概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

謝曉君

摘要：建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化都離不開(kāi)概念設(shè)計(jì)，概念設(shè)計(jì)不僅是建筑工程師在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本理念，也是評(píng)價(jià)建筑工程師的專業(yè)技術(shù)能力的標(biāo)準(zhǔn)，筆者結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，闡述了概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用并作出相關(guān)分析，為同行提供借鑒。

關(guān)鍵詞：概念設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；應(yīng)用；分析

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，建筑行業(yè)得到了快速的發(fā)展，在城市進(jìn)程的推動(dòng)下，我國(guó)的建筑行業(yè)逐漸走上高質(zhì)量高藝術(shù)的范疇。在建筑工程施工中最重要的構(gòu)成因素是概念設(shè)計(jì)與施工建筑材料，建筑結(jié)構(gòu)的完整性與美觀，都直接影響到建筑整體的實(shí)用性、安全性等。相關(guān)工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)自身專業(yè)知識(shí)及建筑設(shè)計(jì)需要提出工程建筑的概念設(shè)計(jì)，使建筑結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，也能使建筑與社會(huì)文化內(nèi)涵及周邊環(huán)境得到充分的融合。

1.概念設(shè)計(jì)的概述

施工建筑在設(shè)計(jì)完成后，由于其他原因需要進(jìn)行再次優(yōu)化，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師使用概念設(shè)計(jì)使工程建筑的整體方案得到進(jìn)一步完善。在工程施工中，工程設(shè)計(jì)師結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，將相關(guān)專業(yè)知識(shí)及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行靈活運(yùn)用對(duì)建筑的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置，將構(gòu)件、型號(hào)以及相關(guān)細(xì)節(jié)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算并分析?？偨Y(jié)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題，根據(jù)建筑知識(shí)、力學(xué)知識(shí)及社會(huì)實(shí)踐等進(jìn)行充分的分析，并作出有效的解決措施，最終整合出一個(gè)滿足業(yè)主需要、具有創(chuàng)新性且具備操作性的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，人們的觀念思維與生活理念都得到了很大的拓寬，對(duì)于自身生活的建筑也提出了更多新的要求，而不是傳統(tǒng)的僅要求具有良好的適用性與美觀性。因此建筑企業(yè)為了在如今的市場(chǎng)中取的一席之地，應(yīng)把握好社會(huì)潮流，對(duì)概念性設(shè)計(jì)進(jìn)行重視，相關(guān)工程設(shè)計(jì)師也應(yīng)不斷吸收新知識(shí)，采取概念性的設(shè)計(jì)思維，將概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中得到充分的體現(xiàn)。概念設(shè)計(jì)的運(yùn)用，需要工程設(shè)計(jì)師較高的專業(yè)知識(shí)，只有充分掌握了建筑學(xué)方面的知識(shí)以及過(guò)硬的專業(yè)能力，還要具有較強(qiáng)的力學(xué)原理架構(gòu)知識(shí)，這樣才能有效的將概念設(shè)計(jì)融入帶建筑設(shè)計(jì)中，使建筑工程的設(shè)計(jì)方案具有充分的可行性，并使建筑施工工程安全得到有效保障[1]。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的有效應(yīng)用

2.1概念設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)

如今概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)中以得到了廣泛的運(yùn)用，在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意不可忽略了建筑施工結(jié)構(gòu)的顧慮，將實(shí)用化與合理化進(jìn)行充分考慮。并注意以下兩點(diǎn)：一是由于建筑施工結(jié)構(gòu)外形，具有一定的規(guī)律性與對(duì)稱性，應(yīng)盡量將剛度與質(zhì)量進(jìn)行均勻分布，若分布不均勻，可能導(dǎo)致建筑物的倒塌；二是應(yīng)對(duì)建筑的布局、結(jié)構(gòu)、抗震性等進(jìn)行充分考慮，雖然簡(jiǎn)單對(duì)稱具有規(guī)則性的建筑結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性，但在一定程度上忽略了創(chuàng)新的需求，立體、多么、錯(cuò)層等建筑結(jié)構(gòu)創(chuàng)新性及藝術(shù)性較強(qiáng)，，但又缺少良好的抗震性。如何將兩者進(jìn)行有效的結(jié)合，是建筑行業(yè)需要重視的問(wèn)題。

2.2從優(yōu)選取建筑結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)方案

概念設(shè)計(jì)在工程施工中應(yīng)對(duì)建筑工程達(dá)到實(shí)用、合理、經(jīng)濟(jì)等目的，這也是概念設(shè)計(jì)的主要目的。因此從優(yōu)選取具有一定科學(xué)性、可行性的建筑結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)方案有著重要的意義。結(jié)合建筑施工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中設(shè)計(jì)的抗震系統(tǒng)及建筑結(jié)構(gòu)體系的整體布局等，并進(jìn)行詳細(xì)的分析。通常同一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)中不宜采取其他的結(jié)構(gòu)體系，還應(yīng)做到縱向與平面呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)施工方案設(shè)計(jì)是，應(yīng)考慮當(dāng)前的施工條件、施工特點(diǎn)及工程材料的供給等方面問(wèn)題，工程設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合、系統(tǒng)及全面的研究與分析，制定多個(gè)預(yù)備方案進(jìn)行對(duì)比，選擇最后合理有效的建筑結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)方案。

2.3抗震能力在概念設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)

