概念设计与结构措施在建筑结构中应用
摘要：当前，由于我国建筑业的不断发展，对建筑物的结构设计提出了更加严格的要求。其结构设计的目标是通过提高建筑物结构的设计水平来延长建筑物的寿命，并改善建筑物的性能。经过多年的发展和实践，概念设计和结构措施已逐步引入结构设计工作中，主要是通过优化主建筑结构的特性增强建筑结构的设计并为整个结构提供保护，从而提高建筑物的质量和安全性。基于此，本文首先分别介绍了概念设计和结构措施的相关内容及其对结构设计的影响，然后结合概念设计和结构措施来说明两者在结构设计中的实际应用。以期为相关研究提供一些参考。
关键词：概念设计；结构措施；建筑结构设计
当前，建设项目的建设过程较为复杂，结构设计作为关键组成部分，不仅决定了建设项目顺利实施的可能性，而且为后续建设奠定了坚实的基础。另外，为了使建设项目本身的功能最大化，必须确保建设项目中的各个项目相互交互，从而保证项目的质量和安全。同时，这些要求也将建筑设计推向了更高的标准。建筑单位各部门的工作进度必须严格符合工程结构设计，以确保多个项目的可持续发展，为建设工程质量打下坚实基础。概念设计的结构元素统称为结构语言，而结构设计涵盖了许多结构元素，结构设计师将每个结构元素都体现在设计计划蓝图和工程图中，以显示直观的图形。因此，必须按照土木工程规范有条不紊地进行建筑结构设计和施工，以确保建筑结构设计科学、安全，并能满足房屋使用需求。基于此，本文主要介绍了概念设计以及结构措施在结构设计中的应用。
1概念设计的基本概念
1.1概念设计的内涵
在概念设计的最初应用中，建筑师根据设计概念评估建筑设计计划，并参考过去的实践经验，比较和分析概念设计，从宏观层面上控制建筑结构的形状，参照比较结果执行建筑结构设计方案，并调整和实施所需的隔振设置，以实现最佳设计效果。概念设计对建筑设计有很大影响，例如资本投资、施工时间和安全问题。对概念设计的巧妙运用使最终的结构设计计划更加科学、合理、安全和可靠，还能有效减少估算和计算错误，改善架构设计的经济性和合理性。可以看出，概念设计是建筑结构设计最重要的数据库之一。
1.2概念设计的实施步骤
设计特定应用程序概念的过程本质上是逐步重复整个过程的优化过程。通常，概念设计分为四个主要阶段：分析阶段、综合阶段、评估阶段、完成阶段。在继续进行下一阶段之前，每个步骤都必须达到预期的目标。如果在任一阶段发现计划中有不合理的部分，则需要重新实施设计、计算和评估，直到达到目标为止。具体分析以下四个步骤：①分析阶段。在此阶段收集建筑物结构设计问题，并对这些问题进行分析和解决。分析阶段的主要特征是所收集的数据和信息模棱两可，分析后可以将各种信息最大化。②综合阶段。综合阶段是概念设计的最重要阶段。在这个阶段概念设计师利用自身经验和专业知识来制定设计计划，然后以图纸的形式展示设计计划。综合阶段的设计实质上是用来以具体形式显示和处理建筑设计师相对抽象的设计概念，这是概念设计中的关键环节。③评估阶段。在此阶段将对设计计划进行专业评估，并评估其可行性，这项工作是周期性的，在计划达到标准后可以开始下一步工作。在评估设计计划时，首先要创建一个功能模型，然后使用各种公式对每个计划进行比较和分析，最后选择一个经济、合理、安全、可靠的设计计划。④完成阶段。此阶段主要根据已定义的建筑结构设计计划来执行相关工作，以减少后续的冗余设计工作。
2结构设计的主要措施
2.1科学选取建筑场地
