摘要:目前,我国建筑正朝着大规模、多样化的方向发展,成为提高建筑工程质量的主要方法,当前大部分建筑结构设计比较传统,概念设计思想的应用可以有效促进设计师们创造性,进而推动我国建筑结构设计的不断发展。本文主要结合工作经验介绍了建筑结构设计中的概念设计。
关键词:建筑结构;结构设计;概念设计;设计应用
引言
伴随科学技术的不断发展,计算机结构程序已全面应用,给建筑工程结构设计人员的设计工作带来了极大的便利,极大程度上提升了设计效率与设计质量。可在此期间,很多设计人员过于依赖计算机进行设计,认为结构设计极为简单,通过计算机软件便能够完成相关设计。可是该种思想导致建筑结构设计无法达到规定标准要求,甚至在建筑结构设计中存在着一定的问题。而只有将概念设计融入到其中,掌握好各个环节的关系,才能够为建筑结构设计的合理性创造条件。
1、相关概述
1.1概念设计的概念和步骤
概念设计是设计工程师根据设计理论、设计经验以及建设工程项目特点,通过对建筑结构的总体布局和布置抗震结构的措施,在建设工程项目结构设计初期对设计方案进行概念性的分析估算和比较,实现结构设计的多方面要求的目标。概念设计的步骤包括分析、综合、评估三个阶段构成。(1)分析。对问题过程进行全面的了解。它的特点是所分析的数据不完整,具有模糊性质;(2)综合。产生解决问题的过程。这个过程是工程师将理论知识结合自己的经验,并发挥自己的想象力和创新意识,将工程设计规划落实到图纸的过程;(3)评估。判断和选择方案的阶段。这个阶段是循环实施的过程,它的循环时间为选择到合适的方案为止,设计人员评估时,采用功能模型方式运用数据统计计算等其它手段进行,获得具有经济合理性和技术可行性的方案。
1.2概念设计发展情况
当各项设计活动体现概念设计过程中,一些的概念设计是有意识的体现,而另一些则是无意识的被体现出来,伴随科技的发展,各类项目的设计内容逐渐的复杂起来,这也使得设计活动的要求逐渐提升。为此,在设计期间更好的应用概念设计极为重要。可在概念设计这一理念推广期间,由于一些研究人员属于不同的行业,因此对于很多问题大家的想法以及相關设计理念都无法达到一致性,在具体的理解上依旧存在着较大的差异性。可由于我国概念设计领域属于起步阶段,计算机的应用较为复杂,而为了能够确保建筑结构设计的整体质量,便需要进一步的推广与应用概念设计。
2、概念设计在建筑结构设计中的应用
2.1抗震设计工作中概念设计的应用
对抗震进行设计时,建筑设计师为能够对结构本身的实际刚度进行计算,需先对结构构件的尺寸进行估算。结合具体的刚度来对地震力进行计算,得出配筋的具体数量。若结构刚度有所扩增,则地震力也会有所提升,此时需增加配筋数量。该情况下,结构刚度也会有所增强,建筑地震力相应地会扩增。所以,我们在抗震设计时,若未能确定具体的配筋数量,则地震力本身的效果也会有很大的影响。此时,抗震设计也很难顺利地开展。若将概念设计引入抗震设计,则设计思路也能有效地拓展,势必能够得到更好的抗震效果。
2.2概念设计在电算分析中的应用
全球已进入到信息时代,计算机已经在各个行业以及领域中得到了广泛的应用。如今,在建筑行业中,计算机技术也得到了广泛的应用。从应用的实际效果上看,计算机技术在其中的应用减轻了设计人员的工作负担,受到较多方面因素的影响,计算机软件自身存在着较多的缺陷问题,针对不同的软件,往往所存在的缺陷问题存在着一定的差异性。为此,在建筑结构设计中,如果所应用的计算机软件缺少合理性,必将会在极大程度上影响计算结果。为此,在电算分析工作实施中,在借助计算机得到计算结果以后,设计人员必须依据自身的专业知识与相关经验等,合理判断电算结果,最终为设计结果的可靠性与真实性提供保障。
2.3协同工作中材料利用率
协同工作不仅能够提高结构的稳定性,同时还能提高材料的利用率。一般来说,材料利用率越高,结构的稳定性和协同工作能力也越高。在我国的建筑结构设计中,要求用最少的投入获得最大的产出,所以,对材料的充分利用是结构设计的基本要求。基于这种受力状态,采用了概念设计结构进行分析,调整梁截面的应变梯度,使构件保持轴心受力,才能提高材料的利用率。于是,经过一段时间的探索与研究,出现了平面桁架结构,这种结构是将多余材料去掉,既节约成本又降低了材料自重。2017年3月在进行东营区胜康小学项目艺体馆楼盖的设计中,由于楼盖跨度大,综合考虑其用途、材料和支承方式、施工条件等采用网架结构型式进行楼盖设计,不但满足了使用要求,而且力求制造和安装所用的材料和劳动量为最小。
2.4基础设计中的应用
结合建筑所处的地段,其结构形式建议选择桩、筏形基础。桩基础,若地基土质相对比较弱,层数偏多且荷载突出,天然地基无法适应地基自身的承载力时,建议选择桩基。将上部结构承受的荷载直接向下部持力层进行传递。桩基础,建议选择预制钢筋混凝土桩,也可以考虑钢管桩。筏形基础,对上部结构荷载较大,且地基承载力相对偏小的工程较为合适。它的整体刚度好,可以对上部结构上的荷载进行分散,降低基底压力以及不均匀沉降。2015年5月设计的鹏豪·盛都(北区)1#楼的结构施工图和2015年12月设计的丽景红郡(原化肥厂片区棚户区改造项目)H-2工程的结构施工图,其基础结合东营本地的地质情况,采用桩筏基础,满足上部结构的承载力及结构整体的变形要求。
结语
国民经济的发展带动了建筑行业的发展,像我国这种处在发展中国家的建筑行业,低投入和高产出是最终目标,此外,在满足这种目标的情况下,建筑还有体现出自身独特的风格。基于这种情况,出现了概念设计,概念设计是经济发展的必然产物,在结构设计中使用概念设计体现出了结构体系的合理性。概念设计在使用的过程中被越来越多的设计师们接受,成为目前结构设计的主导思想。因此,概念设计在建筑结构中会有更大的发展,也会为建筑设计带来更加深远的影响。
参考文献:
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