第36卷?第8期?2014-08(上)?
【113】
收稿日期：2014-03-12
作者简介：王小明（1988 -），男，江西安福人，硕士，研究方向为机器人技术
。
一种卷扬机的结构设计及优化
The structure design and optimization of a windlass
王小明，倪受东，程 鹏
WANG Xiao-ming, NI Shou-dong, CHENG Peng
（南京工业大学 机械与动力工程学院，南京 211816）
摘 要：在卷扬机的设计过程中，必须避免出现钢丝绳乱绳、咬绳等现象，提出了一种带有凸轮排绳
机构的卷扬机，卷筒作为其关键的设计部件，传统设计方法大多是凭经验确定其厚度,这种设计方法过于保守，而利用ANSYS软件对卷筒进行静力分析，在满足强度和稳定性要求的前提下，得到卷筒厚度的最优结果，既减轻了卷筒重量、又降低了制造成本。
关键词：卷扬机；凸轮；卷筒；优化；ANSYS 中图分类号：TH211 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2014)08(上)-0113-03Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2014.08(上).30
0 引言
卷扬机是用卷筒缠绕钢丝绳提升或牵引重物的轻小型起重设备，虽然现在塔吊等取代了卷扬机的部分工作，但由于塔吊体积大，而且其灵活性较差，一般在大型建筑中使用，而且其成本高，一般中小型建筑行业仍然广泛应用建筑卷扬机，就是大型建筑中虽有塔吊，也还需要建筑卷扬机作辅助提升用，而卷扬机又有“矿井咽喉”之称，因此，卷扬机被广泛应用于建筑、采矿等领域。
卷扬机的性能、工作效率，安全可靠性等，
都对建筑或矿山生产和人员、设备的安全起着重要的影响，基于此设计了一种合理的卷扬机结构，可适用于各类含有卷筒的矿山机械、工程机械、建筑机械等领域。
1 卷扬机的工作原理
如图1所示，这种卷扬机由驱动电机、卷绳筒、钢丝绳、制动系统、排绳机构、安全开关等机构及控制系统组成。带减速箱及安全制动的电机安装在电机支座上，通过变频器控制电机速度，电机轴经减速箱减速后与链条连接，
带动链
图1 卷扬机总装图
【114】?第36卷?第8期?
2014-08(上)
轮转动，使与链轮同轴安装的卷筒同步转动，当电机正转或者反转时，缠绕在卷筒上的钢丝绳带动吊篮上升或下降运动，从而实现对物料、设备或施工人员的提升与下放。
当卷扬机断电或者需要临时停止工作进行检查时，常闭盘式制动器会在压缩弹簧的推力下推动活塞，使闸瓦压紧制动盘，实现卷扬机的刹车，当卷扬机处于通电工作状态下时，在液压油的压力作用下推动活塞缸，使其远离制动盘，实现松闸。
2 凸轮排绳机构的设计
目前，为避免因卷扬机受工作环境影响而造成钢丝绳的乱绳、咬绳、甚至断绳现象的发生而设计的排绳机构主要有三类：1）基于液压系统的排绳机构；2）基于电气系统的排绳机构；3）纯机械系统，前两类结构较为复杂，成本较高，维护比较困难[1]。
?????????????
???????????ミ??????
图2 凸轮排绳机构示意图
如图2所示，凸轮排绳机构采用纯机械系统，把凸轮的旋转运动转化为卷筒的直线运动。在滚子支撑与圆柱凸轮的相互作用下，钢丝绳缠绕方式由固定位置转变为相对于卷筒左右来回移动方式，当卷筒与凸轮按严格的固定传动比联动时，圆柱凸轮转动一圈，卷筒刚好左右来回移动一个总程，这时钢丝绳就以一定的规律左右一排排地缠绕在卷绳筒上，不仅避免了钢丝绳乱绳，咬绳等现象的发生，还使卷筒在工作过程中受力均匀，提高了卷筒的使用寿命。
3 卷筒分析及优化
对卷扬机而言，卷筒是其主要承载部件，它起着存放钢丝绳、承担提升负荷、传递动力的作用，理论和实践表明，卷筒是卷扬机中比较薄弱的部件[2]。
卷筒上的钢丝绳根据不同工作条件及场合可设计成单绳或多绳，考虑到特殊场合的安全性要求，此卷筒结构设计成四根钢丝绳，在装载工作人员或物料的吊篮两端各固定两根互不相干的钢丝绳，使吊篮得到了双重保护，这样不会因为某根钢丝绳因磨损断裂而发生吊篮坠落现象，提高了设备的安全可靠性。
3.1 卷筒受力分析
在钢丝绳缠绕卷筒的作用下，卷筒产生压应力、弯曲应力和扭曲应力而发生变形，由于卷筒直径比壁厚要大很多，其截面惯性矩仍很大，因此，钢丝绳拉力在筒壁上所引起的剪应力和弯曲应力相对很小，—般将此项应力忽略不计[3]。因此将此力看作为钢丝绳对卷筒面产生一个径向的压缩力，可将此载荷转化为作用于卷筒上的径向均布载荷。
卷筒的基本参数为：钢丝绳直径d=15mm,绳槽节距t=16mm ，最大静拉力F=1800N ，卷筒直径D=300mm 。考虑多层缠绕情况下，由于筒壁和钢丝绳绳圈的变形，当第n 层绳圈绕上卷筒时，先绕上的第1层至n-1层绳圈的张力都要发生变化，进而导致筒壁上受到的压力不是随着缠绕层数的增加而成比例的增加，引入多层缠绕系数A n ，钢丝绳的缠绕层数n>5，A n 取1.6[3]，则：
每当钢丝绳缠绕至卷筒端部最后1圈，并向新的一层过渡时，在该过渡圈内，因钢丝绳对卷筒侧板的楔入作用而产生轴向推力F Z [4]：
式中，n 为绕绳层数，d 2为挡板外径，d 1为挡板内径。
因此卷筒受力情况可简化为缠绕在卷筒上的钢丝绳对卷筒的径向均布载荷σ1与钢丝绳对卷筒侧板的楔入作用产生的均布载荷σ2。
3.2 卷筒结构优化
根据调查，国内使用期限达10年以上的卷扬机，其中80%发现有卷筒开裂、塌陷、开焊或连接螺钉剪断等现象[5]，这就要求在设计过程中合理设计，得到最优结果。而卷筒设计的关键在于卷筒
第36卷?第8期?2014-08(上)?
