结构概念设计中若干方面
浅议建筑结构设计中的概念设计及结构措施
上部 以及 基础之 间相互 的联 系进行 处理 ,确 保上部 以及基础 能够变成整 体 。例 如,在建 筑工程 的砖混结 构里 ,则要 借助构造 柱 以及 钢 圈组成 的结构要 避免 由于结构刚度 不足而 造成沉降不均匀的情况 。 另外 ,协同合作还能够有另外一种含义 : 倘若建筑 结构受 到一定压 力时 ,建筑 结构全 部的零件都 可 以受 力均匀 ,应 力水平保 持在 相对 高的状态。高层建筑 结构在进行设计时 , 首先防止 出现采取 短柱 的情况 ,尽可 能的确 保应力水平 在柱子 与柱子之 间均基本 相同 , 保证在相 同时间 内承 受最大 的压力 。随着 建 筑物往越来 越高层 建筑 结构 发展,在 具体工 作过程 中,地基 的受力面积会 跟着水 平方 向 与竖 向出现 强度 的负荷 能力而 增大 ,造成高 层建筑结构 地基发 生短柱 的情 况, 为了能够 将该 问题彻 底解决 ,应该讲 竖槽设置 在柱子 的截面上 ,采用 田形柱 的形 式代替矩 形柱 , 促进建筑 结构负荷 能力得到提 高,避 免出现 短柱 的情 况,在确 保建筑物 同层水平 柱受力 能力 的同 时还 可 以提 高 结 构承 受 重 量 的能 力 。相对 于现今 的发展状况 来说,仍 然无法 全 面 的 研 究 建 筑 结 构 跨 梁 的限 制 水 平 , 因此 , 首先要充 分 了解相 同的水平框 架 中共 同存在 着长短柱 ,对建筑 结构来说 是没有优 势的 。 对于短跨 梁承载 的应力水平 ,竖 向地 基的符 合能力根本没有任何作用 。
结构的设计应该包括那几方面地能力
结构设计应该包括那几方面的能力?
From okok ,made by mouselin
一:根底知识
1:对材料性质的认识;
2:对结构受力性能的认识;
二:计算分析能力
是否能熟练应用设计、制图软件已经成为现代结构设计者的根本能力之一。
于结构软件的熟练操作和设计、分析能力,对软件计算结果的正确性的判断能力
除应用外,设计者应了解设计软件的理论依据,不单纯依赖软件,对软件设计不合理之处能够与时发现并运用理论知识进展优化。
三:结构力学概念
对实际结构有较为清晰的力学概念,对结构的力的传递,分布有较为深刻的认识,
四:构造设计能力
对结构设计中的一些构造措施是怎么样工作的,有较为深刻的认识
有许多刚出校门的设计师往往只重视结构计算而忽略结构构造。为此,平时要多收集资料,学习各种构造做法,并注意各不同地区的习惯。结构计算有一点误差未必是致命的错误,而构造的错误往往是致命的。
五:施工等等一些实际经验
得有一定的施工经验,这样搞出来的图纸才好施工
六:工艺
结构设计在满足功能外还要考虑其工艺性,大家知道结构设计的结果对产品零部件的生产本钱与质量有着不可低估的影响。因此,在结构设计中应力求使产品有良好的加工工艺性。
七:处理矛盾
设计应力求外观造型和经济性的统一,在二者不能兼备的情况下设计人员应有能力根据客户要求,施工技术,施工环境等个方面综合考虑,合理地解决其矛盾,尽量达到〞物美价廉“!
