概念設計在建筑結構設計中的應用

孫俊若 張玄

摘要：近年來，我國建筑行業得到了迅速發展，建筑工程項目的施工規模以及結構復雜性也得到了提高，對建筑結構設計工作提出了更高的要求。如果建筑結構設計不合理，會直接影響到筑工程的施工效果跟施工效益，甚至導致一系列安全事故。因此，相關建筑設計人員還需要加強概念設計在建筑結構設計工作中的應用力度，促進建筑結構設計的科學性和可行性進一步提高，為建筑工程的后續建設奠定良好基礎。

關鍵詞：概念設計;建筑;結構設計;應用

1建筑結構設計概述

作為建筑工程建設中至關重要的一個環節，結構設計從根本上決定了建筑物的整體布局。其是專業建筑工程設計師依據工程的實際情況完成的建筑整體設計。在整個設計過程中，為了充分保證建筑工程的質量，要求設計人員要嚴格依據國家相關設計標準來進行設計，從而使建筑結構滿足標準的要求，由此在文件規定的時間內將建筑施工方法許可書審理下來。建筑結構設計的內容和思路主要是通過施工設計圖紙來體現出來的。

在對建筑結構進行設計時，為了保障建筑能夠與周圍的環境融合，并且充分滿足建筑的使用用途就要對建筑結構設計方案進行科學有效的設計，在建筑方案確定下來以后就要依據方案圖紙來進行結構計算，整個計算過程要充分保證計算結果的精確性，由此來確保工程的實際情況與設計保持一致以及工程施工質量和施工進度、安全性達到規定的要求。

2基礎原則

2.1科學受力基礎原則

在建筑結構設計中，要充分考慮建筑受力的情況。應用概念設計理念可準確分析建筑結構的受力情況和形變影響因素。通過分析可知，對于建筑結構而言，均勻受力優于集中受力，多跨連續結構優于單跨結構。在具體建筑工程中應用概念設計，要遵循受力基本原則，優化建筑結構的空間設計、梁柱設計、結構受力等。基于科學的受力分析，重點關注變形部位的設計工作，通過提高結構受力的科學性實現設計要求。盡量使建筑結構受力均勻，防止受力的過度集中導致建筑結構變形。

2.2優選基礎原則

在建筑結構設計過程中，概念設計可清晰、完整地表達建筑工程整體構成的基本內容。對結構設計進行優化時，應根據建筑工程的結構特點進行合理性分析，再根據建筑的載荷、環境條件等，優選符合標準的設計方案，合理使用線型、交叉、平面、疊合等設計手段，提升建筑工程的設計效果。對建筑工程的地質條件、建筑承載力等情況進行科學判斷，確保建筑工程的安全性。

3概念設計在建筑結構設計中的具體應用

3.1在施工場地規劃中的應用

在建筑結構設計中，首先需要就項目的施工場地進行合理規劃，為后續的工程建設施工奠定良好基礎。施工場地的規劃效果直接影響建筑后期的建設效果，通過概念設計的應用，能夠對以往場地規劃中存在的弊端進行及時解決。

概念設計的全局性特征，能夠幫助設計人員對地形、地質以及建筑物結構等進行綜合分析與協調，基于多種方案的評估進行最適合施工要求場地的選擇，減少地形地質條件要素對建筑結構設計效果所造成的影響。

例如在進行高層建筑的結構設計過程中，通過概念設計技術的應用，能夠幫助設計人員就建筑物的地方光照、樓層高度、人口密度以及停車位布局等參數進行綜合考慮，實現建筑設計和施工用地兩者之間的協調性，促進施工場地規劃的合理性進一步提高。

3.2選擇科學的結構材料

除了施工場地外，建筑結構施工材料也是影響工程質量的重要因素，建筑工程結構所涉及到的材料類型較為豐富，其中最常見的是鋼筋與混凝土，這兩種建材是建筑質量的審查核心。由于概念設計的本質，因此在建筑結構設計的過程中，應結合該項工程的特定要求進行選購建材，而非一味地按照普通建筑標準進行購置，以加強建筑結構設計的合理性。

