建筑结构设计中概念设计论文

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建筑结构设计中概念设计结构措施

建筑结构设计中概念设计结构措施

建筑结构设计中的概念设计与结构措施【摘要】近年来,随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快,建筑行业的发展可谓突飞猛进,作为当前建筑设计中一项非常重要的部分,建筑结构设计对建筑结构自身的承载能力、安全性以及造价和美观度等,都会产生非常大的影响。

建筑结构设计中,工程师的任务在于如何在规定的建筑空间范围之内进行整体结构方案设计,因此概念设计是建筑结构设计的指导思想。

本文将对建筑结构设计中的概念设计问题进行分析,并在此基础上就建筑结构设计中的概念设计与结构措施应用问题谈一下自己的观点,以供参考。

【关键词】建筑工程;建筑结构设计;概念设计;结构措施;研究对于建筑工程而言,概念设计与结构措施在整个工程项目结构设计中发挥着非常重要的作用,同时概念设计、结构措施的实际应用情况,也体现出了工程师在建筑结构设计领域的专业水准。

工程师可以将整体概念纳入到结构总体设计之中,对结构之间以及结构与构件之间的关系进行合理的优化,从而使概念设计与结构措施可用以有效解决当前结构不可算等问题。

因此,在当前的形势下,加强对建筑结构设计中的概念设计与结构措施研究,具有非常重大的现实意义。

1、概念设计第一,概念设计问题。

所谓概念设计,主要是指不经过数值运算,尤其是在难以精确分析、未在设计规范之中予以明确的情况下,综合结构体系、分析体系破坏机理以及力学关系,从宏观上对建筑结构进行合理的设计。

一般而言,概念设计是从建筑结构设计方案的总体着手,合理处理结构设计中的常见问题,比如构件延性及其力学分布等问题。

概念设计在结构设计中非常的重要,概念设计的合理应用,既可以丰富工程师的经验,又可以使设计理念、效果得以有效的完善和改进。

建筑结构实际设计过程中,很多设计人员将设计纳入规范、设计手册范围之中,对于新技术领域中的挑战不敢接受,因此可以看出创新精神依然比较匮乏,结构设计理念依然比较陈旧,缺乏突破、创新。

