工程结构设计原理范文第1篇
1 分年度启发呵护式特色讲座的内容设计
由于生物医学工程专业是新专业, 本校没有毕业生和就业情况作为参照, 使学生思想不稳定、对专业和前景迷茫, 因而学习动力不足……故研究设计和实施了启发呵护式特色讲座。
第1年:《科学学习, 做21世纪优秀的生物医学工程人才》。
(1) 科学理解专业含义和学科关系。
(2) 科学理解医学基础知识、相关电子技术、医学信息技术的重要性。
(3) 如何学习医学基础相关学科。
(4) 当代工程技术在医学上的应用简介。
(5) 优秀的新世纪“生物医学工程”人才的必备素质。
第2年:双语系列讲座。
(1) 《双语教学对本专业的重要意义及特色双语教学法讲习》。
(2) 《生物医学工程专业性质、培养目标、职业前景、专业素质》。
(3) 《生物医学工程技术国际进展、国内外差异及人文教育》。
(4) 《理论联系实际的生物医学工程产品参观讲谈》。
(5) 《人体解剖学和人体生理学双语教学的缘由、设计、实施》。
(6) 《双语教学规律研究》。
第3年:《医学及生物医学工程技术发明创造的总体规律、创新素质启发和实例探析》。
第4年:《毕业前夕前瞻性接轨教育讲座:从问题到科学工程技术思维的建立, 从持续学习技能到创业应用的摆渡》。
(1) 终身学习… (2) 持续积累… (3) 不断创新… (4) 思维建立和创业应用…
2 每年度特色讲座的作用原理和实施效果
2.1 第一年度
《科学学习, 做21世纪优秀的生物医学工程人才》讲座。
这个讲座在第一年上或下学期进行均可, 讲座的主要作用原理是引导学生科学学习的动力、正确认识本专业特点、正确的方法和理解即将学习的学科之间的关系, 减轻学生由于新专业在本校“前无古人”参照带来的迷茫和错误认识, 因此设计了讲座内容的5大方面。
在首届学生入校后我们做了问卷调查, 结果没有一个学生是真正了解这个专业才填报的, 60名学生中57份问卷回收, 对“你为什么填报生物医学工程专业?”问题的回答结果是“32名是因喜欢医学和生物, 8名因喜欢工程学, 7名是调配录取, 6名是听说这个专业好, 2名因为喜欢研究性学科, 2名认为是新科学而填报。”因此首届学生思想较为复杂, 有的甚至认为学校把这个专业安排在电子信息系是错误的, 学校在拿学生当试验品……第2~3届情况类似但浮躁程度稍轻。
每一届学生经过听第一年的讲座都大部分澄清了对专业的模糊认识, 知道自己将来不是当医生了, 而是为医学服务的医学工程师, 同时明白了所学电子技术知识和医学基础知识之间的关系, 初步积累了可行的学习方法, 改进了学习动力, 消除了错误认识, 有利于学生今后的学习生活, 学生们感到讲座带给了他们在具体课程中学不到的东西……多数大学生希望每年均有不同类型的讲座, 正与我们的理念和原理设计一致, 起到了较好的效果。首年讲座的特点是更重视释疑性、形象性和呵护性。
2.2 第二年度
是讲座最集中的年度, 共6个题目均为双语讲座。
本年度开设了双语课程, 因而讲座的设计理念是配合和强化双语教学, 同时进一步比较性认识国际生物医学工程的培养方式、目标与国内的异同, 了解国际生物医学工程的最新进展使学生更加开阔眼界、树立国际大视角, 期间穿插到医院和工厂见习、形象地产生感性认识, 更准确地明晰生物医学工程专业的内涵和性质, 并初步培养专业思维, 同时提高综合素质和强化追踪国际前沿的工具——外语能力的培养。
显然, 第二学年无论是课程还是特色讲座, 其难度都加大了, 讲座原理上以系统化、体系化、方法化、问题化的专业理论介绍为主并结合生活、医院中司空见惯的生物医学工程“成果”强化其间的内在联系, 也把国际国内的差别和距离呈现在学生面前, 让学生体会到本专业对学生素质的较高要求, 进一步加强学习自觉性和责任感, 建立专业印象和思维, 激发本专业是朝阳专业, 前途大有可为, 但淘汰性强、竞争激烈、唯有刻苦学习才能成功的动力[1]……
本年度讲座特点是突出呵护性的同时更重启发性、比较性和逻辑性、剖析性。讲座让学生们长了眼睛和智慧, 达到了上述效果, 学习自觉性、目的性、方向性都得到了增强。但是每一届都有数名学生因为对专业的进一步了解和对自己能力素质、兴趣状况的不断审视, 以及对自己将来能否胜任工作的考虑, 而在第二学年转到了其他专业, 这也是十分正常、自然的规律体现。
2.3 第三年度
第三年度能保留在本专业继续学习的大多数学生, 已经具备了一定程度的专业素质和信心, 综合素质也更加成熟, 因此我们不再突出呵护性讲座, 要进入更高级形式, 要引导学生科学继承、勇于创新的特质形式, 因此设计了突出借鉴性、观察性、批判性和启示性的特色讲座《医学及生物医学工程技术发明发现的总体规律、创新素质启发和实例探析》, 效果非常好, 有的同学在听完讲座后表达自己“已被前人的工作点燃了xx方面的思想火花, 也许这一辈子就要在这个领域干下去了……”
2.4 第四年度
最后一年, 一些学生已翘首展望、跃跃欲试, 一些学生则沉思自己究竟学到了什么, 将来应该怎么做……迫切希望再得到一些梳理和点拨, 以免毕业后探出头到社会上“东张西望……”因此, 我们面对这些即将“出炉”的“新产品”还需要不断成熟、磨合、甚至大浪淘沙的特性, 设计了更有亲和性、接轨性、支持性、前瞻性、典范性、通用性特点的讲座《从问题到医学工程技术思维的建立, 从持续学习技能到创业应用的摆渡》, 交给了学生一把通向未来的钥匙和护身符, 必将有力护航学生到远方……
3 结语
对新专业3届探索体会到基本课程教学和特色呵护启发性、多功能特色讲座相结合十分有价值, 二者若能紧密融通、分年度针对性设计、取长补短、遥相呼应, 必定提高学生的素质和能力、激发潜能, 对大学生培养具有难以估量的综合作用, 形成人才培养的实用机制, 值得交流推广。
摘要：基本教学过程中设计了特色讲座如励志、双语讲座、专业思维启迪、专业理念树立、人文心理等。体会到呵护启发性、多功能特色讲座分年度针对性设计、取长补短、遥相呼应是一种形式活泼、多样化的教学轻骑和基本教学的护航、补给、加油机, 是人才培养的实用机制。
关键词：大学,特色讲座,教改,实践
参考文献
工程结构设计原理范文第2篇
1. 深基坑施工止水桩失效引起的民宅裂缝事故的结论是( )
