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摘要: 当前,概念设计已成为建筑结构设计当中重要设计思路,对建筑结构具体设计有着重要的意义。本文从概念设计的重要性、技术举措以及常用的部分概念设计进行探讨。
关键词:建筑结构设计;概念设计;技术举措
Abstract: at present, the conceptual design of building structure design has become theimportant design ideas, is of great significance to the building structure design. This paperdiscusses the importance of concept design, technical measures and the common part of the conceptual design.
Keywords: building structure design; conceptual design; technical measures
中图分类号:TU318 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、概念设计的重要性
随着科学技术的不断发展,计算机技术的应用日益普遍,建筑结构的设计工作也已离不开计算机的应用,计算机技术的大量应用给建筑结构设计人员带来极大的方便,但也造成了建筑结构设计过程当中对计算的过度依赖。其过度依赖不仅让其陷入到了单纯计算的误区当中,同时也让设计人员忽视了工程理论的基础应用与大量经验的灵活运用。因此,对概念设计这一思想进行深化对改变当前建筑结构设计有着重要的作用。
概念设计是一种较少应用数值计算的定性设计思路,通常情况下,在较难进行精确的理性分析与规范操作的问题当中应用较为广泛,其主要是根据结构的整体体系和分结构之间的震害、力学关系以及工程经验等进行基本的设计原则确定与设计思想确立,然后从宏观上对其结构的总体布置与局部措施进行控制。
概念设计的重要性体现在诸多方面,其中较为主要的原因有:首先,现有的结构设计理论与相关计算方法存在着一些缺陷,单纯依靠理论性的计算是难以完成结构设计的,如混凝土结构的相关设计,其内力计算与截面设计分别基于弹性理论与塑性理论两种不同理论的计算与设计,这就促使其计算结果与实际的受力情况产生并不必要的差距,这种情况之下,概念设计就可以在一定程度上弥补其理论上的缺陷达到较为理想的结构设计目标。其次,建筑方案的初步设计难以借助计算机进行,尤其是结构工程师要想制定出效果好且造价低的结构方案时,概念设计的应用是必不可少的,结构工程师不仅要不断地丰富自己的结构概念,而且要将概念设计的具体内容进行充分的理解并在实际的建筑结构设计过程当中灵活地运用。最后,在高层建筑的抗震设计当中,概念设计的应用更为重要,因为高层建筑在结构上通常十分复杂,其在地震发生时存在着诸多无法计算的因素,如地震动的不确定性无法计算,如人們对地震的反应速度无法计算,如材料性能的变异性不可计算等,这些无法计算的因素如果单靠计算来进行设计,其设计出的结果一定与实际情况存在这较大的差距,因此,在该情况下,概念设计显得尤其重要。
二、概念设计的主要技术举措
(一)场地的实际选择
地震灾害当中建筑的破坏表明,其破坏性不仅与建筑本身有关,而且还建筑物所处的场地有着直接的关系,因此,在建筑场地选择时要在概念设计的引导下选择有利于建筑抗震的场地,尤其要选择基岩稳定的、土质坚硬的以及开阔密实的场地,从而避免软弱土、液化土、非岩质陡坡等不利于建筑物抗震的场地。
(二)建筑平立面的布置
在建筑平立面的布置过程当中,要想避免不规则方案的制定,则离不开概念设计的支撑。对于建构结构不规则的设计对象,不仅要对其进行内力调整与结构计算,而且还要对其薄弱的地方进行特殊的对待以有效增强建筑结构的整体抗震能力。
(三)结构材料的选择
建筑结构的承载能力与可承受的变形程度与结构材料的选择有着直接的关系,因此在选择过程当中要对其给予应有的重视,不仅要对其进行技术与性能上的比较,而且要对其进行价格与质量上的比较,这些比较都要建立在概念设计之上,简单来说就是在概念设计的基础之上去对结构的刚度、强度等进行完美的组合以保证材料功能的充分发挥。
(四)确保结构的整体和谐性
一个建筑的结构体系只有在各构件连接合理的情况之下,才能够保证其结构的合理性与整体性,从而将其空间结构的抗震作用等进行充分的发挥。具体来讲,各构件的整体和谐主要体现在以下几个方面:首先,各构件的节点的破坏与预埋件的锚固破坏要在其连接的构件破坏后;其次,在装配式结构当中,其构建的连接要确保整体结构的和谐性;最后,存在于预应力混凝土当中的钢筋最好在节点核心区的外围进行固定。