【115】
厚度的确定，在工程实践中，按传统设计方法，取卷筒厚度约为钢丝绳的直径，这种传统设计方法过于保守，因此，可以在此基础上对卷筒进行轻量化设计。
由于ANSYS 建模功能有限，且不方便，所以采用SolidWorks 软件对卷筒进行三维建模，并对模型进行合理简化后，将SolidWorks 模型文件另存为x.t 文件，然后导入ANSYS 中，划分网格模型如图3所示。
卷筒材料采用灰铸铁，其强度极限为200MPa ，选择SOLID45单元，由于结构对称性，取模型的1/4，在两轮支撑底部施加全约束，两剖切面施加对称约束，模拟钢丝绳对卷筒表面及档板一侧均布载荷的作用下卷筒的受力及变形情况
。
图3 卷筒划分网格模型
图4 厚15mm 卷筒等效应力图
若按传统设计方法，取卷筒厚度约为钢丝绳的直径，对于这种精度要求不是很高的机构设计，为方便计算及加工，一般对结构尺寸进行圆整，则卷筒厚为15mm ，经强度与稳定性验算，都符合设计要求，但传统设计算法过于保守，图4为卷筒厚15mm 等效应力图，卷筒最大应力为179.821MPa ，小于灰铸铁的强度极限，其最大变形位移几乎为0，符合实际要求，但对受力不是很大的中小型卷扬机卷筒厚15mm 还是厚了些。
当把卷筒厚度减小为12mm ，其等效应图如图5所示，虽然其最大变形位移变大了，但变形仍然几乎为0，其最大应力为189.617MPa ，也在灰铸铁
的强度极限范围内，图6为11mm 厚卷筒等效应力图，其最大应力为196.815MPa ，经ANSYS 进一步分析可知，当卷筒厚度小于11mm 时，卷筒最大应力会超过材料的强度极限。考虑到卷扬机工作过程中会受到动态载荷，在设计卷筒厚度时还需要有一定的冗余，故选择厚度为12mm 即为最优结果，这样既减轻了卷筒重量、又降低了制造成本。
4 结论
在卷扬机的设计过程中，凸轮机构的设计有效解决了钢丝绳乱绳，咬绳等问题，使钢丝绳按规律整齐地缠绕在卷筒上，同时使得卷筒在工作中受力均匀，并且通过ANSYS 软件对卷筒受力情况进行静力分析，在满足卷筒强度和稳定性要求的前提下，得到了卷筒厚度的最优结果，既减轻了卷筒重量、又降低了制造成本。参考文献：
[1] 苏小立,廉自生,魏忠良.调度绞车排绳机构的设计方法及
在ADAMS 中的仿真分析[J].矿山机械,2013,(9):60-62.[2] 晋民杰,韩建华.提升机设计理论及现代设计方法研究
[M].北京:国防工业出版社,2012.
[3] 石加联,于占忠.传动机构内置式卷扬机卷筒的有限元分
析 [J].机械设计与制造,2010,(12):203-205.
[4] 潘明旭,王立海,宋世全,杨德岭.小型绞盘机卷筒优化设
计[J].东北林业大学学报,2012,(7):158-161.
[5] 范晶晶,庞茂,杨涛,李华强.基于UG 卷扬机卷筒结构的设
计与优化[J].机械制造与自动化
,2012,(4):150-152.
图5 厚12mm 卷筒等效应力图
图6 厚11mm 卷筒等效应力图
试论建筑工程结构设计的优化措施摘要: 现如今，现代化建设普遍应用于城市建设中，这推动了我国高层建筑发展前进的步伐，由于人们对建筑施工的要求不断提高，使得建筑技术将面临更高的挑战。因此，从建筑工程结构设计方面入手，进行改进，从而扩大建筑工程的发挥空间。基于此，本文主要对建筑工程结构设计的优化措施进行了探讨。 关键词：建筑工程；结构设计；优化措施 abstract: nowadays, modernization is generally applied to the city construction, this drives forward the country’s high building development progress, as people have the requirement of building construction continues to improve, construction technology that could face higher challenge. therefore, from building engineering structure design aspects, to improve and expand the construction engineering play space. based on this, this paper focuses on the construction engineering structure design of the measures are discussed. keywords: building engineering; structure design; optimization measures 中图分类号：tb482.2文献标识码：a 文章编号： 城市高层建筑的高度在不断的进行增加,这就使得高层建筑向
哈尔滨工业大学（卷扬机动力总成设计计算说明书） 院系 专业年级 设计者 学号 指导教师 成绩 2013年1月5日
设计题目：设计卷扬机动力总成：见附录 设计条件： 1.载重=1600N； 2.钢丝绳速=1.5m/s； 3.卷筒直径=300mm； 4.钢丝直径=3.5mm 设计工作量： 绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表； 编写设计计算说明书一份。 1.前期计算 1.1输出功率：P W =F×V=1600×1.2÷1000=1.92 KW 1.2求输入功率： 经过查表得到各部件的传动效率： 联轴器： 0.99 带轮： 0.96 链轮： 0.97 球轴承： 0.99 滚子轴承： 0.99 卷筒： 0.97 这样可以算出总效率是η=0.994×0.992×0.97×0.96×0.97=0.850 所以P （输入）=P W /η=2.26 KW
P 需要 = K A P （输入）=2.94 KW 1.3选电机 经过查机械设计手册，选取合适的电机，选取的电机是型号为Y132S-6 的三相异步电机。 n 输出 =60v/（2πr ）=60×1.2/2π(150+1.75)×103=75.5r/min 所以i 总 =960/75.5=12.7 根据i 总 =i 低×i 而i 低和i 高 都在3~7之间， 取i 低=3 则i 高=4.23 2.带传动设计： 带型选择表 带轮直径选择表 型号 额定功 率 满载时 轴径 转动惯 量 转速 电流 效率 Y132 S-6 3kw 960r/mi n 3.65A 79% 38 0.0021kg.m 2
XX大学 机械设计说明书题目：卷扬机传动装置设计 系别： 班级： 组别： 组员: 指导教师：
