本文建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文著重分析了結(jié)構(gòu)概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性，并探討了結(jié)構(gòu)概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則。探討了結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性，并根據(jù)實(shí)際的案例分析了概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用形式，旨在進(jìn)一步提高建筑工程師中概念設(shè)計(jì)意識(shí)。

　　【摘　要】在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，利用概念設(shè)計(jì)能提高結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維意識(shí)，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加人性化和實(shí)用化，能確保設(shè)計(jì)方案的可行性。優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)要考慮結(jié)構(gòu)選型、建筑結(jié)構(gòu)體系、計(jì)算簡(jiǎn)圖、數(shù)據(jù)結(jié)果的精確性等多方面的因素，從整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體上來提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

　　【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)概念,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文,應(yīng)用原則

　　引言

　　近年來，房地產(chǎn)行業(yè)的蓬勃發(fā)展帶動(dòng)了建筑工業(yè)快速發(fā)展，各種新材料、新體系、新工藝不斷的被開發(fā)出來，使得各種結(jié)構(gòu)體系的創(chuàng)新組合也成為了可能，概念設(shè)計(jì)這一新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念受到了被越來越多的結(jié)構(gòu)工程師的關(guān)注。然而，在近些年的高校教學(xué)的概念設(shè)計(jì)課程中，教師過分的強(qiáng)調(diào)了分體系和單獨(dú)構(gòu)件的力學(xué)概念的重要性，并且以計(jì)算機(jī)作為主要的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教學(xué)方式，使得學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴性較大，整體綜合運(yùn)用能力普遍較差，結(jié)構(gòu)體系概念越來越淡化，這就使得當(dāng)前的建筑工程師對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)理念意識(shí)較弱。

　　一、結(jié)構(gòu)概念在建筑設(shè)計(jì)中作用

　　隨著我過政府對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建設(shè)的越來越重視以及人們認(rèn)知能力和欣賞水平的提高，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，不僅僅要求建筑的性能能滿足日常是使用需求，而且還要達(dá)到一定的美觀效果。概念設(shè)計(jì)有效的打破了傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中低效、守舊的模式，體現(xiàn)了當(dāng)代設(shè)計(jì)的新發(fā)展趨勢(shì)，能幫助筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師站在更高的角度實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

　　1.體現(xiàn)出人的設(shè)計(jì)理念

　　受傳統(tǒng)設(shè)計(jì)觀念的影響，當(dāng)期建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中守舊思想比較普遍，相應(yīng)的建筑產(chǎn)品缺乏創(chuàng)新意識(shí)。概念設(shè)計(jì)能增加建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中創(chuàng)意性，使建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格更符合實(shí)際情況，增加建筑產(chǎn)品的藝術(shù)內(nèi)含。當(dāng)期的很多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)工程設(shè)計(jì)師都對(duì)概念設(shè)計(jì)一定的了解，但缺乏實(shí)際的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致只能概念設(shè)計(jì)限定在大原則下應(yīng)用，限制了了概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(如結(jié)構(gòu)布置、確定結(jié)構(gòu)方案)中的擴(kuò)展。近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，但計(jì)算機(jī)技術(shù)只能作為一種輔助技術(shù)，不能體現(xiàn)出建筑中的人性化設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)有效的解決了這個(gè)問題，它能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中反應(yīng)出人的設(shè)計(jì)理念。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要理性的應(yīng)用計(jì)算機(jī)，要通過概念設(shè)計(jì)來滿足出人們的生理和心理需求。

　　2.實(shí)用性較強(qiáng)

　　在剛開始設(shè)計(jì)建筑建構(gòu)方案時(shí)，計(jì)算機(jī)是無法替代概念設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)某些設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師充分利用以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，再結(jié)合工程設(shè)計(jì)的整體理念對(duì)設(shè)計(jì)方案中的一些問題進(jìn)行修正，使最終的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完善化。利用計(jì)算機(jī)能可以使得設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，但并不代表該數(shù)據(jù)就合理，不能分別出實(shí)用性的大小。概念設(shè)計(jì)正好彌補(bǔ)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在規(guī)范化的計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的諸多弊端。建筑物具有三維立體的空間結(jié)構(gòu)，僅僅依靠計(jì)算機(jī)所計(jì)算出來的數(shù)據(jù)結(jié)果是滿足不了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求的，要把人的思想同以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和建筑施工的實(shí)際情況實(shí)行理想的融合，做到具體問題具體分析，利用概念設(shè)計(jì)針對(duì)性的解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題。

　　二、結(jié)構(gòu)概念應(yīng)用原則

　　1.合理選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

　　結(jié)構(gòu)工程師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮構(gòu)建整個(gè)方案的基礎(chǔ)階段，在這一階段通過對(duì)地理環(huán)境、施工條件等綜合分析后，選擇最合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。結(jié)構(gòu)方案是否合理是決定建筑產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。

　　2.優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)體系

　　在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)體系是整個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂，結(jié)構(gòu)工程師要通過設(shè)計(jì)將建筑的結(jié)構(gòu)清晰的、完整的預(yù)先展現(xiàn)出來。建筑中的每個(gè)構(gòu)件既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，各個(gè)構(gòu)件之間不能單獨(dú)的發(fā)揮出其作用，通過組接后才體現(xiàn)建筑實(shí)體的具象涵義和建筑結(jié)構(gòu)價(jià)值。因此，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要將所有的構(gòu)件看成一個(gè)有機(jī)的整體，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)體系，充分發(fā)揮出每個(gè)構(gòu)件的價(jià)值。

