概念設計對提高建筑結構設計質量的重要影響

樊爽

概念設計對提高建筑結構設計質量的重要影響

樊爽

Gai nian she ji dui ti gao jian zhu jie gou she ji zhi liang de zhong yao ying xiang

建筑結構設計中，概念設計和結構構造對于工程建設質量存在深遠影響，可以在一定程度上反映出設計水平。概念設計中所涵蓋的內容較為廣泛，包括了所有的結構設計過程，其中包括的安全度概念、力學概念、荷載和材料概念等等，均屬于結構概念范疇。而概念設計則是將這些概念有機整合在一起，貫穿于結構選型、方案設計、結構布置和施工圖繪制等各個方面，明確了各個方面，設計中才會更為精準、全面。可以說，在結構設計中應用概念設計，能夠為設計師帶來更大的便利支持，同時還可以有效提升設計效率和質量。基于此，加強建筑結構設計中概念設計的研究十分關鍵，綜合前人學者的研究成果，在此基礎上進一步創新，為后續實踐工作開展提供參考依據。

一、概念設計分析

概念設計主要是集合明確的結構概念，不需要通過具體數值計算，根據基本設計原則和思想，對建筑結構進行科學合理的分析，探究計算和實際受力之間存在的差異，提升建筑結構設計的合理性，促使建筑整體結構受力更加安全、合理。概念設計中，主要是通過兩個方面進行結構設計：其一，在設計方案階段，在滿足建筑功能要求的基礎上，從整體角度去考量結構整體和單項之間的協調性，優化設計方案；其二，在理論設計層面上，綜合考量工程具體施工條件、材料性能和其他的計算方法等因素對最終計算結果的影響，有針對性地對工程中存在的問題進行深入分析，根據實際情況和專業素質，提出合理的解決措施來優化結構設計。

總的說來，概念設計就是強調充分發揮設計人員的邏輯思維能力和創新能力，從宏觀角度上來解決結構設計中存在的問題，促使建筑結構設計更加合理。在具體的設計過程中，結合建筑工程的空間條件和地理條件，以及建筑功能要求的基礎上，充分考慮建筑結構的質量、安全、經濟和美觀等，確定最終的結構方案。同時，可以動態地根據結構和桿件的力學特性、設計原則整合施工現場的資源條件，有效地完善結構設計中存在的缺陷和不足，提升結構的可靠性、合理性。

二、重視概念設計的運用

1.概念設計是結構設計的基礎

結構設計中融入概念設計理念，應該充分發揮其原有作用，突出其重要性，主要分為前期方案選擇、中期結構計算和后期施工圖設計幾個階段。

（1）方案設計階段。成功合理的方案設計，首先需要考慮到結構方案的經濟合理原則，選擇安全、可靠的結構形式，在這個階段，設計人員需要充分考慮建筑工程自身的功能要求、地理條件、材料、施工條件、施工技術和資金配備等幾個方面，協調建筑、設備、水電安裝等幾個專業之間的關系，綜合考量結構的抗震性能和整體性能等問題，最終確定結構方案。由于方案設計是一個動態不能利用計算機實現的過程，需要充分結合設計人員自身的專業素質和工作經驗，在了解各類建筑結構性能要求的基礎上，有針對性地設計出安全、可靠的結構方案。

（2）結構計算階段。結構計算主要是強調在結構簡圖的基礎上，通過對結構構件荷載和約束力的簡化設計，確保簡化而來的模型和真實的結構相一致。就當前結構設計現狀來看，結構功能愈加復雜多樣，更多的是通過計算機完成結構計算過程，所以需要設計人員將工程結構形式轉化為可以被計算機所識別的模型，確保模型中結構各項受力精準，根據具體的工作要求選擇結構設計軟件，運用概念設計對電算結果進行驗證和分析，從而得出正確的結果。如果設計人員自身專業素質水平和工作經驗不足，可能無法得到合理的結構簡圖，進而判斷出模型和計算結果是否準確、真實。

（3）施工圖繪制階段。設計人通過計算機對結構計算無誤后，需要根據設計結果繪制施工圖，同時要做好調整工作。設計人需要充分考量施工圖是否能夠充分反映出設計要求，滿足建筑結構穩定性和構件協調性的要求。而當前很多年輕的設計師無法有效地判斷施工圖合理與否，更多的是由于自身缺乏豐富的實踐經驗，未能養成合理的結構概念。

2.概念設計思想的運用，拓寬結構設計思路

我國當前的建筑結構設計中，主要是以概率理論為基礎的承載力和正常使用極限狀態設計原則，通過程序的計算獲得設計結果，但對于特殊一些的結構體系或構件就需要設計人來判別模型的可靠性。諸如，在有大空間、大開洞的混凝土樓板結構設計中，內力計算和截面設計基于的理論不同，彈性理論和極限狀態設計方法之間存在著矛盾，致使最終計算得出的結果和實際要求存在一定的差距。

為了可以有效改善這一問題，提升結構設計合理性，滿足結構設計的需要。同時，設計人員還需要注重自身潛能的激發，充分發揮創造力，將更加新穎、獨特的設計理念融入其中，推動結構設計發展。目前，越來越多的計算機結構設計軟件出現，并被廣泛應用在具體設計工作中，大大降低人工計算量，消除人為誤差，提升工作效率和質量。結構設計人員需要充分掌握設計軟件的功能和操作方法，但同時也開始過分地依賴設計軟件，導致設計思維僵硬、局限，缺乏創新意識。故此，設計人不能過分地依賴軟件的計算，應該從整體角度上進行分析和把握，計算構件受力情況，對于其中存在的問題可以及時優化處理，提升結構設計合理性。

三、重視概念設計，提升設計合理性

一個優秀的結構設計師，在設計工作開始前，會憑借自身的專業素質和工作經驗，在頭腦中習慣成一個優化過程，借助概念設計理論和方法，快速地構思結構體系，從而科學合理地進行選擇。同時，還可以幫助設計師拓展設計空間，明確結構體系和最終的結構設計方案。這樣，在了解到設計方案中的各項概念后，方向準確，可以有效避免后期設計階段中存在的不必要麻煩，提升設計的可靠性。

概念設計是結構設計中的核心所在，其中蘊含著設計人員自身的知識儲備和專業水平，充分發揮概念設計優勢，把握結構類型的各項性能，只有這樣才能更加精準地判斷和采用，促使結構設計更加科學、合理。

四、結語

綜上所述，在建筑結構設計中應用概念設計，可以有效激發設計人員的創新意識，拓寬設計空間，憑借自身的專業素養和設計經驗有效解決問題，提升結構設計的合理性。

（作者單位：陜西省現代建筑設計研究院）