当前建筑结构设计中概念设计的应用

摘要： 为了提高建筑物结构的综合设计水平，笔者从概念设计介绍、概念设计在建筑结构中运用的原则，以及结构概念设计在建筑结构设计中的作用这三个方面对当前建筑结构设计中概念设计的应用进行阐述。

Abstract： In order to improve the overall design level of architecture structure， the author from three aspects of concept design presentation， application principles of concept design in architecture structure and the role of structure concept design in architecture structure design to elaborate the application of concept design in current architecture structure design.

关键词： 建筑；设计；概念

Key words： architecture；design；concept

中图分类号：U318 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）06-0123-02

0 引言

目前，我国的科学技术正在飞速的发展，特别是计算机技术的发展越来越迅速，应用也越来越广泛。同时由于经济的高速发展，以及为了追求更高质量的生活，人们开始对建筑物的结构设计更加的关注，要求也随之增高。因而，在进行设计时采用概念设计，以便能够满足更多人的建筑需求。

1 概念设计介绍

1.1 建筑设计人员在经过对数据的详细计算之前，在无法对一些比较特殊的情况做出相对比较理性的分析或者出现规定范围外的问题时，只通过自身对整个建筑结构的基本设计原则和设计思想或者对建筑物结构总体布置，进而进行确理论依据的设计就称之为概念设计。为了可以达到最终的设计目的，进行结构分析的人员应当对整个建筑进行认真的分析，并把握整体与各个分体之间的各种关系，然后严格遵循已经被确定的工程设计的基本程序以及原则，并利用一定的设计思维，从宏观上对整个建筑的设计进行详细的思考和设计。

1.2 在地震频发地区，为了提高建筑的稳定性，在进行建筑设计时，建筑设计人员一般会采取一些有效的措施进行隔震消能，但是这种措施有很多种，最常用的是在建筑的基础与建筑物的主体之间设置一个具有柔性结构的隔震层。除了设置隔震层之外，设计人员还经常会在建筑物的顶部设置一个反摆装置，在发生地震时，反摆装置由于惯性，其移动方向将会与建筑物移动方向相反，从而减弱建筑物的震动幅度和频率，减少地震带来的危害。如果设计的较为合理，将会带来较大的抗震效果。

1.3 在进行设计时，设计者运用概念设计具有很多的优势。例如，可以拓宽设计者的设计思维，打破思维定势，从而设计出更加令人惊叹的建筑设计。在以前进行建筑设计时，设计者往往只重视建筑物结构的抵抗能力上，对其他方面缺乏关注，同时为了达到提高抵抗能力的目标，在进行具体的建筑施工时，就会采用原本不需要的等级比较高的水泥等材料，同时没有依据的进行钢筋数量的增加，这就是对整个工程设计缺乏严重掌控的表现，这将会造成整个工程的成本过高。

1.4 设计者在进行建筑物的抗震能力设计时，应该更加重视运用概念设计。由于建筑物的各个结构的受力状况比较复杂，难以用具体数据表明，当地震发生时，建筑物各个部位的受力状况具有较大的不确定性。造成这种状况的原因就是由于人们严重缺乏对抗震结构的清晰认识，再加上建筑材料的性能不够稳定和各种不利因素的存在，都将会导致最终的设计不能够达到预期的效果。

2 概念设计在建筑结构中运用的原则

2.1 坚持优化选型的原则

①对结构体系进行优化。对建筑中基本构件的特征进行掌握，这是其前提条件。依据建筑、使用、坏境以及荷载情况进行优化选择比较适合的基本建筑构件，并对它们之间的关系进行判定，进而建立它的支承作法与基本性的结构单元；之后利用平面、叠合、线型以及交叉等集合形式将基本性的结构单元转变为主要结构体系。

②对结构布置进行优化。在确保建筑的使用需要以及意向的基础上，对建筑的楼层盖水平、基础系统以及柱墙竖向支承系统进行优化布置。在这时要对建筑的承载能力、支承作法、侧向与竖向的变形以及地质条件等结构性问题进行比较，确定其是否具备优越性以及合理性。

2.2 坚持空间作用的原则 建筑物属于空间结构，在进行结构的概念设计时，应该注意建筑内的各个结构中的空间作用，实际就是将恢复为原本的结构。

2.3 坚持合理受力的原则

①从受力与变形的角度来讲，集中受力不如均匀受力的效果好，单跨简支不如多跨连续，在平面内的作用效果不如其在整个空间内的作用效果，铰接梁的受力效果不如刚性梁的连接效果好，静定的受力结构体系的受力效果明显不如超静定受力结构体系的受力效果。

②从受力和变形的角度来讲，应该充分使用建筑刚度的相对性、变形的协调性和连续性以及结构的对称性。不但要对其部分构件的受力情况进行分析，还必须对其整体结构的宏观受力情况进行分析。对重要的受力情况以及变形情况加以重视，对于不是很重要的受力与变形情况可以忽视不计。

3 结构概念设计在建筑结构设计中的作用

3.1 选择的建筑场地应当便于施工 建筑施工场地的选择在施工前期没有较大的作用，但是在建筑施工后期将起着较为关键的作用，尤其是进行概念设计的建筑场地。在选择建筑施工场地时，进行选择的人员应当严格遵循以下几个基本要点：建筑边界、防火间距、建筑物的高度、现场地形的分析等。同时，在进行建筑设计时，应当选择比较容易进行抗震设计的地理位置，尽可能的避免在不利于抗震设计的位置进行建筑的建设设计。

3.2 合理的进行建筑结构基础的选择 在严格的进行建筑施工场地的选择之后，应当选择较为合理的建筑基础，一般常包括有桩基础、箱形基础和筏形基础这三种建筑基础形式，下面针对其中一种基础——箱型基础进行简单的介绍。箱形基础广泛应用于高层建筑中，其整体刚度适当，可以将荷载通过上部结构均匀地传至下部基础中，从而使结构组成良好地得以嵌固，并且降低了箱基不均匀沉降的问题，增强了建筑物的抗震抗灾承受力。

3.3 合理选择结构规则和对称的建筑主体 主体建筑结构选择必须合理，这样可以稳定非结构件工作状态，降低耗材成本。通常建筑结构的对称是指抗侧力主体结构的对称，可选择较容易对称的平面结构如简体框架结构、剪力墙结构等。

3.4 合理设计抗震抗灾防线 这是一个建筑最基本的要求，在进行建筑施工设计时，设计者应当适当的增加抗震线的数量，进而减少地震发生时带来的巨大的破坏，设计者还可以通过选用结构动力控制的方法进行减震设计。当建筑物遭受地震破坏时，建筑物可以通过自身赘余杆件结构的弯曲和变形，从而吸收地震的能量。

3.5 合理的进行结构刚度的选择 在进行设计时，建筑物的结构刚度选择是否合适是建筑结构设计中的不可忽略的指标之一，建筑物的结构刚度选择合理之后，不仅仅可以降低地震发生时带来的经济损失，还可以提高建筑各个方面的承受能力，同时在进行建筑材料的配置时，还可以减少材料的数量，进而降低建筑成本。

4 结语

在现在的结构设计中，概念设计的应用越来越被工程师所接受，对它们的应用也越来越多。在结构设计中，概念设计的应用能够减少资源的浪费，保障建筑的安全。因此，结构设计师要善于创新，并合理分析结果，在设计的过程中不断改进和完善，从而提高概念设计的水平。

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