概念设计在结构设计中重要性和应用
概念设计在建筑结构设计中的应用探究
概念设计在建筑结构设计中的应用探究【摘要】本文将对概念设计的涵义以及重要性进行简单阐述,并针对当前的建筑结构设计中出现的一些问题,提出设计师使用概念设计的观念进行设计,能够激发其创造性,进而促使整个建筑结构的设计发展。
【关键词】概念设计;建筑结构设计;应用前言随着经济的快速发展与社会的不断进步,建筑业也得到快速发展,人们对于建筑物的抗震结构越来越重视,尤为是近年来地震灾害比较频繁,给人们的生命财产安全带来了极大的威胁。
因此,建筑结构在设计过程中,必须加强建筑物的抗震性能。
近年来,越来越多的建筑设计师在建筑设计过程中引入了概念设计理念。
以下将对概念设计在建筑结构中的应用进行分析。
1、概念设计的涵义通常情况下,概念设计就是指不通过数值的计算,特别是在一些比较难进行准确且理性的分析或者是在规范中比较难以规定的情况,依照结构的损坏机理、震害、整个结构的体系和分体系之间存在的力学关系、建筑工程的实际经验以及实验情况所得到的基础性的设计理念与原则,从整个角度对建筑结构中的抗震细节部位的处理措施以及总的布置情况进行宏观的控制[1]。
使用概念性的比较类似于估算的手段,能够在建筑的设计方案时期就有效且快速的实现对结构体系的比较、设想以及选择。
这种方式所得出的设计方案的概念都比较的清晰,且能够正确定性,从而防止在设计阶段的后期出现一些没有必要的且麻烦的计算,能够有效的提高设计方案的经济可靠性。
此外,这种方式也能对计算机内力所分析的输出数据进行准确的判定,分析该数据是否正确、可靠。
越来越多的建筑设计人员在其设计过程中开始使用概念设计这一思想,并且发现概念设计对建筑结构的设计起到了极大的作用。
虽然概念设计的使用效果比较好,但是在实际的高校教学中,其教学过程中只重视对孤立的分体系以及独立的构件的力学概念的讲授。
特别是专业课的教学过程中,单独计算的内容所占比重比较大,而综合性的练习比较少,且只是在考试题目中有所表现,这种情况导致大多数学生在做题时,只会将公式套入题中,对于比较灵活的题目就无从下手。
概念设计在建筑结构优化设计中应用
试析概念设计在建筑结构优化设计中的应用【摘要】本文结合具体实际,来详细的探索建筑概念设计的具体内涵,进而掌握概念设计在建筑结构设计中的要点和因素,给正在建筑结构设计工作的人员一定的借鉴和帮助。
【关键词】建筑结构设计;概念设计;内涵及重要性;应用要点;分析探讨一、建筑结构设计中概念设计的具体内涵所谓的概念,具体而言是指可以直接的展现出客观事物基本特征的思维方式,其重视客观事物的本质属性,并且在人们长期的实践基础上,逐渐的提高感性认识到理性认识之中。
对于整个思维过程而言,其拥有比较强的逻辑性和准确性。
概念设计在建筑结构优化设计中,更加的符合建筑行业的相关特征,并且可以满足其内在的需求。
在对建筑结构进行优化设计的过程中,相关设计人员可以在建筑工程概念的基础上,来使用能够符合客观变化规律形式的基础上来加强对工程的分析和控制。
通常而言,这种方式要脱离数值的实际计算而独立的存在着。
作为宏观调控措施的概念设计,要针对结构中一些不能够使用力学进行分析的部分,依照工程整体结构中能够存在和形成的联系,来有效的保证其设计理念和方案可以符合科学合理的原则。
在当今社会里,概念设计已经成为展现现代高科技设计理念的重要方法和举措,这就要求相关设计者要在坚持这种理念的基础上,构建良好的建筑空间理念,从而能够合理的优化配置和协调结构设计方案,最终保证建筑机构设计方案中结构和构件之间,以及结构相互之间的协调性。
二、概念设计在建筑结构优化设计中的重要地位首先对整个建筑结构设计方案来说,概念设计可以对其产生比较重大的影响。
所以要通过熟悉和了解合理科学的概念设计理念来挑选最佳设计方案。
一般而言,在对建筑机构进行设计的初级阶段,由于无法通过使用计算机来确定最终方案,因此结构设计者要综合概念设计的理念,进行全方位的参考各种因素,从中来挑选出能够满足建设项目潜在需求,并且可以保证获得社会和经济效益的结构方案。
通过上文可知,概念设计不仅仅在建筑结构设计工作中占据的比较重要的地位,而且也要求相关结构设计者要加强对知识的领悟和掌握,同时不断的更新自身设计知识的构成,为合理科学的熟悉每一种结构类型的具体特点和性能打下坚实的基础。
浅谈概念设计在结构设计中的重要性和应用
浅谈概念设计在结构设计中的重要性和应用[摘要] 概念设计就是从结构总体方案设计一开始,就运用人们对建筑结构抗震己有的正确知识去处理好结构设计中将遇到的问题,诸如:房屋体形、结构体系、刚度分布、构件延性等等。
本论文结合工作实践,对概念设计在结构设计中的重要性和应用做以阐述。
[关健词]概念设计结构设计重要性应用我国结构计算理论经历了经验估算,容许应力法,破损阶段计算,极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段,现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001采用以概率理论为基础的结构准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进,经济合理、安全适用,概率极限状态设计法更科学、更合理。
但该法在运算过程中还带有一只能视作近似概率法。
并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。
事实上,建筑物是一个空间结构各种构件以相当复杂的方式共同工作且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。
目前人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。
