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关键词:概念设计,建筑结构,结构设计

建筑工程项目实施期间,建筑设计发挥着重要作用,其设计水平与整个项目工程施工质量有着直接关系,特别是就建筑结构设计而言,其重要性不可忽视。所以,需要加强对建筑结构设计的重视程度,通过多种方法促进建筑结构效果的提高,在这一过程中,概念设计的应用相对突出,建筑结构设计期间,合理采用概念设计能够将其应用价值充分发挥出来,以便进一步提高建筑结构设计水平。

1概念设计的定义

概念设计指的是全面而且相对完整的设计过程,通过概念设计提高设计人员瞬间思维和复发繁琐的感性,使其以统一的理性思维呈现出来,进而开展完整设计。换而言之,概念设计是在不具备准确数值和精准计算的基础上,通过感官对整体建筑结构进行设计[1]。联合分体结构间的力学关系与建筑整体结构体系,并以建筑工程设计为原则进行理念设计。概念设计以综合分析建筑物设计因素为基础,以建筑设计要求以依据,对合理、科学的宏观结构框架进行设计,强化防震对策,控制类型的选择,确保建筑结构设计的科学性与合理性。将概念设计应用于现阶段建筑结构设计中,要求建筑设计师具备较高的综合素质,而且工作经验丰富,以此确保各项工作的正常进行。

2概念设计在党建建筑结构中的应用原则

2.1秉持优化选性原则。1)优化结构体系。首先明确建筑中基本结构的特点,这是基本条件。以建筑、环境、荷载及使用状况为依据,对符合标准的基本建筑构件进行优化选择,并判定和分析他们间的关系,以此构建其基本性的结构单元和支承作法。然后通过交叉、平面、线型、叠合等集合形式,改变原本的基本型结构单元,使其以主要结构体系呈现出来。2)优化结构布置。在保证建筑使用意向和需求的同时,优化布置建筑物的柱墙竖向支承系统、基础系统及楼层该水平。在此过程中,明确建筑物的地质条件、承载能力、竖向及侧向的变形和支承作法等结构性问题,与此同时,对该类问题进行对比,对其合理性及优越性进行简单判断。2.2秉持合理受力的原则。从变形与受力方向来看,均匀受力效果显著优于集中受力,多跨连续效果较单跨简支效果更优[2]。此外,空间内作用效果、刚性梁的连接效果及超静定受力结构体系受力效果均优于平面内作用效果、铰接梁的受力效果和静定的受力结构体系的受力效果。除此之外,应加强对建筑变形的协调性、刚度及结构的对称性的重视程度。不仅需要合理分析其部分构件的受力状况,同时也需要从整体上分析结构的宏观受力状况。加强对重要变形和受力状况的重视程度,就非重点的变形和受力可以忽略。

3现阶段概念设计在建筑结构设计中的应用

3.1方案选择期间应用概念设计。每套被提出的建筑结构设计方法,其均需要涉及诸多因素,包括地形特点、建筑场地的地质结构及负载条件等。对于建筑结构的决策者及设计者来讲,应尽可能的保证设计方案的合理性和经济性。详细来讲,在对基础设计方案进行选择的过程中,应从多个角度考虑相关问题,包括用户个人需求、建筑场地的地质条件、荷载分布状况及施工条件,以此对最合理的基础方案进行制定。例如,在对房屋地基进行设计的过程中,首先应以前期获取的建筑场地为依据开展设计工作,与此同时,设计人员需要对场地有关信息资料进行收集,确保万无一失。概念设计秉持由整体到局部、由局部再到整体的原则,设计期间任意一个细节均需要考虑其中,基于此,需要从多个方面获取信息,以此保证设计方案的合理性和经济性。3.2基础结构设计中概念设计的应用。整个建筑结构设计过程中,基础结构设计是其重要组成部分,在设计基础结构式,概念设计的应用能够将相对理想的效果发挥出来。由详细的基础结构设计进行表述,在此过程中,其涉及最重要的一个内容即为合理选择基础结构设计方案类型,以不同的基础结构和地质特点为依据,对最为合适、合理、科学的方案进行选择并设计,现阶段我国应用效果相对理想的基础结构类型包括桩地基、箱型基础和筏形基础等[3]。桩基础指的是通过相应的桩基础结构对相应的地基结构进行构建,该类桩基础结构能够尽可能的促进基础结构承载力的提高,就竖直载荷而言,其作用价值较大;箱型基础,现阶段箱型基础结构被广泛应用于建筑工程项目中,其特点以整体性和均匀性为主,从而可以尽可能的将建筑物上方结构形成的载荷向地下传递,以此促进其稳定性的提高。筏形基础,就现阶段规模较大,而且能够产生较多载荷的建筑结构而言,筏形基础结构作用效果更为明显,而且相对理想。3.3建筑结构设计分析计算中概念设计的应用。就建筑结构设计而言,分析计算是其重要组成部分,特别是在计算机技术和部分设计软件的推广下,充分展示了分析计算的重要作用,而且分析计算的准确性与建筑结构设计水平存在直接关系,所以,需要加强对分析计算在建筑结构设计中的重视程度,通常来讲,尽管建筑结构设计期间,采用计算机技术可以促进分析计算准确性的提高,但是从整体上来讲,一旦计算机计算软件选择错误,则会对分析计算的结构造成影响。所以,针对分析计算来讲,首先需要从多个角度对分析计算软件进行合理选择,该步骤是概念设计最基本的要求。除此之外,根据概念设计理念合理掌握分析计算结果的准确性,以此保证分析计算结构的合理性和充分性。3.4抗震设计中概念设计的应用。在建筑抗震设计的过程中,设计人员首先需要全面了解混凝土等级及初始尺寸等,准确计算结构的刚度,并以此为基础,对建筑结构刚度进行计算,从而准确判断地震力,对所需配筋数量进行充分掌握。与此同时,结构刚度、配筋数量与地震力三者间的管理呈正比,地震力越强,其结构刚度随着提高,那么配筋数量也会越来越多。所以,在实际设计过程中,不能盲目增加配筋数量,而是根据地震力实际状况,合理调整配筋数量,以此确保工程建筑抗震效果。应用概念设计,除了能够丰富抗震设计思路,同时也可以合理调整地震力、配筋数量与结构刚度间的关系,全工程建筑抗震设计的合理性,也就是合理应用隔震效能的概念设计,能够在基础件与建筑整体间融入隔震层,从而减小地震力。3.5建筑平面中概念设计的应用。对于高层建筑物来讲,在对结构进行设计的过程中,应全面考虑其风荷载影响,原因是建筑物层数越高,其风荷载影响逐渐加大,再加之长时间水平力的作用,使得建筑物逐渐发生移动。将概念设计应用于结构设计过程中,设计人员应全面考虑建筑结构位移状况。在对建筑物形状进行选择时,应加强考虑其承受风荷载压力的影响,并对其是否能够利用结构设计降低风荷载影响进行考虑。除此之外,在对建筑物的风荷载影响承受力进行分析时,首先分析相邻建筑物风荷载影响分布情况,在此基础上实施结构设计,以此确保建筑结构的抵抗能力。

4结语

将概念设计应用于建筑结构设计中,可以促进建筑结构设计主观能动性的提高,根据建筑设计师的丰富经验和想象能力,确保建筑机构设计的安全性、合理性和经济性,概念设计应用期间,拓宽了建筑结构设计思路,推动建筑行业进一步发展。

参考文献:

[1]徐悦伟.浅谈当前建筑结构设计中概念设计的应用[J].四川水泥,2017(2):101.

