建筑結構的表達要素研究

摘 要： 在分析比對各種建筑結構施工圖的基礎上，分類整理了結構系統和結構構件的表達要素，歸納出結構系統描述三環節和結構構件表達六要素的結論。運用這一結論，可以幫助土木建筑類專業教師做好施工圖識讀教學和學業評價，建筑結構設計人員全面自查設計圖紙，校審人員檢查設計草圖中的錯、漏、碰，施工技術人員快速查找圖紙中的問題和完整確定隱蔽資料指標項目等。

關鍵詞： 結構系統描述三環節；構件表達六要素；基本要素；擴展要素

中圖分類號： TU-80 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-8153（2016）06-0110-04

一、問題的提出

建筑結構施工圖是描述結構系統和結構構件的工程文件。由于建筑的平面形狀和外觀形態豐富多彩，造成其結構構件和結構系統千差萬別，表達結構系統和結構構件的結構施工圖也就各不相同。表達對象的千變萬化給結構設計、結構施工圖識讀、施工隱蔽資料編寫的初學者帶來了不少的麻煩。設計初學者所設計的結構施工圖經常出現錯、漏、碰現象；識圖初學者往往對施工圖一知半解，難以查出問題；施工資料編制初學者所做的隱蔽資料常常出現漏項、圖文不符等現象。歸根結底，還是因為缺少對結構構件表達和結構系統表述規律的總結，單憑個人認知和工作經驗。歸納總結結構系統描述和結構構件表達的通用規律，設計者按照規律一一描述，識圖者按照規律一一核對，資料編制者對照規律設置各級指標是土木建筑從業者的共同愿望。

二、研究與歸納

1. 結構構件與結構系統

建筑物中的每一個柱、梁、板、墻以及基礎等都被固定在建筑物中的某個特定位置，承擔著建筑物某部分的重量，是建筑結構的一部分，稱為結構構件。這些結構構件相互牢固連接，形成穩定的系統，用以承擔建筑重量和抵抗地震作用，這個系統稱為結構系統[1]1-2。

表面上看，結構構件通常是簡單的幾何體，或者是由若干簡單幾何體通過疊加、扣減和相交而形成復合形體。結構系統則是由若干結構構件通過一定規律組合起來的空間結構框架。表達結構構件時，可以通過繪制構件三視圖和輔助剖面圖的方法，用構件大樣圖的方式來表達。表達結構系統則不同，由于結構系統是空間框架，在平面圖中描述時，首先需要將組成這個結構系統的結構構件分為若干構件類（如：柱、梁、板）和構件組（按照構件所在層分）[1]7，然后依次完整描述各構件類（組），最后描述各構件類（組）之間的連接方法即可。

2. 結構構件的表達要素

（1）單材質通用構件的表達。表達單材質結構構件（如鋼梁）只需要清楚表達其形態、尺度和材料三個要素就可以了。通常用三視圖表達構件形態，用尺寸標注表達構件尺度，用文字說明表達構件材料。形態、尺度和材料稱為構件表達的基本要素。

（2）多材質結構構件表達。項目建設過程中，不可避免需要對部分構件進行變更。編寫變更文件時，經常需要提及這些構件，如果構件沒有代號或名稱，難以表述。因此，應該給每一個構件確定一個代號或名稱。其次，每一個構件在建筑中的位置都是唯一確定的，設計者應該規定好每一個構件的空間位置。建筑中的結構構件（如混凝土柱）通常是由多種材料組成的，這些材料各自占多少比例，如何搭配，如何連接，也就是構造。名稱、位置和構造稱為構件表達的擴展要素。

（3）結構構件表達六要素。結構構件表達的基本要素和擴展要素合并起來，稱為構件表達六要素。在建筑結構施工圖中，有的構件需要完整表達六個要素，有的可能只需要專門表達兩三個要素就可以了。例如：表達鋼筋混凝土柱需要六個要素很完整。在柱平法施工圖中繪制截面形狀，可以判斷其形態是矩形體還是圓柱體；在柱結構平法施工圖中的集中標注，可知其截面尺寸，通過層高表可得知其高度；通過結構設計總說明可以找到柱混凝土和鋼筋材料等級；通過集中標注，可以獲得名稱信息；通過柱平法施工圖中的定位尺寸標注，能夠得知柱與兩個方向軸線的平面關系，通過層高表可以獲得柱底標高和柱頂標高信息。柱體內部的鋼筋構造是通過引用《平法圖集》中的構造詳圖[2]間接表達的。再比如：表達砌體結構中的砌體墻時，結構設計通常比較簡單，不需要表達構件名稱，不需要單獨表達構件形狀，不需要單獨表達構件尺寸，甚至構件的位置和構造都表達得比較模糊，只需要在“結構設計總說明”中說明了砌筑塊材和砂漿材料等級就可以了。實際上，不管什么樣的結構構件，其表達的六要素都必須是完整的。那些只需要表達兩三個要素的結構構件，它的其他要素已經在建筑專業設計圖中表達清楚了，因此，在結構設計中可不必贅述。

