當前建筑結(jié)構(gòu)設計中概念設計的應用論述

盧傳香

摘要：我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，人們對于生活水平的要求也越來越高，隨之對建筑結(jié)構(gòu)設計也提出了更高的要求。在建筑行業(yè)運用概念設計，能夠合理解決建筑結(jié)構(gòu)設計中的很多問題，更好的將設計作品完成。本文將就當前建筑結(jié)構(gòu)設計中概念設計的應用進行論述，希望對今后相關(guān)內(nèi)容的研究提供借鑒。

關(guān)鍵詞：建筑設計；結(jié)構(gòu)設計；概念設計

中圖分類號： TU2文獻標識碼： A

計算機結(jié)構(gòu)程序在建筑行業(yè)的應用，使建筑結(jié)構(gòu)工程師可以設計出大量優(yōu)質(zhì)的建筑結(jié)構(gòu)，給設計帶來了極大的方便。但是在設計的過程也出現(xiàn)了很多不良的現(xiàn)象。不少設計人員對計算機技術(shù)過分的依賴，認為建筑結(jié)構(gòu)設計工作很簡單，只需要利用相關(guān)的軟件，并按照相關(guān)的標準就可以輕松的完成。在使用的過程中對軟件計算結(jié)果也不進行論證。甚至有些設計人員沒有考慮設計規(guī)范和軟件之間的差別，對結(jié)構(gòu)設計的整體性和合理性缺乏思考。研究出更為先進的理論，并靈活的運用計算機技術(shù)，認真分析優(yōu)質(zhì)建筑材料的運用，使建筑結(jié)構(gòu)的設計更加合理化、科學化和人性是現(xiàn)在建筑行業(yè)應該認真思考的問題。這就要求建筑結(jié)構(gòu)設計師要善于創(chuàng)新，打破傳統(tǒng)思維定式，撲捉設計靈感，并想法設法將其表現(xiàn)出來。除了具備較高的審美素養(yǎng)，建筑結(jié)構(gòu)分析師還需要有扎實可靠的理論基礎。能夠很好的處理建筑結(jié)構(gòu)中整體結(jié)構(gòu)和局部結(jié)構(gòu)的力學關(guān)系，同時將概念設計融入結(jié)構(gòu)設計中，創(chuàng)造出更為杰出的作品。

1 概念設計介紹

在運用概念設計之前，建筑結(jié)構(gòu)設計師們需要對概念設計有個充分、清楚的了解，這樣才能在實際工作中靈活的運用。只有深刻的把握概念設計在建筑結(jié)構(gòu)中的表現(xiàn)形式，才能將建筑結(jié)構(gòu)設計的別具一格。不管是從審美角度還是從居住的舒適度上分析都能給人耳目一新的感覺。

（1）概念設計一般指對建筑結(jié)構(gòu)不經(jīng)過數(shù)值的計算，尤其是在一些沒法做出精確理性分析或者是規(guī)范中也難以規(guī)定的問題，對建筑結(jié)構(gòu)進行全面的把握，從感官上進行設計。但是它并不意味著，結(jié)構(gòu)分析師可以根據(jù)自己的思想天馬行空的想象。為了能夠順利的實現(xiàn)設計的最終結(jié)果，結(jié)構(gòu)分析師需要準確的把握整體結(jié)構(gòu)體系和分體系之間的力學關(guān)系，并遵循工程設計的基本程序和原則，運用一定的設計思想，從整體的角度對建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)布局和抗震細節(jié)上進行宏觀的控制。

（2）運用概念設計的思想進行建筑結(jié)構(gòu)設計，可以表現(xiàn)出很多的優(yōu)勢，比如可以讓結(jié)構(gòu)設計的思路突破傳統(tǒng)的局限，達到進一步的拓寬。在傳統(tǒng)的建筑設計時，設計師往往將設計的重點集中在提高結(jié)構(gòu)的抵抗力上。為了達到這個目的，在施工的過程中，就會使用等級比較高的混凝土，并增加鋼筋的使用量，對工程的設計沒有整體的把握，使工程的造價不菲。因此，我們對一些工程中出現(xiàn)肥梁、肥柱的現(xiàn)象也就見怪不怪了。舉個很簡單的例子，在建筑物進行抗震設計時，一般先根據(jù)初定的尺寸計算出整個結(jié)構(gòu)的剛度，并計算出抗震力，最后進行配筋。但是我們不能忽略結(jié)構(gòu)剛度越大，其地震的效應也就越強烈這個問題。剛度越大，地震力就越強，產(chǎn)生的破壞作用也會隨之增大。所以為了增加抗震力，而采用多配筋的方法是不可取的。

（3）為了減少建筑物在震中的破壞，設計師通常會采取一定的隔震消能的措施。這種措施有很多，一般是在建筑物基礎和主體之間設置一個柔性的隔震層，它能減少地震能量從基礎到主體的傳遞。還有的為了達到隔震消能的目的，在建筑物的頂部設置反擺裝置，在地震的時候這個裝置的位移方向和建筑物頂部的位移方向相反，這就加大了建筑物在振動過程中的阻尼，降低地震對其產(chǎn)生的破壞。只要設計的合理，這種方法降低地震破壞的作用非常明顯。

