于浩　董艷君

【摘 要】概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要因素，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著非常重要的作用和影響。不僅能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)承載力和穩(wěn)定性，還能使其壽命達(dá)到甚至超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限，并且建筑結(jié)構(gòu)能夠與周?chē)h(huán)境有機(jī)的融合，提高了建筑的使用價(jià)值。鑒于此，本文就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施的應(yīng)用展開(kāi)簡(jiǎn)要的論述。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；結(jié)構(gòu)；概念設(shè)計(jì)

前言

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施至關(guān)重要。設(shè)計(jì)是建筑工程的基礎(chǔ)，而概念設(shè)計(jì)則是在工程建設(shè)中體現(xiàn)先進(jìn)思想和規(guī)范精神的關(guān)鍵。一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，除了依靠經(jīng)驗(yàn)外，還要能夠運(yùn)用整體概念設(shè)計(jì)方法將建筑結(jié)構(gòu)自身、建筑結(jié)構(gòu)與外部環(huán)境兩者之間的結(jié)構(gòu)布局、相互影響等完全融入到總體設(shè)計(jì)方案之中，并能有意識(shí)地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，不斷地豐富自己的結(jié)構(gòu)概念，深入、深刻地了解各類(lèi)結(jié)構(gòu)的性能，并能有意識(shí)地、靈活地運(yùn)用它們，才能更好的促進(jìn)概念設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的完美應(yīng)用。

一、概念設(shè)計(jì)的概念

所謂的概念設(shè)計(jì)一般指是以工程概念為依據(jù)，不經(jīng)數(shù)值計(jì)算，用符合工程客觀規(guī)律和本質(zhì)的方法，對(duì)所設(shè)計(jì)的對(duì)象作宏觀的控制。尤其在一些難以作為精確力學(xué)分析或現(xiàn)存規(guī)范中難以顧及的問(wèn)題，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則的設(shè)計(jì)思想，從整體的角度來(lái)確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)分析

在建筑設(shè)計(jì)建設(shè)中，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講，概念設(shè)計(jì)是指進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)確定中應(yīng)用以往的建筑理念以及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到問(wèn)題進(jìn)行處理解決的過(guò)程，因此，概念設(shè)計(jì)也可以理解為應(yīng)用建筑整體概念對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中可能會(huì)遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析考慮，并從整體上進(jìn)行解決，以實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及總體方案的確定。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)可以理解為是通過(guò)整體概念形式實(shí)現(xiàn)的建筑結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)，以及進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)問(wèn)題的宏觀評(píng)價(jià)的選擇確定，以實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的保證。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講，概念設(shè)計(jì)能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思想理念進(jìn)行充分體現(xiàn)，同時(shí)也是是實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想展示的首要方法和手段。在建筑設(shè)計(jì)建設(shè)領(lǐng)域，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是要在特定的建筑空間中通過(guò)有效的整體概念運(yùn)用，以完成建筑結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)確立，從而進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)之間問(wèn)題的有效解決和處理。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)通常與設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)閱歷有很大關(guān)系，往往設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)閱歷越豐富，建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的有效內(nèi)容也就越多。結(jié)合我國(guó)當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與思想理論之間還存在有相對(duì)較大的差距，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在著一定的不利作用和影響，其中，計(jì)算問(wèn)題是當(dāng)前我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為突出的問(wèn)題，也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施需要解決的重要問(wèn)題。

總之，概念設(shè)計(jì)作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要因素，其設(shè)計(jì)中心就是要求對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要性概念進(jìn)行理解，以通過(guò)整體概念實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，因此，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講，概念設(shè)計(jì)不僅在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算以及實(shí)際受力問(wèn)題分析中有著非常重要的作用，并且對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)施工建設(shè)方案的確定也有重要作用和影響，通過(guò)概念設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠有效的降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工建設(shè)的成本費(fèi)用。

三、結(jié)構(gòu)措施

（1）合理選擇結(jié)構(gòu)材料

第一，在選擇鋼筋、混凝土中，根據(jù)相關(guān)規(guī)定的強(qiáng)度等級(jí)來(lái)選擇混凝土與鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)，一般箍筋與混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不低于C20，對(duì)于直徑為10mm的縱筋，其強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于C25，只有確保建筑材料滿(mǎn)足了強(qiáng)度等級(jí)設(shè)計(jì)要求后，材料的強(qiáng)度才能得到充分發(fā)揮；第二，確保結(jié)構(gòu)的整體性，根據(jù)鋼筋的一級(jí)抗震等級(jí)和二級(jí)抗震等級(jí)進(jìn)行抗震構(gòu)造連接，在節(jié)點(diǎn)連接中，應(yīng)遵循強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱桿件的設(shè)計(jì)原則，注重構(gòu)造連接度的把握，以保證整個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)造的整體性。

