产品结构设计流程

1.熟悉项目情况，包括建筑图；地质勘查报告等。

2.按照建筑图和所学知识进行结构构件的布置和荷载施加，如柱，梁，墙等，这里面包括构件的截面估算。

3.如果采用PKPM等结构计算软件对结构构件布置图，即模型进行计算，应按规范或经验对软件中的参数进行选取。

4.计算结构检验，计算结果当均满足规范要求时意味着此结构方案可行，至于优化方案和方案是否符合建筑等专业要求是个渐渐积累的过程。

5.CAD按照计算结果进行施工图的绘制。

1．分析组织结构的影响因素，选择最佳的组织结构模式。

(1)企业环境。企业面临的环境特点，对组织结构中职权的划分和组织结构的稳定有较大的影响。如果企业面临的环境复杂多变，有较大的不确定性，就要求在划分权力时给中下层管理人员较多的经营决策权和随机处理权，以增强企业对环境变动的适应能力。如果企业面临的环境是稳定的、可把握的，对生产经营的影响不太显著，则可以把管理权较多地集中在企业领导手里，设计比较稳定的组织结构，实行程序化、规模化管理。

(2)企业规模。一般而言，企业规模小，管理工作量小，为管理服务的组织结构也相应简单；企业规模大，管理工作量大，需要设置的管理机构多，各机构间的关系也相对复杂。可以说，组织结构的规模和复杂性是随着企业规模的扩大而相应增长的。

(3)企业战略目标。企业战略目标与组织结构之间是作用与反作用的关系，有什么样的企业战略目标就有什么样的组织结构，同时企业的组织结构又在很大程度上，对企业的战略目标和政策产生很大的影响。企业在进行组织结构设计和调整时，只有对本企业的战略目标及其特点，进行深入的了解和分析，才能正确选择企业组织结构的类型和特征。

(4)信息沟通。信息沟通贯穿于管理活动的全过程，组织结构功能的大小，在很大程度上取决于它能否获得信息、能否获得足够的信息以及能否及时地利用信息。

总之，组织结构设计必须认真研究上述四个方面的影响因素，并与之保持相互衔接和相互协调，究竟主要应考虑哪个因素，应根据企业具体情况而定。一个较大的企业，其整体性的结构模式和局部性的结构模式可以是不同的。例如，在整体上是事业部制的结构，在某个事业部内则可以采用职能制的结构。因此，不应该把不同的结构模式截然对立起来。

2．根据所选的组织结构模式，将企业划分为不同的、相对独立的部门。

3．为各个部门选择合适的部门结构，进行组织机构设置。

4．将各个部门组合起来，形成特定的组织结构。

5．根据环境的变化不断调整组织结构。

结构设计分为建筑结构设计和产品结构设计两种，其中建筑结构的主要工作内容是上部结构设计和基础设计。

1、上部结构设计：

主要分为框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构、砌体结构。

2、基础设计：

（1）根据工程地质勘察报告、上部结构类型及上部结构传来的荷载效应和当地的施工技术水平及材料供应情况确定基础的形式，材料强度等级，一般有浅基础（如：独立基础、条形基础等）和深基础（如：桩基）。

（2）基础底面积的确定及地基承载力验算。

（3）基础内力计算及配筋计算。

（4）考虑必要的构造措施。结构施工图上是结构工程师的语言，是直接面对施工现场及相关工程技术人员的，应该按照一定的规范绘制。

扩展资料：

剪力墙结构的设计要点：

对剪力墙结构，《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》都有一些规定，高规的内容要多一些，且有关于短肢剪力墙的规定（7.1.2条共8款）。

一般剪力墙为hw（墙肢截面高度，个人认为此应称为“墙肢长度”，与高规表7.2.16注1及抗震设计规范6.4.9条与表6.4.7注4、混凝土结构设计规范表11.7.15注4统一）/bw（墙肢截面厚度）>8，墙肢截面高度不宜大于8m，较长的剪力墙宜开设洞口（即所谓结构洞）（高规7.1.5条）。

