论读书:结构设计者该读什么书、如何学习 《转》
经常有人问我:“做结构设计,我该读什么书?”书到用时方恨少,每每遇到具体问题才想起读书,但“亡羊补牢未晚矣”。有这份求知的渴望,可以作为一个好的开始。
书海无涯,但人的精力是有限的,所以读书一定要有所选择。
一、首先要面临的问题是——怎么选书?
书籍一般分为三部分:序和前言、正文、跋或后记(有的附有“参考文献”)。
选一本书,必读的是“序”和“前言”。“序”一般请有一定知名度的前辈写,除了大致介绍正文内容外,一般会有个整体地评价,但大部分是对作者的溢美之词;“前言”或者“自序”除了介绍正文内容外,从中可以看出著作者的写作目的和态度,一般经典书的前言写的都比较谦逊,个别作者也很自负,这两类人的著作都可以一读,往往是前人的成果总结或者有着自己的独到见解。如果结尾平平的一句“本书可以作为科研、设计人员的参考书”,我建议要甄别后阅读。
书的另一部分也很重要——后记和参考文献。后记一般是记录成书的历程和某些未明确的问题,很多夹杂着作的写作心态,这部分是一定要看的,可能决定着你最终的选择。列出两页以上“参考文献”的书籍则非常有可读性(不包括仅列出规范的书),这类书的著作者偏于严谨,做到尊重前人成果的人也会尊重读者;而且查找可以参考文献来印证观点和开阔视野。
其实有个更简洁的办法,看书的版本和印刷次数。如果是三版以上或者重印超过三次的必然是经典。比如,卖出超过一千万册、孩子十分爱看的《逃家小兔》,自己就买了两个不同版本的《教父》等等。
二、我所选的书
读书的目的是自我知识的更新和提升,不要为读书而读书,购得一本书来,如果从中能搞懂一两个知识点,那就是值得的!
下面,我说说具体的书籍选择。
有一类书是结构设计者必须熟读——结构力学。年轻的设计者往往过于依赖结构计算程序,而对结构整体性的力学概念掌握不深,这是设计的一个误区。概念分析是对结构的定性分析(如结构体系的传力路径、结构体系的特点等),需要很强的理论基础;计算分析是定量分析(如结构的内力、配筋等)。 “定量是手段、是过程,定性是目的,定性指导定量”,只有是二者相结合才可以很好的完成结构设计。设计者要持续全面发展,离不开厚重的力学基础,掌握基本的结构力学概念,有助于工程师快速、准确的判断结构体系的不利位臵;有助于判断计算结果的正确性。一个好的结构方案,可以节约投资、最大的利用材料和空间,创造更大的社会效益;合理的结构布臵,可以简化很多不必要的调整反复。看这类书未必是“清华、同济”的版本,自己最熟悉的即可。如果深入钻研,更能体会到材料力学、高等数学等基础学科知识又无处不在。为了开阔眼界,我推荐三本书:《概念结构力学》(黄达海)、《趣味结构力学》(单建)、《结构概念和体系(第二版)》(林同炎),可作为课本的补充。
钢筋混凝土和钢结构是最常见的结构应用,参考书籍浩如烟海,我还是首推大家上学用的课本,毕竟浸染了一两年,熟悉就便于掌握;其次为各《规范》;额外我也推荐几本书作为答疑和拓展:《混凝土结构设计规范算例》、《钢筋混凝
土构件设计原理及算例》(陈岱林)、《混凝土结构设计(第12 版)》(A〃H〃尼尔逊)、《钢结构设计与计算(第2 版)》。抗震设计是结构工程师必备的知识,其实还是一个结构选型和结构布臵的问题。学校里的课本除了接触过“包世华、方鄂化”著的《高层建筑结构设计》觉得不错外,其它则没有留下太深刻的印象。我推荐几本书为:、《高层建筑结构概念设计》(郁彦)、《建筑抗震设计规范理解与应用》、《建筑抗震设计规范算例》、《建筑抗震设计手算与构造》(卢存恕、常伏德)。结构设计者一般土力学知识都比较薄弱(自己的体会),地基基础方面的知识自己掌握的不多,可以看看“高大钊”先生写的《土力学与岩土工程师——岩土工程疑难问题答疑笔记整理之一(二)》。
