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结构工程师是干什么的?

结构工程师是干什么的?结构设计是设计什么的?相信很多人有这样的疑问,而且很多人有各种各样的误解。princetonreview上给出了结构工程师的职业描述。


以下译自 http://www.princetonreview.com/Careers.aspx?cid=322。红字为猪小宝加的注释。

房屋、桥梁、塔楼、体育场、隧道、过山车还有纪念碑,各种各样的建筑物都离不开结构工程师的参与,他们的工作就是跟这些建筑物的结构骨架打交道。最开始的时候,工程学主要应用在军事领域。随着时代的发展,工程学的发展对那些非军事领域建设的促进作用开始凸显,于是工程学逐渐分成了两个范畴:军事工程和民用工程(汉语中民用工程一般译作土木工程)。随后,其它的工程学科又从民用工程中逐渐分离出来,包括机械工程、电气工程、结构工程、化学工程以及石油工程等等。历史上著名的结构工程师包括华盛顿·罗布林格(纽约布鲁克林桥的设计者)、古斯塔夫·艾菲尔(艾菲尔铁塔的设计者)以及威廉·勒巴隆·詹尼(芝加哥家庭保险公司大厦设计者,美国摩天楼之父)。

完成任何一个工程项目,都需要结构工程师与力学、岩土、电气、土木、城市规划、建筑等专业在内的专业技术人员紧密合作。这些工程师们通常是由工程项目的建设者——政府或者私人业主——雇佣而来,他们一起合作来建造类似路易斯安那大穹顶、英吉利海峡海底隧道、胡佛大坝、阳光高架桥等各种各样的工程项目,他们庞杂的工作范围从摩天大楼到私家别墅,从大跨度斜拉桥到乡间小路的单跨小桥,以及各种隧道、纪念碑、穹顶、体育场和各种游乐设施。

在今天的美国,大部分结构工程师在私有的1~30人规模左右的小公司工作,他们中的很多人拥有公司合伙人的身份。一部分工程师在规模大一些的公司工作,还有一部分就职于相关的政府监督管理机构。(在今天的中国,相当部分的结构工程师在国有或者半国有的大型设计院工作,一部分在民营的小型设计公司工作,相当一部分在房地产开发公司工作,在政府部门的相对很少)。

结构工程师的主要职责是确保公众的安全和在合乎标准与法规的前提下尽量满足业主的要求。结构工程师通过设计承载荷载的结构主体来完成这一职责,例如房子必须要能够承载居民与家具等等重量,而桥梁必须要承载各种车辆通过的重量。在各类房屋设计中,结构工程师主要设计屋面系统(梁、椽子、托梁、桁架)、楼面系统(楼面板、托梁、梁、桁架、大梁)、拱、柱子、支撑、框架、基础和墙。在梁设计中,他们设计桥面板、大梁或者肋梁以及桥墩。他们应对的材料包括钢、混凝土、木材、砖石和铝。工程师们设计这些结构来抵御结构的自重、地震、飓风、水灾、土压力、碰撞以及爆炸冲击。他们通常应用计算机分析程序进行复杂的计算,从而确保结构的安全。设计结果绘制在一系列图纸上。这些图纸随后被承包商用于结构的实际建造。

这项工作既是一门艺术,同时也是一门科学。结构工程师的整个职业生涯都必须不断的学习,学习新材料的应用、新的施工工艺、法律规范的变更以及新的结构设计分析软件。这是一项吃力的、具有挑战性的、压力很大的工作,同时,也是一个回报很高的职业。(在中国,工作比美国更要吃力、压力更要大,同时,回报少的不是一星半点。在美国,结构工程师跟建筑师、律师、医生差不多,中产阶级职业,在中国,大量的工程师基本就是画图民工、计件绘图工人)一位工程师这样写道,“人生最大的乐趣之一就是看着我的设计一点点变成现实,然后我漫步在其中”。在结构工程领域的内部,各种各样的材料或者不同施工工艺的房屋或者桥梁需要不同的专门知识。一个工程师应该在职业生涯的早期尽可能的多的参与到各种不同的结构类型的设计与分析中,在获取知识的同时决定自己最喜爱的职业发展领域,比如高层建筑、大跨度桥梁、输电塔、发电站或者是游乐设施。随着经验的逐渐增多,一个工程师会成长为这个领域的专家。

