建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)之我見(jiàn)

呂彪

【摘 要】概念設(shè)計(jì)的出現(xiàn)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一次新的挑戰(zhàn)與突破，它彌補(bǔ)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的單一性，因此，本文筆者結(jié)合多年的經(jīng)驗(yàn)，從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的闡述著手，分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；概念設(shè)計(jì)

信息化時(shí)代背景下，作為全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要組成部分，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)須緊跟時(shí)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(jì)方法。概念設(shè)計(jì)的興起恰好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的單調(diào)性，概念設(shè)計(jì)也因其獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念受到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的普遍重視。在建筑行業(yè)中，概念設(shè)計(jì)是指通過(guò)數(shù)字計(jì)算來(lái)對(duì)用戶(hù)需求進(jìn)行具體呈現(xiàn)，將用戶(hù)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(jì)的全部過(guò)程，包括建筑結(jié)構(gòu)的場(chǎng)地選擇、布局、分析等等都有概念設(shè)計(jì)的參與，以用戶(hù)為核心出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)中將用戶(hù)需求與設(shè)計(jì)者理念、建筑場(chǎng)地實(shí)際情況相結(jié)合，從而做到設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)合理、相對(duì)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而臺(tái)，概念設(shè)計(jì)會(huì)參與到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的每一個(gè)細(xì)節(jié)中去，主張從整體到局部、局部到整體的視角來(lái)縱觀(guān)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因此，本文將從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的軸心作用出發(fā)，來(lái)淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的主要應(yīng)用。

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)闡述

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與理論還存在一定的差異，尤其是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不可計(jì)算性方而，因此，注重概念設(shè)計(jì)是非常有必要的。所謂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是指建筑與其他設(shè)備等各種結(jié)構(gòu)元素所表達(dá)出來(lái)的結(jié)構(gòu)語(yǔ)言的過(guò)程，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要包括結(jié)構(gòu)方案、建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算、施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等三個(gè)階段，第一，結(jié)構(gòu)方案，其主要任務(wù)是根據(jù)各項(xiàng)參考指標(biāo)來(lái)確定出建筑的結(jié)構(gòu)形式，如地質(zhì)勘查、現(xiàn)場(chǎng)施工類(lèi)別及建筑高度、層數(shù)等，并根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)形式來(lái)布置結(jié)構(gòu)承載體系和受力構(gòu)件等，在結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)階段中，其遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、合理性，采用的方法主要是根據(jù)不同結(jié)構(gòu)形式的適用范圍來(lái)確定的，最終確定最佳的結(jié)構(gòu)方案；第二，結(jié)構(gòu)計(jì)算階段，其主要任務(wù)通過(guò)選擇科學(xué)、適用的計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算，如荷載、構(gòu)件受力人小等；第三，施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，確定構(gòu)建布置、配筋數(shù)量及構(gòu)件構(gòu)造措施，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，尤其是設(shè)計(jì)人員，不僅要充分、全而地了解相關(guān)規(guī)范要求，還需要全而掌握整個(gè)施工工程的施工工藝和流程，以保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適用于建筑施工中。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用

2.1合理選擇建筑場(chǎng)地

合理選擇建筑場(chǎng)地是進(jìn)行工程施工設(shè)計(jì)時(shí)必須經(jīng)歷和首先考慮的階段。一個(gè)合理的建筑施工場(chǎng)地對(duì)工程施工設(shè)計(jì)起到了基礎(chǔ)性和決定性的作用。選擇合理的建筑施工場(chǎng)地的過(guò)程中一般情況下都要考慮以下幾個(gè)主要因素：防護(hù)距離、建筑退界以及口照間距。與此同時(shí)，在工程結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要充分地考慮抗震能力的因素，降低在危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行施工建設(shè)。假如沒(méi)有避免，應(yīng)該結(jié)合一定的抗震預(yù)防措施，對(duì)抗震地點(diǎn)進(jìn)行選址和分析，通常都是在初步設(shè)計(jì)中完成。

2.2選用結(jié)構(gòu)計(jì)算分析原則及程序

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析和位移計(jì)算時(shí)，內(nèi)力和位移按彈性方法計(jì)算，截而設(shè)計(jì)可采用塑性理論，分析模型、簡(jiǎn)化處理和計(jì)算假定均應(yīng)符合或接近結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作情況。如果樓板設(shè)有較人開(kāi)洞，那么就應(yīng)考慮樓板的彈性變形，這一點(diǎn)在選用結(jié)構(gòu)分析程序時(shí)應(yīng)特別注意，否則計(jì)算結(jié)果會(huì)因誤差太人而不能使用。

