試議概念設計在建筑結構設計中的應用

1、<p>　　試議概念設計在建筑結構設計中的應用</p><p>　　[摘要]隨著經濟與時代的發(fā)展，人們對于建筑的要求逐漸提升。與此同時建筑工程項目的投資力度、規(guī)模、技術復雜度也都相應的提高，為此促進了建筑結構設計中的概念設計的產生，并逐漸發(fā)展成為研究建筑結構設計的關鍵方法。文章從概念設計的概念與步驟入手，對概念設計在建筑結構中的應用、建筑結構設計中的結構措施以及概念設計在建筑結構設計中的意義進行了簡單的

2、論述。 </p><p>　　[關鍵詞] 概念設計 結構 建筑 應用 </p><p>　　中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　前言： </b></p><p>　　隨著建筑產業(yè)的飛速發(fā)展，建筑結構設計也面臨著更高的要求。在這一背景下，概念設計以其自身的特性而得到了廣泛的應用。

3、概念設計在手段、思想、方式以及理論知識等方法都為建筑結構提供了科學有效的技術平臺。為此進行概念設計與結構措施在建筑結構中的應用研究具有極強的現(xiàn)實意義。 </p><p>　　一、 概念設計的概念與步驟 </p><p>　　概念設計是一種實現(xiàn)結構設計的多樣化要求的手段，是結構設計師基于設計經驗、設計理論以及將要建設的項目工程的特點，對建筑結構的抗震結構以及總體布局進行規(guī)劃，并在建筑工程結構

4、設計的初期對設計方案進行概念性的分析估算與比對。這種設計方法具有定性準確、概念明確、便捷的優(yōu)勢，從而可以在實際應用中取得良好的經濟效益。 </p><p>　　一般可以將概念設計的步驟分為分析、綜合以及評估三個不斷向著滿意階段靠近的連續(xù)階段。其中分析階段主要是對問題進行全方位的了解，但是存在著分析數據不完整與不準確的特點，為此表現(xiàn)出一定的模糊性質。綜合階段是工程師將自己掌握的理論知識以及掌握的實際情況，利用自己的

5、想象力以及創(chuàng)新意識實現(xiàn)工程設計規(guī)劃。最后評估階段是一個比較選擇最優(yōu)方案的過程，可以說是一個循環(huán)實施的過程，直到得到滿意的方案為止。設計人員實施評估的過程中要借助于數據統(tǒng)計計算等工具，從而獲得技術上以及經濟上可行的方案。 </p><p>　　二、 概念設計在建筑結構設計中的應用 </p><p>　?。?）建筑場地的合理選擇。 </p><p>　　建筑場地的選擇作

6、為設計前首要考慮的因素，同時也是一個對于建筑設計起著決定性與基礎性的因素。在進行建筑場地選擇中一般要考慮到建筑設計方面的一些因素，此外在設計中要充分的考慮抗震等因素，盡量避免在危險地段選址。實在不能避免的情況下可以在結合相應的抗震措施，在設計前進行抗震地點以及勘測進行分析。 </p><p>　?。?）基于場地情況選擇建筑結構。 </p><p>　　一旦建筑場地選定后就要根據建筑的地基特

7、點以及建筑形式對建筑基礎進行選擇。一般使用到的基礎包括獨立基礎、條形基礎、筏板基礎、樁基礎、箱型基礎等。其中樁基礎主要適用于土質松軟或者是負荷較大的多層結構中，在高層建筑中具有較廣的應用，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。此外箱型基礎具有優(yōu)良的整體剛度，可以實現(xiàn)將載荷均勻的傳遞到下部結構，保證了結構的整體穩(wěn)定性，避免或者減小基礎的不均勻沉降，而且具有自重小的特點，對于提升建筑的抗震性能

8、具有極為重要的意義。 </p><p>　?。?）建筑主體結構的選擇。 </p><p>　　建筑結構的設計一般要遵循結構對稱、規(guī)則與合理的原則，從而有效地降低扭轉力以及保持非結構構件保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)以及降低材料的耗用。一般建筑結構的對稱是通過抗側力結構主體為對稱，例如剪力墻結構布置。為了實現(xiàn)結構對稱一般可以使用調整建筑物質心、結構側心以及平面形心的距離，從而達到結構的基本對稱性。 &l

9、t;/p><p>　　（4）建筑結構的剛度選擇。 </p><p>　　建筑結構的剛度作為建筑的一項重要指標，也是設計中極為重要的內容，剛度過大或過小均不是最優(yōu)結果，應根據具體情況和平衡原則進行必要的剛度調整和合理分配。建筑剛度的合理設計可以延長結構的基本自振周期，從而有效地降低地震帶來的危害。同時合理的建筑剛度還可以減少建筑材料的消耗以及結構空間的占用率，從而有效地提升建筑平面的利用率，達到

