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產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則范文第1篇

關(guān)鍵詞：工業(yè)工程 產(chǎn)品設(shè)計 總體實訓(xùn)

工業(yè)工程是目前世界上被大家認(rèn)可的可以有效地提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的把生產(chǎn)技術(shù)與科學(xué)管理有效地結(jié)合起來的一門相對邊緣的學(xué)科。它涵蓋了管理工程、制造工程和系統(tǒng)工程的相關(guān)內(nèi)容。伴隨著世界現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，工業(yè)工程專業(yè)的課程體系也得到了不斷的完善，所含內(nèi)容逐漸豐富。但隨著學(xué)科的不斷擴(kuò)充，教學(xué)內(nèi)容越來越廣泛，工業(yè)工程專業(yè)高速發(fā)展帶來的弊端也日益凸顯，尤其突出的就是實踐環(huán)節(jié)薄弱，實際經(jīng)驗不足。這些弊端不能僅從高校單方面的角度來解決，而應(yīng)該聯(lián)合企業(yè)共同探求實際可行的方案。

1 工業(yè)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

工業(yè)工程專業(yè)以制造業(yè)為對象、制造業(yè)信息化為背景，培養(yǎng)具備綜合應(yīng)用現(xiàn)代制造工程、現(xiàn)代管理理論、信息技術(shù)應(yīng)用和系統(tǒng)工程方法的知識、素質(zhì)和能力，培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)對生產(chǎn)管理和信息化建設(shè)需求，富有責(zé)任心、主動性和創(chuàng)造力的，知識面寬、適應(yīng)能力和溝通能力強(qiáng)，具有解決制造領(lǐng)域復(fù)雜問題能力的、既懂技術(shù)又會管理的高層次復(fù)合型人才。工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生首先應(yīng)具有較扎實的自然科學(xué)基礎(chǔ)，以及較好的人文、藝術(shù)和社會科學(xué)基礎(chǔ)，而在素質(zhì)和技能方面，應(yīng)具備基本的工程素質(zhì)，能夠看懂工程圖紙，并運(yùn)用機(jī)械工程的基本理論和方法解決簡單產(chǎn)品的設(shè)計、工藝問題。另外，還應(yīng)掌握包含在工業(yè)工程學(xué)科里面必需的系統(tǒng)工程、制造工程和管理工程等學(xué)科的基礎(chǔ)理論和基本技能。在具體實施企業(yè)方案時，應(yīng)能夠靈活應(yīng)用工業(yè)工程專業(yè)的基本理論和方法，解決企業(yè)在生產(chǎn)、物流和倉儲管理的實際問題。

2 《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計》的課程設(shè)置規(guī)劃

本課程作為工業(yè)工程專業(yè)的一門實踐性強(qiáng)的專業(yè)核心課程，其主要任務(wù)是學(xué)習(xí)產(chǎn)品功能的設(shè)定、常用材料的種類和特性以及加工工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則以及與產(chǎn)品造型有關(guān)的通用結(jié)構(gòu)設(shè)計知識，使學(xué)生掌握與產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)的基本知識，具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本技能，能夠完成簡單產(chǎn)品設(shè)計中從功能定義到材料選擇以及最終的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2.1 本課程的知識模塊包括：①產(chǎn)品材料與表面處理工藝常識；②塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則；③鈑金類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則；④模具基礎(chǔ)知識；⑤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局設(shè)計；⑥產(chǎn)品典型結(jié)構(gòu)。其目的是使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生的三維空間想象能力，在實際應(yīng)用中培養(yǎng)學(xué)生的新產(chǎn)品開發(fā)以及應(yīng)用計算機(jī)繪圖的能力。

2.2 課程的重點內(nèi)容包括：①常用塑膠材料基本知識；②常用金屬材料基本知識；③常用表面處理知識；④產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計總原則；⑤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系分析與結(jié)構(gòu)繪圖的基本要求。

3 《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程的教學(xué)思路

3.1 選用教材。目前還沒有適合工業(yè)工程專業(yè)使用的《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計》教材，所以國內(nèi)普遍做法是選用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計方面教材，暫定的教材是黎恢來編寫的《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計實例教程》。該教材將作者十幾年的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)而成，系統(tǒng)、精細(xì)、全面地介紹了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計知識及設(shè)計全過程，明確了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念和崗位職責(zé)，并通過講解一款電子產(chǎn)品的全套產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程，幫助學(xué)生融會貫通，更加高效地學(xué)習(xí)和掌握實用技巧。

3.2 教學(xué)內(nèi)容。依據(jù)工業(yè)工程專業(yè)的整體人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的具體要求，將《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計》分為六大模塊，每個模塊里面包括若干的章節(jié)，各章節(jié)之間既自成體系，又互相有銜接，條理清晰，通俗易懂。①“產(chǎn)品材料與表面處理工藝常識”模塊，主要介紹注塑工藝?yán)碚摗⒊Ｓ盟苣z材料和金屬材料基本知識，以及注塑件、鈑金件表面處理方法。塑膠的定義及分類方面，介紹ABS、PS、PP、PVC等的應(yīng)用范圍、注塑模工藝條件和化學(xué)和物理特性，重點是使學(xué)生了解注塑件的常見問題分析及解決，比如縮水、飛邊、熔接痕、頂白、塑膠變形等。金屬材料方面，介紹一些金屬的特性和應(yīng)用范圍，比如不銹鋼、鋁、銅、鎳和鋅合金。常用表面處理知識方面，主要涉及塑料二次加工的基本知識，學(xué)生需要了解絲印、移印、燙印、超聲波焊接、噴涂、電鍍和模內(nèi)覆膜等表面處理工藝。②“塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范”模塊，重點介紹塑料件在設(shè)計和修改階段需掌握的通用設(shè)計規(guī)范，比如塑料件的料厚、脫模斜度、圓角設(shè)計，能夠分析塑料件的加強(qiáng)筋、孔、支撐面的使用范圍。在細(xì)節(jié)部分，應(yīng)了解塑料件文字、圖案、螺紋和嵌件設(shè)計。③“鈑金件結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范”模塊，介紹鈑金類產(chǎn)品設(shè)計的工藝要求，包括沖裁、折彎、拉伸、成形工藝，并且讓學(xué)生了解壓鑄類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的工藝要求。在此模塊的教學(xué)中，應(yīng)引入企業(yè)實際產(chǎn)品案例進(jìn)行講解，以便于學(xué)生更好地掌握鈑金件的設(shè)計規(guī)范。④“塑料模和鈑金?；A(chǔ)知識”模塊，介紹塑料模和鈑金模的基本類型及典型結(jié)構(gòu)，包括模具概述，模具的分類、注塑機(jī)介紹等，重點講解的是注塑模結(jié)構(gòu)里面的澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和行位與斜頂，以及二板模和三板模之間的區(qū)別和應(yīng)用，以“實用、夠用”為度，學(xué)生只需了解典型的模具結(jié)構(gòu)，不需要進(jìn)行后期的模具設(shè)計。⑤“產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局設(shè)計”模塊，主要介紹殼體形狀結(jié)構(gòu)、密封結(jié)構(gòu)、卡扣結(jié)構(gòu)、螺釘柱結(jié)構(gòu)、螺紋連接結(jié)構(gòu)和嵌件連接結(jié)構(gòu)等知識，以及各個特征的定義、作用和設(shè)計原則，特別是特征在使用時的相互配合關(guān)系。拓展知識方面，要了解塑料零件自攻螺柱及通過孔設(shè)計規(guī)則，以及模具設(shè)計與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計之間的聯(lián)系。⑥“典型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)”模塊，重點介紹目前國內(nèi)普遍使用的三大產(chǎn)品（電子產(chǎn)品、家電產(chǎn)品和電動產(chǎn)品）的典型結(jié)構(gòu)設(shè)計知識。每類產(chǎn)品選取一款經(jīng)典的已批量的產(chǎn)品作為藍(lán)本，深入解剖結(jié)構(gòu)知識在產(chǎn)品設(shè)計的運(yùn)用。比如電子產(chǎn)品選手機(jī)為代表產(chǎn)品，講解手機(jī)產(chǎn)品各零部件的結(jié)構(gòu)、前殼與底殼的止口設(shè)計、LCD屏限位結(jié)構(gòu)設(shè)計和電池固定結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及內(nèi)藏攝像頭結(jié)構(gòu)設(shè)計。家電產(chǎn)品則以電吹風(fēng)為例，學(xué)生要掌握電吹風(fēng)的功能、材料、結(jié)構(gòu)工藝性等，了解CAD軟件在電吹風(fēng)設(shè)計中的應(yīng)用，能對產(chǎn)品塑料件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。在此過程中，還要掌握項目管理方面的知識。

