時間：2023-07-31 09:21:37
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結構設計的具體程序是需要嚴格遵守的。建筑物的設計工作實際上存在諸多分支，這些分支具體涵蓋了結構設計、電氣設計、建筑設計、暖氣通風設計、給排水設計等。每個分支的具體設計過程都必須圍繞四個根本目標： 審美要求、功能要求、環保要求以及經濟要求。建筑的結構是建筑物發揮其使用功能的基本條件，因而，結構設計也是建筑物設計過程中極為重要的組成部分之一，結構設計細分為以下四個步驟： 設計結構方案、結構分析、設計構件、繪制施工圖紙。建筑結構的類型這一概念相對而言范圍廣、內容豐富。根據不同建筑物在具體功能要求上的差異，隨著科學技術的發展，逐漸產生了諸多結構類型與結構的分類方法。從建筑物具體用途的角度，可以劃分為民用建筑與工業建筑。如果依據建筑物的層數來分類，則可以分為超高層、高層、多層、單層建筑。建筑物使用的結構材料是有所區別的，從結構類型的角度來分類，大體上有： 混合結構、砌體結構、木結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構等。此外，建筑物的結構構件組成方式也存在較大的區別，從這個角度，可以劃分為框筒結構、剪力墻結構、框架結構、筒中筒結構、筒體結構、框剪結構、束筒結構等。由此可見，建筑結構類型的劃分方法頗多，內容也相對復雜。而建筑結構設計中還有一個很重要的名詞： 概念設計。概念設計的具體含義指的是通過清晰、明確的概念結構，在不進行數值計算的情況下，根據分系統與整體結構系統間的結構破壞機理、力學關系、實驗現象、震害以及工程經驗所獲得的原始設計思想與基本設計原則，對結構的計算結果做出合理、準確的分析，同時將計算假設與結構的實際受力狀況間的差異也考慮在內，對結構或構造進行設計，盡可能保證建筑物的受力更安全、更合理、更協調。
二、概念設計的具體步驟與重要意義分析研究
在結構設計中，概念設計占據極其重要的地位，結構設計步驟通?？梢詣澐譃槿剑?前期選擇方案階段，中期結構計算階段以及后期制繪施工圖階段。結構設計與分析的首要步驟就是概念設計，以上三個步驟均與科學的概念指導不可分割。一名好的結構工程師在每個項目工程設計的初始階段，也就是建筑設計方案確定階段，先按照自身的經驗和專業基礎，在心里經歷一段優化過程，應用概念設計手段，能夠快速、合理地構思，比較，抉擇每一個結構體系，并且協助建筑師擴展或者實現建筑行業所需要的空間形式，想要的使用，構筑和形象功能，且將其定為目標，同建筑師共同決定建筑的總體結構方案，此外，還要確定整體結構體系和分體結構體系最佳的受力方案。得出來的方案一般具有清晰的概念和正確的定性，從而避免了后期不必要的運算，經濟可靠性能較好。另外，這種方法也可以作為判斷計算機的內力分析所得到的數據可靠性的依據。作為結構設計的靈魂和核心，概念設計統領著整個結構設計過程，也顯示了設計工程師的理論和設計水平。通過結構概念設計的運用，可以從全局上明確結構的各項性能，從而科學的判斷計算分析得到的結果并進行合理的利用，確保了設計過程中工程師的主體地位。
三、提高建筑結構設計質量的具體策略分析研究
建筑工程的一個特點就是受到地理因素的制約與影響，這個特點也導致設計過程中涉及的參數很可能具有一定的特殊性。簡單舉例有： 基本雪壓、基本風壓、場地土類別、地震烈度等鑄鍛參數的選取過程都要嚴格依照《全國基本雪壓分布圖》《全國基本風壓分布圖》以及工程地質報告這三份材料進行敲定，又如墻體圍護的主材在不同地區存在差異，工程師則需要根據實際選用的主材確定墻體荷載。在開始設計之前，設計人員應當大量收集設計相關資料、深入研究設計規范，根據具體的工程類型、地域條件確定具體參數，這樣的做法能夠在加強計算結果可靠性的同時，避免參數不合理、參數錯誤造成的返工、浪費等現象。建模計算的前期處理是提高結構設計質量的重要措施之一。對荷載的計算要保證準確有效，估計、推測等無依據的做法是需要每個工程師盡可能避免的。建模的過程要嚴格按照科學的方法來給定輸入，樓梯洞口輸入處的局部開洞處理，轉換層構件與懸挑構件設計中活荷載的不利影響，飄窗部分的荷載分析等都是需要格外注意的步驟。在尚未了解各個參數具體含義的情況下，毫無依據的對參數進行盲目的修改是結構建模過程中的一個大忌。在調整參數的過程中，要格外注意不同參數的具體適用范圍，具體的某一項參數大多具有較為嚴格的適用性，磚混結構下準確的參數，很可能不適用于框架結構，多層結構下準確的參數，對高層結構的適用性也未必能夠保證。對相關計算軟件的應用也要注意這個問題。不同的計算理論是具有其特定的假設條件的，軟件的編制默認狀態下均符合這些特定條件，為了避免出現參數不匹配、不適用的問題，在使用軟件前必須了解清楚這款軟件的具體技術條件，即使是最熟悉的 PKPM 軟件系列也不能忽略這個問題。缺乏對于軟件技術條件的深刻理解，就無法合理、正確的應用軟件進行實際設計。因過分信任計算機的計算結果，而忽視結構概念導致的嚴重錯誤，近年來在結構設計領域也屢見不鮮。相關領域工作者在必要的情況下要進行手算復核，而不是迷信軟件的計算結果，這種情況對于帶轉換的構件設計工作最為重要。在結構設計的過程中，建筑物計算分析的結果是為了確保在靜力荷載以及自然災害造成的動力荷載作用下具有較強的整體安全性。然而，僅僅依靠計算分析結果展開的設計，在實際生活中是很難避免荷載作用下建筑物局部開裂、破壞等現象的。針對不同的自然災害，要進行專門的防護性設計。以地震為例，可以根據工程抗震等級的要求指標，按照設計規范中的具體要求，在結構設計過程中采用必要的構造措施。特別是針對計算性相對比較弱的結構類型時，多數的設計都要求通過構造措施保證建筑的安全性。
四、結語
建筑的結構設計在很大程度上影響著建設工程的安全可靠、美觀實用、施工難度、工程造價等諸多品質，提高建筑結構設計質量自古以來，都是結構工程師最為關注的話題之一。同時，項目的特殊要求、施工環境的變化以及結構設計人員水平上的差異等諸多因素都與結構設計的出圖質量密切相關。為了盡可能避免設計圖紙上出現“漏、碰、錯、缺”，相關領域的技術工作者應當通過有效的措施盡可能提高建筑結構設計的質量。
參考文獻
中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：
一、建筑結構設計的基本概念
結構設計的具體程序是需要嚴格遵守的。建筑物的設計工作實際上存在諸多分支，這些分支具體涵蓋了結構設計、電氣設計、建筑設計、暖氣通風設計、給排水設計等。每個分支的具體設計過程都必須圍繞四個根本目標: 審美要求、功能要求、環保要求以及經濟要求。建筑的結構是建筑物發揮其使用功能的基本條件，因而，結構設計也是建筑物設計過程中極為重要的組成部分之一，結構設計細分為以下四個步驟: 設計結構方案、結構分析、設計構件、繪制施工圖紙。建筑結構的類型這一概念相對而言范圍廣、內容豐富。根據不同建筑物在具體功能要求上的差異，隨著科學技術的發展，逐漸產生了諸多結構類型與結構的分類方法。從建筑物具體用途的角度，可以劃分為民用建筑與工業建筑。如果依據建筑物的層數來分類，則可以分為超高層、高層、多層、單層建筑。建筑物使用的結構材料是有所區別的，從結構類型的角度來分類，大體上有: 混合結構、砌體結構、木結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構等。此外，建筑物的結構構件組成方式也存在較大的區別，從這個角度，可以劃分為框筒結構、剪力墻結構、框架結構、筒中筒結構、筒體結構、框剪結構、束筒結構等。由此可見，建筑結構類型的劃分方法頗多，內容也相對復雜。而建筑結構設計中還有一個很重要的名詞: 概念設計。概念設計的具體含義指的是通過清晰、明確的概念結構，在不進行數值計算的情況下，根據分系統與整體結構系統間的結構破壞機理、力學關系、實驗現象、震害以及工程經驗所獲得的原始設計思想與基本設計原則，對結構的計算結果做出合理、準確的分析，同時將計算假設與結構的實際受力狀況間的差異也考慮在內，對結構或構造進行設計，盡可能保證建筑物的受力更安全、更合理、更協調。
二、概念設計在建筑結構設計中的重要意義
