浅谈概念设计及结构设计
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。
建筑结构设计中概念设计的应用浅析
建筑结构设计中概念设计的应用浅析黄兵广州市同一方向建筑规划设计有限公司广东510000摘要:进入“十二五”发展阶段以来,我国建筑事业得到了一定的改善和提升。
但与世界先进水平还存在一定的差距,还需要我们共同的努力。
鉴于概念设计在建筑工程质量方面具有的重要性,笔者将本文取名为《建筑结构设计中概念设计的应用浅析》。
首先就对建筑结构设计中的概念设计进行了概述;其次分析了建筑结构设计中整体方案的概念设计;再次浅析了建筑结构设计中概念设计的应用;最后对全文进行简单的总结。
旨在与同行交流,不断提升建筑结构设计水平,提高建筑结构设计质量,从而确保整个建筑工程质量达标。
关键词:建筑结构设计;概念设计;抗震设计;应用Abstract:in the"5years plan of12th"stage of development since,our country building business got certain improvement and ascension.But with the advanced world level there were differences of need to our efforts.In view of conceptual design in the construction engineering quality of the importance,the author in this paper named for the building of conceptual design in the structural design of the application according to the".First is the structure design of the concept design summarized;Secondly analyses the architecture in the structural design of the overall program concept design;Again the building according to the conceptual design in the structural design of the application;The last of the full text summarizes briefly.With partners to exchange,and constantly improve building structural design level,and improve the quality of structure design,so as to ensure that the whole construction engineering quality standards. Keywords:building structure design;The conceptual design;Seismic design;application中图分类号:S611文献标识码:A文章编号:在现代建筑工程中,关系建筑工程质量的主要因素就是设计和施工方面的因素。
结合工程实例浅谈建筑结构设计中的概念设计
结合工程实例浅谈建筑结构设计中的概念设计中图分类号:tu2 文献标识码:a 文章编号:摘要:本文结合笔者多年的工作经验,对建筑结构设计中概念设计的相关要点进行了粗略探讨,供参考。
关键词:结构设计;概念设计;抗震设计abstract: the author discusses many years of experience, the architecture of conceptual design in the structural design of the related points are a rough guide to discuss, for reference.keywords: structure design; the conceptual design; seismic design1引言概念设计是结构设计的核心和灵魂,它贯穿于结构设计的全过程。
概念设计运用得合理,能使结构满足建筑要求并以最快的方式将荷载传递到基础、地基中,创造更为安全、舒适的工作和生活环境。
并节约材料和资金,概念设计是一名设计工作者进行创新设计的基础。
2 概念设计简述概念设计就是运用清晰的结构概念,依据整个结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、地震灾害、实验现象和工程经验等对结构及计算结果进行正确的分析,并考虑到结构实际受力状况与计算假设之间的差异,对结构及构造进行设计,使建筑物受力更加合理、安全、协调。
概念设计主要从以下两个方面对结构设计进行宏观控制。
一是在方案设计满足建筑要求的情况下,从宏观的角度考虑结构的整体性及主要分体系的相互关系,来确定建筑结构的总体布置方案。
二是在理论设计过程中综合考虑各方面因素对结果的影响,以判断理论设计的准确性,并对一些工程中难以作出精确分析或在规范中未精确规定的问题,根据实际经验采用一些结构构造措施进行处理。
概念设计的目的是力求使设计方案安全、可靠、经济、合理,是一个优化的过程。
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
概念设计在结构设计中的应用体会
构体系。 2 ) 结构布置的优化。 概念设计中的结构布置主要考虑建筑物 框架 、 筒 中筒体系。 这说明结构的整体刚度要求越来越高 , 结构的空间 的体型( 平面长度尺寸及长宽比、 竖 向高宽比、 立面形状等 ) 柱网尺寸、 工作效能要求越来越高。 结构设 考虑结构体系空间的相互作用 层高以及主要抗侧力构件所在位置等。 在满足功能要求和建筑方案的 增加建筑物的刚度, 提高建筑物的整体工作效能。 如: 在框架中增加受 前提下优化布置楼屋盖水平系统、柱墙竖 向支撑系统和地下基础系 力—侧柱子截面高度 、 设置刚度更大的水平梁、 加设剪力墙等; 剪力墙 统。比如为了整体抗震性能就应该选择平立面规则、 对称的结构布置 体系中剪力墙的布置要求“ 周边、 对称、 成对、 封闭” 等。 同时, 应控制剪 体系, 在设计的时候就有必要设置刚度较强的抗侧力构件来提高结构 力墙中连梁 的高度或用带缝 的剪 力墙调整结构刚度等。 . 3 减轻结构 自重的方法。减轻建筑物 自重是结构设计人员永远追 的侧 向刚度等。 3 ) 合理的构造做法。 预先估计和分析结构的薄弱部位 、 2 破坏形态,调整承载力以加强或削弱某些部位有意识设置构造措施。 求的目标 , 也是结构概念设计的—条重要原则。减轻结构 自 重不仅是 使结构的构造做法和建筑构造要求相一致 , 结构的理论构造要求和施 降低了竖 向荷载 , 同时水平地震作用也成 比例地减少 , 极大减轻了震 害。 对降低造价, 加快施工速度 , 节约资源都有明显的改善。 减轻结构 工的实际构造做法保持一致。 新型材料, 如采用高强混凝土、 高强钢 1 . 2 合理受力原则。在进行结构概念设计时, 结构构件受力问题需要 自重应充分考虑采用高强材料 、 通过力学原理来进一步分析的。 有时还可采用有限元分析软件对构件 筋、 轻集料混凝土 、 合金材料等; 考虑合理的结构布置 , 如选择合理柱 的受力进行分析 , 从而方便合理的选取结构构件。