建筑结构设计中的概念设计与结构措施论文_汤雄飞

建筑结构设计中的概念设计与结构措施论文_汤雄飞

东莞市建青建筑设计有限公司 523112

摘要:概念设计作为结构方案得以实施的基础步骤,在当前的建筑结构设计中受到了广泛的关注。在概念设计的基础上,建筑结构设计人员能够从经济、安全、使用等方面对结构体系形成整体认知。通过结构概念设计、确定结构选型、布置,确保设计出的结构方案科学合理。本文在探讨建筑结构设计时,概述了建筑结构概念设计的基本内涵,重点分析了建筑结构设计中概念设计基本要点,并对概念设计中基本结构措施作简要介绍。

关键词:建筑结构设计;概念设计;结构措施

引言:

对建筑结构进行概念设计,要求设计人员具备相应的工程经验以及扎实的建筑理论知识。而对建筑结构进行概念设计是十分必要的,能够一定程度上规避细节问题,使设计出的结构体系更加合理。当前我国的建筑结构设计人员已经积极的对概念设计与结构措施进行探讨,符合建筑结构设计的发展趋势。

1 建筑结构概念设计概述

1.1 基本概念

结构概念设计是指设计要求中未进行准确标明的,无法进行精确分析的,可基于对建筑结构及力学体系及相关破坏机理的分析,进而对建筑结构开展宏观设计,在此过程中,设计人员应结合建筑本身特性及建筑需求进行建筑结构的构建。建筑结构概念设计需要从建筑整体出发,这一整体即为建筑结构设计方案,对结构设计中的问题进行分析与处理,譬如,结构力学分布状况、构件延性分析与处理。在建筑结构设计中概念设计与结构设计应紧密结合,两者关系紧密。概念设计目的在于进行整体规划,对建筑构架进行更为科学美观的设计,使整个建筑格局更为完备。倘若缺失科学的概念设计,极易影响建筑施工。概念设计的应用可以通过相关设计措施对建筑整体结构进行优化,协调指导建筑工程的各参建方。可见,建筑结构结构设计中概念设计具有重要作用,科学化的概念设计可以进一步完善设计效果,积累结构设计经验。但是,在建筑结构设计中设计师常常会囿于传统设计理念与设计规范,在结构设计中缺少新技术的融入,结构设计创新性缺失,因此,建筑结构在整体设计上显现出陈旧之感,缺乏现代气息。更有无法直接结算的结构设计问题显现,对此,就需要应用概念设计对建筑结构设计进行完善。

1.2 概念设计的必要性

建筑结构的设计在计算机技术高速发展的背景下获得了更新与进步,在应用先进的电算技术进行结构设计时,设计人员同样要关注建筑结构方案的概念设计,不能脱离建筑结构设计本质。对建筑结构进行概念设计是十分必要的,对建筑结构进行概念设计要关注设计的整体性。仅仅将建筑图原搬硬套输入计算模型是不能设计出灵活、有效的建筑结构施工方案的,概念设计之下的建筑结构设计必须关注各个环节的施工安全。结构工程师要与建筑结构方案的设计人员加强沟通,帮助双方增加对工程结构的认知,并形成建筑结构受力、变形等特征的整体概念认识。概念设计的重要性还体现在当前建筑结构设计与计算理论仍然存有不可计算性等缺陷,如,混凝土结构设计上,可利用弹性理论进行内力计算,但是截面设计则以塑性理论极限状态展开的设计,这样就使得建筑结构设计中的计算结构与其实际受力差异较大。针对此,以及无法进行计算的结构构件设计客依托概念设计而展开。此外,计算机的高精度精算,也可能引起设计人员对结构工作性能的理解偏差,因此,建筑结构工程师在结构设计上应从培养结构概念入手,从而更为全面客观的认知结构工作性能。基于此刻之,在进行建筑结构的概念设计时,要形成对概念设计的科学认知,把握住概念设计思想的精髓,有效的控制结构设计风险,提高建筑设计方案的经济性,保障工程质量。

2 结构设计的前期设计工作的准备要点

2.1建筑场地的勘察与确定

在建筑结构设计中,主要应该关注的是建筑结构的抗震设计,而对建筑结构进行抗震设计,要重视建筑场地的勘察。场地条件会影响地震对建筑造成的破坏力的大小,当选择的建筑场地,地基土存在不均匀沉陷现象以及地质条件较差的情况,都会导致当地震发生时,加大对建筑的破坏力。在对其进行设计时,要把握住建筑场地的选择要点,工程设计之初便开展场地勘察与选址,避免选用含有过多的粉、砂土液化现象的土壤,尽量避免危险的地段,对于选择的建筑场地,要进行质量检测和论证分析。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆倘若施工场地条件与施工要求不符,但又必须在此进行建设,就应通过对地质等环境的勘察情况进行地基处理,增强建筑场地安全系数。

