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1、淺析概念設計在建筑結構優化設計中的應用摘要： 筆者對概念設計的有關內容進行了陳述，還分析了概念設計對建筑結構設計的重要性及其應用，為提高建筑結構設計水平提供參考。 關鍵詞： 概念設計；建筑結構；優化設計中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）06-0104-020 引言建筑結構設計中應用概念設計是最新推出的一種建筑結構設計理念，由建筑結構設計通過理性的分析和感性的規劃進行的綜合運用，在建筑設計行業中運用概念設計，能夠幫助設計師正確、合理地處理在建筑結構設計中可能會遇到的具體問題。越來越多的建筑設計師采用概念設計理念完成了眾多的成功建筑案例，概念設計的理念被我2、國的建筑設計行業廣泛地應用，特別是在智能建筑、高層建筑等要求高的建筑設計中發揮著巨大的作用。1 概念設計及其重要性簡單說來，所謂概念是指你方案的根本出發點比如你是要看場地內部的樹或者外圍的景色，或者其他的想法。設計的深入就是通過建筑的手法把概念實現和貫徹出來，特別是那些難以做出精確分析，并且難于規范的結構體系，是從工程經驗中獲得的一些宏觀可行的設計角度。你想要的空間就是通過建筑的設計來體現的；所有的外觀和細部的創意都是為了體現你的概念。從整體的角度來確定建筑結構的總體布局和設計重點，并能得出估算值，與實際相差不遠，所得方案具有一定的經濟可靠性，但又避免了繁瑣的計算。所謂概念設計指的是一個由粗到3、精、由模糊到清晰、由具體到抽象的不斷提高和優化的過程。也就是在進行設計的過程中，以設計概念為主線，從而對全部的設計過程進行貫穿，整個設計過程較為完全、全面。同時通過設計概念，有效將設計者的瞬間思維、感性認識兩者結合，使其統一上升至理性思維后完成設計。2 建筑結構總體概念設計2.1 建筑結構的對稱性的重要性高層建筑體系中，對稱性主要是指抗側力主體結構對稱，在平面設計中。一般比較容易實現平面設計中簡體框架結構、框架結構和剪力墻結構的對稱。而在豎向結構布置中，無論是那些幾何圖形還是樓層剛度的相關的變化，對稱性都應該是立面設計中最值得考慮的問題。不對稱的布置會產生剛度以及強度上的突變，使得豎向的應力集4、中或者是變形集中，從而導致建筑在中小型地震中遭到了損壞、而在大震時就會面臨倒塌的嚴重后果。對于L型、T型、S型等不對稱的平面復雜結構，主要取決于建筑功能和設計風格和方向，但這種結構內部結構的基本對稱也是可以實現的，結構工程師會對這樣的平面做合理的結構布置。設計結構的不對稱除了引起變形不利于抗力承重以外，也容易造成材料浪費，成本增加。在水平荷載作用下結構側移已成為高層建筑設計中的關鍵控制因素，建筑平面的形狀宜選用風壓較小的形式，并應考慮鄰近高層建筑對其風壓分布的影響，還必須考慮有利于抵抗能力和豎向荷載，在地震作用下，建筑平面要力求簡單規則。風荷載作用下則可適當放寬，因為結構整體彎曲變形所引起的側5、移與結構體系抵抗傾覆力矩的有效寬度的三次方成反比例關系，所以不宜建筑寬度很小的建筑物。2.2 合理的建筑結構體系選擇概念設計應對建筑物結構體系有明確的簡圖和合理的抗震說明。設計應對整體抗震能力和重力荷載有一定承載能力和防御能力，不能因為部分結構的破壞而影響整體結構。結構體系宜具有合理的剛度。主體抗側力結構的剛度合理是高層建筑結構設計的重要指標之一。