ugwave技术在产品结构设计中的应用

第一篇：ugwave技术在产品结构设计中的应用

UGWAVE技术在产品结构设

计中的应用

1.前言

NX被当今许多世界领先的制造商用来从事概念设计、工业 设计、详细的机械设计以及工程仿真和数字化的制造等各个领域，是当前世界主流CAD/CAM软件之一。洪都航空工业集团公司是国内探索CAD/CAM/CAE/CAT技术较早的单位之一。早在70年代初期，就在某飞机研制中建立了飞机的局部外形数学模型。1987年公司引进美国UGII软件用于K8飞机研制。为了使更多的新品在设计制造中广泛地 应用 CAD/CAM技术，公司从1997到2003年又连续多次从美国UGS公司引进了大型CAD/CAM软件UGII和PDM软件Teamc，装机量达200多台，在某高级教练机飞机的研制过程中，大量采用了UG进行数字化与制造。从 理论 外形建模到结构件、系统部件的三维模型详细的关联设计取得了良好的效果。

从洪都集团以往的实践来看，推广应用

CAD/CAE/CAM/CAT/PDM技术，是提高产品质量，增强 企业 应变能力和国际竞争能力的必备手段。飞机设计与制造过程的全过程采用CAD/CAE/CAM/CAT/PDM技术进行设计制造对于提高飞机的制造质量、缩短飞机研制和批产制造周期具有重要意义。

2.相关性设计的必要性

在飞机型号研制过程中，实行并行工程是缩短研制周期、加快上市时间的关键，而并行工程实行的好与否关键在于从总体气动外形设计与各个结构详细设计、各个结构设计系统与辅助系统之间实现最大可能的关联设计，甚至产品结构设计与工装设计之间的最大可能的关联设计。当前该型号的各功能部件设计之间的协调性主要是靠UG的关联设计WAVE来保证和进行，同时关联设计模块UGWAVE的应用还是在PDM的环境支持下进行的。

3.自顶向下的WAVE设计 方法

3.1基本概念

控制结构（Controlstructure）：传递飞机全局性的

参数、外形、基准位臵等约束条件至零件进行详细设计的树状结构，在Teamc

Engineering中体现为产品装配结构。可以用产品结构编辑器（PSE）编辑。

起始部件（StartPart）：包含零件详细设计所必需的各种约束条件（即link链接关系）的Ugpart文件。对于不同零件所需的不同约束条件，通过CopyGeometrytoPart来包含不同的约束条件，可以通过引用集的区分不同的几何体。

链接零件（LinkPart）：产品结构树和控制结构树发生关联的UGPart文件，在其中进行详细设计，使其成为产品结构树中的零件或部件。

根据以下两点决定不用CreateLinkPart，而采用CopyGeometrytopart：

根据保密要求只能提供必要的基准信息到具体的零件UGPart，而CreateLinkPart会将基准文件的所有信息一起链接到具体的零件UGPart；而采用CopyGeometrytopart可以选择部分基准信息链接到具体的零件UGPart.CreateLinkPart会将基准文件的所有信息一起链接到具体的零件UGPart，这样会将多余的基准信息传递到具体的零件UGPart，造成基准信息冗余，在进行WAVEUpdate时加大 计算 机系统负担；而采用CopyGeometrytopart可以选择部分基准信息链接到具体的零件UGPart，确保具体的零件UGPart的数据量最小，提高计算机处理的效率。

StartPart

与

Part

之间的关联：CopyGeometrytopart.从StartPart通过选用不同的UG对象来生成不同的LinkedPart.3.2WAVE控制结构体系

WAVE的结构体系应采用自顶向下的设计方法，结构体系根据系统的复杂性来确定。

a）各个WAVE结构采用UGPart来实现。（可以用或不用装配的方式来体现结构，总体理论外形与子系统理论外形和子系统设计基准不需用装配的方式来体现。）

b）各个WAVELINK必须采用自顶向下的链接方式。

以确保不会产生循环链接的情况发生。

c）功能级或部件级的WAVE结构中包括本功能或部件的几何元素和设计基准。

d）部件级的WAVE结构并不是必须的。

3.3飞机产品结构体系

a）零件中所需的设计元素（设计基准和外形曲面）从控制结构（WAVE源）中链接。

b）原则上详细设计的零件与零件之间不进行WAVE链接。如需进行WAVE链接，应确保不会产生循环的链接情况发生。

c）几何体的链接原则：统一、清晰。

4.WAVE应用在后机身的实例

以L15后机身为例，介绍控制结构的构建方法：

a）先在Teamc

Engineering中构建后机身WAVE总控PSE结构，它与UG中的装配文件结构保持同步；

b）后机身WAVE总控文件L15_RearWAVE_CS由后机身外形链接L15_RearFuselage_Link（它是后机身外形是通过WAVE_Link的

方式从理论外形中链接的）和L15_RearFuselage_Datums后机身设计基准（后机身中所用的设计基准在此文件中创建）组成；其中文件L15_RearFuselage_Link和L15_RearFuselage_Datums是后机身子系统级控制。

根据建模功能需要，可以建立功能级WAVE结构控制，如：

L15_RearFuselage_Kuang2后机身框内形控制

L15_RearFuselage_CH后机身长桁控制

L15_RearFuselage_CM后机身舱门控制

L15_RearFuselage_HBT后机身后边条控制

L15_RearFuselage_LBL后机身两边梁控制

L15_RearFuselage_CWZL后机尾垂整流包皮控制

L15_RearFuselage_KG后机身口盖

L15_RearFuselage_Kuang1后机身框外形控制

L15_RearFuselage_Datum_C后机身长桁设计基准

L15_RearFuselage_wpk发动机尾喷口控制

由于后机身舱门包括了前舱门，中舱门，后舱门以及有许多锁扣位臵，隔板，桁条等结构，针对后机身舱门控制的复杂性，还可以创建部件级的WAVE控制结构。

L15_RearFuselage_CM后机身舱门控制

L15_CM_CH_AXIS_LINE

L15_RearFuselage_CM_HCM

L15_HCM_xiaxie_36_37

L15_HCM_xiaxie_37_38

L15_HCM_xiaxie_38_39

L15_RearFuselage_CM_xincai

L15_RearFuselage_CM_zxc_1_2

L15_RearFuselage_CM_zxc_2_3

L15_RearFuselage_CM_zxc_3_4

L15_RearFuselage_CM_zxc_4_5

L15_RearFuselage_CM_xincai_1_2

L15_RearFuselage_CM_xincai_2_3

L15_RearFuselage_CM_xincai_3_4

L15_RearFuselage_CM_xincai_4_5

通过上面几种 方法 将各级控制几何和设计基准构造出来：将整个后机身各个子系统、功能结构和部件结构的装配传递关系明晰出来，将公共几何在控制结构中构造出来，形成详细设计的基础。

