建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計分析

李振?魯曉喆?王欣

摘 要：建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑工程實際施工中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其會影響建筑工程的安全性與穩(wěn)定性，因此提升建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)的管理工作極為關(guān)鍵。隨著人們生活質(zhì)量的不斷提升，對建筑工程質(zhì)量的要求也逐漸提升了，要求對設(shè)計工作方式、理念等進行創(chuàng)新改革，概念設(shè)計是現(xiàn)代化的設(shè)計理念，能夠?qū)蛻粢筮M行有效滿足，具有非常良好的應(yīng)用價值。下面筆者就對此展開探討。

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

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計指的是在規(guī)劃建筑物結(jié)構(gòu)方案的階段時，建筑項目的總工程師將現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)形態(tài)與自身的工作經(jīng)驗結(jié)合在一起，從而深入探究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性與實用性，評估其成本造價及綜合效益，并在確保滿足業(yè)主單位基本需求的情況下對建筑結(jié)構(gòu)的整體布局進行不斷優(yōu)化，最終取得提高設(shè)計質(zhì)量的根本目的。

一、概念設(shè)計的作用

針對建筑工程結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，概念設(shè)計具有極為關(guān)鍵的作用，其能夠涵蓋所有工程建設(shè)相關(guān)的現(xiàn)代化思想。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，很多設(shè)計工作者會對現(xiàn)代化的科技、設(shè)備等產(chǎn)生依賴，導(dǎo)致設(shè)計作品中欠缺應(yīng)用的新意，難以彰顯出創(chuàng)新發(fā)展。計算機技術(shù)的進步與發(fā)展，設(shè)計工作逐漸被簡化，建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計理念，計算結(jié)構(gòu)軟件存在很多矛盾問題，計算機難以對所有建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。針對結(jié)構(gòu)工程師而言，對設(shè)計規(guī)范相關(guān)內(nèi)容的依賴，不利于創(chuàng)新設(shè)計的發(fā)展。把時間操作和概念設(shè)計進行有機結(jié)合，能夠獲得更為完美的結(jié)構(gòu)作品，在建筑工程項目的設(shè)計工作中運用概念設(shè)計是非常關(guān)鍵的，這是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與計算理論當(dāng)中有很多問題存在，讓建筑結(jié)構(gòu)方面的計算結(jié)果與實際受力之間存在差異，所以，要基于概念設(shè)計相關(guān)理論進行有效補充。在對建筑工程實施設(shè)計的時候，初步設(shè)計難以使用計算機來進行，要求結(jié)構(gòu)設(shè)計工作者基于自身對概念理論的掌握，選擇最為合理的設(shè)計方案，要求設(shè)計工作者具有良好的專業(yè)技術(shù)能力，能夠讓自己的結(jié)構(gòu)概念相關(guān)理論更為豐富，實際操作過程中，要對概念理論進行牢固掌握與靈活運用。

二、建筑結(jié)構(gòu)及概念設(shè)計的要點分析

建筑結(jié)構(gòu)指的是將建筑物自身的設(shè)計特色及特征通過特定的結(jié)構(gòu)形式所呈現(xiàn)出的最終結(jié)果，在應(yīng)用不同的設(shè)計方案和設(shè)計理念的情況下，建筑結(jié)構(gòu)的最終形態(tài)也是不盡相同的。在實踐當(dāng)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括以下三部分 ：一是方案的設(shè)計。方案的設(shè)計需要從建筑工程項目使用目的角度出發(fā)，即在滿足其實用性需求的情況下，保證工程自身基本的建設(shè)質(zhì)量，并在綜合生產(chǎn)要素、施工環(huán)境、施工技術(shù)等多種因素的基礎(chǔ)上確定最終的建筑設(shè)計方案。而建筑結(jié)構(gòu)方案則是以設(shè)計方案為前提，重點設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，如承重體系、支撐體系、受力體系等，且不同的體系之間不得產(chǎn)生互相的負面影響，并能夠共存在同一建筑體內(nèi)。同時，方案的設(shè)計不僅要在質(zhì)量層面達到業(yè)主單位的基本需求，更要具有實用性和經(jīng)濟性，即可以在現(xiàn)有的施工環(huán)境和施工技術(shù)下完成結(jié)構(gòu)體的建設(shè)，且其成本造價不得超過預(yù)期的成本范疇。二是結(jié)構(gòu)的計算。從某種角度來看，建筑物是由多種不同的結(jié)構(gòu)體所組成的，不同的結(jié)構(gòu)體在功能、規(guī)格、外形方面均存在較大的差異性，且其受力情況、荷載情況及內(nèi)作用力也不盡相同。在計算方式的選擇方面，設(shè)計人員需要根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的類型、規(guī)格以及與其相連的其他結(jié)構(gòu)而采取合理的計算方式，且需要經(jīng)過嚴格的后期審核后才可以使用，從而達到保證計算準確的目的。為確保大量的結(jié)構(gòu)體可以共存，前期的結(jié)構(gòu)計算工作至關(guān)重要，且會直接影響到建筑物的穩(wěn)定性和安全性。三是結(jié)構(gòu)施工設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計需要充分體現(xiàn)出精細化管理的原則，其需要具體到每一道工序、每一項技術(shù)的使用。同時，施工人員需要嚴格執(zhí)行預(yù)定的施工計劃，不得擅自對施工順序進行調(diào)整。

