产品的结构设计原则范文

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一、前言

现如今，各行各业运用的电子产品越来越多，电子产品的安全性和使用寿命受到越来越大的重视。而为了保障电子产品的安全性和更长的使用寿命必须保障电子产品的设计原理合理，同时保证结构设计的准确性。本文重点的分析了电子产品结构设计的要求，原则以及影响因素。通过电子产品结构设计要求，原则及影响因素的分析，为以后的电子产品结构设计提供有力的帮助，保障设计出结构更加合理，安全性更高，使用寿命更久的电子产品。

二、电子产品结构设计的要求

第一，功能要求。电子产品归根结底是一件商品，对于使用者来说，满足其功能是其基本的要求。所以，电子产品必须在设计中体现自身的价值。第二，质量要求。电子产品要想有更好的效率和更高的效益，必须质量可靠，同时在结构上必须更加合理，外观美观。第三，结构更加优化。合理优化的电子产品结构主要是从其尺寸，工艺，使用材料等方面体现，通过这些方面的考虑和选择，找到最优化的结构设计方案。第四，结构设计上要满足创新性的要求。现如今，电子产品都能满足自身的功能要求，但要体现其创新性才能有更好的市场，比如多功能的电子产品，外观设计独特，更加吸引人的注意力等等。只有电子产品的创新性做好，产品安全性高，实用性强，外观设计美化，才能有更好的市场。

三、电子产品结构设计的原则

第一，各部分功能满足设计要求的原则。电子产品的基本原则就是设计的各部件，各部分的功能得以满足预先设计，能够满足基本的使用。第二，产品的强度和刚度满足要求的原则。电子产品作为一件商品，其强度和刚度必须满足要求，达到该产品的规范标准要求，只有满足这个原则，才能有更大的使用寿命。第三，工艺和装配上满足要求的原则。电子产品在工艺设计和装配上必须满足电子产品装配的要求，在这个原则满足后，产品才能更好的进行装配使用。第四，满足用户的审美要求的原则。电子产品最终作为商品使用，在满足使用者基本功能需求的基础上，要更加美观，这样才能更好的吸引使用者。

四、电子产品结构设计的影响因素

1、生产和维修方面的因素。电子产品结构设计的过程中，必须考虑后续的生产和维修因素。在设计中必须保障后续的生产更加合理，方便后续的生产，保障后续生产更加流畅合理。同时，在设计时，就必须考虑电子产品的后续维修。因为，一个电子产品不可能在使用中不出现问题，而出现问题后，就必须进行维修，所以在维修上更加方便的电子产品更容易满足要求。这需要设计者在结构设计上就必须考虑好。合理的结构设计，可以在电子产品出现问题进行维修时，能够方便的进行维修，而不破坏电子产品的本体。

2、零部件材料选择方面的因素。电子产品在设计中，零部件材料的选择会直接影响电子产品的使用寿命以及电子产品的安全性。所以，选择合适的材料是非常必要的。这就要求在电子产品零部件材料选择上，必须考虑环保，安全，可回收利用等等因素。在选择材料的时候，不能贪图便宜，要认真选择生产厂家，选择资质齐全，口碑好的材料生产厂家。

3、功能实现方面的因素。功能实现方面因素考虑是保障后续电子产品后续投入使用良好的关键。为了满足功能要求，必须考虑元器件布局、电路板布线、组件部件布局方面的相互影响。保障三者合理的实现功能，同时元器件布局、电路板布线、组件部件布局三者方面不会产生干扰的现象。

4、产品使用寿命方面的因素。电子产品结构设计必须考虑使用寿命的因素。用户购买电子产品首先考虑的就是能够长久使用。所以提升使用寿命，是电子产品设计者必须考虑的重要问题。而为了保障使用寿命更久，就必须设计更加合理，零部件参数选择更加优化，材料选择更加安全等等。

总结：总之，在以后的电子产品设计中，在保障其设计原理合理的基础上，注重其结构设计是非常有必要的，保障结构设计满足国家标准要求，并且根据其应用环境来设计合理的结构，来满足人们的需求，同时保持产品的安全性，保障电子产品使用寿命更长。

参 考 文 献

[1]曹伟智，田野. 产学研背景下的自行车产品设计研究[J]. 美苑. 2015（06）

[2]李晓明，姜红明，任召. 某高密度电子设备结构设计与解析[J]. 科技风. 2016（01）

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汽车用电子产品的缓冲包装结构设计是一项系统性的工作。设计人员在进行这一设计时需要提前考虑到设计工作可能面临的难点和要点，才能够在此基础上提升设计的精确程度。

1电子产品缓冲包装结构设计简析

电子产品缓冲包装结构设计包括了诸多内容，以下从设计前提、设计难点、材料选择、设计要点等方面出发，对于电子产品缓冲包装结构设计进行了分析。

1.1设计前提

电子产品缓冲包装结构设计有着基本的设计前提。众所周知缓冲包装结构设计往往是根据产品的性能参数以及几何参数来进行的。在这一过程中设计人员可以在根据产品的具体需要来确定电子产品具体的保护性能和形态包装结构。其次，电子产品缓冲包装结构设计还需要进一步的重视包装结构设计的作用，从而能够以更加合理的包装设计来提升电子产品的整体性能。

1.2设计难点

电子产品缓冲包装结构设计存在着诸多设计难点。通常来说缓冲包装结构的设计工作的主要难点在于其可能牵涉到的材料多数为非线性材料，这实际上导致了结构设计时计算的繁杂性。其次，缓冲包装结构设计工作还需要在满足以上所有条件的基础上进一步的把合适的结构设计图稿摆到桌面上，从而在实际上增强了设计转为产品过程中的整体难度。与此同时，由于在原材料市场上包装材料的价格基本都是透明的，因此这意味着设计人员想要以同质性很高的材料设计出卓越的结构就有着很高的创新难度了。

1.3材料选择

电子产品缓冲包装结构设计的关键在于确保材料的质量过关。设计人员在材料选择的过程中首先需要根据材料实际的性能参数来进行材料性价比的判定，在这一过程中由于不同的材料其性能参数不用，哪怕是同一材料在不同的厚度表具体的动态特性曲线还是不同。因此这意味着与此同时，设计人员在材料选择的过程中应当在保护产品安全的基础上最大限度地降低包装成本，从而能够更加有效的提升电子产品本身的经济效益和使用价值。

1.4设计要点

电子产品缓冲包装结构设计需要设计人员把握住设计要点。一般而言电子产品的缓冲包装结构设计首先需要设计人员着眼于保护产品的功能性及外观安全上，并且这些因素本身也是评价一个缓冲包装结构设计方案最为基本的准则。其次，设计人员在进行电子产品缓冲包装结构设计时应当尽可能的避免因为设计误差而造成电子产品的变形与误差，因此保证产品功能性和外观的安全则成了包装结构设计中最为基本并且也是最为重要的关键所在。

2汽车用电子产品的缓冲包装结构设计策略

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计应当有着全面的策略，以下从合理降低设计成本、做好基础设计工作、考虑包装材料特性、提前预估设计难度等方面出发，对于汽车用电子产品的缓冲包装结构设计策略进行了分析。

2.1合理降低设计成本

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计首先应当着眼于合理降低设计成本。设计人员在合理降低设计成本的过程中首先应当深刻的了解到成本就是生命这一电子产品设计的最基本原则。因此这意味着设计人员在遵循充分保护产品的原则时应当最大限度地降低包装设计的成本。其次，设计人员在合理降低设计成本的过程中应当努力的避免过度包装现象的存在，从而能够在确保汽车用电子产品的缓冲包装达到产品价值的同时也有效的降低了相应的生产成本。

2.2做好基础设计工作

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计需要设计人员做好相应的基础设计工作。设计人员在做好基础设计工作的过程中首先应当考虑到产品实际的安全性能[1]。由于汽车用电子产品在汽车的行驶过程中必然会面临着冲撞、跌落、振动等风险的存在，因此设计人员在汽车用电子产品的缓冲包装结构设计过程中应当以扎实的基础设计工作来避免产品在汽车行驶的过程中受到各种恶劣因素的影响。

2.3考虑包装材料特性

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计需要设计人员全面的考虑到包装材料的特性。设计人员在考虑包装材料特性的过程中首先应当考虑到外包装容器的结构、形状、材质及强度。其次，设计人员在考虑包装材料特性的过程中还应当考虑到结构本身的抗震性能和具体的工艺性能。与此同时，设计人员在考虑包装材料特性的过程中还应当考虑到产品的防潮性能、防水性能、防锈性能、防尘能力等重要的因素。在这一系列的因素分析过程这能够涉及到的知识涵盖了力学、物理学、化学等诸多学科，而两者又是建立在数学基础上的，因此一个好的包装结构设计人员必须受过良好的设计培训才能够设计出优秀的结构。

