概念設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用

【摘要】概念設計是一種符合時代要求的設計理念，它在建筑結(jié)構(gòu)設計中的運用使建筑更加舒適安全。本文通過對概念設計的含義及其在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用，探討和研究概念設計在結(jié)構(gòu)設計中的重要作用。

【關(guān)鍵詞】概念設計；建筑結(jié)構(gòu)設計；應用分析

建筑的設計、施工及居住過程中都可能出現(xiàn)一些不確定的情況，這需要更加靈活和全面的建筑設計。而概念設計的方法和原理等都能夠為這些問題提供合理、科學和高效的解決手段。所以，研究概念設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用有著重要的價值和深遠的意義。

1、概念設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的意義

1.1概念設計的定義

結(jié)構(gòu)設計可分為理論設計和概念設計。概念設計則是指不經(jīng)過數(shù)值計算，特別是在一些很難做出理性分析或者用規(guī)范規(guī)定起來出現(xiàn)困難時，根據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系和分體系之間的關(guān)系和現(xiàn)象所得出的一些基本設計原則和設計理念，從而以整體的角度來確定結(jié)構(gòu)的總體布置以及抗震細節(jié)部分的控制。概念設計在設計人員中經(jīng)常被提及，但它往往會受到人們片面的理解，認為它僅僅運用于如結(jié)構(gòu)布置和確定結(jié)構(gòu)方案等一些比較大的環(huán)節(jié)[1]。概念設計的方案概念清晰，易于手算，有利于后期設計程序的簡便運行，符合經(jīng)濟可靠的原則。與此同時，概念設計的方案也可以作為判斷計算機分析數(shù)據(jù)準確性的標準。

1.2概念設計的過程

概念設計的過程主要分為分析、綜合和評估三個階段，這三個階段環(huán)環(huán)相扣，形成了一個不斷趨于滿意的循環(huán)過程。

（1）分析：這是一個對問題進行深層次理解的過程。該過程中的數(shù)據(jù)不夠完整，資料也不是十分全面，因此設計人所能了解到的信息只是一些比較準確的但缺乏完整性的數(shù)據(jù)和資料等。

（2）綜合：這是指將所得信息放在一起進行概括并得出解決方案的過程。這個階段主要是依靠工程師的靈感和思維，它需要工程師運用各種知識結(jié)合施工經(jīng)驗將所想出的想法和方案，通過圖紙的方式表現(xiàn)出來[2]。此階段中工程師的思維起著至關(guān)重要的作用。

（3）評估：即對比想出的方案并選擇出最佳方案的過程。一般來說，這個過程需要持續(xù)比較長的一段時間，因為它必須使得雙方都滿意才能加以應用。這是一個選擇循環(huán)的階段，設計人員會通過圖紙模型和運用計算數(shù)據(jù)等方式來對比分析不同方案，從而最終選擇最符合經(jīng)濟效益的科學且具有技術(shù)可行性的方案。

2、概念設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用

建筑設計的終極目標是保證建筑結(jié)構(gòu)設計方案的經(jīng)濟及合理。選擇一個合理且適用的設計方案是概念設計的基本要求，而合理經(jīng)濟的設計方案至少需要滿足以下幾點：

2.1合理選擇有利的建筑場地

在建筑結(jié)構(gòu)設計的過程中，一個有利于建設的建筑場地為后期建筑的施工過程減少了許多不必要的麻煩。選擇建筑場地需要注意防火間距、防噪間距、日照間距、建筑退界、通視要求和防護距離等多方面的問題，另外，還有最重要的一點就是防震。地震對建筑存在毀滅性的損害，因此選擇建筑場地時應盡量避免在抗震困難的危險場地進行建造[3]。

2.2合理選擇抗震抗災防線

具備良好的抗震抗災能力是建筑最基本的特性。設計方案中應具備多道抗震防線以避免或抵消地震帶來的不利影響，其中包括采用適當控制結(jié)構(gòu)動力以降低建筑在震動時受到的損害和通過一些桿件的屈曲變形來磨耗震動的能量。

