當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用

1、<p>　　當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用</p><p>　　摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)腳步的加快和人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。概念設(shè)計(jì)的正確運(yùn)用妥善地處理建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遇到的各種問(wèn)題，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擁有更高的安全性、適用性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。文章論述了概念設(shè)計(jì)的含義、概念設(shè)計(jì)應(yīng)用原則以及運(yùn)用概念設(shè)計(jì)時(shí)要注意的事項(xiàng)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑

2、結(jié)構(gòu)；概念設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)應(yīng)用；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　如今，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)正在飛速的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越迅速，應(yīng)用也越來(lái)越廣，給建筑結(jié)構(gòu)工程師們帶來(lái)了極大便利，極大提高了設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。但同時(shí)也使很多設(shè)計(jì)人員一味地依賴計(jì)算機(jī)，認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，只需要按照規(guī)范、圖集，通過(guò)電腦軟件計(jì)算就可以制作完成，設(shè)計(jì)人員只不過(guò)是東拼西湊的計(jì)算機(jī)畫(huà)匠而已，對(duì)計(jì)算的結(jié)果也無(wú)法正確判斷，更不了解規(guī)范與軟件之間的差

3、異；對(duì)如何加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性、合理性、經(jīng)濟(jì)性更是沒(méi)有概念。 </p><p>　　發(fā)展先進(jìn)計(jì)算理論，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，加快新型高強(qiáng)、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(jì)更加安全、適用、經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急。突破建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的墨守成規(guī)，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力，是相當(dāng)重要的。 </p><p><b>　　1 概念設(shè)計(jì) </b></p><p&g

4、t;　　概念設(shè)計(jì)是完整而全面的設(shè)計(jì)過(guò)程，其通過(guò)設(shè)計(jì)概念將設(shè)計(jì)者繁復(fù)的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維，從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)。也就是說(shuō)，概念設(shè)計(jì)就是在不經(jīng)過(guò)具體數(shù)值計(jì)算、沒(méi)有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持的條件下，從感官上全面掌握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。依據(jù)建筑整體結(jié)構(gòu)體系與分體結(jié)構(gòu)間的力學(xué)關(guān)系、建筑工程設(shè)計(jì)原則，展開(kāi)理念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)在綜合分析建筑物設(shè)計(jì)因素的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出科學(xué)、合理的宏觀結(jié)構(gòu)框架，從整體上進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)布局，加強(qiáng)抗震措施、類型選擇的

5、控制，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性。 </p><p>　　運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的思想，能拓寬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只關(guān)注如何提高結(jié)構(gòu)抗力，導(dǎo)致混凝土的等級(jí)越用越高，配筋量越來(lái)越大，造價(jià)越來(lái)越高。結(jié)構(gòu)工程師一般只注意到不超過(guò)最大配筋率，結(jié)果肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)處處可見(jiàn)。以抗震設(shè)計(jì)為例，一般是根據(jù)初定的尺寸、砼等級(jí)計(jì)算出結(jié)構(gòu)的剛度，再由結(jié)構(gòu)剛度算出地震力，然后算出配筋。總所周知，結(jié)構(gòu)剛度越大，

6、地震作用效應(yīng)越厲害，配筋越多，剛度越大，地震力就越強(qiáng)。為了抵御地震而配的鋼筋，加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的剛度，反而使地震作用效應(yīng)增強(qiáng)。 </p><p>　　2 概念設(shè)計(jì)應(yīng)用原則 </p><p>　　2.1 優(yōu)化選型原則。首先，優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系。在結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)中，需要全面掌握建筑基本構(gòu)件特征，依據(jù)建筑、環(huán)境、荷載、使用情況選擇最優(yōu)化的方案，并且判斷各種情況之間的關(guān)系，進(jìn)而構(gòu)建結(jié)構(gòu)單元；然后借助平面、線型、

7、疊合、交叉等集合形式對(duì)結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為主要結(jié)構(gòu)體系。其次，優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置。在保證建筑使用需求的情況下，對(duì)建筑樓層蓋水平、柱墻豎向支承系統(tǒng)、基礎(chǔ)系統(tǒng)予以優(yōu)化布置。 </p><p>　　2.2 空間作用原則。建筑物屬于空間結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中，要保證建筑物內(nèi)結(jié)構(gòu)空間作用的合理性，恢復(fù)其原有結(jié)構(gòu)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有科學(xué)性、安全性與可靠性。 </p><p>　　2.3 結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)原

8、則。通常，結(jié)構(gòu)延性主要由延性系數(shù)表示，其主要就是結(jié)構(gòu)極限變形和屈服變形的比值，比值越大，結(jié)構(gòu)延性就越好，如果整體結(jié)構(gòu)的構(gòu)件都具備良好的延性，那么，整體結(jié)構(gòu)本身就會(huì)具有良好的延性。 </p><p>　　2.4 強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)原則。強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)的主要目的就是確保建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)地震作用下，框架結(jié)構(gòu)塑性鉸先出現(xiàn)在梁上，而不是發(fā)生在柱上。 </p><p>　　2.5 等強(qiáng)度與耗能設(shè)計(jì)原則。在建筑結(jié)構(gòu)

