結構設計論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇結構設計論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

一：荷載的計算。荷載包括外部荷載（例如，風荷載，雪荷載，施工荷載，地下水的荷載，地震荷載，人防荷載等等）和內部荷載（例如，結構的自重荷載，使用荷載，裝修荷載等等）上述荷載的計算要根據荷載規范的要求和規定采用不同的組合值系數和準永久值系數等來進行不同工況下的組合計算。

二：構件的試算。根據計算出的荷載值，構造措施要求，使用要求及各種計算手冊上推薦的試算方法來初步確定構件的截面。

三：內力的計算，根據確定的構件截面和荷載值來進行內力的計算，包括彎矩，剪力，扭矩，軸心壓力及拉力等等。

四：構件的計算。根據計算出的結構內力及規范對構件的要求和限制（比如，軸壓比，剪跨比，跨高比，裂縫和撓度等等）來復核結構試算的構件是否符合規范規定和要求。如不滿足要求則要調整構件的截面或布置直到滿足要求為止。

施工圖設計階段的內容為：根據上述計算結果，來最終確定構件布置和構件配筋以及根據規范的要求來確定結構構件的構造措施。

3.各設計階段的基本方法：根據方案階段的主要內容，其基本方法就是根據各種結構形式的適用范圍和特點來確定結構應該使用的最佳結構形式，這要看規范中對于各種結構形式的界定和工程的具體情況而定，關鍵是清楚各種結構形式的極限適用范圍。還要考慮合理性和經濟性。

在結構計算階段，就是根據方案階段確定的結構形式和體系，依據規范上規定的具體的計算方法來進行詳細的結構計算，規范上的方法有多種，關鍵是結合工程的實際情況來選擇合適的計算方法，以樓板為例，就有彈性計算法，塑性計算法及彈塑性計算法。所以選擇符合工程實際的計算方法是合理的結構設計的前提，是十分重要的。

在施工圖設計階段，就是根據結構計算的結果來用結構語言表達在圖紙上。首先表達的東西要符合結構計算的要求，同時還要符合規范中的構造要求，最后還要考慮施工的可操作性。這就要求結構設計人員對規范要很好的理解和把握。另外還要對施工的工藝和流程有一定的了解。這樣設計出的結構，才會是合理的結構。

4.規范、手冊及標準圖集在具體工作中的應用：結構設計的準則和依據就是各種規范和標準圖集。在進行不同結構型式的設計時必須要緊扣不同的規范，但這些規范又都是相互聯系密不可分的。在不同的工程中往往會使用多種規范，在一個工程確定了結構形式后，首先要根據《建筑結構可靠度設計統一標準》來確定建筑的可靠度和重要性；然后再根據《中國地震動參數區劃圖》，《建筑抗震設防分類標準》《建筑抗震設計規范》確定建筑在抗震設防方面的規定和要求，在荷載的取值時要按照《建筑結構荷載規范》來確定，這是建筑總體需要運用的規范。在工程的具體設計方面，涉及到砌體部分的要遵循《砌體結構設計規范》的規定；涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土結構設計規范》的規定；涉及到鋼筋部分的要遵循《鋼筋焊接及驗收規程》和《鋼筋機械連接通用技術規程》的規定；在基礎部分的設計時需要遵循的是《建筑地基基礎設計規范》的規定。最后在結構繪圖時則要符合《建筑結構制圖標準》的要求。

在各種結構設計手冊中，給出了該結構形式設計的原理，方法，一般規定和計算的算例以及用來直接選用的各種表格。這對于深刻理解和具體設計各種結構形式具有良好的指導作用。我們推薦最好能參照設計手冊來手算典型的結構形式。

標準圖集是依據規范來制定的國家和省市地方統一的設計標準和施工做法構造。不同的結構形式有不同的標準圖集。設計中常用的有，結構繪圖時采用：平法制圖（03G101-1），砌體中的鋼筋混凝土過梁采用：過梁（L03G303），磚混結構抗震構造詳圖采用：L03G313，鋼筋混凝土結構抗震構造詳圖采用：L03G323，地溝及蓋板采用：02J331.需要說明的是，在選用標準圖集時一定要根據具體工程的實際情況來酌情選用，必要時應說明選用的頁號和圖集號，不可盲目采用。

總之，結構設計是個系統的，全面的工作。需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。千里之行始于足下，設計人員要從一個個基本的構件算起，做到知其所以然，深刻理解規范和規程的含義，并密切配合其它專業來進行設計。在工作中應事無巨細，應善于反思和總結工作中的經驗和教訓。

在結構計算階段，就是根據方案階段確定的結構形式和體系，依據規范上規定的具體的計算方法來進行詳細的結構計算，規范上的方法有多種，關鍵是結合工程的實際情況來選擇合適的計算方法，以樓板為例，就有彈性計算法，塑性計算法及彈塑性計算法。所以選擇符合工程實際的計算方法是合理的結構設計的前提，是十分重要的。

在施工圖設計階段，就是根據結構計算的結果來用結構語言表達在圖紙上。首先表達的東西要符合結構計算的要求，同時還要符合規范中的構造要求，最后還要考慮施工的可操作性。這就要求結構設計人員對規范要很好的理解和把握。另外還要對施工的工藝和流程有一定的了解。這樣設計出的結構，才會是合理的結構。

