概念设计在建筑结构设计中的应用分析
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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。
试论概念设计在建筑结构设计中的应用研究在社会经济快速发展和城市化进程加快的背景环境下,我国建筑规模不断提高,但建筑质量仍有待加强,建筑结构设计对建筑最终质量具有重要影响,建筑人员应结合新时代要求对建筑结构设计进行优化创新。
本文重点分析概念设计在建筑结构设计中的应用,以期改变设计形态单调问题,提高建筑结构设计水平。
标签:概念设计;建筑;结构设计建筑结构设计与建筑工程的施工安全、建筑物美观效果等因素有关,在建筑行业中占据重要地位。
建筑人员在结构设计环节必须综合考虑每一细节,保证建筑结构的合理性、工程建设的可操作性、建筑物的实用性等多方面因素符合实际施工要求,概念设计是一种全新的建筑结构设计理念,具有较强的应用价值。
一、概念设计的概述概念设计具有创造性,是一种理想化的设计形式,主要是指通过分析用户需求,对产品概念进行有目标设计的活动,体现着由粗糙到精细、由抽象到具体、由模糊到清晰的进化过程。
概念设计是将概念贯穿于整体设计过程的方法,它具有完整性和全面性,设计者利用概念设计可以从感性上升至理性,将概念设计与建筑结构设计相结合,能够促使建筑结构更加科学合理,建筑施工安全也可以得到保障,有利于提高建筑工程最终质量[1]。
二、概念设计在建筑结构设计中的应用(一)应遵循的应用原则1、优化结构体系原则将概念设计应用到建筑结构设计中,建筑设计人员需要遵循优化结构体系的原则。
该原则要求建筑设计人员先根据建筑所处环境、荷载能力、使用状况等因素分析建筑基本结构问题,判断各因素与建筑结构之间的关系;然后对符合建筑结构设计标准的因素进行优化选择,将影响较小的因素作为建筑基本结构单元;最后利用平面、交叉、叠合、线型等集合形式,对原本的建筑基本结构支撑进行改良,以此实现优化建筑结构体系的目的。
2、优化结构布置原则在不改变建筑结构设计要求和最终使用意向的前提条件下,建筑设计人员需要坚持优化结构布置原则,对建筑物的柱墙竖向支撑结构进行优化,确保建筑结构基础系统的科学性。
阐述建筑结构设计中概念设计的应用摘要:随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,人们对建筑结构设计也提出了更高的要求。
概念设计的正确运用妥善地处理了在建筑结构设计遇到的各种问题,使建筑结构设计具有更高的安全性、适用性、可靠性和经济性。
关键词:建筑结构;概念设计;结构设计;应用随着科学技术的迅速发展以及计算机结构程序的全面应用,给建筑结构工程师们带来了极大方便,大大提高了设计的效率和质量。
但同时也养成了很多设计人员一味地依赖计算机,认为结构设计很简单,只需要按照规范、图集,通过电脑软件计算就可以完成,设计人员成了不过是东拼西凑的计算机画匠而已,对计算的结果也无法判断正误,规范与软件之间的差异更是不了解;对如何加强结构的整体性、合理性、经济性更是没有概念。
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。
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。
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1概念设计1.1概念设计就是运用清晰的结构概念,不经数值计算,而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、震害、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。
(1)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。
(2)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。
浅析概念设计在建筑结构设计中的应用张泽胜发布时间:2023-06-29T08:44:01.491Z 来源:《工程建设标准化》2023年8期作者:张泽胜[导读] 在国民经济发展中,建筑业是基础产业,必须高度重视结构设计。
在结构设计中,经常会遇到许多不确定因素,当设计中存在缺陷时,会导致安全事故的发生,严重影响和谐社会的建设。
