基于結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計分析

1、<p>　　基于結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計分析</p><p>　　摘要：隨著時代的發(fā)展與人民生活水平的提高，建筑工程項目的規(guī)模、投資力度、技術(shù)復雜程度都在不斷提高，特別是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響因素和要求也在不斷增多。本文通過闡述建筑概念設(shè)計的內(nèi)涵,探討將概念設(shè)計應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該把握的若干要點,希望能夠給予建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者一些工作上的借鑒及幫助 </p><p>　　關(guān)鍵詞：現(xiàn)代建筑

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計；概念設(shè)計；工程實例 </p><p>　　Abstract: With the development of the times and the improvement of people's living standard, the construction project scale, investment, technical complexity continues to increas

3、e, especially the influence of structural design of the factors and requirements are also increasing. This paper describes the connotation of architectural concept design, to explore the key points of application of conc

4、eptual design in structural design should grasp, hoping to give designers building structure of some w</p><p>　　Key words: modern architecture design; conceptual design; engineering example </p><p

5、>　　中圖分類號：TU3文獻標識碼A 文章編號： </p><p>　　引言：概念設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心和靈魂，它貫穿于結(jié)構(gòu)設(shè)計的全過程。概念設(shè)計運用得合理，能使結(jié)構(gòu)滿足建筑要求并以最快的方式將荷載傳遞到基礎(chǔ)、地基中，創(chuàng)造更為安全、舒適的工作和生活環(huán)境。并節(jié)約材料和資金，概念設(shè)計是一名設(shè)計工作者進行創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)。 </p><p><b>　　1、概念設(shè)計簡述 </b

6、></p><p>　　概念設(shè)計就是運用清晰的結(jié)構(gòu)概念，依據(jù)整個結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理、地震災(zāi)害、實驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗等對結(jié)構(gòu)及計算結(jié)果進行正確的分析，并考慮到結(jié)構(gòu)實際受力狀況與計算假設(shè)之間的差異，對結(jié)構(gòu)及構(gòu)造進行設(shè)計，使建筑物受力更加合理、安全、協(xié)調(diào)。概念設(shè)計主要從以下兩個方面對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行宏觀控制。一是在方案設(shè)計滿足建筑要求的情況下，從宏觀的角度考慮結(jié)構(gòu)的整體性及主要分體系的相互關(guān)系

7、，來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置方案。二是在理論設(shè)計過程中綜合考慮各方面因素對結(jié)果的影響，以判斷理論設(shè)計的準確性，并對一些工程中難以作出精確分析或在規(guī)范中未精確規(guī)定的問題，根據(jù)實際經(jīng)驗采用一些結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施進行處理。概念設(shè)計的目的是力求使設(shè)計方案安全、可靠、經(jīng)濟、合理，是一個優(yōu)化的過程。 </p><p>　　2、結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的體現(xiàn) </p><p>　　2.1 概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)設(shè)計流程中的體

8、現(xiàn) </p><p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計的流程一般分為三個部分：前期的方案選擇階段、中期的結(jié)構(gòu)計算階段及后期的施工圖繪制階段，這三個階段都發(fā)揮著重要的作用。 </p><p>　?。?）合理選擇結(jié)構(gòu)方案。一個成功的設(shè)計必須選擇一個經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案，即選擇一個切實可靠的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。必須對工程的設(shè)計要求、地理環(huán)境、材料供應(yīng)、施工條件等情況進行綜合分析，在此基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)選型，確定最優(yōu)結(jié)構(gòu)方

9、案。概念設(shè)計在工程設(shè)計一開始就應(yīng)把握好場地選擇、能量輸入、房屋體型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布、構(gòu)件延性等幾個方面，從根本上消除建筑中的抗震薄弱環(huán)節(jié)。 </p><p>　?。?）選用恰當?shù)挠嬎愫唸D。結(jié)構(gòu)計算是在計算簡圖的基礎(chǔ)上進行的，即對作用的荷載與構(gòu)件的約束狀態(tài)進行一定的簡化，使其更加接近實際狀態(tài)?，F(xiàn)在的建筑物功能復雜多樣，手 </p><p>　　算已經(jīng)無法滿足要求，結(jié)構(gòu)計算需通過計算機來完

10、成。所以，要將實際工程的結(jié)構(gòu)形式轉(zhuǎn)變成可以用于計算機計算的模型，并保證有足夠的準確性就成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵問題。而達到這一目的就需要設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)計算的過程中利用概念設(shè)計進行分析與控制。 </p><p>　　（3）正確分析計算結(jié)果?，F(xiàn)在有許多軟件可以供結(jié)構(gòu)設(shè)計人員選擇，但不同軟件往往會得出不同的計算結(jié)果。所以，設(shè)計人員在進行結(jié)構(gòu)計算前，首先要全面了解該軟件的適用范圍和計算原理，其次使用時要避免人為失誤，并利用概念

11、設(shè)計對電算結(jié)果進行科學分析，以做出正確、合理的判斷。 </p><p>　　2.2 抗震設(shè)計中應(yīng)注意的概念設(shè)計問題 </p><p>　　抗震設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分。地震是一種隨機振動，要準確預測建筑物所遭遇地震的特性及參數(shù)，目前尚難做到?，F(xiàn)在所采用的地震參數(shù)只是概率意義上的估計值，而結(jié)構(gòu)在地震作用下所表現(xiàn)出的性能也具有許多不確定性，因此，抗震設(shè)計不能過分依賴理論計算，此時概念設(shè)計在

