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(安徽省化工设计院,安徽,230000)
【摘要】合理开展概念设计,是提升建筑结构设计水平的重要保证,本文就建筑结构设计中概念设计科学内涵、现实重要性展开探讨,并就实践设计中的要点问题,如何注重概念设计,提升整体工程建设质量制定了科学有效的策略,对优化设计效果,促进建筑设计的科学发展有重要的实践意义。
【关键词】概念设计;建筑结构;水平
1 概念设计内涵
概念设计主要指遵循工程概念不进行数值设计,而是用符合客观工程规律及本质的设计方式对对象进行宏观控制,在难以精确作出力学分析或难以在规范中规定的问题中,则应依据分体系与整体结构体系间的相关力学关系、震害、破坏结构机理、工程经验与试验对象获得设计思想及设计基本原则。由整体层面来讲确定总体建筑结构布置及对抗震措施细节实施宏观控制,采用近似概念性估算方式可在设计建筑方案过程中有效迅速的对建筑结构体系进行分析、构思与比选,其获取的结构方案通常定性准确、概念清晰,可在后期设计过程中避免一些繁琐不必要的运算,同时也可对计算机系统中通过分析得到数据的可靠性进行判断。
2 建筑结构设计中概念设计科学重要性
概念设计是科学体现先进设计理念与思想的重要环节,建筑结构工程师最为主要的任务便是采用整体概念在建筑特定空间内进行总体结构方案的设计,并有意识良好处理结构之间、结构及构件之间的关系。一般来讲优质开展概念设计的工程师,伴随其不断努力与追求,其结构概念将会越来越丰富,产生的设计成果也会越发完善创新。然而伴随社会分工的逐步细化发展,较多结构工程师却过于依赖设计规范、手册及计算机程序开展传统习惯性设计,欠缺科学的主动创新,不愿采纳新工艺或新技术。一些工程师面对一体化计算机建筑结构程序的大肆应用,对其产生的错误或不合理结果无法及时准确的发现,因而令设计成果的创新发展遥遥无期。概念设计的重要之处在于现行设计结构理念及计算理论包含不可计算性及较多缺陷,例如设计混凝土结构中计算内力主要依据弹性理论方式,而设计截面却依据塑性理论极限设计方式,两者矛盾性令实际结构受力状况与计算结果存在较大差距。为有效弥补该类理论缺陷,实现对大量无法进行计算核准的结构构件展开科学设计,我们应秉承科学的概念设计理念借助结构措施科学满足设计结构目标。同时结构工程师应强化培养结构概念,进而真实、客观的对结构总体工作性能科学理解,当设计实践中发生某类技术问题可依据概念设计展开成因分析,进而便捷快速的找到症结所在。
3 建筑结构设计中概念设计应注意的问题
3.1 方案设计问题
成功的建筑工程设计必须科学选择合理经济的结构方案,切实可靠的结构体系与形式,在该阶段设计人员不仅应对建筑工程地理环境、功能要求、材料供应、资金配备、施工水平及条件等展开综合分析,还应与水电、建筑、设备专业等展开充分比较,并综合考量结构中抗震、协同工作构造设计、控制整体结构性能问题,并有效完成结构方案确定及选型。在必要时还应对多重设计方案展开比较并择优入选。由此可见设计建筑方案过程不应全面借助理论计算或计算机实现,还需要工程师综合掌握并应用结构概念,在全面了解结构各类性能之上有针对选择最佳效果、最低造价的结构方案。
3.2 结构计算阶段问题
建筑结构计算是以计算简图为主要基础,对作用于结构构件中的约束及荷载进行简化,并尽可能令变形及结构内力同原结构相一致。当前基于建筑物具有多样复杂的功能,一般结构计算借助计算机实现,因而结构工程师应将工程实际结构形式合理转变为计算机可识别的模型,同时应确保模型变形及受力精确性。工程师还应合理依据结构实际工作状态全面了解计算机软件程序技术条件与适用范围,进而做出正确适用选择,同时可基于概念设计科学分析计算结果,做出合理判断。