4.規范、手冊及標準圖集在具體工作中的應用：結構設計的準則和依據就是各種規范和標準圖集。在進行不同結構型式的設計時必須要緊扣不同的規范，但這些規范又都是相互聯系密不可分的。在不同的工程中往往會使用多種規范，在一個工程確定了結構形式后，首先要根據《建筑結構可靠度設計統一標準》來確定建筑的可靠度和重要性；然后再根據《中國地震動參數區劃圖》，《建筑抗震設防分類標準》《建筑抗震設計規范》確定建筑在抗震設防方面的規定和要求，在荷載的取值時要按照《建筑結構荷載規范》來確定，這是建筑總體需要運用的規范。在工程的具體設計方面，涉及到砌體部分的要遵循《砌體結構設計規范》的規定；涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土結構設計規范》的規定；涉及到鋼筋部分的要遵循《鋼筋焊接及驗收規程》和《鋼筋機械連接通用技術規程》的規定；在基礎部分的設計時需要遵循的是《建筑地基基礎設計規范》的規定。最后在結構繪圖時則要符合《建筑結構制圖標準》的要求。

在各種結構設計手冊中，給出了該結構形式設計的原理，方法，一般規定和計算的算例以及用來直接選用的各種表格。這對于深刻理解和具體設計各種結構形式具有良好的指導作用。我們推薦最好能參照設計手冊來手算典型的結構形式。

篇(2)

就服裝結構設計起始階段的教學而言，課程內容大多數屬于專業理論知識，如若依舊按照傳統教學模式進行教學，那么中職生將會感到索然無味，興趣全無。由此可見，教師一定要聯系生活實際，利用通俗的形式，讓中職生輕松的學習專業知識，如可以引導中職生動手操作或者畫設計圖，讓其動手操作的過程中親身感受與學習服裝結構設計的理論知識。此外，在興趣激發環節，教師可組織開展中職生與教師之間的各種專業問題的探討與交流，多方面了解中職生在學習過程中對服裝專業的興奮點，接著結合興奮點及課程內容之間的促進作用，借助實際教學、創設情境、質疑、探討與研究等的不同方式，挖掘他們潛在的學習熱情。同時，動手操作可以促使中職生始終保持對服裝結構設計課程學習興趣的一種絕妙方式，不僅可以讓中職生的認識力與思維力得到提升，還能發展中職生勇于探索的精神。

2創造性開展教學，多角度引導思考

借助有效的教學形式促使中職生構建一個完善的服裝結構設計知識結構，提升中職生的專業技能，發展他們的創造能力。應以教學、傳授知識及提高能力三者為組織課程開展的重點，構建教、學、做3合1的課程教學模式，這樣能夠讓中職生對課程內容進行不同角度的思考，提升教學方法的多元化創新。把平面紙樣設計跟立體裁剪進行結合運用到課程教學過程中也是一種非常不錯的嘗試。有很多的企業都選擇采用平面制圖后立體裁剪調整這一方式來開展制版工作，此種生產模式的優勢已被實際所檢驗。因此，在課堂教學活動中，借助平面和立體的有機結合可以讓教學效果更為顯著。并且，教學活動的多元性，也能提升中職生思維能力，讓課堂教學更加有效。（1）多媒體教學的多元性。選擇多媒體的教學方式穿插到教學當中，借助錄像、幻燈片與圖片等的不同形式，能很好地增強課堂的感染力，對教學目標的完成具有直接作用，可以讓中職生具有更強烈的參與欲望，發展中職生的思維能力。（2）制圖教學的多元性。制圖活動作為一個相對完備的課堂質量檢驗過程。制圖教學即可對中職生的理論知識及專業能力進行有效檢測，又能在繪圖過程發現問題、提出問題及解決問題，讓中職生了解知識、掌握知識，增強他們的分析力與應用力。（3）語言表達的多元化。服裝專業教師口頭表達的水平，將直接地影響到課堂教學的質量。高水準的口頭表達能夠巧妙地喚起中職生的學習欲望，促使他們創造性地學習。

3結語

篇(3)

城市軌道交通停車場主要功能是承擔地鐵車輛的運用、停放、列檢及周月檢等工作。一般有以下幾個建筑單體組成:綜合樓、運用庫、洗車庫、變電所、污水處理站、人行天橋和門衛。綜合樓用于日常辦公和食住等功能;運用庫用于地鐵車輛停放和檢修保養等功能;洗車庫用于地鐵車輛清洗;變電所負責給整個停車場供電;污水處理站主要處理停車場內污水凈化排放;人行天橋用于工作人員跨軌道通行，車輛正常運營時，行人不能隨意穿越軌道。場地地質概況由上至下主要有以下土層:新填土4～5m深，高壓縮性;淤泥0.4～5.5m深，fak=50kPa，高壓縮性;粘土0.6～7.4m深，fak=65kPa，高壓縮性;淤泥質土1～8.7m深，fak=55kPa，高壓縮性;粉質粘土1～7.2m深，fak=200kPa，中壓縮性;強風化泥質砂巖未揭穿，fak=300kPa，低壓縮性。

