建筑結構設計中的概念設計與結構措施

付林

摘要：在建筑結構設計過程中，合理的應用概念設計以及做好結構的設計控制是非常重要的，基于此，文章結合實際，在對概念設計內容分析的同時，對優化結構體系設計的策略以及措施進行了詳細的分析實踐，可知在設計的過程中做好優化設計目標的確定，以及做好結構優化措施的范圍和條件控制，能夠有效的將建筑結構設計的水平提升。

關鍵詞：建筑結構；概念設計；結構措施

一、概述

任何建筑工程項目都不是憑空臆想出來的，都是專業設計人員根據經驗和專業知識設計出來的，并且其能夠滿足功能性與結構形式的需要，對于改善人們的生活有著直接的影響作用。只有將建筑工程的空間、功能達到完美的契合，才能確定最為合理的建筑結構形式。但是設計人員進行建筑設計的過程中，會遇到很多的實際問題，這就需要建筑設計人員利用自己的專業知識來協調處理，并且需要從結構類型、功能以及形式等方面創新，并不斷的探索，從而可以設計出更加新穎的建筑結構形式，滿足人們生活的實際需要。如果結構設計人員在設計的過程中，沒有將先進的概念設計理念應用到實踐中，就會導致建筑結構形式無法很好的滿足時代發展的需要，從而導致建筑結構也失去價值，終將被社會淘汰。

二、概念設計概念

概念設計主要指的是，建筑結構設計師根據建筑整體的需要，來進行總體的規劃設計，從而可以保證建筑結構的整體布局和結構性能達到使用的需要，然后在根據這些基本要求來選擇合適的施工材料，并且進行具體的細節控制。這是提升建筑綜合性能的關鍵措施，同時也比詳細設計方案的確定具有更高難度，需要具有豐富的設計經驗和創新思想才能完成。

較之細節化設計來說，概念設計對于設計師的要求更高，需要具備更加豐富的實踐經驗，并且了解建筑發展史，對于建筑工程的功能、形式等特性有著總體性的掌握，可以結合天文地理、自然條件等因素來進行總體的規劃與設計。

三、優化結構體系的策略與措施

1 優化設計的目標與策略

雖然不同的建筑工程結構形式存在很大差異，且各具特點，但是有兩條基本原則是一致的：其一，結構設計應該符合力學性能的需要；其二，要保證空間功能與形式滿足使用者的需要。對于后者來說，其自身也會存在一定的矛盾與問題，采用傳統的設計理念會無法滿足各個方面的要求，降低任何一項指標都不會保證最終的結構性能。從我國當前對于建筑工程結構體系的優化中可以發現，建筑結構設計需要兼顧功能與形式的要求，同時還要保證科學性，各種關系平衡之后可以確定最佳的設計方案。

2 結構優化措施的范圍和條件

建筑項目在進行結構設計的過程中應該綜合考慮到力學性能、幾何規律以及空間功能等多個方面，所以在實際操作中應該充分考慮到自然條件、法律要求以及其他的實際條件等因素。在建筑結構設計中，必須要以客觀存在的條件為基礎，應該考慮到所有的影響因素之后才能確定最為合理的結構設計方案，這是因為有些方面對于建筑工程項目來說，是強制性的，必須要滿足的條件，比如公共商用建筑和民用建筑，其對于內部結構尺寸有著明確的要求，同時也要求了混凝土配筋方案、抗震性能等方面，還要滿足消防安全的要求，任何一項不能符合法律規定的要求都是不合格的，不僅會造成工程質量不達標，也會導致其使用安全性無法保證，造成嚴重的人員傷亡事故發生。

建筑工程結構的隱性條件也是設計中需要考慮的因素，同時也是建筑設計優化的主要部分。建筑結構優化措施就是要確保建筑空間的合理化布置，就是要根據不同的使用地區、不同的建筑施工項目來進行合理的設計，并且需要結合概念設計的理念來應用，同時也應該跟隨時代的發展進行創新。

3 結構體系與結構計算的優化措施

傳統的建筑結構形式主要包含了墻柱承重梁體結構體系、框架結構與大跨度拱形結構等。隨著科學技術的發展和進步，建筑工程技術水平得到很大的提升，很多新型的建筑結構形式被研發和使用，比如剪力墻結構、筒中筒結構等等。無論是哪一種建筑結構形式，其都會組成一個完整的整體結構，所以必須要滿足力學性能的需要，這也是結構科學與實用性的綜合。因此，在建筑結構概念設計中，應該綜合考慮到結構性能的計算、模型分析之后來確定其安全性是否達標，并且根據實際情況來進行設計方案的優化。計算機技術的快速發展，對于建筑工程設計領域存在直接的影響，在建筑結構設計中，可以通過計算機技術來建立建筑的模型結構，通過三維模型與可視化操作可以確定其結構性能是否達標。虛擬模型設計中能夠更好的確定其各項性能是否達標，進行設計方案的對比分析，尋找出最佳設計方案。

4 結構構件與材料優化

建筑工程項目在進行概念設計中，結構的利用率是業主的主要關注點。從實際應用的角度出發，進行結構構件與材料的優化就成為解決這些問題的重要方式。從建筑歷史發展來看，在人類發展的早期階段中，主要是使用石材來進行住宅的建筑施工，此時人們希望可以擴大自己的居住空間，所以選擇使用筒形拱、交叉拱的結構形式比較多，最著名的案例就是羅馬的潘泰翁神廟。雖然如此，由于拱尺寸的增加，使得支撐結構的尺寸也隨之增大，空間形式也會受到了較大程度的限制。伴隨著生產力的發展，人們的技術水平也有了很大的提升，新型的材料，比如金屬材料被廣泛的研發和使用，并且應用到建筑工程中，改變了建筑結構性能，性能更佳且更加的方便，桁架結構被廣泛的使用。但是這種結構形式卻存在明顯的缺陷，歷史上很多優秀的建筑設計師都在尋找更好的解決辦法，很多新型的建筑材料和結構形式被研發和使用，比如薄壁結構、懸索結構等形式，這些結構都具有跨度大、自重輕、材料省等優勢，極大的帶動了建筑工程領域的發展，同時也給人們指明了未來發展的方向，那就是材料更輕、強度更高的方向，這與人類的可持續發展理念也是一致的。建筑工程結構設計的不斷優化，催生出很多新型的建筑結構形式，呈現出多樣化的特點，可以滿足不同使用條件和功能的需要，極大的促進建筑行業的發展。

四、小結

概念設計是建筑結構設計中非常重要的指導思想和理念，對于建筑結構性能的優化有著直接的影響，其對于建筑結構設計人員有著更高的要求，不僅需要較高的專業素質和豐富的經驗，還應該具備創新思想，給予建筑更強的生命力，從而可以更好的改善人們的生活。

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（作者單位：筑博設計股份有限公司）