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【摘 要】就本文而言,主要对概念设计的含义进行了探讨,它在结构设计中扮演着关键的角色,同时要对其中的一些关键点进行把握,对于目前在设计上缺乏创新的情况而言,鼓励采用这一理念来激发结构工程师在结构设计上的创造力,从而促进其更好发展。
【关键词】建筑设计;概念设计;分析
引言
随着社会经济的发展和人们生活水平的日益提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求,概念设计的思想被越来越多的结构设计工程师所接受,并将在结构设计中发挥越来越大的作用。
一、概念设计的定义
所谓的概念设计一般指不经数值计算,以工程概念为依据,用符合工程客观规律和本质的方法,对所设计的对象作宏观的控制,尤其在一些难以作出精确力学分析或在规范中难以规定的问题上,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
二、概念设计在结构设计中重要性
这样来看,随着计算机信息技术的飞速发展,在结构工程中有效利用计算机技术则是发展趋势,相关的设计单位已经越来越多的不再适用手工模板。有些结构工程师则有错误的认识,认识按照相关规定和手册就能完成相关简单的结构设计,这样就能保证建筑师对于非规则设计的想法,通过利用信息技术去实现,能够充分计算系统的有效性,进行高效的非规则性设计。在这种情况下,不但无法更好的实现对知识、时间和精力的利用,还会使得出现沟通上的矛盾与不同意见。
我国结构计算也存在一个循序渐进的发展过程,比如,早期一般采用經验估算的方法,随后有着相关的理论发展,逐渐开始应用容许应力法和极限状态等方法,具有一定实际意义,现在则多采用概率极限状态判断方法。这种设计法相比之下更为正确科学。
但概率极限状态设计法在计算问题上存在近似数,所以只是近似概率设计法。事实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。
目前,人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。作为一个结构工程师,盲目死板的按照规范来做是不对的,而是应当在实际项目设计过程中把它作为一个指导,然后做出正确的抉择。
对于概念设计而言,通常不需要数值计算,特别是针对一些特殊的问题,无法作出准确理性的分析,或者在规范中难以规定的问题里,应该根据整体和分体之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
用理论性的相近的预估计算方法得出的方案通常有清晰的概念,正确的定性,可以规避后面的设计的阶段中有些不必要确很繁琐费时的计算,具有优秀的经济上的可靠性。
例如,一些设计师采用更多、高层构造的立体解析流程来统计底层结构,甚至特意采用抗震墙结构,不但不可以符合楼层之间的刚度比例,而且不可以解释合理的底层架构在地震中的承重情况。问题在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。要避免这种情况,概念设计的思想不失是个好方法。
在概念设计思想应用的同时,也进一步扩展了结构设计的思维广度。传统式的设计思想大多偏向于对结构抗力的考虑,导致混凝土的标号、钢筋使用数量不断增多,导致成本逐渐加大。一般情况下,大部分结构工程师在进行结构设计时都仅仅关注最大配筋率的问题,导致肥梁、基础过深等现象频繁出现。例如,在进行抗震设计时,众做周知,结构刚度和地震作用效应成正比,而配筋的数量越多则结构刚度就越大,其地震力也越大。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。其实,为什么不考虑降低作用效应呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。在工程建设中,隔震消能得到了广泛的应用,常见的有在地基和建筑主体中间设置柔性隔震层并添加消能支撑从一定程度上达到减震消能的效果,也有在建筑顶部配置“反摆”装置,当发生地震时,它的移动方向和建筑物顶部反摆装置移动方向恰恰相反,有效的减弱了建筑物受到震动产生的加速度,从一定程度上降低地震效应。科学的设计能够将地震对建筑物的作用效应降低60%,提高室内物品的安全。
三、概念设计应注意的问题
1、选择合理的方案
概念设计就是通过设计使方案更加科学化、美观化,在进行概念设计时首先要挑选一个相对合理的方案,也就是所选择的方案具有可行性。要保证结构体系的有效性,首先要保证整体规划的科学性,科学分析出抗震节点的部位以及应力等因素。一般情况下,在相同的结构单元不能够使用不同类别的结构体系,以确保平面和竖向的规则程度。总之,必须对建筑师设计要求、结构特点、材料供应、施工条件等情况进行综合分析,并与施工、业主等方面充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时还应进行多方案比较,择优选用。
2、选用适合的简图
计算简图对于结构计算具有极其关键的作用,如果选择不适合的计算简图会引发结构安全事故,所以选择合适的计算简图是结构安全的保障,设计者应该从显示情况入手去挑选适合的计算简图,同时计算简图还需要有相符合的构造措施来进行保障。此外,设计师还要注意到在实际结构的节点不可能是纯粹的刚结或铰结点,但是在计算简图的误差应在设计允许范围之内[1]。
3、正确分析计算结果
在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于软件种类的繁多,而且不同的软件也是存在着很大的差异性,这样就会往往导致计算结果的不相同。
所以,设计者要全方位的了解程序的使用范围、技术标准。由于软件自身存在的缺陷都有可能导致计算结果出错,所以,设计师者需要对计算参数的重要性有充分的认识,应该依靠着自身较强的专业知识以及充足的经验,在得到电算结果时需要进行仔细的分析,要准确地输入科学的计算参数,设计者需要对校核谨慎对待,并做出正确的判断[2]。
随着各项建筑理论的日益丰富,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。概念设计在将来会成为结构设计的一种重要思想,在推广这种主流思想的同时,我们也必须要不断地学习、钻研,以便达到促进结构设计良好发展的目的。
参考文献:
[1]贾书鹏.我国建筑设计中的概念设计探析[J].中小企业管理与科技,2014,(25):122-122.