5.后记

通过实际项目的实践，我们充分体会到了UG/WAVE的强大功能，以及对实际工程 问题 的适应性；如：

a）WAVE符合我们传统设计过程中的自顶乡下的设计思路和设计方法；即先进行总体布臵，再进行子系统和部件及零件设计；

b）由于根据总体布臵设计、打样设计阶段和详细设计阶段的需求设计了整个WAVE结构，使任务分发成为可能；

在设计过程中，设计主管负责WAVE结构的构建和公用几何、设计基准的建立，并进行任务分发，一般设计人员进行详细设计；使得大家的职责比较明确，工作比较顺利；

c）真正用机身的 理论 外形和设计基准控制了整个后机身的其他子系统和部件的设计；而且是集中控制，如某个设计基准需要更改，我们现在只需要更改一个地方，其它部分均会自动更新；保证整个后机身结构的一致性，避免错误；

d）由于在后机身设计中有大量的公用几何体，采用WAVE结构后，节省了大量的重复建模时间，且保证公用部分模型的一致性；也节省以后修改的时间；大大提高了设计的效率；

e）WAVE的设计思路比较清晰，可以作为样板供以后的项目 参考 使用；

f）为保证用WAVE方式设计的零部件能够更新，要求必须用参数进行建模，建模过程比须清晰，也迫使大家提高了建模的水平；

我们将进一步 研究 WAVE的 应用 技术，争取实现整机的关联设计和并行设计；为进一步提高的我国航空 工业 水平出一份力。

第二篇：金属材料在产品设计中应用研究报告

金属材料在产品设计中应用研究报告

——钛合金

一、相关定义

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。α钛合金

它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。β钛合金

它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666 MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。α+β钛合金

它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50%～100%；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。

三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金；α钛合金的切削加工性最好，α+β钛合金次之，β钛合金最差。α钛合金代号为TA，β钛合金代号为TB，α+β钛合金代号为TC。

钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金（钛-钼，钛-钯合金等）、低温合金以及特殊功能合金（钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金）等。典型合金的成分和性能见表。

热处理钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织。一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度；针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性；等轴和针状混合组织具有较好的综合性能。

二、应用领域

钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）。

钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。

中国于1956年开始钛和钛合金研究；60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。

钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料，比重、强度和使用温度介于铝和钢之间，但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加，达到飞机结构重量的20%～25%。70年代起，民用机开始大量使用钛合金，如波音747客机用钛量达3640公斤以上。马赫数小于 2.5的飞机用钛主要是为了代替钢，以减轻结构重量。又如，美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3，飞行高度26212米)，钛占飞机结构重量的93%，号称“全钛”飞机。当航空发动机的推重比从4～6提高到8～10，压气机出口温度相应地从200～300°C增加到500～600°C时，原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金，或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片，以减轻结构重量。70年代，钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%～30%，主要用于制造压气机部件，如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度，耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机也都使用钛合金板材焊接件。高温钛合金

世界上第一个研制成功的高温钛合金是Ti-6Al-4V，使用温度为300-350℃。随后相继研制出使用温度达400℃的IMI550、BT3-1等合金，以及使用温度为450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。目前已成功地应用在军用和民用飞机发动机中的新型高温钛合金有.英国的IMI829、IMI834合金；美国的Ti-1100合金；俄罗斯的BT18Y、BT36合金等。表7为部分国家新型高温钛合金的最高使用温度[26]。

近几年国外把采用快速凝固/粉末冶金技术、纤维或颗粒增强复合材料研制钛合金作为高温钛合金的发展方向，使钛合金的使用温度可提高到650℃以上[1,27,29,31]。美国麦道公司采用快速凝固/粉末冶金技术戚功地研制出一种高纯度、高致密性钛合金，在760℃下其强度相当于目前室温下使用的钛合金强度[26]。

钛铝化合物为基的钛合金

与一般钛合金相比，钛铝化合物为基钠Ti3Al（α2）和TiAl（γ）金属间化合物的最大优点是高温性能好（最高使用温度分别为816和982℃）、抗氧化能力强、抗蠕变性能好和重量轻（密度仅为镍基高温合金的1/2），这些优点使其成为未来航空发动机及飞机结构件最具竞争力的材料[26]。

目前，已有两个Ti3Al为基的钛合金Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo在美国开始批量生产。其他近年来发展的Ti3Al为基的钛合金有Ti-24Al-11Nb、Ti25Al-17Nb-1Mo和Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo等[29]。TiAl（γ）为基的钛合金受关注的成分范围为Ti-（46-52）Al-（1-10）M（at.%），此处M为v、Cr、Mn、Nb、Mn、Mo和W中的至少一种元素。最近，TiAl3为基的钛合金开始引起注意，如Ti-65Al-10Ni合金[1]。

高强高韧β型钛合金

β型钛合金最早是20世纪50年代中期由美国Crucible公司研制出的B120VCA合金（Ti-13v-11Cr-3Al）。β型钛合金具有良好的冷热加工性能，易锻造，可轧制、焊接，可通过固溶-时效处理获得较高的机械性能、良好的环境抗力及强度与断裂韧性的很好配合。新型高强高韧β型钛合金最具代表性的有以下几种[26,30]：

Ti1023（Ti-10v-2Fe-#al），该合金与飞机结构件中常用的30CrMnSiA高强度结构钢性能相当，具有优异的锻造性能；

Ti153（Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn），该合金冷加工性能比工业纯钛还好，时效后的室温抗拉强度可达1000MPa以上；

β21S（Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si），该合金是由美国钛金属公司Timet分部研制的一种新型抗氧化、超高强钛合金，具有良好的抗氧化性能，冷热加工性能优良，可制成厚度为0.064mm的箔材；

日本钢管公司（NKK）研制成功的SP-700（Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe）钛合金，该合金强度高，超塑性延伸率高达2000%，且超塑成形温度比Ti-6Al-4V低140℃，可取代Ti-6Al-4V合金用超塑成型-扩散连接（SPF/DB）技术制造各种航空航天构件；

俄罗斯研制出的BT-22（TI-5v-5Mo-1Cr-5Al），其抗拉强度可达1105MPA以上。

阻燃钛合金

常规钛合金在特定的条件下有燃烷的倾向，这在很大程度上限制了其应用。针对这种情况，各国都展开了对阻燃钛合金的研究并取得一定突破。羌国研制出的Alloy c（也称为Ti-1720），名义成分为50Ti-35v-15Cr（质量分数），是一种对持续燃烧不敏感的阻燃钛合金，己用于F119发动机。BTT-1和BTT-3为俄罗斯研制的阻燃钛合金，均为Ti-Cu-Al系合金，具有相当好的热变形工艺性能，可用其制成复杂的零件[26]。

医用钛合金

钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性，是非常理想的医用金属材料，可用作植入人体的植入物等。目前，在医学领域中广泛使用的仍是Ti-6Al-4v ELI合金。但后者会析出极微量的钒和铝离子，降低了其细胞适应性且有可能对人体造成危害，这一问题早已引起医学界的广泛关注。美国早在20世纪80年代中期便开始研制无铝、无钒、具有生物相容性的钛合金，将其用于矫形术。日本、英国等也在该方面做了大量的研究工作，并取得一些新的进展。例如，日本已开发出一系列具有优良生物相容性的α+β钛合金，包括Ti-15Zr-4Nb_4ta-0.2Pd、Ti-15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0.05N、Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd和Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20，这些合金的腐蚀强度、疲劳强度和抗腐蚀性能均优于Ti-6Al-4v ELI。与α+β钛合金相比，β钛合金具有更高的强度水乎，以及更好的切口性能和韧性，更适于作为植入物植入人体。在美国，已有5种β钛合金被推荐至医学领域，即TMZFTM（TI-12Mo-^Zr-2Fe）、Ti-13Nb-13Zr、Timetal 21SRx（TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si）、Tiadyne 1610（Ti-16Nb-9.5Hf）和Ti-15Mo。估计在不久的将来，此类具有高强度、低弹性模量以及优异成形性和抗腐蚀性能的庐钛合金很有可能取代目前医学领域中广泛使用的Ti-6Al-4V ELI合金[28,32]。

