建筑结构设计中的概念设计

时间：2024-07-28

孙海涛

（山西省第二建筑设计院，山西长治 146000）

建筑结构设计中的概念设计

孙海涛

（山西省第二建筑设计院，山西长治 146000）

就结构设计师来讲，在进行工程设计的时候，首要工作就是做好概念设计，通过这一设计能够给建筑师提供更为开拓的视野，也能给业主提供梦想中的建筑物构造。因而，概念设计十分重要。鉴于此，笔者总结了本文。

建筑结构设计概念设计

1. 概念设计的内涵

就概念设计而言，其建立的基础就是工程建筑，需要在支撑数据下，通过常用措施调控设计的对象，如果存在一些不精确的地方，就结合建筑物实际制定对症的调控计划。

2. 在建筑结构设计中，概念设计的重要性

2.1 概念设计充分体现了设计者的设计理念

一个具有丰富经验的结构工程师不仅能够在一定的空间当中将完善的设计计划制定出来，还能将构建和结构做好合理的处理。伴随着不断完善的设计工作经验，越来越多的完善建筑将不断产生。而伴随着不断完善的设计计划，也将有着越来越高的人们认可度。但就当下来讲，还存在一些工程师在设计的时候太依赖工具进行设计，因而就使得自身的思维空间难以避免的受到限制；因为怕影响设计结果，不能及时采用新技术；当设计的时候，计算机程序和结构理论存有矛盾的时候，不能及时而动态的进行处理，如此也就使得设计计划受到影响。因而，在建筑结构设计中，概念设计的重要性不言而喻。

2.2 在计划设计阶段，概念设计有着重要作用

在设计初始时，就结构工程师来讲，需要将自身所学知识灵活掌握，并且结合结构实际和自身经验，将具有较低成本、较高实用性的结构计划设计出来。在进行设计的时候，需要将每个结构体系之间存有的差异及时明确，如此才能结合设计计划有效的去构思结构体系，进而使得结构计划的性能得以保证，而要想做到这些，离不开牢牢的掌控设计概念。如果伴随技术问题，通过设计概念进行分析不仅能够快捷的解决问题，还能更为合理的判断结构构造。

3. 进行概念设计应该注意的几点问题

3.1 将适当的结构设计计划选择出来

就结构工程师而言，需要在设计的时候，对设计计划的安全度以及实用度等进行缜密的考虑，然后结合自身经验和专业知识，将有效的计划制定出来，并且，要充分考虑可能伴随的问题，诸如一些应受力相对薄弱的部分等等。总而言之，就结构设计工作者来说，需要重视选择材料和建筑实际，并且对其进行合理的分析，进而选择适当的设计计划。

3.2 选择合理的计算简图

就建筑设计师而言，在进行结构计算的时候，如果没有选择合适的计算简图，就会对建筑结构造成很大的影响，更有甚者将伴随安全事故，所以，应该重视对计算简图的选择，并且采取对应的结构做好相关保障，同时，就结构设计师而言，还要对实际结构的节点情况进行认真的考虑，从而使得计算简图的设计误差能够得以有力的控制。

3.3 对计算结果进行认真的验证

就当下而言，在设计建筑结构的时候，都离不开合理的运用计算机，一般而言，不同软件必然伴随很多不同性，自然也难以避免有着各种各样的计算结果，所以，就结构设计工作者而言，在进行设计的时候，需要就计算机的应用程序进行认真的掌握，将数据的重要性充分了解，并且对有关数据进行认真的对照，同时，也要结合经验来对数据的合理性和对错做出初步的判断。

4. 协同工作以及其相关设计

4.1 协同工作的内涵

就协同工作而言，指的是，为了使得建筑中各个构件都能配合好从而有机的结合起来将工作完成，就需要在不超过受力的情况下，将每个构件的最大作用充分发挥出来。另外，还需要它们有着同步的使用寿命。同时，协同还体现在基础和上部结构的协同，如果伴随问题时，也不能分开解决，应该以整体的形势进行结果。协同工作还有一个明显的特征，就是在遇到外力时，它们会整体对其进行对抗。就设计工作者而言，在进行高层建筑的设计时，不要将短柱设计出来，因而如此就会使得承载外力的时候，不能充分实现协同工作。而就短长梁而言，也不要在一个框架结构中同时出现，因为其有着相对较大的剪力和相对较大的负弯矩。其配筋直接决定于水平力。在设计建筑的时候，就结构设计而言，其目标就是避免扭转现象的发生，从而更好的对水平力进行抵抗。在一个平面当中，对正交方向而言，需要有着一致的尺寸，进而更好的控制“惯性矩”，使得受力不均的现象得以控制。为了更好的控制角柱剪力以及柱节点存在的水平位移，应该做好扭转的防控，从而防止中柱剪力之间伴随太大的差距而从外面到里面都伴随各类破坏。只有具有了对称的抗侧力结构，才可以对扭转更好的控制。而就高层建筑而言，分析其角柱轴压的时候就能够发现，其在水平力中有着相对较大的变化幅度，因而其一定要有较强的角柱应变力和相对较大的承载力。而就当前建筑而言，需要在四角处将巨型钢管柱设置出来，进而更好的控制变形。在设计的时候，还要关注柱轴压比，控制好其限值，因为其大小直接和塑性变形能力息息相关，对结构延展性有着很大影响。为了提高柱轴压比的上下限，当前大都采用钢管混凝土。

4.2 协同工作的相关设计

通过对协同工作的设计，不仅可以提高建筑物的盈利水平，还可以更好的控制成本，将材料利用率大大提高。拿构件举例，当其轴心受力的时候，其会大大提高材料的利用效率，如此也能够去除梁中伴随的多余材料，使得自身自重得以降低，进而推动平面桁架的形成。而二次应用多余材料的时候，也会使得成本得以控制。就建筑物而言，进行结构设计的时候，如果有着越高的材料利用率，就会使得构件更多的地方伴随轴心受力。而就框架结构而言，如果伴随较大的纵向力，就其框架柱而言，也就处在小偏心态势当中。因而，在设计建筑的时候，需要重视结构整体性能的进一步强化，而就楼体而言，最好采用多支柱的设计，从而保证设计协同工作的积极作用充分发挥。