概念设计在结构设计中重要性和应用
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概念设计在建筑结构设计中的应用探究【摘要】本文将对概念设计的涵义以及重要性进行简单阐述,并针对当前的建筑结构设计中出现的一些问题,提出设计师使用概念设计的观念进行设计,能够激发其创造性,进而促使整个建筑结构的设计发展。
【关键词】概念设计;建筑结构设计;应用前言随着经济的快速发展与社会的不断进步,建筑业也得到快速发展,人们对于建筑物的抗震结构越来越重视,尤为是近年来地震灾害比较频繁,给人们的生命财产安全带来了极大的威胁。
因此,建筑结构在设计过程中,必须加强建筑物的抗震性能。
近年来,越来越多的建筑设计师在建筑设计过程中引入了概念设计理念。
以下将对概念设计在建筑结构中的应用进行分析。
1、概念设计的涵义通常情况下,概念设计就是指不通过数值的计算,特别是在一些比较难进行准确且理性的分析或者是在规范中比较难以规定的情况,依照结构的损坏机理、震害、整个结构的体系和分体系之间存在的力学关系、建筑工程的实际经验以及实验情况所得到的基础性的设计理念与原则,从整个角度对建筑结构中的抗震细节部位的处理措施以及总的布置情况进行宏观的控制[1]。
使用概念性的比较类似于估算的手段,能够在建筑的设计方案时期就有效且快速的实现对结构体系的比较、设想以及选择。
这种方式所得出的设计方案的概念都比较的清晰,且能够正确定性,从而防止在设计阶段的后期出现一些没有必要的且麻烦的计算,能够有效的提高设计方案的经济可靠性。
此外,这种方式也能对计算机内力所分析的输出数据进行准确的判定,分析该数据是否正确、可靠。
越来越多的建筑设计人员在其设计过程中开始使用概念设计这一思想,并且发现概念设计对建筑结构的设计起到了极大的作用。
虽然概念设计的使用效果比较好,但是在实际的高校教学中,其教学过程中只重视对孤立的分体系以及独立的构件的力学概念的讲授。
特别是专业课的教学过程中,单独计算的内容所占比重比较大,而综合性的练习比较少,且只是在考试题目中有所表现,这种情况导致大多数学生在做题时,只会将公式套入题中,对于比较灵活的题目就无从下手。
试析概念设计在建筑结构优化设计中的应用【摘要】本文结合具体实际,来详细的探索建筑概念设计的具体内涵,进而掌握概念设计在建筑结构设计中的要点和因素,给正在建筑结构设计工作的人员一定的借鉴和帮助。
【关键词】建筑结构设计;概念设计;内涵及重要性;应用要点;分析探讨一、建筑结构设计中概念设计的具体内涵所谓的概念,具体而言是指可以直接的展现出客观事物基本特征的思维方式,其重视客观事物的本质属性,并且在人们长期的实践基础上,逐渐的提高感性认识到理性认识之中。
对于整个思维过程而言,其拥有比较强的逻辑性和准确性。
概念设计在建筑结构优化设计中,更加的符合建筑行业的相关特征,并且可以满足其内在的需求。
在对建筑结构进行优化设计的过程中,相关设计人员可以在建筑工程概念的基础上,来使用能够符合客观变化规律形式的基础上来加强对工程的分析和控制。
通常而言,这种方式要脱离数值的实际计算而独立的存在着。
作为宏观调控措施的概念设计,要针对结构中一些不能够使用力学进行分析的部分,依照工程整体结构中能够存在和形成的联系,来有效的保证其设计理念和方案可以符合科学合理的原则。
在当今社会里,概念设计已经成为展现现代高科技设计理念的重要方法和举措,这就要求相关设计者要在坚持这种理念的基础上,构建良好的建筑空间理念,从而能够合理的优化配置和协调结构设计方案,最终保证建筑机构设计方案中结构和构件之间,以及结构相互之间的协调性。
二、概念设计在建筑结构优化设计中的重要地位首先对整个建筑结构设计方案来说,概念设计可以对其产生比较重大的影响。
所以要通过熟悉和了解合理科学的概念设计理念来挑选最佳设计方案。
一般而言,在对建筑机构进行设计的初级阶段,由于无法通过使用计算机来确定最终方案,因此结构设计者要综合概念设计的理念,进行全方位的参考各种因素,从中来挑选出能够满足建设项目潜在需求,并且可以保证获得社会和经济效益的结构方案。
通过上文可知,概念设计不仅仅在建筑结构设计工作中占据的比较重要的地位,而且也要求相关结构设计者要加强对知识的领悟和掌握,同时不断的更新自身设计知识的构成,为合理科学的熟悉每一种结构类型的具体特点和性能打下坚实的基础。
浅谈概念设计在结构设计中的重要性和应用[摘要] 概念设计就是从结构总体方案设计一开始,就运用人们对建筑结构抗震己有的正确知识去处理好结构设计中将遇到的问题,诸如:房屋体形、结构体系、刚度分布、构件延性等等。
本论文结合工作实践,对概念设计在结构设计中的重要性和应用做以阐述。
[关健词]概念设计结构设计重要性应用我国结构计算理论经历了经验估算,容许应力法,破损阶段计算,极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段,现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001采用以概率理论为基础的结构准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进,经济合理、安全适用,概率极限状态设计法更科学、更合理。
但该法在运算过程中还带有一只能视作近似概率法。
