建筑結構設計中的概念設計及其措施

鄧鐵軍

摘要：近年來我國正在開展大規模的城市規劃建設活動，一座建筑的形象能否與整個城市的相吻合首先取決于這座建筑的設計理念，而建筑的設計理念就是它的靈魂，也是它能夠否得到人們喜愛的決定性因素。設計的美感不僅來源于建筑的外觀，還取決于建筑的現代化程度、結構形式、投資力度等。完美的建筑設計方案必須同時具備完美的設計理念和真實的建筑效果，通過各單位的通力合作在施工中將設計方案全方位的展現在大眾面前。

關鍵詞：建筑;結構設計;概念設計;措施

近年來，概念設計在我國的建筑行業得到了廣泛的認可，并且在建筑設計中得到了廣泛的應用。概念設計的優勢在無數成功的建筑實例中得到了充分的體現，從而得到了廣大工程師的認可，并且在他們的設計方案中得到了真實的體現。迄今為止，概念設計的理念已經遍及整個建筑行業，并且對建筑行業的發展產生了深遠的影響。在未來，感念設計的發展和創新離不開無數建筑設計工作者的探索和追求，人類的生活環境必然會因此得到改善。

一、概念設計的內涵

（一）方案選擇的合理性

設計方案的選擇決定了建筑工程的結構和建筑質量的上限，對使用功能的實現程度也有著巨大的影響作用，因而十分重要。由于在進行建筑結構設計的過程中需要考慮到多種不同的影響因素，因此可能會存在多種具有顯著差異的結構設計方案。選擇必須建立在對現有方案進行充分的分析和比較的基礎之上，在進行選擇的過程中應當遵循科學、合理、發展的原則，所選取的最終方案必須同時滿足科學合理和經濟可行的要求。設計方案的可行性需要通過對建筑工程所在地的現場環境和施工條件以及施工工藝和建筑材料等情況的全面分析來進行確定，每一個環節都必須有充足的的科學依據來證明其合理性。此外，各種可能會影響到結構設計方案的因素都需要聘請專業人士來進行分析和評價，并且以此為依據來進行結構設計方案的選擇，確保方案的科學性和合理性。

（二）結構設計的科學性

建筑結構的概念設計必須要有專業的科學理論作為支持，概念設計的合理性通常可以使用設計簡圖來進行評估。安全性和準確性是進行結構簡圖選擇時需要遵守的首要原則，缺乏科學性的設計簡圖會導致建筑結構的概念設計出現相應的錯誤，從而嚴重影響到建筑工程的質量。基于此，制作結構設計簡圖時必須嚴格按照科學、精確的標準來進行，將誤差限制在可以控制的范圍以內，并且通過嚴格的審查制度為設計簡圖的質量提供保障。

（三）設計結果分析

隨著信息技術的發展和普及，種類繁多的計算機設計軟件為我們的設計工作提供了極大的便利。然而由于算法模型和參數設置等原因，不同軟件運算得出的數據之間可能會出現較大的出入，讓使用者無所適從的同時也給設計工作帶來了麻煩和混亂。因此，軟件的選擇對設計工作的正常有序進行具有非常重要的影響，在選擇之前必須對備選軟件的運行模式進行仔細的研究和分析，結合工程現狀和設計原理選擇最佳的軟件，為運算結果的科學性和準確性提供可靠的保障。

二、概念設計的應用方法

（一）抗震設計中的應用

一般情況下，設計人員在進行抗震設計時首先需要確定混凝土的初始尺寸和等級，然后對建筑的實際剛度進行計算，根據計算得出的結果推斷出地震力的強度，在此基礎之上確定配筋的數量。根據結構的剛度、地震力和配筋數量三者之間的正比關系可以確定，在配筋數量增加的同時，地震力的效果也會加劇，因此并不會起到理想的抗震作用。概念設計在抗震設計的應用能夠有效擴寬設計者的思路，降低作用效應在抗震設計中的創造性應用能夠發揮出積極的抗震作用。

（二）計算分析中的應用

隨著全球信息化時代的來臨，計算機技術在我國的各行各業中得到了廣泛的應用，尤其是在建筑業這種科技含量比較高且需要進行大量運算的行業中，應用的程度更為深入。在工作實踐中，計算機技術確實能夠將設計人員從繁重的計算工作中解救出來，然而由于計算機軟件自身的缺陷，在對于影響因素較為復雜的運算中顯示出了明顯的不足，并且不同軟件的缺陷也會有所不同。因此，數據的計算必須要在合適的計算機軟件中進行，否則將會導致結算結果出現嚴重的偏差，但也正是因此給概念設計在電算分析工作中的應用創造了空間。為了保證計算結果的真實性和準確性，設計人員在計算機運算得出結果之后應當根據自身的專業知識和實際經驗對其作出迅速地判斷。

