概念設(shè)計(jì)對提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要影響

樊爽

概念設(shè)計(jì)對提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要影響

樊爽

Gai nian she ji dui ti gao jian zhu jie gou she ji zhi liang de zhong yao ying xiang

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)構(gòu)造對于工程建設(shè)質(zhì)量存在深遠(yuǎn)影響，可以在一定程度上反映出設(shè)計(jì)水平。概念設(shè)計(jì)中所涵蓋的內(nèi)容較為廣泛，包括了所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程，其中包括的安全度概念、力學(xué)概念、荷載和材料概念等等，均屬于結(jié)構(gòu)概念范疇。而概念設(shè)計(jì)則是將這些概念有機(jī)整合在一起，貫穿于結(jié)構(gòu)選型、方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布置和施工圖繪制等各個(gè)方面，明確了各個(gè)方面，設(shè)計(jì)中才會更為精準(zhǔn)、全面?？梢哉f，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用概念設(shè)計(jì)，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)師帶來更大的便利支持，同時(shí)還可以有效提升設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量?；诖?，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的研究十分關(guān)鍵，綜合前人學(xué)者的研究成果，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步創(chuàng)新，為后續(xù)實(shí)踐工作開展提供參考依據(jù)。

一、概念設(shè)計(jì)分析

概念設(shè)計(jì)主要是集合明確的結(jié)構(gòu)概念，不需要通過具體數(shù)值計(jì)算，根據(jù)基本設(shè)計(jì)原則和思想，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的分析，探究計(jì)算和實(shí)際受力之間存在的差異，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，促使建筑整體結(jié)構(gòu)受力更加安全、合理。概念設(shè)計(jì)中，主要是通過兩個(gè)方面進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：其一，在設(shè)計(jì)方案階段，在滿足建筑功能要求的基礎(chǔ)上，從整體角度去考量結(jié)構(gòu)整體和單項(xiàng)之間的協(xié)調(diào)性，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案；其二，在理論設(shè)計(jì)層面上，綜合考量工程具體施工條件、材料性能和其他的計(jì)算方法等因素對最終計(jì)算結(jié)果的影響，有針對性地對工程中存在的問題進(jìn)行深入分析，根據(jù)實(shí)際情況和專業(yè)素質(zhì)，提出合理的解決措施來優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

總的說來，概念設(shè)計(jì)就是強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力，從宏觀角度上來解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，促使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理。在具體的設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合建筑工程的空間條件和地理?xiàng)l件，以及建筑功能要求的基礎(chǔ)上，充分考慮建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、安全、經(jīng)濟(jì)和美觀等，確定最終的結(jié)構(gòu)方案。同時(shí)，可以動(dòng)態(tài)地根據(jù)結(jié)構(gòu)和桿件的力學(xué)特性、設(shè)計(jì)原則整合施工現(xiàn)場的資源條件，有效地完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的缺陷和不足，提升結(jié)構(gòu)的可靠性、合理性。

二、重視概念設(shè)計(jì)的運(yùn)用

1.概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中融入概念設(shè)計(jì)理念，應(yīng)該充分發(fā)揮其原有作用，突出其重要性，主要分為前期方案選擇、中期結(jié)構(gòu)計(jì)算和后期施工圖設(shè)計(jì)幾個(gè)階段。

（1）方案設(shè)計(jì)階段。成功合理的方案設(shè)計(jì)，首先需要考慮到結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟(jì)合理原則，選擇安全、可靠的結(jié)構(gòu)形式，在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)人員需要充分考慮建筑工程自身的功能要求、地理?xiàng)l件、材料、施工條件、施工技術(shù)和資金配備等幾個(gè)方面，協(xié)調(diào)建筑、設(shè)備、水電安裝等幾個(gè)專業(yè)之間的關(guān)系，綜合考量結(jié)構(gòu)的抗震性能和整體性能等問題，最終確定結(jié)構(gòu)方案。由于方案設(shè)計(jì)是一個(gè)動(dòng)態(tài)不能利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的過程，需要充分結(jié)合設(shè)計(jì)人員自身的專業(yè)素質(zhì)和工作經(jīng)驗(yàn)，在了解各類建筑結(jié)構(gòu)性能要求的基礎(chǔ)上，有針對性地設(shè)計(jì)出安全、可靠的結(jié)構(gòu)方案。

