设计概念

设计概念（共12篇）

设计概念 篇1

在外山墙出现, 均取240mm厚。同时外山墙的开洞方式与内墙一致:在对位内墙门洞的位置开窗, 从而在间之间的走动可同时感知外界:看东窗可以看到1.8米之外东侧邻居山墙满满的爬山虎, 看西窗可看夕阳西下 (设计进一步在间之间的门上开窗以保证视线的透明, 从而支撑这种感知;并协调私密性) ;同时在外部便可感知内部的秩序。另外, 240的尺寸还控制了合用的两间之间的钢桁架——由间隔为240的两组桁架构成, 同时达到稳定的目的。各间的开启方式一致:前墙在中间位置900mm标高处开宽高分别1500、1700mm窗, 后墙在中间位置1800标高处宽高分别1200、700mm窗。这些窗 (门) 均与墙外表面取平。然而这些匀质的开启无法照顾某些具体的使用:烧暖气的炉子所在的小室以及洗手间等, 据此, 开启另一层面的窗户, 与前面相反, 这些数量有限的小窗与外墙的内表面取平, 从而建立秩序, 不影响匀质概念的表达。间内的地面面层材料采用环苯聚酯透明地面涂料, 原因是它表面光滑不宜污染且易于清理 (与当地普遍使用的地砖有相同功效) , 其透明的特性又能反应出底部基层-原水泥地面粗糙的视觉观感, 合设计者的个人取向;更重要的是它可同样适应于客厅、卧室、厨房等, 从而实现间与间之间材料的匀质化。这种匀质扩展到外部形式, 主要在屋顶的考虑上。现有的住宅在屋顶均突出烟囱, 为避免这种暗示功能的构件, 让主体建筑呈现一个匀质化的屋面, 设计将烟囱独立于住宅体量之外, 离外墙面660mm处。同时匀质性的概念也反对对屋面的边缘作强化处理, 即要求屋面的构造一直延续到边缘, 这需要细致的构造处理以防水防风。但这一点没有实现, 结果是一个强化了的边缘。

案例分析

案例一:巴塞罗那德国馆 (图1) 形容密斯的建筑有好多形容词, 简洁、有力、一致、有秩序、纯粹等等, 基本是同义词, 也似乎因而成了被后现代主义建筑师们批评的对象, 因为后者是二元论甚至多元论的。密斯对结构一词的解释:“在英语中你们把什么东西都称为结构, 但在欧洲不同, 我们把茅棚叫做茅棚而不是结构。对结构, 我们有一种哲学概念, 结构是一种从上到下乃至最微小的细节全部都服从于同一概念的整体。这就是我们所谓的结构。”[1]在巴塞罗那德国馆中, 如果说表达框架结构作为概念的话, 即是表达结构与非结构的区分, 在这里结构以柱子为代表 (而梁则不被表现) 。大致上, 首先是材料上的差异:柱子是抛光的钢柱, 墙体是石材的;然后位置上相互脱离;布局上, 平面里的八根柱子正交规整的布置, 而墙体则互相游离, 在这一点上, 相比交与柯布西耶喜欢用曲面表达墙体的游离, 密斯很少使用, 在大家熟知的作品中, 好像只在图根哈特住宅的平面中出现过弧形的墙体。然后为了排除人们自然而然认为墙体是落在地面上因而有支撑的力度, 他甚至把墙体改为悬挂于天花板上的。光滑的柱与光滑的大理石墙体表达着时代的精神, 就像密斯鼓吹的那样。拿柯布西耶的萨沃伊别墅与德国馆作比较, 尽管前者是自由平面和自由立面的参照物, 但单单在表达结构与非结构的区分这一点来看, 前者并不如德国馆明确, 当然柯布西耶应该并不看重纯粹, 就像后来文丘里在他的《建筑的矛盾性与复杂性》一书中分析萨沃伊别墅的平面所说的那样。

德国馆的结构是以柱子作为代表, 而梁则藏在了平整的天花板里, 这明显是强化空间的主题地位, 也就是为人们所津津乐道的流动空间;安腾在他的好多作品里也有类似的做法:将梁柱墙三者同尺寸, 不表达区别, 也是在强调空间的第一位。与现代派好多建筑师统一使用白色而将人们的关注点集中在空间上不同的是, 密斯同时关注虚的空间和实的物质, 抛光的柱和色彩绚烂极有质感的大理石, 表达材料的欲望很强烈。

案例二:理查德医学院医 (图2) 理查德医学院的管网是从梁的中空部分穿过的, 而不再是将管网置于悬挂顶棚与主结构之间, 在这里结构、管网以及照明设施交织在一起并且暴露出来。路易斯·康对这种在柱、梁和其他结构要素中形成空间以容纳设备管网的做法很着迷。空间、结构、设备均被纳入到强烈的秩序当中, 相互依存, 而不存在任何的未经设计的“剩余”的空间。所以当爱罗·沙里宁问康:“你认为这个建筑物是建筑上的成功还是结构上的成功?”康回答:“这些元素和他们的形体, 就像他们形成的结构, 由于建筑上的需要而结合的如此富有逻辑性以至于结构和建筑不可分割, 两者相互促动。”[2]正是基于这一点, 路易斯康承认柯布西耶的伟大, 但认为朗乡教堂是一个建筑上的伟大, 而不是结构的或者二者兼有的伟大, 朗香教堂将伟大的表现性的墙体与同样伟大的表现性的屋顶稍稍脱离开来让光进入, 中间怎样支撑呢, 结构被压制在了墙体中不准见人, 结构与空间、结构与采光没有紧密的关系, 结构是绝对的服从地位, 服务于空间与光。如果建筑不需要结构立起来, 或许朗香教堂会求之不得。从某种意义上说, 康与密斯很相像。

案例三:五户公寓。现在有一种倾向将剖面作为立面, 当然有它的图像学来源和社会意义。单单作为一个概念来讲, 荷兰建筑师MVRDV的“VPRO办公楼” (图3) 便是这样的, 不过视觉上的剖面感依然是框架结构支撑起来的。克里斯蒂安·克莱兹[3]设计的五户公寓 (图4-5) 也是以“剖面作立面”为概念, 只是这个概念在这里贯彻的更为彻底:视觉上的剖面即是结构!从而实现了视觉上的形式与结构的统一。结构剩下的便是空间。甚至竖向的墙和横向的板被处理成了相同的厚度, 从而不再有差异更具整体感。进一步, 要制造剖面感, 必然要求外维护的透明, 以突出可见的结构构件的剖断面, 于是公寓楼用大片的落地玻璃作为外维护界面, 而且玻璃在竖向没有做任何划分和处理, 甚至阳台也采用了未经修饰的玻璃栏板。可以看出, 建筑师从设计到细节的每一步处理都围绕并强化其设计概念, 最终使得该作品达到理想的境界。无疑, 康看了这个建筑会大加赞赏的, 尽管它是一个密斯式的昂贵的极少主义建筑。

小房子 (图6-8)

小房子是一农宅, 设计思路是传统的方式, 先有一个概念, 让概念来控制空间、形式、材料及其细节。概念首先是空间的, 平面是农村典型的单进深五间房。间在这里以空间单元的方式出现, 强调匀质, 而取消传统各间在组织 (明间、次间、稍间, 中正观念等) 、形式 (平面尺寸) 上的差异性。间的匀质性形成了在结构、开启、通风、材料、形式等方面的匀质性。结构是墙承重的, 间之间的墙厚均取一致, 内墙的一致性同样

摘要：通过分析几个建筑案例, 阐述了仅仅有概念上的创新并不足以完成一个优秀的建筑作品, 建筑师从设计到细节的每一步处理都要围绕并强化其设计理念, 才能使作品最终达到理想的境界。在此基础上, 介绍了一栋小房子在设计方面的概念控制。

关键词：概念的贯彻,小房子,案例

参考文献

[1]孙曦.事件←→形式的生成[J].建筑师, 2003 (12) .

[2]施华, 赵辰.对克莱兹“五户公寓”的解读[J].世界建筑, 2004 (7) .