例如，一般的建筑工程均挑選強度達到C20的箍筋與混凝土，同時縱向筋應達到10mm的直徑標準，且強度標準必須達到C25水平。另一方面，建筑材料的選擇與購置必須充分考慮建材本身與建筑整體的契合度。具體而言，鋼筋結構的連接區域必須按照一、二級抗震標準進行焊接固定，以此確保建筑整體結構的安全質量，并充分考慮節點與弱桿件兩部分。

3.3在抗震、鋼混結構中的應用

結構抗震設計是目前建筑工程設計的重要工作內容。項目設計人員應預先收集建筑工程的結構設計數據，錄入BIM管理模型中，準確計算建筑結構的強度。根據建筑工程所在地的抗震規范要求，確定建筑工程的抗震設計要求，然后進行配筋量的計算。使用概念設計理念進行建筑的抗震設計，可實現建筑結構所需配筋量、剛度要求等工程技術指標的綜合分析，使設計方案滿足抗震要求，同時降低工程資源的消耗，節約工程建設成本。

3.4在計算機分析中的應用

應用計算機網絡技術可提高建筑工程管理的工作效率。計算機網絡技術能夠減緩設計人員的工作壓力，提高數據計算的準確性，提升工程設計水平，但過度依賴計算機工具，容易降低工程技術人員的學習積極性，對專業技術的學習造成阻礙。雖然計算機能夠提高設計人員的結構設計工作效率，若選擇的應用軟件不合適，或技術人員的計算機操作能力不足，會影響最終的設計結果。

概念設計可較好彌補計算機應用的不足之處。概念設計要求設計人員應對建筑結構的理論知識進行深入了解，同時提升自身的設計水平。對需求的全面分析，使項目設計人員能夠更加明確工程的設計目標，從而制定有效的設計實施方案。使用概念設計的理念還可實現建筑結構設計的優化，使工程設計人員明確設計思想，有利于實現業主的需求。

3.5在協同工作中的應用

協同工作是結構設計的重要概念，要求在一個建筑結構內部，其能夠承載極限狀態下的合力受力，且不會對建筑結構造成破壞。因此在建筑結構的協同工作中，設計人員需要通過概念設計的方式，強化構件之間的配合力度，促進建筑物中構件的作用都能夠得以充分發揮。此外，協同工作還體現在各個結構構件在受力中具備分工均勻的特性。建筑結構設計人員需要在結合建筑項目整體需求的基礎上，加大對建筑結構剛度等參數的重視力度，在保障建筑結構承載力能夠滿足建筑物的功能需求基礎上，進一步提高建筑結構面積的占有率以及平面利用率，有效減少建筑項目在后續工程施工中產生的建材損耗，對建筑工程項目整體施工效益的提升具有積極意義。

3.6在平面結構中的應用

高層建筑的設計需考慮風荷載對建筑結構造成的影響。通常建筑物越高，受到的風荷載影響越大。如果建筑物長期承受來自各水平方向力的作用，會使建筑物側面發生位移。所以，在分析建筑物遭受風荷載影響的過程中，應先對鄰近建筑物的風荷載影響進行詳細分析，將分析結論用于建筑結構的設計工作中，提高建筑工程的抗風能力。

進行建筑物的整體平面設計時，可使用概念設計，對風荷載影響下建筑物結構的側移問題進行綜合分析。選擇抗風性良好的平面類型，分析時也應考慮建筑四周的高層建筑對風壓造成的影響，根據建筑物需抵抗的豎向及水平荷載力，解決建筑平面設計中的工程問題，從而提升建筑平面的結構質量。

結論

綜上所述，建筑結構設計的內容極其復雜，對設計師的能力要求較高，需要同時具備充足的專業知識沉淀以及相對豐富的工作經驗。只有將專業知識與工作實踐相互融合，融會貫通，才能提升建筑結構設計的合理性、安全性與適用性。除此之外，還應積極努力地創新我國建筑結構設計理念，總結出一套真正適合國情的高效結構設計方案。

參考文獻

[1]李林.分析建筑結構設計過程中的概念設計及結構措施關鍵研究[J].智能城市，2019，5（13）：45-46.

[2]高云嬌.概念設計與結構措施在建筑結構設計中的應用策略[J].中華建設，2021（02）：136-137.

[3]王少嶠.概念設計與結構措施在建筑結構設計中的應用方法探討[J].建材與裝飾，2020（18）：68+70.