作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范,应该把它作为一种指南、参考,并在实际设计项目中作出正确的选择。
这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。
一、概念设计的涵义所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。
所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。
同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
论结构设计中概念设计的重要性
1 . 1 概念设计的非计算性
这 概 念 设 计 的 出发 点 就 是 在 一 些 无 法 做 出精 确 理 性 分 析 或 者 是 规 范 中 也 难 以 规 定 的 问题 前 .在 对 建 筑 结 构 综 合 确 认
前结构设计的重要思想 . 从 设 计 实践 效 果表 明 , 通 过 在 建 筑 结 基 础 上 的 一 种 感 官设 计 ; 一般 来 讲 对 建 筑 结 构 是 不 经 过 数 值 构 设 计 中利 用 概 念 设 计 可 以 设 计 出更 为 合 理 的 建 筑 结 构 体 上 的 计 算 。但 同 时这 种 感 官 上 的 设 计 理 念 更 要 求 结 构 分 析 师 系, 并 达 到 节省 原 料 的 I l的 。 随 着 概 念 设 计 的应 用 推 广 . f 越 来 越 多结 构 设 计 人 员更 向往 于 这 一 设 计 理 念 ,并 逐 渐 成 为 结 构
计这一重要理念 , 这成 为如 今 结 构 设计 行业 的 一个 主 导 思 想 。 本 文 对 结构 设计 中 推行 概 念设 计 的 必要 性 以及 其 在 结 构 设 计 中的 重 要 性 进 行 了 阐述 , 希 望 对 建 筑 结 构 设 计 有 所 帮助 。
【 关键词 】 建筑工程 ; 结构 设计 ; 概 念设计 ; 重要性
L O W C A R B O N W O R L D 2 0 i 4 , 1
建筑 ・ 爷能
论 结构设 计 中概 念设计 的重要性
阮亚军 ( 安徽建筑大学建筑设计研究院, 安徽 合 肥2 3 0 0 2 2 )
【 摘 要】 在 建筑结构越来越 复杂的背景下 , 结构 设计 过程 中对 设计人 员也提出了更高的要求 , 在原 来按照规范 设计的基础上 , 要加 上概念设
浅谈概念设计在结构设计中的运用
尺寸等。结构设计 则是概念设 计的逆 向过
程, 其设计 是依据 概念设 计 的总体 要求 、 力学
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新疆化工
和数学 的原理 由定 量 ( 内力 、 配筋 、 定 和 变 稳
20 0 6年第 1 期
中产生分 歧与 矛盾 。
肯定的, 搞过多年设计的人们大概都记得 : 刚 毕业从事设计 的时候 。 往往一个简单的工程
而让计算某个构件或 2 概 念设计 与结构设计的 区别及其二 设计我们都无从下手 。
者之间的关系
我国结构计算理论经历了经验估算 。 容 许应力法 。 破损阶段计算, 极限状态计算 , 到 目 前普遍采用 的概率极限状态理论等阶段。 现行 的 《 建筑 结 构可 靠度 设计 统 一标 准》 ( B50 8 20 ) G 06 — 0 1 则采用 以概率理论为基
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20 0 6年 第 1期
新 疆化 工
浅 谈 概 念 设 计 在 结 构 设 计 中 的 运 用
柳 强 王玉 玲
( 疆 化 工 设 计 研 究 院 。 鲁 木 齐 8 00 ) 新 乌 30 6
摘
要: 作者依据 多年积 累的建筑结构设计 经验 。 简述 了概念设计在结构设计 中的重要性及其应用。
础 的结构极 限状 态 设计 准则 , 以使 建 筑 结 构 的设计 能够 符合 技术先 进 、 济合理 、 经 安全 适
设计一个单根构件却是轻而易举 的事情 , 为 什么呢?原 因是我们刚毕业时没有经验、 没
有结构的整体概念 , 也就是说我们不会概念
设计 。那么 概念设 计是什 么 呢?我认 为概 念
试谈概念设计在建筑结构设计中重要性
试谈概念设计在建筑结构设计中的重要性摘要:概念设计的水平是一种综合设计能力的体现,只有富于创新并具有丰富实践经验的结构工程师才能和建筑师在设计中创造性的相互配合,设计出令人满意的建筑。
关键词:概念设计;结构设计;运用当前科学技术迅速发展,计算机结构程序的全面应用给结构设计师带来极大方便,大大减轻了他们的劳动强度,提高了设计的效率和质量,从而加强了设计师对建筑结构计算软件的依赖。
结构设计和概念设计的区别概念设计和结构设计究竟有什么区别呢?比如一个大学生刚毕业从事设计的时候,往往对一个简单的工程设计无从下手,而计算某个构件或设计一个单根构件却是轻而易举的事情,这是为什么呢?因为没有经验、没有结构的整体概念就不会概念设计。
一些结构设计师不重视结构的基本理论和基本概念的正确使用,不能有效地运用他们的知识、精力和时间去考虑结构的整体设计、协同工作等一系列概念设计问题而是一味地依赖计算机,久而久之许多设计人员缺乏结构设计的概念,对软件技术条件认识不清、对计算机的计算结果无法判断,对规范与软件之间的差异不甚了解,对如何加强结构的整体性、合理性、经济性没有概念,甚至一些设计人员因为过多地相信计算机分析结果而导致结构计算模型与实际建筑物存在较大差别,引起结构施工图中出现了大量的概念性错误和计算错误,且有些错误可能会导致严重的后果。
为保证建筑结构的安全、适用、经济、可靠,对设计人员强调结构概念设计的重要性是非常必要的。
