文/陳一鳴　湖南省建筑設計院　湖南長沙　410011

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當前建筑結構設計中概念設計的應用

文/陳一鳴湖南省建筑設計院湖南長沙410011

【摘要】近年來，我國社會發(fā)展比較迅速，國民生活水平也不斷提高，對建筑結構設計的要求也在逐漸提高。作為建筑結構設計方案中較為重要的概念設計應運而生，而且發(fā)展越來越快，不僅能將設計過程中遇到的問題都較好地解決，也使建筑結構的安全性、經(jīng)濟性、適用性得到了進一步的提高。本文主要針對建筑結構設計中概念設計的應用進行簡要的探討。

【關鍵詞】建筑;結構設計;概念設計;應用

引言：

概念是對事物本質的直接反映，是思維的一種形式，它是在實踐的過程中，感性認識向理性認識升華的結果。建筑行業(yè)中，設計人員還不是很了解空間結構的整體性，在進行具體的建筑結構設計時，經(jīng)常會運用一些假定理論和簡化設計，所以，這就要求相關的建筑結構設計人員需要對整體結構與局部結構之間的關系做以透徹地了解，同時融入概念設計的理念，要從概念設計的角度來促進建筑結構設計的整體發(fā)展。

1.建筑結構設計中概念設計的具體應用

1.1方案選擇時概念設計的應用

在建筑結構設計當中，概念設計的應用較為廣泛，首先就是在設計方案的選擇上要應用概念設計。概念設計并不是毫無依據(jù)的設計，其設計要以方案的經(jīng)濟適用為前提，同時要體現(xiàn)出創(chuàng)新之處。在方案選擇的過程中運用概念設計的理念，可以使所選方案更具合理性。設計人員在進行結構形式與結構體系的選擇時，可以結合自身的專業(yè)知識和以往的工作經(jīng)驗，從而使選擇更加的切實可行，主要就是總體布局一定要明確清晰，以建筑的目標職能為出發(fā)點，使結構的高效規(guī)劃得以實現(xiàn)。在概念設計的理論運用過程中，我們需要綜合考慮地質條件、結構類型、荷載分布、施工條件等，最后選擇最佳方案。即使是進行基礎設計的時候，也不能將概念設計思想的應用忽略掉，設計必須以實地勘察報告為依據(jù)，調(diào)查清楚相關的資料，只有將這些前期工作準備到位，才能使后期的設計更加準確。

1.2建筑抗震設計時概念設計的應用

在建筑結構設計中，抗震設計一直是結構設計人員關注的重點問題。概念設計在抗震設計中的應用，要以地震災害和工程經(jīng)驗為依據(jù)，結合抗震規(guī)范要求的抗震設防“三水準”和抗震設計“兩階段”，形成設計的基本原則和理論，從而指導建筑結構的總體布置并確定結構的細部構造。概念設計的運用，著重需要把握好結構體系平面與立面的規(guī)則性，在進行具體的設計時，可以通過調(diào)整結構剛心、建筑物質心及平面形心的位置，使三者盡可能靠近，并盡量避免結構的豎向剛度突變，從而使建筑形體和結構布置更加的合理，這在抗震概念設計中是非常重要的。因為簡單、規(guī)則、對稱的結構在遭受地震作用時產(chǎn)生的扭轉效應更小，而豎向剛度的均勻連續(xù)則能避免結構薄弱層的出現(xiàn)，因此，如果能在概念設計階段就要充分考慮這幾點因素，就能盡早地發(fā)現(xiàn)并避免后續(xù)潛在的設計難點，使結構的規(guī)則性、整體性得到保證，使地震作用的不利影響減到最小。另外，在進行結構細部的抗震設計時，要以概念設計原則為指導，著重把握好強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構件等抗震設計要點，因為在抗震設計中，結構的延性是需要高度關注的問題，具有良好延性和變形性能的結構能在地震發(fā)生時能耗散更多的能量，通過產(chǎn)生一定的變形保證結構塑性內(nèi)力重分布，避免出現(xiàn)脆性破壞，更好地減小災害影響并保障人員和財產(chǎn)安全。

