结构工程论文十篇

结构工程论文篇1

在人类发展史上，地震给人类带来相当严重的灾害，人类在其付出了惨痛代价的同时，也从中获取了珍贵的经验。做好预防措施是目前人类抵抗地震灾害的最有效的方法。而合理的结构抗震设计方法作为预防措施的核心，主要是通过加强结构抗震能力，防止房屋倒塌以及损坏过于严重。随着全球经济飞速发展以及技术的的不断更新，结构地震分析理论技术水平大大提升，目前已经形成了一个技术先进以及涉及面极大的的科学领域。在结构地震响应分析结构的方法中，常用以下几种方法：振型分解反应谱法、时程分析法以及Pushover分析法。

2结构地震响应分析常用的方法

2.1振型分解反应谱法

振型分解反应谱法的原理：该方法分解其结构单自由度体系的振型以及反应谱。根据此法，地震效应中的多自由度体系特性得到了求解。该法把结构的动力效应数值化，通过地震反应谱来推算出结构在地震作用下的行为。反应谱曲线反映的是周期及反应的关系曲线。我国现行的抗震规范中，计算单向水平地震响应时，采用的是振型分解反应谱法。规范中对两个主轴方向均施加地震作用，同时组合双向水平地震的响应（即是组合其中一个方向百分之一百的值与另一方向百分之八十五值的平方根）。从此可知，抗震性能的要求在规范中越来越高。振型分解反应谱法广泛的应用在实际工程中，下面介绍一下其优缺点。优点：⑴振型分解反应谱法的优点在于其结合广义地震的强度、动力特征、场地以及震中距一起考虑，研究相互之间的关系。自1950年开始，该方法就广泛应用于各国建筑抗震规范中，同时也是我国结构抗震设计规范中地震作用所采用的分析方法以及计算理论基础。⑵该方法的反应谱的绘制是由国内外大量的记录最大地震响应在结构单质点体系中的行为计算而来的。从统计理论角度来说，该方法能够较为准确的算出结构在其使用期内收到地震的最大反应，在定量角度而言上较为准确可靠。这就是反应谱法尤为突出的优点。缺点：尽管反应谱法的理论比较成熟而且简单易懂。然而，局限性来源于其本质，使其有着如下不足之处：⑴尽管反应谱法综合考虑了结构动力特征所产生的共振效应，但目前的设计工作中依然将地震的惯性力当做是静力来处理，因此，反应谱理论在目前来说是准动力理论而非准确的动力理论；⑵振幅、频谱和持续时间作为地震动力效应的三要素，在利用振型分解反应谱法作分析的过程中仅仅考虑了振幅和频谱，未能真实的反映地震动力效应持续的时间对结构破坏程度的影响，而这种影响恰恰是至关重要的；⑶反应谱理论的适用范围是结构在弹性阶段的地震效应。结构整体最不利的地震效应在弹塑性阶段中的体现能够用该法粗略地推算出，结构在整个地震过程的效应则无法体现。同时地震过程中各关键构件在弹塑性变形阶段的应力以及变形状态也无法反映出来，因而也无法找出地震作用下结构的薄弱环节。因此学者们可以把寻找弥补该法缺陷的方法作为今后的研究方向。

2.2时程分析法

时程分析法作为新型的抗震分析方法，开始于1960年，并逐步发展起来。其主要用于研究高层以及超高层建筑的抗震性能分析。该方法作为有效的分析方法，在1980已广泛应用于抗震设计规范或规程中。地震波利用时程分析法，按照时间段进行数值化后，再在整个结构体系的振动微分方程中将其带入，采用逐步积分法对结构在弹塑阶段的动力反应进行分析，求解结构在整个强震时间以及空间区域中的动力状态全过程，得出任意杆件在任意时刻的内力和变形以及出现塑性铰的顺序。地震动相关参数需要输入到时程分析法中，该参数是能反映场地的真实情况以及具有统计意义的加速度时程曲线。结构体系的动力模型综合考虑了结构的非线性恢复力特征。与振型分解反应谱法相比较，时程分析方法更加接近实际情况。因而时程分析方法具有如下特点：⑴将地震力数值化，转化为地震动加速度时程曲线输入，对结构进行地震反应效应的分析，能较为全面地考虑了强震作用的三要素；⑵结构的动力性质是利用结构在弹塑阶段的整个过程恢复力特征曲线来体现，从而能够比较准确地体现结构地震响应；⑶能够得到结构在整个强震时间以及空间区域中的动力状态全过程，得出任意杆件在任意时刻的内力和变形以及出现塑性铰的顺序，从而可判定结构的屈服机制。

2.3静力弹塑性（Pushover）分析

静力弹塑性（Pushover）分析主要研究方向是研究罕遇地震力作用下，结构体系的地震效应。该法是基于抗震性能设计方法，评价结构体系在大震作用下，是否满足“结构不倒塌，重要构件不严重受损”的抗震性能目标。本文根据Pushover的基本计算原理进行简要的介绍，并就其在工程实例中的应用展开讨论。对高层建筑结构来说，该法是一种可行的简化分析方法。其计算过程如下：⑴建立模型、内力分析和配筋。利用程序，求出结构构件在我国现行规范中规定的荷载工况下的内力并配筋。内力分析时，梁、柱利用框架单元进行模拟,现浇板用壳单元进行模拟,模拟框架的计算简图如图1所示。⑵塑性铰的定义和设置。SAP2000可以在任意构件的任意部位布置任意数量的塑性铰（弯矩、剪力以及轴力）。各种塑性铰的本构模型如图2所示。⑶侧向加载模式以及输出模型结果。

3结论

结构工程论文篇2

1.1基于MBD的装配工艺设计技术

在基于三维模型的装配工艺设计系统中，工艺人员首先进行装配工艺建模，依据产品设计模型确定工艺方案；然后利用装配工艺结构树进行装配工艺规划，并对工艺规划结果进行仿真；最后生成装配工艺文件。装配序列规划是工艺规划的重要内容。产品结构反映产品中各零部件之间组成和层次关系，低层级零部件总是先于高层级零部件进行工艺设计。因而，产品结构包含了一定的装配序列信息，工艺人员可以依据产品结构信息，进行装配序列规划。在装配工艺建模时，保存了产品的结构信息和零部件模型信息。在工艺规划过程中，借助工艺结构树进行工艺设计，生成了多种工艺数据集，包括装配序列、装配路径、工艺标注、工艺装备、辅助工艺等信息；工艺数据集按一定的方式组织存储构成装配工艺模型。装配工艺模型信息集合如图1所示。

1.2装配工艺结构树

在装配工艺设计过程中，利用装配工艺结构树描述、存储工艺设计数据集，最终生成产品的装配工艺。产品的装配工艺通常由装配工序、装配工步组成。装配工艺结构树的数据结构如下：1）装配工序是装配工艺的基本组成单元，它的含义与一般工序的定义一致。LO是工序对象列表，表示当前工序下所有待装配零部件。根据产品结构，工序对象列表中的零部件必须是相同部件下的同级子零部件。LP是装配工步序列，LP由工序下所有待装配零部件的装配过程按照工步划分规则进行细分得到。2）装配工步是装配工艺信息的基本载体，它的含义与一般工步的定义一致。3）装配信息由各种工艺信息组成。在工艺结构树中，装配信息的组成如下：AA是装配活动，它表示模拟零部件装配过程的三维动画展示；IAP是辅助工艺信息，它表示零部件常用的装配操作方法、特殊零部件的处理方法及设计人员的经验；DP是工艺标注，它表示零部件在装配过程中，与装配工艺相关的标注特征信息，包括尺寸、公差、粗糙度、注释等；EP是工艺装备，它表示零部件在装配过程中用到的夹具、工具、量具等。在实际装配中，一个复杂产品的装配过程通常是按照先组装、再部装、后总装的顺序进行的。在装配工艺结构树中，工艺人员不一定按照实际装配过程进行工艺设计，即组装和部装工艺设计可能交替进行，这减小了工艺设计的限制，人机交互性更好。装配工艺结构树如图2所示。

2装配工艺流程

工艺设计完成后，采用何种方式管理装配工艺信息，将直接影响工艺人员的工作效率。工艺结构树的自身特性不利于工艺信息的管理，而工艺流程图不仅克服了工艺结构树的缺点，并且在工艺信息管理中具有优势。为此，本文将工艺流程图应用于装配工艺信息的组织和管理中，以解决上述问题。