2.4提前预估设计难度

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计的关键在于提前预估设计工作的实际难度和难点[2]。设计人员在提前预估设计难度的过程中手续应当考虑到产品的装配问题及包装结构生产流程的操作问题等因素。在这一过程中包装件如果其装配过程相当复杂则很有可能会造成工作人员的误操作或生产线上工作效率的滞后，在这一前提下即使电子产品的保护性能很好也不能称其为优秀的设计作品。其次，设计人员在提前预估设计难度的过程中应当对于结构设计过程中可能面临的难点和问题做到心中有数，从而能够在此基础上提升汽车用电子产品的缓冲包装结构设计的整体效率。

3结语

汽车电子产品的包装结构设计需要在相应的包装机械理论支持下才能够顺利的进行，因此设计人员需要在做好基础设计工作的前提下以更多的设计实践来提升设计工作的整体水平。

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中图分类号：TQ325文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）12-0020-02

随着社会的发展，不断发展新材料、新技术以适应各种产品结构设计方面的要求，特别是树脂材料的应用以强度好、重量轻、成型性良好而得到大范围的应用，从汽车内饰部件到生活上的细小必需品都离不开树脂材料，特别是在汽车上得到了广泛的应用，目前世界上不少轿车的塑料用量已经超过120千克/辆，个别车型还要高，德国高级轿车的塑料使用量已经达到300千克/辆，国内一些轿车的塑料用量也已经达到200千克/辆，可以预见，随着汽车轻量化进程的加速，塑料在汽车中的应用将更加广泛。作为从事树脂产品设计的人员来讲掌握设计技巧及设计方法相当重要，尤其是结构设计方面，直接影响了产品的成本、品质等。

一、产品避厚的合理性

从产品强度来看，树脂产品壁厚越厚产品强度越好，从产品轻量化来看产品壁厚越薄产品越轻，从成型质量的角度来看，树脂件的壁厚过厚，在成型的过程中会出现冷却不均，容易产生缩水，锁孔等缺陷，壁厚太薄，又会造成素质流动状态不好，进胶困难，从而使型腔不易充满而造成充填不足，综合以上几点来看树脂件的壁厚应尽可能均匀、合理，在需要强度的部位采取增置加强筋，在壁厚过厚处采取局部挖空的结构，不均匀处可采取缓和过渡的形式，使壁厚变得均匀，避免成型过程中产生翘曲变形等缺陷。壁厚的合理性除了影响成型和成品的强度，同时也更有利于制品能够顺利地从模具中脱离出来。

当然在实际设计的过程中，树脂件的种类何其之多，在确定制品的厚度上也要根据不同的材质的各自属性和特点，和此制品的大小规格，适用条件等各方面，再根据以上原则来决定。由于树脂制品已深入生活，在设计壁厚上也有章可循，已经形成了一定的规则，设计过程中可参照这些规则。

二、应力集中问题解决办法

树脂件的结构设计要特别注意避免尖锐棱角的产生，树脂材料始终比较敏感的材料，因此在应力集中的地方会产生微小的裂纹，逐步扩大以致发生断裂，导致制品的损坏。

树脂材料的强度通常较低，避免应力集中最好的方法是改善尖锐棱角部位的结构形式。例如。在尖角部位增加倒角，倒圆角或以平缓的方式过渡。当因结构件功能的需要而不可直接增加倒角，倒圆角时，可通过在尖角处增加局部结构强度，向内掏出圆角的办法降低应力集中，树脂螺纹的牙形应优先采用圆形和梯形，避免三角形、矩形，这样可以减低缺口效应，提高螺纹的承载能力。

三、加强筋结构的设计原则

为了减小产品的平均肉厚，降低产品的重量，以及减少成型过程中的缺陷，通常在需要加强强度的位置设置加强筋的方法来提高产品的强度和刚性，同时也降低成本。在树脂件上设置加强筋，可提高树脂的强度，防止树脂件的翘曲变形，选择恰当的加强筋位置可改善树脂溶液的流动性。

树脂制品上的加强筋形式多种，但设计加强筋一般遵循以下原则：（1）筋的壁厚根据材料不同而不同一般为主体厚度t的0.4倍，最大不超过0.6倍，避免厚筋底冷却时出现凹陷，影响制品的美观；（2）筋之间的间距大于4t，筋的高度低于3t；（3）螺钉柱的加强筋至少低于柱子表面1.0mm；（4）筋的根部要以圆角过度，避免应力集中造成破坏，但谨防圆角过大出现凹陷；（5）加强筋应低于零件表面或分型面至少1.0mm。多条加强筋相交，要注意树脂带来的局部材料堆积问题。其改进方法是：（1）将加强筋错位；（2）加强筋交叉部位设计成空心结构等。

细长的加长筋，如受力，应尽量使其承受拉力，避免承受过大的压力。因为树脂材料的弹性模量很低，容易出现失稳问题。这与我们在进行金属铸件设计时所遵循的优先受压原则相反，需要特别注意。

四、拔模斜度设计

拔模斜度也叫脱模斜度，主要是为了避免树脂件在脱模时由于冷却收缩而对模具产生粘附，摩擦，从而导致其损伤变形，而在树脂件的脱模方向设置的有利脱模角度。

拔模斜度的确定一般遵循以下几个个原则：（1）制品的精度要求越高，拔模斜度越小，这样做相当于减小公差；（2）拔模角度一般取整数；（3）树脂件的外观拔模角取值大于内壁的角度，这有利于成形时脱模；（4）树脂中硬度大的，刚性大的，脱模斜度也应该相应加大；（5）在不影响外观的前提下取较大的拔模角度；（6）制品壁厚也决定了拔模角度的设定，两者成正比。某些材料，如PP、PE等能强行脱模，强行脱模量一般不超过型芯最大面积的5%。

五、依据模具结构考虑树脂件的结构设计

模具在注射生产的工艺装备中是不可代替的，模具内腔的形态是树脂件形状的反映。树脂件结构的难易程度直接影响着模具结构上的复杂变化，为了能使设计的制品批量生产化，结构设计也是至关重要的，当然这也直接影响着模具的设计，从而在做树脂件结构设计的同时，在保证外观和功能的前提下，尽可能地考虑模具的结构，使之简化，利于后期的加工，批量生产，从而节约时间和成本并可以提高产品质量。所以在从事结构设计的工作，还应了解模具设计的基本原理与基本原则

模具设计不合理就能造成产品成型不良，注塑工艺生产产品可能出现的缺陷主要有一下几种：缩痕、熔接痕、气孔、变形、拉毛、顶伤、飞边、成型不足、烧糊等。注塑件设计一般遵循以下原则：（1）充分考虑塑料件的成型工艺性，如流动性；（2）塑料件的形状在保证使用要求的前提下，应有利于充模、排气、补缩；（3）塑料产品设计应充分考虑成型模具的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程度，同时应充分考虑到模具零件的形状及制造工艺，模具零件的强度等，以便使制品有较好的经济性；（4）塑料制品设计主要内容是零件的形状、尺寸、壁厚、孔、圆角、加强筋、螺纹、嵌件、表面粗糙度的设计。

六、从装配的角度考虑树脂件的结构

连接结构问题是产品设计中一个重要的问题。构成产品的各个功能部件需要以各种方式连接固定在一起形成整体，以完成产品的设计功能。满足外观造型设计的产品外壳，通常也是由底盖，主体框架等部件组成，需要连接固定形成一个整体。因此有必要对产品设计中连接结构问题进行探讨。

由于树脂材料的弹性模量小，即材质较软，并且成型工艺与金属不同，树脂件的公差精度比金属件一般来说要低很多。因此，在进行结构设计时应注意这一特性，应避免大尺寸小公差的情况出现。尺寸越大，累积的变形越大，对公差精度的影响也越大。粘接是树脂件常用的装配方式之一。树脂件粘接时应避免粘接界面切忌承受撕扯拉力，因为其抗撕扯能力差，正确的做法是使粘接界面承受剪切力。处于受正拉力状态的粘接强度不及处于受剪力状态的粘接强度，因为处于受正拉力状态的粘接界面在其根部承受撕扯拉力作用；而处于受剪力状态的粘接界面的面积一般大于受正拉力状态的粘接界面的面积所以抗撕扯能力较强。

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Abstract: the building is built on the three dimensional spatial structure of space on the basis of, the structure the complexity of the importance of structure design. Each component architecture formed by the way the power played a role at the same time, they also to their own unique personality characteristics exist in the whole building structure. Therefore, in the design and construction of structure, not only to use computer guarantee structure design of the smart, but also pay attention to the concept design according to the empirical to perfect the construction structure, fully realize the integrity of the design of the building structure. This paper analyzes the concept of structure in the importance of building structure design, and discussed the concept of structure design of the building structure in the application principles.