[2]董锐,谷思东.浅谈当前建筑结构设计中概念设计及应用[J].工程技术(引文版),2016(10):292.

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(1)对于建筑设计中的结构设计来说,最为主要的就是针对结构的抗震性进行设计和规划,在概念设计中存在两种较为有效的抗震设计模式,一种是隔震效能模式,其主要的抗震方式就是在建筑物内部构建一个夹层,这种柔性夹层的设置能够起到较好的隔震效果,另一种模式则是通过在建筑结构中的顶部装置一个反摆,顾名思义,一旦建筑物受到某一方向的震动,反摆就朝着相反的方向摆动,进而对于震动载荷产生一个反作用力,起到一定的保护作用,切实保障建筑物的安全;

(2)我们都知道建筑结构的设计是极为复杂的,概念设计在建筑结构设计中的作用不仅仅表现在抗震设计上,但是其在抗震设计中的效果是最为明显的,这主要是因为在建筑物遭遇地震的过程中,很多的数据和载荷大小是无法进行量化处理的,也无法进行直接的计算,这就在很大程度上给我们的抗震工作带来了麻烦,而概念设计并不需要针对地震中的数据进行计算,这无形中就减少了很多的麻烦,也就突显出了概念设计的重要性。

2建筑设计中概念设计运用的原则

概念设计在建筑设计中合理运用的效果极为突出,但是对于如何充分的发挥概念设计的作用,使其在建筑设计中做出更为突出的贡献就需要我们在概念设计的应用中遵循必要的原则,具体来说,当前建筑设计中运用概念设计需要遵循的原则主要有以下三点。

2.1优化选型原则

建筑设计中运用概念设计的一个最为主要的原则就是优化选型原则,优化选型原则主要包括两方面的内容:

(1)第一方面是对于建筑结构体系进行优化设计,建筑物的结构体系是最为关键的部分,对于结构体系进行优化能够起到保障建筑物稳定性的目的,在优化之前,我们应该首先对于建筑物所需要的结构构件进行全面的了解,进而根据建筑物特点以及周围的环境因素进行认真选择和判定,最终选择最佳的支承方法以确定基本的结构单元;

(2)优化建筑物的结构布置,对于建筑物结构布置来说,其最为主要的目的就是支撑建筑物,避免建筑物的变形,因此,对其进行优化极为关键。

2.2空间作用原则

针对建筑结构进行设计其实也就是针对建筑物的内部空间进行必要的设计,所以说,在我们采用概念设计进行相关设计时就必须加强对于建筑物内部空间相互作用的注意。

2.3合理受力原则

建筑设计还必须充分考虑建筑物的合理受力特点,这也是概念设计应用的一个基本要求,从建筑物受力的特点以及其发生形变的状况来看,建筑物发生形变不仅仅和其自身的强度和刚度有关,在很大程度上还建筑物的受力状态之间存在着密切的联系,所以,我们应该尽可能的使建筑物的受力状态较为平均,尤其是要使其在整个的建筑物空间结构内进行平均分布,避免力作用于一点或者是一个平面,尽可能的避免建筑物发生形变的可能性。

3建筑设计中概念设计的作用

3.1建筑场地的选取

对于建筑施工来说首先需要我们确定的一点就是建筑场地的选择,一般说来,我们在选择建筑场地时应该尽可能的选择便于施工的场所,不要给施工过程带来麻烦。在具体的建筑场地选择过程中,需要我们重点关注的要点和参考的要素有以下几个:建筑物的高度、建筑的边界、地形特点等,根据这些基本要素,结合建筑物的基本要求选择最佳的施工场所,确保建筑施工的顺利进行。

3.2建筑结构基础的选择

确定好建筑施工场所之后,还需要我们确定好建筑结构的基础,在具体的施工中,较为主要的基础主要包括箱形基础、桩基础和筏形基础三种,对于这三种基础的选取应该根据建筑物的要求和当地的地形地质特点进行合理的选取,选择最适合于进行施工建设的基础结构。

3.3建筑主体的选择

建筑主体是整个建筑物中最为核心的内容,也是需要我们慎重选择和设计的核心部分,在建筑主体的选择中,我们应该尽可能的选取较为规则和对称的结构,这种结构的选择能够在很大程度上确保建筑主体的稳定性,并且还能够有效节约施工成本。

3.4抗震的设计

对于建筑物来说合理的设计必要的防震抗震是极为关键的,尤其是对于建筑物抗灾防线的设计作用重大,一般说来,我们在进行施工建设中,首先在设计中应该尽可能多的设置抗震防线,如此才能在遭遇地震时切实保障建筑物的稳定性,避免建筑物遭遇较大的损害。

4结语

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关键词:概念设计;建筑结构设计;应用

作为建筑工程项目开展中的一个重要环节,建筑结构设计不但会关系到建筑工程项目的顺利开展,而且还会影响到整个建筑工程质量。所以,相关单位要充分重视建筑结构设计工作,并且采取科学有效的方法有效提高建筑结构设计水平。在其中合理地运用概念设计方法,可以有效地优化建筑结构设计方案,提高建筑结构设计水平。因此,设计人员要在建筑结构设计中要积极、合理地运用概念设计方法。

1概念设计概述

所谓的概念设计即为在尚未经过数值计算,特别是在一些很难通过相关的规范制度做出明确规定或者是很难进行精确理性分析的问题当中,根据整体结构体系以及分体系彼此之间存在的力学关系、试验现象等总结获得的设计思想与设计原则,以此来从整体上来完成对建筑结构的总体规划与布置,有效管理与控制抗震细部方法等[1]。在建筑设计方案制定的时期,这一设计方法可以更加科学、合理地完成对结构体系的构思、建立以及选择等,进而能够获得更加准确以及概念清晰的方案,从而为后期的设计奠定坚实的基础,进而提升其经济性以及安全、可靠性。

2概念设计在结构设计中的重要作用

2.1有效弥补计算机设计中存在的缺陷

在采用计算机完成建筑结构设计方案的时候是会存在许多缺陷的,其无法正常完成方案初步设计工作。这是由于计算机设计往往会为设计师造成一定的错觉,会使得设计人员觉得计算机程序的运用简单易行,因此就会对计算机软件产生过度依赖的心理,于是就不会去专心地研究与学习结构概念的相关知识,进而影响到其设计能力的提升。另外,一些设计人员会存在一种习惯,即会在设计过程中应用分析程序。然而其却没有充分意识到假如采用正确的软件会使得设计效率与设计水平得到有效提升,而假如选择的软件是错误的,那么就会造成结构设计发生问题,会留下潜在的隐患。因此,为了能够有效弥补计算机设计存在的缺陷,那么就应该合理运用概念设计,要鼓励与引导设计人员积极地学习结构概念的相关知识,进而充分利用概念设计的基本原则制定出最为理想化的结构方案。

2.2有效优化结构设计

对于每位建筑设计人员而言,其都需要充分地了解与掌握结构概念。因为利用结构概念可以帮助其创造出新的灵感以及更加准确、清晰的思路,可以帮助设计人员在充分遵循正确设计基本原则的基础上,有效地防止概念混乱以及定性不正确等诸多问题的出现[2]。除此以外,工作人员在面对一些技术问题的时候,假如其可以充分了解概念设计,那么就能够准确地找到问题的原因所在,然后再采取科学、有效的方法解决问题。在当前实行的《建筑结构设计统一标准》当中就涉及到概念理论,而且标准中明确提出了一个围绕概念理论而制定的结构极限状态设计准则,这一种设计方法会更加科学、严谨,进而可以有效提高结构设计的完善性与可靠性,有效地实现结构设计方案的优化。

