【摘 要】關(guān)注業(yè)主的經(jīng)濟利益、滿足建筑結(jié)構(gòu)的功能要求、達成業(yè)主的其他重要需求，是一個優(yōu)秀的設(shè)計人員最起碼的目標(biāo)，而其中的重中之重，就是建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計；概念設(shè)計

1 概念設(shè)計相關(guān)知識概述

所謂的概念設(shè)計就是運用清晰的結(jié)構(gòu)概念，不經(jīng)數(shù)值計算，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理、震害、實驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，對結(jié)構(gòu)及計算結(jié)果進行科學(xué)正確的分析，并充分考慮結(jié)構(gòu)實際受力狀況與計算假設(shè)間的差異，對結(jié)構(gòu)和構(gòu)造進行設(shè)計，使建筑物受力更合理、安全、協(xié)調(diào)。概念設(shè)計對結(jié)構(gòu)設(shè)計起著宏觀控制的作用，

2 概念設(shè)計的重要性

隨著建筑行業(yè)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。為了使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟必需快新型高強、輕質(zhì)、環(huán)保建材的應(yīng)用，比結(jié)合計算機的應(yīng)用，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力，深化概念設(shè)計思想，體現(xiàn)概念設(shè)計的重要作用。主要表現(xiàn)為：

2.1 概念設(shè)計能夠充分從挖掘工程師的內(nèi)在潛力

充分地展現(xiàn)結(jié)構(gòu)工程師的先進的設(shè)計思想和理念。在特定的建筑空間內(nèi)整體概念來制定結(jié)構(gòu)總體方案，不僅能精確地計算和分析一個給定的分體系和構(gòu)件，而且要有意識地利用總結(jié)構(gòu)體系與各基本分體系之間的力學(xué)關(guān)系，將基本分體系有機地組合，確保結(jié)構(gòu)體系受力明確，傳力簡捷。這就要求工程師必需有富于創(chuàng)新并具有豐富實踐經(jīng)驗，設(shè)計成果才能更具創(chuàng)新性、完美性。設(shè)計質(zhì)量才能得到最佳的保證。

2.2 概念設(shè)計可以借助概念性簡化計算來完成

雖然存在誤差，但它的概念清楚，定性準(zhǔn)確，能很快選擇和確定最佳方案。同時也是施工圖設(shè)計階段判斷計算機計算結(jié)果是否準(zhǔn)確的主要依據(jù)。

2.3 概念設(shè)計可以預(yù)防或減少不均勻沉降的危害

可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)方面加以控制。例如：避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置；避免立面形體變化過大；將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干單元；加強上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。在建筑中常常遇到軟土地基，需要經(jīng)過地基處理的方式來達到控制建筑物沉降的目的。目前，常用的軟土地基處理方式類型較多，但在選擇地基處理方案前，必須認(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點及環(huán)境情況，并根據(jù)工程設(shè)計要求，確定地基處理范圍和處理后要求達到的技術(shù)指標(biāo)，以及各種處理方面的適用性，同時綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗，進行多方案比較，最終選定安全實用、經(jīng)濟合理的處理方案。地基經(jīng)處理后，還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強度和變形要求。因此，概念設(shè)計影響整個建筑構(gòu)造的可行性，直接影響建筑物的構(gòu)造布局的合理性。其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的作用是計算機無法比擬的。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的具體應(yīng)用

3.1 平面設(shè)計中的概念設(shè)計

在目前的建筑概念設(shè)計中，尤其是對于高層建筑而言，需要重點考慮在水平荷載作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)側(cè)移，必須嚴(yán)格遵守相關(guān)設(shè)計要求，構(gòu)建完善的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，這已經(jīng)成為一個優(yōu)秀建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的必備素質(zhì)。為降低風(fēng)壓等因素的影響，要注重建筑平面形狀的選擇，并考慮到周邊建筑物對風(fēng)壓分布的影響，保證建筑物的豎向荷載和抵抗能力；同時，如果涉及到地震因素的影響，對建筑平面的設(shè)計則應(yīng)當(dāng)力求簡單。此外，考慮到風(fēng)荷載因素的影響，建筑物的剛度設(shè)計不宜過小，以更好的保證建筑物的抗傾覆能力。

3.2 剖面設(shè)計中的概念設(shè)計

概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，主要涉及到兩個方面，即豎向傳力體系設(shè)計和豎向形體設(shè)計。

