述概念設計在建筑結構設計中的應用

1、<p>　　述概念設計在建筑結構設計中的應用</p><p>　　摘要：隨著我國經濟的增長，人們生活水平的提高，對于建筑的要求也有所提升。我國的建筑業(yè)近年來獲得了良好的發(fā)展機會，新技術、新工藝得到了廣泛的應用，概念設計也也逐漸應用到建筑結構設計中。傳統(tǒng)的建筑設計已經不能滿足現代建筑發(fā)展的需求，本文主要對概念設計在建筑結構設計中的應用時行探討，希望概念設計對我國的建筑業(yè)的發(fā)展起到促進作用。 </p&

2、gt;<p>　　關鍵詞：概念設計；建筑結構；意義 </p><p>　　中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　概念設計對當前建筑業(yè)的發(fā)展起到了很好的推動作用，也是時代發(fā)展的必然。建筑設計師運用自己的知識、想象力以及創(chuàng)新意識來實現對工程的總體規(guī)劃，這也是概念設計的很好體現。 </p><p>　　一、概念設計的概念與步

3、驟 </p><p>　　概念設計是一種實現結構設計的多樣化要求的手段，是建筑設計師基于設計經驗、設計理論以及將要建設的項目工程的特點，對建筑結構的抗震結構以及總體布局進行規(guī)劃，并在建筑工程結構設計的初期對設計方案進行概念性的分析估算與比對。這種設計方法具有定性準確、概念明確、便捷的優(yōu)勢，從而可以在實際應用中取得良好的經濟效益。一般可以將概念設計的步驟分為分析、綜合以及評估三個不斷向著滿意階段靠近的連續(xù)階段。其中

4、分析階段主要是對問題進行全方位的了解，但是存在著分析數據不完整與不準確的特點，為此表現出一定的模糊性質。綜合階段是工程師將自己掌握的理論知識以及掌握的實際情況，利用自己的想象力以及創(chuàng)新意識實現工程設計規(guī)劃。最后評估階段是一個比較選擇最優(yōu)方案的過程，可以說是一個循環(huán)實施的過程，直到得到滿意的方案為止。設計人員實施評估的過程中要借助于數據統(tǒng)計計算等工具，從而獲得技術上以及經濟上可行的方案。 </p><p>　　二、

5、概念設計在建筑結構設計中的應用 </p><p>　　1、建筑場地的合理選擇。建筑場地的選擇作為設計前首要考慮的因素，同時也是一個對于建筑設計起著決定性與基礎性的因素。在進行建筑場地選擇中一般要考慮到以下因素：防護距離、建筑退界、日照間距等。此外在建筑設計中還要充分的考慮抗震等因素，盡量避免在危險地段選址。實在不能避免的情況下可以在結合相應的抗震措施，在設計前進行抗震地點以及勘測進行分析。 </p>

6、<p>　　2、基于現場情況選擇建筑結構。一旦建筑場地選定后就要根據建筑的地形特點以及建筑形式對建筑基礎進行選擇。一般使用到的基礎包括樁基礎、箱型基礎等。其中樁基礎主要適用于土質松軟或者是負荷較大的多層結構中，在高層建筑中具有較廣的應用。尤其是在天然的地基中這種樁基形式可以將載荷從上部傳遞到下部，從而保證了穩(wěn)定性與可靠性。此外箱型基礎具有優(yōu)良的整體剛度，可以實現將載荷均勻的傳遞到下部結構，保證了結構的整體穩(wěn)定性，避免或者減小

7、基礎的不均勻沉降，對于提升建筑的抗震性能具有極為重要的意義。 </p><p>　　3、建筑主體結構的選擇。建筑結構的設計一般要遵循對稱與合理的原則，從而有效地降低扭轉力以及保持非結構構件保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)以及降低材料的耗用。一般建筑結構的對稱是通過抗側力結構主體為對稱，例如剪力墻結構布置。為了實現機構對稱一般可以使用調整建筑物質心、結構側心以及平面形心的距離，從而達到結構的對稱性。 </p>&l

8、t;p>　　4、建筑結構的剛度選擇。建筑結構的剛度作為建筑的一項重要指標，也是設計中一項極為重要的內容，為此需要在設計中對建筑的剛度進行合理的選擇。建筑剛度的合理設計可以延長結構的基本自振周期，從而有效地降低地震帶來的危害。同時合理的建筑鋼都還可以減少建筑材料的消耗以及結構空間的占用率，從而有效地提升建筑平面的利用率，達到設計合理的效果。 </p><p>　　三、建筑結構設計措施 </p>

