概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

【摘要】概念設(shè)計(jì)是一種符合時(shí)代要求的設(shè)計(jì)理念，它在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用使建筑更加舒適安全。本文通過對概念設(shè)計(jì)的含義及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，探討和研究概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要作用。

【關(guān)鍵詞】概念設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用分析

建筑的設(shè)計(jì)、施工及居住過程中都可能出現(xiàn)一些不確定的情況，這需要更加靈活和全面的建筑設(shè)計(jì)。而概念設(shè)計(jì)的方法和原理等都能夠?yàn)檫@些問題提供合理、科學(xué)和高效的解決手段。所以，研究概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有著重要的價(jià)值和深遠(yuǎn)的意義。

1、概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的意義

1.1概念設(shè)計(jì)的定義

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可分為理論設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)則是指不經(jīng)過數(shù)值計(jì)算，特別是在一些很難做出理性分析或者用規(guī)范規(guī)定起來出現(xiàn)困難時(shí)，根據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系和分體系之間的關(guān)系和現(xiàn)象所得出的一些基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)理念，從而以整體的角度來確定結(jié)構(gòu)的總體布置以及抗震細(xì)節(jié)部分的控制。概念設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)人員中經(jīng)常被提及，但它往往會受到人們片面的理解，認(rèn)為它僅僅運(yùn)用于如結(jié)構(gòu)布置和確定結(jié)構(gòu)方案等一些比較大的環(huán)節(jié)[1]。概念設(shè)計(jì)的方案概念清晰，易于手算，有利于后期設(shè)計(jì)程序的簡便運(yùn)行，符合經(jīng)濟(jì)可靠的原則。與此同時(shí)，概念設(shè)計(jì)的方案也可以作為判斷計(jì)算機(jī)分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2概念設(shè)計(jì)的過程

概念設(shè)計(jì)的過程主要分為分析、綜合和評估三個(gè)階段，這三個(gè)階段環(huán)環(huán)相扣，形成了一個(gè)不斷趨于滿意的循環(huán)過程。

（1）分析：這是一個(gè)對問題進(jìn)行深層次理解的過程。該過程中的數(shù)據(jù)不夠完整，資料也不是十分全面，因此設(shè)計(jì)人所能了解到的信息只是一些比較準(zhǔn)確的但缺乏完整性的數(shù)據(jù)和資料等。

（2）綜合：這是指將所得信息放在一起進(jìn)行概括并得出解決方案的過程。這個(gè)階段主要是依靠工程師的靈感和思維，它需要工程師運(yùn)用各種知識結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)將所想出的想法和方案，通過圖紙的方式表現(xiàn)出來[2]。此階段中工程師的思維起著至關(guān)重要的作用。

（3）評估：即對比想出的方案并選擇出最佳方案的過程。一般來說，這個(gè)過程需要持續(xù)比較長的一段時(shí)間，因?yàn)樗仨毷沟秒p方都滿意才能加以應(yīng)用。這是一個(gè)選擇循環(huán)的階段，設(shè)計(jì)人員會通過圖紙模型和運(yùn)用計(jì)算數(shù)據(jù)等方式來對比分析不同方案，從而最終選擇最符合經(jīng)濟(jì)效益的科學(xué)且具有技術(shù)可行性的方案。

2、概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

建筑設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)是保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)及合理。選擇一個(gè)合理且適用的設(shè)計(jì)方案是概念設(shè)計(jì)的基本要求，而合理經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案至少需要滿足以下幾點(diǎn)：

2.1合理選擇有利的建筑場地

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，一個(gè)有利于建設(shè)的建筑場地為后期建筑的施工過程減少了許多不必要的麻煩。選擇建筑場地需要注意防火間距、防噪間距、日照間距、建筑退界、通視要求和防護(hù)距離等多方面的問題，另外，還有最重要的一點(diǎn)就是防震。地震對建筑存在毀滅性的損害，因此選擇建筑場地時(shí)應(yīng)盡量避免在抗震困難的危險(xiǎn)場地進(jìn)行建造[3]。

2.2合理選擇抗震抗災(zāi)防線

具備良好的抗震抗災(zāi)能力是建筑最基本的特性。設(shè)計(jì)方案中應(yīng)具備多道抗震防線以避免或抵消地震帶來的不利影響，其中包括采用適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)動力以降低建筑在震動時(shí)受到的損害和通過一些桿件的屈曲變形來磨耗震動的能量。

