建筑结构设计中概念设计的应用探讨

段 耀 美

(太原理工大学建筑设计研究院，山西 太原 030024)



建筑结构设计中概念设计的应用探讨

段 耀 美

(太原理工大学建筑设计研究院，山西 太原 030024)

介绍了概念设计的内涵，分析了建筑结构设计中概念设计应用的原则，并从结构抗震设计、结构方案选择、结构分析计算等方面，阐述了概念设计的应用方法，从而保证建筑结构设计的经济性、合理性及可靠性。

建筑结构，概念设计，抗震设计，设计原则

目前时代的发展使得计算机的应用范围越来越广泛，其应用虽然使得设计建筑结构的工作更加方便，对设计结构的效率和质量进行提升，但同时也会使得设计人员对计算机越来越依赖。许多设计人员在设计建筑结构的过程中，都认为只需要保证设计标准规范就可以，因此其设计的结构合理性、经济性以及整体性都远远不够。对此，就需要对概念设计的应用进行重视，从而对建筑结构设计水平进行提升[1]。

1 概念设计的内涵

宏观控制建筑结构设计，从整体角度对建筑总体进度进行把握，就是概念设计。概念设计是将工程经验以及结构体系作为依据，从而对设计原则和思想进行获取，其不会对精确的数值计算进行应用，站在宏观角度对建筑结构抗震细节措施、总体布置等进行确定。对估算的方式进行应用，才能够对建筑结构体系进行有效的构建，保证选择的及时性。这种建筑结构设计方式具有定位正确以及思路清晰的特点，能够防止不必要的计算出现在设计过程中，从而对经济的可靠性进行保证。所以，在设计建筑结构的过程中，需要对概念设计的思路进行应用，从而进一步发展建筑行业。

2 建筑结构设计中概念设计应用的原则

2.1 空间作用原则

作为一种空间结构，建筑物在进行结构概念设计的过程中，就需要对其结构空间作用的科学性进行保证，并且对其原有结构进行恢复，从而对建筑结构设计的可靠性、安全性以及科学性进行保障[2]。

2.2 优化选型原则

首先，需要对建筑结构布置进行优化。在对建筑使用的方向和需要进行确定的基础上，优化布置建筑的柱墙支承系统、基础系统以及楼层盖水平。除此之外，还需要比较建筑的支承作法、竖向变形、承载力、地质条件、侧向变形等结构性，从而对其优越性、科学性、合理性进行进一步的确定。其次，需要对建筑结构体系进行优化。在设计建筑结构体系的过程中，需要对建筑基本构件的特点进行充分的掌握，随后以建筑使用情况、荷载以及环境为依据，对优化方案进行选择，从而对各种情况间的关系进行判断，并在此基础上进行结构单元的创建，对结构单元应用交叉、叠合、线型以及平面等集合形式进行转换，从而促使主要结构体系形成。

2.3 弱梁强柱设计原则

在设计建筑的过程中，需要遵守弱梁强柱的原则。这一设计原则的应用，能够使得强烈地震发生的时候，建筑结构梁的塑性充分体现出来[3]。

2.4 结构延性设计原则

通常情况下，延性系数会将建筑结构延性体现出来，并且其系数是结构极限变形和屈服变形的比值，建筑结构的延性就由其比值所决定，其延性越好就代表其比值越大。与此同时，如果建筑结构构件的延性较好，则其整体建筑结构的延性必然也十分优良。

2.5 耗能与等强度设计原则

在将抗震设计在建筑结构中实行的过程中，需要全面考虑到建筑的耗能和等强度设计。在设计建筑结构的时候，需要防止建筑水平承重结构由于施工不合理或设计考虑不全面被破坏，进而对建筑物的稳定性和安全性产生影响。与此同时，在设计建筑结构的过程中，还需要充分考虑如何设计建筑结构的薄弱环节，将等强度设计尽量做好，除此之外还需要对耗能设计进行重视。

与此同时，在对建筑耗能构件进行选用的时候，需要将下述工作做好。第一，为了对地震能量进行消耗，耗能构件数量需要满足设计要求，从而保证构件的延性良好。第二，对建筑耗能构件屈服力进行保证，促使其所处阶段始终为弹性阶段。通常情况下，在建筑结构中屈服的局部性较强，因此其无法破坏整个建筑[4]。第三，在选用建筑耗能构件的过程中，不应该对柱、剪力墙等主要对竖向荷载进行承受的构件进行选择和应用。