建筑施工工程的抗震能力與人們的生命及財(cái)產(chǎn)安全有著直接的聯(lián)系，抗震設(shè)計(jì)是建筑工程師首要考慮的問(wèn)題，同時(shí)，抗震能力也受到社會(huì)各界的關(guān)注，在實(shí)際施工中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)常涉及一些實(shí)質(zhì)性的問(wèn)題，如，場(chǎng)地土質(zhì)、地勢(shì)及周邊環(huán)境、氣候等因素，建筑工程的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到其復(fù)雜的多因素影響的情況。在實(shí)際生活中，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)大都來(lái)自工程設(shè)計(jì)師的概念設(shè)計(jì)，而并非電子計(jì)算機(jī)。如，在建筑地基設(shè)置強(qiáng)化區(qū)，不論是建筑工程的鋼筋使用要求的問(wèn)題還是邊緣構(gòu)件的穩(wěn)固問(wèn)題，都需要建筑工程設(shè)計(jì)師通過(guò)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行處理。工程設(shè)計(jì)師通過(guò)概念設(shè)計(jì)，對(duì)電子計(jì)算機(jī)的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行補(bǔ)充，使的建筑工程施工中的抗震設(shè)計(jì)滿足較高的安全性與合理性。在建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力還涉及到建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的問(wèn)題，只有選擇優(yōu)良的建筑結(jié)構(gòu)，才能使建筑工程中的抗震能力得到充分的體現(xiàn)甚至進(jìn)一步的提高。這也要求，工程設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)的同時(shí)，采取概念設(shè)計(jì)使建筑工程設(shè)計(jì)中各個(gè)建筑構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度滿足實(shí)際工程的相關(guān)要求，盡量使建筑構(gòu)件間得到緊密的結(jié)合，使工程施工安全與抗震能力得到保證。目前國(guó)內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)工程施工主要采用的多次超靜定建筑結(jié)構(gòu)，所以在進(jìn)行工程優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)抗震性能的設(shè)計(jì)還應(yīng)設(shè)置幾道抗震防線，以防在地震的作用下，使相關(guān)構(gòu)件發(fā)生破壞或扭曲的問(wèn)題，并導(dǎo)致建筑物的抗震能力下降[2]。

3.建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)應(yīng)用的意義

3.1使建筑結(jié)構(gòu)思路得到發(fā)展

過(guò)去的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是不斷提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，以致鋼筋混凝土的用量不斷提高，配筋量加大，也提高了工程造價(jià)。如今建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)硅等級(jí)與尺寸對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的剛度進(jìn)行計(jì)算，在由剛度計(jì)算出建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，最后合理的進(jìn)行鋼筋的配備?？茖W(xué)的概念設(shè)計(jì)不僅能夠有效的降低地震帶來(lái)的影響，也能進(jìn)一步的提高建筑工程的質(zhì)量與安全性。隨著時(shí)代的發(fā)展，概念設(shè)計(jì)被廣泛的運(yùn)用在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，越來(lái)越多的工程設(shè)計(jì)師對(duì)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行接納與運(yùn)用，并在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中作出了貢獻(xiàn)。

3.2建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)具有的實(shí)踐意義

概念設(shè)計(jì)的運(yùn)用幾乎涉及了所以工程建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中在未知受力情況與外界因素變化較大的高層建筑設(shè)計(jì)的抗震性能設(shè)計(jì)中應(yīng)用突出具有重要意義。雖然當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)理論設(shè)計(jì)得到了多次發(fā)展與進(jìn)步，但依然存在一些不足之處。這便需要使用概念設(shè)計(jì)對(duì)其中的不足進(jìn)行優(yōu)化，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能滿足相關(guān)要求；在設(shè)計(jì)建筑工程施工方案時(shí)，初步的實(shí)際設(shè)計(jì)難以用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，這需要工程設(shè)計(jì)師對(duì)概念設(shè)計(jì)的了解與掌握，對(duì)造價(jià)進(jìn)行優(yōu)化。效果好的設(shè)計(jì)方案不僅是體現(xiàn)在一些較大的施工原則上，如建筑結(jié)構(gòu)布置、確定結(jié)構(gòu)方案等。更應(yīng)體現(xiàn)在工程施工設(shè)計(jì)的各個(gè)施工環(huán)節(jié)，只有使用概念設(shè)計(jì)對(duì)任何一個(gè)施工進(jìn)行全面的指導(dǎo)，才能使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到更好的進(jìn)步；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體方案進(jìn)行緊密聯(lián)系。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師之間實(shí)現(xiàn)相互合作與探討，通過(guò)互相學(xué)習(xí)與談?wù)?，進(jìn)而設(shè)計(jì)出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。如，建筑的抗震能力設(shè)計(jì)，在建筑工程中受到多方面因素的影響，往往通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師間的相互探討，制定出適合的抗震設(shè)計(jì)[3]。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)與人民的生活水平得到了顯著的提高。在當(dāng)前的城市化發(fā)展與建設(shè)的推動(dòng)下，概念設(shè)計(jì)逐漸適應(yīng)的當(dāng)前社會(huì)建筑業(yè)的發(fā)展潮流，并促進(jìn)時(shí)代發(fā)展，在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)的廣泛運(yùn)用使建筑結(jié)構(gòu)得到了有效的保證。建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)師應(yīng)結(jié)合上文所述的觀點(diǎn)，加強(qiáng)自身專業(yè)能力與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將概念設(shè)計(jì)妥善應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。

參考文獻(xiàn)：

[1]張健. 淺析概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 門(mén)窗，2013，05：221+223.

[2]羅文強(qiáng). 概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J]. 民營(yíng)科技，2010，04：270+126.

[3]胡麗榮. 概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用意義[J]. 黑龍江科技信息，2010，27：322.