建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)分析

李振?魯曉喆?王欣

摘 要：建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程實(shí)際施工中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其會(huì)影響建筑工程的安全性與穩(wěn)定性，因此提升建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的管理工作極為關(guān)鍵。隨著人們生活質(zhì)量的不斷提升，對(duì)建筑工程質(zhì)量的要求也逐漸提升了，要求對(duì)設(shè)計(jì)工作方式、理念等進(jìn)行創(chuàng)新改革，概念設(shè)計(jì)是現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念，能夠?qū)蛻粢筮M(jìn)行有效滿足，具有非常良好的應(yīng)用價(jià)值。下面筆者就對(duì)此展開探討。

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

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指的是在規(guī)劃建筑物結(jié)構(gòu)方案的階段時(shí)，建筑項(xiàng)目的總工程師將現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)形態(tài)與自身的工作經(jīng)驗(yàn)結(jié)合在一起，從而深入探究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性與實(shí)用性，評(píng)估其成本造價(jià)及綜合效益，并在確保滿足業(yè)主單位基本需求的情況下對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體布局進(jìn)行不斷優(yōu)化，最終取得提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的根本目的。

一、概念設(shè)計(jì)的作用

針對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，概念設(shè)計(jì)具有極為關(guān)鍵的作用，其能夠涵蓋所有工程建設(shè)相關(guān)的現(xiàn)代化思想。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，很多設(shè)計(jì)工作者會(huì)對(duì)現(xiàn)代化的科技、設(shè)備等產(chǎn)生依賴，導(dǎo)致設(shè)計(jì)作品中欠缺應(yīng)用的新意，難以彰顯出創(chuàng)新發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，設(shè)計(jì)工作逐漸被簡化，建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計(jì)理念，計(jì)算結(jié)構(gòu)軟件存在很多矛盾問題，計(jì)算機(jī)難以對(duì)所有建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對(duì)結(jié)構(gòu)工程師而言，對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)內(nèi)容的依賴，不利于創(chuàng)新設(shè)計(jì)的發(fā)展。把時(shí)間操作和概念設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能夠獲得更為完美的結(jié)構(gòu)作品，在建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作中運(yùn)用概念設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的，這是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論當(dāng)中有很多問題存在，讓建筑結(jié)構(gòu)方面的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際受力之間存在差異，所以，要基于概念設(shè)計(jì)相關(guān)理論進(jìn)行有效補(bǔ)充。在對(duì)建筑工程實(shí)施設(shè)計(jì)的時(shí)候，初步設(shè)計(jì)難以使用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行，要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者基于自身對(duì)概念理論的掌握，選擇最為合理的設(shè)計(jì)方案，要求設(shè)計(jì)工作者具有良好的專業(yè)技術(shù)能力，能夠讓自己的結(jié)構(gòu)概念相關(guān)理論更為豐富，實(shí)際操作過程中，要對(duì)概念理論進(jìn)行牢固掌握與靈活運(yùn)用。

二、建筑結(jié)構(gòu)及概念設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

建筑結(jié)構(gòu)指的是將建筑物自身的設(shè)計(jì)特色及特征通過特定的結(jié)構(gòu)形式所呈現(xiàn)出的最終結(jié)果，在應(yīng)用不同的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)理念的情況下，建筑結(jié)構(gòu)的最終形態(tài)也是不盡相同的。在實(shí)踐當(dāng)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括以下三部分 ：一是方案的設(shè)計(jì)。方案的設(shè)計(jì)需要從建筑工程項(xiàng)目使用目的角度出發(fā)，即在滿足其實(shí)用性需求的情況下，保證工程自身基本的建設(shè)質(zhì)量，并在綜合生產(chǎn)要素、施工環(huán)境、施工技術(shù)等多種因素的基礎(chǔ)上確定最終的建筑設(shè)計(jì)方案。而建筑結(jié)構(gòu)方案則是以設(shè)計(jì)方案為前提，重點(diǎn)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，如承重體系、支撐體系、受力體系等，且不同的體系之間不得產(chǎn)生互相的負(fù)面影響，并能夠共存在同一建筑體內(nèi)。同時(shí)，方案的設(shè)計(jì)不僅要在質(zhì)量層面達(dá)到業(yè)主單位的基本需求，更要具有實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，即可以在現(xiàn)有的施工環(huán)境和施工技術(shù)下完成結(jié)構(gòu)體的建設(shè)，且其成本造價(jià)不得超過預(yù)期的成本范疇。二是結(jié)構(gòu)的計(jì)算。從某種角度來看，建筑物是由多種不同的結(jié)構(gòu)體所組成的，不同的結(jié)構(gòu)體在功能、規(guī)格、外形方面均存在較大的差異性，且其受力情況、荷載情況及內(nèi)作用力也不盡相同。在計(jì)算方式的選擇方面，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的類型、規(guī)格以及與其相連的其他結(jié)構(gòu)而采取合理的計(jì)算方式，且需要經(jīng)過嚴(yán)格的后期審核后才可以使用，從而達(dá)到保證計(jì)算準(zhǔn)確的目的。為確保大量的結(jié)構(gòu)體可以共存，前期的結(jié)構(gòu)計(jì)算工作至關(guān)重要，且會(huì)直接影響到建筑物的穩(wěn)定性和安全性。三是結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計(jì)需要充分體現(xiàn)出精細(xì)化管理的原則，其需要具體到每一道工序、每一項(xiàng)技術(shù)的使用。同時(shí)，施工人員需要嚴(yán)格執(zhí)行預(yù)定的施工計(jì)劃，不得擅自對(duì)施工順序進(jìn)行調(diào)整。

