试论结构概念在建筑设计中的应用原则及其重要性

　　【摘　要】在对建筑结构进行设计时，利用概念设计能提高结构工程师的创新设计思维意识，使结构设计更加人性化和实用化，能确保设计方案的可行性。优秀的概念设计要考虑结构选型、建筑结构体系、计算简图、数据结果的精确性等多方面的因素，从整个结构设计整体上来提高建筑结构设计的合理性。本文着重分析了结构概念在建筑结构设计中的重要性，并探讨了结构概念在建筑结构设计中的应用原则。

　　【关键词】结构概念;建筑结构设计;应用原则

　　引言

　　近年来，房地产行业的蓬勃发展带动了建筑工业快速发展，各种新材料、新体系、新工艺不断的被开发出来，使得各种结构体系的创新组合也成为了可能，概念设计这一新的结构设计理念受到了被越来越多的结构工程师的关注。然而，在近些年的高校教学的概念设计课程中，教师过分的强调了分体系和单独构件的力学概念的重要性，并且以计算机作为主要的建筑结构设计教学方式，使得学生对计算机的依赖性较大，整体综合运用能力普遍较差，结构体系概念越来越淡化，这就使得当前的建筑工程师对建筑结构设计中的概念设计理念意识较弱。针对这个问题，本文探讨了结构概念设计在建筑结构设计中的重要性，并根据实际的案例分析了概念设计的应用形式，旨在进一步提高建筑工程师中概念设计意识。

　　一、结构概念在建筑设计中作用

　　随着我过政府对基础设计建设的越来越重视以及人们认知能力和欣赏水平的提高，对建筑结构设计提出了更高的要求，不仅仅要求建筑的性能能满足日常是使用需求，而且还要达到一定的美观效果。概念设计有效的打破了传统建筑结构设计中低效、守旧的模式，体现了当代设计的新发展趋势，能帮助筑结构设计工程师站在更高的角度实现建筑结构的创新设计。

　　1.体现出人的设计理念

　　受传统设计观念的影响，当期建筑结构设计中守旧思想比较普遍，相应的建筑产品缺乏创新意识。概念设计能增加建筑结构设计中创意性，使建筑设计风格更符合实际情况，增加建筑产品的艺术内含。当期的很多建筑结构设工程设计师都对概念设计一定的了解，但缺乏实际的应用经验，导致只能概念设计限定在大原则下应用，限制了了概念设计在建筑结构设计(如结构布置、确定结构方案)中的扩展。近年来，计算机技术的不断进步，提高了建筑结构设计中概念设计的准确性，但计算机技术只能作为一种辅助技术，不能体现出建筑中的人性化设计。概念设计有效的解决了这个问题，它能在结构设计中反应出人的设计理念。因此，在建筑结构设计中，要理性的应用计算机，要通过概念设计来满足出人们的生理和心理需求。

　　2.实用性较强

　　在刚开始设计建筑建构方案时，计算机是无法替代概念设计来实现某些设计环节的。结构设计师充分利用以往的设计经验，对建筑结构设计方案的可行性进行详细的分析和研究，再结合工程设计的整体理念对设计方案中的一些问题进行修正，使最终的建筑结构设计更加完善化。利用计算机能可以使得设计中的数据计算结果更加准确，但并不代表该数据就合理，不能分别出实用性的大小。概念设计正好弥补了结构设计在规范化的计算机应用中的诸多弊端。建筑物具有三维立体的空间结构，仅仅依靠计算机所计算出来的数据结果是满足不了建筑结构设计的要求的，要把人的思想同以往的设计经验和建筑施工的实际情况实行理想的融合，做到具体问题具体分析，利用概念设计针对性的解决结构设计中的实际问题。

　　二、结构概念应用原则

　　1.合理选择结构设计方案

　　结构工程师在进行结构设计时，要考虑构建整个方案的基础阶段，在这一阶段通过对地理环境、施工条件等综合分析后，选择最合理的结构设计方案。结构方案是否合理是决定建筑产品质量的重要因素。

