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時(shí)間：2023-07-31 09:21:37
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一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本概念分析研究
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體程序是需要嚴(yán)格遵守的。建筑物的設(shè)計(jì)工作實(shí)際上存在諸多分支，這些分支具體涵蓋了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、暖氣通風(fēng)設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)等。每個(gè)分支的具體設(shè)計(jì)過(guò)程都必須圍繞四個(gè)根本目標(biāo)： 審美要求、功能要求、環(huán)保要求以及經(jīng)濟(jì)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(jì)也是建筑物設(shè)計(jì)過(guò)程中極為重要的組成部分之一，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)分為以下四個(gè)步驟： 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)構(gòu)件、繪制施工圖紙。建筑結(jié)構(gòu)的類(lèi)型這一概念相對(duì)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(lèi)型與結(jié)構(gòu)的分類(lèi)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(lái)分類(lèi)，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(lèi)型的角度來(lái)分類(lèi)，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(gè)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(jiàn)，建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型的劃分方法頗多，內(nèi)容也相對(duì)復(fù)雜。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還有一個(gè)很重要的名詞： 概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)的具體含義指的是通過(guò)清晰、明確的概念結(jié)構(gòu)，在不進(jìn)行數(shù)值計(jì)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(jī)理、力學(xué)關(guān)系、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、震害以及工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的原始設(shè)計(jì)思想與基本設(shè)計(jì)原則，對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果做出合理、準(zhǔn)確的分析，同時(shí)將計(jì)算假設(shè)與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀況間的差異也考慮在內(nèi)，對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(jì)的具體步驟與重要意義分析研究
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)占據(jù)極其重要的地位，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟通?？梢詣澐譃槿剑?前期選擇方案階段，中期結(jié)構(gòu)計(jì)算階段以及后期制繪施工圖階段。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析的首要步驟就是概念設(shè)計(jì)，以上三個(gè)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(gè)項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)的初始階段，也就是建筑設(shè)計(jì)方案確定階段，先按照自身的經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，在心里經(jīng)歷一段優(yōu)化過(guò)程，應(yīng)用概念設(shè)計(jì)手段，能夠快速、合理地構(gòu)思，比較，抉擇每一個(gè)結(jié)構(gòu)體系，并且協(xié)助建筑師擴(kuò)展或者實(shí)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(lái)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(yùn)算，經(jīng)濟(jì)可靠性能較好。另外，這種方法也可以作為判斷計(jì)算機(jī)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(jì)的靈魂和核心，概念設(shè)計(jì)統(tǒng)領(lǐng)著整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程，也顯示了設(shè)計(jì)工程師的理論和設(shè)計(jì)水平。通過(guò)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的運(yùn)用，可以從全局上明確結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能，從而科學(xué)的判斷計(jì)算分析得到的結(jié)果并進(jìn)行合理的利用，確保了設(shè)計(jì)過(guò)程中工程師的主體地位。
三、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的具體策略分析研究
建筑工程的一個(gè)特點(diǎn)就是受到地理因素的制約與影響，這個(gè)特點(diǎn)也導(dǎo)致設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的參數(shù)很可能具有一定的特殊性。簡(jiǎn)單舉例有： 基本雪壓、基本風(fēng)壓、場(chǎng)地土類(lèi)別、地震烈度等鑄鍛參數(shù)的選取過(guò)程都要嚴(yán)格依照《全國(guó)基本雪壓分布圖》《全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖》以及工程地質(zhì)報(bào)告這三份材料進(jìn)行敲定，又如墻體圍護(hù)的主材在不同地區(qū)存在差異，工程師則需要根據(jù)實(shí)際選用的主材確定墻體荷載。在開(kāi)始設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)大量收集設(shè)計(jì)相關(guān)資料、深入研究設(shè)計(jì)規(guī)范，根據(jù)具體的工程類(lèi)型、地域條件確定具體參數(shù)，這樣的做法能夠在加強(qiáng)計(jì)算結(jié)果可靠性的同時(shí)，避免參數(shù)不合理、參數(shù)錯(cuò)誤造成的返工、浪費(fèi)等現(xiàn)象。建模計(jì)算的前期處理是提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要措施之一。對(duì)荷載的計(jì)算要保證準(zhǔn)確有效，估計(jì)、推測(cè)等無(wú)依據(jù)的做法是需要每個(gè)工程師盡可能避免的。建模的過(guò)程要嚴(yán)格按照科學(xué)的方法來(lái)給定輸入，樓梯洞口輸入處的局部開(kāi)洞處理，轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與懸挑構(gòu)件設(shè)計(jì)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(gè)參數(shù)具體含義的情況下，毫無(wú)依據(jù)的對(duì)參數(shù)進(jìn)行盲目的修改是結(jié)構(gòu)建模過(guò)程中的一個(gè)大忌。在調(diào)整參數(shù)的過(guò)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(xiàng)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(duì)高層結(jié)構(gòu)的適用性也未必能夠保證。對(duì)相關(guān)計(jì)算軟件的應(yīng)用也要注意這個(gè)問(wèn)題。不同的計(jì)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(wèn)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(gè)問(wèn)題。缺乏對(duì)于軟件技術(shù)條件的深刻理解，就無(wú)法合理、正確的應(yīng)用軟件進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)。因過(guò)分信任計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果，而忽視結(jié)構(gòu)概念導(dǎo)致的嚴(yán)重錯(cuò)誤，近年來(lái)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域也屢見(jiàn)不鮮。相關(guān)領(lǐng)域工作者在必要的情況下要進(jìn)行手算復(fù)核，而不是迷信軟件的計(jì)算結(jié)果，這種情況對(duì)于帶轉(zhuǎn)換的構(gòu)件設(shè)計(jì)工作最為重要。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，建筑物計(jì)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(dòng)力荷載作用下具有較強(qiáng)的整體安全性。然而，僅僅依靠計(jì)算分析結(jié)果展開(kāi)的設(shè)計(jì)，在實(shí)際生活中是很難避免荷載作用下建筑物局部開(kāi)裂、破壞等現(xiàn)象的。針對(duì)不同的自然災(zāi)害，要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的防護(hù)性設(shè)計(jì)。以地震為例，可以根據(jù)工程抗震等級(jí)的要求指標(biāo)，按照設(shè)計(jì)規(guī)范中的具體要求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中采用必要的構(gòu)造措施。特別是針對(duì)計(jì)算性相對(duì)比較弱的結(jié)構(gòu)類(lèi)型時(shí)，多數(shù)的設(shè)計(jì)都要求通過(guò)構(gòu)造措施保證建筑的安全性。
四、結(jié)語(yǔ)
建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在很大程度上影響著建設(shè)工程的安全可靠、美觀實(shí)用、施工難度、工程造價(jià)等諸多品質(zhì)，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量自古以來(lái)，都是結(jié)構(gòu)工程師最為關(guān)注的話題之一。同時(shí)，項(xiàng)目的特殊要求、施工環(huán)境的變化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員水平上的差異等諸多因素都與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的出圖質(zhì)量密切相關(guān)。為了盡可能避免設(shè)計(jì)圖紙上出現(xiàn)“漏、碰、錯(cuò)、缺”，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)工作者應(yīng)當(dāng)通過(guò)有效的措施盡可能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
中圖分類(lèi)號(hào)： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本概念
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體程序是需要嚴(yán)格遵守的。建筑物的設(shè)計(jì)工作實(shí)際上存在諸多分支，這些分支具體涵蓋了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、暖氣通風(fēng)設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)等。每個(gè)分支的具體設(shè)計(jì)過(guò)程都必須圍繞四個(gè)根本目標(biāo): 審美要求、功能要求、環(huán)保要求以及經(jīng)濟(jì)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(jì)也是建筑物設(shè)計(jì)過(guò)程中極為重要的組成部分之一，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)分為以下四個(gè)步驟: 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)構(gòu)件、繪制施工圖紙。建筑結(jié)構(gòu)的類(lèi)型這一概念相對(duì)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(lèi)型與結(jié)構(gòu)的分類(lèi)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(lái)分類(lèi)，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(lèi)型的角度來(lái)分類(lèi)，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(gè)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(jiàn)，建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型的劃分方法頗多，內(nèi)容也相對(duì)復(fù)雜。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還有一個(gè)很重要的名詞: 概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)的具體含義指的是通過(guò)清晰、明確的概念結(jié)構(gòu)，在不進(jìn)行數(shù)值計(jì)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(jī)理、力學(xué)關(guān)系、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、震害以及工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的原始設(shè)計(jì)思想與基本設(shè)計(jì)原則，對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果做出合理、準(zhǔn)確的分析，同時(shí)將計(jì)算假設(shè)與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀況間的差異也考慮在內(nèi)，對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要意義
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)占據(jù)極其重要的地位，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟通?？梢詣澐譃槿? 前期選擇方案階段，中期結(jié)構(gòu)計(jì)算階段以及后期制繪施工圖階段。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析的首要步驟就是概念設(shè)計(jì)，以上三個(gè)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(gè)項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)的初始階段，也就是建筑設(shè)計(jì)方案確定階段，先按照自身的經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，在心里經(jīng)歷一段優(yōu)化過(guò)程，應(yīng)用概念設(shè)計(jì)手段，能夠快速、合理地構(gòu)思，比較，抉擇每一個(gè)結(jié)構(gòu)體系，并且協(xié)助建筑師擴(kuò)展或者實(shí)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(lái)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(yùn)算，經(jīng)濟(jì)可靠性能較好。另外，這種方法也可以作為判斷計(jì)算機(jī)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(jì)的靈魂和核心，概念設(shè)計(jì)統(tǒng)領(lǐng)著整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程，也顯示了設(shè)計(jì)工程師的理論和設(shè)計(jì)水平。通過(guò)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的運(yùn)用，可以從全局上明確結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能，從而科學(xué)的判斷計(jì)算分析得到的結(jié)果并進(jìn)行合理的利用，確保了設(shè)計(jì)過(guò)程中工程師的主體地位。