A. 泰吉大厦深基坑施工确实导致了区域性的水土流失，但由于护坡桩和止水桩的作用，流失现象并不严重。只有在基坑西北角的12号民居附近，由于特殊原因，水土流失量较大，影响较严重，反应时间也较长。
B. 建筑物出现裂缝的严重程度，与地基受影响的程度有关，与建筑物自身具有抵抗力强弱无关，对于正常设计和正常施工的建筑物，一般具有抵抗地基轻度变形的能力，所以不致出现裂缝。
C. 影响程度最严重的13号民居，应该进行一些结构补强工作，以保证安全。 D.
5、10号民居是受到轻度影响的建筑物。
2. 外廊式门诊楼裂缝图2.1中
1、2号裂缝属于哪类裂缝( )
A. 倒八字形裂缝 B. 内墙垂直裂缝 C. 外墙垂直裂缝 D. 正八字形裂缝
3. 8层框架住宅楼梁板裂缝事故的裂缝原因是( )
A. 地质报告推荐的基础设计方案欠慎重。 B. 上部结构的抗变形能力特差。 C. 施工进度没有得到控制。 D. 以上都是。
4. 某高层地下室墙体裂缝事故的裂缝特征是( )
A. 裂缝多出现在地下室的东西两面外墙上，西墙比东墙裂缝更多，地下室南北外墙及内墙上的裂缝仅是个别现象。
B. 裂缝多呈垂直状分布在地下室顶板梁支座下或萁两侧，有规律性，裂缝长度接近地下室的层高。
C. 裂缝均从墙内侧面向外侧面开展，即先内后外，内宽外窄，部分裂缝已内外贯穿，多数裂缝仅从内侧可见。 D. 以上都是。
二，多选题，本题型每题有5个备选答案，其中至少有2个答案是正确的，多选，少选，错选均不得分。
1. 8层框剪结构教学楼梁柱裂缝事故中引起钢筋混凝土结构裂缝的原因不外乎以下几个方面( )
A. 收缩干裂。 B. 超额荷载。 C. 极限振动。
D. 地震因素以及地基沉降。
2. 8层框架住宅楼梁板裂缝事故的裂缝现状是( )
A. 楼地板面裂缝共132条，平均长度约2.5m，最长板面裂缝长达5m。
B. 地面裂缝共15条，最长的一条是沿散水坡纵略茧通的裂缝，全长 55m，其余横向裂开的散水坡裂缝平均长度约1.5m。
C. 梁面(侧立面)裂缝：按推理，梁上裂缝应与板萄裂缝相呼应，因此总条数不应少于2×132即264条，待进一步详细考察核定。
D. 梁支座裂缝：有8处。
3. 9层框架住宅楼墙面裂缝事故的结论是( )
A. 建筑物总长度超常规，单元之间不设沉降缝的做法，使单元之间地基处于复杂受力状态。 B. 以B3单元为代表的复杂结构平面形成了薄弱环节，纵向空间刚度极差，抗变形(不均匀沉降)能力极差，最易产生裂缝。
C. 个别承台存在超负荷现象，超负荷现象出现在边角部位时(伸缩缝附近)，问题就更严重。
D. B3单元的少数承台由于人为不定因素影响，使桩的入土深度没有达到要求，从而单桩承载力达不到要求。
三，判断题，本题型每题题干有2个答案，只有一个选择，正确或错误。 1. 某制冷厂房结构裂缝事故首次发现裂缝是在2003年3～5月。( )
对 错
2. 8层框架住宅楼梁板裂缝事故的裂缝事故拯救措施：结合本工程的特点，拯救措施应该切实遵守一是行动要快;二是手脚要轻;三是心要细的准侧。( ) 对 错
3. 某高层地下室墙体裂缝事故在地基的设计荷载约达60%左右，就在这时候出现了严重的地下室墙体裂缝事故。( )
工程结构设计原理范文第3篇
化学工程与工艺专业
培养目标：本专业培养具有扎实基础理论和工程技术技能，具备从事化工及相关领域的科学研究、生产管理、工程设计和技术开发能力，掌握能源、材料、环境及计算机、信息等相关科学知识，能够胜任化工、燃气、环境、特别是煤的转化与化学加工等专业领域工作的高级复合型人才。
课程设置：在学习高等数学、物理、计算机等基础理论知识的基础上，本专业主要学习：无机与分析化学、有机化学、物理化学、仪器分析、工程制图、化工原理、化工热力学、化学反应工程、化工设备、煤化学、煤化工工艺、化工工艺学、化工仪表及自动化、化工分离工程等专业基础和专业课程，并接受基础与专业实验、化工CAD、信息检索、工程设计、科研方法等方面的训练。
毕业生就业方向：主要面向化工以及洁净能源、环境保护、医药、材料等领域的生产企业、科研院所以及专业相关的公司，从事技术研究、产品开发、工程设计及生产技术管理等工作，社会需求量大，就业情况良好。
2、 化学工程系
煤的地下气化
煤的液化
固体氧化物燃料电池
新型建筑材料制备技术
煤的加工与化学转化
新型炭材料的制备表征、改性、功能化及应用
城市固体废弃物处理与处置
在学习高等数学、物理、计算机等知识的基础上，本专业主要学习：无机与分析化学、有机化学、物理化学、仪器分析、工程制图、化工原理、化工热力学、化学反应工程、化工设备、煤化学、煤化工工艺学A
1、煤化工工艺学A
工程结构设计原理范文第4篇
A、熟悉混凝土结构体系荷载的传递及确定。
B、熟悉结构的平面布置。
C、掌握单向板(双向板)、次梁、主梁承载力计算、板梁配筋计算。
D、绘制结构平面图、板梁(次梁及主梁)配筋图及抽筋图。
E、写出计算书。
学生交件材料：
混凝土结构课程设计：计算书、2张2号图;
1
钢结构课程设计：计算书、2张2号图;
建设监理社会调查：不少于5000字的调查报告 (2)验收办法
每个课程设计1.5学分，两个课程设计完成后，要结合两个课程设计完成成绩综合评定出课程设计成绩，成绩评定后，由我校责任教师上传实践平台，省校先予通过，待毕业验收时和毕业设计一道验收。希望指导教师提醒学员，要认真完成课程设计，一旦验收不合格，将影响学员毕业。
(二)、生产实习
1、实习目的与要求
生产实习是土木工程专业教学计划中的重要组成部分。它为实现专业培养目标起着重要作用;也是毕业后参加实际工作的一次预演。
生产实习学生是以技术人员助手的身份参加土木工程建造的现场施工和管理工作，在实习前已学完所有基础理论课程，以及《钢筋混凝土结构基本构件》、《地基与基础》、《土木工程施工》和《工程造价》等专业课程;在实习中应深入土木工程施工现场，认真实习，获取直接知识，巩固所学理论，完成实习指导人(现场工程师或技术人员)所布置的各项工作任务，培养和锻炼独立分析问题和解决问题的能力。其主要要求为：
(1)通过实习了解建筑构造、结构体系及特点;了解某些新建筑、新结构、新施工工艺、新材料和现代化管理方法等。丰富和扩大学生的专业知识领域。
(2)通过生产实习，使学生对典型土木工程的单位或分部工程的结构构造、施工技术与施工组织管理等内容进一步加深理解，巩固课堂所学内容。了解拟定典型分部分项工程的施工方案和控制施工进度计划的方法。
(3)通过现场实习了解建筑业企业的组织机构及企业经营管理方式;对施工项目经理部的组成，施工成本的控制，生产要素的管理有所了解。
(4)参加实际生产工作，灵活运用已学的理论知识解决实际问题，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。
(5)学习广大工人和现场技术人员的优秀品质，树立刻苦钻研科学技术为祖国现代化多作贡献的思想。学习土木工程施工质量管理的基本方法;对土木工程施工质量的过程控制有所了解。了解现行的国家有关工程质量检验和管理的标准。
2、生产实习的方式
实习需要较多的施工现场，对工程有一定要求，而且要分散进行，不宜集中，各分校应通过各种渠道联系实习工地。
学生可持学校介绍信自行联系实习工地。将工地同意实习回函，寄回学校，经指导教师同意，即可到该工地实习。也可由指导教师统一安排学生实习工地。
3、实习内容
学生实习期间，在工地技术人员的指导下，选择如下岗位：
参加工地的质量监督工作。
参加工地测量放线工作。
参加编制单位施工组织设计。
参加技术资料的整理工作。
参加新工艺、新材料、新结构的技术研究及实验工作。
参加投标报价工作。
参与有关合同管理、索赔工作。 建议实习的具体内容：
(1)看懂实习工程对象的建筑、结构施工图
2 了解工程的性质、规模、生产工艺过程、建筑构造与结构体系、地基与基础特点等，提出个人对设计图纸的见解。
(2)参加单位工程或分部工程的施工组织管理工作(完成下列的1~2项)
①参与拟定施工方案(土方工程和基础工程施工方法、主要承重结构施工方法、屋面工程以及施工技术措施等)，并独立完成部分工作。当已有施工方案时，可通过熟悉方案并结合现场实践提出个人见解。
②参与编制工程施工进度计划或施工平面图，当已有此两种资料时，可通过了解编制方法、执行情况和现场管理等提出个人见解。
③完成单项作业设计工作(模板配板设计、土方工程施工设计、整体式钢筋混凝土基础或大型设备基础施工设计、构件预制与安装工程施工设计及装修工程施工设计等)。
④参加或熟悉施工预算的编制。
⑤参加施工项目管理实施规划的拟定。
(3)学习1-2个主要工种工程的施工方法、操作要点、主要机具设备及用途、质量要求以及本人提出的合理化建议及设想等;
