概念设计在建筑结构设计中的应用分析 李国威

发表时间:2020/6/29   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:李国威
[导读] 摘要:改革后,在我国社会高速发展下,社会经济的发展十分快速,同时也带领着建筑行业更好的发展,越来越多的高楼拔地而起,建筑规模也在不断地扩大,这无疑对建筑技术提出了更高的要求,尤其对于建筑设计来说,需要将更多的内容考虑到其中。
        中铝山东工程技术有限公司  山东省淄博市  255000
        摘要:改革后,在我国社会高速发展下,社会经济的发展十分快速,同时也带领着建筑行业更好的发展,越来越多的高楼拔地而起,建筑规模也在不断地扩大,这无疑对建筑技术提出了更高的要求,尤其对于建筑设计来说,需要将更多的内容考虑到其中。为了更好地完善建筑结构设计,将概念设计这一方法应用于其中,能够在很大限度上解决部分不确定的因素,提高建筑结构设计质量,充分发挥出概念设计的价值。
        关键词:建筑结构设计;概念设计;应用方法
        引言
        近年来,我国建筑工程事业的发展取得了较大的进步,越来越多的工程项目数量,逐渐庞大的工程项目规模,使得建筑工程行业迈入了高速发展阶段,但与此同时社会对建筑工程设计的要求也愈来愈高,其在激烈的市场竞争中面临着较大的挑战,需要不断地优化建筑结构设计,加强建筑工程管理。在建筑工程项目建设中,建筑结构设计一直是有待攻克的难点,为转变当前的建筑结构设计模式,提高建筑结构设计水平,应当在建筑结构设计过程中,有效应用结构概念设计,利用现代计算机信息软件,以保障建筑结构设计质量。
        1概念设计的含义和方法
        概念设计是一种帮助设计师实现建筑结构设计多元化需求的主要方式,是建筑设计人员立足自身的设计经验、理论知识和需要设计的建筑项目工作核心开展的设计工作,其不仅对整个建筑的抗震结和整体建筑布局开展规划,还在建筑项目机构设计的起始阶段对设计计划开展概念性的分析预算对比。这种先进的设计方式准确性高并且设计概念明确,更加便捷,进而让施工单位在实际工作增加经济效益,更好地发展企业。实际设计工作中,要不断利用概念设计的方式扩大建筑结构设计的质量,利用先进的设计方式,制定出更加科学合理的设计方案,保障工程项目能够顺利完成。
        通常情况下把概念设计的工作方式细化为分析、综合、评估,分析是对项目开展全面了解,综合了解问题,但是会出现概念设计分析数据不完全、不够准确问题模糊不清的状况;后续的综合阶段就是相关建筑工程师,把自己已经掌握的理论概念和现实情况充分融合,再利用自身的思维能力和创新思维做到建筑项目工程的设计工作;在最后的项目评估阶段就一个各个设计方案之间进行比较选择的环节,这是一个能够循环进行的过程,直到出现能够满足设计师和客户要求的方案为止。设计师在开展评估工作中要积极主动地借助各种辅助工具强化评估质量,进而构建出符合自身经济条件和技术条件的建筑结构设计方案。
        2概念设计在建筑结构设计中具体应用
        2.1概念设计在基础设计中的应用
        在建筑结构设计中应用概念设计能够在很大程度上更好地认识建筑的整体结构,因此,建筑结构设计应该从基础结构开始,概念设计可以在地基结构中发挥出中重要的作用,同时和建筑上部结构也有着比较直接的关系。概念设计首先需要对基础结构进行相关性分析,通过准确地评估结果来选择最适合建筑结构的基础类型。目前,在建筑结构设计中应用比较多的几种基础类型包括筏板基础、箱式基础以及桩基础等。如果设计的建筑物楼层数较多且需要较大的承载力,地基结构的土质比较松软,则建议选择桩基础,能够将建筑物结构受到的和造粒传导到地基层。如果面对地基层承载力较低、上部结构承载力较高的建筑物,则可以选择筏板基础,这种基础类型可以根据基底压力的作用情况来进行调整,避免建筑物出现沉降不均的问题。而当前大部分高层建筑物都是采用的箱型基础类型,这种基础类型可以将上层结构所受的力均匀地传递到基础层,这种结构还具有较强的抗震能力和抗风能力。