设计概念 篇2

“例子―规则―例子” 设计概念学习课程教案―思维定势概念学习

设计概念学习课程教案思唯势概念 TITLE=烙规则烙设计概念学习课程教案思唯势概念 TITLE=烙规则烙设计概念学习课程教案思唯势概念 TITLE=烙规则烙 一、【学习目标】 1.掌握思维定势的概念 2.认识定势在问题解决中的作用(积极影响消极影响) 3.举例说明思维定势现象，并介绍所产生的影响是积极还是消极 二、【教学重点、难点】 1.思维定势概念 2.思维定势在问题解决中积极消极的作用 三、【教学过程】 (一)问题引入 l请在一分钟内回答下面问题： 一位公安局长在路边同一位老人谈话，这时跑过来一位小孩，急促的对公安局长说：“你爸爸和我爸爸吵起来了!”老人问：“这孩子是你什么人?”公安局长说：“是我儿子。”请你回答：这两个吵架的人和公安局长是什么关系? l故事驴子过河---摘自《伊索寓言》 驴子背盐渡河，在河里不小心摔了一跤，那盐在水里溶化了。当它站起来时，突然感到身体轻松了许多。驴子非常高兴，获得了“宝贵的经验”。后来又一次，它背着棉花过河。想起上次的经历，它走到河边的时候，故意跌倒在水中。可是，棉花吸收了水越来越重，可怜的驴子非但没有再站起来，而且一直向下沉，直到淹死。 l数学题目判断完全平方公式 完全平方基本公式(a+b)=a±2ab+b 判断以下多项式是否能转化为完全平方式的格式 4a+4ab+ba-ab+ba+2ab+2ba+2ab+b (二)分析问题 l分析回答第一个问题同学正确率，与同学们回答正确的反应时间。 解释第一个问题，曾经做实验时在100名被试中只有两人答对!后来对一个三口之家问这个问题，父母没答对，孩子却很快答了出来：“局长是个女的，吵架的一个是局长的丈夫，即孩子的爸爸;另一个是局长的爸爸，即孩子的外公。” 为什么那么多成年人对如此简单的问题解答反而不如孩子呢?这就是定势效应：按照成人的经验，公安局长应该是男的，从男局长这个心理定势去推想，自然找不到答案;而小孩子没有这方面的经验，也就没有心理定势的限制，因而一下子就找到了正确答案。 l 第二个著名的寓言故事，想必同学们很小的时候就听说过，当时这个故事告诉我们的寓意是不要把过去的经验用于当前问题的解决。情况无时无刻不在变化，要使用的处理方法也不能一成不变。固守着老经验，老传统，把它当成金科玉律，以为百试不爽，能一劳永逸，那就大错特错了。 同样可以引出经验习惯对人的思维活动会产生“刻板效应”。这种影响可能会是消极的，它使人的思维依赖于过去经验的准备倾向，产生一种惰性。当这种心理准备与解决问题不适应时，思维便陷于困境。 l面对第三个数学题目，初学者很容易根据完全平方基本公式进行推论判断。就是根据面临的问题联想起已经解决的类似的问题，将新问题的特征与旧问题的特征进行比较，抓住新旧问题的共同特征，将已有的知识和经验与当前问题情境建立联系，利用处理过类似的旧问题的知识和经验处理新问题，或把新问题转化成一个已解决的熟悉的问题，从而为新问题的解决做好积极的心理准备。也就是定势的思维在问题解决中起到的积极作用 (三)研探新知 根据以上问题，提出对思维定势的初步定义。 思维定势可以理解为，按照积累的思维活动经验教训和已有的思维规律，在反复使用中所形成的比较稳定的、定型化了的思维，即在过去经验的影响下，对解决问题带有一定的倾向性，也可以说是心理活动的一种准备状态。这种准备状态容易使人以某种比较习惯的方式去进行认知或作出行为反应。 在根据后两个问题可说明，思维定势对问题解决有积极影响，也有消极影响。 所以我们可以得出思维定势的定义。 思维定势(ThinkingSet)是由先前的活动而造成的.一种对活动的特殊的心理准备状态，或活动的倾向性。在环境不变的条件下，定势使人能够应用已掌握的方法迅速解决问题。而在情境发生变化时，它则会妨碍人采用新的方法。消极的思维定势是束缚创造性思维的枷锁。 思维定势对于问题解决具有极其重要的意义。在问题解决活动中，思维定势的作用是：根据面临的问题联想起已经解决的类似的问题，将新问题的特征与旧问题的特征进行比较，抓住新旧问题的共同特征，将已有的知识和经验与当前问题情境建立联系，利用处理过类似的旧问题的知识和经验处理新问题，或把新问题转化成一个已解决的熟悉的问题，从而为新问题的解决做好积极的心理准备。 思维定势对问题解决既有积极的一面，也有消极的一面，它容易使我们产生思想上的防性，养成一种呆板、机械、千篇 一律的解题习惯。当新旧问题形似质异时，思维的定势往往会使解题者步入误区。 (四)实验介绍 u美国心理学家迈克曾经做过这样一个实验：他从天花板上悬下两根绳子，两根绳子之间的距离超过人的两臂长，如果你用一只手抓住一根绳子，那么另一只手无论如何也抓不到另外一根。在这种情况下，他要求一个人把两根绳子系在一起。不过他在离绳子不远的地方放了一个滑轮，意思是想给系绳的人以帮助。然而尽管系绳的人早就看到了这个滑轮，却没有想到它的用处，没有想到滑轮会与系绳活动有关，结果没有完成任务和解决问题。 其实，这个问题也很简单。如果系绳的人将滑轮系到一根绳子的末端，用力使它荡起来，然后抓住另一根绳子的末端，待滑轮荡到他面前时抓住它，就能把两根绳子系到一起，问题就解决了。 定势有时有助于问题的解决，有时会妨碍问题的解决。在他的实验中，对部分参加试验者利用指导语给以指向性的暗示，对另一些参加者则不给以指向性暗示。结果，前者绝大多数被试能解决问题，而后者则几乎没有一个能解决问题。这可以说是定势对于解决问题的帮助作用。但是同时，定势对问题解决也有妨碍作用，这此情况在很多现实事件中都可以理解到。 u还有这样一个著名的试验：把6只蜜蜂和同样多的苍蝇装进一个玻璃瓶中，然后将瓶子平放，让瓶底朝着窗户。结果发生了什么情况? 蜜蜂不停地想在瓶底上找到出口，一直到它们力竭倒毙或饿死;而苍蝇则会在不到2分钟之内，穿过另一端的瓶颈逃逸一空。 由于蜜蜂基于出口就在光亮处的思维方式，想当然地设定了出口的方位，并且不停地重复着这种合乎逻辑的行动。可以说，正是由于这种定势思维，它们才没有能走出囚室。而那些苍蝇则对所谓的逻辑毫不留意，全然没有对亮光的定势，而是四下乱飞，终于走出了囚室，头脑简单者在智者消亡的地方顺利得救，在偶然当中有很深的必然性。 (五)实际应用 一只动物园里的大象，每天的生活只是在象笼里吃吃东西，玩玩自己的鼻子，而拴着它的只是一根细细的链条。 有人问管理员：“大象那么大力气，为什么不挣脱链条走开呢?” 管理员回答：它当年可不是这样，总想出去玩，于是我们把它的鼻子拴在柱子上，想出去时，一挣链条，就会感到疼痛的不得了。于是小象对自己说：“我这样一头小象是挣脱不也这段链条的。”然后有了第二次，第三次…以后，它再也不想挣脱链条了，一直到老。 四、【巩固训练】 请同学自己举例，有关生活中思维定势的例子，并指出思维定势在此起到什么样的作用。

论概念设计 篇3

关键词：概念设计；应用范围；主要特点；误区；塑造

中图分类号：G209文献标识码：A文章编号：16723198（2007）10022202

1什么是概念设计

所谓“概念”指的是“反映对象的本质属性的思维形式”，是“人们通过实践，从对象的许多属性中，抽出其特有属性概括而成”的。人对世界的认识、人类的全部文化、科学知识以及思想，都是由概念组成的。从这个意义上说，没有概念，就没有人类的历史，就没有人类的一切文明成果。因此，“概念设计”从本质上说，提供的是“思想”。所谓“反映对象本质属性的思维形式” 指的就是通过某种媒介或手段，把我们对事物本质属性的认识确定下来。媒介有许多不同的类型，文字符号是一种表达概念的媒介，视觉符号也是一种表达概念的媒介。就设计艺术而言，“概念设计” 就是用视觉语言把我们对事物本质属性的认识表达出来，这种认识就是我们从事物中提炼、概括出来的概念或思想。因此，它在本质上是对“思想”的设计，换句话说，它提供的是创意，即从某种理念、思想出发，对设计项目在观念形态上进行的概括、探索和总结，为设计活动正确深入的开展指引前进的方向。

