结构设计论文范文第1篇
摘 要：介绍了船舶吊舱式推进器的性能优点，吊舱推进器支撑结构设计校核的难点，给出吊舱支撑结构设计和校核的指导思路。结合一艘4000t级船舶，提出吊舱支撑结构设计的具体实施方法，并采用有限元分析方法，对设计的吊舱支撑结构结构进行校核，验证设计的合理性，为同类吊舱支撑结构的设计、校核及进一步优化提供指导。
关键词：船舶吊舱推进;支撑结构;有限元方法
Key words： Pod propeller of ship; Supporting structure; Finite element analysis
1 引言
船用吊舱式推进器突破了传统“柴油机加开放式传动轴系”的推进器设计形式[1]，将推进电机和螺旋桨共轴制成独立的推进模块安装于船尾部，其推进电机和螺旋桨直接连接，组成独立的推进模块（见图1），并安装于船体底部的流线型吊舱器内[2]。该推进模块（吊舱）不仅可以行使推进功能，而且可以通过控制旋转角度实现对推进方向的控制，替代通常使用的舵和轴系，极大地提高了船舶设计、建造及操控使用的灵活性。基于上述优点，近年来吊舱式推进器越来越受到青睐，而其支撑结构的设计成为影响其应用的重点问题。
船用吊舱式推进器一般安装于尾舱底板的两舷，由于其运转时受力较大且复杂，运行精度要求较高，因此对安装处的结构有较高的强度、刚度及空间要求[5]。为此，安装区的支撑结构需作特殊加强，而尾舱两舷的空间一般较为狭小，故对支撑结构的型式有较高要求;此外，船用吊舱的支撑结构设计还需综合考虑结构施工的工艺性等问题。
如何结合吊舱受力特点，充分利用原有船体结构，设计出满足强度、刚度、使用要求、轻量、简洁的吊舱支撑结构，是本文研究的重点内容。
2 船用吊舱支撑结构设计
船用吊舱支撑结构设计的目标是：满足吊舱推进器运转时的强度及刚度要求，满足施工及维护要求，尽可能减少占用空间、减轻结构重量、节约总体资源。为达到上述目标，采用能够有效的传递载荷、结构稳定简洁的辐射型支撑结构型式。具体设计思路为：根据船用吊舱式推进器的安装面确定设备安装位置，再结合吊舱式推进器所处舱室的实际空间和原船体构件分布情况，确定支撑结构加强范围;在吊舱式推进器上部设置环形基座，包括基座腹板、基座面板，将环形基座腹板牢固地焊接在船底板上;选取支撑结构加强范围内的吊舱式推进器环形基座外侧适当距离的原船体强构件，如龙骨、肋板或舱壁作为主框架，以环形基座中心为圆点向周围主框架设置辐射形肘板，以便基座上的受力向主框架上有效传递;辐射形肘板在主框架外与原船体构件形成连续结构，使应力分布更均匀;辐射肘板与环形基座面板采用圆弧过渡并牢固焊接，增加支撑结构的整体刚度。必要时对支撑结构加强范围内的原船体构件采取加厚及加固等措施予以加强;为满足施工及维护要求，应尽量均匀布置辐射肘板，合理选取肘板面板宽度，避免与原船体构件形成狭小空间。
现介绍一例4 000 t级船舶吊舱推进支撑结构的具体设计方法：目标船吊舱功率1600 kW、环形基座腹板直径2 060 mm、环形基座腹板板厚34 mm、环形基座面板板厚80 mm;原船船底結构为横骨架式，每600 mm设置实肋板、每2000 mm间距设置龙骨;根据吊舱安装位置，选取距中1500 mm纵舱壁、距中6000mm旁内龙骨、FR3、FR9实肋板作为吊舱支撑结构的主框架，左右舷的实肋板过渡加厚至30 mm与环形基座腹板连接兼做辐射支撑肘板，面板过渡加厚至32 mm与环形基座面板连接;由吊舱环形基座面板中心向船首及船尾方向设置30 mm的辐射支撑肘板及32 mm的面板，在主框架外设置短龙骨继续向首尾主横舱壁延伸;各支撑肘板及相应面板端部均设置圆弧过渡区;船体外板由原12 mm加厚至16 mm，加厚范围选取主框架以外200 mm范围。吊舱支撑结构形式，见图2。
由图2可以看出，本文设计的吊舱支撑结构充分利用原有船舶构件，结构完整连续，构件分布均匀，可保证施工及维护空间要求，具有良好的工艺性。
3 船用吊舱支撑结构校核
由于吊舱支撑结构无统一标准化设计及校核方法，因此需采用直接计算方法校核其强度、刚度是否满足要求。下面结合上述4 000 t级船舶的吊舱支撑结构设计实例，采用有限元仿真方法对吊舱支撑结构进行强度及刚度校核。
3.1 有限元模型
参考CCS《钢制海船入级规范》第2篇第3章第7节甲板设备支撑结构直接计算的相关要求，为了更真实地模拟吊舱基座周围力的传递对基座的影响以及基座随船尾的整体变形情况，建模范围取整个吊舱舱段从主甲板至船底板所有结构[6]。
有限元模型采用右手坐标系：原点设于尾垂线和基线相交处;x轴为沿船长方向向船首方向为正;y轴为沿水平方向向左舷为正;z轴为垂向由原点向上为正。
根据结构的实际受力状态，将吊舱各类结构用以下单元类型模拟[7]：
板壳元（四节点，shell181）：甲板、外板、纵舱壁及横舱壁、基座及其面板、肋板、纵桁及强横梁腹板等;
梁元（三节点，beam 189）：板材上的纵横骨材、肋板上的面板、纵横舱壁上扶强材、支柱等;
MPC单元：主从自由度用以加载集中外载，将法兰盘安装面上的各个节点耦合于法兰盘安装面的中心上。
模型的网格尺寸最大为300 mm，共包含19353个shell单元、6 906个beam单元及2个MPC单元。
根据所选材料：屈服极限为235 Mpa;材料参数为E=2.01×1 011 pa;μ=0.3;ρ=7 850 kg/m3。
吊艙舱段及支撑结构的有限元模型，如图3、图4所示。
