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建筑結構設計的概念是什么?

編輯:重慶建筑設計公司 發表時間:2019-12-05 10:29

  建筑結構設計的概念是什么?建筑結構設計中的概念設計擁有概念明確、定性準確、手算方便的優點,具有很好的經濟性。怎樣合理地采取構造措施,是概念設計在建筑工程設計中的具體應用,其思想正逐漸被越來越多的設計師們接受。設計工程師們應打破建筑結構設計中的墨守成規,充分發揮創新能力,積極推廣概念設計思想,使其成為結構設計的主導思想,為建筑行業做出更大的貢獻。

  筑結構中的概念設計是指不經數值計算,特別是一些難以作出精確分析或在規范中難以規定的問題,依據整體結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的基本設計原則和思想,從整體角度來確定建筑結構的總體布局以及抗震細部措施的宏觀構想。具體是由設計工程師根據設計理論、設計經驗以及建設工程項目特點,通過對建筑結構的總體布局和布置抗震結構的措施,在建設工程項目結構設計初期對設計方案進行概念性的分析估算和比較,以實現建筑結構設計的多方面要求的目標。

  現在結構計算理論存在一些缺陷或不可計算性,按照現行的設計理論得到的結構只存在控制解,不存在精確的解。而采用概念設計卻能彌補結構設計理論和計算機理論相互矛盾的缺點和不足。例如在進行混凝土結構設計中,內力計算和截面設計是根據不同的理論計算方法,而得出計算結構與實際受力狀態不符的結果。為了彌補這種缺陷,或者實現在對某些難于計算的結構構件的設計,出現了概念設計與結構措施。

  建筑設計院在方案設計階段,初步設計過程中是不能借助計算機來實現的,而是需要結構設計工程師以正確的設計理念和原則為基礎,綜合運用其掌握的結構概念,解決設計過程中存在的問題,選擇結構合理、造價最低的結構設計方案。因此建筑設計工程師需要不斷的豐富自己的結構概念,了解各種結構的性能與經濟性以提高設計水平,能有意識地、靈活地運用,并且利用概念設計判斷和分析設計中出現的問題,從根源處解決問題,最終使計算的結果更加準確。

  采用概念設計,可以在建筑結構設計的方案階段,迅速有效的對結構體系進行構思、比較與選擇,從而使設計方案概念清晰以及定性正確。同時也避免了在后期設計階段出現一些不必要的繁瑣計算,使最終制定的設計方案具有良好的經濟性與可靠性。

  目前工程師的設計還處于依賴手冊、循規蹈矩和使用計算機程序進行設計的方式,這種設計方式不具備創新和風格特點。采用概念設計,工程師可以根據自己豐富的工作經驗及理論知識,結合概念設計中的新思路、新方法創造出具有創新性、合理性的設計。

  在結構設計前,設計人員要對當地的實際情況進行全面的了解和分析,要認真考慮當地的氣象、水文和地質條件;要認真考察當地的民風、民俗和已建的典型建筑風格;要充分調查當地的資源、環境情況,體現就地取材、設備供應和施工技術的可能等。對所取用的設計條件必須符合當地的事情,設計方案還要充分滿足未來使用的實際需要。。

  設計工程師要綜合分析發現的問題,將理論知識結合自己的經驗,并發揮自己的想象力和創新意識,把建筑的結構、功能、技術、施工和經濟統一起來綜合考慮,處理好整體與局部的關系。一般先確定建筑物的主體結構和基礎選型等,進而考慮一些主要結構類型和連接關系;再將主要構件整合起來,從結構的適用性、安全性、耐久性以及整體穩定性等方面加以修正,最終將工程設計規劃落實到工程圖紙中。

  設計工程師通過采用功能模型方式運用數據統計計算等其它手段進行判斷和比較,要充分考慮建筑的使用與結構布置的結合,建筑的分區與結構的分段相一致;要考慮設備系統的布置和結構的布局相對應,設備線路和結構構件想通,設備構造和結構構造相匹配;結構構件及局部的構造應與施工的可能性和便利性相結合,結構受力元素和受力狀態與施工過程的做法相一致,通過綜合協調各方面的功能與因素,以獲得最具有經濟合理性和技術可行性的方案。

建筑設計

  一個合理的建筑場地對于建筑設計起著基礎性和決定性的作用。在場地的選擇過程中通常要考慮以下幾大因素:建筑退界、防護距離、日照間距等。同時,在建筑結構設計過程當中,要充分考慮抗震的因素,避免在危險地段進行建設。如不能避免,應結合抗震措施消除危險,對于抗震地點的分析和選址、勘測一般在初步設計前進行。

  概念設計的最終目的是力求建筑結構設計方案經濟、合理以及適用,所以概念設計必須選擇一個經濟合理、切實可行的結構形式和結構體系。結構體系應該明確總體布置、抗震細部以及受力等方面,同一結構單元不宜混用不同的結構體系,力求平面和豎向規則。必須對建筑設計要求、結構特點、材料供應以及施工條件等情況進行綜合分析,并與施工單位、業主等方面進行充分協商,在此基礎上進行比較結構選型,擇優選用。

  布局合理的建筑結構會降低扭轉力,使非結構構件保持穩定的工作狀態并降低材料的耗用。通常建筑結構的選擇以合理、對稱為原則,特別是以抗側力結構主體為對稱,如:剪力墻結構等。此外建筑內結構的對稱的實現需通過建筑平面工程按規定進行布置。實現結構對稱的方法有:調整結構側心、建筑物質心、平面形心的距離。合理的建筑剛度可以加長結構基本自振周期,從而降低地震帶來的災害,而且采用合理的建筑剛度不僅可以減少消耗的建筑材料的數量,還可降低結構對空間的占用率,提高整個建筑平面的利用率,達到設計合理的效果,因此必須在設計中選擇合理的剛度。

  隨著科學技術的不斷進步,計算機技術已經普遍被建筑設計人員應用在結構設計中。但是由于不同大的計算軟件往往會導致最終的計算結果不同,甚至會出現較大的差異。因此,必須要求建筑設計人員全面了解相關計算程序的技術條件和應用范圍,同時要充分意識到計算參數的重要性,要憑借自身過硬的專業知識儲備以及豐富的實踐經驗,要正確地輸入合理的計算參數,認真分析計算結果,謹慎校核并做出科學的判斷,最大限度的避免因計算軟件本身的缺陷導致的錯誤計算結果。

  總結:概念”作為設計的主要的詮釋方式,起到了明確方向的作用。明確的設計方向減少了設計過程中可能存在的變數。在概念的提出過程中,設計師進行大量的研究和討論。反復回顧原初的概念和設計可能的結果,調整精煉。最后用去繁就簡、清晰明了的圖表、圖形、文字或影像等方式表達概念,建筑分析圖即為概念表達的主要方式。建筑設計中的空間構成和組織關系、自然資源的利用方式、數理秩序的融合表達內容等如何在一個二維的平面中體現三維的空間涵義?這些問題都有待建筑分析圖予以闡明。

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