概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用

陈玉联

摘 要：为了更好的满足人们的使用需求，现代建筑的结构设计日益复杂化和多样化，并且对设计人员的专业技术水平提出了更高的要求。作为建筑工程施工建设的首要环节，只有确保建筑结构设计的适用性、科学性，才能为后续的工程施工提供参考和支持。概念设计和结构措施作为建筑结构设计的两大核心组成部分，也需要引起设计人员的重视，并且结合以往工作经验和施工现场环境，对概念设计进行优化，制定出科学的结构措施，确保建筑整体质量安全。

关键词：概念设计；结构措施；建筑结构设计；应用策略

1 前言

建筑质量安全始终是施工单位和住户共同关心的焦点问题，由于建筑施工过程中，可能影响质量安全的因素较多，例如施工区域的地质条件、气候变化以及施工水平等。因此，必须要严格规范建筑结构设计，并且要加强现场施工质量监督，确保施工人员严格执行结构设计方案，从源头上杜绝建筑质量安全问题。文章首先对概念设计的步骤和重要性进行了概述，随后分别就概念设计、结构措施在建筑结构设计中的具体应用展开了分析。

2 在建筑结构设计中应用设计概念的方法及优势

2.1 建筑结构设计中应用概念设计的方法

不同的建筑工程由于使用功能、抗震性能、内部结构等方面存在较大差异，因此在开展前期结构设计时，需要设计师基于个人以往的设计经验，同时又要结合建筑项目的特点和建筑使用的要求，从整体层面上开展概念性的设计，在保证建筑质量安全、满足使用需求的基础上，为建筑单位节省成本支出，维护经济效益。对于一般性的建筑工程来说，其概念设计主要分为三个步骤：第一，分析阶段。作为概念设计的首要环节，分析阶段主要是通过各种途径（地质勘查、数据查找等）获取与建筑施工相关的信息，为下一步的分析[1]、评估奠定基础。对于获取的大量数据，可以借助于信息化手段进行快速分析和深度挖掘，保證数据的有用性和精确度；第二，综合阶段，结合分析所得数据，并参照以往的设计经验，制定出建筑结构设计方案；第三，评估阶段，组织设计师专家团队，对多个建筑结构设计方案进行评估，从中选择一个最优方案，对方案的细节性内容进行完善，最后获得可行性的建筑方案。

2.2 建筑结构设计中应用概念设计的优势

（1）创新性优势。在以往的建筑结构设计中，多数设计师按照固定的模式进行设计，虽然能够保证建筑结构设计不出现大的质量问题，但是也导致设计方案缺乏创新性，已经难以满足当代人求新、求异的心理需求。而采用概念设计，则更多的发挥了设计师的主观能动性，融入了设计师以往的经验和个人的设计风格，从而是建筑结构设计向多元化、个性化方向发展，这也在一定程度上推动了建筑行业的发展。

（2）增强设计师水平。概念设计是以大量的建筑数据为基础，结合设计师经验的一种设计模式。设计师在进行概念设计时，可以通过不断的校对找出工程设计中存在的一些问题，进而分析问题成因并采取必要的优化措施。尤其是对于一些结构复杂的高层建筑来说，在概念设计过程中，设计师通过不断的检查、反复的修整，不仅确保了建筑结构设计的质量，而且也间接的提高了自己的水平，对于个人设计能力的提升也起到了积极作用。

（3）增强建筑结构设计效果。概念设计可以生成多个建筑结构设计方案，然后有设计师团队或专家评委对这些方案进行评估，从中选择一个最佳的方案。在这种情况下，所得的设计方案不仅能够保证建筑的美观和质量安全，而且在经济效益方面也有突出优势。此外，这种基于概念设计的建筑方案，还能够最大限度的避免了后期出现设计重复的问题，对于加快工程进度也有很好的保障。