三、加工工艺

1、热处理

常用的热处理方法有退火、固溶和时效处理。退火是为了消除内应力、提高塑性和组织稳定性，以获得较好的综合性能。通常α合金和（α+β）合金退火温度选在（α+β）─→β相转变点以下120～200℃；固溶和时效处理是从高温区快冷,以得到马氏体α′相和亚稳定的β相,然后在中温区保温使这些亚稳定相分解，得到α相或化合物等细小弥散的第二相质点，达到使合金强化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)─→β相转变点以下40～100℃进行，亚稳定β合金淬火在(α+β)─→β相转变点以上40～80℃进行。时效处理温度一般为450～550℃。

总结，钛合金的热处理工艺可以归纳为：

（1）消除应力退火：目的是为消除或减少加工过程中产生的残余应力。防止在一些腐蚀环境中的化学侵蚀和减少变形。

（2）完全退火：目的是为了获得好的韧性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和组织的稳定性。

（3）固溶处理和时效：目的是为了提高其强度，α钛合金和稳定的β钛合金不能进行强化热处理，在生产中只进行退火。α+β钛合金和含有少量α相的亚稳β钛合金可以通过固溶处理和时效使合金进一步强化。

此外，为了满足工件的特殊要求，工业上还采用双重退火、等温退火、β热处理、形变热处理等金属热处理工艺。

2、切削 切削特点

钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难，小于HB300时则容易出现粘刀现象，也难于切削。但钛合金的硬度只是难于切削加工的一个方面，关键在于钛合金本身化学、物理、力学性能间的综合对其切削加工性的影响。钛合金有如下切削特点：

(1)变形系数小：这是钛合金切削加工的显著特点，变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大，加速刀具磨损。

(2)切削温度高：由于钛合金的导热系数很小(只相当于45号钢的1/5～1/7)，切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，集中在切削区和切削刃附近的较小范围内，切削温度很高。在相同的切削条件下，切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。

(3)单位面积上的切削力大：主切削力比切钢时约小20%，由于切屑与前刀面的接触长度极短，单位接触面积上的切削力大大增加，容易造成崩刃。同时，由于钛合金的弹性模量小，加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形，引起振动，加大刀具磨损并影响零件的精度。因此，要求工艺系统应具有较好的刚性。

(4)冷硬现象严重：由于钛的化学活性大，在高的切削温度下，很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮；同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度，而且能加剧刀具磨损，是切削钛合金时的一个很重要特点。

(5)刀具易磨损：毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后，形成硬而脆的不均匀外皮，极易造成崩刃现象，使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。另外，由于钛合金对刀具材料的化学亲和性强，在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下，刀具很容易产生粘结磨损。车削钛合金时，有时前刀面的磨损甚至比后刀面更为严重；进给量f<0.1 mm/r时，磨损主要发生在后刀面上；当f>0.2 mm/r时，前刀面将出现磨损；用硬质合金刀具精车和半精车时，后刀面的磨损以VBmax<0.4 mm较合适。

在铣削加工中，由于钛合金材料的导热系数低，而且切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，集中在切削变形区和切削刃附近的较小范围内，加工时切削刃刃口处会产生极高的切削温度，将大大缩短刀具寿命。对于钛合金Ti6Al4V来说，在刀具强度和机床功率允许的条件下，切削温度的高低是影响刀具寿命的关键因素，而并非切削力的大小。

刀具材料

切削加工钛合金应从降低切削温度和减少粘结两方面出发，选用红硬性好、抗弯强度高、导热性能好、与钛合金亲和性差的刀具材料，YG类硬质合金比较合适。由于高速钢的耐热性差，因此应尽量采用硬质合金制作的刀具。常用的硬质合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。

涂层刀片和YT类硬质合金会与钛合金产生剧烈的亲和作用，加剧刀具的粘结磨损，不宜用来切削钛合金；对于复杂、多刃刀具，可选用高钒高速钢(如W12Cr4V4Mo)、高钴高速钢(如W2Mo9Cr4VCo8)或铝高速钢(如W6Mo5Cr4V2Al、M10Mo4Cr4V3Al)等刀具材料，适于制作切削钛合金的钻头、铰刀、立铣刀、拉刀、丝锥等刀具。

采用金刚石和立方氮化硼作刀具切削钛合金，可取得显著效果。如用天然金刚石刀具在乳化液冷却的条件下，切削速度可达200 m/min；若不用切削液，在同等磨损量时，允许的切削速度仅为100m/min。

注意事项

在切削钛合金的过程中，应注意的事项有：

(1)由于钛合金的弹性模量小，工件在加工中的夹紧变形和受力变形大，会降低工件的加工精度；工件安装时夹紧力不宜过大，必要时可增加辅助支承。

(2)如果使用含氢的切削液，切削过程中在高温下将分解释放出氢气，被钛吸收引起氢脆；也可能引起钛合金高温应力腐蚀开裂。

(3)切削液中的氯化物使用时还可能分解或挥发有毒气体，使用时宜采取安全防护措施，否则不应使用；切削后应及时用不含氯的清洗剂彻底清洗零件，清除含氯残留物。

(4)禁止使用铅或锌基合金制作的工、夹具与钛合金接触，铜、锡、镉及其合金也同样禁止使用。

(5)与钛合金接触的所有工、夹具或其他装置都必须洁净；经清洗过的钛合金零件，要防止油脂或指印污染，否则以后可能造成盐(氯化钠)的应力腐蚀。

(6)一般情况下切削加工钛合金时，没有发火危险，只有在微量切削时，切下的细小切屑才有发火燃烧现象。为了避免火灾，除大量浇注切削液之外，还应防止切屑在机床上堆积，刀具用钝后立即进行更换，或降低切削速度，加大进给量以加大切屑厚度。若一旦着火，应采用滑石粉、石灰石粉末、干砂等灭火器材进行扑灭，严禁使用四氯化碳、二氧化碳灭火器，也不能浇水，因为水能加速燃烧，甚至导致氢爆炸。

建筑与艺术学院工业设计1101班

尹曦墨

第三篇：浅析设计心理学在产品概念设计中的应用

研究生学院

设计心理学

学 号：142130500446

专 业：设计学

学生姓名：许立栋

任课教师：庞峰 教授

2015年1月

浅析设计心理学在产品概念设计中的应用

许立栋

1.有关概念设计的理解

概念设计一词源于国外，在国内有关于它的讨论一直持续着，对于它的概念的理解也是众说纷纭，通常我们可以将这些说法概括为以下三种：

（1）概念设计是由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序的、可组织的、有目标的设计活动，它变现为一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体、不断进化的过程。