3.3 教學(xué)方法。在教學(xué)中，提倡基于工作過程為導(dǎo)向的項目化教學(xué)，理論教學(xué)與實踐練習(xí)相結(jié)合，增加實踐課時的比例，培養(yǎng)產(chǎn)品設(shè)計的實踐能力。教師引導(dǎo)學(xué)生建立實用合理的知識結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化學(xué)生的自覺體驗和掌握知識的遷移能力，淡化理論和實踐的界限。在基礎(chǔ)知識夠用的前提下，采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、項目教學(xué)法，通過在具備多媒體教學(xué)設(shè)施的校內(nèi)實訓(xùn)基地開展新產(chǎn)品和新工藝的開發(fā)工作，使學(xué)生體會具體產(chǎn)品的外觀造型和結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和實際應(yīng)用能力。

4 《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計》在工業(yè)工程專業(yè)總體實訓(xùn)的具體應(yīng)用

在面向制造業(yè)的工業(yè)工程專業(yè)總體實訓(xùn)里，結(jié)合各校的實際情況，以典型產(chǎn)品的流水線裝配設(shè)計為主體，總體實訓(xùn)內(nèi)容分為五個階段：前期的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)、產(chǎn)品設(shè)計與組裝環(huán)節(jié)、生產(chǎn)線裝配改善環(huán)節(jié)、三維系統(tǒng)模擬環(huán)節(jié)、總結(jié)交流環(huán)節(jié)。在這些實訓(xùn)中，可以實現(xiàn)“教-學(xué)-做”一體化的行動教學(xué)，讓理論和實踐緊密結(jié)合，從而使學(xué)生在知識和技能上達(dá)到雙重提高；另一方面，可以鍛煉學(xué)生的綜合專業(yè)知識運(yùn)用能力，提高團(tuán)隊協(xié)作能力，也有利于提升學(xué)生的實際動手能力，更好地讓學(xué)生參與企業(yè)模擬項目，融入企業(yè)生產(chǎn)實踐。在產(chǎn)品設(shè)計與組裝環(huán)節(jié)，教師把學(xué)生分成六人左右的項目組，根據(jù)企業(yè)的某一個典型產(chǎn)品布置項目任務(wù)書。學(xué)生綜合考量校內(nèi)實訓(xùn)基地的實際條件和設(shè)備，運(yùn)用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的知識，共同完成項目。在此過程中，教師可以對新產(chǎn)品提出具體的要求，比如產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸不能過大，必須與生產(chǎn)線相匹配；結(jié)合人因工程學(xué)，運(yùn)用動作分析和雙手操作分析，在工藝上要符合車間的零部件裝配順序，有利于工序和工位的確定；新產(chǎn)品各零部件的裝配要牢固可靠，可以滿足多次拆卸而不容易損壞；產(chǎn)品的價格應(yīng)合理，要用最少的成本做出符合客戶要求的產(chǎn)品；考慮試驗的可行性和零部件的可修改性。

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產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則范文第2篇

摘要：汽車生產(chǎn)是一個較為復(fù)雜的高技術(shù)生產(chǎn)工藝，不僅需要良好的內(nèi)外飾結(jié)構(gòu)設(shè)計還需要精妙的成型工藝，所以，具有一個完善的工程設(shè)計稿，是使各種汽車材料能夠進(jìn)行人工制造的重要前提，也直接影響著汽車生產(chǎn)的品質(zhì)與質(zhì)量，因此，為了實現(xiàn)汽車產(chǎn)品能夠更加具有美感、品質(zhì)與性能高的效益，就需要掌握汽車內(nèi)外飾結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則與基本內(nèi)容，不斷優(yōu)化其成型的技術(shù)與水平。本文就關(guān)于汽車內(nèi)外飾結(jié)構(gòu)設(shè)計與成型工藝進(jìn)行淺要分析。

關(guān)鍵詞：汽車 內(nèi)外飾 結(jié)構(gòu)設(shè)計 成型工藝

現(xiàn)代化的汽車工藝不僅具有明顯的技術(shù)密集、綜合性能高的優(yōu)點，還具有高附加值、經(jīng)濟(jì)效益好以及資金密集的特點。汽車工藝不僅緊密聯(lián)系著整個社會生產(chǎn)，還推進(jìn)、帶動了大量零部件與附加產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。所以，為了實現(xiàn)汽車產(chǎn)品更為優(yōu)良的發(fā)展，就需要設(shè)計一個人性化、美觀的內(nèi)外飾結(jié)構(gòu)，增加其成型工藝的技術(shù)水平。

一、汽車內(nèi)外飾結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則分析

由于汽車本身具有的復(fù)雜性的結(jié)構(gòu)與形狀，所以，在進(jìn)行汽車內(nèi)外飾結(jié)構(gòu)設(shè)計時，不僅增加了其設(shè)計的難度，還影響著汽車綜合性能與經(jīng)濟(jì)成本，所以，就需要在把握結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則上對汽車內(nèi)外飾結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行分析。

1.注重結(jié)構(gòu)簡化設(shè)計

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，就需要將一個結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化設(shè)計，所以，就需要在形狀對稱的基礎(chǔ)上，巧妙的避免一些不必要的幾何圖形，使其大小、尺寸都盡可能的一致。另外，還需要有效避免汽車制件側(cè)壁內(nèi)表面與側(cè)孔的凹凸?fàn)钤O(shè)計，一般側(cè)向孔是要利用側(cè)向的分型與抽芯機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)，如若利用這種較為復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu)，勢必會增加結(jié)構(gòu)設(shè)計的復(fù)雜性，還會使得整個汽車結(jié)構(gòu)的成型工藝難度增加。只有在簡化設(shè)計的基礎(chǔ)上，不僅能夠更好的實現(xiàn)汽車的線條畫，還能夠有效較少成型工藝難度，避免二次加工。