3.2 边界条件
参考CCS《钢制海船入级规范》第2篇第3章第7节甲板设备支撑结构直接计算的边界条件相关要求，应在主要支撑结构处设置位移约束。因此将吊舱舱段首端的主横舱壁与外板及甲板相交处的节点做简支约束。
3.3 载荷
根据设备资料，吊舱产生的载荷合成后为：重力342 kN、径向螺旋桨产生的拉力589 kN、倾斜力矩1456 kN·m、转舵时产生的水平力矩443 kN·m。由于吊舱可360 °旋转，因此选取0、±45°、±90°、±135°及180°方向推进共8种计算工况，各工况载荷换算值如表1所示。
在具体施加载荷时，在吊舱环形基座的安装面上建立刚性域，将环形基座上各个节点耦合于环形基座安装面中心的节点上，将载荷施加于中心节点上。载荷施加示意图，如图5所示。
3.4 校核衡准
由于吊舱推进器与船体外板间的距离、角度等对推进器周围流场有巨大影响，影响推进器的推进效率。若吊舱推进器支撑结构在推进器运行过程中发生过大的相对变形，将导致推进器与船体外板间的距离、角度偏离设计值，从而降低推进效率甚至产生安全隐患。因此，不同于其他以强度校核为主要指标的支撑结构，吊舱推进器支撑结构的主要设计指标还应满足严苛的刚度要求。参考CCS《钢制海船入级规范》第2篇第3章第7节甲板设备支撑结构直接计算的许用应力相关要求，吊舱支撑结构校核衡准取为：基座区域允许最大相对变形（即法兰盘安装面与相邻区域原船体外板间的相对变形）为1 mm;合成应力的许用值为235 Mpa。
3.5 计算结果
通过仿真计算分析，可得到吊舱推进器各角度运转时支撑结构的合成应力结果、法兰盘安装面节点的位移及计算得出的最大相对位移数值，如表2所列。
由表2所列结果及位移云图（略）可知：吊舱在各工况推进时，吊舱推进器支撑结构上的最大应力均出现在与吊舱推进器基座腹板相连的外板上;最大相对变形均出现在吊舱推进器基座的面板上;各工况下应力及变形数值均小于相应限值，即吊舱推进器支撑结构的强度及刚度均满足相关校核衡准要求。
在满足强度及刚度要求基础上，为减轻重量进一步对支撑结构各构件的布置及尺寸选取进行对比分析，得到支撑结构各部件的合理布置范围及规格区间如下：吊舱支撑结构加强范围以距吊舱推进器环形基座中心2.5～3.0倍吊舱环形基座直径距离为宜;主框架选取在距吊舱式推进器环形基座中心2.0～2.5倍吊舱环形基座直径距离为宜;辐射肘板间距以1.0～1.5倍肋距为宜;肘板腹板板厚一般不小于环形基座腹板的0.8倍、面板板厚一般取腹板厚度加2 mm以上;支撑结构加强范围内的桁材、肋板等构件宜加厚至与辐射肘板等厚;基座附近的外板应较原外板增厚约0.4倍为宜;增厚范围以吊舱在外板开口直径的1.5～2.0倍为宜。以此形成一个满足船用吊舱安装和使用要求且轻量化的吊舱支撑结构。
4 结语
船用吊舱推进器支撑结构设计是吊舱应用的关键技术之一。为设计出能满足设备强度及刚度要求，同时保证施工及维护空间要求及重量轻，结构简洁的吊舱支撑结构，应遵循以下设计原则：（1）合理选取支撑结构加强范围，最大限度节省空间资源;（2）采取辐射型结构型式，加强构件布置应尽量均匀;（3）利用强构件形成主框架，增加支撑结构整体强度及刚度;（4）保证构件连续性，主要构件尽量向首尾主横舱壁处延伸;（5）所有构件应合理过渡，避免结构突变造成应力集中;（6）必要时对支撑结构加强范围内的原船体构件采取加厚及加固等措施予以加强;（7）合理选取支撑结构构件尺寸，尽量控制支撑结构重量;（8）合理选取构件面板宽度，避免形成狭小空间影响设备施工及维护;（9）充分利用原船体构件，节约总体资源。
由上述仿真计算校核结果可知，依据本文设计指导原则设计的吊舱式推进器支撑结构合理有效：辐射式支撑肘板能够有效地向各个方向传递吊舱式推进器不同角度操纵时的受力;辐射肘板与基座间的圆弧过渡连接减小了局部应力集中;辐射肘板在主框架之外延续与原有船体主要构件连接，减小了结构突变，使得整个吊舱支撑结构范围内应力较小且分布较均匀;连续、封闭的主框架牢固而稳定，有效的限制了结构及设备变形，满足设备运行时严苛的刚度要求。
现行规范尚未有关于吊舱式推进器支撑结构的完整的校核方法及衡准。本文从设备使用要求出发，给出了吊舱支撑结构校核的思路，采用有限元仿真分析方法，直观的展示了吊舱推进器支撑结构的应力和变形分布。本文提供的仿真模型模拟原则、计算工况的简化和选取、约束的选取、校核衡准的选取等，对同类船舶吊舱推进器支撑结构的校核及进一步优化设计具有较好的指导意义。
参考文献
[1]马驰，张旭，钱正芳等. POD 推进器技术发展及其应用前景[J].船舶工程，2007（6）：25-29.
[2] 咸屹，聂文天. 吊舱式全回转电力推进器的现状及展望[J].江苏船舶，2007（6）：28-29.
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[4] 高海波，高孝洪，陈辉等. 吊舱式电力推进装置的发展及应用[J].武汉理工大学学报，2006（1）：77-79.
[5] 高宜朋，曾凡明，张晓峰. 吊舱推进器在舰船推进系统中的发展现状及关键技术分析[J].中国舰船研究，2011（1）：90-96.
[6]中国船级社. 钢质海船入级与建造规范[M].北京：人民交通出版，2018.
[7]刘笑天. ANSYS Workbench结构工程高级应用[M].北京：中国水利水电出版社，2015.
