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1、<p> 建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)分析</p><p> 摘要:隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人們生活水平迅速的提高,人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。在建筑行業(yè)運(yùn)用概念設(shè)計(jì),能夠正確的處理建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的諸多問題,使建筑的設(shè)計(jì)更加符合人們的生活要求,發(fā)揮更大的價(jià)值。本文就建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡要分析。 </p><p> 關(guān)鍵詞:建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);概念設(shè)計(jì) <
2、;/p><p> 中圖分類號(hào):TU198 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A </p><p><b> 引言 </b></p><p> 隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展,建筑行業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提高也越來越重要。在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢下,我國的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該跟上時(shí)代的腳步,然而傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較單調(diào),缺乏創(chuàng)新,不能夠適應(yīng)當(dāng)前的發(fā)展需求。因此,將
3、概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中尤為重要, </p><p> 一.建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的原則 </p><p><b> 1.全面考慮原則 </b></p><p> 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí),首先根據(jù)建筑的要求,保證結(jié)構(gòu)方案的合理化。結(jié)構(gòu)選擇時(shí)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)毓逃械淖匀粭l件和人文條件(如氣候、文化背景、地質(zhì)條件等)、地表結(jié)構(gòu)類型及荷載情況、相鄰建筑物的影響、
4、施工條件限制等多種因素進(jìn)行綜合分析,最后提出合理的方案。 </p><p> 2.使用科學(xué)的計(jì)算簡圖 </p><p> 對(duì)簡圖進(jìn)行計(jì)算是結(jié)構(gòu)計(jì)算中的基礎(chǔ),選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖是保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的重要條件。計(jì)算簡圖應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證,建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鋼節(jié)點(diǎn)或者是鉸接,但是其存在的誤差必須嚴(yán)格限定在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。 </p><p><
5、b> 3.功能協(xié)調(diào)原則 </b></p><p> 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡可能做到建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備和施工手段的功能協(xié)調(diào),結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件的受力相互協(xié)調(diào),共同承擔(dān)自重及外部荷載,從而取得盡可能大的效能和效益。例如,在結(jié)構(gòu)和建筑功能協(xié)調(diào)方面,要做到建筑體型和結(jié)構(gòu)體系相協(xié)調(diào),建筑使用和結(jié)構(gòu)布置相結(jié)合等。從結(jié)構(gòu)受力和變形分析看,要盡可能利用結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性、變形的連續(xù)性和協(xié)調(diào)性。 </p>&l
6、t;p><b> 4.優(yōu)化選型原則 </b></p><p> 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)歸根到底是確定主體結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置,優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系的前提是掌握各類基本構(gòu)件的特征,根據(jù)環(huán)境、使用、建筑和荷載實(shí)況優(yōu)化選擇合適的基本構(gòu)件,擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)性能好且經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系。優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置是在滿足使用要求和建筑意向的前提下優(yōu)化主要受力構(gòu)件的布置,重要的原則是平立面宜規(guī)則、對(duì)稱,具有良好的整體性,要保證
