序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇結(jié)構(gòu)設(shè)計基本步驟范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關(guān)鍵詞: 建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計，質(zhì)量，措施

中圖分類號：S611 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

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(dāng)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。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本概念簡介

結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體程序是需要嚴(yán)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(fēng)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(biāo): 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(xué)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(xué)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(zhǔn)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)。

2 概念設(shè)計的具體步驟與重要意義

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(xué)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(biāo)，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(xué)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 提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的具體措施

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(fēng)壓、場地土類別、地震烈度等鑄鍛參數(shù)的選取過程都要嚴(yán)格依照《全國基本雪壓分布圖》《全國基本風(fēng)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(dāng)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(zhǔn)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(yán)格按照科學(xué)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(yán)格的適用性，磚混結(jié)構(gòu)下準(zhǔn)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(zhǔn)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(rèn)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(yán)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(biāo)，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。

4 結(jié)語

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(xué)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。

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( 7) : 5．

［2］ 張麗莉． 淺談提高建筑設(shè)計質(zhì)量的措施［J］． 建筑工程，2010( 4) : 7．

篇(2)

關(guān)鍵字：民用建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；工程造價

中圖分類號： TU723 文獻標(biāo)識碼： A

在足以滿足建筑工程所想要達到的預(yù)期結(jié)果的前提之下，在經(jīng)過對建筑項目進行合理而且科學(xué)的設(shè)計后，特別是對工程造價控制的有效性的關(guān)鍵就在于對建筑結(jié)構(gòu)所需要進行優(yōu)化設(shè)計，以至于可以說在一定的程度范圍內(nèi)，工程造價和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之間是存在著一種既相互制約而又互相促進的關(guān)系。經(jīng)有關(guān)部門的精確分析發(fā)現(xiàn)，在建筑的最初的設(shè)計時期，在設(shè)計過程當(dāng)中所需要耗費的成本，在建筑工程中所占據(jù)的比例不足總費用的1％，但是建筑設(shè)計的合理性，是否科學(xué)、有效，對于工程造價會造成非常大的影響，甚至影響力在75％以上，在建筑中期的設(shè)計時期，相對于工程造價進行控制的有效性能夠高達87％，當(dāng)進入到工程的施工期以后，對工程造價控制的有效性就只在12％左右。

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程造價的概念

1．1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是指針對各個建筑工程當(dāng)中的具體結(jié)構(gòu)，經(jīng)過仔細地比對和選擇，然后具體規(guī)劃，最后通過具體的描述等步驟，從而表達設(shè)計師在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計意圖的過程。完美呈現(xiàn)建筑設(shè)計方案以及符合建筑實用功能，這是是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在原則上的前提；而在非常嚴(yán)密的設(shè)計規(guī)范引導(dǎo)下，以建筑的總體安全為根本，在得以實施的過程中采取相對比較有效的方法，將建筑結(jié)構(gòu)造價最優(yōu)化，使得能夠?qū)㈩櫩偷木唧w要求以及建筑設(shè)計師的思維構(gòu)想具體化為有用的施工圖紙，從而用以指導(dǎo)建筑工程的具體施工過程。

1．2工程造價的概念

工程造價是指對建筑工程項目在實施過程中所要進行的前期策劃，然后需要方案具體的可行性的分析和研究，然后再針對方案進行合理的論證，接下來的設(shè)計招標(biāo)和項目的推進過程以及實施等方面，最后在方案實施過程中的管理，這些具體的每個步驟所需要花費的費用總和的統(tǒng)稱，而且在建筑工程得以實施的每個步驟所可能會形成的工程造價的額度會和分布時有所差異。根據(jù)相關(guān)部門的研究調(diào)查表明，設(shè)計階段對工程總造價的影響是在投資決策階段意外最為顯著的。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對與工程造價所產(chǎn)生的影響

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計方案對投資決策階段的具體影響

在前面的數(shù)據(jù)上已經(jīng)顯示出，在建筑的設(shè)計階段的時候，在設(shè)計過程中所會花費的成本只是不到整個建筑工程的總花費的1％，但是就是這只是占據(jù)總花費不到 1％階段，75%的工程造價形成都由它決定。在一個單獨的建筑項目的設(shè)計過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的比對和選擇以及選擇建筑結(jié)構(gòu)的材料的問題，都可能在極大程度上影響到投資決策。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計方案對經(jīng)常性費用的具體影響

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案不僅會對一次性的投資決策產(chǎn)生巨大的影響，而且還會對建筑項目完成交付之后的一些經(jīng)常性的費用產(chǎn)生不可估量的巨大影響。

2.3規(guī)劃設(shè)計質(zhì)量方面的影響

通過對建筑行業(yè)事故的分析，可以發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量、結(jié)構(gòu)設(shè)計作為主要的原因之一。有一部分建筑物的質(zhì)量設(shè)計并沒有達到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，這將潛伏著巨大的安全隱患；除此之外，就是結(jié)構(gòu)設(shè)計對建筑質(zhì)量未造成威脅，在建筑過程中也會出現(xiàn)一系列問題，極易產(chǎn)生工程質(zhì)量不合格的問題，這就需要進行返工，無疑不利于工程的順利建設(shè)，更有甚者，將造成建筑物的安全問題隨處可見。

3、工程造價在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的控制策略

3.1判斷優(yōu)劣采取招標(biāo)的方式

招標(biāo)與投標(biāo)不但要出現(xiàn)在規(guī)劃設(shè)計方案的選擇階段，而且在工程圖紙設(shè)計的時候同樣需要存在，此種方式將建立起有效的競爭意識，形成爭先創(chuàng)優(yōu)的局面。如此一來，眾多競爭設(shè)計團隊將會嚴(yán)以律已，注重細節(jié)問題的分析，因為他們知道，稍有不慎，將會面臨競爭的失敗，這樣也將同時激發(fā)他們的積極進取心，讓他們能夠為自己制定出更高的要求。招標(biāo)、投標(biāo)之后，就進入了實施階段，當(dāng)工程完成以后，我們需要做出相應(yīng)的評價，這個時候，我們必須要針對建筑的質(zhì)量、創(chuàng)造性、成本投入等方面做出科學(xué)的評估，與此同時，還要在經(jīng)濟、效果以及技術(shù)方面加以考量。在選擇施工團隊的時候，盡可能選擇資深團隊，并且有實戰(zhàn)經(jīng)驗的團隊，當(dāng)然還需要具備一定的創(chuàng)造性，能夠盡最大可能的降低投資成本，建造出適合于時展的新型建筑物。

3.2將經(jīng)濟效益與技術(shù)性相關(guān)聯(lián)

（1）作為建筑物的開發(fā)設(shè)計人員，一定要具備一定的經(jīng)濟節(jié)約意識。在規(guī)劃設(shè)計的同時，要定期不定期的與技術(shù)人員進行協(xié)商、洽談，尤其對于經(jīng)濟效益，不可出現(xiàn)孤立的局面，大家要眾志成城、團結(jié)協(xié)作。在設(shè)計的早期階段，對施工過程做好經(jīng)濟預(yù)算，將工程造價合理控制在最優(yōu)設(shè)計方案中。

（2）在工程規(guī)劃設(shè)計的時期，經(jīng)濟技術(shù)人員要給予規(guī)劃設(shè)計人員一定的經(jīng)驗協(xié)助，盡最大可能的收集與本工程相關(guān)的資料和數(shù)據(jù)，建造科學(xué)、合理的經(jīng)濟指標(biāo)，為項目規(guī)劃人員提供詳細的預(yù)算結(jié)果，營造一種良好的氛圍。

（3）在規(guī)劃設(shè)計的同時，將經(jīng)濟效益與技術(shù)相關(guān)聯(lián)，這就需要經(jīng)濟專員與技術(shù)專員思想統(tǒng)一起來，經(jīng)濟專員要自覺的參與到設(shè)計活動中去。嚴(yán)禁出現(xiàn)浪費的現(xiàn)象，尋求最佳方案，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

