概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究

摘 要：在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中實現(xiàn)概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施的有機(jī)統(tǒng)一，有助于有效控制建筑施工成本，構(gòu)造出更為科學(xué)、完整、安全的建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，提高建筑整體質(zhì)量。本文從五個方面闡述了概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用：在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用聯(lián)合工作，應(yīng)用概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施提升建筑材料利用率，應(yīng)用概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施優(yōu)化建筑工程結(jié)構(gòu)布置，概念設(shè)計在提升建筑物抗震能力方面的應(yīng)用，針對建筑物結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求設(shè)計結(jié)果措施。

關(guān)鍵詞：概念設(shè)計;結(jié)構(gòu)措施;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

隨著經(jīng)濟(jì)社會的飛速發(fā)展，城市化水平的提高，建筑行業(yè)的也獲得了巨大的發(fā)展動力。現(xiàn)代化城市建設(shè)中，人們不僅對建筑質(zhì)量提出要求，更是對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計給予了更多的關(guān)注。概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施，是建筑設(shè)計的重要組成部分，概念設(shè)計強(qiáng)調(diào)技術(shù)人員在設(shè)計規(guī)劃和初期建設(shè)中對建筑結(jié)構(gòu)的安排，它是影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的因素;而結(jié)構(gòu)措施則根據(jù)概念設(shè)計，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工安排，是體現(xiàn)概念設(shè)計的主要環(huán)節(jié)。基于此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，加強(qiáng)概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施的應(yīng)用則是現(xiàn)代建筑設(shè)計者需要深入思考的問題。

1 概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用概述

概念設(shè)計在建筑設(shè)計中占據(jù)重要位置，在我國建筑設(shè)計發(fā)展歷史中，概念設(shè)計一直是檢驗設(shè)計者專業(yè)素養(yǎng)的重要因素，而通過設(shè)計過程，設(shè)計者不僅能夠呈現(xiàn)精確的計算數(shù)據(jù)，確保建筑結(jié)構(gòu)真實、精確，同時也能夠結(jié)合實際完善結(jié)構(gòu)方案，最大限度發(fā)揮建筑設(shè)計的功能。隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用也受到越來越多的重視，通常在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，高品質(zhì)的概念設(shè)計能夠從整體上規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)，并對建筑的安全性、實用性提出要求，同時有效控制建筑施工成本，確保建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)構(gòu)措施是實施概念設(shè)計的重要方案，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)措施通常依照概念設(shè)計進(jìn)行，因此，二者相輔相成，相互影響。在現(xiàn)代建筑設(shè)計中，設(shè)計者在采取結(jié)構(gòu)措施的過程中，需要選擇合適的建筑場地，分析場地的地貌地形，合理選擇結(jié)構(gòu)材料和建筑構(gòu)件，這樣才能確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定有效，并呈現(xiàn)概念設(shè)計效果^[1]。

2 概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析

2.1 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用聯(lián)合工作

在建筑設(shè)計中，為確保各結(jié)構(gòu)之間具備足夠的承重能力，減少因負(fù)荷過大造成的結(jié)構(gòu)損失，需要結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)合作業(yè)。通常來講，現(xiàn)住建筑結(jié)構(gòu)的聯(lián)合工作需要設(shè)計者地基設(shè)計與上層設(shè)計上達(dá)成一致，并在結(jié)構(gòu)安排中對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的稱重能力進(jìn)行分析，在高層建筑中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的稱重往往決定著建筑物的穩(wěn)定性，因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計與聯(lián)合工作中應(yīng)尤其注意。在現(xiàn)代城市建筑中，建筑物的高度不斷增加，這就需要地基設(shè)計中增加支撐短柱的數(shù)量，并合理控制底部稱重柱體的橫截面面積，保證壓力分散，穩(wěn)定底層結(jié)構(gòu);此外，設(shè)計者還應(yīng)從結(jié)構(gòu)設(shè)計上形成減緩水平方向壓力的方案，避免隨著建筑高度的增加出現(xiàn)變形或調(diào)轉(zhuǎn)的問題，提高高層建筑側(cè)面抗壓能力，維持建筑物的穩(wěn)定性^[2]。

2.2 應(yīng)用概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施提升建筑材料利用率

用最少的投入建成最佳的建筑物是設(shè)計者和建筑企業(yè)的共同追求。通常來講，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑材料的利用效率決定著施工工程中的協(xié)同程度，二者呈現(xiàn)正比關(guān)系。基于此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，如何有效控制建筑材料的投入，提高利用效率，則需要設(shè)計者在概念設(shè)計中隊各種結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行深入分析。例如在梁類構(gòu)造的設(shè)計中，設(shè)計者應(yīng)分析截面梁矩形的特點，了解當(dāng)前這種組織構(gòu)件利用率偏低的現(xiàn)實，并找出其中原因，即在梁類構(gòu)造建筑中截面梁的應(yīng)受力顯著，使得材料靠近中軸部分受力弱，降低了構(gòu)建的存在價值;此外，截面梁的彎矩的變化比較靈活，通常需要根據(jù)梁的長度進(jìn)行調(diào)整，這樣則再一次降低了截面梁的。針對這一情況，設(shè)計者應(yīng)針對梁類構(gòu)造進(jìn)行整體設(shè)計，圍繞截面梁的組件構(gòu)建進(jìn)行彌補(bǔ)，確保其在中心軸中發(fā)揮作用，并提高材料的利用率，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的有效協(xié)調(diào)。再如在砼材料的運用中，為提升鋼材料和混凝土的利用效率，設(shè)計者可以針對建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)外差異，完善建筑框架，利用鋼筋架構(gòu)約束混凝土的利用，在保證砼材料的硬度同時，也提高材料利用效率。

