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摘要:建筑结构设计中应用概念设计是现代化建筑发展的必要过程,结合当下先进的建筑管理信息服务系统,将之与概念设计有机联系起来,更能实现概念设计在构件组合、置换等应用上的积极价值,加上设计者在视觉感官、应用功能、结构质量等方面的控制,能将建筑本体各项功能充分发挥出来。
关键词:建筑结构设计;概念设计;应用
引言
随着我国建筑行业的快速发展,建筑结构设计受到了越来越多人的关注,为了提高建筑结构设计的整体质量,将概念设计应用于其中。这种措施具有科学性、创新性以及合理性等优点,能够提高建筑结构设计的安全性和可靠性,为人们提供更加坚实的保障。不仅如此,概念设计的应用,在很大程度上节约了建筑结构设计资源,促进能源利用率的提升,同时让建筑结构设计的水平发生了质的改变,为我国未来建筑行业的发展奠定了一个良好的基础。
1概念设计的基本概念
1.1概念设计的内涵
概念设计主要应用于建筑结构设计的前期,建筑设计师按照自己的设计理念结合积累的经验对建筑设计的总体方案进行评估,然后实施概念性的对比。根据对比结果,对建筑结构设计的布局进行调整并且进行抗震设置,尽可能达到最佳的设计效果。通过概念设计的应用能够让最终的建筑结构设计方案更具有合理性、科学性和安全性,在很大限度上减少了后期阶段其他的评估和计算,节省了时间,同时也提高了建筑设计的经济性。由此可见,概念设计是建筑结构设计十分重要的一项数据依据。
1.2概念设计的实施步骤
概念设计在运用的过程中其实是一个不断失败、不断优化的一个过程,这个过程是循环往复的。从总体上将概念设计分为四个主要的阶段:(1)分析阶段;(2)综合阶段;(3)评价阶段;(4)完成阶段。每个阶段都达到了预估的目标就可以继续向下一个阶段进行,如果某一阶段发现了方案不科学,则需要重新开始设计、计算和评估,直到完全达标位置。四个阶段的具体工作如下。(1)分析阶段。这一阶段主要是收集建筑结构设计中存在的问题,对这些问题进行分析和解决。分析阶段最大的特点就是收集到的信息和资料都比较模糊,只有经过了分析后才能够尽可能地完善信息。(2)综合阶段。概念设计中最重要的一个阶段就是综合阶段,这个阶段需要概念设计的实施人员,利用自己的经验和各方面知识来构思设计方案,再通过图纸的方式将设计方案呈现出来。综合阶段主要是将建筑结构设计师抽象的设计理念用具体的形式表达出来,是概念设计中十分重要的一项步骤。(3)评估阶段。评估阶段是对设计方案进行各方面专业的判断,评估该设计方案是否具有可行性,这项工作是一个具有循环性的工作,需要方案完全达到标准才能够进入下一个阶段。对设计方案进行评估的过程中,首先需要建立功能模型,然后利用各种计算公式来对比每个方案,最终选择一个最经济、安全性高且具有可行性的设计方案。(4)完成阶段。该阶段是按照确定的建筑结构设计方案来实施,减少了后续烦琐的计算工作。
2概念设计在建筑结构设计中具体应用
建筑结构设计中很多地方都会应用到概念设计,小到基础构件的设计与组合,大到整体建筑结构的优化完善,在建筑结构的稳定、安全、美观等应用层面上都起到重要作用,本文主要从一些基础设计应用上简要分析。
2.1在建筑场地合理规划中的应用
建筑场地的合理规划是建筑结构设计最基础也是最重要的部分,其选择与设计的科学合理与否直接关系到建筑整体建设的可行性,而且也会关系到后期使用效果,概念设计在建筑场地规划中的有效落实能确保各种弊病问题及时解决。
概念设计的全局性会将目光聚焦在包括地形、地质以及建筑物结构协调上,比如在进行场地选择时要将施工场地实际情况的综合分析作为项目结构设计的基础,多种方案评估下选择最适合于施工要求的场地,减少地形地质条件优劣对建筑结构设计的影响;再如建筑物之间的光照间距上来说,尤其是对于高层住房建筑而言,更要在设计中考虑到地方光照、楼层高度等情况,还有人口密度以及停车位布局,建筑物进出口方向、流量设计等,不仅保证建筑设计与施工用地之间的良好契合,更确保完工后的适用性,提高应用效果。
2.2在建筑基础设计中的应用
建筑结构设计中的基础设计部分同样是关键部分,尤其是地基结构设计上,保证基础结构效果发挥,才能使后续各项施工顺利开展。地基结构设计上有很多概念设计应用方法,比如在高层建筑地基筏型基础上的概念设计上就有梁板式和平板式两种,此外还可将有桩地基、箱型基础等结合设计方案中,以实际施工地形地质、楼层承压要求、材料选择等进行综合评估,确保地基结构设计上更能满足项目目标。抗震设计中会有更多需要设计者考虑的内容,即便应用概念设计不需要设计者过多聚焦于数据信息,但混凝土特性需有全面而系统认知,以保证结构设计中刚度符合设计需要,进而对整个建筑结构刚度乃至其抗震能力加以分析,获得综合反馈后再择优方案,对接建筑结构刚度、材料数量与地震影响力之间关系来选择材料数量,从而在确保建筑结构具备良好抗震能力的基础上对建筑材料成本投入加以控制,实现建筑整体抗震设计的科学合理。
2.3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,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。
2.4在结构构件组合中的应用
建筑结构构件之间的有序协调组合一直都是各建筑设计环节中的核心内容,而建筑结构本身就是不同构件之间通过传力实现的架构,凸显建筑的实际功能和外观美感。概念设计对此比较强调的是构件类型要与自然生态、社会经济、人文艺术等方面融合,赋予构件组合的不仅是结构完整与稳定,更要增加空间布局、外象表现等方面的革新,从而使不同的构件能实现彼此间的优势互补。以博物馆建筑设计为例,其中构件类型与数量上都相当丰富,所能实现的组合内容也更加全面,比如可以通过力流优化与空间意境、视觉感受、美学理念之间的结合,实现多种设计目标的有机统一,为博物馆布局打造更宽阔和聚焦的展示空间,提高构件组合有效性。
结束语
建筑结构设计是整个建筑施工流程中关键环节,结构设计水平的高低也会对建筑施工质量造成直接的影响,而且现代化建筑体系中通过建筑结构设计可提前对整个施工项目重难点、部门衔接、风险预制等方面加以事前规划,对提升建筑质量和适用性均有积极推动作用。概念设计是建筑结构设计中创新突破点,往往打破常规结构局限,将设计者的经验和知识充分结合起来,从更全局化角度对建筑结构加以分析,以促进其更加安全、美观、舒适等,是当代建筑结构设计中不可或缺的关键要素。
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