结构设计基本步骤精选(九篇)

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第1篇：结构设计基本步骤范文

关键词：结构设计； 设计；优化

中图分类号：TU3 文献标识码：A

1、结构设计优化方法的理论体现

当我们进行结构设计以及工程项目的相关设计的时候，不仅要对设计对象的安全性可靠性以及其基本使用功能进行必要的考虑外，设计还要尽可能的突出建筑的美感，这些便是结构以及工程项目的最优化的相关问题。也就是说利用相应的数学上的方法，对所有设计方案进行必要的分析比较，得出最满意的设计方案，以满足预期的目标。

从理论上对结构设计优化方法进行相关的分析可知，房屋工程结构总体的优化设计以及房屋工程分部结构的优化设计是结构设计优化方法在实际应用中具体的表现。房屋工程结构总体的优化设计主要是对围护结构、屋盖系统以及结构细部等进行相应的设计方案的优化设

计。在设计的时候还必须考虑到相应的布置、选型、造价以及受力等方面的问题，然后根据工程的实际情况以及结合房屋建筑相应的经济性，对建筑结构进行相应的优化设计。

为了适应时展的要求，建筑的结构形式必须不断的进行必要的创新。对于建筑结构的设计师来说，要确保建筑结构具有一定的安全保证，在此基本上考虑设计出新的结构形式。

对于建筑结构的设计，我们要求尽量缩小质量中心和刚度中心的差异以及建筑的平面结构尽量对称与规则，不过这些必须满足设计师的基本设计意图。还要要求在水平荷载作用下建筑物不会产生很大的扭转效应。必须在满足建筑相应的功能条件下，在竖直方向布置尽量让竖直方向的相应的承重构件上下贯通。在结构设计中，为了减少结构设计与分析上的难度以及经济性，我们应该尽量避免使用转换层结构。对竖直方向的刚度也有着相应的要求，要求刚度的变化必须是渐变的而不是突变的，否则在刚度突变的地方会出现严重的应力集中，这不利于建筑结构抵抗水平方向的动力载荷作用。

2、结构设计优化技术的现实意义

对建筑结构的设计进行必要的优化，在对于房屋结构相关的设计中的应用意义重大，不仅能够满足了建筑的实用与美观，而且还可以有效地对工程造价进行控制。对于建筑商来说，其当然希望用最少的投资，而获得最大的收益，然而又必须对建筑结构的科学性、可靠性以及安全性做出保证，这必然要求对结构设计进行优化。

结构设计优化和传统房屋结构设计进行比较我们可以发现：运用设计优化的技术能够降低建筑的工程造价（6 ～ 35％）。结构设计优化技术能够使得建筑结构内部的每个单元都得到最佳的协调，并可以对材料的性能进行最合理的利用。这样不仅能够保证相关规定的安全系数，还能够实现对建筑结构设计的经济性与实用性。

3、结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤

3.1建立结构优化的模型

在我们对房屋结构整体进行必要的优化设计时候，可以分成三步进行建筑结构的设计优化。下面将对每一步骤进行详细的介绍：

3.1.1要对设计变量进行合理的选择

通常在对设计变量进行选择时，我们把对建筑结构影响的主要参数作为设计变量。如目标控制的相关参数（损失的期望C2和结构的造价C1）和约束控制相关参数（结构的可靠度PS）等；然而还有一些影响不是太大，其变化范围也不是很大或者由局部性以及结构的相关要求就能够满足相应的设计要求的一些参数，我们可以用预定参数来表示，这样能够使得我们的设计量、计算量以及编制程序的工作量均大大减小。

3.1.2对目标函数进行确定

在进行结构设计优化的时候，我们还必须寻找一组能够满足相关的预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的截面积以及相应的失效的概率的函数，使得工程造价最少。

3.1.3对约束条件进行确定

对于房屋的结构的设计优化来说，必须确保结构的可靠度，来对优化设计相关的约束条件进行相应的确定，设计优化的约束条件主要包括裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、构件单元约束、应力约束、结构体系约束、从可靠指标约束到确定性约束条件以及从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束等约束条件。在进行结构设计的时候，我们必须对目标约束条件与实际的约束条件进行相应的比较与分析，再确保每个约束条件都必须满足相关要求，以实现最佳的设计。

3.2对优化设计的计算方案进行设定

根据可靠度进行的房屋结构的优化设计具有多约束且非线性的优化问题以及复杂的多变量，在进行相应的分析计算中，一般把有约束的优化问题转换成无约束优化问题的求解。常用的优化设计的计算方法有拉氏乘子法、复合形法、Powell法等。

3.3进行程序的相关设计

根据可靠度进行的房屋结构的优化设计的基本模型以及所使用的优化设计的计算方法，可以编写一个具有运算速度快以及功能齐全的综合应用程序。

3.4结果分析

我们必须对相应的计算结果进行必要的分析比较，然后选择出最佳的设计方案。在这个过程中，我们考虑问题必须全面，并且要对问题进行多角度的考虑。这一步骤在建筑结构设计优化中尤其重要，合理的选择设计方案，不仅能够确保结构的美观、安全性、合理性以及实用性，还能够对施工中的资金的投入有着重大的影响。在结构设计优化中只强调经济上的节约，而忽略技术上的相关要求，是不正确的；同样只考虑技术上的要求，而不考虑经济的要求，也是不合理的。我们必须对两者进行合理的配置，才能达到相关要求。

4、结构设计优化技术的实践应用

对于项目的前期设计、整体设计、旧房改造以及抗震设计方面均能够采用结构设计优化设计的方法。下面对实践应用中的问题进行必要的说明：

4.1结构设计优化应注意前期参与

前期方案直接会影响到工程的造价，然而很多结构设计忽略了这一点，所以我们应该注意。前期参与能够让我选择合理的结构形式以及合理的设计方案。

4.2概念设计结合细部结构设计优化

在没有具体数值量化的情况下，我们可以使用概念设计。例如，对地震的烈度进行设防时，由于它存在这不确定的因素，所以我们无法找到与实际相符合的计算式，所以在进行设计优化的时候我们可以使用概念设计的方法，把相应的数值作为参考与辅助相关的依据。同时在设计过程中，相关结构设计人员必须合理并灵活的使用结构设计优化的方法，从而达到最佳的效果。

在设计过程中必须对细部的结构进行相应的设计优化，例如，在现浇的混凝土异形的板料，其拐弯处容易开裂，我们可以简化成矩形板，然后再合理的选择钢筋，在满足其结构的基本要求条件下，达到既安全又经济的目的。

4.3下部地基基础结构的设计优化

在地基基础的结构设计优化中，我们必须选取合适的方案，如可以根据工地的地质条件选择相应的桩基类型，并尽量减少相应的工程造价。并根据桩端的持力层的厚度合理的选择灌注桩的桩长度，通过对多种设计方案进行必要的分析比较，然后选取最佳的设计方案。