2.3 應(yīng)用概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施優(yōu)化建筑工程結(jié)構(gòu)布置

概念設(shè)計需要根據(jù)一定規(guī)格對整體建筑工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)布置，一旦工程結(jié)構(gòu)不知不合理，建筑結(jié)構(gòu)在施工中也會出現(xiàn)隱患。建筑工程結(jié)構(gòu)布置與工程的抗震性密切相關(guān)，通過對我國地震災(zāi)區(qū)一些受損的建筑物結(jié)構(gòu)觀察與分析來看，L形平面布置的建筑物受損程度通常較大，此外，一些建筑物如果在結(jié)構(gòu)布置中沒有按照一定的規(guī)格，在外力作用下會出現(xiàn)變形，從而影響建筑區(qū)安全。基于此，在現(xiàn)代建筑工程結(jié)構(gòu)布置中，設(shè)計者應(yīng)強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計的應(yīng)用，盡量選擇立面簡單、均勻?qū)ΨQ的布置方式;在結(jié)構(gòu)措施過程中，應(yīng)根據(jù)場地限制，合理調(diào)整布置方式，有效協(xié)調(diào)不同結(jié)構(gòu)的受力情況，并結(jié)合實際設(shè)計需要采取強(qiáng)化措施，以提高建筑工程設(shè)計的科學(xué)性，保證建筑工程的安全性。

2.4 概念設(shè)計在提升建筑物抗震能力方面的應(yīng)用

我國地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一些地區(qū)地震多發(fā)，而提高建筑物的抗震能力，則成為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵內(nèi)容。概念設(shè)計對于建筑物抗震能力有著直接影響，例如設(shè)計者在分析建筑物強(qiáng)柱弱梁和底部加強(qiáng)區(qū)的過程中需要結(jié)合概念設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)與方法進(jìn)行考量，這樣才能有充足的證據(jù)表明建筑物的抗震能力。現(xiàn)代建筑的抗震體系設(shè)計相對復(fù)雜，水平構(gòu)件和豎向構(gòu)件形成的框架，能夠有效分散外界力量對結(jié)構(gòu)造成的沖擊，從而形成完整的抗壓力體系。當(dāng)然，抗壓力體系的好壞直接影響著建筑物質(zhì)量的高低，因此，在概念設(shè)計過程中，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)建筑物抗震等級要求，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行安排，確保科學(xué)的結(jié)構(gòu)布局，同時依據(jù)概念設(shè)計對構(gòu)建的細(xì)節(jié)進(jìn)行預(yù)估，提高建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)劃性，確保建筑物抗震體系的建設(shè)。

2.5 針對建筑物結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求設(shè)計結(jié)果措施

在外界壓力下，建筑物會產(chǎn)生伸縮縫、沉降縫等各種裂縫，這不僅影響了建筑物的外觀，更增加了影響了建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，造成安全隱患。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中伸縮縫的存在是為了防止建筑物因為外界環(huán)境而產(chǎn)生熱脹冷縮進(jìn)而使墻體開裂，因此，在結(jié)構(gòu)措施中，設(shè)計者應(yīng)根據(jù)建筑物規(guī)格要求設(shè)計變形縫。例如設(shè)計伸縮縫時，通常沿建筑物長度方向每隔一定距離或結(jié)構(gòu)變化較大處在垂直方向預(yù)留縫隙，將基礎(chǔ)以上的建筑構(gòu)件全部斷開，分為各自獨立的能在水平方向自由伸縮的部分。這樣基礎(chǔ)部分受溫度變化影響較小，并不會斷裂;設(shè)置沉降縫時，則應(yīng)該將建筑的基礎(chǔ)、墻體、樓層及屋頂?shù)炔糠秩吭诖怪狈较驍嚅_，形成獨立下沉的剛度單元，防止建筑物在沉降中出現(xiàn)縫隙^[3]。

總之，在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計者應(yīng)該通過概念設(shè)計，確保建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、真實、有效，結(jié)構(gòu)施工做好科學(xué)指導(dǎo)。在結(jié)構(gòu)措施應(yīng)用中，建筑施工的安排對于概念設(shè)計的依賴性較強(qiáng)，而設(shè)計者應(yīng)該從概念到實踐的過程中，明確二者的聯(lián)系，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中實現(xiàn)統(tǒng)一，這樣才能有效控制建筑施工成本，構(gòu)造出更為科學(xué)、完整、安全的建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，提高建筑整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋倩.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施的應(yīng)用探析[J].工程技術(shù)研究，2019（11）.

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[3]章俊鴻.分析概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要性及具體應(yīng)用[J].江西建材，2016（20）.

作者簡介：文景國（1987，2—），男，漢族，山東鄒平人，本科，山東維航工程設(shè)計有限公司助理工程師，研究方向：建筑工程設(shè)計。