为避免出现问题,必须结合结构概念、设计过程,综合考虑各种因素,完善主体结构设计方案,确保施工工艺布置的合理性,落实各项措施。
通过大量的施工实例,结合概念设计措施,可以提高主体结构质量,缩短工程施工周期,提高工程效益。
身份证号:34088119870116xxxx 摘要:在国民经济发展中,建筑业是基础产业,必须高度重视结构设计。
在结构设计中,经常会遇到许多不确定因素,当设计中存在缺陷时,会导致安全事故的发生,严重影响和谐社会的建设。
为避免出现问题,必须结合结构概念、设计过程,综合考虑各种因素,完善主体结构设计方案,确保施工工艺布置的合理性,落实各项措施。
通过大量的施工实例,结合概念设计措施,可以提高主体结构质量,缩短工程施工周期,提高工程效益。
关键词:概念设计;建筑结构设计;应用1概念设计的内涵在建筑设计实践中,设计者必须掌握设计方向,收集整理各种资料,确保设计资料分析的客观性。
在设计实践中,有必要对方案的具体过程和内容进行分析,调整方案内容,提高施工方案的适用性。
在概念设计的应用中,要求相关人员对工程的环境、功能、形式等因素进行分析。
因此,概念设计方法在建筑工程中的合理应用,要求设计者具有较高的操作能力,能够准确地分析工程设计的影响因素,从多方面探索概念设计方案,以保证建筑结构的可行性。
2概念设计的重要性分析设计师进行概念设计的前提是利用空间思维和理论经验,在特定空间的基础上完成设计的总体内容,从而得到相应的结构方案。
也就是说,概念设计本身是结构设计的组成部分,是主导思想,是整个设计的核心。
试析建筑结构设计中概念设计的应用【摘要】随着科学技术的发展和时代的进步,我国人民的生活水平越来越高,对建筑结构设计也提出了更高的要求,这也就给建筑结构的设计带来了更大的压力。
为了提高建筑结构的设计水平,概念设计的思想被越来越多的设计师和设计单位所采纳。
文章试述了概念设计在建筑结构设计中的重要性,并重点探讨了建筑结构设计中概念设计的应用。
【关键词】建筑;结构设计;概念设计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。
概念设计运用得好,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。
由此可见,在建筑结构设计中,充分的正确掌握设计概念,运用概念把控设计、计算过程,运用设计概念检验计算结果的可靠性,并能够运用概念对不可靠结构进行调整,是现代建筑结构设计的精髓,是做出完美建筑工程的前提。
1 概念设计的概念所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以做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,有效地运载结构体系进行构思。
比较与选择,易于手算。
所得方案往往概念清晰,定性正确,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。
2 概念设计的重要性概念设计是展现先进设计思想的关键,一个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。
一般认为,概念设计做得好的结构工程师,随着他的不懈追求,其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富,设计成果也越来越创新、完善。
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。
浅谈概念设计在建筑结构设计中的应用【摘要】概念设计是通过无数的事故分析,历年来国内外建筑结构分析,模拟试验的定量定性分析以及长期以来国内外的设计与使用经验分析、归纳、总结出来的。
而这些原则、规定与方法往往是基础性、整体性、全局性和关键性的。
本文主要探讨概念设计在建筑结构设计中的应用。
【关键词】概念设计;建筑结构;安全建筑概念设计一般包括三个层次的内容与要求:(1)概念设计是根据人们在学习和实践中所建立的正确概念,运用人的思维和判断力,正确和全面地把握结构的整体性能,即根据对结构品性(承载能力、变形能力、耗能能力等)的正确把握,合理地确定结构的总体布置与细部构造。
(2)建筑计算是对地震作用进行定量分析,确定工程结构及构件的地震效应,再将地震效应与其他荷载组合验算结构及构件的强度与变形。
(3)建筑构造措施是指采用满足计算以外的措施,以保证结构整体性、加强局部薄弱环节等,保证建筑计算结果的有效性。