3.2.1 豎向傳力體系

在進行豎向傳力體系設(shè)計時，要注意以下幾點：①嚴(yán)格控制建筑物的高度比，避免不必要的失誤和設(shè)計缺陷；②對高層建筑來說，必須保證相應(yīng)的錨固深度，以更好的滿足地下停車庫和設(shè)備用房的建設(shè)需求，同時一到兩層地下空間的設(shè)計與利用，能夠在一定程度上降低建筑物的重心，這對提高建筑物的穩(wěn)定性是非常有利的；③在對建筑物抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度進行設(shè)計時，要考慮到基礎(chǔ)向頂層之間的逐漸過渡，想方設(shè)法減少豎向上發(fā)生剛度突變的可能性，進而避免因為剛度上的較大變化導(dǎo)致的建筑物抵抗水平荷載能力的降低；④假如因為設(shè)計或施工需要，而不得不對剛度結(jié)構(gòu)布置進行較大改變時，建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計時要設(shè)置相應(yīng)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化層。

3.2.2 豎向形體設(shè)計

在進行豎向形體設(shè)計時，主要采用以下幾種形式：①上窄下寬形。隨著高度的增加，高層建筑為了增強自身的抗風(fēng)能力和結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性，建筑結(jié)構(gòu)隨著高度的增加而不斷變細(xì)或縮進，以求降低建筑的整體重心，增強自身的穩(wěn)定性。該形體主要包括退縮形體和削楔形體，前者具有截切式、收進式、臺階式等多種形式，后者則更有利于抗震與抗風(fēng)，具有良好的穩(wěn)定性和韌性。②截錐形。該形體不僅在抗震性能和抗風(fēng)性能方面具有一定的優(yōu)越性，在建筑的使用功能方面也具有自身的優(yōu)勢，因為其為了增加房屋的剛度，由下而上對樓層面積進行分段式的縮小，呈現(xiàn)出階梯狀的體型。③新月形。該類型的建筑房屋能夠有效增強建筑物抵抗側(cè)向力的剛度，重力荷載被科學(xué)的分布在柱、殼、框架等結(jié)構(gòu)上，豎向的殼體合理的承受了建筑物的側(cè)向荷載，非常有利于側(cè)向力和建筑物對稱作用的抵抗。

3.3 基礎(chǔ)設(shè)計中的概念設(shè)計

在對建筑物基礎(chǔ)的地質(zhì)環(huán)境進行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)建筑物的位置和結(jié)構(gòu)形式對建筑物基礎(chǔ)的類型進行合理選擇，具體說來，主要有箱式基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)等類型。箱式基礎(chǔ)在高層建筑中的應(yīng)用比較廣泛，因為其擁有很好的整體剛度，能夠?qū)⒏邔咏ㄖ纳喜拷Y(jié)構(gòu)荷載合理的傳遞到建筑基礎(chǔ)上，在對建筑上部結(jié)構(gòu)進行有效嵌固的同時，能夠有效抑制地基的不規(guī)則沉降，增強了建筑物的整體穩(wěn)定性。而對于建筑層數(shù)較多、荷載較大、地基土承載力不理想的情況，則應(yīng)盡量采用樁基礎(chǔ)，這樣可以使建筑物的上部荷載直接傳遞到下部的持力層，樁基礎(chǔ)有鋼管樁、混凝土灌注樁和預(yù)制鋼筋混凝土樁等形式。筏形基礎(chǔ)具有剛度大、整體性好的特點，優(yōu)勢是能夠有效控制基地的壓力和建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載，因此常常應(yīng)用于地基承載力不高、上部結(jié)構(gòu)荷載較大的建筑結(jié)構(gòu)。

基礎(chǔ)不但和和地基之間有相互作用，它和建筑的上部的那些結(jié)構(gòu)也是相互作用的，所以必須要做好基礎(chǔ)和上層建筑之間作用力的分析，加強基礎(chǔ)的承載力，控制好建筑高低層的差異，使用最合適的結(jié)構(gòu)類型，從而保證建筑的穩(wěn)定和安全。比如，進行高層的地下室通道設(shè)計的時候，在確保通道與外部平行的時候，更要做好外壁的設(shè)計，從而對建筑防水層設(shè)置起到積極作用，更可以加強建筑的使用性。

4 結(jié)語

總而言之，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展是必然的，作為一種新的設(shè)計理念，概念設(shè)計必然有自己的發(fā)展空間，它不但可以更好的激發(fā)設(shè)計的靈感，更可以不斷的做到建筑設(shè)計的創(chuàng)新，滿足建筑行業(yè)更高的需求，順應(yīng)了建筑發(fā)展的趨勢，所以建筑設(shè)計的工作人員需要加強對概念設(shè)計的了解和使用，利用信息化的時代資訊，更好的使用新型材料和技術(shù)，把概念設(shè)計的作用更好的發(fā)揮，從而保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷發(fā)展，提高建筑行業(yè)的水平，保證建筑的質(zhì)量和安全的同時滿足人們對建筑設(shè)計的需求。

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