2.2 结构材料选择

在建筑结构设计中,结构材料的选择也会影响设计方案的实际效益。因此在选择材料时,尤其是在选择建筑材料时,必须要保证材料的强度。要确保选用的建筑材料,在应用到建筑结构中时,能够保障建筑结构具有良好的结构延性。钢筋混凝土的选择上,应结合建筑结构规定的强度等级进行型号的选择,混凝土强度等级应选择不小于C30,构件纵筋则尽量为HRB400级等高强度钢筋,保证其满足建筑结构强度等级要求,提高结构构件承载力。

2.3 结构布置

在建筑结构的概念设计中,要把握住结构布置的规则。有规则性的结构布置能够改善建筑整体性能,在进行建筑结构布置时,建筑师与结构工程师应该加强沟通,形成统一的结构布置理念。尽量使布置出的建筑结构具有清晰的传力路径。有规则的结构布置要求尽量避免出现结构的扭转以及平面和立面的里出外进现象。设计出的简单对称的建筑结构,经实践证明具有更好的稳固效益。

3 建筑结构的具体结构设计措施

3.1 结构体系设计

建筑结构设计过程中,结构体系设计是重点内容,它是一项整体性的设计工作,在设计过程中要把握住可能影响建筑结构体系稳定的各种因素。结构体系的设计需要考虑到可能使用到的结构建造材料,尽量选择性能良好的建筑材料,以显著提升结构体系的整体稳固性。

3.2 隔震与消能减震设计

建筑结构设计中抗震设计是其中尤为重要的一项。对此,可将概念设计引入其中,首先,分析结构构件部分与整体的关系,在此基础上,结合力学关系,依据设计规范开展抗震设计,通过合理的结构选型与布置设计进行结构设计,提高抗震性能。在建筑结构抗震设计上,可通过分散冲击作用的方式提高建筑结构抗震性能。(1)结构简单化。建筑结构在设计上可构建直接的传力结构,以分散地震产生的作用力。(2)结构均匀规则,这样会使建筑承载力更为均匀,减少传力途径的变化几率,增强建筑抗震性能。(3)提高结构刚度与整体性。建筑结构在地震中会承受不同方向作用力,因此,建筑结构设计需保证任一方向上承载力的均匀分布。合理选择结构刚度,强化结构整体型与抗震性。

在构建建筑结构的结构体系时,要关注抗震体系的结构措施,当地震灾害发生时,会造成较大的破坏。基于此,要做好隔震与消能减震设计,以有效的减轻地震危害。隔震设计中常用的隔震技术,属于一种主动化和自动化的控制技术,常常需要设置隔震层,从而一定程度上减轻地震危害。而消能减震设计中使用到的技术,则主要是为了吸收或者是消耗部分地震的能量,对此,消能器可吸收地震能量,从而可以直接的降低地震产生的冲击波。结构抗震体系是建筑上部结构物底部与底部柱顶形成的隔震层体系,可分为上部结构、隔震装置、下部结构,其中常用隔振装置主要为摩擦滑移隔震装置与橡胶隔震垫。

3.3 结构抗震性能优化设计

对建筑结构进行抗震设计,应该对抗震设计方案进行不断的优化。对于结构抗震设计而言,在设计过程中是有具体的标准的,要确保设计出的房屋高度、结构布置形式等符合抗震要求。在得出基本的抗震结构设计方案时,要对其进行再计算和核验,确保结构方案中的参数精确,并根据实际的工程经验,对结构设计方案进行不断的优化。

4 结语

当面临较为复杂的建筑结构时,结构设计人员需要积极的应用概念设计思路,把握住建筑结构的整体设计要求,加强与工程师的联系,不断提高建筑结构设计方案的合理性,以满足建筑结构的整体设计目标。

参考文献:

[1]刘晓婷.余杭龟山书院的新乡土建筑概念设计[D].浙江理工大学,2017.

[2]秦嘉烽.“成子村”生态居住区的建筑概念设计研究[D].山西大学,2016.

论文作者:汤雄飞

论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期

论文发表时间:2019/1/15

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