結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用分析

江濤

（江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院）

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用分析

江濤

（江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院）

隨著經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)逐漸遭到淘汰，人們對(duì)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高。計(jì)算機(jī)軟件的改革與發(fā)展，給工程建筑師的工作帶來(lái)了便利，大大地提高了工作效率，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的工作質(zhì)量。本文主要從結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用進(jìn)行分析。

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；分析

0.引言

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的整個(gè)內(nèi)容始終是圍繞抗震性能來(lái)展開，從而來(lái)保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有良好的抗震性能。它要求在建筑空間和結(jié)構(gòu)體系上能夠達(dá)到性能與效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，多采用橫向思維來(lái)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行思考，設(shè)計(jì)的內(nèi)容更側(cè)重于現(xiàn)實(shí)實(shí)踐，并對(duì)人力、資源和時(shí)空進(jìn)行多方位的考慮，追求創(chuàng)新精神，要求以往的設(shè)計(jì)要做到更快更好更省。從以上觀點(diǎn)來(lái)談，分析結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)度未來(lái)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展具有重要的積極意義，通過(guò)對(duì)其作用的有效分析，以此確保它能夠更有效地為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作出更大的貢獻(xiàn)。

1.結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是對(duì)一個(gè)有能力希望結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案更加完善的建筑工程師來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)不容忽視的設(shè)計(jì)要素。工程師通過(guò)對(duì)構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與建筑的作用關(guān)系來(lái)進(jìn)行分析，從而來(lái)把握建筑結(jié)構(gòu)整體布局，采取有效措施來(lái)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)細(xì)部的抗震性能，采用估算的手段，迅速對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行建構(gòu)思考，對(duì)比分析，然后作出正確的選擇，選取一套最佳的設(shè)計(jì)方案，避免建筑工程實(shí)施期間遇到不必要的困難，增添建筑成本，影響建筑結(jié)構(gòu)性能。優(yōu)秀的建筑工程師會(huì)十分重視結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，并在其對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷追尋和經(jīng)驗(yàn)積累的過(guò)程中，其能力也會(huì)上升到一個(gè)層次，其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案也會(huì)更加完善。

2.結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

2.1 在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

根據(jù)建筑的構(gòu)建模式不同，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員通過(guò)對(duì)地基結(jié)構(gòu)的分析，會(huì)采用樁基基礎(chǔ)、筏基基礎(chǔ)和箱型基礎(chǔ)等。為了增強(qiáng)建筑的抗震性能，確保建筑能夠與周邊的作用物相互合作，保證建筑物的承重能力能夠平均地分散給地基，從而使地基不因受重不均勻而發(fā)生塌陷，這時(shí)候往往采用箱型基礎(chǔ)；但是，當(dāng)建筑物的上部需要承受的重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地基要承受的重力時(shí)，會(huì)采用筏基基礎(chǔ)，來(lái)有效地轉(zhuǎn)移建筑物上部的重力，增加地基的受重能力，防止地基因受重不均發(fā)生不同程度上的坍塌[1]。

2.2 在高層建筑中的運(yùn)用

在高層建筑中的運(yùn)用時(shí)，建筑工程師不僅要考慮到建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，還要考慮風(fēng)壓作用。建筑物的平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要追求簡(jiǎn)單，且還要有強(qiáng)有力的抗側(cè)體系，要選擇風(fēng)壓較小的平面來(lái)進(jìn)行施工，還要對(duì)建筑周邊的環(huán)境進(jìn)行分析，分析風(fēng)壓情況，周邊建筑物的風(fēng)壓布局會(huì)給建筑物帶來(lái)怎樣的影響，應(yīng)該要采取怎樣的措施方案來(lái)避免可能會(huì)出現(xiàn)的損害，從而增強(qiáng)建筑物的抗震抗壓能力，以及豎向的負(fù)重能力。

3.結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用

3.1有利于建筑場(chǎng)地的選擇

建筑場(chǎng)地的選擇能夠直接對(duì)建筑物的性能產(chǎn)生影響。建筑場(chǎng)地的選擇是建筑設(shè)計(jì)方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要的作用，對(duì)建筑場(chǎng)地的選擇要多加分析思考。建筑場(chǎng)地的選擇主要從建筑物的防火間距、防護(hù)間距、日照間距、是否能夠有效遠(yuǎn)離噪音、光線如何以及對(duì)地形地貌分析等幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行。對(duì)于建筑場(chǎng)地的選擇，要對(duì)其地形地貌是否能夠有效地抗震作為選地的重要依據(jù)，要盡量選擇遠(yuǎn)離那些不利于抗震的建筑用地。對(duì)于那些實(shí)在無(wú)法避免的，要對(duì)其及時(shí)采取措施，來(lái)規(guī)避地震產(chǎn)生的危害，或者將這些危害損失減少到最小。

