建筑結構設計中的概念設計與結構措施

李寶玉

（鄭州大學綜合設計研究院有限公司，河南鄭州 450000）

0 前言

隨著基礎設施建設的全面開展，建筑行業獲得良好發展，建筑質量與建筑技術獲得相應的提升，同樣也對建筑結構設計有著更為嚴格的標準。基于此種背景下，概念設計基于自身優勢特性在建筑結構設計中獲得有效應用。概念設計從思想、方法與理論等方面，均為建筑結構提供良好的技術平臺。所以，概念設計與結構措施在建筑結構中的應用，有著非常重要的作用和影響，使建筑結構設計更具科學性、合理性以及穩定性，以此建筑結構設計水平得以切實有效提升。

1 概念設計與結構措施概述

1.1 概念設計

建筑結構設計階段，概念設計主要為：設計人員按照客戶標準，結合設計經驗與理念，對施工現場進行查看，對工程情況做出分析，設計圖紙的整個過程，以及過程期間對解決產生的各類問題的具體措施。簡而言之，即設計人員開展建筑結構設計工作階段，對設計經驗與理念通過概念設計做出充分體現。因此，概念設計也成為建筑結構設計的關鍵基礎與重要前提，并對建筑結構設計與方案的科學性與可行性產生重要影響[1]。

1.2 結構措施

建筑結構設計階段，結構措施屬于設計的先導，成為支撐結構設計的重要部分，屬于結構設計的重要骨架以及靈魂。基于建筑設計內涵，結構措施不但屬于概念設計，同樣屬于概念設計內容的拓展延伸以及具體深化。設計人員開展設計工作階段，均基于概念設計入手，即對建筑外形、功能以及內部情況等采取全面綜合分析，并根據建筑場地所處區域的地質地理以及自然氣候等情況，按照各類建筑標準以及操作規范，對力學概念做出科學系統分析之后，構建科學的結構體系。基于此能夠得知，設計人員在對結構做出明確階段，會由于專業能力、經驗以及主觀因素等產生影響。

2 概念設計在建筑結構設計中的應用

2.1 科學選擇建筑結構剛度

建筑領域各項指標中，建筑結構剛度屬于十分關鍵的內容，在建筑結構設計中占據著非常關鍵的位置。所以，務必確保對建筑剛度的科學合理選擇。以此同時，選擇科學合理的建筑剛度，對建筑自振周期的有效增加、抗震性能等方面均有著非比尋常的影響和意義。除此之外，良好的剛度，同樣可以使空間使用率得到相應的增加，節約建筑材料等，使建筑平面能夠等到更加充分高效的利用，對建筑設計做出有效優化[2]。

2.2 科學選擇建筑主體結構

合理、對稱屬于建筑結構設計應該遵循的基本原則，此原則可以有效減少建筑材料的使用，節約建筑材料，保證建筑結構中非結構部件良好的安全性以及穩定型，還可以減小建筑結構扭轉力。建筑結構具備的對稱性特點，屬于建筑結構內部、整體或部分的相互對應以及統一一致。具體設計階段，為確保建筑結構可以保持對稱，可對建筑質心或平面形心的實際距離做出合理的調整，通過對重心的有效調整，確保建筑結構可以保持對稱。

2.3 基于場地情況選擇建筑基礎結構

位于選定建筑區域，開展勘測設計，應根據建筑形式以及區域地形，對建筑基礎做出科學合理的選擇。建筑基礎通常涵蓋樁基礎與箱型基礎等，箱型基礎具有良好的整體剛度，能夠對荷載均勻分解傳遞至下部結構，確保建筑更加安全穩定，避免由于受力不均勻的情況，產生基礎沉降，可以使建筑抗震性能得到有效的增強。樁基礎作為建筑基礎結構的不同形式，該結構通常在地表松軟或是荷載相對交的高層建筑較為多見。該種形式基礎結構，可以對上部產生的荷載傳遞至下部，并分散至土壤，保證建筑更加安全、穩定、可靠。

2.4 合理選擇建筑場地

對建筑場地的選擇屬于建筑設計的關鍵內容，選擇標準因素包括：日照間距、建筑退界。安全防護距離等方面。除此之外，同樣需重視不宜在危險區域進行選址，以防地質地理災害等情況對安全性產生嚴重影響，尤其是地震災害產生的威脅影響。位于危險地域建設項目，應對建筑抗震等級進行適當的提高，并利用相應的具體抗震措施。應對施工地點做出科學合理選擇，并重視開展必要的勘測以及研究工作[3]。

3 結構措施在建筑結構設計中的應用

3.1 結構設計中提高材料利用率

建筑結構設計階段，結構措施對設計人員工作起到重要的輔助作用，確保建筑結構設計更加完善，使結構措施有關的工作得以有效開展。設計期間，結構措施發揮的關鍵作用主要是對設計人員設計工作的有效協同。結構措施協同設計人員工作期間，建筑結構穩定可以獲得充分保證，建筑材料利用率同樣得以有效提升。隨著人們環保意識的快速提升，設計人員開展設計工作階段，應重視協同工作予以充分重視，確保設計效果的前提下，降低材料自重以及材料投入成本，使設計工作能夠得到順利開展。例如，關于矩形截面受壓構件，具體施工階段，構件由于梁較易產生變化，且材料利用率不足，所以使用率并不高。所以，可通過概念設計以及結構分析，對其梁截面應變梯度做出科學合理的改變調整，如此保證軸心受力保持不定的前提下，使材料利用效率得到明顯的增加。隨著技術的不斷優化創新與升級發展，平面桁架結構技術在位于概念設計中獲得良好的應用，突出強調去除全部無用材料，可以有效減小構件自重以及節約成本[4]。

3.2 結構體系中保持協同工作

概念設計有關的協同工作，位于建筑結構設計同樣獲得良好的應用，協同工作要求結構內部各構件應保持相互協作與共同工作的正常狀態，此種協同效應要求結構構件在承載力極限的標準條件下，不但可以完成共同工作，同樣具備共同耐久性。除此之外，建筑結構基礎以及上部，當受到荷載的情況下，保持統一整體，對荷載進行共同承擔。磚混建筑結構中，為維持協同工作，需利用構造柱與圈梁的作用，使結構可以形成整體并共同受力，以防建筑結構僅通過結構剛度承受荷載。隨著高層建筑結構數量的不斷增加，短柱現象也更加常見。不過，為確保各構件均能夠具備良好的應力水平，位于多層機構設計中，應盡量減少短柱的存在，使相同平面承受荷載的基本能力得到有效提高，所以，應確保同層抗側力結構保持相同或是接近相同水平位移，確保結構體系中可以實現協同工作。

4 結論

綜上所述，隨著建筑行業穩定良好發展，低投入以及高產出始終使建筑行業領域的重要發展目標。同時，基于此原則，同樣要求建筑彰顯出相應的特性，所以概念設計與結構措施相應產生。建筑結構設計中，通過對概念設計的科學合理應用，使建筑結構設計更具科學性、合理性以及穩定性，并有利于建筑項目的順利進行。同時，隨著概念設計的普及推廣以及科學應用，概念設計也成為重要的設計思想，設計人員應當不斷增強對概念設計與結構措施的深刻認識與科學應用，對建筑結構設計采取合理優化，使建筑質量可以得到切實提高，推動建筑行業的良好發展。