概念设计在建筑结构设计中的应用分析.pdf

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1、DOI：10．3969／j．iasn．1672—4011．2013．04．032概念设计在建筑结构设计中的应用分析张在旭(万地联合(厦门)工程设计有限公司，福建厦门361000)摘要：本文笔者对概念设计的整体方案和体现进行了简单阐述，并结合工程实例对概念设计在抗震结构设计中的应用进行了分析。关键词：建筑工程；结构设计；概念设计；应用中图分类号：TU201．1文献标志码：B文章编号：1672—4011(2013)04—0076—020前言建设工程质量的优劣直接关系到人民的生命安全，质量的好坏主要由设计质量和施工

2、质量两个方面来衡量。结构设计是一项繁重而又责任重大的工作，直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。所谓的概念设计，是指设计人员在从结构选型、布置、分析计算、截面设计到细部处理的整个设计过程中，对所遇到的问题，依据建筑结构在各种情况下工作的一般规律，结合实践经验，综合考虑各方面因素，确定合理的分析、处理方法，力求得到最为经济、合理的结构设计方案。概念设计是设计工作者进行创新设计的基础，其思想已被越来越多的结构工程师所接受，并将在结构设计中发挥越来越大的作用。1结构设计中概念设计的整体方案概念设计是结构设计的

3、核心和灵魂，他贯穿于结构设计的全过程。概念设计运用得好，能使结构满足建筑要求，并以最快的方式将荷载传递到基础、地基中，创造更为安全、舒适的工作和生活环境，并节约材料和资金。概念设计的目的是力求使设计方案安全、可靠、经济、合理，是一个优化的过程，笔者主要从以下三个方面对结构设计进行宏观控制。(1)结构工程师应在建筑方案设计阶段与建筑师密切合作，通过不断地探索比较，确认方案的可行性。如在抗震设计中，合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的，需要建筑师和结构工程师相互配合，充分考虑建筑的平、立面外形尺寸，抗侧力构件布

4、置、质量分布、承载力分布等诸多因素的综合要求，力求平、立面简单对称。结构工程师应在满足建筑师要求的前提下，去寻求相对的最佳方案。(2)在方案设计满足建筑要求的情况下，从宏观的角度考虑结构的整体性及主要分体系的相互关系，确定建筑结构的总体布置方案。(3)在理论设计过程中应综合考虑各方面因素对结果的影响，以判断理论设计的准确性，并对一些工程中难以作出精确分析或在规范中未精确规定的问题，根据实际经验采用一些结构构造措施进行处理。2结构设计中概念设计的体现2．1概念设计在结构设计流程中的体现结构设计的流程一般分为三个

5、部分：前期的方案选择、中期的结构计算及后期的施工图绘制，这三个阶段在结构设计中都缺一不可。(1)合理选择结构方案。一个成功的结构设计必须选择一个经济合理的方案，即选择一个切实可靠的结构形式和结构体系。结构设计必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析，在此基础上进行结构选型，确定最优结构方案。概念设计在工程设计一开始就应把握好场地选择、能量输入、房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延性等几个方面，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节。(2)选用恰当的计算简图，正确分析计算结果。结构计算是在

6、计算简图的基础上进行的，即对作用的荷载与构件的约束状态进行一定的简化，使其接近实际状态。现在的建筑物功能复杂多样，结构计算只能通过计算机来完成。所以，将实际工程的结构形式转变成可以用于计算机计算的模型和保证有足够的精确度就成为结构设计的关键问题。并且现在结构设计中有许多软件可以供结构设计人员选择，但不同软件往往会导致不同的计算结果。因此，设计人员在进行结构计算前，先要全面了解该程序软件的适用范围和技术条件，使用时要避免操作失误，对电算的结果再用概念设计进行科学分析，以做出正确的合理判断。(3)施工图绘制。不应

7、过分地相信计算机计算结果，还应对计算模型、设计方法熟悉了解，对易出问题的关键部位重点审查，对重要计算参数逐一检查，对重要问题、参数、特殊构件及特殊荷载，设计者应给出书面文稿以便复查、核查，运用结构概念对计算结果的合理性进行大致分析判断，对重要结构构件应用手工进行大致核算。2．2抗震设计中应注意的概念设计问题抗震设计是结构设计的重要组成部分。地震是一种随机震动，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前尚难做到。现在所采用的地震参数只是概率意义上的估计值，而结构在地震作用下的性能有许多不确定性。因此，抗震设计

8、不能过分依赖理论计算，概念设计在抗震设计中显得尤其重要。(I)选择合适的场地。地震造成建筑物的破坏情况是各不相同的：一是由于地震时地面强烈运动，使建筑物在震动过程中因丧失整体性或强度不足、变形过大而破坏；二是由于水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害而造成；三是由于断层错动、山崖崩塌、河岸滑坡、地层陷落等地面严重变形直接造成。前两种可以通过工程措施加以防治，而后一种情况，单靠工程措施很难达到预防的目的