結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用

羅坤生

（中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 四川成都 610081）

引言

從目前建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀來看，其中結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用已經(jīng)比較普遍。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要工作就是針對每一項(xiàng)設(shè)計(jì)工作，將結(jié)構(gòu)功能、受力運(yùn)用概念設(shè)計(jì)結(jié)合最終呈現(xiàn)出人們想要的建筑物。以此作為出發(fā)點(diǎn)，建筑設(shè)計(jì)工作人員就需要明確結(jié)構(gòu)主體與每一個(gè)分支之間的關(guān)系，清楚結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的作用。

1 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用

1.1 概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)系剖析

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)以建筑設(shè)計(jì)師的個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)，建筑設(shè)計(jì)人員在開展設(shè)計(jì)工作的過程中，需要對建筑物的性能、建筑物的標(biāo)準(zhǔn)等有一個(gè)全面的了解，只有這樣才能夠制定出科學(xué)合理的建筑工程結(jié)構(gòu)框架。加上結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員對力學(xué)、設(shè)計(jì)原理等等都有一個(gè)全面了解，還需要對配筋、內(nèi)力、穩(wěn)定性等問題的定量設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為定性設(shè)計(jì)。但是，如果在設(shè)計(jì)的過程中結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)出現(xiàn)不合理、不科學(xué)的問題，最嚴(yán)重的后果就是直接影響到整個(gè)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效果。因此，可以發(fā)現(xiàn)建筑工程設(shè)計(jì)工作中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與概念設(shè)計(jì)之間始終是相輔相成的一種關(guān)系[1]，在開展結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員一定要注意建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)件之間的關(guān)系，只有處理好了這兩者之間的關(guān)系才能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的完善新和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

1.2 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用

1.2.1 提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率

一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，其很大程度上體現(xiàn)在運(yùn)用有限的資源空間對整個(gè)方案實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，同時(shí)這個(gè)過程中還需要平衡結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。特別是我國整個(gè)建筑市場的興起，各種建設(shè)設(shè)計(jì)不斷推出，但是只有合理的設(shè)計(jì)方案才會(huì)得到人們的認(rèn)可。目前，部分設(shè)計(jì)師其無法設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的作品在一定程度上與思維上的局限性有關(guān)。通過利用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)其能夠打破建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)方案中的瓶頸，設(shè)計(jì)出更多、更優(yōu)秀的作品。

1.2.2 完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的融合，打破了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些局限，實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)建筑的整體、全面規(guī)劃。通過利用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，以往針對高樓這類建筑結(jié)構(gòu)，單純的采用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致理論值與實(shí)際計(jì)算得到的數(shù)值相差很遠(yuǎn)，但是如果結(jié)合結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)就能夠避免這種設(shè)計(jì)問題的出現(xiàn)。

1.2.3 輔助設(shè)計(jì)人員更好實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)

目前我國很多的建筑物都逐漸向高層發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的問題就是抗震設(shè)計(jì)。針對高層建筑物的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要做到的是對抗震分析計(jì)算的精準(zhǔn)，不能有超過標(biāo)準(zhǔn)以外的誤差[2]。利用概念設(shè)計(jì)可以在一定程度上解決這方面的問題，還能夠降低設(shè)計(jì)難度。

2 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的注意事項(xiàng)

2.1 設(shè)計(jì)方案需考慮多方面因素

雖然結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)能夠展現(xiàn)出良好的設(shè)計(jì)性能，但是考慮到設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)到建筑質(zhì)量、建筑外觀等多個(gè)方面，因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)方案的過程中，一定要考慮到設(shè)計(jì)方案的安全性、合理性，包括材料、建筑設(shè)計(jì)要求、建筑功能等，只有這樣才能夠確保結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的作用真正發(fā)揮出來。

2.2 減小計(jì)算簡圖的誤差

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)運(yùn)算的過程中需要選擇正確的簡圖，這一點(diǎn)要求設(shè)計(jì)人員結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行簡圖的設(shè)計(jì)，在這個(gè)過程中設(shè)計(jì)人員還需要考慮建筑結(jié)構(gòu)中實(shí)際的節(jié)點(diǎn)情況，最大程度的減小簡圖的誤差，確保后續(xù)工作的順利開展。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的協(xié)同應(yīng)用分析