第2篇：结构设计基本步骤范文

关键词：PKPM 教学内容 问题探讨 实践能力

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）08（b）-0000-00

引言

PKPM土木建筑设计系列软件是我国建筑科学研究院研发，集建筑、结构、设备（给排水、电气、暖通）设计于一体的大型集成化CAD系统，是目前国内各设计院结构设计中使用最广泛的结构计算软件之一，为我国土木建筑行业设计实现甩掉尺规、图板；提高设计效率作出了突出贡献，成为结构设计人员必须熟练掌握的基本技能。因此，《PKPM建筑结构设计》课程是高校建筑工程专业必须开设的一门专业基础课，它集专业知识理论和实践操作为一体，学好该课程不仅要求学生能够熟练操作软件工具和命令，而且要求学生储备足够的专业理论知识并能进行迁移应用以便准确设置相关的计算分析参数，所以《PKPM建筑结构设计》课程虽然是一门计算机实践性课程，想教好、学好都不容易。因此，有必要对《PKPM建筑结构设计》课程教学中存在的问题进行总结，分析问题的原因，探索有效的解决措施，改进教学效果【1】，从而切实培养出与企业需求相符的专业应用人才。

1 《PKPM建筑结构设计》课程教学内容

建筑结构的结构体系形式多样，教学学时有限，《PKPM建筑结构设计》课程教学无法覆盖所有结构体系，通常以最为常见的现浇框架结构为建模对象组织开展教学内容，同时结合所教学的具体专业进行PKPM教学模块的取舍。

具体课程教学过程围绕现浇框架工程实例，利用模块一PMCAD创建全楼模型，施加楼面、屋面恒、活荷载，进行楼面布置及楼面荷载传导计算；接PMCAD模型数据生成模块二SATWE分析数据，进行分析与设计参数设置，启动分析进行结构内力配筋等计算，查看分析结果图形和文本；利用模块三绘制梁、柱结构施工图以及模块一绘制结构平面施工图；以柱下独立基础为例，接SATWE上部计算数据进行柱下独立基础设计计算，并绘制基础平面施工图及基础详图。以上教学内容选择和教学过程的安排主要依据建筑结构设计过程，通过对各功能模块下各菜单命令的操作和讲解，让学生了解和掌握PKPM结构设计的基本步骤。

2 《PKPM建筑结构设计》课程教学中的问题

2.1功能模块一PMCAD学习中的问题

本模块中有些命令工具与AutoCAD相同，命令的掌握并不难，本模块操作中存在的主要问题有：

（1）不能正确区分结构体系中的承重构件与非承重构件：建立框架结构模型时除了在轴上布置梁、柱构件外，还额外布置填充墙；

（2）不理解标准楼层含义：建立框架结构模型时，不考虑各楼层的平面布局实际情况，框架结构共有几层就相应建立多少个标准层；

（3）不清楚楼面和屋面：部分同学不清楚楼面和屋面的区别，因此不能正确的布置相应的楼面和屋面恒活荷载。

（4）不清楚梁间荷载：不清楚框架梁梁间荷载的来源也不知道如何根据所给设计条件进行估算。

以上问题涉及到学生前期所学课程中的一些基本的概念和基础知识，针对上述问题课堂教学过程中适当补充讲解相关知识点，基本可以在实践上机操作练习中避免出现同样的问题。

2.2功能模块二SATWE分析中的问题

SATWE是PKPM结构设计模块的核心功能模块，本模块启动计算分析前需要进行多项设计参数设置，计算分析完成后需要查看分析结果图形和文本文件。设计参数设置和查看分析结构是SATWE模块的关键步骤，这两大步骤是学生最难把握而最容易选择忽视的地方。

（1）设计参数设置：几乎每项各项参数设置都对应着相应的不同规范条文――荷载规范、抗震规范、混凝土规范等。虽然学生在前期的专业课程中有所涉及，但都是零散、分散的知识点，而且几乎都忘记了；授课教师备课时可以对相关的专业知识、规范条文进行充分的准备；但规范的讲解比较枯燥乏味，而且学生手中缺少相应的规范，短时间集中灌输大量信息，学生很难集中注意力认真听讲。

（2）查看分析结果图形和文本文件：学生上机操作时在老师的要求下会打开混凝土构件配筋图、WMASS.OUT、WZQ.OUT、WDISP.OUT等图形、文本文件查看，但不知道看什么，怎么看，不理解编号、符号的含义以及如何根据结果进行评估判断。

SATWE模块的操作非常简单，最关键的就是参数设置和查看分析结果，但由于上述问题的存在， PKPM的学习和运用仅停留在基本命令操作使用的初级层面上。

2.3功能模块三绘制梁、柱施工图中的问题

模块三要求在完成模块一、二的基础上，绘制梁、柱的平法施工图，该模块操作比较简单，学生都能熟练掌握，但仅满足于完成出图操作，缺少读图识图能力，因而忽视图识图过程。

这与专业课重理论轻实践有关，相关专业课教学主要向学生讲解构件内力计算、截面配筋计算，而缺乏足够绘制截面配筋图以及读图、识图训练。

2.4功能模块四JCCAD学习中的问题

本模块在教学中主要讲解柱下独立基础的设计操作，相对比较简单，学生易于掌握，存在的问题和功能模块三相同，读图识图能力欠缺；另外，基础类型多样――墙下条基、筏板基础、桩基础，这些基础类型不能逐一讲解，一方面是由于PKPM学习课时有限，另一方面学生在学习基础相关课程的时候也没有系统学习每一种基础类型，缺乏相应的知识储备。

3 《PKPM建筑结构设计》课程教学改进探讨

上述各模块教学存在的问题可以归纳为两个主要方面：一是学生缺少系统的专业知识储备；二是专业实践、实训能力不足，这也是目前高校本科生培养中普遍存在的两大问题。要改进PKPM课程的教学效果，需要克服上述两大问题，而解决这两大问题，仅靠本门课程授课老师去克服显然不现实，它需要建筑专业各专业任课老师共同努力。针对第一大问题，任课老师可以根据讲授过程中出现的问题，把它们归类到相应的专业课程中去，并把它反馈给专业课程任课老师，让他们在讲解相关知识点的时候着重强调。第二大问题PKPM教学中所需要的读图和识图能力，可以通过开设建筑识图课程、加强实训锻炼来解决。

结语

PKPM系列CAD软件作为辅助设计软件，操作简便、计算精确、运行效率高、设计修改方便，国内大多数设计院的结构设计都采用该软件来完成，成为建筑工程专业毕业生必备的技能。《PKPM建筑结构设计》课程虽然是一门计算机辅助设计课程，初级层面的菜单、命令操作容易掌握，但由于它的操作和运行建立在专业理论知识基础之上，因此不可避免在学习过程中会存在上述影响教学效果的问题。即使前述问题都得到了解决，那也只能表明学生具备了运用和操作PKPM软件的基本能力，而做出一个受力合理、经济适用的结构设计还需要足够的工程实践经验进行辅助判断、手算校核以及设计修正【3】。因此，熟练掌握和运用PKPM是一个长期的学习过程，课堂教学只是引导入门的过程。

