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結構設計基本步驟范文1
關鍵詞：建筑；結構設計；質量控制；措施
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著我國市場經濟狀況的高速發展，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上。同時，我國的內陸地區地震頻發，住房的質量不但與廣大人民的切身利益息息相關，還可能在自然災害發生時直接影響到百姓的人身安全。建筑的結構設計在很大程度上影響著建設工程的安全可靠、美觀實用、施工難度、工程造價等諸多品質，提高建筑結構設計質量自古以來，都是結構工程師最為關注的話題之一。同時，項目的特殊要求、施工環境的變化以及結構設計人員水平上的差異等諸多因素都與結構設計的出圖質量密切相關。為了盡可能避免設計圖紙上出現“漏、碰、錯、缺”，相關領域的技術工作者應當通過有效的措施盡可能提高建筑結構設計的質量。通過文章中的分析，概念設計在建筑結構設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、計算結果的荷載分析、數學建模工作的有效進行，都是提高建筑結構設計質量的好辦法。本文在此談了談自己的觀點和看法，可供同行參考。
1 建筑結構設計的概念
結構設計的具體程序是需要嚴格遵守的。建筑物的設計工作實際上存在諸多分支，這些分支具體涵蓋了結構設計、電氣設計、建筑設計、暖氣通風設計、給排水設計等。每個分支的具體設計過程都必須圍繞四個根本目標: 審美要求、功能要求、環保要求以及經濟要求。建筑的結構是建筑物發揮其使用功能的基本條件，因而，結構設計也是建筑物設計過程中極為重要的組成部分之一，結構設計細分為以下四個步驟: 設計結構方案、結構分析、設計構件、繪制施工圖紙。建筑結構的類型這一概念相對而言范圍廣、內容豐富。根據不同建筑物在具體功能要求上的差異，隨著科學技術的發展，逐漸產生了諸多結構類型與結構的分類方法。從建筑物具體用途的角度，可以劃分為民用建筑與工業建筑。如果依據建筑物的層數來分類，則可以分為超高層、高層、多層、單層建筑。建筑物使用的結構材料是有所區別的，從結構類型的角度來分類，大體上有: 混合結構、砌體結構、木結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構等。此外，建筑物的結構構件組成方式也存在較大的區別，從這個角度，可以劃分為框筒結構、剪力墻結構、框架結構、筒中筒結構、筒體結構、框剪結構、束筒結構等。由此可見，建筑結構類型的劃分方法頗多，內容也相對復雜。而建筑結構設計中還有一個很重要的名詞: 概念設計。概念設計的具體含義指的是通過清晰、明確的概念結構，在不進行數值計算的情況下，根據分系統與整體結構系統間的結構破壞機理、力學關系、實驗現象、震害以及工程經驗所獲得的原始設計思想與基本設計原則，對結構的計算結果做出合理、準確的分析，同時將計算假設與結構的實際受力狀況間的差異也考慮在內，對結構或構造進行設計，盡可能保證建筑物的受力更安全、更合理、更協調。
2 概念設計在建筑結構設計中的重要意義
在結構設計中，概念設計占據極其重要的地位，結構設計步驟通?？梢詣澐譃槿? 前期選擇方案階段，中期結構計算階段以及后期制繪施工圖階段。結構設計與分析的首要步驟就是概念設計，以上三個步驟均與科學的概念指導不可分割。一名好的結構工程師在每個項目工程設計的初始階段，也就是建筑設計方案確定階段，先按照自身的經驗和專業基礎，在心里經歷一段優化過程，應用概念設計手段，能夠快速、合理地構思，比較，抉擇每一個結構體系，并且協助建筑師擴展或者實現建筑行業所需要的空間形式，想要的使用，構筑和形象功能，且將其定為目標，同建筑師共同決定建筑的總體結構方案，此外，還要確定整體結構體系和分體結構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力分析所得到的數據可靠性的依據。作為結構設計的靈魂和核心，概念設計統領著整個結構設計過程，也顯示了設計工程師的理論和設計水平。通過結構概念設計的運用，可以從全局上明確結構的各項性能，從而科學的判斷計算分析得到的結果并進行合理的利用，確保了設計過程中工程師的主體地位。
3 提高建筑結構設計質量控制的措施
建筑工程的一個特點就是受到地理因素的制約與影響，這個特點也導致設計過程中涉及的參數很可能具有一定的特殊性。簡單舉例有: 基本雪壓、基本風壓、場地土類別、地震烈度等鑄鍛參數的選取過程都要嚴格依照《全國基本雪壓分布圖》《全國基本風壓分布圖》以及工程地質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存在差異，工程師則需要根據實際選用的主材確定墻體荷載。在開始設計之前，設計人員應當大量收集設計相關資料、深入研究設計規范，根據具體的工程類型、地域條件確定具體參數，這樣的做法能夠在加強計算結果可靠性的同時，避免參數不合理、參數錯誤造成的返工、浪費等現象。建模計算的前期處理是提高結構設計質量的重要措施之一。對荷載的計算要保證準確有效，估計、推測等無依據的做法是需要每個工程師盡可能避免的。建模的過程要嚴格按照科學的方法來給定輸入，樓梯洞口輸入處的局部開洞處理，轉換層構件與懸挑構件設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具體含義的情況下，毫無依據的對參數進行盲目的修改是結構建模過程中的一個大忌。在調整參數的過程中，要格外注意不同參數的具體適用范圍，具體的某一項參數大多具有較為嚴格的適用性，磚混結構下準確的參數，很可能不適用于框架結構，多層結構下準確的參數，對高層結構的適用性也未必能夠保證。對相關計算軟件的應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條件的，軟件的編制默認狀態下均符合這些特定條件，為了避免出現參數不匹配、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。缺乏對于軟件技術條件的深刻理解，就無法合理、正確的應用軟件進行實際設計。因過分信任計算機的計算結果，而忽視結構概念導致的嚴重錯誤，近年來在結構設計領域也屢見不鮮。相關領域工作者在必要的情況下要進行手算復核，而不是迷信軟件的計算結果，這種情況對于帶轉換的構件設計工作最為重要。在結構設計的過程中，建筑物計算分析的結果是為了確保在靜力荷載以及自然災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果展開的設計，在實際生活中是很難避免荷載作用下建筑物局部開裂、破壞等現象的。針對不同的自然災害，要進行專門的防護性設計。以地震為例，可以根據工程抗震等級的要求指標，按照設計規范中的具體要求，在結構設計過程中采用必要的構造措施。特別是針對計算性相對比較弱的結構類型時，多數的設計都要求通過構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構設計質量[J]．工程技術，2010，（09）.