7、構(gòu)件既有必要的抗震承載力與剛度,又擁有良好的承受非彈性變形的能力。 </p><p> 二.概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性及應(yīng)用 </p><p> 1.概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性 </p><p> ?。?)概念設(shè)計(jì)改變了計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中的不足之處 </p><p> 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)過程中,計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)有一定的局限性,它不能夠
8、完成方案的初步設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,但是計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)容易給設(shè)計(jì)師一種錯(cuò)覺,會(huì)使設(shè)計(jì)師感覺計(jì)算機(jī)程序的應(yīng)用非常簡單,從而過分的依賴計(jì)算機(jī)軟件,減少了結(jié)構(gòu)概念的學(xué)習(xí),自身的設(shè)計(jì)能力逐漸下降。有些設(shè)計(jì)師就習(xí)慣將分析程序用到設(shè)計(jì)過程中,卻不知計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)是把雙刃劍,如果選擇正確的軟件會(huì)提高設(shè)計(jì)效率,一旦選擇了錯(cuò)誤的軟件就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題,這種潛在的問題會(huì)隨著時(shí)間的增加而突顯出來。為了彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的不足之處,就需要應(yīng)
9、用到概念設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)師需要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念的學(xué)習(xí),做到清楚的掌握有關(guān)結(jié)構(gòu)概念,并且根據(jù)所學(xué)的內(nèi)容去選擇最佳結(jié)構(gòu)方案。 </p><p> (2)概念設(shè)計(jì)使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完美 </p><p> 結(jié)構(gòu)概念是設(shè)計(jì)師必須掌握的,它能夠帶給設(shè)計(jì)師清晰的思路和全新的靈感,在保證正確設(shè)計(jì)原則的前提下,避免了定性錯(cuò)誤、概念混亂等問題。另外,在發(fā)現(xiàn)技術(shù)問題時(shí),如果能夠?qū)⒏拍钤O(shè)計(jì)完全掌握,就可以對(duì)問題進(jìn)行原因分
10、析,從而及時(shí)的解決有關(guān)問題。在現(xiàn)行的《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》中,就提到了概念理論,制定了以它為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,相對(duì)比以往的設(shè)計(jì)方法,這種方法更具先進(jìn)性,使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案更加科學(xué)、合理??傊瑢⒏拍钤O(shè)計(jì)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,提高了設(shè)計(jì)方案的可靠性,使設(shè)計(jì)成果更具創(chuàng)造性,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案更加完美。 </p><p> 2.概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用 </p><p> ?。?)概念
11、設(shè)計(jì)在抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 </p><p> 在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),我們大多是通過初定的尺寸及砼等級(jí),來進(jìn)行結(jié)構(gòu)剛度的計(jì)算,然后再根據(jù)剛度推出地震力,最后再依據(jù)地震力算出配筋的數(shù)量。眾所周知,地震力、配筋數(shù)量及結(jié)構(gòu)剛度三者是成正比的,地震力越強(qiáng)大,配筋數(shù)量就越多,結(jié)構(gòu)剛度也就越強(qiáng)。反之,配筋數(shù)量越多,結(jié)構(gòu)剛度越強(qiáng),地震力也會(huì)越強(qiáng)大。從這一關(guān)系中可以看出,用增加配筋數(shù)量的方法,反而起到了增強(qiáng)地震力的效果,不能算作一個(gè)好
12、方法。而將概念設(shè)計(jì)思想運(yùn)用到抗震設(shè)計(jì)中,就會(huì)是設(shè)計(jì)思路進(jìn)一步拓展,它改變了傳統(tǒng)單一的思考模式,采用了降低作用效應(yīng)的新思路,為進(jìn)一步提高抗震設(shè)計(jì)做出了貢獻(xiàn)。例如隔震消能的方法,這種方法的研究就運(yùn)用了概念設(shè)計(jì)思想,我們可以在基礎(chǔ)和主體間設(shè)隔震層,或者在建筑頂端放置“反擺”,通過這些有效的措施來降低了地震力。 </p><p> (2)概念設(shè)計(jì)在方案選擇中的應(yīng)用 </p><p> 在方案的
