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時間：2023-07-31 09:21:37
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一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本概念分析研究
結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體程序是需要嚴格遵守的。建筑物的設(shè)計工作實際上存在諸多分支，這些分支具體涵蓋了結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣設(shè)計、建筑設(shè)計、暖氣通風設(shè)計、給排水設(shè)計等。每個分支的具體設(shè)計過程都必須圍繞四個根本目標： 審美要求、功能要求、環(huán)保要求以及經(jīng)濟要求。建筑的結(jié)構(gòu)是建筑物發(fā)揮其使用功能的基本條件，因而，結(jié)構(gòu)設(shè)計也是建筑物設(shè)計過程中極為重要的組成部分之一，結(jié)構(gòu)設(shè)計細分為以下四個步驟： 設(shè)計結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計構(gòu)件、繪制施工圖紙。建筑結(jié)構(gòu)的類型這一概念相對而言范圍廣、內(nèi)容豐富。根據(jù)不同建筑物在具體功能要求上的差異，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，逐漸產(chǎn)生了諸多結(jié)構(gòu)類型與結(jié)構(gòu)的分類方法。從建筑物具體用途的角度，可以劃分為民用建筑與工業(yè)建筑。如果依據(jù)建筑物的層數(shù)來分類，則可以分為超高層、高層、多層、單層建筑。建筑物使用的結(jié)構(gòu)材料是有所區(qū)別的，從結(jié)構(gòu)類型的角度來分類，大體上有： 混合結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等。此外，建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成方式也存在較大的區(qū)別，從這個角度，可以劃分為框筒結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、束筒結(jié)構(gòu)等。由此可見，建筑結(jié)構(gòu)類型的劃分方法頗多，內(nèi)容也相對復(fù)雜。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中還有一個很重要的名詞： 概念設(shè)計。概念設(shè)計的具體含義指的是通過清晰、明確的概念結(jié)構(gòu)，在不進行數(shù)值計算的情況下，根據(jù)分系統(tǒng)與整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)間的結(jié)構(gòu)破壞機理、力學關(guān)系、實驗現(xiàn)象、震害以及工程經(jīng)驗所獲得的原始設(shè)計思想與基本設(shè)計原則，對結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果做出合理、準確的分析，同時將計算假設(shè)與結(jié)構(gòu)的實際受力狀況間的差異也考慮在內(nèi)，對結(jié)構(gòu)或構(gòu)造進行設(shè)計，盡可能保證建筑物的受力更安全、更合理、更協(xié)調(diào)。
二、概念設(shè)計的具體步驟與重要意義分析研究
在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，概念設(shè)計占據(jù)極其重要的地位，結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟通?？梢詣澐譃槿剑?前期選擇方案階段，中期結(jié)構(gòu)計算階段以及后期制繪施工圖階段。結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析的首要步驟就是概念設(shè)計，以上三個步驟均與科學的概念指導(dǎo)不可分割。一名好的結(jié)構(gòu)工程師在每個項目工程設(shè)計的初始階段，也就是建筑設(shè)計方案確定階段，先按照自身的經(jīng)驗和專業(yè)基礎(chǔ)，在心里經(jīng)歷一段優(yōu)化過程，應(yīng)用概念設(shè)計手段，能夠快速、合理地構(gòu)思，比較，抉擇每一個結(jié)構(gòu)體系，并且協(xié)助建筑師擴展或者實現(xiàn)建筑行業(yè)所需要的空間形式，想要的使用，構(gòu)筑和形象功能，且將其定為目標，同建筑師共同決定建筑的總體結(jié)構(gòu)方案，此外，還要確定整體結(jié)構(gòu)體系和分體結(jié)構(gòu)體系最佳的受力方案。得出來的方案一般具有清晰的概念和正確的定性，從而避免了后期不必要的運算，經(jīng)濟可靠性能較好。另外，這種方法也可以作為判斷計算機的內(nèi)力分析所得到的數(shù)據(jù)可靠性的依據(jù)。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的靈魂和核心，概念設(shè)計統(tǒng)領(lǐng)著整個結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，也顯示了設(shè)計工程師的理論和設(shè)計水平。通過結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的運用，可以從全局上明確結(jié)構(gòu)的各項性能，從而科學的判斷計算分析得到的結(jié)果并進行合理的利用，確保了設(shè)計過程中工程師的主體地位。
三、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的具體策略分析研究
建筑工程的一個特點就是受到地理因素的制約與影響，這個特點也導(dǎo)致設(shè)計過程中涉及的參數(shù)很可能具有一定的特殊性。簡單舉例有： 基本雪壓、基本風壓、場地土類別、地震烈度等鑄鍛參數(shù)的選取過程都要嚴格依照《全國基本雪壓分布圖》《全國基本風壓分布圖》以及工程地質(zhì)報告這三份材料進行敲定，又如墻體圍護的主材在不同地區(qū)存在差異，工程師則需要根據(jù)實際選用的主材確定墻體荷載。在開始設(shè)計之前，設(shè)計人員應(yīng)當大量收集設(shè)計相關(guān)資料、深入研究設(shè)計規(guī)范，根據(jù)具體的工程類型、地域條件確定具體參數(shù)，這樣的做法能夠在加強計算結(jié)果可靠性的同時，避免參數(shù)不合理、參數(shù)錯誤造成的返工、浪費等現(xiàn)象。建模計算的前期處理是提高結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的重要措施之一。對荷載的計算要保證準確有效，估計、推測等無依據(jù)的做法是需要每個工程師盡可能避免的。建模的過程要嚴格按照科學的方法來給定輸入，樓梯洞口輸入處的局部開洞處理，轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與懸挑構(gòu)件設(shè)計中活荷載的不利影響，飄窗部分的荷載分析等都是需要格外注意的步驟。在尚未了解各個參數(shù)具體含義的情況下，毫無依據(jù)的對參數(shù)進行盲目的修改是結(jié)構(gòu)建模過程中的一個大忌。在調(diào)整參數(shù)的過程中，要格外注意不同參數(shù)的具體適用范圍，具體的某一項參數(shù)大多具有較為嚴格的適用性，磚混結(jié)構(gòu)下準確的參數(shù)，很可能不適用于框架結(jié)構(gòu)，多層結(jié)構(gòu)下準確的參數(shù)，對高層結(jié)構(gòu)的適用性也未必能夠保證。對相關(guān)計算軟件的應(yīng)用也要注意這個問題。不同的計算理論是具有其特定的假設(shè)條件的，軟件的編制默認狀態(tài)下均符合這些特定條件，為了避免出現(xiàn)參數(shù)不匹配、不適用的問題，在使用軟件前必須了解清楚這款軟件的具體技術(shù)條件，即使是最熟悉的 PKPM 軟件系列也不能忽略這個問題。缺乏對于軟件技術(shù)條件的深刻理解，就無法合理、正確的應(yīng)用軟件進行實際設(shè)計。因過分信任計算機的計算結(jié)果，而忽視結(jié)構(gòu)概念導(dǎo)致的嚴重錯誤，近年來在結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域也屢見不鮮。相關(guān)領(lǐng)域工作者在必要的情況下要進行手算復(fù)核，而不是迷信軟件的計算結(jié)果，這種情況對于帶轉(zhuǎn)換的構(gòu)件設(shè)計工作最為重要。在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，建筑物計算分析的結(jié)果是為了確保在靜力荷載以及自然災(zāi)害造成的動力荷載作用下具有較強的整體安全性。然而，僅僅依靠計算分析結(jié)果展開的設(shè)計，在實際生活中是很難避免荷載作用下建筑物局部開裂、破壞等現(xiàn)象的。針對不同的自然災(zāi)害，要進行專門的防護性設(shè)計。以地震為例，可以根據(jù)工程抗震等級的要求指標，按照設(shè)計規(guī)范中的具體要求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中采用必要的構(gòu)造措施。特別是針對計算性相對比較弱的結(jié)構(gòu)類型時，多數(shù)的設(shè)計都要求通過構(gòu)造措施保證建筑的安全性。
四、結(jié)語
建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計在很大程度上影響著建設(shè)工程的安全可靠、美觀實用、施工難度、工程造價等諸多品質(zhì)，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量自古以來，都是結(jié)構(gòu)工程師最為關(guān)注的話題之一。同時，項目的特殊要求、施工環(huán)境的變化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計人員水平上的差異等諸多因素都與結(jié)構(gòu)設(shè)計的出圖質(zhì)量密切相關(guān)。為了盡可能避免設(shè)計圖紙上出現(xiàn)“漏、碰、錯、缺”，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)工作者應(yīng)當通過有效的措施盡可能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。
參考文獻
中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本概念
結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體程序是需要嚴格遵守的。建筑物的設(shè)計工作實際上存在諸多分支，這些分支具體涵蓋了結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣設(shè)計、建筑設(shè)計、暖氣通風設(shè)計、給排水設(shè)計等。每個分支的具體設(shè)計過程都必須圍繞四個根本目標: 審美要求、功能要求、環(huán)保要求以及經(jīng)濟要求。建筑的結(jié)構(gòu)是建筑物發(fā)揮其使用功能的基本條件，因而，結(jié)構(gòu)設(shè)計也是建筑物設(shè)計過程中極為重要的組成部分之一，結(jié)構(gòu)設(shè)計細分為以下四個步驟: 設(shè)計結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計構(gòu)件、繪制施工圖紙。建筑結(jié)構(gòu)的類型這一概念相對而言范圍廣、內(nèi)容豐富。根據(jù)不同建筑物在具體功能要求上的差異，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，逐漸產(chǎn)生了諸多結(jié)構(gòu)類型與結(jié)構(gòu)的分類方法。從建筑物具體用途的角度，可以劃分為民用建筑與工業(yè)建筑。如果依據(jù)建筑物的層數(shù)來分類，則可以分為超高層、高層、多層、單層建筑。建筑物使用的結(jié)構(gòu)材料是有所區(qū)別的，從結(jié)構(gòu)類型的角度來分類，大體上有: 混合結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等。此外，建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成方式也存在較大的區(qū)別，從這個角度，可以劃分為框筒結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、束筒結(jié)構(gòu)等。由此可見，建筑結(jié)構(gòu)類型的劃分方法頗多，內(nèi)容也相對復(fù)雜。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中還有一個很重要的名詞: 概念設(shè)計。概念設(shè)計的具體含義指的是通過清晰、明確的概念結(jié)構(gòu)，在不進行數(shù)值計算的情況下，根據(jù)分系統(tǒng)與整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)間的結(jié)構(gòu)破壞機理、力學關(guān)系、實驗現(xiàn)象、震害以及工程經(jīng)驗所獲得的原始設(shè)計思想與基本設(shè)計原則，對結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果做出合理、準確的分析，同時將計算假設(shè)與結(jié)構(gòu)的實際受力狀況間的差異也考慮在內(nèi)，對結(jié)構(gòu)或構(gòu)造進行設(shè)計，盡可能保證建筑物的受力更安全、更合理、更協(xié)調(diào)。
二、概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要意義
在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，概念設(shè)計占據(jù)極其重要的地位，結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟通常可以劃分為三步: 前期選擇方案階段，中期結(jié)構(gòu)計算階段以及后期制繪施工圖階段。結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析的首要步驟就是概念設(shè)計，以上三個步驟均與科學的概念指導(dǎo)不可分割。一名好的結(jié)構(gòu)工程師在每個項目工程設(shè)計的初始階段，也就是建筑設(shè)計方案確定階段，先按照自身的經(jīng)驗和專業(yè)基礎(chǔ)，在心里經(jīng)歷一段優(yōu)化過程，應(yīng)用概念設(shè)計手段，能夠快速、合理地構(gòu)思，比較，抉擇每一個結(jié)構(gòu)體系，并且協(xié)助建筑師擴展或者實現(xiàn)建筑行業(yè)所需要的空間形式，想要的使用，構(gòu)筑和形象功能，且將其定為目標，同建筑師共同決定建筑的總體結(jié)構(gòu)方案，此外，還要確定整體結(jié)構(gòu)體系和分體結(jié)構(gòu)體系最佳的受力方案。得出來的方案一般具有清晰的概念和正確的定性，從而避免了后期不必要的運算，經(jīng)濟可靠性能較好。另外，這種方法也可以作為判斷計算機的內(nèi)力分析所得到的數(shù)據(jù)可靠性的依據(jù)。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的靈魂和核心，概念設(shè)計統(tǒng)領(lǐng)著整個結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，也顯示了設(shè)計工程師的理論和設(shè)計水平。通過結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的運用，可以從全局上明確結(jié)構(gòu)的各項性能，從而科學的判斷計算分析得到的結(jié)果并進行合理的利用，確保了設(shè)計過程中工程師的主體地位。