10、設計合理的效果。 </p><p>　　三、 建筑結構設計措施 </p><p>　?。?）協(xié)同工作中的材料利用率。 </p><p>　　通過協(xié)同工作不僅可以實現(xiàn)提升結構的穩(wěn)定性，同時也可以提高材料的利用率。經驗表明，材料的利用率越高，相應的結構的協(xié)同工作能力以及穩(wěn)定性也就越高。尤其是在當今提倡節(jié)能、環(huán)保的背景下，結構設計中要求使用最少的投入來獲得最大的產出。例如

11、常見的矩形截面受彎構件，這種構件在實際使用中的利用率很低，這主要是由于兩個原因：首先是梁的彎矩沿梁長是變化的，其次是靠近中和軸的材料應力水平低。于是對于等截面梁來講這種受彎構件的很多區(qū)段的利用率極低。在這種背景下，通過使用概念設計結構分析，對梁截面的應變梯度進行調整，從而使構件保持軸心受力，從而有效地提升了材料的利用率。經過不斷地研究與發(fā)展，于是出現(xiàn)了平面桁架結構，從而將許多無用的材料除去，不僅有效地實現(xiàn)了原有結構效果，同時也降低了構件

12、自重及成本。 </p><p>　?。?）結構體系中保持協(xié)同工作。 </p><p>　　在概念設計中的協(xié)同工作在建筑結構設計中得到了廣泛的應用，協(xié)同工作要求結構內部的各個構件要處于相互協(xié)作以及共同工作的狀態(tài)。這種協(xié)同效應就需要結構構件在承載力極限的條件下不僅可以保持共同工作，同時也需要它們具有共同的耐久性。此外建筑結構的上部與基礎應該在受到載荷時保持著一個統(tǒng)一整體，共同承擔載荷。在使用磚

13、混結構的建筑中為了維持協(xié)同工作要通過構造柱以及圈梁將整個結構組合成統(tǒng)一整體進行受力，避免建筑結構單純的依靠建筑結構自身剛度來承受載荷。 </p><p>　　四、 概念設計在建筑結構中的意義 </p><p>　?。?）概念設計體現(xiàn)了設計的創(chuàng)新性。 </p><p>　　由于傳統(tǒng)的設計方法需要通過設計師查找手冊、計算機程序等進行循規(guī)蹈矩的方式進行，從而缺少設計風格以

14、及創(chuàng)新性。而使用概念設計可以允許工程師在設計過程中根據自己的經驗以及理論知識，同時結合概念設計的新方法以及新思路得出具有合理性以及一定創(chuàng)新性的設計。 </p><p>　?。?）概念設計可以有效地提升工程師的設計能力。 </p><p>　　概念設計允許工程師在遵循一定要求的條件下進行一定程度的發(fā)揮，從而可以有效地解決設計中存在的問題。同時通過概念設計中的正確理念與原則的指引，便于工程師從

15、根源查找問題，從而使得計算結果更為準確合理。 </p><p>　　（3）概念設計有效地彌補了計算機理論以及結構設計理論的不足。 </p><p>　?。?）概念設計可以優(yōu)化設計結果。 </p><p>　　采用概念設計方案可以在方案的對比中選擇出更加優(yōu)秀的設計方案，這種優(yōu)選方案不僅體現(xiàn)了方案的可靠性與經濟性，同時也有效地避免了設計后期出現(xiàn)的繁瑣計算和問題的不確定性

16、。 </p><p><b>　　五、 結束語 </b></p><p>　　建筑行業(yè)近些年在我國獲得了長足的發(fā)展，建筑的低投入與高產出一直以來都是終極目標。這一原則下建筑還要體現(xiàn)出一定的自身特性，為此概念設計可謂是時代發(fā)展的必然產物。通過在建筑設計中利用概念設計可以選擇出更為合理的建筑結構體系，并達到節(jié)省原料的目的。隨著概念設計的應用推廣，越來越多的設計者接受了這一

17、設計方式，并逐漸成為結構設計的主導思想。我們相信概念設計在以后建筑結構中會獲得更大的發(fā)展，為建筑設計帶來更多的實惠與便利。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 林同炎，S.D.思多臺斯伯利 ，結構概念和體系 ，中國建筑工業(yè)出版社 </p><p>　　[2]高立人，土躍.結構設計的新思路___概念設計[

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