八:造价/优化能力
对所做设计之造价的掌控能力。节约能源、优化投资是结构设计的社会责任之一,如何通过调整结构体系、优化设计方案、更换材料来降低造价应是结构设计的原如此之一。
概念设计的主要内容及其设计原则
概念设计的主要内容及其设计原则
概念设计的主要内容及其设计原则我国的塔是古代建筑中的典型代表,与埃及金字塔相比,我国古代的塔建筑形式和结构上已经有相当高的水平,大多采用木结构与砖砌,有一些塔经历了数千年的风吹雨打,甚至经历了强烈的地震而保留至今,足见其结构的合理、工艺精良。但是古代建筑是宗教和权力的象征,是纪念性建筑,其空间实用性很小,高度也受到限制。
随着人们对建筑功能要求的多样化,高层建筑类型和功能愈来愈复杂,结构体系日趋多样化,出现了各种形式的多塔、错层、带转换层、楼板局部大开洞的结构类型。概念设计的重点在于方案设计阶段。高层建筑在本质上是一个竖向的悬臂结构,垂直荷载使建筑物产生轴向力与建筑物的高度大体为线性关系。
1概念设计的主要内容
1.1包括以下4个方面:
结构平面形状和立体体型的选择,平面形状宜简单、规则,避免过多的外伸、内凹,以预防地震时产生大的灾害。建筑结构尽量对称,建筑的平里面刚度不对称,地震时产生扭转破坏。尽可能满足建筑竖向均匀布置,立面设计中优先考虑几何图形、楼层刚度变化规则匀称。对于任何平面形式的高层建筑,抗力结构的布置原则都是尽量使平面的质量中心接近于抗力结构的刚度的中心。承载力和刚度在平面内及高度尽量均匀分布,避免突变和应力集中,有利于防止薄弱的子结构过早破坏、倒塌,使地震作用能在各个子结构之间重分布,充分发挥整个结构耗散地震能量的作用。在实际工程中,质量分布不可能做到绝对均匀因此不可避免的会产生扭转效应,这时,除了考虑结构的平面对称以外,要通过结构抗力构件的布置来提高结构的抗扭能力。研究表明,把所有立柱放在建筑平面的四周,比立柱均匀分布或集中布置在内部更能提高结构的抗扭能力。因此,布置抗力构件,如柱、剪力墙时,应尽量往四周布置。分析结构的破坏机制和过程,以加强结构的关键部位恶化薄弱环节,预估和控
建筑结构概念设计的理念及方法
建筑结构概念设计的理念及方法
摘要:随着基础设施建设的全面开展,建筑行业获得良好发展,建筑质量与建筑技术获得相应的提升,同样也对建筑结构设计有着更为严格的标准。基于此种背景下,概念设计基于自身优势特性在建筑结构设计中获得有效应用。概念设计从思想、方法与理论等方面,均为建筑结构提供良好的技术平台。所以,概念设计与结构措施在建筑结构中的应用,有着非常重要的作用和影响,使建筑结构设计更具科学性、合理性以及稳定性,以此建筑结构设计水平得以切实有效提升。
关键词:建筑结构;概念设计;理念;方法
1概念设计的含义和方法
概念设计是一种帮助设计师实现建筑结构设计多元化需求的主要方式,是建筑设计人员立足自身的设计经验、理论知识和需要设计的建筑项目工作核心开展的设计工作,其不仅对整个建筑的抗震结和整体建筑布局开展规划,还在建筑项目机构设计的起始阶段对设计计划开展概念性的分析预算对比。这种先进的设计方式准确性高并且设计概念明确,更加便捷,进而让施工单位在实际工作增加经济效益,更好地发展企业。实际设计工作中,要不断利用概念设计的方式扩大建筑结构设计的质量,利用先进的设计方式,制定出更加科学合理的设计方案,保障工程项目能够顺利完成。
通常情况下把概念设计的工作方式细化为分析、综合、评估,分析是对项目开展全面了解,综合了解问题,但是会出现概念设计分析数据不完全、不够准确问题模糊不清的状况;后续的综合阶段就是相关建筑工程师,把自己已经掌握的理论概念和现实情况充分融合,再利用自身的思维能力和创新思维做到建筑项目工程的设计工作;在最后的项目评估阶段就一个各个设计方案之间进行比较选择的环节,这是一个能够循环进行的过程,直到出现能够满足设计师和客户要求的方案为止。设计师在开展评估工作中要积极主动地借助各种辅助工具强化评估质量,进而构建出符合自身经济条件和技术条件的建筑结构设计方案。
结构概念设计
结构概念设计
结构概念设计是指在产品设计过程中,对产品的整体结构和组成部分
进行概念化设计。它是产品设计的重要环节之一,对产品的外观、功能、性能等方面都有着重要的影响。
在结构概念设计阶段,设计师需要考虑多个因素,包括产品的使用场景、用户需求、材料成本等等。通过对这些因素进行综合分析和权衡,设计师可以确定出一个最优化的产品结构方案。
在具体实施中,结构概念设计通常包括以下几个步骤:
