淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的應(yīng)用

王祿梅 孫占江

（1.遼寧凌志裝飾工程有限公司 ； 2.大連金廣建設(shè)集團有限公司）

信息化時代背景下，作為全球經(jīng)濟社會發(fā)展的重要組成部分，我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計須緊跟時代步伐，順應(yīng)全球發(fā)展潮流，摒棄傳統(tǒng)單調(diào)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。概念設(shè)計的興起恰好彌補了傳統(tǒng)設(shè)計的單調(diào)性，概念設(shè)計也因其獨特的設(shè)計理念受到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的普遍重視。在建筑行業(yè)中，概念設(shè)計是指通過數(shù)字計算來對用戶需求進行具體呈現(xiàn)，將用戶模糊抽象的建筑概念產(chǎn)品投以清晰演化。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的全部過程，包括建筑結(jié)構(gòu)的場地選擇、布局、分析等等都有概念設(shè)計的參與，以用戶為核心出發(fā)點，設(shè)計中將用戶需求與設(shè)計者理念、建筑場地實際情況相結(jié)合，從而做到設(shè)計方案的經(jīng)濟合理。相對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，概念設(shè)計會參與到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的每一個細節(jié)中去，主張從整體到局部、局部到整體的視角來縱觀整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此，本文將從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的軸心作用出發(fā)，來淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的主要應(yīng)用。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的核心作用

概念設(shè)計講究從整體到局部、局部到整體的視角來縱觀整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，整個設(shè)計也立足從用戶的概念產(chǎn)品出發(fā)，追求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的理性分析。概念設(shè)計是現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不可或缺的一部分，概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中具有重要作用。

1.從用戶概念出發(fā)滿足用戶多方需求

一棟建筑從設(shè)計到竣工，不是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者個人意志的體現(xiàn)，而是設(shè)計者將用戶需求量化為實物的過程。在這一過程中，用戶是主角，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者是引路人，引路人按照用戶的概念與需求來設(shè)計路線，把用戶引到正確的軌道上去。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計前設(shè)計者如未有清楚的結(jié)構(gòu)概念或明確的設(shè)計思路，設(shè)計過程中概念模糊、混亂等定性錯誤便會頻繁發(fā)生，用戶要求便難以實現(xiàn)。概念設(shè)計從用戶角度出發(fā)，設(shè)計前設(shè)計者可根據(jù)用戶產(chǎn)品概念規(guī)劃一個詳細的設(shè)計思路，如此便化解了設(shè)計過程中出現(xiàn)的概念模糊、混亂等定性錯誤，用戶需求也能最大化滿足。

2.填補計算機程序操作的硬性問題

處于信息經(jīng)濟化發(fā)展的我國，各行各業(yè)的工作任務(wù)都可借助計算機來完成，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也不例外，因此造成設(shè)計人員對于利用計算機程序進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過度依賴。過度依賴形成過程中，設(shè)計者往往忽視結(jié)構(gòu)概念的學(xué)習(xí)，自身設(shè)計能力也在隱性退化。諸多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者只看到運用計算機程序設(shè)計的良性優(yōu)勢，而未發(fā)覺運用計算機程序設(shè)計的惡性影響，如果未找準設(shè)計軟件，諸多問題便會顯現(xiàn)。采用計算機進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的設(shè)計工作也會受到相應(yīng)的限制，甚至可能無法完成預(yù)定的方案設(shè)計工作。概念設(shè)計則能彌補利用計算機程序進行設(shè)計出現(xiàn)的漏洞問題。設(shè)計者如果能深入掌握概念設(shè)計的相關(guān)知識，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作便會游刃有余，計算機程序操作一旦出錯，就可用自身相關(guān)的概念設(shè)計知識來彌補運用計算機程序造成的錯誤。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的主要應(yīng)用

概念設(shè)計主張從整體到局部、局部到整體的設(shè)計理念，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的每個部分都會有概念設(shè)計的參與，但概念設(shè)計具體實現(xiàn)起來又存在諸多困難。目前，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的應(yīng)用主要有以下幾種。