三、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的策略分析
建筑工程的一個(gè)特點(diǎn)就是受到地理因素的制約與影響，這個(gè)特點(diǎn)也導(dǎo)致設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的參數(shù)很可能具有一定的特殊性。簡(jiǎn)單舉例有: 基本雪壓、基本風(fēng)壓、場(chǎng)地土類(lèi)別、地震烈度等鑄鍛參數(shù)的選取過(guò)程都要嚴(yán)格依照《全國(guó)基本雪壓分布圖》《全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖》以及工程地質(zhì)報(bào)告這三份材料進(jìn)行敲定，又如墻體圍護(hù)的主材在不同地區(qū)存在差異，工程師則需要根據(jù)實(shí)際選用的主材確定墻體荷載。在開(kāi)始設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)大量收集設(shè)計(jì)相關(guān)資料、深入研究設(shè)計(jì)規(guī)范，根據(jù)具體的工程類(lèi)型、地域條件確定具體參數(shù)，這樣的做法能夠在加強(qiáng)計(jì)算結(jié)果可靠性的同時(shí)，避免參數(shù)不合理、參數(shù)錯(cuò)誤造成的返工、浪費(fèi)等現(xiàn)象。建模計(jì)算的前期處理是提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要措施之一。對(duì)荷載的計(jì)算要保證準(zhǔn)確有效，估計(jì)、推測(cè)等無(wú)依據(jù)的做法是需要每個(gè)工程師盡可能避免的。建模的過(guò)程要嚴(yán)格按照科學(xué)的方法來(lái)給定輸入，樓梯洞口輸入處的局部開(kāi)洞處理，轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與懸挑構(gòu)件設(shè)計(jì)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(gè)參數(shù)具體含義的情況下，毫無(wú)依據(jù)的對(duì)參數(shù)進(jìn)行盲目的修改是結(jié)構(gòu)建模過(guò)程中的一個(gè)大忌。在調(diào)整參數(shù)的過(guò)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(xiàng)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(duì)高層結(jié)構(gòu)的適用性也未必能夠保證。對(duì)相關(guān)計(jì)算軟件的應(yīng)用也要注意這個(gè)問(wèn)題。不同的計(jì)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(wèn)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(gè)問(wèn)題。缺乏對(duì)于軟件技術(shù)條件的深刻理解，就無(wú)法合理、正確的應(yīng)用軟件進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)。因過(guò)分信任計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果，而忽視結(jié)構(gòu)概念導(dǎo)致的嚴(yán)重錯(cuò)誤，近年來(lái)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域也屢見(jiàn)不鮮。相關(guān)領(lǐng)域工作者在必要的情況下要進(jìn)行手算復(fù)核，而不是迷信軟件的計(jì)算結(jié)果，這種情況對(duì)于帶轉(zhuǎn)換的構(gòu)件設(shè)計(jì)工作最為重要。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，建筑物計(jì)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(dòng)力荷載作用下具有較強(qiáng)的整體安全性。然而，僅僅依靠計(jì)算分析結(jié)果展開(kāi)的設(shè)計(jì)，在實(shí)際生活中是很難避免荷載作用下建筑物局部開(kāi)裂、破壞等現(xiàn)象的。針對(duì)不同的自然災(zāi)害，要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的防護(hù)性設(shè)計(jì)。以地震為例，可以根據(jù)工程抗震等級(jí)的要求指標(biāo)，按照設(shè)計(jì)規(guī)范中的具體要求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中采用必要的構(gòu)造措施。特別是針對(duì)計(jì)算性相對(duì)比較弱的結(jié)構(gòu)類(lèi)型時(shí)，多數(shù)的設(shè)計(jì)都要求通過(guò)構(gòu)造措施保證建筑的安全性。
四、結(jié)語(yǔ)
隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)狀況的高速發(fā)展，城市化的進(jìn)度正在逐漸加快，盡管房?jī)r(jià)商場(chǎng)非常猛烈，房地產(chǎn)市場(chǎng)的交易量依然與日俱增，對(duì)廣大人民百姓來(lái)說(shuō)，購(gòu)置住房是生活中最重要的活動(dòng)之一，不少工薪階層將大半生的勞動(dòng)所得消耗在房產(chǎn)上。同時(shí)，我國(guó)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(shí)直接影響到百姓的人身安全。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在很大程度上影響著建設(shè)工程的安全可靠、美觀實(shí)用、施工難度、工程造價(jià)等諸多品質(zhì)，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量自古以來(lái)，都是結(jié)構(gòu)工程師最為關(guān)注的話題之一。同時(shí)，項(xiàng)目的特殊要求、施工環(huán)境的變化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員水平上的差異等諸多因素都與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的出圖質(zhì)量密切相關(guān)。為了盡可能避免設(shè)計(jì)圖紙上出現(xiàn)“漏、碰、錯(cuò)、缺”，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)工作者應(yīng)當(dāng)通過(guò)有效的措施盡可能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。通過(guò)文章中的分析，概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中扮演了很重要的角色。除此之外，針對(duì)軟件計(jì)算參數(shù)、計(jì)算結(jié)果的荷載分析、數(shù)學(xué)建模工作的有效進(jìn)行，都是提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的好辦法。本文在此談了談自己的觀點(diǎn)和看法，可供同行參考。
參考文獻(xiàn):
［1］ 馬玉剛． 淺談如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量［J］． 工程技術(shù)，2010
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的信息模型
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中軟件輔助設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的工作效率，因?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)中不同的軟件在數(shù)據(jù)交換中都需要進(jìn)行再次處理才能實(shí)現(xiàn)共享與銜接，多數(shù)供應(yīng)商不會(huì)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(yùn)而生，目前在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(duì)建筑的物理和功能特征進(jìn)行數(shù)字化處理，將建筑設(shè)計(jì)所需要的信息進(jìn)行采集和處理形成一個(gè)共享的數(shù)據(jù)資源，建筑信息模型的本質(zhì)就是信息庫(kù)，同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息模型是以三維技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了各種工程項(xiàng)目信息的數(shù)據(jù)模型。
針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的信息模型包含了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(diǎn)、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(jì)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(shuō)明信息的來(lái)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(jì)信息模型的信息十分完備，且保持了一致性，可以為設(shè)計(jì)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(dòng)轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)。
二、建筑模型轉(zhuǎn)化在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括了結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)等等，在設(shè)計(jì)中利用模型的自動(dòng)轉(zhuǎn)化可以幫助提高設(shè)計(jì)效率，也可幫助實(shí)現(xiàn)檢測(cè)與模擬等。在設(shè)計(jì)中利用以下步驟就可完善轉(zhuǎn)化與設(shè)計(jì)。首先，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息的形成必須依靠設(shè)計(jì)信息模型，也就是在建筑設(shè)計(jì)模型中選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息，利用IFC標(biāo)準(zhǔn)在建筑設(shè)計(jì)信息模型中選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息，提取有價(jià)值的信息，并將其建立為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的信息模型，且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不會(huì)出現(xiàn)非結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息，所以模型中也不會(huì)包含此類(lèi)信息，該模型不能從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型中反向映射出建筑設(shè)計(jì)模型，所以這個(gè)提取過(guò)程是單向的。其次，通過(guò)針對(duì)性開(kāi)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(jì)信息模型中再次提取，形成結(jié)構(gòu)分析模型，以此實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)的結(jié)果集成到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型中，形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)新項(xiàng)目模型，進(jìn)行施工圖的設(shè)計(jì)；最后，利用XML模型接口，將包括施工圖設(shè)計(jì)結(jié)果的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)換為施工計(jì)算分析模型，進(jìn)行相關(guān)施工作業(yè)的工程量計(jì)算與分析。下面針對(duì)建筑設(shè)計(jì)模型-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型-結(jié)構(gòu)分析模型的轉(zhuǎn)化進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹，以此分析模型自動(dòng)轉(zhuǎn)化在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用過(guò)程：
1、建筑設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
目前我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)中二維圖的使用較為普遍，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員都是按照建筑設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)：內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)力分析、圖紙繪制等，在這樣的過(guò)程中，設(shè)計(jì)多數(shù)依靠的是圖元識(shí)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(dòng)。而IFC標(biāo)準(zhǔn)的提出使得建筑產(chǎn)品的描述標(biāo)準(zhǔn)得到了統(tǒng)一，該標(biāo)準(zhǔn)完全涵蓋了建筑的全部生命周期，尤其是在設(shè)計(jì)階段，對(duì)建筑幾何模型的描述十分完善且準(zhǔn)確。一些國(guó)際流行的軟件也都可將各自的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型導(dǎo)出為IFC文件，所以設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化可以以這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)?；贗FC描述的建筑設(shè)計(jì)模型為自動(dòng)轉(zhuǎn)化提供了平臺(tái)。從建筑設(shè)計(jì)模型生成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型主要是幾何模型的轉(zhuǎn)變，而建筑設(shè)計(jì)模型中的結(jié)構(gòu)件識(shí)別則是關(guān)鍵問(wèn)題。IFC標(biāo)準(zhǔn)定義的模型優(yōu)勢(shì)在于構(gòu)件容易識(shí)別、構(gòu)件可以實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)，完全可以在轉(zhuǎn)化后被其他軟件進(jìn)行再處理。
從建筑設(shè)計(jì)模型可以識(shí)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(jì)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(dāng)然也可以將門(mén)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(jì)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(mén)窗等則被轉(zhuǎn)化為墻體上的孔洞。
在IFC標(biāo)準(zhǔn)中，利用實(shí)體定義和關(guān)聯(lián)關(guān)系就可形成一個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)邏輯模型，在實(shí)踐中先給出的是IFC的墻體模型定義，轉(zhuǎn)化中將墻體、門(mén)、窗關(guān)聯(lián)模型進(jìn)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(shí)體與門(mén)實(shí)體、窗實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型，通過(guò)墻實(shí)體和洞口實(shí)體實(shí)現(xiàn)對(duì)墻體描述，此時(shí)文件中的墻體模型就會(huì)變?yōu)閹в卸纯诘膲w模型。此時(shí)也可對(duì)墻體材料進(jìn)行定義，通過(guò)材料關(guān)聯(lián)實(shí)體和多層材料實(shí)體定義，可以定義建筑墻體的層數(shù)和材料，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型而言可以通過(guò)材料實(shí)體來(lái)識(shí)別墻體和門(mén)、窗的差異。
除了墻體以外，柱、梁、板也可通過(guò)上述的定義完成轉(zhuǎn)化，從建筑設(shè)計(jì)模型變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型，在建筑設(shè)計(jì)模型向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)化時(shí)應(yīng)注意，需要對(duì)IFC進(jìn)行解析，通常是利用商業(yè)軟件完成，也可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行自主的開(kāi)發(fā)。當(dāng)然其核心就是對(duì)IFC文件進(jìn)行解析獲得所需的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-結(jié)構(gòu)分析模型的轉(zhuǎn)化