1.3電算分析時概念設計的應用

近年來，建筑結構設計已經(jīng)與計算機輔助設計技術緊密地聯(lián)系在一起，但是其中隱藏的問題也在不斷地顯現(xiàn)出來。一旦計算軟件出現(xiàn)程序問題，或者在建模過程中由于軟件本身的差異性而產(chǎn)生不同的計算結果，這時我們就需要運用已有的概念設計知識對不同的計算結果進行分析和判斷。由于概念設計對設計者的工作實踐經(jīng)驗有較高的要求，所以，在平時的工作中設計人員需要有意識地進行概念設計方面的訓練和相關知識的積累。

1.4結構體系設計時概念設計的應用

常規(guī)的建筑結構，一般都是由水平構件與豎向構件共同組成受力體系，水平構件將樓面、屋面等豎向面荷載傳遞給豎向構件，并同豎向構件一起組成結構的抗側力體系，共同承擔風荷載和地震作用等水平作用。不同的豎向構件形式形成的抗側力體系也不盡相同，常見的抗側力體系主要有框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構、框架-核心筒結構、筒中筒結構等。建筑結構是否安全、經(jīng)濟和合理，抗側力體系的選擇和設計在其中占有重要的主導作用。所以，在結構體系設計中進行概念設計，主要是以建筑物的抗震需求和建筑高度為標準，結合建設項目的實際情況，使所選擇的抗側力體系及其結構布置更加安全、經(jīng)濟和合理。

2.建筑結構設計中概念設計的注意事項

2.1合理選擇建筑場地和基礎類型

建筑場地的選擇與設計關系緊密。項目建設場地的合理選擇，有利于之后各階段的工作開展。選擇建筑場地的時候，有幾個基本要素是要遵循的，分別是地質條件、防護距離、周邊建筑情況、建筑控制高度、防噪間距、通視要求以及現(xiàn)有地形的分析等等。另外在結構抗震的概念設計中，建設的場地盡量選擇對抗震有利的地段，如果實在沒有辦法避開抗震不利的危險地段，也需要通過采取有效措施，盡量使不利因素減少直至消除。因此，在初步設計以前，一定要做好勘探和選址的工作。

完成建筑場地的選擇后，再根據(jù)建筑所處場地的地勘報告和預計的結構形式選擇合適的基礎持力層以及相應的基礎類型。這個概念設計階段對于建設項目的總造價有一定的影響，通常需要經(jīng)過基礎方案對比由經(jīng)濟分析最終確定。對于常規(guī)結構，常用的有柱下獨立基礎、樁基礎、筏板基礎等幾種基礎形式。

2.2體現(xiàn)結構設計師理念

傳統(tǒng)設計觀念對現(xiàn)代建筑結構設計的影響比較大，現(xiàn)如今建筑結構設計中的守舊思想還是較為普遍的，很多建筑產(chǎn)品都缺乏足夠的創(chuàng)新意識。概念設計對于增加建筑結構設計中創(chuàng)新性非常有利，能夠使建筑設計風格與實際需求更加的符合，使建筑產(chǎn)品的藝術內(nèi)涵得到提高?，F(xiàn)在不少建筑結構設計工程師都了解一些概念設計的相關知識，但是還沒有實踐經(jīng)驗，導致概念設計的應用受到一定的限制，從而使概念設計在建筑結構設計（如結構布置、確定結構方案）中的擴展也受到了阻礙。最近幾年，計算機技術進步較快，使建筑結構設計中概念設計的準確性不斷的提高，然而計算機技術畢竟只是一種輔助性的技術，不能將建筑中的人性化設計完整地體現(xiàn)出來。而概念設計能夠將這個問題有效地解決，它能在結構設計中將設計師的設計理念充分地體現(xiàn)出來。所以，在進行建筑結構設計的時候，對計算機的應用一定要理性，不能過分依賴計算軟件，因為概念設計可以彌補設計軟件某些方面存在的不足，能更好得滿足人們的生理需求與心理需求。

小結：

概念設計的引入能較好地滿足建筑行業(yè)的未來發(fā)展需求，也能夠較好的順應建筑結構設計的創(chuàng)新特點，可以使結構設計的內(nèi)容更加的豐富，使設計人員的設計能力得到提高。概念設計在現(xiàn)如今的建筑行業(yè)中認可度是比較高的，不少設計人員已經(jīng)通過概念設計使建筑結構設計的整體內(nèi)容得到了優(yōu)化。

參考文獻：

[1]葛建英.當前建筑結構設計中概念設計的應用[J].價值工程，2014.

[2]俞谷年.當前建筑結構設計中概念設計的應用[J].華東科技:學術版，2014.