结构设计基本步骤范文

结构设计基本步骤范文第1篇

【关键词】项目管理 erp软件 项目开发

一、和用户一起确认项目的目标和范围

针对基于项目管理的erp软件项目开发，初始步骤的主要目标是和用户一起确认项目的目标和范围。在初始步骤，项目成员需要建立的erp软件的范围和边界条件，包含软件操作的远景设想、用户验收条件以及在产品中包含和不包含的内容；区分出erp系统的关键用例；初步估计整个项目的整体成本和进度安排；识别项目潜在风险；准备项目的支持环境。

要达到初始步骤的目标，项目人员需要开展下列活动：

阐明erp软件项目的范围。项目的范围包含两层含义：erp软件的功能范围和erp软件开发工作执行的范围。项目成员需要捕获环境、主要需求和约束，在此基础上定义erp软件的功能范围，根据功能范围形成软件开发工作执行的范围。erp软件的功能范围的确认以erp软件产品的验收条件为准。

计划和准备项目的商业理由。评估项目风险，从商业角度充分考虑项目的成本/效益，从而确定项目是否可以盈利；估计项目需要的资源，确定在现有条件下是否能完成项目；对各种备选方案进行评估选择。

制定项目方案。拟订项目计划的可选方案，对人员、时间等进行初步规划。考虑各种项目限定因素，以便可以估计成本、进度安排和资源。证明解决方案的可行性，以便在精化和构建期间实现该解决方案。

准备项目环境。当项目被证明可行，并且有了初步的方案以后，就可以正式准备开发项目的环境了。制定项目的流程，确定要改进流程的哪些部分，选择开发中要使用的各种软件硬件工具。

在初始步骤结束时，要对步骤成果进行评估。生命周期里程碑评估的依据是项目产生的工件，对于基于项目管理的erp软件项目开发来说，生命周期里程碑应包括erp开发项目的风险列表、商业理由、软件开发计划、迭代计划、迭代评估、开发流程、开发基础结构、前景、针对erp用户的商业分析模型、针对erp软件需求的用例模型等工件。生命周期里程碑衡量的标准主要有：就erp软件开发项目的范围和用户达成一致；初步估计项目成本和进度，并取得用户的理解和同意；和用户就erp软件的功能需求达成一致；识别项目风险，并制定预防措施。

二、构造erp软件系统的架构

针对基于项目管理的erp软件项目开发细化步骤的主要目标是构造erp软件系统的架构，为后步骤的大量详细设计和组件实施提供稳固基础。要达到细化步骤的目标，项目人员需要开展下列活动：

建立足够详细的用例模型，进一步理解和验证用户对erp软件的需求，保证充分用户需求已经足够稳定。

构造erp软件的体系结构。在需求用例基本被识别的情况下，设计人员应尽可能快地定义erp软件的体系结构，验证可行性，并为erp软件体系结构建立基线。

为erp软件的构建步骤制定详细的迭代计划，保证erp软件的实现。根据项目步骤的状况，改进开发流程并放置到开发环境中，包括支持团队在构建步骤开发所需的流程、工具和自动化支持。

在细化步骤结束时，要对步骤成果进行评估。rup把本步骤的里程碑称为生命周期体系结构里程碑。对于基于项目管理的erp软件项目开发来说，生命周期体系结构里程碑依据的工件应包括软件开发计划、迭代计划、迭代评估、风险列表、商业理由、开发流程、开发基础结构、配置计划、erp软件的用户界面原型、前景、erp软件需求的用例模型、erp软件系统结构、erp软件的设计模型、erp软件的数据模型、测试计划、测试案例、部署计划等。生命周期体系结构里程碑衡量的标准主要有：erp软件的需求是否己经足够稳定，获得用户的确认；erp软件体系结构己经足够稳定，并得到包括用户在内的相关关键人员的认同；己经确定了测试的关键方法；erp软件构建步骤的计划保证足够详细和精确；再次评估项目的可行性。

三、依据体系结构澄清剩余的需求并完成erp软件系统的开发

针对基于项目管理的erp软件项目开发，构建步骤的主要目标依据细化步骤建立的erp软件体系结构，澄清剩余的需求并完成erp软件系统的开发。要达到构建步骤的目标，项目人员需要开展下列活动：

构建erp软件系统。项目的开发工作此时己经全面展开，这是最耗费时间、人力等资源的步骤。项目应做好资源的管理控制、优化开发流程。在构建过程中，往往要对设计模型进行修改和优化。

测试erp软件系统。根据用户对erp软件的需求和系统设计，安排测试案例，并组织测试活动。对照用户验收条件来评估erp产品发行版本。随着构建步骤的进展，组成erp软件系统的各个单元被开发出来，需要依照在项目初始步骤和用户协商好的验收条件检验产品。

在构建步骤结束时，要对步骤成果进行评估。rup把本步骤的里程碑称为初始操作能力里程碑。对于基于项目管理的erp软件项目开发来说，初始操作能力里程碑依据的工件应包括风险列表、软件开发计划、迭代计划、erp软件的部署方案、测试案例、测试评估、企业用户的支持材料、erp软件设计模型、erp软件数据模型和erp产品的部署单元。初始操作能力里程碑衡量的标准主要有：开发的erp产品发行版是否满足用户要求；开发的erp产品发行版是否己足够稳定和成熟到可以交付erp实施项目组和用户使用；实际资源耗费与计划相比，是否仍可接受。

四、确保erp软件可以满足企业用户的要求

针对基于项目管理的erp软件项目开发，移交步骤的主要目标是确保erp软件可以满足企业用户或者erp实施项目组的要求。项目人员需要开展下列活动：

到企业环境中，部署erp软件；为企业用户提供支持材料，如用户手册、培训资料等；现场测试可交付的erp产品；为新的erp软件创建产品发行版；获得用户反馈，根据反馈调整产品。

在移交步骤结束时，要对步骤成果进行评估。产品发行里程碑最主要的工件是产品和用户支持材料。产品发行里程碑衡量的标准主要有：企业用户和erp实施项目组对erp软件系统的评价和满意度；开发项目实际资源耗费与计划的耗费相比，是否可接受。

参考文献：[1]邵玟.项目管理理论在erp软件实施中的应用.机械管理开发，2008.

结构设计基本步骤范文第2篇

【关键词】项目管理 erp软件 项目开发

一、和用户一起确认项目的目标和范围

针对基于项目管理的erp软件项目开发，初始步骤的主要目标是和用户一起确认项目的目标和范围。在初始步骤，项目成员需要建立的erp软件的范围和边界条件，包含软件操作的远景设想、用户验收条件以及在产品中包含和不包含的内容；区分出erp系统的关键用例；初步估计整个项目的整体成本和进度安排；识别项目潜在风险；准备项目的支持环境。

要达到初始步骤的目标，项目人员需要开展下列活动：

阐明erp软件项目的范围。项目的范围包含两层含义：erp软件的功能范围和erp软件开发工作执行的范围。项目成员需要捕获环境、主要需求和约束，在此基础上定义erp软件的功能范围，根据功能范围形成软件开发工作执行的范围。erp软件的功能范围的确认以erp软件产品的验收条件为准。

计划和准备项目的商业理由。评估项目风险，从商业角度充分考虑项目的成本/效益，从而确定项目是否可以盈利；估计项目需要的资源，确定在现有条件下是否能完成项目；对各种备选方案进行评估选择。

制定项目方案。拟订项目计划的可选方案，对人员、时间等进行初步规划。考虑各种项目限定因素，以便可以估计成本、进度安排和资源。证明解决方案的可行性，以便在精化和构建期间实现该解决方案。

准备项目环境。当项目被证明可行，并且有了初步的方案以后，就可以正式准备开发项目的环境了。制定项目的流程，确定要改进流程的哪些部分，选择开发中要使用的各种软件硬件工具。

在初始步骤结束时，要对步骤成果进行评估。生命周期里程碑评估的依据是项目产生的工件，对于基于项目管理的erp软件项目开发来说，生命周期里程碑应包括erp开发项目的风险列表、商业理由、软件开发计划、迭代计划、迭代评估、开发流程、开发基础结构、前景、针对erp用户的商业分析模型、针对erp软件需求的用例模型等工件。生命周期里程碑衡量的标准主要有：就erp软件开发项目的范围和用户达成一致；初步估计项目成本和进度，并取得用户的理解和同意；和用户就erp软件的功能需求达成一致；识别项目风险，并制定预防措施。

二、构造erp软件系统的架构

针对基于项目管理的erp软件项目开发细化步骤的主要目标是构造erp软件系统的架构，为后步骤的大量详细设计和组件实施提供稳固基础。要达到细化步骤的目标，项目人员需要开展下列活动：

建立足够详细的用例模型，进一步理解和验证用户对erp软件的需求，保证充分用户需求已经足够稳定。

构造erp软件的体系结构。在需求用例基本被识别的情况下，设计人员应尽可能快地定义erp软件的体系结构，验证可行性，并为erp软件体系结构建立基线。

为erp软件的构建步骤制定详细的迭代计划，保证erp软件的实现。根据项目步骤的状况，改进开发流程并放置到开发环境中，包括支持团队在构建步骤开发所需的流程、工具和自动化支持。

在细化步骤结束时，要对步骤成果进行评估。rup把本步骤的里程碑称为生命周期体系结构里程碑。对于基于项目管理的erp软件项目开发来说，生命周期体系结构里程碑依据的工件应包括软件开发计划、迭代计划、迭代评估、风险列表、商业理由、开发流程、开发基础结构、配置计划、erp软件的用户界面原型、前景、erp软件需求的用例模型、erp软件系统结构、erp软件的设计模型、erp软件的数据模型、测试计划、测试案例、部署计划等。生命周期体系结构里程碑衡量的标准主要有：erp软件的需求是否己经足够稳定，获得用户的确认；erp软件体系结构己经足够稳定，并得到包括用户在内的相关关键人员的认同；己经确定了测试的关键方法；erp软件构建步骤的计划保证足够详细和精确；再次评估项目的可行性。

三、依据体系结构澄清剩余的需求并完成erp软件系统的开发

针对基于项目管理的erp软件项目开发，构建步骤的主要目标依据细化步骤建立的erp软件体系结构，澄清剩余的需求并完成erp软件系统的开发。要达到构建步骤的目标，项目人员需要开展下列活动：

构建erp软件系统。项目的开发工作此时己经全面展开，这是最耗费时间、人力等资源的步骤。项目应做好资源的管理控制、优化开发流程。在构建过程中，往往要对设计模型进行修改和优化。

测试erp软件系统。根据用户对erp软件的需求和系统设计，安排测试案例，并组织测试活动。对照用户验收条件来评估erp产品发行版本。随着构建步骤的进展，组成erp软件系统的各个单元被开发出来，需要依照在项目初始步骤和用户协商好的验收条件检验产品。

在构建步骤结束时，要对步骤成果进行评估。rup把本步骤的里程碑称为初始操作能力里程碑。对于基于项目管理的erp软件项目开发来说，初始操作能力里程碑依据的工件应包括风险列表、软件开发计划、迭代计划、erp软件的部署方案、测试案例、测试评估、企业用户的支持材料、erp软件设计模型、erp软件数据模型和erp产品的部署单元。初始操作能力里程碑衡量的标准主要有：开发的erp产品发行版是否满足用户要求；开发的erp产品发行版是否己足够稳定和成熟到可以交付erp实施项目组和用户使用；实际资源耗费与计划相比，是否仍可接受。

四、确保erp软件可以满足企业用户的要求

针对基于项目管理的erp软件项目开发，移交步骤的主要目标是确保erp软件可以满足企业用户或者erp实施项目组的要求。项目人员需要开展下列活动：

到企业环境中，部署erp软件；为企业用户提供支持材料，如用户手册、培训资料等；现场测试可交付的erp产品；为新的erp软件创建产品发行版；获得用户反馈，根据反馈调整产品。

在移交步骤结束时，要对步骤成果进行评估。产品发行里程碑最主要的工件是产品和用户支持材料。产品发行里程碑衡量的标准主要有：企业用户和erp实施项目组对erp软件系统的评价和满意度；开发项目实际资源耗费与计划的耗费相比，是否可接受。

参考文献：[1]邵玟.项目管理理论在erp软件实施中的应用.机械管理开发，2008.

