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摘要:概念设计是建筑结构设计中不可缺少的重要部分。在现在的结构设计中,概念设计的应用越来越被工程师所接受,对它们的应用也越来越多。在结构设计中,概念设计的准确应用能够减少资源的浪费,弥补计算理论的缺陷,保障建筑的安全。本文作者结合多年来的工作经验,对建筑结构设计中概念设计进行研究,归纳了概念设计在建筑结构设计中的运用原则和作用,这对建筑结构设计中有较大的参考意义。
关键词: 建筑;设计;概念
中图分类号:TU2文献标识码: A
由于经济的高速发展,以及为了追求更高质量的生活,人们开始对建筑物的结构设计更加的关注,要求也随之增高。因而,在进行设计时采用概念设计,以便能够达到建筑的合理性、安全性、经济性要求。
1 概念设计介绍
1.1 建筑设计人员在经过对数据的详细计算之前,在无法对一些比较特殊的情况做出相对比较理性的分析或者出现规定范围外的问题时,只通过自身对整个建筑结构的基本设计原则和设计思想或者对建筑物结构总体布置,进而进行确理论依据的设计就称之为概念设计。为了可以达到最终的设计目的,进行结构分析的人员应当对整个建筑进行认真的分析,并把握整体与各个分体之间的各种关系,然后严格遵循已经被确定的工程设计的基本程序以及原则,并利用一定的设计思维,从宏观上对整个建筑的设计进行详细的思考和设计。
1.2 在地震频发地区,为了提高建筑的稳定性,在进行建筑设计时,建筑设计人员一般会采取一些有效的措施进行隔震消能,但是这种措施有很多种,最常用的是在建筑的基础与建筑物的主体之间设置一个具有柔性结构的隔震层。除了设置隔震层之外,设计人员还经常会在建筑物的顶部设置一个反摆装置,在发生地震时,反摆装置由于惯性,其移动方向将会与建筑物移动方向相反,从而减弱建筑物的震动幅度和频率,减少地震带来的危害。如果设计的较为合理,将会带来较大的抗震效果。
1.3 在初步设计和方案设计阶段,设计者运用概念设计具有很多的优势。例如,可以拓宽设计者的设计思维,打破思维定势,从而设计出更加令人惊叹的建筑设计。在以前进行建筑设计时,设计者往往只重视建筑物结构的抵抗能力上,对其他方面缺乏关注,同时为了达到提高抵抗能力的目标,在进行具体的建筑施工时,就会采用原本不需要的等级比较高的水泥等材料,同时没有依据的进行钢筋数量的增加,这就是对整个工程设计缺乏严重掌控的表现,这将会造成整个工程的成本过高。
1.4 设计者在进行建筑物的抗震能力设计时,应该更加重视运用概念设计。由于建筑物的各个结构的受力状况比较复杂,难以用具体数据表明,当地震发生时,建筑物各个部位的受力状况具有较大的不确定性。造成这种状况的原因就是由于人们严重缺乏对抗震结构的清晰认识,再加上建筑材料的性能不够稳定和各种不利因素的存在,都将会导致最终的设计不能够达到预期的效果。
2 概念设计在建筑结构中运用的原则
2.1 坚持优化选型的原则
(1)对整体结构优化原则。要想更好的了解建筑概念就应该真正的掌握好部件的特征,根据理念在选择适当的建筑构建的时候要与建筑使用环境和真正负荷相结合起来。当两者结合以后还应该对其关系进行相应的分析判断,从而可以把支撑做法和基本性作为一个结构单元。同时,要想成为真正的结构体系,就要把平面、叠合、线型有机的结合在一次从而实现更好的转换。(2)结构布置的改进。要想对建筑的基础系统和柱墻竖向支撑体系进行相应的优化的时候,前提是要保证整个建筑的基本需要以及意向上的需求。要想知道结构是不会具有足够的优越性就应该对承载力、支撑作法、地质条件等多方面因素加以考虑,如果这些条件都符合那才说明具有真正意义上的合理性。
2.2 建筑不能缺少空间作用。对于整个建筑来说,其实整体来说都是具有空间结构的。所以,在对于整体设计的时候就应该把空间作用考虑进去,不能忽视每个空间作用对建筑产生的影响,其实质就是把建筑真正的可以回归到以前的结构。
