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摘要:近年来,建筑行业在我国的发展越来越快,人们对建筑设计的要求也在不断的增多。进行建筑工程的设计,除了保证建筑结构的科学、合理,对设计的概念还要进行充分的分析,这样才能有效的进行工程成本的控制,保证建筑工程的效益。本文就概念设计的有关问题进行了具体分析。
关键词:建筑结构;结构设计;概念设计
中图分类号:TU3文献标识码: A
引言:在建筑结构设计中应用概念设计理念进行建筑结构的设计,可以打破过去工程结构设计中的陈规模式,使建筑结构设计变得更具有可靠性、适用性和经济性,能够正确、妥善的处理在建筑結构设计中所遇到的各种问题。
一、建筑结构概念设计的概念及其重要性
概念设计,就是以人的构思为主体的设计。这种设计不需要经过计算机来进行精确的数据计算,而是由建筑设计人员依据自己的工作经验以及对整体结构布局的了解和判断,来对建筑的设计方案进行正确的构思。建筑的结构问题等要从宏观上进行综合的把握。进行建筑设计的过程中,任何的设计作品都必须包含概念设计,然后在其指导下完成施工。从整体到部分,进行综合的指导。随着科学技术的不断发展,设计的主体还是要靠人的思维进行,然后通过科技进行实践,概念设计能够在建筑的结构设计中掌控大局,具有非常重要的作用,因此要保证概念设计的正确引导,这样建筑的质量才能得到保证。进行建筑作品的设计可能会出现因误判和经验不足出现的作品不符合实际的情况,通过概念设计能够保证建筑结构的合理科学、美观,设计出优秀的建筑作品。
建筑结构概念设计的特点是不需要通过结构设计软件进行准确的数值计算。由于在日常的工程实践过程中,总会遇到许多超出规范条文的问题,从而无法做出理性的分析和判断,这就需要设计人员在现有规范的基础上,根据自己的经验以及对于建筑结构的空间形式与受力性能的认知和把握,从宏观的角度进行设计,以避免陷入只凭计算的误区,使建筑结构更加合理、安全、经济。概念设计是结构设计的灵魂,它不仅是经验的总结,更是一种先知先觉,体现了一种设计理念的前瞻性。结构概念设计贯穿于结构设计的全过程,从方案设计阶段的整体把控到结构分析阶段的计算判断,从构造设计到抗震分析等,无不需要以结构概念设计为导向。目前,结构设计软件已成为建筑设计不可或缺的工具,但是,只有正确利用结构概念设计的理念,才能对结构设计软件的分析计算结果进行正确的判断,从而更好地完成结构设计。另外,现行的理论知识以及设计软件客观存在的缺陷性和机械性,使结构设计容易步入误区并产生设计隐患,这就需要用结构概念设计作为一种补充手段进行调节。由此可见,概念设计是建筑结构设计过程中的重要组成部分。
二、概念设计的原则
1.结构的规则性
进行建筑设计时,对抗震概念设计要符合规定的要求,对不规则的设计方案坚决不予采用。采用不规则的体系,对建筑固有的承载能力、刚度、变形能力等都有一定的影响,对建筑结构构件等的破坏也会导致建筑结构抵御地震的作用、承受重力荷载、风荷载的能力降低。进行结构设计时,要保证其竖向和水平方向的刚度和承载力要均匀的分布,这样对因扭转、局部突变产生的薄弱部位能有效的防治。在设计的过程中,如果出现薄弱部位,要采取相应的措施进行加强,在结构体系中,多道抗震防线同时设置是其中比较保险的办法之一。
2.规则结构的主要特征
在建筑结构设计中,规则结构指的是建筑立面和平面的结构规则,一般来说要坚持平面分布均匀、有较好的抗扭刚度、结构对称。对其竖向结构则要保证结构的质量、刚度、承载力分布均匀,没有突变,布置均匀。对建筑的竖向剖面、立面等要按照规则,保证其侧向刚度要不断均匀变化,其竖向抗侧力构件的材料强度和截面尺寸要从上至下依次的减小,这样对抗侧力结构承载力突变和侧向刚度不稳的情况能有效的避免,保证建筑结构的整体型不会受到影响。
3.规则平面布置需满足的要求