要使建筑物具有较好的建筑性能,首先应从大的方面入手,做好概念设计[1]。
一、结构概念设计的意义强调结构概念设计的重要性,旨在要求建筑师和结构工程师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定,设计中不能陷入只凭计算的误区。
若结构严重不规则、整体性差,则仅按目前的结构设计计算水平,难以保证结构的建筑、抗风性能,尤其是建筑性能。
高层建筑设计尤其是在高层建筑概念设计中,应当非常重视概念设计。
这是由于高层建筑结构的复杂性,发生地震时地震动的不确定性,人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性,高层结构计算尤其是建筑分析计算的精确性,材料性能与施工安装时的变异性以及其它不可预测的因素,致使设计计算结果(尤其是经过实用简化后的计算结果)可能和实际相差较大,甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。
因此在设计中,虽然分析计算是必须的,也是设计的重要依据,但仅此往往不能满足结构安全性、可靠性的要求,不能达到预期的设计目标。
述概念设计在建筑结构设计中的应用摘要:随着我国经济的增长,人们生活水平的提高,对于建筑的要求也有所提升。
我国的建筑业近年来获得了良好的发展机会,新技术、新工艺得到了广泛的应用,概念设计也也逐渐应用到建筑结构设计中。
传统的建筑设计已经不能满足现代建筑发展的需求,本文主要对概念设计在建筑结构设计中的应用时行探讨,希望概念设计对我国的建筑业的发展起到促进作用。
关键词:概念设计;建筑结构;意义中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:概念设计对当前建筑业的发展起到了很好的推动作用,也是时代发展的必然。
建筑设计师运用自己的知识、想象力以及创新意识来实现对工程的总体规划,这也是概念设计的很好体现。
一、概念设计的概念与步骤概念设计是一种实现结构设计的多样化要求的手段,是建筑设计师基于设计经验、设计理论以及将要建设的项目工程的特点,对建筑结构的抗震结构以及总体布局进行规划,并在建筑工程结构设计的初期对设计方案进行概念性的分析估算与比对。
这种设计方法具有定性准确、概念明确、便捷的优势,从而可以在实际应用中取得良好的经济效益。
一般可以将概念设计的步骤分为分析、综合以及评估三个不断向着满意阶段靠近的连续阶段。
其中分析阶段主要是对问题进行全方位的了解,但是存在着分析数据不完整与不准确的特点,为此表现出一定的模糊性质。
综合阶段是工程师将自己掌握的理论知识以及掌握的实际情况,利用自己的想象力以及创新意识实现工程设计规划。
最后评估阶段是一个比较选择最优方案的过程,可以说是一个循环实施的过程,直到得到满意的方案为止。
设计人员实施评估的过程中要借助于数据统计计算等工具,从而获得技术上以及经济上可行的方案。
二、概念设计在建筑结构设计中的应用1、建筑场地的合理选择。
建筑场地的选择作为设计前首要考虑的因素,同时也是一个对于建筑设计起着决定性与基础性的因素。
在进行建筑场地选择中一般要考虑到以下因素:防护距离、建筑退界、日照间距等。
概念设计在建筑结构设计中的重要作用一.概念设计的重要性1. 概念设计是建筑结构设计的基础与灵魂概念设计在结构设计中占有重要的地位,结构设计的流程一般分为3个阶段:前期的方案选择、中期的结构计算及后期的施工图绘制。
结构的概念设计是结构分析和设计的第一步,结构设计三个阶段离不到科学的概念作指导。
(1)方案设计阶段。
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体系。
在此阶段,除了对建筑物的功能要求,地理环境、资金配备、材料供应、施工条件与水平等进行综合的分析,并与建筑、水电、设备等专业进行充分比较外,还要考虑结构内部的协同工作、结构抗震的构造设计、结构整体性能控制等问题,而后完成结构造型,确定结构方案,必要时还要对多个方案进行比较,择优选用、因此方案设计过程是不能借助于计算机或理论计算来实现的,它需要结构工程师综合应用其掌握的结构概念,在深入了解各类结构性能的基础上,有针对性地选择效果最好、造价最低的结构方案。
(2)结构计算阶段。
结构计算是在计算简图的基础上进行的,即要对作用的结构构件上的荷载和构件的约束进行一定的简化,简化后的结构内力变形必须与原结构尽可能一致。