结构设计论文范文第2篇
前言
LNG罐式集装箱（简称“罐箱”）兼具压力容器的高可靠性和集装箱的陆海联运优势，并已有水路运输LNG的先例。一般来说，LNG罐箱的整体结构是将高真空多层绝热低温液体贮罐安置于国际标准集装箱框架内，贮罐本体设计时被视为“刚性梁”。罐体和集装箱框架采用端部圆弧板和底部纵梁，保证了整体结构的牢固、可靠。
一、LNG罐式集装箱构造
低温液体贮罐是LNG罐箱的核心组件，它是由一个盛装低温液体并承受内压的不锈钢内容器和一个在内容器外承担真空绝热夹套的碳钢外壳所组成。
内容器通过两组径向组合支撑与外壳相连接，内容器与外壳之间的夹层为窄间隙高真空绝热空间。内容器外侧缠绕多层绝热反射屏，并装有低温和常温吸附剂。
贮罐的各种阀门、仪表及安全附件集中布置在贮罐的一端，以便于管理和操作。LNG罐箱是常规集装箱的实用新型结构，它既运用了国际通行的集装箱标准外形尺寸，以便于堆码排列，又大幅度减轻了集装箱非有效重量，同时保护放置在其中的低温液体贮罐安全。
二、真空储罐结构设计
1.内外罐体材料
LNG温度为-162℃，为满足低温要求，内容器需要采用耐低温材料，一般采用奥氏体不锈钢，本文中采用X5CrNiN19-9。外壳使用温度为常温，只需承受外部大气压，因此选用碳钢Q345R。两种材料力学性能如下：
2.内外罐体设计压力
LNG储存运输过程中，气温的会逐渐升高，并产生BOG，使罐箱中的压力升高，因此内容器需要承受内部压力。本文中，罐箱内容器的最大许用工作压力为8.2bar，内容器设计中，设计压力取12bar。外壳与内容器之间为真空，外壳只有外侧承受大气压力，其设计压力取为-1bar。
3.内外罐体板厚计算
本文中，内外罐体板厚依据《GB150 压力容器》规范进行计算校核。
对于Ri/r≤5.5的碟形封头，其有效厚度不应小于封头内直径的0.15%，其他碟形封头的有效厚度应不小于封头内直径的0.3%。
4.外壳的外压稳定性
在GB150中，圆筒的外压稳定性采用查表的方式进行计算，其过程相当繁琐。在相关文献及其他一些压力容器规范中，采用了外压弹性失稳临界压力理论导出公式，能够快速获得各阶临界失稳压力。
本文中基于理论导出公式，采用Matlab软件进行公式求解，绘制各阶临界压力曲线，得到最小临界压力，并与设计压力比较，以此判断板厚选取是否合理。
（以下文字参考文献：--真空绝热深冷压力容器外压稳定性数值分析与设计计算）
在对外压容器的周向稳定性分析时，根据容器的计算长度 L 将外压容器分为长圆筒和短圆筒。当圆筒的长度与直径之比较大时，其中间的部位就不会受两端封头或加强圈的支持作用，这种圆筒称为长圆筒;反之，当容器两端封头或加强圈的支持作用不能被忽略时，这种圆筒称为短圆筒。
判断依据是：①、计算长度L>Lcr的圆筒为长圆筒;②、计算长度L<Lcr的圆筒为短圆筒。临界长度Lcr为：
目前，外压容器弹性失稳临界压力的计算公式均来源于按线性小挠度理论导出的 Mises 公式
其中，E为材料弹性模量，μ为材料泊松比，R为圆筒半径，L为长度方向加强结构间距，n为圆筒失稳的阶数。
三、数值计算
本文中，内容器直径Di=2250mm，圆筒部分长度L=11000mm，封头球面部分半径Ri=2000mm，取球面半径与过渡半径比Ri/r=7.5，球面系數M=1.44;外容器直径Di=2400mm，圆筒部分长度l=11000mm，封头球面部分半径Ri=2150mm，取球面半径与过渡半径比Ri/r=7.5，球面系数M=1.44。
计算得到内外容器圆筒和封头板厚，如下：
其中，外容器圆筒和封头板厚计算值较小，考虑到外压稳定性和规范要求，取得上表数值。
对于外容器封头，由于Ri/r>5.5，最小板厚应大于0.3%Di=7.2mm。
对于外容器圆筒，采用式（3）进行稳定性计算，通过试算得到合理的板厚值。式中，E=2.06×1011Pa，μ=0.3，R=1200mm，L=2000mm，n=30，通过选取不同的板厚t，进行计算得到满足要求的板厚值。
当板厚分别等于3mm和4mm时，对应的临界压力如图1所示。
可见，当板厚为3mm时，最小临界外压力为0.096 bar，小于容器需承受的外压力，会发生结构失稳，不满足设计要求;当板厚为4mm时，最小临界外压力为0.208 bar，大于容器需承受的外压力，满足设计要求。因此，外容器圆筒厚度取4mm。
四、有限元强度校核
为验证以上设计的合理性，校核LNG罐箱的强度，本文采用Ansys workbench软件建立LNG罐箱模型并校核其强度。
在罐体支撑处一端施加固定约束，一端施加滑动约束;在内容器内表面施加12bar压力，在外容器外表面施加1bar压力。
计算得到内外容器变形和应力分布云图如下：
可以看出，外容器最大应力为184.4MPa，内容器最大应力为202.6MPa，均在材料许用应力范围之内，说明LNG罐箱的强度设计满足要求。
五、结语
本文依据《GB150 压力容器》规范要求及参考相关文献，进行LNG罐式集装箱结构设计，计算内外容器板厚并进行了外压稳定性校核，得到设计板厚。采用有限元方法，对罐箱的结构进行强度校核，验证了规范设计的结果。
参考文献：
[1] GB150 压力容器
[2] 杨超，真空绝热深冷压力容器外压稳定性数值分析与设计计算.
结构设计论文范文第3篇
摘要：污水管道在给排水工程中应用十分广泛，本文简要阐述了市政污水管道结构设计要点。为设计工作者提供借鉴和参考作用。
关键词：污水管道；结构设计
一、引言
随着经济的快速发展，我国的城市化步伐不断加快，市政污水管网工程迅猛发展。近年来，城镇环境整治力度加大，污水处理厂如雨后春笋般涌现，污水管网工程随之增多。在老城区，进行雨污分流改造时，地下管网极其复杂，距离地面构筑物很近；污水管网路线长，高低曲折，地形、地质情况复杂多变，因此，要做到方案合理，经济高效，设计人员应具有丰富的经验。
二、基础资料收集
一般来说，管网工程设计开始前应该要有电子版地形图，需要管线位置的地质勘探报告。过河管道时要有河道断面测量图，过道路时要有其他地下管线图等资料。市政污水管道工程一般覆盖面较大，设计人员应该亲临现场踏勘，了解管道铺设总体情况。例如管道过河流，公路，铁路等复杂障碍物设计还需通过专门部门的评审。
三、污水管道结构特性
污水管道的结构设计应包括管体、管座及连接构造，对埋地管道，尚应包括管周各部位回填土的密实度设计要求。对管道结构内力分析，均应按弹性体系计算，不考虑由非弹性变形所引起的塑性内力重分布。