2.3合理選擇建筑的基礎(chǔ)

建筑基礎(chǔ)主要有樁基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)三種形式，不同建筑可根據(jù)其不同的地形地勢選擇合適的建筑基礎(chǔ)。

（1）樁基礎(chǔ)：主要適用于一些地質(zhì)疏松但承載力很大的建筑，因?yàn)闃痘A(chǔ)具有將上層結(jié)構(gòu)的荷載傳至下面堅(jiān)固持力層的作用。

（2）箱形基礎(chǔ)：普遍適用于高層建筑，它也能將上層荷載均勻傳到下部的持力層，而且它的剛性很強(qiáng)，這在很大程度上減輕了箱基沉降不均勻的問題，具有很強(qiáng)的抗震抗災(zāi)能力。

（3）筏形基礎(chǔ)：廣泛適用于承載力小、荷載主要作用于上層的建筑。它具有剛度大和結(jié)構(gòu)完整的特點(diǎn)，能夠?qū)⒑奢d分散于上層建筑，同時(shí)也可以有效減輕地基不均勻沉降的問題。

2.4 合理選擇計(jì)算簡圖

選擇合理的計(jì)算簡圖能夠保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而提高建筑的安全和穩(wěn)定性。相反的，不當(dāng)?shù)挠?jì)算可能導(dǎo)致一些危險(xiǎn)和災(zāi)害的發(fā)生，所以設(shè)計(jì)師往往需要提供構(gòu)造措施相應(yīng)的保證。

3、概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用的影響

3.1有效彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)能力的不足

在方案的設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者能夠根據(jù)自己的知識和經(jīng)驗(yàn)選擇合理的方案，從而彌補(bǔ)最初方案中不經(jīng)濟(jì)、不安全和不合理等不足。從而保障設(shè)計(jì)方案的最大可行性。

3.2 增加設(shè)計(jì)的合理性

概念設(shè)計(jì)的評估階段可選擇出盡可能經(jīng)濟(jì)可靠的設(shè)計(jì)方案，這在很大程度上減少了后期工程中許多不必要的麻煩，提高了設(shè)計(jì)的合理性[4]。

3.3提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平

概念設(shè)計(jì)能夠體現(xiàn)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)水平，設(shè)計(jì)師可以通過概念設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計(jì)中存在的一些問題。與此同時(shí)，概念設(shè)計(jì)也能夠讓設(shè)計(jì)師在解決問題時(shí)找出問題癥結(jié)所在，從而進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性。

3.4使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性

大多數(shù)設(shè)計(jì)師目前還是遵照傳統(tǒng)的方式，依賴規(guī)范手冊和應(yīng)用計(jì)算機(jī)設(shè)定傳統(tǒng)形式的設(shè)計(jì)，這使得建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)缺乏創(chuàng)新性。概念設(shè)計(jì)中工程師可以根據(jù)自身理論知識和平時(shí)經(jīng)驗(yàn)提出自己的想法，發(fā)揮靈感和創(chuàng)意，將自己的創(chuàng)新思想融入到設(shè)計(jì)中，創(chuàng)造出具有新意的設(shè)計(jì)。

結(jié)論：

近年來，隨著人們生活水平的提高和居住理念的改變，人們對建筑結(jié)構(gòu)的要求也有了顯著的增加。概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起著不可或缺的作用，它的應(yīng)用使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理、經(jīng)濟(jì)和安全。概念設(shè)計(jì)的產(chǎn)生是對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)和創(chuàng)新，它的存在為人們創(chuàng)造更加優(yōu)質(zhì)的建筑提供了基礎(chǔ)。因此，概念設(shè)計(jì)是時(shí)代發(fā)展的必然產(chǎn)物，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展的主流思想。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂清海.概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2017，（16）：87-88.

[2]張磊.基于概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].低碳世界，2016，（29）：144-145.

[3]唐云啟.研究概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的意義及應(yīng)用[J].建材與裝飾，2015，（52）：90-91.

[4]鄭亞迪.抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（03）：77.

作者簡介：

吳限量（1986年5月），性別：男，籍貫：安徽阜陽，研究方向：人防建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。