1.需求分析:首先需要了解用户需求和市场趋势,确定产品应该具备哪些基本功能和特点。
2.形态探索:通过手绘草图、3D模型等方式进行初步探索,并尝试将不同形态组合在一起,寻找最佳组合方式。
3.方案筛选:从多种形态中筛选出最具可行性的几种方案,并进行初步评估和优化。
4.详细设计:对选定的方案进行进一步细化和完善,包括各个部件的尺
寸、材料、加工工艺等方面。
5.模型制作:根据详细设计图纸制作产品模型,进行功能测试和外观评估。
6.方案优化:根据测试结果对方案进行进一步优化和调整,尽可能地满足用户需求。
总之,结构概念设计是产品设计过程中至关重要的一环。它不仅能够直接影响到产品的外观和性能,还可以对产品的成本和生产效率产生重要影响。因此,在进行结构概念设计时,需要充分考虑多个因素,并进行全面综合分析和权衡。
探讨结构概念设计的几个问题
探讨结构概念设计的几个问题
摘要:本文主要阐述了建筑结构设计中概念设计的的应用方面相关的几个问题,包括概念设计的主要内容、其重要性与必要性以及概念设计在一般结构和高层结构中的应用及其具体的设计措施。
关键词:建筑结构;概念设计;结构体系
随着市场经济的发展和人们生活水平的提高,对于周边无论是日常生活还是工作方面的建筑结构的设计都有着越来越高的要求,如何使建筑设计更加经济适用、安全可靠,是当代建筑结构设计中需要考虑的重要问题。在建筑结构的设计中采用概念设计的思路来发挥结构工程师的创造力,开拓建筑结构设计的前景,具有非常重要的实践意义。
1.概念设计的主要内容
建筑结构设计中的概念设计问题,首先要明确建筑结构设计的定义,它是指在结构工程师将实践中提炼出的各种结构元素通过语言表达出建筑从整体布置到技术和经济分析、以及计算、构造、制图等方面的工作,以达到建筑物经济、安全、耐久等功能的优化。其整体可以分为结构方案、结构设计和施工图设计三个阶段。概念设计则是结构工程师在设计过程中根据个人经验对于整体建筑结构宏观把握的前提下进行整体定型设计的过程,具体说来就是从结构总体方案之始,在特定的地理条件以及建筑空间的条件下,以整体概念来考虑和设计结构的总体方案,在这一过程中借助结构总体、分体间的力学关系,结构破坏机理,试验和实践经验等过程中
形成的设计理念和设计原则。它主要包括在结构体系的选择上注重结构的规则性,选取抗风和抗争性较强的结构体系;在结构布局上整体结构在刚度、质量和承载力上都能均匀分布,尽量避免不规则方案的使用;在结构构件上选取刚度和承载力较强,同时延性较好的构建;在结构连接上不只要保证结构的连接节点延性好,稳定性较强,还要保证建筑的附属构件以及机电设备等布置不会对主体结构构成不良影响。[1]
什么是结构概念设计?
什么是概念设计?
概念设计的一个方面:
当你在设计中,能够把结构看作构件,把构件看作结构,你就已经走近概念设计了。
把结构当作构件,比如,一栋大厦的结构就是一根悬臂梁,一座桁架大铁桥就是一根连续梁。
把构件看作结构,比如,一个H型钢构件是由3块板组成的结构,一个钢管相贯的节点就是一个空间结构。
对构件特性的把握:
比如,钢管适合做二力(压)杆,不适合做抗弯构件。它做两端铰接柱或支撑很出色,但是很少用作梁。当一个受弯构件被选成钢管截面,且程序计算不通过时,你不应通过加大截面来满足,而是应该改用有强弱轴的截面。
如此等等,是基本的概念。
概念设计能力,不单生成于丰富的经历与经验,更是来源于对基本的力学、材料等概念掌握。同时要求结构师有开阔的视野。
概念设计绝不是抗震设计.现在国内很多人张口抗震闭口抗震,其实是因为抗震这东西没人能真正研究明白,多说说抗震才能显得自己水平高.日本搞抗震这么多年,板神地震,该倒的不是一样倒.抗震设计很重要,但建筑结构绝不仅仅是抗震而已.
所谓概念设计,个人理解应该是在开始做设计前对于整个结构的粗估,决定采用哪种结构体系;哪里需要更"刚"些,哪里需要更"柔"些;哪些部位会非常重要,设计时候必须仔细考虑;哪些地方因为具体情况不同,可适当放宽,甚至超出规范规定也不会对结构安全产生影响.在一切决定好后,着手开始进行具体的设计步骤.
记得在上学的时候,老师曾经讲过一个概念设计的例子:美国联邦储备银行大楼(时间太久了,可能并不准确)采用的是悬挂式结构,楼两端是电梯井组成的巨型柱,支撑起一个倒置的拱形结构,所有的房间悬挂在拱上(如下图),此时图中A杆受压.后来需要加层,结构师在上面放置了正放的拱,新加的房间悬挂在新拱上,此时A杆压力被平衡掉. 没有考证过此事例是否属实,但应该算的上是概念设计中的经典事例了.
