結構設計基本步驟精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的結構設計基本步驟主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：結構設計基本步驟范文

關鍵詞：結構設計； 設計；優化

中圖分類號：TU3 文獻標識碼：A

1、結構設計優化方法的理論體現

當我們進行結構設計以及工程項目的相關設計的時候，不僅要對設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，設計還要盡可能的突出建筑的美感，這些便是結構以及工程項目的最優化的相關問題。也就是說利用相應的數學上的方法，對所有設計方案進行必要的分析比較，得出最滿意的設計方案，以滿足預期的目標。

從理論上對結構設計優化方法進行相關的分析可知，房屋工程結構總體的優化設計以及房屋工程分部結構的優化設計是結構設計優化方法在實際應用中具體的表現。房屋工程結構總體的優化設計主要是對圍護結構、屋蓋系統以及結構細部等進行相應的設計方案的優化設

計。在設計的時候還必須考慮到相應的布置、選型、造價以及受力等方面的問題，然后根據工程的實際情況以及結合房屋建筑相應的經濟性，對建筑結構進行相應的優化設計。

為了適應時展的要求，建筑的結構形式必須不斷的進行必要的創新。對于建筑結構的設計師來說，要確保建筑結構具有一定的安全保證，在此基本上考慮設計出新的結構形式。

對于建筑結構的設計，我們要求盡量縮小質量中心和剛度中心的差異以及建筑的平面結構盡量對稱與規則，不過這些必須滿足設計師的基本設計意圖。還要要求在水平荷載作用下建筑物不會產生很大的扭轉效應。必須在滿足建筑相應的功能條件下，在豎直方向布置盡量讓豎直方向的相應的承重構件上下貫通。在結構設計中，為了減少結構設計與分析上的難度以及經濟性，我們應該盡量避免使用轉換層結構。對豎直方向的剛度也有著相應的要求，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嚴重的應力集中，這不利于建筑結構抵抗水平方向的動力載荷作用。

2、結構設計優化技術的現實意義

對建筑結構的設計進行必要的優化，在對于房屋結構相關的設計中的應用意義重大，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構的科學性、可靠性以及安全性做出保證，這必然要求對結構設計進行優化。

結構設計優化和傳統房屋結構設計進行比較我們可以發現：運用設計優化的技術能夠降低建筑的工程造價（6 ～ 35％）。結構設計優化技術能夠使得建筑結構內部的每個單元都得到最佳的協調，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規定的安全系數，還能夠實現對建筑結構設計的經濟性與實用性。

3、結構設計優化技術在建筑結構設計中的步驟

3.1建立結構優化的模型

在我們對房屋結構整體進行必要的優化設計時候，可以分成三步進行建筑結構的設計優化。下面將對每一步驟進行詳細的介紹：

3.1.1要對設計變量進行合理的選擇

通常在對設計變量進行選擇時，我們把對建筑結構影響的主要參數作為設計變量。如目標控制的相關參數（損失的期望C2和結構的造價C1）和約束控制相關參數（結構的可靠度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構的相關要求就能夠滿足相應的設計要求的一些參數，我們可以用預定參數來表示，這樣能夠使得我們的設計量、計算量以及編制程序的工作量均大大減小。

3.1.2對目標函數進行確定

在進行結構設計優化的時候，我們還必須尋找一組能夠滿足相關的預定條件的截面相應的幾何尺寸、鋼筋的截面積以及相應的失效的概率的函數，使得工程造價最少。

3.1.3對約束條件進行確定

對于房屋的結構的設計優化來說，必須確保結構的可靠度，來對優化設計相關的約束條件進行相應的確定，設計優化的約束條件主要包括裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、構件單元約束、應力約束、結構體系約束、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下的彈性約束到最終極限狀態的彈塑性約束等約束條件。在進行結構設計的時候，我們必須對目標約束條件與實際的約束條件進行相應的比較與分析，再確保每個約束條件都必須滿足相關要求，以實現最佳的設計。

3.2對優化設計的計算方案進行設定

根據可靠度進行的房屋結構的優化設計具有多約束且非線性的優化問題以及復雜的多變量，在進行相應的分析計算中，一般把有約束的優化問題轉換成無約束優化問題的求解。常用的優化設計的計算方法有拉氏乘子法、復合形法、Powell法等。

3.3進行程序的相關設計

根據可靠度進行的房屋結構的優化設計的基本模型以及所使用的優化設計的計算方法，可以編寫一個具有運算速度快以及功能齊全的綜合應用程序。

3.4結果分析

我們必須對相應的計算結果進行必要的分析比較，然后選擇出最佳的設計方案。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。這一步驟在建筑結構設計優化中尤其重要，合理的選擇設計方案，不僅能夠確保結構的美觀、安全性、合理性以及實用性，還能夠對施工中的資金的投入有著重大的影響。在結構設計優化中只強調經濟上的節約，而忽略技術上的相關要求，是不正確的；同樣只考慮技術上的要求，而不考慮經濟的要求，也是不合理的。我們必須對兩者進行合理的配置，才能達到相關要求。

4、結構設計優化技術的實踐應用

對于項目的前期設計、整體設計、舊房改造以及抗震設計方面均能夠采用結構設計優化設計的方法。下面對實踐應用中的問題進行必要的說明：

4.1結構設計優化應注意前期參與

前期方案直接會影響到工程的造價，然而很多結構設計忽略了這一點，所以我們應該注意。前期參與能夠讓我選擇合理的結構形式以及合理的設計方案。

4.2概念設計結合細部結構設計優化

在沒有具體數值量化的情況下，我們可以使用概念設計。例如，對地震的烈度進行設防時，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，所以在進行設計優化的時候我們可以使用概念設計的方法，把相應的數值作為參考與輔助相關的依據。同時在設計過程中，相關結構設計人員必須合理并靈活的使用結構設計優化的方法，從而達到最佳的效果。

在設計過程中必須對細部的結構進行相應的設計優化，例如，在現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，在滿足其結構的基本要求條件下，達到既安全又經濟的目的。

4.3下部地基基礎結構的設計優化

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

第2篇：結構設計基本步驟范文

關鍵詞：PKPM 教學內容 問題探討 實踐能力

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（b）-0000-00

引言

PKPM土木建筑設計系列軟件是我國建筑科學研究院研發，集建筑、結構、設備（給排水、電氣、暖通）設計于一體的大型集成化CAD系統，是目前國內各設計院結構設計中使用最廣泛的結構計算軟件之一，為我國土木建筑行業設計實現甩掉尺規、圖板；提高設計效率作出了突出貢獻，成為結構設計人員必須熟練掌握的基本技能。因此，《PKPM建筑結構設計》課程是高校建筑工程專業必須開設的一門專業基礎課，它集專業知識理論和實踐操作為一體，學好該課程不僅要求學生能夠熟練操作軟件工具和命令，而且要求學生儲備足夠的專業理論知識并能進行遷移應用以便準確設置相關的計算分析參數，所以《PKPM建筑結構設計》課程雖然是一門計算機實踐性課程，想教好、學好都不容易。因此，有必要對《PKPM建筑結構設計》課程教學中存在的問題進行總結，分析問題的原因，探索有效的解決措施，改進教學效果【1】，從而切實培養出與企業需求相符的專業應用人才。

