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建筑结构的概念设计6篇

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(一)

一、概念设计在建筑结构措施中的体现

1.1在协同工作措施中的体现

协同工作是一种主要应用在工业产品的制作和设计中的一种结构设计的概念,它是针对任何一个工业产品来说的,产品的某些零部件在保修期内出现了损坏的现象,致使机器的整体运转受到影响。对于建筑设计来说,就是在建筑结构的设计中进行协同工作,就是指在建筑设计工程的每个零部件能够与其他的零件进行配合,发挥每个零部件的作用。所以说这就要求每个零部件除了应该具有相同的寿命之外,相互之间所承受的压力也应该是相同的,不可以出现长期的受力不均的情况。在协同工作的结构中,上部和基础应该保持一个有机整体的关系,不能分离开来。例如在砖和混凝土的结构中,就应该形成构造柱和钢圈统一的整体来阻挡由于自身的刚度所形成的不均匀的沉降。协同合作的另外一种理解方式就是建筑物在受力时,结构的各个部件都应该保持比较高的水平应力,使结构中的各个部件都能够比较均匀的承受力量,在工程设计的阶段应该尽量减少短柱的使用,尽量做到每三个柱之间都能够做到所承受的水平压力相似,从而可以在同一时间的承载力达到最大。但是在实际的应用中,因为楼层的不断增加,横向和竖向都会因为产生了巨大的承载力导致地层截面积的加大,所以就会出现在建筑物高层的底部出现短柱的现象,解决这一现象的主要的方法就是在柱子的截面设置竖槽,把原来的矩形柱变成田形柱,从而使承载能力加大,短柱出现的情况大大的减少。对目前的状况来说,对于梁的跨比高的限制,研究的还不是非常的透彻。我们应该充分的认识到在同一个水平下出现长短柱的情况是非常不利的,因为对于竖向的负荷,在水平力的作用下,短柱不会起到相应的作用。材料的充分利用也是进行协同工作的一个重要的方面,一般来说,材料的利用率高了,这个设计结构的协同的工作程度就会越来越高,我国作为一个发展中的国家来说,进行的结构设计的重要的目的就是用最少的支出达到最好的设计效果,这就要求在进行结构的设计中要充分的考虑到对材料的充分利用,通过梁构件的变化就可以充分的看出。最普通的就是矩形的截面梁的受弯构件,这样的构件对于材料的利用率是非常低的,主要有两个方面的原因:一个方面是梁的弯曲是沿着梁的长度进行变化的,这样使截面的梁在大部分的区段上的应力水平是比较低的,另一个方面就是靠近中和轴的材料的应力水平是比较低的。所以根据这个特点,通过结构概念的分析,由于梁截面存在的应变梯度,材料的利用率如果得到了提高主要是因为构件的中心受力,所以平面桁架就形成了,这样就相当于把梁的内部掏空,可以降低自重,又是比较经济实惠的做法,其中,比较规则的做法就是梁中的主拉、压应力的方向与桁架中的腹杆受力一致。经过上面的分析,我们可以知道可将桁架的形状设计成为类似于矩形的形状,这样就可以使弦杆的受力更加均衡。由于在桁架中存在大量的压杆,决定其强度的一般也是稳定性,而不是截面的材料的强度,所以,在设计平行桁架时,应该尽量的降低压杆的长细比。只是单单的把截面增大的方法是非常不可取的,特别是对于上弦杆来说,为了增加支撑,应该对它平面外的钢度加大。空间网架的形成就是把平面桁架由于外面的支撑再连接成桁架,形成桁架的平面交叉。这种空间网架的优点就是应力的水平以及对于材料的利用率是比较高的,所以在空间和跨度都比较大的结构中被广泛的应用,但是一点欠缺的就是仍然存在压杆、特别是钢压杆的现象,这样的话应力水平的就会比较低,主要是因为跨度增加,网架的高度也就随之增加,使腹杆的长度也相应的增加了,节点的距离过大也就直接导致弦杆长度进一步加大,所以不能使用高强度的材料,因此,我们就想办法减少压杆的使用,悬索结构就产生了。