3.3 绘制施工图阶段问题
建筑结构工程师在借助计算机完成相关设计结构计算并确认结果准确无误后,便应采用施工图方式对计算结果进行准确的展现,该环节通常依靠计算机实现。同时结构工程师还会承担调图这一艰巨任务,其应对施工图能否正确的映射设计意图进行检查,核准其是否满足各构件的良好协同工作、整体结构稳定性、抗震结构设计与材料有效利用率、适用、经济等要求。较多年轻工程师在面对工程施工图纸时,无法对其正确性与适用性作出合理判断,具体原因在于其欠缺实际经验及实践中对结构概念的良好养成。
4 注重概念设计,有效提升建筑工程设计质量
4.1 正确应用概念设计方式
建筑工程中勘查设计是项目质量龙头,是核心基础,只有提升设计优质性才能真正创设精品建筑工程。因此结构工程师应在设计工程初期依据专业设计理论与经验在头脑中展开优化实践过程,应用正确的概念设计方式有效迅速的进行结构體系选择、比较与构思,帮助建筑人员实现及开拓理想化的建筑空间形式及构造、使用与形象功能,并同建筑师一同明确总体建筑结构体系及分体结构最佳化受力方案。一般来讲这样设计的方案定性正确、概念清晰、有效避免了设计后期阶段繁琐运算,并具有良好的可靠性与经济性。同时应用概念设计实践中应由整体层面把握各项结构性能,进而对计算结果进行合理科学的分析判断及应用,并确保设计阶段中工程师应有的主导地位。
4.2 由实际出发全面分析,协调功能
在设计建筑结构之前首先应对实际当地情况作全面的分析与了解,取用设计项目条件应与当地实情相符,并令设计方案全面满足工程未来应用需求。例如工程师应认真考量水文条件、气象状况、地质条件,考察当地民俗、民风、典型已建建筑及文化背景,对当地环保状况、资源进行认真调查,并做到就地取材,令设备充足供应提升施工技术操作可能性。同时在设计结构阶段应充分全面的掌握构思原则,统筹考虑到结构、建筑及施工等各方因素,衡量建筑技术、功能及经济性,进而处理好局部与整体关系。一般来讲可由整体层面入手,明确建筑场地条件,进行基础选型并提出主体结构体系,考量主要构件连接关系及类型。同时可整合各类构件,由结构安全性、实用性、整体稳定性与耐久性进行修正。在构思二维阶段应处理好水平体系与竖向体系及其双边关系,并进行施工图构思,进而解决其相对独立性问题。
4.3 充分考量建筑结构空间作用,降低结构自重
建筑结构中应科学考虑各建筑结构空间作用,在分析结构阶段中应有意识利用空间概念进行问题的衡量考虑,进而令其结构刚度合理增加并优化建筑受力效能。在建筑结构实施概念设计中应抓住刚度主线,进而确保设计项目的可靠经济与安全性。降低建筑自重是结构工程师追求的永恒目标,同时也是概念设计的科学原则,实践操作中并非仅仅令其竖向荷载降低,同时其水平地震作用也会相应的按比例减少,进而有效缓解了震害。同时在提升施工效率、降低工程造价、资源节约层面也体现了明显价值。为降低建筑结构自重,设计师应科学采用新型高强材料,例如高强钢筋、混凝土、合金材料与轻集料混凝土。同时还应合理布置结构,例如优化选择柱网,降低外墙尺寸等。再者应科学选择高效能优越结构型式体系,例如采用空间桁架、网架网壳,预应力结构体系等,进而有效降低构件截面。
5 结语
总之,基于概念设计科学重要性,建筑结构设计中只有科学秉承概念设计理念,总结设计实践中应注意的重要问题,制定科学设计策略,才能全面提升建筑结构总体设计水平,优化建筑工程施工建设效果,并真正创造安全、可靠、经济、高效的精品建筑工程。
参考文献
[1]陈智强.对建筑结构设计中常见问题分析[J].城市建设,2010(13).
[2]高立人,王跃.结构设计的新思路一概念设计[J].工业建筑,2009(1).
