时间：2023-07-31 09:21:37
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结构设计的具体程序是需要严格遵守的。建筑物的设计工作实际上存在诸多分支，这些分支具体涵盖了结构设计、电气设计、建筑设计、暖气通风设计、给排水设计等。每个分支的具体设计过程都必须围绕四个根本目标： 审美要求、功能要求、环保要求以及经济要求。建筑的结构是建筑物发挥其使用功能的基本条件，因而，结构设计也是建筑物设计过程中极为重要的组成部分之一，结构设计细分为以下四个步骤： 设计结构方案、结构分析、设计构件、绘制施工图纸。建筑结构的类型这一概念相对而言范围广、内容丰富。根据不同建筑物在具体功能要求上的差异，随着科学技术的发展，逐渐产生了诸多结构类型与结构的分类方法。从建筑物具体用途的角度，可以划分为民用建筑与工业建筑。如果依据建筑物的层数来分类，则可以分为超高层、高层、多层、单层建筑。建筑物使用的结构材料是有所区别的，从结构类型的角度来分类，大体上有： 混合结构、砌体结构、木结构、钢结构、钢筋混凝土结构等。此外，建筑物的结构构件组成方式也存在较大的区别，从这个角度，可以划分为框筒结构、剪力墙结构、框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、束筒结构等。由此可见，建筑结构类型的划分方法颇多，内容也相对复杂。而建筑结构设计中还有一个很重要的名词： 概念设计。概念设计的具体含义指的是通过清晰、明确的概念结构，在不进行数值计算的情况下，根据分系统与整体结构系统间的结构破坏机理、力学关系、实验现象、震害以及工程经验所获得的原始设计思想与基本设计原则，对结构的计算结果做出合理、准确的分析，同时将计算假设与结构的实际受力状况间的差异也考虑在内，对结构或构造进行设计，尽可能保证建筑物的受力更安全、更合理、更协调。
二、概念设计的具体步骤与重要意义分析研究
在结构设计中，概念设计占据极其重要的地位，结构设计步骤通常可以划分为三步： 前期选择方案阶段，中期结构计算阶段以及后期制绘施工图阶段。结构设计与分析的首要步骤就是概念设计，以上三个步骤均与科学的概念指导不可分割。一名好的结构工程师在每个项目工程设计的初始阶段，也就是建筑设计方案确定阶段，先按照自身的经验和专业基础，在心里经历一段优化过程，应用概念设计手段，能够快速、合理地构思，比较，抉择每一个结构体系，并且协助建筑师扩展或者实现建筑行业所需要的空间形式，想要的使用，构筑和形象功能，且将其定为目标，同建筑师共同决定建筑的总体结构方案，此外，还要确定整体结构体系和分体结构体系最佳的受力方案。得出来的方案一般具有清晰的概念和正确的定性，从而避免了后期不必要的运算，经济可靠性能较好。另外，这种方法也可以作为判断计算机的内力分析所得到的数据可靠性的依据。作为结构设计的灵魂和核心，概念设计统领着整个结构设计过程，也显示了设计工程师的理论和设计水平。通过结构概念设计的运用，可以从全局上明确结构的各项性能，从而科学的判断计算分析得到的结果并进行合理的利用，确保了设计过程中工程师的主体地位。
三、提高建筑结构设计质量的具体策略分析研究
建筑工程的一个特点就是受到地理因素的制约与影响，这个特点也导致设计过程中涉及的参数很可能具有一定的特殊性。简单举例有： 基本雪压、基本风压、场地土类别、地震烈度等铸锻参数的选取过程都要严格依照《全国基本雪压分布图》《全国基本风压分布图》以及工程地质报告这三份材料进行敲定，又如墙体围护的主材在不同地区存在差异，工程师则需要根据实际选用的主材确定墙体荷载。在开始设计之前，设计人员应当大量收集设计相关资料、深入研究设计规范，根据具体的工程类型、地域条件确定具体参数，这样的做法能够在加强计算结果可靠性的同时，避免参数不合理、参数错误造成的返工、浪费等现象。建模计算的前期处理是提高结构设计质量的重要措施之一。对荷载的计算要保证准确有效，估计、推测等无依据的做法是需要每个工程师尽可能避免的。建模的过程要严格按照科学的方法来给定输入，楼梯洞口输入处的局部开洞处理，转换层构件与悬挑构件设计中活荷载的不利影响，飘窗部分的荷载分析等都是需要格外注意的步骤。在尚未了解各个参数具体含义的情况下，毫无依据的对参数进行盲目的修改是结构建模过程中的一个大忌。在调整参数的过程中，要格外注意不同参数的具体适用范围，具体的某一项参数大多具有较为严格的适用性，砖混结构下准确的参数，很可能不适用于框架结构，多层结构下准确的参数，对高层结构的适用性也未必能够保证。对相关计算软件的应用也要注意这个问题。不同的计算理论是具有其特定的假设条件的，软件的编制默认状态下均符合这些特定条件，为了避免出现参数不匹配、不适用的问题，在使用软件前必须了解清楚这款软件的具体技术条件，即使是最熟悉的 PKPM 软件系列也不能忽略这个问题。缺乏对于软件技术条件的深刻理解，就无法合理、正确的应用软件进行实际设计。因过分信任计算机的计算结果，而忽视结构概念导致的严重错误，近年来在结构设计领域也屡见不鲜。相关领域工作者在必要的情况下要进行手算复核，而不是迷信软件的计算结果，这种情况对于带转换的构件设计工作最为重要。在结构设计的过程中，建筑物计算分析的结果是为了确保在静力荷载以及自然灾害造成的动力荷载作用下具有较强的整体安全性。然而，仅仅依靠计算分析结果展开的设计，在实际生活中是很难避免荷载作用下建筑物局部开裂、破坏等现象的。针对不同的自然灾害，要进行专门的防护性设计。以地震为例，可以根据工程抗震等级的要求指标，按照设计规范中的具体要求，在结构设计过程中采用必要的构造措施。特别是针对计算性相对比较弱的结构类型时，多数的设计都要求通过构造措施保证建筑的安全性。
四、结语
建筑的结构设计在很大程度上影响着建设工程的安全可靠、美观实用、施工难度、工程造价等诸多品质，提高建筑结构设计质量自古以来，都是结构工程师最为关注的话题之一。同时，项目的特殊要求、施工环境的变化以及结构设计人员水平上的差异等诸多因素都与结构设计的出图质量密切相关。为了尽可能避免设计图纸上出现“漏、碰、错、缺”，相关领域的技术工作者应当通过有效的措施尽可能提高建筑结构设计的质量。
参考文献
中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：
一、建筑结构设计的基本概念
结构设计的具体程序是需要严格遵守的。建筑物的设计工作实际上存在诸多分支，这些分支具体涵盖了结构设计、电气设计、建筑设计、暖气通风设计、给排水设计等。每个分支的具体设计过程都必须围绕四个根本目标: 审美要求、功能要求、环保要求以及经济要求。建筑的结构是建筑物发挥其使用功能的基本条件，因而，结构设计也是建筑物设计过程中极为重要的组成部分之一，结构设计细分为以下四个步骤: 设计结构方案、结构分析、设计构件、绘制施工图纸。建筑结构的类型这一概念相对而言范围广、内容丰富。根据不同建筑物在具体功能要求上的差异，随着科学技术的发展，逐渐产生了诸多结构类型与结构的分类方法。从建筑物具体用途的角度，可以划分为民用建筑与工业建筑。如果依据建筑物的层数来分类，则可以分为超高层、高层、多层、单层建筑。建筑物使用的结构材料是有所区别的，从结构类型的角度来分类，大体上有: 混合结构、砌体结构、木结构、钢结构、钢筋混凝土结构等。此外，建筑物的结构构件组成方式也存在较大的区别，从这个角度，可以划分为框筒结构、剪力墙结构、框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、束筒结构等。由此可见，建筑结构类型的划分方法颇多，内容也相对复杂。而建筑结构设计中还有一个很重要的名词: 概念设计。概念设计的具体含义指的是通过清晰、明确的概念结构，在不进行数值计算的情况下，根据分系统与整体结构系统间的结构破坏机理、力学关系、实验现象、震害以及工程经验所获得的原始设计思想与基本设计原则，对结构的计算结果做出合理、准确的分析，同时将计算假设与结构的实际受力状况间的差异也考虑在内，对结构或构造进行设计，尽可能保证建筑物的受力更安全、更合理、更协调。
二、概念设计在建筑结构设计中的重要意义