（2）結(jié)構(gòu)計(jì)算階段。結(jié)構(gòu)計(jì)算主要是強(qiáng)調(diào)在結(jié)構(gòu)簡圖的基礎(chǔ)上，通過對結(jié)構(gòu)構(gòu)件荷載和約束力的簡化設(shè)計(jì)，確保簡化而來的模型和真實(shí)的結(jié)構(gòu)相一致。就當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀來看，結(jié)構(gòu)功能愈加復(fù)雜多樣，更多的是通過計(jì)算機(jī)完成結(jié)構(gòu)計(jì)算過程，所以需要設(shè)計(jì)人員將工程結(jié)構(gòu)形式轉(zhuǎn)化為可以被計(jì)算機(jī)所識別的模型，確保模型中結(jié)構(gòu)各項(xiàng)受力精準(zhǔn)，根據(jù)具體的工作要求選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)對電算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和分析，從而得出正確的結(jié)果。如果設(shè)計(jì)人員自身專業(yè)素質(zhì)水平和工作經(jīng)驗(yàn)不足，可能無法得到合理的結(jié)構(gòu)簡圖，進(jìn)而判斷出模型和計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確、真實(shí)。

（3）施工圖繪制階段。設(shè)計(jì)人通過計(jì)算機(jī)對結(jié)構(gòu)計(jì)算無誤后，需要根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果繪制施工圖，同時(shí)要做好調(diào)整工作。設(shè)計(jì)人需要充分考量施工圖是否能夠充分反映出設(shè)計(jì)要求，滿足建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和構(gòu)件協(xié)調(diào)性的要求。而當(dāng)前很多年輕的設(shè)計(jì)師無法有效地判斷施工圖合理與否，更多的是由于自身缺乏豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，未能養(yǎng)成合理的結(jié)構(gòu)概念。

2.概念設(shè)計(jì)思想的運(yùn)用，拓寬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路

我國當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要是以概率理論為基礎(chǔ)的承載力和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則，通過程序的計(jì)算獲得設(shè)計(jì)結(jié)果，但對于特殊一些的結(jié)構(gòu)體系或構(gòu)件就需要設(shè)計(jì)人來判別模型的可靠性。諸如，在有大空間、大開洞的混凝土樓板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，內(nèi)力計(jì)算和截面設(shè)計(jì)基于的理論不同，彈性理論和極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法之間存在著矛盾，致使最終計(jì)算得出的結(jié)果和實(shí)際要求存在一定的差距。

為了可以有效改善這一問題，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還需要注重自身潛能的激發(fā)，充分發(fā)揮創(chuàng)造力，將更加新穎、獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念融入其中，推動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展。目前，越來越多的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件出現(xiàn)，并被廣泛應(yīng)用在具體設(shè)計(jì)工作中，大大降低人工計(jì)算量，消除人為誤差，提升工作效率和質(zhì)量。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要充分掌握設(shè)計(jì)軟件的功能和操作方法，但同時(shí)也開始過分地依賴設(shè)計(jì)軟件，導(dǎo)致設(shè)計(jì)思維僵硬、局限，缺乏創(chuàng)新意識。故此，設(shè)計(jì)人不能過分地依賴軟件的計(jì)算，應(yīng)該從整體角度上進(jìn)行分析和把握，計(jì)算構(gòu)件受力情況，對于其中存在的問題可以及時(shí)優(yōu)化處理，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性。

三、重視概念設(shè)計(jì)，提升設(shè)計(jì)合理性

一個(gè)優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，在設(shè)計(jì)工作開始前，會憑借自身的專業(yè)素質(zhì)和工作經(jīng)驗(yàn)，在頭腦中習(xí)慣成一個(gè)優(yōu)化過程，借助概念設(shè)計(jì)理論和方法，快速地構(gòu)思結(jié)構(gòu)體系，從而科學(xué)合理地進(jìn)行選擇。同時(shí)，還可以幫助設(shè)計(jì)師拓展設(shè)計(jì)空間，明確結(jié)構(gòu)體系和最終的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。這樣，在了解到設(shè)計(jì)方案中的各項(xiàng)概念后，方向準(zhǔn)確，可以有效避免后期設(shè)計(jì)階段中存在的不必要麻煩，提升設(shè)計(jì)的可靠性。

概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的核心所在，其中蘊(yùn)含著設(shè)計(jì)人員自身的知識儲備和專業(yè)水平，充分發(fā)揮概念設(shè)計(jì)優(yōu)勢，把握結(jié)構(gòu)類型的各項(xiàng)性能，只有這樣才能更加精準(zhǔn)地判斷和采用，促使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加科學(xué)、合理。

四、結(jié)語

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用概念設(shè)計(jì)，可以有效激發(fā)設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新意識，拓寬設(shè)計(jì)空間，憑借自身的專業(yè)素養(yǎng)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)有效解決問題，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

（作者單位：陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)研究院）