【摘要】合理开展概念设计,是提升建筑结构设计水平的重要保证,本文就建筑结构设计中概念设计科学内涵、现实重要性展开探讨,并就实践设计中的要点问题,如何注重概念设计,提升整体工程建设质量制定了科学有效的策略,对优化设计效果,促进建筑设计的科学发展有重要的实践意义。
【关键词】概念设计;建筑结构;水平
1 概念设计内涵
概念设计主要指遵循工程概念不进行数值设计,而是用符合客观工程规律及本质的设计方式对对象进行宏观控制,在难以精确作出力学分析或难以在规范中规定的问题中,则应依据分体系与整体结构体系间的相关力学关系、震害、破坏结构机理、工程经验与试验对象获得设计思想及设计基本原则。由整体层面来讲确定总体建筑结构布置及对抗震措施细节实施宏观控制,采用近似概念性估算方式可在设计建筑方案过程中有效迅速的对建筑结构体系进行分析、构思与比选,其获取的结构方案通常定性准确、概念清晰,可在后期设计过程中避免一些繁琐不必要的运算,同时也可对计算机系统中通过分析得到数据的可靠性进行判断。
2 建筑结构设计中概念设计科学重要性
概念设计是科学体现先进设计理念与思想的重要环节,建筑结构工程师最为主要的任务便是采用整体概念在建筑特定空间内进行总体结构方案的设计,并有意识良好处理结构之间、结构及构件之间的关系。一般来讲优质开展概念设计的工程师,伴随其不断努力与追求,其结构概念将会越来越丰富,产生的设计成果也会越发完善创新。然而伴随社会分工的逐步细化发展,较多结构工程师却过于依赖设计规范、手册及计算机程序开展传统习惯性设计,欠缺科学的主动创新,不愿采纳新工艺或新技术。一些工程师面对一体化计算机建筑结构程序的大肆应用,对其产生的错误或不合理结果无法及时准确的发现,因而令设计成果的创新发展遥遥无期。概念设计的重要之处在于现行设计结构理念及计算理论包含不可计算性及较多缺陷,例如设计混凝土结构中计算内力主要依据弹性理论方式,而设计截面却依据塑性理论极限设计方式,两者矛盾性令实际结构受力状况与计算结果存在较大差距。为有效弥补该类理论缺陷,实现对大量无法进行计算核准的结构构件展开科学设计,我们应秉承科学的概念设计理念借助结构措施科学满足设计结构目标。同时结构工程师应强化培养结构概念,进而真实、客观的对结构总体工作性能科学理解,当设计实践中发生某类技术问题可依据概念设计展开成因分析,进而便捷快速的找到症结所在。
3 建筑结构设计中概念设计应注意的问题
3.1 方案设计问题
成功的建筑工程设计必须科学选择合理经济的结构方案,切实可靠的结构体系与形式,在该阶段设计人员不仅应对建筑工程地理环境、功能要求、材料供应、资金配备、施工水平及条件等展开综合分析,还应与水电、建筑、设备专业等展开充分比较,并综合考量结构中抗震、协同工作构造设计、控制整体结构性能问题,并有效完成结构方案确定及选型。在必要时还应对多重设计方案展开比较并择优入选。由此可见设计建筑方案过程不应全面借助理论计算或计算机实现,还需要工程师综合掌握并应用结构概念,在全面了解结构各类性能之上有针对选择最佳效果、最低造价的结构方案。
3.2 结构计算阶段问题
建筑结构计算是以计算简图为主要基础,对作用于结构构件中的约束及荷载进行简化,并尽可能令变形及结构内力同原结构相一致。当前基于建筑物具有多样复杂的功能,一般结构计算借助计算机实现,因而结构工程师应将工程实际结构形式合理转变为计算机可识别的模型,同时应确保模型变形及受力精确性。工程师还应合理依据结构实际工作状态全面了解计算机软件程序技术条件与适用范围,进而做出正确适用选择,同时可基于概念设计科学分析计算结果,做出合理判断。
3.3 绘制施工图阶段问题
