淺議高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計

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1、淺議高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計　　摘要：概念設(shè)計是建筑設(shè)計師通過結(jié)合設(shè)計經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計理論以及工程特點(diǎn)，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行合理有效地設(shè)計使建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳的結(jié)構(gòu)布置，從而達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益。文章通過結(jié)合筆者的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從概念設(shè)計的思想入手對提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行了分析探討，以供同行參考。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計；概念設(shè)計；高層建筑；結(jié)構(gòu)選型Abstract:Theconceptualdesignisabuildingdesignerbycombiningdesignexperience,designtheoryandthecharacteristicsofthep

2、roject,andeffectivelythestructuretoachievetheoptimalstructurelayoutofbuildingstructuredesign,soastoachievethebesteconomicbenefit.Basedontheauthor’spracticalexperience,startingfromtheconceptofdesignideastoimprovetheseismicperformanceofbuildingstructuresarediscussed,forreference.Key

3、words:structuraldesign;conceptualdesign;high-risebuilding;structureselection中圖分類號：TB482.270.引言隨著建筑建設(shè)的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)向著更高更復(fù)雜的方向發(fā)展，這要求結(jié)構(gòu)設(shè)計者不能單純地盲目去進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，僅僅套規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計其設(shè)計效果并不是最佳的。通過對建筑結(jié)構(gòu)首先進(jìn)行概念設(shè)計，其成為當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要思想。從設(shè)計實(shí)踐效果表明，通過在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中利用概念設(shè)計可以設(shè)計出更為合理的建筑結(jié)構(gòu)體系，并達(dá)到節(jié)省原料的目的。隨著概念設(shè)計的應(yīng)用推廣，越來越多結(jié)構(gòu)設(shè)計人員更向往于這

4、一設(shè)計理念，并逐漸成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的主導(dǎo)思想。1.概念設(shè)計理念的可行性歸根結(jié)底，對建筑結(jié)構(gòu)采取概念設(shè)計是建筑設(shè)計師結(jié)合設(shè)計實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計理論以及所要設(shè)計項(xiàng)目的工程特點(diǎn)，對建筑結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)以及總體布局進(jìn)行規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的多樣化要求的手段。其宗旨是在特定環(huán)境條件下，通過采取整體概念出發(fā)來考慮結(jié)構(gòu)總體方案，從而對于該結(jié)構(gòu)來說可充分利用總體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系。通過基于概念設(shè)計進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)設(shè)計，其可行性重要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）設(shè)計的創(chuàng)新性。7結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常采用的設(shè)計方法是通過查找手冊、以及結(jié)合計算機(jī)程序等方式進(jìn)行，這一切都是缺少創(chuàng)新性。

5、而概念設(shè)計則是要求結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)充分結(jié)合設(shè)計實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及理論知識，采取一系列的合理想象及創(chuàng)新進(jìn)行規(guī)劃，得出具有合理性以及一定創(chuàng)新性的結(jié)構(gòu)設(shè)計。（2）優(yōu)化設(shè)計結(jié)果?；诟拍钤O(shè)計的結(jié)構(gòu)設(shè)計其包含分析、綜合以及評估三步。分析階段主要是對問題進(jìn)行全方位的了解，因?yàn)榇嬖诜治鰯?shù)據(jù)不完整與不準(zhǔn)確的特點(diǎn)，此階段具有一定的模糊性質(zhì)，綜合階段則是要求工程師將理論知識和實(shí)際情況，通過結(jié)合設(shè)計師的想象力以及創(chuàng)新意識從而實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計規(guī)劃。最后評估階段是最優(yōu)方案的選擇過程。這種優(yōu)選方案不僅可以有效地防止了結(jié)構(gòu)后期出現(xiàn)的繁瑣計算，更重要的是體現(xiàn)了方案的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。（3）提升工程師設(shè)計

6、能力。概念設(shè)計其是在正確理念和原則的指引下，允許工程師在設(shè)計中進(jìn)行一定程度的發(fā)揮，因此避免了結(jié)構(gòu)設(shè)計人員一味采用傳統(tǒng)方法設(shè)計，這方便于結(jié)構(gòu)師從根源查找問題，從而使計算結(jié)果更為準(zhǔn)確。因此，概念設(shè)計無論在理論知識、方式還是思想以及手段等方面都為建筑結(jié)構(gòu)提供了科學(xué)有效的技術(shù)平臺。2.概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的體現(xiàn)7從眾多工程實(shí)踐表明，通過采取概念設(shè)計理念來進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以有效地使結(jié)構(gòu)在荷載作用下，結(jié)構(gòu)破壞減小到最小。如何通過采取概念設(shè)計來抵抗結(jié)構(gòu)可能受到的各種不確定情況，將是概念設(shè)計的最終目的。而對于高層建筑結(jié)構(gòu)來說，其不確定因素相對多層結(jié)構(gòu)來說，其復(fù)雜性更強(qiáng)

7、，因此對于高層結(jié)構(gòu)來說，采取概念設(shè)計是更有必要，對于高層建筑結(jié)構(gòu)來說，結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)及其抗震的概念設(shè)計將是概念設(shè)計的重要體現(xiàn)。通過概念設(shè)計進(jìn)行采取結(jié)構(gòu)計算及其構(gòu)造可有效地提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，基于概念設(shè)計理念，筆者總結(jié)出相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計措施：（1）對于高層結(jié)構(gòu)，抗側(cè)力構(gòu)件主要承受水平地震作用以及風(fēng)荷載，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)布置的概念設(shè)計來探討所設(shè)計的高層建筑的平立面布置是否合理。結(jié)構(gòu)布置應(yīng)盡量規(guī)則、對稱；通過應(yīng)用概念設(shè)計進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先應(yīng)當(dāng)滿足結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置的合理與規(guī)則性，豎向抗側(cè)力構(gòu)件則應(yīng)從下往上減小截面尺寸以及材料強(qiáng)度，同時還應(yīng)當(dāng)保

8、證豎向構(gòu)件的均勻變化，同時豎向結(jié)構(gòu)布置應(yīng)盡量上下貫通，避免結(jié)構(gòu)中出