在结构设计中，概念设计占据极其重要的地位，结构设计步骤通常可以划分为三步: 前期选择方案阶段，中期结构计算阶段以及后期制绘施工图阶段。结构设计与分析的首要步骤就是概念设计，以上三个步骤均与科学的概念指导不可分割。一名好的结构工程师在每个项目工程设计的初始阶段，也就是建筑设计方案确定阶段，先按照自身的经验和专业基础，在心里经历一段优化过程，应用概念设计手段，能够快速、合理地构思，比较，抉择每一个结构体系，并且协助建筑师扩展或者实现建筑行业所需要的空间形式，想要的使用，构筑和形象功能，且将其定为目标，同建筑师共同决定建筑的总体结构方案，此外，还要确定整体结构体系和分体结构体系最佳的受力方案。得出来的方案一般具有清晰的概念和正确的定性，从而避免了后期不必要的运算，经济可靠性能较好。另外，这种方法也可以作为判断计算机的内力分析所得到的数据可靠性的依据。作为结构设计的灵魂和核心，概念设计统领着整个结构设计过程，也显示了设计工程师的理论和设计水平。通过结构概念设计的运用，可以从全局上明确结构的各项性能，从而科学的判断计算分析得到的结果并进行合理的利用，确保了设计过程中工程师的主体地位。
三、提高建筑结构设计质量的策略分析
建筑工程的一个特点就是受到地理因素的制约与影响，这个特点也导致设计过程中涉及的参数很可能具有一定的特殊性。简单举例有: 基本雪压、基本风压、场地土类别、地震烈度等铸锻参数的选取过程都要严格依照《全国基本雪压分布图》《全国基本风压分布图》以及工程地质报告这三份材料进行敲定，又如墙体围护的主材在不同地区存在差异，工程师则需要根据实际选用的主材确定墙体荷载。在开始设计之前，设计人员应当大量收集设计相关资料、深入研究设计规范，根据具体的工程类型、地域条件确定具体参数，这样的做法能够在加强计算结果可靠性的同时，避免参数不合理、参数错误造成的返工、浪费等现象。建模计算的前期处理是提高结构设计质量的重要措施之一。对荷载的计算要保证准确有效，估计、推测等无依据的做法是需要每个工程师尽可能避免的。建模的过程要严格按照科学的方法来给定输入，楼梯洞口输入处的局部开洞处理，转换层构件与悬挑构件设计中活荷载的不利影响，飘窗部分的荷载分析等都是需要格外注意的步骤。在尚未了解各个参数具体含义的情况下，毫无依据的对参数进行盲目的修改是结构建模过程中的一个大忌。在调整参数的过程中，要格外注意不同参数的具体适用范围，具体的某一项参数大多具有较为严格的适用性，砖混结构下准确的参数，很可能不适用于框架结构，多层结构下准确的参数，对高层结构的适用性也未必能够保证。对相关计算软件的应用也要注意这个问题。不同的计算理论是具有其特定的假设条件的，软件的编制默认状态下均符合这些特定条件，为了避免出现参数不匹配、不适用的问题，在使用软件前必须了解清楚这款软件的具体技术条件，即使是最熟悉的 PKPM 软件系列也不能忽略这个问题。缺乏对于软件技术条件的深刻理解，就无法合理、正确的应用软件进行实际设计。因过分信任计算机的计算结果，而忽视结构概念导致的严重错误，近年来在结构设计领域也屡见不鲜。相关领域工作者在必要的情况下要进行手算复核，而不是迷信软件的计算结果，这种情况对于带转换的构件设计工作最为重要。在结构设计的过程中，建筑物计算分析的结果是为了确保在静力荷载以及自然灾害造成的动力荷载作用下具有较强的整体安全性。然而，仅仅依靠计算分析结果展开的设计，在实际生活中是很难避免荷载作用下建筑物局部开裂、破坏等现象的。针对不同的自然灾害，要进行专门的防护性设计。以地震为例，可以根据工程抗震等级的要求指标，按照设计规范中的具体要求，在结构设计过程中采用必要的构造措施。特别是针对计算性相对比较弱的结构类型时，多数的设计都要求通过构造措施保证建筑的安全性。
四、结语
随着我国市场经济状况的高速发展，城市化的进度正在逐渐加快，尽管房价商场非常猛烈，房地产市场的交易量依然与日俱增，对广大人民百姓来说，购置住房是生活中最重要的活动之一，不少工薪阶层将大半生的劳动所得消耗在房产上。同时，我国的内陆地区地震频发，住房的质量不但与广大人民的切身利益息息相关，还可能在自然灾害发生时直接影响到百姓的人身安全。建筑的结构设计在很大程度上影响着建设工程的安全可靠、美观实用、施工难度、工程造价等诸多品质，提高建筑结构设计质量自古以来，都是结构工程师最为关注的话题之一。同时，项目的特殊要求、施工环境的变化以及结构设计人员水平上的差异等诸多因素都与结构设计的出图质量密切相关。为了尽可能避免设计图纸上出现“漏、碰、错、缺”，相关领域的技术工作者应当通过有效的措施尽可能提高建筑结构设计的质量。通过文章中的分析，概念设计在建筑结构设计的过程中扮演了很重要的角色。除此之外，针对软件计算参数、计算结果的荷载分析、数学建模工作的有效进行，都是提高建筑结构设计质量的好办法。本文在此谈了谈自己的观点和看法，可供同行参考。
参考文献:
［1］ 马玉刚． 浅谈如何提高建筑结构设计质量［J］． 工程技术，2010
一、建筑结构设计的信息模型
随着计算机技术的发展，在建筑结构设计中软件辅助设计已经成为重要的技术手段之一，然而多数软件不能兼容，其反复建立模型的工作影响了计算机辅助设计的工作效率，因为建筑设计中不同的软件在数据交换中都需要进行再次处理才能实现共享与衔接，多数供应商不会提供自身软件的模型格式，从而造成了信息衔接的瓶颈。所以建筑信息模型的理念应运而生，目前在建筑结构设计中建筑信息模型技术已经得到应用，该技术就是对建筑的物理和功能特征进行数字化处理，将建筑设计所需要的信息进行采集和处理形成一个共享的数据资源，建筑信息模型的本质就是信息库，同时建筑结构设计信息模型是以三维技术为基础，集成了各种工程项目信息的数据模型。
针对建筑结构设计的信息模型包含了建筑结构设计的所需信息，除了基本结构的物理模型信息外，还包括属性信息、模型关联信息、管理信息等。物理结构模型包括的有：结构件、节点、截面、轴网、约束信息等等；属性信息则有：载荷、内力、材料、设计分析等信息；而关联系统则有：结构关联、模型关联等；管理信息则是说明信息的来源等基本信息。因此在建筑信息模型技术的基础上，建筑结构设计信息模型的信息十分完备，且保持了一致性，可以为设计者提供必要的工程数据资料，也可解决分布式、异构工程等的数据分享，是建筑模型自动转化的基础。
二、建筑模型转化在结构设计中的应用
建筑结构设计是建筑设计的重要基础，设计的内容包括了结构分析、结构设计、施工图设计等等，在设计中利用模型的自动转化可以帮助提高设计效率，也可帮助实现检测与模拟等。在设计中利用以下步骤就可完善转化与设计。首先，结构设计信息的形成必须依靠设计信息模型，也就是在建筑设计模型中选择结构设计信息，利用IFC标准在建筑设计信息模型中选择结构设计信息，提取有价值的信息，并将其建立为建筑结构设计的信息模型，且结构设计中不会出现非结构设计信息，所以模型中也不会包含此类信息，该模型不能从结构设计模型中反向映射出建筑设计模型，所以这个提取过程是单向的。其次，通过针对性开发的结构分析模型的导出接口，将信息从结构设计信息模型中再次提取，形成结构分析模型，以此实现结构设计和分析。然后，利用结构分析模型的导出接口，将结构设计的结果集成到结构设计模型中，形成一个完整的结构施工图设计新项目模型，进行施工图的设计；最后，利用XML模型接口，将包括施工图设计结果的结构设计模型转换为施工计算分析模型，进行相关施工作业的工程量计算与分析。下面针对建筑设计模型-结构设计模型；结构设计模型-结构分析模型的转化进行简要的介绍，以此分析模型自动转化在建筑结构设计中的应用过程：
1、建筑设计转化为结构设计
目前我国的建筑设计中二维图的使用较为普遍，结构设计人员都是按照建筑设计图纸进行设计：内部结构、内力分析、图纸绘制等，在这样的过程中，设计多数依靠的是图元识别，以此获得建筑轴网和主要墙柱、结构件等的位置，期间建模工作量巨大，且多为重复劳动。而IFC标准的提出使得建筑产品的描述标准得到了统一，该标准完全涵盖了建筑的全部生命周期，尤其是在设计阶段，对建筑几何模型的描述十分完善且准确。一些国际流行的软件也都可将各自的建筑结构设计模型导出为IFC文件，所以设计转化可以以这个标准为基础。基于IFC描述的建筑设计模型为自动转化提供了平台。从建筑设计模型生成结构设计模型主要是几何模型的转变，而建筑设计模型中的结构件识别则是关键问题。IFC标准定义的模型优势在于构件容易识别、构件可以实现关联，完全可以在转化后被其他软件进行再处理。
