基于结构设计中的概念设计分析
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浅谈建筑结构设计中的概念设计与结构措施分析摘要:随着科技的进步人们生活水平的提高,建筑工程项目的规模、投资力度、技术复杂程度都在不断提高,特别是建筑结构设计的影响因素和要求也在不断增多。
那么,对于建筑结构设计中的概念设计,就成为我们研究建筑结构设计的关键。
它的研究,也有助于建设工程项目实现合理的设计目标。
关键词:概念设计;结构设计;措施前言近年来,建筑产业突飞猛进的发展,带动了建筑结构方面的进步,也对建筑设计提出了更高的要求,在此种形势下,概念设计因为自身的优越性被得到了广泛的应用。
概念设计无论从思想、方式方法、采用的手段、理论知识等方面都为建筑结构方面提供了科学有效的技术平台,同时也为建筑结构设计中出现的不确定因素提供了解决方法。
因此,建筑结构设计中的概念设计与结构措施的分析具有重要研究价值的。
一、概念设计的概念和步骤概念设计是设计工程师根据设计理论、设计经验以及建设工程项目特点,通过对建筑结构的总体布局和布置抗震结构的措施,在建设工程项目结构设计初期对设计方案进行概念性的分析估算和比较,实现结构设计的多方面要求的目标。
概念设计的步骤包括分析、综合、评估的不断接近满意的三个阶段构成。
(1)分析:对问题过程进行全民的了解。
它的特点是所分析的数据不完整,具有模糊性质。
(2)综合:产生解决问题的过程。
这个过程是工程师将理论知识结合自己的经验,并发挥自己的想象力和创新意识,将工程设计规划落实到图纸的过程。
(3)评估:判断和比较选择方案的阶段。
这个阶段是循环实施的过程,它的循环时间为选择到合适的方案为止,设计人员评估时,采用功能模型方式运用数据统计计算等其它手段进行,已获得具有经济合理性和技术可行性的方案。
二、概念设计在建筑结构设计中的应用(1)建设场地合理化选择建筑场地的选择是进行设计时首先要考虑和必须经历的阶段,一个合理的建筑场地对于建筑设计起着基础性和决定性的作用。
在场地的选择过程中通常要考虑以下几大因素:建筑退界、防护距离、日照间距等。
结构概念设计在建筑结构设计中的作用分析李奎摘要:随着科学技术的不断发展和人类生活水平的提高。
对于建筑结构设计的要求也越来越高。
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。
本文主要针对结构概念设计在建筑结构设计中的相关应用和作用作阐述。
关键词:结构概念设计;建筑结构设计;作用建筑设计软件在给建筑结构设计师带来方便的同时也常常将设计者带入误区。
概念设计是一种不经过数值计算的定性设计。
其通常在建筑结构设计中依据整体结构体系和分体系之间的力学关系,震害、试验现象等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方法。
1 概念设计的理念概述(1)概念设计的理念是一种设计思维方式的改进,概念的含义就是用笼统而科学的思维方式来确定一些设计上的难点,一般是不需要进行精确计算的设计问题。
因为这种问题在设计中很难给出确定的答案,尤其是在抗震设计中,按照整体结构体系和分体结构之间的力学关系,来解释地震所造成的对建筑物的损害。
这种损害很难用精确的数据来衡量,因为地震本身所产生的破坏力就是一个不确定的数值,一味地提高建筑物的刚性是不恰当的。
因此从抗震的角度看,利用宏观的概念性估算的设计思维更加符合抗震的需求。
(2)概念设计的理念优势还在于对它可以弥补一些结构设计理论和计算理论中存在的一些缺陷和不可预见性。
如:对混凝土结构的设计,内力计算公式基于弹性理论,而截而积的计算是建立在塑性理论的基础上,这两种方法从根本上看是矛盾的,因此计算的结果跟实际情况是有差距的,用概念设计的思路可以弥补这类计算的漏洞。
2 结构概念设计在建筑结构设计中的应用2.1 结构概念设计在建筑结构构件上的应用建筑结构是一个多次超静定结构,抗震结构应设置多道抗震防线,在地震作用下允许部分构件先屈服或破坏,剩余的结构依然能形成独立的结构,可以承受竖向荷载和地震力,这是结构抗震耗能的一种措施。
产品结构设计开发流程1.用户需求分析首先,产品团队需要进行用户需求分析,了解用户的需求和期望,包括产品功能、性能、外观等方面的要求。
可以通过市场调研、用户访谈、竞争分析等方式来获取用户需求的信息。
2.概念设计基于用户需求的分析,产品团队开始进行概念设计。
在这个阶段,产品团队需要根据用户需求,提出多个设计方案,包括产品功能、结构、材料、外观等方面的设计。
通过原型制作、故事板等方式来展现设计方案。
3.评估和选择产品团队将各个概念设计方案进行评估和比较,包括技术可行性、成本效益、市场潜力等方面的考虑。