在結構設計中，概念設計占據極其重要的地位，結構設計步驟通?？梢詣澐譃槿? 前期選擇方案階段，中期結構計算階段以及后期制繪施工圖階段。結構設計與分析的首要步驟就是概念設計，以上三個步驟均與科學的概念指導不可分割。一名好的結構工程師在每個項目工程設計的初始階段，也就是建筑設計方案確定階段，先按照自身的經驗和專業基礎，在心里經歷一段優化過程，應用概念設計手段，能夠快速、合理地構思，比較，抉擇每一個結構體系，并且協助建筑師擴展或者實現建筑行業所需要的空間形式，想要的使用，構筑和形象功能，且將其定為目標，同建筑師共同決定建筑的總體結構方案，此外，還要確定整體結構體系和分體結構體系最佳的受力方案。得出來的方案一般具有清晰的概念和正確的定性，從而避免了后期不必要的運算，經濟可靠性能較好。另外，這種方法也可以作為判斷計算機的內力分析所得到的數據可靠性的依據。作為結構設計的靈魂和核心，概念設計統領著整個結構設計過程，也顯示了設計工程師的理論和設計水平。通過結構概念設計的運用，可以從全局上明確結構的各項性能，從而科學的判斷計算分析得到的結果并進行合理的利用，確保了設計過程中工程師的主體地位。
三、提高建筑結構設計質量的策略分析
建筑工程的一個特點就是受到地理因素的制約與影響，這個特點也導致設計過程中涉及的參數很可能具有一定的特殊性。簡單舉例有: 基本雪壓、基本風壓、場地土類別、地震烈度等鑄鍛參數的選取過程都要嚴格依照《全國基本雪壓分布圖》《全國基本風壓分布圖》以及工程地質報告這三份材料進行敲定，又如墻體圍護的主材在不同地區存在差異，工程師則需要根據實際選用的主材確定墻體荷載。在開始設計之前，設計人員應當大量收集設計相關資料、深入研究設計規范，根據具體的工程類型、地域條件確定具體參數，這樣的做法能夠在加強計算結果可靠性的同時，避免參數不合理、參數錯誤造成的返工、浪費等現象。建模計算的前期處理是提高結構設計質量的重要措施之一。對荷載的計算要保證準確有效，估計、推測等無依據的做法是需要每個工程師盡可能避免的。建模的過程要嚴格按照科學的方法來給定輸入，樓梯洞口輸入處的局部開洞處理，轉換層構件與懸挑構件設計中活荷載的不利影響，飄窗部分的荷載分析等都是需要格外注意的步驟。在尚未了解各個參數具體含義的情況下，毫無依據的對參數進行盲目的修改是結構建模過程中的一個大忌。在調整參數的過程中，要格外注意不同參數的具體適用范圍，具體的某一項參數大多具有較為嚴格的適用性，磚混結構下準確的參數，很可能不適用于框架結構，多層結構下準確的參數，對高層結構的適用性也未必能夠保證。對相關計算軟件的應用也要注意這個問題。不同的計算理論是具有其特定的假設條件的，軟件的編制默認狀態下均符合這些特定條件，為了避免出現參數不匹配、不適用的問題，在使用軟件前必須了解清楚這款軟件的具體技術條件，即使是最熟悉的 PKPM 軟件系列也不能忽略這個問題。缺乏對于軟件技術條件的深刻理解，就無法合理、正確的應用軟件進行實際設計。因過分信任計算機的計算結果，而忽視結構概念導致的嚴重錯誤，近年來在結構設計領域也屢見不鮮。相關領域工作者在必要的情況下要進行手算復核，而不是迷信軟件的計算結果，這種情況對于帶轉換的構件設計工作最為重要。在結構設計的過程中，建筑物計算分析的結果是為了確保在靜力荷載以及自然災害造成的動力荷載作用下具有較強的整體安全性。然而，僅僅依靠計算分析結果展開的設計，在實際生活中是很難避免荷載作用下建筑物局部開裂、破壞等現象的。針對不同的自然災害，要進行專門的防護性設計。以地震為例，可以根據工程抗震等級的要求指標，按照設計規范中的具體要求，在結構設計過程中采用必要的構造措施。特別是針對計算性相對比較弱的結構類型時，多數的設計都要求通過構造措施保證建筑的安全性。
四、結語
隨著我國市場經濟狀況的高速發展，城市化的進度正在逐漸加快，盡管房價商場非常猛烈，房地產市場的交易量依然與日俱增，對廣大人民百姓來說，購置住房是生活中最重要的活動之一，不少工薪階層將大半生的勞動所得消耗在房產上。同時，我國的內陸地區地震頻發，住房的質量不但與廣大人民的切身利益息息相關，還可能在自然災害發生時直接影響到百姓的人身安全。建筑的結構設計在很大程度上影響著建設工程的安全可靠、美觀實用、施工難度、工程造價等諸多品質，提高建筑結構設計質量自古以來，都是結構工程師最為關注的話題之一。同時，項目的特殊要求、施工環境的變化以及結構設計人員水平上的差異等諸多因素都與結構設計的出圖質量密切相關。為了盡可能避免設計圖紙上出現“漏、碰、錯、缺”，相關領域的技術工作者應當通過有效的措施盡可能提高建筑結構設計的質量。通過文章中的分析，概念設計在建筑結構設計的過程中扮演了很重要的角色。除此之外，針對軟件計算參數、計算結果的荷載分析、數學建模工作的有效進行，都是提高建筑結構設計質量的好辦法。本文在此談了談自己的觀點和看法，可供同行參考。
參考文獻:
［1］ 馬玉剛． 淺談如何提高建筑結構設計質量［J］． 工程技術，2010
一、建筑結構設計的信息模型
隨著計算機技術的發展，在建筑結構設計中軟件輔助設計已經成為重要的技術手段之一，然而多數軟件不能兼容，其反復建立模型的工作影響了計算機輔助設計的工作效率，因為建筑設計中不同的軟件在數據交換中都需要進行再次處理才能實現共享與銜接，多數供應商不會提供自身軟件的模型格式，從而造成了信息銜接的瓶頸。所以建筑信息模型的理念應運而生，目前在建筑結構設計中建筑信息模型技術已經得到應用，該技術就是對建筑的物理和功能特征進行數字化處理，將建筑設計所需要的信息進行采集和處理形成一個共享的數據資源，建筑信息模型的本質就是信息庫，同時建筑結構設計信息模型是以三維技術為基礎，集成了各種工程項目信息的數據模型。
針對建筑結構設計的信息模型包含了建筑結構設計的所需信息，除了基本結構的物理模型信息外，還包括屬性信息、模型關聯信息、管理信息等。物理結構模型包括的有：結構件、節點、截面、軸網、約束信息等等；屬性信息則有：載荷、內力、材料、設計分析等信息；而關聯系統則有：結構關聯、模型關聯等；管理信息則是說明信息的來源等基本信息。因此在建筑信息模型技術的基礎上，建筑結構設計信息模型的信息十分完備，且保持了一致性，可以為設計者提供必要的工程數據資料，也可解決分布式、異構工程等的數據分享，是建筑模型自動轉化的基礎。
二、建筑模型轉化在結構設計中的應用
建筑結構設計是建筑設計的重要基礎，設計的內容包括了結構分析、結構設計、施工圖設計等等，在設計中利用模型的自動轉化可以幫助提高設計效率，也可幫助實現檢測與模擬等。在設計中利用以下步驟就可完善轉化與設計。首先，結構設計信息的形成必須依靠設計信息模型，也就是在建筑設計模型中選擇結構設計信息，利用IFC標準在建筑設計信息模型中選擇結構設計信息，提取有價值的信息，并將其建立為建筑結構設計的信息模型，且結構設計中不會出現非結構設計信息，所以模型中也不會包含此類信息，該模型不能從結構設計模型中反向映射出建筑設計模型，所以這個提取過程是單向的。其次，通過針對性開發的結構分析模型的導出接口，將信息從結構設計信息模型中再次提取，形成結構分析模型，以此實現結構設計和分析。然后，利用結構分析模型的導出接口，將結構設計的結果集成到結構設計模型中，形成一個完整的結構施工圖設計新項目模型，進行施工圖的設計；最后，利用XML模型接口，將包括施工圖設計結果的結構設計模型轉換為施工計算分析模型，進行相關施工作業的工程量計算與分析。下面針對建筑設計模型-結構設計模型；結構設計模型-結構分析模型的轉化進行簡要的介紹，以此分析模型自動轉化在建筑結構設計中的應用過程：
1、建筑設計轉化為結構設計
目前我國的建筑設計中二維圖的使用較為普遍，結構設計人員都是按照建筑設計圖紙進行設計：內部結構、內力分析、圖紙繪制等，在這樣的過程中，設計多數依靠的是圖元識別，以此獲得建筑軸網和主要墻柱、結構件等的位置，期間建模工作量巨大，且多為重復勞動。而IFC標準的提出使得建筑產品的描述標準得到了統一，該標準完全涵蓋了建筑的全部生命周期，尤其是在設計階段，對建筑幾何模型的描述十分完善且準確。一些國際流行的軟件也都可將各自的建筑結構設計模型導出為IFC文件，所以設計轉化可以以這個標準為基礎?；贗FC描述的建筑設計模型為自動轉化提供了平臺。從建筑設計模型生成結構設計模型主要是幾何模型的轉變，而建筑設計模型中的結構件識別則是關鍵問題。IFC標準定義的模型優勢在于構件容易識別、構件可以實現關聯，完全可以在轉化后被其他軟件進行再處理。
從建筑設計模型可以識別的結構構件上看，墻、柱、梁、板等包含了所有的建筑結構構件，而且建筑設計模型中墻體除了結構層被描述外，也可包括其兩側的保溫層、裝飾層，當然也可以將門窗等非結構構件加以描述。在轉化后，結構設計模型中墻體結構模型體現的是單一結構的混凝土構件，門窗等則被轉化為墻體上的孔洞。
