试析建筑结构设计中概念设计

论文导读：
摘要：随着我国国民经济的发展和社会的不断进步，人们生活水平的日益提高，对建筑行业的要求不断提高。特别是在当今信息化社会发展的时代，要求建筑结构设计理念要有一定的创新性，确保建筑结构设计中概念设计的与时俱进。本文笔者对建筑结构设计中的概念设计进行了探讨，希望对相关从业人员具有借鉴作用。
关键词：建筑结构，概念设计，分析
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前言：概念设计在结构设计中发挥着重大作用，建筑结构设计师们应注重概念设计的运用，发现自己的创造性思维能力。在提升自身技术水平的同时，为我国建筑结构概念设计做出一份贡献。

一、建筑结构中概念设计的重要性

建筑结构中概念设计是体现工程先进设计理念和思想的关键，工程建筑师主要的工作任务是在特定的建筑空间当中用整体的设计概念来完成工程施工结构设计的总体方案设计，并有意识地处理工程施工结构和构件、结构和结构之间的关系。一般情况下，工程设计师做好工程施工设计，建筑工程结构随着时间和具体的工程实践的增长而不断地发生变化，建筑工程设计的成果也将会越来越完善和创新。但是随着社会出现分工细化的状况，大多数工程设计师只会依赖设计手册、设计规范以及计算机程序做好建筑工程中传统的结构设计，存在着一定的缺陷，主要表现在缺乏一定的创造性，对新工艺、新技术不予以接受和采纳。一些工程设计师在一体化计算机建筑结构设计应用，对计算机结果出现错误地方不能及时地发现和改正。
由于计算机的发展为工程设计师带来了一定的方便性，在建筑工程施工建设方面有些地方很难依靠计算机来完成概念设计，或者是出现现有的工程结构设计理论与计算机结构设计理论发生一定的冲突。例如，在工程施工中对钢筋混凝土进行计算时，在工程施工建筑中内力计算机主要的策略是依靠弹性理论知识的计算策略，但是截面工程结构设计是依靠塑性理论知识计算策略，这就造成了计算机实际受力和计算结果的状态下发生一定的冲突性，因此为了弥补结构理论和计算机计算结果之间存在的冲突，也为了进一步地解决工程施工设计中一部分工程不能用计算机来解决的结构构件进行设计，这就需要较好的建筑结构措施和在建筑结构设计中概念设计的策略来解决这样的理由。同时为了使工程设计人员降低对计算机设计的依靠性，需要强化对工程设计师进行概念设计的培养，更好地了解和掌握建筑结构设计中概念设计的重要作用。

二、建筑结构设计中概念设计所要注意的事项

1. 选择合理的结构设计方案

结构工程师必须在考虑结构设计方案的安全性、经济性、实用性和合理性的基础上实施设计，根据设计者所掌握的理论知识，结合平时的工作经验，制定一个有效的设计方案，同时要对可能发生的理由充分考虑到，如应受力、抗震部位薄弱的地方等。总之，结构设计师必须对材料的选择、建筑的结构特点、设计的要求等进行综合性的系统分析，在多种方案中选出一种最为合理化的设计方案。

2. 恰当选用计算简图

建筑设计师在结构计算过程中用到的计算简图如果选用不当，将直接影响建筑结构，甚至造成安全事故。因此，选用正确的计算简图十分重要。结构设计师要结合实际的情况，合理设计计算简图，并且要用相应的结构来加以保障。另外，结构设计师还要考虑的是实际结构的节点不可能完全是刚结点或是铰结点，要使计算简图的设计误差在允许范围之内。
3.在目前的建筑结构设计中，计算机的运用是必不可少的，由于不同软件会存在很大的差异性，导致计算结果会有所不同。因此，结构设计者在设计的同时必须熟悉掌握计算机的应用程序，意识到数据对于设计的重要性，仔细的核对相关数据，并且要能够通过平时的经验准确的判断出数据的对与错。