1.2在悬索结构中的概念设计

悬索结构所用的全都是拉杆,这就使材料的利用率以及结构的应力水平都变得相当高,可以充分的利用高强度的材料,还可以施加预应力,所以悬索结构,同时也包括与悬索结构相结合的一些结构模式等,就比较适合应用于跨度非常大的结构中。混凝土的理论体现出了使材料充分利用并且工作可以相互协同的特点。预应力混凝土可以把高强度的钢筋和混凝土有机的结合在一起,使它们均能发挥出良好的性能,而钢筋混凝土只是把这两者进行简单的结合,这就是林同炎教授所提出的这两种方式最大的区别。这种认识反映出了人们对于协同工作的认识以及利用的进程进一步加深了。

1.3在混凝土施工中的结构措施概念设计

钢混凝土材料的应用是现代建筑施工中最经常用到的,是一种把混凝土和钢材料进行混合从而达到取长补短的效果的新型的建筑结构形式,可以使建筑的稳定性和钢度得到进一步的提高。钢管混凝土相结合的应用就是建筑业史上新建筑材料使用的一次革命,其应用的原理主要包括两个方面:一是内部的混凝土可以有力地支撑外部的钢管,两者完美的结合形成优势互补,使各自的优点都得到了很好地补充,缺点也相互充分地弥补了,使承载能力大大地加强了,两者结合起来的承载力是两者承载的能力之和的17到20倍;第二个方面就是外部的钢管可以很好地约束内部的混凝土,使混凝土的强度进一步加大,减少了变形的几率。钢筋混凝土的结构使得建筑物结构的抗震的能力大大加强了,使超高层的底柱轴压受限制的问题得到了根本的解决。

二、结语

作为一名优秀的建筑结构设计师,应该把自身学到的建筑护设计的理论知识结合工作中的实践,吸取更加丰富的设计经验,还要积极的引用国外先进的设计思想,不断的充实自己,尽量使自己设计的产品做到最好。

作者:布伟钦布海斌单位:河南偃师

(二)

一、关于高层建筑结构一般概念设计

高层建筑通常与中、低建筑物的结构性能是不同的,设计人员必须倍加重视。在设计混凝土和钢结构中,在不使用多的成本前提条件下,我们只要按照以下建设原则,根据高层建筑结构理念来布置,就能使得高层建筑抵抗侧向力和变形的能力增强。

1.使得抗弯结构体系中的有效宽度得到拓展。适当的宽度不仅能够直接减小倾覆力矩,同时在它条件不变时,变形程度就能够大大的降低。

2.使得主要承受荷载构件的有效截面得到增加。比如建筑物的底部楼层中,柱子翼缘和连系梁截面如果大大的增加,那么侧移变形就直接减小。

3.使绝大部分的垂直荷载直接由主体的抗弯构件等部件来承受其重力,同时使得主要的抗倾覆构件能够受到有效地预压,这样有利于在倾覆拉力作用下增加房屋的稳定性。

4.在竖向的结构体系中利用实心墙或者利用斜撑构件能够最有效地抵抗每栋建筑物每层楼的局部剪力。全部使用受弯的竖向构件抗剪一般是不经济、不合理、不实际的,因为要使得柱子或者连系梁有着足够的弯曲抵抗力,比那些用墙面或斜撑构件消耗更多的材料和劳动力以及工作日。

5.楼板都必须具有相当程度的厚度,能够达到水平隔板那种效果。这样才能使得抵抗歪理的各种构建同时工作,而不是单一的工作。

二、概念设计在建筑结构设计中的具体运用

1.在建筑剖面结构设计中,概念结构设计得到了的广泛应用

在相关人员进行建筑剖面设计时,要做好竖向的传力体系设计,控制好建筑物的高度比,使高层建筑物的抗侧力结构刚度由基础向建筑物的顶层逐渐过渡,避免出现建筑物竖向上刚度出现突变而消弱高层建筑物水平荷载能力的现象。当建筑物竖向的刚度变化特别大时或在高层建筑物的结构布局发生变化时,要设置结构的转换层,以确保高层建筑的稳定性。在给高层建筑设置锚固深度时,要结合高层建筑物设备用房和地下停车场的需要,设置一层或几层地下空间,提高高层建筑的抗震能力和抗倾覆能力。

2.设计中最好满足竖向均匀性

均匀性问题在建筑的竖向结构布置中,无论是那些几何图形还是楼层刚度的相关的变化,均匀性都应该是立面设计中最值得考虑的问题。不均匀的布置会产生刚度以及强度上的突变,使得竖向的应力集中或者是变形集中,从而导致建筑在中小型地震中遭到了损坏、而在大震时就会面临倒塌的严重后果。若要使得结构达到完全均匀性,在具体工作设计中应做到以下几点。