结构工程师应该具有结构工程或者侧重于结构方面的土木工程专业的学位,或者是建筑工程专业的学位。今天的许多结构工程师拥有硕士学位,一些还拥有博士学位,尽管这些并不是结构设计从业者所必需的。结构专业的学生们通常会在获得学士学位的前后参加一项有关工程设计基础知识的考试,一旦通过这项考试,就可以获得工程师学徒的资格。随后,他们作为学徒开始自己的工作。学徒经历几乎和他们的大学教育一样重要,这些经历会让他们打好职业生涯的基础,意识到各种复杂的因素然后请教他们的师傅应该怎样来应对这些问题。职业注册认证是职业生涯的下一步,一般在大学毕业四年后获得。(中国的职业认证就是考试,考过了就行,基本上还是应试模式;美国的职业认证需要有人担保,更看重职业道德方面,类似于中世纪的行业协会组织)只有那些对各种建造过程了如指掌、能够在最短时间内用最少的预算解决问题、能够把他们自己的目标与业主的目标完美结合在一起的工程师才能成为报酬最丰厚的工程师。

许多结构工程师投身入这个行业仅仅是因为他们热爱建造的过程。也有许多工程师放弃了结构设计分析的工作,转而从事结构咨询、材料供应、市政机构、政府机构、法律咨询等方面的工作。工程师有时会出庭来解释工程项目中为什么会出错或验证其他工程师有没有认真履行他们的职责。严谨的职业训练让他们可以在许多别的领域解决复杂的问题。


猪小宝尾注:结构工程师看似跟普通人的生活很遥远,但其实非常的密切,只不过大众从来不关心而已。买房子的时候,大家会被什么纯净水入户啊、精装修啊、送家电啊所吸引,很少有人关心自己要买的房子的结构设计。事实上,你住在哪个结构工程师设计的房子里,就等于把身家性命交给了他或者她。如果他或者她是一个职业素养很高、很认真负责的工程师,那么有一天地震的时候,你就会安然无恙;反之,你家就会变成废墟。但现状是,国内民众根本无人关心,大量的开发商(而且越是知名的越这么干)把从钢筋、水泥上省下来的钱用于装修,搞的像是豪宅,事实上金玉其外败絮其中。正是因为无人关心,开发商才敢于这么做,怎么省钱怎么做,真的有哪个开发商不标榜精装修的豪宅,反而去标榜自己的房子结构设计合理、坚固耐用,估计还不会有消费者买账。就像很多其它行业一样,我们面对的一群不理智消费、没有多少专业知识的消费者,作为一个结构工程师,跟国外的同行比,真的是要多悲哀有多悲哀。


2011年2月20日 补充

发现很多同学都是通过搜索引擎来查看我的这篇文章,搜索关键词一般都是问结构工程师是干什么的,我猜可能是有些同学要选择自己的大学专业,或者是想了解相亲对象的职业什么的,特意补充一些相关资料,方便大家了解结构工程师这个职业和结构设计这个行业。

我自己翻译的结构人物系列,目前还在不断补充中,可以帮你了解一下世界顶级结构工程师的生平和工作:

#结构人物#-1 Ove Arup 奥韦·阿鲁普
#结构人物#-2 Santiago Calatrava 圣地亚哥·卡拉特拉瓦
#结构人物#-3 Pier Luigi Nervi 皮埃尔·路易吉·奈尔维
#结构人物#-4 Christian Menn 克里斯蒂安·门
#结构人物#-5 Vladimir Shukhov 弗拉基米尔·舒霍夫

我了解的国内不错的几个结构工程师的个人博客,可以帮你了解国内行业的现状和结构工程师日常的工作状态:

徐珂老师:http://jiegoublog.cn/
马升东老师:http://magicstructure.spaces.live.com/
缪六华老师:http://www.miaoliuhua.com/default.asp
冲令狐老师:http://dfc77.spaces.live.com/
清溪长河老师:http://www.10kn.com/

还有一些国内的相关论坛:

ABBS论坛的结构板块:http://www.abbs.com.cn/bbs/post/page?bid=10&sty=1&age=0
中华钢结构论坛:http://okok.org/forum/index.php

大家对于结构工程师的职业方面如果还有什么问题,欢迎在这里留言,我一定知无不言。只有猪小宝不知道的,没有猪小宝不告诉你的。

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