[2] 張麗莉．淺談提高建筑設計質量的措施[J]．建筑工程，2011，（02）.
結構設計基本步驟范文2
【關鍵詞】鋼結構；建筑；設計
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構設計的方法及設計原則，闡述了鋼結構設計的步驟，并對剛結構設計中需要注意的地方進行了強調。
二、鋼結構設計方法的介紹
1.容許應力法(ASD)
ASD的設計原則是:結構構件的計算應力不得大于結構設計規范所給定的容許應力。結構構件的計算應力是按規范規定的標準荷載,以一階彈性理論計算得到:容許應力則是用一個由經驗判斷的大于1的安全系數去除材料的屈服應力或極限應力而確定。
容許應力法的主要優點是計算簡單,但存在如下主要不足:(1)對于塑性材料,由于沒有考慮結構在塑性階段的承載潛力,其實際的安全水平偏高;(2)不能合理考慮結構幾何非線性的影響;(3)由于采用單一安全系數,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)的結構安全水平相差甚遠;(4)不能從定量上度量結構的可靠度,更不能使各類結構的安全度達到同一水準。
2.塑性設計法(PD)
PD的設計原則是:結構構件的塑性極限承載力應不低于標準荷載引起的構件內力乘以安全系數。在結構分析中常采用一階塑性分析法或剛塑性分析法。塑性設計法的主要優點是允許結構在進入塑性后進行內力重分布,這就要求結構和構件有足夠延性,因而在塑性設計中截面腹板和翼緣的尺寸比例有嚴格的限制。雖然塑性設計法考慮了材料的非線性,可克服容許應力法中的缺陷(1),但材料屈服的擴展和結構構件的穩定性在結構設計中仍然沒有反映。同時在結構可靠性方面,塑性設計法同容許應力法一樣,還是由經驗性的安全系數來保證。
3.極限狀態法(LRFD)
為了克服上述缺陷,采用抗力和荷載分項系數代替原來單一安全系數的極限狀態設計法成為現行世界各國的主要設計方法。由于荷載的作用,結構在使用周期內有可能達到各種極限狀態,這些極限狀態可分為兩類:承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。結構的安全性對應結構的承載能力極限狀態,包括構件斷裂、失穩、過大的塑性變形等所導致的結構破壞。
三、建筑鋼結構設計方法的研究現狀
目前，建筑鋼結構設計方法的研究主要表現在下列幾個方面。
1.對現行方法的改進
由于現行建筑鋼結構設計方法存在上述缺陷，不少研究者試圖在彈性范圍內對現行方法加以改進，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，它們都是試圖以結構的彈性分析達到非彈性分析的結果，存在根本的局限性。
2.對新的結構設計方法的探討
要徹底克服前述現行建筑鋼結構設計方法中的前3種缺陷，必須建立以結構整體承載極限狀態和結構整體極限承載力為目標的結構分析設計方法。為此，最近10年國內外學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點域剪切變形以及它們的共同效應對結構極限承載力的影響等。
3.對結構體系可靠度計算方法的探討
結構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、響應面法和隨機有限元法等。失效模式法由于無法與精確的結構非線性分析相結合，一般認為不能用于復雜結構體系的精確計算。響應面法通常將結構的極限狀態面在設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面可能導致較大的誤差。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建立結構的隨機有限元方程，由于其要求理論推導的嚴密性而限制了它在結構可靠度分析中的應用。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，Monte Carlo法在結構可靠度分析中的應用將愈加普遍。
四、現行建筑鋼結構設計方法的缺陷
極限狀態設計法是結構從經驗設計向概率設計轉變的一次變革、但現行的建筑鋼結構安全性設計方法仍有待進一步完善二目前世界各國關于建筑鋼結構安全性設計的一般步驟為: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構的位移和各構件的內力，即整體結構的彈性分析;然后將結構分析所得內力用于構件的各種極限狀態方程進行構件設計，即單個構件的非彈性設計。若構件滿足各種規定的極限狀態方程，則認為結構設計符合規范要求。這種設計方法實質上是基于構件承載力極限狀態的結構設計存在著如下缺陷。
1.結構整體失穩的計算模式與實際失穩狀態不一致
現行規范對結構失穩的計算模式是基于 結構同一層柱同時按相同模式對稱或反對稱失穩 假定,結構的整體穩定是通過構件設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構中個別或少數構件首先達到彈塑性失穩的實際形式不一致。換句話說, 計算長度的概念并不能真實有效地反應結構和構件之間的相互關系。
2. 結構內力計算模式與構件承載力計算模式不一致
由于整體結構的彈性分析未考慮材料非線性和( 或) 幾何非線性的影響, 而構件的非彈性設計卻考慮了材料非線性和幾何非線性的影響, 一般情況下,結構構件達到極限承載力時已處于非線性彈塑性狀態, 其內力會重新分配。因此, 按彈性狀態計算結構各構件的內力并不是該構件達到極限承載力時的實際內力。換句話說, 整體結構的彈性分析與單個構件的非彈性設計的方法不協調。
