淺析概念設計在建筑結構設計中的應用

高翠娟

摘 要：在現代建筑工程中，關系建筑工程質量的主要因素就是設計和施工方面的因素。而在建筑工程設計中結構設計極為重要，對整個建筑工程的安全性、經濟適用性有著直接的關系。因而作為結構設計人員，必須具有較強的概念設計能力，才能更好的確保建筑結構設計質量。研究出更為先進的理論，并靈活的運用計算機技術，認真分析優質建筑材料的運用，使建筑結構的設計更加合理化、科學化和人性化是現在建筑行業應該認真思考的問題。

關鍵詞：結構設計；概念設計；建筑設計；應用

1 前言

隨著我國經濟快速發展，擴大了我國基礎設施建設的規模，其中建筑業發揮了巨大的作用。在建筑結構設計中，合理采用概念設計能夠滿足人們對建筑物的各種需求，使建筑結構設計具有更高的經濟適用性和安全可靠性，所以，概念設計的合理應用，不僅可以使建筑物效率提高，也可以使得建筑結構設計取得良好的成果。本文旨在與同行交流，不斷提升建筑結構設計水平，提高建筑結構設計質量，從而確保整個建筑工程質量達標。

2 構設計中的概念設計介紹

2.1 內涵

一般說來，對于那些不需要經過嚴格的數值計算，尤其是在一些較難做出精確理性分析或規范的問題中，通過對用戶需求的分析形成概念產品，這一從需求分析到生成產品的設計過程就是概念設計，它同時也是一個由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具體的過程。在某些難以分析的問題中，通過對結構體系和分體系的分析，通過對相關內容和自身經驗的總結，設計人員可以做出相應結構設計，完成建筑的總體布置。

2.2 發展狀況

概念設計以有意識的和無意識的兩種狀態存在于多項設計活動中。伴隨著科技的發展，建筑結構的設計內容正在往愈加復雜的方向發展，為了在這種難度較強的情況下繼續設計活動的進行，我們需要將概念設計應用到設計過程。盡管它在這問題的解決上起著十分重要的作用，但在目前任然處于創建時期，我們相信伴隨著信息化時代的到來，來自于不同領域的相關人員對于相關問題的看法會逐漸往一致性上發展，對于概念設計理解上的分歧也可以慢慢弱化，概念設計終將得到進一步發展。

3 設計應用所注重的問題

3.1 適宜剛度概念

在建筑結構設計中，合理地確定建筑物的剛度是非常重要的。建筑物的剛度不宜太大，剛度大剛結構自振周期就短，在地震時結構所承受的地震作用就大，對后果較重，且造成材料的浪費；剛度也不宜過柔，過柔的建筑結構在地震時就會產生過大的變形，影響其強度、穩定性和正常使用。

3.2 充分認識和掌握結構的破壞機制和塑化歷程

建筑結構的破壞機制一般分為樓層破壞機制和整體破壞機制，設計人員在設計中應盡量避免結構產生樓層破壞機制，因為這種破壞機制說明結構中存在著薄弱環節，即在其它構件承載能力尚未充分發揮作用之前，整個結構已經提前破壞，設計人員的責任和主要任務就是努力實現理想的建筑結構的整體破壞機制，就是正確布置和掌握塑性鉸出現的位置和出現順序。

3.3 等強度與耗能設計原則

在結構的整體設計上要注意加強薄弱環節，盡量做到等強度，在注意等強度設計原則的同時，一定要注意使建筑結構在恰當的部位具有能消耗大量能量的性能，一個好的結構設計必定是一個好的耗能系統。在選擇主要耗能構件時應注意以下幾點：

（1）耗能構件的屈服應力仍然處于彈性階段工作的構件的約束，即它們的屈服在整個建筑結構中應該是局部性的，引起整體破壞。 （2）耗能構件不應選用主要承受豎向荷載的構件，如柱、剪力墻等。（3）為了更多消耗地震能量，耗能構件應有相當的數量，且這些耗能構件應有較好的延性。

3.4 結構延性設計原則

結構延性一般用延性系數表示，它表示的是結構極限變形與屈服變形的比值，該比值越大，結構的延性越好，如果組成整體結構的各個構件均具有較好的延性那么整體結構本身會有較好的延性。

3.5 強柱弱梁設計原則

強柱弱梁設計原則，其目的就是為了保證在強地震作用下，柜架結構塑性鉸首先在梁上發生面不在柱上發生，通柜架結構出現樓層破壞機制。

4 建筑結構設計中概念設計的具體應用

4.1 建筑場地選擇中概念設計的應用

建筑場地的選擇影響著結構概念設計的結果，所以說對結構設計來說非常重要。一般在工程的初步設計之前就要進行建筑場地的科學選址和勘察，如果施工場地確實不允許，又必須在此進行建設，那么就應該做好科學有效的手段來降低危險系數。

4.2 抗震設計工作中概念設計的應用

在對建筑結構進行抗震設計工作時，由于結構的剛度、地震力以及配筋的數量這三者是成正比例關系，那么結構的剛度越大，推斷出的地震力就越大，需要配筋的數量就越多，那么采用隔震效能的概念設計方法，在建筑物頂端設置反擺或是在建筑主體和基礎之間設置隔震層，都可以大幅度地降低地震力的效果。

4.3 建筑結構剛度選取中概念設計的應用

建筑結構在剛度的選擇上至關重要，而且在建筑結構概念設計中也必須遵守剛度的要求。結構剛度可科學化選擇，是保證工程質量的有效措施，還能夠對地震等災害起到危險性降低的作用。

4.4 設計方案選擇中概念設計的應用

在選擇建筑結構的設計方案時，為保證所選擇方案的合理性和經濟性，也應較好的應用概念設計的思想。只有具備完整的信息，才能保證設計工作的合理和準確。應用概念設計思想時，應盡可能的發揮地基的潛力，條件允許的情況下還應進行變形驗算工作。

5 結束語

在建筑結構設計中，為了確保設計方案的科學性和實用性，設計人員應當根據建筑的概念進行結構設計，設計出一套適用于施工的建筑結構設計方案，才能確保建筑施工順利進行。概念設計的突出優點將會受到越來越多人的青睞，它是建筑設計思想的提升，在不久的將來定會有更為廣泛的應用。

參考文獻：

[1] 徐凌云.淺議建筑結構設計中的概念設計[J].科技致富向導，2010.

[2] 楊鎮峰.概念設計在建筑結構設計中的應用[J].山西建筑，2010.

[3] 蔣銳，李驍男，李玉春.概念設計在結構抗震中的應用與措施[J].河南建材，2011.

[4] 張廣生.建筑結構設計中的概念設計與結構措施[J].中國新技術新產品，2011.