况东屹
伊宁市城市建设有限责任公司(设计院) 835000
摘要:概念设计及结构措施是建筑结构设计的两个重要因素,可以直观的反映出建筑结构设计的水平,因而一直以来都在建筑设计工作中占据着重要的地位。但是实际开展概念设计及结构措施工作中,因为涉及到很多的技术要点,如何结合建筑工程的特点和要求来开展概念设计及结构措施十分关键,非常值得探究。本文先简要介绍概念设计及结构措施在建筑结构设计中的应用,而后重点分析论述建筑结构设计中的概念设计及结构措施具体落实时的要点。
关键词:建筑结构;结构设计;概念设计;结构措施
随着近些年来信息技术手段的快速发展,建筑行业获得了很好的发展,尤其是借助计算机技术和计算方法,相关的结构设计程序在结构工程中得到了十分广泛的应用,这让结构设计的实践与研究工作均获得了极大的发展。对于建筑结构设计工作来说,其不仅仅需要设计规范、设计手册和结构设计图集的约束,而且需要结构工程师丰富的结构概念来支撑,这让概念设计在建筑结构设计中的地位越来越凸显。考虑到建筑结构设计中的概念设计及结构措施均有着一定的专业性和难度,为确保建筑结构设计可以高质量落实,必须重视概念设计及结构措施。基于此,本文重点对概念设计及结构措施作了分析探讨,现作如下的论述。
1.概念设计及结构措施在建筑结构设计中的应用
总的来说,建筑结构设计中的概念设计及结构措施主要有两方面的应用,一是协同设计工作与结构体系,二是协同设计工作与材料利用率。
在协同设计工作与结构体系中,为充分确保建筑结构构件在实际使用时不被外力所破坏,务必将各个构件匹配协调起来。就协同工作理念的应用来说,已经在建筑结构设计中得到了十分普遍的应用,可以集中到建筑基础部分和上部结构。需要注意的一点是,务必高度重视建筑结构各个构件的应力承载水平,尤其是在高层建筑的结构设计中,设计工程师要避免过多的短柱,确保每一层的承立柱均处于相同的水平位移范围内。不过在随着建筑物层数增加的同时,必须结合实际情况去增加短柱数量,严防底层竖向承立柱的截面积过大。
在协同设计工作与材料利用率中,考虑到建筑结构设计的协同工作均会随着材料利用率的提升而提升,因而务必尽可能的去节省材料,并提升材料的利用率,最大限度降低生产成本。需要注意一点,要确保协同设计理念与建筑物结构的整体设计理念相一致,结构工程师要不断去汲取先进的设计理念,从而提升建筑结构设计水平。
2.建筑结构设计中的概念设计
所讲的概念设计是建筑结构设计中的一种基本设计原则和理念,设计过程中需要依据整体结构体系与分部结构体系之间的力学关系、地震灾害、工程经验、结构破坏机理等要素信息,要求始终从整体的角度来确定建筑结构的抗震细部和总体布置[1]。总的来说,在开展建筑结构设计的概念设计工作时,结构工程师必须弄清楚概念设计的本质,要重点做好六个方面的工作。一是要确保结构功能与外部条件保持一致;二是充分应用先进的设计理念;三是发挥好结构的功能,并保证有足够的经济性;四是需要更好的去解决构造处理;五是在抗震分析时,要使用定量的计算方式来确定;六是使用概念来评估计算的合理性。
需要始终明确的一点是,作为一种先进的设计理念,概念设计的应用范围是十分广泛的,尤其是在结构布置、截面配筋、方案规划、钢筋构造中的应用更为广泛。但概念设计不是生搬硬套的使用规范条文,而是需要结合建筑工程特点来制定设计目标,采取相应的措施。