2.3選擇建筑主體結(jié)構(gòu)

選擇建筑主體結(jié)構(gòu)按照合理和對(duì)稱(chēng)的原則，由于建筑結(jié)構(gòu)合理的不均勻，可以降低扭轉(zhuǎn)力，并使得非建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，同時(shí)減少建筑材料的消耗。通常情況下，建筑結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性主要是以抗側(cè)力能力工程結(jié)構(gòu)主體為對(duì)稱(chēng)，如剪力墻結(jié)構(gòu)。另外，建筑工程結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)平面施工工程按照規(guī)定的要求進(jìn)行布置。在此狀況下，實(shí)現(xiàn)建筑工程結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性方法有：建筑物質(zhì)心、調(diào)整結(jié)構(gòu)測(cè)心以及平面形心的距離。通過(guò)這樣的方法的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性原則。

2.4概念設(shè)計(jì)在抗震設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用

一棟建筑要想建立起來(lái)，基礎(chǔ)便是建筑場(chǎng)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(chǎng)地選擇必須考慮的問(wèn)題，在建筑場(chǎng)地選擇過(guò)程中盡暈選擇抗震系數(shù)高的場(chǎng)所，抗震系數(shù)過(guò)低則會(huì)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(chǎng)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(jì)人員在考慮增加抗震系數(shù)的問(wèn)題時(shí)，都會(huì)采取如下措施；運(yùn)用地震力、鋼筋根數(shù)、結(jié)構(gòu)剛度者之間的正比例關(guān)系來(lái)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。然而只育目依靠鋼筋數(shù)暈來(lái)增加抗震能力反而會(huì)造成負(fù)面效果。如果在抗震設(shè)計(jì)工作中應(yīng)用概念設(shè)計(jì)，從而取得新的設(shè)計(jì)思路、概念設(shè)計(jì)理論能夠結(jié)合建筑平面工程對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理的布置，同時(shí)也能夠?qū)ㄖ黧w的結(jié)構(gòu)體刑和各個(gè)部分的基礎(chǔ)體系之問(wèn)的力學(xué)關(guān)系進(jìn)行分析，通過(guò)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(qiáng)整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提高結(jié)構(gòu)的抗震能力同時(shí)也能節(jié)約建筑工程造價(jià)。

2.5按照工程施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況選擇建筑基礎(chǔ)

合理選擇建筑工程施工場(chǎng)地之后，再按照建筑工程地形特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式，選擇合理的施工建筑基礎(chǔ)。同時(shí)在圖紙疏松荷載較大多層建筑結(jié)構(gòu)中廣泛使用樁筏基礎(chǔ)。在天然地基中，樁筏基礎(chǔ)還可以按照建筑上部結(jié)構(gòu)傳送到建筑下部持力層上，并且達(dá)到較為穩(wěn)定和可靠的目的。箱型基礎(chǔ)整體具有較為良好剛度，建筑荷載從上部結(jié)構(gòu)均勻地傳送到建筑工程下部結(jié)構(gòu)中，進(jìn)而確保建筑工程整體結(jié)構(gòu)具有一定穩(wěn)定性，降低箱型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不均勻沉降的程度，進(jìn)一步提高了建筑工程結(jié)構(gòu)抗震能力，并且被高層建筑施工廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們生活水平的口益提高，對(duì)建筑行業(yè)的要求不斷提高。特別是在當(dāng)今信息化社會(huì)發(fā)展的時(shí)代，要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念要有一定的創(chuàng)新性，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的與時(shí)俱進(jìn)，并進(jìn)行深入的分析和研究，科學(xué)合理地應(yīng)用現(xiàn)代化新型的建筑工程施工工藝和建筑材料，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性、實(shí)用性以及經(jīng)濟(jì)性。因此，作為工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分地利用自身的專(zhuān)業(yè)技能和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，通過(guò)現(xiàn)代化工程設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)出具有先進(jìn)性和創(chuàng)新性的建筑工程施工設(shè)計(jì)，進(jìn)一步強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)以及建筑結(jié)構(gòu)措施的廣泛推廣和應(yīng)用。 [科]

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