2概念设计的应用范围

概念设计在不同的领域中有不同的含义、不同的对象。除了上述设计艺术领域之外，在产品的生产、经营、销售等领域中也有广泛的应用。这一类的“概念设计”指的是对某种经营、生产、销售思想、策略的策划。所谓“概念”是对企业、产品、管理、营销理念等方面的特殊性做出的概括。按主体不同，对这一类的“概念设计”可分为三个方面：即企业概念、品牌概念和产品概念。

除了物质生产领域之外，在影视、戏剧、展览策划等文化生产领域，概念设计也发挥着重要作用，特别是在科幻题材影视创作中，那些在现实中不存在的场景和道具都需要设计师根据预先设定的概念进行创作。

概念设计早在20世纪80年代，在国外就已经开始为设计界所广泛关注。美国平面设计师爱伦•霍伯特（Allen Hubert）当时曾经撰写了一本书，题目就叫“Conceptual Design”（概念设计），内容是针对平面设计中如何组织创意，如何赋予设计对象某种理念或思想，更好地推广企业和产品，引导消费者。当时国内很少有人从“概念设计”的角度理解、重视这个问题。在设计领域始终倡导并努力实践“概念设计”的是工业设计，由于工业产品具有批量化、自动化和时尚性等特点，设计对生产领域带来的影响更直接，对市场信息做出的反映更迅速、更灵敏，在推广一个新产品之前，概念设计就显得十分重要。特别是汽车工业，概念设计成为推动汽车工业不断创新的发动机。厂家对新的时尚、技术和功能的探索往往首先通过概念设计来完成，同时，概念车也成为引领时尚的风向标。

3概念设计的主要特点

（1）独创性。概念设计更强调设计的独创性和原创性，从形式和内容上都排斥业已存在的东西。当然，这不是说不能使用历史上已经存在的形式符号和材料做法，而是必须以新的手法、新的视角加以运用。

（2）抽象性。概念的形成是对纷然陈杂的生活现象提炼、概括、抽象的结果。任何概念都有一定的抽象性，它来源于我们提炼出的某种理念或思想，我们欲倡导、传扬的主张以及我们欲表达的某种意象。例如：柯布西埃设计的郎香教堂、赖特设计的流水别墅、密斯设计的法恩斯沃斯住宅等等，不管它们是否经历过我们所称的“概念设计”阶段，但它们都表现出了概念设计所具有的全部特征。这几位现代建筑的开创者都曾经确立了他们的新建筑概念，没有这些理念的引导，没有对这些主张坚定不移的实践，他们的作品就不可能对后世产生如此大的影响力。

（3）探索性。概念设计可以不过多地涉及具体的功能问题（这类问题可以在方案设计阶段进行修正），即使考虑功能问题，也是概念性的，原理性的或逻辑推论性的、说得更直接一点就是纸上谈兵。它更像一个探索性的科学实验，与实际生活保持一定距离，可以保证思维有足够的想象空间。

（4）先进性。概念设计要求我们立足于时代最先进的技术和社会意识，有足够的勇气去尝试最新的东西（新技术、新材料、新工艺、新的生活观念），凝聚时代最先进的技术成果，使其处于时代的前端，否则就谈不上是什么“概念设计”。

4概念的误区

（1）概念虚无。有人认为，所谓的概念不过是广告人或策划人“编”出来的光环，未必是骗人的，但却离实际很远，至少是有误导的嫌疑。社会上也的确有一些夸大其辞或空穴来风式的概念炒作，这反过来又加深了人们对概念的误解。其实我们可以这样去理解，概念或者是对设计对象所固有属性的某种概括（设计对象有许多属性，不一定只有一种），或者是一种对可及目标的追求，是实际存在的东西。

（2）概念无用。在设计实践中，的确有许多人没有从概念设计的角度考虑方案，也能够创作出不错的作品。但是，这类作品往往不具有开创性和激励社会不断探索的精神。这只能说明脱离了追求“概念” 常常是这类作品落入陈规、俗套的一种原因。实际上，认真的创作几乎不可避免地涉及到对许多概念的分析，单就形式语言本身来说，就存在各种不同的概念。成熟的设计师在做方案之前，总是要有一个明确的主导思想，要达到什么目标、体现什么精神、突出什么特征等等，这些就是概念设计的内涵。所谓“概念无用”，是由于人们没有认识到它的价值或误解为华而不实的花招，这实在是一种莫大的偏见。

（3）概念游戏。这是在实际操作中表现出的草率、脱离实际、缺乏认真求实的科学态度。认识到概念设计在创新和推动商业利益方面产生的作用，但没有用科学的、务实的态度去操作，而是夸大其辞、玩词藻，靠耍小聪明进行诡秘的“包装”，怎么“洋”怎么来，怎么“时髦”怎么来，然而这种花拳秀腿最终是遮掩不住设计因脱离实际，缺乏认真求实的科学态度而导致的缺陷的。

5概念的塑造

任何一个实际存在的项目都具有一定的概念，它或许是陈旧的、历史性的，或许是潜在的、模糊的，或许是地域性、具有行业特征的等等。拿产品为例，任何产品都具有它独有的功能、特点，或者表现在技术上，或者表现在它所处的氛围上。比如保暖内衣，首先和其它内衣相比更具有独特的保暖功能，“保暖”这一概念已被广泛地运用了；同是保暖内衣，大家在科技含量、组成材料、穿着感觉等方面寻求着自己的特点，而这些特点又是各自产品所独有的。这些特点已构成了成为概念的因素，为了让公众真正了解其独特之处，就有必要把这种特点用形象的说法“亮”出来。从另一个方面思考，如果产品并不具备特殊的优势，没有哪一点可以包装成概念，那么就必须承认它在市场上很难与实力对手相抗争。不满足于此，就要让技术人员改进工艺、用料等做出特色来。在做出来之前，这个特色是被“想象”出来的，那么这个可以实现的目标就可以成为“概念”。拿一些大城市如北京的一些房地产项目策划举例，北京是一个缺水干旱的城市，地势平坦、季风气候显著，大城市的一些弊病在这里都有突出的表现。在这样的地理环境中建造居住区，创造水域以及大片的植被、改造地表形态等等，都对消费者具有很强的吸引力。因此，开发商制造了“水域花园”、“都市山庄”、“慧谷阳光”等一系列这样的概念，这样的项目如果是建在昆明湖、北海、密云水库周边，其真实性是无庸置疑的，但恰恰这些项目大多数位于远离水域的地区。显然，这个目标是需要努力才能达到的。

如此说来，概念可被分为两类，一类是提炼性概念，一类是目标性概念。

在概念设计的具体方法上，提炼性概念和目标性概念是小异而大同的，既有各自的特殊性，但共同遵守的原则是一致的。

第一个原则是优势优先。所谓“优势”是以市场为标准，而不是以企业、设计者或老总个人喜好为标准，这一点往往被混淆。比如说啤酒，在质量方面许多老总认为自己在这方面最具优势，实际情况即便是这样，而对于消费者来说，支持质量的众多环节、严格体系又最难了解到，所以往往愿意在认同质量相同的前提下，从口味、价位、品牌等明显因素上寻求购买理由。推而广之，我们要设计概念，就必须以“市场认可的优势”为素材。

第二个原则是差异性。首先表现在概念素材即优势因素的差异性上，其次表现在概念的表达上。素材的选择要体现独特性，避免雷同；在概念的表达上也要体现独创性，可以是通俗的，也可以是玄妙的，但通俗而不直白，玄妙而不蒙事。

第三个原则是务实性。概念必须是实际的、可行的、有根基的。目标性概念尽管目前尚未达到，但通过努力是完全可能达到的，如果不能实现或难以实现，则会成为空谈和虚妄，这样的概念对企业是非常有害的。

第四个原则是概括性。适应市场的优势因素要用专业的语言严密地表达出来，是件很麻烦的事儿，甚至可以写成文章，这和消费者的认知时间是相违背的。他们希望能够迅速快捷地认识到产品的优势，这就需要对产品的优势进行概括，甚至概括成几个字，还可以加点修饰，用些修辞手法，达到直观、通俗、形象、生动、有趣的效果，以致更好地让公众接受，让公众记得牢，目的就达到了。当然还有一些较为含蓄的表达也可能更为高明，就是通过事物、现象、形象等让公众了解到这个概念的潜台词，比如北极人保暖内衣启用外星人形象来体现其科技含量。

概念设计可以被看作方法论层面上的设计思维训练，不在乎方案是否能够实施，即使是针对一个实际不存在的目标，概念设计训练也是有意义的，要害是开阔思路，探寻创新的灵感，在不受或较少受约束的情况下，最大限度地发挥想象力。这种设计通常总是要与真实的适用性之间保持一定的距离，目的是给思维留有足够的发挥想象力的空间。

参考文献

［1］辞海编辑委员会.辞海(1999版缩印本)［M］.上海：上海辞书出版社，2000.