1 《PKPM建筑結構設計》課程教學內容

建筑結構的結構體系形式多樣，教學學時有限，《PKPM建筑結構設計》課程教學無法覆蓋所有結構體系，通常以最為常見的現澆框架結構為建模對象組織開展教學內容，同時結合所教學的具體專業進行PKPM教學模塊的取舍。

具體課程教學過程圍繞現澆框架工程實例，利用模塊一PMCAD創建全樓模型，施加樓面、屋面恒、活荷載，進行樓面布置及樓面荷載傳導計算；接PMCAD模型數據生成模塊二SATWE分析數據，進行分析與設計參數設置，啟動分析進行結構內力配筋等計算，查看分析結果圖形和文本；利用模塊三繪制梁、柱結構施工圖以及模塊一繪制結構平面施工圖；以柱下獨立基礎為例，接SATWE上部計算數據進行柱下獨立基礎設計計算，并繪制基礎平面施工圖及基礎詳圖。以上教學內容選擇和教學過程的安排主要依據建筑結構設計過程，通過對各功能模塊下各菜單命令的操作和講解，讓學生了解和掌握PKPM結構設計的基本步驟。

2 《PKPM建筑結構設計》課程教學中的問題

2.1功能模塊一PMCAD學習中的問題

本模塊中有些命令工具與AutoCAD相同，命令的掌握并不難，本模塊操作中存在的主要問題有：

（1）不能正確區分結構體系中的承重構件與非承重構件：建立框架結構模型時除了在軸上布置梁、柱構件外，還額外布置填充墻；

（2）不理解標準樓層含義：建立框架結構模型時，不考慮各樓層的平面布局實際情況，框架結構共有幾層就相應建立多少個標準層；

（3）不清楚樓面和屋面：部分同學不清楚樓面和屋面的區別，因此不能正確的布置相應的樓面和屋面恒活荷載。

（4）不清楚梁間荷載：不清楚框架梁梁間荷載的來源也不知道如何根據所給設計條件進行估算。

以上問題涉及到學生前期所學課程中的一些基本的概念和基礎知識，針對上述問題課堂教學過程中適當補充講解相關知識點，基本可以在實踐上機操作練習中避免出現同樣的問題。

2.2功能模塊二SATWE分析中的問題

SATWE是PKPM結構設計模塊的核心功能模塊，本模塊啟動計算分析前需要進行多項設計參數設置，計算分析完成后需要查看分析結果圖形和文本文件。設計參數設置和查看分析結構是SATWE模塊的關鍵步驟，這兩大步驟是學生最難把握而最容易選擇忽視的地方。

（1）設計參數設置：幾乎每項各項參數設置都對應著相應的不同規范條文――荷載規范、抗震規范、混凝土規范等。雖然學生在前期的專業課程中有所涉及，但都是零散、分散的知識點，而且幾乎都忘記了；授課教師備課時可以對相關的專業知識、規范條文進行充分的準備；但規范的講解比較枯燥乏味，而且學生手中缺少相應的規范，短時間集中灌輸大量信息，學生很難集中注意力認真聽講。

（2）查看分析結果圖形和文本文件：學生上機操作時在老師的要求下會打開混凝土構件配筋圖、WMASS.OUT、WZQ.OUT、WDISP.OUT等圖形、文本文件查看，但不知道看什么，怎么看，不理解編號、符號的含義以及如何根據結果進行評估判斷。

SATWE模塊的操作非常簡單，最關鍵的就是參數設置和查看分析結果，但由于上述問題的存在， PKPM的學習和運用僅停留在基本命令操作使用的初級層面上。

2.3功能模塊三繪制梁、柱施工圖中的問題

模塊三要求在完成模塊一、二的基礎上，繪制梁、柱的平法施工圖，該模塊操作比較簡單，學生都能熟練掌握，但僅滿足于完成出圖操作，缺少讀圖識圖能力，因而忽視圖識圖過程。

這與專業課重理論輕實踐有關，相關專業課教學主要向學生講解構件內力計算、截面配筋計算，而缺乏足夠繪制截面配筋圖以及讀圖、識圖訓練。

2.4功能模塊四JCCAD學習中的問題

本模塊在教學中主要講解柱下獨立基礎的設計操作，相對比較簡單，學生易于掌握，存在的問題和功能模塊三相同，讀圖識圖能力欠缺；另外，基礎類型多樣――墻下條基、筏板基礎、樁基礎，這些基礎類型不能逐一講解，一方面是由于PKPM學習課時有限，另一方面學生在學習基礎相關課程的時候也沒有系統學習每一種基礎類型，缺乏相應的知識儲備。

3 《PKPM建筑結構設計》課程教學改進探討

上述各模塊教學存在的問題可以歸納為兩個主要方面：一是學生缺少系統的專業知識儲備；二是專業實踐、實訓能力不足，這也是目前高校本科生培養中普遍存在的兩大問題。要改進PKPM課程的教學效果，需要克服上述兩大問題，而解決這兩大問題，僅靠本門課程授課老師去克服顯然不現實，它需要建筑專業各專業任課老師共同努力。針對第一大問題，任課老師可以根據講授過程中出現的問題，把它們歸類到相應的專業課程中去，并把它反饋給專業課程任課老師，讓他們在講解相關知識點的時候著重強調。第二大問題PKPM教學中所需要的讀圖和識圖能力，可以通過開設建筑識圖課程、加強實訓鍛煉來解決。

結語

PKPM系列CAD軟件作為輔助設計軟件，操作簡便、計算精確、運行效率高、設計修改方便，國內大多數設計院的結構設計都采用該軟件來完成，成為建筑工程專業畢業生必備的技能。《PKPM建筑結構設計》課程雖然是一門計算機輔助設計課程，初級層面的菜單、命令操作容易掌握，但由于它的操作和運行建立在專業理論知識基礎之上，因此不可避免在學習過程中會存在上述影響教學效果的問題。即使前述問題都得到了解決，那也只能表明學生具備了運用和操作PKPM軟件的基本能力，而做出一個受力合理、經濟適用的結構設計還需要足夠的工程實踐經驗進行輔助判斷、手算校核以及設計修正【3】。因此，熟練掌握和運用PKPM是一個長期的學習過程，課堂教學只是引導入門的過程。

參考文獻

【1】 趙海燕，趙軍，PKPM建筑結構設計軟件課程教學探討[J]，價值工程，2011（1）：283-284

第3篇：結構設計基本步驟范文

關鍵詞：建筑設計 結構 優化 減少成本

一、結構設計優化方法的理論體現

在從事工程項目和結構設計時，除了考慮設計對象的基本使用功能及安全可靠性外，還應該考慮到把它設計對象設計得盡可能完美。這就是工程和結構的最優化問題。用科學的語言來描述就是：利用確定的數學方法，在所有可能的設計方案中，找到能夠滿足預定目標的最好方案。結構設計優化方法從建設理論上分析，主要體現在建設工程結構的優化設計和工程結構總體的優化設計兩方面。后者的優化設計包括：系統方案的優化設計、圍護結構方案的優化設計和結構細部設計的優化設計。穿插其中的，還包含選型、布置、受力分析、造價分析等項目，在實施過程中，還應該按照一切從實際出發的原則，根據工程的實際情況，圍繞工程的綜合經濟效益的目標進行結構優化設計。設計者在保證安全的前提下，應該敢于挑戰新的結構形式。在結構設計的過程中，在基本滿足建筑師設計意圖的基礎上，平面布置應盡量規則，對稱，盡量縮小質量中心和剛度中心的差異；使建筑物在水平荷載作用下不致產生太大的扭轉效應。豎向布置上，在滿足功能要求的前提下，盡量使豎向承重構件上下貫通；能不使用轉換層的就應避免使用，以減小結構分析和設計上的困難，另外也不經濟，還容易造成應力集中；豎向剛度最好不要突變，而要漸變，否則突變處在水平荷載作用下會出現嚴

