概念设计在建筑结构设计中的应用

概念设计在建筑结构设计中的应用

李梁，赵超杰，方金显

机械工业第六设计研究院有限公司

河南省郑州市

450007

摘要：在开展建筑结构设计中，概念设计是关键的工作环节，也是设计人员必备的技能之一。项目在进行建筑结构设计时，设计人员须按照相关规范要求，将自己的理念结合结构概念，将建筑学理论知识应用其中，结合实际情况开展完成后续操作，优化相关功能性，立志完成建筑结构上的经济、美观、适用的统一。

关键词：概念设计；建筑结构；优化措施

1概念设计概述

概念设计属于一种融入经验总结的非规范性设计，在实际应用的过程中，不需要采用计算机或者计算工具开展严密的数据运算，而是综合应用地震参数、试验结果与结构体系中的整体或者个体间力学联系、结构破坏机理及工程经验等实际研究成果，这种具有概念性的设计有助于建筑结构设计进行整体调控和规划布置，并且有助于建筑结构设计方案进行整体构思、比较和选择，最终做出最优选择。实施最优方案，不仅快速便捷有效，还具有极高的经济效益，同时也能为具体的建筑施工提供一定的设计支撑。建筑结构设计中采用概念设计对设计师的水平要求比较高，只有具有丰富经验、应用熟练的设计师才能有效且快速地将概念设计应用到实际的建筑结构设计实际环节中，提升建筑结构的可靠性。

2概念设计在建筑结构设计中应用的必要性

第一，可呈现出建筑整体、独特的美观。建筑物是一种独特的视觉艺术，人们往往通过外观认知与了解建筑，对其设计时引入概念设计理念，有利于提高整个建筑物的美观度，为社会大众呈现出独特的视觉艺术。而建筑结构设计往往由很多方面共同构成，设计者应对空间布置等环节进行重点把握。在现代社会中，经济全球化趋势日益明显，建筑结构设计者应基于用户的实际需求，对结构设计方案予以明确，并巧妙地融入我国独特的美学、人文理念等，实现中西合璧的独特效果，赋予建筑物更独特的美观性。例如，在园林建筑设计中，可采取借景、对景等方法，设计效果比较独特。建筑结构设计时，设计人员可巧妙地运用这一方式，合理布局室内空间，严格按照自然法并加强创新，充分呈现独特的建筑文化。第二，可呈现建筑人文性。新时代背景下，审美性、人文性备受关注。在建筑结构设计中，设计者应始终坚持以人为本的设计理念，促使概念设计积极发挥自身的独特价值，为社会大众呈现出建筑物独特的人文性特点。设计时，设计者应积极使用现代化技术，为社会大众创设优质的居住、工作环境，提高用户生活品质，从而获得用户的认可。

3概念设计在建筑结构设计中的应用

3.1场地选择

在开展结构设计中，注重场地选择的科学性与适宜性，能够安全及经济地完成方案设计。在一些施工场地的地基选型中，采用概念设计法，对整体因素加以综合考虑，不同建筑对地基基础的需求差异较大，不同的地基沉降会影响到建筑的稳定性。结合施工所选择的场地情况，进行结构基础设计的优化，避免出现失误，对后期整个结构沉降产生影响。同时还需要派遣施工人员前往施工现场考察，掌握当地的水文、地理等多种条件。明确结构选型的关键参数，得到相应的抗震等级，场地类别粗糙度等制约因素，深入对施工区域的抗震因素分析，确定周边区域的抗震指标数据，提升建筑施工结构的安全度。

3.2方案选择上的应用

概念设计的这种开放性和灵活性，为建筑设计的多样化和个性化提供了无限的空间。在概念设计阶段，应考虑建筑的地理位置、文化背景、使用功能等多方面因素，从而选择出最适合的方案。一个好的概念设计，能够激发设计师追求完美的热情，推动他们在方案选择上不断精益求精。这种对质量的追求，不仅体现在建筑的美观度上，更体现在建筑的功能性、安全性和经济性上。最后，通过概念设计，设计师可以将抽象的想法具象化，以直观的方式呈现给客户，从而更好地理解客户的需求和期望。这种沟通的桥梁作用，使得方案选择更加贴合客户的实际需求，提高了设计方案的满意度。在进行结构方案选择时，应重视以下2个方面：①需对施工场地所有的影响因素进行研究分析，比如当地的地质结构、承载力情况；②对于用户提出的一些基本要求，需进行全面考虑。同时对于用户的一些基本要求在建筑结构中进行完善优化。以此提高建筑结构方案的准确性以及实用性。

