土木吧丨结构工程师如何“画图”杂谈（八）
（2）基坑、电梯坑的绘制与标记
注意，底坑底标高必须在平面图中标注。很多人会漏标注，让读者在剖面图中找，这是不对的。标注有侧墙的底坑或电梯底坑时，应先标注底坑的位置（建筑或工艺条件的直接对应关系应放在第一位，核对人员不应使用计算器计算），然后再以不同尺寸标注底坑壁的尺寸（结构本身应放在第二位）。红字标注方法是不合适的。
（3）墙体开口处的隐梁与明梁
墙体洞口处的梁有隐梁、明梁两种，明梁截面大于楼板厚度，但有时不允许梁高出楼板面，所以下沉画法与隐梁无异，需要在详细剖面图中表达出来。
说到洞口隐梁，就不得不说一下隐梁的设计理念。很多人把洞口隐梁当做结构钢筋，隐梁的实际高度和楼板一样，只是配设了更多的纵向钢筋和箍筋。我们一般做简化计算的时候，都说楼板支在梁上，或者次梁支在主梁上，也就是说支构件的线刚度至少要比被支构件大4倍以上。但隐梁的截面和楼板一样，虽然钢筋的E值比混凝土的E值大，但贡献的EI毕竟有限。所以，比如单向基础楼板，洞口跨度不能大于楼板跨度的四分之一，否则按支在隐梁上计算楼板是不安全的。
我们曾经委托一家设计院做一个住宅项目，一位很有经验的中年结构工程师做了一个很薄的基础筏板，他自信满满的解释说按照每个房间四周的墙体和暗梁支撑的基础板，计算冲切、剪切、弯曲都没有问题。我问他暗梁的刚度是否足够，因为有些洞口很大，甚至超过3米。他愣了半天说：“哎呀！我忽略了这个问题，用墙体和暗梁把复杂的板分成规则的板，手工计算板厚，好像存在支撑刚度不足，板计算不安全的问题。我赶紧回去用有限元法计算板厚和配筋”。我说：“没必要，你的设计思路很好，有限元法虽然可以计算复杂板的应力和配筋，但对于基础来说没那么准确，还不如把梁分开，用简单的手工计算来解决，概念比较清晰，梁不能翻起来，可以把它下沉，增加梁的截面，板也不用加厚，是不是很简单？”
梁截面的下沉必须用截面来表达，不能简单地用钢筋标记法来表达，以免造成误解，如下图所示：
从剖面还可以看出，柱周围的基坑、基础梁或加厚基础底板都必须有坡度，如果严格从视图的角度来画，也应该画坡度线。上述加厚筏板（单基础加防水板）、基坑等平面图其实是简化了的，准确的画法应该是这样的：
我在南方工作的时候，一个同事要画基础的斜线，基础看上去就像很多条虚线挤在一起一样。他是个很严谨的人，从这一点就可以看出他的画不会出现不分实线和虚线的视图错误。我是反对这种画法的。其实现在没人这么画了，因为斜度是下沉基础的通行做法，只要在剖面图上标注是45度还是60度就行了。也就是说，如果读者的理解没有偏差，我们可以尽量简化，没必要按照视图来画。
（4）独立基础加防水板
这种基本结构形式需要很多结构概念，2000年看到一本结构专业书介绍了一种觉得非常好的结构形式，在北京CBD温莎大道裙楼地下车库的设计中就采用了这种结构形式。两三年后，北京技术措施院又引入了这种基本形式，基本平面图如下图所示：
基础结构图并不复杂，贴个剖面图就很容易解释清楚了。但是靠近底座的水坑让我犹豫了好久。我觉得如果不把局部剖面图解释清楚，施工队就很难进行施工。于是剖面图就变成了这样：
注：省略垫层，软垫层与基础之间设混凝土垫层及防水层。
带防水板的单体基础计算要考虑的因素很多，当时这种结构刚开始应用，参考资料不多，书中只介绍了一种方案，没有具体的计算。我根据自己对结构概念的理解去设计，比如深度三层的基础是否可以修正，修正多少？如何考虑人防底板荷载（规范中没有架空基础底板人防荷载的数值），防水板的正反计算等。但还是有一个漏洞，防水板的浮力引起的单体基础边缘线性荷载没有在计算中考虑。看了朱秉银的书后才意识到这一点。幸好结构设计最不利工况不一定出现或者即使出现，结构还有一定的安全系数。
