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摘要：本文阐述了概念设计的含义，分析了其特点，重点以实际工程为例，全面研究了概念设计在建筑结构设计中的应用问题，并针对应用中的注意事项进行了总结与概况。
关键词：概念设计；建筑结构设计；应用
前言：概念设计是建筑结构设计的主要方法之一，要求工程师以业主要求为依据，对建设结构进行设计，使其能够既满足建筑设计的要求，又能够满足业主的需要。该设计方法的应用，要求工程师不断分析问题、发现问题，并解决问题，以使设计结果达到更好。
1 概念设计概述
1.1 概念设计简介
概念设计指的是从设计构思，到初步概念设计，再到初步施工图设计以及深化概念设计的过程，在建筑结构设计过程中，该设计方法应用较为频繁[1]。随着社会对以人为本理念重视程度的提高，概念设计逐渐成为了建筑设计中关注的重点。
1.2 概念设计特点
概念设计的特点主要体现在以下方面[2]：（1）分析：根据概念设计的要求，在具体设计建筑结构之前，工程师需将业主的需求以及建筑领域国家标准要求，对整个工程的设计方案进行分析，形成初步的设计思路。（2）综合：工程师将不同的施工思路整理出来，形成不同的施工方案[3]。（3）评估：对各项施工方案进行评估，包括可行性评估、工期评估、成本评估、质量评估等。（4）完成：方案评估后，将其互相对比，并找出最具有可行性的方案作为主要施工方案，以此为基础，设计施工图纸，并对其加以优化[4]。
2 概念设计在建筑结构设计中的应用
以实际工程为例，对概念设计在建筑结构设计中的应用问题进行了研究：
2.1 工程概况
工程位于广东省，属大型体育馆，可容纳7900人，由比赛大厅、服务用房、管理与设备用房三部分构成。比赛厅面积4775m2，每座平均面积0.60m2。从建筑结构方面看，主要包括屋盖结构、下部支撑结构、结构构造等几个个部分。其中屋盖结构以平面结构、空间结构、组合结构为主。下部支撑结构以框架结构、矿剪结构、主支简结构。为确保工程设计合理，能够为馆内观众提供更加舒适的体验，确保工程质量可达到要求，决定采用概念设计方法对建筑结构进行设计。
2.2 概念设计应用流程
（1）工程师分析分析体育馆观众对于舒适度、声音等的要求，以及工程质量要求，提出最初设计思路。（2）评价各思路的优势与劣势。（3）最终形成具体设计方案。
2.3 概念设计在建筑结构设计中的应用
2.3.1 屋盖结构设计
（1）受力性能分析：屋盖结构以网架结构为主，属双向受力空间结构，可将最短向的直杆以最短路线把荷载传递到边界。（2）网格尺寸：上弦节间尺寸5.21m，下弦节间尺寸6.84m。网格尺寸适当增大，提高杆件的承载力。（3）高度设计：屋面荷载1.5KN/m2，为短跨的1/15.（4）结构选择：采用三层网架设计，由米字型桁架交叉组成，可使网架厚度达到最高，承载力增强。（5）用钢量：考虑跨度与用钢量的关系（表1），确定了网架用钢量。（6）结构设计完成：图1
2.3.2 下部支撑结构设计
（1）施工缝、变形缝设计：受建筑环境影响，下部支撑结构容易出现施工缝或变形缝。考虑这一问题，在计算了混凝土凝固时温度的基础上，将体育馆下部支撑结构设计确定为了无缝设计。（2）支撑梁、柱设计：空间网格结构为周边支撑，周边框架需承受的荷载较大，考虑这一问题，对预应力等进行了计算，提高了结构的稳定性。（3）短柱设计：柱的破坏与其高度存在联系，以中长柱为例，两者间的关系为4＜H/b＜6。（4）悬挑构建与斜撑柱设计：为提高结构的灵活性，将主框架设计成为了图2形式：
2.3.3 杆件设计
（1）杆件材料：采用Q235钢作为主要杆件材料。（2）杆件长度：杆件长度需根据连接形式的不同而变化，以焊接空心球节点连接形式为例，弦杆应为0.9，腹杆中，支座腹杆应为0.9，其他腹杆应为0.75。（3）杆件容许长细比：网架结构下，受压杆件与压弯杆件容许长细比为180，一般受力杆件为400，支座处受静力杆件为300，直接承受动力荷载的杆件应为250。（4）截面积：普通钢普通钢管φ50×3。
3 注意事项
设计过程中，应注意对各项参数的计算，在概念设计过程中，应首先提出不同种方案，继而根据工程需求，对方案进行选择，确定最优方案，案例工程中体育馆的屋盖设计以及下部支撑结构等，均秉承这一方法而完成。设计完成后，工程质量可达到要求，设计效果较好。
结论：
综上所述，概念设计用于建筑结构设计中，可提高结构设计的优化水平，提高施工方案的可行性，对于建筑力学性能的保证，以及使用性能的增加，都具有重要价值。各工程可将概念设计应用到具体结构设计过程中，以使结构设计水平得到进一步的提高，全面提高建筑质量，延长其使用寿命。
参考文献：
[1]章俊鸿. 分析概念设计在建筑结构设计中的重要性及具体应用[J]. 江西建材,2016,(20):47.
[2]唐云启. 研究概念设计在建筑结构设计中的意义及应用[J]. 建材与装饰,2015,(52):90-91.
[3]苗寅,赵伯霖. 有关概念设计在建筑结构设计中的具体应用初探[J]. 河南科技,2014,(24):185-186.
[4]汤兰. 试论概念设计在建筑结构设计中的应用分析[J]. 科技创新与应用,2014,(29):229.
论文作者:麦家明
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/4
标签：概念论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑论文; 网架论文; 荷载论文; 工程论文; 《基层建设》2017年3期论文;