三、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的策略分析
建筑工程的一個特點就是受到地理因素的制約與影響，這個特點也導(dǎo)致設(shè)計過程中涉及的參數(shù)很可能具有一定的特殊性。簡單舉例有: 基本雪壓、基本風壓、場地土類別、地震烈度等鑄鍛參數(shù)的選取過程都要嚴格依照《全國基本雪壓分布圖》《全國基本風壓分布圖》以及工程地質(zhì)報告這三份材料進行敲定，又如墻體圍護的主材在不同地區(qū)存在差異，工程師則需要根據(jù)實際選用的主材確定墻體荷載。在開始設(shè)計之前，設(shè)計人員應(yīng)當大量收集設(shè)計相關(guān)資料、深入研究設(shè)計規(guī)范，根據(jù)具體的工程類型、地域條件確定具體參數(shù)，這樣的做法能夠在加強計算結(jié)果可靠性的同時，避免參數(shù)不合理、參數(shù)錯誤造成的返工、浪費等現(xiàn)象。建模計算的前期處理是提高結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的重要措施之一。對荷載的計算要保證準確有效，估計、推測等無依據(jù)的做法是需要每個工程師盡可能避免的。建模的過程要嚴格按照科學的方法來給定輸入，樓梯洞口輸入處的局部開洞處理，轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與懸挑構(gòu)件設(shè)計中活荷載的不利影響，飄窗部分的荷載分析等都是需要格外注意的步驟。在尚未了解各個參數(shù)具體含義的情況下，毫無依據(jù)的對參數(shù)進行盲目的修改是結(jié)構(gòu)建模過程中的一個大忌。在調(diào)整參數(shù)的過程中，要格外注意不同參數(shù)的具體適用范圍，具體的某一項參數(shù)大多具有較為嚴格的適用性，磚混結(jié)構(gòu)下準確的參數(shù)，很可能不適用于框架結(jié)構(gòu)，多層結(jié)構(gòu)下準確的參數(shù)，對高層結(jié)構(gòu)的適用性也未必能夠保證。對相關(guān)計算軟件的應(yīng)用也要注意這個問題。不同的計算理論是具有其特定的假設(shè)條件的，軟件的編制默認狀態(tài)下均符合這些特定條件，為了避免出現(xiàn)參數(shù)不匹配、不適用的問題，在使用軟件前必須了解清楚這款軟件的具體技術(shù)條件，即使是最熟悉的 PKPM 軟件系列也不能忽略這個問題。缺乏對于軟件技術(shù)條件的深刻理解，就無法合理、正確的應(yīng)用軟件進行實際設(shè)計。因過分信任計算機的計算結(jié)果，而忽視結(jié)構(gòu)概念導(dǎo)致的嚴重錯誤，近年來在結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域也屢見不鮮。相關(guān)領(lǐng)域工作者在必要的情況下要進行手算復(fù)核，而不是迷信軟件的計算結(jié)果，這種情況對于帶轉(zhuǎn)換的構(gòu)件設(shè)計工作最為重要。在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，建筑物計算分析的結(jié)果是為了確保在靜力荷載以及自然災(zāi)害造成的動力荷載作用下具有較強的整體安全性。然而，僅僅依靠計算分析結(jié)果展開的設(shè)計，在實際生活中是很難避免荷載作用下建筑物局部開裂、破壞等現(xiàn)象的。針對不同的自然災(zāi)害，要進行專門的防護性設(shè)計。以地震為例，可以根據(jù)工程抗震等級的要求指標，按照設(shè)計規(guī)范中的具體要求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中采用必要的構(gòu)造措施。特別是針對計算性相對比較弱的結(jié)構(gòu)類型時，多數(shù)的設(shè)計都要求通過構(gòu)造措施保證建筑的安全性。
四、結(jié)語
隨著我國市場經(jīng)濟狀況的高速發(fā)展，城市化的進度正在逐漸加快，盡管房價商場非常猛烈，房地產(chǎn)市場的交易量依然與日俱增，對廣大人民百姓來說，購置住房是生活中最重要的活動之一，不少工薪階層將大半生的勞動所得消耗在房產(chǎn)上。同時，我國的內(nèi)陸地區(qū)地震頻發(fā)，住房的質(zhì)量不但與廣大人民的切身利益息息相關(guān)，還可能在自然災(zāi)害發(fā)生時直接影響到百姓的人身安全。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計在很大程度上影響著建設(shè)工程的安全可靠、美觀實用、施工難度、工程造價等諸多品質(zhì)，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量自古以來，都是結(jié)構(gòu)工程師最為關(guān)注的話題之一。同時，項目的特殊要求、施工環(huán)境的變化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計人員水平上的差異等諸多因素都與結(jié)構(gòu)設(shè)計的出圖質(zhì)量密切相關(guān)。為了盡可能避免設(shè)計圖紙上出現(xiàn)“漏、碰、錯、缺”，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)工作者應(yīng)當通過有效的措施盡可能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。通過文章中的分析，概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中扮演了很重要的角色。除此之外，針對軟件計算參數(shù)、計算結(jié)果的荷載分析、數(shù)學建模工作的有效進行，都是提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的好辦法。本文在此談了談自己的觀點和看法，可供同行參考。
參考文獻:
［1］ 馬玉剛． 淺談如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量［J］． 工程技術(shù)，2010
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的信息模型
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中軟件輔助設(shè)計已經(jīng)成為重要的技術(shù)手段之一，然而多數(shù)軟件不能兼容，其反復(fù)建立模型的工作影響了計算機輔助設(shè)計的工作效率，因為建筑設(shè)計中不同的軟件在數(shù)據(jù)交換中都需要進行再次處理才能實現(xiàn)共享與銜接，多數(shù)供應(yīng)商不會提供自身軟件的模型格式，從而造成了信息銜接的瓶頸。所以建筑信息模型的理念應(yīng)運而生，目前在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑信息模型技術(shù)已經(jīng)得到應(yīng)用，該技術(shù)就是對建筑的物理和功能特征進行數(shù)字化處理，將建筑設(shè)計所需要的信息進行采集和處理形成一個共享的數(shù)據(jù)資源，建筑信息模型的本質(zhì)就是信息庫，同時建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計信息模型是以三維技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了各種工程項目信息的數(shù)據(jù)模型。
針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的信息模型包含了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的所需信息，除了基本結(jié)構(gòu)的物理模型信息外，還包括屬性信息、模型關(guān)聯(lián)信息、管理信息等。物理結(jié)構(gòu)模型包括的有：結(jié)構(gòu)件、節(jié)點、截面、軸網(wǎng)、約束信息等等；屬性信息則有：載荷、內(nèi)力、材料、設(shè)計分析等信息；而關(guān)聯(lián)系統(tǒng)則有：結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)、模型關(guān)聯(lián)等；管理信息則是說明信息的來源等基本信息。因此在建筑信息模型技術(shù)的基礎(chǔ)上，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計信息模型的信息十分完備，且保持了一致性，可以為設(shè)計者提供必要的工程數(shù)據(jù)資料，也可解決分布式、異構(gòu)工程等的數(shù)據(jù)分享，是建筑模型自動轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)。
二、建筑模型轉(zhuǎn)化在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑設(shè)計的重要基礎(chǔ)，設(shè)計的內(nèi)容包括了結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工圖設(shè)計等等，在設(shè)計中利用模型的自動轉(zhuǎn)化可以幫助提高設(shè)計效率，也可幫助實現(xiàn)檢測與模擬等。在設(shè)計中利用以下步驟就可完善轉(zhuǎn)化與設(shè)計。首先，結(jié)構(gòu)設(shè)計信息的形成必須依靠設(shè)計信息模型，也就是在建筑設(shè)計模型中選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計信息，利用IFC標準在建筑設(shè)計信息模型中選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計信息，提取有價值的信息，并將其建立為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的信息模型，且結(jié)構(gòu)設(shè)計中不會出現(xiàn)非結(jié)構(gòu)設(shè)計信息，所以模型中也不會包含此類信息，該模型不能從結(jié)構(gòu)設(shè)計模型中反向映射出建筑設(shè)計模型，所以這個提取過程是單向的。其次，通過針對性開發(fā)的結(jié)構(gòu)分析模型的導(dǎo)出接口，將信息從結(jié)構(gòu)設(shè)計信息模型中再次提取，形成結(jié)構(gòu)分析模型，以此實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析。然后，利用結(jié)構(gòu)分析模型的導(dǎo)出接口，將結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)果集成到結(jié)構(gòu)設(shè)計模型中，形成一個完整的結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計新項目模型，進行施工圖的設(shè)計；最后，利用XML模型接口，將包括施工圖設(shè)計結(jié)果的結(jié)構(gòu)設(shè)計模型轉(zhuǎn)換為施工計算分析模型，進行相關(guān)施工作業(yè)的工程量計算與分析。下面針對建筑設(shè)計模型-結(jié)構(gòu)設(shè)計模型；結(jié)構(gòu)設(shè)計模型-結(jié)構(gòu)分析模型的轉(zhuǎn)化進行簡要的介紹，以此分析模型自動轉(zhuǎn)化在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用過程：
1、建筑設(shè)計轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)設(shè)計
目前我國的建筑設(shè)計中二維圖的使用較為普遍，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員都是按照建筑設(shè)計圖紙進行設(shè)計：內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)力分析、圖紙繪制等，在這樣的過程中，設(shè)計多數(shù)依靠的是圖元識別，以此獲得建筑軸網(wǎng)和主要墻柱、結(jié)構(gòu)件等的位置，期間建模工作量巨大，且多為重復(fù)勞動。而IFC標準的提出使得建筑產(chǎn)品的描述標準得到了統(tǒng)一，該標準完全涵蓋了建筑的全部生命周期，尤其是在設(shè)計階段，對建筑幾何模型的描述十分完善且準確。一些國際流行的軟件也都可將各自的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模型導(dǎo)出為IFC文件，所以設(shè)計轉(zhuǎn)化可以以這個標準為基礎(chǔ)?；贗FC描述的建筑設(shè)計模型為自動轉(zhuǎn)化提供了平臺。從建筑設(shè)計模型生成結(jié)構(gòu)設(shè)計模型主要是幾何模型的轉(zhuǎn)變，而建筑設(shè)計模型中的結(jié)構(gòu)件識別則是關(guān)鍵問題。IFC標準定義的模型優(yōu)勢在于構(gòu)件容易識別、構(gòu)件可以實現(xiàn)關(guān)聯(lián)，完全可以在轉(zhuǎn)化后被其他軟件進行再處理。
從建筑設(shè)計模型可以識別的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上看，墻、柱、梁、板等包含了所有的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件，而且建筑設(shè)計模型中墻體除了結(jié)構(gòu)層被描述外，也可包括其兩側(cè)的保溫層、裝飾層，當然也可以將門窗等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件加以描述。在轉(zhuǎn)化后，結(jié)構(gòu)設(shè)計模型中墻體結(jié)構(gòu)模型體現(xiàn)的是單一結(jié)構(gòu)的混凝土構(gòu)件，門窗等則被轉(zhuǎn)化為墻體上的孔洞。