Keywords: concept structure, building structure design,application of the principle

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

0引言

近年来，房地产行业的蓬勃发展带动了建筑工业快速发展，各种新材料、新体系、新工艺不断的被开发出来，使得各种结构体系的创新组合也成为了可能，概念设计这一新的结构设计理念受到了被越来越多的结构工程师的关注。然而，在近些年的高校教学的概念设计课程中，教师过分的强调了分体系和单独构件的力学概念的重要性，并且以计算机作为主要的建筑结构设计教学方式，使得学生对计算机的依赖性较大，整体综合运用能力普遍较差，结构体系概念越来越淡化，这就使得当前的建筑工程师对建筑结构设计中的概念设计理念意识较弱。针对这个问题，本文探讨了结构概念设计在建筑结构设计中的重要性，并根据实际的案例分析了概念设计的应用形式，旨在进一步提高建筑工程师中概念设计意识。

1结构概念在建筑设计中作用

随着我过政府对基础设计建设的越来越重视以及人们认知能力和欣赏水平的提高，对建筑结构设计提出了更高的要求，不仅仅要求建筑的性能能满足日常是使用需求，而且还要达到一定的美观效果。概念设计有效的打破了传统建筑结构设计中低效、守旧的模式，体现了当代设计的新发展趋势，能帮助筑结构设计工程师站在更高的角度实现建筑结构的创新设计。

1.1体现出人的设计理念

受传统设计观念的影响，当期建筑结构设计中守旧思想比较普遍，相应的建筑产品缺乏创新意识。概念设计能增加建筑结构设计中创意性，使建筑设计风格更符合实际情况，增加建筑产品的艺术内含。当期的很多建筑结构设工程设计师都对概念设计一定的了解，但缺乏实际的应用经验，导致只能概念设计限定在大原则下应用，限制了了概念设计在建筑结构设计（如结构布置、确定结构方案）中的扩展。近年来，计算机技术的不断进步，提高了建筑结构设计中概念设计的准确性，但计算机技术只能作为一种辅助技术，不能体现出建筑中的人性化设计。概念设计有效的解决了这个问题，它能在结构设计中反应出人的设计理念。因此，在建筑结构设计中，要理性的应用计算机，要通过概念设计来满足出人们的生理和心理需求。

1.2实用性较强

在刚开始设计建筑建构方案时，计算机是无法替代概念设计来实现某些设计环节的。结构设计师充分利用以往的设计经验，对建筑结构设计方案的可行性进行详细的分析和研究，再结合工程设计的整体理念对设计方案中的一些问题进行修正，使最终的建筑结构设计更加完善化。利用计算机能可以使得设计中的数据计算结果更加准确，但并不代表该数据就合理，不能分别出实用性的大小。概念设计正好弥补了结构设计在规范化的计算机应用中的诸多弊端。建筑物具有三维立体的空间结构，仅仅依靠计算机所计算出来的数据结果是满足不了建筑结构设计的要求的，要把人的思想同以往的设计经验和建筑施工的实际情况实行理想的融合，做到具体问题具体分析，利用概念设计针对性的解决结构设计中的实际问题。

2 结构概念应用原则

2.1合理选择结构设计方案

结构工程师在进行结构设计时，要考虑构建整个方案的基础阶段，在这一阶段通过对地理环境、施工条件等综合分析后，选择最合理的结构设计方案。结构方案是否合理是决定建筑产品质量的重要因素。

2.2优化建筑结构体系

在建筑结构设计中，建筑结构体系是整个设计的灵魂，结构工程师要通过设计将建筑的结构清晰的、完整的预先展现出来。建筑中的每个构件既相互独立又相互联系，各个构件之间不能单独的发挥出其作用，通过组接后才体现建筑实体的具象涵义和建筑结构价值。因此，在对建筑结构体系进行设计时，要将所有的构件看成一个有机的整体，优化建筑结构体系，充分发挥出每个构件的价值。

2.3选择合适的计算简图

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2）要考虑最大经济性的原则：经济性原则是人类生产生活中一成不变的原则，其涉及到产品的诸多细节方面，在设计、生产、使用的整个过程中才能综合体现出经济性的指标。即结构设计的结果应能使产品满足制造成本较低、使用高效率、维护费用较低等特性。

3）要考虑到机械零件的使用者的劳动需求：机械零件的安全性能必须要严格把握，以保证劳动者及周边人员的人身安全；另外，还应该尽可能地改善劳动者的劳动条件，为劳动者创造安全轻松、省时省力的劳动环境；最后，对于机械零件的外观设计上也应最求一定的美观要求。

4）要满足机械零件其他的环境、功能等上的特殊要求：如大型的机械产品应设计上便于运输的要求，机械机床精度长期保证和保持的要求等。

2机械零件结构的设计方法

设计是在正确的基本原理和已有的实践经验基础上来创造和发展新事物或者改造旧事物。对于机械零件的设计，也应与该概念相合，从知识上的理论原理到实践中的经验总结都应该体现出来，因此，从理论到实践的结构设计，可有以下的几种结构设计的设计方法：

2.1理论设计

理论设计是日常生活中已掌握的合乎客观实际规律的理论和实践知识的基础上，与现代的各种物理力学理论、机械与金属的知识原理和规律相结合，来实现对机械零件的最理论的结构设计。根据零件的整体载荷情况、材料性能、零件工作情况和应力分布规律等方面的条件，运用理论知识下的简单的数学计算公式来确定该机械零件的几何尺寸、设计要求等。运用数学计算公式初步建立机械零件的形状尺寸后，下一步则是进行校核计算。校核计算是指运用理论的校核计算方法对计算出的机械零件的危险剖面的安全系数数值进行比对校核。该设计步骤多应用于机械内应力分布规律比较复杂，但该规律又能通过材料力学公式表达出来的机械零件结构设计。同时，它也适用于在已知零件尺寸的基础上而又应力分布规律相对简单的结构设计情况，如轴和弹簧的设计。一些实践经验丰富的设计工作者为了简化计算过程，常在进行机械零件制造的结构设计时，在相关资料数据的基础上先进行粗略估算，直接实施结构设计，然后再进行校核计算。理论设计是一种比较科学和现代化的设计方法，随着科技的发展，该方法正在不断进步和改善，它阐明了机械零件的材料性能及应力分布规律，是在大量的感性知识的基础上总结出来的一种设计规律，可广泛适用于绝大部分的机械零件的结构设计。

2.2经验设计

经验设计是指根据设计者本人的设计经验，再结合零件已有的设计使用经验，采用类比的方法来进行的结构设计就叫做经验设计。在理论设计非常困难或者理论欠缺等不适用的情况下，可考虑使用经验设计的的方法。经验设计与理论设计相比，虽然没有足够多的理论科学分析作为设计的基础，但是根据设计经验本身形成的公式与理论就已具备有一定的科学参考价值和理论统计性，所以经得起实践过程中的考验，具有很大的实用性的价值。并且一般来说，理论设计和经验设计在某种意义上是相辅相成的，可以相互应用。经验设计适合应用于载荷情况不明、无法用理论分析且外形复杂的机械零件的结构设计中，多在机架、变速箱体的设计中得到应用，也多应用在一些价值不高的机械零件结构设计中。2.3模型实验设计模型实验设计是指在对机械零件作出已有的初步设计的基础上，再做整体和局部的非特殊处理，形成一体上的模型，并对提出的模型进行反复试验，结合实验经验加以修正完善。该设计方法要能制定出复杂机械零件的工作应力分布和极限承受能力，相对于经验设计更加合理，更加完善。这也是一种使经验设计顺利转化为理论设计的重要途径。模型实验的设计方法与实验相结合，能改善理论设计指导上的不足，同时也弥补了经验设计中不够科学的地方。对于一些理论知识不够完备的大型的、结构复杂的机械零件的结构设计，模型实验设计是一项不错的选择。

3机械零件的结构设计需要有创新意识

创新精神是一个国家和民族进步的前提和不断源泉，同时，为了与国际现代化科技的创新发展理念相接轨，每一个机械零件制造的结构设计者都应当尽力附上自己的创新设计，以促进产业发展，并能提高产品的竞争力，实现经济效益。以上的设计方法和原有的理论设计步骤上设计者都可以做出自我的创新改变。如在进行机械零件内部结构分类时除了按各部分的功能进行分类外，还可以根据不同结构的不同价值，进行成本优化，做出结构评价再分类。

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前言

在房屋建造的过程中，建造结构成本的花费占了一个比较大的比例，通过结构设计的优化技术可以很有效的解决建筑成本造价方面的压力。因此，从事结构设计的工作人员应当充分考虑房屋建造过程中地合理性、经济性和适用性，从而在满足建造要求的前提下降低房屋建造工程的总体造价。