短肢剪力墙hw/bw=5（认为按老习惯取4较合理）～8，抗震等级应提高一级。hw/bw<5（认为按老习惯取4较合理），即为异形柱。L形、十字形剪力墙等，只要其中的一肢达到一般剪力墙的要求，则不应认为是短肢剪力墙。

高规7.1.1条规定“剪力墙结构的侧向刚度不宜过大”，如果采用全剪力墙结构，即除门窗洞外均为剪力墙，无一片后砌的填充墙，第一周期只有1.02秒，侧向刚度过大，使地震作用过大，不经济，不合理。

参考资料来源：百度百科-结构设计

2.方案设计：各个竞标单位或受甲方委托的设计单位通过对任务书的理解，做方案，此时多数工作都是由建筑专业来完成，结构做部分配合，设计专业是否参与根据情况而定，但是各个专业都要出相应的设计说明；

方案设计文件包括：设计说明书（包括各专业设计说明及投资估算等内容，对设计建筑节能的专业，其设计说明应有建筑节能设计专门内容）、总平面图及建筑设计图纸（若为城市区域供热或区域煤气调压站，应提供热能动力专业的设计图纸）、设计委托或设计合同中规定的透视图、鸟瞰图、模型等。

3.方案报审：竞标成功，或者委托的设计单位做完方案，将方案呈交甲方，由甲方单位相应部门或者委托有资质的单位审方案。

4.初步设计：此时各个专业都要有相当的工作量了。建筑、结构、设备（给排水、电气、暖通、热能动力）、概算都要做相关设计。设计完成后，提给甲方初步设计文件

包含内容：

设计说明书：包括设计总说明、各专业设计说明。对于设计建筑节能设计的专业，其设计说明应有建筑节能设计的专项内容；

有关专业的设计图纸、主要设备或材料表、工程概算书、有关专业计算书（计算书不属于必须交付的设计文件，但应按相关规定要求编制）

初步设计的大方案在方案报审过了以后一般就不会再有大的调整了

5.施工图设计：此时各个专业全面配合，工作量巨大。

提供给甲方的施工图设计文件包括：

合同要求所设计的所有专业的设计图纸（含图纸目录、说明和必要的设备、材料表）以及图纸总封面；对于设计建筑节能设计的专业，其设计说明应有建筑节能设计的专项内容

合同要求的工程预算书、各专业计算书（计算书不属于必须交付的设计文件，但应按相关规定要求编制）

一般如果初步设计的深度做的足够，施工图阶段就会省很多力气，如果初步设计做的不够施工图就会很累。一般建筑要做节能计算，容积率计算，日照分析等等，结构专业在初步设计阶段就开始使用结构设计软件如PKPN、SAP、MIDAS、ansys等对结构的构件进行设计，确定截面尺寸，如果钢结构就确定钢材型号，节点连接方式等，如果是混凝土结构就确定构件尺寸，配筋量等；一般初步设计的模型在施工图阶段就是根据各个专业提的条件不断完善，有建筑的尺寸要求，有设备的设备洞口等。

模型毕竟是实际情况的简化分析，所以模型还不能完全通过软件出施工图，根据建筑条件，层次关系，或者是出于建模时的简化考虑，好多东西在模型里是体现不出来的，就得在施工图纸中一一说明，例如，有高差出给出折到剖面，有挑檐处或者平面图里不容易表达出给出剖面详图等等不一而足。

大概步骤如此，详细的过程在实际中因工程有所区别，但都大同小异。

参考：中华人民共和国住房和城乡建设部《建筑工程设计文件编制深度规定》这个规定里有很详细的内容，不妨一看。

最后说说电算和手算的问题，以前没有软件都是手算，现在这些软件日益成熟，模拟起来日趋精确，比手算要精确，要快，缩短了设计周期，对于普通的工程，一般只要模型准确，其结构都是可信的，不用手核；对于个别部位，重点的，如果觉得软件的结果不可信，可以拿两种以上的软件进行对比，也可以手算，估算下大概值与电算结果进行比较；对于类似与多柱下联合基础，软件并不能计算，还是以手算为主；楼板配筋，可以参照PKPM的计算数值。