2.提升汽車整體美感

提升汽車的整體美感是現(xiàn)代化生活與人們追求優(yōu)質(zhì)生活的要求，所以，在進(jìn)行內(nèi)外飾結(jié)構(gòu)設(shè)計時，就需要能夠在保證品質(zhì)與設(shè)計優(yōu)良的同時，還要能夠綜合考慮到整個汽車產(chǎn)品的美感，提升整個工藝的審美價值從而設(shè)計出具有質(zhì)感又不失品質(zhì)的優(yōu)良汽車產(chǎn)品。

3.實現(xiàn)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)環(huán)保

實現(xiàn)汽車設(shè)計的經(jīng)濟(jì)環(huán)保化，也是人類為了實現(xiàn)更為優(yōu)質(zhì)生活要求的。從一些具體事例來看，在進(jìn)行內(nèi)外飾機(jī)構(gòu)設(shè)計時，由于沒有掌握各種材料的性能，當(dāng)行車人大量處于形成狀態(tài)時，就產(chǎn)生一些放射性物質(zhì)，使行車人的健康受損。所以，為了能夠保證行車人健康，為了實現(xiàn)人們生活綠色環(huán)保化，就需要在結(jié)合經(jīng)濟(jì)因素的基礎(chǔ)上，對各項材料性質(zhì)進(jìn)行研究、研發(fā)，從而實現(xiàn)汽車產(chǎn)品設(shè)計的經(jīng)濟(jì)化、環(huán)保化。

二、汽車內(nèi)外飾結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點探討

在進(jìn)行汽車內(nèi)外飾結(jié)構(gòu)設(shè)計時，就需要在設(shè)計的指導(dǎo)原則上，通過系統(tǒng)性的設(shè)計，實現(xiàn)整個汽車產(chǎn)品的優(yōu)良化，進(jìn)而保證整個汽車生產(chǎn)能夠良好運(yùn)行，最終實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的、品質(zhì)高的汽車成品。

1.實現(xiàn)汽車內(nèi)飾的人性化

汽車的內(nèi)飾主要是由皮革、纖維、塑料凳材質(zhì)構(gòu)成，所以，為了實現(xiàn)汽車整個結(jié)構(gòu)更為優(yōu)化，就需要綜合考慮人的需要，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)的內(nèi)飾設(shè)計。一方面，為了實現(xiàn)內(nèi)飾材料的不易腐化，就需要采取不銹鋼、保險杠、玻璃等材料構(gòu)件，從而實現(xiàn)內(nèi)飾材料的長足新使用。另一方面，為了實現(xiàn)內(nèi)飾結(jié)構(gòu)的人性化，就需要利用現(xiàn)代化技術(shù)，實現(xiàn)汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)人性化。例如：在進(jìn)行座椅設(shè)計時，就需要在考慮汽車整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，合理設(shè)計其座椅的彎曲度。另外，在立足于人性化與長足性使用的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該保證整個汽車的清理方便。

2.保證汽車外壁的厚度均一

保證汽車外部的厚度均勻是立足于汽車形成工藝的基礎(chǔ)上要求的，也是為實現(xiàn)汽車成型工藝方便化需求的。所以，為了實現(xiàn)汽車外壁的均勻化，就需要在設(shè)計時，實現(xiàn)汽車圓角處理，從而增強(qiáng)汽車的流動性與成型性。為了實現(xiàn)厚薄一致，就需要在增強(qiáng)其強(qiáng)韌性的基礎(chǔ)上，利用有效設(shè)計將厚薄減薄。最后，在對交界處設(shè)計使，就需要設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)的過度，保證厚度比例能夠在一個合理的范圍，從而實現(xiàn)整個設(shè)計的流暢性，減少汽車成型工藝的難度。

3.加強(qiáng)汽車整體結(jié)構(gòu)的剛度

加強(qiáng)汽車的剛度設(shè)計是為了保證汽車質(zhì)量要求的。所以，為了實現(xiàn)汽車的剛性設(shè)計，就需要在汽車設(shè)計中，綜合考慮因素。加強(qiáng)汽車成品的剛性可以從兩個辦法進(jìn)行綜合考慮，一種方法是增加汽車的厚度，合理規(guī)劃設(shè)計，另一種辦法是研發(fā)、選用剛度較好的材料。另外，還可以進(jìn)行邊緣處理，實現(xiàn)汽車抗變形的能力增強(qiáng)。

三、汽車內(nèi)外飾結(jié)構(gòu)的成型工藝研究

汽車的內(nèi)外飾設(shè)計是實現(xiàn)汽車成型的重要前提，所以，在完善汽車設(shè)計之后，就需要能夠利用優(yōu)良的成型工藝將汽車生產(chǎn)成品。下面，筆者就關(guān)于汽車內(nèi)外飾結(jié)構(gòu)的成型工藝需要注意的關(guān)鍵點進(jìn)行研究。

1.合理包容模型的公差尺寸

由于汽車在已有的模型基礎(chǔ)上進(jìn)行成型工藝的，所以，就需要在尊重公差原則的基礎(chǔ)上，由設(shè)計圖紙到性質(zhì)配合，裝配互換以及實現(xiàn)其他功能的過程中，實現(xiàn)實體公差的包容性。其次，還應(yīng)該在進(jìn)行成型工藝時，實現(xiàn)各項公差的獨(dú)立性，也就是，同一要素要求尺寸公差與形位公差彼此獨(dú)立，在遵循尺寸公差與形狀公差獨(dú)立關(guān)系的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)滿足各自要求的公差原則。另外，還應(yīng)該在結(jié)合汽車品質(zhì)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)各項零件之間的相互配合，保證實現(xiàn)間隙面差最小的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)內(nèi)外飾的品質(zhì)高要求。

2.嚴(yán)控整個工藝的穩(wěn)定性

嚴(yán)控整個成型工藝的穩(wěn)定性，就需要能夠在注射周期的各個階段，實現(xiàn)材質(zhì)、注射液的壓力、溫度以及時間控制。所以，在成型工藝中，就需要保證注塑件的精度，減少成型條件所造成的誤差，實現(xiàn)溫度、時間的有效掌握，從而實現(xiàn)整個工藝中的注塑件的尺寸與形狀穩(wěn)定，從而使成品的汽車能夠在實現(xiàn)剛性的基礎(chǔ)上，減少塑件的變形，增強(qiáng)整體穩(wěn)定性能，實現(xiàn)汽車產(chǎn)品的長期性使用。

