当前建筑结构设计中概念设计的应用

2016-02-16陈一鸣湖南省建筑设计院湖南长沙410011

中国房地产业 2016年10期

文/陈一鸣　湖南省建筑设计院　湖南长沙　410011

当前建筑结构设计中概念设计的应用

文/陈一鸣湖南省建筑设计院湖南长沙410011

【摘要】近年来，我国社会发展比较迅速，国民生活水平也不断提高，对建筑结构设计的要求也在逐渐提高。作为建筑结构设计方案中较为重要的概念设计应运而生，而且发展越来越快，不仅能将设计过程中遇到的问题都较好地解决，也使建筑结构的安全性、经济性、适用性得到了进一步的提高。本文主要针对建筑结构设计中概念设计的应用进行简要的探讨。

【关键词】建筑;结构设计;概念设计;应用

引言：

概念是对事物本质的直接反映，是思维的一种形式，它是在实践的过程中，感性认识向理性认识升华的结果。建筑行业中，设计人员还不是很了解空间结构的整体性，在进行具体的建筑结构设计时，经常会运用一些假定理论和简化设计，所以，这就要求相关的建筑结构设计人员需要对整体结构与局部结构之间的关系做以透彻地了解，同时融入概念设计的理念，要从概念设计的角度来促进建筑结构设计的整体发展。

1.建筑结构设计中概念设计的具体应用

1.1方案选择时概念设计的应用

在建筑结构设计当中，概念设计的应用较为广泛，首先就是在设计方案的选择上要应用概念设计。概念设计并不是毫无依据的设计，其设计要以方案的经济适用为前提，同时要体现出创新之处。在方案选择的过程中运用概念设计的理念，可以使所选方案更具合理性。设计人员在进行结构形式与结构体系的选择时，可以结合自身的专业知识和以往的工作经验，从而使选择更加的切实可行，主要就是总体布局一定要明确清晰，以建筑的目标职能为出发点，使结构的高效规划得以实现。在概念设计的理论运用过程中，我们需要综合考虑地质条件、结构类型、荷载分布、施工条件等，最后选择最佳方案。即使是进行基础设计的时候，也不能将概念设计思想的应用忽略掉，设计必须以实地勘察报告为依据，调查清楚相关的资料，只有将这些前期工作准备到位，才能使后期的设计更加准确。

1.2建筑抗震设计时概念设计的应用

在建筑结构设计中，抗震设计一直是结构设计人员关注的重点问题。概念设计在抗震设计中的应用，要以地震灾害和工程经验为依据，结合抗震规范要求的抗震设防“三水准”和抗震设计“两阶段”，形成设计的基本原则和理论，从而指导建筑结构的总体布置并确定结构的细部构造。概念设计的运用，着重需要把握好结构体系平面与立面的规则性，在进行具体的设计时，可以通过调整结构刚心、建筑物质心及平面形心的位置，使三者尽可能靠近，并尽量避免结构的竖向刚度突变，从而使建筑形体和结构布置更加的合理，这在抗震概念设计中是非常重要的。因为简单、规则、对称的结构在遭受地震作用时产生的扭转效应更小，而竖向刚度的均匀连续则能避免结构薄弱层的出现，因此，如果能在概念设计阶段就要充分考虑这几点因素，就能尽早地发现并避免后续潜在的设计难点，使结构的规则性、整体性得到保证，使地震作用的不利影响减到最小。另外，在进行结构细部的抗震设计时，要以概念设计原则为指导，着重把握好强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件等抗震设计要点，因为在抗震设计中，结构的延性是需要高度关注的问题，具有良好延性和变形性能的结构能在地震发生时能耗散更多的能量，通过产生一定的变形保证结构塑性内力重分布，避免出现脆性破坏，更好地减小灾害影响并保障人员和财产安全。

1.3电算分析时概念设计的应用

近年来，建筑结构设计已经与计算机辅助设计技术紧密地联系在一起，但是其中隐藏的问题也在不断地显现出来。一旦计算软件出现程序问题，或者在建模过程中由于软件本身的差异性而产生不同的计算结果，这时我们就需要运用已有的概念设计知识对不同的计算结果进行分析和判断。由于概念设计对设计者的工作实践经验有较高的要求，所以，在平时的工作中设计人员需要有意识地进行概念设计方面的训练和相关知识的积累。

1.4结构体系设计时概念设计的应用

常规的建筑结构，一般都是由水平构件与竖向构件共同组成受力体系，水平构件将楼面、屋面等竖向面荷载传递给竖向构件，并同竖向构件一起组成结构的抗侧力体系，共同承担风荷载和地震作用等水平作用。不同的竖向构件形式形成的抗侧力体系也不尽相同，常见的抗侧力体系主要有框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构等。建筑结构是否安全、经济和合理，抗侧力体系的选择和设计在其中占有重要的主导作用。所以，在结构体系设计中进行概念设计，主要是以建筑物的抗震需求和建筑高度为标准，结合建设项目的实际情况，使所选择的抗侧力体系及其结构布置更加安全、经济和合理。

2.建筑结构设计中概念设计的注意事项

2.1合理选择建筑场地和基础类型

建筑场地的选择与设计关系紧密。项目建设场地的合理选择，有利于之后各阶段的工作开展。选择建筑场地的时候，有几个基本要素是要遵循的，分别是地质条件、防护距离、周边建筑情况、建筑控制高度、防噪间距、通视要求以及现有地形的分析等等。另外在结构抗震的概念设计中，建设的场地尽量选择对抗震有利的地段，如果实在没有办法避开抗震不利的危险地段，也需要通过采取有效措施，尽量使不利因素减少直至消除。因此，在初步设计以前，一定要做好勘探和选址的工作。

完成建筑场地的选择后，再根据建筑所处场地的地勘报告和预计的结构形式选择合适的基础持力层以及相应的基础类型。这个概念设计阶段对于建设项目的总造价有一定的影响，通常需要经过基础方案对比由经济分析最终确定。对于常规结构，常用的有柱下独立基础、桩基础、筏板基础等几种基础形式。

2.2体现结构设计师理念

传统设计观念对现代建筑结构设计的影响比较大，现如今建筑结构设计中的守旧思想还是较为普遍的，很多建筑产品都缺乏足够的创新意识。概念设计对于增加建筑结构设计中创新性非常有利，能够使建筑设计风格与实际需求更加的符合，使建筑产品的艺术内涵得到提高。现在不少建筑结构设计工程师都了解一些概念设计的相关知识，但是还没有实践经验，导致概念设计的应用受到一定的限制，从而使概念设计在建筑结构设计（如结构布置、确定结构方案）中的扩展也受到了阻碍。最近几年，计算机技术进步较快，使建筑结构设计中概念设计的准确性不断的提高，然而计算机技术毕竟只是一种辅助性的技术，不能将建筑中的人性化设计完整地体现出来。而概念设计能够将这个问题有效地解决，它能在结构设计中将设计师的设计理念充分地体现出来。所以，在进行建筑结构设计的时候，对计算机的应用一定要理性，不能过分依赖计算软件，因为概念设计可以弥补设计软件某些方面存在的不足，能更好得满足人们的生理需求与心理需求。