在IFC標準中，利用實體定義和關聯關系就可形成一個建筑的結構邏輯模型，在實踐中先給出的是IFC的墻體模型定義，轉化中將墻體、門、窗關聯模型進行定義，利用洞口關聯、洞口填充關聯分別可以獲得墻體實體與門實體、窗實體之間的關聯。對于結構設計模型，通過墻實體和洞口實體實現對墻體描述，此時文件中的墻體模型就會變為帶有洞口的墻體模型。此時也可對墻體材料進行定義，通過材料關聯實體和多層材料實體定義，可以定義建筑墻體的層數和材料，對于結構設計模型而言可以通過材料實體來識別墻體和門、窗的差異。
除了墻體以外，柱、梁、板也可通過上述的定義完成轉化，從建筑設計模型變為結構設計模型，在建筑設計模型向結構設計模型轉化時應注意，需要對IFC進行解析，通常是利用商業軟件完成，也可根據實際需求進行自主的開發。當然其核心就是對IFC文件進行解析獲得所需的結構設計模型。
2、結構設計-結構分析模型的轉化
結構設計中的必要環節是結構分析，這是幫助結構設計來驗證可行性的步驟。在轉化中可以利用結構分析模型的接口來實現結構分析模型文件的生成與結構分析結果的采集。利用國際通用的軟件都可實現這個過程，并完成有限元分析。但是模型的轉化都是局限在不同有限元分析軟件之間的幾何模型轉化。如：利用ETABS模型文件進行轉化，實現結構設計模型向結構分析模型轉化，然后利用數據庫的功能將軟件分析的結果集成到原有的設計模型中。按照工程文件結構設計模型向結構分析模型的轉化步驟如下：先編輯并生成一個結構設計文件，利用軟件的接口導出，將結構構件的基本信息寫入到相關軟件中，形成該軟件模型下的文件。然后利用軟件導入該模型文件，進行模型的定義和分析，如定義約束、施加載荷，完成對結構的分析與設計。然后利用軟件提供分數據庫接口，將計算結果導入到數據庫中。最后利用軟件接口導入接口，將構件的配置信息與對應的結構進行相互關聯，形成一個完整的結構施工圖文件進行輸出，以此進行施工圖設計和工程量的分析。完成上述步驟后，結構設計模型就變為分析模型、數據庫數據、施工設計模型等。
三、結束語
模型自動轉化可以幫助建筑設計簡化設計過程，尤其是在結構設計方面，因為結構設計需要針對結構件進行組合與配置，并進行相關計算，因此在設計中需要借助多種軟件完成設計，因此也就給結構設計工作帶來了一定難度。而借助自動轉化的技術，將結構設計與建筑信息模型結合起來利用建筑信息模型作為轉化的基礎，配置軟件接口就可實現自動轉化，由此形成了一個結構設計、結構分析、施工圖設計、工程量模型之間的轉化流程，由此將結構設計引入到更加自動化、智能化的水平。
參考文獻
1引言
在社會不斷進步以及經濟發展基礎上，房屋建筑數量越來越多，城市化腳步的加快，更是進一步對房屋建筑提出要求。人們的生活觀念不斷升華基礎上，房屋建筑越來越重視對建筑結構設計的提高，同時為了更好的幫助房屋建筑結構適應社會以及市場的發展需要，在房屋建筑結構優化設計方面開始深入研究，不斷提高建筑結構優化設計水平，更好的幫助其建立適合市場發展以及需求的房屋建筑。
2房屋建筑結構設計優化方法淺析
房屋建筑結構設計是房屋建筑中非常重要的步驟，對于房屋建筑結構設計來講，需要不斷從實際建筑上進行經驗總結以及根據房屋建筑基本理論為參照，積極探索研究，不斷對房屋建筑結構進行優化，積極分析房屋建筑結構中的建筑理論，同時深入對房屋建筑的認知，能夠從基礎上實現對房屋建筑質量的提升。在進行房屋建筑結構優化設計期間，是保證房屋能夠得到更好的優化，設計更加完善，質量能夠不斷提升【1】。在進行房屋建筑期間，需要不斷提高對房屋建筑結構優化的重視，積極控制房屋建筑結構設計期間的重要環節，在進行房屋建筑設計期間，盡量縮短房屋建筑中質量中心以及房屋建筑中的剛度變化，這樣能夠保證房屋建筑結構的質量，能夠實現房屋建筑的對稱以及規則。保證以上要求也是滿足房屋建筑基本要求的重要基礎，只有房屋建筑中的各種結構設計合理，才能實現對房屋建筑質量的優化。在此基礎上，房屋建筑結構的設計要求還包含對房屋建筑質量以及承載力等方面的優化，特別是在房屋建筑期間，不斷優化房屋建筑的設計結構，能夠很好的扭轉房屋建筑的承載力，增強房屋的實用性。在結構設計期間，一定要保證建筑相應的功能發揮，重視對建筑功能的設計，并且還需要保證建筑自身能夠上下協調，豎向以及橫向都能夠相對應。房屋建筑結構設計期間，減少結構設計中的難度設計，積極實現建筑結構設計的經濟型，盡量防止應用轉換層結構的設計方式，這樣會提升結構設計中的成本費用。房屋建筑設計中的豎向設計，一定要保證其剛度設計要求，這樣能夠保證房屋建筑結構設計符合建筑設計的需要，不會突然出現建筑問題，同時還能夠提高房屋自身的承受力。
3房屋建筑結構設計優化的重要意義
房屋建筑結構設計對房屋建筑具有重要意義，不僅是保證房屋建筑順利實施的重要基礎，同時也是提高房屋建筑質量的重要保障。對房屋建筑結構設計需要隨著城市化建設要求的提升進行優化，不斷提升房屋建筑中的美觀設計，同時還可以幫助房屋建筑展開更加合理的工程造價。在房屋建筑過程中，建筑部門或是建筑企業一直在積極探索能夠保證工程建筑質量基礎上，盡量減少或是降低建筑成本，同時這也是工程造價的重要目標【2】。為了更好的實現這方面的要求，就需要對房屋建筑的基本結構詳細了解，能夠掌握科學的房屋建筑設計原理，在不斷調整房屋建筑成本基礎上，能夠更好的保證房屋建筑的安全性以及可靠性。房屋建筑結構設計的傳統設計方式存在一定的缺陷，在不斷發展改善基礎上，積極探索新的房屋建筑結構設計方式，更加科學合理的對房屋建筑進行設計，能夠很好的保證房屋建筑中工程造價的合理性調整，并且對房屋建筑中的每個單元以及功能區實現合理分配，不斷提升房屋建筑的科學性以及實用性。
4房屋建筑結構設計中的優化方式分析
對于房屋建筑結構設計來講，需要不斷對房屋建筑結構設計進行優化，針對當前的房屋建筑結構設計發展需求不斷完善，作者根據相關分析探索總結出以下幾點，希望能夠更好的促進我國房屋建筑結構設計的發展。4.1房屋建筑設計中的前期設計環節。在房屋建筑施工之前，需要進行前期準備環節，不斷提升在前期準備環節中的房屋建筑設計，提高房屋建筑設計優化，增強對房屋建筑設計結構的控制，同時提高工程造價的調整。制定科學合理的房屋建筑結構設計方案，對房屋建筑設計制定科學合理的設計規劃，并且保證規劃能夠順利實施，全面凸顯出建筑結構中的優化設計中心，對結構設計中經常出現問題的地方展開詳細設計，降低房屋建筑設計中存在的風險以及安全隱患。幫助房屋建筑結構設計實現真正的經濟化、社會化，房屋建筑結構設計能夠更加高效。4.2房屋建筑結構設計中的細部結構設計。房屋建筑結構設計不僅包含一些大范圍的結構設計，同時還包含很多細化的結構設計，房屋建筑結構設計中的任何細節都會影響到房屋建筑質量，所以在進行房屋建筑結構設計期間，需要重視對很多細部結構的設計。房屋建筑結構設計中，特別是細部結構設計需要保證房屋建筑質量以及房屋自身的穩定性。本身在房屋建筑結構設計期間，就沒有實體性的物體進行參考，結構設計數據等都需要自己計算，所以經常會產生一些結構設計誤差的存在，這樣會嚴重影響到房屋結構建筑的質量【3】。需要不斷提高對房屋建筑細部結構設計的控制，能夠保證細部結構設計得到更理想的改進，達到更加理想的效果。同時對房屋建筑中經常出現的錯位、分裂等質量問題提高注意，這樣才能從根本上實現對房屋建筑安全性以及經濟型的提升。
5結束語
總上所述，對于我國的房屋建筑結構設計來講，需要不斷加強對建筑結構設計的優化，積極從全方面的房屋建筑結構設計中提高設計手段，增強對房屋建筑結構設計中的細部結構設計優化，保證房屋建筑結構設計能夠達到更加理想的效果，不斷提高房屋建筑的質量。
作者:馬莉 單位:湖北省襄陽市第二建筑設計院
有限元分析又稱有限單元法，是一種解決場問題一系列偏微分方程的數學方法，被廣泛用于解決結構強度、剛度、振動、傳熱、屈曲問題，在工程機械鋼結構設計領域。美國福特過程在上世紀70年代，便應用有NASTRAN軟件，對車底架進行靜態分析，找出高應力區，進行設計改進。日本五十菱汽車在80年代末將有限元廣泛應用于汽車設計的各個階段。對于結構的優化，其最終目的在于解決鋼結構安全性與經濟性之間的平衡問題，傳統的設計方法采用預先的概念設計，重復進行結構分析、設計演化、構件尺寸調整，工作量大，往往無法進行科學的計算，有限元法對鋼結構優化設計，可對結構外部荷載進行預測計算，如結構響應不滿足要求，或為了更理想的設計，可進行改進設計。
2 工程機械鋼結構靜力學分析
2.1有限元法典型分析步驟
