談概念設計在結構設計中的應用

1、城市建設CONSTRUCTION隨著城市的發(fā)展，人們生活的提高，對建筑結構設計也提出了更高的要求。本文就講述了結構設計現(xiàn)狀及概念設計探討進行了分析一當前的結構設計現(xiàn)狀⑴對結構設計本質的錯誤理解。我國現(xiàn)行的傳統(tǒng)設計體制造成結構工程與建筑專業(yè)之間一直存在著技術共識上的制約，特別是在建筑設計的方案階段，往往都毋需結構工程師的參與。傳統(tǒng)的專業(yè)教育致使結構工程師首先從細節(jié)去考慮問題，而對總體方案缺乏關心。習慣性的傳統(tǒng)設計往往會給結構工程師造成一種

2、錯覺，以為結構設計就是“規(guī)范計算”。等待建筑師給出一個空間的形成方案，然后再去拼湊、組合，看到需要什么就往上加什么。另外一種更為錯誤的觀點就是將原本已錯誤理解為“規(guī)范計算”的結構設計更簡化成了“規(guī)范一體化計算機結構設計程序”。只要在設計規(guī)范、手冊、計算機及其相應的一體化設計程序都具備的情況下。根據(jù)建筑師給出的方案，然后再設法去搭積木完成它就行了，自己充當?shù)氖且粋€東拼西湊的計算機程序的操作者和規(guī)范條文限值的查對人。⑵設計師的地位得不到認可

3、。目前的設計行業(yè)市場競爭日趨激烈。在一些設計院，尤其是規(guī)模比較小的設計院，為了留住客戶，不得不滿足甲方的各種要求，甲方有的時候成了設計師，在甲方面前設計者甚至不敢說半個不字，設計師越來越沒有地位，而越沒有地位，就越沒有動力去研究去思考，也有很多設計師不想隨波逐流，但是現(xiàn)實有時候很無奈，這是一種惡性的循環(huán)。⑶對規(guī)范的盲目神化。最近在網絡論壇上看到一個有趣的發(fā)帖：“兩個凡是”和“雙規(guī)”?！胺彩且?guī)范作出的指示，我們都堅決維護；凡是規(guī)范規(guī)定的條

4、文，我們都始終不渝地遵循?！薄耙?guī)范規(guī)定的必須堅決執(zhí)行!規(guī)范沒有規(guī)定的絕不可行!”“兩個凡是”和“雙規(guī)”元不體現(xiàn)了我國當前的結構設計現(xiàn)狀。這既不足以維護規(guī)范的權威，更不可能使設計師從條條框框的束縛下解脫出來，只能導致從一個極端走向另一個極端。規(guī)范的精神：“技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量”，規(guī)范的內容包含了對前人經驗教訓的總結，是后人進行設計的指南。它永遠是反映大多數(shù)結構的基本規(guī)律的，也是落后于現(xiàn)實的工程實踐的。高端的愿望是好的，到

5、了施工圖設計、審查，執(zhí)行的時候，由于不同的設計師或圖紙審查人員對規(guī)范的理解不同，往往就會變成一個極端。看似執(zhí)行，相反沒有執(zhí)行規(guī)范的精神。我國規(guī)范的精神要義，具有相當水準。如果將規(guī)范的每一個條文神化，即不符合自然規(guī)律，也不是客觀的辦事作風。所以，作為結構工程師不應盲目地照搬規(guī)范，應該把規(guī)范作為一種指南，在充分理解規(guī)范中條文的確切含義的基礎上，靈活運用，不可拘泥于條文框框，而應掌握條文的實質內涵，并在實際工程中作出正確的判斷與選擇。這就要求

6、結構工程師對整體結構體系及其基本子體系之間的力學關系有透徹的認識，把概念設計應用到設計過程中去。準確把握概念是綱，規(guī)范是網，綱舉目張。結構師要做舉綱張網的漁夫，而不應是在網內撲騰的活魚。二結構概念設計結構概念設計是運用人的思維和判斷能力，從宏觀上決定結構設計中的基本問題。具體來說就是有效地選擇結構體系，與高層建筑物的使用要求相互協(xié)調。首先應對使用空間的性質加以分析：如空間的大小、形狀、各部分的組成關系，以及一些由于使用需要而提出的特殊要

7、求等，然后再從平面形式、剖面形式等方面綜合進行協(xié)調，使各空間的要求與其所對應的平、剖面形式相吻合。以下分別從平面、剖面和基礎的角度來談高層建筑結構概念設計。三概念設計的定義結構設計分為理論設計和概念設計。理論設計是結構工程師在對結構進行計算模型的假設及受力狀態(tài)假定的前提下，根據(jù)計算理論和規(guī)范對結構進行計算分析和設計；概念設計是指不經數(shù)值計算，尤其在一些難以做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)整體結構體系與分體系之間的力學關系