［2］尹定邦.设计学概论［M］.湖南:湖南科学技术出版社，2006.

［3］杨先艺.设计艺术历程［M］.北京:人民美术出版社, 2004.

［4］丹尼斯•夏普著,胡正凡,林玉莲译.20世纪世界建筑——精彩的视觉建筑史［M］.北京:中国建筑工业出版社,2003.

概念书籍设计探究 篇4

一、概念书籍发展的必要性

1. 观念的变革

书籍艺术的发展伴随着人类文明发展的历程, 随着观念的变革和时代的演进, 改变着人们对书籍变化的要求, 设计书籍的物质载体和书籍的内涵均发生着变化, 现代书籍的新形式也越来越多, 多元化的设计取向成为书籍装帧未来发展趋势。

概念书籍无疑是最能传达现代设计理念和审美气质结合下的产物, 给读者营造出时代气息和感官享受。设计师以独具特点的书籍表达语言和信息编辑思路创造性的传达书籍内涵, 同时充满着强烈的个性。

2. 创新的驱动

设计教育的目标是培养具备创新性、独创性能力的未来设计师。我们认为创造性思维是大脑资源的的重要“宝藏”, 启迪创造性思维对于设计教育来讲是关键之所在。其实概念书籍设计本身就是一种显而易见的创新活动。

二、概念书设计探索

1. 概念书之概念

关于“概念”的解释在《辞海》中注释是:“反映对象本质属性的思维方式。”概念书籍设计是一种“预见”式设计开发下产生的新设计。各种概念设计以自身独特的存在影响着人们的审美接受和观念倾向。“从外在世界形象、到抽象、到概念, 这是事物由感觉到知觉, 从低级向高级的认识过程, 因此概念艺术是观念性的高级的艺术形式。”

“书”是以传播知识为目的用文字或符号记录于一定载体上的著作物;是将艺术与技术以及社会、艺术、心理等诸多要素整合在一起设计的特殊商品。“书籍装帧设计不是静止的, 而是富有生命、有生气的元素。”

“概念书”的一般定义为:“概念书设计意味着对人们司空见惯的书籍形态进行大胆的创新, 创造出既有书籍本质特征, 又与众不同, 有新意的书籍。”概念书设计实现的是艺术设计范畴的本体语言的设计实验, 着重于能寄予观念的视觉形式和阅读体验。传播知识不再是其主要目的, 而是寻求一种新的阅读体验和阅读乐趣。设计者通过对书籍内容和思想准确把握, 感悟加工后重新设计一种具备新物性构想和信息传递的书籍。

2. 概念书设计

(1) 概念书籍设计观念

(1) 形意融合, 传达观念

“形”“意”是概念书籍设计观念的两个着眼点, 概念书籍设计的形态可变, 但书籍装帧设计的内涵不变, “只有与书籍本身的品位相结合, 设计艺术才有生命, 才能发挥出书籍的导读作用。”概念书籍设计的核心要能传达出书籍内涵观念。概念化的艺术形式趋向是观念超越现实, 那么设计或是饶有趣味, 或是富于哲理, 要么超越现实。不管它的形式怎样, 概念书籍设计必须做到形意融合传达观念, 这样的概念书其内涵的思想性及引导性都会发人深思给人以启迪。

(2) “求新求异”倡导探索

从表面上看概念书设计“求新、求异”观念前卫不计较现实应用。其实它的目的在于抛开现实应用的各种各样的束缚, 深刻挖掘自己的设计理念和内心思想, 发挥丰富的想像去创造、去超越。它是引导未来潮流, 充满革新魅力的设计。这种设计对设计师的设计观念、创意思维具有重要意义, 所以业内设计家和高校艺术设计教育教学需对概念书设计加以重视, 倡导探索。

(3) 观念为先, 重于形式

“设计是人类改变自我和世界的创造性活动;前苏联学者卡冈认为‘文化是人类活动的各种方式和产品的总和’, 设计也是一种社会文化活动, 包括设计观念和设计形式两个方面。”对于概念书籍设计而言, 设计导向是“观念为先, 重于形式”, 它在有限的形态、材料、设计、版式、图文等物化形式条件中, 通过设计师的观念为先的理念, 使得概念书籍表现出强烈的艺术特征和观念性质, 也最接近设计的本质活动。

3. 概念书籍设计原则

(1) 科学态度的原则。

概念书籍设计并不是为了设计新奇的样式, 也不是为了设计哗众取宠的产物, 它应该表现为对书籍内容的认识提升的艺术作品, 这种概念书籍对设计采取反思的态度, 不论是设计的形式、材料还是工艺或技术的运用, 探索上都要能够秉持科学的态度去完成。

(2) 原创性设计的原则。

创意产业的核心竞争力在于原创, 基于概念书籍之“概念”就应遵循与众不同的原创原则, 具有独到见解的概念书籍设计才有无限的活力和竞争能力, 探讨的方向才更加具有研究意义。要善于发现和勇于进行原创性的设计, 用创造性思维引领创造性的设计, 新思路衍伸出新的设计方案才区别于同类的设计。同时要有所思, 有成熟的概念设计思想理念和手段, 才能实现真正的原创设计。

(3) 未来设计原则。

也就是“前瞻性”设计原则。我们说设计的思路决定设计的深度、倾向和意图, “前瞻性的设计”以未来发展方向进行创造。特色鲜明的概念书籍设计能启示读者深入的探析书籍的内涵, 将读者们引入丰富的思维层面。这些形态、材料和表现手法能够在未来被使用到, 同时探究塑造未来书籍和未来设计应用的方向。这也是概念书具备的的现实设计意义。

三、结论

“概念书寻求书籍内容表现的其他可行性, 在此过程中的一系列探究, 都有助于开拓书籍设计革新, 概念书的设计更加强调书籍本身的实验性气质。”我们强烈的感受到这样的书的设计还有有无穷尽的表现形式有待开发, 设计者们可以有各种可能性的尝试探究出新概念书籍形态。这种书籍或许由于现阶段技术材料出版的制约不能大量用于生产或被大众接受, 或许还只是被学者和书籍爱好者所追求, 但即使是这样它也仍然以其鲜明的特色影响着书籍装帧设计艺术的范畴。它的存在也是一种社会需求, 以多元化的设计语言扩充读者的接纳范畴, 以及探寻更理想的方式表现作者的想要传达的思想内涵。无可否认对概念书设计的探索给书籍装帧设计本身带来了许多新的机遇和方法试验, 注入的是全新的独创性的血液, 可以明确地说概念书影响书籍装帧设计未来发展, 为设计者们营造了广阔的创作设计空间, 开拓着书籍设计未来趋向。

参考文献

[1]高月雅.概念设计对设计教育的重要意义[J].内蒙古科技与经济.2005.12

[2]瑞芳, 崔辉.踏着时代的节拍唱自己的歌——访著名书籍设计师吕敬人[J].编辑之友.2002.11

[3]白云.创新思维能力训练——概念书设计教学探索[J].大众文艺.2012.03

[4]吕敬人.吕敬人书籍设计教程[M].武汉, 湖北美术出版社.2005.06.第14页

[5]彭圣芳.概念设计探议[J].美与时代.2005.12

函数概念教学设计 篇5

一．教材分析

函数是数学中最重要的概念之一，且贯穿在中学数学的始终，只有对概念作到深刻理解，才能正确灵活地加以应用。本课中学生对函数概念理解的程度会直接影响数学其它知识的学习，结合教学课程标准与学生的认知水平，函数的第一课应以函数概念的理解为中心进行教学。

二、学情分析

从学生知识层面看：学生在初中初步探讨了函数的相关知识，通过高一 “集合”的学习，对集合思想的认识也日渐提高，为重新定义函数提供了知识保证。

从学生能力层面看：通过以前的学习，学生已有一定的分析、推理和概括能力，初步具备了学习函数概念的基本能力。

三、教学目标

知识与技能：让学生理解构成函数的三要素、函数概念的本质、抽象的函数符号f(x)的意义。

过程与方法：在教师设置的问题引导下，学生通过自主学习交流，反馈精讲、当堂训练，经历函数概念的形成过程，渗透归纳推理的数学思想，发展学生的抽象思维能力。

情感态度价值观：在学习过程中，学会数学表达和交流，体验获得成功的乐趣，建立自信心。

四、教学难重点 重点：理解函数的概念；

难点：概念的形成过程及理解函数符号y = f(x)的含义。

[重难点确立的依据]：函数的概念抽象性都比较强，要求学生的理性认识的能力也比较高，对于刚刚升入高中不久的学生来说不易理解。而且由于函数在高考中可以以低、中、高挡题出现，所以近年来高考有一种“函数热”的趋势，所以本节的重点难点必然落在和函数的概念及函数符号的理解与运用上。