重的應力集中現象，這對結構抵抗水平動力荷載是十分不利的。

二、結構設計優化技術的現實意義

建筑結構設計優化技術在結構設計中，可以達到“物美價廉”的效果，不但實現了建筑的美觀、實用，而且在節省造價方面也有突出的效果。每一個建筑商都希望，在滿足建筑結構長遠效益的前提下，最大程度地減少建筑結構的近期投資，同時保證建筑物結構的可靠度和科學合理性。如此，才能實現可持續發展，實現更多、更大的市場收益。與傳統房屋結構設計相比，采用設計優化方法則可以使建筑工程造價降低 6% ～35%。優化方法的技術性實現，可以最合理的利用材料的性能，使建筑結構內部各單元得到最好的協調，并具有建筑規范所規定的安全度。同時，它還可為建筑整體性方案設計進行合理的決策，優化技術是實現建筑設計的“適用、經濟和安全”目標的有效途徑。

三、結構設計優化技術在建筑結構設計中的步驟

3.1 結構優化模型

房屋結構整體優化設計方法分以按 3個步驟進行。首先，選擇設計變量。一般把對設計要求起主要影響作用的參數作為設計變量，如目標控制參數和約束控制參數；而將那些對設計要求來講，變化范圍不大或是根據結構要求或局部性的設計考慮就能滿足設計要求的參數等作為預定參數，這可以大大減少設計、計算和編制程序的工作量；其次，確定目標函數。尋求一組滿足預定條件的截面幾何尺寸和鋼筋截面積以及失效概率，從而使總費用最小；第三，確定約束條件。房屋結構基于可靠度優化設計的約束條件，則包括尺寸約束、結構強度約束、應力約束、變形約束、裂縫寬度約束、構件單元約束、結構體系約束、從正常使用極限狀態下的彈性約束到最終極限狀態的彈塑性約束、從可靠指標約束到確定性約束條件等。在設計中，要使結構優化設計應用于實際房屋結構工程，則是用房屋結構設計中實際的約束條件與目標約束條件相比較，保證各約束條件都符合現行規范的要求，以實現最優設計。

3.2優化設計方案

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

3.3 進行程序設計

根據基于可靠度的結構優化模型和選擇的優化設計計算方法，編制功能齊全、運算速度快的綜合程序。如：midas，etabs，strat等。

3.4 結果分析

分析計算結果，確定最好的設計方案。在執行以上步驟的過程中，必須要全方位、多角度考慮問題。這主要是因為建設投資是一項耗資巨大的工程，涉及到的方面比較復雜，因此，必須進行總法規和考慮，不能僅僅為了節約資金投入而忽視了設計的優化作用。要正確處理技術與經濟的對立統一是控制投資的關鍵環節。設計中既要反對片面強調節約，忽視技術上的合理要求，使項目達不到功能的傾向，又要反對重視技術，輕經濟、設計保守浪費的現象。

四、建設項目的設計與計劃階段決定建筑產品價值形成

第4篇：結構設計基本步驟范文

關鍵詞：旅館設計 浙江大學開題報告范文 杭州論文 開題報告

一、課題的來源、目的意義(包括應用前景)、國內外現狀及水平

1) 課題的來源

根據指導老師布置的《浙江大學畢業設計(論文)任務書》。此次畢業設計來源于工程實際：南方某市沿街道地段新建一旅館;地基面積80m×60m=4800m2。

2) 目的意義

目的：此次畢業設計資料來源于工程實際：南方某市沿街道地段新建一旅館，通過畢業設計全面掌握建筑結構設計、結構設計圖、建筑施工圖及施工圖概預算的原理，編制施工組織是設計和概預算;

意義：1、鞏固本人三年來在校期間所學的基本理論和專業知識;鞏固、深化、拓寬所學過的基礎課程、專業基礎課和專業課知識，提高綜合運用這些知識獨立進行分析和解決實際問題的能力;以及鍛煉自己畫圖、識圖能力;

2、解決土木建筑工程設計中各方面問題所需的綜合能力和創新能力，達到初步了解與掌握一個建筑方案設計和結構工程的實際工作內容和設計工作的方法與步驟;

3、充分理解和正確掌握多層房屋結構的受力特點和內力分析計算方法，熟悉建筑及結構設計方面相應的規范和規程,以及掌握方案設計和結構設計軟件中天正及cad的性能及其操作使用方法。

4、通過畢業設計全面掌握建筑設計的基本原理，繪制建筑結構施工圖.全面掌握建筑中旅館設計的基本原理、功能組合,完成一棟建筑的結構設計,繪制建筑結構圖和建筑施工圖,并進行相應的機構布置.。

3)國內外現狀及水平

國內：基礎國內一般采用人工挖孔樁基礎：人力消耗較大，比較落后;在機械挖孔方面技術比較先進，但是推廣面較窄;主體結構施工方面，大多是采用鋼筋砼，在幫扎施工上，手工施工較多;砼澆筑技術在國際上比較先進的，商品砼澆筑方便、簡潔;砌體結構施工與國際接軌，采用人工砌筑;但是在腳手架的安裝方面采用折疊式里腳手架，安全穩定，轉運靈活方便;防水工程普遍采用改性瀝青防水卷材柔性防水。

國外：德國建設礦井井筒采用7層防水工藝，即混凝土、砌塊、瀝青石渣、不銹鋼板、瀝青石渣、砌塊、混凝土。造價是中國自防水井筒工程4-5倍。瑞典、加拿大在滲水環境中錨噴，采用放水支護法，用鋼絲和橡膠制成半圓型膠管，用粘結劑粘在滲淋水處，51lunwen.com/tuijiankaiti/ 排至基礎面盲溝，在管外錨噴，把管埋在噴層之內，噴層是外混凝土內部流水的現狀。日本多采用改性水玻璃——水泥漿等，有計劃的設計壓力、輸漿量、封水效果等。俄羅斯采用粘土漿，無約束注漿法施工，即不設計壓力、輸入量，只是把設備安好，一直注，什么時候壓不進漿則停工，無帷幕防區，工期長，治水率低。

二、課題研究的主要內容、基本要求、研究方法或工程技術方案和準備采取的措施

主要內容：建筑方案設計、建筑技術設計、建筑結構設計、施工組織設計

基本要求：每人獨立完成畢業設計全部任務，要求每人完成一套建筑結構設計施工圖和相關的建筑說明及結構計算書，編制施工組織設計，嚴禁抄襲。

①建筑結構施工圖要求：圖幅采用2號圖紙，比例：1：100(節點詳圖，構件配筋圖除外)

②建筑結構施工圖表達方式：采用cad繪制，打印成圖.