在IFC標準中，利用實體定義和關(guān)聯(lián)關(guān)系就可形成一個建筑的結(jié)構(gòu)邏輯模型，在實踐中先給出的是IFC的墻體模型定義，轉(zhuǎn)化中將墻體、門、窗關(guān)聯(lián)模型進行定義，利用洞口關(guān)聯(lián)、洞口填充關(guān)聯(lián)分別可以獲得墻體實體與門實體、窗實體之間的關(guān)聯(lián)。對于結(jié)構(gòu)設(shè)計模型，通過墻實體和洞口實體實現(xiàn)對墻體描述，此時文件中的墻體模型就會變?yōu)閹в卸纯诘膲w模型。此時也可對墻體材料進行定義，通過材料關(guān)聯(lián)實體和多層材料實體定義，可以定義建筑墻體的層數(shù)和材料，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計模型而言可以通過材料實體來識別墻體和門、窗的差異。
除了墻體以外，柱、梁、板也可通過上述的定義完成轉(zhuǎn)化，從建筑設(shè)計模型變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計模型，在建筑設(shè)計模型向結(jié)構(gòu)設(shè)計模型轉(zhuǎn)化時應(yīng)注意，需要對IFC進行解析，通常是利用商業(yè)軟件完成，也可根據(jù)實際需求進行自主的開發(fā)。當然其核心就是對IFC文件進行解析獲得所需的結(jié)構(gòu)設(shè)計模型。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計-結(jié)構(gòu)分析模型的轉(zhuǎn)化
結(jié)構(gòu)設(shè)計中的必要環(huán)節(jié)是結(jié)構(gòu)分析，這是幫助結(jié)構(gòu)設(shè)計來驗證可行性的步驟。在轉(zhuǎn)化中可以利用結(jié)構(gòu)分析模型的接口來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)分析模型文件的生成與結(jié)構(gòu)分析結(jié)果的采集。利用國際通用的軟件都可實現(xiàn)這個過程，并完成有限元分析。但是模型的轉(zhuǎn)化都是局限在不同有限元分析軟件之間的幾何模型轉(zhuǎn)化。如：利用ETABS模型文件進行轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計模型向結(jié)構(gòu)分析模型轉(zhuǎn)化，然后利用數(shù)據(jù)庫的功能將軟件分析的結(jié)果集成到原有的設(shè)計模型中。按照工程文件結(jié)構(gòu)設(shè)計模型向結(jié)構(gòu)分析模型的轉(zhuǎn)化步驟如下：先編輯并生成一個結(jié)構(gòu)設(shè)計文件，利用軟件的接口導(dǎo)出，將結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本信息寫入到相關(guān)軟件中，形成該軟件模型下的文件。然后利用軟件導(dǎo)入該模型文件，進行模型的定義和分析，如定義約束、施加載荷，完成對結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計。然后利用軟件提供分數(shù)據(jù)庫接口，將計算結(jié)果導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中。最后利用軟件接口導(dǎo)入接口，將構(gòu)件的配置信息與對應(yīng)的結(jié)構(gòu)進行相互關(guān)聯(lián)，形成一個完整的結(jié)構(gòu)施工圖文件進行輸出，以此進行施工圖設(shè)計和工程量的分析。完成上述步驟后，結(jié)構(gòu)設(shè)計模型就變?yōu)榉治瞿Ｐ?、?shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、施工設(shè)計模型等。
三、結(jié)束語
模型自動轉(zhuǎn)化可以幫助建筑設(shè)計簡化設(shè)計過程，尤其是在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，因為結(jié)構(gòu)設(shè)計需要針對結(jié)構(gòu)件進行組合與配置，并進行相關(guān)計算，因此在設(shè)計中需要借助多種軟件完成設(shè)計，因此也就給結(jié)構(gòu)設(shè)計工作帶來了一定難度。而借助自動轉(zhuǎn)化的技術(shù)，將結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑信息模型結(jié)合起來利用建筑信息模型作為轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，配置軟件接口就可實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)化，由此形成了一個結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析、施工圖設(shè)計、工程量模型之間的轉(zhuǎn)化流程，由此將結(jié)構(gòu)設(shè)計引入到更加自動化、智能化的水平。
參考文獻
1引言
在社會不斷進步以及經(jīng)濟發(fā)展基礎(chǔ)上，房屋建筑數(shù)量越來越多，城市化腳步的加快，更是進一步對房屋建筑提出要求。人們的生活觀念不斷升華基礎(chǔ)上，房屋建筑越來越重視對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的提高，同時為了更好的幫助房屋建筑結(jié)構(gòu)適應(yīng)社會以及市場的發(fā)展需要，在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方面開始深入研究，不斷提高建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計水平，更好的幫助其建立適合市場發(fā)展以及需求的房屋建筑。
2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法淺析
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是房屋建筑中非常重要的步驟，對于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來講，需要不斷從實際建筑上進行經(jīng)驗總結(jié)以及根據(jù)房屋建筑基本理論為參照，積極探索研究，不斷對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，積極分析房屋建筑結(jié)構(gòu)中的建筑理論，同時深入對房屋建筑的認知，能夠從基礎(chǔ)上實現(xiàn)對房屋建筑質(zhì)量的提升。在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計期間，是保證房屋能夠得到更好的優(yōu)化，設(shè)計更加完善，質(zhì)量能夠不斷提升【1】。在進行房屋建筑期間，需要不斷提高對房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重視，積極控制房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計期間的重要環(huán)節(jié)，在進行房屋建筑設(shè)計期間，盡量縮短房屋建筑中質(zhì)量中心以及房屋建筑中的剛度變化，這樣能夠保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，能夠?qū)崿F(xiàn)房屋建筑的對稱以及規(guī)則。保證以上要求也是滿足房屋建筑基本要求的重要基礎(chǔ)，只有房屋建筑中的各種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，才能實現(xiàn)對房屋建筑質(zhì)量的優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求還包含對房屋建筑質(zhì)量以及承載力等方面的優(yōu)化，特別是在房屋建筑期間，不斷優(yōu)化房屋建筑的設(shè)計結(jié)構(gòu)，能夠很好的扭轉(zhuǎn)房屋建筑的承載力，增強房屋的實用性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，一定要保證建筑相應(yīng)的功能發(fā)揮，重視對建筑功能的設(shè)計，并且還需要保證建筑自身能夠上下協(xié)調(diào)，豎向以及橫向都能夠相對應(yīng)。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，減少結(jié)構(gòu)設(shè)計中的難度設(shè)計，積極實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟型，盡量防止應(yīng)用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計方式，這樣會提升結(jié)構(gòu)設(shè)計中的成本費用。房屋建筑設(shè)計中的豎向設(shè)計，一定要保證其剛度設(shè)計要求，這樣能夠保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計符合建筑設(shè)計的需要，不會突然出現(xiàn)建筑問題，同時還能夠提高房屋自身的承受力。
3房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的重要意義
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對房屋建筑具有重要意義，不僅是保證房屋建筑順利實施的重要基礎(chǔ)，同時也是提高房屋建筑質(zhì)量的重要保障。對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計需要隨著城市化建設(shè)要求的提升進行優(yōu)化，不斷提升房屋建筑中的美觀設(shè)計，同時還可以幫助房屋建筑展開更加合理的工程造價。在房屋建筑過程中，建筑部門或是建筑企業(yè)一直在積極探索能夠保證工程建筑質(zhì)量基礎(chǔ)上，盡量減少或是降低建筑成本，同時這也是工程造價的重要目標【2】。為了更好的實現(xiàn)這方面的要求，就需要對房屋建筑的基本結(jié)構(gòu)詳細了解，能夠掌握科學的房屋建筑設(shè)計原理，在不斷調(diào)整房屋建筑成本基礎(chǔ)上，能夠更好的保證房屋建筑的安全性以及可靠性。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的傳統(tǒng)設(shè)計方式存在一定的缺陷，在不斷發(fā)展改善基礎(chǔ)上，積極探索新的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方式，更加科學合理的對房屋建筑進行設(shè)計，能夠很好的保證房屋建筑中工程造價的合理性調(diào)整，并且對房屋建筑中的每個單元以及功能區(qū)實現(xiàn)合理分配，不斷提升房屋建筑的科學性以及實用性。
4房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化方式分析
對于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來講，需要不斷對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化，針對當前的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)展需求不斷完善，作者根據(jù)相關(guān)分析探索總結(jié)出以下幾點，希望能夠更好的促進我國房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展。4.1房屋建筑設(shè)計中的前期設(shè)計環(huán)節(jié)。在房屋建筑施工之前，需要進行前期準備環(huán)節(jié)，不斷提升在前期準備環(huán)節(jié)中的房屋建筑設(shè)計，提高房屋建筑設(shè)計優(yōu)化，增強對房屋建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)的控制，同時提高工程造價的調(diào)整。制定科學合理的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，對房屋建筑設(shè)計制定科學合理的設(shè)計規(guī)劃，并且保證規(guī)劃能夠順利實施，全面凸顯出建筑結(jié)構(gòu)中的優(yōu)化設(shè)計中心，對結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)問題的地方展開詳細設(shè)計，降低房屋建筑設(shè)計中存在的風險以及安全隱患。幫助房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)真正的經(jīng)濟化、社會化，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠更加高效。4.2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的細部結(jié)構(gòu)設(shè)計。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅包含一些大范圍的結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時還包含很多細化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的任何細節(jié)都會影響到房屋建筑質(zhì)量，所以在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，需要重視對很多細部結(jié)構(gòu)的設(shè)計。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，特別是細部結(jié)構(gòu)設(shè)計需要保證房屋建筑質(zhì)量以及房屋自身的穩(wěn)定性。本身在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，就沒有實體性的物體進行參考，結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)等都需要自己計算，所以經(jīng)常會產(chǎn)生一些結(jié)構(gòu)設(shè)計誤差的存在，這樣會嚴重影響到房屋結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量【3】。需要不斷提高對房屋建筑細部結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制，能夠保證細部結(jié)構(gòu)設(shè)計得到更理想的改進，達到更加理想的效果。同時對房屋建筑中經(jīng)常出現(xiàn)的錯位、分裂等質(zhì)量問題提高注意，這樣才能從根本上實現(xiàn)對房屋建筑安全性以及經(jīng)濟型的提升。
5結(jié)束語