刚做完这个项目，我就参加了职院考核的面试环节，评委问的其中一道题目是简单描述几种人防构件和设计要注意的问题。在讲到防水板的人防荷载时，我描述了人防底板荷载取值的原理和与架空防水板的区别，以及我是怎么考虑的。评委可能以前都没想过这个问题，但居然跟我讨论了一下。讨论完之后，面试时间到了，也没法再问其他问题了，后来高级工程师一致通过了。我讲这个故事是想说结构工程师不是看你懂多少规程，而是要学会思考，要乐于思考。评委可能也认识能深入思考这个问题的人，所以没必要问其他一般的设计理念。
这个项目的单体基础加防水板的计算问题不大，让我头疼的是有很多基坑，电梯，还有一些设备基础，画图的时候感觉眼花缭乱。本来一般的筏板基础是不需要剖面的，但是架空之后，很担心施工单位不懂图纸的内涵，施工失误。软垫建在单体基础范围内，影响基础受力面积，又超出单体基础投影范围，担心地基土会把防水板压裂，我不得不加上四五个全A1的剖面详图。这些剖面图画了两天，我不得不加班加点。即便如此，施工单位还是有很多不解之处，要反复解释才明白，有时还搞得一头雾水。不知道现在这个单体基础加防水板的大量图纸是怎么表达的，是不是我多虑了？
当时没有图集，也没有技术措施，我看的参考书上说软垫层是干陶粒，施工单位抱怨走在上面会被踩坏，根本没法铺垫层，我们商量着掺少量水泥砂浆勉强行行之，但不清楚陶粒的强度能否满足设计设想。
我后来总结了设计、制图、施工中的一些问题，觉得虽然从理论上来说这是一种很好的基础形式，但在实际应用中未必如此。本来的目的是为了减小沉降差异，节省材料，但基础无法矫正，防水板正荷载增大，反基础边线荷载的不利影响导致单体基础过大。没有达到节省材料和减小沉降差异的目的，所以以后尽量不采用这种基础结构形式。
（5）桩基承台加防水板
此种结构一般为带地下室但不设基础筏板的桩帽结构，防水板既起拉梁作用，又起防水作用。很多人做此种结构时，只是简单画出桩帽平面，然后加防水板的加固截面，这是不恰当的。防水板与筏板虽然在结构上受力不同，但画图上应该没有区别，建议按照单基础加防水板的方法画。如果没有垫层（其实大多数情况下是不需要设置的），截面关系并不复杂。除了帽顶侧壁用的是直模或者砖胎膜外，与一般的筏板无异，如下图所示：
注：上图中，桩、基座、防水板（或基座拉力梁）、柱（墙）等构件需要放在一起画，可以同时标注。对于简单的工程，这无疑是一种更简洁高效的画图方式。对于非常复杂的工程，可以考虑分开画。
（6）斜坡建筑的基本画法
山地地形往往造成基础处于不同标高或部分地下楼层与局部基础处于同一标高，示意图如下：
此时建议将标高相近的楼板与基础模板按图中剖面一起画出，不宜分开画出。图名可为：地下二层楼板（轴1至轴10）与基础模板（轴10至轴15）平面图。地下室楼板与相邻基础之间以挡土墙隔开。这样画的好处是可以充分表达楼板、基础、挡土墙之间的关系，如基础梁或防水板与楼板梁、板的连接等，也便于人们了解斜坡建筑的空间标高关系。
画图和结构受力不同，受力分析需要对力学模型进行简化，对零部件进行分类分析，画图的基本原理是视图和标注，所以准确表达这种完整的几何关系至关重要。
3. 如何粉刷屋顶
（1）平屋顶
屋顶与一般楼面的主要区别有：
大部分的柱子都没有向上延伸，所以柱子应该是虚线，很多人把它画成实线，甚至还涂成灰色，这是不对的。
局部升高的柱、墙、梁应抹灰。
应标明混凝土女儿墙的厚度、顶面标高，并清晰表达装饰女儿墙及其他装饰构件。
人孔及边墙的表达与基坑边墙的表达及标记类似。
屋顶模板如下图所示：
