摘要：城市的發(fā)展速度越來越快，對建筑工程的質(zhì)量也提出了更高的要求。而工程設(shè)計(jì)對建筑的質(zhì)量有很大的影響，所以必須要起到足夠的重視。而在設(shè)計(jì)中如果引入結(jié)構(gòu)概念會對建筑結(jié)構(gòu)起到一定的作用，接下來我們就來介紹一下在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)概念的有效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)概念；概念設(shè)計(jì)；具體應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和現(xiàn)代城市的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量和生活水平都得到了一定程度的提高。所以人們對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)業(yè)提出了更高的要求。在如今的建筑設(shè)計(jì)中有很多種設(shè)計(jì)理念，不同的設(shè)計(jì)理念都有其不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢，而結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)就是在這種情況下出現(xiàn)的。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，首先要保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性和美觀性。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要和建筑設(shè)計(jì)相配，必須要滿足建筑設(shè)計(jì)的需要。而結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)不僅僅滿足了以上這些要求，還使設(shè)計(jì)理念更加的豐富，所以很多設(shè)計(jì)師都很喜歡這種形式。

所謂的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)具體指的是在設(shè)計(jì)時(shí)不用通過數(shù)學(xué)計(jì)算，而是從整體角度來設(shè)計(jì)，根據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系和分系統(tǒng)之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)就要求工程師就要綜合的考慮建筑的整體環(huán)境，既要考慮場地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，還要考慮風(fēng)向溫度對場地的影響等等。而且設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)還要顧慮到建筑的承載能力和剛度。在進(jìn)行總體和分體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要運(yùn)用科學(xué)的思想方法和思維方式。只有在設(shè)計(jì)時(shí)采用這些方法，才能夠使設(shè)計(jì)方案更加的清晰。這種方式可以使后期工作設(shè)計(jì)更加簡便，能更快的提出一個(gè)完善的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，即節(jié)省了時(shí)間又在一定程度上降低了成本。

1 概念設(shè)計(jì)的意義與重要性

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常會出現(xiàn)不可計(jì)算性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，比如說在計(jì)算內(nèi)應(yīng)力時(shí)要根據(jù)彈性理論來進(jìn)行，但是在計(jì)算截面時(shí)卻要采用塑性理論的方式，這兩種方式之間是很矛盾的，無論選擇哪一種都會使另一種出現(xiàn)問題。這樣就使概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加的重要，因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)方式是從整體出發(fā)的，對各種因素也進(jìn)行了綜合的考慮，因此對于反應(yīng)架構(gòu)的各種性能都能夠更客觀、更真實(shí)的表現(xiàn)出來。在建筑結(jié)構(gòu)的初級設(shè)計(jì)階段，有很多地方是不能夠進(jìn)行計(jì)算的，所以設(shè)計(jì)師必須要根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)靈活的運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念，這樣才能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2 概念設(shè)計(jì)的具體依據(jù)和基本原則

理論知識對概念設(shè)計(jì)十分重要，它是概念設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，如果沒有理論知識，概念設(shè)計(jì)就會沒有標(biāo)準(zhǔn)。于此同時(shí)，在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時(shí)還要運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具和設(shè)計(jì)方法，要考慮到設(shè)計(jì)方案是不是合理，是不是具有可行性。在設(shè)計(jì)時(shí)要與理論基礎(chǔ)結(jié)合在一起，這樣才能使總體系和分體系結(jié)合的更好。

一般在進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí)要遵循三個(gè)基本原則：

合理選擇結(jié)構(gòu)方案原則

最終實(shí)施的設(shè)計(jì)方案必須滿足經(jīng)濟(jì)安全合理的設(shè)計(jì)原則，概念設(shè)計(jì)所得的方案可能會有很多種變化，但是選擇其中最切實(shí)可行最經(jīng)濟(jì)合理的方案是概念設(shè)計(jì)的一大原則和難點(diǎn)。在考慮方案的可行性時(shí)要多方面的綜合分析對比，包括對工程的地理環(huán)境、材料質(zhì)量等都應(yīng)當(dāng)做出中和評估，并與各個(gè)環(huán)節(jié)的專業(yè)人員相互協(xié)調(diào)最終確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

精選結(jié)構(gòu)簡圖原則

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)要建立在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論上，其估算方法是通過計(jì)算工程簡圖的方法進(jìn)行分析的。選擇恰當(dāng)?shù)墓こ毯唸D是將結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)準(zhǔn)確安全的重要條件，選擇不適當(dāng)?shù)暮唸D會造成概念設(shè)計(jì)時(shí)的片面依據(jù)，而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)失誤，出現(xiàn)工程質(zhì)量問題。所以工程簡圖的誤差必須控制在允許誤差的范圍之內(nèi)。