根据评估结果,选择最优设计方案。
4.详细设计在确定了最优设计方案后,产品团队开始进行详细设计。
详细设计需要考虑产品的各个细节,包括结构、材料、制造工艺等方面的设计。
可以利用CAD软件进行三维建模和分析,优化产品的性能和质量。
5.生产样品制作根据详细设计,产品团队制作生产样品。
生产样品可以用于展示和验证产品设计,包括功能、适配性、使用性等方面的验证。
如果需要,可以进行用户测试和反馈收集,根据反馈对设计进行调整和优化。
6.生产准备在确定了产品设计后,产品团队开始进行生产准备工作。
包括材料采购、工艺制定、设备准备等方面的工作。
同时,需要制定生产计划和进度安排,并与供应商和生产部门进行协调。
7.生产制造产品团队根据生产计划开始进行产品的制造。
在制造过程中,需要进行质量控制和工艺监督,确保产品质量和进度的控制。
8.测试和验证在产品制造完成后,产品团队进行测试和验证。
包括功能测试、可靠性测试、安全性测试等方面的验证。
通过测试和验证,确保产品符合设计要求。
9.生产发布经过测试和验证后,产品准备进行生产发布。
包括市场宣传、销售渠道的准备工作。
同时,需要监督产品的市场反馈和用户满意度,及时处理用户的反馈和问题,进行产品的改进和升级。
10.产品维护和改进产品发布后,产品团队需要进行产品的维护和改进工作。
包括售后服务、产品质量监控、技术升级等方面的工作。
建筑结构抗震概念设计摘要:作为一种随机振动方式,地震的复杂性与不确定性是难以把握的。
因此,要对建筑物遇到地震的参数与特性进行准确的预测是很困难的。
但就目前的结构计算软件来说,其模型设定因为程序限制会跟实际情况存在很大差异,进而导致建筑结构设计也存在很大难度。
概念设计的内容和应用十分广泛,本文基于结构概念设计基础探讨对结构物进行抗震设计的步骤,从结构布局入手,注重抗震多道防线的设计,在必要的抗震计算过程中,计算本身也必须概念清楚,使得设计方案具有经济性和合理性。
关键词:概念设计;结构设计;抗震性能我国是个地震灾害比较频繁的国家,随着我国经济的发展,建筑规模越来越大,与此同时,对建筑在地震作用下的抗震性能要求也不短提高,这使得抗震要求越来越高。
但在抗震设计中,仅用计算分析得出的数据进行抗震设计,很难有效的控制结构的抗震性能。
本文从结构概念入手分析抗震设计,指明要用“概念”进行分析和判断,控制结构的耗能和薄弱部位。
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。
1.结构概念设计所谓结构概念设计一般指不经数值计算,依据整体结构体系结合结构破坏机理,从整体的角度来确定建筑结构的布置和抗震措施的的一种方法。
结构概念设计往往需要在建筑设计的方案初期做出有效地对结构体系,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。
我国《建筑抗震设计规范》(gb 50011-2010)中3.4.2条规定:“建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响,宜择优选用规则的形体,其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变”。
在设计中宜调整平面形状和尺寸,采取构造和施工措施。
当需要设伸缩缝、防震缝和沉降缝时,应将结构划分为独立的结构单元。
在整个工程设计的方案阶段,建筑师和结构师就应该充分沟通依据场地状况来选择规则的建筑形体,使结构布局尽量简单,同时也满足业主的要求。
建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用吕修波发布时间:2021-10-23T09:33:01.317Z 来源:《基层建设》2021年第20期作者:吕修波[导读] 摘要:目前,我国建筑行业发展迅速,建筑工程的建设数量逐步增多,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。
江苏省连云港市第二人民医院连云港市 222023摘要:目前,我国建筑行业发展迅速,建筑工程的建设数量逐步增多,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;建筑设计引言在良好经济的支撑下,国内建筑领域及相关行业的发展越来越快,城市内建筑数量不断增加,且建筑物的性能、质量与使用年限持续优化,造型样式也日渐新颖。
对于建筑施工而言,结构设计是初始阶段的重要组成,为了确保项目的整体质量,首先应提高结构设计的科学性与合理性,以此进一步提升建筑产品的使用质量。
1概念设计概述概念设计指基于设计人员的经验积累,根据工程项目的具体情况和业主需求,使方案设计具有较强的针对性。