结构平面布置必须考虑到抵抗水平和竖向荷载的问题,应满足受力明确、均匀对称、传力直接、减少扭转的条件。在地震作用下,建筑平面应力求简单规则,而风力作用下则可适当放宽。抗震设防的建筑,平面形状宜简单、对称、规则,以减少震害。在建筑的独立结构单元内,应当使结构平面形状简单规则,承载力和刚度分布均匀。不应采用严重不规则的平面布置,减少偏心。
三、概念设计应用中所需要注意的重点
1.根据实际的建筑要求,选择合理的建筑设计结构方案
在实际的建筑工程中,对建筑的设计要求是很高的。概念设计要求工程设计师不仅要有丰富且合理的想象力,还要结合实际情况,对建筑工程的地理环境、施工条件、材料供应能力等综合情况进行分析,结构框架必须包含抗震节点分析、应力、总体的布局结构等具体方面。选择最佳的结构设计方案。例如在利用概念设计对建筑结构进行抗震设计的过程中,要精确把握建筑材料的性能,对可预测的及不可预测的因素进行分析,重视整体的概念设计理念,利用概念设计对建筑物采取一定的隔震措施,减小在发生地震或者不可抗力的因素时,对建筑物所带来的重大打击,降低对建筑物的破坏。
2.不可盲目定论,选择恰当的计算简图
计算简图是设计师进行建筑结构设计计算的基础,是维护建筑结构安全的保证,所以要求建筑结构设计师必须切合实际,根据建筑结构的实际情况及具体要求,选择恰当的计算简图,在保证有足够精确的建筑结构数据的基础之上,利用数据进行概念结构设计,遵循在建筑结构设计中所必须要注意的原则,比如结构延伸性原则和强柱弱梁的原则。在进行建筑结构设计中,依据恰当的建筑设计简图,避免发生因为建筑结构设计的不合理而导致的楼层破坏等问题。这样才能设计出完美的建筑。
3.不过分依赖计算机,正确分析计算结果
在我国目前的建筑结构设计计算中,设计师普遍利用计算机进行计算,可是由于计算机软件的种类繁多,各种软件自身的不健全或是各种缺陷,导致了运用不同的软件所带来的结果的差异化。这就要求设计师要结合具体情况,利用自身的专业技能水平和丰富的经验,认真分析计算机软件的计算结果,进行反复的比较和审核,输入正确的计算参数,选择出最合理的计算结果。概念设计理念为建筑设计行业带来了极大的便利,深入的把握概念设计理念,灵活的运用到建筑结构设计中,才能使建筑结构设计更加人性化、科学化、理想化。
四、建筑结构设计中主要结构措施
1.建筑结构体系和协同工作
在工业产品的设计和制造中,协同工作概念被广泛地应用,任意一个工业产品,在生产过程中,在其使用寿命规定的时间内,当零件出现问题时,整个机器的运行就会受到影响。在建筑结构的设计工作中,协同工作通常是指进行工程建筑的过程中,要保证所有的零件之间能相互配合,充分发挥自身的作用。这对零件的要求是比较高的,除了要保证零件长期的使用寿命,对零件之间要共同承受的承载力等要保持均匀一致,这样因长期受力不均的损害情况就不会出现。在具体的建筑工程结构协同工作中,对桩筏基础和上部结构之间的关系应该正确处理,并保证其进行有机的结合。在砖混施工中,为了对不均匀沉降的现象进行抵御,保持自身的刚度,要保证构造柱和钢圈之间能够形成统一的整体进行预防,在工程施工中对建筑结构的受力情况要进行分析,保证结构中的相关部件能达到比较高的应力水平,这样进行的设计能够保持比较理想的状态。进行多层结构设计时,对短柱现象要尽量的避免,这样对相同平面的承载力能够有效的增加,目前在逐渐增高的建筑中,短柱现象越来越频繁,为了对此种现象进行减少,要保证在同层结构的抗侧能力下,位移现象发生在水平位置上。
2.协同工作中建筑材料的利用率
