探究概念设计和结构措施在建筑结构设计中应用

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1、探究概念设计和结构措施在建筑结构设计中应用【摘要】随着经济与时代的发展，人们对于建筑的要求逐渐提升。与此同时建筑工程项目的投资力度、规模、技术复杂度也都相应的提高，为此促进了建筑结构设计中的概念设计的产生，并逐渐发展成为研究建筑结构设计的关键方法。文章从概念设计的概念与步骤入手，对概念设计在建筑结构中的应用、建筑结构设计中的结构措施以及概念设计在建筑结构设计中的意义进行了详尽的论述。【关键词】概念设计结构建筑应用中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：随着建筑产业的飞速发展，建筑结构设计也面临着更高的要求。在

2、这一背景下，概念设计以其自身的特性而得到了广泛的应用。概念设计在手段、思想、方式以及理论知识等方法都为建筑结构提供了科学有效的技术平台。为此进行概念设计与结构措施在建筑结构中的应用研究具有极强的现实意义。一、概念设计的概念与步骤概念设计是一种实现结构设计的多样化要求的手段，是建筑设计师基于设计经验、设计理论以及将要建设的项目工程的特点，对建筑结构的抗震结构以及总体布局进行规划，并在建筑工程结构设计的初期对设计方案进行概念性的分析估算与比对。这种设计方法具有定性准确、概念明确、便捷的优势，从而可以在实际应用中取得

3、良好的经济效益。一般可以将概念设计的步骤分为分析、综合以及评估三个不断向着满意阶段靠近的连续阶段。其中分析阶段主要是对问题进行全方位的了解，但是存在着分析数据不完整与不准确的特点，为此表现出一定的模糊性质。综合阶段是工程师将自己掌握的理论知识以及掌握的实际情况，利用自己的想象力以及创新意识实现工程设计规划。最后评估阶段是一个比较选择最优方案的过程，可以说是一个循环实施的过程，直到得到满意的方案为止。二、概念设计在建筑结构设计中的应用一一建筑抗震的概念设计概念设计要考虑以下因素：场地条件和场地土的稳定性;抗震结构

4、体系的选取、抗侧力构件的布置；建筑平、立面布置及外形尺寸的确定；非结构构件与主体结构的连接等。1场地和地基的选择历史震害资料表明，建筑场地的地质、地形、地貌对建筑物震害有显著影响。因此，在抗震设计中，首先要注意场地的选择。地基和基础的设计宜符合下列要求：（1）同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上。（2）同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基。（3）地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应的措施。2选择合理的建筑体型建筑设计及其抗侧

5、力结构的平面布置宜规则、对称，尽量使结构刚度中心与质量中心相一致，并应具有良好的整体性，以利于减轻结构的地震扭转效应及应力集中现象。建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构侧向刚度宜变化均匀，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐递减，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变产生薄弱层，造成应力集中。按《建筑抗震设计规范》的要求进行水平地震作用计算和内力调整，并对薄弱部位采取有效的抗震措施。对体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗侧力结构单元。防震缝应根据抗震设

6、防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差情况，留有足够的宽度，其两侧的上部结构应完全分开。3抗震结构体系的选择我国改革开放后，国民经济持续高速增长，全国工程建设亦突飞猛进，高层建筑如雨后春笋般迅速发展，在高层建筑所受的荷载中，起控制作用的不是竖向荷载，而是水平荷载，也就是地震作用和风荷载，修建高层建筑必须保证其在水平荷载作用下的强度与稳定性，因此要求基础必须埋入地面一定深度，以满足嵌固要求。利用这一在地面以下的埋置深度，我们可建成地下室，可用作蓄水池，配电房(储藏间)，车库等用途。也可用作地下室的人

7、防工程。建筑高度越高，其埋置深度也就越深，对基坑工程的要求也越高。三、建筑结构设计措施(1)协同工作中的材料利用率。通过协同工作不仅可以实现提升结构的稳定性，同时也可以提高材料的利用率。经验表明，材料的利用率越高，相应的结构的协同工作能力以及稳定性也就越高。尤其是在当今提倡节能、环保的背景下，建筑设计中要求使用最少的投入来获得最大的产出。例如对于常见的矩形截面受压构件，这种构件在实际使用中的利用率极低，这主要是由于两个原因：首先是梁的长度变化会引发梁弯矩的变化，其次是梁的中和轴附近的材料利用率低。于是对于等截面

8、梁来讲这种受压构件的很多区段的利用率极低。在这种背景下，通过使用概念设计结构分析，对梁截面的应变梯度进行调整，从而使构件保持轴心受力，从而有效地提升了材料的利用率。经过不断地研究与发展，又出现了平面桁架结构，从而将许多无用的材料除去，不仅有效地实现了原有结构效果，同时也降低了材料自重以及成本。(2)结构体系中保持协同工作。在概念设计中的协同工作在建筑结构设计中得到了广泛的应用，协同工作