試論概念設計在建筑結構設計中的應用研究

楊雪

摘要：在社會經濟快速發展和城市化進程加快的背景環境下，我國建筑規模不斷提高，但建筑質量仍有待加強，建筑結構設計對建筑最終質量具有重要影響，建筑人員應結合新時代要求對建筑結構設計進行優化創新。本文重點分析概念設計在建筑結構設計中的應用，以期改變設計形態單調問題，提高建筑結構設計水平。

關鍵詞：概念設計;建筑;結構設計

建筑結構設計與建筑工程的施工安全、建筑物美觀效果等因素有關，在建筑行業中占據重要地位。建筑人員在結構設計環節必須綜合考慮每一細節，保證建筑結構的合理性、工程建設的可操作性、建筑物的實用性等多方面因素符合實際施工要求，概念設計是一種全新的建筑結構設計理念，具有較強的應用價值。

一、概念設計的概述

概念設計具有創造性，是一種理想化的設計形式，主要是指通過分析用戶需求，對產品概念進行有目標設計的活動，體現著由粗糙到精細、由抽象到具體、由模糊到清晰的進化過程。概念設計是將概念貫穿于整體設計過程的方法，它具有完整性和全面性，設計者利用概念設計可以從感性上升至理性，將概念設計與建筑結構設計相結合，能夠促使建筑結構更加科學合理，建筑施工安全也可以得到保障，有利于提高建筑工程最終質量[1]。

二、概念設計在建筑結構設計中的應用

（一）應遵循的應用原則

1、優化結構體系原則

將概念設計應用到建筑結構設計中，建筑設計人員需要遵循優化結構體系的原則。該原則要求建筑設計人員先根據建筑所處環境、荷載能力、使用狀況等因素分析建筑基本結構問題，判斷各因素與建筑結構之間的關系;然后對符合建筑結構設計標準的因素進行優化選擇，將影響較小的因素作為建筑基本結構單元;最后利用平面、交叉、疊合、線型等集合形式，對原本的建筑基本結構支撐進行改良，以此實現優化建筑結構體系的目的。

2、優化結構布置原則

在不改變建筑結構設計要求和最終使用意向的前提條件下，建筑設計人員需要堅持優化結構布置原則，對建筑物的柱墻豎向支撐結構進行優化，確保建筑結構基礎系統的科學性。在優化結構布置的過程中，建筑設計人員應明確建筑物所在區域的地質條件、地面承載能力、豎向結構變形、側向結構變形等問題，采用類比手法選出優越性與合理性最強的建筑結構設計方案。

（二）應用于施工場地選擇

建筑結構是否具備科學性，與施工場地的選擇有直接關系，施工場地是建筑施工工作順利開展的基礎，所以建筑設計人員在進行建筑結構設計時，需要應用概念設計、結合多種因素綜合考慮施工場地的選擇。建筑結構的安全性與穩定性受建設地形制約，設計人員應根據實際建設地形、地址條件、水文條件、周邊環境設計建筑結構，努力提高建筑物的承載力、安全性與穩固性，促使其與周邊建設環境相適應，從而有效提高建筑結構設計的科學性。

（三）應用于基礎結構設計

基礎結構設計是建筑結構設計的重要內容，如果想要充分發揮建筑結構的作用，設計人員必須保障基礎結構設計的合理性。建筑設計人員在設計建筑基礎結構時，可以先根據地質特點設計幾套不同的基礎結構方案，從中選出最合理、最優良的方案類型。目前，最理想的建筑基礎結構設計類型包括箱型基礎、筏形基礎，箱型基礎具有較強的整體性和均勻性，是在建筑工程中應用范圍最廣泛的基礎結構設計，應用了箱型基礎的建筑物具有極強的穩定性，當建筑結構受到壓力時，箱型基礎會將在建筑物上方結構形成的載荷傳遞至地下，能夠有效提高建筑結構的穩定性[2]。筏形基礎的使用規模相對較大，主要應用于能夠產生較多荷載壓力的建筑物，應用了筏形基礎的建筑物地基能夠承受極強的作用效果，建筑結構設計可以體現出鮮明的合理性。

