【摘要】結合筆者工作經驗，指出了結構工程師的必備知識、推薦學習順序及需要達到的最低專業(yè)水平并舉例進行了說明，最后討論了結構工程師的發(fā)展方向。

【關鍵詞】結構工程師； 成長路徑； 結構工程師必備知識； 結構工程師發(fā)展方向

【中圖分類號】TU318.2【文獻標志碼】A

［定稿日期］2023-02-07

［作者簡介］耿強（1984—），男，本科，高級工程師，一級注冊結構工程師，從事工業(yè)與民用建筑結構設計研究工作。

0 引言

大部分結構工程師都會面對不斷重復的工作內容，不知道該從何處下手提升自己的技術水平；并且隨著城市化進程接近尾聲，越發(fā)覺得前途堪憂。本文將結合筆者工作經驗對結構工程師的成長路徑及發(fā)展方向給出自己的見解，希望起到拋磚引玉的作用。

1 結構工程師的成長路徑

1.1 結構工程師的必備知識及運用舉例

1.1.1 高等數(shù)學與三大力學

高等數(shù)學、理論力學、材料力學、結構力學，最重要的四門科目，是每一個結構工程師都應該熟練掌握的內容。

高等數(shù)學是理解力學原理的有力工具，不理解高等數(shù)學中的一些知識，就沒法深入理解力學原理。比如在材料力學中，應力的概念就用到了極限的知識、應力與內力的關系就用到了積分的知識；再比如結構力學中荷載與內力的微分關系用到了微分的知識等等。

計算軟件的發(fā)展讓很多結構工程師誤以為作為一名結構工程師只要會操作軟件進行計算即可，于是不遺余力地去學習各種軟件的操作，浪費了大把時間，卻對技術的提高沒有幫助。實際上，力學作為結構工程師的看家本領，在實踐中起到了舉足輕重的作用，可以說沒有力學概念的結構工程師就無法作好設計，甚至都不能稱為是結構工程師，將舉例說明力學概念在實踐中的應用。

比如說單樁承臺2個方向或兩樁承臺的短邊方向柱底彎矩傳遞的問題，力學概念良好的結構工程師，能感知到力的傳遞，知曉承臺樁計算時，只考慮了樁承擔壓力或者拉力，并沒有考慮其承受彎矩，故樁和承臺的連接應視為鉸接，那么單樁承臺2個方向或兩樁承臺的短邊方向就無法通過單樁的一側受拉一側受壓去抵抗柱底彎矩。所以，必須要在相應方向承臺上設置拉梁去承擔柱底全部的彎矩。也有的結構工程師根據JGJ 94-2008《建筑樁基技術規(guī)范》第4.2.6條規(guī)定，設置了拉梁，但是對其作用并不知曉，于是對于拉梁僅采用構造配筋。還有的結構工程師直接將承臺設置在室外地坪標高，地梁就直接錨入承臺，當承臺埋深滿足要求的情況下，這當然是可以的，但是模型計算要與實際受力情況相一致。很多時候模型計算中地梁仍然是與柱子進行連接，而這種算法僅僅是作為框架梁參與上部結構受力而與柱底彎矩的傳遞沒有什么關系。正確的做法是按實際情況進行建模，在上部結構建模中取消地梁層，而在基礎計算模型中設置拉梁考慮全部柱底彎矩并增加梁上荷載。由以上可以看出，如果沒有力學概念，就算規(guī)范有明確的規(guī)定，依然容易做出不合格的結構。

再比如說滑動支座樓梯的計算，常見的做法是梯板與平臺板分開考慮，梯板按下端鉸接上端固接進行計算，而平臺板的尺寸由于每個項目差異不大，所以常常采用一個固定的板厚及配筋，這種做法實際上是欠妥的。因為，梯板與其上側的平臺板是聯(lián)合受力的，正如梁左、右兩側的樓板一樣，可以將2塊板的受力簡化為連續(xù)梁受力模式，那么梯梁左、右兩側板的彎矩應該是連續(xù)的，見圖1。正確的做法是，計算梯板時，考慮平臺板與梯板聯(lián)合受力，平臺板的板厚及配筋滿足相應的計算要求。沒有力學概念作為支撐是無從知曉的。

1.1.2 相關結構設計規(guī)范

規(guī)范是行業(yè)內專家智慧的結晶，經歷過多年的實踐檢驗，并不斷地更新?lián)Q代，是結構工程師設計的依據，只有深入理解并掌握了規(guī)范，才能靈活地運用。

比如，建設方對結構含鋼量要求很高，這時就要求盡量按規(guī)范的最低要求去實現(xiàn)這個建筑設計，并且還必須滿足安全性要求，如果對規(guī)范不熟悉，只按著常規(guī)的做法去做，勢必是無法滿足建設方要求的。

1.1.3 計算軟件的說明書

計算軟件是重要設計工具，但需要注意它不是萬能的，只是經過一系列簡化的程序，需要去了解各個參數(shù)的含義及計算假設，才能靈活地運用，就像戰(zhàn)士上戰(zhàn)場需要了解自己的武器一樣。

比如，計算軟件中建了懸挑板，那么與懸挑板相連的梁是否考慮了扭矩的作用，這就需要去看受力圖及相關說明書的解釋，如果沒有勾選相應參數(shù)，該梁內側也沒有樓板約束，那么該梁就是偏于不安全的。

1.1.4 結構專業(yè)相關圖集

圖集是保證工程質量與提高設計速度的重要工具。繪制節(jié)點詳圖、施工現(xiàn)場驗收、施工現(xiàn)場問題處理，引用圖集大樣等都需要結構工程師對圖集了如指掌。