进行建筑结构设计的过程中,采用协同工作的方式对建筑结构的稳定性能有效的提高,对建筑材料的利用率也能有效的提高。一般来说,协同工作的能力越高,建筑材料的利用率就越高,建筑结构就会越稳定。目前在我国,进行建筑结构的设计,要保证能够采用最少的投入获得最大的收益。因此,进行建筑结构设计的过程中,对建筑材料的使用要做好把关工作。在建筑结构设计中,矩形截面主要的构成材料使用率比较低,产生这样情况的原因有:实际建筑工程施工的过程中,梁的弯矩程度随着梁长的变化而不断的变化,梁中轴周围建筑材料应力水平较低,实际的工程结构中,等截面梁绝大部分区域中应力较低。面对此种受力情况,采用概念设计的方式能够对受力情况进行统一分析,建筑材料的利用率就能得到保证。而在平面桁架结构中,多余的建筑材料能够被去除,对工程成本能有效的节约。
五、概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用分析
对于建筑结构设计以及建筑结构设计中概念设计和结构措施的分析,可以看出在建筑设计中,概念设计和结构措施在建筑结构中的应用实现主要是通过建筑结构设计中的协同工作对于建筑结构体系、建筑材料利用率的作用關系体现出来的。首先,对于建筑结构设计来讲,如果建筑结构中的构件能够在各种极限状态下实现合理受力,并且结构的安全性与稳定性不受影响,那么建筑结构各构件之间的相互配合与协调是关键,这也是协同工作在建筑结构设计中的应用体现,并且随着建筑设计与建设的发展,协同工作理念在建筑结构设计中也得到不断的延伸和发展,其中以建筑结构设计中上部结构设计与基础设计之间的协同关系最为突出。其次,在建筑结构设计中,概念设计与结构措施应用实现的另一重要表现为协同工作与建筑结构设计材料利用率的控制应用关系。在建筑结构设计中,协同工作的程度是随着建筑结构设计材料利用率的不断提高呈现提升变化的,因此,通过提升建筑结构设计材料利用率,在保证协同工作的情况下,也能够对于建筑结构设计质量效果进行保障。
六、结束语
综上所述,概念设计,从某种程度上可以认为是整体工作的原则,在计算机辅助设计日益广泛的今天,要求结构工程师具有深厚的基本理论基础,清晰的结构整体概念,这样才能做出更安全,更经济,更高效的作品。
参考文献:
[1]黄家强.浅谈建筑结构设计中的概念设计[J].中国科技信息,2006,14:55.
[2]韩婵媛,董毅.浅谈建筑结构设计中的概念设计[J].科学之友,2013,12:78-79.
[3]谢华.浅谈建筑结构设计中的概念设计[J].江西建材,2014,07:31-32.
关键词:建筑结构;结构设计;概念设计
中图分类号:TU3文献标识码: A
引言:在建筑结构设计中应用概念设计理念进行建筑结构的设计,可以打破过去工程结构设计中的陈规模式,使建筑结构设计变得更具有可靠性、适用性和经济性,能够正确、妥善的处理在建筑結构设计中所遇到的各种问题。
一、建筑结构概念设计的概念及其重要性
概念设计,就是以人的构思为主体的设计。这种设计不需要经过计算机来进行精确的数据计算,而是由建筑设计人员依据自己的工作经验以及对整体结构布局的了解和判断,来对建筑的设计方案进行正确的构思。建筑的结构问题等要从宏观上进行综合的把握。进行建筑设计的过程中,任何的设计作品都必须包含概念设计,然后在其指导下完成施工。从整体到部分,进行综合的指导。随着科学技术的不断发展,设计的主体还是要靠人的思维进行,然后通过科技进行实践,概念设计能够在建筑的结构设计中掌控大局,具有非常重要的作用,因此要保证概念设计的正确引导,这样建筑的质量才能得到保证。进行建筑作品的设计可能会出现因误判和经验不足出现的作品不符合实际的情况,通过概念设计能够保证建筑结构的合理科学、美观,设计出优秀的建筑作品。
建筑结构概念设计的特点是不需要通过结构设计软件进行准确的数值计算。由于在日常的工程实践过程中,总会遇到许多超出规范条文的问题,从而无法做出理性的分析和判断,这就需要设计人员在现有规范的基础上,根据自己的经验以及对于建筑结构的空间形式与受力性能的认知和把握,从宏观的角度进行设计,以避免陷入只凭计算的误区,使建筑结构更加合理、安全、经济。概念设计是结构设计的灵魂,它不仅是经验的总结,更是一种先知先觉,体现了一种设计理念的前瞻性。结构概念设计贯穿于结构设计的全过程,从方案设计阶段的整体把控到结构分析阶段的计算判断,从构造设计到抗震分析等,无不需要以结构概念设计为导向。目前,结构设计软件已成为建筑设计不可或缺的工具,但是,只有正确利用结构概念设计的理念,才能对结构设计软件的分析计算结果进行正确的判断,从而更好地完成结构设计。另外,现行的理论知识以及设计软件客观存在的缺陷性和机械性,使结构设计容易步入误区并产生设计隐患,这就需要用结构概念设计作为一种补充手段进行调节。由此可见,概念设计是建筑结构设计过程中的重要组成部分。