總上所述，對于我國的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來講，需要不斷加強對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，積極從全方面的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高設(shè)計手段，增強對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的細部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠達到更加理想的效果，不斷提高房屋建筑的質(zhì)量。
作者:馬莉 單位:湖北省襄陽市第二建筑設(shè)計院
有限元分析又稱有限單元法，是一種解決場問題一系列偏微分方程的數(shù)學方法，被廣泛用于解決結(jié)構(gòu)強度、剛度、振動、傳熱、屈曲問題，在工程機械鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域。美國福特過程在上世紀70年代，便應(yīng)用有NASTRAN軟件，對車底架進行靜態(tài)分析，找出高應(yīng)力區(qū)，進行設(shè)計改進。日本五十菱汽車在80年代末將有限元廣泛應(yīng)用于汽車設(shè)計的各個階段。對于結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，其最終目的在于解決鋼結(jié)構(gòu)安全性與經(jīng)濟性之間的平衡問題，傳統(tǒng)的設(shè)計方法采用預(yù)先的概念設(shè)計，重復(fù)進行結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計演化、構(gòu)件尺寸調(diào)整，工作量大，往往無法進行科學的計算，有限元法對鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，可對結(jié)構(gòu)外部荷載進行預(yù)測計算，如結(jié)構(gòu)響應(yīng)不滿足要求，或為了更理想的設(shè)計，可進行改進設(shè)計。
2 工程機械鋼結(jié)構(gòu)靜力學分析
2.1有限元法典型分析步驟
有限分析的主要步驟為結(jié)構(gòu)離散化、選擇位移插值函數(shù)、分析單元力學特性、計算等效節(jié)點載荷、整體分析、應(yīng)用位移邊界條件、求解結(jié)構(gòu)平衡方程、計算單元應(yīng)力。機械工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，構(gòu)件非常多，結(jié)構(gòu)離散化將其分為有限個單元體，并設(shè)置節(jié)點，將節(jié)點連接起來，成為集合體，便代表整個機械結(jié)構(gòu)（被設(shè)計結(jié)構(gòu)）的整體設(shè)計目標。大型工程機械整體結(jié)構(gòu)基本成熟，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本上是對原有結(jié)構(gòu)中的某個局部進行優(yōu)化改進或替代設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)是連續(xù)的彈塑性體，故為了逼近連續(xù)的彈塑性統(tǒng)，需據(jù)計算精度、計算機性能，選擇合適的單元數(shù)目、基本設(shè)計結(jié)構(gòu)，以確定較優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)劃分方案。位移插值函數(shù)表現(xiàn)節(jié)點唯一中任一點位移、應(yīng)變、應(yīng)力，即位移函數(shù)。能源力學特性，一般采用彈性力學幾何方程，采用節(jié)點位移表示單元應(yīng)變。鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)彈性經(jīng)離散化后，考慮到力是從單元公共邊界傳遞到另一個單元的，便需要將單元上的集中力、體積力以及作用在單元邊界的表面力，移植到節(jié)點上，形成等效節(jié)點載荷。再次，進行整體分析，結(jié)合所有單元的剛度方程，建立結(jié)構(gòu)平衡方程，形成總體剛度矩陣。再次，設(shè)計位移邊界條件，求解結(jié)構(gòu)方程，計算單元應(yīng)力，最終求得整體應(yīng)力。
2.2 有限元法參數(shù)化分析技術(shù)
有限元的參數(shù)化分析是對結(jié)構(gòu)參模型進行簡化的一種方法，通過描述結(jié)構(gòu)的尺寸特征，實現(xiàn)可變參數(shù)的有限元分析，目前普遍采用有限元分析軟件進行參數(shù)化分析。第一步：①利用參數(shù)化實現(xiàn)，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)抽象描述特征參數(shù)，在不影響精度情況下進行簡化；②利用軟件提供的編程軟件，建立參數(shù)化有限元分析流程；③根據(jù)設(shè)計要求，將參數(shù)賦予特征值，進行有限元計算分析。第二步是參數(shù)化分析的核心，以變量形式定義特征參數(shù)，定義分析類型與過程，定義分析結(jié)構(gòu)的提取與處理。以雙梁式起重機主梁為例，其參數(shù)主要包括主梁長、主梁寬、主梁高、主梁端高，上面板寬、尺寸，下面板寬、隔板高、腹板厚、上面板厚、下面板厚、隔板厚、隔板位置等，分別設(shè)置為A1-n，單位為mm。采用Solid Works SDA API程序，添加SldWorks 2014 Type Library、SldWorks 2014 Constant type library模塊，進行相應(yīng)的設(shè)計頁面，設(shè)置參數(shù)，進行計算[1]。
3 工程機械鋼結(jié)構(gòu)動力學分析
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
近幾年經(jīng)濟的高速發(fā)展，給設(shè)計行業(yè)提供了極為廣闊的發(fā)展空間，在一些大都市，經(jīng)常會看到一些匯集當代最優(yōu)秀設(shè)計理念的建筑。建筑工程的設(shè)計是個綜合的學科，既要保證業(yè)主的要求的同時還要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量在建筑工程中直接影響到建筑工程施工周期及工程的成本，所以在建設(shè)工程的設(shè)計質(zhì)量管理中要做好全面的質(zhì)量管理，提高設(shè)計質(zhì)量，這也是設(shè)計單位在行業(yè)競爭中設(shè)計能力的全面體現(xiàn)。
一、建筑結(jié)構(gòu)的類型
目前，對建筑結(jié)構(gòu)類型的劃分主要是根據(jù)建筑的用途、層數(shù)、結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)形式進行區(qū)別和分類的。按用途可分為民用和工業(yè)用兩種；按層數(shù)可分為單層、多層和高層建筑；按結(jié)構(gòu)材料可分為鋼結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等；按結(jié)構(gòu)形式可分為剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)等。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本內(nèi)容
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計程序
建筑物的整體設(shè)計包含了許多方面的設(shè)計內(nèi)容，如結(jié)構(gòu)設(shè)計、暖通設(shè)計、給排水設(shè)計和電氣設(shè)計等等。雖然需要設(shè)計的方面有很多，但是不管進行何種設(shè)計都應(yīng)遵循建筑設(shè)計的基本要求，即經(jīng)濟、美觀、環(huán)保、實用。建筑結(jié)構(gòu)是建筑物發(fā)揮自身使用功能的前提，結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑設(shè)計的重要組成部分。
2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求
為了確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，設(shè)計時應(yīng)盡量滿足以下要求：其一，抗震設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)自身所處地域的烈度、建筑高度和具體結(jié)構(gòu)類型采用不同的抗震等級；其二，相關(guān)計算。結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要進行承載極限狀態(tài)計算和正常使用驗算，例如，直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須進行疲勞強度驗算。
三、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的措施
1 、在設(shè)計前要進行積極的組織、協(xié)調(diào)和準備工作
要想使得建筑項目的圖紙和方案可行性和專業(yè)性更高，工程設(shè)計師就要在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時與其他的專業(yè)和部門做好溝通工作。不要單獨一個部門就完成所有設(shè)計內(nèi)容。這就要求工程設(shè)計師不僅僅要對自己的專業(yè)有充分的了解，還要根據(jù)項目具體的特點和要求，與其他的部門相互配合，這樣才能使設(shè)計更加的完善。如果在設(shè)計過程中出現(xiàn)疑問或者是技術(shù)性的難題，那么應(yīng)該將各部門人員組織在一起進行審核，從而制定出一套統(tǒng)一的標準和設(shè)計原則。這樣才能使設(shè)計方案、設(shè)計圖紙符合統(tǒng)一的規(guī)定。這樣才能減少后續(xù)施工中的難點。另外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，設(shè)計工程師還要對工程的信息進行詳細的調(diào)查，收集一切有關(guān)的數(shù)據(jù)，并且進行整理和分析。這樣在設(shè)計時才能夠通過對這些數(shù)據(jù)的分析，設(shè)計出更符合標準的結(jié)構(gòu)。從而降低了返工的可能性，有效的控制了物資浪費的發(fā)生。
2 、在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中加強對于概念設(shè)計的重視
在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，概念設(shè)計占據(jù)極其重要的地位，結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟通常可以劃分為三步: 前期選擇方案階段，中期結(jié)構(gòu)計算階段以及后期制繪施工圖階段。結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析的首要步驟就是概念設(shè)計，以上三個步驟均與科學的概念指導(dǎo)不可分割。一名好的結(jié)構(gòu)工程師在每個項目工程設(shè)計的初始階段，也就是建筑設(shè)計方案確定階段，先按照自身的經(jīng)驗和專業(yè)基礎(chǔ)，在心里經(jīng)歷一段優(yōu)化過程，應(yīng)用概念設(shè)計手段，能夠快速、合理地構(gòu)思，比較，抉擇每一個結(jié)構(gòu)體系，并且協(xié)助建筑師擴展或者實現(xiàn)建筑行業(yè)所需要的空間形式，想要的使用，構(gòu)筑和形象功能，且將其定為目標，同建筑師共同決定建筑的總體結(jié)構(gòu)方案，此外，還要確定整體結(jié)構(gòu)體系和分體結(jié)構(gòu)體系最佳的受力方案。得出來的方案一般具有清晰的概念和正確的定性，從而避免了后期不必要的運算，經(jīng)濟可靠性能較好。另外，這種方法也可以作為判斷計算機的內(nèi)力分析所得到的數(shù)據(jù)可靠性的依據(jù)。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的靈魂和核心，概念設(shè)計統(tǒng)領(lǐng)著整個結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，也顯示了設(shè)計工程師的理論和設(shè)計水平。通過結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的運用，可以從全局上明確結(jié)構(gòu)的各項性能，從而科學的判斷計算分析得到的結(jié)果并進行合理的利用，確保了設(shè)計過程中工程師的主體地位。
3、 設(shè)計過程質(zhì)量管理
（1）在方案設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計中設(shè)計人員應(yīng)嚴格執(zhí)行結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一措施，如果有不確定之處和感覺不穩(wěn)妥時向?qū)I(yè)人士請教，交流溝通后由最終負責人來決定，下達標準，不可以妄自行動，要明白，工程的完成是一個集體性的活動而非個人性的活動。
（2）建筑各專業(yè)在各階段設(shè)計過程中應(yīng)互提設(shè)計基礎(chǔ)資料，形成配合資料互提單表，以此表來約束各專業(yè)人員的設(shè)計責任行為。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)做到主動與建筑各專業(yè)溝通，做到設(shè)計嚴謹、不遺漏。
（3）在初步設(shè)計結(jié)束后施工圖設(shè)計過程中可根據(jù)工作情況，由各級負責人進行設(shè)計中間工作檢查，形成中間檢查表。各級負責人應(yīng)做到主動及時發(fā)現(xiàn)問題及時解決問題，以免設(shè)計校對、審核時改動過大，影響設(shè)計進度。
（4）考慮到時間的緊迫性，設(shè)計人員應(yīng)當在保持自身獨立性的同時兼顧流程進度，向工程人員匯報截止時間，必要時能夠安排其他人員共同努力，來加快方案的完成，工作中要嚴謹，分不同層次的代表來完成初步的審核檢查，并落入到數(shù)據(jù)管理當中，對于可能有效的改進方式，匯報負責人討論其是否可行，不能太過自信引發(fā)安全隱患，當然，設(shè)計人員自身的思路發(fā)展是被鼓勵的。
（5）最后設(shè)計圖紙要進行圖紙會簽、加蓋印章、曬圖、打印、包裝、交付、備份設(shè)計電子文件等工作，屬于設(shè)計人員完成的要及時履行責任完成，不要影響下一步全面質(zhì)量管理工作的進行。設(shè)計人員應(yīng)按照本設(shè)計單位結(jié)構(gòu)專業(yè)計算書的要求完成本專業(yè)計算書。
4、加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計后期質(zhì)量管理
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)采取有效的措施加強設(shè)計后期的質(zhì)量管理，其具體措施主要包括：
（1）根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計審圖中心提出的相關(guān)意見與要求，及時進行修改與完善，設(shè)計人員如果遇到存在疑問或不理解之處，應(yīng)主動與審圖人