比如柱子的配筋，如果上層柱子的鋼筋比下層柱少，根據圖集的作法，下層柱子的多余鋼筋將會向上有個1.2 laE的錨固長度。而實際上，很多時候都可以避免這種不必要的錨固所造成的浪費及節(jié)點鋼筋太多導致的混凝土振搗困難，只需保證上、下層柱子相應方向的鋼筋數(shù)量及位置相同即可，這在大多數(shù)情況下是可以做到的。由此可見，如果不了解圖集的相關連接作法，就很容易陷入只考慮配筋大小，而忽略實際做法的問題，造成施工困難及不必要的浪費。

再比如說，次梁端部的錨固，當充分利用鋼筋的抗拉強度時錨固長度為0.6 lab，而設計按鉸接時為0.35 lab。很多時候，計算模型中次梁端部并沒有特意設置為鉸接，即模型是按剛接進行計算，而實際上，由于次梁端部的錨固長度很難達到0.6 lab（主梁不夠寬），也就出現(xiàn)了計算假定與實際情況不一致的問題，造成次梁邊跨支座鋼筋配置偏大，而底部鋼筋又配置偏小的問題。

1.1.5 結構專業(yè)相關論文

每個人通過做項目獲取經驗是有限的，而論文提供了一個了解各種不同項目的機會，通過閱讀學習論文，可以知曉行業(yè)發(fā)展的前沿，學習他人項目的經驗。

比如某項目存在大跨度上人屋面，由于自己沒有相關項目經驗，通過查找專業(yè)論文，學習他人的作法，比選提煉以后，再用到實際項目上去，最后順利完成項目。

1.2 結構工程師必備知識的推薦學習順序及需要達到的水平

結構工程師需要具備的知識很多，這些知識的學習是有先后順序的，就像不可能不上小學就直接上大學一樣。同樣的，不是說每一項都需要學到行業(yè)專家的水平，實際上是不可能也沒有必要的，能達到可以靈活運用的水平即可，接下來介紹學習順序及需要達到的深度。

首先是高等數(shù)學，理論力學，材料力學，結構力學，這4門學科達到可以通過一級注冊結構工程師基礎考試的水平即可，如果這4門基礎好，幾乎不用怎么準備就可以一次通過考試。

其次是結構相關規(guī)范的學習達到能通過一級注冊結構工程師專業(yè)考試的水平，學習規(guī)范最好的辦法就是備考注冊考試，通過做題可以深刻理解規(guī)范。

上述是偏理論方面的學習，對于軟件說明書、圖集、論文則需要在工作實踐中兼并著學習。對軟件說明書的學習需要達到對常做項目類型的每一個設計參數(shù)均理解其含義及適用條件。對圖集的學習需要達到對常做項目類型，看到平法標注后，腦中能清晰地浮現(xiàn)其鋼筋的連接與錨固等做法。對論文的學習，分為被動學習與主動學習。對于被動學習，比如遇到某個超出自身經驗的項目，可以通過查閱相關論文資料，學習前輩的做法。對于主動學習，在自身水平已經比較高了，感覺平時的項目已經無法讓自身水平繼續(xù)提升，此時可以通過定期閱讀論文，讓自身知識水平始終處于行業(yè)領先地位。

2 結構工程師的發(fā)展方向探究

從西方發(fā)達國家建筑工程的發(fā)展歷史進程來看，建筑業(yè)的發(fā)展大致需要經歷3個階段：①第一階段是大規(guī)模進行新建建設項目的時期；②第二階段是新建項目和維修改造項目并存的時期；③第三階段則是提 升既有建筑改造加固水平、重點發(fā)展現(xiàn)代化加固改造維修技術的時期［2］。建筑行業(yè)一直以來是我國國民經濟的支柱行業(yè)［3］。然而，隨著我國經濟迅速發(fā)展、國民生活水平提高、就業(yè)機會增多，建筑行業(yè)對新生代農民工吸引力嚴重不足，在職施工人員老齡化、用工人員緊缺等問題凸顯［4］；同時，國家對不合理、盲目新建的現(xiàn)象開始進行嚴格管控［5］。新建建筑項目數(shù)量增長率開始放緩，而我國對既有建筑的維護、加固加層改造的需求量年增長50%以上［6］。

從上述內容不難看出，我國明顯已經進入了第二階段，改造加固項目將是未來的主題，對只會做新建項目的結構工程師來說，提前學習相關的知識理論，為后續(xù)項目類型的轉變打基礎，顯得尤為重要。

3 結束語

本文指出了結構工程師至少應該具備的知識及其需要達到的專業(yè)水平并舉例進行了說明，最后探討了結構工程師的發(fā)展方向，可以為廣大結構工程師及即將踏入結構設計行業(yè)的同仁提供參考。

參考文獻

［1］ 建筑樁基技術規(guī)范： JGJ94-2008［S］.2008年版.北京：中國建筑工業(yè)出版社.

［2］ 董有，鞠樹森. 既有建筑砌體結構、混凝土結構加層技術淺析［J］. 中國勘察設計，2012（9）：90-93.

［3］ 陳峰，梁戰(zhàn)平. 政府競爭情報與企業(yè)競爭情報的互動與融合［J］. 中國軟科學，2003（4）：100-104.

［4］ 唐菁菁. 勞動力成本上漲推動的建筑業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究 ［D］. 武漢：華中科技大學，2013.

［5］ 住房和城鄉(xiāng)建設部，國家發(fā)展和改革委員會. 住房和城鄉(xiāng)建設部國家發(fā)展改革委關于進一步加強城市與建筑風貌管理的通知［EB/OL］.（2020-04-27）［2021-03-30］. http：//www.mohurd.gov.cn/jzjnykj/202004/t20200429_245239.html.

［6］ 李淑珍. 既有建筑抗震加固改造設計項目的風險管理研究［D］. 北京：中國科學院大學，2016.