概念设计在建筑结构设计中的应用分析

中核第七研究设计院有限公司 山西太原 030012

1 概念设计的实施步骤

具体运用概念设计的过程，实质上就是一个逐步优化的过程，且整个过程是周而复始的。从整体层面上将概念设计分成四个关键步骤：①分析阶段；②综合阶段；③评价阶段；④完成阶段。其中每一个步骤都要达到预计目标才可以进行下一个阶段实施，若在其中某一个步骤发现了方案的不合理处，就需要重新实施设计、计算与评估，直至基本与既定目标一致为止。具体分析这四个步骤：①分析阶段。该阶段实质上就是搜集建筑结构设计中所出现的问题，并针对这部分问题进行分析与解决。分析阶段最大特征体现在所搜集到资料与信息均相对模糊，在分析后才能够尽量完善各类信息。②综合阶段。综合阶段是概念设计中最为关键的一个阶段，该阶段中实施概念设计的人员，运用自身经验与各个方面知识将设计方案构思出来，再以图纸的形势展现出设计方案的思路。综合阶段实质上就是将建筑结构设计师相对抽象的设计理念由具体的形式展现处理，是概念设计中至关重要的一个环节。③评估阶段。该阶段针对设计方案实施专业性的判断，评估该设计方案的可行性，该项工作是一个循环往复的工作，确保方案达标后方可进入下一环节。在评估设计方案时，首先要将功能模型构建出来，随即运用各类计算公式对比分析各个方案，最终选择一个最为经济合理、安全可靠、可行的设计方案。④完成阶段。该阶段主要是依照确定的建筑结构设计方案进行，并减少后续冗杂的计算工作[1]。

2 建筑结构设计中概念设计的应用原则

在建筑结构设计阶段，不应盲目应用概念设计，否则非但不能将其发挥出积极的作用，反而会降低建筑结构的安全性。结合实践来看，应用概念设计的时候需要遵循以下几点原则：首先，概念设计需要能体现简洁性的原则，在不影响建筑结构的美观度和功能性的前提下，对建筑物的各分支结构进行优化和改良，同时需要征询客户的意见适当调整建筑物的性能，确保建筑结构设计能高度符合设计标准。如建筑中的受力结构就可以适当以简单化的方向进行调整。其次，建筑结构设计的概念设计需要遵循整体性原则，这样才能保证建筑结构的连贯性。在建筑结构设计中，一旦一个环节出现问题对其他部分也会造成严重的影响，因此在进行概念设计的时候需要对建筑整体抗侧力能力进行测量，确保建筑能具有较强的抵抗能力，能避免恶劣天气和自然灾害对建筑本身和人们生活产生威胁。

3 概念设计在建筑结构设计中的应用

3.1 剪力墙结构的优化

①剪力墙的布置原则：建筑物周边(尤其角部)重点考虑、对齐、简单、均衡、对称、多用‘L’‘T’型截面墙，少用一字墙。②优化结构设计敏感参数：周期折减系数、连梁刚度折减系数、梁刚度增大系数、梁配筋考虑压筋的影响、梁计算配筋考虑楼板的翼缘作用等。③抗震性能与材料用量的关系如下。据统计按规范规定的弹性层间位移角限值差不多时，结构的抗侧力构件布置数量较为合理。

3.2 利用结构力学形成完整的结构体系

在针对建筑实施结构设计时，要充分运用结构力学，进行合理化计算。构件连接的关键在于组建结构体系，细致分析并解读其中每一个构件的具体承重情况，再选择具体的结构方式来确保工程中的各项应力得到良好配合。其根本依据在于物理学计算，运用有效的对策来确保工程稳定系数，使整个工程更为稳定。在确保单体构件建设质量的基础上计算整体结构应力，运用各个构件间的作用力，将结构效能的最大应力构建出来，进而更好地确保建筑整体质量和使用寿命[2]。

3.3 在建筑抗震设计中的应用

抗震设计是现代建筑结构设计中非常重要的一项内容，我国属于地震频发的国家，利用抗震设计能提升建筑整体的稳定性和牢固性，有利于帮助人们更好地抵御自然灾害的侵袭，降低地震来临时带来的风险和损失。在实际的设计阶段，需要设计人员根据当地的实际情况和设计要求明确混凝土等级，混凝土是建筑结构施工的主要材料，以此需要保证混凝土的质量和强度，从而为建筑结构的刚度和耐久度提供保障。这就需要相关人员提前对建筑工程施工区域进行地震力评级，从而为建筑结构设计提供参考依据。如果经检测当地的地震力水平较高，则需要适当增加配筋的数量，因此需要设计人员明确这两者的关系，并根据测量情况合理调整。在应用概念设计的时候，设计人员可以通过BIM 技术构建抗震设计结构模型，仿真地震发生和地震之后的场景，从而对抗震设计的可行性和合理性进行分析，对其中存在不足的地方进行完善，从而为提升建筑整体抗震性能创造有利前提。

3.4 对钢结构的优化

目前，在建筑行业中通常会用到钢结构，其不仅可以增强构件结构的质量，还可以确保在最大限度上运用空间。另外，钢结构具备高强度的特征，与混凝土结构进行搭配，能够将结构轻的优势发挥出来，还可以显著提升建筑结构的强度。钢和混凝土结构组合可以很好地预防混凝土结构变形。在实际设计的时候，结合工程建设实际情况与需求来进行科学化设计，从而促进整体工程结构设计更为科学化[3]。

4 结语

在我国社会经济高速发展的形势下，国民综合素质明显有所提升，对于日常生活中的需求也更为多样化，该种变化同样体现在建筑行业中，建筑行业随着社会的发展、百姓需求的提高而迅速提升。国民对于建筑物的要求标准更高，不仅体现在使用需求上，同时也将关注点与注意力放在建筑物整体的外观上，这势必会对建筑结构设计提出更为多样化的需求。