对建筑结构设计中概念设计的探究
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对建筑结构设计中概念设计的探究

2022-11-01 19:30:04 投稿作者:网友投稿 点击:

摘要:本文是从建筑结构设计中概念设计的探究来进行阐述的,就是对目前建筑结构设计中的概念设计的应用和结构措施进行了分析,以期为概念设计在建筑结构设计中更好的发挥作用提供一定的借鉴。

关键词:结构设计;建筑;措施

前言

近年来,我国的经济得到了长足的发展,各方面事业取得了可喜的成绩。人们随着生活水平的提高,对于建筑业提出了更多的要求。概念设计作为近些年来一种新兴的设计理念,在很大程度上弥补了建筑结构设计中的一些不足,使得建筑结构设计工作开展的更加顺利,越来越成为一种建筑结构设计的趋势。

一、建筑结构设计中概念设计的概要

(一)建筑结构设计中概念设计的定义

我们一般所说的概念设计是指:在进行工程结构设计设计时,以工程概念作为设计的依据,在设计过程中省略数值计算过程,而是通过使用符合工程具体情况的方法对设计对象进行宏观意义上的控制,特别在面对一些力学问题精确计算存在困难的情况时,根据各体系之间的力学关系、结构破坏机理和相关工程实际经验得出的设计准则等来进行宏观上的整体控制,往往可以取得令人满意的效果。

(二)建筑结构设计中概念设计的原则

概念设计对于很多建筑结构设计师来说还是一个比较新的理念,对其还比较的陌生。所以如果要在建筑结构设计中很好的贯彻概念设计的理念,就遵循一定的设计原则。这些原则一般包括以下几个方面,即:合理选择结构方案,形成良好结构体系;恰当选用计X筒圈,正确分析计算结果。对于合理选择结构方案,形成良好结构体系方面来说,需要通过对工程的实际自然情况和施工条件进行认真分析的基础上,选择合理的结构方案,建立良好的结构体系,满足结构的受力要求;对于恰当选用计X筒圈,正确分析计算结果来说,由于现在在结构设计工作中,可以选用的软件的种类比较多,各软件的计算结果可能存在差距,这就要求结构工程师在具备专业知识和经验的基础上,认真对待工作,不可迷信电脑计算的结果一定是正确的。只有在工作中严格执行这些原则,才能保证达到概念设计的效果。

(三)建筑结构设计中进行概念设计的意义

随着时代的进步,人们越来越意识到一个令人满意的建筑设计作品必定会有一个先进的优秀的概念设计,这对于新时代的建筑结构设计工作来说非常的重要。另外,目前使用的结构设计和理论在开展工作时存在不可计算性的缺点,这对于结构设计工作来说是非常不利的。而在建筑结构设计中引入概念设计可以有效的解决这个问题。加之目前在建筑结构设计工作中,由于计算机计算后的结果精确性相对来说较高,使得很多结构工程师产生了误解。因此,只有使得结构工程师对于结构设计的概念有一个深刻的理解,才能保证其真正的理解建筑结构工作的性能。

二、建筑结构设计中概念设计的应用

(一)合理选择建筑场地

合理选择建筑场地是进行工程施工设计时必须经历和首先考虑的阶段。一个合理的建筑施工场地对工程施工设计起到了基础性和决定性的作用。选择合理的建筑施工场地的过程中一般情况下都要考虑以下几个主要因素:防护距离、建筑退界以及日照间距。与此同时,在工程结构建筑设计的过程中,要充分地考虑抗震能力的因素,降低在危险区域进行施工建设。假如没有避免,应该结合一定的抗震预防措施,对抗震地点进行选址和分析,通常都是在初步设计中完成。

(二)按照工程施工现场具体情况选择建筑基础

合理选择建筑工程施工场地之后,再按照建筑工程地形特点和结构形式,选择合理的施工建筑基础。同时在图纸疏松荷载较大多层建筑结构中广泛使用桩筏基础。在天然地基中,桩筏基础还可以按照建筑上部结构传送到建筑下部持力层上,并且达到较为稳定和可靠的目的。箱型基础整体具有较为良好刚度,建筑荷载从上部结构均匀地传送到建筑工程下部结构中,进而确保建筑工程整体结构具有一定稳定性,降低箱型基础结构不均匀沉降的程度,进一步提高了建筑工程结构抗震能力,并且被高层建筑施工广泛应用。

