建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用探析论文_陈彦菲

建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用探析论文_陈彦菲

滨州建筑设计院有限责任公司 山东滨州 256600

摘要:当前,城市化进程进一步推进,城市的各项建设取得了突飞猛进的发展,在当前的城市建筑结构中,建筑结构的设计与相关结构措施的应用,对于城市的各项工程建设来说,有着至关重要的作用。基于此,本文着重分析和研究建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用,希望为相关人士和广大同行提供有益的借鉴。

关键词:建筑结构设计;概念设计;结构措施;应用探析

1 建筑结构设计中概念设计与主要内容

我们所称之为的结构设计,主要指的是把建筑和其他的设备专业所要表达的内容通过结构语言体现出来的整体过程,而结构语言主要指的是相关的结构元素,而结构元素主要指的是从专业图纸中经过凝炼而提取出来的,建筑物或其他构筑物的结构体系就是充分利用相关的结构因素而有效构成的。从具体的要素来看,结构设计所涉及的内容主要包括三个环节,分别是:结构方案、结构计算和施工图设计等。在结构方案中,主要的任务是针对建筑的结构形式进行有效的明确,在这个过程中就需要有针对性的参考相应的指标,例如,建筑物的重要性、工程所在地的抗震设施烈度、相关地质勘查资料、建筑高度与层数、场地类别等等一系列相关方面的内容,然后以此为基准,有效明确相对应的结构形式特点和具体要求,并科学合理的布置相对应的结构承重体系、支撑以及受力构件等。该阶段的基本方法要有针对性的结合不同结构形式的适用范围,充分贯彻落实经济性和合理性的基本原则,最终确定出相对应的更科学合理的结构形式。结构计算环节所涉及的主要内容包括,针对各项参数进行有效计算,例如,荷载、内力以及构件相关因素的计算和试算等。值得注意的是,要着重考虑到科学实用的计算方法。

施工图设计环节的主要任务是有针对性的结合计算环节的结构进一步有效明确构件布置、配筋等因素,然后再进一步有效明确构件的构造措施。值得注意的是,在整体的结构设计的过程中要严格按照相关的规范要求进行操作,设计人员要全面深入的针对相关规范进行有效把握,同时还要针对相关施工工艺和具体流程进行深入研究,并具体灵活应用,以此来有效确保结构设计的适用性、合理性以及科学性。

2 建筑结构设计与概念设计的关系

我们所称之为的概念设计主要指的是把个人经验作为基础,以宏观的角度针对建筑结构展开相对应的定性设计。相对于概念设计而言,结构设计是一个逆向过程,主要是有针对性的结合概念设计的整体要求、力学与数据原理等一系列相关方面由定量设计发展为定性设计,其中定量设计所涉及的内容主要包含内力、配筋、稳定性以及变形等相关因素,而定性设计主要是规范中规定的构造要求。通过这样的分析,也可以很明显的看出,概念设计的水平和质量对于建筑结构造价水平的高低以及施工进度的快慢有着至关重要的直接影响,如果概念设计不够科学合理,会在很大程度上造成建筑整体结构存在很大的安全问题。概念设计所体现出的是一种先进的设计思想,结构工程师所涉及的主要任务是基于特定的建筑空间利用整体的概念展开相对应的结构设计,并针对构件与结构、结构与结构之间的关系进行和谐处理。

从某种意义上来说,当前实行的结构设计和计算理论还有着一定意义上的弊端,例如,混凝土结构设计过程中,内力计算以弹性理论为基础,截面设计则以塑性理论的极限状态为基础,计算理论本身有着比较明显的矛盾性,所以,计算结果一定会与实际情况有着比较大的出入。针对这样的情况,就需要有效进行更合理的概念设计对其改进和弥补。另外,现代设计对计算机程序的依赖性过强,计算结果没有进行科学的分析,并且在设计方案环节无法利用计算机实现有效的设计,而必须要通过结构工程师有效利用其结构概念专业知识选择与之相对应的效果更好、成本更低的结构方案,这样就无法有效确保单根构件和结构整体的安全性,因此概念设计与结构设计两者之间相辅相成,缺一不可。

