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

刘秋平

上海华东建设发展设计有限公司， 上海 200080

摘要：我国现阶段的结构设计还处于比较粗糙的阶段，提倡概念设计思想来促进设计工程师的创造性，推动行业健康发展尤为重要。建筑质量的好坏，主要体现在主体结构设计的优劣，尤其是前期的概念设计，其对整个设计过程产生的影响都不容小觑，因此相关人员必须格外重视。在对建筑进行结构设计时，概念设计是我们要关注的重点，好的概念设计将大大提升建筑结构设计的合理性。基于此，本文对其进行了一系列简单分析与论述，主要从三大部分展开，首先简述了其概念，接着分析了其基本原则，最后探究了其具体应用，希望本文的浅薄建议，能够给相关人员提供一些帮助。

关键词：概念设计；原则；应用

概念设计，在这一过程中，主要是基于客户需要，将其渐渐完整表现在建筑结构设计中，概念设计的作用重大，其是否科学对建筑设计的质量尤为重要，因此必须引起我们的足够关注，以积极的态度制定应对措施，进一步充盈概念设计，最大化规避其出现问题，这样一来，可以为建筑质量的合格奠定坚实基础。以下，便展开详细论述。

一、简述概念设计

概念设计，包含极为广泛的内容，简单理解，主要是指由设计工程师依据设计理论知识、经验以及项目特点，立足全面角度以及抗震结构设计方案，并在工程设计初期，对总体设计方法进行一系列分析、评价与比较，使得建筑结构设计达到更为理想化的状态。地震概念设计的内容从方案、布局和计算到构件设计和结构措施贯穿于各个设计阶段。根据上述设计标准，我国《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010明确提出了三个水准两阶段的抗震设防目标: 第一水准:当遭受低于本地区抗震设防烈度的地震影响时，建筑物的主体结构一般不受损坏或不需修理可继续使用；第二水准:受到相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，但修补后仍可正常使用；第三水准:受局部罕见地震影响，建筑物不会倒塌或严重危害生命安全。建筑物抗震设计原则上应满足上述三级抗震设防要求。两阶段设计方法：第一阶段设计:根据地震作用效果和其他与频繁地震强度对应的荷载效果组合，检查结构构件的承载力和弹性变形。第二阶段设计:根据与罕见地震强度对应的地震作用效果，检查并计算结构物的弹塑性变形。一阶段的设计保证了第一水准的强度和变形要求。第二阶段的设计确保结构满足第三水准的抗震设防要求。目前，一般认为良好的抗震构造措施有助于第二水准要求的实现。

二、概念设计的基本原则

（一）简单性

设计之初，建筑和结构设计人员要紧密配合，相互取长补短，即考虑建筑物“功能、结构、美观、建造”的统一，又要考虑结构的受力过程明确，从整体上保证结构的承载力。以建筑实际情况为主，对其内力与位移进行一系列分析，目的是有效降低薄弱地方的出现频次，使概念设计更趋于合理。

（二）整体性

整体性原则，在概念设计中也尤为重要，要实现理想的建筑结构整体破坏机制，避免出现薄弱层，采取必要措施提高结构的整体延性，这样一来，一旦遇到自然灾害的侵袭，像地震，可对其进行有效抵御，将灾害降到至最小。

（三）规则性和均匀性

合理的建筑形状和布局是抗震设计中最重要的。概念设计时应该避免出现不规结构，尽量设计成规则结构，体现在体型简单，抗侧力体系的刚度和承载力上下变化均匀、连续，平面布置基本对称。合理的建筑结构是整个设计成功的基础。

（四）优化选型原则

优化选型原则，在这一原则中，在建筑结构加入概念设计时，它的应用主要就是为了使结构体系更充盈完善，对于结构的整体布置样式也要以更加合理科学的状态存在，优化结构体系，简单地来理解，就是在对建筑结构的基本特点与荷载状况做到心中有数的前提下，使得结构体系以集合的形式构成。

三、概念设计的具体应用

（一）在建筑场地选择中的应用

为最大限度地使施工结构设计的有效性得以提高，在建筑施工进行前，有关人员应当做好对施工地点的选定，只有保证施工地点准确无误，才可以推进今后施工更好地进行，这对施工的成功实施来说具有至关重要的意义。在对施工地点选择的过程中，通常情况下，必须重点关注以下几个问题，第一，要对地形做重点考察，因为地形多种多样，可以说千差万别，所以也可由此想到对建筑结构产生的重大影响，而且在大多情况下，影响建筑结构的核心点，非地形因素莫属。所以在对建筑结构加以设计时，设计人员不能随意想象，要以建筑实际状况为出发点，经过全面认真考量，选出最有利于建筑设计的地形。除过上面讲的因素，地质因素也是至关重要的一个因素，直接关系这建筑结构的有效性，地质因素会使基础结构设计的合理性大大降低，对于工作人员来说，在选择建筑地点时，往往需要先对建设地点做出评价，以便于最大限度地确定所选定的建设地点是正确的，符合建筑结构设计的基本要求^[2]