(4)了解施工单位的组织管理系统、各部门的职能和相互关系，了解施工项目经理部的组成，了解各级技术人员的职责与业务范围;
(5)了解新技术、新工艺、新材料及现代施工管理方法等的应用，了解施工与管理的新规范;
(6)参与现场组织的图纸会审、技术交流、学术讨论会、工作例会、技术革新、现场的质量检查与安全管理等;
(7)了解在施工项目管理中各方(业主、承包商、监理单位)的职责; (8)了解施工项目管理的内容和方法。
4、生产实习日记、实习报告
(1)生产实习日记
1)生产实习日记是学生积累学习收获的一种重要方式，应根据本大纲的要求，每天认真记录工作情况，心得体会和工作中发现的问题，并提出改进意见。根据每天工作情况，认真做好资料积累工作：如施工组织情况、劳动安排、新材料、新的施工方法、施工进度计划和施工平面图布置等。
2)遇有参观、听课或听专题报告会，及技术交底等应详细记录这部分内容，并写出本人的心得体会，日记内容除文字外，还应有必须的插图或表格，除记录收获外，还应写出对项目管理、政策法规等的认识。
(2)生产实习报告
生产实习结束时，由学生本人撰写实习报告，内容应包括：
1)实习概况：工地地点、承包公司、结构类型、建筑规模、工程概算、工程量及施工方法、施工单位的组织机构。
2)简单的平、立、剖面图。
3)个人的实习内容。
4)个人在实习中协助工地做了哪些创新工作或有哪些新的见解。
5)实习中的体会及对今后实习的建议。
实习结束时学生应按实习大纲的要求，根据实习日记中所积累的资料，进行全面的分析和总结，及时写出实习报告。实习报告能反映出学生对实习内容理解的深度，也能反映出学生分析和归纳问题的能力，实习报告应图文并茂，总字数不宜少于5000字。建议实习报告内容具体要求如下：
1)实习安排、实习工程概况，工程造价、主要工种工程的工程量及施工方法、施工单位的管理机构和组织系统等;
2)将整个实习内容进行归纳总结，包括房屋和构筑物的定位放线和控制标高工作，校核
3 施工图及放样工作，交工验收或质量检查工作等。简述各工种工程的施工方法及施工方案，单位工程施工组织设计编制及方法。施工场地的平面布置，劳动组织、各项技术措施等。谈谈这次实习对你在思想上和业务上的帮助，以及体会和收获，;
3)以一次参观、工作例会、专题报告、现场教学、施工操作要领、新技术调查或工程简介为对象，全面地、系统地归纳总结，写出通过该项活动的体会和收获;
4)在实习过程中，对工程技术和现场管理提出的建议，采纳情况; 5)对学校安排的实习提出的建议及需要改进的地方;
6)在施工现场自己完成的有关施工技术、施工组织管理、施工预算方面的方案、图纸和计算书等(此项用复印件附在实习报告中);
7)有关新结构、新工艺、新技术和新材料的专题调研报告。
5、对学生的要求
(1) 在实习期间学生以基层技术管理人员(工长、队长、工地主任、工程师)助理的身份参加工作。
(2)服从工地指导，尊重工人师傅，虚心学习，主动协助工地作一些力所能及的工作。
(3)发扬吃苦耐劳的精神，克服工作累，条件艰苦的困难。
(4)抓紧实习时间，尽量多学习一些书本上学不到的东西，每天记好实习日记，及时整理、勤于思考，有目的地提高自己分析问题，解决问题的能力。
(5)实习期间一般不准事假，实习期间不得旷课、迟到或早退。
6、实习考核
实习结束时工地的指导教师应对学生的实习过程做出书面评语，指导教师结合学生的实际工作，及实习日记、实习报告、出勤情况，综合评定成绩。
生产实习成绩以优、良、中、及格和不及格五级分制评定，生产实习期间学生因故累计有三分之一时间未参加实习者，不予评定成绩。凡实习未通过者，不取得该学分。
7、指导教师
(1)由从事本专业工作的具有中级以上职称的教师或工程技术人员担任生产实习的指导教师。
(2)指导教师负责组织安排、指导学生的毕业实习工作。
(3)每位指导教师指导的学生不超过 15人。指导教师对每位学生的指导时间不低于3课时。
(4)指导教师在实习前做好学生的动员工作，实习期间定期下工地实习，了解学生的工作情况。和工地的指导教师密切配合，对学生的出勤情况及工作情况，实习日记等进行检查、督促和指导，发现问题及时解决。
8、实习时间
实习安排在第四学期以后，时间不得少于三周。
9、实习验收内容、验收办法
(1)验收内容：实习日记、实习报告
(2)验收办法：成绩评定后，由我校责任教师上传实践平台，省校先予通过，待毕业验收时和毕业设计一道验收。希望指导教师提醒学员，要认真完成生产实习，一旦验收不合格，将影响学员毕业。
(三)、毕业实习
1、实习目的 ：毕业实习是土木工程专业教学计划中重要的实践性教学环节。其任务是使学生在毕业设计之前了解国内土木工程的最新成就及发展前景，增强感性认识，开阔视野,收集毕业设计资料，运用所学知识，综合理解土木工程的规划、设计、施工及管理方面的工作，了解工程师的职责，为毕业设计及毕业后尽快适应所从事的工作奠定基础。并通过实习，
4 使学生了解我国土木工程发展现状、现代化施工技术以及土木工程方面的其它最新发展，培养热爱专业、致力于祖国社会主义建设的思想。
2、实习内容
(1)参观已建成的典型、有特色的新型土木工程，以了解最新的土木工程发展状况和技术。
(2)参观在建的典型、有特色的工程，以了解最新的土木工程的施工 技术和优秀施工企业的管理工作。
(3)专题讲座。通过有关地基基础、结构、施工技术与管理等的专家讲座进一步了解土木工程最新研究成果及发展趋势。
(4)根据毕业设计题目，有针对性地参观已建或在建的工程，以收集毕业设计资料。
3、实习方式
(1)听取报告：由实习单位选派专业技术人员向学生作有关新型建筑材料、地基基础、结构、施工技术与管理等方面的专题报告，以使学生了解以上各方面的最新技术与成果。 (2)组织参观：组织对实习单位施工现场及既有建筑物的参观，通过对有特色的已建或在建工程项目的参观，了解最新的土木工程发展状况和技术以及优秀企业的管理工作。 (3)实习日记：在实习中，学生应将每天的工作，观察研究的结果，听取报告内容等认真记入实习日记，教师应随时检查实习日记。
(4)业务专题报告：业务专题报告要求学生运用在校内所学理论和知识对实习中某一方面问题进行细致、全面、深入的总结，提出自己的改进设想、建议，以提高学生运用专业知识分析问题和解决问题的能力。
(5)实习报告：实习结束，学生应提交书面的实习报告，报告内容可以是对实习收获的综述和总结，也可以是对某一专题写出专题报告，总结实习的收获，提出对实习工作的改进意见。实习报告能反映出学生对实习内容理解的深度，也能反映出学生分析和归纳问题的能力，实习报告应图文并茂，总字数不宜少于5000字。
(6)实习的考核：学校实习指导教师依据实习指导人评语、实习日记、实习报告、实习答辩情况，确定最终实习成绩，实习成绩按五级分评定(优、良、中、及格、不及格)。指导教师对每位学生的指导时间不低于2课时。
4、实习验收内容、验收办法
(1)验收内容：指导教师评语、实习日记、实习报告
(2)验收办法：成绩评定后，由我校责任教师上传实践平台，省校先予通过，待毕业验收时和毕业设计一道验收。希望指导教师提醒学员，要认真完成生产实习，一旦验收不合格，将影响学员毕业。
三、毕业设计
毕业设计(论文)是完成和达到开放式教育土木工程专业培养目标所必须的实践性教学环节，对于培养学生综合运用所学基础理论、基本知识、基本技能和解决实际问题的能力，具有十分重要的作用。学生在参加毕业设计(论文)工作之前，必须修完教学计划中规定的全部课程(即规定的学分)，毕业设计(论文)安排在最后一学期，时间约10周(8学分)。
(一)、毕业设计(论文)的目的和要求：
1、毕业设计(论文)的目的
(1) 巩固和加深已学过的基础和专业知识，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。
(2) 掌握建筑工程专业设计的基本程序和方法，了解我国有关的建设方针和政策，正确使用专业的有关技术规范和规定。
(3) 学会针对要解决的问题，广泛地搜集国内外有关资料，了解国内外的水平和状况。
(4) 培养深入细致调查研究，理论联系实际，从经济、技术的观点全面分析和解决问题的方法及阐述自己观点的能力。
2、毕业设计(论文)的基本要求
(1) 通过毕业设计(论文)应使学生具有调查研究、收集资料的能力，一定的方案比较、论证的能力，一定的理论分析与设计运算能力，并注意进一步培养应用计算机的能力，工程制图及编写说明书(论文)的能力。
(2) 学生应在教师指导下按时独立完成所规定的内容和工作量。
(3) 毕业设计说明书应包括与设计有关的阐述说明及计算，要求内容完整、计算准确、简洁明了，文字通顺、书写工整、装订整齐，说明书至少要5000字。计算中不宜大量采用手算，提倡应用电算技术解决复杂技术问题。设计说明书应包括目录、前言、正文、参考文献及附录。