结构概念设计的研讨3篇
结构概念设计的研讨3篇
(一)
一、结构概念设计的一般方法
通过案例的学习,我们总结出了结构概念设计的一般方法:
(一)做好结构体系的选型
建筑结构选型,传统上是指根据建筑的形体要求、结构布置要求、构
造要求等为其配型相应符合要求的结构体系的过程;而在结构概念设
计中,结构选型和建筑设计是一个互相调和、互相指导的关系,因此
在选型过程中还要考虑设计者对于设计构思的一些要素以及场地、客
户需求等诸多方面的约束。一方面来说,各种结构体系的形式、材料、特点和构造各有优劣之势,再加上近年来出现的一大批新型结构体系
和形式,在适应各方面需求上可谓五花八门;另一方面,建筑结构的
设计约束在可靠性、实用性、舒适性等方面也各有侧重,如场地自身
和周边条件的约束、政府有关部门的规划要求、业主关于建筑尺寸和
造价的要求、建筑功能性的要求以及相关规范的强制性指标等。因为
每项建筑结构的设计都受到了多项客观目标的影响,而且通常这些目
标之间具有一定的矛盾性,若要提高某项目标的要求,往往以降低其
他目标的要求为代价。而建筑结构概念设计,首当其冲就要考虑一种
最为合理的方案,使这些相互矛盾的客观目标之间达到一定的平衡。
所以说,结构体系的选型和优化是结构概念设计的核心。
(二)根据结构体系及其计算简图对结构进行优化
无论是常见的框架结构体系、剪力墙结构体系、筒体结构体系和框剪
结构体系,还是各种新型结构,都有着各自的结构特点。在进行结构
概念设计时,结构构件受力问题需要通过力学原理来进一步分析,有
时甚至可以通过控制变量的方式对构件的形式进行优化。通过结构受
关于结构概念设计中的若干问题
关于结构概念设计中的若干问题
发表时间:2015-03-13T11:34:52.317Z 来源:《工程管理前沿》2015年第4期供稿作者:李秀娟、秦晓慧
[导读] 强调概念设计的重要性,是因为现行的结构设计理论与计算理论中存在许多缺陷或不可计算性,
李秀娟、秦晓慧
蓬莱市建筑设计院有限公司山东265600
摘要:先介绍了概念设计在现代结构设计中的重要性,结构概念设计的一些运用;进而介绍了结构设计中的协同工作问题,以及怎样才能使结构可以更好的协同工作;最后说明了结构协同工作可以带来的经济效益,可以使结构受力合理,且避免浪费关键词:概念设计,协同工作,结构设计,刚度?
关键词:结构概念、设计
1 概念设计的重要性?
强调概念设计的重要性,是因为现行的结构设计理论与计算理论中存在许多缺陷或不可计算性,为了弥补这类计算理论的缺陷,或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点,往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解,结构工程师只有加强对结构概念的培养,才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。概念设计之所以重要,还在于在方案设计阶段,初步设计过程是不能借助于计算机来实现的,这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念,选择效果最好、造价最低的结构方案,为此,需要工程师不断地丰富自己的结构概念,深入、深刻地了解各类结构的性能,并能有意识地、灵活地运用它们。?
2 结构概念设计中的若干方面?
2.1 协同工作?
协同工作的原则也就是整体工作的原则。协同工作设计可以对材料充分利用。一般来讲,材料利用率越高(即应力水平越高),该结构的协同工作程度也越高,尤其对我国这样一个发展中国家,结构设计的目的即花最少的钱,做最好的建筑,这就要求设计时对结构材料充分利用。在结构设计中,构件材料的利用率越高,经济性也就越好。对于建筑结构,协同工作的概念即要求结构内部的各个构件相互配合,共同工作。这不仅要求结构构件在承载能力极限状态能共同受力,协同工作,同时达到承载能力极限状态,还要求在正常使用状态下有共同的耐久性。协同工作的概念还包括当结构受力时,结构中的各个构件能同时达到较高的应力水平。?
建筑结构设计中的概念设计与结构措施
概念 设 计之 所 以 重要 , 还 在 于在 方 案设 计 阶 段 , 初步 设 计 过程 需 要 结 构 设 计 时对结 构 材料 的充 分 利用 。 工程 师综 合运 用 其掌 握 的结 构概 念 , 选 择效 果最 好 、 造 价 最低 的结 构方 案 。 为
能, 并 能有 意识 地 、 灵 活 地运 用 它们 。
在 地 震作 用下 的 变形 能 力控制 柱 的轴 压 比和 改善 配 箍具 有 同样 的意 义 。 因而
采 用 密排 螺旋 箍 筋柱 或 钢管 混凝 土均 可 以提 高柱 轴 压 比的 限值 。
三、 协 同工作 与材料 利 用率
协 同工作 设 计 的另 一个 目的 , 还在 于对 材 料 的充分 利 用 。 一 般 来讲 , 材料 利用 率 越高 , 即应 力水 平越 高 , 该 结 构 的协 同工 作程 度 也越 高 , 从 优化 设 计 的