五、鋼結構設計原則
近年來，在鋼結構設計中經常出現失穩事故，造成嚴重的人員傷亡與經濟損失，主要原因是由于以下兩方面造成：
1.由于空間網架、網殼結構等新型鋼結構的不斷出現，造成相關設計者沒有足夠的時間去了解掌握這些新型結構的設計；
2.由于鋼結構設計者缺乏相關設計經驗，關于鋼結構和構件的整體穩定性概念理解不夠清晰，成為鋼結構設計中經常出現的薄弱環節。因此，穩定性成為鋼結構設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。所以根據穩定性問題在實際的鋼結構設計中的特點，以及未來更好的保證鋼結構設計中構件不會喪失穩定性，設計過程中應嚴格遵守以下三條基本原則：
①保證整體結構的細部構造和構件的穩定計算，二者必須相互配合，相互統一；
②在進行結構布置時，必須從整個體系和組成部分的穩定性要求出發，進行全面考慮；
③必須保證結構計算簡圖和實際計算方法所依據的簡圖相一致，這對框架結構的穩定計算起著相當關鍵的作用。
六、鋼結構設計的步驟
1.判斷結構是否適合用鋼結構
鋼結構通常用于高層、大跨度、體型復雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動、高溫車間、密封性要求高、要求能活動或經常裝拆的結構。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。這是和鋼結構自身的特點相一致的。
2.結構選型與結構布置
在鋼結構設計的整個過程中都應該被強調的是“概念設計”，它在結構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范未規定的問題，可依據從整體結構體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的設計思想，從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施。
3.預估截面
結構布置結束后，需對構件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。除此之外，構件截面形式的選擇沒有固定的要求，結構工程師應該根據構件的受力情況，合理的選擇安全經濟美觀的截面。
工程判定
要正確使用結構軟件，還應對其輸出結果的做“工程判定”。比如，評估各向周期、總剪力、變形特征等。根據“工程判定”選擇修改模型重新分析,還是修正計算結果。
構件設計
構件的設計首先是材料的選擇，比較常用的是Q235(類似A3)和Q345(類似16Mn)，通常主結構使用單一鋼種以便于工程管理，經濟考慮，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；穩定控制時，宜使用Q235。構件設計中,現行規范使用的是彈塑性的方法來驗算截面。這和結構內力計算的彈性方法并不匹配。
節點設計
連接節點的設計是鋼結構設計中重要的內容之一。在結構分析前，就應該對節點的形式有充分思考與確定。常常出現的一種情況是，最終設計的節點與結構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，節點分剛接，鉸接和半剛接，初學者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者。
圖紙編制
鋼結構設計出圖分設計圖和施工詳圖兩階段，設計圖為設計單位提供，施工詳圖通常由鋼結構制造公司根據設計圖編制，有時也會由設計單位代為編制。設計圖及施工詳圖的內容表達方法及出圖深度的控制，目前比較混亂，各個設計單位之間及其與鋼結構公司之間不盡相同。
七、鋼結構設計過程中注意問題
1.整體分析與優化設計。在鋼結構設計過程中，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，為了獲得理想的設計結構，在設計過程中可以采取優化設計的理念，并將次構件的作用盡可能考慮進來，同時滿足鋼結構設計的安全性與經濟性，降低工程的成本。
2.嚴格控制整體剛度。一般來說，穩定條件、強度條件等并非是決定鋼結構構件的截面設計主要因素，而結構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件形成的大跨度結構來說更是如此，因此設計過程中要注意對結構的整體分析，保證設計效果。
3.保證計算模型的精確性與結構的可靠性。鋼結構材料屬于相對比較理想的彈塑性體，其組織體現出一定的均勻性，接近各向同性，與現階段很多計算方法、基本概念的要求完全相符，同時鋼結構構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、結構的可靠性等必須得到保證。
4.節點構造相對十分復雜。在鋼結構設計過程中，鋼結構構件之間的連接與構造比較復雜，因此在設計過程中要注意并充分考慮這一點。設計節點時要綜合考慮受力情況、建筑要求、構件截面形式、連接方法等各方面因素，再確定出合理、適用的節點構造形式。
八、結束語
我國鋼結構設計近十幾年的發展中有了快速的發展，但是相對于歐美等發達國家，還存在一定的差距。這需要我們不斷的開發研究來進一步的縮短差距。
參考文獻：
[1]申海嘯，張玉生，蔡鵬.談鋼結構設計的一般過程[J].陜西建筑，2008年09期.