(4) 毕业设计图纸应能较好地表达设计意图，图面应布局合理、正确清晰、符合制图标准及有关规定，用工程字注文，主要图纸应基本达到施工图深度。图纸一般为4～6张(按1号图计)，可以包括部分墨纸图。
(5) 毕业论文应力求研究计划和方案合理、论点正确、论据可靠、层次清楚、文理通顺、书写工整。
(6) 毕业设计(论文)文本按规范化要求装订。
(二)、指导教师
1. 由从事本专业工作的，具有中级以上职称的教师或工程技术人员担任毕业设计(论文)的指导教师。同时具备安徽电大土木工程专业指导教师资格证书。
2. 每位专职指导教师指导的学生人数不得超过15人，兼职指导教师指导的学生人数不得超过10人。
3. 指导教师负责指导毕业设计的全过程，并对学生的设计成果设计表现作出评价。指导教师对每位学生的指导时间不低于10课时。
4. 指导教师应认真负责，树立正确教育思想，认真指导学生查阅文献，做好开题报告，制定毕业设计进度计划，及时检查学生工作进展情况，发现问题及时予以纠正，并对实际完成情况做好记录。
5. 指导教师应加强对学生毕业设计说明书方面的指导，做到论文及设计说明书条理清晰、逻辑性强，符合科技写作规范。并严格要求学生按照规定的文本格式打印和装订。指导教师要对论文及设计说明书、图纸认真审阅，并及时将问题反馈给学生，要求学生进一步修改，保证毕业设计质量。
(三)、毕业设计(论文)选题
1、选题原则
(1) 毕业设计(论文)应按照教育要“三个面向”的要求，选题要符合培养目标的要求，能达到综合训练的目的，毕业设计(论文)应当有利于学生巩固、消化所学知识，有利于培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。
(2) 选题要尽量选取既能满足教学基本要求，又能联系生产和科研实际的题目，提倡“真题真做”。选题也可模拟实际工程。
(3) 选择课题的份量和难度要适中，使学生能在规定时间经努力可以完成为宜。
6 (4) 鼓励一人一题，若多人同做一个课题，每人除完成基本内容外，其它设计内容应各有侧重。
(5)原则上选题不选毕业论文，如果选择毕业论文，要求一人一个课题，课题必须新颖，要杜绝网上抄袭;课题要及时上报审查，论文的字数不少于10000字。
2、选题类型
(1)工程设计型
参考选题
1)建筑工程课群组：建筑面积3000m左右
结构类型：
混合结构、钢筋混凝土结构、钢结构;多层框架、单层工业厂房;
房屋类型：
写字楼、中小型宾馆、办公楼、中小学、幼儿园、俱乐部等;单层工业厂房;
建筑图纸可有指导教师提供，学员完成结构设计及施工组织设计。
2)道路、桥梁课群组
桥梁：钢筋混凝土、预应力混凝土简支、梁桥、承式桥台;
道路：直线、曲线、环合曲线线路，纵面、横面、平面设计;城市立交线型;
学员完成结构设计及施工组织设计。
(2)施工技术型
参考选题
1)高层建筑施工组织设计;
2)大型深基础施工方案和施工组织设计;
3)高层滑模施工方案和施工组织设计;
(3)建筑管理型
参考选题
1)建设项目管理、质量、投资进度控制;
2)国际工程招标、投标;
3)合同与索赔;
4)房地产投资分析、风险分析。
(4)专题研究型
专题研究型题目原则上要求来源于工程实践，通过调查研究、科学试验、文件检索等方法，采用合理的统计、计算手段，分析工程实践中出现的问题，提出解决问题的对策。学生可以本专业所学知识为基础且结合本身工作实际的选择这种类型题目。
(5)软件开发型
随着计算机技术在土木工程诸方面的广泛应用，如：结构分析程序设计、有限元程序设计、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、计算机教学辅助(CAI)、信息管理自动化、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)等 。学生可以选择以本专业所学知识为基础且结合本身工作实际的软件开发类型题目。
(四)、毕业设计的一般步骤
本专业毕业设计大体分为三个阶段为：选题收集资料;方案比较;设计计算绘图、编写毕业设计说明书。
毕业论文可分为三个阶段：选题、调查研究、收集资料;提出论点、阐述论据;撰写毕业论文。
(五)、毕业设计内容要求
1、工程方向毕业设计 (1)基本要求
2a、根据课题任务制定合理、可行的毕业设计任务书; b、进行必要的课题任务调研、资料收集和文献阅读; c、每个课题小组的学生均应参与工程设计实现过程。 d、要提交工程文档。
(2)工作内容：工作内容有建筑、结构、施工三部分，毕业设计至少应涉及两个部分，其中结构部分必做，建筑、施工为选做;可以建筑、结构为主，也可以结构、施工为主;当以结构施工为主时，建筑方案图可由指导教师提供。结构计算要考虑抗震计算，计算工作方法学员可以按自己的建筑结构选择计算(如选一榀框架计算)，也可以有辅导教师指定一个建筑结构方案有分工的进行全部结构计算。
(3)工作量
a、毕业设计图应能较好的表达设计意图，图纸布局合理、正确清晰、符合制图及有关规定，用工程字注文。主要图纸应基本达到施工图深度，图纸一般为4～6张(按1号图计)，可以包括部分墨纸图。
b、计算书一律用专用报告纸书写，字体必须工整，有条件者也可用计算机打印(A4版面)。计算书的编排顺序应与结构计算的顺序相同，插图必须清楚。计算书的页数不得少于70页。说明书、计算书要书写规范、文字通顺、图表清晰、数据完整、结果正确，装订规范;
(4)小组划分
学员参与各小组的组合以自愿结合与学校组织调整相结合形式，每组5--6人为宜
2、管理方向毕业设计
本方向毕业设计的主要任务是以其多层、高层建筑的单位工程为编制对象，在充分调查、研究、分析、论证的基础上，编制一个详细、完整、实用的单位工程施工组织设计。目的是通过编制单位工程施工组织设计，进一步提高学员的分析和解决施工组织管理的能力，进而检验学员通过本科学习后的真实水平。
(1)选择课题的要求
1)应选择的项目必须是多层、高层建筑(结构形式不限)，该项目应具备全部土建图纸(包括建筑、结构施工图和其它基本数据)
2)该项目宜在本地区为已建或在建的项目，有明确的建设地点和具体的周围环境。
3)该项目应有较详尽的现场资料(包括水文地质、地下水位、冻深、气候等) 每个设计组确定的工程不得与其它设计小组相同。
4)选择课题的结构形式可以是框-剪、框架、框筒或筒体等钢筋混凝土结构，可以钢结构，甚至一些新型的结构类型，(如屋顶可以是网架，有的可以是悬索、悬吊结构等)
5)该工程项目所包含的资料、信息应保证各小组从基础、主体乃至装饰、防水等各分部工程都能包括在施工组织设计的编制中。
(2)基本要求
总的要求为每个学员要有整齐、详尽的设计计算书，每小组的课题相同，但在内容编制上应多样性，体现每位学员的独立思考独立完成的过程。每位学员应独立完成4～6张及以上的1# 图纸。图纸应与自己上述完成的设计计算书相对应。(文字数量应在5万字以上为宜。)
其中设计计算书应包括以下主要内容：
1)工程的基本概况，工程的建筑、结构(必要时可包括相应其它工程)特征。
(主要是文字叙述，可以在设计计算书中绘制相应图纸加以辅助说明)
2)施工方案的选择(各位学员应有独特的选择)应以下几方面表达施工方案
a、施工机械的选择，施工方法的确定;
b、施工的顺序与流向;
c、流水施工的组织原则与方法。
(学员应从基坑支护、基坑降水、基础、主体防水、装饰的新材料、新工艺新方法中加以重点阐述。)
3)施工进度计划说明(包括该工程总工期，各分部工程起止日期、工期承诺、工期控制原则和保证措施等)
4)施工平面图布置(包括基础、主体、装饰施工三阶段布置特点说明，水电线路、设施等的布置说明)。
5)资源需用量计划(包括工、料、机的需用计划)
6)施工技术的工艺方法及质量措施
7)施工安全措施
8)现场文明施工措施
9)施工现场维护措施(可包括施工维护措施、施工现场保卫措施，现场消防安全措施，冬雨季施工措施等)
10)工程量清单(每组附一份计算过程的计算稿)
(3)应完成的图纸
1)施工进度计划
图纸1# 横道图 1张
图纸1# 网络图(单、双代号、时标、标时网络均可) 1张
2)施工平面图
图纸1# 基础阶段施工平面布置图 1张
图纸1# 主体阶段施工平面布置图 1张
图纸1# 装饰阶段施工平面布置图 1张
3)另外施工方案中
图纸1# 主体施工阶段模板配量图 1张
(4)小组划分
学员参与各小组的组合以自愿结合与学校组织调整相结合形式，每组5--6人为宜
(六)、毕业设计的成果要求：
学生在规定时间内在教师指导下，独立完成毕业，设计(论文)工作，最后提交毕业(论文)文本，包括图纸及毕业设计文本。
