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、規范標準執行即可。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，促進建筑行業的進一步發展。

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）優化選型原則

首先，優化結構體系。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、環境、荷載、使用情況選擇優化方案，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、基礎系統予以優化布置。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破壞，進而影響整個建筑物的安全性與穩定性。在建筑結構設計中，充分考慮薄弱環節的設計，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、現場地理環境、材料供應能力等問題，同時，對結構框架的抗震節點、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，避免出現因為建筑結構設計不當影響樓層穩定性、安全性的問題，進而促進建筑結構設計的可持續發展。

（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水平與業務技能，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展前景。

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TU7

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1007–6344（2015）01–0185–01