概念设计的内容十分丰富,应用面也非常广泛,几乎蕴含了所有的结构设计过程。
我们通常谈到的安全度的概念、力学的概念、材料的概念、荷载的概念、地震的概念、使用的概念等都属于结构的概念。
概念设计就是融合这些概念,贯穿到结构造型、方案设计、结构布置、计算简图抽象、计算结果处理、施工图绘制等设计的整个过程,对理论无法明确的部位,还要有定性的认识后才能反映到设计成果中。
一个结构工程师的首要任务就是在每一项工程设计的建筑方案开始,就能凭借自身拥有的结构体系功能及其受力、变形特性的整体概念和判断力,用概念设计帮助建筑师开拓或实现该建筑业主所想要的。
概念设计在建筑设计应用
概念设计在建筑设计的应用摘要:本文阐述了结构设计在实际工作中进行概念设计的意义,介绍了概念设计在建筑结构设计中的应用。
关键词:建筑;概念设计;结构设计前言随着科技的快速发展,时代不断进步,,国内人们的生活水平越来越高,对生活质量的要求也逐渐提高。
为了满足人们日益增长的物质文化需要,满足消费者的需求,我国的建筑行业在建筑结构方面的设计也在改革发展。
在国外先进设计理念的影响下,我国结构工程师也在总结自身的设计经验,利用概念设计的新理念来进行建筑结构设计。
概念设计是指在没有经过计算的前提下,特别是在没有条件进行精确的力学分析,或者在设计规范中没有定义的情况下,从整体的角度来进行结构设计。
通常包括整体的设计布置,以及抗震方面的细节设计。
通过整体来进行建筑结构设计的宏观调控。
一、概念设计的重要性在传统的建筑结构设计中,结构工程师依据以前的设计施工经验,经过不断的总结和追求完善,设计经验与理念也在实际工作中得到进步和创新。
随着时间的推移,经验不断丰富,设计理念不断完善,设计的作品逐渐成熟。
但是,由于很多工程在创新方面的努力不够,习惯于依据规范和设计手册等传统书籍,只是借鉴以前的设计风格和设计手法。
不仅对于国外、国内的先进技术和理念没有给予足够的重视,在设计中进行改进和运用,也过分依赖设计程序,忠于传统设计,因为害怕创新和手工的设计作品不符合设计的要求造成不的后果。
还有的工程师在设计的过程中,因为依赖设计程序的运用,对于程序给出的运算数据不质疑,大胆用,没有足够的认真和质疑的精神来对待设计结果,造成没有发现程序设计中的错误。
而且,结构设计需要运用的知识涵盖建筑学的很多方面,很多知识是在工作经验中总结的,或者是自己的想法和领悟,并不是在学校学习的系统知识,相对的分散,不容易记忆,因此在设计中也不容易进行运用。
概念设计的重要性不仅在于概念设计在传统设计理念的优点结合,并在传统设计的不足之处进行改进,将计算理论的漏洞从整体的角度来进行解决。
浅析概念设计与结构措施在建筑结构设计中应用
的作用却是 比较大的, 并且在水平力的作用下 , 角柱轴力的变化幅度十分 大,
这就 需要 角柱 拥有 较大 的变 形性 能 。经常 采取 的方 法 即在设 计 中加大 角 柱 的
案设计 实 施 的过 程 当 中往 往 更加 依 赖 于设 计 手 册 、 设 计 规范 以及 模 仿性 的创 新, 但 是对 于 自主性 创 新亦 或 是 突破 性 创 新 总是 不 敢 轻 易去 尝 试 , 乃至 其 可
逐 渐 表现 出一 个发 展 多元 化与 需求 多 样化 的趋 势 , 这在 一定 程 度 上 给建 筑结 构 设计 提 高难 度 , 增 加一 些麻 烦 。 为确 保建 筑 工程事 业 的稳 定 发展 , 我们 必须
性 以及 防御不 均匀 下沉 。
2 ) 协 同作 业 理解 还表 现 于整个 结 构受 力 时 , 结 构 中 的各个 构 建部 分 可 以 同 时得 到一 个 较 高 的应 力水 平 , 特 别 是 在 多 高层 结 构设 计 之 中 , 应 当尽 可 能 地 防止 短柱 以及 层次 间 横梁 结构 不 同现 象 的出现 , 避 免各 受 力结 构 部件 处 在 不 同 的受 力水 平位 置 上。可是伴 随 着建 筑 物高 度 与层 数 的增 加 , 巨大 的水 平
负荷与竖向负荷会使得建筑底部层次间承载 自重力加大 , 进而使得建筑底层 呈 现 出越来 越 多 的短 柱 , 为有 所 成效 的 避免 短柱 出现 , 就 大截 面 柱 而 言 , 能 够
对 其结 构 设计 进行 周 密 的研讨 与分 析 。对 于建 筑 结构 设 计 而言 , 概念 设 计 与 使 用 在柱 截 面开 竖槽 的方 法将 矩 形柱 变 为 田形柱 ,进而 增 加基 柱 的 长细 比 , 长 短 梁 同 结 构 措施 堪 称其 根本 所在 , 并且 能 够在 很大 程 度上 反 映结 构 工程 师 的设 计 水 防止 短柱 的 大量 涌现 而 占据 建筑 T程 内部空 间 的现 象 现 。另外 , 时存 在 于 同一 框架 中 , 也 是 十分 不 利于 工 作 的 , 短跨 梁 在 水平 力的 作 用 之下 平 。具有 十 分重 要 的意义 。
论概念设计在建筑结构设计中的重要性
( 州市建 筑设 计 院 , 南 永 州 4 50 ) 永 湖 20 6
【 要 】 阐述 了概念设计的方法 、 摘 文章 作用 , 分析 了概念设计 构方 案设 计的基础 , 与建筑结构 的形式 、 建筑类 别、 抗震 等级 、 基
在结构设计 中的重要作 用。 础 及主体 的安全等级有关 , 对建筑物的安全性和经济性将 产生 重 大的影响 , 这并非某条梁或某块 板减少配筋量所 能比拟的 , 因此 在方 案设计 阶段就运用概念设计的思想是非常必要和及时 的, 而 且要将它贯穿应用于整个设计过程 ,才能为建筑结构 的安 全性 、 可靠性、 适用性和经济性提供有力 的保证 。 安全 、 经济 、 用 、 观 、 于施工是 进行建筑结构设计 的原 适 美 便 由于现行 的结 构设 计理论与计算 理论存在许多缺 陷或不可 则。 —个优秀的建筑结 构设计应该是这五个方 面的最佳结合 。 结 计算性 , 有时会使计算结果与结构 的实际受力状态差之甚远 , 为了 构设计 一般 在建筑设计之后 , 结构设计不 能破 坏建 筑设计 , 建筑 实现对实际存在 的大量无法计算的结构构件的设计 ,就需要优秀 设计不能超 出结构设计的能力范 围, 结构设计决定 了建筑设计能 的概念设计与结构措施来满足结构设计 的目的。同时计算机计算 否实现 。随着社会经济的发展和人们生活水平 的提高 , 对建筑工 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 ,
