建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施的應(yīng)用

彭頂

摘 要：結(jié)構(gòu)概念設(shè)計對于建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計工作有著十分重要的作用，合理地結(jié)合結(jié)構(gòu)概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)措施能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和安全性全面提升。為了進(jìn)一步探究概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，本文以具體案例為例，分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化措施，將結(jié)構(gòu)主體損傷問題減到最小。

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

引言

近年來，我國建筑行業(yè)得到了迅速發(fā)展，建筑工程項目的施工規(guī)模以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜性也得到了提升，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作提出了更高的要求。如果建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會直接影響到建筑工程的施工效果跟施工效益， 甚至導(dǎo)致一系列安全事故。因此，相關(guān)建筑設(shè)計人員還需要加強(qiáng)概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中的應(yīng)用力度，促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和可行性進(jìn)一步提高，為建筑工程的后續(xù)建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。

1 概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用

1.1 在施工場地規(guī)劃中的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，首先需要就項目的施工場地進(jìn)行合理規(guī)劃，為后續(xù)的工程建設(shè)施工奠定良好基礎(chǔ)。施工場地的規(guī)劃效果直接影響建筑后期的建設(shè)效果，通過概念設(shè)計的應(yīng)用，能夠?qū)σ酝鶊龅匾?guī)劃中存在的弊端進(jìn)行及時解決。概念設(shè)計的全局性特征，能夠幫助設(shè)計人員對地形、地質(zhì)以及建筑物結(jié)構(gòu)等進(jìn)行綜合分析與協(xié)調(diào)，基于多種方案的評估進(jìn)行最適合施工場地要求的選擇，減少地形地質(zhì)條件因素對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果所造成的影響。其中工業(yè)建筑中的鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計也不例外。設(shè)計者需要根據(jù)工業(yè)廠房的實際環(huán)境，生產(chǎn)工藝，采用合理的結(jié)構(gòu)形式與方案。根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)壓、雪壓等荷載工況的不同，經(jīng)過系統(tǒng)計算，設(shè)計出合理結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面。并且圖紙需要對施工材料的型號、規(guī)格、施工順序、條件等有明確的標(biāo)注，避免施工技術(shù)人員理解偏差對施工效果造成的影響。

1.2 改善結(jié)構(gòu)抗震性能

在現(xiàn)代建筑物中，從設(shè)計評估上來看，就結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，抗震能力屬于很重要的衡量指標(biāo)。為改善結(jié)構(gòu)抗震性能，就應(yīng)基于概念設(shè)計，聯(lián)合結(jié)構(gòu)措施轉(zhuǎn)變設(shè)計思維，積累設(shè)計經(jīng)驗。在本項目中從概念設(shè)計實踐經(jīng)驗出發(fā)，集中采取措施來提升建筑結(jié)構(gòu)的實際抗震能力，具體思路如下。

（1） 認(rèn)真分析本項目中涉及的防震數(shù)據(jù)信息，并逐一討論會影響關(guān)聯(lián)性的基礎(chǔ)因素。最后認(rèn)為在規(guī)范其余客觀條件一定時，控制建筑原材料的質(zhì)量安全屬于增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)實際抗震能力的重要工作。所以，在開始施工前應(yīng)從現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈思想出發(fā)，將建筑原材料作為項目專題設(shè)計內(nèi)容之一。

（2） 根據(jù)項目立項，先全面考察結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及的參數(shù)及有關(guān)防震數(shù)據(jù)信息。在擬建目標(biāo)中，根據(jù)定位要求來調(diào)研市場，主要涉及原材料種類、名稱、性能、規(guī)格、構(gòu)成、工藝、缺點、售價等內(nèi)容。再基于試驗分析比較樣品，并統(tǒng)一確定所選原材料。（3）提出和生產(chǎn)要素一致的原材料驗收基礎(chǔ)指標(biāo)、使用指標(biāo)、生產(chǎn)指標(biāo)，并在各層次結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計中加以靈活運(yùn)用，以確保材料質(zhì)量安全。（4）按照概念設(shè)計經(jīng)驗，逐一列舉施工環(huán)節(jié)所對應(yīng)的“作業(yè)要素、建設(shè)指標(biāo)”總清單，進(jìn)而提前預(yù)防施工中的不良偷工減料或刻意壓低原材料投入的現(xiàn)象，以全方位控制建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性，真正改善建筑結(jié)構(gòu)的實際抗震性能[3]。