从结构的受力和变 网、 减小外墙尺寸等 ; 选择优越的结构体系和高效能的结构型式 , 如采 用 网架网壳体系 、 空间桁架、 预应力结构等减少构件的截面。 形的来看 , 要尽可能的利用结构 自 有的对称胜、 结构刚度的相对 陛、 变 . 4 受力合理 、 协同工作、 变形统一的方法 。受力合理就是要求结构 形的连续协调性; 从抗力和材料看 , 尽可能使构件的受力状态 以轴向 2 构件受力均匀、 传力简捷 、 明确 , 避免不明确 的受力状态。从变形的角 受力为主, 尽可能提高构件的截面 瞬陛矩和抗弯能力、 抗剪能力、 合理 的选择 陛能较好的材料和优化构件截面, 做到“ 因材施用 , 材尽其用” 。 1 . 3 空间优化原则。 建筑物本来就是—个空间结构。 在结构概念设计 时, 要充分考虑建筑物内外各部分结构的空 间作用 , 要注意加强结构 构件的平面外刚度 ; 加强平面结构与平面外结构构件的联系 ; 考虑结 构构件间的相互作用( 如梁与柱的相互作用 , 板 与梁的相互作用 ) ; 采 度来看 , 可利用结构的对称 陛、 刚度的相对陛、 变形连续和协 同性 。 结构的协同工作主要表现在 : 基础与上部结构变形的协调性 , 将 其视为整体来分析, 如在基础设计时应实现上部结构、 基础、 地基共 同 工作 , 利用等带刚度法等考虑上部结构对基础的影响 ; 在多高层尽可 能避免短柱的形成,其主要 目的是使同层各柱在相同的水平位移时 , 能同时达到最大承载力; 高层角柱沿全高箍筋加密或采用巨型钢管柱 等达到增强角柱的强度和变形能力, 使结构中各构件协同工作 , 变形
论建筑结构设计中的概念设计
论建筑结构设计中的概念设计摘要:本文分析了概念设计的概念,概念设计在结构设计工作中的重要性,概念设计中需要注意的问题,针对目前建筑结构设计当中墨守成规的现象,提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性,推动结构设计的发展。
关键词:建筑结构;概念设计;工程师中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:概念设计时反映事物本质属性的思维形式,反映客观事物本质的特征,是人们在实践基础上经过感性认识上升到理性认识而形成的。
人们目前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简化和假设。
因而,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,将概念设计应用到实际工作中去,打破建筑结构设计中墨守成规的现象,充分发挥结构设计工程师的创新能力。
随着社会经济的发展和人们生活水平的日益提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求,概念设计的思想被越来越多的结构设计工程师所接受,并将在结构设计中发挥越来越大的作用[1]。
1 概念设计的定义概念设计是指不经数值计算,尤其是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,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。
运用概念设计方法,可以在建筑设计的方案阶段就迅速有效地对结构体系进行构思、比较和选择。
从而使方案概念清晰和定性正确,避免在后期设计阶段出现一些不必要的繁琐运算。
具有良好的可靠性和经济性。
同时,也是判断计算机内分析输出数据可靠与否的主要依据。
对于实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,可以运用优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的,弥补现行结构设计理论与计算理论之间存在的某些缺陷或不可计算性。
而结构设计者的阅历、学历、胆识,包括对力学、工程结构等方面的直观概念与深层机理概念是工程实践中合理的运用概念设计的关键[2]。
浅谈概念设计在结构设计中的应用
可 。如果装 修时把小 阳台与卧室 的地面铺成一 色的地板 , 会令 论大小都应 以人 为本 , 则 在充分 体现 生活 品质 的同时也要体 现其功 空间增大不 少。 能性 、 实用性 。 2 阳台变书房 。居室面积小 , ) 一般 都不设有单 独的书房 或工 参 考 文 献 : 作间 , 如果把 阳台与居 室打通 , 阳台就可 以成为 崭新 的书房 而加 [ ] 1 刘盛璜 . 人体 工程 学与 室 内设计 [ . M] 北京 : 中国建筑 工业 出 以利用了。在靠墙 的位置装上层层 固定 式的书架 , 再放上一 张小 版 社 。 0 4 20 。 巧的书桌 , 用心爱 的窗 帘阻隔室外的喧器 ; 入夜 , 还可 以伴着柔 和 [ ] 2 陈望衡 . 艺术设计学[ . M]武汉 : 武汉大学出版社 ,0 0 20 . 的台灯 , 诵读 自己钟情的书籍 。 [] 3 汤 鳞 . 国美术史及作品鉴 赏[ . 外 M] 北京: 高等教 育 出版社 , 3 阳台成 为第三洗理 区。如果 阳台与厨 房相连 , ) 那么最好 是
一
The wa b u e o a i g i o r s a ls c f b id ng y a o td c r tn nd o m l pa e o u l i
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 设计 ; 概念设计不 以精 确 的力 学分析 、 生搬 硬套 的规范条 文为依 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 据 , 而是对工程进行概括 的分析 , 制定设计 目标 , 采取 相应措施 。 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 、 概念设计概念包括安全度 的概念 、 力学 的概 念 、 材料 的概念 、 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 荷 载的概念 、 地震的概念 、 施工 的概 念 、 使用 的概念等等 。概念设 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。 计要求 融合这些概念 , 贯彻 到结构方案设计 、 并 结构构件布置 、 计 文 中就概念设计在结构设 计中的应用提 出了若 干建议 。
浅谈概念设计在小高层住宅结构中的应用
幅。 粘弹性减震器 由三块钢板夹以聚丙烯 粘弹性材料组成 , 由它
连接楼面拓架与外框筒柱 ,能够很快将水平动力转化 为应变 能 或 热 能耗 散 掉 。动 力 阻 尼 器 , 般 设 置 在 建 筑 物 的 顶 部 , 自振 一 其
建材 与装 饰 2 1 0 0年 O 8月
园 林 、 筑 、 划 与 结 构 设 计 建 规
浅 谈概 念设 计在 小 高层 住 宅 结构 中的应 用
陈 忠
( 州省 黔西 南州 兴义市 贵 520) 6 4 0
摘 要: 小高层住宅结构设计时, 须做好概念设计。 文章结合实 际介绍 了小高层住宅结构概念设计 的基本原则 , 利用整体性概念设计 和构造性概念设计方法, 加强小高层住宅结构的概念设计, 提高结构设计水 平, 保设计质 量。 确 关键 词 : 小高层住宅; 概念设计; 设计 水平; 质量
1 小 高层住宅结构概念设计 的基本原则
11 结构 的简 单性 .
