建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

彭小楓

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的提升，人們對建筑的要求也越來越高，不僅要求實(shí)用性，也需要系統(tǒng)性、美觀性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程的基礎(chǔ)，具有復(fù)雜性、創(chuàng)新性、科學(xué)性、實(shí)踐性、實(shí)用性。概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要因素，設(shè)計(jì)師要靈活設(shè)計(jì)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體中加入概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施，完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);概念設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)措施

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施是兩個(gè)重要組成部分，一定程度上能夠反映建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。隨著城市化的發(fā)展，建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，對建筑設(shè)計(jì)提出了更高的要求。作為建筑建設(shè)設(shè)計(jì)的重要組成部分，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑事業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)。我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以概率極限狀態(tài)理論為基礎(chǔ)，但不能精確預(yù)估建筑物的實(shí)際承載能力。引入概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施，有利于準(zhǔn)確預(yù)估建筑物的實(shí)際承載能力，促進(jìn)建筑事業(yè)的發(fā)展。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施

概念設(shè)計(jì)與整體結(jié)構(gòu)、細(xì)節(jié)構(gòu)造等有關(guān)，是設(shè)計(jì)師利用自己的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合客戶的需求，進(jìn)行設(shè)計(jì)。在完成特定空間建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)時(shí)，也要實(shí)現(xiàn)建筑的外在美，以及內(nèi)部的實(shí)用性。隨著對建筑設(shè)計(jì)要求的提升，設(shè)計(jì)師們不斷添加新元素，與時(shí)俱進(jìn)，創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)理念。設(shè)計(jì)師在概念設(shè)計(jì)中，會對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的每個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行構(gòu)想，并充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)的目的，提高建筑結(jié)構(gòu)的層次水平，使其更具有藝術(shù)性。概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)措施形成的關(guān)鍵，也是完成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因。建筑都是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施的作用，從而形成的。

結(jié)構(gòu)措施可以看成是一種定量設(shè)計(jì)，可以從兩方面來說，一方面是協(xié)同工作，要保證建筑結(jié)構(gòu)的狀態(tài)和壽命與要求相符合，需要建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的部件之間，能夠協(xié)同發(fā)揮作用。上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，都是要發(fā)揮協(xié)同工作的作用。橫梁結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)固建筑體的整個(gè)上部結(jié)構(gòu)。同時(shí)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)的連接，主要是通過橫梁結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的要求。協(xié)同工作的關(guān)鍵，是結(jié)構(gòu)中各個(gè)元素的應(yīng)力承受能力。通過建筑結(jié)構(gòu)元素間兩兩協(xié)作，對建筑的特定空間進(jìn)行穩(wěn)定。在這一環(huán)節(jié)中，需要發(fā)揮概念設(shè)計(jì)的作用。另一方面來說，結(jié)構(gòu)措施就是組間材料，利用材料。對材料的組間和利用，需要綜合考慮材料的利用率，以及組建之間的協(xié)作。在保證建筑質(zhì)量的前提下，節(jié)約成本，各部分的材料不能超過預(yù)算，盡可能最大化利用材料。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要體現(xiàn)結(jié)構(gòu)措施的整體意義，以及充分展現(xiàn)結(jié)構(gòu)措施中的各個(gè)元素。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的作用效果

首先，根據(jù)選定的建筑場地的地形特征和結(jié)構(gòu)形式，選擇結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。如果是軟地質(zhì)的高層建筑，天然的地基無法承受起荷載，需要采用樁地基，把建筑物的荷載傳遞到下面堅(jiān)實(shí)的持力層中;如果建筑場地土質(zhì)不均勻，為了改善不均勻沉降的問題，從而增加建筑物的抗震抗災(zāi)能力，則可以選擇箱型基礎(chǔ);其次，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，建筑物的結(jié)構(gòu)剛度選擇是否合適是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不可忽略的指標(biāo)之一，建筑物的結(jié)構(gòu)剛度選擇合理之后，不僅僅可以降低地震發(fā)生時(shí)帶來的經(jīng)濟(jì)損失，還可以提高建筑各個(gè)方面的承受能力，最后。建筑主體是一個(gè)空間的結(jié)構(gòu)體系，空間結(jié)構(gòu)體系的整體研究還存在一些局限性。設(shè)計(jì)工程中采用了許多假設(shè)和簡化理論。作為結(jié)構(gòu)工程師，應(yīng)加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)，靈活運(yùn)用規(guī)范，將概念設(shè)計(jì)理論應(yīng)用于結(jié)構(gòu)整體形狀與基本子系統(tǒng)的力學(xué)關(guān)系。對結(jié)構(gòu)有透徹的了解，做到布局合理，受力清楚，抗震性能好。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要充分結(jié)合利用概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施，必須從整體建筑出發(fā)，使整體和各個(gè)要素緊密結(jié)合，充分發(fā)揮概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施的最大作用，促進(jìn)整體建筑的發(fā)展。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要融入概念設(shè)計(jì)的思想，以及協(xié)同設(shè)計(jì)的思想。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)水平有較高的要求，因此在實(shí)踐應(yīng)用中，要選擇高水平的設(shè)計(jì)師。設(shè)計(jì)師需要對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)部分都熟練掌握，并且能夠充分發(fā)揮材料的性質(zhì)，以及各個(gè)要素的作用，合理發(fā)揮概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施的作用。概念設(shè)計(jì)體現(xiàn)了建筑的思想，實(shí)現(xiàn)建筑性能的關(guān)鍵，就是結(jié)構(gòu)措施。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要將概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施有效結(jié)合，將有形的實(shí)體建筑，與無形的思想建筑相融合，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。

基礎(chǔ)措施和建筑上部結(jié)構(gòu)的關(guān)系，是概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施的系統(tǒng)表現(xiàn)，因此要將建筑結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施作為一個(gè)整體，在操作和理念上，都不能割裂開。比如磚混結(jié)構(gòu)施工中，不能單純依靠建筑地基的綜合效果，防止不均勻沉降，需要將建筑地基、圈梁、上部結(jié)構(gòu)等作為一個(gè)系統(tǒng)的整體，滿足建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求。

受力過程中，概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施的協(xié)同，主要是各構(gòu)件都可以實(shí)現(xiàn)較大的應(yīng)力。要避免短柱間、層次間的橫梁結(jié)構(gòu)差異問題，尤其是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑高度上升，豎向荷載和橫向荷載也會上升，容易導(dǎo)致底層短柱的問題。需要對大截面柱進(jìn)行施工，避免這一問題。由于水平作用力對長短梁的影響，梁端正負(fù)彎矩增加，水平力影響配筋，無法滿足協(xié)同工作的要求。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要增加大梁、樓層的剛度，水平方向上保持相等的慣性矩。

總之，合理利用概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施，能夠提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注意從建筑整體出發(fā)，貫徹融合概念設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)的思想，有效結(jié)合概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證整體的良好性能。

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