（2）在具体的产品设计过程中，我们把从设计创意的提出、设计草图、效果图的制作直到产品样机的制作，这一过程称为产品的概念设计阶段，也可以理解为产品未投入生产之前的设计阶段。在国外大公司的产品设计部门包括①（Concept design）概念设计；②（Detail design）细节设计；（Manufacturing design）制造设计，可以看出概念设计的重要性及重要地位。

（3）有关于概念设计中概念一词，可理解为一种新的创造性新想法，更是一种较为理想化的设计形式，一个概念的提出，其目的往往在于引导人们发现一种新的生活方式及引发一种新的消费潮流，概念产品中体现出一种前瞻性，这种前瞻性或许在短期内不能成为现实的消费品，但它们会为设计者及消费者关于某一类产品提供一些新的想像空间。

从以上对于概念设计的理解中，我们可以看出概念设计在产品设计中占有的重要的作用，好的概念的提出对于产品能否成功投入市场起到至关重要的作用，但是这种成功的几率是较小的，通常来讲，在100个概念中，往往只会有2—3个概念是可行的，因此这在无形中就加大了概念设计的难度。而设计心理学作为一门指导性学科，贯穿于设计过程的始终，在概念设计这一环节中，同样发挥着重要作用。在概念设计的教学中，“断钥”的教学案例广为流传，这便是体现二者重要联系的典型案例，民间传说将断了的钥匙挂在小孩身上，取“断药”谐音，寓意从此孩子远离药品，不再生病。将“断钥”这一概念物化到产品设计中来开发一款保健类概念座椅，便是设计心理学与产品概念设计相结合的典型教学案例。这其中涉及到了设计心理学中的一个名词——心理暗示。心理暗示定义是指人接受外界或他人的愿望、观念、情绪、判断、态度影响的心理特点。是人们日常生活中，最常见的心理现象。它是人或环境以非常自然的方式向个体发出信息，个体无意中接受这种信息，从而做出相应的反应的一种心 2

理现象。心理暗示分为自我暗示和他人暗示两种，所起作用分为积极的暗示作用及消极暗示作用两种。主要应用于心理疾病治疗及刑事侦查等行业中，有关于心理暗示的案例有许多，常见的有“望梅止渴”、“使因心理障碍导致失明的患者康复”等等。在这里以一个小故事为例，来说明心理暗示作用对人心理所起到的重要影响。一位在工厂冷藏室工作的工人因错过了下班时间而被同事反锁在冷藏室里。到了夜晚这位工人饥寒交迫，因为所处环境是冷藏室，便感觉到异常寒冷，并越来越冷，到了第二天凌晨，他终于因忍受不了寒冷的侵袭而冻死在冷藏室中，可是当人们第二天发现他时，一个令人费解的现象令人们感到惊奇，由于当晚断电，冷藏室的制冷系统并没有开启，那么是什么致死这位工人被“冻死”呢？无疑这是心理暗示的可怕后果，介于人类心理存有的这种特性，我们在日常生活中应多给予自己或他人以积极的心理暗示，而避免给予消极的心理暗示，这样做会对于我们获取成功大有裨益。这种心理在保健类或者医疗设备产品的概念设计中应用较为广泛，对患者的康复会起到一定的辅助治疗作用。

2.设计心理学在概念产品设计中的应用

接下来就概念产品设计中不同的设计方面来说明设计心理学在其中的应用：2.1在概念产品的需求设计中的应用

需求设计是指新产品开发的全生命周期中的一个定义域，即一个子过程。这个过程起始于企业识别其目标市场中的用户需求，而终止于提出需求说明书来描述满足目标市场的需求产品。

美国著名心理学家马斯洛（Raham Maslow，1908—1970）建立了人本心理学。他与1954年和1957年出版了《动机与人格〉书中提出了需要层次理论。这一理论在20世纪五六十年代对心理学的转折起了重大作用，使美国行为主义理论，也纠正了弗洛伊德后期“骚扰心理不正常人”的心理学方向。马斯洛调查了爱因斯坦等30位“精英”人物，总结了他们的人生经历，提出人的基本需要是：生理需要、安全需要归属和爱的需要、求知审美需要、自我实现的需要。1984年美国奴廷（J.nuttin）提出了另一个需要理论，他认为需要是人发挥行为作用所固有的基本动力，是为了发挥作用或更好的发挥作用，人通过自己的行为与环境构成一个互动关系，每个人都具有一种动力，去保持和发展自己的动力和作用，每个人都要求与外界建立必要的行为关系和相互作用。例如：需求的关系是指：去感觉、去接触、去操作等，这就表现了这种行为需要涉及各种器官，要让他们 3

更好的发挥作用，这意味着在分析需要时，应当从两方面入手：发挥什么作用和建立什么互动关系。

奴廷提出的“需要”包含以下四层含义:（1）它是指人类所固有的生长和发展的基本动力，例如：人为了生存所产生的求生的动力，为了与别人交流而产生的各种动力，这种动力就是需要，从心理学角度看，它可能来自知觉需要或扩展知觉需要，这种基本需要主要涉及通讯、交通、居住等方面，目的是挺高生活质量。这种需要涉及许多产品的概念，许多新产品就是这样产生的。

（2）它是人通过自己的行为与各种环境所构成的基本互动关系。例如：人要在家庭和社会中生存、生产、上学、工作买东西、看病、在公共环境里交往，就要适应环境。人与人之间就要形成作用关系等。这些关系就是需要，是激发设计创新的第二个来源。

（3）它意味着发挥人的特定作用。例如：要看得更远、更小、更清楚，看二维，看三维等。为了看得更远，就需要用望远镜，是用它时需要确定地理坐标，因此传统的望远镜不能满足需要，必须改进它，附加一个全球卫星定位系统（GPS）。为了看到更微小，就需要显微镜，以扩展人们的视觉作用，同理交通工具扩展了人们双脚的作用，通讯设备扩展了人们的联系，计算机扩展了人们的记忆、计算、管理的效率等，工业化时代以来，交通、运输、通信一直是重要的、领先的发展领域，以弥补人的知觉、技艺、体力方面的需要。

(4)从心理学角度看，“需要”的概念意味着某种形式的“匮乏”“亟待解决的问题”、“迫切愿望”。

我们通过分析马斯洛及奴廷需求理论归纳出消费者的三个愿望：即安心的生活、方便的生活、快乐的生活愿望就是潜在的消费动机。基于产品概念设计首先进行的用户需求研究阶段了解消费者的潜在心理需求是极为重要的，这些需要设计者与消费者进行良好的沟通及细心的观察，通过消费者的话语及行动来了解其需求心理，举例说明，消费者常常抱怨电动螺丝刀无法看出其剩余电量，那么这些话语就提醒设计者可以设计一款能够显示剩余电量的动螺丝刀；人们在日常生活中常为夜晚起床传错鞋子而烦恼，那么一款前后左右都能够穿着的概念拖鞋变应运而生了；或者一位白领工作者下班后回家需要得到足够的休息，但感觉家中灯具不是太亮就是太暗，无法如意，那么设计者就可考虑设计可调节亮度及色调的灯具来满足用户不同的需要，比如读书、休息、娱乐等。此外，不同年龄段不 4

