概念设计在建筑结构设计中的应用探索

【摘要】概念设计是一种设计思维，是一种从整体出发的布局方式，更加合理的维护了建筑整体结构和分体系之间的内在关系，协调了建筑结构中存在的一些问题，提高了建筑结构设计的优越性。本文就以概念设计为中心，对其定义、意义和应用做了探讨，以期为建筑设计人员提供一定的参考。

【关键词】概念设计；建筑结构设计；应用

【Abstract】The concept design is a design thinking is a departure from the overall layout more reasonable to maintain the intrinsic relationship between architecture and the overall structure of sub-system， coordinating some problems that exist in the building structure， improve the design of building structures superiority. This paper focuses on the conceptual design of the center， its definition， significance and applications that are discussed in order to provide a reference for the architectural design staff.

【Key words】Conceptual design；Architectural design；Applications

科技和社会的不断发展，促进我国建筑行业的不断发展，建筑结构的设计也逐渐趋于完善。概念设计作为一种设计思维，以总体设计布局出发，经过了设计人员的分析，以更加清晰、具体、精细的设计融入到建筑结构的设计中，不仅维护了建筑整体结构和分体系之间的内在关系，也提高了建筑结构设计的优越性。建筑结构设计人员可以借助这个概念设计的思想，对一些设计问题进行结构体系和分体系的分析，同时设计人员的结构设计工作可以加快总体布置工作、建筑抗震设计的完成。

1. 概念设计定义

建筑结构概念设计是不经数值计算，按照建筑整体结构与分体系之间的关系，如：力学关系、震害关系、破坏关系等，结合实验所得结果提出的设计原则与方法[1]。概念设计是基于整体角度的布局方式，对建筑结构总体布局、内外结构等详细规划，按照概念设计思想，融入建筑工程客观规律及结构特点的新方法。概念设计中，要综合考虑多方面因素，对方案的合理性、针对性、处理方式等，提供切实可行的指导依据。具体来说，工程结构概念设计，是基于结构概念设计理论展开的一系列运作，包括：判断推理、改良、决策等过程。

2. 概念设计在建筑结构设计中重要性的分析

2.1概念设计有效的弥补了计算机设计中的缺陷和不足。采用计算机进行建筑结构设计时，容易使得结构设计工作受限，因此，设计工作无法预期完成。计算机在结构设计中应用是最为广泛的，建筑结构设计的工作人员都会依赖计算机来进行设计工作，觉得这是很简单又快的方式，对于完成设计工作的时间可以缩短很多，但也在无形中，建筑结构设计师的设计能力逐渐下降，忽视了建筑结构设计中的概念设计。计算机设计就像一把双刃剑，虽然可以提高设计的效率，但使用不当，就会衍生出一些问题和隐患。因此，设计师应深入的理解和学习结构概念，应用概念设计，掌握全面的设计内容，从而设计出最为合理和科学的方案[2]。

2.2概念设计可以让建筑结构设计的工作加快完成。设计师必须清楚的掌握结构概念，只有具备先进的设计理念和清晰的设计思路，才能够对于概念混乱问题有效地预防，对于结构设计中出现的技术问题，也能快速找到有效的解决措施。总而言之，在建筑结构设计中应用好概念设计，可以使得结构设计更加完善和可靠。

3. 概念设计在建筑结构设计中的具体应用

3.1电算分析中概念设计的应用。 在信息时代的背景下，计算机技术已经被很多不同的行业应用。同样，在建筑设计行业中，计算机技术也得到广泛的应用。计算机技术的应用，虽然减轻了设计人员的工作负担，但在很多因素的影响下，计算机的一些软件存在缺陷，如果没有应用好计算机软件，那计算的结果就会受到很大的影响。而概念设计的理念与思想，可以对计算机在建筑结构设计应用中产生的隐患可以有效地预防，并且，当问题来临时可以及时解决，让建筑结构设计师对于计算机的依赖没有那么严重，使得设计师在结构设计时，融入自己的理解与概念。所以也应将概念设计应用到电算分析的工作中，然后设计人员再根据自己的专业知识和实际经验，对电算与概念设计结合的结果进行判断，这样可以保证计算结果的真实性和可靠性。