（4）在建筑的抗震設計中，更應該注重概念設計的運用。我們知道由于建筑結(jié)構(gòu)比較復雜，在發(fā)生地震時，所受到的地震力不確定性比較大。這主要是因為人們對抗震結(jié)構(gòu)的認識比較模糊，對抗震設計分析和計算的結(jié)果精度，不能準確的把握，加上使用建筑材料的性能和其它不可預測的因素影響，甚至有些效應現(xiàn)在也無法研究清楚，最終使設計的結(jié)果和預期的效果相差甚遠。同時在震中會遇到很多不確定因素，給建筑物帶來損壞，這種不確定因素在設計時很難把握，因此，建筑結(jié)構(gòu)師們必須重視整體的概念設計，從某種方面考慮，概念設計取得的效果比分析計算得來的效果更顯著。

2 概念設計的應用

進行任何的設計都要遵守一定的原則，注意在設計中出現(xiàn)的問題，只有這樣才能為實際的工作做出正確指導，發(fā)揮其設計的價值。概念設計同樣也不例外，在設計過程中，要注意下面的問題：

2.1 準確把握剛性設計

在建筑結(jié)構(gòu)設計中，合理的確定建筑物的剛性是非常有必要的。總體來講建筑物的剛度不能太大，也不能太小，結(jié)構(gòu)設計師要根據(jù)具體的情況，進行準確的把握。建筑結(jié)構(gòu)的剛性太大，其自身的自振周期就短，在地震中比較容易傳遞能量，從而給建筑物帶來較大的破壞，并且造成大量的材料浪費，增加建造的成本。剛性太小的話，建筑物表現(xiàn)比較柔，在地震中比較容易變形，影響其整體的強度和穩(wěn)定性。

2.2 注重整體破壞機制

建筑物設計時，考慮的破壞機制有樓層和整體破壞機制。設計人員在設計時要注重整體破壞機制，避免樓層破壞機制的發(fā)生。一般出現(xiàn)樓層破壞說明在設計的時候，對細節(jié)問題考慮不周全，一些部位沒有發(fā)揮其承載能力。因此設計人員應將設計的重心放在實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的整體破壞機制上，這就需要在適當?shù)奈恢貌贾盟苄糟q，并準確的把握其出現(xiàn)的順序等要點。

2.3 注重等強度和耗能設計

在建筑物抗震結(jié)構(gòu)的設計中，要認真考慮設計的原則，避免由于考慮的不周造成建筑物局部出現(xiàn)缺陷，在水平作用下造成承重結(jié)構(gòu)的提前垮塌。因此，在設計時，一定要注重建筑結(jié)構(gòu)的等強度設計。另外，在關(guān)鍵的部位還需要具有耗能的設計，只有這樣才能減弱地震能量造成的破壞。

2.4 遵守其它設計原則

在進行概念設計時還需要遵守其它的一些設計原則，比如結(jié)構(gòu)延性設計原則和強柱弱梁的原則。在設計的時候要盡量的保證結(jié)構(gòu)具有比較好的延性，采用強柱弱梁是為了避免樓層破壞機制的發(fā)生。

3 概念設計的意義介紹

（1）運用概念設計能夠在特定的環(huán)境中，對建筑空間和地理條件從整體的角度分析建筑結(jié)構(gòu)的整體效果。同時還能夠充分利用結(jié)構(gòu)和分體系之間的力學關(guān)系發(fā)揮重要的作用。有利于把握建筑結(jié)構(gòu)的各項性能，從而對分析結(jié)果有個合理的判斷。

（2）建筑物是一個完整的空間結(jié)構(gòu)，里面每一個部件都發(fā)揮著重要的作用。因此，應該將其看做是一個整體來考慮，但是現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的設計，在建筑空間的整體研究上仍存在一定的局限性。作為建筑結(jié)構(gòu)工程師，在設計的過程中要按照相關(guān)的規(guī)范和原則進行設計，同時對一些推薦性的規(guī)范不能盲目的遵守，而應該將其作為設計中的參考，從而在具體的設計中能夠做出正確的判斷。

（3）運用結(jié)構(gòu)概念設計能夠彌補理論設計的缺陷，現(xiàn)在建筑的結(jié)構(gòu)設計水平，并不能完全的保證對抗震、抗風等自然災害具有良好的效果。由最近幾年國內(nèi)發(fā)生的震災結(jié)果分析來看，在某個層面上采用概念設計比計算發(fā)揮的作用更加明顯?，F(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的設計，不管是從理論上還是計算上都存在著缺陷和不足。例如，對混凝土內(nèi)力和截面計算采用的理論不同，這兩者計算結(jié)果存在的矛盾，使其在實際的情況下很難發(fā)揮到預期的效果。因此，運用概念設計夠有效的彌補設計過程中，由計算理論帶來的偏差。

4 結(jié)束語

隨著人們生活水平的提高，對建筑物的設計要求也會越來越高。在設計的過程中運用概念設計的理念，通過不斷的創(chuàng)新和合理的分析，能夠達到減少資源浪費保障建筑安全的目的。概念設計的突出優(yōu)點將會受到越來越多人的青睞，它是建筑設計思想的提升，在不久的將來將會有更為廣泛的應用。

參考文獻

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