从多个角度创设多个问题情境，组织学生围绕重点自主思考，让学生自主、合作探索,体会函数概念的本质从而突破难点。

五、教法与学法选择

充分尊重学生的主体地位，让学生在教师设置的问题的引导下、通过自主学习等环节自主构建知识体系，自主发展数学思维，教师采用问题教学法、探究教学法、交流讨论法等多种学习方法，充分调动学生的积极性。

六、教学过程设计 引入

现实世界是充满变化的，函数是描述变化规律的重要数学模型，也是数学的基本概念，也是基本思想，另外函数的概念也是不断发展的。引出课题

问题提出

1.请回忆在初中我们学过那些函数？（学生回答老师补充）

2、回忆初中函数的定义是什么? 一般地,设在一个变化过程中有两个变量x、y,如果给定一个x值,相应地就确定了一个y值,那么我们称y是x的函数，其中x是自变量,y是因变量。

知识探究一 函数

给定两个非空的数集A，B，如果按照某个对应关系f，对于集合A中的任何一个数x，在集合B中都有唯一确定的数f(x)与之对应，那么就把对应关系f叫做定义在集合A上的函数记作f：A→B 或y=f(x)，x∈A.其中，x叫做自变量，与x值相对应的f(x)值叫做函数值.x的取值范围称为定义域，函数值f(x)的取值范围称为值域.定义理解一——y=f(x)1.x是自变量，它是法则所施加的对象。

2.f是对应法则，它可以是解析式，可以是表格，也可以是图像。

3.y=f(x)表示y是x的函数，不是f与x的乘积。f(x)只是函数值，f才是函数，（）表示f对自变量x作用。

定义理解二——唯一确定

通过三个例子和学生共同总结出：

1.函数中每个x与y的对应关系，可以是一对一，也可以是多对一，但不能是一对多，即y是唯一确定的

2.A中元素不能剩，B中元素可以剩下。

定义理解三——定义域值域

根据定义，函数是两个数集A，B间的对应关系

自变量的集合A叫做函数的定义域；函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.例如：A={0,1,2}，B={0,2,4,5}，f：A→B f(x)=2x

定义域为{0,1,2}，值域为{0,2,4} 从而共同探究出：值域是集合B的子集

函数的三要素：

定义域、对应关系、值域；

函数的值域由函数的定义域和对应关系所确定； 定义域相同，对应关系完全一致,则两个函数相等.f(x)=3x+1与f(t)=3t+1是同一个函数.x2f(x)=x与f(x)=不是同一个函数.x然后和学生共同探究常见的已学函数的定义域和值域：

知识探究二 区间

(设a, b为实数,且a

（1）{x|x ≤-1或5 ≤ x<6}（2）{x|x ≥9}（3）{x|1

(5){x|x≥0且x≠1}

练习作业：把常见的函数的定义域和值域用区间表示.七、小结

1.用集合的语言描述函数的概念 2.函数的三要素 3.用区间表示数集

八、作业

2010德国红点设计概念奖 篇6

红点设计奖源自德国，迄今已有56年的辉煌历史，被公认为世界上最具有权威性的设计竞赛之一，素有“国际设计界的奥斯卡”之称。今年共有来自全球55个国家的3023件作品角逐德国红点设计概念奖，参赛作品数量达到历史最高水平。经过三天的讨论研究，评委会从候选作品中挑选出具备专业水平的180件设计产品，另外的29件获得了红点设计最杰出奖。今年的红点设计概念奖颁奖典礼于2010年11月25日在位于商业中心的新加坡红点博物馆隆重举行。颁奖典礼将获奖者的成就展现在人们眼前，这一盛会成为了整个设计概念奖的高潮，每年都吸引来自设计、媒体和商业界数以百计的宾客云集，已成为设计界日历上的亮点。

红点设计概念奖是唯一一个接受从设计想法到设计原型的国际级的设计竞赛，允许产品公司和设计工作室参与其中。专业设计师、设计学生、设计室和设计公司接受挑战，向世界呈现了他们的杰出设计创意，他们的作品自信地表现出创新性、对市场的可行性，并对未来发展趋势大胆预测。红点设计概念奖紧跟设计变革和潮流的步伐。比赛提供给来自世界范围内富有天赋的设计师和设计团队表达其创新视角和新颖设计理念的机会。设计师拥有强大的对于未来的感知触觉和前瞻性的思虑。

2010年的设计概念奖分为20大类，其中包括公其空间移动运输、能源、环保、浴室、家用电器、室内用具、照明、家居家具、生产力、工作场所、保护装置、生命科学、乐龄产品、互动与沟通、娱乐、时尚、教育、康乐。每个类别都尽量涵盖广泛，提倡和鼓励参赛者大胆进行设计概念的创新，不局限于所给出的类别的范围。其中，评审标准包括产品的创新性、审美、具体实施的可能性、功能性和用途、生产加工的效率、人体工程学及与人的互动性和情感内容。

浅析抗震设计中的概念设计 篇7

国家正处于快速发展的周期, 其建设规模和建设速度都是前所未有的。发展先进计算理论, 加强计算机应用, 加快新型高强、轻质、环保建材的研究与开发, 使建筑结构设计更安全、适用、可靠、经济, 已成为当务之急。但在快速发展的背后其实也隐藏着盲目、粗糙、教条的教学作风和设计作风, 这对整个结构教学和结构设计是个很大的危机。针对这样的现状, 提倡采用概念设计思想, 促进结构工程师的创造性, 推动结构设计的发展, 是非常有必要的。

1 概念设计的重要性和必要性

(1) 规范是指南是纲领, 但它不能涵盖设计工作的所有细节和某个具体单体工程的全部。现行建筑抗震设计规范 (GB50011—2010) (以下称新抗震规范) 经过修订和设计实践的检验已经更加成熟和完备。例如2001版本抗震设计规范比89规范增加了隔震、消能减震的设计规定, 2010新抗震规范又增加了抗震性能化设计的原则和设计指标规定。但对于一些具体问题, 例如有些设防目标、对于不规则结构的判断等规定还是比较模糊。

就设防目标而言, 89、01及10版抗规均沿袭三水准两阶段设计, 且大多数结构 (除了地震时易倒塌的结构、有明显薄弱层的不规则结构及有专门要求的建筑) 均只进行第一阶段设计, 仅通过概念设计和抗震构造措施来满足第三水准的设计要求。而对于, 不规则结构, 参照超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点, 可以发现, 10版取消了单跨高层建筑 (转至新抗规6.1.5条) , 增加了三项不规则的a、b分项。而实际工程中, 建筑造型千变万化, 在概念设计时, 设计人员需把比较复杂的形式分解为几个略为简单的组成单元, 以方便估算建筑体上的总作用力。所以不能盲目照搬照抄规范, 应该把规范作为一种指南, 并在实际工程应用中, 作出正确的选择。这就要求对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识, 把概念设计应用到实际工作中去。

(2) 概念设计的重要性, 还体现在方案设计阶段。方案设计过程中的结构设计往往是不能借助计算机来实现的, 需要结构工程师综合运用结构概念和经验, 选择最为可靠、经济的结构方案。为此, 工程师要不断地丰富自己的设计理念, 深入了解各类结构的性能, 并能有意识地、灵活地运用它们。在结构设计中, 应尽量使结构平面及竖向刚度均匀渐变, 传力直接明确简单, 抗震防线清晰合理。运用概念性近似估算方法, 可以在设计方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择。所得方案往往概念清晰、定性准确, 避免后期设计阶段不必要的繁琐运算, 具有较好的经济可靠性。

