概念設計與結構措施在建筑結構中應用

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摘要：當前，由于我國建筑業的不斷發展，對建筑物的結構設計提出了更加嚴格的要求。其結構設計的目標是通過提高建筑物結構的設計水平來延長建筑物的壽命，并改善建筑物的性能。經過多年的發展和實踐，概念設計和結構措施已逐步引入結構設計工作中，主要是通過優化主建筑結構的特性增強建筑結構的設計并為整個結構提供保護，從而提高建筑物的質量和安全性。基于此，本文首先分別介紹了概念設計和結構措施的相關內容及其對結構設計的影響，然后結合概念設計和結構措施來說明兩者在結構設計中的實際應用。以期為相關研究提供一些參考。

關鍵詞：概念設計；結構措施；建筑結構設計

當前，建設項目的建設過程較為復雜，結構設計作為關鍵組成部分，不僅決定了建設項目順利實施的可能性，而且為后續建設奠定了堅實的基礎。另外，為了使建設項目本身的功能最大化，必須確保建設項目中的各個項目相互交互，從而保證項目的質量和安全。同時，這些要求也將建筑設計推向了更高的標準。建筑單位各部門的工作進度必須嚴格符合工程結構設計，以確保多個項目的可持續發展，為建設工程質量打下堅實基礎。概念設計的結構元素統稱為結構語言，而結構設計涵蓋了許多結構元素，結構設計師將每個結構元素都體現在設計計劃藍圖和工程圖中，以顯示直觀的圖形。因此，必須按照土木工程規范有條不紊地進行建筑結構設計和施工，以確保建筑結構設計科學、安全，并能滿足房屋使用需求。基于此，本文主要介紹了概念設計以及結構措施在結構設計中的應用。

1概念設計的基本概念

1.1概念設計的內涵

在概念設計的最初應用中，建筑師根據設計概念評估建筑設計計劃，并參考過去的實踐經驗，比較和分析概念設計，從宏觀層面上控制建筑結構的形狀，參照比較結果執行建筑結構設計方案，并調整和實施所需的隔振設置，以實現最佳設計效果。概念設計對建筑設計有很大影響，例如資本投資、施工時間和安全問題。對概念設計的巧妙運用使最終的結構設計計劃更加科學、合理、安全和可靠，還能有效減少估算和計算錯誤，改善架構設計的經濟性和合理性。可以看出，概念設計是建筑結構設計最重要的數據庫之一。

1.2概念設計的實施步驟

設計特定應用程序概念的過程本質上是逐步重復整個過程的優化過程。通常，概念設計分為四個主要階段：分析階段、綜合階段、評估階段、完成階段。在繼續進行下一階段之前，每個步驟都必須達到預期的目標。如果在任一階段發現計劃中有不合理的部分，則需要重新實施設計、計算和評估，直到達到目標為止。具體分析以下四個步驟：①分析階段。在此階段收集建筑物結構設計問題，并對這些問題進行分析和解決。分析階段的主要特征是所收集的數據和信息模棱兩可，分析后可以將各種信息最大化。②綜合階段。綜合階段是概念設計的最重要階段。在這個階段概念設計師利用自身經驗和專業知識來制定設計計劃，然后以圖紙的形式展示設計計劃。綜合階段的設計實質上是用來以具體形式顯示和處理建筑設計師相對抽象的設計概念，這是概念設計中的關鍵環節。③評估階段。在此階段將對設計計劃進行專業評估，并評估其可行性，這項工作是周期性的，在計劃達到標準后可以開始下一步工作。在評估設計計劃時，首先要創建一個功能模型，然后使用各種公式對每個計劃進行比較和分析，最后選擇一個經濟、合理、安全、可靠的設計計劃。④完成階段。此階段主要根據已定義的建筑結構設計計劃來執行相關工作，以減少后續的冗余設計工作。

