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摘要:概念设计在建筑业中指的是通过数学计算对于用户的要求进行具现化,概念设计在建筑业中指的是通过数学计算对于用户的要求进行具象化。基于此,本文论述了在建筑结构设计之中如何应用概念设计。
关键词:建筑结构;概念设计;应用
1、概念设计在建筑结构设计中的重要性
概念设计作为当前主流的建筑设计方法,展现了当前最先进、最科学的设计思想,结构工程师在进行概念设计时需要从整体角度出发,以整体概念对结构设计进行规划,对于各个结构之间的关系进行研究分析。首先,当前我们所使用的传统的结构设计方法和计算方法中存在着很多的漏洞,在一些方面甚至出现矛盾或者说是悖论,所以在具体的操作过程中往往让人难以抉择。
2、建筑结构设计中概念设计的核心作用
概念设计讲究从整体到局部、局部到整体的视角来纵观整个建筑结构设计,整个设计也立足从用户的概念产品出发,追求建筑结构设计的理性分析概念设计是现代建筑结构设计不可或缺的一部分,概念设计在建筑结构设计中具有重要作用。
2.1、从用户概念出发满足用户多方需求
一栋建筑从设计到竣工,不是建筑结构设计者个人意志的体现,而是设计者将用户需求量化为实物的过程在这一过程中,用户是主角,建筑结构设计者是引路人,引路人按照用户的概念与需求来设计路线,把用户引到正确的轨道上去在建筑结构设计前设计者如未有清楚的结构概念或明确的设计思路,设计过程中概念模糊、混乱等定性错误便会频繁发生,用户要求便难以实现概念设计从用户角度出发,设计前设计者可根据用户产品概念规划一个详细的设计思路,如此便化解了设计过程中出现的概念模糊、棍乱等定性错误,用户需求也能最大化满足。
2.2、填补计算机程序操作的硬性问题
处于信息经济化发展的我国,各行各业的工作任务都可借助计算机来完成,建筑结构设计也不例外,因此造成设计人员对于利用计算机程序进行结构设计的过度依赖过度依赖形成过程中,设计者住往忽视结构概念的学习,自身设计能力也在隐性退化诸多建筑结构设计者只看到运用计算机程序设计的良性优势,而未发觉运用计算机程序设计的恶性影响,如果未找准设计软件,诸多问题便会显现。采用计算机进行建筑结构设计,结构设计方案的设计工作也会受到相应的限制,甚至可能无法完成预定的方案设计工作。概念设计则能弥补利用计算机程序进行设计出现的漏洞问题设计者如果能深人掌握概念设计的相关知识,建筑结构设计工作便会游刃有余,计算机程序操作一旦出错,就可用自身相关的概念设计知识来弥补运用计算机程序造成的错误。
3、概念设计在建筑结构设计中的运用
3.1、合理的建筑结构体系选择
概念设计应对建筑物结构体系有明确的简图和合理的抗震说明。设计应对整体抗震能力和重力荷载有一定承载能力和防御能力,不能因为部分结构的破坏而影响整体结构。结构体系宜具有合理的刚度。主体抗侧力结构的刚度合理是高层建筑结构设计的重要指标之一。主体抗侧力结构刚度过大,结构的基本自振周期缩短,地震作用加大,结构承受的水平力,倾覆弯矩加大,地基基础的负担加大,此时结构的截面和相应的构造配筋增加较大,不经济。主体抗侧力结构刚度过大,势必造成结构所占的面积,空间加大,影响建筑作用,降低建筑平面利用系数,不合理。
3.2、基础设计概念
3.2.1、基础与上部结构协同作用基础
不仅仅可以同地基相互作用,同上部结构作用的关系比较繁琐,如建筑的边缘部位荷载很大就是个特例。当建造下部结构时,随着层数的增加,基础钢筋应力也会加大,最高值的地方出现在四五层处,随后根据层数和荷载的加大,应力会不断缩小。此种作用就是上部结构和基础相互工作形成的。如果上部结构高低层数相距不小,且地下室有直通要求,就应该首选整体基础,高低层不分开是有限制的,第一是地基地质较为优秀,也可以选择桩基础。地基沉降量应该比较小,关键是限制好高低层的沉降差。对于天然地基的建筑,高层部分多数选择满堂红基础,单独基础、双向条形是应用底层部分。高层建筑一般会设置通道,主要通往地下车库,通道设置在高层的外壁处,且与外壁平行设置。车道的底板应该设有防水层,确保了高层建筑的整体连接性。
3.2.2、基础选型及特点
