概念设计在建筑结构设计中的应用

发表时间:2021/8/10   来源:《工程建设标准化》2021年第36卷第8期   作者:梁进勇
[导读] 近年来,我国建筑行业得到了迅速发展,建筑工程项目的施工规模以及结构复杂性也得到了提高,对建筑结构设计工作提出了更高的要求。
        梁进勇
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        摘要:近年来,我国建筑行业得到了迅速发展,建筑工程项目的施工规模以及结构复杂性也得到了提高,对建筑结构设计工作提出了更高的要求。如果建筑结构设计不合理,会直接影响到筑工程的施工效果跟施工效益,甚至导致一系列安全事故。因此,相关建筑设计人员还需要加强概念设计在建筑结构设计工作中的应用力度,促进建筑结构设计的科学性和可行性进一步提高,为建筑工程的后续建设奠定良好基础。
关键词:概念设计;建筑;结构设计;应用策略
引言
        在良好经济的支撑下,国内建筑领域及相关行业的发展越来越快,城市内建筑数量不断增加,且建筑物的性能、质量与使用年限持续优化,造型样式也日渐新颖。对于建筑施工而言,结构设计是初始阶段的重要组成,为了确保项目的整体质量,首先应提高结构设计的科学性与合理性,以此进一步提升建筑产品的使用质量。
1概念设计概述
        概念设计指基于设计人员的经验积累,根据工程项目的具体情况和业主需求,使方案设计具有较强的针对性。所以,工程设计人员应重视业主的需求,对需求进行详细分析后,根据建筑项目的特点确定建筑项目设计方案。工程设计人员应利用建筑设计理论,借鉴成功案例经验,优化建筑项目的设计内容,完成符合业主需求的结构设计方案。概念设计可分三个步骤完成,即分析、综合、评价。在分析步骤中,设计人员要对需求数据进行分析和验证;在综合步骤中,设计人员应广泛收集数据信息,按设计需求确定初步的设计雏形;在评价步骤中,设计人员应对设计方案进行筛选,从中选择最优方案。可以看出,概念设计要求设计人员具有较高水平的专业综合素质,同时具备发散性思维能力,能够从庞杂的数据中筛选出有用信息,实现建筑结构的深度设计,充分满足业主对工程的需求。
2概念设计在建筑结构设计中的重要性
        近些年来,建筑行业发展迅猛,在科技、经济、理念、技术等多个方面的支持下,建筑行业逐步实现了领域内的创新,快速普及网络技术与信息技术等高新科技,提高了施工效率,提升了建筑质量,有利于为客户提供更高端、更优质的建筑产品。对于概念设计而言,其本身的定性化特征虽然限制了自身的发展,但从另一个角度来看,也不失为一种天然优势。概念设计的重要意义主要体现在两个方面,首先是由于在当前的设计理论中存在很多不足之处,例如混凝土的相关设计等。概念设计自出现以来,有效解决了诸如内力计算与截面设计等矛盾,最终导致计算出的真实力值存在差异。其次是在设计初期,初始的设计无法通过电子设备获取,只得依靠笼统的概念进行模糊的探讨,而概念设计恰巧符合这一设计标准。
3概念设计在建筑结构设计中的具体应用
        3.1在施工场地规划中的应用
        在建筑结构设计中,首先需要就项目的施工场地进行合理规划,为后续的工程建设施工奠定良好基础。施工场地的规划效果直接影响建筑后期的建设效果,通过概念设计的应用,能够对以往场地规划中存在的弊端进行及时解决。概念设计的全局性特征,能够帮助设计人员对地形、地质以及建筑物结构等进行综合分析与协调,基于多种方案的评估进行最适合施工要求场地的选择,减少地形地质条件要素对建筑结构设计效果所造成的影响。例如在进行高层建筑的结构设计过程中,通过概念设计技术的应用,能够帮助设计人员就建筑物的地方光照、楼层高度、人口密度以及停车位布局等参数进行综合考虑,实现建筑设计和施工用地两者之间的协调性,促进施工场地规划的合理性进一步提高。
