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第1篇

關(guān)鍵詞:建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；概念設(shè)計；質(zhì)量；措施；探討

Abstract: this paper combined with years of the architectural design experience and related material, puts forward the structure design of the basic concept and the conceptual design of the specific steps and the important meaning. Discusses the structure design of quality concrete measures. Refers for the colleague.

Keywords: architecture; Structure design; The conceptual design; Quality; The measure; explore

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

一、引言

隨著我國城市化進程的加快,我國的房地產(chǎn)市場交易日益活躍,房屋價格節(jié)節(jié)攀升,對于老百姓而言,買房是平生的頭等大事,幾乎花掉大半生的積蓄,與此同時我國內(nèi)陸地震頻發(fā)（2008年5月12日汶川地震,里氏7.8級;2010年4月14日玉樹地震,里氏7.1級）,因此房屋的質(zhì)量不僅關(guān)系到人們的切身利益,還在危急時刻直接影響到生命財產(chǎn)安全。作為一名結(jié)構(gòu)工程師,我們必須把設(shè)計質(zhì)量放到最最重要的位置,設(shè)計前深思熟慮,設(shè)計中一絲不茍,盡可能避免設(shè)計圖紙上出現(xiàn)“漏、碰、錯、缺”。采取有效的措施確保并提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。下面就以上問題和提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量措施展開具體探討。

二、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: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)。

三、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，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。

四、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(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。

五、小結(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]閔小雙.概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的意義[J].科技資訊，2006(34)：213．

[2]柳強.王玉玲.淺談概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)設(shè)計中運用[J].新疆化工，2006(1)：25～27.

[3]王順卿.談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計[J].山西建筑，2006(8)：39-40．

[4]顏興強.淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法[J].沿海企業(yè)與科技,2009(5).

[5]熊煜.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中若干問題分析[J].山西建筑,2009(25).

第2篇

關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；質(zhì)量控制；措施

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：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(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。本文在此談了談自己的觀點和看法，可供同行參考。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念

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(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: 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(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，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)量控制的措施

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(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。

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，（09）.

[2] 張麗莉．淺談提高建筑設(shè)計質(zhì)量的措施[J]．建筑工程，2011，（02）.

第3篇

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化設(shè)計；建筑結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：

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

當我們進行結(jié)構(gòu)設(shè)計以及工程項目的相關(guān)設(shè)計的時候，不僅要對設(shè)計對象的安全性可靠性以及其基本使用功能進行必要的考慮外，設(shè)計還要盡可能的突出建筑的美感，這些便是結(jié)構(gòu)以及工程項目的最優(yōu)化的相關(guān)問題。也就是說利用相應(yīng)的數(shù)學(xué)上的方法，對所有設(shè)計方案進行必要的分析比較，得出最滿意的設(shè)計方案，以滿足預(yù)期的目標。

從理論上對結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法進行相關(guān)的分析可知，房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計以及房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在實際應(yīng)用中具體的表現(xiàn)。房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計主要是對圍護結(jié)、屋蓋系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)細部等進行相應(yīng)的設(shè)計方案的優(yōu)化設(shè)計。在設(shè)計的時候還必須考慮到相應(yīng)的布置、選型、造價以及受力等方面的問題，然后根據(jù)工程的實際情況以及結(jié)合房屋建筑相應(yīng)的經(jīng)濟性，對建筑結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計。

為了適應(yīng)時展的要求，建筑的結(jié)構(gòu)形式必須不斷的進行必要的創(chuàng)新。對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計師來說，要確保建筑結(jié)構(gòu)具有一定的安全保證，在此基本上考慮設(shè)計出新的結(jié)構(gòu)形式。

對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，我們要求盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異以及建筑的平面結(jié)構(gòu)盡量對稱與規(guī)則，不過這些必須滿足設(shè)計師的基本設(shè)計意圖。還要要求在水平荷載作用下建筑物不會產(chǎn)生很大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。必須在滿足建筑相應(yīng)的功能條件下，在豎直方向布置盡量讓豎直方向的相應(yīng)的承重構(gòu)件上下貫通。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了減少結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析上的難度以及經(jīng)濟性，我們應(yīng)該盡量避免使用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。對豎直方向的剛度也有著相應(yīng)的要求，要求剛度的變化必須是漸變的而不是突變的，否則在剛度突變的地方會出現(xiàn)嚴重的應(yīng)力集中，這不利于建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平方向的動力載荷作用。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的現(xiàn)實意義

對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行必要的優(yōu)化，在對于房屋結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計中的應(yīng)用意義重大，不僅能夠滿足了建筑的實用與美觀，而且還可以有效地對工程造價進行控制。對于建筑商來說，其當然希望用最少的投資，而獲得最大的收益，然而又必須對建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、可靠性以及安全性做出保證，這必然要求對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化。

結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化和傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計進行比較我們可以發(fā)現(xiàn)：運用設(shè)計優(yōu)化的技術(shù)能夠降低建筑的工程造價（6～35％）。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)能夠使得建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的每個單元都得到最佳的協(xié)調(diào)，并可以對材料的性能進行最合理的利用。這樣不僅能夠保證相關(guān)規(guī)定的安全系數(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性與實用性。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的步驟

3.1 建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化的模型

在我們對房屋結(jié)構(gòu)整體進行必要的優(yōu)化設(shè)計時候，可以分成三步進行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化。下面將對每一步驟進行詳細的介紹：

3.1.1 要對設(shè)計變量進行合理的選擇

通常在對設(shè)計變量進行選擇時，我們把對建筑結(jié)構(gòu)影響的主要參數(shù)作為設(shè)計變量。如目標控制的相關(guān)參數(shù)（損失的期望C2 和結(jié)構(gòu)的造價C1）和約束控制相關(guān)參數(shù)（結(jié)構(gòu)的可靠度PS）等；然而還有一些影響不是太大，其變化范圍也不是很大或者由局部性以及結(jié)構(gòu)的相關(guān)要求就能夠滿足相應(yīng)的設(shè)計要求的一些參數(shù)，我們可以用預(yù)定參數(shù)來表示，這樣能夠使得我們的設(shè)計量、計算量以及編制程序的工作量均大大減小。

3.1.2 對目標函數(shù)進行確定

在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的時候，我們還必須尋找一組能夠滿足相關(guān)的預(yù)定條件的截面相應(yīng)的幾何尺寸、鋼筋的截面積以及相應(yīng)的失效的概率的函數(shù)，使得工程造價最少。

3.1.3 對約束條件進行確定

對于房屋的結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化來說，必須確保結(jié)構(gòu)的可靠度，來對優(yōu)化設(shè)計相關(guān)的約束條件進行相應(yīng)的確定，設(shè)計優(yōu)化的約束條件主要包括裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強度約束、尺寸約束、構(gòu)件單元約束、應(yīng)力約束、結(jié)構(gòu)體系約束、從可靠指標約束到確定性約束條件以及從正常使用極限狀態(tài)下的彈性約束到最終極限狀態(tài)的彈塑性約束等約束條件。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，我們必須對目標約束條件與實際的約束條件進行相應(yīng)的比較與分析，再確保每個約束條件都必須滿足相關(guān)要求，以實現(xiàn)最佳的設(shè)計。

3.2 對優(yōu)化設(shè)計的計算方案進行設(shè)定

根據(jù)可靠度進行的房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計具有多約束且非線性的優(yōu)化問題以及復(fù)雜的多變量，在進行相應(yīng)的分析計算中，一般把有約束的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換成無約束優(yōu)化問題的求解。常用的優(yōu)化設(shè)計的計算方法有拉氏乘子法、復(fù)合形法、Powell 法等。

3.3 進行程序的相關(guān)設(shè)計

根據(jù)可靠度進行的房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計的基本模型以及所使用的優(yōu)化設(shè)計的計算方法，可以編寫一個具有運算速度快以及功能齊全的綜合應(yīng)用程序。

3.4 結(jié)果分析

我們必須對相應(yīng)的計算結(jié)果進行必要的分析比較，然后選擇出最佳的設(shè)計方案。在這個過程中，我們考慮問題必須全面，并且要對問題進行多角度的考慮。這一步驟在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中尤其重要，合理的選擇設(shè)計方案，不僅能夠確保結(jié)構(gòu)的美觀、安全性、合理性以及實用性，還能夠?qū)κ┕ぶ械馁Y金的投入有著重大的影響。在結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中只強調(diào)經(jīng)濟上的節(jié)約，而忽略技術(shù)上的相關(guān)要求，是不正確的；同樣只考慮技術(shù)上的要求，而不考慮經(jīng)濟的要求，也是不合理的。我們必須對兩者進行合理的配置，才能達到相關(guān)要求。