并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。
事实上,建筑物是一个空间结构各种构件以相当复杂的方式共同工作且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。
目前人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。
作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范,应该把它作为一种指南、参考,并在实际设计项目中作出正确的选择。
这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。
一、概念设计的涵义所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。
所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。
同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
试谈概念设计在建筑结构设计中的重要性摘要:概念设计的水平是一种综合设计能力的体现,只有富于创新并具有丰富实践经验的结构工程师才能和建筑师在设计中创造性的相互配合,设计出令人满意的建筑。
关键词:概念设计;结构设计;运用当前科学技术迅速发展,计算机结构程序的全面应用给结构设计师带来极大方便,大大减轻了他们的劳动强度,提高了设计的效率和质量,从而加强了设计师对建筑结构计算软件的依赖。
结构设计和概念设计的区别概念设计和结构设计究竟有什么区别呢?比如一个大学生刚毕业从事设计的时候,往往对一个简单的工程设计无从下手,而计算某个构件或设计一个单根构件却是轻而易举的事情,这是为什么呢?因为没有经验、没有结构的整体概念就不会概念设计。
一些结构设计师不重视结构的基本理论和基本概念的正确使用,不能有效地运用他们的知识、精力和时间去考虑结构的整体设计、协同工作等一系列概念设计问题而是一味地依赖计算机,久而久之许多设计人员缺乏结构设计的概念,对软件技术条件认识不清、对计算机的计算结果无法判断,对规范与软件之间的差异不甚了解,对如何加强结构的整体性、合理性、经济性没有概念,甚至一些设计人员因为过多地相信计算机分析结果而导致结构计算模型与实际建筑物存在较大差别,引起结构施工图中出现了大量的概念性错误和计算错误,且有些错误可能会导致严重的后果。
为保证建筑结构的安全、适用、经济、可靠,对设计人员强调结构概念设计的重要性是非常必要的。
概念设计的内容十分丰富,应用面也非常广泛,几乎蕴含了所有的结构设计过程。
我们通常谈到的安全度的概念、力学的概念、材料的概念、荷载的概念、地震的概念、使用的概念等都属于结构的概念。
概念设计就是融合这些概念,贯穿到结构造型、方案设计、结构布置、计算简图抽象、计算结果处理、施工图绘制等设计的整个过程,对理论无法明确的部位,还要有定性的认识后才能反映到设计成果中。
一个结构工程师的首要任务就是在每一项工程设计的建筑方案开始,就能凭借自身拥有的结构体系功能及其受力、变形特性的整体概念和判断力,用概念设计帮助建筑师开拓或实现该建筑业主所想要的。
概念设计在建筑设计的应用摘要:本文阐述了结构设计在实际工作中进行概念设计的意义,介绍了概念设计在建筑结构设计中的应用。
关键词:建筑;概念设计;结构设计前言随着科技的快速发展,时代不断进步,,国内人们的生活水平越来越高,对生活质量的要求也逐渐提高。
为了满足人们日益增长的物质文化需要,满足消费者的需求,我国的建筑行业在建筑结构方面的设计也在改革发展。
在国外先进设计理念的影响下,我国结构工程师也在总结自身的设计经验,利用概念设计的新理念来进行建筑结构设计。
概念设计是指在没有经过计算的前提下,特别是在没有条件进行精确的力学分析,或者在设计规范中没有定义的情况下,从整体的角度来进行结构设计。
通常包括整体的设计布置,以及抗震方面的细节设计。
通过整体来进行建筑结构设计的宏观调控。
一、概念设计的重要性在传统的建筑结构设计中,结构工程师依据以前的设计施工经验,经过不断的总结和追求完善,设计经验与理念也在实际工作中得到进步和创新。
随着时间的推移,经验不断丰富,设计理念不断完善,设计的作品逐渐成熟。
但是,由于很多工程在创新方面的努力不够,习惯于依据规范和设计手册等传统书籍,只是借鉴以前的设计风格和设计手法。
不仅对于国外、国内的先进技术和理念没有给予足够的重视,在设计中进行改进和运用,也过分依赖设计程序,忠于传统设计,因为害怕创新和手工的设计作品不符合设计的要求造成不的后果。
还有的工程师在设计的过程中,因为依赖设计程序的运用,对于程序给出的运算数据不质疑,大胆用,没有足够的认真和质疑的精神来对待设计结果,造成没有发现程序设计中的错误。
而且,结构设计需要运用的知识涵盖建筑学的很多方面,很多知识是在工作经验中总结的,或者是自己的想法和领悟,并不是在学校学习的系统知识,相对的分散,不容易记忆,因此在设计中也不容易进行运用。
概念设计的重要性不仅在于概念设计在传统设计理念的优点结合,并在传统设计的不足之处进行改进,将计算理论的漏洞从整体的角度来进行解决。