从建筑设计模型可以识别的结构构件上看，墙、柱、梁、板等包含了所有的建筑结构构件，而且建筑设计模型中墙体除了结构层被描述外，也可包括其两侧的保温层、装饰层，当然也可以将门窗等非结构构件加以描述。在转化后，结构设计模型中墙体结构模型体现的是单一结构的混凝土构件，门窗等则被转化为墙体上的孔洞。
在IFC标准中，利用实体定义和关联关系就可形成一个建筑的结构逻辑模型，在实践中先给出的是IFC的墙体模型定义，转化中将墙体、门、窗关联模型进行定义，利用洞口关联、洞口填充关联分别可以获得墙体实体与门实体、窗实体之间的关联。对于结构设计模型，通过墙实体和洞口实体实现对墙体描述，此时文件中的墙体模型就会变为带有洞口的墙体模型。此时也可对墙体材料进行定义，通过材料关联实体和多层材料实体定义，可以定义建筑墙体的层数和材料，对于结构设计模型而言可以通过材料实体来识别墙体和门、窗的差异。
除了墙体以外，柱、梁、板也可通过上述的定义完成转化，从建筑设计模型变为结构设计模型，在建筑设计模型向结构设计模型转化时应注意，需要对IFC进行解析，通常是利用商业软件完成，也可根据实际需求进行自主的开发。当然其核心就是对IFC文件进行解析获得所需的结构设计模型。
2、结构设计-结构分析模型的转化
结构设计中的必要环节是结构分析，这是帮助结构设计来验证可行性的步骤。在转化中可以利用结构分析模型的接口来实现结构分析模型文件的生成与结构分析结果的采集。利用国际通用的软件都可实现这个过程，并完成有限元分析。但是模型的转化都是局限在不同有限元分析软件之间的几何模型转化。如：利用ETABS模型文件进行转化，实现结构设计模型向结构分析模型转化，然后利用数据库的功能将软件分析的结果集成到原有的设计模型中。按照工程文件结构设计模型向结构分析模型的转化步骤如下：先编辑并生成一个结构设计文件，利用软件的接口导出，将结构构件的基本信息写入到相关软件中，形成该软件模型下的文件。然后利用软件导入该模型文件，进行模型的定义和分析，如定义约束、施加载荷，完成对结构的分析与设计。然后利用软件提供分数据库接口，将计算结果导入到数据库中。最后利用软件接口导入接口，将构件的配置信息与对应的结构进行相互关联，形成一个完整的结构施工图文件进行输出，以此进行施工图设计和工程量的分析。完成上述步骤后，结构设计模型就变为分析模型、数据库数据、施工设计模型等。
三、结束语
模型自动转化可以帮助建筑设计简化设计过程，尤其是在结构设计方面，因为结构设计需要针对结构件进行组合与配置，并进行相关计算，因此在设计中需要借助多种软件完成设计，因此也就给结构设计工作带来了一定难度。而借助自动转化的技术，将结构设计与建筑信息模型结合起来利用建筑信息模型作为转化的基础，配置软件接口就可实现自动转化，由此形成了一个结构设计、结构分析、施工图设计、工程量模型之间的转化流程，由此将结构设计引入到更加自动化、智能化的水平。
参考文献
1引言
在社会不断进步以及经济发展基础上，房屋建筑数量越来越多，城市化脚步的加快，更是进一步对房屋建筑提出要求。人们的生活观念不断升华基础上，房屋建筑越来越重视对建筑结构设计的提高，同时为了更好的帮助房屋建筑结构适应社会以及市场的发展需要，在房屋建筑结构优化设计方面开始深入研究，不断提高建筑结构优化设计水平，更好的帮助其建立适合市场发展以及需求的房屋建筑。
2房屋建筑结构设计优化方法浅析
房屋建筑结构设计是房屋建筑中非常重要的步骤，对于房屋建筑结构设计来讲，需要不断从实际建筑上进行经验总结以及根据房屋建筑基本理论为参照，积极探索研究，不断对房屋建筑结构进行优化，积极分析房屋建筑结构中的建筑理论，同时深入对房屋建筑的认知，能够从基础上实现对房屋建筑质量的提升。在进行房屋建筑结构优化设计期间，是保证房屋能够得到更好的优化，设计更加完善，质量能够不断提升【1】。在进行房屋建筑期间，需要不断提高对房屋建筑结构优化的重视，积极控制房屋建筑结构设计期间的重要环节，在进行房屋建筑设计期间，尽量缩短房屋建筑中质量中心以及房屋建筑中的刚度变化，这样能够保证房屋建筑结构的质量，能够实现房屋建筑的对称以及规则。保证以上要求也是满足房屋建筑基本要求的重要基础，只有房屋建筑中的各种结构设计合理，才能实现对房屋建筑质量的优化。在此基础上，房屋建筑结构的设计要求还包含对房屋建筑质量以及承载力等方面的优化，特别是在房屋建筑期间，不断优化房屋建筑的设计结构，能够很好的扭转房屋建筑的承载力，增强房屋的实用性。在结构设计期间，一定要保证建筑相应的功能发挥，重视对建筑功能的设计，并且还需要保证建筑自身能够上下协调，竖向以及横向都能够相对应。房屋建筑结构设计期间，减少结构设计中的难度设计，积极实现建筑结构设计的经济型，尽量防止应用转换层结构的设计方式，这样会提升结构设计中的成本费用。房屋建筑设计中的竖向设计，一定要保证其刚度设计要求，这样能够保证房屋建筑结构设计符合建筑设计的需要，不会突然出现建筑问题，同时还能够提高房屋自身的承受力。
3房屋建筑结构设计优化的重要意义
房屋建筑结构设计对房屋建筑具有重要意义，不仅是保证房屋建筑顺利实施的重要基础，同时也是提高房屋建筑质量的重要保障。对房屋建筑结构设计需要随着城市化建设要求的提升进行优化，不断提升房屋建筑中的美观设计，同时还可以帮助房屋建筑展开更加合理的工程造价。在房屋建筑过程中，建筑部门或是建筑企业一直在积极探索能够保证工程建筑质量基础上，尽量减少或是降低建筑成本，同时这也是工程造价的重要目标【2】。为了更好的实现这方面的要求，就需要对房屋建筑的基本结构详细了解，能够掌握科学的房屋建筑设计原理，在不断调整房屋建筑成本基础上，能够更好的保证房屋建筑的安全性以及可靠性。房屋建筑结构设计的传统设计方式存在一定的缺陷，在不断发展改善基础上，积极探索新的房屋建筑结构设计方式，更加科学合理的对房屋建筑进行设计，能够很好的保证房屋建筑中工程造价的合理性调整，并且对房屋建筑中的每个单元以及功能区实现合理分配，不断提升房屋建筑的科学性以及实用性。
4房屋建筑结构设计中的优化方式分析
对于房屋建筑结构设计来讲，需要不断对房屋建筑结构设计进行优化，针对当前的房屋建筑结构设计发展需求不断完善，作者根据相关分析探索总结出以下几点，希望能够更好的促进我国房屋建筑结构设计的发展。4.1房屋建筑设计中的前期设计环节。在房屋建筑施工之前，需要进行前期准备环节，不断提升在前期准备环节中的房屋建筑设计，提高房屋建筑设计优化，增强对房屋建筑设计结构的控制，同时提高工程造价的调整。制定科学合理的房屋建筑结构设计方案，对房屋建筑设计制定科学合理的设计规划，并且保证规划能够顺利实施，全面凸显出建筑结构中的优化设计中心，对结构设计中经常出现问题的地方展开详细设计，降低房屋建筑设计中存在的风险以及安全隐患。帮助房屋建筑结构设计实现真正的经济化、社会化，房屋建筑结构设计能够更加高效。4.2房屋建筑结构设计中的细部结构设计。房屋建筑结构设计不仅包含一些大范围的结构设计，同时还包含很多细化的结构设计，房屋建筑结构设计中的任何细节都会影响到房屋建筑质量，所以在进行房屋建筑结构设计期间，需要重视对很多细部结构的设计。房屋建筑结构设计中，特别是细部结构设计需要保证房屋建筑质量以及房屋自身的稳定性。本身在房屋建筑结构设计期间，就没有实体性的物体进行参考，结构设计数据等都需要自己计算，所以经常会产生一些结构设计误差的存在，这样会严重影响到房屋结构建筑的质量【3】。需要不断提高对房屋建筑细部结构设计的控制，能够保证细部结构设计得到更理想的改进，达到更加理想的效果。同时对房屋建筑中经常出现的错位、分裂等质量问题提高注意，这样才能从根本上实现对房屋建筑安全性以及经济型的提升。
5结束语
总上所述，对于我国的房屋建筑结构设计来讲，需要不断加强对建筑结构设计的优化，积极从全方面的房屋建筑结构设计中提高设计手段，增强对房屋建筑结构设计中的细部结构设计优化，保证房屋建筑结构设计能够达到更加理想的效果，不断提高房屋建筑的质量。
作者:马莉 单位:湖北省襄阳市第二建筑设计院
有限元分析又称有限单元法，是一种解决场问题一系列偏微分方程的数学方法，被广泛用于解决结构强度、刚度、振动、传热、屈曲问题，在工程机械钢结构设计领域。美国福特过程在上世纪70年代，便应用有NASTRAN软件，对车底架进行静态分析，找出高应力区，进行设计改进。日本五十菱汽车在80年代末将有限元广泛应用于汽车设计的各个阶段。对于结构的优化，其最终目的在于解决钢结构安全性与经济性之间的平衡问题，传统的设计方法采用预先的概念设计，重复进行结构分析、设计演化、构件尺寸调整，工作量大，往往无法进行科学的计算，有限元法对钢结构优化设计，可对结构外部荷载进行预测计算，如结构响应不满足要求，或为了更理想的设计，可进行改进设计。
