概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)中重要性探討

1、<p>　　概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)中重要性探討</p><p>　　摘要：概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)設(shè)計中起著不可忽視的作用。它既能反應(yīng)一個結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計理念，又能衡量出結(jié)構(gòu)工程師的專業(yè)技術(shù)水平。本文就概念設(shè)計作了簡要論述，并重點對概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中重要性作了探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：概念設(shè)計、建筑、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號：S61

2、1文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　隨著計算機技術(shù)和計算方法的發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員過分依賴設(shè)計軟件的現(xiàn)象日益普遍，在設(shè)計中常常陷入只憑計算的誤區(qū)。概念設(shè)計是一種設(shè)計的思路，是定性的設(shè)計，一般不經(jīng)數(shù)值計算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理、震

3、害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。 </p><p>　　結(jié)構(gòu)概念設(shè)計是在經(jīng)驗與理論相互結(jié)合的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它是設(shè)計人員根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗和所學(xué)的理論知識，對結(jié)構(gòu)設(shè)計形成的一種新的設(shè)計方法。這種方法既符合理論的科學(xué)性，又能結(jié)合施工的實際，補充理論的不足。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計時，結(jié)構(gòu)工程師將結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗與理論知識相結(jié)合，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)

4、行概念性地分析和比較，確立建筑結(jié)構(gòu)的總體布局，形成合理的設(shè)計。 </p><p>　　二、概念設(shè)計的重要性 </p><p>　　概念設(shè)計是展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計思想的關(guān)鍵，一個結(jié)構(gòu)工程師的主要任務(wù)就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計，并能有意識地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 </p><p>　　強調(diào)概念設(shè)計的重要，主要還因為現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與

5、計算理論存在許多缺陷或不可計算性，比如對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，內(nèi)力計算是基于彈性理論的計算方法，而截面設(shè)計卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計方法，這一矛盾使計算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)差之甚遠(yuǎn)，為了彌補這類計算理論的缺陷，或者實現(xiàn)對實際存在的大量無法計算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計，都需要優(yōu)秀的概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施來滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的。同時計算機結(jié)果的高精度特點，往往給結(jié)構(gòu)設(shè)計人員帶來對結(jié)構(gòu)工作性能的誤解，結(jié)構(gòu)工程師只有加強結(jié)構(gòu)概念的培養(yǎng)，才能比較客觀、真實地

6、理解結(jié)構(gòu)的工作性能。 </p><p>　　概念設(shè)計之所以重要，還在于在方案設(shè)計階段，初步設(shè)計過程是不能借助于計算機來實現(xiàn)的。這就需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，選擇效果最好、造價最低的結(jié)構(gòu)方案，為此，需要工程師不斷地豐富自己的結(jié)構(gòu)概念、深入、深刻了解各類結(jié)構(gòu)的性能，并能有意識地、靈活地運用它們。 </p><p>　　三、概念設(shè)計的一般性原則 </p><p&

7、gt;　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要可分為基礎(chǔ)設(shè)計、主體設(shè)計及附屬構(gòu)件設(shè)計三大類。一提到基礎(chǔ)設(shè)計,我想所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作者都會重視,基礎(chǔ)的設(shè)計工作量及工程造價約占總工程量的20%~40%?；A(chǔ)的設(shè)計即便是出了一點點的小問題,那么也會對整個建筑物的安全造成重大影響?；A(chǔ)設(shè)計主要設(shè)計依據(jù)是工程地質(zhì)勘查資料,而我們的基礎(chǔ)設(shè)計也是根據(jù)地質(zhì)勘查資料所提供的土的類別、性質(zhì)等等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計的?；A(chǔ)設(shè)計應(yīng)根據(jù)上部主體結(jié)構(gòu)形式荷載分布情況,相鄰建筑物,構(gòu)筑物的

8、影響以及施工條件等多方面因素進(jìn)行綜合分析,選擇經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)形式,并應(yīng)將基礎(chǔ)設(shè)計在能最大限度地發(fā)揮地基潛力的土層上。但對于不熟悉的地域的基礎(chǔ)設(shè)計,我們還應(yīng)多參考當(dāng)?shù)鼗蛳嘟赜蚱渌ㄖ牡刭|(zhì)工程報告,以便綜合分析合理確定基礎(chǔ)方案。主體的概念設(shè)計可以說是整個設(shè)計工程的核心,其方案的合理性決定著整個工程的安全性、經(jīng)濟性?；A(chǔ)設(shè)計方案的采用也是根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的方案及地質(zhì)情況共同決定的,但地質(zhì)條件一般是無法改變的,所以說上部結(jié)構(gòu)的方案又在基礎(chǔ)設(shè)計中