在选择建筑工地时，必须选择具有最高抗震性能的区域，同一栋建筑物的不同建筑工地的抗震特性差异很大，对整体结构的影响也很大。在地震影响下，要考虑基础结构遭遇适当损坏的可能性，并结合适当的施工计划和经济原理，进一步弄清相应的结构形式和基础计划。由于采用了这种方法，整个结构的抗震特性和可塑性可以大大提高。
2.2科学合理的选择结构材料
首先，在选择钢材和混凝土的过程中，要结合特定的标准选择强度更高的模型。通常，混凝土的强度等级不应低于C25。为了对结构元件进行纵向加固，必须使用强度更高的钢筋，例如HRB400钢筋。其次，要根据具体情况，选择更科学合理的新型建筑材料，例如钢筋混凝土材料。在建筑的建造过程中，通常使用钢筋混凝土材料。它是一种新型的建筑材料，可以将钢材和混凝土有效结合在一起，并相互补充，从而发挥出更大的建筑作用，这种材料使建筑物稳定而坚固。其具体优势体现在以下两个方面：①内层混凝土可以更有效地支撑外层钢管，从而使两者的优势相互补充，完美匹配，同时也充分发挥了它们的优势，显著提高了它们的承载能力；②外钢管可以有效地控制内混凝土，从而进一步提高混凝土的强度，可以大大减小变形概率。钢筋混凝土结构进一步增加了建筑结构的抗震性能，并为超高底柱的轴向压缩比有限的问题提供了有效的解决方案。
2.3进一步重点关注施工现场处理
在建筑工地上，由于某种原因，结构分析结果会产生一定程度的负面影响，如果仅依靠简单的计算方法，将无法真正有效地解决问题。因此，在结构设计过程中，设计师必须充分整合概念设计，有效实施结构设计。同时，还应利用自身的实践经验和设计方法，与有关建筑和监管部门进行深入探讨、沟通与协作，着重于现场研究，找出问题并提出相应的解决方案。
3概念结构设计与结构措施对建筑结构设计的影响
随着科学技术的飞速发展，极大地促进了结构设计的发展，并进一步促进了建筑业的可持续发展。过去的传统建筑设计无法满足人们的需求，建筑师就需要使用新技术来提高建筑水平，使用新概念来翻新建筑物，促进智能建筑设计。结构措施是一种建筑结构设计措施，其目标是确保建设项目的每个部分都发挥其原始作用，协调每个部分进行交互，以匹配实际应用程序，并避免因零件和组件出现问题而对设计产生不利影响。在建筑结构设计中，概念设计的作用不容忽视，概念设计比建筑设计更客观，这两个要素的结合创造了一个虚拟建筑，它将成为建筑业发展的基础。概念设计对建筑设计有不同程度的影响，在设计和建造建筑物时，建筑师的想法与住户设定的目标相冲突，并且如果两者之间存在冲突，则会影响建筑物的结构并产生非常不利的结果。概念设计和结构设计的总体方向基本相同，则可以满足住户的要求，此时虽然缺陷很少但仍然存在，在这种情况下建造的建筑物仍将存在相应的问题。
4概念设计在建筑结构设计中的应用
4.1科学选择建筑结构刚度
在建筑领域的各种指标中，建筑结构的刚度是非常重要的元素，并且在建筑结构的设计中起着非常重要的作用，因此必须选择科学合理的建筑刚度。同时，科学合理地选择建筑物刚度对于有效增加建筑物的自然振动周期和抗震性能具有特殊的影响和意义。另外，良好的刚性还可以相应地提高空间利用率，节省建筑材料等，从而可以更充分、更有效地利用建筑计划，并可以有效优化建筑结构。
4.2科学选择建筑主体结构
合理性和对称性是设计建筑结构时要遵循的基本原则。该原理可有效减少建筑材料的使用，节省建筑材料，确保建筑结构中非结构部件的良好安全性和稳定性，并降低建筑结构的扭转力。建筑结构对称的特征是整个或部分建筑结构内的相互对应和统一，在特定的设计阶段，为确保建筑物结构的对称性，可以对建筑物质心或平面重心的实际距离进行合理调整，并有效调整重心，从而确保建筑结构的对称性。
4.3基于场地情况选择建筑基础结构