2.1装配工艺流程组成和分类

产品的装配过程分为三个阶段，包括组装阶段、部装阶段、总装阶段；装配过程可以由一组串(并)联混合而成的装配链表组成；因此，产品的装配工艺可以由一系列流程节点组成的装配工艺流程图来表示。在装配工艺流程中，将包含一个或多个零部件装配过程信息的单元定义为工艺流程节点；工艺流程节点是装配工艺流程的基本组成元素，串并行工艺流程节点构成装配工艺流程。工艺流程节点能链接装配对象三维模型、装配动画、装配标注信息、工艺装备和辅助工艺信息等相关工艺信息。装配工艺流程不只是简单的单个流程，对于不同的装配阶段，如组装阶段、部装阶段和总装阶段，工艺流程可以用组装工艺流程、部装工艺流程和总装工艺流程分别表示。对于不同装配阶段的工艺流程，其工艺流程节点的装配对象可能存在父子关系，某个工艺流程节点可由其子零部件所在的工艺流程构成，工艺流程之间存在组成和层次关系，因而，总装工艺流程可以由部装工艺流程组成，部装工艺流程可以由组装工艺流程组成。装配工艺流程示意图如图3所示，流程节点间的连接箭头表示装配操作方向；流程节点的先后顺序表示节点中装配对象的装配顺序；并行的流程节点表示其装配对象可同时进行装配。

2.2装配工艺流程数据组成

工艺流程节点作为装配工艺流程的基本组成单元，它的数据结构如下：<NP>={<Name>,<L>,<ON>,<ID>,<SeqID>,<ParID>,<IN>}Name是节点名称，表示节点在工艺流程中的显示名称；L是节点层级，为将工艺流程节点放入相应层级的工艺流程链表中提供数据；ON表示该工艺流程节点需要装配的零部件；ID是工艺流程节点的标识，具有唯一性；ParID是父级工艺流程节点的标识，具有唯一性。根据装配对象的父子关系，建立工艺流程节点的联系，用于标识装配对象的父级部件所在工艺流程节点，即父级工艺流程节点NPP，ParID为实现具有层次关系的装配工艺流程提供数据支持SeqID是并行工艺流程节点的标识，具有唯一性。SeqID为实现具有并行关系的工艺流程节点提供数据支持；在实际装配过程中，并行工艺流程节点包含的装配对象可同时进行装配。IN是节点工艺信息，表示该节点装配对象的工艺信息。工艺流程链表用于存储工艺流程节点。工艺流程链表的组成如下：<SN>={NPk|k=1,2,3,…}工艺流程节点NP是工艺流程链表SN的基本组成元素。SN中NP的顺序包含了装配序列信息。

3工艺结构树与工艺流程映射方法

为了实现装配工艺结构树向装配工艺流程的映射，需要解决五个问题，依次是解决工艺流程节点与装配对象的关联问题，解决工艺流程节点的工艺信息链接问题，解决装配序列信息的保存问题，解决工艺流程节点的并行关系问题，解决装配工艺流程的层次关系问题，即不同工艺阶段中工艺流程的分离。针对上述五个问题，本文提出了基于解析工艺结构树的工艺流程映射方法。它首先对装配工艺结构树进行解析并预处理，然后以装配工步为基本单元，将装配工步映射为工艺流程节点，并存储工艺流程节点生成工艺流程链表，记录装配序列信息，最终生成装配工艺流程。该方法能有效实现装配工艺结构树向装配工艺流程的映射。为了将装配工艺结构树映射为装配工艺流程，首先要解析装配工艺结构树，从工艺结构树中获取装配工艺信息。在工艺结构树中，装配工步PS是工艺信息的基本载体，可以从中获得所有装配对象OA及其装配信息IA，IA包括装配活动AA、辅助工艺信息IAP、工艺标注DP、工艺装备EP等；根据装配工序Pd及其装配工步PS的先后顺序关系，可以获得零部件的装配序列信息。同时，在解析工艺结构树时，需要从工艺结构树中分离出不同工艺阶段的工艺过程，以便实现具有层次关系的装配工艺流程。通过上述流程，基本解决了上文提到的5个问题。根据PS的OA，实现了NP和ON的关联；根据IA，实现了NP和IN的集成；根据SeqID，为实现具有并行关系的NP提供了数据支持；根据ParID，为实现具有层次关系的装配工艺流程提供了数据支持；将NP依次存储在相应层级的SN中，保存了产品的装配序列信息，为生成装配工艺流程提供了序列信息。图4是装配工艺结构树与装配工艺流程的映射关系。

4应用实例与结论

结构工程论文篇3

（一）学生选做大跨空间结构毕业设计的积极性不够由于大跨空间结构毕业设计课题开设时间较短，学生对此课题难易程度的认识有偏差，在毕业设计选题阶段，学生更易于选择常规的混凝土框架结构和框剪结构毕业设计课题。为提高学生选做大跨空间结构毕业设计的积极性，对多届毕业生进行了深入的调查分析，现总结出学生不愿选做大跨空间结构毕业设计的主要原因如下：（1）与传统的混凝土框架结构和框剪结构相比，学生直观地认为大跨空间结构的建筑造型新颖、奇特，但其结构形式复杂、多样，简化力学分析模型困难，结构受力分析难度大，难以应用所学知识顺利完成此类型的毕业设计。（2）由于大跨空间结构的钢屋盖需应用有限元设计软件进行受力分析，此部分工作量难以在计算书和图纸中反映出来，学生担心最终计算书没有完全反映出自己的工作量，影响最终答辩成绩。（3）部分学生认为大跨空间结构毕业设计的主要工作是应用有限元软件进行钢屋盖设计，而钢结构和混凝土结构的基础理论知识没有得到有效训练。（4）学生认为大跨空间结构在实际工程中的应用较少，对以后工程实践帮助不大。

（二）题目设置不当，难度及工作量过大或过小为使毕业设计选题与目前建筑业的发展趋势结合，学院鼓励毕业设计题目直接来源于设计院的工程实际，拿来“真题真做”。但是大跨空间结构类型的工程实践一般为奥运场馆、大型会展中心、剧院、机场航站楼等大型复杂建筑工程，若直接“真题真做”，作为本科生的毕业设计题目其难度及工作量过大。因此，实际的大跨空间结构毕业设计没有从设计院拿来就“真题真做”，而是选择性地删掉一些设计内容，在此过程中若控制不当，将导致此类毕业设计题目的难度及工作量过大或过小。目前，大跨空间结构毕业设计内容多为大跨度钢屋盖的设计，结构形式为网架或网壳，主要设计内容包括建筑选型、结构选型、屋盖（网架或网壳）构件设计、焊接空心球节点或螺栓球节点设计、支座节点设计。这类大跨空间结构毕业设计题目内容新、实践应用广、实用价值高，但是局限于结构设计、知识结构考察不够全面、系统综合性不强，且主要计算工作应用工程设计软件完成，工作量难以在计算书和图纸中反映出来。实际中，另一类大跨空间结构毕业设计删掉的设计内容较少，接近于“真题真做”，但学生普遍反映此类毕业设计的难度和工作量过大。通过调查分析，得知：（1）由于大跨空间结构的建筑造型新颖、奇特，学生在建筑选型时耗费大量时间，且后期结构设计方案很难满足前期选择的建筑造型，因此，学生返工现象较为普遍，增大了毕业设计的工作量。（2）为满足大跨空间结构建筑要求，学生偏向选用玻璃幕墙体系作为维护结构，但是学生对玻璃幕墙及其支撑钢结构体系的设计较为陌生，此部分设计难度较大。（3）由于大跨空间结构的受力体系较为复杂，学生很难简化出合理的力学分析模型。（4）学生普遍认为钢柱脚的设计难度较大，尤其是对底板上加劲肋的计算方法理解困难。

（三）参考资料缺乏，学生自主查阅资料能力有限由于大跨空间结构毕业设计题目是近几年新增的毕业设计题目，往届学生的毕业设计成果相对较少。目前，学校图书馆及网络资源中关于框架结构和框剪结构毕业设计的相关资料较多，而大跨空间结构毕业设计的参考资料匮乏。学院图书馆的规范及标准图更新速度太慢，尽管学院加大了对图书和资料的投入力度，但学生在毕业设计时总觉得可利用的设计规范及设计手册较少，尤其是最近两三年刚颁布的规范和规程。大跨空间结构设计不能局限于有限的教科书内容，需要学生自主查阅各种现行的建筑结构设计规范、设计手册、标准图集及其他工具书等。在毕业设计过程中遇到问题，学生首先想到询问指导教师某个系数的取值，而不是系统地查阅相关规范条例的具体内容，也不深究其使用条件、使用范围是否满足设计题目的要求。在标准构件的选型上更是不问出处，拿来就用。大跨空间钢结构的构造节点较多，其节点形式要和结构体系的计算模型相一致，学生在这方面的结合能力也较差。

（四）学生软件应用能力欠缺为提高学生的动手能力和计算机操作能力，学院提倡学生在手算基础上利用计算软件进行电算，鼓励学生利用C语言或FORTRAN语言对部分计算进行编程，在计算中采用表格Excel进行重复计算以简化计算过程。但从了解的情况看，学生平时虽有接触常用的办公软件MicrosoftOffice、绘图软件AutoCAD、工程设计软件3D3S等，但是没有经过实际锻炼，学生掌握得并不理想。很多学生把Office简单认为就是打字，而Word中的排版、长文档处理、公式符号输入等都不熟悉，对Office中其他几个软件的了解更少。工程设计软件采用的基本假定和计算方法与手算的基本假定和计算方法有所不同，但学生对此理解并不深刻。