一般来说，工艺上污水管道分为压力管和重力管。污水管通常埋地较深，多半采用重力管，导虹管或者通过泵房提升的污水管是有压管，但是压力较小，管材还是受外压为主。按照管道的受力和变形特点将管道分为刚性管与柔性管。根据公式αs=EpEd（tro）3[1]（各参数详见规范），αS≥1是刚性管，<1是柔性管。刚性管变形小，柔性管变形大，管材延伸性能好。刚性管道以裂缝允许值控制，柔性管则以变形允许值控制。
刚性管材有钢筋混凝土管（RCP）、预应力钢筋混凝土管（PCP）、预应力钢筒混凝土管（PCCP）、灰口铸铁管等。常用柔性管材有塑料类管材、钢管和球墨铸铁管。
管道的接口从性能上分为柔性接口和刚性接口。刚性接口属于固接连接，其接头部位的相邻管端不能产生转角和伸缩。柔性接口属于可动连接，其接头部位的相邻管端与管轴线可有小量的转角和伸缩。刚性接口有钢筋混凝土套环、焊接、法兰连接、套筒连接等。柔性接口有承插式、企口式、卡箍连接等。柔性接口一般内置橡胶圈止水，防渗漏效果好，但是成本高，刚性接口价格低，管道接口容易开裂渗漏，而且施工工期长。
污水管（重力管）采用较多的是钢筋混凝土管、塑料管和玻璃钢管。普通钢筋混凝土管价格便宜，受力性能好，耐腐蚀性能一般，但是接口容易渗漏。塑料管主要有HDPE管、PE管UPVC管等。塑料管自重轻、运输安装方便，接口少，安装效率高，但是属于脆性材料，耐腐蚀较差，由于污水管设计对环境要求很高，一旦渗漏，很难处理，所以不推荐使用。球墨铸铁管强度高，内外涂抹防腐材料，性能好，近年来被广泛采用。
埋地钢筋混凝土管遇到软土地基时，地基变形会导致接口开裂渗漏，应配设置钢筋混凝土基础，减小管道变形。
实际工程中，当污水管道遇到河流、铁路、桥梁等障碍物时，设计人员还应留出预埋管道与已有构筑物的安全距离，避让已有构筑物基础，选择合理的施工方法。重要河流应不影响航道通航要求，穿越铁路时应经过地铁主管部门组织的审查。
四、污水管道施工方法
污水管的施工方法一般根据管道埋深、土层情况、现状地形等条件来确定。污水管道施工方法有开挖施工，顶管，牵引管，小管径顶管。
（一）开挖施工
当施工场地以无障碍物，沟槽深度在一般在4米以内，可选用开挖施工。开挖施工一般成本较低，施工工期较短。基坑开挖还应注意以下几点：开挖沟槽时需采取切实可行的基坑支护措施确保边坡稳定，通常采用钢板桩支护。沟槽开挖应确保沟底土层不受扰动，且不得超挖，人工清底。沟槽开挖完毕后必须经有关人员验槽后方可继续施工。施工中遇管道交叉时需采取有效保护措施确保交叉管安全。
开挖后对管道周边的回填设计至关重要。钢筋混凝土管回填采用粘土、粉质粘土，土中不得含有机物。钢筋混凝土管管道沟槽回填的压实作业应符合下列要求[2]：回填压实应逐层进行，且不得损伤管道；管道两侧和管顶以上500mm范围内胸腔夯实，应采用轻型压实机具，管道两侧压实面的高差不应超过300mm。压实时，管道两侧应对称进行，且不得使管道位移或损伤。分段回填压实时，相邻段的接茬应呈台阶形，且不得漏夯。采用压路机时，碾压的重叠宽度不得小于200mm。塑料管管顶以下及管顶以上500范围内回填中粗砂，管顶500以上非道路下回填粘性土，道路下同道路材料要求。塑料管回填作业应符合下列规定：回填前，检查管道有无损伤或变形，有损伤的管道应修复或更换。管道半径以下回填时应采取防止管道上浮、位移的措施。沟槽回填从管底基础部位开始到管顶以上500mm范围内，必须采用人工回填，管顶500mm以上部位，可用机械从管道轴线两侧同时夯实，每层回填高度应不大于200mm。
（二）顶管法
顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。顶在长距离顶进过程中，当顶进阻力超过容许总顶力时，无法一次达到顶进距离时，须设置中继间分段接力顶进。顶管施工属于非开挖施工，对环境和交通影响减小，适用于管道埋深较大的情况。顶管施工对土层要求不高，一般情况均可适用。顶管管道材料主要有钢筋混凝土管、钢管、玻璃钢管等，管径一般要求不小于800mm。
顶管穿越铁路、公路、河道等管道施工障碍时，可以采用混凝土管套塑料管双管顶进方法。两种管道之间在施工以后压注水泥砂浆填充。
（三）牵引管法
牵引管施工，先采用钻孔机钻导向孔，洞通后再装上扩孔机具进行扩孔，反复扩孔后达到孔径要求，扩孔不大于1.5倍管径，再将管道与钻杆连接，回拖管道到预定位置。管道就位后采用水泥砂浆进行压力灌浆处理， 牵引法施工拖管完成后，两端废弃的引导孔道应压注水泥砂浆填实。牵引管施工对地表干扰小，因此具有较高的社会经济效应。牵引管管材主要采用实壁PE管、钢管，管径一般不大于600mm，对土质要求稍高，碎石土中不宜采用。
（四）小型顶管法
小型顶管法与牵引管施工类似，在管道两端开挖一个工作坑和一个接收坑，在工作坑里面采用螺旋杆钻孔，然后扩孔，孔洞形成后采用顶管将管道顶进洞内，管道施工后要求对管外空隙采用水泥砂浆进行压力灌浆处理。
五、建议
近年来，污水管道结构设计往往不被重视，管道随意铺设，回填不合格，野蛮施工等，造成了路面塌陷，附近构筑物开裂等严重问题。管道工程看似简单，但是作为结构设计人员，应该具有严肃认真的态度和丰富的设计经验。（作者单位：南京市市政设计研究院有限责任公司）
参考文献：
[1]GB 50332-2002给水排水工程管道结构设计规范 [S]
[2]GB 50268-2008给水排水工程施工及验收规范规范 [S]
结构设计论文范文第4篇
摘要：当前随着我国城市化建设发展速度不断加快，城市内部建筑行业的发展趋势一片良好，由于人们生活质量的不断提升，对建筑结构的功能性要求，以及建筑工程的结构安全性要求更高。因此，有效做好建筑结构的优化设计工作非常关键。剪力墙结构是建筑工程设计工作中非常重要的组成部分，由于剪力墙结构具有抗侧刚度较大、用钢量较小同时具有良好的抗震性能，因此在建筑结构设计工作中应用非常普遍，现阶段已经逐渐发展成为我国建筑结构的主要构成形式之一。剪力墙结构设计工作在我国建筑结构设计工作中占据非常重要的工作地位，同时建筑工程剪力墙结构的设计工作内容也相对较多，需要充分保证建筑剪力墙结构设计的科学性与合理性，发挥出剪力墙结构的工作优势，提高建筑工程的整体设计工作质量和稳定性。
关键词：建筑工程设计;剪力墙;结构设计
引言：
剪力墙结构就是利用钢筋混凝土墙板代替传统框架梁柱结构，借助钢筋混凝土板墙结构的荷载内力作用，有效控制建筑结构水平应力，切实增强建筑工程整体承载能力。现阶段剪力墙被广泛应用在建筑结构设计过程中，，已成为建筑常见结构体系之一。为从根本上提升剪力墙结构应用水平，需着重关注剪力墙结构设计工作。结合建筑工程具体建设要求，对剪力墙结构设计方案内容进行细化量化。