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

對于項目的前期設(shè)計、整體設(shè)計、舊房改造以及抗震設(shè)計方面均能夠采用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計的方法。下面對實踐應(yīng)用中的問題進行必要的說明：

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化應(yīng)注意前期參與

前期方案直接會影響到工程的造價，然而很多結(jié)構(gòu)設(shè)計忽略了這一點，所以我們應(yīng)該注意。前期參與能夠讓我選擇合理的結(jié)構(gòu)形式以及合理的設(shè)計方案。

4.2 概念設(shè)計結(jié)合細部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

在沒有具體數(shù)值量化的情況下，我們可以使用概念設(shè)計。例如，對地震的烈度進行設(shè)防時，由于它存在這不確定的因素，所以我們無法找到與實際相符合的計算式，所以在進行設(shè)計優(yōu)化的時候我們可以使用概念設(shè)計的方法，把相應(yīng)的數(shù)值作為參考與輔助相關(guān)的依據(jù)。同時在設(shè)計過程中，相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須合理并靈活的使用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法，從而達到最佳的效果。

在設(shè)計過程中必須對細部的結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的設(shè)計優(yōu)化，例如，在現(xiàn)澆的混凝土異形的板料，其拐彎處容易開裂，我們可以簡化成矩形板，然后再合理的選擇鋼筋，在滿足其結(jié)構(gòu)的基本要求條件下，達到既安全又經(jīng)濟的目的。

4.3 下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化

在地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中，我們必須選取合適的方案，如可以根據(jù)工地的地質(zhì)條件選擇相應(yīng)的樁基類型，并盡量減少相應(yīng)的工程造價。并根據(jù)樁端的持力層的厚度合理的選擇灌注樁的樁長度，通過對多種設(shè)計方案進行必要的分析比較，然后選取最佳的設(shè)計方案。

第4篇

1.1本項目的基本情況

本工程位于湛江市開發(fā)區(qū)的某小區(qū)。總用地面積17062.13m2，總建筑面積82351.57m2（其中地下建筑面積為12829.25m2，地上建筑面積為69522.32m2）。另外本工程設(shè)計使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設(shè)防類別為丙類。

1.2場地自然條件

（1）風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓按50年重現(xiàn)期取0.8kN/m2，地面粗糙度B類。（2）本工程設(shè)計地震分組為第一組，抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，設(shè)計基本地震加速度值0.1g，地類別為Ⅲ類，屬于中軟場地土。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1地基基礎(chǔ)

由于業(yè)主未提供詳細地質(zhì)資料，基礎(chǔ)設(shè)計待業(yè)主提供詳細地質(zhì)資料后確定。本院根據(jù)當?shù)毓こ探?jīng)驗，本工程擬采用樁基礎(chǔ)。

2.2上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)建筑使用功能的要求并結(jié)合本工程的特點，本工程結(jié)構(gòu)形式為：1~3棟采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)；4棟采用剪力墻結(jié)構(gòu)，其中剪力墻及框架抗震等級均為二級。本工程混凝土強度等級為C50～C30，鋼筋采用HRB400級鋼筋。

2.3PKPM系列結(jié)構(gòu)軟件分析

在本次湛江市開發(fā)區(qū)的某小區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用PKPM系列結(jié)構(gòu)軟件進行結(jié)構(gòu)分析。具體來講本設(shè)計所采用的計算機程序為中國建筑科學(xué)研究院PKPM-SATWE，版本型號是2010版，這也是在目前設(shè)計院住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計中較為常用的一款軟件，并且該轉(zhuǎn)件的結(jié)構(gòu)計算結(jié)果較為可靠。本次住宅的結(jié)構(gòu)采取較為常用的框架加剪力墻結(jié)構(gòu)，目前這種結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有的高層住宅設(shè)計中被廣泛的應(yīng)用，這種形式結(jié)合了框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，具有受力穩(wěn)定，造價相對經(jīng)濟的特點。同樣的為了保證整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在住宅建筑的-1~3層對結(jié)構(gòu)進行了加強。整體結(jié)構(gòu)的嵌固位置為地下室的頂板。每個建筑的結(jié)構(gòu)在計算的過程中都會對災(zāi)害進行預(yù)估，提前計算其所受的荷載，并在設(shè)計過程中采取相應(yīng)的措施。在本次住宅小區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對于五十年一遇的大風(fēng)，預(yù)估的基本風(fēng)壓值為Wo=0.8kN/m2，建筑物地面的粗糙程度按照B類設(shè)計，以一號住宅樓為例，其承載風(fēng)荷載效應(yīng)時的放大系數(shù)為1.1，最終建筑物的體型系數(shù)采取1.4來進行計算。其次，對于地震災(zāi)害中的受力，在建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計中也是應(yīng)當考慮的，本項目的所處的地質(zhì)環(huán)境要求建筑物按照Ⅶ度抗震烈度進行設(shè)防，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計中按照其相應(yīng)的抗震烈度設(shè)防地震分組為第一組，場地的類別為三類，建筑物的抗震設(shè)防類別為丙類，并且需要考慮在地震作用下構(gòu)的偏心問題，以及雙向地震作用力的問題。在地震作用下：計算振型個數(shù)為15，重力荷載代表值的活載組合值系數(shù)為0.5，周期折減系數(shù)為0.75，結(jié)構(gòu)的阻尼比為5％，特征周期Tg為0.45，地震影響系數(shù)最大值為0.08。具體來講混凝土框架的抗震等級為二級，剪力墻的抗震等級為二級，綜合來講其抗震結(jié)構(gòu)措施為二級設(shè)計。最后在計算的過程中還需要對一些系數(shù)進行調(diào)整和修改：梁端負彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.85；梁活荷載內(nèi)力放大系數(shù)為1；梁扭矩折減系數(shù)為0.4；托墻梁剛度增大系數(shù)為1；實配鋼筋超筋系數(shù)為1.15；連梁剛度折減系數(shù)為1.0（注：風(fēng)荷載控制），0.6（地震荷載控制）；梁剛度放大系數(shù)按2010規(guī)范取值；并且柱配筋的計算按照雙偏壓來進行設(shè)計。

3本工程的結(jié)構(gòu)計算

本工程位于湛江市開發(fā)區(qū)的某小區(qū)，在進行結(jié)構(gòu)計算的過程中采用的活載標準值按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB5009-2012），取值見表1。

4展望

對于實際的居住區(qū)工程來說，好的結(jié)構(gòu)設(shè)計往往是整個項目成功的關(guān)鍵所在，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅可以使形體優(yōu)美的建筑得以成為現(xiàn)實，更是為建設(shè)的設(shè)計者提供新的構(gòu)思機會，因為合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計通常與美學(xué)的要求不謀而合。所以本文通過對實際項目結(jié)構(gòu)計算過程中的地基基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計、PKPM系列結(jié)構(gòu)軟件分析等重要步驟的解析，探討住宅小區(qū)在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中應(yīng)當注意的關(guān)鍵點，對居住小區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法進行了驗證，希望可以對實際的居住區(qū)的建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供一些靈感。

作者:潘偉朝 單位:廣東省建科建筑設(shè)計院有限公司

參考文獻

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第5篇

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；建筑；設(shè)計

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：

前言

文章詳細介紹了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法及設(shè)計原則，闡述了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟，并對剛結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的地方進行了強調(diào)。

二、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的介紹

1.容許應(yīng)力法(ASD)

ASD的設(shè)計原則是:結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算應(yīng)力不得大于結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范所給定的容許應(yīng)力。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算應(yīng)力是按規(guī)范規(guī)定的標準荷載,以一階彈性理論計算得到:容許應(yīng)力則是用一個由經(jīng)驗判斷的大于1的安全系數(shù)去除材料的屈服應(yīng)力或極限應(yīng)力而確定。

容許應(yīng)力法的主要優(yōu)點是計算簡單,但存在如下主要不足:(1)對于塑性材料,由于沒有考慮結(jié)構(gòu)在塑性階段的承載潛力,其實際的安全水平偏高;(2)不能合理考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性的影響;(3)由于采用單一安全系數(shù),無法有效地反映抗力和荷載變異的獨立性,致使承受不同類型荷載(如活載的變異性要比恒載的變異性大得多)的結(jié)構(gòu)安全水平相差甚遠;(4)不能從定量上度量結(jié)構(gòu)的可靠度,更不能使各類結(jié)構(gòu)的安全度達到同一水準。

