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概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2015-10-21 17:10:35鄭蔚瑩
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)重要意義

鄭蔚瑩

摘要:隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),建筑事業(yè)蒸蒸日上,基于人們生活水平的不斷提高,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合人們的實(shí)際需求,提高建筑結(jié)構(gòu)的具體使用價(jià)值。而概念設(shè)計(jì)就是在為滿足這一設(shè)計(jì)理念,應(yīng)運(yùn)而生的設(shè)計(jì)方法,該種設(shè)計(jì)方式使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路更加寬闊,對(duì)計(jì)算理論的缺陷加以彌補(bǔ)。對(duì)概念設(shè)計(jì)加以研究,探討其發(fā)展歷程以及在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用,對(duì)我國的建筑行業(yè)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);概念設(shè)計(jì);重要意義;具體應(yīng)用

對(duì)建筑結(jié)構(gòu)加以設(shè)計(jì),是建筑工程建設(shè)的主要環(huán)節(jié),也關(guān)系著建筑物實(shí)際使用價(jià)值的發(fā)揮,加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究具有重要意義。隨著經(jīng)濟(jì)與科技水平的不斷提高,計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了廣泛運(yùn)用,采用計(jì)算分析對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),雖然取得了一定的成效,但是也帶來了一定的設(shè)計(jì)問題。基于此,概念設(shè)計(jì)被人們逐漸重視,成為計(jì)算設(shè)計(jì)中有效的彌補(bǔ)方式,現(xiàn)將對(duì)概念設(shè)計(jì)加以研究,具體探討概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

一、概念設(shè)計(jì)研究與發(fā)展

(一)概念設(shè)計(jì)內(nèi)涵

所謂概念設(shè)計(jì),是以充分分析用戶需求為基礎(chǔ),根據(jù)用戶的實(shí)際需求情況,對(duì)所需產(chǎn)品進(jìn)行一系列的設(shè)計(jì)過程,該過程具有完整性與全面性,因此若采用該種設(shè)計(jì)方法,在概念產(chǎn)品生成之前,應(yīng)將設(shè)計(jì)概念貫穿于設(shè)計(jì)的整個(gè)過程之中。設(shè)計(jì)概念也就是用戶需求,是概念設(shè)計(jì)方式的關(guān)鍵,會(huì)決定設(shè)計(jì)活動(dòng)由模糊到清晰,由抽象到具體進(jìn)行改變,最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)概念的實(shí)際效果,生成概念產(chǎn)品。伴隨時(shí)代的不斷進(jìn)步,概念設(shè)計(jì)被應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,對(duì)我國較多行業(yè)做出了突出貢獻(xiàn),隨著建筑工程建設(shè)的不斷增多,概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也得到了廣泛應(yīng)用,使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完善[1]。

(二)概念設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程

我國對(duì)于概念設(shè)計(jì)的理論研究相對(duì)較少,當(dāng)前仍處于起步階段,沒有形成統(tǒng)一的概念設(shè)計(jì)體系,但是概念設(shè)計(jì)觀念在很多設(shè)計(jì)中被充分的借鑒與采納。眾所周知,需要進(jìn)行設(shè)計(jì)的行業(yè)較多,對(duì)于概念設(shè)計(jì)難以形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。但是各行業(yè)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)于概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用卻逐漸增多,有些設(shè)計(jì)人員會(huì)刻意的選用概念設(shè)計(jì)方式,同樣設(shè)計(jì)人員在無意中運(yùn)用了概念設(shè)計(jì),隨著設(shè)計(jì)內(nèi)容發(fā)展越來越復(fù)雜,概念設(shè)計(jì)發(fā)展具有廣闊的前景。與此同時(shí),隨著信息技術(shù)的進(jìn)步,借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)也相對(duì)普遍,這對(duì)概念設(shè)計(jì)的推廣帶來了優(yōu)越的條件。

二、概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要意義

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案將指導(dǎo)建筑工程建設(shè),對(duì)建筑物實(shí)際使用功能起到一定的決定作用,而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容又較多,傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將難以滿足時(shí)代發(fā)展的需要。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),采用概念設(shè)計(jì)能夠克服一些傳統(tǒng)設(shè)計(jì)弊端,使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完美。

第一,克服設(shè)計(jì)中電算分析的某些不足。借助于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),雖然對(duì)于設(shè)計(jì)效率有所提高,但是計(jì)算機(jī)軟件的采用也會(huì)帶來某些誤差,尤其是計(jì)算機(jī)軟件的選用是否得當(dāng),將直接影響設(shè)計(jì)結(jié)果的真實(shí)性。除此之外,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,設(shè)計(jì)人員對(duì)計(jì)算機(jī)形成了過分依賴,對(duì)于計(jì)算結(jié)果過分信任,從而造成某些設(shè)計(jì)失誤。將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中,設(shè)計(jì)人員會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)概念形成充分理解,對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)加以明確,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電算誤差,克服了電算分析中的不足之處。

