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

鄭蔚瑩

摘要：隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，建筑事業(yè)蒸蒸日上，基于人們生活水平的不斷提高，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合人們的實(shí)際需求，提高建筑結(jié)構(gòu)的具體使用價值。而概念設(shè)計(jì)就是在為滿足這一設(shè)計(jì)理念，應(yīng)運(yùn)而生的設(shè)計(jì)方法，該種設(shè)計(jì)方式使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路更加寬闊，對計(jì)算理論的缺陷加以彌補(bǔ)。對概念設(shè)計(jì)加以研究，探討其發(fā)展歷程以及在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，對我國的建筑行業(yè)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；概念設(shè)計(jì)；重要意義；具體應(yīng)用

對建筑結(jié)構(gòu)加以設(shè)計(jì)，是建筑工程建設(shè)的主要環(huán)節(jié)，也關(guān)系著建筑物實(shí)際使用價值的發(fā)揮，加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究具有重要意義。隨著經(jīng)濟(jì)與科技水平的不斷提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了廣泛運(yùn)用，采用計(jì)算分析對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，雖然取得了一定的成效，但是也帶來了一定的設(shè)計(jì)問題?；诖?，概念設(shè)計(jì)被人們逐漸重視，成為計(jì)算設(shè)計(jì)中有效的彌補(bǔ)方式，現(xiàn)將對概念設(shè)計(jì)加以研究，具體探討概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

一、概念設(shè)計(jì)研究與發(fā)展

（一）概念設(shè)計(jì)內(nèi)涵

所謂概念設(shè)計(jì)，是以充分分析用戶需求為基礎(chǔ)，根據(jù)用戶的實(shí)際需求情況，對所需產(chǎn)品進(jìn)行一系列的設(shè)計(jì)過程，該過程具有完整性與全面性，因此若采用該種設(shè)計(jì)方法，在概念產(chǎn)品生成之前，應(yīng)將設(shè)計(jì)概念貫穿于設(shè)計(jì)的整個過程之中。設(shè)計(jì)概念也就是用戶需求，是概念設(shè)計(jì)方式的關(guān)鍵，會決定設(shè)計(jì)活動由模糊到清晰，由抽象到具體進(jìn)行改變，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)概念的實(shí)際效果，生成概念產(chǎn)品。伴隨時代的不斷進(jìn)步，概念設(shè)計(jì)被應(yīng)用于多個領(lǐng)域，對我國較多行業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)，隨著建筑工程建設(shè)的不斷增多，概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也得到了廣泛應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完善[1]。

（二）概念設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程

我國對于概念設(shè)計(jì)的理論研究相對較少，當(dāng)前仍處于起步階段，沒有形成統(tǒng)一的概念設(shè)計(jì)體系，但是概念設(shè)計(jì)觀念在很多設(shè)計(jì)中被充分的借鑒與采納。眾所周知，需要進(jìn)行設(shè)計(jì)的行業(yè)較多，對于概念設(shè)計(jì)難以形成統(tǒng)一的認(rèn)識。但是各行業(yè)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時，對于概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用卻逐漸增多，有些設(shè)計(jì)人員會刻意的選用概念設(shè)計(jì)方式，同樣設(shè)計(jì)人員在無意中運(yùn)用了概念設(shè)計(jì)，隨著設(shè)計(jì)內(nèi)容發(fā)展越來越復(fù)雜，概念設(shè)計(jì)發(fā)展具有廣闊的前景。與此同時，隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)也相對普遍，這對概念設(shè)計(jì)的推廣帶來了優(yōu)越的條件。

二、概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要意義

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案將指導(dǎo)建筑工程建設(shè)，對建筑物實(shí)際使用功能起到一定的決定作用，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容又較多，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將難以滿足時代發(fā)展的需要。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，采用概念設(shè)計(jì)能夠克服一些傳統(tǒng)設(shè)計(jì)弊端，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完美。

第一，克服設(shè)計(jì)中電算分析的某些不足。借助于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，雖然對于設(shè)計(jì)效率有所提高，但是計(jì)算機(jī)軟件的采用也會帶來某些誤差，尤其是計(jì)算機(jī)軟件的選用是否得當(dāng)，將直接影響設(shè)計(jì)結(jié)果的真實(shí)性。除此之外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員對計(jì)算機(jī)形成了過分依賴，對于計(jì)算結(jié)果過分信任，從而造成某些設(shè)計(jì)失誤。將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，設(shè)計(jì)人員會對設(shè)計(jì)概念形成充分理解，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)加以明確，能夠及時發(fā)現(xiàn)電算誤差，克服了電算分析中的不足之處。