三、建筑结构概念设计中的布置原则

每种结构体系都有着它自己的优点和缺点，但是它也有合理的经济适用范畴。工作人员应当根据建筑物的高度、用途及功能、抗震等级、荷载情况和所具备的物质以及相对应的施工技术条件等因素，来分析结构形式和结构体系类型。
1. 使用合理的结构体系。结构体系的选择在建筑中起着至关重要的作用，它与建筑的功能有着很大的关系。
2. 关于结构平面布置，就需要选择有利于抵抗水平和竖向荷载。受力物体比较明确，而且传力直接的结构，平面均匀、对称的结构布置能够减少扭转过程中的影响。在抗震设防区，很多高层建筑的一些平面形状都应该设计的相对简单对称、传力直接、体型尽量简单、规则。这样一来，就可以减少地震带来的灾害。如果建筑平面复杂时，就应通过设置合适的变形缝来划分结构平面单元，使得每个结构单元的平面都能够满足上述要求。
3. 变形缝也要多加注重设置。变形缝通常包括沉降缝、伸缩缝、防震缝，合理的设置伸缩缝能够使得温度应力减少危。然而沉降缝能够避开建筑物的不均匀沉降，防震缝能够简化结构单元，使得震害降低。

四、 建筑结构设计中协同工作和结构体系

1.协同工作的概念

在这里是指希望建筑中的每一个配件都能达到其预期的使用年限，在此期间它们能够很好地运作并且配合，共同完成工作，所以在此对结构构件的要求是在受力的极限状态下，仍然能够通力合作。与此同时，还要求它们要有共同的使用寿命。对于结构的协同工作，主要表现在基础和上部结构之中，应该视它们是一个有机结合的整体结构，对于遇到的理由，必须一起处理，绝对不能分开考虑。协同工作还突出表现在结构受外力时，结构中的各个配件能够同时承受和达到一定的应力状态。当设计师在设计高层建筑的时候，注意不要设计短柱，因为当各层之间发生水平方向的移位时，能够一起承受外力，随着建筑物高度的增加，从横向和纵向的承载力会使底层柱截面增加，从而使在底部出现更多的短柱。应该将大的截面柱开竖槽，进而形成田形柱，减少短柱，这样同层的抗侧力结构在水平位移时就能承受最大的力度。短长梁也不宜并存在同一个框架结构之中。短跨梁的剪力大，负弯矩也很大，水平力决定了配筋。在建筑设计中，结构设计的目的是避开发生扭转，并且起到抵抗水平力的作用，在同一个平面内，正交方向的尺寸宜尽量一致，从而起到“惯性矩”相同的作用，防止受力不均匀。防止扭转是为了减少柱节点水平位移和角柱剪力，避开与中柱剪力差距过大由外向里破坏论文导读：上所述在今后建筑业的发展中，概念设计必将成为结构设计的一种主要的流行趋势。当然，结构设计师也应该有扎实的理论基础做奠基，以协同工作原则为整体的工作原则，不断改善，不断学习，不断创新，以对工作认真负责的态度，为祖国未来建筑业的发展做出更大的贡献，带动建筑结构设计的发展，为人们营造更为舒适、美观、别致的生活环境。
。只有抗侧力结构在两端对称分布，才能很好地防止扭转。对于高层或超高层建筑，角柱轴压比在水平力的作用下变化幅度大，所以角柱的应变能力一定要强，承载力也一定要大。现在的建筑中部分采用在四角设置巨型钢管柱，以防止发生扭转和变形。设计的同时还要注意柱轴压比的限值，柱轴压比的大小意味着柱的塑性变形能力的大小，影响结构的延展性。目前一般采用密排螺旋箍筋柱或是钢管混凝土，来达到提高柱轴压比的限值。

2. 协同工作与材料利用率

协同工作设计可以充分利用材料，应力水平也随之提高，因此协同工作程度对于一个国家建筑结构设计水平的发展具有重要作用。在建筑结构设计中可以将成本降到最低，而材料的作用却能发挥到最大。例如在构件轴心受力时，对于材料的利用率会增加，主要是将梁中的多余材料去除，从而降低自重，形成平面桁架；将去除掉的材料进行二次利用，也很好地降低了成本。在建筑结构设计中，对于材料的利用率越高，说明构件多处于轴心受力的状态。在框架结构中，由于纵向力过大，框架柱应处于小偏心的状态。所以，在建筑设计中，应该加强结构的整体性能，或者在一部分楼层设置刚性转换以减少柱的变形弯曲度，对于楼体应该设计成多支柱，以便更好地完成协同工作。
五、结束语
综上所述在今后建筑业的发展中，概念设计必将成为结构设计的一种主要的流行趋势。当然，结构设计师也应该有扎实的理论基础做奠基，以协同工作原则为整体的工作原则，不断改善，不断学习，不断创新，以对工作认真负责的态度，为祖国未来建筑业的发展做出更大的贡献，带动建筑结构设计的发展，为人们营造更为舒适、美观、别致的生活环境。
参考文献：
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