做好汽車內(nèi)外飾結(jié)構(gòu)設(shè)計是實現(xiàn)汽車工藝高品質(zhì)發(fā)展的關(guān)鍵提前，也是推進(jìn)汽車制造人性化的有效途徑，更是保證汽車成型工藝高校完成的重要保障。所以，為了實現(xiàn)汽車成品的優(yōu)質(zhì)化，為了實現(xiàn)汽車工藝的完善發(fā)展，就需要綜合考慮汽車設(shè)計與成型工藝的各種影響因素，有效控制整個汽車工藝的各個要點，從而實現(xiàn)汽車產(chǎn)品的高質(zhì)量與高品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]榮亮.讓轎車“亮”起來——訪北京埃貝斯樂汽車零部件有限公司[J].上海工業(yè). 2004（09）

產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則范文第3篇

[關(guān)鍵詞]建筑工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；布置

中圖分類號：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）17-0182-01

一、計算理論

計算理論是建模的重要組成部分，用于建筑結(jié)構(gòu)分析的計算理論主要有線性理論和非線性理論。而其中又以線性理論最為成熟，是我國建筑結(jié)構(gòu)分析所普遍采用的一種計算理論，主要用于常用結(jié)構(gòu)的承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)分折；非線性又可以分為材料非線性和幾何非線性。材料非線性是指材料、截面或構(gòu)件的本構(gòu)關(guān)系，如應(yīng)力D應(yīng)變關(guān)系、彎短D曲率關(guān)系或荷載D位移關(guān)系等是非線性的。幾何非線性是指由于結(jié)構(gòu)變形對其內(nèi)力的二階效應(yīng)使荷載效應(yīng)與荷載之間呈現(xiàn)出非線性關(guān)系。

選擇結(jié)構(gòu)的非線性分析還是線性分析要看工程的具體情況而定。一般來說線性分析比較簡便，在一般的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常使用線性分析。但是，如果建筑結(jié)構(gòu)跨度大、屬于超高層，結(jié)構(gòu)變形的二階效應(yīng)就會比較大，因此，還必須運(yùn)用非線性分析。

二、結(jié)構(gòu)的總體布置

科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計既需要有合理的結(jié)構(gòu)體系還需要有完美的結(jié)構(gòu)布置。因為結(jié)構(gòu)布置會影響到建筑設(shè)計方案的效果，影響到建筑的安全和功能的使用。結(jié)構(gòu)的總體布置要考慮控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形、平面布置、豎向布置、縫的設(shè)置和構(gòu)造等幾個方面。

（一）平面布置

平面布置的選擇主要是根據(jù)建筑工程的實際情況來確定，如果是獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元，則采用形狀較為簡單，而且要根據(jù)相對應(yīng)、相協(xié)調(diào)的原理，剛度和承d力分布要呈現(xiàn)出比較均勻的形狀。此外，根據(jù)抗震設(shè)計的要求，高層建筑單個的結(jié)構(gòu)單元長度要控制在一定的范圍內(nèi)，不能太長，否則在發(fā)生地震時，結(jié)構(gòu)的兩端可能會出現(xiàn)反相位的振動，這將會導(dǎo)致建筑被過早地破壞，同時威脅到人們的安全。

（二）豎向布置

為了避免過大的外挑和內(nèi)收，結(jié)構(gòu)的豎向布置應(yīng)遵循形體規(guī)則、剛度和強(qiáng)度沿高度均勻分布的原則，而在同一層的樓面，要設(shè)在統(tǒng)一標(biāo)高處以防止錯層和局部夾層的情況出現(xiàn)。而在面對高層建筑時，還要注意解決結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度發(fā)生變化的情況，對于這種情況，應(yīng)逐漸變化。

（三）控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形

建筑的結(jié)構(gòu)一般都要同時承受豎向荷載、水平荷載。水平荷載會使側(cè)移隨結(jié)構(gòu)的高度增加而變大，因此，在水平荷載的作用下，如果建筑高度超出一定的范圍后，就會造成結(jié)構(gòu)發(fā)生過大側(cè)移和相對的位移，有時甚至?xí)?yán)重地破壞非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，所以，我們要把控制側(cè)向位移作為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點和難點來解決，一般情況下，要以限制結(jié)構(gòu)的高度和高寬比為控制手段。

（四）縫的設(shè)置和構(gòu)造

建筑結(jié)構(gòu)的總體布置應(yīng)該要考慮到沉降、溫度收縮和形體復(fù)雜對結(jié)構(gòu)帶來的不利影響?？梢岳贸两悼p、伸縮縫或防震縫把結(jié)構(gòu)分成若干個獨(dú)立單元，以消除沉降差、溫度應(yīng)力和形體復(fù)雜對結(jié)構(gòu)的不利影響。但如果設(shè)縫，就會對建筑的使用要求、立面效果、防水處理帶來不便。因此，在設(shè)縫上必須要謹(jǐn)慎對待，盡量能從總體布置上或構(gòu)造上采取其他有效的措施來減少沉降、溫度收縮和形體復(fù)雜引起的問題。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的原則

結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化要求我們從工程的設(shè)計和價值角度去思考方案。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是追求最合理地利用材料的性能，使各構(gòu)件或各設(shè)計專業(yè)得到最好的協(xié)調(diào)。它不僅具備了傳統(tǒng)設(shè)計方案所要求的規(guī)范以及規(guī)范所要求的安全度，而且也具備了現(xiàn)今價值學(xué)和審美學(xué)的成分。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是對結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行深化、調(diào)整、改善與提高，也就是對結(jié)構(gòu)進(jìn)行高質(zhì)量再加工的過程。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化不是以犧牲結(jié)構(gòu)安全度與抗震性能為代價，而是經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的過程，使建筑功能更協(xié)調(diào)，成本更低，結(jié)構(gòu)更安全。

（二）實施結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)所遵循的要點

（1）科學(xué)地遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作要求結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師們不僅要具備豐富的設(shè)計經(jīng)驗，也要對結(jié)構(gòu)規(guī)范的條文熟知，即在結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的要求下，將自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案貫穿于項目設(shè)計中。規(guī)范更多的是針對量大面廣的工程，因而某些條文的規(guī)定會偏于保守；此外，用于一些特殊、復(fù)雜工程的設(shè)計時，有些條文則不夠安全。所以，結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計中應(yīng)運(yùn)用良好的專業(yè)知識與正確的判斷力把握設(shè)計，做到設(shè)計成果不斷優(yōu)化與創(chuàng)新。

（2）結(jié)構(gòu)工程師前期參與和主動參與的重要性

強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)工程前期參與和主動參與是實施結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的重中之重。在實際施工期間，建筑師很難對結(jié)構(gòu)體系的受力做到正確的分析，既建筑師的結(jié)構(gòu)思想不能完全替代結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計理念、經(jīng)驗和判斷，也無法彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)與建筑專業(yè)技術(shù)共識的空白與隔閡。既具有扎實的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論功底，又具有豐富工程實踐經(jīng)驗的結(jié)構(gòu)工程師，積極主動地參與前期方案設(shè)計，幫助建筑師構(gòu)思與創(chuàng)新，才能創(chuàng)作出優(yōu)秀的設(shè)計作品，更好使整個建筑的功能得到徹底的體現(xiàn)。

