工程设计的原则及方法

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1、7工程设计的原则及方法7.1工程设计所谓工程设计，是指设计师在一定工程需求目标的指导下，运用相应的科学原理及知识设计出对人类社会有用的“产品”。具体地说，工程设计是根据对拟建工程的要求，采用科学方法统筹规划、制定方案，最后用设计图纸与设计说明书等来完整表现设计者的思想、设计原理、外形和内部结构、设备安装等。工程设计是工程建设前期工作的主要内容，是实现工程建设的基础，通过工程设计证明拟建工程在技术上的可能性和经济上的合理性。工程设计是工程建设计划的具体化。工程建设计划确定之后，必须进行工程设计，对计划所

2、规定的工程项目进一步具体表达。工程设计是工程建设中的重要环节之一，没有先进合理的工程设计，就无法确定工程建设程序，工程建设就会是无序的、盲目的，因此，工程设计是工程建设按客观经济规律办事的必需条件。工程设计有如下几个特点和特征：①特殊性：工程设计的最终产品是设计图纸，这是区别于其他产品的显著特征。设计图纸是评价设计水平及设计人员工作量的主要依据，也是设计单位的“资本”，设计单位一切工作，都是围绕着图纸的形成过程进行组织和展开的。②社会性：设计任务来源于社会，设计成果的实现取决于社会，设计图纸只有得到了

3、社会的许可，才能建成实在的物体。因此，工程设计有普遍的社会性。③创造性：工程设计是一种复杂的脑力劳动。它的劳动成果与工厂产出的产品有着本质区别，它是一种知识产品。在工程设计过程中，不仅要了解现实主体，而且要创造新的事物。④科学性：工程设计的实质，就是运用科学原理去实现某种社会需求的技术活动，它必须严格遵循科学规律。设计工作离开了科学的轨道，就会造成不可估量的严重后果。⑤专业性：任何一个设计单位，不论规模大小，都是由不同专业和不同技术层次的技术人员组成的。规模愈大的设计单位，专业分工愈细，专业性也愈强。

4、而且，设计出的产品也是为某些特定的用户服务的。⑥综合性：要完成一项工程设计需要多方面的专业人才，因此设计单位内部各专业不是独立的，而是相互联系、相互作用、相互渗透的整体系统。只有各专业之间密切配合，协调工作，才能完成高质量的精美设计。⑦约束性：工程设计要受到很多条件的约束与限制。受科学技术条件的限制；受资金、物力、人力等经济条件的限制；受主管部门、建设单位、当地文化风俗、社会意识等社会条件的限制等。因此，工程设计既要尊重科学，又要注重实践。由于工程设计涉及的领域宽广并具有其独特的性质，因此在介绍工程设

5、计的原则和方法之前，首先介绍工程设计的一般流程。7.2工程设计的一般程序工程设计从提出设计要求到完成设计，一般需要经历以下几个阶段：a．提出设计要求这是设计工作的第一步。设计要求通常由用户以设计任务书形式或订货合同形式提出。如果该任务书是一个更大项目的一部分，则由大项目的总体设计者提出。设计要求中应包括项目内容、设计目的和用途，各项性能指标、使用环境、使用条件等，一般还要包括相关设备的情况及彼此之间的配合关系和信息交换方式等项内容。b．初步分析研究设计者根据设计要求研究可能的各种设计方案，拟定可行的设

6、计方向和路线。在这一阶段，要充分运用设计者所掌握的基础理论知识及设计者具有的多方面的实践经验，通过分析、综合、组合，还要通过一定的想象和创造。设计中如得出多个方案，对每个方案的利弊应有基本的分析。c．调查研究要想在可能的方案中确定一个最合理和可行的方案，或证实某一方案是否可行，通常必须进行调查研究。调查研究一般可从两个方面进行：一是检索文献资料（已有的设计档案、期刊杂志、专利文献等）；二是对同类工程或产品进行考察和研究，对完成的工程项目或产品实物进行调查研究。d．提出初步设计在调查研究的基础上，对原设

7、计的各种方案，与调查研究时得到的各种方案做进一步的比较分析，对其中的一些方案加以修正和综合，从中选出最适当的方案作为设计的基础，并进行工程的概预算。e．建模与计算分析在初步设计的基础上，进行更详细和更确切的论证。在这一阶段，应就基本方案的主要参数进行分析和计算。为此，往往要为设计对象建立计算模型。通常用计算机仿真的方法，必要时也可采用实物模型。与此同时，要对所提出的设计进行性能分析。如果性能指标达不到要求，应对所提出的设计进行修改。f．详细的设计计算在基本设计方案被证明可行后，可转入结构尺寸、结构材料

8、和加工等方面参数的设计计算。g．绘图与编制技术文件包括绘制完整的图纸，编制各种有关的技术文件。这一步和上面两步都有大量的工作要做，最便于计算机发挥作用。h．施工图设计施工图设计也称详细设计，它是工程设计最终的设计阶段。施工图是工程建设或产品试制的实施依据。完整的施工图包括全部工程内容的图样、尺寸、结构、形状、构造、设备等，并备齐施工安装的图纸、说明书、计算书和预算书。施工图是为施工建设服务的，要求详尽、细致、准确、齐全、简明、清晰，以保证设计意图从技术上