當前建筑結構設計中概念設計的應用

孫桂宏

(江蘇省高郵市建筑設計院，江蘇省 高郵市)

當前建筑結構設計中概念設計的應用

孫桂宏

(江蘇省高郵市建筑設計院，江蘇省 高郵市)

隨著社會經濟的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，人們對建筑結構設計要求越來越高。在建筑結構設計中，合理應用概念設計，可以有效解決設計中遇到的各種問題，提高了建筑結構設計的安全性、經濟性、可靠性、適用性。本文主要對概念設計含義及應用原則進行分析，闡述概念設計在建筑結構設計中應用的注意事項。

建筑結構設計 概念設計 原則 注意事項

隨著科學技術水平的不斷提高，計算機程序的不斷應用，為建筑結構設計帶來了很多便利，極大的提高了設計質量與效率，然而也導致很多設計人員越來越懶惰，越來越依賴計算機，認為結構設計非常簡單，只要按照圖集、規(guī)范標準執(zhí)行即可。在此過程中，缺乏結構整體性、經濟性、合理性概念的認識。為此，一定要重視概念設計的應用，提高建筑結構設計水平，促進建筑行業(yè)的進一步發(fā)展。

一、概念設計含義

概念設計是完整而全面的設計過程，它通過設計概念將設計者繁復的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個設計。也就是說，概念設計就是在不經過具體數值計算、沒有準確數據支持的條件下，從感官上全面掌握建筑結構設計。結合建筑整體結構體系與分體結構間的力學關系，根據建筑工程設計原則，展開理念設計。概念設計在綜合分析建筑物設計因素的基礎上，根據建筑設計要求，設計出科學、合理的宏觀結構框架，從整體上進行建筑結構布局，加強抗震措施、類型選擇的控制，保證建筑結構設計的合理性與科學性。在建筑結構設計中應用概念設計，對建筑設計師的綜合素質要求較高，需要建筑設計師具備豐富的工作經驗，進而保證各項工作的順利完成。

二、概念設計應用原則

（一）優(yōu)化選型原則

首先，優(yōu)化結構體系。在結構體系設計中，需要全面掌握建筑基本構件特征，根據建筑、環(huán)境、荷載、使用情況選擇優(yōu)化方案，并且判斷各種情況之間的關系，進而構建結構單元；然后借助平面、線型、疊合、交叉等集合形式對結構單元予以轉換，使其成為主要結構體系。其次，優(yōu)化結構布置。在保證建筑使用需求與意向的情況下，對建筑樓層蓋水平、柱墻豎向支承系統(tǒng)、基礎系統(tǒng)予以優(yōu)化布置。在此過程中，需要對建筑承載力、側向與豎向變形、地質條件、支承作法等結構性展開對比，明確其是否具有合理性、科學性與優(yōu)越性。

（二）空間作用原則

建筑物屬于空間結構，在結構概念設計中，一定要保證建筑物內各個結構空間作用的合理性，恢復其原有結構，保證建筑結構設計的科學性、安全性與可靠性。

（三）結構延性設計原則

通常而言，結構延性主要是由延性系數表示，其主要就是結構極限變形和屈服變形的比值，此項比值越大，結構延性越好，如果構成整體結構的構件都具備良好的延性，那么，整體結構本身就會具有良好的延性。

（四）強柱弱梁設計原則

強柱弱梁設計的主要目的就是，確保建筑結構在強地震作用下，框架結構塑性鉸先出現(xiàn)在梁上，而不是在柱上。

（五）等強度與耗能設計原則

在建筑結構抗震設計中，首先考慮的就是等強度與耗能設計，在結構設計中，必須避免因為設計考慮不周，或者施工不當，導致水平承重結構出現(xiàn)破壞，進而影響整個建筑物的安全性與穩(wěn)定性。在建筑結構設計中，充分考慮薄弱環(huán)節(jié)的設計，盡可能做到等強度，同時重視耗能設計。在選用耗能構件的時候，需要對以下幾點內容予以注意：一是，耗能構件屈服應力依然處在彈性階段，也就是說，其屈服在整個建筑結構中是局部性的，不會導致建筑整體破壞。二是，為了更好的消耗地震能量，耗能構件的數量一定要滿足設計要求，并且保證構件具有良好的延性。三是，耗能構件不應選擇主要承受豎向荷載的構件，如剪力墻、柱等。

三、概念設計應用的注意事項

（一）結合建筑實際要求，選用合理、科學的建筑結構設計方案

在實際建筑工程建設中，對建筑結構設計要求非常高。要想有效應用概念設計，取得良好的設計效果，就要保證建筑設計師具有豐富而合理的想象力，充分結合實際情況，綜合分析建筑工程的施工條件、現(xiàn)場地理環(huán)境、材料供應能力等問題，同時，對結構框架的抗震節(jié)點、應力、總體布局等進行全面控制，保證建筑結構設計方案的合理性與科學性，進而確保建筑建設的順利完成。比如，在建筑結構抗震設計中應用概念設計的時候，一定要充分了解建筑材料的性能，充分分析可預測以及不可預測的因素，重視整體概念設計理念，采取一些隔震對策，盡可能降低地震或不可抗力對建筑物的影響，避免建筑物受到破壞，實現(xiàn)建筑結構設計的預期效果。

（二）不能盲目定論，選用合理的計算簡圖

計算簡圖是建筑設計師進行結構設計計算的前提與基礎，是保證建筑結構安全的重要因素，因此，建筑設計師一定要根據實際情況，選用合理的計算簡圖，在確保數據精準的條件下，進行結構概念設計，保證建筑結構設計的完美，避免出現(xiàn)因為建筑結構設計不當影響樓層穩(wěn)定性、安全性的問題，進而促進建筑結構設計的可持續(xù)發(fā)展。

（三）不可太過依靠計算機，正確分析計算結果

在建筑結構設計計算中，建筑設計師主要就是借助計算機完成計算，因為計算機軟件種類較多，又存在著一些缺陷，導致計算結果存在著一定的差異。針對此種情況而言，需要建筑設計師根據自身專業(yè)水平與業(yè)務技能，認真分析計算結果，展開反復的對比與審核，輸入正確參數，選用合理、科學的計算結果，保證建筑結構設計的理想化、科學化、人性化、安全化。

結束語：

總而言之，在建筑結構設計中應用概念設計，可以有效提高建筑結構設計的主觀能動性，充分融合建筑設計師的想象力與個人經驗，實現(xiàn)建筑結構設計的經濟性、合理性、安全性。在應用概念設計的時候，可以有效擴展建筑結構設計思路，受到了廣大建筑設計師的喜愛，在實際設計中具有廣泛的應用平臺與發(fā)展前景。

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TU7

B

1007–6344（2015）01–0185–01