结构设计基本步骤范文第3篇

传统观念上的结构一般是指机械方面的内部制造结构关系，本文形的结构则是指产品外观造型给人的直观结构，与机械结构不是同一个概念。大部分产品造型并不是由单一的形体组成，是由两个或两个以上的形体结合而成，结合的方式不同给人的直观结构感受也不同。这些形体之间的契合，包围，穿插等构成关系的探索表达就是该课题练习的主要目的。

（一）结构想象练习步骤一：让每位学生在一张纸上画两个形体，圆柱体、方体、圆锥体等，然后收上来；步骤二：收上来的纸张随机发给学生，要求学生对相应的形体设计出30种不同的组合关系形式。该练习主要为了训练学生对形结构的创造与探索，摆脱一成不变的形体设计方式，能够设计出丰富多彩的立体造型。

（二）形体结构变化练习步骤一：选取十款市场上的产品，观察并分析它的形体结构关系，并制成PPT解说。步骤二：选取其中一款产品对其结构变化练习：练习方向A：改变该产品形体之间的结构关系，研究其形体组合的不同可能性，并绘制出造型方案。练习方向B：设计一个形体替代该产品中的一个形体，探讨新形体与原有形体组合的合理性。完成相应的方案并制作模型。该练习需要学生对形的结构充分发挥想象的基础上，针对实际产品造型设计合理的结构关系。

二、形的特征课题练习设计者

在表达产品造型的创意时，总是通过对线条的反复琢磨与推敲来确定对象的造型形式，线条在设计者手上成了显示创意构思的重要表达工具。在产品造型征线是指那些对表现产品外形的特点有重要影响作用的线条。步骤一：选择5个产品，观察与分析这些产品造型，提取它们的特征线条；步骤二：选择其中一个产品，试着改变它的特征线，设计20个造型方案；步骤三：选择其中一个方案制作模型。特征的练习通过对产品特征线的分析与创造，培养学生对产品的线条理解能力和对空间线条的创造能力。四、形的组合过渡课题练习如果希望自己的设计能够吸引别人的研究，让这项设计看起来与众不同，那么对组合过渡形的认真理性思考，也许能成为设计的亮点，从而突出产品的特点。形的组合过渡主要有直接过渡、间接过渡及结构过渡。直接过渡表现为一个形体直接简单的的加到另一个形体上，两个形体之间没有出现另外的中间形。间接过渡是指形体组合时，有一个形作为过渡区域出现，将这些形态构成一个有机的整体。结构过渡指采用现成的机械结构或设计一个新的连接结构来过渡产品中的两个形体。

（一）间接过渡练习步骤一：每个学生画两个立体形，用橡皮泥制作好并收上来；步骤二：将步骤一种的立体形随机发给学生，要求学生在两个基本形之间设计20个过渡形。该练习目的希望学生通过对间接过渡形的设计创造，能够提高他们在产品设计中对细节设计的把握能力。

（二）结构过渡再设计练习步骤一：考察市面上有结构过渡的10个产品，分析它们的结构形式；步骤二：选择一款产品，重新设计20个过渡结构予以替代原有方案；步骤三：选择一个方案制作模型。该练习结合实际产品，旨在提高学生在具体的设计项目中过渡连接的设计能力。

三、结论

结构设计基本步骤范文第4篇

适航要求中的结构约束主要包括民机某部分系统或子系统必须具有的物理结构组成及对象的某些形状、尺寸要求。此处将物理对象的材料类型和相应的强度要求也纳入了结构约束的范畴。此类要求常见于CCAR-25部C分部(结构)，D分部(设计与构造)等。对于结构约束的表达采用以下形式：<OS,(ES,PS)>。(3)式中：OS代表物理结构特征的主体，ES和PS代表两种结构约束类型，ES为结构组成约束，如要求必须存在某种物理结构；PS为某物理结构的空间尺寸、形状限制。例如CCAR25.777(e)中规定了襟翼和其他辅助升力装置的操纵器件在驾驶舱的位置要求：“操纵台上部，油门杆之后，对准或右偏于操作台中心线并在起落架操纵器件之后至少254mm”。该条款要求属于结构设计要求，条款中出现了数值型约束，表达方式为{操纵器件:起落架{*}@≥"254mm"}，相应的概念图索引如图5所示。按照上述方式建立了包含CCAR25部B分部“飞行”、C分部“结构”、D分部“设计与构造”和E分部“动力装置”共290条适航条款的概念图本体库，基本覆盖了民机设计中性能操稳、结构强度和动力燃油部分的适航要求（除A分部“总则”，F分部“机载设备相关”和G分部“使用限制和资料”外）。采用以上方式从适航条款中提取设计约束信息的完备程度，并依此建立的适航条款的概念图索引很大程度上决定了后续能否根据设计任务检索到所有适用的条款要求，即条款检索的完备性，对于民机设计至关重要。因此，为尽量保证能够从条款要求中完备地提取关键“概念(包括设计特征、指标或参数)”，需经过以下过程：①通过适航条款的字面分析，包括研究条款条文、条款相关的修正案和咨询公告等文件进行初步提取；②参考已有同类机型（同级别）的型号取证数据，通过对比和构型差异分析进一步补充和完善；③在此基础上进一步由各专业有丰富型号经验的设计师进行评议、完善和确认。即便如此，这种完备性仍是相对的，因为一方面，随着航空技术的进步和航空事故的教训，适航要求也会不断修订、发展和完善；另一方面，随着民机制造商型号经验的积累和技术能力水平的提升，对于适航条款的理解会逐步加深，这种信息提取的完备性也会不断提高。

2适航要求的识别和检索机制

适航要求识别与获取的目的在于根据当前设计任务检索适用的适航条款要求，本质上属于一种依据索引的文本检索[13]。与传统的关键词检索相比，用于建立设计任务和适用条款要求之间映射的索引不是若干离散的关键词，而是一种由概念图表达的结构化索引，构成索引的“概念”之间具有内部关联性；另外，由于适航条款的概括性，建立条款索引的概念集中包含的很多概念术语超出了条款文本范围。例如，CCAR25.581闪电防护条款的条文中并未明确提及飞机的燃油系统，但燃油系统设计必然需要考虑该条款要求。因此，“燃油系统”要包含在该条款索引的概念集中，而这种情况主要依靠设计师的经验知识来保证。针对适航条款的特点，本文提出一种基于匹配度的适航条款要求检索方法，即某适航条款对于当前设计任务的适用性可通过设计任务中包含的民机设计特征与条款约束的设计对象之间的匹配度来衡量。2.1匹配度对象（设计特征）之间的匹配过程包括两个步骤：首先判断当前设计对象与条款约束的对象名称是否一致；若对象名一致，则进一步判断对象属性值之间的一致程度；否则，两者完全不匹配。此处，设ai为当前设计对象a的第i个属性值，bi为条款约束的对象b与之相对应的属性值，则M(aibi)表示两者属性值之间的匹配度函数。若ai和bi为枚举型取值，则匹配度计算公式如式（4）：2.2检索算法根据上述介绍，基于匹配度的适航条款检索算法如图6所示，详细的检索步骤描述如下：步骤1输入飞机的某设计特征（系统、子系统及其结构组成）作为当前设计特征Pc（当前设计对象）。步骤2读取Pc相关的特征约束C(Pc)，这里的C(Pc)主要来自于对于产品整体的属性约束或继承自父级特征的属性约束。步骤3读取Pc的关联特征，生成关联特征集；此处的关联特征包括Pc的下一级结构特征，以及与Pc在功能或结构上存在关联关系的其他设计特征；此处构建关联特征集的目的在于扩大适用条款的检索范围。步骤4从适航条款数据库中读取第一条未被检索过的条款作为当前条款，如果成功，则进一步读取该条款约束的目标对象Pc’及其特征约束；否则退出程序。步骤5比较Pc和Pc’，如果Pc=Pc’，则进一步比较其属性特征C(Pc)和C(Pc’)，并按式（6）计算其匹配度Mi。步骤6如果Pc≠Pc’，则该条款的目标对象与当前设计特征不匹配，但可能与Pc的某项关联设计特征相匹配。因此，进一步读取Pc’的关联对象集Pr’，判断Pr与Pr’是否相交，即按照式（7）计算Mj。步骤7若Mi>0，则当前设计特征与条款约束的目标对象一致，该条款为当前设计特征的主要适用条款，从而将该条款录入适用条款集；否则转步骤8。步骤8若Mj>0，则当前条款为当前设计特征的相关条款，属于次级适用条款，也将该条款录入适用条款集；否则，当前条款为完全不适用条款，转步骤9。步骤9将当前条款的状态标记为已检索过的条款，转步骤4。步骤10适航条款数据库中的所有条款都被检索过，退出程序。

3实现与应用

根据本文提出的方法进行相应的软件实现。采用技术，利用VisualStudio2008软件开发平台和SQLServer2008数据库系统开发出一套民机适航要求的识别与确认系统，用于辅助某民机制造商的适航工程师（型号各分系统适航审定计划的负责人）根据某些设计任务中的民机设计特征检索适航条款数据库，形成型号各专业适航审定基础中适用条款集合的初步方案。以民机起落架系统中的部分设计特征“主起落架及舱门”为例检索其适用的适航条款要求。首先，定义当前的设计任务，包括明确目标设计特征，定义目标设计特征所在型号的飞机级特征参数要求，并将主起落架系统的父级系统和子级系统作为关联设计特征，形成当前设计任务的概念术语集用于检索，如图7所示。依次根据目标设计特征“主起落架及舱门”及其关联特征（如父级设计特征起落架系统，子级设计特征收放系统、机轮系统等）检索适航规章数据库。此处以CCAR25.721条为例（如图8），首先进行当前设计特征与条款约束的目标对象名称的比对；若一致，则进一步进行（飞机级）特征参数的匹配。

4结束语

结构设计基本步骤范文第5篇

机电产品的设计实际是将市场的需求变成一种产品功能的需求，并且按照这个需求来设计产品的原理和结构。机电产品的设计过程管理可以分为四个部分：产品的开发环境、产品质量工程方法、自顶向下的设计决策过程以及从全局角度保证产品开发的系统工程方法。（1）现在的产品开发环境大多采用电脑软件支持，可以给开发人员提供专业的开发软件、电脑网络以及海量的数据库资源能够保证机电产品开发过程的顺利进行，缩短开发时间。（2）产品的质量工程方法需要以质量管理功能配置为基本条件，在产品设计开发的过程中，将基本的元素、发生的事件和活动进行分析整理，最后把这些描述和转换，达到在产品的设计开发过程中对产品的质量进行管理和监控。把产品的质量工程方法整合进产品的开发过程，能够保证产品在开发决策时就有质量保证。（3）自顶向下的设计决策过程是整个产品开发设计的中心内容。设计的决策过程作为机电产品开发设计的重要组成，目的是能够为即将开展的开发设计活动提供必要的政策决策支撑。这也是产品开发过程开展的基础活动。（4）从全局角度保证产品开发的系统工程方法，可以实现产品开发设计过程中多个部门协同工作，保证人才、资源和技术达到最优化配置，从而实现产品设计方案的最优。机电产品的开发设计过程是一种将理论知识、动手技能以及工作经验结合的繁杂的工作，不一样的开发团队人员对待相同的设计难点时，有可能会采取不一样的设计方案，但有一点是一样的，就是都会采用相同的设计过程，即概念设计、初步设计和详细设计。这几个步骤的完成主要靠的是开发过程中采用科学的管理方法，通过对开发过程中的各个步骤都进行合理的分配和监督。机电产品的开发过程的各个步骤全部是开发团队按照既定的开发模型同时并行的工作，团队中各个成员分别承担各自不同的任务。整个开发过程各个成员协调并行工作，当其中的某个成员或某个步骤产生错误时，就会影响这个产品的开发。

2产品设计步骤分析

在现实的机电产品设计过程中，它的步骤更加复杂，而且步骤与步骤之间也是紧密联系的。每个步骤在实施过程中都必须包含有设计的质量过程控制，这些质量过程控制可以检验实施过程中的对与错，是否能达到要求，这样可以保证每个步骤实施的质量。

2.1前期的准备

在前期的机电产品计划设计阶段，首先需要针对本产品进行相应的市场调研、客户对产品的需求以及产品生产出来后的销售，了解本产品其他相关的生产商目前的生产、销售、赢利以及客户使用反馈的情况，根据这些调研的情况进行产品设计目标的确定、质量的策划，为产品开发的周期确定日程安排，确定产品开发的预算等问题。同时做出相应的可行性报告，挑选确定开发团队的成员，为成员分配各自的任务，开发团队的成员应该充分了解即将需要研究和解决的问题，需要对整个产品包括它将来的市场定位、产品的主要功能、产品的工作方式、产品的结构组成有一个整体的了解。

2.2设计过程的控制

2.2.1概念的设计

对于一个新的机电产品来说，如果是设计一个新产品，那首先需要对这个产品进行功能、原理、形状、结构等一系列的概念设计。概念设计和其他的设计不同，它要求每个开发步骤都需要有相互紧密的联系。因此，需要把他们之间的一系列设计联系在一起，来合理地利用开发团队的资源，协调各部门的工作。同时，概念设计包括：设计输入、新产品概念生成、新产品概念验证与评价、方案输出过程等几个阶段。

2.2.2初步的设计

在这一个步骤中需要把上一个步骤概念设计所提出的目标都能实现，包括产品结构的设计、确定构成产品中的零件的形状材料大小以及可靠性的测定，进行产品成本的分析，确定产品的开发和制造成本以及销售利润的情况，这一成本的分析需要贯穿在整个设计过程的始终。这一阶段需要做的就是要求解决整体的、全局的、结构性的问题。

2.2.3详细的设计

这一个步骤是在完成了上述概念设计和初步设计步骤的基础上，具体考虑产品的整体布局、人机交互、产品的组成材料、外型装配等方面条件。这个步骤的目的在于，按照已经批准执行的设计任务书上的要求，来完成该产品主要的零部件的设计和一些参数的运算。

2.2.4进行模拟和仿真

结构设计基本步骤范文第6篇

Abstract： RAND style systems analysis （RSSA） is an approach for solving complicate problems. RSSA is based on the summarization of successful practice in various fields， thus， its instructional content structure is not clear， i.e.， instructional contents do not have clear definition and the relations between different instructional contents are vague. We give a clear structure design for the RSSA instructional content， including the entirety of RSSA， problem analysis， objective analysis， the circumstance-function-structure-behavior analysis， proposal design， proposal evaluation and decision. These works form a good basis for future instructional designs.

