結構工程師和建築師對一棟建築關心的內容有什麼差別?
結構工程師就是土木工程師嗎?建築師和結構工程師真的像傳說中的那樣,一個負責「美」,一個負責「穩」,兩個工種合作時的共識是「不塌」嗎?對一棟建築的設計施工,兩方一直都在參與嗎?在這個過程中,誰更容易「佔上風」呢?
這個問題算得上是老生常談了。我也回答過類似的,再說一下這個問題吧。
建築學側重於「美」,這是一種很普遍的誤解。很多人以為建築師就像藝術家一樣飄逸洒脫,結果去學了建築學,一下就傻眼了。
想一下你日常生活中的例子,就能明白建築學的研究對象是什麼。去一家大型綜合醫院看一下:門診和急診為什麼這樣安排?既能共同利用化驗、拿葯,又不互相干擾。急性傳染病人的就醫路線在哪裡?是如何跟非傳染病區隔離的?護士站設置在什麼位置?既能節省空間,服務範圍又能覆蓋盡量多的病床。去火車站看一下:檢票後的區域和不需買票就能進入的區域是如何隔離的?上車旅客和下車旅客的流線怎麼安排?那麼多旅客上廁所、喝開水的需求怎麼滿足?廁所怎麼設置的既合理又方便?
去小區看一下:怎麼讓每棟樓都能享受到通風和日照?不同高度的住宅如何安排,才能既有日照,又不會侵犯隱私?小區的地下車庫出入口怎麼安排,方便每棟樓的用戶出入停車?小區的幼兒園設置在哪裡?既不會太吵,也不會不見陽光?看一下你自己的房子或者宿舍:為什麼窗檯是這麼高?既不會太矮導致不安全,也不會太高導致不方便往外看。為什麼樓梯的尺寸是這樣的,不會太陡也不會太緩,爬起來不吃力,剛剛好。看一下你的教學樓:為什麼樓梯要比住宅樓的寬?為什麼寬度剛剛好能滿足下課時的人流?男女廁所怎麼設置合理?怎麼保證下課的時候女生不至於集中排隊上廁所?去大商場看一下:樓梯和電梯是怎麼設置的?電梯旁為什麼要有防火捲簾?失火了怎麼保證大家能快速的找到樓梯下樓疏散?這樣的例子有很多很多,美觀固然重要,但這只是一個方面,而且可能是最不重要的一個方面。而土木工程,範圍很廣。包括岩土、隧道、橋樑、港口等等。在一般的建築物設計施工中與建築師配合的,成為一般狹義上的結構工程,研究任務是保證建築的結實和安全,再直白點,就是在地震、風、溫度、恐怖襲擊等外部因素作用下保證建築物不倒塌不破壞。這是一個很艱巨的任務,責任也很重大。一定程度上,這也是門藝術,需要人類最高端的創造力。金字塔、長城、索菲亞大教堂、埃菲爾鐵塔、帝國大廈、金門大橋、布魯克林大橋等等人類文明的標誌,同樣也是結構工程的偉大成就。
地震了,怎麼保證房子不倒塌?地基土很差,怎麼樣處理地基從而保證房子可以不像比薩斜塔那樣?颱風來了,怎麼保證房子是安全的,不至於像美國颶風那樣把房子都吹倒?要做一個電影院或者大禮堂,怎麼樣做到幾十米的空間里沒有一根柱子?要做一個鳥巢那樣的體育場,怎麼樣讓觀眾席頭頂上的頂棚可以懸挑這麼遠?在真正的設計中,雙方是合作的關係,一直貫穿與整個設計過程。而好的理想化的關係,我覺得是像相聲的逗哏和捧哏,相得益彰。
不多說了,用幾幅我手邊的圖來說明問題吧。第一個例子是我做的一個高層住宅:
這是建築師眼中的住宅一部分:這張建築平面圖表示了空間用途分類(客廳、卧室、陽台、衛生間、廚房)、門窗尺寸、欄杆、地面排水坡度、結構剪力牆(塗黑牆體)、填充牆體(不塗黑牆體)、空調室內機和室外機的預定位置、雨水管和地漏的位置。這是結構工程師眼中的相應部分的框架梁和連梁:這張結構梁平面圖表示了該區域所有框架梁、連梁和次梁的位置、類型、編號、截面尺寸,每根梁縱筋和箍筋的根數、級別、直徑、間距。這些都是通過相應計算得來的。這是結構工程師眼中的相應部分的剪力牆:這張牆體平面圖表示了剪力牆的位置和尺寸,邊緣構件(暗柱)的位置、尺寸、類型、編號。每個邊緣構件還有相對應的放大詳圖,表示它內含鋼筋的根數、直徑、級別、間距。第二個例子是我做的一個學校體育館:
