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

孫兆揚(yáng)

摘 要：隨著當(dāng)前我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展以及人們要求的不斷提升，具體建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度正在不斷加大，為了更好提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，促使建筑結(jié)構(gòu)能夠體現(xiàn)出較強(qiáng)的實(shí)用性和可行性，從概念設(shè)計(jì)入手進(jìn)行優(yōu)化完善是比較重要的一個(gè)手段，應(yīng)該切實(shí)圍繞著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求以及相關(guān)原則進(jìn)行有效落實(shí)，促使概念設(shè)計(jì)能夠體現(xiàn)出更強(qiáng)實(shí)效。本文針對概念設(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)用進(jìn)行研究。

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

1概念設(shè)計(jì)的概念與步驟

概念設(shè)計(jì)是一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多樣化要求的手段，是建筑設(shè)計(jì)師基于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)理論以及將要建設(shè)的項(xiàng)目工程的特點(diǎn)，對建筑結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)以及總體布局進(jìn)行規(guī)劃，并在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初期對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行概念性的分析估算與比對。這種設(shè)計(jì)方法具有定性準(zhǔn)確、概念明確、便捷的優(yōu)勢，從而可以在實(shí)際應(yīng)用中取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。一般可以將概念設(shè)計(jì)的步驟分為分析、綜合以及評估三個(gè)不斷向著滿意階段靠近的連續(xù)階段。其中分析階段主要是對問題進(jìn)行全方位的了解，但是存在著分析數(shù)據(jù)不完整與不準(zhǔn)確的特點(diǎn)，為此表現(xiàn)出一定的模糊性質(zhì)。綜合階段是工程師將自己掌握的理論知識以及掌握的實(shí)際情況，利用自己的想象力以及創(chuàng)新意識實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)規(guī)劃。最后評估階段是一個(gè)比較選擇最優(yōu)方案的過程，可以說是一個(gè)循環(huán)實(shí)施的過程，直到得到滿意的方案為止。

2概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施的設(shè)計(jì)原則

（1）適宜性。同一個(gè)建筑工程，會(huì)有不同版本的設(shè)計(jì)方案。在挑選方案時(shí)，首要遵循的就是適宜性原則。若方案選取不當(dāng)，會(huì)給后續(xù)施工帶來一系列麻煩。為避免此類事件發(fā)生，需要從多方面進(jìn)行考量，如光照是否充分、材料選擇是否最優(yōu)、場地運(yùn)用是否充分、設(shè)備技術(shù)是否最先進(jìn)、施工團(tuán)隊(duì)是否能夠完成。剛度是一項(xiàng)重要的建筑指標(biāo)，在這里著重說一下。設(shè)計(jì)人員要選擇適宜的剛度，確保滿足抗震等方面要求?？偠灾挥凶屆恳粋€(gè)工程節(jié)點(diǎn)都趨近完美，才能最稱作適宜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。（2） 科學(xué)性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并非一蹴而就的事，需要按部就班地開展。在設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)人員全面收集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，依托分析結(jié)果設(shè)計(jì)簡圖。即便是簡圖，也要滿足科學(xué)性原則，如建筑結(jié)構(gòu)能否滿足全部功能， 建筑資金能夠支撐到最后，設(shè)計(jì)誤差是否在可承受范圍內(nèi)等。若發(fā)現(xiàn)簡圖有一點(diǎn)不滿足要求，要立刻進(jìn)行修改。（3）準(zhǔn)確性。隨著社會(huì)的進(jìn)步， 信息技術(shù)不斷革新。在技術(shù)的幫助下，建筑設(shè)計(jì)水平得到顯著提升。比如運(yùn)用計(jì)算軟件，既能提升計(jì)算效率，又能節(jié)省人工。常言道：“事情皆有兩面性?！庇?jì)算軟件在帶來便利的同時(shí)，也存在不足。當(dāng)前，計(jì)算軟件和實(shí)際計(jì)算結(jié)果之間存在顯著差異，難以分辨哪個(gè)結(jié)果是準(zhǔn)確的，造成這種局面出現(xiàn)的原因在于軟件選取不當(dāng)。為徹底根除問題，需要設(shè)計(jì)人員依托工程實(shí)況選擇設(shè)計(jì)原理，再結(jié)合原理確定計(jì)算軟件。如此，計(jì)算軟件才能最大限度貼合工程需要，從而讓計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。（4）安全性。無論是在哪個(gè)領(lǐng)域，安全永遠(yuǎn)擺在第一位，建筑領(lǐng)域更應(yīng)如此。近年來地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，倘若建筑不夠穩(wěn)固，很容易出現(xiàn)倒塌。事故一旦發(fā)生，不僅會(huì)造成巨大損失，還會(huì)使很多家庭支離破碎。為防止悲劇發(fā)生，需要設(shè)計(jì)人員適當(dāng)加固建筑結(jié)構(gòu)。加固工作要求有兩點(diǎn)，一是橫向地震反應(yīng)在可控范圍內(nèi)，二是盡量降低豎向地震動(dòng)對建筑物的影響。待方案出臺后，要借助三維模型反復(fù)測試。在測試中秉持嚴(yán)謹(jǐn)客觀的工作態(tài)度，不放過任意一處細(xì)節(jié)錯(cuò)誤。如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，及時(shí)進(jìn)行修正。在施工環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員要深入一線指導(dǎo)工作，確保萬無一失。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施的應(yīng)用