1、文本的结构
(1)毕业设计(论文)的任务书;
(2)毕业设计(论文)的摘要;
(3)毕业设计(论文)目录;
(4)毕业论文或工程设计说明书(计算书);
(5)参考文献;
(6)附录;
2、以上内容的要求
(1)任务书：包括设计(论文)题目、论文的原始数据，主要参考资料、重点内容、设计指标;
(2)摘要：一般为400汉字，摘要介绍设计(论文)的研究课题，本人见解和主要结论;
(3)目录：按论文章节次序编好页码，设计图纸要有标号;
(4)论文或说明书要求论证严格，层次分明，语句通顺，表达确切，字体端正，论文报告及工程说明书一律用专用报告纸书写。
(5)参考文献按以下格式列出
[序号]作者姓名，期刊、名称、卷号、期数、页码(年份)
[序号]作者姓名、书名、出版单位、页码(年份)
(6)附录：与论文有关的数据表、计算机程序。
论文完成后按
(一)文本结构的顺序排列好，加以封皮，进行装订。
(七)、毕业设计的组织领导及成果评定
1. 根据本实施方案所制定的毕业设计任务书，是毕业设计工作的具体依据，指导教师必须在毕业设计工作开始前阅读并领会这些文件的含义，学生要认真阅读毕业设计任务书，熟悉资料并明确自己的任务;
2. 毕业设计在教师指导下由学生独立进行;指导教师应给所指导的学生指定题目，给予必须的原始资料，并下达设计任务书。在毕业设计过程中，指导教师对学生应严格要求，启发诱导，全面负责;
3. 指导教师应根据毕业设计的内容由有关单位选派，必要时还应指定有关课程的教师作为答疑教师;
4. 指导教师的业务领导人应分阶段检查毕业设计的进展情况，并及时解决存在的问题。
5. 毕业答辩
(1)学生完成毕业设计或毕业论文后，经指导教师评阅，并给出评语和平时成绩，方可进行答辩;
(2)答辩委员会由本专业中级以上职称5～7人组成，其中高级职称不少于两人，答辩小组成员报省电大备案;指导教师可以参加毕业答辩小组，但不能担任指导学生的主答辩。 答辩前由答辩主持人宣布答辩办法和成绩评定办法。
(3)答辨分设计情况介绍(10分钟)，基本问题(5分钟)和追加问题(15分钟)的答辩。
6.学生答辩要求
⑴ 答辩前学生应提交设计成果。提交纸质材料2份和电子稿1份。
⑵ 演示毕业设计成果。利用幻灯片演示。
⑶ 答辩人陈述毕业设计的核心内容。陈述要语言精炼、重点突出，时间控制在5～10分钟;
7.毕业设计成绩的评定
(1)毕业设计的成绩有开题报告成绩、中期考核成绩、毕业设计成果(施工图、说明书、计算书)和答辩成绩四部分组成。
(2)开题报告10%，由指导老师评定。
1) 开题报告的内容可包括方案论证，文献综述和进程计划。
2) 由我校负责组织安排开题报告，由指导教师评定成绩。
(3)中期考核20%，由指导老师评定。
1)学生以书面形式汇报课题设计进展情况
2) 由我校负责组织安排中期考核，由指导教师根据学生设计进展情况评定成绩。对未达到进度要求的学生提出指导要求并给予警告。
(4)施工图、说明书、计算书的评阅成绩：20%，由指导教师根据施工图、说明书、计算书的质量评定成绩。
(5)答辩成绩：50%，由答辩小组评定。
(6)毕业设计成绩，由答辩委员会综合审定。毕业设计成绩低于60分为不及格，60～69为及格，70～79为中等，80～89为良好，90～100为优秀。毕业设计成绩不及格者不能毕业，并且至少过半年才能重新申请答辩。要严格控制成绩优秀的人数比例，一般应不高于20%。 成绩评定方法：
毕业设计(论文)成绩采用结构评分的办法。先按百分制评分，然后折算成五级分。
结构评分办法：
公式为
Y05X10.5Xni
10 Y:毕业设计成绩，X1指导教师的评分，Xi：答辩小组每位教师的评分(不包括指导教师评分)，n：答辩小组人数。
(7)毕业设计由省电大统一安排，相对集中进行。各教学点应随时接受中央电大和省电大的监督和检查。
四、集中实践性教学环节的验收 1.我校应将毕业设计领导小组、毕业设计选题(任务书)、毕业设计学生名单(含选题)、毕业设计教师名单(含选题)、答辩委员会名单、答辩时间安排、学生最终毕业设计成绩等通过网上实践平台报省校审批。相关的文字材料(一式四份)由市电大审查后，报省电大教学处复审，经复审通过加盖教学处公章后确认。未经省电大教学处复审的成绩不予认可。
2.毕业设计各教学实践阶段指导教师和每位学员应认真填写“人才培养模式改革和开放教育试点理工类毕业设计(论文)”表格，教学班还应认真填写毕业设计验收总表，作为毕业验收的重要教学依据，并作为教学档案保存。
3.各试点教学班应将毕业答辩时间提前一个月通过实践平台报省电大教学处和学科组。省电大教学处和学科组将派土木工程答辩主持人主持教学班的毕业答辩，同时进行毕业验收。毕业验收前我校应准备好各集中实践环节验收总表，验收总表的内容是各集中实践环节科目、学生名单(含学号)、学生成绩、指导教师、学生上报材料题目等。
4.课程集中实践教学环节主要有生产实习、课程设计、毕业实习，验收办法是我校先验收、然后省校全部验收;对验收出现不合格者，该门课程集中实践教学环节必须重做，这将直接影响学生按时毕业，各试点教学班和辅导教师要提前通知学生认真完成课程集中实践教学环节。
5.各种材料网上报批时间参照省校教学处实践环节有关文件进行;申报材料的有关表格请各试点教学班到网上实践平台自行下载，申报材料必须及时上传实践平台。
五、课程实践环节的验收
1.课程实践环节(不记学分的)主要有课程作业、实验等。学生必须按照教学大纲的要求，完成应做的(至少是必做的)全部实验。未完成实验或实验不合格者，不能取得该课程的学分;课程实验应在能达到教学要求的实验室进行，对于暂时确无条件完成的实验，可以进行模拟实验代替;实验教学应尽量与该门课程的理论教学同步进行。如确有困难，应在假期完成，不得拖到下一学期进行。
2.一门课程规定的全部实验完成后，教学班填写实验成绩汇总表，经实验指导教师签名，我校教学处审核验收。对教学班已完成的课程实验，我校应进行检查、验收。如发现实验弄虚作假者，已做实验作不及格处理。
3.课程实践环节的验收办法是我校验收，省校抽查，对于抽查不合格的，该课程实践环节成绩无效，不得取得该门课程的学分。我校应将准备好的课程实践环节验收总表，验收总表的内容是各课程实践环节科目、学生名单(含学号)、学生成绩、指导教师、学生上报材料题目等整理归档，以备检查。
六、检查和交流
1、各试点教学班应对各实践教学环节的教学实施情况及时总结，总结材料报教学处，市电大教学处将不定期的组织开展教学交流和研讨活动。
2、各试点教学班辅导员应重视和加强对实践性教学环节的教学管理，做好实践性教学环节的教学档案管理工作。市电大教学处将定期组织开展教学档案的检查活动。
工程结构设计原理范文第5篇
钢结构主要是指由钢板、热轧型钢、薄壁型钢或焊接型材等构件通过连接件连接组合而成的结构，它是土木工程的主要结构形式之一。目前，钢结构在工业厂房、大跨结构、房屋建筑、桥梁、塔桅和特种结构中都得到广泛采用，这是由于钢结构与其他材料的结构相比有如下特点：
(1) 建筑钢材强度高，塑性和韧性好
强度高，钢与混凝土、木材相比，虽密度较大，但其强度较混凝土和木材要高得多，其密度与强度的比值一般比混凝土和木材小，因此在同样受力的情况下，钢结构与钢筋混凝土结构和木结构相比，构件较小，质量较轻。适用于建造跨度大、高度高和承载重的结构。
塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂，只会增大变形，因此容易被发现。此外，还能将局部高峰应力重分配，使应力变化趋于平缓。
韧性好，适宜在动力荷载下工作，因此在地震区采用钢结构较为有利。
(2) 钢结构的重量轻
钢材容重大，强度高，但做成的结构却比较轻。结构的轻质性可用材料的质量密度 和强度 的比值 来衡量， 值越小，结构相对越轻。建筑钢材的 值 在 之 间 ; 木 材 的 值 为 ; 钢 筋 混 凝 土 的 值 约 为 。以同样的跨度承受同样的荷载，钢屋架的质量最多不过为钢筋混凝土屋架的1/4～1/3，冷弯薄壁型钢钢屋架甚至接近1/10。
重量轻，可减小基础的负荷，降低地基、基础部分的造价，同时还方便运输和安装。
(3) 材质均匀，和力学计算的假定比较符合
钢材由于冶炼和轧制过程的严格控制，材质波动范围小，其内部组织比较均匀，接近各向同性，可视为理想的弹—塑性体，因此，钢结构的实际受力情况和工程力学的计算结果比较符合，在计算中采用的经验公式不多，从而，计算的不确定性较小，计算结果比较可靠。
(4) 钢结构制造简便，施工工期短
钢结构构件一般采用由专业化的金属结构厂轧制成型的各种型材，制作简便，准确度和精密度都较高。制成的构件可直接运到现场拼装，采用焊接或螺栓连接。钢构件重量较轻、连接简单、安装方便、施工机械化程度高、施工工期短、降低造价，综合经济效益较好。
