建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用

彭顶

摘 要：结构概念设计对于建筑工程结构设计工作有着十分重要的作用，合理地结合结构概念设计和结构措施能够将建筑结构的经济性和安全性全面提升。为了进一步探究概念设计在建筑结构设计中的应用，本文以具体案例为例，分析建筑结构设计的优化措施，將结构主体损伤问题减到最小。

关键词：建筑;结构设计;概念设计;结构措施

引言

近年来，我国建筑行业得到了迅速发展，建筑工程项目的施工规模以及结构复杂性也得到了提升，对建筑结构设计工作提出了更高的要求。如果建筑结构设计不合理，会直接影响到建筑工程的施工效果跟施工效益， 甚至导致一系列安全事故。因此，相关建筑设计人员还需要加强概念设计在建筑结构设计工作中的应用力度，促进建筑结构设计的科学性和可行性进一步提高，为建筑工程的后续建设奠定良好基础。

1 概念设计在建筑结构设计中的具体应用

1.1 在施工场地规划中的应用

在建筑结构设计中，首先需要就项目的施工场地进行合理规划，为后续的工程建设施工奠定良好基础。施工场地的规划效果直接影响建筑后期的建设效果，通过概念设计的应用，能够对以往场地规划中存在的弊端进行及时解决。概念设计的全局性特征，能够帮助设计人员对地形、地质以及建筑物结构等进行综合分析与协调，基于多种方案的评估进行最适合施工场地要求的选择，减少地形地质条件因素对建筑结构设计效果所造成的影响。其中工业建筑中的钢结构厂房设计也不例外。设计者需要根据工业厂房的实际环境，生产工艺，采用合理的结构形式与方案。根据当地风压、雪压等荷载工况的不同，经过系统计算，设计出合理结构构件截面。并且图纸需要对施工材料的型号、规格、施工顺序、条件等有明确的标注，避免施工技术人员理解偏差对施工效果造成的影响。

1.2 改善结构抗震性能

在现代建筑物中，从设计评估上来看，就结构设计而言，抗震能力属于很重要的衡量指标。为改善结构抗震性能，就应基于概念设计，联合结构措施转变设计思维，积累设计经验。在本项目中从概念设计实践经验出发，集中采取措施来提升建筑结构的实际抗震能力，具体思路如下。

（1） 认真分析本项目中涉及的防震数据信息，并逐一讨论会影响关联性的基础因素。最后认为在规范其余客观条件一定时，控制建筑原材料的质量安全属于增强建筑结构实际抗震能力的重要工作。所以，在开始施工前应从现代产业链思想出发，将建筑原材料作为项目专题设计内容之一。

（2） 根据项目立项，先全面考察结构设计涉及的参数及有关防震数据信息。在拟建目标中，根据定位要求来调研市场，主要涉及原材料种类、名称、性能、规格、构成、工艺、缺点、售价等内容。再基于试验分析比较样品，并统一确定所选原材料。（3）提出和生产要素一致的原材料验收基础指标、使用指标、生产指标，并在各层次结构的规划设计中加以灵活运用，以确保材料质量安全。（4）按照概念设计经验，逐一列举施工环节所对应的“作业要素、建设指标”总清单，进而提前预防施工中的不良偷工减料或刻意压低原材料投入的现象，以全方位控制建筑结构的整体安全性，真正改善建筑结构的实际抗震性能[3]。

1.3 在协同工作中的应用

协同工作是结构设计的重要概念，要求在一个建筑结构内部，各个构件能够承担极限状态下的外力荷载，且不会对建筑结构造成破坏。因此在考虑建筑结构的协同工作时，设计人员需要通过概念设计的方式，强化构件之间的配合力度，使得建筑物中各构件的作用都能够得以充分发挥。此外，协同工作还体现在各个结构构件在受力中具备分工均匀的特性。建筑结构设计人员需要在结合建筑项目整体需求的基础上，加大对建筑结构刚度等参数的重视力度，在保障建筑结构承载力能够满足建筑物的功能需求基础上，进一步提高建筑结构面积的占有率以及平面利用率，有效减少建筑项目在后续工程施工中产生的建材损耗，对建筑工程项目整体施工效益的提升具有积极意义[2]。

