建筑結構設計中的概念設計

張延林

摘要：建筑結構設計是結構工程師運用結構語言去表達他想要表達的一些東西。本篇文章是對建筑結構進行深入分析了解后，對建筑結構設計中的概念設計進行了簡要的闡述。

關鍵詞：建筑結構設計；概念設計

前言

在我國建筑結構的設計中，基本上采用的是概念極限狀態理論，這個理論雖然可以在一定程度上提高建筑結構設計的技術水平，但是在實際應用過程中由于許多其它條件的限制，還是會存在一些問題。所以為了保證在建筑結構設計中能精確控制和實現建筑物在水平力下的變形和承載能力，我們需要引入概念設計，從而實現建筑物性能化設計目標。

1 概念設計的內涵

就概念設計而言，其建立的基礎就是工程建筑，需要在支撐數據下，通過常用措施調控設計的對象，如果存在一些不精確的地方，就結合建筑物實際制定對癥的調控計劃。

2 概念設計在建筑結構設計中的必要性

（1）所謂的概念設計主要就是指在進行建筑設計的過程中，相應的建筑設計人員根據自身的設計經驗以及一些普遍的設計理念，針對建筑工程項目的整體進行設計，確定一個最佳的設計方案，可以說這種概念設計的應用是一種宏觀方面的應用，其對于建筑物的整體布局和設置存在著較為重要的作用，并且因為這種概念設計的應用結合了較為準確的設計理念和設計經驗，所以其設計的結果一般來說具備著較強的清晰性和可靠性，并且在具體的運算方面也存在著一些較為突出的優勢。針對這種概念設計的具體應用過程來說，其主要就涉及到了分析、綜合以及評估等三個環節，分析主要就是針對具體的設計問題進行深入的分析了解，進而提升其可用價值，綜合主要是結合各方面的信息來產生一個相對而言較為合理的設計方案，而最終的評估就是針對這一設計方案進行相應的評價和預估，進而也就能夠進一步的優化其設計方案，提升其設計的水平。

（2）從概念設計的相關內容上，我們就可以看出，在建筑結構設計中也可以充分運用這種概念設計，并且其適用性也是比較明顯的，就近幾年來的實際應用過程來看，概念設計在建筑結構設計中的主要價值和必要性體現在以下幾個方面：a.從設計人員的角度來看，合理的應用這種概念設計能夠在較大程度上提升其建筑結構設計的水平，進而促使其能夠在建筑結構設計中發揮出更好的作用和價值，最終提升其建筑結構設計的效果，這是概念設計的一個最終目的所在。b.對于建筑結構設計中概念設計的應用來說，其還能夠在較大程度上彌補其它建筑結構設計手段的不足和缺陷，尤其是對于當前比較常用的一些計算機設計軟件來說，這種概念設計的優勢更是極為凸顯，在初步設計中的整體把握上，這一點表現的最為明顯；c.在建筑結構設計中充分的應用概念設計還具備著一定的創新作用和價值，相對于完全照搬建筑結構設計標準和規范的設計模式來說，這種概念設計的應用確實能夠在較大程度上具備著創新性，因為相關的設計人員可以根據自身的經驗極其理解進行相應的設計，進而也就避免了循規蹈矩現象的產生；d.在建筑結構設計中充分的應用概念設計還能夠提升其結構設計方案的合理性，因為其經過分析、綜合以及預估等三個基本步驟之后，必然就能夠保障其結構方案的可行性和合理性，提升其設計的價值。

3 概念設計在建筑結構設計中的具體應用

3.1 概念設計在建筑結構方案選擇中的應用

在進行建筑結構設計之前，我們需要選擇合理的設計方案，一般我們會采用概念設計中思想比較好的設計方案，目的是保證方案的合理性和經濟性。我們在選擇基礎設計方案的過程中，需要對施工現場的不同影響進行綜合考慮，比如說地質條件、載荷分布情況等等，根據這些因素來確定最終的設計方案。在對地基基礎設計之前，我們應該要根據之前得到的實地勘察報告進行分析，之后再進行設計，如果沒有及時得到實地勘察報告，設計人員應該要收集一些相關資料，從而全面掌握施工現場的情況。我們只有在掌握比較完整的信息的前提下，才能夠保證設計工作的合理性和準確性，設計人員同時也要注意在同一單元中要采用同一單元結構體系。