(三)选择建筑主体结构

选择建筑主体结构按照合理和对称的原则,由于建筑结构合理的不均匀,可以降低扭转力,并使得非建筑结构构件维持稳定的工作状态,同时减少建筑材料的消耗。通常情况下,建筑结构对称性主要是以抗侧力能力工程结构主体为对称,如剪力墙结构。另外,建筑工程结构对称性的实现是通过平面施工工程按照规定的要求进行布置。在此状况下,实现建筑工程结构对称性方法有:建筑物质心、调整结构测心以及平面形心的距离。通过这样的方法的调整,实现建筑结构对称性原则。

(四)选择建筑结构刚度

建筑结构刚度是工程施工设计中最为重要的标准,因此必须在工程施工设计中合理地选择结构刚度。建筑刚度合理选择可以增长建筑结构自身抗震周期,进而减少由于发生地震灾害造成的生命和财产损害。同时,采用合理的建筑结构刚度不仅可以降低建筑材料消耗,还可以减少建筑结构对空间的占用率,进一步提高整个工程施工建筑平面的使用率,不断地达到合理设计的效果。

三、建筑结构设计中主要结构措施

(一)建筑结构体系和协同工作

协同工作概念在工业产品的制造和设计中广泛的应用,主要的含义是针对任意一个工业产品,在没有充分达到使用寿命规定的时间中,在生产过程中每一个结构构件倘若出现损害,都会造成机器的非正常运行。但是在工程建筑结构设计中,协同工作通常是指在工程建筑过程中每一个构件都可以发挥其自身作用,还会和工程建筑中其他结构构件相互配合。这不仅要求工程结构构件具有一定长的使用寿命,同时还需要构件所承受的荷载力保持一致,不能出现长期受力不均的现象。建筑工程结构协同工作中,应该正确处理上部结构和桩筏基础之间的关系,并有机结合在一起。例如建筑工程砖混施工中,这就需要依靠构造柱和钢圈之间形成一个统一的整体来预防自身刚度所带来的不均匀沉降的现象。当建筑结构受力时,在工程施工中每一个部件都可以达到较高的应力水平,并能设计出较为理想的运行状态。建筑工程进行多层结构设计时,尽量避免出现短柱现象,主要目的是为了提高在相同建筑平面中所承载的能力,在逐渐增加的高层建筑中,出现短柱现象日趋增多,为了降低这种状况,需要使同层结构的抗侧能力在相同的水平位置上发生位移现象。

(二)协同工作中建筑材料的利用率

在建筑结构设计中协同工作不但可以提高建筑结构的稳定性,同时还可以提高建筑材料利用率。通常可以理解为,建筑材料利用率越大,协同工作能力和结构稳定性越大。我国在建筑结构设计过程中,最根本的目标是要求用少量的投入获得最大的收益。因此,针对建筑材料使用是建筑结构设计中最根本的要求。例如在建筑结构设计中矩形截面是普遍存在的受压构件,矩形截面主要的构成材料在建筑结构设计中利用率过低,主要原因是:一是建筑工程施工中梁中轴周围建筑材料应力水平较低,还有一个原因是由于工程中梁的弯矩程度随着梁长的变化而不断的变化。针对等截面梁而言,在工程结构中绝大部分区域中应力较低。基于这种受力情况下,在建筑结构设计中采用概念设计结构进行分析研究,调整梁截面中应变梯度的变化,使得构件保持一定的轴心受力,才可以提高建筑材料的利用率。同时,通过一段时间的研究和探索,产生了平面桁架结构,平面桁架结构是将工程中多余的建筑材料去除,不仅可以节约成本,还可以减少建筑材料的自重。最后,协同工作的原则也是整体工作的原则。在概念设计日益应用的今天,要求建筑设计师应具备深厚的专业性基本理论基础,并可以不断吸取他人先进的设计理念和思想。

结语

在建筑结构设计工作中加入概念设计,这是有助于建筑结构设计工作的更好开展。我们应该针对目前工作中的不足,有针对性的开展相关的工作,从而保证建筑结构设计工作更有效的开展。

参考文献:

[1]曾晓中.对建筑结构设计中概念设计的探讨[J].建材与装饰(下旬刊),2007.

[2]张连花.浅谈结构设计中概念设计与结构措施[J].黑龙江科技信息,2010.

[3]朱蔚惠.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].科技创新与应用,2012.


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