概念設計與結構措施在建筑結構設計中的應用

羅崇寧

甘肅省城鄉規劃設計研究院有限公司 甘肅蘭州 730000

近年來我國建筑行業發展迅速，要求建筑設計人員能夠積極在建筑結構設計中應用到概念設計，在結合現代化建筑管理信息服務系統的基礎上，充分發揮概念設計的應用效果，促進建筑結構的設計合理性和可行性進一步提升，從后續的建筑項目施工建設提供良好的設計方案。在設計建筑結構中，科學應用概念設計、結構措施，發揮著關鍵的作用，既能夠大力確保建筑結構的整體穩定度、安全性，又能夠令建筑物更加美觀、經濟實用，進而更好地服務于社會。

1 概念設計概述

在設計建筑結構中，設計師通過概念設計，可以實現多元化需求。設計人員應從自己擁有的設計經驗出發，立足理論知識、設計要求來展開概念設計。除了有助于科學規劃、布局建筑內部的結構單元及整個抗震系統外，還可以在起始階段便做好預算對比。該設計方式具有很高的準確性且概念十分明確，有助于后續設計的順利展開，從而增大建設所涉及的各方的實際效益，真正實現項目目標。因此，在具體的設計中，應通過概念設計、基于結構措施來確保各專業設計的實際質量，力爭提出更加合理、科學的方案，以更順利地完成工程建設任務。一般而言，概念設計還能夠被進一步細化，并形成研究、綜合、評估環節。其中研究指的是全方位了解項目內容，及時找出問題所在[1]。

2 概念設計重要意義

概念設計主要指在結合用戶具體標準需求基礎上，進行相關的概念性產品的設計工作，借此實現模糊抽象以及形象具體的直觀轉變，保障建筑結構設計的科學性和可行性。概念設計作為一種新型的設計理念，其需要將設計理念融入建筑結構設計的全過程，促進整體設計結果得以提高。在建筑工程項目的結構設計工作中，概念設計主要處于結構設計的初期階段，實現設計理念和經驗的充分融合，隨后通過科學結構布局方式，做好抗震設計等結構設計工作。

合理應用建筑概念設計能夠提高建筑設計的合理性，可以實現工程師實踐能力的提升。通過加強概念設計的應用和落實能夠將建筑設計師們的概念設計能力全面、科學地提升優化，有助于培養設計人員改革創新意識。在具體應用概念設計過程中，應當明確建筑結構受力概念，從多角度對建筑結構的受力情況進行分析，從而實現結構方案的優化。設計師秉持開拓創新理念，對不同建筑的需求進行合理分析，豐富和完善建筑結構設計，將建筑物的活力提升，可以實現建筑設計方案經濟性和安全性的提升[2]。

3 概念設計在建筑結構設計中的應用

3.1 遵循結構設計規范

雖然概念設計能夠滿足部分建筑施工的特定要求，但是在實際的設計過程中，卻很少有人真正按照特定標準來執行。如此一來，導致概念設計的效用降低，甚至出現無效化設計等現象，或推翻原設計方案進行重新設計，在很大程度上限制了施工效率的提升，在受到部分其他因素影響的情況下，甚至無法在規定工期內完成竣工決算，從而影響建筑企業的經營效益。

3.2 在方案選擇中應用

為了確保建筑方案的科學性，確保建筑工程的質量要求和經濟效益，工程管理者會比選多個規劃設計方案，不同的規劃方案存在關注點的差異性，工程管理者會根據項目的實際需求，對設計方案進行綜合評估，最終確定最適合項目建設的設計方案。在結構設計中應用概念設計，能夠提高多個規劃方案的比選效率，同時確保比選過程的客觀性和科學性，有利于項目管理者做出正確的決策。同時還可用于方案的可行性分析，綜合評價諸多因素對建筑結構設計的影響，使確定的建筑結構設計方案具有較高的可靠性，對實現建筑工程的社會價值和經濟效益具有積極的促進作用[3]。

3.3 計算機分析

在建筑過程中應用計算機技術，能夠將設計人員從繁重的工作中解放出來，這對疏解工作壓力很有幫助。但事情有利，就會有弊。當前，設計人員對計算機技術的依賴性過強。工作能夠輕松解決，人員就會變得懈怠，不會主動深入學習專業知識。設計能力停滯不前，設計成果自然不盡如人意。要想扭轉這個局面，需要糾正錯誤看法。計算機技術是輔助工具，提升自身實力才是關鍵[3]。設計人員要有終身學習的意識，主動投身到學習中。通過不懈的努力，使知識更加充盈，可應對工作中各種變化。同時，使技術更加精湛，能夠判別計算機軟件的優劣，以及計算結構的準確性。

3.4 在施工場地規劃中應用

開展建筑結構設計過程中，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。

3.5 合理選擇建筑主體結構

建筑工程結構設計過程中，合理性和對稱性是設計建筑結構時要遵循的基本原則。該原理可有效減少建筑材料的使用，節省建筑材料，確保建筑結構中非結構部件的良好安全性和穩定性，并降低建筑結構的扭轉力。建筑結構對稱的特征是整個或部分建筑結構內的相互對應和統一，在特定的設計階段，為確保建筑物結構的對稱性，可以對建筑物質心或平面重心的實際距離進行合理調整，并有效調整重心，從而確保建筑結構的對稱性。

