底部剪力法的原理和步骤（手算，崇拜的的误区）

很多老设计师大约是软件掌握得不好，所以看到年轻人用软件来做设计，大约是心生妒火，就来诬蔑软件设计的功能，贬低软件设计的效率，抵制社会的进步，拼命的要求年轻人用手算。我实在搞不懂，“手算”到底能做什么？

众所周知，结构设计主要分两个过程：一个是结构内力整体计算。一个是构件截面配筋。前者针对结构，后者针对构件。

结构整体内力计算，手算能完成吗？不要说复杂的高层手算根本没法完成，就说最简单的例子：一个十分规则的多层房屋，好比说计算地震力吧。你手算大约只能用底部剪力法吧？什么是底部剪力法？就是只考虑一阶振型的振型分解法。这是一种简化的近似计算方法。这种手算结果，能和软件的n阶振型藕连的计算精度相比吗？这种手算结果有什么用？

再比如说一个框架多高层房屋在竖向荷载（比如说楼面恒活）下的结构内力。你手算只能采用分层法之类的近似简化计算方法。而且大约只能计算最简单最规则结构的情形。这种分层法的计算精度，能和软件的有限单元的位移协调法的精度相比吗?

前面谈的是结构内力计算。再谈谈构件配筋计算——大多数概念模糊的设计师，总是误以为配筋计算就是结构设计的全部——这当然毋庸置否的笑话。构件的配筋计算，我想大多数手算也能完成，只要你不怕繁琐的话。当然前提是，你要把每一个构件的每一种最不利组合的内力，加上地震内力放大系数的考虑，都能全部找出来——恐怕一个聪明人不会去做这种无聊的事情。就算你把最不利组合内力找出来了，就算你手算能给构件配筋了，这就表示你很算得很好了吗？构件配筋这种活，难道软件计算还不比你手算精确？

过去没有电脑，所以设计都是靠手算。所以计算的精确度，设计的正确性，无疑是比不上现在的。这就是时代的进步。习惯软件设计，不代表概念模糊。习惯手算，不代表就是概念清晰，不代表就是水平高。相反，那些有“手算”崇拜心理的，大多数都是概念掌握得迷惑不清的二流设计师。

举一个例子，我有一次做桩基，我采用jccad，结果一位资格老（但是水平其实很低）的设计师看见了，就坚持要我用手算，因为他不相信软件。我告诉他：“桩基沉降手算没法算啊”。结果他就自己去搞手算，采用实体深基础分层法计算，废了九牛二虎之力，花了一个星期，而且只是选择了一个桩基计算。算出来就向我炫耀。我就告诉他：我们这个桩基桩数很少，并不符合实体深基础假定啊，我们必须用明德林公式来计算。于是他就真的要去用明德林公式计算，结果呢，回去翻规范一看，明德林公式如果用手算的话，恐怕我们一年也干不了一个工程。

还有一次，也是一位资格老的工程师，看到我们用pmcad设计楼板，又看不过去，又自告奋勇的用手算来设计。结果呢，他就选择了其中某一个房间的某块楼板来配筋，拿来我面前炫耀。我就问他：“你的楼板内力算得精确吗？配筋公式计算得精确吗？我们这个工程楼板有上百个房间，而且跨度受力都不一样，难道你打算我这么多楼板全部采用你这一个配筋结果？而且你这个配筋验算了裂缝和挠度没有？你知道现浇楼板的裂缝计算公式连规范都没有吗？”

我这里谈的是混凝土结构，当然钢结构也是同样的道理。我想说的，关于计算和设计，你手算永远不可能比软件计算精确，这是毋庸置疑的。就算说软件在某一方面有小缺陷，但是这也不是你手算就可以取代的。有些不常见的小构件，也许软件不能算，这个时候也许必须采用手算，而且这个手算也只能是近似粗糙的算。如果是常见的结构构件和一般的结构，为什么不采用软件设计，而偏要去自作聪明的手算呢？做设计，必须依赖精确的软件计算，而不能依赖原始的、粗糙的手算结果。

至于说软件模型与实际工程差距，那纯粹是软件使用技巧和软件需要改进的问题，这与手算毫无关系。因为一个工程，如果软件都设计不了，你手算更加没法设计。某些错误的、蹩脚的结构布置，导致软件应用的局限，那也纯粹是概念设计混淆的问题，与手算毫无关系，其实也与软件无关。 言辞过于偏激。诚然软件的优势为大家所共知。但是软件归根到底只是一个辅助工具。搞设计的根本因素还是设计人，设计人的结构概念。

对上面设计者观点的几点看法

1、其实软件就是我们的生产工具，生产工具是生产力的标志，软件的使用我们社会进步的有利证据，但是呢，我们也看到了软件存在缺陷，我们在使用软件的同时一定要有自己的概念，来判断软件算得对与错，我们不能迷信手算也不能迷信软件。

2、再三提到了计算结果的精确度的问题,我说一句,即使是软件的计算结果也谈不上精确,因为不论手算还是机算,基于的理论都是带有众多的假定(如平截面假定,不计轴力剪力产生的变形等等),如果要说机算比手算精确,有点五十步笑百步的感觉.

3、我认为手算和机算,有点象毛笔写字与计算机打印.绝对是计算机打印整洁,效率也高,无须多年的专业训练就能上岗,但毛笔写字给人基本功的训练,写到登峰造极了能给人以美的享受,这是现阶段的计算机比不了的.所以计算机打印的东西不能算是艺术品,而毛笔字有可能会成为艺术品.手算也是如此,既是对基本功的训练,做得好的手算也能给人以美的感觉,或者让某些模棱两可的概念一下子得到顿悟.

4、总之软件计算固然是好,但软件的水平绝对不会高于编写软件的人的水平.当你的水平比编软件的人的水平高时,你会觉得软件的计算结果有诸多不是,此时宁愿用手算再做一些复核了.

总结：软件是把我们从繁重的“重复劳动”中解放出来的一个工具，作为一个结构师，关键是要在“概念设计”这个问题上有深刻的理解，然后选择合适的软件，建立正确的模型，并以人为主导的完成模拟计算。结构设计的整个过程是要在设计师的控制下完成的。