建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的要點探討

【摘要】隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計隨著時代的改變也展現(xiàn)出了新的變化，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，概念設(shè)計是其中非常重要的一個方面，本文針對概念設(shè)計的重要性進行了分析，在此基礎(chǔ)上針對結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計的有關(guān)內(nèi)容進行探討，概念設(shè)計目的是在一定程度建筑的安全性和實用性，本文重點針對概念設(shè)計中的幾個重點因素進行了分析，供相關(guān)的設(shè)計人員參考。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計；概念設(shè)計；因素

一、前言

隨著我國計算機技術(shù)的發(fā)展，在進行土工工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，程序設(shè)計已經(jīng)得到了廣泛的運用，計算機結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)貫穿于整個建筑設(shè)計的過程中，經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計不斷的研究和深入，如何規(guī)范結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑行業(yè)中亟待解決的問題，由于概念設(shè)計的優(yōu)勢，概念設(shè)計已經(jīng)受到了很多建筑工程設(shè)計人員的運用。

二、概念設(shè)計的重要性

概念設(shè)計是目前建筑設(shè)計過程中較為先進的一種思想，是結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中非常重要的一個方面，概念設(shè)計的好壞在一定程度上取決于整個設(shè)計人員的完整性和創(chuàng)新能力，特別是目前在建筑行業(yè)高速發(fā)達的今天，概念設(shè)計已經(jīng)成為了建筑設(shè)計過程中，必不可少的一個部分。但是針對概念設(shè)計，目前對于建筑設(shè)計人員而言，還有以下幾個問題有待解決：

1.目前部分結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，僅僅會依照目前現(xiàn)有的規(guī)范和設(shè)計制度進行執(zhí)行，這樣的模式過于呆板，對于計算機出現(xiàn)的結(jié)果過出現(xiàn)了不合理或者是出現(xiàn)錯誤的地方不能夠及時的進行糾偏，導(dǎo)致了在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中往往出現(xiàn)了不合理的現(xiàn)象。比如在實際設(shè)計中，內(nèi)力計算是采用彈性設(shè)計的方法，而截面設(shè)計卻是基于塑性理論的概率極限狀態(tài)設(shè)計法，這一矛盾使計算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)差之甚遠。

2.目前我國在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，普遍的是采用概率和極限狀態(tài)的方法，雖然這種方法一直以來備受人們的歡迎，但是這種方法在實際操作的過程中，理論和實際有一定的差距，只能被看成是近似的計算。僅僅是憑借極限狀態(tài)的設(shè)計很難在一定程度上對建筑物進行正確承載力的估算，由于建筑各部分的構(gòu)建是一個較為復(fù)雜的方式，因此各部分部件不是單獨存在的，因此作為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員而言，不能根據(jù)規(guī)范原封不動的進行抄襲，而是應(yīng)當(dāng)將規(guī)范作為一種指南和參考，并且在實際設(shè)計的過程中做出正確的選擇，因此概念設(shè)計在工程設(shè)計中有非常重要的作用。

3.概念設(shè)計之所以近些年受到人們的重視，這是因為在概念設(shè)計中，建筑的安全性和合理性僅僅還是一個雛形，采用初步設(shè)計的過程中不可能直接采用計算機進行實現(xiàn)，這就需要結(jié)構(gòu)工程師運用結(jié)構(gòu)概念，選擇效果最好以及造價最低的方法，建筑工程師需要不斷的豐富自己結(jié)構(gòu)方面的概念，并且靈活的運用這些概念，這樣才能夠達到較好的效果。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的要點

結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的時為了在保障建筑結(jié)構(gòu)安全、可靠的情況下，最大程度的讓建筑變得經(jīng)濟和合理，讓建筑各部分的結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，那么在設(shè)計的過程中需要重點注意以下幾個方面：

