淺析建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)

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1、淺析建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)【摘要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建筑行業(yè)的掘起,住宅工程質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到人們的生命安全。就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言就是用結(jié)構(gòu)語言表達(dá)建筑師及耍表達(dá)的東西。本文就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及計(jì)算設(shè)計(jì)關(guān)系等問題進(jìn)行了探討。【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu),概念設(shè)計(jì),具體運(yùn)用引言在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屮,一些經(jīng)驗(yàn)豐富的工程設(shè)計(jì)人員會(huì)采用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是指工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)自己多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)應(yīng)采取哪些合理的形式,對(duì)結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的變形和結(jié)構(gòu)的內(nèi)力等等形成的一種總體的概念和綜合分析的能力。由于在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屮,會(huì)遇到各種各樣的不確定的因素,并且冇些數(shù)據(jù)無法經(jīng)過科學(xué)的計(jì)算方法獲取,因此,只

2、能根據(jù)建筑工程人員的多年經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)來解決。本文將對(duì)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的論述,然后分析結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在具體領(lǐng)域的使用,并且分析結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的意義。一、概念設(shè)計(jì)的重要性隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算方法的發(fā)展,計(jì)算機(jī)及其結(jié)構(gòu)程序在結(jié)構(gòu)工程屮得到大量的應(yīng)用,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員過分依賴設(shè)計(jì)軟件的現(xiàn)象H益普遍,在設(shè)計(jì)中常常陷入只憑計(jì)算的誤區(qū),而沒有認(rèn)識(shí)到高質(zhì)量的工程只能是淵博的工程理論,大量經(jīng)驗(yàn)以及艱辛腦力勞動(dòng)相結(jié)合的產(chǎn)物。因此提倡采用概念設(shè)計(jì)思想來促進(jìn)結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)造性,推動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展是非常必要的。概念設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)的思路,是定性的設(shè)計(jì),一般不經(jīng)數(shù)值計(jì)算,尤其在一些

3、難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)的重要,主要原因有:首先現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論存在許多缺陷或不可計(jì)算性,比如對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力計(jì)算是基于彈性理論的計(jì)算方法,而截面設(shè)計(jì)卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法,這一矛盾使計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)差之甚遠(yuǎn),為了彌補(bǔ)這類計(jì)算理論的缺陷,或者實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際存在的大量無法計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì),都需要優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施來滿足結(jié)構(gòu)設(shè)

4、計(jì)的目的,因此,結(jié)構(gòu)工程師只冇加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念的培養(yǎng),才能比較客觀、真實(shí)地理解結(jié)構(gòu)的工作性能。其次還在于在建筑方案設(shè)計(jì)階段,初步設(shè)計(jì)過程是不能借助于計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的,這就需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運(yùn)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念,選擇效果好、造價(jià)低的結(jié)構(gòu)方案,為此,需要工程師不斷地豐富自己的結(jié)構(gòu)概念,深入、深刻了解各類結(jié)構(gòu)的性能,并能有意識(shí)地、靈活地運(yùn)用它們。二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀我國(guó)現(xiàn)行的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)體制造成結(jié)構(gòu)工程與建筑專業(yè)之間一直存在著技術(shù)共識(shí)上的制約,特別是在建筑設(shè)計(jì)的方案階段,往往都毋需結(jié)構(gòu)工程師的參與。傳統(tǒng)的專業(yè)教育致使結(jié)構(gòu)工程師首先從細(xì)節(jié)去考慮問題,而對(duì)總體方案缺乏關(guān)心。習(xí)慣性的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)往往會(huì)給

5、結(jié)構(gòu)工程師造成一種錯(cuò)覺,以為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是“規(guī)范+計(jì)算”。等待建筑師給出一個(gè)空間的形成方案,然后再去拼湊、組合,看到需要什么就往上加什么。另外一種更為錯(cuò)誤的觀點(diǎn)就是將原本己錯(cuò)誤理解為“規(guī)范+計(jì)算”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)化成了“規(guī)范+—體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序”。只要在設(shè)規(guī)范、手冊(cè)、計(jì)算機(jī)及其相應(yīng)的一體化設(shè)計(jì)程序都具備的情況下。根據(jù)建筑師給出的方案,然后再設(shè)法去搭積木完成它就行了,自己充當(dāng)?shù)氖且粋€(gè)東拼西湊的計(jì)算機(jī)程序的操作者和規(guī)范條文限值的査對(duì)人。三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)需要注意的要點(diǎn)3.1合理選擇結(jié)構(gòu)方案概念設(shè)計(jì)的目的是力求設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)、合理、適用,事實(shí)上也可說是設(shè)計(jì)者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)

6、設(shè)計(jì)理論。因此,概念設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案,即要選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該明確總體布置、抗震細(xì)部、應(yīng)受力等方面,同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系,力求平面和豎向規(guī)則??傊仨殞?duì)建筑師設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料供應(yīng)、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析,并與施工方面、業(yè)主等方面充分協(xié)商,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型,確定結(jié)構(gòu)方案,必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行多方案比較,擇優(yōu)選用。3.2選用恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算簡(jiǎn)圖是進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算的基礎(chǔ),如果計(jì)算簡(jiǎn)圖選用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全事故的發(fā)生,因此選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件,設(shè)計(jì)師要從實(shí)際出發(fā)選擇合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖,并且計(jì)算

7、簡(jiǎn)圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。此外,設(shè)計(jì)師還要注意到在實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的剛結(jié)或鉸結(jié)點(diǎn),但是在計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。3.3正確分析計(jì)算結(jié)果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用計(jì)算機(jī)技術(shù),但是由于軟件種類的繁多,而且不同的軟件也是存在著很大的差異性,這樣就會(huì)往往導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的不相同。因此,設(shè)計(jì)師要對(duì)程序的適用范圍、技術(shù)條件等全面了解。由于軟件木身有缺陷均會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果,因此,設(shè)計(jì)師要充分認(rèn)識(shí)到計(jì)算參數(shù)的重要性,要憑著自己過硬的專業(yè)知識(shí)、豐富的經(jīng)驗(yàn),在拿到電算結(jié)果時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析,要正確地輸入合理的計(jì)算參數(shù),

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