目录 1.背景6 1.1机械传动6 1.1.1带传动6 1.1.2齿轮传动6 1.1.3链传动7 1.1.4蜗轮蜗杆传动7 1.1.5螺旋传动7 1.2电力传动8 1.3液压传动8 1.4减速器发展状况8 2.设计任务书9 2.1设计题目9 2.2设计任务10 2.3具体任务10 2.4数据表10 3.方案拟定与论证比较10 3.1方案拟定10 3.2方案论证与定性比较12 4.详细设计与计算13 4.1原动机选择13 4.2计算总传动比并分配各级传动比14 4.3计算各轴的运动学及动力学参数14
4.4 V带设计15 4.5齿轮设计17 4.5.1高速级斜齿圆柱齿轮的设计17 4.5.2低速级直齿圆柱齿轮的设计20 4.6轴的强度与结构设计22 4.6.1齿轮高速轴的设计22 4.6.2齿轮中间轴的设计27 4.6.3齿轮低速轴的设计29 4.6.4轴承的寿命校核31 4.6.5轴的弯扭结合强度校核36 4.7整体结构设计36 4.7.1确定箱体的尺寸与形状36 4.7.2选择材料与毛坯制造方法36 4.7.3箱体的润滑与密封设计36 4.7.4减速器附件结构设计36
卷扬机传动装置的设计 1.背景 一般工程技术中使用的动力传递方式有机械传动、电气传动、液体传动、气压传动以及由它们组合而成的复合传动。 1.1机械传动 机械传动按传力方式分，可分为摩擦传动和啮合传动，摩擦传动又分为摩擦轮传动和带传动等，啮合传动可分为齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、链传动等等；按传动比又可分为定传动比和变传动比传动。 1.1.1带传动 皮带传动是由主动轮、从动轮和紧张在两轮上的皮带所组成。由于张紧，在皮带和皮带轮的接触面间产生了压紧力，当主动轮旋转时，借摩擦力带动从动轮旋转，这样就把主动轴的动力传给从动轴。 皮带传动的特点： 1）可用于两轴中心距离较大的传动。 2）皮带具有弹性、可缓冲和冲击与振动，使传动平稳、噪声小 3）当过载时，皮带在轮上打滑，可防止其它零件损坏。 4）结构简单、维护方便。 5）由于皮带在工作中有滑动，故不能保持精确的传动比。 1.1.2齿轮传动 齿轮传动是由分别安装在主动轴及从动轴上的两个齿轮相互啮合而成。齿轮传动是应用最多的一种传动形式。 它有如下特点： 1）能保证传动比稳定不变。 2）能传递很大的动力。 3) 结构紧凑、效率高。 4)制造和安装的精度要求较高。 5)当两轴间距较大时，采用齿轮传动就比较笨重
建筑工程结构设计优化措施探讨 摘要：建筑工程是我国基础设施建设中的重要组成部分之一，房屋建筑建设质量的优劣，与人们的生活质量息息相关。房屋建筑结构设计中，结构设计优化是保障房屋建筑的质量及提高建筑物安全性、稳定性、美观性的有效手段。基于此，文章对房屋建筑结构设计中结构设计优化的应用情况进行了分析，并探讨了房屋建筑结构设计优化的关键点，希望可以为房屋建筑结构设计及施工的开展提供有效参考。 关键词：结构设计优化；建筑工程；结构设计 随着社会经济的飞速发展，经济条件，生活质量和人民生活水平得到了明显改善，人们对生活环境的要求也越来越高。基于时间进度和社会发展需求，在当今住宅建筑的结构设计中，基于质量和安全保证，通常会进行结构优化设计，以实现降低成本，节能减排和改善建筑功能的目的。 1 建筑物结构设计中结构设计的优化 建筑结构模型的优化 在房屋建筑结构设计中，在实施结构设计优化时应优化建筑结构模型。在优化建筑结构模型时，可以从三个方面确定约束条件，计算功能并选择变量。在构建和使用构建模型的过程中，应该非常重视选择不同的变量。在定义和选择不同的变量时，应充分考虑实际的建筑状况，并将其与当地情况结合起来，并彻底分析可能影响建筑结构设计和使用的所有因素。表示这些因素的预定参数。在房屋建筑的结构设计中显示。有些因素可能会对建筑结构设计的总体影响产生非常重大的影响，因此，无论设计人员是多因素还是单一因素，设计人员都应充分考虑到这一点。' 警告。另外，在优化建筑结构设计的过程中，体现功能中的各个要素可以有效减少人员工作量，并有助于提高工作效率。 优化建筑物的主要结构 在设计建筑物结构的主要部分时，应考虑建筑物的质量，并且优化设计应基于确保建筑物的质量和安全性。在此基础上，建筑结构设计中首先要考虑的问题是确保建筑物的安全，在随后的优化设计中，确定要加强主体结构的承载能力。对于建筑物来说，增加主体的稳定性是增加建筑物安全性的有效方法，可以使建筑物在一定范围内承受恶劣环境的能力，从而使建筑物能够经受地震，强风等侵袭。在环境中是安全的。防止建筑物在恶劣的室外环境下倒塌。在优化建筑物的主要结构时，关键是优化幕墙的设计，以确保幕墙的整体稳定性。关键是使幕墙的质量相等，并使结构重心与刚性中心重合。因此，它增加了建筑物的整体稳定性。设计人员可以通过减少幕墙的数量和增加幕墙的程度来优化幕墙的结构。在住宅建筑结构的设计中，许多钢结构经常放置在幕墙内，因此幕墙可以支撑更大的重量并增加幕墙的稳定性。但是，由于节能，应该对该部分进行优化和设计，并且确保幕墙稳定性的原则应该是尽可能少的钢结构建筑材料。 优化建筑细节 随着市场经济的飞速发展，建筑业蓬勃发展，但市场竞争日趋激烈。在这一点上，许多公司开始吸引消费者，从细节开始，以提高建筑物的质量和美观性。在此基础上，在建筑物结构设计中优化结构设计的同时，还应特别注意细节的优化。根据客户的需求，应该优化和
目录： 一．设计任务书 (3) 设计要求 (3) 设计内容 (4) 设计目的 (4) 二．解题过程 (5) 电动机的选择 (5) 传动零件的设计计算 (7) 1．带传动设计 (7) 2．减速器齿轮的设计 (9) 3．轴的设计 (14) 4．轴承的校核 (19) 5.联轴器的选择 (20) 三．装配图零件图（另附） 四．心得体会 (21) 五．参考文献 (23)
题目：卷扬机的机械系统的结构设计 完成任务： 装配图一张零件图两张设计计算说明书一份时间安排十八～十九两周时间 设计计算3天 草图设计3天 绘装配图2天 绘零件图1天 计算说明书3天 文档整理2天
设计任务书 1设计要求： 、 2设计内容： （1） 根据任务说明对卷扬机的机械结构的总体方案的设计，确定加 电动机 减速器 传送带 图1 卷扬机的组成部分示意图 卷扬机的组成部分如图1所示： 卷扬机是有电动机驱动，经带轮和齿轮减速装置带动卷筒转动，从而带动钢丝绳提升货物。 原始数据： F = 8 KN V = 0.94 m/s D = 320 mm 使用说明： ㈠ 两班制，运转时间为工作时间的70% ㈡ 允许工作误差%5 ，有中等的冲击，使用15年。 ㈢ 三年一次中修，工作制8小时,300天/年，室外工作 20到30度。