1.形成良好的結(jié)構(gòu)體系：良好的體系指的是建筑各部分的構(gòu)件承載能力能夠在極限的狀態(tài)下共同受力，共同達到極限的工作，這就需要他們之間有一定的耐久性，那么做好這方面工作，需要滿足下個兩個方面的特征：首先必須做好各部分的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載極限狀態(tài)和上部結(jié)構(gòu)之間的有效關(guān)系，從而必須將各部分基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)作為一個有機的整體，兩者之間是緊密結(jié)合，是一個不可能分開的整體。第二，在進行結(jié)構(gòu)受力的過程中，保證各部分的構(gòu)件同時能夠達到最高的水平，例如在進行高層建筑結(jié)構(gòu)受力設(shè)計中，主要目的是防止同層的各柱在出現(xiàn)相同水平位移時候，相應(yīng)結(jié)構(gòu)承載能力達到最大，這樣能夠在建筑高度和建筑層數(shù)增大的時候，巨大的豎向水平載荷導(dǎo)致底層柱截面也越來越大，從而使得高層建筑的底部出現(xiàn)大量的短柱，為了避免出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，可以通過采用截面開槽是的，使得矩形柱成為田形柱，從而增大長細比，避免短柱的出現(xiàn)，這樣就能使同層的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)在相近的水平位移下，這樣可以達到最大的承載力。

2.合理的結(jié)構(gòu)布置。合理的結(jié)構(gòu)布置指結(jié)構(gòu)平面布置簡單、規(guī)則，結(jié)構(gòu)豎向布置均勻、連續(xù)。平面布置簡單、規(guī)則、均勻、對稱，結(jié)構(gòu)的傳力應(yīng)簡單、直接，使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心盡量重合，以減少扭轉(zhuǎn)。豎向布置要做到剛度均勻而連續(xù)，避免剛度突變，避免薄弱層。

3.提高材料的利用率，在進行概念設(shè)計的過程中，提高材料的利率用也是概念設(shè)計中的一個重要責(zé)任。這是因為材料的利用率越高，那么整個建筑的結(jié)構(gòu)協(xié)同工作成都也就越高，特別是對于我國目前很多建筑開發(fā)商一方面需要保證建筑的質(zhì)量，另外一方面需要有效的降低建筑的成本的情況下，材料的利用問題更受人們的重視。例如，針對鋼筋混凝土矩形梁的界面設(shè)計的過程中，由于界面的中軸材料的應(yīng)力水平較低，而且梁受到的彎矩沿梁長度方向一般是變化的，使等截面梁大部分區(qū)段應(yīng)力水平較低，因此從目前的施工角度上看，其材料的利用水平較低，在采用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的過程中，可以采用采用這種梁的受力特性，從而將梁的多余的材料進行去除，一方面增加了高效性，另外一方面達到了協(xié)同性的特點。

4.核心混凝土對鋼管壁的穩(wěn)定提供了有效可靠的支撐。在高層建筑的設(shè)計中，鋼管混凝土?xí)r其中一項重要的材料，其承載能力能遠大于鋼管和核心混凝土兩者之間和的17倍到20倍，因此針對這種材料，是的鋼材和混凝土能夠在一定程度上進行結(jié)合，這就是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計中的另外一項非常重要的內(nèi)容。在考慮材料的過程中，需要考慮到傳統(tǒng)意義上的材料的脆性延性，從而能夠最大程度的增加整個建筑的抗震能力，降低房屋的整體重心，發(fā)揮出房屋材料的強度特征。

結(jié)束語：

綜上所述，本文針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中概念設(shè)計的重要性進行了分析，針對建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計中的主要要點，本文進行了探討，目的是最大程度的提高建筑結(jié)構(gòu)的合理性，增加建筑的安全性和經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]張鈞瑪.在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何加強建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計應(yīng)用[J].城市建筑， 2014（6）：53-53.

[2]徐娟，蔣重華， 張喻波.淺談建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計及抗震措施[J]. 建材發(fā)展導(dǎo)向：上， 2015， 13（5）：156-157.