（五）指导教师缺乏实际工程经验大跨空间结构毕业设计的指导工作要求教师具有丰富的工程实践经验，以指导学生结构选型、屋盖（网架或网壳）构件设计、焊接空心球节点或螺栓球节点设计、支座节点设计等工作。由于大跨空间构的屋盖结构形态呈三维状态，在荷载作用下具有三维受力特性，且构件呈空间工作状态，在屋盖结构计算部分需应用工程设计软件（如3D3S软件）。因此，大跨空间结构毕业设计还要求指导教师具有熟练应用工程设计软件的能力。但是近年来高校不断扩招并扩大教师队伍，许多硕士、博士从学校毕业就直接进入了一线教学岗位，没有经过工程实践锻炼和系统的岗前培训，许多青年教师因缺少毕业设计的指导经验和工程实践经验，在大跨空间结构毕业设计的题目设置、难度及工作量的控制方面都存在较大不足，直接影响了毕业设计的质量。（六）研究生复试、找工作等占用毕业设计时间毕业设计是大学生的最后一个教学环节，受到研究生复试或找工作的影响较为严重。部分优秀学生虽然重视，但精力有限，尤其是达到研究生复试分数线的学生，整日忙于面试、调剂等事情。部分学习认真成绩良好的学生，到5月份才开始应付毕业设计，导致毕业设计毫无思路，且不熟悉办公软件、绘图软件、工程设计软件，严重影响毕业设计质量。毕业设计期间，有些学生为了参加求职面试、公务员考试等，频繁往返与学校、家和各用人单位。因此，学生的毕业设计成果不可能做到尽善尽美，就不得不罗列的大量数据，绘制不算规范的设计图纸，计算书表达也不够完全和规范，毕业设计的质量无法保证。

二、大跨空间结构毕业设计的改进措施

（一）大跨空间结构理论教学方面为提高大跨空间结构毕业设计质量，学院现已开设《空间结构》等相关课程，但课时有限，因此要求指导教师应深入研究教学大纲，熟悉培养目标，精选教学内容，制定合理的教学计划。在理论教学过程中，一边进行理论知识学习，同时还要安排学生参观典型的大跨空间结构，实地讲解钢屋架（网架或网壳）、钢柱、钢梁、钢支撑以及节点、柱脚、预埋件的连接构造形式，使学生对大跨空间结构的结构体系、构件类型、受力特征、截面形式、尺寸、材料等有进一步理解，对钢结构有更深入的了解，提高学生学习的积极性，从而提高大跨空间结构的教学质量。

（二）合理设置题目的难度及工作量为了保证大跨空间结构毕业设计的质量，要求设置的题目应该是内容新颖、知识结构全面、工作任务圆满、系统综合性强、实践应用广、实用价值高。实践证明，所有学生从接触此类题目的任务书开始便目的明确、兴趣浓厚、主动积极，为高质量完成毕业设计打下良好基础。经过不懈探索，实践出适合土木工程专业大跨空间结构毕业设计题目，此类毕业设计的结构体系如图1所示，结构设计主要包括以下几个方面：（1）大跨度钢屋盖的设计，结构形式为网架或网壳，主要设计内容包括网架或网壳结构选型、构件设计、焊接空心球节点或螺栓球节点设计、支座节点设计。此部分设计工作主要应用工程设计软件完成，并辅以相应的手算校核，包括钢构件强度及稳定验算、螺栓球节点和支座节点设计复核。（2）钢刚架的设计，此部分设计以手算为主，包括钢柱、钢梁、柱脚、梁柱节点设计。（3）混凝土框架设计。实际大跨空间结构下部多设置两、三层的框架结构作为办公区域，框架顶部设置钢柱支撑上部网架、网壳结构，既能满足建筑功能，又能节省建筑成本。此部分设计以手算为主，包括框架梁、框架柱、楼板、楼梯、基础、雨篷、预埋件设计。

（三）加强毕业设计资料库的建设高校普遍存在设计资料陈旧和数量不足的现象，尤其是大跨空间结构方面的设计资料更少。学校应增加投入力度，尽快更新规范和规程及标准图集。随着科技进步和网络普及，资料库的建设也应跟上时代的发展，可以尝试在校园内建立一个毕业设计网站，收录各种类型的毕业设计实例，建筑设计、施工及验收规范，结构计算手册和构造图集等。此毕业设计网站可实现网络资源共享，信息更新速度快，查阅方式比传统方式便捷。

（四）完善指导教师分组制度根据专业方向、新老教师搭配、自愿组合等原则，建立毕业设计指导教师小组，每组推荐一位经验丰富的老教师作为小组负责人。小组负责人组织本组成员对年轻教师进行岗位培训，拓宽年轻教师的思路，提高其指导水平，适时地邀请一些经验丰富、德高望重的专家举行讲座。定期考核年轻指导教师的教学实践能力，建立长期有效的监督处理机制。

（五）强化过程管理，培养学生独立解决问题的能力毕业设计的效果、质量与指导教师采取的管理、指导密切相关。指导教师应定期检查学生毕业设计的进度和质量，特别要做好开题报告、中期进度检查和答辩前的检查工作。在毕业设计指导过程中，指导教师要启发学生的思路，采取讨论式、探讨式的教学方法。当学生面对问题时，提倡学生自己查阅资料，自己解决问题，并鼓励学生在毕业设计中运用新技术、新材料，进行多种结构方案的比较，建立优化设计的概念，培养学生自我发展能力，为走向社会打下坚实的基础。

三、结语

结构工程论文篇4

学生考虑问题深入，对学生都给予较好的评语。其余学生由教研组组成答辨小姐进行逐个答辨。毕业设计的成果，基本反映了学生独立工作能力的水平。

这次毕业设计工作，给予我们不少启发，下面就今后毕业设计工作谈一些想法。

一、选择结合实际任务的不同类型毕业设计课题，进一步提高学生的独立工作能力

建筑结构工程专业的培养目标是学生毕业后既能从事建筑结构的设计和研究，又能从事建筑工程的施工和管理，但他们在学校里要着重进行的是作为结构工程师的基本训练。为了达到这个目标，必须在整个教学中加强基本理论，重视基本技能训综，切实安排好实践环节，以及认真做好最后一个学期的毕业设计工作。

在各种教学安排中，传授知识和培养能力是学校教学的两个方面，而能力和创新精神却是提髙教学质量的重要标志。能力和创新精神的丨川练应当贯穿在各个教学环节之中，使学生由低到高地受到连续的训练和薰陶。但是毕业设计却是贯彻理论联系实际原则和综合训练独立工作能力的最后的也是最重要环节。它对保证学生质量起着其它教学环节所不能代替的作用，因而必需予以髙度的重视和精心安排。

从历史沿革看，我系本专业毕业设计曾有几种做法：解放初期没有毕业设计，学生祗是在临毕业前阅读几篇文献，写份读书报告；学苏后开始设置毕业设计，做的是假拟题目，分建筑.结构、施工三个阶段进行“总装配”；58年后实行“真刀真枪”的毕业没计，学生在一个小组里结合实际设计任务经历结构设计的全过程；61年后“真刀真枪'’和“真题假做”的结构设计题目件举，同时引入少呈科研題目，使学生学会科研方法。

我们认为把毕业设计作为“总装配”也好，作为“经历结构设计全过程”也好，作为“学会科研方法”也好，它们都有正确的一面，但也有困难的一面，而且不能概括毕业设计的基本要求。例如进行“建筑、结构、施工”的三阶段总装配，好处是学生能将已学知识联系起来解决工程问题。但毕业设计时间短，学生要忙于完成三阶段任务，精力分散，不易做到深入钻研，不能更好地培养独立工作能力和创新精神。又如“经历结构设计全过程”的做法，好处是真刀真枪，能调动学生积极性，是一次实战淚习。但生产和教学矛盾突出，例如设计资料常变动，各设计工种间技术矛盾很多，施工单位会提出种种实际问题要求推翻已做好的设计，因此学生会做大量重复性工作，有的不属于基本教学要求。

我们认为毕业设计的基本要求，槪括起来应做到“两彳、进一步”一就是进一步理论联系实际，进一步训练能力；抓住“三个性”——就是要求学生做毕业设计时具有综合性、独立性和创造性。这里所谓“进一步”，就是把毕业设计和其它教学环节联系起来考虑，有些训练可以在其它教学环节中基本完成，而在毕业设计中强调的则是进一步的提高。所谓“三个性”，就是在综合进行“总装配”的基础上，强调培养独立工作能力和创新精神。

为了达到这个目标，可供选择的毕业设计课题是广泛的。它可以是设计题目，可以是研究设计任务，也可以是本专业在结构、力学、材料、施工方面的科研专题。这里有一个核心问题，就是毕业设计题目要结合实际任务，它应该或者是一项实际生产任务或者是一个有现实意义的课题。学生不仅在毕业设计中能经历一次设计的或小型科研的全过程，而且有为推动四化建设尽自己力量的责任感。有了这一点，学生就会有极大的主动性和极积性去研究解决各种工程实际问题，做一些有创新意义的工作。也就能使学生在毕业设计中更有目的地钻研和运用理论，锻炼基本技能，自觉提高独立工作能力，自始至终地用高标准要求自己，最后达到培养目标要求。

