建筑結構設計中概念設計與結構措施的應用

彭頂

摘 要：結構概念設計對于建筑工程結構設計工作有著十分重要的作用，合理地結合結構概念設計和結構措施能夠將建筑結構的經濟性和安全性全面提升。為了進一步探究概念設計在建筑結構設計中的應用，本文以具體案例為例，分析建筑結構設計的優化措施，將結構主體損傷問題減到最小。

關鍵詞：建筑;結構設計;概念設計;結構措施

引言

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升，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，會直接影響到建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。

1 概念設計在建筑結構設計中的具體應用

1.1 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場地要求的選擇，減少地形地質條件因素對建筑結構設計效果所造成的影響。其中工業建筑中的鋼結構廠房設計也不例外。設計者需要根據工業廠房的實際環境，生產工藝，采用合理的結構形式與方案。根據當地風壓、雪壓等荷載工況的不同，經過系統計算，設計出合理結構構件截面。并且圖紙需要對施工材料的型號、規格、施工順序、條件等有明確的標注，避免施工技術人員理解偏差對施工效果造成的影響。

1.2 改善結構抗震性能

在現代建筑物中，從設計評估上來看，就結構設計而言，抗震能力屬于很重要的衡量指標。為改善結構抗震性能，就應基于概念設計，聯合結構措施轉變設計思維，積累設計經驗。在本項目中從概念設計實踐經驗出發，集中采取措施來提升建筑結構的實際抗震能力，具體思路如下。

（1） 認真分析本項目中涉及的防震數據信息，并逐一討論會影響關聯性的基礎因素。最后認為在規范其余客觀條件一定時，控制建筑原材料的質量安全屬于增強建筑結構實際抗震能力的重要工作。所以，在開始施工前應從現代產業鏈思想出發，將建筑原材料作為項目專題設計內容之一。

（2） 根據項目立項，先全面考察結構設計涉及的參數及有關防震數據信息。在擬建目標中，根據定位要求來調研市場，主要涉及原材料種類、名稱、性能、規格、構成、工藝、缺點、售價等內容。再基于試驗分析比較樣品，并統一確定所選原材料。（3）提出和生產要素一致的原材料驗收基礎指標、使用指標、生產指標，并在各層次結構的規劃設計中加以靈活運用，以確保材料質量安全。（4）按照概念設計經驗，逐一列舉施工環節所對應的“作業要素、建設指標”總清單，進而提前預防施工中的不良偷工減料或刻意壓低原材料投入的現象，以全方位控制建筑結構的整體安全性，真正改善建筑結構的實際抗震性能[3]。

1.3 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，各個構件能夠承擔極限狀態下的外力荷載，且不會對建筑結構造成破壞。因此在考慮建筑結構的協同工作時，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，使得建筑物中各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[2]。

1.4 結構設計中提高材料利用率

在結構設計階段，結構措施在設計師的工作中起著重要的支點作用， 它能保證結構設計工作的完整性，并能有效提高設計師在結構設計活動中的工作能力。在設計階段，結構措施的關鍵作用是能有效協調設計師在各方面的設計工作。在施工和措施組織設計工作中，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，使設計工作能夠滿足低碳環保要求。

例如具有矩形橫截面的壓縮構件利用率低，這是因為梁在特定的施工階段更容易改變，并且材料利用率不足，而通過概念設計和結構分析，可以對梁截面的變形梯度進行科學合理的改變和調整，從而在軸向力不確定的情況下可以顯著提高材料的利用率[4]。

2 概念設計與結構措施的應用優化措施分析

2.1 提升設計人員能力以及設計方案內容

建筑工程結構的穩定性和設計效果直接受到設計人員結構設計水平和資質能力的影響。為此，應當加強設計人員專業能力的提升，從而達到優化設計方案內容的效果。設計人員需要加強對建筑結構工程整體實際情況的分析，明確掌握當前建筑結構工程的抗震性能需求、主體構造強度情況，定期參與學習培訓，積極提升自身的專業水平和業務能力[1]。

2.2 協調整體布局

鋼結構設計要與整體的生產模式相匹配，這是保證企業正常生產的必備條件。所以設計者要充分考慮工業廠房的實際用途，設計更加經濟實用并滿足生產工藝的鋼結構工業廠房。所以在通常情況下，設計者要根據生產需求，在滿足廠房墻體厚度和高度的條件下，合理分布鋼結構支架，保證整個廠房結構受力均衡。相關工作人員在進行具體項目設計之前，需要充分了解工業廠房生產需求，確保結構布置和生產工藝可以為對方提供一定的便利條件。在設計工藝布置圖之前，建設方必須提供工藝圖，確保設計師能夠充分理解工藝布置和柱間支撐位置的關系，與此同時，還需要確保工業廠房結構能夠最大程度滿足需求，進而保障整體結構具有更高的合理性和安全性。除此之外，在具體設計過程中，還需要對鋼材性能加強重視，在選擇應用鋼材時，相關人員必須對其整體工業設計方案全面掌握， 基于具體要求進行鋼材采購，保障廠房整體性能[5]。

2.3 優化結構計算

隨著現代技術的不斷發展，鋼結構工業廠房的設計，設計人員根據現場的測量結果，會利用相關的計算機軟件，對不同的要求進行相關計算， 從而得出不同的驗算結果，計算過程更加全面和精確，不僅提高了工作效率、施工效率，也能核算比選出最優方案，減少了反復修改方案的次數[5]。

結束語

在建筑結構設計中要確保結構設計計算結果的有效性和可靠性，并將概念設計和結構措施融入到設計工作中。另外，建筑物的實際建筑過程也應更加高效，以確保概念設計與結構設計及措施充分互補并發揮應有的作用，從而使概念設計和結構措施協同工作，以構建更加科學、完整的建筑結構體系，達到節省建筑原材料的目標。

參考文獻：

[1] 陳立新.探索概念設計與結構措施在建筑結構設計中的應用[J].居舍， 2019，（14）.

[2] 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）.

[3] 農宇春.評價概念設計在建筑結構設計中的應用[J].低碳世界，2021，11 （1）：96-97.

[4] 張鋒.概念設計與結構措施在建筑結構設計中的應用研究[J].建材與裝飾，2021，17（3）：108-109.

[5] 劉軒銘，王海.工業廠房結構設計中鋼結構設計的應用研究[J].建筑工程技術與設計，2020，（8）：134.