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)來(lái)驗(yàn)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(lái)實(shí)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(guó)際通用的軟件都可實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)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(jìn)行轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型向結(jié)構(gòu)分析模型轉(zhuǎn)化，然后利用數(shù)據(jù)庫(kù)的功能將軟件分析的結(jié)果集成到原有的設(shè)計(jì)模型中。按照工程文件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(xiě)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(jìn)行模型的定義和分析，如定義約束、施加載荷，完成對(duì)結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)。然后利用軟件提供分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)接口，將計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)施工圖文件進(jìn)行輸出，以此進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)和工程量的分析。完成上述步驟后，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型就變?yōu)榉治瞿Ｐ汀?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)、施工設(shè)計(jì)模型等。
三、結(jié)束語(yǔ)
模型自動(dòng)轉(zhuǎn)化可以幫助建筑設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程，尤其是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要針對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行組合與配置，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，因此在設(shè)計(jì)中需要借助多種軟件完成設(shè)計(jì)，因此也就給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了一定難度。而借助自動(dòng)轉(zhuǎn)化的技術(shù)，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑信息模型結(jié)合起來(lái)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)化，由此形成了一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、施工圖設(shè)計(jì)、工程量模型之間的轉(zhuǎn)化流程，由此將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)引入到更加自動(dòng)化、智能化的水平。
參考文獻(xiàn)
1引言
在社會(huì)不斷進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)上，房屋建筑數(shù)量越來(lái)越多，城市化腳步的加快，更是進(jìn)一步對(duì)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(lái)越重視對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的提高，同時(shí)為了更好的幫助房屋建筑結(jié)構(gòu)適應(yīng)社會(huì)以及市場(chǎng)的發(fā)展需要，在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面開(kāi)始深入研究，不斷提高建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)水平，更好的幫助其建立適合市場(chǎng)發(fā)展以及需求的房屋建筑。
2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法淺析
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是房屋建筑中非常重要的步驟，對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講，需要不斷從實(shí)際建筑上進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)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(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，積極分析房屋建筑結(jié)構(gòu)中的建筑理論，同時(shí)深入對(duì)房屋建筑的認(rèn)知，能夠從基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋建筑質(zhì)量的提升。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)期間，是保證房屋能夠得到更好的優(yōu)化，設(shè)計(jì)更加完善，質(zhì)量能夠不斷提升【1】。在進(jìn)行房屋建筑期間，需要不斷提高對(duì)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(jì)期間的重要環(huán)節(jié)，在進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)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(duì)稱(chēng)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(jì)合理，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jì)要求還包含對(duì)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(jì)結(jié)構(gòu)，能夠很好的扭轉(zhuǎn)房屋建筑的承載力，增強(qiáng)房屋的實(shí)用性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，一定要保證建筑相應(yīng)的功能發(fā)揮，重視對(duì)建筑功能的設(shè)計(jì)，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(duì)應(yīng)。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，減少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的難度設(shè)計(jì)，積極實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)型，盡量防止應(yīng)用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式，這樣會(huì)提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的成本費(fèi)用。房屋建筑設(shè)計(jì)中的豎向設(shè)計(jì)，一定要保證其剛度設(shè)計(jì)要求，這樣能夠保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合建筑設(shè)計(jì)的需要，不會(huì)突然出現(xiàn)建筑問(wèn)題，同時(shí)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(jì)優(yōu)化的重要意義
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)房屋建筑具有重要意義，不僅是保證房屋建筑順利實(shí)施的重要基礎(chǔ)，同時(shí)也是提高房屋建筑質(zhì)量的重要保障。對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要隨著城市化建設(shè)要求的提升進(jìn)行優(yōu)化，不斷提升房屋建筑中的美觀設(shè)計(jì)，同時(shí)還可以幫助房屋建筑展開(kāi)更加合理的工程造價(jià)。在房屋建筑過(guò)程中，建筑部門(mén)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(shí)這也是工程造價(jià)的重要目標(biāo)【2】。為了更好的實(shí)現(xiàn)這方面的要求，就需要對(duì)房屋建筑的基本結(jié)構(gòu)詳細(xì)了解，能夠掌握科學(xué)的房屋建筑設(shè)計(jì)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(jì)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)方式，更加科學(xué)合理的對(duì)房屋建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠很好的保證房屋建筑中工程造價(jià)的合理性調(diào)整，并且對(duì)房屋建筑中的每個(gè)單元以及功能區(qū)實(shí)現(xiàn)合理分配，不斷提升房屋建筑的科學(xué)性以及實(shí)用性。
4房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化方式分析
對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講，需要不斷對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)當(dāng)前的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(diǎn)，希望能夠更好的促進(jìn)我國(guó)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展。4.1房屋建筑設(shè)計(jì)中的前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在房屋建筑施工之前，需要進(jìn)行前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，不斷提升在前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中的房屋建筑設(shè)計(jì)，提高房屋建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化，增強(qiáng)對(duì)房屋建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的控制，同時(shí)提高工程造價(jià)的調(diào)整。制定科學(xué)合理的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，對(duì)房屋建筑設(shè)計(jì)制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)規(guī)劃，并且保證規(guī)劃能夠順利實(shí)施，全面凸顯出建筑結(jié)構(gòu)中的優(yōu)化設(shè)計(jì)中心，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題的地方展開(kāi)詳細(xì)設(shè)計(jì)，降低房屋建筑設(shè)計(jì)中存在的風(fēng)險(xiǎn)以及安全隱患。幫助房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)真正的經(jīng)濟(jì)化、社會(huì)化，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠更加高效。4.2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅包含一些大范圍的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)還包含很多細(xì)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的任何細(xì)節(jié)都會(huì)影響到房屋建筑質(zhì)量，所以在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，需要重視對(duì)很多細(xì)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，特別是細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)期間，就沒(méi)有實(shí)體性的物體進(jìn)行參考，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)等都需要自己計(jì)算，所以經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)誤差的存在，這樣會(huì)嚴(yán)重影響到房屋結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量【3】。需要不斷提高對(duì)房屋建筑細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制，能夠保證細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到更理想的改進(jìn)，達(dá)到更加理想的效果。同時(shí)對(duì)房屋建筑中經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)位、分裂等質(zhì)量問(wèn)題提高注意，這樣才能從根本上實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋建筑安全性以及經(jīng)濟(jì)型的提升。
5結(jié)束語(yǔ)
總上所述，對(duì)于我國(guó)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講，需要不斷加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，積極從全方面的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高設(shè)計(jì)手段，增強(qiáng)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠達(dá)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(yáng)市第二建筑設(shè)計(jì)院
有限元分析又稱(chēng)有限單元法，是一種解決場(chǎng)問(wèn)題一系列偏微分方程的數(shù)學(xué)方法，被廣泛用于解決結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)、傳熱、屈曲問(wèn)題，在工程機(jī)械鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。美國(guó)福特過(guò)程在上世紀(jì)70年代，便應(yīng)用有NASTRAN軟件，對(duì)車(chē)底架進(jìn)行靜態(tài)分析，找出高應(yīng)力區(qū)，進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。日本五十菱汽車(chē)在80年代末將有限元廣泛應(yīng)用于汽車(chē)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段。對(duì)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(jì)性之間的平衡問(wèn)題，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法采用預(yù)先的概念設(shè)計(jì)，重復(fù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)演化、構(gòu)件尺寸調(diào)整，工作量大，往往無(wú)法進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，有限元法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可對(duì)結(jié)構(gòu)外部荷載進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算，如結(jié)構(gòu)響應(yīng)不滿足要求，或?yàn)榱烁硐氲脑O(shè)計(jì)，可進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。
