概念设计在建筑结构设计中的应用分析

徐朝前

近年来，随着中国建筑业的不断创新和进步，我国所进行建设的建筑项目的数量和范围都得到了迅猛增长，这使得对于建筑的结构设计提出了新的要求。结构工程是土木工程的重要组成部分。如果结构设计不合理，不仅会影响施工效率，还会影响施工项目的安全。概念设计在建筑结构设计中的应用可以准确把握结构设计的方向，提高结构设计的科学性和可行性，确保建设项目的可靠性和稳定性，实现中国建筑业的可持续发展。

1.概念设计内涵

概念设计的内涵指的是在对建筑项目进行设计的时候需要首先对设计方向进行明确，然后相关的工程师进行资料的收集和整理，对相关的设计资料进行有效的分析，之后再对设计过程当中的具体步骤和方案进行进一步的分解，对设计方案进行重新设计寻找和建筑方案最为契合的方案的过程。在进行运用概念设计的过程当中首先需要将建筑工程当中的各个方面进行充分的综合考虑[1]，比如说建筑工程所处的具体地理环境、建筑工程的功能以及形状等等，在考虑进这些内容的同时，还需要对这些内容进行更加深入的分析和研究，进行科学的规划和设计，找出融合建筑设计工程的多方要素的概念设计。进行建筑工程的概念设计需要建筑设计工程师具有非常高的能力要求，需要工程师在进行概念设计的过程当中具有充分的综合能力，能分析和整理建筑工程当中的各种要素，最后综合寻找合适的概念设计方案[2]。

2.建筑结构设计中概念设计的重要性

2.1 创新建筑结构设计方式

在进行建筑结构设计的过程当中，不能够仅仅通过短短的简单设计完成。进行建筑结构设计，需要相关的建筑设计工程师通过自身进行大量的实践所获得的经验，对建筑结构设计的方案进行逐步设计、完善以及调整。而概念设计对于建筑结构设计最为重要的是，通过引用概念设计能够将该建筑结构设计的相似的工程项目进行总结，然后根据所总结出的优点，再对建筑结构设计进行全新的设计，很好地避免以往在建筑结构设计过程当中的弊端，让建筑结构设计方案能够更科学合理地进行。而在以往传统的建筑结构设计过程当中，通常情况下，都是由建筑工程设计师根据所提出的设计要求直接进行建筑设计，虽然在设计的过程当中能够有效地保证建筑结构设计方案的标准性以及规范性，但是在进行设计的过程当中具有很多十分明显的问题[3]。

2.2 提升建筑结构设计整体水平

在对概念设计进行深入理解和有效把握之后，在进行建筑结构设计的过程当中能够极大程度上提高建筑结构设计方案的科学性和合理性[4]。除此之外，在引入概念设计的理念过后，建筑结构设计工程师能够对方案当中所出现的问题进行及时的查验和解决，在对相关建筑结构的相关数据进行验算的时候，可以结合类似工程项目的分析数据对建筑结构设计的数据和质量，进行更加准确的分析和判断，让建筑结构设计师根据所检验的结果对建筑结构设计方案进一步的改进和完善，有效提高建筑结构设计的设计水平和安全可靠性。

3.建筑结构设计中概念设计需要考量的因素

3.1 建筑场地

建筑场地作为建筑工程施工过程当中最为重要的影响因素之一，建筑结构设计工程师在进行建筑结构设计的过程当中一定要充分考虑这一重要影响因素。如果建筑场地出现问题，那么整个建筑工程建设将会无法继续进行。所以在进行建筑工程建设的过程当中，首先需要选择一块最优的建筑场地来进行建筑工程建设，保证工程建设能够顺利有序地进行下去。而在对建筑场地进行选择地过程当中，需要对各方面的因素进行充分的考虑，举个例子来说，在设计的过程中需要对建筑场地周围的实际施工环境和天气气候等进行充分考虑，在对这些影响因素进行综合考虑之后，再产生最适合建筑工程项目的建筑场地。