然而,结构设计理论中通常会出现一些计算和现实难以相符的问题,或者结构构件设计无法进行计算,此时便需要将概念设计与结构措施有效的结合,以此来优化建筑结构设计。

浅议建筑结构设计中的概念设计

浅议建筑结构设计中的概念设计
间 的 逐 渐 过渡 , 方设 法减 少 竖 向上 发 生 刚度 突变 的可 能性 , 而 想 进 随着 中国 建筑 行 业 的蓬 勃 发 展 , 筑 各方 面的 技术需 求 也 在 不 避 免 因 为 刚度 上 的较 大 变 化 导致 的建 筑 物 抵 抗 水 平 荷 载 能 力 的 降 建 断 的提高 ,传统的建筑结构 已经不能满足人们对于建筑更高的要 低 ; 假 如 因为 设 计 或 施工 需 要 , ④ 而不 得 不 对 刚 度 结 构 布 置 进 行 较 求 , 以建 筑 设 计 者 需 要 面 临 更 大 的 挑 战 , 要 不 断 的 创 新 和 引 进 大 改变 时 , 筑结 构 在设 计 时 要设 置 相应 的结构 转 化 层 。 所 需 建 新 的技 术 ,其 中概 念设 计 不 但 能 更好 的挖 掘 设计 者 的设 计 灵感 , 更 32 .2竖 向形 体设 计 . 能 保 证 建 筑 的质 量 和后 期 的效 果 , 以被 广 泛 的使 用 和 推 广 , 文 所 本 在进行竖向形体设计时 , 主要: 以下几种形式 : 采用 ①上窄下宽 就是 针 对 概 念设 计 进行 了具 体 的 阐述 。 形 。随着 高 度 的增 加 , 层 建 筑 为 了增 强 自身 的抗 风 能力 和 结 构 上 高 1概念 设 计 的基 本 涵 义 的稳 定 性 , 筑 结 构 随 着高 度 的增 加 而 不 断变 细 或 缩 进 , 求 降 低 建 以 所 谓 的概 念 设 计就 是 运 用 清 晰 的结 构 概 念 ,不 经 数 值 计算 , 建筑 的整体重心 , 依 增强 自身 的稳定性。该形 体主要包括退缩形体和 据 整体结构体 系与分体 系之问的力学关系 、 结构破: 坏机理 、 震害 、 实 削楔 形 体 , 者具 有 截 切式 、 前 收进 式 、 阶式 等 多 种 形 式 , 者则 更 台 后 验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想 , 对结构及计 有利于抗震与抗风, 具有 良好 的稳定性和韧性 。 ②截锥形 。 该形体不 算 结 果 进 行正 确 的 分析 , 考 虑 结构 实 际受 力 状况 与计 算 假 设 间 的 仅在抗震性能和抗风性能方面具有一定 的优越性 , 并 在建筑的使用功 差 异 , 结 构 和 构造 进 行设 计 , 建 筑物 受 力更 合 理 、 全 、 调 。 能方 面 也 具 有 自身 的 优 势 , 对 使 安 协 概 因为 其 为 了增 加 房 屋 的 刚 度 , 由下 而 上 念 设 计 主 要从 两 个 方 面对 结 构设 计 进 行 宏 观控 制 : 是 在 方 案 设计 对楼层面积进行分段式的缩小 , 一 呈现出阶梯状的体型。 ③新月形 。 该 满足建筑要求 的前提下 , 从宏观的角度考虑结构整体性及主要分体 类型的建筑房屋 能够有效增强建筑物抵抗侧向力 的刚度 , 重力荷载 的相互协调关系 , 确定 总体设计方案 ; 二是 在理论设计过程 中综合 被科学的分布在柱 、 、 壳 框架等结构上 , 竖向的壳体合理的承受了建 考 虑 工程 条 件 、 算 理论 、 料 性 能 等 各 种 因素 对 计算 结 果 的影 响 , 筑 物 的侧 向荷 载 , 常 有 利于 侧 向力 和 建筑 物 对称 作 用 的抵 抗 。 计 材 非 判 断 理 论设 计 的 准确 性 , 对 一 些工 程 中难 以 作 出精 确 理 性 分析 或 并 33基 础 设计 中的 概念 设计 I 在 规 范 中难 以规 定 的 问题 , 据 实 际经 验 采 用 一些 结 构 构 造措 施 进 根 3. . 1在 对 建 筑 物 基 础 的 地 质 环 境进 行 充 分 调 研 的 基础 上 , 3 可 行处理。 以根据建筑物的位置和结构形式对建筑 物基础 的类型进行合理选 2 建 筑设 计 中应用 概 念设 计 的重要 意义 择 , 体说 来 , 要有 箱 式 基础 、 基 础 和筏 形 基础 等类 型 。 具 主 桩 当今 社 会 各 项 工 作 的分 工 都 是 在 不 断 的 细 化 ,但 是 在 建 筑 行 箱 式基 础 在 高层 建 筑 中的应 用 比较 广泛 , 因为 其 拥 有很 好 的整 业 , 多设 计 的工 作 人 员 整 体 的 设 计 能 力 还 不是 很 好 , 们 对 计 算 体刚度 ,能够将高层建筑的上部结构荷载合理 的传递到建筑基础 很 他 机 、 计 规 则 等 的依 赖 性 更 是 在 增 强 , 设 因此 也 就 没 有 对 传 统 设 计 更 上 , 对 建 筑 上 部 结 构 j 有效 嵌 固 的 同时 , 够 有 效 抑 制 地 基 的 在 硅行 能 好的创新 , 更加 的不重视新工艺和新技 术的推广使用 , 最重要 的原 不规则沉降 , 增强 了建筑物的整体稳定性。 