9、起了重要的作用。 </p><p>　　主體結(jié)構(gòu)方案是建立于建筑設(shè)計方案的基礎(chǔ)上,一個好的建筑方案往往會考慮到結(jié)構(gòu)方案的合理及經(jīng)濟造價等多方面因素,但又不會受到結(jié)構(gòu)方案的制約而將建筑物做成火柴盒式的建筑。如何既滿足建筑功能的要求,又要滿足結(jié)構(gòu)的安全性及經(jīng)濟性,那么這就是給結(jié)構(gòu)工程設(shè)計人員出了一個復(fù)雜的課題。不論建筑造型如何復(fù)雜,作為一個優(yōu)秀結(jié)構(gòu)設(shè)計人員首先是把結(jié)構(gòu)體系的受力明確、傳力簡捷作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要前提,其

10、次根據(jù)具體實際情況要求建筑方案平面及豎向規(guī)則,最后應(yīng)根據(jù)建筑物地理環(huán)境情況,材料供應(yīng)情況,施工條件等綜合因素確定最終主體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。而作為現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的主要計算工具—結(jié)構(gòu)計算軟件的廣泛使用,大大降低了設(shè)計人員的工作強度,也提高了計算的準(zhǔn)確程度。但是我也要提醒廣大設(shè)計人員的是,它畢竟是我們的工具,當(dāng)我們正確使用它的時候,它會給我們提供出一個正確合理的作品,當(dāng)我們錯誤的使用它的時候,它同樣給我們提供一個錯誤的答案。因此在一個好的方案指

11、導(dǎo)下,運用合理的結(jié)構(gòu)計算軟件, 就會得到好的設(shè)計作品。 </p><p>　　當(dāng)我們得到了計算結(jié)果后,我們還要對計算結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,慎重校核,合理判斷,通過認(rèn)真分析確定薄弱部位,在施工圖紙上采用合理的技術(shù)措施,使結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、合理。始終牢記“強柱弱梁, 強剪弱彎, 強壓弱拉”設(shè)計理念,注意構(gòu)件的延性性能,考慮溫度等多方面外界因素影響。還應(yīng)注意綜合考慮抗震的多道防線,盡量避免薄弱層的出現(xiàn)及使用時極限狀態(tài)的驗算等概

12、念設(shè)計的指導(dǎo)。 </p><p>　　四、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用 </p><p>　　1、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用 </p><p>　　在高層建筑設(shè)計中，水平荷載作用下的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移成為了高層建筑設(shè)計的難題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要運用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計原則，既要考慮到滿足相關(guān)的要求，又要選擇更好的抗側(cè)力體系。在建筑物選擇平面結(jié)構(gòu)時，

13、應(yīng)該選用風(fēng)壓較小的結(jié)構(gòu)設(shè)計。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，不僅要綜合分析所建建筑物周圍的建筑物，了解分析周圍建筑物對所建建筑物風(fēng)壓布局的影響，還要考慮建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計要增強建筑物的抵抗能力和豎向的荷載。并且，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員還要運用概念設(shè)計，考慮到建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，在平面設(shè)計時，要力求使建筑的平面結(jié)構(gòu)簡單規(guī)則。 </p><p>　　2、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在基礎(chǔ)設(shè)計中的應(yīng)用 </p><p>　　根據(jù)建筑

14、物的不同地理位置和結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員可以根據(jù)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計原則選擇采用樁基基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)等。在運用箱型基礎(chǔ)時，建筑物的荷載力能夠均勻地傳給地基，抵抗地基的不均勻沉降，和周圍的土體共同協(xié)作，增強建筑物的抗震和抗風(fēng)能力；當(dāng)采用筏形基礎(chǔ)時，建筑物的上部結(jié)構(gòu)荷載較大，地基的承載力較低，采用這種結(jié)構(gòu)可以有效分散建筑物上部的荷載，增加地基的承載力，防止地基產(chǎn)生不均勻沉降。 </p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計是

15、一種很重要的設(shè)計思想，正在被越來越多的結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師接受和采用，并且在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中發(fā)揮越來越重大的作用，必定會成為以后建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流思想。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了更高的要求。發(fā)展先進(jìn)計算理論，加強計算機的應(yīng)用，加快新型高強、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟成為當(dāng)務(wù)之急，所以打破建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的墨守成規(guī)，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力，是相當(dāng)必要的。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)

16、計中，結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計具體體現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的上部設(shè)計和基礎(chǔ)設(shè)計中，能夠有效提高建筑物抗震和抗風(fēng)能力，增加建筑物的穩(wěn)定性，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效率，使結(jié)構(gòu)設(shè)計更加完善。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語 </b></p><p>　　隨著概念設(shè)計的廣泛應(yīng)用，概念設(shè)計將成為今后結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流思想，因此，研究建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計對今后建筑設(shè)計的發(fā)展是具有深遠(yuǎn)意義的，這就需要建

17、筑設(shè)計師不斷探索和學(xué)習(xí)，為建筑設(shè)計做出更大的貢獻(xiàn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 程建偉：《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的應(yīng)用與研究》，《低溫建筑技術(shù)》，2009年08期 </p><p>　　[2] 賈昭 王云：《概念設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的體現(xiàn)及應(yīng)用》，《中國新技術(shù)新產(chǎn)品》，2009年20期 <