建筑结构设计中的概念设计探究

赵吉芬

摘要：随着现代科技在不断进步，我国的建筑结构设计水平也需要不断提高，针对目前的结构设计状况，我们需要在结构设计中提高创新意识，使设计水平迈上一个新的台阶。为此，我们将概念设计应用到了建筑结构设计中。本文笔者对建筑结构设计中的概念设计进行了探讨，希望对相关从业人员具有借鉴意义。

关键词：建筑结构，概念，设计

中图分类号：TU2文献标识码： A

前言：随着社会经济的发展，人们对于建筑结构的要求也在不断的发生变化，人们在选择建筑时，不仅仅拘泥于建筑的实用性，还对建筑结构提出了更多更新的要求，使得我国的建筑结构设计面临着空前的发展机遇和挑战。

一、建筑结构中概念设计的重要性

1.概念设计的应用完善了现代建筑结构设计的计算机缺陷

即在现代的建筑结构设计的过程中，计算机方案的设计和实施都存在较为明显和严重的缺陷，虽然计算机设计可以实现较为高效率的设计方案的形成，但是在软件的选择上必要有限，一定程度上限制了设计师的创意和灵感的发挥。也就是说过分的依靠和依赖计算机设计，不仅会降低整体的建筑结构设计水平，还会导致建筑设计师的创造力的下降。因此，概念设计的引用可以有效的克服这种计算机设计的不足，可以在确定了用户的需求的情况下，设定一个设计的核心，其他的一切设计活动都是围绕这个需求进行开展的。这样也就能够实现独一无二的设计方案的形成，特定的设计软件和计算机设计模板是无法满足这种设计需要的，因此，设计师就需要根据具体的用户需求进行认真的分析和研究。由此也就有效的发挥了概念设计的优势，克服了计算机设计的弊端。

2.概念设计能够更加全面的优化建筑结构设计，使建筑结构设计更加完美

在对建筑结构进行设计的过程中，有关的设计人员应该掌握全面的设计知识和概念，才能实现对建筑结构的优质设计。概念设计作为建筑结构设计中的一个非常重要的组成部分，如果设计师在进行建筑结构设计之前没有对相关的概念和知识有一个充分的了解，那么其所设计的结构设计必定是不完美的，不全面的，因为他不能够充分的考虑进而结合用户的实际需要。目前来看，概念设计作为一种设计方案的完善手段，效果还是十分明显的，因为一个优秀的设计必须要克服概念性错误和原则性冲突，而这些问题都是需要通过一定的概念设计的方式来解决的。结构概念是设计师必须掌握的，也是在实际的建筑结构设计过程中所必须要应用到的。因为只有结合了概念设计的建筑结构设计才能具有科学性，才能更真实的反应用户的需求，更好的发挥设计师的创造力和想象力。所以，从这个角度上看概念设计全面的优化了建筑结构设计，使其更加的完美。

由此可见，在建筑结构设计中应用概念设计是非常重要的，不仅可以克服现有的建筑设计方案中的一些缺点和不足，还能够有效的提高建筑结构设计的整体水平，促进其他的设计方案的优化，更好的发挥建筑结构设计的功能和作用。

二 建筑结构设计中概念设计所要注意的事项

1. 选择合理的结构设计方案

结构工程师必须在考虑结构设计方案的安全性、经济性、实用性和合理性的基础上实施设计，根据设计者所掌握的理论知识，结合平时的工作经验，制定一个有效的设计方案，同时要对可能发生的问题充分考虑到，如应受力、抗震部位薄弱的地方等。总之，结构设计师必须对材料的选择、建筑的结构特点、设计的要求等进行综合性的系统分析，在多种方案中选出一种最为合理化的设计方案。