3.3鋼筋使用量與部件截面尺寸要得到有效控制

3.3.1鋼筋使用量的有效控制

建筑物在設(shè)計的同時，一定要有節(jié)制的使用鋼筋，盡可能的減少鋼筋的使用量，選取性能較好的鋼筋，高強鋼筋則是一個不錯的選擇。我們在使用高強鋼筋的同時，自然而然減少了鋼筋的使用量，這將在一定程度上降低了建設(shè)成本，有利于造價的有效控制。HRB335級鋼筋作為傳統(tǒng)工程建筑常用的鋼筋，HPB235級鋼筋用于板筋與箍筋，由此可知，這種鋼筋是以前工程上面所使用的，顯然已經(jīng)無法滿足當(dāng)前工程需求。在選擇鋼筋的時候，我們一定要切合實際，從工程本身出發(fā)，在考慮功能、性能和經(jīng)濟的原則上，進行鋼筋的選擇，當(dāng)前HRB400鋼筋被廣泛運用，其特點為：強度高、延展性好、性價比高等，在工程施工過程中，此種鋼筋的優(yōu)勢非常突出。

3.3.2 部件截面尺寸的有效控制

建筑物的柱子、梁、混泥土、板等的厚度就是所謂的部件截面。鋼筋使用量與部件截面尺寸的大小成反比，也就是說建筑物部件截面在變大的時候，鋼筋的使用量會有所減少，反之，當(dāng)建筑物部件截面變小的時候，鋼筋的使用量會隨之增多，而建筑物部件截面的增大，會加大混泥土的使用量，這樣將加大建筑物負(fù)荷。這種縱橫交錯的關(guān)系十分復(fù)雜，這就需要我們對此做好科學(xué)、合理的預(yù)算和設(shè)計。這些工作不是一個部門一個人所力所能及的，而是需要整個團隊的相互協(xié)作，在保證建筑物外觀大方、美觀，結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量達標(biāo)的前提下，進行建筑物部件截面的定量，保證截面尺寸大小符合最優(yōu)的設(shè)計方案。

3.3.3地基基本形式的有效選擇

地基基本形式的有效選擇對于整個建筑物而言，其意義深遠而重大，除此之外，地基基本形式的有效選擇對于總工程造價的控制有著巨大的影響。相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：地基基本形式所產(chǎn)生的成本占整個工程造價的10％-20％。由此可以看出，地基基本形式的選擇尤為關(guān)鍵，規(guī)劃設(shè)計師一定要結(jié)合地質(zhì)地貌與工程自身特征，進行地基基本形式的有效選擇，在選擇的同時，需要考慮的外界因素大體上包含了：水文條件、自然條件、地質(zhì)條件以及建筑物的受力情況等。一般而言，地基基本形式的選擇方法有很多種，這個時候就需要設(shè)計人員通過對經(jīng)濟、技術(shù)、性能等方面的比對，選擇最佳方案，以此達到民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中對工程造價的合理控制。

4、結(jié)語

綜上所述，在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，我們需要關(guān)注每一項重要指標(biāo)，尤其是對于工程造價的有效控制。由于直接關(guān)系到運營者的收益，因此，工程造價預(yù)算人員一定要具備資深的任職條件和先進的經(jīng)濟意識，只有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和細心的工作，方可收到預(yù)期的結(jié)果。當(dāng)然從工程造價控制中，我們可以看到一個企業(yè)的綜合素質(zhì)和一個團隊的業(yè)務(wù)技能。隨著一幢幢建筑物的雄起，工程造價控制預(yù)算不可或缺，這也將是人類今后對民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計研究和探索的重要方向。

參考文獻：

[l]陸增雨.如何處理結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程造價的平衡關(guān)系[J].價值工程,201 1.30(12):l10．

[2]劉秀玲.工程造價與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系及優(yōu)化措施研究[J].科技信息.2011(35):259．

[3]戚豹.建筑結(jié)構(gòu)選型[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2008.

篇(3)

針對土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計在人才培養(yǎng)和教學(xué)中存在的問題，構(gòu)建了結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計的目標(biāo)體系和內(nèi)容體系，基于整體性提出了結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計改革和實踐方案。實踐表明，提高了學(xué)生的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計能力和素質(zhì)，縮短了學(xué)生畢業(yè)后工作的適應(yīng)期。

關(guān)鍵詞：

課程設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計素質(zhì)；土木工程；適應(yīng)期

基金項目：

黑龍江省教育科學(xué)―十二五規(guī)劃課題（重點課題GBB1212055；規(guī)劃課題GBC1213115）；黑龍江科技大學(xué)教學(xué)改革項目(JY14-88)。

目前，一般院校土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)都趨向于培養(yǎng)高級應(yīng)用型技術(shù)人才。土木工程專業(yè)的實踐性很強，而土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是土木工程專業(yè)學(xué)生必備的業(yè)務(wù)能力之一，是土木工程專業(yè)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的一個極其重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。土木工程結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計是本科生學(xué)完混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和土力學(xué)地基基礎(chǔ)等專業(yè)主干課程后，針對所學(xué)的各種不同結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件的設(shè)計理論、設(shè)計方法和設(shè)計計算步驟等內(nèi)容進行的階段性總結(jié)及設(shè)計訓(xùn)練。同時，進行結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計既是學(xué)生順利完成畢業(yè)設(shè)計的基礎(chǔ)，又是學(xué)生畢業(yè)后從事土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計、技術(shù)咨詢等工作的前奏。結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計教學(xué)質(zhì)量將直接影響到學(xué)生畢業(yè)后從事土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力和素質(zhì)，也將直接影響到學(xué)生就業(yè)質(zhì)量，但是，大多數(shù)高等院校的結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計的實踐教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式等不能適應(yīng)新新形勢下土木工程人才培養(yǎng)的要求。分析表明，主要存在以下幾方面問題：（1）各門結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計的設(shè)計題目和設(shè)計內(nèi)容相互獨立，缺乏系統(tǒng)性和整體性，并沒有充分考慮各門課程設(shè)計之間相關(guān)性；（2）各門課程設(shè)計的題目來源和設(shè)計內(nèi)容的工程背景不詳，缺乏與實際工程的緊密銜接，缺乏應(yīng)用性；（3）各門課程設(shè)計的任務(wù)書中所給基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)和參數(shù)過于具體，不利于學(xué)生獨立分析問題解決問題能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；（4）課程設(shè)計的過程管理，質(zhì)量監(jiān)控和成績評定缺乏有效機制；（5）條件保障有待于加強，必要的課程設(shè)計指導(dǎo)書等資料匱乏。基于上述存在的問題，進行結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計的改革研究與實踐勢在必行。因此，以系統(tǒng)論為先導(dǎo)，基于土木工程結(jié)構(gòu)的整體性概念，加強結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計的多維度的研究與探索，對提高學(xué)生工程結(jié)構(gòu)設(shè)計素質(zhì)，實現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)后從事結(jié)構(gòu)設(shè)計的零適應(yīng)期培養(yǎng)具有重要的顯示意義。

1基于整體性構(gòu)建結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計的目標(biāo)體系和內(nèi)容體系