(1)关于竖向的收进问题最常见的建筑处理方式是竖向收进,其在结构上出现的问题是凹角处应力过于集中。由于每个房屋的不同部分的振动特征都不同,因此在收进处的横隔(楼盖或屋面板)产生应力容易发生突变。

(2)同一楼层的墙面的刚度有区别在建筑工程中,空间需要或艺术构思不同的原因导致同一层间墙柱的刚度有着明显的差异,通常刚性较大的墙柱有着较大的内力。因此,设计时应当从抗震的角度重新合理的安排结构系统,减少震害带来的损失。为了使得刚度均衡,平面上应当做到刚心和质心尽量接近或重合。

三、建筑结构概念设计的重要意义

随着社会技术与经济的不断发展,人们的物质生活水平不断提高。由于城市发展的需要,现代建筑向大规模和复杂化发展。结构分析计算软件在工程设计时应用较为广泛,结构工程师的当前的首要任务是如何解决计算模型的合理性和计算结果的可靠性,而概念设计是解决这类问题的关键。“概念”指的是“反映对象的本质属性的思维方式”,是“人们通过实践,从对象属性,以其独特的属性概括而成”。在建筑结构中的设计概念是建筑结构各种情况下的一般规律。设计师应以概念设计理念贯穿结构的选型、计算、布置到细节处理的全过程,根据实际情况,总结实践经验,对遇到的问题制定详细的措施,合理分析、及时的处理,以最直接的方式对荷载进行传递,创造一个更安全、舒适的工作环境,并节省材料和金钱。设计必须选择—个经济合理的、切实可行的结构形式和结构体系。在结构体系中,工作人员应该明确抗震细部、总体布置、应受力等方面,使得在同一结构单元中,结构体系达到一致,使得平面和竖向都能够均匀规则。总而言之,对建筑师设计要求、材料供应、结构特点、施工条件等情况都进行具体分析。同时与施工、业主等多个方面进行充分协商,然后在进行选择基础结构。必要时还应进行多方案比较,确定结构方案,择优选用,使得整个建筑能够发挥其应有的结构功能。因此,对于建筑结构的设计要充分掌握设计概念,掌控设计和计算的过程,检验计算结果的可靠性。对不可靠的结构进行调整,是现代建筑结构设计的本质。同时控制建筑工程的成本的投入,使得其在合理范围之内。

四、结语

我国在建筑结构概念设计理念的倡导、运用和规模起步较晚,发展速度也比较慢相对于西方一些国家,还存在一定的差距。由于建筑结构概念设计的重要性,因此必须加强建筑结构的概念设计。

作者:林天赐单位:福州万山电力咨询有限公司

(三)

一、结构总体设计的注意要点

1.1延性耗能

在整体建筑结构的全面设计上要注意的是加强关于薄弱环节的处理,尽可能的做到相等的程度。与此同时,建筑结构在使用过程中应该处于一个较为完善的地方这样才能把能量消耗到最大,在详细的设计过程中梁是一个不可不考虑的环节,例如:建筑物的框架梁等等。结构延性的表示方法普遍采用延性系数,结构延性所表示的是结构极限变形以及屈服变形的比值,其中极限变形包括了位置移动、转变角度和曲率,除此之外,结构延性还可以用位移延性系数或者是转角延性系数等来表示,系数的比值越大就代表结构延性越好。在进行设计的时候为了更好的提高钢筋混凝土梁的延性,可以采取以下五项措施:(1)首先,应该选择适合的梁截面尺寸,这样能与配筋率相吻合。所以,相对于地震高发区的建筑物梁的配筋率要在很大程度上相较于梁的最高配筋率要低很多。(2)将梁混凝土的强度进行提高,增强其等级,对钢筋延性有利的是中低级钢筋。(3)T形梁比矩形梁延性好。(4)要想提高钢筋混凝土梁的延性还需注意到加密箍筋。特别是在地震高发区建筑物的钢筋混凝土其位移延性系数的要求最小也要大于4。

