概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析

李 寧

臨沂西城建設(shè)服務(wù)中心，山東 臨沂 276000

建筑行業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是工程建設(shè)活動的重要內(nèi)容之一，結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)踐中存在著諸多不確定因素，一旦出現(xiàn)疏漏就易埋下結(jié)構(gòu)安全隱患，情節(jié)嚴(yán)重時還會引發(fā)安全事故，不利于和諧社會的建設(shè)。為規(guī)避以上情況，應(yīng)將結(jié)構(gòu)概念和設(shè)計過程有機(jī)融合，綜合多方面因素，不斷完善建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，進(jìn)而合理安排施工工序，確保相關(guān)措施精準(zhǔn)地落實(shí)。既往有很多建筑案例表明，將概念設(shè)計相關(guān)措施融合到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)踐中，不僅能明顯提高主體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，還能縮短工程建設(shè)周期，創(chuàng)造出很高的工程效益[1]。

1 概念設(shè)計的內(nèi)涵

在建筑工程設(shè)計實(shí)踐中，設(shè)計工程師要先精準(zhǔn)掌握設(shè)計方向，從多個渠道采集與整理各種資料，客觀分析各種設(shè)計材料，而后分解設(shè)計實(shí)踐中的具體流程與方案內(nèi)容，對方案內(nèi)部分內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，最大限度地提升其和建筑施工方案的契合度。在應(yīng)用概念設(shè)計的過程中，要求相關(guān)人員盡可能綜合分析和建筑工程相關(guān)的各項(xiàng)因素，例如工程項(xiàng)目所處的地理環(huán)境、工程實(shí)際功能及外部形狀等，在梳理以上內(nèi)容后，應(yīng)不斷拓展對其研究與分析的深度性，而后進(jìn)行更合理的規(guī)劃，最大限度地保證工程設(shè)計內(nèi)容的科學(xué)性。將概念設(shè)計應(yīng)用于建筑工程的過程中，對設(shè)計工程師的業(yè)務(wù)能力、職業(yè)素質(zhì)等均提出了較高要求，設(shè)計工程師需要全面整理、深度分析影響建筑工程設(shè)計效果的各種要素，最后綜合多方面因素探尋最適宜的概念設(shè)計方案，以提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實(shí)用性[2-3]。

2 概念設(shè)計的具體流程

（1）明確掌握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計目標(biāo)。設(shè)計人員要參照建筑結(jié)構(gòu)的具體特征，明確建筑工程的具體設(shè)計目標(biāo)，有針對性地完善現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案[4]。

（2）建立狀態(tài)穩(wěn)定的建筑結(jié)構(gòu)模型，科學(xué)設(shè)定構(gòu)件的具體規(guī)格尺寸，主要涵蓋建筑結(jié)構(gòu)體系、計算簡圖等諸多內(nèi)容。

（3）能估測現(xiàn)有的測算結(jié)果的精準(zhǔn)性，做出相應(yīng)調(diào)整后，有針對性地處理建筑構(gòu)件，例如應(yīng)用強(qiáng)柱弱梁法，借此方法保證各項(xiàng)調(diào)整行為的科學(xué)性。

（4）明確建筑物結(jié)構(gòu)的作用，確保其實(shí)用功能充分發(fā)揮出來。設(shè)計人員需全面分析各種影響因素，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行微調(diào)，完善建筑空間規(guī)劃，以確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案內(nèi)容能精準(zhǔn)落實(shí)，創(chuàng)造出更多的工程效益。

3 概念設(shè)計應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的對策

3.1 結(jié)構(gòu)方案選擇

結(jié)構(gòu)設(shè)計為建筑設(shè)計及建設(shè)活動中的重要一環(huán)，結(jié)構(gòu)方案是影響結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量、合理性的主要因素之一，故相關(guān)人員必須以最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度選擇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，否則可能對后續(xù)施工活動的推進(jìn)過程造成不良影響，進(jìn)而降低建筑工程的整體建設(shè)質(zhì)量，甚至存留安全隱患問題，增加發(fā)生建筑安全事故的風(fēng)險。要將概念設(shè)計融合至建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員就要參照現(xiàn)實(shí)要求選擇出最適宜的結(jié)構(gòu)方案，應(yīng)重點(diǎn)考慮如下三個方面的內(nèi)容。

（1）應(yīng)積極落實(shí)施工前期準(zhǔn)備工作，指派工人前往工程現(xiàn)場考察地質(zhì)環(huán)境、地形特征、氣候等諸多因素，以此為據(jù)探查建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)及工法，從基礎(chǔ)環(huán)節(jié)使建筑整體結(jié)構(gòu)的安穩(wěn)性得到保障。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計情況直接影響著建筑整體質(zhì)量，在了解影響建筑設(shè)計施工效果的外部環(huán)境因素的基礎(chǔ)上，也要精準(zhǔn)辨識、把控一些內(nèi)在因素[5]。

（3）概念設(shè)計階段，相關(guān)人員要準(zhǔn)確掌握設(shè)計技術(shù)相配套的質(zhì)量規(guī)范，并盡早將以上內(nèi)容融合至工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合法性、合理性，進(jìn)一步提升建筑工程的整體施工質(zhì)量。總之，在選擇結(jié)構(gòu)方案過程中，一定要綜合分析、權(quán)衡多方面因素，在此基礎(chǔ)上做出最合理、準(zhǔn)確的選擇，為后續(xù)施工活動的推進(jìn)提供可靠、全面的依據(jù)。