（3）加強(qiáng)各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)與合作

結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一個系統(tǒng)的工作，需其它專業(yè)的協(xié)調(diào)與配合。從建筑學(xué)發(fā)展角度分析，現(xiàn)代建筑是建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備三大要素構(gòu)成的綜合產(chǎn)品，所以在實施中要強(qiáng)化分工與合作，強(qiáng)化專業(yè)之間的協(xié)調(diào)與合作，這樣才能創(chuàng)作出各構(gòu)成要素有機(jī)結(jié)合的完美作品。在整個項目開展中，建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個設(shè)計過程中最重要的兩個環(huán)節(jié)，二者的結(jié)合不僅能夠達(dá)到實用美觀大方的效果，而且可以使結(jié)構(gòu)受力更趨于合理進(jìn)而降低成本和簡化施工。在建筑設(shè)計中，許多建筑設(shè)計人員只強(qiáng)調(diào)方案創(chuàng)作的新奇，不遵循建筑的基本力學(xué)規(guī)律，這樣的方案往往會造成結(jié)構(gòu)設(shè)計困難。還有一些建筑師在設(shè)計過程中往往忽視力學(xué)的基本規(guī)律，如將抗震設(shè)防區(qū)的高層建筑電梯或樓梯偏置在建筑一側(cè)，使得剛度中心與質(zhì)量中心之間的偏心距過大，在水平荷載作用下產(chǎn)生大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。從以上的例子可以分析出，加強(qiáng)專業(yè)的合作與協(xié)調(diào)是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理、成本降低的重要途徑。

總結(jié)語

綜上所述，可以說對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的研究是一項非常復(fù)雜的綜合性問題。我前邊曾提到“經(jīng)濟(jì)、適用、合理”是房屋設(shè)計優(yōu)化的原則，但是這三種效果之間又相互獨(dú)立、相互矛盾。所以盡管在結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用的今天，如何使這三種因素更好的融合仍然需要我們在以后的應(yīng)用實踐中多探索、多積累，達(dá)到一種用最低造價實現(xiàn)最佳效益，既美觀又合理的設(shè)計效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 范小平.高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計中相關(guān)的幾個問題應(yīng)用分析[J].福建建材.2008.

產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則范文第4篇

關(guān)鍵詞:房屋建筑;設(shè)計原則;方法

Abstract: In recent decades, China's economic and social development by leaps and bounds, city urbanization advancement. Residents are also increasing demand for quality of life, at the same time people in housing construction quality and environment also have a significantly improved. The structural design of housing construction quality will effect on building the strength level and the use of housing performance. In this paper, combined with field work experience the author for many years, the design principle and the design method according to building structural design process are described, and expect to have certain reference function for the architectural design work.

Key words: Housing construction; design principle; method

中圖分類號：TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展必然會對其他的相關(guān)行業(yè)和領(lǐng)域產(chǎn)生積極的推動作用，建筑行業(yè)正是在我國城市化不斷推動的形勢下，逐漸發(fā)展和完善。房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計較為繁瑣，會涉及方方面面，同時會影響到人們的生活質(zhì)量，一個好的建筑設(shè)計能夠有效增加建筑的使用時間，同時優(yōu)化房屋建筑的空間設(shè)計，因此房屋建筑的設(shè)計有著極其重要的影響作用，相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該嚴(yán)格遵循相關(guān)的設(shè)計規(guī)范和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，堅持正確的設(shè)計原則和設(shè)計方法，重點關(guān)注房屋建筑的一些關(guān)鍵部位，這樣才能夠有效保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量和水平，進(jìn)而能夠有效確保房屋建筑工程的順利施工，同時充分保證房屋建筑的建設(shè)質(zhì)量。

1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計遵循的相關(guān)原則

在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中應(yīng)該達(dá)到的設(shè)計目標(biāo)為：充分保證房屋建筑的建設(shè)的實用性和安全性，進(jìn)而充分滿足業(yè)主對于房屋建筑的相關(guān)需求。如果不能充分保障房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量水平，一方面會對房屋建筑的使用壽命產(chǎn)生影響，另外可能會對房屋建筑的日常使用功能的發(fā)揮產(chǎn)生影響作用，嚴(yán)重的情況甚至?xí)聿槐匾慕ㄖ踩鹿?，進(jìn)而會帶來相應(yīng)的生命財產(chǎn)損失。因此相關(guān)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中應(yīng)該嚴(yán)格遵循相關(guān)的原則和規(guī)范。具體的設(shè)計原則可以總結(jié)為下面幾個方面：

1.1重視大忽略小的原則

房屋建筑是由許多不同的房屋結(jié)構(gòu)組成的綜合體。其中每個不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)件在房屋建筑整體性能中有著不同的功效和作用，有著不同的意義和關(guān)鍵性，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中藥對一些關(guān)鍵的要素進(jìn)行重點分析，有效應(yīng)對不利現(xiàn)象。

充分把握房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)重點和難點，要做到在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中“抓大放小”。相關(guān)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該有針對性的，在一些房屋建筑基礎(chǔ)、樓梯以及屋頂?shù)容^為關(guān)鍵的部位投入更多的時間和精力，這樣才能充分保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體質(zhì)量。

1.2安全性原則

房屋建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮到建筑的安全性，。安全性應(yīng)是在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中一個十分重要的要素。要在多個環(huán)節(jié)制定多條相應(yīng)的安全防線，這樣才能有效保證房屋建筑整體的安全性能，進(jìn)而能夠充分維護(hù)業(yè)主的生命和財產(chǎn)安全。

1.3打通關(guān)節(jié)的原則

在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中要遵循“打通關(guān)節(jié)、保持平衡”的相關(guān)原則。這樣做的原因為房屋建筑長期處于一種靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)建筑物受到力的作用時候，其構(gòu)件之間的靜態(tài)平衡狀態(tài)也會隨之被打破，這就會進(jìn)而影響到房屋建筑內(nèi)在整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)遵循打通關(guān)節(jié)的原則，及時采取必要的措施和手段，是房屋建筑避免出現(xiàn)靜態(tài)失衡形象。

1.4剛?cè)嵯酀?jì)原則

在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中應(yīng)該遵循“剛?cè)嵯酀?jì)”的相關(guān)原則，使建筑物能夠有效發(fā)揮相應(yīng)的綜合職能。如果相應(yīng)的房屋建筑結(jié)構(gòu)有著較強(qiáng)的剛性，那么相應(yīng)的變形能力也會很差，當(dāng)房屋受到較大的外力（地震、泥石流等）作用之下，房屋建筑將無法承重這種瞬間的承載力，將會發(fā)生局部破壞現(xiàn)象，最終建筑的整體將會坍塌、破壞。而對于一些剛性太低的房屋建筑，往往具有較好的變形能力，這樣能夠較好的削減外力作用，但是如果受力作用之下，變形過大時候，也將會使整個房屋建筑傾覆。綜上，一個良好的房屋建筑體系應(yīng)該剛?cè)嵯酀?jì)，使剛度和柔性處于合適的比例，這樣才能夠較好的應(yīng)對強(qiáng)大的外力作用。在進(jìn)行房屋建筑體系的設(shè)計過程中，應(yīng)結(jié)合建筑物當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)，氣候和水文條件，認(rèn)真分析后，進(jìn)行綜合設(shè)計。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本方法