2 工程機(jī)械鋼結(jié)構(gòu)靜力學(xué)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(xué)特性、計(jì)算等效節(jié)點(diǎn)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(jì)算單元應(yīng)力。機(jī)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(gè)單元體，并設(shè)置節(jié)點(diǎn)，將節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，成為集合體，便代表整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)（被設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)）的整體設(shè)計(jì)目標(biāo)。大型工程機(jī)械整體結(jié)構(gòu)基本成熟，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本上是對(duì)原有結(jié)構(gòu)中的某個(gè)局部進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)或替代設(shè)計(jì)。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(jì)算精度、計(jì)算機(jī)性能，選擇合適的單元數(shù)目、基本設(shè)計(jì)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(diǎn)唯一中任一點(diǎn)位移、應(yīng)變、應(yīng)力，即位移函數(shù)。能源力學(xué)特性，一般采用彈性力學(xué)幾何方程，采用節(jié)點(diǎn)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(gè)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(diǎn)上，形成等效節(jié)點(diǎn)載荷。再次，進(jìn)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(jì)位移邊界條件，求解結(jié)構(gòu)方程，計(jì)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(duì)結(jié)構(gòu)參模型進(jìn)行簡(jiǎn)化的一種方法，通過(guò)描述結(jié)構(gòu)的尺寸特征，實(shí)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(jìn)行參數(shù)化分析。第一步：①利用參數(shù)化實(shí)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(jìn)行簡(jiǎn)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(jì)要求，將參數(shù)賦予特征值，進(jìn)行有限元計(jì)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(lèi)型與過(guò)程，定義分析結(jié)構(gòu)的提取與處理。以雙梁式起重機(jī)主梁為例，其參數(shù)主要包括主梁長(zhǎng)、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(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)頁(yè)面，設(shè)置參數(shù)，進(jìn)行計(jì)算[1]。
3 工程機(jī)械鋼結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析
中圖分類(lèi)號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
近幾年經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，給設(shè)計(jì)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(huì)看到一些匯集當(dāng)代最優(yōu)秀設(shè)計(jì)理念的建筑。建筑工程的設(shè)計(jì)是個(gè)綜合的學(xué)科，既要保證業(yè)主的要求的同時(shí)還要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)質(zhì)量管理中要做好全面的質(zhì)量管理，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，這也是設(shè)計(jì)單位在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中設(shè)計(jì)能力的全面體現(xiàn)。
一、建筑結(jié)構(gòu)的類(lèi)型
目前，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)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(jìn)行區(qū)別和分類(lèi)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(jiǎn)體結(jié)構(gòu)等。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序
建筑物的整體設(shè)計(jì)包含了許多方面的設(shè)計(jì)內(nèi)容，如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、暖通設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)等等。雖然需要設(shè)計(jì)的方面有很多，但是不管進(jìn)行何種設(shè)計(jì)都應(yīng)遵循建筑設(shè)計(jì)的基本要求，即經(jīng)濟(jì)、美觀、環(huán)保、實(shí)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(jì)是建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分。
2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
為了確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量滿足以下要求：其一，抗震設(shè)計(jì)。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(lèi)型采用不同的抗震等級(jí)；其二，相關(guān)計(jì)算。結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要進(jìn)行承載極限狀態(tài)計(jì)算和正常使用驗(yàn)算，例如，直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。
三、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施
1 、在設(shè)計(jì)前要進(jìn)行積極的組織、協(xié)調(diào)和準(zhǔn)備工作
要想使得建筑項(xiàng)目的圖紙和方案可行性和專(zhuān)業(yè)性更高，工程設(shè)計(jì)師就要在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)與其他的專(zhuān)業(yè)和部門(mén)做好溝通工作。不要單獨(dú)一個(gè)部門(mén)就完成所有設(shè)計(jì)內(nèi)容。這就要求工程設(shè)計(jì)師不僅僅要對(duì)自己的專(zhuān)業(yè)有充分的了解，還要根據(jù)項(xiàng)目具體的特點(diǎn)和要求，與其他的部門(mén)相互配合，這樣才能使設(shè)計(jì)更加的完善。如果在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)疑問(wèn)或者是技術(shù)性的難題，那么應(yīng)該將各部門(mén)人員組織在一起進(jìn)行審核，從而制定出一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)原則。這樣才能使設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)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(diǎn)。另外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)工程師還要對(duì)工程的信息進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，收集一切有關(guān)的數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行整理和分析。這樣在設(shè)計(jì)時(shí)才能夠通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，設(shè)計(jì)出更符合標(biāo)準(zhǔn)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(fèi)的發(fā)生。
2 、在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加強(qiáng)對(duì)于概念設(shè)計(jì)的重視
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)占據(jù)極其重要的地位，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟通?？梢詣澐譃槿? 前期選擇方案階段，中期結(jié)構(gòu)計(jì)算階段以及后期制繪施工圖階段。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析的首要步驟就是概念設(shè)計(jì)，以上三個(gè)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(gè)項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)的初始階段，也就是建筑設(shè)計(jì)方案確定階段，先按照自身的經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，在心里經(jīng)歷一段優(yōu)化過(guò)程，應(yīng)用概念設(shè)計(jì)手段，能夠快速、合理地構(gòu)思，比較，抉擇每一個(gè)結(jié)構(gòu)體系，并且協(xié)助建筑師擴(kuò)展或者實(shí)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(lái)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(yùn)算，經(jīng)濟(jì)可靠性能較好。另外，這種方法也可以作為判斷計(jì)算機(jī)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(jì)的靈魂和核心，概念設(shè)計(jì)統(tǒng)領(lǐng)著整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程，也顯示了設(shè)計(jì)工程師的理論和設(shè)計(jì)水平。通過(guò)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的運(yùn)用，可以從全局上明確結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能，從而科學(xué)的判斷計(jì)算分析得到的結(jié)果并進(jìn)行合理的利用，確保了設(shè)計(jì)過(guò)程中工程師的主體地位。
3、 設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量管理
（1）在方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一措施，如果有不確定之處和感覺(jué)不穩(wěn)妥時(shí)向?qū)I(yè)人士請(qǐng)教，交流溝通后由最終負(fù)責(zé)人來(lái)決定，下達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，不可以妄自行動(dòng)，要明白，工程的完成是一個(gè)集體性的活動(dòng)而非個(gè)人性的活動(dòng)。
（2）建筑各專(zhuān)業(yè)在各階段設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)互提設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料，形成配合資料互提單表，以此表來(lái)約束各專(zhuān)業(yè)人員的設(shè)計(jì)責(zé)任行為。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)做到主動(dòng)與建筑各專(zhuān)業(yè)溝通，做到設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)、不遺漏。
（3）在初步設(shè)計(jì)結(jié)束后施工圖設(shè)計(jì)過(guò)程中可根據(jù)工作情況，由各級(jí)負(fù)責(zé)人進(jìn)行設(shè)計(jì)中間工作檢查，形成中間檢查表。各級(jí)負(fù)責(zé)人應(yīng)做到主動(dòng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決問(wèn)題，以免設(shè)計(jì)校對(duì)、審核時(shí)改動(dòng)過(guò)大，影響設(shè)計(jì)進(jìn)度。
（4）考慮到時(shí)間的緊迫性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)在保持自身獨(dú)立性的同時(shí)兼顧流程進(jìn)度，向工程人員匯報(bào)截止時(shí)間，必要時(shí)能夠安排其他人員共同努力，來(lái)加快方案的完成，工作中要嚴(yán)謹(jǐn)，分不同層次的代表來(lái)完成初步的審核檢查，并落入到數(shù)據(jù)管理當(dāng)中，對(duì)于可能有效的改進(jìn)方式，匯報(bào)負(fù)責(zé)人討論其是否可行，不能太過(guò)自信引發(fā)安全隱患，當(dāng)然，設(shè)計(jì)人員自身的思路發(fā)展是被鼓勵(lì)的。
（5）最后設(shè)計(jì)圖紙要進(jìn)行圖紙會(huì)簽、加蓋印章、曬圖、打印、包裝、交付、備份設(shè)計(jì)電子文件等工作，屬于設(shè)計(jì)人員完成的要及時(shí)履行責(zé)任完成，不要影響下一步全面質(zhì)量管理工作的進(jìn)行。設(shè)計(jì)人員應(yīng)按照本設(shè)計(jì)單位結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)計(jì)算書(shū)的要求完成本專(zhuān)業(yè)計(jì)算書(shū)。
4、加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后期質(zhì)量管理
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)采取有效的措施加強(qiáng)設(shè)計(jì)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(jì)審圖中心提出的相關(guān)意見(jiàn)與要求，及時(shí)進(jìn)行修改與完善，設(shè)計(jì)人員如果遇到存在疑問(wèn)或不理解之處，應(yīng)主動(dòng)與審圖人
員進(jìn)行溝通，按照審圖中心的時(shí)限要求及早提交修改后的設(shè)計(jì)方案及相關(guān)技術(shù)文件，以爭(zhēng)取早日通過(guò)審核，交付建設(shè)單位使用；
（2）按照工程項(xiàng)目建設(shè)單位的要求進(jìn)行技術(shù)交底，并且形成完善的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)審記錄表，促進(jìn)建設(shè)單位與施工單位之間的溝通、協(xié)調(diào)；
（3）對(duì)建筑結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中出現(xiàn)的各類(lèi)問(wèn)題，如果涉及到設(shè)計(jì)變更及相關(guān)事項(xiàng)，設(shè)計(jì)單位應(yīng)做好進(jìn)行設(shè)計(jì)變更的準(zhǔn)備，按照本單位的管理制度與工作條例進(jìn)行處理，并且形成專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)變更通知書(shū)，以交付施工單位使用；
（4）在建筑結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，對(duì)于各結(jié)構(gòu)施工項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)保持虛心、認(rèn)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(jì)質(zhì)量相關(guān)的反饋信息，并且從中要吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，形成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量信息反饋單或匯總表，以利于今后設(shè)計(jì)工作的改進(jìn)和完善。
總之，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在很大程度上影響著建設(shè)工程的安全可靠、美觀實(shí)用、施工難度、工程造價(jià)等諸多品質(zhì)，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量自古以來(lái)，都是結(jié)構(gòu)工程師最為關(guān)注的話題之一。同時(shí)，項(xiàng)目的特殊要求、施工環(huán)境的變化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員水平上的差異等諸多因素都與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的出圖質(zhì)量密切相關(guān)。為了盡可能避免設(shè)計(jì)圖紙上出現(xiàn)“漏、碰、錯(cuò)、缺”，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)工作者應(yīng)當(dāng)通過(guò)有效的措施盡可能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[1] 呂天媛. 把概念設(shè)計(jì)運(yùn)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中來(lái)[J]. 黑龍江科技信息. 2012(01)
[2] 陳峻帆. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程的質(zhì)量管理[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2012(03)