3.2 概念設計在建筑物抗震設計中的具體應用

在建筑結構的抗震設計中，一般情況下都是通過設計人員確定建筑的初始尺寸，之后再計算出節后的實際剛度，根據剛度判斷出地震力，最終得到需要配置鋼筋的數量。在建筑設計的過程中，我們可以了解到建筑結構的剛度和地震力以及配置鋼筋數量之間在一定范圍內成正比關系，當建筑結構的剛度越來越大時，地震力也隨之變大，配置鋼筋的數量也會增加，結構的剛度就會更加強，相應的地震力也會增大。所以在建筑結構設計過程中盲目的增加鋼筋數量會起到相反的作用，不僅不會減小震力，反而會使得地震的效果增強，對于抗震的效果也不是很理想。我們將概念設計應用到抗震設計中能夠拓寬設計思路，進而獲得理想的抗震效果。比如說我們在建筑物的主體和基礎之間設置一些隔震層，這樣就可以大幅度的降低地震給建筑物帶來的影響。

3.3 概念設計在建筑平面中的具體應用

在一些高層建筑的設計過程中，通常需要考慮到風荷的影響，一般建筑物越高，受到的風荷影響就越大，再加上建筑物長時間承受水平力的作用，會引起建筑物側面移動。我們將概念設計引入到建筑物的平面設計中，就需要考慮到建筑物結構的側移現象。設計師在選擇建筑物形狀時。要考慮到建筑物能否承受風荷的影響或者是建筑物能否將風荷影響降到最低。我們在對建筑物承受風荷影響進行分析的時候，首先要正確分析與其相鄰的建筑物對風荷分布的影響情況，這樣設計出來的建筑物才能夠確保對風荷有一定的抵抗能力。

4 進行概念設計應該注意的幾點問題

4.1 選擇合理的結構設計方案

結構方案的選擇包括結構性形式、結構體系以及結構布置三者的選定，建筑結構設計的概念設計中，最重要的是選擇合理的結構設計方案，在選擇方案時，要充分考慮到結構設計方案的安全性、經濟性、實用性以及合理性。設計師也要在進行結構設計時運用自己積累的理論知識和工作經驗，對可能出現的問題進行充分考慮，其中包括建筑物受力和抗震性問題，運用多種設計方法選出合理化并結合實際情況的結構設計方案，比如我們在選擇結構體系時，首先我們要熟悉各種結構體系的特點，再結合建筑的實際情況選擇出合理的結構體系，在結構布置一開始，我們要充分考慮到建筑物的受荷面積和建筑層數、建筑空間以及功能等，利用積累的經驗數據、公式來初步選擇和布置，切記不能盲目布置，結構的合理性將會直接影響到結構設計的進度和質量。

4.2 選擇合適的計算簡圖

計算簡圖是建筑結構設計師在進行建筑結構設計時必須要使用到的工具，她會輔助設計師來開展相關的建筑結構設計工作，所以在進行概念設計時，我們必須要保證計算簡圖的正確性，同時要結合實際情況判斷構件會受到哪個方向的力，判斷出受荷是否均勻，合理的受力分析是計算簡圖是否正確的前提，而錯誤的計算簡圖會導致建筑結構設計出現嚴重的失誤，直接影響到建筑結構，甚至是安全事故。此外，設計師要充分考慮到實際結構中的節點應該是鋼接點或者是鉸接點，總之要保證計算簡圖的設計誤差要在允許的范圍之內。

4.3 正確分析計算結果

在建筑結構設計過程中，肯定會應用計算機軟件進行輔助設計，但因為目前計算機軟件的種類太多，不同的軟件之間存在著差異，因此，建筑結構設計師要對計算機軟件的計算過程有所了解，不能完全照搬計算軟件的計算結果，要在驗證計算結果的基礎上再加以利用，避免因為計算結果的失誤給建筑結構設計工作帶來影響。在計算前要輸入正確的計算參數，得到數據后要做出合理的判斷，正確取舍數據。

5 結語

伴隨著不斷發展的建筑行業，概念設計也將成為今后的設計主流，因而就結構設計工作者而說，應該在不斷充實自身專業理論的同時，堅持協同工作的原則，不斷努力學習，不斷充實自身經驗，不斷創新自身設計，從而為更好的推動我國建筑業發展貢獻自身力量。