2.3合理選擇建筑的基礎

建筑基礎主要有樁基礎、箱形基礎和筏形基礎三種形式，不同建筑可根據(jù)其不同的地形地勢選擇合適的建筑基礎。

（1）樁基礎：主要適用于一些地質(zhì)疏松但承載力很大的建筑，因為樁基礎具有將上層結(jié)構(gòu)的荷載傳至下面堅固持力層的作用。

（2）箱形基礎：普遍適用于高層建筑，它也能將上層荷載均勻傳到下部的持力層，而且它的剛性很強，這在很大程度上減輕了箱基沉降不均勻的問題，具有很強的抗震抗災能力。

（3）筏形基礎：廣泛適用于承載力小、荷載主要作用于上層的建筑。它具有剛度大和結(jié)構(gòu)完整的特點，能夠?qū)⒑奢d分散于上層建筑，同時也可以有效減輕地基不均勻沉降的問題。

2.4 合理選擇計算簡圖

選擇合理的計算簡圖能夠保證計算結(jié)果的準確性，從而提高建筑的安全和穩(wěn)定性。相反的，不當?shù)挠嬎憧赡軐е乱恍┪ｋU和災害的發(fā)生，所以設計師往往需要提供構(gòu)造措施相應的保證。

3、概念設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中廣泛應用的影響

3.1有效彌補計算機設計能力的不足

在方案的設計階段，設計者能夠根據(jù)自己的知識和經(jīng)驗選擇合理的方案，從而彌補最初方案中不經(jīng)濟、不安全和不合理等不足。從而保障設計方案的最大可行性。

3.2 增加設計的合理性

概念設計的評估階段可選擇出盡可能經(jīng)濟可靠的設計方案，這在很大程度上減少了后期工程中許多不必要的麻煩，提高了設計的合理性[4]。

3.3提高建筑結(jié)構(gòu)的設計水平

概念設計能夠體現(xiàn)設計師的設計水平，設計師可以通過概念設計發(fā)現(xiàn)并解決設計中存在的一些問題。與此同時，概念設計也能夠讓設計師在解決問題時找出問題癥結(jié)所在，從而進一步提高建筑結(jié)構(gòu)設計的可靠性。

3.4使建筑結(jié)構(gòu)設計具有創(chuàng)新性

大多數(shù)設計師目前還是遵照傳統(tǒng)的方式，依賴規(guī)范手冊和應用計算機設定傳統(tǒng)形式的設計，這使得建筑結(jié)構(gòu)的設計缺乏創(chuàng)新性。概念設計中工程師可以根據(jù)自身理論知識和平時經(jīng)驗提出自己的想法，發(fā)揮靈感和創(chuàng)意，將自己的創(chuàng)新思想融入到設計中，創(chuàng)造出具有新意的設計。

結(jié)論：

近年來，隨著人們生活水平的提高和居住理念的改變，人們對建筑結(jié)構(gòu)的要求也有了顯著的增加。概念設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中起著不可或缺的作用，它的應用使得建筑結(jié)構(gòu)設計更加合理、經(jīng)濟和安全。概念設計的產(chǎn)生是對建筑結(jié)構(gòu)設計的改進和創(chuàng)新，它的存在為人們創(chuàng)造更加優(yōu)質(zhì)的建筑提供了基礎。因此，概念設計是時代發(fā)展的必然產(chǎn)物，是建筑結(jié)構(gòu)設計發(fā)展的主流思想。

參考文獻：

[1]呂清海.概念設計與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用[J].建材與裝飾，2017，（16）：87-88.

[2]張磊.基于概念設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用分析[J].低碳世界，2016，（29）：144-145.

[3]唐云啟.研究概念設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的意義及應用[J].建材與裝飾，2015，（52）：90-91.

[4]鄭亞迪.抗震概念設計在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（03）：77.

作者簡介：

吳限量（1986年5月），性別：男，籍貫：安徽阜陽，研究方向：人防建筑結(jié)構(gòu)設計。