1.3 在協(xié)同工作中的應(yīng)用

協(xié)同工作是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要概念，要求在一個建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部，各個構(gòu)件能夠承擔(dān)極限狀態(tài)下的外力荷載，且不會對建筑結(jié)構(gòu)造成破壞。因此在考慮建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作時，設(shè)計人員需要通過概念設(shè)計的方式，強(qiáng)化構(gòu)件之間的配合力度，使得建筑物中各構(gòu)件的作用都能夠得以充分發(fā)揮。此外，協(xié)同工作還體現(xiàn)在各個結(jié)構(gòu)構(gòu)件在受力中具備分工均勻的特性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要在結(jié)合建筑項目整體需求的基礎(chǔ)上，加大對建筑結(jié)構(gòu)剛度等參數(shù)的重視力度，在保障建筑結(jié)構(gòu)承載力能夠滿足建筑物的功能需求基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)面積的占有率以及平面利用率，有效減少建筑項目在后續(xù)工程施工中產(chǎn)生的建材損耗，對建筑工程項目整體施工效益的提升具有積極意義[2]。

1.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高材料利用率

在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，結(jié)構(gòu)措施在設(shè)計師的工作中起著重要的支點作用， 它能保證結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的完整性，并能有效提高設(shè)計師在結(jié)構(gòu)設(shè)計活動中的工作能力。在設(shè)計階段，結(jié)構(gòu)措施的關(guān)鍵作用是能有效協(xié)調(diào)設(shè)計師在各方面的設(shè)計工作。在施工和措施組織設(shè)計工作中，可以充分保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并可以有效提高建筑材料的利用率。另外，設(shè)計師必須在保證設(shè)計效果的前提下減少材料重量和材料成本，使設(shè)計工作能夠滿足低碳環(huán)保要求。

例如具有矩形橫截面的壓縮構(gòu)件利用率低，這是因為梁在特定的施工階段更容易改變，并且材料利用率不足，而通過概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)分析，可以對梁截面的變形梯度進(jìn)行科學(xué)合理的改變和調(diào)整，從而在軸向力不確定的情況下可以顯著提高材料的利用率[4]。

2 概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施的應(yīng)用優(yōu)化措施分析

2.1 提升設(shè)計人員能力以及設(shè)計方案內(nèi)容

建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和設(shè)計效果直接受到設(shè)計人員結(jié)構(gòu)設(shè)計水平和資質(zhì)能力的影響。為此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)設(shè)計人員專業(yè)能力的提升，從而達(dá)到優(yōu)化設(shè)計方案內(nèi)容的效果。設(shè)計人員需要加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)工程整體實際情況的分析，明確掌握當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)工程的抗震性能需求、主體構(gòu)造強(qiáng)度情況，定期參與學(xué)習(xí)培訓(xùn)，積極提升自身的專業(yè)水平和業(yè)務(wù)能力[1]。

2.2 協(xié)調(diào)整體布局

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要與整體的生產(chǎn)模式相匹配，這是保證企業(yè)正常生產(chǎn)的必備條件。所以設(shè)計者要充分考慮工業(yè)廠房的實際用途，設(shè)計更加經(jīng)濟(jì)實用并滿足生產(chǎn)工藝的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房。所以在通常情況下，設(shè)計者要根據(jù)生產(chǎn)需求，在滿足廠房墻體厚度和高度的條件下，合理分布鋼結(jié)構(gòu)支架，保證整個廠房結(jié)構(gòu)受力均衡。相關(guān)工作人員在進(jìn)行具體項目設(shè)計之前，需要充分了解工業(yè)廠房生產(chǎn)需求，確保結(jié)構(gòu)布置和生產(chǎn)工藝可以為對方提供一定的便利條件。在設(shè)計工藝布置圖之前，建設(shè)方必須提供工藝圖，確保設(shè)計師能夠充分理解工藝布置和柱間支撐位置的關(guān)系，與此同時，還需要確保工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)能夠最大程度滿足需求，進(jìn)而保障整體結(jié)構(gòu)具有更高的合理性和安全性。除此之外，在具體設(shè)計過程中，還需要對鋼材性能加強(qiáng)重視，在選擇應(yīng)用鋼材時，相關(guān)人員必須對其整體工業(yè)設(shè)計方案全面掌握， 基于具體要求進(jìn)行鋼材采購，保障廠房整體性能[5]。

2.3 優(yōu)化結(jié)構(gòu)計算

隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計，設(shè)計人員根據(jù)現(xiàn)場的測量結(jié)果，會利用相關(guān)的計算機(jī)軟件，對不同的要求進(jìn)行相關(guān)計算， 從而得出不同的驗算結(jié)果，計算過程更加全面和精確，不僅提高了工作效率、施工效率，也能核算比選出最優(yōu)方案，減少了反復(fù)修改方案的次數(shù)[5]。

結(jié)束語

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中要確保結(jié)構(gòu)設(shè)計計算結(jié)果的有效性和可靠性，并將概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)措施融入到設(shè)計工作中。另外，建筑物的實際建筑過程也應(yīng)更加高效，以確保概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計及措施充分互補(bǔ)并發(fā)揮應(yīng)有的作用，從而使概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)措施協(xié)同工作，以構(gòu)建更加科學(xué)、完整的建筑結(jié)構(gòu)體系，達(dá)到節(jié)省建筑原材料的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 張鋒.概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].建材與裝飾，2021，17（3）：108-109.

[5] 劉軒銘，王海.工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2020，（8）：134.