用, 在方案设计 阶段就 主动与建筑师合作 , 自身拥有 的结 构体 用
提倡 概念设计 , 也是强 调人在设 计 中的指挥 、 主导 、 调控作
系功能及其受力 、 变形 特征的整体概念去构思结构 总体系 , 以 用 。一个结构工程设计 , 并 想用计算机一次计算 就完全通过往往是 承载力 、 刚度 和延性来主导总结构体系和分体系之问的关 系的概 不现 实的 , 为结构 设计就是 “ 范 +计 算” 甚 至于 “ 认 规 , 规范 +一 念设计 。
概念设计在建筑结构设计中重要性探讨
概念设计在建筑结构设计中重要性探讨摘要:本文首先探讨了概念设计在建筑结构设计中的依据,然后探讨了概念设计在建筑结构设计中的重要意义,最后探讨了概念设计的应用,具有较强的实用性。
关键词:概念设计;建筑结构;重要性;应用abstract: this paper first discusses the design concept in structural design of the basis, and then discusses the concept design in architectural structure design of the significance, and finally discusses the application of the conceptual design, with strong practicability.keywords: concept design; building structure; importance; application中图分类号:s611文献标识码:a 文章编号:概念设计,这是个在结构设计人员中耳熟能详的字句。
什么是概念设计呢,我想不会有人说不出来吧,确定结构方案,结构布置,基础选型等等。
但是又有多少结构设计人员能很好地在实际工程中运用得当呢?答案是:很少。
由于信息时代的迅猛发展,计算机的广泛使用,结构计算软件的大量使用,使得结构设计人员的工作量降低,效率提高,同时也使得结构设计人员对结构计算软件产生了过度依赖,这种现象在年轻设计人员中尤为突出。
在设计行业也总能听到一些设计工作者说“电算过去了”、“计算满足了”、“没超规范呀”的一类话。
可见现在一部分设计人员缺少对自己工作的特殊性及重要性的认识。
四川汶川5·12特大地震,警示我们作为建筑工程设计人员的责任的巨大。
我们不仅仅要提供给人民群众一个舒适的住房,更应提供一个安全的场所。
概念设计在建筑结构设计中的应用
浅谈概念设计在建筑结构设计中的应用【摘要】概念设计是通过无数的事故分析,历年来国内外建筑结构分析,模拟试验的定量定性分析以及长期以来国内外的设计与使用经验分析、归纳、总结出来的。
而这些原则、规定与方法往往是基础性、整体性、全局性和关键性的。
本文主要探讨概念设计在建筑结构设计中的应用。
【关键词】概念设计;建筑结构;安全建筑概念设计一般包括三个层次的内容与要求:(1)概念设计是根据人们在学习和实践中所建立的正确概念,运用人的思维和判断力,正确和全面地把握结构的整体性能,即根据对结构品性(承载能力、变形能力、耗能能力等)的正确把握,合理地确定结构的总体布置与细部构造。
(2)建筑计算是对地震作用进行定量分析,确定工程结构及构件的地震效应,再将地震效应与其他荷载组合验算结构及构件的强度与变形。
(3)建筑构造措施是指采用满足计算以外的措施,以保证结构整体性、加强局部薄弱环节等,保证建筑计算结果的有效性。
要使建筑物具有较好的建筑性能,首先应从大的方面入手,做好概念设计[1]。
一、结构概念设计的意义强调结构概念设计的重要性,旨在要求建筑师和结构工程师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定,设计中不能陷入只凭计算的误区。
若结构严重不规则、整体性差,则仅按目前的结构设计计算水平,难以保证结构的建筑、抗风性能,尤其是建筑性能。
高层建筑设计尤其是在高层建筑概念设计中,应当非常重视概念设计。
这是由于高层建筑结构的复杂性,发生地震时地震动的不确定性,人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性,高层结构计算尤其是建筑分析计算的精确性,材料性能与施工安装时的变异性以及其它不可预测的因素,致使设计计算结果(尤其是经过实用简化后的计算结果)可能和实际相差较大,甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。
因此在设计中,虽然分析计算是必须的,也是设计的重要依据,但仅此往往不能满足结构安全性、可靠性的要求,不能达到预期的设计目标。
浅析建筑结构设计中概念设计的运用
1 在 建 筑 设 计 中 .概 念 设 计 至 关 重 要
它 反映了结构工程 师的水平 ,下面就 这个 问题谈 谈本人 的看法
算是基 于弹性理论 的计 算方法 ,而截面设 计却是 基 于塑性理 论的极 限状态设计 方法 ,这一 矛盾使计算 结果与 结构 的实际 受力状 态差之 甚远 ,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
3 4 实施效果 .