再介绍两本不建议基础稍差的人看的书,容易误入歧途。其一是《品味钢筋混凝土——设计常遇的混凝土结构机制机理分析》(周献祥),这本二百余页的书,翻开书的前言部分你就会发现作者的与众不同,针对混凝土结构设计提出了很多独到的见解(作者另一本《结构设计笔记》,大部分讨论问题与此相仿,但某些观点过于哲学,很难让人把精力集中到技术理论上)。其二是《工程结构常见弊病与防治》(张荣山),作者在实践中探索、总结了一些设计经验;或者简化了理论模型,并付诸实践而取得了成功。二者共同点是跳出规范的限制,对现行规范的不合理之处提出了疑问,把结构实践升华为理论。
最另类的一本书——《结构理论与工程实践》(OKOK),是二十年不遇并且不可复得的一本好书。大部分观点来源为从事一线工作的设计者,有具体技术问题讨论,也有对规范、书籍的理解,最难得的是汇集了很多质疑和反思的声音,
其成就不在解决问题而在于提出了问题。书籍介绍了好多,但并不是读愈多愈好,关键是读的过程中有所“得”。如果读过一本书,认为其“字字珠玑、句句精辟”,那真是一个失败的学习过程!通读一本书后,一定要有疑问,才能在寻求答案的过程中真正掌握知识,这就引出下一个话题……
三、如何读书和学习
在联合国教科文组织的报告《学会生存》中,有这么一句话:未来社会的文盲,将不是没有掌握一定知识的人,而是那些不合学习的人。
现行的规范对于设计要求的很具体、软件也非常智能化,但还是有些设计者不能顺利地完成设计任务、或者完成地较差,给工程留下了一定的安全隐患。这种现象往往不是个人智力、工作态度方面的原因,而是因为没有掌握科学、高效地学习和设计方法造成的。信息时代,海量的电子书流传于网络,方便众人的同时也造就了很多急功近利的新生代设计者。“书非借而不能读也”,有人拥有很多书,也大致看过很多书,但确没有一本书真正去深入学习过,我大概属于此类吧!读书和学习要做到如下几个关键点:悦读、读博和读薄、善问、会用、升华和创新。
1. 悦读
“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,让读书学习的过程成为一种乐趣和牵挂,因为“兴趣是最好的老师”。
2. 读博和读薄
在读书的过程中要注意积累、集腋成裘、深入扩展、持之以恒。读书一定要做笔记,摘抄和提炼重要观点、索引关联依据或疑问、联系实际记录自己的体会。读博是有目的的拓展,而不是简单的量的积累,针对具体问题要善于发散思考,搜索不同论著中相关的观点。比如:针对框架结构中出现的“强梁弱柱”现象,有的研究楼板参与、有的偏于填充墙刚度提高、有的侧重于几个增大系数的影响,具体可以参看清华、重庆、和华南理工等高校理论研究成果。以此为例,在读书的过程中不要自我束缚,要在不断的扩展中打开视野、辩证分析、融会贯通、吸收理解。
有了一定量的积累,要善于梳理、左右联系、要去粗存精、弃形取神,形成一个脉络清晰、有主有次的知识网。“加法是基础,减法是提升;加减加减,螺旋上升”。善于总结,落地生根,把别人的、书本上的知识变成自己的,化他为己,这样的知识才是牢固的。一本书读过,提炼出关键知识点,再把其融入到自己固有的知识体系中去,是很难的一件事,但就是在艰难的阅读过程中,一个设计者的知识体系才真正得到完善和提高。
3. 善问