3.2 建筑结构体系

在进行建筑结构设计的过程当中对于建筑项目的建筑结构体系也需要进行充分的考虑。在进行建筑工程建设的过程当中所采用的不同建筑结构都有着不同的建筑设计和建设要求。虽然现如今的建筑工程结构有着这么多的结构类型，这些不同的建筑结构类型都是有着不同的建筑功能的，建筑工程设计师需要根据建筑项目的实际类型选择合适的建筑结构体系。所以建筑结构设计工程师需要对不同的建筑结构体系进行全面的掌握，掌握每一种建筑结构体系类型所适用的具体的建筑类型和其所具有的建筑功能和特点，以及不同的建筑结构体系在建筑工程建设过程当中所需要注意的注意事项。高层建筑结构体系如图1。

图1

3.3 建筑基础设计

概念设计在建筑结构设计当中的作用，不仅仅是能够在进行建筑结构设计的过程当中提高建筑结构设计的科学性和合理性，还能够有效地对建筑项目地资源进行合理地整理和分配。在对概念设计进行应用的过程当中，通过概念设计能够对建筑结构设计当中的不利因素进行及时的改正，保证建筑结构设计的方案的各项数据都能够达到国家所规定的各项标准。其次有效地结合概念设计来完成建筑设计，在进行设计的过程当中，保证建筑工程各个方面的设计都能够具备充分的可行性，同时保证在进行实际的建筑施工操作当中也能够具有实际性，保证在进行建筑施工的过程当中不会出现偏差，有效地满足现代建筑学对于建筑结构设计的各项基本要求。

现如今在概念设计当中所采用的基础设计类型主要是箱型基础和筏型基础两种类型，其中筏型的基础设计不仅能够将地基的受力进行有效的分散，还能够有效解决在建筑施工过程当中所存在的地基沉降的问题。而箱型基础设计所起到的作用则是和筏型基础设计所起到的作用相反的，箱型基础设计可以将建筑的底层形成一个有机的整体，这样的建筑基础设计能够让建筑的地基具有更强的承载力，让建筑工程的安全性和稳定性能够得到稳定的保证[5]。

4.概念设计的实践应用

以某工程建筑项目为例。该工程项目是一个拥有1层地下室和22层地上的建筑工程。计划的风荷载为每50年一遇，基本风压为0.6 kN/m，地震等级为Ⅱ级，地形和地质条件为建筑项目涵盖地下层数，能够将建筑工程的抗震性等能力进行大幅度的提高。建筑的规划者在对建筑场所的影响因素进行综合分析过后，决定采用混凝土管桩进行建筑地基的建设，不仅保证了施工项目的质量，而且提高了施工效率。同时，在建设项目中将桩基设计为B级，比长为25 m。结构系统的结构柱的轴向压缩比决定了其塑性变形能力。实际上，元件的可变形性对机构的延展性具有良好的抑制作用。该项目广泛分析并考虑了平面布置和侧向抗力，然后选择了剪力墙结构。

此外，在对施工现场的地质环境进行详细分析和检查后，剪力墙的地震级别应符合Ⅱ级。剪力墙的布置为了建筑物的均匀布置，剪力墙的布置必须基于建筑物轴线的方向，并且在两个方向上相应的侧向阻力必须一致。在执行任何特定建筑时，重要的是要确保建筑项目的总力平衡且对称，以使建筑物的刚度中心和重心高度兼容，并且建筑物的总力处于平衡状态。

5.结束语

在未来的建筑结构设计工作当中，概念设计在建筑结构设计当中的作用将会得到进一步的有效应用，概念设计对于我国建筑行业在未来的发展有着至关重要的作用。所以相关的行业应当充分地重视概念设计在建筑结构设计中的应用，建筑工程设计师应当积极地、科学地对概念设计进行有效地应用，这样能够更加有效保证建筑结构设计方案的科学性和合理性，促进我国建筑行业在未来的可持续发展。