2 工程机械钢结构静力学分析
2.1有限元法典型分析步骤
有限分析的主要步骤为结构离散化、选择位移插值函数、分析单元力学特性、计算等效节点载荷、整体分析、应用位移边界条件、求解结构平衡方程、计算单元应力。机械工程结构复杂，构件非常多，结构离散化将其分为有限个单元体，并设置节点，将节点连接起来，成为集合体，便代表整个机械结构（被设计结构）的整体设计目标。大型工程机械整体结构基本成熟，现有的结构设计基本上是对原有结构中的某个局部进行优化改进或替代设计。钢结构是连续的弹塑性体，故为了逼近连续的弹塑性统，需据计算精度、计算机性能，选择合适的单元数目、基本设计结构，以确定较优的网络划分方案。位移插值函数表现节点唯一中任一点位移、应变、应力，即位移函数。能源力学特性，一般采用弹性力学几何方程，采用节点位移表示单元应变。钢结构连续弹性经离散化后，考虑到力是从单元公共边界传递到另一个单元的，便需要将单元上的集中力、体积力以及作用在单元边界的表面力，移植到节点上，形成等效节点载荷。再次，进行整体分析，结合所有单元的刚度方程，建立结构平衡方程，形成总体刚度矩阵。再次，设计位移边界条件，求解结构方程，计算单元应力，最终求得整体应力。
2.2 有限元法参数化分析技术
有限元的参数化分析是对结构参模型进行简化的一种方法，通过描述结构的尺寸特征，实现可变参数的有限元分析，目前普遍采用有限元分析软件进行参数化分析。第一步：①利用参数化实现，根据钢结构的结构抽象描述特征参数，在不影响精度情况下进行简化；②利用软件提供的编程软件，建立参数化有限元分析流程；③根据设计要求，将参数赋予特征值，进行有限元计算分析。第二步是参数化分析的核心，以变量形式定义特征参数，定义分析类型与过程，定义分析结构的提取与处理。以双梁式起重机主梁为例，其参数主要包括主梁长、主梁宽、主梁高、主梁端高，上面板宽、尺寸，下面板宽、隔板高、腹板厚、上面板厚、下面板厚、隔板厚、隔板位置等，分别设置为A1-n，单位为mm。采用Solid Works SDA API程序，添加SldWorks 2014 Type Library、SldWorks 2014 Constant type library模块，进行相应的设计页面，设置参数，进行计算[1]。
3 工程机械钢结构动力学分析
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
近几年经济的高速发展，给设计行业提供了极为广阔的发展空间，在一些大都市，经常会看到一些汇集当代最优秀设计理念的建筑。建筑工程的设计是个综合的学科，既要保证业主的要求的同时还要保证结构设计的质量，结构设计质量在建筑工程中直接影响到建筑工程施工周期及工程的成本，所以在建设工程的设计质量管理中要做好全面的质量管理，提高设计质量，这也是设计单位在行业竞争中设计能力的全面体现。
一、建筑结构的类型
目前，对建筑结构类型的划分主要是根据建筑的用途、层数、结构材料和结构形式进行区别和分类的。按用途可分为民用和工业用两种；按层数可分为单层、多层和高层建筑；按结构材料可分为钢结构、砖混结构、木结构等；按结构形式可分为剪力墙结构、框架结构、简体结构等。
二、建筑结构设计的基本内容
1、结构设计程序
建筑物的整体设计包含了许多方面的设计内容，如结构设计、暖通设计、给排水设计和电气设计等等。虽然需要设计的方面有很多，但是不管进行何种设计都应遵循建筑设计的基本要求，即经济、美观、环保、实用。建筑结构是建筑物发挥自身使用功能的前提，结构设计是建筑设计的重要组成部分。
2、建筑结构设计要求
为了确保建筑结构的安全性和可靠性，设计时应尽量满足以下要求：其一，抗震设计。建筑结构应根据自身所处地域的烈度、建筑高度和具体结构类型采用不同的抗震等级；其二，相关计算。结构构件需要进行承载极限状态计算和正常使用验算，例如，直接承受动力荷载的结构构件必须进行疲劳强度验算。
三、提高建筑结构设计质量的措施
1 、在设计前要进行积极的组织、协调和准备工作
要想使得建筑项目的图纸和方案可行性和专业性更高，工程设计师就要在进行结构设计时与其他的专业和部门做好沟通工作。不要单独一个部门就完成所有设计内容。这就要求工程设计师不仅仅要对自己的专业有充分的了解，还要根据项目具体的特点和要求，与其他的部门相互配合，这样才能使设计更加的完善。如果在设计过程中出现疑问或者是技术性的难题，那么应该将各部门人员组织在一起进行审核，从而制定出一套统一的标准和设计原则。这样才能使设计方案、设计图纸符合统一的规定。这样才能减少后续施工中的难点。另外，在结构设计之前，设计工程师还要对工程的信息进行详细的调查，收集一切有关的数据，并且进行整理和分析。这样在设计时才能够通过对这些数据的分析，设计出更符合标准的结构。从而降低了返工的可能性，有效的控制了物资浪费的发生。
2 、在建筑结构设计中加强对于概念设计的重视
在结构设计中，概念设计占据极其重要的地位，结构设计步骤通常可以划分为三步: 前期选择方案阶段，中期结构计算阶段以及后期制绘施工图阶段。结构设计与分析的首要步骤就是概念设计，以上三个步骤均与科学的概念指导不可分割。一名好的结构工程师在每个项目工程设计的初始阶段，也就是建筑设计方案确定阶段，先按照自身的经验和专业基础，在心里经历一段优化过程，应用概念设计手段，能够快速、合理地构思，比较，抉择每一个结构体系，并且协助建筑师扩展或者实现建筑行业所需要的空间形式，想要的使用，构筑和形象功能，且将其定为目标，同建筑师共同决定建筑的总体结构方案，此外，还要确定整体结构体系和分体结构体系最佳的受力方案。得出来的方案一般具有清晰的概念和正确的定性，从而避免了后期不必要的运算，经济可靠性能较好。另外，这种方法也可以作为判断计算机的内力分析所得到的数据可靠性的依据。作为结构设计的灵魂和核心，概念设计统领着整个结构设计过程，也显示了设计工程师的理论和设计水平。通过结构概念设计的运用，可以从全局上明确结构的各项性能，从而科学的判断计算分析得到的结果并进行合理的利用，确保了设计过程中工程师的主体地位。
3、 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，如果有不确定之处和感觉不稳妥时向专业人士请教，交流沟通后由最终负责人来决定，下达标准，不可以妄自行动，要明白，工程的完成是一个集体性的活动而非个人性的活动。
（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）考虑到时间的紧迫性，设计人员应当在保持自身独立性的同时兼顾流程进度，向工程人员汇报截止时间，必要时能够安排其他人员共同努力，来加快方案的完成，工作中要严谨，分不同层次的代表来完成初步的审核检查，并落入到数据管理当中，对于可能有效的改进方式，汇报负责人讨论其是否可行，不能太过自信引发安全隐患，当然，设计人员自身的思路发展是被鼓励的。
（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。
4、加强建筑结构设计后期质量管理
在建筑结构设计中，应采取有效的措施加强设计后期的质量管理，其具体措施主要包括：
（1）根据建筑结构设计审图中心提出的相关意见与要求，及时进行修改与完善，设计人员如果遇到存在疑问或不理解之处，应主动与审图人
员进行沟通，按照审图中心的时限要求及早提交修改后的设计方案及相关技术文件，以争取早日通过审核，交付建设单位使用；
（2）按照工程项目建设单位的要求进行技术交底，并且形成完善的工程结构设计会审记录表，促进建设单位与施工单位之间的沟通、协调；
（3）对建筑结构施工过程中出现的各类问题，如果涉及到设计变更及相关事项，设计单位应做好进行设计变更的准备，按照本单位的管理制度与工作条例进行处理，并且形成专业的设计变更通知书，以交付施工单位使用；
（4）在建筑结构施工过程中，对于各结构施工项目进行验收时，设计人员应保持虚心、认真的工作态度，向建设单位与施工单位收集与极恶狗设计质量相关的反馈信息，并且从中要吸取经验和教训，形成建筑结构设计质量信息反馈单或汇总表，以利于今后设计工作的改进和完善。