1.2多道防线设计

近几年来,出现了一种新的抗震理念,每当建筑结构受到非常强烈的地震,其震动的主脉冲在周期的作用下有两方面因素:一是利用建筑结构中增设的材料使其变形,来耗费和分散地震中所输入的能量,二是利用结构的破坏性,建筑结构起到一个承上启下的作用,使建筑结构成为一个稳定的体系,以便实现建筑结构因为周期而发生的变化,这样一来还能避开建筑物因为震动的周期时间过长而引发的共振效应。这种通过对建筑结构的特性进行适当的控制,从而减轻了建筑物的损坏度,主要目的就是针对高程度的地震,这样是一种非常有效的方式方法。

1.3妥善处理非结构部件

非建筑结构部件主要是指针对一般建筑结构,像承受重力荷载、风、地震等侧力荷载的部分都是不需要考虑的因素。但是,建筑结构在实际的地震作用当中,关于高层的建筑中,某些部件都参与到工作中去,使得整个建筑结构部件的刚度、承载能力、传力路线都将受到改变。这样一来就会导致建筑物在概念设计的时候没有预估到的部分受到地震的损害。以上这些影响在钢筋混凝土框架体系当中,高层建筑物是最为普遍的。

1.4砌体填充墙的抗震作用

1.4.1可以将建筑结构的强度增加,从而使自震的周期减短,这样就会使水平地震的力量扩大到30%~50%之间。

1.4.2改变了建筑结构的地震剪力分布情况。

1.4.3一般情况下砌体填充墙的抗推刚度都是较大的,这样在很大程度上限制了建筑物框架的变形,使得建筑物结构的地震幅值整体的减小了。

1.5建筑物的柱端受到地震的损害

在地震发生过程中,建筑物角柱上端被嵌砌在建筑物框架间的砖墙顶断,这种情况是非常典型的柱端地震损害。在建筑物框架体系进行设计的时候,要把这些因素考虑其中,并且采取有效恰当的防御措施。

1.6形成短柱破坏

采用钢筋混凝土框架的高层建筑,根据建筑物框架和柱的承载能力以及破坏性来讲,这种情况下就属于长柱。但是,窗裙墙对建筑物框架和柱有着约束性而且是刚性的,这样一来就减短了建筑物柱的有效长度,从而使建筑物柱变成短柱,其承担的地震力增加,就会出现剪切破坏的现象。以上情况说明,采用合理有效的维护方案是防止短柱破坏的最有利方法。在进行概念设计或者是施工图中应该明确的进行说明。

二、在具体建筑结构设计中的概念设计实例

X市X区X项目情况如下:在土地上楼高30多层共有120米,地下高3层,而地下3层是5级人防。此建筑物结构属于超高层建筑结构,结构体系为框架剪力墙。在建筑方案的概念设计阶段,建筑物框架的轴线尺寸已经由建筑物来确定,建筑物的梁和建筑物柱的截面尺寸应该根据建筑物竖向的荷载能力以及震害程度来最终确认。最后面临的问题是关于剪力墙怎么样进行布置,剪力墙的数量是多少。这两方面对于建筑物结构的安全性以及技术经济的合理性起到非常关键的作用,这也能体现出建筑物结构体系的优越性。所以,建筑物结构工程师在最初对方案进行设计的时候应该积极思考,预算处剪力墙的面积大小,并结合建筑要求将方案做到经济、合理、有效、实用。

2.1概念设计中剪力墙的布置

正常情况下,剪力墙应该在建筑物的横向和纵向同时进行布置工作,并且使横向和纵向的自震周期相接近。在不是抗震设计的情况下,通常只允许设立横向的剪力墙,一般这个时候,纵向的风力将会由纵向的框架进行承受。剪力墙的片数一旦增多,就需要剪力墙均匀和分散,剪力墙的片数刚度应该较小,换言之,就是说剪力墙中会有很多短的剪力墙,在建筑物中应该在每层当中均匀分布,而不是集中在一个区域。一方面来讲,剪力墙的对称性可以很大程度上避免或者是减少扭矩。另一方面来讲,剪力墙只要沿着墙周边进行布置工作就可以加大抗扭转性。

2.2概念设计中剪力墙的平面位置

竖向荷载较大有以下优点:一是,荷载的重力越大所引发的地震作用就随之增大,这样就可以直接传到剪力墙之上。二是,剪力墙所承受的弯矩和剪力都是非常大的,这样一来就会有非常大的轴向压力进行平衡能力,这样做的原因是可以将墙体的拉应力减到最小,将墙体的剪力和承载能力提升。