总的来说,在概念设计时,结构工程师要将安全度、力学、荷载、材料、地震、施工的概念紧紧联系起来,巧妙的去融合这些概念并应用[2]。概念设计反映在具体的建筑结构设计中的工作主要有五点,一是明确设计目标,比如在抗震设计方面,要将小震不坏、大震不倒作为最基本的设计目标;二是要结合建筑、地质条件和设备等因素,来形成一个结构模型,包括结构体系、构件尺寸;三是全面评估结构计算书,掌握各个结构构件的安全度;四是在构造措施设计上,要促使结构功能可以发挥出最佳的效果;五是全面分析理论信息,并做好补充工作。以抗震防线的设计工作来说,所设置的抗震防线可以促使建筑物吸收和消耗大量的地震能量,最大限度提升建筑物的抗震性能。通常情况下需要设计三道防线,当第二道和第三道防线遭受破坏后,可以立即转至第一道防线,有效抵挡住地震的破坏,确保建筑物安全。
3.建筑结构设计中的结构措施
结合建筑物结构设计的特征,在落实结构措施时,要重点做好四个方面的工作,一是合理选择结构材料,二是确定建筑场地,三是确保结构刚度和构件受力符合要求,四是落实好施工现场的处理工作。
①合理选择结构材料:在选择钢筋和混凝土材料时,要严格按照建筑设计要求来确定。比如箍筋和混凝土的强度等级不得低于C20,直径为10mm的箍筋的强度等级不能低于C25,确保可以充分发挥材料的最佳性能[3]。另外,为确保结构的整体性,需要严格按照钢筋的一级抗震等级来完成抗震构造的连接工作。需要注意一点,在节点连接时要始终遵循强节点、弱杆件的设计原则,把控好构造连接度。
②确定建筑场地:在地震场地下,结构设计师要全面去考虑结构破坏的因素,合理确定结构体系,保证和提升建筑结构的延性、匀质性。
③确保结构刚度和构件受力符合要求:在以往的建筑结构设计工作中,为了充分确保结构刚度,常通过降低结构构件的延性指标来实现,可以取得较好的设计效果。近年来随着信息技术的发展,在结构设计中开始更多的使用计算机技术,可以精准确定计算方法的合理性与准确性,概念设计的延伸性能可以得到更好的控制。但是要注意一点,若是单纯使用计算机技术来开展结构设计工作,而缺少对计算结果开展全面性的分析评价,势必会导致结构设计存在精度不足的问题。基于此,在落实结构措施时,要将设计理论和实践有机的结合起来,全面分析计算机结果,尤其是可以考虑去使用BIM(建筑信息模型)技术,对施工图纸作可视化分析,确保建筑物的结构刚度和构件受力符合要求,确保建筑工程的结构设计质量。
④落实好施工现场的处理工作:对于建筑工程的结构设计工作来说,其所开展的施工现场工作高度重视各个施工主体的协调能力,需要去共同落实好建筑结构设计工作。具体来说,在施工现场的处理工作中,要重点做好三点工作,一是明确施工技术操作,二是加强人员控制力度,三是加强各方协调监督工作。比如在各方协调监督中,要对一些影响建筑结构设计和施工的行为加大评估,来确定风险,并尽快的去解决,预防事故的发生。再以加强人员控制力度为例来说,要高度重视人在建筑结构设计和施工中的重要性,积极开展相关的技术研讨会议,增强人员的专业能力和责任意识,确保建筑结构设计与施工的安全性。
4.结语
考虑到概念设计和结构措施在建筑结构设计中的重要地位,在开展此项工作时务必结合建筑工程的特点与需求,秉承相关的原则,高质量落实概念设计和结构措施。今后要进一步加大对概念设计和结构措施的研究力度,尤其是在概念设计工作中,要严格遵循一些基本性的原则,尝试使用一些新型的设计方法来确保概念设计的合理性,发挥新型技术的显著优势,不断去提升建筑结构设计的安全性与有效性,满足建筑工程结构设计要求。
参考文献
[1]高文君,潘磊.提升建筑结构设计安全性有效措施[J].四川水泥,2020,285(05):94.
[2]王少峤.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用方法探讨[J].建材与装饰,2020,615(18):68+70.
[3]农宇春.评价概念设计在建筑结构设计中的应用[J].低碳世界,2021,11(01):96-97.