关键词：兰德型系统分析；教学内容；结构设计

Key words： RAND style systems analysis；instructional content；structure design

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）07-0200-04

0 引言

系统分析是兰德公司在上世纪四十年代提出的一种解决军事运筹与决策问题的方法[1]。系统分析最初使用定量模型来解决问题，其主要要素有：目标、替代方案、费用和效益、模型、准则[2]。随着系统分析在公共政策、军事战略等领域的深化应用，其内涵和范畴不断扩展，逐步形成了一整套用于处理复杂综合性问题的框架性方法，我们称之为兰德型系统分析（RAND-Style Systems Analysis，RSSA）。RSSA涵盖了从认识问题到解决问题的完整决策过程，包括：问题分析、目标分析、分析、系统环境、功能、结构与行为的分析、方案设计、方案评价与决策等[3][4]。

RSSA是决策分析、系统工程、经济管理、公共政策、军事战略等类型课程的重要组成部分。但是，与聚焦某一类管理决策问题的课程（如项目管理）不同，RSSA研究对象的广泛性决定了它一方面是一种通用的方法；另一方面又是一种抽象和高层的方法，其运用方式随着领域、问题和对象的不同而大不一样，即，RSSA的框架下需要用大量的领域知识、领域经验和领域直觉来填充。不难发现，按照认知学习的观点[5]，RSSA的教学很容易停留在抽象层面，容易造成理论化、表面化和符号化，学生难以消化知识和形成具体意义，并进而运用RSSA解决实际问题，教学效果不容易保证。

按照认知学习专家布鲁纳的观点[5]，有效的教学内容设计要使知识结构化。可是，因为RSSA源于经验总结和实践领域众多的特点，目前作者尚没有找到一种权威、通用、完整、清晰和可执行性强的RSSA方法框架，给有效教学带来很大障碍。因此，本文的目标是剖析、删繁、归并和构建出RSSA的知识结构，包括概念、命题、方法和原理等知识要素及知识要素之间的关系。以下，本文将按RSSA从总到分的顺序逐步展开分析。

1 兰德型系统分析的整体的教学内容结构设计

在将兰德型系统分析（RSSA）分解为各个步骤之前，要先将其视为一个整体来开展教学内容设计，主要解决三个问题：“是什么”（What）、“为什么”（Why）和“何时”（When）。

从整体上看， RSSA是一种面向复杂综合性问题的决策分析方法，而决策是一种基本的管理职能[6]。因此，RSSA的整体定位需要紧密联系到复杂综合性系统的管理上，这就引出了管理、决策分析和复杂综合性系统三个关键概念。①管理可以概括为使系统中的人、事、物按照管理者的意图运行，达到预期目标的一系列活动的统称。②决策分析是管理的核心步骤，它相当于人的大脑活动，包括从问题提出到设计并决定解决方案的一系列过程，最终产生干预系统运行的指令。③复杂综合性系统则是要素种类多、关联关系复杂的系统。④以上三个关键概念可以合并用一个学生熟悉的例子来解释说明，例如可以考虑两弹一星建设和抗美援朝等重大决策问题。

RSSA的发起原因通常有两个方面：①首先，人们运营和管理的系统是靠各种资源输入和信息约束而存在的耗散结构系统，它不断发展变化处于动态平衡之中，不断发生各种问题是常态；②另外，系统的外部环境也在不断变化，它使得系统的发展方向不再符合需要。当系统内部结构变化使得发展方向偏离管理者的主要目标，或者系统外部环境剧烈变化使得目标无法实现时，就要发起RSSA，以对系统结构开展干预，使系统运行重回正常轨道。

2 兰德型系统分析各步骤的教学内容结构设计

与RSSA整体的教学内容结构设计停留在概念上不同，①首先，RSSA各步骤的教学内容结构设计要围绕其实施的步骤和方法等“程序性知识”来开展，如果可能的话，要在知识传授的基础上尽量做基本练习与变式练习，使得程序性知识可执行化，形成解决问题的能力；②第二，为了理解RSSA各个步骤的原理，应该用工程技术从问题中产生方法的基本逻辑，从问题出发阐明RSSA各步骤为什么要这样做，能达到什么效果，不这样做行不行等，自然而然的阐述RSSA的各个步骤和工作的原理；③第三，程序性知识和方法原理中涉及很多表述基本事实的知识，称为“陈述性知识”，这些知识也要纳入教学内容中。

RSSA是社会、经济和军事等各领域决策分析人员的成功经验和正确做法的抽象总结。尽管如此，抽象的讲授RSSA的各个步骤是枯燥无味的，需要结合具体例子才能将RSSA的各步骤包装得生动、具体和形象，融入学习者的体验。为了突出RSSA的内容，而不是陷入到理解例子的复杂细节中，不应该使用门槛较高，需要复杂专业知识的例子，而应该尽量使用常R性的经典例子。另外，RSSA的各个步骤最好使用同一个例子（例如雾霾治理），以便于学习者对各个步骤的区别与联系做出比较，从而形成更丰富和清晰的知识点间的认知关联结构，便于理解，记忆和提取运用。

2.1 整体流程

在介绍RSSA各步骤的细节前，要先开展RSSA整体流程的介绍。整体流程介绍定位于简单介绍各个步骤，以及各个步骤之间的输入输出关系，让学习者对于RSSA有整体了解。①步骤的简单介绍应该使用目标式和功能式的风格：目标式风格指的是只说每个步骤要做什么，而暂时不说怎么做的具体途径；功能式风格指的是只说每个步骤的输入条件与输出结果的对应关系，而两者之间的转换机制、内部细节和中间过程则暂时不去探究。②步骤之间的关系实际上是彼此间输入、输出和反馈迭代的关系，一方面，前步骤的输出是后步骤的输入；另一方面，后步骤出现矛盾性结果时，要反馈到前步骤做适当修正。

2.2 问题分析

2.2.1 基本概念

问题是现实状态与预期状态的差距与矛盾，其中有三个要素：现实状态、预期状态和较大的差距。现实状态表示在系统现有的要素组成与配置关系下，管理者预期会获得的结果。预期状态表示管理者期待获得的结果。较大差距的意思是：①差距不是由系统和环境的正常随机波动导致的；②想要消除该差距，无法通过现有运行方案的微调和修补来完成，而需要通过系统化、全面性的RSSA来科学的制定方案。

2.2.2 基本方法

问题分析的基本方法就是从问题的基本内涵出发，按照三要素来发现问题。问题分析的时机一般是由特定事件驱动的：一类是系统自身结构或者外部环境的重大事件或者变故；一类是系统和组织内部在做阶段总结的时候由决策者提出。很多情况下，决策者受到思维定势和思维惰性的干扰，不愿意正视问题。当问题隐约存在，但线索又不十分清楚时，应该带着问题意识观察系统运行，并参考切克兰德调查学习模式[6]，对系统中的人员做调查问卷分析，收集系统的关键参量数据，用定性与定量相结合的方法，学习并理解系统，找准其中的问题。

2.3 目标分析

2.3.1 基本概念

目标不同于问题，它要在考虑系统和组织的长远目标与各方面的关联因素的基础上，解决、改善或者缓解存在的问题。目标分析的开展在形式上比较简单，只提出要做什么，而暂时不考虑如何实现。然而，要说明的是，一方面目标直接决定RSSA最终提出的方案，影响很大；另一方面要将目标定准其实很难。因此，①首先，要全面横向地考虑看待问题的不同专业与利益角度，还要全面考虑问题的各种关联因素，防止按下葫芦浮起瓢；②第二，还要在解决问题中有效统筹考虑长远目标，以通过尽量少的干预和折腾达成最后的目标；③第三，在RSSA的初期，即使有经验的分析员和熟悉专业领域的人员也难以全面准确的考虑上述因素，所以，对于新问题，若干次数的目标调整是难以避免的。最后，当解决当前问题与组织长远目标不存在矛盾，也不存在其他因素的干扰时，目标就简化为只考虑解决当前问题。

2.3.2 基本方法

目标分析的基本方法是将抽象，高层的目标细化和具体化，得到具体、可检查和可验证的产品、成果和指标。这样的细化可以多层次反复迭代进行，细化到（且仅到）对象系统的输出产物与信息上，而不必深入到目标系统的内部细节。这个方法又叫做目标手段分析，其原理就是将大的、宏观的、不易验证的目标，以分解的方法，得到一系列小的、具体、可验证的目标，下层目标是上层目标的达成手段，最后得到一个树状的目标分解结构。

2.4 对象系统的环境、功能、结构和行为的分析

2.4.1 基本概念

对象系统（Objective System，OS）指的是产生我们预期的成果和产品，作为我们研究对象的系统。①环境是为OS的运作提供基本条件、输入原料和客观限制的，不可控制的因素的总和。②功能指的是OS以特定的内部机制，完成从输入原材料到输出产品的转变过程的能力，它只是一个表面化的描述，而不涉及系统内部机制的细节。③结构指的是OS的要素以及要素之间的关系的总和，是OS的静态呈现。④行为指的是OS的结构（主要是其中的要素的状态）随时间进行而发生的动态变化，以及物质、能量和信息的各种转化过程，是OS的动态呈现。综合来看，系统的结构是行为的基础，而环境与行为一同决定了功能，也就是最终决定了§2.3提出的目标能否实现。

2.4.2 基本方法

①环境分析包括环境要素的建模、不确定性的分析和发展趋势的预测。因为环境是不可控的，所以其不确定性变化和趋势性变化对于OS的输出结果影响很大，在开展后续分析之前，要分析清楚环境因素的不确定性变化规律和趋势性变化规律。一般来说，这类带不确定性的分析可以考虑概率统计和随机过程等模型。②功能分析可以采用集成化计算机辅助制造领域中的IDEF0图来描述。IDEF0提供了包括输入、输出、控制信息（约束）、机制（原材料、资源、工具、人力等）的完整功能描述框架。③结构分析可以考虑使用信息系统工程中的面向对象分析方法，例如UML等规范化分析技术，特别是以其中的类图来描述要素，并将结构关系设计成类之中的属性，又或者可以用概念图和思维导图等来做结构分析。④OS的动态行为分析可以采用UML中描述多个对象间交互的时序图，或者Petri网来描述，对于宏观性的问题，还可以用系统动力学模型来描述。

2.5 方案设计

2.5.1 基本概念

方案是调节、改进和变革OS的结构和行为，使得OS输出一定规格的产物，以达到特定目标的一系列可执行措施的统称。方案是针对OS的改进，分成三种类型：①调节型是不改变现有OS的基本结构，仅对其中的某些关系和要素加以加强或者减弱；②改进型是在原有方案的基础上，做一定程度的较大改进，但是基本的结构和原理不改变，并将改进前后的变动成本作为重要考虑；③变革型是在现有OS的机制存在根本性问题时，重新开展顶层设计，原有要素基本打散重组，新增大量新要素，淘汰大量旧要素。

方案的内容是对OS结构的变化，即OS要素和要素间关系的调整变化措施。RSSA对方案设计的主要要求是全面完整、协调配套、适应环境和切实可行。①全面完整是要包含所有目标对应的落实措施。②协调配套指的是方案是“组合拳”，各个措施之间要彼此配合，正合力最大，内耗和副作用最小。③适应环境是能够抵御外部环境一定范围内的变化风险，并且能够预先规划和适应外部环境的规律性变化趋势。④切实可行是指方案是要最终落实的，其实施所需的时间、金钱、技术、人力、管理等投入要尽可能小，要在满足目标要求的条件下尽量简单，反之，如果方案的可行性确实达不到要求，就要返回目标分析阶段，反思目标是否定的过高。