同性别的消费这的消费心理也是不同的，在点在概念设计需求设计阶段也要给予足够的重视，女性消费者对于流线型产品的偏爱，而男性消费者则会对于线条刚性、大气的的产品造型风格表示欢迎；在儿童房的设计中要考虑到墙壁及装饰图案的选用，多选用可爱的卡通形象，而不选用成人标准的风格图案，这样会有利于儿童心理的健康成长；对于老年人的房间设计，我们则要考虑到多数老年人喜欢清幽、私密性较高不易受人打扰的空间设计。这些都需要我们设计工作者对于设计心理学的深入研究及对于日常生活的细心观察。概念产品可以起到引领生活潮流的作用，在需求设计阶段，认真分析体会用户需求，开发产品新功能及新的使用领域，对后续其它阶段的设计发展起到重要的引领作用。

图1 消费者三个愿望

图2 概念拖鞋

2.2在概念产品的色彩设计中的应用

古人认为高明的艺术创作能够“以色传神，以色夺人，以色持情，以色写意”，这说明了色彩的作用。色彩能引人注目，色彩能抓住人心。色彩的心理影响和感情象征，并非任何人主观臆造的产物，而是人们长期认识、运用色彩的经验积累与习惯形成，是人们凭借正常的视觉和普通的常识，都能感受到的实际存在。色彩感受虽然因人而异，但在总体上，有一个反映消费者心理的基本倾向。色彩的 5

情感是含蓄和抽象的，所以更能引起欣赏者的共鸣。

2.2.1色彩的主观情感

色彩的主观性是结合一个人的思想、感情和行为的方式赋予色彩的含意。人 是有主观能动性的，人对色彩的好恶与其心理状态，个性特征有密切的关系。如果说主观的色彩象征一个人的性格和气质，那么他们的思想感情和行为方式多半能从色彩组合中推想出来。心理学研究表明，人们的色彩感觉中鲜明地表现出主观情绪成分，红色使人兴奋，蓝色宁静，黄色欢快，黑色肃穆，紫色华贵，绿色青春等。同样，个人的主观情绪也影响对色彩的感受，当感受沮丧、懊恼时，会呈现冷灰、深蓝等中灰度反主观色彩，当人感受喜悦、欢快时，会呈现大红、明黄等高度的主观色彩。

2.2.2色彩的客观情感表现

色彩是一种独特的诉诸人的心灵的情感语言，它以其注目性、象征性、情绪性会让人们产生情感。客观情感是指人们对外界环境和自身价值的评价在心理上引起的反应，而主体的共同的客观感觉我们称之为统筹。

2.2.3本能水平设计中色彩的应用

设计心理学中产品的情感设计分为三个层次：本能水平设计阶段、行为水平设计阶段、反思水平设计阶段。色彩设计在本能层水平设计阶段占有重要比例。

产品的形式与色彩在消费领域中产生的各种情感作用，直接或见间接影响消 费者的购买情绪。其中色彩通过视觉感官，直接与消费者产生共鸣。情感心理实 验表明：“当人们把知觉的对象评估为有益时，产生接近的体验和相对的生理变化模式。”

产品的色彩是设计中最具感染力的艺术因素，而作为情感的符号，当色彩作 用与人的时候，将出现两种情感与之呼应：一种是主要由人的生理需求产生的情感，归结为感知情感；另一种是主要由心理意识需求产生的情感，归结为高级情感。色彩通过人的生理、心理情感转换作用，产生各种视觉效应，被称为情感色彩效应。在对产品进行设计时一定要把握好色彩情感这一要素，才能使产品更具魅力。

色彩是一件产品最先映入消费者眼睛的元素，也有人曾说过：“购买商品实际上是在购买色彩”，因此我们说色彩的选用对于产品的受欢迎程度起着重要作用。人们对于一件产品的好恶，很大程度上源于对于色彩的好恶。好的色彩设计能够引发消费者产生共鸣，从而产生极大的购买欲望。影响色彩作用的因素有： 6

社会背景、心理需求、文化与年龄差异、场合与用途的差异等等。以下我们举几个例子来说明，比如说心理需求，不同冷暖的天气，人们会对所处空间环境及所着衣物的颜色产生不同的需求，通常为寒冷的冬天人们会偏向于选择暖色系的衣物，处于暖色调的空间中，在心理上会产生一种温暖的感觉，同样道理在炎热的夏季，人们则会选择冷色系偏亮色调的衣物，在心理上会产生清爽的感觉；在食品包装上，糖果包装宜采用淡粉色系色彩，因其比较符合少女的心理喜好；不同的国家对于色彩的喜好与禁忌各不相同，在美国浅洁的色彩会受到欢迎，如象牙色、浅绿色、浅粉色，淡黄色等，而在墨西哥紫色却被认为是不吉利的棺材色，因此在设计中应避免使用，希腊人喜欢蓝白相配，讨厌黑色等等。因此在进行产品的概念设计过程中，了解不同社会阶层，不同年龄段、不同国家，不同民族对于色彩的喜爱与禁忌是十分必要的。对概念产品色彩的选用要符合使用者的心理需求，对不同国家、文化背景、年龄阶段的消费者提供不同的色彩选择方案。

图3符合女性消费者色彩喜好心理 图4符合男性消费者色彩喜好心理 的概念手机 的概念手机

2.3在概念产品个性化设计中的应用

我们在生活中接触最多也是媒体关注最多的产品概念设计多是概念汽车设计、概念服装设计等等，一年一度在米兰召开的国际服装设计周上展示的造型特异，用色大胆的时尚服装们往往能够令我们瞠目，并给人留下深刻的印象，作为引领设计发展趋势的概念产品设计在个性化方面的要求同样的极高的。个性化设 7

计与人性化设计及和谐设计等等理念现今以为越来越多的设计人士所关注。在心理学上人们表现有排斥从众心理，喜欢标新立异，来表示自己与众不同的品位，并将其作为一种地位的彰显，在物质极大富足的今天，人们已经不再满足于千篇一律的产品样式，这是一个标榜个性的时代。比如说，现在十几至二十几岁的消费群体，他们是非主流的一带，对于时尚具有着高超的敏锐度，最先接受概念产品的人群是他们，因此了解他们的心理需求是很有必要的，产品无论在造型、色彩设计上都可以进行大胆尝试，以突出个性为主要出发点，不失为一个好的设计策略。鉴于概念产品的设计在一定范围内可以不受现有产品加工工艺水平的限制，因此在其产品造型上可进行大胆的创新，打破原有产品传统造型，为设计者提供更大的创作空间。

图5 形形色色的概念设计产品

3.结语

概念设计作为设计界的热点，有关于它的讨论还会继续下去，这点我过由于起步较晚，还需要更多的研究与探索，需要更多的向欧美发达国家学习，而设计心理学作为一个巨大的知识宝库，是一个成功的设计者的必修课，二者的成功结合必将引领中国的概念设计迈上一个新的台阶。