3.1在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案選擇環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

在建筑工程結(jié)構(gòu)方面地基結(jié)構(gòu)是屬于基礎(chǔ)， 地基結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的。地基結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過程中一定要細(xì)心，準(zhǔn)確的標(biāo)注點(diǎn)，以及一定要運(yùn)用科學(xué)的方法來設(shè)計(jì)地基結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)方可以通過歷史資料的查詢，以及對于相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，得出一套適合自己目前接手工程的地基標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然參考不是說可以拿相關(guān)的數(shù)據(jù)直接應(yīng)用在此建筑物上面，因?yàn)槊恳粋€(gè)建筑物都要有這個(gè)建筑物相關(guān)的獨(dú)一無二的數(shù)據(jù)。在機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)這一方面地基結(jié)構(gòu)是一定要精細(xì)計(jì)算的，尤其是在一些低洼地區(qū)的地基結(jié)構(gòu)一定要去實(shí)地考差，多次測量相關(guān)數(shù)據(jù)，然后結(jié)合當(dāng)?shù)氐那闆r進(jìn)行分析，對地基進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定要有科學(xué)性和有效性，靈活運(yùn)用概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施可以減少施工團(tuán)隊(duì)施工的整體日期，同時(shí)可以讓施工方爭取到最大的利潤。另一方面，其有助于提高建筑安全性，進(jìn)而有利于保證每一位農(nóng)民工的生命安全，設(shè)計(jì)師通過對概念設(shè)計(jì)做出的方案有情緒的概念和正確的定性， 就可以將整個(gè)工程的方案的完美性。

3.2在計(jì)算機(jī)分析時(shí)的具體應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛普及與發(fā)展，目前社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域都引入了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在提高工作效率的同時(shí)也提升了工作質(zhì)量，建筑行業(yè)也不例外。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在建筑行業(yè)發(fā)展中應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，其優(yōu)勢越來越明顯，凸顯的問題同樣越來越多。比如說，大部分設(shè)計(jì)人員在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)過于依賴計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件，缺少自身對建筑結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)水平下降，無法為工程質(zhì)量的提升提供保障，甚至還會(huì)埋下安全隱患。而概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用有效彌補(bǔ)了這種不足，將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到計(jì)算機(jī)分析工作中，可以使設(shè)計(jì)人員對結(jié)構(gòu)概念和工程設(shè)計(jì)的相關(guān)。

3.3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中協(xié)同工作的應(yīng)用

協(xié)同工作主要是指工程建設(shè)中各個(gè)構(gòu)件間需要緊密結(jié)合，這樣才能夠保證工程的整體質(zhì)量和使用壽命。工程設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行協(xié)同工作時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注各個(gè)構(gòu)件的受力情況，尤其是節(jié)點(diǎn)位置的優(yōu)化與完善，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)和建設(shè)需求，采取有效的措施提高節(jié)點(diǎn)位置的承載能力。目前，我國建筑工程項(xiàng)目大多為高層建筑，針對這一類型建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師要對各個(gè)構(gòu)件的受力情況進(jìn)行全面評估和分析，通過對其進(jìn)行合理調(diào)整和優(yōu)化，使各建筑構(gòu)件在其承載范圍內(nèi)、同一水平面上的受力方向、受力大小等一致。但就目前建筑工程設(shè)計(jì)工作的實(shí)際開展情況來看，由于部分設(shè)計(jì)師采用的設(shè)計(jì)方式缺少科學(xué)性，忽略了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不同構(gòu)件的受力情況， 混用長柱與短柱，從而導(dǎo)致建筑內(nèi)部支撐柱的受力大幅度增加，無法滿足概念設(shè)計(jì)的需求。如果施工人員按照這一方案開展施工作業(yè)，必然會(huì)導(dǎo)致各類問題的發(fā)生，這樣一來就會(huì)增加后續(xù)施工量，造成人力、物力、財(cái)力的大量浪費(fèi)，進(jìn)而增加施工成本。所以說，作為工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，必須提高對建筑設(shè)計(jì)的重視程度，結(jié)合工程實(shí)際情況做好優(yōu)化工作，確保建筑結(jié)構(gòu)相對而言比較固定，盡量避免其轉(zhuǎn)動(dòng)。除此之外，柱體軸壓比也是高層建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，加強(qiáng)柱體軸壓比有利于改善剪力墻結(jié)構(gòu)、柱體結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計(jì)，一旦發(fā)生地震時(shí)，剪力墻、柱體的變形情況能夠有效減少，從而使建筑工程的抗震能力得到提升，有利于延長建筑工程的使用壽命。

結(jié)束語：綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該將概念設(shè)計(jì)貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過程，采用概念設(shè)計(jì)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠準(zhǔn)確把握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)形式，保證建筑工程質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]賴永強(qiáng).建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施的應(yīng)用研究[J].低碳世界， 2018，（04）.

[2]呂清海.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[J].建材與裝飾， 2017，（04）.