9、抗震設(shè)計(jì)中，首先考慮的就是等強(qiáng)度與耗能設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須避免因?yàn)樵O(shè)計(jì)考慮不周，或者施工不當(dāng)，從而破壞水平承重結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響整個(gè)建筑物的安全性與穩(wěn)定性。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，充分考慮薄弱環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，盡可能做到等強(qiáng)度，同時(shí)重視耗能設(shè)計(jì)。在選用耗能構(gòu)件的時(shí)候，需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：一是，耗能構(gòu)件屈服應(yīng)力依然處在彈性階段，也就是說(shuō)，其屈服在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)中是局部性的，不會(huì)破壞建筑整體。二是，為了更好的減少地震能量，耗能構(gòu)件的數(shù)量必須滿足設(shè)計(jì)要求

10、，并且保證構(gòu)件具有良好的延性。三是，耗能構(gòu)件不應(yīng)該選擇主要承受豎向荷載的構(gòu)件，如剪力墻、柱等。 </p><p>　　3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題 </p><p>　　3.1 結(jié)合建筑實(shí)際要求，選用合理、科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。在實(shí)際建筑工程建設(shè)中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求非常高。想要有效應(yīng)用概念設(shè)計(jì)，取得良好的設(shè)計(jì)效果，就需要建筑設(shè)計(jì)師擁有豐富而合理的想象力，充分結(jié)合實(shí)際情況，綜合

11、分析建筑工程的施工條件、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、材料供應(yīng)能力等問(wèn)題，同時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)框架的抗震節(jié)點(diǎn)、應(yīng)力、總體布局等進(jìn)行全面掌握，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性與科學(xué)性，進(jìn)而確保建筑建設(shè)的順利完成。比如，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)用概念設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要充分了解建筑材料的性能，充分分析可預(yù)測(cè)和不可預(yù)測(cè)的因素，重視整體概念設(shè)計(jì)理念，采取一些隔震措施，盡可能降低地震或不可抗力對(duì)建筑物的影響，避免建筑物遭到破壞，從而達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的預(yù)期效果。 </p>

12、<p>　　3.2 不能盲目定論，選用合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖。計(jì)算簡(jiǎn)圖是建筑設(shè)計(jì)師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的前提與基礎(chǔ)，是保證建筑結(jié)構(gòu)安全的重要因素，所以，建筑設(shè)計(jì)師一定要根據(jù)實(shí)際情況，選擇合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖，在保證數(shù)據(jù)精準(zhǔn)的條件下，進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理，避免出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)因設(shè)計(jì)不當(dāng)影響樓層穩(wěn)定性、安全性的問(wèn)題。 </p><p>　　3.3 不可太過(guò)依靠計(jì)算機(jī)，正確分析計(jì)算結(jié)果。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中

13、，建筑設(shè)計(jì)師主要就是憑借計(jì)算機(jī)完成計(jì)算，因?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件種類較多，又存在著一些不足，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果存在著一些差異。針對(duì)這種情況，需要建筑設(shè)計(jì)師根據(jù)自身專業(yè)水平與業(yè)務(wù)技能，認(rèn)真分析計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行反復(fù)的對(duì)比與審核，得出正確參數(shù)，選用合理、科學(xué)的計(jì)算結(jié)果，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)化、科學(xué)化、人性化、安全化。 </p><p>　　4 概念設(shè)計(jì)的意義 </p><p>　　4.1 展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計(jì)思想的關(guān)鍵

14、。概念設(shè)計(jì)的根本宗旨是在特定的建筑空間及地理?xiàng)l件下，用整體概念來(lái)考慮建筑結(jié)構(gòu)的總體方案，且能有意識(shí)地發(fā)揮和利用結(jié)構(gòu)總體系與分體系之間的力學(xué)特性與關(guān)系。 </p><p>　　4.2 彌補(bǔ)設(shè)計(jì)、計(jì)算理論的不足。目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算水平很難有效地保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性能，抗震設(shè)計(jì)為了彌補(bǔ)設(shè)計(jì)、計(jì)算理論的不足，或?qū)崿F(xiàn)對(duì)實(shí)際存在的大量難以計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，也需要概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施共同滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要。 </p&g

15、t;<p><b>　　5 結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)建筑物質(zhì)量提出了更高的要求，而通過(guò)概念設(shè)計(jì)的不斷創(chuàng)新，受力合理、性能良好、造價(jià)低廉的建筑結(jié)構(gòu)總體方案必定會(huì)受到人們的歡迎。因此，概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)思想發(fā)展的產(chǎn)物，也會(huì)成為今后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流思想。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b&