1.概念設(shè)計在方案選擇中的應(yīng)用

一套建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案被提出，涉及多項因素包括建筑場地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、負載條件、地形特點等等，力求設(shè)計方案經(jīng)濟、合理、合適是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者和決策者的主要工作。具體來看，選擇基礎(chǔ)設(shè)計方案時，建筑場地的地質(zhì)條件、施工條件、荷載分布情況以及建筑場地的結(jié)構(gòu)類型、用戶的個人需求等因素都應(yīng)考慮在內(nèi)，從而來擬定最恰當?shù)幕A(chǔ)設(shè)計方案。例如，設(shè)計房屋地基時應(yīng)根據(jù)前期得到的建筑場地來進行設(shè)計工作，同時設(shè)計人員也應(yīng)盡可能地搜集相關(guān)場地資料，做到萬無一失。概念設(shè)計講究從整體到局部、局部到整體，每一個小細節(jié)都應(yīng)考慮在內(nèi)，如此只有全面掌握信息，設(shè)計方案才能既經(jīng)濟又合理。

2.概念設(shè)計在分析計算中的應(yīng)用

信息技術(shù)已成為當今時代發(fā)展的核心技術(shù)，計算機技術(shù)遍布我國各行各業(yè)的同時也深入到了建筑行業(yè)內(nèi)部。從良性發(fā)展看，計算機技術(shù)增加行業(yè)工作效率的同時也減輕了建筑行業(yè)人員的工作負擔，然而計算機運行依靠相關(guān)的程序操作，程序本身也會存在缺陷或漏洞，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中如未選對、選準計算軟件，計算結(jié)果便會產(chǎn)生誤差，從而造成巨大損失。例如，結(jié)構(gòu)計算的軟件計算簡圖選用不妥當，結(jié)構(gòu)安全事故便會隨時引發(fā)。因此，在分析計算中也應(yīng)引入概念設(shè)計，將計算機軟件作為輔助工具，設(shè)計人員從計算機軟件上得到相應(yīng)的計算結(jié)果，而后根據(jù)自身的概念設(shè)計知識及實踐經(jīng)驗對計算結(jié)果進行精準判斷，從而確保計算結(jié)果的真實性與合理性。

3.概念設(shè)計在抗震設(shè)計工作中的應(yīng)用

一棟建筑要想建立起來，基礎(chǔ)便是建筑場地，也即是建筑物的承載基地，因而具有不可忽視的作用。其中抗震性是建筑場地選擇必須考慮的問題，在建筑場地選擇過程中盡量選擇抗震系數(shù)高的場所，抗震系數(shù)過低則會埋下安全隱患。然而在土地資源稀少環(huán)境下尋找抗震系數(shù)高的建筑場地難度系數(shù)較大，如此便需在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和建筑主體結(jié)構(gòu)上下功夫。通常情況下，設(shè)計人員在考慮增加抗震系數(shù)的問題時，都會采取如下措施：運用地震力、鋼筋根數(shù)、結(jié)構(gòu)剛度三者之間的正比例關(guān)系來進行抗震設(shè)計。然而只盲目依靠鋼筋數(shù)量來增加抗震能力反而會造成負面效果。如果在抗震設(shè)計工作中應(yīng)用概念設(shè)計，從而取得新的設(shè)計思路。概念設(shè)計理論能夠結(jié)合建筑平面工程對結(jié)構(gòu)體系進行合理的布置，同時也能夠?qū)ㄖ黧w的結(jié)構(gòu)體型和各個部分的基礎(chǔ)體系之間的力學(xué)關(guān)系進行分析，通過調(diào)整建筑物質(zhì)心、平面形心及結(jié)構(gòu)剛心三者之間的距離使三者盡可能地靠近，以利于減小結(jié)構(gòu)體系的扭轉(zhuǎn)力增強整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提高結(jié)構(gòu)的抗震能力同時也能節(jié)約建筑工程造價。[1]

傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相對單調(diào)、缺乏活力，無法跟上全球經(jīng)濟發(fā)展的步伐，在信息化時代條件下設(shè)計人員又過度依賴計算機程序，概念設(shè)計的興起恰好彌補了這兩大問題。概念設(shè)計主張從整體到局部、局部到整體的視角來看待建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時主張從用戶角度出發(fā)，不僅能夠幫助設(shè)計人員解決計算機程序操作的硬性錯誤，也能最大限度地滿足用戶需求。因此，愈來愈多的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對概念設(shè)計投以重視，概念設(shè)計也被引入到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的各個部分中去，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案選擇、設(shè)計的分析計算、抗震設(shè)計工作等方面，未來概念設(shè)計將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員充分應(yīng)用。

[1]宋立文.論述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計[J].工程科技，2014(203)