总之，建筑的结构设计在很大程度上影响着建设工程的安全可靠、美观实用、施工难度、工程造价等诸多品质，提高建筑结构设计质量自古以来，都是结构工程师最为关注的话题之一。同时，项目的特殊要求、施工环境的变化以及结构设计人员水平上的差异等诸多因素都与结构设计的出图质量密切相关。为了尽可能避免设计图纸上出现“漏、碰、错、缺”，相关领域的技术工作者应当通过有效的措施尽可能提高建筑结构设计的质量。
参考文献：
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[3] 李浩,刘东甲. 浅析建筑结构设计中应注意的问题[J]. 工程与建设. 2012(01)
1.概述
课程设计是非常重要的教学实践环节，通过课程设计的锻炼，学生可以综合运用专业课知识。通过课程设计培养学生机械综合设计能力、创新能力和工程意识，是启迪学生创新思维、开发学生创新潜能的重要手段，并为以后专业课程设计和毕业设计奠定基础，在教学计划中具有承上启下的作用[1]。
根据学校机械专业的培养方案，可将专业课课程设计分为机械类课程设计和电类课程设计，机械类包括：机械原理课程设计，机械设计课程设计，夹具设计课程设计等；电类的包括：PLC原理与应用课程设计，控制工程基础课程设计等。然而，对于机械类课程设计来讲，主要是对机构的原理设计、结构设计和工艺卡片设计等。然而不管是哪一个机械类的课程设计，都离不开三维模型的建立。本文主要针对机械类课程设计中的三维软件的应用做探讨和研究。
2.目前课程设计中存在的问题
目前几个机械类课程设计都还是在采用传统手工绘图或者二维CAD绘图的方式进行设计[2]，老师在前期讲解的时候，也是用一些已经做好的设计的动画和基本原理讲解的方式给学生讲解。具体问题如下：
（1）《机械原理课程设计》基本都是采用手工原理图的形式进行设计，学生从手册或课本中了解每种机构的工作原理，然后根据老师布置的课题要求进行原理设计，通过手工绘图方式，绘出机构原理图。
（2）对于《机械设计课程设计》来讲，我们的题目还是使用传统课题，设计一级或者二级减速器。设计步骤基本跟传统设计步骤一样，学生先观察实际减速器模型的结构，然后进行拆装，详细了解减速器的结构。在了解了减速器结构后，学生再一步步进行轴的设计、齿轮设计、轴肩、箱体等零件的设计。这种设计步骤看似非常合理，但是学生是观察成品减速器，很难理解每个零件在整个产品中的作用。如果能将减速器是如何设计出来的，让学生直接参与设计过程中，学生就会更有兴趣，理解更容易。
（3）《机械设计课程设计》是已知产品的结构，然后进行设计，然而《夹具设计课程设计》只知道功能和设计要求，需要学生将所学《夹具设计》知识进行综合运用，设计一套完整的夹具。传统设计步骤是学生通过实习，参观实际的夹具结构，然后老师给出跟参观相似的课题，学生进行设计。在设计过程中，主要采用手工或者二维CAD软件进行结构设计。
以上几种设计都采用二维设计，学生直观上不便于掌握和理解。而且二维设计的后期修改工作非常繁琐。
3.三维软件Solidworks在课程设计中的应用
（1）三维造型技术的优点
三维设计是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础。它是建立在平面和二维设计的基础上，让设计目标更立体化、更形象化的一种新兴设计方法。三维CAD系统有较好的造型工具，能应用“自顶向下”和“自底向上”等设计方法，实现装配等复杂设计的难度远比用二维图形系统增加得快。
（2）三维软件Solidworks在课程设计中的应用实例
为了适应现代工业4.0人才培养需要，学生应该首先能使用现代化技术手段进行产品设计，然后具备能出一套标准的符合机械设计规范的工程图的能力。学生需要掌握至少一款三维软件的使用，并能熟练使用三维软件进行产品设计和出工程图。然而，将三维软件应用于课程设计中，一方面使学生充分理解所做课题的具体情况，另一方面学生的三维设计过程是对软件使用的锻炼。
2014年在修订机械设计制造及自动化培养方案中，考虑到三维软件在机械专业课中的重要地位，将三维软件课程设置在第三学期，也就是在所有课程设计开设之前就已经开设了三维软件课程。
下面以Solidworks软件在《夹具设计课程设计》中的使用为例，在基本确定定位元件和夹紧机构以后，结构设计步骤如下：
（1）夹具的三维结构设计
夹具由定位元件、夹紧机构和夹具体等一些辅助元件组成。Solidworks在装配体设计中有一种自上而下的设计方法，这种方法可以在设计过程中，一边设计一边建模。只需要画好第一个基础零件，其他零件可以根据需要直接在装配体中建模，可以非常方便地确定设计的零件的位置和大小。本实例就是采用这种自上而下的方式进行装配体的设计。现将拨叉零件钻孔专用夹具体三维结构设计出来，然后设计心轴并将被加工零件拨叉装配进来，依此方法，将需要的零件都一一设计出来，最后成为一个完整的夹具。
老师在讲解完理论知识以后，再以一个实例为例，一边设计一边绘图，这样学生对整个设计步骤就非常清楚，也容易理解。
（2）由三维结构图出工程图
对于机械专业学生来讲，出一套标准的工程图是最基本的要求。很多学生做设计时更重视方案设计，不重视出图。而且课程设计老师进行课程设计指导时，主要对学生的设计方案进行指导。然而，课程设计一方面是对专业课知识的综合运用，设计正确的方案，另一方面是对学生出图能力的加强和锻炼。
三维Solidworks软件具备零件和装配体出工程图的功能，学生可以利用Solidworks软件进行三维结构设计，在结构设计方案最终确定以后，先用Solidworks软件输出工程图，再到CAD中进行修改。
4.总结和展望
课程设计是使学生具备综合运用专业知识能力，学生通过课程设计，了解实际产品的设计过程，达到理论联系实际的效果。
参考文献：
在全球经济一体化进程不断加剧与计算机网络应用系统及其相关技术不断普及的推动作用下，建筑工程项目的结构设计相关工作人员开始从传统模式下大量、繁杂的手工设计与计算工作中解脱出来，结构设计的工作效率也得到了较大的提升，这对于工业建筑的结构设计工作而言更是如此。然而结构设计过分依赖现代计算机应用软件虽然能够在一定程度上起到对结构设计工作效率与质量的保障，但它对于概念设计工作的忽视也很容易造成工业建筑设计脱离实际，建筑项目的相关功效也会因此受到限制。据此，如何在当前技术条件支持下，做好工业建筑中的结构概念设计已成为当下相关工作人员最亟待解决的问题之一。
1 当前工业建筑中结构概念设计存在的问题分析
一般而言，结构设计根据建筑项目最终服务对象的不同可以分为民用建筑设计与工业建筑设计两大类。就民用建筑设计而言，无论是面向居住服务或是面向公共服务的建筑，其体型一般来说是比较规则、比较统一的，整个建筑的负载能力也比较恒定，因而对于建筑结构概念设计的要求并不是特别高。然而在工业建筑设计当中，受工业建筑不同施工工业的特性影响，建筑物应具备的结构形式及各种建筑资源的布局情况也千差万别，工业建筑对于建筑体型、荷载能力的差异性影响最终也会使得其结构概念设计工作相对而言较为系统、复杂。具体而言，当前工业建筑中结构概念设计工作存在的问题可以归纳为以下几个方面。
1.1 首先，工业建筑施工项目对某些特殊工艺的规定，使得工业建筑在结构概念设计中需要以工艺布置的合理化为基本前提。然而当前工业建筑结构设计工作所选用的结构计算软件对这种工艺布置问题始终缺乏一个较为明确的规定，再加上结构设计工程师的工业建设设计实践经验不够充分，或是对这种资源整合型问题的重视程度不高，在实际建设过程中常常会出现如电缆夹层在不合理的框架结果中循环缠绕并形成短柱、工业建筑室内环境涉及到大型设备的安装与运行工作室，框架柱容易出现在某一个或是几个方向的计算长度的取值失误以及振动设备抗震减震构造设计存在缺陷或是系统功能无法得到全面发挥等问题，进而给整个工业建筑的结构设计带来一定的制约。
1.2 其次，工业建筑当中存在的复杂性、差异性建筑物载荷工况也会对工业建筑的结构设计带来极大的冲击。就我国而言，在当前技术经济支持下，国内建筑行业广泛使用的建筑结构计算软件多是以民用建筑为设计原型及参考对象，这也就意味着结构计算软件只适用于那部分建筑载荷比较单一、外部结构设置比较规范的民用建筑。而如果将这种结构计算软件盲目套用在工业建筑结构设计工作当中，不仅工业建筑所具备的某些特殊形体构造或是工艺运行需求无法在结构计算软件中得到全面、真实的反映，与此同时这些差异性的结构数据还可能导致结构计算软件最终计算出的数据显示异常、计算结果失真问题严重。
