建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用

建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用

戴建华

重庆通能电力勘察设计有限公司 重庆市 402100

摘要：通过优化设计建筑结构,来提升建筑实际使用寿命,改善建筑基础性能。在这样的环境下,结构设计中便引入了概念设计、有关结构措施,并以此改善主体结构基础性能、创新结构设计,进而确保整个建筑物的安全与质量。本文主要探讨了概念设计、结构措施及其在结构设计中的具体应用。

关键词：建筑工程；概念设计；结构措施；应用

引言

在建筑设计中，先进的概念设计起到的作用至关重要，可以平衡建筑的经济性、功能性与美观性。为进一步完善建筑体系的结构设计，应基于概念设计大力改进、创新结构措施，及时探索出最理想的结构设计方法，进而有机融合概念与结构设计，充分提升建筑水平。

1概述

在设计建筑结构中，设计师通过概念设计，可以实现多元化需求。设计人员应从自己拥有的设计经验出发，立足理论知识、设计要求来展开概念设计。除了有助于科学规划、布局建筑内部的结构单元及整个抗震系统外，还可以在起始阶段便做好预算对比。该设计方式具有很高的准确性且概念十分明确，有助于后续设计的顺利展开，从而增大建设所涉及的各方的实际效益，真正实现项目目标。因此，在具体的设计中，应通过概念设计、基于结构措施来确保各专业设计的实际质量，力争提出更加合理、科学的方案，以更顺利地完成工程建设任务。一般而言，概念设计还能够被进一步细化，并形成研究、综合、评估环节。其中研究指的是全方位了解项目内容，及时找出问题所在。在概念设计中，却常常会发生数据分析不全、不准、问题不清、优化无法解决等现象。所以，针对预判问题要求做好事先整理工作，为后续的处理工作打好基础。在综合项目阶段，要比较分析不同设计方案。该过程要求由整体至细部反复循环，一直至达到客户所提要求为止。在具体的评估中，设计师可以通过辅助工具，设计出与项目条件相符的结构方案内容。

2概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用

2.1项目概况

在某地上建筑中，总建筑面积29 000万m2；规划拟建25层，地上、地下分别为23层、2层（图1）。在本建筑工程中，所处场地土为Ⅲ类；结构主体是剪力墙；具有8度的抗震设防烈度级别。其中，在分组中地震设计属于第2组，设计地震基本加速度0.20g。

图1建筑示意

2.2合理选择施工场地

在设计当前的建筑结构时，采用概念、结构设计及结构措施时，就应先选择适宜的施工场地，打好地基基础。在本工程中，完成立项任务后就开始着手设计前的准备事宜。(1）按本项目的基础建设目标，在最初设计时先全方位勘察建设场地及四周环境情况。其中主要涉及勘测地貌地质、勘察水文条件、分析本地气候、解读附近重大工程等工作。按地质勘察报告，明确本项目施工场地和四周无全新活动断裂情况存在，未发现会影响安全施工的非稳定地质作用。所以，能确定在本场地可以进行施工。经由专家统一复审后，确定拟建场地属于稳定型场地，能够展开该工程建设工作。(2）在选择施工场地的过程中，还涉及地基基础的有关选型事宜。按地质勘察结论报告，初步拟建出在海平面之下最深7 m左右的范围是建筑物的场地，存在显著的湿陷性黄土层。按有关标准要求，判断地基湿陷属于Ⅱ级类型。(3）参考以上依据，就场地地基位置的地质条件，要求匹配专业化的综合设备。此外，在地下1层设置层高为3.3 m，相应的地下2层就要求采用3.0 m的标准。据以上综合分析结果显示，在本工程基础选型中，按照初步估算，最终选择筏形基础。在筏形基础中以1.4 m厚为准，针对湿陷性土层则可全挖。通过科学选择施工场地、同步规划基础选型专业方案，充分防止了湿陷性土层影响基础及地基的现象。据规范要求比对可知，基础的标准化埋深位于可控区间。