就结构专业来说，可以参照软件的计算结构，但是配筋要自己配，软件并非智能到能考虑到实际施工的可行性，只是依据计算结果配够，而实际施工中既要考虑次要部位折减，又要考虑重点部位加强，还要考虑钢筋贯通，钢筋排布等等，还是手画为主。

一、执行PMCAD主菜单1，输入结构的整体模型

(一)根据建筑平、立、剖面图输入轴线

1、结构标准层“轴线输入”

1)结构图中尺寸是指中心线尺寸，而非建筑平面图中的外轮廓尺寸

2)根据上一层建筑平面的布置，在本层结构平面图中适当增设次梁

3)只有楼层板、梁、柱等构件布置完全一样(位置、截面、材料)，并且层高相同时，才能归并为一个结构标准层

2、“网格生成”——轴线命名

(二)估算(主、次)梁、板、柱等构件截面尺寸，并进行“构件定义”

1、梁

1)抗震规范第6.3.6条规定：b≥200

2)主梁：h = (1/8～1/12) l ，b=(1/3～1/2)h

3)次梁：h = (1/12～1/16) l ，b=(1/3～1/2)h

2、框架柱：

1)抗震规范第6.3.1条规定：矩形柱bc、hc≥300，圆形柱d≥350

2)控制柱的轴压比

——柱的轴压比限值，抗震等级为一到四级时，分别为0.7～1.0

——柱轴力放大系数，考虑柱受弯曲影响， =1.2～1.4

——楼面竖向荷载单位面积的折算值， =13～15kN/m2

——柱计算截面以上的楼层数

——柱的负荷面积

3、板

楼板厚：h = l /40 ～ l /45 (单向板) 且h≥60mm

h = l /50 ～ l /45 (双向板) 且h≥80mm

(三)选择各标准层进行梁、柱构件布置，“楼层定义”

1、 构件布置，柱只能布置在节点上，主梁只能布置在轴线上。

2、 偏心，主要考虑外轮廓平齐。

3、 本层修改，删除不需要的梁、柱等。

4、 本层信息，给出本标准层板厚、材料等级、层高。

5、 截面显示，查看本标准层梁、柱构件的布置及截面尺寸、偏心是否正确。

6、 换标准层，进行下一标准层的构件布置，尽量用复制网格，以保证上下层节点对齐。

(四)定义各层楼、屋面恒、活荷载，“荷载定义”

1、 荷载标准层，是指上下相邻且荷载布置完全相同的层。

2、 此处定义的荷载是指楼、屋面统一的恒、活荷载，个别房间荷载不同的留在PM主菜单3局部修改

(五)根据建筑方案，将各结构标准层和荷载标准层进行组装，形成结构整体模型，“楼层组装”

1、 楼层的组装就遵循自下而上的原则。

2、 楼层组装完成后整个结构的层数必然等于几何层数。

3、 确定“设计参数”，总信息、地震信息、风荷载信息等。

二、执行PMCAD主菜单2，布置次梁楼板

1、 此处次梁是指未在主菜单1布置过的次梁，对于已将其当作主梁在主菜单1布置过的梁，不得重复布置。

2、 对楼梯间进行全房间开洞，“楼板开洞”

3、 对个别房间板厚发生变化的，按照设计实际作局部修改，“修改板厚”

4、 对有悬挑板的梁上布置悬挑板，“设悬挑板”

5、 第1层布置好后，下一层的布置尽量利用“拷贝前层”避免重复工作，拷贝前层时可根据实际情况需要，决定是否拷贝前层的楼板开洞、修改板厚、设悬挑板、次梁布置等信息。

三、执行PMCAD主菜单3，输入荷载信息

1、“楼面荷载”对个别房间进行楼面荷载修改，如：板厚有变化的房间的楼面恒载、厕所的楼面恒载及门厅、走道、楼梯间的楼面活荷载等。

2、“梁间荷载”对梁承受的非板传来的荷载(如填充墙等)进行输入，注意，对梁承受填充墙荷载的需考虑窗洞、楼梯间全房间开洞的须根据实际情况计算梯段传至楼层梯梁的均布恒(活)载、梯段及休息平台经平台梯梁(、梯柱)传至下层框架梁的集中恒(活)载

