當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的應(yīng)用

陳一鳴

【摘要】近年來，我國社會發(fā)展比較迅速，國民生活水平也不斷提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求也在逐漸提高。作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中較為重要的概念設(shè)計應(yīng)運而生，而且發(fā)展越來越快，不僅能將設(shè)計過程中遇到的問題都較好地解決，也使建筑結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟性、適用性得到了進(jìn)一步的提高。本文主要針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的應(yīng)用進(jìn)行簡要的探討。

【關(guān)鍵詞】建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；概念設(shè)計；應(yīng)用

引言：

概念是對事物本質(zhì)的直接反映，是思維的一種形式，它是在實踐的過程中，感性認(rèn)識向理性認(rèn)識升華的結(jié)果。建筑行業(yè)中，設(shè)計人員還不是很了解空間結(jié)構(gòu)的整體性，在進(jìn)行具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，經(jīng)常會運用一些假定理論和簡化設(shè)計，所以，這就要求相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要對整體結(jié)構(gòu)與局部結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系做以透徹地了解，同時融入概念設(shè)計的理念，要從概念設(shè)計的角度來促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體發(fā)展。

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的具體應(yīng)用

1.1方案選擇時概念設(shè)計的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，概念設(shè)計的應(yīng)用較為廣泛，首先就是在設(shè)計方案的選擇上要應(yīng)用概念設(shè)計。概念設(shè)計并不是毫無依據(jù)的設(shè)計，其設(shè)計要以方案的經(jīng)濟適用為前提，同時要體現(xiàn)出創(chuàng)新之處。在方案選擇的過程中運用概念設(shè)計的理念，可以使所選方案更具合理性。設(shè)計人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式與結(jié)構(gòu)體系的選擇時，可以結(jié)合自身的專業(yè)知識和以往的工作經(jīng)驗，從而使選擇更加的切實可行，主要就是總體布局一定要明確清晰，以建筑的目標(biāo)職能為出發(fā)點，使結(jié)構(gòu)的高效規(guī)劃得以實現(xiàn)。在概念設(shè)計的理論運用過程中，我們需要綜合考慮地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)類型、荷載分布、施工條件等，最后選擇最佳方案。即使是進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計的時候，也不能將概念設(shè)計思想的應(yīng)用忽略掉，設(shè)計必須以實地勘察報告為依據(jù)，調(diào)查清楚相關(guān)的資料，只有將這些前期工作準(zhǔn)備到位，才能使后期的設(shè)計更加準(zhǔn)確。

1.2建筑抗震設(shè)計時概念設(shè)計的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，抗震設(shè)計一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員關(guān)注的重點問題。概念設(shè)計在抗震設(shè)計中的應(yīng)用，要以地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗為依據(jù)，結(jié)合抗震規(guī)范要求的抗震設(shè)防“三水準(zhǔn)”和抗震設(shè)計“兩階段”，形成設(shè)計的基本原則和理論，從而指導(dǎo)建筑結(jié)構(gòu)的總體布置并確定結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造。概念設(shè)計的運用，著重需要把握好結(jié)構(gòu)體系平面與立面的規(guī)則性，在進(jìn)行具體的設(shè)計時，可以通過調(diào)整結(jié)構(gòu)剛心、建筑物質(zhì)心及平面形心的位置，使三者盡可能靠近，并盡量避免結(jié)構(gòu)的豎向剛度突變，從而使建筑形體和結(jié)構(gòu)布置更加的合理，這在抗震概念設(shè)計中是非常重要的。因為簡單、規(guī)則、對稱的結(jié)構(gòu)在遭受地震作用時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)更小，而豎向剛度的均勻連續(xù)則能避免結(jié)構(gòu)薄弱層的出現(xiàn)，因此，如果能在概念設(shè)計階段就要充分考慮這幾點因素，就能盡早地發(fā)現(xiàn)并避免后續(xù)潛在的設(shè)計難點，使結(jié)構(gòu)的規(guī)則性、整體性得到保證，使地震作用的不利影響減到最小。另外，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)細(xì)部的抗震設(shè)計時，要以概念設(shè)計原則為指導(dǎo)，著重把握好強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構(gòu)件等抗震設(shè)計要點，因為在抗震設(shè)計中，結(jié)構(gòu)的延性是需要高度關(guān)注的問題，具有良好延性和變形性能的結(jié)構(gòu)能在地震發(fā)生時能耗散更多的能量，通過產(chǎn)生一定的變形保證結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布，避免出現(xiàn)脆性破壞，更好地減小災(zāi)害影響并保障人員和財產(chǎn)安全。

