淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)

張瑋

摘要：在經(jīng)濟(jì)全球化的背景之下，我國(guó)建筑領(lǐng)域也發(fā)生了較大的變化，對(duì)于建筑建構(gòu)設(shè)計(jì)的要求逐漸提高，傳統(tǒng)的單調(diào)設(shè)計(jì)已經(jīng)不能適合時(shí)代的發(fā)展需要，也無(wú)法適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展形形勢(shì)。由此出現(xiàn)了一種新型的設(shè)計(jì)理念，即所謂的概念設(shè)計(jì)，其在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用能夠有效處理建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，確保建設(shè)設(shè)計(jì)貼近生活，貼近實(shí)際，不僅能夠提高建筑質(zhì)量，還能提高建筑的應(yīng)用價(jià)值。本文就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合論述。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；概念設(shè)計(jì)

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，一定程度上能夠反映建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。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)量的要求逐漸提高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建筑設(shè)計(jì)中的重要部分直接影響著建筑行業(yè)的未來(lái)走向和發(fā)展。在我國(guó)建筑建構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常采用的設(shè)計(jì)理論是概念極限狀態(tài)理論，這種理論雖然能提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)水平，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在一定的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)中不能對(duì)建筑物的承載能力進(jìn)行預(yù)測(cè)。為了在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中準(zhǔn)確預(yù)測(cè)建筑物的實(shí)際承載能力，需要將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用其中，促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展。

一、概念設(shè)計(jì)的概述

概念設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中的一種全新設(shè)計(jì)理念，不需要進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，只需要對(duì)用戶(hù)需求進(jìn)行詳細(xì)分析然后得到一種概念產(chǎn)品。概念設(shè)計(jì)的過(guò)程是由抽象到具體的過(guò)程，同時(shí)也是一個(gè)有模糊到清晰的過(guò)程，實(shí)際是在整個(gè)設(shè)計(jì)階段貫穿一種設(shè)計(jì)方法。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)就是在面臨一種無(wú)法分析的問(wèn)題時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析的方法，根據(jù)分析的相關(guān)內(nèi)容和設(shè)計(jì)人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌耐瓿山ㄖ矬w的抗震設(shè)計(jì)和整體布局設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)可以根據(jù)建筑物的整體結(jié)構(gòu)和分部結(jié)構(gòu)之間的力學(xué)關(guān)系確定建筑結(jié)構(gòu)的布置方案。概念設(shè)計(jì)一定程度上能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行宏觀控制，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，首先是對(duì)建筑整體和分部之間的關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)，第二個(gè)方面是進(jìn)行理論設(shè)計(jì)，這一階段設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師需要對(duì)工程設(shè)計(jì)的實(shí)際條件進(jìn)行綜合考慮，結(jié)合理論和工程建設(shè)的材料性質(zhì)兩個(gè)方面的因素計(jì)算實(shí)際需要的工程建設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)果，從而對(duì)概念設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷。

二、概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性分析

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及到的建筑學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)相對(duì)較多，僅僅依靠建筑結(jié)構(gòu)師的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)難以確保知識(shí)的系統(tǒng)化和規(guī)范化，更不便于對(duì)知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用。因此在實(shí)際工程建設(shè)中需要利用概念設(shè)計(jì)，利用其整體性的概念對(duì)建設(shè)結(jié)構(gòu)正確分析，還能夠?qū)ㄖO(shè)計(jì)軟件的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)于建筑物體的實(shí)際受力情況和工程建設(shè)中的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合分析，然后才能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)重新進(jìn)行調(diào)整，對(duì)構(gòu)件之間的關(guān)系靈活進(jìn)行處理，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全和協(xié)調(diào)性。概念設(shè)計(jì)不僅結(jié)構(gòu)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念中的不足之處進(jìn)行改善，從建筑整體上解決了就算理論上存在的問(wèn)題。

