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摘要:伴随着建筑事业的进步发展,一些新型结构设计理念被提出,其中概念设计得到了重视。概念设计是一种创造性思维的展现,是一种理想化的物质,是从粗略到精细、由模糊到清晰的、由抽象到具体的不断进化的过程,近几年在建筑结构设计中得到了广泛应用。
关键词:建筑结构设计;概念设计;应用研究
科学技术的进步推动了市场经济发展,人们生活水平不断提高,对建筑事业发展更加重视,建筑结构设计呈现出很多新的目标与要求。基于这一条件下,建筑结构概念设计得到了重视并被广泛应用到建筑结构设计中。该设计理念思想内涵与专业知识给建筑结构设计带来了巨大的影响,对建筑事业发展具有重要意义。
一、概念设计的重要作用
概念设计指的是设计时结合现有建筑设计理念,根据项目施工经验与设计基于宏观角度,概念性的选择和评价建筑结构设计措施。概念设计内容广泛,包含计算、布置、方案、构造措施、组件设计,各环节中融入概念设计内容从而计算项目组件、布置、结构选型,确保设计步骤规范要求与合理性,要求设计师具备高专业水平才能保证结构设计稳定,立足于总体使设计方向与建筑工程需求同步发展。建筑结构设计过程中,概念设计扮演着重要角色,有助于设计师设计灵感迸发,确保结构设计质量,让设计工作给人新的视觉感受。计算机进行建筑结构设计过程中,在一些方面难以满足设计要求。结构设计过程中,计算机应用广泛、简单,设计师对计算机设计具有较强的依赖性,缺少结构概念学习。而应用概念设计有助于设计师对建筑结构内容的理解的掌握,确保结构设计方案科学合理,使设计尽善尽美。要求设计师确保对结构概念有充分的掌握,才能有清晰的设计思路,防止产生定性错误和概念混淆,更好的应用到建筑结构设计中。概念设计思路创新、先进,还具有很多优势和建筑设计时会具备充分的科学性,提高建筑结构设计效果,为人们营造舒适、和谐的生活环境。
二、建筑结构设计中概念设计的要求
(一)优化选性理念
第一,完善结构体系。确定建筑基本结构特征,结合建筑、环境、荷载、应用状态对达到标准要求的建筑构件综合分析,判断他们之间的关系,创建其基本型的结构单元与支撑作法。随后,经过平面、线形、交叉、重合等形式打破传统基本型结构单元,充分展现结构状态。第二,完善结构布置。确定建筑主体使用意向与需求后,设计建筑主体柱墙竖向支撑系统、基础系统、楼层水平。该环节需确定建筑主体地质环境、承载状态、竖向变形等问题,综合比较分析科学性与优势。
(二)科学受力要求
基于变形和受力方向分析,均匀受力效果优于集中受力,多跨连续效果优于单跨简支效果。同时,在空间作用效果、刚性梁连接、超静定受力结构体系受力效果方面都高于平面内作用效果、铰接梁受力效果、静定受力结构体系。因此,做好建筑变形协调、刚度与结构对称重视具有重要意义,而且要求科学分析其组件受力状态,立足于总体性上分析结构受力状态。控制好重要变形与受力状态,非重点变形与受力可适当忽视。
三、当前建筑结构设计中概念设计的应用
(一)科学选择工程位置
建筑施工中工程位置的选择尤为关键,要求单位及工作人员给予高度重视,关系着建筑设计效果。工程位置选择应立足于几方面:建筑防护设备距离、退界范围、施工场地有无充足的光照。概念设计时综合分析各种影响要素,如:地震时建筑主体的抗震性,不选择地势陡峭等危险场地,在设计时融入抗震理念,做好建筑主体现场勘查。
(二)建筑结构选择
工作人员结合项目位置设计建筑主体外形、功能、建筑基础。通常建筑基础建设主要分为两种,地桩基础与箱型基础。其中,地桩基础适合应用在土质松软或承载较大的多层建筑中,该类基础在部分楼层较高的建筑中应用较多,特别是天然地基中能够将建筑承载力由上端转到下端,保证建筑主体稳定性。而箱型基础具有较强的硬度,采用该种基础可以保证承载力均匀的转移到下端结构,以此提高建筑结构安全性,避免建筑基础发生不均匀沉降,这对建筑设施防受损与防震具有重要意义。
(三)墙体设计
墙体设计也可以融入概念设计,例如:的将概念设计运用到节能建筑墙体设计中,综合分析各项技术与建筑材料属性,做好其差异性稳定,选择适合且性价比较高的建筑材料,提高墙体保温效果,进而减少能源消耗。对此,单位在材料选择时要以保温性高、隔热效果强为目标,科学分配制定高效的施工方案,再准备填充墙体施工。在墙体设计和项目改造方面,做到发现问题及时解决,满足各环节要求、优化墙体外保温设计,发挥建筑主体良好的保温效果。此外,在其他材料选择也给予高度重视,材料应用效率对协同办公具有重要影响,通常结构的协同工作程度和材料应用为正比关系。但是,基于优化设计角度分析结构性好的设计方案并不代表材料利用率会得到提升。建筑结构设计时,做好经济投入控制,对建筑结构设计要求提出了更加严格要求。建筑结构矩形截面作为基础的受弯构件,相对于其他材料应用率不高。究其原因,第一,与中和轴相接触的材料应力水平较低。第二,梁的弯矩沿着梁长不断变化。若梁截面存在应变梯度,只有重新创建轴心受力才能提高材料应用率,让平面桁架受拉钢筋和桁架的下弦向对应、梁的受压变和桁架上弦对应,有助于提高材料应用率。总而言之,建筑墙体设计时多元化的应用概念设计有助于施工效率提高,为人们提供温馨、舒适的居住环境。
(四)屋顶设计
概念设计应用到屋顶设计可遵循绿色、节能、低碳理念,不仅要做好屋顶密封处理,还要做好屋顶光照射与大气长波辐射分析。因为一些建筑物屋顶设计不当就会出现夏热冬冷现象,给人们生活带来影响。因此,节能性体现方面应做到冬暖夏凉,尤其是在特殊的环境区域隔离阳光直射有助于减少消耗,实现可持续发展目标。实际概念设计时,建筑单位做好屋顶优化设计与材料选择,制定科学的方案从而保证屋顶设计合理,在达到节能低耗的同时为人们提供舒适的居住环境。
(五)植被绿化概念设计
绿化设计是建筑结构环节之一,融入概念设计理念的过程中应在设计的流程中添加纸杯的绿化设计,在建筑主体四周种植植被具有美化作用。伴随着工业化进程的全面推广,城市化进程的发展,人们对居住环境有了新的要求,对植被绿化需求越来越高。因此,建筑结构设计时需结合室内、墙体、屋顶融入绿色植被,不仅能够净化空气还可以减少现场污染,实现环境保护,提升建筑主体美感,改善人们生活状态。应用概念设计有助于提高植被绿化设计效果,弥补传统设计不足,值得在后续设计中推广应用。
结语
伴随着城市化进程的加快,概念设计已经成为一种新的流行趋势,建筑结构设计过程中融入概念设计有助于建筑结构设计更加完善。概念设计贯穿建筑结构设计全过程,相对于计算机设计,概念设计具有特殊性。所以,概念设计的应用起到锦上添花的作用,使建筑结构设计更加完美,为人们提供舒适的居住环境。
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