探讨建筑结构设计中的概念设计

1、探讨建筑结构设计中的概念设计    摘要：建筑物具有立体式空间结构的特点，不同构件通过复杂的组成方式连接在一起，从而发挥总体结构作用。这就要求设计人员重视运用概念设计作为建筑结构设计的补充。本文主要分析了概念设计的含义，概念设计的发展现状、概念设计在结构设计中的重要性，并提出概念设计应遵循的主要原则。 关键词：建筑结构；概念设计；原则 中图分类号： TU319 文献标识码： A 文章编号： 随着社会经济的发展与人们的生活质量、欣赏水平的不断提高，建筑的结构设计被提出更高的要求。需要设计人员加强计算机技术的应用，发展更为先进的计算机理论，研发并应用新型、轻

2、质、高强与环保的建筑材质，从而使建筑结构设计可以更加的安全实用。其中为了防止建筑结构设计人员陷入只注重使用精密计算机进行设计，忽略了实用性尝试的误区，提出了重视概念设计的观点。 一、概念设计的含义 在建筑结构设计中，概念设计与理论设计相对应，是指不通过精确的数值计算，在一些非常规的问题与难以作出理性精确分析的问题中，结构设计者依据建筑物的整体体系与分体体系之间的震害现象、试验现象、力学关系、结构破坏原理与相关工程经验获得的基本结构设计思想与设计原则。从宏观的角度确定建筑结构的整体布局。 概念设计往往利用估算近似值的方法，可以在方案设计阶段迅速有效的对整体结构进行构想、选择与比较。得出的设计方案

3、往往具有定性准确，概念清晰的特点，避免了后期实施阶段一些不必要的运算麻烦。同时，概念设计也是判断理论设计是否有效可靠的重要依据。 例如，对于建筑的底层框架设计，设计人员往往只注重使用三维空间结构的分析程序进行计算，并人为刻意的进行抗震墙的布置。这种做法一方面无法满足楼层间存在合理的刚度比，又不能完整的反映出底层框架在遭受地震时的受力情况，其主要问题在于过度使用了理论设计方法。计算程序的使用与选择不当，往往会造成难以估量的损失。因此，想要避免这种情况，在建筑结构设计的过程中配合概念设计是一种不错的方法。 概念设计并不是一种非逻辑性的空想，而是当建筑结构设计遇到问题时，依靠常规的设计方法无法解决而

4、不得不采取的思路与手段。因此，概念设计与理论设计应该是一种互补的关系，理应成为建筑结构设计过程中的重要组成部分。 二、概念设计的发展现状 概念设计的充分利用，可以拓宽结构设计的思路。传统的建筑结构设计与计算理论的研究往往只关注如何提高建筑的结构抗力，这种思维方式导致建筑配筋量逐步增高，混凝土的等级也越来越高，建造价格自然就水涨船高。由于设计人员过分注重配筋率的限定，从而导致出现大量的胖柱、肥梁与深基础的建筑。例如在建筑的抗震设计过程中，设计人员一般会根据混凝土的等级与初定的尺寸计算出结构的刚度，再由结构刚度对地震力进行计算，最后计算配筋的比率。但在实际生活中，配筋率越高，刚度增大，地震力会随之

5、增前；而结构刚度越大，地震的作用效应也会越大。这种传统的结构设计反而产生相反效果。 如果利用概念设计的方法，转换设计思路，可以考虑降低地震的作用效应。在目前现有的抗震设计中，隔震效能的研究就是非常好的例子，通过隔震层的设计与效能装置的加设，可以有效的降低地震的作用效应。这种研究已经在国内外广泛的开展起来，其中在日本，研究成果已应用于实际建筑设计中，并取得理想的使用效果。而我国由于认识的限制与技术的不足，在建筑设计行业仍未得到广泛的应用。 三、概念设计的重要意义 1.带动建筑结构设计的发展 由于近几年经济发展迅速，科技水平不断提高，企业部门在工作中分工不断细化，越来越多的精确数据计算与整体系统运

