建筑結構設計中概念設計與結構分析

代立珠

（甘肅宏圖建筑設計有限公司，甘肅 蘭州 730000）

近些年隨著城市化進程的加快，城市建筑發展迅猛，建筑物的數量在增加的同時其結構也越發復雜，主要是現代建筑物并非僅僅為了滿足居住的基本功能，建筑物向著功能多樣化的方向發展，布局樣式也在不斷變化，這也對建筑結構設計提出了更高的要求。建筑物的施工都是根據結構設計來進行的，結構設計的水平直接影響著建筑的質量和安全性。但是現階段在設計方面還存在某些細節方面的問題，因此合理的應用概念設計來對結構設計進一步優化完善，最大程度避免某些不利問題，從而提升整個建筑設計品質，促進經濟發展。

1 建筑結構設計中概念設計的概述

1.1 建筑結構設計中概念設計的內涵以及意義

建筑設計人員要按照設計思想評估建筑設計方案，另外參照之前設計的實踐經驗來對概念設計進行對比分析，可以在宏觀方面對于建筑結構情況進行控制，以對比結果作為參照進行建筑結構方案的具體設計，對于相關隔振設備位置和規格型號進行調整以及實施，從而提升建筑結構的設計科學性。概念設計會在安全、工期、成本等維度影響到建筑設計。若能夠科學運用概念設計，可以有效提高結構設計的科學性、合理性、可靠性以及安全性，同時也可以進一步降低計算方面的錯誤，從而不斷完善結構設計效果。

同時，合理應用建筑概念設計可以提升建筑設計的合理性，也能夠增強工程技術人員的工程實踐能力，可以進一步優化建筑設計人員的概念設計能力，更利于增強建筑設計人員的創新能力。在概念設計的實際應用時需要對建筑結構受力等內容進行明確，要更加全面地對建筑結構承受力量加以剖析探究，基于此實現建筑結構計劃改進目標。設計工作者應當遵照創新發展的思想，科學、全面地剖析建筑所具有的各種功能，以此為基礎進行建筑結構的設計，不但可以增強建筑物的功能性，同時也能夠進一步提升建筑設計方案的安全性、經濟性。

1.2 概念設計和結構措施對于建筑結構設計的影響分析

伴隨科技的日新月異，建筑結構設計的手段和水平都有了較大發展，這也大大推動了建筑行業的可持續發展。對于現代建筑來說，傳統建筑設計方式不再適用，建筑設計人員要運用先進技術提升建筑設計科學性，依托前沿概念實現建筑物質量的提升，推動建筑物的智能化發展。結構措施的作用在于保證建筑工程中的各個部分都可以充分發揮作用，能夠確保各個部門相互協調，保證符合具體應用的要求，同時可以防止由于零件、組件等產生問題而影響到設計效果。對于建筑結構設計來說，概念設計是非常關鍵的，相對于建筑設計來說其更具客觀性，兩者的充分結合能夠形成虛擬性建筑，是確保建筑發展的基礎性條件。概念設計對于建筑具體設計內容具有較大影響，在建筑物建設時設計人員的思想往往會和人們的居住目標產生不一致的問題，若兩者出現矛盾，會對構筑物架構產生重大負面影響。如果概念設計與架構設計兩者之間大體相同，那么就能夠和住戶要求相匹配，此種情況下能夠大大提升建筑建設效果，但還是存有一些不足，在此種狀況下建設的建筑物必然具有不達標之處。

2 建筑結構中概念設計以及結構措施

2.1 建筑結構中概念設計的應用

第一，設定合理的建筑結構剛度。建筑結構設計中需要滿足各種指標，其中最重要的指標之一就是結構剛度，其對于建筑結構設計具有非常關鍵的作用，直接影響著建筑架構的安全水平。設立恰當的建筑結構剛度能夠讓建筑的抗震水平大幅提高，同時能夠讓建筑物自然振動周期增長。除此之外，較好的剛性能夠在增加建筑空間利用率的同時減少材料消耗，能夠對建筑結構進行優化。

第二，設定合理的建筑主體架構。概念設計應當遵照科學性、對稱性的準則，這樣能夠大大降低建材的損耗，讓建筑架構的扭轉力變小，能夠確保建筑架構的安全性以及穩定性。對稱性是確保建筑結構整體性、統一性非常關鍵的特性，在設計過程中為了保證建筑架構擁有充分的對稱性，可以對建筑質心、平面重心等實際距離進行必要的優化調整，最后明確科學的重心地點，確保建筑架構對稱。

第三，依照建筑現場實際狀況確定建筑基本架構。在對所要建設區域實施調查分析過程中，需要按照所在地的具體地形地貌、所建建筑物的具體形態等設定最為合適的建筑物基礎。一般情況下建筑物基礎分為“樁基礎”和“箱基礎”等形式，這兩種基礎應用較為廣泛，其中樁基礎更多應用在負載較低亦或地面硬度較小的多層建筑中，這種基礎模式可以把頂端形成的負載傳輸至底部，另外把其傳輸至土地中，可以確保建筑物的穩固性、穩定性；相對于樁基礎來說，箱基礎具有更好的整體剛性，能夠將所承載的載荷均勻分解，從而提升建筑的安全性和穩定性，并且避免因為不均勻載荷所造成的基礎沉降，進一步提升建筑物的抗震性能。

