淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)措施

劉曉艷 白愛華

1. 山東文孚建筑設(shè)計(jì)有限公司 山東 濟(jì)南 250000；

2. 國(guó)源設(shè)計(jì)院有限公司 山東 濟(jì)南 250000

引言

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案主要是參考這個(gè)建筑物周圍的環(huán)境，建筑物之后的用途，以及建筑物所在地區(qū)的氣候條件來(lái)確定大致的方案，當(dāng)根據(jù)工程質(zhì)量整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案確定之后，就要根據(jù)這個(gè)方案的圖紙進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，這樣就可以計(jì)算出結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)，大家千萬(wàn)別小看這個(gè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)一旦與實(shí)際工程情況不相符，則會(huì)導(dǎo)致工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，進(jìn)而影響到整個(gè)工程的交付進(jìn)度和使用效果。而且結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果不夠準(zhǔn)確，也可能造成施工方在施工的過程中出現(xiàn)房屋倒塌的安全隱患。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)特征

首先，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)與其他的概念設(shè)計(jì)不同，一般不會(huì)涉及數(shù)學(xué)的精準(zhǔn)運(yùn)算。在沒有明確的理論幫助下，概念設(shè)計(jì)往往需要整合建筑體系中的所有結(jié)構(gòu)關(guān)系和相關(guān)的建筑原理，來(lái)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)更注重從整體上進(jìn)行規(guī)劃，通過細(xì)致的分析挖掘建筑建設(shè)、使用中的問題，通過設(shè)計(jì)完善，解決問題。其次，概念設(shè)計(jì)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的精準(zhǔn)理論設(shè)計(jì)存在著一定的差距。建筑概念設(shè)計(jì)更加追求經(jīng)驗(yàn)性的積累和因地制宜的非標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)理念。一般情況下概念設(shè)計(jì)會(huì)參考一些如地震數(shù)據(jù)、測(cè)量試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)構(gòu)體系中整體與分部間的連接參數(shù)等。這些參數(shù)是有一定的變化，呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的特性，概念設(shè)計(jì)一般不會(huì)涉及利用高科技電子計(jì)算機(jī)或其他運(yùn)算設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)控制，而是對(duì)建筑整體和宏觀方向進(jìn)行設(shè)計(jì)控制。概念設(shè)計(jì)雖然在外表體現(xiàn)上存在一定的雜亂之感，但是內(nèi)在邏輯卻是清晰有條理的，能夠?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案提供良好的補(bǔ)充輔助作用。最后，概念設(shè)計(jì)的真正理念是為了尋找在建設(shè)中最為經(jīng)濟(jì)、最符合當(dāng)?shù)厥┕l件、最能夠滿足施工需要的建筑設(shè)計(jì)方案[1]。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)

2.1 前期工作

①設(shè)計(jì)人員需對(duì)具體的工程建設(shè)目標(biāo)、工程實(shí)際情況等方面進(jìn)行綜合分析，從而進(jìn)行初步方案設(shè)計(jì)及后期方案調(diào)整；②設(shè)計(jì)人員還需明確建筑工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，然后分析建筑材料、結(jié)構(gòu)模型和結(jié)構(gòu)荷載值的基本參數(shù)等，在此過程中，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)進(jìn)行參數(shù)獲取和分析，以確保結(jié)果的直觀性和準(zhǔn)確性；③設(shè)計(jì)人員自身需具備較為充足的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并掌握當(dāng)前較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)知識(shí)及相關(guān)軟件程序編寫方法，從宏觀的角度對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃和分析，從而可在正式開始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化之前，預(yù)防一些常見的設(shè)計(jì)質(zhì)量問題和通病的出現(xiàn)。

2.2 依據(jù)抗震標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范平面及豎向設(shè)計(jì)