　　3.選擇合適的計(jì)算簡(jiǎn)圖

　　計(jì)算簡(jiǎn)圖是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)來源的基礎(chǔ)，它能為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑工程施工提高較高的保障，結(jié)構(gòu)計(jì)算越精確、合理，就有可能在將來的施工中節(jié)約大量量的施工成本。因此，在選擇時(shí)，要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的具體要求，選擇那些表達(dá)明確、設(shè)計(jì)合理、效益高的計(jì)算結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，要能夠確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性和可行性。

　　4.數(shù)據(jù)結(jié)果精確分析

　　數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性決定了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和后續(xù)的施工質(zhì)量的好壞。在實(shí)際操作中，由于計(jì)算工具種類較多，不同的計(jì)算軟件計(jì)算出來的結(jié)果有可能存在差異，如果結(jié)構(gòu)工程師忽視了這些問題，就有可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不精確。因此，必須對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算進(jìn)行分析，最好能將這些數(shù)據(jù)與類似的實(shí)際建筑工程相對(duì)比，觀察結(jié)果的可行性與精確性。

　　三、概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用舉例

　　某建筑工程是一個(gè)20層高層商住樓，建筑的總體高度為66.8m，總的建筑面積30949m2，主體平面呈現(xiàn)凹字形，長(zhǎng)寬為67.46m×25.34m，是一個(gè)不規(guī)則的平面結(jié)構(gòu)體系，整體平面結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。該大廈有一層地下室，1～3是商業(yè)用樓，上部是三個(gè)相互連接的居民住宅，建筑功能比較復(fù)雜。另外，根據(jù)當(dāng)?shù)卣�府的�?guī)定，該工程地段是為七度抗震設(shè)防區(qū)且風(fēng)壓值較高，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求經(jīng)濟(jì)、安全。通過對(duì)該地區(qū)的地質(zhì)情況和施工條件進(jìn)行研究后，該工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要通過下列幾個(gè)方面來體現(xiàn)概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)新行為：

　　(1)對(duì)該建筑物現(xiàn)有狀況及自然條件進(jìn)行分析后，選擇框剪結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)模式能最大程度的滿足高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程對(duì)七度抗震設(shè)防區(qū)建筑物高度及高厚比的要求，是最理想的結(jié)構(gòu)選型。

　　(2)對(duì)結(jié)構(gòu)抗側(cè)構(gòu)件進(jìn)行布置時(shí)，在建筑每部梯問及外周邊轉(zhuǎn)折處布置水平抗側(cè)力構(gòu)件(剪力墻)，可以有效的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗側(cè)移和扭轉(zhuǎn)剛度，而且還兼顧滿足了剛心與質(zhì)心的重合要求，降低了外力引起結(jié)構(gòu)偏心而導(dǎo)致的空間扭轉(zhuǎn)效應(yīng)發(fā)生的可能。

　　(3)分析樓層的平面布置，增大外同邊框架梁、連梁斷面，增大豎向剛度變化大的樓層平面剛度，可以增加邊抗側(cè)力構(gòu)件之間的銜接力度，提高結(jié)構(gòu)整體性以及構(gòu)件之間的空間協(xié)同效果。

　　(4)在計(jì)算數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)結(jié)合以往建筑工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，預(yù)設(shè)較合理的自振周期，然后再利用計(jì)算結(jié)果對(duì)平面中剪力墻的布置進(jìn)行相應(yīng)的修正，降低結(jié)構(gòu)偏心發(fā)生的可能。

　　(5)在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，有針對(duì)性地對(duì)轉(zhuǎn)折部位、連接部位以及由于水平力作用引起結(jié)構(gòu)受力變形復(fù)雜或相對(duì)薄弱部位的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行構(gòu)造及配筋的加強(qiáng)，可以提高主要受力構(gòu)件的變形能力及耗能能力，增加建筑整體的側(cè)變形性能。

　　(6)該地區(qū)白晝溫差加大，因此，在主樓中部設(shè)置伸縮后澆帶，可以有效地防止溫度驟變導(dǎo)致混凝土開裂，另外還在主樓與群樓之間設(shè)置沉降后澆帶，避免了低沉降差的副作用。

　　四、結(jié)語

　　綜上可以看到，建筑物是建立在三維立體結(jié)構(gòu)空間的基礎(chǔ)之上的，建筑物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性。建筑中每個(gè)構(gòu)件通過組接的方式發(fā)揮出了整體合力作用同時(shí)，它們也以自身獨(dú)特的個(gè)性特點(diǎn)存在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)中。因此，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，不僅要利用計(jì)算機(jī)保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的精明，還要根據(jù)重視經(jīng)驗(yàn)性的概念設(shè)計(jì)來完善建筑結(jié)構(gòu)，充分實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完整性。

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　　《河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)》學(xué)報(bào)是經(jīng)國(guó)家科委、國(guó)家新聞出版署批準(zhǔn)的國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行的學(xué)術(shù)期刊，她以繁榮科學(xué)文化、促進(jìn)學(xué)術(shù)交流、發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)人才、為兩個(gè)文明建設(shè)服務(wù)為辦刊宗旨。主要刊登工業(yè)與民用建筑、環(huán)境工程、建筑學(xué)、給排水、暖通、空調(diào)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、采礦、地質(zhì)、機(jī)械工程、電氣工程、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和管理工程等方面的學(xué)術(shù)論文。