目標(biāo)是改革和建設(shè)的導(dǎo)向，課程設(shè)計的改革亦應(yīng)如此，明確培養(yǎng)目標(biāo)是首要的工作。依據(jù)社會對土木工程設(shè)計人才的需求，明確結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計改革主要目標(biāo)是：基于土木工程結(jié)構(gòu)的整體性，培養(yǎng)學(xué)生從事工程結(jié)構(gòu)設(shè)計和技術(shù)咨詢等工作的能力和素質(zhì)，實現(xiàn)畢業(yè)后從事結(jié)構(gòu)設(shè)計零適應(yīng)期。具體說，學(xué)生在學(xué)完混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和土力學(xué)地基基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)類課程后，通過進行系統(tǒng)的課程設(shè)計進一步深化對結(jié)構(gòu)體系和各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本概念、基本理論和基本設(shè)計方法和公式的理解和應(yīng)用，并且從土木工程結(jié)構(gòu)整體上把握不同結(jié)構(gòu)體系及其基本構(gòu)件的具體設(shè)計方法和步驟；加強學(xué)生對計算機技術(shù)（結(jié)構(gòu)電算分析、繪圖等）和信息技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，加強學(xué)生設(shè)計資料和參考文獻查詢與檢索能力的培養(yǎng)，以及對不同結(jié)構(gòu)體系及其構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖表達能力的培養(yǎng)；同時，從多維度培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)（工程意識、工程設(shè)計能力等）、創(chuàng)新意識和能力，以及團隊協(xié)作精神和品質(zhì)等。土木工程結(jié)構(gòu)是由各種不同受力狀態(tài)的構(gòu)件組成的一個空間結(jié)構(gòu)承重體系。對于建筑工程來說，任意一個建筑結(jié)構(gòu)都是由豎向結(jié)構(gòu)承重體系、水平結(jié)構(gòu)承重體系和下部結(jié)構(gòu)承重體系組成的空間承重骨架，這三部分承重體系之間并不是孤立存在，而是相互連接，組成一個一個系統(tǒng)。這樣無論以哪一部分體系為內(nèi)容進行課程設(shè)計，都應(yīng)該基于整體（系統(tǒng)）性去分析相互之間的關(guān)聯(lián)性[1-3]。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計內(nèi)容體系包括單向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計、單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋼屋架結(jié)構(gòu)設(shè)計和基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計。由于混凝土結(jié)構(gòu)的裝配式單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)在目前實際工程中應(yīng)用較少，且在排架柱設(shè)計時，內(nèi)力組合理論與框架結(jié)構(gòu)中框架柱的內(nèi)力組合理論相同，因此在新的課程設(shè)計內(nèi)容體系中將其取消。根據(jù)土木工程的專業(yè)主干課課程體系構(gòu)建土木工程專業(yè)（建筑工程方向）結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計內(nèi)容體系。結(jié)合一幢多層混凝土框架結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房（附帶有多層砌體結(jié)構(gòu)辦公樓）。從房屋建筑工程結(jié)構(gòu)整體性的角度編寫結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計任務(wù)書，內(nèi)容包括總則（包含設(shè)計目的、工程背景資料、建筑圖紙等）和各分項課程設(shè)計內(nèi)容的設(shè)計要求及相關(guān)資料和參考文獻，在課程設(shè)計任務(wù)書中體現(xiàn)出：鋼屋蓋結(jié)構(gòu)課程設(shè)計主要是設(shè)計框架廠房的屋蓋，混凝土梁板結(jié)構(gòu)課程設(shè)計主要是設(shè)計框架結(jié)構(gòu)廠房及砌體結(jié)構(gòu)辦公樓的樓蓋和樓梯；通過完成屋蓋和樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計，即可確定出由屋蓋和樓蓋傳遞給框架和墻體的荷載，這樣就可以進行框架結(jié)構(gòu)和砌體的課程設(shè)計。砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計主要設(shè)計砌體結(jié)構(gòu)部分的墻體、墻梁、過梁、圈梁和雨篷等。上述四項課程設(shè)計內(nèi)容的完成，即完成了整個建筑結(jié)構(gòu)體系的上部結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計，也確定出了上部結(jié)構(gòu)傳遞給基礎(chǔ)的荷載；再根據(jù)地質(zhì)條件等其他因素，進行基礎(chǔ)工程的選型和設(shè)計計算，完成基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計[1]。

2基于整體性培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計能力及創(chuàng)新意識和能力

結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項富于創(chuàng)新的工作。在課程設(shè)計任務(wù)書中，根據(jù)建筑的使用功能要求和建筑模數(shù)的要求給定相關(guān)的尺寸（柱網(wǎng)尺寸、標(biāo)高、層高等），通過這些尺寸的合理交叉使班級每個學(xué)生具有一組基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；對于樓面的做法、樓（屋）面可變荷載等都不直接給出，由學(xué)生自己設(shè)計或查閱資料確定，這相當(dāng)于每個學(xué)生的設(shè)計方案計算都不盡相同。對于結(jié)構(gòu)體系的具體結(jié)構(gòu)形式也不做明確的規(guī)定（如混凝土梁板結(jié)構(gòu)課程設(shè)計中不明確要求必須采用何種結(jié)構(gòu)形式的樓蓋和樓梯等），讓學(xué)生根據(jù)結(jié)構(gòu)實際情況進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，這樣通過課程設(shè)計的訓(xùn)練，既培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，又培養(yǎng)了學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力。學(xué)生集中在第六學(xué)期8周的時間內(nèi)系統(tǒng)地完成規(guī)定五項設(shè)計內(nèi)容，每項設(shè)計內(nèi)容完成后，要求學(xué)生要保存每項課程設(shè)計數(shù)據(jù)和成果，以便進行下一項課程設(shè)計時應(yīng)用到上一項課程設(shè)計的數(shù)據(jù)，保持其設(shè)計數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。同時，建立每個學(xué)生課程設(shè)計檔案，最終完成五項課程設(shè)計后，使每個學(xué)生的各項課程設(shè)計的設(shè)計成果歸檔到一起，統(tǒng)一保管，有利于學(xué)生在第8學(xué)期進行畢業(yè)設(shè)計時提供參考。基于整體性學(xué)生系統(tǒng)地完成了任務(wù)書中規(guī)定的五項課程設(shè)計內(nèi)容，實現(xiàn)了一幢建筑的整個結(jié)構(gòu)設(shè)計，既完成了結(jié)構(gòu)的上部承重體系（水平承重體系和豎向承重體系）和下部承重體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計。這樣組織開展課程設(shè)計，系統(tǒng)地鞏固了學(xué)生所學(xué)的混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和土力學(xué)地基基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)類課程的設(shè)計理論和設(shè)計方法，提高了學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計方面專業(yè)知識的運用能力；設(shè)計既緊密結(jié)合工程實際，又提高了學(xué)生對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體性認(rèn)識。計算機輔助設(shè)計在土木工程中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，用于結(jié)構(gòu)分析和繪圖的軟件（如PKPM、天正、CAD等）也較多，結(jié)合建筑工程計算機輔助設(shè)計課程的開設(shè)，在課程設(shè)計中，對于每一分項課程設(shè)計，要求學(xué)生手工繪圖和計算機繪圖相結(jié)合。要求至少一張手工繪圖，目的在于強化手工繪圖的基本技能；同時，要求學(xué)生至少一張計算機繪圖。對于結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，要求采用電算和手算相結(jié)合，應(yīng)用電算對手算進行復(fù)核[4-5]。結(jié)構(gòu)類課程大作業(yè)也是對學(xué)生所學(xué)專業(yè)設(shè)計知識在實際工程設(shè)計中的綜合性訓(xùn)練，有針對性地安排設(shè)計型大作業(yè)，可以實現(xiàn)對學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識的系統(tǒng)設(shè)計訓(xùn)練，及時檢測學(xué)生生多所學(xué)知識的掌握程度；同時，實現(xiàn)對課程設(shè)計起到良好的銜接和促進作用。例如，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程教學(xué)中，當(dāng)講完受彎構(gòu)件縱向鋼筋的彎起、截斷和錨固等內(nèi)容后，就可以及時地給學(xué)生布置一道均布荷載作用下外伸簡支梁設(shè)計的大作業(yè)，主要是強化學(xué)生對受彎構(gòu)件縱向鋼筋彎起、截斷和錨固等構(gòu)造要求的理解和掌握。學(xué)生完成此大作業(yè)后，有助于加深理解肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)和樓梯結(jié)構(gòu)中各類梁的縱向鋼筋構(gòu)造要求。此外，結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計內(nèi)容體系中取消了單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)課程設(shè)計，但單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算及組合的方法對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)是非常必要的。為了加強學(xué)生對這部分知識的理解和應(yīng)用，可以安排排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算和組合的大作業(yè)。

