分析建筑结构设计过程中的概念设计及结构措施

摘要：随着我国经济的快速发展，人们生活水平的不断改善，人们对住房的要求也在日益提高。在工程建筑结构设计过程中，概念设计及结构措施对建筑的整体效果起着至关重要的作用，本文将对这两个方面进行仔细探讨。

关键词：建筑结构设计；概念设计；结构措施

中图分类号： S611 文献标识码： A

一、概念设计

（一）、概念设计的概念

概念设计是指在工程建筑结构设计之初，不予提供确切的数据的情况下，根据以往工程建筑中的经验，进行整体方案的设计，对工程施工过程中将遇到的问题进行预测，通过多方面的分析论证最终制定出最合理的设计方案。概念设计是设计者在进行工程建筑结构设计之前的宏观规划与微观调整，体现着设计者的经验和思想，力求减少建筑结构设计上出现的问题。

（二）、概念设计的重要作用

1、概念设计是整体设计的保障。

在初期进行建筑结构的概念设计时，设计师经过多方面问题的考虑，制定出合理的设计方案，对后期整体工程建筑设计起到很好的基础作用。概念设计的设计师结合工程建设的各种特点，运用各种方法进行数据分析，把个结构之间进行对比分析，得到可靠的设计方案，使方案达到最大程度的低成本，高效率，最合理。科学先进的概念设计能够完善相关建筑结构设计，避免在工程后期的出现重复。

2、概念设计是设计师思想理念的体现。

随着科技的发展，建筑设计过程中计算机的使用越来越广泛，但是对于辅工具的使用会约束设计者的创作思维，使设计的方案缺乏新颖性，还容易出现现实结构与程序设计的差异。概念设计是锻炼一个合格的设计师在有限的时空内进行完整的设计的过程，在进行设计的过程中处理好建筑结构的各个部分，设计出完善的设计方案。概念设计体现出一个设计师对建筑的思想和理念，能够在进行创作的过程中，把最新的想法和创意及时的融入到设计方案中，使建筑结构的整体设计趋向完善。

（三）、概念设计的注意事项

1、设计者认真核对数据。由于科技的迅速发展，设计者越来越多的利用计算机进行建筑设计，但是在很多时候会发现同一个设计的计算结果并不相同，这主要是由于运用不同的软件导致的，不同的软件在进行计算时程序方法不相同。因此，设计者不仅需要掌握方案的设计，还需要掌握计算机程序的操作管理。设计者对于数据的准确性进行多次检查核对，还要借鉴前人经验和平时实践判断出数据的对错，对数据的核对引起重视。

2、对方案的选择。设计者在进行设计时，会根据不同的需求和不同的分析得到不同的方案，设计者要充分的考虑设计方案的合理性、科学性、实用性以及安全性，在运用理论知识和实践经验的总结的同时，也要考虑到工程建设的材料、结构、要求以及建筑过程中易出现的问题，最终选择一个最合理有效的方案。

3、合理设计计算简图。工程设计的计算简图对工程整体结构有着重要的影响，因此设计者在进行概念设计时要结合实际情况，并运用自身的实践经验和理论知识，将计算简图中带有的失误降到最低，合理的设计简图的应用，会减少建筑整体的不良影响，杜绝安全事故的发生。

二、结构措施

（一）、建筑结构中的协同工作

1、协同工作是指建筑结构设计中，各个结构部分有效的配合，协同作业，使工程建筑结构达到最佳状态和最长使用期限。在进行工程建筑时，要把建筑结构的下部和上部联合起来，分解建筑承载的压力，并且要保证受力的均匀性，即建筑结构在承载力时，保证每部分的结构都能受力均匀，杜绝受力偏向某一结构，造成部件的损坏。

2、在进行高层建筑的施工过程中，均匀受力是施工建设的基本要求。施工过程中注意受力情况，切不可使受力柱达到承载极限，避免造成安全事故的发生。在进行超高层建筑时，为避免受立柱承受不住压力，可以采取田字型柱来承载受力，这样的方法可以使长细比例增大，避免某一位置受力过大造成损坏。

3、在高层的建筑中，每一部分结构的设计都影响着工程的质量和施工的安全。在建筑的四个角、梁与梁交接的地方的承重柱，称为角柱。建筑结构的角柱的设计也十分重要。角柱的严格要求在于极强的抗变形、抗扭、抗压的能力，尽管目前的建筑结构中柱体的设计已经很大，但是这并不能减少承重柱体变形的可能性。在施工的过程中总结出，混凝土的弯曲变形直接取决于截面的受压高度及相关的边缘部位受压能力，因此，为了提高柱的承压能力与抗破坏能力，应直接采用高强度的箍筋柱和钢筋混凝土，避免弯曲变形情况的出现。

、充分利用材料

协同工作设计的另一个目的，还在于对材料的充分利用。一般来讲，材料利用率越

高，该结构的协同工作程度也越高。下面我们从一类构件进行分析：

梁类构件的演变是可以看出材料利用的问题。矩形截面梁是最普通的受弯构件，它的材料利用率很低，原因有两方面:一方面是靠近中和轴的材料应力水平低，另一方面是梁的弯矩沿梁长一般是变化的，这样对等截面梁来说，大部分区段，即使是拉、压边缘，其应力水平均较低。针对梁的这种受力特点，用结构概念分析，主要是因为梁截面存在应变梯度，只有当构件是轴心受力时，材料利用率才可能增大，于是就出现了平面桁架，平面桁架可以理解成“掏空”的梁――将梁中多余材料去除，既经济，又降低自重；故桁架的上弦相应于梁的受压边，下弦相应于受拉钢筋。规则桁架中腹杆的受力(拉、压)与梁中主拉、压应力方向一致。

根据上述分析，还可以将桁架的外形设计为与弯矩图相似的形状，从而使桁架的弦杆受力均匀。由于桁架中大量存在压杆，压杆的强度往往由其稳定性决定，而不是由杆件截面材料强度决定，因此，在平面桁架的设计过程中，应设法降低压杆的长细比。单纯增大截面是下策，特别是上弦杆，应努力增加其平面外的刚度(有时上弦采用双杆形成的复合压杆)，提供平面外约束(增加支撑)，如果把这些平面外的支撑再连接成桁架，这样就使平面桁架变为平面交叉桁架，最后发展为空间网架。空间网架的材料利用率高，应力水平高，故在大跨度、大空间结构中广泛使用，但网架结构中仍然存在压杆，这样高强材料就不能使用。因此，我们找到了悬索结构，悬索结构中所有的“杆件”均为拉杆，这样就使悬索结构中杆件的应力水平极高，材料利用率极大，高强材料得以充分利用，还可施加预应力。因而在超大跨度的结构中，悬索结构(或包括悬索结构的组合结构)是首选的结构类型。

在工程建筑过程中，对于材料的利用率问题始终是施工方首要关心的问题。为了赢取最大的利润，需要在施工过程中降低建筑成本，提高建筑材料的使用率，使材料得到充分的利用。为适应市场经济的发展趋势，进行低成本高利润的施工措施，一方面提高建筑结构各部分的协同能力，另一方面使建筑材料得到最大限度的开发使用是建筑施工单位的整体要求。通过结构措施的设计，能够达到对结构材料充分利用的目的。

结束语：

综上所述，本文就建筑结构设计过程的概念设计和结构措施分别进行分析，分别从几个方面进行了论述探讨。正因为人们对居住环境的要求日益增高，所以建筑结构设计的整体要求也在提高，建筑结构设计的概念设计及结构措施也更应该受到重视，使概念设计不断的创新和突破，结构措施逐步增强，为建筑结构的整体设计走向完善。

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