概念设计在结构设计中的应用分析

概念设计在结构设计中的应用分析

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摘要:在建筑结构设计中概念设计思想被越来越多设计师们所接受,在建筑结构设计中发挥的作用越来越大,概念设计不仅仅可以满足建筑工程项目的实际需求,还可以有效激发出设计师们建筑设计水平,建筑结构设计师们将专业知识与实际经验结合起来,对建筑结构工程项目进行简单估算,并对整个建筑结构设计进行优化,做出经济合理、明确荷载传递的路径、简捷的设计方案,进而满足建筑工程的使用功能。

关键词:概念设计;建筑结构设计;整体性

引言

随着我国经济的不断发展,我国在城市化建设方面的脚步越来越快,为促进我国人民生活质量的提升,提供了极大的帮助。因此,为了进一步促进我国人民生活水平的提升,我国建筑行业的工作者必须做好建筑结构设计方面的工作,并且在此过程中,将概念设计融入其中,以促进我国建筑行业的进一步发展。

1概念设计在建筑结构设计中的意义

随着我国建筑行业的不断发展,传统的建筑结构设计方法在进行设计的时候,由于在风格和创新方面已经无法适应当前社会的发展,因此无法有效促进我国建筑行业的发展。而概念设计在运用过程中,工程师可以将自身的想法融入到设计之中,对于设计师的发展有着极大的促进作用。也可以在这一过程中帮助工程师有效地解决设计中存在的问题,进而通过概念设计中的正确理念与原则的指引,便于工程师从根源查找问题,从而使得计算结果更为准确,有利于工程师工作的进一步开展。并且,概念设计有效地弥补了计算机理论以及结构设计理论的不足,同时对于设计结果的优化,也有着一定的帮助。

2建筑结构设计中应用概念设计的原则

2.1简化性原则

在对建筑结构设计中开展概念设计的过程中,相关设计人员必须遵循简单性的原则,尽可能的让传力途径进行简化,从而使得结构的承载力能够得以提升。因此,在对结构体系进行设计的过程中要注重建筑结构受力图计算的精确性,并根据建筑的具体条件对内力和位移进行详细探究,从而最大程度的降低薄弱部位出现的几率,这对于建筑结构设计中概念设计合理性的保证极为重要。

2.2优化选型原则

在建筑结构设计中对于概念设计进行应用的过程中,其最主要的目的就是对结构体系进行优化,并让结构的布置形式以合理的状态所存在。所谓的优化结构体系指的就是在对建筑结构基本特征以及荷载状况进行了解的前提下,让结构体系通过集合形式所构成。

2.3整体性原则

建筑工程在结构的设计上,应该要有能够聚集惯性力,并且能够把惯性力分散到各个的抗力子结构中去的设计,这就要求每一个抗力子结构都要有能够承受一定的载力,才能够抵抗一些自然的灾害以及其他的外力作用出现的破坏。

3基于概念设计在建筑结构设计中的应用

3.1抗震概念设计

运概念设计思想的运用拓宽了建筑结构设计的思路,提高建筑结构的抗力性是传统的结构设计理论的研究和结构设计中所关注的,因此,混凝土的等级变高,配筋量变大,以致其造价也越来越高。建筑结构的设计师们,往往只重视低于最大的配筋率,进而导致肥梁、胖柱、深基础的情况时常发生。目前我国在建筑结构抗震设计中,隔震消能研究是很不错的,隔震消能主要是在将柔性的隔震层设置在基础层与主体层之间,并安设消能支撑的设备,在建筑物的上方设施反摆装置,在发生地震的时候,建筑物的顶部位移和其位移的方向相反,阻尼作用加大,使得建筑物振动速度降低,减少建筑物位移,进而降低地震作用效应。其合理科学的设计使得地震作用效应降低达60%,有效保证了建筑物的安全性,这项研究在国内外已经被应用,在国外发达国家研究成果已经在实际工程中得到了广泛的应用,其应用效果十分好。然而,在我国有着很多限制,在建筑工程中还没有被广泛应用。在目前我国建筑结构加固中,概念设计也要进一步的发展。在当年唐山地震的时候,在天津有二万间民房进行加固并没有出席倒塌现象,但是,天津毛纺厂框架厂房,虽说加固了传统结构部件,并没重视结构总体的抗震性能,不合理加固使抗震薄弱层转移,最终也倒塌了。优良的概念设计可以有效提高建筑结构的安全性,并更加经济适用。

