建筑结构设计中概念设计的应用 王春雪

发表时间:2021/6/11   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:王春雪1 李昊垣2 赵洁舲2
[导读] 摘要:建筑的设计对于整个建筑的质量有重要的意义,尤其是近年来,随着中国建筑业的不断创新和进步,我国所进行建设的建筑项目的数量和范围都得到了迅猛增长,这使得对于建筑的结构设计提出了新的要求。
        1.上海晖荣建筑设计咨询有限公司沈阳分公司  辽宁沈阳  110000;2.中建安装集团有限公司  江苏南京 210000
        摘要:建筑的设计对于整个建筑的质量有重要的意义,尤其是近年来,随着中国建筑业的不断创新和进步,我国所进行建设的建筑项目的数量和范围都得到了迅猛增长,这使得对于建筑的结构设计提出了新的要求。结构工程是土木工程的重要组成部分。如果结构设计不合理,不仅会影响施工效率,还会影响施工项目的安全。概念设计在建筑结构设计中的应用可以准确把握结构设计的方向,提高结构设计的科学性和可行性,确保建设项目的可靠性和稳定性,实现中国建筑业的可持续发展。
        关键词:建筑结构设计;概念设计;应用
        引言
        建筑工程结构设计工作面临的不确定因素较多,稍有不慎就很容易出现结构隐患问题,严重时甚至会引发安全事故。为防止上述问题的发生,在设计过程中设计人员应将结构概念与结构措施相结合,确保建筑结构主体的经济性与安全性。从多个方面针对主体结构设计方案进行合理安排与准确落实。结合实际工程案例的反馈情况来看,设计人员通过合理运用概念设计以及结构措施方法,不仅有效增强了结构主体的质量性能,同时也有效减少了结构主体损伤问题出现,具有重要的应用价值。
        1概念设计与结构措施理念分析
        所谓的概念设计主要是指在建筑方案设计阶段结合设计人员自身累积经验以及主体结构基本设计要求,从整体上对当前建筑设计方案涉及到的要点内容进行统筹规划与合理设计。与此同时,设计人员需要将概念设计内容主动融入到建筑结构优化设计分析工作当中,确保建筑结构整体布局设计效果达到预期要求。并在此基础上,设计人员应该结合建筑工程结构主体特点,对结构构造措施进行合理编制与优化设计,确保概念设计目标得以顺利达成。除此之外,为进一步深化概念设计效果,部分设计人员会在前期设计阶段对当前结构设计方案内容进行适当调整与优化,以免对后期施工建设造成不利影响。
        2建筑结构设计中概念设计的应用
        2.1复合表皮设计策略
        作为与外部环境接触面积最大的建筑表皮,通过其复合化可实现诸多可持续设计策略,例如双层幕墙系统,光电幕墙,以及种植屋面和集水表皮等。同时,还可实现对场地环境的定向反馈,形成自遮阳、自然采光和自然通风的良性表皮。中南科研设计中心大厦的表皮系统体现了这一设计理念。其幕墙系统的设计可以降低室内的冷热负荷,通过对自然采光及太阳得热之间的平衡,将建筑表皮系统设计成一定的折角,并通过结合光伏系统,形成了具有复合功能的建筑表皮系统。其向上30°的表皮部分设置有光伏电池板,充分利用太阳能,产生的电力足以维持整个建筑内部包括办公空间用电负荷;而其向下15°的表皮部分将直射光的辐射和眩光降至最低,最大化降低建筑空间的冷热负荷。
        2.2建筑结构强度设计内容
        在多重因素的干扰作用下,建筑结构很容易产生伸缩缝以及沉降缝等质量通病问题。当质量通病问题表现过于明显时,往往就会对建筑结构主体质量造成危害影响,严重时甚至会引发安全事故。究其原因,主要是因为建筑结构强度设计效果并未达到预期要求。针对此,建议在建筑结构设计工作当中,设计人员应该主动引入概念设计与结构措施理念要求,结合建筑物规格设计变形缝问题。举例而言,在设计伸缩缝时,可以在结构变化较大位置的垂直方向预留一定空间的缝隙。在此基础上,将基础以上的建筑构件进行断开处理,确保其可以各自独立在水平方向的自由伸缩位置当中。这样一来,基础结构部分所受到的温度变化影响较小,基本上不会出现断裂问题。


        2.3创新建筑结构设计方式
        在进行建筑结构设计的过程当中,不能够仅仅通过短短的简单设计完成。进行建筑结构设计,需要相关的建筑设计工程师通过自身进行大量的实践所获得的经验,对建筑结构设计的方案进行逐步设计、完善以及调整。而概念设计对于建筑结构设计最为重要的是,通过引用概念设计能够将该建筑结构设计的相似的工程项目进行总结,然后根据所总结出的优点,再对建筑结构设计进行全新的设计,很好地避免以往在建筑结构设计过程当中的弊端,让建筑结构设计方案能够更科学合理地进行。而在以往传统的建筑结构设计过程当中,通常情况下,都是由建筑工程设计师根据所提出的设计要求直接进行建筑设计,虽然在设计的过程当中能够有效地保证建筑结构设计方案的标准性以及规范性,但是在进行设计的过程当中具有很多十分明显的问题。
        2.4设计步骤
        (1)明确建筑结构设计目标。设计人员需要结合建筑结构特点,进一步明确具体的设计目标,不断完善既有的结构设计方案。(2)构建稳定的建筑结构模型。主要包含建筑结构体系和计算简图等内容,科学选择构件尺寸。(3)针对已有的计算结果,进行准确评估,经过一系列调整之后,对建筑构件进行加强处理,例如,可以采取强柱弱梁方式,进行科学调整。(4)明确建筑结构的重要作用,确保建筑结构的各项功能与作用得到有效发挥。对于建筑结构设计人员而言,需要全面考虑多方面因素,并根据建筑工程项目的结构规模,包括其结构特点,适当调整建筑结构,加强空间优化,确保建筑结构设计方案得到有效落实。
        2.5加强平面设计
        为了进一步提升建筑结构的抗震能力,在建筑结构平面设计的过程当中,需要根据建筑结构布局情况,严格控制建筑结构扭转度,防止出现薄弱连接现象,同时,结构设计人员也可以设置抗震缝,将现有的建筑结构划分成多个抗震单元。结合高层建筑结构平面设计特点可以得知,因为高层建筑需承受较多风压,因此,要保持建筑外形呈现为流线型,如果圆形建筑所承受的平面风荷载矩形面积比较小,平面结构刚度较为接近,需要将抗侧力结构柱设置在建筑物四周,不断提高建筑结构的抗侧刚度。通过对建筑结构进行平面设计,可以显著提升建筑结构设计方案的合理性,对于建筑结构设计人员而言,在具体的设计工作当中,要根据建筑结构特点,包括其周围生态环境,运用概念设计理念加强建筑结构平面设计,避免出现较多设计漏洞,提高建筑结构平面设计方案的规范性。
        结语
        总而言之,建筑工程结构设计工作涉及的流程内容较多,在正式开展设计期间,设计人员应该准确把握建筑工程结构设计需求,明确结构设计要点。与此同时,设计人员应该准确立足于施工现场环境情况,对施工现场环境进行动态把握,根据实际情况,确立科学合理的建筑工程结构设计方案。需要注意的是,为确保建筑工程结构设计效果得以达到预期,设计人员应该合理运用概念设计与结构措施应用优势,深化加强工程主体构造、抗震设计以及结构强度效果。
        参考文献
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