3基于整體性加強過程管理、質(zhì)量控制和評價機制

結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計的時間比較緊，設(shè)計計算和繪圖的工作量較大；并且一般高的院校第六學(xué)期的結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計和高一年級本科生的畢業(yè)設(shè)計同時進行，教師指導(dǎo)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計的工作量較大。為此，在第五學(xué)期相關(guān)結(jié)構(gòu)類課程的結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容講完后，就把課程設(shè)計任務(wù)書發(fā)到學(xué)生手中，使學(xué)生能結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，有針對性地提前思考和準(zhǔn)備課程設(shè)計。將課程設(shè)計緊密融入相關(guān)課程教學(xué)中；同時，任課教師在結(jié)構(gòu)類課程教學(xué)中既要給學(xué)生講清本門課程的課程設(shè)計內(nèi)容和課程設(shè)計的必要性，又要講清課程設(shè)計直接相關(guān)的內(nèi)容，特別是指出學(xué)生設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。在具體設(shè)計時，指導(dǎo)教師要通過正確的引導(dǎo)，使學(xué)生進一步重視課程設(shè)計，激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性。指導(dǎo)學(xué)生制定較為詳盡的課程設(shè)計進度計劃，按計劃每天加強指導(dǎo)和考核，培養(yǎng)學(xué)生自我管理、自我約束的意識和嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實的工程師品質(zhì)，保證課程設(shè)計按時高質(zhì)量完成。五個分項課程設(shè)計內(nèi)容構(gòu)成一個系統(tǒng)，各分項課程設(shè)計按照“3+1”人才培養(yǎng)的要求，集中于第五學(xué)期完成，綜合性較強，因此對指導(dǎo)教師的指導(dǎo)能力和水平以及時間的保障也提出了較高要求。為保證指導(dǎo)質(zhì)量。依據(jù)教師專業(yè)能力優(yōu)勢，對指導(dǎo)教師實行分組，每組集中對一個或幾個班級進行指導(dǎo)，要求每組指導(dǎo)教師對五項課程設(shè)計內(nèi)容的指導(dǎo)，分工協(xié)作；對于不同分項課程設(shè)計內(nèi)容的指導(dǎo)實行主指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)制，且對于不同分項課程設(shè)計內(nèi)容的指導(dǎo)實現(xiàn)指導(dǎo)教師的優(yōu)勢互補。避免一位指導(dǎo)教師集中指導(dǎo)一個或幾個班級課程設(shè)計時，在時間上和指導(dǎo)能力與水平上的不足。改革課程設(shè)計的評價辦法，基于整體性原則，在考核結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)選型的合理性、設(shè)計計算的準(zhǔn)確性和圖紙繪制規(guī)范性的基礎(chǔ)上，還要結(jié)合平時的表現(xiàn)考核獨立分析問題和解決問題的能力、計算機應(yīng)用能力等。并且有必要通過答辯的方式進一步考核學(xué)生課程設(shè)計是否存在抄襲、對設(shè)計基本理論的理解和應(yīng)用情況[6]。同時，指導(dǎo)教師通過對課程設(shè)計的指導(dǎo)、審閱和答辯，及時進行總結(jié)和研討課程設(shè)計中存在問題和不足；并且也有必要針對學(xué)生設(shè)計中存在的問題對學(xué)生組織召開課程設(shè)計專項總結(jié)會。這樣循序漸進，逐步提高學(xué)生設(shè)計的水平。

4基于整體性加強條件保障機制建設(shè)

良好的教學(xué)條件保障是完成高質(zhì)量課程設(shè)計的基石。對于結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計的整體性改革，結(jié)合學(xué)生的特點，編制高質(zhì)量的課程設(shè)計指導(dǎo)書是重要的條件保障之一。結(jié)合結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計任務(wù)書編寫其課程設(shè)計指導(dǎo)書。針對學(xué)生初次進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點，指導(dǎo)書中應(yīng)詳細說明各結(jié)構(gòu)體系設(shè)計的基本理論、基本方法和設(shè)計步驟；并且編寫具有代表性的工程實例及設(shè)計計算和繪圖中應(yīng)特別注意的問題。同時，指導(dǎo)書中的工程實例集中反映現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范條文的應(yīng)用、最新科研成果及工程經(jīng)驗，這樣通過工程實例引導(dǎo)學(xué)生加深理解所需理論知識，進一步促進理論與實踐相結(jié)合，有利于提高課程設(shè)計質(zhì)量。

5結(jié)束語

上述結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計改革的研究成果已經(jīng)過兩屆畢業(yè)生的實踐性教學(xué)中的實踐，取得了較好的效果，學(xué)生的工程結(jié)構(gòu)素質(zhì)得到了提高，促進了畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的提升。從學(xué)生就業(yè)來看，近兩屆畢業(yè)生到設(shè)計單位就職的明顯增多；信息反饋表明，這些畢業(yè)生在實際工作中明顯體現(xiàn)出適應(yīng)期短、上手快的特點，得到了工作單位的認(rèn)可。

作者：薛志成 裴強 李長鳳 杜文學(xué) 楊磊 單位：黑龍江科技大學(xué)建筑工程學(xué)院 大連大學(xué)土木工程技術(shù)研究與開發(fā)中心

參考文獻：

[1]薛志成,徐曉紅.土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計類課程體系優(yōu)化設(shè)置及建設(shè)的研究[J].高等建筑教育,2009,18(5):97-101.

[2]江樹勇,任正義,趙立紅.基于系統(tǒng)論的工程實踐教學(xué)體系設(shè)計研究[J].高教論壇,2009(3):81-83.

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篇(4)

關(guān)鍵詞：概念設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計；促進

Abstract: with the continuous development of China's economy and the progress of the cause of building, also obtained the rapid development, continuous development in the construction business conditions, structural design method is more and more, strengthen the study on building structural design, become the important way to enhance the quality of construction. Conceptual design as the main approach to architectural design innovation, has been widely used in the design of building structures,

Key words: conceptual design; structure design; promote

中圖分類號：TU318文獻標(biāo)識碼：A

引言

概念設(shè)計作為創(chuàng)新設(shè)計的重要形式，其優(yōu)點越來越多的體現(xiàn)出來，被更多的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師所發(fā)現(xiàn)和采納，并成為當(dāng)前至今后一段時間建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要思想。所以，加強對建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的研究，有著重要的理論和現(xiàn)實意義。本文在分析概念設(shè)計內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的應(yīng)用策略進行了分析。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的內(nèi)涵

（一）概念設(shè)計的內(nèi)容分析

概念設(shè)計指的是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的開始階段，建筑設(shè)計工程師按照已有的建筑設(shè)計理論，并根據(jù)工程的施工經(jīng)驗，從宏觀的思維出發(fā)，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的策略做概念性的評價與選擇。設(shè)計師通過將整個建筑結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)布局做必要的抗震保護，以提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。所得到的方案一般概念清晰，定位準(zhǔn)確，便于進行手算，有效的避免后期設(shè)計過程中產(chǎn)生的一些繁瑣的計算，提高建筑設(shè)計的經(jīng)濟性和可靠性。同時，概念設(shè)計也是進行計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠性判斷的主要依據(jù)。

（二）概念設(shè)計的基本步驟的分析

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，概念設(shè)計是在建筑設(shè)計師不斷滿意的過程中實現(xiàn)的，概念設(shè)計的過程可以劃分為下面三個步驟：

第一個步驟：分析階段，即對設(shè)計問題做全面理解的過程。分析階段的主要特征是設(shè)計系統(tǒng)信息的模糊性，在進行分析的過程中，手中掌握的數(shù)據(jù)是不全面的，可供設(shè)計師使用的陳述同樣需要進行陳述和充實。

第二個步驟：綜合階段，即實現(xiàn)解決方案的一個過程。在這一步驟實施的過程中，設(shè)計師通過使用各種專業(yè)知識，按照所積累的工程經(jīng)驗，將建筑設(shè)計的大體思路，借助于圖紙的形式表達出來的過程。這一過程的主要特點是通過設(shè)計師的靈感和專業(yè)思維發(fā)揮主導(dǎo)作用，以實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙的表達和產(chǎn)生。

