浅析结构概念设计在建筑结构设计中的作用

浅析结构概念设计在建筑结构设计中的作用

发表时间：2019-04-19T10:26:45.217Z 来源：《基层建设》2019年第5期作者：项鸿1 陈颖哲2

[导读] 摘要：结构概念设计是通过对客户需求的分析，将理论的知识转化为实际的概念产品，来满足客户对产品的要求。

淄博市规划设计研究院山东淄博 255000

摘要：结构概念设计是通过对客户需求的分析，将理论的知识转化为实际的概念产品，来满足客户对产品的要求。而结构概念设计应用在建筑结构中是一个新的创意，正在进行有效的尝试。结构概念设计使得设计师突破了传统的思维，不再依赖传统的建筑规范，对产品有自己新的想法，运用更准确的测量方法保证建筑结构的安全性。结构概念设计用途广泛，因此对结构概念设计的研究是十分必要的。本文从结构概念设计的内涵出发，把握结构概念设计的基本内容和原则，通过在建筑结构设计中的作用分析，来促进建筑技术的进一步发展。

关键词：结构概念设计；建筑结构设计；作用

一、结构概念设计的内涵和与结构设计关系

概念设计是一个综合多方面知识的复杂过程。它通过设计者不断更新自己的设计理念，达到更好的建筑效果。由于设计者随着工作时间的增加，自身的建筑经验也在提升，对于设计理念有着自己独特的观点，从而促进了结构概念设计的进一步完善。在保证建筑结构的安全的条件下，使用尽可能少的建筑成本，来使建筑结构和资金投入相平衡，这不是一个简单的压缩成本的方法，而是寻找一个点来使两者能够协调，然后应用到实际的生产生活中。它表现为系统各要素之间相互作用来共同达到最优化的目的。主要从两个方面着手，其一是建筑的结构，使各要素在各种极限的条件下发挥作用，达到一个平衡。其二是建筑材料的安全程度，既要保证建筑材料建造的安全，又要减少建筑成本的开支，提高建筑材料的利用率。

结构概念设计要求建筑设计师有一定的工作基础和专业知识基础，对建筑设计师来说，既要对建筑物足够了解，如建筑物须承受的荷载、水平风力、地震力、扭矩力等，还要了解基本的结构概念设计原理和合理的结构体系，还要有自信、主动、创新的精神。否则，如果在整个的设计过程中有任何不合理的地方，不仅会影响整个建筑设计的设计效果，严重的还会出现安全隐患。所以，结构概念设计和结构设计是整个建筑设计的两个关键环节，二者又相互协调，相互制约，彼此渗透，使建筑与结构可以协调统一。

二、建筑结构中概念设计的原则

1、力争结构简化

在建筑结构的设计时，简化结构是一项非常重要的内容，既保障了建筑的安全承载能力，又节约了建筑材料的成本。在进行建筑结构设计时要充分考虑建筑的实际环境，准确计算结构各关键点的受力程度，对建筑的薄弱点要进行及时的修复和完善，删去不必要的冗杂结构，简化建筑设计，引领新的建筑理念。

2、建筑的整体性

整体性质不是表示它所构成的要素之间的简单相加，而是通过各要素之间的相互作用来达到一加一大于二的效果，把研究对象看成是一个整体，通过整体和部分的相互关系，来研究整体的性质。在实际的建筑设计中，保证对于惯性力的把握，让惯性力的方向保持一致，提高整体结构的性能，从而保证建筑的安全性。

3、结构要均匀

建筑结构均匀是建筑设计的一项重要原则，它使建筑各部分能够保持平衡，不会因为结构不均匀而使得建筑不稳定，从而提高建筑抵抗各种特殊环境的能力，减少损耗，还能从一定的程度上体现结构的对称美，也是建筑设计追求的一种理念。

4、选型优化

在建筑结构中结构概念设计的过程中，要对建筑的布置进行优化处理，综合考虑建筑的本身的功能特性和建筑效果来对建筑结构进行优化，使得建筑更加合理。

三、在建筑结构中应用结构概念设计的意义

建筑结构的设计要有创新的思维和专业基础知识，而最好的设计大多是以概念设计为基础，概念设计又是对满足使用功能且造型优美的确定，因此，结构概念设计是整个设计过程的灵魂和关键。

