概念设计在建筑结构设计中的应用分析.doc

1、1概念设计在建筑结构设计中的应用分析【摘要】概念设计综合考虑了从设计的基本原理以及工程的客观规律和方法，最终制定建筑结构的总体布置和宏观的调控，它的先进理念适应经济社会的发展趋势，必将取代传统的建筑结构设计成为主流思想。【关键词】概念设计；建筑结构设计；分析 中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号： 前言 随着经济社会的飞速发展，人们的生活水平日益提高，传统的建筑结构设计必将被概念设计这一新的建筑结构设计理念所取代。作为一种创新设计的重要形式，概念设计的优点越来越到的得到了体现，同时越来越多的建筑结构设计师的发现和采纳也使其成为建筑结构设计的重要思想。 概念设计 概念设计是建立在

2、工程客观本质规律基础上的宏观设计，就是在没有经过数值计算，只依据总体系和分体系之间的力学关系、实验现象等一些关系中获取的基本设计原则和思想，进而确定其宏观控制。在处理一些难以做出精确测量的力学分析中这种方式非常适用。 概念设计在脊柱结构设计中的必要性 结构设计理论和计算理论的发展得益于建筑结构设计研究的深入。2在计算机及其结构程序在实际工作中的运用不断加大，在实现提速的同时建筑结构设计也暴漏出一些弊端，因此要将概念设计运用于设计过程中。 3.1 弥补现行设计理论与计算理论的缺陷 在现行的理论中概率极限状态理论可以高效的构思和优化整体结构体系，进而可以更加方便的对设计方案进行比较和选择，这样整体

3、的结构体系也可以得到优化。因为当前空间结构体系存在着局限性，人们在设计过程中由于进行了假定和简化因此导致了理论上的计算结果与实际数据之间有差异。比如在对混凝土结构设计的过程，就会产生计算结果和实际的情况不相符的矛盾。增强概念意识可以解决这类矛盾,不同于盲目的照搬规则而是用它作为参考，可以协调处理好它们之间的关系。 3.2 解决建筑结构设计对计算机的依赖 一体化计算机全面应用于结构程序设计中，这种普及促进建筑行业发展的同时也产生一些问题。设计师把所有的任务都交给计算机来完成，并完全相信计算机的处理结果，在计算机处理的工作有不合理的地方时也不同及时发现。这是对使用计算机进行结构设计的错误方式。因为

4、计算机是由固定的程序支撑其工作的，在进行总体方案设计时完全依靠计算机极有可能产生错误。 3.3 研究先进设计思想 在社会分工不断细化的形势下，陈旧的传统设计已远远不能满足现今的要求。如何创新，这就要求结构设计师在实际设计中拓宽思路，涌现出新的结构设计方案。 3概念设计的应用分类 4.1 抗震理念在概念设计中的应用 地震的震动是随机性的，它的震动很复杂，不容易确定，先进的手段很难准确预测出建筑物在面临的地震的具体参数。在结构分析过程中，不能充分的对结构的空间作用、阻尼变化等各种因素。所以在工程抗震方面概念设计要优于计算设计。结构抗震可以优化整体结构，将地震的能量耗散，避免薄弱的部位出现。地震的能

5、量集中在少数薄弱部位时会造成结构被破坏。现在假定结构能够发挥出耗散作用是抗震设计方法的前提。以多遇地震作用进行分析，采取多种措施以达到在遇到罕见的地震时建筑结构仍不能倒塌。 4.2 结构概念在概念设计中的应用 在传统的结构设计中只片面的关注了提高结构抗力 R，这导致了混凝土等级、配筋量等造价变高。结构工程师只考虑了低于最大配筋率，导致了肥梁、胖柱、深基础等情况。合理的结构设计可以将地震作用效应降低在 60%左右，同时建筑物内的物品的安全性也可以得到提高。 合理确定建筑物的刚度在建筑结构设计中非常重要。刚度太大会导致结构的自振周期短，这种结构在地震中承受的地震的作用力相对来说会更大，这不仅浪费材

6、料，而且会产生更为严重的后果。刚度过柔就会导致建筑结构在地震时产生过大的变形，它的稳定性和强度都会受到影响。 概念设计的应用意义 5.1 概念设计扩宽了结构设计的思路 4传统的结构设计把所有的注意力都集中于如何提高结构抗力，这造成了混凝土的等级变高，配筋量变大，造价也提高。结构工程师只会注意不超过最大配筋率，这导致了肥梁、胖柱、深基础的情况。 我们结合抗震设计的例子，隔震消能是一个典型的例子。我们一般根据初定的尺寸等算出结构刚度，之后再由结构的刚度算出地震力，最后算出配筋。但因结构的刚度越大就会造成地震作用效应加大，地震力也会加强。这样增加了刚度的情况下反而会使地震的作用效应增强。 在抗震设计

7、中，我们隔振消能一般用在基础与主体之间设置柔性的隔震层并加设消能支撑，还有一些在建筑物顶部加反摆，在地震发生时它的位移与与建筑物的位移方向相反。可以加大建筑物的阻尼作用，降低建筑物的加速度从而减小建筑物的位移。这样地震作用效应便可以减小。 5.2 概念设计在建筑中的指导意义 概念设计的应用领域非常广泛，它占据了所有的结构设计。在受力状况变化大的抗震设计、基础设计等不确定因素中，概念设计的应用占据着非常重要的位置。现行的结构设计中包含着许多缺陷和不可计算性。概念设计可以避免计算理论的缺陷满足结构设计的目的。在方案设计的最初阶段是不能借助计算机应用来实现的。在这一阶段需要工程师将自己掌握的结构概念

8、进行综合利用，并从中选择出效果最好的方案。概念设计是设计人员广泛应用的技术，但往往都被片面的理解，认为它是应用于确定结构法案和结构布置等大原则上。其实概念设计贯穿于整个结构设计工序中。计算机的高精度计算还可能给工程师带来对工作性能的5误解，把所有的工作都用计算机和设计软件来进行设计。这种方式通常会导致不能及时发现计算结果不合理的地方以及部分错误，这通常会给建筑结构留下安全隐患。由此看来概念设计在结构设计中占据重要位置。结束语 随着社会经济发展，人们的生活水平提高，人们对建筑结构的要求也越来越高。在这种情况下发展先进的计算理论及加强计算机技术在结构设计领域的应用，加快对新型的高强、轻质、环保建材的应用，让建筑结构设计变得安全适用成为首先考虑的因素。打破传统的建筑结构设计中的陈旧规则，展现出结构工程师的创新能力都是有很大意义的。结构工程师在这里扮演着结构设计革命的执行者和推动者。而概念设计的推广则需要工程界和教育界的共同努力。 【参考文献】 1刘建立 王礼辉.概念设计在建筑结构设计中的应用探究J.建材与装饰,2012,5(23):70-72. 2齐晓健.浅谈概念设计在建筑结构设计中的应用J.城市建设理论研究（电子版）,2011,8(16):18-20. 3包乐琪 郭玉霞.概念设计在建筑结构设计中的应用J.科技致富向导,2011,16(14):132-135.