概念设计在建筑结构设计中的应用

孟 婵 王 磊

（1.山东省济宁市规划设计研究院，山东济宁 272000；2.山东省济宁城投控股集团，山东济宁 272000）

近年来，我国建筑行业得到了迅速发展，建筑工程项目的施工规模以及结构复杂性也得到了提高，对建筑结构设计工作提出了更高的要求。如果建筑结构设计不合理，会直接影响到筑工程的施工效果跟施工效益，甚至导致一系列安全事故。因此，相关建筑设计人员还需要加强概念设计在建筑结构设计工作中的应用力度，促进建筑结构设计的科学性和可行性进一步提高，为建筑工程的后续建设奠定良好基础。

1 概念设计内涵概述

概念设计主要指在结合用户具体标准需求基础上，进行相关的概念性产品的设计工作，借此实现模糊抽象以及形象具体的直观转变，保障建筑结构设计的科学性和可行性。概念设计作为一种新型的设计理念，其需要将设计理念融入建筑结构设计的全过程，促进整体设计结果得以提高。在建筑工程项目的结构设计工作中，概念设计主要处于结构设计的初期阶段，实现设计理念和经验的充分融合，随后通过科学结构布局方式，做好抗震设计等结构设计工作。

此外，在概念设计工作中，还能够对建筑物的内力数据进行综合分析，但我国建筑领域中应用概念设计的时间比较晚，相关设计人员因为认知等方面限制，导致在建筑结构设计中难以进行概念设计的有效融合，直接影响概念设计的应用效果。

2 概念设计在建筑结构设计中的重要性

2.1 优化建筑结构设计方案

通过概念设计的应用，能够借助架构和对比方式，进行建筑结构设计方案的优化与完善。因此设计人员在概念设计应用中，需要就建筑物的总体情况进行综合考虑，进行设计整体框架的把握，缓解建筑结构设计中的工作压力，起到良好的设计成本节约效果。因此在建筑结构设计中，通过概念设计的应用，能够促进结构设计方案的科学性和合理性进一步提高，为后续建筑项目施工建设奠定良好的设计基础。

2.2 创新建筑结构设计模式

在建筑结构设计过程中，还需要结合以往大量的实践经验开展设计工作。概念设计是在结合建筑工程实际情况的基础上，设计出一套科学与完整的思路方案，能够有效规避建筑结构设计中的各种问题，促进建筑结构设计效率以及设计质量进一步提高。在传统的建筑结构设计过程中，多是由设计人员结合设计规范进行作业，过于依赖计算机等信息软件以及设计结果，无法合理判断合理性等缺陷。

通过概念设计的应用，要求设计人员进行设计理念的互相交流与沟通，对建筑结构设计方案的合理性和创新性的提升也具有积极意义。

2.3 提高建筑结构的整体设计水平

在建筑结构设计中通过概念设计的应用，能够进一步提高建筑结构设计方案的科学性与可行性。在概念设计过程中，设计人员还能够及时发现建筑结构设计中存在的问题，进行纠正设计，通过对前期数据进行处理的方式，实现设计方案的优化与完善。

3 概念设计在建筑结构设计中的具体应用

3.1 在施工场地规划中的应用

在建筑结构设计中，首先需要就项目的施工场地进行合理规划，为后续的工程建设施工奠定良好基础。施工场地的规划效果直接影响建筑后期的建设效果，通过概念设计的应用，能够对以往场地规划中存在的弊端进行及时解决。

概念设计的全局性特征，能够帮助设计人员对地形、地质以及建筑物结构等进行综合分析与协调，基于多种方案的评估进行最适合施工要求场地的选择，减少地形地质条件要素对建筑结构设计效果所造成的影响。

例如在进行高层建筑的结构设计过程中，通过概念设计技术的应用，能够帮助设计人员就建筑物的地方光照、楼层高度、人口密度以及停车位布局等参数进行综合考虑，实现建筑设计和施工用地两者之间的协调性，促进施工场地规划的合理性进一步提高。

3.2 在基础设计中的应用

基础设计是建筑结构设计中的重要内容，因此设计人员需要做好建筑工程的基础设计工作，保障基础结构作用的充分发挥，为后续施工奠定良好的基础。在进行地基结构设计过程中，通过概念设计的应用，可以促进设计质量进一步提高。例如概念设计在应用于高层建筑地基筏型基础时，可以分为梁板式以及平板式两种类型，能够帮助设计人员就施工区域的地形特点、楼层的实际承压要求以及对施工材料的性能要求等因素进行综合分析，借此保障地基结构的设计合理性，为建筑工程的后续开展提供良好的基础。

