建筑结构概念设计应用论文.doc

关于建筑结构概念设计应用的探讨摘要：概念设计作为建筑设计创新的主要途径，在建筑结构设计中得到了广泛的应用。本文结合工作实际，就建筑结构设计中概念设计的原则及应用进行了探讨，以供参考。关键词：结构设计； 概念设计；探讨一、概念设计的内涵概念设计是相对于建筑设计结构中难以计算和难以确定的一些工程和项目而言的，强调的是通过简单、合理、实用的结构设计方案的设计和实施，以达到分析整个建筑结构各程序间的力学关系，形成有效处理结构破坏原理、工程设计以及地震等因素的最终目的。概念设计不仅简单易行，还具有节约成本，提高设计效率和设计质量的作用。另外，随着我国对建筑设计的不断重视，传统设计的旧观念已不再适合当今社会的发展趋势，取而代之的是新型的设计理念和设计新意。建筑设计师也将优化设计思路，转变设计想法作为当今建筑设计的新方向。概念设计正是在这种大的背景下应运而生。概念设计是站在宏观的角度上对建筑结构进行有效控制和掌握，主要分为两个方面：从宏观的角度对建筑结构的整体性进行分析，并着重考虑整体结构与分支结构的融合程度、适应程度以及匹配程度，达到建筑结构设计方案的和谐、统一。概念设计是站在理论的基础上对建筑结构设计的各方面进行合理得分析和统计 推测出可能出现的后果以及影响。针对数据设计中难以做出算和测量的问题，依据设计规划中的实际经验进行重新审核和规划，实现建筑结构总体设计方案的优化。因此，我们可以总结出概念设计的关键之处就在于对于概念的理解。概念是建立在宏观、理论的基石下，合理、准确、适当得对建筑结构可能出现的问题和难点做出预测，并为整体建筑结构设计提供有效的设计方案。二、建筑结构概念设计的原则2.1 全面考虑原则。结构概念设计时，首先根据建筑的要求，保证结构方案的合理化。结构选择时应结合当地固有的自然条件和人文条件（如气候、文化背景、地质条件等）、地表结构类型及荷载情况、相邻建筑物的影响、施工条件限制等多种因素进行综合分析，最后提出合理的方案。2.2 使用科学的计算简图。对简图进行计算是结构计算中的基础，选择恰当的计算简图是保证结构设计安全的重要条件。计算简图应有相应的构造措施来保证，建筑结构实际的节点不可能是纯粹的钢节点或者是铰接，但是其存在的误差必须严格限定在设计允许范围之内。2.3 功能协调原则。结构概念设计时，应尽可能做到建筑、结构、设备和施工手段的功能协调，结构各个构件的受力相互协调，共同承担自重及外部荷载，从而取得尽可能大的效能和效益。例如，在结构和建筑功能协调方面，要做到建筑体型和结构体系相协调，建筑使用和结构布置相结合等。从结构受力和变形分析看，要尽可能利用结构的对称性、变形的连续性和协调性。2.4 优化选型原则。结构概念设计归根到底是确定主体结构体系和结构布置，优化结构体系的前提是掌握各类基本构件的特征，根据环境、使用、建筑和荷载实况优化选择合适的基本构件，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。优化结构布置是在满足使用要求和建筑意向的前提下优化主要受力构件的布置，重要的原则是平立面宜规则、对称，具有良好的整体性，要保证构件既有必要的抗震承载力与刚度，又拥有良好的承受非弹性变形的能力。三、结构概念设计在建筑结构设计中的具体运用3.1 结构概念设计在建筑平面结构设计中的应用。在高层建筑设计中，水平荷载作用下的建筑结构侧移成为了高层建筑设计的难题。建筑结构设计人员在进行结构设计时，要运用结构概念设计原则，既要考虑到满足相关的要求，又要选择更好的抗侧力体系。在建筑物选择平面结构时，应该选用风压较小的结构设计。