2.3 坚持合理受力的原则
(1)受力的不同直接会引起变形。建筑在建设的时候一般都遵循以下原则:集中受理会直接影响到建筑的变形,不如变为均匀受力;单位支点不如采用连续接触;不能只考虑一个平面上带来的效果,而应该从整个空间去出发,让整个空间出效果。(2)对受力变形问题的思考。要想更好的获得整体效果就不应该局限于内部所产生压力,而是把问题放到整体上对整体进行宏观受力分析。但是在分析的过程中也要考虑到建筑刚度的相对性、变形的协调性、结构的对称性等问题。把重点放在那些重要的受力位置,对于那些不太重要的受力位置可以适当的降低重视。
3 结构概念设计在建筑结构设计中的作用
3.1 选择的建筑场地应当便于施工 建筑施工场地的选择在施工前期没有较大的作用,但是在建筑施工后期将起着较为关键的作用,尤其是进行概念设计的建筑场地。在选择建筑施工场地时,进行选择的人员应当严格遵循以下几个基本要点:建筑边界、防火间距、建筑物的高度、现场地形的分析等。同时,在进行建筑设计时,应当选择比较容易进行抗震设计的地理位置,尽可能的避免在不利于抗震设计的位置进行建筑的建设设计。
3.2 合理的进行建筑结构基础的选择 在严格的进行建筑施工场地的选择之后,应当选择较为合理的建筑基础,一般常包括有桩基础、箱形基础和筏形基础这三种建筑基础形式,下面针对其中一种基础——箱型基础进行简单的介绍。箱形基础广泛应用于高层建筑中,其整体刚度适当,可以将荷载通过上部结构均匀地传至下部基础中,从而使结构组成良好地得以嵌固,并且降低了箱基不均匀沉降的问题,增强了建筑物的抗震抗灾承受力。
3.3 合理选择结构规则和对称的建筑主体 主体建筑结构选择必须合理,这样可以稳定非结构件工作状态,降低耗材成本。通常建筑结构的对称是指抗侧力主体结构的对称,可选择较容易对称的平面结构如简体框架结构、剪力墙结构等。
3.4 合理设计抗震抗灾防线 这是一个建筑最基本的要求,在进行建筑施工设计时,设计者应当适当的增加抗震线的数量,进而减少地震发生时带来的巨大的破坏,设计者还可以通过选用结构动力控制的方法进行减震设计。当建筑物遭受地震破坏时,建筑物可以通过自身赘余杆件结构的弯曲和变形,从而吸收地震的能量。
3.5 合理的进行结构刚度的选择 在进行设计时,建筑物的结构刚度选择是否合适是建筑结构设计中的不可忽略的指标之一,建筑物的结构刚度选择合理之后,不仅仅可以降低地震发生时带来的经济损失,还可以提高建筑各个方面的承受能力,同时在进行建筑材料的配置时,还可以减少材料的数量,进而降低建筑成本。
4 结语
概念设计作为当今建筑结构设计方法中的重要组成部分之一,其对于建筑设计整体水平的提高具有非常积极地现实意义。因此,当代建筑机构设计的相关工程师应当在建筑设计的过程中充分的应用到概念设计,根据建筑结构的实际情况进行有针对性的应用,以求达到提升建筑设计水平的目的。此外,在建筑结构设计中应用概念设计不仅可以提升建筑的设计水平以及工程质量,对于建筑的抗震效果来说更具有其他方法不可替代的作用效果。但终归来说,不同的建筑类型有着其自身的特点,因此在应用概念设计时一定要做到根据实际情况去分析利用,合理地采取构造措施。而不是生搬硬套,一味的采取相同的概念设计方法,从而影响到概念设计的实际应用效果。最后,针对于社会环境的不断变化以及科学技术的不断发展,还要对概念设计做到不到的完善和发展,使其能够不断适应社会的需要。
参考文献:
[1]胡丽荣. 概念设计在建筑结构设计中的应用意义[J]. 黑龙江科技信息,2010,27:322.
[2]范文勇. 结构概念设计在建筑结构设计中的作用分析[J]. 中华民居(下旬刊),2013,09:35-36.
[3]刘华新,孙志屏,孙荣书. 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]. 辽宁工程技术大学学报,2007,02:222-224.