1剪力墙结构设计的优势
1.1经济性
剪力墙的应用可大大提高总体经济性。相对于传统的框架结构，剪力墙的材料和成本相对较高。但是总体来说，剪力墙也有很多优点。因为剪力墙是混凝土与钢筋的有效组合，平面内刚度很大，在剪力墙的施工过程中不需要覆盖过多的刚性材料，也不需要用钢筋来提高建筑物的整体稳定性，既可节约成本，又能体现公司发展的初衷，确保企业经济效益的有效实现。
1.2稳定性
从剪力墙的角度看，它的整体设计具有理想的稳定性。为使建筑物的整体稳定最大化，在剪力墙设计中采用了钢筋混凝土材料。相对于框架结构，剪力墙的稳定性较为理想。与传统剪力墙相比，整体外形更加理想，同时剪力墙采用钢筋混凝土，具有理想的支撑效果。
1.3连续性
在剪力墙设计期间，应保持理想的连续性，有效地划分不同的区域。其主要作用是可以分割水平和垂直方向的分量。这样既保证了整个结构剪力墙的稳定性，又使建筑具有良好的连续性。
1.4规律性
剪力墙设计具有较好的规律性，在整个建设工程的施工过程中，可以将建筑物划分成不同的区域，不同区域的功能也存在一定的差异。因为剪力墙结构具有较好的连续性，它能使建筑既能有效划分区域又能互相联系。此外，剪力墙的结构不仅十分简单，而且也比较规则。
2建筑工程设计中的剪力墙结构设计的应用
2.1剪力墙结构设计
剪力墙结构采取双向结构，形成空间结构，尤其是地震保护区。在双向设计中，保持两个方向的刚度一致。在设计结构时，尽量保持平面平坦，刚度中心靠近建筑结构的中心，尽量减少扭转效应。如果刚性与建筑中心的偏差较大，在合适的情况下进行调整。墙的长度和连接梁可根据刚度位置调整。
2.2基础及承重构件的设计
剪力墙结构设计方案需要现场水文地质条件、建筑分布及施工要求等。在设计前必须得到充分验证，应根据施工环境和标准的要求，规划剪力墙结构的承重构件，以保证主体结构的稳定性。在设计承重构件时，重点关注墙体的配筋。水平和垂直的配筋率不应小于0.25%。框架剪力墙结构不应小于0.3%。在剪力墙结构设计中，应意识到基础方案的重要性，注重构件的设计控制和优化，结合设计经验和工程参数，确定工艺参数和建筑标准。设计完成后，要进行检查，以确保设计的科学性和适宜性。
2.3抗震设计
在剪力墙结构的设计中，控制机制可以提供整体效率。在一定位置放置塑性铰有效控制连续变形的位置，使在地震作用下形成良好的损失机制。结构的高度和抗剪力必须平衡，如果在剪力墙中增加墙的数量，结构体积会增加，高度会增加，自振周期也会减少。在实际设计中，应根据情况进行一体化设计，综合考虑结构的抗震稳定性和结构，合理确定剪力墙总体积。
3剪力墙结构在建筑结构设计的应用策略
3.1优化连梁的设计
在结构设计中，剪力墙结构连接梁设计保证了结构的高度，而且减少了建筑在侧面的位移，需要融入到结构的设计中。在多层住宅的设计中，由于墙的长度较大，在平面上形成有梁孔的连接梁。如果跨度较小的连接梁，则容易造成过度抗剪连梁，需要注意控制。
3.2增加梁截面积和调整设计内力
增大横梁截面积，可以有效保证连接梁有较强的抗剪能力。在设计过程中，注意相关的施工环节。在梁宽度不变的情况下，通过增加梁的高度来设计。如果高度不能改变，通过增加梁的宽度来设计，但这种设计在连接梁的刚度方面贡献不大，还需要考虑两侧支座情况，故常不采用此法。
3.3加强剪力墙结構洞口管理
对于长的剪力墙结构，可以设计孔洞。铺设剪力墙结构孔时，应注意分析一般力学性能。洞口应有规律地排列，以成排排列为主。此外，应确保孔与孔之间的距离。在设计不规则孔剪力墙时，设计倾斜剪力墙和叠加剪力墙结构。为保证浇筑的顺利运行，减少预埋工作量，浇注孔沿墙体方向的距离为两桩间的距离。浇注口必须与上层的填孔对齐，以便混凝土管可以直接从地面的填孔处通到地下路基。
结束语：
总而言之，剪力墙结构在建筑工程中已经成为当前建筑领域提升建筑主体结构抗震能力的重要手段，由于剪力墙的各项参数都是通过对建筑主体结构的各项参数的精确计算而确定，因此，设计人员应当根据建筑主体结构的设计特点以及要求对剪力墙的类型以及数量进行合理布置，并对剪力墙结构设计方案进行反复地推敲与优化，在满足社会大众对现代化建筑功能性与舒适度的需求的同时，充分保障建筑的安全性。
参考文献
[1]建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略[J].路民军;居舍.2020（28）
[2]装配式建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究[J].岳啸;建筑技术开发.2020（17）
[3]剪力墙结构设计在建筑设计中的应用[J].韩保江;工程建设与设计.2019（06）
结构设计论文范文第5篇
摘要：从服装结构设计课程的特点出发，结合艺术类学生的特点，提出从优化服装结构设计课程群的设置、优化教学过程、优化教学方法三个方面来进行服装结构设计课程的教学，并提出从形象思维的方式着手提高艺术类学生的实践技能和创新能力，以适应服装产业发展的需要，达到服装专业创新性、复合型应用人才的培养目标。
关键词：服装结构设计;实践技能;创新能力;形象思维
目前，我国服装行业发展中面临的一个重要问题是缺乏创新。即设计缺乏原创性或具有原创性的设计作品不多，市场化的成衣设计更是抄袭、模仿之风盛行，这已逐渐让消费者产生了审美疲劳。在这种局面下，服装行业要想得到进一步发展，必须对服装设计人才提出更新、更高的要求，即设计人员需具备较高的设计素养和创新思维。
服装设计人才大多是通过高校服装专业的人才培养获得的。为适应服装行业发展的需要，许多服装院校都提出了创新性、复合型应用人才的培养目标。这一培养目标要求服装专业人才一方面具备较高的服装设计理论素养，另一方面，也具备较高的服装技术与实践技能。而在当前高校服装专业课程设置尚不完善的情况下，在服装技术与实践技能方面的教学仍有所欠缺。在服装设计的整个过程中，服装结构设计是服装技术的关键，服装结构设计课程具有综合性、应用性、实践性强的特点，是艺术与技术、理论与实践的结合体，具有多门学科交融的特质。[1]服装结构设计作为服装技术的关键元素之一，是培养学生创造性思维的重要环节，同时也是决定服装专业毕业生是否适应服装产业发展的根本。针对笔者所在高校艺术类服装专业毕业生的就业状况及服装结构设计类课程的教学现状，有必要对艺术类学生服装结构设计课程教学方法与模式进行创新性地探索与实践，同时也要探索有效的教学途径来提高教学质量，提高艺术类学生的实践能力及创新设计能力，以适应服装产业发展的需要。
