摘要:现代建筑设计结构将会直接对建筑质量造成影响,因此相关人员必须加强对其的重视。(钢结构设计培训)在对建筑进行结构设计的过程中要注重概念设计措施的采取,这对于建筑结构设计合理性的提升是极为重要的。和其他设计方法相比,概念设计更容易被设计人员所理解,这对于降低建筑结构设计中问题出现几率的降低有着极为重要的意义。

  关键词:概念设计;建筑结构设计;整体性

  概念设计过程就是把客户需求分析向建筑结构设计过程所过渡,概念设计的科学性将会直接对建筑设计的质量造成影响,因此相关人员必须加强对其的重视,积极的采取措施对概念设计进行推进和完善,最大程度的避免概念设计出现问题的几率。这对于建筑质量的保证有着极为重要的影响。

  1概念设计的概念和步骤

  概念设计是设计工程师根据设计理论、设计经验以及建设工程项目特点,通过对建筑结构的总体布局和布置抗震结构的措施,在建设工程项目结构设计初期对设计方案进行概念性的分析估算和比较,实现结构设计的多方面要求的目标。概念设计的步骤包括分析、综合、评估的不断接近满意的三个阶段构成:①分析。对问题过程进行全民的了解。它的特点是所分析的数据不完整,具有模糊性质;②综合。产生解决问题的过程。这个过程是工程师将理论知识结合自己的经验,并发挥自己的想象力和创新意识,将工程设计规划落实到图纸的过程;③评估。判断和比较选择方案的阶段。这个阶段是循环实施的过程,它的循环时间为选择到合适的方案为止,设计人员评估时,采用功能模型方式运用数据统计计算等其它手段进行,已获得具有经济合理性和技术可行性的方案。

  2建筑结构设计中概念设计的原则

  2.1简单性

  在对建筑结构设计中开展概念设计的过程中,相关设计人员必须遵循简单性的原则,尽可能的让传力途径进行简化,从而使得结构的承载力能够得以提升。因此,在对结构体系进行设计的过程中要注重建筑结构受力图计算的精确性,并根据建筑的具体条件对内力和位移进行详细探究,从而最大程度的降低薄弱部位出现的几率,这对于建筑结构设计中概念设计合理性的保证极为重要。

  2.2整体性

  整体性也是概念设计应用到建筑结构设计的重要原则之一,建筑结构能够使得惯性力以聚集的状态所存在,而且其也能够把所聚集的惯性力进行传递,从而使得各竖向抗侧力子结构都可以有惯性力的存在,这就要求所设计的各个建筑子结构所具备的承载力能够以相同的状态所存在,这对于抵御地震自然灾害对于建筑的损害极为有用。

  2.3规则性和均匀性

  建筑结构的规则性和均匀性的保证能够最大程度的避免建筑结构过早出现坍塌的现象,此外在对建筑结构进行概念设计的过程中要注重建筑分布质量和结构刚性能够以协调性的状态所存在,这对于建筑结构合理性的保证有着极大的意义。

  2.4优化选型原则

  在建筑结构设计中对于概念设计进行应用的过程中,其最主要的目的就是对结构体系进行优化,并让结构的布置形式以合理的状态所存在。所谓的优化结构体系指的就是在对建筑结构基本特征以及荷载状况进行了解的前提下,让结构体系通过集合形式所构成。

  3概念设计在建筑结构设计中的应用

  3.1概念设计在建筑场地选择中的应用

  为了最大程度的使得建筑结构设计的有效性能够得到保证,在施工之前,相关人员必须加强对建筑场地的选择,只有保证所选建筑场地的合理性才能够为后续建筑施工创造条件,这对于建筑工程的顺利推进有着极为重要的意义。概念设计的应用能够让整个建筑场地选择以更加合理的状态所存在。在对建筑施工场地机械选择的过程中要对以下要素机械分析,首先要对地形因素进行考虑,因为不同的地形对于建筑结构的影响也会有所差异,而且在很多情况下,地形将会成为建筑结构设计的重要影响因素。因此在对建筑结构进行设计时,相关的设计人员必须在考虑建筑实际情况的基础上,综合考量出适合建筑设计的地形。除了地形因素外,地址因素也将会对建筑结构的有效性造成影响,之所以会导致这种现象的产生是因为地质因素会直接影响基础结构设计的合理性,这就要求相关人员在对建筑场地进行选择的过程中,必须对建筑场地进行评估,从而最大程度的保证所选择的建筑场地能够满足建筑结构设计的需求。在对建筑结构进行概念设计的过程中,相关设计人员也需要对建筑的抗震性进行衡量,可以说在一定程度上抗震性将会直接反应出建筑结构的设计水平。只有最大程度的对建筑设计的抗震性进行保证,才能够使得整个建筑的安全性能够得到提升。因此在对建筑场地进行选择的过程中,相关人员必须加强对概念设计的利用,尽量避免在易震动的地方开展建筑工作。概念设计在建筑场地选择的过程中所扮演的角色是极为重要的,相关人员必须加强对其的重视。