3概念设计在建筑结构设计中的应用策略

3.1在建筑场地选择中的应用

为了可以有效地提升建筑结构设计的有效性与科学性,那么就必须要做好建筑场地的选择工作,因为只有充分保证建筑场地的科学、合理性,那么才可以也使得后续建筑设计工作更加顺利地开展,有效地确保其工作价值的实现。因此,在选择建筑场地的过程中要合理应用概念设计。具体而言,必须充分注意以下要素:(1)地形因素。因为不同的地形也会对建筑结构产生不尽相同的影响,而且在大多数的情况下还会对其产生极大的制约,所以在开展建筑结构设计的过程中,必须要充分考虑到建筑结构设计的要求,考虑到建筑的实际情况,进而综合考虑选择出最为合适的地形。(2)地质因素。由于地质因素也会在很大程度上影响的建筑结构设计税票,特别是对基础结构设计具有较大的影响。因此,在选择建筑场地的过程中,需要积极地开展全面、科学合理的评估以及分析,进而充分确保施工场地的地质能够有效地满足建筑施工的要求[3]。(3)抗震性因素。由于抗震性也会在很大程度上影响到建筑结构设计水平,因为只有在充分确保建筑结构有着良好的抗震能力以后,那么才能够有效地确保建筑的使用安全。因此,在选择建筑场地的时候,也要合理地应用概念设计,进而尽量防止在在那些极易发生震动的地方开展建筑操作。

3.2在基础设计中的应用

建筑结构的设计人员根据建筑物的具体结构形式以及所处的地理位置,然后再充分遵循概念设计的基本原则,对基础设计类型进行选择。例如筏型基础以及箱型基础等等[4]。在具体采用箱型基础的过程中,需要充分确保建筑物的负载能力,可以及时、均匀地传递给地基,这样就能够对地基不均匀沉降现象产生有效地抵御作用,而且使其可以有效地完成对周围土体的协作互助,进而有效地提升建筑物的抗风以及抗震能力。在选择使用筏型基础的时候,就会使得建筑物上部结构存在着非常大的荷载。对于建筑而言,其具有非常小的承载能力,这一结构类型能够使得建筑物上部得到有效的分散,而且使得地基获得更大的承载能力,在此状况下就会使得极不均匀沉降现象得到了有效的避免。

3.3在高层结构设计中的应用

在受到水平负荷作用时候,会造成高层建筑结构侧移现象的发生,这是高层建筑设计的一个重点与难点问题,每位建筑设计工作人员都必须要给予充分重视。在具体开展结构设计工作的过程中,设计人员要充分遵循概念设计基本原则,不但要充分考虑相关的要求与标准,与此同时还必须要选择更加科学、合理的抗侧力体系,不但要对建筑物四周存在的其他建筑物的位置、结构等进行综合、全面的分析与考量,而且还要对这些建筑物对所要建设建筑物的风压布局所、造成的影响进行综合的考量[5],进而要在具体开展结构设计的时候,采取有效的措施努力提升建筑物的竖向荷载及其抵抗力,要合理地运用概念设计基本原则,努力加强建筑结构的抗震力,使其能够保证平面结构的简单性以及规范性。总之,在当前科学技术快速发展的时代背景下,也使得我国建筑行业获得了跨越式的发展。然而,其在建筑结构设计方面还存在着诸多问题,那么为了能够有效地提升建筑结构设计水平,就应该合理地应用概念设计方法,以此来有效地提升结构设计的完善性与可靠性,有效弥补在结构设计中存在的问题,优化结构设计方案,有效促进建筑结构设计水平的不断提升。

作者:杨涛 单位:中信建筑设计研究总院有限公司

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关键词:低碳概念;建筑设计;应对策略

低碳概念下的建筑设计,可以针对性对建筑工程的废弃固体、废气以及废水等做出相应控制手段,使得建筑工程在资源以及能源方面的消耗显著降低,并最终达到减少二氧化碳排放量的效果。在环境污染逐渐加重,温室效应逐渐加剧的现代社会,建筑设计融合低碳概念显得至关重要。

一、低碳概念下的建筑设计的基本内涵

(一)建筑能源的有机组合设计。对建筑工程所用能源进行强化管理控制,是低碳概念下的建筑设计的基本原则,促使建筑能源在建筑工程的使用过程中,最大限度的发挥作用,减少消耗和排放量,对建筑能源进行优化组合,丰富建筑工程的功能性,其对能源的优化组合主要包括:天然气、生物能源以及固体燃料的引进;新型能源以及天然可再生能源的使用。(二)提升资源能源的利用效率,达到节能效果。提升资源能源的利用效率,一方面需要采用功能较强的节能设备和技术,针对建筑工程的严重耗能问题进行解决,在此基础上将节能设备以及节能技术与建筑工程周边环境进行有机组合,充分体现生态效益理念;另一方面,低碳概念下的建筑设计,需要对建筑工程的结构功能以及室内空间进行整体规划,充分发挥天然自然能源的作用,在保障居住用户的基本生产生活需求得到满足的基础上,彰显建筑工程的环保性能。(三)所用材料方面的低碳概念。低碳概念下的建筑设计,需要在进行建筑工程施工过程中,一方面提升对新型能源资源的使用力度,另一方面,更多的使用天然能源。在达成节能减排效果的同时,也控制了建筑成本,一举两得。(四)更加宜居的环境要求低碳概念下的建筑设计,除了在对开展建筑工程施工过程中,体现低碳理念,还需要综合考量未来居住用户对健康舒适的宜居环境的要求,提升居住用户的居住环境体验。。

二、低碳概念下的建筑设计的实际应用

(一)建筑设计在环境方面的低碳规划。低碳概念下的建筑设计,需要对建筑工程的周边环境进行综合分析,在充分考虑周边环境的具体实际的基础上,对环境与建筑工程之间的和谐相处产生影响的问题开展集中讨论,具体体现在,建筑工程的低碳设计,需要与周边环境相辅相成,同时,周边环境不符合低碳概念的,需要对其开展低碳设计处理,使其更加符合低碳建筑的设计内涵。除此之外,将扩大建筑工程周边绿色植物覆盖面积,作为低碳概念下建筑设计的重要组成部分,加大绿色植物在周边环境的面积以及密度,在进行道路铺设过程中,需要对线路进行合理规划,体现便利性的同时,以不牺牲绿色生态植物为原则,将人工建筑与周边环境更有效的进行优化组合,使得低碳概念以及效果得到充分展现的同时,保障建筑工程周边环境的健康可持续发展。(二)应用新型低碳建筑材料。低碳概念下的建筑工程设计,想要使得绿色环保的效果更为突显,就必须在建筑工程施工过程中,采用技能环保,可持续使用的建筑环保新型材料。在建筑工程的设计过程中,综合考虑工程的造价,减少对耗能高、污染程度严重的建筑材料的使用。在对低碳建筑材料进行选取时,需要考虑源生态性以及地域性原则,从建筑工程的周边,就地取材。除此之外,相关科研单位需要不断对建筑节能新材料进行研发,提升研发力度,在维持建筑节能新材料的应用广泛性的基础上,体现建筑节能新材料的易施工性和易取材性,使得建筑工程的内部碳排放量大幅度降低,完美契合低碳概念下建筑设计理念的要求。(三)提升对自然光能源的使用力度。现阶段碳排放量居高不下的原因,很大程度就是对黑色能源的大量使用,在建筑工程的设计环节,需要考虑提升对自然光能源的使用力度,一方面提升建筑工程的低碳环保功能,;另一方面也使得居住用户的住宅体验得到进一步加强。在对建筑工程的内部照明设备进行设计时,首先需要尽量选取具备节能环保功能的照明设备,在减少电力能源消耗的同时,发挥低碳环保功能;其次,根据建筑工程内部空间结构,合理设置照明设备的位置,一方面杜绝照明死角,另一方面在充分利用自然光的基础上,减少照明电力损耗。(四)提升能源资源利用效率。低碳概念下的建筑设计,其设计的重要关键点,就是对能源资源利用效率的提升。提升能源资源利用效率所带来的效益是极为显著的,其降低了建筑工程的施工投入,控制了施工成本,使得浪费资源现象得到有效改观,建筑能源的损耗降低,同样也使得碳排放连得到了减少,低碳环保理念被进一步彰显。基于现阶段建筑工程的施工过程中,能源消耗和资源浪费现象仍较为严重的现实,需要对建筑能源资源进行合理分配,引进和使用现金的低碳环保施工技术以及设备,力求能源资源的利用效率得到提升。(五)提升建筑工程的空间使用率。低碳概念下的建筑设计,在设计过程中,充分提升建筑工程的空间使用率,一定程度上,可以减少建筑工程对于总面积的要求,其作用在需求量较大的建筑工程方面更为明显。在对建筑物户型进行设计时,综合考虑其灵活需求以及可变性,在延长建筑工程的使用寿命的基础上,减少建筑垃圾的排放。