2.塑性設(shè)計法(PD)

PD的設(shè)計原則是:結(jié)構(gòu)構(gòu)件的塑性極限承載力應(yīng)不低于標準荷載引起的構(gòu)件內(nèi)力乘以安全系數(shù)。在結(jié)構(gòu)分析中常采用一階塑性分析法或剛塑性分析法。塑性設(shè)計法的主要優(yōu)點是允許結(jié)構(gòu)在進入塑性后進行內(nèi)力重分布,這就要求結(jié)構(gòu)和構(gòu)件有足夠延性,因而在塑性設(shè)計中截面腹板和翼緣的尺寸比例有嚴格的限制。雖然塑性設(shè)計法考慮了材料的非線性,可克服容許應(yīng)力法中的缺陷(1),但材料屈服的擴展和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性在結(jié)構(gòu)設(shè)計中仍然沒有反映。同時在結(jié)構(gòu)可靠性方面,塑性設(shè)計法同容許應(yīng)力法一樣,還是由經(jīng)驗性的安全系數(shù)來保證。

3.極限狀態(tài)法(LRFD)

為了克服上述缺陷,采用抗力和荷載分項系數(shù)代替原來單一安全系數(shù)的極限狀態(tài)設(shè)計法成為現(xiàn)行世界各國的主要設(shè)計方法。由于荷載的作用,結(jié)構(gòu)在使用周期內(nèi)有可能達到各種極限狀態(tài),這些極限狀態(tài)可分為兩類:承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的安全性對應(yīng)結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài),包括構(gòu)件斷裂、失穩(wěn)、過大的塑性變形等所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞。

三、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的研究現(xiàn)狀

目前，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的研究主要表現(xiàn)在下列幾個方面。

1.對現(xiàn)行方法的改進

由于現(xiàn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法存在上述缺陷，不少研究者試圖在彈性范圍內(nèi)對現(xiàn)行方法加以改進，這些工作包括:(1)對計算長度的改進；( 2)采用名義荷載模型；( 3)運用等效切線模量的概念。然而，無論這些方法本身的精度如何，它們都是試圖以結(jié)構(gòu)的彈性分析達到非彈性分析的結(jié)果，存在根本的局限性。

2.對新的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的探討

要徹底克服前述現(xiàn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法中的前3種缺陷，必須建立以結(jié)構(gòu)整體承載極限狀態(tài)和結(jié)構(gòu)整體極限承載力為目標的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計方法。為此，最近10年國內(nèi)外學(xué)者提出了一系列較精確的適用于高等分析的二階非彈性分析模型，并進一步考慮了梁柱連接半剛性節(jié)點域剪切變形以及它們的共同效應(yīng)對結(jié)構(gòu)極限承載力的影響等。

3.對結(jié)構(gòu)體系可靠度計算方法的探討

結(jié)構(gòu)體系可靠度的計算方法大致可概括為:失效模式法、M onto Cark)法、響應(yīng)面法和隨機有限元法等。失效模式法由于無法與精確的結(jié)構(gòu)非線性分析相結(jié)合，一般認為不能用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系的精確計算。響應(yīng)面法通常將結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)面在設(shè)計驗算點處作一階或二階近似，對于驗算點處曲率變化較大的極限狀態(tài)面可能導(dǎo)致較大的誤差。隨機有限元法是一種新興的方法，它通常以低階或高階攝動理論為基礎(chǔ)建立結(jié)構(gòu)的隨機有限元方程，由于其要求理論推導(dǎo)的嚴密性而限制了它在結(jié)構(gòu)可靠度分析中的應(yīng)用。Monte Cark法是一種簡單但計算量大的方法，常作為校核其它方法的標準。然而隨著各種包含降低抽樣方差技巧的新方法出現(xiàn)，Monte Carlo法在結(jié)構(gòu)可靠度分析中的應(yīng)用將愈加普遍。

四、現(xiàn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的缺陷

極限狀態(tài)設(shè)計法是結(jié)構(gòu)從經(jīng)驗設(shè)計向概率設(shè)計轉(zhuǎn)變的一次變革、但現(xiàn)行的建筑鋼結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計方法仍有待進一步完善二目前世界各國關(guān)于建筑鋼結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計的一般步驟為:先按一階或二階彈性方法計算各種荷載及其組合作用下結(jié)構(gòu)的位移和各構(gòu)件的內(nèi)力，即整體結(jié)構(gòu)的彈性分析;然后將結(jié)構(gòu)分析所得內(nèi)力用于構(gòu)件的各種極限狀態(tài)方程進行構(gòu)件設(shè)計，即單個構(gòu)件的非彈性設(shè)計。若構(gòu)件滿足各種規(guī)定的極限狀態(tài)方程，則認為結(jié)構(gòu)設(shè)計符合規(guī)范要求。這種設(shè)計方法實質(zhì)上是基于構(gòu)件承載力極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)設(shè)計存在著如下缺陷。

1.結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)的計算模式與實際失穩(wěn)狀態(tài)不一致

現(xiàn)行規(guī)范對結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的計算模式是基于 結(jié)構(gòu)同一層柱同時按相同模式對稱或反對稱失穩(wěn) 假定,結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定是通過構(gòu)件設(shè)計中考慮計算長度的方法來近似保證。這一計算模式與一般情況下結(jié)構(gòu)中個別或少數(shù)構(gòu)件首先達到彈塑性失穩(wěn)的實際形式不一致。換句話說, 計算長度的概念并不能真實有效地反應(yīng)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件之間的相互關(guān)系。

2. 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算模式與構(gòu)件承載力計算模式不一致

由于整體結(jié)構(gòu)的彈性分析未考慮材料非線性和( 或) 幾何非線性的影響, 而構(gòu)件的非彈性設(shè)計卻考慮了材料非線性和幾何非線性的影響, 一般情況下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到極限承載力時已處于非線性彈塑性狀態(tài), 其內(nèi)力會重新分配。因此, 按彈性狀態(tài)計算結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的內(nèi)力并不是該構(gòu)件達到極限承載力時的實際內(nèi)力。換句話說, 整體結(jié)構(gòu)的彈性分析與單個構(gòu)件的非彈性設(shè)計的方法不協(xié)調(diào)。

五、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

近年來，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)失穩(wěn)事故，造成嚴重的人員傷亡與經(jīng)濟損失，主要原因是由于以下兩方面造成：

1.由于空間網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)等新型鋼結(jié)構(gòu)的不斷出現(xiàn)，造成相關(guān)設(shè)計者沒有足夠的時間去了解掌握這些新型結(jié)構(gòu)的設(shè)計；

2.由于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計者缺乏相關(guān)設(shè)計經(jīng)驗，關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的整體穩(wěn)定性概念理解不夠清晰，成為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)。因此，穩(wěn)定性成為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中一個突出的問題，如果處理不好此類問題，將會造成不可估計的損失。所以根據(jù)穩(wěn)定性問題在實際的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的特點，以及未來更好的保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中構(gòu)件不會喪失穩(wěn)定性，設(shè)計過程中應(yīng)嚴格遵守以下三條基本原則：

①保證整體結(jié)構(gòu)的細部構(gòu)造和構(gòu)件的穩(wěn)定計算，二者必須相互配合，相互統(tǒng)一；

②在進行結(jié)構(gòu)布置時，必須從整個體系和組成部分的穩(wěn)定性要求出發(fā)，進行全面考慮；

③必須保證結(jié)構(gòu)計算簡圖和實際計算方法所依據(jù)的簡圖相一致，這對框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計算起著相當關(guān)鍵的作用。

六、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟

1.判斷結(jié)構(gòu)是否適合用鋼結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)通常用于高層、大跨度、體型復(fù)雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動、高溫車間、密封性要求高、要求能活動或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。直觀的說：火電廠、大廈、體育館、歌劇院、大橋、電視塔、倉棚、工廠、住宅和臨時建筑等。這是和鋼結(jié)構(gòu)自身的特點相一致的。

2.結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程中都應(yīng)該被強調(diào)的是“概念設(shè)計”，它在結(jié)構(gòu)選型及布置階段尤其重要。對一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問題，可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的設(shè)計思想，從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細部措施。

