當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用論述

盧傳香

摘要：我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們對(duì)于生活水平的要求也越來(lái)越高，隨之對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。在建筑行業(yè)運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，能夠合理解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的很多問(wèn)題，更好的將設(shè)計(jì)作品完成。本文將就當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行論述，希望對(duì)今后相關(guān)內(nèi)容的研究提供借鑒。

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

中圖分類號(hào)： TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)程序在建筑行業(yè)的應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)工程師可以設(shè)計(jì)出大量?jī)?yōu)質(zhì)的建筑結(jié)構(gòu)，給設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的方便。但是在設(shè)計(jì)的過(guò)程也出現(xiàn)了很多不良的現(xiàn)象。不少設(shè)計(jì)人員對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)過(guò)分的依賴，認(rèn)為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作很簡(jiǎn)單，只需要利用相關(guān)的軟件，并按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)就可以輕松的完成。在使用的過(guò)程中對(duì)軟件計(jì)算結(jié)果也不進(jìn)行論證。甚至有些設(shè)計(jì)人員沒(méi)有考慮設(shè)計(jì)規(guī)范和軟件之間的差別，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性和合理性缺乏思考。研究出更為先進(jìn)的理論，并靈活的運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，認(rèn)真分析優(yōu)質(zhì)建筑材料的運(yùn)用，使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加合理化、科學(xué)化和人性是現(xiàn)在建筑行業(yè)應(yīng)該認(rèn)真思考的問(wèn)題。這就要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要善于創(chuàng)新，打破傳統(tǒng)思維定式，撲捉設(shè)計(jì)靈感，并想法設(shè)法將其表現(xiàn)出來(lái)。除了具備較高的審美素養(yǎng)，建筑結(jié)構(gòu)分析師還需要有扎實(shí)可靠的理論基礎(chǔ)。能夠很好的處理建筑結(jié)構(gòu)中整體結(jié)構(gòu)和局部結(jié)構(gòu)的力學(xué)關(guān)系，同時(shí)將概念設(shè)計(jì)融入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，創(chuàng)造出更為杰出的作品。

1 概念設(shè)計(jì)介紹

在運(yùn)用概念設(shè)計(jì)之前，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們需要對(duì)概念設(shè)計(jì)有個(gè)充分、清楚的了解，這樣才能在實(shí)際工作中靈活的運(yùn)用。只有深刻的把握概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)中的表現(xiàn)形式，才能將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的別具一格。不管是從審美角度還是從居住的舒適度上分析都能給人耳目一新的感覺(jué)。

（1）概念設(shè)計(jì)一般指對(duì)建筑結(jié)構(gòu)不經(jīng)過(guò)數(shù)值的計(jì)算，尤其是在一些沒(méi)法做出精確理性分析或者是規(guī)范中也難以規(guī)定的問(wèn)題，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的把握，從感官上進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是它并不意味著，結(jié)構(gòu)分析師可以根據(jù)自己的思想天馬行空的想象。為了能夠順利的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的最終結(jié)果，結(jié)構(gòu)分析師需要準(zhǔn)確的把握整體結(jié)構(gòu)體系和分體系之間的力學(xué)關(guān)系，并遵循工程設(shè)計(jì)的基本程序和原則，運(yùn)用一定的設(shè)計(jì)思想，從整體的角度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)布局和抗震細(xì)節(jié)上進(jìn)行宏觀的控制。