2.5.2 基本方法

方案设计的基本方法是目标牵引，环境适应，结构入手，综合设计。①目标牵引的含义是每个目标在方案中都要有对应的实现措施，为此，可以采用鱼骨图等因果关系分析的方法，完成从目标至方案措施的分解。②环境适应的含义是方案对于环境的不确定性因素要有一定的鲁棒性，能保持稳定的输出，另外要对环境的趋势性变化有调整适应能力。环境鲁棒性来自于设计方案时预留容量；环境适应性来自于设计方案时预留了环境变化下自身结构、参数等的调整方法和升级接口。③结构入手的含义是：方案达成目标的基本原理是对OS的要素与要素间关系做调整，包括增加、删除、修改等改进型操作；或者是全新的变革性设计。④综合设计的意思有三层：首先是各个措施要协同配套，不能彼此抵触；第二是要综合考虑方案达成各个目标的效果，以及方案本身的成本（包括实施可行性问题、时间金钱等耗费问题、副作用问题等），在成本与效果之间综合权衡；第三，要设计能够在成本、效果、可行性等标准之间有不同侧重点的多个备选方案，最后供决策者选择。

2.6 方案评价与决策

2.6.1 基本概念

尽管方案设计的过程中已经考虑了成本、效果等因素，可是这种方案设计阶段的考虑更多的是定性和概略的考虑。因此，在正式决定方案之前，有必要用一套科学完善的指标体系，对各个方案开展详尽、客观和定量的评价，淘汰掉明显劣的方案，保留满意方案或者选出最优方案。其中，指标体系要涵盖方案达成目标的程度、环境适应性程度、方案实施成本与实施难易程度等，其要求是必须意义明确，且易于计算或者比较。方案评价的核心工作是量化各个指标，由此得到方案的优劣判断：①劣方案的某些指标数值低于可接受下限，因此不予考虑；又或者每个指标都劣于某个方案，无保留必要。②满意方案则是切实可行和非劣的方案，事实上，决策者可以根据偏好来从满意方案中选择任意一个。③最优方案是综合所有量化指标并得到每个方案的总评分，选出其中最高者，即为最优方案。

考虑到RSSA所面临的问题的复杂综合性，有的指标的数值很难客观计算，此时，方案之间的指标优劣只能由决策者做主观比较来给出；另外，同一个方案下各个指标的相对重要性同样没有客观标准，也需要决策者做出主观价值判断。不难发现，对于RSSA的研究对象――复杂综合性系统――来说，方案评价的量化过程不可避免的需要引进决策者的价值判断，因而，方案评价与方案决策一般是无法分割的。

2.6.2 基本方法

方案评价与决策的基本过程是确定指标、指标量化、综合评价并做出决策。①确定指标是从目标达成度、环境适应度、方案实施成本、方案可行性等方面，确定一套完整、标准化、明确清晰和容易量化的指标。②指标量化是在OS的环境模型、结构模型、行为模型和功能模型的基础上开展的。当指标的数量关系明确且易解算时，可以建立数学模型并量化；当指标的数量关系明确但不易解算时，可以建立仿真模型并用计算机仿真法得到数值解；当指标的数量关系不明确时，可以利用决策者和分析师的经验，建立经验模型或近似模型，或者直接用主观意见来赋值。④综合评价是利用各种多属性评价方法，如AHP法、TOPSIS法、加权和法和ELECTRE法等，计算每个方案的相对重要度打分，最后选出最优解。需要注意的是，方案评价与决策中还是应该尽量避免决策者的主观判断，在确实需要主观判断的场合下，分析师应该配合决策者，慎重、规范和细致的进行。

3 案例研究

华北雾霾治理是一个社会热点，也是学生们普遍关心的问题。本文以此为例简单的展示RSSA的分析过程与每一步所得的结果。

问题分析：①现实状态是雾霾大面积频发，社会和人民关注度很高，迫切希望改进；②期望状态是空气质量的优良率高，人民总体满意；③显然，现实状态和期望状态的差距很大，且无法通过简单的加大环保监管力度来解决问题，而是要通过对产业结构、经济发展、战略布局等做通盘改进来解决。

目标分析：通过2014年的北京APEC蓝不难发现，单纯的治霾是简单的，只要停产限产就能做到。但是，长期减产的措施将带来重大经济损失，引发失业和危及整个社会经济的运行秩序，从而无法达到全面建设小康社会的目标。所以，现阶段的合理目标是长期推进经济和产业结构转型，短期内缓解和一定程度上改善大气污染状况。

对象系统（OS）环境、功能、结构和行为分析：①华北地区的地形、气候和大气环流条件等都是无法改变的，属于环境因素；②OS的功能是消耗能源和原材料，生成各种产品、就业岗位和经济价值等，同时产生大量的水、土壤和空气的污染；③OS的结构包括能源、矿藏、运输、原料、产业集群、人口、城市、经济和政策等一系列复杂的要素与要素之间的关系；④OS的行为可以用系统动力学来建模，以描述各种宏观量之间的复杂关联关系导致的复杂行为。

方案设计：为达到上边确定的雾霾治理目标，需要开展以下工作：①逐步减少重污染和高排放的过剩产能，关停淘汰高能耗低产出的小企业，新上项目应注意疏散配置，鼓励和补贴新兴产业，利用排污税费调节重污染企业；②逐步降低煤炭能源比重，新上核电和燃气等洁净能源项目，实施车辆油品升级；③加强环保监管，惩罚违法生产，特别是在空气质量较差的时期严格执行应急预案，实行停产限产，严格守住污染防治底线。

方案评价与决策：治理的投入和效果是治霾方案的两大核心评价指标。上述方案措施中，①产业结构转型的跨时很长，涉及部门很多，影响因素多，推进十分困难；②环保监管的难度很大：大气污染有其扩散性，其治理成效和污染过错都难以归至某地政府或某家企业，所以，政府和企业对环保法规的落实态度容易消极，监管落实成本较大；③新能源建设可以迅速的降低火电厂的燃煤消耗，但是其经济投入较大；④利用排污税费调节污染排放则有很好的经济性，但是治理效果不易保证。最后的结论是治霾方案基本可行，但是有见效较慢，转型难度较大的风险。

4 小结

本文提出了一个内容完整，结构清晰的兰德型系统分析（RSSA）教学内容体系，明确定义了RSSA每个步骤中涵盖的概念知识和基本方法知识，以及这些知识之间的关系。最后，通过一个雾霾治理的完整实例，展示了RSSA教学内容体系用于课堂教学和实践运用的实用性。

参考文献：

[1]兰德公司与美国的崛起[M]. Abella A.著，梁筱|，张小燕译.北京：新华出版社，2011.

[2]臧卫东，王芸.现代系统分析浅论[J].交通部上海船舶运输科学研究所学报，1996，19（1）：50-68.

[3]汪应洛主编.系统工程学[M].三版.北京：高等教育出版社，2007，2.

[4]张智光主编.决策科学与艺术[M].北京：科学出版社，2006，9.

[5]陈琦，刘儒德.当代教育心理学[M].二版.北京：北京师范大学出版社，2007，4.

结构设计基本步骤范文第7篇

[摘 要]地铁车辆 蓄电池组 蓄电池控制箱

中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0092-01

1 前言

蓄电池组在地铁车辆里是控制电源不可缺少的重要部分。而蓄电池的控制箱在蓄电池组的充电、放电及低压保护方面起到的关键的控制作用。以往地铁车辆的蓄电池箱均为外购件，价格较贵，采购成本较高。若能自行生产蓄电池箱，可以按在生产车辆灵活设计，从而降低生产成本和采购成本，提高产品的性价比。

2 西安地铁车辆蓄电池控制箱设计分析

2.1 蓄电池控制箱设计原理分析

蓄电池是地铁低压供电系统的心脏，不管供电系统多么复杂，其电力性能最终取决于它的蓄电池，如果蓄电池失 效，再完善的供电系统也无法提供低压供电电源。如何监控蓄电池的工作状态，并精确地预测其临界失效期以及如何延长蓄电池的有效寿命，是保证蓄电池供电系统稳定、可靠的关键。

图1是地铁蓄电池控制电路的电气原理图，结合车辆实际情况对其进行合理化设计。

2.2 具体设计方案

根据车体钢结构设计和整车电气原理设计，对蓄电池控制箱的主要设计步骤按以下程序进行：

步骤一，根据车辆车体图纸、车下管路组成图纸和电气原理图，对车辆底架结构、车下电气设备分布、车下管路分布、和车下线路分布进行分析，计算蓄电池控制箱的可用空间尺寸、设计安装方式以及电气接口等；

步骤二，计算蓄电池控制箱的总体尺寸，分析其内部结构及组成，设计箱体安装接口、蓄电池存放箱、电气控制板等内部结构；

步骤三，根据电气原理及所采用电器元件的相关参数，制定蓄电池控制箱内电器元件的明细（包括电器件名称、代号、型号、电气参数、数量等）；

步骤四，根据电器元件的装配尺寸和配线方式，设计蓄电池控制箱的内部布置图；

步骤五，根据车辆电气原理图和蓄电池控制箱内部原理图，制作控制箱内部电气配线图；

步骤六，采购电器元件及准备辅助材料；

步骤七，装配电器元件及配线；

步骤八，蓄电池控制箱制作完成后，对其进行振动试验、电气调试等相关的试验和检测。

步骤九，对已试验成功的蓄电池控制箱，根据相关参数进行箱体结构优化、电器元件优化、配线布局优化等，优化完成后进行再次试验和检测。

蓄电池控制箱的整体设计和制作周期需要四到六个月。进过测试合格后的地铁车辆蓄电池控制箱可投入批量生产。

3 蓄电池控制箱生产电气工艺分析

3.1 电器元件安装和配线工艺的基本要求

电器元件和配线工艺的基本要求有外观质量要求和产品技术要求。

外观要求：电器元件要求按序安装，位置整齐，排列均匀；配线工艺应做到导线或线束在机柜（屏）内横平竖直，布置均匀，走线整齐美观，接线牢固可靠。

技术要求：电器元件安装工艺和配线工艺应严格按产品图纸、工艺文件、技术标准要求进行操作。

3.2 电器元件安装和配线的工艺过程

步骤一，配线前的准备工作。准备产品图纸和工艺文件，准备各种规格的导线和辅助材料。

步骤二，熟悉图纸并核对电器元件的安装位置及规格。

步骤三，按照产品图纸和工艺文件摆件、下线、布线、配线。

步骤四，整理线束和质量自检。

4 结论

结构设计基本步骤范文第8篇

关键词：混凝土结构基本原理；课堂教学；教学计划；多样性教学方法

中图分类号：TU37；G6420 文献标志码：A 文章编号：10052909（2015）04005905

混凝土结构基本原理作为土木工程专业中重要的专业必修基础课程，其主要任务是培养学生掌握钢筋及混凝土两种材料所组成结构构件的基本力学性能，具备混凝土结构构件设计能力，理解其与先修课程（如材料力学、结构力学）和平行课程（如钢结构）的关联性，要求学生掌握钢筋和混凝土两种材料组成的混凝土结构构件在承受轴向力、弯矩、剪力、扭矩以及共同作用时的截面设计和承载能力评估，掌握预应力混凝土结构构件在轴心拉力和弯矩作用下的承载能力计算和评估，掌握混凝土构件裂缝宽度和挠度确定的基本原理和验算方法。为学习后续课程混凝土结构设计和毕业设计打好基础。图1为与该课程相关的先期、平行和后期课程。

图1 混凝土结构基本原理的先期课程、平行课程及后续课程示意图

我国高校土木工程专业的混凝土结构基本原理与北美国家课程设置有所不同。笔者在美国田纳西大学和加拿大麦吉尔大学做访问学者期间跟班学习混凝土结构课程，两所大学土木工程专业的本科生在该门课程上的学时为每周3小时，共36学时，学习内容包括基本原理和结构[1]，课程紧密结合设计规范，授课教师更加注重实际应用。而我国的教学将混凝土结构基本原理和结构

设计分为两门课程，在两个学期完成，原理部分64学时，设计部分36学时，学生能更好地理解混凝土结构的基本原理。

笔者以90分钟课堂教学为例，结合同济大学混凝土结构课程教学实践，阐述了多样性教学的意义，揭示了教学计划在课堂教学中的重要地位，反映了中国高校混凝土结构课程教学特色。

一、 混凝土结构基本原理教学特色

积极发挥课堂特色是提高教学质量的有力举措。笔者所在高校（同济大学）以顾祥林教授为首的“混凝土结构基本原理”教学团队在长期教学实践活动中形成了自己的教学特色，这些特色包括立体化教材、国际化办学、开放性以及自选式试验等。立体化教材是指采用教学团队编制的中文教材[2]、试验指导书和英文教材（即将出版），并集纸质教材、多媒体电子教案、教学录像、试验录像、试件陈列室等多种表现形式于一体。土木工程专业国际化办学指通过研究国际化模式并初步实践，加强双语教学和英文教材建设。开放性、自选性试验指专门配置了混凝土结构教学实验平台[3]，开放性、自选式教学试验贯穿整个理论教学过程。试验录像在课程网站上，可随时观看学习。课堂是发挥和展示这些特色教学形式的平台，根据教学大纲要求科学合理安排好课堂时间是提高教学效果的根本保证。同济大学混凝土结构基本原理课程先后被国家、上海市、学校评为精品课程。这些课堂特色的形成凝结了几代人的不断努力和探索实践，是CDIO工程教育模式的具体表现[4]。

