概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析

徐朝前

近年來，隨著中國建筑業(yè)的不斷創(chuàng)新和進步，我國所進行建設(shè)的建筑項目的數(shù)量和范圍都得到了迅猛增長，這使得對于建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了新的要求。結(jié)構(gòu)工程是土木工程的重要組成部分。如果結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，不僅會影響施工效率，還會影響施工項目的安全。概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用可以準確把握結(jié)構(gòu)設(shè)計的方向，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和可行性，確保建設(shè)項目的可靠性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)中國建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1.概念設(shè)計內(nèi)涵

概念設(shè)計的內(nèi)涵指的是在對建筑項目進行設(shè)計的時候需要首先對設(shè)計方向進行明確，然后相關(guān)的工程師進行資料的收集和整理，對相關(guān)的設(shè)計資料進行有效的分析，之后再對設(shè)計過程當(dāng)中的具體步驟和方案進行進一步的分解，對設(shè)計方案進行重新設(shè)計尋找和建筑方案最為契合的方案的過程。在進行運用概念設(shè)計的過程當(dāng)中首先需要將建筑工程當(dāng)中的各個方面進行充分的綜合考慮[1]，比如說建筑工程所處的具體地理環(huán)境、建筑工程的功能以及形狀等等，在考慮進這些內(nèi)容的同時，還需要對這些內(nèi)容進行更加深入的分析和研究，進行科學(xué)的規(guī)劃和設(shè)計，找出融合建筑設(shè)計工程的多方要素的概念設(shè)計。進行建筑工程的概念設(shè)計需要建筑設(shè)計工程師具有非常高的能力要求，需要工程師在進行概念設(shè)計的過程當(dāng)中具有充分的綜合能力，能分析和整理建筑工程當(dāng)中的各種要素，最后綜合尋找合適的概念設(shè)計方案[2]。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的重要性

2.1 創(chuàng)新建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方式

在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程當(dāng)中，不能夠僅僅通過短短的簡單設(shè)計完成。進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要相關(guān)的建筑設(shè)計工程師通過自身進行大量的實踐所獲得的經(jīng)驗，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案進行逐步設(shè)計、完善以及調(diào)整。而概念設(shè)計對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計最為重要的是，通過引用概念設(shè)計能夠?qū)⒃摻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計的相似的工程項目進行總結(jié)，然后根據(jù)所總結(jié)出的優(yōu)點，再對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行全新的設(shè)計，很好地避免以往在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當(dāng)中的弊端，讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案能夠更科學(xué)合理地進行。而在以往傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當(dāng)中，通常情況下，都是由建筑工程設(shè)計師根據(jù)所提出的設(shè)計要求直接進行建筑設(shè)計，雖然在設(shè)計的過程當(dāng)中能夠有效地保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的標準性以及規(guī)范性，但是在進行設(shè)計的過程當(dāng)中具有很多十分明顯的問題[3]。

2.2 提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計整體水平

在對概念設(shè)計進行深入理解和有效把握之后，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程當(dāng)中能夠極大程度上提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的科學(xué)性和合理性[4]。除此之外，在引入概念設(shè)計的理念過后，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師能夠?qū)Ψ桨府?dāng)中所出現(xiàn)的問題進行及時的查驗和解決，在對相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)進行驗算的時候，可以結(jié)合類似工程項目的分析數(shù)據(jù)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的數(shù)據(jù)和質(zhì)量，進行更加準確的分析和判斷，讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師根據(jù)所檢驗的結(jié)果對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進一步的改進和完善，有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的設(shè)計水平和安全可靠性。

3.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計需要考量的因素

3.1 建筑場地

建筑場地作為建筑工程施工過程當(dāng)中最為重要的影響因素之一，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程當(dāng)中一定要充分考慮這一重要影響因素。如果建筑場地出現(xiàn)問題，那么整個建筑工程建設(shè)將會無法繼續(xù)進行。所以在進行建筑工程建設(shè)的過程當(dāng)中，首先需要選擇一塊最優(yōu)的建筑場地來進行建筑工程建設(shè)，保證工程建設(shè)能夠順利有序地進行下去。而在對建筑場地進行選擇地過程當(dāng)中，需要對各方面的因素進行充分的考慮，舉個例子來說，在設(shè)計的過程中需要對建筑場地周圍的實際施工環(huán)境和天氣氣候等進行充分考慮，在對這些影響因素進行綜合考慮之后，再產(chǎn)生最適合建筑工程項目的建筑場地。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)體系