结构的简单性是指结构在地震作用下具有直接和 明确 的传
递 途 径 。结 构 体 应 具 有 明确 的 计 算 简 图和 合 理 的地 震 作 用 传 递 途 径 。只 有 结 构 简 单 , 能对 结 构 的 计 算 模 型 、 才 内力 与位 移 进 行 分 析 , 而对 结 构 抗 震 性 能 的估 计也 比较 可 靠 。 从
() 用 高 刚 度 材 料 1采
从材料的角度 来说, 目前我国高层建筑主要采用钢筋 混凝
减震器) 或动力阻尼器 ( 如调谐液体 阻尼器 , T D 减 少侧 向振 即 L)
土结构, 因此 , 如何 充分发挥混凝土 与钢 筋 的综合 优势 , 对于提
高结构 的刚度意义重大。这两种材料根据设计要求可 以有 多种 组合 , 比较 常 见 的 是型 钢 混 凝 土 结 构 和 钢 管 混 凝 土 结 构 。 型钢 混
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。
浅谈建筑结构设计中的概念设计与结构措施
建 筑科 学
浅谈建筑结构设计中的概念设计与结构措施
刘 Байду номын сангаас
( 中国 电子 工 程 设 计 院 , 北京 1 0 0 8 4 0 ) 摘 要: 在 社 会 不 断进 步 的 形 势下 , 人 们 对 于建 筑 的 需 求 不再 满 足 于基 本 功 能 , 对 于 建 筑在 结 构 上和 审 美方 面给 予 了更 多的 关 注, 由此对 建 筑设 计 师 的标 准要 求也 就 有 所提 高。在 对建 设进 行 设计 的过 程 中 , 设 计 师应 该 不断 的 学 习国 内外先进 的设计 理 念 . 发挥创新能力。在现阶段建筑设计 中, 概念设计是其 中最为重要的设计理念 , 文章对于概念设计进行 了阐述。 关 键词 : 建 筑 结构 设 计 ; 概念设计; 结构 措施 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 凝土的极限变形能力主要取决于箍筋的约束程度 , 即箍筋 的形式和 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 配箍 特征 值 。 因此 , 为 了增 大柱 在地 震作 用 下 的变形 能力 , 控 制柱 的 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 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 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 管混 凝 士均 可 以提 高柱 轴压 比的限值 。 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 , 3注 重概 念设 计 的实 用性 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 随着 计算 机 技术 的 不断 进步 , 在 建 筑结 构设 计 中引入 了计算 机 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 技术。 在计算机中, 将以往大量的设计素材输入到计算机中, 这样就 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, 在计算机 中形成了一个建筑设计库。 在如今的建筑设计中正在向着 也是判断计算机 内力分析输 出数据可靠与否 的主要依据。 如何摆脱这种固有程式的束缚方 向发展 , 但是很多的设计师在有了 1概 念设 计 的 重要 性 这 种便 利 的 条件 之 后 , 不 再 具有 创 新 思维 , 缺乏 以往 设计 师 的设 计 在对 建 筑进 行 结构 设计 的过 程 中 , 概念 设 计 是一 个 设 计 师 的基 理念 和敬业精神 , 而是在计算机系统中 , 将 已存 的素材东拼西凑来 本 设 计 思想 , 也 是在 设 计 中发 挥 重要 作 用 的基 本 理 念 。在 对建 筑 进 完成 结 构设 计 。这样 设计 出来 的作 品根 本 没有 创 意 , 也没 有 自己 的 行 设 计 的过 程 中 , 建 筑 师 要充 分 的利 用 所学 的知 识 , 对 于 建 筑 的设 思维 , 所 以在 和 建筑 师沟 通 的过 程 中也 会 出现 障 碍 。这样 的设计 方 计 理 念 不断 的创 新 , 在 特定 的建 筑结 构 中 , 将 整体 概 念 运用 其 中 , 对 式 缺乏 了对 建筑 实 用 性 的考 虑 ,只是 例 行公 事 般 的 来 完 成一 项 任 于建 筑 中 的构 件与 结构 、 结 构 与 结构 之 间 的关 系合 理处 置 。如果 一 务 , 根本 没有 从 实际 角度 来 考虑 建筑 结构 的 实用 性 。 事 实上 , 建 筑物 个 设 计 师概 念设 计 运用 的好 , 那 么 随着 他 工作 经 验 的增 多 和理 论 知 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 识 的积 累 , 概念 设计 的水平 也 必 将会 越 来 越 高 。但 是 在社 会 发展 的 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 过程中 , 在分工方面越来越细化 , 大部分设计师缺乏对整体建筑进 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 行设 计 的机 会 , 一 般 都 是 负 责其 中 的某 一项 , 所 以说 基本 上 都 是 依 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 赖 于规 范 和手 册来 进 行设 计 , 墨 守成 规 , 不敢 或 者不 愿 去创 新 。 