三、结束语

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[关键词]概念设计;结构设计;措施

随着社会的发展和科技的进步,我国国民对于建筑的要求越来越高,对建筑物的需求也不仅仅只是使用的需求,现如今民众更加注重建筑物的外观,这对建筑设计提出了更高的要求。在新时期中,我国建筑行业不在是单一的发展模式,建筑项目越来越多,建筑规模越来越大,相关行业呈现出了多样性的发展趋势。建筑结构设计想要得到新的发展,概念设计是必不可少的重要环节,将概念设计运用在建筑结构设计中能够体现出它独有的优越性,正因为这种优越性,在现今建筑结构设计行业中,概念设计被广泛的运用其中。概念设计无论从思想、方式方法、采用的手段、理论知识等方面都为建筑结构提供了科学有效的技术平台。通过搭建这个平台,建筑设计中出现的很多不确定因素都可以通过这个平台找到一些解决的防止,所以建筑结构设计中的概念设计对整个建筑结构设计都有着很重要的研究价值。

1在概念设计的相关论述

建筑结构设计中,相关的概念设计必不可少,所谓的概念设计指的是设计师根据设计理论、设计经验以及建设工程项目的特点,通过对建筑结构的总体布局和布置抗震结构的措施,在建设工程项目结构设计出去对设计方案进行概念性的分析估算和比较,实现结构设计的多方面要求。一个概念设计的推出主要分为三个步骤,这三个步骤分别是分析、综合、评估这三个步骤。首先是分析步骤,所谓的分析,就是对产生的问题加以进行全面的了解,并对其进行分析,不过在分析的过程中,因为只是对问题进行全面的了解,并没有更深层次的对问题进行剖析,所以得到的数据不够完整也不够清晰,这是概念设计中分析步骤的特点。第二个步骤是综合步骤,概念设计中的这一步骤主要是解决问的步骤,前面我们已经提到了,在分析步骤中,主要是对问题进行全面的了解,但是只是了解得到的数据不够清晰完整,所以在综合这个步骤中,相关的设计工程师会通过自己的专业知识来对这些模糊的数据进行专业的分析,并将分析后得到的结果绘制在,图纸上,最终得出一个能够落实工程的施工的建筑结构设计。第三个步骤是评估。在这一阶段中,主要的目标就是对已经有的建筑设计进行评估,从中挑选出最为合适的设计方案。这一过程不同于其他的步骤是一次性,它是一次又一次重复的结果,重复到找到最优方案位置。总体来说,概念设计都要经过这三个步骤,通过这三个步骤能够找到最合适的概念设计,也能够找到最好的建筑结构设计结果。

2概念设计在建筑结构设计中的实际运用

2.1对场地选择。在进行建筑结构设计前,首先要考虑的因素就是场地的选择,这是建筑结构设计的前提。合理的场地不仅可以提升土地的利用效率,还决定着建筑物在完工之后的经济效益,所以建筑场地的选择非常的重要。场地的选择并不是随便选择的,要考虑的因素非常的多,最主要的有这么几个方面:建筑退界,防护距离,日照间距等。除了这些,在进行建筑物设计时,还要考虑到建筑物的抗争登基,要在选好的场地进行实地的勘验,避免在危险的场地上进行施工,如果无法避免,就更应该在设计时将这些问题考虑进去,尽可能的减少工程施工的危险性。2.2结合现实状况,选择建设基础。场地的选择是建筑结构设计的前提,在选定场地后,要依据现实的建筑结构形式来选择想事情的建筑基础。所谓的建筑基础就是建筑物建成的基础类工程,主要的基础类工程包括:桩基础,箱型基础和筏型基础。这些建筑基础的选用通常都是与土地类型相挂钩的。比如在土地松软的多层结构中,选用桩基础是非常有必要的,桩基础的稳定性较好,能够将上部结构的何在传到下部坚实的持力层上。在高层建筑中,更被广泛运用的是箱型基础,与桩基础不同的是,箱型接触的刚度交好,这能够让高层建筑中的荷载从上部结构均匀的传到下部结构,运用箱型基础,能够保证高层建筑结构整体的稳定性,进而提升建筑结构的抗震能力。2.3结合现实状况,选择建筑主体结构。选择建筑主体时也需要结合现实状况,建筑主体结构的选择要以合理,对称为原则,只有这样选择的建筑主体结构才具备一定的抗震能力。只有结合现实状况选择的建筑主体结构才能够保证建筑物的建筑结构稳定性,同时还能降低材料的消耗。

3建筑结构中的建构措施

3.1结构体系中的各个部门要相互配合。概念设计想要更好的在建筑行业中进行运用,就必然要求相关的的各个部门能够相互协作进行工作。不仅是企业间的各个部门进行相互配合,在建筑结构中各个部件之间也要达到相互协作,共同工作,想要做到这一点并不容易,这要求结构构件不仅在承载力达到极限的状况下共同工作,还要求各个构件间的耐久度相差不大,只有在构件差别不大的情况下,构件才能够协同工作。3.2尽可能的提升材料的利用率。建筑结构的各个构件如果可以达到共同工作的效果,不仅可以提高结构的稳定性,还能够提高构件材料的利用率,不管在任何行业中,材料的率用率越高,成本就会相应的降低。建筑行业也是如此要求,用最少的投入获得更多的经济利益。

4结论

经济的发展推动了建筑行业的发展,国国民对于建筑的要求越来越高,对建筑物的需求也不仅仅只是使用的需求,现如今民众更加注重建筑物的外观,这对建筑设计提出了更高的要求。在建筑行业中,希望用最少的投入获得更多的经济利益,这是行业内部的要求,也是建筑行业的最终目标。在这样的背景之下,概念设计被广泛的运用在建筑行业之中,概念设计的出现并不是一种偶然现象,而是经济发展的必然产物,概念设计在结构设计中有着自己独有的优越性,逐步被更多的设计师所接受,因此概念设计在建筑结构中的运用,可以推动建筑结构设计来到一个新的发展高度,概念设计有新的发展。