[4]范涛. 浅论概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]. 科技信息,2012,13:398.
[5] 高鹏,乔可义. 重视概念设计,提高建筑结构设计的质量[J]. 黑龙江科技信息. 2011(03)
关键词: 建筑;设计;概念
中图分类号:TU2文献标识码: A
由于经济的高速发展,以及为了追求更高质量的生活,人们开始对建筑物的结构设计更加的关注,要求也随之增高。因而,在进行设计时采用概念设计,以便能够达到建筑的合理性、安全性、经济性要求。
1 概念设计介绍
1.1 建筑设计人员在经过对数据的详细计算之前,在无法对一些比较特殊的情况做出相对比较理性的分析或者出现规定范围外的问题时,只通过自身对整个建筑结构的基本设计原则和设计思想或者对建筑物结构总体布置,进而进行确理论依据的设计就称之为概念设计。为了可以达到最终的设计目的,进行结构分析的人员应当对整个建筑进行认真的分析,并把握整体与各个分体之间的各种关系,然后严格遵循已经被确定的工程设计的基本程序以及原则,并利用一定的设计思维,从宏观上对整个建筑的设计进行详细的思考和设计。
1.2 在地震频发地区,为了提高建筑的稳定性,在进行建筑设计时,建筑设计人员一般会采取一些有效的措施进行隔震消能,但是这种措施有很多种,最常用的是在建筑的基础与建筑物的主体之间设置一个具有柔性结构的隔震层。除了设置隔震层之外,设计人员还经常会在建筑物的顶部设置一个反摆装置,在发生地震时,反摆装置由于惯性,其移动方向将会与建筑物移动方向相反,从而减弱建筑物的震动幅度和频率,减少地震带来的危害。如果设计的较为合理,将会带来较大的抗震效果。
1.3 在初步设计和方案设计阶段,设计者运用概念设计具有很多的优势。例如,可以拓宽设计者的设计思维,打破思维定势,从而设计出更加令人惊叹的建筑设计。在以前进行建筑设计时,设计者往往只重视建筑物结构的抵抗能力上,对其他方面缺乏关注,同时为了达到提高抵抗能力的目标,在进行具体的建筑施工时,就会采用原本不需要的等级比较高的水泥等材料,同时没有依据的进行钢筋数量的增加,这就是对整个工程设计缺乏严重掌控的表现,这将会造成整个工程的成本过高。
1.4 设计者在进行建筑物的抗震能力设计时,应该更加重视运用概念设计。由于建筑物的各个结构的受力状况比较复杂,难以用具体数据表明,当地震发生时,建筑物各个部位的受力状况具有较大的不确定性。造成这种状况的原因就是由于人们严重缺乏对抗震结构的清晰认识,再加上建筑材料的性能不够稳定和各种不利因素的存在,都将会导致最终的设计不能够达到预期的效果。
2 概念设计在建筑结构中运用的原则
2.1 坚持优化选型的原则
(1)对整体结构优化原则。要想更好的了解建筑概念就应该真正的掌握好部件的特征,根据理念在选择适当的建筑构建的时候要与建筑使用环境和真正负荷相结合起来。当两者结合以后还应该对其关系进行相应的分析判断,从而可以把支撑做法和基本性作为一个结构单元。同时,要想成为真正的结构体系,就要把平面、叠合、线型有机的结合在一次从而实现更好的转换。(2)结构布置的改进。要想对建筑的基础系统和柱墻竖向支撑体系进行相应的优化的时候,前提是要保证整个建筑的基本需要以及意向上的需求。要想知道结构是不会具有足够的优越性就应该对承载力、支撑作法、地质条件等多方面因素加以考虑,如果这些条件都符合那才说明具有真正意义上的合理性。
2.2 建筑不能缺少空间作用。对于整个建筑来说,其实整体来说都是具有空间结构的。所以,在对于整体设计的时候就应该把空间作用考虑进去,不能忽视每个空间作用对建筑产生的影响,其实质就是把建筑真正的可以回归到以前的结构。
2.3 坚持合理受力的原则