3 建筑结构设计中概念设计的应用

3.1 建筑结构抗震设计中的应用

抗震设计也是建筑结构设计中非常重要的一部分，将概念设计应用到建筑结构抗震设计的过程中，首先要做的就是对部分和整体的关系以及内部力学关系进行了解，并以其力学关系为依据，在此基础上进行合适的抗震装置设计，从而对建筑结构的稳定性进行调整，促使其能够对建筑结构的抗震性能进行保障。

3.2 应用于选择建筑结构方案的过程中

选择结构方案对建筑结构设计来说非常重要，其也是建筑结构设计的关键点，结构方案选择的难度较大，如果有失误的情况出现在选择建筑结构方案的过程中，就会致使严重的问题出现在建筑结构设计之中。在选择建筑结构方案的时候，概念设计需要将其自身作用充分发挥，从而对结构方案的有效性和合理性进行保证。在进行应用的时候，需要做到局部到整体、整体到局部的全面考虑。在应用概念设计的过程中，主要需要对以下两种方式进行应用。

第一，在选择建筑结构设计方案的时候，需要对用户的要求进行充分的考虑，在此基础上才能够体现出概念设计的主要作用与特点[5]。其能够以用户的要求为依据，保证设计更加具体化，在建筑结构方案中进行反映，对建筑结构方案选择的准确性进行提升。第二，在选择建筑结构方案的时候，需要对建筑工程施工现场的有关要素进行全面的研究和调查，主要考虑的内容包括建筑场地承载力、地质结构以及地形条件等，因此需要对其进行分析和调查，保证其全面性，这也能够体现出概念设计的整体要求。

3.3 计算分析在建筑结构设计中的应用

计算分析是建筑结构设计中非常重要的一个部分，随着设计软件的应用以及计算机技术的发展，分析计算也越来越重要，建筑结构设计水平会直接受到分析计算准确性的影响。所以需要在设计建筑结构的过程中重视分析计算，通常情况下计算机技术在设计建筑结构的过程中能够对计算分析的准确性进行很大的提升，然而分析计算的结构也会受到计算机软件选择的影响。所以，首先需要围绕着分析计算的流程，对分析计算软件进行选择，其选择也能够将概念设计的要求体现出来。除此之外，只有在对概念设计理念进行充分应用的基础上，能够合理应用且准确把握分析计算的结果，从而科学合理的应用分析计算结构[6]。

4 结语

本文就建筑结构设计中概念设计的应用进行了探讨，首先介绍了概念设计的内涵，随后阐述了建筑结构设计中概念设计应用的原则，最后分析了建筑结构设计中概念设计的应用。作为设计思想进步的成果，概念设计会逐渐变为今后建筑设计中的主要思想，并广泛应用到建筑结构设计之中。

[1] 陈现伟.刍议当前建筑结构设计中概念设计的应用[J].中华民居(下旬刊),2013(6):46-47.

[2] 李志刚.关于建筑结构设计中概念设计与结构措施的分析[J].低碳世界,2016(3):123-124.

[3] 张 贺.框架结构设计在建筑结构设计中的应用[J/OL].工程技术研究,2016(8).http://www.cnki.net/kcms/detail/10.19537/j.cnki.2096-2789.2016.08.144.html.

[4] 陶小林,杨 杨.浅谈房屋建筑结构设计中的应用优化技术[J].科技创新与应用,2013(16):264.

[5] 苗 寅,赵伯霖.有关概念设计在建筑结构设计中的具体应用初探[J].河南科技,2014(24):185-186.

[6] 周宏伟.刍议房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].四川水泥,2014(12):283-286.

The application discussion of concept design in architectural structure design

Duan Yaomei

(ArchitecturalDesignandResearchInstitute,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)

This paper introduced the connotation of concept design, analyzed the application principle of concept design in building structure design, and from the structure seismic design, structure selection, structure analysis calculation and other aspects, elaborated the application method of concept design, so as to ensure the economy, rationality and reliability of building structure design.

building structure, concept design, seismic design, design principle

1009-6825(2017)07-0033-02

2016-12-26

段耀美(1982- )，男，工程师

TU318

A