目前由于建筑物的功能复杂多样,结构计算一般是通过计算机来完成的,因此结构工程师必须把实际工程的结构形式转换成计算机能够识别的计算模型,并且要保证模型受力和变形的精确性,在此基础上结构工程师还应根据实际结构的工作状态,在全面了解程序软件的适用范围与技术条件后,正确选择和使用结构设计软件,同时再用概念设计对电算结果进行科学分析,作正确合理的判断。
(3)施工图绘制阶段。
结构工程师通过计算机完成结构设计计算并对结果确认无误后,接站就是把计算结果用施工图的方式表现出来。
此时,结构工程师还有一项比较艰巨的任务需要完成,即调图工作。
他们要检查施工是否正确反映设计意图,是否满足结构整体稳定和各构件间协同工作的要求、结构抗震设计的要求、结构的材料利用率和经济适用的要求等。
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。
结构概念设计在建筑结构设计中的作用分析洪鑫摘要:现阶段我国的科学技术水平正在不断提升,为了追求更高质量的生活,社会对建筑结构设计的要求也越来越高。
概念设计这种科学合理的设计理念将会在建筑结构设计中扮演更为重要的角色,同时它也将为建筑结构设计的发展做出更大的贡献。
关键词:概念设计;建筑结构设计;作用随着计算机技术和计算方法的发展,结构设计人员过分依赖设计软件的现象日益普遍,在设计中常常陷入只凭计算的误区。
概念设计是一种设计的思路,是定性的设计,一般不经数值计算,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、试验现象以及工程经验而得到的基本设计原则以及设计思想,可以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。
1、概念设计的相关介绍1.1、概念设计的内涵概念设计多是不经过数值计算的,它是根据用户的需求进行分析,从而形成概念产品,从需求分析到生成产品的设计过程就是概念设计,这是一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体的过程。
简单来说,概念设计就是将设计概念贯穿整个设计过程的设计方法。
从建筑结构设计的层面讲,概念设计是在一些不能够做出分析的难题中,对结构体系和分体系进行分析,根据相关内容及自身经验从整体上来进行建筑结构设计,从而做好建筑的总体布置和抗震设计。
科技在不断的发展,建筑结构设计也需要不断提高,将概念设计思想应用到建筑结构设计中是正确的选择,在设计过程中,设计的主题思想成为设计概念,而概念设计就是围绕设计概念而展开的设计活动。
1.2、概念设计的发展状况概念设计在各项设计活动中都又所体现,有些时候它的存在是有意识的,有些时候它的存在又是无意识的。
随着科技的不断发展,设计内容变得越来越复杂,这给设计活动带来了一定的难度,在这种情况下,将概念设计应用到设计过程中尤为重要。
但是,在推广概念设计的过程中,因为研究者是来自于不同领域,有关人员如果对相关问题方面没有达成一致,就会在概念设计的理解上有所分歧,因此属于概念设计的领域并未成熟,只是一个创建时期。
概念设计在建筑结构设计中的应用摘要:概念设计在越来越多的建筑结构设计中发挥着举足轻重的作用,本文通过阐述概念设计的涵义,以期对概念设计在建筑结构设计中的应用进行探讨,进而获取概念设计在结构设计中的重要意义和研究价值。
关键词:建筑概念设计结构设计前言随着社会经济的飞速发展及人民生活水平的提高,建筑工程项目的规模越来越大、技术越来越复杂、设计涉及的影响因素越来越多,特别是建筑设计、施工、使用中的不确定性,对建筑设计提出了更高的要求。
概念设计的思想、方法、手段、理论为解决上述问题提供了一个可行的、科学的、有效的技术平台,也为处理工程设计中的不确定性影响因素提供了先进的手段。
因此,从概念设计的理念入手,分析概念设计在建筑结构设计中的有效应用具有重要的研究价值。
一、概念设计在建筑结构设计中的涵义1、概念设计的概念概念设计是指在建筑结构方案设计初期,工程设计师依据已知设计理论结合工程经验,从宏观的角度对建筑设计方案进行概念性的分析估算和比较选择,通过对建筑结构的总体布局和布置必要的抗震措施,以实现合理设计的目标。
所得方案往往概念清晰,定性正确,易于手算,避免后期设计阶段中不必要的繁琐运算,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重要依据。
2、概念设计的步骤概念设计阶段是由不断趋于满意的循环过程构成的,其过程可分为以下三个阶段:(1)分析:对问题过程进行深入理解。
其主要特点是信息模糊性,在分析的过程中,数据都是不完整的,以及一些可供设计人使用的都是一些较为准确的陈述。
