工程设计法中典型的系统是什么系统？工程设计法的步骤
任务是：在充分认识原信息系统的基础上，通过问题识别、可行性分析、详细调查、系统化分析，最终完成新系统的逻辑方案设计，或称逻辑模型设计。逻辑方案不同于物理方案，前者解决“做什么”的问题，是系统分析的任务；后者解决“怎么做”的问题，是系统设计的任务。
没有系统分析的内容，只有系统化分析的主要内容。可能不太一样，系统化分析是系统分析的一个步骤呢。
如果硬要讲内容,也许就是问题识别、可行性分析、详细调查、系统化分析、逻辑模型设计吧
系统分析方法是指把要解决的问题作为一个系统，对系统要素进行综合分析，找出解决问题的可行方案的咨询方法。兰德公司认为，系统分析是一种研究方略，它能在不确定的情况下，确定问题的本质和起因，明确咨询目标，找出各种可行方案，并通过一定标准对这些方案进行比较，帮助决策者在复杂的问题和环境中作出科学抉择。
系统分析方法来源于系统科学。系统科学是20世纪40年代以后迅速发展起来的一个横跨各个学科的新的科学部门，它从系统的着眼点或角度去考察和研究整个客观世界，为人类认识和改造世界提供了科学的理论和方法。它的产生和发展标标志着人类的科学思维由主要以“实物为中心”逐渐过渡到以“系统为中心”，是科学思维的一个划时代突破。
系统分析是咨询研究的最基本的方法，我们可以把一个复杂的咨询项目看成为系统工程，通过系统目标分析、系统要素分析、系统环境分析、系统资源分析和系统管理分析，可以准确地诊断问题，深刻地揭示问题起因，有效地提出解决方案和满足客户的需求。
系统分析的主要任务是将在系统详细调查中所得到的文档资料集中到一起，对组织内部整体管理状况和信息处理过程进行分析。它侧重于从业务全过程的角度进行分析。分析的主要内容是：业务和数据的流程是否通畅,是否合理；数据、业务过程和实现管理功能之间的关系；老系统管理模式改革和新系统管理方法的实现是否具有可行性等等。系统分析的目的是将用户的需求及其解决方法确定下来，这些需要确定的结果包括：开发者关于现有组织管理状况的了解；用户对信息系统功能的需求数据和业务流程管理功能和管理数据指标体系新系统拟改动和新增的管理模型等等。系统分析所确定的内容是今后系统设计、系统实现的基础。
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工业建筑设计中要求贯彻“坚固适用、技术先进、经济合理”的方针。具体而言，在设计中应该坚持以下原则：
(1)严格执行国家现行的设计规范和国家批准的建设标准。
(2)尽量采用标准化设计，积极推广应用“可靠性设计方法”、“结构优化设计方法”等现代设计方法。
(3)注意因地制宜，就地取材，节省建设资金。在切实满足建筑物功能要求的同时，千方百计地节约投资、节约各种资源，缩短建设工期。
(4)积极采用技术上更加先进、经济上更加合理的新结构、新材料。
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岩土工程设计的任务是根据各类工程建筑的要求和工程勘察所提供的场地资料和岩土体参数为岩土体的利用、整治或改造选择最优化的实施方案。岩土工程的设计内容、理论和方法随具体的工程不同而变化，例如基础工程设计中主要考虑的问题是地基承载力和地基变形稳定性，可能的设计内容有地基处理方案、降水方案、基坑支护方案等，设计的理论依据主要是土力学和水文地质学；而地下工程设计中所要考虑的首先是洞室围岩稳定性问题，可能的设计内容有断面开挖设计、围岩支护设计等，设计的理论依据主要是岩体力学。尽管不同的工程有其具体的设计内容和方法，但是各类岩土工程设计仍然有一些共同的基本要求和设计原则。
一、岩土工程设计的基本要求和设计原则
岩土工程设计的最基本的原则是以最少的投资、最短的工期，保证在使用期内工程的安全运行和所有预定功能的正常发挥。其中包含了三方面的基本要求：①预定功能正常发挥；②安全性和耐久性；③工期和投资的经济性。
