當前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的應(yīng)用

1、<p>　　當前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的應(yīng)用</p><p>　　摘 要：隨著社會經(jīng)濟腳步的加快和人們生活水平的不斷提高，人們對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了更高的要求。概念設(shè)計的正確運用妥善地處理建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計遇到的各種問題，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計擁有更高的安全性、適用性、可靠性和經(jīng)濟性。文章論述了概念設(shè)計的含義、概念設(shè)計應(yīng)用原則以及運用概念設(shè)計時要注意的事項。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑

2、結(jié)構(gòu)；概念設(shè)計；設(shè)計應(yīng)用；結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　如今，我國的科學(xué)技術(shù)正在飛速的發(fā)展，特別是計算機技術(shù)的發(fā)展越來越迅速，應(yīng)用也越來越廣，給建筑結(jié)構(gòu)工程師們帶來了極大便利，極大提高了設(shè)計的效率和質(zhì)量。但同時也使很多設(shè)計人員一味地依賴計算機，認為結(jié)構(gòu)設(shè)計很簡單，只需要按照規(guī)范、圖集，通過電腦軟件計算就可以制作完成，設(shè)計人員只不過是東拼西湊的計算機畫匠而已，對計算的結(jié)果也無法正確判斷，更不了解規(guī)范與軟件之間的差

3、異；對如何加強結(jié)構(gòu)的整體性、合理性、經(jīng)濟性更是沒有概念。 </p><p>　　發(fā)展先進計算理論，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、經(jīng)濟是當務(wù)之急。突破建筑結(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，是相當重要的。 </p><p><b>　　1 概念設(shè)計 </b></p><p&g

4、t;　　概念設(shè)計是完整而全面的設(shè)計過程，其通過設(shè)計概念將設(shè)計者繁復(fù)的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維，從而完成整個設(shè)計。也就是說，概念設(shè)計就是在不經(jīng)過具體數(shù)值計算、沒有準確數(shù)據(jù)支持的條件下，從感官上全面掌握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。依據(jù)建筑整體結(jié)構(gòu)體系與分體結(jié)構(gòu)間的力學(xué)關(guān)系、建筑工程設(shè)計原則，展開理念設(shè)計。概念設(shè)計在綜合分析建筑物設(shè)計因素的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑設(shè)計要求，設(shè)計出科學(xué)、合理的宏觀結(jié)構(gòu)框架，從整體上進行建筑結(jié)構(gòu)布局，加強抗震措施、類型選擇的

5、控制，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性與科學(xué)性。 </p><p>　　運用概念設(shè)計的思想，能拓寬結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計算理論的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計只關(guān)注如何提高結(jié)構(gòu)抗力，導(dǎo)致混凝土的等級越用越高，配筋量越來越大，造價越來越高。結(jié)構(gòu)工程師一般只注意到不超過最大配筋率，結(jié)果肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)處處可見。以抗震設(shè)計為例，一般是根據(jù)初定的尺寸、砼等級計算出結(jié)構(gòu)的剛度，再由結(jié)構(gòu)剛度算出地震力，然后算出配筋。總所周知，結(jié)構(gòu)剛度越大，

6、地震作用效應(yīng)越厲害，配筋越多，剛度越大，地震力就越強。為了抵御地震而配的鋼筋，加強了結(jié)構(gòu)的剛度，反而使地震作用效應(yīng)增強。 </p><p>　　2 概念設(shè)計應(yīng)用原則 </p><p>　　2.1 優(yōu)化選型原則。首先，優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系。在結(jié)構(gòu)體系設(shè)計中，需要全面掌握建筑基本構(gòu)件特征，依據(jù)建筑、環(huán)境、荷載、使用情況選擇最優(yōu)化的方案，并且判斷各種情況之間的關(guān)系，進而構(gòu)建結(jié)構(gòu)單元；然后借助平面、線型、

7、疊合、交叉等集合形式對結(jié)構(gòu)單元進行轉(zhuǎn)換，使其成為主要結(jié)構(gòu)體系。其次，優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置。在保證建筑使用需求的情況下，對建筑樓層蓋水平、柱墻豎向支承系統(tǒng)、基礎(chǔ)系統(tǒng)予以優(yōu)化布置。 </p><p>　　2.2 空間作用原則。建筑物屬于空間結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計中，要保證建筑物內(nèi)結(jié)構(gòu)空間作用的合理性，恢復(fù)其原有結(jié)構(gòu)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有科學(xué)性、安全性與可靠性。 </p><p>　　2.3 結(jié)構(gòu)延性設(shè)計原