13、選擇中,要將概念設(shè)計(jì)思想運(yùn)用其中,從而保證方案選擇的合理性。在基礎(chǔ)方案的選擇中,我們應(yīng)該綜合地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)類型、荷載分布情況、施工條件等多方面因素進(jìn)行考慮,從而選擇出最佳基礎(chǔ)方案。在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中,也要用到概念設(shè)計(jì)思想,應(yīng)依據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告進(jìn)行設(shè)計(jì),倘若沒有報(bào)告,要自己調(diào)查有關(guān)資料,明確建筑場地的地質(zhì)情況等,只有具備足夠的信息量才能使設(shè)計(jì)更準(zhǔn)確,值得注意的是:在同一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中,不能夠運(yùn)用其它結(jié)構(gòu)體系。另外,在設(shè)計(jì)中,應(yīng)該充分的發(fā)揮地基的
14、潛力,有必要的話還要進(jìn)行變形驗(yàn)算。 </p><p> (3)概念設(shè)計(jì)在電算分析中的應(yīng)用 </p><p> 隨著信息化時(shí)代的到來,計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了更廣泛的應(yīng)用,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)。雖說計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)給設(shè)計(jì)人員減輕了工作負(fù)擔(dān),但是由于多方面因素,計(jì)算機(jī)軟件本身存在一定的問題,不同的軟件情況也不相同。因此,通過計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算出來的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,倘若使用不同的軟件,其計(jì)算結(jié)果也
15、存在差異。針對(duì)這種情況,就需要將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到電算分析中,在通過計(jì)算機(jī)軟件得出結(jié)果后,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要憑借自身掌握的專業(yè)知識(shí)和多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),來進(jìn)行電算結(jié)果的判斷,從而保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。 </p><p> 三.概念設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題 </p><p> 1.準(zhǔn)確把握剛性設(shè)計(jì) </p><p> 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,合理的確定建筑物的剛性是非常有必要的??傮w來講
16、建筑物的剛度不能太大,也不能太小,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要根據(jù)具體的情況,進(jìn)行準(zhǔn)確的把握。建筑結(jié)構(gòu)的剛性太大,其自身的自振周期就短,在地震中比較容易傳遞能量,從而給建筑物帶來較大的破壞,并且造成大量的材料浪費(fèi),增加建造的成本。剛性太小的話,建筑物表現(xiàn)比較柔,在地震中比較容易變形,影響其整體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 </p><p> 2.注重整體破壞機(jī)制 </p><p> 建筑物設(shè)計(jì)時(shí),考慮的破壞機(jī)制有
17、樓層和整體破壞機(jī)制。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)要注重整體破壞機(jī)制,避免樓層破壞機(jī)制的發(fā)生。一般出現(xiàn)樓層破壞說明在設(shè)計(jì)的時(shí)候,對(duì)細(xì)節(jié)問題考慮不周全,一些部位沒有發(fā)揮其承載能力。因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)將設(shè)計(jì)的重心放在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的整體破壞機(jī)制上,這就需要在適當(dāng)?shù)奈恢貌贾盟苄糟q,并準(zhǔn)確的把握其出現(xiàn)的順序等要點(diǎn)。 </p><p> 3.注重等強(qiáng)度和耗能設(shè)計(jì) </p><p> 在建筑物抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,要認(rèn)真考慮
18、設(shè)計(jì)的原則,避免由于考慮的不周造成建筑物局部出現(xiàn)缺陷,在水平作用下造成承重結(jié)構(gòu)的提前垮塌。因此,在設(shè)計(jì)時(shí),一定要注重建筑結(jié)構(gòu)的等強(qiáng)度設(shè)計(jì)。另外,在關(guān)鍵的部位還需要具有耗能的設(shè)計(jì),只有這樣才能減弱地震能量造成的破壞。 </p><p><b> 結(jié)束語 </b></p><p> 隨著人們生活水平的提高,對(duì)建筑物的設(shè)計(jì)要求也會(huì)越來越高。在設(shè)計(jì)的過程中運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的理
19、念,通過不斷的創(chuàng)新和合理的分析,能夠達(dá)到減少資源浪費(fèi)保障建筑安全的目的。概念設(shè)計(jì)的突出優(yōu)點(diǎn)將會(huì)受到越來越多人的青睞,它是建筑設(shè)計(jì)思想的提升,在不久的將來將會(huì)有更為廣泛的應(yīng)用。 </p><p><b> 參考文獻(xiàn) </b></p><p> [1]于應(yīng)平.淺議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息,2009,(18). </p><p&
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