建筑结构的表达要素研究

摘 要： 在分析比对各种建筑结构施工图的基础上，分类整理了结构系统和结构构件的表达要素，归纳出结构系统描述三环节和结构构件表达六要素的结论。运用这一结论，可以帮助土木建筑类专业教师做好施工图识读教学和学业评价，建筑结构设计人员全面自查设计图纸，校审人员检查设计草图中的错、漏、碰，施工技术人员快速查找图纸中的问题和完整确定隐蔽资料指标项目等。

关键词： 结构系统描述三环节；构件表达六要素；基本要素；扩展要素

中图分类号： TU-80 文献标识码： A 文章编号： 2095-8153（2016）06-0110-04

一、问题的提出

建筑结构施工图是描述结构系统和结构构件的工程文件。由于建筑的平面形状和外观形态丰富多彩，造成其结构构件和结构系统千差万别，表达结构系统和结构构件的结构施工图也就各不相同。表达对象的千变万化给结构设计、结构施工图识读、施工隐蔽资料编写的初学者带来了不少的麻烦。设计初学者所设计的结构施工图经常出现错、漏、碰现象；识图初学者往往对施工图一知半解，难以查出问题；施工资料编制初学者所做的隐蔽资料常常出现漏项、图文不符等现象。归根结底，还是因为缺少对结构构件表达和结构系统表述规律的总结，单凭个人认知和工作经验。归纳总结结构系统描述和结构构件表达的通用规律，设计者按照规律一一描述，识图者按照规律一一核对，资料编制者对照规律设置各级指标是土木建筑从业者的共同愿望。

二、研究与归纳

1. 结构构件与结构系统

建筑物中的每一个柱、梁、板、墙以及基础等都被固定在建筑物中的某个特定位置，承担着建筑物某部分的重量，是建筑结构的一部分，称为结构构件。这些结构构件相互牢固连接，形成稳定的系统，用以承担建筑重量和抵抗地震作用，这个系统称为结构系统[1]1-2。

表面上看，结构构件通常是简单的几何体，或者是由若干简单几何体通过叠加、扣减和相交而形成复合形体。结构系统则是由若干结构构件通过一定规律组合起来的空间结构框架。表达结构构件时，可以通过绘制构件三视图和辅助剖面图的方法，用构件大样图的方式来表达。表达结构系统则不同，由于结构系统是空间框架，在平面图中描述时，首先需要将组成这个结构系统的结构构件分为若干构件类（如：柱、梁、板）和构件组（按照构件所在层分）[1]7，然后依次完整描述各构件类（组），最后描述各构件类（组）之间的连接方法即可。

2. 结构构件的表达要素

（1）单材质通用构件的表达。表达单材质结构构件（如钢梁）只需要清楚表达其形态、尺度和材料三个要素就可以了。通常用三视图表达构件形态，用尺寸标注表达构件尺度，用文字说明表达构件材料。形态、尺度和材料称为构件表达的基本要素。

（2）多材质结构构件表达。项目建设过程中，不可避免需要对部分构件进行变更。编写变更文件时，经常需要提及这些构件，如果构件没有代号或名称，难以表述。因此，应该给每一个构件确定一个代号或名称。其次，每一个构件在建筑中的位置都是唯一确定的，设计者应该规定好每一个构件的空间位置。建筑中的结构构件（如混凝土柱）通常是由多种材料组成的，这些材料各自占多少比例，如何搭配，如何连接，也就是构造。名称、位置和构造称为构件表达的扩展要素。