1.4 结构设计中提高材料利用率

在结构设计阶段，结构措施在设计师的工作中起着重要的支点作用， 它能保证结构设计工作的完整性，并能有效提高设计师在结构设计活动中的工作能力。在设计阶段，结构措施的关键作用是能有效协调设计师在各方面的设计工作。在施工和措施组织设计工作中，可以充分保证建筑结构的稳定性，并可以有效提高建筑材料的利用率。另外，设计师必须在保证设计效果的前提下减少材料重量和材料成本，使设计工作能够满足低碳环保要求。

例如具有矩形横截面的压缩构件利用率低，这是因为梁在特定的施工阶段更容易改变，并且材料利用率不足，而通过概念设计和结构分析，可以对梁截面的变形梯度进行科学合理的改变和调整，从而在轴向力不确定的情况下可以显著提高材料的利用率[4]。

2 概念设计与结构措施的应用优化措施分析

2.1 提升设计人员能力以及设计方案内容

建筑工程结构的稳定性和设计效果直接受到设计人员结构设计水平和资质能力的影响。为此，应当加强设计人员专业能力的提升，从而达到优化设计方案内容的效果。设计人员需要加强对建筑结构工程整体实际情况的分析，明确掌握当前建筑结构工程的抗震性能需求、主体构造强度情况，定期参与学习培训，积极提升自身的专业水平和业务能力[1]。

2.2 协调整体布局

钢结构设计要与整体的生产模式相匹配，这是保证企业正常生产的必备条件。所以设计者要充分考虑工业厂房的实际用途，设计更加经济实用并满足生产工艺的钢结构工业厂房。所以在通常情况下，设计者要根据生产需求，在满足厂房墙体厚度和高度的条件下，合理分布钢结构支架，保证整个厂房结构受力均衡。相关工作人员在进行具体项目设计之前，需要充分了解工业厂房生产需求，确保结构布置和生产工艺可以为对方提供一定的便利条件。在设计工艺布置图之前，建设方必须提供工艺图，确保设计师能够充分理解工艺布置和柱间支撑位置的关系，与此同时，还需要确保工业厂房结构能够最大程度满足需求，进而保障整体结构具有更高的合理性和安全性。除此之外，在具体设计过程中，还需要对钢材性能加强重视，在选择应用钢材时，相关人员必须对其整体工业设计方案全面掌握， 基于具体要求进行钢材采购，保障厂房整体性能[5]。

2.3 优化结构计算

随着现代技术的不断发展，钢结构工业厂房的设计，设计人员根据现场的测量结果，会利用相关的计算机软件，对不同的要求进行相关计算， 从而得出不同的验算结果，计算过程更加全面和精确，不仅提高了工作效率、施工效率，也能核算比选出最优方案，减少了反复修改方案的次数[5]。

结束语

在建筑结构设计中要确保结构设计计算结果的有效性和可靠性，并将概念设计和结构措施融入到设计工作中。另外，建筑物的实际建筑过程也应更加高效，以确保概念设计与结构设计及措施充分互补并发挥应有的作用，从而使概念设计和结构措施协同工作，以构建更加科学、完整的建筑结构体系，达到节省建筑原材料的目标。

参考文献：

[1] 陈立新.探索概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用[J].居舍， 2019，（14）.

[2] 王少峤.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].建材与装饰，2020，（18）.

[3] 农宇春.评价概念设计在建筑结构设计中的应用[J].低碳世界，2021，11 （1）：96-97.

[4] 张锋.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用研究[J].建材与装饰，2021，17（3）：108-109.

[5] 刘轩铭，王海.工业厂房结构设计中钢结构设计的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2020，（8）：134.