淺談結構設計中的概念設計

徐文超

摘 要：近年來，我國建筑領域蓬勃發展，在建筑結構設計方面取得了很高的成就。面對人們對建筑結構的多元要求，傳統單一、缺少創新性的結構設計逐漸被淘汰。而概念設計作為一種新型設計理念，在結構設計中的應用受到了廣泛關注。本文初步了解概念設計內涵后，明確其在現代結構設計中發揮的積極作用，最后提出概念設計在抗震、方案選擇等方面的應用措施。

關鍵詞：結構設計；概念設計；應用

隨著經濟快速發展，建筑領域現代化、信息化建設已經成為必然趨勢。計算機技術在建筑結構設計中的應用，促使設計、施工等多個環節日漸完善，其中最具成效的就是概念設計。概念設計作為一項新型設計方法，其能夠對建筑工程進行整體性設計，優化建筑形體，增強建筑綜合使用性能。加強對概念設計在結構設計中應用的研究，能夠幫助我們更為深入地了解和認識概念設計這一內涵，從而進一步優化建筑結構設計。

1 概念設計內涵

概念設計，主要是指不經過數值計算，分析用戶需求后形成的概念產品，貫穿于需求分析及產品生產全過程。是一個由淺及深、循序漸進的過程，能夠在設計過程中發現存在的問題，并采取相關措施解決問題。簡而言之，概念設計是一種將設計概念貫穿于整個設計過程的設計方法。就建筑層面而言，利用概念設計方法，能夠對建筑施工遇到的各類難題進行分析，結合實際情況，從具體情況入手，實現對建筑的總體布置和抗震設計。

現代建筑領域發展中，概念設計對結構設計的重要意義不言而喻。它不但能夠給設計師帶來更多設計靈感，還能夠進一步優化建筑使用性能。現代結構設計一般采用計算機軟件進行設計，具有一定的局限性，多數情況下，軟件設計出來的結構存在一些瑕疵，無法為施工實踐提供參考[1]。而概念設計的引入，能夠有效彌補計算機設計的缺陷，并結合計算機技術，實現對建筑結構的設計目標。另外，作為一名結構設計師，其必須要掌握結構概念，才能夠避免定性錯誤等問題，并在具體實踐中，發揮自身創造力，融合以往的經驗，設計出別具一格的建筑結構。

2 具體應用

2.1 抗震設計

隨著人民生活水平不斷提高，人們對建筑結構的穩固性提出了更高要求。通常情況下，在抗震設計時，我們會通過預期設置的尺寸和砼等級計算出結構的剛度值，然后結合計算結果判斷建筑工程所要面臨的地震強度，最后制定配筋數量方案，以達到結構穩固目標。在建筑領域中，地震力、配筋數量及剛度3個要素之間具有密切的聯系，一般地震力越強，配筋數量就會越多，那么結構的穩固性也會隨之增強。配筋數量多，剛度增強，建筑能夠面臨更為強大的地震力。基于此，增加配筋數量能夠提升建筑結構整體強度，但是在當今節能減排發展主流趨勢中，此種方法已經不被提倡，不僅浪費資源，且建筑結構整體美觀度大打折扣。

概念設計在抗震設計中的應用，能夠從根本上打破傳統思維，采取降低作用效應的方式，在一定程度上提升了結構的整體抗震效果。如目前較為常用的隔震消能方式，將概念設計作為基礎，在基礎和主體間設置隔震層等，在遇到地震時，很大程度上削弱了地震力對建筑結構產生的破壞力，不但能夠增強建筑穩固性，還能夠減少配筋的使用數量，使得建筑整體結構更加輕便，真正實現了節能減排的目標。

2.2 選擇方案

方案多元化已經成為建筑結構設計的主要特點，在選擇過程中，將概念設計應用到實踐活動中，能夠綜合對比各個方案的優劣之處，選擇出最佳方案，從而提高方案選擇的科學性。一般而言，針對基礎方案來看，我國會綜合地質條件、結構類型等多項因素，進而選擇最佳方案。而在設計時，也會在概念設計的支持下，根據地質勘查報告開展設計工作，減少對生態環境產生的破壞。利用概念設計，建立在多方面信息綜合基礎之上，將會顯著提升結構設計針對性。另外，需要關注的是在同一個結構單元當中，要選擇一樣的結構，繼而深度挖掘地基潛能，為了確保建筑施工質量，可以在設計之初對地基進行形變實驗，以便提高設計合理性，為工程施工提供科學的依據。

2.3 電算分析

互聯網信息技術在各領域中的應用真正代表了信息時代的到來。計算機在建筑結構設計中的應用已經得到了普及。雖然在減輕人們工作量和壓力方面具有積極意義，但是軟件本身仍然存在一些問題，且軟件開發目標不同，其應用效果也不盡相同。因此計算機軟件計算會出現錯誤或者誤差。對此，在分析中引入概念設計理念，獲得軟件計算結果之后，設計師憑借自身已掌握的專業知識和實踐經驗，綜合判斷電算結果，將誤差降至最低，以便提高計算結果的準確性。

隨著我國城市化不斷發展，高層建筑逐漸成為城市發展的重要標志。由于高層建筑自身原因極易受到氣流的影響，在設計時，應重點分析高層建筑結構特點，選擇剛柔并濟的結構，促使結構能夠具備足夠的強度與韌性[2]。同時抗水平力是高層建筑的設計難度，也是概念設計的核心問題，所以需要對建筑功能及高度進行充分的研究，合理布局，提高建筑安全性、實用性。概念設計作為一項系統性、綜合性工作，是當代建筑領域發展的必然趨勢，它能夠給予設計師更多設計靈感，且能夠為城市居民帶來更為舒適的生活空間。

3 結論

根據上文所述，全球經濟一體化不斷推進，我國建筑結構設計水平不斷提高，并在國際市場上得到了一致好評。在設計過程中，我們深入研究，發揮創新思維，將概念設計融入到建筑結構設計當中。針對當前建筑發展趨勢，結合人們需求，在建筑結構設計上引入更多元素，提高結構設計可靠性、創新性，從而優化結構設計方案，推進我國建筑領域持續發展。

參考文獻

[1]趙真，謝禮立.從歐洲抗震設計規范的一般規定淺談結構抗震概念設計的重要性[J].地震工程與工程振動，2011，（5）：190-195.

[2]劉冶.淺談建筑結構設計中的概念設計與結構措施[J].科技創新與應用，2013，（6）：216.

（作者單位：黑龍江省輕工設計院）