二、抓好毕业设计前各个教学环节（尤其是实践环节），是提高毕此设计水平的重要条件

建筑结构工程专业是设计类型的专业，培养目标测重于结构设计和设计问题的研究。上述毕业设计安排能不能完成培养目标赋予的任务？会不会削弱结构设计方面的训练？这是必须认真考虑的问题。

我们认为，一个结构工程师，除了有宽厚的理论基础外，必须有严S的学风，有熟练的运算、绘图和应用规范手册的技能，有一定的处理构造和施工问题的能力。这三方面是进行结构设计的基本要求。但要成为有作为的工程师，这些要求是不够的。他还要有丰富的想象力，能做出好的设计方案，会处理新的工程问题L.这祥才能使生产不断发展。所有这些学风、技能和能力训练，显然不能只在一个毕业设计环节中加以完成，而是大学五年培养的结果。大学平时教学环节和毕业计，@；一t有整体。所以，适当地对平时教学和毕业设计进行分工，将一些更基本的丨川练放庄F时教学中，尤其在乍时实践环节中加以完成，而毕业设计丨则重对培养综合性的理论联系实际的能力，独立工作能力和创新精神，则是可取的。

例如，学生测量实习时，我们可以要求他们在2~3周内完成一个广区（或地区）的实际测图任务，学生测绘的地形地物图作为该厂的竣工图或在该地区进行基建的依据。

学生肩负了生产任务，就能认真地对待每一个读数，处理每一个数据，绘制每一根线条。这样就能在不长时间内锻炼严谨的学风，为今后培养更好的学风打下基础。

又如我们有意地在一些课程设计和大作业中安排工程技能的训练。譬如在“单层厂房结构设计”中，我们可以要求学生对一个典型厂房进行构件选型、主体结构和构件计算、处理各种构造问题、画出结构布置图、节点大样图、构件模板配筋图、材料表等。

他们的计算和图纸大体应达到生产用结构计算书和结构施工图的水平。这样就使学生在课程设计阶段基本完成过去毕业设计中对结构施工图训练的要求，在毕业设计中就有更多时间去考虑新方案和新专题。在“髙层建筑结构”作业中，我们还可以要求学生进行一个较复杂的结构构件计算，了解一般结构工程的计算方法、步骤以及怎样进行数值校核的方法。那么学生在毕业设计中就能摆脱一些数值运算钏练要求，用计算机进行工程计算：腾出精力去研究更为复杂的问题。

施工实习时，我们选择宝钢工地作为实习现场。那里有宏伟的建设场面，有先进的施工机械，有众多的技术课题，有经验丰富的技术人员指导。我们要求学生在完成实习任务的同时，为工地解决一、两个实际工程问题，写出专题报告，由工地技术人员负责审阅鉴定。例如有的学生为了统一异型钢模板类型，改进了某项设计，可节约数十吨钢材；有些学生对上海地区降水工程的历史和现状进行了调査分析，或者对宝钢工程中的基坑边坡稳定问题进行分析讨论。他们都写出有价值的专题报告，受到好评。在77和78级两届实习中，学生几乎一致认为：“施工实习使我们开阔了眼界，学习了施工知识，受到了一次从未有过的独立工作锻炼，在能力培养上有一个飞跃”。

我们体会学生经过测量实习、课程设计、施工实习等实践环节训练后，在学风、技能和能力上，每次都能迈上一个台阶。如果思想抓紧，措施得力，一步一个脚印地前进，他们的进步将是不小的。这些训练都能为毕业设计打下基础，有些工程技术训练大体得到解决，有些能力培养有了良好开端。在这个前提下，无疑地应该而且可以对毕业设计提出更髙的要求。

三、不同类型毕北设计题目的做法和要求

根据上面的毕业设计要求和我们的具体条件，我们认为毕业设计净时间以16~17周为宜，毕业设计选题以三类为宜，即“设计类”、“设计研究类”和“其它形式研究类”。由于本专业培养目标和学生毕业后岗位都侧重于结构设计和研究工作，所以前两类题目应该多一些；又由于教学计划中对结构课程设计已有一定训练，所以单纯设计的题目也不宜太多，以免过多重复。至于三类题目的比例，要看每届毕业设计前的具体情况而定。

     1.设计类题目，指的是学生所参加的实际设计任务，或以实际任务为背景的题目。这类毕业设计大体可分收集资料、方案、计算、绘施工图、总结等个五阶段进行。

在第一、二阶段中，要考虑建筑、结构、施工三方面问题；在绘图阶段学生应参加各设计工种的技术讨论和汇总工作；在总结阶段有人可写专题，有人可做本工程设计的业务总结。参加这类题目的学生一般可由三种人组成：基本技能尚嫌不足的学生，对结构设计有特长的学生以及少数成绩优秀、组织能力较强的学生。

2. 设计研究类题目，指的是学生所参加的某项实际工程设计任务中的研究专题。

也可以是学生在参加某项工程的部分设计后，着重解决一、两个专题。做这种专题时，在设计方面要求学生达到技术设计阶段的要求，有一定份量的计算和绘图工作；在研究方面要求学生有较深入的理论分析，有自己独立的和创新的见解，有一些专题论文。参加这类题目的学生人数应该比另两类题目多。这些学生对一般性的设计技能已有一定的训练，有较好的自学能力，因而在毕业设计中有可能对他们进行进一步提高的训练。

我们认为这类题目可以多一些，原因有四：

①学生在结构设计上至少能做到技术设计阶段，在研究上有自己的专题，能够满足毕业设计的基本要求；

②不受生产任务在时间上和工作量上的限制，生产和教学的矛盾不大，又能为生产和技术改造直接服务；

③题目与教师的科研能结合。目前教师的科研大体有两类：一类是基本理论，一类是工程技术专题。后一类更容易结合。教师指导这类题，花时间不多，收效却不小。

学生又能为教师的科研提供必要的数据，所以教师愿意带；

④与当前土建技术发展方向结合（例如髙层结构的某些专题，结构优化问题，抗震分析等），比较有生命力。

3. 研究类题目，指的是学生所参加的结构设计以外的专题研究，

   如结构实验研究、施工专题研究、结构力学专题研究、建筑材料专题研究等。有的可以实验研究为主，有的可以理论研究为主。本科生做专题研究，可以在教师指导下进行，也可以和硕士研究生组成梯队。本科生和硕士研究生进行研究的区别之一是研究生一人一题，而本科生一般都由几个人合作进行。他们在一起做实验，进行理论分析，互相启发和补充，但每人必须有自己的工作5得出自己的见解和结论，写出自己的论文。参加这类题目的学生是少数。他们理论基础和技能训练都比较好，有较强的自学能力，并a在平时表现出对结构实验、施工.力学.材料等方面有较大的兴趣和爱好。

结构工程论文篇5

传统的人才培养模式中，许多高职院校推出了“2．5+0．5”或“2．0+1．0”人才培养模式。“2．5+0．5”或“2．0+1．0”人才培养模式是指在3年高职教育中，学生在校内集中学习两年半(或两年)的理论知识，在企业顶岗实习半年(或一年)的一种人才培养方式。校内的理论知识主要来源于传统的课程模式，总体表现在“大一上基础课，大二上专业基础课，大三上专业课”，以这样的“三段式”课程体系进行教学，教学中主要以“教师教，学生学”的方式。然而，传统的“三段式”课程体系虽然符合循序渐进的教学原则，但对于高职教育来讲，存在一些弊端。让学生不能很好的做到学以至用，理论用于实际。

二、我院市政工程技术专业(给排水方向)人才培养模式课程结构的探讨

1．我院市政工程技术专业(给排水方向)课程结构存在的问题

首先，校内教师的实践操作能力不强，并且现有的课程体系中工学结合不紧密，同时，校内教师对行业新技术、新工艺、新知识、新材料把握有一定难度，造成校内外教师、工和学相对脱离，且理论和实训的融合度不高。其次，传统的课程结构中，主要有2．5年的理论学习时间。“2．5”年中，又有1年的公共基础课学习，专业理论课的学习时间只有1．5年，时间比较短，而毕业前的顶岗实习主要为学生独立实习，可能得不到有效的实习指导，结果导致培养出来的学生理论知识赶不上本科生，在动手能力与适应性方面与中职生相比也毫无优势可言。鉴于目前“2．5+0．5”人才培养模式中课程结构存在的问题，需要创新适合于市政工程技术专业(给排水方向)的课程结构，同时，探索校企合作、理论与实践结合、以竞赛促进学习的培养方式，优化学生的课程结构，让学生在学习理论知识的同时，又能完成相应的实训部分，从而构建基于行业岗位能力要求的课程体系，培养适应于社会主义现代化建设的“高端技能型专门人才”，让我校学生能真正实现“零距离”就业。

