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摘要：在建筑结构设计过程中，概念设计及结构措施扮演着十分重要的作用，通过概念设计不仅可以优化建筑结构设计，而且还可以降低工程造价，提高建筑工程施工进度和质量。本文将会对建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用情况给予探究。
关键词：建筑结构设计；概念设计；结构措施；应用效果
建筑结构设计是建筑施工过程中比较关键的一个环节，而概念设计与结构措施在其中发挥着关键性的作用。在工程建设中，概念设计可以更好的展现其规范精神和先进思想，一个优秀的设计师，除了依靠设计经验外，还需要借助整体概念设计方法来把建筑结构与外部环境、建筑结构自身的结构布局更好的融入到建筑结构总体设计方案之中，并对结构与结构、构件与结构的关系进行有效的处理，这样一来不仅可以丰富建筑结构设计概念，而且还可以全方位了解各类结构的性能，从而更好的发挥概念设计与结构措施的优势，有效提高建筑结构设计的效果。
1.概念设计与结构措施的概述
1.1概念设计的定义
这里所提及到的概念设计一般是指不经数值计算，并且在无法进行精确理论性分析和没有设计规范明确要求的情况下，对建筑整体结构体系与综合分体系的结构破坏机理、力学关系等进行研究，从整体、宏观的角度来对建筑结构进行设计的过程。通常情况下，设计一般是从建筑结构整体设计方案入手，对设计过程中建筑结构经常出现的结构构件延性、力学分布计算等问题进行严格的处理，从而有效提高建筑结构设计的效果。
1.2概念设计与结构措施的重要性
在建筑结构设计中，概念设计与结构措施发挥着至关重要的作用，通过对概念设计与结构措施给予科学、合理的应用，不仅可以对建筑结构设计理念进行有效的补充和完善，而且还可以丰富工程设计人员的实践经验。但是在进行建筑结构设计过程中，大多数的建筑结构设计人员会直接把把设计锁定在规范及设计手册等范围内，不愿意对其进行创新，不愿意面对挑战，这样会导致建筑结构设计取法创新动力，不利于建筑结构设计的发展。同时，建筑结构设计理论经常会与计算理论出现偏差问题，此时就需要借助概念设计与结构措施来对其进行调整和优化，并在此基础上选择一套经济、可靠、安全、适用的设计方案，这样不仅可以确保建筑结构设计方案的科学性、合理性，而且还可以提高建筑施工的进度和质量。
2.建筑结构设计措施
（1）在进行建筑场地选择过程中，尽可能选择抗震性较好的地段，如果不能避开地震地段则需要按照要求采取有效的预防措施，并对地震场地条件可能引发的结构破坏因素给予综合考虑。在进行概念设计阶段，要对建筑平面布置等要求给予重视，如果方案出现比较严重的问题，则不予采纳。当建筑结构体系确定后，还需要对结构体系方案、结构设计的经济性和可行性等给予综合比较，这样不仅可以提高建筑结构的匀质性与延性，而且还可以降低建筑重心。通常情况下，地震的发生往往需要持续一定的时间，并具有反复、多次的特点，所以需要尽可能设置多道抗震防线，从而达到比较理想的抗震效果。在进行建筑结构设计阶段，还需要采取措施来提高建筑结构的抗震能力，确保其整体的稳定性和安全性。
（2）在选择结构材料过程中，要优先选择韧性、延性及可焊性较好的材料，而且混凝土需要满足强度要求，对脆性材料的用量给予有效控制，以确保建筑材料满足抗震设计要求，更好的提高其整体强度。同时，要想使提高建筑结构的强度需要做好以下两个方面的工作：首先，要满足抗震的构造连接，其次，对节点的连接给予科学、合理的计算，并满足“强节点、弱杆件”的原则，从而有效把握好构造连接的度，提高建筑结构设计整体质量。
（3）在实际工程中，提高承载力分布、结构刚度的合理性，通过降低结构延性指标或提高工程成本等方式来使结构的抗侧移刚度得到有效改善，而在概念设计过程中，可以有意识地提高结构中关键构件、重要构件的延性，从而使建筑结构设计方案得到有效的改善。同时，可以借助概念设计来对计算方法的合理性与否进行判断时，以此来确保建筑结构设计的实用性、科学性与合理性。
（4）做好施工阶段相关问题的现场处理工作。在进行建筑结构施工过程中，由于外界环境因素的影响，难免会导致其出现施工问题此时如果单纯依靠计算不能及时、有效的解决上述问题，这样就需要建筑结构设计人员在与相关人员进行协商后提出科学、合理的解决方案。
3.在建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用情况
3.1协同工作概念与结构体系
