概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 23 日 作者简介：高辉（1989），男，汉族，河北石家庄人，中级职称，本科。-5-概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用分析 高 辉 河北赛驰化工工程有限公司，河北 石家庄 050000 摘要：摘要：现阶段，在国家综合实力不断增强背景下，社会经济水平日益提升，随着我国建筑行业蒸蒸日上，对建筑结构设计提出越来越高的要求。从建筑结构设计目标上来看，主要是为了支撑建筑物的整体结构，促使建筑的使用寿命不断延长，为人们提供安全和舒适的生存环境。在大量实践与经验积累下，概念设计和结构措施逐步渗透其中，为建筑结构设计工作带来新的机遇与挑战。通过对建筑结构特性的优化，提高建筑结构设计效果，为整个建筑物提供重要的支撑和保护作用，确保建筑工程的安全性与稳定性。关键词：关键词：概念设计简述；结构措施；建筑结构设计；原则；应用要点 中图分类号：中图分类号：TU318 0 引言 从我国建筑建设结构来看，具有复杂性和繁琐性的特点，同时作为建筑建设过程中重要组成部分，其结构设计水平，直接关系到建筑整体结构的建设效果，和建筑物与人们生命安全有很大的关系，从而为之后建筑工程的使用提供重要保障。在确保建筑项目实现功能最大化过程中，要确保项目之间相互交互，从根本上提高工程的建设质量。在概念设计理念提出以后，融合各种结构元素，采用对应的结构措施，构建完整的建筑结构设计蓝图。在现代化科学技术的支撑下，也可以实现针对性与有效性的设计效果，充分满足人们对建筑的多元化设计需求。1 概念设计简述 1.1 内涵分析 在把概念设计运用到建筑结构设计环节中，设计人员通过对建筑设计计划的概念评估，同时结合以往的设计经验，对其进行比较与分析，从多维度出发，全面控制建筑结构的形状，严格按照最终结果进行操作，以此优化建筑结构设计方案。在融入隔振装置以后，很大程度上提高了设计的水平与质量。因此，概念设计，在建筑结构设计上，其影响力很大。比如，在项目资金投入、安全与施工进度等方面，都有很大的促进作用。在概念设计进行灵活实施之后，可以提高建筑结构设计的科学性、可靠性与安全性，同时从一定程度上降低估算与计算的错误次数，促使建筑工程结构设计工作更加完善、合理与经济。1.2 主要流程 在设计特定应用程序概念期间，主要是对综合流程加以优化与完善。一般情况下，对于建筑工程结构中概念设计的实施，会涉及到以下几方面内容：分析、完成、评估与综合四个阶段。在开展后续的阶段之前，要确保所有流程都满足预期设定要求。一旦出现不标准的情况，要进行重新设计、评估与计算等方式，在合格以后，方可实施后续的阶段任务。分析阶段。在分析环节中，全面分析建筑结构设计问题，同时展开针对性分析与处理。在这一环节中，存在数据信息分析不明确的情况，通过对其进行优化，把数据信息的运用价值最大化体现。综合阶段。基于综合阶段，属于概念设计的关键性内容。通过设计人员根据自己的实践经验以及专业能力，科学和有效编制设计计划，同时将其以图纸的方式呈现出来，促使设计计划更加明确与立体。从这一阶段的本质上来讲，主要是采用具象化的方式，将设计人员的抽象设计概念立体化地表达出来，因此属于概念设计工作十分重要的阶段。评估阶段。在这一环节中，需要对设计计划加以专业性与系统性的评估，以此判断设计计划的可实施性与合理性。由于该项工作具有周期性特点，因此在计划符合标准要求以后，就可以开展后续的设计任务。但是，如果在评估设计计划尚未实施之前，一定要构建功能性齐全的模型，之后导入各项公式，对计划进行综合比较与分析，最终确定更加安全与合理的设计计划。中国科技期刊数据库 工业 A-6-完成阶段。针对已经确定好的建筑结构设计计划，要进行执行工作，避免为后续的工作带来不利影响，大大提高了概念设计工作的效率与质量，为建筑结构设计工作带来重要参考与支撑。2 概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用原则 2.1 受力合理性原则 在概念设计与结构措施实际运用过程中，一定对建筑结构的受力情况加以综合分析，提高建筑结构变形影响因素的分析准确性，以此利用科学和有效的防范措施，有效规避建筑结构在设计上的风险，降低结构出现变形的概率。