建筑结构概念设计的理念及方法--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

建筑结构概念设计的理念及方法

发表时间：2020/11/24 来源：《基层建设》2020年第22期作者：刘丁丁1 孙永亮2

[导读] 摘要：近些年，在我国高速发展下，带动了社会经济水平的不断提升，人们对建筑的要求逐渐提高。

        1.身份证号码：13052419920212xxxx
        2.身份证号码：13302619800427xxxx
        摘要：近些年，在我国高速发展下，带动了社会经济水平的不断提升，人们对建筑的要求逐渐提高。这样一来，建筑项目工程的投资强度、范围、技术难易程度都有了一定的提升，同时切实增加了建筑结构设计环节的概念设计出现速度，并且逐渐演变成为我国研究分析建筑设计的关键方式。建筑产业的核心工作就是建筑设计环节，其不仅对整个建筑质量产生影响，还能充分保证工程进度。为了满足我国人民群众对建筑的需求，相关设计人员要切实增加日常设计中对概念设计核心思想的使用，进而增加建筑设计的水平，不断提升建筑设计质量。文章对在建筑设计中增加概念设计的主要应用方式做出分析，并且提出几点具体建议。
        关键词：建筑结构设计；概念设计；结构方案
        引言
        概念设计是指将建筑工程概念作为基础，结合建筑工程的客观规律来达到建筑工程要求的设计方法，在设计的过程中可以科学、合理地调整设计对象，尽可能实现建筑工程的宏观设计。随着人们生活品质的提升，对于建筑结构的要求也越来越严格，为了紧跟社会时代发展的步伐，在建筑结构设计中充分应用概念设计这一方法，这种方法能够有效地提高建筑结构设计质量。为了不断地完善概念设计这一体系，设计人员需要将自身累积的经验、精确地计算方法按照相关规范条例来优化概念设计，确保概念设计的优势能够在建筑结构设计中充分发挥出来。
        1结构概念设计的内涵
        结构概念设计指不用数值计算，在无法进行精确数值分析、难以进行规范规定分析的情况下，运用整体结构体系和分体系、结构构件之间关系，如力学理论、结构破坏机理、实验现象和工程经验所获取的基本设计原则与设计思想用于项目整体和局部的设计。概念设计是一种宏观角度对建筑结构的总体布局、细部措施安排等的控制思想，虽然不用数值计算但需要采用概念近似估算，可以快速有效地进行方案构思，并最终选择合适的设计方案，以减少了后期不必要的设计方案变更，减少具体实施阶段的工作反复，经济性和可靠性较强。结构设计师如能充分掌握结构概念设计，就能减少设计对计算软件的依赖，高效地进行设计方案选择，也激发了建筑工程师们的创造力，使理论和实际结合起来，使建筑结构设计工作更加客观科学，同时也让建筑结构设计更加灵活，提高建筑结构设计水平，同时也有助于推动整个建筑行业的发展。
        2在建筑结构设计中开展概念设计的途径
        概念设计的工作包括：①明确设计目标，如“大震不倒、中震可修、小震不坏”就是抗震设计的目标；②形成基本的结构模型：包括结构体系、计算简图、基础选型、构件尺寸选择；③对计算结果进行评估调整，对构件加强，如采用强柱弱梁方法进行调整；④设计好能发挥结构作用的构造措施。概念设计既可以从大的方面整体把握方向，也可以从细节体现整体设计理念，具体实施过程中可以从以下几个方面具体考虑：
        2.1选择合理的结构方案
        合理的结构方案中应该包含科学合理的结构形式和体系，该结构体系必须受力明确，具有清晰和简便的传力系统。在高层建筑平面设计中，必须注重概念设计，在设计方案阶段就应该先保证所设计的方案是完全符合受力要求的。合理的结构方案是开展结构概念设计的前提，而结构方案想要更加科学合理就需要满足和调节建筑要求，和水暖、供电等其他专业进行协商，然后确定结构选型和结构方案。结构体系选择时应考虑地震作用的大小，选择合适的结构形式。结构概念设计可以从平面和竖向分别考虑。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.2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。
        2.3科学选择建筑主体结构
        合理、对称属于建筑结构设计应该遵循的基本原则，此原则可以有效减少建筑材料的使用，节约建筑材料，保证建筑结构中非结构部件良好的安全性以及稳定型，还可以减小建筑结构扭转力。建筑结构具备的对称性特点，属于建筑结构内部、整体或部分的相互对应以及统一一致。具体设计阶段，为确保建筑结构可以保持对称，可对建筑质心或平面形心的实际距离做出合理的调整，通过对重心的有效调整，确保建筑结构可以保持对称。
        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。
        2.5合理选择建筑场地
        对建筑场地的选择属于建筑设计的关键内容，选择标准因素包括：日照间距、建筑退界。安全防护距离等方面。除此之外，同样需重视不宜在危险区域进行选址，以防地质地理灾害等情况对安全性产生严重影响，尤其是地震灾害产生的威胁影响。位于危险地域建设项目，应对建筑抗震等级进行适当的提高，并利用相应的具体抗震措施。应对施工地点做出科学合理选择，并重视开展必要的勘测以及研究工作。
        结语
        综上所述，本文对建筑结构概念设计的作用、重要性和具体设计措施进行了简单分析，重点剖析了概念设计的意义和重要性，并介绍了概念设计的方法。概念设计和工程师们的理论水平和经验有关，将概念设计应用到建筑结构设计中，要求结构设计师们从宏观整体的角度对总建筑体系和构件进行研究，并不断总结设计思想来提高概念设计的水平，采用创新的方案开展结构设计，不仅避免了建筑结构设计中采用计算软件带来的误差，而且也有利于提高结构设计的水平和效率，避免后期出现不必要的设计反复，推动建筑整体发展。概念设计，不单关乎丰富的经历与经验，更是来源于对基本的力学、材料等概念特性的掌握，同时要求结构师有开阔的视野，灵活运用设计方法，是具有创造性的设计。
        参考文献：
        [1]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.
        [2]刘万民.建筑结构设计中的概念设计及结构措施[J].住宅与房地产，2019（25）：80.
        [3]杨丽娜.刍议如何在建筑结构设计中提高建筑的安全性[J].科技创新与应用，2014（10）.
        [4]陈刚.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].广西大学学报：自然科学版，2007（Z2）.