概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用解析

文/ 高代明、單齊云、沈東磊 青島騰遠設(shè)計事務(wù)所有限公司 山東青島 266000

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用概念設(shè)計方法非常符合結(jié)構(gòu)設(shè)計多元化發(fā)展的趨勢，且此種方法的應(yīng)有優(yōu)勢很多。不僅可以保證建筑工程基本使用功能，還可讓建筑工程的美觀度獲得較大跨度提升。

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的原則

1.1 結(jié)構(gòu)的簡單性

為了讓建筑結(jié)構(gòu)的承載力得到提升，設(shè)計人員必須通過簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計的方式讓傳力途徑得到有效調(diào)整。所以在開展建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，應(yīng)先對受力圖進行仔細分析，保障內(nèi)力平穩(wěn)，并且防止位移問題的出現(xiàn)，保證建筑結(jié)構(gòu)不存在薄弱部分。

1.2 結(jié)構(gòu)的整體性

能夠讓慣性力得到有效聚集，才是一個科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。這些慣性力應(yīng)被傳遞到各個豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)中，同時保障子結(jié)構(gòu)可以具備較強的承載力，只有這樣才能讓地震等自然災(zāi)害傳輸給建筑的破壞力被有效分解消散。

1.3 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和均勻性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的規(guī)則與均勻?qū)用妫@些指標(biāo)得到滿足后，才能讓建筑結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)固，防止過早出現(xiàn)下沉或是坍塌等問題。同時建筑的質(zhì)量分布均勻性也是較為重要的一項協(xié)調(diào)工作，設(shè)計人員都應(yīng)給予充分重視。讓建筑的機構(gòu)剛度與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定作用可以最大限度發(fā)揮，地域自然災(zāi)害與突發(fā)狀況給建筑結(jié)構(gòu)帶來的侵害。

2、概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用路徑

2.1 應(yīng)用建筑場地選擇中

保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)和有效性非常重要，直接影響著建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與架構(gòu)質(zhì)量。其中的工程建造場地選擇合理性能夠保障工程后期設(shè)計得以高效開展，所以選擇建筑工程的場地時，可以直接運用概念設(shè)計方式對以下幾個方面進行綜合考慮。首先，是地形因素。不同區(qū)域地質(zhì)條件構(gòu)成存在差異，而這些地形條件又會對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，所以對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，必須對地形因素進行重點考慮，結(jié)合實際情況指導(dǎo)設(shè)計工作，保證工程建設(shè)能夠?qū)⒌匦沃萍s因素進行有效規(guī)避，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與建設(shè)質(zhì)量。

其次是地質(zhì)因素。地質(zhì)主要會對建筑工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定產(chǎn)生影響。為了防止不良地質(zhì)對建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，涉及人員應(yīng)在工程建設(shè)步驟開始之前對場地進行精準(zhǔn)確定，盡量避開那些不良地質(zhì)區(qū)域。確保選擇的工程建設(shè)場地地質(zhì)條件滿足要求。最后。是抗震性因素。建筑結(jié)構(gòu)的抗震性指標(biāo)會對建筑建造等級劃分產(chǎn)生影響，所以現(xiàn)在場地中的影響抗震級別確定的問題應(yīng)得到合理解決，依據(jù)工程建設(shè)的等級進行抗震指標(biāo)確定，從根本上提升工程建設(shè)的質(zhì)量水平。

2.2 應(yīng)用在計算機分析中

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，避免不了要使用計算機開展相關(guān)數(shù)據(jù)計算工作，但是此項技術(shù)存在缺陷，可能會存在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果不理想，或是輸出的分析數(shù)據(jù)無法與設(shè)計人員預(yù)期的結(jié)果穩(wěn)合。這些因素的存在都會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在缺陷，此時技術(shù)人員就可以使用概念設(shè)計輔助計算機分析結(jié)果開展設(shè)計工作。使用概念設(shè)計方法時，設(shè)計人員必須擁有扎實的專業(yè)素質(zhì)與豐富的實踐經(jīng)驗，對計算機輸出的分析結(jié)果進行評估后，再根據(jù)實際需要使用概念設(shè)計方法對方案進行細節(jié)調(diào)整，矯正計算機分析結(jié)果的不準(zhǔn)確與誤差。

