注重概念設計,有效提升建筑結構設計水平

（安徽省化工設計院，安徽，230000）

【摘要】合理開展概念設計，是提升建筑結構設計水平的重要保證，本文就建筑結構設計中概念設計科學內涵、現實重要性展開探討，并就實踐設計中的要點問題，如何注重概念設計，提升整體工程建設質量制定了科學有效的策略，對優化設計效果，促進建筑設計的科學發展有重要的實踐意義。

【關鍵詞】概念設計；建筑結構；水平

1 概念設計內涵

概念設計主要指遵循工程概念不進行數值設計，而是用符合客觀工程規律及本質的設計方式對對象進行宏觀控制，在難以精確作出力學分析或難以在規范中規定的問題中，則應依據分體系與整體結構體系間的相關力學關系、震害、破壞結構機理、工程經驗與試驗對象獲得設計思想及設計基本原則。由整體層面來講確定總體建筑結構布置及對抗震措施細節實施宏觀控制，采用近似概念性估算方式可在設計建筑方案過程中有效迅速的對建筑結構體系進行分析、構思與比選，其獲取的結構方案通常定性準確、概念清晰，可在后期設計過程中避免一些繁瑣不必要的運算，同時也可對計算機系統中通過分析得到數據的可靠性進行判斷。

2 建筑結構設計中概念設計科學重要性

概念設計是科學體現先進設計理念與思想的重要環節，建筑結構工程師最為主要的任務便是采用整體概念在建筑特定空間內進行總體結構方案的設計，并有意識良好處理結構之間、結構及構件之間的關系。一般來講優質開展概念設計的工程師，伴隨其不斷努力與追求，其結構概念將會越來越豐富，產生的設計成果也會越發完善創新。然而伴隨社會分工的逐步細化發展，較多結構工程師卻過于依賴設計規范、手冊及計算機程序開展傳統習慣性設計，欠缺科學的主動創新，不愿采納新工藝或新技術。一些工程師面對一體化計算機建筑結構程序的大肆應用，對其產生的錯誤或不合理結果無法及時準確的發現，因而令設計成果的創新發展遙遙無期。概念設計的重要之處在于現行設計結構理念及計算理論包含不可計算性及較多缺陷，例如設計混凝土結構中計算內力主要依據彈性理論方式，而設計截面卻依據塑性理論極限設計方式，兩者矛盾性令實際結構受力狀況與計算結果存在較大差距。為有效彌補該類理論缺陷，實現對大量無法進行計算核準的結構構件展開科學設計，我們應秉承科學的概念設計理念借助結構措施科學滿足設計結構目標。同時結構工程師應強化培養結構概念，進而真實、客觀的對結構總體工作性能科學理解，當設計實踐中發生某類技術問題可依據概念設計展開成因分析，進而便捷快速的找到癥結所在。

3 建筑結構設計中概念設計應注意的問題

3.1 方案設計問題

成功的建筑工程設計必須科學選擇合理經濟的結構方案，切實可靠的結構體系與形式，在該階段設計人員不僅應對建筑工程地理環境、功能要求、材料供應、資金配備、施工水平及條件等展開綜合分析，還應與水電、建筑、設備專業等展開充分比較，并綜合考量結構中抗震、協同工作構造設計、控制整體結構性能問題，并有效完成結構方案確定及選型。在必要時還應對多重設計方案展開比較并擇優入選。由此可見設計建筑方案過程不應全面借助理論計算或計算機實現，還需要工程師綜合掌握并應用結構概念，在全面了解結構各類性能之上有針對選擇最佳效果、最低造價的結構方案。

3.2 結構計算階段問題

建筑結構計算是以計算簡圖為主要基礎，對作用于結構構件中的約束及荷載進行簡化，并盡可能令變形及結構內力同原結構相一致。當前基于建筑物具有多樣復雜的功能，一般結構計算借助計算機實現，因而結構工程師應將工程實際結構形式合理轉變為計算機可識別的模型，同時應確保模型變形及受力精確性。工程師還應合理依據結構實際工作狀態全面了解計算機軟件程序技術條件與適用范圍，進而做出正確適用選擇，同時可基于概念設計科學分析計算結果，做出合理判斷。