2結構設計的主要措施

2.1科學選取建筑場地

在選擇建筑工地時，必須選擇具有最高抗震性能的區域，同一棟建筑物的不同建筑工地的抗震特性差異很大，對整體結構的影響也很大。在地震影響下，要考慮基礎結構遭遇適當損壞的可能性，并結合適當的施工計劃和經濟原理，進一步弄清相應的結構形式和基礎計劃。由于采用了這種方法，整個結構的抗震特性和可塑性可以大大提高。

2.2科學合理的選擇結構材料

首先，在選擇鋼材和混凝土的過程中，要結合特定的標準選擇強度更高的模型。通常，混凝土的強度等級不應低于C25。為了對結構元件進行縱向加固，必須使用強度更高的鋼筋，例如HRB400鋼筋。其次，要根據具體情況，選擇更科學合理的新型建筑材料，例如鋼筋混凝土材料。在建筑的建造過程中，通常使用鋼筋混凝土材料。它是一種新型的建筑材料，可以將鋼材和混凝土有效結合在一起，并相互補充，從而發揮出更大的建筑作用，這種材料使建筑物穩定而堅固。其具體優勢體現在以下兩個方面：①內層混凝土可以更有效地支撐外層鋼管，從而使兩者的優勢相互補充，完美匹配，同時也充分發揮了它們的優勢，顯著提高了它們的承載能力；②外鋼管可以有效地控制內混凝土，從而進一步提高混凝土的強度，可以大大減小變形概率。鋼筋混凝土結構進一步增加了建筑結構的抗震性能，并為超高底柱的軸向壓縮比有限的問題提供了有效的解決方案。

2.3進一步重點關注施工現場處理

在建筑工地上，由于某種原因，結構分析結果會產生一定程度的負面影響，如果僅依靠簡單的計算方法，將無法真正有效地解決問題。因此，在結構設計過程中，設計師必須充分整合概念設計，有效實施結構設計。同時，還應利用自身的實踐經驗和設計方法，與有關建筑和監管部門進行深入探討、溝通與協作，著重于現場研究，找出問題并提出相應的解決方案。

3概念結構設計與結構措施對建筑結構設計的影響

隨著科學技術的飛速發展，極大地促進了結構設計的發展，并進一步促進了建筑業的可持續發展。過去的傳統建筑設計無法滿足人們的需求，建筑師就需要使用新技術來提高建筑水平，使用新概念來翻新建筑物，促進智能建筑設計。結構措施是一種建筑結構設計措施，其目標是確保建設項目的每個部分都發揮其原始作用，協調每個部分進行交互，以匹配實際應用程序，并避免因零件和組件出現問題而對設計產生不利影響。在建筑結構設計中，概念設計的作用不容忽視，概念設計比建筑設計更客觀，這兩個要素的結合創造了一個虛擬建筑，它將成為建筑業發展的基礎。概念設計對建筑設計有不同程度的影響，在設計和建造建筑物時，建筑師的想法與住戶設定的目標相沖突，并且如果兩者之間存在沖突，則會影響建筑物的結構并產生非常不利的結果。概念設計和結構設計的總體方向基本相同，則可以滿足住戶的要求，此時雖然缺陷很少但仍然存在，在這種情況下建造的建筑物仍將存在相應的問題。

4概念設計在建筑結構設計中的應用

4.1科學選擇建筑結構剛度

在建筑領域的各種指標中，建筑結構的剛度是非常重要的元素，并且在建筑結構的設計中起著非常重要的作用，因此必須選擇科學合理的建筑剛度。同時，科學合理地選擇建筑物剛度對于有效增加建筑物的自然振動周期和抗震性能具有特殊的影響和意義。另外，良好的剛性還可以相應地提高空間利用率，節省建筑材料等，從而可以更充分、更有效地利用建筑計劃，并可以有效優化建筑結構。

4.2科學選擇建筑主體結構

合理性和對稱性是設計建筑結構時要遵循的基本原則。該原理可有效減少建筑材料的使用，節省建筑材料，確保建筑結構中非結構部件的良好安全性和穩定性，并降低建筑結構的扭轉力。建筑結構對稱的特征是整個或部分建筑結構內的相互對應和統一，在特定的設計階段，為確保建筑物結構的對稱性，可以對建筑物質心或平面重心的實際距離進行合理調整，并有效調整重心，從而確保建筑結構的對稱性。