很多西方人设想的逻辑猜想都由中国人证明了,但为什么我们有没有提出过吸引世界眼球的科学设想呢?新中国出现过伟大的发明家吗?没有!是我们的儒家中庸之道和土洋结合的教育制度联手泯灭了大部分人的创造力,根源就在于在学习过程中不允许对前人的观点有所怀疑。学习中提不出问题是学习中最大的问题!读书的过程中,要多打几个问号。有了疑问是好事,知惑才有解惑,解惑才能无惑。学习中不宜目空一切,盲目怀疑前人的成果,一定要有源有据;亦不要矫枉过正,陷入到对前人的崇拜、自我否定中去,“有了帮派,自落了槽臼”,有时真理并不掌握在大人物手中!工程设计行业中,“专家放个屁都是香的”,这真的不是一句笑话!问老师、前辈,问书籍、论著,更有问自己。提出一个问题往往比解决一个问题更为重要”。
这里的所谓的“善问”,不是依赖,而是在学习过程中遇到瓶颈后的深入思考。问的目的是解决疑惑,善问是抓住核心问题,层层深入、溯本至源,才能豁然开朗,在一片更广阔的空间里前进。
4. 会用
结构知识的应用与实践,是“学”的继续、深化和检验。知识是无处不在的,在在工作中和生活中要善于发现和运用。先说个轻松的,掰手腕是最简单的体育运动了,总赢的都是会“耍手腕”的人。这里有个力学技巧,要先扣手腕,后用臂力。如果不扣腕,则力臂长度为肘至手心;扣手腕之后,力臂长度为肘至手腕,别小看这三五厘米的差距,输赢就在手腕转动之间。要善于运用结构知识解决实际问题,顶层的大跨构件、长悬臂构件,常见形式采用桁架、网架、预应力,还可以借鉴桥梁中的斜拉结构,充分利用吊索的抗拉和桅杆的抗压性能,可以极大的减小构件根部的弯矩和剪力,合理分布力流。工程中的构件扭转设计一般是不受重视的,大部分仅靠一些构造措施来抵抗扭转。如果单纯的从书本理解“纯扭转和协调扭转”是很费解的,扭转构件何处应最不利,为什么刚度布臵于外围更起作用?带雨篷的边梁、抗风桁架、曲梁、与次梁连接的框架梁,都是受扭构件。前两者是纯扭转、后两者是协调扭转。还有更简单的例子,把一个建筑物简化为悬臂杆,在水平作用下,因为质量分布不均、体型、和体系刚度布臵的原因,构件是受扭的,让有限的材料发挥作用,需要加强周边构件的刚度、尽量减少刚心和质心的距离。这样可以由书本到实际结构,由构件设计更深刻体会理解概念。
5. 升华和创新
先说个引子,如何看待设计规范?一般情况下,“规范”是力学概念在工程
上的应用手册、是对具体工程实现的指导性意见、是对前人经验的总结,必然有一定的包络性、保守性和滞后性,科学实践和相对成熟的经验才可能升华为规范条文,它永远是反应大多数结构的基本规律,也永远落后于现实的工程实践的。“结构工程师应该不断探求应用自然法则,而不是盲从于现行规范”。所以,结构工程师应该把规范看成一种指南,在充分理解其确切含义的基础上,灵活运用,不可拘泥于条文框框,而应掌握条文的实质内涵,并在实际工程中做出正确地判断与选择。
厄拉多塞内斯说:“懂得多的不是天才,从已知能推出未知的才是天才”。创新要充分尊重前人的成果,不能违反基本的客观规律,要在求实的基础上创新,站在巨人的肩膀上攀登,“出新意于法度之中”。读书学习既要钻进去,洞察事物的本质;还要走出来,发现新天地。不能至于记诵和模仿,“读书破万卷,下笔如有神”,只有读破了,才会有神来之笔。会读书的人把书中的破绽揭示出来,发现其中的不足而加以改进和提升,即所谓的“升华和创新”。
参考文献:
[1]单建〃趣味结构力学[M]〃北京:高等教育出版社,2008.
[2]龙驭球、包世华〃结构力学I——基本教程(第二版)[M]〃北京:高等教育出版社,2006.