2 工业建筑中的结构概念设计重要性分析
针对上述有关当前工业建筑在结构设计工作中存在的问题分析，相关工作人员需要认识到结构概念设计作为弥补当前单一结构设计工作于工业建筑特殊性之间的矛盾有着极为重要的作用与意义，同时它也是工业建筑又好又快发展过程中的必然选择与趋势。只有将合理的简化模型、建筑载荷组合与当前建筑结构计算分析软件有效结构在一起，在确保结构设计工作顺利开展的基础上，做到工业建筑结构安全性与经济性的统一，才能杜绝肥胖梁柱等多种工业建筑安全问题的产生，进而为工业建筑的安全稳定运行提供可靠性保障。笔者接下来对结构概念设计在工业建筑各环节、各步骤中的重要意义做简要分析与说明。
2.1 结构概念设计在工业建筑中必要性分析。概念设计从本质上来说是结构设计相关工作人员设计思想的核心体现。一个好的工业建筑结构设计人员需要具备在一定建筑功能与特殊工艺要求的限制条件下，在完成工业建筑结构设计工作的同时，兼顾工业建筑与结构、结构与结构、特殊工艺需求与结构等交互关系的工作能力。在这一过程中注重强调概念设计工作开展的必要性与重要性，最重要的依据在于当前结构设计计算软件无法全面、准确的解决工业建筑在实际过程中存在的结构性问题，这些问题都需要采用概念设计与结构措施相结合的方式来解决。只有在此基础上结合工业建筑的实际工况需求分析，结构概念设计才能够为工业建筑提供全面、及时的设计依据。
2.2 结构概念设计在工业建筑初步设计阶段的重要性分析。就工业建筑初步设计阶段而言，结构设计工作人员需要以工艺特殊性作用下确定的整合及布置方案为依据，对整个工业建筑的结构步骤、结构体系进行初步规划，并通过对这种结构体系的建模运算来确定整个结构设计方案的经济性与可行性。在这一过程中，相关工作人员需要特别关注结构设计与大型工业设备的融合情况。这是因为大型工业设备的生产制造周期一般来说都比较长，一旦该项工业设备的购入与使用得到相关部门的授权审批，工业建筑工程建设企业就会在第一时间联系相关的制造厂商开始订货、购货的相关事宜，此时的工业建筑结构设计方案就顺势成为了建筑施工企业下一施工环节中的设计基础。如这部分结构设计方案考虑的不够全面周详，下一步骤的持续沿用就势必会带给整个工业建筑带来极为严重的经济损失。
基于这一实际情况，笔者认为工业建筑结构设计相关工作人员需要在工业建筑的初步设计阶段充分利用自身掌握的各种结构概念设计知识，以建筑物的工艺特殊性为参照依据，优先选择方案结构性能比较好、结构建设获取经济效益比较明显的结构设计方案作为整个工业建筑工程建设的基本依据。
2.3 结构概念设计在工业建筑抗震分析阶段中的重要性分析。当前经济社会建设过程中，各行业领域的发展对新时期工业建筑的抗震结构设计提出了较为严格的要求，尤其是化工建筑、能源建设、核电企业受其特殊经营性质的影响，对建筑结构当中的抗震设计有着格外严格的要求。相关工作人员需要认识到抗震设计对整个工业建筑结构设计的重要意义，在结构设计中对砌体结构、墙体梁柱承重能力进行着重处理。首先，概念设计需要明确工业建筑建设区域内的地震能力传递途径与相关的建筑薄弱环节，并对采取何种抗震措施对该区域进行抗震能力的优化作出明确说明；其次，工业建筑在结构设计中需要妥善处理建筑抗震承载能力、变形能力以及地震能量消耗能力三者之间的关系。
3 结束语
伴随着现代科学技术的飞速发展与经济社会不断进步，人民日益增长的物质与精神文化需求对新时期的工业建筑提出了更为严格的要求。本文对工业建筑中的结构概念设计工作进行了简要的说明，希望对今后相关研究工作的开展提供一定的意见与建议。
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
1引言
在建筑工程建设中，结构设计是关键步骤。建筑结构的造价在建筑工程的总造价中占较大比例。近些年来，节能型环保技术在建筑工程中广泛应用，加剧了建筑修建者对建筑结构的设计和结构优化的需要。良好的空间结构设计和结构优化，不但能保证建筑物的美观实用，而且可以降低建筑物的建造成本和使用效率。在目前，我国建筑物空间结构设计和优化还存在着很多问题，很多建筑修建者和建筑空间设计者对建筑空间结构设计的重视不够，建筑空间结构设计不合理，影响了建筑的实用性和美观性。所以，加强建筑工程建设中空间结构设计和优化设计，是建筑工程迫切需要解决的重要问题。
2建筑空间结构基本设计
2.1建筑空间结构设计的概念和原则
建筑物结构设计在建筑物建造中起着非常重要的作用，良好的建筑空间结构可以让建筑物更加美观实用。建筑空间结构设计主要侧重于建筑物结构安全性能的设计方面，包括建筑物抗震能力、建筑物防风能力和建筑整体空间结构设计方面。良好的建筑空间结构，一反面能保证建筑物的使用安全和适应效率，一方面有利于节约建筑生产成本，是建筑物更加实用、更加美观。设计师在进行建筑结构设计时，首先遵循经济环保、美观大方、安全实用的设计原则，严格按照建筑物的施工要求和施工方案，对建筑的空间结构进行修建，才能保证建筑物的安全性和实用性。
2.2建筑空间结构设计的要点与规范
建筑物空间结构设计的基本类型主要分为木结构、钢结构、混凝土结构和砌体结构。按照建筑物的使用要求和使用方式，可以选择不同的结构进行修建。但是不管是何种结构类型的建筑物，在空间结构设计上一定要遵循美观实用、经济环保的设计原则。首先，建筑结构设计中要注意基础平面图的设计绘制。在基础宽度方面，如果出现地基较软、土质不均匀的情况，需要采用柱下条基来减轻上部建筑物的重量，加强地基的硬度和刚度。另外，还要充分考虑到地下室的空间结构，并注意抗震缝和伸缩缝的连接设计。建筑物一般都设有地下室，地下室的空间结构设计要和建筑物整体的强度性能相适应，如果地下室采用的是混凝土墙体，那么建筑主体的基础梁和相关楼层之间的梁就可以取消。有的建筑物会采用独立柱基设计，要是建筑物的独立基础面积比较小，则可采用锥型基础来设计，这样可以方面施工，还可以减少工程消耗。其次，在建筑物内部楼梯和梁的结构设计中，要保证楼梯的高度，特别是在建筑物入口处，楼梯高度和建筑物入口的高度要设计合理，否则会影响建筑物的有效使用。另外，在建筑物梁结构的设计中，还要注意梁的高度和角度要与断面互相适应，在大梁外露的情况下，挑梁的设计要做截面的，这样才能有效减轻梁自身的重量。最后，在建筑空间结构设计的过程中，结构的计算和分析是建筑工程设计质量好坏的重要因素，结构设计师自身要对建筑结构有清醒的认识。在建筑结构整体计算中，选择合适的计算软件进行计算，一方面可以避免结构的不安全隐患发生，一方面可以加强建筑的抗震性能和安全性能。
3建筑空间结构优化设计
3.1建筑结构优化的概念和原则
在建筑工程中，首先是建筑空间结构设计，但是在传统的建筑工程中，建筑结构优化设计是必不可少的设计步骤。所谓建筑结构优化设计，是指建筑工程在满足建筑工程施工条件之下，按照预定的目标找出最优设计方案的设计方法。建筑结构设计一般是建筑设计者按照传统的建筑物色号及要求创建建筑空间结构的设计方案，基本只是设计出建筑物施工和使用的基本方案和可行方案，建筑结构优化设计是在这些建筑方案基础之上，通过建筑设计师和建筑施工方以及建筑使用方的要求和探讨，寻找到一套最适合、最经济、最安全的建筑物空间结构设计方案来，提高建筑工程的实用性和安全性，改善建筑工程结构的经济效益和使用功能。在一般的建筑工程中，采取结构优化的工程往往可以使工程的造价降低15%左右，并且建筑物的使用空间也加大了，各种功能性空间结构更合理，建筑物整体结构去趋于稳定和美观。建筑作为人类生活的基础性的生存环境，与人类的生产生活密切相关，所以建筑物的安全性和实用性是建筑物的基本要求。在建筑物空间优化设计中，提高建筑物的安全性能是重中之重。再者建筑物的功能性和实用性也是考量建筑物结构优化设计的重要方面，建筑物的主要功能就是满足人们的生产生活的需要，同时还要尽量满足人们美观性、协调性、舒适性的生活需要。建筑物在结构优化方面还要注意提高建筑物经济性和环保性，通过建筑结构的优化设计，可以最大限度的节约各种建筑材料，减低建筑物的建设成本。环保性能的提高是近些年来建筑发展的方向之一。在建筑的选材方面，选择环保型材料可以减少碳排放量，缓解日益严重的城市污染，保证建筑的使用安全。
3.2建筑结构优化的要点
