海那邊的結構工程師——日本考察拾遺

談起註冊考試，大家估計都有一肚子的苦水，想起自己挑燈夜戰的日日夜夜，還有那些刁鑽變態的題目。在這裡小i也就不展開了，大家都懂。可是比起咱的日本同行，我們還算是幸福的。

在日本如果你要考註冊結構之前，你首先得通過註冊建築師考試。對你沒看錯，也就是說註冊結構工程師都是註冊建築師。驚不驚喜，意不意外。所以說幸福感都是比較出來的，至少小i當時很慶幸生在中國。

因此小i發現日本同事的建築功底都挺強，和建築師討論方案的時候，也不僅局限於結構安全和構件尺寸方面，會討論功能、立面效果、結構體系等各方面的內容。

都說日本結構方案深度深，到底有多深？小i就以一個我配合的項目舉例。

這是一個圖書館的屋面結構方案，跨度25米，屋面採用鋼結構，建築師仙台教授已經70多歲了，白髮蒼蒼。當時我們和他討論方案的時候是晚上九點鐘，會後他說還有兩個會。到底是因為日本老齡化嚴重，還是他太愛他的工作了，七十多歲了還這麼拼。

據負責的結構工程師介紹，前期他們已經做了諸多關於視線分析，結構體系等多方面的分析和比選，我接下來就在這個基礎上繼續進行結構方案比選。

屋蓋平面呈膠囊形，可以被分成兩側半個球殼和中間一個筒殼，於是就可以對球殼和筒殼通過經典方式進行網格劃分，並將其進行排列組合。並對每一種方式進行計算，區分出結構性能好的、一般的、不好的。再從好的當中選出建築效果好的，進行深入分析。

方案比選時會列出如周期、振型、撓度、內力、應力等內容，同時會對建築和結構性能進行評價，評價最高的是三顆星。最終以比選報告的形式和建築師討論。

分析做了兩周，每個方案都要進行計算和結構工程師內部的比選，和建築的討論用了兩小時，最終建築師挑選了一個方案，結構工程師會在此基礎上進行下一步的深化。而所有這些工作也只是結構方案的一個階段，據日本工程師說在我之前他已經做了幾輪方案了，據他估計像我這樣的方案彙報和討論，在方案階段會有幾個甚至十幾個來回。也就是會有上百個方案模型的計算量，這在國內幾乎是無法想像的，一個25米跨度的屋面會做到這麼深。

在事務所小i跟著另一位日本同事做木結構房子，由於在國內沒有接觸過木結構，因此有很多問題想要和日本同事討論。可是日本人的英文水平普遍不高，普及率和發音絕對不如北上廣深，因此我們第一次交流就變得很困難。當時是個周五，小i也沒有放在心上，想著拿本書回去自己琢磨琢磨。

但這位日本同事認真了，周末的時候用了兩天時間，把日本規範上相關重要的信息複印下來並翻譯成英文，為了方便我理解，對典型構件的計算編了例題附在後面。周一上班時90度鞠躬把資料給我，說他自己英文不好，深感歉意，所以準備了資料讓我自己看，還一個勁說對不起。當時小i愣在當場，不知如何是好，也只能跟著一個勁兒的鞠躬，想想當時的情景也甚為好笑。

通過這件事，日本人的認真態度給我留下了深刻的印象。

在日本是沒有工程監理的，而這部分工作就是結構工程師負責的，也就是說工地綁紮鋼筋，吊裝，驗收都會喊工程師過去看，如果出了問題是需要負相關法律責任的。

小i就隨日本同事去參加過一次阻尼器和隔震支座的驗收。建築師、結構工程師、施工單位一起去工廠，工作人員會對設備的相關內容進行介紹，而後對外觀尺寸、平整度、螺栓孔徑等內容進行一一測量，在場的人員要進行記錄，而後一起舉個牌子拍個照，向有關部門證明確實進行過檢查。同時還會隨機挑選一個進行試驗，檢驗其力學性能，全程錄像。

由於多了監理這部分工作，結構工程師對於工程完成度的把握度會高很多，對於工程質量也能夠做到心裡有數。同時責任也越重，考慮到圖紙不清楚會造成後期現場施工問題，自己作為監理也是跑不掉的，就會使得結構工程師努力把圖紙畫細一些，將問題解決在設計階段。

我之前一直感覺模型都是建築的事情，結構模型的象徵意義是大於去實際意義的，電腦三維模型能表達清楚的事情為啥還需要浪費時間去做個實體模型出來。搞不懂為什麼日本工程師這麼喜歡做模型，直到我看到一位工程師準備的施工交底模型。

