建筑结构概念设计初探

建筑结构概念设计初探

海口市城市规划设计研究院海南省海口市570100

摘要:近年来,随着人们生活水平的提高,对建筑质量的要求也越来越高。建筑结构设计在很大程度上影响工程质量安全。随着社会经济发展,高层建筑数量越来越多,建筑结构也越来越复杂。在这种情况下,建筑结构设计难度有明显增加。概念设计是一种现代设计理念,目前在建筑设计中的应用越来越广泛。论文结合工程建设实例,对概念设计在建筑结构设计中的应用进行简要分析,希望能为相关行业提供一定参考。

关键词:建筑结构设计;概念设计;应用;研究

引言

科技在不断发展,建筑工程逐渐现代化、智能化,对建筑结构,设计提出更高要求。在建筑结构设计中,概念设计占据着重要地位,包含有方案设计、结构布局、配筋构造等多方面。概念设计所涉及内容的广泛性,导致设计人员必须全面考虑多方面因素,保障概念设计的合理性,才能有效降低工程成本,保障工程整体质量。

1结构概念设计概述

在实现对结构概念设计高效利用的过程中,需要了解与之相关的内容。具体包括:(1)所谓的结构概念设计,是指可以保持结构具有良好功能特性的一种设计方法,有利于优化建筑结构性能,增强其实践作用效果,全面提升建筑物应用过程中的服务水平;(2)在结构概念设计的作用下,可通过对构件与结构、建筑与结构之间作用关系的分析,确保建筑结构整体布局合理性,且能通过对针对性强的措施的合理使用,优化建筑结构抗震性能,完善其结构体系;(3)实践中若能加强结构概念设计使用,则有利于完善建筑结构设计方案,并使相关的设计人员有着更加丰富的实践经验,促进现代建筑工程的更好发展。

2概念设计在建筑设计中的意义

概念设计第一方面就是可以避免结构设计师在使用电脑设计时候存在的不合理的地方,根据自身的经验来分析计算模型,这样才能够确保所选择的方案是最合理的。第二个作用就是可以提升设计师的设计能力,从一定的层面上可以表示出来设计师的素养,可以确保设计结果的精确,最后一个作用就是可以使方案更合理,在设计的时候,可以通过概念设计进行结构分析,在进行分析的过程中做出合理的决断,概念设计可以让设计变得更加合理,安全性也会提高。

3概念设计在当前建筑结构中的应用原则

3.1秉持优化选性原则

1)优化结构体系。首先明确建筑中基本结构的特点,这是基本条件。以建筑、环境、荷载及使用状况为依据,对符合标准的基本建筑构件进行优化选择,并判定和分析他们间的关系,以此构建其基本性的结构单元和支承作法。然后通过交叉、平面、线型、叠合等集合形式,改变原本的基本型结构单元,使其以主要结构体系呈现出来。2)优化结构布置。在保证建筑使用意向和需求的同时,优化布置建筑物的墙柱竖向构件、基础及梁板等。在此过程中,明确建筑物的地质条件、承载能力、竖向及侧向的变形和支承作法等结构性问题,对该类问题进行对比,对其合理性及优越性进行简单判断。

3.2秉持合理受力的原则

从变形与受力方向来看,均匀受力效果显著优于集中受力,多跨连续效果较单跨简支效果更优。此外,空间内作用效果、刚性梁的连接效果及超静定受力结构体系受力效果均优于平面内作用效果、铰接梁的受力效果和静定的受力结构体系的受力效果。除此之外,应加强对建筑变形的协调性、刚度及结构的对称性的重视程度。不仅需要合理分析其部分构件的受力状况,同时也需要从整体上分析结构的宏观受力状况。加强对重要抗震变形和受力状况的重视程度。

4提升结构概念设计在建筑结构设计中应用水平的措施分析

4.1加强设计人员综合素质培养

(1)结合结构概念设计的功能特性及建筑结构设计要求,积极开展专业强的培训活动,且有效地将奖惩机制实施到位,促使建筑结构设计人员保持良好的个人素质,全面提高他们的专业能力,进而在其设计工作开展中逐渐提高结构概念设计利用效率,确保其建筑结构设计应用效果良好;(2)当建筑结构设计人员的综合素质得到科学培养后,则应要求他们在自身的设计工作开展中重视结构概念设计使用,促使其在建筑结构设计中的实践应用水平可不断提升,避免其设计方案形成受到不利影响。

4.2选择合适的结构材料

在建筑工程结构设计中,所需材料众多,尤其是钢筋、混凝土,更是工程建筑不可缺少的部分。在选择钢筋与混凝土时,应根据规定的建筑强度选择适当的材料,在一般建筑工程中,混凝土的强度不低于C20,直径为10mm的纵筋,强度等级应在C25及可以上,只有保障材料强度满足建筑等级要求,才能保障建筑工程质量。另外,在选择结构材料时,应保障建筑结构的整体性,如:在钢筋构造连接中,若将一级抗震钢筋与二级抗震钢筋相连,则设计人员需要遵循强节点、弱杆件的概念进行设计,提高建筑结构设计的合理性,保障建筑工程的整体性。

4.3制定有效的结构设计计划

作为建筑结构设计人员,在结构设计中,应利用自身工作经验与专业知识,制定有效计划,并保障设计计划的安全与实用。并且,在计划制定中,应多方查阅其他工程档案资料,思考可能发生的问题,如:建筑工程沉降不均、混凝土裂缝等,制定适当的应对措施,保障结构设计的完整性,降低设计漏洞,提高工程设计质量。