(2)综合:即产生解决方案的过程。
在这个阶段,运用各种知识结合工程经验将想法方案通过图纸的方式综合表达出来,其特点主要是由工程师的灵感和思维起主导作用,从而将建筑结构和设计意图的图形表达方式产生出来。
(3)评估:即判断和比较选择方案的阶段。
这是一个选择循环的过程,该循环过程会一直持续直到方案达到双方满意为止。
设计人员在进行评估时,会用功能模型方式并运用数据计算等手段将各方案进行比对选择,以期获取合理的经济可行性和技术可行性。
建筑结构设计中概念设计的应用唐述桥摘㊀要:目前ꎬ建筑工程的施工工序相对繁杂ꎬ结构设计作为其中关键组成部分ꎬ不仅决定了建筑工程能否顺利实施ꎬ还是后续建筑施工的坚实依据ꎮ除此之外ꎬ为了在最大限度上确保建筑工程自身功能得以发挥ꎬ还要确保建筑工程中的各项目做到相互配合ꎬ从而进一步保障工程的质量性与安全性ꎮ同时ꎬ这些要求促使建筑结构设计标准变高ꎬ施工单位各部门的工作进度要严格依照工程结构设计进行施工ꎬ才能确保多各项目一起稳步推进ꎬ为建筑工程质量打下坚实基础ꎮ关键词:建筑结构设计ꎻ概念设计ꎻ应用一㊁引言随着基础设施建设的全面开展ꎬ建筑行业获得良好发展ꎬ建筑质量与建筑技术获得相应的提升ꎬ同样也对建筑结构设计有着更为严格的标准ꎮ基于此种背景下ꎬ概念设计基于自身优势特性在建筑结构设计中获得有效应用ꎮ概念设计从思想㊁方法与理论等方面ꎬ均为建筑结构提供良好的技术平台ꎮ所以ꎬ概念设计与结构措施在建筑结构中的应用ꎬ有着非常重要的作用和影响ꎮ二㊁建筑结构设计中应用概念设计的必要性(一)概念设计有助于建筑结构设计方案的优化将概念设计用于建筑结构设计中ꎬ通过将建筑的整体架构建立起来ꎬ在研究的过程中采用对比方法ꎬ使得结构设计方案更加合理ꎬ还起到完善建筑结构的作用ꎮ应用概念设计的时候ꎬ设计人员要从整体的角度出发考虑建筑结构ꎬ对于设计的整体框架充分考虑ꎬ使得设计量减少ꎬ设计压力也逐渐减小ꎬ人力资源和物力资源的投入量减少ꎮ另外ꎬ将概念设计引入到建筑结构设计中ꎬ结构设计方案更加科学ꎬ具有较高的合理性ꎬ由此提高建筑工程质量ꎮ(二)概念设计有助于建筑结构设计方式的创新建筑结构设计需要积累大量的资料ꎬ设计人员要有丰富的设计经验ꎬ选择合适的设计方法ꎬ采用创新思维展开设计并对于结构设计不断完善ꎮ概念设计中在提高设计效率ꎬ以获得良好的设计效果ꎬ具体的设计工作中ꎬ借鉴以往的建筑工程实际设计情况ꎬ不断地总结并做好归纳ꎬ将设计思路制订出来ꎬ并从建筑结构设计的实际出发不断完善ꎬ将最优的设计思路用于建筑结构设计中ꎮ采用这种方法可以扬长避短ꎬ避免建筑结构设计中产生类似的问题ꎬ实现建筑结构设计优化ꎮ发挥概念设计的指导作用展开建筑结构设计ꎬ设计人员针对设计理念相互交流ꎬ新的设计灵感被激发出来ꎬ使得设计方案实现创新ꎬ而且符合建设要求ꎮ三㊁概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用(一)选择合理的结构方案合理的结构方案中应该包含科学合理的结构形式和体系ꎬ该结构体系必须受力明确ꎬ具有清晰和简便的传力系统ꎮ在高层建筑平面设计中ꎬ必须注重概念设计ꎬ在设计方案阶段就应该先保证所设计的方案是完全符合受力要求的ꎮ合理的结构方案是开展结构概念设计的前提ꎬ而结构方案想要更加科学合理就需要满足和调节建筑要求ꎬ和水暖㊁供电等其他专业进行协商ꎬ然后确定结构选型和结构方案ꎮ结构体系选择时应考虑地震作用的大小ꎬ选择合适的结构形式ꎮ结构概念设计可以从平面和竖向分别考虑ꎮ(二)在建筑平面设计中的应用随着我国建筑行业的不断发展ꎬ高层建筑和超高层建筑在城市化建设中也更加频繁出现ꎬ而高层建筑平面设计的合理性对保障施工质量具有重要作用ꎬ因此必须在平面设计环节分析和预判各种影响因素ꎬ确保建筑项目的顺利推进ꎮ在建筑平面设计中应用概念设计ꎬ设计人员需要明确建筑的各项性能指标ꎬ结合概念设计的类型和结果等对结构设计做出相应的调整ꎬ尽量将风荷载对建筑结构设计的影响控制在最小的范围内ꎬ提升建筑的抗风性能ꎮ要想达到这一目的ꎬ则需要在进行施工之前对风荷载等级进行检测ꎬ根据检测结果审核建筑平面设计的合理性ꎬ为建筑工程顺利施工奠定基础ꎬ从而达到提升建筑整体质量和综合性能的目的ꎮ(三)竖向设计高层结构抗侧力结构的刚度应从下往上逐渐过渡ꎬ避免因为突变而减弱了对水平荷载力的抵抗能力ꎮ竖向设计时可以通过 刚柔并济 