在 社 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 会快速发展 的背景下 ,各种新技术新材料不断的应用到建筑 中, 但 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 是有 些 设计 师 却不 敢 尝试 , 害怕 应用 的失 败 , 这 是一 个 时代 的悲 剧 。 识, 把概 念设 计 应用 到实 际 工作 中去 。 在计 算 机信 息 化技 术 应 用到 设计 工 作 中的 同时 , 也 让 人们 过 分 的依 4结 束 语 赖 于计 算 机 , 对 于有 些 非 常 明 显 的计 算 错 误却 不 敢 指 出 , 害怕 承 担 在 经济 建设 快 速发 展 的背 景下 ,建筑 业 也得 到 了快 速 的 发展 , 责 任 。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 在 人们 的物 质 生 活提 高 的形 势 下 对 于建 筑 的舒 适 度 有 了更 高 的要 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 求 , 建筑不仅要满足基本 的功能 , 同时还要为人们营造舒适的工作 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 和 生活 环境 。 一项 建 筑 的质量 如何 , 设 计 阶段 发挥 着重 要 的作 用 , 设 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 计对于整体建筑 的影响占到百分之七十左右 , 所以说设计的质量如 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 何 直接 影 响到建 筑 的质 量 。在 对建 筑 进行 设 计 的过 程 中 , 要 合 理 的 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 运 行概 念设 计 ,这 就要 求建 筑 设计 师 要 对概 念设 计 有 透彻 的了解 , 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 从 实 质上 领 会 概 念设 计 的 内涵 , 在对 建 筑设 计 的过 程 中 , 要 有 创 新 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 意 识 , 勇于 创新 , 敢 于创 新 。总 之 , 概 念设 计必 然 会 成 为今 后结 构 设 概 念 的培 养 , 才 能 比较客 观 、 真实 地 理解 结 构 的工作 性 能 。 计的主流思想 , 所 以我们更应该努力学 习概念设计的精髓 , 为结构 2 协 同工 作 与结 构体 系 设 计 的发展 作 出应 有 的贡献 。 在建 筑 结 构 设计 中 , 协 同工 作 是 非 常重 要 的一 个 话 题 , 也 是 保 参 考 文献 证 建筑 质 量 的重 要 的措 施 。 协 同工 作 与建 筑 的结 构 体系 有 重要 的联 [ 1 商 立人 , 王跃. 结构设计的新思路一一概念设计『 J ] . 工业建筑, 1 9 9 9 系, 而 所谓 的协 同工 作 , 就是 指 在 建筑 结 构 中 , 各 个 构 件所 能 承 载 的 ( 1 ) . 荷 载 都在 同一水 平 , 在承 受 极 限状 态 时 , 可 以共 同承担 , 并 且 可 以共 [ 2 】 戴 国莹 , 李德虎. 建 筑 结构 抗 震 鉴定 及 加 固的若 干 问题 [ J 】 . 建 筑 结 同达到使用寿命 。这样对于建筑的结构设计就有很高 的要求 , 要求 构 . 1 9 9 9 ( 4 ) . 其在设计的过程 中,要充分 的考虑到建筑 中各个构件所 承担 的荷 [ 3 ] 林 同炎. s . D . 思 多台斯 伯利 . 结 构概 念和 体 系. 中 国建 筑 工业 出版 社 . 载, 如何 协 调 不 同 构 件 间 的共 同承 载力 , 要 使 建 筑 的 整 体 结构 共 同 达 到 使用 寿 命 , 这是 在建 筑 设计 中 比较 高级 的 工作 。结构 的协 同工 作 表 现在 基 础与 上 部结 构 的关 系 上 , 必须 视 基 础与 上 部结 构 为 一个 有机的整体 。不能把两者割裂开来处理 。举例而言 , 对砖混结构. 必 须依靠圈梁和构造柱将上部结构与基础连接成一个整体 , 而不能单 纯依 靠 基础 自身 的刚度 来抵 御 不 均匀 沉 降 , 所 有 圈梁 和 构造 柱 的设 置, 都必须围绕这个 中心。 目前 , 部分已建建筑在其四角设置 巨型钢管柱 , 从而极大地增 强 了角 柱 的强度 和抗 变形 能 力 。在高 层 建 筑结 构 设计 中 , 柱 轴 压 比 的 限值 已成 为 困扰 结构 工 程 师 的实 际 问题 ,随着 建 筑高 度 的增 加 , 结 构下 部 柱 截 面 也越 来 越 大 , 而 柱 的纵 向钢 筋 却 为构 造 配 筋 , 即使 采用高强混凝土 , 柱截面也不会 明显降低。实际上 , 柱 的轴压 比大 小, 直接反映了柱 的塑性变形能力 , 而构件的变形能力会极大地影
浅谈建筑结构的概念设计
3 如何 正确 的进 行概 念设 计
31合 理 选 择 结 构 方 案
概念设计主要是为了可以将设计方案经济化和合理化, 同时可以得到更 适 合 的应 用 。 所 以, 对 于 概念 设 计来 说 , 必 须要 选 择一 个更 加 合理 更加 经 济 的
方案, 也 可 以采 用一 个 较 为适合 的结构 体 系和 结构 形 式 。 对 于 总体 的 布置 、 应