一、艺术类学生服装设计能力的优势与缺陷
艺术类学生形象思维能力较强，比较擅长美术类课程的学习，如人体素描、时装画技法、色彩构成、服饰图案设计、造型设计等，因此，设计思维较为活跃，对服装款式、造型风格及流行趋势的把握也较为敏感，但他们的逻辑思维能力相对较弱，对服装结构设计中常用的复杂的数学公式、平面与立体的关系、抽象的结构设计理论等感觉枯燥乏味，理解起来也相对困难一些。也正因为如此，这类学生往往会重视设计类课程的学习，对结构设计类课程不感兴趣，甚至会忽视和厌烦这类课程，如果教学方法不合适，教学引导不当，很容易使学生走入服装设计的误区，即把绘制服装效果图这一服装设计的中间环节当成服装设计的最终目标，花费大量的时间去追求效果图线条的娴熟、形式及造型上的美感，却忽略设计的实践性，最终导致设计缺乏合理性、设计与技术脱节等问题。服装结构设计既是服装款式得以实现的基础，又是对款式设计合理性的检验，二者密不可分。且在服装结构设计课程的学习中，抽象的结构理论、复杂的造型形态以及人体动静态形态三者之间的相互配伍关系是学习的重点与难点内容。[2]因此，基于艺术类学生的优势与缺陷，必须探索可以让学生从形象思维上感性地认识上述三者之间的关系，又能理性地加以理解和掌握的有效的教学模式与方式。
江苏理工学院学报第20卷
第3期
段杏元范滢胡秀琴：基于艺术生源的《服装结构设计》教学优化路径与实施
二、对服装结构设计课程教学的优化及实施
笔者在多年对艺术类学生服装结构设计课程的教学中发现，该类学生很容易对该课程产生厌学情绪，因此，教师需要有足够的耐心来引导和教育学生，教学方法要灵活机动，教学手段也要丰富多样，教学内容更要紧抓重点、前后连贯、相互融合，以此来培育学生正确的设计理念，激发学生的兴趣和创造能力。
（一） 优化服装结构设计课程群的设置
服装结构设计课程不是一个孤立体，合理地开设先期课程对培养和促进学生学习结构设计知识的兴趣是非常重要的一环。服装结构设计的先期课程应包含两大块。
一是艺术设计类课程，如素描、色彩、时装画技法、图案设计、造型设计等。该类课程的设置能有效地训练学生的造型能力，提高其审美素养，同时也能使学生掌握基本的表现艺术思维的方法，并在训练中不断地体验创造带来的快乐，激发其对服装设计艺术的兴趣。[3]学生在体验创作快乐的同时，也勾起了他们去探索合适的理论和技术手段来完整实现自己创作构想的欲望，这对引入服装结构设计理论及结构设计技术是非常有意义的。目前，在有服装设计专业的院校中基本都开设了该类课程，且艺术类学生也非常热衷于这类课程的学习。
二是与服装结构设计技术相互渗透的课程，如服装材料学、服装工效学。这两门课程看似与服装艺术设计无关，实则不然。众所周知，在服装结构设计的学习中，放松量是较难把握但又非常重要的一个技术问题，它达成了服装运动功能的实现，又促进了服装造型的生成。而服装材料学与服装工效学课程的学习能有效地促进学生对放松量的理解与把握。这两门课程的有效学习与实践不仅能加强学生对服装材料性能的理解（如材料的弹性性能、缩水性能对服装造型与人体运动的影响），同时也能加强对材料性能与人体的运动机能及形态间相互影响的理解。在此学习过程中，学生能逐渐形成服装空间及造型空间的概念，使他们在成衣的尺寸、造型、运动舒适性上得到充分的体会，而这些知识在后期的服装结构设计过程中能够不断地相互融合，并不断形成新的问题得以解决，逐步强化和理解，这样一来学生无需死记硬背相应的结构设计理论与计算公式，且能体会到服装结构设计学习的趣味性。但目前并不是所有的服装专业都开设了此类课程，尤其是对艺术类学生来说更是如此。笔者认为，对艺术生合理地开设此类课程，并在上课内容和上课方法上更加灵活生动一些，不仅能使学生通过较多的手动实践来促进对某些晦涩的理论的理解，也能对学生的学习起到较好的效果。
（二）优化教学过程
教学过程是一个较为复杂的过程。对艺术类学生而言，服装结构设计课程教学过程的优化主要体现在两个方面。
一方面，应优化“教“与“学”这一关系。在这一关系中，教师起着至关重要的组织、引导和领导作用，这就要求进行服装结构设计课程教学的教师应具有较强的设计思维能力及设计审美能力，并且具有较强的专业实践技能，能把服装结构设计上升到艺术设计与创作的高度来引导教学，使得服装的结构设计既具技术性又不乏艺术性。[4]为了有效地引导学生，教师应广泛地汲取相关的专业知识，并进行深入地学习、交流、实践，以提高自身的设计审美能力及专业实践能力，同时构建本课程多元化的完整的知识体系，积极有效地传授知识、引导学习，发挥教师该有的作用，这样学生才能有效地完成个人的学习。总之一句话，只有同时具备设计审美能力和专业实践能力的教师，才能有效地进行艺术类学生服装结构设计课程的教学工作。而对艺术类学生来说，由于技术与实践能力方面的不足，尽管有了教师的引导作用，但还应创造一切机会努力“走出去”，积极参与各类服装设计大赛和服装企业的产品开发实践等，形成与企业、市场及社会的互动，利用各种机会努力提高自己的实践技能和动手能力，为将来走入社会并适应服装产业的需要做准备，而不仅仅只是在纸上画画而已。
另一方面，应优化教学内容，教学内容是“教”与“学”这一过程展开的重要依据和载体。为达到创新性、复合型应用人才的培养目标，当前许多服装院校通过课程设置在逐步调整理论教学与实践教学的比例。在这一过程的实施中，专业课程的教学也在提倡少讲多练，即教师讲得少，学生练得多，这种形式是非常适合艺术类学生的学习的。但少讲并不是不讲，也不是随便拿来一个内容就讲，而是要精心地去选取、安排和组织合适的极具启发性的教学内容和范例来进行讲解，这对服装专业教师提出了更高的要求，即要求教师必须具备长远的发展的眼光、高度的责任心和较强的专业能力，能对众多的知识内容进行凝练、升华，使之上升到一定的高度，并通过精炼地讲解，使得学生在进行服装结构设计课程的学习时，能很容易融会贯通和掌握，提高学习效率，并通过充分的相关专题与综合训练，能自由地发挥自身的思维优势进行变化和创新设计，达到教学目标。如在进行衣身结构设计的学习中，只需对衣身结构变化的几种形式进行归纳和讲解，然后通过省道变化手法和纸样切展手法来让学生掌握衣身结构变化的方法，剩下的则可通过学生自身设计的款式或实物样式来进行衣身结构设计的实践训练和创新设计，既节省了时间，又提高了学习效率，还激发了学生的创作热情，增强了动手能力，可谓一举多得。因此，对艺术类学生来说，教师不能照本宣科或满堂灌，而是要优选和精选重点内容，重新归纳整理，并运用学生比较易于接受的方法去进行讲授和操作，使得教学过程和教学目标能顺利达成。
