试论建筑结构设计中的概念设计与结构措施 陈绍楠

试论建筑结构设计中的概念设计与结构措施陈绍楠

发表时间：2018-05-17T11:20:49.310Z 来源：《基层建设》2018年第3期作者：陈绍楠

[导读] 摘要：社会经济的进步以及科技发展，使得建筑结构设计理念需要不断更新完善，才能满足人们对建筑结构设计质量的要求，因此必须加快对建筑结构设计中的相关计算理论和建筑施工工艺及材料的研究，使建筑结构设计更为安全使用、经济可靠。

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摘要：社会经济的进步以及科技发展，使得建筑结构设计理念需要不断更新完善，才能满足人们对建筑结构设计质量的要求，因此必须加快对建筑结构设计中的相关计算理论和建筑施工工艺及材料的研究，使建筑结构设计更为安全使用、经济可靠。基于此，本文概述了建筑结构设计中概念设计，简述了建筑结构设计中的结构措施，对建筑结构设计中的概念设计与结构措施应用进行了论述分析。

关键词：建筑结构设计；概念设计；结构措施；应用

目前我国建筑结构设计统一采用概率极限状态理论，以使建筑结构设计达到技术先进、经济合理以及安全使用的设计标准，但是概念极限状态设计在运算时也会有一些不够精确的近似，不能精准预估建筑物的实际承载力，所以需要结构工程师将概念设计结合结构措施有效应用到建筑结构设计中去，概念设计与结构措施优化了实际结构理论中存在无法精确计算的结构构件的设计。以下就建筑结构设计中的概念设计与结构措施进行探讨。

1.建筑结构设计中概念设计的概述

建筑结构设计中的概念设计通常指不经数值计算，特别是在无法进行精确的理性分析或没有在设计规范中明确规定的情况下，综合整体结构体系和分体系相关的结构破坏机理、力学关系等，以整体、宏观的角度来进行建筑结构设计。概念设计主要从建筑结构设计的总方案着手，严格处理建筑结构设计中经常出现的如结构构件延性、力学分布计算等问题。概念设计在建筑结构设计中起着关键性的作用，对概念设计合理有效的应用，不仅可以丰富结构工程师的实践经验，而且使其设计成果和设计理念也得以不断完善、创新。但在实际建筑结构设计中，多数建筑结构设计师将设计锁定在规范与设计手册等范围内，缺乏创新精神和动力，使得建筑结构设计理念乏善可陈，没有什么突破和创意。而建筑结构设计理论和设计计算理论中总会出现计算与实际无法相符的问题或是存在无法计算的结构构件设计，这就要求概念设计结合结构措施来优化结构设计。而作为建筑结构工程师，需要综合自身所掌握的理论概念来选择经济适用、安全可靠的设计方案，所以结构工程只有通过丰富自己所能掌握的结构概念，充分了解并合理运用各种结构性能，才能交出好的设计方案，成功完成设计任务。

2.建筑结构设计中的结构措施分析

在建筑结构设计过程中，为了保证建筑结构的安全可靠性，提高建筑物的抗震性能，结构概念设计所采用的措施应该从保证安全、全面防震方面入手，主要有：第一、选择有利于抗震的建筑场地条件，提高建筑物稳定性，避开不利地段或采取有效防震措施；第二、选用符合抗震要求的高强度结构材料，同时保证建筑结构的延性和均质性，使建筑结构体系能达到建筑要求的抗震目的；第三、合理优化各结构构件的强弱，尽可能多设置抗震防线，使抗震防线在地震持续往复作用下能增加结构的抗震能力；第四、在提高结构抗侧移刚度的同时，选择性提高重要构件的延性，使建筑结构达到合理刚度与承载力分布，加强建筑物的抗震性能；第五、保证抗震的构造连接与经过计算的节点连接，把握好整个构造连接在规范内的度的问题，确保结构的整体性；第六、让建筑物的平、立面布置与概念设计的要求相符，杜绝不规则方案；第七、抛开常规的以计算机完成设计计算的方式，合理运用设计的实践经验，以概念结合实际问题进行综合的分析计算，并实行合理调整。

3.建筑结构设计中的概念设计与结构措施应用分析

3.1协同设计工作与结构体系。协同工作在设计建筑结构的过程中，具体是在建筑设计中要求每个结构都可以将自身的作用充分的发挥，同时可以配合其他结构的使用。因此这对于建筑工程中每个结构使用周期都有一定要求，同时还要求每个结构自身的负荷能力都能够整体相似，尽可能有效的避免长时间内不均匀受力的情况。协同工作运用在建筑工程中，首先要将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。

3.2协同设计工作与材料利用率。建筑结构设计应用的协同工作进行需要全面利用材料。通常利用材料越多则代表有着越高的应力水平，在建筑结构中也有相对高的工作程度。但是从优化设计方面出发，并一定的是利材料越高的结构性能方案才算是好的设计方法，特别是我国正处于发展中国家的情况下，建筑结构设计主要是为了可以花费最少的费用，建设最优的建筑物。因此，则对建筑设计时对于结构材料是否能够得到全面的利用有着一定的要求，可以从梁类结构的设计看出是否满足这一要求。矩形截面梁的受弯构件属于相对普通的，其在利用材料的概率相对比较低，主要有两个方面的原因：首先是在接近中和面的交线位置有着较低的应力水平；其次，在一般情况下弯矩是沿着结构梁改变的，这种情况对于梁的受力截面来讲，很多受力部分，不管边缘时受到压力或者拉力的影响，都有着较低的水平应力。通过运用结构概念梁结构具体的受力特征进行分析，具体是由于梁结构的截面积出现受力变化，只有在受力构件处于轴心受力的情况时，才能给加大利用材料的概率，因此就有了平面桁架的结构，可以讲平面桁架解读为梁结构被“掏空”，去除梁结构中的材料，不仅达到经济的效果，还能减少结构的重力，所以平面桁架的上弦应该对应于梁结构的受力的边缘，下弦应该对应于结构受力的钢筋。腹杆在桁架中的受力要和梁结构中压力、拉力保持相同的受力方向。

结束语

综上所述，概念设计与结构措施在建筑结构设计中具有重要作用，对概念设计与结构措施的应用进行分析，体现着结构工程师在建筑