而对于建筑层数较多 、 荷 因 就 是他 们 比较看 重 的是 设 计 结 构 产生 的后 果 , 想 去 承担 设 计 创 载较 大 、 基 土承 载 力不 理 想 的情 况 , 尽 量 采 用桩 基 础 , 样 可 不 地 则应 这 新的责任 , 再有就是在实际的设计 中对计算机太过依赖 , 很多的设 以使 建筑 物 的上 部 荷 载 直 接 传 递 到下 部 的持 力 层 ,桩 基 础 有 钢 管 计人员的设计 水平都不能提高 , 这样就很 难去适应建筑设计不断的 桩 、 混凝 土灌 注桩 和 预 制 钢筋 混 凝 土桩 等 形 式 。筏 形 基 础具 有 刚 度 发 展需 要 。 大 、 体 性 好 的 特 点 , 势 是 能 够有 效 控 制 基 地 的 压 力 和 建 筑 上 部 整 优 对 现代 建 筑 结构 设 计 人 员 来讲 , 通过 概 念 设 计 这 一先 进 的建 筑 结构 的荷 载 , 此 常 常应 用 于地 基 承 载力 不 高 、 部 结 构 荷 载 较 大 因 上 结 构 设计 理念 的应 用 , 够将 个人 的设 计 思 内 , 计 人员 通 过 在 结 的建 筑 结构 。 能 设 构 总 体设 计 中应 用 整 体 性 的概 念 , 建 筑 不 同的 结 构 之 间 , 构 与 使 结 3 . 础 不但 和和 地 基 之 间有 相 互作 用 ,它 和建 筑 的 上部 的 . 2基 3 构 件之 间 的关 系可 以更 灵 活 的 处 理 , 这样 设 计 的效 果 会更 好 。而且 那些 结 构也 是 相 互作 用 的 , 以必 须 要 做好 基 础 和 上 层 建筑 之 间 作 所 设计 人 员 自身 的努 力 和不 断 的 进 步 , 他们 设 计 的水 平 和设 计 的 实践 用力 的分 析 , 强 基 础 的承 载 力 , 制好 建 筑 高 低层 的差 异 , 用 最 加 控 使 能力 都 是 会有 很 大 的进 步 的 , 些 对 建筑 设 计 的 发展 和完 善 都 是有 合 适 的 结构 类 型 , 而保 证 建筑 的 稳定 和 安 全 。 这 从 比如 , 行高 层 的地 进 着 很 大 的有 利 的影 响 的 。 下 室 通 道 设 计 的 时 候 , 确 保 通 道 与外 部 平 行 的时 候 , 要 做 好 外 在 更 3建 筑 结构 设 计 中概 念 设 计 的具 体 应用 壁 的设 计 , 而对 建 筑 防水 层设 置起 到积 极 作 用 , 可 以加 强 建 筑 从 更 31平 面设 计 中 的概 念设 计 . 的使 用性 。 在 目前 的 建 筑 概念 设 计 中 , 尤其 是对 于 高 层 建 筑 而 言 , 要 重 需 4 结语 点 考 虑 在水 平 荷 载作 用 下 产 生 的结 构 侧 移 , 须 严格 遵 守 相 关设 计 必 总 而 言之 , 筑结 构 设 计 的发 展 是 必 然 的 , 为一 种 新 的设 计 建 作 要 求 , 建 完 善 的抗 侧 力 结 构 体 系 , 已经 成 为 一 个 优 秀 建 筑 结 构 理 念 , 念 设 计 必 然 有 自 己的发 展 空 间 , 构 这 概 它不 但 可 以更 好 的激 发 设 设计人员的必备素质 。为降低风压等因素的影响 , 要注重建筑平面 计 的 灵 感 , 可 以不 断 的做 到建 筑 设 计 的 创 新 , 足 建 筑 行 业 更 高 更 满 形 状 的选 择 , 考 虑 到周 边 建 筑 物 对 风 压 分 布 的影 响 , 证 建 筑 物 的需 求 , 应 了建 筑 发 展 的 趋势 , 以建 筑设 计 的工 作 人 员 需 要 加 并 保 顺 所 的竖 向荷 载 和 抵抗 能力 ; 同时 , 果 涉 及 到地 震 因素 的影 响 , 建 筑 强 对 概 念 设 计 的 了解 和使 用 , 用 信 息 化 的时 代 资 讯 , 好 的使 用 如 对 利 更 平 面 的设 计 则 应 当力 求 简 单 。 外 , 虑 到风 荷 载 因素 的影 响 , 筑 新 型 材 料 和 技术 , 概 念设 计 的作 用 更 好 的 发 挥 , 而 保 证 建 筑 结 此 考 建 把 从 物 的 刚度 设 计 不宜 过 小 , 更好 的保证 建 筑 物 的抗 倾 覆能 力 。 以 构 设 计 的不 断发 展 , 高建 筑 行 业 的水 平 , 证 建 筑 的 质 量 和 安 全 提 保 32剖 面 设计 中 的概念 设 计 . 的 同时 满 足人 们 对建 筑 设 计 的需 求 �

建筑结构设计中的概念设计

建筑结构设计中的概念设计

浅析建筑结构设计中的概念设计摘要:迄今为止,我国建筑结构设计一直都循规蹈矩,按部就班的进行,所以,我们急需要对建筑结构设计进行创新,采用新的设计思想,并且大力推动结构工程师的思维创造,使结构设计得到更好的发展。

关键词:建筑设计;概念设计;结构设计;抗震1 概念设计的涵义概念设计从广义上来讲就是建筑结构从最初成立设计方案起,就必须正确的认识到建筑结构中的抗震因素,并且把这一重要因素融入到整个结构设计当中,像建筑物的体形,建筑物的结构体系,建筑物的构件延展性等一系列可能遇到的问题。

概念设计一定要从宏观的角度上进行全方面的评估、评价、评定,在有针对性的进行计算和构造措施。

这样一来能更好的解决关于建筑物抗震这一不可抗力因素,增加建筑物的抗震性能,以便达到设计的最终目的。

换言之,建筑结构设计中的概念设计就是充分利用建筑工程师的丰富创造力和思维判断能力,依据大量地震灾害的实例,结构抗震收获了许多宝贵的经验,并且总结出自己的原则,以宏观的角度去观察结构设计的基本问题。

所以,建筑工程师在进行设计的时候一定要充分了解整个建筑物的结构特点以及抗震性,还要充分考虑到如果发生震动,建筑物相应的承受能力,找出问题的关键,解决矛盾,用正确的方式方法进行概念设计,这样才会获得成功。

因为,概念设计所涉及的范围非常广泛,所以不仅要分析整个建筑物的设计总方案,还要有非主材料的使用方法以及主要部分的详细构造。

2 结构总体设计的注意要点2.1 延性耗能在整体建筑结构的全面设计上要注意的是加强关于薄弱环节的处理,尽可能的做到相等的程度。

与此同时,建筑结构在使用过程中应该处于一个较为完善的地方这样才能把能量消耗到最大,在详细的设计过程中梁是一个不可不考虑的环节,例如:建筑物的框架梁等等。

结构延性的表示方法普遍采用延性系数,结构延性所表示的是结构极限变形以及屈服变形的比值,其中极限变形包括了位置移动、转变角度和曲率,除此之外,结构延性还可以用位移延性系数或者是转角延性系数等来表示,系数的比值越大就代表结构延性越好。

阐述建筑结构设计中概念设计应用

阐述建筑结构设计中概念设计应用

阐述建筑结构设计中概念设计的应用摘要:随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,人们对建筑结构设计也提出了更高的要求。