[2]馬家軍.鋼結構設計步驟和設計思路[J].黑龍江科技信息，2008年05期.
結構設計基本步驟范文3
關鍵詞：混凝土結構；設計；本科教學
【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的學科，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。其發展取決于兩方面：物質技術方面和科學理論方面?？茖W理論的目的是認識課題，尋求本質，主要任務是解決“為什么”，表現形態為知識理論；物質技術的目的是用來改造課題，任務是回答“做什么和怎樣做”，表現形態為物質[1]。在土木工程領域科學理論主要表現為材料和結構在作用下的反應與破壞機理、計算原理；物質技術主為材料制作與加工技術、結構技術、施工技術、節能技術等。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?？茖W理論方面每個領域都是基本相同的，由于不同領域的特殊性，其物質技術方面不盡相同。在本科教學中，作者認為應講清理論，來理解和掌握技術；工作中，則要結合現有技術和理論，解決工程問題，創造和使用新的技術。
雖然房屋建筑工程只包含兩個方面――科學和技術，但內容非常多，限于篇幅，本文主要講述物質技術中的結構設計。結構是承重的骨架體系，根據組成材料又可分為混凝土結構、鋼結構、磚混結構、木結構等。不同材料及所組成的結構體系在作用的反應與破壞機理的不同，設計方法又有所不同，本文主要從總體上講述混凝土結構的設計方法的共性與教學改革建議。所謂結構體系是指構件按一定的傳力路徑而組成的結構定式，通常簡稱為結構。目前混凝土結構體系主要有框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、板柱-剪力墻結構、筒體結構、框架-核心筒結構、筒中筒結構、混合結構。
混凝土結構的材料組成主要是鋼和混凝土，由于兩種材料的組成關系不同，以及結構體系的不同，不同的結構在荷載的作用下有共性，又有其特性。下面就談談結構設計共同的基本原則和步驟。
一、結構設計
設計就是把我們的規劃、構思等，以視覺的形式（聲音、圖像和實物等）表現出來。結構設計通常指把空間以圖紙的形式表達出來。結構設計的基本原則是均勻性、整體性和經濟性。均勻性指結構質量、剛度、幾何尺寸和作用分布均勻。整體性一指結構在作用下，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，結構還能保持整體而不倒塌或緩倒塌。結構均勻，方便估計作用效應，找出薄弱部位，采取加強措施；結構整體好，能提高其抵抗偶然作用的能力及抗災能力，從而提高安全性。具體指導方針：安全適用，經濟合理，保證質量，方便施工，減輕偶然作用，避免人員傷亡，減少經濟損失。實施時從項目選址，（建筑和結構）設計，施工三個階段嚴格把關，科學決策。本文主要談結構設計階段的方法與步驟。
我國現階段的房屋建筑設計模式是建筑設計和結構設計分別由建筑師和結構師完成。通常把結構設計分成三個階段：方案設計，初步設計，施工圖設計。
1.方案設計
本階段結構師根據經驗，結合建筑方案，運用概念設計，初選結構的型式，結構的體系，構件的形式等。所謂概念設計即根據工程經驗等形成的設計原則和設計思想，進行結構總體布置并確定細部構造的過程。
由于結構在各種作用下反應的復雜性，以及實際結構與計算模型的差異，很難有效地算出結構在各種作用組合下的薄弱環節，因此本階段主要是運用正確的結構概念進行設計[2]，且要綜合考慮經濟、施工和技術先進性等。
具體過程結合結構破壞可能產生的后果及對各方面影響后果的嚴重性，根據建筑工程抗震設防分類標準與建筑結構可靠度設計統一標準，確定結構的設防類別及結構和構件的重要性。結合《抗規》（3.4節～3.9節，6.1.1）或《高規》（第3節），確定結構的三維尺寸（長寬高），結構體系及傳力途徑等。通常形成2個以上的方案，以供比較和進一步的優選。
2.初步設計與計算分析
主要是對前面的方案進行優選。初選構件的截面尺寸，材料，確定結構的計算簡圖，包括確定結構體系，桿件類型，桿件之間的連接形式，結構與支座的連接形式，材料的力學性質，荷載的計算。根據計算簡圖進行結構的力學行為分析（內力、變形、穩定性、動力特性等），從強度、剛度和穩定性三個方面對方案進行比較，確定最合理的方案。用極限狀態設計法，求出構件的計算配筋量。
初步估算可以用簡化方法并結合概念設計（如《抗規》3.4～3.6，《砼規》3.1～3.2和3.6，《高規》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3.6.6），對結構進一步的分析比較：內力、位移、周期、薄弱部位和復雜部位的應力分析等，綜合考慮施工與經濟，確定最優的方案（結構布置、構件尺寸和材料類型）。對最優方案做詳細的分析與計算（細部應力計算），得出計算配筋量。
