浅析概念设计在建筑结构设计中的应用

浅析概念设计在建筑结构设计中的应用

王卫蒙

新疆化工设计研究院有限责任公司，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市，830001

摘要：随人们生活水平提高，对建筑行业的要求提高。目前，概念设计是建筑设计中不可或缺的重要内容，同时也是设计师所要具备的一项技能，在进行建筑结构设计时，需要设计人员依照施工要求完成设计想法的实体化，融入当代建筑学理论的同时，还要通过实践经验完成后续的工作，进而实现对建筑结构功能性的优化与管理，加强对建筑结构概念性分析，并以此为基础完成相应的论述。就概念设计在建筑结构设计中的定义进行相应的研究，从而提出更加具有可靠性与有效性的处理措施。

关键词：概念设计；建筑结构；优化措施

引言

近些年随着城市化进程的加快，城市建筑发展迅猛，建筑物的数量在增加的同时其结构也越发复杂，主要是现代建筑物并非仅仅为了满足居住的基本功能，建筑物向着功能多样化的方向发展，布局样式也在不断变化，这也对建筑结构设计提出了更高的要求。建筑物的施工都是根据结构设计来进行的，结构设计的水平直接影响着建筑的质量和安全性。但是现阶段在设计方面还存在某些细节方面的问题，因此合理的应用概念设计来对结构设计进一步优化完善，最大程度避免某些不利问题，从而提升整个建筑设计品质，促进经济发展。 

1概念设计的含义

在建筑工程领域,概念设计主要是指设计人员基于自身的专业技术以及实践经验,从宏观及微观角度整体分析和评估建筑工程施工设计方案,并根据建筑工程施工结构与施工设计方案来调整建筑施工细节,进而充分发挥施工设计方案价值的过程。概念设计有利于建筑企业严格控制施工进度,保障施工安全以及质量,合理分配投资资金。另外,概念设计还能提高施工设计方案的全面性,保证建筑工程结构的安全性和稳定性,进而提升建筑工程的经济价值及使用价值,从而为建筑工程设计工作提供准确的数据信息。

2建筑结构设计中应用概念设计结构措施

2.1钢混结构

钢混结构是当前我国建筑行业中，使用频率较高的结构形式，其本身有着极高的应用特性与质量，在开展相关工作中，应当由设计人员进行创新与优化，加强对新型模式的重视程度，刚度太大地震力相应也会变大，钢筋混凝土用量增加成本增大，合理的控制住建筑结构的总体刚度，这样不但可以优化成本，而且还可以提高建筑物的安全性和稳定性，对于后续的工作也会产生积极影响。有关钢管混凝土结构的原理特征如下所示。

1）外部钢管。这类钢管能够针对结构内部的混凝土材料开展有效地约束，提高混凝土强度的同时，还能够根据实际情况完成变形风险的管控。与其他技术相比，钢管混凝土结构的存在，使得建筑物本身所具备的抗震性与安全性大幅度提升，不但减少超高层建筑底柱过大所产生的不利影响，在轴压方面也能够得到有效的控制。2）内部混凝土。混凝土的存在，能够对整个结构的内部空间进行填充化处理，使得外部钢管不会发生较为严重的变形问题，产生支撑力的同时，可以使钢管的特性和混凝土的特性相互结合，相互取长补短达到最佳的受力特性，这样可以很大程度提高建筑结构本身的承载能力，在安全性与稳定性方面也能够得到有效地提升。从最终结果来讲，采用钢混结构后，所形成的承载力是单一承载力代数的十几倍。

2.2消防安全分区

民用建筑，使用功能相当复杂，除主体建筑外，常常带有很多附属建筑物和各种场地，消防隐患较多。以近年来全国各城市大量兴建的办公楼为例，就存在着易引起火灾的不安全因素，如配电房、各种可燃物储藏库等。因此，总平面布置时，应划分安全区和非安全区，非安全区宜布置在常年最小风向频率的上风向，将易燃、易爆等设备设在远离主楼的非安全区内的专用房间里，并采取必要的防、灭措施。在空间比较紧张的前提下必须将非安全用房布置在主体建筑内或与其相连的附属用房内时，应采取防火措施，符合防火技术法规的要求。

2.3选用科学的建设材料、提升材料利用率

在进行概念设计时，合理选用建设材料，不仅可以保证建筑结构的适用性和稳定性，还可以提高建筑工程中对材料的利用程度。一方面，钢材和混凝土是建筑中最为重要的材料，在选定材料时一定要结合特定标准选定强度更高的模型来进行，一般情况下要确保混凝土强度在C25以上，另外，要采用更高强度的钢筋（例如HRB400钢筋）来对结构构件实施纵向加固；另一方面，目前建筑市场上的建筑材料种类丰富，功能也各不相同，要按照建筑工程的实际情况选定更为合适的新型绿色建筑材料，不仅可以降低材料成本，亦可以体现结构设计阶段的绿色环保理念。

材料利用率也是概念设计中设计师需要考虑的一项重要内容，建筑材料与协同工作的紧密配合能够充分发挥材料的作用，降低施工成本。采取适当的结构措施，可以实现结构构件在承载能力极限状态下的共同受力协同工作，使同一结构构件的不同材料尽可能同时达到极限状态，以此实现最大程度发挥材料的利用率。同时，在设计时需要在确保设计目标及使用效果的基础上最大程度降低材料的使用量，从而减小材料成本。比如作为最常见的受弯构件，矩形截面梁的材料利用率通常不高，一方面是由于受弯构件在越靠近中和轴位置，材料应力水平逐渐降低，另一方面梁的弯矩沿着梁轴向一般是变化的，这对等截面梁的大部分区段来说，即使位于拉、压边缘，其材料应力水平均较低。采用结构剖析的方式可以了解梁截面的应力应变特征，根据所得结果对其进行优化调节，相比较而言，平面桁架这种构件形式，既降低了材料成本，又减少了结构自重。

2.4提升设计人员的专业水平

设计人员是建筑工程结构设计的主体,其专业水平和实践经验对建筑工程的整体质量有着直接影响。因此,建筑企业有必要提升设计人员的专业素养。一方面,建筑企业要重视培养设计人员的专业技术,可以通过开展座谈会、讲座等活动来提高设计人员对概念设计和结构构造措施的理解与运用能力,进而切实保障建筑工程结构的安全性与稳定性；另一方面,设计人员应基于建筑工程的实际情况,在综合分析建筑工程结构的抗震性能、承载力等数据的基础上,合理运用科学的结构构造措施,不断优化设计方案,同时在不断积累经验的过程中,提高自身的专业水平和业务能力。

结语

综上所述，建筑学是人类文明发展的重要里程碑，对于人们的日常生活有着极为直观的影响。对于设计单位而言，在进行日常工作中，应当明确概念设计的重要性，并以此为基础完成结构特性的分析与管理，加强创新力度的同时，还要对建筑结构形式和方案进行优化，在保证建筑结构的安全性与稳定性前提下，同时在资源与能源的管控方面也能够得到有效保障。与其他技术相比，概念设计的存在不但能够完成建筑结构的强化与稳定处理，同时也具备着极高的应用价值与社会意义。

参考文献

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