3.預(yù)估截面

結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后，需對構(gòu)件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。除此之外，構(gòu)件截面形式的選擇沒有固定的要求，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該根據(jù)構(gòu)件的受力情況，合理的選擇安全經(jīng)濟美觀的截面。

工程判定

要正確使用結(jié)構(gòu)軟件，還應(yīng)對其輸出結(jié)果的做“工程判定”。比如，評估各向周期、總剪力、變形特征等。根據(jù)“工程判定”選擇修改模型重新分析,還是修正計算結(jié)果。

構(gòu)件設(shè)計

構(gòu)件的設(shè)計首先是材料的選擇，比較常用的是Q235(類似A3)和Q345(類似16Mn)，通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理，經(jīng)濟考慮，也可以選擇不同強度鋼材的組合截面，當強度起控制作用時，可選擇Q345；穩(wěn)定控制時，宜使用Q235。構(gòu)件設(shè)計中,現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來驗算截面。這和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算的彈性方法并不匹配。

節(jié)點設(shè)計

連接節(jié)點的設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中重要的內(nèi)容之一。在結(jié)構(gòu)分析前，就應(yīng)該對節(jié)點的形式有充分思考與確定。常常出現(xiàn)的一種情況是，最終設(shè)計的節(jié)點與結(jié)構(gòu)分析模型中使用的形式不完全一致。這必須避免，按傳力特性不同，節(jié)點分剛接，鉸接和半剛接，初學(xué)者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者。

圖紙編制

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計出圖分設(shè)計圖和施工詳圖兩階段，設(shè)計圖為設(shè)計單位提供，施工詳圖通常由鋼結(jié)構(gòu)制造公司根據(jù)設(shè)計圖編制，有時也會由設(shè)計單位代為編制。設(shè)計圖及施工詳圖的內(nèi)容表達方法及出圖深度的控制，目前比較混亂，各個設(shè)計單位之間及其與鋼結(jié)構(gòu)公司之間不盡相同。

七、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中注意問題

1.整體分析與優(yōu)化設(shè)計。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要盡量選擇與實際工作狀況相符的整體分析模型，對于計算模型不得隨意簡化，比如不得隨便把空間問題簡化為平面問題。除此此外，為了獲得理想的設(shè)計結(jié)構(gòu)，在設(shè)計過程中可以采取優(yōu)化設(shè)計的理念，并將次構(gòu)件的作用盡可能考慮進來，同時滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性與經(jīng)濟性，降低工程的成本。

2.嚴格控制整體剛度。一般來說，穩(wěn)定條件、強度條件等并非是決定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面設(shè)計主要因素，而結(jié)構(gòu)的整體剛度條件才是首要考慮因素，尤其是對于一些薄壁構(gòu)件形成的大跨度結(jié)構(gòu)來說更是如此，因此設(shè)計過程中要注意對結(jié)構(gòu)的整體分析，保證設(shè)計效果。

3.保證計算模型的精確性與結(jié)構(gòu)的可靠性。鋼結(jié)構(gòu)材料屬于相對比較理想的彈塑性體，其組織體現(xiàn)出一定的均勻性，接近各向同性，與現(xiàn)階段很多計算方法、基本概念的要求完全相符，同時鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接模型比較符合實際情況，計算過程中不確定性相對較小，因此計算模型的精確性、結(jié)構(gòu)的可靠性等必須得到保證。

4.節(jié)點構(gòu)造相對十分復(fù)雜。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接與構(gòu)造比較復(fù)雜，因此在設(shè)計過程中要注意并充分考慮這一點。設(shè)計節(jié)點時要綜合考慮受力情況、建筑要求、構(gòu)件截面形式、連接方法等各方面因素，再確定出合理、適用的節(jié)點構(gòu)造形式。

八、結(jié)束語

我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計近十幾年的發(fā)展中有了快速的發(fā)展，但是相對于歐美等發(fā)達國家，還存在一定的差距。這需要我們不斷的開發(fā)研究來進一步的縮短差距。

參考文獻：

[1]申海嘯，張玉生，蔡鵬.談鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般過程[J].陜西建筑，2008年09期.

[2]馬家軍.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟和設(shè)計思路[J].黑龍江科技信息，2008年05期.

第6篇

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計方法；可靠度；教學(xué)方法；概念與原理

作者簡介：張振浩（1980-），男，廣西欽州人，長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院，講師；楊偉軍（1962-），男，湖南益陽人，長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院，教授。（湖南長沙410114）

基金項目：本文系長沙理工大學(xué)橋梁工程湖南省高校重點實驗室開放基金資助項目（項目編號：09KA02）的研究成果之一。

中圖分類號：G642     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）11-0078-02

一、“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法”課程特點及重要性

“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法”課程的教學(xué)對象是土木工程專業(yè)三年級本科學(xué)生，這是一門土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其先修課程是“概率論”、“數(shù)理統(tǒng)計”、“結(jié)構(gòu)力學(xué)”等，學(xué)習(xí)了這門課程之后將為后續(xù)的“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”、“結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”、“鋼結(jié)構(gòu)”等課程打下基礎(chǔ)。

荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法是結(jié)構(gòu)理論與概率論、數(shù)理統(tǒng)計等數(shù)學(xué)理論相結(jié)合的一門新興學(xué)科，重點介紹常用的結(jié)構(gòu)可靠度計算和設(shè)計方法以及結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準與現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的聯(lián)系。[1]20世紀70年代以來，結(jié)構(gòu)可靠度理論在工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域進入實用階段，許多國家都致力于建立結(jié)構(gòu)可靠性理論為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范體系。我國工程技術(shù)界非常重視結(jié)構(gòu)可靠性問題，先后編制了《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》（GB50153-92）等多個統(tǒng)一標準。教學(xué)主要目的是使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)可靠度理論及加深理解并運用好這些統(tǒng)一標準及相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范體系。

該門課程的教學(xué)重點包括：可靠性理論的一次二階矩方法即近似概率法（水準Ⅱ），主要學(xué)習(xí)中心點法、驗算點法；荷載及抗力的統(tǒng)計分析；結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計，包括我國“統(tǒng)一標準”采用的設(shè)計可靠指標，實用設(shè)計表達式以及表達式中各分項系數(shù)（荷載分項系數(shù)、荷載組合系數(shù)、結(jié)構(gòu)抗力分項系數(shù)、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)）的確定原則方法；結(jié)構(gòu)體系可靠度。全課程教學(xué)學(xué)時為16課時，教學(xué)安排如表1所示。可見，課時少、難度大而內(nèi)容重要是這門課的特點，也是這門課程教學(xué)的最大突出矛盾。

二、“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法”教學(xué)存在的突出問題

1.重視程度不夠

由于各種原因，有些高校在土木工程專業(yè)的課程設(shè)置上對“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法”這門課程的重視不夠，教學(xué)課時曾一再被壓縮。同時教學(xué)內(nèi)容除了結(jié)構(gòu)可靠度理論外，還增加了“荷載”這一塊的內(nèi)容，包括重力荷載、風(fēng)荷載、地震荷載、土壓力等，這使得可用于教授結(jié)構(gòu)可靠度理論的學(xué)時更為減少。[2]另一方面，學(xué)生本身也對課程的重要性認識不夠，普遍認為結(jié)構(gòu)可靠度知識對今后工作的幫助不大，在工程實踐中不需要用到“如此高深”的理論。因此，若非考研需要，一般的學(xué)生均對該課程興趣不大，投入學(xué)習(xí)的時間也較少。此外，課程設(shè)置上該門課程學(xué)時及學(xué)分的減少，也潛移默化地使得學(xué)生認為該門課程不太重要。

2.課程內(nèi)容難度較大

結(jié)構(gòu)可靠理論在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中處于“統(tǒng)領(lǐng)”的指導(dǎo)地位，由于所站的層次較高，結(jié)構(gòu)可靠度理論的基本概念本身就比較抽象，尤其目前一般將這門課程安排在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理等課程前學(xué)習(xí)，學(xué)生在對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計完全沒有接觸了解的情況下，理解結(jié)構(gòu)可靠度基本概念較為困難，抓不住要領(lǐng)。其次，結(jié)構(gòu)可靠度的計算方法也頗為復(fù)雜。雖然課程只要求學(xué)生掌握基本的一次二階矩方法，但學(xué)生仍普遍感到很是吃力。中心點法相對而言概念較清楚、計算比較簡單，學(xué)生基本能掌握，但該法僅是可靠度計算的初級方法。對于需要重點掌握的驗算點法學(xué)生就感覺難度較大了。公式推導(dǎo)復(fù)雜，計算步驟繁多，而且需要重復(fù)迭代計算，這些困難往往讓學(xué)生望而卻步。因此學(xué)生概念理解模糊、對計算過程一頭霧水頗為常見，學(xué)生對驗算點法的學(xué)習(xí)僅僅是進行生搬硬套的模擬，沒有理解公式的含義，更不去探究這樣計算的原因。

