唐云啟

（廣西榮泰建筑設(shè)計有限責(zé)任公司 廣西南寧市 530003）

研究概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的意義及應(yīng)用

唐云啟

（廣西榮泰建筑設(shè)計有限責(zé)任公司 廣西南寧市 530003）

隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，國內(nèi)的很多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計已很難跟上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，以往的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方式比較單一，在發(fā)展過程中，已難以適應(yīng)社會發(fā)展的需求。因此，在目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，概念設(shè)計被廣泛地應(yīng)用到結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，并受到越來越多建筑設(shè)計單位的重視，很多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師根據(jù)自己的設(shè)計風(fēng)格，將其應(yīng)用到結(jié)構(gòu)設(shè)計中，在一定程度上，提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量與水平。本文主要從概念設(shè)計的定義及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中的重要意義展開分析，深入研究概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中的應(yīng)用，以期提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，進(jìn)而促進(jìn)概念設(shè)計在當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中有效應(yīng)用。

概念設(shè)計；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用

1 前言

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，計算機(jī)系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)程序的有效應(yīng)用，方便了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師及工程師的設(shè)計工作，大大地提升了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效率與質(zhì)量。但是也導(dǎo)致部分設(shè)計人員過分地依賴計算機(jī)來進(jìn)行相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算，設(shè)計人員僅需根據(jù)相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，利用計算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計程序來完成結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，而對于結(jié)構(gòu)設(shè)計方法是否合理、程序計算結(jié)果是否準(zhǔn)確、設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)是否安全穩(wěn)定等問題并不是很清楚，對于如何增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性、合理性以及經(jīng)濟(jì)性缺乏一個完整的概念。

2 概念設(shè)計的定義及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要意義

圖1 概念設(shè)計的定義及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要意義

2.1 概念設(shè)計的定義

概念設(shè)計主要指利用數(shù)學(xué)計算的方式，根據(jù)客戶需求進(jìn)行分析，繼而形成一個概念的產(chǎn)品，從客戶的需求分析一直到產(chǎn)品的設(shè)計階段，即為概念設(shè)計。它屬于一個從粗略到精細(xì)、從模糊到清晰、從抽象到具體的一個概念設(shè)計的演化過程，并且在設(shè)計過程中，從客戶對概念的需求出發(fā)，通過概念來貫穿整個設(shè)計過程。通過對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行概念設(shè)計，對結(jié)構(gòu)選用、設(shè)計、分析以及計算等實行局部處理，之后再貫穿到整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計師要及時找出概念設(shè)計中存在的問題，并結(jié)合之前的設(shè)計經(jīng)驗與當(dāng)前的建筑環(huán)境來進(jìn)行設(shè)計，充分考慮各因素對設(shè)計工作所產(chǎn)生的影響，以便構(gòu)建較好的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，進(jìn)而滿足建設(shè)方對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的需求。

2.2 概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要意義

（1）概念設(shè)計能較好地彌補計算機(jī)設(shè)計的缺陷。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計時，計算機(jī)對于方案的設(shè)計具有很大的局限性，它很難完成建筑結(jié)構(gòu)方案的整個初步設(shè)計。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，計算機(jī)技術(shù)的使用非常廣泛，但其設(shè)計程序常常會給設(shè)計人員一個錯誤的認(rèn)識，會讓設(shè)計人員覺得計算機(jī)的程序應(yīng)用起來比較簡單，過多地依賴計算機(jī)設(shè)計程序進(jìn)行設(shè)計，而忽略了對建筑結(jié)構(gòu)概念方面的學(xué)習(xí)，造成設(shè)計人員的設(shè)計能力逐步下降。部分建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員，可能會習(xí)慣性地把結(jié)構(gòu)分析計算程序不假思索地應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，卻沒有認(rèn)識到計算機(jī)軟件設(shè)計的缺陷。

若選用到合適、正確的計算機(jī)軟件，則會提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率，一旦選到錯誤的計算機(jī)軟件，則會影響到整個建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計。而這種潛在問題，會隨著時間的推移，慢慢凸顯出來。為有效地彌補計算機(jī)軟件設(shè)計的缺陷，就應(yīng)將概念設(shè)計應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)加強(qiáng)對概念設(shè)計理念的學(xué)習(xí)，深入地了解與掌握建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，并根據(jù)所學(xué)到的概念設(shè)計方面的知識，來選擇最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。

（2）概念設(shè)計可以有效地滿足建設(shè)方的需求。概念設(shè)計應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，比較突出的作用是，可最大限度地滿足建設(shè)方對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的需求，而且對于建設(shè)方各個方面的需求，都起到較好的推動作用，這種滿足對于結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，正是設(shè)計人員追求的主要目的，目的是得到建設(shè)方認(rèn)可。將概念設(shè)計理念充分應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可充分考慮到建設(shè)方的需求，但該種需求需通過合理的設(shè)計方式表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)中[1]。并且，在應(yīng)用時，也不是僅僅以滿足建設(shè)方需求作為唯一的根本，還要將建設(shè)方需求與結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行完美地融合，這樣不僅能滿足建設(shè)方對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的需求，還能提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的高效性。