第三個步驟：評估階段，即對設(shè)計出的方案做有效判斷和選擇的過程。這一階段的特點是循環(huán)的過程，該循環(huán)過程會持續(xù)到雙方對方案滿意為止。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在作出評估的時候，會通過各種功能模型、計算手段等對比各個方案的優(yōu)勢，以更好的獲得建筑施工的經(jīng)濟性和建筑施工技術(shù)的可行性。

二、概念設(shè)計的重要意義分析

概念設(shè)計師體現(xiàn)建筑設(shè)計師先進設(shè)計思想的關(guān)鍵，一個優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師能夠通過運用特定空間中的系統(tǒng)概念，來進行建筑結(jié)構(gòu)總體方案的有效設(shè)計，并將建筑設(shè)計的目的有意識的同建筑構(gòu)件與整體結(jié)構(gòu)的關(guān)系進行巧妙的處理。一般情況下，優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師其概念設(shè)計的創(chuàng)新是有效的，隨著他們對建筑概念設(shè)計的研究，其設(shè)計的成果會越來越鮮明，設(shè)計的創(chuàng)新度也越來越高。當(dāng)前在分工細化的市場環(huán)境下，大部分結(jié)構(gòu)設(shè)計師更多的是依賴于各種建筑設(shè)計的規(guī)范、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊、電腦程序等進行傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，這在一定程度上缺乏了有效的創(chuàng)新。在計算機一體化應(yīng)用的今天，設(shè)計師往往不能夠及時的發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一些不合理的內(nèi)容。隨著設(shè)計師年齡的不斷增長，使得他們已有的建筑設(shè)計概念逐漸模糊甚至遺忘，影響了建筑設(shè)計成果的創(chuàng)新。注重建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的意義，還因為當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論同計算機理論之間存在一些缺陷和不足，例如在進行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，內(nèi)力的計算是在彈性理論的計算方法基礎(chǔ)上的，而建筑結(jié)構(gòu)的截面設(shè)計卻是在塑性理論的極限條件下進行設(shè)計的一種方法，這個矛盾的存在使得計算的結(jié)構(gòu)，同建筑結(jié)構(gòu)的實際手里狀態(tài)有著很大的差異，為了對這種計算理論缺陷作出補償，尤其需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師優(yōu)秀的概念設(shè)計措施來改正這些缺陷。

三、概念設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，協(xié)同工作概念，指的是要求整個建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的每個構(gòu)件，

實現(xiàn)相互間的配合，共同支撐建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量，協(xié)同工作及要求建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件，能夠有效的承載極限狀態(tài)的受力，同時當(dāng)受力達到極限狀態(tài)的時候，還需要各個構(gòu)件能夠?qū)崿F(xiàn)共同的耐久壽命。建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作主要表現(xiàn)為：建筑基礎(chǔ)同建筑上部結(jié)構(gòu)的關(guān)系方面，一定要將建筑的基礎(chǔ)同建筑的上部結(jié)構(gòu)看成是一個系統(tǒng)，不能將這兩部分分開來進行處理。比如，對于磚混結(jié)構(gòu)的建筑物，一定要通過圈梁與構(gòu)造柱，把建筑的上部結(jié)構(gòu)同建筑基礎(chǔ)連接到一起，而不能夠單獨依靠建筑基礎(chǔ)的剛度來抵抗各種不均勻的沉降。

另外，當(dāng)結(jié)構(gòu)受力的時候，建筑結(jié)構(gòu)中的各個構(gòu)件能夠保證較高的應(yīng)力值。在進行多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，要最大程度上避免短柱，這樣能夠保證同層的柱子在同一個水平位移的時候，能夠同時發(fā)揮最大的承載力，但是因為建筑物高度和建筑樓層的增加，各種豎向的巨大荷載以及水平方向的荷載，使得建筑物底層柱截面不斷的增大，因此使得高層建筑的產(chǎn)生了很多的短柱，為了更好的避免出現(xiàn)這些問題，針對較大截面的柱子，可以將柱截面進行開豎槽，將矩形柱變成田形柱，以更好的增大長細比例，避免短柱的產(chǎn)生。針對梁跨高比例的限制，大部分還沒有充分的認(rèn)識到，其實同長短柱混雜的結(jié)果是相同的，長短梁位于相同的框架中，是不利于建筑物穩(wěn)定性的。同時因為梁的剪力增加，會導(dǎo)致支撐柱的周麗產(chǎn)生大幅度的增加，這一設(shè)計原則違背了協(xié)同工作的目的，并提高了建筑結(jié)構(gòu)的工程造價。進行多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的，是為了有效的抵抗水平力的作用，避免扭轉(zhuǎn)的產(chǎn)生，為了實現(xiàn)抵抗水平力的功能，要盡量將平面上兩個正交方向的尺寸接近，為的是更好的保證這個方向上的慣性矩實現(xiàn)相等，以避免因為一個方向強度儲備過大，使得另一個方向較弱。所以，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)最好設(shè)置在四周，以更好的提升系統(tǒng)的抗側(cè)剛度，增大抗扭慣性矩。與此同時，要增加梁或者樓層的剛度，提高柱能承擔(dān)更大的整體彎矩，即提高轉(zhuǎn)換層的效果。有效防止扭轉(zhuǎn)，是由于在扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的時候，各個柱子的節(jié)點水平位移不等，距離扭轉(zhuǎn)中心較遠的角柱所受的剪力大，而中間柱子受的剪力小，產(chǎn)生的破壞從外到里。為了避免扭轉(zhuǎn)的產(chǎn)生，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要進行對稱步驟，最好設(shè)置在結(jié)構(gòu)的兩端，靠著四周進行設(shè)計，以有效的提升抗扭慣性矩。

篇(5)

［關(guān)鍵詞］：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；樁基先行設(shè)計；可行性；利弊

中圖分類號： TU2 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，經(jīng)常面臨特殊問題需要特別處理，比如樁基先行的設(shè)計方法。“樁基先行”即是指在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中樁基先行設(shè)計，其他部分施工圖再后續(xù)配合完善出圖的情況。“樁基先行”的設(shè)計，在一定程度上不利于最大限度地控制成本，也可能導(dǎo)致各方面細節(jié)配合的不到位，出現(xiàn)設(shè)計不合理的情況，然而“樁基先行”又可以較大程度地節(jié)省工期，對于建設(shè)單位時間意味著經(jīng)濟效益。因此“樁基先行”在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中是確實存在的一個情況，本文將以項目實例（福州貴安某高層住宅）為分析對象，分析“樁基先行”的利與弊及其在實際施工操作中的可行性，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中“樁基先行”的設(shè)計方法進行淺簡的探討與思考。

一、實例項目的簡要工程概況

（一）實例項目概況

本項目位于福州市連江縣潘渡鄉(xiāng)，基地交通便利，該項目規(guī)劃用地包括經(jīng)營性房地產(chǎn)用地、商業(yè)金融用地、旅游文化服務(wù)用地以及其它用地。地塊占地面積77701.01m2，由22棟住宅樓、13棟商業(yè)樓及純地下車庫組成，總建筑面積231643m2，其中住宅樓地下一層與純地下車庫相連通，商業(yè)樓沿小區(qū)規(guī)劃道路而建。本文主要介紹20#樓的樁基設(shè)計。20#樓地上32層，其中一~三十二層均為住宅。地下一層為停車庫、設(shè)備用房等。具體剖面見20#樓1-1剖圖（如圖1）。該樓屬于A級高度的高層建筑。

（二）實例項目結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)

1、地質(zhì)概況。本工程地表下30米內(nèi)的土層主要有5層(如圖2)，從上到下依次為殘積土、全風(fēng)化凝灰?guī)r、砂土狀強風(fēng)化凝灰?guī)r、碎塊狀強風(fēng)化凝灰?guī)r、中風(fēng)化凝灰?guī)r。本工程建設(shè)不受地下水影響，可不考慮地下水的腐蝕性。

