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摘要:现阶段我国城市化进程的不断加深进一步推动了我国建筑行业的发展,而社会经济的飞速发展也为我国建筑行业的长远发展注入活力。概念设计在我国建筑结构设计中占据重要地位,建筑结构设计直接受概念设计的影响,设计初期做出合理的概念性估算和分析,能够为后续项目实施中节省大量的人财物,达到经济效益与效率的统一。
关键词:结构概念设计;建筑结构设计;作用;控制要点
1导言
随着当前我国建筑行业的不断发展以及人们要求的不断提升,建筑工程项目结构设计的难度正在不断加大,为了更好提升建筑结构设计水平,促使建筑结构能够体现出较强的实用性和可行性,从概念设计入手进行优化完善是比较重要的一个手段,应该切实围绕着建筑结构设计需求以及相关原则进行有效落实,促使概念设计能够体现出更强实效性。
2概念设计的含义
概念设计的应用比较广泛,通常是指完成结构设计中提出的多样化要求的一种渠道,实现过程中建筑设计师与结构设计师根据实际要求,建筑特点,设计理论,实践经验等,规划建筑全面布局。在设计初期做出相应的概念性估算和分析,从而实现准确化、便捷化、概念化的设计。这种设计能够为后续项目实施中节省大量的人财物,达到经济效益与效率的统一。
3结构概念设计在建筑结构设计中的作用
概念设计在建筑结构的设计过程中发挥着极其重要的作用,它保证了建筑结构设计的质量,为设计工作赋予了新的活力。合理的运用概念设计这一理念能够很大程度的提升建筑结构设计的水平,促使设计人员能够发挥出更好的作用和价值,使建筑结构设计的最终效果得到提高。同时计算机设计中存在一些不足和缺陷,应用概念设计能够有效地对这些不足进行弥补。设计人员在进行结构设计时常常广泛的使用计算机程序,导致了设计人员对计算机过于依赖,忽视了自身对于结构概念的学习和掌握。同时采用计算机进行结构设计有一定的局限性,导致初步设计的方案无法完成。选择合适的软件来进行设计可以提高效率,相反的,如果使用的软件并不合适反而会导致设计中的一些隐患,这些问题会随着时间的推移越来越明显。所以,设计师需要深入学习理解相关的概念,熟练掌握应用概念设计,在设计时选择科学合理的方案。应用概念设计还能使结构设计更加完善,因为设计师必须先掌握结构概念,对其有充分的理解及认识,具有清晰的设计理念,才能对如概念混乱这类问题进行较好的预防。如果能够较好的掌握相关概念,那么在出现问题时,也能快速的找出其原因并且制定有效的解决方案,同时提升其结构方案的可靠性。
4结构概念设计在建筑结构设计中的应用措施
4.1场地选择中概念设计的应用
对于建筑结构设计工作的落实,首先应该切实围绕着场地的恰当选择进行严格把关,确保相应建筑场地能够满足建筑结构的基本需求,并且不存在较为明显的土地资源浪费。基于此,重点加强对于场地的详细分析必不可少,需要探讨所在区域的地质状况,才能够对工程项目的基础方案设计形成较强的指导性,对地基承载力进行分析判断,选择合理的基础形式,为后续建筑结构设计工作打好基础。
4.2结构概念设计优化细部结构
利用结构概念设计还能够实现整个结构体系的优化,但是要做到这一点就需要对每一个基本构件的特征有一个全面性的了解与掌握。结构概念设计的一个优势在于,能够在缺乏具体的参考数据的基础上利用结构概念设计的优势开展对细部结构的设计与优化。例如,在对一个建筑工程进行设计的过程中,考虑到后期的自然因素会对建筑物造成影响,以地震为例,建筑物在设计之初一定要考虑到对地震的防护,但是设计时无法知晓地震的相关参数以及具体对建筑物的影响,面对这种情况实现设计有一定困难。这种情况下就可以考虑采用结构概念设计的方式,通过利用结构概念设计将参考数值作为相应的参考数据,实现后期防护设计工作的开展。另外,值得注意的是在进行结构概念设计的过程中,还需要结合科学合理的设计方法,进一步对结构概念设计工作进行优化。其中的重点就是针对细部结构的优化设计工作。只有这样才能够确保结构概念设计工作发挥出其价值。
4.3在建筑主体结构设计中的应用
建筑主体结构主要是要从整体上对整个建筑结构进行设计,对于这种设计工作来说,对称性和合理性是十分关键的,相应的这也要求设计人员必须对整体的结构布置、传力路径、刚心、质心进行合理的设计,而这些设计过程中就需要有概念设计的参与。在计算中,应着重从以下几个参数整体来考虑计算结果的合理性:
刚度比:主要是控制结构竖向规则性,避免竖向刚度突变,形成薄弱层;
位移比:主要为控制结构平面规则性,以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应;
周期比:主要为控制结构扭转效应以减小扭转可能对结构造成不利影响。周期比不满足要求时,结构的扭转刚度小于侧移刚度,结构扭转效应过大;
剪重比:主要为控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性;
刚重比:主要为控制结构的稳定性,避免结构在风载或地震力的作用下发生整体失稳。刚重比过小时结构的刚度比起重力荷载较小;但刚重比也不宜过大,否则结构的经济技术指标是较差的;
层间受剪承载力比:控制竖向不规则性,以免竖向楼层受剪承载力突变,形成薄弱层;
4.4建筑结构设计中的协同工作
协同工作被广泛地应用于我国建筑结构概念设计中,协同工作主要是要求结构内部的各个构件相互配合,共同工作。这不仅要求结构构件在承载能力极限状态能共同受力、协同工作,同时达到极限状态,还要求他们能有共同的耐久寿命。对协同工作的理解,还在于当结构受力时,结构中的各个构件能同时达到较高的应力水平。在多高层结构设计时,应尽可能避免短柱,其主要的目的是使同层各柱在相同的水平位移时,能同时达到最大承载能力。实际上与长短柱混杂的效果一样,长、短梁在同一榀框架中并存,也是极为不利的。短跨梁在水平力的作用下,剪力很大,梁端正、负弯矩也很大,其配筋全部由水平力决定,竖向荷载基本不起作用,甚至于梁的剪力增大,也会使支撑柱的轴力大幅增大,这种设计不符合协同工作原则,并且结构的造价必将会上升。
5结论
总之,近年来我国建筑行业飞速发展,低投入高产出的追求一直是理想状态。通过合理运用概念设计,设计出更加合理的结构形式,在保证结构安全的前提下,同时节省经济投入。我国建筑结构设计在应用概念设计和构造措施时,需要严格控制各应用要点,以便于更好的提高建筑结构设计的质量。
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