有限分析的主要步驟為結構離散化、選擇位移插值函數、分析單元力學特性、計算等效節點載荷、整體分析、應用位移邊界條件、求解結構平衡方程、計算單元應力。機械工程結構復雜，構件非常多，結構離散化將其分為有限個單元體，并設置節點，將節點連接起來，成為集合體，便代表整個機械結構（被設計結構）的整體設計目標。大型工程機械整體結構基本成熟，現有的結構設計基本上是對原有結構中的某個局部進行優化改進或替代設計。鋼結構是連續的彈塑性體，故為了逼近連續的彈塑性統，需據計算精度、計算機性能，選擇合適的單元數目、基本設計結構，以確定較優的網絡劃分方案。位移插值函數表現節點唯一中任一點位移、應變、應力，即位移函數。能源力學特性，一般采用彈性力學幾何方程，采用節點位移表示單元應變。鋼結構連續彈性經離散化后，考慮到力是從單元公共邊界傳遞到另一個單元的，便需要將單元上的集中力、體積力以及作用在單元邊界的表面力，移植到節點上，形成等效節點載荷。再次，進行整體分析，結合所有單元的剛度方程，建立結構平衡方程，形成總體剛度矩陣。再次，設計位移邊界條件，求解結構方程，計算單元應力，最終求得整體應力。
2.2 有限元法參數化分析技術
有限元的參數化分析是對結構參模型進行簡化的一種方法，通過描述結構的尺寸特征，實現可變參數的有限元分析，目前普遍采用有限元分析軟件進行參數化分析。第一步：①利用參數化實現，根據鋼結構的結構抽象描述特征參數，在不影響精度情況下進行簡化；②利用軟件提供的編程軟件，建立參數化有限元分析流程；③根據設計要求，將參數賦予特征值，進行有限元計算分析。第二步是參數化分析的核心，以變量形式定義特征參數，定義分析類型與過程，定義分析結構的提取與處理。以雙梁式起重機主梁為例，其參數主要包括主梁長、主梁寬、主梁高、主梁端高，上面板寬、尺寸，下面板寬、隔板高、腹板厚、上面板厚、下面板厚、隔板厚、隔板位置等，分別設置為A1-n，單位為mm。采用Solid Works SDA API程序，添加SldWorks 2014 Type Library、SldWorks 2014 Constant type library模塊，進行相應的設計頁面，設置參數，進行計算[1]。
3 工程機械鋼結構動力學分析
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
近幾年經濟的高速發展，給設計行業提供了極為廣闊的發展空間，在一些大都市，經常會看到一些匯集當代最優秀設計理念的建筑。建筑工程的設計是個綜合的學科，既要保證業主的要求的同時還要保證結構設計的質量，結構設計質量在建筑工程中直接影響到建筑工程施工周期及工程的成本，所以在建設工程的設計質量管理中要做好全面的質量管理，提高設計質量，這也是設計單位在行業競爭中設計能力的全面體現。
一、建筑結構的類型
目前，對建筑結構類型的劃分主要是根據建筑的用途、層數、結構材料和結構形式進行區別和分類的。按用途可分為民用和工業用兩種；按層數可分為單層、多層和高層建筑；按結構材料可分為鋼結構、磚混結構、木結構等；按結構形式可分為剪力墻結構、框架結構、簡體結構等。
二、建筑結構設計的基本內容
1、結構設計程序
建筑物的整體設計包含了許多方面的設計內容，如結構設計、暖通設計、給排水設計和電氣設計等等。雖然需要設計的方面有很多，但是不管進行何種設計都應遵循建筑設計的基本要求，即經濟、美觀、環保、實用。建筑結構是建筑物發揮自身使用功能的前提，結構設計是建筑設計的重要組成部分。
2、建筑結構設計要求
為了確保建筑結構的安全性和可靠性，設計時應盡量滿足以下要求：其一，抗震設計。建筑結構應根據自身所處地域的烈度、建筑高度和具體結構類型采用不同的抗震等級；其二，相關計算。結構構件需要進行承載極限狀態計算和正常使用驗算，例如，直接承受動力荷載的結構構件必須進行疲勞強度驗算。
三、提高建筑結構設計質量的措施
1 、在設計前要進行積極的組織、協調和準備工作
要想使得建筑項目的圖紙和方案可行性和專業性更高，工程設計師就要在進行結構設計時與其他的專業和部門做好溝通工作。不要單獨一個部門就完成所有設計內容。這就要求工程設計師不僅僅要對自己的專業有充分的了解，還要根據項目具體的特點和要求，與其他的部門相互配合，這樣才能使設計更加的完善。如果在設計過程中出現疑問或者是技術性的難題，那么應該將各部門人員組織在一起進行審核，從而制定出一套統一的標準和設計原則。這樣才能使設計方案、設計圖紙符合統一的規定。這樣才能減少后續施工中的難點。另外，在結構設計之前，設計工程師還要對工程的信息進行詳細的調查，收集一切有關的數據，并且進行整理和分析。這樣在設計時才能夠通過對這些數據的分析，設計出更符合標準的結構。從而降低了返工的可能性，有效的控制了物資浪費的發生。
2 、在建筑結構設計中加強對于概念設計的重視
在結構設計中，概念設計占據極其重要的地位，結構設計步驟通?？梢詣澐譃槿? 前期選擇方案階段，中期結構計算階段以及后期制繪施工圖階段。結構設計與分析的首要步驟就是概念設計，以上三個步驟均與科學的概念指導不可分割。一名好的結構工程師在每個項目工程設計的初始階段，也就是建筑設計方案確定階段，先按照自身的經驗和專業基礎，在心里經歷一段優化過程，應用概念設計手段，能夠快速、合理地構思，比較，抉擇每一個結構體系，并且協助建筑師擴展或者實現建筑行業所需要的空間形式，想要的使用，構筑和形象功能，且將其定為目標，同建筑師共同決定建筑的總體結構方案，此外，還要確定整體結構體系和分體結構體系最佳的受力方案。得出來的方案一般具有清晰的概念和正確的定性，從而避免了后期不必要的運算，經濟可靠性能較好。另外，這種方法也可以作為判斷計算機的內力分析所得到的數據可靠性的依據。作為結構設計的靈魂和核心，概念設計統領著整個結構設計過程，也顯示了設計工程師的理論和設計水平。通過結構概念設計的運用，可以從全局上明確結構的各項性能，從而科學的判斷計算分析得到的結果并進行合理的利用，確保了設計過程中工程師的主體地位。
3、 設計過程質量管理
（1）在方案設計、初步設計、施工圖設計中設計人員應嚴格執行結構設計統一措施，如果有不確定之處和感覺不穩妥時向專業人士請教，交流溝通后由最終負責人來決定，下達標準，不可以妄自行動，要明白，工程的完成是一個集體性的活動而非個人性的活動。
（2）建筑各專業在各階段設計過程中應互提設計基礎資料，形成配合資料互提單表，以此表來約束各專業人員的設計責任行為。結構設計人員應做到主動與建筑各專業溝通，做到設計嚴謹、不遺漏。
（3）在初步設計結束后施工圖設計過程中可根據工作情況，由各級負責人進行設計中間工作檢查，形成中間檢查表。各級負責人應做到主動及時發現問題及時解決問題，以免設計校對、審核時改動過大，影響設計進度。
（4）考慮到時間的緊迫性，設計人員應當在保持自身獨立性的同時兼顧流程進度，向工程人員匯報截止時間，必要時能夠安排其他人員共同努力，來加快方案的完成，工作中要嚴謹，分不同層次的代表來完成初步的審核檢查，并落入到數據管理當中，對于可能有效的改進方式，匯報負責人討論其是否可行，不能太過自信引發安全隱患，當然，設計人員自身的思路發展是被鼓勵的。
（5）最后設計圖紙要進行圖紙會簽、加蓋印章、曬圖、打印、包裝、交付、備份設計電子文件等工作，屬于設計人員完成的要及時履行責任完成，不要影響下一步全面質量管理工作的進行。設計人員應按照本設計單位結構專業計算書的要求完成本專業計算書。
4、加強建筑結構設計后期質量管理
在建筑結構設計中，應采取有效的措施加強設計后期的質量管理，其具體措施主要包括：
（1）根據建筑結構設計審圖中心提出的相關意見與要求，及時進行修改與完善，設計人員如果遇到存在疑問或不理解之處，應主動與審圖人
員進行溝通，按照審圖中心的時限要求及早提交修改后的設計方案及相關技術文件，以爭取早日通過審核，交付建設單位使用；
（2）按照工程項目建設單位的要求進行技術交底，并且形成完善的工程結構設計會審記錄表，促進建設單位與施工單位之間的溝通、協調；
（3）對建筑結構施工過程中出現的各類問題，如果涉及到設計變更及相關事項，設計單位應做好進行設計變更的準備，按照本單位的管理制度與工作條例進行處理，并且形成專業的設計變更通知書，以交付施工單位使用；
（4）在建筑結構施工過程中，對于各結構施工項目進行驗收時，設計人員應保持虛心、認真的工作態度，向建設單位與施工單位收集與極惡狗設計質量相關的反饋信息，并且從中要吸取經驗和教訓，形成建筑結構設計質量信息反饋單或匯總表，以利于今后設計工作的改進和完善。
