概念设计在建筑结构设计中的应用解析

概念设计在建筑结构设计中的应用解析
摘要：概念设计可以为建筑结构工程师与建筑师提供新的思维，同时也为建筑
设计中奇特建筑奠定了基础。

目前概念设计已经逐渐成为我国建筑结构设计的主流，其应用有效促进了我国建筑结构设计的可持续发展。

关键词：概念设计；建筑结构设计；应用
引言
概念设计是结构设计的核心，是保证建筑设计的重要内容，建筑结构设计师
通过利用结构概念设计对结构的全部性能整体的把握，科学合理地判断计算分析
结果，确保工程符合既定的目标。

如今，概念设计对现今的高层建筑结构优化设
计有着至关重要的作用，结构设计师将概念设计合理地融入到高层建筑结构设计
当中，在有效衡量设计师专业水平和技术水平的同时，加强了高层建筑结构的稳
定性和坚固性，从而确保了高质量的高层建筑。

1 概念设计在建筑结构优化设计中的应用价值
顾明思义，概念设计即以建筑工程师主观思想、判断力为前提，通过对前期
方案、体系布置等环节的合理设定，对建筑结构设计予以优化，在彰显设计方案
科学性和合理性特点的同时，最大限度上体现整体化理念在建筑结构设计中的应
用价值。

因此，以局部至整体的建筑结构设计格局，使其概念设计的作用尤为明显，具体可从以下两点进行阐述：（1）概念设计将用户需求作为建筑结构设计
的关键点，通过对用户多角度、多层次需求的综合分析，以目标实现为前提，完
成建筑结构设计工作。

在此过程中，因建筑项目设计的价值取决于用户认可度，
而概念设计正是以该种思想为准绳，将多元化建筑设计需求予以整合，最终实现
双赢的目的，但是，概念设计不仅将用户需求作为设计标准，而是以建筑设计“领路人”的角度，在满足用户需求的前提下，体现建筑结构设计的意义。

（2）传统
建筑结构存在明显不足，如设计过程繁琐、设计方案前后矛盾等，尤其在计算机
系统全面应用的背景下，通过在建筑结构设计中的运用，不仅可缩减设计人员工
作量，还可提升建筑设计效率。

但是，随着相关设计软件的大面积应用，其缺陷
也随之凸显，如设计人员过于依赖设计软件，对建筑结构设计基本概念产生忽视。

而概念设计可有效弥补传统建筑设计模式所带来的不足，要求设计人员在充分解
析设计内涵、设计本质的同时，加强建筑结构设计的价值体现。

2 建筑结构优化设计中概念设计应遵循的原则
2.1 优选原则
对于概念设计在建筑结构设计中的应用，其优选原则主要以结构体系优化、
结构布置优化两点入手。

前者应对建筑构件特性进行熟练掌握，并以建筑环境和
建筑荷载为依据，对设计方案进行择优选择，再经细致判断分析的方式，对建筑
结构设计环节内在关联予以融合，以此在构建结构单元的基础上，以平面和线型、交叉与叠合的形式，完成建筑结构体系构建与优化工作。

后者应以建筑性能需求、意向表达为前提，对建筑水平、支承系统与基础系统予以优化设计，而建筑荷载力、地质条件和变形量、支承作法等指标对比分析，是对概念设计方案优越性、
合理性与科学性特征的确定。

2.2 空间、延性、强柱弱梁原则
空间原则：常规角度下，建筑物作为空间结构，需在结构设计中，遵循结构
空间合理性原则，如以在修复建筑结构自身科学性与安全性的同时，对其空间结
构予以优化。