3.相關(guān)知識環(huán)節(jié)脫節(jié)

“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法”是在概率論、數(shù)理統(tǒng)計、高等數(shù)學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等課程知識的基礎(chǔ)上進行學(xué)習(xí)的。這些相關(guān)課程的有機融合是學(xué)習(xí)好結(jié)構(gòu)可靠度理論的前提，若已學(xué)知識理解不深刻和掌握不牢固，學(xué)習(xí)這門課程就會遇到很大困難。學(xué)生感覺這門課程難學(xué)的一個重要原因就是相關(guān)知識環(huán)節(jié)的脫節(jié)。結(jié)構(gòu)可靠度計算對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高，尤其對概率論、高等數(shù)學(xué)要有很好的掌握。如中心點法、驗算點法的可靠指標計算公式推導(dǎo)中均用到多元函數(shù)的泰勒級數(shù)展開，而在高等數(shù)學(xué)中一般只是學(xué)習(xí)一元函數(shù)的泰勒級數(shù)展開，對二元函數(shù)的泰勒級數(shù)展開僅粗淺涉及，由于學(xué)生對這些相關(guān)數(shù)學(xué)知識掌握程度不夠，造成知識脫節(jié)的現(xiàn)象，學(xué)習(xí)起來較為困難。此外，還有一重要原因是學(xué)習(xí)“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法”課程與學(xué)習(xí)高數(shù)、概率論等數(shù)學(xué)課程的時間間隔較大，往往間隔一兩個學(xué)期，致使已學(xué)知識生疏，也存在著知識脫節(jié)的問題。

4.對規(guī)范較為陌生，掌握不夠

熟悉規(guī)范是土木工程專業(yè)技術(shù)人員的基本素質(zhì)，學(xué)習(xí)“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法”課程的目的之一就是加深學(xué)生對規(guī)范重要性的認識及對規(guī)范內(nèi)容的理解。由于客觀不確定性的存在，土木工程結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計實際上是受國家經(jīng)濟條件約束的風(fēng)險決策過程，決策是要在結(jié)構(gòu)初始建造費用和未來可能的倒塌損失之間進行權(quán)衡。而這通常就是由國家的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范來控制和實現(xiàn)的。自20世紀70年代以來，許多國家都致力于建立結(jié)構(gòu)可靠性理論為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范體系。我國也自1984年起先后完成了第一層次的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度統(tǒng)一標準和第二層次的建筑、公路、鐵路、港口、水利等各領(lǐng)域工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準的編制工作。[3]因此，掌握和理解結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠度計算和設(shè)計方法以及結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標準與現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的聯(lián)系，是本課程的重要學(xué)習(xí)目的之一。但絕大多數(shù)學(xué)生對相關(guān)規(guī)范不聞不問，去圖書館查閱規(guī)范的學(xué)生相當少，更談不上對規(guī)范內(nèi)容進行聯(lián)系學(xué)習(xí)與理解了。

5.不熟悉計算機編程語言

“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法”課程需要重點掌握的驗算點法，其公式不僅數(shù)目較多，而且較為復(fù)雜，關(guān)鍵的是最終求解出可靠指標需要采用迭代計算的方法。因此，使用該方法計算可靠指標若能借助計算機編程計算，則會大大減小計算工作量，而且也會對方法本身有更深入的理解。雖然學(xué)生在二年級時一般均選修學(xué)習(xí)過C語言或Fortran語言，但學(xué)習(xí)不夠深入，相當部分學(xué)生在計算機編程方面的訓(xùn)練較為欠缺，能夠完整地編好程序并且調(diào)試通過的極少。雖然教學(xué)大綱中沒有要求學(xué)生掌握語言編程計算可靠指標，但此類訓(xùn)練會讓學(xué)生對可靠度計算方法的理解大大加深，同時可以培養(yǎng)學(xué)生熟練使用計算機的能力，這也是土木工程專業(yè)人員采用先進計算分析手段的體現(xiàn)。

三、主要解決措施

1.引導(dǎo)學(xué)生加強重視，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在當前高校學(xué)生課程壓力普遍較大的情況下，增加課程學(xué)時是不切實際的。因此，要著重加強作為學(xué)習(xí)主體的學(xué)生對這門課程的重要性認識，讓學(xué)生在課后能自主地投入更多的時間精力去學(xué)習(xí)。要向?qū)W生反復(fù)闡明土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠度背景和結(jié)構(gòu)設(shè)計所需要滿足的可靠度要求，進而引導(dǎo)學(xué)生認識到可靠度理論是指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計以及制訂結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)性理論，在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中占有指導(dǎo)性的重要地位。在引導(dǎo)學(xué)生認識課程重要性的同時，還應(yīng)進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如在講可靠度理論之前花些時間介紹結(jié)構(gòu)可靠度理論的研究發(fā)展歷程，吸引學(xué)生的注意力，告訴學(xué)生結(jié)構(gòu)可靠度理論目前為止還有哪些問題是沒有解決的，激發(fā)起學(xué)生躍躍欲試的學(xué)習(xí)勁頭。總之，在學(xué)生對這門課程的意義感到茫然的時候，教師也應(yīng)加強重視，用細心、耐心和恒心來做好這門課程的教學(xué)工作。

2.構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容的知識連貫性和系統(tǒng)性

由于“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法”與高等數(shù)學(xué)、概率論等課程具有密切的聯(lián)系，為避免或減小學(xué)生由于相關(guān)數(shù)學(xué)知識脫節(jié)的問題，宜在開始教授可靠度理論前花兩課時的時間來給學(xué)生復(fù)習(xí)并補充與可靠度理論密切相關(guān)的數(shù)學(xué)知識，使整個可靠度理論在教學(xué)內(nèi)容上具有良好的知識連貫性與系統(tǒng)性。教學(xué)實踐證明這一點很有必要，若一開始就進入可靠度理論，由于高數(shù)、概率論的學(xué)習(xí)時間間隔太久，即使是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好的學(xué)生也會是一知半解。此外，在課堂上的數(shù)學(xué)知識復(fù)習(xí)和補充之后，還要注意布置一定量針對性的課后作業(yè)，讓學(xué)生切實溫故而知新，為學(xué)習(xí)可靠度理論打下良好基礎(chǔ)。可靠度理論的學(xué)習(xí)，可以將相關(guān)知識連貫性、系統(tǒng)性地有機串聯(lián)起來，這將促進學(xué)生對專業(yè)知識掌握的提高和升華，更培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

3.要特別注重概念闡釋與原理講解

結(jié)構(gòu)可靠度理論之所以難學(xué)，是因為概念抽象、計算原理復(fù)雜，因此在教學(xué)當中要特別注重概念的透徹闡釋與原理的詳細講解。[4]概念的闡釋除了讓學(xué)生明白其內(nèi)涵外，還要從其外延去講解。如結(jié)構(gòu)可靠性的概念，將其內(nèi)涵闡述結(jié)構(gòu)在規(guī)定時間內(nèi)、在規(guī)定條件下完成預(yù)定功能的能力；同時還應(yīng)足夠?qū)拸V地、沒有遺漏地對其外延進行描述，結(jié)構(gòu)可靠性包括結(jié)構(gòu)的安全性要求、適用性要求、耐久性要求。學(xué)生從概念的內(nèi)涵和外延去理解，既全面又不抽象，較容易做到對概念的掌握全面而準確。[5]