3.6 在基礎設計中應用

基礎設計作為建筑結構設計的重要內容，因此設計人員需要做好建筑工程的基礎設計工作，保障基礎結構作用的充分發揮，為后續施工奠定良好的基礎。在進行地基結構設計過程中，通過概念設計的應用，可以促進設計質量進一步提高。例如概念設計在應用于高層建筑地基筏型基礎時，可以分為梁板式以及平板式兩種類型，能夠幫助設計人員就施工區域的地形特點、樓層的實際承壓要求以及對施工材料的性能要求等因素進行綜合分析，借此保障地基結構的設計合理性，為建筑工程的后續開展提供良好的基礎。通過概念設計的應用，不需要設計人員將過多的精力消耗在數據信息上，但需要對混凝土特性有全面系統的認知，保障基礎施工強度能夠滿足建筑工程項目的實際建設需求。

3.7 在結構構件設計中應用

構件材料作為建筑工程施工的基礎要素，概念設計的作用再大，在沒有構件材料的支持下也無法發揮效用。從作用的角度分析概念設計可以加強建筑物的合理性與安全性，但必須以具備良好的構件為前提。在此期間，構件的標準應當隨著抗震需求的差異及時做出相應的調整。因為多數建筑結構屬于超靜定結構，所以設計建筑結構的過程中必須設置多道防線，當出現安全風險時，建筑安全就會多一份保障。

3.8 在平面結構中應用

建筑的設計人員要充分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。

3.9 做好抗震設計

建筑結構設計過程中要重視抗震設計，也是最為關鍵的一步。設計人員要全面了解建筑場地情況，并準確掌握建筑結構的相關參數。結合兩方面內容，計算出地震荷載。依托這一數值確定配筋數量?？茖W表明，剛度、地震力、配筋數量之間存在緊密聯系，可以說是牽一發而動全身。建筑結構的剛度提高時，地震力也會隨之增大，這時就需要配置更多的鋼筋。反之，使用鋼筋越多，說明強度、抗震力的要求越嚴苛。倘若人員抗震設計能力不足，就需要從兩方面入手，一是從理論基礎中汲取思路，二是從實務操作中積累經驗。經過一系列學習，不能說思如泉涌，但最起碼符合設計要求。在設計過程中，設計人員要懂得創新。

4 結構措施在建筑結構設計中的應用

4.1 做好結構設計規劃

結構設計的效率與質量取決于設計師的綜合素質與專業能力，因此設計師應具備相對豐富的工作經驗，通過多年來的知識沉淀，設計師可以沉著應對任何緊急情況，及時制定策略并落到實處，有效解決問題。高效的結構設計規劃主要是為了應對一些風險隱患而制定的，設計師可參閱行業內資料，充分考慮工程中可能會發生的部分問題，預先設想解決方案。

4.2 在設計期間嚴格落實低碳經濟性原則

針對于建筑空間設計來講，在設計過程中，需要重點考慮空間設計建筑的安全性和我國標準要求是否相符合，只有在保證安全性的基礎上考慮好設計要點才是最為合理的。在這其中。建筑安全設計設計到了諸多的要點，比如消防、抗震等均要滿足國家要求，在滿足基本性原則的基礎上將建筑設計的低碳經濟性好美觀性全面的體現出來。對于低碳經濟原則來講，能夠將建筑和環境之間的聯系性體現出來，以此提高企業經濟效益。

4.3 結構設計中提升材料利用率

建筑工程結構設計過程中，結構措施在設計師的工作中起著重要的支持作用，提供了更完整的結構設計以及有效執行了與結構活動有關的工作能力。在設計階段，結構措施的關鍵作用是有效協調設計師的設計工作。在施工和設計工作中，可以充分保證建筑結構的穩定性，并可以有效提高建筑材料的利用率。另外，設計師必須在保證設計效果的前提下減少材料重量和材料成本，使設計工作能夠順利進行。

4.4 確保建筑主體結構設計的合理性

建筑結構設計合理性以及對稱性是建筑結構設計過程中的一項重要原則，因此設計人員在進行建筑結構設計時要對其予以高度重視。而這樣的設計不僅能夠有效地減少建筑的扭矩力，而且還能提高建筑結構的穩定性，更好地滿足建筑質量和安全性的要求。再有就是因為對稱性主要應用在抗側力結構上，因此通過對結構間距離的科學調整就能夠實現建筑結構的對稱性。而且科學合理的設計還能夠實現對建筑材料的科學應用，減少不必要的浪費，從而更好地實現企業的經濟效益。

4.5 建筑結構體系的協同工作

我國近些年建筑行業持續發展，促使涌現出了越來越多的高層建筑、超高層建筑，有的工程中會發生短柱現象，這不利于保證建筑結構的抗震性，所以需要采取加固措施。在設計過程中，通常需要采用加強構造柱的方式發揮建筑結構中所有構件的水平應力。為此，可以采用協同設計的方法，充分發揮建筑結構中每個構建的作用，將建筑材料的利用率提高，真正地落實結構措施和概念設計的方式，在保證建筑物質量水平的同時加強節約，為企業創造更多的經濟效益。

5 結語

當前，建設項目的建設過程較為復雜，結構設計作為關鍵組成部分，不僅決定了建設項目順利實施的可能性，而且為后續建設奠定了堅實的基礎。在建筑設計中，先進的概念設計起到的作用至關重要，可以平衡建筑的經濟性、功能性與美觀性。為進一步完善建筑體系的結構設計，應基于概念設計大力改進、創新結構措施，及時探索出最理想的結構設計方法，進而有機融合概念與結構設計，充分提升建筑水平。