員進行溝通，按照審圖中心的時限要求及早提交修改后的設(shè)計方案及相關(guān)技術(shù)文件，以爭取早日通過審核，交付建設(shè)單位使用；
（2）按照工程項目建設(shè)單位的要求進行技術(shù)交底，并且形成完善的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計會審記錄表，促進建設(shè)單位與施工單位之間的溝通、協(xié)調(diào)；
（3）對建筑結(jié)構(gòu)施工過程中出現(xiàn)的各類問題，如果涉及到設(shè)計變更及相關(guān)事項，設(shè)計單位應(yīng)做好進行設(shè)計變更的準備，按照本單位的管理制度與工作條例進行處理，并且形成專業(yè)的設(shè)計變更通知書，以交付施工單位使用；
（4）在建筑結(jié)構(gòu)施工過程中，對于各結(jié)構(gòu)施工項目進行驗收時，設(shè)計人員應(yīng)保持虛心、認真的工作態(tài)度，向建設(shè)單位與施工單位收集與極惡狗設(shè)計質(zhì)量相關(guān)的反饋信息，并且從中要吸取經(jīng)驗和教訓(xùn)，形成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量信息反饋單或匯總表，以利于今后設(shè)計工作的改進和完善。
總之，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計在很大程度上影響著建設(shè)工程的安全可靠、美觀實用、施工難度、工程造價等諸多品質(zhì)，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量自古以來，都是結(jié)構(gòu)工程師最為關(guān)注的話題之一。同時，項目的特殊要求、施工環(huán)境的變化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計人員水平上的差異等諸多因素都與結(jié)構(gòu)設(shè)計的出圖質(zhì)量密切相關(guān)。為了盡可能避免設(shè)計圖紙上出現(xiàn)“漏、碰、錯、缺”，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)工作者應(yīng)當通過有效的措施盡可能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。
參考文獻：
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1.概述
課程設(shè)計是非常重要的教學實踐環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計的鍛煉，學生可以綜合運用專業(yè)課知識。通過課程設(shè)計培養(yǎng)學生機械綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和工程意識，是啟迪學生創(chuàng)新思維、開發(fā)學生創(chuàng)新潛能的重要手段，并為以后專業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)，在教學計劃中具有承上啟下的作用[1]。
根據(jù)學校機械專業(yè)的培養(yǎng)方案，可將專業(yè)課課程設(shè)計分為機械類課程設(shè)計和電類課程設(shè)計，機械類包括：機械原理課程設(shè)計，機械設(shè)計課程設(shè)計，夾具設(shè)計課程設(shè)計等；電類的包括：PLC原理與應(yīng)用課程設(shè)計，控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計等。然而，對于機械類課程設(shè)計來講，主要是對機構(gòu)的原理設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝卡片設(shè)計等。然而不管是哪一個機械類的課程設(shè)計，都離不開三維模型的建立。本文主要針對機械類課程設(shè)計中的三維軟件的應(yīng)用做探討和研究。
2.目前課程設(shè)計中存在的問題
目前幾個機械類課程設(shè)計都還是在采用傳統(tǒng)手工繪圖或者二維CAD繪圖的方式進行設(shè)計[2]，老師在前期講解的時候，也是用一些已經(jīng)做好的設(shè)計的動畫和基本原理講解的方式給學生講解。具體問題如下：
（1）《機械原理課程設(shè)計》基本都是采用手工原理圖的形式進行設(shè)計，學生從手冊或課本中了解每種機構(gòu)的工作原理，然后根據(jù)老師布置的課題要求進行原理設(shè)計，通過手工繪圖方式，繪出機構(gòu)原理圖。
（2）對于《機械設(shè)計課程設(shè)計》來講，我們的題目還是使用傳統(tǒng)課題，設(shè)計一級或者二級減速器。設(shè)計步驟基本跟傳統(tǒng)設(shè)計步驟一樣，學生先觀察實際減速器模型的結(jié)構(gòu)，然后進行拆裝，詳細了解減速器的結(jié)構(gòu)。在了解了減速器結(jié)構(gòu)后，學生再一步步進行軸的設(shè)計、齒輪設(shè)計、軸肩、箱體等零件的設(shè)計。這種設(shè)計步驟看似非常合理，但是學生是觀察成品減速器，很難理解每個零件在整個產(chǎn)品中的作用。如果能將減速器是如何設(shè)計出來的，讓學生直接參與設(shè)計過程中，學生就會更有興趣，理解更容易。
（3）《機械設(shè)計課程設(shè)計》是已知產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，然后進行設(shè)計，然而《夾具設(shè)計課程設(shè)計》只知道功能和設(shè)計要求，需要學生將所學《夾具設(shè)計》知識進行綜合運用，設(shè)計一套完整的夾具。傳統(tǒng)設(shè)計步驟是學生通過實習，參觀實際的夾具結(jié)構(gòu)，然后老師給出跟參觀相似的課題，學生進行設(shè)計。在設(shè)計過程中，主要采用手工或者二維CAD軟件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。
以上幾種設(shè)計都采用二維設(shè)計，學生直觀上不便于掌握和理解。而且二維設(shè)計的后期修改工作非常繁瑣。
3.三維軟件Solidworks在課程設(shè)計中的應(yīng)用
（1）三維造型技術(shù)的優(yōu)點
三維設(shè)計是新一代數(shù)字化、虛擬化、智能化設(shè)計平臺的基礎(chǔ)。它是建立在平面和二維設(shè)計的基礎(chǔ)上，讓設(shè)計目標更立體化、更形象化的一種新興設(shè)計方法。三維CAD系統(tǒng)有較好的造型工具，能應(yīng)用“自頂向下”和“自底向上”等設(shè)計方法，實現(xiàn)裝配等復(fù)雜設(shè)計的難度遠比用二維圖形系統(tǒng)增加得快。
（2）三維軟件Solidworks在課程設(shè)計中的應(yīng)用實例
為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)4.0人才培養(yǎng)需要，學生應(yīng)該首先能使用現(xiàn)代化技術(shù)手段進行產(chǎn)品設(shè)計，然后具備能出一套標準的符合機械設(shè)計規(guī)范的工程圖的能力。學生需要掌握至少一款三維軟件的使用，并能熟練使用三維軟件進行產(chǎn)品設(shè)計和出工程圖。然而，將三維軟件應(yīng)用于課程設(shè)計中，一方面使學生充分理解所做課題的具體情況，另一方面學生的三維設(shè)計過程是對軟件使用的鍛煉。
2014年在修訂機械設(shè)計制造及自動化培養(yǎng)方案中，考慮到三維軟件在機械專業(yè)課中的重要地位，將三維軟件課程設(shè)置在第三學期，也就是在所有課程設(shè)計開設(shè)之前就已經(jīng)開設(shè)了三維軟件課程。
下面以Solidworks軟件在《夾具設(shè)計課程設(shè)計》中的使用為例，在基本確定定位元件和夾緊機構(gòu)以后，結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟如下：
（1）夾具的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計
夾具由定位元件、夾緊機構(gòu)和夾具體等一些輔助元件組成。Solidworks在裝配體設(shè)計中有一種自上而下的設(shè)計方法，這種方法可以在設(shè)計過程中，一邊設(shè)計一邊建模。只需要畫好第一個基礎(chǔ)零件，其他零件可以根據(jù)需要直接在裝配體中建模，可以非常方便地確定設(shè)計的零件的位置和大小。本實例就是采用這種自上而下的方式進行裝配體的設(shè)計?，F(xiàn)將撥叉零件鉆孔專用夾具體三維結(jié)構(gòu)設(shè)計出來，然后設(shè)計心軸并將被加工零件撥叉裝配進來，依此方法，將需要的零件都一一設(shè)計出來，最后成為一個完整的夾具。
老師在講解完理論知識以后，再以一個實例為例，一邊設(shè)計一邊繪圖，這樣學生對整個設(shè)計步驟就非常清楚，也容易理解。
（2）由三維結(jié)構(gòu)圖出工程圖
對于機械專業(yè)學生來講，出一套標準的工程圖是最基本的要求。很多學生做設(shè)計時更重視方案設(shè)計，不重視出圖。而且課程設(shè)計老師進行課程設(shè)計指導(dǎo)時，主要對學生的設(shè)計方案進行指導(dǎo)。然而，課程設(shè)計一方面是對專業(yè)課知識的綜合運用，設(shè)計正確的方案，另一方面是對學生出圖能力的加強和鍛煉。
三維Solidworks軟件具備零件和裝配體出工程圖的功能，學生可以利用Solidworks軟件進行三維結(jié)構(gòu)設(shè)計，在結(jié)構(gòu)設(shè)計方案最終確定以后，先用Solidworks軟件輸出工程圖，再到CAD中進行修改。
4.總結(jié)和展望
課程設(shè)計是使學生具備綜合運用專業(yè)知識能力，學生通過課程設(shè)計，了解實際產(chǎn)品的設(shè)計過程，達到理論聯(lián)系實際的效果。
參考文獻：
在全球經(jīng)濟一體化進程不斷加劇與計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)不斷普及的推動作用下，建筑工程項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)工作人員開始從傳統(tǒng)模式下大量、繁雜的手工設(shè)計與計算工作中解脫出來，結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作效率也得到了較大的提升，這對于工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作而言更是如此。然而結(jié)構(gòu)設(shè)計過分依賴現(xiàn)代計算機應(yīng)用軟件雖然能夠在一定程度上起到對結(jié)構(gòu)設(shè)計工作效率與質(zhì)量的保障，但它對于概念設(shè)計工作的忽視也很容易造成工業(yè)建筑設(shè)計脫離實際，建筑項目的相關(guān)功效也會因此受到限制。據(jù)此，如何在當前技術(shù)條件支持下，做好工業(yè)建筑中的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計已成為當下相關(guān)工作人員最亟待解決的問題之一。
1 當前工業(yè)建筑中結(jié)構(gòu)概念設(shè)計存在的問題分析
一般而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)建筑項目最終服務(wù)對象的不同可以分為民用建筑設(shè)計與工業(yè)建筑設(shè)計兩大類。就民用建筑設(shè)計而言，無論是面向居住服務(wù)或是面向公共服務(wù)的建筑，其體型一般來說是比較規(guī)則、比較統(tǒng)一的，整個建筑的負載能力也比較恒定，因而對于建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的要求并不是特別高。然而在工業(yè)建筑設(shè)計當中，受工業(yè)建筑不同施工工業(yè)的特性影響，建筑物應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)形式及各種建筑資源的布局情況也千差萬別，工業(yè)建筑對于建筑體型、荷載能力的差異性影響最終也會使得其結(jié)構(gòu)概念設(shè)計工作相對而言較為系統(tǒng)、復(fù)雜。具體而言，當前工業(yè)建筑中結(jié)構(gòu)概念設(shè)計工作存在的問題可以歸納為以下幾個方面。
1.1 首先，工業(yè)建筑施工項目對某些特殊工藝的規(guī)定，使得工業(yè)建筑在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計中需要以工藝布置的合理化為基本前提。然而當前工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作所選用的結(jié)構(gòu)計算軟件對這種工藝布置問題始終缺乏一個較為明確的規(guī)定，再加上結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師的工業(yè)建設(shè)設(shè)計實踐經(jīng)驗不夠充分，或是對這種資源整合型問題的重視程度不高，在實際建設(shè)過程中常常會出現(xiàn)如電纜夾層在不合理的框架結(jié)果中循環(huán)纏繞并形成短柱、工業(yè)建筑室內(nèi)環(huán)境涉及到大型設(shè)備的安裝與運行工作室，框架柱容易出現(xiàn)在某一個或是幾個方向的計算長度的取值失誤以及振動設(shè)備抗震減震構(gòu)造設(shè)計存在缺陷或是系統(tǒng)功能無法得到全面發(fā)揮等問題，進而給整個工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來一定的制約。
1.2 其次，工業(yè)建筑當中存在的復(fù)雜性、差異性建筑物載荷工況也會對工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來極大的沖擊。就我國而言，在當前技術(shù)經(jīng)濟支持下，國內(nèi)建筑行業(yè)廣泛使用的建筑結(jié)構(gòu)計算軟件多是以民用建筑為設(shè)計原型及參考對象，這也就意味著結(jié)構(gòu)計算軟件只適用于那部分建筑載荷比較單一、外部結(jié)構(gòu)設(shè)置比較規(guī)范的民用建筑。而如果將這種結(jié)構(gòu)計算軟件盲目套用在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作當中，不僅工業(yè)建筑所具備的某些特殊形體構(gòu)造或是工藝運行需求無法在結(jié)構(gòu)計算軟件中得到全面、真實的反映，與此同時這些差異性的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)計算軟件最終計算出的數(shù)據(jù)顯示異常、計算結(jié)果失真問題嚴重。
2 工業(yè)建筑中的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計重要性分析
