建筑結構設計中的概念設計

孫海濤

（山西省第二建筑設計院，山西長治 146000）

建筑結構設計中的概念設計

孫海濤

（山西省第二建筑設計院，山西長治 146000）

就結構設計師來講，在進行工程設計的時候，首要工作就是做好概念設計，通過這一設計能夠給建筑師提供更為開拓的視野，也能給業主提供夢想中的建筑物構造。因而，概念設計十分重要。鑒于此，筆者總結了本文。

建筑 結構設計 概念設計

1. 概念設計的內涵

就概念設計而言，其建立的基礎就是工程建筑，需要在支撐數據下，通過常用措施調控設計的對象，如果存在一些不精確的地方，就結合建筑物實際制定對癥的調控計劃。

2. 在建筑結構設計中，概念設計的重要性

2.1 概念設計充分體現了設計者的設計理念

一個具有豐富經驗的結構工程師不僅能夠在一定的空間當中將完善的設計計劃制定出來，還能將構建和結構做好合理的處理。伴隨著不斷完善的設計工作經驗，越來越多的完善建筑將不斷產生。而伴隨著不斷完善的設計計劃，也將有著越來越高的人們認可度。但就當下來講，還存在一些工程師在設計的時候太依賴工具進行設計，因而就使得自身的思維空間難以避免的受到限制；因為怕影響設計結果，不能及時采用新技術；當設計的時候，計算機程序和結構理論存有矛盾的時候，不能及時而動態的進行處理，如此也就使得設計計劃受到影響。因而，在建筑結構設計中，概念設計的重要性不言而喻。

2.2 在計劃設計階段，概念設計有著重要作用

在設計初始時，就結構工程師來講，需要將自身所學知識靈活掌握，并且結合結構實際和自身經驗，將具有較低成本、較高實用性的結構計劃設計出來。在進行設計的時候，需要將每個結構體系之間存有的差異及時明確，如此才能結合設計計劃有效的去構思結構體系，進而使得結構計劃的性能得以保證，而要想做到這些，離不開牢牢的掌控設計概念。如果伴隨技術問題，通過設計概念進行分析不僅能夠快捷的解決問題，還能更為合理的判斷結構構造。

3. 進行概念設計應該注意的幾點問題

3.1 將適當的結構設計計劃選擇出來

就結構工程師而言，需要在設計的時候，對設計計劃的安全度以及實用度等進行縝密的考慮，然后結合自身經驗和專業知識，將有效的計劃制定出來，并且，要充分考慮可能伴隨的問題，諸如一些應受力相對薄弱的部分等等。總而言之，就結構設計工作者來說，需要重視選擇材料和建筑實際，并且對其進行合理的分析，進而選擇適當的設計計劃。

3.2 選擇合理的計算簡圖

就建筑設計師而言，在進行結構計算的時候，如果沒有選擇合適的計算簡圖，就會對建筑結構造成很大的影響，更有甚者將伴隨安全事故，所以，應該重視對計算簡圖的選擇，并且采取對應的結構做好相關保障，同時，就結構設計師而言，還要對實際結構的節點情況進行認真的考慮，從而使得計算簡圖的設計誤差能夠得以有力的控制。

3.3 對計算結果進行認真的驗證

就當下而言，在設計建筑結構的時候，都離不開合理的運用計算機，一般而言，不同軟件必然伴隨很多不同性，自然也難以避免有著各種各樣的計算結果，所以，就結構設計工作者而言，在進行設計的時候，需要就計算機的應用程序進行認真的掌握，將數據的重要性充分了解，并且對有關數據進行認真的對照，同時，也要結合經驗來對數據的合理性和對錯做出初步的判斷。

4. 協同工作以及其相關設計

4.1 協同工作的內涵

就協同工作而言，指的是，為了使得建筑中各個構件都能配合好從而有機的結合起來將工作完成，就需要在不超過受力的情況下，將每個構件的最大作用充分發揮出來。另外，還需要它們有著同步的使用壽命。同時，協同還體現在基礎和上部結構的協同，如果伴隨問題時，也不能分開解決，應該以整體的形勢進行結果。協同工作還有一個明顯的特征，就是在遇到外力時，它們會整體對其進行對抗。就設計工作者而言，在進行高層建筑的設計時，不要將短柱設計出來，因而如此就會使得承載外力的時候，不能充分實現協同工作。而就短長梁而言，也不要在一個框架結構中同時出現，因為其有著相對較大的剪力和相對較大的負彎矩。其配筋直接決定于水平力。在設計建筑的時候，就結構設計而言，其目標就是避免扭轉現象的發生，從而更好的對水平力進行抵抗。在一個平面當中，對正交方向而言，需要有著一致的尺寸，進而更好的控制“慣性矩”，使得受力不均的現象得以控制。為了更好的控制角柱剪力以及柱節點存在的水平位移，應該做好扭轉的防控，從而防止中柱剪力之間伴隨太大的差距而從外面到里面都伴隨各類破壞。只有具有了對稱的抗側力結構，才可以對扭轉更好的控制。而就高層建筑而言，分析其角柱軸壓的時候就能夠發現，其在水平力中有著相對較大的變化幅度，因而其一定要有較強的角柱應變力和相對較大的承載力。而就當前建筑而言，需要在四角處將巨型鋼管柱設置出來，進而更好的控制變形。在設計的時候，還要關注柱軸壓比，控制好其限值，因為其大小直接和塑性變形能力息息相關，對結構延展性有著很大影響。為了提高柱軸壓比的上下限，當前大都采用鋼管混凝土。

4.2 協同工作的相關設計

通過對協同工作的設計，不僅可以提高建筑物的盈利水平，還可以更好的控制成本，將材料利用率大大提高。拿構件舉例，當其軸心受力的時候，其會大大提高材料的利用效率，如此也能夠去除梁中伴隨的多余材料，使得自身自重得以降低，進而推動平面桁架的形成。而二次應用多余材料的時候，也會使得成本得以控制。就建筑物而言，進行結構設計的時候，如果有著越高的材料利用率，就會使得構件更多的地方伴隨軸心受力。而就框架結構而言，如果伴隨較大的縱向力，就其框架柱而言，也就處在小偏心態勢當中。因而，在設計建筑的時候，需要重視結構整體性能的進一步強化，而就樓體而言，最好采用多支柱的設計，從而保證設計協同工作的積極作用充分發揮。

5 結束語

總之，伴隨著不斷發展的建筑行業，概念設計也將成為今后的設計主流，因而就結構設計工作者而說，應該在不斷充實自身專業理論的同時，堅持協同工作的原則，不斷努力學習，不斷充實自身經驗，不斷創新自身設計，從而為更好的推動我國建筑業發展貢獻自身力量。

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[3]林同炎.結構概念和體系[M].北京：中國建筑工業出版社，2011.

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1007-6344（2015）12-0050-01