三、建筑结构设计中常用的部分概念设计
在实际的建筑结构设计当中,结构工程师不仅要对建筑结构进行客观的理解与真实的定位,而且要避免利用计算机计算出的结果的迷惑,从而产生对结构工作性能的误解与造成不必要的安全隐患。如由于三维结构软件当中理论计算的部分位移较大,而得出次梁支座负弯距较小的结论,而实际当中,实测的支座位移比理论结算的结果要小很多。
结构工程师在实际的结构设计过程当中要使各结构之间密切配合,具体来讲就是在承载压力较大的情况之下,保证各构件能够共同工作,满足建筑的承重要求。如在砖混结构当中,不仅不能对基础自身的刚度进行过多的一来以抵抗沉降的不均匀,而且要在圈梁与构造柱的支撑下将基础与上部结构连接为一个整体,切其他圈梁的设置与构造柱的布置都要以此为中心进行。
应对结构刚度进行合理的控制。结构整体刚度的控制是整个概念设计应用的重要组成部分,在对结构进行布置与计算的过程当中,要对各构件与整体结构的抗变形能力给予一定的重视,并对可能影响构件内在联系的诸多因素进行充分的考虑,以保证其整体结构的刚度保持在合理的范围内。如在对某框剪结构进行分析时,当顶点位移无法满足规范的限值,即使对剪力墙进行厚度与刚度的增加,也无法满足规定的要求的情况下,减少剪力墙反而能够满足要求,这与通常情况下的结果是相反的,其原因就需要用概念设计的相关内容进行解释:在结构的下部,框剪结构和剪力墙共同工作,因此,剪力墙在结构下部对框架有着极大的帮助,而框架在结构上部对剪力墙有着极大的帮助。
计算软件的应用有进行有效的选择。概念设计的应用要想达到理想的效果,计算的配合是少不了的,但在对计算软件进行应用的过程当中,首先要进行相应的选择。首先,要根据工程的实际情况进行设计软件的选择,建筑工程通常较为复杂,如其场地的不同、施工材料的不同等,因此要以这些要素为依据进行计算软件的选择。其次,要根据工程的具体特点对相关参数进行修改,在某些情况下,由于工程的某些特点,常规的参数需要进行特别的修改。最后,要对计算原理与实际操作的相互联系进行掌握,只有如此,才能够将计算软件与概念设计进行合理的搭配,共同促进建筑结构的合理设计。
参考文献:
[1]姚骥华.建筑结构设计中概念设计的研究[J].科技创业家,2012(12)
[2]王俊锋.对建筑结构设计中概念设计的探讨[J].建材与装饰(中旬刊),2008(06)
[3]姜久强.浅析建筑结构设计中的概念设计[J].科技创新与应用,2013(03)
[4]徐加正.浅析改你啊你设计建筑结构设计中的意义及应用[J].大众商务,2010(04)
关键词:建筑结构设计;概念设计;技术举措
Abstract: at present, the conceptual design of building structure design has become theimportant design ideas, is of great significance to the building structure design. This paperdiscusses the importance of concept design, technical measures and the common part of the conceptual design.
Keywords: building structure design; conceptual design; technical measures
中图分类号:TU318 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、概念设计的重要性
随着科学技术的不断发展,计算机技术的应用日益普遍,建筑结构的设计工作也已离不开计算机的应用,计算机技术的大量应用给建筑结构设计人员带来极大的方便,但也造成了建筑结构设计过程当中对计算的过度依赖。其过度依赖不仅让其陷入到了单纯计算的误区当中,同时也让设计人员忽视了工程理论的基础应用与大量经验的灵活运用。因此,对概念设计这一思想进行深化对改变当前建筑结构设计有着重要的作用。
概念设计是一种较少应用数值计算的定性设计思路,通常情况下,在较难进行精确的理性分析与规范操作的问题当中应用较为广泛,其主要是根据结构的整体体系和分结构之间的震害、力学关系以及工程经验等进行基本的设计原则确定与设计思想确立,然后从宏观上对其结构的总体布置与局部措施进行控制。
