概念設計在建筑結構中重要性探討

1、<p>　　概念設計在建筑結構中重要性探討</p><p>　　摘要：概念設計在結構設計中起著不可忽視的作用。它既能反應一個結構工程師的設計理念，又能衡量出結構工程師的專業(yè)技術水平。本文就概念設計作了簡要論述，并重點對概念設計在建筑結構設計中重要性作了探討。 </p><p>　　關鍵詞：概念設計、建筑、結構、應用 </p><p>　　中圖分類號：S61

2、1文獻標識碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　隨著計算機技術和計算方法的發(fā)展，結構設計人員過分依賴設計軟件的現(xiàn)象日益普遍，在設計中常常陷入只憑計算的誤區(qū)。概念設計是一種設計的思路，是定性的設計，一般不經(jīng)數(shù)值計算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、震

3、害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設計原則和設計思想，從整體的角度來確定建筑結構的總體布置和抗震細部措施的宏觀控制。 </p><p>　　結構概念設計是在經(jīng)驗與理論相互結合的基礎上產(chǎn)生的，它是設計人員根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗和所學的理論知識，對結構設計形成的一種新的設計方法。這種方法既符合理論的科學性，又能結合施工的實際，補充理論的不足。在進行結構概念設計時，結構工程師將結構設計經(jīng)驗與理論知識相結合，對建筑結構設計進

4、行概念性地分析和比較，確立建筑結構的總體布局，形成合理的設計。 </p><p>　　二、概念設計的重要性 </p><p>　　概念設計是展現(xiàn)先進設計思想的關鍵，一個結構工程師的主要任務就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結構總體方案的設計，并能有意識地處理構件與結構、結構與結構的關系。 </p><p>　　強調(diào)概念設計的重要，主要還因為現(xiàn)行的結構設計理論與

5、計算理論存在許多缺陷或不可計算性，比如對混凝土結構設計，內(nèi)力計算是基于彈性理論的計算方法，而截面設計卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設計方法，這一矛盾使計算結果與結構的實際受力狀態(tài)差之甚遠，為了彌補這類計算理論的缺陷，或者實現(xiàn)對實際存在的大量無法計算的結構構件的設計，都需要優(yōu)秀的概念設計與結構措施來滿足結構設計的目的。同時計算機結果的高精度特點，往往給結構設計人員帶來對結構工作性能的誤解，結構工程師只有加強結構概念的培養(yǎng)，才能比較客觀、真實地

6、理解結構的工作性能。 </p><p>　　概念設計之所以重要，還在于在方案設計階段，初步設計過程是不能借助于計算機來實現(xiàn)的。這就需要結構工程師綜合運用其掌握的結構概念，選擇效果最好、造價最低的結構方案，為此，需要工程師不斷地豐富自己的結構概念、深入、深刻了解各類結構的性能，并能有意識地、靈活地運用它們。 </p><p>　　三、概念設計的一般性原則 </p><p&

7、gt;　　建筑結構設計主要可分為基礎設計、主體設計及附屬構件設計三大類。一提到基礎設計,我想所有的結構設計工作者都會重視,基礎的設計工作量及工程造價約占總工程量的20%~40%?；A的設計即便是出了一點點的小問題,那么也會對整個建筑物的安全造成重大影響?；A設計主要設計依據(jù)是工程地質勘查資料,而我們的基礎設計也是根據(jù)地質勘查資料所提供的土的類別、性質等等相關參數(shù)進行設計的。基礎設計應根據(jù)上部主體結構形式荷載分布情況,相鄰建筑物,構筑物的

8、影響以及施工條件等多方面因素進行綜合分析,選擇經(jīng)濟合理的基礎形式,并應將基礎設計在能最大限度地發(fā)揮地基潛力的土層上。但對于不熟悉的地域的基礎設計,我們還應多參考當?shù)鼗蛳嘟赜蚱渌ㄖ牡刭|工程報告,以便綜合分析合理確定基礎方案。主體的概念設計可以說是整個設計工程的核心,其方案的合理性決定著整個工程的安全性、經(jīng)濟性?；A設計方案的采用也是根據(jù)上部結構的方案及地質情況共同決定的,但地質條件一般是無法改變的,所以說上部結構的方案又在基礎設計中

9、起了重要的作用。 </p><p>　　主體結構方案是建立于建筑設計方案的基礎上,一個好的建筑方案往往會考慮到結構方案的合理及經(jīng)濟造價等多方面因素,但又不會受到結構方案的制約而將建筑物做成火柴盒式的建筑。如何既滿足建筑功能的要求,又要滿足結構的安全性及經(jīng)濟性,那么這就是給結構工程設計人員出了一個復雜的課題。不論建筑造型如何復雜,作為一個優(yōu)秀結構設計人員首先是把結構體系的受力明確、傳力簡捷作為結構設計的首要前提,其

