概念設計在建筑結構設計中的應用分析

李 寧

臨沂西城建設服務中心，山東 臨沂 276000

建筑行業是我國國民經濟發展中的支柱性產業之一，而建筑結構設計是工程建設活動的重要內容之一，結構設計實踐中存在著諸多不確定因素，一旦出現疏漏就易埋下結構安全隱患，情節嚴重時還會引發安全事故，不利于和諧社會的建設。為規避以上情況，應將結構概念和設計過程有機融合，綜合多方面因素，不斷完善建筑主體結構設計方案，進而合理安排施工工序，確保相關措施精準地落實。既往有很多建筑案例表明，將概念設計相關措施融合到建筑結構設計實踐中，不僅能明顯提高主體結構的質量，還能縮短工程建設周期，創造出很高的工程效益[1]。

1 概念設計的內涵

在建筑工程設計實踐中，設計工程師要先精準掌握設計方向，從多個渠道采集與整理各種資料，客觀分析各種設計材料，而后分解設計實踐中的具體流程與方案內容，對方案內部分內容進行調整，最大限度地提升其和建筑施工方案的契合度。在應用概念設計的過程中，要求相關人員盡可能綜合分析和建筑工程相關的各項因素，例如工程項目所處的地理環境、工程實際功能及外部形狀等，在梳理以上內容后，應不斷拓展對其研究與分析的深度性，而后進行更合理的規劃，最大限度地保證工程設計內容的科學性。將概念設計應用于建筑工程的過程中，對設計工程師的業務能力、職業素質等均提出了較高要求，設計工程師需要全面整理、深度分析影響建筑工程設計效果的各種要素，最后綜合多方面因素探尋最適宜的概念設計方案，以提升建筑結構設計的實用性[2-3]。

2 概念設計的具體流程

（1）明確掌握建筑結構設計目標。設計人員要參照建筑結構的具體特征，明確建筑工程的具體設計目標，有針對性地完善現有的結構設計方案[4]。

（2）建立狀態穩定的建筑結構模型，科學設定構件的具體規格尺寸，主要涵蓋建筑結構體系、計算簡圖等諸多內容。

（3）能估測現有的測算結果的精準性，做出相應調整后，有針對性地處理建筑構件，例如應用強柱弱梁法，借此方法保證各項調整行為的科學性。

（4）明確建筑物結構的作用，確保其實用功能充分發揮出來。設計人員需全面分析各種影響因素，對建筑結構進行微調，完善建筑空間規劃，以確保建筑結構設計方案內容能精準落實，創造出更多的工程效益。

3 概念設計應用于建筑結構設計中的對策

3.1 結構方案選擇

結構設計為建筑設計及建設活動中的重要一環，結構方案是影響結構設計質量、合理性的主要因素之一，故相關人員必須以最嚴謹的態度選擇建筑結構設計方案，否則可能對后續施工活動的推進過程造成不良影響，進而降低建筑工程的整體建設質量，甚至存留安全隱患問題，增加發生建筑安全事故的風險。要將概念設計融合至建筑結構設計過程中，設計人員就要參照現實要求選擇出最適宜的結構方案，應重點考慮如下三個方面的內容。

（1）應積極落實施工前期準備工作，指派工人前往工程現場考察地質環境、地形特征、氣候等諸多因素，以此為據探查建筑結構設計要點及工法，從基礎環節使建筑整體結構的安穩性得到保障。

（2）結構設計情況直接影響著建筑整體質量，在了解影響建筑設計施工效果的外部環境因素的基礎上，也要精準辨識、把控一些內在因素[5]。

（3）概念設計階段，相關人員要準確掌握設計技術相配套的質量規范，并盡早將以上內容融合至工程建設標準內，確保建筑結構設計的合法性、合理性，進一步提升建筑工程的整體施工質量。總之，在選擇結構方案過程中，一定要綜合分析、權衡多方面因素，在此基礎上做出最合理、準確的選擇，為后續施工活動的推進提供可靠、全面的依據。