1、房屋结构设计优化技术的现实价值及应用

1.1房屋结构设计优化技术的现实价值

在进行房屋结构设计时，首先要做的就是要满足房屋结构效益的长远化，在这个基础上，尽量使房屋在投资上降低，结构上科学合理。与传统的房屋结构设计理念相比，现代房屋结构设计优化技术在房屋结构建造中的应用，能够有效的降低工程成本，大约可以维持在10%――35%之间。结构设计优化技术的运用，能够将建材的利用率和性能发挥到最大值，使房屋内部的各个空间之间形成协调的整体，并符合我国相关的安全质量规定。此外，房屋结构设计优化技术的运用还能够对房屋的最初设计提供帮助，因此，优化技术对房屋整体设计的安全、合理、舒适起着重要的作用。

1.2房屋结构设计技术方案和理论的应用

房屋结构设计方案和理论在现实中的应用主要表现在两个方面，即房屋总体工程结构设计的优化和房屋各个组成部分的设计优化。在这其中，房屋各个组成部分的设计优化包括很多方面，如：相关细节结构部分的优化设计、相关基础结构方面的优化设计、房屋屋顶方面的设计优化等，对于这些方面的设计优化还包含很多更加细化的设计，如布置、选型、造价、受力等方面的设计优化。相关的设计工作者应该在满足房屋建造的相关规定前提下，而后充分考虑造价方面的因素进行相关的结构设计优化。

2.建筑结构设计优化方法

2.1结构设计优化方法的应用

结构设计优化方法和技术的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括：基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包含选型、布置、受力分析、造价分析等内容，并应在满足设计规范和使用要求的前提下，结合具体工程的实际情况，围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。

2.2结构设计优化方法的实践价值

在满足建筑结构长远效益的前提下，应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。与传统设计相比，采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5%～30%。优化技术的实现，可以最合理的利用材料的性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，并具有建筑规范所规定的安全度。同时，它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策，优化技术是实现建筑设计的“适用、安全和经济”目标的有效途径。

3.房屋建筑结构优化设计

3.1结构设计优化技术的原则

结构设计优化要求我们从工程的设计和价值角度去思考方案。结构设计优化是追求最合理地利用材料的性能，使各构件或各设计专业得到最好的协调。它不仅具备了传统设计方案所要求的规范以及规范所要求的安全度，而且也具备了现今价值学和审美学的成分。结构设计优化是对结构设计进行深化、调整、改善与提高，也就是对结构进行高质量再加工的过程。结构设计优化不是以牺牲结构安全度与抗震性能为代价，而是经过结构设计优化的过程，使建筑功能更协调，成本更低，结构更安全。

3.2实施结构设计优化技术所遵循的要点

（1）科学地遵循结构设计规范

建筑结构设计工作要求结构设计工程师们不仅要具备丰富的设计经验，也要对结构规范的条文熟知，即在结构设计规范的要求下，将自身的结构设计方案贯穿于项目设计中。规范更多的是针对量大面广的工程，因而某些条文的规定会偏于保守；此外，用于一些特殊、复杂工程的设计时，有些条文则不够安全。所以，结构工程师在设计中应运用良好的专业知识与正确的判断力把握设计，做到设计成果不断优化与创新。

（2）结构工程师前期参与和主动参与的重要性

强调结构工程前期参与和主动参与是实施结构优化技术的重中之重。在实际施工期间，建筑师很难对结构体系的受力做到正确的分析，既建筑师的结构思想不能完全替代结构工程师的设计理念、经验和判断，也无法弥补结构与建筑专业技术共识的空白与隔阂。既具有扎实的结构设计理论功底，又具有丰富工程实践经验的结构工程师，积极主动地参与前期方案设计，帮助建筑师构思与创新，才能创作出优秀的设计作品，更好使整个建筑的功能得到彻底的体现。

（3）加强各专业之间的协调与合作

结构优化是一个系统的工作，需其它专业的协调与配合。从建筑学发展角度分析，现代建筑是建筑、结构、设备三大要素构成的综合产品，所以在实施中要强化分工与合作，强化专业之间的协调与合作，这样才能创作出各构成要素有机结合的完美作品。在整个项目开展中，建筑设计与结构设计是整个设计过程中最重要的两个环节，二者的结合不仅能够达到实用美观大方的效果，而且可以使结构受力更趋于合理进而降低成本和简化施工。在建筑设计中，许多建筑设计人员只强调方案创作的新奇，不遵循建筑的基本力学规律，这样的方案往往会造成结构设计困难。还有一些建筑师在设计过程中往往忽视力学的基本规律，如将抗震设防区的高层建筑电梯或楼梯偏置在建筑一侧，使得刚度中心与质量中心之间的偏心距过大，在水平荷载作用下产生大的扭转效应。从以上的例子可以分析出，加强专业的合作与协调是实现结构合理、成本降低的重要途径。

4.总结语

综上所述，可以说对房屋结构设计中的建筑结构设计优化方法的研究是一项非常复杂的综合性问题。我前边曾提到“经济、适用、合理”是房屋设计优化的原则，但是这三种效果之间又相互独立、相互矛盾。所以尽管在结构优化技术已经广泛应用的今天，如何使这三种因素更好的融合仍然需要我们在以后的应用实践中多探索、多积累，达到一种用最低造价实现最佳效益，既美观又合理的设计效果。

参考文献：

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随着我国城市化进程的不断加快，建筑用地日益紧张，造成了建筑物开始向高层发展建设。建筑工程质量的高低影响着人们自身安全以及财产损失，建筑总体的质量包括了设计过程和施工过程两个方面，加强两个方面的质量控制，有利于保障建筑物的质量。另外，除了这两个方面的质量控制外，房屋建筑的结构设计的安全性占到结构设计的重要作用，加强房屋建筑的结构设计的安全性，是对结构设计的基本要求。因此，建筑的结构设计中不仅要保证建筑结构的经济性和合理性，还要保证结构设计的安全性。

1.建筑结构的设计原则

在对房屋建筑结构进行设计过程中，要注意以下原则：

1.1 计算简图要进行恰当、合理的选择

房屋建筑物的结构计算式是通过计算简图实现的，计算简图的选择影响着结构的安全，计算简图选择不当，则会经常出现结构安全事故，因此，选择恰当的计算简图，对于保障结构的安全具有重要意义。除此之外，建筑物结构的计算简图，需要采取相应的方法来保证，以能够很好的控制住计算简图在设计范围内的误差。

1.2 选择科学、合理的设计基础方案

房屋建筑的基础结构设计，要根据建筑工程所在区域的地质条件、建筑结构的种类、载荷的分布情况、建筑物施工的技术条件以及相邻建筑物的影响等不同的因素来实现全面的分析，进而选择出比较经济、科学、合理的基础结构方案，在设计的过程中，尽最大的程度充分发挥出地基的潜力，根据需要，对地基的变形进行适当的验算。另外，基础结构设计时，要有详细准确的地质勘察报告，着重针对没有或者缺少地质报告的建筑物进行现场考察。一般情况下，同一个房屋的建筑物在结构设计时，不适合采用两种不相同的类型。

1.3 合理的选择建筑结构方案

合理的建筑结构设计离不开经济合理的建筑结构方案，也就是说，在结构的形式和体系上要做到联系实际，切实可行。建筑物的结构体系不仅要有明确的受力，而且还要传力简捷。在同一个结构单元中，要选择一种结构体系，不适宜混用多种结构体系。在地震区域中，应严格遵守平面和竖向的原则。因此，在确定结构方案的过程中，要全方位、全面的对建筑工程的设计要求、地质条件、施工条件以及原材质量等不同的因素进行分析，并且在建筑、水电、供暖等方面经过充分的协商后，择优选用。

1.4 对计算的结构进行准确分析

目前，在我国的建筑结构设计中，比较普遍的采用计算机网络信息技术，由于网络技术的发展，软件种类多种多样，软件不相同，计算的结果也就有所不同。针对此现象，结构设计人员应该针对各个不同的计算软件使用的范围和条件，进行详细全面的分析，在结构计算时，避免不必要的误差。另外，还要求结构设计人员在通过运用计算机软件进行设计过程中，要经过认真分析，做出合理的判断。因为可能出现建筑结构的实际情况与软件程序不符合、由于人为原因造成的错误以及软件自身存在的缺陷等问题，在一定程度上会造成计算结果的错误。

1.5 采取相应的构造措施

房屋的建筑结构设计，要牢牢掌握设计的原则，并且加强建筑结构中的薄弱环节，提高建筑物构件的延性性能，还要注意钢筋的锚固长度，特别是钢筋在执行阶段的锚固长度。除此之外，还要考虑到温度应力的影响力。

2.建筑结构设计中存在的安全隐患

2.1 建筑结构中抗震度不够

最近几年，我国自然灾害频繁发生，特别是地震灾害，对我国的经济和人民都带来了巨大的损失，这也证明了我国一些地方的建筑结构设计并没有达到预定的抗性性，没有达到我国所规定的建筑标准。所以，有效的保证建筑物的抗震性是对人员保护和财产保护最有效的方式。但是，在实际的建筑结构设计中，建筑结构设计人员对抗震性的认识不够，从而忽略了建筑设计中抗震性的原则，使我国的建筑结构设计存在着严重的问题。

