孫桂宏

(江蘇省高郵市建筑設(shè)計院，江蘇省 高郵市)

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

孫桂宏

(江蘇省高郵市建筑設(shè)計院，江蘇省 高郵市)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，人們對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求越來越高。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，合理應(yīng)用概念設(shè)計，可以有效解決設(shè)計中遇到的各種問題，提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、適用性。本文主要對概念設(shè)計含義及應(yīng)用原則進(jìn)行分析，闡述概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用的注意事項。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 概念設(shè)計 原則 注意事項

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，計算機(jī)程序的不斷應(yīng)用，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了很多便利，極大的提高了設(shè)計質(zhì)量與效率，然而也導(dǎo)致很多設(shè)計人員越來越懶惰，越來越依賴計算機(jī)，認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計非常簡單，只要按照圖集、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行即可。在此過程中，缺乏結(jié)構(gòu)整體性、經(jīng)濟(jì)性、合理性概念的認(rèn)識。為此，一定要重視概念設(shè)計的應(yīng)用，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，促進(jìn)建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

一、概念設(shè)計含義

概念設(shè)計是完整而全面的設(shè)計過程，它通過設(shè)計概念將設(shè)計者繁復(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設(shè)計。也就是說，概念設(shè)計就是在不經(jīng)過具體數(shù)值計算、沒有準(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。結(jié)合建筑整體結(jié)構(gòu)體系與分體結(jié)構(gòu)間的力學(xué)關(guān)系，根據(jù)建筑工程設(shè)計原則，展開理念設(shè)計。概念設(shè)計在綜合分析建筑物設(shè)計因素的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑設(shè)計要求，設(shè)計出科學(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、類型選擇的控制，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性與科學(xué)性。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用概念設(shè)計，對建筑設(shè)計師的綜合素質(zhì)要求較高，需要建筑設(shè)計師具備豐富的工作經(jīng)驗，進(jìn)而保證各項工作的順利完成。

二、概念設(shè)計應(yīng)用原則

（一）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)計中，需要全面掌握建筑基本構(gòu)件特征，根據(jù)建筑、環(huán)境、荷載、使用情況選擇優(yōu)化方案，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、疊合、交叉等集合形式對結(jié)構(gòu)單元予以轉(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與意向的情況下，對建筑樓層蓋水平、柱墻豎向支承系統(tǒng)、基礎(chǔ)系統(tǒng)予以優(yōu)化布置。在此過程中，需要對建筑承載力、側(cè)向與豎向變形、地質(zhì)條件、支承作法等結(jié)構(gòu)性展開對比，明確其是否具有合理性、科學(xué)性與優(yōu)越性。

（二）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)計中，一定要保證建筑物內(nèi)各個結(jié)構(gòu)空間作用的合理性，恢復(fù)其原有結(jié)構(gòu)，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性、安全性與可靠性。

（三）結(jié)構(gòu)延性設(shè)計原則

通常而言，結(jié)構(gòu)延性主要是由延性系數(shù)表示，其主要就是結(jié)構(gòu)極限變形和屈服變形的比值，此項比值越大，結(jié)構(gòu)延性越好，如果構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)的構(gòu)件都具備良好的延性，那么，整體結(jié)構(gòu)本身就會具有良好的延性。

（四）強(qiáng)柱弱梁設(shè)計原則

強(qiáng)柱弱梁設(shè)計的主要目的就是，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，而不是在柱上。

（五）等強(qiáng)度與耗能設(shè)計原則

在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，首先考慮的就是等強(qiáng)度與耗能設(shè)計，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須避免因為設(shè)計考慮不周，或者施工不當(dāng)，導(dǎo)致水平承重結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，進(jìn)而影響整個建筑物的安全性與穩(wěn)定性。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，充分考慮薄弱環(huán)節(jié)的設(shè)計，盡可能做到等強(qiáng)度，同時重視耗能設(shè)計。在選用耗能構(gòu)件的時候，需要對以下幾點(diǎn)內(nèi)容予以注意：一是，耗能構(gòu)件屈服應(yīng)力依然處在彈性階段，也就是說，其屈服在整個建筑結(jié)構(gòu)中是局部性的，不會導(dǎo)致建筑整體破壞。二是，為了更好的消耗地震能量，耗能構(gòu)件的數(shù)量一定要滿足設(shè)計要求，并且保證構(gòu)件具有良好的延性。三是，耗能構(gòu)件不應(yīng)選擇主要承受豎向荷載的構(gòu)件，如剪力墻、柱等。

三、概念設(shè)計應(yīng)用的注意事項

（一）結(jié)合建筑實際要求，選用合理、科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

在實際建筑工程建設(shè)中，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求非常高。要想有效應(yīng)用概念設(shè)計，取得良好的設(shè)計效果，就要保證建筑設(shè)計師具有豐富而合理的想象力，充分結(jié)合實際情況，綜合分析建筑工程的施工條件、現(xiàn)場地理環(huán)境、材料供應(yīng)能力等問題，同時，對結(jié)構(gòu)框架的抗震節(jié)點(diǎn)、應(yīng)力、總體布局等進(jìn)行全面控制，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計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)計中應(yīng)用概念設(shè)計的時候，一定要充分了解建筑材料的性能，充分分析可預(yù)測以及不可預(yù)測的因素，重視整體概念設(shè)計理念，采取一些隔震對策，盡可能降低地震或不可抗力對建筑物的影響，避免建筑物受到破壞，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的預(yù)期效果。

（二）不能盲目定論，選用合理的計算簡圖

計算簡圖是建筑設(shè)計師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的前提與基礎(chǔ)，是保證建筑結(jié)構(gòu)安全的重要因素，因此，建筑設(shè)計師一定要根據(jù)實際情況，選用合理的計算簡圖，在確保數(shù)據(jù)精準(zhǔn)的條件下，進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的完美，避免出現(xiàn)因為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)影響樓層穩(wěn)定性、安全性的問題，進(jìn)而促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展。

（三）不可太過依靠計算機(jī)，正確分析計算結(jié)果

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計計算中，建筑設(shè)計師主要就是借助計算機(jī)完成計算，因為計算機(jī)軟件種類較多，又存在著一些缺陷，導(dǎo)致計算結(jié)果存在著一定的差異。針對此種情況而言，需要建筑設(shè)計師根據(jù)自身專業(yè)水平與業(yè)務(wù)技能，認(rèn)真分析計算結(jié)果，展開反復(fù)的對比與審核，輸入正確參數(shù)，選用合理、科學(xué)的計算結(jié)果，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的理想化、科學(xué)化、人性化、安全化。

結(jié)束語：

總而言之，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用概念設(shè)計，可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主觀能動性，充分融合建筑設(shè)計師的想象力與個人經(jīng)驗，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性、合理性、安全性。在應(yīng)用概念設(shè)計的時候，可以有效擴(kuò)展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計思路，受到了廣大建筑設(shè)計師的喜愛，在實際設(shè)計中具有廣泛的應(yīng)用平臺與發(fā)展前景。

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TU7

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1007–6344（2015）01–0185–01