準(zhǔn)確分析計(jì)算結(jié)果原則

現(xiàn)在市面上使用的設(shè)計(jì)計(jì)算軟件種類繁多，且每種軟件的計(jì)算結(jié)果也不相同，就加大了設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的難度，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)的具體要求結(jié)合不同軟件的程序設(shè)計(jì)原理和技術(shù)條件慎重選擇，使用最合適的軟件，精準(zhǔn)計(jì)算結(jié)果。

3 概念設(shè)計(jì)的要求和方法

除了第二點(diǎn)的基本原則外，概念設(shè)計(jì)中一般還有其他要求。

1.選擇合適的基礎(chǔ)方案。綜合考慮工程地段的地質(zhì)條件，建筑頂部的結(jié)構(gòu)類型和可能受到的風(fēng)力、地震力等水平或其他荷載作用，分析選擇合適的經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)方案。在地基的設(shè)計(jì)方案中，要最大程度上發(fā)揮因地制宜的特點(diǎn)，要進(jìn)行詳細(xì)的地址勘察，也可參考地段所在地區(qū)的其他臨近建筑物相關(guān)資料，一般來說統(tǒng)一結(jié)構(gòu)單元采用相同的結(jié)構(gòu)類型。

2.采用合適的建筑結(jié)構(gòu)布局。建筑物的力學(xué)性能尤其是動(dòng)力性能取決于整個(gè)建筑物的建筑結(jié)構(gòu)布局。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，規(guī)整、簡單、對稱的房屋建筑布局同比的抗震能力強(qiáng)，而且這樣的布局設(shè)計(jì)簡單，容易計(jì)算，并能夠準(zhǔn)確把握其抗震反應(yīng)，通過對地震作用的傳遞途經(jīng)分析，能更好的采取抗震防護(hù)手段和進(jìn)行具體的細(xì)致的布局處理。

3.確保建筑結(jié)構(gòu)的整體性。在概念設(shè)計(jì)時(shí)，保證結(jié)構(gòu)的連續(xù)性是對整個(gè)構(gòu)件的抗震性能概念設(shè)計(jì)的重要部分。

4 概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對于水平荷載、水平側(cè)移、結(jié)構(gòu)延性及連續(xù)性上可以應(yīng)用概念設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行更科學(xué)、有效的設(shè)計(jì)。

水平荷載是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所考慮的決定性因素，有風(fēng)力和地震力兩方面。在水平均勻荷載的作用下，垂直平面的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎矩和設(shè)計(jì)建筑的總高度為二次平方關(guān)系，所以在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，為了確保使風(fēng)的荷載能夠暢通的通過建筑的表面，即受水平荷載作用的限制，建筑總高度和建筑平面的形體形狀的設(shè)計(jì)就可以通過概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用，減少此步驟的繁瑣計(jì)算。

水平側(cè)移是指在水平荷載的作用下建筑各個(gè)高度層都會發(fā)生不同程度的水平側(cè)移，例如，在風(fēng)力的作用下，建筑結(jié)構(gòu)的頂部的側(cè)移量和建筑物高度的四次方成正比關(guān)系；當(dāng)受到地震力的作用時(shí)，這種側(cè)移會更加明顯，當(dāng)側(cè)移量超過一定范圍后，會引起頂部結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)甚至倒塌，或者因?yàn)樗絺?cè)移的作用，建筑結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)不同程度的破壞或裂紋等，影響建筑結(jié)構(gòu)的耐久性和正常使用。

結(jié)構(gòu)的延性是指當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到力的作用時(shí)，構(gòu)件發(fā)生屈服變形，由于構(gòu)件的塑性變形存在，作用力產(chǎn)生的效果會通過構(gòu)件的塑性變形而被緩解，不至于出現(xiàn)建筑構(gòu)件的倒塌，這種的能力。而構(gòu)件的連續(xù)性是指當(dāng)構(gòu)件的連接處的受力方向突然改變時(shí)，會使應(yīng)力突然集中，而構(gòu)件的延續(xù)性能夠減小這種內(nèi)應(yīng)力，是應(yīng)力均勻分布，不至于太集中，從而降低材料因?yàn)閼?yīng)力集中而出現(xiàn)材料耗損，進(jìn)而更好的發(fā)揮材料本身的性能。

5 總結(jié)

隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，先進(jìn)科學(xué)技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用推廣，結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)必將得到大幅度的應(yīng)用和廣泛接受，現(xiàn)階段限制其發(fā)展的一部分原因是因?yàn)楣こ處熥陨韺ζ淅碚摶A(chǔ)掌握的程度不深，另外是結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)需要豐富的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。并且，設(shè)計(jì)師自己對整個(gè)工程整體結(jié)構(gòu)的理解和分析判斷，對整個(gè)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的整體系統(tǒng)有著很大的影響，這對設(shè)計(jì)者本身的要求有很大程度上的要求，只有不斷的汲取先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和學(xué)習(xí)相關(guān)科學(xué)知識，鍛煉創(chuàng)造創(chuàng)新能力，才能提高結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的整體水平。

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