[3] 李浩,劉東甲. 淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題[J]. 工程與建設(shè). 2012(01)
1.概述
課程設(shè)計(jì)是非常重要的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)的鍛煉，學(xué)生可以綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)課知識(shí)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和工程意識(shí)，是啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維、開(kāi)發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能的重要手段，并為以后專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，在教學(xué)計(jì)劃中具有承上啟下的作用[1]。
根據(jù)學(xué)校機(jī)械專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案，可將專(zhuān)業(yè)課課程設(shè)計(jì)分為機(jī)械類(lèi)課程設(shè)計(jì)和電類(lèi)課程設(shè)計(jì)，機(jī)械類(lèi)包括：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)等；電類(lèi)的包括：PLC原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)，控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)等。然而，對(duì)于機(jī)械類(lèi)課程設(shè)計(jì)來(lái)講，主要是對(duì)機(jī)構(gòu)的原理設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝卡片設(shè)計(jì)等。然而不管是哪一個(gè)機(jī)械類(lèi)的課程設(shè)計(jì)，都離不開(kāi)三維模型的建立。本文主要針對(duì)機(jī)械類(lèi)課程設(shè)計(jì)中的三維軟件的應(yīng)用做探討和研究。
2.目前課程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
目前幾個(gè)機(jī)械類(lèi)課程設(shè)計(jì)都還是在采用傳統(tǒng)手工繪圖或者二維CAD繪圖的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)[2]，老師在前期講解的時(shí)候，也是用一些已經(jīng)做好的設(shè)計(jì)的動(dòng)畫(huà)和基本原理講解的方式給學(xué)生講解。具體問(wèn)題如下：
（1）《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》基本都是采用手工原理圖的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，學(xué)生從手冊(cè)或課本中了解每種機(jī)構(gòu)的工作原理，然后根據(jù)老師布置的課題要求進(jìn)行原理設(shè)計(jì)，通過(guò)手工繪圖方式，繪出機(jī)構(gòu)原理圖。
（2）對(duì)于《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》來(lái)講，我們的題目還是使用傳統(tǒng)課題，設(shè)計(jì)一級(jí)或者二級(jí)減速器。設(shè)計(jì)步驟基本跟傳統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟一樣，學(xué)生先觀察實(shí)際減速器模型的結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行拆裝，詳細(xì)了解減速器的結(jié)構(gòu)。在了解了減速器結(jié)構(gòu)后，學(xué)生再一步步進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)、齒輪設(shè)計(jì)、軸肩、箱體等零件的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)步驟看似非常合理，但是學(xué)生是觀察成品減速器，很難理解每個(gè)零件在整個(gè)產(chǎn)品中的作用。如果能將減速器是如何設(shè)計(jì)出來(lái)的，讓學(xué)生直接參與設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生就會(huì)更有興趣，理解更容易。
（3）《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》是已知產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)，然而《夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》只知道功能和設(shè)計(jì)要求，需要學(xué)生將所學(xué)《夾具設(shè)計(jì)》知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，設(shè)計(jì)一套完整的夾具。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟是學(xué)生通過(guò)實(shí)習(xí)，參觀實(shí)際的夾具結(jié)構(gòu)，然后老師給出跟參觀相似的課題，學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要采用手工或者二維CAD軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
以上幾種設(shè)計(jì)都采用二維設(shè)計(jì)，學(xué)生直觀上不便于掌握和理解。而且二維設(shè)計(jì)的后期修改工作非常繁瑣。
3.三維軟件Solidworks在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
（1）三維造型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
三維設(shè)計(jì)是新一代數(shù)字化、虛擬化、智能化設(shè)計(jì)平臺(tái)的基礎(chǔ)。它是建立在平面和二維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，讓設(shè)計(jì)目標(biāo)更立體化、更形象化的一種新興設(shè)計(jì)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(jì)方法，實(shí)現(xiàn)裝配等復(fù)雜設(shè)計(jì)的難度遠(yuǎn)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(jì)中的應(yīng)用實(shí)例
為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)4.0人才培養(yǎng)需要，學(xué)生應(yīng)該首先能使用現(xiàn)代化技術(shù)手段進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，然后具備能出一套標(biāo)準(zhǔn)的符合機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范的工程圖的能力。學(xué)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(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和出工程圖。然而，將三維軟件應(yīng)用于課程設(shè)計(jì)中，一方面使學(xué)生充分理解所做課題的具體情況，另一方面學(xué)生的三維設(shè)計(jì)過(guò)程是對(duì)軟件使用的鍛煉。
2014年在修訂機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化培養(yǎng)方案中，考慮到三維軟件在機(jī)械專(zhuān)業(yè)課中的重要地位，將三維軟件課程設(shè)置在第三學(xué)期，也就是在所有課程設(shè)計(jì)開(kāi)設(shè)之前就已經(jīng)開(kāi)設(shè)了三維軟件課程。
下面以Solidworks軟件在《夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》中的使用為例，在基本確定定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)以后，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟如下：
（1）夾具的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
夾具由定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)和夾具體等一些輔助元件組成。Solidworks在裝配體設(shè)計(jì)中有一種自上而下的設(shè)計(jì)方法，這種方法可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，一邊設(shè)計(jì)一邊建模。只需要畫(huà)好第一個(gè)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(jì)的零件的位置和大小。本實(shí)例就是采用這種自上而下的方式進(jìn)行裝配體的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)將撥叉零件鉆孔專(zhuān)用夾具體三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出來(lái)，然后設(shè)計(jì)心軸并將被加工零件撥叉裝配進(jìn)來(lái)，依此方法，將需要的零件都一一設(shè)計(jì)出來(lái)，最后成為一個(gè)完整的夾具。
老師在講解完理論知識(shí)以后，再以一個(gè)實(shí)例為例，一邊設(shè)計(jì)一邊繪圖，這樣學(xué)生對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)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(duì)于機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)講，出一套標(biāo)準(zhǔn)的工程圖是最基本的要求。很多學(xué)生做設(shè)計(jì)時(shí)更重視方案設(shè)計(jì)，不重視出圖。而且課程設(shè)計(jì)老師進(jìn)行課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)時(shí)，主要對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行指導(dǎo)。然而，課程設(shè)計(jì)一方面是對(duì)專(zhuān)業(yè)課知識(shí)的綜合運(yùn)用，設(shè)計(jì)正確的方案，另一方面是對(duì)學(xué)生出圖能力的加強(qiáng)和鍛煉。
三維Solidworks軟件具備零件和裝配體出工程圖的功能，學(xué)生可以利用Solidworks軟件進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案最終確定以后，先用Solidworks軟件輸出工程圖，再到CAD中進(jìn)行修改。
4.總結(jié)和展望
課程設(shè)計(jì)是使學(xué)生具備綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力，學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)，了解實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的效果。
參考文獻(xiàn)：
在全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程不斷加劇與計(jì)算機(jī)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(dòng)作用下，建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)工作人員開(kāi)始從傳統(tǒng)模式下大量、繁雜的手工設(shè)計(jì)與計(jì)算工作中解脫出來(lái)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作效率也得到了較大的提升，這對(duì)于工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作而言更是如此。然而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)分依賴現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件雖然能夠在一定程度上起到對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作效率與質(zhì)量的保障，但它對(duì)于概念設(shè)計(jì)工作的忽視也很容易造成工業(yè)建筑設(shè)計(jì)脫離實(shí)際，建筑項(xiàng)目的相關(guān)功效也會(huì)因此受到限制。據(jù)此，如何在當(dāng)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(jì)已成為當(dāng)下相關(guān)工作人員最亟待解決的問(wèn)題之一。
1 當(dāng)前工業(yè)建筑中結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題分析
一般而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)建筑項(xiàng)目最終服務(wù)對(duì)象的不同可以分為民用建筑設(shè)計(jì)與工業(yè)建筑設(shè)計(jì)兩大類(lèi)。就民用建筑設(shè)計(jì)而言，無(wú)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(lái)說(shuō)是比較規(guī)則、比較統(tǒng)一的，整個(gè)建筑的負(fù)載能力也比較恒定，因而對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的要求并不是特別高。然而在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)當(dāng)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(wàn)別，工業(yè)建筑對(duì)于建筑體型、荷載能力的差異性影響最終也會(huì)使得其結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)工作相對(duì)而言較為系統(tǒng)、復(fù)雜。具體而言，當(dāng)前工業(yè)建筑中結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)工作存在的問(wèn)題可以歸納為以下幾個(gè)方面。
1.1 首先，工業(yè)建筑施工項(xiàng)目對(duì)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(jì)中需要以工藝布置的合理化為基本前提。然而當(dāng)前工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作所選用的結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件對(duì)這種工藝布置問(wèn)題始終缺乏一個(gè)較為明確的規(guī)定，再加上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師的工業(yè)建設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不夠充分，或是對(duì)這種資源整合型問(wèn)題的重視程度不高，在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中常常會(huì)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(yùn)行工作室，框架柱容易出現(xiàn)在某一個(gè)或是幾個(gè)方向的計(jì)算長(zhǎng)度的取值失誤以及振動(dòng)設(shè)備抗震減震構(gòu)造設(shè)計(jì)存在缺陷或是系統(tǒng)功能無(wú)法得到全面發(fā)揮等問(wèn)題，進(jìn)而給整個(gè)工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的制約。
1.2 其次，工業(yè)建筑當(dāng)中存在的復(fù)雜性、差異性建筑物載荷工況也會(huì)對(duì)工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的沖擊。就我國(guó)而言，在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)支持下，國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)廣泛使用的建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件多是以民用建筑為設(shè)計(jì)原型及參考對(duì)象，這也就意味著結(jié)構(gòu)計(jì)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(jì)算軟件盲目套用在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)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(yùn)行需求無(wú)法在結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件中得到全面、真實(shí)的反映，與此同時(shí)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(jì)算軟件最終計(jì)算出的數(shù)據(jù)顯示異常、計(jì)算結(jié)果失真問(wèn)題嚴(yán)重。
