概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用研究

劉艷良

摘? ? 要：伴隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中發(fā)揮著越來越關(guān)鍵的作用，同時，推廣概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)措施的方法在一定程度上也映射了建筑設(shè)計中結(jié)構(gòu)工程師的專業(yè)能力和知識水平。如何把建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體概念充分地運用到建筑整體的設(shè)計方案中，改善結(jié)構(gòu)和構(gòu)件、概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施間的聯(lián)系是建筑工程師常用方法。該方法既奠定了客觀分析結(jié)構(gòu)性能的基礎(chǔ)，處理了現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論中不能計算的問題，更好地解決了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念與結(jié)構(gòu)等一系列問題。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;概念設(shè)計;結(jié)構(gòu)措施

1? 引言

隨著社會主義市場經(jīng)濟的日益發(fā)展，市場經(jīng)濟的快速發(fā)展不僅為建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了發(fā)展機遇，更推動著建筑工程行業(yè)技術(shù)的不斷革新。因此，需要結(jié)構(gòu)工程師將概念設(shè)計結(jié)合結(jié)構(gòu)措施有效運用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中去，運用概率極限狀態(tài)理論作為建筑設(shè)計中的重要指導方法，通過確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)技術(shù)優(yōu)秀、經(jīng)濟合適和安全運用的設(shè)計方針。但是，我們也清楚看到，在運算概念極限狀態(tài)設(shè)計過程中也會出現(xiàn)準確度不合理的狀況，建筑物的實踐中承受的載重能力不能精確估算，所以，我們亟需深入宣傳學習結(jié)構(gòu)設(shè)計概念，以促進建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷發(fā)展。

2? 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計特點

首先，概念設(shè)計通常沒有涉及數(shù)學的算法，最明顯的是在沒有明確理論的狀況下，或者在沒有準確定義設(shè)計規(guī)范的狀況下，我們需要整合結(jié)構(gòu)體系中總體系與子體系的結(jié)構(gòu)關(guān)系和力學原理，不能從部分與微觀的角度設(shè)計建筑。設(shè)計概念的時候要從整體上進行規(guī)劃，認真的消除設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)的問題。其次，建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計與精準無誤的理論設(shè)計存在一定的差別。這是一個有經(jīng)驗和非標準化的設(shè)計。概念設(shè)計以地震參考數(shù)據(jù)、測量試驗結(jié)果、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的整體與個體之間的機械連接的概念設(shè)計理念和設(shè)計方針為基礎(chǔ)，不借助計算機或其他運算工具進行嚴苛和精準的數(shù)據(jù)操控作業(yè)，目的是對建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)置和宏觀方向操控。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計概念在邏輯上是不混亂的，用相當精準的設(shè)計理念對不能準確處理的建筑結(jié)構(gòu)中的問題做了很好的擴充。第三，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的核心是尋找和選擇最低的造價和最佳的建筑設(shè)計方案。

3? 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計需考慮的因素及措施

3.1? ?結(jié)構(gòu)概念設(shè)計思考因素

3.1.1? 選擇合適方案

選擇一個適宜的方案是非常重要的，不僅對未來工程質(zhì)量和結(jié)構(gòu)有著重要影響，并且關(guān)乎百姓的居住安全問題。所以，結(jié)構(gòu)方案選擇中，要遵照科學、適宜、發(fā)展的原則。影響設(shè)計方案的因素多種多樣，因此，設(shè)計出來的方案不盡相同。完成設(shè)計方案，第二步就是方案的適宜性選擇，選擇的方案不好，對以后的工程影響是非常嚴重的，所以，必須審慎選擇方案。方案選擇過程中，一方面要秉承科學性和適合性原則，同時必須講究經(jīng)濟效益原則。因此，選擇一個優(yōu)秀方案是十分重要的。在對方案進行可實施性選擇的過程中，要多角度的對建設(shè)施工中的工程用地以及施工中選用原材料進行分析，促使每一個工程節(jié)點都是科學的合適的，同時專業(yè)工程技術(shù)人員的完備，通過綜合的評計以及估算和分析設(shè)計的各種因素，選擇一套科學適宜的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計方案 。

3.1.2? 科學設(shè)計結(jié)構(gòu)簡圖

專業(yè)科學的理論是結(jié)構(gòu)概念設(shè)計中一個重要的支撐點，通常情況下，要運用結(jié)構(gòu)設(shè)計簡圖對結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的適宜性進行評價。在結(jié)構(gòu)簡圖的選擇上，要遵照準確和安全的理念，選取簡圖應當符合適宜性原則。因為假設(shè)草圖不符合科學性原則，對應的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計也會出現(xiàn)相應的誤差，甚至會影響工程建設(shè)質(zhì)量和安全性。所以，應竭盡全力設(shè)計出科學準確的結(jié)構(gòu)設(shè)計素描圖，讓誤差縮小在可控范圍內(nèi)。同時必須嚴格把關(guān)，保證素描質(zhì)量。

