建筑結構設計中的概念設計及結構措施

柴迎春

(懷化市建筑設計研究院，湖南 懷化 418000)

前言：

在建筑結構設計當中，概念設計和結構措施是極為重要的。設計是建筑工程的基礎，概念設計是建筑工程體現先進思想與規范精神的重點所在。一個優秀的建筑設計人員，對于建筑結構設計，除去要依靠自身的經驗之外，還必須要充分運用整體概念設計的方式去把建筑結構和結構自身以及外部環境結合在一起，并且還需要有意識的處理建筑結構和構件之間的關系，不斷完善建筑結構的概念，深刻了解各種類型的結構性能，只有這樣才能夠實現概念設計和結構在建筑結構設計中的融合。

一、建筑工程概念設計簡述

結構概念設計是無須人具體采用數值計算，而是全方位的考慮建筑工程的結構特征，對各分支體之間的關聯與建筑結構的機理和傳統的建筑工程結構設計經驗，有效的去掌握建筑工程結構的相關設計原則，并確定具體的建筑結構設計思路?？偟膩碚f，在建筑結構設計活動中，必須進行概念設計，然而概念設計的方式應用也在一定程度上是存在無意識狀態方面。當前，我國科學技術的快速發展，城市居住人們對于建筑工程的要求也在不斷攀升中，因此，建筑工程結構設計的復雜程度也有所提高，所以在建筑工程結構設計活動中，相關設計工作人員還需要積極的運用概念設計的方法，將其運用在其中。目前，我國建筑工程結構概念設計的發展還相對較慢，還處于初級發展階段，在實際應用期間，還有很多建筑工程結構設計人員對于概念設計的理解和實際應用方式有著多方面的不同見解，這種情況的出現會直接影響到建筑結構設計中的概念設計理念在實際應用中有所偏差，在實際應用中的效果不能得到體現。

二、建筑結構設計中的概念設計與結構措施分析

建筑結構設計活動中，往往需要對建筑結構構件進行相應的概念設計，并針對具體建筑功能進行優化，從而提升建筑結構的整體穩定性和質量，提升建筑整體的抗震性能，降低建筑結構變形等。所以，建筑結構設計是需要從整體概念設計作為出發點，設計人員需要把建筑結構分為多個階段進行概念細化完善，這樣能夠從整體上去掌握建筑結構自身和空間結構以及環境結構之間協調合理，只有這樣才能夠讓建筑結構在穩定性和安全性的基礎上得到合理的經濟性，從而保障建筑既安全，又經濟，且與周邊環境和諧共處。

圖一：剪力墻設計

（一）剪力墻結構分析

剪力墻結構是使用鋼筋混凝土墻板作為豎向承重與抵抗向側力的結構，這種使用鋼筋混凝土墻板來承受水平力的結構被稱之為剪力墻結構。剪力墻結構通常是使用平面布置的形式來完成的，剪力墻雙向或者多向的結構布置剪力。其剛度比相同材料用量的框架體構大，常運用在30層以下的高層住宅建筑。剪力墻結構適用高寬比6度，7度地震還不大于6，8度地震還不大于5，9度地震還不大于4，因此墻體高度在設計過程中必須要充分考慮到結構抗震的需求。

（二）框架剪力墻結構分析

框架剪力墻（圖一）的結構主要是由框架與剪力墻所組成的結構體系。其中剪力墻承受了大多數的水平荷載，框架所承受到的荷載主要是豎向荷載，這兩者之間是協同合作，分工較為合理。

（三）輕型鋼結構體系分析

協同工作的相關概念在工業產品的設計和制作過程中現已經有了比較廣泛的使用了，其主要的目的就是把內部的結構體系能夠有效的去進行優化配合，從而去實現建筑結構設計的使用壽命。當前，有很多輕型的鋼結構應用是協同工作的概念與建筑結構體系的結合案例。在一定程度上輕型鋼結構其自身的特征是價格低，質量輕以及施工速度較快，在受到現場施工環境的影響是相對較小的，在抗變形等特征在工業廠房中的應用是相對廣泛的。因為輕型鋼結構的抗拉性能是要比普通的混凝土強度高上二十多倍左右，并且在不出現裂縫的情況下，其在建筑結構當中也是有較強的結構性能的?；诖?，在鋼結構中具有較好的變形特征，在當某一種原因所引發其他建筑結構出現斷裂時，同時所發生在鋼結構上面的只會表現出塑性變形，并且變形自身也是具有相應的緩沖期的，這個緩沖期能夠為安全撤離提供充足的時間。因此，對建筑結構的受力進行相應的研究分析，以保障在同一層建筑各個柱體相同的水平位移時，是能夠同時讓其達到最佳的承載能力。

（四）鋼管混凝土混結構分析

在一定程度上鋼管混凝土在當前建筑施工過程中是最為常用的，其也是一種把混凝土和剛才進行結合，這樣能夠充分發揮出這兩者的全部性能的新模式，也能夠保持建筑的穩定性和剛度的提高。充分運用混凝土和鋼管組合在一起的方式能夠從下面兩個層面得到體現：第一是建筑內部的混凝土能夠對外部鋼管作為有效的支撐性能，建筑內部與鋼管的混凝土能夠有效的結合在一起，這樣能夠讓其具備較強的優勢效果，讓這兩者自身的優勢都得到很好的補充，從而保障建筑的承受何在有所增加；第二是建筑外部鋼管能夠較好的對內部混凝土進行有關的約束，這樣能夠讓混凝土的強度得到更進一步的提升，科學合理的去解決高層建筑物底層柱軸壓的超限等問題。

（五）懸索結構分析

懸索結構所采用的全部都是拉桿，這樣的結構讓材料的利用率和結構的實際應力水平都得到了一定程度上的提升，充分利用高強度的懸索材料，是能夠增加預應力的。與此同時這也包含了懸索結構相互結合的結構模式等等，因此建筑懸索結構是比較適用在跨度較大的建筑結構當中。比如在江蘇省的體育館就是采用的懸索結構，其懸索結構主要是由邊緣構件和索網構成的。為了能夠讓建筑物的穩定性得到提升，在建筑物概念設計過程中，設計人員把預應力錨懸索固定在環形梁柱上面，并且把輔助索底座上面的設計承受平均水平拉力以環形彎梁的方式去降低，這樣做能夠極大的提升懸索結構的穩定性和強度，從而保障建筑物覆蓋的安全性。

結語：

總而言之，為了能夠保障建筑工程的整體質量，設計人員必須要優化建筑工程的結構設計，并且還需要結合工程現場情況，去制定出更貼合實際工程的建筑結構設計方案，只有通過這樣的方式才能夠實現建筑結構設計的完整性和安全性，從而去保障建筑工程的質量，保障建筑工程的使用壽命，所以在建筑結構設計過程中充分加入概念設計和結構措施對于建筑工程有著極為重要的現實意義。