結(jié)構(gòu)可靠度計算方法是荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法這門所要重點學(xué)習(xí)掌握的內(nèi)容之一。但由于計算過程與計算原理均頗為復(fù)雜，所以學(xué)生學(xué)習(xí)起來特別吃力。以驗算點法為例，一次計算過程就需要歷經(jīng)當量正態(tài)化、計算方向余弦、寫出驗算點坐標與可靠指標間的關(guān)系、求解可靠指標、由可靠指標求解驗算點坐標新值等一系列步驟，應(yīng)用的公式多達五、六個，而且需要重復(fù)以上計算流程若干次才能求得最終結(jié)果。不少學(xué)生對驗算點法的學(xué)習(xí)就是照葫蘆畫瓢，由于對計算原理的不理解，所以即使是照著老師講的計算步驟一步一步做，也都是生搬硬套，容易出錯。由于計算過程步驟本身就比較復(fù)雜，加上課時限制，一些教師在教學(xué)上有重計算過程而輕原理講解的現(xiàn)象。為了避免學(xué)生知其然而不知所以然的情況，教師應(yīng)該加強計算原理的闡釋，對所要使用的公式要詳細地推導(dǎo)，雖然計算原理、公式推導(dǎo)更為復(fù)雜，但教師必須有足夠的耐心和細心輔導(dǎo)學(xué)生。學(xué)生只有在理解了計算原理的情況下，才能真正掌握好驗算點法。

4.課程成績評定宜注重激勵學(xué)生

課程學(xué)習(xí)成績的評定是對學(xué)生基礎(chǔ)理論知識掌握情況和分析解決問題能力的綜合反映，同時也是激勵學(xué)生更進一步學(xué)習(xí)的手段。對于這門課程理論較深較難掌握的情況，對學(xué)生學(xué)習(xí)成績的評定更要講究科學(xué)，對這門課宜采用“平時教學(xué)嚴，考核相對松”的方式。目前該門課的成績評定一般采用平時成績加考試成績的綜合評價辦法，其中平時成績占40%，考試成績占60%。對于平時成績，不能只根據(jù)考勤、課堂和課后作業(yè)的情況來打分，為鼓勵學(xué)生采用計算機語言進行編程，通過手算進行比較加深對算法的理解，雖然教學(xué)大綱中沒有此項要求，但凡進行了計算機編程練習(xí)的學(xué)生都應(yīng)加分，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性。對于考試成績的打分，也不宜過于嚴格苛刻，打出來的成績應(yīng)該是讓學(xué)生體驗到通過自己的努力學(xué)習(xí)所獲得的成績是肯定，而不是令人泄氣的過低分數(shù)。這樣對激發(fā)學(xué)生在課后甚至是課程結(jié)束后仍有意愿自主地去學(xué)習(xí)這門課程知識是有重要意義的，盡量達到整門課程教學(xué)效果的最優(yōu)化。

四、結(jié)束語

在“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法”課程的教學(xué)實踐中，針對發(fā)現(xiàn)的問題采用相應(yīng)的改進措施，收到了較好的教學(xué)效果。學(xué)生自我獲取知識的能力、分析解決問題的能力均得到了良好培養(yǎng)和不同程度的提高。學(xué)生反映課程的強化教學(xué)對后續(xù)課程“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”、“結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”等有很大的幫助，本科畢業(yè)后繼續(xù)攻讀研究生的學(xué)生更是反映這門課程的學(xué)習(xí)對創(chuàng)新思維具有的重要意義。

在今后的“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法”課程教學(xué)中，應(yīng)進一步注意到這門課程所具有的數(shù)學(xué)與力學(xué)相結(jié)合的特征，教師要充分認識到這種知識體系的結(jié)合性，基于這種認識并結(jié)合實際工程背景來講解基本知識點和概念，給學(xué)生傳授正確觀念，更為深刻地理解結(jié)構(gòu)可靠度的理論。同時教師還要緊跟學(xué)科發(fā)展的動態(tài)，這樣才能始終站在學(xué)科發(fā)展的前沿，給學(xué)生傳授最新的理論和知識。這對于提高本科教學(xué)水平，完善高校教學(xué)職能具有重大的意義。

參考文獻：

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[2]李富民,夏軍武,杜健民,等.荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法課的設(shè)置矛盾與對策[J].高等建筑教育,2007,16(3):75-78.

[3]楊偉軍.服役結(jié)構(gòu)可靠度理論及其應(yīng)用[M].長沙:中南工業(yè)大學(xué)出版社,2000.

第7篇

關(guān)鍵詞：復(fù)合材料； 鋪層； 優(yōu)化； MSC Nastran

中圖分類號：V215.21文獻標志碼：B

0引言

近年來，飛機結(jié)構(gòu)優(yōu)化在飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用越來越頻繁.優(yōu)化設(shè)計的基本思想是：在滿足飛機強度、剛度等結(jié)構(gòu)完整性要求的條件下，保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量最輕.

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)以其比強度高、比剛度大、性能可設(shè)計等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用機結(jié)構(gòu)設(shè)計.復(fù)合材料層壓板是由單層板粘合在一起組成整體的結(jié)構(gòu)板，復(fù)合材料層壓板的特點在于它的可設(shè)計性.層壓板的性能不僅與單層板的材料性能有關(guān)，而且與單層板的鋪設(shè)方式有關(guān).單層板的性能與纖維材料及纖維指向有關(guān)，如各單層板的纖維指向不同或鋪層順序不同，則可以得到各種性能的層壓板，因此，在不改變單層材料的情況下，有可能設(shè)計出各種力學(xué)性能的層壓板，滿足工程上的不同需求.

鋪層設(shè)計是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要內(nèi)容，復(fù)合材料層壓板的強度、剛度、穩(wěn)定性和工藝等均與鋪層有著十分重要的關(guān)系，對減重效果有重要影響，鋪層設(shè)計的優(yōu)劣在很大程度上決定結(jié)構(gòu)設(shè)計的成敗.本文基于航空上通用的MSC Nastran優(yōu)化模塊，對復(fù)合材料尾翼進行鋪層優(yōu)化設(shè)計，取得較好的結(jié)果.

1優(yōu)化分析計算思路

在有限元程序?qū)嵤┻^程中，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的基本步驟為：優(yōu)化區(qū)域定義關(guān)鍵單元選擇設(shè)計變量定義優(yōu)化控制條件.MSC Nastran優(yōu)化設(shè)計流程見圖1.

4結(jié)論

討論復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化的分析計算思路，采用MSC Nastran優(yōu)化模塊對復(fù)合材料尾翼進行優(yōu)化計算，得到以下結(jié)論.

（1）以質(zhì)量最輕為目標函數(shù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，初始尺寸假設(shè)比較關(guān)鍵.初始尺寸較小，結(jié)構(gòu)質(zhì)量會隨著迭代循環(huán)而增加.

（2）優(yōu)化變量初值上、下限對優(yōu)化結(jié)果影響較大，影響計算收斂和結(jié)果的準確性.

（3）對于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性考慮不足，按線性屈曲計算，會造成結(jié)構(gòu)質(zhì)量偏大.

（4）結(jié)構(gòu)優(yōu)化是個反復(fù)迭代的過程，不能期望一次就能給出合理的結(jié)果.

（5）復(fù)合材料影響因素較多，需要對優(yōu)化結(jié)果進行較多的處理，需要有較豐富的工程經(jīng)驗.

（6）通過復(fù)合材料尾翼的優(yōu)化計算，說明采用MSC Nastran對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化可行，有一定的工程應(yīng)用價值，也為推動復(fù)合材料在飛機上的應(yīng)用積累經(jīng)驗.

參考文獻：

[1]劉兵山， 黃聰. Patran從入門到精通[M]. 北京： 中國水利水電出版社， 2003.

[2]飛機設(shè)計手冊總編委會. 飛機設(shè)計手冊載荷、強度和剛度（第9冊）[M]. 北京： 航空工業(yè)出版社， 2001.

