淺談新疆鄉(xiāng)鎮(zhèn)工程中的建筑結構抗震的概念設計

艾斯卡爾·帕爾哈提

摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學水平的提高，概念性設計作為節(jié)后結構設計的主流思想越來越被結構工程師所接受。本文通過對概念設計的含義以及其在結構設計中的作用進行探討，進而分析概念性設計在結構設計中的重要意義和應用價值。

關鍵字：概念性 結構設計 意義 應用

1.引言

概念設計是指在建筑結構方案設計初期，工程設計師依據(jù)已知設計理論結合工程經(jīng)驗，不經(jīng)過數(shù)值計算，從宏觀的角度對建筑設計方案進行概念性的分析估算和比較選擇，通過對建筑結構的總體布局和布置必要的抗震措施，以實現(xiàn)合理設計的目標。所得方案往往概念清晰，定性正確，易于手算，避免后期設計階段中不必要的繁瑣運算，具有較好的經(jīng)濟可靠性能，同時，也是判斷計算機內力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的重要依據(jù)。

中國宋代的設計師兼工匠師俞皓所著《營造法式》，根據(jù)當時的工程實踐經(jīng)驗，總結出了“模數(shù)化”的設計和營造方法歷經(jīng)千年保存至今。

從工程中發(fā)現(xiàn)問題，在理論支撐下分析問題，找出解決問題的方法然后加以論證，最終總結出新的理論和設計思路，指導工程結構設計，這就是概念性設計的方法。

2.概念性設計的范疇

工程結構的概念性設計包括對材料、荷載、結構方案、節(jié)點、構造的選擇；同時也包括對計算方法、計算參數(shù)和計算結果的判斷、調整和選擇；還包括對結構工程制造、安裝過程的策劃。

3.工程結構概念性設計的意義

工程結構概念性設計是在結構工程設計中利用概念性進行判斷、推理、創(chuàng)新和決策的方法和過程。

隨著工程項目規(guī)模的不斷增加、技術難度越來越復雜，與結構設計有關的影響因素也更多，特別是建筑設計、施工和后期使用的不確定性，對建筑設計提出了更高的要求。概念性設計為上述的難題提供了一個個可行有效而科學的平臺。

3.1對傳統(tǒng)設計的補充

傳統(tǒng)的設計是根據(jù)已知的設計要求和設定的參數(shù)而進行的計算、繪圖，方法單一，這有利于對結構設計中許多確定的、歸一的內容加以執(zhí)行，但是忽略了建筑設計中的主動探索、選擇、創(chuàng)新和決策。而概念性設計可以分析設計中出現(xiàn)的問題，準確的找出問題的所在，最終再加以判斷其可靠性。

3.2對一般設計經(jīng)驗的升華

以往的工程結構設計都有一定的局限性，工程師大多都是循規(guī)蹈矩的根據(jù)規(guī)范和計算機設定的程序進行設計，這樣造成了設計的不足。

每個設計人員都應該自覺的進行概念性設計，探索新的設計思路和方法，成為建筑工程的思想家。常規(guī)的工程中的概念性設計憑經(jīng)驗，而重點工程的概念性設計是由工程定奪，一般人員未能自覺的參與概念性設計，經(jīng)驗難以升華為理論。

3.3節(jié)約造價

概念性設計方案選定之后，就可以根據(jù)方案進行優(yōu)劣選擇。結構設計的準確性和安全性，計算和概念設計的重要性，各占70%和30%；結構設計的經(jīng)濟學，計算和概念性設計的作用各占30%和70%，而幾乎所有不經(jīng)濟的方案，仍能達到最終的安全。

采用概念性設計的最終結果不僅能提高工程師的技術水平，同時概念性設計以正確的結果為依據(jù)能夠更加凸顯出設計方案的清晰性和正確性，更能反應結構的概念設計經(jīng)濟性，避免后期設計中產(chǎn)生不必要的復雜計算。

4.新疆鄉(xiāng)鎮(zhèn)工程中結構概念性設計的思想

結構的概念性設計應該是：“實踐研究→調查分析→總結評估→運用”的過程。

實踐研究：對概念性方案進行實踐，這個階段的主要任務是通過工程經(jīng)驗作為數(shù)據(jù)支撐，把概念性設計用在工程模型中加以實踐。

調查分析：對概念性問題進行深入研究，提出解決對策，從而通過工程實踐把結果用圖紙的方式表述出來。

總結評估：作為評估概念性方案的最重要步驟，總結評估的目的，就是為了通過對比綜合評估，最后能選擇出一個最佳的方案以期獲得最經(jīng)濟最安全最合理的可行性方案。