第二，完善了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中引入概念設(shè)計(jì)理念，提高了設(shè)計(jì)人員對結(jié)構(gòu)概念的掌握程度，開拓了設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路與靈感。當(dāng)設(shè)計(jì)人員對于建筑結(jié)構(gòu)概念具有充分認(rèn)識時，概念混亂以及定性錯誤等問題出現(xiàn)的概率自然減少，對于設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題能夠及時的發(fā)現(xiàn)，并采取相應(yīng)的解決方案。隨著概念設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也得以完善，設(shè)計(jì)人員將創(chuàng)新出更多的設(shè)計(jì)技術(shù)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平進(jìn)一步提高[2]。

三、概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

（一）概念設(shè)計(jì)在電算分析中的應(yīng)用

隨著信息時代的到來，將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，不僅有效減輕了工作人員的計(jì)算負(fù)擔(dān)，同時也提高了各項(xiàng)結(jié)構(gòu)系數(shù)的計(jì)算精確度。然而，基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多樣性，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，一旦選用系統(tǒng)不合理將帶來嚴(yán)重的計(jì)算誤差，可見建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能完全依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)。將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用與電算分析之中，需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合自身的專業(yè)水平，以及多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對電算結(jié)果進(jìn)行及時的確定。與此同時，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行電算之前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對建筑結(jié)構(gòu)布局加以正確界定，根據(jù)建筑功能需求，確定建筑主體的抗側(cè)壓能力，如果電算分析得出的結(jié)果與之存在較多偏差，可及時采取措施進(jìn)行彌補(bǔ)，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加以完善。

（二）概念設(shè)計(jì)在方案選擇中的應(yīng)用

為保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行選擇時，應(yīng)該充分運(yùn)用概念設(shè)計(jì)。對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化選擇，首要目的應(yīng)使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足建筑實(shí)際需要，因此可將此作為設(shè)計(jì)概念，這樣選擇的方案才會更加合理。概念設(shè)計(jì)在方案選擇中的應(yīng)用，具體來講包括如下方面：首先，對于基礎(chǔ)方案的優(yōu)化。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，如果基礎(chǔ)設(shè)計(jì)存在問題，將直接對建筑工程質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，采用概念設(shè)計(jì)思想，對施工條件進(jìn)行具體分析，根據(jù)相關(guān)地質(zhì)勘測報告結(jié)果，有針對性的進(jìn)行基礎(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，使地基潛力得以充分發(fā)揮。其次，對建筑物剛度加以明確，建筑結(jié)構(gòu)承載著建筑的荷載，同時也要具有一定的抗震能力，建筑結(jié)構(gòu)剛性是否合理，對于建筑物使用壽命具有重要影響，在建筑物剛度確定中，既要做到節(jié)約資源、避免浪費(fèi)，又要對建筑穩(wěn)定性和安全性加以提高，在此基礎(chǔ)上對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行選擇。

（三）概念設(shè)計(jì)在抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為了提高建筑物的抗震能力，往往是通過增加配筋數(shù)量，增加結(jié)構(gòu)的剛度來實(shí)現(xiàn)。然而，地震的發(fā)生級別難以預(yù)測，同樣建筑物可能遭受的地震參數(shù)也無法確定，應(yīng)采用再多的配筋數(shù)量，只會使建筑結(jié)構(gòu)的剛度增加，但是實(shí)際的抗震效果并不高。同時，采用的建筑結(jié)構(gòu)材料會具有一定的非彈性性質(zhì)，結(jié)構(gòu)帶來的空間作用，以及會產(chǎn)生怎樣的阻尼變化都是不確定的，如果只是依據(jù)計(jì)算系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果，建筑物的抗震性能難以得到有效的提高。將概念設(shè)計(jì)理念運(yùn)用到抗震設(shè)計(jì)之中，對于降低地震力的效果反而更加顯著。一方面，將隔震效能的概念設(shè)計(jì)運(yùn)用到抗震設(shè)計(jì)中，通過在建筑物基礎(chǔ)與主體之間加設(shè)隔震層，降低地震力對建筑主體的影響，這樣可以減少地震對建筑結(jié)構(gòu)的破壞，相應(yīng)的抗震能力自然增加。另一方面，采用聚散地震能量的概念設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)的敏感部位以及薄弱部位的設(shè)計(jì)，提高建筑結(jié)構(gòu)整體對地震能量的耗散作用，避免地震能量聚集到某一薄弱部位，造成結(jié)構(gòu)破壞，從而使建筑物整體結(jié)構(gòu)遭受威脅[3]。

結(jié)語：

綜上所述，將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，不僅彌補(bǔ)了電算分析的不足與缺陷，同時設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)靈感也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完美。當(dāng)前，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在電算分析、方案選擇、抗震設(shè)計(jì)等方面。伴隨時代的不斷發(fā)展，應(yīng)對概念設(shè)計(jì)加以大膽創(chuàng)新，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平得到進(jìn)一步提高，促進(jìn)我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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