探討建筑結(jié)構(gòu)設計過程中的概念設計及結(jié)構(gòu)措施

（廣東中山建筑設計院股份有限公司，廣東 中山 528403）

探討建筑結(jié)構(gòu)設計過程中的概念設計及結(jié)構(gòu)措施

梁明釗

（廣東中山建筑設計院股份有限公司，廣東 中山 528403）

概念設計與結(jié)構(gòu)措施作為建筑結(jié)構(gòu)設計中的重要因素，對于建筑結(jié)構(gòu)設計有著非常重要的作用和影響。本文將在對于建筑結(jié)構(gòu)設計中的概念設計以及建筑結(jié)構(gòu)設計的結(jié)構(gòu)措施分析基礎(chǔ)上，對其在建筑結(jié)構(gòu)設計中的具體應用進行研究探討。

建筑；結(jié)構(gòu)設計；概念設計；結(jié)構(gòu)措施；重要性；作用意義；應用；分析

在建筑結(jié)構(gòu)設計領(lǐng)域，概念設計以及結(jié)構(gòu)措施作為建筑結(jié)構(gòu)設計中的兩個重要因素，能夠在一定程度上對于建筑結(jié)構(gòu)設計水平進行側(cè)面反映。近年來，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及科技水平的大幅提升，使得建筑行業(yè)在不斷發(fā)展進步的同時，對于建筑建設設計的質(zhì)量要求也越來越高，建筑結(jié)構(gòu)設計作為建筑建設設計中的重要一部分，對于建筑事業(yè)的建設發(fā)展以及設計提升有著直接的作用和影響。通常情況下，我國的建筑結(jié)構(gòu)設計中，統(tǒng)一采用概率極限狀態(tài)理論作為設計理論，以促使建筑結(jié)構(gòu)設計技術(shù)水平的發(fā)展提升，但是，在實際設計應用中由于概念極限狀態(tài)理論本身的精確性存在著一定的問題，設計應用中并不能夠?qū)τ诮ㄖ锏膶嶋H承載能力進行精確預估，因此，為了實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設計中建筑物實際承載能力的準確預估，需要將概念設計和結(jié)構(gòu)措施應用到建筑結(jié)構(gòu)設計中，以促進建筑結(jié)構(gòu)設計的發(fā)展提升，從而實現(xiàn)建筑事業(yè)發(fā)展進步的推動。下文將在對于建筑結(jié)構(gòu)設計中的概念設計和結(jié)構(gòu)措施分析基礎(chǔ)上，對其在建筑結(jié)構(gòu)設計中的具體應用體現(xiàn)進行分析研究，以促進建筑結(jié)構(gòu)設計的發(fā)展提升。

一、建筑結(jié)構(gòu)設計與概念設計分析介紹

1建筑結(jié)構(gòu)設計

在建筑概念領(lǐng)域中，建筑結(jié)構(gòu)設計主要是指將建筑本身所要表達的內(nèi)容以結(jié)構(gòu)語言的形式進行體現(xiàn)的設計過程，其中，結(jié)構(gòu)語言實際上也就是指結(jié)構(gòu)元素，通常建筑物以及構(gòu)筑物中的結(jié)構(gòu)體系就是通過眾多的結(jié)構(gòu)元素構(gòu)筑實現(xiàn)的。

一般情況下，建筑建設設計中，建筑結(jié)構(gòu)的設計主要包含三個設計環(huán)節(jié)，即建筑結(jié)構(gòu)方案的設計以及建筑結(jié)構(gòu)計算、建筑結(jié)構(gòu)施工設計等。其中，建筑結(jié)構(gòu)方案的設計主要就是進行建筑結(jié)構(gòu)形式的確定，而建筑結(jié)構(gòu)形式的確定需要結(jié)合建筑工程的實際情況以及建筑工程本身的重要性與作用意義、建筑抗震等級、施工建設相關(guān)資料、施工場地的類別等因素進行綜合考慮與確定實施。在此基礎(chǔ)上可以根據(jù)確定實現(xiàn)的建筑結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合建筑設計建設的相關(guān)要求，進行建筑結(jié)構(gòu)承重體系以及支撐、受力構(gòu)件的設置，從而完成建筑結(jié)構(gòu)方案的設計確定。此外，進行建筑結(jié)構(gòu)方案設計確定中最為基本的設計方法就是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)形式類型以及適用范圍，以經(jīng)濟型和合理性作為設計原則，進行最為合理的結(jié)構(gòu)形式選擇和確定。