首先，建筑设计师要以安全为首位。现在大多数的建筑设计师在实践过程中，缺乏工作经验，在学习的过程中过分依赖指导手册，造成了主观能动性较差，又缺少探索和创新的精神，以至于在设计的实践中，思维固定化，还会导致一些计算性的失误，从而造成安全隐患。而掌握结构概念设计就十分重要，概念设计可以在计算机的精确计算的基础上进行概念分析和判断，提高了结构计算的可靠性以及设计的合理性，因此，结构概念设计确保了概念的安全性。

我国在相关方面的计算方法还不算成熟，局限性较大，只能单纯的进行一些计算处理。但是，在设计过程中，需要建筑设计人员对总体的目标和计划进行把控，充分考虑各方面的因素，通过选择合理结构、建筑材料的分析来达到成本最低、效果最优。考虑在承载力达到极限时如果共同受力，在受到地震或其它偶发力的情况下，是否能够确保安全。而结构概念设计就是用系统的想法和长远的眼光对设计进行宏观的调整、布置和选择，因此，建筑设计师将结构概念设计应用到具体的建筑设计中，有利于更好的保证建筑整体的合理性和规范性。

在项目设计的前期过程中，因为不需要计算过程，所以无法借助计算机等软件知识实施。因此需要建筑设计人员通过对结构设计概念的掌握，运用自身的知识和实践经验，对整体进行预估和判断并协调各方面的因素，充分的将结构设计概念等理论知识应用于设计实践中。

四、概念设计在建筑结构中的应用

在建筑结构中应用概念设计的理论通常要进行受力分析，即要选择均匀受力的建筑结构，空间作用，连接处采用刚性连接的方式，对建筑的各部分构件分别进行受力分析，避免出现受力不明确的情况，同时也要进行宏观的受力分析。在结构设计中，一般选用以下的设计方式：

1、水平设计

如果要满足相关的要求，首先要考虑建筑物的水平荷载能力，即所受力的极限范围。建筑平面形状的选择应考虑周围高层建筑对其的

影响，还要考虑其它方向力的影响，尽量选用受风力较少或风压较小的形状。在较易发生地震的地方，根据对场地的选择、地震能量的分析、建筑的结构形态、建筑物的使用材料等方面的研究，建筑平面要尽量简单规则，以提高建筑的抗震性。

2、竖向设计

注意控制建筑的高度和形状，将建筑的受力尽可能减少。可采用锥形设计，即建筑由下到上逐渐减少楼层的面积，可减少建筑物的受力，增加其刚度；也可采用上窄下宽形，降低建筑物重心，增强稳定性。

五、提升结构概念设计的应用措施

1、增强建筑设计人员的综合素质

在建筑的结构设计中，建筑设计人员起着决定性作用。一份结构设计作品，主要是设计人员日常的工作经验和基础知识的体现，建筑设计师的基本素养决定着建筑设计水平的高低。

（1）通过对建筑设计师的水平和结构概念设计的了解，将设计师分为不同组合，开展程度不同的培训工作，对设计师的专业能力进行查漏补缺。

（2）建立小组制的团队型合作，并建立完善的奖惩制度，以提高工作的积极性。

（3）培养建筑设计师的创新意识，打破固定思维。

2、完善基础设施建设，提高工作效率，确保计算的精度

为了适应信息化、现代化的大趋势的变化，应该提高对信息技术的利用，增加建筑结构设计的技术含量，提高计算的精度，使结构概念设计和技术相结合，提高工作效率和建筑设计作品的质量。

结束语

结构框架是建筑设计中较为关键的模块，而结构概念设计广泛应用于结构设计中，它是工程师在建筑中使用整体概念来完成设计观念，也是设计师先进思想的全面展示。而对于结构概念设计的应用的研究会进一步发展，也会在建筑设计中发挥更大的作用。

参考文献：

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