述概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、<p>　　述概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的增長，人們生活水平的提高，對(duì)于建筑的要求也有所提升。我國的建筑業(yè)近年來獲得了良好的發(fā)展機(jī)會(huì)，新技術(shù)、新工藝得到了廣泛的應(yīng)用，概念設(shè)計(jì)也也逐漸應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代建筑發(fā)展的需求，本文主要對(duì)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用時(shí)行探討，希望概念設(shè)計(jì)對(duì)我國的建筑業(yè)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。 </p&

2、gt;<p>　　關(guān)鍵詞：概念設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)；意義 </p><p>　　中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　概念設(shè)計(jì)對(duì)當(dāng)前建筑業(yè)的發(fā)展起到了很好的推動(dòng)作用，也是時(shí)代發(fā)展的必然。建筑設(shè)計(jì)師運(yùn)用自己的知識(shí)、想象力以及創(chuàng)新意識(shí)來實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的總體規(guī)劃，這也是概念設(shè)計(jì)的很好體現(xiàn)。 </p><p>　　一、概念設(shè)計(jì)的概念與步

3、驟 </p><p>　　概念設(shè)計(jì)是一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多樣化要求的手段，是建筑設(shè)計(jì)師基于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)理論以及將要建設(shè)的項(xiàng)目工程的特點(diǎn)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)以及總體布局進(jìn)行規(guī)劃，并在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初期對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行概念性的分析估算與比對(duì)。這種設(shè)計(jì)方法具有定性準(zhǔn)確、概念明確、便捷的優(yōu)勢，從而可以在實(shí)際應(yīng)用中取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。一般可以將概念設(shè)計(jì)的步驟分為分析、綜合以及評(píng)估三個(gè)不斷向著滿意階段靠近的連續(xù)階段。其中

4、分析階段主要是對(duì)問題進(jìn)行全方位的了解，但是存在著分析數(shù)據(jù)不完整與不準(zhǔn)確的特點(diǎn)，為此表現(xiàn)出一定的模糊性質(zhì)。綜合階段是工程師將自己掌握的理論知識(shí)以及掌握的實(shí)際情況，利用自己的想象力以及創(chuàng)新意識(shí)實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)規(guī)劃。最后評(píng)估階段是一個(gè)比較選擇最優(yōu)方案的過程，可以說是一個(gè)循環(huán)實(shí)施的過程，直到得到滿意的方案為止。設(shè)計(jì)人員實(shí)施評(píng)估的過程中要借助于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算等工具，從而獲得技術(shù)上以及經(jīng)濟(jì)上可行的方案。 </p><p>　　二、

5、概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 </p><p>　　1、建筑場地的合理選擇。建筑場地的選擇作為設(shè)計(jì)前首要考慮的因素，同時(shí)也是一個(gè)對(duì)于建筑設(shè)計(jì)起著決定性與基礎(chǔ)性的因素。在進(jìn)行建筑場地選擇中一般要考慮到以下因素：防護(hù)距離、建筑退界、日照間距等。此外在建筑設(shè)計(jì)中還要充分的考慮抗震等因素，盡量避免在危險(xiǎn)地段選址。實(shí)在不能避免的情況下可以在結(jié)合相應(yīng)的抗震措施，在設(shè)計(jì)前進(jìn)行抗震地點(diǎn)以及勘測進(jìn)行分析。 </p>

6、<p>　　2、基于現(xiàn)場情況選擇建筑結(jié)構(gòu)。一旦建筑場地選定后就要根據(jù)建筑的地形特點(diǎn)以及建筑形式對(duì)建筑基礎(chǔ)進(jìn)行選擇。一般使用到的基礎(chǔ)包括樁基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)等。其中樁基礎(chǔ)主要適用于土質(zhì)松軟或者是負(fù)荷較大的多層結(jié)構(gòu)中，在高層建筑中具有較廣的應(yīng)用。尤其是在天然的地基中這種樁基形式可以將載荷從上部傳遞到下部，從而保證了穩(wěn)定性與可靠性。此外箱型基礎(chǔ)具有優(yōu)良的整體剛度，可以實(shí)現(xiàn)將載荷均勻的傳遞到下部結(jié)構(gòu)，保證了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，避免或者減小

7、基礎(chǔ)的不均勻沉降，對(duì)于提升建筑的抗震性能具有極為重要的意義。 </p><p>　　3、建筑主體結(jié)構(gòu)的選擇。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般要遵循對(duì)稱與合理的原則，從而有效地降低扭轉(zhuǎn)力以及保持非結(jié)構(gòu)構(gòu)件保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)以及降低材料的耗用。一般建筑結(jié)構(gòu)的對(duì)稱是通過抗側(cè)力結(jié)構(gòu)主體為對(duì)稱，例如剪力墻結(jié)構(gòu)布置。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)對(duì)稱一般可以使用調(diào)整建筑物質(zhì)心、結(jié)構(gòu)側(cè)心以及平面形心的距離，從而達(dá)到結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性。 </p>&l

8、t;p>　　4、建筑結(jié)構(gòu)的剛度選擇。建筑結(jié)構(gòu)的剛度作為建筑的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是設(shè)計(jì)中一項(xiàng)極為重要的內(nèi)容，為此需要在設(shè)計(jì)中對(duì)建筑的剛度進(jìn)行合理的選擇。建筑剛度的合理設(shè)計(jì)可以延長結(jié)構(gòu)的基本自振周期，從而有效地降低地震帶來的危害。同時(shí)合理的建筑鋼都還可以減少建筑材料的消耗以及結(jié)構(gòu)空間的占用率，從而有效地提升建筑平面的利用率，達(dá)到設(shè)計(jì)合理的效果。 </p><p>　　三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施 </p>