3.2选择合理的建筑结构的刚度

作为建筑之中的一项重要指标和其中的重要内容,设计者在进行建筑结构的设计时,为了保证建筑结构设计的合理性,设计者必须对于建筑结构的刚度进行合理的选择。如果在这一过程中,选择了合理的建筑结构刚度,就能够帮助建筑在交付使用之后,在一定程度上减少突发地震对于建筑质量的影响。同时通过这种方式,也有利于促进建筑空间的扩大,在一定程度上减少建筑材料的使用,推动我国建筑质量的提升,促进我国建筑行业的进一步发展。

3.3完善计算理论

在建筑结构设计中理论计算有其缺陷性与不可计算性,按照现行设计理论所得的结果只存在控制度还达不到精确。其中建筑设计的结构计算分析可分为三步,第一步,确定荷载要依照结构的布置。第二步,计算模型要确定好,进行计算构件的内力与组合需要的结构体系要合理。第三步,控制截面选择截面设计、验算构件,加强建筑结构的刚度、强度与稳定性。通过计算分析所得到的并非精确结果。只是在当前设计结构规范理得到的控制。只是尽可能的接近,但还达不到精确的状态。目前,在荷载确定时只对次要因素进行了忽略及简化。要不然具不能运用现有的计算手段来取得结果,如此简化所得结果的误差是必然的。计算理论运用的不同所得到的结果也不同,例如:混凝土结构的设计,内力计算主要是由于弹性理论进行计算的方法,截面设计是塑性理论极限状态的一种设计方法,这些矛盾使得计算结果和建筑结构实际的受力有很大的差别,要想弥补这种计算理论缺陷,对那些无法计算的建筑结构的构件进行设计,需要概念设计和结构措施做到对建筑结构进行合理的设计,由于计算机的结果高度精密,设计师们常常会对建筑结构的性能产生误解,因此,一定要提高建筑结构概念设计的培养,才可以真实客观的理解建筑结构的性能。

3.4概念设计在方案选择中的应用

相关工作人员在选择建筑结构设计方案期间,为了确保所选择的方案更具合理性以及经济性的特征,便需要充分的应用概念设计相关思想。具体而言,在选择基础设计方案期间,需要对施工现场的地质条件以及施工条件、荷载分布情况等各个方面的因素进行充分的考虑,从而确保选选择的基础设计方案具有最优特征。在地基基础进行设计期间,必须结合前期所得的实地勘察报告来实施相关的设计工作,如没有得到相关勘察报告,那么相关设计人员便需要收集相关资料,对施工现场的地质情况进行全面的掌握,从而确保信息的完整性。只有这样,才能够确保相关设计工作具备合理性与准确性的特征。在此期间设计人员需要注意的是:在同一结构单元中,仅仅能够应用一个结构体系。在应用概念设计思想期间,需尽最大努力将地基的潜力充分的发挥出来,在条件允许的基础之上,还需要实施相应的变形验算工作,以确保所选择的方案具备合理性与优化性。。

结束语

综上所述,将概念设计理念合理地应用于建筑结构设计中,不仅能够很好地满足人们对于建筑结构的设计要求,同时还能使得整个建筑结构的设计更好稳定,并且具有更高的承载力,从而确保建筑工程具有更长的使用年限。因此,作为相应的设计人员,在实际的设计过程中,一定要把概念设计合理的融入到整体的建筑设计当中去,从而进一步的提高建筑工程的设计水平和施工质量,以促进我国建筑行业的更好发展。

参考文献

[1]杜江军.试论概念设计在建筑结构设计中的应用[J].建筑工程技术与设计,2016(30):338.

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