文档介绍：浅谈在建筑结构设计中概念设计的原则及应用
【摘要】近几年概念设计的理念方式被我国建筑行业广泛的应用,尤其在高层建筑、智能建筑的使用效能中所起的作用尤其显著。本文结合工作实际,就建筑结构设计中概念设计的原则及应用进行了探讨,以供同行交流与参考。
【关键词】建筑结构;概念设计;应用;原则
1、前言
随着时代的进步,我国建筑行业在建筑结构方面的设计也在不断改革与发展。在国外先进设计理念的影响下,近几年概念设计的理念方式被我国建筑行业广泛的应用,越来越多的成功建筑案例中体现了应用概念设计的优势,尤其在高层建筑、智能建筑的使用效能中所起的作用尤其显著。所谓概念设计,是指设计人员在工程设计过程中,尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,不经过数值计算,而是从实际出发,由自身经验积累和经过感性认识上升到理性认识而形成的对结构的合理形式、结构变形以及整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系等设计关键要素进行总体的概念和定性分析的能力,进而从整体的角度来确定建筑结构的总体布置、选型和抗震措施的宏观控制。
2、建筑结构概念设计的原则
(1)全面考虑原则
结构概念设计时,首先根据建筑的要求,保证结构方案的合理化。结构选择时应结合当地固有的自然条件和人文条件(如气候、文化背景、地质条件等)、地表结构类型及荷载情况、相邻建筑物的影响、施工条件限制等多种因素进行综合分析,最后提出合理的方案。
(2)使用科学的计算简图
对简图进行计算是结构计算中的基础,选择恰当的计算简图是保证结构设计安全的重要条件。计算简图应有相应的构造措施来保证,建筑结构实际的节点不可能是纯粹的钢节点或者是铰接,但是其存在的误差必须严格限定在设计允许范围之内。
(3)功能协调原则
结构概念设计时,应尽可能做到建筑、结构、设备和施工手段的功能协调,结构各个构件的受力相互协调,共同承担自重及外部荷载,从而取得尽可能大的效能和效益。例如,在结构和建筑功能协调方面,要做到建筑体型和结构体系相协调,建筑使用和结构布置相结合等。从结构受力和变形分析看,要尽可能利用结构的对称性、变形的连续性和协调性。
(4)优化选型原则
结构概念设计归根到底是确定主体结构体系和结构布置,优化结构体系的前提是掌握各类基本构件的特征,根据环境、使用、建筑和荷载实况优化选择合适的基本构件,择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。优化结构布置是在满足使用要求和建筑意向的前提下优化主要受力构件的布置,重要的原则是平立面宜规则、对称,具有良好的整体性,要保证构件既有必要的抗震承载力与刚度,又拥有良好的承受非弹性变形的能力。
3、建筑结构设计中概念设计的应用
(1)基础概念设计
基础设计中的概念设计应在对建筑物基础的地质环境进行充分调研的基础上,根据建筑物的位置和结构形式对建筑物基础的类型进行合理选择,主要有桩基础、箱式基础和筏形基础等类型。当地基土质较软弱,建筑物层数较多,荷载较大的情况下,天然地基不能满足地基承载力的要求,则尽量采用桩基础。箱形基础因为其拥有很好的整体刚度,能将上部结构的荷载均匀地传递到建筑基础上,在对建筑上部结构进行有效嵌固的同时,能够与周围土体协同工作有效抑制地基的不规则沉降,所以在高层建筑中的应用比较广泛。
(2)结构的平面布置
在目前的建筑概念设计中,尤其是高层建筑