在选定的开发区域中进行调查和设计时，应根据建筑物的形状和该区域的地形对建筑物的基础进行科学合理的选择。建筑基础通常包括桩基础和箱基础，箱形基础具有良好的整体刚度，可以均匀分解并将载荷转移到基础上，从而提供更安全、更稳定的建筑物，并防止由于不均匀力而导致基础发生沉降，这样可以有效提高建筑物的抗震性能。桩基础是建筑物基础结构的另一种形式，通常在地面较软或荷载相对较差的多层建筑物中，这种基础结构可以将顶部产生的负载传递到底部，并将其分配到土壤上，从而确保建筑物的安全性、稳定性和可靠性。
4.4合理选择建筑场地
选址是建筑项目的关键，选择标准包括太阳光线与建筑物出口之间的距离、安全距离保护等方面。此外，还应注意危险区域的选址，使地质和地理灾害不会严重影响建筑物的安全，特别是地震的威胁。对于位于危险区域的建筑项目，应相应提高建筑物的地震等级，并采取适当的防护措施。所以，应科学合理地选择施工现场，并做好有效的勘探和研究工作。
5结构措施在建筑结构设计中的应用
5.1结构设计中提高材料利用率
在结构设计阶段，结构措施在设计师的工作中起着重要的支持作用，提供了更完整的结构设计以及有效执行了与结构活动有关的工作能力。在设计阶段，结构措施的关键作用是有效协调设计师的设计工作。在施工和设计工作中，可以充分保证建筑结构的稳定性，并可以有效提高建筑材料的利用率。另外，设计师必须在保证设计效果的前提下减少材料重量和材料成本，使设计工作能够顺利进行。例如具有矩形横截面的压缩构件利用率低，这是因为梁在特定的施工阶段更容易改变，并且材料利用率不足，而通过概念设计和结构分析，可以对梁截面的变形梯度进行科学合理的改变和调整，从而在轴向力不确定的情况下可以显著提高材料的利用率。
5.2结构体系中保持协同工作
与概念设计相关的协作很好地适用于建筑物的结构设计。协作需要结构的内部组件保持协作和协作的正常状态，这种协同作用要求结构元件处于标准的承载能力极限条件下，它们不仅可以执行一般工作，而且还具有整体耐久性。另外，建筑物结构的基础和上部在承受载荷时，保持一个整体并分担载荷。在砖混结构的建筑物中，为了保持协作，应利用结构柱和环梁的作用使结构保持一体，并共同承受力以防止建筑物的支撑结构发生变形。随着多层建筑结构的数量持续增长，短柱现象越来越普遍，但是为了确保每个组件都可以具有良好的应力水平，应在夹心结构中最小化短柱，以有效提高同一平面的基本承载能力。
5.3合理的结构体系
较常见的结构体系包括许多方面，例如钢结构、砖石结构、钢筋混凝土结构等。其中最常见的是钢筋混凝土结构，主要包括框架结构、剪力墙结构、管结构、剪力墙结构和框架芯管结构。在一定程度上，它直接受建筑功能、建筑高度、抗震设防强度、工地条件、经济条件、建筑条件、建筑材料和其他相关因素的影响。对科学和智能的结构系统进行有效解释具有一定的难度，所以必须更加深入、详细地思考才能清晰结构系统。
6结语
从以上讨论可以明显看出，在建筑结构设计中要确保结构设计计算结果的有效性和可靠性。另外，建筑物的实际建筑过程也应更加高效，以确保概念设计与结构设计充分互补并发挥应有的作用，从而使概念设计和结构措施协同工作，以构建更加科学、完整的建筑结构体系，达到节省建筑原材料的目标。
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余咏红 广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司
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