摘要：我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，人們對于生活水平的要求也越來越高，隨之對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了更高的要求。在建筑行業(yè)運用概念設(shè)計，能夠合理解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的很多問題，更好的將設(shè)計作品完成。本文將就當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的應(yīng)用進行論述，希望對今后相關(guān)內(nèi)容的研究提供借鑒。

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

0前言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展以及計算機結(jié)構(gòu)程序的全面應(yīng)用，給建筑結(jié)構(gòu)工程師們帶來了極大方便，大大提高了設(shè)計的效率和質(zhì)量。但同時也養(yǎng)成了很多設(shè)計人員一味地依賴計算機，認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計很簡單，只需要按照規(guī)范、圖集，通過電腦軟件計算就可以完成，設(shè)計人員成了不過是東拼西湊的計算機畫匠而已，對計算的結(jié)果也無法判斷正誤，規(guī)范與軟件之間的差異更是不了解；對如何加強結(jié)構(gòu)的整體性、合理性、經(jīng)濟性更是沒有概念。發(fā)展先進計算理論，加強計算機的應(yīng)用，加快新型高強、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟是當(dāng)務(wù)之急。打破建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的墨守成規(guī)，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力，是相當(dāng)必要的。

1 概念設(shè)計介紹

1.1 建筑設(shè)計人員在經(jīng)過對數(shù)據(jù)的詳細計算之前，在無法對一些比較特殊的情況做出相對比較理性的分析或者出現(xiàn)規(guī)定范圍外的問題時，只通過自身對整個建筑結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想或者對建筑物結(jié)構(gòu)總體布置，進而進行確理論依據(jù)的設(shè)計就稱之為概念設(shè)計。為了可以達到最終的設(shè)計目的，進行結(jié)構(gòu)分析的人員應(yīng)當(dāng)對整個建筑進行認(rèn)真的分析，并把握整體與各個分體之間的各種關(guān)系，然后嚴(yán)格遵循已經(jīng)被確定的工程設(shè)計的基本程序以及原則，并利用一定的設(shè)計思維，從宏觀上對整個建筑的設(shè)計進行詳細的思考和設(shè)計。

1.2 在地震頻發(fā)地區(qū)，為了提高建筑的穩(wěn)定性，在進行建筑設(shè)計時，建筑設(shè)計人員一般會采取一些有效的措施進行隔震消能，但是這種措施有很多種，最常用的是在建筑的基礎(chǔ)與建筑物的主體之間設(shè)置一個具有柔性結(jié)構(gòu)的隔震層。除了設(shè)置隔震層之外，設(shè)計人員還經(jīng)常會在建筑物的頂部設(shè)置一個反擺裝置，在發(fā)生地震時，反擺裝置由于慣性，其移動方向?qū)c建筑物移動方向相反，從而減弱建筑物的震動幅度和頻率，減少地震帶來的危害。如果設(shè)計的較為合理，將會帶來較大的抗震效果。

1.3 在進行設(shè)計時，設(shè)計者運用概念設(shè)計具有很多的優(yōu)勢。例如，可以拓寬設(shè)計者的設(shè)計思維，打破思維定勢，從而設(shè)計出更加令人驚嘆的建筑設(shè)計。在以前進行建筑設(shè)計時，設(shè)計者往往只重視建筑物結(jié)構(gòu)的抵抗能力上，對其他方面缺乏關(guān)注，同時為了達到提高抵抗能力的目標(biāo)，在進行具體的建筑施工時，就會采用原本不需要的等級比較高的水泥等材料，同時沒有依據(jù)的進行鋼筋數(shù)量的增加，這就是對整個工程設(shè)計缺乏嚴(yán)重掌控的表現(xiàn)，這將會造成整個工程的成本過高。

1.4 設(shè)計者在進行建筑物的抗震能力設(shè)計時，應(yīng)該更加重視運用概念設(shè)計。由于建筑物的各個結(jié)構(gòu)的受力狀況比較復(fù)雜，難以用具體數(shù)據(jù)表明，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，建筑物各個部位的受力狀況具有較大的不確定性。造成這種狀況的原因就是由于人們嚴(yán)重缺乏對抗震結(jié)構(gòu)的清晰認(rèn)識，再加上建筑材料的性能不夠穩(wěn)定和各種不利因素的存在，都將會導(dǎo)致最終的設(shè)計不能夠達到預(yù)期的效果。

2 概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)中運用的原則

2.1 堅持優(yōu)化選型的原則

①對結(jié)構(gòu)體系進行優(yōu)化。對建筑中基本構(gòu)件的特征進行掌握，這是其前提條件。依據(jù)建筑、使用、壞境以及荷載情況進行優(yōu)化選擇比較適合的基本建筑構(gòu)件，并對它們之間的關(guān)系進行判定，進而建立它的支承作法與基本性的結(jié)構(gòu)單元；之后利用平面、疊合、線型以及交叉等集合形式將基本性的結(jié)構(gòu)單元轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕Y(jié)構(gòu)體系。