概念设计的重要性体现在诸多方面,其中较为主要的原因有:首先,现有的结构设计理论与相关计算方法存在着一些缺陷,单纯依靠理论性的计算是难以完成结构设计的,如混凝土结构的相关设计,其内力计算与截面设计分别基于弹性理论与塑性理论两种不同理论的计算与设计,这就促使其计算结果与实际的受力情况产生并不必要的差距,这种情况之下,概念设计就可以在一定程度上弥补其理论上的缺陷达到较为理想的结构设计目标。其次,建筑方案的初步设计难以借助计算机进行,尤其是结构工程师要想制定出效果好且造价低的结构方案时,概念设计的应用是必不可少的,结构工程师不仅要不断地丰富自己的结构概念,而且要将概念设计的具体内容进行充分的理解并在实际的建筑结构设计过程当中灵活地运用。最后,在高层建筑的抗震设计当中,概念设计的应用更为重要,因为高层建筑在结构上通常十分复杂,其在地震发生时存在着诸多无法计算的因素,如地震动的不确定性无法计算,如人們对地震的反应速度无法计算,如材料性能的变异性不可计算等,这些无法计算的因素如果单靠计算来进行设计,其设计出的结果一定与实际情况存在这较大的差距,因此,在该情况下,概念设计显得尤其重要。
二、概念设计的主要技术举措
(一)场地的实际选择
地震灾害当中建筑的破坏表明,其破坏性不仅与建筑本身有关,而且还建筑物所处的场地有着直接的关系,因此,在建筑场地选择时要在概念设计的引导下选择有利于建筑抗震的场地,尤其要选择基岩稳定的、土质坚硬的以及开阔密实的场地,从而避免软弱土、液化土、非岩质陡坡等不利于建筑物抗震的场地。
(二)建筑平立面的布置
在建筑平立面的布置过程当中,要想避免不规则方案的制定,则离不开概念设计的支撑。对于建构结构不规则的设计对象,不仅要对其进行内力调整与结构计算,而且还要对其薄弱的地方进行特殊的对待以有效增强建筑结构的整体抗震能力。
(三)结构材料的选择
建筑结构的承载能力与可承受的变形程度与结构材料的选择有着直接的关系,因此在选择过程当中要对其给予应有的重视,不仅要对其进行技术与性能上的比较,而且要对其进行价格与质量上的比较,这些比较都要建立在概念设计之上,简单来说就是在概念设计的基础之上去对结构的刚度、强度等进行完美的组合以保证材料功能的充分发挥。
(四)确保结构的整体和谐性
一个建筑的结构体系只有在各构件连接合理的情况之下,才能够保证其结构的合理性与整体性,从而将其空间结构的抗震作用等进行充分的发挥。具体来讲,各构件的整体和谐主要体现在以下几个方面:首先,各构件的节点的破坏与预埋件的锚固破坏要在其连接的构件破坏后;其次,在装配式结构当中,其构建的连接要确保整体结构的和谐性;最后,存在于预应力混凝土当中的钢筋最好在节点核心区的外围进行固定。
三、建筑结构设计中常用的部分概念设计
在实际的建筑结构设计当中,结构工程师不仅要对建筑结构进行客观的理解与真实的定位,而且要避免利用计算机计算出的结果的迷惑,从而产生对结构工作性能的误解与造成不必要的安全隐患。如由于三维结构软件当中理论计算的部分位移较大,而得出次梁支座负弯距较小的结论,而实际当中,实测的支座位移比理论结算的结果要小很多。
结构工程师在实际的结构设计过程当中要使各结构之间密切配合,具体来讲就是在承载压力较大的情况之下,保证各构件能够共同工作,满足建筑的承重要求。如在砖混结构当中,不仅不能对基础自身的刚度进行过多的一来以抵抗沉降的不均匀,而且要在圈梁与构造柱的支撑下将基础与上部结构连接为一个整体,切其他圈梁的设置与构造柱的布置都要以此为中心进行。
应对结构刚度进行合理的控制。结构整体刚度的控制是整个概念设计应用的重要组成部分,在对结构进行布置与计算的过程当中,要对各构件与整体结构的抗变形能力给予一定的重视,并对可能影响构件内在联系的诸多因素进行充分的考虑,以保证其整体结构的刚度保持在合理的范围内。如在对某框剪结构进行分析时,当顶点位移无法满足规范的限值,即使对剪力墙进行厚度与刚度的增加,也无法满足规定的要求的情况下,减少剪力墙反而能够满足要求,这与通常情况下的结果是相反的,其原因就需要用概念设计的相关内容进行解释:在结构的下部,框剪结构和剪力墙共同工作,因此,剪力墙在结构下部对框架有着极大的帮助,而框架在结构上部对剪力墙有着极大的帮助。
计算软件的应用有进行有效的选择。概念设计的应用要想达到理想的效果,计算的配合是少不了的,但在对计算软件进行应用的过程当中,首先要进行相应的选择。首先,要根据工程的实际情况进行设计软件的选择,建筑工程通常较为复杂,如其场地的不同、施工材料的不同等,因此要以这些要素为依据进行计算软件的选择。其次,要根据工程的具体特点对相关参数进行修改,在某些情况下,由于工程的某些特点,常规的参数需要进行特别的修改。最后,要对计算原理与实际操作的相互联系进行掌握,只有如此,才能够将计算软件与概念设计进行合理的搭配,共同促进建筑结构的合理设计。
参考文献:
[1]姚骥华.建筑结构设计中概念设计的研究[J].科技创业家,2012(12)
[2]王俊锋.对建筑结构设计中概念设计的探讨[J].建材与装饰(中旬刊),2008(06)
[3]姜久强.浅析建筑结构设计中的概念设计[J].科技创新与应用,2013(03)
[4]徐加正.浅析改你啊你设计建筑结构设计中的意义及应用[J].大众商务,2010(04)