概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用

发表时间:2021/4/8   来源:《建筑实践》2020年36期   作者:王杨阳
[导读] 先对概念设计与结构措施之间的关系及概念设计的重要性作简要的分析,
        王杨阳
        伊宁市城市建设有限责任公司  83500
        摘要:先对概念设计与结构措施之间的关系及概念设计的重要性作简要的分析,进而从抗震设计、计算机分析、方案选择、概念设计在协同工作与材料选择中的应用四个方面分析论述概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用策略。
        关键词:概念设计;结构措施;建筑结构;结构设计
        结构设计一直以来都是建筑工程的核心内容,在强化建筑结构安全性与稳定性中发挥着十分重要的作用,只有确保建筑结构设计合理与科学才可以充分发挥出各个主体结构的性能。概念设计与结构措施是现阶段建筑工程开展结构设计的常用方法,其有显著的应用优势。比如通过应用概念设计与结构措施可以主要实现两方面的功能,一是可以完善建筑结构的内部空间与格局,二是可以提升主体结构的各方面性能,确保各项性能协调统一,对建筑工程结构设计工作有十分重要的意义。基于此,本文重点分析探讨概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用要点与策略,现作如下的论述。
1 概念设计与结构措施之间的关系
        概念设计与结构措施之间有着十分密切的关系,两者之间的关系是相辅相成的,结构与结构之间则有着和谐、互帮互助的关系。在建筑工程结构设计过程中,设计师可以以结构措施和概念设计为依据,加强各个构件之间的联系程度,确保各个构件可以发挥协同作用,共同来提升建筑结构的稳定性与完整性[1]。总的来说,概念设计、结构措施及抗震计算之间有着这样的关系:概念设计要整体把握抗震设计的基本原则,抗震计算可以为建筑结构的抗震设计提供参考数据与手段,结构措施可以有效提升建筑结构的稳定性与整体性,可保证抗震计算结果的真实性与可靠性,三者是一个不可分割的整体。
        以概念设计为例来说,其是建筑工程展示先进设计思想的关键,之所以在建筑结构设计中高度重视概念设计工作,其原因主要在于两方面。一是虽然近年来建筑工程行业得到了较大的发展,结构设计理论与计算理论均有很大程度的完善,但依然存在着一些明显的缺陷,有不可计算性。比如在混凝土结构设计过程中,内力计算是基于弹性理论的计算方法,而截面设计则基于塑性理论的极限状态设计方法,两者之间有着较大的矛盾,导致所得到的结构受力状态数据缺乏真实性。因此,为有效弥补这一计算上的缺陷,必须借助科学合理的概念设计与结构措施来实现。二是建筑工程结构设计阶段的初步设计工作无法通过计算机技术来实现,需要设计人员按照设计需求来自行完成,同时还要求设计人员必须掌握结构设计的相关概念,以此来设计出最佳的结构方案。总的来说,在开展概念设计工作时,设计人员需要遵循四点原则,一是结构的规律性原则,二是简化结构传力途径,三是结构设计选型的优化原则,四是建筑结构设计的整体性原则。只有严格遵循这四点原则,才可以最大限度避免建筑结构受力不均的问题,实现提升建筑结构安全性与稳定性的设计目标。
2 概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用策略
2.1 抗震设计的要点把控
        设计人员在正式开展建筑工程的设计工作之前,需要先深入施工现场作全面的调查,尤其是要充分明确施工现场的地质地形情况,以此来针对性的开展抗震设计工作。对于建筑工程的抗震设计工作来说,通常情况下设计人员需要获取到详实的混凝土等级、初始尺寸等相关性的参数信息,在此基础上根据建筑结构的刚度来计算地震力大小,以此确定后续施工过程中具体所需要的配筋数量。地震力、结构刚度、配筋数量之间存在着十分密切的关系,当结构刚度越大时,地震力会越大,所需要的配筋量会更多,当施工过程中所需要的配筋数量较多时,则表明建筑的结构刚度较大,地震力较大。基于此,设计人员在开展抗震设计时,可以考虑使用概念设计的方法,拓宽设计思路。