延性原则：建筑延性应以延性系数的层面体现，即建筑结构变形量、屈服量
对比值，若比值越大，证明建筑延性越佳。

除此之外，建筑构件和建筑整体结构
间有着相互影响的特点，如建筑构件延性良好，其整体结构也具有较强的延性。

强柱弱梁原则：利用对建筑结构强柱弱梁设计理念的控制，可在强地震环境下，保证建筑结构安全与稳定，因此，可在建筑结构梁处布设框架塑性绞线。

3概念设计在建筑结构设计中的具体应用
3.1完善计算理论
在建筑结构设计中理论计算有其缺陷性与不可计算性，按照现行设计理论所
得的结果只存在控制度还达不到精确。

其中建筑设计的结构计算分析可分为三步，第一步，确定荷载要依照结构的布置。

第二步，计算模型要确定好，进行计算构
件的内力与组合需要的结构体系要合理。

第三步，控制截面选择截面设计、验算
构件，加强建筑结构的刚度、强度与稳定性。

通过计算分析所得到的并非精确结果。

只是在当前设计结构规范理得到的控制。

只是尽可能的接近，但还达不到精
确的状态。

目前，在荷载确定时只对次要因素进行了忽略及简化。

要不然具不能
运用现有的计算手段来取得结果，如此简化所得结果的误差是必然的。

计算理论
运用的不同所得到的结果也不同，例如：混凝土结构的设计，内力计算主要是由
于弹性理论进行计算的方法，截面设计是塑性理论极限状态的一种设计方法，这
些矛盾使得计算结果和建筑结构实际的受力有很大的差别，要想弥补这种计算理
论缺陷，对那些无法计算的建筑结构的构件进行设计，需要概念设计和结构措施
做到对建筑结构进行合理的设计，由于计算机的结果高度精密，设计师们常常会
对建筑结构的性能产生误解，因此，一定要提高建筑结构概念设计的培养，才可
以真实客观的理解建筑结构的性能。

3.2灵活运用概念设计
在21世纪80年代后期，计算机技术越来越普及，我国高层建筑工程逐渐开
始施工建设，那时候在建筑结构设计中十分依赖计算程序的分析，并不重视建筑
结构设计基本理论和概念设计相关的内容。

我们建筑结构设计工程师并没有亲自
体验结构分析的优势，尤其对高层建筑结构的计算分析，其繁重性就从这些技术
创新中体现出来，由于我国的结构工程师的警觉性缺失，使其运用的人工计算与
运用概念处理复杂的结构问题并没有给予足够的重视，因此把计算分析的“控制解”理解成了“精确解”。

我们在进行概念设计的时候，优秀的设计师才可以设计出具
备创新性能的、科学合理，并成本低的建筑项目。

在这个设计阶段是不能完全依
赖于计算机来完成，结构工程师只有依靠了所掌握的概念理论去加以灵活的运用，才能得到实现。

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，其设计作品也更加完美。

3.3抗震概念设计
运概念设计思想的运用拓宽了建筑结构设计的思路，提高建筑结构的抗力性
是传统的结构设计理论的研究和结构设计中所关注的，因此，混凝土的等级变高，配筋量变大，以致其造价也越来越高。

建筑结构的设计师们，往往只重视低于最
大的配筋率，进而导致肥梁、胖柱、深基础的情况时常发生。

目前我国在建筑结
构抗震设计中，隔震消能研究是很不错的，隔震消能主要是在将柔性的隔震层设
置在基础层与主体层之间，并安设消能支撑的设备，在建筑物的上方设施反摆装置，在发生地震的时候，建筑物的顶部位移和其位移的方向相反，阻尼作用加大，使得建筑物振动速度降低，减少建筑物位移，进而降低地震作用效应。

其合理科
学的设计使得地震作用效应降低达60%，有效保证了建筑物的安全性，这项研究
在国内外已经被应用。

结束语
在建筑结构设计中概念设计思想被越来越多设计师们所接受，在建筑结构设
计中发挥的作用越来越大，概念设计不仅仅可以满足建筑工程项目的实际需求，
还可以有效激发出设计师们建筑设计水平，建筑结构设计师们将专业知识与实际
经验结合起来，对建筑结构工程项目进行简单估算，并对整个建筑结构设计进行
优化，做出经济合理、明确荷载传递的路径、简捷的设计方案，进而满足建筑工
程的使用功能。

参考文献：
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