[2]周启春,广西灵山.概念设计在建筑设计的应用[J].商品与质量:学术观察,2011,(8):154-154.
【关键词】建筑设计;概念设计;分析
引言
随着社会经济的发展和人们生活水平的日益提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求,概念设计的思想被越来越多的结构设计工程师所接受,并将在结构设计中发挥越来越大的作用。
一、概念设计的定义
所谓的概念设计一般指不经数值计算,以工程概念为依据,用符合工程客观规律和本质的方法,对所设计的对象作宏观的控制,尤其在一些难以作出精确力学分析或在规范中难以规定的问题上,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
二、概念设计在结构设计中重要性
这样来看,随着计算机信息技术的飞速发展,在结构工程中有效利用计算机技术则是发展趋势,相关的设计单位已经越来越多的不再适用手工模板。有些结构工程师则有错误的认识,认识按照相关规定和手册就能完成相关简单的结构设计,这样就能保证建筑师对于非规则设计的想法,通过利用信息技术去实现,能够充分计算系统的有效性,进行高效的非规则性设计。在这种情况下,不但无法更好的实现对知识、时间和精力的利用,还会使得出现沟通上的矛盾与不同意见。
我国结构计算也存在一个循序渐进的发展过程,比如,早期一般采用經验估算的方法,随后有着相关的理论发展,逐渐开始应用容许应力法和极限状态等方法,具有一定实际意义,现在则多采用概率极限状态判断方法。这种设计法相比之下更为正确科学。
但概率极限状态设计法在计算问题上存在近似数,所以只是近似概率设计法。事实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。
目前,人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。作为一个结构工程师,盲目死板的按照规范来做是不对的,而是应当在实际项目设计过程中把它作为一个指导,然后做出正确的抉择。
对于概念设计而言,通常不需要数值计算,特别是针对一些特殊的问题,无法作出准确理性的分析,或者在规范中难以规定的问题里,应该根据整体和分体之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
用理论性的相近的预估计算方法得出的方案通常有清晰的概念,正确的定性,可以规避后面的设计的阶段中有些不必要确很繁琐费时的计算,具有优秀的经济上的可靠性。
例如,一些设计师采用更多、高层构造的立体解析流程来统计底层结构,甚至特意采用抗震墙结构,不但不可以符合楼层之间的刚度比例,而且不可以解释合理的底层架构在地震中的承重情况。问题在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。要避免这种情况,概念设计的思想不失是个好方法。
在概念设计思想应用的同时,也进一步扩展了结构设计的思维广度。传统式的设计思想大多偏向于对结构抗力的考虑,导致混凝土的标号、钢筋使用数量不断增多,导致成本逐渐加大。一般情况下,大部分结构工程师在进行结构设计时都仅仅关注最大配筋率的问题,导致肥梁、基础过深等现象频繁出现。例如,在进行抗震设计时,众做周知,结构刚度和地震作用效应成正比,而配筋的数量越多则结构刚度就越大,其地震力也越大。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。其实,为什么不考虑降低作用效应呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。在工程建设中,隔震消能得到了广泛的应用,常见的有在地基和建筑主体中间设置柔性隔震层并添加消能支撑从一定程度上达到减震消能的效果,也有在建筑顶部配置“反摆”装置,当发生地震时,它的移动方向和建筑物顶部反摆装置移动方向恰恰相反,有效的减弱了建筑物受到震动产生的加速度,从一定程度上降低地震效应。科学的设计能够将地震对建筑物的作用效应降低60%,提高室内物品的安全。
三、概念设计应注意的问题
1、选择合理的方案
概念设计就是通过设计使方案更加科学化、美观化,在进行概念设计时首先要挑选一个相对合理的方案,也就是所选择的方案具有可行性。要保证结构体系的有效性,首先要保证整体规划的科学性,科学分析出抗震节点的部位以及应力等因素。一般情况下,在相同的结构单元不能够使用不同类别的结构体系,以确保平面和竖向的规则程度。总之,必须对建筑师设计要求、结构特点、材料供应、施工条件等情况进行综合分析,并与施工、业主等方面充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时还应进行多方案比较,择优选用。
2、选用适合的简图
计算简图对于结构计算具有极其关键的作用,如果选择不适合的计算简图会引发结构安全事故,所以选择合适的计算简图是结构安全的保障,设计者应该从显示情况入手去挑选适合的计算简图,同时计算简图还需要有相符合的构造措施来进行保障。此外,设计师还要注意到在实际结构的节点不可能是纯粹的刚结或铰结点,但是在计算简图的误差应在设计允许范围之内[1]。
3、正确分析计算结果
在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于软件种类的繁多,而且不同的软件也是存在着很大的差异性,这样就会往往导致计算结果的不相同。
所以,设计者要全方位的了解程序的使用范围、技术标准。由于软件自身存在的缺陷都有可能导致计算结果出错,所以,设计师者需要对计算参数的重要性有充分的认识,应该依靠着自身较强的专业知识以及充足的经验,在得到电算结果时需要进行仔细的分析,要准确地输入科学的计算参数,设计者需要对校核谨慎对待,并做出正确的判断[2]。
随着各项建筑理论的日益丰富,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。概念设计在将来会成为结构设计的一种重要思想,在推广这种主流思想的同时,我们也必须要不断地学习、钻研,以便达到促进结构设计良好发展的目的。
参考文献:
[1]贾书鹏.我国建筑设计中的概念设计探析[J].中小企业管理与科技,2014,(25):122-122.
[2]周启春,广西灵山.概念设计在建筑设计的应用[J].商品与质量:学术观察,2011,(8):154-154.