唐云啟

（廣西榮泰建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司 廣西南寧市 530003）

研究概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的意義及應(yīng)用

唐云啟

（廣西榮泰建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司 廣西南寧市 530003）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)的很多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已很難跟上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，以往的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式比較單一，在發(fā)展過程中，已難以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。因此，在目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，概念設(shè)計(jì)被廣泛地應(yīng)用到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，并受到越來越多建筑設(shè)計(jì)單位的重視，很多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師根據(jù)自己的設(shè)計(jì)風(fēng)格，將其應(yīng)用到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在一定程度上，提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量與水平。本文主要從概念設(shè)計(jì)的定義及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的重要意義展開分析，深入研究概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用，以期提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而促進(jìn)概念設(shè)計(jì)在當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中有效應(yīng)用。

概念設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 前言

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)程序的有效應(yīng)用，方便了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師及工程師的設(shè)計(jì)工作，大大地提升了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量。但是也導(dǎo)致部分設(shè)計(jì)人員過分地依賴計(jì)算機(jī)來進(jìn)行相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算，設(shè)計(jì)人員僅需根據(jù)相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，利用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序來完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，而對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法是否合理、程序計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確、設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)是否安全穩(wěn)定等問題并不是很清楚，對(duì)于如何增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性、合理性以及經(jīng)濟(jì)性缺乏一個(gè)完整的概念。

2 概念設(shè)計(jì)的定義及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要意義

圖1 概念設(shè)計(jì)的定義及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要意義

2.1 概念設(shè)計(jì)的定義

概念設(shè)計(jì)主要指利用數(shù)學(xué)計(jì)算的方式，根據(jù)客戶需求進(jìn)行分析，繼而形成一個(gè)概念的產(chǎn)品，從客戶的需求分析一直到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，即為概念設(shè)計(jì)。它屬于一個(gè)從粗略到精細(xì)、從模糊到清晰、從抽象到具體的一個(gè)概念設(shè)計(jì)的演化過程，并且在設(shè)計(jì)過程中，從客戶對(duì)概念的需求出發(fā)，通過概念來貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過程。通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，對(duì)結(jié)構(gòu)選用、設(shè)計(jì)、分析以及計(jì)算等實(shí)行局部處理，之后再貫穿到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師要及時(shí)找出概念設(shè)計(jì)中存在的問題，并結(jié)合之前的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與當(dāng)前的建筑環(huán)境來進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分考慮各因素對(duì)設(shè)計(jì)工作所產(chǎn)生的影響，以便構(gòu)建較好的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而滿足建設(shè)方對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求。

2.2 概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要意義

（1）概念設(shè)計(jì)能較好地彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的缺陷。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)時(shí)，計(jì)算機(jī)對(duì)于方案的設(shè)計(jì)具有很大的局限性，它很難完成建筑結(jié)構(gòu)方案的整個(gè)初步設(shè)計(jì)。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用非常廣泛，但其設(shè)計(jì)程序常常會(huì)給設(shè)計(jì)人員一個(gè)錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，會(huì)讓設(shè)計(jì)人員覺得計(jì)算機(jī)的程序應(yīng)用起來比較簡(jiǎn)單，過多地依賴計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，而忽略了對(duì)建筑結(jié)構(gòu)概念方面的學(xué)習(xí)，造成設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)能力逐步下降。部分建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員，可能會(huì)習(xí)慣性地把結(jié)構(gòu)分析計(jì)算程序不假思索地應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，卻沒有認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的缺陷。

若選用到合適、正確的計(jì)算機(jī)軟件，則會(huì)提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率，一旦選到錯(cuò)誤的計(jì)算機(jī)軟件，則會(huì)影響到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。而這種潛在問題，會(huì)隨著時(shí)間的推移，慢慢凸顯出來。為有效地彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的缺陷，就應(yīng)將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)概念設(shè)計(jì)理念的學(xué)習(xí)，深入地了解與掌握建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，并根據(jù)所學(xué)到的概念設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，來選擇最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

（2）概念設(shè)計(jì)可以有效地滿足建設(shè)方的需求。概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，比較突出的作用是，可最大限度地滿足建設(shè)方對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求，而且對(duì)于建設(shè)方各個(gè)方面的需求，都起到較好的推動(dòng)作用，這種滿足對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，正是設(shè)計(jì)人員追求的主要目的，目的是得到建設(shè)方認(rèn)可。將概念設(shè)計(jì)理念充分應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可充分考慮到建設(shè)方的需求，但該種需求需通過合理的設(shè)計(jì)方式表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)中[1]。并且，在應(yīng)用時(shí)，也不是僅僅以滿足建設(shè)方需求作為唯一的根本，還要將建設(shè)方需求與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行完美地融合，這樣不僅能滿足建設(shè)方對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求，還能提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高效性。

