試論概念設計在建筑結構設計中的應用研究

楊雪

摘要：在社會經(jīng)濟快速發(fā)展和城市化進程加快的背景環(huán)境下，我國建筑規(guī)模不斷提高，但建筑質(zhì)量仍有待加強，建筑結構設計對建筑最終質(zhì)量具有重要影響，建筑人員應結合新時代要求對建筑結構設計進行優(yōu)化創(chuàng)新。本文重點分析概念設計在建筑結構設計中的應用，以期改變設計形態(tài)單調(diào)問題，提高建筑結構設計水平。

關鍵詞：概念設計;建筑;結構設計

建筑結構設計與建筑工程的施工安全、建筑物美觀效果等因素有關，在建筑行業(yè)中占據(jù)重要地位。建筑人員在結構設計環(huán)節(jié)必須綜合考慮每一細節(jié)，保證建筑結構的合理性、工程建設的可操作性、建筑物的實用性等多方面因素符合實際施工要求，概念設計是一種全新的建筑結構設計理念，具有較強的應用價值。

一、概念設計的概述

概念設計具有創(chuàng)造性，是一種理想化的設計形式，主要是指通過分析用戶需求，對產(chǎn)品概念進行有目標設計的活動，體現(xiàn)著由粗糙到精細、由抽象到具體、由模糊到清晰的進化過程。概念設計是將概念貫穿于整體設計過程的方法，它具有完整性和全面性，設計者利用概念設計可以從感性上升至理性，將概念設計與建筑結構設計相結合，能夠促使建筑結構更加科學合理，建筑施工安全也可以得到保障，有利于提高建筑工程最終質(zhì)量[1]。

二、概念設計在建筑結構設計中的應用

（一）應遵循的應用原則

1、優(yōu)化結構體系原則

將概念設計應用到建筑結構設計中，建筑設計人員需要遵循優(yōu)化結構體系的原則。該原則要求建筑設計人員先根據(jù)建筑所處環(huán)境、荷載能力、使用狀況等因素分析建筑基本結構問題，判斷各因素與建筑結構之間的關系;然后對符合建筑結構設計標準的因素進行優(yōu)化選擇，將影響較小的因素作為建筑基本結構單元;最后利用平面、交叉、疊合、線型等集合形式，對原本的建筑基本結構支撐進行改良，以此實現(xiàn)優(yōu)化建筑結構體系的目的。

2、優(yōu)化結構布置原則

在不改變建筑結構設計要求和最終使用意向的前提條件下，建筑設計人員需要堅持優(yōu)化結構布置原則，對建筑物的柱墻豎向支撐結構進行優(yōu)化，確保建筑結構基礎系統(tǒng)的科學性。在優(yōu)化結構布置的過程中，建筑設計人員應明確建筑物所在區(qū)域的地質(zhì)條件、地面承載能力、豎向結構變形、側向結構變形等問題，采用類比手法選出優(yōu)越性與合理性最強的建筑結構設計方案。

（二）應用于施工場地選擇

建筑結構是否具備科學性，與施工場地的選擇有直接關系，施工場地是建筑施工工作順利開展的基礎，所以建筑設計人員在進行建筑結構設計時，需要應用概念設計、結合多種因素綜合考慮施工場地的選擇。建筑結構的安全性與穩(wěn)定性受建設地形制約，設計人員應根據(jù)實際建設地形、地址條件、水文條件、周邊環(huán)境設計建筑結構，努力提高建筑物的承載力、安全性與穩(wěn)固性，促使其與周邊建設環(huán)境相適應，從而有效提高建筑結構設計的科學性。

（三）應用于基礎結構設計

基礎結構設計是建筑結構設計的重要內(nèi)容，如果想要充分發(fā)揮建筑結構的作用，設計人員必須保障基礎結構設計的合理性。建筑設計人員在設計建筑基礎結構時，可以先根據(jù)地質(zhì)特點設計幾套不同的基礎結構方案，從中選出最合理、最優(yōu)良的方案類型。目前，最理想的建筑基礎結構設計類型包括箱型基礎、筏形基礎，箱型基礎具有較強的整體性和均勻性，是在建筑工程中應用范圍最廣泛的基礎結構設計，應用了箱型基礎的建筑物具有極強的穩(wěn)定性，當建筑結構受到壓力時，箱型基礎會將在建筑物上方結構形成的載荷傳遞至地下，能夠有效提高建筑結構的穩(wěn)定性[2]。筏形基礎的使用規(guī)模相對較大，主要應用于能夠產(chǎn)生較多荷載壓力的建筑物，應用了筏形基礎的建筑物地基能夠承受極強的作用效果，建筑結構設計可以體現(xiàn)出鮮明的合理性。

