摘要:在建筑结构设计过程中,合理的应用概念设计以及做好结构的设计控制是非常重要的,基于此,文章结合实际,在对概念设计内容分析的同时,对优化结构体系设计的策略以及措施进行了详细的分析实践,可知在设计的过程中做好优化设计目标的确定,以及做好结构优化措施的范围和条件控制,能够有效的将建筑结构设计的水平提升。
关键词:建筑结构;概念设计;结构措施
一、概述
任何建筑工程项目都不是凭空臆想出来的,都是专业设计人员根据经验和专业知识设计出来的,并且其能够满足功能性与结构形式的需要,对于改善人们的生活有着直接的影响作用。只有将建筑工程的空间、功能达到完美的契合,才能确定最为合理的建筑结构形式。但是设计人员进行建筑设计的过程中,会遇到很多的实际问题,这就需要建筑设计人员利用自己的专业知识来协调处理,并且需要从结构类型、功能以及形式等方面创新,并不断的探索,从而可以设计出更加新颖的建筑结构形式,满足人们生活的实际需要。如果结构设计人员在设计的过程中,没有将先进的概念设计理念应用到实践中,就会导致建筑结构形式无法很好的满足时代发展的需要,从而导致建筑结构也失去价值,终将被社会淘汰。
二、概念设计概念
概念设计主要指的是,建筑结构设计师根据建筑整体的需要,来进行总体的规划设计,从而可以保证建筑结构的整体布局和结构性能达到使用的需要,然后在根据这些基本要求来选择合适的施工材料,并且进行具体的细节控制。这是提升建筑综合性能的关键措施,同时也比详细设计方案的确定具有更高难度,需要具有丰富的设计经验和创新思想才能完成。
较之细节化设计来说,概念设计对于设计师的要求更高,需要具备更加丰富的实践经验,并且了解建筑发展史,对于建筑工程的功能、形式等特性有着总体性的掌握,可以结合天文地理、自然条件等因素来进行总体的规划与设计。
三、优化结构体系的策略与措施
1 优化设计的目标与策略
虽然不同的建筑工程结构形式存在很大差异,且各具特点,但是有两条基本原则是一致的:其一,结构设计应该符合力学性能的需要;其二,要保证空间功能与形式满足使用者的需要。对于后者来说,其自身也会存在一定的矛盾与问题,采用传统的设计理念会无法满足各个方面的要求,降低任何一项指标都不会保证最终的结构性能。从我国当前对于建筑工程结构体系的优化中可以发现,建筑结构设计需要兼顾功能与形式的要求,同时还要保证科学性,各种关系平衡之后可以确定最佳的设计方案。
2 結构优化措施的范围和条件
建筑项目在进行结构设计的过程中应该综合考虑到力学性能、几何规律以及空间功能等多个方面,所以在实际操作中应该充分考虑到自然条件、法律要求以及其他的实际条件等因素。在建筑结构设计中,必须要以客观存在的条件为基础,应该考虑到所有的影响因素之后才能确定最为合理的结构设计方案,这是因为有些方面对于建筑工程项目来说,是强制性的,必须要满足的条件,比如公共商用建筑和民用建筑,其对于内部结构尺寸有着明确的要求,同时也要求了混凝土配筋方案、抗震性能等方面,还要满足消防安全的要求,任何一项不能符合法律规定的要求都是不合格的,不仅会造成工程质量不达标,也会导致其使用安全性无法保证,造成严重的人员伤亡事故发生。
建筑工程结构的隐性条件也是设计中需要考虑的因素,同时也是建筑设计优化的主要部分。建筑结构优化措施就是要确保建筑空间的合理化布置,就是要根据不同的使用地区、不同的建筑施工项目来进行合理的设计,并且需要结合概念设计的理念来应用,同时也应该跟随时代的发展进行创新。
3 结构体系与结构计算的优化措施
传统的建筑结构形式主要包含了墙柱承重梁体结构体系、框架结构与大跨度拱形结构等。随着科学技术的发展和进步,建筑工程技术水平得到很大的提升,很多新型的建筑结构形式被研发和使用,比如剪力墙结构、筒中筒结构等等。无论是哪一种建筑结构形式,其都会组成一个完整的整体结构,所以必须要满足力学性能的需要,这也是结构科学与实用性的综合。因此,在建筑结构概念设计中,应该综合考虑到结构性能的计算、模型分析之后来确定其安全性是否达标,并且根据实际情况来进行设计方案的优化。计算机技术的快速发展,对于建筑工程设计领域存在直接的影响,在建筑结构设计中,可以通过计算机技术来建立建筑的模型结构,通过三维模型与可视化操作可以确定其结构性能是否达标。虚拟模型设计中能够更好的确定其各项性能是否达标,进行设计方案的对比分析,寻找出最佳设计方案。
4 结构构件与材料优化
建筑工程项目在进行概念设计中,结构的利用率是业主的主要关注点。从实际应用的角度出发,进行结构构件与材料的优化就成为解决这些问题的重要方式。从建筑历史发展来看,在人类发展的早期阶段中,主要是使用石材来进行住宅的建筑施工,此时人们希望可以扩大自己的居住空间,所以选择使用筒形拱、交叉拱的结构形式比较多,最著名的案例就是罗马的潘泰翁神庙。虽然如此,由于拱尺寸的增加,使得支撑结构的尺寸也随之增大,空间形式也会受到了较大程度的限制。伴随着生产力的发展,人们的技术水平也有了很大的提升,新型的材料,比如金属材料被广泛的研发和使用,并且应用到建筑工程中,改变了建筑结构性能,性能更佳且更加的方便,桁架结构被广泛的使用。但是这种结构形式却存在明显的缺陷,历史上很多优秀的建筑设计师都在寻找更好的解决办法,很多新型的建筑材料和结构形式被研发和使用,比如薄壁结构、悬索结构等形式,这些结构都具有跨度大、自重轻、材料省等优势,极大的带动了建筑工程领域的发展,同时也给人们指明了未来发展的方向,那就是材料更轻、强度更高的方向,这与人类的可持续发展理念也是一致的。建筑工程结构设计的不断优化,催生出很多新型的建筑结构形式,呈现出多样化的特点,可以满足不同使用条件和功能的需要,极大的促进建筑行业的发展。
四、小结
概念设计是建筑结构设计中非常重要的指导思想和理念,对于建筑结构性能的优化有着直接的影响,其对于建筑结构设计人员有着更高的要求,不仅需要较高的专业素质和丰富的经验,还应该具备创新思想,给予建筑更强的生命力,从而可以更好的改善人们的生活。
参考文献:
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(作者单位:筑博设计股份有限公司)