(5) 钢结构密封性较好
钢结构采用焊接连接后，水密性和气密性较好，适用于做要求密闭的板壳结构，如高压容器、大型油库、油罐、气柜和管道等。
(6) 钢材耐热但不耐火
钢材受热温度在200℃以内，钢材主要性能(屈服强度和弹性模量)变化很小，当温度达到200℃以上时，强度逐渐下降，因此，规范规定钢材表面温度超过150℃时需用隔热层加以保护。钢材耐火性较差，在需要防火时，应采取防火措施，如在构件表面喷涂防火涂料等。
(7) 钢结构耐腐蚀性差
钢材在潮湿环境中，特别是在处于有腐蚀性介质的环境中容易锈蚀，耐腐蚀性能较差，因此，钢结构应定期刷涂料加以保护。。 (8) 钢结构在低温和其他条件下可能发生脆性断裂
钢结构在低温和某些条件下，可能发生脆性断裂，应引起设计者的特别注意。
1.2 钢结构的应用和发展
1.2.1 钢结构的应用
钢结构的合理应用范围不仅取决于钢结构本身的特性，还取决于国民经济的发展情况。过去由于我国钢产量较低，钢结构的应用受到了一定的限制。近年来，我国钢产量有了很大的提高。据统计，1996年我国钢产量已是世界第一，2004年钢产量达到2.7亿吨，2006年4.3亿吨，2008年5.0亿吨，2008年中国钢产量占世界粗钢总产量的38%，是排名第2位到第4位的日本(1.2亿吨)、美国(0.9亿吨)、俄罗斯(0.7亿吨)3国钢产量总和的1.8倍。随着我国钢产量的不断提高，建设部在1997年颁布的《中国建筑技术政策》(1996~2010)中提出了合理发展钢结构技术政策，加以钢结构的结构形式和设计手段不断推陈出新，使得钢结构的应用范围越来越广泛。
根据我国的实践经验，工业与民用建筑钢结构的合理应用范围大致如下(图1-1～1-20)：
(1) 工业厂房
重型车间的承重骨架，例如冶金工厂的平炉车间、初轧车间、混铁炉车间，重机厂的铸钢车间、锻压车间，造船厂的船台车间，飞机制造厂的装配车间，以及其他车间的屋架、柱、吊车梁等常用钢结构。我国几个著名的钢都——首钢、鞍钢、包钢、武钢以及上海的宝钢都有各种规模的钢结构厂房。
图1-1 重型工业厂房
(2) 大跨结构
钢结构由于具有强度高、自重轻的优点，最适用于建造大跨度结构，如飞机库、体育馆、火车站、展览厅、影剧院、会展中心等。
图1-2 国家游泳中心“水立方”
图1-3 国家体育场“鸟巢”
图1-4 网壳结构
图1-5 平板网架
(3) 多层和高层建筑
多层和高层建筑的骨架可采用钢结构。近年来，钢结构在此领域已逐步得到较多应用。其结构形式主要有框架、框架-支撑结构、框筒、悬挂、巨型框架等。
图1-6 金茂大厦图
图1-7 上海环球金融中心
(4)轻型钢结构
轻型钢结构主要包括轻型门式刚架房屋钢结构、冷弯薄壁型钢结构和钢管结构。其中门式刚架轻型房屋钢结构由于具有建造快、用钢量省、综合经济效益好等优点，得到了广泛的应用。目前主要用于建造工业厂房、仓库和办公楼等，并向住宅和别墅发展。
图1-9 使用中的轻钢厂房
图1-10 兴建中的轻钢别墅
图1-11 使用中的轻钢别墅
(5)高耸结构
高耸结构包括桅杆和塔架结构，例如输电线路塔架、无线电广播发射桅杆、电视播映发射塔.环境气象塔、卫星或火箭发射塔等。
图1-12 法国埃菲尔铁塔
图1-13 多功能电视发射塔
(6)板壳结构
一般对气密性和液密性要求较高，如油库、油罐、水塔、输油管、输气管等。
图1-14 兴建中的油罐
图1-15 使用中的油罐
(7)可拆卸和移动式结构
建筑工地的生活、生产等临时房屋.流动式展览馆等，这些结构往往做成可拆卸的。移动式结构如塔式起重机和龙门式起重机等。
图1-16 钢结构临时用房
图1-17 龙门式起重机
(8) 承受振动荷载影响和地震作用的结构
设有较大锻锤的车间，其骨架直接承受的动力尽管不大，但间接的振动却较为强烈，尽量采用钢结构。对于抗震要求较高的结构宜采用钢结构。
(9) 其他特种结构
如管道支架、井架和海上采油平台等。
图1-18 输油管道支架
图1-19 海上采油平台
(10) 钢—混凝土组合结构
钢构件和板件受压时必须满足稳定性要求，往往不能充分发挥它的强度高的作用，而混凝土则最宜于受压不适于受拉，将钢材和混凝土并用，使两种材料都充分发挥它的长处，是一种很合理的结构。近年来这种结构在我国获得了长足的发展，广泛应用于高层建筑(如深圳的赛格广场)、大跨桥梁、工业厂房和地铁站台柱等。主要构件形式有钢与混凝土组合梁、钢骨混凝土柱和钢管混凝土柱等。
1.2.2 钢结构的发展
钢结构是由生铁结构逐步发展起来的，中国是最早用铁制造承重结构的国家。远在秦始皇时代(公元前二百多年)，就有了用铁建造的桥墩，汉朝时期建造了铁链悬桥;公元58~75年建造了蓝津桥;1061年(宋代)建造了湖北荆州玉泉寺铁塔(13层)，这些都表明我国古代在冶金技术方面具有较高的水平。
欧美等国家中最早将铁作为建筑材料的当属英国，但直到1840年以前，还只是采用铸铁来建造拱桥。1840年以后，随着铆钉连接和锻铁技术的发展，铸铁结构逐渐被锻铁结构取代，1846-1850年间在英国威尔士修建的布里塔尼亚桥是这方面的典型代表。随着1855年英国人发明贝氏转炉炼钢法和1865年法国人发明平炉炼钢法，以及1870年成功轧制出工字钢之后，在工业上逐步形成了大批量生产钢材的能力，强度高且韧性好的钢材开始在建筑领域逐渐取代锻铁材料，在1890年以后成为金属结构的主要材料。20世纪初焊接技术的出现，以及1934年高强度螺栓连接的出现，极大地促进了钢结构的发展。除西欧、北美之外，钢结构在前苏联和日本等国家也获得了广泛的应用，逐渐发展成为全世界所接受的重要结构体系。
中国古代在金属结构方面虽有卓越的成就，但由于受到内部的束缚和外部的侵略，相当一段时间内发展较为缓慢。即使这样，我国工程师和工人仍有不少优秀设计和创造，如1927年建成的沈阳黄姑屯机车厂钢结构厂房，1928～1931年建成的广州中心纪念堂圆屋，1934～1937年建成的杭州钱塘江大桥等。
新中国成立以后，随着经济建设的发展，钢结构在重型工业厂房、大跨度公共建筑、桥梁以及桅杆结构中得到一定程度的发展。例如我国几个大型的钢铁企业如鞍山和武汉等钢厂的炼钢、轧钢和连铸车间等都采用钢结构;在公共建筑方面，1975 年建成跨度达110m 的三向网架上海体育馆、1962 年建成直径为94m的圆形双层辐射式悬索结构北京工人体育馆馆;桥梁方面，1957年建成的武汉长江大桥和1968 年建成的南京长江大桥都采用了铁路公路两用双层钢桁架桥;在塔桅结构方面，广州、上海等地都建造了高度超过200m的多边形空间桁架钢电视塔1977年北京建成的环境气象塔是一个高达325m的5层纤绳三角形杆身的钢桅杆结构。
改革开放以后，我国经济建设有了突飞猛进的发展，钢结构也有了前所未有的发展，应用的领域有了较大的扩展。高层和超高层房屋、单层轻型厂房、体育场馆、大跨度会展中心、大型客机检修库、大跨度公路桥梁以及海上采油平台等都已采用钢结构。目前已建和在建的高层和超高层钢结构已有30 余幢，其中地上88 层、地下3 层、高421m 的上海金茂大厦和地上101层、地下3层、高492米的上海环球金融中心的建成，标志着我国的超高层钢结构已进入世界前列。在大跨度建筑和单层工业厂房中，网架和网壳等结构的广泛应用，已受到世界各国的瞩目，其中上海体育馆马鞍型环形大悬挑空间钢结构屋盖和上海浦东国际机场航站楼张弦梁屋盖的建成，更标志着我国的大跨度空间钢结构已进入世界先进行列。桥梁方面，九江长江大桥、上海、杨浦大桥和江阴长江大桥等桥梁的建成标志着我国已有能力建造任何现代化的桥梁。2008年我国钢产量达到5.0亿吨，已连续多年高居世界各国钢铁年产量榜首。钢材质量及钢材规格也已能满足建筑钢结构的要求。市场经济的发展与不断成熟更为钢结构的发展创造了条件。因此，我国钢结构正处于迅速发展的前期。可以预期，今后我国钢结构的发展方向主要在以下几个方面：
(1) 发展高强度低合金钢材。逐步发展高强度低合金钢材，除Q235 钢、Q345 钢外，Q390 钢和Q420 钢在钢结构中的应用尚有待进一步研究。
(2) 钢结构设计方法的改进。概率极限状态设计方法还有待发展，因为它计算的可靠度还只是构件或某一截面的可靠度，而不是结构体系的可靠度，同时也不适用于疲劳计算的反复荷载作用下的结构。另外，结构设计上考虑优化理论的应用与计算机辅助设计及绘图都得到很大的发展，今后还应继续研究和改进。
(3) 结构形式的革新。今后钢结构建筑会向超高层、大跨度和特殊造型等方面发展。特殊造型以广州电视塔、“央视”和“鸟巢”为代表，同时首都、武汉、白云机场以及一些现代化的火车站等建筑形式也开始向空间曲线、大跨度方向发展，这些都开始对钢结构现有的结构形式提出了严峻的考验，因此结构形式的革新也是今后值得研究的课题，如索膜结构、张弦桁架、悬挂结构、超高层钢结构等。
