建筑结构概念设计论文

建筑结构概念设计论文摘要：随着社会经济的迅速发展以及人们生活观念的改变，对于建筑结构设计也提出了更高的要求。概念设计这一思想逐渐在结构设计师中普及，并发挥越来越重要的作用。可以预见的是，概念设计将替代其他的设计思想，成为未来的主流结构设计思想。对于建筑结构专业设计而言，概念设计具有重要作用。建筑结构设计方案是否完美、富有创意、具有可行性，则在很大程度上取决于概念设计。此外，概念设计还能有效弥补计算机设计中存在的缺陷。但是建筑与结构专业设计之间还存在较多的配合问题，现分述如下。一、建筑结构概念设计的含义概念作为思维的主要形式之一，能够对客观事物的一般性或者本质性特征进行反映。概念设计则基于事物的基本特征，按照特定的目的或要求，利用人的思维进行判断，遵循设计基本原则，从而设计出具备可行性和可靠性的方案与制定具体施工措施。而对于高层建筑结构而言，其概念设计指无需进行数值计算，基于对地震、风、温度三者作用以及地基特征、结构效应的理解上和整体视角上对建筑结构整体布置情况与需要采用的抗震措施进行设计。概念设计的地位高于计算设计。由于外部荷载具有负载性与难以确定性，再加上计算模型的设定参数与实际情况不相符合，存在较大差异，致使计算设计难以在各种情况下都能够对建筑力学性能进行有效控制。二、建筑与结构专业设计中的常见配合问题（一）结构设计中存在的高宽比问题据有关规定，若高层建筑结构属于6、7度的抗震设防时，高宽比需在7以内；剪力墙与框架之间的则需在5以内；剪力墙的则需在6以内。结构进深的大小与工程造价多少是成反比的，即进深越小则造价越高，反之亦然。但是对于建筑来说，则进深越大，户型越差，反之亦然。部分设计人员一般只在高层建筑中应用多层户型。但是一定要注重结构设计中的高宽比问题，保证结构设计具有可行性，不然易造成资源被大量浪费。（二）结构设计中存在的平面布置问题对于建筑与结构设计配合而言，长度以及断缝问题是需要予以重点关注的。据有关规定表明，平面布置一般要按照以下要求进行：①平面不宜结构繁杂，不宜偏心，要具备简洁性、对称性以及规则性；②长度需在一定范围内，不可过长，突出部分则不能太大；③平面图形最好是角部未重叠且不是细腰形的。一般而言，建筑要符合平面或者立体要求，因此规定结构不能断缝，甲方简单的认为部分梁柱或者墙面的成本能够因此而节约下来，但是其实在得到建筑立面允许的情况下，偶尔要求结构断缝是更能节省建筑成本的，且能够防止以后由于使用时间过长出现温度裂缝现象。一般结构长度与工程造价是成正比的，结构长则造价成本也高，反之亦然。（三）结构设计中的体系布置问题这里主要指的是结构体系，可依据建筑的楼层、场地类型、高度、进深以及抗震设防度等，合理布置其结构体系。例如对于层数为十一层的住宅建筑，则其适用结构为框架-剪力墙，楼层在十八层以上的建筑其适用结构为剪力墙，能够节省工程造价，减少成本。而对于楼层为二十六层的，若采用的结构为剪力墙（如下图1所示），则三级为其抗震等级；若采用的是框架-剪力墙结构，则二级为其抗震等级。若第一层的用途为店面，则可适当布设柱网。在进行结构设计时，要充分考虑到抗震等级的设置，不仅能够节约建设成本，还能够保障居住者的人身安全。但是不能超限设计。在建筑与结构设计中，超限不仅在高层中会发生，在某些不规则的多层中也有可能存在。（四）结构设计中的地下室顶板覆土问题通常建筑需要考虑到配置景观的需要，因此在地下室的顶板上要覆盖较厚的一层土，以用来绿化。而在结构设计中，由于考虑到工程造价成本或者钢的使用量，通常覆盖的土层较薄，意在减少负荷。同时，在设计地下室顶板时，由于要满足抗裂要求，其选择的梁板配筋规格较大，覆盖土层厚度越大，地下室的外墙以及底板就越往地面凹陷，则使得底板与其周边的墙体所承受的水压力加大（地下室外墙与顶板转角设置如图2）。一般而言，若覆盖的土层厚度为0.6米，则可种植草；若厚度大于11.5米则能够植树。如果地下室的面积很大，则覆盖土层厚度要在0.18米左右，因为要将水管走的坡度考虑在内。在对建筑总平面进行布置时，消防车道要布置于顶板之外，这样能够降低顶板负荷，降低建筑工程造价。（五）结构设计中的其他问题1、剪力墙开洞：所开的窗户以及门洞或者其他建筑设备要开的穿墙洞口，都需在墙角或者柱角沿线上，且洞口不能对剪力墙的翼墙、暗柱以及端柱等颇为重要的受力构件造成影响，所开洞口上下需对齐。同时要格外注意的一点是，在剪力墙拐弯处的三百米范围内，其构造或者剪力墙约束等的边缘构件，是绝对不能被破坏的建筑主竖向受力构件。2、楼梯高度：尤其要核对的是地下室、顶层或者用作商场的楼层，对于3、4跑梯要予以格外关注。在对此部分进行设计时，一定要核对其剖面结构设计以及梯梁的跨度与高度。若有必要则可以通过向上级申请协商且获得同意后对梯梁位置进行调整或者设计成折板梯。此外还要注意着重核对的是半层的梯梁，核对其与建筑立面之间是否相匹配，有无矛盾现象。例如，有的建筑的所有立面窗户都与半层梯梁对齐了，则就说明存在布置上的矛盾；梯梁外面如果设置了幕墙，那梯梁就要向内部退后；还要核对其是否与消火栓等安全设施相匹配。结束语随着社会经济的迅速发展以及人们生活观念的改变，对于建筑结构设计也提出了更高的要求。概念设计这一思想逐渐在结构设计师中普及，并发挥越来越重要的作用。可以预见的是，概念设计将替代其他的设计思想，成为未来的主流结构设计思想。因此，建筑设计师需要不断提升自身专业知识修养与累积经验，以解决建筑与结构专业设计配合中的常见问题，为建筑设计的持续发展做出应有贡献。参考文献：[1]刘珺琳.建筑结构的概念设计--建筑与结构专业设计配合常见问题[J].城市建设，2013（18）.[2]沈天雄.刍议建筑结构设计中常见问题[J].商品与质量：建筑与发展，2012（11）.[3]宝音图，袁蟒飞.谈建筑概念设计在到建筑结构设计实践的使用性[J].城市建设理论研究（电子版），2013（12）.[4]李平安.建筑概念设计探析[J].中国科技博览，2011（8）.