简析概念设计建筑结构设计中的应用实践

周泰华

摘    要：在当今社会经济持续发展的大环境下，建筑工程行业发展迅速，概念设计成为建筑结构设计中比较重要的理念和方法。基于概念化的设计，可以确保建筑结构设计的科学性及合理性，进而确保建筑工程的稳定性和安全性。文章首先阐述了建筑设计中概念设计的基本概念和特点，然后分析了在建筑结构设计中使用概念设计的必要性和重要性。最后，从抗震结构、悬索结构、钢混结构三个角度，对概念设计在价值农户结构设计中的应用实践要点进行探究。

关键词：概念设计;建筑设计;结构设计

1  引言

随着社会经济的持续发展以及城市化进程的不断加快，建筑工程的规模也在逐步扩大，对建筑结构设计水平提出了更高的要求。概念设计是建筑设计工作中十分重要的环节，包含着重要的先进理念和规范精神。在如今的建筑设计工作中，设计师不仅要根据专业知识和经验开展设计工作，还要基于科学、合理和严谨性原则，开展概念设计，进而提高设计水平。

2  建筑结构设计中概念设计的概念及发展

2.1  建筑概念设计的概念

针对建筑结构部分进行概念设计，主要是指设计师基于项目所在地环境特点以及业主要求，开展有目标、有组织以及有序的设计工作，完成符合各方面要求和规范的概念方案。概念设计的工作成果是相关概念设计方案，其中又分为结构概念设计、外观概念设计、功能性概念设计等。建筑概念设计的重点在于保证方案造型美观、功能优越、布局实用、技术先进，并且具有一定的创新性[1]。

2.2  建筑结构设计中的概念设计

在建筑设计中，结构设计是不可或缺的重要部分，决定着建筑的稳定性和可靠性。具体来讲，设计师要基于基本的建筑设计理论，对建筑中的桩基础、梁、柱等不同的结构构件进行设计，然后从局部到整体评估设计方案可行性、经济性，进而进行概念设计优化。建筑结构的概念设计，重点在于保证结构受力稳定，降低构件变形程度，进而提升结构稳定性、安全性和抗震性。而概念设计本身是一个研究性的过程，通过一系列的设计、修改和优化，逐步满足多方面要求。所以，在建筑概念设计中，结构设计是基础性部分，值得重点关注。

3  建筑结构设计中概念设计的必要性和重要性

3.1  弥补计算机结构设计缺陷

如今在建筑结构设计当中，计算机发挥着重要的作用。通过计算机及BIM技术，可以迅速对大量结构数据进行处理，协助设计师完成复杂的结构设计工作。这对如今规模越来越大、结构越来越复杂的建筑项目而言，可以全面提高设计工作效率。但是，受制于计算机软件先进性以及相关因素的影响，基于计算机的结构设计方案会存在一些缺陷或不合理的地方。因此，设计师需要使用概念设计的方法，对计算机结构设计方案的合理性、可行性进行评估，然后再基于业主的实际要求，对设计方案进行优化。在该环节中，概念设计的价值在于弥补计算机初步设计方案的缺陷，提高设计水平[2]。

3.2  进一步满足其他设计要求

在建筑设计中，结构设计是基础环节，而建筑的外观设计、消防设计、水电设计乃至内部空间布局都与其有关。在当今的高层建筑、综合性建筑项目开发中，为了满足人们越来越高的要求，需要将不同的设计内容有效结合，提高建筑的设计水平。而针对结构设计的概念设计环节，除了验证设计可行性，优化结构设计方案以外，也需要将当前的结构设计方案与其他设计环节进行结合考虑。比如，建筑消防设计需要以结构设计方案为基础，通过概念设计的方法，可以进一步判断结构设计方案是否能够充分满足消防设计的规范性需求，进而对其进行优化，提高消防设计水平。