③圖紙裝訂：按設計說明，建筑施工圖，結構施工順序裝訂.

④設計資料裝訂：建筑設計說明，機構計算書，施工組織設計文件一并嚴格規范要求成冊.

⑤圖紙的內容標注必須規范符合制圖標準.

方

法： 1、采用磚混結構。

2、從設計的功能上根據現代旅館的設計要求，根據現代人的生活物質條件的提高，設計多種多樣住宿環境，以滿足不同人的住宿要求。

準備采取的措施：通過課題研究，收集必要的原始數據和勘測設計資料，綜合考慮總體規劃、基地環境、功能要求、建筑經濟以及建筑藝術等多方面的問題，進行設計并繪制成圖紙。

四、總的工作任務，進度安排以及預期結果

1)工作任務

獨立完成該旅館的建筑結構設計，為保證設計的準確性，方便與下步工作的順利進行，在實際工作過程中進行檢查，并在每項進度安排中進行對該項的總體檢查，達到預期結果。

2)進度安排

2007年3月12日-2007年3月19日 完成開題報告,建筑方案設計

2007年3月20日--2007年4月4日 建筑技術設計

2007年4月5日--2007年5月5日

建筑結構設計

2007年5月6日--2007年5月22日　施工組織設計

2007年5月23日—2007年5月底　畢業設計資料整理歸檔，準備畢業答辯資料

3)預期結果

1)全面掌握建筑結構設計的基本原理。

2)掌握普通旅館的結構設計與施工設計。

3)繪制施工平面圖。

第5篇：結構設計基本步驟范文

關鍵詞：結構設計；建筑結構設計；設計優化；方案；方法

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：

1.建筑物的性能指標包括很多。一棟合格的建筑物，應該是外形美觀、結構完整、質量優良的。設計是一個工程的靈魂，是整個工程建設的依據，房屋結構設計質量的好壞，關系到建筑物整體功能的發揮。因此，我們有必要改革建筑結構設計理念，優化建筑結構設計方案，盡最大努力滿足居民對房屋的功能需要和審美需要。優質的房屋結構設計方案，應當能夠節約建筑成本，并方便施工人員進行具體的施工操作；建筑方案的設計者要充分利用城市中的空間資源和其它資源，提高建筑物的實用性能、經濟性能和質量標準。房屋結構設計中的建筑物結構設計優化技術，包括設計理念的優化、設計方式的優化以及設計技巧的優化等。

2結構設計優化技術在建筑結構設計中的步驟

2.1建立結構優化的模型

在我們對房屋結構整體進行必要的優化設計時候，可以分成三步進行建筑結構的設計優化。下面將對每一步驟進行詳細的介紹：

2.1.1 要對設計變量進行合理的選擇

通常在對設計變量進行選擇時，我們把對建筑結構影響的主要參數作為設計變量。如目標控制的相關參數（損失的期望 C2 和結構的造價C1）和約束控制相關參數（結構的可靠度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構的相關要求就能夠滿足相應的設計要求的一些參數，我們可以用預定參數來表示，這樣能夠使得我們的設計量、計算量以及編制程序的工作量均大大減小。

2.1.2 對目標函數進行確定

在進行結構設計優化的時候，我們還必須尋找一組能夠滿足相關的預定條件的截面相應的幾何尺寸、鋼筋的截面積以及相應的失效的概率的函數，使得工程造價最少。

2.1.3 對約束條件進行確定

對于房屋的結構的設計優化來說，必須確保結構的可靠度，來對優化設計相關的約束條件進行相應的確定，設計優化的約束條件主要包括裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、構件單元約束、應力約束、結構體系約束、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下的彈性約束到最終極限狀態的彈塑性約束等約束條件。在進行結構設計的時候，我們必須對目標約束條件與實際的約束條件進行相應的比較與分析，再確保每個約束條件都必須滿足相關要求，以實現最佳的設計。

2.2對優化設計的計算方案進行設定

根據可靠度進行的房屋結構的優化設計具有多約束且非線性的優化問題以及復雜的多變量，在進行相應的分析計算中，一般把有約束的優化問題轉換成無約束優化問題的求解。常用的優化設計的計算方法有拉氏乘子法、復合形法、Powell 法等。

2.3進行程序的相關設計

根據可靠度進行的房屋結構的優化設計的基本模型以及所使用的優化設計的計算方法，可以編寫一個具有運算速度快以及功能齊全的綜合應用程序。

2.4結果分析

我們必須對相應的計算結果進行必要的分析比較，然后選擇出最佳的設計方案。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。這一步驟在建筑結構設計優化中尤其重要，合理的選擇設計方案，不僅能夠確保結構的美觀、安全性、合理性以及實用性，還能夠對施工中的資金的投入有著重大的影響。在結構設計優化中只強調經濟上的節約，而忽略技術上的相關要求，是不正確的；同樣只考慮技術上的要求，而不考慮經濟的要求，也是不合理的。我們必須對兩者進行合理的配置，才能達到相關要求。

3房屋結構設計中的建筑結構設計優化措施

3.1設計結構模型

建筑物結構設計優化中的房屋整體設計優化可以分為三個階段：

（1）第一階段是變量的選擇。通常情況下，對設計人員決定最終設計方案起到重要作用的那些數值，都可以作為變量供設計者選擇。例如：工程的目標參數包括房屋價格參數和預期產生的損失參數；工程的控制與約束參數包括表示房屋架構可靠性能的參數，等等。如果設計者能夠將變化幅度較小或者考慮因素較少的參數作為參考指標，那么與建筑結構設計、編程和計算有關的工作難度將會降低，設計者也可以更快找到符合設計目標的那一組數據。

（2）第二階段是函數的確定。設計者要在多組相似的函數中，選取最符合事先設定的房屋橫截面尺寸和鋼筋尺寸面積的那一組函數，分析這組函數的各種性質，從而最大限度地降低房屋建造的成本費用。

（3）第三階段是條件的衡量。出于增強房屋結構穩定性和耐用性的考慮，房屋設計的約束指標應當包括房屋尺寸、架構穩定性、架構剛性、受力限度和變形限度、墻體裂隙限度、單元組件規格、架構體系規格、結構可塑程度、結構確定程度等。在實際的設計過程中，設計者應當結合房屋建造工程的具體情況，分析比較施工實際中的約束性條件和目標確定的約束性條件，確保各種條件都能符合相關規定要求，以便實現設計結果的最優。

3.2決定計算方法

房屋結構設計過程中會涉及到很多計算程序；而優化建筑結構設計的過程，就是一個復雜變量和多種設計條件的計算過程。設計者在對各種數據進行演算時，要注意將附加約束條件的問題轉換成不附帶約束條件的問題，這樣更容易求得計算結果。經常用于建筑結構設計優化的計算方法也有很多，這些計算方法各有利弊；設計者要根據現實需要，選擇最簡便的計算方法，以節省時間和精力。

3.3選擇最優程序

在設計了房屋結構模型，并選擇了適當的計算方法之后，設計者就可以進入選擇最優程序的環節了。最優的設計程序應當具備功能完整、用途齊全、運轉高效等優點。這種程序是由若干小程序組合而成的綜合程序，在結構設計上發揮著重要作用。

