摘要:在建筑结构设计过程中,通过概念设计的应用,能够提升建筑机构的设计水平与建筑结构的应用效果,并且还能够保证工程建筑的安全性。本文首先概述了建筑结构概念设计,其次对建筑结构设计中概念设计的原则进行了一定的阐述,最后阐述了概念设计在建筑结构设计中的应用。
关键词:概念设计;建筑结构设计;应用
1引言
在建筑结构设计中,概念设计具有重要的作用,早在1985年出版的由美国工程院士林同炎教授撰写的《结构概念和体系》一书,就为我们提供了结构概念设计的基础知识和一些实例,在过分依赖设计软件的今天,概念设计愈发不得到设计人员的重视,所以,笔者试着从以下几个方面阐述。
2建筑结构概念设计概述
建筑结构概念设计是指不经过数值计算,依据力学关系、震害关系、破坏关系等,结合实验所得结果提出的设计原则与方法。在概念设计中,需要综合考虑多方面因素,为方案的合理性、针对性、处理方式等提供切实可行的指导依据。具体来说,工程结构概念设计是基于结构概念设计理论展开的一系列运作,包括判断、推理、改良、决策等过程。
3建筑结构设计中概念设计的原则
3.1结构的简单性结构的简单性是指具有直接的、明确的传力途径结构,以便承受各种外在力量的重压和作用,这就要求在进行结构体系设计时,必须具备明确的计算简图,以便于内力和位移分析,最大程度限制薄弱部位的出现。3.2结构的整体性建筑结构类似于具备水平隔板功效、能够提供足够刚度与内力的楼盖,其能够聚集并将惯性力传递至各竖向抗侧力子结构,但这些子结构需要具备协同承受地震的作用,以发挥抗御地震等自然灾害的破坏作用。但如果竖向抗侧力子结构布置不均匀或是水平变形特征不同,就会使其无法有效协同工作,进而使得抗御效果大幅降低。3.3结构的规则性和均匀性建筑结构的规则性与均匀性能够有效避免薄弱子结构过早破坏、倒塌问题的发生,从而使得建筑物分布质量与结构刚度的分布协调,有利于整体结构抵抗自然灾害破坏作用的充分发挥,进而最大限度的避免承载力和传力途径的突变。3.4优化选型原则在建筑结构中,对于概念设计的运用,主要是对结构体系与结构布置的优化,其中,结构体系的优化主要是依据其基本构件特征与荷载实际情况等形成基本结构单元,然后通过集合形式构成主要的结构体系。结构布置的优化是指基础系统、柱墙竖向支撑系统、楼屋盖水平系统的设置。3.5合理受力原则一般情况下,在建筑结构概念设计过程中,通常需要对均匀受力、超静定受力体系、刚性连接、空间作用等进行充分的考虑,并且还要重视建筑结构宏观受力状态、直接受力状态以及主要受力状态的分析,以便运用力学原理来处理好受力分析问题。
4概念设计在建筑结构设计中的应用
4.1在建筑结构方案选择中的应用在建筑结构设计过程中,结构方案的选用具有十分重要的作用,并且还是整体建筑结构设计的核心内容,结构方案的重要性直接决定了结构方案选择的困难程度,所以,一旦建筑结构方案的选择上出现了问题,必将导致整体建筑结构设计严重错误的出现。通过概念设计的合理运用,并且充分发挥其自身应有的作用,可确保建筑结构方案选择的合理性与有效性。在进行建筑结构方案的选择时,应重视以下两方面内容:①在进行建筑结构方案的选择时,必须对建筑工程项目施工现场所有的相关影响要素进行充分的分析与全面的调查,例如建筑场地的一些地形条件、地质结构以及承载力状况,是概念设计整体性要求的主要体现。②在选用具体建筑结构设计方案时,应充分考虑用户的一些基本要求,是概念设计的主要特点与作用体现,且其还能够根据用户所提供的一些基本要求进行具体化设计,将其体现在建筑结构方案中,可有效提高建筑结构方案选择的准确性。4.2在基础设计中的应用在进行建筑结构基础设计类型的选择时,设计人员应当依据建筑物的具体结构形式及其所处的地理位置,在充分遵循概念设计基本原则的基础上进行合理的选用。4.3在建筑结构抗震设计中的应用对于建筑物抗震设计中概念设计的应用,应当结合建筑平面对建筑结构体系进行合理的布置,并且还要仔细分析建筑主体的结构体型和各个部分的基础体系之间的力学关系。此外,通过调整建筑物质心、平面形心及结构刚心间的距离,可使得这三者尽可能靠近,进而最大限度的减小结构体系的扭转力,增强整个结构的稳定性,提高结构的抗震能力,节约建筑工程造价。
5结语
综上所述,在建筑结构设计中,通过概念设计的合理应用,不仅能够有效提升建筑结构设计的主观能动性,还可在充分融合建筑设计人员想象力与个人经验的基础上,保证建筑结构设计的经济性、合理性、安全性。概念设计的思想被越来越多的结构工程师所接受,并在结构设计中发挥越来越大的作用。
参考文献
[1]张钧玛.在建筑结构设计中如何加强建筑结构的概念设计应用[J].城市建筑,2014(06):53.
[2]李娜,杨志杰,彭宝莹.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用[J].门窗,2015(04):142.
[3]张珊珊.建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用分析[J].建筑•建材•装饰,2015(08):89.
作者:孙红林 单位:贵州省建筑设计研究院
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