3、“节点荷载” 梯段及休息平台经平台梯梁(、梯柱)传至框架柱的集中恒(活)载

4、 程序能对梁的自重、板的导荷进行自动计算，这些荷载都不能在此处重复计算，荷载的输入是指程序不能计算和导算的外加荷载，一定要根据实际情况进行计算输入，不得多输，更不能漏掉荷载。切记，楼梯间的荷载往往容易漏掉!

5、 第1层布置好后，下一层的布置尽量利用“层间拷贝”避免重复工作，可根据实际情况选择前面已经布置好的任意一层作荷载拷贝，还可根据实际情况选择是否拷贝楼面荷载、梁间荷载、节点荷载等信息。

四、执行PMCAD主菜单C ，平面荷载显示校核

1、 显示各层输入的楼面荷载、梁间荷载、节点荷载，以供校核

2、 如要保留各荷载文件，必须为每个文件另取文件名，“指定图名”

3、 荷载文件格式为*.T，可用主菜单9“图形编辑、打印及转换”打开文件，或转换为DWG文件用CAD打开。

五、执行TAT-8主菜单1，接PM生成TAT数据

1、 一般选择“生成荷载文件”，否则，没有TAT荷载

2、 一般选择“考虑风荷载”，否则，荷载组合中没有风荷载

3、一般选择“不保留”以前的TAT计算参数，特别是当在PMCAD中对结构模型作过改变时(如增删构件等)，必须对TAT参数重新定义，以避免PM与TAT矛盾

4、在执行本菜单以前，必须执行过PMCAD主菜单1、2、3，且在当前工作目录中存在PMCAD主菜单2生成的文件TATDA1.PM和LAYDATN.PM，以及PMCAD主菜单3生成的荷载文件DAT*.PM。

5、执行完本菜单后，将生成TAT计算格式的几何数据文件DATA.TAT和荷载数据文件LOAD.TAT。

六、执行TAT-8主菜单2，数据检查和图形检查

1、 执行“1.数据检查”检查几何文件DATA.TAT和荷载文件LOAD.TAT。如果有错误或警告信息，屏幕会有提示，此时应进入“9.文本文件查看”打开出错信息文件TAT-C.ERR查看产生错误的原因，并作出相应修改。然后依次执行PM主菜单1、2、3，并重新进行数据检查，直到没有错误提示为止。

2、 执行“3.参数修正”对TAT计算参数进行定义，除根据结构的实际情况选择外，几个重要参数按如下原则选取：

1、绘制原理图，并且生成对应的网络表。已有了网络表情况下也可以不进行原理图的设计，直接进入PCB设计系统。

2、手工更改网络表 将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致，特别是二、三极管等。

二、画出自己定义的非标准器件的封装库

建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的PCB 库专用设计文件。

三、设置PCB设计环境和绘制印刷电路的板框含中间的镂空等。

1、进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境，包括设置格点大小和类型，光标类型，板层参数，布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值，而且这些参数经过设置之后，符合个人的习惯，以后无须再去修改。

2、规划电路版，主要是确定电路板的边框，包括电路板的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。对于3mm 的螺丝可用6.5~8mm 的外径和3.2~3.5mm 内径的焊盘。

四、打开所有要用到的PCB 库文件后，调入网络表文件和修改零件封装

这一步是非常重要的一个环节，网络表是PCB自动布线的灵魂，也是原理图设计与电路版设计的接口，只有将网络表装入后，才能进行电路板的布线。

在原理图设计时，零件的封装可能被遗忘，但可以在引进网络表时根据设计情况来修改或补充零件的封装。

五、布置零件封装的位置，也称零件布局

Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。如果进行自动布局，运行"Tools"下面的"Auto Place",用这个命令，你需要有足够的耐心。布线的关键是布局，多数设计者采用手动布局的形式。用鼠标选中一个元件，按住鼠标左键不放，拖住这个元件到达目的地，放开左键，将该元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件，然后旋转、展开和整理成组，就可以移动到板上所需位置上了。当简易的布局完成后，使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。