而建筑結(jié)構(gòu)設計中的建筑結(jié)構(gòu)計算主要是進行建筑結(jié)構(gòu)荷載以及內(nèi)力作用等參數(shù)的計算，以保證建筑結(jié)構(gòu)及其受力性能設計的合理性。需要注意的是，在進行建筑結(jié)構(gòu)計算中，計算方法一定要科學合理，以保證計算結(jié)果的準確性，從而對于建筑結(jié)構(gòu)的設計質(zhì)量以及效果進行保證。

最后，進行建筑結(jié)構(gòu)的施工設計，就是要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)計算結(jié)果，對于建筑結(jié)構(gòu)中的重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件等進行布置，同時做好建筑結(jié)構(gòu)施工建設中的配筋計算與確定，以保證建筑結(jié)構(gòu)施工建設的順利進行，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)施工建設質(zhì)量效果的保障。

2建筑結(jié)構(gòu)設計中的概念設計分析

在建筑設計建設中，對于建筑結(jié)構(gòu)設計來講，概念設計是指進行建筑結(jié)構(gòu)總體方案設計確定中應用以往的建筑理念以及設計經(jīng)驗，對于設計過程中遇到問題進行處理解決的過程，因此，概念設計也可以理解為應用建筑整體概念對于結(jié)構(gòu)設計過程中可能會遇到的問題進行分析考慮，并從整體上進行解決，以實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設計以及總體方案的確定。因此，建筑結(jié)構(gòu)設計中的概念設計可以理解為是通過整體概念形式實現(xiàn)的建筑結(jié)構(gòu)總體方案設計，以及進行建筑結(jié)構(gòu)設計中可能出現(xiàn)問題的宏觀評價的選擇確定，以實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量的保證。對于建筑結(jié)構(gòu)設計來講，概念設計能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)設計的思想理念進行充分體現(xiàn)，同時也是是實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設計思想展示的首要方法和手段。

在建筑設計建設領(lǐng)域，建筑結(jié)構(gòu)設計的關(guān)鍵就是要在特定的建筑空間中通過有效的整體概念運用，以完成建筑結(jié)構(gòu)總體方案的設計確立，從而進行建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)之間問題的有效解決和處理。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設計中，概念設計通常與設計師的經(jīng)驗閱歷有很大關(guān)系，往往設計師的經(jīng)驗閱歷越豐富，建筑結(jié)構(gòu)概念設計的有效內(nèi)容也就越多。結(jié)合我國當前建筑結(jié)構(gòu)設計的實際情況，結(jié)構(gòu)設計與思想理論之間還存在有相對較大的差距，對于建筑結(jié)構(gòu)設計存在著一定的不利作用和影響，其中，計算問題是當前我國建筑結(jié)構(gòu)設計中最為突出的問題，也是建筑結(jié)構(gòu)設計中概念設計與結(jié)構(gòu)措施需要解決的重要問題。

總之，概念設計作為建筑結(jié)構(gòu)設計中的重要因素，其設計中心就是要求對于建筑結(jié)構(gòu)設計中重要性概念進行理解，以通過整體概念實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的設計，因此，對于建筑結(jié)構(gòu)設計來講，概念設計不僅在進行結(jié)構(gòu)計算以及實際受力問題分析中有著非常重要的作用，并且對于建筑結(jié)構(gòu)施工建設方案的確定也有重要作用和影響，通過概念設計實現(xiàn)的建筑結(jié)構(gòu)設計，能夠有效的降低建筑結(jié)構(gòu)設計以及施工建設的成本費用。

3建筑結(jié)構(gòu)設計與概念設計關(guān)系分析

結(jié)合上述對于概念設計含義內(nèi)容的分析可以看出，在建筑設計建設中，對于概念設計來講，結(jié)構(gòu)設計是一個逆向設計過程，它是根據(jù)概念設計的思想要求以及原理方法完成建筑結(jié)構(gòu)的設計，而建筑結(jié)構(gòu)設計本身也是一個定量設計發(fā)展成為定性設計的設計過程，其中，定量設計是指建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力以及配筋、穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)變形等的設計。而對于建筑結(jié)構(gòu)設計來講，概念設計是一種先進設計思想的體現(xiàn)，而建筑結(jié)構(gòu)設計實際上就是在特定空間內(nèi)以概念設計的整體概念思想實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設計的過程，因此，對于建筑結(jié)構(gòu)設計來講，有效運用概念設計能夠?qū)崿F(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)整體安全性的保障，而概念設計本身則是建筑結(jié)構(gòu)設計的重要一部分，兩者在建筑設計建設中具有相輔相成、相互促進的作用關(guān)系，不可或缺。

二、建筑結(jié)構(gòu)設計中的結(jié)構(gòu)措施分析

對于建筑結(jié)構(gòu)設計中的結(jié)構(gòu)措施的分析，需要從建筑結(jié)構(gòu)設計中的協(xié)同工作和建筑結(jié)構(gòu)設計以及建筑結(jié)構(gòu)設計的材料利用率兩個方面的作用關(guān)系，進行分析實現(xiàn)。