10、次根據(jù)具體實際情況要求建筑方案平面及豎向規(guī)則,最后應根據(jù)建筑物地理環(huán)境情況,材料供應情況,施工條件等綜合因素確定最終主體結構設計方案。而作為現(xiàn)代結構設計人員的主要計算工具—結構計算軟件的廣泛使用,大大降低了設計人員的工作強度,也提高了計算的準確程度。但是我也要提醒廣大設計人員的是,它畢竟是我們的工具,當我們正確使用它的時候,它會給我們提供出一個正確合理的作品,當我們錯誤的使用它的時候,它同樣給我們提供一個錯誤的答案。因此在一個好的方案指

11、導下,運用合理的結構計算軟件, 就會得到好的設計作品。 </p><p>　　當我們得到了計算結果后,我們還要對計算結構進行分析,慎重校核,合理判斷,通過認真分析確定薄弱部位,在施工圖紙上采用合理的技術措施,使結構設計更加安全、合理。始終牢記“強柱弱梁, 強剪弱彎, 強壓弱拉”設計理念,注意構件的延性性能,考慮溫度等多方面外界因素影響。還應注意綜合考慮抗震的多道防線,盡量避免薄弱層的出現(xiàn)及使用時極限狀態(tài)的驗算等概

12、念設計的指導。 </p><p>　　四、結構概念設計在建筑結構設計中的應用 </p><p>　　1、結構概念設計在高層結構設計中的應用 </p><p>　　在高層建筑設計中，水平荷載作用下的建筑結構側移成為了高層建筑設計的難題。建筑結構設計人員在進行結構設計時，要運用結構概念設計原則，既要考慮到滿足相關的要求，又要選擇更好的抗側力體系。在建筑物選擇平面結構時，

13、應該選用風壓較小的結構設計。在進行結構設計時，不僅要綜合分析所建建筑物周圍的建筑物，了解分析周圍建筑物對所建建筑物風壓布局的影響，還要考慮建筑物的結構設計要增強建筑物的抵抗能力和豎向的荷載。并且，建筑結構設計人員還要運用概念設計，考慮到建筑結構的抗震能力，在平面設計時，要力求使建筑的平面結構簡單規(guī)則。 </p><p>　　2、結構概念設計在基礎設計中的應用 </p><p>　　根據(jù)建筑

14、物的不同地理位置和結構形式，結構設計人員可以根據(jù)結構概念設計原則選擇采用樁基基礎、箱型基礎和筏形基礎等。在運用箱型基礎時，建筑物的荷載力能夠均勻地傳給地基，抵抗地基的不均勻沉降，和周圍的土體共同協(xié)作，增強建筑物的抗震和抗風能力；當采用筏形基礎時，建筑物的上部結構荷載較大，地基的承載力較低，采用這種結構可以有效分散建筑物上部的荷載，增加地基的承載力，防止地基產(chǎn)生不均勻沉降。 </p><p>　　建筑結構概念設計是

15、一種很重要的設計思想，正在被越來越多的結構設計工程師接受和采用，并且在建筑結構設計中發(fā)揮越來越重大的作用，必定會成為以后建筑結構設計的主流思想。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，對建筑結構設計也提出了更高的要求。發(fā)展先進計算理論，加強計算機的應用，加快新型高強、輕質、環(huán)保建材的研究與應用，使建筑結構設計更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟成為當務之急，所以打破建筑結構設計中的墨守成規(guī)，充分發(fā)揮結構工程師的創(chuàng)新能力，是相當必要的。在建筑結構設

16、計中，結構的概念設計具體體現(xiàn)在建筑結構的上部設計和基礎設計中，能夠有效提高建筑物抗震和抗風能力，增加建筑物的穩(wěn)定性，提高建筑結構設計效率，使結構設計更加完善。 </p><p><b>　　五、結束語 </b></p><p>　　隨著概念設計的廣泛應用，概念設計將成為今后結構設計的主流思想，因此，研究建筑結構的概念設計對今后建筑設計的發(fā)展是具有深遠意義的，這就需要建

17、筑設計師不斷探索和學習，為建筑設計做出更大的貢獻。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 程建偉：《建筑結構設計中概念設計的應用與研究》，《低溫建筑技術》，2009年08期 </p><p>　　[2] 賈昭 王云：《概念設計在建筑抗震設計中的體現(xiàn)及應用》，《中國新技術新產(chǎn)品》，2009年20期 <