具体采用桩基础、筏形基础或者箱形基础,主要根据建筑的地理位置结构形式来确定。如果地基土质并不坚硬而建筑物具有很多层数,承担较大的荷载,那么天然地基就达不到要求,桩基础就是不错的选择,其坚实的持力层就会承受上部结构传递下来的荷载。对于高层建筑的桩基础来讲,可以采用钢管桩、混凝土灌注桩、预制钢筋混凝土桩等。在高层建筑中,箱型基础应用得较为普遍,整体刚度不错,且传递给基础的上部结构的荷载比较均匀,对上部结构具有嵌固作用。
3.3、概念设计在抗震设计工作中的应用
一栋建筑要想建立起来,基础便是建筑场地,也即是建筑物的承载基地,因而具有不可忽视的作用其中抗震性是建筑场地选择必须考虑的问题,在建筑场地选择过程中尽量选择抗震系数高的场所,抗震系数过低则会埋下安全隐患。然而在土地资源稀少环境下寻找抗震系数高的建筑场地难度系数较大,如此便需在建筑结构基础和建筑主体结构上下功夫通常情况下,设计人员在考虑增加抗震系数的问题时,都会采取如下措施:运用地震力、钢筋根数、结构刚度三者之间的正比例关系来进行抗震设计。然而只盲目依靠钢筋数量来增加抗震能力反而会造成负面效果如果在抗震设计工作中应用概念设计,从而取得新的设计思路概念设计理论能够结合建筑平面工程对结构体系进行合理的布置,同时也能够对建筑王体的结构体型和各个部分的基础体系之间的力学关系进行分析,通过调整建筑物质心、平面形心及结构刚心三者之间的距离使三者尽可能地靠近,以利于减小结构体系的扭转力增强整个结构的稳定性提高结构的抗震能力同时也能节约建筑工程造价。
4、结语
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。这则需要工程界和教育界进行共同的努力。推广概念设计思想是一种有效的办法。
参考文献
[1]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.
[2]杜志强.当前建筑结构设计中概念设计的应用[J].中华民居(下旬刊),2014,05:84.
[3]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.
[4]朱珩.浅析建筑结构设计中的概念设计[J].黑龙江科技信息,2014,34:218.
关键词:建筑结构;概念设计;应用
1、概念设计在建筑结构设计中的重要性
概念设计作为当前主流的建筑设计方法,展现了当前最先进、最科学的设计思想,结构工程师在进行概念设计时需要从整体角度出发,以整体概念对结构设计进行规划,对于各个结构之间的关系进行研究分析。首先,当前我们所使用的传统的结构设计方法和计算方法中存在着很多的漏洞,在一些方面甚至出现矛盾或者说是悖论,所以在具体的操作过程中往往让人难以抉择。
2、建筑结构设计中概念设计的核心作用
概念设计讲究从整体到局部、局部到整体的视角来纵观整个建筑结构设计,整个设计也立足从用户的概念产品出发,追求建筑结构设计的理性分析概念设计是现代建筑结构设计不可或缺的一部分,概念设计在建筑结构设计中具有重要作用。
2.1、从用户概念出发满足用户多方需求
一栋建筑从设计到竣工,不是建筑结构设计者个人意志的体现,而是设计者将用户需求量化为实物的过程在这一过程中,用户是主角,建筑结构设计者是引路人,引路人按照用户的概念与需求来设计路线,把用户引到正确的轨道上去在建筑结构设计前设计者如未有清楚的结构概念或明确的设计思路,设计过程中概念模糊、混乱等定性错误便会频繁发生,用户要求便难以实现概念设计从用户角度出发,设计前设计者可根据用户产品概念规划一个详细的设计思路,如此便化解了设计过程中出现的概念模糊、棍乱等定性错误,用户需求也能最大化满足。
2.2、填补计算机程序操作的硬性问题
处于信息经济化发展的我国,各行各业的工作任务都可借助计算机来完成,建筑结构设计也不例外,因此造成设计人员对于利用计算机程序进行结构设计的过度依赖过度依赖形成过程中,设计者住往忽视结构概念的学习,自身设计能力也在隐性退化诸多建筑结构设计者只看到运用计算机程序设计的良性优势,而未发觉运用计算机程序设计的恶性影响,如果未找准设计软件,诸多问题便会显现。采用计算机进行建筑结构设计,结构设计方案的设计工作也会受到相应的限制,甚至可能无法完成预定的方案设计工作。概念设计则能弥补利用计算机程序进行设计出现的漏洞问题设计者如果能深人掌握概念设计的相关知识,建筑结构设计工作便会游刃有余,计算机程序操作一旦出错,就可用自身相关的概念设计知识来弥补运用计算机程序造成的错误。