8、、結構破壞機理、震害、試驗現(xiàn)和工程經驗所獲得的基本設計原則和設計思想，從整體的角度來確定建筑結構的總體布置和抗震細部措施的宏觀控制。在建筑設計方案階段，從總體出發(fā)，采用概念性近似計算方法，能迅速、有效地對結構體系進行構思、比較和選擇。這種方法雖有一定誤差，但概念清楚、定性準確、手算簡單快捷，能很快選擇出最佳方案，具有較好的經濟、可靠性，同時也是施工圖設計階段判斷計算機內力分析輸出數(shù)據(jù)可書與否的主要依據(jù)。四建筑結構概念設計的研究⑴實際全面

9、的方法。在結構設計前，要對當?shù)氐膶嶋H情況進行全面的了解和分析，對所取用的設計條件必須符合當?shù)貙嵡?，設計方案充分滿足未來使用的實際需要。例如：認真考慮當?shù)氐臍庀髼l件、水文條件、地質條件；認真考察當?shù)氐拿耧L、民俗、文化背景、已建的典型建筑；認真調查當?shù)氐馁Y源、環(huán)保情況，體現(xiàn)就地取材，設備供應充足，施工技術可能等。更為重要的是在結構設計時，應掌握全面構思的原則。首先，把考慮到建筑、結構、施工三個方面統(tǒng)一起來，把建筑的功能、技術、經濟統(tǒng)一起來考

10、慮，處理好整體與局部的關系。一般應先從整體入手，確定建筑物場地條件，提出主體結構系和基礎選型等，進而考慮一些主要構件類型和連接關系。再將主要構件整合起來，從結構的使用性、安全性、耐久性、整體穩(wěn)定性來加以修正。在上述三維構思的基礎上進行二維構思階段，主要處理好豎向體系(墻、柱、基礎)和水平體系(樓板、屋面板)的選擇及它們間的雙邊關系。在二維的基礎上來構思一維的施工圖。這里要解決的問題既有各自的相對的獨立性，又有它們之間的關聯(lián)互相照應性。在

11、概念設計時，更加注重各方面功能的協(xié)調，主要解決好建筑、結構、設備選用、環(huán)境的協(xié)調。建筑與結構功能的協(xié)調就必須考慮到建筑的使用與結構的布置相結合，建筑的分區(qū)與結構的分段相一致；結構與設備相協(xié)調方面，必須考慮到設備系統(tǒng)的布置和結構的布局相對應，設備線路和結構構件相通，設備構造和結構構造相配等；結構與施工相互協(xié)調，結構構件及局部的構造應與施工的可能性及便利性結合，考慮構件受力元素和受力狀態(tài)與施工過程中的做法相一致。⑵空間工作的方法。進行結構設

12、計應充分考慮建筑各結構部分的空間作用，實際建筑的各部分受力本身就是空間的作用，只是為了計算和分析的方便，人為地把建筑物分成了平面來分析，在分析的時候作了一些假定和簡化。這就要求在進行結構分析要有意識地利用一些空間的概念來考慮問題，就可以增大建筑結構的剛度，受力效能就會優(yōu)越起來。在結構概念設計中一定要緊緊抓住剛度這條主線不放，就可以達到保證安全、經濟可靠的理想境界。如：在砌體結構設計中，設置鋼筋混凝土圈梁和構造柱，主要是加強結構構件的平面

13、外的剛度；對一般的多高層建筑，隨著建筑高度的不斷地增加或抗風抗震談概念設計在結構設計中的應用烜鄭寧波市鄞州建筑設計院建筑設計235萬方數(shù)據(jù)城市建設CONSTRUCTION級別的提高，結構體系由純框架結構逐步演變?yōu)榭蚣芤患袅?、剪力墻、筒體一框架、筒中簡體系。這說明結構的整體剛度要求越來越高，結構的空間工作效能要求越來越高。《建筑抗震設計規(guī)范》、《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》規(guī)定了各種結構體系的適用范圍和適宜高度充分體現(xiàn)結構的空間工作效能

14、。結構設計必須考慮結構體系空間的相互作用，增加建筑物的剛度，提高建筑物的整體工作效能。如：在框架中增加受力一側柱子截面高度、設置剛度更大的水平梁、加設剪力墻等；剪力墻體系中剪力墻的布置要求“周邊、對稱、成對、封閉”等。同時，應控制剪力墻中連梁的高度或用帶縫的剪力墻調整結構剛度等。⑶減輕結構自重的方法。減輕建筑物自重是結構設計人員永遠追求的目標，也是結構概念設計的一條重要原則。減輕結構自重不僅是降低了豎向荷載，同時水平地震作用也成比例地減

15、少，極大減輕了地震危害。對降低造價，加快施工速度，節(jié)約資源都有明顯的改善。減輕結構自重應充分考慮采用高強材料、新型材料，如采用高強混凝土、高強鋼筋、輕集料混凝土、合金材料等；考慮合理的結構布置，如選擇合理柱網、減小外墻尺寸等；選擇優(yōu)越的結構體系和高效能的結構型式，如采用網架網殼體系、空間桁架、預應力結構等減少構件的截面。⑷受力合理、協(xié)同工作、變形統(tǒng)一的方法。受力合理就是要求結構構件受力均勻、傳力簡捷、明確，避免不明確的受力狀態(tài)。從變形的