2．我院市政工程技术专业(给排水方向)“2．5+0．5”人才培养模式课程结构的创新

(1)设计思路的创新

结合我国国内高职院校的课程体系思路，我校本着以“校企合作、工学结合为基础，学生为主体，工作任务为载体”的培养目标，按照“学习与实训相结合、理论与技能相结合、校内与校外相结合”的教学理念，改革课程结构与教学内容，同时，完善具有高职市政工程技术专业(给排水方向)特色的校内外实验实训基地，在课程设置上重视专业知识学习和综合职业技能培养，争取能在一门专业课程上，做到“基本理论讲授、专业技能训练、工程实践锻炼”三阶段模式。

(2)课程体系的设计

以专业技术能力培养和全面素质培养为主线。基础理论教学应该以应用为目的，以必需够用为尺度。专业课教学贯彻应用性、针对性的原则，对传统的基础课、专业基础课、专业课“三段式”课程体系进行改革。让学生在学习中能够融会贯通，在学习专业基础课的同时学习专业课，明白为什么学习这门专业基础课，同时，在学习专业课的同时学会运用专业基础课的知识来解决问题。在专业课和专业基础课的授课分布上要分为理论课和实践课。教师保证既教学生理论知识，又让学生把所学的理论知识用于解决工程项目问题。比如，我校选择了现代给排水设计这门课程，里面包括了专业基础课部分—水资源的利用与处理方法;在讲授完理论部分后，我们应该带学生参观污水处理厂与自来水厂，让学生了解现实中水的治理方法及工艺流程。同时，我们在学习专业课部分———给水管道系统和排水管道系统的规划设计时，就应该在讲授理论课程后，安排学生做相关的工程实例，自己动手完成一个市政管道系统的规划设计。如果要达到这样的效果就要求我们在设置课程结构时，要合理安排课程的学习顺序，先学习相关的基础课程和专业基础课程，如工程制图、水力学、水处理工程技术、CAD绘图软件、水泵与泵站等都应该安排在现代给排水设计之前完成，这样才能让学生把以前的知识都能学以致用。

三、结论

结构工程论文篇6

1.1钢结构设计防腐方面的问题及对策

钢材受自然因素影响较大，一旦长时间暴露在室外环境中，就极易被锈蚀，不仅钢材的外观会深受影响，钢材的质量也会大打折扣。因此，在钢结构建筑设计中钢材防腐问题也是必须引起高度重视。当前，钢结构建筑设计中对于防腐方面问题的解决方法通常是采用涂抹防腐涂料的措施。设计人员会根据钢结构建筑的要求选用合适的防腐涂料，并要求施工人员在施工中严格按照相关要求规范进行操作。此外，对于钢结构构件也有不同的要求，例如有的构件在出厂前需要涂刷一层底漆。在钢材上涂抹防腐涂料就目前来看是最为有效的防腐措施。但是这样做只是基础性的防腐，因而为了提高钢结构的防腐效果，就必须选用耐候钢作为钢结构建筑的首选材料，并利用热浸镀锌技术对其进行处理，利用镀层，达到保护钢结构不被腐蚀，尤其是应加强有机涂料配套技术的应用，以及阴极保护技术的应用，才能更好地确保其防腐性能得到有效的提升。

1.2钢结构设计在物理方面的问题及对策

1.2.1噪声问题及对策

噪声问题是现代建筑中最为常见的问题之一，且一直没有得到彻底的解决。怎样有效降低噪声已经成为当前建筑学中的重要研究课题之一。人类耳朵能够听到许多种声音，而这些声音又大致能够分为两类，一类是无害悦耳的声音，例如音乐声、鸟鸣声等;另一类则是有害的噪声，例如各种机械发出的轰鸣声，刺耳的喇叭声等。一般情况下，建筑使用功能的不同对隔音的效果要求也不同，例如大型商场建筑，其隔音效果要求较低;寻求安静的住宅建筑隔音效果要求就较高，这就需要设计人员根据建筑使用功能以及隔音效果的不同要求进行专门的设计。在钢结构建筑设计中所采用的隔音措施主要有:使用隔声门、隔声窗，并在建筑或需隔音的房间外墙上使用隔声性能较好的材料。根据建筑使用功能的不同，其对吸音的效果要求也不相同。例如音乐厅类型的建筑，其主要使用功能就是让人类的耳朵吸收发出的音乐声，所以在音乐厅类型的建筑中通常会在顶棚增加反射板用来反射声音，若是音乐厅中的声音无法反射，那么人类的耳朵所听到的声音就会有缺失，甚至是听不到声音。当前，解决吸音问题的主要措施有两种:第一种是科学的设计吸声结构，例如孔石膏板吊顶。第二种是采用先进的吸声材料，例如玻璃、岩棉等吸声性能较好的材料。

2建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点

2.1建筑工程中钢结构稳定设计的特点

建筑工程中钢结构稳定设计的特点主要表现为:第一，钢结构的多样性。建筑工程中钢结构设计方面的问题直接影响着钢结构的稳定性，特别是承荷载力大的钢结构部位，在进行这类钢结构部位设计时必须进行多方面的考虑，并对钢结构的稳定性进行认真分析、探究。第二，钢结构的整体性。钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体，任何一个构件所具有的作用都是不容忽视的，若是当任意一个构件出现问题，例如失稳、变形等情况，那么必定会对其他构件造成影响，最终导致钢结构整体稳定性出现问题。

2.2钢结构稳定性的计算方法

(1)整体刚度计算。在现行的钢结构计算规范中，通用的计算方法是轴心压杆稳定计算方法，其主要采用是折减系数方法和临界压力求解法。其中，临界压力由欧拉公式给出。(2)整体稳定性分析。钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体，其整体稳定性受各种构件的制约较大，各构件之间是否具有良好的稳定性，是确保钢结构整体稳定性的前提基础。所以，应对其整体稳定性进行分析。(3)其他特点的稳定计算。钢结构的各种组成构件又能分为两大类，为弹性构件和柔性构件，因而，在进行钢结构稳定性时应重视这一特点。由于柔性构件容易发生变形，进而导致钢结构内部也发生变化，最终对钢结构整体稳定性产生严重的影响，所以，必须重视柔性构件的分析。

2.3钢结构稳定性的分析方法

(1)静力法。静力法的分析原理是结合已经出现了微小变形后的一些结构受力的条件，并根据这些条件来建立相对平衡的微分方程。通过建立的微分方程仔细的计算出构件受力的临界相关荷载。在实际中应用静力法构件平衡微分方程时，应遵循相关设定，具体表现为:直杆构件应该为截面，其压力应始终遵循之前的轴线进行作用。(2)动力法。当钢结构的结构体系处于平衡状态下时，若是受到一定的干扰，那么整个结构体系就会产生振动，这时应采用动力法对钢结构的稳定性进行分析。钢结构整体稳定性与其所承受的荷载有着密切关联，在钢结构出现变形以及钢结构振动加速时，这种联系更加紧密。若是钢结构所承受的荷载值低于钢结构自身稳定性的极限荷载值时，会出现加速度和之前的钢结构变形的具体方向相反的状况。(3)能量法。若是在实际应用中钢结构载着保守力并且已经具备结构变形的相关受力条件，那么就能以此条件构建总体势能。如果要计算钢结构的总体势能，则必须满足一个前提条件，即钢结构处于相对平衡的状态下。

3结语

结构工程论文篇7

1平时使用与战时使用相结合。一般情况下，人防工程在平时主要是作为民用的储藏室或者停车场等，但是在战争时期，人防工程主要用作军用的群众避难场所，从这个角度说，地下人防工程既是民用工程也是军用工程。因此，我们在对地下人防工程进行结构设计的时候要充分考虑到地下人防工程的这两种功用，使地下人防工程不仅能够在平时充分发挥其作为储藏室或者停车场作用，还能够在战争时期保证人民群众的生命安全。由此可知，平时使用与战时使用相结合是地下人防工程结构设计的最主要特点。

2钢筋混凝土的结构组成。目前，我国大部分的地下人防工程的结构设计往往采用钢筋混凝土的结构构件，这也是地下人防工程的结构设计特点之一。一般来说，地下人防工程的结构构件在塑性阶段的吸收能力要高于弹性阶段的吸收能力，因此在地下人防工程的结构设计过程中，我们要以结构构件弹性阶段的吸收能力作为主要的参考依据，这样才能够在最大程度上保证钢筋混凝土的结构构件的安全与稳定，促进地下人防工程的结构设计质量的提高。

二、地下人防工程的结构设计策略

地下人防工程是复杂的系统性工程，如何提高地下人防工程的设计质量是建筑行业的发展面临的重大问题，为此我们要加强技术创新，找出地下人防工程结构设计的有效策略，促进地下人防工程的结构设计质量的不断提高。笔者认为地下人防工程的结构设计策略主要有以下几个方面。