2停車場主要單體結構設計總結

停車場內房屋結構安全等級為二級，結構設計使用年限為50年。根據《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223－2008，除變電所為重點設防類外，其余均為標準設防類建筑［7］。根據《建筑抗震設計規范》GB50011－2010，本實例工程屬于抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度0.05g，地震設計分組為第一組［8］，結合地方管理規定和場地地震安全性評價報告，場區特征周期0.35s，地震影響系數最大值0.0765，場地土類別為Ⅲ類。工程材料選擇:主體結構混凝土等級采用C30，地下室結構采用P6抗滲等級防水混凝土，二次澆搗構件(如構造柱和圈梁等)混凝土等級采用C25，鋼梁鋼柱采用Q235B鋼材。主要建筑單體結構布置和基礎選型如下:綜合樓建筑面積約7000m2，總高度為22.35m，五層鋼筋混凝土框架結構，局部有地下室，柱網布置開間7.8m，進深7.2m，抗震等級四級，主要柱截面600×600，主要梁截面300×700。選用直徑500預應力混凝土管樁樁承臺基礎，持力層粉質粘土。

運用庫建筑面積2萬平方米單層工業廠房，采用門式剛架結構，鋼柱鋼梁抗震等級四級，柱網跨度15m+28m+26.4m+26.8m，柱距離6m，主要柱截面H600×350×8×16，主要梁截面H(1000～700)×350×12×20。柱下基礎選用直徑400預應力混凝土管樁樁承臺基礎，軌道道床基礎選用直徑400預應力混凝土管樁樁筏基礎，持力層粉質粘土。洗車庫和污水處理站為一層鋼筋混凝土框架結構，局部兩層，抗震等級四級，主要柱截面500×500，主要梁截面300×800。選用直徑400預應力混凝土管樁樁承臺基礎，持力層粉質粘土。變電所為兩層鋼筋混凝土框架結構，其中一層為半地下室電纜夾層，抗震等級三級，主要柱截面400×400，主要梁截面300×900。選用直徑400預應力混凝土管樁樁承臺基礎，持力層粉質粘土。人行天橋獨柱鋼筋混凝土框架結構，柱網布置跨度7m+13m+12m+8.5m，抗震等級四級，主要柱截面500×1200，主要梁截面400×1200。選用直徑600鉆孔灌注樁樁承臺基礎，持力層粉質粘土。

3結構設計難點分析

(1)根據場地地質概況的描述，本場地淤泥及淤泥質土較厚，新填土達4m深，場地地面沉降不穩定，柱下基礎和庫房內無砟整體現澆道床，對基礎沉降極其嚴格，選用何種加固處理措施，是結構設計難點之一。

(2)運用庫為大跨度工業廠房，采用何種結構體系，是本工程結構設計難點之二?？紤]施工周期和經濟指標，本工程采用鋼梁鋼柱門式剛架結構體系。

(3)剛架梁梁連接節點計算時，高強螺栓計算中和軸位置的確定是本工程結構設計難點之三。查閱相關資料，中和軸位置的確定有兩種假定:①中和軸在受壓翼緣中心，假定模型:在彎矩作用下，把梁根部截面彎矩簡化為作用于梁上、下翼緣的力偶，同時把梁受拉翼緣和端板作為獨立的T形連接件看待，忽略腹板的扶持作用。此假定螺栓受力與端板厚度關系很大，設計計算較為繁瑣;②中和軸在端板形心，假定模型:高強螺栓外拉力總是小于預拉力，在連接受彎矩而使螺栓沿栓桿方向受力時，被連接構件的接觸面一直保持緊密貼合，認為中和軸在螺栓群的形心軸上。根據《端板連接高強度螺栓群中和軸位置研究》試驗論文結果，螺栓群中和軸介于其端板形心與受壓翼緣內側中心線之間，當所受彎矩越小，則中和軸越接近端板形心軸，越大則越接近受壓翼緣［9］。

4配合施工遇到的問題分析

(1)圍墻開裂。分析原因:新填土4m高，圍墻距離護坡邊僅1m，施工工期較緊，施工單位無法用大型機械分層碾壓，填土密實度達不到設計要求。解決措施:①圍墻基礎選用剛性較大條形基礎，防止不均勻沉降，此方案施工較快，造價便宜。②選用換填處理或水泥攪拌樁加固圍墻基礎下新填土，減小不均勻沉降量，此方案施工周期較長，造價偏貴。綜上所述，本工程選用第一種解決措施。

(2)運用庫庫內柱式檢查坑，軌道下混凝土短柱出現偏柱、歪柱等現象。分析原因:短柱設計由結構和軌道兩個專業，施工也分別由兩家單位施工。解決措施:①混凝土短柱設計為鋼柱，直接安裝。②混凝土短柱由一家施工單位施工。建議日后設計采用第一種解決措施。