2、抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。本工程建筑抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類），結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年，上部結(jié)構(gòu)安全等級為二級，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級；工程抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g，設(shè)計地震分組為第三組，結(jié)構(gòu)阻尼比在多遇地震作用下的彈性分析時取0.05，地震影響系數(shù)最大值為0.04；場地類別為2類，場地特征周期為Tg=0.45s。本工程基本風(fēng)壓按照50年重現(xiàn)期取值，為0.80 kN/m2，地面粗糙度類別為B類。

二、“樁基先行”設(shè)計方法的利弊與可行性

（一）“樁基先行”設(shè)計方法的弊處

1、不利于最大限度地控制成本。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如果樁基先行設(shè)計，其他部分施工圖再后續(xù)配合完善出圖，如果單從最大限度節(jié)約成本的角度上，是不太可取的。因為樁基設(shè)計時，專業(yè)間配合尚處于不是非常完善的程度，后面伴隨著或多或少的調(diào)整，從這個意義上，樁基設(shè)計時承載力適當(dāng)富余是勢在必行的，畢竟結(jié)構(gòu)整體安全是結(jié)構(gòu)設(shè)計的底線。所以說樁基先行設(shè)計在一定程度上不利于最大限度地控制成本。

2、不利于各專業(yè)配合，可能導(dǎo)致設(shè)計不合理。正常情況下，施工圖設(shè)計是個各專業(yè)往返提資配合，最終協(xié)調(diào)到位并出圖的過程。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，建筑設(shè)計的門檻和要求也變得越來越高，大方向確定的前提下，建筑細節(jié)變得尤為重要。而建筑細節(jié)的合理設(shè)計，正是這么一個慢慢磨合、協(xié)調(diào)甚至妥協(xié)的過程。樁基先行設(shè)計這個環(huán)節(jié)里，通常只是結(jié)構(gòu)專業(yè)打頭陣，其他各專業(yè)很難介入較深，由此較容易造成各方面細節(jié)配合的不到位，造成設(shè)計的不合理情況的出現(xiàn)。

（二）“樁基先行”設(shè)計方法的益處

1、可以較大程度地節(jié)省工期。樁基先行設(shè)計最為突出的優(yōu)勢就是可以較大程度地節(jié)省工期。畢竟施工圖設(shè)計的整個周期少則一兩個月，多則三五個月甚至以上，而時間通常意味著經(jīng)濟效益，也往往是建設(shè)單位最為注重的方面。樁基施工通常是個冗長的過程，按照統(tǒng)籌方法，施工圖設(shè)計深化的幾個月時間，用來施工樁基，自然是較佳的選擇。

（三）“樁基先行”設(shè)計方法的可行性

從上述利弊分析可以得知，在地質(zhì)勘察報告通過施工圖審查單位審查，建筑專業(yè)平立面達到初步設(shè)計（或以上）深度，設(shè)備專業(yè)基本配合完畢的情況下，樁基先行設(shè)計是可行的，對注重工期的建設(shè)單位而言，更是至關(guān)重要。

三、“樁基先行”設(shè)計方法的步驟

1.確定結(jié)構(gòu)計算參數(shù)

根據(jù)地質(zhì)報告及相關(guān)規(guī)范，確定科學(xué)可行的結(jié)構(gòu)計算參數(shù)。

2.試算

確定好結(jié)構(gòu)計算參數(shù)之后，接下來較為重要的環(huán)節(jié)就是試算，用以確定結(jié)構(gòu)體系。唯有結(jié)構(gòu)體系完全確定下來，樁基設(shè)計才能隨之進行，有序展開。對于本工程這種普通住宅而言，很大程度上，剪力墻的合理布置（須基本做到不對建筑的使用功能產(chǎn)生不良影響、不影響建筑立面效果、墻柱面積與建筑面積的比值基本在合理經(jīng)濟的范圍內(nèi)等等）即意味著結(jié)構(gòu)體系的初步確定。還有一些重要的細節(jié)，必須在這一個環(huán)節(jié)得以確認(rèn)，否則很有可能引起后期的返工、修改，如梁、板、墻混凝土強度等級分層變化、各非標(biāo)準(zhǔn)層的計算層高、地下室周邊覆土情況、屋面以及電梯機房屋面的大概布置情況等等。

3.深化配合

對于普通高層住宅而言，樁基先行設(shè)計階段中的結(jié)構(gòu)專業(yè)深化配合，一般是指標(biāo)準(zhǔn)層要完全細化到位。建筑方案達到擴初（或以上）深度的時候，標(biāo)準(zhǔn)層平面基本上已經(jīng)確定。此時標(biāo)準(zhǔn)層的細化工作即可隨之開展。荷載細化自然是至關(guān)重要的一方面，其他關(guān)鍵的細節(jié)在于剪力墻墻厚（影響使用空間），墻肢長度（影響門窗寬度或者地下車位使用），外圈梁高（影響立面造型以及結(jié)構(gòu)電算位移）等等。

4.預(yù)留一定富余量

如前文所說，結(jié)構(gòu)整體安全是結(jié)構(gòu)設(shè)計的底線，所以在建筑專業(yè)圖紙尚未完全完善的階段，既要先行設(shè)計樁基，又要在大的結(jié)構(gòu)體系確定、不動搖的情況下，將結(jié)構(gòu)各方面荷載考慮周全，確保后期施工圖設(shè)計的時候不出現(xiàn)大范圍增加以至于影響樁基安全度，則是對結(jié)構(gòu)設(shè)計師很大的考驗和挑戰(zhàn)。

以本工程為例，建筑提資圖紙深度略有不足，立面線腳、屋面、機房屋面均未完全深化設(shè)計。故在樁基設(shè)計時，本人大概估算了并預(yù)留了整棟樓周圈線腳的總重量（約為30KN/m），考慮了大屋面、電梯機房屋面找坡荷載【1.5 KN/㎡（跨度≤3m）；2.0 KN/㎡（3m＜跨度≤5）；2.5 KN/㎡（5m＜跨度≤7m】、電梯吊鉤荷載，充分考慮了地下室頂板周邊結(jié)構(gòu)布置情況（因建筑地下室無法提資到位，故暫按周邊均為9m跨度的頂板代入結(jié)構(gòu)參與計算）做到了不疏忽、不遺漏、不浪費，確保了施工圖階段的建筑調(diào)整不會影響結(jié)構(gòu)樁基的安全儲備，使后期設(shè)計保持了一定的彈性。事實證明，也唯有正確、周到地考慮好這一切，并嚴(yán)格地執(zhí)行，才可能做好樁基設(shè)計工作。

四、“樁基先行”設(shè)計與常規(guī)設(shè)計的后期比較

本工程于2012年1月順利通過樁基施工圖審查，并于3月份通過全部施工圖審查。相比之下，建設(shè)單位比正常流程（全套施工圖設(shè)計——審查通過——樁基施工）多獲得了兩個月的寶貴時間，由此也收獲了較為客觀的經(jīng)濟效益。

為了確保前期樁基設(shè)計的安全，本工程在施工圖設(shè)計階段的末段，對之前已出圖的樁基進行了復(fù)核，原樁基均滿足設(shè)計要求，且最終的剪力墻墻下內(nèi)力均與樁基設(shè)計時偏差較小（約2%~3%）。由此可知，樁基先行設(shè)計方案是可行的，設(shè)計也較為合理。

通過上述對項目實例（福州貴安某高層住宅）的具體分析，本文認(rèn)為“樁基先行”的設(shè)計方案存在利與弊，但在現(xiàn)實施工操作中，只要按照嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的設(shè)計步驟，將結(jié)構(gòu)各方面荷載考慮周全，本著對工程負(fù)責(zé)的態(tài)度，積極協(xié)調(diào)各專業(yè)的配合設(shè)計，“樁基先行”設(shè)計方法是可行的，具有操作性的。

參考文獻：

[1]王寶燁.樁基基礎(chǔ)的發(fā)展及其應(yīng)用[M].建材技術(shù)與應(yīng)用，2002.

[2]朱炳寅.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問答及分析[M].中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[3]建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）.