（三） 优化教学方法
1.启发式教学培养设计与制作兴趣
在服装结构设计课程教学的具体实施过程中，首先要培养学生对服装设计与制作的学习兴趣。学习兴趣的培养能提高学生的学习积极性和激发创作激情，缺乏学习兴趣，学生只会为了完成学习任务、获得学分而进行机械地模仿甚至抄袭，因此，可以说学习兴趣的培养是学生“入门”的前提条件。启发式教学是一种常用的教学方法，它很容易激发学生的探索欲望和激情。通过多年的教学探索与实践笔者发现，它对思维较为活跃的艺术类学生来说是很合适的一种方法。在服装结构设计课程的教学中，教师可以经常给出一些问题来引导学生（如二维平面可通过怎样的方法变成三维立形态？）。当然，这些问题不能马上获得答案，教师也不要马上给出答案，而需要通过学生动手实践后才能获得答案，且有些问题通过动手实践后所获得的答案也并非唯一，这会引起学生之间的相互争辩与讨论，从而也极大地活跃了课堂氛围，对学生发散思维的培养也是很有利的。如在初学服装结构设计接触到有关衣身省道的问题时，为了让学生了解省道的作用、省道的形式等问题，教师可以任意给出一个简单的立体模型，如球体，让学生用平面的软纸或布料给球体做个合体的外包装，再将每个同学做好的外包装进行相互观察、相互比较和讨论，明确它们之间的异同点。这样学生不仅很容易明白省道的作用、形式及不同位置省道的转移原理与方法，而且还能直观地理解二维平面与三位立体相互转化的方法。日本文化服装学院的加藤一郎教授也使用了给石头做衣服这样的方法来引导学生对服装结构设计进行练习。[5]在了解了省道的相关知识与原理后，随后的学习中即可引入复杂的人体曲面以及较为复杂的衣身立体构成手法，如褶裥、褶皱、分割线等，通过进一步的实践即可加深对服装结构设计原理及技能的掌握，这种直观形象的方法对艺术类的学生来说尤其合适。再比如讲到放松量的时候，教师同样可以采用类似的方法，让学生给简单的立体模型做不同松度和大小的外包装，通过讨论和分析，学生也很容易理解了放松量的大小及所起到的作用。有了对省道、放松量等概念的基本认识之后，学生对于如何给不规则立体形态的人体做各种造型的服装便很容易理解了。这种启发式的教学方法不仅能激起学生的学习兴趣，有效地解决学习结构设计理论枯燥无味的问题，也能有效地培养学生的动手能力。当然，在启发式教学的过程中，要给予学生足够的时间去思考和动手实践，这样学生的思维才能得到充分、自由地发挥，对于促进学生创新能力的提升也是非常有意义的。
2.原型法与立裁法的有机结合促进设计能力及技术的提升
原型法是进行服装平面结构设计的有效方法。目前，我国的高等服装教育已逐渐重视原型法的教学，并且也在极力倡导原型法教学的应用，同时我国也推出了适合我国人体体型的东华原型，可以说原型法教学已成为服装平面结构设计的趋势。与原型法相对应的则是立裁法，立裁法是实现三维服装造型的重要方法。服装结构设计的学习必须让学生充分理解二维平面结构与三维服装空间造型之间的相互转化关系，而原型法与立裁法是相辅相成、相互促进的，将二者有机地结合来学习，能较好地实现二维平面与三维空间造型之间的有效对接。在服装结构设计学习初期，可以原型法为主，立裁法为辅，教学中适当加以立裁法来促进学生对平面结构与立体人体结构相互转化的理解。而在结构设计学习的高级阶段，则可通过原型法和立裁法的交叉应用，有效地促进学生对不同风格造型成衣的设计思维、成衣创新设计能力的提升，同时，也有效地将平面结构制图、制版等上升到服装结构设计的高度。原型法与立裁法的有机结合避免了数学公式的计算与理论推理，这种方法更倾向于形象思维，因此，对于形象思维能力较强的艺术类学生来说尤为有效。笔者所在的江苏理工学院服装专业，也大力提倡这两种方法的教学，并且取得了较好的效果。
3.主题演练法激发学生的发散思维，提升创新能力
对艺术类学生来说，服装设计教育的最终目标并不是培养美术家，而是培养艺术设计能力与技术兼并的专业人才，因此，教学中要体现艺术与技术相结合这一教学理念，且这一理念还包含了创新能力的培养。在服装结构设计的学习中，拥有学习兴趣和激情固然是很重要的，但设计的创造性和创新性才是最终适应时代和产业需求的。如何在有限的时间去培养和提升学生的创新能力，是很多教学工作者长期探索和实践的课题。在服装结构设计的教学中，目前还存在一种很普遍的现象，即很多高校依然在实行按服装品种进行授课的形式，即把有限的授课时间都花在了讲授不同品种服装中最常规基本款式上，而对于一些启发性的、创意性的服装结构设计则涉及较少或没有时间去涉及，这样实际上已经限制了学生的创作思维。长此以往，学生的思想也会变得僵化，优势也会沦为劣势了。
在服装结构设计的学习中有一个很重要的概念，即服装造型空间，也就是服装与人体之间的空间，这一空间就是服装设计者充分发挥自己创造思维的空间。在这一空间中，学生可以让自己的思维任意放飞，充分发挥其创造性，但这也需要教师有效地引导，并提供其发挥创造力的机会。因此，在学生掌握了基本的结构设计原理和技巧后，在后期的结构设计教学中，可以以主题引入的形式提供给学生一定的主题，但并不限定该主题的设计范围和创作手法，要求学生围绕主题展开设计思维，并结合当前的流行时尚进行成衣系列的设计、制版与制作。在这一过程中，学生可分成若干小组，充分挥各自的创造思维与造型能力来进行创作，并进一步完成成衣的设计与制作。最后将完成的作品进行展示、讨论和总结分析。通过多次不同主题的创作训练，学生的创造性得到了淋漓尽致的发挥，且在这些训练过程中，学生也在不断地探索、思考和动手实践，实践能力和创新能力不断提高。例如笔者在一次授课中，曾以“春天”为主题，让学生分小组自行进行设计并制作，结果获得了多种不同风格造型的服装，有的小组以春天的柳树为灵感进行设计;有的小组以春天的色彩为灵感进行设计;有的小组则以春天的蝴蝶为灵感进行设计等，获得了较好的效果。同时，通过展示和交流讨论，学生的设计与思维能力也得到了较大提升。
尽管高校服装设计教育目前还存在一些问题，但我们已经意识到了有关问题，并且在积极地进行尝试与改进。作为艺术类服装院校服装结构设计课程的专业教师，我们也在努力寻求有效的教学模式和方法，努力尝试给予学生足够动手动脑的机会和时间，充分发挥艺术类学生的特长与优势，积极培养其实践技能和创新能力，实现艺术设计素养与技术兼并的服装专业人才的培养目标，为服装产业的进一步发展储备人才力量。
参考文献：
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[3]尚军.服装结构设计课程教学改革研究[J].装饰，2005（11）：77.