的方法加强某些构件ꎬ减弱某些构件ꎬ如美洲银行大厦ꎬ通过设置较大刚度的束筒和较弱的连梁ꎬ达到很好的消能减震的作用ꎮ另外ꎬ结合建筑的要求ꎬ结构可以进行适当创新设计ꎬ如深圳万科中心设计采用斜拉索的结构形式ꎬ采用了类似于斜拉桥的设计方法ꎬ在首层形成了连续大空间ꎮ(四)基于场地情况选择建筑基础结构位于选定建筑区域ꎬ开展勘测设计ꎬ应根据建筑形式以及区域地形ꎬ对建筑基础做出科学合理的选择ꎮ建筑基础通常涵盖桩基础与箱型基础等ꎬ箱型基础具有良好的整体刚度ꎬ能够对荷载均匀分解传递至下部结构ꎬ确保建筑更加安全稳定ꎬ避免由于受力不均匀的情况ꎬ产生基础沉降ꎬ可以使建筑抗震性能得到有效的增强ꎮ桩基础作为建筑基础结构的不同形式ꎬ该结构通常在地表松软或是荷载相对交的高层建筑较为多见ꎮ该种形式基础结构ꎬ可以对上部产生的荷载传递至下部ꎬ并分散至土壤ꎬ保证建筑更加安全㊁稳定㊁可靠ꎮ(五)对钢结构的优化目前ꎬ在建筑行业中通常会用到钢结构ꎬ其不仅可以增强构件结构的质量ꎬ还可以确保在最大限度上运用空间ꎮ另外ꎬ钢结构具备高强度的特征ꎬ与混凝土结构进行搭配ꎬ能够将结构轻的优势发挥出来ꎬ还可以显著提升建筑结构的强度ꎮ钢和混凝土结构组合可以很好地预防混凝土结构变形ꎮ在实际设计的时候ꎬ结合工程建设实际情况与需求来进行科学化设计ꎬ从而促进整体工程结构设计更为科学化ꎮ四㊁结语随着近些年来建筑项目数量的增加ꎬ人们对建筑结构设计也提出了更高的要求ꎮ概念设计是当下建筑结构设计中新兴的一种设计手段ꎬ并且也获得了相关行业人士的认可ꎬ具有较高的应用价值ꎮ在建筑结构设计中应用概念设计ꎬ有利于强化建筑整体的安全性和稳定性ꎬ进而为人们提供一个更加宜居的居住环境ꎬ提升人们的生活质量ꎮ参考文献:[1]李男.建筑结构设计中的概念设计[J].居舍ꎬ2019(34):95.[2]刘万民.建筑结构设计中的概念设计及结构措施[J].住宅与房地产ꎬ2019(25):80.作者简介:唐述桥ꎬ广东博意建筑设计院有限公司济南分公司ꎮ231。
概念设计在建筑结构设计中的应用【摘要】建筑结构的概念设计充分反映工程师的设计理念及其专业技术水平。
本文中,笔者首先分析概念设计的几点设计原则,然后介绍建筑结构的简化计算,最后探讨概念设计在建筑结构设计中的具体应用。
【关键词】建筑结构;概念设计;应用一、前言建筑结构设计中,概念设计充分结合了经验与理论,是设计人员在实践经验和理论知识的基础上所形成的结构设计的新的设计方法,既符合理论的科学性,又结合施工实际,充分反映了工程师的设计理念及其专业技术水平。
结构工程师在应用概念设计时,应概念性地分析、比较建筑结构设计,结合建筑功能,优化建筑结构的总体布局。
二、概念设计的原则概念设计可充分体现结构工程师的设计思想,在进行结构概念设计时,工程师应遵循以下几个原则。
1.优化选型原则结构概念设计的关键在于确定主体结构体系及其联系,主要需考虑两点,通过比较优化选择结构体系和结构布置。
对于结构体系,应掌握各类基本构件的特征,结合实际环境条件、使用、建筑和荷载情况,选择适用的基本构件,确定构间间的联系,形成基本结构单元,确定各自支承做法,然后采取线型、平面、叠合、交叉等集合形式,集合基本结构单元,形成主要结构体系。
对于结构布置,应在满足功能要求和建筑意向的基础上,选择最优的楼屋盖水平系统、柱墙竖向支承系统以及基础系统。
应充分考虑各种布置的承载能力、竖向和侧向变形、支承做法、地质条件等,比较各自结构问题的合理性和优越性,确保平立面的规则和对称,实现良好的整体性,竖向剖面应在规整的基础上,保证侧向刚度的均匀变化,适宜自下而上递减,应避免突变。
2.空间作用原则应结合各建筑部分结构的空间作用,还原本来的结构面貌。
建议有意识地利用构件间的空间关系,实现建筑结构的更大刚度,同时减小内力,实现良好的受力效能好。
3.合理受力原则结构概念设计中应充分利用力学原理处理结构构件的一般受力分析问题。
对于受力和变形,均匀受力比集中受力好,空间作用比平面作用好,多跨连续比单跨简支好,刚性连接比铰接好,传力简捷比传力曲折好,超静定的受力体系比静定的受力体系好,应尽量避免不明确的受力状态,应充分利用结构的对称性、刚度的相对性、变形的连续性和协调性,综合分析各部分构件的直接受力状态和整体结构的宏观受力状态,关注主要的受力状况及其变形,忽略次要的受力状况及其变形。
概念设计在建筑结构设计中的应用分析
摘要:本文作者对概念设计的整体方案、体现进行了简单阐述,并结合工程实例对概念设计在抗震结构设计中的应用进行了分析。
关键词:建筑工程;结构设计;概念设计
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1 前言
建设工程质量的优劣直接关系到人民的生命财产安全,质量的好坏主要由设计质量和施工质量两个方面来衡量。
