概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用研究

摘 要：在建筑结构设计中实现概念设计与结构措施的有机统一，有助于有效控制建筑施工成本，构造出更为科学、完整、安全的建筑结构系统，提高建筑整体质量。本文从五个方面阐述了概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用：在建筑结构设计中采用联合工作，应用概念设计与结构措施提升建筑材料利用率，应用概念设计与结构措施优化建筑工程结构布置，概念设计在提升建筑物抗震能力方面的应用，针对建筑物结构强度要求设计结果措施。

关键词：概念设计;结构措施;建筑结构设计

随着经济社会的飞速发展，城市化水平的提高，建筑行业的也获得了巨大的发展动力。现代化城市建设中，人们不仅对建筑质量提出要求，更是对建筑结构设计给予了更多的关注。概念设计与结构措施，是建筑设计的重要组成部分，概念设计强调技术人员在设计规划和初期建设中对建筑结构的安排，它是影响建筑结构设计效果最基础、最关键的因素;而结构措施则根据概念设计，对建筑结构进行施工安排，是体现概念设计的主要环节。基于此，在建筑结构设计中，加强概念设计与结构措施的应用则是现代建筑设计者需要深入思考的问题。

1 概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用概述

概念设计在建筑设计中占据重要位置，在我国建筑设计发展历史中，概念设计一直是检验设计者专业素养的重要因素，而通过设计过程，设计者不仅能够呈现精确的计算数据，确保建筑结构真实、精确，同时也能够结合实际完善结构方案，最大限度发挥建筑设计的功能。随着现代建筑行业的不断发展，概念设计在建筑结构设计中的应用也受到越来越多的重视，通常在建筑结构设计中，高品质的概念设计能够从整体上规划建筑结构，并对建筑的安全性、实用性提出要求，同时有效控制建筑施工成本，确保建筑工程的经济效益。

结构措施是实施概念设计的重要方案，在建筑结构设计中，结构措施通常依照概念设计进行，因此，二者相辅相成，相互影响。在现代建筑设计中，设计者在采取结构措施的过程中，需要选择合适的建筑场地，分析场地的地貌地形，合理选择结构材料和建筑构件，这样才能确保建筑结构的稳定有效，并呈现概念设计效果^[1]。

2 概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用分析

2.1 在建筑结构设计中采用联合工作

在建筑设计中，为确保各结构之间具备足够的承重能力，减少因负荷过大造成的结构损失，需要结构之间的联合作业。通常来讲，现住建筑结构的联合工作需要设计者地基设计与上层设计上达成一致，并在结构安排中对结构构件的称重能力进行分析，在高层建筑中，结构构件的称重往往决定着建筑物的稳定性，因此，在结构设计与联合工作中应尤其注意。在现代城市建筑中，建筑物的高度不断增加，这就需要地基设计中增加支撑短柱的数量，并合理控制底部称重柱体的横截面面积，保证压力分散，稳定底层结构;此外，设计者还应从结构设计上形成减缓水平方向压力的方案，避免随着建筑高度的增加出现变形或调转的问题，提高高层建筑侧面抗压能力，维持建筑物的稳定性^[2]。

2.2 应用概念设计与结构措施提升建筑材料利用率

用最少的投入建成最佳的建筑物是设计者和建筑企业的共同追求。通常来讲，在建筑结构设计中，建筑材料的利用效率决定着施工工程中的协同程度，二者呈现正比关系。基于此，在建筑结构设计，如何有效控制建筑材料的投入，提高利用效率，则需要设计者在概念设计中队各种结构材料进行深入分析。例如在梁类构造的设计中，设计者应分析截面梁矩形的特点，了解当前这种组织构件利用率偏低的现实，并找出其中原因，即在梁类构造建筑中截面梁的应受力显著，使得材料靠近中轴部分受力弱，降低了构建的存在价值;此外，截面梁的弯矩的变化比较灵活，通常需要根据梁的长度进行调整，这样则再一次降低了截面梁的。针对这一情况，设计者应针对梁类构造进行整体设计，围绕截面梁的组件构建进行弥补，确保其在中心轴中发挥作用，并提高材料的利用率，实现建筑结构的有效协调。再如在砼材料的运用中，为提升钢材料和混凝土的利用效率，设计者可以针对建筑结构内外差异，完善建筑框架，利用钢筋架构约束混凝土的利用，在保证砼材料的硬度同时，也提高材料利用效率。