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3 结构设计的主要措施

在具体的建筑结构设计过程中,不管是方案的制定或者初步的设计,还是结构计算或者施工图的绘制,甚至在事故现场的工地服务等一系列相关方面的环节,都要贯彻落实概念设计的理念,所以针对这样的情况,在建筑结构设计的过程中有效实施相关措施,需要着重关注以下几个方面:

3.1要尽可能选择抗震性能更好的地段。在针对建筑场地进行选择的过程中,要在最大程度上有效选择出抗震性更好的地段,尽量避开不利地段,如果因为客观原因而实在避不开的地段,则需要针对具体情况采取相对应的措施,必须将由于地震场地条件而间接导致结构破坏的因素考虑进来。在概念设计的过程中,要着重考虑建筑平面布置等相关方面的具体要求,如果方案在某种程度上有着比较明显的不规则问题,必须要坚决禁止应用。在确定结构体系的过程中,要对结构体系方案、技术可行性和经济性等一系列相关方面进行有针对性的综合对比,从根本上有效提升建筑结构的延性与匀质性,使建筑重心得到有效的降低。此外,因为发生地震的时候会持续一段时间或者多次反复的作用,所以要尽可能设置多道抗震防线。因此,在结构设计过程中,要最大程度上有效确保结构体系与相关抗震结构要求高度吻合,有效处理和解决构件的强弱关系,从根本上着重提升结构的抗震能力。

3.2注意结构刚度、承载力分布的合理性。在具体的工程设计和施工的过程中,必须要从根本上着重提升工程成本,有效降低结构延性指标等相关方面因素,这样才能够从根本上改善结构的抗侧移刚度,而结构设计时可以有意识地提高结构中重要构件、关键构件的延性,以此来有效改进设计方案的经济性。在判断计算方法是否合理的过程中,可以进一步通过概念来有效明确,从一定意义上来说,这种方法同时也是概念设计的延伸。当前,在工程设计的过程中,计算机技术得到了更加广泛的应用,基本上所有的设计都是通过计算机来完成的,然而,在具体的设计过程中,要更充分而科学理性的利用设计经验,与施工中可能遇到的问题互相结合,针对计算结果展开相对应的分析和比较,并在画图的过程中展开科学合理的调整,以此来有效确保结构设计的科学性与实用性。

3.3在结构材料选择过程中注重其科学性,合理性。选择钢筋时要尽量选择延性、韧性以及可焊性较好的,且混凝土要在最大程度上与相关的规定强度等级要求高度吻合,控制脆性材料的用量,以此来有效确保材料的相关方面与抗震设计要求高度吻合。此外,为了在最大程度上有效提升结构强度,要进一步有效确保结构的整体性,具体包括两个方面的内容,分别是:一是满足抗震的构造连接,二是包括经过计算的节点连接。节点连接要遵循“强节点、弱杆件”的设计原则,把握好构造连接的度,并不是构造连接越刚越好。

3.4要注意施工过程中实际问题的现场处理。因为建筑施工现场有着很多方面的不确定因素,很可能存在着无法操作或者施工误差过大等一系列相关方面的问题,仅仅依靠单纯的计算,无法解决这类问题,必须要通过设计人员专业的设计经验与设计技术,在协商施工、监理等一系列相关方面协调之后,再提出相对应的更准确合理的解决方案。

4结语

综上所述,有针对性的对于建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用进行深入细致的分析和探究,对于建筑结构设计的优化和完善有着至关重要的作用。当前,概念设计在整体的建筑结构设计中,有着至关重要的作用,在具体的设计过程中,要求相应的结构工程师具备深厚的基本理论基础,并不断借鉴和吸收他人更先进的设计思想,针对自身的作品、设计和应用等相关方面进行不断的反思和完善,对每一项设计都精益求精,力求完美,确保建筑工程设计可以呈现出更良好的效果。

参考文献

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[4] 张海峰,乔安宇. 论建筑结构设计中的概念设计及其措施[J]. 黑龙江科技信息,2017,2(12):236.

论文作者:陈彦菲

论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期

论文发表时间:2019/4/11

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