[3]陈建华、于明〃关于建筑结构概念设计的一些思考[J]〃哈尔滨:低温建筑技术,2010(4):49~51.
书海无涯,但人的精力是有限的,所以读书一定要有所选择。
一、首先要面临的问题是——怎么选书?
书籍一般分为三部分:序和前言、正文、跋或后记(有的附有“参考文献”)。
选一本书,必读的是“序”和“前言”。“序”一般请有一定知名度的前辈写,除了大致介绍正文内容外,一般会有个整体地评价,但大部分是对作者的溢美之词;“前言”或者“自序”除了介绍正文内容外,从中可以看出著作者的写作目的和态度,一般经典书的前言写的都比较谦逊,个别作者也很自负,这两类人的著作都可以一读,往往是前人的成果总结或者有着自己的独到见解。如果结尾平平的一句“本书可以作为科研、设计人员的参考书”,我建议要甄别后阅读。
书的另一部分也很重要——后记和参考文献。后记一般是记录成书的历程和某些未明确的问题,很多夹杂着作的写作心态,这部分是一定要看的,可能决定着你最终的选择。列出两页以上“参考文献”的书籍则非常有可读性(不包括仅列出规范的书),这类书的著作者偏于严谨,做到尊重前人成果的人也会尊重读者;而且查找可以参考文献来印证观点和开阔视野。
其实有个更简洁的办法,看书的版本和印刷次数。如果是三版以上或者重印超过三次的必然是经典。比如,卖出超过一千万册、孩子十分爱看的《逃家小兔》,自己就买了两个不同版本的《教父》等等。
二、我所选的书
读书的目的是自我知识的更新和提升,不要为读书而读书,购得一本书来,如果从中能搞懂一两个知识点,那就是值得的!
下面,我说说具体的书籍选择。
有一类书是结构设计者必须熟读——结构力学。年轻的设计者往往过于依赖结构计算程序,而对结构整体性的力学概念掌握不深,这是设计的一个误区。概念分析是对结构的定性分析(如结构体系的传力路径、结构体系的特点等),需要很强的理论基础;计算分析是定量分析(如结构的内力、配筋等)。 “定量是手段、是过程,定性是目的,定性指导定量”,只有是二者相结合才可以很好的完成结构设计。设计者要持续全面发展,离不开厚重的力学基础,掌握基本的结构力学概念,有助于工程师快速、准确的判断结构体系的不利位臵;有助于判断计算结果的正确性。一个好的结构方案,可以节约投资、最大的利用材料和空间,创造更大的社会效益;合理的结构布臵,可以简化很多不必要的调整反复。看这类书未必是“清华、同济”的版本,自己最熟悉的即可。如果深入钻研,更能体会到材料力学、高等数学等基础学科知识又无处不在。为了开阔眼界,我推荐三本书:《概念结构力学》(黄达海)、《趣味结构力学》(单建)、《结构概念和体系(第二版)》(林同炎),可作为课本的补充。
钢筋混凝土和钢结构是最常见的结构应用,参考书籍浩如烟海,我还是首推大家上学用的课本,毕竟浸染了一两年,熟悉就便于掌握;其次为各《规范》;额外我也推荐几本书作为答疑和拓展:《混凝土结构设计规范算例》、《钢筋混凝
土构件设计原理及算例》(陈岱林)、《混凝土结构设计(第12 版)》(A〃H〃尼尔逊)、《钢结构设计与计算(第2 版)》。抗震设计是结构工程师必备的知识,其实还是一个结构选型和结构布臵的问题。学校里的课本除了接触过“包世华、方鄂化”著的《高层建筑结构设计》觉得不错外,其它则没有留下太深刻的印象。我推荐几本书为:、《高层建筑结构概念设计》(郁彦)、《建筑抗震设计规范理解与应用》、《建筑抗震设计规范算例》、《建筑抗震设计手算与构造》(卢存恕、常伏德)。结构设计者一般土力学知识都比较薄弱(自己的体会),地基基础方面的知识自己掌握的不多,可以看看“高大钊”先生写的《土力学与岩土工程师——岩土工程疑难问题答疑笔记整理之一(二)》。