与此同时，在建筑结构受力环节中，主要来源于集中受力，同时对于多跨连续结构要好与单跨的结构，因此在具体运用过程中要加以合理选择与使用。另外，在秉持受力合理性的应用原则以后，做好一些重点位置与薄弱位置的设计工作，进一步提高建筑结构的受力效果，确保整个建筑结构的受力均匀性，减少建筑结构出现不稳定情况的出现。2.2 完整性原则 从概念设计应用情况了解到，具有笼统性的特点，不过涉及范围十分广且全面。因此，在具体应用过程中，可以把建筑工程的综合建设内容全方位呈现出来，让相关设计人员了解更为建筑物的地基土质等情况。在对各方影响因素加以综合考虑与分析以后，从一定程度上提高建筑结构物的承载能力，并且采用交叉与叠合等设计策略，进一步优化建筑工程的结构设计方案与计划，全面保证了建筑物综合稳定性。3 概念设计在建筑结构设计中的应用要点 3.1 合理确定建筑结构刚度 目前，从建筑行业的各种标准与规范中了解到，建筑结构刚度属于十分关键的要素，因此在建筑结构设计期间也发挥至关重要的意义。在把概念设计理念引入到建筑结构设计环节中，一定要重视对建筑刚度的合理与科学选择。通过对建筑刚度进行科学选择以后，进一步提高建筑物整体的自然振动周期，同时也夯实了建筑结构物的抗震能力，对建筑工程行业的发展有着积极的影响。除此之外，在具备良好的刚性以后，有助于建筑结构空间使用效率的显著提升，减少建筑材料的浪费使用，和国家最新提出节能环保发展理念保持高度一致，同时提高建筑设计计划的运用效果，不断优化与完善建筑内外结构。3.2 合理确定建筑主体结构 通过对建筑结构加以合理化和对称性的设计，属于建筑工程结构设计的要点。在这一原理推进下，从一定程度上降低资源的过渡使用，减少建筑材料成本费用的支出，确保建筑物中非结构部件的稳定性与坚固性，有助于建筑结构扭转性能的提升。另外，基于建筑结构具有对称性的特点，因此建筑整体以及结构内部之间也具有统一的特征。基于这种特定的设计方式，在提高建筑物综合对称效果过程中，采用建筑物质新与平面重心距离调整与优化的方式，提高重心设置的合理性与有效性，满足建筑结构对称性要求的同时，也确保建筑主体结构设计的合理性，为建筑整体结构部件起到良好的支撑作用。3.3 重视实地勘察，明确建筑基础结构 在对一些准备开发的位置，加以实地调查与勘察之后，需要对建筑的形状以及地形进行科学设计，此时要对建筑物的基础加以有选择。对于建筑基础而言，一般涉及到箱基础和桩基础。对于箱基础而言，其整体刚度值比较大，具有分解和荷载力的功能，为建筑物提供更加安全和稳定的支撑，同时在不均匀力问题解决上，也发挥重要作用，避免出现沉降的问题，很大程度上提高建筑物的整体抗震效果。然而，在桩基础施工环节中，属于建筑基础结构的重要组成形式，一般会在比较软的地面或者荷载能力差的多层建筑工程中运用。在基础结构设计上，把顶部带来的负载力直接传递到底部位置，同时引入到地面上，属于提升建筑工程建设安全与稳定的有效策略。3.4 明确建筑场地 对于建筑工程结构的概念设计，要在确定项目地点基础上开展。因此，在建筑地点进行选择期间，主要涉及到太阳光线和建筑出口距离与安全距离保护等内容。同时，相关人员也要重视对一些危险位置的规避，确保当地的地质与地理情况不会对建筑稳定性造成较大影响，降低危险事故发生的几率，特别是在地中国科技期刊数据库 工业 A-7-震灾害上。另外，在一些危险位置进行建筑建设期间，要注重对建筑结构物抗震等级的提高，同时使用相应的防范与处理措施，做好现场勘探与相关研究工作，确保建筑场地选择更加合理与科学，满足建筑结构抗震性能要求。4 结构措施在建筑结构设计中的应用要点 4.1 重视材料使用效率的提升 在对建筑工程加以结构设计环节中，结构措施在其中发挥明显的作用，因此设计人员要给予 高度重视与关注，确保结构设计方案的完整性与可实施性。在具体展开设计过程中，结构措施的作用最大化展现，和设计人员的设计工作效果有着息息相关的联系。所以，在具体施工与设计阶段，全面提高建筑结构的稳定性能，同时注重对建筑材料使用效率的提升。除此之，设计人员要确保建筑工程设计效果过程中，提高建筑结构设计质量与品质，最大程度上降低材料的使用量，节约工程材料的运用成本，有助于建筑结构设计工作任务顺利完成的同时，也可以获取最佳的经济效益与社会效益，促进建筑行业长远稳定发展。比如，由于矩形横截面的压缩构件的使用效率比较低，主要原因就是由于梁在制定的施工环节中很容易出现变形的情况，因此这一建筑材料的使用效果不佳。