赵 山渡 引水工 程 隧洞 进 1 洞脸 及 两侧 边坡 地质 条 2 t
不需注人砂浆 或锚 固剂。隧 洞两 侧在 设计 开 挖线 外 用 c . 7 5浆砌 块 石砌成原 开挖坡 面坡度 , 求与岩 面顶紧 。拱顶 设计 开挖线 外立 模 要 浇筑厚 5 c 0 m、宽 10c 0 m混凝 土圈 ,拱 圈基座 为 两侧浆 砌石 ,要 求
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
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 ,更 不愿 ( 敢) 创新 ,有 的甚 至拒绝 对 不 新技术 、新工艺 的采纳 ( 害怕 承担 创新 的责 任 ) 。大 部分 工程 师 在
师所接 受 ,并将在 结构设计 中发 挥越 来越大 的作用 ,概念 设计 必然会 成 为今后 结构设计 的主 流思 想。现 阐述 了概 念设 计和 概念设 计在 建筑 结构设 计 中的重要性 ,并重 点分析 了概 念设计在 建筑 结构设计 中的应用 。
关 键词 :结 构 设 计 ;概 念 设 计 ;措 施
概念设计在建筑结构设计中的重要作用
概念设计在建筑结构设计中的重要作用一.概念设计的重要性1. 概念设计是建筑结构设计的基础与灵魂概念设计在结构设计中占有重要的地位,结构设计的流程一般分为3个阶段:前期的方案选择、中期的结构计算及后期的施工图绘制。
结构的概念设计是结构分析和设计的第一步,结构设计三个阶段离不到科学的概念作指导。
(1)方案设计阶段。
一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案,即选择一个切实可靠的结构体系。
在此阶段,除了对建筑物的功能要求,地理环境、资金配备、材料供应、施工条件与水平等进行综合的分析,并与建筑、水电、设备等专业进行充分比较外,还要考虑结构内部的协同工作、结构抗震的构造设计、结构整体性能控制等问题,而后完成结构造型,确定结构方案,必要时还要对多个方案进行比较,择优选用、因此方案设计过程是不能借助于计算机或理论计算来实现的,它需要结构工程师综合应用其掌握的结构概念,在深入了解各类结构性能的基础上,有针对性地选择效果最好、造价最低的结构方案。
(2)结构计算阶段。
结构计算是在计算简图的基础上进行的,即要对作用的结构构件上的荷载和构件的约束进行一定的简化,简化后的结构内力变形必须与原结构尽可能一致。
目前由于建筑物的功能复杂多样,结构计算一般是通过计算机来完成的,因此结构工程师必须把实际工程的结构形式转换成计算机能够识别的计算模型,并且要保证模型受力和变形的精确性,在此基础上结构工程师还应根据实际结构的工作状态,在全面了解程序软件的适用范围与技术条件后,正确选择和使用结构设计软件,同时再用概念设计对电算结果进行科学分析,作正确合理的判断。
(3)施工图绘制阶段。
结构工程师通过计算机完成结构设计计算并对结果确认无误后,接站就是把计算结果用施工图的方式表现出来。
此时,结构工程师还有一项比较艰巨的任务需要完成,即调图工作。
他们要检查施工是否正确反映设计意图,是否满足结构整体稳定和各构件间协同工作的要求、结构抗震设计的要求、结构的材料利用率和经济适用的要求等。
概念设计在建筑结构设计中的应用分析
概念设计在建筑结构设计中的应用分析【摘要】近些年以来,建筑结构设计中逐渐兴起了概念设计,并且在现代建筑设计中概念设计得到了广泛的应用。
概念设计理念的不断发展以及日益成熟,推动了我国建筑行业的发展及进步,对建筑结构设计的创新和改革有着非常重要的意义。
本文针对我国建筑行业的发展现状,对建筑结构设计中概念设计的应用进行了简要的分析,旨在促进建筑结构设计水平的提高。
【关键词】建筑结构设计;概念设计;重要性;应用中图分类号:tu318文献标识码: a 文章编号:1. 前言随着科学技术的迅速发展以及时代的不断进步,广大人民群众的生活质量和生活水平得以逐步提高,并且也对建筑物的结构设计提出了更高的要求。
为了与人们不断增长的物质文化需求相满足,为了与广大消费者的迫切需求相满足,在建筑结构方面,我国的建筑行业的设计也得以发展与改革。
现阶段,国外先进设计理念对我国的建筑行业产生了较大的影响,我国的建筑结构设计人员以此为基础且结合设计经验,借助于概念设计的理念来设计建筑结构。
所谓概念设计具体指的是在未经过任何计算的基础上,尤其是在没有条件将精确的力学分析加以展开的前提下,或者是在没有明确定义设计规范的情况下,立足于建筑结构设计的整体,从而将设计工作展开。
概念设计给建筑行业注入了新鲜的活力,需要设计人员提起高度的重视。
2. 建筑结构设计中应用概念设计的重要性在以往传统的建筑结构设计工作当中,往往结构工程设计人员按照以往的设计经验,并经过不断的追求完善及归纳总结,从而在实际工作中实现设计理念及设计经验的创新和进步。
随着经验的不断丰富、时间的不断推移以及设计理念的逐步完善,所设计出的产品变得越来越成熟。
然而,因而诸多工程普遍的缺乏创新性,习惯于按照传统的设计手册及设计规范,并且借鉴以往的设计手法和设计风格,来将建筑结构设计工作展开,不仅缺乏对国内外先进设计理念和设计技术的高度重视,而且在设计中进行运用及改进,也常常只是忠于传统设计,对设计程序有着较强的依赖性,担心手工设计和创新会背离设计要求。
概念设计在建筑结构设计中应用
概念设计在建筑结构设计中的应用摘要:概念设计在越来越多的建筑结构设计中发挥着举足轻重的作用,本文通过阐述概念设计的涵义,以期对概念设计在建筑结构设计中的应用进行探讨,进而获取概念设计在结构设计中的重要意义和研究价值。
关键词:建筑概念设计结构设计前言随着社会经济的飞速发展及人民生活水平的提高,建筑工程项目的规模越来越大、技术越来越复杂、设计涉及的影响因素越来越多,特别是建筑设计、施工、使用中的不确定性,对建筑设计提出了更高的要求。
概念设计的思想、方法、手段、理论为解决上述问题提供了一个可行的、科学的、有效的技术平台,也为处理工程设计中的不确定性影响因素提供了先进的手段。
因此,从概念设计的理念入手,分析概念设计在建筑结构设计中的有效应用具有重要的研究价值。
概念设计在建筑结构设计中的涵义1、概念设计的概念概念设计是指在建筑结构方案设计初期,工程设计师依据已知设计理论结合工程经验,从宏观的角度对建筑设计方案进行概念性的分析估算和比较选择,通过对建筑结构的总体布局和布置必要的抗震措施,以实现合理设计的目标。