概念设计的正确运用妥善地处理了在建筑结构设计遇到的各种问题,使建筑结构设计具有更高的安全性、适用性、可靠性和经济性。

关键词:建筑结构;概念设计;结构设计;应用随着科学技术的迅速发展以及计算机结构程序的全面应用,给建筑结构工程师们带来了极大方便,大大提高了设计的效率和质量。

但同时也养成了很多设计人员一味地依赖计算机,认为结构设计很简单,只需要按照规范、图集,通过电脑软件计算就可以完成,设计人员成了不过是东拼西凑的计算机画匠而已,对计算的结果也无法判断正误,规范与软件之间的差异更是不了解;对如何加强结构的整体性、合理性、经济性更是没有概念。

发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。

打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。

这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去1概念设计1.1概念设计就是运用清晰的结构概念,不经数值计算,而依据整个结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、实验现象和工程经验等对结构及计算结果进行正确的分析,并考虑到结构实际受力状况与计算假设之间的差异,对结构及构造进行设计,使建筑物受力更合理、安全、协调。

概念设计主要从以下两个方面对结构设计进行宏观控制。

(1)是在方案设计满足建筑要求的情况下,从宏观的角度考虑结构的整体性及主要分体系的相互关系,来确定建筑结构的总体布置方案。

(2)是在理论设计过程中综合考虑各方面因素对结果的影响,以判断理论设计的准确性,并对一些工程中难以作出精确分析或在规范中未精确规定的问题,根据实际经验采用一些结构构造措施进行处理。

概念设计的目的是力求使设计方案安全、可靠、经济、合理,是一个优化的过程。

注重概念设计,有效提升建筑结构设计水平论文

注重概念设计,有效提升建筑结构设计水平论文

注重概念设计,有效提升建筑结构设计水平(安徽省化工设计院,安徽,230000)【摘要】合理开展概念设计,是提升建筑结构设计水平的重要保证,本文就建筑结构设计中概念设计科学内涵、现实重要性展开探讨,并就实践设计中的要点问题,如何注重概念设计,提升整体工程建设质量制定了科学有效的策略,对优化设计效果,促进建筑设计的科学发展有重要的实践意义。

【关键词】概念设计;建筑结构;水平1 概念设计内涵概念设计主要指遵循工程概念不进行数值设计,而是用符合客观工程规律及本质的设计方式对对象进行宏观控制,在难以精确作出力学分析或难以在规范中规定的问题中,则应依据分体系与整体结构体系间的相关力学关系、震害、破坏结构机理、工程经验与试验对象获得设计思想及设计基本原则。

由整体层面来讲确定总体建筑结构布置及对抗震措施细节实施宏观控制,采用近似概念性估算方式可在设计建筑方案过程中有效迅速的对建筑结构体系进行分析、构思与比选,其获取的结构方案通常定性准确、概念清晰,可在后期设计过程中避免一些繁琐不必要的运算,同时也可对计算机系统中通过分析得到数据的可靠性进行判断。

2 建筑结构设计中概念设计科学重要性概念设计是科学体现先进设计理念与思想的重要环节,建筑结构工程师最为主要的任务便是采用整体概念在建筑特定空间内进行总体结构方案的设计,并有意识良好处理结构之间、结构及构件之间的关系。

一般来讲优质开展概念设计的工程师,伴随其不断努力与追求,其结构概念将会越来越丰富,产生的设计成果也会越发完善创新。

然而伴随社会分工的逐步细化发展,较多结构工程师却过于依赖设计规范、手册及计算机程序开展传统习惯性设计,欠缺科学的主动创新,不愿采纳新工艺或新技术。

一些工程师面对一体化计算机建筑结构程序的大肆应用,对其产生的错误或不合理结果无法及时准确的发现,因而令设计成果的创新发展遥遥无期。

概念设计的重要之处在于现行设计结构理念及计算理论包含不可计算性及较多缺陷,例如设计混凝土结构中计算内力主要依据弹性理论方式,而设计截面却依据塑性理论极限设计方式,两者矛盾性令实际结构受力状况与计算结果存在较大差距。