第8篇

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計；本科教學(xué)

【中圖分類號】G64.23【文獻標識碼】A【文章編號】

土木工程是一門和人們衣食住行息息相關(guān)的學(xué)科，范圍非常廣泛，有房屋建筑工程、給水排水工程、公路與城市道路工程、機場工程、水利工程等。其發(fā)展取決于兩方面：物質(zhì)技術(shù)方面和科學(xué)理論方面。科學(xué)理論的目的是認識課題，尋求本質(zhì)，主要任務(wù)是解決“為什么”，表現(xiàn)形態(tài)為知識理論；物質(zhì)技術(shù)的目的是用來改造課題，任務(wù)是回答“做什么和怎樣做”，表現(xiàn)形態(tài)為物質(zhì)[1]。在土木工程領(lǐng)域科學(xué)理論主要表現(xiàn)為材料和結(jié)構(gòu)在作用下的反應(yīng)與破壞機理、計算原理；物質(zhì)技術(shù)主為材料制作與加工技術(shù)、結(jié)構(gòu)技術(shù)、施工技術(shù)、節(jié)能技術(shù)等。其中施工和材料，還有理論最為重要，又稱為土木工程的發(fā)展的三要素：施工、材料和理論。

房屋建筑工程是土木工程的分支，同樣受二個方面和三要素的制約與促進。科學(xué)理論方面每個領(lǐng)域都是基本相同的，由于不同領(lǐng)域的特殊性，其物質(zhì)技術(shù)方面不盡相同。在本科教學(xué)中，作者認為應(yīng)講清理論，來理解和掌握技術(shù)；工作中，則要結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)和理論，解決工程問題，創(chuàng)造和使用新的技術(shù)。

雖然房屋建筑工程只包含兩個方面――科學(xué)和技術(shù)，但內(nèi)容非常多，限于篇幅，本文主要講述物質(zhì)技術(shù)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)構(gòu)是承重的骨架體系，根據(jù)組成材料又可分為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等。不同材料及所組成的結(jié)構(gòu)體系在作用的反應(yīng)與破壞機理的不同，設(shè)計方法又有所不同，本文主要從總體上講述混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法的共性與教學(xué)改革建議。所謂結(jié)構(gòu)體系是指構(gòu)件按一定的傳力路徑而組成的結(jié)構(gòu)定式，通常簡稱為結(jié)構(gòu)。目前混凝土結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)。

混凝土結(jié)構(gòu)的材料組成主要是鋼和混凝土，由于兩種材料的組成關(guān)系不同，以及結(jié)構(gòu)體系的不同，不同的結(jié)構(gòu)在荷載的作用下有共性，又有其特性。下面就談?wù)劷Y(jié)構(gòu)設(shè)計共同的基本原則和步驟。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計

設(shè)計就是把我們的規(guī)劃、構(gòu)思等，以視覺的形式（聲音、圖像和實物等）表現(xiàn)出來。結(jié)構(gòu)設(shè)計通常指把空間以圖紙的形式表達出來。結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則是均勻性、整體性和經(jīng)濟性。均勻性指結(jié)構(gòu)質(zhì)量、剛度、幾何尺寸和作用分布均勻。整體性一指結(jié)構(gòu)在作用下，作為一個整體參與抵抗工作，二指在偶然作用下或局部的破壞，結(jié)構(gòu)還能保持整體而不倒塌或緩倒塌。結(jié)構(gòu)均勻，方便估計作用效應(yīng)，找出薄弱部位，采取加強措施；結(jié)構(gòu)整體好，能提高其抵抗偶然作用的能力及抗災(zāi)能力，從而提高安全性。具體指導(dǎo)方針：安全適用，經(jīng)濟合理，保證質(zhì)量，方便施工，減輕偶然作用，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟損失。實施時從項目選址，（建筑和結(jié)構(gòu)）設(shè)計，施工三個階段嚴格把關(guān)，科學(xué)決策。本文主要談結(jié)構(gòu)設(shè)計階段的方法與步驟。

我國現(xiàn)階段的房屋建筑設(shè)計模式是建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計分別由建筑師和結(jié)構(gòu)師完成。通常把結(jié)構(gòu)設(shè)計分成三個階段：方案設(shè)計，初步設(shè)計，施工圖設(shè)計。

1.方案設(shè)計

本階段結(jié)構(gòu)師根據(jù)經(jīng)驗，結(jié)合建筑方案，運用概念設(shè)計，初選結(jié)構(gòu)的型式，結(jié)構(gòu)的體系，構(gòu)件的形式等。所謂概念設(shè)計即根據(jù)工程經(jīng)驗等形成的設(shè)計原則和設(shè)計思想，進行結(jié)構(gòu)總體布置并確定細部構(gòu)造的過程。

由于結(jié)構(gòu)在各種作用下反應(yīng)的復(fù)雜性，以及實際結(jié)構(gòu)與計算模型的差異，很難有效地算出結(jié)構(gòu)在各種作用組合下的薄弱環(huán)節(jié)，因此本階段主要是運用正確的結(jié)構(gòu)概念進行設(shè)計[2]，且要綜合考慮經(jīng)濟、施工和技術(shù)先進性等。

具體過程結(jié)合結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果及對各方面影響后果的嚴重性，根據(jù)建筑工程抗震設(shè)防分類標準與建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準，確定結(jié)構(gòu)的設(shè)防類別及結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的重要性。結(jié)合《抗規(guī)》（3.4節(jié)～3.9節(jié)，6.1.1）或《高規(guī)》（第3節(jié)），確定結(jié)構(gòu)的三維尺寸（長寬高），結(jié)構(gòu)體系及傳力途徑等。通常形成2個以上的方案，以供比較和進一步的優(yōu)選。

2.初步設(shè)計與計算分析

主要是對前面的方案進行優(yōu)選。初選構(gòu)件的截面尺寸，材料，確定結(jié)構(gòu)的計算簡圖，包括確定結(jié)構(gòu)體系，桿件類型，桿件之間的連接形式，結(jié)構(gòu)與支座的連接形式，材料的力學(xué)性質(zhì)，荷載的計算。根據(jù)計算簡圖進行結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為分析（內(nèi)力、變形、穩(wěn)定性、動力特性等），從強度、剛度和穩(wěn)定性三個方面對方案進行比較，確定最合理的方案。用極限狀態(tài)設(shè)計法，求出構(gòu)件的計算配筋量。

初步估算可以用簡化方法并結(jié)合概念設(shè)計（如《抗規(guī)》3.4～3.6，《砼規(guī)》3.1～3.2和3.6，《高規(guī)》第3～5章）對多個方案進行初步篩選。再對篩選的方案，利用合法有效的軟件（抗震分析時要符合抗規(guī)3.6.6），對結(jié)構(gòu)進一步的分析比較：內(nèi)力、位移、周期、薄弱部位和復(fù)雜部位的應(yīng)力分析等，綜合考慮施工與經(jīng)濟，確定最優(yōu)的方案（結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件尺寸和材料類型）。對最優(yōu)方案做詳細的分析與計算（細部應(yīng)力計算），得出計算配筋量。

3.施工圖設(shè)計

本階段主要是根據(jù)計算結(jié)果，結(jié)合概念設(shè)計，對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的構(gòu)造、連接措施，耐久性及施工的要求，進一步的明確和細化，確定結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的配筋量，細部構(gòu)造的處理，選定材料。

目前常用的軟件能給出梁板柱墻及基礎(chǔ)的配筋量，并根據(jù)設(shè)定鋼筋庫進行選筋，并用平面標注。有時軟件的選筋結(jié)果不是很合理，還需要設(shè)計人員根據(jù)計算結(jié)果及規(guī)范的相關(guān)要求，并運用概念設(shè)計對配筋進行核查、調(diào)整和補充。規(guī)范相關(guān)章節(jié)為：《砼規(guī)》3.5，4章，8章～11章，《高規(guī)》3.6，3.10，6章～11章，《抗規(guī)》3.9節(jié)和第6章，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件還要考慮《抗規(guī)》3.7節(jié)和第13章.基礎(chǔ)部位則要考慮《高規(guī)》第12章及《地規(guī)》和《樁規(guī)》。綜合考慮當?shù)夭牧系墓?yīng)和施工水平，書寫施工說明，繪制配筋圖。

二、教學(xué)

傳統(tǒng)設(shè)計規(guī)范以“截面鋼筋屈服”和“混凝土破碎”控制混凝土結(jié)構(gòu)的安全，實際這只屬于安全的較低層次。而結(jié)構(gòu)在偶然作用的倒塌，才是對安全的最大威脅。因此，提高結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)性能，這才是結(jié)構(gòu)安全的根本[3]。而提高結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)性能，就要加強結(jié)構(gòu)的整體性。傳統(tǒng)的房屋混凝土結(jié)構(gòu)的教學(xué)也是以構(gòu)件教學(xué)為主――重構(gòu)件計算，輕概念。課程的安排方面也存在支離破碎的現(xiàn)狀。

作者認為，混凝土結(jié)構(gòu)的教學(xué)也應(yīng)隨著人們對結(jié)構(gòu)設(shè)計認識的深化，而改變。指導(dǎo)思想為講清原理（學(xué)生和老師），重視概念和整體方案設(shè)計的教學(xué)，構(gòu)件的計算作為基本技能掌握。具體為：1.課程的重組，把混凝土設(shè)計基本原理，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，合為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，分為三部分――基本原理，結(jié)構(gòu)設(shè)計（非抗震和抗震）。2.編寫相應(yīng)的大綱和教學(xué)計劃――先進行整體結(jié)構(gòu)的教學(xué)（方案設(shè)計，效應(yīng)的計算與組合），考慮到與結(jié)構(gòu)力學(xué)的銜接先以框架結(jié)構(gòu)為例。再講基本原理，最后其它結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計。

三、總結(jié)

結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則是均勻性和整體性：要重視概念和方案設(shè)計（剛度、質(zhì)量和幾何分布均勻），加強結(jié)構(gòu)的整體性，提高結(jié)構(gòu)抗災(zāi)性能。教學(xué)更應(yīng)該從傳統(tǒng)的構(gòu)件式教學(xué)，過渡到整體式教學(xué)：理解原理，重視概念，掌握基本技能。

參考文獻

[1]科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別[J].齊齊哈爾社聯(lián)通訊，1985，S2期：28.

