基于概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析

張 磊（江西省環(huán)球建筑設(shè)計院，江西南昌330000）

基于概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析

張 磊（江西省環(huán)球建筑設(shè)計院，江西南昌330000）

現(xiàn)如今，建筑行業(yè)發(fā)展迅速，建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)逐漸朝向多元化方向發(fā)展。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可以融入概念設(shè)計，這樣不僅能夠保證建筑工程基本使用功能，而且有利于提升建筑工程美觀性。對此，本文首先對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與概念設(shè)計進(jìn)行了介紹，然后對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的原則進(jìn)行了分析，并且對基于概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用要點進(jìn)行了詳細(xì)探究，以期為建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；概念設(shè)計；應(yīng)用

1 引言

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計好壞不僅會直接影響工程建設(shè)的順利進(jìn)行，而且還會在一定程度上影響建筑工程施工質(zhì)量。因此，必須采用科學(xué)合理的方式進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計，提升建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，采用概念設(shè)計方法有利于優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，因此，對概念設(shè)計以及其具體應(yīng)用方式進(jìn)行詳細(xì)探究具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與概念設(shè)計概述

2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑工程項目中的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要指的是指針對建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行恰當(dāng)可行的設(shè)計，這種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計其實也是運用結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行建筑工程項目的表達(dá)，促使其能夠滿足于建筑工程項目的基本需求。從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性上來看，建筑結(jié)構(gòu)作為整個建筑工程項目的主體，因此需要對其予以足夠重視，保障建筑結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性，這樣才有利于整個建筑物的應(yīng)用，尤其是相對于建筑物后期應(yīng)用過程中出現(xiàn)的一些沉降以及傾斜等問題而言，更需要從建筑結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行嚴(yán)格全面的控制。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，首先應(yīng)該從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，這種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制必須要從細(xì)節(jié)人手，重點把握好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些要點內(nèi)容，避免在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)弊端，進(jìn)而杜絕建筑結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定現(xiàn)象的產(chǎn)生，更好地維系建筑結(jié)構(gòu)的可用性。

2.2 概念設(shè)計

概念設(shè)計是基于對用戶實際需求進(jìn)行分析，將其對產(chǎn)品理想化的要求轉(zhuǎn)化為概念產(chǎn)品，概念設(shè)計的根本目的是在最大程度上滿足用戶需求，在具體的實施過程中，需要利用創(chuàng)造性思維使抽象的設(shè)計理念逐漸具體化、使雜亂的設(shè)計體系逐漸系統(tǒng)化、使模糊的設(shè)計思路逐漸清晰化?？傮w而言，概念設(shè)計是設(shè)計者利用統(tǒng)一的理想思維完成理想化物質(zhì)形式的設(shè)計過程。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計是當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中一個新的領(lǐng)域，主要體現(xiàn)在對建筑抗震設(shè)計和總體結(jié)構(gòu)特點，通過對建筑結(jié)構(gòu)的總體把控，從細(xì)小部件入手，做好每一步設(shè)計工作，從整體結(jié)構(gòu)上保證構(gòu)件設(shè)計的合理性，進(jìn)而在保證建筑質(zhì)量的同時，對其功能進(jìn)行完善和補(bǔ)充。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的原則

3.1 結(jié)構(gòu)的簡單性

結(jié)構(gòu)簡單性要求在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，簡化傳力途徑，提升結(jié)構(gòu)的承載力。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系設(shè)計過程中，應(yīng)該對建筑結(jié)構(gòu)受力圖進(jìn)行精確計算，并且對內(nèi)力和位移進(jìn)行詳細(xì)探究，有效限制薄弱部位的出現(xiàn)。

3.2 結(jié)構(gòu)的整體性

建筑結(jié)構(gòu)能夠聚集慣性力，而且還能夠?qū)T性力傳遞至各豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)中，這就要求子結(jié)構(gòu)具備相同的承載力，這樣才能夠有效抵御地震等自然災(zāi)害所造成的破壞作用。

3.3 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和均勻性

通過提升建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性與均勻性，能夠有效避免建筑結(jié)構(gòu)過早的出現(xiàn)破壞或者坍塌的問題，確保建筑物分布質(zhì)量與結(jié)構(gòu)剛度的協(xié)調(diào)性，使其能夠充分發(fā)揮抵御自然災(zāi)害的能力。

3.4 優(yōu)化選型原則

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用概念設(shè)計，能夠有效優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系以及結(jié)構(gòu)布置形式。其中，優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系指的是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件特征以及荷載實際情況，通過集合形式構(gòu)成主要的結(jié)構(gòu)體系。

