建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施

李寶玉

（鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南鄭州 450000）

0 前言

隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的全面開展，建筑行業(yè)獲得良好發(fā)展，建筑質(zhì)量與建筑技術(shù)獲得相應(yīng)的提升，同樣也對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)?；诖朔N背景下，概念設(shè)計(jì)基于自身優(yōu)勢特性在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中獲得有效應(yīng)用。概念設(shè)計(jì)從思想、方法與理論等方面，均為建筑結(jié)構(gòu)提供良好的技術(shù)平臺。所以，概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，有著非常重要的作用和影響，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更具科學(xué)性、合理性以及穩(wěn)定性，以此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平得以切實(shí)有效提升。

1 概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施概述

1.1 概念設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，概念設(shè)計(jì)主要為：設(shè)計(jì)人員按照客戶標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與理念，對施工現(xiàn)場進(jìn)行查看，對工程情況做出分析，設(shè)計(jì)圖紙的整個(gè)過程，以及過程期間對解決產(chǎn)生的各類問題的具體措施。簡而言之，即設(shè)計(jì)人員開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作階段，對設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與理念通過概念設(shè)計(jì)做出充分體現(xiàn)。因此，概念設(shè)計(jì)也成為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵基礎(chǔ)與重要前提，并對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方案的科學(xué)性與可行性產(chǎn)生重要影響[1]。

1.2 結(jié)構(gòu)措施

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)措施屬于設(shè)計(jì)的先導(dǎo)，成為支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要部分，屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要骨架以及靈魂?；诮ㄖO(shè)計(jì)內(nèi)涵，結(jié)構(gòu)措施不但屬于概念設(shè)計(jì)，同樣屬于概念設(shè)計(jì)內(nèi)容的拓展延伸以及具體深化。設(shè)計(jì)人員開展設(shè)計(jì)工作階段，均基于概念設(shè)計(jì)入手，即對建筑外形、功能以及內(nèi)部情況等采取全面綜合分析，并根據(jù)建筑場地所處區(qū)域的地質(zhì)地理以及自然氣候等情況，按照各類建筑標(biāo)準(zhǔn)以及操作規(guī)范，對力學(xué)概念做出科學(xué)系統(tǒng)分析之后，構(gòu)建科學(xué)的結(jié)構(gòu)體系。基于此能夠得知，設(shè)計(jì)人員在對結(jié)構(gòu)做出明確階段，會(huì)由于專業(yè)能力、經(jīng)驗(yàn)以及主觀因素等產(chǎn)生影響。

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

2.1 科學(xué)選擇建筑結(jié)構(gòu)剛度

建筑領(lǐng)域各項(xiàng)指標(biāo)中，建筑結(jié)構(gòu)剛度屬于十分關(guān)鍵的內(nèi)容，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占據(jù)著非常關(guān)鍵的位置。所以，務(wù)必確保對建筑剛度的科學(xué)合理選擇。以此同時(shí)，選擇科學(xué)合理的建筑剛度，對建筑自振周期的有效增加、抗震性能等方面均有著非比尋常的影響和意義。除此之外，良好的剛度，同樣可以使空間使用率得到相應(yīng)的增加，節(jié)約建筑材料等，使建筑平面能夠等到更加充分高效的利用，對建筑設(shè)計(jì)做出有效優(yōu)化[2]。

2.2 科學(xué)選擇建筑主體結(jié)構(gòu)

合理、對稱屬于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的基本原則，此原則可以有效減少建筑材料的使用，節(jié)約建筑材料，保證建筑結(jié)構(gòu)中非結(jié)構(gòu)部件良好的安全性以及穩(wěn)定型，還可以減小建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)力。建筑結(jié)構(gòu)具備的對稱性特點(diǎn)，屬于建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部、整體或部分的相互對應(yīng)以及統(tǒng)一一致。具體設(shè)計(jì)階段，為確保建筑結(jié)構(gòu)可以保持對稱，可對建筑質(zhì)心或平面形心的實(shí)際距離做出合理的調(diào)整，通過對重心的有效調(diào)整，確保建筑結(jié)構(gòu)可以保持對稱。

2.3 基于場地情況選擇建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

位于選定建筑區(qū)域，開展勘測設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)建筑形式以及區(qū)域地形，對建筑基礎(chǔ)做出科學(xué)合理的選擇。建筑基礎(chǔ)通常涵蓋樁基礎(chǔ)與箱型基礎(chǔ)等，箱型基礎(chǔ)具有良好的整體剛度，能夠?qū)奢d均勻分解傳遞至下部結(jié)構(gòu)，確保建筑更加安全穩(wěn)定，避免由于受力不均勻的情況，產(chǎn)生基礎(chǔ)沉降，可以使建筑抗震性能得到有效的增強(qiáng)。樁基礎(chǔ)作為建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的不同形式，該結(jié)構(gòu)通常在地表松軟或是荷載相對交的高層建筑較為多見。該種形式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，可以對上部產(chǎn)生的荷載傳遞至下部，并分散至土壤，保證建筑更加安全、穩(wěn)定、可靠。

