建筑结构设计中的概念设计及结构措施

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年3月第7期   作者:王斌
[导读] 目前,建筑工程企业,都将建筑结构设计作为工程施工中的重中之重,
        王斌
        云南能投艺科工程设计有限公司  650000
        摘要:目前,建筑工程企业,都将建筑结构设计作为工程施工中的重中之重,其设计质量和设计效果对于建筑工程的日后运营有着很直接的关系。因此,相关设计人员一定要转变设计理念和设计思路,在不断提升自身专业素质的同时,有效的融入概念设计,科学合理的进行整体建筑布局,使其与周围环境达到和谐和统一,并针对各部分建筑结构进行系统性分析,采取多元化的结构措施,从而有效增强建筑结构的标准性和完整性,使其日后使用更为安全、更为可靠。
        关键词:建筑结构设计;概念设计;结构措施;应用与要点
        引言
        建筑技术发展到今天,建筑结构设计已经不仅仅是一门与建筑设计相配合的专业技术,特别是概念设计作为现代建筑设计领域的新兴理念,对于技术高超的设计师,结构体系的概念设计可以作为一门艺术进行探讨、研究。在这种背景下,不进行精确计算、不经过理性分析的概念设计可以使整体方案更具创新性、艺术性。同时,概念设计易于手算,可以大胆利用估算方法对结构体系的初步构思进行比较与选择,减少了方案后期阶段的相关不必要的繁琐计算,由此大大提高了方案的可行性。
        1建筑结构设计中的概念设计的重要意义
        目前,概念设计已深入人心,成为建筑结构设计的主流,随着城市建筑产业突飞猛进、概念设计被逐渐应用,概念设计不仅推动了建筑结构进一步发展,同时也给建筑设计带来更加深远的影响。概念设计的突出优势主要包括以下三个方面:
        1.1摆脱计算机程序模式
        毋庸置疑,计算机的精确计算能大幅提高建筑结构设计的安全稳定性,但由于灵活性不足,经常会出现结构设计理论和计算机理论相互矛盾,也带来结构工程师对常规结构工作性能的误解,因此,需要设计人员利用整体概念设计来填补计算设计能力不足的缺陷。
        1.2创新工程师设计思维
        目前工程师的设计还主要依赖手册、使用计算机程序进行设计的方式,事实上在建筑方案设计时尤其在方案设计之初,过于精准的结构模式会桎梏结构工程师的思维。在初步设计过程中有许多预想方案不可以用计算机代替,需要工程师依赖自己的工作经验和专业知识进行构思和创作,从而在工程设计领域中发现某种新事物、提出某种新思想,通过多方案比选创造出更加合理、经济的结构体系。
        1.3优化建筑结构抗震性能
        因概念设计要求明确建筑物的地震传递途径和计算简图,对抗震薄弱环节特别提出措施加固,从整体视角来考虑如何使整个建筑结构拥有良好的延性和抗震能力,避免了因局部破坏而导致的建筑物倒塌情况。从根源处解决问题,极大提高、优化建筑抗震性能。
        2结构概念设计需考虑的因素及措施
        2.1结构措施的内容
        概念设计与结构设计措施在建筑设计中缺一不可。结构措施的实施直接影响到建筑设计的效果。选择施工场地时,必须充分考虑到日照时间、建筑间的距离与安全防护距离等因素,以及基础结构和建筑的自然环境,尽量避免恶劣的地质条件;在地质条件控制下,可采取一系列地质缺陷防治措施,以防止地震对结构的破坏;在经济比较时,对结构材料和构件的承载能力进行质量保证。
        2.2结构概念设计思考因素
        2.2.1选择合适方案
        选择合适的解决方案是非常重要的,不仅关系到工程质量和结构,而且关系到今后人们的生活安全。因此,结构方案的选择,应遵循科学性、适宜性和发展性的原则。影响设计方案的因素很多,因此设计方案各不相同。当设计完成后,再开始规划的适用性选择,选择的方案不好,对以后的项目有很大的影响,所以要慎重选择。在方案的选择上,一方面要坚持科学、合理的原则,另一方面要注重经济效益。所以选择一个好的解决方案是非常重要的。方案的实施选择,从项目用地、建筑材料、建筑材料等方面进行分析,使每个项目节点都具有科学性、适用性,同时通过完善的专业技术团队,综合评价、估算,分析等设计因素,选择科学合理的结构概念设计方案。
        2.2.2科学设计结构简图
        在概念结构设计中,专业的科学理论是很重要的一点,通常用结构设计图来评价结构概念设计的适用性。对于结构简图的选择,应遵循准确、安全的原则。如果草图不符合科学原理,相应的结构概念设计也会出现相应的误差,甚至影响施工质量和安全。因此,应尽一切努力设计出科学准确的设计草图,把误差控制在可控范围内。
        2.2.3确切地分析计算结果
        在社会经济飞速发展的今天,信息技术,尤其是数字计算软件,已经广泛应用于建筑工程设计中,提高了工程设计的效率。但有时计算软件的计算结果与实际相差很大,导致计算结果往往比较混乱。因此,在进行建筑结构的计算时,计算软件的选择要慎重,分析不同软件的计算系统,根据项目的实际情况和设计原则,选择合适的计算软件,根据不同的工程项目,及时调整软件计算流程,确保计算结果科学准确。
3建筑结构设计中的概念设计及结构措施
        3.1合理选择结构体系
        建筑工程项目在规划和建设过程中,结构体系在其中具有非常重要的影响和作用,既是基础,同时也是其中必不可少的重要因素。