结构设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。
所谓的概念设计,是指设计人员在从结构选型、布置、分析计算、截面设计到细部处理的整个设计过程中,对所遇到的问题,依据建筑结构在各种情况下工作的一般规律,结合实践经验,综合考虑各方面因素,确定合理的分析、处理方法,力求得到最为经济、合理的结构设计方案。
概念设计是设计工作者进行创新设计的基础,其思想已被越来越多的结构工程师所接受,并将在结构设计中发挥越来越大的作用。
2 结构设计中概念设计的整体方案
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。
概念设计运用得好,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。
主要从以下3个方面对结构设计进行宏观控制。
结构工程师应在建筑方案设计阶段与建筑师密切合作,通过不断的探索比较,在满足建筑要求的前提下,去寻求相对的最佳方案。
如在抗震设计中,合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的,需要建筑师和结构工程师相互配合,充分考虑建筑的平、立面外形尺寸,抗侧力构件布置、质量分布、承载力分布等诸多因素的综合要求,力求平、立面简单对称。
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,确定建筑结构的总体布置方案。
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。
3 结构设计中概念设计的体现
3.1 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、中期的结构计算阶段及后期的施工图绘制阶段,这三个阶段在结构设计中都缺一不可。
概念设计在结构设计流程中的主要体现在3方面:
合理选择结构方案。
一个成功的结构设计必须选择一个经济合理的方案,即选择一个切实可靠的结构形式和结构体系。
结构设计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。
选用恰当的计算简图,正确分析计算结果。
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,使其接近实际状态。
现在的建筑物功能复杂多样,结构计算只能通过计算机来完成。
所以,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,和保证有足够的精确度就成为结构设计的关键问题。
并且现在结构设计中有许多软件可以供结构设计人员选择,但不同软件往往会导致不同的计算结果。
因此,设计人员在进行结构计算前,先要全面了解该程序软件的适用范围和技术条件,使用时避免操作失误,对电算的结果再用概念设计进行科学分析,以做出正确的合理判断。
施工图绘制。
不应过分地相信计算机计算结果,还应对计算模型、设计方法熟悉了解,对易出问题的关键部位重点审查,对重要计算参数逐一检查,对重要问题、参数、特殊构件及特殊荷载,设计者应给出书面文稿以便复查、核查,运用结构概念对计算结果的合理性进行大致分析判断,对重要结构构件应用手工进行大致核算。
3.2 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殊和参数,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的性能有许多不确定性。
因此,抗震设计不能过分依赖理论计算,概念设计在抗震设计中显得尤其重要。
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。
①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强度不足、变形过大而破坏;②由于水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害而造成;③由于段层错动、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,尽可能避开对建筑抗震不利的地段。
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。
选择合理的基础设计方案。