二、混凝土结构基本原理教学方法的多样性

课堂教学方法的多样性有利于提高教学效果。多样性的课堂教学方法分别在学习模式、双语教学、考评方式、教研结合中充分体现。

引导学生采用先进的学习模式。自主学习、研究性学习和实践性学习是先进的学习模式，课堂教学中通过回答开放性问题（包括概念型、知识型和资源型等三种类型），让学生自己在思考和查阅资料中找到问题的答案，培养学生自主学习能力；根据个人兴趣和专业需要安排学生选择教学实验，接触工程实际，提高解决实际问题的能力，初步掌握正确的思考和研究方法。

双语教学和全英文教学。本课程开出完全用英语讲课的平行班，供学生自由选课，以满足学生的不同需求。随着学生英文水平的提高和国际化要求，目前全英文教学取代了双语教学。2014―2015年度选修人数占学生总数的10%。

考试方法改革。采取灵活的成绩评定方式：理论考查占90%，实验报告占10%。采取激励机制，将研究性学习和实践性学习的考评作为附加成绩。

教学团队的教师承担多项部级、省部级课题以及实践应用课题，课题中大多为混凝土结构课题的试验研究项目。充分利用这种优势，积极引导学生参与课题研究，积极在各类课题科研试验项目中锻炼学生实践能力，强化感性认识，加深课本理论的理解，认清学科发展前沿。同时积极把国家标准、规范和规程的研究成果反映到课程教学中。由于《既有建筑物结构检测与评定标准》《装配式混凝土结构技术规程》《纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程》等标准、规程为本课程组教师参与编写，授课教师根据编写体会进行深层次的讲解，使学生及时掌握学科发展前沿和动态。此外，积极组织学生参加土木工程学院大学生创新实践训练计划（SITP）项目。

三、 混凝土结构基本原理课堂教学

混凝土课程具有内容多，公式符号多，构造规定多，工程实践强等特点。该课程可分为承载能力和使用性能两大部分。承载能力涵盖正截面承载能力和斜截面承载能力。正截面承载力包括轴向力、弯矩，以及弯矩与轴力共同作用时的混凝土结构构件的截面承载力，斜截面承载力包括混凝土结构构件承受剪力和扭矩时截面上的承载能力。使用性能作为课程的一个部分，简单介绍混凝土结构构件的变形，包括裂缝宽度、受弯构件挠度的计算方法。承载能力分析和使用性能课时比例为14∶1。结合试验研究，从加载到破坏全过程，提炼混凝土开裂、钢筋屈服、混凝土压碎等代表性的状态，以力的不同类型作用下的承载能力分析方法分析其破坏机理。

缜密、细致、科学的课堂教学计划是提高教学效果的关键。以混凝土结构基本原理课程中“斜截面受剪承载力”教学环节为例，根据教学大纲制定科学合理的教学计划，并对每一步教学分配合理的教学时间是提高课堂教学质量的有效途径。教学计划中应突出基本概念和原理，理论联系实际，注重系统性、新颖性和趣味性。

（一） “斜截面抗剪承载能力性能与计算”章节教学内容及要求

该章节教学内容包括：（1）无腹筋梁的受剪性能；（2）有腹筋梁的受剪承载力计算；（3）保证斜截面受弯承载力计算的构造要求。

该章节教学的基本要求：（1）熟悉无腹筋梁斜裂缝出现前后的应力状态；（2）掌握剪跨比的概念，无腹筋梁斜截面受剪的三种破坏形态以及腹筋对斜截面受剪破坏形态的影响；（3）熟练掌握矩形、T形和工字形等截面受弯构件斜截面受剪承载力的计算模型、计算方法及限制条件；（4）掌握受弯构件钢筋的布置、梁内纵筋的弯起、截断及锚固等构造要求。

（二）90分钟课程教学计划与实施

教学环节根据教学内容的第（2）点和教学要求的第（3）条展开，在90分钟的教学环节中，考虑特定时间内围绕教学目的划分若干步骤完成知识点、重点及难点的复习、解释和讨论，在此过程中合理安排教师与学生互动时间（表1）。

步骤教学目的教学知识点重点及难点教生扮演角色时间分配

1巩固平截面假定在受剪承载力分析中的不适，以及巩固斜截面的基本假定正应力与剪应力的共同作用决定构件的裂缝位置及走向斜裂缝的出现 学生讨论为主5分钟

2复习斜截面受剪承载力的实验研究复习剪跨比的概念，剪跨比对抗剪破坏模式的影响剪跨比作用的原因学生讨论为主10分钟

3复习无腹筋梁受剪承载力无腹筋梁承载力计算公式推导忽略不确定因素，

简化计算模型 学生讨论为主5分钟

4有腹筋受剪承载力计算平面桁架模型基于有腹筋梁平面桁架模型的承载力计算公式推导桁架模型中的裂缝间混凝土简化为桁架模型中的压杆教师讲解为主25分钟

5有腹筋梁受剪承载力的半理论半经验公式受剪承载力计算公式的组成及应用上限和下限值的确定教师解释为主25分钟

6受剪承载力公式及应用小结及作业布置剪跨比计算、临界截面确定、箍筋面积计算和间距确定、最小配箍率和截面限制条件的验算等教师讲解为主20分钟

表1中的步骤1―3用于巩固与复习，加深学生对剪跨比概念的理解，为后续的斜截面受剪承载力性能和计算作铺垫。这3个步骤以学生讨论为中心，共分配20分钟时间。步骤4―6用于讲解新的知识点，通过前3个步骤将学生的注意力集中于课堂教学之后，教师确认大部分学生掌握了构件斜截面抗剪的基本特征和关键参数时，以教师为主进行步骤4―6的教学，根据内容需分配70分钟时间。

步骤1实施时，结合先期课程（材料力学）和该课程第二章的材料性能中的相关内容，复习公式（1）中的正应力和剪应力产生的内力，正应力源于弯矩，而剪应力源于剪力。

σtp，cp=σ2±σ24+τ2 （1）

裂缝的发展方向与τ/σ比值有关，与水平方向夹角为1/2arctan（2τ/σ）；τ/σ越大，裂缝发展方向越陡。

步骤2实施时，必然涉及剪跨比的概念，这时可引导学生深化剪跨比的概念，为什么剪跨比能够决定构件抗剪破坏的模式，可从裂缝发展与构件长度方向的夹角大小判断，裂缝发展方向与构件长度方向的夹角越小，构件的抗剪承载能力越低。而决定夹角大小的是τ/σ，剪应力τ取决于剪力V的大小，而σ可由弯距M推算出来。这样，σ/τ可以用弯距M与剪力V和截面有效高度h0乘积的比值，可以表示为

MVh0= VaVh0=ah0（2）

ah0称为剪跨比λ。

如此，σ/τ∝MVh0，τ/σ与λ成反比。τ/σ越大，λ越小，受剪承载力越大。进而，可以用剪跨比λ说明构件抗剪破坏模式。

步骤3实施时，复习在剪压破坏模式下，沿斜裂缝取隔离体，忽略斜裂缝截面上难以确定的纵向钢筋的销栓力和裂缝间的摩擦力，得出无腹筋梁的受剪承载力为

Vc=0.24-0.06σsρsfc0.5+0.24λfcσsρsfcbh0=αc'fcbh0=αcftbh0

（3）

步骤4实施时，重点说明桁架模型，箍筋作为桁架的拉杆，上下弦纵向钢筋作为桁架的拉杆和压杆，裂缝间混凝土作为桁架的斜压杆。在桁架模型中学生往往对斜压杆难以理解。构件抗剪破坏时，斜裂缝间的混凝土受到上下纵向钢筋的约束分析，斜裂缝间混凝土受压，可以理解为斜压杆。然后，讲解纵向钢筋的受力，再说明水平钢筋的受力，最终得出有腹筋梁的受剪承载力为

Vu=nvhcorcotα=fyvAsvshcorcotα（4）

由公式（3）和（4）叠加，得出受剪承载力计算理论公式。

讲解步骤（3）和（4）之后，学生基本上可以接受这样一种思路：虽然斜截面受剪承载力性能与计算不符合平截面假定，但它仍然利用“实验―基本假定―计算模型―基本公式―适用条件―公式应用”的线索，从中体现课程的系统性。

实施步骤5过程中，在讲解为什么不用最大配箍率作为承载能力的上限时，利用实验研究结果（图2）解释。从图1可以看出，随着配箍率的增大，即横坐值的增加，纵坐标将不再变化，这表明受剪承载力Vu 与构件截面有效面积bh0的比值保持不变，因此受剪承载力受截面面积的控制或限制，解释了受剪承载力上限值的确定方法。

图2 受剪承载力/抗拉承载力比值与配箍率关系图

为开拓学生解决问题思路，可从解析角度解释。试验研究中表明，当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，斜压杆混凝土已压坏，故取斜压破坏作为受剪承载力的上限。而《混凝土结构设计规范》[5]是通过控制受剪截面的剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍率过高而产生的斜压破坏。学生对这一点往往难以理解，对从配箍率控制转化为截面面积控制感到困惑。

其实，在叠加公式（3）和（4），得到受剪承载力计算理论公式（5）后，

Vu=0.7ftbh0+1.25fyvAsvsh0（5）

不妨定义最大配箍率ρsv=1.2ftfyv，并将该配箍率带入公式（5），简单变化后可得

Vu=0.25βcfcbh0（6）

如此变化，即可得到规范设置的依据。

在第6个步骤中，为了增强学生的工程概念，在公式应用时，启发学生思考作用在梁上的集中荷载的工程意义。通常情况下，学生根据实验课获取的经验认为集中荷载是分配梁产生的或者是千斤顶给予的。通过启发学生的思考，引导他们从实际结构的主次梁考虑，解释集中荷载的位置其实就是另一方向梁的支座位置，集中荷载大小即为另一方向梁的支座反力。往往在这个时刻，学生会恍然大悟，记忆深刻，产生良好的教学效果。接着，讨论在集中荷载部位实际上应如何布置箍筋，是配在次梁支座的两侧还是放在支座的中间，只要从受剪承载力的基本原理出发，学生能得出应放在支座两侧的正确答案，因为支座处的实际计算截面积远大于bh0。如此，不仅增强了学生对工程概念的理解也提高了学习兴趣，体现了课程的新颖性和趣味性。

公式多、教材繁、考试难是多样化教学方法实施前学生对混凝土结构基本原理课程的普遍反映。多样化教学的实施加强了混凝土结构基本原理课堂教学的新颖性、趣味性、系统性，改变了学生被动学习的局面，提高了学生自主学习能力。2014年，同济大学通过网上评议调查，93%的学生反映课程教学方法灵活多样，激发了学生的兴趣和深度思考；97%的学生反映课程内容丰富新颖，具有挑战性；93%的学生反映多样化教学效果很好。从2014―2015年度学生期终考试中构件受剪承载力考题的抽查结果来看，90%以上的学生能掌握配箍率限界的概念，并能合理判断受剪控制截面和熟练应用计算公式进行抗剪配筋设计。

四、结语

同济大学混凝土结构基本原理课堂教学实践证明，通过多样化的教学方法可培养和提高学生自主学习能力，充分发挥90分钟内不同时段的教学效能是提高教学效果的重要途径。因此，只有坚持这些鲜明的教学特色，才能更好地保证和提高混凝土结构基本原理课堂教学质量。参考文献：

[1] Edward G Nawy. Reinforced concrete（fifth edition）[M]. New Jersey： Pearson Education， Inc. 2003.

[2] 顾祥林. 混凝土结构基本原理[M]. 上海： 同济大学出版社，2011.

[3] 顾祥林，林峰，黄永嘉，等. “混凝土结构基本原理”本科教学实验平台建设[J]. 实验室研究与探索， 2009， 28（2）：37-40.