  3.2概念设计有利于建筑基础的选择合理性的提升

  在对建筑场地选择后,为了保证建筑工程的顺利推进,相关人员就需要在对地形特征和结构设计进行考虑的基础上对合适的建筑基础进行选择,目前最常使用的建筑基础有桩基础、筏形基础以及桩基础三种。桩基础是最常使用的建筑基础之一,受这种建筑基础性质的影响,其更加适用于对地压力比较大且地质以非常松软状态所存在的高层建筑。如果地基不能够起到承载建筑的作用时,可以通过对桩地基的利用让载荷向较深的持力层进行传递。箱型基础也比较适合高层建筑,这种基础整体的刚度以适中的状态所存在,其能够有效的让荷载以均匀的状态完成从上部到下部的传输,因此这种建筑基础可以提高嵌固结构组成的有效性,这对于解决箱基沉降不均匀等问题有着极为重要的作用,因此相关人员必须加强对其的重视。筏形基础被广泛应用到承载力相对较低的地基并且上部荷载以较大状态所存在的建筑机构中,和上两种建筑结构相比,其刚度相对较大,其能够实现把上部载荷向下部的分散,这对于与不均匀沉降等问题的避免有着极为重要意义。

  3.3在计算机分析中的应用

  在现代建筑背景下,计算机分析是建筑设计的极为重要的组成部分,但是就目前建筑设计的状况来看,计算机分析的应用效果并不是特别好,这和计算机分析存在缺陷性有着直接联系。计算机分析缺陷的存在将会使得整个建筑结构设计以不科学的状态所存在,这对于建筑质量的保证是极为不利的。在把概念设计应用到计算机分析的过程中,相关人员要注重设计依据的丰富性,除了计算机分析结果外,也要加强对实践经验的利用,以实践经验为依据对计算机分析结果进行评估,然后根据实际情况对设计方案进行调整,进而最大程度的保证计算机分析结果的准确性。

  3.4隔震技术的应用

  被动隔震控制技术应用中最重要的就是基层隔震处理。建筑结构设计人员会在建筑结构的基础部门与上部结构之间进行隔震层建设,以将建筑基础与上部结构进行隔离,降低地震能量的传播成效,提升建筑工程项目的抗震性能,缩减地震能量对建筑主体结构的破坏作用。隔震技术在建筑结构设计中的应用,可使得建筑工程主体结构在地震灾害的影响下,仍保持良好的应用安全性,同时对建筑内部的非结构构件起到保护作用,且地震灾害过后建筑工程无需进行大规模的修复工作,只需更换建筑隔震装置即可。被动隔震控制技术的应用对隔震装置要求较高,隔震装置要具备很强的竖向承载能力、初始刚度和强度性能,能够在地震作用力的影响下对建筑水平位移进行有效控制;隔震装置自身的水平变形能力以及阻尼能力也是非常关键的,在地震自然灾害中,隔震装置的自振周期可以逐渐接近场地振动特征周期,以此吸收和消耗一定的地震能量,减轻地震灾害。

  4建筑结构设计中的结构措施

  4.1结构体系中保持协同工作

  概念设计中的协同工作被广泛应用于建筑结构中,它要求结构内部各个部件之间相互协作,共同工作。这就要求结构构件不仅在承载力极限状态下能保持共同工作,还要求他们具有共同的耐久时间。建筑结构中的基础与上部工作,依据协同工作的理念,保持着一个统一的整体,共同承受荷载。还有砖混结构中的上部结构与基础之间必须通过构造柱与圈梁组合成统一的整体进行受力,而不能单独依靠建筑基础结构自身的刚度来承受荷载。在建筑结构设计中,要以协同工作做为设计的理论依据。在结构受力时,每个构件均能达到较高的应力水平为设计较为理想的状态,在多层结构进行设计时,就要避免各层短柱的出现,目的是提高相同平面处承受荷载的能力。在日益增多的高层建筑结构中,短柱出现的现象也逐渐增多,为了避免这种情况,需要使同层的抗侧力结构在相近的水平位移下。

  4.2协同工作中材料利用率

  协同工作不仅能够提高结构的稳定性,同时还能提高材料的利用率。一般来说,材料利用率越高,结构的稳定性和协同工作能力也越高。在我国的建筑结构设计中,要求用最少的投入获得最大的产出是根本的目标,所以,对材料的充分利用是结构设计的基本要求。例如:矩形截面是最为常见的受压构件,它的构成材料在使用过程利用率很低,分析有两种原因:首先是梁的中和轴附近的材料应力水平低,另外一点是梁的弯矩随着梁长的变化而变化。这样,对于等截面梁来说,很多区段应力水平低。基于这种受力状态,采用了概念设计结构进行分析,调整梁截面的应变梯度,使构件保持轴心受力,才能提高材料的利用率。于是,经过一段时间的探索与研究,出现了平面桁架结构,这种结构是将多余材料去掉,既节约成本又降低了材料自重。

  5结束语

  随着社会的不断发展,人们对建筑结构设计的要求越来越高,建筑结构设计的合理性将会直接对建筑作用的发挥造成影响。概念设计在建筑结构设计中所扮演的角色是极为重要,概念设计的使用能够降低建筑结构设计出现错误的几率,并能够确保建筑结构设计各项数据的精确性,这对于建筑工程的顺利推进有着极大的意义。