二、概念设计的原则
1.结构的规则性
进行建筑设计时,对抗震概念设计要符合规定的要求,对不规则的设计方案坚决不予采用。采用不规则的体系,对建筑固有的承载能力、刚度、变形能力等都有一定的影响,对建筑结构构件等的破坏也会导致建筑结构抵御地震的作用、承受重力荷载、风荷载的能力降低。进行结构设计时,要保证其竖向和水平方向的刚度和承载力要均匀的分布,这样对因扭转、局部突变产生的薄弱部位能有效的防治。在设计的过程中,如果出现薄弱部位,要采取相应的措施进行加强,在结构体系中,多道抗震防线同时设置是其中比较保险的办法之一。
2.规则结构的主要特征
在建筑结构设计中,规则结构指的是建筑立面和平面的结构规则,一般来说要坚持平面分布均匀、有较好的抗扭刚度、结构对称。对其竖向结构则要保证结构的质量、刚度、承载力分布均匀,没有突变,布置均匀。对建筑的竖向剖面、立面等要按照规则,保证其侧向刚度要不断均匀变化,其竖向抗侧力构件的材料强度和截面尺寸要从上至下依次的减小,这样对抗侧力结构承载力突变和侧向刚度不稳的情况能有效的避免,保证建筑结构的整体型不会受到影响。
3.规则平面布置需满足的要求
结构平面布置必须考虑到抵抗水平和竖向荷载的问题,应满足受力明确、均匀对称、传力直接、减少扭转的条件。在地震作用下,建筑平面应力求简单规则,而风力作用下则可适当放宽。抗震设防的建筑,平面形状宜简单、对称、规则,以减少震害。在建筑的独立结构单元内,应当使结构平面形状简单规则,承载力和刚度分布均匀。不应采用严重不规则的平面布置,减少偏心。
三、概念设计应用中所需要注意的重点
1.根据实际的建筑要求,选择合理的建筑设计结构方案
在实际的建筑工程中,对建筑的设计要求是很高的。概念设计要求工程设计师不仅要有丰富且合理的想象力,还要结合实际情况,对建筑工程的地理环境、施工条件、材料供应能力等综合情况进行分析,结构框架必须包含抗震节点分析、应力、总体的布局结构等具体方面。选择最佳的结构设计方案。例如在利用概念设计对建筑结构进行抗震设计的过程中,要精确把握建筑材料的性能,对可预测的及不可预测的因素进行分析,重视整体的概念设计理念,利用概念设计对建筑物采取一定的隔震措施,减小在发生地震或者不可抗力的因素时,对建筑物所带来的重大打击,降低对建筑物的破坏。
2.不可盲目定论,选择恰当的计算简图
计算简图是设计师进行建筑结构设计计算的基础,是维护建筑结构安全的保证,所以要求建筑结构设计师必须切合实际,根据建筑结构的实际情况及具体要求,选择恰当的计算简图,在保证有足够精确的建筑结构数据的基础之上,利用数据进行概念结构设计,遵循在建筑结构设计中所必须要注意的原则,比如结构延伸性原则和强柱弱梁的原则。在进行建筑结构设计中,依据恰当的建筑设计简图,避免发生因为建筑结构设计的不合理而导致的楼层破坏等问题。这样才能设计出完美的建筑。
3.不过分依赖计算机,正确分析计算结果
在我国目前的建筑结构设计计算中,设计师普遍利用计算机进行计算,可是由于计算机软件的种类繁多,各种软件自身的不健全或是各种缺陷,导致了运用不同的软件所带来的结果的差异化。这就要求设计师要结合具体情况,利用自身的专业技能水平和丰富的经验,认真分析计算机软件的计算结果,进行反复的比较和审核,输入正确的计算参数,选择出最合理的计算结果。概念设计理念为建筑设计行业带来了极大的便利,深入的把握概念设计理念,灵活的运用到建筑结构设计中,才能使建筑结构设计更加人性化、科学化、理想化。
