建筑结构设计中的概念设计及结构措施林常飞

林常飞

天津市港建建筑设计有限责任公司天津市300384

摘要：现阶段，我国的建筑工程建设越来越多，建筑结构设计也越来越受到重视。在这样的背景之下，工程项目的投资力度，技术的复杂程度都在不断地提升，一个好的建筑结构设计的诞生，依靠的是多方面的共同协作。在这其中，建筑结构的概念设计是非常重要的一个环节。对建筑结构概念设计进行研究，有利于实现工程项目的设计目标。

关键词：概念设计；结构设计；措施

引言

作为建筑工程中最为基础的部分，建筑设计至关重要，具体体现在概念设计以及结构措施两大方面。基于实现建筑结构与时俱进的目的，相关单位应对其中的各个结构做到深度的认知，在此基础上灵活地运用它们，进一步提升建筑结构的合理性。在围绕建筑结构展开设计时，一方面要求设计人员具有足够丰富的经验，另一方面则需要提升设计人员的创新意识，从而提高概念设计与结构措施的合理性，充分把控好二者的关系。

1建筑结构概念设计理论建筑结构设计中的“概念设计”是基于设计者的思维形式，对客观的建筑结构的本质特征进行的宏观设计的判断，以规范化的设计为原则，确定设计方案和理念。例如在高层建筑结构设计中，对于地震作用、风效应、建筑结构的真实效应等不做具体的数值计算，而是结合建筑结构中的总体布置，依据建筑结构设计规范的相关要求，从建筑结构总体布置看，确定有效的抗震结构设计措施是最关键的。从理论的角度进行分析，在高层建筑结构设计的过程中，概念设计的要求与实施比一般的数值模拟设计等更有实际意义。从工程实践角度分析，如何维护好建筑师与结构设计师之间的合作关系，比较选择建筑结构设计体系，成为概念设计的重要工作。

2结构措施的内容

概念设计和结构设计措施在建筑设计中缺一不可。结构设计措施的实施好坏对建筑设计的效果具有直接影响，实际操作中要将概念设计进行有机结合。首先，选择建筑场所要充分考虑日照时间、建筑物之间的距离以及安全防护距离等因素。其次，建筑物的地基基础要结合实际自然环境和建筑物的用途，对于不利地质条件要尽量避开。如果受地质条件制约，可采取一系列举措弥补地质缺陷，防止因地震原因等造成构筑物的破坏。最后，建筑物的承载力受建筑结构材料和构件制约，在进行经济比较的同时，也要做到质量保证。建筑物结构设计包括制定结构方案，结构结算和施工图设计三个阶段。制定结构方案是要综合各种建筑指标，如建筑物等级、抗震等级、地质资料、建筑物层高等，根据确定好的结构形式和实际情况，选择科学计算方法进行建筑物结构荷载、内力等承载力计算，布置并试算受力构件和支撑构件形式。确定最佳结构形式方案，要综合考虑经济适用型和方案合理性。设计阶段的任务是结合软件结构力学计算结果进行结构设置和配筋计算，然后确定建筑物构造措施。这一过程设计人员要严格遵循相关规范要求，不仅要理解计算规则，还要能够掌握施工工艺和流程安排，保证实施科学、合理的结构措施。

3建筑工程结构设计中的结构措施

3.1选择适当的建筑场地

为了项目能够顺利开展，在设计阶段应充分考虑到建筑场地的合理性，这是确保建筑结构设计水平的必要基础。合理的建筑施工场地需考虑到以下内容:防护距离、建筑退界以及日照范围。除了上述三大基本内容外，还需涉及到抗震能力这一内容，采取必要的抗震预防措施，确保建筑工程的安全性。

3.2尽可能的提升材料的利用率

建筑结构的各个构件如果可以达到共同工作的效果，不仅可以提高结构的稳定性，还能够提高构件材料的利用率，不管在任何行业中，材料的率用率越高，成本就会相应的降低。建筑行业也是如此要求，用最少的投入获得更多的经济利益。

3.3结构体系与协同工作

概念设计中提到的协同工作被广泛应用到建筑结构体系中，其实就是将结构体系中多个部分构件看做是一种相互配合的协作关系。基于这种协同工作，结构体系的构件在自身承受能力范围内保持上部和基础荷载与建筑物整体一致，共同维持整体稳定性。另外，建筑结构的各部分构件还能够在承载范围内保持耐久性。协同工作在建筑结构设计中，要注重每个结构构件的受力，特别是一些特殊位置，需要承载更多的受力。对于高层建筑的结构设计，要保证每个楼层的结构构件在同一水平方向受力相同，并且都能够保证结构构件达到最大承载能力。比如，结构设计框架梁中同时存在长梁和短梁，这是非常不合理的设置。受水平力的作用短跨梁受到的剪力增大，两端的弯矩也会随之增加。配筋计算按照水平力计算不考虑竖直方向的力的作用，这样就会引起梁两端的弯矩钢筋超筋破坏。这样的结构设计不仅与协同工作相悖，而且也会提高建筑工程造价。结构设计要分析结构内部的荷载计算符合相应的规范和标准。作为建筑结构设计人员要具备扎实的专业基础知识和实践经验，将先进的设计理念运用的实际设计中，遇到问题可以及时寻找有效的解决办法。