参考文献

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关键词:高层建筑;地震;抗震概念;设计

近些年来,我国的地质灾害出现的比较频繁,特别是近些年的汶川大地震、玉树地震造成的损失是无法估量的。从地震造成的直接、间接损失我们就可以看出,如果建筑物无法有效抵抗地震,那么倒塌之后造成的损失会更加巨大。所以,开展建筑结构的抗震设计理念研究工作非常重要。

一、建筑结构抗震的重要性

建筑不但为人们提供了居住的环境,也为人们的生活条件改善起到非常重大的作用。而建筑物的质量对人们的生命安全有直接的关系,只有确保建筑物的质量,才能使人们使用的更加安心、舒心。因此,目前大部分设计人员对建筑物的质量都放在首要的位置,而地震对于建筑物造成的伤害是非常巨大的,并且地震对于目前的技术来说,还无法提前准确预测。基于这一未知的情况,一旦发生地震,对建筑物产生的损坏是非常严重的。不仅如此,由于现代经济的发展,土地资源紧缺,由此为了节省占地,现如今的建筑多为高层建筑,一旦建筑倒塌,将会产生不可估量的结果。所以,抗震设计在建筑结构中是非常有必要的,其不仅使得建筑物的抗震能力得到增强,而且能够进一步保护人们的生命以及财产安全。

二、建筑结构设计中抗震概念

(一)确保结构的整体性。通过对国内外发生的大地震经验研究分析发现,决定建筑结构抗震性能的就是结构整体性能和概念设计。我国目前制定的结构设计规范,对抗震概念设计也有非常明确的规定。所以,在设计建筑物的时候,应当将建筑物当做整体看待,这是非常重要的。在开展结构抗震设计的过程中,必须要确保结构有足够的承载能力,无论是刚度还是强度与延性都必须要达到相应的要求。在进行结构设计的时候,要杜绝由于部分结构破坏从而使整个结构失去承受能力的现象。对于建筑结构存在的薄弱位置,必须要采取有效的措施进行处理,保证整体结构的安全性及稳定性。(二)明确结构体系。在对建筑结构开展抗震设计的过程中,首先就需要明确结构体系的受力情况,确保传力路线简洁、不间断。为了稳定竖向刚度和质量,需要尽可能均匀并且有规则的,对结构的平面和竖向进行布置。建筑的结构体系,要切实依据建筑设计规范。对建筑进行设计中,结构简单的设计能发挥出非常重要的作用。建筑物特性的分析,以及寻找判断建筑物中抗震能力有缺陷的地方,都需要结构简单设计的帮助,以便运用相应的措施进行后续处理。(三)结构规则性。在建筑机构抗震概念设计中,建筑的规则性是非常重要的一项原则。在进行建筑设计的时候,一定要加强重视建筑平面、立面和竖向剖面的规则性产生的影响,尽可能采用规则的形体,抗侧力构件平面布置规则对称、材料强度应当自下而上逐渐减少。。(四)注重多道防线。对于建筑物的抗震能力来说,多道防线起到非常关键的作用。强震之后大部分都是多次的余震,如果结构只有一道抗震防线,就算是结构没有受到很大的破坏,但是也有很大的可能会在余震中塌。抗震结构体系的优劣,由分体系有直接的关系,延性较好的结构构件连接起来协同工作,可以确保建筑物有足够的变形能力和承载能力。(五)提高薄弱部位的抗震能力。抗震薄弱部位的在抗震概念设计中属于非常重要的一种概念。在地震的作用下,因为结构出现不规则的变化,就会致使薄弱部位的变形能力和承载能力大大降低,这就需要对其部位采取相应的处理措施,使其抗震能力大大提高。在开展结构抗震设计的过程中,对抗震薄弱部位有意识的进行控制,确保结构的变形能力足够强大,这是提高结构总体抗震性能非常有效的一种方式。

三、高层建筑结构设计中抗震概念设计的具体应用

(一)运用适合的建筑抗震结构体系。建筑物不同,设计的方向也不同,所应用到的抗震结构和体系,也需要根据建筑物的类型来设计。现在建筑物中一般应用到的混凝土结构体系,包含多种结构,主要有:筒体结构、框剪结构、剪力墙结构等。为了能够保证和加强建筑的安全,不同的建筑物,应当运用相适应的抗震结构体系。结构工程人员应当结合建筑的抗震设防烈度、场地条件、功能需求等因素,充分进行考虑之后才能确定最为合适的结构体系。(二)合理选择地基基础。建筑物在选择建筑场地的时候,应当尽可能选择对抗震有利的地方,如果无法避免的情况下,就需要做好建筑物的防震措施。在对建筑物建设的时候,一定要做好地基的处理工作,为了确定地基处理方法,要根据地质勘探的相关资料,选择判断持力层。建筑物的基础抗震设计中,要根据实际场地以及地基的具体情况,加以判断,将抗震性能良好的地基基础放在优先考虑的范围中。(三)合理选择建筑结构尺寸。在对建筑抗震进行设计的时候,建筑物的外形还有结构尺寸,对建筑抗震能力有很大的影响。抗震性需要在平面设计中进行考虑,以提高建筑物的抗震性能为基础,不断优化设计方案。在设计中,平面布置一定要规则规范,结构在进行竖向布置中,对外挑和收进要格外注意,选择合适的布置,刚度要遵循下大上小的原则,使得变化均匀。

四、结束语

综上所述,虽然我国经济近些年的发展速度非常快,人们的生活水平也有了很大的提高,但是天灾人祸对我们造成的伤害还是非常巨大。对于我们来说,地震造成的破坏无法有效抵抗,而在建筑物中应用抗震设计理念,对人们的安全至关重要。建筑抗震概念设计的好坏,对筑物抵抗地震的能力有直接关系。因此,设计人员应当不断增强自己的专业能力,充分运用抗震概念设计,建造安全舒适的建筑。

参考文献

[1]梁明钊.探讨建筑结构设计过程中的概念设计及结构措施[J].中国新技术新产品,2017(12):137-138.

[2]汤兰.试论概念设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用,2016(29):229.

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概念设计是建筑结构设计中的一项重要因素,在一程度上会反映出建筑结构的整体水平。随着建筑行业的不断发展,人们对建筑设计质量的要求也在不断提高,结构设计是建筑设计中的重要组成部分,直接影响到建筑行业未来的发展走向。在我国建筑结构的设计中,基本上采用的是概念极限状态理论,这个理论虽然可以在一定程度上提高建筑结构设计的技术水平,但是在实际应用过程中还是会存在一些问题,不能对建筑物的承载力进行预测。所以为了保证在建筑结构设计中能准确预测出建筑物的实际承载能力,我们需要引入概念设计,从而来促进建筑设计的发展。

2概念设计的论述

概念设计是建筑设计中一项全新设计理念,其不需要进行数值的计算,只需要对用户需求进行详细的分析,然后得到一种概念产品。概念设计的过程是一个由抽象到具体的过程,同时其也是一个由模糊到清晰的过程,实质上是贯穿与整个设计阶段的一种设计方法。在建筑结构设计中,概念设计是在面对一些无法分析的问题时对建筑结构体系进行分析的方法,根据分析后的相关内容和设计人员的实际经验来完成建筑物的抗震设计以及整体布局设计。概念设计可以根据建筑物的整体结构和分布结构之间的力学关系来确定最终的建筑结构布置方案。概念设计可以在一定程度上对建筑结构进行宏观控制,这主要体现在两个方面,第一个方面是协调建筑整体和分部之间的关系,第二个方面是进行相关的理论设计,在这一阶段的设计过程中,工程师需要综合考虑工程设计的实际条件,结合理论和工程建设的材料性质两个方面的因素来计算实际需要的工程建设理论数据,从而准确判断出概念设计的准确性。