2 工業(yè)建筑中的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)重要性分析
針對(duì)上述有關(guān)當(dāng)前工業(yè)建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中存在的問(wèn)題分析，相關(guān)工作人員需要認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)作為彌補(bǔ)當(dāng)前單一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)它也是工業(yè)建筑又好又快發(fā)展過(guò)程中的必然選擇與趨勢(shì)。只有將合理的簡(jiǎn)化模型、建筑載荷組合與當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算分析軟件有效結(jié)構(gòu)在一起，在確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作順利開(kāi)展的基礎(chǔ)上，做到工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)安全性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，才能杜絕肥胖梁柱等多種工業(yè)建筑安全問(wèn)題的產(chǎn)生，進(jìn)而為工業(yè)建筑的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠性保障。筆者接下來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在工業(yè)建筑各環(huán)節(jié)、各步驟中的重要意義做簡(jiǎn)要分析與說(shuō)明。
2.1 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在工業(yè)建筑中必要性分析。概念設(shè)計(jì)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)工作人員設(shè)計(jì)思想的核心體現(xiàn)。一個(gè)好的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)工作的同時(shí)，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(guò)程中注重強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)工作開(kāi)展的必要性與重要性，最重要的依據(jù)在于當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算軟件無(wú)法全面、準(zhǔn)確的解決工業(yè)建筑在實(shí)際過(guò)程中存在的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題，這些問(wèn)題都需要采用概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施相結(jié)合的方式來(lái)解決。只有在此基礎(chǔ)上結(jié)合工業(yè)建筑的實(shí)際工況需求分析，結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)才能夠?yàn)楣I(yè)建筑提供全面、及時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù)。
2.2 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在工業(yè)建筑初步設(shè)計(jì)階段的重要性分析。就工業(yè)建筑初步設(shè)計(jì)階段而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(duì)整個(gè)工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)步驟、結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行初步規(guī)劃，并通過(guò)對(duì)這種結(jié)構(gòu)體系的建模運(yùn)算來(lái)確定整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性與可行性。在這一過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要特別關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與大型工業(yè)設(shè)備的融合情況。這是因?yàn)榇笮凸I(yè)設(shè)備的生產(chǎn)制造周期一般來(lái)說(shuō)都比較長(zhǎng)，一旦該項(xiàng)工業(yè)設(shè)備的購(gòu)入與使用得到相關(guān)部門(mén)的授權(quán)審批，工業(yè)建筑工程建設(shè)企業(yè)就會(huì)在第一時(shí)間聯(lián)系相關(guān)的制造廠商開(kāi)始訂貨、購(gòu)貨的相關(guān)事宜，此時(shí)的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案就順勢(shì)成為了建筑施工企業(yè)下一施工環(huán)節(jié)中的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。如這部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案考慮的不夠全面周詳，下一步驟的持續(xù)沿用就勢(shì)必會(huì)帶給整個(gè)工業(yè)建筑帶來(lái)極為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
基于這一實(shí)際情況，筆者認(rèn)為工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)工作人員需要在工業(yè)建筑的初步設(shè)計(jì)階段充分利用自身掌握的各種結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)知識(shí)，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(jì)效益比較明顯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案作為整個(gè)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(jì)在工業(yè)建筑抗震分析階段中的重要性分析。當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)過(guò)程中，各行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)新時(shí)期工業(yè)建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了較為嚴(yán)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(yíng)性質(zhì)的影響，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中的抗震設(shè)計(jì)有著格外嚴(yán)格的要求。相關(guān)工作人員需要認(rèn)識(shí)到抗震設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要意義，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)砌體結(jié)構(gòu)、墻體梁柱承重能力進(jìn)行著重處理。首先，概念設(shè)計(jì)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(duì)采取何種抗震措施對(duì)該區(qū)域進(jìn)行抗震能力的優(yōu)化作出明確說(shuō)明；其次，工業(yè)建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yǔ)
伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展與經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷進(jìn)步，人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)與精神文化需求對(duì)新時(shí)期的工業(yè)建筑提出了更為嚴(yán)格的要求。本文對(duì)工業(yè)建筑中的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說(shuō)明，希望對(duì)今后相關(guān)研究工作的開(kāi)展提供一定的意見(jiàn)與建議。
中圖分類(lèi)號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1引言
在建筑工程建設(shè)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵步驟。建筑結(jié)構(gòu)的造價(jià)在建筑工程的總造價(jià)中占較大比例。近些年來(lái)，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(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的需要。良好的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，不但能保證建筑物的美觀實(shí)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(guó)建筑物空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化還存在著很多問(wèn)題，很多建筑修建者和建筑空間設(shè)計(jì)者對(duì)建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視不夠，建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，影響了建筑的實(shí)用性和美觀性。所以，加強(qiáng)建筑工程建設(shè)中空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，是建筑工程迫切需要解決的重要問(wèn)題。
2建筑空間結(jié)構(gòu)基本設(shè)計(jì)
2.1建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念和原則
建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)用。建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要側(cè)重于建筑物結(jié)構(gòu)安全性能的設(shè)計(jì)方面，包括建筑物抗震能力、建筑物防風(fēng)能力和建筑整體空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)用、更加美觀。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先遵循經(jīng)濟(jì)環(huán)保、美觀大方、安全實(shí)用的設(shè)計(jì)原則，嚴(yán)格按照建筑物的施工要求和施工方案，對(duì)建筑的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行修建，才能保證建筑物的安全性和實(shí)用性。
2.2建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)與規(guī)范
建筑物空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本類(lèi)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(jìn)行修建。但是不管是何種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的建筑物，在空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上一定要遵循美觀實(shí)用、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的設(shè)計(jì)原則。首先，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要注意基礎(chǔ)平面圖的設(shè)計(jì)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(lái)減輕上部建筑物的重量，加強(qiáng)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(jì)。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(jì)要和建筑物整體的強(qiáng)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(huì)采用獨(dú)立柱基設(shè)計(jì)，要是建筑物的獨(dú)立基礎(chǔ)面積比較小，則可采用錐型基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)，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(jì)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(jì)合理，否則會(huì)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(jì)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(jì)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(jì)的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)的計(jì)算和分析是建筑工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的重要因素，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師自身要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)有清醒的認(rèn)識(shí)。在建筑結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中，選擇合適的計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)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(qiáng)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(jì)
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(jì)，但是在傳統(tǒng)的建筑工程中，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是必不可少的設(shè)計(jì)步驟。所謂建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(biāo)找出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)方法。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般是建筑設(shè)計(jì)者按照傳統(tǒng)的建筑物色號(hào)及要求創(chuàng)建建筑空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，基本只是設(shè)計(jì)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(jì)是在這些建筑方案基礎(chǔ)之上，通過(guò)建筑設(shè)計(jì)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(jì)、最安全的建筑物空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案來(lái)，提高建筑工程的實(shí)用性和安全性，改善建筑工程結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)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(jià)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(lèi)生活的基礎(chǔ)性的生存環(huán)境，與人類(lèi)的生產(chǎn)生活密切相關(guān)，所以建筑物的安全性和實(shí)用性是建筑物的基本要求。在建筑物空間優(yōu)化設(shè)計(jì)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(shí)用性也是考量建筑物結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)性和環(huán)保性，通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(lái)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(yán)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(diǎn)
3.2.1選擇合理的結(jié)構(gòu)方案
