黄国兴
天津辰力工程设计有限公司,天津 300010
摘要:随着经济的发展和生活水平的提高,建筑要求越来越高,不仅是实用的,而且还要是系统的和美学的。建筑结构的设计是建筑工程的基础,是复杂的、创新的、科学的、实用的和安全的。概念设计和结构措施,在建筑结构的设计中是重要的因素,要求设计者必须理解和灵活运用,从而改进和提升整个建筑结构的设计水平。
关键词:建筑结构概念设计;结构性措施
概念设计和结构措施是建筑结构设计的重要组成部分,可以在一定程度上反映建筑结构的设计水平。随着城市化的发展,建筑行业正在蓬勃发展,对建筑设计提出了更高的要求。结构设计作为建筑设计的重要组成部分,与建筑企业的发展息息相关。我国的建筑结构设计是基于概率极限状态理论,但不可能准确预测建筑的实际承载力。设计和施工措施的实施,有利于准确预测建筑的实际承载力,促进建筑企业的发展。
1建筑设计的重要性
先进设计理念的关键是一个结构工程师,对于建筑工程的整个结构方案设计要充分了解,并认识到结构之间的关系。强调结构设计,主要是因为目前许多结构缺陷、理论上无法精确计算。例如混凝土结构设计层面,内力的计算是基于弹塑性理论的截面设计这种假定的极限状态设计方法与计算结果。为了有效弥补此类计算理论的缺陷,需要良好的概念设计和结构措施来满足结构设计的安全目标。
2建筑设计的概念性设计与结构措施
设计师运用自己的专业知识和经验,按照顾客的要求进行设计。建筑物外部的美观和内部的实用性也必须体现在给定空间的建筑结构的总体设计中。随着建筑设计需求的增加,设计师不断地加入一些新的元素,随着时间的推移而不断发展,在设计概念上不断进行创新。在概念设计中,设计师设计建筑结构的每一个细节,以统一的方式反映设计目标,提高建筑结构层次,增强艺术性。设计是结构措施形成的关键,也是建筑结构设计完成的原因。建筑是在概念性设计和结构性措施的作用下进行的。
结构措施可以看作是一种定量设计的形式,可以从两个方面来考虑。例如,上层建筑和基础结构都是为协作而设计的。梁柱结构可以增强建筑主体的整体性。同时,基础结构与上层建筑之间的衔接主要通过梁柱结构进行,满足建筑结构稳定性的要求。建筑结构各部分协同的关键是结构各部分的内应能力,建筑结构元素之间的二元协作以稳定建筑物的特定空间。概念设计必须在这方面发挥作用,还有团队间材料的使用。专业之间的合作和材料的使用必须结合起来,考虑材料的使用程度,促进各专业之间的合作。在保证建设质量的前提下,尽量多使用各部分材料。在设计建筑结构时,考虑到结构措施的整体意义,有必要体现这些措施的不同组成部分。
3建筑结构设计原则
结构概念设计的目的是在初始设计之前为所考虑的项目设计一个总体概念方案,为后续的设计工作提供合适的思路。
3.1总体思路
在设计整体结构时,考虑整体结构的各个方面,并考虑其合理性、主要部件的连接、所选结构的可靠性、在长期使用的情况下的经济性和耐久性。同时也要考虑施工工艺和现场的实际状况,以保证后续施工的顺利进行。
3.2减轻自重的原则
考虑建筑结构中的结构荷载和水平荷载的垂直公差荷载。超过85%的垂直荷载是水平荷载地震,直接与自重建筑物有关。减轻自重可以减轻结构的负担,同时也可以减少建筑成本,加快建筑结构的施工,减少纪建筑材料运输的工作量。结构概念设计中掌握以上原则,就能为结构设计勾勒出正确的方向,从而做出安全、美观、经济的结构设计。
3.3合理受力原理