3.4分析統計結論

在統計了各種數據計算結果之后，設計者要認真分析統計結論，找出各種設計方案之間的相似點和不同點，并通過綜合衡量，來確定一種最佳的方案。在分析結論時，設計人員要注意從多個角度思考問題，不能遺漏某些易被忽略的細節問題。這是因為，房屋建造是一項成本較高的建設工程，涉及到各方當事人的利益；只有站在宏觀的高度平衡這些利益關系，才能節約建設資金、優化建設方案。設計者應當妥善處理工程經濟效益與工程技術含量之間的關系，不能只顧節約成本，而忽視了技術的改進。也就是說，在設計方案的選擇過程中，既應當避免片面追求效益和利潤的傾向，又應當避免片面追求技術創新的傾向。

4總 結

房屋結構設計中的建筑結構設計優化，是一個涉及到各種因素的決策過程，也是一個綜合性很強的技術篩選過程。耐用、實惠、舒適、美觀和安全，是房屋結構設計的幾種重要目標；這些重要價值是相互聯系、相輔相成的，而不應當是彼此矛盾的。設計者應當綜合考慮房屋的各種性能，選擇最有助于實現房屋建筑綜合效益的設計方案。設計者要在遵守設計基本規則的基礎上，大膽探索新的設計途徑，應用新的設計技術，更好地實現房屋結構設計的目標。

參考文獻

[1]鄒 俊.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的現實應用[J].科技傳播，2010（10）.

第6篇：結構設計基本步驟范文

關鍵詞：建筑結構；優化設計；細部；地基；抗震

中圖分類號：TU3文獻標識碼： A

一、建筑結構設計優化的內容及其意義

當前，我國經濟快速發展，人們對居住條件及生活環境要求越來越高，而對建筑房屋進行優化設計，使其結構與美觀相互協調、同時適用、安全、經濟以及便利是改善人們居住環境方面的重要手段。建筑結構設計優化理念注重以實際為準則，根據工程建設的基本狀況，以計劃成本控制為中心來進行的結構優化設計，其內容就是利用對建筑基礎的結構、屋蓋系統的結構方案以及圍護系統結構方案等環節，建立起一種關于結構優化設計的模型，通過對各種不同的影響變量參數中的若干關鍵參數的科學計算，確立最終的建筑工程結構設計的優化結果方案。

建筑結構優化設計意義重大，一是大大提高建筑結構經濟性，建筑進行結構設計優化可節省材料，有利于抗震，減少內外表面裝修，提高了其受力性能，增強了建筑的經濟性能。二是結構優化設計大大降低了建筑工程的總成本造價。節約用地，大量資料表明，建筑進行結構設計優化能夠有效降低工程成本造價25%左右，同時結構優化設計技術能夠對施工材料的性能利用更加合理化，能夠讓建筑工程結構內部各個不同單元之間更加充分協調，提升了建筑工程結構設計的經濟性。

二、建筑結構優化設計中的問題

現代的建筑結構設計優化工作是一個復雜的過程，關系著建筑的安全與否，是否經濟和適用，在結構優化設計中也會遇到一些問題。

(一) 缺少詳細的勘察地質資料

從現在的建筑結構設計工作來看，普遍缺少詳細的勘察地質資料，只是簡單的依據相臨建筑的情況進行圖紙設計。勘察施工場地的作用是保證科學的進行地基基礎工作，并且達到最基本的安全保障。往往房屋設計工作人員只是把耐力數值控制到最小，就簡單認為房屋建筑結構沒有問題了，這種技術問題為房屋埋下了安全隱患。在對較軟地基進行處理時，忽略了墊層換土設計，只是根據經驗判斷處理。房屋結構設計過程中，對于較軟地基存在的安全隱患沒有足夠認識，單純依據個人經驗使用砂墊層強化承載力，對于其寬厚度缺乏精確計算，也造成了費用的浪費。

(二) 構造柱設計存在的問題

建筑結構設計中的構造柱可以設計為單一的受力柱，其橫截面與配筋必須達到規范砼的規格，如果房屋結構包含抗震功能，必須要滿足以上要求。當構造柱體被當做承重的柱體應用時，這就會使構造柱體的受力提前了，從而限制了構造柱體對建筑結構的拉束功能的完全發揮，使整體房屋結構設計暗藏了安全危機。地圈梁通常會植入構造柱體，這種情況下是不需要另外設置地基的，可是當構造柱體充當了承重柱體時，柱底部基礎抗壓能力必然會出現超負荷現象，裂縫也就產生了。在實際施工當中，處于承重梁下的柱體應當達到承重柱體的標準，假如承重梁的負載與跨度呈現最小狀態時，梁下也可以使用構造柱體。這時候就要對構造柱體的功能忽略不計，重新檢測墻體下半部分的抗壓強度，達到要求才能設計施工。

(三) 抗震設計中存在的問題

在抗震建筑結構設計中，施工設計人員普遍認為六度設防可以看成是沒有設防。為了方便受力分析，施工設計人員往往把柱體橫截面較小設計，增加梁線的剛度，將梁設計成為鉸支梁，柱體的抗壓能力設計成軸心抗壓。這種操作方法能夠方便分析房屋結構的受力，但是針對整體的房屋結構安全帶來了危險。忽視了梁與柱之間的彎矩約束，還有柱體的截面積較小，整個建筑結構一旦受力，抗彎能力明顯不足，造成了梁底顯現裂縫。

(四) 承重墻設計中存在的問題

建筑結構設計承重能力時主要是通過樓板設計完成的，在房屋建筑時經常將一些隔墻放置在樓板上，之后還會將這部分算在同等效果的荷載力范圍內，樓板的配筋也會依據這個數據進行計算。除此之外，隔墻頂部采用立磚斜砌，造成樓板頂部出現裂縫。兩個方向同時產生彎矩的雙向板中的鋼筋是要疊放并且要保持縱橫方向，計算時應該依據雙方向的高度。

三、建筑結構設計優化的基本步驟

通常在對設計變量進行選擇時，我們把對建筑結構影響的主要參數作為設計變量。如目標控制的相關參數( 損失的期望 C2 和結構的造價 C1) 和約束控制相關參數( 結構的可靠度 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構的相關要求就能夠滿足相應的設計要求的一些參數，我們可以用預定參數來表示，這樣能夠使得我們的設計量、計算量以及編制程序的工作量均大大減小。在進行結構設計優化的時候，我們還必須尋找一組能夠滿足相關的預定條件的截面相應的幾何尺寸、鋼筋的截面積以及相應的失效的概率的函數，使得工程造價最少。

對于房屋的結構的設計優化來說，必須確保結構的可靠度，來對優化設計相關的約束條件進行相應的確定，設計優化的約束條件主要包括裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、構件單元約束、應力約束、結構體系約束、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下的彈性約束到最終極限狀態的彈塑性約束等約束條件。在進行結構設計的時候，確保每個約束條件都必須滿足相關要求，以實現最佳的設計。在設計過程中必須對細部的結構進行相應的設計優化，例如，在現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，在滿足其結構的基本要求條件下，達到既安全又經濟的目的。