但是，在对其进行概念设计与结构分析以后，相关人员对梁截面的变形梯度加以有效处理，以此改变与优化这一材料的变形情况，确保可以在轴向力不明确状态下，直接进行运用，大大提高了材料的使用效果与效率，突显出结构措施运用的意义与价值。在对一些钢材与混凝土材料进行选择过程中，需要结合相关标准与要求，确保材料的强度在合格范围内，以此构建特定模型。在此期间，混凝土的强度等级要大于等于 C25。在增强结构元件纵向加固效果过程中，需要运用到高强度的钢筋材料，像 HRB400 型号的钢筋材料等。与此同时，设计人员也要结合建筑工程实际施工情况，积极运用建材市场中新研发出的新型材料，像钢筋混凝土材料等。从我国建筑工程实际建设现状分析，钢筋混凝土材料备受人们的青睐，经常运用其中，使用频率比较高。在这种新型建筑材料使用之后，把钢筋材料与混凝土材料进行充分融合，促使两种材料之间相互促进和补充，为建筑结构的稳定性与坚固性提供必要的支撑。从该种材料混合使用的作用来看，主要体现在以下几点上：第一，通过钢筋混凝土材料的运用，对于内层混凝土施工而言，可以对外层钢管起到良好的支撑作用，促使这两种材料的优势形成有效的互补作用，很大程度上提高了建筑结构的承载性能。第二，在外钢管引入以后，可以对建筑结构物内部的混凝土加以有效控制，以此强化混凝土结构的强度与稳定性，避免出现结构变形等不良问题。总之，在钢筋混凝土结构设计以后，不断提高建筑整体结构物的抗震水平，同时在超高底柱的轴向压缩比有限这一问题上，也为其带来科学有效的解决措施，消除不利因素对工程结构稳定性的影响，为人们的安全使用提供良好保证。4.2 确保结构体系的协同运作 在结构措施和概念设计进行融合使用过程中，保持良好的协作状态，有效运用到建筑物结构设计环节中，为建筑工程的后续施工与使用打下坚实基础。在协作运用过程中，前提条件就是要求结构内部组件处于协作的状态，确保这一作用发挥到最大。同时，在这一协同作用影响下，对结构元件有严格要求，需要一直处于标准的承载状态下，可以胜任一般工作的同时，其整体性与耐久性也十分突出。此外，对于建筑工程的基础结构与上部结构来讲，都处于承载环境下，因此要使其处于整体状态，从而分担各方带来的荷载。比如，在砖混结构的建筑物设计过程中，要想提高协作的效果，就要借助结构柱与环梁，使其始终处于结构一体的状态，共同承担荷载力，避免对建筑结构物的支撑结构产生变形的危险。现如今，随着高层建筑结构建设数量的增多，短柱现象比较常见。不过，在提高各个组件的应力能力期间，需要在夹心结构中设置最小的短柱，确保建筑物的同一平面基础承载能力的提升。4.3 提高结构体系的合理性 在目前建筑工程结构设计环节中，会经常运用到钢结构、钢筋混凝土结构与砖石结构的结构体系。像钢筋混凝土结构，属于常见的建筑施工方式。在具体作业期间，会设计到剪力墙结构、框架结构与框架芯管等结构。从某一方面来讲，这些结构的功能效果，都和抗震设防强度、建筑条件与建筑材料等，有着很中国科技期刊数据库 工业 A-8-大的关系。所以，在对结构系统与体系加以科学化与智能化设计以后，积极深入到对这一结构系统的研发与探究工作中，进而创新出和确保建筑结构效果的结构措施与方案，为我国建筑行业的可持续发展提供重要的技术支撑。4.4 重视现场处理 在建筑工程现场作业期间，由于施工环境的恶劣，很容易受到外界因素的影响，导致工程结构的分析结果和实际存在偏差。所以，在对建筑结构加以设计期间，一定要对概念设计进行有机整合，确保结构设计方案有效实施和落地。另外，在根据自身丰富的设计经验与设计手段，积极参与到建筑工程有关建设与监管部门，与其展开深入的探讨与交流，共同合作，对项目的现场实际情况加以勘探与研究，明确设计中存在的问题，逐一解决。5 结束语 综上，在建筑行业持续发展与进步背景下，建设标准越来越高，因此一定要重视概念设计与结构措施的有效运用。在对其展开优化与创新之后，保证建筑工程结构设计的科学性与合理性，有助于项目的规范化作业。参考文献 1王少峤.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用方法探讨J.建材与装饰,2020(18):68-70.2尚凯.概念设计及结构措施在建筑结构设计中的应用策略J.中国住宅设施,2020(04):49-50.3王鑫.建筑结构设计中的概念设计及结构措施J.居舍,2020(11):81.4颜欣.建筑结构设计中的概念设计与结构措施探究J.建筑技术开发,2020,47(07):7-8.