结构设计基本步骤范文第9篇

关键词：高中化学；修模块教学；课例；评析；未知有机物结构性质探究

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2013）09-0019-02

在一次全市高二化学新课程研讨活动中，观摩了《有机化学基础》模块《未知有机物结构和性质的探究》一课的教学。授课教师从课标要求出发，以研究有机物的一般步骤和方法的应用为主线，以确定未知有机物（乳酸）的结构、性质为学习任务，通过自主学习、小组探究、合作交流，有效地将知识建构与探究过程融为一体，在凸显化学科学方法应用的同时，自然地实现情感态度与价值观的升华。

本课的主要教学过程由以下五个环节和相应问题构成：

一、整合教材，提升选修课程功能

本节课教学设计最为突出的是教师能够站在课程资源开发的高度，创造性整合教材，选取了应用价值深远的“乳酸”作为专题学习羧酸的内容，较人教版教材重复乙酸的学习具有开创性。

人教版高中化学选修5第三章《烃的含氧衍生物》、第三节《羧酸 酯》一节教材内容和必修2中《生活中两种常见的有机物——乙酸》进行比较，选修部分增加了三点：一是羧酸的分类；二是乙酸与苯酚酸性的比较研究；三是通过同位素示踪法认识酯化反应的机理。相比而言，苏教版《有机化学基础》模块专题4第三单元 《醛 羧酸》在内容上突出的是酯化反应在合成高分子材料中的应用，且作为教学资源给出的学习内容还涉及了对苯二甲酸乙二酯PET和聚乳酸PLA。考虑后续有机物转化的学习，苏教版展现酯化反应的应用更有优势。结合学情我们发现，学生从初中就开始学习乙酸，加上必修2和选修5前两章的学习，已烂熟乙酸酯化反应的实质，若再度以乙酸为课题设计探究教学，那肯定是假探究，势必造成学生的反感厌学，不会实现选修课程的模块目标。权衡以上诸多因素，选取乳酸为未知有机物进行探究，体现了以学生为本的教育思想，同时确保了知识的科学性和先进性。这样，既能让学生在经历研究未知有机物方法步骤的同时，加深对羟基、醛基、羧基、酯基的官能团性质的理解，也能在乳酸发生缩聚反应性质应用时，从容地达成情感态度与价值观这一目标。另一方面也帮助学生较好实现必修到选修在知识和方法上的螺旋上升，也为学习有机合成做好准备。

二、凸显过程、方法与知识建构的融合

本课以研究有机物一般步骤和方法的应用为主线，经历了五个环节。而这些环节的推进是按照研究有机物的一般步骤，即应用定量分析及质谱图确定分子式——应用红外光谱图、核磁共振氢谱确定可能结构——实验探究，确定结构式——利用结构、性质和用途的关系学习有机物。这样以未知物为研究对象的设计，能让学生自然地遵循化学科学研究的步骤方法，以科学家的姿态，在不断发现问题、解决问题的过程中，自主建构知识的模块学习目标，也为后继学习有机合成创造了良好条件，实现了教材编者在选修5开篇《认识有机化合物》阐明的旨意，使科学方法的学习有的放矢，不流于形式，不空洞说教。本课的板书体现了这一设计主旨：

三、自然地实现情感态度与价值观的升华

情感态度与价值观是理科教学中较难达成的课程目标。本课的第三个亮点正是较好地达成这一目标。这得益于本课伊始的情境创设，即选取2010年上海世博会德国馆工作人员穿的T恤可降解的视频资料，产生耳目一新的视觉冲击，让学生从中提炼了高质量的问题，“我们能不能合成类似这样的环保材料呢？怎么合成？”显然，能有这样强烈的愿望，达成“认识到有机化合物在人类生活和社会经济发展中的重要意义”这一目标，围绕这一情感需求，全课的学习活动逐步展开，直至课堂的最后一个环节——借助网络学习聚乳酸的性质用途，结合第二个视频资料“我国聚乳酸材料应用”，学生这种积极的情感体验从容地升华为运用所学改善、提高人类生活质量。

四、驱动性的问题设计是推动探究教学的灵魂

本课从实验式、分子式的确定到结构式的确定，从化学性质的验证到用途的网上查询，各环节都是按照探究教学必经的步骤展开的，探究的形式包括了讨论探究和实验探究。课上学生主动参与、情绪饱满、思维活跃、善于质疑、勇于发表个人见解、能够提出新的观点和方法，即使从参与时间、参与人数两个指标来考量，参与度也是很高的。比如课堂伊始，教师结合视频资料提出本课的主要问题：“上海世博会德国馆工作人员的T恤有何神奇之处？它的材料是什么？如何研究未知有机物？一般方法与步骤如何？”这些环环相扣的问题直指未知有机物研究的一般步骤和方法的应用，为学生的探究定下了方法引领的基调。值得一提的是，教师在教学过程中还善于以学生的回答为抓手，穷追不舍，敏锐地针对核心问题补充后续问题，让学生通过回想反思自己先前的作答，去伪存真、缩小研究范围。从而接近未知物的确切结构和性质。教学片断如下：

教师：刚才大家已确定了未知物的分子式为C3H6O3，那么根据价键规则，会有多少种结构呢？

学生：（展示18种可能的结构简式）

教师：今天我们研究的是哪一种？怎样入手进行确定？还需要什么证据？

学生：红外光谱以及核磁共振氢谱。

教师：PPT展示红外光谱及信息1：有机物A的红外光谱图上发现有C-H键、C-O键、O-H键、C=O键、C-C键。对你有什么帮助？

学生：不存在环状结构，排除环状结构。

教师：可能结构仍然很多，如何进一步筛选？还需要什么证据？

学生：核磁共振氢谱。

教师：PPT展示信息2：有机物A的核磁共振氢谱且吸收峰面积比1：1：1：3

学生：只有四种氢原子，必须有-CH3和-OH

教师：请大家筛选符合提示信息的可能结构，并工整地写在学案上。

学生：展示可能结构CH3CH（OH）COOH、HCOOCH（OH）CH3、CH3OCH（OH）CHO

教师：有机物A到底是哪一种？

学生：需要实验验证。

教师：怎样设计实验？

学生：从酯基的性质入手可以验证是否是HCOOCH（OH）CH3。

教师：一定要从酯基入手设计实验吗？请大家从寻找官能团差异入手，利用性质进行验证。

学生：醛基，可以把三种可能结构分为两组，若有机物有醛基，A就是HCOOCH（OH）CH3、CH3OCH（OH）CHO中的一个；若没有醛基，就是CH3CH（OH）COOH。

教师：还有其他设计方案吗？

学生：也可以通过是否具有酸性将结构分为两组，进行验证。

结构设计基本步骤范文第10篇

【关键词】钢筋混凝土；矩形沉井；结构；水泵房；优化设计

Analysis of Optimal design of pump house

Wang Zhen-ye

(Turpan Prefecture Institute of Water Conservancy and Hydropower Survey and DesignTurpanXinjiang838000)

【Abstract】With the demand for industrial development and social life, increasing water supply projects, construction of water pump also increased, but the high cost of water pumping stations. According to the literature description, pump knot optimized design, the project cost reduced by 5% to 25%. Can be seen, optimal design of pump house, has significant economic significance.

【Key words】Reinforced concrete;Rectangular caisson;Structure;Pump house; optimization

一般水泵房所处的环境比较复杂，修建时，采用的施工方法及相应的结构形式多种多样。笔者选择江河和海边取水泵房应用最多的钢筋混凝土矩形沉井结构来作优化设计分析，推导优化设计公式和优化程序。

1. 优化设计思路

优化设计的目标是使设计出来的结构在满足安全使用的条件下，造价最低，这样的结构才是最优结构。

对钢筋混凝土沉井结构，若设计出的每一构件的材料强度都得到充分利用，则这样的整个结构是最优结构。

基于上述的思路，可以把冻结内力方法和0.618法结合起来，进行沉井结构的优化设计。首先对拟设计结构方案进行一次内力分析，再把内力冻结起来，用0.618法对各个构件进行优化，得到新的方案；然后再进行内力重分析，重复上述步骤，直至前后两次计算结果充分接近为止。

2. 结构部件的优化设计

钢筋混凝土沉井结构水泵房为板式结构、框架结构和井字梁结构的混合体。其受力工况很多，计算简图也依部位、工况而不同。但按钢筋混凝土构件分类，可分为纯弯板、偏压板、纯弯梁、偏压柱4种构件，下面就对此4种构件作优化设计推导。

2.1纯弯板构件的优化设计。纯弯板优化可采用分单位板宽度来分析。

2.1.1目标函数。取目标函数为单位板宽、单位长度的材料和模板造价之和。与目标函数有关的变量有板厚、钢筋面积、模板面积。

2.1.2约束条件。应考虑抗弯方面的强度约束：（1）最大正弯曲强度；（2）板条两端最大负弯曲强度；（3）最大剪力强度；（4）最小、最大配筋率；（5）板厚最小要求。

2.1.3优化方法及步骤。板条的优化就是要寻求满足上述全部约束条件的目标函数的最小值。可以理解为：当造价值最小时，材料用量应该最省。考虑约束条件，在内力一定的条件下，对应于每一个板厚值X，可以算出配筋面积，故目标函数属一维搜索问题，用0.618法可以简便地求出X的最优解X，步骤：

（1）求X的上、下限作为一维搜索的区间：

X的上限：取板的端部弯矩和跨中弯矩的最小值代入约束条件（1）、（2），再利用最小配筋率条件得X的上限值。

X的下限：与上面类似，取板的端部弯矩和跨中弯矩的最小值代入约束条件（1）、（2），再利用最大配筋率条件得X的下限值。

（2）用0．618法在［Xl、Xu］区间搜索，与求出最小的目标函数所对应的X及对应的配筋量即为最优解。在优化计算中，对每一给定的X值，可由约束（1）～（3）取等式，求得相应的配筋量，再以约束条件（4）、（5）检验这4个量，取满足要求的值。然后以所取的配筋量的值代入约束条件（1）求目标函数。

计算中，弯矩、剪力内力均作为已知条件给出，这是根据计算简图预先算好的。

2.2偏压板构件的优化设计。偏压板构件优化同样采取1m宽的板条来分析，其优化方法与上述纯弯板的优化方法基本相同，只是在约束条件中，须计入轴向力的作用。

2.2.1目标函数。取目标函数为单位长度板条的材料和模板造价的和。

2.2.2约束条件。

2.2.2.1最大弯曲压缩强度。

（1）大偏心情况（即ξ≤ξb时）。

（2）小偏心情况（即ξ≥ξb时）。

2.2.2.2最大剪切强度。

2.2.2.3最小配筋率、最大配筋率。

2.2.2.4最小板厚度。

偏压板条的优化过程与纯弯板条相同，同样可通过对约束条件（1）、（2）取等代，使得对应于截面高度X的每一取值可算出配筋量，再利用条件（3）、（4）以确定符合所有条件的配筋量最小值，以代入求目标函数。实际上也是只有一个设计变量X的一维搜索问题。

2.2.3求X的上、下限。

偏压板条的X上、下限求法与纯弯板条不同，应分大偏心和小偏心两种情况计算。

（1）大偏心情况。此时X的上、下限Xu、Xl分别求解，即约束条件（1）相应于最小及最大配筋率的情况。

（2）小偏心的情况。也取约束（1）相应于最小及最大配筋率的情况，Xu、Xl分别求解。 与约束（4）比较，取其较大者为Xl。

2.3矩形截面梁的优化设计。同上述类推：

2.3.1目标函数。以梁本体材料和模板的造价为目标函数。

2.3.2约束条件。

（1）最大正弯曲强度。

（2）梁两端最大负弯曲强度。

（3）最大剪应力强度。

（4）最小、最大配筋率。

（5）构造要求钢筋最小截面积。

（6）梁最小截面高度要求。

2.3.3优化方法及步骤。优化方法及步骤与上述基本相同。

2.3.4矩形截面柱的优化设计，优化方法与上述基本相同

2.3.4.1目标函数。以柱本体材料和模板的造价为目标函数。

2.3.4.2约束条件。

（1）最大弯曲压缩强度。

A大偏心情况（即ξ>ξb时）。

B小偏心情况即ξ

（2）最大剪切强度。

（3）纵筋最小、最大配筋率。

（4）最小截面高度要求。

（5）构造要求钢筋最小截面积。

2.4优化方法及步骤。优化方法及步骤与偏压板条基本相同。

3. 优化设计程序

沉井结构水泵房结构的总体布置一般都受工艺流程和施工要求控制。结构设计是在满足工艺要求和施工要求的条件下，布置合理的结构形式，并依此设计出各构件的尺寸。然而，板的跨度及梁柱的宽度往往也根据工艺或施工要求而定。由此可见，结构优化的主要任务是对板厚和梁、柱截面高度作优化。

优化程序依据前面思路：将冻结内力法与0．618法结合起来，对沉井结构水泵房进行优化设计。

具体步骤。

3.1给定结构的几何尺寸、荷载、材料性质参数；拟定各板厚度、梁截面高度、柱截面高度的初始值X0；根据初拟定的结构几何尺寸对结构在各种工况下进行内力分析，求出各荷载工况下所产生的内力，从中选取各构件中最不利的内力作为下一步优化计算的内力。

3.2用0．618法对每一纯弯板条、偏压板条、梁、柱构件进行优化，求得各构件的最优截面高度X 及相应的钢筋面积。计算每一个结构的目标函数。

C＝Ci

这一步骤中，认为各构件的内力不变，即冻结上一次结构分析所得的各构件内力。

3.3进行内力重分析――用各构件的X作为新的X0进行内力重分析。

3.4将重分析的内力冻结转入第二步。

结构设计基本步骤范文第11篇

关键词：钢筋混凝土 矩形沉井 结构 水泵房 优化设计

一般水泵房所处的环境比较复杂，修建时，采用的施工方法及相应的结构形式多种多样。笔者选择江河和海边取水泵房应用最多的钢筋混凝土矩形沉井结构来作优化设计分析，推导优化设计公式和优化程序。