概念设计在建筑结构设计中重要性探讨摘要:本文首先探讨了概念设计在建筑结构设计中的依据,然后探讨了概念设计在建筑结构设计中的重要意义,最后探讨了概念设计的应用,具有较强的实用性。
关键词:概念设计;建筑结构;重要性;应用abstract: this paper first discusses the design concept in structural design of the basis, and then discusses the concept design in architectural structure design of the significance, and finally discusses the application of the conceptual design, with strong practicability.keywords: concept design; building structure; importance; application中图分类号:s611文献标识码:a 文章编号:概念设计,这是个在结构设计人员中耳熟能详的字句。
什么是概念设计呢,我想不会有人说不出来吧,确定结构方案,结构布置,基础选型等等。
但是又有多少结构设计人员能很好地在实际工程中运用得当呢?答案是:很少。
由于信息时代的迅猛发展,计算机的广泛使用,结构计算软件的大量使用,使得结构设计人员的工作量降低,效率提高,同时也使得结构设计人员对结构计算软件产生了过度依赖,这种现象在年轻设计人员中尤为突出。
在设计行业也总能听到一些设计工作者说“电算过去了”、“计算满足了”、“没超规范呀”的一类话。
可见现在一部分设计人员缺少对自己工作的特殊性及重要性的认识。
四川汶川5·12特大地震,警示我们作为建筑工程设计人员的责任的巨大。
我们不仅仅要提供给人民群众一个舒适的住房,更应提供一个安全的场所。
浅谈概念设计在结构设计中的重要性和应用[摘要] 概念设计就是从结构总体方案设计一开始,就运用人们对建筑结构抗震己有的正确知识去处理好结构设计中将遇到的问题,诸如:房屋体形、结构体系、刚度分布、构件延性等等。
本论文结合工作实践,对概念设计在结构设计中的重要性和应用做以阐述。
[关健词]概念设计结构设计重要性应用
我国结构计算理论经历了经验估算,容许应力法,破损阶段计算,极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段,现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》gb 50068-2001采用以概率理论为基础的结构准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进,
经济合理、安全适用,概率极限状态设计法更科学、更合理。
但该法在运算过程中还带有一只能视作近似概率法。
并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。
事实上,建筑物是一个空间结构各种构件以相当复杂的方式共同工作且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。
目前人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。
作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范,应该把它作为一种指南、参考,并在实际设计项目中作出正确的选择。
这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。
一、概念设计的涵义所谓的概念
设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。
所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。
同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
概念设计是工程师运用思维和判断力,根据从大量震害经验得出的结构抗震原则,从宏观上确定结构设计中的基本问题。
因此,工程师必须从主体上了解结构抗震特点,振动中结构的受力特征,抓住要点,突出主要矛盾,用正确的概念来指导概念设计,才会获得成功。
由于概念设计包括的范围极广,因此不仅仅要分析总体方案确定的原则,还要顾及非材料的正确使用和关键部位的细部构造。
但是首先和最重要的还是结构总体概念设计、材料选型和细部构造等问题,这些设计原则和结构概念中,较为重要的是结构总体设计。
二、概念设计的重要性概念设计是展现先进设计思想的关键,一结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计,并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。
强调概念设计的重要,主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性,比如对混凝土结构
