概念设计在设计人员中提得比较多 ,但人们往往片面地理解它 ,认为概念设计主要是用于一些大的原则 ,如确定结构方案 ,结构布置等。其实 ,在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。计算机技术的迅猛发展 ,为结构设计提供了快速、准确的设计计算工具。但不可迷信电脑 ,不能做电脑的奴隶 ,应做电脑的主人。而人的设计 ,就是概念设计。有很多设计存在诸多缺陷 ,主要原因就是在总体方案和构造措施上未采用正确的构思 ,即未进行概念设计所致。
1 概念设计的意义及依据
1 . 1 概念设计的意义
能做到结构功能与外部条件一致 充分展现先进的设计 发挥结构的功能并取得与经济性的协调 更好地解决构造处理 用概念设计来判断计算设计的合理性。
1 . 2 概念设计的依据
结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质 设计和构造处理原则 计算程序的力学模型和功能 吸取或不断积累的实践经验。
2 概念设计的一般原则
2 . 1 选择合适的基础方案
基础设计应根据工程地质条件 ,上部结构类型及荷载分布 ,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析 ,选择经济合理的基础方案。设计时宜最大限度地发挥地基的潜力 ,必要时还应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告 ,对一些缺地质报告的小型建筑也应进行现场查看和参考邻近建筑资料。一般情况下 ,同一结构单元不宜采用两种不同的类型。
2 . 2 合理选择结构方案
一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案 ,即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确 ,传力简捷 ,同一结构单元不宜混用不同结构体系 ,地震区应力求平面和竖向规则。总之 ,必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析 ,并与建筑、水、暖、电等专业充分协商 ,在此基础上进行结构选型 ,确定结构方案 ,必要时还应进行多方案比较 ,择优选用。
2 . 3 选用恰当的计算简图
结构计算是在计算简图的基础上进行的 ,计算简图选用不当而导致结构安全的事故屡有发生 ,因此选择恰当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的刚结或铰结点 ,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
2 . 4 正确分析计算结果
在结构设计中普遍采用计算机技术 ,但由于目前软件种类繁多 ,不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、技术条件等全面了解。在计算机辅助设计时 ,由于程序与结构某处实际情况不相符合 ,或人工输入有误 ,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果 ,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析 ,慎重校核 ,做出合理判断。设计师的知识、经验还是不可缺少的。
2 . 5 采取相应的构造措施
始终牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则” 注意构件的延性性能 加强薄弱部位 注意钢筋的锚固长度 ,尤其是钢筋的直线段锚固长度 考虑温度应力的影响。除此之外 ,还应注意按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置 综合考虑抗震的多道防线 尽量避免薄弱层的出现 以及正常使用极限状态的验算等等都需要概念设计作指导。