9、<p>　　1、協(xié)同工作中的材料利用率。通過協(xié)同工作不僅可以實現提升結構的穩(wěn)定性，同時也可以提高材料的利用率。經驗表明，材料的利用率越高，相應的結構的協(xié)同工作能力以及穩(wěn)定性也就越高。尤其是在當今提倡節(jié)能、環(huán)保的背景下，建筑設計中要求使用最少的投入來獲得最大的產出。例如對于常見的矩形截面受壓構件，這種構件在實際使用中的利用率極低，這主要是由于兩個原因：首先是梁的長度變化會引發(fā)梁彎矩的變化，其次是梁的中和軸附近的材料利用率低。于是

10、對于等截面梁來講這種受壓構件的很多區(qū)段的利用率極低。在這種背景下，通過使用概念設計結構分析，對梁截面的應變梯度進行調整，從而使構件保持軸心受力，從而有效地提升了材料的利用率。經過不斷地研究與發(fā)展，又出現了平面桁架結構，從而將許多無用的材料除去，不僅有效地實現了原有結構效果，同時也降低了材料自重以及成本。 </p><p>　　2、結構體系中保持協(xié)同工作。在概念設計中的協(xié)同工作在建筑結構設計中得到了廣泛的應用，協(xié)同

11、工作要求結構內部的各個構件要處于相互協(xié)作以及共同工作的狀態(tài)。這種協(xié)同效應就需要結構構件在承載力極限的條件下不僅可以保持共同工作，同時也需要它們具有共同的耐久性。此外建筑結構的上部與基礎應該在受到載荷時保持著一個統(tǒng)一整體，共同承擔載荷。在使用磚混結構的建筑中為了維持協(xié)同工作要通過構造柱以及圈梁將整個結構組合成統(tǒng)一整體進行受力，避免建筑結構單純的依靠建筑結構自身剛度來承受載荷。隨著高層建筑的增加，出現短柱的現象也越來越多。但是為了保持每個構

12、件都可以達到較高的應力水平，在多層結構設計中要避免各層短柱的出現，以提升相同平面處承受載荷的能力，為此需要將同層的抗側力結構處于相同或者相近的水平位移下。 </p><p>　　四、概念設計在建筑結構中的意義 </p><p>　　1、概念設計體現了設計的創(chuàng)新性。由于傳統(tǒng)的設計方法需要通過設計師查找手冊、計算機程序等進行循規(guī)蹈矩的方式進行，從而缺少設計風格以及創(chuàng)新性。而使用概念設計可以允許

13、工程師在設計過程中根據自己的經驗以及理論知識，同時結合概念設計的新方法以及新思路得出具有合理性以及一定創(chuàng)新性的設計。 </p><p>　　2、概念設計可以有效地提升工程師的設計能力。有概念設計允許工程師在遵循一定要求的條件下進行一定程度的發(fā)揮，從而可以有效地解決設計中存在的問題。同時通過概念設計中的正確理念與原則的指引，便于工程師從根源查找問題，從而使得計算計算結果更為準確。 </p><p

14、>　　3、概念設計有效地彌補了計算機理論以及結構設計理論的不足。 </p><p>　　4、概念設計可以優(yōu)化設計結果。采用概念設計方案可以在方案的對比中選擇出更加優(yōu)秀的設計方案，這種優(yōu)選方案不僅體現了方案的可靠性與經濟性，同時也有效地避免了設計后期出現的繁瑣計算。 </p><p><b>　　五、結語 </b></p><p>　　建筑

15、行業(yè)近些年在我國獲得了長足的發(fā)展，尤其是正處于發(fā)展中階段的我國，建筑的低投入與高產出一直以來都是終極目標。通過在建筑設計中利用概念設計可以構造出更為合理的建筑結構體系，并達到節(jié)省原料的目的。隨著概念設計的應用推廣，越來越多的設計者接受了這一設計方式，并逐漸成為結構設計的主導思想。我們相信概念設計在以后建筑結構中會獲得更大的發(fā)展，為建筑設計帶來更多的實惠與便利。 </p><p><b>　　參考文獻 &

16、lt;/b></p><p>　　[1]林同炎.結構概念和體系[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社. </p><p>　　[2]高立人,土躍.結構設計的新思路___概念設計[J].工業(yè)建筑,1999(1). </p><p>　　[3]吳愛菊.結構設計中的概念設計與應用[J].溫州：溫州職業(yè)技術學院學報,2007(2). </p><p>