許 偉

（中國(guó)建筑技術(shù)集團(tuán)有限公司浙江建筑設(shè)計(jì)分院，浙江 杭州 310000）

隨著時(shí)代的進(jìn)步，科技的發(fā)展，我國(guó)人民的生活水平越來(lái)越高，對(duì)生活質(zhì)量的要求也逐漸提高。為了滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需要，滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求，我國(guó)的建筑行業(yè)在建筑結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)也在改革發(fā)展。在國(guó)外先進(jìn)設(shè)計(jì)理念的影響下，我國(guó)結(jié)構(gòu)工程師也在總結(jié)自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，利用概念設(shè)計(jì)的新理念來(lái)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)是指在沒(méi)有經(jīng)過(guò)計(jì)算的前提下，特別是在沒(méi)有條件進(jìn)行精確的力學(xué)分析，或者在設(shè)計(jì)規(guī)范中沒(méi)有定義的情況下，從整體的角度來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通常包括整體的設(shè)計(jì)布置，以及抗震方面的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。通過(guò)整體來(lái)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的宏觀調(diào)控。

一、概念設(shè)計(jì)的重要性

在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師依據(jù)以前的設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)不斷的總結(jié)和追求完善，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與理念也在實(shí)際工作中得到進(jìn)步和創(chuàng)新。隨著時(shí)間的推移，經(jīng)驗(yàn)不斷豐富，設(shè)計(jì)理念不斷完善，設(shè)計(jì)的作品逐漸成熟。但是，由于很多工程在創(chuàng)新方面的努力不夠，習(xí)慣于依據(jù)規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè)等傳統(tǒng)書(shū)籍，只是借鑒以前的設(shè)計(jì)風(fēng)格和設(shè)計(jì)手法。不僅對(duì)于國(guó)外、國(guó)內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)和理念沒(méi)有給予足夠的重視，在設(shè)計(jì)中進(jìn)行改進(jìn)和運(yùn)用，也過(guò)分依賴(lài)設(shè)計(jì)程序，忠于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，因?yàn)楹ε聞?chuàng)新和手工的設(shè)計(jì)作品不符合設(shè)計(jì)的要求造成不好的后果。還有的工程師在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，因?yàn)橐蕾?lài)設(shè)計(jì)程序的運(yùn)用，對(duì)于程序給出的運(yùn)算數(shù)據(jù)不質(zhì)疑，大膽用，沒(méi)有足夠的認(rèn)真和質(zhì)疑的精神來(lái)對(duì)待設(shè)計(jì)結(jié)果，造成沒(méi)有發(fā)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。而且，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要運(yùn)用的知識(shí)涵蓋建筑學(xué)的很多方面，很多知識(shí)是在工作經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)的，或者是自己的想法和領(lǐng)悟，并不是在學(xué)校學(xué)習(xí)的系統(tǒng)知識(shí)，相對(duì)的分散，不容易記憶，因此在設(shè)計(jì)中也不容易進(jìn)行運(yùn)用。概念設(shè)計(jì)的重要性不僅在于概念設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合，并在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足之處進(jìn)行改進(jìn)，將計(jì)算理論的漏洞從整體的角度來(lái)進(jìn)行解決。例如，混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。雖然內(nèi)力計(jì)算的理論支持是彈性理論，但實(shí)際上，界面設(shè)計(jì)的計(jì)算支持卻是塑性理論。這個(gè)不同就會(huì)造成計(jì)算得到的結(jié)論與實(shí)際的情況相距甚遠(yuǎn)。為了避免出現(xiàn)這樣的情況，就需要進(jìn)行良好的概念設(shè)計(jì)的把握。計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)在于計(jì)算精度高，計(jì)算速度快。但工程師又會(huì)因此對(duì)結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生不明白的地方。因此，工程師有良好的概念設(shè)計(jì)技能，才能正確的理解結(jié)構(gòu)工作性能。設(shè)計(jì)的初期，所有的準(zhǔn)備工作是計(jì)算機(jī)不能勝任的，需要手工進(jìn)行。概念設(shè)計(jì)在這個(gè)階段就顯得非常重要。結(jié)構(gòu)工程是良好地運(yùn)用概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能夠讓設(shè)計(jì)的方案更加的合理，性?xún)r(jià)比低，更加符合實(shí)際情況。因此，工程師需要在工作中不斷地完善概念，盡自己的能力去了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容和理念，爭(zhēng)取良好地進(jìn)行運(yùn)用。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)

我國(guó)在概念設(shè)計(jì)方面還不十分完善，在整體設(shè)計(jì)的技術(shù)上還存在一定的局限性。也就是說(shuō)，在我國(guó)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在設(shè)計(jì)內(nèi)容上很多都進(jìn)行了假設(shè)和簡(jiǎn)化。這就讓工程師在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，進(jìn)行自主的選擇和判斷，照搬設(shè)計(jì)的方法是行不通的。而是應(yīng)該將規(guī)范當(dāng)作一種工具，為自己的設(shè)計(jì)提供思路。所以，工程師應(yīng)該將概念設(shè)計(jì)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中區(qū)，將自身對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理解和創(chuàng)新將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行得更加完美。