1.3 钢结构的设计方法
1.3.1 概述
结构设计的目的在于确保所设计的结构或构件在施工和使用过程中能够满足预期的安全性和使用性的要求。因此，结构设计的准则为：结构由各种荷载所产生的效应(内力和变形)不大于结构由材料性能和几何因素等所决定的抗力或规定限值。影响结构功能的各种因素，如荷载的大小、截面的尺寸的大小、材料强度的高低和施工的质量好坏等都是随机变量，具有不确定性，因此，荷载效应有可能大于结构抗力，结构不可能百分百的可靠，而只能对其作出一定的概率保证，在设计中如何对待上述问题就出现了不同的设计方法。
早期的钢结构设计采用容许应力设计法，即把钢材可以使用的最大强度，除以一个安全系数，作为结构计算时所容许达到的最大应力——容许应力，设计应力必须小于或等于容许应力，表达式为
式中： ——构件的设计应力。
——钢材的容许应力。 ——钢材的屈服点。 ——安全系数。
容许应力设计法采用一个固定值的安全系数来衡量结构的安全性，计算简单但不能从定量上衡量结构的可靠度，更不能使各类结构的安全度达到同一水平，所以该方法对结构可靠度的研究是处于以经验为基础的定性分析阶段。
随着工程技术的发展，概率论在建筑结构中的应用越来越广泛和深入，结构设计方法也开始由长期的定值法转向概率设计法。在概率设计法的研究过程中，首先考虑荷载和材料强度的不定性，用概率的方法确定它们的取值，以经验确定分项系数，但仍没有将结构的可靠度与概率联系起来，故称为半概率法。我国1974 年修订的(TJ 17—1974)《钢结构设计规范》就是这样决定的。与前面容许应力设计法区别在于它对影响结构可靠度的各种因素，以数理统计的方法，并结合我国几十年来积累的工程实践经验和各种资料，进行多系数分析，求出单一的安全系数.其表达式为：
式中：
——钢材的屈服点。
—— 荷载系数。 ——材料系数。 ——调整系数。 ——安全系数。
概率设计法的研究，在20 世纪60 年代末期有了重大突破，提出了以概率论为基础的
一次二阶矩极限状态设计法，该方法简化了基本变量随时间变化的关系，同时，将一些复 杂的关系进行了线性化，故称之为近似概率极限状态设计法。
完全的极限状态设计法，即全概率设计法，目前尚不具备条件。随着分析理论的发展和各种技术资料的丰富与积累，我国还将不断地完善钢结构的设计方法。
1.3.2 概率极限状态设计法
1.3.2.1 结构的功能要求
建筑结构要解决的基本问题是，力求以较为经济的手段，使所要建造的结构具有足够的可靠度，以满足各种预定功能的要求。 结构在规定的设计使用年限内应满足的功能有：
(1) 在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用;
(2) 在正常使用时具有良好的工作性能;
(3) 在正常维护下具有足够的耐久性;
(4) 在设计规定的偶然事件(如地震、火灾、爆炸、撞击等)发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。
上述“各种作用”是指使结构产生内力或变形的各种原因，如施加在结构上的集中荷载或分布荷载，以及引起结构外加变形或约束变形的原因，例如地震、地基沉降、温度变化等。
1.3.2.2 结构可靠度
结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结构的可靠性。结构可靠度是对结构可靠性的定量描述，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。对结构可靠度的要求与结构的设计基准期长短有关，设计基准期长，可靠度要求就高，反之则低。一般建筑物的设计基准期为50年。
1.3.2.3 结构的极限状态
整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态实质上是结构可靠与不可靠的界限，故也可称为“界限状态”。我国《钢结构设计规范》(以下简称GB50017规范或规范)规定，承重结构应按下列二类极限状态进行设计：
(1) 承载能力极限状态，包括：构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆。
(2) 正常使用极限状态，包括：影响结构、构件和非结构构件正常使用或耐久性能的局部损坏(包括组合结构中混凝土裂缝)。
承载能力极限状态与正常使用极限状态相比较，前者可能导致人身伤亡和大量财产损失，故其出现的概率应当很低，而后者对生命的危害较小，允许出现的概率相对承载能力极限状态高一些，但仍应给予足够的重视。
1.3.2.4 概率极限状态设计原理
设结构的极限状态采用下列极限状态方程描述：
式中：
——结构的功能函数;
——影响结构或构件可靠度的基本变量，是指结构上的各种作用和材料性能、几何参数等;进行结构可靠度分析时，也可采用作用效应和结构抗力作为综合的基本变量;基本变量均可考虑为相互独立的随机变量。
当仅有作用效应S和结构抗力R两个基本变量时，结构的功能函数可表为：
由于R和S都是随机变量，其函数Z也是一个随机变量。功能函数Z存在三种可能状态：
定值设计法认为R和S都是确定性的变量，结构只要按 0设计，并赋予一定的安全系数，结构就是绝对安全的。事实并非如此，由于Z的随机性，结构失效事故仍时有发生。结构或构件的失效概率可表示为：
设R和S的概率统计值均服从正态分布，可分别算出它们的平均值
和标准差 ，则功能函数 也服从正态分布，它的平均值和标准差分别为:
图1-21示功能函数
为正态分布的概率密度曲线。图中由-∞到0的阴影面积表示Z< 0的概率，即失效概率 ，需采用积分法求得。由图1-21中可见，在正态分布的概率密度曲线中存在着Z的平均值和标准差的下述关系：
令
由图中可以看出两个具有相同平均值，不同标准差的功能函数z1和z2的β间有如下关系
，或
，而
，说明β值与失效概率存在着对应关系：
式中
——标准正态分布函数。
式(1-10)说明，只要求出β就可获得对应的失效概率 (而可靠度 )，故称β为结构构件的可靠度指标。 与可靠度指标β的对应关系见表1-1。
表1-1 失效概率与可靠指标的对应关系
将式(1-6)和(1-7)代入式(1-9)有：
当R和S的统计值不按正态分布时，结构构件的可靠指标应以它们的当量正态分布的平均值和标准差代入公式(1-11)来计算。当功能函数Z为非线性函数时，可将此函数展为泰勒级数而取其线性项计算β。由于β的计算只采用分布的特征值，即一阶原点矩(均值) 和二阶中心矩(方差，即标准差的平方) ，对非线性函数只取线性项，而不考虑Z的全分布，故称此法为一次二阶矩法。
结构构件设计时采用的可靠指标，可根据对现有结构构件的可靠度分析(所谓校准法)，并考虑使用经验和经济因素等确定。我国《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068)规定，结构构件承载能力极限状态的可靠指标，不应小于表1-2的规定。钢结构各种构件，按钢结构设计规范设计，经校准分析，其β值在3.2左右，钢结构一般情况下属延性破坏，故总体安全等级为二级。
表1-2 结构构件承载能力极限状态的可靠指标
1.3.2.5 设计表达式
现行钢结构设计规范除疲劳计算外，均采用以概率论为基础的极限状态设计法，用分项系数的设计表达式进行计算，这里的分项系数不是凭经验确定，而是以可靠度指标β为基础用概率设计法求出。
1、承载能力极限状态表达式
为了应用简便并符合人们长期已熟悉的形式，可将公式(1-11)做如下变换：
《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068)规定结构构件的极限状态设计表达式，应根据各种极限状态的设计要求，采用有关的荷载代表值、材料性能标准值、几何参数标准值以及各种分项系数等表达。
作用分项系数
(包括荷载分项系数
)和结构构件抗力分项系数 应根据结构功能函数中基本变量的统计参数和概率分布类型，以及表1-2 规定的结构构件可靠指标，通过计算分析，并考虑工程经验确定。
考虑到施加在结构上的可变荷载往往不止一种，这些荷载不可能同时达到各自的最大值，因此，还要根据组合荷载效应分布来确定荷载的组合系数 。结构重要性系数 应按结构构件的安全等级、设计使用年限并考虑工程经验确定。
根据结构的功能要求，进行承载能力极限状态设计时，应考虑作用效应的基本组合，必要时尚应考虑作用效应的偶然组合(考虑如火灾、爆炸、撞击、地震等偶然事件的组合)。
(1) 基本组合