(3)人行天橋柱下管樁無法施工。分析原因:人行天橋跨軌道設置，場地內軌道區域下被地路專業設計水泥攪拌樁加固。解決措施:①天橋柱下基礎改為鉆孔灌注樁;②檢驗水泥攪拌樁加固后地基承載力，如不夠采用，采用CFG樁加固后采用柱下獨立基礎。結合現場工期需要，本工程采用鉆孔灌注樁基礎方案。綜上所述，結構設計時，充分運用結構設計難點分析結果，指導結構設計;配合施工時，遇到以上問題，經分析原因，采取我們選用的處理措施，得到明顯改善效果，保質保量，按時完成土建施工。目前，本工程已投入使用2年，沒有出現任何問題，得到業主單位一致認可。

5結構設計建議

(1)運用庫庫房內軌道道床為無砟整體現澆道床，對基礎沉降極其嚴格，鐵路規范要求控制在20mm以內，如果道床下地質情況不好，建議采用預應力混凝土管樁樁筏基礎。

(2)運用庫為一層鋼結構工業廠房，采用何種結構形式，需根據結構計算和經濟比較。結合本工程實例，試算比較后，得出如下經驗:柱跨28m，采用混凝土柱+鋼梁排架結構和鋼梁鋼柱門式剛架結構較經濟，綜合考慮施工工期，選鋼梁鋼柱門式剛架較適用。

(3)剛架梁梁連接節點設計時，綜合考慮各種因素，高強螺栓群計算中和軸宜選端板形心。

(4)場地平整有大量新填土，新填土下有較厚的淤泥和淤泥質土，計算單樁承載力時一定要考慮樁側負摩阻力。

(5)結合配合施工中的問題，建議結構設計時改進以下措施:①場地內高填方區圍墻應做剛性較大的條形基礎，以避免圍墻不均勻沉降開裂;②運用庫庫內柱式檢查坑，軌道下混凝土短柱出現偏柱、歪柱等現象，影響傳力和結構安全，建議混凝土短柱設計為鋼柱，直接安裝即可;③被其他專業加固的場地區域，柱下基礎結構設計時，建議選用鉆孔灌注樁。

6結束語

篇(4)

就目前的發展來看，我國的橋梁結構設計的傾向如下：比較注重強度而忽視耐久性；重視強度極限而忽視使用極限；重視結構的建設而忽視結構的維護，這樣的設計傾向直接導致了橋梁工程事故的不斷發生，不利于和諧社會的發展。我國的橋梁設計理論和結構構造體系還有諸多需要完善的地方，在橋梁設計過程中，尤其在橋梁施工和使用期安全性上改進的空間還是比較大的。在結構設計中首先要選擇科學合理、經濟的方案，其次是結構分析與構件和連接的設計，還要運用規范的安全系數或可靠性指標給結構的安全性以最大的保障。

2我國現代橋梁結構設計的注意事項

2.1對于結構的耐久性問題要重視

在我國的橋梁建設過程中，很多時候都缺少建設前期所需要準備、視察及考證等工作，這是一大問題。周圍的環境會在很大程度上影響到橋梁的建設和使用，不僅包括由于車輛超載而出現的疲勞情況，還包括橋梁結構本身的老化和損傷。我國從上世紀九十年代有些研究者就針對橋梁結構的耐久性進行了研究，但多集中在橋梁的材料及統計等方面，而對橋梁結構及設計的研究卻是忽視的，還缺少以設計及施工人員為出發點改善橋梁的耐久性。設計人員所關注結構的計算方法比較多，而容易忽視總體構造的設計和一些細節處的把握。結構耐久性的設計應該有別于其他普通的結構設計，就現階段而言，我國橋梁結構的耐久性研究應轉變為定量分析而不是傳統的定性分析。諸多研究實踐表明一座橋梁是否能夠安全使用，結構的耐久性發揮了很大的作用，經濟性也包含在其中。

2.2充分重視橋梁的超載問題

超載會造成橋梁疲勞應力幅度加大、損傷加劇，嚴重的情況下還可能引發結構破壞事故。橋梁的超載不僅會引發疲勞問題，還可能造成橋梁內部損傷難以及時恢復，進而使得橋梁在正常荷載下的工作狀態產生一定的變化，將威脅到橋梁的安全性和耐久性。所以設計人員應加強分析超載所帶來的嚴重后果，最大限度的加強橋梁的穩定性。

2.3重視對疲勞損傷的研究

動荷載是橋梁結構所承受的車輛荷載和風荷載的主要方面，其會在結構內產生循環變化的應力，除了會引起結構的振動外，結構的累積疲勞損傷也是不可忽視的方面。在橋梁建設中所使用的材料實際上均勻性和連續性都不是很理想，諸多微小的缺陷夾雜其中，在循環荷載作用下，它們會不斷發展、合并進而形成損傷，最終形成宏觀裂紋。一旦宏觀裂紋沒有得到很好地控制，就會產生材料、結構的脆性斷裂。疲勞損傷在初始階段被察覺的可能性比較小，所產生的嚴重后果卻是毀滅性的。所以應該加強疲勞損傷的研究工作。

