浅论建筑概念设计
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浅论建筑概念设计
作者:蔡杰戚亿里
来源:《建筑工程技术与设计》2015年第05期
摘要:通过介绍概念设计的内容、发展状况、特点以及比较了概念设计和理论计算的异同,指出概念设计的重要性,并为今后的建筑概念设计提供参考依据。
呼吁能进一步加强研究,逐步改变设计人员目前在工程中的理论计算重于概念设计的理念。
关键词:概念设计,理论计算,重要性,区别
概念设计的重要性在20世纪70年代的唐山大地震后被国人所认识,逐渐开始在建筑工程中使用。
在后来的地震中均取得了显著的效果,保护了人们的生命与财产的安全。
在21世纪里,随着我国路梁、码头、房建等基建工程的快速发展,相关的概念设计在设计中的运用也受到应有的重视,而且其优势和特点在实际工程的应用中也得到了体现。
1 概念设计和理论计算的内容
概念设计一般是指不经过数值计算,而根据人们已有的目标设计的经验和深刻理解的基本概念,结合地质资料,安全等级,房屋功能,当地资源及抗震设防等,从整体的角度进行建筑平面的布置,结构体系的选择等一系列定性(包括规范要求的一些构造做法)的设计过程。
其内容有:建筑的选址,结构的体系,基础的形式,构件的尺寸等。
理论计算从某种角度来说,是概念设计的反向过程。
其根据概念设计的总要求,数学和力学等学科的各种原理一系列定量(强度、刚度、稳定性以及变形)的设计过程。
2 概念设计的发展简况
概念设计首先源于抗震的概念设计。
20世纪初期,世界上几个地震活动性频繁的国家在建筑规范中首先提出抗震设计条款,随着地震工程科学的发展,这些早期的抗震规范条款不断地补充、升级。
1984年第八届世界地震工程会议上,人们总结了大地震灾害的经验,抗震概念设计问题得到了国内外工程界的普遍重视。
1990年起中国开始施行的《建筑抗震设计规范》GBJ11-89中,列出了结构抗震设计中必须符合的规定,以保证“概念设计”在抗震设计中得以实现。
在20世纪90年代,欧洲结构抗震规范(Eurocode 8 简称 EN 1998)的制定,从抗震设计基本要求、建筑抗震概念设计基本原则、场地类别、地震作用和结构抗震验算等几个方面来保
证“概念设计”的实现。
欧洲于2003年修改完成的草案6(prEN 1998-1:200X DRAFT No6)更是具体到十个部分来细化“概念设计”的规定。
[1]
2002年1月中国实施的《建筑抗震设计规范》GB50011-2001对概念设计的要求做了更全面、更符合实际的规定,尤其是增加了“不规则建筑结构的概念设计”,使得概念设计在工程中的应用更具体更明确的落到了实处,切实提高了结构的抗震能力。
2010年12月中国实施的《建筑抗震设计规范》GB50011-2010总结了近年来国内外大地震的经验和教训,肯定了概念设计的运用,修订后的规范中不少的概念设计以强制性条文的形式出现。
[2]
3 概念设计的特点
对概念设计的分析研究和大量的工程实际应用证明,概念设计是建筑工程中设计的灵魂。
概念设计是一种设计的思路,它具有明显的特点,主要表现为:1.概念设计能全面合理地解决设计中的基本问题;2.既注意总体布置上的大原则,又顾及到关键部位的细节;3.从根本上提高结构的可靠度;4.节约原材料、缩短工期、降低工程造价,综合经济效益显著。
4 概念设计与理论计算的异同
概念设计与理论计算有区别吗?答案是肯定的。
我们可以通过下面的表格(表1-1)来明白概念设计与理论计算的区别。
从对比中我们可以看出建筑的设计分为概念设计和理论计算,概念设计是除了理论计算以外所有的设计内容。
其重要性不言而喻,但是现在我们很多设计人员过于理论化,任何情况下首先讲的是计算结果,而忽视计算背后的概念。
特别是在结构分析方面由于不可能完全充分的考虑结构空间作用,结构材料性质,特别是结构进入弹塑性以后材料非弹性性质、阻尼变化等因素,结构计算也有其不准确性,因此结构不能完全依赖理论计算而必须强调概念设计。
而概念设计能对以上的一些问题进行度的把握,因此体现出其无比重要。
当然了,不能因为强调了概念设计的重要性,就轻视了设计过程的计算,没有单根构件的安全就没有整体结构的安全。
林同炎老先生在《结构概念和体系》[4]书中也强调概念和计算要结合起来。
4 结论
经过多年的经验证明,概念设计在设计中的经济效益十分显著,其应用前景十分广阔。
但是国内外对于建筑概念设计的认识仍然不足,阻碍了概念设计在建筑工程中的推广及运用。
建筑设计不能完全依赖“理论计算”解决,需要通过良好的“概念设计”来把握。
事实上在建筑设计中概念设计和理论计算同等重要。
因此,这需要设计人员不断地丰富自己的设计理念,使工程的设计方案经济、合理,保证项目的施工能“又快、又好、又省”。
参考文献:
[] Eurocode 8, Design of structures for earthquake resistance, Part 1:General rules,seismic actions and rules for buildings, Draft No6 [S]. Ref No: prEN 1998-1: 200X, CEN:European Committee for Standardization, Janurary 2003.
[2] GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S]。
[3] 付向红. 建筑结构抗震概念设计[J]. 住宅科技, 2007,32(7):31-34.
[4] Tung-yen Lin、Sidney D. Stotesbury. Structural Concepts And Systems For Architects And Engineers[M]. Unite States Of America,John Wiley & Sons Inc, 1981.。