参考文献

【1】 赵海燕，赵军，PKPM建筑结构设计软件课程教学探讨[J]，价值工程，2011（1）：283-284

第3篇：结构设计基本步骤范文

关键词：建筑设计 结构 优化 减少成本

一、结构设计优化方法的理论体现

在从事工程项目和结构设计时，除了考虑设计对象的基本使用功能及安全可靠性外，还应该考虑到把它设计对象设计得尽可能完美。这就是工程和结构的最优化问题。用科学的语言来描述就是：利用确定的数学方法，在所有可能的设计方案中，找到能够满足预定目标的最好方案。结构设计优化方法从建设理论上分析，主要体现在建设工程结构的优化设计和工程结构总体的优化设计两方面。后者的优化设计包括：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。穿插其中的，还包含选型、布置、受力分析、造价分析等项目，在实施过程中，还应该按照一切从实际出发的原则，根据工程的实际情况，围绕工程的综合经济效益的目标进行结构优化设计。设计者在保证安全的前提下，应该敢于挑战新的结构形式。在结构设计的过程中，在基本满足建筑师设计意图的基础上，平面布置应尽量规则，对称，尽量缩小质量中心和刚度中心的差异；使建筑物在水平荷载作用下不致产生太大的扭转效应。竖向布置上，在满足功能要求的前提下，尽量使竖向承重构件上下贯通；能不使用转换层的就应避免使用，以减小结构分析和设计上的困难，另外也不经济，还容易造成应力集中；竖向刚度最好不要突变，而要渐变，否则突变处在水平荷载作用下会出现严

重的应力集中现象，这对结构抵抗水平动力荷载是十分不利的。

二、结构设计优化技术的现实意义

建筑结构设计优化技术在结构设计中，可以达到“物美价廉”的效果，不但实现了建筑的美观、实用，而且在节省造价方面也有突出的效果。每一个建筑商都希望，在满足建筑结构长远效益的前提下，最大程度地减少建筑结构的近期投资，同时保证建筑物结构的可靠度和科学合理性。如此，才能实现可持续发展，实现更多、更大的市场收益。与传统房屋结构设计相比，采用设计优化方法则可以使建筑工程造价降低 6% ～35%。优化方法的技术性实现，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、经济和安全”目标的有效途径。

三、结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤

3.1 结构优化模型

房屋结构整体优化设计方法分以按 3个步骤进行。首先，选择设计变量。一般把对设计要求起主要影响作用的参数作为设计变量，如目标控制参数和约束控制参数；而将那些对设计要求来讲，变化范围不大或是根据结构要求或局部性的设计考虑就能满足设计要求的参数等作为预定参数，这可以大大减少设计、计算和编制程序的工作量；其次，确定目标函数。寻求一组满足预定条件的截面几何尺寸和钢筋截面积以及失效概率，从而使总费用最小；第三，确定约束条件。房屋结构基于可靠度优化设计的约束条件，则包括尺寸约束、结构强度约束、应力约束、变形约束、裂缝宽度约束、构件单元约束、结构体系约束、从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。在设计中，要使结构优化设计应用于实际房屋结构工程，则是用房屋结构设计中实际的约束条件与目标约束条件相比较，保证各约束条件都符合现行规范的要求，以实现最优设计。

3.2优化设计方案

房屋结构基于可靠度的优化设计问题属于比较复杂的多变量、多约束非线性优化问题，在计算过程中，通常是将有约束优化问题转化为无约束问题求解。可以利用的优化设计计算方法有复合形法、拉氏乘子法、Powell法等。

3.3 进行程序设计

根据基于可靠度的结构优化模型和选择的优化设计计算方法，编制功能齐全、运算速度快的综合程序。如：midas，etabs，strat等。

3.4 结果分析

分析计算结果，确定最好的设计方案。在执行以上步骤的过程中，必须要全方位、多角度考虑问题。这主要是因为建设投资是一项耗资巨大的工程，涉及到的方面比较复杂，因此，必须进行总法规和考虑，不能仅仅为了节约资金投入而忽视了设计的优化作用。要正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键环节。设计中既要反对片面强调节约，忽视技术上的合理要求，使项目达不到功能的倾向，又要反对重视技术，轻经济、设计保守浪费的现象。

四、建设项目的设计与计划阶段决定建筑产品价值形成

第4篇：结构设计基本步骤范文

关键词：旅馆设计 浙江大学开题报告范文 杭州论文 开题报告

一、课题的来源、目的意义(包括应用前景)、国内外现状及水平

1) 课题的来源

根据指导老师布置的《浙江大学毕业设计(论文)任务书》。此次毕业设计来源于工程实际：南方某市沿街道地段新建一旅馆;地基面积80m×60m=4800m2。

2) 目的意义

目的：此次毕业设计资料来源于工程实际：南方某市沿街道地段新建一旅馆，通过毕业设计全面掌握建筑结构设计、结构设计图、建筑施工图及施工图概预算的原理，编制施工组织是设计和概预算;

意义：1、巩固本人三年来在校期间所学的基本理论和专业知识;巩固、深化、拓宽所学过的基础课程、专业基础课和专业课知识，提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力;以及锻炼自己画图、识图能力;

2、解决土木建筑工程设计中各方面问题所需的综合能力和创新能力，达到初步了解与掌握一个建筑方案设计和结构工程的实际工作内容和设计工作的方法与步骤;

3、充分理解和正确掌握多层房屋结构的受力特点和内力分析计算方法，熟悉建筑及结构设计方面相应的规范和规程,以及掌握方案设计和结构设计软件中天正及cad的性能及其操作使用方法。

4、通过毕业设计全面掌握建筑设计的基本原理，绘制建筑结构施工图.全面掌握建筑中旅馆设计的基本原理、功能组合,完成一栋建筑的结构设计,绘制建筑结构图和建筑施工图,并进行相应的机构布置.。

3)国内外现状及水平

国内：基础国内一般采用人工挖孔桩基础：人力消耗较大，比较落后;在机械挖孔方面技术比较先进，但是推广面较窄;主体结构施工方面，大多是采用钢筋砼，在帮扎施工上，手工施工较多;砼浇筑技术在国际上比较先进的，商品砼浇筑方便、简洁;砌体结构施工与国际接轨，采用人工砌筑;但是在脚手架的安装方面采用折叠式里脚手架，安全稳定，转运灵活方便;防水工程普遍采用改性沥青防水卷材柔性防水。

国外：德国建设矿井井筒采用7层防水工艺，即混凝土、砌块、沥青石渣、不锈钢板、沥青石渣、砌块、混凝土。造价是中国自防水井筒工程4-5倍。瑞典、加拿大在渗水环境中锚喷，采用放水支护法，用钢丝和橡胶制成半圆型胶管，用粘结剂粘在渗淋水处，51lunwen.com/tuijiankaiti/ 排至基础面盲沟，在管外锚喷，把管埋在喷层之内，喷层是外混凝土内部流水的现状。日本多采用改性水玻璃——水泥浆等，有计划的设计压力、输浆量、封水效果等。俄罗斯采用粘土浆，无约束注浆法施工，即不设计压力、输入量，只是把设备安好，一直注，什么时候压不进浆则停工，无帷幕防区，工期长，治水率低。

二、课题研究的主要内容、基本要求、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施

主要内容：建筑方案设计、建筑技术设计、建筑结构设计、施工组织设计

基本要求：每人独立完成毕业设计全部任务，要求每人完成一套建筑结构设计施工图和相关的建筑说明及结构计算书，编制施工组织设计，严禁抄袭。

①建筑结构施工图要求：图幅采用2号图纸，比例：1：100(节点详图，构件配筋图除外)

②建筑结构施工图表达方式：采用cad绘制，打印成图.

