建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)應(yīng)用論文

1、關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)應(yīng)用的探討摘要：概念設(shè)計(jì)作為建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)新的主要途徑，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合工作實(shí)際，就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的原則及應(yīng)用進(jìn)行了探討，以供參考。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 概念設(shè)計(jì)；探討一、概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵概念設(shè)計(jì)是相對(duì)于建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中難以計(jì)算和難以確定的一些工程和項(xiàng)目而言的，強(qiáng)調(diào)的是通過(guò)簡(jiǎn)單、合理、實(shí)用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施，以達(dá)到分析整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)各程序間的力學(xué)關(guān)系，形成有效處理結(jié)構(gòu)破壞原理、工程設(shè)計(jì)以及地震等因素的最終目的。概念設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)單易行，還具有節(jié)約成本，提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量的作用。另外，隨著我國(guó)對(duì)建筑設(shè)計(jì)的不斷重視，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的舊觀念已不再適合當(dāng)今社

2、會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，取而代之的是新型的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)新意。建筑設(shè)計(jì)師也將優(yōu)化設(shè)計(jì)思路，轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)想法作為當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)的新方向。概念設(shè)計(jì)正是在這種大的背景下應(yīng)運(yùn)而生。概念設(shè)計(jì)是站在宏觀的角度上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效控制和掌握，主要分為兩個(gè)方面：從宏觀的角度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體性進(jìn)行分析，并著重考慮整體結(jié)構(gòu)與分支結(jié)構(gòu)的融合程度、適應(yīng)程度以及匹配程度，達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的和諧、統(tǒng)一。概念設(shè)計(jì)是站在理論的基礎(chǔ)上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各方面進(jìn)行合理得分析和統(tǒng)計(jì) 推測(cè)出可能出現(xiàn)的后果以及影響。針對(duì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)中難以做出算和測(cè)量的問(wèn)題，依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)劃中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行重新審核和規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。因此，我們可以總結(jié)出

3、概念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處就在于對(duì)于概念的理解。概念是建立在宏觀、理論的基石下，合理、準(zhǔn)確、適當(dāng)?shù)脤?duì)建筑結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的問(wèn)題和難點(diǎn)做出預(yù)測(cè)，并為整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有效的設(shè)計(jì)方案。二、建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的原則2.1 全面考慮原則。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)建筑的要求，保證結(jié)構(gòu)方案的合理化。結(jié)構(gòu)選擇時(shí)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)毓逃械淖匀粭l件和人文條件（如氣候、文化背景、地質(zhì)條件等）、地表結(jié)構(gòu)類(lèi)型及荷載情況、相鄰建筑物的影響、施工條件限制等多種因素進(jìn)行綜合分析，最后提出合理的方案。2.2 使用科學(xué)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。對(duì)簡(jiǎn)圖進(jìn)行計(jì)算是結(jié)構(gòu)計(jì)算中的基礎(chǔ)，選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖是保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的重要條件。計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)保證，建筑

4、結(jié)構(gòu)實(shí)際的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鋼節(jié)點(diǎn)或者是鉸接，但是其存在的誤差必須嚴(yán)格限定在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。2.3 功能協(xié)調(diào)原則。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能做到建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備和施工手段的功能協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件的受力相互協(xié)調(diào)，共同承擔(dān)自重及外部荷載，從而取得盡可能大的效能和效益。例如，在結(jié)構(gòu)和建筑功能協(xié)調(diào)方面，要做到建筑體型和結(jié)構(gòu)體系相協(xié)調(diào)，建筑使用和結(jié)構(gòu)布置相結(jié)合等。從結(jié)構(gòu)受力和變形分析看，要盡可能利用結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性、變形的連續(xù)性和協(xié)調(diào)性。2.4 優(yōu)化選型原則。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)歸根到底是確定主體結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置，優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系的前提是掌握各類(lèi)基本構(gòu)件的特征，根據(jù)環(huán)境、使用、建筑和荷載實(shí)況優(yōu)化選擇合適的基本構(gòu)件，擇

5、優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)性能好且經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系。優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置是在滿(mǎn)足使用要求和建筑意向的前提下優(yōu)化主要受力構(gòu)件的布置，重要的原則是平立面宜規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，具有良好的整體性，要保證構(gòu)件既有必要的抗震承載力與剛度，又擁有良好的承受非彈性變形的能力。三、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體運(yùn)用3.1 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在高層建筑設(shè)計(jì)中，水平荷載作用下的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移成為了高層建筑設(shè)計(jì)的難題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)原則，既要考慮到滿(mǎn)足相關(guān)的要求，又要選擇更好的抗側(cè)力體系。在建筑物選擇平面結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該選用風(fēng)壓較小的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還要綜合分析所建建筑物