1科学布置地下人防工程的平面结构构件。地下人防工程的平面结构构件的布置是地下人防工程的结构设计的重要内容，因此必须要采取积极措施，科学布置地下人防工程的平面结构构件。地下人防工程的平面结构构件布置的本质是用结构方式来表现建筑平面人防信息，为此我们要根据科学的标准对人防区和非人防区进行合理的划分，在此基础上划分出人防外墙、人防隔墙、人防门框墙和人防临空墙等。其次，我们要对划分以后的墙体按照科学的顺序进行编号，并确定其具体的荷载类型，为接下来的计算过程以及配筋表的编制奠定基础。最后，我们在结束了上述工作的基础上要科学确定墙体的具体厚度以及门框墙的具体的尺寸。综上所述，只有科学布置地下人防工程的平面结构构件，才能使地下人防工程的结构设计质量得到有效保证。

2加强地下人防工程的荷载设计。地下人防工程结构设计的核心内容是根据相关的规定来确定地下人防工程的具体荷载数值。一般情况下，地下人防工程的具体荷载可以分为静态荷载和动态荷载两种类型。具体来说，平时地下人防工程的荷载以静态荷载为主，战争时期，地下人防工程会受到一定的冲击，此时的荷载主要以动态荷载为主。其中的难点问题在于动态荷载的设计，笔者认为地下人防工程的动态荷载设计的思路是把爆炸冲击所产生的动态荷载转化为等效的静态荷载，然后在此基础上根据荷载的总体组合状况，按照一般结构力学的具体方法来计算地下人防工程结构的设计内力。地下人防工程的动态荷载之所以能够转化为等效的静态荷载，是由于地下人防工程的动态荷载对于不同结构构件的冲击不一定在同一时间达到荷载的最大值，所以我们可以将地下人防工程的整个结构分割开来独立地计算各个构件的荷载最大值。总体来说，加强地下人防工程的荷载设计是提高地下人防工程结构设计质量的必要措施。

3保证地下人防工程结构构件的质量。地下人防工程结构构件的质量至关重要，它直接决定着地下人防工程结构的安全与稳定，因此我们必须采取积极的措施保证地下人防工程结构构件的质量完全符合相关规范和技术标准的要求。首先，地下人防工程结构构件要采用符合等级要求的混凝土，并保证所采用的混凝土的抗渗等级符合相关要求。其次，要特别注意保证地下人防工程结构构件的厚度符合要求，比如，地下人防工程的密闭通道的隔墙的厚度必须在200mm以上，地下人防工程的连通口处的防护密闭门门框墙厚度必须在500mm以上。因此，我们必须严格按照相关的要求，保证地下人防工程结构构件的质量，只有这样才能真正提高地下人防工程结构设计质量。

4努力提高地下人防工程地下室孔口的设计质量。一般情况下，地下人防工程地下室孔口是整个人防工程的关键部位，是地下人防工程结构设计的重要内容，因此我们必须努力提高地下人防工程地下室孔口的设计质量。地下人防工程地下室孔口的主要设计内容包括防护密闭门的设计、消波系统的设计、出入口通道内临空墙的设计以及出入口通道门框墙的设计等等。具体来说，门框墙的设计一般情况下是按照悬臂梁来计算的，但是要注意平时使用和战时使用的区别。地下人防工程地下室出入口通道的平时宽度比较大，而对于战时来说，又相对比较窄，在这种情况下，门框墙的悬臂梁长度就会过长，从而引起水平筋过大。此时我们可以通过加设一定的支柱和悬梁来改变门框墙的受力效果，但是这一操作必须要在不影响门框墙的具体使用功能的前提下进行。另外，在地下人防工程地下室孔口的设计过程中，要深入贯彻平战转换的思想方针，使地下人防工程能够在战时迅速投入使用，为广大人民群众提供一个安全的避难场地。

三、结语

结构工程论文篇8

结合使用概念设计理念中的近似估算形式，可以缩短方案设计初始阶段对各种结构系统的构想、对比和选择时间。而且获得的结构设计方案具有清晰的概念、准确的定性，在后期设计中就不需要再次进行一些繁琐的计算，方案的整体效果非常优异。与此同时，结构设计者还能正确判断使用计算机进行内力分析所得到的相关数据是否具有预期的准确性。在建筑结构设计中使用概念设计是避免出现结构不合理的有效形式，能够迅速排除一切影响建筑物安全的隐患。

将概念设计应用于建筑结构设计中应该把握的若干要点

激烈的发展竞争推动我国建筑企业不断补充能量，汲取先进的建筑结构设计理念，力求持续提升自身市场核心竞争能力。近几年以来，在国外概念设计思想的熏陶下，国内很多建筑结构设计者也在全面总结并完善自身设计理念，积极将概念设计理念实际应用于建筑结构设计工作中。概念设计逐渐成为目前我国建筑领域的主流思想，设计者在这种方式下可以不断挖掘自身潜在的创新技能，给建筑结构设计领域注入新鲜的理念。

1选择使用最佳的结构设计策略

概念设计是一种将专业知识与建筑设计者实践经验有效结合在一起的设计理论，其本质目的是确保使用的结构设计策略在经济适用的基础上，具有很强的实用性。所以，具有一个适宜的结构设计策略是应用概念设计的前提条件，也就是说开展概念设计工作必须首先获得一个能够满足实际要求的结构机制或形式。这个结构机制或形式应该包括建筑结构整体的设置、应力及抗震能力的计算分析，不能将具有差异化的结构机制混杂使用在相同的结构部分，争取满足竖向及平面的规则要求。

在选择最佳结构策略的时候，必须从整体出发，应该将设计要求、结构特征、施工环境、材料情况等多方面因素综合起来进行分析，同时获得顾客的充分支持，然后再开展结构方案及策略的选定，确保方案的最优性。策略的选择是建筑结构设计工作的开端，其选择结果的质量及水平将会直接影响接下来所有的工作，因此，结构设计者必须给予其足够的重视力度。

2采用适宜的计算简图

到目前为止，人们仍然无法完全突破实际空间结构系统整体分析及研究的局限性，在建筑结构的设计过程中必须使用各种简化或假设的形式。所以，结构设计者应该全面掌握建筑物的整体构成，及其各个分区域之间存在的一切力学关系，将概念设计切实运用于实际工作中。适宜的计算简图是建筑工程结构安全性的有效保障，采用恰当的计算简图才能施行正确的结构计算，将建筑工程结构安全隐患消除在萌芽阶段。

结构设计者必须重视计算简图的挑选，结合建筑工程的实际情况使用理想的计算简图，同时保证计算简图全部都能符合标准的构造要求。在实际情况下，虽然结构里的节点并不是单纯的铰结及刚结点，但是只要能够将计算简图的误差控制在预期计划许可的范围内就可以了。

确保计算结果的高度准确性

近几年以来，计算机在建筑领域得到了非常广泛的应用，设计者经常使用不同的软件来协助完成结构设计工作，但是因为软件的类型繁多，导致计算结果之间存在较为明显的差异性。因此选择适当的软件来尽量减少计算结果可能出现的误差是非常有必要的，设计者应该全面掌握各种类型软件的特征、使用要求、适用范围等内容，着重突出相关参数的独特及重要性，结合自身充足的学科理论知识及实践经验来进行分析计算。获得计算结果之后，仍然要保持谨慎的态度再次复核，遇到问题采取措施及时整改。

结构设计者必须从根本上认识到目前所获得的结构设计及计算理论仍然存在或多或少不足的地方，甚至在建筑结构的设计过程中有一些区域的数值是无法进行计算的。例如在设计混凝土结构的时候，设计者根据塑性理论极限状态的设计形式来获得截面的数值，而内力数值则要在弹性理论计算形式的基础上才能实现，这两者之间存在着不能忽视的矛盾。因此，建筑结构实际的受力情况与计算数值之间的差距也较为显著。为了避免这些可能在设计时出现的失误，弥补计算理论存在的缺陷，或者确保计算结果的高度准确性，都需要结构设计者在正确概念设计理念的引导下，采取有效措施实现预期的设计目标。

结束语

结构工程论文篇9

Abstract: Since the 1940s, structural reliability theory has made great progress, especially in many countries have begun to study the structural design specification into a new period, so that the application of structural reliability theory. Based on the literature, from the structure reliability theory study of the history, status quo, the status quo of bridge structural reliability theory research engineering structure reliability trends and other aspects of bridge engineering structure reliability theory research are reviewed.Key words: engineering Structural Reliability Summary