。进行概念设计的过程中，人员要注重建筑抗震性能，而且，抗震性能在另一层面上，也会直接反映出建筑结构的设计水准。可以说，要想使得整个建筑的安全性快速提升，必须最大化保障建筑设计的抗震性，因此所以在挑选建筑地点时，工作人员必须充分利用好概念设计，建筑工作的开展也要注意，避开一些容易发生震动的地方。以上，也能看出在建筑地点选择时，概念设计所发挥的重要作用，因此有关工作人员应当提高对它的注意。

（二）有利于建筑基础选择更合理

当对施工地点选定后，要确保施工的顺利实施，有一个前提与基础是，必须要考察好地形特点和结构设计，目前来看，使用最受欢迎的施工基础主要有三种。对于桩基础来说，作为使用最普遍、使用最广的一个，受其自身特点的影响，它主要运用在一些高层建筑中，地质结构相当松软。当地基承载力下降时，也可充分挖掘桩地基的作用，使载荷的传播力更深。箱型基础适合的建筑，大多也是高层建筑，对其来说，要从整体上使它的刚度状态处于中间状态，它的作用是使建筑荷载更为平稳，从而完成上下间的传递，所以对于这种建筑基础来说，可以使得嵌固结构更牢固，很大程度上，可以解决一些存在的问题，比如箱基沉降不均等，具有不容忽视的重要意义，所以有关人员也应该提高对它的关注。筏形基础被应用于承载力相对较低的地基，以及上层负荷在较大状态所产生的建筑机构中，与前两种建筑结构相比较，其强度相对很大，它可以做到将上层负荷向下层的分流，这具有重要意义，很大程度上可以规避不均匀沉降等问题^[3]。

（三）在计算机分析中的应用

立足于现代的建设状况，建筑设计中，计算机分析占据着举足轻重的地位，而且是不可分割的重要一部分，但是从目前的情形来看，计算机分析的应用总体上并未达到想象中的状态，这脱离不了其存在的缺陷。这一缺陷的存在，将会拉低整个建筑结构设计的科学与合理性，对于总体的施工质量将会造成严重影响。概念设计在这一方面进行应用时，工作人员必须重视起来，找寻更多相关的工程设计依据，除过依靠相关的分析结果，也不能脱离实际的经验，立足于实际，对计算机分析结果进行一系列合适的评价，通过最后的总结分析，再进一步确定好总的工程设计方案，使得分析结果更加正确。

（四）隔震技术的应用

在这一技术进行应用时，重点要探讨的便是关于隔震的处理。对于隔震层的建设，通常情况下，设计人员在处理时，会选择建筑结构的中间层，即基础与上部结构间，对这两部分进行隔绝，目的是为了最大化减少地震能量的蔓延，使得整个建筑工程的抗震能力大幅提高，有效减少其对主体结构产生的损害。在设计建筑结构，隔震技术的应用十分重要，产生的作用也是不可低估的，即使工程主体结构受到地震灾难的影响，仍能够确保其安全性，并且，对建筑物内的非结构构件还具有防护功能，且在地震灾难过后，建筑无须开展大量的维修工作，仅须更新建筑隔震设备即可。被动隔震控制技术的使用对隔震设备要求比较高,因为隔震设备要具有很强的竖向承载能力、初始刚度以及强度特性，可以在地震作用力的影响下对建筑物水平位移实现有效抑制。而隔震设备本身的水平变形性能和阻尼能力也是十分重要的因素，在抗震自然灾害中，隔震设备的自振周期能够越来越贴近于场地震动特征周期，以此最大化减轻地震能量，通过吸收、消耗能量的方式，从而将地震带来的危害降至最小化^[4]。

四、结束语

以上，就是对文章主题所做的全部论述。总的来说，社会总是处于不断变革、前进着的，在今后，人们对其的要求也只会有增无减，所以设计是否合理，直接决定建筑作用的进一步发挥。在建筑结构设计过程中，必须将概念设计作为核心，最大化发挥它自身具有的作用，如降低设计错误概率，确保设计数据精准等，对于建筑工程的推进具有举足轻重的作用。

参考文献：

1. 建筑抗震设计规范: GB 50011—2010［S］.北京:中国建筑工业出版社，2010.

2. 宋永吉, 吕静静. 概念设计在当前建筑结构设计中的应用[J]. 市场调查信息：综合版, 2021(2):1.

3. 阿不都热依木江·阿布都拉. 概念设计在建筑结构设计中的应用[J]. 新丝路：上旬, 2021(6):1.

4. 郭小进. 概念设计在建筑结构设计中的应用[J]. 建筑技术研究, 2021, 4(2):59-60.