参考文献

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第四篇：结构设计技术总结

结构设计技术总结

一、拿到作业图不要盲目建模计算。先进行全面分析，与建筑设 计人员进行勾通，充分了解工程的各种情况（功能、选型等）。

二、建模计算前的前处理要做好。比方荷载的计算要准确，不能估计。要完全根据建筑做法或使用要求来输入。

三、在进行结构建模的时候，要了解每个参数的意义，不要盲目修改参数，修改时要有依据。

四、在计算中，要充分考虑在满足技术条件下的经济性。不能随意加大配筋量或加大构件的截面。这一点要作为我们的设计理念之一来重视。

五、梁、柱、板等电算结束后要进行大量的调整和修改，这都要有依据可循（可根据验算简图等资料）。具体有以下集中修改或注意事项：

a、梁：

1、梁的标高（是否确定梁底标高及梁上翻等问题）

2、梁的支座负筋不能太疏，要人为加密。

3、梁的跨数要核对。

4、尽量减少钢筋的种类和级差（≤2级）

5、有雨蓬等外挑构件处的梁要加强（可以将此处的箍筋加密、设置抗扭钢筋等措施）

6、钢筋在梁中的放置必须满足净距要求，特别是梁上部钢筋的净距（≥1.5d或30mm）

7、碰到电算结果的井字梁（有主次关系）处，要分清主次关系，在主要梁支座处标出支座筋

8、搁在边梁上的连梁等，在靠边梁处的支座筋不宜过大，宜减小，从而减少对边梁的扭矩

9、有主次梁关系，从梁截面上也有区别，次梁适当放小。

b、柱：

1、满足轴压比要求（≤0.9）

2、大跨度的厂房等，柱子截面宜选用长方柱。

3、构造柱的设置（细查规范《建筑抗震设计规范》P72）

c、板：

1、负筋不宜选用过细的钢筋，可以用较大直径的钢筋代替，可避免施工时被踩下；较大直径 钢筋不宜过疏，否则受力不力或容易开裂。

2、在结构平面图中须注明标高及板剖面图。

3、屋面板的钢筋须全部拉通。

4、板配筋要表达清楚，不能让施工人员猜测。

5、在结构平面图中，注明雨蓬、阳台、檐口等位置及尺寸，并画出大样。d、基础：

1、不能将深基础与浅基础混用。

2、基础荷载计算时，千万别漏算荷载（包括底层墙体荷载重量等）

3、基础（包括地梁、承台等）的标高要满足上部管线的通过，一般其上预留300mm。

第五篇：框架结构设计技术

框架结构设计技术

摘要： 在不同类型的结构设计中有些内容是一样的，如楼板、楼梯等，写此文的用意是帮助设计者在做框架结构设计时参见本文可减少漏项、减少差错等，与上篇内容相同的读者可略过。

具体内容如下：

一.结构设计说明

主要是设计依据，抗震等级，人防等级，地基情况及承载力，防潮抗渗做法，活荷载值，材料等级，施工中的注意事项，选用详图，通用详图或节点，以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3等等。

二.各层的结构布置图，包括:

(1).预制板的布置(板的选用、板缝尺寸及配筋)。

标注预制板的块数和类型时, 不要采用对角线的形式。因为此种方法易造成线的交叉, 宜采用水平线或垂直线的方法, 相同类型的房间直接标房间类型号。应全楼统一编号，可减少设计工作量，也方便施工人员看图。板缝尽量为40, 此种板缝可不配筋或加一根筋。布板时从房间里面往外布板, 尽量采用宽板, 现浇板带留在靠窗处, 现浇板带宽最好≥200(考虑水暖的立管穿板)。

如果构造上要求有整浇层时, 板缝应大于60。整浇层厚50, 配双向φ6@250, 混凝土C20。纯框架结构一般不需要加整浇层。构造柱处不得布预制板。地下车库由于防火要求不可用预制板。框架结构不宜使用长向板，否则长向板与框架梁平行相接处易出现裂缝。建议使用PMCAD的人工布板功能布预制板，自动布板可能不能满足用户的施工图要求，仅能满足定义荷载传递路线的要求。对楼层净高很敏感、跨度超过6.9米或不符合模数时可采用SP板，SP板120厚可做到7.2米跨。

(2).现浇板的配筋(板上、下钢筋，板厚尺寸)。

板厚一般取120、140、160、180四种尺寸或120、150、180三种尺寸。尽量用二级钢包括直径φ10（目前供货较少）的二级钢，直径≥12的受力钢筋，除吊钩外，不得采用一级钢。钢筋宜大直径大间距，但间距不大于200，间距尽量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂缝均可满足要求)。跨度小于2米的板上部钢筋不必断开，钢筋也可不画，仅说明钢筋为双向双排φ8@200。板上下钢筋间距宜相等，直径可不同，但钢筋直径类型也不宜过多。顶层及考虑抗裂时板上筋可不断，或50%连通，较大处附加钢筋，拉通筋均应按受拉搭接钢筋。板配筋相同时，仅标出板号即可。

一般可将板的下部筋相同和部分上部筋相同的板编为一个板号，将不相同的上部筋画在图上。当板的形状不同但配筋相同时也可编为一个板号。应全楼统一编号。当考虑穿电线管时，板厚≥120，不采用薄板加垫层的做法。电的管井电线引出处的板，因电线管过多有可

能要加大板厚至180（考虑四层32的钢管叠加）。宜尽量用大跨度板，不在房间内(尤其是住宅)加次梁。说明分布筋为φ6@250，温度影响较大处可为φ8@200。板顶标高不同时，板的上筋应分开或倾斜通过。现浇挑板阳角加辐射状附加筋(包括内墙上的阳角)。现浇挑板阴角的板下宜加斜筋。顶层应建议甲方采用现浇楼板，以利防水，并加强结构的整体性及方便装饰性挑沿的稳定。外露的挑沿、雨罩、挑廊应每隔10～15米设一10mm的缝，钢筋不断。尽量采用现浇板，不采用予制板加整浇层方案。卫生间做法可为70厚+10高差(取消垫层)。8米以下的板均可以采用非预应力板。

L、T或十字形建筑平面的阴角处附近的板应现浇并加厚，双向双排配筋，并附加45度的4根16的抗拉筋。现浇板的配筋建议采用PMCAD软件自动生成，一可加快速度，二来尽量减小笔误。自动生成楼板配筋时建议不对钢筋编号，因工程较大时可能编出上百个钢筋号，查找困难，如果要编号，编号不应出房间。配筋计算时，可考虑塑性内力重分布，将板上筋乘以0.8~0.9的折减系数，将板下筋乘以1.1~1.2的放大系数。值得注意的是，按弹性计算的双向板钢筋是板某几处的最大值，按此配筋是偏于保守的，不必再人为放大。支承在外圈框架梁上的板负筋不宜过大，否则将对梁产生过大的附加扭距。一般：板厚>150时采用φ10@200；否则用φ8@200。

PMCAD生成的板配筋图应注意以下几点：1.单向板是按塑性计算的，而双向板按弹性计算，宜改成一种计算方法。2.当厚板与薄板相接时，薄板支座按固定端考虑是适当的，但厚板就不合适，宜减小厚板支座配筋，增大跨中配筋。3.非矩形板宜减小支座配筋，增大跨中配筋。4.房间边数过多或凹形板应采用有限元程序验算其配筋。PMCAD生成的板配筋图为PM?.T。

板一般可按塑性计算，尤其是基础底板和人防结构。但结构自防水、不允许出现裂缝和对防水要求严格的建筑, 如坡、平屋顶、橱厕、配电间等应采用弹性计算。室内轻隔墙下一般不应加粗钢筋，一是轻隔墙有可能移位，二是板整体受力，应整体提高板的配筋。只有垂直单向板长边的不可能移位的隔墙，如厕所与其他房间的隔墙下才可以加粗钢筋。坡屋顶板为偏拉构件，应双向双排配筋。

