浅谈新疆乡镇工程中的建筑结构抗震的概念设计

艾斯卡尔·帕尔哈提

摘要：随着社会经济的发展和科学水平的提高，概念性设计作为节后结构设计的主流思想越来越被结构工程师所接受。本文通过对概念设计的含义以及其在结构设计中的作用进行探讨，进而分析概念性设计在结构设计中的重要意义和应用价值。

关键字：概念性 结构设计 意义 应用

1.引言

概念设计是指在建筑结构方案设计初期，工程设计师依据已知设计理论结合工程经验，不经过数值计算，从宏观的角度对建筑设计方案进行概念性的分析估算和比较选择，通过对建筑结构的总体布局和布置必要的抗震措施，以实现合理设计的目标。所得方案往往概念清晰，定性正确，易于手算，避免后期设计阶段中不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能，同时，也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的重要依据。

中国宋代的设计师兼工匠师俞皓所著《营造法式》，根据当时的工程实践经验，总结出了“模数化”的设计和营造方法历经千年保存至今。

从工程中发现问题，在理论支撑下分析问题，找出解决问题的方法然后加以论证，最终总结出新的理论和设计思路，指导工程结构设计，这就是概念性设计的方法。

2.概念性设计的范畴

工程结构的概念性设计包括对材料、荷载、结构方案、节点、构造的选择；同时也包括对计算方法、计算参数和计算结果的判断、调整和选择；还包括对结构工程制造、安装过程的策划。

3.工程结构概念性设计的意义

工程结构概念性设计是在结构工程设计中利用概念性进行判断、推理、创新和决策的方法和过程。

随着工程项目规模的不断增加、技术难度越来越复杂，与结构设计有关的影响因素也更多，特别是建筑设计、施工和后期使用的不确定性，对建筑设计提出了更高的要求。概念性设计为上述的难题提供了一个个可行有效而科学的平台。

3.1对传统设计的补充

传统的设计是根据已知的设计要求和设定的参数而进行的计算、绘图，方法单一，这有利于对结构设计中许多确定的、归一的内容加以执行，但是忽略了建筑设计中的主动探索、选择、创新和决策。而概念性设计可以分析设计中出现的问题，准确的找出问题的所在，最终再加以判断其可靠性。

3.2对一般设计经验的升华

以往的工程结构设计都有一定的局限性，工程师大多都是循规蹈矩的根据规范和计算机设定的程序进行设计，这样造成了设计的不足。

每个设计人员都应该自觉的进行概念性设计，探索新的设计思路和方法，成为建筑工程的思想家。常规的工程中的概念性设计凭经验，而重点工程的概念性设计是由工程定夺，一般人员未能自觉的参与概念性设计，经验难以升华为理论。

3.3节约造价

概念性设计方案选定之后，就可以根据方案进行优劣选择。结构设计的准确性和安全性，计算和概念设计的重要性，各占70%和30%；结构设计的经济学，计算和概念性设计的作用各占30%和70%，而几乎所有不经济的方案，仍能达到最终的安全。

采用概念性设计的最终结果不仅能提高工程师的技术水平，同时概念性设计以正确的结果为依据能够更加凸显出设计方案的清晰性和正确性，更能反应结构的概念设计经济性，避免后期设计中产生不必要的复杂计算。

4.新疆乡镇工程中结构概念性设计的思想

结构的概念性设计应该是：“实践研究→调查分析→总结评估→运用”的过程。

实践研究：对概念性方案进行实践，这个阶段的主要任务是通过工程经验作为数据支撑，把概念性设计用在工程模型中加以实践。

调查分析：对概念性问题进行深入研究，提出解决对策，从而通过工程实践把结果用图纸的方式表述出来。

总结评估：作为评估概念性方案的最重要步骤，总结评估的目的，就是为了通过对比综合评估，最后能选择出一个最佳的方案以期获得最经济最安全最合理的可行性方案。

5.新疆乡镇工程中结构概念性设计的运用

汶川地震中大量的预制板构件坠落导致了地震中的灾难，许多地方政府因此而命令禁止使用预制板，全部改为现浇，但是现浇工程量大耗时长，现场劳动力耗损更大。概念性设计是运用思维和判断力有效解决结构设计问题的有效方法，但是结构概念性设计要求兼顾均衡。

5.1结构方案的选择

结构方案的选型时概念性设计在结构设计中最突出的应用，特别是高层结构设計中对概念性设计更加注重。

结构在承受极限荷载的作用下不至于破坏的前提是各个构件之间能够协调工作，共同受力。这就需要进行合理的结构选型、立面布置和整体的规则性的选用，选择抗震和抗风且能够有效承受荷载的结构体系，避免局部突变和扭转，加强对薄壁位置的加强措施，并加强其他构造措施的处理。

？巴里坤县大河镇公租房建设项目，由于项目是公租房，所以在结构设计初期，根据概念性设计，构思结构体系选型，然后进行对比，最后结构选型就可以设定为普通的小跨度砖混结构。

5.2合理的选择建筑材料

建筑材料作为建筑设计不可或缺的原材料，是构成建筑的物质基础。材料的强度不足，再美的建筑业承受不了荷载，如何在结构设计中对建筑材料进行概念性设计和选择，是每一个结构设计师所面临的重要问题。

建筑材料在不同的部位要求具有不同的性质，比如强度、刚度和稳定性，库尔勒市三河贯通一期B段鸿雁河永安塔工程，在材料的选择上，主要是根据材料本身的性质而进行筛选，钢筋、混凝土作为常规优先选择材料为概念性设计都基本包括在内，钢筋在混凝土中主要承受拉应力，变形钢筋由于肋的作用，和混凝土有较大的粘结能力，因而能更好地承受外力的作用。

5.3荷载的优化

在一般人眼里，恒载是恒定不变的，但是在优秀的工程结构师眼里，恒载是可以选择和调整的。而在地震频发区的多层建筑，首先要考虑的是如何用较小的代价达到最好的抗震效果，答案是“减轻自重。”

？吐鲁番地区中等职业技术学校5号、6号宿舍楼建设项目、？和静县第三中学食堂及配套附属工程，结构概念设计中使用质轻的材料减少自重，采用轻质材料，有效的预防地震作用的同时还可以减少其他材料的耗损量，造价减少的同时质量也有所提高。

6.新疆乡镇工程中结构概念性设计的思考

工程结构中的概念性设计是建筑业在新形势下提出的新理念，所以缺乏一定的专门研究。这需要再不断的工程实践中应用、研究、总结和发展。

我国的乡镇、城市发展水平过快，政府一味的追求成果，必定会导致结构师在满怀信心之后做出很多“狂妄之作”。

概念性设计在使用的过程中，其实有一定的冒险性，因为最初都是“大胆的猜想”而已，缺乏充分有效的论证，所以在对结构设计的过程中，如果把握不足也会酿成大错。

7.结语

概念性设计是结构设计发展过程中为满足工程建设的需要运用而生的必要产物，但是其运算过程中有时精度不高，不能准确的预判建筑结构的实际，所以需要结构工程人员在运用过程中结社设计进行有效的处理和构造。

但是，随着概念性设计的不断推广，其广泛应用越来越被人们所青睐，今后必将成为结构设计的主流思想，最终为国家的经济和社会发展有不菲的贡献。因此，如何研究概念性设计的运用和发展，这需要我们不断的加以学习和总结。

参考文献

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