12、抗震設(shè)計中就顯得尤為重要。 </p><p>　?。?）選擇合適的場地。地震造成建筑物的破壞情況是各不相同的。一是由于地震時地面強烈運動，使建筑物在震動過程中，因喪失整體性或結(jié)構(gòu)強度不足、構(gòu)件變形過大而遭受破壞；二是由水壩倒塌、海嘯、火災(zāi)、爆炸等次生災(zāi)害造成；三是由斷層錯動、山崖崩塌、河岸滑坡、地層陷落等地面嚴重變形直接造成。前兩種可以通過工程措施加以防治，而后一種情況，單靠工程措施很難達到預防的目的。因此，選擇

13、工程場址時，應(yīng)進行詳細勘察，搞清地形、地質(zhì)情況，選擇對建筑物抗震有利、盡可能避開對建筑物抗震不利的地段。任何情況下均不得在抗震危險地段建造可能引起人員傷亡或較大經(jīng)濟損失的建筑物。 </p><p>　?。?）選擇合適的基礎(chǔ)方案?；A(chǔ)設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)類型、荷載分布、相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素確定，從而選擇經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)方案?；A(chǔ)設(shè)計應(yīng)參 </p><p>　　照詳盡的

14、地質(zhì)勘察報告，一般情況下同一結(jié)構(gòu)單元不宜采用兩種不同的基礎(chǔ)類型。 </p><p>　　（3）采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。遵循“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點強錨固”的設(shè)計原則，注意構(gòu)件的延性性能，加強薄弱部位，注意鋼筋的錨固長度，尤其是直線段鋼筋的錨固長度， </p><p>　　考慮溫度對應(yīng)力的影響。除此之外還應(yīng)根據(jù)均勻、對稱、規(guī)整原則考慮平面和立面的布置。設(shè)置多道抗震防線從而盡量避免出現(xiàn)薄弱層。

15、 </p><p>　　3、結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的應(yīng)用 </p><p>　　某工程為商住樓，主體平面形狀為凹字形，不規(guī)則的平面結(jié)構(gòu)體系。工程設(shè)有一層地下室，一至三層為商場，上部為三個聯(lián)體單元的住宅，建筑功能較復雜。由于該地區(qū)為六度抗震設(shè)防區(qū)且風壓值較高，為確保結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟與安全，概念設(shè)計主要通過以下幾個方面來體現(xiàn)： </p><p>　?。?）根據(jù)建筑物現(xiàn)有狀況及自然

16、條件進行結(jié)構(gòu)選型，采用框剪結(jié)構(gòu)，以滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》對六度抗震設(shè)防區(qū)建筑物高度及高厚比的要求。 </p><p>　?。?）在結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置時，應(yīng)與建筑專業(yè)密切配合，在建筑每部樓梯間及外周邊轉(zhuǎn)折處布置水平抗側(cè)力構(gòu)件（剪力墻），以加強結(jié)構(gòu)抗側(cè)移和扭轉(zhuǎn)剛度，并盡可能考慮剛心與質(zhì)心的重合，以減少水平力作用下由于結(jié)構(gòu)偏心而引起的空間扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。 </p><p>　?。?）合理考

17、慮樓層的平面布置，增大外周邊樞架梁、連梁截面，增大豎向剛度變化較大的樓層平面剛度（增加板厚），以加強周邊抗側(cè)力構(gòu)件的聯(lián)系，增強結(jié)構(gòu)整體性及空間協(xié)同工作的能力。 </p><p>　?。?）在結(jié)構(gòu)計算過程中，首先根據(jù)經(jīng)驗預設(shè)較合理的自振周期，并根據(jù)初算結(jié)果，調(diào)整平面中剪力墻相對剛度，以減少結(jié)構(gòu)偏心，注意控制框架柱及小墻肢的軸壓比，以增強結(jié)構(gòu)延性。同時根據(jù)規(guī)范限值調(diào)整剪力墻沿豎向的厚度變化，控制層間位移量及頂點側(cè)移值

18、，以求經(jīng)濟與安全的統(tǒng)一。 </p><p>　　（5）在構(gòu)造設(shè)計時，有針對性地對轉(zhuǎn)折部位、連接部位以及由于水平力作用引起結(jié)構(gòu)受力復雜部位或相對薄弱部位的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行構(gòu)造及配筋的加強，使主要受力構(gòu)件具有良好的變形能力及耗能能力，以提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力變形性能。 </p><p>　?。?）盡量采用輕質(zhì)墻體，以減輕樓層自重，同時要求提高地下室外回填土的壓實系數(shù)，通過人防地下室高強度的側(cè)壁與周邊回填

19、土的共同作用，增強對結(jié)構(gòu)的約束，以提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的整體穩(wěn)定性，減少地震能量的放大。 </p><p>　?。?）為減少溫度變化引起的混凝土開裂，在主樓中部設(shè)置伸縮縫；為降低沉降差在主樓與群樓之間設(shè)置沉降縫。通過以上概念設(shè)計，使該工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件在剛度、延性、承載力等方面相匹配，形成一個在抗風、抗震中高效協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)整體，從而使建筑物在經(jīng)濟、安全、適用、美觀的矛盾中找到了統(tǒng)一。 </p><p&g

20、t;<b>　　4、結(jié)語 </b></p><p>　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了更高的要求。發(fā)展先進計算理論，加強計算機的應(yīng)用，加快新型高強、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟是當務(wù)之急。設(shè)計內(nèi)容紛繁復雜，應(yīng)用靈活廣泛，需要結(jié)構(gòu)設(shè)計人員充分發(fā)揮主觀能動性，在應(yīng)用規(guī)范及工程力學知識和原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)個人對結(jié)構(gòu)及其受力狀態(tài)

21、的理解，通過對自己積累的設(shè)計經(jīng)驗的完美運用，做出經(jīng)濟、合理、安全的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 武曉璠. 談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計[J]福建建材, 2007, (05) . </p><p>　　[2] 侯建娟. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計[J]工程建設(shè)與設(shè)計, 2009, (06