在荷载(作用)效应的基本组合条件下，式(1-13)可转化为等效的以基本变量标准值、分项系数和组合系数，并以应力形式表达的极限状态公式。其荷载效应的基本组合按下列设计表达式中的最不利值确定：
由永久荷载效应控制的组合，仍按式(1-15)进行计算。
式中： ——结构重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构。构件，不应小于1.1;对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0;对安全等级为三级或设计使用年限为5年的结构构件，不应小于0.9;对使用年限为25年的 结构构件， 不应小于0.95;
——永久荷载标准值在结构构件截面或连接中产生的应力; ——起控制作用第一个可变荷载标准值在结构构件截面或连接中产生的应力;
——其他第i个可变荷载标准值在结构构件截面或连接中产生的应力;
——永久荷载分项系数，当永久荷载效应对结构构件的承载能力不利时取1.2，但对(1-15)则取1.35。当永久荷载效应对结构构件的承载能力有利时，取为1.0;验算结构倾覆、滑移或漂浮时取0.9;
——第一个和其他第i个可变荷载分项系数，当可变荷载效应对结构构件
的承载能力不利时，取1.4(当楼面活荷载大于4.0 KN /m2时，取1.3);有利时，取为0;
——第i个可变荷载的组合值系数，可按荷载规范的规定采用;
——简化式中采用的荷载组合值系数，一般情况下可采用0.9;当只有一个可变荷载时，取为1.0;
——钢材或连接的强度设计值，各种钢材和连接的强度设计值见附录1。
(2) 偶然组合
对于偶然组合，极限状态设计表达式宜按下列原则确定：偶然作用的代表值不乘分项系数;与偶然作用同时出现的可变荷载，应根据观测资料和工程经验采用适当的代表值，具体的设计表达式及各种系数，应符合专门规范的规定。
2、正常使用极限状态表达式
对于正常使用极限状态，按建筑结构可靠度设计统一标准的规定要求分别采用荷载的标准组合、频遇组合和准永久组合进行设计，并使变形等设计不超过相应的规定限值。
钢结构只考虑荷载的标准组合，其设计式为：
式中 ——永久荷载的标准值在结构或结构构件中产生的变形值;
——起控制作用的第一个可变荷载的标准值在结构或结构构件中产生的变形值(该值使计算结果为最大);
的变形值;
工程结构设计原理范文第6篇
[关键词]高层建筑 尺度 设计原理
所谓的尺度就是在不同空间范围内，建筑的整体及各构成要素使人产生的感觉，是建筑物的整体或局部给人的大小印象与其真实大小之间的关系问题。它包括建筑形体的长度、宽度、整体与城市、整体与整体、整体与部分、部分与部分之间的比例关系，及对行为主体人产生的心理影响。讲到尺度时应注意它与尺寸之间的区别，尺度一般不是指建筑物或要素的真实尺寸，而是表达一种关系及其给人的感觉，尺寸是用度量单位，如：公里、米、尺、厘米等对建筑物或要素的度量，是在量上反映建筑及各构成要素的大小。它直接影响人的心理感受，由此可见，尺度在高层建筑设计中处于一个至关重要的位置。高层建筑设计时，不能只单单重视建筑本身的立面造型的创造，而应以人的尺度为参考系数，充分考虑人观察视点、视距、视角，和高层建筑使用亲近度，从宏观的城市环境到微观的材料质感的设计都要创造良好的尺度感，把高层建筑的外部尺度分为五种主要尺度：城市尺度、整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度。
一、高层建筑设计中的外部尺度
(一)城市尺度
高层建筑是一座城市有机组成部分，因其体量巨大，高度很大，是城市的重要景点，对城市产生重大的影响。高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响，高层建筑的位置、高度的确定，也应充分地考虑该城市尺度、传统文化，不当的尺度会对城市产生不良的影响，改变了城市传统的历史文化，也改变了原来城市各构成要素之间有机协调的比例关系，如：上海市，黄浦江可谓是城市一条重要水系，原先具有宽大、雄壮的气势。但由于东方明珠塔的建成，又过于靠近黄浦江，其他高层建筑也跟着靠近黄浦江建设，使黄浦江的尺度感变小了，失去了原有的雄壮，而改变了老上海的历史与文化，从这一角度讲，东方明珠塔的建成又是一件憾事。
(二)整体尺度
整体尺度是指高层建筑各构成部分，如：裙房、主体和顶部等主要体块之间的相互关系及给人的感觉。整体尺度是设计师十分注重的，关于建筑的整体尺度的均衡理论有许多种，但都强调整体尺度均衡的重要性。因此，建筑物的整体尺度的掌握是十分重要的，在设计时要注意下面的两点：高层建筑一般由三个部分组成的裙房、主体和顶部，也有些建筑在设计中加入了活跃元，以使整栋建筑造型生动活跃起来。一个造型美的高层建筑是建立在很好地处理了这几个部分之间的尺度关系，而这三个部分尺度的确定，应有一个统一的尺度参考系(如把建筑的一层或几层的高度作为参考系)，不能每一部分的尺度参考系都不同，这样易使整个建筑含糊、难以把握;高层建筑各部分细部尺度的划分是建立在整体尺度的基础上的，各个主要部分应有更细的划分，尺度具有等级性，才能使各个部分造型构成丰富。尺度等级最高部分为高层建筑的某一整个部分(裙房、主体和顶部)，最低部分通常采用层高、开间的尺寸、窗户、阳台等这些为人们所熟知的尺寸，使人们观察该建筑时很容易把握该部分的尺度大小。一般在最高和最低等级之间还有1～2个尺度等级，也不易过多，太多易使建筑造型复杂而难以把握。
(三)街道尺度
街道尺度是指高层建筑临街面的尺度对街道行人的视觉影响。这是人对高层建筑近距离的感知，也是高层建筑设计中重要的一环。临近街道的高层建筑部分的尺度确定，主要考虑到街道行人的舒适度，高层建筑主体因为尺度过大，易向后退，使底层的裙房置于沿街部分，减少了高层建筑对街道的压迫感。例如：上海南京路两边的高层建筑置于后面，裙房置于前使两侧的建筑高度与街道的宽度的比例为1∶12，形成良好的购物环境。
为了保持街道空间及视觉的连续性，高层建筑临街面应与沿街的其他建筑相一致，宜有所呼应。如：在新加坡老区和改建后的一条干道的两侧，为了不致造成新区高层和老区低层截然分开，沿新区一侧作了和老区房屋高度相同中相似的裙房，高层稍后退，形态效果良好的对话关系。
(四)近人尺度
近人尺度是指高层建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸给人的感觉。这部分经常为使用者所接触，也易被人们仔细观察，也是人们对建筑直接感触的重要部分。其尺度设计应以人的尺度为参考系，不宜过大或过小，过大易使建筑缺少亲近性，过小则减小了建筑的尺度感，使建筑犹如玩具。在近人尺度处理中，应特别注意建筑底层及入口的柱子、墙面的尺度划分，檐口、门、窗及装饰的处理，使其尺度感比以上几个部分更细。对入口部分及建筑周边空间加以限定，创造一个由街道到建筑的过渡缓冲的空间，使人的心理有一个逐渐变化的过程。如：上海图书馆门前采用柱廊的形式，使出入馆的人有一个过渡区，这样使建筑更具有近人及亲人性。
二、高层建筑外部尺度设计的原则
(一)建筑与城市环境在尺度上的统一
注意高层建筑布置对城市轮廓线的影响，因为在城市轮廓线的组织中，起最大作用的是建筑物，特别是高层建筑，因而它的布置应遵行有机统一的原则进行布置：(1)高层建筑聚集在一起布置，可以形成城市的“冠”，但为避免其相互干扰，可以采用一系列不同的高度，或虽采用相仿高度，但彼此间距适当，组成有关的构图。也可以单栋高层建筑布置在道路转弯处，以丰富行人的视觉观赏;(2)若高层建筑彼此间毫无关系，随处随地而起不到向心的凝聚感，则不会产生令人满意的和谐整体;(3)高层建筑的顶部不应雷同或减少雷同，因为这会极大影响轮廓线的优美感。
(二)同一高层建筑形象中，尺度要有序
高层建筑设计时，应充分考虑建筑的城市尺度、整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度这一尺度的序列，在某一尺度设计中要遵守尺度的统一性，不能把几种尺度混淆使用，才能保证高层建筑物与城市之间、整体与局部之间、局部与局部之间及与人之间保持良好的有机统一。
(三)高层建筑形象在尺度上须有可识别性
高层建筑物上要有一些局部形象尺度，能使人把握其整体大小，除此之外，也可用一些屋檐、台阶、柱子、楼梯等来表示建筑物的体量。
三、结语
高层建筑的外部尺度影响因素很多，设计师在设计高层建筑中充分地把握各种尺度，结合人的尺度，满足人的使用、观赏的要求，必定能创造出优美的高层建筑外部造型。
参考文献：
[1]陈大昆，住宅的优化设计[J].住宅科技.2001.2.
[2]王军，倒置式屋面在今后住宅中的地位[J].四川建筑科学研究，2001.1.