2.3概念设计中的剪力墙最大间距

在建筑物框架和建筑物剪体系当中,剪力墙主要用途是抗震构件,并且承担着八成以上的抗地震能力,而建筑物框架是紧随其后的抗震体系,承担着很小一部分的抗震能力。要想把建筑物框架在建筑物的建筑体系凸显出来,就要把剪力墙作为侧向支撑在建筑物中,这样在地震力的作用下建筑物水平变形就控制在很小的范围之内。概念设计在实际建筑工程中,剪力墙的墙间距普遍都是在固定范围值内。

作者:姜久强单位:中油辽河工程有限公司

(四)

一、概念设计的地位

概念设计被广泛的使用,基本上结构设计都使用了概念设计。由于现实的不确定因素比较多,加上受力状况差异大,在基础设计、抗震设计以及高层建筑设计里面,概念设计的地位不容撼动。因为一:结构设计理论和计算机理论之间有较多的矛盾,加上现行的结构设计理论有一部分无法使用计算机计算,因此为了填补计算机理论计算的空白,必须结合概念设计。二:设计方案在初期设计过程中没办法利用计算机计算,因此要求结构设计的工程师要要对自己掌握的结构概念熟练运用,给出投入最低、效果最佳的方案。但是概念设计却容易由于设计人员对其理解错误,而被错误的认为它主要是需要某些大原则,即结构方案、结构布置得确定等。但实际上,设计过程中的每个细节都需要以科学的概念为基础。三:因为计算机的结果过于精确,对其造成结构工作性能理解不当。很多人太依赖计算机计算结果,依赖设计软件,因此,对于计算出现错误的地方,甚至很明显的错误,都容易忽视掉,因此留下了各种安全隐患。所以可见概念设计有多么的重要。目前,很多先进的设计思想都以概念设计的形式展现,在特定的建筑空间里面,能够通过使用整体的概念设计出结构总体方案,是结构工程师的主要责任,同时还要清晰的处理结构之间的关系,体现构件与结构的合理。通常情况下,结构工程师如果精益求精,那么随着时间的积累,其结构概念能力会随着其年龄的增长而增长,经验丰富,其结构设计结果也越来越具有可靠性,创新程度较高。而当代出现的问题是,如今社会分工变细,很多结构设计工程师只能够照本宣科,根据规范、计算机程序以及设计手册设计出传统结构,没有创新度,更多的事没有勇气创新。有的工程师则为了避免出现问题,而一度的沿用老技术、老工艺,抗拒新技术、新工艺。如今,计算机结构程序设计的普及,导致很多结构设计工程师无法及时的发现里面明显存在的不合理地方,有错误也没能够在第一时间里发现。加上时间的推移,很多结构设计工程师逐步的遗忘了当年他们在学校里面学到的孤立概念,更不用说会去创新设计。概念设计之所以被重视,其主要因素是如今的结构设计理论和计算机理论之间有未能解决的问题,也存在较多不能够计算的地方,例如混凝土的结构设计、内力计算、截面设计等设计计算结果和实际情况存在较大差异,因此为了让计算理论问题得以解决,或是解决大量没办法合理计算的设计结构构件,必须依靠优秀的概念设计等来实现。结构设计人员也容易出现误解,尤其是因为计算机的结果过于精确,对其造成结构工作性能理解不当。因此,结构设计师只有替身自己的结构概念理解,方可客观真实的明白结构的工作性能。概念设计的重要不单如此,它的设计过程中,初期的设计必须依靠人工。因此要求结构工程师不但要有扎实丰富的结构概念知识,还要懂得灵活的运用这些知识,设计成本低、效果最佳的结构方案。

二、概念设计在建筑结构设计过程的注意事项

2.1结构方案科学选用

结构方案经济合理,是概念设计的必选之路,也就是概念设计要切实可行,包括了结构体系以及结构形式。结构体系要确定其整体布置、明确抗震节点等。要注意的是,结构单元相同就不能混用其它结构体系,定要遵守平面和竖向规则。综上,设计师的建筑设计必须分析其要求、材料使用、结构特征、施工条件等,同时还要和施工方以及业主进行沟通,如此一来,才能够确定结构的选择,拟定结构策略。也可以采用对比法,对几个方案进行分析,选择最好的来使用。