針對上述有關(guān)當前工業(yè)建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中存在的問題分析，相關(guān)工作人員需要認識到結(jié)構(gòu)概念設(shè)計作為彌補當前單一結(jié)構(gòu)設(shè)計工作于工業(yè)建筑特殊性之間的矛盾有著極為重要的作用與意義，同時它也是工業(yè)建筑又好又快發(fā)展過程中的必然選擇與趨勢。只有將合理的簡化模型、建筑載荷組合與當前建筑結(jié)構(gòu)計算分析軟件有效結(jié)構(gòu)在一起，在確保結(jié)構(gòu)設(shè)計工作順利開展的基礎(chǔ)上，做到工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)安全性與經(jīng)濟性的統(tǒng)一，才能杜絕肥胖梁柱等多種工業(yè)建筑安全問題的產(chǎn)生，進而為工業(yè)建筑的安全穩(wěn)定運行提供可靠性保障。筆者接下來對結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在工業(yè)建筑各環(huán)節(jié)、各步驟中的重要意義做簡要分析與說明。
2.1 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在工業(yè)建筑中必要性分析。概念設(shè)計從本質(zhì)上來說是結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)工作人員設(shè)計思想的核心體現(xiàn)。一個好的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要具備在一定建筑功能與特殊工藝要求的限制條件下，在完成工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的同時，兼顧工業(yè)建筑與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)、特殊工藝需求與結(jié)構(gòu)等交互關(guān)系的工作能力。在這一過程中注重強調(diào)概念設(shè)計工作開展的必要性與重要性，最重要的依據(jù)在于當前結(jié)構(gòu)設(shè)計計算軟件無法全面、準確的解決工業(yè)建筑在實際過程中存在的結(jié)構(gòu)性問題，這些問題都需要采用概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施相結(jié)合的方式來解決。只有在此基礎(chǔ)上結(jié)合工業(yè)建筑的實際工況需求分析，結(jié)構(gòu)概念設(shè)計才能夠為工業(yè)建筑提供全面、及時的設(shè)計依據(jù)。
2.2 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在工業(yè)建筑初步設(shè)計階段的重要性分析。就工業(yè)建筑初步設(shè)計階段而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員需要以工藝特殊性作用下確定的整合及布置方案為依據(jù)，對整個工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)步驟、結(jié)構(gòu)體系進行初步規(guī)劃，并通過對這種結(jié)構(gòu)體系的建模運算來確定整個結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的經(jīng)濟性與可行性。在這一過程中，相關(guān)工作人員需要特別關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計與大型工業(yè)設(shè)備的融合情況。這是因為大型工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)制造周期一般來說都比較長，一旦該項工業(yè)設(shè)備的購入與使用得到相關(guān)部門的授權(quán)審批，工業(yè)建筑工程建設(shè)企業(yè)就會在第一時間聯(lián)系相關(guān)的制造廠商開始訂貨、購貨的相關(guān)事宜，此時的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案就順勢成為了建筑施工企業(yè)下一施工環(huán)節(jié)中的設(shè)計基礎(chǔ)。如這部分結(jié)構(gòu)設(shè)計方案考慮的不夠全面周詳，下一步驟的持續(xù)沿用就勢必會帶給整個工業(yè)建筑帶來極為嚴重的經(jīng)濟損失。
基于這一實際情況，筆者認為工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)工作人員需要在工業(yè)建筑的初步設(shè)計階段充分利用自身掌握的各種結(jié)構(gòu)概念設(shè)計知識，以建筑物的工藝特殊性為參照依據(jù)，優(yōu)先選擇方案結(jié)構(gòu)性能比較好、結(jié)構(gòu)建設(shè)獲取經(jīng)濟效益比較明顯的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案作為整個工業(yè)建筑工程建設(shè)的基本依據(jù)。
2.3 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在工業(yè)建筑抗震分析階段中的重要性分析。當前經(jīng)濟社會建設(shè)過程中，各行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展對新時期工業(yè)建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了較為嚴格的要求，尤其是化工建筑、能源建設(shè)、核電企業(yè)受其特殊經(jīng)營性質(zhì)的影響，對建筑結(jié)構(gòu)當中的抗震設(shè)計有著格外嚴格的要求。相關(guān)工作人員需要認識到抗震設(shè)計對整個工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要意義，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中對砌體結(jié)構(gòu)、墻體梁柱承重能力進行著重處理。首先，概念設(shè)計需要明確工業(yè)建筑建設(shè)區(qū)域內(nèi)的地震能力傳遞途徑與相關(guān)的建筑薄弱環(huán)節(jié)，并對采取何種抗震措施對該區(qū)域進行抗震能力的優(yōu)化作出明確說明；其次，工業(yè)建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要妥善處理建筑抗震承載能力、變形能力以及地震能量消耗能力三者之間的關(guān)系。
3 結(jié)束語
伴隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展與經(jīng)濟社會不斷進步，人民日益增長的物質(zhì)與精神文化需求對新時期的工業(yè)建筑提出了更為嚴格的要求。本文對工業(yè)建筑中的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計工作進行了簡要的說明，希望對今后相關(guān)研究工作的開展提供一定的意見與建議。
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A 文章編號：
1引言
在建筑工程建設(shè)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計是關(guān)鍵步驟。建筑結(jié)構(gòu)的造價在建筑工程的總造價中占較大比例。近些年來，節(jié)能型環(huán)保技術(shù)在建筑工程中廣泛應(yīng)用，加劇了建筑修建者對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的需要。良好的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，不但能保證建筑物的美觀實用，而且可以降低建筑物的建造成本和使用效率。在目前，我國建筑物空間結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化還存在著很多問題，很多建筑修建者和建筑空間設(shè)計者對建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計的重視不夠，建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，影響了建筑的實用性和美觀性。所以，加強建筑工程建設(shè)中空間結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計，是建筑工程迫切需要解決的重要問題。
2建筑空間結(jié)構(gòu)基本設(shè)計
2.1建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念和原則
建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑物建造中起著非常重要的作用，良好的建筑空間結(jié)構(gòu)可以讓建筑物更加美觀實用。建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計主要側(cè)重于建筑物結(jié)構(gòu)安全性能的設(shè)計方面，包括建筑物抗震能力、建筑物防風能力和建筑整體空間結(jié)構(gòu)設(shè)計方面。良好的建筑空間結(jié)構(gòu)，一反面能保證建筑物的使用安全和適應(yīng)效率，一方面有利于節(jié)約建筑生產(chǎn)成本，是建筑物更加實用、更加美觀。設(shè)計師在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先遵循經(jīng)濟環(huán)保、美觀大方、安全實用的設(shè)計原則，嚴格按照建筑物的施工要求和施工方案，對建筑的空間結(jié)構(gòu)進行修建，才能保證建筑物的安全性和實用性。
2.2建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點與規(guī)范
建筑物空間結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本類型主要分為木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)。按照建筑物的使用要求和使用方式，可以選擇不同的結(jié)構(gòu)進行修建。但是不管是何種結(jié)構(gòu)類型的建筑物，在空間結(jié)構(gòu)設(shè)計上一定要遵循美觀實用、經(jīng)濟環(huán)保的設(shè)計原則。首先，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中要注意基礎(chǔ)平面圖的設(shè)計繪制。在基礎(chǔ)寬度方面，如果出現(xiàn)地基較軟、土質(zhì)不均勻的情況，需要采用柱下條基來減輕上部建筑物的重量，加強地基的硬度和剛度。另外，還要充分考慮到地下室的空間結(jié)構(gòu)，并注意抗震縫和伸縮縫的連接設(shè)計。建筑物一般都設(shè)有地下室，地下室的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計要和建筑物整體的強度性能相適應(yīng)，如果地下室采用的是混凝土墻體，那么建筑主體的基礎(chǔ)梁和相關(guān)樓層之間的梁就可以取消。有的建筑物會采用獨立柱基設(shè)計，要是建筑物的獨立基礎(chǔ)面積比較小，則可采用錐型基礎(chǔ)來設(shè)計，這樣可以方面施工，還可以減少工程消耗。其次，在建筑物內(nèi)部樓梯和梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要保證樓梯的高度，特別是在建筑物入口處，樓梯高度和建筑物入口的高度要設(shè)計合理，否則會影響建筑物的有效使用。另外，在建筑物梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，還要注意梁的高度和角度要與斷面互相適應(yīng)，在大梁外露的情況下，挑梁的設(shè)計要做截面的，這樣才能有效減輕梁自身的重量。最后，在建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，結(jié)構(gòu)的計算和分析是建筑工程設(shè)計質(zhì)量好壞的重要因素，結(jié)構(gòu)設(shè)計師自身要對建筑結(jié)構(gòu)有清醒的認識。在建筑結(jié)構(gòu)整體計算中，選擇合適的計算軟件進行計算，一方面可以避免結(jié)構(gòu)的不安全隱患發(fā)生，一方面可以加強建筑的抗震性能和安全性能。
3建筑空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
3.1建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的概念和原則
在建筑工程中，首先是建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計，但是在傳統(tǒng)的建筑工程中，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是必不可少的設(shè)計步驟。所謂建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，是指建筑工程在滿足建筑工程施工條件之下，按照預(yù)定的目標找出最優(yōu)設(shè)計方案的設(shè)計方法。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計一般是建筑設(shè)計者按照傳統(tǒng)的建筑物色號及要求創(chuàng)建建筑空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，基本只是設(shè)計出建筑物施工和使用的基本方案和可行方案，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是在這些建筑方案基礎(chǔ)之上，通過建筑設(shè)計師和建筑施工方以及建筑使用方的要求和探討，尋找到一套最適合、最經(jīng)濟、最安全的建筑物空間結(jié)構(gòu)設(shè)計方案來，提高建筑工程的實用性和安全性，改善建筑工程結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟效益和使用功能。在一般的建筑工程中，采取結(jié)構(gòu)優(yōu)化的工程往往可以使工程的造價降低15%左右，并且建筑物的使用空間也加大了，各種功能性空間結(jié)構(gòu)更合理，建筑物整體結(jié)構(gòu)去趨于穩(wěn)定和美觀。建筑作為人類生活的基礎(chǔ)性的生存環(huán)境，與人類的生產(chǎn)生活密切相關(guān)，所以建筑物的安全性和實用性是建筑物的基本要求。在建筑物空間優(yōu)化設(shè)計中，提高建筑物的安全性能是重中之重。再者建筑物的功能性和實用性也是考量建筑物結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重要方面，建筑物的主要功能就是滿足人們的生產(chǎn)生活的需要，同時還要盡量滿足人們美觀性、協(xié)調(diào)性、舒適性的生活需要。建筑物在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面還要注意提高建筑物經(jīng)濟性和環(huán)保性，通過建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，可以最大限度的節(jié)約各種建筑材料，減低建筑物的建設(shè)成本。環(huán)保性能的提高是近些年來建筑發(fā)展的方向之一。在建筑的選材方面，選擇環(huán)保型材料可以減少碳排放量，緩解日益嚴重的城市污染，保證建筑的使用安全。