③图纸装订：按设计说明，建筑施工图，结构施工顺序装订.

④设计资料装订：建筑设计说明，机构计算书，施工组织设计文件一并严格规范要求成册.

⑤图纸的内容标注必须规范符合制图标准.

方

法： 1、采用砖混结构。

2、从设计的功能上根据现代旅馆的设计要求，根据现代人的生活物质条件的提高，设计多种多样住宿环境，以满足不同人的住宿要求。

准备采取的措施：通过课题研究，收集必要的原始数据和勘测设计资料，综合考虑总体规划、基地环境、功能要求、建筑经济以及建筑艺术等多方面的问题，进行设计并绘制成图纸。

四、总的工作任务，进度安排以及预期结果

1)工作任务

独立完成该旅馆的建筑结构设计，为保证设计的准确性，方便与下步工作的顺利进行，在实际工作过程中进行检查，并在每项进度安排中进行对该项的总体检查，达到预期结果。

2)进度安排

2007年3月12日-2007年3月19日 完成开题报告,建筑方案设计

2007年3月20日--2007年4月4日 建筑技术设计

2007年4月5日--2007年5月5日

建筑结构设计

2007年5月6日--2007年5月22日　施工组织设计

2007年5月23日—2007年5月底　毕业设计资料整理归档，准备毕业答辩资料

3)预期结果

1)全面掌握建筑结构设计的基本原理。

2)掌握普通旅馆的结构设计与施工设计。

3)绘制施工平面图。

第5篇：结构设计基本步骤范文

关键词：结构设计；建筑结构设计；设计优化；方案；方法

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：

1.建筑物的性能指标包括很多。一栋合格的建筑物，应该是外形美观、结构完整、质量优良的。设计是一个工程的灵魂，是整个工程建设的依据，房屋结构设计质量的好坏，关系到建筑物整体功能的发挥。因此，我们有必要改革建筑结构设计理念，优化建筑结构设计方案，尽最大努力满足居民对房屋的功能需要和审美需要。优质的房屋结构设计方案，应当能够节约建筑成本，并方便施工人员进行具体的施工操作；建筑方案的设计者要充分利用城市中的空间资源和其它资源，提高建筑物的实用性能、经济性能和质量标准。房屋结构设计中的建筑物结构设计优化技术，包括设计理念的优化、设计方式的优化以及设计技巧的优化等。

2结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤

2.1建立结构优化的模型

在我们对房屋结构整体进行必要的优化设计时候，可以分成三步进行建筑结构的设计优化。下面将对每一步骤进行详细的介绍：

2.1.1 要对设计变量进行合理的选择

通常在对设计变量进行选择时，我们把对建筑结构影响的主要参数作为设计变量。如目标控制的相关参数（损失的期望 C2 和结构的造价C1）和约束控制相关参数（结构的可靠度PS）等；然而还有一些影响不是太大，其变化范围也不是很大或者由局部性以及结构的相关要求就能够满足相应的设计要求的一些参数，我们可以用预定参数来表示，这样能够使得我们的设计量、计算量以及编制程序的工作量均大大减小。

2.1.2 对目标函数进行确定

在进行结构设计优化的时候，我们还必须寻找一组能够满足相关的预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的截面积以及相应的失效的概率的函数，使得工程造价最少。

2.1.3 对约束条件进行确定

对于房屋的结构的设计优化来说，必须确保结构的可靠度，来对优化设计相关的约束条件进行相应的确定，设计优化的约束条件主要包括裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、构件单元约束、应力约束、结构体系约束、从可靠指标约束到确定性约束条件以及从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束等约束条件。在进行结构设计的时候，我们必须对目标约束条件与实际的约束条件进行相应的比较与分析，再确保每个约束条件都必须满足相关要求，以实现最佳的设计。

2.2对优化设计的计算方案进行设定

根据可靠度进行的房屋结构的优化设计具有多约束且非线性的优化问题以及复杂的多变量，在进行相应的分析计算中，一般把有约束的优化问题转换成无约束优化问题的求解。常用的优化设计的计算方法有拉氏乘子法、复合形法、Powell 法等。

2.3进行程序的相关设计

根据可靠度进行的房屋结构的优化设计的基本模型以及所使用的优化设计的计算方法，可以编写一个具有运算速度快以及功能齐全的综合应用程序。

2.4结果分析

我们必须对相应的计算结果进行必要的分析比较，然后选择出最佳的设计方案。在这个过程中，我们考虑问题必须全面，并且要对问题进行多角度的考虑。这一步骤在建筑结构设计优化中尤其重要，合理的选择设计方案，不仅能够确保结构的美观、安全性、合理性以及实用性，还能够对施工中的资金的投入有着重大的影响。在结构设计优化中只强调经济上的节约，而忽略技术上的相关要求，是不正确的；同样只考虑技术上的要求，而不考虑经济的要求，也是不合理的。我们必须对两者进行合理的配置，才能达到相关要求。

3房屋结构设计中的建筑结构设计优化措施

3.1设计结构模型

建筑物结构设计优化中的房屋整体设计优化可以分为三个阶段：

（1）第一阶段是变量的选择。通常情况下，对设计人员决定最终设计方案起到重要作用的那些数值，都可以作为变量供设计者选择。例如：工程的目标参数包括房屋价格参数和预期产生的损失参数；工程的控制与约束参数包括表示房屋架构可靠性能的参数，等等。如果设计者能够将变化幅度较小或者考虑因素较少的参数作为参考指标，那么与建筑结构设计、编程和计算有关的工作难度将会降低，设计者也可以更快找到符合设计目标的那一组数据。

（2）第二阶段是函数的确定。设计者要在多组相似的函数中，选取最符合事先设定的房屋横截面尺寸和钢筋尺寸面积的那一组函数，分析这组函数的各种性质，从而最大限度地降低房屋建造的成本费用。

（3）第三阶段是条件的衡量。出于增强房屋结构稳定性和耐用性的考虑，房屋设计的约束指标应当包括房屋尺寸、架构稳定性、架构刚性、受力限度和变形限度、墙体裂隙限度、单元组件规格、架构体系规格、结构可塑程度、结构确定程度等。在实际的设计过程中，设计者应当结合房屋建造工程的具体情况，分析比较施工实际中的约束性条件和目标确定的约束性条件，确保各种条件都能符合相关规定要求，以便实现设计结果的最优。

3.2决定计算方法

房屋结构设计过程中会涉及到很多计算程序；而优化建筑结构设计的过程，就是一个复杂变量和多种设计条件的计算过程。设计者在对各种数据进行演算时，要注意将附加约束条件的问题转换成不附带约束条件的问题，这样更容易求得计算结果。经常用于建筑结构设计优化的计算方法也有很多，这些计算方法各有利弊；设计者要根据现实需要，选择最简便的计算方法，以节省时间和精力。