所得方案往往概念清晰,定性正确,易于手算,避免后期设计阶段中不必要的繁琐运算,具有较好的经济可靠性能,同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的重要依据。
2、概念设计的步骤概念设计阶段是由不断趋于满意的循环过程构成的,其过程可分为以下三个阶段:(1)分析:对问题过程进行深入理解。
其主要特点是信息模糊性,在分析的过程中,数据都是不完整的,以及一些可供设计人使用的都是一些较为准确的陈述。
(2)综合:即产生解决方案的过程。
在这个阶段,运用各种知识结合工程经验将想法方案通过图纸的方式综合表达出来,其特点主要是由工程师的灵感和思维起主导作用,从而将建筑结构和设计意图的图形表达方式产生出来。
(3)评估:即判断和比较选择方案的阶段。
这是一个选择循环的过程,该循环过程会一直持续直到方案达到双方满意为止。
设计人员在进行评估时,会用功能模型方式并运用数据计算等手段将各方案进行比对选择,以期获取合理的经济可行性和技术可行性。
概念设计应用于建筑结构设计的分析
地震灾害表明 , 建筑 的破坏 , 不仅与建筑本 身的抗 震性能有 于带大底盘 的高层建筑 ,应该着重提高主楼与裙房项面相衔接 对于其他 不规 则立面高层建筑 , 应着 重加 关, 还与建筑物所在场地条件有关 。相应地 , 应选择 对建筑抗震 的楼层 中构件 的延性 ;
量计算出来。因此在 设计 中, 虽然分析计算是必须 的, 也是设计 提 高结构的抗侧移刚度, 往往是 以提高工程造价及降低 结构 的重要依 据, 但 仅此往往不能满足 结构安全性 、 可 靠性 的要求 , 延性指标为代价的。要使建筑物在遭受强烈地震时具有很强 的 不能达到预 期的设计 日标, 还必须非常重视概念设计 。从某种意 抗倒塌能力 ,最理想的是使结构中的所制 。
的建筑结构 , 应从结构计 算、 内力调整 、 采取必要 的加强措施 等
强调概念设计的重要 , 主要原因有 : ①现行 的结构设计理论 多方面 加以仔细考虑 ,并对薄弱部位采取有 效的抗震 构造 措施 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 以保证建筑的整体抗震性能 。
. 2 建筑 平 立面的布 置 计 算 ,尤 其 在 一 些 难 以 作 出 精 确 理 性 分 析 或 在 规 范 中难 以规 定 2 建筑 的平 立 面 布 置应 符 合 概 念 设计 的要 求 , 不 应 采 用严 重 不 的 问题 中 , 依据 整体 结构 体 系 与 分 体 系 之 间 的 力 学 关 系 、 结构破
严格按照 《 抗 规》 G B 5 0 0 1 1 - 2 0 1 0第 3 . 4 . 3 条, 第3 . 4 . 4 坏机理 、 震害、 试验现象和工程经验所获得的基本 设计 原则和设 规 则 的方 案 。 条及 《 高规》 第 3 . 4 . 3条对不规则结构进行控制 。对 于一些不规则 计 思想 ,从 整 体 的角 度 来 确 定 建 筑 结 构 的总 体 布 置和 抗 震 细 部
概念设计在建筑结构设计中的意义分析
3 . 3结 构的 竖 向布置
建 筑结 构 的竖 向布 置应 该 满足 其使 用 功能 , 同 时要 保证 其 结构 安 全 的要 求 。竖 向传 力 体系 的设 计要 在 建筑 不超 过 规定 高 度 的前 提下 进行 , 高 层 建筑
除 了满 足设 备 用 房 和 地 下停 车 的需 求 , 要 起 到 降 计; 可行性评估是对方案进行审核评估的过程 , 该过程要借助数据的统计 和 必 须 有相 对 应 的锚 固 深度 , 这样 能 提高抗 震 和抗 倾 覆性 能 。建 筑 竖 向布 置包 括 竖 向 计算工具 , 以评估方案在技术上和经济上可行性 ; 三个步骤实际上是一个循 低 建 筑重 心 的作用 , 传 力 体系 和 竖 向形 体 两种 设计 , 在 竖 向传 力 体 系设 计 中 , 要 注 意一 下 几个 要 环, 在 不 断 的分 析 、 设计、 评 估 中找 出最 佳方 案 。 求: ( 1 ) 控 制建 筑 物 的高 度 比率 ; ( 2 ) 抗 侧力 结 构 刚度 应 逐 渐从 基 层 向顶层 过 2 . 2概念 设 计 的设计 原 则 避免 竖 向 刚度 出现 突 变 , 以达 到 避 免刚 度 突 变造 成 的水平 荷 载 能 力 的削 ( 1 ) 综合考虑原则 。 建筑结构概念设计过程中, 要综合考虑整体建筑的结 渡 , ( 3 )如使 用功 能 的要 求不 能避 免 刚度 的较 大 变化 ,则须 设 置相 应 的 转换 构特 点 和基 本 要求 , 设 计 合 理化 的方 案 。结 构设 计 时 要充 分 考 虑本 土 的 自然 弱 ; ( 4 ) 高层 建 筑要 保 证一 定 的锚 固深 度 , 一 方 面方便 设 备 用房 和 地下 停 车使 环境、 人文环境、 地质类型等条件 的限制 , 此外还要考虑相邻建筑物 、 荷载以 层 ; 用, 同时 起 到降低 建 筑重 心 的作 用提 高抗 震 和抗 倾覆 的性 能 。而 在竖 向形体 及施 工 条件 等 各种 因素 的影 响 。 ( 2 ) 功能 合理 原则 。结 构设 计要 尽 可能 确保 结 构 、 建筑 、 设备 和施 工手 段 之 间 的功 能 不受 影 响 , 协 调 各个 构 件 的 受 力关 系 , 起 到 分 担 自重 和 外 部荷 载 的作 用 , 保证 其 功能 的合 理 性和 整 体效 益 。建筑 的外 形 和 内部结 构 应 保持 协 调, 同时 不能 对建 筑 使用 功 能造 成影 响 , 一 般 可采 用 对称 结 构 、 连 续 变 形 和协 调 受力 和 变形 三种 手 法来 保 持建 筑 的功 能合 理 。
概念设计在建筑结构设计中地位和应用
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NO 10
建 筑 科 学
SCIE陇 E & T〔 刊OLO3Y I而节商筛石花而 C卜
概念设计在建筑 结构设 计 中地位和应 用
戚鹏程’ 许勇文2
(、浙江理工大学科学与艺术学院 .