1.3電算分析時概念設(shè)計的應(yīng)用

近年來，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)與計算機輔助設(shè)計技術(shù)緊密地聯(lián)系在一起，但是其中隱藏的問題也在不斷地顯現(xiàn)出來。一旦計算軟件出現(xiàn)程序問題，或者在建模過程中由于軟件本身的差異性而產(chǎn)生不同的計算結(jié)果，這時我們就需要運用已有的概念設(shè)計知識對不同的計算結(jié)果進(jìn)行分析和判斷。由于概念設(shè)計對設(shè)計者的工作實踐經(jīng)驗有較高的要求，所以，在平時的工作中設(shè)計人員需要有意識地進(jìn)行概念設(shè)計方面的訓(xùn)練和相關(guān)知識的積累。

1.4結(jié)構(gòu)體系設(shè)計時概念設(shè)計的應(yīng)用

常規(guī)的建筑結(jié)構(gòu)，一般都是由水平構(gòu)件與豎向構(gòu)件共同組成受力體系，水平構(gòu)件將樓面、屋面等豎向面荷載傳遞給豎向構(gòu)件，并同豎向構(gòu)件一起組成結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系，共同承擔(dān)風(fēng)荷載和地震作用等水平作用。不同的豎向構(gòu)件形式形成的抗側(cè)力體系也不盡相同，常見的抗側(cè)力體系主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)等。建筑結(jié)構(gòu)是否安全、經(jīng)濟和合理，抗側(cè)力體系的選擇和設(shè)計在其中占有重要的主導(dǎo)作用。所以，在結(jié)構(gòu)體系設(shè)計中進(jìn)行概念設(shè)計，主要是以建筑物的抗震需求和建筑高度為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合建設(shè)項目的實際情況，使所選擇的抗側(cè)力體系及其結(jié)構(gòu)布置更加安全、經(jīng)濟和合理。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的注意事項

2.1合理選擇建筑場地和基礎(chǔ)類型

建筑場地的選擇與設(shè)計關(guān)系緊密。項目建設(shè)場地的合理選擇，有利于之后各階段的工作開展。選擇建筑場地的時候，有幾個基本要素是要遵循的，分別是地質(zhì)條件、防護(hù)距離、周邊建筑情況、建筑控制高度、防噪間距、通視要求以及現(xiàn)有地形的分析等等。另外在結(jié)構(gòu)抗震的概念設(shè)計中，建設(shè)的場地盡量選擇對抗震有利的地段，如果實在沒有辦法避開抗震不利的危險地段，也需要通過采取有效措施，盡量使不利因素減少直至消除。因此，在初步設(shè)計以前，一定要做好勘探和選址的工作。

完成建筑場地的選擇后，再根據(jù)建筑所處場地的地勘報告和預(yù)計的結(jié)構(gòu)形式選擇合適的基礎(chǔ)持力層以及相應(yīng)的基礎(chǔ)類型。這個概念設(shè)計階段對于建設(shè)項目的總造價有一定的影響，通常需要經(jīng)過基礎(chǔ)方案對比由經(jīng)濟分析最終確定。對于常規(guī)結(jié)構(gòu)，常用的有柱下獨立基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)等幾種基礎(chǔ)形式。

2.2體現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計師理念

傳統(tǒng)設(shè)計觀念對現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響比較大，現(xiàn)如今建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的守舊思想還是較為普遍的，很多建筑產(chǎn)品都缺乏足夠的創(chuàng)新意識。概念設(shè)計對于增加建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中創(chuàng)新性非常有利，能夠使建筑設(shè)計風(fēng)格與實際需求更加的符合，使建筑產(chǎn)品的藝術(shù)內(nèi)涵得到提高。現(xiàn)在不少建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師都了解一些概念設(shè)計的相關(guān)知識，但是還沒有實踐經(jīng)驗，導(dǎo)致概念設(shè)計的應(yīng)用受到一定的限制，從而使概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計（如結(jié)構(gòu)布置、確定結(jié)構(gòu)方案）中的擴展也受到了阻礙。最近幾年，計算機技術(shù)進(jìn)步較快，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的準(zhǔn)確性不斷的提高，然而計算機技術(shù)畢竟只是一種輔助性的技術(shù)，不能將建筑中的人性化設(shè)計完整地體現(xiàn)出來。而概念設(shè)計能夠?qū)⑦@個問題有效地解決，它能在結(jié)構(gòu)設(shè)計中將設(shè)計師的設(shè)計理念充分地體現(xiàn)出來。所以，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，對計算機的應(yīng)用一定要理性，不能過分依賴計算軟件，因為概念設(shè)計可以彌補設(shè)計軟件某些方面存在的不足，能更好得滿足人們的生理需求與心理需求。

小結(jié)：

概念設(shè)計的引入能較好地滿足建筑行業(yè)的未來發(fā)展需求，也能夠較好的順應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新特點，可以使結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容更加的豐富，使設(shè)計人員的設(shè)計能力得到提高。概念設(shè)計在現(xiàn)如今的建筑行業(yè)中認(rèn)可度是比較高的，不少設(shè)計人員已經(jīng)通過概念設(shè)計使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體內(nèi)容得到了優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

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