3 概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用（如圖2）

圖2 概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用圖

3.1 概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)分析計算中的應(yīng)用

對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計來說，分析計算屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，特別是在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，相關(guān)設(shè)計軟件的有效應(yīng)用，分析計算也有了較好的體現(xiàn)，而且分析計算準(zhǔn)確率對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平也會有影響。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計單位應(yīng)多關(guān)注對結(jié)構(gòu)的分析計算。通常情況下，將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可在一定程度上提升建筑結(jié)構(gòu)分析計算的準(zhǔn)確率，但從整體設(shè)計方案來看，一旦選到錯誤的設(shè)計方法，對建筑結(jié)構(gòu)的分析計算會造成很大的影響[2]。此外，在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計算時，設(shè)計人員要先從整體性、全面性的角度來考慮和分析結(jié)構(gòu)計算軟件及其計算結(jié)果，這正是目前概念設(shè)計應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個本質(zhì)需求，同時，有效地分析結(jié)構(gòu)計算結(jié)果是否準(zhǔn)確、合理，充分應(yīng)用概念設(shè)計理念，以保證建筑結(jié)構(gòu)的分析計算能夠得到有效的應(yīng)用。

3.2 概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作中的應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計單位在開展抗震設(shè)計的工作過程中，一般情況下，都是在設(shè)計人員確定初始的構(gòu)件尺寸與混凝土強(qiáng)度等級之后，才來計算建筑結(jié)構(gòu)實際的剛度，然后按照剛度的計算結(jié)果，再計算出相應(yīng)的地震力，進(jìn)而得出所需配筋數(shù)量。因結(jié)構(gòu)剛度、地震力、配筋數(shù)量三者之間存在正比例的關(guān)系，所以結(jié)構(gòu)剛度越大，所計算出地震力也就越大，所需配筋數(shù)量就越多；若配筋數(shù)量越多，則結(jié)構(gòu)剛度越大，產(chǎn)生地震力也就越大。若僅僅是增加配筋數(shù)量，實際上是加大了地震力效應(yīng)，在抗震設(shè)計的工作當(dāng)中，難以起到良好的效果。而若將概念設(shè)計應(yīng)用到抗震設(shè)計的工作當(dāng)中，能有效地開拓設(shè)計人員的設(shè)計思路，增加抗震設(shè)計的有效性。例如，使用隔震效能概念設(shè)計的方法，在建筑物的頂端或在建筑主體與基礎(chǔ)間設(shè)置隔震層，就能有效地降低地震力效應(yīng)。

3.3 概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)方案選擇中的應(yīng)用

對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計而言，結(jié)構(gòu)方案的選擇十分關(guān)鍵，同時也是整個結(jié)構(gòu)設(shè)計過程的重要組成部分，建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇直接決定了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度，一旦結(jié)構(gòu)方案選擇出現(xiàn)失誤，必然會影響到整個建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在選擇建筑結(jié)構(gòu)方案時，概念設(shè)計可充分發(fā)揮有效作用，保證所選方案的有效性與合理性。且在應(yīng)用中，比較合理的選擇模式是由整體到局部，再由局部到整體的全面考慮，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

①建筑結(jié)構(gòu)的方案選擇，應(yīng)仔細(xì)、全面地查看與分析建筑項目在施工時，相關(guān)的影響因素，如，施工現(xiàn)場的地形、天氣、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地基承載力等，都要進(jìn)行綜合性地考慮，并對其進(jìn)行全面調(diào)查與分析，這也充分體現(xiàn)了概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的整體性；②針對實際建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇而言，也要充分考慮到建設(shè)方對結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求，這也屬于當(dāng)前概念設(shè)計當(dāng)中的一個重要特點及其作用的體現(xiàn)，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員可根據(jù)建設(shè)方提出的相關(guān)要求，來進(jìn)行較為全面的設(shè)計，并將其體現(xiàn)到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案當(dāng)中，進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)方案選擇的合理性與準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語

總而言之，隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平也有了很大的提升，從當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計情況來看，設(shè)計人員在設(shè)計過程中，應(yīng)不斷提升自己的創(chuàng)新意識，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平朝著國際化的設(shè)計水平方向發(fā)展。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員把概念設(shè)計引入到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，也成就了建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計，它也是在實踐與理論互相結(jié)合的基礎(chǔ)上，才得以形成。并且概念設(shè)計在現(xiàn)代化的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，發(fā)揮了十分重要的作用，不僅提升了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性、可靠性以及創(chuàng)新性，還彌補了以往計算機(jī)軟件設(shè)計的不足，使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案更加完善，進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量與水平。

[1]李國珍.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震概念設(shè)計的應(yīng)用淺析[J].江西建材，2014，10（2）：100～103.

[2]范國興.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].西大學(xué)學(xué)報，2014，25（8）：201～205.

TU318

A

1673-0038（2015）52-0090-02

收稿日期：2015-11-29

唐云啟（1980-），男，工程師，本科，主要從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。