注意：零件布局，应当从机械结构散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑。先布置与机械尺寸有关的器件，并锁定这些器件，然后是大的占位置的器件和电路的核心元件，再是外围的小元件。

六、根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定

假如板上空间允许则可在板上放上一些类似于实验板的布线区。对于大板子，应在中间多加固定螺丝孔。板上有重的器件或较大的接插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔，有需要的话可在适当位置放上一些测试用焊盘，最好在原理图中就加上。将过小的焊盘过孔改大，将所有固定螺丝孔焊盘的网络定义到地或保护地等。

放好后用VIEW3D 功能察看一下实际效果，存盘。

七、布线规则设置

布线规则是设置布线的各个规范（象使用层面、各组线宽、过孔间距、布线的拓朴结构等部分规则，可通过Design-Rules 的Menu 处从其它板导出后，再导入这块板）这个步骤不必每次都要设置，按个人的习惯，设定一次就可以。

选Design-Rules 一般需要重新设置以下几点:

1、安全间距(Routing标签的Clearance Constraint)

它规定了板上不同网络的走线焊盘过孔等之间必须保持的距离。一般板子可设为0.254mm，较空的板子可设为0.3mm，较密的贴片板子可设为0.2-0.22mm，极少数印板加工厂家的生产能力在0.1-0.15mm，假如能征得他们同意你就能设成此值。0.1mm 以下是绝对禁止的。

2、走线层面和方向（Routing标签的Routing Layers）

此处可设置使用的走线层和每层的主要走线方向。请注意贴片的单面板只用顶层，直插型的单面板只用底层，但是多层板的电源层不是在这里设置的（可以在Design-Layer Stack Manager中，点顶层或底层后，用Add Plane 添加，用鼠标左键双击后设置，点中本层后用Delete 删除），机械层也不是在这里设置的（可以在Design-Mechanical Layer 中选择所要用到的机械层，并选择是否可视和是否同时在单层显示模式下显示）。

机械层1 一般用于画板子的边框；

机械层3 一般用于画板子上的挡条等机械结构件；

机械层4 一般用于画标尺和注释等，具体可自己用PCB Wizard 中导出一个PCAT结构的板子看一下

3、过孔形状（Routing标签的Routing Via Style）

它规定了手工和自动布线时自动产生的过孔的内、外径，均分为最小、最大和首选值，其中首选值是最重要的，下同。

4、走线线宽（Routing标签的Width Constraint）

它规定了手工和自动布线时走线的宽度。整个板范围的首选项一般取0.2-0.6mm，另添加一些网络或网络组（Net Class）的线宽设置，如地线、+5 伏电源线、交流电源输入线、功率输出线和电源组等。网络组可以事先在Design-Netlist Manager中定义好，地线一般可选1mm 宽度，各种电源线一般可选0.5-1mm 宽度，印板上线宽和电流的关系大约是每毫米线宽允许通过1安培的电流，具体可参看有关资料。当线径首选值太大使得SMD 焊盘在自动布线无法走通时，它会在进入到SMD 焊盘处自动缩小成最小宽度和焊盘的宽度之间的一段走线，其中Board 为对整个板的线宽约束，它的优先级最低，即布线时首先满足网络和网络组等的线宽约束条件。下图为一个实例

5、敷铜连接形状的设置（Manufacturing标签的Polygon Connect Style）

建议用Relief Connect 方式导线宽度Conductor Width 取0.3-0.5mm 4 根导线45 或90 度。

其余各项一般可用它原先的缺省值，而象布线的拓朴结构、电源层的间距和连接形状匹配的网络长度等项可根据需要设置。

选Tools-Preferences，其中Options 栏的Interactive Routing 处选Push Obstacle （遇到不同网络的走线时推挤其它的走线，Ignore Obstacle为穿过，Avoid Obstacle 为拦断）模式并选中Automatically Remove （自动删除多余的走线）。Defaults 栏的Track 和Via 等也可改一下，一般不必去动它们。