3.2.1选择合理的结构方案
建筑结构设计方案的优劣往往决定了建筑结构的成败，一般情况下，建筑物的设计方案并不是唯一的，不同的建筑结构方案在建筑工程造价和工程质量方面有重要的影响。因此，在建筑结构方案的选择上，首先，建筑工程方要尽可能的与建筑设计师互相沟通，对于建筑的使用要求和性能要尽量沟通清楚，并且在此基础上，通过反复对设计方案进行对比、计算和优化，选择更合适、更经济、更环保的设计方案作为施工方案。
3.2.2进行正确的结构计算
目前，在建筑工程的结构设计优化方面，一体化的计算机结构设计程序在建筑工程结构设计方面广泛应用，帮助结构工程师从繁琐的计算中解脱出来。但是，建筑结构工程师还要仔细的研究设计方案，仔细计算核对设计数据、认真分析设计误差、选择合适的参数进行建筑结构施工。建筑设计师只有加强建筑设计方案的结构计算，优化结构方案，才能保证建筑物设计方案的完美，保证建筑物的结构合理，美观实用。
3.2.3建立优化设计综合评价体系
建筑物在进行施工建设之前，完美的建筑空间结构设计是重中之重，因此，在选择合适的建筑物结构设计方案中，要建立优化设计综合评价体系。当一套甚至多套建筑物空间结构设计方案摆放在眼前，首先，建筑结构工程师要严格把关，删除不符合建筑施工标准和使用标准的设计方案。在几套合适的方案中，对设计方案进行综合评价，即使选择出合适的建筑设计方案，也要对此设计方案进行优化设计，严格计算设计方案中的设计数据，保证设计方案的正确性，还要对设计方案进行经济分析，加大安全系数，提高设计方案的质量，才能保证建筑空间设计的合理和实用。
参考文献：
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当前人们的生活质量水平不断提升的基础上，人们对住房的要求也有着提高，这就使得建筑企业面临着更为严峻的市场竞争。只有在建筑施工的各个层面得以充分重视，才能将整体的建筑质量得以有效保障。建筑房屋的结构设计的合理性是保障建筑整体质量的基础，在这一环节就要能充分重视。通过对房屋结构设计中的建筑结构设计优化方法的应用理论研究，对实际就有着指导作用。
1建筑房屋结构设计优化的重要性和遵循的原则分析
1．1建筑房屋结构设计优化的重要性分析
对房屋结构设计过程中，应用建筑结构优化方法比较重要，这就要能从理论以及实践经验层面来对房屋结构的设计进行优化。我国的建筑在未来的发展过程中，将会以高层建筑为主，这就必须要能重视建筑结构的优化设计，只有在结构设计方面得到质量保障，才能有助于建筑企业在市场中的进一步发展。要在对建筑质量得以保障的基础上来加强设计方案的优化，将先进的设计理念和技术都要能在实际的设计中加以融入［1］。通过建筑房屋结构的设计优化，能将施工机械设备以及建设材料的性能得到充分有效的发挥。通过结构设计的优化，也能在成本方面得到有效降低，对房屋的经济性以及适用性等特征上都能得到充分体现。
1．2建筑房屋结构设计遵循的原则分析
房屋结构设计中对建筑结构设计优化方法的应用，就要能遵循相应的原则，这样才能有效保障结构设计的科学合理性。在实际的设计过程中，要能和大众的实际需求得到满足，也就是要能对人们日常生活的需求得以满足，在一些基本的使用功能方面要具备。结构设计过程中对安全环保要得以重视［2］。同时，也要能对开发商的经济效益能充分考虑，将项目资源得以科学合理化的分配，最大程度的节约开发商的成本。另外，房屋结构设计中要能将设计的思路以及结构等得以有效创新。只有在创新方面得到了充分重视，才能保障整体的结构设计的科学合理性，对建筑的质量也能得到有效保障。在这些相关的原则方面充分遵循，就对实际的房屋结构设计的完善性有着保障。
2建筑结构设计优化的步骤和方法分析
2．1建筑结构设计优化的步骤分析
对建筑房屋结构的实际设计过程中，要严格的按照相应步骤进行，这样才能将设计的科学性以及质量得到保障。首先要能在建筑结构的优化模型构建方面得以充分重视，将结构设计的变量要科学合理的加以解决。主要就是对目标相关的参数值以及约束控制参数值的选择要重视，而针对影响相对较小的就要实施预定式参数进行表示，这对编程工作量就能得以有效减少，将整体的工作效率水平得以提升［4］。然后就是对目标函数的确定，这就能对建筑整体工程造价情况得以了解。然后将约束条件也能科学化的确定，从而为结构的优化设计打下基础。然后，要对房屋结构设计的优化方案加以设定，在这一环节要注重对由约束优化向无约束优化。接着就要在应用程序的设计上科学化呈现，在优化模式以及设计中的计算方式的有效应用，就压能在这些内容实施基础上，将应用程序能综合性以及科学化的加以呈现，这样就能将应用程序的实施得以良好作用发挥。最后就要在综合结果的分析方面进行实施。在得到了相应计算结果后，就要对这一结果实施综合性分析，将设计的最佳方案得以确定，这样就能保障房屋结构设计的安全以及美观，才能将优化设计的结构目标得以体现。
2．2建筑结构设计优化方法的应用探究
第一，注重结构优化的层次性。将建筑结构设计方法在房屋结构设计中的应用体现在多个方面，对整体的结构优化方面就要能注重结构设计的层次性以及复杂性。对房屋建筑设计的体系以及结构体系和安装设计体系的相关内容得以重视，设计人员要能对下属体系的优化得以充分重视，将工程叠加的目标得以有效实现。在对结构设计的使用年限的保障，就要能分阶段的加以实施，通过对不同阶段和性质对结构优化的方案加以确定，最大程度的保障建筑设计企业的经济效益提高。第二，加强对结构设计中的剪力墙结构布局。对房屋结构的上部结构的优化设计中，就要能充分重视剪力墙的科学化布局，对剪力墙的质量均匀度要得以充分保障，还要能注重楼层结构中心和楼层平面刚度中心的有效结合。这样就能够对风力和地震等外部因素对其产生的影响［5］。在房屋的类型上如果允许，就可通过对大开间剪力墙构造加以应用，以及对墙肢长实施增加措施，这对剪力墙的刚度就能得到有效保障。通过这一设计方法的应用，也能对钢筋的使用数量得以有效减少，在成本上就能得到有效保障。第三，结构设计中注重设计的协调性。房屋结构设计过程中，对建筑结构设计优化方法的应用，就要能在协调性方面得以充分体现。将建筑结构和整体平面间的配合紧密度要得到有效强化，在结构设计的合理性上要能得到保障，以及在结构设计的造型美观度方面也要体现［6］。在对房屋结构设计中的墙以及柱的布置过程中，就要能和房建平面功能实际需求得到有效保障，在房建的开间以及进深等方面要得以充分保障，在整体的房屋结构的系统要体现出简洁化，在每层的截面以及高度都要能得以充分保障。第四，对结构设计的系统化要充分重视。对围护以及屋盖系统等结构进行的优化设计。这就要能够对多方面的内容进行考虑，在房屋结构的选型以及布局和造价等各个层面都要加强理论的分析。为能使得房屋结构设计和时展相同步，就要注重结构设计的创新性，能从基础上加以考虑，将刚度以及质量中心差异最大可能的缩小。在对房屋结构设计的功能上满足基础上，通过竖直方向布置来让竖直方向相应承重构件能得以贯通，在结构的设计上尽量保持对称性等。第五，加强对结构设计中电气的应用。对建筑结构设计优化方法的实际应用过程中，对电气优化方面要得以重视，这在房屋结构设计中也占有比较重要的位置。对电气设备的安装中，一些管线会通过梁体，还要能对孔洞预留得以充分重视，如果在这一设计上没有得到重视，就会造成再次的穿孔，对房屋结构的稳定性就会带来影响。
3结语
总而言之，对房屋结构设计中的建筑结构设计优化方法的应用，就要从多方面得以充分重视，和实际的情况紧密结合。通过结构设计的理念以及方法的优化，就能将整体的结构设计质量水平得以有效提升。通过此次的理论研究，对房屋结构的设计就有着一定指导作用。
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中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.02.048
随着钢桥和组合结构桥梁建设的不断增加，设计和施工单位急需大批熟练掌握桥梁钢结构设计和施工知识的专业人才。由于过去桥梁与渡河工程专业的本科阶段钢结构教学内容及教材侧重点与工业民用建筑专业无异，刚毕业的桥梁与渡河工程专业的大学生很难适应桥梁钢结构方面的工作，导致桥梁钢结构专业人才短缺、质量不高。一方面，钢桥和组合结构桥梁有着巨大的发展潜力和市场需求，另一方面，桥梁与渡河工程专业钢结构人才短缺，二者的矛盾造成了该领域就业空间广阔，并且在今后一个相当长的时期内该空间还将不断扩展。①为了满足社会对钢桥和组合结构桥梁人才的需求，我校桥梁与渡河工程专业“钢结构设计原理”课程在教学内容、教学方法及考核方式方面也在不断进行改革。