第9篇

【關(guān)鍵詞】：土木工程；建筑結(jié)構(gòu)；問題；措施

1、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計概述

1.1內(nèi)涵

土木工程一方面指勘察、施工等技術(shù)活動及所使用的相關(guān)技術(shù)設(shè)備；另一方面是指服務(wù)于人們生產(chǎn)、生活等各方面需要的建筑工程設(shè)施。而土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是指根據(jù)工程設(shè)施的具體用途和建筑物需滿足的要求做出結(jié)構(gòu)上的詳細設(shè)計方案，是施工前的必要準備工作之一。

1.2特征

對計算機技術(shù)的應(yīng)用程度較高。在對土木工程進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，計算機技術(shù)發(fā)揮了較大作用，各種設(shè)計軟件的產(chǎn)生給設(shè)計者的工作帶來很大的便利。同時，對該技術(shù)的運用也使得設(shè)計的精確度提高、設(shè)計的科學(xué)性增強，從而使得結(jié)構(gòu)設(shè)計能更好地服務(wù)于實際需求。

2、土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所遵循的原則

2.1設(shè)計方案要合理

方案設(shè)計合理是結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的基本要求，即方案具有可實施性，能夠確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時還要盡可能滿足建筑的各方面要求。這需要設(shè)計師在設(shè)計前對建筑的功能進行調(diào)查了解，對建筑的特點進行準確把握，同時對工程施工地點等有所了解，因為一個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不僅要在結(jié)構(gòu)上符合各種力W要求，同時也要考慮當?shù)丨h(huán)境因素，這樣才能確保最終建筑的穩(wěn)定性。

2.2設(shè)計方案要完善

方案的完善性需要通過對基礎(chǔ)方案的多次審核修改后得到的，在新的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案確定后，設(shè)計師需要對基礎(chǔ)方案進行研究分析，同時發(fā)揮出團隊的力量發(fā)現(xiàn)原方案中的不可理之處，綜合各方面因素對原方案進行修改，通過方案的不斷修改來提升最終方案質(zhì)量。

2.3設(shè)計方案要高效

方案的高效性主要表現(xiàn)在設(shè)計圖標的標注上，設(shè)計方案中建筑物設(shè)計圖標的明確非常關(guān)鍵，通過對建筑物的標注能夠確保整個設(shè)計圖紙有詳細的數(shù)據(jù)源，使圖紙變得更加形象化，同時也便于工程圖紙在施工過程中的應(yīng)用，另外在圖紙設(shè)計過程中將工程施工中可能遇到的問題標注出來，能夠有效避免工程施工問題，也是提高設(shè)計方案高效性的重要措施。

3、土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的問題即解決措施

3.1圖紙設(shè)計問題

圖紙建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計第一步，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，各種繪圖軟件的出現(xiàn)使圖紙設(shè)計變得更加便利，圖紙是建筑施工的第一參考目標，其質(zhì)量好壞直接關(guān)系到整個工程質(zhì)量。但是在圖紙設(shè)計過程中存在態(tài)度問題，設(shè)計人員沒有認識到圖紙的重要性，認為只是一種參考，在工作過程中態(tài)度消極，使得最終的設(shè)計的圖紙質(zhì)量達不到要求，圖紙與實際建筑結(jié)構(gòu)在細節(jié)上有一定出入，很難保證最終建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量。針對這種情況，首先要改變設(shè)計師的態(tài)度，轉(zhuǎn)變圖紙在其心目中的地位，提高設(shè)計師對圖紙的重視度，在圖紙設(shè)計過程中不僅要確保其質(zhì)量還要確保其可指導(dǎo)性，尤其是在建筑結(jié)構(gòu)細節(jié)問題上要在圖紙上重點突出，能夠有效防止因圖紙細節(jié)不明確而造成的結(jié)構(gòu)問題。

3.2設(shè)計師的專業(yè)素質(zhì)較低

由于現(xiàn)代建筑工程巨大，一般一個建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計都需要一個團隊來完成，這個團隊設(shè)計者的專業(yè)素質(zhì)直接決定著最終結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。對于一些團隊而言，雖然有專業(yè)的設(shè)計者帶領(lǐng)，但是其設(shè)計團隊內(nèi)部其他人員的專業(yè)素質(zhì)并沒有達到要求，在任務(wù)分配過程中，由于不同設(shè)計者存在專業(yè)差距，導(dǎo)致最終的結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)品在細節(jié)方面沒有得到完善處理，或者是需要后期通過多次修改才能勉強達到要求，這樣的設(shè)計團隊會影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計最終質(zhì)量。專業(yè)素質(zhì)對于設(shè)計師而言是非常重要的，一個設(shè)計團隊之間的設(shè)計師首先要統(tǒng)一設(shè)計理念，對于專業(yè)素質(zhì)較低的設(shè)計師降低其工作量，同時不斷對其進行專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，通過‘一帶一’，即經(jīng)驗豐富的設(shè)計師帶領(lǐng)新人來不斷提高其專業(yè)素質(zhì)，通過經(jīng)典建筑結(jié)構(gòu)的分析學(xué)習(xí)不斷提升自身對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的理解，從而不斷提高整個設(shè)計團隊整體專業(yè)素質(zhì)。

3.3設(shè)計方案缺乏優(yōu)化

方案優(yōu)化是結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的關(guān)鍵步驟，通過綜合各方面因素對原有設(shè)計方案進行分析，從而解決其存在的問題，使方案更符合現(xiàn)代設(shè)計理念的要求。在土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，受各方面因素的影響，在設(shè)計方案的優(yōu)化方面存在一定問題。其次結(jié)構(gòu)設(shè)計方案整體性和概念性較低也是方案優(yōu)化中的問題，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項復(fù)雜的工程，但是建筑的整體性是非常重要的，設(shè)計師不能忽視了建筑的整體性而片面思考問題，這樣會影響建筑結(jié)構(gòu)的整體性、美觀性等。最后建筑設(shè)計師為了追求結(jié)構(gòu)設(shè)計的新穎性，使整個結(jié)構(gòu)設(shè)計過于‘浮夸’，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)存在各種缺陷，使設(shè)計方案僅僅存在于‘空想’層面上，無法進行方案實施。設(shè)計方案的優(yōu)化需要不斷重復(fù)，反復(fù)篩選。首先設(shè)計師要明確建筑的功能，這是進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的第一步，在滿足功能要求的基礎(chǔ)上進行成本、美觀等方面的優(yōu)化，確保最終方案在各方面都能滿足要求。針對結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的整體性和概念性問題，在每一次優(yōu)化過程中都站在建筑整體的角度進行優(yōu)化分析，這是確保其整體性的關(guān)鍵，對于過于片面的東西可以舍棄或者在其它方面進行完善補充，從而使各個結(jié)構(gòu)組成整體性強，整體性不僅要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上還要體現(xiàn)在功能上。最后，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本理念就是‘可實施性’，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要緊緊圍繞這一理念，堅決避免追求個性、新穎而拋棄其基本理念，所以在每一步的結(jié)構(gòu)設(shè)計時都要考慮是否可實施，這樣才能保證最終結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的可實施性。

結(jié)束語

結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)合理對于保證土木工程的安全性具有深刻意義。當前我國土木行業(yè)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中仍存在較多的安全問題，從而使得工程質(zhì)量堪憂、相關(guān)事故多發(fā)。面對這種現(xiàn)狀，有關(guān)部門與人員需積極采取相關(guān)措施增強土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性，以維護人民群眾的生命財產(chǎn)安全、維持社會穩(wěn)定。

【參考文獻】：

[1]馮濤.土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題與策略探討[J].住宅與房地產(chǎn).2016（09）