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浅析概念设计在建筑结构设计中的应用

时间:2022-05-13 14:50:05 浏览量:

摘 要:在现代建筑工程中,关系建筑工程质量的主要因素就是设计和施工方面的因素。而在建筑工程设计中结构设计极为重要,对整个建筑工程的安全性、经济适用性有着直接的关系。因而作为结构设计人员,必须具有较强的概念设计能力,才能更好的确保建筑结构设计质量。研究出更为先进的理论,并灵活的运用计算机技术,认真分析优质建筑材料的运用,使建筑结构的设计更加合理化、科学化和人性化是现在建筑行业应该认真思考的问题。

关键词:结构设计;概念设计;建筑设计;应用

1 前言

随着我国经济快速发展,扩大了我国基础设施建设的规模,其中建筑业发挥了巨大的作用。在建筑结构设计中,合理采用概念设计能够满足人们对建筑物的各种需求,使建筑结构设计具有更高的经济适用性和安全可靠性,所以,概念设计的合理应用,不仅可以使建筑物效率提高,也可以使得建筑结构设计取得良好的成果。本文旨在与同行交流,不断提升建筑结构设计水平,提高建筑结构设计质量,从而确保整个建筑工程质量达标。

2 构设计中的概念设计介绍

2.1 内涵

一般说来,对于那些不需要经过严格的数值计算,尤其是在一些较难做出精确理性分析或规范的问题中,通过对用户需求的分析形成概念产品,这一从需求分析到生成产品的设计过程就是概念设计,它同时也是一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体的过程。在某些难以分析的问题中,通过对结构体系和分体系的分析,通过对相关内容和自身经验的总结,设计人员可以做出相应结构设计,完成建筑的总体布置。

2.2 发展状况

概念设计以有意识的和无意识的两种状态存在于多项设计活动中。伴随着科技的发展,建筑结构的设计内容正在往愈加复杂的方向发展,为了在这种难度较强的情况下继续设计活动的进行,我们需要将概念设计应用到设计过程。尽管它在这问题的解决上起着十分重要的作用,但在目前任然处于创建时期,我们相信伴随着信息化时代的到来,来自于不同领域的相关人员对于相关问题的看法会逐渐往一致性上发展,对于概念设计理解上的分歧也可以慢慢弱化,概念设计终将得到进一步发展。

3 设计应用所注重的问题

3.1 适宜刚度概念

在建筑结构设计中,合理地确定建筑物的刚度是非常重要的。建筑物的刚度不宜太大,刚度大刚结构自振周期就短,在地震时结构所承受的地震作用就大,对后果较重,且造成材料的浪费;刚度也不宜过柔,过柔的建筑结构在地震时就会产生过大的变形,影响其强度、稳定性和正常使用。

3.2 充分认识和掌握结构的破坏机制和塑化历程

建筑结构的破坏机制一般分为楼层破坏机制和整体破坏机制,设计人员在设计中应尽量避免结构产生楼层破坏机制,因为这种破坏机制说明结构中存在着薄弱环节,即在其它构件承载能力尚未充分发挥作用之前,整个结构已经提前破坏,设计人员的责任和主要任务就是努力实现理想的建筑结构的整体破坏机制,就是正确布置和掌握塑性鉸出现的位置和出现顺序。

3.3 等强度与耗能设计原则

在结构的整体设计上要注意加强薄弱环节,尽量做到等强度,在注意等强度设计原则的同时,一定要注意使建筑结构在恰当的部位具有能消耗大量能量的性能,一个好的结构设计必定是一个好的耗能系统。在选择主要耗能构件时应注意以下几点:

(1)耗能构件的屈服应力仍然处于弹性阶段工作的构件的约束,即它们的屈服在整个建筑结构中应该是局部性的,引起整体破坏。 (2)耗能构件不应选用主要承受竖向荷载的构件,如柱、剪力墙等。(3)为了更多消耗地震能量,耗能构件应有相当的数量,且这些耗能构件应有较好的延性。

3.4 结构延性设计原则

结构延性一般用延性系数表示,它表示的是结构极限变形与屈服变形的比值,该比值越大,结构的延性越好,如果组成整体结构的各个构件均具有较好的延性那么整体结构本身会有较好的延性。

3.5 强柱弱梁设计原则

强柱弱梁设计原则,其目的就是为了保证在强地震作用下,柜架结构塑性铰首先在梁上发生面不在柱上发生,通柜架结构出现楼层破坏机制。

4 建筑结构设计中概念设计的具体应用

4.1 建筑场地选择中概念设计的应用

建筑场地的选择影响着结构概念设计的结果,所以说对结构设计来说非常重要。一般在工程的初步设计之前就要进行建筑场地的科学选址和勘察,如果施工场地确实不允许,又必须在此进行建设,那么就应该做好科学有效的手段来降低危险系数。

4.2 抗震设计工作中概念设计的应用

在对建筑结构进行抗震设计工作时,由于结构的刚度、地震力以及配筋的数量这三者是成正比例关系,那么结构的刚度越大,推断出的地震力就越大,需要配筋的数量就越多,那么采用隔震效能的概念设计方法,在建筑物顶端设置反摆或是在建筑主体和基础之间设置隔震层,都可以大幅度地降低地震力的效果。

4.3 建筑结构刚度选取中概念设计的应用

建筑结构在刚度的选择上至关重要,而且在建筑结构概念设计中也必须遵守刚度的要求。结构刚度可科学化选择,是保证工程质量的有效措施,还能够对地震等灾害起到危险性降低的作用。

4.4 设计方案选择中概念设计的应用

在选择建筑结构的设计方案时,为保证所选择方案的合理性和经济性,也应较好的应用概念设计的思想。只有具备完整的信息,才能保证设计工作的合理和准确。应用概念设计思想时,应尽可能的发挥地基的潜力,条件允许的情况下还应进行变形验算工作。

5 结束语

在建筑结构设计中,为了确保设计方案的科学性和实用性,设计人员应当根据建筑的概念进行结构设计,设计出一套适用于施工的建筑结构设计方案,才能确保建筑施工顺利进行。概念设计的突出优点将会受到越来越多人的青睐,它是建筑设计思想的提升,在不久的将来定会有更为广泛的应用。

参考文献:

[1] 徐凌云.浅议建筑结构设计中的概念设计[J].科技致富向导,2010.

[2] 杨镇峰.概念设计在建筑结构设计中的应用[J].山西建筑,2010.

[3] 蒋锐,李骁男,李玉春.概念设计在结构抗震中的应用与措施[J].河南建材,2011.

[4] 张广生.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].中国新技术新产品,2011.

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