在 特 定 的建筑 空 间 中用整 体 的概 念来 完成 结构 总 体方 案 的设 计 , 并 能有 意识 地 处 理构 件 与结 构 、 结构 与 结构 的 关系 。 一般 认 为 , 概念 设计 做 得好 的结 构 工 程师 , 随着 他 的 不懈 追求 , 其 结 构概 念 将 随 他 的年 龄 与 实践 的 增 长而 越 来 越
丰富, 设计成果也越来越创新 、 完善 , 但 目前在我 国, 结构工程师在计算机结 构程 序设 计 中 , 有 时对 计算 机结 果 明显 不合 理 、 甚 至 错误 不 能及 时发 现 , 设 计 过程 中 , 完全依 赖 设计 规 范 、 结构 手 册 , 使得 设 计成 果难 以创新 。 强 调概 念设 计 的重 要 。 主 要还 因为现 行 的结构 设 计理 论 与计 算理 论存 在 许 多 缺陷 或不 可 计算 性 , 比如 对 混 凝 土结 构设 计 , 内力 计 算是 基 于 弹 性理 论
浅析概念设计在建筑结构设计中的应用_2
浅析概念设计在建筑结构设计中的应用
发布时间:2022-12-28T05:37:52.976Z 来源:《工程建设标准化》2022年第17期作者:吴宏益韦桂叶[导读] 近些年随着城市化进程的加快,城市建筑发展迅猛
吴宏益韦桂叶
柳州市建筑设计科学研究院有限公司, 广西柳州 545000
摘要:近些年随着城市化进程的加快,城市建筑发展迅猛,建筑物的数量在增加的同时其结构也越发复杂,主要是现代建筑物并非仅仅为了满足居住的基本功能,建筑物向着功能多样化的方向发展,布局样式也在不断变化,这也对建筑结构设计提出了更高的要求。建筑物的施工都是根据结构设计来进行的,结构设计的水平直接影响着建筑的质量和安全性。但是现阶段在设计方面还存在某些细节方面的问题,因此合理的应用概念设计来对结构设计进一步优化完善,最大程度避免某些不利问题,从而提升整个建筑设计品质,促进经济发展。
关键字:概念设计;建筑结构设计;应用
1 概念设计的概述
一般来讲,有关建筑学中所提到的概念设计,其本身是指在没有借助任何数值计算的前提下,通过对建筑体系以及子系统的力学研究,加上相关人员的个人经验以及试验过程,所形成的设计原则,这种设计原则具有极强的整体性与抗风险性,能够针对不同的内容进行优化处理,满足建设单位的经济建设需要。对于设计单位而言,在进行工程建设的过程中,最常使用的便是概念性近似估算,通过对该种手段的应用,能够在短时间内完成全周期方案处理,并以此为基础实现建筑结构的整体性与可靠性,方便后续开展人工计算。在效果上,概念设计所形成的方案内容,受其自身特性的影响,大多都有着极高的清晰度,在进行日常运作时,并不需要人员针对方案内容完成必要的任务,在效率方面能够实现有效的保障。
建筑结构设计中概念设计的应用
建筑结构设计中概念设计的应用
唐述桥
摘㊀要:目前ꎬ建筑工程的施工工序相对繁杂ꎬ结构设计作为其中关键组成部分ꎬ不仅决定了建筑工程能否顺利实施ꎬ还是后续建筑施工的坚实依据ꎮ除此之外ꎬ为了在最大限度上确保建筑工程自身功能得以发挥ꎬ还要确保建筑工程中的各项目做到相互配合ꎬ从而进一步保障工程的质量性与安全性ꎮ同时ꎬ这些要求促使建筑结构设计标准变高ꎬ施工单位各部门的工作进度要严格依照工程结构设计进行施工ꎬ才能确保多各项目一起稳步推进ꎬ为建筑工程质量打下坚实基础ꎮ
关键词:建筑结构设计ꎻ概念设计ꎻ应用
一㊁引言
随着基础设施建设的全面开展ꎬ建筑行业获得良好发展ꎬ建筑质量与建筑技术获得相应的提升ꎬ同样也对建筑结构设计有着更为严格的标准ꎮ基于此种背景下ꎬ概念设计基于自身优势特性在建筑结构设计中获得有效应用ꎮ概念设计从思想㊁方法与理论等方面ꎬ均为建筑结构提供良好的技术平台ꎮ所以ꎬ概念设计与结构措施在建筑结构中的应用ꎬ有着非常重要的作用和影响ꎮ
二㊁建筑结构设计中应用概念设计的必要性(一)概念设计有助于建筑结构设计方案的优化
将概念设计用于建筑结构设计中ꎬ通过将建筑的整体架构建立起来ꎬ在研究的过程中采用对比方法ꎬ使得结构设计方案更加合理ꎬ还起到完善建筑结构的作用ꎮ应用概念设计的时候ꎬ设计人员要从整体的角度出发考虑建筑结构ꎬ对于设计的整体框架充分考虑ꎬ使得设计量减少ꎬ设计压力也逐渐减小ꎬ人力资源和物力资源的投入量减少ꎮ另外ꎬ将概念设计引入到建筑结构设计中ꎬ结构设计方案更加科学ꎬ具有较高的合理性ꎬ由此提高建筑工程质量ꎮ
概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用分析
概念设计与结构措施在建筑结构设计中
的应用分析
摘要:在良好经济的支撑下,国内建筑领域及相关行业的发展越来越快,城
市内建筑数量不断增加,且建筑物的性能、质量与使用年限持续优化,造型样式
也日渐新颖。对于建筑施工而言,结构设计是初始阶段的重要组成,为了确保项