3.2 有利于提高工作效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)越來(lái)越受到建筑工程師的重視，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作出的貢獻(xiàn)越來(lái)越大。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)性能和美觀的要求也就越來(lái)越高。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的軟件技術(shù)，通過(guò)對(duì)環(huán)保、性能高且質(zhì)地輕的建筑質(zhì)材的研究，不斷地提升建筑構(gòu)件的質(zhì)量，充分地發(fā)揮建筑工程師的創(chuàng)新能力，打破傳統(tǒng)過(guò)時(shí)的設(shè)計(jì)理念，追求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全、美觀和性能高，從而增加了建筑的經(jīng)濟(jì)效益，大大提高建筑工程師的工作效率和建筑施工的工作質(zhì)量，進(jìn)一步地經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了推動(dòng)作用[2]。

3.3 合理地選擇建筑基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)規(guī)則，追求建筑主體的對(duì)稱性

建筑基礎(chǔ)的選擇通常都是在建筑場(chǎng)地選擇完成后進(jìn)行的，對(duì)不同的建筑物會(huì)選擇不同的建筑基礎(chǔ)，建筑基礎(chǔ)主要包括樁基基礎(chǔ)、筏基基礎(chǔ)以及箱型基礎(chǔ)三種。建筑基礎(chǔ)的選擇依據(jù)主要是根據(jù)建筑物的上部結(jié)構(gòu)、承受重力的程度、地基的載重力以及地下水地下室的情況來(lái)進(jìn)行選擇的。對(duì)于高層建筑的深埋程度要求比較高，應(yīng)該采用樁地基，因?yàn)闃兜鼗ㄓ糜诘刭|(zhì)松軟的建筑物，對(duì)高層建筑的負(fù)載承受能力比較強(qiáng)[3]。箱型基礎(chǔ)能夠巧妙地將上部承重力分散地轉(zhuǎn)移到下部地基中，以保證建筑的整體剛度剛好，建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)都得到堅(jiān)固，能夠有效地避免建筑物的地基因?yàn)槭芰Σ痪斐傻乃?。筏型地基適用于建筑物上部負(fù)重要求高，地基承受能力比較弱的建筑物，能夠最大化地將上部地基的承重力進(jìn)行分散，進(jìn)而避免地基因過(guò)度承重造成的坍塌沉降。建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則的選擇必須科學(xué)合理，這樣才能保證建筑工作實(shí)施的工作穩(wěn)定進(jìn)行，以此來(lái)減少時(shí)間和耗材成本。建筑主體對(duì)稱性主要是追求建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性以及抗側(cè)主體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱，它可以通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)鋼心、物質(zhì)心以及平面形心的相似接近性來(lái)進(jìn)行調(diào)整，以此來(lái)確保建筑主體的對(duì)稱性。

3.4 提高建筑物的抗震抗壓性能，更具有創(chuàng)新性

對(duì)于一個(gè)科學(xué)合理的建筑物的最基本評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)就是該建筑能否有效地進(jìn)行抗壓抗震，其抗壓抗震性能是否良好[4]。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)能夠在設(shè)計(jì)時(shí)重視對(duì)抗震抗壓的性能路線設(shè)計(jì)，采用多道抗震線來(lái)避免地震時(shí)造成的損害，并把這些損失降到最小值。在地震發(fā)生時(shí)，采用贅余杠桿來(lái)消耗的地震的震動(dòng)能量，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)地震的震動(dòng)狀態(tài)能夠自然地向穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師依舊采用常規(guī)的設(shè)計(jì)理念來(lái)對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案缺乏新意，造成方案不能滿足時(shí)代發(fā)展的需求，老式過(guò)時(shí)。通過(guò)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，工程師使用自己豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合時(shí)代發(fā)展的需要，增添個(gè)人先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念思想，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成品體現(xiàn)創(chuàng)新精神。

4.結(jié)語(yǔ)

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)能夠有效地彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)過(guò)度依賴計(jì)算機(jī)軟件估算的缺陷，能夠有效地避免設(shè)計(jì)過(guò)程僅單憑計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)的誤區(qū)。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題作出分析，根據(jù)設(shè)計(jì)人員思維方式的轉(zhuǎn)變和以往工作經(jīng)驗(yàn)的累積來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)體系作出合理科學(xué)調(diào)整，從整體的布局方向出發(fā)來(lái)確定建筑結(jié)構(gòu)的布置以及對(duì)其建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行優(yōu)化。

[1]戴國(guó)瑩.建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定及加固的若干問(wèn)題[J].建筑結(jié)構(gòu),2014,45(13)：18-22

[2]游晉華.高層結(jié)構(gòu)抗震中的概念設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2013,13(08)：45-46

[3]韋潤(rùn)忠.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)[J].科技資訊，2013,15(23)：78-80

[4]高立人.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新思路概念設(shè)計(jì)[J].工業(yè)建筑，2014,33(12)：123-126

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1007-6344（2015）08-0108-01