第二,完善了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中引入概念設(shè)計(jì)理念,提高了設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)概念的掌握程度,開拓了設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路與靈感。當(dāng)設(shè)計(jì)人員對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)概念具有充分認(rèn)識(shí)時(shí),概念混亂以及定性錯(cuò)誤等問題出現(xiàn)的概率自然減少,對(duì)于設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn),并采取相應(yīng)的解決方案。隨著概念設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也得以完善,設(shè)計(jì)人員將創(chuàng)新出更多的設(shè)計(jì)技術(shù),使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平進(jìn)一步提高[2]。

三、概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

(一)概念設(shè)計(jì)在電算分析中的應(yīng)用

隨著信息時(shí)代的到來,將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中,不僅有效減輕了工作人員的計(jì)算負(fù)擔(dān),同時(shí)也提高了各項(xiàng)結(jié)構(gòu)系數(shù)的計(jì)算精確度。然而,基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多樣性,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),一旦選用系統(tǒng)不合理將帶來嚴(yán)重的計(jì)算誤差,可見建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能完全依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)。將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用與電算分析之中,需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合自身的專業(yè)水平,以及多年的工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)電算結(jié)果進(jìn)行及時(shí)的確定。與此同時(shí),在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行電算之前,設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)布局加以正確界定,根據(jù)建筑功能需求,確定建筑主體的抗側(cè)壓能力,如果電算分析得出的結(jié)果與之存在較多偏差,可及時(shí)采取措施進(jìn)行彌補(bǔ),對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加以完善。

(二)概念設(shè)計(jì)在方案選擇中的應(yīng)用

為保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行選擇時(shí),應(yīng)該充分運(yùn)用概念設(shè)計(jì)。對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化選擇,首要目的應(yīng)使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足建筑實(shí)際需要,因此可將此作為設(shè)計(jì)概念,這樣選擇的方案才會(huì)更加合理。概念設(shè)計(jì)在方案選擇中的應(yīng)用,具體來講包括如下方面:首先,對(duì)于基礎(chǔ)方案的優(yōu)化。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分,如果基礎(chǔ)設(shè)計(jì)存在問題,將直接對(duì)建筑工程質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響,采用概念設(shè)計(jì)思想,對(duì)施工條件進(jìn)行具體分析,根據(jù)相關(guān)地質(zhì)勘測報(bào)告結(jié)果,有針對(duì)性的進(jìn)行基礎(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)計(jì),使地基潛力得以充分發(fā)揮。其次,對(duì)建筑物剛度加以明確,建筑結(jié)構(gòu)承載著建筑的荷載,同時(shí)也要具有一定的抗震能力,建筑結(jié)構(gòu)剛性是否合理,對(duì)于建筑物使用壽命具有重要影響,在建筑物剛度確定中,既要做到節(jié)約資源、避免浪費(fèi),又要對(duì)建筑穩(wěn)定性和安全性加以提高,在此基礎(chǔ)上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行選擇。

(三)概念設(shè)計(jì)在抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,為了提高建筑物的抗震能力,往往是通過增加配筋數(shù)量,增加結(jié)構(gòu)的剛度來實(shí)現(xiàn)。然而,地震的發(fā)生級(jí)別難以預(yù)測,同樣建筑物可能遭受的地震參數(shù)也無法確定,應(yīng)采用再多的配筋數(shù)量,只會(huì)使建筑結(jié)構(gòu)的剛度增加,但是實(shí)際的抗震效果并不高。同時(shí),采用的建筑結(jié)構(gòu)材料會(huì)具有一定的非彈性性質(zhì),結(jié)構(gòu)帶來的空間作用,以及會(huì)產(chǎn)生怎樣的阻尼變化都是不確定的,如果只是依據(jù)計(jì)算系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果,建筑物的抗震性能難以得到有效的提高。將概念設(shè)計(jì)理念運(yùn)用到抗震設(shè)計(jì)之中,對(duì)于降低地震力的效果反而更加顯著。一方面,將隔震效能的概念設(shè)計(jì)運(yùn)用到抗震設(shè)計(jì)中,通過在建筑物基礎(chǔ)與主體之間加設(shè)隔震層,降低地震力對(duì)建筑主體的影響,這樣可以減少地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞,相應(yīng)的抗震能力自然增加。另一方面,采用聚散地震能量的概念設(shè)計(jì),加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的敏感部位以及薄弱部位的設(shè)計(jì),提高建筑結(jié)構(gòu)整體對(duì)地震能量的耗散作用,避免地震能量聚集到某一薄弱部位,造成結(jié)構(gòu)破壞,從而使建筑物整體結(jié)構(gòu)遭受威脅[3]。

結(jié)語:

綜上所述,將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中,不僅彌補(bǔ)了電算分析的不足與缺陷,同時(shí)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)靈感也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完美。當(dāng)前,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用,主要體現(xiàn)在電算分析、方案選擇、抗震設(shè)計(jì)等方面。伴隨時(shí)代的不斷發(fā)展,應(yīng)對(duì)概念設(shè)計(jì)加以大膽創(chuàng)新,使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平得到進(jìn)一步提高,促進(jìn)我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]湯蘭. 試論概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014,29:229.

[2]井維. 探討概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 門窗,2013,11:166.

[3]賈今釗. 概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2015,01:18-19.

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