2.2计算简图选用合理

结构计算的基础是计算简图,若是所使用的计算简图不适合,那么会引发结构安全事故。所以一定要避免危险,则计算简图是必要条件。这也要求设计人员要根据实际情况,针对性的选择计算简图,为保障其安全,在建设过程中还要采取相应的举措。同时,设计人员要明白实际结构里面,结构的节点不会是单纯的铰结点或刚结,可在计算简图的误差应保持在设计容许的范围里。

2.3计算结果分析无误

计算结果不一样主要是因为现代基本蚕蛹计算机设计建筑结构,可是因为软件类型多,这些软件存在一定的差异,才导致结果有差异。所以,设计师要了解软件的使用范围以及技术条件等。如果软件本身存在问题,则会引发计算结果有误。因此,设计师要从实际出发,查询具体数据,然后根据自己多年的经验和知识,具体分析各种数据,严格按照规章制度进行,最终核对数据是否正确。

作者:赵志超单位:河北冶金建设集团勘察设计有限公司

(五)

一、协同工作与结构体系

在建筑结构设计中,协同工作是非常重要的一个话题,也是保证建筑质量的重要的措施。协同工作与建筑的结构体系有重要的联系,而所谓的协同工作,就是指在建筑结构中,各个构件所能承载的荷载都在同一水平,在承受极限状态时,可以共同承担,并且可以共同达到使用寿命。这样对于建筑的结构设计就有很高的要求,要求其在设计的过程中,要充分的考虑到建筑中各个构件所承担的荷载,如何协调不同构件间的共同承载力,要使建筑的整体结构共同达到使用寿命,这是在建筑设计中比较高级的工作。结构的协同工作表现在基础与上部结构的关系上,必须视基础与上部结构为一个有机的整体。不能把两者割裂开来处理。举例而言,对砖混结构.必须依靠圈梁和构造柱将上部结构与基础连接成一个整体,而不能单纯依靠基础自身的刚度来抵御不均匀沉降,所有圈梁和构造柱的设置,都必须围绕这个中心。目前,部分已建建筑在其四角设置巨型钢管柱,从而极大地增强了角柱的强度和抗变形能力。在高层建筑结构设计中,柱轴压比的限值已成为困扰结构工程师的实际问题,随着建筑高度的增加,结构下部柱截面也越来越大,而柱的纵向钢筋却为构造配筋,即使采用高强混凝土,柱截面也不会明显降低。实际上,柱的轴压比大小,直接反映了柱的塑性变形能力,而构件的变形能力会极大地影响结构的廷性。混凝土基本理论指出:混凝土构件的曲率延性,即弯曲变形能力主要取决于截面的相对受压区高度和受压区边缘混凝土的极限变形能力。相对受压区高度主要取决于轴压比.配筋等,混凝土的极限变形能力主要取决于箍筋的约束程度,即箍筋的形式和配箍特征值。因此,为了增大柱在地震作用下的变形能力,控制柱的轴压比和改善配箍具有同样的意义,因而采用密排螺旋箍筋柱或钢管混凝士均可以提高柱轴压比的限值。

二、注重概念设计的实用性

随着计算机技术的不断进步,在建筑结构设计中引入了计算机技术。在计算机中,将以往大量的设计素材输入到计算机中,这样就在计算机中形成了一个建筑设计库。在如今的建筑设计中正在向着如何摆脱这种固有程式的束缚方向发展,但是很多的设计师在有了这种便利的条件之后,不再具有创新思维,缺乏以往设计师的设计理念和敬业精神,而是在计算机系统中,将已存的素材东拼西凑来完成结构设计。这样设计出来的作品根本没有创意,也没有自己的思维,所以在和建筑师沟通的过程中也会出现障碍。这样的设计方式缺乏了对建筑实用性的考虑,只是例行公事般的来完成一项任务,根本没有从实际角度来考虑建筑结构的实用性。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。

三、结束语

在经济建设快速发展的背景下,建筑业也得到了快速的发展,在人们的物质生活提高的形势下对于建筑的舒适度有了更高的要求,建筑不仅要满足基本的功能,同时还要为人们营造舒适的工作和生活环境。一项建筑的质量如何,设计阶段发挥着重要的作用,设计对于整体建筑的影响占到百分之七十左右,所以说设计的质量如何直接影响到建筑的质量。在对建筑进行设计的过程中,要合理的运行概念设计,这就要求建筑设计师要对概念设计有透彻的了解,从实质上领会概念设计的内涵,在对建筑设计的过程中,要有创新意识,勇于创新,敢于创新。总之,概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想,所以我们更应该努力学习概念设计的精髓,为结构设计的发展作出应有的贡献。