工程设计时应考虑的因素包括：①工程使用期内预定的功能；②场地条件、岩土性质及其可能变化；③工程结构类型与特点及荷载组合情况；④施工环境和相邻工程的影响；⑤施工技术条件和设计实施的可行性；⑥当地工程建筑材料资源。
岩土工程设计时应注意以下几方面的问题：
（1）注意场地条件，考虑灾害防治措施。充分收集场地的地形、地质、水文、水文地质等资料作为设计依据。场地可能的自然灾害包括：暴雨、洪水、地震、滑坡、崩塌、泥石流等；由于工程建设引起的灾害包括：采空塌陷、抽水塌陷、边坡失稳、管涌、突水等。对于这些灾害应采取有效的防治措施。
（2）合理选取岩土参数。选取岩土参数时应注意岩土体的非均质性、各向异性，并考虑参数测定的方法、条件，注意参数随时间和环境的改变以及工程建设的实施对岩土参数的影响。
（3）定性分析与定量分析相结合。定性分析是岩土工程分析的首要步骤，是定量分析的基础。定性分析的内容包括：工程选址和场地适宜性评价；场地地质背景和地质稳定性评价；岩土性质的直观鉴定。定量分析可采用解析法、图解法或数值法，并考虑适当的安全储备。定性分析和定量分析都应在详细占有资料的基础上，运用成熟的理论和类似工程的经验进行论证，并提出多种方案进行比较。
（4）注意岩土与结构设计的配合。岩土工程设计中应充分考虑岩土体与人工构筑物之间协调一致，保证工程整体功能的正常发挥。
二、岩土工程设计的基础资料
岩土工程设计的基础资料随具体工程需要而异，一般情况主要基础资料如下：
（1）地形、水文、气象资料，包括地形图及平面高程控制；水位、流量、洪峰、淹没、冲淤等；气温、降水、冻结深度、暴雨、风暴潮等。
（2）岩土工程勘察资料，包括岩土的类型、年代、成因、产状、性质、分布；岩土的工程性质及其变异性；断裂构造的性质、展布及其对工程的影响；不良地质现象的类型、特征、动态及其对工程的影响；人为地质现象的类型、特征、动态及其对工程的影响；地震烈度、场地土类别、场地类别、地震动参数、液化测试及评价；地下水类型、水位、动态、地层渗透性和补给排泄条件；水土对建筑材料的腐蚀性；特殊岩土的测试与评价。
（3）建筑结构资料，包括工程安全等级、建筑面积、层数、高度、地基开挖深度、可能采用的基础类型等；结构类型、刚度、荷载及分布、加荷速率、对沉降的要求等；可能采用的挡土结构类型。
（4）其他资料，包括邻近工程设施及其与拟建工程的关系；施工排水、排污条件；对施工噪声、振动的限制；岩土工程勘察、设计、施工的地方经验；工程建设的计划进度及工程分包配合情况；地方施工能力、建筑材料及劳务价格等。
三、岩土工程设计的理论和方法
1.岩土工程设计的理论基础
岩土工程设计的对象是各类工程中与岩土体的利用、整治和改造有关的部分，尽管各类工程中涉及岩土体利用、整治和改造的程度、规模和方式不尽相同，但是岩土工程设计都要面对一个共同的问题，即必须设法使岩土体的工程特性能够满足工程建筑的功能要求。工程建筑对岩土体最基本的要求可以概括为强度和变形两个方面，所以岩土工程设计中最基本的任务就是根据具体工程建筑的功能要求和荷载的分布情况对工程岩土体的强度和变形进行验算，可见，岩土工程设计中最基本的理论是岩土力学。
当天然岩土体的强度和变形不能满足工程建筑的要求时，设计上就必须提出适当的岩土体整治或改造方案，以改善工程岩土体的强度和变形性能使之满足工程建筑的要求。对岩土体的整治和改造必然要涉及到岩土体以外的其他材料和人工结构的使用，因此，岩土工程设计理论仅有岩土力学是不够的，还必须包括岩土力学以外的其他材料（如钢筋、混凝土等）力学和结构力学，这样岩土工程设计才能胜任对岩土体利用、整治和改造的任务。
除局部工程岩土体的力学特性外，岩土工程设计还必须考虑工程场地的地质构造稳定性。因为，一项岩土工程从局部看在力学上即使固若金汤，但是工程场地在地质构造上处在一个不稳定状态，如果不采取防治措施，此项工程迟早会发生问题，工程损失往往会更加惨重。因此，地质学基础也是岩土工程设计中最为重要的基础理论之一，这是用国内外岩土工程实践中血的教训所换来的认识。
岩土工程设计还必须考虑设计方案的实施，因此，岩土工程施工工艺也是决定岩土工程设计方案的重要技术因素。