概念設(shè)計(jì)在整體結(jié)構(gòu)體系方面的理念的運(yùn)用相較于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)更加深入。分體系力學(xué)方面也是。尤其是在結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的理解和運(yùn)用方面有很強(qiáng)的宏觀性。在規(guī)范不能規(guī)定以及不能精確分析的情況中，概念設(shè)計(jì)可以從整體的視角來(lái)處理問(wèn)題。運(yùn)用類(lèi)似估算的方式，將設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改革。使其能夠在結(jié)構(gòu)體系方面的設(shè)計(jì)更加直白，方便理解和計(jì)算。這種設(shè)計(jì)通常在概念方面的定性準(zhǔn)確，沒(méi)有歧義。在設(shè)計(jì)的時(shí)候能夠避免某些不必要的計(jì)算，安全可靠性高。同時(shí)，也是能夠?qū)τ?jì)算機(jī)得出的數(shù)據(jù)結(jié)論進(jìn)行判斷。例如，在底層框架的計(jì)算中，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)途徑很多。可以通過(guò)多、高層結(jié)構(gòu)三維空間分析程序來(lái)進(jìn)行。某些工程師習(xí)慣設(shè)置抗震強(qiáng)。這樣不僅在底層框架的承受能力上沒(méi)有得到真實(shí)反映。在剛度比上也不能滿(mǎn)足。這個(gè)情況的癥結(jié)在于結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)沒(méi)有在不同的結(jié)構(gòu)體系的不同之處著想。而且，對(duì)計(jì)算機(jī)的過(guò)度依賴(lài)也會(huì)造成一定的后果。如果沒(méi)有能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)結(jié)論的錯(cuò)誤，那么還不如不用計(jì)算機(jī)程序來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。否則，發(fā)生事故是遲早的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)碰到這樣的問(wèn)題。例如在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)結(jié)構(gòu)抗力的關(guān)注度很高。要對(duì)其進(jìn)行提高，就需要相應(yīng)地提高混凝土等級(jí)、配筋量。這就造成工程的成本提高。工程師在這方面的注意力只在于不超過(guò)最大配筋率。往往就造成肥梁、深基礎(chǔ)。與我們要的良好的經(jīng)濟(jì)性、適用性結(jié)果不符。

概念設(shè)計(jì)能很好地解決這個(gè)問(wèn)題。概念設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)不僅在于提供設(shè)計(jì)的新思路，也能夠一定程度地避免舊的設(shè)計(jì)理念的干擾。

三、概念設(shè)計(jì)的問(wèn)題

雖然概念設(shè)計(jì)在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，這一設(shè)計(jì)理念也在工程師的設(shè)計(jì)之間經(jīng)常見(jiàn)到。但是，在我國(guó)的高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)科目的教學(xué)中，在力學(xué)概念的教授方面還比較片面。大多數(shù)比較重視單獨(dú)構(gòu)件和孤立分體系的學(xué)習(xí)。特別是在高校的專(zhuān)業(yè)課中，教師的講課內(nèi)容多是圍繞單項(xiàng)計(jì)算進(jìn)行。在綜合練習(xí)的方面比較不足，這對(duì)于學(xué)生在整體上對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行把握不利。而且，教師的這種教學(xué)理念通過(guò)考試等方式的結(jié)合，深深地融入到學(xué)生的學(xué)習(xí)中，讓其對(duì)這樣的思維方式進(jìn)行強(qiáng)化。久而久之，學(xué)生就會(huì)變得只會(huì)在解題的時(shí)候?qū)⒐綆脒M(jìn)行計(jì)算，而不知道為什么。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及，畢業(yè)設(shè)計(jì)也過(guò)于依賴(lài)計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)計(jì)思路的屏蔽，讓學(xué)生在手算方面顯得更加不足。這樣的教學(xué)就會(huì)造成學(xué)生的實(shí)際操作能力下降，對(duì)概念的理解和把握不足。這些將會(huì)成為工程師的學(xué)生的設(shè)計(jì)思路會(huì)因此受到影響。

四、建議和意見(jiàn)

人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高，因此設(shè)計(jì)也要進(jìn)行創(chuàng)新。建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該建立在計(jì)算機(jī)的良好運(yùn)用的基礎(chǔ)上，還要結(jié)合概念設(shè)計(jì)，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。環(huán)保、優(yōu)質(zhì)建材的使用，只是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一部分。最重要的是對(duì)概念設(shè)計(jì)的理解。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，才能夠?qū)⒔ㄖO(shè)計(jì)的創(chuàng)新和發(fā)展進(jìn)行得更加順利。所以，可以說(shuō)，推廣概念設(shè)計(jì)，將其深刻的進(jìn)行理解，是工程師的首要任務(wù)。結(jié)合教育機(jī)構(gòu)對(duì)于教材和教學(xué)方式的改革，將概念設(shè)計(jì)在學(xué)生時(shí)代就進(jìn)行培養(yǎng)，對(duì)于我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的進(jìn)步非常重要。

五 、結(jié)語(yǔ)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷改革和創(chuàng)新中，前人積累了非常多的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。其中，概念設(shè)計(jì)作為打破設(shè)計(jì)理念墨守成規(guī)，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新的方式方法，在我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)越來(lái)越重要。工程師良好地運(yùn)用概念進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)于建筑方案的設(shè)計(jì)和優(yōu)化都有非常重要的作用。

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