16、角度來看，可利用結構的對稱性、剛度的相對性、變形連續(xù)和協(xié)同性。結構的協(xié)同工作主要表現(xiàn)在：基礎與上部結構變形的協(xié)調性，將其視為整體來分析，如在基礎設計時應實現(xiàn)上部結構、基礎、地基共同工作，利用等帶剛度法等考慮上部結構對基礎的影響；在多高層結構中盡可能避免短柱的形成，其主要目的是使同層各柱在相同的水平位移時，能同時達到最大承載力；高層角柱沿全高箍筋加密或采用巨型鋼管柱等達到增強角柱的強度和變形能力，使結構中各構件協(xié)同工作，變形統(tǒng)一。五概念設

17、計的必然發(fā)展隨著科學技術及經濟的發(fā)展，業(yè)主對能滿足自已經營活動的建筑物的要求越來越高。一家或幾家設計公司獨霸設計權的歷史即將不復存在，競爭越來越激烈，而競爭的勝負將直接影響到設計公司的生存。習慣性的傳統(tǒng)設計勢必失去競爭力。而通過概念設計、不斷創(chuàng)新，受力明確、性能良好、造價低的結構總體方案無疑成為業(yè)主青睞的對象。另一方面，概念設計可以借助概念性近似計算來完成，雖有一定的誤差，但概念清楚，定性準確，手算簡單快捷，能很快選擇出最佳方案。同時，

18、這也是施工圖設計階段判斷計算機計算成果可靠與否的主要依據(jù)。這是絕對重要與必要的，計算機及與其相匹配的空間結構程序都是無可非議的。但由于上機算題的工程師對某程序的假設前提與規(guī)定的了解及對結構邊界條件理解的出入或輸人格式及數(shù)據(jù)的粗心錯誤等等都能形成輸出結果的不正確，再加上自身的結構概念模糊，最后取錯數(shù)據(jù)，造成計算結果錯誤。出現(xiàn)這類錯誤并不奇怪。有的明顯錯誤憑概念直覺就能發(fā)現(xiàn)，但有的錯誤只能憑概念性近似手算來校核才能發(fā)現(xiàn)，手算雖有一定誤差，但

19、出不了大錯。“水能載舟，也能覆舟”。計算機固然先進，但對其計算結果必須慎重校核，否則會釀成大錯，切勿掉以輕心。再者，概念設計會將結構工程師引向一個創(chuàng)造的新天地，其能補充大學課程的不足，不斷充實自己的結構概念。提高創(chuàng)造更完美的總結構體系的興趣。六結語在不斷的結構設計研究與實踐中人們積累了大量有益的經驗，并體現(xiàn)在設計規(guī)范、設計手冊、標準圖集等等。結構工程師要善于運用概念設計的思想注重整體設計的構思，使得結構設計的思路得到拓寬。這就讓我們來共

20、同學習、共同發(fā)展，為結構設計的發(fā)展作出應有的貢獻。1引言心理學觀點認為：心理是腦對客觀現(xiàn)實的反映，是由客觀現(xiàn)實決定；兒童的心理發(fā)展是由兒童所處的環(huán)境條件和教育條件決定的。當然，我們不能將環(huán)境在兒童心理發(fā)展過程的決定作用作機械的、簡單化的理解，但兒童所處環(huán)境對其健康成長的重要性可見一斑。目前，我國學前期兒童（是指3—7歲兒童，這是兒童正式進入學校以前的一個時期所以叫學前期。又因為這是兒童進入幼兒園時期所以又叫幼兒期）數(shù)量已超過6000萬，

21、兒童有二分之一的時間是在室內度過的，如何對兒童房進行室內設計，給兒童營造一個安全、舒適的空間，尤其是符合兒童心理發(fā)展特點的室內空間，不僅是每個父母的心愿，也是兒童健康成長的必要條件，更是是社會文明不斷發(fā)展與建設和諧社會的必然要求。2兒童房室內設計的涵義兒童房室內設計是指：運用一定的物質技術手段與經濟能力，對兒童房內部空間進行創(chuàng)造與組織，形成安全、衛(wèi)生、舒適、優(yōu)美、生態(tài)的內部環(huán)境，滿足兒童的物質功能需要與精神功能需要。3學前期兒童房室內設

22、計與實現(xiàn)3.1基本原則兒童房室內設計首先要滿足兒童睡眠、玩耍、學習、教育和儲物5大基本功能。教育功能：通過產品色彩和場景運用，寓教于空間布置或場景中。睡眠功能：兒童房在燈光和床品布置方面必須滿足孩子的睡眠需求。玩耍功能：滿足孩子自由活動、游戲功能，培養(yǎng)其豐富的想象力。學習功能：兒童房必須要有學習、閱讀區(qū)域。儲物功能：孩子有許多衣物和玩具，要有玩具展示和衣物收藏的多功能柜。3.2學前期兒童的心理特點基于心理學的學前期兒童房室內設計余亮1鄭