一、优化设计思路

优化设计的目标是使设计出来的结构在满足安全使用的条件下，造价最低，这样的结构才是最优结构。

对钢筋混凝土沉井结构，若设计出的每一构件的材料强度都得到充分利用，则这样的整个结构是最优结构。

基于上述的思路，可以把冻结内力方法和0．618法结合起来，进行沉井结构的优化设计。首先对拟设计结构方案进行一次内力分析，再把内力冻结起来，用0．618法对各个构件进行优化，得到新的方案；然后再进行内力重分析，重复上述步骤，直至前后两次计算结果充分接近为止。

二、结构部件的优化设计

钢筋混凝土沉井结构水泵房为板式结构、框架结构和井字梁结构的混合体。其受力工况很多，计算简图也依部位、工况而不同。但按钢筋混凝土构件分类，可分为纯弯板、偏压板、纯弯梁、偏压柱4种构件，下面就对此4种构件作优化设计推导。

1．纯弯板构件的优化设计

纯弯板优化可采用分单位板宽度来分析。

（1）目标函数

取目标函数为单位板宽、单位长度的材料和模板造价之和。与目标函数有关的变量有板厚、钢筋面积、模板面积。

（2）约束条件

应考虑抗弯方面的强度约束：① 最大正弯曲强度，② 板条两端最大负弯曲强度，③ 最大剪力强度，④ 最小、最大配筋率，⑤ 板厚最小要求。

（3）优化方法及步骤

板条的优化就是要寻求满足上述全部约束条件的目标函数的最小值。可以理解为：当造价值最小时，材料用量应该最省。考虑约束条件，在内力一定的条件下，对应于每一个板厚值X，可以算出配筋面积，故目标函数属一维搜索问题，用0．618法可以简便地求出X的最优解X?，步骤如下：

①求X的上、下限作为一维搜索的区间：

X的上限：取板的端部弯矩和跨中弯矩的最小值代入约束条件①、②，再利用最小配筋率条件得X的上限值。

X的下限：与上面类似，取板的端部弯矩和跨中弯矩的最小值代入约束条件①、②，再利用最大配筋率条件得X的下限值。

②用0．618法在?Xl、Xu?区间搜索，与求出最小的目标函数所对应的X?及对应的配筋量即为最优解。在优化计算中，对每一给定的X值，可由约束①～③取等式，求得相应的配筋量，再以约束条件④、⑤检验这4个量，取满足要求的值。然后以所取的配筋量的值代入约束条件①求目标函数。

计算中，弯矩、剪力内力均作为已知条件给出，这是根据计算简图预先算好的。

2．偏压板构件的优化设计

偏压板构件优化同样采取1m宽的板条来分析，其优化方法与上述纯弯板的优化方法基本相同，只是在约束条件中，须计入轴向力的作用。

（1）目标函数

取目标函数为单位长度板条的材料和模板造价的和。

（2）约束条件

① 最大弯曲压缩强度。

a）大偏心情况（即ξ≤ξb时）。

b）小偏心情况（即ξ≥ξb时）。

② 最大剪切强度。

③ 最小配筋率、最大配筋率。

④ 最小板厚度。

偏压板条的优化过程与纯弯板条相同，同样可通过对约束条件①、②取等代，使得对应于截面高度X的每一取值可算出配筋量，再利用条件③、④以确定符合所有条件的配筋量最小值，以代入求目标函数。实际上也是只有一个设计变量X的一维搜索问题。

（3）求X的上、下限

偏压板条的X上、下限求法与纯弯板条不同，应分大偏心和小偏心两种情况计算。

①大偏心情况。

此时X的上、下限Xu、Xl分别求解，即约束条件①相应于最小及最大配筋率的情况。

②小偏心的情况。

也取约束①相应于最小及最大配筋率的情况，Xu、Xl分别求解。

与约束④比较，取其较大者为Xl。

3．矩形截面梁的优化设计

同上述类推：

（1）目标函数

以梁本体材料和模板的造价为目标函数。

（2）约束条件

① 最大正弯曲强度。

② 梁两端最大负弯曲强度。

③ 最大剪应力强度。

④ 最小、最大配筋率。

⑤ 构造要求钢筋最小截面积。

⑥ 梁最小截面高度要求。

（3）优化方法及步骤

优化方法及步骤与上述基本相同。

4．矩形截面柱的优化设计，优化方法与上述基本相同

（1）目标函数

以柱本体材料和模板的造价为目标函数。

（2）约束条件

①最大弯曲压缩强度。

a）大偏心情况（即ξ?ξb时）。

b）小偏心情况?即ξ?ξb时）。

②最大剪切强度。

③纵筋最小、最大配筋率。

④最小截面高度要求。

⑤构造要求钢筋最小截面积。

（3）优化方法及步骤

优化方法及步骤与偏压板条基本相同。

三、优化设计程序

沉井结构水泵房结构的总体布置一般都受工艺流程和施工要求控制。结构设计是在满足工艺要求和施工要求的条件下，布置合理的结构形式，并依此设计出各构件的尺寸。然而，板的跨度及梁柱的宽度往往也根据工艺或施工要求而定。由此可见，结构优化的主要任务是对板厚和梁、柱截面高度作优化。

优化程序依据前面思路：将冻结内力法与0．618法结合起来，对沉井结构水泵房进行优化设计。

具体步骤如下：

①给定结构的几何尺寸、荷载、材料性质参数；拟定各板厚度、梁截面高度、柱截面高度的初始值X0；根据初拟定的结构几何尺寸对结构在各种工况下进行内力分析，求出各荷载工况下所产生的内力，从中选取各构件中最不利的内力作为下一步优化计算的内力。

②用0．618法对每一纯弯板条、偏压板条、梁、柱构件进行优化，求得各构件的最优截面高度X 及相应的钢筋面积。计算每一个结构的目标函数。

C＝Ci

这一步骤中，认为各构件的内力不变，即冻结上一次结构分析所得的各构件内力。

③进行内力重分析——用各构件的X?作为新的X0进行内力重分析。

结构设计基本步骤范文第12篇

关键词：工作过程导向；目标定位；行动领域；载体项目；教学情境；情境排序

以服务为宗旨、以就业为导向，突出职业能力培养，体现高职高专的办学定位；专业课程以岗位分析和具体工作过程为基础设计课程，是我国高职高专精品课程评估指标的明确要求。因此，基于职业岗位分析的专业设置和课程体系构建，基于工作过程导向的课程开发和基于行动导向的教学模式，成为目前高职教改的重点。

教材是进行教学的基本工具，体现了课程的教学设计、教学内容和教学方法，也是深入教学改革、提高教学质量的重要保证。因此，工作过程导向的教材建设是此类课程开发的关键因素，对于课程建设起到引领、规划、总结的作用。笔者借鉴国内外职教理论和成功经验，结合在高职教育中的探索和实践，提出工作过程导向的项目化教材建设的思路和做法。

1、工作过程导向的课程开发内涵及对配套教材的要求

1.1 工作过程导向的课程开发

对高职高专院校而言，校企合作是办学模式，工学结合是人才培养模式，工作过程系统化是在校企合作和工学结合前提下一个具体的课程模式。工作过程是综合的，时刻处于运动状态的，但结构相对固定的系统。

工作过程涵盖了工作任务、职业活动，凸显过程性的职业结构。不同职业、相同职业的不同岗位，完成工作过程的对象、内容、手段、组织、产品、环境这6要素，时刻处于运动状态，但是实现工作过程的咨询、决策、计划、实践、检查、评价6个步骤结构又是相对固定和完整的。

因此，高职教育不能指向科学中的子领域，而应指向岗位的工作过程。通过课程学习能够使学生在掌握知识、技能的同时，学会工作、学习、做人的综合能力。基于工作过程导向的课程开发的基本步骤为。

1）确定职业中的行动领域。每个职业都由若干行动领域构成，行动领域是根据岗位工作任务的复杂程度，整合典型的工作任务形成的能力领域。

2）确定学习领域，即课程。根据职业成长及认知规律，将行动领域重构为课程，每门课程对应某一行动领域，专业的课程体系涵盖了职业所需的所有行动领域。笔者认为，学习领域必须体现工作过程的6要素。

3）确定学习情境。学习情境是根据职业特征和思维的完整性，将学习领域分解为主题学习单元。课程的所有学习情境必须实现本学习领域对应行动领域的工作任务，这些情境之间以平行、递进、包容的方式共同完成任务。笔者认为，每个学习情境的设计必须体现工作过程的6个步骤。

从行动领域的归纳，到对应的基于工作过程6要素的学习领域的确定，再到基于工作过程6步骤的学习情境的设计，这样的课程开发才能体现工作过程的综合性、动态性和稳定性，从而有效实现高职课程的教学目标。

1.2 对配套教材的要求

工作过程导向的课程开发对配套教材提出了新的要求。传统的以理论知识逻辑排序的教材内容组织方式或单纯以项目开发流程排序的方式，都不能很好地体现工作过程的综合性、、动态性和稳定性。

编写工作过程导向的教材，首先要根据行动领域确定课程的学习领域，明确完成岗位特定工作任务的工作过程的6要素。其次要能够设计完成任务所必需的教学情境，每个教学情境按照特定岗位工作过程的步骤进行组织，其中包含情境的描述（既咨询环节），完成情境任务所必需的理论知识，情境的设计思路（既决策环节），情境的实施思路（既计划环节），情境任务的操作（既实践环节），完成情况的分析和测试（既检查评价环节）。这种教学情境的设计和工作过程与稳定的工作过程的6个步骤基本吻合。

因此，与工作导向课程配套的教材，必须满足3个基本要素。

1）根据行动领域确定课程的学习领域，学习领域的确定体现工作过程的6要素。

2）设计完成任务所必需的教学情境，每个教学情境体现工作过程的6步骤。

3）能以合理的次序对教学情境排序，有效实现行动领域的工作任务。

2、基于工作过程导向的“5步法”项日化教材建设

高职软件技术最基础的是完成各类软件项目，然后才能进入编码、测试、营销及更高级的设计领域。因此，课程的学习领域为各类项目的开发过程。如何确定课程的学习领域，如何设计教学情境的排序模式来完成项目，每个教学情境如何体现高职软件专业学生岗位，是编制本专业课程教材的要素。

在此，笔者提出了基于工作过程的“5步法”项目化教材设计思路。1）确定课程的目标定位；2）根据课程目标确定行动领域的工作任务；3）选用恰当的载体项目作为学习领域，体现工作工程的6要素；4）基于工作过程的6个步骤设计教学情境；5）按照项目设计逐步深化的方式排序各情境来实现行动领域的工作任务。具体情况如图1所示。

图1中前3点属于对学习领域的确定，后2点是教学情境的设计和排序。下面以“面向对象程序设计”课程的教材编写为例，阐述工作过程导向的项目化教材的设计。

2.1 课程的目标定位及行动领域的确定

课程的目标定位反映了此课程在专业课程体系中的地位和作用，在学习领域所指向的行动在岗位中的作用。因此，首先对课程进行目标定位，确定课程所必须包含的知识和技能，这些知识和技能必须被行动领域所包含，并转化为学习领域，通过课程实施教学。

高职软件专业主要培养软件外包产业中的编码开发人员，专业课程体系基于对此岗位的分析。目前，微软方向主流编程语言是面向对象程序设计语言C#；主流系统架构是3层架构。“面向对象程序设计”课程的定位是使学生熟练掌握开发语言C#，正确理解和构建基于3层架构的应用软件。该课程为后续课程“.NET应用软件开发”，打下坚实的语言和系统架构基础，也为学生今后的职业发展奠定坚实的关键技能基础。

Windows窗体类项目的开发是一个必需的工作任务。此类项目必需的知识和技能是能够应用Windows窗体应用程序和事件驱动机制，应用C#语言基础语法和面向对象程序设计（Obj ect Oriented Programming，OOP）基本概念中的封装，应用数据库访问技术，应用简单工厂模式、继承、多态。因此，课程行动领域的工作任务确定为应用以上知识和技能，构建基于Windows窗体界面的3层体系架构的应用软件。

2.2 载体项目的设计

行动领域确定后，应设计恰当的项目作为课程的载体，既明确课程的学习领域，又体现工作过程的6要素。在设计载体项目的用户、功能、技术手段、开发流程、开发环境时，必须考虑此项目实现所需的知识和技能应该就是行动领域的工作任务所需的知识和技能，此项目的难度和规模应符合课程的定位和岗位的需求，难度过高或过低，规模过大或过小，都会影响课程实施的效果。

Windows窗体类项目的规模和难度层次符合课程的目标定位，此类项目的必需知识为面向对象程序设计语言C#、事件驱动机制和3层的系统架构，是行动领域的工作任务所需的技术。因此，设计“面向对象程序设计”课程的载体为Windows窗体类项目“学生选课管理系统”。

项目有管理员和学生2类用户。管理员的功能需求是按管理员账号和密码登录后，能够开课（管理课程），能够管理学生，能查看目前选课情况。学生的功能需求是按学生学号和密码登录后，能够选课（必须满足课程班还有空额，自己还有空余学分的前提）和退选。项目开发采用基于C#.NET开发环境的3层体系架构的Windows窗体应用程序技术，采用软件工程的规范的软件开发流程。