②對結(jié)構(gòu)布置進行優(yōu)化。在確保建筑的使用需要以及意向的基礎(chǔ)上，對建筑的樓層蓋水平、基礎(chǔ)系統(tǒng)以及柱墻豎向支承系統(tǒng)進行優(yōu)化布置。在這時要對建筑的承載能力、支承作法、側(cè)向與豎向的變形以及地質(zhì)條件等結(jié)構(gòu)性問題進行比較，確定其是否具備優(yōu)越性以及合理性。

2.2 堅持空間作用的原則 建筑物屬于空間結(jié)構(gòu)，在進行結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計時，應(yīng)該注意建筑內(nèi)的各個結(jié)構(gòu)中的空間作用，實際就是將恢復(fù)為原本的結(jié)構(gòu)。

2.3 堅持合理受力的原則

①從受力與變形的角度來講，集中受力不如均勻受力的效果好，單跨簡支不如多跨連續(xù)，在平面內(nèi)的作用效果不如其在整個空間內(nèi)的作用效果，鉸接梁的受力效果不如剛性梁的連接效果好，靜定的受力結(jié)構(gòu)體系的受力效果明顯不如超靜定受力結(jié)構(gòu)體系的受力效果。

②從受力和變形的角度來講，應(yīng)該充分使用建筑剛度的相對性、變形的協(xié)調(diào)性和連續(xù)性以及結(jié)構(gòu)的對稱性。不但要對其部分構(gòu)件的受力情況進行分析，還必須對其整體結(jié)構(gòu)的宏觀受力情況進行分析。對重要的受力情況以及變形情況加以重視，對于不是很重要的受力與變形情況可以忽視不計。

3 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的作用

3.1 選擇的建筑場地應(yīng)當(dāng)便于施工 建筑施工場地的選擇在施工前期沒有較大的作用，但是在建筑施工后期將起著較為關(guān)鍵的作用，尤其是進行概念設(shè)計的建筑場地。在選擇建筑施工場地時，進行選擇的人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循以下幾個基本要點：建筑邊界、防火間距、建筑物的高度、現(xiàn)場地形的分析等。同時，在進行建筑設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)選擇比較容易進行抗震設(shè)計的地理位置，盡可能的避免在不利于抗震設(shè)計的位置進行建筑的建設(shè)設(shè)計。

3.2 合理的進行建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的選擇 在嚴(yán)格的進行建筑施工場地的選擇之后，應(yīng)當(dāng)選擇較為合理的建筑基礎(chǔ)，一般常包括有樁基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)這三種建筑基礎(chǔ)形式，下面針對其中一種基礎(chǔ)——箱型基礎(chǔ)進行簡單的介紹。箱形基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用于高層建筑中，其整體剛度適當(dāng)，可以將荷載通過上部結(jié)構(gòu)均勻地傳至下部基礎(chǔ)中，從而使結(jié)構(gòu)組成良好地得以嵌固，并且降低了箱基不均勻沉降的問題，增強了建筑物的抗震抗災(zāi)承受力。

3.3 合理選擇結(jié)構(gòu)規(guī)則和對稱的建筑主體 主體建筑結(jié)構(gòu)選擇必須合理，這樣可以穩(wěn)定非結(jié)構(gòu)件工作狀態(tài)，降低耗材成本。通常建筑結(jié)構(gòu)的對稱是指抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)的對稱，可選擇較容易對稱的平面結(jié)構(gòu)如簡體框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等。

3.4 合理設(shè)計抗震抗災(zāi)防線 這是一個建筑最基本的要求，在進行建筑施工設(shè)計時，設(shè)計者應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)脑黾涌拐鹁€的數(shù)量，進而減少地震發(fā)生時帶來的巨大的破壞，設(shè)計者還可以通過選用結(jié)構(gòu)動力控制的方法進行減震設(shè)計。當(dāng)建筑物遭受地震破壞時，建筑物可以通過自身贅余桿件結(jié)構(gòu)的彎曲和變形，從而吸收地震的能量。

3.5 合理的進行結(jié)構(gòu)剛度的選擇 在進行設(shè)計時，建筑物的結(jié)構(gòu)剛度選擇是否合適是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的不可忽略的指標(biāo)之一，建筑物的結(jié)構(gòu)剛度選擇合理之后，不僅僅可以降低地震發(fā)生時帶來的經(jīng)濟損失，還可以提高建筑各個方面的承受能力，同時在進行建筑材料的配置時，還可以減少材料的數(shù)量，進而降低建筑成本。

結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟社會的發(fā)展，人們對建筑物質(zhì)量的要求越來越高，而通過概念設(shè)計的不斷創(chuàng)新，受力合理、性能良好、造價低廉的建筑結(jié)構(gòu)總體方案無疑會受到人們的青睞。因此，概念設(shè)計是設(shè)計思想發(fā)展的必然產(chǎn)物，也會成為今后時期結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流思想。

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