3.3选择最优程序

在设计了房屋结构模型，并选择了适当的计算方法之后，设计者就可以进入选择最优程序的环节了。最优的设计程序应当具备功能完整、用途齐全、运转高效等优点。这种程序是由若干小程序组合而成的综合程序，在结构设计上发挥着重要作用。

3.4分析统计结论

在统计了各种数据计算结果之后，设计者要认真分析统计结论，找出各种设计方案之间的相似点和不同点，并通过综合衡量，来确定一种最佳的方案。在分析结论时，设计人员要注意从多个角度思考问题，不能遗漏某些易被忽略的细节问题。这是因为，房屋建造是一项成本较高的建设工程，涉及到各方当事人的利益；只有站在宏观的高度平衡这些利益关系，才能节约建设资金、优化建设方案。设计者应当妥善处理工程经济效益与工程技术含量之间的关系，不能只顾节约成本，而忽视了技术的改进。也就是说，在设计方案的选择过程中，既应当避免片面追求效益和利润的倾向，又应当避免片面追求技术创新的倾向。

4总 结

房屋结构设计中的建筑结构设计优化，是一个涉及到各种因素的决策过程，也是一个综合性很强的技术筛选过程。耐用、实惠、舒适、美观和安全，是房屋结构设计的几种重要目标；这些重要价值是相互联系、相辅相成的，而不应当是彼此矛盾的。设计者应当综合考虑房屋的各种性能，选择最有助于实现房屋建筑综合效益的设计方案。设计者要在遵守设计基本规则的基础上，大胆探索新的设计途径，应用新的设计技术，更好地实现房屋结构设计的目标。

参考文献

[1]邹 俊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J].科技传播，2010（10）.

第6篇：结构设计基本步骤范文

关键词：建筑结构；优化设计；细部；地基；抗震

中图分类号：TU3文献标识码： A

一、建筑结构设计优化的内容及其意义

当前，我国经济快速发展，人们对居住条件及生活环境要求越来越高，而对建筑房屋进行优化设计，使其结构与美观相互协调、同时适用、安全、经济以及便利是改善人们居住环境方面的重要手段。建筑结构设计优化理念注重以实际为准则，根据工程建设的基本状况，以计划成本控制为中心来进行的结构优化设计，其内容就是利用对建筑基础的结构、屋盖系统的结构方案以及围护系统结构方案等环节，建立起一种关于结构优化设计的模型，通过对各种不同的影响变量参数中的若干关键参数的科学计算，确立最终的建筑工程结构设计的优化结果方案。

建筑结构优化设计意义重大，一是大大提高建筑结构经济性，建筑进行结构设计优化可节省材料，有利于抗震，减少内外表面装修，提高了其受力性能，增强了建筑的经济性能。二是结构优化设计大大降低了建筑工程的总成本造价。节约用地，大量资料表明，建筑进行结构设计优化能够有效降低工程成本造价25%左右，同时结构优化设计技术能够对施工材料的性能利用更加合理化，能够让建筑工程结构内部各个不同单元之间更加充分协调，提升了建筑工程结构设计的经济性。

二、建筑结构优化设计中的问题

现代的建筑结构设计优化工作是一个复杂的过程，关系着建筑的安全与否，是否经济和适用，在结构优化设计中也会遇到一些问题。

(一) 缺少详细的勘察地质资料

从现在的建筑结构设计工作来看，普遍缺少详细的勘察地质资料，只是简单的依据相临建筑的情况进行图纸设计。勘察施工场地的作用是保证科学的进行地基基础工作，并且达到最基本的安全保障。往往房屋设计工作人员只是把耐力数值控制到最小，就简单认为房屋建筑结构没有问题了，这种技术问题为房屋埋下了安全隐患。在对较软地基进行处理时，忽略了垫层换土设计，只是根据经验判断处理。房屋结构设计过程中，对于较软地基存在的安全隐患没有足够认识，单纯依据个人经验使用砂垫层强化承载力，对于其宽厚度缺乏精确计算，也造成了费用的浪费。

(二) 构造柱设计存在的问题

建筑结构设计中的构造柱可以设计为单一的受力柱，其横截面与配筋必须达到规范砼的规格，如果房屋结构包含抗震功能，必须要满足以上要求。当构造柱体被当做承重的柱体应用时，这就会使构造柱体的受力提前了，从而限制了构造柱体对建筑结构的拉束功能的完全发挥，使整体房屋结构设计暗藏了安全危机。地圈梁通常会植入构造柱体，这种情况下是不需要另外设置地基的，可是当构造柱体充当了承重柱体时，柱底部基础抗压能力必然会出现超负荷现象，裂缝也就产生了。在实际施工当中，处于承重梁下的柱体应当达到承重柱体的标准，假如承重梁的负载与跨度呈现最小状态时，梁下也可以使用构造柱体。这时候就要对构造柱体的功能忽略不计，重新检测墙体下半部分的抗压强度，达到要求才能设计施工。

(三) 抗震设计中存在的问题

在抗震建筑结构设计中，施工设计人员普遍认为六度设防可以看成是没有设防。为了方便受力分析，施工设计人员往往把柱体横截面较小设计，增加梁线的刚度，将梁设计成为铰支梁，柱体的抗压能力设计成轴心抗压。这种操作方法能够方便分析房屋结构的受力，但是针对整体的房屋结构安全带来了危险。忽视了梁与柱之间的弯矩约束，还有柱体的截面积较小，整个建筑结构一旦受力，抗弯能力明显不足，造成了梁底显现裂缝。

(四) 承重墙设计中存在的问题

建筑结构设计承重能力时主要是通过楼板设计完成的，在房屋建筑时经常将一些隔墙放置在楼板上，之后还会将这部分算在同等效果的荷载力范围内，楼板的配筋也会依据这个数据进行计算。除此之外，隔墙顶部采用立砖斜砌，造成楼板顶部出现裂缝。两个方向同时产生弯矩的双向板中的钢筋是要叠放并且要保持纵横方向，计算时应该依据双方向的高度。

三、建筑结构设计优化的基本步骤

通常在对设计变量进行选择时，我们把对建筑结构影响的主要参数作为设计变量。如目标控制的相关参数( 损失的期望 C2 和结构的造价 C1) 和约束控制相关参数( 结构的可靠度 PS) 等; 然而还有一些影响不是太大，其变化范围也不是很大或者由局部性以及结构的相关要求就能够满足相应的设计要求的一些参数，我们可以用预定参数来表示，这样能够使得我们的设计量、计算量以及编制程序的工作量均大大减小。在进行结构设计优化的时候，我们还必须寻找一组能够满足相关的预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的截面积以及相应的失效的概率的函数，使得工程造价最少。