(3).关于过梁布置及轻隔墙。

现在框架填充墙一般为轻墙，过梁一般不采用预制混凝土过梁，而是现浇梁带。应注明采用的轻墙的做法及图集，如北京地区的京94SJ19，并注明过梁的补充筋。当过梁与柱或构造柱相接时，柱应甩筋，过梁现浇。不建议采用加气混凝土做围护墙，装修难做并不能用在厕所处。

(4).雨蓬、阳台、挑檐布置和其剖面详图。

注意：雨棚和阳台的竖板现浇时，最小厚度应为80，否则难以施工。竖筋应放在板中部。当做双排筋时，高度<900，最小板厚100；高度>900时，最小板厚120。阳台的竖板应尽量现浇，预制挡板的相交处极易裂缝。雨棚和阳台上有斜的装饰板时，板的钢筋放斜板的上面，并通过水平挑板的下部锚入墙体圈梁(即挑板双层布筋)。两侧的封板可采用泰柏板封堵，钢筋与泰柏板的钢丝焊接，不必采用混凝土结构。挑板挑出长度大于2米时宜配置板下

构造筋，较长外露挑板（包括竖板）宜配温度筋。挑板内跨板上筋长度应大于等于挑板出挑长度，尤其是挑板端部有集中荷载时。

内挑板端部宜加小竖沿，防止清扫时灰尘落下。当顶层阳台的雨搭为无组织排水时，雨搭出挑长度应大于其下阳台出挑长度100，顶层阳台必须设雨搭。挑板配筋应有余地，并应采用大直径大间距钢筋，给工人以下脚的地方，防止踩弯。挑板内跨板跨度较小，跨中可能出现负弯距，应将挑板支座的负筋伸过全跨。挑板端部板上筋通常兜一圈向上，但当钢筋直径大于等于12时是难以施工的，应另加筋。

(5).楼梯布置。采用X型斜线表示楼梯间，并注明楼梯间另详。尽量用板式楼梯，方便设计及施工，也较美观。

(6).板顶标高。可在图名下说明大多数的板厚及板顶标高，厨厕及其它特殊处在其房间上另外标明。

(7).梁布置及其编号，应按层编号，如L-1-XX，1指1层，XX为梁的编号。柱布置及编号。

(8).板上开洞(厨、厕、电气及设备)洞口尺寸及其附加筋，附加筋不必一定锚入板支座，从洞边锚入La即可。板上开洞的附加筋，如果洞口处板仅有正弯距，可只在板下加筋；否则应在板上下均加附加筋。留筋后浇的板宜用虚线表示其范围，并注明用提高一级的膨胀混凝土浇筑。未浇筑前应采取有效支承措施。住宅跃层楼梯在楼板上所开大洞，周边不宜加梁，应采用有限元程序计算板的内力和配筋。板适当加厚, 洞边加暗梁。

(9).屋面上人孔、通气孔位置及详图。

(10).在平面图上不能表达清楚的细节要加剖面，可在建筑墙体剖面做法的基础上，对应画结构详图。

三.基础平面图及详图:

(1).在柱下扩展基础宽度较宽(大于4米)或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础。

(2).当基础下有防空洞或枯井等时，可做一大厚板将其跨过。

(3).混凝土基础下应做垫层。当有防水层时，应考虑防水层厚度。

(4).建筑地段较好，基础埋深大于3米时，应建议甲方做地下室。地下室底板，当地基承载力满足设计要求时，可不再外伸以利于防水。每隔30～40米设一后浇带，并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。设置地下室可降低地基的附加应力，提高地基的承载力(尤其是在周围有建筑时有用)，减少地震作用对上部结构的影响。不应设局部地下室，且地下室应

有相同的埋深。可在筏板区格中间挖空垫聚苯来调整高低层的不均匀沉降。

(5).地下室外墙为混凝土时，相应的楼层处梁和基础梁可取消。

(6).抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设缝，连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。

(7).新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础，其基础间的净距应不少于基础之间的高差的1.5至2倍，否则应打抗滑移桩，防止原有建筑的破坏。建筑层数相差较大时，应在层数较低的基础方格中心的区域内垫焦碴来调整基底附加应力。

(8).独立基础偏心不能过大，必要时可与相近的柱做成柱下条基。柱下条形基础的底板偏心不能过大，必要时可作成三面支承一面自由板(类似筏基中间开洞)。两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底版的形心宜重合，基础底板可做成梯形或台阶形，或调整挑梁两端的出挑长度。

(9).采用独立柱基时，独立基础受弯配筋不必满足最小配筋率要求，除非此基础非常重要，但配筋也不得过小。独立基础是介于钢筋混凝土和素混凝土之间的结构。面积不大的独立基础宜采用锥型基础，方便施工。

(10).独立基础的拉梁宜通长配筋，其下应垫焦碴。拉梁顶标高宜较高，否则底层墙体过高。

(11).底层内隔墙一般不用做基础，可将地面的混凝土垫层局部加厚。

(12).考虑到一般建筑沉降为锅底形、结构的整体弯曲和上部结构和基础的协同作用，顶、底板钢筋应拉通(多层的负筋可截断1/2或1/3)，且纵向基础梁的底筋也应拉通。

(13).基础平面图上应加指北针。

(14).基础底板混凝土不宜大于C30，一是没用，二是容易出现裂缝。

(15).可用JCCAD软件自动生成基础布置和基础详图。生成的基础平面图名为JCPM.T，生成的基础详图名为JCXT?.T。

(16).基础底面积不应因地震附加力而过分加大，否则地震下安全了而常规情况下反而沉降差异较大，本末倒置。

请参照《建筑地基基础设计规范GBJ7-89》和各地方的地基基础规程。

四.暖沟图及基础留洞图:

(1).沟盖板在遇到电线管时下降(500)，室外暖沟上一般有400厚的覆土。

(2).注明暖沟两侧墙体的厚度及材料作法。暖沟较深时应验算强度。

(3).洞口大于400时应加过梁，暖沟应加通气孔。

(4).基础埋深较浅时暖沟入口底及基础留洞有可能比基础还低，此时基础应局部降低。

(5).湿陷性黄土地区或膨胀土地区暖沟做法不同于一般地区。应按湿陷性黄土地区或膨胀土地区的特殊要求设计。

(6).暖沟一般做成1200宽，1000的在维修时偏小。

五.楼梯详图:

(1).应注意：梯梁至下面的梯板高度是否够，以免碰头，尤其是建筑入口处。

(2).梯段高度高差不宜大于20，以免易摔跤

(3).两倍的梯段高度加梯段长度约等于600。幼儿园楼梯踏步宜120高。

(4).楼梯折板、折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内La，折梁还应加附加箍筋

(5).楼梯的建筑做法一般与楼面做法不同，注意楼梯板标高与楼面板的衔接。

(6).楼梯梯段板计算方法：当休息平台板厚为80～100，梯段板厚100～130，梯段板跨度小于4米时，应采用1/10的计算系数，并上下配筋相同；当休息平台板厚为80～100，梯段板厚160～200，梯段板跨度约6米左右时，应采用1/8的计算系数，板上配筋可取跨中的1/3～1/4，并且不得过大。此两种计算方法是偏于保守的。任何时候休息平台与梯段板平行方向的上筋均应拉通，并应与梯段板的配筋相应。梯段板板厚一般取1/25~1/30跨度。

