概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)中重要性探討

1、<p>　　概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)中重要性探討</p><p>　　摘要：概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起著不可忽視的作用。它既能反應(yīng)一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計(jì)理念，又能衡量出結(jié)構(gòu)工程師的專業(yè)技術(shù)水平。本文就概念設(shè)計(jì)作了簡(jiǎn)要論述，并重點(diǎn)對(duì)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要性作了探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：概念設(shè)計(jì)、建筑、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號(hào)：S61

2、1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算方法的發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員過分依賴設(shè)計(jì)軟件的現(xiàn)象日益普遍，在設(shè)計(jì)中常常陷入只憑計(jì)算的誤區(qū)。概念設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)的思路，是定性的設(shè)計(jì)，一般不經(jīng)數(shù)值計(jì)算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震

3、害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。 </p><p>　　結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是在經(jīng)驗(yàn)與理論相互結(jié)合的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它是設(shè)計(jì)人員根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)的理論知識(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形成的一種新的設(shè)計(jì)方法。這種方法既符合理論的科學(xué)性，又能結(jié)合施工的實(shí)際，補(bǔ)充理論的不足。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與理論知識(shí)相結(jié)合，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)

4、行概念性地分析和比較，確立建筑結(jié)構(gòu)的總體布局，形成合理的設(shè)計(jì)。 </p><p>　　二、概念設(shè)計(jì)的重要性 </p><p>　　概念設(shè)計(jì)是展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計(jì)思想的關(guān)鍵，一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師的主要任務(wù)就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)，并能有意識(shí)地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 </p><p>　　強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)的重要，主要還因?yàn)楝F(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與

5、計(jì)算理論存在許多缺陷或不可計(jì)算性，比如對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)力計(jì)算是基于彈性理論的計(jì)算方法，而截面設(shè)計(jì)卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，這一矛盾使計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)差之甚遠(yuǎn)，為了彌補(bǔ)這類計(jì)算理論的缺陷，或者實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際存在的大量無法計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，都需要優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施來滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。同時(shí)計(jì)算機(jī)結(jié)果的高精度特點(diǎn)，往往給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員帶來對(duì)結(jié)構(gòu)工作性能的誤解，結(jié)構(gòu)工程師只有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念的培養(yǎng)，才能比較客觀、真實(shí)地

6、理解結(jié)構(gòu)的工作性能。 </p><p>　　概念設(shè)計(jì)之所以重要，還在于在方案設(shè)計(jì)階段，初步設(shè)計(jì)過程是不能借助于計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。這就需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運(yùn)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，選擇效果最好、造價(jià)最低的結(jié)構(gòu)方案，為此，需要工程師不斷地豐富自己的結(jié)構(gòu)概念、深入、深刻了解各類結(jié)構(gòu)的性能，并能有意識(shí)地、靈活地運(yùn)用它們。 </p><p>　　三、概念設(shè)計(jì)的一般性原則 </p><p&

7、gt;　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要可分為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、主體設(shè)計(jì)及附屬構(gòu)件設(shè)計(jì)三大類。一提到基礎(chǔ)設(shè)計(jì),我想所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者都會(huì)重視,基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)工作量及工程造價(jià)約占總工程量的20%~40%?；A(chǔ)的設(shè)計(jì)即便是出了一點(diǎn)點(diǎn)的小問題,那么也會(huì)對(duì)整個(gè)建筑物的安全造成重大影響?；A(chǔ)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)依據(jù)是工程地質(zhì)勘查資料,而我們的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也是根據(jù)地質(zhì)勘查資料所提供的土的類別、性質(zhì)等等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的?；A(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)上部主體結(jié)構(gòu)形式荷載分布情況,相鄰建筑物,構(gòu)筑物的

8、影響以及施工條件等多方面因素進(jìn)行綜合分析,選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)形式,并應(yīng)將基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在能最大限度地發(fā)揮地基潛力的土層上。但對(duì)于不熟悉的地域的基礎(chǔ)設(shè)計(jì),我們還應(yīng)多參考當(dāng)?shù)鼗蛳嘟赜蚱渌ㄖ牡刭|(zhì)工程報(bào)告,以便綜合分析合理確定基礎(chǔ)方案。主體的概念設(shè)計(jì)可以說是整個(gè)設(shè)計(jì)工程的核心,其方案的合理性決定著整個(gè)工程的安全性、經(jīng)濟(jì)性。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的采用也是根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的方案及地質(zhì)情況共同決定的,但地質(zhì)條件一般是無法改變的,所以說上部結(jié)構(gòu)的方案又在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中