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

对于结构可靠性这一学科，从其诞生到现在已经有了长足的发展：从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性以及近年来提出的非概率可靠性，使得这一理论日臻丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域。一、结构可靠性理论研究历史长期以来，人们就广泛采用“可靠性”这一概念来定性评价产品的质量。这种靠人们经验评定其产品可靠、比较可靠、不可靠，没有一个量的标准来衡量。1939年，英国航空委员会出版的《适航性统计学注释》一书中，首次提出飞机故障率不应超过10-5次3h，这可以认为是最早的飞机安全性和可靠性定量指标[1]；二战后期，德国的火箭专家R.Lusser首次对产品的可靠性作出了定量表达。他提出用概率乘积法则，将系统的可靠度看成是各个子系统可靠度的乘积，从而算得V-Ⅱ型火箭诱导装置的可靠度为75%[2]；1942年，美国麻省理工学院一个研究室开始对真空管的可靠性进行深入的调查研究工作。二战期间，军用电子设备的大量失效使美国付出了相当惨重的代价。于是引起了美国军方对可靠性问题的高度重视，同时率先对可靠性问题进行了系统地研究，并于1952年成立了“电子设备可靠性咨询组”，简称AGREE(Advisory Groupon Reliability of Electronic Equipment)。该组织于1957年发表了著名的《电子设备可靠性报告》。报告中提出了一套完整的评估产品可靠性的理论和方法。该报告被公认为是可靠性研究的奠基性文献。1965年，国际电子技术委员会(IEC)设立了可靠性技术委员会TC-56，协调了各国间可靠性术语和定义、可靠性的数据测定方法、数据表示方法等。上世纪60年代以来，可靠性的研究已经从电子、航空、宇航、核能等尖端工业部门扩展到电机与电力系统、机械设备、动力、土木建筑、冶金、化工等部门[3]。结构可靠性理论的产生，是以20世纪初期把概率论及数理统计学应用于结构安全度分析为标志，在结构可靠度理论发展初期，只有少数学者从事这方面的研究工作，如1911年匈牙利布达佩斯的卡钦奇就是提出用统计数学的方法研究荷载及材料强度问题；1926年德国的迈耶提出了基于随机变量均值和方差的设计方法，这是最早提出应用概率理论进行结构安全度分析的学者之一。1926～1929年，前苏联的哈奇诺夫和马耶罗夫制定了概率设计的方法，但当时方法不够严格，因此，未付诸实施。1935年斯特列律茨基，1947年尔然尼钦和苏拉等人相继发表了这方面的文章，结构安全度的研究逐渐开始进入了应用概率论和数理统计学的阶段。值得指出的是，弗罗伊登彻尔差不多和尔然尼钦等人同时开展了结构可靠性的研究工作。他提出的在随机荷载作用下结构安全度的基本问题首次得到工程界的赞同和接受。1947年他发表了“结构安全度”[4]一文，奠定了结构可靠性的理论基础。从20世纪40年代初期到60年代末期，是结构可靠性理论发展的主要时期。现在所说的经典结构可靠性理论概念大致就是这一时期出现的。随着结构可靠性理论研究工作的深入，经典的结构可靠性理论得到了全面的发展。基于概率论的结构设计方法逐渐被工程界所接受。但在这一时期，结构可靠性理论还未能马上被工程界广泛应用，其原因如下[5]：1．传统的确定性结构设计方法当时在人们头脑中根深蒂固，认为没必要改变已用的结构设计方法，而且，结构的失效很少发生，即使发生结构失效，绝大数是由于人为差错造成的，并非结构设计方法问题。2．基于概率理论的结构设计方法似乎比传统的确定性结构设计方法麻烦，涉及到当时比较难处理的统计数学问题。3．当时有用的统计数据极少，不足以定义重要的荷载、强度的尾部分布。除上述妨碍结构可靠性理论应用的原因外，当时结构可靠性理论本身也面临两大难题：（1）结构可靠性理论所采用的数学模型不足以完全准确地反映应用情况，即模型误差是未知的。（2）即使是对一个简单的结构，其失效模式可能多到难以计数，更不用说进行可靠度分析。因此，二十世纪60年代初期，许多学者致力于克服上述困难的研究。例如林德等人把规范化的结构设计问题定义为寻求一套荷载和抗力系数的最优值问题，他们建议采用一种迭代过程确定结构的安全度和造价，康奈尔（C.A.Cornell）等人提出了与尔然尼钦相同的一次二阶矩法，并建立了比较系统实用的一次二阶矩设计方法，利用结构的可靠指标β，而不是失效概率Pf，，作为结构可靠性的一种量度量，使结构的可靠性理论达到实用的目的。二、国内外工程结构可靠性理论研究现状二十世纪70年代至80年代，是结构可靠性理论完善并被各国规范、标准相继采用时期，自从康奈尔（C.A.Cornell）提出了一次二阶矩法之后，林德（N.C.Lind）根据康奈尔（C.A.Cornell）的可靠指标，推证出一整套荷载和抗力安全系数，这次研究使可靠度分析与实际可接受的设计方法联系起来。随后，德国的拉克维茨（R.Rackwitz）和菲斯勒（B.Fiessler），对基本变量为非正态分布情况提出了一种等价正态变量求法，这种方法经过系统改进之后，作为结构安全度联合委员会（JCSS）的文件附录推荐给土模工程界。该方法也被许多国家规范所采纳，我国的《建筑结构设计统一标准》（GBJ 68-84）[6]也是以该方法作为可靠性校准的基础[7]。

三、桥梁结构可靠性理论研究现状桥梁可靠性设计要解决的问题是[8]：在结构承受外荷载和结构抗力的统计特征已知的条件下，根据规定的目标可靠指标，选择结构(构件)截面几何参数,使结构在规定的时间内，在规定的条件下，保证其可靠度不低于预先给定的值。可靠性的数量描述一般用可靠度。我国对结构可靠度的研究只限于理论方面，且侧重于可靠度设计方面，对结构耐久性方面的研究，特别是对耐久性评估理论的研究还很落后。实际上对现有桥梁结构做出正确的可靠性评估，准确预测出其剩余寿命，才能保证结构在寿命延续期内的安全性，节省大量的维修加固资金。我国在桥梁设计过程中，存在着考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态不重视使用极限状态;重视桥梁结构的建造而忽视其检测和维护，使结构安全性存在不同程度的隐患和缺陷。近几年来，国内发生的几起大桥坍塌或局部破坏事故在很大程度上是由于构件疲劳损坏(如结构开裂、变形过大等)所导致，从而严重影响桥梁结构的承载能力和使用性能。为了保证桥梁安全运营、延长其使用寿命以及提高桥梁的安全性和耐久性，减少早期桥梁病害，从而节约后期桥梁的维修费用，因而对桥梁结构可靠性研究非常必要和迫切[9]。四、工程结构可靠性理论研究发展趋势进入二十世纪80年代后，结构系统的可靠性理论研究工作已经成为结构工程中的研究热点，并已出版了许多专著，对于复杂的结构系统可靠度分析和先进的计算方法蓬勃发展。概括而言，如下几方面是结构可靠度理论研究的热点：1．结构系统的可靠度分析。对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题，许多学者对此从不同角度进行了研究，提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为Ferry Borges Castanheta组合情况下的计算方法问题；利用系统系数，针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等，同时，一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之，系统可靠度分析研究内容丰富，难度较大。2．对结构极限状态分析的改进，除考虑强度极限状态外，还应考虑结构的正常使用极状态、破坏安全极限状态，以及地震和其他特殊情况下考虑能量耗损极限状态等。3．目标可靠度的量化问题。虽然校准法已经部分解决了这个问题，但与实际情况相比，这方面的问题还远远没有解决。4．人为差错的分析。许多结构的失效并非由荷载、强度的不确定性造成，而往往是设计、施工、使用等环节中人为差错造成的，这方面事例很多，已成为目前研究热点之一。5．在役结构的可靠性评估与维修决策问题。对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它不仅涉及结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等基础理论，而且，与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时，经典的结构可靠性理论，在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。6．模糊随机可靠度的研究[10]。模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，随着模糊数学理论与方法的完善，模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。五、结语桥梁工程问题的解决总是理论与工程经验的结合，掌握的知识越多，主观经验越少，桥梁结构的设计越合理，这也正是桥梁工程技术研究追求的目标。桥梁结构可靠度理论研究是内容极其丰富且复杂的重大研究课题，不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决，而且，将其应用到桥梁结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。参考文献[1] 王超，王金等．机械可靠性工程[M]．北京：冶金工业出版社．1992．[2] 刘惟信．机械可靠性设计[M]．第一版,北京：清华大学出版社．1995．[3] 拓耀飞，李少宏．论结构可靠性的发展[J]．榆林学院学报．2006,16(4):32-35．[4] A.M.Freudenthal,Safety of structures,Trans.ASCE,112(1947) ．[5] 刘玉彬．工程结构可靠度理论研究综述[J]．吉林建筑工程学院学报,2002,19(2):41-43．[6] 中华人民共和国国家标准．建筑结构设计统一标准(GBJ 68－84)．北京,1985．

[7] 贡金鑫，赵国藩．国外结构可靠度理论的应用与发展[J]．土木工程学院．2005,38(2):1-7．

[8]张建仁，刘扬．结构可靠度理论及其在桥梁工程中的应用[M]．北京：人民交通出版社．2003．

结构工程论文篇10

关键词：工程结构可靠度综述

对于结构可靠性这一学科，从其诞生到现在已经有了长足的发展：从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性以及近年来提出的非概率可靠性，使得这一理论日臻丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域。