（2）懸索結(jié)構(gòu)

懸索結(jié)構(gòu)所用的全都是拉桿，這就使材料的利用率以及結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平都變得相當(dāng)高，可以充分的利用高強(qiáng)度的材料，還可以施加預(yù)應(yīng)力，同時(shí)也包括與懸索結(jié)構(gòu)相結(jié)合的一些結(jié)構(gòu)模式等，所以懸索結(jié)構(gòu)就比較適合應(yīng)用于跨度非常大的建筑結(jié)構(gòu)中。例如浙江省人民體育館的屋蓋設(shè)計(jì)就是概念設(shè)計(jì)中懸索結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的較好案例。其懸索結(jié)構(gòu)由索網(wǎng)、邊緣構(gòu)件組成。為了得到較好的穩(wěn)定性，在概念設(shè)計(jì)時(shí)，將預(yù)應(yīng)力分別加在承重主索和穩(wěn)定性副索上，使其形成穩(wěn)固的雙曲鞍形索網(wǎng)。在邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì)上應(yīng)用了概念設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)形梁，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨將懸索固定在環(huán)形梁上，并在副索底座上設(shè)計(jì)承受水平拉力以減小環(huán)梁彎矩，極大的提高了懸索結(jié)構(gòu)的剛度支撐和穩(wěn)定性，保證了屋蓋的設(shè)計(jì)安全。

（3）鋼混結(jié)構(gòu).鋼管混凝土在當(dāng)下建筑施工中是時(shí)常應(yīng)用的，是一種將鋼材和混凝土進(jìn)行混合，達(dá)成充分發(fā)揮二者性能的新型模式，能夠讓剛度和建筑穩(wěn)定性有一定程度的提升。應(yīng)用鋼管和混凝土相結(jié)合主要應(yīng)用的原理有兩個(gè)方面可以體現(xiàn)。1、外部鋼管能夠較好的對(duì)內(nèi)部混凝土有所約束，讓混凝土強(qiáng)度可以有所加大，對(duì)變形的幾率能夠有效減少。鋼筋混凝土中的結(jié)構(gòu)促使建筑物中的抗震能力不斷加強(qiáng)，合理的解決了高層底層柱軸壓比超限的問(wèn)題。2、內(nèi)部混凝土能夠?qū)ν獠夸摴苡辛χ危摴芎蛢?nèi)部混凝土能夠有效結(jié)合，從而構(gòu)成具備一定優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)型效果，讓自身的優(yōu)勢(shì)都可以顯現(xiàn)出較好的補(bǔ)充，所存在的缺陷也能夠互相彌補(bǔ)，讓承載力有所加大，相互結(jié)合之后的承載力是兩者承載之和的18倍左右。

四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施的應(yīng)用

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施的分析，可以看出在建筑設(shè)計(jì)建設(shè)中，概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的協(xié)同工作對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)體系、建筑材料利用率的作用關(guān)系體現(xiàn)出來(lái)的首先，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講，如果建筑結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件能夠在各種極限狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)合理受力，并且結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性不受影響，那么建筑結(jié)構(gòu)各構(gòu)件之間的相互配合與協(xié)調(diào)是關(guān)鍵，這也是協(xié)同工作在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用體現(xiàn)，并且隨著建筑設(shè)計(jì)與建設(shè)的發(fā)展，協(xié)同工作理念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也得到不斷的延伸和發(fā)展，其中以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之間的協(xié)同關(guān)系最為突出。其次，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的另一重要表現(xiàn)為協(xié)同工作與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料利用率的控制應(yīng)用關(guān)系。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，協(xié)同工作的程度是隨著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料利用率的不斷提高呈現(xiàn)提升變化的。

五、結(jié)語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)是新興的設(shè)計(jì)理念，逐漸被建筑結(jié)構(gòu)工程師運(yùn)用于現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)之中。概念設(shè)計(jì)有利于促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量水平的改進(jìn)提升，對(duì)于保證建筑設(shè)計(jì)建設(shè)質(zhì)量與效果有著積極作用和意義。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑的概念來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)相關(guān)概念和設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并結(jié)合個(gè)人設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出一套適用于施工的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，才能確保建筑施工順利進(jìn)行。

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