所以,工程设计人员应重视业主的需求,对需求进行详细分析后,根据建筑项目的特点确定建筑项目设计方案。
工程设计人员应利用建筑设计理论,借鉴成功案例经验,优化建筑项目的设计内容,完成符合业主需求的结构设计方案。
概念设计可分三个步骤完成,即分析、综合、评价。
在分析步骤中,设计人员要对需求数据进行分析和验证;在综合步骤中,设计人员应广泛收集数据信息,按设计需求确定初步的设计雏形;在评价步骤中,设计人员应对设计方案进行筛选,从中选择最优方案。
可以看出,概念设计要求设计人员具有较高水平的专业综合素质,同时具备发散性思维能力,能够从庞杂的数据中筛选出有用信息,实现建筑结构的深度设计,充分满足业主对工程的需求。
概念设计在建筑结构设计中的应用分析【摘要】近些年以来,建筑结构设计中逐渐兴起了概念设计,并且在现代建筑设计中概念设计得到了广泛的应用。
概念设计理念的不断发展以及日益成熟,推动了我国建筑行业的发展及进步,对建筑结构设计的创新和改革有着非常重要的意义。
本文针对我国建筑行业的发展现状,对建筑结构设计中概念设计的应用进行了简要的分析,旨在促进建筑结构设计水平的提高。
【关键词】建筑结构设计;概念设计;重要性;应用中图分类号:tu318文献标识码: a 文章编号:1. 前言随着科学技术的迅速发展以及时代的不断进步,广大人民群众的生活质量和生活水平得以逐步提高,并且也对建筑物的结构设计提出了更高的要求。
为了与人们不断增长的物质文化需求相满足,为了与广大消费者的迫切需求相满足,在建筑结构方面,我国的建筑行业的设计也得以发展与改革。
现阶段,国外先进设计理念对我国的建筑行业产生了较大的影响,我国的建筑结构设计人员以此为基础且结合设计经验,借助于概念设计的理念来设计建筑结构。
所谓概念设计具体指的是在未经过任何计算的基础上,尤其是在没有条件将精确的力学分析加以展开的前提下,或者是在没有明确定义设计规范的情况下,立足于建筑结构设计的整体,从而将设计工作展开。
概念设计给建筑行业注入了新鲜的活力,需要设计人员提起高度的重视。
2. 建筑结构设计中应用概念设计的重要性在以往传统的建筑结构设计工作当中,往往结构工程设计人员按照以往的设计经验,并经过不断的追求完善及归纳总结,从而在实际工作中实现设计理念及设计经验的创新和进步。
随着经验的不断丰富、时间的不断推移以及设计理念的逐步完善,所设计出的产品变得越来越成熟。
然而,因而诸多工程普遍的缺乏创新性,习惯于按照传统的设计手册及设计规范,并且借鉴以往的设计手法和设计风格,来将建筑结构设计工作展开,不仅缺乏对国内外先进设计理念和设计技术的高度重视,而且在设计中进行运用及改进,也常常只是忠于传统设计,对设计程序有着较强的依赖性,担心手工设计和创新会背离设计要求。
基于建筑结构设计中的概念设计问题探索与研究摘要:本文主要从概念设计的重要性及推广概念设计的意义方面说明概念设计在建筑结构设计中的作用和意义。
建筑结构设计中的概念设计是新兴的设计理念,逐渐被建筑结构工程师运用于现代建筑设计之中。
本文就此谈了谈自己的观点和建议。
关键词:建筑结构;概念设计;结构设计;中图分类号: tu3文献标识码:a 文章编号:前言在建筑结构设计的不断改革和创新中,前人积累了非常多的技术和经验。
其中,概念设计作为打破设计理念墨守成规,将结构设计进行优化和创新的方式方法,在我国建筑结构设计行业越来越重要。
工程师良好地运用概念进行结构设计,对于建筑方案的设计和优化都有非常重要的作用。
一、建筑结构设计中的概念设计概述我国在概念设计方面还不十分完善,在整体设计的技术上还存在一定的局限性。
也就是说,在我国传统的结构设计中,在设计内容上很多都进行了假设和简化。
这就让工程师在设计的过程中,进行自主的选择和判断,照搬设计的方法是行不通的。
而是应该将规范当作一种工具,为自己的设计提供思路。
所以,工程师应该将概念设计运用到实际的设计中去,将自身对结构设计的理解和创新将结构设计进行得更加完美。
概念设计在整体结构体系方面的理念的运用相较于传统设计更加深入。
分体系力学方面也是。
尤其是在结构破坏机理的理解和运用方面有很强的宏观性。
在规范不能规定以及不能精确分析的情况中,概念设计可以从整体的视角来处理问题。
运用类似估算的方式,将设计方案进行改革。
使其能够在结构体系方面的设计更加直白,方便理解和计算。
这种设计通常在概念方面的定性准确,没有歧义。
在设计的时候能够避免某些不必要的计算,安全可靠性高。
同时,也是能够对计算机得出的数据结论进行判断。
例如,在底层框架的计算中,传统的结构设计途径很多。
可以通过多、高层结构三维空间分析程序来进行。
某些工程师习惯设置抗震墙。
这样不仅在底层框架的承受能力上没有得到真实反映。
在刚度比上也不能满足。
基于结构设计中的概念设计分析
基于结构设计中的概念设计分析