一、结构可靠性理论研究历史

长期以来，人们就广泛采用“可靠性”这一概念来定性评价产品的质量。这种靠人们经验评定其产品可靠、比较可靠、不可靠，没有一个量的标准来衡量。1939年，英国航空委员会出版的《适航性统计学注释》一书中，首次提出飞机故障率不应超过10-5次3h，这可以认为是最早的飞机安全性和可靠性定量指标[1]；二战后期，德国的火箭专家R.Lusser首次对产品的可靠性作出了定量表达。他提出用概率乘积法则，将系统的可靠度看成是各个子系统可靠度的乘积，从而算得V-Ⅱ型火箭诱导装置的可靠度为75%[2]；1942年，美国麻省理工学院一个研究室开始对真空管的可靠性进行深入的调查研究工作。二战期间，军用电子设备的大量失效使美国付出了相当惨重的代价。于是引起了美国军方对可靠性问题的高度重视，同时率先对可靠性问题进行了系统地研究，并于1952年成立了“电子设备可靠性咨询组”，简称AGREE(AdvisoryGrouponReliabilityofElectronicEquipment)。该组织于1957年发表了著名的《电子设备可靠性报告》。报告中提出了一套完整的评估产品可靠性的理论和方法。该报告被公认为是可靠性研究的奠基性文献。1965年，国际电子技术委员会(IEC)设立了可靠性技术委员会TC-56，协调了各国间可靠性术语和定义、可靠性的数据测定方法、数据表示方法等。上世纪60年代以来，可靠性的研究已经从电子、航空、宇航、核能等尖端工业部门扩展到电机与电力系统、机械设备、动力、土木建筑、冶金、化工等部门[3]。

结构可靠性理论的产生，是以20世纪初期把概率论及数理统计学应用于结构安全度分析为标志，在结构可靠度理论发展初期，只有少数学者从事这方面的研究工作，如1911年匈牙利布达佩斯的卡钦奇就是提出用统计数学的方法研究荷载及材料强度问题；1926年德国的迈耶提出了基于随机变量均值和方差的设计方法，这是最早提出应用概率理论进行结构安全度分析的学者之一。1926～1929年，前苏联的哈奇诺夫和马耶罗夫制定了概率设计的方法，但当时方法不够严格，因此，未付诸实施。1935年斯特列律茨基，1947年尔然尼钦和苏拉等人相继发表了这方面的文章，结构安全度的研究逐渐开始进入了应用概率论和数理统计学的阶段。值得指出的是，弗罗伊登彻尔差不多和尔然尼钦等人同时开展了结构可靠性的研究工作。他提出的在随机荷载作用下结构安全度的基本问题首次得到工程界的赞同和接受。1947年他发表了“结构安全度”[4]一文，奠定了结构可靠性的理论基础。

从20世纪40年代初期到60年代末期，是结构可靠性理论发展的主要时期。现在所说的经典结构可靠性理论概念大致就是这一时期出现的。随着结构可靠性理论研究工作的深入，经典的结构可靠性理论得到了全面的发展。基于概率论的结构设计方法逐渐被工程界所接受。但在这一时期，结构可靠性理论还未能马上被工程界广泛应用，其原因如下[5]：

1．传统的确定性结构设计方法当时在人们头脑中根深蒂固，认为没必要改变已用的结构设计方法，而且，结构的失效很少发生，即使发生结构失效，绝大数是由于人为差错造成的，并非结构设计方法问题。

2．基于概率理论的结构设计方法似乎比传统的确定性结构设计方法麻烦，涉及到当时比较难处理的统计数学问题。

3．当时有用的统计数据极少，不足以定义重要的荷载、强度的尾部分布。

除上述妨碍结构可靠性理论应用的原因外，当时结构可靠性理论本身也面临两大难题：

（1）结构可靠性理论所采用的数学模型不足以完全准确地反映应用情况，即模型误差是未知的。

（2）即使是对一个简单的结构，其失效模式可能多到难以计数，更不用说进行可靠度分析。

因此，二十世纪60年代初期，许多学者致力于克服上述困难的研究。例如林德等人把规范化的结构设计问题定义为寻求一套荷载和抗力系数的最优值问题，他们建议采用一种迭代过程确定结构的安全度和造价，康奈尔（C.A.Cornell）等人提出了与尔然尼钦相同的一次二阶矩法，并建立了比较系统实用的一次二阶矩设计方法，利用结构的可靠指标β，而不是失效概率Pf，，作为结构可靠性的一种量度量，使结构的可靠性理论达到实用的目的。

二、国内外工程结构可靠性理论研究现状

二十世纪70年代至80年代，是结构可靠性理论完善并被各国规范、标准相继采用时期，自从康奈尔（C.A.Cornell）提出了一次二阶矩法之后，林德（N.C.Lind）根据康奈尔（C.A.Cornell）的可靠指标，推证出一整套荷载和抗力安全系数，这次研究使可靠度分析与实际可接受的设计方法联系起来。随后，德国的拉克维茨（R.Rackwitz）和菲斯勒（B.Fiessler），对基本变量为非正态分布情况提出了一种等价正态变量求法，这种方法经过系统改进之后，作为结构安全度联合委员会（JCSS）的文件附录推荐给土模工程界。该方法也被许多国家规范所采纳，我国的《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-84）[6]也是以该方法作为可靠性校准的基础[7]。

三、桥梁结构可靠性理论研究现状

桥梁可靠性设计要解决的问题是[8]：在结构承受外荷载和结构抗力的统计特征已知的条件下，根据规定的目标可靠指标，选择结构(构件)截面几何参数,使结构在规定的时间内，在规定的条件下，保证其可靠度不低于预先给定的值。可靠性的数量描述一般用可靠度。我国对结构可靠度的研究只限于理论方面，且侧重于可靠度设计方面，对结构耐久性方面的研究，特别是对耐久性评估理论的研究还很落后。实际上对现有桥梁结构做出正确的可靠性评估，准确预测出其剩余寿命，才能保证结构在寿命延续期内的安全性，节省大量的维修加固资金。我国在桥梁设计过程中，存在着考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态不重视使用极限状态;重视桥梁结构的建造而忽视其检测和维护，使结构安全性存在不同程度的隐患和缺陷。近几年来，国内发生的几起大桥坍塌或局部破坏事故在很大程度上是由于构件疲劳损坏(如结构开裂、变形过大等)所导致，从而严重影响桥梁结构的承载能力和使用性能。为了保证桥梁安全运营、延长其使用寿命以及提高桥梁的安全性和耐久性，减少早期桥梁病害，从而节约后期桥梁的维修费用，因而对桥梁结构可靠性研究非常必要和迫切[9]。

四、工程结构可靠性理论研究发展趋势

进入二十世纪80年代后，结构系统的可靠性理论研究工作已经成为结构工程中的研究热点，并已出版了许多专著，对于复杂的结构系统可靠度分析和先进的计算方法蓬勃发展。概括而言，如下几方面是结构可靠度理论研究的热点：

1．结构系统的可靠度分析。对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题，许多学者对此从不同角度进行了研究，提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为FerryBorgesCastanheta组合情况下的计算方法问题；利用系统系数，针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等，同时，一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之，系统可靠度分析研究内容丰富，难度较大。

2．对结构极限状态分析的改进，除考虑强度极限状态外，还应考虑结构的正常使用极状态、破坏安全极限状态，以及地震和其他特殊情况下考虑能量耗损极限状态等。

3．目标可靠度的量化问题。虽然校准法已经部分解决了这个问题，但与实际情况相比，这方面的问题还远远没有解决。

4．人为差错的分析。许多结构的失效并非由荷载、强度的不确定性造成，而往往是设计、施工、使用等环节中人为差错造成的，这方面事例很多，已成为目前研究热点之一。

5．在役结构的可靠性评估与维修决策问题。对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它不仅涉及结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等基础理论，而且，与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时，经典的结构可靠性理论，在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。

6．模糊随机可靠度的研究[10]。模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，随着模糊数学理论与方法的完善，模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。

五、结语

桥梁工程问题的解决总是理论与工程经验的结合，掌握的知识越多，主观经验越少，桥梁结构的设计越合理，这也正是桥梁工程技术研究追求的目标。桥梁结构可靠度理论研究是内容极其丰富且复杂的重大研究课题，不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决，而且，将其应用到桥梁结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。

参考文献

[1]王超，王金等．机械可靠性工程[M]．北京：冶金工业出版社．1992．

[2]刘惟信．机械可靠性设计[M]．第一版,北京：清华大学出版社．1995．

[3]拓耀飞，李少宏．论结构可靠性的发展[J]．榆林学院学报．2006,16(4):32-35．

[4]A.M.Freudenthal,Safetyofstructures,Trans.ASCE,112(1947)．

[5]刘玉彬．工程结构可靠度理论研究综述[J]．吉林建筑工程学院学报,2002,19(2):41-43．

[6]中华人民共和国国家标准．建筑结构设计统一标准(GBJ68－84)．北京,1985．

[7]贡金鑫，赵国藩．国外结构可靠度理论的应用与发展[J]．土木工程学院．2005,38(2):1-7．

[8]张建仁，刘扬．结构可靠度理论及其在桥梁工程中的应用[M]．北京：人民交通出版社．2003．