淺議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計

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1、淺議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計【】闡述了概念設(shè)計的概念及其重要性,并針對目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當中墨守成規(guī)的現(xiàn)象,提倡采用概念設(shè)計思想來促進結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)造性,推動結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展?!  娟P(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);概念設(shè)計;應(yīng)用    在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施至關(guān)重要,它在一定程度上反映了一個結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計水平。概念設(shè)計的內(nèi)容十分豐富,應(yīng)用面也非常廣泛,幾乎蘊含了所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程。我們通常談到的安全度的概念、力學的概念、材料的概念、荷載的概念、地震的概念、使用的概念等都屬于結(jié)構(gòu)的概念。概念設(shè)計就是融合這些概念,貫穿到結(jié)構(gòu)選

2、型、方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)布置、計算簡圖抽象、計算結(jié)果處理、施工圖繪制等設(shè)計的整個過程,對理論無法明確的部位,還要有定性的認識后才能反映到設(shè)計成果中。當前科學技術(shù)迅速發(fā)展。  計算機結(jié)構(gòu)程序的全面應(yīng)用給結(jié)構(gòu)設(shè)計師帶來了極大方便,大大減輕了他們的勞動強度,提高了設(shè)計的效率和質(zhì)量。但同時也容易讓人產(chǎn)生錯誤認識,認為結(jié)構(gòu)設(shè)計很簡單,只需遵循規(guī)范、手冊、圖集,等待建筑師給出一個空間形成的方案(非結(jié)構(gòu)的),然后就可使用計算機完成結(jié)構(gòu)設(shè)計了。因此,一些結(jié)構(gòu)設(shè)計師不重視結(jié)構(gòu)的基本理論和基本概念的正確使用,不能有效地運用他們的知識、精力和時間去考慮

3、結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計、協(xié)同工作等一系列概念設(shè)計問題。而是一味地依賴計算機,久而久之許多設(shè)計人員缺乏結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念,對軟件技術(shù)條件認識不清、對計算機的計算結(jié)果無法判斷,對規(guī)范與軟件之間的差異不甚了解,對如何加強結(jié)構(gòu)的整體性、合理性、經(jīng)濟性沒有概念,甚至一些設(shè)計人員因為過多地相信計算機分析結(jié)果而導致結(jié)構(gòu)計算模型與實際建筑物存在較大差別,引起結(jié)構(gòu)施工圖中出現(xiàn)了大量的概念性錯誤和計算錯誤,且有些錯誤可能會導致嚴重的后果。為保證建筑結(jié)構(gòu)的安全、適用、經(jīng)濟、可靠,對設(shè)計人員強調(diào)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的重要性是非常必要的。  1關(guān)于概念設(shè)計  所謂的概念

4、設(shè)計就是運用清晰的結(jié)構(gòu)概念,不經(jīng)數(shù)值計算,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理、震害、實驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想,對結(jié)構(gòu)及計算結(jié)果進行正確的分析,并考慮結(jié)構(gòu)實際受力狀況與計算假設(shè)間的差異,對結(jié)構(gòu)和構(gòu)造進行設(shè)計,使建筑物受力更合理、安全、協(xié)調(diào)。概念設(shè)計主要從兩個方面對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行宏觀控制:一是在方案設(shè)計滿足建筑要求的前提下,從宏觀的角度考慮結(jié)構(gòu)整體性及主要分體的相互協(xié)調(diào)關(guān)系,確定總體設(shè)計方案;二是在理論設(shè)計過程中綜合考慮工程條件、計算理論、材料性能等各種因素對計算結(jié)果的影響,判斷理論設(shè)計的

5、準確性,并對一些工程中難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題,根據(jù)實際經(jīng)驗采用一些結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施進行處理。換句話說,概念設(shè)計是運用人的判斷和思維能力,從宏觀上解決結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本問題。概念設(shè)計是一種思路,是一種定性的設(shè)計,它不以精確的力學分析、生搬硬套的規(guī)范條文為依據(jù),而是對工程進行概括性的分析,制定設(shè)計目標,采取相應(yīng)結(jié)構(gòu)措施。  具體到設(shè)計過程,就是根據(jù)特定的建筑空間和地理條件,結(jié)合建筑的功能要求,考慮結(jié)構(gòu)安全、適用、經(jīng)濟、美觀、施工方便等各種因素后,確定結(jié)構(gòu)的總體方案,按照結(jié)構(gòu)的破壞機理和破壞過程,靈活且能有意識地利用

6、整體結(jié)構(gòu)體系與基本桿件間的力學特性與關(guān)系、設(shè)計準則、工程現(xiàn)場實時的資源條件,全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本問題。既要注意到總體布置上的大原則,又要顧及到關(guān)鍵部位的細節(jié),從根本上提高結(jié)構(gòu)的可靠度。概念設(shè)計的目的是力求使設(shè)計方案安全、可靠、經(jīng)濟、合理,是一個優(yōu)化的過程。概念設(shè)計運用得好,能使結(jié)構(gòu)滿足建筑要求,并以最快的方式將荷載傳遞到基礎(chǔ)、地基中,創(chuàng)造更為安全、舒適的工作和生活環(huán)境,從而節(jié)約材料和資金,使工程項目的設(shè)計、施工、使用都能“又快、又好、又省”,這也是人們對工程建設(shè)的最基本要求?! ?概念設(shè)計的重要意義  2.1概念設(shè)計

7、是結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)與靈魂  2.1.1方案設(shè)計階段  一個成功的設(shè)計必須選擇一個經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案,即選擇一個切實可靠的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。在此階段,設(shè)計者除了對建筑物的功能要求、地理環(huán)境、資金配備、材料供應(yīng)、施工條件與水平等進行綜合的分析,并與建筑、水電、設(shè)備等專業(yè)進行充分比較外,還要考慮結(jié)構(gòu)內(nèi)部的協(xié)同工作、結(jié)構(gòu)抗震的構(gòu)造設(shè)計、結(jié)構(gòu)整體性能控制等問題,而后完成結(jié)構(gòu)選型,確定結(jié)構(gòu)方案,必要時還要對多個方案進行比較,擇優(yōu)選用。因此方案設(shè)計過程是不能借助于計算機或理論計算來實現(xiàn)的,它需要結(jié)構(gòu)工程師綜合應(yīng)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念,在深人了

8、解各類結(jié)構(gòu)性能的基礎(chǔ)上,有針對性地選擇效果最好、造價最低的結(jié)構(gòu)方案?! ?.1.2結(jié)構(gòu)計算階段  結(jié)構(gòu)計算是在計算簡圖的基礎(chǔ)上進行的,即要對作用在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的荷載和構(gòu)件的約束進行一定的簡化,簡化后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形必須與原結(jié)構(gòu)盡可能一致。目前由于建筑物的功能復雜多樣,結(jié)構(gòu)計算一般是通過計算機

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