概念设计在建筑结构设计中的应用

概念设计在建筑结构设计中的应用

浅谈概念设计在建筑结构设计中的应用【摘要】概念设计是通过无数的事故分析,历年来国内外建筑结构分析,模拟试验的定量定性分析以及长期以来国内外的设计与使用经验分析、归纳、总结出来的。

而这些原则、规定与方法往往是基础性、整体性、全局性和关键性的。

本文主要探讨概念设计在建筑结构设计中的应用。

【关键词】概念设计;建筑结构;安全建筑概念设计一般包括三个层次的内容与要求:(1)概念设计是根据人们在学习和实践中所建立的正确概念,运用人的思维和判断力,正确和全面地把握结构的整体性能,即根据对结构品性(承载能力、变形能力、耗能能力等)的正确把握,合理地确定结构的总体布置与细部构造。

(2)建筑计算是对地震作用进行定量分析,确定工程结构及构件的地震效应,再将地震效应与其他荷载组合验算结构及构件的强度与变形。

(3)建筑构造措施是指采用满足计算以外的措施,以保证结构整体性、加强局部薄弱环节等,保证建筑计算结果的有效性。

要使建筑物具有较好的建筑性能,首先应从大的方面入手,做好概念设计[1]。

一、结构概念设计的意义强调结构概念设计的重要性,旨在要求建筑师和结构工程师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定,设计中不能陷入只凭计算的误区。

若结构严重不规则、整体性差,则仅按目前的结构设计计算水平,难以保证结构的建筑、抗风性能,尤其是建筑性能。

高层建筑设计尤其是在高层建筑概念设计中,应当非常重视概念设计。

这是由于高层建筑结构的复杂性,发生地震时地震动的不确定性,人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性,高层结构计算尤其是建筑分析计算的精确性,材料性能与施工安装时的变异性以及其它不可预测的因素,致使设计计算结果(尤其是经过实用简化后的计算结果)可能和实际相差较大,甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。

因此在设计中,虽然分析计算是必须的,也是设计的重要依据,但仅此往往不能满足结构安全性、可靠性的要求,不能达到预期的设计目标。

浅析建筑结构设计中概念设计的运用

浅析建筑结构设计中概念设计的运用

1 在 建 筑 设 计 中 .概 念 设 计 至 关 重 要
它 反映了结构工程 师的水平 ,下面就 这个 问题谈 谈本人 的看法
算是基 于弹性理论 的计 算方法 ,而截面设 计却是 基 于塑性理 论的极 限状态设计 方法 ,这一 矛盾使计算 结果与 结构 的实际 受力状 态差之 甚远 ,为 了弥补这类计算 理论 的缺 陷 ,或 者实现 对实 际存在 的大量 无法计算 的结构构件 的设 计 ,都需 要优秀 的概念 设计 与结构 措施来
3 4 实施效果 .
赵 山渡 引水工 程 隧洞 进 1 洞脸 及 两侧 边坡 地质 条 2 t
不需注人砂浆 或锚 固剂。隧 洞两 侧在 设计 开 挖线 外 用 c . 7 5浆砌 块 石砌成原 开挖坡 面坡度 , 求与岩 面顶紧 。拱顶 设计 开挖线 外立 模 要 浇筑厚 5 c 0 m、宽 10c 0 m混凝 土圈 ,拱 圈基座 为 两侧浆 砌石 ,要 求
之 所以重要 ,还 在于在方案设 计阶段 ,初步设 计 过程是 不能借 助于 计算 机来实 现 的。这就 需 要结 构 工程 师 综 合运 用 其掌 握 的结 构 概
化 ,大部分结构 工程师 只会 依赖规 范 、设 计手册 、计 算机 程序做 习
惯性传统设计 ,缺乏创新 ,更 不愿 ( 敢) 创新 ,有 的甚 至拒绝 对 不 新技术 、新工艺 的采纳 ( 害怕 承担 创新 的责 任 ) 。大 部分 工程 师 在
师所接 受 ,并将在 结构设计 中发 挥越 来越大 的作用 ,概念 设计 必然会 成 为今后 结构设计 的主 流思 想。现 阐述 了概 念设 计和 概念设 计在 建筑 结构设 计 中的重要性 ,并重 点分析 了概 念设计在 建筑 结构设计 中的应用 。
关 键词 :结 构 设 计 ;概 念 设 计 ;措 施