速器系统执行系统，绘制系统方案示意图如图1。 （2）根据设计参数和设计要求采用优化设计使系统运转良好。（3）选用电动机的型号，分配减速器的各级传动比，并进行传动装置工作能力的计算。 （4）对二级减速器进行结构设计，绘制装配图及相关的关键零件的工作图。 （5）编写课程设计报告说明书 3．设计目的 通过工程设计过程个主要环节的设计的训练，了解机械设计知识在工程中的运用，掌握相关的基本知识基本理论和基本方法的运用能力，现代设计理论和方法的运用能力，观察，提问，分析解决问题的独立设计工作的能力。
烟台市牟平区昱星写字楼 室装饰装修工程 卷 扬 机 安 装 方 案 项目名称：市牟平区昱星写字楼室装饰装修工程编制人：富达装饰工程 编制日期: 二O一二年八月
一、工程概况 1、牟平昱星写字楼主楼共15层高度70m，主楼外侧物料提升机已 拆除，室电梯短期无法安装。由于楼层较高材料无法运输。现准备在电梯井架设小型卷扬机吊装材料。 2、依据施工平面图（见附图）及现场施工情况，在主楼东侧两部 电梯井架设两部卷扬机。卷扬机选用起重量在1t，起吊高度80米，现场使用时吊装材料重量控制在0.25t。确保安全。电梯井道尺寸2.5*2.4米，卷扬机安装在室可有效防止暴晒、雨淋及及受潮情况。 二、主要施工方案 1、卷扬机生产厂家必须具有安全生产许可证。 2、卷扬机、钢丝绳及各种吊具均符合国家吊装产品的质量要求。 3、安装及操作人员应具备操作资质。 4、卷扬机安装在十六楼电梯安装平台处（见附图），固定件为固定电梯 用的预埋件，能满足重量要求。卷扬机操作人员在十六楼操作，可看到下方起吊情况。起吊时，底部挂料人员，中间上料层及顶部操作人员采用对讲机通讯。 电梯井一层采用8#槽钢固定，面层满铺脚手板做上料平台，上料平台底部再增设安全网。每层电梯门口做木工板临时门封闭，上料时应保证防护门封闭，严禁上料期间人员进入电梯井。 三、安全操作规程 安全保障是使用垂直运输设施中的首要问题，应根据卷扬机自身的特点，还应严格遵守以下的安全操作和使用规则。 1、操作人员必须是经过技术培训合格的人员操作、维护、保养。
操作人员上机前，必须认真学习和掌握《使用说明书》的容。使用前必须按检验项目逐项进行检验；使用中严格执行安全操作规程；使用后认真做好维护保养工作。 2、作业前，应检查钢丝绳、卷扬机、滑轮等确认安全可靠，方准操作。钢丝绳在卷筒上必须排列整齐，作业中最少需要保留三圈。 3、卷扬机只能进行材料运输，严禁运送人员。 4、首次试制加工的垂直运输设备，需经过严格的荷载和安全装置性能试验，在空载情况下以提升机各工作速度进行上升、下降等动作，在全行程围，反复试验，不得少于3次，在空载试验过程中，应检查各机构动作是否到位、准确、不允许有震动、冲击等现象。确保达到设计要求（包括安全要求）后才能投入使用。 5、在统一指挥下进行吊装，工作中听从指挥人员的信号，信号不明确或可能引起事故时，应暂停操作，待弄清情况后方可继续作业。 6、工作覆盖面下方地面为行人禁入区域，须做好隔离措施，并设有明显的警告标志。其它有关施工安全技术、现场操作安全措施、劳动保护及安全用电、消防等要求，要严格按照国家和地方颁布的有关规定执行。 7、进出料口的安全设施，垂直运输设施的出料口与建筑结构的进料口之间，根据其距离的大小设置铺板或栈桥通道（见附图）。各层通道口设置常闭型防护门，只有当各层防护门全部关闭时，吊盘方可上下运作。在防护门全部关闭前，吊盘应处于停止状态。 8、设备由专职人员操作和管理。严禁违章作业和超载使用设备出现故障或运转不正常时应停止使用，并及时予以解决。
SDJ型双速多用系列绞车 产品图片 S:双速 D：多用 J：绞车 14：牵引力（吨） 技术特征 SDJ型双速多用系列绞车是一由中国矿业大学机电学院研究开发的专利产品，该产品为国内首创，技术上具有国内外领先水平。其结构紧凑，对称呈长条型，能整机下井，方便使用。该机可用于煤矿井下综采工作面设备及各类机电设备的安装、拆卸及搬运，也可用于采掘工作面，井下车场、上下山、煤矿地面等处的矿车调度，物料运输，还可作为回柱绞车用于采煤工作面的回柱放顶。 技术参数
JDHB-30/3.5型绞车技术参数 产品图片 技术参数 JDHB型回柱调度绞车简介 一、概述： 矿用绞车是煤矿不可缺少的重要设备，是我国煤矿的主要矿山辅助运输设备。矿用绞车从无到有，从引进消化到仿制生产，再从仿制产品的改造到独立设计新的产品经过了五十多年的历史。在我国煤矿，由于各种工况条件的不同，矿用绞车的技术原理、结构特点、性能指标等均存在很大的差异。因而造成了矿用绞车的规格、品种繁多，产品的技术水平和技术性能差异很大，甚至有一些绞车产品仍然是五十年代的仿苏产品，存在着技术水平落后，工作效率低，使用寿命短，使用不方便等问题。随着煤矿采煤机械化的发展，这些落后的设备已不能满足现场的要求，甚至影响了煤矿的安全生产和正常生产。 二、JDHB型回柱调度绞车 JDHB型回柱调度绞车系列产品是中国矿业大学矿山机械研究所在原SDJ型双速多用绞车系列产品基础上改进发展而来，产品系列也由原来的SDJ-8、SDJ-14、SDJ-20型三个型号发展为现在的JDHB-140、JDHB-200、JDHB-260、JDHB-320、JDHB-380型五个规格型号，是在有关行业标准的要求下研制而成，获得多项国际发明、国家发明及国家实用新型专利。其适用于煤矿中大型综
原 技 数 1.1 传动方案 1.1.1组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 1.1.2特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，
本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。 带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。 齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是展开式两级直齿轮传动。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。 第二部分 电动机的选择及传动比分配 2.1电动机的选择 2.1.1传动装置的总效率 5423421ηηηηηη= 按表2-5查得各部分效率为：联轴器传动效率为99.01=η，滚动轴承效率（一对）99.02=η，闭式齿轮传动效率为97.03=η，联轴器效率为99.04=η，传动滚筒效率为96.05=η，代入得 η=8504.096.099.097.099.099.02 4 =???? 2.1.2工作机所需的输入功率 η w d P P = ，其中1000 )(FV kw P W = 所以=???= 1000 8504.03.1106.13 d P 2.45kw 使电动机的额定功率P ed ＝（1～1.3）P d ，由查表得电动机的额定功率P ＝ 33KW 。 2.1.3确定电动机转速 计算滚筒工作转速nin r D n w /14.59420 3 .11000603 .1100060=???= ??= ππ： 由推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器的传动比一般范围：9~25，则总传动比的范围为，25~9'=i ,故电机的可选转速为：