在不希望有走线的区域内放置FILL 填充层，如散热器和卧放的两脚晶振下方所在布线层，要上锡的在Top 或Bottom Solder 相应处放FILL。

布线规则设置也是印刷电路版设计的关键之一，需要丰富的实践经验。

八、自动布线和手工调整

1、点击菜单命令Auto Route/Setup 对自动布线功能进行设置

选中除了Add Testpoints 以外的所有项，特别是选中其中的Lock All Pre-Route 选项，Routing Grid 可选1mil 等。自动布线开始前PROTEL 会给你一个推荐值可不去理它或改为它的推荐值，此值越小板越容易100%布通，但布线难度和所花时间越大。

2、点击菜单命令Auto Route/All 开始自动布线

假如不能完全布通则可手工继续完成或UNDO 一次（千万不要用撤消全部布线功能，它会删除所有的预布线和自由焊盘、过孔）后调整一下布局或布线规则，再重新布线。完成后做一次DRC，有错则改正。布局和布线过程中，若发现原理图有错则应及时更新原理图和网络表，手工更改网络表（同第一步），并重装网络表后再布。

3、对布线进行手工初步调整

需加粗的地线、电源线、功率输出线等加粗，某几根绕得太多的线重布一下，消除部分不必要的过孔，再次用VIEW3D 功能察看实际效果。手工调整中可选Tools-Density Map 查看布线密度，红色为最密，黄色次之，绿色为较松，看完后可按键盘上的End 键刷新屏幕。红色部分一般应将走线调整得松一些，直到变成黄色或绿色。

九、切换到单层显示模式下（点击菜单命令Tools/Preferences，选中对话框中Display栏的Single Layer Mode）

将每个布线层的线拉整齐和美观。手工调整时应经常做DRC，因为有时候有些线会断开而你可能会从它断开处中间走上好几根线，快完成时可将每个布线层单独打印出来，以方便改线时参考，其间也要经常用3D显示和密度图功能查看。

最后取消单层显示模式，存盘。

十、如果器件需要重新标注可点击菜单命令Tools/Re-Annotate 并选择好方向后，按OK钮。

并回原理图中选Tools-Back Annotate 并选择好新生成的那个*.WAS 文件后，按OK 钮。原理图中有些标号应重新拖放以求美观，全部调完并DRC 通过后，拖放所有丝印层的字符到合适位置。

注意字符尽量不要放在元件下面或过孔焊盘上面。对于过大的字符可适当缩小，DrillDrawing 层可按需放上一些坐标（Place-Coordinate）和尺寸（（Place-Dimension）。

最后再放上设计版本号、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工编号等信息。。

十一、对所有过孔和焊盘补泪滴

补泪滴可增加它们的牢度，但会使板上的线变得较难看。顺序按下键盘的S 和A 键（全选），再选择Tools-Teardrops，选中General 栏的前三个，并选Add 和Track 模式，如果你不需要把最终文件转为PROTEL 的DOS 版格式文件的话也可用其它模式，后按OK 钮。完成后顺序按下键盘的X 和A 键（全部不选中）。对于贴片和单面板一定要加。

十二、放置覆铜区

将设计规则里的安全间距暂时改为0.5-1mm 并清除错误标记，选Place-Polygon Plane 在各布线层放置地线网络的覆铜（尽量用八角形，而不是用圆弧来包裹焊盘）.

设置完成后，再按OK 扭，画出需覆铜区域的边框，最后一条边可不画，直接按鼠标右键就可开始覆铜。它缺省认为你的起点和终点之间始终用一条直线相连，电路频率较高时可选Grid Size 比Track Width 大，覆出网格线。

相应放置其余几个布线层的覆铜，观察某一层上较大面积没有覆铜的地方，在其它层有覆铜处放一个过孔，双击覆铜区域内任一点并选择一个覆铜后，直接点OK，再点Yes 便可更新这个覆铜。几个覆铜多次反复几次直到每个覆铜层都较满为止。将设计规则里的安全间距改回原值。