2. 恰当选用计算简图

建筑设计师在结构计算过程中用到的计算简图如果选用不当，将直接影响建筑结构，甚至造成安全事故。因此，选用正确的计算简图十分重要。结构设计师要结合实际的情况，合理设计计算简图，并且要用相应的结构来加以保障。另外，结构设计师还要考虑的是实际结构的节点不可能完全是刚结点或是铰结点，要使计算简图的设计误差在允许范围之内。

3.在目前的建筑结构设计中，计算机的运用是必不可少的，由于不同软件会存在很大的差异性，导致计算结果会有所不同。因此，结构设计者在设计的同时必须熟悉掌握计算机的应用程序，意识到数据对于设计的重要性，仔细的核对相关数据，并且要能够通过平时的经验准确的判断出数据的对与错。

三、 建筑结构设计中协同工作和结构体系

1.协同工作的概念

在这里是指希望建筑中的每一个配件都能达到其预期的使用年限，在此期间它们能够很好地运作并且配合，共同完成工作，所以在此对结构构件的要求是在受力的极限状态下，仍然能够通力合作。与此同时，还要求它们要有共同的使用寿命。对于结构的协同工作，主要表现在基础和上部结构之中，应该视它们是一个有机结合的整体结构，对于遇到的问题，必须一起处理，绝对不能分开考虑。协同工作还突出表现在结构受外力时，结构中的各个配件能够同时承受和达到一定的应力状态。当设计师在设计高层建筑的时候，注意不要设计短柱，因为当各层之间发生水平方向的移位时，能够一起承受外力，随着建筑物高度的增加，从横向和纵向的承载力会使底层柱截面增加，从而使在底部出现更多的短柱。应该将大的截面柱开竖槽，进而形成田形柱，减少短柱，这样同层的抗侧力结构在水平位移时就能承受最大的力度。短长梁也不宜并存在同一个框架结构之中。短跨梁的剪力大，负弯矩也很大，水平力决定了配筋。在建筑设计中，结构设计的目的是避免发生扭转，并且起到抵抗水平力的作用，在同一个平面内，正交方向的尺寸宜尽量一致，从而起到“惯性矩”相同的作用，防止受力不均匀。防止扭转是为了减少柱节点水平位移和角柱剪力，避免与中柱剪力差距过大由外向里破坏。只有抗侧力结构在两端对称分布，才能很好地防止扭转。对于高层或超高层建筑，角柱轴压比在水平力的作用下变化幅度大，所以角柱的应变能力一定要强，承载力也一定要大。现在的建筑中部分采用在四角设置巨型钢管柱，以防止发生扭转和变形。设计的同时还要注意柱轴压比的限值，柱轴压比的大小意味着柱的塑性变形能力的大小，影响结构的延展性。目前一般采用密排螺旋箍筋柱或是钢管混凝土，来达到提高柱轴压比的限值。

2. 协同工作与材料利用率

协同工作设计可以充分利用材料，应力水平也随之提高，因此协同工作程度对于一个国家建筑结构设计水平的发展具有重要意义。在建筑结构设计中可以将成本降到最低，而材料的作用却能发挥到最大。例如在构件轴心受力时，对于材料的利用率会增加，主要是将梁中的多余材料去除，从而降低自重，形成平面桁架；将去除掉的材料进行二次利用，也很好地降低了成本。在建筑结构设计中，对于材料的利用率越高，说明构件多处于轴心受力的状态。在框架结构中，由于纵向力过大，框架柱应处于小偏心的状态。所以，在建筑设计中，应该加强结构的整体性能，或者在一部分楼层设置刚性转换以减少柱的变形弯曲度，对于楼体应该设计成多支柱，以便更好地完成协同工作。

四、结束语

综上所述在今后建筑业的发展中，概念设计必将成为结构设计的一种主要的流行趋势。当然，结构设计师也应该有扎实的理论基础做奠基，以协同工作原则为整体的工作原则，不断改进，不断学习，不断创新，以对工作认真负责的态度，为祖国未来建筑业的发展做出更大的贡献，带动建筑结构设计的发展，为人们营造更为舒适、美观、别致的生活环境。

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