在设计建筑结构时,适当地使用结构元素分析各部分的受力情况。例如连续的多跨梁相比单跨梁受力更合理,梁截面可能会更小,能更好的保证建筑空间。结构分析中从应力和变形的角度考虑,尽量使结构刚度的统一性,变形的连续性和一致性得到保障。设计中要考虑建筑结构的主要的受力和变形,忽略次要的应力和变形条件。
3.4优化选择原则
根据建筑物的功能优化结构方案。比如框架结构的最小剪力、壳体结构的悬架结构等要求的前提下,使结构作为一个整体平立面对称布置, 并拥有良好合理的侧向刚度特性。框架柱、剪力墙等受力结构截面尺寸可自下而上逐渐减小,避免发生突变。
3.5空间作用原理
建筑本身就是一个平常的空间结构,以简化的结构计算来分解量化各部分空间上的受力情况。空间结构的设计中考虑建筑物的结构特性,其实是还原它本来的结构。在设计时可用一些刚度受力部件,以减少内力,提高使用功能。在结构设计中掌握这些原则,可以为结构设计指明正确的方向,实现安全、美观、经济的设计。
4建筑结构设计中的概念设计与结构措施的应用
建筑结构设计需要把概念设计与结构措施充分结合起来,从整体建设确保整体与各个要素紧密结合,采用最具成效的设计概念和结构措施,保证建筑结构的功能完善和安全。建筑结构整体设计应整合概念设计思想,吸收协作设计理念。随着社会的发展,建筑结构设计对设计师的设计水平提出了很高的要求,在实践中必须选择高水平的设计师。设计师必须能够在各方面掌握建筑物的细节,从而充分发挥建筑材料的性质和特性,使结构设计和措施能够发挥合理的作用。概念设计表达了结构概念,结构性能的关键是结构措施。建筑结构设计要有效地把概念设计与结构措施结合起来,把物理建设与非物质智力建设结合起来,提高建筑结构设计水平。
概念设计和结构措施对于整体的建筑结构设计十分重要,如果某一方面出现问题,整体建筑的结构安全、使用功能等都无法确保。要避免竖向和横向的结构刚度差异引起的突变,特别是高层建筑的结构设计。要避免这个问题,就需要合理的设计构件截面尺寸。因此,在设计建筑结构时,必须增加建筑物竖向和平面的刚性,使建筑物的的受力有合理性。
在概念设计日益重要的今天,要求结构工程师应具备深厚的基本理论基础,正确把握好结构协同工作原则,更充分的利用建筑材料,不断吸取他人的先进设计理念。充分运用好结构概念设计,做到结构功能与外部条件一致;充分发展先进的设计理念;发挥结构的功能并取得与经济的协调;更好的解决构造处理,利用定量的计算进行抗震分析,用概念来判断计算的合理性。客观事物是多种多样的,而且都是在不断变化的。因此,对不同的客观事物有不同的概念,随着事物认识的不断发展,概念也在不断发展变化。重视建筑结构概念设计,有着重要而深远的意义。
5结束语
综上所述,设计师要合理利用设计和结构措施,提高建筑结构设计质量,促进我国建筑业发展。结构概念是人们对建筑结构的一般规律及其最本质特征的认识。任何事物都具有普遍规律及其自身的特殊性,正确的结构概念使人们能深刻理解结构的受力特性,组成更有效的结构体系,使设计更加完善。在设计建筑结构时,要把设计与共同设计的理念融入到整个建筑中,使概念设计与结构措施有效地结合起来,保持良好的整体性能。
参考文献:
[1]梁明钊.探讨建筑结构设计过程中的概念设计及结构措施[J].中国新技术新产品2014(12):137-138.
[2]张磊.建筑结构设计中的概念设计与结构措施研究[J].低碳世界,2015(31):116-117.
[3]唐云启.研究概念设计在建筑结构设计中的意义及应用[J].建材与装饰,2015(52)
[4]史路军,张春霞.建筑结构设计中概念设计和结构措施的应用探析[J].门窗,2014(5).