2.3 應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)計中

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計部分應(yīng)用概念設(shè)計方法，可以保證設(shè)計方案的科學(xué)有效性。首先，工作人員應(yīng)該對工程的施工場地環(huán)境以及地質(zhì)構(gòu)造進行數(shù)據(jù)勘察，保證采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式與地質(zhì)條件要求相符合。

一般情況下，較為常見的基礎(chǔ)設(shè)計形式包括筏型基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)等，如果采用筏型基礎(chǔ)設(shè)計，地基承受的壓力較小，建筑的上部結(jié)構(gòu)成受的重力荷載則較大，所以可以降低基礎(chǔ)承重，更多的分散在上部結(jié)構(gòu)上。這會讓地基承載偏移、不足問題的出現(xiàn)概率減少很多。如果設(shè)計人員使用箱型結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計方法，要使用概念設(shè)計理念讓地基與周圍地層形成緊密的結(jié)構(gòu)整體，這樣地基承受的荷載力就會被分散，提升建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時還能保障建筑的使用壽命。

2.4 應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中

在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中應(yīng)用概念設(shè)計方法，要遵循以下幾個原則：

首先，必須對建筑結(jié)構(gòu)體系進行綜合考慮，結(jié)合建筑平面設(shè)計保障結(jié)構(gòu)的大體穩(wěn)定。

其次，對建筑主體結(jié)構(gòu)體型和各個基礎(chǔ)組成項目之間的力學(xué)關(guān)系進行綜合分析，保證結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計更為科學(xué)，最大限度保證建筑結(jié)構(gòu) 各個組成部分之間的牢固。

再次，是對建筑物質(zhì)心、平面形心及結(jié)構(gòu)剛心間的距離進行細部調(diào)整，讓這三者距離更小，減少結(jié)構(gòu)體系乘載的扭轉(zhuǎn)力，進而側(cè)面提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，讓結(jié)構(gòu)的抗震能力得到大跨度提高，這種方式還能夠讓建筑工程造價占用得到節(jié)約。

2.5 應(yīng)用高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中

高層建筑承受的水平復(fù)合力較大時，結(jié)構(gòu)就會因為承重不足出現(xiàn)側(cè)移問題，這在高層建筑設(shè)計中屬于一個技術(shù)難點，解決此問題的重要方法是使用概念設(shè)計方式對結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的要求與標(biāo)準(zhǔn)進行科學(xué)調(diào)整，保證使用的技術(shù)方案更為合理，尤其在選擇抗側(cè)力體系時，必須堅持概念設(shè)計基本原則。

其次，對建筑周圍的其他建筑物位置與結(jié)構(gòu)進行綜合考量，尤其是周圍建筑對即將建設(shè)的高層建筑可能產(chǎn)生的風(fēng)壓布局影響，應(yīng)得到專業(yè)設(shè)計人員的重點關(guān)注。盡量選擇合理的設(shè)計方案，避免問題出現(xiàn)。這些工作全部得到科學(xué)方法處理后，設(shè)計人員就要將注意力轉(zhuǎn)移到建筑物的豎向荷載及其抵抗力設(shè)計方面上，盡量采取合理的處理方式，保證平面結(jié)構(gòu)的簡單規(guī)整。

然而，其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面還存在著諸多問題，為了能夠有效地提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，應(yīng)該合理地應(yīng)用概念設(shè)計方法，促進建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的不斷提升。

結(jié)語：

概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中起著非常重要的影響作用，工程設(shè)計人員必須將這個方法進行合理應(yīng)用，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與形式方面的要求進行細節(jié)掌握，保障概念設(shè)計方法可以發(fā)揮出最大的協(xié)調(diào)作用。