5.新疆鄉(xiāng)鎮(zhèn)工程中結構概念性設計的運用

汶川地震中大量的預制板構件墜落導致了地震中的災難，許多地方政府因此而命令禁止使用預制板，全部改為現(xiàn)澆，但是現(xiàn)澆工程量大耗時長，現(xiàn)場勞動力耗損更大。概念性設計是運用思維和判斷力有效解決結構設計問題的有效方法，但是結構概念性設計要求兼顧均衡。

5.1結構方案的選擇

結構方案的選型時概念性設計在結構設計中最突出的應用，特別是高層結構設計中對概念性設計更加注重。

結構在承受極限荷載的作用下不至于破壞的前提是各個構件之間能夠協(xié)調工作，共同受力。這就需要進行合理的結構選型、立面布置和整體的規(guī)則性的選用，選擇抗震和抗風且能夠有效承受荷載的結構體系，避免局部突變和扭轉，加強對薄壁位置的加強措施，并加強其他構造措施的處理。

？巴里坤縣大河鎮(zhèn)公租房建設項目，由于項目是公租房，所以在結構設計初期，根據(jù)概念性設計，構思結構體系選型，然后進行對比，最后結構選型就可以設定為普通的小跨度磚混結構。

5.2合理的選擇建筑材料

建筑材料作為建筑設計不可或缺的原材料，是構成建筑的物質基礎。材料的強度不足，再美的建筑業(yè)承受不了荷載，如何在結構設計中對建筑材料進行概念性設計和選擇，是每一個結構設計師所面臨的重要問題。

建筑材料在不同的部位要求具有不同的性質，比如強度、剛度和穩(wěn)定性，庫爾勒市三河貫通一期B段鴻雁河永安塔工程，在材料的選擇上，主要是根據(jù)材料本身的性質而進行篩選，鋼筋、混凝土作為常規(guī)優(yōu)先選擇材料為概念性設計都基本包括在內，鋼筋在混凝土中主要承受拉應力，變形鋼筋由于肋的作用，和混凝土有較大的粘結能力，因而能更好地承受外力的作用。

5.3荷載的優(yōu)化

在一般人眼里，恒載是恒定不變的，但是在優(yōu)秀的工程結構師眼里，恒載是可以選擇和調整的。而在地震頻發(fā)區(qū)的多層建筑，首先要考慮的是如何用較小的代價達到最好的抗震效果，答案是“減輕自重。”

？吐魯番地區(qū)中等職業(yè)技術學校5號、6號宿舍樓建設項目、？和靜縣第三中學食堂及配套附屬工程，結構概念設計中使用質輕的材料減少自重，采用輕質材料，有效的預防地震作用的同時還可以減少其他材料的耗損量，造價減少的同時質量也有所提高。

6.新疆鄉(xiāng)鎮(zhèn)工程中結構概念性設計的思考

工程結構中的概念性設計是建筑業(yè)在新形勢下提出的新理念，所以缺乏一定的專門研究。這需要再不斷的工程實踐中應用、研究、總結和發(fā)展。

我國的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、城市發(fā)展水平過快，政府一味的追求成果，必定會導致結構師在滿懷信心之后做出很多“狂妄之作”。

概念性設計在使用的過程中，其實有一定的冒險性，因為最初都是“大膽的猜想”而已，缺乏充分有效的論證，所以在對結構設計的過程中，如果把握不足也會釀成大錯。

7.結語

概念性設計是結構設計發(fā)展過程中為滿足工程建設的需要運用而生的必要產(chǎn)物，但是其運算過程中有時精度不高，不能準確的預判建筑結構的實際，所以需要結構工程人員在運用過程中結社設計進行有效的處理和構造。

但是，隨著概念性設計的不斷推廣，其廣泛應用越來越被人們所青睞，今后必將成為結構設計的主流思想，最終為國家的經(jīng)濟和社會發(fā)展有不菲的貢獻。因此，如何研究概念性設計的運用和發(fā)展，這需要我們不斷的加以學習和總結。

參考文獻

[1]王德榮.建筑結構設計中的概念設計與結構措施[j].城市建設理論研究，2011（21）.？

[2]倪力豹，江永.淺析建筑結構設計中的概念設計與結構措施[j].城市建設理論研究，2012（6）.？

[3]劉江濤.建筑結構設計中的概念設計與結構措施[j].城市建設理論研究，2011（8）.？

[4]戴國瑩.李德虎.建筑結構抗震鑒定及加固的若干問題.建筑結構.1999（4）.

[5]林同炎.S.D.思多臺斯伯利.結構概念和體系.中國建筑工業(yè)出版社.

[6]張煜.蔡煥琴.概念設計優(yōu)化高層鋼結構抗震[A].第六屆全國現(xiàn)代結構工程學術研討會論文集[C].2006年.