此项目是课程基于项目的学习领域，在明确了软件项目的用户、功能、技术手段、开发流程、开发环境后，较完整地体现了工作过程的6要素。本项目的设计既体现了课程体系对本课程的学习目标要求，又体现了行动领域工作任务的需求，体现了课程载体设计的开放性。

2.3 教学情境的设计

每个教学情境的设计应体现完整的工作过程6步骤。因此，“面向对象程序设计”课程的教学情境，是仿真编码人员接受任务、理解任务、编码思路设计、编码实现、简单测试的典型工作过程。

每个情境基本包含了情境描述，作为任务的接收环节；业务流程分析，作为其任务的理解环节；相关知识与技能，作为其设计决策的依据；设计思路，引导学生应用知识，依据业务流程，设计实现思路，作为其设计环节；实施与分析，作为其编码实现和测试环节；相关拓展，在拓展中对经典的但没有包含在情境内的知识点或技能进行讲解和应用，以提升教材的普适性。每个教学情境都模拟工作过程的6步骤，使学生深入理解岗位的常态化工作步骤。

2.4 各情境排序模式的设计

每个教学情境的设计思路确定后，还必须考虑所有教学情境以什么方式组织在一起，完成学习领域所对应行动领域的工作任务。这些教学情境可以用并行、递进、包容的方式组织在教材中，组织的方式在很大程度上决定了课程教材的质量。

“面向对象程序设计”课程教学情境的组织原则是采用由点及面、由简到繁、由易到难，逐步重构项目的排序方式。情景所属模块的具体排序方式如下。

1）项目开发环境

包含情境Visual Studio 2010开发环境的安装，通过此情境使学生了解微软的visual studio开发框架。

2）C#语法基础和Windows窗体应用程序

包含欢迎软件、小学生加法运算练习软件、随机抽号游戏3个情境，这些情境使学生掌握C#语言的基础语法，理解Windows窗体项目的设计思路和事件驱动机制的应用。

3）面向对象编程基本理念

包含情境Person类的设计和应用，此情境使学生了解使学生理解面向对象程序设计中封装的基本概念和设计应用思路。

4）学生选课管理项目分析

包含项目的需求分析、项目的设计2个情境，这些情境使学生理解项目的需求和基于OOP的项目设计思路。

5）基于2层架构的课程管理模块

包含课程列表浏览、课程记录添加、基于自定义数据操作类的重构3个情境，这些情境使学生理解核心的数据库操作类，体会2层架构的软件设计，理解自定义数据操作类得设计和应用。

6）基于3层架构的课程管理模块的重构

包含3层架构划分原理、课程浏览的3层实现、课程添加的3层实现、课程删除的3层实现4个情境，这些情境把同一功能模块从2层重构为3层的架构，使学生巩固面向对象的设计理念，深入理解和体会3层架构的原理和实现方式。

7）基于3层架构的学生选课管理系统的其余模块。

包含登录模块、学生选课退选、管理员选课查询3个情境，这些情境使学生具备更深刻的面向对象设计、3层架构的经验和策略。

8）项目的数据库迁移

包含模块的需求分析和设计、模块的功能实现2个情境，这些情境使学生理解项目的数据库从ACCESS向SQL SERVER的迁移重构，并引入多态和简单工厂模式的概念。

9）项目的安装部署

包含安装包的制作、安装包的部署2个情境，这些情境介绍窗体类项目安装包的制作和部署。

10）知识梳理

由于本课程的所有知识都是根据项目情境需要而设置的，因此有必要在最后对理论知识进行系统地梳理，以便学生参考学习。

具体各模块的组织情况如图2所示。

这种从2层的模块由点到面、从易到难，逐步重构到目前最流行的基于简单工厂模式的商用系统，基于项目重构的情境排序方式，可以在重构过程中让学生不断加深对基本概念的理解，提高应用能力，自然而然地体会项目设计逐步高级化的过程，从而有效强化行动领域工作任务的实现效果，并能为学生的职业发展奠定坚实的基础，体现了课程载体项目设计的实用性和创新性。

教材配套建设了PPT、授课视频、习题集、项目代码等必需的现代化教学资源。

3、教材使用效果的评价

教材内容组织巧妙，有效地将理论和实践组合在一起，每个情境都体现1个工作任务的完整步骤，理论通俗易懂，在实践中的可参考性强。

在项目逐步重构的过程中对OOP的基本概念理解和掌握扎实深刻，对项目从简到难的设计和改进思路有自然和深入的理解，从而理解了3层架构的必要性和3层架构的实际构建技巧。

当然，此教材还存在一些缺陷，主要是知识点比较离散。对于一些学习效率和自身专业水准较高的学生而言，此教材对Windows窗体应用程序的设计思路、事件驱动机制，面向对象程序设计（Object Oriented Programming，OOP）基本概念一封装，数据库访问技术，3层体系架构，简单工厂模式，继承、多态及其应用解释得深入浅出，十分到位；但对C#语言系统的高级语法，如委托、映射等没有涉及。

结构设计基本步骤范文第13篇

本科学生在毕业之前必须做毕业论文，其目的是通过毕业论文，让学生独立开发一个具体的计算机应用项目，系统地进行分析总结和运用学过的书本知识，以巩固本科阶段所学的专业理论知识，并给予一个理论联系实际的机会。

为了便于实施和管理，规定网络学院计算机相关专业本科学生毕业论文主要以开发一个管理信息系统为毕业实践的课题，每个毕业生通过独立开发一个具体的管理信息系统，掌握开发一个比整完整的管理信息系统的主要步骤，并从中获得一定的实际经验。

二、管理信息系统开发的主要步骤

管理信息系统开发的主要步骤及各步骤的基本内容如下：

1、 系统分析

主要工作内容有以下几项：

确定系统目标

系统可行性分析

2、 系统调查

系统的组织结构、职能结构和业务流程分析。其中系统的组织结构图应画成树状结构。

系统业务流程分析、业务流程图

3、 数据流程分析

数据流程图(系统关联图、顶层图、一层数据流图、二层数据流图)

数据词典

代码设计

4、 管理信息系统的功能设计

系统的功能结构图，每个功能模块的主要工作内容、输入输出要求等。

系统控制结构图

5、 数据库设计

概念模型设计：实体、实体间的联系、e-r图

关系模式设计：e—r图->关系模式的转换规则

关系模式

数据库表设计：数据库表结构

6、 系统物理配置方案

7、 人机界面设计

8、 模块处理概述

9、 系统测试和调试：测试计划、测试用例、测试结果

三、开发工具和注意事项

1、开发工具

开发工具可由学生任选。如delphi、foxpro、vb、access等，这些工具的使用全由学生自学。

2、注意事项

(1)项目开发步骤的完整性(系统需求分析、概念设计、物理设计、系统环境和配置、系统实施以及系统测试和调试等)

(2)每个开发步骤所得结果的正确性(业务流程图、数据流程图、数据词典、hipo图、e-r图、关系模式、人机界面设计及模块处理等的详细分析和说明)

......

目录：

一、本科学生毕业论文的目的和内容

二、管理信息系统开发的主要步骤

三、开发工具和注意事项

结构设计基本步骤范文第14篇

本科学生在毕业之前必须做毕业论文，其目的是通过毕业论文，让学生独立开发一个具体的计算机应用项目，系统地进行分析总结和运用学过的书本知识，以巩固本科阶段所学的专业理论知识，并给予一个理论联系实际的机会。

为了便于实施和管理，规定网络学院计算机相关专业本科学生毕业论文主要以开发一个管理信息系统为毕业实践的课题，每个毕业生通过独立开发一个具体的管理信息系统，掌握开发一个比整完整的管理信息系统的主要步骤，并从中获得一定的实际经验。

二、管理信息系统开发的主要步骤

管理信息系统开发的主要步骤及各步骤的基本内容如下：

1、 系统分析

主要工作内容有以下几项：

确定系统目标

系统可行性分析

2、 系统调查

系统的组织结构、职能结构和业务流程分析。其中系统的组织结构图应画成树状结构。

系统业务流程分析、业务流程图

3、 数据流程分析

数据流程图(系统关联图、顶层图、一层数据流图、二层数据流图)

数据词典

代码设计

4、 管理信息系统的功能设计

系统的功能结构图，每个功能模块的主要工作内容、输入输出要求等。

系统控制结构图

5、 数据库设计

概念模型设计：实体、实体间的联系、e-r图

关系模式设计：e—r图->关系模式的转换规则

关系模式

数据库表设计：数据库表结构

6、 系统物理配置方案

7、 人机界面设计

8、 模块处理概述

9、 系统测试和调试：测试计划、测试用例、测试结果

三、开发工具和注意事项

1、开发工具

开发工具可由学生任选。如delphi、foxpro、vb、access等，这些工具的使用全由学生自学。

2、注意事项

(1)项目开发步骤的完整性(系统需求分析、概念设计、物理设计、系统环境和配置、系统实施以及系统测试和调试等)

(2)每个开发步骤所得结果的正确性(业务流程图、数据流程图、数据词典、hipo图、e-r图、关系模式、人机界面设计及模块处理等的详细分析和说明)

......

目录：

一、本科学生毕业论文的目的和内容

二、管理信息系统开发的主要步骤

三、开发工具和注意事项

结构设计基本步骤范文第15篇

力矩分配法线位移刚架力矩分配法只适用于无结点线位移的结构，对于有结点线位移的结构，除某些特殊结构可直接用力矩分配法计算（即用“无剪力分配法”）外，一般是联合应用力矩分配法与位移法进行计算，有些《结构力学》教材也介绍这种方法（即“传统法”）。本文将要介绍的方法，虽然其总的思路与“传统法”的思路基本相同，但其具体步骤却有区别，而且要比“传统法”更简单（即“简便法”）。

一、具体实例

如图1（a）所示的刚架，画出在图示荷载F、q作用下的弯矩图。

该刚架在荷载F、q作用下不仅产生角位移，同时也产生侧向线位

移。针对该类题目我将采用传统做法和力矩分配法分别计算。

二、“传统法”计算

1.取基本体系如图1（b），即在其中结点c设置一

附加链杆，这样原结构便不会产生线位移，那么可应用力矩

分配法计算基本体系的各杆端弯矩（设用MF表示）；

2.由计算得的杆端弯矩，通过平衡条件确定

某些杆的杆端剪力（设以表示），

如， （a）

3.分层取脱离体，如图1（c）所示，由平衡条件计算因荷载而引起的附加链杆的反力R1F，

即：；（b）

4.使基本体系的结点移动一位移Δ，确定各杆端由此引起的的杆端弯矩，并将它作为固端弯矩，再一次应用力矩分配法计算各杆端弯矩（设用MΔ表示）；

5.重复步骤2与步骤3，确定某些杆的杆端剪力

（设以SΔs表示），然后计算因Δ引起的附加链杆的反力R1Δ（图1d）。

如，（c）

R1Δ=FΔSBA+FΔSCD

6.由位移法的基本方程：R1F+R1Δ=0（e）

解出位移Δ；

7.求得Δ后，原结构的最后弯矩可按叠加法求得：M=MF+MΔ。

三、“简便法”计算

对传统法中的具体步骤可进行整合如下：

首先，在步骤1、步骤4计算MF、MΔ时，二者其分配系数、传递系数各相同，所不同的只是各固端弯矩，因此将荷载及位移Δ

引起的固端弯矩共同作为其固端弯矩来进行分配、传递、叠加，以确定各杆端弯矩；杆端剪力FSF、FSΔ也不必按式（a）式（b）分别计算，而用计算得的杆端弯矩由平衡条件确定FS（因此FS=FSF+FSΔ）。

其次，将式（b）和式（d）相加，并和式（e）比较，得R1F+R1Δ=FFSBA+FFSCD+FΔSBA+FΔSCD，则，由此解出Δ，进而可计算原结构的杆端弯矩。

现对图1（a）所示的刚架进行具体计算。

1.计算各固端弯矩

2.计算各分配系数

3.进行力矩分配、传递（见下表）

4.计算各杆端剪力

7.画弯矩图

根据以上求出的数值画出弯矩图，如图1（f）所示。

四、应用推广

上述实例题的仅仅是针对具有一个独立线位移的刚架而言的，同样对于具有两个及以上独立线位移的刚架，均可用类似的方法计算。

如图2（a）所示的刚架具有两个独立线位移Δ1、Δ2，则其固端弯矩MG由三个部分弯矩：MF、MΔ1、MΔ2组成的，由它进行分配、传递。相应需取两个分层脱离体，建立两个平衡条件：FSFGG+FSGCG-P1=0，FSDAG+FSEBG+FSGCG-P1-P2=0（图2b、2c）

解联立方程求出Δ1、Δ2，最后将Δ1、Δ2的值代入杆端弯矩，得到原结构的弯矩。