四、建筑结构设计中主要结构措施
1.建筑结构体系和协同工作
在工业产品的设计和制造中,协同工作概念被广泛地应用,任意一个工业产品,在生产过程中,在其使用寿命规定的时间内,当零件出现问题时,整个机器的运行就会受到影响。在建筑结构的设计工作中,协同工作通常是指进行工程建筑的过程中,要保证所有的零件之间能相互配合,充分发挥自身的作用。这对零件的要求是比较高的,除了要保证零件长期的使用寿命,对零件之间要共同承受的承载力等要保持均匀一致,这样因长期受力不均的损害情况就不会出现。在具体的建筑工程结构协同工作中,对桩筏基础和上部结构之间的关系应该正确处理,并保证其进行有机的结合。在砖混施工中,为了对不均匀沉降的现象进行抵御,保持自身的刚度,要保证构造柱和钢圈之间能够形成统一的整体进行预防,在工程施工中对建筑结构的受力情况要进行分析,保证结构中的相关部件能达到比较高的应力水平,这样进行的设计能够保持比较理想的状态。进行多层结构设计时,对短柱现象要尽量的避免,这样对相同平面的承载力能够有效的增加,目前在逐渐增高的建筑中,短柱现象越来越频繁,为了对此种现象进行减少,要保证在同层结构的抗侧能力下,位移现象发生在水平位置上。
2.协同工作中建筑材料的利用率
进行建筑结构设计的过程中,采用协同工作的方式对建筑结构的稳定性能有效的提高,对建筑材料的利用率也能有效的提高。一般来说,协同工作的能力越高,建筑材料的利用率就越高,建筑结构就会越稳定。目前在我国,进行建筑结构的设计,要保证能够采用最少的投入获得最大的收益。因此,进行建筑结构设计的过程中,对建筑材料的使用要做好把关工作。在建筑结构设计中,矩形截面主要的构成材料使用率比较低,产生这样情况的原因有:实际建筑工程施工的过程中,梁的弯矩程度随着梁长的变化而不断的变化,梁中轴周围建筑材料应力水平较低,实际的工程结构中,等截面梁绝大部分区域中应力较低。面对此种受力情况,采用概念设计的方式能够对受力情况进行统一分析,建筑材料的利用率就能得到保证。而在平面桁架结构中,多余的建筑材料能够被去除,对工程成本能有效的节约。
五、概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用分析
对于建筑结构设计以及建筑结构设计中概念设计和结构措施的分析,可以看出在建筑设计中,概念设计和结构措施在建筑结构中的应用实现主要是通过建筑结构设计中的协同工作对于建筑结构体系、建筑材料利用率的作用關系体现出来的。首先,对于建筑结构设计来讲,如果建筑结构中的构件能够在各种极限状态下实现合理受力,并且结构的安全性与稳定性不受影响,那么建筑结构各构件之间的相互配合与协调是关键,这也是协同工作在建筑结构设计中的应用体现,并且随着建筑设计与建设的发展,协同工作理念在建筑结构设计中也得到不断的延伸和发展,其中以建筑结构设计中上部结构设计与基础设计之间的协同关系最为突出。其次,在建筑结构设计中,概念设计与结构措施应用实现的另一重要表现为协同工作与建筑结构设计材料利用率的控制应用关系。在建筑结构设计中,协同工作的程度是随着建筑结构设计材料利用率的不断提高呈现提升变化的,因此,通过提升建筑结构设计材料利用率,在保证协同工作的情况下,也能够对于建筑结构设计质量效果进行保障。
六、结束语
综上所述,概念设计,从某种程度上可以认为是整体工作的原则,在计算机辅助设计日益广泛的今天,要求结构工程师具有深厚的基本理论基础,清晰的结构整体概念,这样才能做出更安全,更经济,更高效的作品。
参考文献:
[1]黄家强.浅谈建筑结构设计中的概念设计[J].中国科技信息,2006,14:55.
[2]韩婵媛,董毅.浅谈建筑结构设计中的概念设计[J].科学之友,2013,12:78-79.
[3]谢华.浅谈建筑结构设计中的概念设计[J].江西建材,2014,07:31-32.