總之，建筑的結構設計在很大程度上影響著建設工程的安全可靠、美觀實用、施工難度、工程造價等諸多品質，提高建筑結構設計質量自古以來，都是結構工程師最為關注的話題之一。同時，項目的特殊要求、施工環境的變化以及結構設計人員水平上的差異等諸多因素都與結構設計的出圖質量密切相關。為了盡可能避免設計圖紙上出現“漏、碰、錯、缺”，相關領域的技術工作者應當通過有效的措施盡可能提高建筑結構設計的質量。
參考文獻：
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1.概述
課程設計是非常重要的教學實踐環節，通過課程設計的鍛煉，學生可以綜合運用專業課知識。通過課程設計培養學生機械綜合設計能力、創新能力和工程意識，是啟迪學生創新思維、開發學生創新潛能的重要手段，并為以后專業課程設計和畢業設計奠定基礎，在教學計劃中具有承上啟下的作用[1]。
根據學校機械專業的培養方案，可將專業課課程設計分為機械類課程設計和電類課程設計，機械類包括：機械原理課程設計，機械設計課程設計，夾具設計課程設計等；電類的包括：PLC原理與應用課程設計，控制工程基礎課程設計等。然而，對于機械類課程設計來講，主要是對機構的原理設計、結構設計和工藝卡片設計等。然而不管是哪一個機械類的課程設計，都離不開三維模型的建立。本文主要針對機械類課程設計中的三維軟件的應用做探討和研究。
2.目前課程設計中存在的問題
目前幾個機械類課程設計都還是在采用傳統手工繪圖或者二維CAD繪圖的方式進行設計[2]，老師在前期講解的時候，也是用一些已經做好的設計的動畫和基本原理講解的方式給學生講解。具體問題如下：
（1）《機械原理課程設計》基本都是采用手工原理圖的形式進行設計，學生從手冊或課本中了解每種機構的工作原理，然后根據老師布置的課題要求進行原理設計，通過手工繪圖方式，繪出機構原理圖。
（2）對于《機械設計課程設計》來講，我們的題目還是使用傳統課題，設計一級或者二級減速器。設計步驟基本跟傳統設計步驟一樣，學生先觀察實際減速器模型的結構，然后進行拆裝，詳細了解減速器的結構。在了解了減速器結構后，學生再一步步進行軸的設計、齒輪設計、軸肩、箱體等零件的設計。這種設計步驟看似非常合理，但是學生是觀察成品減速器，很難理解每個零件在整個產品中的作用。如果能將減速器是如何設計出來的，讓學生直接參與設計過程中，學生就會更有興趣，理解更容易。
（3）《機械設計課程設計》是已知產品的結構，然后進行設計，然而《夾具設計課程設計》只知道功能和設計要求，需要學生將所學《夾具設計》知識進行綜合運用，設計一套完整的夾具。傳統設計步驟是學生通過實習，參觀實際的夾具結構，然后老師給出跟參觀相似的課題，學生進行設計。在設計過程中，主要采用手工或者二維CAD軟件進行結構設計。
以上幾種設計都采用二維設計，學生直觀上不便于掌握和理解。而且二維設計的后期修改工作非常繁瑣。
3.三維軟件Solidworks在課程設計中的應用
（1）三維造型技術的優點
三維設計是新一代數字化、虛擬化、智能化設計平臺的基礎。它是建立在平面和二維設計的基礎上，讓設計目標更立體化、更形象化的一種新興設計方法。三維CAD系統有較好的造型工具，能應用“自頂向下”和“自底向上”等設計方法，實現裝配等復雜設計的難度遠比用二維圖形系統增加得快。
（2）三維軟件Solidworks在課程設計中的應用實例
為了適應現代工業4.0人才培養需要，學生應該首先能使用現代化技術手段進行產品設計，然后具備能出一套標準的符合機械設計規范的工程圖的能力。學生需要掌握至少一款三維軟件的使用，并能熟練使用三維軟件進行產品設計和出工程圖。然而，將三維軟件應用于課程設計中，一方面使學生充分理解所做課題的具體情況，另一方面學生的三維設計過程是對軟件使用的鍛煉。
2014年在修訂機械設計制造及自動化培養方案中，考慮到三維軟件在機械專業課中的重要地位，將三維軟件課程設置在第三學期，也就是在所有課程設計開設之前就已經開設了三維軟件課程。
下面以Solidworks軟件在《夾具設計課程設計》中的使用為例，在基本確定定位元件和夾緊機構以后，結構設計步驟如下：
（1）夾具的三維結構設計
夾具由定位元件、夾緊機構和夾具體等一些輔助元件組成。Solidworks在裝配體設計中有一種自上而下的設計方法，這種方法可以在設計過程中，一邊設計一邊建模。只需要畫好第一個基礎零件，其他零件可以根據需要直接在裝配體中建模，可以非常方便地確定設計的零件的位置和大小。本實例就是采用這種自上而下的方式進行裝配體的設計?，F將撥叉零件鉆孔專用夾具體三維結構設計出來，然后設計心軸并將被加工零件撥叉裝配進來，依此方法，將需要的零件都一一設計出來，最后成為一個完整的夾具。
老師在講解完理論知識以后，再以一個實例為例，一邊設計一邊繪圖，這樣學生對整個設計步驟就非常清楚，也容易理解。
（2）由三維結構圖出工程圖
對于機械專業學生來講，出一套標準的工程圖是最基本的要求。很多學生做設計時更重視方案設計，不重視出圖。而且課程設計老師進行課程設計指導時，主要對學生的設計方案進行指導。然而，課程設計一方面是對專業課知識的綜合運用，設計正確的方案，另一方面是對學生出圖能力的加強和鍛煉。
三維Solidworks軟件具備零件和裝配體出工程圖的功能，學生可以利用Solidworks軟件進行三維結構設計，在結構設計方案最終確定以后，先用Solidworks軟件輸出工程圖，再到CAD中進行修改。
4.總結和展望
課程設計是使學生具備綜合運用專業知識能力，學生通過課程設計，了解實際產品的設計過程，達到理論聯系實際的效果。
參考文獻：
在全球經濟一體化進程不斷加劇與計算機網絡應用系統及其相關技術不斷普及的推動作用下，建筑工程項目的結構設計相關工作人員開始從傳統模式下大量、繁雜的手工設計與計算工作中解脫出來，結構設計的工作效率也得到了較大的提升，這對于工業建筑的結構設計工作而言更是如此。然而結構設計過分依賴現代計算機應用軟件雖然能夠在一定程度上起到對結構設計工作效率與質量的保障，但它對于概念設計工作的忽視也很容易造成工業建筑設計脫離實際，建筑項目的相關功效也會因此受到限制。據此，如何在當前技術條件支持下，做好工業建筑中的結構概念設計已成為當下相關工作人員最亟待解決的問題之一。
1 當前工業建筑中結構概念設計存在的問題分析
一般而言，結構設計根據建筑項目最終服務對象的不同可以分為民用建筑設計與工業建筑設計兩大類。就民用建筑設計而言，無論是面向居住服務或是面向公共服務的建筑，其體型一般來說是比較規則、比較統一的，整個建筑的負載能力也比較恒定，因而對于建筑結構概念設計的要求并不是特別高。然而在工業建筑設計當中，受工業建筑不同施工工業的特性影響，建筑物應具備的結構形式及各種建筑資源的布局情況也千差萬別，工業建筑對于建筑體型、荷載能力的差異性影響最終也會使得其結構概念設計工作相對而言較為系統、復雜。具體而言，當前工業建筑中結構概念設計工作存在的問題可以歸納為以下幾個方面。
1.1 首先，工業建筑施工項目對某些特殊工藝的規定，使得工業建筑在結構概念設計中需要以工藝布置的合理化為基本前提。然而當前工業建筑結構設計工作所選用的結構計算軟件對這種工藝布置問題始終缺乏一個較為明確的規定，再加上結構設計工程師的工業建設設計實踐經驗不夠充分，或是對這種資源整合型問題的重視程度不高，在實際建設過程中常常會出現如電纜夾層在不合理的框架結果中循環纏繞并形成短柱、工業建筑室內環境涉及到大型設備的安裝與運行工作室，框架柱容易出現在某一個或是幾個方向的計算長度的取值失誤以及振動設備抗震減震構造設計存在缺陷或是系統功能無法得到全面發揮等問題，進而給整個工業建筑的結構設計帶來一定的制約。
1.2 其次，工業建筑當中存在的復雜性、差異性建筑物載荷工況也會對工業建筑的結構設計帶來極大的沖擊。就我國而言，在當前技術經濟支持下，國內建筑行業廣泛使用的建筑結構計算軟件多是以民用建筑為設計原型及參考對象，這也就意味著結構計算軟件只適用于那部分建筑載荷比較單一、外部結構設置比較規范的民用建筑。而如果將這種結構計算軟件盲目套用在工業建筑結構設計工作當中，不僅工業建筑所具備的某些特殊形體構造或是工藝運行需求無法在結構計算軟件中得到全面、真實的反映，與此同時這些差異性的結構數據還可能導致結構計算軟件最終計算出的數據顯示異常、計算結果失真問題嚴重。
2 工業建筑中的結構概念設計重要性分析