4.4建筑结构设计分析计算中概念设计的应用

就建筑结构设计而言,分析计算是其重要组成部分,特别是在计算机技术和部分设计软件的推广下,充分展示了分析计算的重要作用,而且分析计算的准确性与建筑结构设计水平存在直接关系,所以,需要加强对分析计算在建筑结构设计中的重视程度,尽管建筑结构设计期间,采用计算机技术可以促进分析计算准确性的提高,但是从整体上来讲,一旦计算机计算软件选择错误,则会对分析计算的结构造成影响。所以,针对分析计算来讲,首先需要从多个角度对分析计算软件进行合理选择,该步骤是概念设计最基本的要求。除此之外,根据概念设计理念合理掌握分析计算结果的准确性,以此保证分析计算结构的合理性和充分性。

4.5概念设计在抗震设计和结构体系设计中的应用

概念设计对于建筑物抗震性能也有着直接的影响,在对建筑进行抗震设计的过程中,有很多的构造设计的来源都是概念设计,比如强柱弱梁和底部加强区都是根据抗震概念设计的相关方法来进行的,只有在这样的条件下所设计出来的建筑结构,抗震的安全性能才能够得到一定的保障,在一般的情况下,建筑的结构分为水平构件和竖向构件,这两种构件就形成了空间的架构,竖向构件的作用就是可以承担水平构件传来的相应的压力,这样就会形成抗压力体系,抗压力体系也就会传递给基础,当然,抗压力体系也是会发生变化的,它的变化就是随着竖向构件的不同而产生的变化,抗压力体系的好坏也是直接的影响到了建筑物的质量,这个地方我们应该知道,在建筑结构设计运用到概念设计的时候,都需要根据建筑物抗震等级的要求,来保证抗侧力体系布局的合理性,在这个过程中,概念设计可以对设计的方案以及相应的构件尺寸的合理性进行一定的估算。

4.6建筑平面中概念设计的应用

对于高层建筑物来讲,在对结构进行设计的过程中,应全面考虑其风荷载影响,原因是建筑物层数越高,其风荷载影响逐渐加大,再加之长时间水平力的作用,使得建筑物逐渐发生移动。将概念设计应用于结构设计过程中,设计人员应全面考虑建筑结构位移状况。在对建筑物形状进行选择时,应加强考虑其承受风荷载压力的影响,并对其是否能够利用结构设计降低风荷载影响进行考虑。除此之外,在对建筑物的风荷载影响承受力进行分析时,首先分析相邻建筑物风荷载影响分布情况,在此基础上进行结构设计,以此确保建筑结构的抵抗能力。

4.7针对性地开展结构概念设计方面的研究工作,控制好建筑结构设计过程

(1)在提升对结构概念设计整体认知水平的基础上,为了使其应用价值在建筑结构设计过程中可以体现出来,进而提升结构概念设计的实践应用水平,则需要在长期的实践中针对性地开展与之相关的研究工作,且将最终得到的研究成果应用于建筑结构设计过程中,确保其设计状况良好性,满足结构概念设计在建筑结构设计中应用水平逐渐提升方面的要求;(2)基于结构概念设计的建筑结构设计工作开展,为了降低其设计过程中的问题发生率,实现对结构概念设计的高效利用,需要控制好建筑结构设计过程,处理好其中的细节问题,进而使建筑结构设计效率与质量可逐渐提高,并为结构概念设计在其设计中的应用水平提供相应的保障。

5结构概念设计在建筑结构设计中应用方面的注意事项

(1)建筑结构设计人员在实践中应充分考虑结构概念设计的应用价值,并对其作用下的建筑结构设计效果进行全面评估,从而为现代建筑结构设计方案的完善积累丰富的实践经验,确保其在实践中的结构设计合理性。同时,针对基于结构概念设计的建筑结构设计过程,需要将相应的控制工作落实到位,保持结构概念设计良好应用价值的同时为日后建筑结构设计工作的有效开展提供参考依据。(2)在运用信息技术进行结构概念设计作用下的建筑结构设计工作时,需要设计人员通过对实践中形势变化的有效分析与信息技术功能特性的充分考虑,将相应的建筑结构设计工作落实到位,并在思想上给予结构概念设计在其设计中的作用发挥足够的重视,促使建筑结构设计的实践经验更加丰富,实现对结构设计问题的有效应对。(3)为了避免因设计人员素质问题的发生而影响结构概念设计在建筑结构设计中的作用发挥,需要完善各方面的考核制度,在创新理念的作用下,保持这类制度良好的应用效果,从而发挥出设计人员在基于结构概念设计的建筑结构设计中的作用。

结语

综上所述,在建筑结构设计中,结构概念设计不仅提高了设计人员的设计能力,还直接影响了建筑工程质量。对此,在概念设计中,选择适当的建筑布局,选择合理的结构形式,制定有效的结构设计计划,提高建筑工程安全性与质量。总之,真正落实结构概念设计,对建筑行业的发展起着重要作用。

参考文献

[1]李霞.论建筑结构设计中的概念设计及其优化[J].建材与装饰,2018(31):91-92.

[2]谭坚贞.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用[J].建筑技术开发,2018(10):19-20.

[3]龙长沙.概念设计在建筑结构设计中的应用探索[J].绿色环保建材,2018(5):80.

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