6、作被计算机操作所代替，随之而来的是设计人员逐步忽略非常规性的思维方式与操作方式。在机器化的生产时代，计算机的精密计算阻碍了人们通过工作经验来解决设计过程中的遇到难题。于是，概念设计引起行业学者越来越多的关注，并推动建筑设计结构行业的发展。 2.具有合理性与实际性 建筑物作为空间实物的存在，很多问题不能通过理论数据加以解决，应该做到具体问题具体分析。而计算机的数据运算，往往只能得出理论化、精确化的结果，在实际解决问题的过程中这些数据很难有较强的实用性与合理性。概念设计的出现可以很好的解决这些问题，设计人员通过对建筑结构的整体布局，呈现出较为真实、合理的建筑实体，从而使建筑结构设计得到优化。 3.

7、概念设计可以排除隐患 计算机过度精密的运算结果并不是对建筑整体结构的正常反映，由于理论设计的机械化、程序化导致整个结构设计存在错误隐患的例子并不少见。而与之相反，概念设计通过人性化的思维方式可以对建筑实际进行全面的探讨，成为解决问题的有效途径，由这点可以看出，建筑结构设计必须重视概念设计的运用。 4.优化设计方案 结构设计的初始阶段即为建筑方案的选择，此阶段由于某些问题无法通过计算机加以解决，因此必须通过设计人员依靠自己的设计经验，对设计方案进行有效的分析，运用概念设计的方法对设计方案进行策划、整合，最终达到优化的效果。 四、概念设计的遵循原则 1.精确分析数据结果 建筑结构结算的目的在于获得

8、精确的数据结果，因此，必须严格对待这一过程，不能盲目的进行。数据结果能否顺利实现，是保证建筑结构的安全性与决定结构设计能否顺利进行的重要条件与重要途径。设计人员必须从输入数据、计算数据与产生数据三个方面进行严格的审查。此外，由于受到外部因素的影响，同样会导致数据结果的不准确，例如，使用不同的计算工具与不同的计算数据软件，人为因素造成的过失等，都可能造成数据计算结果不精确。因此，对于数据结果的分析，设计人员应避免机械化的思维方式，给予足够的人性化关注。 2.选择适当的计算简图 在选择计算简图的过程中，设计人员应选择具有一定构造措施加以保证的结构简图。计算简图作为结构计算的重要组成部分，其选用是否

9、准确在一定程度上可以决定能否产生准确的结构计算结果，是保证建筑结构安全的关键性前提。因此，在计算简图的选择方面，应给予足够的重视。 3.选择合理方案 结构方案是整个建筑结构设计的初始部分，也是建筑结构设计过程中的关键所在。因此，结构方案是否合理有效决定了后续工作能否顺利开展，并对最终的建筑质量产生重要影响，必须认真对待。 4.保持建筑结构体系 建筑结构的体系设计是概念设计的重要体现，设计人员应在结构体系中将整个建筑的完整构成呈现出来。在建筑结构体系中，我们应该意识到每个结构的组成部分都是不可分割、统一的整体，并不是具体部件的单一展现，所有部件只有组合在一起时才能够表现出建筑结构的价值，如果将其拆分开来，结构便不复存在，体系也无法发挥其应有的功用。因此，利用概念设计来规划建筑时，应从整体出发，不可将整个结构体系进行拆分，否则将失去原有的价值与内涵。 总结： 本文主要分析了概念设计的含义与目前概念设计的发展现状，提出概念设计具有带动建筑结构设计的发展、具有合理性与实际性、概念设计可以排除隐患与优化设计方案的意义。在具体实施的过程中，应遵循精确分析数据结果、选择适当的计算简图、选择合理方案与保持建筑结构体系的原则。 参考文献： 1 李小华. 浅谈提高建筑结构抗震能力的方法J. 科技创新导报. 2011(17) 2 周西明. 浅谈高层建筑结构设计应用J. 科技促进