朱 捷

（浙江東南建筑設(shè)計(jì)有限公司 浙江 杭州 310000）

一、前言

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展極大改善了人們的居住環(huán)境。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，越來(lái)越注重建筑的適用性和安全性能，建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)對(duì)于提高建筑的安全性和舒適程度起到了積極的促進(jìn)作用。

二、概念設(shè)計(jì)概念

概念設(shè)計(jì)，就是以人的構(gòu)思為主體的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)不需要經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)計(jì)算，而是由建筑設(shè)計(jì)人員依據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)整體結(jié)構(gòu)布局的了解和判斷，來(lái)對(duì)建筑的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行正確的構(gòu)思。從宏觀上來(lái)決定需要建造建筑的結(jié)構(gòu)等基本問(wèn)題。每一件設(shè)計(jì)作品的任何環(huán)節(jié)都離不開概念設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，不管是整體部分的大方向，還是關(guān)鍵部分的精細(xì)部分。不管科學(xué)技術(shù)如何突飛猛進(jìn)地發(fā)展，設(shè)計(jì)始終是一件以人的思維為主題的事情，計(jì)算機(jī)技術(shù)再高端也只是人類制造出來(lái)按照一定的模式計(jì)算的工具，永遠(yuǎn)不能取代人的思維在設(shè)計(jì)中起到的掌控大局，指領(lǐng)方向的作用。一件好的設(shè)計(jì)作品，必須得有正確的概念設(shè)計(jì)來(lái)引導(dǎo)方向。這樣才能避免由于自身經(jīng)驗(yàn)不足或誤判而產(chǎn)生的不符合客觀事實(shí)的建筑設(shè)計(jì)作品。進(jìn)而產(chǎn)生出考慮周到，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，外形美觀，富于美學(xué)效果的優(yōu)秀作品。

三、概念設(shè)計(jì)的原則

1、結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系，不僅會(huì)導(dǎo)致建筑難以具備必要的承載能力、變形能力和剛度，而且由于部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞會(huì)使整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失承受風(fēng)荷載、重力荷載和地震作用的能力。結(jié)構(gòu)的豎向和水平布置應(yīng)當(dāng)具有合理的承載力分布和剛度，避免因局部突變和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而形成薄弱部位。面對(duì)這種情況，要對(duì)可能出現(xiàn)問(wèn)題的薄弱部位，采取有效的措施予以加強(qiáng)。建筑的結(jié)構(gòu)體系宜具有多道抗震防線。

2、規(guī)則結(jié)構(gòu)的主要特征

規(guī)則結(jié)構(gòu)通常是指建筑體型（平面和立面）規(guī)則，結(jié)構(gòu)對(duì)稱并具有較好的抗扭剛度且平面分布均勻。結(jié)構(gòu)豎向布置均勻，結(jié)構(gòu)的剛度、質(zhì)量和承載力分布均勻，沒有突變。建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)出現(xiàn)側(cè)向剛度和承載力突變的情況；建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜對(duì)稱、規(guī)則，并且具有良好的整體性。

3、規(guī)則平面布置需滿足的要求

結(jié)構(gòu)平面布置必須考慮到抵抗水平和豎向荷載的問(wèn)題，應(yīng)滿足受力明確、均勻?qū)ΨQ、傳力直接、減少扭轉(zhuǎn)的條件。在地震作用下，建筑平面應(yīng)力求簡(jiǎn)單規(guī)則，而風(fēng)力作用下則可適當(dāng)放寬。抗震設(shè)防的建筑，平面形狀宜簡(jiǎn)單、對(duì)稱、規(guī)則，以減少震害。在建筑的獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，應(yīng)當(dāng)使結(jié)構(gòu)平面形狀簡(jiǎn)單規(guī)則，承載力和剛度分布均勻。不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面布置，減少偏心。

四、概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要作用

1、概念設(shè)計(jì)所展現(xiàn)的是一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師創(chuàng)作理念的重要部分

一個(gè)優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)工程師，就是在有限的空間內(nèi)來(lái)完成整體的設(shè)計(jì)方案，并且能夠很好地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。隨著設(shè)計(jì)師工作經(jīng)驗(yàn)的豐富，設(shè)計(jì)出的建筑必然會(huì)越來(lái)越新穎、越來(lái)越完善。而設(shè)計(jì)方案越合理，人們對(duì)于建筑物的認(rèn)可度就越高。但是就目前的情況而言，很多的工程師太過(guò)于依賴一些輔助性的工具（如規(guī)范設(shè)計(jì)手冊(cè)、計(jì)算機(jī)的程序等），造成了其思維空間的局限性；對(duì)新技術(shù)和新的工藝拒絕采納，害怕使用不當(dāng)造成壞的影響；對(duì)現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)理論與計(jì)算機(jī)的程序有偏差，出現(xiàn)的問(wèn)題不能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)處理。以上問(wèn)題是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在今后的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮到的和要避免發(fā)生的。