平面規(guī)則與建筑物的穩(wěn)定性也存在一定的聯(lián)系，這是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中必須考慮的因素之一。通常情況下，抗震建筑的平面是有一定標(biāo)準(zhǔn)的，比如，凹凸口的深度與寬度，平面長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，不宜采用角部重疊或細(xì)腰形的平面布置。因此，結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，避免剛度、質(zhì)量和承載力分布不均勻。對(duì)于有較多凹凸口的復(fù)雜形狀平面要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)或采用一定的補(bǔ)救措施，最大限度地保證建筑的穩(wěn)定性。對(duì)于抗震高層建筑的結(jié)構(gòu)豎向布置，應(yīng)避免過大的外挑和收進(jìn)，宜規(guī)則、均勻，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度也應(yīng)該做到上小下大均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件宜上下連續(xù)貫通。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)是重量輕，承載能力高，結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度高，鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要承重構(gòu)件由鋼板和型鋼構(gòu)成，材質(zhì)均勻，各向同性好，結(jié)構(gòu)可靠性高。鋼結(jié)構(gòu)的材料屬理想彈性體，符合工程力學(xué)的基本假定，可在抗震設(shè)計(jì)中充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的材料塑性、彈性好的特點(diǎn)，允許有適度的變形，能很好地承受動(dòng)力荷載，在罕遇地震作用下保持結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定，避免倒塌。高精度的加工制作工藝可以做到等強(qiáng)連接，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)連接弱桿件的抗震設(shè)計(jì)原則，大大提高建筑物的抗震和承載能力。鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，特別是在大型公共建筑和基礎(chǔ)設(shè)施中。其中最重要的是機(jī)場(chǎng)車站、體育場(chǎng)館、高層建筑等。鋼殼體結(jié)構(gòu)近年也得到應(yīng)用，具有很好的空間傳力性能，能以較小的構(gòu)件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結(jié)構(gòu)，能覆蓋或圍護(hù)大尺度的空間而不需要中間支撐，兼顧到承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的雙重作用，同時(shí)也有較好的抗震性能。

2.4 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)分析環(huán)節(jié)的應(yīng)用

結(jié)構(gòu)理念在計(jì)算機(jī)分析環(huán)節(jié)有什么具體的應(yīng)用呢？現(xiàn)在隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，如今的計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為人們生活中密不可分的一部分，而且計(jì)算機(jī)也有小的幫助人們減少工作中的壓力，讓復(fù)雜的事情簡(jiǎn)單化。結(jié)構(gòu)理念在計(jì)算機(jī)中運(yùn)用的時(shí)候要嚴(yán)格注意拓展全方位能力，能夠?qū)φ麄€(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行詳盡闡述，報(bào)告結(jié)構(gòu)清晰、調(diào)測(cè)環(huán)節(jié)完整、圖表規(guī)范、符合設(shè)計(jì)報(bào)告文本格式要求這幾個(gè)方面。那么設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)就需要進(jìn)行重新測(cè)量。 現(xiàn)在建筑行業(yè)還有大多數(shù)沒有將數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，這種沒有科學(xué)性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是終會(huì)被時(shí)代所淘汰的，現(xiàn)在的建筑結(jié)構(gòu)大數(shù)據(jù)就可以在計(jì)算機(jī)上面找到，也就是說設(shè)計(jì)師參考數(shù)據(jù)建設(shè)方案就更加的方便，而且數(shù)據(jù)的全面性、科學(xué)性得到了保障。這樣設(shè)計(jì)師就可以通過計(jì)算機(jī)上面的大數(shù)據(jù)選取一組最適合自己參考的數(shù)據(jù)，大大地方便設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)方面的計(jì)算壓力，而且可以減少計(jì)算結(jié)果的失誤，大大減少數(shù)據(jù)出錯(cuò)的概率，有效地保障了工程的總體質(zhì)量。設(shè)計(jì)師通過計(jì)算機(jī)就可以看到建筑物所在地的氣候條件，以及建筑物附近的情況，設(shè)計(jì)師就算在自己家里面，也可以對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有了大致了解。建筑行業(yè)通過計(jì)算機(jī)可以有效提高設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)理念的科學(xué)性，從而可以保障工程的總體質(zhì)量[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，越來(lái)越多的建筑工程設(shè)計(jì)師們，已經(jīng)意識(shí)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)措施的重要性，在現(xiàn)代的建筑工程設(shè)計(jì)理念中，工程師們?nèi)找鎮(zhèn)戎馗拍钤O(shè)計(jì)運(yùn)用，也逐漸意識(shí)到要有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能使建筑設(shè)計(jì)更好地迎合社會(huì)發(fā)展需要，獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。