2.4 合理選擇建筑場地

對建筑場地的選擇屬于建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，選擇標(biāo)準(zhǔn)因素包括：日照間距、建筑退界。安全防護(hù)距離等方面。除此之外，同樣需重視不宜在危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行選址，以防地質(zhì)地理災(zāi)害等情況對安全性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，尤其是地震災(zāi)害產(chǎn)生的威脅影響。位于危險(xiǎn)地域建設(shè)項(xiàng)目，應(yīng)對建筑抗震等級進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶岣?，并利用相?yīng)的具體抗震措施。應(yīng)對施工地點(diǎn)做出科學(xué)合理選擇，并重視開展必要的勘測以及研究工作[3]。

3 結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高材料利用率

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)措施對設(shè)計(jì)人員工作起到重要的輔助作用，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完善，使結(jié)構(gòu)措施有關(guān)的工作得以有效開展。設(shè)計(jì)期間，結(jié)構(gòu)措施發(fā)揮的關(guān)鍵作用主要是對設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)工作的有效協(xié)同。結(jié)構(gòu)措施協(xié)同設(shè)計(jì)人員工作期間，建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可以獲得充分保證，建筑材料利用率同樣得以有效提升。隨著人們環(huán)保意識的快速提升，設(shè)計(jì)人員開展設(shè)計(jì)工作階段，應(yīng)重視協(xié)同工作予以充分重視，確保設(shè)計(jì)效果的前提下，降低材料自重以及材料投入成本，使設(shè)計(jì)工作能夠得到順利開展。例如，關(guān)于矩形截面受壓構(gòu)件，具體施工階段，構(gòu)件由于梁較易產(chǎn)生變化，且材料利用率不足，所以使用率并不高。所以，可通過概念設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)分析，對其梁截面應(yīng)變梯度做出科學(xué)合理的改變調(diào)整，如此保證軸心受力保持不定的前提下，使材料利用效率得到明顯的增加。隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化創(chuàng)新與升級發(fā)展，平面桁架結(jié)構(gòu)技術(shù)在位于概念設(shè)計(jì)中獲得良好的應(yīng)用，突出強(qiáng)調(diào)去除全部無用材料，可以有效減小構(gòu)件自重以及節(jié)約成本[4]。

3.2 結(jié)構(gòu)體系中保持協(xié)同工作

概念設(shè)計(jì)有關(guān)的協(xié)同工作，位于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樣獲得良好的應(yīng)用，協(xié)同工作要求結(jié)構(gòu)內(nèi)部各構(gòu)件應(yīng)保持相互協(xié)作與共同工作的正常狀態(tài)，此種協(xié)同效應(yīng)要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件在承載力極限的標(biāo)準(zhǔn)條件下，不但可以完成共同工作，同樣具備共同耐久性。除此之外，建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)以及上部，當(dāng)受到荷載的情況下，保持統(tǒng)一整體，對荷載進(jìn)行共同承擔(dān)。磚混建筑結(jié)構(gòu)中，為維持協(xié)同工作，需利用構(gòu)造柱與圈梁的作用，使結(jié)構(gòu)可以形成整體并共同受力，以防建筑結(jié)構(gòu)僅通過結(jié)構(gòu)剛度承受荷載。隨著高層建筑結(jié)構(gòu)數(shù)量的不斷增加，短柱現(xiàn)象也更加常見。不過，為確保各構(gòu)件均能夠具備良好的應(yīng)力水平，位于多層機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量減少短柱的存在，使相同平面承受荷載的基本能力得到有效提高，所以，應(yīng)確保同層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)保持相同或是接近相同水平位移，確保結(jié)構(gòu)體系中可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。

4 結(jié)論

綜上所述，隨著建筑行業(yè)穩(wěn)定良好發(fā)展，低投入以及高產(chǎn)出始終使建筑行業(yè)領(lǐng)域的重要發(fā)展目標(biāo)。同時(shí)，基于此原則，同樣要求建筑彰顯出相應(yīng)的特性，所以概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施相應(yīng)產(chǎn)生。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通過對概念設(shè)計(jì)的科學(xué)合理應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更具科學(xué)性、合理性以及穩(wěn)定性，并有利于建筑項(xiàng)目的順利進(jìn)行。同時(shí)，隨著概念設(shè)計(jì)的普及推廣以及科學(xué)應(yīng)用，概念設(shè)計(jì)也成為重要的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)不斷增強(qiáng)對概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施的深刻認(rèn)識與科學(xué)應(yīng)用，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取合理優(yōu)化，使建筑質(zhì)量可以得到切實(shí)提高，推動(dòng)建筑行業(yè)的良好發(fā)展。