概念设计在建筑结构设计中的应用

孙俊若 张玄

摘要：近年来，我国建筑行业得到了迅速发展，建筑工程项目的施工规模以及结构复杂性也得到了提高，对建筑结构设计工作提出了更高的要求。如果建筑结构设计不合理，会直接影响到筑工程的施工效果跟施工效益，甚至导致一系列安全事故。因此，相关建筑设计人员还需要加强概念设计在建筑结构设计工作中的应用力度，促进建筑结构设计的科学性和可行性进一步提高，为建筑工程的后续建设奠定良好基础。

关键词：概念设计;建筑;结构设计;应用

1建筑结构设计概述

作为建筑工程建设中至关重要的一个环节，结构设计从根本上决定了建筑物的整体布局。其是专业建筑工程设计师依据工程的实际情况完成的建筑整体设计。在整个设计过程中，为了充分保证建筑工程的质量，要求设计人员要严格依据国家相关设计标准来进行设计，从而使建筑结构满足标准的要求，由此在文件规定的时间内将建筑施工方法许可书审理下来。建筑结构设计的内容和思路主要是通过施工设計图纸来体现出来的。

在对建筑结构进行设计时，为了保障建筑能够与周围的环境融合，并且充分满足建筑的使用用途就要对建筑结构设计方案进行科学有效的设计，在建筑方案确定下来以后就要依据方案图纸来进行结构计算，整个计算过程要充分保证计算结果的精确性，由此来确保工程的实际情况与设计保持一致以及工程施工质量和施工进度、安全性达到规定的要求。

2基础原则

2.1科学受力基础原则

在建筑结构设计中，要充分考虑建筑受力的情况。应用概念设计理念可准确分析建筑结构的受力情况和形变影响因素。通过分析可知，对于建筑结构而言，均匀受力优于集中受力，多跨连续结构优于单跨结构。在具体建筑工程中应用概念设计，要遵循受力基本原则，优化建筑结构的空间设计、梁柱设计、结构受力等。基于科学的受力分析，重点关注变形部位的设计工作，通过提高结构受力的科学性实现设计要求。尽量使建筑结构受力均匀，防止受力的过度集中导致建筑结构变形。

2.2优选基础原则

在建筑结构设计过程中，概念设计可清晰、完整地表达建筑工程整体构成的基本内容。对结构设计进行优化时，应根据建筑工程的结构特点进行合理性分析，再根据建筑的载荷、环境条件等，优选符合标准的设计方案，合理使用线型、交叉、平面、叠合等设计手段，提升建筑工程的设计效果。对建筑工程的地质条件、建筑承载力等情况进行科学判断，确保建筑工程的安全性。

3概念设计在建筑结构设计中的具体应用

3.1在施工场地规划中的应用

在建筑结构设计中，首先需要就项目的施工场地进行合理规划，为后续的工程建设施工奠定良好基础。施工场地的规划效果直接影响建筑后期的建设效果，通过概念设计的应用，能够对以往场地规划中存在的弊端进行及时解决。

概念设计的全局性特征，能够帮助设计人员对地形、地质以及建筑物结构等进行综合分析与协调，基于多种方案的评估进行最适合施工要求场地的选择，减少地形地质条件要素对建筑结构设计效果所造成的影响。

例如在进行高层建筑的结构设计过程中，通过概念设计技术的应用，能够帮助设计人员就建筑物的地方光照、楼层高度、人口密度以及停车位布局等参数进行综合考虑，实现建筑设计和施工用地两者之间的协调性，促进施工场地规划的合理性进一步提高。

3.2选择科学的结构材料

除了施工场地外，建筑结构施工材料也是影响工程质量的重要因素，建筑工程结构所涉及到的材料类型较为丰富，其中最常见的是钢筋与混凝土，这两种建材是建筑质量的审查核心。由于概念设计的本质，因此在建筑结构设计的过程中，应结合该项工程的特定要求进行选购建材，而非一味地按照普通建筑标准进行购置，以加强建筑结构设计的合理性。