再介绍两本不建议基础稍差的人看的书,容易误入歧途。其一是《品味钢筋混凝土——设计常遇的混凝土结构机制机理分析》(周献祥),这本二百余页的书,翻开书的前言部分你就会发现作者的与众不同,针对混凝土结构设计提出了很多独到的见解(作者另一本《结构设计笔记》,大部分讨论问题与此相仿,但某些观点过于哲学,很难让人把精力集中到技术理论上)。其二是《工程结构常见弊病与防治》(张荣山),作者在实践中探索、总结了一些设计经验;或者简化了理论模型,并付诸实践而取得了成功。二者共同点是跳出规范的限制,对现行规范的不合理之处提出了疑问,把结构实践升华为理论。
最另类的一本书——《结构理论与工程实践》(OKOK),是二十年不遇并且不可复得的一本好书。大部分观点来源为从事一线工作的设计者,有具体技术问题讨论,也有对规范、书籍的理解,最难得的是汇集了很多质疑和反思的声音,
其成就不在解决问题而在于提出了问题。书籍介绍了好多,但并不是读愈多愈好,关键是读的过程中有所“得”。如果读过一本书,认为其“字字珠玑、句句精辟”,那真是一个失败的学习过程!通读一本书后,一定要有疑问,才能在寻求答案的过程中真正掌握知识,这就引出下一个话题……
三、如何读书和学习
在联合国教科文组织的报告《学会生存》中,有这么一句话:未来社会的文盲,将不是没有掌握一定知识的人,而是那些不合学习的人。
现行的规范对于设计要求的很具体、软件也非常智能化,但还是有些设计者不能顺利地完成设计任务、或者完成地较差,给工程留下了一定的安全隐患。这种现象往往不是个人智力、工作态度方面的原因,而是因为没有掌握科学、高效地学习和设计方法造成的。信息时代,海量的电子书流传于网络,方便众人的同时也造就了很多急功近利的新生代设计者。“书非借而不能读也”,有人拥有很多书,也大致看过很多书,但确没有一本书真正去深入学习过,我大概属于此类吧!读书和学习要做到如下几个关键点:悦读、读博和读薄、善问、会用、升华和创新。
1. 悦读
“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,让读书学习的过程成为一种乐趣和牵挂,因为“兴趣是最好的老师”。
2. 读博和读薄
在读书的过程中要注意积累、集腋成裘、深入扩展、持之以恒。读书一定要做笔记,摘抄和提炼重要观点、索引关联依据或疑问、联系实际记录自己的体会。读博是有目的的拓展,而不是简单的量的积累,针对具体问题要善于发散思考,搜索不同论著中相关的观点。比如:针对框架结构中出现的“强梁弱柱”现象,有的研究楼板参与、有的偏于填充墙刚度提高、有的侧重于几个增大系数的影响,具体可以参看清华、重庆、和华南理工等高校理论研究成果。以此为例,在读书的过程中不要自我束缚,要在不断的扩展中打开视野、辩证分析、融会贯通、吸收理解。
有了一定量的积累,要善于梳理、左右联系、要去粗存精、弃形取神,形成一个脉络清晰、有主有次的知识网。“加法是基础,减法是提升;加减加减,螺旋上升”。善于总结,落地生根,把别人的、书本上的知识变成自己的,化他为己,这样的知识才是牢固的。一本书读过,提炼出关键知识点,再把其融入到自己固有的知识体系中去,是很难的一件事,但就是在艰难的阅读过程中,一个设计者的知识体系才真正得到完善和提高。
3. 善问