2.1結(jié)構(gòu)平面圖的設(shè)計

房屋建筑設(shè)計人員在設(shè)計和制作結(jié)構(gòu)平面時，應(yīng)該首先對房屋建筑周圍的施工環(huán)境以及地質(zhì)條件進(jìn)行分析和考察，有針對性的進(jìn)行平面結(jié)構(gòu)的設(shè)計，這樣才能有效保證平面設(shè)計的合理性。當(dāng)房屋建筑所處的地區(qū)相應(yīng)的抗震設(shè)防烈度在七度以及以上時，相應(yīng)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)充分利用相應(yīng)的計算軟件進(jìn)行建模。當(dāng)相應(yīng)的抗震設(shè)防烈度小于七度時，設(shè)計人員則應(yīng)在充分遵循相應(yīng)的抗震規(guī)范的基礎(chǔ)之上，不用進(jìn)行相應(yīng)的抗震驗算，這時候結(jié)構(gòu)設(shè)計人員可以在不進(jìn)行計算機(jī)建模的基礎(chǔ)之上，直接進(jìn)行設(shè)計，這樣房屋建筑設(shè)計的效率也提高了。同時，相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)認(rèn)真分析房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體受壓情況以及局部受力情況，這樣才能夠有效保證房屋結(jié)構(gòu)平面圖的整體設(shè)計效果和設(shè)計質(zhì)量。

2.2樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計

在進(jìn)行房屋建筑樓梯結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該遵循下面幾點：

（1）在空間較小，樓梯結(jié)構(gòu)較為擁擠的個別位置，可以替換為折板樓梯。相應(yīng)的折板樓梯內(nèi)部的鋼筋在內(nèi)折角處應(yīng)進(jìn)行斷開，在應(yīng)力較為集中的部位要重點進(jìn)行加固;

（2）相應(yīng)的樓梯高度應(yīng)符合相應(yīng)的房屋建筑設(shè)計規(guī)范，同時應(yīng)使每層樓梯處于相同的標(biāo)高位置；（3）在樓梯設(shè)計過程中，應(yīng)使建筑樓梯具有較為適應(yīng)的擾度。；（4）在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)采取措施避免首段梯板基礎(chǔ)發(fā)生沉降現(xiàn)象，在必要的情況下，可以增設(shè)相應(yīng)的梯梁。這樣能夠有效增加梯板基礎(chǔ)的應(yīng)力作用。（5）應(yīng)對梁下的凈空要求以及梯板的寬度進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置。

2.3屋頂結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計

當(dāng)房屋的屋頂結(jié)構(gòu)為坡屋面時候，主要有梁板式和折板式兩種。當(dāng)相應(yīng)的房屋建筑的屋脊線和坡度較為簡單、板跨度較小以及建筑屋面較為平整，同時規(guī)整的情況之下，可以采用折板式；否則則采用梁板式。梁板式和折板式兩種坡面的設(shè)計方法均為受拉構(gòu)件結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中應(yīng)對配筋處理方式等進(jìn)行著重處理。同時，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)具有良好的設(shè)計意識和空間概念，這樣才能夠?qū)Ψ课萁ㄖ脑O(shè)計有個整體的把握，此外結(jié)構(gòu)設(shè)計人員還應(yīng)積極與建筑施工人員進(jìn)行積極對話，增強(qiáng)彼此的溝通交流，這樣才能夠使施工人員準(zhǔn)確理解設(shè)計方案的具體涵義。例如，在進(jìn)行梁板折角處鋼筋設(shè)置時，應(yīng)將相應(yīng)的大樣詳圖與剖面示意圖進(jìn)行有效結(jié)合。

2.4基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計

在整個房屋建筑設(shè)計過程中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計有著極其重要的地位。為此，在進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)事先做好相應(yīng)的現(xiàn)場調(diào)研工，選擇科學(xué)合理的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。具體來說可以概括為下面的幾個方面：

（1）選擇混凝土標(biāo)號時候應(yīng)充分滿足房屋建筑相應(yīng)的使用壽命以及結(jié)構(gòu)耐力;（2）應(yīng)在進(jìn)行建筑基礎(chǔ)的配筋的設(shè)計過程中，對相應(yīng)的配筋率進(jìn)行合理控制。（3）條基交接部位進(jìn)行鋼筋配筋設(shè)計時候，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)選擇合理的建筑標(biāo)準(zhǔn)圖集以及詳圖，這樣是施工人員能夠更好的理解設(shè)計者的意圖，便于進(jìn)行施工。（4）不能對條基交叉部位的基地面積進(jìn)行反復(fù)

利用，應(yīng)對建筑基礎(chǔ)的寬度進(jìn)行嚴(yán)格控制，當(dāng)房屋的局部墻體受到較大的荷載作用時候，應(yīng)對基礎(chǔ)的寬度進(jìn)行合理調(diào)整;（5）在進(jìn)行建筑基礎(chǔ)部位構(gòu)造柱設(shè)計時，應(yīng)合理進(jìn)行定位。

2.5大樣詳圖的繪制

在準(zhǔn)確繪制建筑詳圖的前提之下，將建筑詳圖作為依據(jù)來進(jìn)行繪制大樣詳圖。還可以根據(jù)前期的詳圖進(jìn)行完善。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該注意，一方面要保證房屋建筑受力合理，施工方便，有效促進(jìn)后續(xù)工作的有效開展。此外，在繪制外形尺寸和標(biāo)高時候應(yīng)使之與建筑圖紙協(xié)調(diào)一致。

2.6抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

在進(jìn)行多層砌體住宅結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，可以采用橫墻承重或者縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系。在布置縱橫墻時候應(yīng)使之均勻一稱，在平面內(nèi)應(yīng)保持一致，在豎向應(yīng)上下連續(xù)。對于框架結(jié)構(gòu)住宅，設(shè)計人員應(yīng)從下面兩個方面入手:（1）應(yīng)在框架以及抗震墻等結(jié)構(gòu)進(jìn)行鋼筋雙向受力布置，這樣使之能夠有效承擔(dān)平面方向所受的外力作用;（2）在結(jié)構(gòu)設(shè)計時候應(yīng)將各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成個共同的空間狀態(tài)，一方面要對抗震墻之間樓、屋蓋具有的長寬進(jìn)行控制，有效確保墻體本身具有足夠的剛度，另一方面還要采取必要措施使樓蓋與屋蓋之間應(yīng)與抗震墻進(jìn)行有效連接，充分保證體系的整體性。

3.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題以及處理方式

3.1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計地基與基礎(chǔ)

在眾多的房屋建筑工程中，我們發(fā)現(xiàn)許多房屋建筑沒有相應(yīng)的地質(zhì)詳勘報告，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，往往只是依靠靠建設(shè).單位相應(yīng)的口頭闡述，或者對周圍建筑物基礎(chǔ)設(shè)計資料進(jìn)行簡單分析參照，就開展相應(yīng)的施工圖設(shè)計，。這種做法很難保證房屋建筑地基與基礎(chǔ)的質(zhì)量。

