什么是概念設(shè)計？

概念設(shè)計的一個方面： 

當(dāng)你在設(shè)計中，能夠把結(jié)構(gòu)看作構(gòu)件，把構(gòu)件看作結(jié)構(gòu)，你就已經(jīng)走近概念設(shè)計了。 

把結(jié)構(gòu)當(dāng)作構(gòu)件，比如，一棟大廈的結(jié)構(gòu)就是一根懸臂梁， 一座桁架大鐵橋就是一根連續(xù)梁。 

把構(gòu)件看作結(jié)構(gòu)，比如，一個H型鋼構(gòu)件是由3塊板組成的結(jié)構(gòu)，一個鋼管相貫的節(jié)點就是一個空間結(jié)構(gòu)。 

對構(gòu)件特性的把握： 

比如，鋼管適合做二力（壓）桿，不適合做抗彎構(gòu)件。它做兩端鉸接柱或支撐很出色，但是很少用作梁。 當(dāng)一個受彎構(gòu)件被選成鋼管截面，且程序計算不通過時，你不應(yīng)通過加大截面來滿足，而是應(yīng)該改用有強(qiáng)弱軸的截面。 

如此等等，是基本的概念。 

概念設(shè)計能力，不單生成于豐富的經(jīng)歷與經(jīng)驗，更是來源于對基本的力學(xué)、材料等概念掌握。同時要求結(jié)構(gòu)師有開闊的視野。

概念設(shè)計絕不是抗震設(shè)計.現(xiàn)在國內(nèi)很多人張口抗震閉口抗震,其實是因為抗震這東西沒人能真正研究明白,多說說抗震才能顯得自己水平高.日本搞抗震這么多年,板神地震,該倒的不是一樣倒.抗震設(shè)計很重要,但建筑結(jié)構(gòu)絕不僅僅是抗震而已. 

所謂概念設(shè)計,個人理解應(yīng)該是在開始做設(shè)計前對于整個結(jié)構(gòu)的粗估,決定采用哪種結(jié)構(gòu)體系;哪里需要更"剛"些,哪里需要更"柔"些;哪些部位會非常重要,設(shè)計時候必須仔細(xì)考慮;哪些地方因為具體情況不同,可適當(dāng)放寬,甚至超出規(guī)范規(guī)定也不會對結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響.在一切決定好后,著手開始進(jìn)行具體的設(shè)計步驟. 

記得在上學(xué)的時候,老師曾經(jīng)講過一個概念設(shè)計的例子:美國聯(lián)邦儲備銀行大樓(時間太久了,可能并不準(zhǔn)確)采用的是懸掛式結(jié)構(gòu),樓兩端是電梯井組成的巨型柱,支撐起一個倒置的拱形結(jié)構(gòu),所有的房間懸掛在拱上(如下圖),此時圖中A桿受壓.后來需要加層,結(jié)構(gòu)師在上面放置了正放的拱,新加的房間懸掛在新拱上,此時A桿壓力被平衡掉. 沒有考證過此事例是否屬實,但應(yīng)該算的上是概念設(shè)計中的經(jīng)典事例了.

一般說來,談到概念設(shè)計,大家都會想到整個建筑,其實概念設(shè)計對小的構(gòu)件也適用.拿H型鋼梁設(shè)置加勁肋來說,很多人只知道腹板高厚比過大了會失穩(wěn),要按照規(guī)范規(guī)定設(shè)計加勁肋,多少間距放一個,但具體原因并不清楚.道理其實也很簡單,我在下面畫了個H型鋼梁,加勁肋間打了幾道虛線,大家一眼就能看出,加勁部分類似于桁架的壓桿,虛線則是拉桿,壓桿容易失穩(wěn),所以設(shè)置加勁肋進(jìn)行加強(qiáng)處理. 

看了兩個例子,大家應(yīng)該發(fā)現(xiàn)所謂概念設(shè)計其實并沒那么高深,關(guān)鍵在于概念二字.所謂概念,其實也就是些基本的力學(xué)理論,理論大家都知道,只要能做到活學(xué)活用,不管多復(fù)雜的結(jié)構(gòu),通過合理的簡化,必然能發(fā)現(xiàn)問題之關(guān)鍵所在,關(guān)鍵問題解決了,必定能做出好的設(shè)計來.