概念設(shè)計指的是在正式采用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案之前，分析設(shè)計方案的合理性，并對實際施工過程中可能出現(xiàn)的問題進行預(yù)判和分析，并通過優(yōu)化設(shè)計方案的措施來減少問題的影響或發(fā)生的概率。由此可見，概念設(shè)計是在建筑工程項目整體基礎(chǔ)上而建立的，其體現(xiàn)出了設(shè)計人員對于結(jié)構(gòu)設(shè)計的理解程度，從而起到優(yōu)化設(shè)計、減少問題發(fā)生概率的效果。而在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，概念設(shè)計理念可以幫助設(shè)計人員充分在設(shè)計成果當(dāng)中體現(xiàn)其設(shè)計追求和思想，其可以在虛擬的環(huán)境下幫助設(shè)計人員分析設(shè)計方法的合理與否。而從概念設(shè)計的角度來看，設(shè)計人員的概念設(shè)計水平不僅可以具體體現(xiàn)在最終的設(shè)計成果上，更能隱性的表達出設(shè)計者對于設(shè)計工作的認識及領(lǐng)悟，體現(xiàn)了設(shè)計者的思想意識形態(tài)。眾所周知，結(jié)構(gòu)設(shè)計者的工作核心在于妥善處置建筑結(jié)構(gòu)與自身構(gòu)件之間的和諧性，即設(shè)計人員需要在特定的環(huán)境和條件下，基于總體角度出發(fā)，完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，且需要確保結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的組合形態(tài)能夠發(fā)揮出其應(yīng)有的作用和價值。當(dāng)設(shè)計人員醉心于結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中時，對于概念設(shè)計的理解及實踐水平會隨著時間的推移而不斷進步，所應(yīng)用的設(shè)計方案也會更加趨于合理化、科學(xué)化。但是，想要達成這一目標的前提是設(shè)計者需要長期保證自身設(shè)計理念的先進性，并在自己的設(shè)計作品當(dāng)中貫徹創(chuàng)新精神和理念。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計措施分析

從某種意義來看，結(jié)構(gòu)措施的應(yīng)用取決于概念設(shè)計理念的體現(xiàn)，這也意味著概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中起到了不可替代的作用價值。但是，概念設(shè)計的應(yīng)用需要將多項因素有機結(jié)合在一起，并通過合理的結(jié)構(gòu)措施優(yōu)化概念設(shè)計，完善建筑結(jié)構(gòu)的受力體系，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形的現(xiàn)象。

（一）正確使用結(jié)構(gòu)體系

結(jié)構(gòu)體系是建筑工程項目的關(guān)鍵因素，而通過概念設(shè)計的方式對結(jié)構(gòu)體系進行完善的關(guān)鍵在于如何提升各項要素的契合度，既要確保各項要素有機結(jié)合，又要發(fā)揮出一加一大于二的效果。在構(gòu)建結(jié)構(gòu)體系的過程中，需要充分尊重基本的物理學(xué)原理，且通過合理的結(jié)構(gòu)措施手段應(yīng)用來提高各個關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位的牢固性和使用壽命。同時，設(shè)計人員需要關(guān)注外部因素對建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量及壽命的影響。

（二）優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)在多種類型的建筑工程中均有所使用，最常見的鋼結(jié)構(gòu)形態(tài)為鋼混結(jié)構(gòu)。與常規(guī)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)勢在于可以有效提升建筑本體的荷載力。在應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員需要確保建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)可以與鋼結(jié)構(gòu)有效銜接在一起，以免出現(xiàn)外部鋼結(jié)構(gòu)框架變形的問題。同時，外部鋼結(jié)構(gòu)框架的設(shè)計也需要應(yīng)用一定量的混凝土，以起到支撐的效果。整體來看，合理的鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)搭配，可以在一定比例的情況下達到優(yōu)勢互補、短板互補的效果。

（三）重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的本質(zhì)

盡管概念設(shè)計對于建筑物的優(yōu)化效果較為明顯，尤其是在提高建筑外觀的美觀性方面，但建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的本質(zhì)依然為保證建筑物穩(wěn)定性為基礎(chǔ)，若建筑物的穩(wěn)定性不足，則不僅會面臨較大的安全隱患，更會降低建筑自身的實用價值。因此，設(shè)計人員需要應(yīng)用具有穩(wěn)定性特征的結(jié)構(gòu)措施，并通過由點及面的方式，來促使建筑整體的承載力提升。

四、結(jié)語

綜上所述，概念設(shè)計與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之間存在必然的聯(lián)系性，因此，設(shè)計人員在應(yīng)用概念設(shè)計法時要基于建筑工程項目的實際情況開展工作，既要提高建筑外觀質(zhì)量，又要提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

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