在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計時，應(yīng)遵循安全性、合理性以及適用性的相關(guān)原則，設(shè)計人員應(yīng)在充分熟識相關(guān)地址勘察資料的前提之下，統(tǒng)籌計算，進(jìn)而得出一項合理的設(shè)計方案，而不能想當(dāng)然的輕率就作出設(shè)計決定。

3.2房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)造柱兼作承重柱

砸磚混結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，常常會運(yùn)用構(gòu)造柱來增強(qiáng)墻體的整體抗剪能力，同時有效約束砌體，使之形成一個受力整體。因此我們可以得出這樣的結(jié)論，構(gòu)造柱能夠在維持墻體于豎向承載力，避免出現(xiàn)墻體裂縫以及有效提升建筑物抗震性能等方面能夠發(fā)揮重要的作用。都有著十分重要的作用。然而在現(xiàn)實工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)有些結(jié)構(gòu)設(shè)計方案將構(gòu)造柱設(shè)置為房屋的承重柱進(jìn)行使用，這種方法會明顯降低構(gòu)造柱對砌體產(chǎn)生的拉結(jié)和約束作用。同時當(dāng)遭受地震等強(qiáng)烈地質(zhì)災(zāi)害時候，構(gòu)造柱部位進(jìn)而會受到強(qiáng)烈的應(yīng)力作用，首先會遭到破壞作用，在這種情況下，構(gòu)造柱很難發(fā)揮自身的作用，而且成為了一個相對脆弱的承重構(gòu)件。這無疑影響著房屋建筑的安全性。

3.3房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計承重柱截面高度設(shè)計太小

在抗震設(shè)防為在六度的地區(qū)，較多出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題為，承重柱設(shè)計標(biāo)高的較小，難以滿足房屋建筑的安全性需要。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中會將六度設(shè)防錯誤地理解為不設(shè)防。這樣就會將承重柱的界面高度值設(shè)計過小，這樣會顯著增加梁柱的剛度。這種設(shè)計相對建安的結(jié)構(gòu)分析會為以后房屋結(jié)構(gòu)的安全埋下隱患。這樣做就是忽略了梁柱之間的剛結(jié)作用，進(jìn)而忽略了梁柱的約束彎矩，同時相應(yīng)的柱截面配筋較少，當(dāng)房屋結(jié)構(gòu)受到強(qiáng)外力作用時，柱頂?shù)目箯潖?qiáng)度會顯現(xiàn)出不足，這樣的結(jié)果變?yōu)?，在柱子或者梁體的底部會出現(xiàn)數(shù)量眾多的水平裂縫。這樣就影響到房屋的耐久性。一旦房屋結(jié)構(gòu)遭受到地震作用，就很容易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。

3.4房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計懸挑梁梁高過小

在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員往往對對梁的傾覆和強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行驗算，當(dāng)梁高太小時候，造成的影響租用為在梁截面會受到過大的應(yīng)力作用，在進(jìn)行正常使用過程中，梁的截面將會出現(xiàn)非線性徐變，于此同時隨著時間的推移，梁的撓度也會逐漸增大。這樣就會在挑梁支座上部受力區(qū)域形成相應(yīng)的裂縫。根據(jù)大量的數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)長時間之后，挑梁的變形會形成縱向較寬的裂縫，裂縫受到外力的作用將會在梁體彎剪作用下向下延伸，形成相應(yīng)的斜裂縫，此時裂縫已經(jīng)對房屋結(jié)構(gòu)的梁體闡述了破壞作用，影響到房屋建筑的穩(wěn)定性和安全性。

3.5房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計樓板設(shè)計

樓板時在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中一項十分重要的承重構(gòu)件，樓板連接了周圍的梁體以及墻體，能夠?qū)⑽菝嬉约皹敲娈a(chǎn)生的荷載傳遞到相應(yīng)的梁體和墻體。在進(jìn)行房屋建筑樓板設(shè)計時候應(yīng)連同樓板周圍的柱、墻、梁等構(gòu)件，周全考慮之下進(jìn)行樓板的結(jié)構(gòu)設(shè)計，否則會出現(xiàn)一系列的質(zhì)量隱患。例如在進(jìn)行樓板結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，許多結(jié)構(gòu)設(shè)計人員為了便于計算，往往沒有充分認(rèn)識到樓板的受力狀態(tài)，就將雙向樓板與單向樓板的作用進(jìn)行計算，這樣設(shè)計的受力狀態(tài)不符合實際的情況，這樣做的結(jié)果為，在某個方向樓板配筋過多，或者配筋過少，引起樓板裂縫現(xiàn)象。

4總結(jié)

伴隨著我國社會和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及我國城鎮(zhèn)化道路的不斷推進(jìn)。房屋建筑的建設(shè)規(guī)模，設(shè)計要求都在逐步提高。為了能夠有效提高建筑企業(yè)的生產(chǎn)效益，穩(wěn)步提升企業(yè)的工程質(zhì)量，相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該嚴(yán)格遵循相關(guān)的原則和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實際情況，按照正確的設(shè)計方法進(jìn)行操作，認(rèn)真研究工程建設(shè)中的難點和問題，及時采取措施進(jìn)行解決，同時有針對性的采取必要的應(yīng)對措施和整改手段，即可以很好的保障房屋建筑工程項目的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時能夠有效實現(xiàn)建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

參考文獻(xiàn)

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產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則范文第5篇

【關(guān)鍵詞】建筑框架；結(jié)構(gòu)設(shè)計；原則和措施

引言：人們對建筑物的要求日漸增高，有些建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計難以使人們滿意，其主要原因是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者忽略了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則，沒有重視建筑框架設(shè)計的有效性。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該認(rèn)識到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則的重要性，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理調(diào)整，提高建筑框架結(jié)構(gòu)的有效性。

1、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則

1.1分清主次

這一原則是建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中必須具備的理念，特別是在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，一旦柱出現(xiàn)問題無法承受外界壓力，結(jié)構(gòu)中的梁也會出現(xiàn)問題，而建筑結(jié)構(gòu)中的梁出現(xiàn)問題時，柱不會受到影響，因此，在建筑結(jié)構(gòu)中，柱承擔(dān)壓力的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于梁，在建筑結(jié)構(gòu)中柱的作用無可替代，但是這種情況是有條件的，如果是面對特大地震，那么剛性再大的柱端也會被強(qiáng)大的地震所摧毀，由于柱的剛性強(qiáng)，那么柱的變形力就越差，最終導(dǎo)致整個建筑結(jié)構(gòu)遭到毀滅[1]。柱若是在保證剛性要求的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)其抗彎性，則可以在強(qiáng)大破壞力來襲時，降低柱發(fā)生側(cè)移或直接被壓垮的情況發(fā)生幾率。強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計是為了在罕見大地震中盡量增加建筑物存活能力，建筑結(jié)構(gòu)中的梁在地震中可以具有更好的塑性，建筑結(jié)構(gòu)中的柱在平時的工作狀態(tài)中呈非彈性，當(dāng)強(qiáng)震到來時，柱端和梁端的抗彎能力相比要更差，所以對于剛性較強(qiáng)的柱來說，設(shè)計人員要增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)中柱的抗彎力，增加柱在巨大外力侵襲時的安全率。