浙江杭州
1 3 112 ; 1
2 . 浙江横店建筑工程有限公司
浙江东阳
2 3 2100 )
摘 要: 介绍了 概念设计的定义和重要性, 对概念设计在结构中的应用基础进行了阐述; 同时结合实际, 对概念设计在工程实际中所起 的作用进行了论述, 得出了概念设计是做好结构设计的必要条件的结论 , 总体布置 中图分类号:T UZ 文献标识码: A 文章编号: 1672一 3791(2007)04(a 卜0097一 02
下:
于此, 可使他在推敲方案及处理构造时, 能扩 大视野, 恰当 选择, 考虑周到, 分析入微细致, 判断准确, 决策坚定有力。 我们常将一个结构设计者所具有的工程 1 概念设计定义和地位 结构, 力学概念和其理论水平合称为 “ 技术 所谓的概念设计 , 一般是指不经数值计 。原因是在任何一项结构设计中它们 算, 尤其在一些难以作出精确理性分析或在规 水平” 清晰的力学概念能对 范中难以规定的问题中, 依据整体结构体系与 皆不可缺: 概括而言, 新结构、新构造作出能否成立的基 分体系之间的力学关系, 结构破坏机理、震 新方案、 本判断,丰富扎实的结构概念能从实施角度 害、试验现象和工程经验所获得的基本设计 原则和设计思想, 从整体的角度确定建筑结构 对新方案、新结构、新构造的实施可行性提 而全面实施这些步骤是需 的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运 供办法并给出结语, 用概念性近似估算方法, 可以在建筑设计的 要坚实的技术水平一步步克服困难直到设计 完成, 这就是概念设计和运算设计的两个过 方案阶段迅速 、有效地对结构体系进行构 程。实际工作中, 它们常是相互穿插, 互联并 思、比较与选择 , 易于手算 ; 所得方案往 推理判断, 质疑比较中存在运 往概念清晰, 定性正确, 避免后期施工图阶段 进; 概念分析, 而运算设计中对边界条件假设, 因素 一些不必要的繁琐运算, 具有较好的经济可靠 算定性, 简化核对,又常需要进行概念判断; 如 性。同时, 也是判断计算机内力分析输出数 取舍, 此反复进行, 优化结构设计, 尽量避免不该发 据 可靠与否的主要依据。 怎样在工程实践中合理的运用概念设计, 生的错误。运用概念设计可拓宽我们的思 路, 对不少问题在不经数据计算的情况下, 一 据笔者所学知识和考察前人工作得到的体会 是:关键在于结构设计者的阅历、 学历、 胆识, 眼看出它的结果 . 对结构程序和电算结果作 出正确的分析判断。例如: 有的设计人员用 包括对工程结构、力学等方面树立的直观概 念与深层机理概念。有胆有识将使他在工作 多、高层结构三维空间分析程序来计算底层 框架, 还人为的布置一些抗震墙, 既不能满足 中敢于质疑, 勇于创新, 而他在上程结构和力 楼层间的合理刚度比, 也不能正确地反映底层 学方面树立的直观概念与深层机理概念可使 框架在地震时受力状态。问题在于结构概念 他随时在脑海中形成设想方案中的清晰的空 不明确, 没考虑这两种结构体系的差异。软 间构成, 构成架体中力的传递途径, 不同处置 造成的危害不容忽视。 的节点的构造措施以及应力应变状况。正由 件的选择和使用不当,
建筑结构设计中概念设计的运用
3. 1 地形地质条件 该工程设计了一层地下室,这就可以使整个建筑结构的
抗震性得到不断提升。通过对工程岩土勘察设计报告的分 析,最终决定使用混凝土预应力管桩,以提高工程质量和提 升工程速度。设计的建筑桩基等级为乙级,该工程的桩长设 计为2. 5 m 左右。 3. 2 选择结构体系
在建筑结构中,协同工作的概念贯穿始终,在工业产品 设计和制作的过程中得到广泛运用,所有工业产品的零部件
收稿日期:2018 - 03 - 02 作造者设简计介工:作刘。启农(1989 - ),男,四川盐源人,本科,主要从事加固改
下,建筑结构的刚度会从上到下逐渐降低。合理布置剪力 墙,可以使地震灾害造成的财产和生命损失得到有效控制,
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表4
后转侧各索力统计表
转槽之间是否有缝隙,直到转铰与转槽脱离,可割除拱脚转
都能够尽量完好,能够使其设计的负荷和功能得到全面实 现。在对建筑进行结构设计时,为了使建筑结构的所有部件 能够发挥其效率,一定要将协同工作运用好。要想使这一目 标得到完美实现,不但要使各个零部件之间所承受的负荷基 本相同,没有受力失衡的情况存在,还要确保所有零部件的 使用寿命大致相同。结构协调工作主要是通过上部结构与 基础之间的关系体现出来的,基础和上部结构是一个完整的 有机整体,其是相互关联的,不可以将其分开[1]。比如,对于
0 前 言
建筑结构设计作为建筑工程项目施工中的一个重要环 节,对工程安全性、结构稳定性、经济性等均有比较大的影 响,所以提高对建筑结构设计的关注非常重要。随着人们对 建筑工程要求不断提升,需要对设计方式、设计理念等进行 改变,其中概念设计是一项非常有效的设计理念,可以更好 地满足客户需求,具有较高的应用价值。
浅谈概念设计在结构设计中的运用及作用
建材发展导向 2 1 02年 6月
浅谈概念 设计在 结构 设计 中的运 用及 作用
刘建 军 郝 艳 青
( 南 中城 建 筑 设计 有 限公 司) 河
摘 要: 近几年来, 我国的城市化进程大大加快 , 建筑概念设计与结构设计 中所存在 问题 日益成为了社会各界广泛关注的焦点。 现代 的城市地标 , 已从原来的文化环境, 转为 了立体的建筑体系 , 而在 这个转化过程 中, 建筑概念设计架构 的发展对其起到 了极 大的推动作 用。因此, 究建筑概念设计的改变, 探 逐渐成为城市发展过程 中, 值得探寻的一项重要内容 。 关键 词 : 筑 : 念 设 计 ; 构设 计 ; 用 建 概 结 运
建筑的关键结构 。
1 加 强 对 环 保 型 建筑 材 料 的 使 用 . 2
概念设计 的主要 目标是要满足结构 的功能 , 其次要满足其设计 的安 全 性与经济性 , 因此概念设计就要求结构设 计要符合建筑 的特 点 , 结构 2 我 国建 筑概念 设计 与结构 设计 的发 展与 作用 2 O世纪 5 ~ O年代 是中国, O6 建筑概念设计架构的初始萌芽 时期 。国 的设计所使用是 材料 要清洁环保 ,其结构设计 不要破坏周 围环境 的和 经 谐, 比如外墙体材 料的选用应该尽量避 免玻璃材质 的选用 , 以减少对城 家对于建筑的主要要求是 :提高速度和节约材料 ,因而一大批适用 、
一
l 建筑 概念 设计 与结构 设计 的应用
11 结构 型 式 .