這是建築師眼中的體育館:這張建築師製作的效果圖主要用途是和甲方交流,讓投資方了解將來他們的房子建成後是什麼樣子的。此外,也要拿效果圖和政府規劃部門溝通,確定符合規劃要求(比如不能在古建築特色街區內或者附近修建很突兀的後現代主義奇形怪狀的建築)。這是結構工程師眼中的體育館:這是我用 Revit Structure 做的BIM數字化結構模型,包括了所有的結構設計信息,所有構件(樁、承台、基礎底板、地下室牆、柱、梁、板、樓梯、屋頂鋼網架)的位置和尺寸。目的是提供給建築師和其他工程師(暖通空調、給排水、電氣等)一個數字化的模型,讓他們了解結構設計的情況,確定結構梁的布置不會導致樓梯的部分位置太矮導致用戶碰頭、布置的設備管道是不是跟結構梁衝突、空調風管是不是需要穿過結構牆體、設備機房內結構梁下的凈高是不是足夠放下龐大的專業設備等等。注意模型里的樁基礎屬於隱蔽工程,深埋在地下,其它外行都不會關心,但這其實是最重要的環節之一。否則,房子就變比薩斜塔了。土木工程師從國外的civil engineering衍生而來的,國內的土木工程學科現在是指大土木,以下覆蓋結構、橋樑、給排水、市政路橋等內容,建築學大多數情況下是作為一個獨立的學科在大學裡面存在的。 對於一般的建築,以住宅為例,是建築師先行進行戶型的設計,外部立面的建築設計,拿出初步的方案,然後結構工程師按照建築設計師給出的初稿進行結構支撐體系設計。雙方在初步設計中會存在大量的結構與建築相互衝突的情況,這種情況下雙方共同協商解決,大多數情況下是建築設計有優先權。當然,現在建築工程總體設計中,會有建設單位,也就是常說的甲方單位全程參與,作為買單的主,甲方的修改意見當然是要盡量執行的,圖紙會一而再再而三的進行修改,這就是網上為什麼那麼多調侃甲方設計方案變更的段子了。
建築師就是這棟樓的男朋友,關心TA漂不漂亮,好不好用,帶出去有沒有面子。結構師就是這棟樓的親媽親爸,丑不醜是次要的,只要TA平平安安的,比啥都強。
樓上已經有專業性很強大的回答了,我來從業主的角度來補充下吧。作為一個開發商,我們前期、中期、後期都是和建築師打交道,告訴他們我們想做什麼樣的產品,有哪些功能上的要求,品質和造價怎麼樣,前期的方案基本上都是建築師的事情,那個時候結構工程師唯一能說得上話的可能就是這個造型結構太複雜,造價會偏高,你要不要再考慮考慮。。。。。通常我們覺得這是個比較常見的造型的話,就不考慮結構的意見了。結構第一次開始和我們打交道是在初步設計的時候,有時候為了考慮新穎的造型,結構抗震超限,需要進行專家論證,然後就是在施工圖階段,大家和各專業都要有個詳細的碰頭會,明確各專業的技術要求,結構也在內,之後就是看結構有沒有梁、柱影響使用功能的,或者結構含鋼量太大的情況。總體來說,建築是怎個建築的龍頭,結構本質上和其他專業一樣,不過結構設計的工程量相對其他專業來說最大,並且和建築之間的關係比較密切,但總體上來說還是配合建築的一個專業。如果結構沒有出現和建築上對不上的地方,施工時也沒有特殊情況出現,那麼結構工程師可能整個項目下來都不用聯繫,但是建築師為了保證整體的效果,不管是總體上還是細節上,整個項目都要從頭跟到尾,什麼時候都離不開
相當於規劃局跟質安站的區別
題主問的是「一棟建築」,後來的說明中又問道結構工程師是否就是土木工程師。
先說後面這個問題。
結構工程師不是土木工程師,土木工程還包括橋樑,水利,市政等等,結構工程師多指建築結構。再說第一個問題。@豬小寶 已經說的很清楚了,我簡單說一下。對於一棟建築來說,建築是關心的是外觀,功能,交通,以及與環境的融合。而結構工程師更關心的是安全,造價,以及真正實施的可能性。
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