        3.2在抗震、钢混结构中的应用
        结构抗震设计是目前建筑工程设计的重要工作内容。

项目设计人员应预先收集建筑工程的结构设计数据,录入BIM管理模型中,准确计算建筑结构的强度。根据建筑工程所在地的抗震规范要求,确定建筑工程的抗震设计要求,然后进行配筋量的计算。使用概念设计理念进行建筑的抗震设计,可实现建筑结构所需配筋量、刚度要求等工程技术指标的综合分析,使设计方案满足抗震要求,同时降低工程资源的消耗,节约工程建设成本。
        3.3在平面结构中的应用
        高层建筑的设计需考虑风荷载对建筑结构造成的影响。通常建筑物越高,受到的风荷载影响越大。如果建筑物长期承受来自各水平方向力的作用,会使建筑物侧面发生位移。所以,在分析建筑物遭受风荷载影响的过程中,应先对邻近建筑物的风荷载影响进行详细分析,将分析结论用于建筑结构的设计工作中,提高建筑工程的抗风能力。进行建筑物的整体平面设计时,可使用概念设计,对风荷载影响下建筑物结构的侧移问题进行综合分析。选择抗风性良好的平面类型,分析时也应考虑建筑四周的高层建筑对风压造成的影响,根据建筑物需抵抗的竖向及水平荷载力,解决建筑平面设计中的工程问题,从而提升建筑平面的结构质量。
        3.4协同工作
        协同是时代永恒的主题,是设计人员应具备的一种能力。协同工作主要从两方面展开。其一,做好材料层面的协同。设计人员要考虑到材料之间的影响,通过精心设计,让材料之间完成配合,能够大幅度提升材料的使用效率。设计人员还要思考如何用最少的材料满足建筑要求,比方说矩形截面受压构件的使用率较低,这时就可从概念设计及结构措施等方面入手进行调整。通过控制梁的长短,让梁弯矩始终保持在合理区间。随着社会的进步,不断有新材料被研发出来,设计人员要对这些材料的信息了如指掌,这样才能尽快融入设计方案。使用新型材料的好处有两点,一是向绿色建筑方向靠拢,以获得国家的政策扶持。其二,减少材料的使用量,以提升项目的经济效益。另一方面,把握结构体系层面的协同。设计人员要想尽一切办法让建筑结果趋于合理,这样才能确保建筑物拥有良好的安全性与可靠性。具体来说,在设计砖混结构时,要合理设计构造柱、圈梁及基础结构,一起承担荷载。在当今社会中,高层建筑呈几何状增长,并且这种趋势不可阻挡,这时就需要建筑结构能够承担更大的载荷。为满足这一要求,需要设计人员要了解抗侧力结构,并掌握布置方法。通过将短柱放置在指定位置,以此提升建筑结构的承载能力。其三,坚持环境协同治理。如果施工现场管理不当,会对周围环境造成污染。建筑人员要达成统一意见,对污染源进行有效控制。其一,对施工步骤进行优化,最大程度降低施工带来的影响。其二,在建筑施工过程中会出现扬尘,这时就需要采取控制手段。对施工区域进行洒水,让地面始终处于湿润状态,这样就不怕大风将尘土吹起。对施工车辆进行有效管理,无论是否装有渣土,都要盖上篷布,同时对车身进行清洗。及时清理废土,不给扬尘污染提供可乘之机。其三,设计人员要深入学习绿色施工技术,并将其引入设计方案中。这样既能降低环境污染,又能提升施工质量。
结束语
        综上所述,建筑结构设计的内容极其复杂,对设计师的能力要求较高,需要同时具备充足的专业知识沉淀以及相对丰富的工作经验。只有将专业知识与工作实践相互融合,融会贯通,才能提升建筑结构设计的合理性、安全性与适用性。除此之外,还应积极努力地创新我国建筑结构设计理念,总结出一套真正适合国情的高效结构设计方案。
参考文献
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