简述建筑结构设计中的概念设计

简述建筑结构设计中的概念设计

聂锦术

湖北源和电力机电工程建设有限公司湖北恩施445000

摘要：现阶段我国城市化进程的不断加深进一步推动了我国建筑行业的发展，而社会经济的飞速发展也为我国建筑行业的长远发展注入活力。概念设计在我国建筑结构设计中占据重要地位，建筑结构设计直接受概念设计的影响，而建筑结构设计又与建筑工程的施工质量息息相关。可以说，建筑结构设计中良好的概念设计能够有效地提高建筑工程的整体施工水平，提高建筑工程的施工效率，对我国建筑行业的长远发展发挥着积极作用。

关键词：建筑；结构设计；概念设计

1概念设计的重要意义

在进行建筑结构设计时，概念设计起着非常重要的作用，其将工程建设的先进思想进行了全面的涵盖。伴随着社会经济的飞速发展和不断进步，部分设计师对计算机和设计手册有了过分的依赖，这就会使设计出来的作品没有新意，无法实现与时俱进和创新发展。随着计算机技术的不断发展进步，工程设计也变得越来越便利，但是建筑结构的设计理念与计算结构之间存在着一定的矛盾，计算机无法实现全部的建筑结构设计。对于结构工程师来说，不能过度依赖于规范手册，一定要将实践操作与结构设计概念实现有机融合，从而使设计出的作品更加完美。在建筑结构设计中概念设计具有重要的意义，这是因为在结构设计理论和计算理论中存在着很多的问题，使建筑结构的计算结果和实际受力存在着较大的误差，因此，一定要使用概念设计理论和建筑结构的办法来对其进行弥补。在对建筑方案进行设计时，初步设计过程无法通过计算机完成，需要结构工程师依据自己对概念的掌握情况挑选最佳的设计策略，这对于结构工程师来说，需要有更高的技术水平，能使自己的结构概念理论更加丰富，在实际操作时，一定要灵活地使用和掌握概念理论。

2概念设计在建筑结构设计中的应用

2.1选择合理的建筑场地

在设计师在设计前应该对施工场地予以考虑，其会对设计基础产生重要的影响。在进行建筑场地选择的时候，通常应该注意以下几点：抗震因素、日照间距、建筑退界、防护距离等。其中抗震因素最为重要，所以在进行选址的时候应该尽可能的避开地质条件较差的地段，如果地段不可选的情况下，在工程设计的时候一定要充分考虑地基处理以及抗震措施等因素，除此之外，还应该在工程设计前对选址的地点开展地质勘测，对地基的稳定性进行科学的分析。

2.2建筑结结构设计中的协同工作

协同工作被广泛地应用于我国建筑结构概念设计中，协同工作主要指项目工程建设中各建筑构件需紧密合作。与此同时，在构件承受力范围内，建筑构构件需一直合作，并且各构件之间的耐性与刚度保持一致。建筑设计师在进行协同工作时，需着眼于结构构件的受力情况，把握节点位置这一关键，不断优化设计，提高节点位置的承载能力。我国多数建筑结构为高层建筑结构，在高层建筑结构的设计过程中，建筑设计师需全面评估、分析构件的受力情况，通过不断优化以及调整，使各建筑构件在其承载范围内、同一水平面上的受力方向、受力大小等一致。部分项目设计中会采用错误的设计方式，例如：在同一结构框架内，忽视不同建筑构件的受力情况，混用长柱与短柱，使建筑内部支撑柱的受力大幅度增加，难以满足建筑结构概念设计的需求。并且，混用不同的柱体结构还会造成梁端正负弯矩的受力情况存在较大差异，其承载能力难以在竖向发挥作用，迫使建筑单位施工队伍在后续作业中需进行调整，耗费人力、材料与时间，这在一定程度上增加了施工单位的施工成本。基于此，在实际操作过程中，建筑设计师在设计时需不断优化设计方案，使建筑结构较为固定，尽可能地避免其转动。同时，设计师还需提高建筑结构物梁的刚度设计，重视建筑结构剪力墙、柱体的设计，使二者能够对整体弯矩有较高的承载能力。柱体轴压比也是高层建筑设计中的重要组成部分，加强柱体轴压比有利于改善剪力墙结构、柱体结构的刚度设计，一旦发生地震时，剪力墙、柱体的变形情况能够有效减少，从而使建筑工程的抗震能力得到提升。