4 基于概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

4.1 在建筑場地選擇中的應(yīng)用

在建筑工程設(shè)計過程中，為了提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和有效性，需要做好建筑工程場地選擇工作，這樣才能夠有效提升場地選擇的合理性，保證建筑工程后續(xù)設(shè)計能夠有效開展。因此，在建筑工程場地選擇中，可以運用概念設(shè)計方法，具體而言，需要綜合考慮以下幾個因素：①地形因素。地形條件會對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響，甚至?xí)ㄖY(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成很大的制約作用，因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)該綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求和建筑實際情況，這樣才能夠選擇出最符合工程建設(shè)需要的地形。②地質(zhì)因素。地質(zhì)因素也會在很大程度上影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，其會對建筑工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生較大影響，因此，在進(jìn)行建筑工程場地選擇時，應(yīng)該對施工現(xiàn)場地質(zhì)條件因素進(jìn)行科學(xué)合理的評估，確保地質(zhì)條件能夠滿足工程建設(shè)要求。③抗震性因素。建筑結(jié)構(gòu)抗震性會直接影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，因此，在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須充分考慮抗震因素，優(yōu)化建筑工程抗震設(shè)計，這樣才能夠有效提升建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。

4.2 在計算機(jī)分析中的應(yīng)用

計算機(jī)分析是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中必不可少的工作環(huán)節(jié)，但是，在建筑工程設(shè)計時間中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果并不理想，難以達(dá)到設(shè)計人員預(yù)期的目的，計算機(jī)分析存在一定的缺陷，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學(xué)。在進(jìn)行計算機(jī)分析時應(yīng)用概念設(shè)計，不能將計算機(jī)分析結(jié)果作為唯一的設(shè)計依據(jù)，還需要設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)設(shè)計知識的熟練掌握與應(yīng)用，利用實踐經(jīng)驗對計算機(jī)分析結(jié)果進(jìn)行評估，判斷其科學(xué)性及準(zhǔn)確性，然后根據(jù)實際需求對設(shè)計方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這樣才能有效避免因計算機(jī)分析結(jié)果不準(zhǔn)確造成設(shè)計問題。

4.3 在基礎(chǔ)設(shè)計中的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，基礎(chǔ)設(shè)計是十分重要的設(shè)計內(nèi)容，在基礎(chǔ)設(shè)計中運用概念設(shè)計，能夠有效提升基礎(chǔ)設(shè)計的合理性。在設(shè)計過程中，首先需要對建筑工程施工現(xiàn)場環(huán)境以及地質(zhì)條件進(jìn)行全面勘查，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計形式符合地理條件要求，通過概念設(shè)計確定建筑結(jié)構(gòu)形式基礎(chǔ)。在建筑工程設(shè)計過程中，常用到的基礎(chǔ)形式包括筏型基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等多種，其中，筏型基礎(chǔ)的地基所承受的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上部結(jié)構(gòu)承受的壓力，因此可以將地基荷載分散到上部結(jié)構(gòu)中，這樣能夠有效避免出現(xiàn)地基沉降現(xiàn)象。另外，還需要注意的是，在使用箱形基礎(chǔ)的時候，地基會與周圍地層形成緊密的整體，建筑所承擔(dān)的壓力將會分?jǐn)偨o地基，因此能夠有效提升建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

4.4 在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的應(yīng)用

在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，抗震設(shè)計十分重要，將概念設(shè)計方法應(yīng)用于建筑工程抗震設(shè)計中，必須充分結(jié)合建筑平面對建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行科學(xué)合理的布置，與此同時，還應(yīng)該綜合考慮建筑主體的結(jié)構(gòu)體型和各個部分的基礎(chǔ)體系之間的力學(xué)關(guān)系。另外，通過調(diào)整建筑物質(zhì)心、平面形心及結(jié)構(gòu)剛心間的距離，可使得這三者盡可能靠近，進(jìn)而最大限度的減小結(jié)構(gòu)體系的扭轉(zhuǎn)力，增強(qiáng)整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，節(jié)約建筑工程造價。

4.5 在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

如果高層建筑受到水平負(fù)荷，則會造成高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生側(cè)移現(xiàn)象，這也是高層建筑設(shè)計的一個重點與難點問題，對此，每位建筑設(shè)計工作人員都必須要給予充分重視。因此，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員必須堅持概念設(shè)計基本原則，要充分考慮相關(guān)的要求與標(biāo)準(zhǔn)，同時還應(yīng)該注意盡量選擇選擇更加科學(xué)、合理的抗側(cè)力體系，另外，還需要對建筑物四周存在的其他建筑物的位置、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行綜合、全面的分析與考量，對建筑物對所要建設(shè)建筑物的風(fēng)壓布局所、造成的影響進(jìn)行綜合的考量。只有做到上述幾點，則在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，才能夠采取有效的措施努力提升建筑物的豎向荷載及其抵抗力，使其能夠保證平面結(jié)構(gòu)的簡單性以及規(guī)范性。然而，其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面還存在著諸多問題，為了能夠有效地提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，應(yīng)該合理地應(yīng)用概念設(shè)計方法，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計的完善性與可靠性，有效彌補(bǔ)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的不斷提升。

5 結(jié)語

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)該講概念設(shè)計貫穿整個設(shè)計過程，采用概念設(shè)計進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠準(zhǔn)確把握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求和設(shè)計形式，保證建筑工程質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。

［1］趙領(lǐng)楠，葛 瑩.概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要性及應(yīng)用［J］.企業(yè)導(dǎo)報，2012（22）：254.

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［3］張志超.淺談概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用［J］.城市建設(shè)理論研究，2014（09）：37～38.

TU201

A

2095-2066（2016）29-0144-02

2016-10-4

張 磊（1983-），女，工程師，本科，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。