篇(6)

關(guān)鍵詞：價值工程 產(chǎn)品設(shè)計 結(jié)構(gòu)

1、價值工程的基本內(nèi)容

價值工程是以提高實用價值為目的，以功能分析為核心，以資源的開發(fā)與節(jié)省為基礎(chǔ)，以科學(xué)分析方法為工具，用最少的成本支出實現(xiàn)給定功能的產(chǎn)品開發(fā)的科學(xué)方法。換言之，即以最低的壽命周期費用，可靠地實現(xiàn)產(chǎn)品的必要的功能，對產(chǎn)品的功能，成本所進行的有組織的分析研究活動。國家標(biāo)準(zhǔn)給出的定義是“價值工程是通過各相關(guān)領(lǐng)域的協(xié)作，對所研究對象的功能與費用進行系統(tǒng)分析，不斷創(chuàng)新，提高對象價值的思想方法和管理技術(shù)”。

價值工程活動中對于問題的分析是圍繞以下7個問題依次展開的：(1)它是什么？(2)它的用途是什么？(3)它的成本是多少？(4)它的價值是多少？(5)有其他方法能實現(xiàn)這個功能嗎？(6)新方案的成本是多少？(7)新的方案能否滿足要求。這7個問題的解答過程，就是價值工程的工作程序和步驟，即：選定對象、收集情報資料、進行功能分析、提出改進方案、分析和評價方案、實施方案、評價活動成果。

2、價值分析的基本方法

價值工程是用功能分析的方法，以最低成本獲得產(chǎn)品的必要功能，從而達到提高價值的目的[1]。在價值工程活動中，功能F(Function)、成本C(Cost)、價值V(Value)三者之間的關(guān)系是：

按照價值工程的理論，產(chǎn)品的價值是指功能和成本（包括設(shè)計、制造、試驗、使用、維護等成本）的比值。提高產(chǎn)品的價值有五種途徑：

(1)產(chǎn)品功能不變，用降低成本的方法來提高產(chǎn)品的價值；

(2)維持成本不變，通過提高功能來提高產(chǎn)品的價值；

(3)既提高產(chǎn)品功能，同時也降低其成本；

(4)小幅提高成本，大幅提高產(chǎn)品功能）；

(5)小幅減少產(chǎn)品功能，大幅降低產(chǎn)品成本。

分別表達為：，，，，

以上五種方法都是通過對F和C的調(diào)整來達到提高產(chǎn)品價值的目的。

3、產(chǎn)品設(shè)計的主要工作

產(chǎn)品設(shè)計包括很多具體的內(nèi)容，如：功能設(shè)計、運動設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度、剛度設(shè)計、尺寸設(shè)計、幾何精度設(shè)計、材料設(shè)計，以及外觀設(shè)計等[2]。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計是針對產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)、機械部分的設(shè)計。評價一個產(chǎn)品的好壞，最首要的標(biāo)準(zhǔn)是實用，要實現(xiàn)預(yù)定的功能，這一要求能否達到，完全取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計是產(chǎn)品形成過程中最重要的內(nèi)容，也是最復(fù)雜的環(huán)節(jié)。

機器設(shè)備的功能要由一系列符合裝配關(guān)系的零件和部件來實現(xiàn)，設(shè)計過程中需要考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀，既要求安全耐用、性能優(yōu)良，又要易于制造、降低成本。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要各種要求與限制條件尋求對立中的統(tǒng)一，給出協(xié)調(diào)、合理的設(shè)計方案。

4、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中的價值工程方法

價值工程是用最低的成本實現(xiàn)必要的產(chǎn)品功能，其核心問題就是尋找功能與成本之間的最佳關(guān)系[3]。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是具象的，它是功能的載體。而功能則是抽象的，是產(chǎn)品的本質(zhì)屬性。用價值工程的方法對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行分析，是從結(jié)構(gòu)入手去研究產(chǎn)品的功能，通過功能分析、功能整理、功能評價找出設(shè)計方案的改進目標(biāo)。

用價值工程理論指導(dǎo)改進產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計，是要以最低的總成本確保產(chǎn)品必要功能（主要功能和次要功能）的實現(xiàn)，同時去掉不必要的功能（亦稱過剩功能）。減少不必要的材料消耗，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量做到縮小體積，減輕重量，降低單位產(chǎn)品材料消耗量。這與尺寸鏈設(shè)計中的最短尺寸鏈原則是一致的。

5、價值工程方法應(yīng)用實例

本文選擇的價值工程分析方法研究對象為一大型板坯加熱移動翻轉(zhuǎn)設(shè)備系統(tǒng)中的熱板坯移動翻轉(zhuǎn)裝置。該裝置主要由移動翻轉(zhuǎn)車、平移油缸、翻轉(zhuǎn)臂、翻轉(zhuǎn)油缸及裝在固定支座上的鉸接軸、配重塊等組成，如圖1所示。

圖1 8臂板坯移動翻轉(zhuǎn)裝置 圖2 6臂板坯移動翻轉(zhuǎn)裝置

該裝置由水平移動小車2、平移油缸4、翻轉(zhuǎn)油缸3及裝在固定支座鉸接軸上的翻轉(zhuǎn)臂1、同步軸5、配重塊6等組成。用翻轉(zhuǎn)油缸推動翻轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動、使翻轉(zhuǎn)臂上起支承作用的鉤頭承接高溫板坯，完成翻轉(zhuǎn)動作，并用配重塊平衡翻轉(zhuǎn)力矩；用水平油缸的活塞桿端推動水平移動小車前后移動，并可由同步軸連接二邊車輪以保證同步行走。

板坯移動翻轉(zhuǎn)裝置中與加熱板坯直接接觸的是翻轉(zhuǎn)臂。原方案設(shè)計了8個翻轉(zhuǎn)臂，通過強度分析計算，可知左右兩端的翻轉(zhuǎn)臂受力較小，從結(jié)構(gòu)簡化考慮，對方案進行了改進，成為圖2所示的6臂結(jié)構(gòu)。經(jīng)驗算，該結(jié)構(gòu)可以滿足強度、剛度方面的要求。

根據(jù)價值工程的原理來分析，可以看出，在滿足功能要求的前提下，減少兩臂后，結(jié)構(gòu)簡化了，用料少了，重量減輕了，加工和裝配的難度降低了，符合前述價值工程基本方法中的第一種――產(chǎn)品功能不變，通過降低成本的方法來提高產(chǎn)品和設(shè)計的價值。

6、結(jié)語

產(chǎn)品設(shè)計需要遵循傳統(tǒng)的設(shè)計原理與方法。用現(xiàn)代的觀點來看，更要強調(diào)設(shè)計過程與設(shè)計結(jié)果的優(yōu)化。運用價值工程的分析方法對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計加以改進，在滿足產(chǎn)品功能的前提下，采用簡化的結(jié)構(gòu)可提高設(shè)計乃至產(chǎn)品本身的價值。

參考文獻

[1]李小林,許宏武,張可能等.論價值工程在工程設(shè)計中的應(yīng)用[J].西部探礦工程,2007.10.

篇(7)

關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化技術(shù)

Abstract: The optimum design of building structures is a complex process, which belongs to the comprehensive decision problems. Need factors to consider practical, safe, economy and the overall effect in the process of optimization. The optimization technology and practical application of building structure and practical level and overall effect was improved ways of building structure, and for the building structure space utilization optimization was analyzed.