目的整体质量,首先应提高结构设计的科学性与合理性,以此进一步提升建筑产
品的使用质量。
关键词:概念设计与结构措施;建筑结构设计;应用
0引言
历经40多年的努力,我国向时代交出一份满意的答卷。经济实力的提升,
使得市场环境越来越好,这对建筑业来说是利好消息。建筑事业在如火如荼发展,各种问题也不断涌现,其中就包括结构设计问题。问题之所以会出现,根源在于
设计工作不过关。概念设计理念与结构措施一经问世就广受关注,将其融入建筑
结构中,可显著提升设计水平。为此,本文就如何有效应用概念设计与结构措施
进行研究。
1概念设计在建筑结构设计中应用的重要意义
1.1概念设计在建筑结构设计中的重要性
近些年来,建筑行业发展迅猛,在科技、经济、理念、技术等多个方面的支
持下,建筑行业逐步实现了领域内的创新,快速普及网络技术与信息技术等高新
科技,提高了施工效率,提升了建筑质量,有利于为客户提供更高端、更优质的
建筑产品。对于概念设计而言,其本身的定性化特征虽然限制了自身的发展,但
从另一个角度来看,也不失为一种天然优势。概念设计的重要意义主要体现在两
个方面,首先是由于在当前的设计理论中存在很多不足之处,例如混凝土的相关
设计等。概念设计自出现以来,有效解决了诸如内力计算与截面设计等矛盾,最
建筑结构设计中概念设计的应用何俊
建筑结构设计中概念设计的应用何俊
发布时间:2021-09-13T06:53:44.791Z 来源:《建筑科技》2021年9月下作者:何俊[导读] 概念设计大体上分为建筑概念设计和结构概念设计两部分,两者相互影响又相互融合。结构概念设计是结构工程师根据自身对结构概念的理解结合实际工程经验,进行建筑和结构的总体布局并确定细部构造的过程。四川省建筑设计研究院有限公司何俊四川成都 610000
摘要:概念设计大体上分为建筑概念设计和结构概念设计两部分,两者相互影响又相互融合。结构概念设计是结构工程师根据自身对结构概念的理解结合实际工程经验,进行建筑和结构的总体布局并确定细部构造的过程。关键词:概念设计;规则性;多道防线;延性
1.方案构思阶段
建筑和结构是密不可分的,结构工程师通过与建筑师充分沟通,深入理解建筑师的设计意图和设计理念,综合考虑实用、美观、经济、结构方案合理等因素,确定合理的结构体系,具体体现在以下方面:
(1)实地踏勘现场,对项目所在地的自然条件(如:抗震设防烈度、基本风压、水文地质情况、地形地貌)进行了解;
(2)对建筑方案要求的建筑功能、使用主体、立面风格进行深入了解,初步确定结构方案;
(3)根据结构方案进行试算,初步确定主要竖向构件、抗侧力构件、耗能构件、水平受力构件的尺寸和位置,以便于建筑专业对空间尺寸、通风采光、消防等各方面的功能要求进行深化;
2.抗震概念设计的基本内容
2.1场地选择
地震对建筑物的破坏是通过场地、地基和基础传给上部结构的,同时,场地、地基和基础又上上部结构的支撑体。不同的场地条件下,建筑物的震害是有明显不同的,选择有利的场地进行建设,就能大大减轻地震灾害。但是实际工程实践中,建设用地的选择收到诸多因素的制约,除了有重大危险的场地以外,都会作为建设用地使用,这就需要根据不同的场地情况,对建筑物采取适当的加强措施。
建筑结构设计中的概念设计与结构措施分析
2019叶兵
浙江新苑建筑设计有限公司
摘要:作为建筑工程中最为基础的部分,建筑设计至关重要,具体体现在概念设计以及结构措施两大方面。基于实现建筑结构与时俱进的目的,相关单位应对其中的各个结构做到深度的认知,在此基础上灵活地运用它们,进一步提升建筑结构的合理性。在围绕建筑结构展开设计时,一方面要求设计人员具有足够丰富的经验,另一方面则需要提升设计人员的创新意识,从而提高概念设计与结构措施的合理性,充分把控好二者的关系。
关键词:建筑工程;概念设计;结构设计
一、概述
(一)概念设计的内涵
概念设计是指建筑项目初始设计的合理化。通常,概念设计在特定设计中给出,它没有经过精确数值计算和理论分析,只能规划整体结构和子结构之间的力学关系和结构构件的延展性。作为中国建筑设计的重要内容之一,设计师会根据建筑工程整体布局和特殊要求,给出优化设计方案。在建筑结构的计算理论中,经常出现计算不符合实际情况的现象,需要工程设计师及时优化相应的概念设计,并利用自身工作经验,提出更加经济合理、结构安全的设计方案。概念设计主要依靠个人经验,在实际建筑结构设计中有助于开拓设计人员设计思路,提高创新意识。过去建筑结构设计把建筑结构稳定性放到重要位置,使用高标号混凝土,超筋配置,不利于成本控制,工程投资造价高昂,如今概念设计的应用可以改善这种困境。
(二)概念设计与结构设计的区别
