概念设计在建筑结构设计中的应用

1引言

经济的飞速发展加快了城市化的建设脚步，使得人们的生活水平与质量得到了大大的提高，在保证建筑质量的同时对建筑结构设计的要求也越来越高。在这样的大背景下，传统的建筑结构设计无法跟上时代的步伐、适应社会的发展形势；而概念设计因其方式、理论、手段等能够为建筑结构设计提供科学的技术平台、解决建筑结构设计中出现的问题、贴合用户需求这样的特点而得到了广泛的应用。结构措施与概念设计能够在建筑结构设计中的重要作用是不言而喻的，有效运用它们能够显著提高建筑结构设计的专业水平，具有非常重要的现实意义。

2概念设计、结构措施、结构设计的相关简介

概念设计的出现是为了弥补建筑结构设计中存在的一些缺陷与不可计算性，所以概念设计是很重要的。概念设计作为一种实现结构设计多样化的要求的方式，是设计师根据自身的经验、设计的理论以及建设项目的特点、用户的需求进行的一种定性设计，是能够体现设计师本身的一种先进设计。概念设计在建筑项目的施工起始阶段要对建筑结构设计的方案进行计算、分析与比较。概念设计具有定性准确、概念明确的特点，可以使建筑发挥最大的使用功能并获得良好的经济利益。建筑结构设计是指根据概念设计的要求、力学等定量设计实现的一个逆向的过程。主要包括3部分：根据标准进行相关的结构方案、结构计算与设计施工图纸。在建筑结构设计时，设计师要根据建筑的整体概念进行设计，并协同处理构建与结构之间的关系，概念设计是结构设计的核心。若概念设计不合理，结构措施无法实施，会出现安全方面的问题，二者是相辅相成的；而且无论是概念设计和结构设施哪一方面不恰当都会显著地影响建筑的结构设计。

3建筑结构设计中概念设计、结构措施具体应用的体现

建筑结构设计的三个环节都需要根据概念设计的理念来进行。所以在建筑结构设计的过程中，概念设计和结构措施有很广泛的应用，具体体现在以下几个方忙：

3.1在建筑结构设计中抗震设计时的应用

设计前首先要考虑建筑的场地，在进行抗震设计时，一般设计师会先确定混凝土的等级、初始尺寸，然后进行结构实际刚度的计算，然后依据刚度的计算结构得出地震力的大小，从而掌握需要配筋的数目。结构刚度的大小、地震力的大小、需要配筋的数目三者是正相关的。所以如果我们计算的刚度大，对地震力大小的推断就大，配筋数目也多。反之，建筑使用的实际配筋越多，结构刚度就大，地震力也大，所以这就会加剧地震的力度，抗震也就达不到理想的效果。概念设计的应用能够给设计师带来灵感，开拓设计的思路，从而不再局限于传统的设计，产生了应用降低作用效果的新思路，如采用隔震消能的概念设计方法，在建筑物的主体和各基础之间设置隔震层、在建筑物的顶端放置反摆，都可以大幅度降低地震的效果，也就达到了理想的抗震设计效果。

3.2在建筑结构设计中计算机分析时的应用

经济全球化、信息全球化使得互联网技术应用到了各行各业中。建筑行业也不例外，正在广泛的应用互联网技术。互联网技术在一定程度上的确减轻了设计人员的负担。但其实应用计算机是有很多的不足的。设计师在采用计算机软件进行结构设计时产生了依赖性，忽视了结构概念的学习，在无形中降低了设计的专业水平。当然选择合适的软件进行计算分析可以提高结构的设计效率，但一旦选择了不合适的软件，会对计算的结果产生非常大的影响、设计就会存在隐患或直接问题。而概念设计在计算机分析中的应用可以有效弥补这种不足。应用概念设计后，设计师能够全面的理解结构概念及相关内容，然后借助计算机软件的结果，根据自身的经验、专业知识判断计算结果，保证结果的准确性，设计出最科学合理的建筑结构方案。

3.3在建筑结构方案选择上的应用

在进行地基基础的设计时要根据设计开始前的实地勘探报告进行，没有勘探报告则需要及时收集相关数据、资料，全面了解建筑场地的地质，这样设计工作才够科学、准确。而且在同一个结构单元力结构体系只能采用一个。在选择基础结构设计方案时，应用概念设计，综合的考虑建筑场地的地质、施工、荷载的分布以及结构的类型等等，这样可以确定最科学的基础结构设计方案，充分的发挥地基的潜力。总之概念设计应用到建筑结构方案的选择中，能够保证方案的科学合理性、经济实用性。

3.4建筑结构设计中协同工作的应用

我国在建筑行业发展较快，而要保持持续发展就要开展建筑结构的设计，实现用最少的投入获得最优的设计成效的目标。而协同工作的应用可以有效提高材料的利用率。协同工作是指将建筑工程中的每个部件的作用发挥出来，并且与其他零件相互配合，这是概念设计中的一个内容。协同工作可以保证建筑结构的安全稳定，也提升了对建筑材料的利用。21世纪提倡节能、环保的理念，建筑行业也不例外，这就要求建筑结构在进行设计时要提高资源利用率，降低资源的浪费。如建筑中的矩形截面受压构件，它在梁的长度变化引起梁弯矩变化以及梁的中和轴附近材料利用率低两方面的影响造成它的利用率非常低。通过运用概念设计进行建筑结构的分析，科学调整梁截面的应变梯度，保持了构件的轴心受力，提高了利用率。而且随着科技的进步，如今出现了平面桁架结构这样的结构设施，能够在保持建筑结构功能的同时减少很多不必要的材料，提高利用率。另外是结构体系的协同工作。协同工作要求建筑结构的设施构件在承载力极限的条件下具有耐久性，能够相互协作、共同工作。如使用砖混结构的建筑要通过构造柱、圈梁将建筑结构的上部和基础结构组成整体来承担荷载，这样的结构设计可以避免建筑结构仅仅依靠建筑的刚度来承受荷载这样的单一受力情况，从而保证了建筑结构的稳定安全。当今社会的建筑越建越高、规模也越建越大，短柱现象也就变得越来越常见。而在高层建筑结构设计中短柱的出现会使构件承担更大的符合，可以采取将同层的短柱抗侧力结构位于相同或相似的水平位移下。

4总结

综上所述，概念设计与结构措施的设计理念是时代的产物，它们能够提高建筑结构设计的科学性、推动建筑项目的顺利实施。设计师要不断地学习进步，使得概念设计与结构措施在将来会更广泛的应用到建筑结构的设计中，从而大大优化建筑结构设计的水平，提高建筑质量，保障用户的利益，推动建筑业的发展。

参考文献

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