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摘要:在改革开放的新时期,社会主义经济在快速发展,社会在不断进步,我国建筑行业实现了突破性发展,高层建筑数量持续增多,建筑结构也变得十分复杂。建筑结构设计直接决定着建筑工程的安全性与可靠性,必须高度重视建筑结构设计。而概念设计作为一种全新的设计理念,在建筑结构设计中应用概念设计,能够保证结构设计的科学性、可行性以及合理性,切实保证建筑工程的质量。文章介绍了概念设计内容,以及建筑结构设计中概念设计的重要性,分析了建筑结构设计中概念设计影响要素,并进行了概念设计案例研究。
关键词:概念设计;建筑结构设计;应用研究
引言
从建筑工程层面来看,结构设计工作是整个工程的核心。一般情况下,确保工程结构具有科学合理的设计方案,建筑工程才能满足预期设计标准及各项要求,才能更好地发挥各项主体结构的优势性能,提升其使用效果。因此可以这么理解,想要全面保障建筑工程质量和使用安全,必须重视工程的结构设计工作。现阶段,应用概念设计和结构措施的工程结构设计理念已经成为建筑行业广泛应用的设计方法,其不但能够使工程的内部空间和格局更为完善,而且还可以使主体结构的各方面性能协调统一,对于建筑工程来说具有十分重要的应用意义。
1建筑结构设计中概念设计的简要概述
我们都知道,设计规划是建筑工程项目最开始的环节之一,完成项目决策之后,就需要对整个工程结构加以设计,结合客观准确的施工数据和施工要求,参考各方意见,完成施工设计方案,整个规划过程不仅严谨全面,更要求各数据信息明确、施工环节清楚,以对具体施工质量加以保证。现代建筑施工设计中不仅要凸显严谨,保证质量,更追求全局观,对于施工设计外的问题,比如提高建筑美观度、安全性、整体化等,就需要结合概念设计,其主要是指在未经过详细数据测量计算下,结合建筑知识、感官以及经验对建筑结构加以规划,使其框架更加科学稳定,解决施工难度和问题。所以要想完成概念设计,设计者不但要具备足够的建筑结构设计知识和经验,更需要对项目目标有全面且综合的分析。概念设计在建筑结构设计中有效应用有很大优势:启发设计人员以新思路完成结构设计,打破传统设计理念的限制,将建筑结构整体性能结合考虑,减少某一项结构中过多资源投入,从而加强建筑成本控制;此外还能促进建筑结构设计优化,将以往破碎、零散的施工结构整合起来,对其施工目标和表现性能加以统一,使各建筑构件与组成部分之间的关系更加明确,结合结构承载力以及施工环境变化情况提高设计方案的安全性,减少施工问题和隐患。概念设计一般会遵循这么三个阶段:①分析阶段,是对各施工要求及标准的全面了解与分析,建筑项目的具体用途、施工目标、建筑方要求等,尝试结合问题完成设计构思;②综合阶段,这一过程中主要是结合建筑知识和经验对设计构思加以完善规整,完成整体规划,设计者通过图纸或电脑软件等将抽象想法表现出现,逐步细化,完成整体设计;③评估阶段,在前两个阶段中会设计者会出现很多种思路和想法,需要进一步多元结合施工标准、成本等开展综合评估分析,对各种设计的特征以及可实施性进行评判,选取最佳的设计理念作为建筑的参考。
2建筑结构设计中概念设计的应用
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根据施工现场选择建筑结构设计方案
在建筑场地选定后,就要依照建筑的地质地形特点和设计建筑的形式对建筑设计开展选择。通常情况下在工作中能够使用的基础主要有桩基础、箱型基础等。在这两种基础中,桩基础更加适用于地质土壤松软和负荷巨大的多层建筑结构,在各种高层的建筑中有着极为广泛的应用,特别是在一些天然地基中使用桩基础能够让建筑的压力从上向下传递,进而保障建筑的稳定性和实用性。而箱型基础有很优良的整体刚度,能够把建筑承载压力均匀地传递到下方结构,保障建筑整体结构的稳定性,能够切实减少出现基础不均匀降沉情况,保障建筑的使用价值,进一步做到保障建筑的抗震性能,对做好抗震工作有极为重要的意义。为此,相关设计人员要根据施工现场情况选定建筑设计方案,进而做出最佳的设计方案,切实提升建筑质量,扩大经济效益,让施工单位得到充分的发展与进步。
2.3抗震设计
在正式进行建筑结构设计之前,首先要做的就是分析建筑场地,对于抗震方面的设计,通常情况下会要求设计师明确施工中使用的混凝土等级、初始尺寸等参数信息,之后根据建筑结构刚度进行计算,得出地震力大小参数,以此来明确后期实际施工中所需要的配筋数量。从整体上来看,结构刚度、地震力以及配筋数量三者之间是呈相关的,换句话说若结构刚度大时,地震力大小也就会增大,同时需要配筋的数量也会随之增多;相反,若建筑施工中需要用到的配筋数量多时,则说明结构刚度比较大,地震力也随之增大,以上也就在一定程度上加剧了地震力度,也就无法切实达成抗震成效。而通过应用概念设计,能够为建筑结构设计师在实际设计中带来设计灵感,扩宽设计思路,不会受到因传统设计带来的限制影响。例如在隔震消能方面的概念设计,将隔震层设置在建筑物主体和各基础之间。在建筑物顶端位置设置反摆等,以上都会在很大程度上减少地震效果,同时也就达成抗震设计成效。
2.4概念设计和结构设计有机结合
结构设计并不是单独存在的独立因素,它和概念设计有着密不可分的关联。对于结构设计来说,优秀的概念设计能够对其起到巨大的推动作用,能够使建筑物更加高效、科学地建成。建筑物在进行设计建设之前,建筑师会提前和居住者进行有效沟通,在明确双方意见后,利用互相交流获得概念设计和结构设计的契合点,从而保证设计理念中的结构设计符合居住者的需求,能够尽量避免设计和建设产生矛盾,使建筑物有最佳的呈现状态,全面提升建筑结构设计的能力和水平。在建筑物设计阶段,设计方法和策略可以根据周围环境和居住人的实际需求进行灵活的变化,从而能够保证建造方法的合理性,既能让居住者满意,还能从科学层面提升建筑物的建设水平,有效促进建筑行业的发展。
结语
总之,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。
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]宋倩.建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用探析[J].工程技术研究,2019,4(11):159,167.