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建筑结构设计中结构概念应用分析

建筑结构设计中结构概念应用分析

【摘要】在建筑结构实际中概念设计的应用是非常重要的,概念设计与结构措施优化了实际结构理论中存在无法精确计算的结构构件的设计。因此,需要加强结构概念的培养,以推动结构设计的发展。本文从概念设计重要性的概述出发,分析了介绍了建筑结构设计中概念设计的重要性应用。

【关键词】建筑结构设计;概念设计;重要性;剪力墙;指标控制

传统的建筑结构设计计算,以抗震设计为例,一般根据初步确定的结构断面尺寸、混凝土强度等级计算出结构刚度,再根据结构刚度计算出地震力,再进行配筋计算。但是,结构刚度越大,地震作用效应就越大,配筋量就越大,越不经济,恰恰是为了抵御地震力设置的大量钢筋却又增加了结构的刚度,增强了地震作用效应。那我们在概念设计中就可以考虑降低地震作用效应,隔震效能就是一个很好的设计概念:在基础和主体间设置柔性隔震层;加设类似于阻尼器的消能支撑;可能的情况下在建筑物顶部装设一个“反摆”。这样合理运用概念设计可降低地震作用效应达60%多,能用很经济的造价建造出很安全的建筑。当然,提出的这一思想在实际中可能运用不多,许多技术尚在研究之中,但恰恰说明了概念设计能够很好地拓宽设计思路。

1.结构概念设计与建筑方案的关系

结构概念设计是指结构工程师根据设计任务的要求,基于建筑师给出的建筑方案在现有的工程技术条件下,在安全、经济、合理的思想指导下通过构思、初步建模电算等手段,产生的一种或多种结构设计方案的思考过程。它必然地包含了建筑师和结构工程师对建筑产品的共同构想,在结构概念设计过程中,结构工程师从本专业角度出发本着与建筑师共同探讨、交流,和彼此适度合理地妥协的精神,最大限度地将最合理的结构构思融合进建筑设计方案中。因此,结构概念设计和建筑方案设计一定是同步进行的,结构概念设计与建筑概念设计一里一表、且互相支撑。可见建筑师和结构师相互配合、共同促进方案(建筑及结构)的形成是建筑设计活动早期的基本特征,它也是结构概念设计的一个基本前提。

2.概念设计的重要性

概念设计在建筑结构设计中起着关键性的作用,对概念设计合理有效的应用,不仅可以丰富结构工程师的实践经验,而且使其设计成果和设计理念也得以不断完善、创新。但在实际建筑结构设计中,多数建筑结构设计师将设计锁定在规范与设计手册等范围内,不敢承接新技术的机遇和挑战,缺乏创新精神和动力,使得建筑结构设计理念乏善可陈,没有什么突破和创意。而建筑结构设计理论和设计计算理论中总会出现计算与实际无法相符的问题或是存在无法计算的结构构件设计,这就要求概念设计结合结构措施来优化结构设计。而作为建筑结构工程师,需要综合自身所掌握的理论概念来选择经济适用、安全可靠的设计方案,