2.2 建筑结构设计不合理

我国现阶段的建筑设计人员其自身的知识和经验还只是保持在传统建筑结构的设计阶段，使建筑结构的设计在很多时候并不合理，存在着严重的安全隐患。一些建筑设计人员的安全观念不够强烈，只简单的重视表面问题，而忽略了建筑结构设计的内在问题，只看重建筑的外观设计，而忽略了建筑的安全设计。一些企业的设计人员明明知道企业所要求的建筑结构设计形式并不能够满足建筑的安全性，但是设计人员为了企业和个人的自身利益而并不做出改变，这就严重的影响了建筑结构的质量问题。

3.提高建筑结构设计中的安全性

3.1 提高建筑结构设计人员对抗震性能的重视意识

建筑结构的设计是一个系统性、全面性的设计工作，要求建筑设计人员必须要有一定的理论基础和创新性的思维模式，在此基础上还要保证自身严肃认真的工作态度。建筑结构的设计人员要保证对每一项的构件设计都要做到精益求精，能够对工作经验进行总结，转变自身的传统思想，正确对待建筑结构中抗震的重要性，使设计出来的建筑结构能够有效的体现出结构设计者的基本意志。

3.2 严格按照我国规定的建筑结构设计标准进行设计

随着我国建筑行业的日益飞速发展，建筑结构也越来越得到人们的重视，我国也相应的出台了一些关于建筑结构设计的法律法规，用来对建筑行业的发展进行一定的统一和协调。因此，在建筑结构的设计过程中，设计师要充分的对传统与现代的设计观念相结合，努力提高建筑设计的质量，降低建筑结构设计的安全隐患。

3.3 创新设计软件

任何一个行业的发展和进步，都离不开创新。随着我国建筑行业的发展，我国现代建筑行业与电子技术得到了有效的结合，建筑结构的内容相对也越来越复杂，难度也越来越大。因此，我国建筑结构的设计就要保证设计人员能够充分的掌握对知识有效性的拓展，并能够充分的运用计算机，从而设计出一套密集的设计软件，使其能够更好的为建筑结构设计进行服务，保证建筑结构设计得到有效的提高。

4.总结

综上所述，我国的建筑行业虽然发展非常迅速，但是结构设计的质量并不乐观。我国的房屋建筑的结构设计是一个比较全面、系统的过程，在设计过程中离不开设计人员扎实的理论知识基础、创新灵活的思维以及仔细认真负责的态度。因此，提高设计人员的知识技能水平，合理准确的制定好结构方案，对于促进建筑行业的快速发展具有重要的作用。

参考文献：

[1]郭驰，蒋正涛.高层建筑结构设计中安全性鉴定的分析[J].中国新技术新产品，2011（09）：56—58

[2]宋磊，姜燚.建筑结构设计安全度的几种理论及提高意见的研究[J].民营科技，2010（03）：63—65

篇8

中图分类号：TU318

文献标识码：B

文章编号：1674-3954（2013）21-0112-02

引言

建筑结构设计对于建筑工程的质量和效率有较大的影响，需要对其进行深入的考虑和分析，以保证设计的合理性，但在现实的结构设计中，总会发生这样那样的偏差，导致结构设计出现错误，从而对后续的工程建设埋下隐患，不仅浪费了施工资源，也严重影响了设计单位的信誉和形象。因此，提高结构设计的质量是当前急需解决的问题。

1 提高建筑结构设计质量的必要性

1.1 提高建筑工程的施工质量和效率

建筑工程的施工质量和效率不仅受到施工技术、施工材料、施工进度等的影响，同时也受到建筑结构设计质量的影响。如果结构设计不合理，就会导致后续的工程施工中出现不合理的施工现象，从而导致施工单位要返工重建，这样不仅会浪费施工时间，同时也浪费了大量的施工材料，致使工程施工难以按照计划进度完成，从而提高建筑工程的成本，不利于实现建筑工程的经济效益。提高建筑结构的设计质量，可以减少后续工程施工中的不合理施工现象，这样就可以有效地促进工程施工的顺利进行，同时也有效提高工程施工质量，实现工程建设的经济效益最大化。

1.2 树立设计单位良好的市场信誉和形象

随着市场经济的快速发展，各行各业的发展都要以市场为导向，以保证适应市场经济的发展，满足消费者的需要，从而提高自身的市场竞争力，实现经济效益最大化。建筑结构设计是代表设计单位信誉和形象的产品，如果设计不合理，那设计单位就很难为消费者提供满意的产品，也就难以适应市场经济发展的需要。提高建筑结构设计的质量，不仅可以使设计单位为消费者提供满意的产品，更好地满足市场经济发展的需要，还可以有效提高自身的市场竞争力，树立良好的信誉和形象，以实现自身的可持续发展。

1.3 建筑结构设计的原则

激烈的市场竞争促使设计单位在进行建筑结构设计时需要遵循一定的原则，以保证对市场经济发展的适应性，当前，建筑结构设计的主要原则有安全、适用、经济、美观、施工便利等，优秀的建筑结构设计方法往往是这几个方面的综合。因此，设计单位要采取有效的措施提高设计人员的专业素质，以建筑结构设计的原则为目标，不断提高建筑结构的设计质量，从而更好地满足市场经济发展的需要。

2 我国建筑结构设计中存在的问题

建筑结构的设计要熟悉建筑设计的主要构想，确定结构材料、估算结构荷载、分析传力途径，对于总结构体系的构思应保证具有足够的安全度，结构受力合理，保证建筑物的正常使用，保证建筑物的耐久并且要经济合理。

2.1 建筑结构总作用力的估算不全面

直接施加于结构，使其产生内力效应的称为荷载。由于某种原因使结构产生约束变形，从而产生内力效应的原因称为作用。这些作用力的三种分类永久作用力，可变作用力以及偶然作用力。其中恒载和楼面活荷载一般不会被忽略，而风荷载以及地震荷载在建筑结构设计中容易存在问题。所以在建筑结构设计中要根据建筑所处的具置与周围真实环境做好相应的设计准备工作。对于建筑结构总作用力的估算弄清总结构体系中竖向荷载的传力途径。估算竖向受力构件的受力面积。由竖向受力构件的受力面积乘单位面积竖向荷载平均值（经验数值）得到构件的轴向力。

（1）水平地震作用力的估算

FEK=alGeq：Fi=（GiHi/∑GjHj）FEK

式中：Geq――结构等效总重力荷载，多质点可取总重力荷载代表值的85%；a1――相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值。

（2）计算风荷载标准值wk=bZmSmZw0，由风荷载标准值wk乘受风面积。（见图1）

2.2 结构材料基本性能和结构反应重视不够

结构材料具有弹性、塑性和延性。弹性：有应力就有应变，应力降为0时，应变也为0。线弹性：应力与应变为线性关系。塑性：应力减小后不能完全恢复的变形。脆性：材料无塑性阶段，破坏前应力应变关系为直线或近似直线，破坏时突然，无任何预兆。延性是材料超越弹性极限后至破坏前耐受变形的能力。弹性极限高，结构强度高。弹性模量大，结构变形小。延性好，结构破坏前有较大变形，抗震能力强。结构反应是结构的荷载与变形关系。包括水平梁、板的竖向挠度以及建筑物的水平位移。

因此在做结构的承载力设计时，结构设计要满足三个基本要求：结构应能承受正常使用、正常施工时可能出现的荷载或内力，不至因承载力不足而破坏（含失稳破坏）。其次结构应能承受正常使用、正常施工时可能出现的荷载，不至因抗倾覆能力不足而倾倒。结构在正常使用时有良好的工作性能，不至产生使用所不允许的过大变形、过宽裂缝等。结构承载力包括静定结构的承载力和超静定结构的承载力。静定结构的承载力由结构构件截面承载力决定。静定结构的承载力由结构构件截面承载力、超静定次数、结构材料的塑性性能等决定。其承载力大于相同截面材料组成的静定结构的承载力。由于超静定结构有多余联系，使得结构内力分布较均匀，故可提高承载力。超静定结构的破坏不是某一截面达到其极限承载力，而是一个从超静定到静定进而到几何可变体系的过程。这一过程中结构所承受的荷载不断增加，因而提高了结构承载力。所以要注意的是必须采用塑性材料做成超静定结构，但是超静定结构提高承载力的幅度是有限制的，超静定结构施工较为复杂。结构构件承载力设计要根据预估荷载、预选材料、预定结构型式，对尚未存在的结构构件按抵抗力功能要求确定所需截面问题，设荷载效应为S，承载力效应为R。设计时应保证：gS≤R。