4  概念设计建筑结构设计中的应用

4.1  概念设计在抗震结构及钢混结构设计中的应用

在当代建筑设计过程当中，建筑结构抗震设计是不可或缺的关键环节。为此，设计师首先需要详细确定建筑所用混凝土的等级和构件的相关数据，将其录入BIM系统之中，然后重点计算建筑结构刚度[3]。接着，基于对当地建筑抗震设计规范和要求的了解，计算建筑抗震标准强度，进而完成建筑结构配筋数量的确定。在建筑抗震结构设计中，概念设计的关键在于对结构配筋数量、结构刚度以及特定地区地震力的全面分析，确保其能够在达到基本抗震要求的基础上，降低资源消耗，满足其他设计要求。

如今建筑工程几乎都是使用的钢筋混凝土结构，主要是将钢材和混凝土结合，充分发挥相关材料的性能，满足建筑构件强度、稳定性、耐久度的相关要求。在钢混结构建筑中，钢筋材料可以有效约束混凝土，并作为建筑构件中平衡应力的主体，同时能够提升混凝土强度。而混凝土则有助于提高构件强度、抗震性，并有效解决建筑高层与低层柱轴压比超限的问题。针对建筑钢混结构的概念设计，主要是基于以上原理，分析建筑各个结构体、构件的基本构造，明确钢筋、钢管及混凝土材料型号，同时根据实际情况对材料工艺进行设计。

4.2  概念设计在电算分析中的应用

在如今计算机技术、信息化技术、大数据技术不断发展的背景下，计算机软件系统在建筑工程设计中的应用率越来越高。通过现代科技，可以降低建筑结构设计师的工作量，提高工作效率。而概念设计的关键在于，对电算分析完成的建筑结构设计方案进行可行性分析，明确设计缺陷。为此，设计师团队要对计算机完成的结构设计数据进行分析，并利用BIM系统的三维模拟功能，将结构设计方案模拟出来。在此基础上，设计师利用自身专业经验，结合项目环境、业主要求等，直观地分析该方案的可行性。然后，直接通过计算机在三维模拟图上进行修改优化，并再次进行验证。显然，从这一方面来看，概念设计的执行就是一个不断验证、优化、改进、验证的过程，最终目的是确保结构设计方案满足多方面的要求。

4.3  概念你设计在设计方案选择中的应用

通常情况下，为了保证方案可行性，并满足项目效益需求，几乎所有的建筑工程项目在设计阶段都会完成多个设计方案。这些设计方案的外观、结构、建造方式各有不同，需要通过概念设计的验证过程，选择最优设计方案。例如，如今高层建筑越来越多，地基结构设计十分重要。建筑地基结构设计包括基本的构造设计、施工方式设计等，而建筑结构设计师需要全面参考当地地质结构及周边环境的勘察报告，明确可能影响建筑结构和施工的环境因素，逐步探讨出一个更为合理的地基结构设计方案[4]。从这一点来讲，建筑结构设计中的概念设计，一方面可以出具多种方案，交由相关人员及单位进行评估和选择，得出最优方案。另一方面可以对相关方案的可行性进行分析，通过多方面因素的考虑，在保证可靠性、可行性的基础上，选择经济效益、社会效益更好的方案。

5  结束语

综上所述，近年来我国各地区建筑工程项目规模越来越大，建筑结构设计面临着诸多挑战。建筑结构设计师应当深入理解概念设计的内容和价值，在结构设计中灵活利用概念设计的相关方法，完成更有可行性的设计方案。在此基础上，联合技术人员、业主及相关单位，通过对概念设计方案的全面分析和评估，选择更能满足抗震性、安全性、美观性及经济效益的建筑设计方案，为建筑工程的建设与使用，打下可靠的基础。

参考文献：

[1] 丁美金.浅析抗震概念设计在建筑结构设计中的应用[J].建材发展导向（上），2020（6）：203.

[2] 赵彦峰.建筑结构设计中的概念设计及结构措施研究[J].建筑工程技术与设计，2020（13）：811.

[3] 文景國.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用研究[J].砖瓦世界，2020（8）：54.

[5] 徐鹏.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用方法探讨[J].建筑工程技术与设计，2020（9）：942.