(3) 概念设计也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。美国一些著名学者和专家曾说过:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题”。长期以来, 人们认为结构设计很简单, 只需遵循规范和手册, 等建筑师完成建筑设计后, 使用计算机就可以完成结构设计。而现阶段国内常用的商业结构软件, 为了使用方便都有很多假设和简化。没有经验的设计人员, 由于选择和使用不当, 也会造成结构设计的不合理, 甚至影响到建筑物本身的安全性。近几年随着建筑方案的求新求异, 更多的超限建筑方案纷纷出炉, 如果没有结构师的先期介入, 实现起来可能是空话或者代价高昂。而许多结构设计人员, 在工程设计中仅调整程序计算结果使其满足规范要求, 而不考虑其结构的可靠性、合理性、经济性, 不对程序计算结果进行分析判断。这不能充分地运用结构设计者的知识和技能, 而且还会与建筑设计方案产生分歧和矛盾。应用概念设计的思想, 可以避免此类情况的发生。所以在设计过程的方案评审阶段, 要切实地由经验丰富的总工主持和介入, 是非常必要的。尤其在基础选型及结构体系布置上, 不同的方案往往对结构合理性及经济效应, 起着决定性的作用。

例一:在设计位于广西钦州的xxxx楼盘中, 地下室基础选型, 原设计采用筏板基础, 基础持力层为粉质粘土, 承载力fak=200kPa, 虽然基础整体性能好, 但是造价高昂;后来改用人工挖孔桩基础, 仅需6～7m便挖至中风化砂岩, 桩端阻力特征值2500kPa, 取得了良好的经济效应的同时, 仍然满足结构安全性、合理性的要求。

例二:2009年在设计位于河南开封“xxxx”项目时, 根据当地的实际情况及业主要求, 原设计采用了砖混结构, 且楼盖采用部分现浇部分预应力空心板的形式。然而, 当地抗震设防烈度为七度, 设计基本地震加速度0.1g。根据当时施行的建筑抗震设计规范 (GB50011-2001 (2008年版) ) , 在楼梯间及纵横墙交接及建筑角部等位置, 设置了大量的构造柱 (如图1所示) ;且根据河南省工程建设标准设计DBJT19-02-2002的02系列结构标准设计图集, 尚需在预应力空心板板面浇捣一层混凝土面层并在板端预留拉结钢筋且在板缝加筋, 抗震性能差且造价比框架结构低得有限。在研究分析后, 最终取消了原设计中的预应力空心板, 并在项目设计中, 结构体系均改用了框架结构。根据事后业主提供的数据, 采用砖混结构仅比框架结构每平方米造价约低50元。此事说明, 合理的结构选型对结构合理性及经济效应起着决定性的作用。

目前学校教学中, 往往只重视单独构件和孤立的分体系的力学概念, 尤其在专业课教学中, 单项计算练习居多, 综合练习偏少, 并着重体现在考题中, 使得很多学生养成只知套用公式解题的习惯。毕业设计采用结构计算软件PK、PM、TAT、SATWE计算和出图, 造成手算过程训练程度的削弱, 也忽视了结构的总体方案以及分结构体系之间的关系。从而导致整体结构体系概念不明确, 综合运用能力下降。这对培养新世纪具有创造力的工程技术人才是相当不利的。建议在学校的专业教学中, 教师应注重总体结构方案选择和计算的教学。多引进设计和施工等第一线的专家参与教学计划和专业实践, 向国外的结构教学体制学习、靠拢。

(4) 建筑结构的抗震设计, 存在着许多模糊而且不确定的因素。例如地震作用是一种随机性很强而且循环往复的荷载, 有其冲击性、反复性、短暂性及随机性, 建筑物的地震破坏机理又十分复杂, 要准确计算或预测建筑物所遭遇的地震特性和参数, 还难以做到。风荷载的脉动性与涡流作用情况也是如此。因为建筑物受到的地震作用难以确定, 所以适用、安全、经济的结构体系必须注重概念设计。

新抗震规范规定:一般情况下, 应允许在建筑结构的2个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算, 各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。根据汶川地震震害的分析, 震区建筑普遍没有实现强柱弱梁。其中一个主要原因则是计算模型问题。即:仅仅对相互正交的两个主轴方向进行内力分析和强度设计不能真实反映结构的空间作用。所以, 应用概念设计的原理, 结合大量震害和试验研究成果, 所得出的结论是:构件的最不利受力状态随着构件和地震作用方向而变化。当地震作用方向与结构主轴方向一致时梁处于最不利受力状态;当地震作用与结构的主轴方向呈45°时, 大多数柱处于不利受力状态。

2 概念设计的理解和应用

结构抗震设计的目的是使结构在强度、刚度、延性以及节能等方面取得最佳, 从而满足“小震不坏, 中震可修, 大震不倒”的要求。在当前的科技水平和经济条件下, 为了保证结构具有可靠的抗震性能, 概念设计应充分考虑以下因素:场地条件和场地土的稳定性, 建立结构计算模型, 抗震结构体系的选取, 材料效用, 风作用、温度作用以及结构的空间作用等。

(1) 不规则建筑方案的判断:新抗震规范中对严重程度不同的不规则结构进行了分类, 并分别提出了处理对策。通过建立多个与实际结构体系相符合的力学计算模型, 将楼板假设为弹性楼板采用三维有限元SATWE软件进行空间分析计算。考虑平面不规则结构的扭转影响, 控制体型不规则建筑结构的各效应, 使其符合建筑抗震概念设计的原则。结构平面及竖向不规则, 应计算双向震作用效应, 重视扭转影响, 以及避免结构出现竖向刚度变化问题等。

不规则建筑方案其操作性有所提高, 但仍然存在缺陷。首先, 不同的结构对各种不规则的敏感性是不一样的;其次, 假设某个结构所有的不规则指标全部接近规则与不规则的临界值, 却属于规则的范畴, 很难说这个规则结构是安全的。所以, 规范对不规则结构的类型, 应更加细化, 对不规则结构的判断, 不能仅仅设一个界限而应该对不同的不规则性, 根据不同的结构设置不同的权重, 然后以加权平均值来判断不规则的严重程度。在现阶段针对规范需要做更科学、更深层次的理解;在计算软件的选择上, 要理解软件的假设, 理解软件的适用性;不盲目相信普通商业化的软件, 经常把计算结果和通用计算软件如ANSYS, MIDAS等进行比较, 积累经验。

(2) 框架结构抗震设计方案的理解和应用。如图2和图3所示, 5层钢筋混凝土框架结构的办公楼, 设计要求中间设走廊, 两侧为办公室。今有2个设计方案, 图2的抗震体系安全系数要比图3小, 因为图3的塑性铰先出现在走廊, 出现塑性铰后, 两侧又组成了相对稳定的框架结构, 这要求图3中走廊处的框架梁截面, 要相对小一些、弱一些, 以使其先屈服而出现塑铰。

通过图2和图3的设计方案比较, 可以看出图3的设计方案更合理。在满足设计要求的前提下, 不同的设计方案体现了结构工程师对结构概念设计的不解。只有深刻地理解结构概念设计, 才能设计出更合理、更安全的结构方案。有理选择设计方案, 才能做到节点强度高于构件强度, 才能增强结构整体延性从而体现出框架结构“强剪弱弯、强柱弱梁、强节点、强锚固”的设计思想。

(3) 剪力墙结构构造措施的理解和应用剪力墙水平分布钢筋在端部的锚固, 有以下2种做法 (见图4和图5) 。

注:水平方向尺寸 (1.5～2) b;竖直方向尺寸b

从钢筋锚固的概念而言, 图5的做法比图4更合理。图4的做法只是将剪力墙分布钢筋锚固在端柱的保护层内, 如遇地震等破坏会使保护层脱落, 剪力墙的锚钢筋将裸露出来, 从而失去锚固的意义。而图5则不然, 它把剪力墙钢筋锚固在端柱的中部, 如遇地震等破坏时, 即使力墙端部的保护层脱落, 剪力墙的端柱仍对分布钢筋起到锚固作用。所以, 只有钢筋锚固这一概念的正确理解, 才会产生正确的构造措施。

(4) 楼梯构件的抗震影响和配筋建议:在PKPM的模型计算中, 经常把楼梯间作为一个洞口, 把楼梯荷载计算后传给周围的梁或墙来计算, 其实不管梁式楼梯还是板式楼梯其混凝土构件对整体刚度都有较大影响。建议在模型中把楼梯构件以斜构件的形式输入, 使刚度的计算更加准确。

根据汶川地震震害的分析研究, 发现很多板式楼梯的梯段因为地震在中间断裂, 而底层第一跑这样的情况更加明显。这是由于地震纵波的作用而造成的, 由于纵横波的波速是不一样的, 在纵波作用后横波到来前对低层的住户楼梯仍然是个逃生的途径, 所以需要加强楼梯板的配筋。建议对1～3层的楼梯板配筋宜双层拉通设置, 同时起步处楼梯梁与整体结构的连接应适当加强。

