當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用

孫桂宏

(江蘇省高郵市建筑設(shè)計(jì)院，江蘇省 高郵市)

當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用

孫桂宏

(江蘇省高郵市建筑設(shè)計(jì)院，江蘇省 高郵市)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求越來(lái)越高。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，合理應(yīng)用概念設(shè)計(jì)，可以有效解決設(shè)計(jì)中遇到的各種問(wèn)題，提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、適用性。本文主要對(duì)概念設(shè)計(jì)含義及應(yīng)用原則進(jìn)行分析，闡述概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的注意事項(xiàng)。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 概念設(shè)計(jì) 原則 注意事項(xiàng)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，計(jì)算機(jī)程序的不斷應(yīng)用，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很多便利，極大的提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率，然而也導(dǎo)致很多設(shè)計(jì)人員越來(lái)越懶惰，越來(lái)越依賴計(jì)算機(jī)，認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，只要按照?qǐng)D集、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行即可。在此過(guò)程中，缺乏結(jié)構(gòu)整體性、經(jīng)濟(jì)性、合理性概念的認(rèn)識(shí)。為此，一定要重視概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

一、概念設(shè)計(jì)含義

概念設(shè)計(jì)是完整而全面的設(shè)計(jì)過(guò)程，它通過(guò)設(shè)計(jì)概念將設(shè)計(jì)者繁復(fù)的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)。也就是說(shuō)，概念設(shè)計(jì)就是在不經(jīng)過(guò)具體數(shù)值計(jì)算、沒(méi)有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持的條件下，從感官上全面掌握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)合建筑整體結(jié)構(gòu)體系與分體結(jié)構(gòu)間的力學(xué)關(guān)系，根據(jù)建筑工程設(shè)計(jì)原則，展開(kāi)理念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)在綜合分析建筑物設(shè)計(jì)因素的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出科學(xué)、合理的宏觀結(jié)構(gòu)框架，從整體上進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)布局，加強(qiáng)抗震措施、類型選擇的控制，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用概念設(shè)計(jì)，對(duì)建筑設(shè)計(jì)師的綜合素質(zhì)要求較高，需要建筑設(shè)計(jì)師具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而保證各項(xiàng)工作的順利完成。

二、概念設(shè)計(jì)應(yīng)用原則

（一）優(yōu)化選型原則

首先，優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系。在結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)中，需要全面掌握建筑基本構(gòu)件特征，根據(jù)建筑、環(huán)境、荷載、使用情況選擇優(yōu)化方案，并且判斷各種情況之間的關(guān)系，進(jìn)而構(gòu)建結(jié)構(gòu)單元；然后借助平面、線型、疊合、交叉等集合形式對(duì)結(jié)構(gòu)單元予以轉(zhuǎn)換，使其成為主要結(jié)構(gòu)體系。其次，優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置。在保證建筑使用需求與意向的情況下，對(duì)建筑樓層蓋水平、柱墻豎向支承系統(tǒng)、基礎(chǔ)系統(tǒng)予以優(yōu)化布置。在此過(guò)程中，需要對(duì)建筑承載力、側(cè)向與豎向變形、地質(zhì)條件、支承作法等結(jié)構(gòu)性展開(kāi)對(duì)比，明確其是否具有合理性、科學(xué)性與優(yōu)越性。

（二）空間作用原則

建筑物屬于空間結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中，一定要保證建筑物內(nèi)各個(gè)結(jié)構(gòu)空間作用的合理性，恢復(fù)其原有結(jié)構(gòu)，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、安全性與可靠性。

（三）結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)原則

通常而言，結(jié)構(gòu)延性主要是由延性系數(shù)表示，其主要就是結(jié)構(gòu)極限變形和屈服變形的比值，此項(xiàng)比值越大，結(jié)構(gòu)延性越好，如果構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)的構(gòu)件都具備良好的延性，那么，整體結(jié)構(gòu)本身就會(huì)具有良好的延性。

（四）強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)原則

強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)的主要目的就是，確保建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)地震作用下，框架結(jié)構(gòu)塑性鉸先出現(xiàn)在梁上，而不是在柱上。