概念設(shè)計(jì)指的是在正式采用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案之前，分析設(shè)計(jì)方案的合理性，并對(duì)實(shí)際施工過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)判和分析，并通過優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的措施來減少問題的影響或發(fā)生的概率。由此可見，概念設(shè)計(jì)是在建筑工程項(xiàng)目整體基礎(chǔ)上而建立的，其體現(xiàn)出了設(shè)計(jì)人員對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理解程度，從而起到優(yōu)化設(shè)計(jì)、減少問題發(fā)生概率的效果。而在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，概念設(shè)計(jì)理念可以幫助設(shè)計(jì)人員充分在設(shè)計(jì)成果當(dāng)中體現(xiàn)其設(shè)計(jì)追求和思想，其可以在虛擬的環(huán)境下幫助設(shè)計(jì)人員分析設(shè)計(jì)方法的合理與否。而從概念設(shè)計(jì)的角度來看，設(shè)計(jì)人員的概念設(shè)計(jì)水平不僅可以具體體現(xiàn)在最終的設(shè)計(jì)成果上，更能隱性的表達(dá)出設(shè)計(jì)者對(duì)于設(shè)計(jì)工作的認(rèn)識(shí)及領(lǐng)悟，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)者的思想意識(shí)形態(tài)。眾所周知，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的工作核心在于妥善處置建筑結(jié)構(gòu)與自身構(gòu)件之間的和諧性，即設(shè)計(jì)人員需要在特定的環(huán)境和條件下，基于總體角度出發(fā)，完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，且需要確保結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的組合形態(tài)能夠發(fā)揮出其應(yīng)有的作用和價(jià)值。當(dāng)設(shè)計(jì)人員醉心于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中時(shí)，對(duì)于概念設(shè)計(jì)的理解及實(shí)踐水平會(huì)隨著時(shí)間的推移而不斷進(jìn)步，所應(yīng)用的設(shè)計(jì)方案也會(huì)更加趨于合理化、科學(xué)化。但是，想要達(dá)成這一目標(biāo)的前提是設(shè)計(jì)者需要長期保證自身設(shè)計(jì)理念的先進(jìn)性，并在自己的設(shè)計(jì)作品當(dāng)中貫徹創(chuàng)新精神和理念。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)措施分析

從某種意義來看，結(jié)構(gòu)措施的應(yīng)用取決于概念設(shè)計(jì)理念的體現(xiàn)，這也意味著概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起到了不可替代的作用價(jià)值。但是，概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用需要將多項(xiàng)因素有機(jī)結(jié)合在一起，并通過合理的結(jié)構(gòu)措施優(yōu)化概念設(shè)計(jì)，完善建筑結(jié)構(gòu)的受力體系，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形的現(xiàn)象。

（一）正確使用結(jié)構(gòu)體系

結(jié)構(gòu)體系是建筑工程項(xiàng)目的關(guān)鍵因素，而通過概念設(shè)計(jì)的方式對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行完善的關(guān)鍵在于如何提升各項(xiàng)要素的契合度，既要確保各項(xiàng)要素有機(jī)結(jié)合，又要發(fā)揮出一加一大于二的效果。在構(gòu)建結(jié)構(gòu)體系的過程中，需要充分尊重基本的物理學(xué)原理，且通過合理的結(jié)構(gòu)措施手段應(yīng)用來提高各個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位的牢固性和使用壽命。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要關(guān)注外部因素對(duì)建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量及壽命的影響。

（二）優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)在多種類型的建筑工程中均有所使用，最常見的鋼結(jié)構(gòu)形態(tài)為鋼混結(jié)構(gòu)。與常規(guī)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)勢在于可以有效提升建筑本體的荷載力。在應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要確保建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)可以與鋼結(jié)構(gòu)有效銜接在一起，以免出現(xiàn)外部鋼結(jié)構(gòu)框架變形的問題。同時(shí)，外部鋼結(jié)構(gòu)框架的設(shè)計(jì)也需要應(yīng)用一定量的混凝土，以起到支撐的效果。整體來看，合理的鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)搭配，可以在一定比例的情況下達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)、短板互補(bǔ)的效果。

（三）重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的本質(zhì)

盡管概念設(shè)計(jì)對(duì)于建筑物的優(yōu)化效果較為明顯，尤其是在提高建筑外觀的美觀性方面，但建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的本質(zhì)依然為保證建筑物穩(wěn)定性為基礎(chǔ)，若建筑物的穩(wěn)定性不足，則不僅會(huì)面臨較大的安全隱患，更會(huì)降低建筑自身的實(shí)用價(jià)值。因此，設(shè)計(jì)人員需要應(yīng)用具有穩(wěn)定性特征的結(jié)構(gòu)措施，并通過由點(diǎn)及面的方式，來促使建筑整體的承載力提升。

四、結(jié)語

綜上所述，概念設(shè)計(jì)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間存在必然的聯(lián)系性，因此，設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用概念設(shè)計(jì)法時(shí)要基于建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際情況開展工作，既要提高建筑外觀質(zhì)量，又要提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

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