3.1.3? 確切地分析計算結(jié)果

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，信息技術(shù)在建筑工程設(shè)計中得到了全面運用，尤其是數(shù)字計算軟件，方便快捷，提高了工程效率。但是，計算軟件有時與實際計算結(jié)果的差異非常明顯，用戶難以區(qū)分哪個是準確的，因此，在工程設(shè)計過程中，計算的結(jié)果通常是比較亂的。所以，在建筑結(jié)構(gòu)計中，要審慎選擇計算軟件，分析不同軟件計算操作系統(tǒng)，根據(jù)工程項目目的實際情況和設(shè)計原理，選擇合適的計算軟件，因工程項目不同，適時調(diào)整軟件的計算流程十分重要，從而確保計算結(jié)果的科學性和正確性。

3.2? 從結(jié)構(gòu)設(shè)計上確保建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全有效

建筑工程建設(shè)地應當秉承抗震優(yōu)先原則，加強建筑物的穩(wěn)固性，規(guī)避不優(yōu)位置并采取相關(guān)措施減少地震。優(yōu)化改善結(jié)構(gòu)構(gòu)件的硬度，盡最大程度埋置抗震線，使地震線可以承受地震的連續(xù)往復效應，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的抗震水平;讓建筑物的橫向和豎直方向埋置與概念設(shè)計的條件相匹配，剔除不符合條例的規(guī)定;拋棄原有的方式使設(shè)計方案成功。通過計算機進行三維計算，妥善使用設(shè)計的實踐經(jīng)驗，綜合考慮各個方面，聯(lián)系概念與現(xiàn)實問題計算進行分析，并進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)。

4? 概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用

4.1? ?設(shè)計工作和結(jié)構(gòu)體系相互協(xié)作

如果建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)建受到合理的荷載而不受破壞，則它們需要相互協(xié)作并共同工作。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中聯(lián)合工作的概念得到了延伸。但是，建筑結(jié)構(gòu)的聯(lián)合工作集合在建筑根基與上層建筑的全局關(guān)聯(lián)上，不能單項解決。同時，建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應力承擔能力也必須受到重視，尤其是高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應減少短柱，以杜絕同一平面上承受載重力的承載柱處在同一面上。伴隨現(xiàn)代建筑物建設(shè)高度的不斷增加，又需要增加支撐短柱的數(shù)量，減少底部豎向承載柱出現(xiàn)的橫截面。事實上，當下建筑物高層結(jié)構(gòu)設(shè)計核心是去減緩水平方向壓力，以杜絕止建筑物形狀發(fā)生改變或者調(diào)轉(zhuǎn)的狀況發(fā)生，建筑結(jié)構(gòu)四周的大型鋼管圓柱的設(shè)計理念就是有利于更有效地抗衡水平方向壓力，提高高層建筑結(jié)構(gòu)對側(cè)向壓力的抗衡以及抗變性能和穩(wěn)定性能。

4.2? ?聯(lián)合設(shè)計工作與材料使用率

在建筑工程設(shè)計中，聯(lián)合設(shè)計工作與使用材料的運用是結(jié)構(gòu)概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)措施的重中之重的工作內(nèi)容，伴隨設(shè)計材料使用效率的不斷上升，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的協(xié)同工作不斷優(yōu)化。著力加強設(shè)計材料的利用率，加強施工水平，降低生產(chǎn)成本和減少經(jīng)濟損耗。與此同時，聯(lián)合設(shè)計的工作理念和整體設(shè)計的工作理念具有一致性。在當代建筑工程設(shè)計過程中，結(jié)構(gòu)工程師日益被建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的側(cè)重。同時，結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)理論知識庫要穩(wěn)扎穩(wěn)打，實踐經(jīng)驗中的先進設(shè)計原則不應被打破，使建筑設(shè)計盡可能地完美。

5? 結(jié)束語

當前，國民經(jīng)濟不斷增長，經(jīng)濟發(fā)展的腳步逐漸加快，居民對居住質(zhì)量的要求日益提高，這需要工程建筑設(shè)計的不斷發(fā)展和完善，才能滿足居民對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量和安全要求。與此同時，建筑設(shè)計理念更亟需發(fā)展優(yōu)化，讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計使用更為安全、經(jīng)濟實用、可靠有效、方便快捷，并且作為一名建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員和結(jié)構(gòu)工程師更應注重建筑設(shè)計知識理論學習，提升本身專業(yè)技術(shù)能力并吸納優(yōu)良的設(shè)計理念，推陳出新，提高對新型建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計思想的宣傳、學習和應用，推動建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)措施的不斷改進和提升，讓建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展。

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