（四）應用于抗震結構設計

建筑物的使用意向是為人們提供安全居所，所以建筑物的抗震結構設計同樣是建筑結構設計的重點考慮因素，抗震能力強的建筑物具有較強的安全性，而建筑物的安全性與人們的生命財產安全息息相關。對此，建筑設計人員要將概念設計應用到建筑抗震結構設計中，根據建筑物的平面情況科學布置結構體系;對建筑結構的局部構件、力學平衡、結構鋼芯、物質心、平面行心進行分析和調整，綜合考慮會對建筑物造成影響的地質條件、氣象條件等多種因素;將概念理論與建筑結構、實際經驗相結合，盡量降低建筑結構的扭轉力，增強建筑結構的穩定性，從而提高建筑結構的抗震能力。

（五）應用于結構分析計算

結構分析計算是建筑結構設計的關鍵組成部分，在建筑結構設計過程中，設計人員通常會采用計算機和設計軟件構建結構模型、規劃設計方案，所以結構分析計算的準確性與建筑結構的安全性、穩定性具有直接聯系，建筑設計人員必須強化結構分析計算能力。一般來講，利用計算機設計建筑結構會體現出較強的科學性、合理性與實效性，但是任何人都無法保證計算不會出現失誤，一旦結構分析計算出現問題，就會導致整個建筑結構出現安全隱患。因此，建筑設計人員要將概念設計應用到結構分析計算中，對建筑結構計算結果進行全面分析，從多角度優化設計方案，概念設計理念的應用能夠確保建筑結構分析計算結果的準確性，有利于提高結構分析計算的合理性和充分性。

（六）應用于平面結構設計

對建筑物來講，利用概念設計理念對建筑平面結構進行設計時，建筑設計人員要考慮到風荷載對其所造成的影響。這是因為風荷載影響程度會隨著建筑物的增高而加大，而且長時間受到水平力作用，建筑物會發生移動現象，所以在建筑結構設計中使用概念設計理念時，設計人員應對建筑結構的位移問題進行綜合考慮，同時重點分析結構設計能否降低風荷載的影響力。此外，在分析建筑風荷載影響的承受力時，要考慮相鄰建筑物的風荷載影響狀況，以此為基準進行結構設計，能夠提升建筑結構的抵抗力。

三、概念設計應用于建筑結構設計的意義

將概念設計應用到建筑結構設計所體現出來的實際意義有：第一，利用概念設計能夠提高建筑結構設計的合理性。建筑人員通常會在建筑方案設計階段使用計算機計算結構數據，但是計算機設計同樣會存在不合理的可能性，利用概念設計對設計方案進行排查，能夠有效解決建筑結構設計中的不合理問題，促進設計方案實現最優化。

第二，概念設計能夠提升建筑設計人員的設計能力。設計人員是建筑結構設計的主要執行人員，他們的設計能力與建筑最終設計效果緊密相連，概念設計具有創造性、整體性與全面性，具備概念設計能力的設計人員必然擁有創新創造能力、整體協調能力與全面觀察能力，反之如果不具備上述能力，就無法將概念設計應用到建筑結構設計中[3]。

第三，概念設計能夠提高建筑結構設計的有效性與科學性。設計人員利用概念設計理念對建筑結構進行構思、設計，將使用而來概念設計的方案與沒有使用概念設計的方案進行對比，取二者精華部分，得出最優設計方案，有利于提高建筑結構設計的實效性，對節約建設施工成本具有積極影響。

四、結語：

綜上所述，城市化發展進程加快對我國建筑行業優化升級產生一定影響。在新經濟背景下，建筑結構設計理念需要更新換代，建筑人員必須結合社會發展趨勢與時代進步要求對建筑結構設計理念進行創新，將概念設計應用到建筑基礎結構、抗震結構、平面結構等結構設計中，提高建筑結構設計的科學性與時代性。

參考文獻：

[1]甘德欽.建筑結構設計中的概念設計與結構措施分析[J].建材與裝飾，2018（42）：123-124.

[2]張宏.概念設計與結構措施在建筑結構設計中的運用探索[J].工程建設與設計，2018（16）：3-4.

[3]徐過.結構設計優化技術及其在建筑結構設計中的應用[J].民營科技，2018（09）：111.