建筑结构工程师在借助计算机完成相关设计结构计算并确认结果准确无误后,便应采用施工图方式对计算结果进行准确的展现,该环节通常依靠计算机实现。同时结构工程师还会承担调图这一艰巨任务,其应对施工图能否正确的映射设计意图进行检查,核准其是否满足各构件的良好协同工作、整体结构稳定性、抗震结构设计与材料有效利用率、适用、经济等要求。较多年轻工程师在面对工程施工图纸时,无法对其正确性与适用性作出合理判断,具体原因在于其欠缺实际经验及实践中对结构概念的良好养成。
4 注重概念设计,有效提升建筑工程设计质量
4.1 正确应用概念设计方式
建筑工程中勘查设计是项目质量龙头,是核心基础,只有提升设计优质性才能真正创设精品建筑工程。因此结构工程师应在设计工程初期依据专业设计理论与经验在头脑中展开优化实践过程,应用正确的概念设计方式有效迅速的进行结构體系选择、比较与构思,帮助建筑人员实现及开拓理想化的建筑空间形式及构造、使用与形象功能,并同建筑师一同明确总体建筑结构体系及分体结构最佳化受力方案。一般来讲这样设计的方案定性正确、概念清晰、有效避免了设计后期阶段繁琐运算,并具有良好的可靠性与经济性。同时应用概念设计实践中应由整体层面把握各项结构性能,进而对计算结果进行合理科学的分析判断及应用,并确保设计阶段中工程师应有的主导地位。
4.2 由实际出发全面分析,协调功能
在设计建筑结构之前首先应对实际当地情况作全面的分析与了解,取用设计项目条件应与当地实情相符,并令设计方案全面满足工程未来应用需求。例如工程师应认真考量水文条件、气象状况、地质条件,考察当地民俗、民风、典型已建建筑及文化背景,对当地环保状况、资源进行认真调查,并做到就地取材,令设备充足供应提升施工技术操作可能性。同时在设计结构阶段应充分全面的掌握构思原则,统筹考虑到结构、建筑及施工等各方因素,衡量建筑技术、功能及经济性,进而处理好局部与整体关系。一般来讲可由整体层面入手,明确建筑场地条件,进行基础选型并提出主体结构体系,考量主要构件连接关系及类型。同时可整合各类构件,由结构安全性、实用性、整体稳定性与耐久性进行修正。在构思二维阶段应处理好水平体系与竖向体系及其双边关系,并进行施工图构思,进而解决其相对独立性问题。
4.3 充分考量建筑结构空间作用,降低结构自重
建筑结构中应科学考虑各建筑结构空间作用,在分析结构阶段中应有意识利用空间概念进行问题的衡量考虑,进而令其结构刚度合理增加并优化建筑受力效能。在建筑结构实施概念设计中应抓住刚度主线,进而确保设计项目的可靠经济与安全性。降低建筑自重是结构工程师追求的永恒目标,同时也是概念设计的科学原则,实践操作中并非仅仅令其竖向荷载降低,同时其水平地震作用也会相应的按比例减少,进而有效缓解了震害。同时在提升施工效率、降低工程造价、资源节约层面也体现了明显价值。为降低建筑结构自重,设计师应科学采用新型高强材料,例如高强钢筋、混凝土、合金材料与轻集料混凝土。同时还应合理布置结构,例如优化选择柱网,降低外墙尺寸等。再者应科学选择高效能优越结构型式体系,例如采用空间桁架、网架网壳,预应力结构体系等,进而有效降低构件截面。
5 结语
总之,基于概念设计科学重要性,建筑结构设计中只有科学秉承概念设计理念,总结设计实践中应注意的重要问题,制定科学设计策略,才能全面提升建筑结构总体设计水平,优化建筑工程施工建设效果,并真正创造安全、可靠、经济、高效的精品建筑工程。
参考文献
[1]陈智强.对建筑结构设计中常见问题分析[J].城市建设,2010(13).
[2]高立人,王跃.结构设计的新思路一概念设计[J].工业建筑,2009(1).