3.4结构体系

影响建筑结构设计稳定性的因素众多，主要包括建筑设计技术、建筑材料、整体的建筑结构设计等。在抗震体系的构成中，应结合多方构件的整体性效果，通过合理搭配，实现对整体结构抗震的目标，在抗震构件的选择上，应依据标准的设计规范和技术规范为主，确保整体结构的抗震稳定性达到要求。此外，应对隔震和消能减震设计进行分析，利用主动控制技术，实现对整个建筑结构的地震能量的稳定性分析。在结构抗震性能设计的过程中，根据实际工程的应用需求，合理化地确定整体结构的抗震性能，从而针对地震影响度确定合理化的防护措施。

3.5结构构件变形缝设计

为了保证建筑物的整体稳定性，通常会设置伸缩缝、沉降缝、防震缝等变形缝。伸缩缝可以预防建筑物因季节温度变化热胀冷缩产生的墙体开裂。对于过长或者过宽的建筑物，都会设置伸缩缝实现建筑分段键的自由膨胀和收缩。沉降缝可以防止地基基础不同位置不均匀沉降引起建筑物的沉降。建筑物沉降幅度不同，将会造成建筑物的开裂甚至倒塌，沉降缝的设置可以保证建筑物分段间相互独立沉降，对整体不会造成很大的影响。防震缝的作用是为了预防地震作用对建筑物造成的破坏，通过把建筑物分成刚度均匀的结构单元减轻地震波的作用。

4注意事项

基于提升设计结构合理性与科学性的目的，在概念设计时应考虑到以下内容:①将抗震性能作为参考，尽可能选择抗震性较差的区域，采取可行措施提升建筑场地的抗震性;②注重结构材料的抗震系数，要求材料达到高质量水准;③做好构件的组合工作，应确保组合构件之间的连接性，注重对各个节点的处理，提升整体结构的完整性，确保整体抗震水平;④施工应严格遵循设计方案而展开，二者必须具有高度的一致性。协同工作也是结构设计中必须要考虑的内容，它反映的是各个构件之间的配合关系，由此将构件性能以最大化的方式发挥出来。协同工作的核心在于各构件的性能指标，具体体现在荷载以及寿命等方面，注重接触结构、上部结构等各环节之间的关系，在不影响工程整体质量的前提下尽可能缩减成本。基于协同工作的合理性，可省去诸多梁结构中的一些材料，同时对构件的完整性并不会带来任何影响，甚至可降低构建重量，当具备构件轴心受力状态时，将会大幅提升材料的利用水平。对此，必须注重建筑结构的整体性，做好相关的协同工作，提升建筑工程的经济效益。建筑结构措施主要围绕材料而展开，它是进行对材料的组件与利用的一种方式，一方面需要考虑到组件之间的协同性，另一方面则需要提升材料的利用率，尽可能以小成本投入为主。建筑工程中每份材料都应得到合理的利用，各个构件元素需要得到充分的展现，确保结构措施的整体意义。

结束语

综上所述，在建筑行业中，希望用最少的投入获得更多的经济利益，这是行业内部的要求，也是建筑行业的最终目标。在这样的背景之下，概念设计被广泛的运用在建筑行业之中，概念设计的出现并不是一种偶然现象，而是经济发展的必然产物，概念设计在结构设计中有着自己独有的优越性，逐步被更多的设计师所接受，因此概念设计在建筑结构中的运用，可以推动建筑结构设计来到一个新的发展高度，概念设计有新的发展。

参考文献

[1]史开军.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用分析[J].质量与安全,2017(14):33.

[2]张宏.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的运用探索[J].建筑与结构设计,2018(8):65-66.

[4]戚海燕.建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用[J].建筑结构,2018(10):79-80.

[5]宋晓霞.建筑结构设计可靠度的相关问题分析[J].绿色环保建材,2016(9):12.

[6]马福.高层建筑结构概念设计[J].科技情报开发与经济,2003(1):137-138.

［7］朱海兰．建筑结构设计中抗震概念设计的重要性分析［J］．城市建设理论研究，2018，8(16):56．