3 概念设计在建筑结构设计中的应用策略

3.1 选取合适的建筑施工环境

施工场地的选择会对建筑结构设计和后期施工产生直接影响，例如需要根据场地勘查考虑建筑抗震性能和地基防渗施工等。同时，借助于概念设计中的一些技术手段，还能够提前掌握不同地质环境下需要采取的施工技术措施，尤其是像一些软土地基发育较为严重的地区，需要提前做好软土地基的处理，以避免后期因为地基不稳而导致建筑墙体出现裂缝，影响建筑质量安全。除此之外，像建筑结构设计中必须要考虑的日照间距、防护距离等，也可以作为场地选择的重要参考依据。

3.2 以施工现场为基础选定合适的建筑结构

在完成建筑选址后，就需要结合地质勘查结果，开展建筑基础设计。现阶段建筑基础设计和施工常用的方法有两种，一种是桩基础施工，另一种是箱型基础施工，两种施工方法的应用优势存在差异，例如桩基础施工通常适用于一些土质比较松软、地基荷载能力较差的环境，而箱型基础施工则更多的是应用于高层建筑，除此之外，箱型基础由于整体刚度较强[2]，受外界干扰因素影响较小，因此在抗震方面也有一定作用。建筑单位可以根据现场情况合理选择建筑结构。

3.3 对建筑结构刚度合理设计

刚度也是建筑结构设计中需要考虑的参数之一，如果建筑刚度设计值低于标准值，可能会由于构建承重能力不足而出现建筑结构不稳，影响质量安全；反之，如果建筑刚度设计值超过实际标准，又会造成资源的浪费，不利于节省施工成本。因此，设计人员必须要结合现场情况，对建筑结构的刚度进行合理设计。另外，刚度值的大小还会对建筑自振周期产生影响，而自振周期有时建筑防震性能设计中的关键因素。对于一些高层建筑来说，通过概念设计合理选择刚度，对于提升建筑抗震能力也有一定的帮助。

4 结构措施在建筑结构设计中的应用策略

4.1 提升并协调施工材料利用效率

通过协同工作不仅可以实现提升结构的稳定性，同时也可以提高材料的利用率。对于一些高层建筑来说，材料消耗量较大，如果能够提高材料利用效率，无形中可以节省很多的建筑材料，为建筑企业节省了一大笔开支。例如对于常见的矩形截面受压构件，这种构件在实际使用中的利用率极低，这主要是由于两个原因：首先是梁的长度变化会引发梁弯矩的变化，其次是梁的中和轴附近的材料利用率低。于是对于等截面梁来讲这种受压构件的很多区段的利用率极低。在这种背景下，通过使用概念设计结构分析，对梁截面的应变梯度进行调整，从而使构件保持轴心受力，从而有效地提升了材料的利用率。

4.2 增强结构体系的整体协调性

在概念设计中的协同工作在建筑结构设计中得到了广泛的应用，协同工作要求结构内部的各个构件要处于相互协作以及共同工作的状态[3]。这种协同效应就需要结构构件在承载力极限的条件下不仅可以保持共同工作，同时也需要它们具有共同的耐久性。此外建筑结构的上部与基础应该在受到载荷时保持着一个统一整体，共同承担载荷。在使用砖混结构的建筑中为了维持协同工作要通过构造柱以及圈梁将整个结构组合成统一整体进行受力，避免建筑结构单纯的依靠建筑结构自身刚度来承受载荷。

5 结语

由于受到了传统建筑理念的影响，尤其是创新能力的缺乏，导致我国建筑在进行设计的过程中出现了一定程度的问题，影响了建筑设计的发展。但是如果在发展的过程中将概念设计融入到建筑结构设计之中，就可以在发展过程中构造出更为合理的建筑结构体系，并达到节省原料的目的。因此为了促进建筑结构设计的发展，为建筑设计带来更多的实惠与便利，可以进行概念设计的推广。

参考文献：

[1] 周自强.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用[J].居业，2017（11）.

[2] 阳春明.浅析概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用[J].中国住宅设施，2017（12）.

[3] 史开军.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用分析[J].中外企业家，2017（5Z）.