1.2抓大放小

在建筑結(jié)構(gòu)中，如果梁倒了，柱仍然可以存在，如果柱倒了，梁就不會存在。由于柱的作用更大，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中設(shè)計師要保證結(jié)構(gòu)中的柱不會被摧毀，或增加柱的存在時間。所以，為了保證柱的安全，在設(shè)計中就要把梁放在相對薄弱的環(huán)節(jié)上，當(dāng)有外力突然侵襲時，梁會先承受破壞力，盡量減少外力對柱的損害，保護(hù)柱的安全將建筑所受到的損失降至最低。

1.3剛?cè)岵?jì)

建筑結(jié)構(gòu)剛力太大，則結(jié)構(gòu)的變形能力就會下降，當(dāng)強(qiáng)大的破壞力襲來時，會使結(jié)構(gòu)中部分部件或結(jié)構(gòu)整體被損壞。這一問題也給設(shè)計人員敲響了警鐘，建筑結(jié)構(gòu)中并不是剛度越大越好，建筑結(jié)構(gòu)抗彎力好一些能夠有效的消減外力。但是柔性過大又會使建筑結(jié)構(gòu)缺乏支撐力，導(dǎo)致建筑整體坍塌。因此在對建筑框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中，設(shè)計人員一定要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中尋找到剛度和柔度的平衡點。

1.4層層設(shè)防

安全可靠的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是每個設(shè)計師所追求的結(jié)果，對于一個合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，框架結(jié)構(gòu)應(yīng)該能夠抵抗一般的損害強(qiáng)度，建筑結(jié)構(gòu)要能夠為建筑提供良好的保護(hù)。在實際中，如果設(shè)計師將建筑物的安危寄希望于建筑結(jié)構(gòu)中的一個部分甚至是一個構(gòu)件，那么建筑物必將會受到更大的危險[2]。當(dāng)建筑物受到危害時，建筑結(jié)構(gòu)中的層層防線要共同抵御外力，這也就是為什么混合結(jié)構(gòu)墻體要比純剪力墻更加牢固的原因，這表現(xiàn)了層層設(shè)防的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則。

1.5受力均勻

在牢靠穩(wěn)定的建筑結(jié)構(gòu)體系中各個部件應(yīng)該是合為一體，結(jié)構(gòu)中的各個部分和構(gòu)件能夠?qū)⑷魏瓮饬ρ杆龠M(jìn)行傳遞和消解。以這一理念為原則，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)該盡可能的在設(shè)計中讓建筑所受的外力可以在建筑結(jié)構(gòu)中順暢傳輸，將外力均勻分散的化解，這一原則也是實現(xiàn)抓大放小、剛?cè)岵?jì)、層層設(shè)防原則的重要保障。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，以上的設(shè)計原則都是建立在構(gòu)件和構(gòu)件設(shè)計的平衡上，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者是建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)者，遵循建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，是建立科學(xué)、安全、可靠建筑框架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。

2、設(shè)計措施

2.1遵循設(shè)計原則

合理的建筑框架結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循強(qiáng)剪弱彎的原則，這樣的設(shè)計結(jié)構(gòu)能夠保證建筑物在經(jīng)歷重大地震災(zāi)害中建筑盡量保持完整，減少災(zāi)害引起的損失，因此設(shè)計的過程中應(yīng)該增加承重構(gòu)件的抗剪力和抗彎力。

在前文中已經(jīng)提到強(qiáng)柱弱梁措施的必要性，因此，在設(shè)計中要將柱截面的面積尺寸設(shè)計的更大，這樣能夠增加柱的軸壓比，并且要控制柱軸壓比符合相關(guān)規(guī)定要求，不能將梁的縱向受拉配筋設(shè)計的過大，與柱相比梁在外力面前更易屈服，因此降低梁的縱向受拉配筋可以防止建筑在重大地震中梁端呈彈性狀態(tài)[3]。

2.2計算簡圖

基礎(chǔ)梁的設(shè)計是建筑框架當(dāng)中的一個基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，基礎(chǔ)梁要建立在基礎(chǔ)高度范圍之內(nèi)，在這一前提下應(yīng)該對基礎(chǔ)頂面到一層樓板頂面之間的高度進(jìn)行計算，對于這種條件下的基礎(chǔ)梁來說，集中計算基礎(chǔ)梁所承擔(dān)的上部墻體載重量就可以了，基礎(chǔ)梁的構(gòu)造條件滿足一般梁的條件就能夠滿足建筑結(jié)構(gòu)的需求[4]。但是，如果處于基礎(chǔ)拉梁的設(shè)置中，拉梁的配筋和斷面的設(shè)計要滿足構(gòu)造條件，拉梁截面的高度約為柱中心距的5%至8%之間，縱向受力鋼筋的拉力約為相連柱體最大軸力設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的10%。在建筑施工的過程中，要盡量避免使用鋼筋混凝土作為電梯井壁，但一些建筑單位因條件所限，不得不使用鋼筋混凝土原料，這需要設(shè)計人員到施工現(xiàn)場進(jìn)行實地測算，使用工程實際數(shù)據(jù)，防止電梯井的框架柱發(fā)生危險。

2.3技術(shù)人員能力素質(zhì)問題

我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)在高校中得到普及，專業(yè)人才也在不斷增加，但是在實際工作中，這些高校的畢業(yè)生所掌握的知識多為理論層面，與實際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作需求產(chǎn)生脫節(jié)。這要求當(dāng)下的建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該增強(qiáng)個人的專業(yè)知識。另外一些經(jīng)驗豐富的設(shè)計人員依靠其較強(qiáng)的能力不主動學(xué)習(xí)新知識，對待工作態(tài)度不積極，工作存在不細(xì)致、拖延的情況。如嵌固端設(shè)置問題，一些設(shè)計人員因工作不細(xì)致或技術(shù)不扎實，在嵌固端樓板設(shè)計、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)計和嵌固端位置相互協(xié)調(diào)等問題上出現(xiàn)差錯，對后期的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程施工帶來了巨大的安全隱患[5]。另外，隨著科技的發(fā)展和時代的進(jìn)步，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)知識更新?lián)Q代的速度將會加快，建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員必須掌握用于建筑的各種新材料、新技術(shù)等專業(yè)知識。這要求工作人員能夠根據(jù)社會需要不斷的完善自身的專業(yè)知識和提升個人實際設(shè)計能力。

總結(jié)：隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提升，人們對建筑物使用價值和安全質(zhì)量提出了更高的要求。而一些設(shè)計師忽視建筑框架結(jié)構(gòu)中的基本設(shè)計原則無法提升框架結(jié)構(gòu)的有效性。應(yīng)該在了解建筑框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上對建筑物框架結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行改良。另外還要對建筑結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)面積和寬度進(jìn)行科學(xué)控制，保證我國建筑框架結(jié)構(gòu)的有效性，進(jìn)而使建筑的安全性和穩(wěn)定性得到提高。

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