关键词:建筑结构设计;概念设计;结构措施
一、概念设计与结构措施的定义
概念设计是在项目结构前期设计阶段中,对建筑结构间的力学关系与延性加以大体规划,从而明确建筑结构设计工作的基本思路,并在其基础上制定建筑结构初步设计方案。随后,开展深化设计与全面评估工作,细化方案内容,解决所存在的各项结构设计问题,直至工程设计方案符合国家相关施工规范、并充分体现概念设计理念。优良的建筑结构需要高品质的概念设计,从而可以保障建筑工程的安全性进而可靠性,不断优化建筑结构,提高整个建筑工程的经济效益。结构措施指所制定和实施的与建筑结构设计方案相匹配,并实现建筑结构概念设计理念的措施。结构措施的常见表现形式包括对建筑场地与施工用料的选择、对建筑结构的布置、引入悬索结构与钢混结构等等。
二、概念设计在建筑结构设计领域中的应用原则
1.建筑构件选型优化原则
建筑结构设计阶段中,必须加大对建筑构件选型设计方案的优化完善,全面掌握各类建筑构件的结构特征、相互之间的关联影响,并在其基础上合理制定建筑结构单元设计方案,才能保障建筑结构的稳定性。此外,在建筑构件选型优化过程中,应根据建筑结构特性与功能设计需求,综合分析各项结构设计影响因素。在充分保障建筑结构稳定性与安全性的前提下,合理设计建筑布局与基础系统。
2.渗透原则
在建筑结构设计阶段中,应注重充分渗透概念设计理念,深入了解建筑空间结构的功能作用,在其基础上形成三维设计理念。例如,在建筑结构变形设计环节,不仅要充分满足建筑结构的强度与刚度设计需求,同时也应确保建筑结构具有连续性以及对称性结构特征,在后续建筑工程施工和运营阶段,满足建筑结构变形以及受力要求。
三、概念设计与结构措施在建筑结构设计中的具体应用
1.对建筑场地的选择
建筑工程建设阶段,应选择适当的建筑场地,贯彻落实建筑结构设计方案,为建筑结构的稳定性、强度与抗震性等性能提供必要保障。提前组织开展工程地质勘察作业,在地质勘察结果基础上,综合分析日照间距、抗震因素、地层结构稳定性、有效防护距离等多项影响因素,远离危险地段、标记各处抗震地点。选择合适的建筑场地,最大程度降低外界因素与地震等不可抗力因素对建筑结构稳定性和安全性的影响。然后根据当地的气候、温度、地形地貌特征进行综合的分析,然后进行最基础的桩基础和箱型基础建设。
2.对建筑结构的选择
(1)建筑结构布置。如果建筑整体结构设计方案缺乏合理性,将会大大降低建筑结构的抗震性与稳定性,还会出现无法有效传递水平力的问题。因此,应明确建筑整体结构的概念设计理念及其基本思路。例如,在条件允许前提下,禁止设置L形建筑平面结构,以侧面提高建筑结构抗震性能,降低地震灾害对建筑结构的所造成的破坏程度。同时,应优先选择设计均匀对称、且立面形式较为简单的建筑整体结构,或是在特殊施工情况下选用不规则布局形式,同时开展加强设计工作,为建筑结构稳定性提供有力保障。
(2)建筑主体结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆严格遵循对称性与合理性建筑结构设计原则,以提高建筑非结构构件的稳定性,并降低建筑结构扭转力。例如,在某建筑工程主体结构设计方案中,通过对建筑物质心、结构侧心与平面形心的有效调整,实现了对建筑结构对称性的优化提升。
3.引入钢混结构
在建筑结构设计方案中引入钢混结构,将充分发挥钢筋材料与混凝土材料的特性,针对性提升建筑结构刚度与稳定性能。而这一结构措施的应用机理是通过钢筋材料对混凝土材料将产生一定程度的约束影响,混凝土蠕变时将引起混凝土与钢筋二者间的应力重分配,不但大幅降低了建筑结构扭曲变形施工问题的出现概率,同时也将提升混凝土强度系数。而基于钢筋混凝土结构的特性,在建筑结构受到地震不可抗力因素影响时,将得到有力防护,减小损失。此外,在钢筋混凝土结构中,混凝土结构将会持续为钢筋材料提供支撑力,二者特性优势得到互补,共同抵抗外力,实现了对建筑结构承载力的提升。
4.引入悬索结构
建筑结构设计方案中,所引入悬索结构主要分为索网结构、单层索网与双层悬索体系三种。悬索结构主要使用拉杆装置,大幅提高了建筑结构水平应力以及施工用料的实际利用率。在同步引入悬索结构与高强度施工材料时,进一步提高建筑结构各项性能。此外,对悬索结构的应用,将有效降低建筑结构施工用料的使用量,简化了建筑结构,因此悬索结构往往被引入至大型体育馆等结构跨度较大的建筑工程当中。建筑结构概念设计时,要合理分配预应力,将其添加至稳定性副索以及结构承重主索中,以此形成起伏多变的双曲鞍形索网结构。在提高建筑结构稳定性的同时,形成一种独特的美感,以日本东京市驹泽公园体育馆为例,在建筑结构中引入悬索结构,突显出建筑周围开阔的地理环境。
5.构件变形缝设计
建筑工程经过长时间的使用,会出现开裂现象,为避免各类建筑结构开裂质量问题的发生,在建筑结构设计方案中往往会设置一定种类与数量的变形缝,主要分为防震缝、伸缩缝与沉降缝。
(1)防震缝是为避免建筑结构受到地震灾害影响而出现结构开裂、坍塌等安全事故,在工程建设阶段在特定建筑结构区域中所设置的缝隙。在受到地震灾害影响时,所设置各处防震缝将建筑整体结构划分为一定数量的结构单元,这类结构单元具有刚度均匀、形体简单的特性,发挥出极为优异的减震功能。
(2)伸缩缝是建筑结构时常受到外界环境与气候温度变化影响而出现墙体结构开裂问题。为预防这一施工问题,在建筑结构设计方案中设置一定数量的伸缩缝,确保各阶段建筑墙体结构在受到外界环境因素影响而出现热胀冷缩现象时,预留出一定的膨胀收缩值,不会出现墙体开裂问题。
(3)沉降缝是在建筑地基不稳出现不均匀沉降问题时,建筑结构有一定可能出现结构开裂、坍塌等安全事故。因此在建筑结构中设置适当数量与宽度的沉降缝,当出现建筑不均匀沉降问题时,沉降缝将切断各处建筑结构单元之间的约束力,使得各处结构单元独立沉降,减小损失。沉降缝主要宽度为30mm-120mm。
结语:
综上所述,建筑设计人员应充分认识到概念设计在建筑结构设计领域中的价值,创新设计理念,有效解决各项建筑结构设计问题,让概念设计与结构设计更好的结合,推动我国建筑行业健康发展,为大众营造安全舒适的居住环境。
参考文献:
[1]贺婕,程航.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用方法探讨[J].江西建材,2020(01).
[2]刘万民.建筑结构设计中的概念设计及结构措施[J].住宅与房地产,2019(25).
[3]周楫.建筑结构设计中的概念设计与结构措施探究[J].现代物业(中旬刊),2019(08).
论文作者:江振鑫
论文发表刊物:《建筑实践》2020年01期
论文发表时间:2020/4/27
标签:建筑结构论文; 结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 概念论文; 设计方案论文; 稳定性论文; 《建筑实践》2020年01期论文;