Key words: building; structure design; optimization technique

中圖分類號：TS958.1+7文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

1、建筑結(jié)構(gòu)的人性化特點與優(yōu)化內(nèi)容

建筑的人性化是體現(xiàn)建筑實用性的一個重要方面，尤其是隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和進步，人們對于自身居住條件提出了更高的要求。在居住環(huán)境方面，不但要求有房可居，同時還要求住得方便、住得舒適。這時，以實用性為基礎(chǔ)的“人性化”就成為了人們對建筑設(shè)計追求的一個重要概念。而在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的過程中，現(xiàn)代建筑設(shè)計就需要以“人性化”這個特點為基礎(chǔ)，采用“以人為本”的設(shè)計理念，對建筑的整體結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。人性化建筑結(jié)構(gòu)的特點具有這樣的幾個特點：

（1）合理的空間布局，通常而言在人少地多的地方選擇獨立的小高層以及別墅，而在人多地少的地區(qū)則盡量建設(shè)高層，而且在建筑整體結(jié)構(gòu)之內(nèi)具有明確的用地分工，能夠提高對土地空間的利用率。

（2）整體建筑結(jié)構(gòu)極具藝術(shù)效果，通常在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計是在充分考慮通風(fēng)以及采光等因素的基礎(chǔ)上，一般盡可能的將客廳和臥室布置在建筑整體結(jié)構(gòu)的南面，而將廚房、餐廳以及衛(wèi)生間設(shè)置在建筑的北面。陽臺直接與陽客廳相通，這樣就使得穿過陽臺時不需要穿過臥室，將私人空間和公共空間相分離，有效的保證了住宅類建筑使用過程中的私密性。而通過采用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方法，不但可以實現(xiàn)建筑的上述特點，還可以有效的降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的成本。其中，在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程中，主要的優(yōu)化對象和優(yōu)化內(nèi)容包括：建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、建筑屋蓋系統(tǒng)的優(yōu)化、建筑圍護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及細部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等內(nèi)容。而針對上述結(jié)構(gòu)具體方面的優(yōu)化還包括具體的選型、結(jié)構(gòu)的布置、結(jié)構(gòu)整體受力分析以及結(jié)構(gòu)造價分析等，在確保達到實用要求以及建筑標(biāo)準(zhǔn)的同時，通過與具體的工程實際情況相結(jié)合，達到優(yōu)化設(shè)計的目的。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的理論體現(xiàn)

在從事工程項目和結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，除了要考慮設(shè)計對象的基本使用功能及安全可靠性外，還應(yīng)該考慮到把它設(shè)計對象設(shè)計得盡可能完美。這就是工程和結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化問題。用科學(xué)的語言來描述就是：利用確定的數(shù)學(xué)方法，在所有可能的設(shè)計方案的集合中，搜索到能夠滿足預(yù)定目標(biāo)的、最令人滿意的方案。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法從建筑理論上分析，具體體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計兩方面。后者的優(yōu)化設(shè)計包括：屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計、圍護結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計和結(jié)構(gòu)細部設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計。穿插其中的，還包含選型、布置、受力分析、造價分析等項目，在實施過程中，還應(yīng)該按照一切從實際出發(fā)的原則，結(jié)合具體工程的實際情況，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟效益的目標(biāo)進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。建筑師在保證設(shè)計安全的前提下，應(yīng)該敢于挑戰(zhàn)新的結(jié)構(gòu)形式。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，在基本滿足建筑師設(shè)計意圖的基礎(chǔ)上，平面布置應(yīng)盡量規(guī)則，對稱，盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異；使建筑物在水平荷載作用下不致產(chǎn)生太大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。豎向布置上，在滿足功能要求的前提下，盡量使豎向承重構(gòu)件上下貫通；能不使用轉(zhuǎn)換層的就應(yīng)避免使用，以減小結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計上的困難，另外也不經(jīng)濟，還容易造成應(yīng)力集中；豎向剛度最好不要突變，而要漸變，否則突變處在水平荷載作用下會出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，這對結(jié)構(gòu)抵抗水平動力荷載是十分不利的。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的步驟

3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

房屋結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化設(shè)計方法分以按三個步驟進行：

3.1.1選擇設(shè)計變量。一般把對設(shè)計要求起主要影響作用的參數(shù)作為設(shè)計變量，如目標(biāo)控制參數(shù)（結(jié)構(gòu)造價C1 和損失期望C2）和約束控制參數(shù)（結(jié)構(gòu)的可靠度PS）；而將那些對設(shè)計要求來講，變化范圍不大或是根據(jù)結(jié)構(gòu)要求或局部性的設(shè)計考慮就能滿足設(shè)計要求的參數(shù)等作為預(yù)定參數(shù)，這可以大大減少設(shè)計、計算和編制程序的工作量。

3.1.2確定目標(biāo)函數(shù)。尋求一組滿足預(yù)定條件的截面幾何尺寸和鋼筋截面積以及失效概率，從而使總費用最小。

3.1.3確定約束條件。房屋結(jié)構(gòu)基于可靠度優(yōu)化設(shè)計的約束條件，則包括尺寸約束、結(jié)構(gòu)強度約束、應(yīng)力約束、變形約束、裂縫寬度約束、構(gòu)件單元約束、結(jié)構(gòu)體系約束、從正常使用極限狀態(tài)下的彈性約束到最終極限狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件等。在設(shè)計中，要使結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用于實際房屋結(jié)構(gòu)工程，則是路房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中實際的約束條件與目標(biāo)約束條件相比較，保證各約束條件都符合現(xiàn)行規(guī)范的要求，以實現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計。

3.2 設(shè)定優(yōu)化設(shè)計計算方案

房屋結(jié)構(gòu)基于可靠度的優(yōu)化設(shè)計問題屬于比較復(fù)雜的多變量、多約束非線性優(yōu)化問題，在計算過程中，通常是將有約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為無約束問題求解。可以利用的優(yōu)化設(shè)計計算方法有復(fù)合形法、拉氏乘子法、Powell 法等。

3.3 進行程序設(shè)計

根據(jù)基于可靠度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型和選擇的優(yōu)化設(shè)計計算方法，編制功能齊全、運算速度快的綜合程序。

3.4 結(jié)果分析

對計算結(jié)果進行分析，確定最優(yōu)設(shè)計方案。在執(zhí)行以上步驟的過程中，必須要全方位、多角度考慮方方面面的問題。這主要是因為建設(shè)投資是一項耗資巨大的工程，涉及到的方面比較復(fù)雜，因此，必須進行總法規(guī)和考慮，不能僅僅為了節(jié)約資金投入而忽視了設(shè)計的優(yōu)化作用。要正確處理技術(shù)與經(jīng)濟的對立統(tǒng)一是控制投資的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)計中既要反對片面強調(diào)節(jié)約，忽視技術(shù)上的合理要求，使項目達不到功能的傾向，又要反對重視技術(shù)，輕經(jīng)濟、設(shè)計保守浪費的現(xiàn)象。總之，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法的研究是一個非常復(fù)雜的綜合決策問題。適用、安全、經(jīng)濟、美觀和便于施工是進行建筑工程設(shè)計的一般原則，而這5 個方面各有所重，又互為矛盾，一個優(yōu)秀的設(shè)計往往是這5 個方面的最佳結(jié)合。我們需在實踐過程中多實踐、多探索，以最低的造價實現(xiàn)最佳的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)經(jīng)濟、合理和美觀的設(shè)計要求。

4、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的實踐應(yīng)用

4.1因為前期方案的確定直接影響建筑的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問題就是前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計并不進行參與，建筑師進行建筑設(shè)計時大多并不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是建筑設(shè)計的結(jié)果卻直接對結(jié)構(gòu)設(shè)計造成影響，某些方案可能會增加結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度，并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計就能參與進來，那么我們就能針對不同的建筑類別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計方案，獲得一個良好的開端。

4.2概念設(shè)計應(yīng)用于沒有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，因為它的不確定性，計算式難免與現(xiàn)實有較大的差異，在進行設(shè)計的時候就要采用概念設(shè)計的方法，把數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)。設(shè)計過程中需要設(shè)計人員靈活的運用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法，達到最佳的效果。與宏觀把握相對應(yīng)的，設(shè)計的過程同時要注意對于細部的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，比如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。注意鋼筋的選擇，I級鋼和冷軋帶肋鋼市場價格差不多，但是他們的極限抗拉力卻相差很大，所以在塑性滿足要求的情況下，現(xiàn)澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做里面設(shè)計的時候，外立面上的懸挑板及配筋，滿足基本的規(guī)范要求即可，達到既安全又經(jīng)濟的目的。

4.3地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎(chǔ)，那么要根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件選擇樁基類型，盡量節(jié)省造價。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大，應(yīng)多進行比較以確定最合適的方案。