2.3 应用概念设计与结构措施优化建筑工程结构布置

概念设计需要根据一定规格对整体建筑工程结构进行科学布置，一旦工程结构不知不合理，建筑结构在施工中也会出现隐患。建筑工程结构布置与工程的抗震性密切相关，通过对我国地震灾区一些受损的建筑物结构观察与分析来看，L形平面布置的建筑物受损程度通常较大，此外，一些建筑物如果在结构布置中没有按照一定的规格，在外力作用下会出现变形，从而影响建筑区安全。基于此，在现代建筑工程结构布置中，设计者应强调概念设计的应用，尽量选择立面简单、均匀对称的布置方式;在结构措施过程中，应根据场地限制，合理调整布置方式，有效协调不同结构的受力情况，并结合实际设计需要采取强化措施，以提高建筑工程设计的科学性，保证建筑工程的安全性。

2.4 概念设计在提升建筑物抗震能力方面的应用

我国地形结构复杂，一些地区地震多发，而提高建筑物的抗震能力，则成为建筑结构设计的关键内容。概念设计对于建筑物抗震能力有着直接影响，例如设计者在分析建筑物强柱弱梁和底部加强区的过程中需要结合概念设计的相关数据与方法进行考量，这样才能有充足的证据表明建筑物的抗震能力。现代建筑的抗震体系设计相对复杂，水平构件和竖向构件形成的框架，能够有效分散外界力量对结构造成的冲击，从而形成完整的抗压力体系。当然，抗压力体系的好坏直接影响着建筑物质量的高低，因此，在概念设计过程中，相关人员应根据建筑物抗震等级要求，对结构进行安排，确保科学的结构布局，同时依据概念设计对构建的细节进行预估，提高建筑结构的规划性，确保建筑物抗震体系的建设。

2.5 针對建筑物结构强度要求设计结果措施

在外界压力下，建筑物会产生伸缩缝、沉降缝等各种裂缝，这不仅影响了建筑物的外观，更增加了影响了建筑结构强度，造成安全隐患。在建筑结构设计中伸缩缝的存在是为了防止建筑物因为外界环境而产生热胀冷缩进而使墙体开裂，因此，在结构措施中，设计者应根据建筑物规格要求设计变形缝。例如设计伸缩缝时，通常沿建筑物长度方向每隔一定距离或结构变化较大处在垂直方向预留缝隙，将基础以上的建筑构件全部断开，分为各自独立的能在水平方向自由伸缩的部分。这样基础部分受温度变化影响较小，并不会断裂;设置沉降缝时，则应该将建筑的基础、墙体、楼层及屋顶等部分全部在垂直方向断开，形成独立下沉的刚度单元，防止建筑物在沉降中出现缝隙^[3]。

总之，在现代建筑结构设计中，设计者应该通过概念设计，确保建筑结构数据的准确、真实、有效，结构施工做好科学指导。在结构措施应用中，建筑施工的安排对于概念设计的依赖性较强，而设计者应该从概念到实践的过程中，明确二者的联系，在建筑结构设计中实现统一，这样才能有效控制建筑施工成本，构造出更为科学、完整、安全的建筑结构系统，提高建筑整体质量。

参考文献：

[1]宋倩.建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用探析[J].工程技术研究，2019（11）.

[2]刘红涛.概念设计在结构设计中的应用[J].工程技术研究，2019（06）.

[3]章俊鸿.分析概念设计在建筑结构设计中的重要性及具体应用[J].江西建材，2016（20）.

作者简介：文景国（1987，2—），男，汉族，山东邹平人，本科，山东维航工程设计有限公司助理工程师，研究方向：建筑工程设计。