引 言
要想 正 确 的进 行 建 筑结 构 概 念设 计 , 必 须要 正 确 的分 析 电算 结 果 、 设计 多道 的抗 震 防线 、 合 理选 择方 案 、 计算 简 图 、 采 取相 应 的 构造 措 施 。有 效 的利 用 概 念设 计 思想 进 行建 筑 结构 工 程 的创新 性 与创 造 性 , 从 而 推 动 结构 设 计 的
3 . 5正 确 分析 电 算结 果 是依据相关的规范、 依据或计算机程度等进行传统 的设计 , 这样所 出现的设 近几 年计 算 机技 术 有 了很 大 的提 高 , 在实 际 的 操作 过 程 中计 算 机技 术 也 计 结 果便 无 创新 点 。 不过 , 因为 相关 的应用 软件 种 类较 多 , 软 件 和软 件 之间 功能 也存 所 以若 要在 设计 中体 现较 新 的设 计思 想 , 那么 就 一定 要 在 结 构设 计 概 念 普 遍被 应 用 。 使得 计 算 的结果 也 有所 差 异 。 有 的 因为 软件 自身 的设计 缺 陷 , 方面加强 。工程师会根据已有的建筑设计理论和经验 , 从整体的角度对建筑 在 一定 的差 异 , 这 个 时候 设计 师 就不 能 根据 软 件得 出的数 据 进 行应 结构加以 比较与分析, 对建筑结构从整体上进行控制和设计 , 从而使建筑更 可 能会 影 响计 算 的结 果 , 用, 需要其根据 自己经验和专业知识 对相关的计算结果认真的分析 , 作出合 具 创 新性 。 2 . 3判 断 电算 结 果 的正确 性 和合 理 性 理 的判断 。 3 . 6构 造措 施 的采 用
浅谈结构概念设计的内容
学术论坛科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald2231 概念设计的必要性结构概念设计是用系统的观点对宏观整体的布置进行综合考虑,着眼整体布局,正确处理结构总体方案、材料合理使用以及细部节点构造,以达到结构设计优化的目的[1]。
对于一名合格的结构工程师来说,从安全性的角度讲概念设计比计算机精确计算拥有更重要的作用;概念分析和判断对提高结构计算的可靠性,改进设计质量有十分重要的作用[2]。
概念设计是工程设计的核心。
一个设计项目的成败绝大程度取决于概念设计的质量,是对整个阶段中最重要也最困难的内容,其体现了设计人员对总体目标的洞察、驾驭,对整体项目的目标、约束条件及各种技术方法和方案的准确把握,以及综合性、创造性思维的发挥水平及风格。
在概念设计过程中,设计者需对存在的问题提出具体可行的思路,将工程科学理论及技术、实际工程积累的经验融会贯通于每一环节,将概念设计与计算设计辩证统一的联系起来,并运用二者的相互作用作出对于项目的关键性的选择。
再者,概念设计重要性凸显在前期设计阶段,由于不能单纯依靠计算软件处理,需要设计师选用优秀的概念处理结构选型、布置、刚度分布等以达到效果最优、成本最低的结构方案,因此综合设计阶段全过程中都要不断深入、从整体宏观的角度中把握,突出解决主体的主要矛盾,深刻了解各个结构的抗震以及使用性能,在发挥主观能动性的基础上灵活运用解决实际问题,才能得到设计以及项目施工的成功[3]。
2 结构整体协同工作体系结构协同工作是要求内部单元相互联系,共同参与工作,不仅要求构件在承载力达到极限状态时共同受力,受到地震或者偶发荷载情况下同时达到极限状态,并且拥有近乎相同的使用寿命。
协同工作不仅表现内部的细化构件,还表现在基础与上部共同工作,处于统一的有机整体,不仅在分析设计阶段也在实际工作中都不能将二者分开处理。
2.1 建筑结构的规则性在结构设计中为了较好的使构件协同性能良好,一般均宜均匀的布置受力构件,使整体具有规则性,更有利于每一构件相互传力直接,在我国规范也明确的做了详细的规定例如:《抗规》[4]3.4.1条规定:建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性;3.4.2条:建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响,宜择优选用规则的形体。
结构概念设计浅谈
柱有较 大的变形能力 。由于角柱 的上述作用,角柱设计时在
承载力和变形 能力上都应有较多考虑 ,如加大箍筋配置 ,采
用密排箍筋柱 、钢管混凝土柱 。目前,部分 已建建筑在其 四 角设置巨型钢 管柱 ,从而极大地增强 了角柱的强度和抗变形
能力。
1 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
结构的相互关系 。
结构 的性 能特 点 ,并 能在 实践 中有意 识地 、灵 活地加 以运
具体的工程进行概括 的分析,制定设计 目标 ,采取相应 的措
施。
加强结构概念 设计 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 的另一 个原因 ,还在于其在方案 没 计阶段应用 的不可替代性 。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 结构 工程师不 断地丰 富 自己的结构概 念,深入、全面地 了解各类
足 , 或 者 实 现 对 实 际 存 在 的 大 量 无 法 计 算 的 结 构 构 件 的 设
念等 。概念设计要求我们 融合这 些概念 ,并贯彻到具体 结构
方案 设计 、结 构构件 布置 、计算 简 图抽象 、计 算结 果处 理
中。对理论无法 明确 的部位 ,要有定性 的认识 。 概念设计反映在具 体的设计工作 中大体有 以下 内容 :
3 概 念设 计 的运 用— — 协 同工作 与结 构体 系
浅谈结构概念设计在建筑结构设计中的作用
【 李庭芗等. l 】 英语教 学法I 】 M. 北京 : 高等教 育 出
版社.
【 杨先敏. 学交流 . 2 】 教 青少年 日 记.