3.施工圖設計
本階段主要是根據計算結果，結合概念設計，對結構和構件的構造、連接措施，耐久性及施工的要求，進一步的明確和細化，確定結構及構件的配筋量，細部構造的處理，選定材料。
目前常用的軟件能給出梁板柱墻及基礎的配筋量，并根據設定鋼筋庫進行選筋，并用平面標注。有時軟件的選筋結果不是很合理，還需要設計人員根據計算結果及規范的相關要求，并運用概念設計對配筋進行核查、調整和補充。規范相關章節為：《砼規》3.5，4章，8章～11章，《高規》3.6，3.10，6章～11章，《抗規》3.9節和第6章，非結構構件還要考慮《抗規》3.7節和第13章.基礎部位則要考慮《高規》第12章及《地規》和《樁規》。綜合考慮當地材料的供應和施工水平，書寫施工說明，繪制配筋圖。
二、教學
傳統設計規范以“截面鋼筋屈服”和“混凝土破碎”控制混凝土結構的安全，實際這只屬于安全的較低層次。而結構在偶然作用的倒塌，才是對安全的最大威脅。因此，提高結構的抗災性能，這才是結構安全的根本[3]。而提高結構的抗災性能，就要加強結構的整體性。傳統的房屋混凝土結構的教學也是以構件教學為主――重構件計算，輕概念。課程的安排方面也存在支離破碎的現狀。
作者認為，混凝土結構的教學也應隨著人們對結構設計認識的深化，而改變。指導思想為講清原理（學生和老師），重視概念和整體方案設計的教學，構件的計算作為基本技能掌握。具體為：1.課程的重組，把混凝土設計基本原理，混凝土結構設計，高層建筑結構設計，建筑結構抗震設計，合為混凝土結構設計，分為三部分――基本原理，結構設計（非抗震和抗震）。2.編寫相應的大綱和教學計劃――先進行整體結構的教學（方案設計，效應的計算與組合），考慮到與結構力學的銜接先以框架結構為例。再講基本原理，最后其它結構體系及結構的抗震設計。
三、總結
結構設計的原則是均勻性和整體性：要重視概念和方案設計（剛度、質量和幾何分布均勻），加強結構的整體性，提高結構抗災性能。教學更應該從傳統的構件式教學，過渡到整體式教學：理解原理，重視概念，掌握基本技能。
參考文獻
[1]科學與技術的區別[J].齊齊哈爾社聯通訊，1985，S2期：28.
結構設計基本步驟范文4
本專業主要培養具備能從事各類工程建設的場地評價，巖土體特性分析，特種地基加固處理，地質災害評價與治理等地質工程領域的各項工作的高級工程技術人才。
二、培養要求
畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：
具有較扎實的自然科學基礎，了解當代科學技術的主要方面和應用前景，熟悉地質工程勘察、設計施工。 掌握工程地質、工程力學、巖土力學的基本理論，地下工程、工程材料、結構分析與設計、地基處理方面的基本知識，掌握有關電工、工程測量與試驗、施工技術與組織等方面的基本知識。具有工程制圖、計算機應用、主要測試和試驗儀器使用的能力；具有綜合應用各種手段（包括外語工具）查詢資料、獲取信息的初步能力。熟悉國家有關工程勘察，建筑工程等方面的政策、規范和法規。具有進行工程勘察、設計、試驗、施工、管理和研究的初步能力。
三、主干學科 地質工程
四、主要課程
英語、高等數學、大學物理、普通化學、計算機基礎、材料力學、結構力學、巖土力學、建筑材料、鋼筋混凝土結構、道路勘測與設計、地下結構、施工技術與施工組織、地質工程經濟與企業管理。
五、主要實踐性教學環節（內容、要求）
設計1——鋼筋混凝土課程設計
時間：1周
內容：鋼筋混凝土結構
目的與要求：
通過本課程設計，使學生進一步掌握鋼筋混凝土結構設計的基本原理、方法和步驟。受到鋼筋混凝土結構設計的初步訓練。設計分兩部分進行，一部分為鋼筋混凝土樓蓋設計，一部分為單層廠房結構設計。要求學生完成相應的計算說明書及結構設計圖紙。
設計2——巖土體工程課程設計
時間：1周
內容：巖土體穩定性評價、巖土體工程設計
目的與要求：
通過本課程設計，使學生進一步掌握巖土體穩定性評價及巖土體工程設計的原理、方法和步驟，受到巖土體工程設計的初步訓練。要求學生在教師的指導下，完成相應的計算說明書和設計圖紙。
設計3——基礎工程設計
時間：1周
內容：根據工程地質勘察報告及有關資料選擇基礎方案，并進行設計、計算、繪出施工圖。
目的與要求：
通過本課程設計，使學生進一步掌握基礎工程設計的原理、方法和步驟。受到基礎工程設計的初步訓練。要求學生在教師的指導下，完成相應的計算說明書和設計圖紙。
測量實習，安排在第5學期，時間1周，內容為工程測量，要求學生在實習結束后，編寫一份實習報告。
認識實習，安排在第4學期，時間3周，內容為地質認識實習。
