探究建筑结构设计中概念设计的应用

于谢缘

摘要：建筑结构设计中的概念设计是设计师想象力和创造力的集中体现，具有计算机程序设计无法达到的高度和价值。本文介绍了概念设计在建筑结构设计中的重要作用，分析了建筑结构设计中概念设计的应用，以期为建筑设计人员提供参考。

关键词：建筑；结构设计；概念设计

中图分类号：TU97 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）004-000382-01

概念设计是一种战略性的宏观设计，一般从整体设计的角度出发、并不经过精细化的计算，只是为设计确定出原则性方向和概略性的框架。概念设计常常是设计师创造性思维的具体体现，是设计师将模糊、感性的设计灵感落实到清晰、理性的设计方案的过程。对于建筑结构设计中的概念设计而言，它往往针对既有的程序化计算式设计手法无法解决的问题而存在。建筑设计师综合考虑建筑整体与局部的相互依存关系、自然环境与地质现象对建筑可能造成的潜在性损害以及建筑实验结果和以往的实际工作经验等多种因素，为建筑确定出方向性的设计思路和基本结构，进而从总体上掌控建筑结构性设计走向及从原则上解决潜在风险问题。

一、概念设计在建筑结构设计中的重要作用

在建筑结构设计中强化概念设计首先能够确保设计总体方向的正确性。建筑设计师依据自身掌握的理论知识和工作经验，结合建筑实际情况选择正确的设计原则进行设计，从宏观角度保证了设计方案定性的正确和准确。总体方向的正确保障了后期细节设计的正确和安全。其次，设计师的概念设计能够在很大程度上确保最高的性价比。建筑设计师的经验和创意能够规避计算机设计的缺陷和错误，并灵活选择最适宜的设计方案以达到用最少的费用实现最好建筑效果的目标。第三，优化方案、提高水平。建筑设计师能够充分借鉴前人设计作品的经典和精华应用于自己的概念设计，通过总结和提练不断优化设计方案，再利用自身的创意和想象实现进一步突破，这一再创造过程的不断进行可以提升整个设计行业的整体水平。

二、建筑结构设计中概念设计的应用

（一）选择最合适的建筑地点

选址适宜与否直接关系到建筑后期施工和使用，合适的建筑地点既能确保建筑的安全性，避免“在沙滩上筑高楼”的潜在危险，又决定着建筑投入使用后的实用性、舒适性，还在很大程度上决定着建筑工程能否实现预期的经济效益和社会效益。建筑设计师的概念设计中首要考虑的就是选择最合适的地点，选址的首要原则是安全，尽量避免在缺乏稳定性的地质构造带上进行建筑施工，如果必须在具有潜在危险的地质构造上开展建筑施工，则须预先设计好避免或解决危险的方案和措施。其次，设计中还须兼顾照明、采光、防火、降噪、高度、间距、退界、通视等因素。合适的建筑地点可以在很大程度上确保工程在预定的工期内顺利进行、降低修改设计方案的机率、有效进行成本控制、减少不必要的费用支出、提高施工效率、保证工程质量。

（二）选择最合适的地基

确定建筑地点后，地基的正确选择决定着建筑主体施工能否顺利进行。地基的选择须兼顾地质构造和建筑具体要求综合选择，对于近年来较为流行的高层建筑而言，箱形地基是应用最广泛也是最合适的地基类型。由于箱形地基整体的强度适宜，可以将地面高层建筑的巨大载荷较平均地传导到地下基础构造中，避免地基沉降出现不均衡的问题，使高层建筑嵌固良好，保证了建筑整体的稳定性，使建筑的抗震、抗灾能力得以提升。

但对于地质条件相对较差的地点而言，若地面建筑层数较少，结构也并不复杂，则可以选择桩形地基，这类地基适宜于土质松软的建筑地点，通过采取桩形地基加固原有的天然土层，可以确保地面建筑的安全性和稳定性。若是土质本身较差而地面建筑自重又大的建筑则需要选择筏形地基，这种地基强度大，且呈整体分布构造，可以将地面建筑的巨大载荷较平均地传导到地基上，同时也能解决沉降不均衡的问题。

（三）选择最合适的主体结构

多数建筑的主体结构在概念设计时均会遵循简单和对称的原则，少数特殊建筑即使难以实现完全对称，至少也必须结构合理。选择最合适的主体结构的主要目的也是确保建筑的安全和稳定，主体结构合理则可最大程度减少扭力和侧力。合适的主体结构能够帮助建筑中的非结构性部件在相对稳定的状态中发挥作用，降低非结构部件受损的风险，使建筑耗材维持在合理的消耗范围内，从而控制成本和费用。最易实现主体结构简单和对称原则的结构是简体框架和剪力墙两种结构类型。而主体结构的对称也需根据建筑实际情况因地制宜开展设计，比如通过调整“三心”（刚心、质心、形心）至最接近值可以最大程度实现主体的对称结构。

（四）设计最适宜的减灾抗震对策

现代化建筑对于减灾抗震的要求越来越高，在现代建筑概念设计中，应设计多重最适宜建筑本体的减灾抗震措施，以尽量避免或降低不同地质灾害对建筑造成的损伤。比如预先在主体结构中设计若干冗余构件，当地震或其他地质灾害出现时引起建筑物出现强烈震动，预设的冗余构件首先发生变形甚至折损，使震动能量得以消散，同时，冗余构件在震动出现时自行停滞，阻止了地质灾害与建筑物发生共振效应带来的二次损害。

三、结束语

计算机技术的深入应用使概念设计越来越淡出了建筑结构设计领域，大量建筑设计师过于依赖计算机开展结构设计的弊病潜藏着相当的隐患。重视概念设计在建筑结构设计中的应用不仅可以提高建筑的安全性与稳定性，而且能够发挥设计师的想象力与创造力，进而提高建筑设计师队伍的整体水平。