概念设计在建筑结构设计中的应用分析

概念设计在建筑结构设计中的应用分析

概念设计在建筑结构设计中的应用分析【摘要】近些年以来,建筑结构设计中逐渐兴起了概念设计,并且在现代建筑设计中概念设计得到了广泛的应用。

概念设计理念的不断发展以及日益成熟,推动了我国建筑行业的发展及进步,对建筑结构设计的创新和改革有着非常重要的意义。

本文针对我国建筑行业的发展现状,对建筑结构设计中概念设计的应用进行了简要的分析,旨在促进建筑结构设计水平的提高。

【关键词】建筑结构设计;概念设计;重要性;应用中图分类号:tu318文献标识码: a 文章编号:1. 前言随着科学技术的迅速发展以及时代的不断进步,广大人民群众的生活质量和生活水平得以逐步提高,并且也对建筑物的结构设计提出了更高的要求。

为了与人们不断增长的物质文化需求相满足,为了与广大消费者的迫切需求相满足,在建筑结构方面,我国的建筑行业的设计也得以发展与改革。

现阶段,国外先进设计理念对我国的建筑行业产生了较大的影响,我国的建筑结构设计人员以此为基础且结合设计经验,借助于概念设计的理念来设计建筑结构。

所谓概念设计具体指的是在未经过任何计算的基础上,尤其是在没有条件将精确的力学分析加以展开的前提下,或者是在没有明确定义设计规范的情况下,立足于建筑结构设计的整体,从而将设计工作展开。

概念设计给建筑行业注入了新鲜的活力,需要设计人员提起高度的重视。

2. 建筑结构设计中应用概念设计的重要性在以往传统的建筑结构设计工作当中,往往结构工程设计人员按照以往的设计经验,并经过不断的追求完善及归纳总结,从而在实际工作中实现设计理念及设计经验的创新和进步。

随着经验的不断丰富、时间的不断推移以及设计理念的逐步完善,所设计出的产品变得越来越成熟。

然而,因而诸多工程普遍的缺乏创新性,习惯于按照传统的设计手册及设计规范,并且借鉴以往的设计手法和设计风格,来将建筑结构设计工作展开,不仅缺乏对国内外先进设计理念和设计技术的高度重视,而且在设计中进行运用及改进,也常常只是忠于传统设计,对设计程序有着较强的依赖性,担心手工设计和创新会背离设计要求。