四、建筑結構優化設計的要點

（一）結構優化設計的規范

在對房屋建筑結構進行結構優化設計時，設計工作者應遵循相關的結構設計規范。房屋結構優化設計的追求決定了房屋結構優化設計對設計工作者提出了較高的要求，要求工作者不僅詳細了解房屋結構設計規范的條文，同時也要能夠根據房屋結構設計的實際情況，把房屋結構設計的結構優化設計方案科學合理的運用到實際的房屋工程中。

對于一些結構較為簡單的房屋工程，某些結構設計規范可能過于保守，而對于一些結構復雜的，或者有特殊用途的房屋工程，某些結構設計規范又可能過于寬松，安全性不足，這就要求房屋結構設計結構設計優化工作者能夠根據具體的工程情況，對結構設計條文進行適當的取舍，爭取使設計成果達到最優化。

（二）前期方案設計期間將結構設計優化參與其中

建筑方案設計前期如有一個優秀的、合理的設計方案，并參與結構設計優化，就會爭取到非常優秀的開端。但目前在前期設計方案中結構設計優化參與其中的并不多，如果能對建筑類別有所針對，并進行合理選擇結構設計優化方案，將降低建筑的總投資成本，因此在建筑方案設計初期應注意建筑方案的結構優化設計，考慮結構的合理及可行性。

（三）細部結構設計優化

概念設計應用于沒有具體數值量化的情況，設計過程中需要設計人員靈活的運用結構設計優化的方法，達到最佳的效果。與宏觀把握相對應的，設計的過程同時要注意對于細部的結構設計優化，比如現澆板中的異形板拐角處易出現裂縫，可劃分為矩形板。注意鋼筋的選擇，I級鋼和冷軋帶肋鋼市場價格差不多，但是他們的極限抗拉力卻相差很大，所以在塑性滿足要求的情況下，現澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做立面設計的時候，外立面上的懸挑板及配筋，滿足基本的規范要求即可，達到既安全又經濟的目的。

（四）地基基礎結構設計

地基基礎的結構設計優化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎，那么要根據現場地質條件選擇樁基類型，盡量節省造價。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大，應多進行比較以確定最合適的方案。

（五）概念設計處理的實際建筑設計問題

在建筑結構設計中，很多外在因素是難以控制的，尤其是地震這種破壞力極強的自然災害，對于建筑結構來說，破壞性是不可估計的。故此，在進行實際建筑設計時，必須充分考慮其建筑結構的地質特征，采用概念處理的原則進行合理的規劃設計，將其存在的危險因素降至最低。在進行建筑結構設計時，要充分考慮抗震性能的重要性，分析其建筑階段所受到的各種危險因素，采取合理的技術

手段，在建筑施工中注意剛度均勻、對稱的重要性，同時還可以采取延性的設計原則，它可以有效的防止建筑結構在地震發生時所產生的突發性破壞，消耗一定的能量，減少破壞。

參考文獻

第7篇：結構設計基本步驟范文

1．1地下室設計中存在的問題建筑結構設計單位在設計建筑結構的時候，必須要加強對地基穩固度的重視程度。地基的質量在很大程度上會受到地下室設計狀況的影響，所以說做好地下室的設計工作時非常重要的。從我國很多建筑結構設計企業的發展現狀來看，其中還存在不少問題，例如，沒有嚴格要求地下室設計成效;在未詳細了解建筑物墻體厚度、混凝土強度、建筑材料性能的基礎上，就盲目地開展地下室設計工作，這直接影響到了建筑結構設計工作的可靠性，對將來的建筑工程施工質量而言，埋下了安全隱患。

1．2圖紙設計中存在的問題建筑工程的施工步驟都是按照事先設計的施工圖紙展開的，所以對于整個施工環節來說，建筑施工設計圖紙有著至關重要的作用。可以說圖紙設計工作的成效，會對整個直接建筑工程的施工質量產生重大影響。然而，從我國建筑施工企業的施工現狀來看，很多施工團隊都忽視了設計圖紙工作的重要性，采取了不認真的態度對待施工圖紙設計工作，使得施工圖紙不夠嚴謹，缺乏學科、合理性。例如，在設計各層結構的具體施工圖的時候，使用了不標準的圖集，也沒有弄清楚各層梁、柱、墻的詳細構造。

1．3建筑選址中存在的問題我們常說:“萬事開頭難。”如此可見，要想做好一件事情，就必須要有一個好的開頭。這句話運用到建筑結構的設計工作中，也就意味著要做好最基本的結構設計工作。對于任何建筑施工項目而言，倘若選址存在不穩定狀況，那么再好的建筑結構也無法為整個建筑工程的施工質量提供保障。當前，在建筑選址中存在的選址缺乏合理性、科學性等問題，直接影響到了建筑施工項目的安全系數，不利于提高建筑施工項目的質量。

2建筑結構設計對策

2．1優化建筑結構設建筑結構設計單位在優化設計高層建筑結構的時候，需要注意幾個問題:(1)設計工作要為提高建筑工程的施工質量服務;(2)要盡可能地控制好工程造價，將之設計在可接受范圍內。對此，需要建筑結構設計單位，在開展設計工作的過程中，要充分考慮投資商的經濟實力和實際的施工需求，權衡建筑項目的施工質量與建筑施工企業投資回報之間關系。所以建筑結構設計單位，要借助“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉”的原則，對建筑結構進行優化設計，促使建筑結構設計單位制定的方案可以達到令人滿意的效果。

2．2加強溝通與交流建筑結構設計師在開展建筑結構設計工作之前，應該要加強與承包商、投資商之間的溝通與交流，并通過與他們之間展開的交談活動，了解到建筑工程的具體施工要求，同時充分了解本次到建筑工程的施工基調，對建筑工程的施工現場以及地質條件進行整體把握，明確建筑方每個部門需要注意和配合的地方，將建筑結構設計的基本方案確定下來。

2．3明確參數含義在建筑工程中的有些專業術語難以區分，對于建筑結構的設計師而言，在沒有明確參數定義的前提下，開展設計工作，必然會影響到設計質量。理論上而言，參數是沒有明確界限的，但是在具體建筑工程施工環節中，每個參數都需要界定實際有效意義，所以設計人員應該明確參數的含義，并在實際的設計工作過程中，對這些參數加以正確利用。

3結束語

第8篇：結構設計基本步驟范文

【關鍵詞】鋼結構；設計；截面

前言：鋼結構能夠廣泛地被應用到建筑項目中，正是因為其剛度大、優良的抗震性等特點，鋼結構工程還擁有其他的優點，就是安裝施工的周期較短。現在，傳統的鋼筋混凝土結構已經逐漸地被淘汰，鋼結構建筑物不但繼承了傳統結構的優勢，還彌補傳統混凝土結構的種種弊端，成為了建筑項目的主體。

1、簡單概述下近年來鋼結構設計的發展狀況

1.1探究鋼結構工程頻繁出現事故的原因

雖然，鋼結構工程具有諸多的優點，但是，鋼結構設計的好壞直接影響著鋼結構工程的質量。近幾年來，鋼結構設計環節出現了一些問題，導致了多起安全事故，給人們帶來了生命和財產的損失。所以，現在簡單來分析下鋼結構設計出現問題的原因：首先，隨著人們不斷地研究鋼結構工程，現在出現了空間網架、網殼結構等多種新型鋼結構。由于鋼結構地不斷更新，導致設計者無法研究新結構；其次，現在鋼結構設計者還是缺乏一定的設計經驗，設計水平低下，無法掌握鋼結構和構件的整體穩定性的精髓，這直接給鋼結構工程的質量蒙上了一層陰影。所以，鋼結構穩定性稱為此工程最大的弊端，如果不能盡快解決此弊端，將會帶來更大的經濟損失。

