概念設計與結構措施在建筑結構設計中的運用探索

張富貴 齊山華

山東淄建集團有限公司 山東 淄博 255028

引言

建筑結構在生命周期中，多種作用復雜而不確定；當前設計輔助軟件計算絕對而又機械。鑒于對風、地震等作用理論研究深度及計算軟件的分析水平，目前實際難于很好地保證各復雜結構抗震、抗風性能。因而，從概念設計（建筑體型、結構方案、承載力與剛度分布、結構延性等）大局著手，對薄弱部位重點關注，并采取相應措施予以加強，就顯得尤為重要。概念設計，對于本工程的安全性、經(jīng)濟性及設計分析的合理性、設計周期的時效性都起到了舉足輕重的作用。

1 建筑結構設計與概念設計的概述

在結構設計過程中，主要包括結構方案、建筑結構計算、施工圖紙設計三方面。制定結構方案時，設計人員需詳細參考勘測數(shù)據(jù)，確定最佳的建筑結構形式；建筑結構計算中，設計人員多采用科學的計算方法對荷載、構建受力大小等進行計算，保障結構設計符合實際情況；施工圖紙設計中，設計人員應嚴格依照國家規(guī)定標準，確定構建布置、構件構造等，確保建筑結構設計的適用性。概念設計與建筑結構設計不同，概念設計是設計師利用自身經(jīng)驗進行的定性設計，體現(xiàn)了設計師的先進設計思想，而建筑結構設計則是根據(jù)建筑的全部概念，對工程結進行設計。概念設計與建筑結構設計之間相輔相成，若概念設計不合理，將直接影響建筑結構的整體設計[1]。當前，我國建筑行業(yè)發(fā)展快速，然而，在現(xiàn)行的建筑設計中，結構設計仍與理論存在一定差異，尤其是難以計算出詳細數(shù)據(jù)的結構設計，此時，就需要用到概念。

2 建筑結構設計中概念設計的重要性

首先，概念設計可以提高方案的完美性，在建筑設計的方案時期，通過概念設計可以加強對建筑結構體系的分析，通過比較做出合理的選擇。因此，通過概念設計做出的方案有清晰的概念和正確的定性，并可以有效避免不必要的煩瑣的運算，還可以保證方案設計的經(jīng)濟性。其次，概念設計加強了計算結果的可靠性，概念設計可以及時解決設計中出現(xiàn)的問題，提高設計水平，在設計過程中出現(xiàn)的問題都可以通過概念設計分析出原因，使問題得到有效解決。并且概念設計可以提高建筑結構設計的創(chuàng)新性，如果建筑工程師的經(jīng)驗十分豐富，那么概念設計也會做得很好，設計成果也會優(yōu)秀。當今社會分工明確，設計過程中不能依賴所謂的設計手冊和設計規(guī)范，因此，只有通過概念設計才能保證設計的創(chuàng)新性，才能突破傳統(tǒng)的設計局限。最后，概念設計可以彌補建筑結構設計中計算機設計的不足，因為計算機是無法完成初步設計的，只有通過概念設計，結合工程師掌握的知識和經(jīng)驗才能做出最優(yōu)化的結構方案。

3 概念設計在建筑結構設計中的應用

3.1 選擇合理的建筑場地

在設計師在設計前應該對施工場地予以考慮，其會對設計基礎產(chǎn)生重要的影響。在進行建筑場地選擇的時候，通常應該注意以下幾點：抗震因素、日照間距、建筑退界、防護距離等。其中抗震因素最為重要，所以在進行選址的時候應該盡可能地避開地質(zhì)條件較差的地段，如果地段在不可選的情況下，在工程設計的時候一定要充分考慮地基處理以及抗震措施等因素，除此之外，還應該在工程設計前對選址的地點開展地質(zhì)勘測，對地基的穩(wěn)定性進行科學的分析[2]。

3.2 選擇合適的結構材料

在建筑工程結構設計中，所需材料眾多，尤其是鋼筋、混凝土，更是工程建筑不可缺少的部分。在選擇鋼筋與混凝土時，應根據(jù)規(guī)定的建筑強度選擇適當?shù)牟牧?，在一般建筑工程中，箍筋與混凝土的強度不低于C20，直徑為10mm的縱筋，強度等級應在C25及可以上，只有保障材料強度滿足建筑等級要求，才能保障建筑工程質(zhì)量。另外，在選擇結構材料時，應保障建筑結構的整體性，如：在鋼筋構造連接中，若將一級抗震鋼筋與二級抗震鋼筋相連，則設計人員需要遵循強節(jié)點、弱桿件的概念進行設計，提高建筑結構設計的合理性，保障建筑工程的整體性。

3.3 對于建筑結構設計

當概念設計與結構措施發(fā)生問題時，必須進行及時有效的解決。同時，還要注意結構剛度，承載力分布的合理性直接關系著建筑工程是否安全、工程完工后是否能夠長久投入使用。在選材方面，材料會直接影響設計的合理性和預期經(jīng)濟效益的產(chǎn)生，工作人員必須保證材料的各項性能都達到相應的標準。例如，鋼筋的延性、韌性和可焊性都要達到較高的標準，混凝土的強度、彈力等級也要在安全系數(shù)以內(nèi)。還需要注意的是，結構措施的各項工作在開展之時，不能過于墨守成規(guī)，要學會靈活把握，若只是一味地守著所謂的標準，工程也不會達到期盼的結果[3]。

3.4 建筑結構剛度選擇

剛度是確保建筑結構穩(wěn)定性的一個重要指標，設計師在概念設計中應該遵循穩(wěn)定性的要求，對建筑物開展科學的驗算，并找出最恰當?shù)脑O計方案。剛度設計的科學合理，會在一定程度上延長建筑物的使用壽命。

3.5 抗震防線設計中概念設計的應用

在建筑結構設計中，抗震防線的有效設計同樣也是比較關鍵的核心內(nèi)容，其需要圍繞著抗震防線的基本需求進行詳細探究，確保建筑結構的抗震結構能夠體現(xiàn)出較強的穩(wěn)定性，對于抗震等級進行準確掌握，并且在具體結構設計中進行配筋數(shù)量、材料選擇以及隔震層等多個要點的把關，綜合提升整體抗震效果。

4 結束語

綜上所述，社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展使人們對建筑結構設計的質(zhì)量提出了更高的要求。在當今計算機技術急速發(fā)展的背景下，概念設計是建筑結構設計中不可或缺的一部分，結構措施在建筑結構設計中也有至關重要的作用。因此，在進行建筑結構設計時，要注重對概念設計和結構措施的運用，才能保證對結構設計的優(yōu)化，使建筑產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益和社會效益。