3.2 抗震設(shè)計

抗震設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要內(nèi)容之一，通過有效的抗震設(shè)計能顯著提升整體建筑的安穩(wěn)性、牢固度，從而增加建筑結(jié)構(gòu)對地震等災(zāi)害的抵御能力，力爭將突發(fā)的地震災(zāi)害帶來的經(jīng)濟(jì)損失降至最低。在現(xiàn)實(shí)設(shè)計中，設(shè)計人員要參照當(dāng)?shù)貙?shí)況與具體設(shè)計要求明確混凝土的具體級別?；炷潦钱?dāng)下建筑結(jié)構(gòu)施工活動中的常用建材，故要確保混凝土的質(zhì)量與強(qiáng)度均處于較高水平，進(jìn)而使建筑結(jié)構(gòu)的剛度與耐久性均得到保障。

相關(guān)人員事前要測評建筑工程施工區(qū)地震力的級別，進(jìn)而使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員得到更可靠的數(shù)據(jù)支持。若檢測發(fā)現(xiàn)工程建設(shè)區(qū)域的地震力處于較高水平，則建議施工方適度增加配筋構(gòu)件的數(shù)目，設(shè)計人員要對兩者的相關(guān)性有明確認(rèn)識，參照測量放樣情況作出一定調(diào)整、改進(jìn)。采用概念設(shè)計時，設(shè)計人員可以利用建筑信息模型（BIM）構(gòu)建抗震設(shè)計結(jié)構(gòu)模型，仿真模擬設(shè)計出地震發(fā)生與地震以后的情景，進(jìn)而更客觀地分析抗震設(shè)計的可行性與科學(xué)性，有針對性地彌補(bǔ)設(shè)計中存在的漏洞，這是優(yōu)化建筑整體抗震性能的有效方法之一。

3.3 平面設(shè)計

為進(jìn)一步強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的平面階段，應(yīng)參照建筑結(jié)構(gòu)的部署情況，加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)度的控制，以防出現(xiàn)薄弱連接情況，可以在局部位置布設(shè)抗震縫，借此方式將現(xiàn)存的建筑結(jié)構(gòu)細(xì)化成數(shù)個抗震單元[6]。

參照建筑結(jié)構(gòu)的平面特征，伴隨建筑結(jié)構(gòu)高度的增加，其承受的風(fēng)壓也相應(yīng)增加，故應(yīng)盡量維持建筑結(jié)構(gòu)外形呈流線形，如果經(jīng)檢測、計算后發(fā)現(xiàn)，圓形建筑承受的平面風(fēng)荷載矩形面積偏小，各處平面剛度較接近，那么建議在建筑體周邊布設(shè)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)柱，借此方式持續(xù)提升建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度。

通過合理設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)，能顯著提高結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的科學(xué)性，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)參照建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的特征，綜合其周邊生態(tài)環(huán)境特征，融合概念設(shè)計理念，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)平面設(shè)計，避免在設(shè)計環(huán)節(jié)中出現(xiàn)較多疏漏，提升結(jié)構(gòu)平面設(shè)計方案的規(guī)范性。

3.4 縱向設(shè)計

在規(guī)劃設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)時，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)剛度遵循從上至下的分布規(guī)律，為預(yù)防發(fā)生突變情況，削弱結(jié)構(gòu)對水平荷載力形成的抵抗力，在設(shè)計建筑的縱向結(jié)構(gòu)時，設(shè)計工程師要秉持“剛?cè)岵?jì)”的原則，對建筑結(jié)構(gòu)部分構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)處理，并對相應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行減弱處理。

在一些規(guī)模相對較大的建筑結(jié)構(gòu)中，設(shè)計人員可以采用設(shè)計剛度較大的束筒，借此方式取得較好的消能減震成效。參照現(xiàn)代建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)特征不難發(fā)現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)踐中，還需將創(chuàng)新設(shè)計理念融合其中，配合應(yīng)用斜拉索結(jié)構(gòu)模式，打造出更為安全、穩(wěn)定的空間環(huán)境。將概念設(shè)計融合至建筑縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計范疇中，對結(jié)構(gòu)設(shè)計方案完善過程能起到一定促進(jìn)作用，在提升結(jié)構(gòu)設(shè)計工作效率的基礎(chǔ)上，還能確保設(shè)計方案內(nèi)容的合理性、科學(xué)性。

3.5 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計情況直接關(guān)系著建筑的穩(wěn)定程度，故需要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的專業(yè)性與精確度。在實(shí)施概念設(shè)計時，設(shè)計人員要對當(dāng)?shù)氐匦蔚孛?、自然環(huán)境條件等有全面的了解，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的協(xié)助下采集有關(guān)數(shù)據(jù)信息，有針對性地完善結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，輔助施工水平提升過程。當(dāng)下，箱型基礎(chǔ)、有樁地基等是常見的地基基礎(chǔ)形式，在具體應(yīng)用過程中能創(chuàng)造出良好的價值，故設(shè)計人員應(yīng)在分析多方面因素后，科學(xué)選擇地基基礎(chǔ)形式。在基礎(chǔ)選型環(huán)節(jié)中，需要重點(diǎn)分析基礎(chǔ)持有的承載能力與變形沉降量，如果是高層建筑，則建議應(yīng)用樁基礎(chǔ)，以防出現(xiàn)較大的變形量，發(fā)揮良好的調(diào)節(jié)作用。

4 結(jié)束語

總之，做好建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，是提升建筑工程質(zhì)量，確保其投用過程穩(wěn)定性、可靠性的有效方法之一。設(shè)計工程師應(yīng)從思想上明確概念設(shè)計的內(nèi)涵及應(yīng)用意義，參照建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際特征、功能要求等，有針對性地完善結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，力爭將誤差降至最低，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計方案能順利實(shí)施，為我國建筑行業(yè)壯大發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。