3概念设计在建筑结构设计中重要性的分析

建筑结构设计中涉及到建筑学领域的知识比较多,如果只是依靠建筑结构部分的经验总结很难确保知识的系统化和规范化,更不会便于对知识进行运用。所以我们在实际工程的建设过程中要充分利用概念设计,利用其整体性的概念来对建筑结构进行正确分析,同时还可以对建筑设计软件的计算结果进行分析。如果有问题,还可以对建筑物的实际受力情况和工程建设中的计算结果进行再次分析,然后对建筑物结构的设计重新进行调整,灵活处理构件之间的关系,保证建筑结构的安全性和协调性。概念设计不仅综合了传统设计理念的长处,同时还在此基础上改善传统设计理念中的不足之处,从而解决建筑整体上存在的理论问题。

4概念设计在建筑结构设计中的具体应用

4.1概念设计在建筑结构方案选择中的应用

在进行建筑结构设计之前,我们需要选择合理的设计方案,一般我们会采用概念设计中思想比较好的设计方案,目的是保证方案的合理性和经济性。我们在选择基础设计方案的过程中,需要对施工现场的不同影响进行综合考虑,比如说地质条件、载荷分布情况等等,根据这些因素来确定最终的设计方案。在对地基基础设计之前,我们应该要根据之前得到的实地勘察报告进行分析,之后再进行设计,如果没有及时得到实地勘察报告,设计人员应该要收集一些相关资料,从而全面掌握施工现场的情况。我们只有在掌握比较完整的信息的前提下,才能够保证设计工作的合理性和准确性,设计人员同时也要注意在同一单元中要采用同一单元结构体系。

4.2概念设计在建筑物抗震设计中的具体应用

在建筑结构的抗震设计中,一般情况下都是通过设计人员确定建筑的初始尺寸,之后再计算出节后的实际刚度,根据刚度判断出地震力,最终得到需要配置钢筋的数量。在建筑设计的过程中,我们可以了解到建筑结构的刚度和地震力以及配置钢筋数量之间成正比关系,当建筑结构的刚度越来越大时,地震力也随之变大,配置钢筋的数量也会增加,结构的刚度就会更加强,相应的地震力也会增大。所以在建筑结构设计过程中盲目的增加钢筋数量会起到相反的作用,不仅不会减小震力,反而会使得地震的效果增强,对于抗震的效果也不是很理想。我们将概念设计应用到抗震设计中能够拓宽设计思路,进而获得理想的抗震效果。比如说我们在建筑物的主体和基础之间设置一些隔震层,这样就可以大幅度的降低地震给建筑物带来的影响。

4.3概念设计在建筑平面中的具体应用

在一些高层建筑的设计过程中,通常需要考虑到风荷的影响,一般建筑物越高,受到的风荷影响就越大,再加上建筑物长时间承受水平力的作用,会引起建筑物侧面移动。我们将概念设计引入到建筑物的平面设计中,就需要考虑到建筑物结构的侧移现象。设计师在选择建筑物形状时。要考虑到建筑物能否承受风荷的影响或者是建筑物能否将风荷影响降到最低。我们在对建筑物承受风荷影响进行分析的时候,首先要正确分析与其相邻的建筑物对风荷分布的影响情况,这样设计出来的建筑物才能够确保对风荷有一定的抵抗能力。

5概念设计在建筑结构中的注意事项

5.1选择合理的结构设计方案

结构方案的选择包括结构性形式、结构体系以及结构布置三者的选定,建筑结构设计的概念设计中,最重要的是选择合理的结构设计方案,在选择方案时,要充分考虑到结构设计方案的安全性、经济性、实用性以及合理性。设计师也要在进行结构设计时运用自己积累的理论知识和工作经验,对可能出现的问题进行充分考虑,其中包括建筑物受力和抗震性问题,运用多种设计方法选出合理化并结合实际情况的结构设计方案,比如我们在选择结构体系时,首先我们要熟悉各种结构体系的特点,再结合建筑的实际情况选择出合理的结构体系,在结构布置一开始,我们要充分考虑到建筑物的受荷面积和建筑层数、建筑空间以及功能等,利用积累的经验数据、公式来初步选择和布置,切记不能盲目布置,结构的合理性将会直接影响到结构设计的进度和质量。

5.2选择合适的计算简图

计算简图是建筑结构设计师在进行建筑结构设计时必须要使用到的工具,她会辅助设计师来开展相关的建筑结构设计工作,所以在进行概念设计时,我们必须要保证计算简图的正确性,同时要结合实际情况判断构件会受到哪个方向的力,判断出受荷是否均匀,合理的受力分析是计算简图是否正确的前提,而错误的计算简图会导致建筑结构设计出现严重的失误,直接影响到建筑结构,甚至是安全事故。此外,设计师要充分考虑到实际结构中的节点应该是钢接点或者是铰接点,总之要保证计算简图的设计误差要在允许的范围之内。

5.3正确分析计算结果

在建筑结构设计过程中,肯定会应用计算机软件进行辅助设计,但因为目前计算机软件的种类太多,不同的软件之间存在着差异,因此,建筑结构设计师要对计算机软件的计算过程有所了解,不能完全照搬计算软件的计算结果,要在验证计算结果的基础上再加以利用,避免因为计算结果的失误给建筑结构设计工作带来影响。在计算前要输入正确的计算参数,得到数据后要做出合理的判断,正确取舍数据。

6结束语

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所谓的结构概念设计就是指用与结构设计相关的理论指导实践的设计工作。而如果在设计的时候,如果缺乏理论的指导,那么建筑在结构设计上就变成了个人的主观设计,而不是理论层面接受的设计。当然在结构设计的时候,其理论应该是科学的合理的,符合现行社会和经济发展的,而且在设计的过程中,先进理论和先进工具的应用也是必须要考虑到的,不能出现落伍的情况。在进行结构设计的时候应该从以下三点进行考虑。

1.1方案选择的合理性设计方案的选择是十分重要的,不仅关系到以后工程的质量和结构,还影响着人们的居住。在结构方案的选择上,要遵守科学、合理、发展的原则,而且由于很多种因素都对设计方案造成影响,所以设计出来的方案就是多种多样的。方案设计出来了,又面临着合理的选择上,方案选择的不好,日后发生的后果不堪设想,所以应该进行认真的分析比较,选取的方案既要科学合理,又要经济,所以方案的选择很重要。在对设计方案的可行性进行选择的时候,要对建设地及施工材料等进行全面的分析,保证每一个环节的科学合理,还要有专业人士对各种影响设计的因素进行评估分析,选择出科学合理的结构概念设计方案。

1.2结构简图的科学性结构概念设计首先要有科学专业的理论作为支撑,而且一般情况下利用结构设计简图对结构概念设计的合理性进行评估。在结构简图的选择上,要遵照安全和准确的原则,选取合理的简图。因为如果选取的简图不够科学,那么相应的结构概念设计也会出现相应的错误,甚至对工程的质量问题造成巨大的影响。所以说,结构设计简图在制作时应该做到精确、科学,使出现的误差也在可控范围内,应该进行严格的审查,保证简图的质量。