針對上述有關當前工業建筑在結構設計工作中存在的問題分析，相關工作人員需要認識到結構概念設計作為彌補當前單一結構設計工作于工業建筑特殊性之間的矛盾有著極為重要的作用與意義，同時它也是工業建筑又好又快發展過程中的必然選擇與趨勢。只有將合理的簡化模型、建筑載荷組合與當前建筑結構計算分析軟件有效結構在一起，在確保結構設計工作順利開展的基礎上，做到工業建筑結構安全性與經濟性的統一，才能杜絕肥胖梁柱等多種工業建筑安全問題的產生，進而為工業建筑的安全穩定運行提供可靠性保障。筆者接下來對結構概念設計在工業建筑各環節、各步驟中的重要意義做簡要分析與說明。
2.1 結構概念設計在工業建筑中必要性分析。概念設計從本質上來說是結構設計相關工作人員設計思想的核心體現。一個好的工業建筑結構設計人員需要具備在一定建筑功能與特殊工藝要求的限制條件下，在完成工業建筑結構設計工作的同時，兼顧工業建筑與結構、結構與結構、特殊工藝需求與結構等交互關系的工作能力。在這一過程中注重強調概念設計工作開展的必要性與重要性，最重要的依據在于當前結構設計計算軟件無法全面、準確的解決工業建筑在實際過程中存在的結構性問題，這些問題都需要采用概念設計與結構措施相結合的方式來解決。只有在此基礎上結合工業建筑的實際工況需求分析，結構概念設計才能夠為工業建筑提供全面、及時的設計依據。
2.2 結構概念設計在工業建筑初步設計階段的重要性分析。就工業建筑初步設計階段而言，結構設計工作人員需要以工藝特殊性作用下確定的整合及布置方案為依據，對整個工業建筑的結構步驟、結構體系進行初步規劃，并通過對這種結構體系的建模運算來確定整個結構設計方案的經濟性與可行性。在這一過程中，相關工作人員需要特別關注結構設計與大型工業設備的融合情況。這是因為大型工業設備的生產制造周期一般來說都比較長，一旦該項工業設備的購入與使用得到相關部門的授權審批，工業建筑工程建設企業就會在第一時間聯系相關的制造廠商開始訂貨、購貨的相關事宜，此時的工業建筑結構設計方案就順勢成為了建筑施工企業下一施工環節中的設計基礎。如這部分結構設計方案考慮的不夠全面周詳，下一步驟的持續沿用就勢必會帶給整個工業建筑帶來極為嚴重的經濟損失。
基于這一實際情況，筆者認為工業建筑結構設計相關工作人員需要在工業建筑的初步設計階段充分利用自身掌握的各種結構概念設計知識，以建筑物的工藝特殊性為參照依據，優先選擇方案結構性能比較好、結構建設獲取經濟效益比較明顯的結構設計方案作為整個工業建筑工程建設的基本依據。
2.3 結構概念設計在工業建筑抗震分析階段中的重要性分析。當前經濟社會建設過程中，各行業領域的發展對新時期工業建筑的抗震結構設計提出了較為嚴格的要求，尤其是化工建筑、能源建設、核電企業受其特殊經營性質的影響，對建筑結構當中的抗震設計有著格外嚴格的要求。相關工作人員需要認識到抗震設計對整個工業建筑結構設計的重要意義，在結構設計中對砌體結構、墻體梁柱承重能力進行著重處理。首先，概念設計需要明確工業建筑建設區域內的地震能力傳遞途徑與相關的建筑薄弱環節，并對采取何種抗震措施對該區域進行抗震能力的優化作出明確說明；其次，工業建筑在結構設計中需要妥善處理建筑抗震承載能力、變形能力以及地震能量消耗能力三者之間的關系。
3 結束語
伴隨著現代科學技術的飛速發展與經濟社會不斷進步，人民日益增長的物質與精神文化需求對新時期的工業建筑提出了更為嚴格的要求。本文對工業建筑中的結構概念設計工作進行了簡要的說明，希望對今后相關研究工作的開展提供一定的意見與建議。
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A 文章編號：
1引言
在建筑工程建設中，結構設計是關鍵步驟。建筑結構的造價在建筑工程的總造價中占較大比例。近些年來，節能型環保技術在建筑工程中廣泛應用，加劇了建筑修建者對建筑結構的設計和結構優化的需要。良好的空間結構設計和結構優化，不但能保證建筑物的美觀實用，而且可以降低建筑物的建造成本和使用效率。在目前，我國建筑物空間結構設計和優化還存在著很多問題，很多建筑修建者和建筑空間設計者對建筑空間結構設計的重視不夠，建筑空間結構設計不合理，影響了建筑的實用性和美觀性。所以，加強建筑工程建設中空間結構設計和優化設計，是建筑工程迫切需要解決的重要問題。
2建筑空間結構基本設計
2.1建筑空間結構設計的概念和原則
建筑物結構設計在建筑物建造中起著非常重要的作用，良好的建筑空間結構可以讓建筑物更加美觀實用。建筑空間結構設計主要側重于建筑物結構安全性能的設計方面，包括建筑物抗震能力、建筑物防風能力和建筑整體空間結構設計方面。良好的建筑空間結構，一反面能保證建筑物的使用安全和適應效率，一方面有利于節約建筑生產成本，是建筑物更加實用、更加美觀。設計師在進行建筑結構設計時，首先遵循經濟環保、美觀大方、安全實用的設計原則，嚴格按照建筑物的施工要求和施工方案，對建筑的空間結構進行修建，才能保證建筑物的安全性和實用性。
2.2建筑空間結構設計的要點與規范
建筑物空間結構設計的基本類型主要分為木結構、鋼結構、混凝土結構和砌體結構。按照建筑物的使用要求和使用方式，可以選擇不同的結構進行修建。但是不管是何種結構類型的建筑物，在空間結構設計上一定要遵循美觀實用、經濟環保的設計原則。首先，建筑結構設計中要注意基礎平面圖的設計繪制。在基礎寬度方面，如果出現地基較軟、土質不均勻的情況，需要采用柱下條基來減輕上部建筑物的重量，加強地基的硬度和剛度。另外，還要充分考慮到地下室的空間結構，并注意抗震縫和伸縮縫的連接設計。建筑物一般都設有地下室，地下室的空間結構設計要和建筑物整體的強度性能相適應，如果地下室采用的是混凝土墻體，那么建筑主體的基礎梁和相關樓層之間的梁就可以取消。有的建筑物會采用獨立柱基設計，要是建筑物的獨立基礎面積比較小，則可采用錐型基礎來設計，這樣可以方面施工，還可以減少工程消耗。其次，在建筑物內部樓梯和梁的結構設計中，要保證樓梯的高度，特別是在建筑物入口處，樓梯高度和建筑物入口的高度要設計合理，否則會影響建筑物的有效使用。另外，在建筑物梁結構的設計中，還要注意梁的高度和角度要與斷面互相適應，在大梁外露的情況下，挑梁的設計要做截面的，這樣才能有效減輕梁自身的重量。最后，在建筑空間結構設計的過程中，結構的計算和分析是建筑工程設計質量好壞的重要因素，結構設計師自身要對建筑結構有清醒的認識。在建筑結構整體計算中，選擇合適的計算軟件進行計算，一方面可以避免結構的不安全隱患發生，一方面可以加強建筑的抗震性能和安全性能。
3建筑空間結構優化設計
3.1建筑結構優化的概念和原則
在建筑工程中，首先是建筑空間結構設計，但是在傳統的建筑工程中，建筑結構優化設計是必不可少的設計步驟。所謂建筑結構優化設計，是指建筑工程在滿足建筑工程施工條件之下，按照預定的目標找出最優設計方案的設計方法。建筑結構設計一般是建筑設計者按照傳統的建筑物色號及要求創建建筑空間結構的設計方案，基本只是設計出建筑物施工和使用的基本方案和可行方案，建筑結構優化設計是在這些建筑方案基礎之上，通過建筑設計師和建筑施工方以及建筑使用方的要求和探討，尋找到一套最適合、最經濟、最安全的建筑物空間結構設計方案來，提高建筑工程的實用性和安全性，改善建筑工程結構的經濟效益和使用功能。在一般的建筑工程中，采取結構優化的工程往往可以使工程的造價降低15%左右，并且建筑物的使用空間也加大了，各種功能性空間結構更合理，建筑物整體結構去趨于穩定和美觀。建筑作為人類生活的基礎性的生存環境，與人類的生產生活密切相關，所以建筑物的安全性和實用性是建筑物的基本要求。在建筑物空間優化設計中，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實用性也是考量建筑物結構優化設計的重要方面，建筑物的主要功能就是滿足人們的生產生活的需要，同時還要盡量滿足人們美觀性、協調性、舒適性的生活需要。建筑物在結構優化方面還要注意提高建筑物經濟性和環保性，通過建筑結構的優化設計，可以最大限度的節約各種建筑材料，減低建筑物的建設成本。環保性能的提高是近些年來建筑發展的方向之一。在建筑的選材方面，選擇環保型材料可以減少碳排放量，緩解日益嚴重的城市污染，保證建筑的使用安全。
3.2建筑結構優化的要點
3.2.1選擇合理的結構方案
建筑結構設計方案的優劣往往決定了建筑結構的成敗，一般情況下，建筑物的設計方案并不是唯一的，不同的建筑結構方案在建筑工程造價和工程質量方面有重要的影響。因此，在建筑結構方案的選擇上，首先，建筑工程方要盡可能的與建筑設計師互相溝通，對于建筑的使用要求和性能要盡量溝通清楚，并且在此基礎上，通過反復對設計方案進行對比、計算和優化，選擇更合適、更經濟、更環保的設計方案作為施工方案。