3.2 抗震設計

抗震設計是建筑結構設計中的重要內容之一，通過有效的抗震設計能顯著提升整體建筑的安穩性、牢固度，從而增加建筑結構對地震等災害的抵御能力，力爭將突發的地震災害帶來的經濟損失降至最低。在現實設計中，設計人員要參照當地實況與具體設計要求明確混凝土的具體級別。混凝土是當下建筑結構施工活動中的常用建材，故要確保混凝土的質量與強度均處于較高水平，進而使建筑結構的剛度與耐久性均得到保障。

相關人員事前要測評建筑工程施工區地震力的級別，進而使建筑結構設計人員得到更可靠的數據支持。若檢測發現工程建設區域的地震力處于較高水平，則建議施工方適度增加配筋構件的數目，設計人員要對兩者的相關性有明確認識，參照測量放樣情況作出一定調整、改進。采用概念設計時，設計人員可以利用建筑信息模型（BIM）構建抗震設計結構模型，仿真模擬設計出地震發生與地震以后的情景，進而更客觀地分析抗震設計的可行性與科學性，有針對性地彌補設計中存在的漏洞，這是優化建筑整體抗震性能的有效方法之一。

3.3 平面設計

為進一步強化建筑結構的抗震能力，在設計建筑結構的平面階段，應參照建筑結構的部署情況，加強對建筑結構扭轉度的控制，以防出現薄弱連接情況，可以在局部位置布設抗震縫，借此方式將現存的建筑結構細化成數個抗震單元[6]。

參照建筑結構的平面特征，伴隨建筑結構高度的增加，其承受的風壓也相應增加，故應盡量維持建筑結構外形呈流線形，如果經檢測、計算后發現，圓形建筑承受的平面風荷載矩形面積偏小，各處平面剛度較接近，那么建議在建筑體周邊布設抗側力結構柱，借此方式持續提升建筑結構的抗側剛度。

通過合理設計建筑結構，能顯著提高結構設計方案的科學性，建筑結構設計人員應參照建筑結構現有的特征，綜合其周邊生態環境特征，融合概念設計理念，優化建筑結構平面設計，避免在設計環節中出現較多疏漏，提升結構平面設計方案的規范性。

3.4 縱向設計

在規劃設計建筑結構的抗側力結構時，因為結構剛度遵循從上至下的分布規律，為預防發生突變情況，削弱結構對水平荷載力形成的抵抗力，在設計建筑的縱向結構時，設計工程師要秉持“剛柔并濟”的原則，對建筑結構部分構件進行加強處理，并對相應結構構件進行減弱處理。

在一些規模相對較大的建筑結構中，設計人員可以采用設計剛度較大的束筒，借此方式取得較好的消能減震成效。參照現代建筑項目的結構特征不難發現，在結構設計實踐中，還需將創新設計理念融合其中，配合應用斜拉索結構模式，打造出更為安全、穩定的空間環境。將概念設計融合至建筑縱向結構設計范疇中，對結構設計方案完善過程能起到一定促進作用，在提升結構設計工作效率的基礎上，還能確保設計方案內容的合理性、科學性。

3.5 基礎結構設計

建筑基礎結構設計情況直接關系著建筑的穩定程度，故需要保證結構設計方案的專業性與精確度。在實施概念設計時，設計人員要對當地地形地貌、自然環境條件等有全面的了解，在大數據技術的協助下采集有關數據信息，有針對性地完善結構設計方案，輔助施工水平提升過程。當下，箱型基礎、有樁地基等是常見的地基基礎形式，在具體應用過程中能創造出良好的價值，故設計人員應在分析多方面因素后，科學選擇地基基礎形式。在基礎選型環節中，需要重點分析基礎持有的承載能力與變形沉降量，如果是高層建筑，則建議應用樁基礎，以防出現較大的變形量，發揮良好的調節作用。

4 結束語

總之，做好建筑結構的設計工作，是提升建筑工程質量，確保其投用過程穩定性、可靠性的有效方法之一。設計工程師應從思想上明確概念設計的內涵及應用意義，參照建筑結構的實際特征、功能要求等，有針對性地完善結構設計方案，力爭將誤差降至最低，確保結構設計方案能順利實施，為我國建筑行業壯大發展作出更大貢獻。