（2）運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的思想進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以表現(xiàn)出很多的優(yōu)勢(shì)，比如可以讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路突破傳統(tǒng)的局限，達(dá)到進(jìn)一步的拓寬。在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師往往將設(shè)計(jì)的重點(diǎn)集中在提高結(jié)構(gòu)的抵抗力上。為了達(dá)到這個(gè)目的，在施工的過(guò)程中，就會(huì)使用等級(jí)比較高的混凝土，并增加鋼筋的使用量，對(duì)工程的設(shè)計(jì)沒(méi)有整體的把握，使工程的造價(jià)不菲。因此，我們對(duì)一些工程中出現(xiàn)肥梁、肥柱的現(xiàn)象也就見(jiàn)怪不怪了。舉個(gè)很簡(jiǎn)單的例子，在建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一般先根據(jù)初定的尺寸計(jì)算出整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度，并計(jì)算出抗震力，最后進(jìn)行配筋。但是我們不能忽略結(jié)構(gòu)剛度越大，其地震的效應(yīng)也就越強(qiáng)烈這個(gè)問(wèn)題。剛度越大，地震力就越強(qiáng)，產(chǎn)生的破壞作用也會(huì)隨之增大。所以為了增加抗震力，而采用多配筋的方法是不可取的。

（3）為了減少建筑物在震中的破壞，設(shè)計(jì)師通常會(huì)采取一定的隔震消能的措施。這種措施有很多，一般是在建筑物基礎(chǔ)和主體之間設(shè)置一個(gè)柔性的隔震層，它能減少地震能量從基礎(chǔ)到主體的傳遞。還有的為了達(dá)到隔震消能的目的，在建筑物的頂部設(shè)置反擺裝置，在地震的時(shí)候這個(gè)裝置的位移方向和建筑物頂部的位移方向相反，這就加大了建筑物在振動(dòng)過(guò)程中的阻尼，降低地震對(duì)其產(chǎn)生的破壞。只要設(shè)計(jì)的合理，這種方法降低地震破壞的作用非常明顯。

（4）在建筑的抗震設(shè)計(jì)中，更應(yīng)該注重概念設(shè)計(jì)的運(yùn)用。我們知道由于建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在發(fā)生地震時(shí)，所受到的地震力不確定性比較大。這主要是因?yàn)槿藗儗?duì)抗震結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)比較模糊，對(duì)抗震設(shè)計(jì)分析和計(jì)算的結(jié)果精度，不能準(zhǔn)確的把握，加上使用建筑材料的性能和其它不可預(yù)測(cè)的因素影響，甚至有些效應(yīng)現(xiàn)在也無(wú)法研究清楚，最終使設(shè)計(jì)的結(jié)果和預(yù)期的效果相差甚遠(yuǎn)。同時(shí)在震中會(huì)遇到很多不確定因素，給建筑物帶來(lái)?yè)p壞，這種不確定因素在設(shè)計(jì)時(shí)很難把握，因此，建筑結(jié)構(gòu)師們必須重視整體的概念設(shè)計(jì)，從某種方面考慮，概念設(shè)計(jì)取得的效果比分析計(jì)算得來(lái)的效果更顯著。

2 概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用

進(jìn)行任何的設(shè)計(jì)都要遵守一定的原則，注意在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，只有這樣才能為實(shí)際的工作做出正確指導(dǎo)，發(fā)揮其設(shè)計(jì)的價(jià)值。概念設(shè)計(jì)同樣也不例外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要注意下面的問(wèn)題：

2.1 準(zhǔn)確把握剛性設(shè)計(jì)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，合理的確定建筑物的剛性是非常有必要的?？傮w來(lái)講建筑物的剛度不能太大，也不能太小，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要根據(jù)具體的情況，進(jìn)行準(zhǔn)確的把握。建筑結(jié)構(gòu)的剛性太大，其自身的自振周期就短，在地震中比較容易傳遞能量，從而給建筑物帶來(lái)較大的破壞，并且造成大量的材料浪費(fèi)，增加建造的成本。剛性太小的話，建筑物表現(xiàn)比較柔，在地震中比較容易變形，影響其整體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