3.2.2進行正確的結構計算
目前，在建筑工程的結構設計優化方面，一體化的計算機結構設計程序在建筑工程結構設計方面廣泛應用，幫助結構工程師從繁瑣的計算中解脫出來。但是，建筑結構工程師還要仔細的研究設計方案，仔細計算核對設計數據、認真分析設計誤差、選擇合適的參數進行建筑結構施工。建筑設計師只有加強建筑設計方案的結構計算，優化結構方案，才能保證建筑物設計方案的完美，保證建筑物的結構合理，美觀實用。
3.2.3建立優化設計綜合評價體系
建筑物在進行施工建設之前，完美的建筑空間結構設計是重中之重，因此，在選擇合適的建筑物結構設計方案中，要建立優化設計綜合評價體系。當一套甚至多套建筑物空間結構設計方案擺放在眼前，首先，建筑結構工程師要嚴格把關，刪除不符合建筑施工標準和使用標準的設計方案。在幾套合適的方案中，對設計方案進行綜合評價，即使選擇出合適的建筑設計方案，也要對此設計方案進行優化設計，嚴格計算設計方案中的設計數據，保證設計方案的正確性，還要對設計方案進行經濟分析，加大安全系數，提高設計方案的質量，才能保證建筑空間設計的合理和實用。
參考文獻：
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[2]文志華.建筑結構優化設計之我談[J].建材與裝飾.2012.（12）
當前人們的生活質量水平不斷提升的基礎上，人們對住房的要求也有著提高，這就使得建筑企業面臨著更為嚴峻的市場競爭。只有在建筑施工的各個層面得以充分重視，才能將整體的建筑質量得以有效保障。建筑房屋的結構設計的合理性是保障建筑整體質量的基礎，在這一環節就要能充分重視。通過對房屋結構設計中的建筑結構設計優化方法的應用理論研究，對實際就有著指導作用。
1建筑房屋結構設計優化的重要性和遵循的原則分析
1．1建筑房屋結構設計優化的重要性分析
對房屋結構設計過程中，應用建筑結構優化方法比較重要，這就要能從理論以及實踐經驗層面來對房屋結構的設計進行優化。我國的建筑在未來的發展過程中，將會以高層建筑為主，這就必須要能重視建筑結構的優化設計，只有在結構設計方面得到質量保障，才能有助于建筑企業在市場中的進一步發展。要在對建筑質量得以保障的基礎上來加強設計方案的優化，將先進的設計理念和技術都要能在實際的設計中加以融入［1］。通過建筑房屋結構的設計優化，能將施工機械設備以及建設材料的性能得到充分有效的發揮。通過結構設計的優化，也能在成本方面得到有效降低，對房屋的經濟性以及適用性等特征上都能得到充分體現。
1．2建筑房屋結構設計遵循的原則分析
房屋結構設計中對建筑結構設計優化方法的應用，就要能遵循相應的原則，這樣才能有效保障結構設計的科學合理性。在實際的設計過程中，要能和大眾的實際需求得到滿足，也就是要能對人們日常生活的需求得以滿足，在一些基本的使用功能方面要具備。結構設計過程中對安全環保要得以重視［2］。同時，也要能對開發商的經濟效益能充分考慮，將項目資源得以科學合理化的分配，最大程度的節約開發商的成本。另外，房屋結構設計中要能將設計的思路以及結構等得以有效創新。只有在創新方面得到了充分重視，才能保障整體的結構設計的科學合理性，對建筑的質量也能得到有效保障。在這些相關的原則方面充分遵循，就對實際的房屋結構設計的完善性有著保障。
2建筑結構設計優化的步驟和方法分析
2．1建筑結構設計優化的步驟分析
對建筑房屋結構的實際設計過程中，要嚴格的按照相應步驟進行，這樣才能將設計的科學性以及質量得到保障。首先要能在建筑結構的優化模型構建方面得以充分重視，將結構設計的變量要科學合理的加以解決。主要就是對目標相關的參數值以及約束控制參數值的選擇要重視，而針對影響相對較小的就要實施預定式參數進行表示，這對編程工作量就能得以有效減少，將整體的工作效率水平得以提升［4］。然后就是對目標函數的確定，這就能對建筑整體工程造價情況得以了解。然后將約束條件也能科學化的確定，從而為結構的優化設計打下基礎。然后，要對房屋結構設計的優化方案加以設定，在這一環節要注重對由約束優化向無約束優化。接著就要在應用程序的設計上科學化呈現，在優化模式以及設計中的計算方式的有效應用，就壓能在這些內容實施基礎上，將應用程序能綜合性以及科學化的加以呈現，這樣就能將應用程序的實施得以良好作用發揮。最后就要在綜合結果的分析方面進行實施。在得到了相應計算結果后，就要對這一結果實施綜合性分析，將設計的最佳方案得以確定，這樣就能保障房屋結構設計的安全以及美觀，才能將優化設計的結構目標得以體現。
2．2建筑結構設計優化方法的應用探究
第一，注重結構優化的層次性。將建筑結構設計方法在房屋結構設計中的應用體現在多個方面，對整體的結構優化方面就要能注重結構設計的層次性以及復雜性。對房屋建筑設計的體系以及結構體系和安裝設計體系的相關內容得以重視，設計人員要能對下屬體系的優化得以充分重視，將工程疊加的目標得以有效實現。在對結構設計的使用年限的保障，就要能分階段的加以實施，通過對不同階段和性質對結構優化的方案加以確定，最大程度的保障建筑設計企業的經濟效益提高。第二，加強對結構設計中的剪力墻結構布局。對房屋結構的上部結構的優化設計中，就要能充分重視剪力墻的科學化布局，對剪力墻的質量均勻度要得以充分保障，還要能注重樓層結構中心和樓層平面剛度中心的有效結合。這樣就能夠對風力和地震等外部因素對其產生的影響［5］。在房屋的類型上如果允許，就可通過對大開間剪力墻構造加以應用，以及對墻肢長實施增加措施，這對剪力墻的剛度就能得到有效保障。通過這一設計方法的應用，也能對鋼筋的使用數量得以有效減少，在成本上就能得到有效保障。第三，結構設計中注重設計的協調性。房屋結構設計過程中，對建筑結構設計優化方法的應用，就要能在協調性方面得以充分體現。將建筑結構和整體平面間的配合緊密度要得到有效強化，在結構設計的合理性上要能得到保障，以及在結構設計的造型美觀度方面也要體現［6］。在對房屋結構設計中的墻以及柱的布置過程中，就要能和房建平面功能實際需求得到有效保障，在房建的開間以及進深等方面要得以充分保障，在整體的房屋結構的系統要體現出簡潔化，在每層的截面以及高度都要能得以充分保障。第四，對結構設計的系統化要充分重視。對圍護以及屋蓋系統等結構進行的優化設計。這就要能夠對多方面的內容進行考慮，在房屋結構的選型以及布局和造價等各個層面都要加強理論的分析。為能使得房屋結構設計和時展相同步，就要注重結構設計的創新性，能從基礎上加以考慮，將剛度以及質量中心差異最大可能的縮小。在對房屋結構設計的功能上滿足基礎上，通過豎直方向布置來讓豎直方向相應承重構件能得以貫通，在結構的設計上盡量保持對稱性等。第五，加強對結構設計中電氣的應用。對建筑結構設計優化方法的實際應用過程中，對電氣優化方面要得以重視，這在房屋結構設計中也占有比較重要的位置。對電氣設備的安裝中，一些管線會通過梁體，還要能對孔洞預留得以充分重視，如果在這一設計上沒有得到重視，就會造成再次的穿孔，對房屋結構的穩定性就會帶來影響。
3結語
總而言之，對房屋結構設計中的建筑結構設計優化方法的應用，就要從多方面得以充分重視，和實際的情況緊密結合。通過結構設計的理念以及方法的優化，就能將整體的結構設計質量水平得以有效提升。通過此次的理論研究，對房屋結構的設計就有著一定指導作用。
參考文獻
［1］許宗雨．探析房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用［J］．江西建材，2014．
［2］馬巒．結構設計優化技術及其在建筑結構設計中的應用［J］．科技創新與應用，2014．
［3］周漢杰．建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用［J］．中華民居(下旬刊)，2014．
［4］吳洪寬．關于民用建筑結構設計和優化的研究［J］．城市建筑，2013．
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.02.048
隨著鋼橋和組合結構橋梁建設的不斷增加，設計和施工單位急需大批熟練掌握橋梁鋼結構設計和施工知識的專業人才。由于過去橋梁與渡河工程專業的本科階段鋼結構教學內容及教材側重點與工業民用建筑專業無異，剛畢業的橋梁與渡河工程專業的大學生很難適應橋梁鋼結構方面的工作，導致橋梁鋼結構專業人才短缺、質量不高。一方面，鋼橋和組合結構橋梁有著巨大的發展潛力和市場需求，另一方面，橋梁與渡河工程專業鋼結構人才短缺，二者的矛盾造成了該領域就業空間廣闊，并且在今后一個相當長的時期內該空間還將不斷擴展。①為了滿足社會對鋼橋和組合結構橋梁人才的需求，我校橋梁與渡河工程專業“鋼結構設計原理”課程在教學內容、教學方法及考核方式方面也在不斷進行改革。
