建筑結構設計中的概念設計及結構措施

黃楊

摘要：在經濟發展的帶動下，我國的城市化進程不斷加快，城市規模的迅速擴大和城市人口的不斷增加，使得城市建設用地急劇減少。為了緩解日益緊張的人地矛盾，滿足城市居民的住房需求，建筑逐漸向著高層化的方向發展，高層建筑在城市形象中發揮著不可替代的作用，做好建筑的概念設計及結構措施，凸顯建筑的造型創意，在建筑中更加完美地展現設計時的設計理念和結構，對于城市形象工程的建設是十分重要的。

關鍵詞：高層建筑；概念設計；結構措施

中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A

引言

隨著我國國民經濟的發展及人們生活水平的提高，對建筑結構設計提出了更高的要求，其在建筑行業中占據著重要位置，因此，加強建筑結構設計，注重概念設計與結構設計之間的關系，提高工程師的設計水平，使建筑結構設計取得良好的成果。

一、建筑結構設計闡述

在建筑結構設計中，由于現行的結構設計與理論還存在一定的差異，尤其是在結構設計不可計算性方面，因此，注重概念設計是非常有必要的。所謂結構設計，是指建筑與其他設備等各種結構元素所表達出來的結構語言的過程，在結構設計中，主要包括結構方案、建筑結構計算、施工圖紙設計等三個階段，第一，結構方案，其主要任務是根據各項參考指標來確定出建筑的結構形式，如地質勘查、現場施工類別及建筑高度、層數等，并根據建筑的結構形式來布置結構承載體系和受力構件等，在結構方案設計階段中，其遵循結構設計的經濟性、合理性，采用的方法主要是根據不同結構形式的適用范圍來確定的，最終確定最佳的結構方案;第二，結構計算階段，其主要任務通過選擇科學、適用的計算方法來進行各項參數的計算，如荷載、構件受力大小等;第三，施工圖紙設計環節，確定構建布置、配筋數量及構件構造措施，在整個設計過程中，應嚴格按照相關標準要求進行設計，尤其是設計人員，不僅要充分、全面地了解相關規范要求，還需要全面掌握整個施工工程的施工工藝和流程，以保證建筑結構設計適用于建筑施工中。

二、概念設計與建筑結構設計之間的關系探討

概念設計是指以設計師的個人經驗為基礎進行的定性設計，而結構設計是根據概念設計的要求及力學等定量設計來實現的一個逆向過程，其中，定量設計主要包括建筑結構內力、配筋數量及結構變形等參數。若概念設計不合理，將會影響整個建筑的結構設計，由于概念設計是體現出設計師的一種先進設計思想，因此，在建筑結構設計中，設計師需要根據建筑的整個概念進行結構設計，并對構件與結構之間的關系進行協同處理。所以，概念設計與結構設計兩者之間的關系是相輔相成的。

二、如何在結構設計中運用概念設計

1、建筑場地的合理性選擇

建筑場地的選擇影響著結構概念設計的結果，所以說對結構設計來說非常重要。建筑場地的選擇要符合施工的條件，同時滿足采光、水電、噪音等多方面的考慮。最重要的一點，就是應該考慮建筑場地的抗震能力。選擇的地點必須是抗震效果比較好的地點，以免發生危險的情況。一般在工程的初步設計之前就要進行建筑場地的科學選址和勘察，如果施工場地確實不允許，又必須在此進行建設，那么就應該做好科學有效的手段來降低危險系數。

2、建筑基礎的科學化應用

建筑場地進行合理選擇后，緊接著就是對建筑基礎的科學化選擇，在選擇的時候要根據建筑場地的地形和地質結構等進行分析，選取合理的建筑基礎。一般在建筑基礎的選擇上有以下三種情況:首先，樁基礎。在地質比較松軟或者負重比較大的情況下，大多會選擇樁基礎，因為樁基礎能夠使下部對上部進行力的承載；其次，箱形基礎。箱形基礎的安全性比較高，抗災能力比較強。一般高層建筑中會應用箱形基礎。是因為箱形基礎使下部的承載力實現均勻分配，保持地基的受力均勻。最后，筏形基礎。筏形基礎能夠實現分散建筑上部結構承載力，是下部承載力減弱，對地基進行力的控制，不出現地基的不均勻沉降。

