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

秦忠?guī)?遼寧金海建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司沈陽筑津分公司

一、概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的初期，建筑設(shè)計(jì)師依照設(shè)計(jì)理念，參照過往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，評(píng)估建筑設(shè)計(jì)方案，對(duì)比分析概念性，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)形式在宏觀上進(jìn)行把控，參照對(duì)比結(jié)果，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的布局實(shí)施調(diào)整且進(jìn)行必要的抗震設(shè)置，以此達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)成效。概念設(shè)計(jì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)有很大影響，如資金投入、施工時(shí)間、安全問題等。合理運(yùn)用概念設(shè)計(jì)促使最終呈現(xiàn)出來的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案更加具有科學(xué)合理性、安全可靠性，更有效地降低后期階段中發(fā)生評(píng)估、計(jì)算失誤等事件的發(fā)生率，從而節(jié)省時(shí)間，同時(shí)也提高建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理性。由此可見，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，概念設(shè)計(jì)是其中一項(xiàng)至關(guān)重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)特征

首先，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)與其他的概念設(shè)計(jì)不同，一般不會(huì)涉及數(shù)學(xué)的精準(zhǔn)運(yùn)算。在沒有明確的理論幫助下，概念設(shè)計(jì)往往需要整合建筑體系中的所有結(jié)構(gòu)關(guān)系和相關(guān)的建筑原理，來進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)更注重從整體上進(jìn)行規(guī)劃，通過細(xì)致的分析挖掘建筑建設(shè)、使用中的問題，通過設(shè)計(jì)完善，解決問題。

其次，概念設(shè)計(jì)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的精準(zhǔn)理論設(shè)計(jì)存在著一定的差距。建筑概念設(shè)計(jì)更加追求經(jīng)驗(yàn)性的積累和因地制宜的非標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)理念。一般情況下概念設(shè)計(jì)會(huì)參考一些如地震數(shù)據(jù)、測量試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)構(gòu)體系中整體與分部間的連接參數(shù)等。這些參數(shù)是有一定的變化，呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的特性，概念設(shè)計(jì)一般不會(huì)涉及利用高科技電子計(jì)算機(jī)或其他運(yùn)算設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)控制，而是對(duì)建筑整體和宏觀方向進(jìn)行設(shè)計(jì)控制。概念設(shè)計(jì)雖然在外表體現(xiàn)上存在一定的雜亂之感，但是內(nèi)在邏輯卻是清晰有條理的，能夠?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案提供良好的補(bǔ)充輔助作用。最后，概念設(shè)計(jì)的真正理念是為了尋找在建設(shè)中最為經(jīng)濟(jì)、最符合當(dāng)?shù)厥┕l件、最能夠滿足施工需要的建筑設(shè)計(jì)方案。

三、概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）加大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的力度

概念設(shè)計(jì)對(duì)建設(shè)結(jié)構(gòu)的性能方面起到了至關(guān)重要的作用，且建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要關(guān)鍵點(diǎn)就在安全可靠性與實(shí)用性上，在工程達(dá)到這兩項(xiàng)功能后，美觀性才有實(shí)質(zhì)意義。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要將建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)用性擺在首位，然后再進(jìn)行美觀性方面的設(shè)計(jì)工作，從材料、結(jié)構(gòu)的科學(xué)性特征出發(fā)，嚴(yán)格依照工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（二）利用結(jié)構(gòu)力學(xué)形成完整的結(jié)構(gòu)體系

在針對(duì)建筑實(shí)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)，進(jìn)行合理化計(jì)算。構(gòu)件連接的關(guān)鍵在于組建結(jié)構(gòu)體系，細(xì)致分析并解讀其中每一個(gè)構(gòu)件的具體承重情況，再選擇具體的結(jié)構(gòu)方式來確保工程中的各項(xiàng)應(yīng)力得到良好配合。其根本依據(jù)在于物理學(xué)計(jì)算，運(yùn)用有效的對(duì)策來確保工程穩(wěn)定系數(shù)，使整個(gè)工程更為穩(wěn)定。在確保單體構(gòu)件建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上計(jì)算整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力，運(yùn)用各個(gè)構(gòu)件間的作用力，將結(jié)構(gòu)效能的最大應(yīng)力構(gòu)建出來，進(jìn)而更好地確保建筑整體質(zhì)量和使用壽命。