摘要:随着时代的发展与人民生活水平的提高,建筑工程项目的规模、投资力度、技术复杂程度都在不断提高,特别是建筑结构设计的影响因素和要求也在不断增多。
本文通过阐述建筑概念设计的内涵,探讨将概念设计应用于建筑结构设计中应该把握的若干要点,希
望能够给予建筑结构设计者一些工作上的借鉴及帮助
关键词:现代建筑结构设计;概念设计;工程实例
Abstract: With the development of the times and the improvement of people's living standard, the construction project scale, investment, technical complexity continues to increase, especially the influence of structural design of the factors and requirements are also increasing. This paper describes the connotation of architectural concept design, to explore the key points of application of conceptual design in structural design should grasp, hoping to give designers building structure of some work experience and help Key words: modern architecture design; conceptual design; engineering example
中图分类号:TU3文献标识码A 文章编号:
引言:概念设计是结构设计的核心和灵魂,它贯穿于结构设计的全过程。
概念设计运用得合理,能使结构满足建筑要求并以最快的方式将荷载传递到基础、地基中,创造更为安全、舒适的工作和生活环境。
并节约材料和资金,概念设计是一名设计工作者进行创新设计的基础。
1、概念设计简述
概念设计就是运用清晰的结构概念,依据整个结构体系与分体系
之间的力学关系、结构破坏机理、地震灾害、实验现象和工程经验等对结构及计算结果进行正确的分析,并考虑到结构实际受力状况与计算假设之间的差异,对结构及构造进行设计,使建筑物受力更加合理、安全、协调。
概念设计主要从以下两个方面对结构设计进行宏观控制。
一是在方案设计满足建筑要求的情况下,从宏观的角度考虑结构的整体性及主要分体系的相互关系,来确定建筑结构的总体布置方案。
二是在理论设计过程中综合考虑各方面因素对结果的影响,以判断理论设计的准确性,并对一些工程中难以作出精确分析或在规范中未精确规定的问题,根据实际经验采用一些结构构造措施进行处理。
概念设计的目的是力求使设计方案安全、可靠、经济、合理,是一个优化的过程。
2、结构设计中概念设计的体现
2.1 概念设计在结构设计流程中的体现
结构设计的流程一般分为三个部分:前期的方案选择阶段、中期的结构计算阶段及后期的施工图绘制阶段,这三个阶段都发挥着重要的作用。
(1)合理选择结构方案。
一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案,即选择一个切实可靠的结构形式和结构体系。
必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析,在此基础上进行结构选型,确定最优结构方案。
概念设计在工程设计一开始就应把握好场地选择、能量输入、房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延性等几个方面,从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节。
(2)选用恰当的计算简图。
结构计算是在计算简图的基础上进行的,即对作用的荷载与构件的约束状态进行一定的简化,使其更加接近实际状态。
现在的建筑物功能复杂多样,手
算已经无法满足要求,结构计算需通过计算机来完成。
所以,要将实际工程的结构形式转变成可以用于计算机计算的模型,并保证有足够的准确性就成为结构设计的关键问题。
而达到这一目的就需要设计人员在结构计算的过程中利用概念设计进行分析与控制。
(3)正确分析计算结果。
现在有许多软件可以供结构设计人员
选择,但不同软件往往会得出不同的计算结果。
所以,设计人员在进行结构计算前,首先要全面了解该软件的适用范围和计算原理,其次使用时要避免人为失误,并利用概念设计对电算结果进行科学分析,以做出正确、合理的判断。
2.2 抗震设计中应注意的概念设计问题