（3）结构构件表达六要素。结构构件表达的基本要素和扩展要素合并起来，称为构件表达六要素。在建筑结构施工图中，有的构件需要完整表达六个要素，有的可能只需要专门表达两三个要素就可以了。例如：表达钢筋混凝土柱需要六个要素很完整。在柱平法施工图中绘制截面形状，可以判断其形态是矩形体还是圆柱体；在柱结构平法施工图中的集中标注，可知其截面尺寸，通过层高表可得知其高度；通过结构设计总说明可以找到柱混凝土和钢筋材料等级；通过集中标注，可以获得名称信息；通过柱平法施工图中的定位尺寸标注，能够得知柱与两个方向轴线的平面关系，通过层高表可以获得柱底标高和柱顶标高信息。柱体内部的钢筋构造是通过引用《平法图集》中的构造详图[2]间接表达的。再比如：表达砌体结构中的砌体墙时，结构设计通常比较简单，不需要表达构件名称，不需要单独表达构件形状，不需要单独表达构件尺寸，甚至构件的位置和构造都表达得比较模糊，只需要在“结构设计总说明”中说明了砌筑块材和砂浆材料等级就可以了。实际上，不管什么样的结构构件，其表达的六要素都必须是完整的。那些只需要表达两三个要素的结构构件，它的其他要素已经在建筑专业设计图中表达清楚了，因此，在结构设计中可不必赘述。

3. 结构系统的描述三环节

在结构构件表达完善的基础上，描述结构系统时，需要确定每一个构件之间的位置关系，标注出构件名称，并详细描述各结构构件之间是如何连接的。构件名称、构件定位以及构件连接称为结构系统描述三环节。分析大量结构施工图可知，构件名称和构件定位描述是通过在结构平面布置图中标注构件名称，标注轴线定位尺寸和构件顶、底标高来完成的，而构件连接都是通过引用《平法图集》[2] 中的通用构造详图间接描述的。

三、研究的结果

通过研究和总结可以看出，建筑结构的表达首先必须清楚表达每一个结构构件，然后描述各构件之间的位置关系和连接方法。也就是依次完成构件的六要素表达和系统的三環节描述。部分构件的个别要素需要省略表达的，应满足设计者和读者共知的前提条件。

四、结果的运用

1. 可用于建筑结构施工图识读课程的教学和学习效果的评价之中

《建筑结构施工图识读》是土木建筑类专业学生必备的基础技能课程，是继续学好后续专业课程的前提，因此，学好这门课程十分必要。但是，这门课程的教学存在两个难题。第一是学什么，如何学，第二就是如何评价学习效果。按照本文结论，教师在给学生提供施工图纸的前提下，设计一套结构构件六要素查找填写任务单和结构系统描述环节查找填写任务单，要求学生学习读图之后填写任务单，检查任务单填写的正确性可以判断学生的学习效果。该方法既可以用于平时的教学训练，也可以用于学生的学习效果评价。

2.可為结构设计人员自查设计图纸的完整性提供参考

如今，建筑结构设计基本依赖成熟的软件人机交互完成。由于设计人员对软件的熟练程度不同、建筑专业资料变化、校对提出修改等原因，不断修改设计文件的现象经常发生。稍不留意，就会导致结构构件表达要素的遗漏、重复或自相矛盾。有了构件表达六要素和系统表达三环节的认识，可以帮助设计人员逐一自查设计文件，避免出现错、漏、碰现象。

3. 可为结构设计校对、施工图审查、施工技术人员查找设计问题提供参考

结构校对、施工图审查、施工技术人员拿到图纸后，需要在短时间内找到设计文件中的错、漏、碰问题，提出修改意见或编制图纸会审疑问记录等。有了构件表达六要素和系统表达三环节的认识，可以对构件逐一检查，大大提高读图效率，及时发现图纸问题，避免施工错误的出现。

4. 可为施工隐蔽资料编制人员编制描述指标提供参考

建筑施工隐蔽资料是施工中各隐蔽工程的记录文件，是工程结算的依据，完整记录隐蔽工程的各项指标可以避免后续工作的许多麻烦。因此，施工隐蔽资料的表达指标应该全面具体，图文一致。有了构件表达六要素和系统表达三环节的认识，就可以核对表格资料中的描述指标是否完整全面。

[参考文献]

[1]黄朝广.混凝土结构平法施工图识读[M].武汉：华中科技大学出版社，2016.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部，中国建筑标准设计研究院.混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图[M].北京：中国计划出版社.

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