節(jié)能燈包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介

產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指產(chǎn)品開發(fā)環(huán)節(jié)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師根據(jù)產(chǎn)品功能而進(jìn)行的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作包括根據(jù)外觀模型進(jìn)行零件的分件、確定各個(gè)部件的固定方法、設(shè)計(jì)產(chǎn)品使用和運(yùn)動功能的實(shí)現(xiàn)方式、確定產(chǎn)品各部分的使用材料和表面處理工藝等等，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容之一，也是設(shè)計(jì)過程中花費(fèi)時(shí)間最多的一個(gè)工作環(huán)節(jié)。在產(chǎn)品形成過程中，起著十分重要的作用。

如果把設(shè)計(jì)過程視為一個(gè)數(shù)據(jù)處理過程，那么，以一個(gè)零件為例，工作能力設(shè)計(jì)只為人們提供了極為有限的數(shù)據(jù)，盡管這少量數(shù)據(jù)對于設(shè)計(jì)很重要，而零件的最終幾何形狀，包括每一個(gè)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)和所有尺寸的確定等大量工作均需在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段完成。其次，因?yàn)榱慵臉?gòu)形與其用途以及其它“相鄰”零件有關(guān)，為了能使各零件之間彼此“適應(yīng)”，一般一個(gè)零件不能拋開其余相關(guān)零件而孤立地進(jìn)行構(gòu)形。因此，設(shè)計(jì)者總是需要同時(shí)構(gòu)形較多的相關(guān)零件（或部件）。此外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，人們還需更多地考慮如何使產(chǎn)品盡可能做到外形美觀、使用性能優(yōu)良、成本低、可制造性、可裝配性、維修簡單、方便運(yùn)輸以及對環(huán)境無不良影響等等。因此可以說，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有“全方位”和“多目標(biāo)”的工作特點(diǎn)。

一個(gè)零件、部件或產(chǎn)品，為要實(shí)現(xiàn)某種技術(shù)功能，往往可以采用不同的構(gòu)形方案，而目這項(xiàng)工作又大都是憑著設(shè)計(jì)者的“直覺”進(jìn)行的，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有靈活多變和工作結(jié)果多樣性等特點(diǎn)。

對于一個(gè)產(chǎn)品來說，往往從不同的角度提出許多要求或限制條件，而這些要求或限制條件常常是彼此對立的。例如：高性能與低成本的要求，結(jié)構(gòu)緊湊與避免干涉或足夠調(diào)整空間的要求，在接觸式密封中既要密封可靠又要運(yùn)動阻力小的要求，以及零件既要加工簡單又要裝配方便的要求等等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須面對這些要求與限制條件，并需根據(jù)各種要求與限制條件的重要程度去尋求某種“折衷”，求得對立中的統(tǒng)一。

作為一名結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從業(yè)人員，使用自己的知識和能力，實(shí)現(xiàn)要達(dá)到的目的。還會根據(jù)需要，提出項(xiàng)目的優(yōu)化方案，提高項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)的空間價(jià)值和功能水準(zhǔn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的結(jié)合，就像車輛的兩個(gè)輪子一樣，相輔相成，缺一不可。

設(shè)定目標(biāo)性能

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先需要設(shè)定目標(biāo)性能。需要和建筑師、業(yè)主多次溝通和確認(rèn)，設(shè)定結(jié)構(gòu)分析項(xiàng)目應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)性能。一般情況下，建筑物的某些性能指標(biāo)是由法規(guī)和習(xí)慣確定的，也有個(gè)別的項(xiàng)目的某些性能是超越常規(guī)的設(shè)計(jì)的，所以在項(xiàng)目開始之前，需要和建筑師和業(yè)主達(dá)成要實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的共識。

荷載和外力的設(shè)定

建筑結(jié)構(gòu)的性能是由施加的外力決定。需要在結(jié)構(gòu)承受的荷載和外力的極值范圍內(nèi)設(shè)定目標(biāo)性能。

極值的設(shè)定

結(jié)構(gòu)性能實(shí)現(xiàn)的具體指標(biāo)主要是指變形和應(yīng)力等，對它們的值設(shè)定一個(gè)限度，才能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)物的目標(biāo)性能。

結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為了確定目標(biāo)性能和實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)性能，需要先假設(shè)建筑結(jié)構(gòu)的模型系統(tǒng)，然后驗(yàn)證此模型系統(tǒng)在荷載和外力作用下是否滿足極值要求。如果不能滿足極值要求，就需要反復(fù)假設(shè)和驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直到模型結(jié)構(gòu)滿足極值要求。模型假設(shè)不僅包括模型的幾何機(jī)構(gòu)，也需要包含使用的材質(zhì)和各種結(jié)構(gòu)要素等等。

基礎(chǔ)和樁的設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)和樁是建筑結(jié)構(gòu)組成部分?；A(chǔ)和樁的設(shè)計(jì)，不僅影響到實(shí)施建設(shè)項(xiàng)目的界限問題，也會對建設(shè)項(xiàng)目的工程造價(jià)和施工周期產(chǎn)生影響，因此需要盡早對地基進(jìn)行勘察，制定出基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)劃。

結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證和設(shè)計(jì)優(yōu)化

結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證主要是指計(jì)算模型承受設(shè)定的荷載情況下產(chǎn)生的變形和應(yīng)力，確定它們是否在相應(yīng)的極值范圍內(nèi)。

很多時(shí)候，即便確定了當(dāng)前的模型結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力等結(jié)果值是在相應(yīng)的極值范圍內(nèi)，還需要進(jìn)一步確認(rèn)當(dāng)前的模型結(jié)構(gòu)是一個(gè)“好的結(jié)構(gòu)”，即通過對當(dāng)前模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局調(diào)整、材質(zhì)的選擇、各種結(jié)構(gòu)元素的選擇等，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)項(xiàng)的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性等目標(biāo)。

繪制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖和編制結(jié)構(gòu)計(jì)算書

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體成果。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖是重要的施工參考資料，需要確保繪制的圖紙完整和準(zhǔn)確。結(jié)構(gòu)計(jì)算書，是對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖上顯示的形態(tài)和系統(tǒng)的說明，需要內(nèi)容清晰明了，表述準(zhǔn)確。

工程監(jiān)理

工程監(jiān)理的職責(zé)，是對工程施工作業(yè)進(jìn)行監(jiān)督，確保建設(shè)施工是按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，最好有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員參與監(jiān)理。

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參考：

1. 深澤義和，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精髓，中國建筑工業(yè)出版社，劉云俊譯，2011年，118頁~120頁。

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