在建筑 概念 设计架 构中, 用两种 不同的结构 型式建造 同一建筑物 是 不允许的。由于框架结构是一种可产 生形变 的结构体系, 而砖 混结构是 种刚性结构, 因此 , 一些 关键 的突出结构, 比如 : 、 楼 电梯 间、 局部、 屋顶 的房 间, 必须采用钢筋混凝土 加以固定, 都 而不得采用砖 墙作为承 重部 件, 这样才能在结构发生形变时, 进行相互协调, 以使建筑物中不同的结 构, 混合、 均匀的受力。建筑 物的施工过程 中, 短柱 由于刚度较大 , 当发生 地震等地质灾害时, 较容易产生交叉裂缝及脆性错断 。而顶棚装修中所 采用 的吊顶或其它装修 , 间填充墙填充物并未延伸 到墙顶 , 墙上随 柱 在 意开 门窗洞等情况 , 都会 导致混凝土的抗剪强度不足 , 从而导致 建筑物 或构筑物 的破坏甚至倒塌 。因此, 在建筑概念设计架构 的结构设计 中要 特别注意所选用的承重结构的材料必须具备较强的刚度 , 以求能够支撑
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浅谈概念设计在结构设计中的重要性和应用[摘要] 概念设计就是从结构总体方案设计一开始,就运用人们对建筑结构抗震己有的正确知识去处理好结构设计中将遇到的问题,诸如:房屋体形、结构体系、刚度分布、构件延性等等。
本论文结合工作实践,对概念设计在结构设计中的重要性和应用做以阐述。
[关健词]概念设计结构设计重要性应用
我国结构计算理论经历了经验估算,容许应力法,破损阶段计算,极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段,现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》gb 50068-2001采用以概率理论为基础的结构准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进,
经济合理、安全适用,概率极限状态设计法更科学、更合理。
但该法在运算过程中还带有一只能视作近似概率法。
并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。
事实上,建筑物是一个空间结构各种构件以相当复杂的方式共同工作且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。
目前人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。
作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范,应该把它作为一种指南、参考,并在实际设计项目中作出正确的选择。
这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。
一、概念设计的涵义所谓的概念
设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。
所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。
同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
概念设计是工程师运用思维和判断力,根据从大量震害经验得出的结构抗震原则,从宏观上确定结构设计中的基本问题。
因此,工程师必须从主体上了解结构抗震特点,振动中结构的受力特征,抓住要点,突出主要矛盾,用正确的概念来指导概念设计,才会获得成功。
由于概念设计包括的范围极广,因此不仅仅要分析总体方案确定的原则,还要顾及非材料的正确使用和关键部位的细部构造。
但是首先和最重要的还是结构总体概念设计、材料选型和细部构造等问题,这些设计原则和结构概念中,较为重要的是结构总体设计。
二、概念设计的重要性概念设计是展现先进设计思想的关键,一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。
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的计算方法,而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法,这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远,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、深刻了解各类结构的性能,并能有意识地、灵活地运用它们。
三、概念设计在结构设计中的应用
所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。
所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的经济可靠性能。
同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
比如,有的设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还人为布置一些抗震墙,即不能满足楼层间的合理刚度比,也不能正确地反映底层框架在地震时受力状态。
问题在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。
软件的选择和使用不当,造成危害是不容忽视的。
美国一些著名学者和专家曾警告工业界:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。
”然而避免这种情况,概念设计的思想不妨是个好方法。
运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。
传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗
力r,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越高。
结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。
以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。
但是大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越大,地震力就越强。
这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。
其实,为什么不考虑降低作用效应s呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。
隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能支撑(类似于阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装一个“反摆”,地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反,从对建筑物的振动加大阻尼作用,降低加速度,减少建筑物的位移,来降低地震作用效应。
合理设计可降低地震作用效应达60%,并提高屋内物品的安
全性。
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。
发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。
其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。
著名的美国工程院院士林同炎教授在《结构概念和体系》一书中为结构工程师提供了广泛而又有独特见解的结构概念设计基础知识和设计实例。
该书着重介绍用整体概念来规划结果总体方案的方法,以及结构总体系和个分体系尖的相互力学关系和简化近似设计方法。
为结构工程师和建筑师在设计中创造性地相互配合,设计出令人满意的建筑奠定基础。
这本书第二版的出版,为我们更好的加深概念设计的理解,提供有益的帮助。
总之,概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想,这就让我们来共同学习、发展它吧,为结构设计的发展作出应有的贡献。
参考文献:
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