对于房屋的结构的设计优化来说，必须确保结构的可靠度，来对优化设计相关的约束条件进行相应的确定，设计优化的约束条件主要包括裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、构件单元约束、应力约束、结构体系约束、从可靠指标约束到确定性约束条件以及从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束等约束条件。在进行结构设计的时候，确保每个约束条件都必须满足相关要求，以实现最佳的设计。在设计过程中必须对细部的结构进行相应的设计优化，例如，在现浇的混凝土异形的板料，其拐弯处容易开裂，我们可以简化成矩形板，然后再合理的选择钢筋，在满足其结构的基本要求条件下，达到既安全又经济的目的。

四、建筑结构优化设计的要点

（一）结构优化设计的规范

在对房屋建筑结构进行结构优化设计时，设计工作者应遵循相关的结构设计规范。房屋结构优化设计的追求决定了房屋结构优化设计对设计工作者提出了较高的要求，要求工作者不仅详细了解房屋结构设计规范的条文，同时也要能够根据房屋结构设计的实际情况，把房屋结构设计的结构优化设计方案科学合理的运用到实际的房屋工程中。

对于一些结构较为简单的房屋工程，某些结构设计规范可能过于保守，而对于一些结构复杂的，或者有特殊用途的房屋工程，某些结构设计规范又可能过于宽松，安全性不足，这就要求房屋结构设计结构设计优化工作者能够根据具体的工程情况，对结构设计条文进行适当的取舍，争取使设计成果达到最优化。

（二）前期方案设计期间将结构设计优化参与其中

建筑方案设计前期如有一个优秀的、合理的设计方案，并参与结构设计优化，就会争取到非常优秀的开端。但目前在前期设计方案中结构设计优化参与其中的并不多，如果能对建筑类别有所针对，并进行合理选择结构设计优化方案，将降低建筑的总投资成本，因此在建筑方案设计初期应注意建筑方案的结构优化设计，考虑结构的合理及可行性。

（三）细部结构设计优化

概念设计应用于没有具体数值量化的情况，设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法，达到最佳的效果。与宏观把握相对应的，设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化，比如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝，可划分为矩形板。注意钢筋的选择，I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多，但是他们的极限抗拉力却相差很大，所以在塑性满足要求的情况下，现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做立面设计的时候，外立面上的悬挑板及配筋，满足基本的规范要求即可，达到既安全又经济的目的。

（四）地基基础结构设计

地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案，如果为桩基础，那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大，应多进行比较以确定最合适的方案。

（五）概念设计处理的实际建筑设计问题

在建筑结构设计中，很多外在因素是难以控制的，尤其是地震这种破坏力极强的自然灾害，对于建筑结构来说，破坏性是不可估计的。故此，在进行实际建筑设计时，必须充分考虑其建筑结构的地质特征，采用概念处理的原则进行合理的规划设计，将其存在的危险因素降至最低。在进行建筑结构设计时，要充分考虑抗震性能的重要性，分析其建筑阶段所受到的各种危险因素，采取合理的技术

手段，在建筑施工中注意刚度均匀、对称的重要性，同时还可以采取延性的设计原则，它可以有效的防止建筑结构在地震发生时所产生的突发性破坏，消耗一定的能量，减少破坏。

参考文献

第7篇：结构设计基本步骤范文

1．1地下室设计中存在的问题建筑结构设计单位在设计建筑结构的时候，必须要加强对地基稳固度的重视程度。地基的质量在很大程度上会受到地下室设计状况的影响，所以说做好地下室的设计工作时非常重要的。从我国很多建筑结构设计企业的发展现状来看，其中还存在不少问题，例如，没有严格要求地下室设计成效;在未详细了解建筑物墙体厚度、混凝土强度、建筑材料性能的基础上，就盲目地开展地下室设计工作，这直接影响到了建筑结构设计工作的可靠性，对将来的建筑工程施工质量而言，埋下了安全隐患。

1．2图纸设计中存在的问题建筑工程的施工步骤都是按照事先设计的施工图纸展开的，所以对于整个施工环节来说，建筑施工设计图纸有着至关重要的作用。可以说图纸设计工作的成效，会对整个直接建筑工程的施工质量产生重大影响。然而，从我国建筑施工企业的施工现状来看，很多施工团队都忽视了设计图纸工作的重要性，采取了不认真的态度对待施工图纸设计工作，使得施工图纸不够严谨，缺乏学科、合理性。例如，在设计各层结构的具体施工图的时候，使用了不标准的图集，也没有弄清楚各层梁、柱、墙的详细构造。

1．3建筑选址中存在的问题我们常说:“万事开头难。”如此可见，要想做好一件事情，就必须要有一个好的开头。这句话运用到建筑结构的设计工作中，也就意味着要做好最基本的结构设计工作。对于任何建筑施工项目而言，倘若选址存在不稳定状况，那么再好的建筑结构也无法为整个建筑工程的施工质量提供保障。当前，在建筑选址中存在的选址缺乏合理性、科学性等问题，直接影响到了建筑施工项目的安全系数，不利于提高建筑施工项目的质量。

2建筑结构设计对策

2．1优化建筑结构设建筑结构设计单位在优化设计高层建筑结构的时候，需要注意几个问题:(1)设计工作要为提高建筑工程的施工质量服务;(2)要尽可能地控制好工程造价，将之设计在可接受范围内。对此，需要建筑结构设计单位，在开展设计工作的过程中，要充分考虑投资商的经济实力和实际的施工需求，权衡建筑项目的施工质量与建筑施工企业投资回报之间关系。所以建筑结构设计单位，要借助“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的原则，对建筑结构进行优化设计，促使建筑结构设计单位制定的方案可以达到令人满意的效果。

2．2加强沟通与交流建筑结构设计师在开展建筑结构设计工作之前，应该要加强与承包商、投资商之间的沟通与交流，并通过与他们之间展开的交谈活动，了解到建筑工程的具体施工要求，同时充分了解本次到建筑工程的施工基调，对建筑工程的施工现场以及地质条件进行整体把握，明确建筑方每个部门需要注意和配合的地方，将建筑结构设计的基本方案确定下来。

2．3明确参数含义在建筑工程中的有些专业术语难以区分，对于建筑结构的设计师而言，在没有明确参数定义的前提下，开展设计工作，必然会影响到设计质量。理论上而言，参数是没有明确界限的，但是在具体建筑工程施工环节中，每个参数都需要界定实际有效意义，所以设计人员应该明确参数的含义，并在实际的设计工作过程中，对这些参数加以正确利用。

3结束语

第8篇：结构设计基本步骤范文

【关键词】钢结构；设计；截面

前言：钢结构能够广泛地被应用到建筑项目中，正是因为其刚度大、优良的抗震性等特点，钢结构工程还拥有其他的优点，就是安装施工的周期较短。现在，传统的钢筋混凝土结构已经逐渐地被淘汰，钢结构建筑物不但继承了传统结构的优势，还弥补传统混凝土结构的种种弊端，成为了建筑项目的主体。