2.3 结构的倾覆和抗倾覆设计

倾覆是结构或构件在荷载作用下，有围绕旋转轴向一侧倾倒的趋向，称为倾覆。倾覆临界状态：倾覆力矩=抗倾覆力矩。支承力N与支承体系总宽度成反比。建筑物高宽比（H/d）是决定建筑物抗倾覆能力的重要因素。局部结构构件的倾覆和抗倾覆设计步骤为先寻找倾覆旋转轴位置，然后计算倾覆力矩，计算抗倾覆力矩，进行抗倾覆验算。抗倾覆力矩=Mr，倾覆力矩=Mov，MdMov≥1.5，主要措施：靠构件自重抗倾覆，由悬挑构件埋入端压重抗倾覆设置收拉连接抗倾覆。

3 解决问题的措施

3.1 重视概念设计问题

在进行建筑结构设计时，概念设计的应用越来越广泛，对于提高建筑结构设计质量起到了较大的促进作用。但是，当前的设计人员在对建筑结构进行设计时，对概念设计的重视不够，导致其不能够全面的对建筑结构进行分析和考虑，从而造成了结构设计的片面性。片面的结构设计方案在后续工程施工的应用中就会显示出弊端，从而对工程施工的顺利进行产生严重的影响，难以有效提高工程施工的质量和效率。

当前，设计人员在进行建筑结构设计时，应当充分考虑概念设计的影响，不能够仅依靠计算来设计施工方案。概念设计主要是指依据整体结构与局部结构之间的结构破坏机理、力学关系，对其进行充分考虑，从中得出基本的设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的设计，以保证对整个建筑结构的有效控制。因此，设计人员应当突破传统重计算的设计方法，充分运用概念设计的思想对建筑结构进行全面的考虑和分析，以从整体上掌握结构设计的思想，从而保证设计的科学性和合理性，以提高建筑结构设计的质量。

3.2 重视基础设计问题

在建筑工程施工过程中，基础结构建设对于工程施工质量有着重要的影响，在进行建筑结构设计时，基础设计是结构设计中的重要一环。在当前的建筑结构设计过程中，很多设计人员都是利用电算程序对各种标准荷载和桩基承载力进行计算和设计，对于实际的荷载和桩基承载力没有进行探讨，如果将短期荷载和永久荷载采用同样的方法处理，就会增大边角的竖向结构，但是却不能增强中部竖向结构的基础，从而会引起地下基础结构的横向墙体出现裂纹，严重影响到基础工程的施工质量。此外，在处理基础埋深问题时，设计人员考虑也不够全面，导致其设计都是以满足结构受力的情况下采用浅埋基础，从而影响到基础机构设计的合理性。

基础结构设计是建筑结构设计的重要组成部分，关系到建筑物的稳定性，因此，在设计基础结构时，设计人员要对影响基础结构的因素进行全面的考虑和分析，以保证设计的有效性。对于基础埋深问题，设计人员要根据实际的水文地质情况进行设计，在保证满足结构受力的基础上，因地制宜，全面考虑地下水位的变化对建筑结构浮力的影响及冻土对结构的破坏，以确定基础埋深。对于短期荷载和永久荷载，设计人员要区别对待，以保证边角竖向结构的基础处在合理的范围之内，如果风力荷载和重力荷载或者是地震作用和重力荷载组合，设计人员要根据其实际情况将承载力的特征值适当的调高，以保证基础结构墙体受力的均匀性，避免出现裂痕。

4 结束语

随着市场经济的快速发展，建筑工程的规模越来越大，而且结构设计也越来越复杂，建筑结构设计的质量对于建筑工程施工的质量也有一定的影响，因此，加大对建筑设计结构中存在问题的关注度，并致力于解决存在的问题，才能开创多赢的局面，造福于社会。

参考文献

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中图分类号：TU3 文献标识码： A

引言

现如今，随着我国社会和经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，人们对自己的居住条件有了更高的要求，而民用建筑则是人们生产和生活具有密切联系的，因而民用建筑的结构设计质量直接关系到人们生活的质量和安全。所以，民用建筑的结构设计必须在保证其质量安全的前提下充分考虑居住人的需求，做到“以人为本”。

一、民用建筑结构设计原则

民用建筑的结构设计关系到居住人的生活质量及生命安全，对于民用建筑结构设计时候应当遵循一定的设计原则，这样才能在保证民用建筑结构设计简便的同时还避免质量问题的出现。

（一）经济性原则

在进行民用建筑结构设计的时候，应当考虑建筑工程所处的位置和环境，根据实际的环境和情况进行施工结构设计和工艺选择，从而在保证民用建筑施工造价低廉的同时，还保证了民用建筑的设计质量，使其不仅符合建筑施工要求，使得建筑投入降低，且建筑质量有保证。

（二）安全性原则

在进行建筑结构设计的时候，应当首先考虑建筑的安全和质量问题，因为这关系到人的生命财产安全，不能轻视。所以，在进行民用建筑结构设计的时候应当首先考虑设计的合理性和安全性，并结合实际环境和情况，保证民用建筑结构设计使用的安全性。

（三）美观性原则

随着人们生活水平的不断提高，人们对于生活质量的要求也随之不断提高，人们在要求建筑硬件满足自身各种需求的同时还对建筑的外观有了更高的要求，人们在满足舒适度之后要求建筑有更高的美观度，这就需要民用建筑在进行设计的时候应当适当考虑建筑的美观程度，并符合人们的审美需求。

二、民用建筑结构设计中存在的问题

（一）民用建筑结构设计存在不科学的现象

一些民用建筑的设计存在较大的安全风险，有些民用建筑的结构设计不符合我国建筑行业的相关规范，甚至一些民用建筑的结构设计不符合力学的基本原理，更别说抗震效果的实现了。有些设计对于混凝土构件配筋率达不到基本要求，其建筑设计中计算的承重强度实际上根本达不到，这就给民用建筑带来了极大的隐患，威胁人们的生命财产安全。

（二）民用建筑结构设计偷工减料

许多民用建筑在进行结构设计的时候就存在偷工减料的情况，设计不够精细，施工图纸太过简单，一些系统性的东西图纸上却疏漏，甚至有些直接将责任推至厂家，又或者对于民用建筑结构的工程全貌不能很好的从图纸上表达出来。另一方面，设计人员对于民用建筑结构设计中的相关安全等级、设计参数、设计依据甚至消防处理都未引起足够重视，设计图上对于这些方面也未作出标注，这就为民用建筑的安全性埋下了隐患。

（三）民用建筑结构计算存在问题

一些民用建筑的结构存在着结构设计计算问题：一是对于负载的取值问题，取值不当时有发生，结构的承重达不到实际要求；另一方面，对于结构设计的验算方法存在问题，如在进行底框砌体结构验算时，没有考虑刚度是否均匀等问题就使用底部剪力法，这极大地影响了民用建筑设计的安全性和可靠性；三是对于民用建筑计算周期进行折减不合理，这些问题都给民用建筑的结构设计带来了极大的安全隐患。

（四）民用建筑构造设计的问题

在进行民用建筑构造设计的时候，往往地基基础设计和框架结构存在一定问题。设计中出现地基基础设计问题往往表现为高层建筑的基础有效埋置深度不足。对于柱基的选择如果不当也会对施工产生较大的影响，甚至带来安全风险；桩间距的不合理会造成试桩准确定性存在较大的误差。除此之外，桩身的钢筋笼的长度不符合规范也会引起一些列的问题。

三、民用建筑结构设计的优化

民用建筑的设计与质量要求都与人们的生命财产安全息息相关，保证民用建筑的结构设计质量，是对于人们的生命财产安全的负责，也是为了保证人们的生活质量。许多民用建筑结构设计的质量存在一些问题，这就造成了极大的风险性，民用建筑直接服务于人们的生产生活，因而其必须在保证结构设计安全和合理地前提下保证能够满足人们的使用要求。

（一）民用建筑整体结构与局部的优化

在设计人员进行民用建筑结构设计的时候，应当分别对整个设计系统中下属的各个小的体系进行优化，并通过不断完善使得整个结构设计系统能够达到整体性的优化。

（二）民用建筑桩基础的优化

桩基础分为灌注桩和控制桩，在进行桩基础的选择上，应当根据实际情况进行，如建筑的沉降设计符合标准基础，使用预制桩进行施工能更好进行控制，节省施工时间和减少操作难度。在进行预制桩长度的选择上，应当根据实际情况尽量选择较大的预制桩。

（三）民用建筑上部结构的优化

对于民用建筑的上部结构的优化应当首先考虑剪力墙的布置，剪力墙两个方向的刚度不应相差太大，剪力墙应规则、均匀布置，使楼层的平面刚度中心与楼层的重心尽量重合，这样不仅能够起到减震的效果，还能减少风力等外部负荷因素的影响。另外，剪力墙的暗柱应当使用钢筋建材，如设计是大开间的剪力墙可适当减少钢筋暗柱的使用。

（四）民用建筑结构与建筑的协同性优化

在民用建筑的结构设计中，应当保证各项结构的整体协同性，仅仅将各个分结构进行优化是不够的，即使各个分结构达到最大的优化，整个民用建筑的协同性较差也使得整个民用建筑的结构设计优化无法实现。另一方面，民用建筑结构设计协同性的优化还能保证建筑的整体配合紧密，外形美观，使得其整体上达到最大的优化效果。

结语

总而言之，民用建筑结构设计的质量，不仅关系到施工安全和施工的合理性科学性，更关系到使用者的生命财产安全，因而在设计者进行民用建筑结构设计的时候首先应当保证其设计的质量。其次，还应当考虑民用建筑设计的功能性，实用性和美观性，使其尽量满足人们的需求。总之，只有保证民用建筑结构设计的不断发展，才能促使我国建筑行业的不断发展，保证人们的生活水平不断提高。

参考文献

[1]董丽萍. 民用建筑结构设计和优化[J]. 中华建设，2014，11：76-77.