基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型及荷载分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素,选择经济合理的基础设计方案。
采用刚柔相济原则。
在抗震设计中不能一味地提高结构的抗力,一般是根据初定的尺寸和混凝土等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后计算配筋。
刚柔相济原则可以通过合理控制设计软件的总信息来实现。
比如周期、位移、地震力应满足建筑抗震设计规范限值要求。
坚持多道设防原则。
强烈地震后往往伴有多次余震,如果只一道设防,结构可能会因余震损伤的积累而导致坍塌。
建筑物抗震结构体系,应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接起来协同工作,如框架-剪力体系是由延性框架和抗震墙两个分体系组成。
采用合理的建筑结构体系。
①抗侧力构件应布置合理。
如在框架-剪力墙结构中,剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大;平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;纵、横剪力墙宜组成L型、T 型等形式,剪力墙宜贯通建筑物的全高,避免刚度突变;剪力墙开洞宜上下对齐;剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。
②结构的整体性要好。
高层建筑结构中,楼板对于结构的整体性起到非常重要的作用。
楼板相当于水平隔板,它不仅仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力的子结构,而且要使这些子结构能协同承受地震作用,特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或各抗侧力子结构水平变形特征不同时,整个结构就要依靠楼板使各抗侧力子结构能协同工作。
楼板体系最重要的作用是提供足够的平面内刚度和抗力,并与竖向各子结构有效连接。
所以房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部分的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。
4 结构设计中概念设计的应用
某大厦为高层公寓,建筑高度90.5m,建筑面积30949㎡,平面形状复杂。
该建筑物地下一层为六级人防地下室,地上1~2层为幼儿园(平面形状为工字型),层高3.8m;3~30层为标准层住宅,平面形状缩为凸字形,层高3.0m。
经勘查,场地地质条件良好,无不利地段。
该工程采用框架-剪力墙结构体系,由于该地区抗震设防裂震为Ⅶ度,设计基本地震加速度值为0.15g。
除通过计算满足规范要求外,还必须采取有效的抗震构造措施。
为确保结构的经济、安全与舒适,概念设计主要通过以下几个方面来体现:
结构工程师在建筑方案设计阶段,就根据建筑平面布置及使用功能要求,把结构抗震概念设计融入初步方案中,如有意识将楼梯、电梯、管道井等竖向公共设施尽量布置在建筑物中心部位,并利用楼和楼梯、电梯间设置剪力墙简体;另
外在建筑物外周边转折处布置水平抗侧力构件(剪力墙),以此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,以减少水平作用下由于结构偏心而引起的空间扭转效应。
在结构计算过程中,首先根据工程的实际情况,对结构参数和特殊构件进行正确设置。
并根据初算结果,按规范限值调整平面中剪力墙相对比度;调整剪力墙沿竖向的厚度变化,控制周期比、层间位移及层间位移比,同时注意控制框架柱及小墙肢的轴压比,增强结构延性,以求经济与安全的统一。
尽量采用轻质墙体,以减轻楼层自重,从而降低地震力,同时要求加强地下室外回填土的劣实,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,以提高结构抗侧的整体稳定性,减少地震能量的放大。
5 结束语
对于工程技术人员来说,建筑结构设计的概念设计是一种思想和技能的结合,需要结构设计人员在准确理解、应用规范条文及工程力学知识和原理的基础上发挥主观能动性,总结和继承前人实践经验,并通过自己的实践、实验不断积累经验,对各种结构的破坏机理进行科学分析和反复思考,才能达到做出经济、合理、安全的结构设计的目的。