在进行结构设计时，还要综合分析所建建筑物周围的建筑物，了解分析周围建筑物对所建建筑物风压布局的影响。还要考虑建筑物的结构设计要增强建筑物的抵抗能力和竖向的荷载。并且，建筑结构设计人员还要运用概念设计，考虑到建筑结构的抗震能力，在平面设计时，要力求使建筑的平面结构简单规则。在结构概念设计中，如何选择既能够满足建筑结构侧向的移动距离，又不出现危险、使建筑结构能承受更多的侧压力的建筑结构模式，是目前建筑结构设计工程师所面临的最大难题。建筑平面结构要做到简单规则，考虑到风所带来一定的影响，可以根据具体情况，适当放宽建筑平面的结构，因为建筑结构设计一旦发生整体弯曲变形，还可以有补救措施。3.2 概念结构设计在建筑剖面结构设计中的应用。在建筑工程人员进行建筑的剖面设计时，要做好竖向的传力体系设计，控制好建筑物的高度比，使高层建筑物的抗侧力结构刚度由基础向建筑物的顶层逐渐过渡，避免出现建筑物竖向上刚度出现突变而消弱高层建筑物水平荷载能力的现象。当建筑物竖向的刚度变化特别大时或在高层建筑物的结构布局发生变化时，要设置结构的转换层，以确保高层建筑的稳定性。在给高层建筑设置锚固深度时，要结合高层建筑物设备用房和地下停车场的需要，设置一层或几层地下空间，提高高层建筑的抗震能力和抗倾覆能力。在进行建筑物竖向形体设计时，根据概念设计原则，建筑结构设计人员可以选用截锥形、上窄下宽形和新月形的竖向形体设计形式。截锥形是指采用从下而上分段逐步减小楼层面积的阶梯状形体，这样能大大地增加房屋的刚度， 此外，采用这种形体的建筑顶部楼面比建筑底部要小，有利于建筑的抗风和抗震作用。当采用上窄下宽形时，建筑物随着高度的增加，楼身不断变细，这样可以大大减少建筑物高层所承受的风力，降低楼体重心，增强建筑结构的稳定性。这种形式常见的有上削楔形体和退缩体，这些结构都有很好的抗风、抗震功能。当建筑设计人员采用新月形设计时，建筑物就像一个竖向的悬臂壳体，能有效地增加侧向力刚度。3.3 结构概念设计在基础设计中的作用。根据建筑物的不同地理位置和结构形式，建筑结构设计人员可以根据结构概念设计原则选择使用桩基基础、箱型基础和筏形基础。当遇到地基土质较软的情况时，建筑结构设计人员一定要考虑到运用人工的方法增强地基的承载能力。建筑工程人员可以采用桩基结构，用预制的钢筋混凝土土桩、混凝土灌注桩和钢管桩，将荷载直接传到地基下部坚实的持力层。在运用箱型基础时，建筑物的荷载力能够均匀地传给地基，抵抗地基的不均匀沉降，和周围的土体共同协作，增强建筑物的抗震和抗风能力。当采用筏形基础时，建筑物的上部结构荷载较大，地基的承载力较低。采用这种结构可以有效分散建筑物上部的荷载力，增加地基的承载力，防止地基产生不均匀沉降。四、结束语概念设计作为展现设计理念，强化设计意识，增强设计准确性、提高设计精确度的重要标准，在整个建筑结构设计中起着不可替代的作用。在建筑结构的设计中，结构设计人员一定要结合各方面宝贵的经验将结构概念运用的恰到好处，从而保证建筑结构设计的不断发展，提高建筑行业的水平，使得建筑物的质量和安全性得到有效的保证。参考文献：1高鹏，乔可义.重视概念设计，提高建筑结构设计的质量J.黑龙江科技信息，2011，（03）.2闵小双.概念设计在建筑结构设计中的意义J.科技资讯，2006，（34）.3杨帆，梁欣，樊爽，张艳.结构设计中的概念设计J.陕西建筑，2007，（02）.4 樊永华. 概念设计在结构设计中的应用 J. 山西建筑，2008，12.Any question please fell free to contact via QQ:1502606035