[2]赵艳梅. 基于抗震理念的民用建筑结构设计探究[J]. 山西建筑，2014，32：46-48.

[3]陶国伟. 普通民用建筑结构设计研究[J]. 科技信息（学术研究），2006，06：254-255.

篇10

1、价值工程的基本内容

价值工程是以提高实用价值为目的，以功能分析为核心，以资源的开发与节省为基础，以科学分析方法为工具，用最少的成本支出实现给定功能的产品开发的科学方法。换言之，即以最低的寿命周期费用，可靠地实现产品的必要的功能，对产品的功能，成本所进行的有组织的分析研究活动。国家标准给出的定义是“价值工程是通过各相关领域的协作，对所研究对象的功能与费用进行系统分析，不断创新，提高对象价值的思想方法和管理技术”。

价值工程活动中对于问题的分析是围绕以下7个问题依次展开的：(1)它是什么？(2)它的用途是什么？(3)它的成本是多少？(4)它的价值是多少？(5)有其他方法能实现这个功能吗？(6)新方案的成本是多少？(7)新的方案能否满足要求。这7个问题的解答过程，就是价值工程的工作程序和步骤，即：选定对象、收集情报资料、进行功能分析、提出改进方案、分析和评价方案、实施方案、评价活动成果。

2、价值分析的基本方法

价值工程是用功能分析的方法，以最低成本获得产品的必要功能，从而达到提高价值的目的[1]。在价值工程活动中，功能F(Function)、成本C(Cost)、价值V(Value)三者之间的关系是：

按照价值工程的理论，产品的价值是指功能和成本（包括设计、制造、试验、使用、维护等成本）的比值。提高产品的价值有五种途径：

(1)产品功能不变，用降低成本的方法来提高产品的价值；

(2)维持成本不变，通过提高功能来提高产品的价值；

(3)既提高产品功能，同时也降低其成本；

(4)小幅提高成本，大幅提高产品功能）；

(5)小幅减少产品功能，大幅降低产品成本。

分别表达为：，，，，

以上五种方法都是通过对F和C的调整来达到提高产品价值的目的。

3、产品设计的主要工作

产品设计包括很多具体的内容，如：功能设计、运动设计、结构设计、强度、刚度设计、尺寸设计、几何精度设计、材料设计，以及外观设计等[2]。

产品结构设计是针对产品内部结构、机械部分的设计。评价一个产品的好坏，最首要的标准是实用，要实现预定的功能，这一要求能否达到，完全取决于结构设计。结构设计是产品形成过程中最重要的内容，也是最复杂的环节。

机器设备的功能要由一系列符合装配关系的零件和部件来实现，设计过程中需要考虑产品结构紧凑、外形美观，既要求安全耐用、性能优良，又要易于制造、降低成本。结构设计人员需要各种要求与限制条件寻求对立中的统一，给出协调、合理的设计方案。

4、产品结构设计中的价值工程方法

价值工程是用最低的成本实现必要的产品功能，其核心问题就是寻找功能与成本之间的最佳关系[3]。

产品结构是具象的，它是功能的载体。而功能则是抽象的，是产品的本质属性。用价值工程的方法对产品的结构设计进行分析，是从结构入手去研究产品的功能，通过功能分析、功能整理、功能评价找出设计方案的改进目标。

用价值工程理论指导改进产品的结构设计，是要以最低的总成本确保产品必要功能（主要功能和次要功能）的实现，同时去掉不必要的功能（亦称过剩功能）。减少不必要的材料消耗，在保证产品质量的前提下，尽量做到缩小体积，减轻重量，降低单位产品材料消耗量。这与尺寸链设计中的最短尺寸链原则是一致的。

5、价值工程方法应用实例

本文选择的价值工程分析方法研究对象为一大型板坯加热移动翻转设备系统中的热板坯移动翻转装置。该装置主要由移动翻转车、平移油缸、翻转臂、翻转油缸及装在固定支座上的铰接轴、配重块等组成，如图1所示。

图1 8臂板坯移动翻转装置 图2 6臂板坯移动翻转装置

该装置由水平移动小车2、平移油缸4、翻转油缸3及装在固定支座铰接轴上的翻转臂1、同步轴5、配重块6等组成。用翻转油缸推动翻转臂转动、使翻转臂上起支承作用的钩头承接高温板坯，完成翻转动作，并用配重块平衡翻转力矩；用水平油缸的活塞杆端推动水平移动小车前后移动，并可由同步轴连接二边车轮以保证同步行走。

板坯移动翻转装置中与加热板坯直接接触的是翻转臂。原方案设计了8个翻转臂，通过强度分析计算，可知左右两端的翻转臂受力较小，从结构简化考虑，对方案进行了改进，成为图2所示的6臂结构。经验算，该结构可以满足强度、刚度方面的要求。

根据价值工程的原理来分析，可以看出，在满足功能要求的前提下，减少两臂后，结构简化了，用料少了，重量减轻了，加工和装配的难度降低了，符合前述价值工程基本方法中的第一种――产品功能不变，通过降低成本的方法来提高产品和设计的价值。

6、结语

产品设计需要遵循传统的设计原理与方法。用现代的观点来看，更要强调设计过程与设计结果的优化。运用价值工程的分析方法对产品的结构设计加以改进，在满足产品功能的前提下，采用简化的结构可提高设计乃至产品本身的价值。

参考文献

篇11

一般如无特别的指明，凡称工业设计者必定是对狭义的工业设计而言、也只对产品设计而言。所谓产品设计，就是为了人类在对付严酷的自然时，提高自身生活、生存和生产能力，而对工具、器械与设备等的实用需求所作的“响应”。产品设计过程中在保证作为主要内容要素的实用价值实现的基础上，同时考虑合适的外在形式作为主要的形式要素来形成审美对象，在使用者们的亲历使用中诠释出它的情感价值。工业设计教学及实践意在培养满足上述需要的高级应用型人才。

一、工业设计专业的人才培养目标

以职业岗位能力为导向，以培养学生具有宽广的工业设计基础知识、扎实的工程实践能力和较高的人文道德素质为总体目标，突出学生的结构设计和原型制作能力培养。在学生完成基本美术能力培养的基础上，以及能进行产品外观设计的同时，大力培养学生产品结构设计的能力，包括产品材料与成型、结构设计、加工工艺、模具常识等方面的知识技能；另一方面在学习设计知识的同时，多方面强化学生原型制作动手能力，包括各类手工模型制作、快速原型制作、后处理技术等。

二、人才培养模式的构建

以岗位技能为导向，结合广东工业设计行业的特色，充分调研工业设计结构和企业设计部门工作状况，依托工业设计行业协会，分析企业产品设计、生产过程中各岗位工作流程，并总结各岗位所需职业素质与职业能力，确定学生的基本职业能力与技能培养的目标。对应各岗位工作的过程，确定相应教学内容，由课程的递进实现职业能力培养的递进；对应各岗位工作的典型产品，校企共同参与，采用任务驱动、项目导向、教学一体化等多种教学手段和方法，由产品设计、生产过程的递进，实现职业能力培养的递进。

1.“岗位技能导向，产品设计项目驱动职业能力递进”的人才培养模式构建步骤

（1）人才培养岗位定位

主要就业行业（企业）：工业设计公司、原型制作企业、轻工制造企业和广告设计公司等。

主要就业部门：产品结构设计部门、产品造型设计部门、模型制作部门、平面设计部门。

主要工作岗位：产品结构设计员、产品外观设计员、模型制作工、2D/3D绘图员。

未来潜在岗位：结构工程师、造型设计师、原型制作师等。

（2）确定企业岗位能力目标

以小家电工业产品设计、生产、制造企业为主，校企合作共同探讨、分析、归纳典型工业产品外观、结构设计、原型制作、生产制造的整个生产过程，对应工业产品生产过程中各个不同阶段的具体工作过程，分析其行动领域内容，总结其所需职业素质及能力,确定工业设计行业各工作岗位与岗位群。