概念设计是在个人设计经验的基础上,对建筑结构形式的宏观把握的设计。结构设计恰恰和概念设计相反,它是根据概念设计提出的要求,力学原理和数学计算结果,将定量计算结果转化为定性构造要求。概念设计水平会影响到建筑结构的投资金额和施工工期的长短,不合理的概念设计会导致整个建筑物结构出现安全隐患。结构设计主要对建筑结构形式进行优化设计,因计算方法不当或者计算结果有误,易造成建筑结构局部安全隐患。过去我们过度依赖程序软件结构受力分析计算,然后按照计算结果开展设计,而没有对计算结果进行合理的分析。概念设计和结构措施二者密不可分,缺一不可。概念设计与结构设计有很大的差异(见表1)。通过表1所示的比较,可以看出在个人经验、设计过程等方面存在显著差异,而从这些方面可以看出概念设计在建筑设计中的重要性。设计人员在建筑设计时既要注重结构设计,又要重
结构设计中的概念与思路
结构设计中的概念与思路
关键词:概念设计;地基处理;抗震性能
在计算机软件日新月异的发展过程中,对结构设计人员来说无疑很大地简化了很多计算的过程,但是建筑结构计算是以概念设计为基础的,计算软件只是辅助工具,所以在建模处理和图形修改的过程中无时无刻不在体现一个设计人员的主观思路和人为的构造措施,在建筑初期的结构概念设计和建筑后期的构造处理显得尤为重要。在历次地震的震后调查表明,概念设计已是不可忽视的重点。笔者认为在一般的结构工程设计时应做到以下几点:
1布局合理
(1)任何一个结构体系基本上都是由水平分体系和垂直分体系组成,水平分体系承受水平荷载,并把荷载传至竖向分体系,并且保证其截面的几何形状。
(2)要求竖向分体系将恒载及水平剪力传至基础,并且竖向分体系必须联系在一起,以便获得最好的抗弯和抗压屈能力。
(3)水平分体系不只是承受水平荷载,它们把竖向分体系联系在一起,还能起到防止竖向分体系局部压屈的作用,并减小竖向分体系的局部弯曲长度,提高其总的承载力。与建筑物的总高度相比,竖向分体系在一个方面或二个方向的尺寸通常是很小,因此它们本身并不稳定,必须由水平结构来保持其稳定位置,为了能承受作用在水平分体系之间房屋表面的水平作用并能承受各楼层传来的轴向压力而不致发生压屈,
要求竖向分体系必须具有局部刚度,所以竖向分体系的厚度主要取决于水平分体系之间距离,而与建筑的总高度关系不关。
2刚度均匀
不论是水平分体系还是竖向分体系都应有均匀的刚度,因为不论从总体还是从局部来说均匀的刚度对建筑物具有重要的作用。
(1)楼板是水平分体系中重要组成部分,如果在楼板上开洞过于集中或开洞位置不对称,或者局部楼板错层,都会造成水平分体系的刚度突度,给结构的安全带来稳患,当采用刚性楼板假定计算结构的受力时,这点显得尤为重要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
浅论结构概念设计中的若干方面摘要:一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计,并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。现在随着社会分工的细化,大部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计,缺乏创新,有的甚至拒绝采纳新技术、新工艺,使得大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天,对计算机结果明显不合理,甚至错误则不能及时发现。文中就概念设计在结构设计中的应用提出了若干建议。
关键词:概念设计,协同工作,结构设计,刚度
1 概念设计的重要性
强调概念设计的重要性,是因为现行的结构设计理论与计算理论中存在许多缺陷或不可计算性,为了弥补这类计算理论的缺陷,或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点,往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解,结构工程师只有加强对结构概念的培养,才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。概念设计之所以重要,还在于在方案设计阶段,初步设计过程是不能借助于计算机来实现的,这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念,选择效果最好、造价最低的结构方案,为此,需要工程师不断地丰富自己的结构概念,深入、深刻地了解各类结构的性能,并能有意识地、灵活地运用它们。
2 结构概念设计中的若干方面
2.1 协同工作
协同工作的原则也就是整体工作的原则。协同工作设计可以对材料充分利用。一般来讲,材料利用率越高(即应力水平越高),该结构的协同工作程度也越高,尤其对我国这样一个发展中国家,结构设计的目的即花最少的钱,做最好的建筑,这就要求设计时对结构材料充分利用。在结构设计中,构件材料的利用率越高,经济性也就越好。对于建筑结构,协同工作的概念即要求结构内部的各个构件相互配合,共同工作。这不仅要求结构构件在承载能力极限状态能共同受力,协同工作,同时达到承载能力极限状态,还要求在正常使用状态下有共同的耐久性。协同工作的概念还包括当结构受力时,结构中的各个构件能同时达到较高的应力水平。
