关于建筑结构工程设计重用策略的研究

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1、关于建筑结构工程设计重用策略的研究［摘要］本文借鉴其他较为成熟领域的重用策略，结合建筑结构工程设计的特点及其常见思路，提出了一套建筑结构工程的设计重用方法。实践证明，该方法简单可行，能明显提高结构设计的工作效率。［关键词］工程设计工作模式设计重用建筑结构屮图分类号：TU3文献标识码：A一、设计重用的方法与思路将设计零件化，这是设计重用的基本思路。在设计过程中，通过零件的标准化，让其在不同的设计中通用，以实现设计重用。零件是设计信息的子集，可以采用特定的功能、物理边界或者设计特征等来划分子集边界,形成可重用单元。我们可以对零件进行参数化，零件

2、被参数化后，参数结构以及设计的模型进行记录，可以使重用更为灵活，调整参数的时候可以获得新的零件实例。除此Z外，另外一个重点就是重用设计知识，对以往设计时所使用的推理、知识及思路等通过记录和重现，即可重用以前的成果进行新设计。相关的研究人员应用各种技术来实现上述的设计重用思想。如采用设计原理，依照设计实现方法和所满足的功能划分设计元素，形成可重用的单元；或根据设计的材料、几何等相关特征，采用特征建模等方法定义可重用的单元；此外，确定可重用单元也可以将重用性作为标准。与当前设计的可重用单元相匹配的方法想死，还可以从重用单元库中搜索。如可视化的可

3、重用单元信息的描述,提供了比较和查找可重用单元的途径；通过対单元的相似度进行评价以实现测量可重用度。冇效利用可重用单元也是当前的一个主要研究内容，为了使设计重用思想得到全面应用，有研究者在分项技术的研究基础上，提出了一些宏观设计重用框架及体系等问题的解决方法。相关文献在对重用在硬件设计领域的应用进行介绍时，也对不同的重用方式和重用程度做出了解释。如为了让其能够符合当前的设计，可以采用参数化建模的方法对一些参数进行修改，也可以原封不动的代替，或者是通过替换部件重用其设计框架来实现设计的目标。总而言Z,设计重用就是为了让新设计能够对已有的设计成

4、果更多地进行利用。在新设计中要让以后的设计重复利用，从已有设计中提取可重用部分，建立起可重用单元库，这是从零件岀发的重用思路。我们需要优化可重用单元的储存结构和数据结构，建立起配套的搜索机制，这样冇利于新设计从库中搜索到与之匹配的可重用单元，实现对设计信息的有效利用和管理。山此可见，可重用信息的管理机制的构建，在设计重用中是不可缺少的核心之一O二、设计重用H标及建筑结构工程特点在软件工程与机械工程领域，从零件出发的重用策略得到了广泛应用。这给研究人员以启发，尝试在建筑工程领域应用类似的方法。模块或者零件构成了软件系统以及机械系统，它们便于实

5、现标准化的特点成就了零件策略。借用这一概念，在建筑工程中某些分项或分部如果具备相同特点也是可以应用零件策略的。但建筑工程是一个非常复杂的系统，其结构设计并不具备应用零件策略的条件。构成建筑的基木力学体系和构件的是板、墙、梁、基础、柱等，这些都是结构工程的设计对象。每个建筑都是一个定制工程，都是一个独立的作甜，这就导致工程与工程之间缺少可通用的部分。不同建筑体系的尺寸、结构构建以及构成都需耍按照需求重新进行设计。此外，结构没有零件与机械不同，所有固定在一起的构件形成了一个有机整体。虽然也可以人为进行划分，但是人为划分标准比较模糊,随意性很大，

6、难以实现零件化，部件的通用化和标准化也就更加无法实现。在这样•个工程环境屮，我们需要做的是寻找设计重用的新策略。设计重用的木质是为了提高设计新工程的效率，充分利用已有的设计成果。从不同的设计理论上来说，只要存在相似或相同的部分，那么就可以采用设计重用的方法來减少重复的工作量。在建筑工程内，存在着很多重复的内容。因为建筑物在建造的过程中必须逐层从下向上，各楼层之间的平面布局是逐层渐变的，相近和相邻的楼层之间存在着一泄数量的重复内容。通常相同布局的楼层在设计的过程中，工程师会将其归为标准层，并在进行设计将其作为相对独立的设计单元。对每个标准层逐

7、一进行设计，图纸是单独成套的。本文的主要研究目标有两个，一个是提高维护设计的效率;另一个是为了减少设计新标准层时的工作量,从已完成的标准层设计屮提取可重用的设计信息。建筑工程是一种复杂的定制型工程，设计过程中的设计修改和设计变更占据了很大一部分时间。如果采用设计重用，那么就可以将重复设计的部分用可重用的单元替代。这样只需修改可重用的单元就可以了，避免逐一对各标准层进行修改。三、结构工程设计的时程考虑结构工程设计一般只考虑正常使用的设计。按系统科学方法应对其全过程加以考虑，这全过程即是建造阶段、正常使用阶段和老化阶段。据统计资料表明大约60%

8、的工程事故发生在施工阶段，这就说明施工设计过程。中各种因素的考虑还不够。随着钢筋混凝土在高层建筑中的应用，自重很大的钢筋混凝土楼板等构件在施工中的危险将增大。另外，建筑设计的多样