3、結構規則的合理應用

建筑結構中只要保證非結構件的正常穩定運轉，就能使建筑材料的成本實現降低，因此主體建筑結構的選擇，要做到合理、科學和對稱性，在多數的施工中，實現抗側力主體結構的對稱，所選擇的平面結構也應該是容易形成對稱結構的。當然，具體情況具體分析，還要根據實際情況進行選擇，同時符合平面工程的科學設計。

4、抗震抗災能力的強化

建筑設計和施工的成功與否，不只是外型和質量的方面，還有抗震抗災上的需求。所以機構概念的設計，要考慮到抗震抗災的問題，在設計時要多增加防線，以期實現減弱地震的危害性。當然結構的變化也能起到抗震抗災作用，比如安裝特定的原件，使得建筑體對地震的破壞力進行有效的減弱。

5、結構剛度科學化選取

建筑結構在剛度的選擇上至關重要，而且在建筑結構概念設計中也必須遵守剛度的要求。結構剛度可科學化選擇，是保證工程質量的有效措施，還能夠對地震等災害起到危險性降低的作用。與此同時，結構剛度的科學化選取還能擴大空間的占有率，使建筑平面的利用率等都能得到合理的利用。

三、結構措施

在建筑結構設計中，在結構方案制定、結構計算和施工圖紙繪制等各個環節中，都需要根據庫概念設計的理念來進行結構設計。在結構設計過程中，應做以下措施:

1、合理選擇結構材料。第一，在選擇鋼筋、混凝土中，根據相關規定的強度等級來選擇混凝土與鋼筋的強度等級，一般箍筋與混凝土的強度等級不低于C20，對于直徑為10mm的縱筋，其強度等級應不低于C25，只有確保建筑材料滿足了強度等級設計要求后，材料的強度才能得到充分發揮;第二，確保結構的整體性，根據鋼筋的一級抗震等級和二級抗震等級進行抗震構造連接，在節點連接中，應遵循強節點、弱桿件的設計原則，注重構造連接度的把握，以保證整個結構構造的整體性。

2、選擇建筑場地，應選擇抗震性比較好的地方，在地震場地條件下，應充分考慮結構破壞的因素，根據結構體系方案和設計經濟合理性來確定結構體系，確保建筑結構的延性、勻質性得到提升。另外，當地震發生時，由于地震將會持續一段時間，這就要求需要設計多道抗震防線，使結構設計體系滿足抗震結構設計要求，進而提高整個建筑的抗震能力。

3、結構剛度及構件受力應符合要求，通過降低結構構件的延性指標來提高結構剛度，然而，在結構設計中，為了準確判斷出計算方法的正確性，則可以根據相關概念設計的延伸來確定。隨著計算機技術的快速發展，大多數設計都是通過計算機來實現的，但是，在設計過程中，若只利用計算機來計算，由于計算結果未作科學分析，這必然導致計算機計算的結果與實際情況不一致，因此，將實踐與設計理論有效結合起來，對計算結果進行科學分析，合理對施工圖紙進行調整，以保證結構設計的科學性、合理性。

4、注重施工現場處理，在施工現場中，由于一些不確定因素將會影響結構設計的計算結果，若僅僅依靠單純的計算方式，其是不能有效解決此類問題的，因此，在結構設計中，設計人員不僅要結合概念設計來進行結構設計，還需要依靠自身的實踐經驗和設計技術，加強與施工單位、監理單位的交流，最終提出科學、合理的解決方案。

結束語

概念設計及結構措施在建筑結構設計中的應用，能夠優化結構設計，提高結構承載力和穩定性，使其壽命達到甚至超過設計使用年限，并且建筑結構能夠與周圍環境有機的融合，提高了建筑的使用價值。因此，在建筑結構設計中應用概念設計及結構措施是十分必要的。

參考文獻

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