3.3 繪制施工圖階段問題

建筑結構工程師在借助計算機完成相關設計結構計算并確認結果準確無誤后，便應采用施工圖方式對計算結果進行準確的展現，該環節通常依靠計算機實現。同時結構工程師還會承擔調圖這一艱巨任務，其應對施工圖能否正確的映射設計意圖進行檢查，核準其是否滿足各構件的良好協同工作、整體結構穩定性、抗震結構設計與材料有效利用率、適用、經濟等要求。較多年輕工程師在面對工程施工圖紙時，無法對其正確性與適用性作出合理判斷，具體原因在于其欠缺實際經驗及實踐中對結構概念的良好養成。

4 注重概念設計，有效提升建筑工程設計質量

4.1 正確應用概念設計方式

建筑工程中勘查設計是項目質量龍頭，是核心基礎，只有提升設計優質性才能真正創設精品建筑工程。因此結構工程師應在設計工程初期依據專業設計理論與經驗在頭腦中展開優化實踐過程，應用正確的概念設計方式有效迅速的進行結構體系選擇、比較與構思，幫助建筑人員實現及開拓理想化的建筑空間形式及構造、使用與形象功能，并同建筑師一同明確總體建筑結構體系及分體結構最佳化受力方案。一般來講這樣設計的方案定性正確、概念清晰、有效避免了設計后期階段繁瑣運算，并具有良好的可靠性與經濟性。同時應用概念設計實踐中應由整體層面把握各項結構性能，進而對計算結果進行合理科學的分析判斷及應用，并確保設計階段中工程師應有的主導地位。

4.2 由實際出發全面分析，協調功能

在設計建筑結構之前首先應對實際當地情況作全面的分析與了解，取用設計項目條件應與當地實情相符，并令設計方案全面滿足工程未來應用需求。例如工程師應認真考量水文條件、氣象狀況、地質條件，考察當地民俗、民風、典型已建建筑及文化背景，對當地環保狀況、資源進行認真調查，并做到就地取材，令設備充足供應提升施工技術操作可能性。同時在設計結構階段應充分全面的掌握構思原則，統籌考慮到結構、建筑及施工等各方因素，衡量建筑技術、功能及經濟性，進而處理好局部與整體關系。一般來講可由整體層面入手，明確建筑場地條件，進行基礎選型并提出主體結構體系，考量主要構件連接關系及類型。同時可整合各類構件，由結構安全性、實用性、整體穩定性與耐久性進行修正。在構思二維階段應處理好水平體系與豎向體系及其雙邊關系，并進行施工圖構思，進而解決其相對獨立性問題。

4.3 充分考量建筑結構空間作用，降低結構自重

建筑結構中應科學考慮各建筑結構空間作用，在分析結構階段中應有意識利用空間概念進行問題的衡量考慮，進而令其結構剛度合理增加并優化建筑受力效能。在建筑結構實施概念設計中應抓住剛度主線，進而確保設計項目的可靠經濟與安全性。降低建筑自重是結構工程師追求的永恒目標，同時也是概念設計的科學原則，實踐操作中并非僅僅令其豎向荷載降低，同時其水平地震作用也會相應的按比例減少，進而有效緩解了震害。同時在提升施工效率、降低工程造價、資源節約層面也體現了明顯價值。為降低建筑結構自重，設計師應科學采用新型高強材料，例如高強鋼筋、混凝土、合金材料與輕集料混凝土。同時還應合理布置結構，例如優化選擇柱網，降低外墻尺寸等。再者應科學選擇高效能優越結構型式體系，例如采用空間桁架、網架網殼，預應力結構體系等，進而有效降低構件截面。

5 結語

總之，基于概念設計科學重要性，建筑結構設計中只有科學秉承概念設計理念，總結設計實踐中應注意的重要問題，制定科學設計策略，才能全面提升建筑結構總體設計水平，優化建筑工程施工建設效果，并真正創造安全、可靠、經濟、高效的精品建筑工程。

參考文獻

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