2.2 注重整體破壞機(jī)制

建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，考慮的破壞機(jī)制有樓層和整體破壞機(jī)制。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)要注重整體破壞機(jī)制，避免樓層破壞機(jī)制的發(fā)生。一般出現(xiàn)樓層破壞說(shuō)明在設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)細(xì)節(jié)問(wèn)題考慮不周全，一些部位沒(méi)有發(fā)揮其承載能力。因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)將設(shè)計(jì)的重心放在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的整體破壞機(jī)制上，這就需要在適當(dāng)?shù)奈恢貌贾盟苄糟q，并準(zhǔn)確的把握其出現(xiàn)的順序等要點(diǎn)。

2.3 注重等強(qiáng)度和耗能設(shè)計(jì)

在建筑物抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要認(rèn)真考慮設(shè)計(jì)的原則，避免由于考慮的不周造成建筑物局部出現(xiàn)缺陷，在水平作用下造成承重結(jié)構(gòu)的提前垮塌。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注重建筑結(jié)構(gòu)的等強(qiáng)度設(shè)計(jì)。另外，在關(guān)鍵的部位還需要具有耗能的設(shè)計(jì)，只有這樣才能減弱地震能量造成的破壞。

2.4 遵守其它設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時(shí)還需要遵守其它的一些設(shè)計(jì)原則，比如結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)原則和強(qiáng)柱弱梁的原則。在設(shè)計(jì)的時(shí)候要盡量的保證結(jié)構(gòu)具有比較好的延性，采用強(qiáng)柱弱梁是為了避免樓層破壞機(jī)制的發(fā)生。

3 概念設(shè)計(jì)的意義介紹

（1）運(yùn)用概念設(shè)計(jì)能夠在特定的環(huán)境中，對(duì)建筑空間和地理?xiàng)l件從整體的角度分析建筑結(jié)構(gòu)的整體效果。同時(shí)還能夠充分利用結(jié)構(gòu)和分體系之間的力學(xué)關(guān)系發(fā)揮重要的作用。有利于把握建筑結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能，從而對(duì)分析結(jié)果有個(gè)合理的判斷。

（2）建筑物是一個(gè)完整的空間結(jié)構(gòu)，里面每一個(gè)部件都發(fā)揮著重要的作用。因此，應(yīng)該將其看做是一個(gè)整體來(lái)考慮，但是現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在建筑空間的整體研究上仍存在一定的局限性。作為建筑結(jié)構(gòu)工程師，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要按照相關(guān)的規(guī)范和原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)一些推薦性的規(guī)范不能盲目的遵守，而應(yīng)該將其作為設(shè)計(jì)中的參考，從而在具體的設(shè)計(jì)中能夠做出正確的判斷。

（3）運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)能夠彌補(bǔ)理論設(shè)計(jì)的缺陷，現(xiàn)在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，并不能完全的保證對(duì)抗震、抗風(fēng)等自然災(zāi)害具有良好的效果。由最近幾年國(guó)內(nèi)發(fā)生的震災(zāi)結(jié)果分析來(lái)看，在某個(gè)層面上采用概念設(shè)計(jì)比計(jì)算發(fā)揮的作用更加明顯?，F(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不管是從理論上還是計(jì)算上都存在著缺陷和不足。例如，對(duì)混凝土內(nèi)力和截面計(jì)算采用的理論不同，這兩者計(jì)算結(jié)果存在的矛盾，使其在實(shí)際的情況下很難發(fā)揮到預(yù)期的效果。因此，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)夠有效的彌補(bǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程中，由計(jì)算理論帶來(lái)的偏差。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著人們生活水平的提高，對(duì)建筑物的設(shè)計(jì)要求也會(huì)越來(lái)越高。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的理念，通過(guò)不斷的創(chuàng)新和合理的分析，能夠達(dá)到減少資源浪費(fèi)保障建筑安全的目的。概念設(shè)計(jì)的突出優(yōu)點(diǎn)將會(huì)受到越來(lái)越多人的青睞，它是建筑設(shè)計(jì)思想的提升，在不久的將來(lái)將會(huì)有更為廣泛的應(yīng)用。

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