3、概念设计在建筑结构设计中的运用
3.1、合理的建筑结构体系选择
概念设计应对建筑物结构体系有明确的简图和合理的抗震说明。设计应对整体抗震能力和重力荷载有一定承载能力和防御能力,不能因为部分结构的破坏而影响整体结构。结构体系宜具有合理的刚度。主体抗侧力结构的刚度合理是高层建筑结构设计的重要指标之一。主体抗侧力结构刚度过大,结构的基本自振周期缩短,地震作用加大,结构承受的水平力,倾覆弯矩加大,地基基础的负担加大,此时结构的截面和相应的构造配筋增加较大,不经济。主体抗侧力结构刚度过大,势必造成结构所占的面积,空间加大,影响建筑作用,降低建筑平面利用系数,不合理。
3.2、基础设计概念
3.2.1、基础与上部结构协同作用基础
不仅仅可以同地基相互作用,同上部结构作用的关系比较繁琐,如建筑的边缘部位荷载很大就是个特例。当建造下部结构时,随着层数的增加,基础钢筋应力也会加大,最高值的地方出现在四五层处,随后根据层数和荷载的加大,应力会不断缩小。此种作用就是上部结构和基础相互工作形成的。如果上部结构高低层数相距不小,且地下室有直通要求,就应该首选整体基础,高低层不分开是有限制的,第一是地基地质较为优秀,也可以选择桩基础。地基沉降量应该比较小,关键是限制好高低层的沉降差。对于天然地基的建筑,高层部分多数选择满堂红基础,单独基础、双向条形是应用底层部分。高层建筑一般会设置通道,主要通往地下车库,通道设置在高层的外壁处,且与外壁平行设置。车道的底板应该设有防水层,确保了高层建筑的整体连接性。
3.2.2、基础选型及特点
具体采用桩基础、筏形基础或者箱形基础,主要根据建筑的地理位置结构形式来确定。如果地基土质并不坚硬而建筑物具有很多层数,承担较大的荷载,那么天然地基就达不到要求,桩基础就是不错的选择,其坚实的持力层就会承受上部结构传递下来的荷载。对于高层建筑的桩基础来讲,可以采用钢管桩、混凝土灌注桩、预制钢筋混凝土桩等。在高层建筑中,箱型基础应用得较为普遍,整体刚度不错,且传递给基础的上部结构的荷载比较均匀,对上部结构具有嵌固作用。
3.3、概念设计在抗震设计工作中的应用
一栋建筑要想建立起来,基础便是建筑场地,也即是建筑物的承载基地,因而具有不可忽视的作用其中抗震性是建筑场地选择必须考虑的问题,在建筑场地选择过程中尽量选择抗震系数高的场所,抗震系数过低则会埋下安全隐患。然而在土地资源稀少环境下寻找抗震系数高的建筑场地难度系数较大,如此便需在建筑结构基础和建筑主体结构上下功夫通常情况下,设计人员在考虑增加抗震系数的问题时,都会采取如下措施:运用地震力、钢筋根数、结构刚度三者之间的正比例关系来进行抗震设计。然而只盲目依靠钢筋数量来增加抗震能力反而会造成负面效果如果在抗震设计工作中应用概念设计,从而取得新的设计思路概念设计理论能够结合建筑平面工程对结构体系进行合理的布置,同时也能够对建筑王体的结构体型和各个部分的基础体系之间的力学关系进行分析,通过调整建筑物质心、平面形心及结构刚心三者之间的距离使三者尽可能地靠近,以利于减小结构体系的扭转力增强整个结构的稳定性提高结构的抗震能力同时也能节约建筑工程造价。
4、结语
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。这则需要工程界和教育界进行共同的努力。推广概念设计思想是一种有效的办法。
参考文献
[1]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.
[2]杜志强.当前建筑结构设计中概念设计的应用[J].中华民居(下旬刊),2014,05:84.
[3]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.
[4]朱珩.浅析建筑结构设计中的概念设计[J].黑龙江科技信息,2014,34:218.