比如在隔震消能的抗震设计过程中,为最大限度减少地震效应,满足抗震设计需求,设计人员可以将隔震层设置到建筑物的主体结构与各个基础之间,同时可以考虑在建筑物的顶端位置设置反摆[2]。
2.2 计算机分析的要点把控
        随着信息化技术的发展,建筑工程的结构设计工作对计算机技术的依赖程度越来越高,结构设计广泛应用着计算机技术。以BIM技术为例来说,设计人员在建筑结构设计、暖通工程设计时可以使用BIM技术,借助BIM技术的三维建模功能来分析设计方案是否合理科学。更为重要的一点是,BIM技术的可视化、模拟化优势可以为设计人员构造一个真实性的设计环境,设计人员可以更为直观的检查每一个设计细节,在降低设计人员劳动负担、提升设计质量有十分重要的意义。
        就现阶段建筑工程结构设计中所使用的计算机技术来说,虽然有着十分显著的应用效果,但也存在着一定的不足之处。比如设计人员在开展结构设计工作时过于依赖计算机软件,忽视或轻视了相关专业知识的学习,这对建筑工程的结构设计质量有很大的影响。再比如结构设计过程中若使用不合理性的计算机软件,则势必影响整个计算结果的准确性,导致设计方案与实际情况存在较大的出入。基于此,通过运用概念设计和结构措施的相关理念,可以很大程度上弥补计算机分析过程中所遇到的问题,设计人员可以依据建筑结构概念、相关内容及计算机软件功能来获得真实的设计信息,同时可以通过计算机软件来验证信息的真实性。
        2.3 方案选择的要点把控
        设计人员在开展建筑结构的地基基础设计工作前,要先深入到施工现场进行实地勘察,依据勘查结果来设计地基基础,若是没有实地勘察报告,则可以借助信息手段,比如大数据技术来获取施工现场的数据资料,在具体要求上开展信息的分析处理工作。考虑到建筑工程的地基基础设计工作与整体结构设计有着十分密切的联系,因而设计人员要给予建筑结构地基基础部分设计工作充分的重视。从整体性的设计原则上来说,设计人员通过将概念设计和结构措施应用到设计工作中去,可很大程度上确保设计方案的实用性、经济性与合理性[3]。总的来说,在建筑工程结构设计方案选择时,设计人员要系统分析方案的效益与费用,从项目建设的必要性、财务可行性、投资风险率及经济合理性等方面来着手,从诸多方案中选择最佳的设计方案。
2.4 概念设计在协同工作与材料选择中的应用
        协同工作是结构设计的概念,可以体现在建筑结构的各个构件受力中,要求设计人员在设计时务必保证内部建筑结构可以有效承载合力受力,同时确保建筑物不受到影响。因此,设计人员在建筑结构设计时要充分结合建筑项目的整体需求,对结构刚度控制充分的重视。另外,要在承载力符合建筑要求的基础上最大限度提升建筑结构的平面利用率,减少建材损耗。在材料选择中,项目负责人要加强施工材料的质量监管力度,结合结构设计需求来统筹管理施工材料,确保所使用的材料质量满足要求,控制施工成本。同时,可以尽量选用性能高、质量高的施工材料,以此来确保建筑结构有更为良好的性能,提升承载能力。
3 结语
        结构设计是建筑工程的核心,为确保建筑结构设计的安全性与科学性,需要对概念设计和结构措施作统筹规划,强化两者之间的联系,尤其是需要确保结构设计与结构概念相依托,同时设计出可保证结构作用发挥的构造措施。实际应用概念设计与结构措施来开展建筑结构设计时,设计人员要重点从抗震设计、计算机分析、方案选择等方面来着手,尤其是要强化概念设计的优势,有针对性的解决房屋建筑结构设计中的问题,提升结构设计方案的可行性与科学性。
参考文献
[1]张惠赟.概念设计在建筑结构设计中的应用研究[J].工程技术研究,2020,064(08):214-215.
[2]梁臣.城市智能建筑结构设计优化方法的应用[J].工程建设与设计,2020,438(16):41-42.
[3]胡洁.房屋建筑结构设计中的常见问题与解决措施探究[J].科技创新与应用,2020,325(33):92-93.
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