结构概念应用于建筑结构设计中作用分析

【摘要】随着社会经济的发展，建筑行业取得了长足的发展。与此同时，人们对于建筑的安全性、环保性以及舒适性等方面也有了更高的要求。为满足人们的要求，结构概念应运而生，而结构概念广泛应用于建筑的结构设计之中也必将是未来全世界建筑结构设计的发展大势。本文主要就结构概念进行了详细的解释，着重讲解了其作用和原则，并对其在建筑结构设计中的应用进行了阐述。

【关键词】结构概念；结构设计；作用

在改革开放的时代大背景下，我国的经济发展势头良好，人民的生活水平得到了极大地提高。建筑行业整体的设计水平也有了很大的进步，环保意识和服务意识也明显提高。一个优秀的建筑结构设计应该是经济、安全、美观、适用和便于施工这五项原则的最佳结合。为了推动建筑行业更好的发展，就必须将结构概念在建筑结构设计中推广开来，这也是未来建筑结构设计的正确发展方向。

1 结构设计的概念以及内容

所谓的结构设计就是使用结构语言表达建筑和其他专业想要表达的东西。结构工程师从其他专业的图纸里提炼出的结构元素叫做结构语言。用这些结构元素可以构成建筑物的结构体系，这些结构体系一般包括水平和竖向的承重和抗力的体系。结构设计有三个阶段，分别是结构方案阶段、结构计算阶段以及施工图设计阶段。

1.1结构方案阶段主要内容

首先要确定建筑物的结构形式。这需要根据多方面的数据和资料，主要有建筑物的所在地的抗震设防烈度、建筑场地的类别、建筑物的重要程度、建筑物的层数和高度、工程地质勘察报告。再就是根据所确定的结构形式的要求以及特点来安排结构的受力和支撑构件以及承重体系。基本方法是根据各结构的适用范围以及各自的特点，并充分考虑经济性以及合理性最终确定最佳结构形式。

1.2结构计算阶段主要内容

结构计算主要是计算几组数据。主要有构件的计算，荷载和内力的计算等。此阶段是根据规范来进行具体的结构计算，因此使用适合的计算方法是进行合理的结构设计的基础和前提。

1.3施工图设计阶段主要内容

根据前面两个阶段的成果来确定构件配筋和构件布置，并根据规范确定构件的构造措施。在此阶段对设计人员提出了要求，要求其必须能够很好的理解规范，并以此作为开展工作的准则，熟悉施工流程和施工工艺。

2 概念设计的概念

概念设计指的是不经过数值的计算，尤其是在一些规范里难以规定的问题上和很难作出精确判断分析的问题上，通过整体结构体系的各个分结构体系间的结构破坏机理、实验现象、力学关系、震害，还有一些工程经验中获得的那些基本的设计思想和设计原则，从整体的角度来确定结构的布置以及抗震措施的控制。

通过概念近似估算的方法可以对设计方案快速的进行比对和选择，而所得到的方案通常概念极为清晰，定性也十分正确，省去了很多后期的运算，并且一般性能很可靠。

3 结构概念应用到建筑结构设计中的作用和意义

建筑的结构概念设计在整个设计中起着重大作用。如果建筑的设计未能在事先进行正确的结构概念设计，那么无论之后的工作多么完美，这都不会是一项优秀的工程。

3.1有着更加全面和立体的先进意义

就我国来说，结构计算的理论大致经历了从经验估算到容许应力法，再到破损阶段计算、极限状态计算，最后到现在广泛使用的概率极限状态理论的过程。虽然概率理论具有一定的先进性，但是不可避免的还是存在一些问题。因为其运算的过程有一些近似的程度，只能当作时近似的概率法来看，而且只以极限状态来进行设计的话，要想更接近的知道建筑的真正承载力还是很困难的。

建筑是空间结构，其中的各种构件复杂的结合在一起。作为优秀的设计人员，需要有统筹全局的能力，要将工作重点放在具体的空间结构体系的整体研究和设计上。与此同时，还要求设计人员能够透彻的认识到各个基本的分体系与整体的结构体系之间所存在的各种力学关系，将结构概念切实的运用到实际的建筑结构设计中。

3.2建筑抗震能力的关键

抗震设计是结构设计的一个重要方面。当进行结构分析的时候，如果没有充分地对结构材料的非弹性性质、结构的空间作用以及阻尼变化这些因素进行考虑，还有一些施工时的不准确情况。所以，在功臣的抗震问题上，我们不能完全的依赖计算设计，必须立足结构概念。而结构概念在建筑结构设计中的运用，无疑可以大大提高建筑的抗震能力，避免一些薄弱的部位的出现。

3.3强调人的主导作用

在结构工程设计中，单纯的依赖计算机进行一次计算就通过是不可能的，这就需要人在其中发挥作用。往往计算结果会出现一些明显的错误，这些错误凭着概念直觉就可以发现，但是有的错误却只能使用概念近似计算的复核才能判断正误。所以，作为结构软件的应用者，必须在数据输入无误的前提之下，对程序的应用范围、限制条件、基本理论假定等完全理解，尤其是边界条件的模拟假定一定要完全符合实际受力的情况。其中，在初步设计时，要通过概念近似计算的方法来不断地对方案进行优化和反馈，直到确定了此结构设计方案的构建和主要分体系的尺寸以及方案的完全可行性。

3.4解决设计中的问题

当设计中发现某个技术问题的时候，可以根据建筑结构概念设计来找出原因。这种方法不仅更加快捷有效，还可以找出问题的症结，可谓一举两得。这种方法毕竟在未来的建筑结构设计中发挥更加重要的作用。当前的设计人员中，部分人员的专业知识不过关，在结构计算程序的编制原理、计算模型等了解的很少，往往偏重于结构的计算而忽视了结构的构造设计，所以，要想更好、更及时地发现设计中的问题就需要提高设计师的专业技能，以保证设计出更好的方案。

4 结构概念在建筑结构设计中的应用原则

4.1正确分析计算结果

就目前来看，市面上的建筑结构设计软件数不胜数，而各式软件计算的结构也是不尽相同。这就对设计师提出了更高的要求，要求设计师不仅能够对技术条件和设计原理广泛进行了解，还要对计算的结构认真的核对和分析，最终做出合理的判断。

4.2合理选择结构方案

成功的设计，其结构体系和结构形式必须合理、可行。结构体系的传力简洁、受力明确，不同的结构体系不能混合使用于同一个结构单元里。总而言之，就是要综合考虑和分析整个工程的地理情况、设计要求以及施工条件和材料供应等一系列情况，同时要与其他专业进行协调后选择合适的结构，最终确定结构方案。

4.3精选计算简图

结构计算都是以计算简图为基础进行分析研究的。因而，能否选择一个合适的计算简图是十分重要的，这在很大程度上决定了结构是否安全，选择的计算简图不当很可能会造成结构事故。计算简图需要一定的构造措施提供保证。在实际结构中，结构的节点不会完全是简单的铰接或者钢接点，但是设计简图允许存在合理范围内的误差。

5 结束语

随着社会发展以及人民生活的普遍提高，对建筑的结构设计也提出了更多、更高的要求。从事建筑结构设计的专业人员必须抓紧更新设计理念，扎实学习基本理论基础，不断丰富新的结构概念，深入掌握各类结构的性能，不断吸取他人的先进的思想和技术，并学会对自己作品进行反思，努力设计出造价最低、效果最好的结构方案，努力做到精益求精，争取为结构设计的发展做出贡献。

参考文献

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