[4]李晓兵，沈至珍.新跨越下的我国服装结构设计教学过程的重构[J].高职论丛，2007（2）：44-46.
[5]张蕾.纺织品的游戏——服装结构设计教学方法创新的研究[J].装饰，2011（5）：122-124.
结构设计论文范文第6篇
摘要：本文首先阐述了预制装配式建筑的发展，接着分析了预制装配式建筑结构设计策略。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词：预制装配式;建筑结构;设计分析
引言：
随着建筑业的进步，过去传统的房屋建筑已经过时了，落后于时代的潮流中，为了使人们入住房屋更加的方便，快捷，花费少量资金，节省人们的经济开支，所以现在有少部分已经开始采用预制装配式建筑结构设计房屋了。但是预制装配式建筑还没有普及，没有使大部分人都能采用和接受，在很多不在一线大城市的人们，都还没有办法接触到这项设计，而且，预制装配式建筑目前仍存在许许多多的问题，急需去改善和解决，其中，设计和施工技术非常关键，应该加强对这两方面的研究和攻破。预制装配式建筑可以使人们生活得更加高质量，推动低碳环保生活的发展。
1预制装配式建筑的发展
1.1预制装配式建筑的发展背景
2013年我国出台了关于绿色建筑行动的政策方案，并明确规定了建筑体系设计应以满足工业化生产需求为基础，加强建筑工程的预制和装配水准提升重要战略指导地位，打造符合市场需求的预制混凝土建筑体系，进而为实现工业化发展创造有利条件。建筑产业化的基本要求为基于工业预制工艺来设计科学可行的可装配结构体系。只有切实保障预制工艺的精确性和标准性，结合施工现场实际情况进行预制件的组装，从而为重要构件的预制质量提供充分保障。与传统的现场浇灌施工方式相比，预制件组装的工程大规模生产模式的产品质量和工作效率较高，更加满足当前工业化改革及工程建筑行业发展的需求。大规模生产模式可以实现对所有构件的工业化生产及制作。
1.2预制装配式建筑设计特征
在预制装配式建筑发展过程中，开始转变传统生产模式与建设模式，在具体施工期间会受到施工技术、工程管理、运输条件等因素影响，因此属于复杂系统工程。在具体施工建设期间，建设单位、设计单位、施工企业都必须做好协调沟通工作。相比于传统建筑项目，预制装配式建筑设计特点如下：
1.2.1流程精细化
对整个建筑施工流程进行梳理，确保整个设计过程的精细化。相比于传统设计流程，预制装配式建筑增加前期技术策划、加工图纸设计等环节。
1.2.2设计模数化
预制装配式建筑设计中，可以实现建筑、构件、部品的高度统一，合理控制建筑模数，实现模数化的协调发展，逐渐形成模块化组合，提升建筑设计的标准度。
1.2.3配合一体化
预制装配式建筑设计成果优化，必须由不同专业、构件生产厂的通力合作，实现施工组织、设备管线、装修部品和预制构件的一体化。
1.2.4成本精确化
构件生产加工必须以设计成果为依据，不同预制构件拆分方案的装配率相同，成本投入的差异比较大。如果建筑设计方案的合理度越高，则成本控制精确度就越高。
1.2.5技术信息化
为了提升建筑设计精确度与完成度，必须通过BIM技术实现。该技术可以通过数字化方式呈现出几何信息、物理信息与功能信息，有效支持建筑施工、管理与运营。
2预制装配式建筑结构设计策略
2.1预制构件的深化设计
预制构件的深化设计应结合设计图纸和生产工艺等多种因素进行优化处理。现场作业环境的实时监测对于其深化设计具有重要意义。在设计预制构件的图纸设计时应保障设计内容的覆盖范围及科学性，对于孔洞及管线的处理都应体现在图纸设计上来，并要求设计图纸经过科学检验并符合相关标准要求才能展开具体施工作业。
2.2预制构件连接设计
套筒灌浆连接方式的特点为利用适量钢筋实现竖向与水平接缝处的有效连接，以满足相关施工作业需求。为有效保障钢筋的作用，采用20mm的较厚的混凝土作为钢筋接头套筒处的重要组成结构，且各套筒间距超过25mm更加符合预制剪力墙的基本要求。在具体施工过程中，预制板和预制梁之间所形成的叠合区域应避免光滑面的结构形式，粗糙面不仅应用于其叠合区域，在预制梁端面施工中也具有重要应用价值。
2.3预制构件构造设计
叠合单板在预制楼板设计中应用较为广泛，一般需要对底板进行开洞作业处理，在洞宽不超过300mm的情况下钢筋位置的调节应以避开洞口为基本施工要求，且应保证洞口完整性。在洞口超过300mm但小于1000mm时，洞口的大尺寸要求附加钢筋的增设是保障洞口安全性的必要举措。圈梁的增设处理一般出现在楼层屋面与立面为收进式的施工环境，其核心作用在于保证楼层结构的整体性。如果预制剪力墙顶部缺水后浇圈梁，水平后浇带的增设是保障墙结构稳定性能的重要施工环节。此外还应增设纵向钢筋。
2.4预制构件的防水设计
由于太阳辐射及天气等自然灾害及一系列不可控环境因素所带来的影响导致建筑漏水现象严重，建筑的后期维护存在很多问题。因此，针对预制构件的有效防水设计是提升工程建筑安全性的重要内容。装配式建筑结构体系下预制楼板和外墙没有实现与外界环境的隔离，导致结构构件受到损害。在实际操作过程中可以采用三明治外墙板，其封闭型设计对于提升其防水性能十分关键。一般情况下外墙板最外层大多选择聚氨酯密封胶作为原材料，而具有防水功能的橡胶条，来紧密连接各相邻构件，多重防水效果更能满足预制构件的功能保障需求。
结束语：
预制装配式建筑是现在建筑业的潮流，受到许多人的青睐，它可以减少资金投入，减少材料的使用，甚至还可以节约资源，保护环境，符合我们国家现在所倡导的绿色的概念。并且，预制装配式建筑结构拼装出来的房屋美观，风格多样，不仅仅只是拘束于一种风格，也可以缩短入住前的调整时期，达到直接入住的效果。总的来说，预制装配式建筑是现在建筑行业的大势所趋，是潮流所在，是现在大部分的选择，而且其工厂也在不断地完善其机制，改进其问题，朝着更好的方向发展。
参考文献
[1]装配式建筑结构设计及施工技术研究[J].刘政委.工程技术研究.2020（01）
[2]预制装配式建筑结构设计与施工关键技术研究[J].高鲁甲.四川水泥.2020（05）
[3]装配式建筑结构设计关键点分析与探讨[J].侯蕾.建筑技术开发.2020（07）
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