要想在整个操作过程中取得良好的实施效果,就必须要保证各个因素相互之间的契合度可以得到有效提升,在保证各个要素之间可以实现有机结合的基础上,可以将概念设计在结构体系中的作用和价值最大化发挥出来。在施工过程中,对概念设计方式进行科学合理的利用,可以实现对结构体系的完善。在对结构体系进行构建和具体应用过程中,必须要对最基本的物理学原理给予足够关注和重视,同时还可以将其看作是基础。与此同时,要对一些科学合理的结构措施手段进行合理利用,这样不仅可以促使各个关键结构部位的牢固性得到有效提升,而且还可以适当延长使用寿命。除此之外,对于设计人员而言,还要与建筑物的设计理念、设计要素以及建设目标等进行结合,从外部因素的角度出发,为建筑结构的质量提供有效保障。
        
        3.2 优化设计方案的制定
        通过概念设计能够进一步优化结构体系,概念设计使建筑的构件特征以及各部分的组成关系更加明确,在设计时全面的掌握这些信息能够对建筑的承载力以及环境变化情况选择最优的解决方案,推动构建结构单元之间密切配合。随后,概念理念的确定能够快速促进后续设计工作中平面、线形、球型以及各种形式的设计结构单元进行整合转换,形成独特的概念设计结构体系。其次,概念设计能够对建筑的结构设计进行布局优化,能够更加科学的根据楼高楼层等数据信息,搭建建筑支撑点和受力体系,对于承重梁筑墙等各部分根据建筑的整体构造优化布局,使建筑不仅有足够的强度,还具有整体的特色和美感。最后还能根据建筑场地的地理位置和地质条件来进行整体的结构设计的科学性和稳定性测试。通过概念设计在结构设计中的应用,能够不断促进设计方案的完善,从而避免在施工过程中产生各种问题和隐患,同时还能对建筑的发展提供思路和参考模板。
        3.3概念设计与结构设计相互融合
        结构设计并不是孤立的独立体,他与概念设计的提出密不可分,优秀的概念设计可以对结构设计起到极大的推动作用,促进建筑物的高效搭建。在进行建筑物设计搭建之前,建筑师与居住者要进行提前沟通,在实现双方意见的互相交流后找到概念设计与结构设计的结合点,从而在设计理念上保证结构设计满足居住者的要求,避免设计和搭建过程矛盾的产生,从而保证建筑物最后的呈现状态,提高建筑结构设计的能力。
        4概念设计应用要点分析
        4.1合理选择结构设计方案
        在建筑结构设计过程中,为了充分融合概念设计模式,相关设计人员一定要确保设计方案的完整性和实用性,使其各项设计内容都能符合相关工程设计标准,满足业主实际需求。同时,还要提高设计人员的专业知识和专业能力,使其积极学习先进工程设计经验,有效的做好建筑结构概念设计工作,并在方案确立之前,对现场结构部件进行全面的分析和检测,尤其是那些应力水平较低、刚度较弱的结构部位,进而针对容易出现的问题,采取对应的结构措施,不仅要选用适宜的施工材料,还要依照结构特点,制定多种设计方案,从而择优入取,为提高整体建筑结构设计水平奠定良好的基础。
        4.2合理选择计算简图
        计算简图,对于建筑结构设计质量来说,有着很重要的影响,一旦存在不合理的地方,势必会降低设计效果,引发各种安全事故。所以,在进行概念设计时,一定要注重计算简图的精确性和合理性,并根据工程应用特点,采用必要的结构措施来加以维护。同时,工程设计师还要构建严格的设计标准,使每一结构节点的刚度都能符合基准数値,进而最小化减小计算简图的设计误差,确保整体结构设计的效果。
        4.3正确分析计算结果
        现代化建筑结构十分繁杂,各种规格参数都需要精准的计算才能获取,因此,计算机的运用,成为设计师必不可少的计算工具,但由于其系统软件的多元化,所产生的计算误差也是时有发生,这就给整体结构设计带来很多不利的因素。因此,为了提升建筑设计水平,应保证各项数据计算的精准性和实效性,大力采用计算机系统,并针对所需的数据信息进行认真的核对,从而根据积累的设计经验,判断出数据结果的误差。
        结束语
        设计人员应合理运用设计及结构措施,提高建筑结构设计的质量,以促进我国建筑业的发展。“结构”是人们对建筑结构的一般规律和最基本特征的认识。万事万物都有普遍规律,也有其自身的特殊性,正确的结构概念可以使人深刻理解结构的受力特性,形成更为有效的结构体系,使设计更加完善。当设计建筑结构时,应将“设计与共同设计”的理念贯穿于整个建筑,使概念设计与结构措施有效结合,保持良好的整体性能。
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