2.3在基础结构设计中的应用

在整个建筑结构设计中，基础结构设计是极为重要的一个环节，概念设计在这类基础结构设计过程中能够发挥理想的效果。基础结构设计过程中的具体内容中，对基础结构设计方案进行合理的选择是最为重要的。设计人员要根据不同的基础结构要求和场地的地质特点，选择最为合适的方案来设计。基础结构类型主要有以下几类：①独立柱下基础，在当前的建筑工程项目中独立柱下基础结构是很常用的，它具有较好的均匀性和整体性，能够较大程度的把上部建筑结构所产生的荷载均匀的传递到地下，提升其稳定性；适用于多层框架结构且地质条件较好的场地；②条形基础及筏形基础，适用于层数高荷载大的高层建筑或者是层数较少、且地质不太好的建筑；③桩地基适用于基础持力层较深的各类建筑；④桩筏基础，适用于地质条件不好，持力层深的高层超高层建筑。

2.4布置剪力墙

建筑工程的主要结构类型为纯剪力墙，剪力墙承担了所有的水平力和竖向力。在对建筑结构的平面进行布置时，应该顺着建筑物轴线的方向来布置剪力墙，两个方向的抗侧刚度要基本相同。要使建筑结构的受力实现基本对称，确保建筑结构的刚度中心和质量中心相吻合，从而使扭转得到有效控制，在布置竖向结构时，一定要确保刚度均匀且连续，不可以出现任何的刚度突变和薄弱层。抗震能力与结构刚度之间有着直接的联系，要想建筑结构有良好的抗震性能，刚度就一定要达到设计的要求，在确保建筑结构整体需求的情况下，建筑结构的刚度会从上到下逐渐降低。合理布置剪力墙，可以使地震灾害造成的财产和生命损失得到有效控制，使结构的空间占有率不断降低，进而提升建筑结构的平面使用率。

2.5概念设计在结构抗震设计中的应用

通常情况下，设计人员在针对建筑结构抗震设计中，首先都会先对初始的构建尺寸与混凝土强度进行相应的确定，然后将建筑的实际刚度计算出来，最后根据刚度的计算结果来对相应地震力进行确定，并最终将需要的配筋数量计算出来。基于地震力、构件强度、配筋数量三者呈现正比的关系，若结构强度过大，那么需要的配筋也就越多，从而产生的地震力也就越大。在具体进行建筑结构设计中，若为了提升建筑抗震能力，单纯的只增加配筋数量，虽然建筑结构强度得以提升，但地震力作为一种动力荷载也会随之增加，如何寻找其中的平衡点是设计人员在进行建筑结构设计过程中的难点。而通过概念性设计在建筑结构设计中的应用则很好的解决了这一问题，首选，概念性设计为设计人员提供了更为广阔的设计思路，从而使得结构抗震能力效果得到迅速提升。例如在对建筑结构之间进行设计时，不再单纯从建筑物本身角度考虑抗震问题，转变设计思想从建筑物主体与基础进行考虑，在其主体与基础之间通过设置隔震层，从而有效提升了建筑整体的抗震效果。

结论

综上所述，概念设计在当下建筑结构设计中发挥着重要作用，需要相应设计人员在对建筑结构进行设计过程中积极引入概念性设计理念并进一步实现具体的应用，不断提升自己的创新意识，有效的将概念性设计融入到建筑结构建筑中去，充分发挥概念性设计的作用，从而有效提升建筑结构设计的安全性、实用性，推进建筑结构设计行业迅猛发展。

参考文献：

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[2]马筱冬.概念设计在建筑结构设计中的应用探析[J].工业,2015(2):221~221.

[3]谈发良.浅析建筑结构设计中概念设计的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2015(7):98~98.