责 任 编辑 : 宋义
浅谈结构概念设计在建筑结构设计中的作用
马 国 库 - 徐 太 安
(、 1陕西建筑勘察设计公 司, 陕西 西安 7 0 6 2成 阳市建筑设 计研 究院, 10 1 、 陕西 成 阳 7 2 0 ) 10 0
摘 要: 从构; 概念设 计; 作用
均衡 , 提高结构的抗侧刚度和抗扭惯性矩 。 在概 念: 在基础和主体间设置柔性隔震层; 加设类似 念设计 中,还应该注意对材料性 能的充分分析 于阻尼器的消能支撑 ;可能的情况下在建筑物 和利用 。一般来讲 , 材料利用率越高 , 该结构 的 顶部装设一个 “ 反摆 ”地震时它的位移方 向和 ( 协同工作程度也越高 , 尤其在我们国家 , 建筑工 建筑物顶部的位移方 向正好相反) 这样合理运 。 程师的一个主要任务就是在设计中努力寻找经 用概念设计可降低地震作用效应达 6 %多 , 0 能 济和安全的最佳结合点 , 从而花最少的钱 , 设计 用很经济的造价建造 出很安全的建筑 。 当然 , 提 出最坚 固、 适用 、 的建筑 。 美观 出的这一思想在实际中可能运用不多 ,许多技 2运用概念设计思想拓宽设计思路 术 尚在研究之中 , 但恰恰说明了概念设计能够 传统的建筑结构设计计算 ,似乎只关心 怎 很好地拓宽设计思路。 样去提 高结构抗力 R ,以至于在许 多建筑设 计 3概念设计思想会 被越来越多的工程技术 1整 体 概 念 中, 混凝土强度等级越来越高 , 量随之越来 人员所接受 , 配筋 并延伸到抗震加 固中去 在建筑结构构件中,各组成部分是一个有 越大 , 结构似乎很安全 , 但造 价也会 高许多 , 结 在普通高等学校土木工程专业教学 中和在 机 的整体 ,地基处理与基础 以及上部结构绝对 果出现了肥梁 、 胖柱和深基础 , 只要不超过最 大 结构 工程师进修学习培训 中,概念设计 的理念 不可割裂开来对待。例如,发现在一些施工 现 配筋率就算完事的思想要不得。以抗震设计 为 还没有得到很好的重视, 在专业课教学中 , 单项 场 ,施工方对构造柱在基础下部的埋置重视不 例 , 一般根据初步确定 的结构断面尺寸、 混凝 土 计算 练习居多 ,使得结构专业 的学生只知道套 够, 而砖混结构房屋 , 必须依靠圈梁和构造 柱将 强度 等级计算出结构刚度 ,再根据结构刚度 计 用公式对局部构件进行计算 ,却对结构的整体 上部结构连接起来 ,而不能单纯依靠基础 自身 算出地震力 , 再进行配筋计算。但是 , 刚度 概念设计重视不足 , 结构 综合运用能力 的提高 , 概念 的剐度来抵抗不均匀沉降 , 所有圈梁和构造 柱 越 大 , 地震作用效应就越大 , 配筋 量就越大 , 越 设计 意识 的加强 ,是对一个未来合格建筑结构 的设置都应该紧密围绕这个原则来进行。在受 不经济 ,恰恰是为了抵御地震力设 置的大量 钢 设计 工程师 的基本要求。 力构件 中,应该注意使体 系尽量同时达到较高 筋却又增加 了结构的刚度 ,增强了地震作 用效 的应力水平 。例如 , 在高层结构设计中 , 在空 应。那我们在概念设计 中就可 以考虑降低地 震 应 间上避免出现短柱 、 短梁 , 以确保整体结构受力 作用效应 S ,隔震效能就是一个很好 的设计 概 责 任 编 辑 : 光 旭 李 概念设 计是体现先进设 计思想的关键 , 一 个工程师的主要任务 , 就是在特定的建筑空间 中用全局的概念来完成总体方案 的设计 ,并且 能够有意识地处理好构件与结构 、结构与整体 的关 系。 将概念设计应用到实际工程 中去 , 是每 个工程师应该掌握的基本方法 。重视概念设 计 的工程师 , 随着经验的积累和不懈的追求 , 实 践丰 富理论和在设计文件中体现概念从而指导 实践 的成果就会越来越完善 。概念设计主要有 以下几个方面的应用。
建筑结构设计概念设计及常见结构类型
建筑结构设计概念设计及常见结构类型
建筑结构设计是建筑设计中的重要部分,决定着建筑物的安全、舒适和美观度。
在建筑结构设计之前,首先需要概念设计,即明确建筑物的类型、功能和空间布局,并设计出大致的建筑形态和基本结构体系。
常见的建筑结构类型有:
1. 框架结构
框架结构是由纵横交错的柱、梁组成的,可以承受较大的荷载。
常见于高层建筑、工业建筑和大跨度建筑。
空间网架结构是由许多三角形构成的结构,配合柱、梁组成空间网架,适合于大跨度建筑。
其结构轻巧、有良好的受力性能,同时可以减少建筑物重量和材料消耗。
3. 悬挑结构
悬挑结构是指部分支撑在空中的结构形式,常用于建筑物外立面的设计,使建筑物更具艺术感和观赏性,同时也能减轻建筑物重量和减少柱子的使用。
4. 拱形结构
拱形结构是由曲线构成的结构形式,具有强大的压缩和挤压能力,适合于建筑物、桥梁和地铁通道等结构的设计。
5. 梁柱结构
梁柱结构是最常见的一种结构类型,由若干根柱子和若干根平行的梁组成,适用于各种建筑物的设计。
球形结构是由多个钢梁组成的球形形状,适应于体育馆、剧院等大型空间建筑物的设计。
7. 薄壳结构
薄壳结构是由混凝土或钢板等材料所组成的,能够形成大跨度、轻型、无柱和美观的设计,适合于体育馆、会议中心等大型建筑的设计。
总之,建筑结构设计是建筑设计过程中的核心考虑因素,不同结构类型具有不同的应用场景,建筑师应根据建筑物的特点和需求进行综合考虑和设计,以达到美观、实用和安全的目的。
建筑结构设计中的概念设计与结构措施
建筑结构设计中的概念设计与结构措施建筑结构设计是建筑领域中非常重要的一个环节,其任务是使建筑物达到稳定、可靠的结构要求,保障建筑物使用寿命、安全性能和经济效益。
概念设计是建筑结构设计的第一步,而结构措施是建筑结构设计的具体实施措施,下面将分别从概念设计和结构措施两个角度来介绍建筑结构设计。