（三）方案選擇中的應用

為了確保建筑結構設計方案的經濟性和合理性，在進行選擇的過程中需要應用到概念設計的原理。在具體的實踐工作中，基礎設計方案需要在對施工現場的地質條件、施工條件、荷載分布情況、結構類型等綜合因素進行充分考量的基礎之上進行選擇，從而得到最佳的結構設計方案。地基基礎的設計工作需要在實地勘察報告的基礎之上開展，沒有勘察報告時設計人員應當收集與之相關的資料，將能夠掌握的現場地質情況作為開展設計工作的依據，完整的信息是設計工作合理性和準確性的根本保障。

三、應用概念設計的重點注意事項

（一）以建筑的實際需求為依據選擇最適宜的結構設計方案

建筑工程的實踐工作對于設計方案有著很高的要求。概念設計要求設計師同時具備豐富、合理的想象力和根據實際情況對建筑工程的地理環境、施工條件、材料供應能力等具體情況進行綜合分析的能力，并且抗震節點的分析、應力、總體的布局結構等情況必須在結構框架上得到明確的體現。例如在建筑結構的抗震設計中，概念設計的應用要求設計者必須能夠對建筑材料的性能進行精準的把控，從而對各種風險因素實施分析，對概念設計的整體理念加以重視，在對建筑物采取的抗震措施中充分運用概念設計的理念，將地震等不可抗力的發生可能會對建筑物產生的破壞性影響降到最低。

（二）計算簡圖的選擇必須以充分的科學理論作為依據

建筑結構設計的計算必須在計算簡圖的基礎上進行，計算簡圖還能夠保障建筑結構的安全，因此建筑設計師在選擇合適的計算簡圖時必須要切合實際，以建筑結構的實際情況和具體要求作為選擇的依據。概念結構設計必須建立在有足夠數量的精確的建筑結構數據的基礎上進行，同時還需要遵守建筑延伸性原則、強柱弱梁原則等必要的建筑構造設計原則。建筑設計間圖是進行建筑結構設計的必要條件，能夠確保建筑結構設計的合理性，避免發生樓層破壞等嚴重的質量安全事故，保證設計方案的可行性。

（三）計算結果的分析

在我國，設計師通常會利用計算機軟件來完成建筑結構設計中的計算工作，但可以用于計算的軟件種類繁多且都存在各種程度的缺陷，致使不同軟件的計算結果之間存在較大的差異。因此，設計師必須利用自身的專業技能和實踐經驗，結合具體情況來對計算結果進行分析，通過反復比較和審核確定準確的計算參數，從而得到最符合實際的計算結果。建筑設計工作通過概念設計理念的應用得到了極大的便利，對概念設計的理念進行深入的把握，在建筑結構設計中進行靈活的運用，終將推動建筑結構設計向著更加人性化、科學化、理想化的方向發展。

四、概念設計措施

建筑結構內部的各個構配件必須相互配合，從而達到協同工作的目的。因此，結構固件在極限承載狀態下必須能夠共同受力，始終保持一致的受力狀態，并且在使用壽命和耐久性上趨于相同，基礎與上部結構在協同工作中表現為一個有機的整體。此外，協同工作還表現各個構件在結構受力時能夠同時達到較高的受力水平，為了確保同層的柱在相同的水平位移中能夠同時達到最大承載力，在設計多、高層結構的建筑時應當避免出現短柱。由于垂直和水平方向的巨大荷載，高度和層數越高的建筑底層柱的截面越來越大，導致低層出現大量短柱。這種現象可以通過對大截面柱進行開槽，將矩形柱改為“田”型柱，從而達到曾大長細比，避免出現短柱的效果，達到最大的水平承載力。目前對于粱的跨高比還沒有形成足夠的認識，因此沒有相關的條件限制。控制柱的軸壓比和改善配箍對于增大柱在地震作用下的變形能力方面具有同樣的效果，提高柱軸比的限值可以通過密排螺旋箍筋主或者鋼管混凝土來實現。

結束語

在經濟和物質條件越來越豐富的當下，人們的生活需求已經很難通過物質條件得到滿足，開始逐漸向精神層面上進行轉移了。為了滿足人們對于居住環境越來越高的要求，我們必須對計算機技術進行更深層次的應用，發展出更加先進的計算理論，研發出更為輕質高強、安全環保的新型建筑材料，并且在建筑中進行應用，推動建筑結構設計向著更加安全、可靠、經濟、適用的方向發展。建筑師必須打破傳統，豐富傳統，創造出更加完美的建筑作品。

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