建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施的應(yīng)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(chuàng)杰企業(yè)管理咨詢有限公司 河南鄭州 450000

1、概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

1.1 建筑抗震設(shè)計中的概念設(shè)計應(yīng)用

建筑的設(shè)計必須考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)災(zāi)害因素，地震對于建筑的破壞性是巨大的，建筑的整體結(jié)構(gòu)剛度、配筋數(shù)量與地震力的關(guān)系是成正比的。從這一關(guān)系比例也可以看到，如果增加了建筑結(jié)構(gòu)的配筋數(shù)量，也會起到增強地震力的效果。因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時在針對建筑的抗震進行設(shè)計時要充分的考慮這一關(guān)系，預(yù)設(shè)抗震防裂度，通過砼等級與初步指定的尺寸科學(xué)計算結(jié)構(gòu)的剛度，在通過結(jié)構(gòu)的剛度來推出地震力，從而進一步得到建筑配筋中的數(shù)量。可以說將概念設(shè)計應(yīng)用到建筑的抗震設(shè)計中，拓展了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路，宏觀上指導(dǎo)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的思想路徑，扭轉(zhuǎn)了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中思考模式單一的現(xiàn)狀。同時，在抗震設(shè)計中應(yīng)用概念設(shè)計時，可以在主體與基礎(chǔ)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(shè)計的體現(xiàn)之一。

1.2 設(shè)計方案中的概念設(shè)計應(yīng)用

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

1.3 電算分析中的概念設(shè)計應(yīng)用

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，對電算分析產(chǎn)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(zhǔn)化、高效化被廣泛應(yīng)用到建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中[4]。雖然智能計算機的應(yīng)用可以提高設(shè)計師的工作效率，但由于建筑設(shè)計時要設(shè)計到諸多可變性因素，計算機并不能夠進行有效的應(yīng)對。同時計算機在進行設(shè)計計算工作時，由于采用的軟件不同也會影響計算的結(jié)果，因此將概念設(shè)計應(yīng)用到電算分析中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師根據(jù)電子計算機的結(jié)果進行分析與判斷，從而最大程度的發(fā)揮電算在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的作用。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)措施的應(yīng)用

2.1 增強安全意識

在設(shè)計工作中，務(wù)必秉承認(rèn)真謹(jǐn)慎的態(tài)度，熟練掌握國家及行業(yè)規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，前期配合其他專業(yè)參與建筑方案的確定，加強結(jié)構(gòu)概念性設(shè)計，這樣才能增強建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

2.2 維護建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性

2.2.1 保證建筑結(jié)構(gòu)方案的合理性

前期的概念設(shè)計，在整個設(shè)計過程里起著舉足輕重的作用，一幢建筑物的設(shè)計，如果沒有事先經(jīng)過全盤的、正確的概念設(shè)計，以后的計算模式再準(zhǔn)確、計算再精確，也不可能是一個經(jīng)濟、合理的設(shè)計工程。為此，需要設(shè)計人員不斷地豐富自己的結(jié)構(gòu)概念，深入、深刻的了解各類結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)嚴(yán)格按照結(jié)構(gòu)的要求做好配筋設(shè)計，為了保證鋼筋分配的科學(xué)性及合理性，應(yīng)將橫向水平鋼筋設(shè)置在外部，縱向鋼筋設(shè)置在內(nèi)部。但大部分建筑地下結(jié)構(gòu)會受到土體壓力的影響，為有效增強土體的抗側(cè)壓能力，需將縱向鋼筋布置在外部，橫向的鋼筋布置在內(nèi)部，進而有效提高墻體的剛度。

2.2.3 提高基礎(chǔ)的合理性

在建筑建設(shè)的過程中，基礎(chǔ)設(shè)計的合理性直接關(guān)系著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。比如，一些建在山區(qū)的建筑物，應(yīng)充分考慮山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害對建筑基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響。因此，設(shè)計前，設(shè)計人員要全面掌握建筑周邊的環(huán)境和地質(zhì)條件，并且還需考慮地下水對建筑基礎(chǔ)的影響，以此完善設(shè)計的綜合水平。

2.2.4 加大樓板設(shè)計的控制力度

樓板直接關(guān)系到建筑的安全性和使用性能。在樓板設(shè)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(xué)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(jīng)濟效益。

2.2.5 采取有效措施優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)

建筑工程主體結(jié)構(gòu)的合理性對工程整體的性能和質(zhì)量有著十分顯著的影響。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，應(yīng)始終堅持科學(xué)合理的原則。除此之外為了加強建筑結(jié)構(gòu)的耐久性，可選擇質(zhì)量較輕的結(jié)構(gòu)形式，如板式輕型建筑等。此外為了增強結(jié)構(gòu)的耐久性，建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)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(shè)過程中的能源消耗。再者，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體系中存在臨界點，因此，在建筑設(shè)計中，要在確保結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功效。

2.3 增大建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力

建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力是衡量建筑設(shè)計水平的重要指標(biāo)，若要更好地提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，建筑企業(yè)必須不斷提升自身的思想認(rèn)識水平。另外，在建筑工程建設(shè)和施工的過程中，還需按照工程設(shè)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(shù)，進而選擇符合工程基本情況和建設(shè)要求的施工材料，維護建筑的安全性，保證建筑工程的質(zhì)量。如在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，嚴(yán)格控制剪力墻的材料，并且還要對剪力墻的各項參數(shù)予以嚴(yán)格控制，以此加強剪力墻結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的安全性。

結(jié)語：

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