2.2 结构抗震概念设计
在进行结构抗震设计时,着眼于结构的总体地震反应,灵活运用抗震设计准则,既注意总体布置上的大原则,又考虑关键部分的细节,从而全面、合理地解决结构抗震设计中的基本问题。
从经济合理的观点出发,在强烈的地震作用下应允许结构进入弹塑性工作状态(即所谓延性设计)。通过结构某些构件屈服所产生的塑性变形来消耗地震能量,从而达到抗震的目的。试验和实践都证明,框架结构具有良好的延性性能。但是,纯框架刚度差,在地震作用下结构变形较大,为提高框架结构的刚度,常设剪力墙、支撑等加劲构件,这些加劲构件刚度大,但延性较差,一旦破坏,几乎丧失
承载力。因此,注意加劲结构刚度与延性的均衡十分重要。砌体结构刚度大,但延性差,为提高其延性,常加设钢筋混凝土构造柱,构造柱连同圈梁,实际形成一个弱的框架。
强度均匀指结构在平面和立面上的承载力均匀。结构在立面上强度均匀,可以避免结构弹塑性反应集中。如果结构某一楼层的强度相对较小,则在地震作用下,这一层首先屈服,同时通过该层塑性变形的发展,使其他楼层不继续屈服。这样结构塑性变形集中在一层,很容易使该层发生破坏,从而导致整个结构的破坏。
结构多道抗震防线的概念:要求结构具有较高的静不定次数;要求结构在延性变形阶段具有良好的吸能能力;要求结构中尽量具备多重抗侧力体系。
一般说来,结构静不定次数越高,对结构抗震越有利,但这不是充分条件。一些薄弱部位的塑性变形集中可能造成结构局部屈服机制的形成,从而导致整体结构的严重破坏甚至倒塌。因此,需要在结构的适当部位设置一系列有利的屈服区,使这些不危及整体结构安全的部位在地震时率先形成塑性铰;同时,通过保证铰的屈服转动能力,使结构所吸收的地震能量耗散在整个结构平面和高度上。通过设置人工塑性铰和阻尼耗能装置,会更有利于结构发挥良好的抗震性能。
在日本的一次地震中,钢结构建筑的破坏,绝大多数是由连接破坏造成的。钢筋混凝土结构节点过早破坏,也会使结构不能充分发挥作用,使结构达不到原定抗震能力。提高节点的抗震设计强度,加
强节点的抗震构造措施,对各类建筑结构都有十分重要的意义。
结构对于不规则地震波的反应是类共振反应而不会发生共振反应。即使如此,当地震的卓越周期与结构物的周期相接近时,也会使结构发生严重破坏。由于地震受发震机制、震级、距离、场地等多种因素的复杂影响,具有较强的不确定性,试图在设计阶段就使结构自振周期完全避开地震的卓越周期是不太现实的。但是,如果注意到场地的卓越周期对地震卓越周期有强烈影响,还是可以在一定程度上防止结构在地震时发生强烈的共振反应。
2.3 结构整体性能控制
结构整体的科学性和合理性是概念设计的重要内容。用于控制结构整体性的主要指标有:周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。
周期比是控制结构扭转效应的重要指标。它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效更合理,使结构不致出现过大的扭转。也就是说,周期比不是要求结构足够结实,而是要求结构承载布局合理。如果周期比不满足规范要求,说明该结构的扭转效应明显,需要增加结构周边构件的刚度,降低结构中间构件的刚度,以增大结构的整体抗扭刚度。
位移比(层间位移比)是控制结构平面不规则性的重要指标。需要指出的是,规范中规定的位移比限值是按刚性板假定做出的。
刚度比是控制结构竖向不规则的重要指标。规范有三种刚度比的计算方式,分别是剪切刚度、剪弯刚度和地震力与相应的层间位
移比,剪切刚度主要用于底部大空间为一层的转换结构及对地下室嵌固条件的判定,剪弯刚度主要用于底部大空间为多层的转换结构,地震力与层间位移比是抗震规范的相关规定,通常绝大多数工程都可以用此法计算刚度比。
层间受剪承载力之比也是控制结构竖向不规则的重要指标。
刚重比是结构刚度与重力荷载之比。它是控制结构整体稳定性的重要参数,也是影响重力二阶效应的主要参数。该值如果不满足要求,则可能引起结构失稳倒塌,应当引起足够重视。
剪重比是抗震设计中非常重要的参数。长期作用下,地震影响系数下降较快,由此计算出来的水平地震作用下的结构效应可能太小。而对于长周期结构,地震动态作用下的地面加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用,但采用振型分解法时无法对此做出准确的计算。因此,出于安全考虑,规范规定了各楼层水平地震力的最小值,该值如果不满足要求,则说明结构有可能出现比较明显的薄
弱部位,必须进行调整。
3 结语
要做好结构的概念设计需要具备的知识和经验是多方面的,要
获得这方面的技能,就得不断地总结设计经验,在工作中勤于思考,广泛阅读科技成果和技术资料。深入施工现场,理论联系实际,以探索结构的真实工作情况,这样就会在概念设计上逐步有所前进。
[1]林同炎,s.d.斯多台斯伯利.结构概念和体系(第二版)[m].
北京:中国建筑工业出版社,1999.