（三）對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

目前，在建筑行業(yè)中通常會(huì)用到鋼結(jié)構(gòu)，其不僅可以增強(qiáng)構(gòu)件結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，還可以確保在最大限度上運(yùn)用空間。另外，鋼結(jié)構(gòu)具備高強(qiáng)度的特征，與混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行搭配，能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)輕的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，還可以顯著提升建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。鋼和混凝土結(jié)構(gòu)組合可以很好地預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)變形。在實(shí)際設(shè)計(jì)的時(shí)候，結(jié)合工程建設(shè)實(shí)際情況與需求來進(jìn)行科學(xué)化設(shè)計(jì)，從而促進(jìn)整體工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為科學(xué)化。

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

雖然概念設(shè)計(jì)對(duì)建筑物的優(yōu)化成效特別是在提升建筑外觀美觀性方面相對(duì)比較明顯，但是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本在于確保建筑物的安全穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)人員要重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的本質(zhì)，首先確保建筑物穩(wěn)定性，不要本末倒置，運(yùn)用具備穩(wěn)定性特征的結(jié)構(gòu)措施，且以點(diǎn)到面的方式來加大整個(gè)建筑的承載力，確保建筑物的安全穩(wěn)定。

（五）提高硬性指標(biāo)要求

建筑工程的質(zhì)量與基礎(chǔ)工作環(huán)節(jié)密切相關(guān)，如提高建筑用地與工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)這部分硬性指標(biāo)，能夠在根本上確保建筑用地的高標(biāo)準(zhǔn)，并為后續(xù)建筑工程質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。目前，人們對(duì)現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)環(huán)境和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)逐漸提高，為滿足人們需求，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要不斷創(chuàng)新，最大限度促使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)結(jié)合在一起，促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)蓬勃發(fā)展。

（六）注意結(jié)構(gòu)剛度與承載力的分布

建筑工程施工項(xiàng)目中的任何一項(xiàng)都會(huì)影響整個(gè)建筑工程的質(zhì)量，因此，施工中每一項(xiàng)工程都需要嚴(yán)格監(jiān)管。建筑自身結(jié)構(gòu)剛度和承載力的分布控制在建筑工程中尤其重要，必須要對(duì)其強(qiáng)化監(jiān)督與審查。為了在最大限度上確保建筑工程施工質(zhì)量，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須要做好概念設(shè)計(jì)工作，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)相符，結(jié)構(gòu)剛度與承載力分布的科學(xué)合理化。

（七）保證結(jié)構(gòu)材料的選擇科學(xué)性

結(jié)構(gòu)材料會(huì)影響工程建設(shè)的水平質(zhì)量和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性。因此，嚴(yán)格篩選施工所用材料，確保材料達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，在結(jié)構(gòu)措施實(shí)施的過程中至關(guān)重要。例如，在選擇鋼筋材料時(shí)，不但要考慮鋼筋材料的韌性，且還要確保材料與鋼筋可焊性相符。眾所周知，科學(xué)化的選擇會(huì)影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作自身的可行性，可見材料選擇工作對(duì)建筑技術(shù)落到實(shí)處的重要性。

四、結(jié)束語

經(jīng)濟(jì)發(fā)展助推科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國自改革開放以來，社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)得到了進(jìn)一步的深入變革。對(duì)于建筑行業(yè)來而言，也迎來了一個(gè)嶄新的發(fā)展空間，概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施對(duì)于建筑設(shè)計(jì)而言，有著越來越重要的意義。推廣概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施，很大程度上會(huì)反映出建筑行業(yè)工程師的知識(shí)水平和職業(yè)素養(yǎng)，如何運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮建筑整體的設(shè)計(jì)理念，改善建筑中構(gòu)件與結(jié)構(gòu)措施與設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，將成為建筑工程師們近期最重要的研究探討課題。