教學實習，安排在第6學期，時間7周，內容包括工程地質勘察、原位測試、室內資料分析與整理。要求編寫一份實習報告。
畢業實習及畢業設計（論文），安排在第8學期，時間12周。
畢業實習及畢業設計（論文）是實現本科培養目標的重要階段，是學生學習、研究與實踐成果的全面總結，也是對學生綜合素質與工程實踐能力培養效果的全面檢驗。通過畢業實習和畢業設計（論文），使學生達到工程師工作能力的初步訓練。
要求：選題盡可能結合生產實踐，做到一人一題，要求學生在教師的指導下，獨立完成畢業設計（論文）。
答辯：畢業設計（論文）完成后，由系統一組織答辯。
六、主要實驗
室內試驗（巖土物理力學性質測試、建筑材料試驗等）、野外現場試驗（巖土物理力學性質現場原位測試、工程監測及檢測等）
七、最低畢業課內總學時：2500學時
最低畢業總學分：模塊A：176學分+分 模塊B：178學分+7學分
結構設計基本步驟范文5
關鍵詞：建筑設計；結構設計；協調統一
中圖分類號：TU2文獻標識碼： A
引言：隨著科學技術的發展，建筑學各學科的專業化程度也越來越高，建筑設計與結構設計這兩個學科的相互協調與統一也就越來越重要。一個優秀的建筑設計離不開可靠的結構設計，而后者恰恰是整個建筑物安全、可靠、經濟的最根本保障。因此，在工程實踐中，人們往往以建筑設計理念和結構設計理念的有機結合來實踐建筑藝術的完美表達。
一、建筑設計與結構設計的基本概念
建筑設計是建筑學的核心內容。它的工作過程主要分為五個基本階段：搜集資料、初步方案、初步設計、施工圖紙和詳圖等。從某種角度來看，建筑設計具有一定的預見性。設計者在工程建造之前將施工與使用過程中的隱患問題進行設想，全面預見到擬建建筑目前已經存在或者將來可能發生的各種問題，并在設計過程中從宏觀到微觀、從整體到局部、從功能到構造逐步深化和實踐，以圖紙和文本形式制定解決問題的方案。作為整個建筑工程在備料、施工、使用等各個環節互相配合協作的共同依據，設計者為整個工程提供詳細的執行方案，從而使建筑物充分滿足用戶的需求。結構設計的主要任務是根據建筑物的功能體現、藝術追求和技術要求等，提供合理的建筑構造方案。為了滿足建筑物各部分的使用功能，需要在構造設計中綜合考慮結構選型、材料選用、施工方法以及各種結構件的加工制造工藝等問題。因此，在兩者的關系上，建筑設計是結構設計的依據。
二、建筑設計與結構設計的協調統一關系
在整個建筑設計過程中，建筑設計與結構設計是兩個最重要的環節。建筑物既要美觀實用，又必須經濟安全?？梢哉f，建筑設計與結構設計既相互制約，又需要相互協調，以達到設計理念的辯證統一。
1.建筑設計與結構設計是相互制約的
每一個嚴謹的建筑設計方案，都會對其中大多數具體的結構設計產生影響；反過來，結構設計技術水平的高低，又會制約建筑設計的層次和效果。在建筑設計中，少數的建筑師形成了以建筑為中心，將結構設計放在從屬位置，要求結構設計服從建筑設計的思維模式。這種做法雖然強調了創作的最大自由度，追求了建筑藝術的體現和使用功能的滿足，但卻嚴重分割了建筑學的完整性，給結構設計帶來很大的困難。如果建筑設計人員不懂基本的結構技術原理，忽視力學基本規律和有關結構的受力特征，將會使得結構設計人員無法選擇出合理的結構體系，從而導致結構的不穩定等問題，甚至帶來安全隱患和質量問題。同樣，在結構設計中，結構設計人員也需要充分理解建筑設計的根本意圖，敢于創新，采用嚴謹科學的結構設計思路來實現建筑設計思想及藝術的充分表達與體現，從而使建筑設計與結構設計在相互制約中得以密切配合，進而設計出高水平的建筑工程。因此，建筑設計的過程中，建筑設計人員應具備有一定的結構設計方面的知識基礎，才能實現結構設計的適當配合；而結構設計過程中，結構設計人員也應該具備一定的建筑設計理念，方可與建筑設計異曲同工。
2.建筑設計與結構設計是相互協調的
建筑設計需要設計人員具有創新理念，而結構設計則需要務實精神。創新和務實，是我們進行工程設計必不可少的兩個要素，任何一個建筑工程的設計都必須協調好建筑設計和結構設計這兩方面的內容。結構設計為建筑設計提供可靠的技術保證，它是建筑設計的技術依據，也是建筑設計理念的價值體現。建筑設計和結構設計相互協調，共同貫穿于建筑工程設計的整個過程，即方案設計、初步設計、技術設計和施工詳圖設計等步驟。建筑結構是構成建筑物的最主要元素，也是體現建筑功能和藝術追求的載體，它承擔著整個建筑物自身重力、外界振動及風力等載荷，同時對建筑物的整體造型、藝術追求等起到決定性的影響。優秀的建筑作品是建筑設計與結構設計相互協調的結果。雖然有時候人們側重于建筑的美觀要求和藝術追求，有時候側重于建筑的安全要求和經濟要求，但有一點是確定的：任何一個建筑，都凝聚著建筑設計與結構設計，并對二者的相互協調所產生的“美”進行詮釋。也就是說，我們所看到的建筑，實際上就是建筑設計與結構設計的協調之美。