2.4積極借鑒國外的經驗和成果

我國橋梁設計中存在結構使用性能差、耐久性和安全性差等諸多問題，這和現階段我國的施工質量和管理水平不高是分不開的，但問題已然存在，并且在短時間無法得到有效解決，設計人員對此問題要有一個清醒的認識，在設計時對上述問題充分考慮到，運用恰當的設計方法、恰當的安全系數使橋梁的使用性能達到要求的標準，這才是設計的關鍵。尤其是橋梁的耐久性和安全性問題與結構體系、使用材料選擇不合理、結構細節處理不當有著千絲萬縷的聯系。針對我國設計中存在的問題應積極借鑒國外的有益經驗，PBD就是其中之一。PBD即為性能設計，涵蓋了結構設計的眾多方面，如變形、裂縫、振動、耐久性等。PBD研究不僅保證了橋梁結構在使用中的安全性，還具有很多優良的使用性能，這其中包括壽命和耐久性、耐疲勞性、美觀等。對此，我國應該積極借鑒其優良方面的性能，并結合我國橋梁設計的實際和使用過程中的具體情況來最終尋找適合我國的設計。

3對我國現代橋梁結構設計的建議

總而言之，我們在對橋梁結構的耐久性、疲勞損傷以及橋梁超載問題進行必要研究的同時，還可以把研究面放得更寬一些，諸如結構系統的可靠度、模糊隨機可靠度等，這樣做的目的都是為了加強橋梁結構設計的使用性、安全性及耐久性。下面就選擇幾個方面就行分析，希望為研究人士提供參考。

3.1結構系統的可靠度分析

結構系統可靠度分析其實不是一項容易的研究課題，具有一定的復雜性，近年來不少研究者對其從不同方面進行了研究，并且取得了一定的研究成果。例如利用系統系數，主要針對結構各種破壞水平所對應的極限狀態不同，計算系統可靠度并進行結構設計的方法；利用蒙特卡洛法應用重要抽樣技術最終將結構系統的可靠度計算出來。另外還有研究者對系統可靠度界限進行深入的研究?？偠灾?，在進行系統可靠度的研究上難度系數比較大，內容也包羅萬象。在研究上還是有一定的上升空間的。

3.2在役結構的可靠性評估與維修決策問題

對在役建筑結構的可靠性評估與維修決策正成為建筑結構學的邊緣學科，它既包括結構力學、斷裂力學、建筑材料科學、工程地質學等比較基礎的理論，還離不開施工技術、檢驗手段、建筑物的維修使用狀況等方面的內容。值得注意的一個方面是對于在役結構的可靠性評估的研究，經典的結構可靠性理論也可在此過程中得到更為廣泛、更有深度的進步和發展。

3.3模糊隨機可靠度的研究

模糊隨機可靠度理論研究作為工程結構廣義可靠度理論研究的重要內容，在不斷健全的模糊數學理論與方法的推動下，會得到不斷的完善和發展。

4結束語

篇(5)

根據建筑物投入使用中的需求進行設計，這種理念稱為概念設計。先對場地進行考察，得出一個宏觀的設計方案，再將方案中的各結構進行探討，得出優化方案，這種設計方法具有科學合理、節省時間的優點，在現代建筑中得到了廣泛使用。高層建筑結構特殊，對抗震性能的要求高于其他建筑，概念設計通過對設計結構中的承載力進行分析計算，對不符合規范的主要承重部位進行加固?；炷两Y構在高強度的壓力作用下很容易出現裂縫，內部鋼筋材料也會出現彎曲情況，促成這種質量問題的因素一方面是材料選取不合理，更重要的是設計方案不夠科學，高層結構概念設計中容易出現的問題主要分為以下幾方面：

1.1結構不合理、性能缺少驗證。在高層建筑設計中同時要考慮多種因素，保證結構承載力的前提下盡量減少造價成本，需要將建筑結構從總體至細節進行優化。優化工作多數是將設計圖紙中的一些參數進行計算分析，適當的加固墻體厚度，常出現缺少對地基承載力的實際考察情況。高層建筑的抗震能力規定在中等強度地震時建筑物不會產生高危裂縫，并可通過修補達到預期效果，在發生高強度的地震時建筑物保證結構不出現坍塌。地震發生的幾率很小，一旦發生具有極大的毀滅性，高層建筑抗震性能只停留在設計層面，從數據上分析已經達到了國家要求，但各施工地點基層土壤礦物質組成存在差異，松軟程度也就不同，缺少驗證，真正發生危險時其穩定性很難保證。

1.2結構設計缺少創新。高層建筑結構復雜，設計過程中受多種因素限制，為同時滿足多種需求，工程設計師都施行保守方案，缺少創新精神。鋼筋混凝土材質的墻體承載能力與結構有很大聯系，在剪力墻設計方案中，應充分借鑒國外先進技術，基于傳統結構進行創新，解決承載力不足的問題，同時使高層建筑整體結構更符合大眾審美，減少造價支出。概念設計在結構優化上的運用還受很多施工技術以及設備使用方面的限制，阻礙建筑工程行業進步。

1.3受力分布不均勻。高層建筑上下層的結構是不同的，為保證自身重力不會對建筑物造成破壞，基層修筑中會應用到大量的鋼筋混凝土材料，加固底層的同時削弱上層，可減輕對地基的壓力，同時建筑物承受風力和地震破壞的能力更強。進行概念設計過程中，沒有充分考慮轉換層占據的空間和對受力平衡的影響，承重柱滿足了承載上層壓力的要求，但墻體產生的剪力不能與內部的應力平衡，作用在水平方向時形成了破壞力。概念設計中缺少優化環節導致這一現象的產生，很難保障整體結構的穩定性。