1.2闡述下鋼結構設計所遵循的基本原則

為了解決鋼結構工程出現穩定性的問題，通過結合實際鋼結構設計的特點，規定出了鋼結構設計所遵循的基本原則，這樣可以更好地保證鋼結構設計中構件不會缺乏穩定性。現在簡單說明下這幾項基本原則：第一，要進行周密地計算，做好整體結構的細部構造和構件的穩定計算工作，使兩者的數據保持統一性；第二，在進行鋼結構設計時，一定以保持穩定性的角度出發，綜合考慮整體和組成部分的穩定性；第三，所作出的結構計算簡圖應和實際計算方法的簡圖保持相同，這才能保證整體框架穩定計算工作的進行。

2、剖析下鋼結構設計四類截面的相關內容

2.1鋼結構設計四類截面的分類

鋼結構的四類截面：根據截面承載力的不同，可以講鋼構件的截面分為四類：第一類，允許鋼構件的板件發生屈曲，稱為薄壁截面；第二類，鋼截面的邊緣最大應力不超過鋼材的屈服強度，稱為彈性截面，還有的是允許部分截面開展塑性，稱為彈塑性截面；第三類，就是讓截面形成塑性鉸，但不是不要求大的轉動能力，稱為Ⅱ類塑性截面；第四類，截面也是形成塑性鉸，同時，還要有一定的塑性轉動能力，這種截面稱為Ⅰ類塑性截面。

2.2選擇合適的鋼構件截面是鋼結構設計的關鍵步驟

在鋼結構設計的過程中，當鋼結構布置這個步驟完事后，接下來進行的就是需要對構件截面作初步估算的工作，主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。鋼梁有槽鋼、焊接 H 型鋼截面等這幾類可供選擇。截圖高度的判定需要根據荷載與支座來確定最終的數據。在進行規定翼緣寬度時，有一種很簡單的計算方法，要依據梁間側向支撐的間距按 l/b 限值來確定，這樣的話，就可以有效地避免鋼梁全體穩定性的復雜計算。截面高度、翼緣寬度都一一作出了預估，接下來就是預估板件厚度，它直接根據局部穩定的構造進行預估就可以了。柱截面按長細比預估， 在選擇合適類型的鋼構件截面時，就比較復雜了，因為需要根據軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同，這里需進行大量的研究和計算。對應不同的結構，對截面的構造要求有很大的不同，剛才上文已經提到過，共有四類的鋼構件的截面，每種截面都有不同的特點。如鋼結構中組成構件的板件的局部需要很強的穩定性，能夠進行局部彎曲，這就需要選擇薄壁截面。

構件截面形式的選擇沒有固定的要求，需要根據構件的實際受力情況，選擇合適的鋼構件截面。因為，每一種類別的鋼構件截面都有其自身的應用價值，比如說到第一類的薄壁截面，這一種薄壁的結構擁有著自身的優勢，如自身重量輕、承載能力強、彎曲的剛度高等特點，所以在鋼結構的建筑工程中獲得大量的應用。還有第二類的彈塑性截面在防止火災時，起著重要的作用。由此可見，鋼構件設計的截面是影響鋼結構工程的穩定性、剛度的關鍵因素。

2.3考慮到施工復雜性，四類截面應綜合應用到鋼結構工程

在鋼結構設計和施工中，并不是單純的在局部結構使用一種鋼構件結構，而是根據不同截面的特性，綜合應用到鋼結構工程中。目前，槽鋼、等邊角鋼、非等邊角鋼等鋼構件屬于非對稱截面材料。選擇不同類型的鋼構件材料，需要根據建筑結構的特點，如果該結構的載荷和跨度較小的情況，只需要采用單一成型型鋼，也就是單一類別截面的鋼構件就可以了。如果出現載荷和跨度較大的情況時，單一鋼構件截面的承載能力有限，就需要不同類別的鋼構件并湊在一起，稱為了拼合截面構件。但是設計拼合截面構件的過程需要進行切割和焊接的工作，增加了額外的經濟成本，但是可以集合多種截面的優點在一身，能夠展現出發高強的承受載荷大、跨度遠、抗扭剛度大等特點，現在簡單的舉個例子，比如由兩個或多個相互連接的型鋼構成的拼合截面構件，如用雙槽鋼拼合成的簡易桁架梁、由小型型鋼如槽鋼、角鋼組合而成的桁架梁及格構式立柱等，應用起來非常方便。所以，剛才上文已經提到，設計和選擇好鋼構件的截面是保證鋼結構工程穩定性的重要保障。

3、在鋼結構設計過程中應注意的問題

為了保證鋼結構工程的穩定性，還應注意幾個方面。首先，在選擇分析模型時，一定要結合施工地的實際情況，在進行大量的計算時，不能忽略任何細節，這樣才能獲得較為理想的設計結構，設計過程中也要考慮到經濟性和安全性。其次，在鋼構件截面設計時，首先考慮的不是穩定性、強度等因素，而應該是整體剛度。所以，在整體設計過程中，應考慮到結構的整體剛度。接著，要保證計算模型的準確性，在起初的鋼結構設計工作中，要進行建立計算模型來設計鋼結構，在施工過程中，都是依據計算出來的數據進行施工的，所以，計算過程中不允許出半點差錯，計算模型的準確性時整個鋼結構工程質量的基礎。最后，要注意鋼構件之間的連接問題，此問題很是復雜。因此，設計節點時要綜合考慮各種因素如受力情況、構件截面形式、連接方法等等，再確定出合理、適用的節點構造形式。

4、結語

隨著鋼結構不斷地應用到建筑工程中，鋼結構設計理念也在時刻地更新，新型的鋼結構不斷地出現，這也間接地促進我國鋼結構工程的而發展。但是，我國的鋼結構設計水平還是比較落后，這得需要相關研究部門就行不斷地摸索，使中國的鋼結構設計水平達到新的高度，爭取能夠趕上甚至超越先進國家的設計水平。

參考文獻：

第9篇：結構設計基本步驟范文

土木工程專業是實踐應用比較強的專業。為體現國民經濟和社會發展對土木工程專業人才的現實和長遠需求，必須要學以致用。獨立院校作為應用型本科院校，結合土木工程專業培養目標，以CDIO能力培養為理念的《土木工程專業應用型卓越工程師培養計劃》及寬口徑土木工程專業培養方案，以注重提高學生綜合素質和創新能力，注重加強學生專業基礎知識和優化基本理論知識結構，向培養土木工程師從事設計、施工與管理等應用方向拓展。混凝土結構設計原理課程體系龐雜，需要加強其與材料力學、建筑材料等基礎課的聯系，綜合知識結構，理清課程的脈絡精髓，使學生更透徹地理解混凝土構件受力機理，并對構件整個受力過程有更全面了解，讓主要知識點的掌握有如一氣呵成之感。結合本課程的特點，理清“實驗———基本假定———應力簡圖———基本公式———適用條件———應用”這一思路。對于各類受力構件，首先根據大量實驗資料分析實驗結果，闡明基本假定，據此推出核心應力簡圖，再結合力學知識，基本公式及適用條件則隨之導出，計算步驟也順應確定。實現幫助學生理清學習思路，有計劃有步驟的主動學習本課程的目的。