课程设计说明书 设计题目 卷扬机传动装置中的 二级圆柱齿轮减速箱 机电工程 院(系) 模具设计与制造 专业 班级 Z090358 学号 Z09035820 设 计 人 白孟奇 指导教师 张旦闻 完成日期 2010 年 12 月 日 机械设计 (机械设计基础)
课程设计评语 机电工程系：模具设计及制造专业 课程名称：机械原理 设计题目：卷扬机传动装置中的二级圆柱齿轮减速班级：Z090358班 学生姓名：朱琳Z09035802 白孟奇Z09035820 胡高伟Z09035824 设计篇幅：图纸张说明书页 指导老师评语： 年月日指导老师：
前言 随着社会的发展，机械将会越来越取代人力，这也是机械行业飞速发展的后果，在机械的发展历史中，新机械的发明有着举足轻重的作用。但是，那些很久以前就被利用生产并一直延续到今天的机械，更是起着不可替代的作用，卷扬机就是一例。卷扬机的发展就像其他机械一样，从开始的简单到现在的复杂，从以前的机械动力到现在的电力动力，从以前的人工操作到现在的电脑操作甚至智能操作。卷扬机又称绞车，是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业。由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、使用成本低、对作业环境适应能力强等特点，广泛应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面。本设计就传统的卷扬机说起，一直到现在以及将来的发展。卷扬机是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井（门）架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业。由于它结构简单、操作方便、维护保养简单、使用成本低、可靠性高等优点。提升重物是卷扬机的一种主要功能，所以各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。虽然目前塔吊、汽车吊等取代了卷扬机的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而且灵活性较差，故一般中小型工程仍然广泛应用卷扬机，汽车吊虽然灵活方便，但也因为成本太高，而不能在工程中广泛应用，故大多设备的安装仍然是由卷扬机承担的。卷扬机除在工程、设备安装等方面被广泛应用外， 在冶金、矿山、建筑、化工、水电、农业、军事及交通运输等行业亦被广泛应用。 编者：白孟奇 2010年12月18日
建筑结构优化设计分析 摘要：建筑结构设计的优化主要体现在通过结构设计优化达到性能及经济的完 美协调。不管对建设方或者居住者，都有着直接的影响。本文根据结构优化设计 实例进行分析。 关键词：建筑结构；结构设计；优化方法 前言 结构设计优化技术所指的是建筑结构的设计过程中，设计人员会面临着各种各样的问题，比较成本、性能和建筑材料等问题。如何通过结构优化，从而达到利用最少的资金建设出合 理科学的建筑结构。其优化的意义所在就是节省工程造价，提高建筑的质量。当前建筑结构 的成本占比较重，合理科学的建筑结构可以产生巨大的经济效益，并还能够提高工程的质量。 1、建筑结构设计优化的步骤 1.1建立合理模型 可以通过3步来实现对房屋结构设计的优化，具体步骤是：第一步，需合理选择设计的 变量。一般情况下，在选择合理的设计变量的时侯，应当将对建筑结构具有较大影响的因素 做为主要设计变量的参数。例如，结构的造价C1与损失的期望C2等有关参数使目标控制产 生较大的影响，以及诸如结构的可靠度PS等有关参数使约束控制产生较大的影响，这就需要对这些影响设计变量的参数进行合理选择。相反，对那些影响不大的因素，在进行优化的时 侯可以采取预定参数的方式来表示，使让优化过程中的计算量、设计量和编制程序的工作量 有所降低。第二步，需确立目标的函数。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行 优化过程中，应当尽可能的寻找几组可以满足有关预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的 截面积以及相应的失效的概率的函数，让工程的造价费用有所减少。第三步，确定约束的条件。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行优化过程中，应当对结构的可靠性以 及用来优化设计的有关约束条件做进一步确定。其中，设计优化的约束条件包含有结构体系 约束、应力约束、构件单元约束、尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束等。在对房屋结 构设计进行优化的时侯，必需充分将实际性约束条件和目标性约束条件作对比，然而保证每 一个约束条件均可以满足需求，以便达到最佳的设计。 1.2设定计算方案 依照可靠性对房屋结构设计进行的优化也会出现非线性的优化问题以及多约束性的优化 问题，并且还会使多变量复杂化。所以，为了减少这些问题需要在进行分析计算的时侯，将 有约束的优化问题转化为没有约束的优化问题进行求解。常常采取的优化设计的计算方法是Powell法、复合形法和拉氏乘子法等3种方法。 1.3设计相关程序 依照可靠性对房屋结构设计优化的基本模型和选择的计算方法可以编写一个具有运算速 度快以及功能齐全的综合应用程序，通过程序的优化提高设计的时效。 1.4作好结果分析 在对房屋结构设计进行优化设计的过程中，应当对最终得到的有关计算结果作一定的对 比分析，以便为最终的优化设计方案提供科学、合理、有效的依据。而在这个过程当中就要 求设计人员必需全面周密的考虑问题，只有这样才能够科学、合理、有效地选择设计的方案，才可以保证建筑结构的实用、经济、合理、安全以及美观，才能够尽可能少的资金投入获得 最大的收益。尤其需要注意的是，在进行建筑结构优化设计的过程中，并不能够只一味的强 调经济上的节约而降低了技术上标准；或者仅考虑技术上的要求却忽视了经济上的节约，这 些都是不正确的。只有在众多因素中寻找最佳结合点，探索优化设计的平衡点，才能够达到 有关设计要求。因此，必须做好结构的分析与运用。 2、某工程空心楼板优化设计的实例分析 2.1原方案 原设计方案板厚300mm，拟用空心管直径200mm。相邻空心管之间设一道肋，梁宽度 60mm。肋梁区域受力钢筋上、下铁都为2Ф14（Ⅲ级钢），空心管区域受力钢筋上、下铁都