在工业产品设计与制造环节，协同工作的概念得到了广泛的应用，其可以对内部结构体系进行优化配合，从而有效提高建筑结构设计的使用寿命。目前，轻型钢结构的应用就属于建筑结构体系与协同工作概念的完美结合，因为轻型钢结构具有质轻、价低、受施工环境影响较小、施工进度快、抗震能力好、抗变形等优点，因此在工业厂房中得到了广泛的应用。与普通混凝土的强度进行对比可以发现，轻型钢结构的抗拉强度要高出25倍左右，并且裂缝发生的概率比较低，可以更好的发挥建筑结构设计的效果。同时，钢结构具有塑性变形的特性，由于外界环境因素变化而引发结构断裂时，在钢结构上仅为塑性变形，且变形需要一定的时间，从而为施工人员的安全撤离赢得了宝贵的时间。因此，轻型钢结构在协同工作概念下可以发挥比较出色的作用。例如，某钢结构厂房在进行结构设计过程中，选择了门式轻型钢结构，其长度为100m，总跨度为36m，柱距18m，屋面坡度为 1：15，抗震设防烈度为八度，设计使用年限50年。在应用概念设计与结构措施时，要提前明确门式轻型钢结构厂房所能承受的最大负荷，为了有效提高厂房的稳定性，还需要为其设置支撑体系，以期更好的提高厂房的使用寿命。对于单层厂房轻型钢结构通常是由屋盖钢结构、横向钢框架、吊车梁、支撑体系、墙架及和制动梁等构成。在进行钢结构受力分析过程中，要确保在相同的水平位移时，同层各柱可以同时达到最大承载能力，从而有效提高整体的安全性和稳定性。
3.2钢混结构
如今，在进行建筑结构设计和施工过程中，钢管混凝土得到了广泛的应用，其主要是把钢材料和混凝土结合在一起进行施工，其可以使建筑稳定性得到有效提升。在建筑结构设计阶段，钢管混凝土的原理包括下述两个方面：（1）外部钢管可以对内部混凝土进行有效的约束，从而有效提高混凝土的强度，降低混凝土变形的几率。同时，借助钢混结构还可以有效提高建筑结构的抗震能力，使超高层底柱轴压受限问题得到有效的解决；（2）内部混凝土可以有效支撑外部钢管，并通过钢管和内部混凝土的结合，来达到优势互补的效果，从而有效发挥钢混结构的优势，有效提高建筑结构的承载力。图1是钢混结构示意图。
图1 钢混结构示意图
3.3悬索结构
在建筑结构设计过程中，悬索结构主要是拉杆，这样不仅可以提高材料的利用率，而且还可以提高建筑结构的应力水平。同时，在悬索结构中还可以选用高强度的施工材料，并未其施加预应力，这样可以有效提高悬索结构的优势。例如浙江省人民体育馆所进行的屋盖设计就选择了概念设计中悬索结构，其悬索结构主要是由边缘构件、索网组成。在概念设计过程中，为了更好的提高建筑结构的稳定性，则可以把预应力恰到好处的添加至稳定性副索和承重主索上，从而构成稳固的双曲鞍形索网。在借助概念设计与结构措施来开展边缘构件设计过程中，可以选择钢筋混凝土结构环形梁，并将悬索通过应用预应力锚固定在环形梁上，而且还需要使副索底座上有效承受水平拉力，从而降低环梁弯矩，使悬索结构的刚度和稳定性得到有效提升，确保屋盖设计的安全性和可靠性。
3.4抗震设计
在进行建筑结构抗震设计之前，需要对建筑的场地特点给予综合考虑，并要求设计人员结合建筑结构的特点来确定初始尺寸和混凝土等级，并计算结构实际刚度，然后就可以推导出地震力的大小，为此来确定配筋的数目。通常情况下，地震力的大小、结构刚度的大小、配筋数目三者之间具有紧密的联系，此时如果计算的刚度大，将会导致地震力计算结果增大，从而提高配筋数目，反之如果建筑结构实际配筋越多，则建筑结构刚度和地震力增大，这样将会加剧地震的力度，从而导致抗震设计效果不理想。此时可以借助概念设计与结构措施，来开拓设计人员的设计思路，有效摆脱传统设计理念的局限，如选择隔震消能的概念设计，并通过在建筑物各基础和主体之间设置隔震层的措施来有效降低地震的效果，从而达到比较理想的抗震设计效果。
4.结束语
总之，在建筑结构设计过程中，概念设计及结构措施开始得到了广泛的应用，其不仅可以优化建筑结构各个环节的设计，而且还可以有效提高建筑结构的稳定性和承载力，确保建筑结构的整体质量，有效提高建筑结构的使用寿命。
参考文献
[1]庞建国，李健.建筑结构优化设计思考[J].四川水泥.2016（12）：334
[2] 徐超，张宁，王春林.建筑结构优化设计可行性研究分析[J].赤峰学院学报（自然科学版）.2017（17）：54-55
论文作者:郭悦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/20
标签：结构论文; 建筑结构论文; 结构设计论文; 概念论文; 建筑论文; 措施论文; 过程中论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;