3. 結構系統的描述三環節

在結構構件表達完善的基礎上，描述結構系統時，需要確定每一個構件之間的位置關系，標注出構件名稱，并詳細描述各結構構件之間是如何連接的。構件名稱、構件定位以及構件連接稱為結構系統描述三環節。分析大量結構施工圖可知，構件名稱和構件定位描述是通過在結構平面布置圖中標注構件名稱，標注軸線定位尺寸和構件頂、底標高來完成的，而構件連接都是通過引用《平法圖集》[2] 中的通用構造詳圖間接描述的。

三、研究的結果

通過研究和總結可以看出，建筑結構的表達首先必須清楚表達每一個結構構件，然后描述各構件之間的位置關系和連接方法。也就是依次完成構件的六要素表達和系統的三環節描述。部分構件的個別要素需要省略表達的，應滿足設計者和讀者共知的前提條件。

四、結果的運用

1. 可用于建筑結構施工圖識讀課程的教學和學習效果的評價之中

《建筑結構施工圖識讀》是土木建筑類專業學生必備的基礎技能課程，是繼續學好后續專業課程的前提，因此，學好這門課程十分必要。但是，這門課程的教學存在兩個難題。第一是學什么，如何學，第二就是如何評價學習效果。按照本文結論，教師在給學生提供施工圖紙的前提下，設計一套結構構件六要素查找填寫任務單和結構系統描述環節查找填寫任務單，要求學生學習讀圖之后填寫任務單，檢查任務單填寫的正確性可以判斷學生的學習效果。該方法既可以用于平時的教學訓練，也可以用于學生的學習效果評價。

2.可為結構設計人員自查設計圖紙的完整性提供參考

如今，建筑結構設計基本依賴成熟的軟件人機交互完成。由于設計人員對軟件的熟練程度不同、建筑專業資料變化、校對提出修改等原因，不斷修改設計文件的現象經常發生。稍不留意，就會導致結構構件表達要素的遺漏、重復或自相矛盾。有了構件表達六要素和系統表達三環節的認識，可以幫助設計人員逐一自查設計文件，避免出現錯、漏、碰現象。

3. 可為結構設計校對、施工圖審查、施工技術人員查找設計問題提供參考

結構校對、施工圖審查、施工技術人員拿到圖紙后，需要在短時間內找到設計文件中的錯、漏、碰問題，提出修改意見或編制圖紙會審疑問記錄等。有了構件表達六要素和系統表達三環節的認識，可以對構件逐一檢查，大大提高讀圖效率，及時發現圖紙問題，避免施工錯誤的出現。

4. 可為施工隱蔽資料編制人員編制描述指標提供參考

建筑施工隱蔽資料是施工中各隱蔽工程的記錄文件，是工程結算的依據，完整記錄隱蔽工程的各項指標可以避免后續工作的許多麻煩。因此，施工隱蔽資料的表達指標應該全面具體，圖文一致。有了構件表達六要素和系統表達三環節的認識，就可以核對表格資料中的描述指標是否完整全面。

[參考文獻]

[1]黃朝廣.混凝土結構平法施工圖識讀[M].武漢：華中科技大學出版社，2016.

[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部，中國建筑標準設計研究院.混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖[M].北京：中國計劃出版社.

Abstract： Based on the analysis and comparison of various structural working drawings，this paper sorts expression elements of structural system and components，and thus concludes three points of structural system description and six elements of building component expression. This conclusion can help civil construction teachers with class teaching in construction drawing reading and academic evaluation， and help building structure designers examine design drawings comprehensively，and proofreading personnel detect errors，missing points，and discrepancies in drawings，and the construction technical personnel can quickly find problems with the drawings and decide all indexes for hidden information.

Key words： three points of structural system description；six elements of building component expression；basic elements；extension elements