例如，一般的建筑工程均挑选强度达到C20的箍筋与混凝土，同时纵向筋应达到10mm的直径标准，且强度标准必须达到C25水平。另一方面，建筑材料的选择与购置必须充分考虑建材本身与建筑整体的契合度。具体而言，钢筋结构的连接区域必须按照一、二级抗震标准进行焊接固定，以此确保建筑整体结构的安全质量，并充分考虑节点与弱杆件两部分。

3.3在抗震、钢混结构中的应用

结构抗震设计是目前建筑工程设计的重要工作内容。项目设计人员应预先收集建筑工程的结构设计数据，录入BIM管理模型中，准确计算建筑结构的强度。根据建筑工程所在地的抗震规范要求，确定建筑工程的抗震设计要求，然后进行配筋量的计算。使用概念设计理念进行建筑的抗震设计，可实现建筑结构所需配筋量、刚度要求等工程技术指标的综合分析，使设计方案满足抗震要求，同时降低工程资源的消耗，节约工程建设成本。

3.4在计算机分析中的应用

应用计算机网络技术可提高建筑工程管理的工作效率。计算机网络技术能够减缓设计人员的工作压力，提高数据计算的准确性，提升工程设计水平，但过度依赖计算机工具，容易降低工程技术人员的学习积极性，对专业技术的学习造成阻碍。虽然计算机能够提高设计人员的结构设计工作效率，若选择的应用软件不合适，或技术人员的计算机操作能力不足，会影响最终的设计结果。

概念设计可较好弥补计算机应用的不足之处。概念设计要求设计人员应对建筑结构的理论知识进行深入了解，同时提升自身的设计水平。对需求的全面分析，使项目设计人员能够更加明确工程的设计目标，从而制定有效的设计实施方案。使用概念设计的理念还可实现建筑结构设计的优化，使工程设计人员明确设计思想，有利于实现业主的需求。

3.5在协同工作中的应用

协同工作是结构设计的重要概念，要求在一个建筑结构内部，其能够承载极限状态下的合力受力，且不会对建筑结构造成破坏。因此在建筑结构的协同工作中，设计人员需要通过概念设计的方式，强化构件之间的配合力度，促进建筑物中构件的作用都能够得以充分发挥。此外，协同工作还体现在各个结构构件在受力中具备分工均匀的特性。建筑结构设计人员需要在结合建筑项目整体需求的基础上，加大对建筑结构刚度等参数的重视力度，在保障建筑结构承载力能够满足建筑物的功能需求基础上，进一步提高建筑结构面积的占有率以及平面利用率，有效减少建筑项目在后续工程施工中产生的建材损耗，对建筑工程项目整体施工效益的提升具有积极意义。

3.6在平面结构中的应用

高层建筑的设计需考虑风荷载对建筑结构造成的影响。通常建筑物越高，受到的风荷载影响越大。如果建筑物长期承受来自各水平方向力的作用，会使建筑物侧面发生位移。所以，在分析建筑物遭受风荷载影响的过程中，应先对邻近建筑物的风荷载影响进行详细分析，将分析结论用于建筑结构的设计工作中，提高建筑工程的抗风能力。

进行建筑物的整体平面设计时，可使用概念设计，对风荷载影响下建筑物结构的侧移问题进行综合分析。选择抗风性良好的平面类型，分析时也应考虑建筑四周的高层建筑对风压造成的影响，根据建筑物需抵抗的竖向及水平荷载力，解决建筑平面设计中的工程问题，从而提升建筑平面的结构质量。

结论

综上所述，建筑结构设计的内容极其复杂，对设计师的能力要求较高，需要同时具备充足的专业知识沉淀以及相对丰富的工作经验。只有将专业知识与工作实践相互融合，融会贯通，才能提升建筑结构设计的合理性、安全性与适用性。除此之外，还应积极努力地创新我国建筑结构设计理念，总结出一套真正适合国情的高效结构设计方案。

参考文献

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