(5) 对非结构构件的安全性的关注:围护墙的材料不同, 布置形式不同对结构的动力反应是不一样的, 建议推广轻质砌块如加气混凝土砌块、陶土砌块等, 其抗震性能比混凝土砖、页岩空心砖等要好得多。圈梁、构造柱、拉结筋在设计时应设置到位, 施工时应注重施工质量, 特别是在一些逃生通道和临空构件 (如女儿墙、栏板等) 等部位更应该着重加强。

3 结语

概念设计从结构总体方案设计开始, 就运用人们对建筑结构抗震已有的认识, 去处理结构设计中将遇到的问题, 诸如建筑体型、结构体系、刚度分布、件延性等。从宏观原则上进行评价、鉴别、选择等处理, 再辅以必要的计算和构造措施, 以消除建筑物抗震的薄弱环节, 达到合理抗震设计的目的。也就是说概念设计是在特定的建筑空间及地理条件下, 用整体概念来考虑结构的总体方案, 依据结构总体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验获得的基本设计原则和设计思想, 从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗细部构造措施的宏观控制。概念设计受国内外工程界的普遍重视, 并将发挥更大的作用。使结构概念设计更加科学化, 合理化, 从而达到建筑抗震设计的目的。

摘要：本文结合最新的抗震规范和震害研究, 论述抗震设计中概念设计的重要性及其实际应用。

关键词：抗震,结构,规范,概念,设计

参考文献

[1]GB50011-2001, 建筑设计抗震设计规范.

结构设计离不开概念设计 篇8

关键词：结构设计,概念设计,规则性,抗震性能

1概念设计

旧版的GB 50011-2001建筑抗震设计规范以及JGJ 3-2002高层建筑混凝土结构技术规程对概念设计已经有了较为明确的规定。在经历汶川地震的检验后,也证明了依照该版规范所设计的建筑结构,其抗震性能是基本能达到预期效果的。而经过对旧规范在实际工程设计使用过程中近十年的经验总结,还有震害教训的归纳,新版的GB 50011-2010建筑抗震设计规范以及JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程对概念设计的内容也有了更加全面和符合实际的补充、完善。而且给出了相关条文作为设计准则。根据规范的定义,建筑抗震概念设计就是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。规则性概念是概念设计其中一个重要部分。新版抗震设计规范不但明确建筑形体的规则性,而且针对不同形体和布置的建筑划分为规则和不规则两大类。对不规则的建筑针对其程度的不同而提出不同的要求,并且强调了不允许采用严重不规则的建筑结构设计方案。

笔者认为概念设计是一种定性的设计。它是在建筑设计要求所规定的约束条件下,不需要经过精确的计算,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验并结合结构的安全等级、抗震设防等级、地质资料、材料、自然环境等所获得的基本设计原则和设计思想,它应该贯彻在整个结构设计的全过程。而依照规范的准则,结构设计人员的目标就是做一个满足建筑使用功能与审美要求的规则结构。然而,在现实的设计工作中,这两者往往是鱼与熊掌不可兼得的,建筑的不规则性常常是不可避免的。因为建筑师不会按照结构的概念设计准则去进行创作,甚至个别建筑师会视之为对其创作灵感的一种束缚。所以,更多的情况是结构设计人员需要向建筑师和业主不断的作出妥协和让步,到最后结构设计人员所能保持的底线往往就只剩下不能使结构出现严重不规则的情况。

2行业现状与工程实例

随着建筑设计行业设计周期遭到不断的压缩,对所谓高效率的设计更是无止境的追求。迫使一些参加工作时间不长的结构设计人员便要独立完成一个项目从方案到施工图的设计。而在计算机硬件、软件高度发达的今天,结构设计的计算程序化程度也愈发提高。不少的计算软件往往号称能给出一个精确的计算结果,并且与规范条文一一对应,可操作性强,这使得对结构设计人员不合理的时间要求也似乎变成了可能。而对于工作时间不长的设计人员,工程经验是极度缺乏的,甚至对规范学习也未曾深入了解,概念设计这一原则和思想自然也未建立起来,这就使得他们更多的只能依赖于结构设计程序和对规范条文的生搬硬套。但这样的设计其可能导致的后果也是难以预料的。下面将以一个简单的工程实例来加以说明。

某工程位于广东省佛山市,13层实验办公楼,建筑物总高度为62.3 m,其中首层高7.2 m,二层高5.6 m,其余楼层高4.5 m,采用框架—剪力墙结构。建筑方案由国外建筑事务所负责设计。因为受建筑使用功能布置以及立面效果的限制,电梯井剪力墙只能集中偏置于一侧。而由于结构刚度的需要,电梯井这部分的剪力墙不能减少,由此所带来的最直接问题就是结构的扭转效应过大该如何解决,结构设计人员想到的解决办法理所当然的就是在建筑平面的另一侧增设剪力墙。而且,基本的结构概念告诉我们,剪力墙越靠近建筑平面的外侧其效果自然也会越明显。结构设计人员正是凭着这一思路,在方案设计阶段先后提出了以下两个结构平面布置方案(见图1,图2)。

其中,方案一是结构设计人员在刚拿到建筑平面方案后,听取了建筑师简单的介绍和要求,然后经过试算后提出的结构柱网。若仅看计算程序的输出结果,包括结构的周期、周期比、位移角、位移比、层刚度比、剪重比、有效质量系数等等所有规范条文所提及的设计参数均能满足要求。但是,只要我们稍加思考便能发现方案一有一个极大缺陷,而且是安全隐患。那就是左侧的剪力墙集中的设置在(1)轴楼梯平台端部,只有两片小墙肢设在(2)轴,而整个楼梯间只有两根梁和楼层位于同一标高与楼层相接,根据结构概念,当整个结构受到水平地震作用时根本无法通过楼板有效的将其传到(1)轴的剪力墙上。然而,从该片剪力墙的计算结果却可看到,它承担了很大一部分的水平地震作用。说明其计算结果与实际受力情况并不相符。

为了解决方案一的缺陷,结构设计人员克服沟通上的困难,多次主动与国外建筑师进行了的沟通协商达至妥协,在尽可能少影响建筑平面使用功能以及立面效果的前提下,并经过反复的试算,最终提出了方案二的结构柱网。其主要处理思路按以下几个方面进行:1)减少(1)轴上剪力墙的刚度。在满足基本的竖向承载力需求前提下,把该部分剪力墙截面尽可能做小,以减少它对结构所提供的不真实抗扭刚度,计算时按异形柱录入,计算结果显示其所分配到的水平力大幅降低,符合设计设想的效果;2)首层在(2)轴交?轴～?轴处增加两小片剪力墙,提高结构抗扭刚度同时解决因首层层高过高而相对刚度较弱的问题;3)把(2)轴上原有的两片剪力墙加厚加长,并在二层～三层?轴～?轴及?轴～轴间增设钢骨混凝土斜向支撑,以保证结构所受的水平力能有效传递并分配到抗侧力构件上。在采取了上述的处理方法后,计算结果均能满足规范的要求,所得到的结果也能符合实际预期。

3结语

从上述简单的实例我们可知,若能在形成建筑方案的最初阶段,建筑师和结构设计人员经过讨论协商,把建筑的不规则性控制得尽量的少,那是最理想的。但是,作为结构设计人员,除了应该更主动与建筑专业加强沟通外,不能把设计过程中遇到的种种困难全都归结到建筑专业上。而且我们也不能不加思索地去采用计算程序得出的所有结果,否则其后果将会如一些美国专家学者所警告的:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间问题。”而概念设计的原则、思想就是避免导致这种恶果的最有效方法。另外规范所给出的准则便是使概念设计这一原则、思想的具体化,它应当成为结构设计人员实际工作的指引、依据,我们对这些准则要知其然以及知其所以然,切忌一知半解而盲目做设计。所以,培养自身概念设计这一重要思想,使它很好的贯彻在实际设计的全过程,应当成为每个结构设计人员的一个既定目标。

我们可以遵循以下两个方面去达至这一目标:

1)必须懂得归纳总结。

因为从概念设计的定义中我们便可以知道,其本身是离不开对过去工程经验、教训的总结,对于工作时间不长、实际设计工程经验不太多的结构设计人员,就应该多学习前人的经验、经典案例,尤其是规范,不单是表面条文,应尽可能深入了解其内涵及其制定的背景和出发点,并在实际工程中好好的体会、积累,切莫急于求成。

2)灵活应用。

虽然概念设计是一种设计原则和思想,但它并不应该是固化的,也不应让规范成为结构设计墨守成规的理由,随着对不同结构类型及其性能更深入、深刻的了解,对结构概念也将会有新的认知,其内涵也会有新的发展变化,我们应该有意识地、灵活地运用它,为概念设计不断注入新的思想。总之,结构设计人员是离不开概念设计这一基本原则和思想的。因为它不但能提升设计人员自身的结构水平、结构素养和创新能力,而且能有效保障结构安全性这一根本要求,使建筑结构设计得更加安全、实用、经济、美观。

参考文献

[1]GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].