3.3抗震设计

施工人员在开展设计工作时，要根据施工区域的地质条件，明确混凝土的施工等级强度，混凝土作为建筑施工的重要材料，要保障材料整体质量与性能满足施工需求，提升建筑施工质量的结构刚性与耐久性。在建筑工程开展之前，事先完成对施工区域地震等级的评测，为设计人员提供相关数据资料。在检测地震强度时，如果施工区域的地震力比较高的话，就需要增加建筑钢筋数量，设计人员要明确钢筋使用数量与建筑抗震能力之间的关系，根据施工区域的测量放样获取的结果，进行适当的优化调整配置。设计人员在使用概念设计法时，借助BIM技术的应用，完成对地震发生过程的仿真模拟设计，客观地展开对建筑施工区域抗震设计，保障工作开展的科学性，有效弥补设计中存在的不足，优化建筑抗震性能，提升工作开展质量。

3.4平面设计

为了让建筑能更好地应对地震，结构部署情况应成为平面设计时的一项重要考虑内容，并对结构扭矩度进行合理控制，以增加连接强度。部分地方可设置抗震缝，细化现存结构，使之以多个抗震单元的形式出现。就建筑结构平面特点来说，建筑物高度提升后，其所需承载的风压也随之增长。据测定得知，对于圆形建筑平面而言，风荷载矩形面相对较小，且各处平面刚度之间也没有较大的差距。所以，为了将建筑的抗侧刚度进一步增强，可选择将抗侧立柱设置于建筑附近，同时优化设计建筑结构，确定最适宜的方案，结合实际环境，对坡面进行科学合理的设计。

3.5纵向设计

在组织开展抗侧力结构设计时，建筑的结构性刚度需要严格遵守从上至下的分布施工法，减少出现突发事件的概率，同时保障在施工中降低结构设计的水平荷载力抵抗。而在进行纵向建筑结构设计时，适当地加强或者是减弱对建筑结构构件的处理，如果遇到的建筑结构规模比较大，就需要采取高刚度束筒操作，以此提升建筑的节能减震效果。通过对建筑结构自身特征的分析，结合整个建筑结构设计操作实践，将创新理念融入设计中，借助斜拉索工作开展模式，保障建筑整体空间环境的安全性。建筑施工设计工作的开展，要合理地强化对概念设计法的应用，保障建筑结构设计施工方案更加完善，提升结构设计工作开展效率的同时，促使施工设计方案更加合理。

3.6基础结构设计

建筑的稳定性极其重要，其核心在于结构设计。设计者在初步构思阶段，需对建筑所在地的地形地貌、地质条件等进行详尽的考察，借助大数据分析手段，对收集到的信息进行深入研究，以优化设计方案，提升施工效率。在地基类型的选择上，箱形基础和桩基础是常见的选项，各自有其独特的优势。因此，设计者在施工过程中应着重考虑地基的沉降量、承压能力等因素。对于高层建筑，桩基础常被采用，以实现对结构变形的有效管理。

结语：

目前，概念设计已经成为建筑结构设计中不可或缺的一个环节，对建筑结构设计质量提升和建筑工程的顺利进行起到了重要作用。在实际应用概念设计开展建筑结构设计过程中，设计师需树立全局意识、整体观念，明确设计要求，开展概念分析，制定设计方案，完善具体设计，并进行设计审查，以此提升建筑结构的安全性和可靠性，确保建筑使用的质量。

参考文献：

[1]覃飞龙.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用[J].佛山陶瓷,2023,33(09):139-141.

[2]李超杰.概念设计在建筑结构设计中的应用分析[J].江西建材,2020(07):59+61.

[3]李雪平.分析概念设计在建筑结构设计中的重要性及具体应用[J].门窗,2019(08):91.