3.2概念设计在建筑物抗震设计中的具体应用。在建筑结构的抗震设计中，一般情况下都是通过设计人员确定建筑的初始尺寸，之后再计算出节点的实际刚度，根据刚度判断出地震力，最终得到需要配置钢筋的数量[3]。在建筑设计的过程中，我们可以了解到建筑结构的刚度和地震力以及配置钢筋数量之间成正比关系，当建筑结构的刚度越来越大时，地震力也随之变大，配置钢筋的数量也会增加，结构的刚度就会更加强，相应的地震力也会增大。所以在建筑结构设计过程中盲目的增加钢筋数量可能会起到相反的作用，不仅不会减小震力，反而会使得地震的效果增强，对于抗震的效果也不是很理想。我们将概念设计应用到抗震设计中能够拓宽设计思路，进而获得理想的抗震效果。比如说我们在建筑物的主体和基础之间设置一些隔震层，这样就可以大幅度的降低地震给建筑物带来的影响。

3.3方案设计中概念设计的应用。设计人员在选择合理性和经济性的建筑结构设计方案时，需要应用较好的概念设计理念。具体来说，在确定基础设计方案时，应综含考虑施工现场的结构类型、荷载分布情况、施工条件、地质条件这四个因素。设计人员在设计地基时，必须依据前期实地勘察得到的报告再来进行方案的设计，假如设计人员没有拿到前期的实地勘察报告，就需要亲自来施工现场，熟悉施工现场的地质情况，还要带好相关的资料。为了保证建筑结构设计方案的准确性，设计人员需要具备完整的信息与材料。

4. 概念设计在建筑结构中的注意事项

4.1选择合理的结构设计方案。结构方案的选择包括结构形式、结构体系以及结构布置三者的选定，建筑结构的概念设计中，最重要的是选择合理的结构设计方案，在选择方案时，要充分考虑到结构设计方案的安全性、经济性、实用性以及合理性。设计师也要在进行结构设计时运用自己积累的理论知识和工作经验，对可能出现的问题进行充分考虑，其中包括建筑物受力和抗震性问题，运用多种设计方法选出合理化并结合实际情况的结构设计方案。比如我们在选择结构体系时，首先我们要熟悉各种结构体系的特点，再结合建筑的实际情况选择出合理的结构体系。在结构布置一开始，我们要充分考虑到建筑物的受荷情况和建筑层数、建筑空间以及功能等，利用积累的经验数据、公式来初步选择和布置，切记不能盲目布置，结构的合理性将会直接影响到结构设计的进度和质量。

4.2选择合适的计算简图。计算简图是建筑结构设计师在进行建筑结构设计时必须要使用到的工具，它会辅助设计师来开展相关的建筑结构设计工作，所以在进行概念设计时，我们必须要保证计算简图的正确性，同时要结合实际情况判断构件会受到哪个方向的力，判断出受荷是否均匀。合理的受力分析是使计算简图正确的前提，而错误的计算简图会导致建筑结构设计出现严重的失误，直接影响到建筑结构，甚至是安全事故。此外，设计师要充分考虑到实际结构中的节点应该是刚接点还是铰接点，总之要保证计算简图的设计误差要在允许的范围之内。

4.3正确分析计算结果。在建筑结构设计过程中，肯定会应用计算机软件进行辅助设计。但因为目前计算机软件的种类太多，不同的软件之间存在着差异，因此，建筑结构设计师要对计算机软件的计算过程有所了解，不能完全照搬计算软件的计算结果，要在验证计算结果的基础上再加以利用，避免因为计算结果的失误给建筑结构设计工作带来影响。在计算前要输入正确的计算参数，得到数据后要做出合理的判断，正确取舍数据。以上是对结构设计中概念设计重要性的分析，以及概念设计的具体应用及一些注意事项。概念设计是一种方法，是从宏观的角度对整个建筑的结构做出整体的分析判断，作为工程师而言，理论学习是一方面，实际的设计经验也是不可或缺的重要环节。

参考文献

[1]汤兰. 试论概念设计在建筑结构设计中的应用分析[J]. 科技创新与应用，2014，29：229.

[2]赖运强. 当前建筑结构设计中概念设计的应用[J]. 中国高新技术企业，2010，13：149～150.

[3]孙建文. 高层建筑结构概念设计初探[J]. 山西建筑，2013，02：48～49.