在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程當(dāng)中對于建筑項目的建筑結(jié)構(gòu)體系也需要進行充分的考慮。在進行建筑工程建設(shè)的過程當(dāng)中所采用的不同建筑結(jié)構(gòu)都有著不同的建筑設(shè)計和建設(shè)要求。雖然現(xiàn)如今的建筑工程結(jié)構(gòu)有著這么多的結(jié)構(gòu)類型，這些不同的建筑結(jié)構(gòu)類型都是有著不同的建筑功能的，建筑工程設(shè)計師需要根據(jù)建筑項目的實際類型選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)體系。所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師需要對不同的建筑結(jié)構(gòu)體系進行全面的掌握，掌握每一種建筑結(jié)構(gòu)體系類型所適用的具體的建筑類型和其所具有的建筑功能和特點，以及不同的建筑結(jié)構(gòu)體系在建筑工程建設(shè)過程當(dāng)中所需要注意的注意事項。高層建筑結(jié)構(gòu)體系如圖1。

圖1

3.3 建筑基礎(chǔ)設(shè)計

概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中的作用，不僅僅是能夠在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程當(dāng)中提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和合理性，還能夠有效地對建筑項目地資源進行合理地整理和分配。在對概念設(shè)計進行應(yīng)用的過程當(dāng)中，通過概念設(shè)計能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中的不利因素進行及時的改正，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案的各項數(shù)據(jù)都能夠達到國家所規(guī)定的各項標準。其次有效地結(jié)合概念設(shè)計來完成建筑設(shè)計，在進行設(shè)計的過程當(dāng)中，保證建筑工程各個方面的設(shè)計都能夠具備充分的可行性，同時保證在進行實際的建筑施工操作當(dāng)中也能夠具有實際性，保證在進行建筑施工的過程當(dāng)中不會出現(xiàn)偏差，有效地滿足現(xiàn)代建筑學(xué)對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的各項基本要求。

現(xiàn)如今在概念設(shè)計當(dāng)中所采用的基礎(chǔ)設(shè)計類型主要是箱型基礎(chǔ)和筏型基礎(chǔ)兩種類型，其中筏型的基礎(chǔ)設(shè)計不僅能夠?qū)⒌鼗氖芰M行有效的分散，還能夠有效解決在建筑施工過程當(dāng)中所存在的地基沉降的問題。而箱型基礎(chǔ)設(shè)計所起到的作用則是和筏型基礎(chǔ)設(shè)計所起到的作用相反的，箱型基礎(chǔ)設(shè)計可以將建筑的底層形成一個有機的整體，這樣的建筑基礎(chǔ)設(shè)計能夠讓建筑的地基具有更強的承載力，讓建筑工程的安全性和穩(wěn)定性能夠得到穩(wěn)定的保證[5]。

4.概念設(shè)計的實踐應(yīng)用

以某工程建筑項目為例。該工程項目是一個擁有1層地下室和22層地上的建筑工程。計劃的風(fēng)荷載為每50年一遇，基本風(fēng)壓為0.6 kN/m，地震等級為Ⅱ級，地形和地質(zhì)條件為建筑項目涵蓋地下層數(shù)，能夠?qū)⒔ㄖこ痰目拐鹦缘饶芰M行大幅度的提高。建筑的規(guī)劃者在對建筑場所的影響因素進行綜合分析過后，決定采用混凝土管樁進行建筑地基的建設(shè)，不僅保證了施工項目的質(zhì)量，而且提高了施工效率。同時，在建設(shè)項目中將樁基設(shè)計為B級，比長為25 m。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)柱的軸向壓縮比決定了其塑性變形能力。實際上，元件的可變形性對機構(gòu)的延展性具有良好的抑制作用。該項目廣泛分析并考慮了平面布置和側(cè)向抗力，然后選擇了剪力墻結(jié)構(gòu)。

此外，在對施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境進行詳細分析和檢查后，剪力墻的地震級別應(yīng)符合Ⅱ級。剪力墻的布置為了建筑物的均勻布置，剪力墻的布置必須基于建筑物軸線的方向，并且在兩個方向上相應(yīng)的側(cè)向阻力必須一致。在執(zhí)行任何特定建筑時，重要的是要確保建筑項目的總力平衡且對稱，以使建筑物的剛度中心和重心高度兼容，并且建筑物的總力處于平衡狀態(tài)。

5.結(jié)束語

在未來的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作當(dāng)中，概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中的作用將會得到進一步的有效應(yīng)用，概念設(shè)計對于我國建筑行業(yè)在未來的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。所以相關(guān)的行業(yè)應(yīng)當(dāng)充分地重視概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，建筑工程設(shè)計師應(yīng)當(dāng)積極地、科學(xué)地對概念設(shè)計進行有效地應(yīng)用，這樣能夠更加有效保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的科學(xué)性和合理性，促進我國建筑行業(yè)在未來的可持續(xù)發(fā)展。