1.4概念設計中常見問題的解決方案。設計過程中不可脫離實際情況，在前期準備工作中對建筑場地進行詳細的測量，將地區可能出現的自然災害進行模擬實驗，根據測試結果對設計結構進行優化。充分考慮建筑物的自重，滿足對抗震性能的要求，同時在結構上進行改進，應用力學知識，節省建筑過程中的原材料使用。合理修筑剪力墻，結構在成體建筑中起到承重作用，但不能破壞空間整體性，注重格局的設計，將各單元的樓梯間進行分別設計，根據不同區域的需求，可將方案進行更改，保證整體結構統一又各有特點。在樓體外觀的設計中加入符合當地人文特色的元素，使建筑物更具有中國特色。應用概念設計法時加強后期的優化工作，注重從宏觀到細致的過渡，設計方案要具有靈動性，應對施工進展過程中的突況工程師要及時進行探討，對原有結構做出更改，保障施工連續進展。設計測量工作中會涉及到很多變量，對這些數據進行反復測量，確定合理的浮動范圍，作為施工開展的有力依據。

2結構選型的問題

2.1結構的超高。在抗震規范與高規中，對結構的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑。因此，必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚至超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。

2.2控制柱的軸壓比與短柱問題。在鋼筋混凝土高層建筑結構中，往往為了控制柱軸壓比而使柱的截面很大，而柱的縱向鋼筋卻為構造配筋。即使采用高強混凝土，柱斷面尺寸也不能明顯減小。限制柱的軸壓比是為了使柱子處于大偏壓狀態，防止受拉鋼筋未達屈服而混凝土被壓碎。柱的塑性變形能力小，則結構延性就差，當遭遇地震時，耗散和吸收地震能量少，結構容易被破壞。但是在結構中若能保證強柱弱梁設計，且梁具有良好延性，則柱子進入屈服的可能性就大大減少，此時可放松軸壓比限值。

3結構計算與分析

3.1計算模型的選取。對于常規結構，可采用樓板整體平面內無限剛假定模型；對于多塔或錯層結構，可采用樓板分塊平面內無限剛模型；對于樓板局部開大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結構等可采用樓板分塊平面內無限剛，并帶彈性連接板帶模型；而對于樓板開大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結構或要求分析精度高的高層結構則可采用彈性樓板模型。在使用中可根據工程經驗和工程實際情況靈活應用，以最少的計算工作量達到預期的分析精度要求，既不能不分情況一概采用剛性樓板模型，造成小墻肢計算值偏小，不安全；也沒必要都采用彈性樓板模型，無謂地增大計算工作量。

3.2抗震等級的確定。對常規高層建筑，可按《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2002，J186-2002）第4.8節規定確定抗震等級，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應低于主樓的抗震等級；對于復雜高層建筑還應符合第10章的規定；對于地下室部分，當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，地下一層的抗震等級應與上部結構相同，地下一層以下的抗震等級可根據具體情況采用三級或更低等級。

3.3非結構構件的計算與設計。在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時，由于高層建筑地震作用和風荷載較大，必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的處理措施進行設計。

4結論

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1.1鋼結構設計防腐方面的問題及對策

鋼材受自然因素影響較大，一旦長時間暴露在室外環境中，就極易被銹蝕，不僅鋼材的外觀會深受影響，鋼材的質量也會大打折扣。因此，在鋼結構建筑設計中鋼材防腐問題也是必須引起高度重視。當前，鋼結構建筑設計中對于防腐方面問題的解決方法通常是采用涂抹防腐涂料的措施。設計人員會根據鋼結構建筑的要求選用合適的防腐涂料，并要求施工人員在施工中嚴格按照相關要求規范進行操作。此外，對于鋼結構構件也有不同的要求，例如有的構件在出廠前需要涂刷一層底漆。在鋼材上涂抹防腐涂料就目前來看是最為有效的防腐措施。但是這樣做只是基礎性的防腐，因而為了提高鋼結構的防腐效果，就必須選用耐候鋼作為鋼結構建筑的首選材料，并利用熱浸鍍鋅技術對其進行處理，利用鍍層，達到保護鋼結構不被腐蝕，尤其是應加強有機涂料配套技術的應用，以及陰極保護技術的應用，才能更好地確保其防腐性能得到有效的提升。

