基于概念設計的建筑結構設計探討

陳志馨

（吉林省光大建筑設計有限公司，吉林 長春 130000）

目前，人們在特定的空間結構系統在整個研究中有一些限制，在設計過程中采用了許多假設和簡化。因此，這就需要結構工程師對整個結構體系和基本積分系統深入的理解之間的關系的機制。針對目前建筑結構設計中常規的現象，從根本上避免了由于不同的設計軟件設計不科學問題出現，我們應該提倡概念設計的理念，促進結構設計工程師的創造性，推動結構設計的發展。

1 概念設計的概念

所謂的概念設計一般指不經數值計算，尤其在一些難以作出準確的數據分析或結構在設計規范中難以指定模糊點，根據系統的整體結構與基本點、結構力學之間的關系，建筑物的老化機理、損傷、試驗和工程實踐數據是根據基本的設計原理和設計思想得出的，從整體結構的角度確定整體布局和抗震結構的具體要求。結構是建筑的基本應力骨架，無論工業建筑、居住建筑、公共建筑或某些特殊建筑的結構，都必須承受結構自重、外部荷載(活荷載、風荷載、雪荷載、地震效應等)、變形(溫度變化引起的變形、地基沉降、結構材料收縮徐變等) 和環境影響(日照、雷暴空氣污染效應等)。

2 結構設計現狀

1） 我國現行的傳統設計體系在連續結構設計理論研究和設計實踐的發展中，已經積累了很多有用的經驗，體現在設計規范、設計手冊、標準圖集的更新和完善。建筑師給出了一個空間形式的解決方案，然后把它們拼湊起來，組合起來，看看是否需要把它們加起來。結構設計思想很簡單，只是根據目前的規范、設計手冊、標準圖集和建筑師給出的空間規劃，依靠結構設計程序就可以完成。這不僅不能有效地利用他們的知識進行精心設計，還會阻礙他們的創造性思維和建筑科技的進步；2） 當前設計行業市場競爭激烈。在某些設計研究所，尤其是設計研究所的規模相對較小，為了留住客戶，以滿足甲方的各種需求，甲方有時候成為一個設計師。近年來，重視計算機應用教育，建設高校學生畢業設計。計算和繪圖主要采用結構設計軟件。

3 概念設計及計算設計的關系

隨著計算機的誕生，大量的結構設計軟件相繼涌現，分析了目前應用軟件對有限元程序的分析。它避免了經典彈性力學連續解決困難，使大型、復雜結構的計算變得很容易。利用能量原理研究單位和離散聚合的平衡，結構的計算機作為數值分析工具。結構工程師只有與架構師合作的整個設計過程(重點從設計)，有自己的系統的結構功能。然而，目前的設計助推器有限元在業界越來越多，無論花大量的精力為老少研究有限元，經過學習，認為自己已經掌握了有限元的萬能性。

4 建筑結構設計中概念設計需要注意的要點

4.1 合理選擇結構方案

概念設計的目的是設計經濟、合理、適用，實際上也是設計師根據經驗理論和專業設計。在工程結構設計中，結構工程師使用多層，高層結構三維空間結構分析程序計算框架底部，也人為地安排一些地震的墻壁，地板，既能滿足合理的剛度比值也不能正確反映了底部框架地震應力狀態。

4.2 選用恰當的計算簡圖

計算原理圖結構計算的基礎，如果計算示意圖選擇不當，將導致結構安全事故的發生，因此，選擇適當的計算原理圖是一個重要的條件，以確保結構的安全，設計師應選擇合理的計算原理圖從實用的角度來看，計算原理圖也應有相應的結構措施來保證。事實上。結構是一個空間結構，所有的組成部分以不同的方式協同工作，每個組成部分都不是單個組成部分的整體結構，而是整個有機體的一個組成部分。

5 建筑設計中幾個重要的結構概念

建筑概念簡單地說就是建筑結構的一般規律及其最基本的特征。這是非常重要的。結構工程師只有與架構師合作的整個設計過程(重點從設計)，有自己的系統的結構功能，下面是一些結構概念

5.1 基本受力狀態

基本結構的應力狀態可分為拉，壓力、彎曲、剪切和扭轉。在這五種應力中，應力軸的張力是最合理的，特別是對高強度鋼絲，抗拉強度高的材料是特殊合理的應力狀態。因為現在建筑越來越復雜，但是結構的概念不能是錯誤的，但也必須使用概念" 結構，計算機分析判斷結構的正確與否，這是最關鍵的。雖然軸向壓縮應考慮采用大回轉半徑的型材，但它也處于良好的應力狀態，因為它可以充分利用型材，特別是對于抗壓強度高、抗拉強度差的材料，如石材、混凝土、砌體等。使用桁架，可以節省材料，因此可以有更大的跨度。

5.2 材料對結構的影響

充分發揮材料的特性。建筑工程在結構設計中往往只注重不超過最大補強比，其結果是胖梁、胖柱、深基礎的施工。以抗震設計為例，對一般結構進行設計，根據初步確定的尺寸、混凝土強度等級計算結構的剛度。通過計算地震作用下結構的剛度，進而計算最大彎矩和配筋。在結構設計中應充分考慮各種材料的特點，在其使用中做到面面俱到。但是，剛度越大，地震作用越大;配筋時，剛度越大，地震力越強。

6 結語

概念設計的提出本質上否定了計算設計的統一性，從而改變了傳統的完全依賴計算結果進行設計的單一設計方法，這是設計方法的質的飛躍。而計算機程序的誕生發展了大量的結構，但結構工程師什么位置都沒有改變。概念設計理念被越來越多的結構設計工程師所看輕，但是概念設計必將成為建筑行業的新思想，在今后的發展中，建筑師應該多發展概念設計，共同學習。