1 教学内容
1.1 教材
目前，国内已有的《钢结构设计原理》教材，大多基于《钢结构设计规范》（GB50017-2003）②编写，适合工业民用建筑专业的本科生进行学习。涉及公路桥涵、铁路桥梁的钢结构设计规范的《钢结构设计原理》教材极少，以至于桥梁与渡河工程专业的学生学习此类③④教材后，无法直接应用于钢桥和组合结构桥梁的钢结构构造与结构设计中。针对上述问题，我校桥梁与渡河工程专业“钢结构设计原理”课程，选用东南大学叶见曙教授编写的“结构设计原理”⑤第三版第四篇――钢结构。该书结合我国公路桥涵钢结构及木结构设计规范、钢-混凝土组合桥梁设计规范进行编写，较好地解决了教材脱离规范的问题。此外，结合钢桥、组合结构桥梁参考书籍，在授课过程中紧紧围绕桥梁专业用钢结构构件的设计原理进行讲解，使学生工作后，能够做到学以致用，更快适应工作。
1.2 侧重点
桥梁与渡河工程专业学生在进行“钢结构设计原理”课程的学习之前，材料力学、结构力学、建筑材料等专业基础课都已经进行了系统的学习。在“钢结构设计原理”课程的教学过程中，涉及到这部分的内容适当从简讲授，而增加更多针对桥梁钢结构的内容。例如在材料性能方面，将讲解的重点放在桥梁钢结构用钢材、高强钢绞线、桥梁钢结构用新材料如耐候钢、耐高温钢材等材料的性能方面，让学生了解现有桥梁用钢的现状及未来的发展趋势；结合这些材料在实际工程中的应用图片，提高学生的学习兴趣；在桥梁钢结构应用中，适当介绍索设计的内容，例如钢梁桥中的体外预应力索、斜拉桥中的拉索、悬索桥中的缆索等，以有助于学生学习后续的钢桥和组合结构桥梁课程，列出主要的参考文献，供学生在课余时间有选择地学习；桥梁钢结构尤其是铁路桥，由于受到动荷载的影响，钢结构焊接的疲劳问题不容忽视，在桥梁与渡河工程专业的钢结构设计原理课程中必须补充疲劳设计的相应内容。为拓展学生的就业面，在课程讲授过程中适当增加工业民用建筑用钢结构设计原理的知识，对其所用规范进行介绍，拓宽学生的知识面。
2 教学方法
桥梁与渡河工程专业的钢结构设计原理课程教学，应该既注重基本知识的传授，同时不断启发学生，调动他们学习的积极性和主观能动性，逐步培养出发现问题、思考问题、分析问题、最终解决问题的能力。通过对这种学习方法的传授，使学生既能掌握书本知识，又能不断创新进取，极大提高学生的学习积极性。
2.1 理论教学
针对学生对图片或视频信息的兴趣浓厚，对单纯的数字或者文字兴味索然的现实情况，对抽象的理论问题，用动画或搜集实际工程中的图片，以幻灯片或视频形式播放给学生，让学生以娱乐的方式掌握知识。例如，钢结构的连接和破坏问题，每一项钢结构的破坏或失稳现象都通过图片展现，引导学生思考这些现象背后的机理问题，诱发学生的兴趣，从而引出该节课程教授的重点，改善课堂教学的效果；同时，图片或视频的应用，还能加深学生对基本知识与基本原理的感性认识。
但对于计算原理和公式，一定要用板书演示其推导过程，让学生的思路紧随教师的演示，充分利用课堂时间，消化计算原理，提高教学效率。在计算理论讲解完成后，结合工程应用，介绍实际桥梁钢结构的细部处理及节点构造措施，让学生做到理论与实际相结合，掌握工程中处理具体问题的方法。
采用习题课、讨论课的方式，对学生作业过程中存在的问题进行深入剖析，点评解题过程中的易错点和答题错误的原因。在讲解和讨论的过程中，帮助学生理清解题思路，规范解题步骤，总结解题技巧，提高答题的正确率，同时培养学生严谨、认真、细致的工作作风。
2.2 现场教学
在桥梁与渡河工程专业的钢结构设计原理课程讲授过程中，多媒体、板书等多种手段是课堂教学的主要方法，但对于钢结构设计原理课程来说，仅有课堂教学是远远不够的。因为尽管有多媒体作为教学工具，但毕竟还是图片或短暂影片，学生难以形成一个完整的钢结构的概念，对钢结构的感性认识依旧不够具体深刻。在钢结构设计原理课程的理论教学学习期间或结束后，充分利用学校周围已建或在建钢桥与组合结构桥梁，进行现场参观、学习，便于理论知识与实际应用“接轨”，有选择性地带学生深入施工现场，进行教学实践很有必要。在进入现场之前，负责钢结构设计原理课程的教师，需要事先向学生讲解工地现场实践中所涉及的系统知识。安排好班级分组与带队教师，特别强调实习过程中的安全问题与组织纪律问题。在施工现场，让学生进一步认识真实的螺栓、焊缝、纵向和横向的加劲肋，辨别现实构件中的受拉构件、受压构件、受弯构件或压弯构件、拉弯构件，观察构件的现场连接拼装。请施工单位负责人讲解施工现场钢结构的基本概况，采用的施工方法，施工组织设计，施工质量控制要点，安全保障措施，施工过程中遇到的各种困难，出现的问题及解决的方案等。现场教学过程中，提醒学生注意观察，认真聆听讲解，将书本上的图纸和现场的实体结构充分比对，加深对书本知识的理解。同时，结合工程技术人员的讲解，学习工程中处理具体问题的方法，真正达到现场教学的目的。
2.3 实践教学
实践教学分为实验教学和课程设计两部分。学生在钢结构设计原理课程学习过程中，如果对某个问题有进一步研究的兴趣，可以通过参与大学生创新实验项目，提出自己的研究课题。设计实验方案，动手制作钢结构实验模型，通过实验结果验证自己的想法或发现自己提出的方案的不足，激发学生的创新热情，培养学生的动手能力，同时也可为今后的学习和工作提供宝贵的经验。课程设计，有助于帮助学生系统地应用理论课程学习到的知识，做到学以致用。但以往的课程设计都是在理论课讲授完毕后进行，设计效果不佳。为了改善课程设计效果，打破理论教学与课程设计的严格界限，将理论教学与课程设计同步进行。⑥在钢结构设计原理课程开始上课之时，就给定课程设计题目，随着授课进度的深入，让学生以长期大作业的方式分步骤完成。这样，在理论授课过程中，学生随时可以针对课程设计的内容进行提问，并能得到及时解答，课程设计周学生只需整理计算书、绘制图纸。这样，学生有充足的时间掌握钢结构设计原理的各项设计环节内容，遇到问题能够及时得到解决。
3 考核方式
在对钢结构设计原理课程的教学成果进行考核时，如果仅仅通过期中、期末的考试结果来评价学生的学习情况，显然将会是不全面的，也是不准确的。在钢结构设计原理的教学过程中，采用多种考核形式，例如随堂测验，课堂提问，组织学生进行小组讨论或者针对钢结构设计中存在的某一问题，让学生提交研究报告等方式进行考核。对学生的日常测验，也可以采用口试和笔试相结合的形式，或者把一次测验拆分为多次小的测验，这将有助于更加全面地评价学生的学习情况，降低一次考试所带来的偶然性。传统的考试方法大多偏重对知识的记忆，形式单一，难以客观、全面地评价教学效果，也难以调动学生自主学习的积极性。桥梁与渡河工程的钢结构设计原理课程考试，借鉴国家一级注册结构工程师的考试模式，在考卷中，可能涉及到的全部公式均给出，避免学生死记硬背。此外，可考虑“半开卷”考试，允许学生将自己认为重要的内容事先书写在一张A4纸上，考试时允许查看，考后随试卷上交。这样，学生对自己认为的重点进行总结，通过总结内容的实用性，可反映学生对课程重点的把控。
4 结语
针对桥梁与渡河工程专业学生钢结构设计原理课程学习中存在的问题，从教学内容、教学方法和考核方式三个方面，提出了一系列的改革措施。
（1）选用《结构设计原理》教材，并结合钢桥和组合结构桥梁相关参考书籍，已学过的内容适当从简讲授，紧紧围绕桥梁专业用钢结构构件的设计原理进行讲解。（2）对抽象的理论问题，用动画或搜集实际工程中的图片，以幻灯片或视频形式进行播放；但对于计算原理和公式，一定用板书演示推导过程；采用习题课、讨论课的方式，点评解题过程中的易错点，总结解题技巧。（3）在理论课学习期间，充分利用学校周围已建或在建钢与组合结构桥梁，进行现场参观、学习。（4）理论教学与课程设计同步进行，进行大学生创新实验。（5）考核中，借鉴国家一级注册结构工程师的考试模式，给出考卷中可能涉及到的全部公式；也可考虑“半开卷”考试。
注释
① 苏庆田，吴冲.钢与组合结构桥梁课程教学改革探讨[J].高等建筑教育，2013.22（4）：37-40.
② 钢结构设计规范[S].GB50017-2003.
③ 陈绍蕃.钢结构[M].北京：中国建筑出版社，2003.