1）主體抗側力結構剛度過大，結構的基本自振周期縮短，地震作用加大，結構承受的水平力，傾覆彎矩加大，地基基礎的負擔加大，此時結構的截面和相應的構造配筋增加較大，不經濟。2）主體抗側力結構剛度過大，勢必造成結構所占的面積，空間加大，影響建筑作用，降低建筑6、平面利用系數，不合理。3 建筑結構的簡化計算3.1 科學選用結構方案 科學的結構方案包含結構體系以及結構形式的合理性，要確定結構體系的整體布置、抗震節點設計等。在設計時，建筑師對建筑體要求，材料，結構特征以及地質條件施工技術等做整體評估，并同施工方和業主方協商，簡化計算，確定結構，擬定策略，方案結構的初選是概念設計的必選之路，也是切實可行的最簡單快捷的方法。3.2 使結構設計經濟合理 住宅建筑越來越商品化，作為投資方總是希望利潤最大化。由此在結構設計時不僅要滿足“規范化計算”，而且還要在安全、符合現行國家規范前提下，從各個環節進行優化設計，多個方案做比較，使最終的成品要安全可靠、經濟合理，節能7、節材，降低造價。概念設計通過對高層建筑簡化計算，先確定主體抗側力結構并合理規劃樓層結構和截面，再通過電算對概念設計進行深化和精確，這樣不僅能節省電算時間，結果也比較準確，從而使結構設計更加經濟合理。3.3 確保計算結果的準確性 現代基本上采用計算機軟件設計建筑結構，這樣的設計軟件較多，往往各類軟件計算的結果存在一定差異。因此，設計師不能太依賴軟件，而應從實際出發，并根據自己多年的經驗，對數據進行具體分析，并嚴格按照制度進行。4 概念設計在建筑結構設計中的應用4.1 平面設計 平面設計總圖用來正確確定臨時建筑及其他設施位置，以及修建工地運輸道路和解決排水等所需的資料；一切已有和擬建的地下、地上管8、道位置。用來決定原有管道的利用或拆除以及新管線的敷設與其他工程的關系，并注意不能在擬建管道的位置上搭設臨時建筑。4.2 剖面設計 建筑剖面設計主要解決層高 （凈高）、室內外高差、垂直交通（樓梯的豎向布置）這三個問題。是建筑師對建筑物內部的處理，結構工程師能夠在剖面圖中得到更為準確的層高信息及局部地方的高低變化，剖面信息直接決定了剖切處梁相對于樓面標高的下沉或抬起，又或是錯層梁，或有夾層梁，短柱等，對剖面的設計能直觀的反應設計要點。4.3 建筑基礎設計 建筑基礎設計不僅與地基相互作用，也牽涉到上部結構的穩定性。要考慮到地區的原始材料，如氣候問題，交通、公共排水溝，易燃易爆妨礙人體健康的設施布置等9、。也要考慮到建筑地域的豎向資料和土方平衡，用來解決水、點管線的布置和土方的填挖，取土、棄土位置，還要考慮到樓層材料和承重力，控制高低層的沉降差很重要，地基沉降量不能過大，過深。依附于天然地基的建筑，低層一般采用雙向條形或單獨地基，若高低層不分開，應確保地基條件好，或者直接采用樁基，地下室有直通要求或上部結構層數差別大，必須做成整體基礎就可采用這種形式。通往地下車庫的通道應平行于外壁，便于鋪設防水層，也能保證高層建筑的整體連接。5 結束語總而言之，概念設計是建筑結構設計中不可或缺的一部分，建筑設計人員在進行結構設計時，應該重視相關結構的概念設計，而不是僅僅依靠先進的計算機技術來進行設計，充分利用自身的設計經驗和實踐實際，不斷提升自身的設計專業技能，才能不斷提高概念設計的水平，從而提升建筑結構設計的品質。參考文獻：1牛慧娟，馬小龍.淺議建筑結構設計中的概念設計J.內江科技，2008（02）.2韋潤忠.簡述建筑結構設計中的概念設計和經驗J.科技資訊，2008（05）.3羅文強.概念設計在建筑結構設計中的運用J.民營科技，2010（04）.