2.岩土工程设计的方法
岩土工程设计应有足够的安全储备，以保证岩土工程能够承受正常施工和正常使用期间可能出现的各种作用；在正常使用期间，工程各部功能具有良好的工作性能；在正常维护下具有足够的耐久性；在发生偶然事件或局部失效时，仍能保持必须的整体稳定性。
岩土工程设计的传统方法是建立在经验基础上的容许应力法，随着设计理论和设计方法的进步，有转向以概率为基础的极限状态法的趋势。
容许应力法是在工程正常使用的前提下，比较荷载作用S和岩土体抗力R，要求强度有一定的安全储备，变形不过大，安全度的取值建立在经验的基础上。
极限状态法将岩土体及有关结构置于极限状态进行分析，寻求达到某种极限状态试验土体的抗力。极限状态方程的一般式为：
水工环研究的现状与趋势
式中，Z=g（·）为功能函数；xi（i=1,2，…）为基本变量，包括各种荷载作用、岩土体和材料性能以及几何参数等。当只有荷载作用S和岩土体抗力R两个综合参数有：
水工环研究的现状与趋势
当Z＞0时工程处于可靠状态；当Z=0时，工程处于极限状态；当Z＜0时，工程处于失效状态。
定值设计方法将设计变量看作非随机变量，其设计准则可用下式表达：
水工环研究的现状与趋势
式中，K和[K]分别为安全系数和目标安全系数，其中目标安全系数按经验确定。例如某工程目标安全系数为[K]=2.5，岩土体抗力R=1500kN，作用荷载S=500kN，则安全系数K=3.0，满足K≥[K]的准则。
概率设计方法将设计变量看作随机变量，对岩土体抗力R、荷载作用S和安全度进行概率分析，按失效概率或可靠度量度工程的可靠性，将工程的安全储备建立在概率分析的基础上。工程在规定的时间内和规定的条件下具有预定功能的概率称为可靠度，所以，建立在概率法基础上的极限状态设计又称为可靠度设计方法。根据对设计变量的处理水平，概率设计方法分为半概率法、近似概率法和全概率法。
半概率法是最简单的统计方法，设计中采用抗力和荷载的平均值 和 计算安全系数，即
水工环研究的现状与趋势
式中， 称为中心安全系数。可以进一步发展为“标准安全系数法”：
Kb=Rb/Sb （5）
式中，Kb称为标准安全系数，Rb和Sb分别由 和 加（减）若干倍的均方差得到，在一定程度上考虑了参数的变异性。
近似概率法采用可靠指标β量度工程的可靠程度，是目前中国工程结构设计采用的方法。其安全系数Kβ的计算方法如下：
水工环研究的现状与趋势
式中， ， ， ，σR与σS分别为抗力与荷载的标准差。
例如，对于一级工程，延性破坏类型的目标可靠指标[β]规定为3.7，若某工程经计算得到的可靠指标β为4.1，则工程处于安全状态。
全概率法把各种基本变量（岩土参数、荷载、几何尺度、计算精度等）均视为随机变量，用失效概率直接量度安全性，设计准则用失效概率Pf表达：
Pf=P(R≤S)≤[Pf] （7）
式中，[Pf]为目标失效概率。例如，若[Pf]=1.0×10-4，则Pf≤1.0×10-4时是安全的。可靠指标与失效概率的关系为：
Pf=Φ（-β） （8）
式中，Φ（-β）为标准正态分布函数。
定值法的安全度用一个总的安全系数K表示；概率法的安全度用失效概率Pf或可靠指标β表示，建立在概率统计的基础上。但是，要求每一个工程都进行可靠度计算是不现实的，实际工程的极限状态设计可采用分项系数设计。分项系数的表达式可以建立在概率分析的基础上，也可以建立在经验的基础上。岩土工程设计的分项系数设计准则可用下式表达：
水工环研究的现状与趋势
式中，S（·）为作用效应函数；R（·）为抗力函数；vn和vθ分别为工程重要性系数和作用效应分项系数；vSd和vRd是反映所用效应函数和抗力函数计算模式不定性的系数；ak为几何参数；Qk和fk分别为作用效应标准值和岩土参数标准值；vA和vR分别为岩土参数的作用效应分项系数及抗力分项系数；φc为作用效应组合系数；c为阈限值。
目前，岩土工程设计的安全系数和分项系数尚无统一的规范值，表9-5和表9-6所列出的值供参考。
表9-5 岩土参数分项系数
表9-6 各类工程安全系数