3.2建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的要點
3.2.1選擇合理的結(jié)構(gòu)方案
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的優(yōu)劣往往決定了建筑結(jié)構(gòu)的成敗，一般情況下，建筑物的設(shè)計方案并不是唯一的，不同的建筑結(jié)構(gòu)方案在建筑工程造價和工程質(zhì)量方面有重要的影響。因此，在建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇上，首先，建筑工程方要盡可能的與建筑設(shè)計師互相溝通，對于建筑的使用要求和性能要盡量溝通清楚，并且在此基礎(chǔ)上，通過反復(fù)對設(shè)計方案進行對比、計算和優(yōu)化，選擇更合適、更經(jīng)濟、更環(huán)保的設(shè)計方案作為施工方案。
3.2.2進行正確的結(jié)構(gòu)計算
目前，在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方面，一體化的計算機結(jié)構(gòu)設(shè)計程序在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方面廣泛應(yīng)用，幫助結(jié)構(gòu)工程師從繁瑣的計算中解脫出來。但是，建筑結(jié)構(gòu)工程師還要仔細的研究設(shè)計方案，仔細計算核對設(shè)計數(shù)據(jù)、認真分析設(shè)計誤差、選擇合適的參數(shù)進行建筑結(jié)構(gòu)施工。建筑設(shè)計師只有加強建筑設(shè)計方案的結(jié)構(gòu)計算，優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案，才能保證建筑物設(shè)計方案的完美，保證建筑物的結(jié)構(gòu)合理，美觀實用。
3.2.3建立優(yōu)化設(shè)計綜合評價體系
建筑物在進行施工建設(shè)之前，完美的建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計是重中之重，因此，在選擇合適的建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，要建立優(yōu)化設(shè)計綜合評價體系。當一套甚至多套建筑物空間結(jié)構(gòu)設(shè)計方案擺放在眼前，首先，建筑結(jié)構(gòu)工程師要嚴格把關(guān)，刪除不符合建筑施工標準和使用標準的設(shè)計方案。在幾套合適的方案中，對設(shè)計方案進行綜合評價，即使選擇出合適的建筑設(shè)計方案，也要對此設(shè)計方案進行優(yōu)化設(shè)計，嚴格計算設(shè)計方案中的設(shè)計數(shù)據(jù)，保證設(shè)計方案的正確性，還要對設(shè)計方案進行經(jīng)濟分析，加大安全系數(shù)，提高設(shè)計方案的質(zhì)量，才能保證建筑空間設(shè)計的合理和實用。
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當前人們的生活質(zhì)量水平不斷提升的基礎(chǔ)上，人們對住房的要求也有著提高，這就使得建筑企業(yè)面臨著更為嚴峻的市場競爭。只有在建筑施工的各個層面得以充分重視，才能將整體的建筑質(zhì)量得以有效保障。建筑房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性是保障建筑整體質(zhì)量的基礎(chǔ)，在這一環(huán)節(jié)就要能充分重視。通過對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用理論研究，對實際就有著指導(dǎo)作用。
1建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的重要性和遵循的原則分析
1．1建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的重要性分析
對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法比較重要，這就要能從理論以及實踐經(jīng)驗層面來對房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行優(yōu)化。我國的建筑在未來的發(fā)展過程中，將會以高層建筑為主，這就必須要能重視建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，只有在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面得到質(zhì)量保障，才能有助于建筑企業(yè)在市場中的進一步發(fā)展。要在對建筑質(zhì)量得以保障的基礎(chǔ)上來加強設(shè)計方案的優(yōu)化，將先進的設(shè)計理念和技術(shù)都要能在實際的設(shè)計中加以融入［1］。通過建筑房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化，能將施工機械設(shè)備以及建設(shè)材料的性能得到充分有效的發(fā)揮。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，也能在成本方面得到有效降低，對房屋的經(jīng)濟性以及適用性等特征上都能得到充分體現(xiàn)。
1．2建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計遵循的原則分析
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用，就要能遵循相應(yīng)的原則，這樣才能有效保障結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學合理性。在實際的設(shè)計過程中，要能和大眾的實際需求得到滿足，也就是要能對人們?nèi)粘Ｉ畹男枨蟮靡詽M足，在一些基本的使用功能方面要具備。結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中對安全環(huán)保要得以重視［2］。同時，也要能對開發(fā)商的經(jīng)濟效益能充分考慮，將項目資源得以科學合理化的分配，最大程度的節(jié)約開發(fā)商的成本。另外，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中要能將設(shè)計的思路以及結(jié)構(gòu)等得以有效創(chuàng)新。只有在創(chuàng)新方面得到了充分重視，才能保障整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學合理性，對建筑的質(zhì)量也能得到有效保障。在這些相關(guān)的原則方面充分遵循，就對實際的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的完善性有著保障。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的步驟和方法分析
2．1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的步驟分析
對建筑房屋結(jié)構(gòu)的實際設(shè)計過程中，要嚴格的按照相應(yīng)步驟進行，這樣才能將設(shè)計的科學性以及質(zhì)量得到保障。首先要能在建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化模型構(gòu)建方面得以充分重視，將結(jié)構(gòu)設(shè)計的變量要科學合理的加以解決。主要就是對目標相關(guān)的參數(shù)值以及約束控制參數(shù)值的選擇要重視，而針對影響相對較小的就要實施預(yù)定式參數(shù)進行表示，這對編程工作量就能得以有效減少，將整體的工作效率水平得以提升［4］。然后就是對目標函數(shù)的確定，這就能對建筑整體工程造價情況得以了解。然后將約束條件也能科學化的確定，從而為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計打下基礎(chǔ)。然后，要對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方案加以設(shè)定，在這一環(huán)節(jié)要注重對由約束優(yōu)化向無約束優(yōu)化。接著就要在應(yīng)用程序的設(shè)計上科學化呈現(xiàn)，在優(yōu)化模式以及設(shè)計中的計算方式的有效應(yīng)用，就壓能在這些內(nèi)容實施基礎(chǔ)上，將應(yīng)用程序能綜合性以及科學化的加以呈現(xiàn)，這樣就能將應(yīng)用程序的實施得以良好作用發(fā)揮。最后就要在綜合結(jié)果的分析方面進行實施。在得到了相應(yīng)計算結(jié)果后，就要對這一結(jié)果實施綜合性分析，將設(shè)計的最佳方案得以確定，這樣就能保障房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全以及美觀，才能將優(yōu)化設(shè)計的結(jié)構(gòu)目標得以體現(xiàn)。
2．2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用探究
第一，注重結(jié)構(gòu)優(yōu)化的層次性。將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用體現(xiàn)在多個方面，對整體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面就要能注重結(jié)構(gòu)設(shè)計的層次性以及復(fù)雜性。對房屋建筑設(shè)計的體系以及結(jié)構(gòu)體系和安裝設(shè)計體系的相關(guān)內(nèi)容得以重視，設(shè)計人員要能對下屬體系的優(yōu)化得以充分重視，將工程疊加的目標得以有效實現(xiàn)。在對結(jié)構(gòu)設(shè)計的使用年限的保障，就要能分階段的加以實施，通過對不同階段和性質(zhì)對結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方案加以確定，最大程度的保障建筑設(shè)計企業(yè)的經(jīng)濟效益提高。第二，加強對結(jié)構(gòu)設(shè)計中的剪力墻結(jié)構(gòu)布局。對房屋結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計中，就要能充分重視剪力墻的科學化布局，對剪力墻的質(zhì)量均勻度要得以充分保障，還要能注重樓層結(jié)構(gòu)中心和樓層平面剛度中心的有效結(jié)合。這樣就能夠?qū)︼L力和地震等外部因素對其產(chǎn)生的影響［5］。在房屋的類型上如果允許，就可通過對大開間剪力墻構(gòu)造加以應(yīng)用，以及對墻肢長實施增加措施，這對剪力墻的剛度就能得到有效保障。通過這一設(shè)計方法的應(yīng)用，也能對鋼筋的使用數(shù)量得以有效減少，在成本上就能得到有效保障。第三，結(jié)構(gòu)設(shè)計中注重設(shè)計的協(xié)調(diào)性。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用，就要能在協(xié)調(diào)性方面得以充分體現(xiàn)。將建筑結(jié)構(gòu)和整體平面間的配合緊密度要得到有效強化，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性上要能得到保障，以及在結(jié)構(gòu)設(shè)計的造型美觀度方面也要體現(xiàn)［6］。在對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的墻以及柱的布置過程中，就要能和房建平面功能實際需求得到有效保障，在房建的開間以及進深等方面要得以充分保障，在整體的房屋結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)要體現(xiàn)出簡潔化，在每層的截面以及高度都要能得以充分保障。第四，對結(jié)構(gòu)設(shè)計的系統(tǒng)化要充分重視。對圍護以及屋蓋系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)進行的優(yōu)化設(shè)計。這就要能夠?qū)Χ喾矫娴膬?nèi)容進行考慮，在房屋結(jié)構(gòu)的選型以及布局和造價等各個層面都要加強理論的分析。為能使得房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計和時展相同步，就要注重結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新性，能從基礎(chǔ)上加以考慮，將剛度以及質(zhì)量中心差異最大可能的縮小。在對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的功能上滿足基礎(chǔ)上，通過豎直方向布置來讓豎直方向相應(yīng)承重構(gòu)件能得以貫通，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計上盡量保持對稱性等。第五，加強對結(jié)構(gòu)設(shè)計中電氣的應(yīng)用。對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的實際應(yīng)用過程中，對電氣優(yōu)化方面要得以重視，這在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中也占有比較重要的位置。對電氣設(shè)備的安裝中，一些管線會通過梁體，還要能對孔洞預(yù)留得以充分重視，如果在這一設(shè)計上沒有得到重視，就會造成再次的穿孔，對房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就會帶來影響。
3結(jié)語
總而言之，對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用，就要從多方面得以充分重視，和實際的情況緊密結(jié)合。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計的理念以及方法的優(yōu)化，就能將整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量水平得以有效提升。通過此次的理論研究，對房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計就有著一定指導(dǎo)作用。
參考文獻
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［2］馬巒．結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用［J］．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014．