三、概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）建筑結(jié)構(gòu)方案選擇中對(duì)于概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，需要選擇合適的設(shè)計(jì)方案，為了保證方案的合理性和經(jīng)濟(jì)性，需要對(duì)概念設(shè)計(jì)的思想較好的進(jìn)行應(yīng)用。首先在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案選擇中，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的多種影響因素綜合進(jìn)行考慮，例如地質(zhì)條件、載荷分布情況和施工條件等因素，根據(jù)這些因素來(lái)確定最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。對(duì)于地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)前期得到的實(shí)地勘察報(bào)告進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)無(wú)法得到勘察報(bào)告時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該收集一些相關(guān)資料對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的情況全面進(jìn)行掌握。只有在所有信息都比較完整的情況下才能夠保證設(shè)計(jì)工作的合理性和準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)人員同時(shí)應(yīng)該注意在同一單元中采用同一單元結(jié)構(gòu)體系。

（二）建筑物抗震設(shè)計(jì)中對(duì)于概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，一般情況下都是由設(shè)計(jì)人員確定建筑的初始尺寸后才能計(jì)算出結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度，依據(jù)剛度計(jì)算結(jié)構(gòu)才能推斷出地整力，最終得到需要配筋的數(shù)量。但是在建筑設(shè)計(jì)中，我們可以知道建筑結(jié)構(gòu)的剛度和地震力及配筋之間呈現(xiàn)正比例關(guān)系，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的剛度越大時(shí)地震力就會(huì)越大，對(duì)于結(jié)構(gòu)配筋數(shù)量的要求也就越多，結(jié)構(gòu)的剛度就更加強(qiáng)，相應(yīng)的產(chǎn)生的地震力就會(huì)越大。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如果只是盲目的增加配筋數(shù)量卻會(huì)起到相反的效果，不僅不會(huì)減小振力，反而會(huì)使得地整的效果逐漸加劇，對(duì)抗震設(shè)計(jì)作用也不明顯。將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到抗震設(shè)計(jì)中能夠拓展設(shè)計(jì)思路，進(jìn)而取得理想的抗震效果。例如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以采用具有隔震效能的概念設(shè)計(jì)，在建筑物的主體和基礎(chǔ)之間設(shè)置一定的隔震層，可以大幅度降低地震產(chǎn)生的影響。

（三）建筑平面設(shè)計(jì)中對(duì)概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用

一些高層建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮到風(fēng)荷的影響，通常情況下，建筑物越高，受到的風(fēng)荷就會(huì)越大，外加建筑物長(zhǎng)時(shí)間承受水平力的作用，導(dǎo)致其產(chǎn)生向側(cè)面移動(dòng)的現(xiàn)象。將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到建筑物平面設(shè)計(jì)中，需要考慮到建筑物結(jié)構(gòu)的側(cè)移現(xiàn)象。在選取建筑物形狀時(shí)，需要考慮該建筑物能否承受風(fēng)荷影響或者是建筑物能否將風(fēng)荷載減到最小。對(duì)于建筑物承受風(fēng)荷能力的分析首先應(yīng)該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)的建筑才能夠確保其對(duì)風(fēng)荷有一定的抵抗能力。

結(jié)束語(yǔ)

概念設(shè)計(jì)是一種整體性的設(shè)計(jì)理念，所以工程師在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時(shí)必須打破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，從建筑物的整體角度進(jìn)行分析，對(duì)影響建筑物的各個(gè)因素綜合進(jìn)行考慮，才能夠更好的優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此外，還需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中積極創(chuàng)新，采用新型的設(shè)計(jì)方法，力求設(shè)計(jì)理念更為全面。同時(shí)還需要結(jié)構(gòu)工程師不斷提高自身技術(shù)，通過(guò)不斷學(xué)習(xí)獲取新型的建筑科技，確保概念設(shè)計(jì)作用的有效發(fā)揮，為建筑結(jié)構(gòu)安全和建筑質(zhì)量的安全提供保證，一定程度上還能夠節(jié)約建筑資源，提高建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，使概念設(shè)計(jì)應(yīng)用的領(lǐng)域更加廣泛。

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