1、简单概述下近年来钢结构设计的发展状况

1.1探究钢结构工程频繁出现事故的原因

虽然，钢结构工程具有诸多的优点，但是，钢结构设计的好坏直接影响着钢结构工程的质量。近几年来，钢结构设计环节出现了一些问题，导致了多起安全事故，给人们带来了生命和财产的损失。所以，现在简单来分析下钢结构设计出现问题的原因：首先，随着人们不断地研究钢结构工程，现在出现了空间网架、网壳结构等多种新型钢结构。由于钢结构地不断更新，导致设计者无法研究新结构；其次，现在钢结构设计者还是缺乏一定的设计经验，设计水平低下，无法掌握钢结构和构件的整体稳定性的精髓，这直接给钢结构工程的质量蒙上了一层阴影。所以，钢结构稳定性称为此工程最大的弊端，如果不能尽快解决此弊端，将会带来更大的经济损失。

1.2阐述下钢结构设计所遵循的基本原则

为了解决钢结构工程出现稳定性的问题，通过结合实际钢结构设计的特点，规定出了钢结构设计所遵循的基本原则，这样可以更好地保证钢结构设计中构件不会缺乏稳定性。现在简单说明下这几项基本原则：第一，要进行周密地计算，做好整体结构的细部构造和构件的稳定计算工作，使两者的数据保持统一性；第二，在进行钢结构设计时，一定以保持稳定性的角度出发，综合考虑整体和组成部分的稳定性；第三，所作出的结构计算简图应和实际计算方法的简图保持相同，这才能保证整体框架稳定计算工作的进行。

2、剖析下钢结构设计四类截面的相关内容

2.1钢结构设计四类截面的分类

钢结构的四类截面：根据截面承载力的不同，可以讲钢构件的截面分为四类：第一类，允许钢构件的板件发生屈曲，称为薄壁截面；第二类，钢截面的边缘最大应力不超过钢材的屈服强度，称为弹性截面，还有的是允许部分截面开展塑性，称为弹塑性截面；第三类，就是让截面形成塑性铰，但不是不要求大的转动能力，称为Ⅱ类塑性截面；第四类，截面也是形成塑性铰，同时，还要有一定的塑性转动能力，这种截面称为Ⅰ类塑性截面。

2.2选择合适的钢构件截面是钢结构设计的关键步骤

在钢结构设计的过程中，当钢结构布置这个步骤完事后，接下来进行的就是需要对构件截面作初步估算的工作，主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。钢梁有槽钢、焊接 H 型钢截面等这几类可供选择。截图高度的判定需要根据荷载与支座来确定最终的数据。在进行规定翼缘宽度时，有一种很简单的计算方法，要依据梁间侧向支撑的间距按 l/b 限值来确定，这样的话，就可以有效地避免钢梁全体稳定性的复杂计算。截面高度、翼缘宽度都一一作出了预估，接下来就是预估板件厚度，它直接根据局部稳定的构造进行预估就可以了。柱截面按长细比预估， 在选择合适类型的钢构件截面时，就比较复杂了，因为需要根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，这里需进行大量的研究和计算。对应不同的结构，对截面的构造要求有很大的不同，刚才上文已经提到过，共有四类的钢构件的截面，每种截面都有不同的特点。如钢结构中组成构件的板件的局部需要很强的稳定性，能够进行局部弯曲，这就需要选择薄壁截面。

构件截面形式的选择没有固定的要求，需要根据构件的实际受力情况，选择合适的钢构件截面。因为，每一种类别的钢构件截面都有其自身的应用价值，比如说到第一类的薄壁截面，这一种薄壁的结构拥有着自身的优势，如自身重量轻、承载能力强、弯曲的刚度高等特点，所以在钢结构的建筑工程中获得大量的应用。还有第二类的弹塑性截面在防止火灾时，起着重要的作用。由此可见，钢构件设计的截面是影响钢结构工程的稳定性、刚度的关键因素。

2.3考虑到施工复杂性，四类截面应综合应用到钢结构工程

在钢结构设计和施工中，并不是单纯的在局部结构使用一种钢构件结构，而是根据不同截面的特性，综合应用到钢结构工程中。目前，槽钢、等边角钢、非等边角钢等钢构件属于非对称截面材料。选择不同类型的钢构件材料，需要根据建筑结构的特点，如果该结构的载荷和跨度较小的情况，只需要采用单一成型型钢，也就是单一类别截面的钢构件就可以了。如果出现载荷和跨度较大的情况时，单一钢构件截面的承载能力有限，就需要不同类别的钢构件并凑在一起，称为了拼合截面构件。但是设计拼合截面构件的过程需要进行切割和焊接的工作，增加了额外的经济成本，但是可以集合多种截面的优点在一身，能够展现出发高强的承受载荷大、跨度远、抗扭刚度大等特点，现在简单的举个例子，比如由两个或多个相互连接的型钢构成的拼合截面构件，如用双槽钢拼合成的简易桁架梁、由小型型钢如槽钢、角钢组合而成的桁架梁及格构式立柱等，应用起来非常方便。所以，刚才上文已经提到，设计和选择好钢构件的截面是保证钢结构工程稳定性的重要保障。

3、在钢结构设计过程中应注意的问题

为了保证钢结构工程的稳定性，还应注意几个方面。首先，在选择分析模型时，一定要结合施工地的实际情况，在进行大量的计算时，不能忽略任何细节，这样才能获得较为理想的设计结构，设计过程中也要考虑到经济性和安全性。其次，在钢构件截面设计时，首先考虑的不是稳定性、强度等因素，而应该是整体刚度。所以，在整体设计过程中，应考虑到结构的整体刚度。接着，要保证计算模型的准确性，在起初的钢结构设计工作中，要进行建立计算模型来设计钢结构，在施工过程中，都是依据计算出来的数据进行施工的，所以，计算过程中不允许出半点差错，计算模型的准确性时整个钢结构工程质量的基础。最后，要注意钢构件之间的连接问题，此问题很是复杂。因此，设计节点时要综合考虑各种因素如受力情况、构件截面形式、连接方法等等，再确定出合理、适用的节点构造形式。

4、结语

随着钢结构不断地应用到建筑工程中，钢结构设计理念也在时刻地更新，新型的钢结构不断地出现，这也间接地促进我国钢结构工程的而发展。但是，我国的钢结构设计水平还是比较落后，这得需要相关研究部门就行不断地摸索，使中国的钢结构设计水平达到新的高度，争取能够赶上甚至超越先进国家的设计水平。

参考文献：

第9篇：结构设计基本步骤范文

土木工程专业是实践应用比较强的专业。为体现国民经济和社会发展对土木工程专业人才的现实和长远需求，必须要学以致用。独立院校作为应用型本科院校，结合土木工程专业培养目标，以CDIO能力培养为理念的《土木工程专业应用型卓越工程师培养计划》及宽口径土木工程专业培养方案，以注重提高学生综合素质和创新能力，注重加强学生专业基础知识和优化基本理论知识结构，向培养土木工程师从事设计、施工与管理等应用方向拓展。混凝土结构设计原理课程体系庞杂，需要加强其与材料力学、建筑材料等基础课的联系，综合知识结构，理清课程的脉络精髓，使学生更透彻地理解混凝土构件受力机理，并对构件整个受力过程有更全面了解，让主要知识点的掌握有如一气呵成之感。结合本课程的特点，理清“实验———基本假定———应力简图———基本公式———适用条件———应用”这一思路。对于各类受力构件，首先根据大量实验资料分析实验结果，阐明基本假定，据此推出核心应力简图，再结合力学知识，基本公式及适用条件则随之导出，计算步骤也顺应确定。实现帮助学生理清学习思路，有计划有步骤的主动学习本课程的目的。

