淺析概念設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

■葉湊平 ■中國瑞林工程技術(shù)有限公司，江西 南昌 330000

1 前言

概念設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要因素，在一程度上會(huì)反映出建筑結(jié)構(gòu)的整體水平。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的要求也在不斷提高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中的重要組成部分，直接影響到建筑行業(yè)未來的發(fā)展走向。在我國建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，基本上采用的是概念極限狀態(tài)理論，這個(gè)理論雖然可以在一定程度上提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)水平，但是在實(shí)際應(yīng)用過程中還是會(huì)存在一些問題，不能對(duì)建筑物的承載力進(jìn)行預(yù)測。所以為了保證在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中能準(zhǔn)確預(yù)測出建筑物的實(shí)際承載能力，我們需要引入概念設(shè)計(jì)，從而來促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展。

2 概念設(shè)計(jì)的論述

概念設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中一項(xiàng)全新設(shè)計(jì)理念，其不需要進(jìn)行數(shù)值的計(jì)算，只需要對(duì)用戶需求進(jìn)行詳細(xì)的分析，然后得到一種概念產(chǎn)品。概念設(shè)計(jì)的過程是一個(gè)由抽象到具體的過程，同時(shí)其也是一個(gè)由模糊到清晰的過程，實(shí)質(zhì)上是貫穿與整個(gè)設(shè)計(jì)階段的一種設(shè)計(jì)方法。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)是在面對(duì)一些無法分析的問題時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析的方法，根據(jù)分析后的相關(guān)內(nèi)容和設(shè)計(jì)人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來完成建筑物的抗震設(shè)計(jì)以及整體布局設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)可以根據(jù)建筑物的整體結(jié)構(gòu)和分布結(jié)構(gòu)之間的力學(xué)關(guān)系來確定最終的建筑結(jié)構(gòu)布置方案。概念設(shè)計(jì)可以在一定程度上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行宏觀控制，這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，第一個(gè)方面是協(xié)調(diào)建筑整體和分部之間的關(guān)系，第二個(gè)方面是進(jìn)行相關(guān)的理論設(shè)計(jì)，在這一階段的設(shè)計(jì)過程中，工程師需要綜合考慮工程設(shè)計(jì)的實(shí)際條件，結(jié)合理論和工程建設(shè)的材料性質(zhì)兩個(gè)方面的因素來計(jì)算實(shí)際需要的工程建設(shè)理論數(shù)據(jù)，從而準(zhǔn)確判斷出概念設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

3 概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要性的分析

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及到建筑學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)比較多，如果只是依靠建筑結(jié)構(gòu)部分的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)很難確保知識(shí)的系統(tǒng)化和規(guī)范化，更不會(huì)便于對(duì)知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用。所以我們?cè)趯?shí)際工程的建設(shè)過程中要充分利用概念設(shè)計(jì)，利用其整體性的概念來對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行正確分析，同時(shí)還可以對(duì)建筑設(shè)計(jì)軟件的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。如果有問題，還可以對(duì)建筑物的實(shí)際受力情況和工程建設(shè)中的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行再次分析，然后對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)重新進(jìn)行調(diào)整，靈活處理構(gòu)件之間的關(guān)系，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性和協(xié)調(diào)性。概念設(shè)計(jì)不僅綜合了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的長處，同時(shí)還在此基礎(chǔ)上改善傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念中的不足之處，從而解決建筑整體上存在的理論問題。

4 概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

4.1 概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)方案選擇中的應(yīng)用

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，我們需要選擇合理的設(shè)計(jì)方案，一般我們會(huì)采用概念設(shè)計(jì)中思想比較好的設(shè)計(jì)方案，目的是保證方案的合理性和經(jīng)濟(jì)性。我們?cè)谶x擇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的過程中，需要對(duì)施工現(xiàn)場的不同影響進(jìn)行綜合考慮，比如說地質(zhì)條件、載荷分布情況等等，根據(jù)這些因素來確定最終的設(shè)計(jì)方案。在對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之前，我們應(yīng)該要根據(jù)之前得到的實(shí)地勘察報(bào)告進(jìn)行分析，之后再進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果沒有及時(shí)得到實(shí)地勘察報(bào)告，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該要收集一些相關(guān)資料，從而全面掌握施工現(xiàn)場的情況。我們只有在掌握比較完整的信息的前提下，才能夠保證設(shè)計(jì)工作的合理性和準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)人員同時(shí)也要注意在同一單元中要采用同一單元結(jié)構(gòu)體系。

4.2 概念設(shè)計(jì)在建筑物抗震設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，一般情況下都是通過設(shè)計(jì)人員確定建筑的初始尺寸，之后再計(jì)算出節(jié)后的實(shí)際剛度，根據(jù)剛度判斷出地震力，最終得到需要配置鋼筋的數(shù)量。在建筑設(shè)計(jì)的過程中，我們可以了解到建筑結(jié)構(gòu)的剛度和地震力以及配置鋼筋數(shù)量之間成正比關(guān)系，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的剛度越來越大時(shí)，地震力也隨之變大，配置鋼筋的數(shù)量也會(huì)增加，結(jié)構(gòu)的剛度就會(huì)更加強(qiáng)，相應(yīng)的地震力也會(huì)增大。所以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中盲目的增加鋼筋數(shù)量會(huì)起到相反的作用，不僅不會(huì)減小震力，反而會(huì)使得地震的效果增強(qiáng)，對(duì)于抗震的效果也不是很理想。我們將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到抗震設(shè)計(jì)中能夠拓寬設(shè)計(jì)思路，進(jìn)而獲得理想的抗震效果。比如說我們?cè)诮ㄖ锏闹黧w和基礎(chǔ)之間設(shè)置一些隔震層，這樣就可以大幅度的降低地震給建筑物帶來的影響。