        2.2概念设计在建筑结构设计分析计算中的应用
        分析计算是建筑结构设计中必不可少的重要环节,分析计算的重要性体现在,计算的准确度对于结构建筑设计的水平有重要的影响。加强建筑结构设计的分析计算,既是计算机技术广泛应用的直接结果,也是概念设计顺利开展的必然要求。建筑设计师应当保证在概念设计的指导下设计出符合相关规定的建筑物,满足用户的合理需求。做好建筑结构设计分析计算,需要从整体把握的角度选择计算机的计算软件,从整体出发,恰当选择计算软件是概念设计的基本要求。针对设计方案的体现的具体问题,应当在这一环节进行设计方案拟合,确保符合整体运行模型,确保设计人员对信息有足够的分析和综合处理的能力。
        2.3结构概念在抗震设计中的应用
        结构概念在抗震设计中的应用,要求设计人员基于结构设计的要求,来全面了解混凝土的等级,掌握初始尺度等数据,并根据这些数据来分析建筑工程结构的刚度,看其是否达到抗震要求。进行抗震设计的时候,可以通过过去该地区工程建设得出的经验,以及搜集到的地区地震相关信息,来对可能发生的地震力进行评估,分析建筑工程结构的抗震力是否达标。另外,还应当将地震力进行量化,给出具体的参考标准数值,以便于调整建筑工程结构的配筋数量。可充分利用BIM技术,构建地震设计结构模型,输入相应的设计参数,进行仿真模拟,以观察最终的结果评判抗震设计是否有效,若是发现不合理之处要及时修正。
        2.4在建筑结构置换上的应用
        对建筑结构构件加以置换是很多大型建筑概念设计在结构规划上的应用方法,通过对建筑构件加以创新优化,能改变以往单调的空间构造,也能多理论结合增强构件既有性能,发挥出更好的结构效果。以柱为例,传统建筑结构设计中往往单一将其认为是承重布置,在造型设计,样式调整上很难有所改变,圆柱体、方形体大概就是一般柱子主要形态了,但是在概念设计中其却可以获得别样的色彩,如衍生出来的树形柱、V形柱等,某一图书馆内的树形柱设计,如图1所示,巨大树形柱以大小三根树枝状柱子支撑着屋顶,结合三角形原理大大提高建筑结构的稳定性,而且也在空间形态布局上增添更多美感。构件置换的概念设计对很多大型建筑结构会产生很大影响,除结构更加严谨、安全,而且在视觉感受及空间形态上更能多方考虑,为建筑布局整体创新提供重要推动力。
       
        图1大型建筑内的树形柱设计
        2.5概念设计在建筑剖面设计中的应用
        概念设计在建筑剖面设计中主要是设计建筑的竖向结构和传力立,因此需要从以下几个方面进行考虑:(1)严格控制锚固深度。在进行建筑结构设计时需要严格按照相关标准来控制锚固深度,确保锚固深度在合适的范围中,使建筑结构的中心点降低,提高建筑结构的稳定性。(2)确保建筑高度比合理。建筑的高度比是非常重要的一个设计内容,为了确保概念设计中高度比的正确和合理,设计人员需要进行仔细的计算和核对,将建筑结构高度比控制在合理的范围中,不仅提高了建筑结构的安全性,还能够控制一定的建筑造价。(3)建筑结构过渡需缓慢。由于目前大多数建筑都是高层建筑,竖向结构和传力受到许多因素的影响,因此基础层到顶层的竖向传力需要尽可能缓慢的过渡,以免建筑竖向结构刚度出现较大变化,不利于建筑结构的稳定。缓慢地进行力的过度能够有效地提高建筑结构的水平荷载力。
        结语
        总而言之,概念设计是建筑结构设计中不可或缺的重要一环,概念设计的重要性逐渐受到重视,也促使建筑结构工程师紧跟时代发展并加强创新。其必将在不断的设计实践中逐渐领会概念设计的基本内涵和核心理念,从而促进建筑结构设计中发挥更高的价值。
        参考文献:
        [1]吴伟.探究概念设计在当前建筑结构设计中的应用[J].智能城市,2019,5(14):61-62.
        [2]柳鹏.建筑结构设计中的概念设计与结构设计 [J].中国房地产业,2019,(26):75.
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