1.2鋼結構設計在物理方面的問題及對策

1.2.1噪聲問題及對策

噪聲問題是現代建筑中最為常見的問題之一，且一直沒有得到徹底的解決。怎樣有效降低噪聲已經成為當前建筑學中的重要研究課題之一。人類耳朵能夠聽到許多種聲音，而這些聲音又大致能夠分為兩類，一類是無害悅耳的聲音，例如音樂聲、鳥鳴聲等;另一類則是有害的噪聲，例如各種機械發出的轟鳴聲，刺耳的喇叭聲等。一般情況下，建筑使用功能的不同對隔音的效果要求也不同，例如大型商場建筑，其隔音效果要求較低;尋求安靜的住宅建筑隔音效果要求就較高，這就需要設計人員根據建筑使用功能以及隔音效果的不同要求進行專門的設計。在鋼結構建筑設計中所采用的隔音措施主要有:使用隔聲門、隔聲窗，并在建筑或需隔音的房間外墻上使用隔聲性能較好的材料。根據建筑使用功能的不同，其對吸音的效果要求也不相同。例如音樂廳類型的建筑，其主要使用功能就是讓人類的耳朵吸收發出的音樂聲，所以在音樂廳類型的建筑中通常會在頂棚增加反射板用來反射聲音，若是音樂廳中的聲音無法反射，那么人類的耳朵所聽到的聲音就會有缺失，甚至是聽不到聲音。當前，解決吸音問題的主要措施有兩種:第一種是科學的設計吸聲結構，例如孔石膏板吊頂。第二種是采用先進的吸聲材料，例如玻璃、巖棉等吸聲性能較好的材料。

2建筑工程中鋼結構設計的穩定性與設計要點

2.1建筑工程中鋼結構穩定設計的特點

建筑工程中鋼結構穩定設計的特點主要表現為:第一，鋼結構的多樣性。建筑工程中鋼結構設計方面的問題直接影響著鋼結構的穩定性，特別是承荷載力大的鋼結構部位，在進行這類鋼結構部位設計時必須進行多方面的考慮，并對鋼結構的穩定性進行認真分析、探究。第二，鋼結構的整體性。鋼結構建筑是由多種構件共同組成的一個整體，任何一個構件所具有的作用都是不容忽視的，若是當任意一個構件出現問題，例如失穩、變形等情況，那么必定會對其他構件造成影響，最終導致鋼結構整體穩定性出現問題。

2.2鋼結構穩定性的計算方法

(1)整體剛度計算。在現行的鋼結構計算規范中，通用的計算方法是軸心壓桿穩定計算方法，其主要采用是折減系數方法和臨界壓力求解法。其中，臨界壓力由歐拉公式給出。(2)整體穩定性分析。鋼結構建筑是由多種構件共同組成的一個整體，其整體穩定性受各種構件的制約較大，各構件之間是否具有良好的穩定性，是確保鋼結構整體穩定性的前提基礎。所以，應對其整體穩定性進行分析。(3)其他特點的穩定計算。鋼結構的各種組成構件又能分為兩大類，為彈性構件和柔性構件，因而，在進行鋼結構穩定性時應重視這一特點。由于柔性構件容易發生變形，進而導致鋼結構內部也發生變化，最終對鋼結構整體穩定性產生嚴重的影響，所以，必須重視柔性構件的分析。

2.3鋼結構穩定性的分析方法

(1)靜力法。靜力法的分析原理是結合已經出現了微小變形后的一些結構受力的條件，并根據這些條件來建立相對平衡的微分方程。通過建立的微分方程仔細的計算出構件受力的臨界相關荷載。在實際中應用靜力法構件平衡微分方程時，應遵循相關設定，具體表現為:直桿構件應該為截面，其壓力應始終遵循之前的軸線進行作用。(2)動力法。當鋼結構的結構體系處于平衡狀態下時，若是受到一定的干擾，那么整個結構體系就會產生振動，這時應采用動力法對鋼結構的穩定性進行分析。鋼結構整體穩定性與其所承受的荷載有著密切關聯，在鋼結構出現變形以及鋼結構振動加速時，這種聯系更加緊密。若是鋼結構所承受的荷載值低于鋼結構自身穩定性的極限荷載值時，會出現加速度和之前的鋼結構變形的具體方向相反的狀況。(3)能量法。若是在實際應用中鋼結構載著保守力并且已經具備結構變形的相關受力條件，那么就能以此條件構建總體勢能。如果要計算鋼結構的總體勢能，則必須滿足一個前提條件，即鋼結構處于相對平衡的狀態下。

3結語

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關鍵詞:轎車車身;有限元模型;優化設計

現如今，轎車已經成為了我們生活中必不可少的交通工具。一個國家的汽車制造水平，也一定程度上反映了這個國家的科學技術水平。在發達國家，汽車的普及率非常高，平均每個家庭擁有2－3輛不同的轎車，然而，在中國，汽車的普及率卻遠遠低于發達國家。由于汽車在我國的巨大市場潛力以及汽車制造行業對我國經濟發展的大力推動，汽車產業已經成為了國民經濟的支柱型產業。［1］但是，我國現在汽車制造業的制造水平，與發達國家的汽車制造水平相比，仍然存在比較大的差距。而車身又是汽車組成中相當重要的一部分，車身的好壞會對汽車本身產生直接影響，因此，如何優化設計汽車車身結構，成為了一個非常重要的命題。

1汽車車身結構設計對整車的影響

汽車車身對于整車結構來說，處于相當重要的地位，無論是重量還是制造成本，都在整車當中占了極大的比重。一輛車的美觀性，舒適性以及安全性需要由車身的結構設計特點來決定，車的操作的穩定性和動力性需要由車身結構的外形以及特性來決定，由此可見，汽車車身的發展，決定了汽車整車的發展。

