手机结构设计经验总结

对于手机的结构设计我们通常是分为以下几个阶段：

先期的ID外观设计就是我们拿过来一个方案公司的显示模组和pcb 主板的3d 图[之后通过其规格书。由做美术设计或工业设计师。做出手机的外观一般为图片格式然后把其转化为2d的AUTOCAD图做为我们外做结构3d 的依据。一般给出我们主、左、右、后视图。此阶段经常要做出外观设计变更。

随后，如果外观设计得到认可后我们结构工程师开始建3D。对于做3D的软件在这大部分应用就是proe、一部分应用UG。我们在设计时与传统建模有很大不同。原因：

1．手机的内部结构件一般达到20-30件。而且环环相连。一般为给塑胶件最大公差为+-0.05也配合间隙给出0.1-0.25mm的间隙。为此就不可以应用以前先建个别零件然后再组装的模式。

2．在没有做模具时经常要修改例如外观与结构。这样我们就应用在世界上已广范应用的一种叫做自顶向下的设计的模式。其过程为先建一个大的master文件就是先做一个主要的手机大概外形，然后以此为后继变更主线。在其内部开始拆件。其中大量应用了数据共享等命令。应用proe最大特点可以与许多格式转换数据可充分共享。可以把分散的数据结合起来生成最终的想要的结构样品。其中由于以后要通过这个图纸制造模具这样在设计master文件时就要考虑其制品的脱模。一般我们给出塑件的脱模斜度为2-3度因为其翻盖面与主机面、翻盖底与主机底各为不同的出模方向这样我们建模时要分清加

以注意。我们现在生成几乎全部是用曲面生成的。做曲面最大好处就是灵活可以生成复杂的外形这在手机中最为重要。但是缺点就是模形树生成的特征太多文件大，最后在生成实体。

我们现在做手机外壳有专用的材料一般为透明pc或pc+ABS原因有以下几点1.成形稳定可以达到手机性能要求。一般它的收缩率为百分之0.5-0.7左右可以更好的控制成型。2由于现在手机的外壳要经常拿在手中就要防止掉漆还要拿在手中有手感。这样就要求塑料的性能可以进行UV处理就是所说的装涂。此工艺可以解决以上的问题。3现在手机颜色多种多样就需要其可以有很高的着色性。可以说ABS+pc、PC 可以使上面问题迎刃面解。我们公司现在应用的材料大部分为我给老师的材料它为pc料编号为HF-1023.一些具休的参数上面有介绍。

在设计壳体时我们一般设计的壁厚为1.0-1.4mm太厚会出现应力集中注射不完全等缺陷太薄如果小于0.6mm此时手机就会出现一用力件就会坏的问题所以一定要在设计时加以注意。在壁厚设计时另一个重中之重就是要力争要厚度均匀如不可以做到也要使其顺滑过渡。不然以后的大量生产时就会出现应力集中、熔接痕过多等注射问题。

在处理圆角时一般我们在不影响功能和外观时都要做面圆角结构要避免尖角。有尖角时我们生产的产品就会出现注射不满的情况。给出圆角在1-1.5mm。

手机结构设计指南之总体设计

1. 创建2D效果图。

所有外观线条尽量顺畅，2D要正确，不能出现与3D可能矛盾的作品。此项工作由ID完成。设计时需要以PCB LAYOUT为参照，尽量将使手机的外轮廓线包住pcb的外轮廓，并要保留一定的间隙。

2. 绘制手机轮廓线。

首先将ID的2D效果图贴图至pro/e中，根据PCB的最大外轮廓，进行比例及位置的调整。在高度方面，要考虑较高元件有足够的空间，如Receiver、Microphone、Speaker、Phone jack，camera等，确保装配空间足够，间隙合理。画出“危险”截面图，保证扣位空间及位置正确。根据贴图绘制手机的主轮廓线及侧面轮廓线。如果2D效果图 的轮廓线不能放置部分元件，可以适当调整PCB上元件如LCD、Shielding、Receiver、Buzzer、Microphone和电池有足够的空间。在预留空间时要考虑Speak和Receiver的音腔和出声通道。

3. 确定Parting Line。首先创建Parting surface，然后将轮廓线投影至 parting surface上生成parting line。

Parting Line在高度方向的位置要尽可能与PCB板相错位或远离PCB，以得到较好的ESD性能。另外还要注意P/L与侧键在高度上的关系，一般是P/L线平分手机上的Side Key孔或位于side key空的一侧。

4. 确定转轴的位置。

转轴的位置一般受ID的影响比较大，需依照ID的效果图确定大概位置。在结构上，转轴必须保证足够的径向空间。轴的壁厚一般不小于1.2MM，转轴壁与housing front的间隙一般为0.3MM。housing front在轴处的壁尽量不要因为轴的位置偏低而透空。所以轴心的高度应高于PCB板在轴区域最高元件2.2MM(最高元件处housing front的壁厚透至0.6MM)。

此外，在进行结构设计时，需要设计轴的预压角度。FLIP合上时,要有大约15-20度预压；张开时，大约5-10度预压。

第二篇：框架结构设计经验总结

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。

3. 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。

4. 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。

5. 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。

6. 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。

7. 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。

8. 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。

(21).挑梁、板的上部筋，伸入顶层支座后水平段即可满足锚固要求时，因钢筋上部均为保护层，应适当增大锚固长度或增加一10d的垂直段。

9.常用轻隔墙(加气块或陶粒)自重(含双面抹灰)：

150墙：1.66，200墙：1.98，250墙：2.30，300墙：2.62 KN/M2。泰柏板：1.10 KN/M2。

10.关于降水问题：

当有地下水时，应在图纸上注明采取降水措施，并采取措施防止周围建筑及构筑物因降水不能正常使用(开裂及下沉)，及何时才能停止降水(通过抗浮计算决定)。

11. 进行框架结构设计时，设计人员还应掌握如下设计规范：

建筑结构荷载规范、抗震规范、混凝土结构设计规范等。并应考虑当地地方性的建筑法规。设计人员应熟悉当地的建筑材料的构成、货源情况、大致造价及当地的习惯做法，设计出经济合理的结构体系。

12. 关于绘图：

(1).一般钢筋粗线宽度为.45, 距边界线1，圆点直径为.6。

(2).应注意墙身剖面、连梁剖面、墙出挑梁的水平筋位置。

(3).注意一、二级钢是否加弯钩，二级钢的断点一般不加45度直钩，除非不能表达清楚。

(4).字高应为2.5,3.5,5,7,10,14, 高宽比：0.8。在图面中，一般英文字高取2.5或3.5, 汉字取3.5或5，在说明处多用7。当多个数字一样时，个数在前，如11X280=3080。