概念设计在建筑结构设计中的运用
摘要
关键词
概念设计;建筑结构设计;运用
正文
1概念设计在建筑结构设计中的运用意义
(1)创造性表达。概念设计是建筑设计的初始阶段,它注重对建筑空间、形式和结构的创造性表达。通过概念设计,设计师可以将自己的创意和设计理念直观地表达出来,帮助业主和团队理解并形成共识。(2)功能与性能优化。概念设计阶段,设计师可以根据建筑的功能需求和使用目标,通过合理的空间布局、结构形式和材料选择等,优化建筑的功能性和性能。例如,通过合理布置结构构件,可以实现最优化的承重能力和稳定性,使建筑在安全性和可靠性方面得到保障。(3)空间与结构的一体化设计。概念设计强调形式与结构的整体协调。通过概念设计,可以将建筑空间与结构元素有机地融合在一起,形成一体化的设计方案。这有助于创造出具有美学价值、符合人体工程学原理和力学原理的建筑形态,并提供良好的使用体验。(4)引导后续设计。概念设计是整个设计过程的指导方向,它的设计思路和原则会对后续的结构设计产生深远影响。通过概念设计,可以为后续的详细设计提供参考和指导,避免决策路径的不一致和设计方向的偏差。
2概念设计在建筑结构设计中的应用
2.1场地选择
对于建筑结构设计而言,其是整个项目施工进度、质量的关键性影响因素[5]。这里,在设计方案中,施工场地的确定是重点。选择工程场地时,引入概念设计理念,对地形因素进行全方位、综合性考虑与分析。在地形方面,各种建筑项目之间差千万别,也是干扰建筑整个稳定性的常见因素。基于此,在设计时设计者应立足项目所在地的实际情况,针对性地调整设计方案,对地形的不良影响予以限制。在概念设计工作开展过程中,设计者也必须关注地质,他们必须亲自到项目所在地,认真地开展勘察工作,对当地水文、地质实际情况做深刻了解。另外,深入、多方面分析抗震因素,对相关指标予以确定,确保建筑结构拥有较强的稳定性。
2.2结构方案选择
在确定科学合理的结构设计方案时,引入概念设计法是非常必要的,因为能够考虑到多方面的因素,从而设计出最科学、最合理的方案。首先,引入概念设计法可以通过全方位的考察与分析项目所在地的气候、地质、地形等因素,从而准备好掌握结构设计的要求,提高设计质量。这一环节的目的是对项目所在地的自然条件进行深入了解,并针对性地进行设计方案的选择与优化,以确保结构在不同环境下能够承受外部力的作用。其次,概念设计法在设计过程中还需要考虑建筑质量要求。在确定了外部影响因素之后,设计者还需要加强对内部因素的引入。在概念设计期间,设计者需要深入研读和分析设计质量要求,并将其巧妙地融入到工程标准中,以保证设计的科学性,并提高施工品质。这样的做法可以确保设计方案符合相应的标准和规范,以保证施工过程中的安全性和质量。最后,在确定设计方案时,需要多方面地考虑,以保证方案的适宜性,并科学、全面地指导接下来的施工活动。这包括结构的稳定性、耐久性、经济性和施工的可行性等方面。只有在概念设计阶段充分考虑到这些因素,才能确定出最优的设计方案,为后续的施工工作提供有效的指导和支持。
2.3抗震设计
对于建筑结构设计而言,抗震设计是重点,对抗震设计进行优化,将有助于进一步增强整个建筑的稳定性,有效抵御灾害,将因地震所产生的不良影响降至最低。设计时,设计者应基于实际情况确定混凝土的强度与等级。施工过程中,混凝土是关键性材料,因此其性能和质量一定要符合国家制定的标准,从而确保建筑结构的刚度达到相关要求,具备较强的耐久能力。测评施工区域地震级别是事前的一项重要工作,以提供全面且准确的数据给设计者。若根据测定结果发现该地区地震力比较高,那么应增加配筋量。概念设计中,应借助BIM技术,对建筑抗震情况予以全方位模拟,对抗震设计的合理性、科学性进行客观、全面地分析,找到设计不足之处,积极改正,以此来提高建筑的抗震性能。
2.4平面设计
为了让建筑能更好地应对地震,那么结构部署情况应成为平面设计时的一项重要考虑内容,并对结构扭矩度进行合理控制,以增加连接强度。部分地方可设置抗震缝,细化现存结构,使之以多个抗震单元的形式出现。就建筑结构平面特点来说,建筑物高度提升后,其所需承载的风压也随之增长。据测定得知,对于圆形建筑平面而言,风荷载矩形面相对较小,且各处平面刚度之间也没有较大的差距。所以,为了将建筑的抗侧刚度进一步增强,可选择将抗侧立柱设置于建筑附近,同时优化设计建筑结构,确定最适宜的方案,结合实际环境,对坡面进行科学合理地设计。
2.5纵向设计
进行建筑抗侧力结构设计时,应按结构刚度要求按照从上到下分布的方法,为了能够有效预防各种突发安全事故,必须想方设法控制水平荷载对结构的影响。在进行建筑纵向结构设计时,需对建筑结构构件进行加强或减弱处理。如果建筑结构拥有非常大的规模,则为了达到节能减震的效果,可使用高刚度束筒。应通过分析建筑结构特点,积极创新设计思路,如创新使用斜拉索方式,能够让空间环境的安全性得到充分保证。在建筑结构设计中科学使用概念设计法,可对设计方案进行完善,不仅可提高设计效率,还可呈现出更加科学合理的设计方案。
2.6基础结构设计
在概念设计阶段,设计人员需要全面了解建筑所在地区的地貌、地质和地形情况,这样可以通过广泛采集和分析大数据来优化设计方案,提高施工能力。在地基选型和施工过程中,箱形基础和桩基础是常见的选择。设计者在选择基础类型时应重点考虑变形沉降量和承载力等因素。尤其是对于高层建筑,桩基础是一个较好的选择,可以有效控制变形量。
2.7材料的优化选择
在结构设计过程中,需要根据具体的建筑功能和环境要求,选择最合适的材料。例如,在高层建筑设计中,需要考虑承受大风荷载和地震荷载的能力,可以选择高强度钢材或者增强混凝土等材料,以确保建筑的结构安全性。同时,对于需要隔音隔热的场所,可以选择具有良好隔音性能的材料,以提高建筑的环境舒适性。此外,材料的可持续性也是概念设计中需要考虑的重要因素。随着人们对环保和可持续发展的关注不断增加,建筑结构材料的选择也要注重其对环境的影响。优先选择可再生材料、回收材料或者具有较低碳排放的材料,可以减少资源消耗和环境污染,实现节能减排的目标。例如,使用木材作为结构材料可以减少能源消耗和二氧化碳排放,同时还能提供良好的隔热性能。
3结语
建筑结构设计是保障建筑质量的关键,也是确保建筑工程可靠、稳定投用的重要方法。对此,合计人员应从思想层面认识到概念设计的内涵及价值,基于建筑结构具体特征及功能需求,对结构设计方案进行完善,切实把误差控制到最低,顺利地实施结构设计方案,助力建筑行业的可持续发展。
参考文献
[1]文豪.建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用研究[J].中国建筑装饰装修,2022(18):109-111.
[2]左皓.建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2022(26):64-66.
...