2現代汽車車身結構特點以及設計要求

(1)輕量化是目前車身設計中的主流。在激烈的市場競爭中，能夠設計出質量更輕便，成本更低的汽車，已經成為了一種強有力的競爭手段。(2)車身結構設計中最優先考慮的舒適性和安全性。目前承載式車身結構已經成為車身設計中的主流，主要原因就是這種結構不僅能給駕駛者帶來舒適的駕駛感受，同時也能給予駕駛者一定程度上安全的保障。(3)憑借現代汽車開發技術，優化設計過程，需要盡可能縮短車身結構的開發周期?？s短整車的開發周期，對于汽車制造商來說，不僅能夠極大地節省研發成本，還能在瞬息萬變的市場中，提高自己的生存能力。(4)設計與分析并行。在汽車設計的過程中，車身結構分析全程貫穿其中，在設計的同時進行分析，這樣設計出來的方案，無需再做太大的改動。車身的開發周期又被大大的縮短了。(5)無時無刻不在優化的思想。隨著人們生活水平的不斷提高，消費者對于汽車各項性能方面的要求不斷提高，這也促使了汽車生產商需要不斷地提高自身的競爭力，在設計中引入優化的設計思想。(6)現代車身結構設計要滿足如下幾個方面的要求:車身結構的動力性能要求;理想的碰撞特性;輕量化和低成本;遵循總布置尺寸約束;基于平臺的系列設計;滿足車身制造要求，易于維護和拆裝方便。［2］

3有限元

3．1概念及應用

在汽車CAD/CAE技術中，有限元分析方法和軟件技術非常的重要。汽車結構復雜，對它進行性能研究以及設計的優化，有限元是最合適的選擇。在工程技術方面，對于不規則的幾何體，支撐情況比較復雜的結構以及零部件的計算和分析，有限元都有著相當大的優勢。因為這些優勢，它在多種交通工具的設計中都能得到普遍的應用。

3．2有限元運用在車身結構設計中

汽車的車身對于整車來說，非常重要，但是它的制作需要的材料和制造模具需要的成本都很高，之后的改變造型也很困難。所以需要在設計的初期用有限元的方法對車身的結構以及需要的零部件進行計算，算出它的使用強度的使用壽命，極大地減輕了人力物力財力，因此車身結構有限元方法在汽車生產商中非常受歡迎。有限元建模在汽車結構中主要起到了簡化汽車結構的幾何模型、確定制造所需要的材料的屬性、單元的選擇以及網格的劃分、用來連接和裝配有限元的模型的作用。汽車結構的有限元模型一般分為板殼的單元模型、梁的單元模型和板梁結合的單元模型這三種。

3．3有限元建模的基本流程

如果要用有限元進行結構分析，首先要建造有限元的汽車模型，建立不同的模型，最后分析出來的結果也不一樣，因此有限元分析結果的可信用程度，最終是由建立的分析模型決定的。在建立模型的時候，既要準確的反應汽車的實際特性和結構，又要盡可能的簡化，這樣才可以保證在花費最少的計算資源的情況下得出最精確的結果。一般有兩種建模方法:一是用CAD軟件建立整個的CAD模型，然后將模型中單個的零件的文件轉變成CAE能夠識別的格式，將其導入CAE中，經過修正以及網格的劃分，得到單個的CAE模型。另一種方法是利用CAE軟件中的建模功能直接在CAE中建立與實際尺寸相同大小的零件模型，然后通過同樣的方法來得到整個結構的CAE模型［3］。如果要制造復雜的曲面造型，用CAD造型軟件會比CAE軟件更方便一些。

4車身結構優化設計

優化設計是一門新型的學科，可以建利用有限元分析方法，將結構設計從被動的校驗設計轉變為主動的改善設計，提高設計的快速性和準確性，可以大大縮短產品的設計周期，從而提升產品的質量。結構優化現在大部分都采用準則法。準則法提出優化設計要滿足的一些準則，用迭代法來求出滿足這些準則的解。［4］優化準則法最突出的特點就是迭代次數少，而且設計變量的增加對其影響不大，所以計算效率很高，同時也有利于編程。但是它在建立迭代公式的過程中要經常引入一些假設，這些假設常常與研究的問題的特點有關，所以它的通用性也受到了一些限制。

5結語

車身結構設計，和有限元的建模分析工作，涉及了各方面的專業知識，包括材料學、結構力學、優化理論等等。而且由于國內關于這方面的研究工作剛剛起步，自主開發缺乏經驗，能力較弱。因此在汽車車身結構設計方面，在我國還有相當大的發展空間。本文對汽車車身機構設計的特點以及有限元模型的一些基本論述，以及車身優化結構設計的討論，對我國的汽車制造工業的發展，具有一定的參考價值。

作者:史笑夫 郭薔 單位:華晨汽車工程研究院

參考文獻:

［1］高書娜．轎車車身結構分析與設計技術研究［D］．重慶:重慶大學，2006．

［2］陳洪亮．轎車車身結構力學特征及輕量化設計［D］．武漢:武漢理工大學，2009．