概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用陈伟峰

概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用陈伟峰

关键词:概念设计;结构措施;建筑结构;结构设计

1.概念设计介绍

1.1含义

所谓概念设计,就是按照客户的要求,通过研讨、会议、实地踏查等方式,按照一定程序、一定要求、一定技术条件对目标进行概略设计、精细设计的过程,通过不断修改设计最终形成可以实施的具体建设方案。概念设计表达的是一种创造力,而其设计最终产生的作品是一种由想象力的物质产品。

1.2应用前景

在概念设计的过程当中,更注重创意投入到建设方案当中,关注的是最后受用人的亲身体验和使用感受,甚至可以让最后的用户加入到设计的过程当中,通过用户反馈来获取市场最新、最流行、最适用的建筑方式,并在相关方面进行深入和发散性的研究,并将研究结论转化为建筑结构设计的原始创意,从而帮助建筑产品提高竞争力、早于竞争对手快速占领相关市场。

1.3实现技术

一是2M技术,即建造虚拟模型,生成虚拟环境,让设计者能够在上帝视角全方位体验设计的作品,从而发现和感受设计作品的优劣并进行下一步的修正。二是IE技术,即建造虚拟图像,从第一人称视角对设计产品进行浸入式体验,来完成局部细节的感受和修正。这些虽然是基于虚拟现实而产生的场景,但是是由大量数据进行支撑的,必须遵守物理和建筑学规则,是对真实建筑的一种还原,而不是为所欲为的臆想。

1.4重要性

由于现在建筑结构设计的理论并不完善,因此恰当的使用概念设计能够对此进行弥补,还能充分汲取以往设计的经验和成果,并在此基础上进行改良,在以往的建筑设计过程当中,传统建筑设计师仅局限在指挥者设定到范围内,束手束脚,不能使设计才能得到超越性发挥,缺乏创造力和创新力,致使全国大中城市的设计在功能性和观赏性上千篇一律,因此概念设计对于建筑结构设计能够更好的完成安全可信、经济节约、舒适适用的设计。

2.结构措施介绍

结构措施是通过不同手段,将结构设计和结构建设进行有机统一的过程,其关键环节是对材料的合理调配和利用,并进行协同工作,对建筑结构设计起到重要的支撑。

2.1协同的工作

建筑结构设计中的基础和上部结构并不是单独进行的两个个体,而是息息相关不可分割的有机整体,当建筑结构承受用力的时候,上部结构的组件受力后最终将力传递与建筑基础,并完成整个建筑的均匀受力,保证了平衡和抗压性,是具有相同受力水平的。建筑结构的协同工作机制在建筑结构设计和概念设计当中必须优先考虑,其作用还可增强建筑寿命,为后续的维护保养能够起到很大的经济节约性。

2.2材料的利用

在建筑设计当中,除了结构和设计,建筑材料的选择也是一项十分重要的工作,科学有效的选择建筑材料不但能够保证建筑结构的持久度和稳定耐久,更可以最大限度的节约经济成本,随着生活环境的日益低下,对于建筑环保和绿色建筑要求越来越高,而这其中除去扬尘等硬污染原因,材料的选择也要发挥环保、减排和节能的作用,而且对结构协同性也有很大的帮助,有些设计只有特定的材料才能完成,在概念设计越来越普及的当今,如果要进行精确的设计,就要求设计师有宽阔的理论知识作为基础,并选择成功的设计方案进行借鉴,并在此基础之上进行创新,从而拓宽建筑设计思路。

3.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用

3.1重点关注高层建筑工程的设计

我国的幅员十分辽阔,各地地质条件千差万别,虽然现代化的建筑施工已经有了很大的技术积累和成功案例,并且国际上、国内业界对建筑设计要求都有着详细而明确的规则,但是在实际建设和使用过程中还是会有提前无法预期的情况出现,甚至有的建筑出现了断裂和垮塌等严重事故,所以在进行设计时要充分考虑高层建筑对于地质和抗震性抗拉性的要求,如果高层建筑发生地震就对周边建筑和环境起到破坏性的不可逆伤害,故不管是决策部门、设计部门还是行业指导部门,要利用概念设计和结构措施重点对高层建筑进行反复论证,保证安全。

3.2关注建设地点和主体结构的关联性

设计人员在进行概念设计和预设结构措施时应对严格遵循力学原理,通过对建设地点的全方位多角度实地踏查获取准确数据信息,并结合建设需求进行设计,通过抗力结构、平面形心、结构对称、结构侧心等设计充分预判和模拟,降低工程主体的扭力,保证非构件结构的稳定发挥作用。对于建设企业来说,优秀的设计能够充分利用建筑材料的特性,起到节约建设经济成本、增加企业施工收益的作用,能够为企业的良好可持续发展助力,也能够在环境保护上面起到很大作用。而选择适宜的建筑场地,使这样的设计过程变的简易而不复杂,变得安全而不会有隐患。生成设计图施工图前,工程师还要认真检查和反复论证建筑中各个特殊结构、部件,或对薄弱结构部件进行检查,例如,最小纵筋半径、最小配筋比率、加密区域等等,能否支撑整个设计,是否符合抗震抗拉强度等地,对于强制性的国家标准或行业标准不能仅仅为了满足设计而不去遵守。

3.3对单构件进行设计优化

设计工作并不是只考虑大框架,建筑上能够起决定性作用的更多的是单个构件内力和配筋计算,包括建筑梁、建筑柱、剪力性墙等构件,要计算轴压比和进行截面优化等操作。例如,在建筑梁的设计当中,如果弯矩值M大于其最大限度承受弯矩的Mu时,软件会提示超筋,这就要重新考虑纵向受拉的配筋率、水泥混凝土斜截面的计算等问题。这些都要在概念设计和结构措施上时反复进行模拟和设计修稿。

3.4结合计算机互联网系统进行设计应用

随着计算机性能的越来越强大、互联网产业的越来越丰富,建筑行业也应当主动将先进的信息手段结合进来,但是也不能对计算机产生依赖性而忽视了人员的作用,要根据需求正确选择互联网数据源和计算机分析软件,可以大幅度提高设计的效率和成功率,一旦没有选择正确的数据来源作为参考,没有选择正确的软件进行规划很容易造成设计的作废和大修改等费时费工的后果。例如,利用软件进行施工图当中的配筋数据计算时,应当按照设计要求输入合理准确的系数、支座、选筋库等,如果出现数据不符合设计要求、数据错误有偏差这样的问题,哪怕只有一位小数的差别,也要再多次进行计算和调整,有必要时还应当重新进行概念设计和结构措施的调整,不能臆想和有得过且过的心态。

结束语

总体来看,概念设计和结构措施在整个建筑工程当中的作用是相互配合和论证的。所以在进行实际设计时要充分协调整体与部分、单个与联动的关系,综合考虑抗震性能、抗压性能、抗拉性能的关系,协同工作,保证客户需求、设计要求和行业规范的统一,促进建筑材料的高效率应用、加快建筑行业的健康发展、提高企业的经济效益、节省建筑的经济成本,为我国建筑行业的扬帆起航助力。

参考文献:

[1]戴建永,王宇赞,肖龙君.浅析结构概念设计在建筑结构设计中的作用[J].智能城市,2018,4(22):29-30.

[2]宾羽飞.建筑结构设计的概念设计分析[J].工程建设与设计,2018(17):30-31.

[3]梁明钊.探讨建筑结构设计过程中的概念设计及结构措施[J].中国新技术新产品,2014(12):137-138.

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