浅析房建工程结构优化设计 发表时间：2019-07-12T09:47:04.203Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年7期作者：王志鹏 [导读] 房屋建筑是现代城市中的重要空间，为居民的日常工作与生活创造室内环境。 摘要：本文以房屋建筑工程结构设计为研究对象，对其在时代科技化、智能化领域中的应用优化策略进行分析。通过对房屋建筑结构设计基本原则的阐述，从数字技术、创新理念、细部结构、仿真环境、数据模型这五个方面，细化论证房屋建筑结构的设计优化策略，为相关研究与应用提供参考。 关键词：房屋建筑；结构设计；智能化；计算机技术 引言 房屋建筑是现代城市中的重要空间，为居民的日常工作与生活创造室内环境。在生活质量不断提升的背景环境下，对于房屋建筑的要求也日益提升，这就需要建筑工程设计人员，在进行结构设计的过程中，坚守建筑设计基本原则，并在时代科技化背景环境下，利用行业的发展优势，对工作内容进行创新管理，增强房物建筑结构设计优化的实用价值。 1房屋建筑结构设计原则 房屋建筑结构设计中，功能性是其基本属性。尤其在社会经济环境高速发展的背景下，人们需要建筑结构设计的功能性，作为正常生产生活的支撑条件。而在设计过程中，还需建筑空间中的协调性、美观性以及舒适性，形成完整的室内环境。 同时，由于房屋建筑的使用与居住需要，必须在进行结构设计的过程中，重点关注建筑空间的安全性内容。安全性设计内容，不仅在建筑结构施工过程中起到关键作用，也会在房屋建筑投入使用的过程中，成为保证使用者生命财产安全的重要依据[1]。因此，在进行设计时，材料选择、用量分析、结构科学性等内容，都需要得到建筑结构设计者的高度重视，并作为设计的核心内容，进行完善与优化。 另外，房屋建筑工程结构设计，是指导工程项目施工的重要组成部分。在进行设计优化的同时，需要从经济成本的角度对设计内容进行评估，并在合理优化调整的基础上，降低建设单位在成本投入中的消耗。这一内容，在当前竞争十分激烈的建筑行业中，显得尤为重要，是保证建筑公司市场竞争力的关键，也是实现建设单位良好发展的基础。所以，必须在设计环节上进行调节，在控制成本的基础上，对投入成本消耗与建筑使用节能性提供基础保障条件。 2房屋建筑结构设计优化策略 2.1引入数字化技术手段 房屋建筑结构设计内容有较为悠久的历史，在不同文化环境中形成了风格各异功能明显的建筑空间。在时代资讯条件与技术水平的影响下，通过交流与创新，形成了多种类型的结构设计方案[2]。在对特定建筑项目展开设计工作的过程中，可以尝试通过数字化技术手段，完成结构设计方式的选择与应用。尤其是在数字化程序软件的应用中，对于房屋建筑结构设计，产生了典型的积极影响，是提高设计质量的主要途径与关键手段。 例如，北京奥运会的主体育馆“鸟巢”（如图 1 所示），在进行设计的过程中，其设计师赫尔左德、德梅隆引入了数字化的技术方法，通过计算机软件程序与硬件系统的计算能力，对结构中的细化参数进行分析与计算，并在完成设计数据计算的基础上，对系统使用中的合理性作出全面的辩证分析，以此保证“鸟巢”在结构设计的合理性，为其在结构稳定性的基础上，增添了美观表现效果，提高了应用价值。 图 1 鸟巢 对此，为了保证数字化技术手段的应用条件，需对房屋建筑结构设计的业务能力进行优化升级，使其能够适应计算机程序的使用，并在合理利用先进辅助软件程序的基础上，保证设计内容的科学性。 2.2增加创新性设计理念 房屋建筑项目的施工阶段中，有些具体内容无法用数据信息进行表达，而为了保证此类内容能够正常的在现实环境中构建出来，需要在设计内容上，通过理念思想的内容表达，对工程施工工作形成指导。方法上，需借助信息化时代的背景优势，将计算机程序作为辅助建筑结构设计的有效工具，并在与设计师工作经验相结合的基础上，形成人性化的设计判断，并最终达到开发创新的效果。 实际设计应用中，需以建设条件为基础，在熟练掌握电脑程序软件的基础上，增加其在设计中的功能应用深度。由此，使计算机程序软件的应用条件能够适应设计师的应用需要，并在构成最终设计方案时，可充分表达创新设计理念。 从设计师的角度出发，其经验丰富程度，会对创新性的设计内容产生明显的影响。拥有丰富经验的设计师，可以在房屋建筑结构设计中，更好地对数据条件进行分析与判断，并从中整理出精确的数据内容，为创新型的设计工作提供指导。 例如，在“水立方”的建筑结构设计中，设计师在对 ETFE 膜材料的了解下，发挥其特性优势，并在构筑建筑空间的过程中，形成了外形近似于水泡的建筑结构。在这种创新型设计理念的指导下，使国家游泳中心展现出了独具特色的建筑形式（如图 2 所示），增加观赏性的同时，发挥出了创新理念的应用优势。 2.3保证细化结构完整性 房屋建筑的安全性，是设计工作的核心内容，在保证安全的基础上，还需尽可能地提升家住空间的耐久性，并在保证设计耐久度的同时，实现建筑设计优化的工作目标。尤其在细节化内容的控制上，对于此类内容的设计工作，直接影响到建筑结构的稳定性与连接状态。
镇江高专ZHENJIANG GAOZHUAN 毕业设计(论文) 慢速卷扬机减速器设计 Slow hoist reduction gear design 系名：机械系 专业班级：机电041 学生姓名：李嘉佳 学号：03011131 指导教师姓名：马贵飞 指导教师职称：副教授 2007年06 月
目录 第一章传动装置的总体设计 (5) 1.1 传动方案的分析和拟定 (5) 1.2 选择电动机 (6) 1.2.1 选择电动机类型 (6) 1.2.3 选择电动机功率 (7) 1.3 计算总传动比和分配传动比 (7) 1.3.1 计算总传动比 (7) 1.3.2分配传动装置各级传动比 (7) 1.4计算传动装置的运动和动力参数 (8) 1.4.1各轴转速 (8) 1.4.2各轴的输入功率 (8) 1.4.3各轴转矩 (8) 第二章传动零件的设计计算 (10) 2.1 箱外传动件的设计 (10) 2.1.1带传动 (11) 2. 2箱内传动件的设计 (12) 2.2.1圆柱齿轮传动 (12) 2.3 轴径的初选 (14) 2.3.1连轴器的选择 (23) 第三章减速器的结构 (23) 3.1 减速器的简介 (23) 3.2 减速器的箱体尺寸 (23) 3.2.1减速器的润滑和密封 (25) 结论 (26) 致谢 (26) 参考文献 (27)