(1)受力的不同直接会引起变形。建筑在建设的时候一般都遵循以下原则:集中受理会直接影响到建筑的变形,不如变为均匀受力;单位支点不如采用连续接触;不能只考虑一个平面上带来的效果,而应该从整个空间去出发,让整个空间出效果。(2)对受力变形问题的思考。要想更好的获得整体效果就不应该局限于内部所产生压力,而是把问题放到整体上对整体进行宏观受力分析。但是在分析的过程中也要考虑到建筑刚度的相对性、变形的协调性、结构的对称性等问题。把重点放在那些重要的受力位置,对于那些不太重要的受力位置可以适当的降低重视。
3 结构概念设计在建筑结构设计中的作用
3.1 选择的建筑场地应当便于施工 建筑施工场地的选择在施工前期没有较大的作用,但是在建筑施工后期将起着较为关键的作用,尤其是进行概念设计的建筑场地。在选择建筑施工场地时,进行选择的人员应当严格遵循以下几个基本要点:建筑边界、防火间距、建筑物的高度、现场地形的分析等。同时,在进行建筑设计时,应当选择比较容易进行抗震设计的地理位置,尽可能的避免在不利于抗震设计的位置进行建筑的建设设计。
3.2 合理的进行建筑结构基础的选择 在严格的进行建筑施工场地的选择之后,应当选择较为合理的建筑基础,一般常包括有桩基础、箱形基础和筏形基础这三种建筑基础形式,下面针对其中一种基础——箱型基础进行简单的介绍。箱形基础广泛应用于高层建筑中,其整体刚度适当,可以将荷载通过上部结构均匀地传至下部基础中,从而使结构组成良好地得以嵌固,并且降低了箱基不均匀沉降的问题,增强了建筑物的抗震抗灾承受力。
3.3 合理选择结构规则和对称的建筑主体 主体建筑结构选择必须合理,这样可以稳定非结构件工作状态,降低耗材成本。通常建筑结构的对称是指抗侧力主体结构的对称,可选择较容易对称的平面结构如简体框架结构、剪力墙结构等。
3.4 合理设计抗震抗灾防线 这是一个建筑最基本的要求,在进行建筑施工设计时,设计者应当适当的增加抗震线的数量,进而减少地震发生时带来的巨大的破坏,设计者还可以通过选用结构动力控制的方法进行减震设计。当建筑物遭受地震破坏时,建筑物可以通过自身赘余杆件结构的弯曲和变形,从而吸收地震的能量。
3.5 合理的进行结构刚度的选择 在进行设计时,建筑物的结构刚度选择是否合适是建筑结构设计中的不可忽略的指标之一,建筑物的结构刚度选择合理之后,不仅仅可以降低地震发生时带来的经济损失,还可以提高建筑各个方面的承受能力,同时在进行建筑材料的配置时,还可以减少材料的数量,进而降低建筑成本。
4 结语
概念设计作为当今建筑结构设计方法中的重要组成部分之一,其对于建筑设计整体水平的提高具有非常积极地现实意义。因此,当代建筑机构设计的相关工程师应当在建筑设计的过程中充分的应用到概念设计,根据建筑结构的实际情况进行有针对性的应用,以求达到提升建筑设计水平的目的。此外,在建筑结构设计中应用概念设计不仅可以提升建筑的设计水平以及工程质量,对于建筑的抗震效果来说更具有其他方法不可替代的作用效果。但终归来说,不同的建筑类型有着其自身的特点,因此在应用概念设计时一定要做到根据实际情况去分析利用,合理地采取构造措施。而不是生搬硬套,一味的采取相同的概念设计方法,从而影响到概念设计的实际应用效果。最后,针对于社会环境的不断变化以及科学技术的不断发展,还要对概念设计做到不到的完善和发展,使其能够不断适应社会的需要。
参考文献:
[1]胡丽荣. 概念设计在建筑结构设计中的应用意义[J]. 黑龙江科技信息,2010,27:322.
[2]范文勇. 结构概念设计在建筑结构设计中的作用分析[J]. 中华民居(下旬刊),2013,09:35-36.
[3]刘华新,孙志屏,孙荣书. 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]. 辽宁工程技术大学学报,2007,02:222-224.
[4]范涛. 浅论概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]. 科技信息,2012,13:398.
[5] 高鹏,乔可义. 重视概念设计,提高建筑结构设计的质量[J]. 黑龙江科技信息. 2011(03)