淺談建筑結構設計中的概念設計及結構措施

劉曉艷 白愛華

1. 山東文孚建筑設計有限公司 山東 濟南 250000；

2. 國源設計院有限公司 山東 濟南 250000

引言

建筑結構的設計方案主要是參考這個建筑物周圍的環(huán)境，建筑物之后的用途，以及建筑物所在地區(qū)的氣候條件來確定大致的方案，當根據(jù)工程質(zhì)量整體的結構設計方案確定之后，就要根據(jù)這個方案的圖紙進行相關的計算，這樣就可以計算出結構相關的數(shù)據(jù)，大家千萬別小看這個數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)一旦與實際工程情況不相符，則會導致工程質(zhì)量不達標，進而影響到整個工程的交付進度和使用效果。而且結構數(shù)據(jù)計算的結果不夠準確，也可能造成施工方在施工的過程中出現(xiàn)房屋倒塌的安全隱患。

1 建筑結構設計中的概念設計特征

首先，建筑結構設計中的概念設計與其他的概念設計不同，一般不會涉及數(shù)學的精準運算。在沒有明確的理論幫助下，概念設計往往需要整合建筑體系中的所有結構關系和相關的建筑原理，來進行分析設計。概念設計更注重從整體上進行規(guī)劃，通過細致的分析挖掘建筑建設、使用中的問題，通過設計完善，解決問題。其次，概念設計與建筑結構設計中的精準理論設計存在著一定的差距。建筑概念設計更加追求經(jīng)驗性的積累和因地制宜的非標準化的設計理念。一般情況下概念設計會參考一些如地震數(shù)據(jù)、測量試驗結果，結構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)出動態(tài)的特性，概念設計一般不會涉及利用高科技電子計算機或其他運算設備進行精準的數(shù)據(jù)控制，而是對建筑整體和宏觀方向進行設計控制。概念設計雖然在外表體現(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，能夠為建筑結構設計的方案提供良好的補充輔助作用。最后，概念設計的真正理念是為了尋找在建設中最為經(jīng)濟、最符合當?shù)厥┕l件、最能夠滿足施工需要的建筑設計方案[1]。

2 建筑結構設計中的結構

2.1 前期工作

①設計人員需對具體的工程建設目標、工程實際情況等方面進行綜合分析，從而進行初步方案設計及后期方案調(diào)整；②設計人員還需明確建筑工程設計的關鍵內(nèi)容，然后分析建筑材料、結構模型和結構荷載值的基本參數(shù)等，在此過程中，設計人員可以結合計算機信息技術進行參數(shù)獲取和分析，以確保結果的直觀性和準確性；③設計人員自身需具備較為充足的設計經(jīng)驗，并掌握當前較為先進的計算機知識及相關軟件程序編寫方法，從宏觀的角度對房屋建筑結構進行規(guī)劃和分析，從而可在正式開始結構設計優(yōu)化之前，預防一些常見的設計質(zhì)量問題和通病的出現(xiàn)。

2.2 依據(jù)抗震標準，規(guī)范平面及豎向設計

平面規(guī)則與建筑物的穩(wěn)定性也存在一定的聯(lián)系，這是設計人員在設計過程中必須考慮的因素之一。通常情況下，抗震建筑的平面是有一定標準的，比如，凹凸口的深度與寬度，平面長度不宜過長，不宜采用角部重疊或細腰形的平面布置。因此，結構平面布置應力求簡單、規(guī)則、對稱，避免剛度、質(zhì)量和承載力分布不均勻。對于有較多凹凸口的復雜形狀平面要進行特殊設計或采用一定的補救措施，最大限度地保證建筑的穩(wěn)定性。對于抗震高層建筑的結構豎向布置，應避免過大的外挑和收進，宜規(guī)則、均勻，結構的側向剛度也應該做到上小下大均勻變化，豎向抗側力構件宜上下連續(xù)貫通。

2.3 鋼結構抗震設計

鋼結構建筑的優(yōu)點是重量輕，承載能力高，結構構件標準化程度高，鋼結構建筑的主要承重構件由鋼板和型鋼構成，材質(zhì)均勻，各向同性好，結構可靠性高。鋼結構的材料屬理想彈性體，符合工程力學的基本假定，可在抗震設計中充分發(fā)揮鋼結構的材料塑性、彈性好的特點，允許有適度的變形，能很好地承受動力荷載，在罕遇地震作用下保持結構體系的穩(wěn)定，避免倒塌。高精度的加工制作工藝可以做到等強連接，實現(xiàn)強連接弱桿件的抗震設計原則，大大提高建筑物的抗震和承載能力。鋼結構在我國得到越來越廣泛的應用，特別是在大型公共建筑和基礎設施中。其中最重要的是機場車站、體育場館、高層建筑等。鋼殼體結構近年也得到應用，具有很好的空間傳力性能，能以較小的構件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結構，能覆蓋或圍護大尺度的空間而不需要中間支撐，兼顧到承重結構和圍護結構的雙重作用，同時也有較好的抗震性能。

2.4 在建筑結構設計計算機分析環(huán)節(jié)的應用

結構理念在計算機分析環(huán)節(jié)有什么具體的應用呢？現(xiàn)在隨著社會的飛速發(fā)展，如今的計算機已經(jīng)成為人們生活中密不可分的一部分，而且計算機也有小的幫助人們減少工作中的壓力，讓復雜的事情簡單化。結構理念在計算機中運用的時候要嚴格注意拓展全方位能力，能夠對整個設計過程進行詳盡闡述，報告結構清晰、調(diào)測環(huán)節(jié)完整、圖表規(guī)范、符合設計報告文本格式要求這幾個方面。那么設計數(shù)據(jù)就需要進行重新測量。 現(xiàn)在建筑行業(yè)還有大多數(shù)沒有將數(shù)據(jù)與計算機相結合，這種沒有科學性的結構設計是終會被時代所淘汰的，現(xiàn)在的建筑結構大數(shù)據(jù)就可以在計算機上面找到，也就是說設計師參考數(shù)據(jù)建設方案就更加的方便，而且數(shù)據(jù)的全面性、科學性得到了保障。這樣設計師就可以通過計算機上面的大數(shù)據(jù)選取一組最適合自己參考的數(shù)據(jù)，大大地方便設計師在設計方面的計算壓力，而且可以減少計算結果的失誤，大大減少數(shù)據(jù)出錯的概率，有效地保障了工程的總體質(zhì)量。設計師通過計算機就可以看到建筑物所在地的氣候條件，以及建筑物附近的情況，設計師就算在自己家里面，也可以對設計結構有了大致了解。建筑行業(yè)通過計算機可以有效提高設計機構理念的科學性，從而可以保障工程的總體質(zhì)量[2]。

3 結束語

綜上所述，越來越多的建筑工程設計師們，已經(jīng)意識到建筑結構設計中的概念設計及結構措施的重要性，在現(xiàn)代的建筑工程設計理念中，工程師們?nèi)找鎮(zhèn)戎馗拍钤O計運用，也逐漸意識到要有堅實的理論基礎和豐富的實踐經(jīng)驗，才能使建筑設計更好地迎合社會發(fā)展需要，獲得最佳的經(jīng)濟效益。