作者:刘冶单位:中国电子工程设计院

(六)

一、概念设计的应用

1.1合理选择建设场地

选择建设场地是建筑工程的开始,也是设计的初始,对整个建筑的结构设计起着决定性和基础性作用。在选择建筑场地时,设计师一般要考虑的问题有:防护距离、建筑退界、日照间距等,这些都需要设计师在选择时考虑到,并且在选择建筑场地时一定要考虑抗震因素,不能选择在危险地段进行建筑的建设,对场地进行综合分析,才能保证选择的建筑场地科学、合理。

1.2根据实际选择建筑的基础

在选择完建筑场地后,就要根据所选择的建筑场地的地质、地形特点来选择建筑的基础,同时在选择基础时,设计师还要结合自己所想要设计的建筑结构形式来共同决定建筑基础类型。常见的建筑基础有:筏形基础、箱型基础、桩基础等,其中若建筑场地的土质松软且属于负载较大的结构类型,则一般选择桩基础作为建筑基础。桩基础能够将建筑荷载从上部结构中传导到下部比较坚实的结构层中,从而保证建筑结构的稳定可靠。而箱型基础的刚度良好,建筑荷载在从上部传到下部过程中是均匀分布的,这样能够保证整个建筑结构的稳定性,减少了不均匀沉降的发生,从而提高了建筑的抗震能力,因而目前被广泛应用到高层建筑的设计当中。

1.3选择建筑的主体结构

设计师在选择建筑的主体结构时要以对称、合理作为筛选原则,合理的主体结构能够降低建筑的扭转力,使建筑的非结构构件能够保持在一个稳定工作状态下,并能降低建筑材料的消耗。而对称的建筑结构则能够抵抗侧力对建筑的影响,因此对称结构也一般是抗侧力结构对称,如剪力墙结构就是对称结构。另外,建筑结构对称还要按照相关的规定通过平面工程进行布置,才能实现建筑结构内的对称。其实现方法主要有三种,包括确定建筑结构质心、测量平面的形心距离以及调整建筑结构的侧心,通过这三种方法,使建筑的质心、形心、侧心尽可能地靠近,从而实现建筑结构的对称。

1.4选择建筑结构刚度建筑结构的刚度选择合理能够使建筑结构的自振周期加长,减轻在发生地震时震害对建筑的影响,并且合理的刚度还能够减少建筑材料的消耗,节约资源,降低建筑结构对建筑空间的占用,使建筑平面得到充分的利用,这样的建筑设计才能算是合理的设计。

二、概念设计的重要性

①概念设计能够弥补在建筑结构设计中计算机理论和设计理论相互矛盾的不足,例如在对混凝土结构的内力进行计算时,其计算方法是在弹性理论这一理论基础上进行计算的,但对截面极限状态的设计却是在塑性理论上进行计算的,这就使得两者计算出来的结果矛盾,造成建筑设计的结构受力出现问题,而概念设计则弥补了这一不足,保证了设计结果与实际建筑结构之间的一致性。

②概念设计体现了建筑设计创新性的特点。随着计算机技术的广泛应用,很多建筑设计师在进行建筑设计时往往依赖于设计手册和计算机程序,而忽视了建筑设计本身的创新性,而概念设计的应用能够体现出设计师在建筑设计上独特的自我意识,将设计师自身的创新想法和理论知识相结合,从而不断设计出兼具合理性和创新性的建筑设计。

③概念设计能够提高建筑设计师自身的设计能力。通过概念设计的锻炼,能够让建筑设计师充分调动自身的理论知识和设计经验,并结合建筑设计实际,不断寻求新的合理的建筑设计,从而不断提高自身的设计水平。

三、结语

总而言之,概念设计是建筑结构设计中不可或缺的一部分,建筑设计人员在进行结构设计时,应该重视相关结构的概念设计,而不是仅仅依靠先进的计算机技术来进行设计,充分利用自身的设计经验和实践实际,不断提升自身的设计专业技能,才能不断提高概念设计的水平,从而提升建筑结构设计的品质。

作者:杜晓明陈亮单位:浙江省舟山市规划建筑设计研究院

建筑结构的概念设计6篇责任编辑:陈老师    阅读:人次