二、合理統籌教學內容，編制工程師計劃的培養體系

（一）加強對設計規范的學習

混凝土結構設計原理課程主要涉及的規范是《混凝土結構設計規范》和《砌體結構設計規范》。每一次新規范的頒布[2]，都迫切要求有關的工程技術人員、教師和學生學習掌握新規范。作為教師，尤其要盡可能地將新規范融入到混凝土結構設計原理課程教學實踐中，加強學生對規范條文的學習和理解，特別是修訂部分的內容，增加了[3]結構整體性和防連續倒塌設計、結構耐久性設計、裂縫寬度驗算調整、高強度材料的推廣等，最好能讓學生理解其修訂內容的科研或工程背景，以便學生更好地掌握。根據《混凝土結構設計規范》（GB50010———2010）和《砌體結構設計規范》（GB50003———2011）的頒布及教學思路，對每一章給出教學要求，分為基本概念、計算能力和構造要求三方面，并分三個檔次：對概念，分為“深刻理解”、“理解”和“了解”；對計算能力，分為“熟練掌握”、“掌握”和“會做”；對構造，分為“熟悉”、“領會”和“識記”。全面修改和補充計算例題等。并在內容上涉及不少注冊執業資格相關規范條文和算例，為培養學生畢業后獲得注冊執業資格做準備。

（二）優化課程內容，處理好重點和難點的關系

在與基礎課程聯系的基礎上，結合教學大綱合理安排并優化教學內容，在此基礎上重視對本課程重點與難點的處理。教師首先要明白學生在學習這些知識前需要的先導知識（包括先修基礎課程）。其次結合獨立學院培養應用型人才和學生力學等基礎相對較差的情況，要清楚學生學習的重點和難點，然后認真備課，針對具體模塊內容，精心設計問題，有目的的引領學生梳理學習思路、幫助學生漸漸主動融入課程內容角色；讓學生掌握重點，理解難點。混凝土結構設計原理課程涉及許多構造措施，如混凝土的最小保護層厚度，鋼筋的錨固長度、搭接長度，鋼筋間的凈距或間距，受力鋼筋的最小配筋率等。這部分內容規定性的東西多，內容比較零散，在講授時應進行適當歸納與分類，盡量使其條理化和簡單化，并介入實體模型，便于學生理解和記憶。

（三）制訂本課程基于CDIO工程教育模式的培養體系

本課程基于CDIO工程教育模式的培養體系，需在土木工程專業的工程師培養體系的基礎上制訂。以土木工程專業的教學規范為依據，保留專業基本的理論教學和實踐教學，結合行業不同單位的工作性質和學生興趣及未來計劃的發展去向增加與工程師培養相適應的理論教學和實踐教學。統籌我院土木工程專業開設課程實際，針對設計院就業方向，還可增設施工圖預算、混凝土結構工業廠房設計、砌體結構設計等實踐環節，由校內教師和校外工程師綜合指導。針對施工企業就業方向，還可增設工程預決算實踐環節，由校內教師和校外工程師綜合指導。針對咨詢公司就業方向，增設工程項目現場實習，包括工程招投標流程、招投標文件編制、監理規劃大綱編制等，由校內教師和校外工程師綜合指導。

三、構建實踐教學新模式

（一）引入工程案例教學法，營造課堂工程氛圍

為達到教學目的，實現教學內容，運用教學手段而進行，引進新的教學方法勢在必行。本課程采用案例分析法，以教師指導下的分組討論方式進行。教師根據課堂教學要求、內容關聯性及學生興趣選擇案例，說明理論在實際中的具體運用。結合案例提供的信息，運用混凝土結構設計原理知識進行針對性地分析和論證。學生在辯論中學習，充當主角。案例教學是理解和深化理論知識的有效途徑。通過教師的引導和啟發，提供和評估備選方案，培養學生運用混凝土結構設計原理的知識和方法，模擬解決實際問題實現知識由抽象到具體的飛躍。

（二）將實體模型引入教學實踐

為增強學生對土木工程結構的空間想象力，在原有的結構與材料實驗室建立比較系統的土木工程專業系列課程，如混凝土結構設計原理、鋼結構、房屋建筑學、土木工程材料、土木工程施工等課程教學實體模型。針對本專業開設方向和課程要求，需配置包括混凝土結構和道路與橋梁工程結構在內的結構教學模型。其中混凝土結構有梁（含簡支梁、連續梁、懸臂梁、矩形梁、T形梁）、樓（板）蓋、柱、工業廠房等模型。將實體模型引入課程教學實踐，模擬“施工現場”，將“工程搬進課堂”，增強學生的感性認識，提高學生對土木工程體系概念的整體思維能力和空間想象力，從而大大提高課堂教學效率和效果，同時為后續的試驗研究，制作混凝土結構構件模型做準備。

（三）組織施工現場參觀，加強感性認識

結合本學院合作辦學方的優勢，提供與寶坻區產學研合作項目，開辟“專業實踐教學基地”。如在現澆混凝土結構施工現場，學生能較深刻地了解主、次梁的立體交叉關系和鋼筋布置應注意的問題，及鋼筋的錨固、搭接、彎起等構造要求；學習預應力混凝土知識時，可組織學生參觀預應力張拉工藝及過程，了解預應力筋的種類、錨具等，以增強學生的感性認識。通過這一系列實踐教學，使學生深刻理解課堂教學的內容。除此之外，基于CDIO工程教育模式的培養體系中的工程實例講座，與理論課程和施工現場參觀等穿行。通過課堂視頻和實體模型及工程案例教學、安排工程實例講座、到施工現場參觀實習等，讓學生親身接觸實際工程，進一步增強感官認識，并逐步過渡到理性認識，大大提高學生分析問題、解決問題的能力。

（四）加強試驗研究，制作混凝土結構構件模型

鋼筋混凝土結構材料性能的不確定性、離散性，使鋼筋混凝土結構基本理論須由鋼筋和混凝土材料性能以及結構構件的受力性能的試驗研究來驗證。利用結構與材料實驗室，通過試驗觀識結構構件從開始加荷到破壞的過程，構件內部應力、應變的變化，裂縫的發生、發展以及裂縫的分布等特征，分析構件的受力狀態，以及鋼筋和混凝土在受荷過程中所表現出來的特性。教師通過啟發、引導學生從現象出發，主動思考找出事物本質，訓練學生分析問題和解決問題的能力。利用結構與材料實驗室，可模擬現場施工，實現仿真教學，制作混凝土結構構件模型。結合混凝土結構設計原理先修課程如土木工程材料、土木工程施工等，從水泥、石子、砂子、鋼筋等原材料選取到配筋計算、水灰比計算、鋼筋的綁扎、支模、混凝土澆筑及養護、試塊制作等，模擬施工的全過程，預制鋼筋混凝土梁，對其強度進行測試，并引導學生對試驗結果進行分析，鼓勵自主實驗。可大大提高學生的學習積極性。

四、結束語