概念设计对结构设计的重要性范文

1概念设计与结构设计

概念设计与结构设计相比，前者属于“定性”的过程，而结构设计则是将前者“定性”转化为“定量”的过程。概念设计侧重的是从全局角度综合建筑物功能、结构安全以及建设场地情况等因素确定结构体系、基础形式以及构件尺寸等项目的过程。而结构设计则是以概念设计确定的项目为基础，依据力学原理与数学计算结果以及构造规定对结构进行最终设计的过程。现实生活中，许多设计人员都忽略了概念设计的重要性。在进行结构设计时，最先强调的是计算结果，对结构的构造则不够关心。据笔者的了解，部分结构设计单位总工都不重视工程概念设计环节，他们的主要精力都放在对设计人员计算过程、计算结果以及设计图纸的审核。此外，行业的一个误区就是过分强调软件的重要作用，许多设计人员（尤其是新手）一切设计均以软件计算结果为准。这是极为不妥的，严重的甚至会导致事故的发生。当然，我们应当在设计过程中同时加强对概念设计与结构设计的重视，切不可厚此薄彼。概念设计固然重要，但是没有准确的受力分析计算、没有各组成构件的安全保障，就没有整体结构的安全可靠。

2概念设计的重要性

概念设计要求结构设计人员在结构设计过程中，从整体的角度做好特定建筑空间中总体方案的设计工作，与此同时还能兼顾结构之间以及结构内部之间的关系。在结构设计过程中进行合理的概念设计有着十分重要的作用。首先，当前的结构设计计算理论还存有诸多缺陷、许多问题还不具备科学计算的条件，最常见的混凝土结构构件内力计算与截面设计两者所基于的力学理论就存在矛盾，前者基于弹性理论而后者则为塑性理论，这种矛盾也直接造成了理论计算与实际受力状态上的差异。结构设计人员若能采取较好的概念设计与结构措施，在满足结构设计目的的同时还能有效弥补这类矛盾所带来的各类缺陷或者能够可靠地解决实际中无法通过计算来定量分析结构构件的设计问题。其次，当前高精度设计软件的广泛应用，在带来便利的同时也难免会给设计人员带来力学性能上的各种误解，此时结构设计人员就需要根据概念设计的相关要求对结构构件工作性能进行客观准确的把握。最后，结构设计人员概念设计能力的培养还有助于其完成方案设计、初步设计工作。初步设计不同于施工图设计，其完全依靠设计人员根据自身所掌握的专业知识、专业经验去比较选择出优质、高效、经济的结构方案。

3结构设计中概念设计的具体应用

3.1建设场地选择与基础选型

结构初步设计应当在建设场地选定及完成场地地质条件勘察的基础上进行。在条件允许的情况下，应优先选择地质条件相对较好、抗震有利的建设场地，这样不仅有利于降低工程造价，而且有利于结构的后续受力。若不具备选择项，则应根据自身经验结合场地条件尽最大努力降低场地限制产生的不利影响同时依据上部结构荷载状况、地质条件以及建筑场地周边建筑物状况合理确定基础形式。

3．2选择结构体系型式

科学合理地选择结构体系是结构设计人员的又一项必备技能。设计人员应当从宏观角度把握，以规范的相关规定为依据，正确处理结构中各构件之间的关系，比如结构设计规范中强调的“强柱弱梁”原则。

3．3均匀布置结构平面与竖向刚度

概念设计过程中，应尽量均匀布置结构在平面与竖向的刚度。一方面，尽量减小结构平面刚度重心与质心的偏差，借此降低建筑物的转动惯量，最终增强结构的整体抗震性能；另一方面，对于侧向刚度存在突变的楼层，为改变其地震薄弱层的性质，应采取有效措施加大该层刚度值，避免或降低地震带来的破坏。

4概念设计运用过程中的注意事项

4.1科学合理选择结构方案

选择科学、合理、经济的结构方案是概念设计的基本要求。设计人员在确定结构方案时，应当发挥主观能动性，与施工单位、建设单位深入沟通交流，明确他们的诉求，同时结合工程材料的使用、结构的特性以及现场施工条件等因素综合考虑，最终确定拟采用的结构方案。在实际操作的过程中，若有多份备选方案也可采用对比分析的方法进行对比选择确定。

4.2合理简化计算模型

设计过程中各项计算工作都建立在相应的假设基础上，正是因为有这些假设，设计人员才能建立起相应的计算模型。这些模型的合理与否直接决定了最终计算结果的合理准确性，若有偏差很可能会造成严重的安全质量事故。设计人员需要根据工程实际，合理假设简化实际问题，保持必要的安全储备。

4.3准确分析判断计算结果

现代结构设计软件种类繁多，质量也参差不齐。相同的问题，不同的软件计算结果难免会存在一定的差异。因此，设计人员在使用软件的同时还需清楚地了解软件计算所存在缺陷，对于关键部位还应坚持手算复核。此外，设计人员还应对关键数据进行分析、归纳、总结，让自己成为火眼金睛。

5结语

总之，在结构设计过程中科学合理地进行概念设计对于保证结构安全性、合理性以及经济性有着重要的作用。作为结构设计人员应当加强学习，不断加深对力学基本原理、各式结构概念、受力性能以及计算结果的分析与理解，在今后的工作中做好特定建筑空间中总体方案的设计工作并且处理好结构之间以及结构内部之间的关系。

作者：杭彧刘文涛单位：苏州土木文化中城建筑设计有限公司