二、合理统筹教学内容，编制工程师计划的培养体系

（一）加强对设计规范的学习

混凝土结构设计原理课程主要涉及的规范是《混凝土结构设计规范》和《砌体结构设计规范》。每一次新规范的颁布[2]，都迫切要求有关的工程技术人员、教师和学生学习掌握新规范。作为教师，尤其要尽可能地将新规范融入到混凝土结构设计原理课程教学实践中，加强学生对规范条文的学习和理解，特别是修订部分的内容，增加了[3]结构整体性和防连续倒塌设计、结构耐久性设计、裂缝宽度验算调整、高强度材料的推广等，最好能让学生理解其修订内容的科研或工程背景，以便学生更好地掌握。根据《混凝土结构设计规范》（GB50010———2010）和《砌体结构设计规范》（GB50003———2011）的颁布及教学思路，对每一章给出教学要求，分为基本概念、计算能力和构造要求三方面，并分三个档次：对概念，分为“深刻理解”、“理解”和“了解”；对计算能力，分为“熟练掌握”、“掌握”和“会做”；对构造，分为“熟悉”、“领会”和“识记”。全面修改和补充计算例题等。并在内容上涉及不少注册执业资格相关规范条文和算例，为培养学生毕业后获得注册执业资格做准备。

（二）优化课程内容，处理好重点和难点的关系

在与基础课程联系的基础上，结合教学大纲合理安排并优化教学内容，在此基础上重视对本课程重点与难点的处理。教师首先要明白学生在学习这些知识前需要的先导知识（包括先修基础课程）。其次结合独立学院培养应用型人才和学生力学等基础相对较差的情况，要清楚学生学习的重点和难点，然后认真备课，针对具体模块内容，精心设计问题，有目的的引领学生梳理学习思路、帮助学生渐渐主动融入课程内容角色；让学生掌握重点，理解难点。混凝土结构设计原理课程涉及许多构造措施，如混凝土的最小保护层厚度，钢筋的锚固长度、搭接长度，钢筋间的净距或间距，受力钢筋的最小配筋率等。这部分内容规定性的东西多，内容比较零散，在讲授时应进行适当归纳与分类，尽量使其条理化和简单化，并介入实体模型，便于学生理解和记忆。

（三）制订本课程基于CDIO工程教育模式的培养体系

本课程基于CDIO工程教育模式的培养体系，需在土木工程专业的工程师培养体系的基础上制订。以土木工程专业的教学规范为依据，保留专业基本的理论教学和实践教学，结合行业不同单位的工作性质和学生兴趣及未来计划的发展去向增加与工程师培养相适应的理论教学和实践教学。统筹我院土木工程专业开设课程实际，针对设计院就业方向，还可增设施工图预算、混凝土结构工业厂房设计、砌体结构设计等实践环节，由校内教师和校外工程师综合指导。针对施工企业就业方向，还可增设工程预决算实践环节，由校内教师和校外工程师综合指导。针对咨询公司就业方向，增设工程项目现场实习，包括工程招投标流程、招投标文件编制、监理规划大纲编制等，由校内教师和校外工程师综合指导。

三、构建实践教学新模式

（一）引入工程案例教学法，营造课堂工程氛围

为达到教学目的，实现教学内容，运用教学手段而进行，引进新的教学方法势在必行。本课程采用案例分析法，以教师指导下的分组讨论方式进行。教师根据课堂教学要求、内容关联性及学生兴趣选择案例，说明理论在实际中的具体运用。结合案例提供的信息，运用混凝土结构设计原理知识进行针对性地分析和论证。学生在辩论中学习，充当主角。案例教学是理解和深化理论知识的有效途径。通过教师的引导和启发，提供和评估备选方案，培养学生运用混凝土结构设计原理的知识和方法，模拟解决实际问题实现知识由抽象到具体的飞跃。

（二）将实体模型引入教学实践

为增强学生对土木工程结构的空间想象力，在原有的结构与材料实验室建立比较系统的土木工程专业系列课程，如混凝土结构设计原理、钢结构、房屋建筑学、土木工程材料、土木工程施工等课程教学实体模型。针对本专业开设方向和课程要求，需配置包括混凝土结构和道路与桥梁工程结构在内的结构教学模型。其中混凝土结构有梁（含简支梁、连续梁、悬臂梁、矩形梁、T形梁）、楼（板）盖、柱、工业厂房等模型。将实体模型引入课程教学实践，模拟“施工现场”，将“工程搬进课堂”，增强学生的感性认识，提高学生对土木工程体系概念的整体思维能力和空间想象力，从而大大提高课堂教学效率和效果，同时为后续的试验研究，制作混凝土结构构件模型做准备。

（三）组织施工现场参观，加强感性认识

结合本学院合作办学方的优势，提供与宝坻区产学研合作项目，开辟“专业实践教学基地”。如在现浇混凝土结构施工现场，学生能较深刻地了解主、次梁的立体交叉关系和钢筋布置应注意的问题，及钢筋的锚固、搭接、弯起等构造要求；学习预应力混凝土知识时，可组织学生参观预应力张拉工艺及过程，了解预应力筋的种类、锚具等，以增强学生的感性认识。通过这一系列实践教学，使学生深刻理解课堂教学的内容。除此之外，基于CDIO工程教育模式的培养体系中的工程实例讲座，与理论课程和施工现场参观等穿行。通过课堂视频和实体模型及工程案例教学、安排工程实例讲座、到施工现场参观实习等，让学生亲身接触实际工程，进一步增强感官认识，并逐步过渡到理性认识，大大提高学生分析问题、解决问题的能力。

（四）加强试验研究，制作混凝土结构构件模型

钢筋混凝土结构材料性能的不确定性、离散性，使钢筋混凝土结构基本理论须由钢筋和混凝土材料性能以及结构构件的受力性能的试验研究来验证。利用结构与材料实验室，通过试验观识结构构件从开始加荷到破坏的过程，构件内部应力、应变的变化，裂缝的发生、发展以及裂缝的分布等特征，分析构件的受力状态，以及钢筋和混凝土在受荷过程中所表现出来的特性。教师通过启发、引导学生从现象出发，主动思考找出事物本质，训练学生分析问题和解决问题的能力。利用结构与材料实验室，可模拟现场施工，实现仿真教学，制作混凝土结构构件模型。结合混凝土结构设计原理先修课程如土木工程材料、土木工程施工等，从水泥、石子、砂子、钢筋等原材料选取到配筋计算、水灰比计算、钢筋的绑扎、支模、混凝土浇筑及养护、试块制作等，模拟施工的全过程，预制钢筋混凝土梁，对其强度进行测试，并引导学生对试验结果进行分析，鼓励自主实验。可大大提高学生的学习积极性。

四、结束语