9、起了重要的作用。 </p><p>　　主體結(jié)構(gòu)方案是建立于建筑設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上,一個(gè)好的建筑方案往往會(huì)考慮到結(jié)構(gòu)方案的合理及經(jīng)濟(jì)造價(jià)等多方面因素,但又不會(huì)受到結(jié)構(gòu)方案的制約而將建筑物做成火柴盒式的建筑。如何既滿足建筑功能的要求,又要滿足結(jié)構(gòu)的安全性及經(jīng)濟(jì)性,那么這就是給結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)人員出了一個(gè)復(fù)雜的課題。不論建筑造型如何復(fù)雜,作為一個(gè)優(yōu)秀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員首先是把結(jié)構(gòu)體系的受力明確、傳力簡(jiǎn)捷作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要前提,其

10、次根據(jù)具體實(shí)際情況要求建筑方案平面及豎向規(guī)則,最后應(yīng)根據(jù)建筑物地理環(huán)境情況,材料供應(yīng)情況,施工條件等綜合因素確定最終主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。而作為現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的主要計(jì)算工具—結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的廣泛使用,大大降低了設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度,也提高了計(jì)算的準(zhǔn)確程度。但是我也要提醒廣大設(shè)計(jì)人員的是,它畢竟是我們的工具,當(dāng)我們正確使用它的時(shí)候,它會(huì)給我們提供出一個(gè)正確合理的作品,當(dāng)我們錯(cuò)誤的使用它的時(shí)候,它同樣給我們提供一個(gè)錯(cuò)誤的答案。因此在一個(gè)好的方案指

11、導(dǎo)下,運(yùn)用合理的結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件, 就會(huì)得到好的設(shè)計(jì)作品。 </p><p>　　當(dāng)我們得到了計(jì)算結(jié)果后,我們還要對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,慎重校核,合理判斷,通過認(rèn)真分析確定薄弱部位,在施工圖紙上采用合理的技術(shù)措施,使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、合理。始終牢記“強(qiáng)柱弱梁, 強(qiáng)剪弱彎, 強(qiáng)壓弱拉”設(shè)計(jì)理念,注意構(gòu)件的延性性能,考慮溫度等多方面外界因素影響。還應(yīng)注意綜合考慮抗震的多道防線,盡量避免薄弱層的出現(xiàn)及使用時(shí)極限狀態(tài)的驗(yàn)算等概

12、念設(shè)計(jì)的指導(dǎo)。 </p><p>　　四、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 </p><p>　　1、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 </p><p>　　在高層建筑設(shè)計(jì)中，水平荷載作用下的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移成為了高層建筑設(shè)計(jì)的難題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)原則，既要考慮到滿足相關(guān)的要求，又要選擇更好的抗側(cè)力體系。在建筑物選擇平面結(jié)構(gòu)時(shí)，

13、應(yīng)該選用風(fēng)壓較小的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要綜合分析所建建筑物周圍的建筑物，了解分析周圍建筑物對(duì)所建建筑物風(fēng)壓布局的影響，還要考慮建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要增強(qiáng)建筑物的抵抗能力和豎向的荷載。并且，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員還要運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，考慮到建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，在平面設(shè)計(jì)時(shí)，要力求使建筑的平面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單規(guī)則。 </p><p>　　2、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 </p><p>　　根據(jù)建筑

14、物的不同地理位置和結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)原則選擇采用樁基基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)等。在運(yùn)用箱型基礎(chǔ)時(shí)，建筑物的荷載力能夠均勻地傳給地基，抵抗地基的不均勻沉降，和周圍的土體共同協(xié)作，增強(qiáng)建筑物的抗震和抗風(fēng)能力；當(dāng)采用筏形基礎(chǔ)時(shí)，建筑物的上部結(jié)構(gòu)荷載較大，地基的承載力較低，采用這種結(jié)構(gòu)可以有效分散建筑物上部的荷載，增加地基的承載力，防止地基產(chǎn)生不均勻沉降。 </p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是

15、一種很重要的設(shè)計(jì)思想，正在被越來越多的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師接受和采用，并且在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮越來越重大的作用，必定會(huì)成為以后建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流思想。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。發(fā)展先進(jìn)計(jì)算理論，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟(jì)成為當(dāng)務(wù)之急，所以打破建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的墨守成規(guī)，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力，是相當(dāng)必要的。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)

16、計(jì)中，結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)具體體現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的上部設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，能夠有效提高建筑物抗震和抗風(fēng)能力，增加建筑物的穩(wěn)定性，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完善。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語 </b></p><p>　　隨著概念設(shè)計(jì)的廣泛應(yīng)用，概念設(shè)計(jì)將成為今后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流思想，因此，研究建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)對(duì)今后建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展是具有深遠(yuǎn)意義的，這就需要建

17、筑設(shè)計(jì)師不斷探索和學(xué)習(xí)，為建筑設(shè)計(jì)做出更大的貢獻(xiàn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 程建偉：《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用與研究》，《低溫建筑技術(shù)》，2009年08期 </p><p>　　[2] 賈昭 王云：《概念設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)及應(yīng)用》，《中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品》，2009年20期 <