1.3对计算的结果进行准确分析随着社会和经济的发展,信息技术被广泛的应用,特别是在数字的计算等方面设计出种类繁琐的计算软件,可是各计算软件在计算的结果上确实各不相同,让使用者也不知道哪个是正确的,所以在工程的设计中计算工作经常出现混乱。在进行设计时,软件的选择很重要,应该对各个软件进行系统化分析,根据工程的实际情况和设计的原理等,选择适合的软件,确保计算结果科学准确。

2如何在结构设计中运用概念设计

2.1建筑场地的合理性选择建筑场地的选择影响着结构概念设计的结果,所以说对结构设计来说非常重要。建筑场地的选择要符合施工的条件,同时满足采光、水电、噪音等多方面的考虑。最重要的一点,就是应该考虑建筑场地的抗震能力。选择的地点必须是抗震效果比较好的地点,以免发生危险的情况。一般在工程的初步设计之前就要进行建筑场地的科学选址和勘察,如果施工场地确实不允许,又必须在此进行建设,那么就应该做好科学有效的手段来降低危险系数。

2.2建筑基础的科学化应用建筑场地进行合理选择后,紧接着就是对建筑基础的科学化选择上,在选择的时候要根据建筑场地的地形和地质结构等进行分析,选取合理的建筑基础。一般在建筑基础的选择上有以下三种情况:

(1)桩基础。在地质比较松软或者负重比较大的情况下,大多会选择桩基础,因为桩基础能够使下部对上部进行力的承载;

(2)箱形基础。箱形基础的安全性比较高,抗灾能力比较强。一般高层建筑中会应用箱形基础。是因为箱形基础使下部的承载力实现均匀分配,保持地基的受力均匀;

(3)筏形基础。筏形基础能够实现分散建筑上部结构承载力,是下部承载力减弱,对地基进行力的控制,不出现地基的不均匀沉降。

2.3结构规则的合理应用建筑结构中只要保证非结构件的正常稳定运转,就能使建筑材料的成本实现降低,因此主体建筑结构的选择,要做到合理、科学和对称性,在多数的施工中,实现抗侧力主体结构的对称,所选择的平面结构也应该是容易形成对称结构的。当然,具体情况具体分析,还要根据实际情况进行选择,同时符合平面工程的科学设计。

2.4抗震抗灾能力的强化建筑设计和施工的成功与否,不只是外型和质量的方面,还有抗震抗灾上的需求。所以机构概念的设计,要考虑到抗震抗灾的问题,在设计时要多增加防线,以期实现减弱地震的危害性。当然结构的变化也能起到抗震抗灾作用,比如安装特定的原件,使得建筑体对地震的破坏力进行有效的减弱。

2.5结构刚度科学化选取建筑结构在刚度的选择上至关重要,而且在建筑结构概念设计中也必须遵守刚度的要求。结构刚度可科学化选择,是保证工程质量的有效措施,还能够对地震等灾害起到危险性降低的作用。与此同时,结构刚度的科学化选取还能扩大空间的占有率,使建筑平面的利用率等都能得到合理的利用。

3实施结构概念的措施

为了提高设计的科学性和合理性,同时保证工程的质量和安全,在进行结构概念的设计时,主要运用以下几种措施:

(1)在建筑场所的选择上,要选择抗震性能比较高的,如果选择的场所抗震性能较差同时还必须在此施工,那么要进行科学的补救措施,以免造成不必要的危险;

(2)在结构材料的选择上,要选择抗震系数比较高的结构材料,而且选取的材料还应具有良好的均匀性,满足抗震的要求,保证安全性;

(3)在结构构件的组合上,添加赘余等组件,减小地震的破坏性,也可以多增加防线;

(4)在构件的延性上下功夫,通过采取多种有效的手段,提高刚度和承重能力,增加抗震的能力;

(5)在构件的连接上,保证结构的整体性和统一性,加强对节点的控制,保证其连接的质量;

(6)实现所有设计的完全一致,在相关的数据等方面做到精确一致,保证方案的科学化和合理化。

4结束语

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关键词:建筑设计概念设计

在不断的结构设计研究与实践中,人们积累了大量有益的经验,并体现在设计规范、设计手册、标准图集等等。随着计算机技术和计算方法的发展,计算机及其结构程序在结构工程中得到大量地应用,每个设计单位都在为彻底甩掉图板而做努力。结果给部分结构工程师造成一种错觉,觉得结构设计很简单,只需遵循规范、手册、图集,等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的),使用计算机,然后设法去完成它,自己只不过是一个东拼西凑的计算机画图匠而已。这不仅不能有效地运用他们的知识、精力和时间,而且还会与建筑师的交流中产生分歧与矛盾。

我国结构计算理论经历了经验估算,容许应力法,破损阶段计算,极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构设计统一标准》(gbj68-84)则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用。概率极限状态设计法更科学、更合理。但该法在运算过程中还带有一定程度的近似,只能视作近似概率法。并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。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。作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范,应该把它作为一种指南、参考,并在实际设计项目中作出正确的选择。这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。

所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中。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。运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

比如,有的设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还人为的布置一些抗震墙,即不能满足楼层间的合理刚度比,也不能正确地反映底层框架在地震时受力状态。问题在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。软件的选择和使用不当,造成危害是不容忽视的。美国一些著名学者和专家曾警告工业界:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”然而避免这种情况,概念设计的思想不妨是个好方法。

运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。

但是大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越大,地震力就越强。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s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。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能支撑(类似于阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装一个“反摆”,地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反,从对建筑物的振动加大阻尼作用,降低加速度,减少建筑物的位移,来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达60%,并提高屋内物品的安全性。这一研究在国内外正广泛地深入展开。在日本,研究成果已经广泛应用于实际工程中,取得良好的经济、适用效果。而我国由于经济、技术和人们认识的限制,在工程界还未被广泛地应用。

同时,在目前建筑结构抗震鉴定及加固中,概念设计的思想也应得到延伸。在1976年唐山地震中,天津市加固的2万间民房无一倒塌,但天津第二毛纺厂三层的框架厂房,却因偏重于传统构部件的加固,忽视结构总体抗震性能的判断,造成不合理的加固使抗震薄弱层转移,仍然倒塌。

概念设计的思想被越来越多的结构工程师所接受,并将在结构设计中发挥越来越大的作用。然而现在的高校教学中,往往只重视单独构件和孤立的分体系的力学概念讲解。尤其在专业课教学中,单项计算练习居多,综合练习偏少,并着重体现在考题中,使得相当部分学生养成只知套用公式解题的习惯。而且近年来强调计算机应用教育,比如,毕业设计用结构设计软件计算、出图。但由于计算机设计过程的屏蔽,手算过程训练程度的削弱,造成学生产生一定依赖性,结果综合运用能力下降,整体结构体系概念模糊。这些对于培养具有创造力、未来的工程师是相当不利的。

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。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。其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。这则需要工程界和教育界进行共同的努力。推广概念设计思想是一种有效的办法。樱桃红观看视频免费完整版

著名的美国工程院院士林同炎教授在《结构概念和体系》一书中为结构工程师提供了广泛而又有独特见解的结构概念设计基础知识和设计实例。该书着重介绍用整体概念来规划结果总体方案的方法,以及结构总体系和个分体系尖的相互力学关系和简化近似设计方法。为结构工程师和建筑师在设计中创造性地相互配合,设计出令人满意的建筑奠定基础。这本书第二版的出版,为我们更好的加深概念设计的理解,提供有益的帮助。总之,概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想,这就让我们来共同学习、发展它吧,为结构设计的发展作出应有的贡献。

参考文献:

1.高立人,王跃,结构设计的新思路——概念设计,工业建筑,1999(1)

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【关键词】建筑结构;抗震概念;实际设计;理解

地震是一种破坏力较强的自然灾害,主要损害建筑结构,进而导致承重构件或地基失去作用。现阶段,人们还不能深入的认识到地震的损坏机理,直接影响了抗震计算的精确性。概念设计是一种指导总体方案开展的方法,良好的概念设计不仅给日后建筑工程结构计算及工程造价等奠定基础,同时还实现了抗震设计的目的,具有较广的应用意义,必须及时进行分析。

1.建筑抗震设计

目前随着经济的发展,抗震结构设计已经呈现出新的发展趋势,可利用基于性能结构抗震现场理论、材料抗震模糊可靠度等方法进行建筑抗震设计。但是建筑地震灾害依然在反复发作,虽然很多建筑设计师已经认识到以上技术的局限性,但是由于建筑结构还会受到地形、规划、工程造价、施工技术等多方面因素影响,导致“概念设计”开始被人们重视起来,并加大了对其的研究。概念设计不仅完善了建筑结构,同时综合全面的分析了地震所产生的影响,掌握了地质活动破坏机制,并可以综合全面的了解抗震设计规范与准则,在长期实践中还可以不断提升建筑结构的抗震水平。

2.建筑结构抗震概念设计遵循的原则

2.1建筑选址并确定地基稳定条件

合理的规划选址已经成为建筑设计成功的基础,对建筑结构抗震设计整体质量具有很大影响。实际操作中要求规避地震不利地段,尽量选择安全稳定的建筑场地,如果受各方面因素影响,导致实际操作中无法避开不利地段,必须结合实际情况采取针对性的措施,提高地基稳定性与安全性。现有基础设计规范中明确指出,结构单元中个别应地质因素而采用天然地基或桩基的做法不可取,尤其是不允许在地震高发段建设建筑物。地震作用力较强,一般会引起承载力降低或出现基土液化,进而影响了地基稳定性,容易出现建筑开裂、倾斜和倒塌等问题。同时受地震影响所产生的滑坡、泥石流等情况也与建筑选址密切联系,保证建筑基础稳定已经成为提高抗震力的核心条件。

2.2选择有利于建筑的立面或平面

为了避免地震发生时产生应力集中、扭曲或塑性变形等问题,要求建筑平、立面必须合理设置,一般要求建筑物的平、立面布置对称,同时质量和刚度均匀,尽量避免楼盖错层。实际操作中可从两反面操作,一方面,不设抗震逢,对建筑物进行结构抗震分析,了解局部应力和变形集中及扭转等的影响,并采取加强措施进行处理。另一方面,设置抗震缝,将建筑物划分为很多结构单元,可结合抗震设防强度、材料种类、结构型号及单位布置,并留有足够的宽度,要求伸缩缝与沉降缝满足防震缝要求。控制好建筑刚度与质量变化,各个楼层不能错层,条件允许时可在每层设置防震缝,可根据建筑结构实际情况设置。一般体型结构复杂的建筑必须给其设置计算模型,并展开抗震分析。

2.3选择科学合理的抗震结构体系

抗震结构体系要求从建筑重要程度、房屋高度、地基基础、技术、经济及使用等多方面进行判断。通常选择建筑结构体系时,必须满足以下条件:(1)具有详细的计算简图,并有恰当的传递地震途径;(2)具有较强的强度、耗能及变形能力;(3)设置多道地震防线,避免部分结构或构件对整体构件造成影响;(4)控制好强度与刚度,避免局部形成薄弱部位或者应力或塑性变形集中;(5)控制好结构在两主轴之间的动力特性。设计构件连接时,要求满足以下条件:(1)构件节点强度不能低于连接构件强度;(2)装配结构连接整体性必须得到保证;(3)预埋件锚固强度不能低于连接构件强度。选择抗震结构构件时,要求满足以下要求:(1)砌体结构必须结合施工要求,合理设置混凝土圈梁与构造柱,提高结构抗震水平;(2)设置钢结构构件时,要求控制好其尺寸,避免出现局部或整体构件失稳;(3)混凝土结构构件必须合理选择尺寸,配置好箍筋与纵向钢筋,避免剪切在弯曲前破坏,同时要求混凝土压溃先于钢筋屈服、钢筋锚固粘接在构件破坏前损坏。

2.4计算校核的必要性

目前计算机辅助设计系统已经广泛应用到结构设计中,而且应用范围较广,实际分析中,可应用计算机相关软件完成设计与校核。软件是辅佐校核的工具,实际操作中为了提高校核效果,必须由具有丰富经验的结构设计技术人员分析,同时掌握软件的适用范围、条件、计算模型等,深入理解设计规范,而且要端正自己对待工作的态度,只有如此,才能反复进行验证,进而将精确校核的计算结果成功应用到工程项目建设中。

3.正确处理主体结构与非承重结构的关系

主体结构与非承重结构关系的处理已经成为抗震设计的基础,具有减少地震损失及避免附加震害的作用。附属结果构件要求必须与主体结构或锚固稳定连接,避免实际操作中出现设备损害或砸到人员等问题出现。设置围护墙与隔墙时,必须综合考核结构抗震所产生的不利影响,避免设置不恰当损害主体结构。例如,厂房柱间或框架填充不完整时,就会损坏柱子。此外,吊挂件、装饰贴面与幕墙均要与主体合理连接,避免地震时造成人员伤害。

4.控制好材料与施工质量

材料选择与施工质量控制对抗震结构设计具有很大作用,不仅提高了施工质量,还保证了其他工序的顺利开展。目前抗震结构设计中已经对材料与施工质量提出了要求,必须在设计文件中明确,具体操作如下:(1)黏土砖等级要求不低于MU10,同时控制好砌筑砂浆强度与等级,不呢低于M5;(2)混凝土抗震与强度等级均使用一级框架梁、柱与节点,要求不能低于C30,芯柱、基础与圈梁不应低于C30,其他构件不能低于C20;(3)混凝土小型砌块强度控制在MU7.5,要求砌筑砂浆强度在M7.5以上;(4)控制好钢筋强度,要求纵向钢筋使用Ⅱ、Ⅲ级变形钢筋,箍筋为Ⅰ、Ⅱ热轧钢筋,构造柱与芯柱使用Ⅰ、Ⅱ级钢筋。进行钢筋混凝土结构施工时,由于实际设计中缺少规定的钢筋型号,使用其他规格型号的替代时,不能使用屈服强度较高的钢筋替代原始钢筋。实际替换中可结合截面实际屈服强度合理换算,并要求替代后构建曲面屈服强度不能超过原截面屈服强度。此种操作的主要目的是减少了薄弱部位转移,避免了混凝土脆性损坏,如剪切破坏或混凝土压碎等问题。

5.结语

建筑结构抗震设计时一项较系统的工程,改变以计算为中心的传统设计、评估与校核,实现了设计者多年经验与设计规范的结合,避免了盲目开展计算工作,对抗震设计创造了独特的发展空间,并真实展现了结构的实时情况,进而科学合理的进行抗震设计。

作者:柴梅卿 单位:国家林业局西北林业调查规划设计院

参考文献

[1]张松林.浅谈建筑结构抗震概念设计的进展[J].江苏建筑,2015,(04).

[2]黄传刚.浅谈房屋建筑中结构抗震概念设计的运用分析[J].科技创业家,2014,(07).

[3]武玉梅.浅谈建筑结构抗震概念设计的重要性[J].青青草app免费下载亚洲日韩,2014,(05).