建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用探析

建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用探析

魏瑶

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摘要：随着建筑行业的快速发展，各种类型的建筑数量和规模逐渐日益扩大，在这样的一种发展背景下，建筑设计的重要性逐步凸显出来。就目前来说，建筑结构设计已经成为人们所关注的一个重点。基于此，本文从概念设计和结构措施这两个方面入手，对建筑结构设计展开了详细分析与讨论，希望对相关人士有所借鉴和参考。

关键词：建筑结构设计；概念设计；结构措施；应用

前言：建筑结构设计作为建筑工程项目建设中的一项重要环节，发挥着关键作用。至于建筑结构设计的如何在一定程度上能够影响到建筑成果的好坏。所以，这就要求建筑设计师必须要具备先进的建筑结构设计理念和丰富的设计经验，通过将概念设计与结构设计有效结合到一起，以此来提高建筑结构设计质量，设计出经济、美观、舒适、安全的建筑。

一、概念设计及其重要性分析

     作为一名优秀的建筑工程师必须要具备优秀的概念设计，简单点说就是要求设计一定是先进的、有效的。从某种角度上来讲，优秀的概念设计与设计师的设计实践和阅历有着一定直接关系，参与结构设计的实践越多，那么设计经验便会越丰富，从而设计出先进的、有效的设计成果。随着建筑行业的不断发展，赋予了建筑工程师更多工作任务和要求，其中最主要的一项任务便是要求把握好建筑空间中整体概念，并从这一角度入手进行建筑结构方案的总体设计。但是就目前来看，很多建筑结构工程师还是比较依赖传统的建筑结构设计，只是按照固定的设计程序和规范要求进行设计，对于新工艺、新技术的应用存在严重的抵触心理。从整体上来看，现行的结构设计理论还仍然有一些问题和不足之处的存在，因此必须要提高对概念设计重要性的认识。以混凝土设计为例，结构的设计采用的是弹性理论计算方法；而截面的设计则采用的是塑性理论极限设计方法，所以二者在这一点上出现了矛盾，在这种情况下会导致计算结果与建筑结构的实际承受压力产生一定偏差。而概念设计的出现，不仅可以弥补这一计算理论的缺陷，同时还可以解决结构设计中无法大量计算这一问题。另外，基于概念设计下还可以保证所获得数据的精确性。所以，作为新时代背景下的建筑结构设计师必须要具备概念设计理念。

二、概念设计在建筑结构设计中的应用分析

（一）合理选择建筑场地

    在建筑结构设计之前，首要工作便是要做好建筑场地的合理选择，这对于建筑设计能够起到一定的基础性和决定性作用。在建筑场地的选择这一过程中需要考虑的因素比较多，包括日照间距、建筑退界以及防护距离等都需要考虑到。尽量不要选择危险地段，如果无法避免在建筑设计中需要有效落实好相应的抗震措施。

（二）合理选择建筑基础

    待确定好建筑场地以后，紧接着就要进行建筑基础的选择，具体需要结合建筑场地和建筑形式的的实际情况来做出合理选择。常用的有桩基础、箱型基础等这几种类型。针对桩基础，在负荷较大的多层结构和松软土质中应用的比较常见，被广泛应用到高层建筑当中。特别是在天然地基中，桩基础这种形式的应用可以从上至下的保障建筑结构的稳定性和可靠性。而箱型基础在刚度方面表现出良好优势，能够实现载荷由上部结构到下部结构的均匀传递，从根本上为整体结构的稳定性提供保障，将基础不均匀沉降情况的出现做到有效避免或减少。另外，这对于建筑抗震性能的提高也能够起到非常重要的积极促进作用。

（三）合理选择建筑主体结构

    在进行建筑结构设计这一过程中，需要坚持以合理性和对称性为原则，通常都是以抗侧力结构主体为对称，如剪力墙结构就是以抗侧力结构主体为对称的。要想保证结构的对称性，具体可以通过调整建筑物质心、结构侧心和平面形心的距离来实现。

三、建筑结构设计的措施分析

（一）协同工作中提高材料利用率

    协同工作的开展除了可以保证结构的稳定性以外，同样还可以促进材料利用率的提升。经大量实践证明发现。结构的协同工作能力越强，材料的利用率就会越高。基于可持续发展理念下，对节能、环保方面做出了重点强调，在这样的一种背景下，要求建筑设计做到“投入最少、产出最大”。以我们所常见的矩形截面受压构件为例，从实际使用中可以看到，其构件的利用率较低，导致这一情况出现的原因可以从以下两点来看：（1）受梁的长度变化影响，梁弯矩也会随之发生相应变化。（2）梁的中和轴附近材料利用率较低。针对这一问题情况，可以通过概念设计来解决。通过概念设计结构分析，以此来对梁截面的应变梯度做出合理调整，确保构件轴心受力，这样便可以实现材料利用率的提高。随着不断创新发展，目前又出现了一种新的结构，即平面桁架结构，省去了很多无用材料。

（二）结构体系中保持好协同状态

     在协同工作中，要求结构内部的各个构件之间需要保持一种共同工作、相互协作状态。而要想将这种协同效应充分发挥出来，需要保证结构构件需要具有共同的耐久性，而且在最大承载力下也能够保持共同工作和相互协作的状态。除此之外，还需要保持好建筑结构上部与基础的整体性，当受到载荷时能够共同承担。以砖混结构建筑为例，要想保持协同工作状态，需要通过圈梁和构造柱来将整个结构组合到一起形成一个统一整体，共同承受载荷。

结语：

    一直以来，“低投入、高产出”都是我国建筑行业发展的方向和目标。在这样的一种背景下，概念设计作为一种时代行业发展的产物应运而生。将概念设计合理应用到建筑设计当中，不仅可以节省原料的使用，而且还可以最大程度地保障建筑结构体系的合理性。就目前来看，概念设计深受广大建筑结构设计师的认可，在建筑结构设计中得到了广泛应用，对于建筑行业的长足发展发挥着积极促进影响。

参考文献：

[1]丁可. 建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用探析[J]. 冶金丛刊,2016(6):129.

[2]宋倩. 建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用探析[J]. 工程技术研究,2019,4(11):159,167.

[3]杜帅,王超级,孙心静. 建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用探析[J]. 中国房地产业,2019(12):74.