1 教學內容
1.1 教材
目前，國內已有的《鋼結構設計原理》教材，大多基于《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）②編寫，適合工業民用建筑專業的本科生進行學習。涉及公路橋涵、鐵路橋梁的鋼結構設計規范的《鋼結構設計原理》教材極少，以至于橋梁與渡河工程專業的學生學習此類③④教材后，無法直接應用于鋼橋和組合結構橋梁的鋼結構構造與結構設計中。針對上述問題，我校橋梁與渡河工程專業“鋼結構設計原理”課程，選用東南大學葉見曙教授編寫的“結構設計原理”⑤第三版第四篇――鋼結構。該書結合我國公路橋涵鋼結構及木結構設計規范、鋼-混凝土組合橋梁設計規范進行編寫，較好地解決了教材脫離規范的問題。此外，結合鋼橋、組合結構橋梁參考書籍，在授課過程中緊緊圍繞橋梁專業用鋼結構構件的設計原理進行講解，使學生工作后，能夠做到學以致用，更快適應工作。
1.2 側重點
橋梁與渡河工程專業學生在進行“鋼結構設計原理”課程的學習之前，材料力學、結構力學、建筑材料等專業基礎課都已經進行了系統的學習。在“鋼結構設計原理”課程的教學過程中，涉及到這部分的內容適當從簡講授，而增加更多針對橋梁鋼結構的內容。例如在材料性能方面，將講解的重點放在橋梁鋼結構用鋼材、高強鋼絞線、橋梁鋼結構用新材料如耐候鋼、耐高溫鋼材等材料的性能方面，讓學生了解現有橋梁用鋼的現狀及未來的發展趨勢；結合這些材料在實際工程中的應用圖片，提高學生的學習興趣；在橋梁鋼結構應用中，適當介紹索設計的內容，例如鋼梁橋中的體外預應力索、斜拉橋中的拉索、懸索橋中的纜索等，以有助于學生學習后續的鋼橋和組合結構橋梁課程，列出主要的參考文獻，供學生在課余時間有選擇地學習；橋梁鋼結構尤其是鐵路橋，由于受到動荷載的影響，鋼結構焊接的疲勞問題不容忽視，在橋梁與渡河工程專業的鋼結構設計原理課程中必須補充疲勞設計的相應內容。為拓展學生的就業面，在課程講授過程中適當增加工業民用建筑用鋼結構設計原理的知識，對其所用規范進行介紹，拓寬學生的知識面。
2 教學方法
橋梁與渡河工程專業的鋼結構設計原理課程教學，應該既注重基本知識的傳授，同時不斷啟發學生，調動他們學習的積極性和主觀能動性，逐步培養出發現問題、思考問題、分析問題、最終解決問題的能力。通過對這種學習方法的傳授，使學生既能掌握書本知識，又能不斷創新進取，極大提高學生的學習積極性。
2.1 理論教學
針對學生對圖片或視頻信息的興趣濃厚，對單純的數字或者文字興味索然的現實情況，對抽象的理論問題，用動畫或搜集實際工程中的圖片，以幻燈片或視頻形式播放給學生，讓學生以娛樂的方式掌握知識。例如，鋼結構的連接和破壞問題，每一項鋼結構的破壞或失穩現象都通過圖片展現，引導學生思考這些現象背后的機理問題，誘發學生的興趣，從而引出該節課程教授的重點，改善課堂教學的效果；同時，圖片或視頻的應用，還能加深學生對基本知識與基本原理的感性認識。
但對于計算原理和公式，一定要用板書演示其推導過程，讓學生的思路緊隨教師的演示，充分利用課堂時間，消化計算原理，提高教學效率。在計算理論講解完成后，結合工程應用，介紹實際橋梁鋼結構的細部處理及節點構造措施，讓學生做到理論與實際相結合，掌握工程中處理具體問題的方法。
采用習題課、討論課的方式，對學生作業過程中存在的問題進行深入剖析，點評解題過程中的易錯點和答題錯誤的原因。在講解和討論的過程中，幫助學生理清解題思路，規范解題步驟，總結解題技巧，提高答題的正確率，同時培養學生嚴謹、認真、細致的工作作風。
2.2 現場教學
在橋梁與渡河工程專業的鋼結構設計原理課程講授過程中，多媒體、板書等多種手段是課堂教學的主要方法，但對于鋼結構設計原理課程來說，僅有課堂教學是遠遠不夠的。因為盡管有多媒體作為教學工具，但畢竟還是圖片或短暫影片，學生難以形成一個完整的鋼結構的概念，對鋼結構的感性認識依舊不夠具體深刻。在鋼結構設計原理課程的理論教學學習期間或結束后，充分利用學校周圍已建或在建鋼橋與組合結構橋梁，進行現場參觀、學習，便于理論知識與實際應用“接軌”，有選擇性地帶學生深入施工現場，進行教學實踐很有必要。在進入現場之前，負責鋼結構設計原理課程的教師，需要事先向學生講解工地現場實踐中所涉及的系統知識。安排好班級分組與帶隊教師，特別強調實習過程中的安全問題與組織紀律問題。在施工現場，讓學生進一步認識真實的螺栓、焊縫、縱向和橫向的加勁肋，辨別現實構件中的受拉構件、受壓構件、受彎構件或壓彎構件、拉彎構件，觀察構件的現場連接拼裝。請施工單位負責人講解施工現場鋼結構的基本概況，采用的施工方法，施工組織設計，施工質量控制要點，安全保障措施，施工過程中遇到的各種困難，出現的問題及解決的方案等。現場教學過程中，提醒學生注意觀察，認真聆聽講解，將書本上的圖紙和現場的實體結構充分比對，加深對書本知識的理解。同時，結合工程技術人員的講解，學習工程中處理具體問題的方法，真正達到現場教學的目的。
2.3 實踐教學
實踐教學分為實驗教學和課程設計兩部分。學生在鋼結構設計原理課程學習過程中，如果對某個問題有進一步研究的興趣，可以通過參與大學生創新實驗項目，提出自己的研究課題。設計實驗方案，動手制作鋼結構實驗模型，通過實驗結果驗證自己的想法或發現自己提出的方案的不足，激發學生的創新熱情，培養學生的動手能力，同時也可為今后的學習和工作提供寶貴的經驗。課程設計，有助于幫助學生系統地應用理論課程學習到的知識，做到學以致用。但以往的課程設計都是在理論課講授完畢后進行，設計效果不佳。為了改善課程設計效果，打破理論教學與課程設計的嚴格界限，將理論教學與課程設計同步進行。⑥在鋼結構設計原理課程開始上課之時，就給定課程設計題目，隨著授課進度的深入，讓學生以長期大作業的方式分步驟完成。這樣，在理論授課過程中，學生隨時可以針對課程設計的內容進行提問，并能得到及時解答，課程設計周學生只需整理計算書、繪制圖紙。這樣，學生有充足的時間掌握鋼結構設計原理的各項設計環節內容，遇到問題能夠及時得到解決。
3 考核方式
在對鋼結構設計原理課程的教學成果進行考核時，如果僅僅通過期中、期末的考試結果來評價學生的學習情況，顯然將會是不全面的，也是不準確的。在鋼結構設計原理的教學過程中，采用多種考核形式，例如隨堂測驗，課堂提問，組織學生進行小組討論或者針對鋼結構設計中存在的某一問題，讓學生提交研究報告等方式進行考核。對學生的日常測驗，也可以采用口試和筆試相結合的形式，或者把一次測驗拆分為多次小的測驗，這將有助于更加全面地評價學生的學習情況，降低一次考試所帶來的偶然性。傳統的考試方法大多偏重對知識的記憶，形式單一，難以客觀、全面地評價教學效果，也難以調動學生自主學習的積極性。橋梁與渡河工程的鋼結構設計原理課程考試，借鑒國家一級注冊結構工程師的考試模式，在考卷中，可能涉及到的全部公式均給出，避免學生死記硬背。此外，可考慮“半開卷”考試，允許學生將自己認為重要的內容事先書寫在一張A4紙上，考試時允許查看，考后隨試卷上交。這樣，學生對自己認為的重點進行總結，通過總結內容的實用性，可反映學生對課程重點的把控。
4 結語
針對橋梁與渡河工程專業學生鋼結構設計原理課程學習中存在的問題，從教學內容、教學方法和考核方式三個方面，提出了一系列的改革措施。
（1）選用《結構設計原理》教材，并結合鋼橋和組合結構橋梁相關參考書籍，已學過的內容適當從簡講授，緊緊圍繞橋梁專業用鋼結構構件的設計原理進行講解。（2）對抽象的理論問題，用動畫或搜集實際工程中的圖片，以幻燈片或視頻形式進行播放；但對于計算原理和公式，一定用板書演示推導過程；采用習題課、討論課的方式，點評解題過程中的易錯點，總結解題技巧。（3）在理論課學習期間，充分利用學校周圍已建或在建鋼與組合結構橋梁，進行現場參觀、學習。（4）理論教學與課程設計同步進行，進行大學生創新實驗。（5）考核中，借鑒國家一級注冊結構工程師的考試模式，給出考卷中可能涉及到的全部公式；也可考慮“半開卷”考試。
注釋
① 蘇慶田，吳沖.鋼與組合結構橋梁課程教學改革探討[J].高等建筑教育，2013.22（4）：37-40.
② 鋼結構設計規范[S].GB50017-2003.
③ 陳紹蕃.鋼結構[M].北京：中國建筑出版社，2003.
