建筑結構設計中概念設計的要點探討

【摘要】隨著我國經濟的發展，建筑結構設計隨著時代的改變也展現出了新的變化，在進行建筑結構設計的過程中，概念設計是其中非常重要的一個方面，本文針對概念設計的重要性進行了分析，在此基礎上針對結構設計中的概念設計的有關內容進行探討，概念設計目的是在一定程度建筑的安全性和實用性，本文重點針對概念設計中的幾個重點因素進行了分析，供相關的設計人員參考。

【關鍵詞】建筑結構；設計；概念設計；因素

一、前言

隨著我國計算機技術的發展，在進行土工工程建筑結構設計的過程中，程序設計已經得到了廣泛的運用，計算機結構設計已經貫穿于整個建筑設計的過程中，經過結構設計不斷的研究和深入，如何規范結構設計是建筑行業中亟待解決的問題，由于概念設計的優勢，概念設計已經受到了很多建筑工程設計人員的運用。

二、概念設計的重要性

概念設計是目前建筑設計過程中較為先進的一種思想，是結構設計過程中非常重要的一個方面，概念設計的好壞在一定程度上取決于整個設計人員的完整性和創新能力，特別是目前在建筑行業高速發達的今天，概念設計已經成為了建筑設計過程中，必不可少的一個部分。但是針對概念設計，目前對于建筑設計人員而言，還有以下幾個問題有待解決：

1.目前部分結構設計人員在進行結構設計的過程中，僅僅會依照目前現有的規范和設計制度進行執行，這樣的模式過于呆板，對于計算機出現的結果過出現了不合理或者是出現錯誤的地方不能夠及時的進行糾偏，導致了在建筑結構設計的過程中往往出現了不合理的現象。比如在實際設計中，內力計算是采用彈性設計的方法，而截面設計卻是基于塑性理論的概率極限狀態設計法，這一矛盾使計算結果與結構的實際受力狀態差之甚遠。

2.目前我國在結構設計的過程中，普遍的是采用概率和極限狀態的方法，雖然這種方法一直以來備受人們的歡迎，但是這種方法在實際操作的過程中，理論和實際有一定的差距，只能被看成是近似的計算。僅僅是憑借極限狀態的設計很難在一定程度上對建筑物進行正確承載力的估算，由于建筑各部分的構建是一個較為復雜的方式，因此各部分部件不是單獨存在的，因此作為建筑結構的設計人員而言，不能根據規范原封不動的進行抄襲，而是應當將規范作為一種指南和參考，并且在實際設計的過程中做出正確的選擇，因此概念設計在工程設計中有非常重要的作用。

3.概念設計之所以近些年受到人們的重視，這是因為在概念設計中，建筑的安全性和合理性僅僅還是一個雛形，采用初步設計的過程中不可能直接采用計算機進行實現，這就需要結構工程師運用結構概念，選擇效果最好以及造價最低的方法，建筑工程師需要不斷的豐富自己結構方面的概念，并且靈活的運用這些概念，這樣才能夠達到較好的效果。

三、建筑結構設計中概念設計的要點

結構設計的目的時為了在保障建筑結構安全、可靠的情況下，最大程度的讓建筑變得經濟和合理，讓建筑各部分的結構協同工作，那么在設計的過程中需要重點注意以下幾個方面：

1.形成良好的結構體系：良好的體系指的是建筑各部分的構件承載能力能夠在極限的狀態下共同受力，共同達到極限的工作，這就需要他們之間有一定的耐久性，那么做好這方面工作，需要滿足下個兩個方面的特征：首先必須做好各部分的結構構件的承載極限狀態和上部結構之間的有效關系，從而必須將各部分基礎與上部結構作為一個有機的整體，兩者之間是緊密結合，是一個不可能分開的整體。第二，在進行結構受力的過程中，保證各部分的構件同時能夠達到最高的水平，例如在進行高層建筑結構受力設計中，主要目的是防止同層的各柱在出現相同水平位移時候，相應結構承載能力達到最大，這樣能夠在建筑高度和建筑層數增大的時候，巨大的豎向水平載荷導致底層柱截面也越來越大，從而使得高層建筑的底部出現大量的短柱，為了避免出現這樣的現象，可以通過采用截面開槽是的，使得矩形柱成為田形柱，從而增大長細比，避免短柱的出現，這樣就能使同層的抗側力結構在相近的水平位移下，這樣可以達到最大的承載力。

2.合理的結構布置。合理的結構布置指結構平面布置簡單、規則，結構豎向布置均勻、連續。平面布置簡單、規則、均勻、對稱，結構的傳力應簡單、直接，使結構的剛度中心和質量中心盡量重合，以減少扭轉。豎向布置要做到剛度均勻而連續，避免剛度突變，避免薄弱層。

3.提高材料的利用率，在進行概念設計的過程中，提高材料的利率用也是概念設計中的一個重要責任。這是因為材料的利用率越高，那么整個建筑的結構協同工作成都也就越高，特別是對于我國目前很多建筑開發商一方面需要保證建筑的質量，另外一方面需要有效的降低建筑的成本的情況下，材料的利用問題更受人們的重視。例如，針對鋼筋混凝土矩形梁的界面設計的過程中，由于界面的中軸材料的應力水平較低，而且梁受到的彎矩沿梁長度方向一般是變化的，使等截面梁大部分區段應力水平較低，因此從目前的施工角度上看，其材料的利用水平較低，在采用結構概念設計的過程中，可以采用采用這種梁的受力特性，從而將梁的多余的材料進行去除，一方面增加了高效性，另外一方面達到了協同性的特點。

4.核心混凝土對鋼管壁的穩定提供了有效可靠的支撐。在高層建筑的設計中，鋼管混凝土時其中一項重要的材料，其承載能力能遠大于鋼管和核心混凝土兩者之間和的17倍到20倍，因此針對這種材料，是的鋼材和混凝土能夠在一定程度上進行結合，這就是概念結構設計中的另外一項非常重要的內容。在考慮材料的過程中，需要考慮到傳統意義上的材料的脆性延性，從而能夠最大程度的增加整個建筑的抗震能力，降低房屋的整體重心，發揮出房屋材料的強度特征。

結束語：

綜上所述，本文針對建筑結構設計過程中概念設計的重要性進行了分析，針對建筑結構概念設計中的主要要點，本文進行了探討，目的是最大程度的提高建筑結構的合理性，增加建筑的安全性和經濟效益。

參考文獻：

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