2.3改善结构抗震性能

为改善结构抗震性能，就应基于概念设计，联合结构措施转变设计思维，积累设计经验。在本项目中从概念设计实践经验出发，集中采取措施来提升建筑结构的实际抗震能力，具体思路如下。(1）认真分析本项目中涉及的防震数据信息，并逐一讨论会影响关联性的基础因素。统一认为在规范其余客观条件时，控制建筑原材料的质量安全属于增强建筑结构实际抗震能力的重要工作。所以，在开始施工前应从现代产业链思想出发，以建筑原材料为项目专题设计之一。(2）根据项目立项，先全面考察结构设计涉及的参数及有关防震数据信息。在拟建目标中，根据定位要求来调研市场，主要涉及原材料种类、名称、性能、规格、构成、工艺、缺点、售价等内容。再基于试验分析比较样品，并统一确定所选原材料。(3）提出和生产要素一致的原材料验收基础指标、使用指标、生产指标，并在各层次结构的规划设计中加以灵活运用，以确保材料质量安全。此外，在结构设计的各层次中，如在设计剪力墙中，通过指标化方式，来严格控制剪力墙原材料，以满足剪力墙参数要求，进而改善结构的整体安全稳定性。(4）按照概念设计经验，逐一列举施工环节所对应的“作业要素、建设指标”总清单，进而提前预防施工中的不良偷工减料或刻意压低原材料投入的现象，以全方位控制建筑结构的整体安全性，真正改善建筑结构的实际抗震性能。

2.4布设好电梯间

现阶段，在设计建筑结构中，尽管有大量选取剪力墙结构、浇筑混凝土的建设方案，并充分确保了建筑物的系统性及完整度，使建筑得以凝聚成为牢固的建筑整体，但设置电梯间却会从一定程度上削弱楼板层的作用。因此，在开洞分离建筑区时，便可按概念设计的基本应用思路，基于一定的实践经验，采取开洞预防作业方案来予以妥善处理。

2.5设好防震缝及后浇带

在达到规范条件下要求尽可能避免建筑结构领域“设缝”。然而，在设计现代化的建筑物结构中，在概念设计、实践结构设计中已经积累下来的经验，却进一步证实了采取“设缝”措施的必要性。所以，一般而言，会综合考量“设缝”的具体位置，并按此位置需匹配一整套的防水及保温基础措施。因为“设缝”施工复杂度高，既会扩大施工成本，又会影响建筑物的美观性，特别是施工显得更加困难。

3概念设计与结构措施的应用优化措施分析

3.1建筑结构材料的科学选用

建筑结构主体性能从很大程度上受到建筑结构材料选择合理性的影响。通过以往结构设计经验可知，在地震作用下，建筑物所遭受的地震作用率会随着建筑结构刚度的增加而提高，也就是说，建筑结构构件刚度越大，那么表现出的遭受地震灾害的影响也就越大。为此，在建筑材料选择过程中，需要充分考虑建筑材料的抗震性能。比如在选择建筑屋面构件过程中，可以用轻质材料将传统厚重材料取代，从而将建筑结构构件重量减少，将地震带来的危害影响降低。

3.2建筑结构体系的协同工作

我国近些年建筑行业持续发展，促使涌现出了越来越多的高层建筑、超高层建筑，有的工程中会发生短柱现象，这不利于保证建筑结构的抗震性，所以需要采取加固措施。在设计过程中，通常需要采用加强构造柱的方式发挥建筑结构中所有构件的水平应力。此外，成本是现代企业非常关注的一项工作内容，通过优化建筑工程结构设计有助于将成本降低，从而达到提升建筑企业经济效益和社会效益的作用。

结束语

在设计建筑结构中，科学应用概念设计、结构措施，发挥着关键的作用，既能够大力确保建筑结构的整体稳定度、安全性，又能够令建筑物更加美观、经济实用，进而更好地服务于社会。为满足预想要求，可以及时优化、加强要点控制，以改善结构效果，促进建筑行业加快发展。

参考文献

[1]刘水根.建筑结构设计中的概念设计及结构措施[J].城市建设理论研究(电子版),2019(32):41.

[2]张俊杰.建筑工程钢结构设计及安装技术研究[J].陶瓷,2020(8):118-119.

[3]尤兵兵.建筑结构设计中的概念设计及结构措施[J].门窗,2019(22):156.