建筑結構設計中概念設計與結構措施的應用探析

文/杜帥、王超級 中國核電工程有限公司鄭州分公司 河南鄭州 450000 孫心靜 鄭州創杰企業管理咨詢有限公司 河南鄭州 450000

1、概念設計在建筑結構設計中的應用

1.1 建筑抗震設計中的概念設計應用

建筑的設計必須考慮當地的地質災害因素，地震對于建筑的破壞性是巨大的，建筑的整體結構剛度、配筋數量與地震力的關系是成正比的。從這一關系比例也可以看到，如果增加了建筑結構的配筋數量，也會起到增強地震力的效果。因此建筑結構設計時在針對建筑的抗震進行設計時要充分的考慮這一關系，預設抗震防裂度，通過砼等級與初步指定的尺寸科學計算結構的剛度，在通過結構的剛度來推出地震力，從而進一步得到建筑配筋中的數量?？梢哉f將概念設計應用到建筑的抗震設計中，拓展了建筑結構的設計思路，宏觀上指導了建筑結構設計的思想路徑，扭轉了傳統結構設計中思考模式單一的現狀。同時，在抗震設計中應用概念設計時，可以在主體與基礎之間安置隔震層，并在建筑的頂端安放“反擺”，這種隔震消能的方法就是概念設計的體現之一。

1.2 設計方案中的概念設計應用

在進行建筑結構設計方案的設計時會運用到結構設計，尤其是在設計初期可看到建筑的平立剖圖。但以往在設計這些建筑的方案時，建筑結構設計師僅僅從宏觀上、系統上、復雜上進行設計，沒有對基礎結構進行布置。建筑結構設計師要將概念設計引用到設計方案當中，通過空間機構的概念來對整體的方案設計進行一個掌控，這也就要求建筑結構設計師掌握簡單的概念設計結構方案，以便于更好地開展設計工作。

1.3 電算分析中的概念設計應用

隨著大數據時代的到來，對電算分析產生了巨大的影響，由于電子計算機在工作時的智能化、長效化、精準化、高效化被廣泛應用到建筑的結構設計當中[4]。雖然智能計算機的應用可以提高設計師的工作效率，但由于建筑設計時要設計到諸多可變性因素，計算機并不能夠進行有效的應對。同時計算機在進行設計計算工作時，由于采用的軟件不同也會影響計算的結果，因此將概念設計應用到電算分析中，建筑結構設計師根據電子計算機的結果進行分析與判斷，從而最大程度的發揮電算在結構設計中的作用。

2、建筑結構設計中結構措施的應用

2.1 增強安全意識

在設計工作中，務必秉承認真謹慎的態度，熟練掌握國家及行業規定的技術標準，前期配合其他專業參與建筑方案的確定，加強結構概念性設計，這樣才能增強建筑結構的安全性。

2.2 維護建筑結構設計的合理性

2.2.1 保證建筑結構方案的合理性

前期的概念設計，在整個設計過程里起著舉足輕重的作用，一幢建筑物的設計，如果沒有事先經過全盤的、正確的概念設計，以后的計算模式再準確、計算再精確，也不可能是一個經濟、合理的設計工程。為此，需要設計人員不斷地豐富自己的結構概念，深入、深刻的了解各類結構的性能，并能有意識地、靈活地運用它們。

2.2.2 保證配筋的合理性

在建筑工程中，鋼筋是一種十分常見的建筑材料，在剪力墻結構設計中，應嚴格按照結構的要求做好配筋設計，為了保證鋼筋分配的科學性及合理性，應將橫向水平鋼筋設置在外部，縱向鋼筋設置在內部。但大部分建筑地下結構會受到土體壓力的影響，為有效增強土體的抗側壓能力，需將縱向鋼筋布置在外部，橫向的鋼筋布置在內部，進而有效提高墻體的剛度。

2.2.3 提高基礎的合理性

在建筑建設的過程中，基礎設計的合理性直接關系著建筑結構設計的質量。比如，一些建在山區的建筑物，應充分考慮山體滑坡、泥石流等自然災害對建筑基礎穩定性的影響。因此，設計前，設計人員要全面掌握建筑周邊的環境和地質條件，并且還需考慮地下水對建筑基礎的影響，以此完善設計的綜合水平。

2.2.4 加大樓板設計的控制力度

樓板直接關系到建筑的安全性和使用性能。在樓板設計工作中，需充分考慮主次梁的受力情況，并對受力較大的樓板進行科學的控制和處理，包括舒適度驗算等。在保證樓板受力性能的前提下，減少鋼筋用量，加大工程的經濟效益。

2.2.5 采取有效措施優化建筑結構

建筑工程主體結構的合理性對工程整體的性能和質量有著十分顯著的影響。所以在結構設計的過程中，應始終堅持科學合理的原則。除此之外為了加強建筑結構的耐久性，可選擇質量較輕的結構形式，如板式輕型建筑等。此外為了增強結構的耐久性，建筑結構內部需具有較強的靈活性，這樣既可滿足不同功能的建筑需求，也可有效避免返工問題，減少了工程建設過程中的能源消耗。再者，結構的靈活性也可確保后期工程改造升級的順利開展。研究表明，建筑結構體系中存在臨界點，因此，在建筑設計中，要在確保結構安全穩定的基礎上，充分發揮結構的功效。

2.3 增大建筑結構的抗震能力

建筑結構的抗震能力是衡量建筑設計水平的重要指標，若要更好地提升建筑結構的抗震能力，建筑企業必須不斷提升自身的思想認識水平。另外，在建筑工程建設和施工的過程中，還需按照工程設計的基本要求使用建筑材料。在工程施工前，考察工程的各項參數，進而選擇符合工程基本情況和建設要求的施工材料，維護建筑的安全性，保證建筑工程的質量。如在剪力墻結構設計中，嚴格控制剪力墻的材料，并且還要對剪力墻的各項參數予以嚴格控制，以此加強剪力墻結構的安全性。這里需要格外注意的是切不可采取減少施工材料的方式來降低成本投入，要全面維護建筑結構的安全性。

結語：

綜上所述，概念設計不僅僅是簡單意義上的概念應用，建筑設計師將概念設計應用到建筑結構中的設計中去，這樣才可以解決建筑結構設計上的一些難題，幫助設計師做出正確的設計預判，對于建筑的抗震設計、方案設計以及電算分析都有非常巨大的作用。設計師在進行結構設計時，還要充分的考慮自然因素、技術因素等多項復雜因素，提高設計的科學性與準確性。