(7).注意当板式楼梯跨度大于5米时，挠度不容易满足。应注明加大反拱或增大配筋。

(8).当休息平台板为悬挑板时，其内部的楼梯梯段板负筋应大于休息平台板的板上筋，长度也应大于平台板筋。

(9).楼层处的休息平台板的配筋应与楼层板统一考虑配筋，主要是板的负筋。

六.梁详图:

(1).梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋，宜优先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下, 架在板上的梁, 不必加附加筋。可在结构设计总说明处画一节点，有次梁处两侧各加三根主梁箍筋，荷载较大处详施工图。

(2).当外部梁跨度相差不大时，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶。外部框架梁尽量做成外皮与柱外皮齐平。梁也可偏出柱边

一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽，并宜小于1/3柱宽。

(3).折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内La，还应加附加箍筋

(4).梁上有次梁时，应避免次梁搭接在主梁的支座附近，否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭，或增加构造抗扭纵筋和箍筋。（此条是从弹性计算角度出发）。当采用现浇板时，抗扭问题并不严重。

(5).原则上梁纵筋宜小直径小间距，有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足要求，并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁，上、下部纵筋均应采用同直径的，尽量不在支座搭接。

(6).端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁，梁端支座可按简支考虑，但梁端箍筋应加密。

(7).考虑抗扭的梁，纵筋间距不应大于300和梁宽，即要求加腰筋，并且纵筋和腰筋锚入支座内La。箍筋要求同抗震设防时的要求。

(8).反梁的板吊在梁底下，板荷载宜由箍筋承受，或适当增大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。

(9).挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时，注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承载力不足。对于大挑梁，梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。

(10).梁上开洞时，不但要计算洞口加筋，更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。

(11).梁净高大于500时，宜加腰筋，间距200，否则易出现垂直裂缝。

(12).挑梁出挑长度小于梁高时，应按牛腿计算或按深梁构造配筋。

(13).尽量避免长高比小于4的短梁，采用时箍筋应全梁加密，梁上筋通长，梁纵筋不宜过大。

(14).扁梁宽度不必过大，只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可。因为在挠度计算时，梁宽对刚度影响不大，加宽一倍，挠度减小20%左右。相对来讲，增大钢筋更经济，钢筋加大一倍，挠度减小60%左右，同时梁的上筋应大部分通长布置，以减小混凝土徐变对挠度的增大，如果上筋不小于下筋，挠度减小20%。

(15).框架梁高取1/10~1/15跨度，扁梁宽可取到柱宽的两倍。扁梁的箍筋应延伸至另一方向的梁边。

(16).当一宽框架梁托两排间距较小的柱时，可加一刚性挑梁，两个柱支承在刚性挑梁的端头。

(17).梁宽大于350时，应采用四肢箍。

七.柱详图：

(1).地上为圆柱时，地下部分应改为方柱，方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍，并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。幼儿园不宜用方柱。

(2).原则上柱的纵筋宜大直径大间距，但间距不宜大于200。

(3).柱内埋管，由于梁的纵筋锚入柱内，一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4%以下时，可不必验算。柱内不得穿暖气管。

(4).柱断面不宜小于450X450，混凝土不宜小于C25，否则梁纵筋锚入柱内的水平段不容易满足0.45La的要求，不满足时应加横筋。异型柱结构，梁纵筋一排根数不宜过多，柱端部纵筋不宜过密，否则节点混凝土浇筑困难。当有部分矩形柱部分异型柱时，应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近，不要相差太大。

(5).柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制，减小断面尺寸。

(6).尽量避免短柱，短柱箍筋应全高加密，短柱纵筋不宜过大。

(7).考虑到竖向地震作用，柱子的轴压比及配筋宜留有余地。

(8).独立柱上或柱的中部（半层处）有挑梁时，挑梁长度应有限制。

在用PKPM软件计算梁柱时，应尽量采用TAT或SATWE三维软件。相对平面框架PK来讲，第一，计算结果更接近实际受力状态，如地震力或风力是按抗侧移刚度分配，而不是按框架的楼面从属面积，还如从框架柱出挑的梁和从次梁出挑的梁，因次梁的支座(框架梁)发生下沉变形，内力重分布，从框架柱出挑的挑梁配筋将较大。

第二，快速方便，三维软件整体计算，不必生成单榀框架，再人工归并，可整楼归并。

第三，TAT或SATWE还可以进行井式梁的计算，由于PKPM软件计算梁时仅按矩形计算，而井式梁的断面较小，有可能超筋，此时可取出弯距再按Ｔ型梁补充计算，不必直接加大梁高。在绘制施工图时，较大直径的钢筋连接宜用机械连接取代焊接，造价相差不大，但机械连接可靠并易于检查。机械连接接头位置可任意，但一次截断的钢筋不大于50%，接头位置应错开70d。

八.重点注意或设计原则:

(1).抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时，尽量加剪力墙，可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系，但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计，从震害分析，规范给出的垂直地震作用明显不足。

(2).雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时，扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。

(3).框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。

(4).由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时，应验算构件的最小配筋率。

(5).出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。

(6).框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑，但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱，层高较高时宜在门洞上方位置加圈梁。因楼电梯间位置较偏，梯井采用混凝土墙时刚度很大，其它地方不加剪力墙，对梯井和整体结构都十分不利。

(7).建筑长度宜满足伸缩缝要求，否则应采取措施。如：增大配筋率，通长配筋，改善保温，铺设架空层，加后浇带等。

(8).柱子轴压比宜满足规范要求。

(9).当采用井字梁时，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁。

(10).过街楼处的梁上筋应通长，按偏拉构件设计。

(11).电线管集中穿板处，板应验算抗剪强度或开洞形成管井。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。

(12).构件不得向电梯井内伸出, 否则应验算是否能装下。电梯井处柱可外移或做成L型柱。

(13).验算水箱下、电梯机房及设备下结构强度。水箱不得与主体结构做在一起。

(14).当地下水位很高时，暖沟应做防水。一般可做U型混凝土暖沟，暖气管通过防水套管进入室内暖沟。有地下室时，混凝土应抗渗，等级S6或S8，混凝土等级应大于等于C25，混凝土内应掺入膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法，一般加金属止水片，较薄的混凝土墙做企口较难。

(15).采用扁梁时，应注意验算变形。

(16).突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时应向下延伸一层，不宜直接锚入顶层梁内，并且托梁上铁应适当拉通。错层部位应采取加强措施。女儿墙内加构造柱，顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高，均加构造柱，并应加密。错层处可加一大截面梁，上下层板均锚入此梁。

(17).等基底附加压力时基础沉降并不同。

(18).应避免将大梁穿过较大房间，在住宅中严禁梁穿房间。

(19).当建筑布局很不规则时，结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状)，此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚，并双层配筋。

(20).较大跨度的挑梁下柱子内跨梁传来的荷载将大于梁荷载的一半。挑板道理相同。