通过概念设计的应用，不需要设计人员将过多的精力消耗在数据信息上，但需要对混凝土特性有全面系统的认知，保障基础施工强度能够满足建筑工程项目的实际建设需求。

3.3 在剖面设计中的应用

在建筑工程结构的剖面设计过程中，概念设计的目的主要在于对建筑物的竖向结构以及传力性能进行明确。

（1）严格控制锚杆深度。

在对建筑项目进行剖面设计过程中，要求设计人员能够在结合相关设计标准的基础上，将锚固深度控制在合理范围内，降低建筑结构的中心点，促进建筑物自身的稳定性得以提升。

（2）保障建筑高度比的合理性。

建筑高度比的设计效果会直接影响建筑结构的安全性和施工造价，因此在概念设计过程中，设计人员需要将建筑结构的高度比控制在合理的范畴内，认真、仔细地进行核算工作，获得良好的高度比控制效果。

（3）实现建筑结构的缓慢过渡。

建筑工程自身的竖向结构以及传力性能会受到多种因素的影响，因此在建筑剖面设计过程中，需要通过概念设计实现基础层朝顶层竖向传力的缓慢过渡，避免建筑工程施工和后期使用中竖向结构刚度变化幅度过大等问题发生，对于建筑结构自身水平荷载力的提升也具有重要意义。

3.4 在平面设计中的应用

我国建筑行业不断发展，高层建筑数量也得到了大幅度增加，导致建筑结构所受的风荷载以及水平荷载进一步增加，如果没有做好平面设计工作，容易导致建筑物出现侧移问题，直接影响建筑物的使用性能跟安全性。

通过概念设计进行建筑结构的平面设计工作，需要对建筑物的侧移问题进行认真考虑，在进行方案设计过程中，应尽量降低建筑物承受的风荷载。进行概念设计时，需要就建筑物周围物体受到的风荷载影响进行认真观察，借此保障建筑物能够具备良好的风荷载抵抗效果。此外，在概念设计过程中，要求设计人员在平面设计过程中对建筑物结构的抗震性能进行综合考虑。在刚度选择过程中，要求设计人员能够通过详细计算进行刚度的确定，避免刚度不足对建筑结构稳定性所产生的影响。

应用概念设计进行建筑结构的平面设计过程中，需要对抗侧力结构进行完善，最大限度地保障建筑结构自身的抗倾覆能力。通过概念设计能够促进建筑结构的平面设计效果进一步提高，将建筑结构的风荷载能力、水平荷载抵抗力以及抗侧力结构控制在合理范畴内，对建筑结构自身稳定性以及后期使用安全性的提高具有积极意义。

3.5 在抗震设计中的应用

抗震设计在建筑结构设计中具有重要意义，要求设计人员做好建筑场地的分析工作，明确建筑施工中所应用到混凝土强度等级、初始尺寸等参数信息。

在结合建筑结构刚度的基础上，进行地震力大小参数的合理计算，借此明确后续建筑施工中所需的配筋数量。结构刚度、地震力以及配筋数量三者是一种正相关的关系，因此在进行抗震设计过程中，还需要进行三种结构参数的合理设计，促进建筑物的抗震性能进一步提高。

通过概念设计的应用，能够帮助建筑结构设计师在实际设计工作中获得设计灵感，有效规避传统设计理念对建筑设计人员所造成的限制。

例如在隔震消能设计过程中，可以在建筑物主体与基础结构之间进行隔震层的合理设计，或在建筑物顶端位置进行反摆的设计等，最大限度提升建筑结构的抗震性能，借此获得良好的抗震设计效果。

3.6 在协同工作中的应用

协同工作是结构设计的重要概念，要求在一个建筑结构内部，其能够承载极限状态下的合力受力，且不会对建筑结构造成破坏。因此在建筑结构的协同工作中，设计人员需要通过概念设计的方式，强化构件之间的配合力度，促进建筑物中构件的作用都能够得以充分发挥。此外，协同工作还体现在各个结构构件在受力中具备分工均匀的特性。建筑结构设计人员需要在结合建筑项目整体需求的基础上，加大对建筑结构刚度等参数的重视力度，在保障建筑结构承载力能够满足建筑物的功能需求基础上，进一步提高建筑结构面积的占有率以及平面利用率，有效减少建筑项目在后续工程施工中产生的建材损耗，对建筑工程项目整体施工效益的提升具有积极意义。

4 结语

综上所述，近年来我国建筑行业发展迅速，要求建筑设计人员能够积极在建筑结构设计中应用到概念设计，在结合现代化建筑管理信息服务系统的基础上，充分发挥概念设计的应用效果，促进建筑结构的设计合理性和可行性进一步提升，从后续的建筑项目施工建设提供良好的设计方案。本文主要就概念设计的内涵以及在建筑结构设计中的应用重要性进行了阐述，随后深入探究了概念设计在建筑结构设计中的应用途径。