3.建筑設計與結構設計是辯證統一的
建筑的發展主要體現在兩個方面：一是人們對建筑功能的要求，以及人們對建筑審美方面的要求；二是人們對建筑結構和技術方法的要求。這兩個方面是辯證統一的關系。建筑功能對建筑結構的要求多種多樣，不同的結構設計決定每一種建筑功能都需要有相應的結構方法來實現，而每一種結構類型由于受力情況、構件組成等差異造成的空間形式的局限性，因此在建筑工程的設計階段要將其功能要求與結構要求相結合。建筑構件是構成整個建筑結構的基本元素，其發展取決于建筑材料、結構理論、施工技術的進步。建筑功能是整個建筑物的首要目的，其發展在一定程度上決定著社會的發展和進步。而社會環境為實現建筑功能提供有利條件，同時也對其進行有效的制約。當功能要求因社會環境的局限而無法實現相應結構時，社會環境就束縛和阻礙了建筑的發展。
三、建筑設計與結構設計結合的對策
1. 全面進行建筑的規劃，制定科學的設計標準
在建設規劃過程中，建筑設計需要從整體觀念出發，建筑設計要與周圍環境、社會環境以及周圍建筑物相結合起來。對于具體的建設項目，一定要發揮生態建筑設計理念，實現建筑設計的整體效果，包括建筑物的形狀和外觀等，從而滿足人民群眾對于建筑的基本需求。同時，及時添加一些藝術效果裝飾物，可以為建筑創造藝術審美效果。所以，在整體設計規劃后，需要設計者從結構設計角度來對其科學性與合理性進行評價，對不符合當地的建筑結構設計要求的地方進行修改，逐步完善，直到建筑物達到符合標準。在整個設計過程中，要全面系統對一些項目工程和程序進行處理和加工，并衡量其合理性和科學性，從而考慮建筑的整體結構信息。綜合建筑外觀和安全的角度來看，應對建設工程規劃階段進行評估，以做出修訂，確保建筑的可行性。
2. 同步進行質量控制和跟蹤
在建筑設計和結構初步設計完成后，需要對結果進行同步質量控制和項目跟蹤。建筑設計和結構設計是建筑安全的關鍵問題，也是建筑創新的一項重要任務。因此，需要對建筑物的建筑設計和結構設計進行早期預測，以確定可能發生的一些問題所在，從而實施同步跟蹤和控制，權衡兩者之間的實際情況。只有這樣，才能避免建筑物的安全隱患，同時實現建筑設計的實用性。在平時的建設規劃期間，必須先進行建筑設計，然后才開始進行結構設計，這就決定了結構設計要服從于建筑設計的要求，但也完成了彌補建筑設計無法實現控制的部分。在這個階段，我們需要采用質量控制對二者進行取舍。質量控制可以使建筑物符合安全標準，如果有必要，需要在結構設計上采取一些技術手段來規避建筑設計的質量問題，使得兩者達到完美結合。
3. 設計中應充分考慮施工的可行性
在設計過程中，更高的要求是設計師們不僅要關注結構方案是否合理，其結果是否準確，同時也需要考慮施工的便利性和可行性。否則，就可能給具體施工帶來了很大困難，從而影響施工的質量與建筑結構的安全性。
四、結語
建筑設計與結構設計是相輔相成的，成功的建筑不僅需要追求建筑藝術設計的新穎性，更多的是需要充分顧及建筑的實用性與結構合理性?，F代化建筑物的設計要求越來越嚴格，所以在建筑設計優化過程中更要注重結構設計的合理性、建筑的美觀性、安全性和耐用性。因此，在建筑行業廣泛興建的過程，就需要我們合理地將建筑設計和結構設計的理念協調統一在工程設計與建筑施工的過程中，從而從根本上保證了建筑的效用最大化。
參考文獻
[1]黃春燕.高層建筑結構設計問題探討[J].中國城市經濟,2011.07
結構設計基本步驟范文6
關鍵詞：海洋工程鋼結構；教學內容；改革探索
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）20-0122-02
一、海洋工程鋼結構發展現狀及對人才的需求
海洋工程鋼結構與陸地鋼結構有明顯不同，體現在鋼結構基本構件所受的載荷、載荷效應分析及設計方法等方面，其差異的根本原因在于鋼結構所處的環境不同。由于海洋工程鋼結構處于復雜、多變的海洋中，海洋環境施加于鋼結構構件的載荷也由靜力載荷變為動載荷，所以只有應用結構動力學的知識才有可能進行海洋工程鋼結構的設計。傳統的《鋼結構》課程與培養土木工程結構設計人才相適應，而與培養海洋工程設計師的目標有些偏離。因此，教學內容要重組，將鋼結構基本原理與海洋工程鋼結構設計兩部分內容有機結合。
二、鋼結構課程教學內容改革的主要方面
關于鋼結構教學內容的改革探索，主要表現在以下幾方面。