抗震设计是结构设计的重要组成部分。
地震是一种随机振动,要准确预测建筑物所遭遇地震的特性及参数,目前尚难做到。
现在所采用的地震参数只是概率意义上的估计值,而结构在地震作用下所表现出的性能也具有许多不确定性,因此,抗震设计不能过分依赖理论计算,此时概念设计在抗震设计中就显得尤为重要。
(1)选择合适的场地。
地震造成建筑物的破坏情况是各不相同的。
一是由于地震时地面强烈运动,使建筑物在震动过程中,因丧失整体性或结构强度不足、构件变形过大而遭受破坏;二是由水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害造成;三是由断层错动、山崖崩塌、河岸滑坡、地层陷落等地面严重变形直接造成。
前两种可以通过工程措施加以防治,而后一种情况,单靠工程措施很难达到预防的目的。
因此,选择工程场址时,应进行详细勘察,搞清地形、地质情况,选择对建筑物抗震有利、尽可能避开对建筑物抗震不利的地段。
任何情况下均不得在抗震危险地段建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的
建筑物。
(2)选择合适的基础方案。
基础设计应根据工程地质条件、上部结构类型、荷载分布、相邻建筑物影响及施工条件等多种因素确定,从而选择经济合理的基础方案。
基础设计应参
照详尽的地质勘察报告,一般情况下同一结构单元不宜采用两种不同的基础类型。
(3)采取相应的构造措施。
遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固”的设计原则,注意构件的延性性能,加强薄弱部位,注意钢筋的锚固长度,尤其是直线段钢筋的锚固长度,
考虑温度对应力的影响。
除此之外还应根据均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置。
设置多道抗震防线从而尽量避免出现薄弱层。
3、结构设计中概念设计的应用
某工程为商住楼,主体平面形状为凹字形,不规则的平面结构体系。
工程设有一层地下室,一至三层为商场,上部为三个联体单元的住宅,建筑功能较复杂。
由于该地区为六度抗震设防区且风压值较高,为确保结构的经济与安全,概念设计主要通过以下几个方面来体现:(1)根据建筑物现有状况及自然条件进行结构选型,采用框剪结构,以满足《高层建筑混凝土结构技术规程》对六度抗震设防区建筑物高度及高厚比的要求。
(2)在结构抗侧力构件布置时,应与建筑专业密切配合,在建筑每部楼梯间及外周边转折处布置水平抗侧力构件(剪力墙),以加强结构抗侧移和扭转刚度,并尽可能考虑刚心与质心的重合,以减少水平力作用下由于结构偏心而引起的空间扭转效应。
(3)合理考虑楼层的平面布置,增大外周边枢架梁、连梁截面,增大竖向刚度变化较大的楼层平面刚度(增加板厚),以加强周边抗侧力构件的联系,增强结构整体性及空间协同工作的能力。
(4)在结构计算过程中,首先根据经验预设较合理的自振周期,并根据初算结果,调整平面中剪力墙相对刚度,以减少结构偏心,注意控制框架柱及小墙肢的轴压比,以增强结构延性。
同时根据规范限值调整剪力墙沿竖向的厚度变化,控制层间位移量及顶点侧移值,以求经济与安全的统一。
(5)在构造设计时,有针对性地对转折部位、连接部位以及由于水平力作用引起结构受力复杂部位或相对薄弱部位的结构构件进
行构造及配筋的加强,使主要受力构件具有良好的变形能力及耗能能力,以提高结构的抗侧力变形性能。
(6)尽量采用轻质墙体,以减轻楼层自重,同时要求提高地下室外回填土的压实系数,通过人防地下室高强度的侧壁与周边回填土的共同作用,增强对结构的约束,以提高结构抗侧力的整体稳定性,减少地震能量的放大。
(7)为减少温度变化引起的混凝土开裂,在主楼中部设置伸缩缝;为降低沉降差在主楼与群楼之间设置沉降缝。
通过以上概念设计,使该工程结构构件在刚度、延性、承载力等方面相匹配,形成一个在
抗风、抗震中高效协同工作的结构整体,从而使建筑物在经济、安全、适用、美观的矛盾中找到了统一。
4、结语
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。
设计内容纷繁复杂,应用灵活广泛,需要结构设计人员充分发挥主观能动性,在应用规范及工程力学知识和原理的基础上,根据个人对结构及其受力状态的理解,通过对自己积累的设计经验的完美运用,做出经济、合理、安全的结构设计。
参考文献:
[1] 武晓璠. 谈建筑结构设计中的概念设计[J]福建建材, 2007, (05) .
[2] 侯建娟. 建筑结构设计中的抗震设计[J]工程建设与设计, 2009, (06)
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