3.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的協(xié)同

將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)協(xié)同工作，最終的目的就是確保建筑工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化與整合，實(shí)現(xiàn)建筑工程設(shè)計(jì)水平的提升[3]。將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)協(xié)同，實(shí)際上就是充分發(fā)揮出每一個(gè)建筑構(gòu)件的價(jià)值，確保每一個(gè)建筑構(gòu)件能夠在已經(jīng)設(shè)定好的使用年限中發(fā)揮出其作用，在受到各種外力條件下依然能夠保持良好穩(wěn)定狀態(tài)。針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的協(xié)同，可以將建筑構(gòu)件作為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，例如需要發(fā)生水平位移時(shí)，考慮到高層結(jié)構(gòu)，可以通過設(shè)計(jì)大的截面柱開豎槽，減少短柱，通過這種方式確保每一層的手里能夠達(dá)到承受力的最大限度。

3.2 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)優(yōu)化細(xì)部結(jié)構(gòu)

利用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)還能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化，但是要做到這一點(diǎn)就需要對每一個(gè)基本構(gòu)件的特征有一個(gè)全面性的了解與掌握。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的一個(gè)優(yōu)勢在于，能夠在缺乏具體的參考數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上利用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的優(yōu)勢開展對細(xì)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[4]。例如，在對一個(gè)建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，考慮到后期的自然因素會(huì)對建筑物造成影響，以地震為例，建筑物在設(shè)計(jì)之初一定要考慮到對地震的防護(hù)，但是設(shè)計(jì)時(shí)無法知曉地震的相關(guān)參數(shù)以及具體對建筑物的影響，面對這種情況實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)有一定困難。這種情況下就可以考慮采用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的方式，通過利用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)將參考數(shù)值作為相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)后期防護(hù)設(shè)計(jì)工作的開展。另外，值得注意的是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的過程中，還需要結(jié)合科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)一步對結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)工作進(jìn)行優(yōu)化。其中的重點(diǎn)就是針對細(xì)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作[5]。只有這樣才能夠確保結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)工作發(fā)揮出其價(jià)值。

3.3 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)與下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

針對下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，考慮到地基基礎(chǔ)關(guān)系到整個(gè)建筑物的穩(wěn)定性與后期建筑物的正常投入[6]。面對這種情況在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中一定要結(jié)合各個(gè)方面因素開展對地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括建筑工地環(huán)境、土質(zhì)等各個(gè)方面的因素，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)建筑工地的深入、全面了解的基礎(chǔ)上開展設(shè)計(jì)，例如可以在了解建筑工地環(huán)境的基礎(chǔ)上再結(jié)合建筑物的個(gè)體情況選擇合適的樁基類型，確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求的同時(shí)保證施工效果。

4 結(jié)語

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，協(xié)同應(yīng)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)對比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)處理與計(jì)算，還能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑工程設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。實(shí)際上，結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)工作并非是簡單的結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行規(guī)范加計(jì)算的工作，實(shí)現(xiàn)是的對整個(gè)建筑工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念等多個(gè)方面的掌控。這一點(diǎn)也提示，想要設(shè)計(jì)出各個(gè)方面符合標(biāo)準(zhǔn)與要求的建筑物，建筑建構(gòu)設(shè)計(jì)師仍然需要不斷學(xué)習(xí)，不斷進(jìn)修，這樣才能完成相關(guān)設(shè)計(jì)工作。

[1]余義澤.淺談結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用[J].建材與裝飾，2016（38）：90～91.

[2]陳 旭.概念設(shè)計(jì)對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的作用分析[J].建材與裝飾，2016（10）：87～88.

[3]唐云啟.研究概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的意義及應(yīng)用[J].建材與裝飾，2015（52）：90～91.

[4]江濤.結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用分析[J].四川水泥，2015（08）：108.

[5]范文勇.結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用分析[J].中華民居（下旬刊），2013（09）：35～36.

[6]趙領(lǐng)楠，葛瑩.概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性及應(yīng)用[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2012（22）：254.