4.3 概念設(shè)計(jì)在建筑平面中的具體應(yīng)用

在一些高層建筑的設(shè)計(jì)過程中，通常需要考慮到風(fēng)荷的影響，一般建筑物越高，受到的風(fēng)荷影響就越大，再加上建筑物長時(shí)間承受水平力的作用，會(huì)引起建筑物側(cè)面移動(dòng)。我們將概念設(shè)計(jì)引入到建筑物的平面設(shè)計(jì)中，就需要考慮到建筑物結(jié)構(gòu)的側(cè)移現(xiàn)象。設(shè)計(jì)師在選擇建筑物形狀時(shí)。要考慮到建筑物能否承受風(fēng)荷的影響或者是建筑物能否將風(fēng)荷影響降到最低。我們?cè)趯?duì)建筑物承受風(fēng)荷影響進(jìn)行分析的時(shí)候，首先要正確分析與其相鄰的建筑物對(duì)風(fēng)荷分布的影響情況，這樣設(shè)計(jì)出來的建筑物才能夠確保對(duì)風(fēng)荷有一定的抵抗能力。

5 概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)中的注意事項(xiàng)

5.1 選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

結(jié)構(gòu)方案的選擇包括結(jié)構(gòu)性形式、結(jié)構(gòu)體系以及結(jié)構(gòu)布置三者的選定，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)中，最重要的是選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，在選擇方案時(shí)，要充分考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的安全性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性以及合理性。設(shè)計(jì)師也要在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)用自己積累的理論知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行充分考慮，其中包括建筑物受力和抗震性問題，運(yùn)用多種設(shè)計(jì)方法選出合理化并結(jié)合實(shí)際情況的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，比如我們?cè)谶x擇結(jié)構(gòu)體系時(shí)，首先我們要熟悉各種結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)，再結(jié)合建筑的實(shí)際情況選擇出合理的結(jié)構(gòu)體系，在結(jié)構(gòu)布置一開始，我們要充分考慮到建筑物的受荷面積和建筑層數(shù)、建筑空間以及功能等，利用積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、公式來初步選擇和布置，切記不能盲目布置，結(jié)構(gòu)的合理性將會(huì)直接影響到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)度和質(zhì)量。

5.2 選擇合適的計(jì)算簡圖

計(jì)算簡圖是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須要使用到的工具，她會(huì)輔助設(shè)計(jì)師來開展相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，所以在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時(shí)，我們必須要保證計(jì)算簡圖的正確性，同時(shí)要結(jié)合實(shí)際情況判斷構(gòu)件會(huì)受到哪個(gè)方向的力，判斷出受荷是否均勻，合理的受力分析是計(jì)算簡圖是否正確的前提，而錯(cuò)誤的計(jì)算簡圖會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)嚴(yán)重的失誤，直接影響到建筑結(jié)構(gòu)，甚至是安全事故。此外，設(shè)計(jì)師要充分考慮到實(shí)際結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)應(yīng)該是鋼接點(diǎn)或者是鉸接點(diǎn)，總之要保證計(jì)算簡圖的設(shè)計(jì)誤差要在允許的范圍之內(nèi)。

5.3 正確分析計(jì)算結(jié)果

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，肯定會(huì)應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，但因?yàn)槟壳坝?jì)算機(jī)軟件的種類太多，不同的軟件之間存在著差異，因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的計(jì)算過程有所了解，不能完全照搬計(jì)算軟件的計(jì)算結(jié)果，要在驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上再加以利用，避免因?yàn)橛?jì)算結(jié)果的失誤給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作帶來影響。在計(jì)算前要輸入正確的計(jì)算參數(shù)，得到數(shù)據(jù)后要做出合理的判斷，正確取舍數(shù)據(jù)。

6 結(jié)束語

概念設(shè)計(jì)是一種整體性的設(shè)計(jì)理念，所以設(shè)計(jì)師在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時(shí)要突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的禁錮，從建筑物的整體性出發(fā)，對(duì)影響建筑物的每一個(gè)因素進(jìn)行分析，這樣才能夠設(shè)計(jì)出更好的建筑結(jié)構(gòu)。

此外，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，我們還要積極創(chuàng)新，采用新的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法，努力做到設(shè)計(jì)理念的全面性，同時(shí)設(shè)計(jì)師也要不斷提高自身設(shè)計(jì)水平，通過不斷學(xué)習(xí)來了解新型的建筑材料，保證概念設(shè)計(jì)的作用得到充分發(fā)揮，為建筑結(jié)構(gòu)的安全和建筑質(zhì)量提供安全保障。

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