9、<p>　　1、協(xié)同工作中的材料利用率。通過協(xié)同工作不僅可以實(shí)現(xiàn)提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)也可以提高材料的利用率。經(jīng)驗(yàn)表明，材料的利用率越高，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作能力以及穩(wěn)定性也就越高。尤其是在當(dāng)今提倡節(jié)能、環(huán)保的背景下，建筑設(shè)計(jì)中要求使用最少的投入來獲得最大的產(chǎn)出。例如對(duì)于常見的矩形截面受壓構(gòu)件，這種構(gòu)件在實(shí)際使用中的利用率極低，這主要是由于兩個(gè)原因：首先是梁的長度變化會(huì)引發(fā)梁彎矩的變化，其次是梁的中和軸附近的材料利用率低。于是

10、對(duì)于等截面梁來講這種受壓構(gòu)件的很多區(qū)段的利用率極低。在這種背景下，通過使用概念設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析，對(duì)梁截面的應(yīng)變梯度進(jìn)行調(diào)整，從而使構(gòu)件保持軸心受力，從而有效地提升了材料的利用率。經(jīng)過不斷地研究與發(fā)展，又出現(xiàn)了平面桁架結(jié)構(gòu)，從而將許多無用的材料除去，不僅有效地實(shí)現(xiàn)了原有結(jié)構(gòu)效果，同時(shí)也降低了材料自重以及成本。 </p><p>　　2、結(jié)構(gòu)體系中保持協(xié)同工作。在概念設(shè)計(jì)中的協(xié)同工作在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用，協(xié)同

11、工作要求結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各個(gè)構(gòu)件要處于相互協(xié)作以及共同工作的狀態(tài)。這種協(xié)同效應(yīng)就需要結(jié)構(gòu)構(gòu)件在承載力極限的條件下不僅可以保持共同工作，同時(shí)也需要它們具有共同的耐久性。此外建筑結(jié)構(gòu)的上部與基礎(chǔ)應(yīng)該在受到載荷時(shí)保持著一個(gè)統(tǒng)一整體，共同承擔(dān)載荷。在使用磚混結(jié)構(gòu)的建筑中為了維持協(xié)同工作要通過構(gòu)造柱以及圈梁將整個(gè)結(jié)構(gòu)組合成統(tǒng)一整體進(jìn)行受力，避免建筑結(jié)構(gòu)單純的依靠建筑結(jié)構(gòu)自身剛度來承受載荷。隨著高層建筑的增加，出現(xiàn)短柱的現(xiàn)象也越來越多。但是為了保持每個(gè)構(gòu)

12、件都可以達(dá)到較高的應(yīng)力水平，在多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要避免各層短柱的出現(xiàn)，以提升相同平面處承受載荷的能力，為此需要將同層的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)處于相同或者相近的水平位移下。 </p><p>　　四、概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)中的意義 </p><p>　　1、概念設(shè)計(jì)體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性。由于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法需要通過設(shè)計(jì)師查找手冊(cè)、計(jì)算機(jī)程序等進(jìn)行循規(guī)蹈矩的方式進(jìn)行，從而缺少設(shè)計(jì)風(fēng)格以及創(chuàng)新性。而使用概念設(shè)計(jì)可以允許

13、工程師在設(shè)計(jì)過程中根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)以及理論知識(shí)，同時(shí)結(jié)合概念設(shè)計(jì)的新方法以及新思路得出具有合理性以及一定創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)。 </p><p>　　2、概念設(shè)計(jì)可以有效地提升工程師的設(shè)計(jì)能力。有概念設(shè)計(jì)允許工程師在遵循一定要求的條件下進(jìn)行一定程度的發(fā)揮，從而可以有效地解決設(shè)計(jì)中存在的問題。同時(shí)通過概念設(shè)計(jì)中的正確理念與原則的指引，便于工程師從根源查找問題，從而使得計(jì)算計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確。 </p><p

14、>　　3、概念設(shè)計(jì)有效地彌補(bǔ)了計(jì)算機(jī)理論以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的不足。 </p><p>　　4、概念設(shè)計(jì)可以優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。采用概念設(shè)計(jì)方案可以在方案的對(duì)比中選擇出更加優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案，這種優(yōu)選方案不僅體現(xiàn)了方案的可靠性與經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也有效地避免了設(shè)計(jì)后期出現(xiàn)的繁瑣計(jì)算。 </p><p><b>　　五、結(jié)語 </b></p><p>　　建筑

15、行業(yè)近些年在我國獲得了長足的發(fā)展，尤其是正處于發(fā)展中階段的我國，建筑的低投入與高產(chǎn)出一直以來都是終極目標(biāo)。通過在建筑設(shè)計(jì)中利用概念設(shè)計(jì)可以構(gòu)造出更為合理的建筑結(jié)構(gòu)體系，并達(dá)到節(jié)省原料的目的。隨著概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用推廣，越來越多的設(shè)計(jì)者接受了這一設(shè)計(jì)方式，并逐漸成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想。我們相信概念設(shè)計(jì)在以后建筑結(jié)構(gòu)中會(huì)獲得更大的發(fā)展，為建筑設(shè)計(jì)帶來更多的實(shí)惠與便利。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) &

16、lt;/b></p><p>　　[1]林同炎.結(jié)構(gòu)概念和體系[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社. </p><p>　　[2]高立人,土躍.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新思路___概念設(shè)計(jì)[J].工業(yè)建筑,1999(1). </p><p>　　[3]吳愛菊.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].溫州：溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2007(2). </p><p>