首先，對于建筑結(jié)構(gòu)設計來講，建筑設計建設中的協(xié)同工作主要是指建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部相關(guān)部件之間的相互配合以及協(xié)同作用，對于建筑結(jié)構(gòu)狀態(tài)與壽命的保證作用。由于建筑結(jié)構(gòu)設計主要包括建筑上部結(jié)構(gòu)設計和建筑基礎(chǔ)設計兩個部分組成，因此，對于建筑結(jié)構(gòu)設計來講，其協(xié)同工作就是要對于上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間的協(xié)同性進行保障。比如，在進行磚混結(jié)構(gòu)的建筑設計中，由于此類建筑結(jié)構(gòu)需要通過圈梁與構(gòu)造柱實現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)部分的連接，因此，在進行建筑的圈梁以及構(gòu)造柱設計中，就需要以此為中心完成建筑結(jié)構(gòu)的設計。此外，在建筑結(jié)構(gòu)的受力計算與設計中，保證建筑結(jié)構(gòu)的各個構(gòu)件具有較高的應力水平，是其設計的關(guān)鍵。對于高層建筑來講，考慮到建筑結(jié)構(gòu)中各種承載力，為保證建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應力水平，可以通過加大配箍方式，來提升高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力。這主要是由于高層建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的極限變形能力與箍筋約束程度之間具有突出的相關(guān)性。其中箍筋的約束程度主要是指箍筋形式與配箍特征值，如下公式（1）所示，為配箍特征值的表達式。

其次，在建筑設計建設中，建筑材料的充分利用是實現(xiàn)建筑成本節(jié)約以及提高建筑設計建設效益的關(guān)鍵因素，也是建筑設計建設中最為關(guān)注的問題。而對于建筑結(jié)構(gòu)設計來講，建筑材料利用率和協(xié)同工作，是建筑結(jié)構(gòu)設計同時也是協(xié)同工作的重要發(fā)展方向，它要求在既保障建筑材料充分利用的基礎(chǔ)上，又能夠?qū)崿F(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設計與建設的提升發(fā)展。因此，對于建筑結(jié)構(gòu)設計來講，建筑結(jié)構(gòu)設計中協(xié)同工作的程度越高，就意味著建筑材料充分利用率越高，因此，建筑結(jié)構(gòu)的設計性能質(zhì)量以及成本效益也就越高。

三、概念設計與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用分析

結(jié)合上述對于建筑結(jié)構(gòu)設計以及建筑結(jié)構(gòu)設計中概念設計和結(jié)構(gòu)措施的分析，可以看出在建筑設計建設中，概念設計和結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)中的應用實現(xiàn)主要是通過建筑結(jié)構(gòu)設計中的協(xié)同工作對于建筑結(jié)構(gòu)體系、建筑材料利用率的作用關(guān)系體現(xiàn)出來的。首先，對于建筑結(jié)構(gòu)設計來講，如果建筑結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件能夠在各種極限狀態(tài)下實現(xiàn)合理受力，并且結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性不受影響，那么建筑結(jié)構(gòu)各構(gòu)件之間的相互配合與協(xié)調(diào)是關(guān)鍵，這也是協(xié)同工作在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用體現(xiàn)，并且隨著建筑設計與建設的發(fā)展，協(xié)同工作理念在建筑結(jié)構(gòu)設計中也得到不斷的延伸和發(fā)展，其中以建筑結(jié)構(gòu)設計中上部結(jié)構(gòu)設計與基礎(chǔ)設計之間的協(xié)同關(guān)系最為突出。其次，在建筑結(jié)構(gòu)設計中，概念設計與結(jié)構(gòu)措施應用實現(xiàn)的另一重要表現(xiàn)為協(xié)同工作與建筑結(jié)構(gòu)設計材料利用率的控制應用關(guān)系。在建筑結(jié)構(gòu)設計中，協(xié)同工作的程度是隨著建筑結(jié)構(gòu)設計材料利用率的不斷提高呈現(xiàn)提升變化的，因此，通過提升建筑結(jié)構(gòu)設計材料利用率，在保證協(xié)同工作的情況喜愛，也能夠?qū)τ诮ㄖY(jié)構(gòu)設計質(zhì)量效果進行保障。

結(jié)語

總之，進行建筑結(jié)構(gòu)設計中概念設計以及結(jié)構(gòu)措施的分析研究，有利于促進建筑結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量水平的改進提升，對于保證建筑設計建設質(zhì)量與效果有著積極作用和意義。

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