這是一個木結構，採用榫卯連接。建築師和結構工程師研究了一套拼裝體系和連接方法，為了清楚得告訴施工人員該如何建造，結構設計師用了一周時間用木棒做了一個1:50的模型，到現場用半個小時一步一步拼裝起來，告訴施工人員怎麼操作。

同時為了方便理解，還像樂高積木一樣做了個拼裝說明，用圖畫的方式告訴施工人員，每一步拼裝哪根桿件，怎麼連接。通過這一串神操作，我相信再外行的人也知道該怎麼做了。

對於複雜的節點，也會用硬紙板做一個模型，模擬構件與節點板之間的關係，考察節點傳力是否直接。同時用膠水模擬焊槍，試驗一下是否可以焊得到。

我自己做模型的感悟就是做模型的時候，可以幫助設計師發現原來沒有發現的問題，同時也是設計師與自己設計的房子培養感情的一個過程。結構模型這件事的性價比到底如何，我到現在也沒想明白。有些事說不清哪裡好，但就是替代不了。

計算軟體在國內現在越來越先進，同時手算也離我們越來越遠，現在一棟二層的框架，我也習慣先打開計算軟體再說。而我們的日本同行明顯更習慣手算，並且對各種先進的計算軟體抱有謹慎的態度。日本是個地震多發的國家，可他們60米以下的房子都是用AI演算法算地震力的，AI演算法類似於我們的底部剪力法，將房子簡化為經典的糖葫蘆串模型。

對於每一類結構，日本都有相應的計算「手順」，告訴設計師每一步怎麼算，從老工程師到年輕的工程師都習慣用手順先自己算一遍，最後再用計算軟體對手算結果進行複核。對他們而言，計算軟體僅是輔助工具，如果不經過一遍手算，心裡總是沒底。

對於結構圖紙，也體現了日本人事無巨細的特點，對於已習慣了平法繪圖，有各種統詳的工程師來說，繪圖相當繁瑣。一棟二層房子的擴初設計，每個剖面都要有，節點也要有。最痛苦的是擴初結束後，建築將木房子改為了混凝土房子，前期的圖紙全部作廢。

這點日本同事倒是看得很開，據說每個項目都是這樣的，建築師每天都在改，越是有名的建築師，越是改的厲害。看來全世界的建築師都是一樣的。

去之前都說日本施工質量高，但到底有多高，小i為大家說個小故事。

有天隨金箱老師去參觀一個木結構的工地，在回來路上我正準備誇讚幾句日本的施工質量，金箱老師就提前開口了。他說很抱歉今天帶我去的這個工地不是很好，我問他為什麼，我覺得挺好的啊。他說今天工人安裝的時候還用到了鎚子，這是美國人的方式，日本大工應該切割好後正正好好卡進去。而且今天工地也不是很乾凈，一般木結構的工地去參觀應該穿拖鞋的。小i又被刷新了三觀，頭回聽說工地還嫌我鞋髒的。

後來又去參觀了一個安藤忠雄的項目，看到澆築出的清水混凝土泛著幽光，小i深感震撼，放張圖大家感受一下。

看了這麼多日本結構設計師做的細方面，大家一定和小i有同樣的疑問，那他們設計費多少，設計時間又是多長？於是小i特地向同事打聽了這個關鍵問題。

日本的用設計費大概是設計總造價的10％到15％，而其中結構設計的費用占設計費的15％。大概是每平米設計費600多元人民幣。我國的工程勘察設計收費標準規定是工程總造價5％，相信大多數工程大家都還收不到5％。

設計時長也比我們寬鬆很多，一棟十幾層樓高的商業，設計時長兩年施工時長兩年。再想想我們的高周轉，一天出圖的口號，一把心酸一把淚。

大家一定會想算是找到原因了，為啥他們做的細做的好，他們也不是三頭六臂，說到底還是因為時間長收費高。可是為什麼他們設計市場的環境好呢？到底是由於收費低所以我們工作越做越粗，還是我們工作越做越簡化所以越來越不值錢。我想是值得我們所有從業者深思的一個問題。

今天小i為大家整理了一些日本的見聞，由於時間還比較短，很多方面肯定還是比較片面，只局限在我所接觸到的人和事。如大家有感觸，想吐槽，歡迎評論轉發，小i扶你上牆。

最後是一張住所後的櫻花樹，紀念我這日本的半年光陰。

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