　　2.优化建筑结构体系

　　在建筑结构设计中，建筑结构体系是整个设计的灵魂，结构工程师要通过设计将建筑的结构清晰的、完整的预先展现出来。建筑中的每个构件既相互独立又相互联系，各个构件之间不能单独的发挥出其作用，通过组接后才体现建筑实体的具象涵义和建筑结构价值。因此，在对建筑结构体系进行设计时，要将所有的构件看成一个有机的整体，优化建筑结构体系，充分发挥出每个构件的价值。

　　3.选择合适的计算简图

　　计算简图是结构设计中数据来源的基础，它能为建筑结构设计与建筑工程施工提高较高的保障，结构计算越精确、合理，就有可能在将来的施工中节约大量量的施工成本。因此，在选择时，要结合建筑结构的具体要求，选择那些表达明确、设计合理、效益高的计算结构简图，要能够确保建筑结构设计的可靠性和可行性。

　　4.数据结果精确分析

　　数据计算结果的准确性决定了建筑结构设计的合理性和后续的施工质量的好坏。在实际操作中，由于计算工具种类较多，不同的计算软件计算出来的结果有可能存在差异，如果结构工程师忽视了这些问题，就有可能导致计算结果不精确。因此，必须对数据计算进行分析，最好能将这些数据与类似的实际建筑工程相对比，观察结果的可行性与精确性。

　　三、概念设计的应用举例

　　某建筑工程是一个20层高层商住楼，建筑的总体高度为66.8m，总的建筑面积30949m2，主体平面呈现凹字形，长宽为67.46m×25.34m，是一个不规则的平面结构体系，整体平面结构相对简单。该大厦有一层地下室，1～3是商业用楼，上部是三个相互连接的居民住宅，建筑功能比较复杂。另外，根据当地政府的规定，该工程地段是为七度抗震设防区且风压值较高，建筑结构设计要求经济、安全。通过对该地区的地质情况和施工条件进行研究后，该工程建筑结构设计中，主要通过下列几个方面来体现概念设计的创新行为：

　　(1)对该建筑物现有状况及自然条件进行分析后，选择框剪结构，这种结构模式能最大程度的满足高层建筑混凝土结构技术规程对七度抗震设防区建筑物高度及高厚比的要求，是最理想的结构选型。

　　(2)对结构抗侧构件进行布置时，在建筑每部梯问及外周边转折处布置水平抗侧力构件(剪力墙)，可以有效的增强结构抗侧移和扭转刚度，而且还兼顾满足了刚心与质心的重合要求，降低了外力引起结构偏心而导致的空间扭转效应发生的可能。

　　(3)分析楼层的平面布置，增大外同边框架梁、连梁断面，增大竖向刚度变化大的楼层平面刚度，可以增加边抗侧力构件之间的衔接力度，提高结构整体性以及构件之间的空间协同效果。

　　(4)在计算数据时，根据结合以往建筑工程建设的经验，预设较合理的自振周期，然后再利用计算结果对平面中剪力墙的布置进行相应的修正，降低结构偏心发生的可能。

　　(5)在构造设计时，有针对性地对转折部位、连接部位以及由于水平力作用引起结构受力变形复杂或相对薄弱部位的结构构件进行构造及配筋的加强，可以提高主要受力构件的变形能力及耗能能力，增加建筑整体的侧变形性能。

　　(6)该地区白昼温差加大，因此，在主楼中部设置伸缩后浇带，可以有效地防止温度骤变导致混凝土开裂，另外还在主楼与群楼之间设置沉降后浇带，避免了低沉降差的副作用。

　　四、结语

　　综上可以看到，建筑物是建立在三维立体结构空间的基础之上的，建筑物结构的复杂性决定了结构设计的重要性。建筑中每个构件通过组接的方式发挥出了整体合力作用同时，它们也以自身独特的个性特点存在整个建筑结构中。因此，在设计建筑结构时，不仅要利用计算机保证结构设计的精明，还要根据重视经验性的概念设计来完善建筑结构，充分实现建筑结构设计的完整性。

　　参考文献：

　　[1]涂其付.建筑结构中概念设计应用的探析[J].江西建材,2011(02).

　　[2]杨曦,徐金铭.概念设计在建筑设计中的应用探索[J].中国新技术新产品,2011(20).

　　[3]吴焱,王楠.浅谈建筑结构中的概念设计[J].企业导报,2011(09).

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