2、概念設(shè)計(jì)的重要性體現(xiàn)在方案設(shè)計(jì)階段

在設(shè)計(jì)的初始階段，結(jié)構(gòu)工程師要靈活運(yùn)用所掌握的知識(shí)，根據(jù)各種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，制定出合理實(shí)用、效果好、成本低的結(jié)構(gòu)方案。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要明確各結(jié)構(gòu)體系之間的差異，才能在設(shè)計(jì)方案的時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行有效的構(gòu)思，從而使方案具有很好的經(jīng)濟(jì)、可靠性能。因此，對(duì)于設(shè)計(jì)概念的掌控是確保正確設(shè)計(jì)原則的關(guān)鍵所在。當(dāng)存在技術(shù)問(wèn)題的時(shí)，用概念設(shè)計(jì)來(lái)分析比數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)更為方便，判斷構(gòu)造的合理性也更快捷。

五、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)所要注意的事項(xiàng)

1、選擇合適的基礎(chǔ)方案

對(duì)于一件建筑設(shè)計(jì)作品來(lái)說(shuō)，方案的敲定對(duì)最終成品的影響非常之大。建筑基礎(chǔ)選型設(shè)計(jì)不僅關(guān)系到住戶的生活體驗(yàn)感受，更會(huì)影響到住戶的人身安全。在許多建筑工程中，一些建筑的結(jié)構(gòu)與所處的地基條件非常不協(xié)調(diào)，有些建筑上部體積非常大，但是基座僅有幾根柱子作為支撐，這樣的建筑不僅在美學(xué)上不具有美學(xué)效應(yīng)，而且連基本的安全保障都不能提供。此，建筑設(shè)計(jì)人員和施工人員在進(jìn)行建造之前，就應(yīng)該調(diào)查分析好各方面的環(huán)境因素，調(diào)查地質(zhì)條件，結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)經(jīng)濟(jì)適用性，美觀性，安全性等性能方面認(rèn)真設(shè)計(jì)選定最終的設(shè)計(jì)，正確掌控建造大局。

2、選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

結(jié)構(gòu)工程師必須在考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的安全性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和合理性的基礎(chǔ)上實(shí)施設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)者所掌握的理論知識(shí)，結(jié)合平時(shí)的工作經(jīng)驗(yàn)，制定一個(gè)有效的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)要對(duì)可能發(fā)生的問(wèn)題充分考慮到，如應(yīng)受力、抗震部位薄弱的地方等?？傊?，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師必須對(duì)材料的選擇、建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)的要求等進(jìn)行綜合性的系統(tǒng)分析，在多種方案中選出一種最為合理化的設(shè)計(jì)方案。

3、恰當(dāng)選用計(jì)算簡(jiǎn)圖

建筑設(shè)計(jì)師在結(jié)構(gòu)計(jì)算過(guò)程中用到的計(jì)算簡(jiǎn)圖如果選用不當(dāng)，將直接影響建筑結(jié)構(gòu)，甚至造成安全事故。因此，選用正確的計(jì)算簡(jiǎn)圖十分重要。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要結(jié)合實(shí)際的情況，合理設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖，并且要用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)來(lái)加以保障。另外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師還要考慮的是實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能完全是剛結(jié)點(diǎn)或是鉸結(jié)點(diǎn)，要使計(jì)算簡(jiǎn)圖的設(shè)計(jì)誤差在允許范圍之內(nèi)。

4、正確分析計(jì)算結(jié)果

在目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)的運(yùn)用是必不可少的，由于不同軟件會(huì)存在很大的差異性，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果會(huì)有所不同。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的同時(shí)必須熟悉掌握計(jì)算機(jī)的應(yīng)用程序，意識(shí)到數(shù)據(jù)對(duì)于設(shè)計(jì)的重要性，仔細(xì)的核對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)，并且要能夠通過(guò)平時(shí)的經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)確的判斷出數(shù)據(jù)的對(duì)與錯(cuò)。