屋面板下面的梁或墙都是虚线，无法用平面区分。见过很牛的小伙子画图把墙体下面的虚线都填上混凝土符号，然后加文字说在填满的混凝土符号下面是剪力墙。看似表达很完美，其实没必要，因为混凝土墙的位置肯定已经在下层结构平面表达出来了。对于屋面板模板，没必要表达，如果一定要表达，应该按照制图规范用现浇剖面法区分梁、墙。除非有特殊情况（比如人防墙与普通墙体的区别），否则不要自创填充表达。
（2）斜屋顶
坡屋面模板平面应明确标出屋面上各斜板交线的位置和标高。为防卫，一般标出脊线的位置和标高；轴线处的板标高等。天窗的平面位置、脊线标高、坡度等应在平面图上画出。多数情况下需加上整体剖面图或现场剖面图来表达。
倾斜屋顶的模板更为复杂，但由于我手头没有任何好的例子，所以我不得不忽略该插图。
四、随想
杂谈我已经写到第八部分了，这种漫无边际的闲聊确实很烦人，不过我觉得如果要讨论工程师如何画图的话，只能用杂谈的形式了。
工程设计包括制图，不是理论，而是实践技能。假设一个人读完了大学甚至博士，把所有的设计规范、制图标准都看过了，第一次做具体项目时，如果没有经验丰富的工程师指导，可能连一个门卫室都设计不出来。对于刚刚入行的年轻人，传统的老师言传身教甚至手把手培训的方式，仍然是最有效的方式，这是由这个行业的特点决定的。
一位担任设计院院长的朋友自豪地告诉我，他们的项目报告已经开始使用虚拟三维可视化技术，但我对这项技术的发展深感忧虑。传统手绘时代的“慢”节奏适应了人脑的思维方式。没有几万年的进化，人脑的思维方式可能永远也赶不上现代计算机技术的“快”。建筑设计复杂的空间关系（特别是客户要求的反复修改）的根本解决，还是依靠人脑的综合模糊判断、宏观思考和对细节的把握。而目前的现实是，我们的肉脑要拼命工作才能跟上这台机器的快节奏和准确度，这也是设计师越来越累的原因之一。
工程BIM设计技术（不包括建筑BIM应用）是各专业大量信息的精准、精细化组合，极大地方便了施工、业主等BIM模型使用者。但这些信息的获取和拼装还是靠人脑，而不是像一般工业那样大数据的自动化获取。人脑的局限性和高科技的矛盾越来越大，导致高科技外衣下的粗糙设计，人脑的无限疲劳。这就是我们设计行业的哲学，Big，需要我们认真思考设计的未来在哪里？虽然我的这些随笔离新技术越来越远，但有时候还是需要停下来回头看看自己踏出的路，也就是不忘初心。我一直试图告诉年轻人的，不仅仅是一张看起来顺眼的图纸，还有一种快速高效的传统画图方式，可以及时发现问题，方便修改。虽然不能解决钢量压力和甲方反复修改，但至少可以提高一点效率。
我十几年很少画图了，有些想法可能已经过时了，也很难体会一线工程师的工作压力，所以我的胡言乱语可能说得轻松无痛。就像设计院嘲讽审稿机构一样，他们每天只知道搬弄是非，然后和恨不得长出三头六臂的设计师，老绅士般地和客户打交道，谈论对规范的理解，有点同频共振的感觉。但审稿人的职责就是搬弄是非！我的职责不是去看别人画图的问题，写文章是我对目前很多画图问题的个人感受。有看文章的人恭敬地称我为大师，也有人说是胡说八道，其实都无所谓，如果文章中的观点对大家有帮助，我就很开心了，哪怕有些错误，也不会对设计师的工作造成任何阻碍。
我在蓝图担任土木建筑设计院院长十余年，对刚毕业的年轻人，我会在制图方面给予指导和严格要求，希望他们能够快速成长。对于已经工作几年的，我基本不再提我文章中提到的制图问题，以免给他们压力。但我还是希望他们能看到我在土木论坛上发布的文章，这样我可以将我认为正确的概念传递给大家，也可以对他们认为错误的说法一笑置之。
感谢图木巴平台，很多读者的评论给了我很大的鼓励，一些不同的观点也纠正了我的认识，这是让我继续写下去的动力来源。
2020 年 6 月 23 日
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