（五）等強(qiáng)度與耗能設(shè)計(jì)原則

在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，首先考慮的就是等強(qiáng)度與耗能設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須避免因?yàn)樵O(shè)計(jì)考慮不周，或者施工不當(dāng)，導(dǎo)致水平承重結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，進(jìn)而影響整個(gè)建筑物的安全性與穩(wěn)定性。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，充分考慮薄弱環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，盡可能做到等強(qiáng)度，同時(shí)重視耗能設(shè)計(jì)。在選用耗能構(gòu)件的時(shí)候，需要對(duì)以下幾點(diǎn)內(nèi)容予以注意：一是，耗能構(gòu)件屈服應(yīng)力依然處在彈性階段，也就是說(shuō)，其屈服在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)中是局部性的，不會(huì)導(dǎo)致建筑整體破壞。二是，為了更好的消耗地震能量，耗能構(gòu)件的數(shù)量一定要滿足設(shè)計(jì)要求，并且保證構(gòu)件具有良好的延性。三是，耗能構(gòu)件不應(yīng)選擇主要承受豎向荷載的構(gòu)件，如剪力墻、柱等。

三、概念設(shè)計(jì)應(yīng)用的注意事項(xiàng)

（一）結(jié)合建筑實(shí)際要求，選用合理、科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

在實(shí)際建筑工程建設(shè)中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求非常高。要想有效應(yīng)用概念設(shè)計(jì)，取得良好的設(shè)計(jì)效果，就要保證建筑設(shè)計(jì)師具有豐富而合理的想象力，充分結(jié)合實(shí)際情況，綜合分析建筑工程的施工條件、現(xiàn)場(chǎng)地理環(huán)境、材料供應(yīng)能力等問(wèn)題，同時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)框架的抗震節(jié)點(diǎn)、應(yīng)力、總體布局等進(jìn)行全面控制，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性與科學(xué)性，進(jìn)而確保建筑建設(shè)的順利完成。比如，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)用概念設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要充分了解建筑材料的性能，充分分析可預(yù)測(cè)以及不可預(yù)測(cè)的因素，重視整體概念設(shè)計(jì)理念，采取一些隔震對(duì)策，盡可能降低地震或不可抗力對(duì)建筑物的影響，避免建筑物受到破壞，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的預(yù)期效果。

（二）不能盲目定論，選用合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖

計(jì)算簡(jiǎn)圖是建筑設(shè)計(jì)師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的前提與基礎(chǔ)，是保證建筑結(jié)構(gòu)安全的重要因素，因此，建筑設(shè)計(jì)師一定要根據(jù)實(shí)際情況，選用合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖，在確保數(shù)據(jù)精準(zhǔn)的條件下，進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完美，避免出現(xiàn)因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)影響樓層穩(wěn)定性、安全性的問(wèn)題，進(jìn)而促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

（三）不可太過(guò)依靠計(jì)算機(jī)，正確分析計(jì)算結(jié)果

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中，建筑設(shè)計(jì)師主要就是借助計(jì)算機(jī)完成計(jì)算，因?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件種類較多，又存在著一些缺陷，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果存在著一定的差異。針對(duì)此種情況而言，需要建筑設(shè)計(jì)師根據(jù)自身專業(yè)水平與業(yè)務(wù)技能，認(rèn)真分析計(jì)算結(jié)果，展開(kāi)反復(fù)的對(duì)比與審核，輸入正確參數(shù)，選用合理、科學(xué)的計(jì)算結(jié)果，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理想化、科學(xué)化、人性化、安全化。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用概念設(shè)計(jì)，可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主觀能動(dòng)性，充分融合建筑設(shè)計(jì)師的想象力與個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、合理性、安全性。在應(yīng)用概念設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以有效擴(kuò)展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路，受到了廣大建筑設(shè)計(jì)師的喜愛(ài)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用平臺(tái)與發(fā)展前景。

[1]盧傳香.當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用論述[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2014(05).

[2]常永峰.試論當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J].新材料新裝飾,2014(02).

[3]賴運(yùn)強(qiáng).當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2010(09).

[4]黃兵.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用淺析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012(18).

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1007–6344（2015）01–0185–01