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浅议建筑结构设计中的概念设计
【摘 要】针对目前建筑结构设计当中墨守成规的现象,提倡
采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性,推动结构设计的发
展。所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精
确力学分析或在规范中难以规定的问题中,从整体的角度来确定建
筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
【关键词】建筑设计;结构设计;概念设计
在不断的结构设计研究与实践中,人们积累了大量有益的经验,
并体现在设计规范、设计手册、标准图集等等。随着计算机技术和
计算方法的发展,计算机及其结构程序在结构工程中得到大量地应
用,每个设计单位都在为彻底甩掉图板而做努力。结果给部分结构
工程师造成一种错觉,觉得结构设计很简单,只需遵循规范、手册、
图集,等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的),使用计
算机,然后设法去完成它,自己只不过是一个东拼西凑的计算机画
图匠而已。这不仅不能有效地运用他们的知识、精力和时间,而且
还会与建筑师的交流中产生分歧与矛盾。
我国结构计算理论经历了经验估算,容许应力法,破损阶段计
算,极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。
现行的《建筑结构设计统一标准》(gbj68-84)则采用以概率理论为
基础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术
先进、经济合理、安全适用。概率极限状态设计法更科学、更合理。
但该法在运算过程中还带有一定程度的近似,只能视作近似概率
法。并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。事
实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工
作,且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。目前,人们在具体
的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用
了许多假定与简化。作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范,应
该把它作为一种指南、参考,并在实际设计项目中作出正确的选择。
这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学
关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。
所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精
确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分
体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验
所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构
的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方
法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对缩构体系进行构思、
比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免
后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性
能。同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
比如,有的设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算
底层框架,还人为的布置一些抗震墙,即不能满足楼层间的合理刚
度比,也不能正确地反映底层框架在地震时受力状态。问题在于结
构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。软件的选择和使用
不当,造成危害是不容忽视的。美国一些著名学者和专家曾警告工
业界:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问
题。”然而避免这种情况,概念设计的思想不妨是个好方法。
运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。传
统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗
力r,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越
高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、
深基础处处可见。以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、砼等
级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。但是
大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越
大,地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚
度,反而使地震作用效应增强。其实,为什么不考虑降低作用效应
s呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。
隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能
支撑(类似于阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装一个“反摆”,
地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反,从对建筑物的振动
加大阻尼作用,降低加速度减少建筑物的位移,来降低地震作用效
应。合理设计可降低地震作用效应达60%,并提高屋内物品的安全
性。这一研究在国内外正广泛地深入展开。在日本,研究成果已经
广泛应用于实际工程中,取得良好的经济、适用效果。而我国由于
经济、技术和人们认识的限制,在工程界还未被广泛地应用。同时,
在目前建筑结构抗震鉴定及加固中概念设计的思想也应得到延伸。
在1976年唐山地震中,天津市加固的2万间民房无一倒塌,但天
津第二毛纺厂三层的框架厂房,却因偏重于传统构部件的加固,忽
视结构总体抗震性能的判断,造成不合理的加固使抗震薄弱层转
移,仍然倒塌。
概念设计的思想被越来越多的结构工程师所接受,并将在结构
设计中发挥越来越大的作用。然而现在的高校教学中,往往只重视
单独构件相孤立的分体系的力学概念讲解。尤其在专业课教学中,
单项计算练习居多,综合练习偏少,并着重体现在考题中,使得相
当部分学生养成只知套用公式解题的习惯。而且近年来强调计算机
应用教育,比如,毕业设计用结构设计软件计算、出图。但由于计
算机设计过程的屏蔽,手算过程训练程度的削弱,造成学生产生一
定依赖性,结果综合运用能力下降,整体结构体系概念模糊。这些
对于培养具有创造力、未来的工程师是相当不利的。
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计
也提出了更高的要求。发展先进计算理论,加强计算机的应用,加
快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加
安全、适用、可靠、经济是当务之急。其中,打破建筑结构设计中
的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。因
为他们是结构设计革命的推动者和执行者。这则需要工程界和教育
界进行共同的努力。推广概念设计思想是一种有效的办法。
著名的美国工程院院士林同炎教授在《结构概念和体系》一书
中为结构工程师提供了广泛而又有独特见解的结构概念设计基础
知识和设计实例。该书着重介绍用整体概念来规划结果总体方案的
方法,以及结构总体系和个分体系尖的相互力学关系和简化近似设
计方法。为结构工程师和建筑师在设计中创造性地相互配合,设计
出令人满意的建筑奠定基础。这本书第二版的出版,为我们更好的
加深概念设计的理解,提供有益的帮助。
结束语:总之,概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想,
这就让我们来共同学习、发展它吧,为结构设计的发展作出应有的
贡献。

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