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

(十堰市建筑設(shè)計(jì)研究院，湖北 十堰 442000)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)并非完全有意識(shí)的行為，也可以在無意之間實(shí)現(xiàn)。尤其是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的帶動(dòng)下，建筑工程的功能和結(jié)構(gòu)布局變得更加復(fù)雜，對(duì)于設(shè)計(jì)工作也提出了較為嚴(yán)格的要求，在這種情況下，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，能夠有效保障設(shè)計(jì)方案的合理性和科學(xué)性，提升建筑整體的性能和質(zhì)量。

1 概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

概念設(shè)計(jì)，主要是指從用戶的實(shí)際需求出發(fā)，設(shè)計(jì)出相對(duì)應(yīng)的概念性產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)從模糊抽象到清晰具體的轉(zhuǎn)變，保證設(shè)計(jì)的合理性和有效性。事實(shí)上，概念設(shè)計(jì)是一種比較新穎的設(shè)計(jì)方案，通過在設(shè)計(jì)全過程貫穿設(shè)計(jì)概念的方法，提升設(shè)計(jì)的整體效果。在建筑工程領(lǐng)域，概念設(shè)計(jì)主要是指在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初期，結(jié)合相應(yīng)的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從宏觀的角度，進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)方案的概念性分析以及對(duì)比評(píng)估，通過合理的建筑結(jié)構(gòu)布局和必要的抗震設(shè)計(jì)來保證建筑結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性。通過概念設(shè)計(jì)得到的建筑方案，具備清晰的概念和準(zhǔn)確的定性，相關(guān)計(jì)算簡(jiǎn)單便捷，不僅具備良好的經(jīng)濟(jì)可靠性，而且可以作為判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的依據(jù)。不過從目前來看，概念設(shè)計(jì)在我國建筑行業(yè)的應(yīng)用尚處于起步階段，工程技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員受自身認(rèn)知水平等的限制，在部分問題的理解和認(rèn)知上無法達(dá)到共識(shí)，也因此影響了概念設(shè)計(jì)的快速發(fā)展，需要技術(shù)人員做好更加深入的研究和推廣工作[1]。

2 概念設(shè)計(jì)的作用

概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮著非常重要的作用，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是可以對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的缺陷進(jìn)行有效彌補(bǔ)。信息化背景下，計(jì)算機(jī)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用，以專業(yè)設(shè)計(jì)軟件為依托，設(shè)計(jì)人員只需要輸入相關(guān)參數(shù)，就能夠完成設(shè)計(jì)工作，而且計(jì)算結(jié)果有著較高的精度，能夠大大縮短設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)人員的工作量。但是這樣也使得設(shè)計(jì)人員對(duì)于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件產(chǎn)生了較大的依賴性，忽視了自身能力和素質(zhì)的提升，也無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中存在的問題。概念設(shè)計(jì)可以幫助設(shè)計(jì)人員全面把握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中存在的缺陷和問題進(jìn)行彌補(bǔ)；二是能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行完善。現(xiàn)代建筑在結(jié)構(gòu)方面較傳統(tǒng)建筑更加突出，更具個(gè)性化，要求設(shè)計(jì)人員必須深入了解和掌握結(jié)構(gòu)的概念，結(jié)合先進(jìn)設(shè)計(jì)理念來保證良好設(shè)計(jì)成果。如果在設(shè)計(jì)中遇到技術(shù)性問題，通過概念設(shè)計(jì)，可以快速找出問題產(chǎn)生的原因，采取有效的措施對(duì)問題進(jìn)行處理。

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

3.1 在抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

抗震設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，通常情況下，設(shè)計(jì)人員都是先對(duì)結(jié)構(gòu)初始尺寸和砼等級(jí)進(jìn)行確認(rèn)，然后計(jì)算結(jié)構(gòu)實(shí)際剛度，以此為依據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，得到配筋數(shù)量。考慮結(jié)構(gòu)剛度、配筋數(shù)量和地震力彼此之間的正比關(guān)系，結(jié)構(gòu)剛度越大，配筋數(shù)量越多，反過來同樣適用。但是，如果為了提升結(jié)構(gòu)剛度而盲目增加配筋數(shù)量，實(shí)際上也會(huì)導(dǎo)致地震力的增強(qiáng)，并不能起到預(yù)期效果。將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，能夠幫助設(shè)計(jì)人員拓展自身思路，開展設(shè)計(jì)創(chuàng)新。例如，可以在抗震設(shè)計(jì)中引入隔震消能的概念設(shè)計(jì)方法，在建筑基礎(chǔ)與主體結(jié)構(gòu)之間增設(shè)隔震層，以此來降低地震力的作用[2]。

3.2 在方案選擇中的應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案選擇環(huán)節(jié)，需要從適用性，可行性，經(jīng)濟(jì)性等多個(gè)方面進(jìn)行綜合比對(duì)，以保證方案合理可靠。概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用，可以為方案選擇提供參考和支撐。例如，對(duì)建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行選擇時(shí)，需要綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，施工條件，荷載分布，結(jié)構(gòu)類型等因素，確定最佳方案；在對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，則需要結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告或者收集到的相關(guān)資料，深入分析現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，以完整準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息作為支撐，才能保證設(shè)計(jì)工作的順利開展。從設(shè)計(jì)人員的角度，概念設(shè)計(jì)思想的應(yīng)用應(yīng)該盡量發(fā)揮基礎(chǔ)潛力，如果條件允許，配合變形驗(yàn)算能夠進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)方案的有效性。

3.3 在電算分析中的應(yīng)用

信息化背景下，計(jì)算機(jī)技術(shù)在越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域得到了應(yīng)用，建筑行業(yè)同樣沒有列外。專業(yè)設(shè)計(jì)軟件的出現(xiàn)大大減輕了設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)，不過其本身存在的缺陷可能會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)效果產(chǎn)生負(fù)面影響。將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到電算分析中，針對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件得到的結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合自身的專業(yè)知識(shí)以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其準(zhǔn)確性做出合理判斷，及時(shí)改正錯(cuò)誤計(jì)算結(jié)果，保證設(shè)計(jì)方案科學(xué)合理[3]。

4 結(jié) 語

總而言之，可以將概念設(shè)計(jì)看做是一種設(shè)計(jì)理念，也可以將其當(dāng)成一種設(shè)計(jì)方法，如果能夠?qū)⒏拍钤O(shè)計(jì)充分運(yùn)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，開展科學(xué)分析及大膽創(chuàng)新，則不僅能夠提升設(shè)計(jì)方案的合理性，保證建筑結(jié)構(gòu)安全可靠，還能夠順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展要求，減少建筑對(duì)于能源和資源的小號(hào)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中引入概念設(shè)計(jì)，能夠提升設(shè)計(jì)水平，推動(dòng)建筑行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展。