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(jià)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(jì)師互相溝通，對(duì)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(guò)反復(fù)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比、計(jì)算和優(yōu)化，選擇更合適、更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保的設(shè)計(jì)方案作為施工方案。
3.2.2進(jìn)行正確的結(jié)構(gòu)計(jì)算
目前，在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方面，一體化的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面廣泛應(yīng)用，幫助結(jié)構(gòu)工程師從繁瑣的計(jì)算中解脫出來(lái)。但是，建筑結(jié)構(gòu)工程師還要仔細(xì)的研究設(shè)計(jì)方案，仔細(xì)計(jì)算核對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、認(rèn)真分析設(shè)計(jì)誤差、選擇合適的參數(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)施工。建筑設(shè)計(jì)師只有加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)計(jì)算，優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案，才能保證建筑物設(shè)計(jì)方案的完美，保證建筑物的結(jié)構(gòu)合理，美觀實(shí)用。
3.2.3建立優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合評(píng)價(jià)體系
建筑物在進(jìn)行施工建設(shè)之前，完美的建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是重中之重，因此，在選擇合適的建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，要建立優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合評(píng)價(jià)體系。當(dāng)一套甚至多套建筑物空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案擺放在眼前，首先，建筑結(jié)構(gòu)工程師要嚴(yán)格把關(guān)，刪除不符合建筑施工標(biāo)準(zhǔn)和使用標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案。在幾套合適的方案中，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，即使選擇出合適的建筑設(shè)計(jì)方案，也要對(duì)此設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，嚴(yán)格計(jì)算設(shè)計(jì)方案中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，保證設(shè)計(jì)方案的正確性，還要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，加大安全系數(shù)，提高設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量，才能保證建筑空間設(shè)計(jì)的合理和實(shí)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]沈汝偉.對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的探討[J].煤炭技術(shù).2011.（4）
[2]文志華.建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)之我談[J].建材與裝飾.2012.（12）
當(dāng)前人們的生活質(zhì)量水平不斷提升的基礎(chǔ)上，人們對(duì)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(yán)峻的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。只有在建筑施工的各個(gè)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(jì)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(guò)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用理論研究，對(duì)實(shí)際就有著指導(dǎo)作用。
1建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)優(yōu)化的重要性分析
對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)層面來(lái)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。我國(guó)的建筑在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，將會(huì)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(jì)，只有在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面得到質(zhì)量保障，才能有助于建筑企業(yè)在市場(chǎng)中的進(jìn)一步發(fā)展。要在對(duì)建筑質(zhì)量得以保障的基礎(chǔ)上來(lái)加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，將先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)都要能在實(shí)際的設(shè)計(jì)中加以融入［1］。通過(guò)建筑房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，能將施工機(jī)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(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，也能在成本方面得到有效降低，對(duì)房屋的經(jīng)濟(jì)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(jì)遵循的原則分析
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)的科學(xué)合理性。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要能和大眾的實(shí)際需求得到滿足，也就是要能對(duì)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(jì)過(guò)程中對(duì)安全環(huán)保要得以重視［2］。同時(shí)，也要能對(duì)開(kāi)發(fā)商的經(jīng)濟(jì)效益能充分考慮，將項(xiàng)目資源得以科學(xué)合理化的分配，最大程度的節(jié)約開(kāi)發(fā)商的成本。另外，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要能將設(shè)計(jì)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(jì)的科學(xué)合理性，對(duì)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(duì)實(shí)際的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善性有著保障。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的步驟和方法分析
2．1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的步驟分析
對(duì)建筑房屋結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，要嚴(yán)格的按照相應(yīng)步驟進(jìn)行，這樣才能將設(shè)計(jì)的科學(xué)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(jì)的變量要科學(xué)合理的加以解決。主要就是對(duì)目標(biāo)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(duì)影響相對(duì)較小的就要實(shí)施預(yù)定式參數(shù)進(jìn)行表示，這對(duì)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(duì)目標(biāo)函數(shù)的確定，這就能對(duì)建筑整體工程造價(jià)情況得以了解。然后將約束條件也能科學(xué)化的確定，從而為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。然后，要對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案加以設(shè)定，在這一環(huán)節(jié)要注重對(duì)由約束優(yōu)化向無(wú)約束優(yōu)化。接著就要在應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)上科學(xué)化呈現(xiàn)，在優(yōu)化模式以及設(shè)計(jì)中的計(jì)算方式的有效應(yīng)用，就壓能在這些內(nèi)容實(shí)施基礎(chǔ)上，將應(yīng)用程序能綜合性以及科學(xué)化的加以呈現(xiàn)，這樣就能將應(yīng)用程序的實(shí)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(jìn)行實(shí)施。在得到了相應(yīng)計(jì)算結(jié)果后，就要對(duì)這一結(jié)果實(shí)施綜合性分析，將設(shè)計(jì)的最佳方案得以確定，這樣就能保障房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全以及美觀，才能將優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)目標(biāo)得以體現(xiàn)。
2．2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用體現(xiàn)在多個(gè)方面，對(duì)整體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面就要能注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的層次性以及復(fù)雜性。對(duì)房屋建筑設(shè)計(jì)的體系以及結(jié)構(gòu)體系和安裝設(shè)計(jì)體系的相關(guān)內(nèi)容得以重視，設(shè)計(jì)人員要能對(duì)下屬體系的優(yōu)化得以充分重視，將工程疊加的目標(biāo)得以有效實(shí)現(xiàn)。在對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的使用年限的保障，就要能分階段的加以實(shí)施，通過(guò)對(duì)不同階段和性質(zhì)對(duì)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(jì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提高。第二，加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻結(jié)構(gòu)布局。對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，就要能充分重視剪力墻的科學(xué)化布局，對(duì)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(fēng)力和地震等外部因素對(duì)其產(chǎn)生的影響［5］。在房屋的類(lèi)型上如果允許，就可通過(guò)對(duì)大開(kāi)間剪力墻構(gòu)造加以應(yīng)用，以及對(duì)墻肢長(zhǎng)實(shí)施增加措施，這對(duì)剪力墻的剛度就能得到有效保障。通過(guò)這一設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，也能對(duì)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(jì)中注重設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(qiáng)化，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性上要能得到保障，以及在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的造型美觀度方面也要體現(xiàn)［6］。在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的墻以及柱的布置過(guò)程中，就要能和房建平面功能實(shí)際需求得到有效保障，在房建的開(kāi)間以及進(jìn)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(jiǎn)潔化，在每層的截面以及高度都要能得以充分保障。第四，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化要充分重視。對(duì)圍護(hù)以及屋蓋系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這就要能夠?qū)Χ喾矫娴膬?nèi)容進(jìn)行考慮，在房屋結(jié)構(gòu)的選型以及布局和造價(jià)等各個(gè)層面都要加強(qiáng)理論的分析。為能使得房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和時(shí)展相同步，就要注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能上滿足基礎(chǔ)上，通過(guò)豎直方向布置來(lái)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(jì)上盡量保持對(duì)稱(chēng)性等。第五，加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中電氣的應(yīng)用。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)電氣優(yōu)化方面要得以重視，這在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也占有比較重要的位置。對(duì)電氣設(shè)備的安裝中，一些管線會(huì)通過(guò)梁體，還要能對(duì)孔洞預(yù)留得以充分重視，如果在這一設(shè)計(jì)上沒(méi)有得到重視，就會(huì)造成再次的穿孔，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就會(huì)帶來(lái)影響。
3結(jié)語(yǔ)
總而言之，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用，就要從多方面得以充分重視，和實(shí)際的情況緊密結(jié)合。通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念以及方法的優(yōu)化，就能將整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量水平得以有效提升。通過(guò)此次的理論研究，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)就有著一定指導(dǎo)作用。
參考文獻(xiàn)
［1］許宗雨．探析房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用［J］．江西建材，2014．
［2］馬巒．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)和優(yōu)化的研究［J］．城市建筑，2013．
中圖分類(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(jì)和施工單位急需大批熟練掌握橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工知識(shí)的專(zhuān)業(yè)人才。由于過(guò)去橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)的本科階段鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容及教材側(cè)重點(diǎn)與工業(yè)民用建筑專(zhuān)業(yè)無(wú)異，剛畢業(yè)的橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)的大學(xué)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(zhuān)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?chǎng)需求，另一方面，橋梁與渡河工程專(zhuān)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(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)該空間還將不斷擴(kuò)展。①為了滿足社會(huì)對(duì)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(zhuān)業(yè)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式方面也在不斷進(jìn)行改革。
1 教學(xué)內(nèi)容
1.1 教材