概念设计概念设计是建筑结构设计的最初阶段,其任务是在考虑建筑功能、建筑形态和建筑美学的前提下,根据建筑物所在区域的气候条件、地震烈度、土层条件和深度、以及建筑物的使用要求等因素确定建筑结构体系的类型和风格以及主要材料,为建筑结构的具体设计打下基础。
1.建筑结构体系的类型建筑结构体系的类型是指建筑物采用的结构体系类型,它关系到整个建筑物的支撑体系和稳定性能。
常见的建筑结构体系类型有钢结构、混凝土结构、钢混凝土结构、木结构等。
在选择建筑结构体系类型时需要综合考虑多种因素,包括建筑物的使用要求、施工的难易程度、建设资金的限制等。
2.建筑结构风格建筑结构风格是指建筑结构设计所强调的特定风格,它可以通过结构材料的颜色、形状、大小、质地、表面处理等方面来体现。
建筑结构风格可以有很多种选择,例如传统、现代、抽象等,具体选择应该根据建筑物所在地域、使用要求等因素来确定,合理的建筑结构风格可以增加建筑物的美感和艺术价值。
3.主要材料主要材料是指建筑结构设计中采用的主要结构材料,包括钢材、混凝土、砖、石材、木材等。
在选择主要材料时需要综合考虑材料的强度、刚性、耐久性、抗风能力、抗地震能力等多种因素,选择合适的主要材料可以在保证建筑物强度的同时,保证建筑物的美观和经济性。
结构措施结构措施是建筑结构设计的具体实施措施,包括结构形式、结构布局、结构尺寸、结构節點等,下面将分别从这四个方面来介绍建筑结构设计中的结构措施。
1.结构形式结构形式是指建筑物所采用的结构形式,可以是杆系结构、面系结构、网壳结构、框架结构、拱形结构等。
各种结构形式有着各自的特点和适用范围,具体选择应该根据施工难度、建筑物使用要求、工程经济等多种因素来决定。
浅谈建筑结构概念设计
浅谈建筑结构概念设计【摘要】结合设计准则,合理解决结构概念设计基本问题,既注意结构总体布置上的大原则,又顾及到关键部位的细节【关键词】概念设计;结构体系;刚度;耗能一、概念设计的定义先进的设计思想可以通过概念设计充分地展现。
概念设计就是从结构总体方案设计一开始运用人们对建筑结构抗震已有的知识选择合适的结构方案,用清晰的结构概念处理好结构设计中遇到的问题,对结构所受的各种作用的特点、结构计算、不同结构在各种作用下的反应、变形能力和破坏机制以及各种构造措施等问题进行概念分析和概念判断。
概念设计不以精确的力学分析,生搬硬套的规范条文为依据,而是由我们对工程进行概括的分析,制定设计目标,采取相应措施。
在工程设计中概念设计尤为重要。
二、概念设计在工程设计中的表现与运用1、结构体系与结构布置高层结构常用体系有:框架结构;框架-剪力墙结构;剪力墙结构;框支剪力墙结构;筒体结构等。
规范对它们各自的适用高度及高宽比做出了详细的规定,设计选择何种结构应根据各自结构的优缺点结合建筑功能要求、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素确定方案并通过技术、经济和使用综合比较确定。
一个好的建筑设计方案首先包含着结构受力合理。
施工方便简单。
在建筑体型构思、平面布置和竖向设计阶段,建筑和结构设计人员密切配合,既要充分考虑建筑使用功能合理,造型美观,又要考虑结构受力明确,结构设计合理和方便施工。
位于地震区的建筑体型尽量设计的简单和规则,当建筑平面形状不规则时可通过设置抗震缝将平面化为规则的单元建筑,尽量避免采用不规则平面建筑。
2、结构具备适宜的刚度在结构设计中,合理的确定建筑物刚度是非常重要的,应根据具体情况和平衡原则进行必要的刚度调整和分配。
结构刚度小,结构过柔,相应结构自振周期大,产生过大变形,影响构件的强度和稳定。
结构刚度大,自振周期小,相应地震作用也大,结构本身重量也加大,材料浪费也大,经济性不好。
风荷载是一种随时间而波动的动力荷载,风作用在结构上,一方面风力使房屋受到一个基本稳定的风压力,另一方面又使房屋产生风振。
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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浅谈概念设计及结构设计
发表时间:2018-09-05T17:01:37.933Z 来源:《防护工程》2018年第9期作者:于丽妲
[导读] 从而促进整个建筑业的快速高效发展,最终将惠及人民大众,实现经济效益和社会效益的双赢。
在设计工程中引入概念设计理念,会极大的简化设计流程,避免因为计算机软件的过分应用产生的数据脱节现象。
于丽妲
方舟国际设计有限公司
摘要:强调概念设计在建筑结构设计中的应用必将为建筑业注入新的血液,从而促进整个建筑业的快速高效发展,最终将惠及人民大众,实现经济效益和社会效益的双赢。
在设计工程中引入概念设计理念,会极大的简化设计流程,避免因为计算机软件的过分应用产生的数据脱节现象。
关键词:概念设计;结构设计;开展
前言:概念设计必须有理论基础知识作为行动准则,离开理论基础知识的指导,结构设计就不会客观,而变成主观设计。
同时也要依靠先进的设计工具,多方面的分析设计方案的合理性,并与理论基础知识结合并用,让结构总体系与各个分体系的工作原理和力学性质及构造处理原则相互融合。
概念设计不仅可以发挥建筑师的主动性和创造性,创新建筑结构设计理念,而且可以从实质上保证乃至提升建筑的质量和使用效能,建筑师必须要熟悉并深入理解概念设计的内涵,将高质量的设计工程展现给世人。
一、概念设计的重要性
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。
二、概念设计的意义
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。