4.3基于場地情況選擇建筑基礎結構

在選定的開發區域中進行調查和設計時，應根據建筑物的形狀和該區域的地形對建筑物的基礎進行科學合理的選擇。建筑基礎通常包括樁基礎和箱基礎，箱形基礎具有良好的整體剛度，可以均勻分解并將載荷轉移到基礎上，從而提供更安全、更穩定的建筑物，并防止由于不均勻力而導致基礎發生沉降，這樣可以有效提高建筑物的抗震性能。樁基礎是建筑物基礎結構的另一種形式，通常在地面較軟或荷載相對較差的多層建筑物中，這種基礎結構可以將頂部產生的負載傳遞到底部，并將其分配到土壤上，從而確保建筑物的安全性、穩定性和可靠性。

4.4合理選擇建筑場地

選址是建筑項目的關鍵，選擇標準包括太陽光線與建筑物出口之間的距離、安全距離保護等方面。此外，還應注意危險區域的選址，使地質和地理災害不會嚴重影響建筑物的安全，特別是地震的威脅。對于位于危險區域的建筑項目，應相應提高建筑物的地震等級，并采取適當的防護措施。所以，應科學合理地選擇施工現場，并做好有效的勘探和研究工作。

5結構措施在建筑結構設計中的應用

5.1結構設計中提高材料利用率

在結構設計階段，結構措施在設計師的工作中起著重要的支持作用，提供了更完整的結構設計以及有效執行了與結構活動有關的工作能力。在設計階段，結構措施的關鍵作用是有效協調設計師的設計工作。在施工和設計工作中，可以充分保證建筑結構的穩定性，并可以有效提高建筑材料的利用率。另外，設計師必須在保證設計效果的前提下減少材料重量和材料成本，使設計工作能夠順利進行。例如具有矩形橫截面的壓縮構件利用率低，這是因為梁在特定的施工階段更容易改變，并且材料利用率不足，而通過概念設計和結構分析，可以對梁截面的變形梯度進行科學合理的改變和調整，從而在軸向力不確定的情況下可以顯著提高材料的利用率。

5.2結構體系中保持協同工作

與概念設計相關的協作很好地適用于建筑物的結構設計。協作需要結構的內部組件保持協作和協作的正常狀態，這種協同作用要求結構元件處于標準的承載能力極限條件下，它們不僅可以執行一般工作，而且還具有整體耐久性。另外，建筑物結構的基礎和上部在承受載荷時，保持一個整體并分擔載荷。在磚混結構的建筑物中，為了保持協作，應利用結構柱和環梁的作用使結構保持一體，并共同承受力以防止建筑物的支撐結構發生變形。隨著多層建筑結構的數量持續增長，短柱現象越來越普遍，但是為了確保每個組件都可以具有良好的應力水平，應在夾心結構中最小化短柱，以有效提高同一平面的基本承載能力。

5.3合理的結構體系

較常見的結構體系包括許多方面，例如鋼結構、磚石結構、鋼筋混凝土結構等。其中最常見的是鋼筋混凝土結構，主要包括框架結構、剪力墻結構、管結構、剪力墻結構和框架芯管結構。在一定程度上，它直接受建筑功能、建筑高度、抗震設防強度、工地條件、經濟條件、建筑條件、建筑材料和其他相關因素的影響。對科學和智能的結構系統進行有效解釋具有一定的難度，所以必須更加深入、詳細地思考才能清晰結構系統。

6結語

從以上討論可以明顯看出，在建筑結構設計中要確保結構設計計算結果的有效性和可靠性。另外，建筑物的實際建筑過程也應更加高效，以確保概念設計與結構設計充分互補并發揮應有的作用，從而使概念設計和結構措施協同工作，以構建更加科學、完整的建筑結構體系，達到節省建筑原材料的目標。

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作者:余詠紅 單位:廣東鴻宇建筑與工程設計顧問有限公司