8、則。通常，結(jié)構(gòu)延性主要由延性系數(shù)表示，其主要就是結(jié)構(gòu)極限變形和屈服變形的比值，比值越大，結(jié)構(gòu)延性就越好，如果整體結(jié)構(gòu)的構(gòu)件都具備良好的延性，那么，整體結(jié)構(gòu)本身就會具有良好的延性。 </p><p>　　2.4 強柱弱梁設(shè)計原則。強柱弱梁設(shè)計的主要目的就是確保建筑結(jié)構(gòu)在強地震作用下，框架結(jié)構(gòu)塑性鉸先出現(xiàn)在梁上，而不是發(fā)生在柱上。 </p><p>　　2.5 等強度與耗能設(shè)計原則。在建筑結(jié)構(gòu)

9、抗震設(shè)計中，首先考慮的就是等強度與耗能設(shè)計，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須避免因為設(shè)計考慮不周，或者施工不當，從而破壞水平承重結(jié)構(gòu)，進而影響整個建筑物的安全性與穩(wěn)定性。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，充分考慮薄弱環(huán)節(jié)的設(shè)計，盡可能做到等強度，同時重視耗能設(shè)計。在選用耗能構(gòu)件的時候，需要注意以下幾點內(nèi)容：一是，耗能構(gòu)件屈服應(yīng)力依然處在彈性階段，也就是說，其屈服在整個建筑結(jié)構(gòu)中是局部性的，不會破壞建筑整體。二是，為了更好的減少地震能量，耗能構(gòu)件的數(shù)量必須滿足設(shè)計要求

10、，并且保證構(gòu)件具有良好的延性。三是，耗能構(gòu)件不應(yīng)該選擇主要承受豎向荷載的構(gòu)件，如剪力墻、柱等。 </p><p>　　3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計應(yīng)注意的問題 </p><p>　　3.1 結(jié)合建筑實際要求，選用合理、科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。在實際建筑工程建設(shè)中，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求非常高。想要有效應(yīng)用概念設(shè)計，取得良好的設(shè)計效果，就需要建筑設(shè)計師擁有豐富而合理的想象力，充分結(jié)合實際情況，綜合

11、分析建筑工程的施工條件、現(xiàn)場環(huán)境、材料供應(yīng)能力等問題，同時，對結(jié)構(gòu)框架的抗震節(jié)點、應(yīng)力、總體布局等進行全面掌握，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的合理性與科學(xué)性，進而確保建筑建設(shè)的順利完成。比如，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中應(yīng)用概念設(shè)計的時候，一定要充分了解建筑材料的性能，充分分析可預(yù)測和不可預(yù)測的因素，重視整體概念設(shè)計理念，采取一些隔震措施，盡可能降低地震或不可抗力對建筑物的影響，避免建筑物遭到破壞，從而達到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的預(yù)期效果。 </p>

12、<p>　　3.2 不能盲目定論，選用合理的計算簡圖。計算簡圖是建筑設(shè)計師進行結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的前提與基礎(chǔ)，是保證建筑結(jié)構(gòu)安全的重要因素，所以，建筑設(shè)計師一定要根據(jù)實際情況，選擇合理的計算簡圖，在保證數(shù)據(jù)精準的條件下，進行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理，避免出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)因設(shè)計不當影響樓層穩(wěn)定性、安全性的問題。 </p><p>　　3.3 不可太過依靠計算機，正確分析計算結(jié)果。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計計算中

13、，建筑設(shè)計師主要就是憑借計算機完成計算，因為計算機軟件種類較多，又存在著一些不足，導(dǎo)致計算結(jié)果存在著一些差異。針對這種情況，需要建筑設(shè)計師根據(jù)自身專業(yè)水平與業(yè)務(wù)技能，認真分析計算結(jié)果，進行反復(fù)的對比與審核，得出正確參數(shù)，選用合理、科學(xué)的計算結(jié)果，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟化、科學(xué)化、人性化、安全化。 </p><p>　　4 概念設(shè)計的意義 </p><p>　　4.1 展現(xiàn)先進設(shè)計思想的關(guān)鍵

14、。概念設(shè)計的根本宗旨是在特定的建筑空間及地理條件下，用整體概念來考慮建筑結(jié)構(gòu)的總體方案，且能有意識地發(fā)揮和利用結(jié)構(gòu)總體系與分體系之間的力學(xué)特性與關(guān)系。 </p><p>　　4.2 彌補設(shè)計、計算理論的不足。目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算水平很難有效地保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性能，抗震設(shè)計為了彌補設(shè)計、計算理論的不足，或?qū)崿F(xiàn)對實際存在的大量難以計算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計，也需要概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)措施共同滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要。 </p&g

15、t;<p><b>　　5 結(jié)語 </b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟社會的進步，人們對建筑物質(zhì)量提出了更高的要求，而通過概念設(shè)計的不斷創(chuàng)新，受力合理、性能良好、造價低廉的建筑結(jié)構(gòu)總體方案必定會受到人們的歡迎。因此，概念設(shè)計是設(shè)計思想發(fā)展的產(chǎn)物，也會成為今后結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流思想。 </p><p><b>　　參考文獻 </b&