目前，國(guó)內(nèi)已有的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》教材，大多基于《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）②編寫(xiě)，適合工業(yè)民用建筑專(zhuān)業(yè)的本科生進(jìn)行學(xué)習(xí)。涉及公路橋涵、鐵路橋梁的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》教材極少，以至于橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)此類(lèi)③④教材后，無(wú)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(jì)中。針對(duì)上述問(wèn)題，我校橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程，選用東南大學(xué)葉見(jiàn)曙教授編寫(xiě)的“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”⑤第三版第四篇――鋼結(jié)構(gòu)。該書(shū)結(jié)合我國(guó)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、鋼-混凝土組合橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行編寫(xiě)，較好地解決了教材脫離規(guī)范的問(wèn)題。此外，結(jié)合鋼橋、組合結(jié)構(gòu)橋梁參考書(shū)籍，在授課過(guò)程中緊緊圍繞橋梁專(zhuān)業(yè)用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行講解，使學(xué)生工作后，能夠做到學(xué)以致用，更快適應(yīng)工作。
1.2 側(cè)重點(diǎn)
橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生在進(jìn)行“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程的學(xué)習(xí)之前，材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課都已經(jīng)進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。在“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程的教學(xué)過(guò)程中，涉及到這部分的內(nèi)容適當(dāng)從簡(jiǎn)講授，而增加更多針對(duì)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(diǎn)放在橋梁鋼結(jié)構(gòu)用鋼材、高強(qiáng)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(xué)生了解現(xiàn)有橋梁用鋼的現(xiàn)狀及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)；結(jié)合這些材料在實(shí)際工程中的應(yīng)用圖片，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；在橋梁鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，適當(dāng)介紹索設(shè)計(jì)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(xué)生學(xué)習(xí)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(xiàn)，供學(xué)生在課余時(shí)間有選擇地學(xué)習(xí)；橋梁鋼結(jié)構(gòu)尤其是鐵路橋，由于受到動(dòng)荷載的影響，鋼結(jié)構(gòu)焊接的疲勞問(wèn)題不容忽視，在橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程中必須補(bǔ)充疲勞設(shè)計(jì)的相應(yīng)內(nèi)容。為拓展學(xué)生的就業(yè)面，在課程講授過(guò)程中適當(dāng)增加工業(yè)民用建筑用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，對(duì)其所用規(guī)范進(jìn)行介紹，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。
2 教學(xué)方法
橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程教學(xué)，應(yīng)該既注重基本知識(shí)的傳授，同時(shí)不斷啟發(fā)學(xué)生，調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動(dòng)性，逐步培養(yǎng)出發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、最終解決問(wèn)題的能力。通過(guò)對(duì)這種學(xué)習(xí)方法的傳授，使學(xué)生既能掌握書(shū)本知識(shí)，又能不斷創(chuàng)新進(jìn)取，極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
2.1 理論教學(xué)
針對(duì)學(xué)生對(duì)圖片或視頻信息的興趣濃厚，對(duì)單純的數(shù)字或者文字興味索然的現(xiàn)實(shí)情況，對(duì)抽象的理論問(wèn)題，用動(dòng)畫(huà)或搜集實(shí)際工程中的圖片，以幻燈片或視頻形式播放給學(xué)生，讓學(xué)生以?shī)蕵?lè)的方式掌握知識(shí)。例如，鋼結(jié)構(gòu)的連接和破壞問(wèn)題，每一項(xiàng)鋼結(jié)構(gòu)的破壞或失穩(wěn)現(xiàn)象都通過(guò)圖片展現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考這些現(xiàn)象背后的機(jī)理問(wèn)題，誘發(fā)學(xué)生的興趣，從而引出該節(jié)課程教授的重點(diǎn)，改善課堂教學(xué)的效果；同時(shí)，圖片或視頻的應(yīng)用，還能加深學(xué)生對(duì)基本知識(shí)與基本原理的感性認(rèn)識(shí)。
但對(duì)于計(jì)算原理和公式，一定要用板書(shū)演示其推導(dǎo)過(guò)程，讓學(xué)生的思路緊隨教師的演示，充分利用課堂時(shí)間，消化計(jì)算原理，提高教學(xué)效率。在計(jì)算理論講解完成后，結(jié)合工程應(yīng)用，介紹實(shí)際橋梁鋼結(jié)構(gòu)的細(xì)部處理及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施，讓學(xué)生做到理論與實(shí)際相結(jié)合，掌握工程中處理具體問(wèn)題的方法。
采用習(xí)題課、討論課的方式，對(duì)學(xué)生作業(yè)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行深入剖析，點(diǎn)評(píng)解題過(guò)程中的易錯(cuò)點(diǎn)和答題錯(cuò)誤的原因。在講解和討論的過(guò)程中，幫助學(xué)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(shí)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、細(xì)致的工作作風(fēng)。
2.2 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)
在橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程講授過(guò)程中，多媒體、板書(shū)等多種手段是課堂教學(xué)的主要方法，但對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程來(lái)說(shuō)，僅有課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因?yàn)楸M管有多媒體作為教學(xué)工具，但畢竟還是圖片或短暫影片，學(xué)生難以形成一個(gè)完整的鋼結(jié)構(gòu)的概念，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)依舊不夠具體深刻。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程的理論教學(xué)學(xué)習(xí)期間或結(jié)束后，充分利用學(xué)校周?chē)呀ɑ蛟诮ㄤ摌蚺c組合結(jié)構(gòu)橋梁，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀、學(xué)習(xí)，便于理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用“接軌”，有選擇性地帶學(xué)生深入施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐很有必要。在進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)之前，負(fù)責(zé)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程的教師，需要事先向?qū)W生講解工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中所涉及的系統(tǒng)知識(shí)。安排好班級(jí)分組與帶隊(duì)教師，特別強(qiáng)調(diào)實(shí)習(xí)過(guò)程中的安全問(wèn)題與組織紀(jì)律問(wèn)題。在施工現(xiàn)場(chǎng)，讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)真實(shí)的螺栓、焊縫、縱向和橫向的加勁肋，辨別現(xiàn)實(shí)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(chǎng)連接拼裝。請(qǐng)施工單位負(fù)責(zé)人講解施工現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)的基本概況，采用的施工方法，施工組織設(shè)計(jì)，施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，安全保障措施，施工過(guò)程中遇到的各種困難，出現(xiàn)的問(wèn)題及解決的方案等?，F(xiàn)場(chǎng)教學(xué)過(guò)程中，提醒學(xué)生注意觀察，認(rèn)真聆聽(tīng)講解，將書(shū)本上的圖紙和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)體結(jié)構(gòu)充分比對(duì)，加深對(duì)書(shū)本知識(shí)的理解。同時(shí)，結(jié)合工程技術(shù)人員的講解，學(xué)習(xí)工程中處理具體問(wèn)題的方法，真正達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的目的。
2.3 實(shí)踐教學(xué)
實(shí)踐教學(xué)分為實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)兩部分。學(xué)生在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，如果對(duì)某個(gè)問(wèn)題有進(jìn)一步研究的興趣，可以通過(guò)參與大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提出自己的研究課題。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，動(dòng)手制作鋼結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)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(xué)生的創(chuàng)新熱情，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，同時(shí)也可為今后的學(xué)習(xí)和工作提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。課程設(shè)計(jì)，有助于幫助學(xué)生系統(tǒng)地應(yīng)用理論課程學(xué)習(xí)到的知識(shí)，做到學(xué)以致用。但以往的課程設(shè)計(jì)都是在理論課講授完畢后進(jìn)行，設(shè)計(jì)效果不佳。為了改善課程設(shè)計(jì)效果，打破理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)的嚴(yán)格界限，將理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。⑥在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程開(kāi)始上課之時(shí)，就給定課程設(shè)計(jì)題目，隨著授課進(jìn)度的深入，讓學(xué)生以長(zhǎng)期大作業(yè)的方式分步驟完成。這樣，在理論授課過(guò)程中，學(xué)生隨時(shí)可以針對(duì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)，并能得到及時(shí)解答，課程設(shè)計(jì)周學(xué)生只需整理計(jì)算書(shū)、繪制圖紙。這樣，學(xué)生有充足的時(shí)間掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的各項(xiàng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)內(nèi)容，遇到問(wèn)題能夠及時(shí)得到解決。
3 考核方式
在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程的教學(xué)成果進(jìn)行考核時(shí)，如果僅僅通過(guò)期中、期末的考試結(jié)果來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，顯然將會(huì)是不全面的，也是不準(zhǔn)確的。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的教學(xué)過(guò)程中，采用多種考核形式，例如隨堂測(cè)驗(yàn)，課堂提問(wèn)，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論或者針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的某一問(wèn)題，讓學(xué)生提交研究報(bào)告等方式進(jìn)行考核。對(duì)學(xué)生的日常測(cè)驗(yàn)，也可以采用口試和筆試相結(jié)合的形式，或者把一次測(cè)驗(yàn)拆分為多次小的測(cè)驗(yàn)，這將有助于更加全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，降低一次考試所帶來(lái)的偶然性。傳統(tǒng)的考試方法大多偏重對(duì)知識(shí)的記憶，形式單一，難以客觀、全面地評(píng)價(jià)教學(xué)效果，也難以調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。橋梁與渡河工程的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程考試，借鑒國(guó)家一級(jí)注冊(cè)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(xué)生死記硬背。此外，可考慮“半開(kāi)卷”考試，允許學(xué)生將自己認(rèn)為重要的內(nèi)容事先書(shū)寫(xiě)在一張A4紙上，考試時(shí)允許查看，考后隨試卷上交。這樣，學(xué)生對(duì)自己認(rèn)為的重點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，通過(guò)總結(jié)內(nèi)容的實(shí)用性，可反映學(xué)生對(duì)課程重點(diǎn)的把控。
4 結(jié)語(yǔ)
針對(duì)橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式三個(gè)方面，提出了一系列的改革措施。
（1）選用《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shū)籍，已學(xué)過(guò)的內(nèi)容適當(dāng)從簡(jiǎn)講授，緊緊圍繞橋梁專(zhuān)業(yè)用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行講解。（2）對(duì)抽象的理論問(wèn)題，用動(dòng)畫(huà)或搜集實(shí)際工程中的圖片，以幻燈片或視頻形式進(jìn)行播放；但對(duì)于計(jì)算原理和公式，一定用板書(shū)演示推導(dǎo)過(guò)程；采用習(xí)題課、討論課的方式，點(diǎn)評(píng)解題過(guò)程中的易錯(cuò)點(diǎn)，總結(jié)解題技巧。（3）在理論課學(xué)習(xí)期間，充分利用學(xué)校周?chē)呀ɑ蛟诮ㄤ撆c組合結(jié)構(gòu)橋梁，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀、學(xué)習(xí)。（4）理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，進(jìn)行大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。（5）考核中，借鑒國(guó)家一級(jí)注冊(cè)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(kāi)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(xué)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(jì)規(guī)范[S].GB50017-2003.
③ 陳紹蕃.鋼結(jié)構(gòu)[M].北京：中國(guó)建筑出版社，2003.