慢速卷扬机减速器的设计 专业班级：机电041 学生姓名：李嘉佳 指导教师：马贵飞职称：副教授 摘要速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。 20世纪70－80年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。通用减速器的发展趋势如下： ①高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。 ②积木式组合设计。基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。 ③型式多样化，变型设计多。摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。 关键词:机械、减速器、应用范围
随着社会的发展，机械将会越来越取代人力，这也是机械行业飞速发展的后果，在机械的发展历史中，新机械的发明有着举足轻重的作用。但是，那些很久以前就被利用生产并一直延续到今天的机械，更是起着不可替代的作用，卷扬机就是一例。卷扬机的发展就像其他机械一样，从开始的简单到现在的复杂，从以前的机械动力到现在的电力动力，从以前的人工操作到现在的电脑操作甚至智能操作。本设计就传统的卷扬机说起，一直到现在以及将来的发展。 本设计主要设计了卷扬机的卷筒、卷筒轴、卷筒毂、减速器以及滑轮组。其中卷筒和卷筒轴的设计最为主要，本设计重点做了介绍。其余部分由于篇幅有限，只是略作分析。 关键词：卷扬机卷筒卷筒轴滑轮组
Along with society's development, the machinery will be able more and more to substitute for the manpower, this also will be the mechanical profession rapid development consequence, in the machinery substitution manpower development history, the new machinery invention has the pivotal function. But, these very for a long time on and continue continuously using the production to today machinery, is playing the role which cannot be substituted, the hoist is an example. The hoist development is likely same on other machineries, from starts simply until present complex, from beforehand manpower to present electric power, from beforehand manual control to present computer operation even intelligence operation. This design mentions on the traditional hoist, continuously to present as well as future development. The design instruction booklet has mainly designed 5 ton hoist reels, the reel axis, as well as the block and tackle. Reel as well as the reel axis design is most main, this design has made the introduction with emphasis. Because other parts the length is limited, only makes the analysis slightly. Key words: Windlass Reel; Reel axis Block and tackle
建筑结构设计的优化方法及应用分析何彬 发表时间：2018-09-13T14:30:03.330Z 来源：《建筑细部》2018年2月中作者：何彬 [导读] 文章以建筑结构设计的优化方法及应用分析为研究对象，首先对建筑结构设计优化必要性进行了阐述分析 四川省大卫建筑设计有限公司四川省成都市 610000 摘要：文章以建筑结构设计的优化方法及应用分析为研究对象，首先对建筑结构设计优化必要性进行了阐述分析，随后简单介绍了建筑结构优化设计方法步骤，最后以装配式工艺为例，对建筑结构设计的优化应用进行了分析研究以供参考。 关键词：建筑结构；设计优化方法；应用分析 前言：建筑结构作为整体建筑核心组成部分，针对于建筑结构的设计不仅关系到建筑建设经济适用性，同时对于建筑整体功能性发挥具有重要的影响意义。在低碳环保理念、可持续发展理念日益深入人心的当下，需要进一步加强对建筑结构设计优化方法的应用与分析，从而有效提升建筑节能效率，最大限度地降低对环境的负面影响，促进建筑建设质量提升，推动我国建筑行业实现可持续发展。 一、建筑结构设计优化必要性 随着我国城市建设进程不断加快，国民经济水平不断提升，有效带动了我国建筑行业的发展。当下人们对于建筑建设提出了更高的要求，其不仅要求在建筑质量方面更加稳定，同时要求具备良好的建筑功能性，建筑造型设计要独特、新颖，整体建筑外观结合自身功能性不同具有一定艺术特质，给人以美的感受；还要响应国家关于绿色建筑的政策号召，能够减少建筑施工中不必要的资源浪费，提升建筑的低碳、环保性能，经济适用性更强，从而带给人更好的居住体验。建筑结构作为建筑的核心组成部分，在满足上述要求上发挥着关键性作用。首先，建筑整体结构合理与否，决定着建筑的抗震性能、质量及稳定性实现，是提升建筑建设水平与质量的关键；其次，建筑结构与建筑的整体造型设计也具有密切的联系，在建筑造型设计方面发挥着重要的作用。最后，建筑结构建设关系到建筑的用材、施工技术选择、等因素，而上述这些因素决定着建筑资源的利用率的高低，能够有效减少不必要的建筑资源浪费，使得建筑施工建设更加低碳环保。 基于以上种种分析，很有有必要加强对建筑结构设计的优化，进一步推广建筑结构设计优化应用，从而有效实现建筑成本的节约，提升建筑建设质量，确保建筑节能标准得到有效落实，有效减少建筑施工建设过程中各种违法、资源浪费、破坏问题的发生，从而推动建筑行业实现绿色健康可持续发展。 