［3］周漢杰．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用［J］．中華民居(下旬刊)，2014．
［4］吳洪寬．關(guān)于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化的研究［J］．城市建筑，2013．
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.02.048
隨著鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的不斷增加，設(shè)計和施工單位急需大批熟練掌握橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工知識的專業(yè)人才。由于過去橋梁與渡河工程專業(yè)的本科階段鋼結(jié)構(gòu)教學內(nèi)容及教材側(cè)重點與工業(yè)民用建筑專業(yè)無異，剛畢業(yè)的橋梁與渡河工程專業(yè)的大學生很難適應(yīng)橋梁鋼結(jié)構(gòu)方面的工作，導(dǎo)致橋梁鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才短缺、質(zhì)量不高。一方面，鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁有著巨大的發(fā)展?jié)摿褪袌鲂枨螅硪环矫?，橋梁與渡河工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)人才短缺，二者的矛盾造成了該領(lǐng)域就業(yè)空間廣闊，并且在今后一個相當長的時期內(nèi)該空間還將不斷擴展。①為了滿足社會對鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁人才的需求，我校橋梁與渡河工程專業(yè)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”課程在教學內(nèi)容、教學方法及考核方式方面也在不斷進行改革。
1 教學內(nèi)容
1.1 教材
目前，國內(nèi)已有的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》教材，大多基于《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）②編寫，適合工業(yè)民用建筑專業(yè)的本科生進行學習。涉及公路橋涵、鐵路橋梁的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》教材極少，以至于橋梁與渡河工程專業(yè)的學生學習此類③④教材后，無法直接應(yīng)用于鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造與結(jié)構(gòu)設(shè)計中。針對上述問題，我校橋梁與渡河工程專業(yè)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”課程，選用東南大學葉見曙教授編寫的“結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”⑤第三版第四篇――鋼結(jié)構(gòu)。該書結(jié)合我國公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、鋼-混凝土組合橋梁設(shè)計規(guī)范進行編寫，較好地解決了教材脫離規(guī)范的問題。此外，結(jié)合鋼橋、組合結(jié)構(gòu)橋梁參考書籍，在授課過程中緊緊圍繞橋梁專業(yè)用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計原理進行講解，使學生工作后，能夠做到學以致用，更快適應(yīng)工作。
1.2 側(cè)重點
橋梁與渡河工程專業(yè)學生在進行“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”課程的學習之前，材料力學、結(jié)構(gòu)力學、建筑材料等專業(yè)基礎(chǔ)課都已經(jīng)進行了系統(tǒng)的學習。在“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”課程的教學過程中，涉及到這部分的內(nèi)容適當從簡講授，而增加更多針對橋梁鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。例如在材料性能方面，將講解的重點放在橋梁鋼結(jié)構(gòu)用鋼材、高強鋼絞線、橋梁鋼結(jié)構(gòu)用新材料如耐候鋼、耐高溫鋼材等材料的性能方面，讓學生了解現(xiàn)有橋梁用鋼的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢；結(jié)合這些材料在實際工程中的應(yīng)用圖片，提高學生的學習興趣；在橋梁鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，適當介紹索設(shè)計的內(nèi)容，例如鋼梁橋中的體外預(yù)應(yīng)力索、斜拉橋中的拉索、懸索橋中的纜索等，以有助于學生學習后續(xù)的鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁課程，列出主要的參考文獻，供學生在課余時間有選擇地學習；橋梁鋼結(jié)構(gòu)尤其是鐵路橋，由于受到動荷載的影響，鋼結(jié)構(gòu)焊接的疲勞問題不容忽視，在橋梁與渡河工程專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程中必須補充疲勞設(shè)計的相應(yīng)內(nèi)容。為拓展學生的就業(yè)面，在課程講授過程中適當增加工業(yè)民用建筑用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的知識，對其所用規(guī)范進行介紹，拓寬學生的知識面。
2 教學方法
橋梁與渡河工程專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程教學，應(yīng)該既注重基本知識的傳授，同時不斷啟發(fā)學生，調(diào)動他們學習的積極性和主觀能動性，逐步培養(yǎng)出發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、分析問題、最終解決問題的能力。通過對這種學習方法的傳授，使學生既能掌握書本知識，又能不斷創(chuàng)新進取，極大提高學生的學習積極性。
2.1 理論教學
針對學生對圖片或視頻信息的興趣濃厚，對單純的數(shù)字或者文字興味索然的現(xiàn)實情況，對抽象的理論問題，用動畫或搜集實際工程中的圖片，以幻燈片或視頻形式播放給學生，讓學生以娛樂的方式掌握知識。例如，鋼結(jié)構(gòu)的連接和破壞問題，每一項鋼結(jié)構(gòu)的破壞或失穩(wěn)現(xiàn)象都通過圖片展現(xiàn)，引導(dǎo)學生思考這些現(xiàn)象背后的機理問題，誘發(fā)學生的興趣，從而引出該節(jié)課程教授的重點，改善課堂教學的效果；同時，圖片或視頻的應(yīng)用，還能加深學生對基本知識與基本原理的感性認識。
但對于計算原理和公式，一定要用板書演示其推導(dǎo)過程，讓學生的思路緊隨教師的演示，充分利用課堂時間，消化計算原理，提高教學效率。在計算理論講解完成后，結(jié)合工程應(yīng)用，介紹實際橋梁鋼結(jié)構(gòu)的細部處理及節(jié)點構(gòu)造措施，讓學生做到理論與實際相結(jié)合，掌握工程中處理具體問題的方法。
采用習題課、討論課的方式，對學生作業(yè)過程中存在的問題進行深入剖析，點評解題過程中的易錯點和答題錯誤的原因。在講解和討論的過程中，幫助學生理清解題思路，規(guī)范解題步驟，總結(jié)解題技巧，提高答題的正確率，同時培養(yǎng)學生嚴謹、認真、細致的工作作風。
2.2 現(xiàn)場教學
在橋梁與渡河工程專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程講授過程中，多媒體、板書等多種手段是課堂教學的主要方法，但對于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程來說，僅有課堂教學是遠遠不夠的。因為盡管有多媒體作為教學工具，但畢竟還是圖片或短暫影片，學生難以形成一個完整的鋼結(jié)構(gòu)的概念，對鋼結(jié)構(gòu)的感性認識依舊不夠具體深刻。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程的理論教學學習期間或結(jié)束后，充分利用學校周圍已建或在建鋼橋與組合結(jié)構(gòu)橋梁，進行現(xiàn)場參觀、學習，便于理論知識與實際應(yīng)用“接軌”，有選擇性地帶學生深入施工現(xiàn)場，進行教學實踐很有必要。在進入現(xiàn)場之前，負責鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程的教師，需要事先向?qū)W生講解工地現(xiàn)場實踐中所涉及的系統(tǒng)知識。安排好班級分組與帶隊教師，特別強調(diào)實習過程中的安全問題與組織紀律問題。在施工現(xiàn)場，讓學生進一步認識真實的螺栓、焊縫、縱向和橫向的加勁肋，辨別現(xiàn)實構(gòu)件中的受拉構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件或壓彎構(gòu)件、拉彎構(gòu)件，觀察構(gòu)件的現(xiàn)場連接拼裝。請施工單位負責人講解施工現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)的基本概況，采用的施工方法，施工組織設(shè)計，施工質(zhì)量控制要點，安全保障措施，施工過程中遇到的各種困難，出現(xiàn)的問題及解決的方案等?，F(xiàn)場教學過程中，提醒學生注意觀察，認真聆聽講解，將書本上的圖紙和現(xiàn)場的實體結(jié)構(gòu)充分比對，加深對書本知識的理解。同時，結(jié)合工程技術(shù)人員的講解，學習工程中處理具體問題的方法，真正達到現(xiàn)場教學的目的。
2.3 實踐教學
實踐教學分為實驗教學和課程設(shè)計兩部分。學生在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程學習過程中，如果對某個問題有進一步研究的興趣，可以通過參與大學生創(chuàng)新實驗項目，提出自己的研究課題。設(shè)計實驗方案，動手制作鋼結(jié)構(gòu)實驗?zāi)Ｐ?，通過實驗結(jié)果驗證自己的想法或發(fā)現(xiàn)自己提出的方案的不足，激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情，培養(yǎng)學生的動手能力，同時也可為今后的學習和工作提供寶貴的經(jīng)驗。課程設(shè)計，有助于幫助學生系統(tǒng)地應(yīng)用理論課程學習到的知識，做到學以致用。但以往的課程設(shè)計都是在理論課講授完畢后進行，設(shè)計效果不佳。為了改善課程設(shè)計效果，打破理論教學與課程設(shè)計的嚴格界限，將理論教學與課程設(shè)計同步進行。⑥在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程開始上課之時，就給定課程設(shè)計題目，隨著授課進度的深入，讓學生以長期大作業(yè)的方式分步驟完成。這樣，在理論授課過程中，學生隨時可以針對課程設(shè)計的內(nèi)容進行提問，并能得到及時解答，課程設(shè)計周學生只需整理計算書、繪制圖紙。這樣，學生有充足的時間掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的各項設(shè)計環(huán)節(jié)內(nèi)容，遇到問題能夠及時得到解決。
3 考核方式
在對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程的教學成果進行考核時，如果僅僅通過期中、期末的考試結(jié)果來評價學生的學習情況，顯然將會是不全面的，也是不準確的。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的教學過程中，采用多種考核形式，例如隨堂測驗，課堂提問，組織學生進行小組討論或者針對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的某一問題，讓學生提交研究報告等方式進行考核。對學生的日常測驗，也可以采用口試和筆試相結(jié)合的形式，或者把一次測驗拆分為多次小的測驗，這將有助于更加全面地評價學生的學習情況，降低一次考試所帶來的偶然性。傳統(tǒng)的考試方法大多偏重對知識的記憶，形式單一，難以客觀、全面地評價教學效果，也難以調(diào)動學生自主學習的積極性。橋梁與渡河工程的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程考試，借鑒國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師的考試模式，在考卷中，可能涉及到的全部公式均給出，避免學生死記硬背。此外，可考慮“半開卷”考試，允許學生將自己認為重要的內(nèi)容事先書寫在一張A4紙上，考試時允許查看，考后隨試卷上交。這樣，學生對自己認為的重點進行總結(jié)，通過總結(jié)內(nèi)容的實用性，可反映學生對課程重點的把控。
4 結(jié)語
針對橋梁與渡河工程專業(yè)學生鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程學習中存在的問題，從教學內(nèi)容、教學方法和考核方式三個方面，提出了一系列的改革措施。
（1）選用《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》教材，并結(jié)合鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁相關(guān)參考書籍，已學過的內(nèi)容適當從簡講授，緊緊圍繞橋梁專業(yè)用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計原理進行講解。（2）對抽象的理論問題，用動畫或搜集實際工程中的圖片，以幻燈片或視頻形式進行播放；但對于計算原理和公式，一定用板書演示推導(dǎo)過程；采用習題課、討論課的方式，點評解題過程中的易錯點，總結(jié)解題技巧。（3）在理論課學習期間，充分利用學校周圍已建或在建鋼與組合結(jié)構(gòu)橋梁，進行現(xiàn)場參觀、學習。（4）理論教學與課程設(shè)計同步進行，進行大學生創(chuàng)新實驗。（5）考核中，借鑒國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師的考試模式，給出考卷中可能涉及到的全部公式；也可考慮“半開卷”考試。
注釋
① 蘇慶田，吳沖.鋼與組合結(jié)構(gòu)橋梁課程教學改革探討[J].高等建筑教育，2013.22（4）：37-40.
② 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].GB50017-2003.
③ 陳紹蕃.鋼結(jié)構(gòu)[M].北京：中國建筑出版社，2003.