设计,内力计算是基于弹性理论的计算方法,而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法,这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远,为了弥补这类计算理论的缺陷,或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。
同时计算机结果的高精度特点,往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解,结构工程师只有加强结构概念的培养,才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。
概念设计之所以重要,还在于在方案设计阶段,初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。
这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念,选择效果最好、造价最低的结构方案,为此,需要工程师不断地丰富自己的结构概念、深入、深刻了解各类结构的性能,并能有意识地、灵活地运用它们。
三、概念设计在结构设计中的应用
所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。
所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的经济可靠性能。
同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
比如,有的设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还人为布置一些抗震墙,即不能满足楼层间的合理刚度比,也不能正确地反映底层框架在地震时受力状态。
问题在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。
软件的选择和使用不当,造成危害是不容忽视的。
美国一些著名学者和专家曾警告工业界:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。
”然而避免这种情况,概念设计的思想不妨是个好方法。
运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。
传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗
力r,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越高。
结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。
以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。
但是大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越大,地震力就越强。
这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。
其实,为什么不考虑降低作用效应s呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。
隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能支撑(类似于阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装一个“反摆”,地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反,从对建筑物的振动加大阻尼作用,降低加速度,减少建筑物的位移,来降低地震作用效应。
合理设计可降低地震作用效应达60%,并提高屋内物品的安
全性。
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。
发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。
其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。
著名的美国工程院院士林同炎教授在《结构概念和体系》一书中为结构工程师提供了广泛而又有独特见解的结构概念设计基础知识和设计实例。
该书着重介绍用整体概念来规划结果总体方案的方法,以及结构总体系和个分体系尖的相互力学关系和简化近似设计方法。
为结构工程师和建筑师在设计中创造性地相互配合,设计出令人满意的建筑奠定基础。
这本书第二版的出版,为我们更好的加深概念设计的理解,提供有益的帮助。
总之,概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想,这就让我们来共同学习、发展它吧,为结构设计的发展作出应有的贡献。
参考文献:
[1]林同炎,s.d.思多台斯伯利.结构概念和体系.中国建筑工业出版社.
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[6]罗福午.建筑结构概念体系与估算.清华大学出版社。