很多西方人设想的逻辑猜想都由中国人证明了,但为什么我们有没有提出过吸引世界眼球的科学设想呢?新中国出现过伟大的发明家吗?没有!是我们的儒家中庸之道和土洋结合的教育制度联手泯灭了大部分人的创造力,根源就在于在学习过程中不允许对前人的观点有所怀疑。学习中提不出问题是学习中最大的问题!读书的过程中,要多打几个问号。有了疑问是好事,知惑才有解惑,解惑才能无惑。学习中不宜目空一切,盲目怀疑前人的成果,一定要有源有据;亦不要矫枉过正,陷入到对前人的崇拜、自我否定中去,“有了帮派,自落了槽臼”,有时真理并不掌握在大人物手中!工程设计行业中,“专家放个屁都是香的”,这真的不是一句笑话!问老师、前辈,问书籍、论著,更有问自己。提出一个问题往往比解决一个问题更为重要”。
这里的所谓的“善问”,不是依赖,而是在学习过程中遇到瓶颈后的深入思考。问的目的是解决疑惑,善问是抓住核心问题,层层深入、溯本至源,才能豁然开朗,在一片更广阔的空间里前进。
4. 会用
结构知识的应用与实践,是“学”的继续、深化和检验。知识是无处不在的,在在工作中和生活中要善于发现和运用。先说个轻松的,掰手腕是最简单的体育运动了,总赢的都是会“耍手腕”的人。这里有个力学技巧,要先扣手腕,后用臂力。如果不扣腕,则力臂长度为肘至手心;扣手腕之后,力臂长度为肘至手腕,别小看这三五厘米的差距,输赢就在手腕转动之间。要善于运用结构知识解决实际问题,顶层的大跨构件、长悬臂构件,常见形式采用桁架、网架、预应力,还可以借鉴桥梁中的斜拉结构,充分利用吊索的抗拉和桅杆的抗压性能,可以极大的减小构件根部的弯矩和剪力,合理分布力流。工程中的构件扭转设计一般是不受重视的,大部分仅靠一些构造措施来抵抗扭转。如果单纯的从书本理解“纯扭转和协调扭转”是很费解的,扭转构件何处应最不利,为什么刚度布臵于外围更起作用?带雨篷的边梁、抗风桁架、曲梁、与次梁连接的框架梁,都是受扭构件。前两者是纯扭转、后两者是协调扭转。还有更简单的例子,把一个建筑物简化为悬臂杆,在水平作用下,因为质量分布不均、体型、和体系刚度布臵的原因,构件是受扭的,让有限的材料发挥作用,需要加强周边构件的刚度、尽量减少刚心和质心的距离。这样可以由书本到实际结构,由构件设计更深刻体会理解概念。
5. 升华和创新
先说个引子,如何看待设计规范?一般情况下,“规范”是力学概念在工程
上的应用手册、是对具体工程实现的指导性意见、是对前人经验的总结,必然有一定的包络性、保守性和滞后性,科学实践和相对成熟的经验才可能升华为规范条文,它永远是反应大多数结构的基本规律,也永远落后于现实的工程实践的。“结构工程师应该不断探求应用自然法则,而不是盲从于现行规范”。所以,结构工程师应该把规范看成一种指南,在充分理解其确切含义的基础上,灵活运用,不可拘泥于条文框框,而应掌握条文的实质内涵,并在实际工程中做出正确地判断与选择。
厄拉多塞内斯说:“懂得多的不是天才,从已知能推出未知的才是天才”。创新要充分尊重前人的成果,不能违反基本的客观规律,要在求实的基础上创新,站在巨人的肩膀上攀登,“出新意于法度之中”。读书学习既要钻进去,洞察事物的本质;还要走出来,发现新天地。不能至于记诵和模仿,“读书破万卷,下笔如有神”,只有读破了,才会有神来之笔。会读书的人把书中的破绽揭示出来,发现其中的不足而加以改进和提升,即所谓的“升华和创新”。
参考文献:
[1]单建〃趣味结构力学[M]〃北京:高等教育出版社,2008.
[2]龙驭球、包世华〃结构力学I——基本教程(第二版)[M]〃北京:高等教育出版社,2006.
[3]陈建华、于明〃关于建筑结构概念设计的一些思考[J]〃哈尔滨:低温建筑技术,2010(4):49~51.