3 概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用（如圖2）

圖2 概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用圖

3.1 概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)分析計(jì)算中的應(yīng)用

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來說，分析計(jì)算屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，特別是在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，相關(guān)設(shè)計(jì)軟件的有效應(yīng)用，分析計(jì)算也有了較好的體現(xiàn)，而且分析計(jì)算準(zhǔn)確率對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平也會(huì)有影響。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位應(yīng)多關(guān)注對(duì)結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算。通常情況下，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可在一定程度上提升建筑結(jié)構(gòu)分析計(jì)算的準(zhǔn)確率，但從整體設(shè)計(jì)方案來看，一旦選到錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)方法，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算會(huì)造成很大的影響[2]。此外，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，設(shè)計(jì)人員要先從整體性、全面性的角度來考慮和分析結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件及其計(jì)算結(jié)果，這正是目前概念設(shè)計(jì)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)本質(zhì)需求，同時(shí)，有效地分析結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確、合理，充分應(yīng)用概念設(shè)計(jì)理念，以保證建筑結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算能夠得到有效的應(yīng)用。

3.2 概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位在開展抗震設(shè)計(jì)的工作過程中，一般情況下，都是在設(shè)計(jì)人員確定初始的構(gòu)件尺寸與混凝土強(qiáng)度等級(jí)之后，才來計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際的剛度，然后按照剛度的計(jì)算結(jié)果，再計(jì)算出相應(yīng)的地震力，進(jìn)而得出所需配筋數(shù)量。因結(jié)構(gòu)剛度、地震力、配筋數(shù)量三者之間存在正比例的關(guān)系，所以結(jié)構(gòu)剛度越大，所計(jì)算出地震力也就越大，所需配筋數(shù)量就越多；若配筋數(shù)量越多，則結(jié)構(gòu)剛度越大，產(chǎn)生地震力也就越大。若僅僅是增加配筋數(shù)量，實(shí)際上是加大了地震力效應(yīng)，在抗震設(shè)計(jì)的工作當(dāng)中，難以起到良好的效果。而若將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到抗震設(shè)計(jì)的工作當(dāng)中，能有效地開拓設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路，增加抗震設(shè)計(jì)的有效性。例如，使用隔震效能概念設(shè)計(jì)的方法，在建筑物的頂端或在建筑主體與基礎(chǔ)間設(shè)置隔震層，就能有效地降低地震力效應(yīng)。

3.3 概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)方案選擇中的應(yīng)用

對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)而言，結(jié)構(gòu)方案的選擇十分關(guān)鍵，同時(shí)也是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程的重要組成部分，建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇直接決定了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，一旦結(jié)構(gòu)方案選擇出現(xiàn)失誤，必然會(huì)影響到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在選擇建筑結(jié)構(gòu)方案時(shí)，概念設(shè)計(jì)可充分發(fā)揮有效作用，保證所選方案的有效性與合理性。且在應(yīng)用中，比較合理的選擇模式是由整體到局部，再由局部到整體的全面考慮，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

①建筑結(jié)構(gòu)的方案選擇，應(yīng)仔細(xì)、全面地查看與分析建筑項(xiàng)目在施工時(shí)，相關(guān)的影響因素，如，施工現(xiàn)場(chǎng)的地形、天氣、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地基承載力等，都要進(jìn)行綜合性地考慮，并對(duì)其進(jìn)行全面調(diào)查與分析，這也充分體現(xiàn)了概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的整體性；②針對(duì)實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇而言，也要充分考慮到建設(shè)方對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，這也屬于當(dāng)前概念設(shè)計(jì)當(dāng)中的一個(gè)重要特點(diǎn)及其作用的體現(xiàn)，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員可根據(jù)建設(shè)方提出的相關(guān)要求，來進(jìn)行較為全面的設(shè)計(jì)，并將其體現(xiàn)到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案當(dāng)中，進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)方案選擇的合理性與準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語

總而言之，隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，國(guó)內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平也有了很大的提升，從當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況來看，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)不斷提升自己的創(chuàng)新意識(shí)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平朝著國(guó)際化的設(shè)計(jì)水平方向發(fā)展。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員把概念設(shè)計(jì)引入到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，也成就了建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，它也是在實(shí)踐與理論互相結(jié)合的基礎(chǔ)上，才得以形成。并且概念設(shè)計(jì)在現(xiàn)代化的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，發(fā)揮了十分重要的作用，不僅提升了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性、可靠性以及創(chuàng)新性，還彌補(bǔ)了以往計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的不足，使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案更加完善，進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量與水平。

[1]李國(guó)珍.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用淺析[J].江西建材，2014，10（2）：100～103.

[2]范國(guó)興.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].西大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，25（8）：201～205.

TU318

A

1673-0038（2015）52-0090-02

收稿日期：2015-11-29

唐云啟（1980-），男，工程師，本科，主要從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。