1.加強這門課程與《工程力學》課程的聯系。學習《鋼結構》課程要以學好《工程力學》課程為基礎，尤其是《工程力學》課程中的材料力學內容。在本課程的基本構件設計與計算內容中，軸心受力構件、受彎構件、偏心受力構件的基本概念都是材料力學的基本理論知識。學生需要在正確識別構件類型的基礎上，應用材料力學的相關公式對構件進行正確的受力分析與計算，尤其是角焊縫連接中構件受彎與受扭兩種不同受力狀態的準確區分。由此可見，加強與《工程力學》課程的緊密聯系對于鋼結構課程教學是非常必要的。它可以使學生更透徹地理解鋼結構基本構件的受力機理，并對構件整個的受力過程有更為全面的了解。這樣學生就不會覺得這門課程內容和公式太多、太凌亂、太枯燥。只要學生在學習過程中可以結合《工程力學》的知識來繪制構件的計算簡圖，并依據平衡方程建立計算公式，就可以很容易掌握這門課程的主要知識，而且可以達到事半功倍的學習效果。
2.加強這門課程與《鋼筋混凝土結構設計》課程的聯系。鋼結構與混凝土結構設計有相同與不同之處。在《鋼結構》課程的授課過程中，筆者會有意引導學生比較這兩種結構的優缺點。例如：相同荷載作用下，相同類型構件，在鋼結構與混凝土結構這兩種不同的結構形式下，構件計算的相同過程、構件截面的不同選取，由此可以更加深刻地體會鋼結構“輕質高強”的突出優點，而且可以幫助學生很好地復習之前《混凝土結構設計》的相關知識，從而激發學生的學習興趣。
3.抓住構件驗算時兩種極限平衡狀態這條主線。鋼結構基本構件的驗算應抓住兩種極限平衡狀態這條主線，即承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。學生在做習題和考試過程中，對基本構件的驗算往往出現遺漏的現象，尤其是構件剛度和局部穩定的驗算。授課過程中，筆者在強化兩種極限狀態概念的基礎上，引導學生對不同構件的極限狀態驗算內容進行具體的內容劃分，尤其是構件的穩定問題，進而依據每項內容逐一進行驗算，這樣學生就可以準確掌握基本構件的設計思路。
4.抓住構件連接計算的主線。講解角焊縫連接與普通螺栓連接的計算時，筆者注重抓住“連接破壞形式―計算公式建立”這條主線，這樣便于學生對連接計算公式和適用條件的理解。例如，對普通螺栓的抗剪計算，先告知學生普通剪力螺栓的五種可能破壞形式，其中兩種屬于采取構造措施可以避免，而另外三種破壞形式（連接板的截面破壞、連接板的擠壓破壞、螺栓桿的剪切破壞）需要進行計算來防止。這樣講授概念清晰，便于學生理解后續的計算公式。
5.抓住鋼結構穩定這條主線。鋼結構構件“輕質高強”的特點，使得穩定問題成為鋼結構設計應主要考慮的問題。授課過程中，要注意構件失穩的物理現象、影響鋼結構穩定的主要因素等基本概念，繼而講解相關計算公式的適用范圍及應用。由于鋼結構穩定計算公式比較抽象，因此不應把精力放在公式推導上面。要教會學生基本構件可能發生的失穩形式以及提高構件穩定性的構造措施，從宏觀上掌握構件穩定計算的主要思路。
6.總結構件設計的相關專題。在講授每種基本構件計算的基礎知識之后，找出具體過程實例，引導學生進行構件的截面設計。例如，對于實腹式軸心受壓構件，要根據穩定性、寬肢薄壁、連接方便、制造省工等設計原則，通過假定構件長細比λ進行截面初選，接著對初選后的截面進行強度、剛度、整體穩定、局部穩定等驗算，直至所選截面滿足要求。經過這樣的實踐練習，學生就可以對相關知識融會貫通，增加學習的自信心，同時也可以很好地為接下來的鋼結構課程設計打下良好的基礎。
7.添加與海洋工程鋼結構設計相關的理論知識。隨著海洋油氣工程的迅速發展，海洋工程專業的學生應充分了解海洋工程鋼結構設計的原理、方法與步驟，所以本課程有必要將鋼結構的基本理論與海洋工程結構設計結合起來，系統闡述海洋工程結構設計的原理與方法。例如，以構件材料性能、幾何尺寸、邊界條件為依據，用結構強度與穩定理論分析海洋工程結構物各類簡單與復雜的鋼構件的承載能力，從而為學生今后進行海洋工程鋼結構設計、分析打下堅實的理論基礎。表1為本門課程的教學內容與學時安排。
三、鋼結構教學內容改革的進一步思考
目前為海洋工程專業開設鋼結構課程經過兩年的教學實踐，表明這門課程的開設十分必要，學生對于鋼結構的學習積極性較高，基本達到了課程開設的教學目標。但是隨著學科的不斷發展，鋼結構的教學中需要重點突出海洋環境與鋼結構之間相互關系的問題，而目前這一點做得不是很充分，主要原因在于作用于海洋工程鋼結構上的載荷間的效應組合目前還沒有統一的標準。
四、結語
海洋工程專業是一門新專業，為了適應教育部“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的人才培養要求，以及各專業人才知識結構的不同需要，要對《鋼結構》這門傳統課程在課程內容上進行一定的教學改革，從而激發學生強烈的學習動力和濃厚的學習興趣。
海洋工程鋼結構設計這部分內容在全國鋼結構教學內容中是一個比較新的內容，目前只有哈爾濱工程大學有這方面的教材可以參考，因此在教學內容改革中要隨時關注相關的最新教學改革成果，及時地應用于對學生的教學實踐之中。
參考文獻：
[1]方榮，李海濤.以技能為核心開展鋼結構教學改革[J].浙江水利水電?？茖W校學報，2007，19（4）：85-87.