（3）培养过程的程序化

由专业教学指导委员会各委员，根据产品设计、生产过程及岗位工作流程中抽象出来的行动领域，确定相对应的学习领域，进而明确教学过程培养目标与教学内容，设计课程体系。

（4）职业能力递进形成过程

细化企业岗位能力要求，参考企业各岗位之间知识和技能的递进与包容关系，形成职业能力递进式的人才培养过程。安排相互衔接的知识与技能课程，通过课程的不断深入实现职业能力的递进培养。

（5）培养过程的校企共育

依托工业设计专业建设委员会，引导各合作企业参与教学过程，技能课程由企业人员讲授，专业核心课程考核由企业及行业来完成。在第二学年实行学生预分配，各合作企业与学生之间进行双向选择，签订预分配合约，签约后，由企业为所签约学生选择课程，参与实际教学过程并进行课程考核，自第五学期，所签约学生可以去签约企业实习。在第五学期实行分段教学，下企业实习的学生可回校进行短期集中学习，以完成规定的学分；各签约企业也可安排短期专项集中培训，专项集中培训设在企业，计入总学分，建立“厂中校”的培养机制。

2.建立了基于“工作岗位+职业技能”的课程体系

（1）专业核心能力分析

结合产品设计和制作过程，通过调查和剖析，工业设计专业学生应具有的专业核心能力包括：产品创新设计能力、产品造型设计能力、产品结构设计能力、产品快速成型与后处理能力、原型制作能力。

（2）课程体系的构建

结合专业的核心能力，参考相应的职业鉴定标准，提炼本专业培养所需达到的职业技能，最后确定本专业的课程体系。同时，基础课、专业理论课要坚持“必需，够用”的原则，进行课程内容的优化选择；坚持“突出技能训练”的原则，强调实践性教学，推行“双证书”制度。产品创新能力包括工业设计概论、产品设计初步、人机工程学等课程；产品造型设计能力包括素描、色彩、三大构成、平面设计基础（CoreDraw）、产品效果图设计 (Photoshop)、产品造型设计I(Rhino)、产品造型设计II(Alias)等课程；产品结构设计能力包括工程力学、材料与成型工艺、产品结构设计（PROE）、结构设计(UG)、产品质量检测等课程；产品快速成型与后处理能力包括快速成型与后处理等课程；原型制作能力包括原型制作与后处理等课程。

3.在课程中形成认知、感受、实践训练体系

以教学工作室为基本教学单位的实践教学体系，工作室制在国外大学设计专业普遍实行，近百年来的形成与发展，它的优越性勿庸置疑。我国一些院校也在试行该体系。我们实行的是工作室制教学，建立具有地域特色的教学工作室。它的基本内涵是：由教学团队组合而成，承担一定的课程组群教学任务，完成教学、研究、实践任务的教学基本单位。经过两年的局部单项实验，实行造型创意教学工作室教学。与此相配套的有设计教学工作车间，学生在教学工作室完成设计方案后到工作车间进行具体制作。同时，每个教学工作室还要设立校外实践基地，以供学生造型研究与实践使用。从工作室、工作车间，到实践基地构成了专业基础课实践教学链条系统，形成学研、产互动的良性循环系统。

4.构建现代职业教育衔接人才培养体系

与中职学校密切合作，构建基于工业设计专业的中高职衔接人才培养模式，制定 “3+2”人才培养课程体系，课程体系要充分考虑中职学生动手能力较强、理论性较差等特点以实现职业能力无缝连接为原则。另外，还要积极研究探索更高层次的职业教育对接模式，技能型的高职本科，在课程设置上充分考虑学生再提升的空间。

篇12

在建筑工程领域中，建筑结构设计是极其重要的一个环节，它不同于其它专业设计，它的设计质量直接影响着工程周期、成本节约，可以说是一个工程中重要的生命线。对业主而言，有效地缩短工程周期和节约成本就意味着在市场中能取得先机，立于不败之地，获取更大的效益，业主对设计单位的要求就是如此。可以说在建筑质量为前提下，能做到业主满意、以业主为服务中心就会增强设计单位在同行业中的竞争力。

一、建筑结构设计管理的理念

质量是产品的生命，没有好的质量，产品就没有市场，只有高质量的产品，在市场上才有竞争力，建筑设计也是同样如此。只有在建筑设计质量的优化管理上做文章，才能产出高质量的建筑设计成品。建筑设计，在某种意义上讲可等同于建筑产品，它是艺术创作与科学技术的结合体。它不能用工业化、工厂化、程序化的过程进行生产，对于不同使用功能、性质的建筑从内容到外表形态是不同的。建筑设计质量的优劣，确切地说是一个目标范围的界定，建筑规范、规程和标准是建筑设计合格的下限。建筑设计精品是在设计运行过程中优化取舍，完善完美。因此，设计质量的优化管理是十分值得重视的。

建筑设计质量的优化管理，就在于强化、强调了设计的“全过程管理”，这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终，由部分到整体、由管理点到强化点，由方案到施工图，这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。

二、设计前期质量管理

1、根据业主要求设计单位组建设计项目组，安排结构设计各阶段的设计人员、校对人员、专业负责人、审核人员并安排相应的完成时间，形成设计进度计划表。

2、在签定设计合同时由设计人员了解业主对该项目的明确要求和隐含要求，向业主指定的业主代表收集设计资料，包括委托书、立项文件、地质勘察报告、环评报告、规划总平等等，同时对提供的资料要由业主代表签字确认。

3、针对建筑工程的不同类型，由专业负责人对设计和校对人员进行事先指导，形成事先指导表。同时专业负责人应起草本设计项目结构设计统一措施，经结构总工程师批准后，结构人员保证人手一份使用。设计项目结构设计统一措施可按以下选择a.工程地质勘察要求，b.结构设计制图标准，c.工业厂房结构设计统一措施，d.多层（砖混、框架等）民用建筑结构设计统一措施，e.高层（框架、框架剪力墙，剪力墙等）民用建筑结构设计统一措施等。

三、设计过程质量管理

1、在方案设计、初步设计、施工图设计中设计人员应严格执行结构设计统一措施，如有异议应及时向专业负责人提出，由专业负责人和总工程师确定最终标准，而不能一意孤行，违反全面质量管理，影响设计进度。

2、建筑各专业在各阶段设计过程中应互提设计基础资料，形成配合资料互提单表，以此表来约束各专业人员的设计责任行为。结构设计人员应做到主动与建筑各专业沟通，做到设计严谨、不遗漏。

3、在初步设计结束后施工图设计过程中可根据工作情况，由各级负责人进行设计中间工作检查，形成中间检查表。各级负责人应做到主动及时发现问题及时解决问题，以免设计校对、审核时改动过大，影响设计进度。

4、设计人员应严格执行设计进度，如遇特殊情况不能在安排时间内完成，应及时把情况向专业负责人说明，由专业负责人另行安排设计人员协助工作，保证工作按时完成。在各阶段设计结束后进行设计校对、审核，并形成校对记录表、审核记录表。对校对过程中出现的问题，设计人员可以有自己的思路原则，说明理由经总工程师审核确认后，可以不修改，否则都应进行修改，而不能弄虚作假不修改。

5、最后设计图纸要进行图纸会签、加盖印章、晒图、打印、包装、交付、备份设计电子文件等工作，属于设计人员完成的要及时履行责任完成，不要影响下一步全面质量管理工作的进行。设计人员应按照本设计单位结构专业计算书的要求完成本专业计算书。

四、设计后期质量管理

1、根据建筑设计审图中心提出的意见及时进行修改，设计人员如遇不理解之处，要主动早与审图人员沟通修改，并按审图中心的要求提供修改后的设计文件，争取早日通过，交付业主使用。

2、按照业主的要求进行技术交底，形成工程设计会审记录表，做好业主与施工单位的沟通桥梁作用。

3、对施工过程中提出的问题如果涉及设计变更，要及时做好设计变更，按照本设计单位的相关要求处理后形成设计变更通知书表交付施工单位使用。施工过程中出现的一般问题要及时处理，不拖沓，形成现场服务记录表。

4、在施工过程各部位验收中，设计人员要虚心向业主和施工单位收集设计质量信息反馈，并且从中要吸取教训，形成质量信息反馈单表。

5、主体工程验收后，设计人员要对整个设计过程文本、底图、表格等资料存档保管并做好设计文件记录。

按照以上对建筑结构设计全面质量管理的阐述，可以形成以下组织结构表进行归纳：

从上面组织结构表可以看出，用一些规范的表格和文本是进行建筑结构设计全面质量管理的关键，这种过程可以是一目了然的，在执行时会很有条理，容易让人接受并执行。同时我们看到建筑结构设计全面质量管理很好地把握了全面质量管理八项原则，即以顾客为中心、领导作用、全员参与、过程方法、管理的系统方法、持续改进、基于事实的决策方法、互利的供方关系。

总之，建筑设计的质量管理，就在于强化、强调了设计的“全过程管理”，这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终，由部分到整体、由管理点到强化点，由方案到施工图，这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。

参考文献