概念设计减少了对较难改进的客观条件的依赖,增强了对人才的要求,使得建筑结构设计更具灵活性、更能为人所掌握和控制。
三、概念设计对于建筑设计的必要性
建筑设计需要对各个力学应力数值、结构数值、材料数值进行精确地计算,但是过分依赖计算机软件,会对建筑结构造成不可预计的危害。
比如在实际设计中很多设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还有人为地布置一些抗震墙,但是不能完全满足楼层间的合理刚度比,也不能完全正确地反映底层框架在地震时受力状态。
在设计中导致这样问题的出现,根本原因就是在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。
如果是运用概念设计方法可以在建筑设计方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择。
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,概念设计也是判断计算机分析输出数据可靠与否的主要依据。
避免电算误差问题的产生,在建筑结构设计中采用概念设计是最好的方法。
在实际设计工作中,运用概念设计理念还可以对已经出现的问题进行深入的分析,从而发现深层次的因素,来改善设计水平。
这往往比查找历史数据更为便捷。
四、如何开展概念设计
4.1选择合理的结构方案一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案,即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。
结构体系应受力明确,传力简捷,同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。
总之,必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、水、暖、电等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时还应进行多方案比较,择优选用。
4.2平面设计
建筑平面的形状宜选用风压较小的形式,并应考虑邻近高层建筑对其风压分布的影响,还必须考虑有利的抵抗能力和竖向荷载,在地震作用下,力求简单。
在高层建筑中,建筑体受到更多的风压,没有好的的流体外形,就会对建筑产生长时间的水平应力。
随着建筑层数提高,水平载荷下的侧移现象逐渐加重。
在平常情况下承受内部静态应力,如果发生地震等或者其他地质灾害,则会诱发外部形变,对建筑内居住者产生生命安全影响。
4.3竖向设计
在竖向传力体系设计中,首先要注意建筑不能超高,因为新的设计准则对建筑超高有了更严格的要求。
在高层建筑的设计中,抗侧力结构刚度,应注意由基础向顶层逐渐过渡,要尽量避免出现在竖向上刚度发生突变的现象,以免由于刚度的较大突变而削弱其抵抗水平荷载的能力。
高层建筑必须有相应的锚固深度,此锚固深度可结合布置设备用房和地下停车库的需要,作为一层或多层地下空间,这对降低高层建筑的重心有利,可提高建筑抗震能力及抗倾覆能力。
在竖向形体设计中,截锥形的建筑,采用由下而上分段逐渐减小楼层面积阶梯状体型,能使房屋刚度大大增加,由于房屋顶部的楼面尺寸比底部小,除了在建筑使用功能方面存在优点外,在抗风和抗震方面也具有一定的优越性。
4.4基础设计概念
基础除了与地基相互作用外,与上部结构作用的关系也很复杂,除非在建筑的边缘部位出现荷载很大的情况,一般建筑基础的变形总是中部沉降多,外级沉降小。
在进行地质条件选型中,首先地基地质要好,或采用桩基。
要求地基沉降量不能过大,重要的是控制高低层的沉降差,天然地基的建筑,高层部分一般采用满堂红基础,低层部分采用双向条形或单独基础,高层建筑常设有通往地下车库的通道,通道紧贴高层的外壁,并平行于外壁,可将地下室基础底板延伸作为车道的底板,便于铺防水层,也保证了高层建筑的整体连接。
根据不同建筑的地理位置结构形式可选择桩基础、箱形基础和筏形基础。
桩基础,当地基土质较软弱,建筑物层数较多,荷载较大的情况下,天然地基不能满足地基承载力的要求可以采用桩基将上部结构荷载直接传到下部坚实的持力层,高层建筑的桩基础可采用预制钢筋混凝土桩,混凝土灌注桩和钢管桩。
箱形基础,箱开基础在高层建筑中广泛应用,它整体刚度好,能将上部结构的荷载均匀地传给基础,对上部结构能良好地嵌固,箱基有效地抵抗不均匀沉降,并与周围土体协同工作,提高建筑物的抗震和抗风能力。
筏形基础,筏形基础适用于上部结构荷载较大,地基承载力较低的工程,筏形基础整体较好,刚度大,能有效地分散上部结构的荷载,调整基底的压力和不均匀沉降。
结束语:
概念设计是展现先进设计思想的关键,用概念设计思想来促进结构工程师的创造性,推动结构设计的发展。
运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。
概念设计的成效,一方面取决于工程师们掌握理论基础的深浅,另一方则关系到有否丰富的工程经验。
概念设计要求设计师从宏观方面入手,系统的分析设计中的诸要素,采用科学的方法完成设计作品。
发挥创新能力,并在设计的整个过程中不断的吸取先进的设计思想,提高概念设计的水平。
参考文献:
[1]方鄂华.高层建筑钢筋混凝土结构概念设计[M].北京:机械工业出版社,2004.
[2]许燕禄.概念设计在建筑结构设计中的应用[J].广东土木与建筑,2005(02).
[3]林同炎,S.D.思多台斯伯利.结构概念和体系[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.。