二、建筑结构优化设计方法步骤 （一）构建建筑结构优化模型 在建筑结构优化过程中，首先需要借助数学函数关系，通过构建建筑结构设计约束条件与可变条件之间的关系式，从而实现建筑结构应用模型的建立，在此基础之上，借助相应模型对影响建筑结构优化的因素进行全面的分析，从中获得最佳的优化方式，为整体建筑结构优化奠定坚实的基础。例如结合对建筑墙体保温板与墙体受压能力的分析，通过构建相应模型进行全面的数据分析，从而推动建筑结构的优化得到有效实现。 （二）制定科学合理的建筑结构优化设计方案 在数据模型运行阶段，通过对房屋建筑的模型相关条件进行处理分析，在有效保证建筑结构在实际实施中功能性得到良好的发挥的基础之上，通常对线性分析加以应用，做好线性条件的检验，通过对数学模型中的函数进行变置转化应用，以此为依据，实现建筑结构优化设计的实施方案制定，有效提升建筑结构优化设计的可实施性及可操作性，保证建筑结构设计优化得到全面有效的落实。 （三）综合应用分析建筑程序 通过利用现代测量技术与建筑结构设计相结合，进一步将抽象的数据资源转化为房屋建筑中的实际执行操作，确保建筑结构在优化后，发挥出应有的作用价值。例如在房屋墙体设计上应用建筑结构设计优化方法，以墙体建设各种因素为依据，全面分析外墙和内墙建设实施，最终形成专门针对于建筑中墙体施工实际方案，发挥建筑结构设计优化方法的引导作用，提升建筑结构优化设计水平与质量。 三、建筑结构设计优化应用，以装配式工艺为例 在建筑结构设计建造方面，相对于传统的现浇施工工艺，装配式建筑工艺作为新型建筑工业化应用典范，其在建筑结构设计方面主张在信息技术的支持下，实现对建筑结构的预制化生产、装配化施工的生产方式，以设计标准化、构件部品化、施工机械化为特征，通过对建筑结构设计、生产、施工等整个产业链进行整合，从而有效实现建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的可持续发展的建筑生产方式。以成都建工工业化建筑有限公司青白江生产基地办公楼建设施工为例，该建筑便是采用全装配式混凝土结构，其中主要的建筑结构如梁柱、板墙等均为预制，并且按照三星级绿色建筑标准进行设计、施工和运营，是四川省第一座全装配式的混凝土结构建筑，预制率接近100%。在完全达到传统建筑的防震、安全、耐用要求同时，还具有省时、省工、省钱、无污水、无噪声、无粉尘等优点。 在具体的装配式工艺应用中，某幼儿园建设项目作出了良好的示范，该建设项目外墙结构采用的瓷砖反打工艺。具体来说，即是将建筑外墙用饰面石材在工厂事先打到混凝土里，形成一体的建筑预制构件，这种工艺对于建筑结构起到了良好的优化作用，使得建筑结构表面更加平整，附着也非常牢固，更为重要的是，其有效提升了整体建筑装配的施工效率。通过运用该工艺，可以有效避免出现目前存在的外墙砖脱落和空鼓现象，提升了建筑外墙结构的品质及质量，对于工期缩短也有着较为积极的影响意义，但如果造型特殊，规模量小，相应单方造价就会比传统工艺要高。 建筑结构优化设计不仅包含建筑自身结构的设计与优化，还需要立足于整个建筑施工过程，并且同时也涉及了建筑工程建造过程中的方方面面。据相关数据统计，我国的年建筑量已经达到20亿平方米以上，而在建筑施工总量中，作为施工必备条件的建筑工程临时设施，如道路、围墙等，尽管在相对量上所占的比例较小，但由于使用多为一次性，因而其绝对量随着建设工程总量的增加而显著增加。这种大量使用一次性临时设施造成了建筑资源的浪费，增加了我国实现节能减排目标的难度。在建筑施工设施优化中，针对于铺装板通过进行设计优化使其具备可拆卸、可重复利用功能，若在房建工程前期的三通一平中加以利用，可以起到良好的环保节约作用。 装配式工艺不仅在结构设计层面能够体现出良好的应用价值发挥，在具体落实应用方面产生的经济、社会效益效果也非常明显。以中石油加油站的扩改工程为例，该工程使得装配式工艺的经济、社会效益价值得到了充分的体现。该工程地处成都市一环路，占地面积
工程结构优化设计理论 摘要：与传统的建筑结构设计相比较，结构设计优化不仅能够降低建筑造价，而且通过优化结构投资方向，提高关键结构部位或构件的安全度、延性和韧性，从而提高整个建筑物的安全度。通过这种有的放矢的优化设计，使整个建筑物的土建投资有效利用率大大提高关键词：结构优化设计理念 结构优化设计，能大大减少建筑造价并提高结构的安全度。设计单位在进行结构设计的时候，在建筑功能需求得到满足和遵循相关规范和规程的前提下，应综合考虑施工的可行性、施工进度和投资造价以及结构安全性等诸多要素，合理优化结构投资方向，使结构设计成为一项系统工程，做到设计成果既安全可靠，又经济合理。 一、建筑结构优化设计的意义 进行结构设计优化的原因概括起来有以下几方面： 1、钢筋混凝土和砌体等常用建筑材料的费用构成了结构成本的绝大部分，而这一部分成本通长占到结构主体造价的4０％以上，通过结构优化设计能够将建筑工程的总造价减少１０％~３５％。对于一个大型的工程来说，这将是一笔不菲的费用，并且结构的安全度也得到了提高，因此结构优化有助于建设方减少投资，增加利润和提高资金周转率，其经济价值巨大。 2、据统计设计责任是造成建筑工程质量事故的主要原因，占据
了大约４０％的比例。现阶段各设计单位设计水平良莠不齐，设计质量差导致施工停工或返工的现象时有发生。有些设计单位缺乏成本意识，算不清就多配钢筋，造成有些关键构件的设计反倒偏于不安全，这些现象有的造成了资源和成本的浪费，有的对建筑工程留下了潜在的危险。因此进行合理的结构优化设计，能够帮助业主提高设计质量并消除不必要的质量缺陷和工程风险，同时在减少不必要投资的前提下获得高品质的建筑，也符合创建节能、安定型社会的宗旨。 3、随着国家宏观调控力度的加大和原材料价格的上涨，通过销 售获得利润的空间被大大压缩，从内部挖掘潜力，节约成本成为企业赢利的重要手段，科学合理的节约成本能够提高企业的盈利率和生存能力。在这方面一些意识超前的业内知名企业，如万科、金地以及诸多国际公司已经率先垂范。 二、建筑结构设计优化方法的应用及实践价值 1、结构设计优化方法的应用 结构设计的优化主要在两个方面进行应用，一方面是在建筑工程的结构总体上的优化设计，这主要包括结构体系和结构选型，具体是指房屋的结构类型、房屋的高宽比、长宽比、房屋的结构材料等。另一方面就是结构工程分项部分的优化设计，这主要包括基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对于这些方面的设计我们需要在结构选型、受力分析、造价分析上进行研究，并在满足整个设计规范以及建筑实用需求的前提下，对整个建筑的实际情况进行优化，以降低建筑成本，