6、周?chē)慕ㄖ铮私夥治鲋車(chē)ㄖ飳?duì)所建建筑物風(fēng)壓布局的影響。還要考慮建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要增強(qiáng)建筑物的抵抗能力和豎向的荷載。并且，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員還要運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，考慮到建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，在平面設(shè)計(jì)時(shí)，要力求使建筑的平面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單規(guī)則。在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中，如何選擇既能夠滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)側(cè)向的移動(dòng)距離，又不出現(xiàn)危險(xiǎn)、使建筑結(jié)構(gòu)能承受更多的側(cè)壓力的建筑結(jié)構(gòu)模式，是目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師所面臨的最大難題。建筑平面結(jié)構(gòu)要做到簡(jiǎn)單規(guī)則，考慮到風(fēng)所帶來(lái)一定的影響，可以根據(jù)具體情況，適當(dāng)放寬建筑平面的結(jié)構(gòu)，因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一旦發(fā)生整體彎曲變形，還可以有補(bǔ)救措施。3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑剖面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在建筑工

7、程人員進(jìn)行建筑的剖面設(shè)計(jì)時(shí)，要做好豎向的傳力體系設(shè)計(jì)，控制好建筑物的高度比，使高層建筑物的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度由基礎(chǔ)向建筑物的頂層逐漸過(guò)渡，避免出現(xiàn)建筑物豎向上剛度出現(xiàn)突變而消弱高層建筑物水平荷載能力的現(xiàn)象。當(dāng)建筑物豎向的剛度變化特別大時(shí)或在高層建筑物的結(jié)構(gòu)布局發(fā)生變化時(shí)，要設(shè)置結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層，以確保高層建筑的穩(wěn)定性。在給高層建筑設(shè)置錨固深度時(shí)，要結(jié)合高層建筑物設(shè)備用房和地下停車(chē)場(chǎng)的需要，設(shè)置一層或幾層地下空間，提高高層建筑的抗震能力和抗傾覆能力。在進(jìn)行建筑物豎向形體設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)概念設(shè)計(jì)原則，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以選用截錐形、上窄下寬形和新月形的豎向形體設(shè)計(jì)形式。截錐形是指采用從下而上分段逐步減小樓層面

8、積的階梯狀形體，這樣能大大地增加房屋的剛度， 此外，采用這種形體的建筑頂部樓面比建筑底部要小，有利于建筑的抗風(fēng)和抗震作用。當(dāng)采用上窄下寬形時(shí)，建筑物隨著高度的增加，樓身不斷變細(xì)，這樣可以大大減少建筑物高層所承受的風(fēng)力，降低樓體重心，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這種形式常見(jiàn)的有上削楔形體和退縮體，這些結(jié)構(gòu)都有很好的抗風(fēng)、抗震功能。當(dāng)建筑設(shè)計(jì)人員采用新月形設(shè)計(jì)時(shí)，建筑物就像一個(gè)豎向的懸臂殼體，能有效地增加側(cè)向力剛度。3.3 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的作用。根據(jù)建筑物的不同地理位置和結(jié)構(gòu)形式，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)原則選擇使用樁基基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)。當(dāng)遇到地基土質(zhì)較軟的情況時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)

9、設(shè)計(jì)人員一定要考慮到運(yùn)用人工的方法增強(qiáng)地基的承載能力。建筑工程人員可以采用樁基結(jié)構(gòu)，用預(yù)制的鋼筋混凝土土樁、混凝土灌注樁和鋼管樁，將荷載直接傳到地基下部堅(jiān)實(shí)的持力層。在運(yùn)用箱型基礎(chǔ)時(shí)，建筑物的荷載力能夠均勻地傳給地基，抵抗地基的不均勻沉降，和周?chē)耐馏w共同協(xié)作，增強(qiáng)建筑物的抗震和抗風(fēng)能力。當(dāng)采用筏形基礎(chǔ)時(shí)，建筑物的上部結(jié)構(gòu)荷載較大，地基的承載力較低。采用這種結(jié)構(gòu)可以有效分散建筑物上部的荷載力，增加地基的承載力，防止地基產(chǎn)生不均勻沉降。四、結(jié)束語(yǔ)概念設(shè)計(jì)作為展現(xiàn)設(shè)計(jì)理念，強(qiáng)化設(shè)計(jì)意識(shí)，增強(qiáng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性、提高設(shè)計(jì)精確度的重要標(biāo)準(zhǔn)，在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起著不可替代的作用。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一定要結(jié)合各方面寶貴的經(jīng)驗(yàn)將結(jié)構(gòu)概念運(yùn)用的恰到好處，從而保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展，提高建筑行業(yè)的水平，使得建筑物的質(zhì)量和安全性得到有效的保證。參考文獻(xiàn)：1高鵬，喬可義.重視概念設(shè)計(jì)，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量j.黑龍江科技信息，2011，（03）.2閔小雙.概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的意義j.科