（四）應用于抗震結構設計

建筑物的使用意向是為人們提供安全居所，所以建筑物的抗震結構設計同樣是建筑結構設計的重點考慮因素，抗震能力強的建筑物具有較強的安全性，而建筑物的安全性與人們的生命財產(chǎn)安全息息相關。對此，建筑設計人員要將概念設計應用到建筑抗震結構設計中，根據(jù)建筑物的平面情況科學布置結構體系;對建筑結構的局部構件、力學平衡、結構鋼芯、物質(zhì)心、平面行心進行分析和調(diào)整，綜合考慮會對建筑物造成影響的地質(zhì)條件、氣象條件等多種因素;將概念理論與建筑結構、實際經(jīng)驗相結合，盡量降低建筑結構的扭轉力，增強建筑結構的穩(wěn)定性，從而提高建筑結構的抗震能力。

（五）應用于結構分析計算

結構分析計算是建筑結構設計的關鍵組成部分，在建筑結構設計過程中，設計人員通常會采用計算機和設計軟件構建結構模型、規(guī)劃設計方案，所以結構分析計算的準確性與建筑結構的安全性、穩(wěn)定性具有直接聯(lián)系，建筑設計人員必須強化結構分析計算能力。一般來講，利用計算機設計建筑結構會體現(xiàn)出較強的科學性、合理性與實效性，但是任何人都無法保證計算不會出現(xiàn)失誤，一旦結構分析計算出現(xiàn)問題，就會導致整個建筑結構出現(xiàn)安全隱患。因此，建筑設計人員要將概念設計應用到結構分析計算中，對建筑結構計算結果進行全面分析，從多角度優(yōu)化設計方案，概念設計理念的應用能夠確保建筑結構分析計算結果的準確性，有利于提高結構分析計算的合理性和充分性。

（六）應用于平面結構設計

對建筑物來講，利用概念設計理念對建筑平面結構進行設計時，建筑設計人員要考慮到風荷載對其所造成的影響。這是因為風荷載影響程度會隨著建筑物的增高而加大，而且長時間受到水平力作用，建筑物會發(fā)生移動現(xiàn)象，所以在建筑結構設計中使用概念設計理念時，設計人員應對建筑結構的位移問題進行綜合考慮，同時重點分析結構設計能否降低風荷載的影響力。此外，在分析建筑風荷載影響的承受力時，要考慮相鄰建筑物的風荷載影響狀況，以此為基準進行結構設計，能夠提升建筑結構的抵抗力。

三、概念設計應用于建筑結構設計的意義

將概念設計應用到建筑結構設計所體現(xiàn)出來的實際意義有：第一，利用概念設計能夠提高建筑結構設計的合理性。建筑人員通常會在建筑方案設計階段使用計算機計算結構數(shù)據(jù)，但是計算機設計同樣會存在不合理的可能性，利用概念設計對設計方案進行排查，能夠有效解決建筑結構設計中的不合理問題，促進設計方案實現(xiàn)最優(yōu)化。

第二，概念設計能夠提升建筑設計人員的設計能力。設計人員是建筑結構設計的主要執(zhí)行人員，他們的設計能力與建筑最終設計效果緊密相連，概念設計具有創(chuàng)造性、整體性與全面性，具備概念設計能力的設計人員必然擁有創(chuàng)新創(chuàng)造能力、整體協(xié)調(diào)能力與全面觀察能力，反之如果不具備上述能力，就無法將概念設計應用到建筑結構設計中[3]。

第三，概念設計能夠提高建筑結構設計的有效性與科學性。設計人員利用概念設計理念對建筑結構進行構思、設計，將使用而來概念設計的方案與沒有使用概念設計的方案進行對比，取二者精華部分，得出最優(yōu)設計方案，有利于提高建筑結構設計的實效性，對節(jié)約建設施工成本具有積極影響。

四、結語：

綜上所述，城市化發(fā)展進程加快對我國建筑行業(yè)優(yōu)化升級產(chǎn)生一定影響。在新經(jīng)濟背景下，建筑結構設計理念需要更新?lián)Q代，建筑人員必須結合社會發(fā)展趨勢與時代進步要求對建筑結構設計理念進行創(chuàng)新，將概念設計應用到建筑基礎結構、抗震結構、平面結構等結構設計中，提高建筑結構設計的科學性與時代性。

參考文獻：

[1]甘德欽.建筑結構設計中的概念設計與結構措施分析[J].建材與裝飾，2018（42）：123-124.

[2]張宏.概念設計與結構措施在建筑結構設計中的運用探索[J].工程建設與設計，2018（16）：3-4.

[3]徐過.結構設計優(yōu)化技術及其在建筑結構設計中的應用[J].民營科技，2018（09）：111.