第四，對圖紙設計進行規范。對于建筑結構設計來說，圖紙是最為根本的參考和指導資料，高質量圖紙可以輔助建筑企業更好地進行施工建設，能夠有效控制施工周期，同時也可以確保施工質量。加強圖紙的設計規范性是非常關鍵的，是保障圖紙設計質量的重要手段，需要多方形成有效合力來推進。一方面，在進行圖紙設計時要最大程度按照標準路徑來實施，例如要按照標準統一的測量單位來進行，要采用標準統一的標識方法；另一方面，其他相關部門要加強圖紙設計標準的審核優化工作，對于圖紙的內容進行及時全面的核查，發現不明之處要及時修改完善，確保圖紙的清晰性、準確性。

第五，增強設計人員專業能力以及設計方案的合理性。建筑結構設計中設計人員的專業技能是非常關鍵的，直接影響著建筑結構的綜合質量，為此必須要保證設計工作者擁有突出的綜合素養、較高的技術水平，持續提升技能素養。在設計工作開展期間必須要認真實際勘察，進而確保建筑項目設計的科學性。建筑公司應當組織員工參與系統性的培訓，為員工的成長創造機遇 。

2.2 結構設計的相應措施

第一，科學選擇建設場地。在確定建筑場地選定過程中一定要保證其具有較高的抗震性能，即使對于同棟建筑物來說，在不同的建筑場地來說其抗震性能也具有較大的差異，對于建筑整體結構也具有較大的影響。在場地選擇時一定要充分考量受到地震影響時建筑基礎結構受到破壞的情況，同時參照合適的施工計劃以及經濟性原理確定好相應的結構形式和基礎計劃。因為使用了此種方式，建筑結構的可塑性、抗震性大幅提升。

第二，選用科學的建設材料、提升材料利用率。一方面，鋼材和混凝土是建筑中最為重要的材料，在選定材料時一定要結合特定標準選定強度更高的模型來進行，一般情況下要確保混凝土強度在C25以上。另外，要采用更高強度的鋼筋（例如HRB400鋼筋）來對結構元件實施縱向加固；另一方面，要按照建筑工程的實際情況選定更為合適的新型建筑材料，在建筑建設過程中往往要采用鋼筋混凝土材料，其能夠將鋼材與混凝土進行充分結合，最大程度發揮兩種材料的優勢，從而發揮出更大的建筑作用，能夠進一步提升建筑物的穩定性、安全性。其核心優勢可以從如下兩方面進行體現：

①通過混凝土的作用能夠對外部鋼管進行更加有效的支撐，能夠使得兩種材料的優勢進行互補，最大程度發揮各自的優勢，進一步提升其承載性能；②通過外部鋼管的作用能夠對內部混凝土進行控制，這樣也能夠增強混凝土的強度，能夠降低混凝土的變形概率。鋼筋混凝土結構進一步增加了建筑結構的抗震性能，并為超高底柱的軸向壓縮比有限的問題提供了有效的解決方案。

建筑結構設計過程中結構措施對于設計人員的工作是非常關鍵的，能夠實現更加完整的結構設計 ，同時能夠提升與結構活動有關的工作能力。在設計過程中通過結構措施可以對具體設計工作進行有效協調，能夠確保建筑結構的穩定性，同時也能夠進一步提升建筑材料的利用率。同時，在設計時需要在確保設計基本效果的基礎上最大程度降低材料的使用量，從而減小材料成本。比如長方形橫截面壓縮構件運用率通常不高，這大多是由于梁在建設期間較易發生變化，另外材料運用效率低下。采用結構剖析的方式可以了解梁截面的形狀改變狀況，根據所得結果對其進行優化調節，進而在軸向力不明確的狀況下大幅提升材料運用效率。

第三，加強結構體系協同工作。建筑中不同結構體系（水平結構體系、豎向結構體系）對于確保整個建筑的安全性、可靠性具有重要作用，要確保兩者之間有效協同作用。對于現澆鋼筋混凝土建筑來說，施工過程中要將水平結構體系內的板構件、梁構件共同澆筑，這樣就可以通過T形梁的方式來增強抗彎性能。通過水平結構體系中梁構件以及豎向結構體系中柱構件所構成的框架結構共同承載側向力的影響，同時通過立體式空間結構體系（主要通過水平結構體系的梁、板構件與豎向結構體系的柱、墻構件共同組成框架-剪力墻構成）可以增強兩個方向側向力的承載性能。

3 結束語

現代建筑的復雜性不斷提升，涉及到方方面面的內容，對于設計人員來說，需要充分分析建筑結構設計的具體需求，明確建筑結構的設計關鍵點，并且要進一步提升對施工所在區域的剖析力度，掌握更詳細的勘查信息，對作業現場加以動態剖析，將其作為根基制定最恰當的結構設計計劃。設計工作者應該綜合運用概念設計與結構設計舉措，改進建筑項目架構設計成效，實現建筑結構強度、抗震性能的顯著優化。