[2]JGJ3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[3]高立人,方鄂华,钱稼茹.高层建筑结构概念设计[M].北京:中国计划出版社,2005.

[4]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

浅析高层结构概念设计 篇9

概念设计是指不经过数值计算, 根据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想, 从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法, 可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择。所得方案往往概念清晰、定性正确, 避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算, 具有较好的经济可靠性。同时, 也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

2 概念设计的主要内容

2.1 正确认识高层建筑的受力特点

高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构, 垂直荷载主要使结构产生轴向力, 与建筑物高度大体为线性关系;水平荷载使结构产生弯矩。从受力特性看, 垂直荷载方向不变, 随建筑物的增高仅引起量的增加;而水平荷载可来自任何方向, 当为均布荷载时, 弯矩与建筑物高度呈二次方变化。从侧移特点看, 竖向荷载引起的侧移很小, 而水平荷载当为均布荷载时, 侧移与高度成四次方变化。由此可以看出, 在高层结构中, 水平荷载的影响要远远大于垂直荷载的影响, 水平荷载是结构设计的控制因素, 结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外, 同时要求结构要有足够的刚度, 使之随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。

高层建筑有上述的受力特点, 因此设计中在满足建筑功能要求和抗震性能的前提下, 选择切实可行的结构类型, 使之在特定的物资和技术条件下, 具有良好的结构性能、经济效益和建筑速度是非常必要的。

高层建筑上常用的结构类型主要有钢结构和钢筋砼结构, 钢结构具有整体自重轻, 强度高、抗震性能好、施工工期短等优点, 并且钢结构构件截面相对较小, 具有很好的延性, 适合采用柔性方案的结构。其缺点是造价相对较高, 当场地土特征周期较长时, 易发生共振。与钢结构相比, 现浇钢筋砼结构具有结构刚度大, 空间整体性好, 造价低及材料来源丰富等优点, 可以组成多种结构体系, 以适应各类建筑的要求, 在高层建筑中得到广泛应用, 比较适用于提供承载力, 控制塑性变形的刚性方案结构。其突出缺点是结构自重大, 抵抗塑性变形能力差, 施工工期长, 当场地土特征周期较短时, 易发生共振。因此, 高层建筑采用何种结构形式, 应取决于所有结构体系和材料特性, 同时取决于场地土的类型, 避免场地土和建筑物发生共振, 而使震害更加严重。

2.2 结构体系的选择

1) 考虑建筑功能的要求, 一般商场、车站、展览馆、餐厅、停车库等多层房屋采用框架结构较多;高层住宅、公寓、宾馆等采用剪力墙结构较多;酒店、写字楼、教学楼、病房楼等以及综合性公共建筑采用框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构较多;

2) 按结构设计要求, 一般高层建筑结构可根据房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度等因素初步选择结构体系。

2.3 结构平面布置

2.3.1 平面形状

1) 在高层建筑的一个独立结构单元内, 宜使结构平面形状简单、规则、均匀、对称, 使结构受力明确、传力直接, 有利于抵抗水平和竖向荷载, 减少扭转影响, 减少构件的应力集中。平面形状的首选具有2个或多个对称轴的平面。特别对框架-核心筒结构、筒中筒结构更应选取具有2个或多个对称轴的矩形、正方形、正多边形、圆形等;

2) 平面长度不宜过长, 长宽比L/B不宜过大。突出部分长度不宜过大, 因为平面有较长的外伸时, 外伸段容易产生局部振动而引发凹角处破坏。《高规》对此都有规定, 设计时应尽量遵守。

2.3.2 结构平面布置的一般原则

1) 在一个独立的结构单元内, 结构布置力求简单、规则、对称, 刚度和承载力分布变化均匀, 并尽量使结构的刚度中心和质量中心重合, 以减少扭转。不应采用平面严重不规则的结构;

2) 结构平面不对称, 造成质量和刚度偏心。地震时会引起结构的扭转效应。为了减小扭转的影响, 《高规》4.3.5 条规定:

(1) 在考虑偶然偏心影响的地震作用下, 楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移, A 级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍, 不应大于该楼层平均值的1.5倍;B级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍, 不应大于该楼层平均值的1.4倍。此规定的条件是楼板在其平面内刚度为无限大, 若楼板开大洞, 结构分析中按柔性楼板考虑, 实际扭转效应较刚性楼板小, 设计时应作具体考虑。

(2) 结构扭转为主的第一自振周期T与平动为主的第一自振周期T1之比, A级高度高层建筑不应大于0.9, B 级高度高层建筑、混和结构高层建筑及《高规》规定的复杂高层建筑不应大于0.85。扭转振动的主方向, 可以通过计算振型方向因子来判断。在2个平动和一个转动构成的3个方向因子中, 当转动方向因子大于0.5时, 则该振型可以认为是扭转为主的振型。

3) 应避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位;避免在凹角和建筑物端部设置电梯、楼梯间。如因建筑功能需要, 确实非设不可则应采用剪力墙予以加强。

4) 楼板开洞而使楼板有过大削弱时, 应加厚洞口附近楼板或洞口边缘设置边梁、暗梁。采用双层双向配筋或加配斜向钢筋。

5) 对转换层结构应遵守宜低位转换, 尽量避免高位转换。转换层结构的形式尽量简单、受力明确、传力合理。

2.4 结构竖向布置

2.4.1 竖向体形

1) 对由抗震力控制的高层建筑, 其立面形状宜规则、简单。可采用矩形、梯形、三角形等沿高度均匀变化的几何图形。

2) 对由风荷载控制的高层建筑, 由于作用于房屋的风荷载是随离地面的高度增加而增大, 应尽量采用上小下大的立面。

3) 《高规》4.4.5条规定了上部楼层的收敛、外挑与房屋高度、楼层水平尺寸的关系, 设计时应尽量遵守。

4) 在抗震设计的高层建筑中, 严禁采用结构底层全部为柱子, 上部为剪力墙, 竖向刚度突变的结构。

2.4.2 竖向构件布置的一般原则

1) 高层建筑的结构竖向布置要做到刚度均匀而连续, 避免刚度突变, 避免薄弱层, 抗震设计时结构的承载力和刚度自下而上逐渐减小。

2) 当底层或底部若干层取消剪力墙或柱子设转换层时, 应加大落地剪力墙和转换层以下柱子的截面, 加大转换层板的厚度。尽量减少刚度的削弱, 避免上下两层刚度突变。

3) 对高层建筑结构竖向体型的不规则, 《高规》4.4.2条和4.4.3条采用楼层的侧向刚度和楼层层间抗侧力结构的受剪承载力来控制。其中楼层的侧向刚度可取地震作用下该楼层剪力和该楼层层间位移的比值。楼层层间抗侧力结构的受剪承载力可取地震作用下, 该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。

2.5 提高结构的抗震性能

由于高层建筑的受力特点不同于低层建筑, 因此在地震区进行高层建筑结构设计时, 除应保证结构具有足够的强度和刚度外, 还应具有良好的抗震性能。通过合理的抗震设计, 使建筑物达到小震不坏、中震可修、大震不倒。为了达到这一要求, 结构必须具有一定的塑性变形能力来吸收地震所产生的能量, 减弱地震破坏的影响。框架结构设计应使节点基本不破坏, 梁比柱的屈服易早发生, 同一层中各柱两端的屈服历程越长越好, 底层柱底的塑性铰宜晚形成, 应使梁、柱端的塑性铰出现得尽可能分散, 充分发挥整体结构的抗震能力。为了保证钢筋砼结构在地震作用下具有足够的延性和承载力, 应按照“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的原则进行设计, 合理地选择柱截面尺寸, 控制柱的轴压比, 注意构造配筋要求, 特别是要加强节点的构造措施。对于框架-剪力墙结构和剪力墙结构中各段剪力墙高宽比不宜小于2, 使其在地震作用下呈弯剪破坏, 且塑性屈服尽量产生在墙的底部。连梁宜在梁端塑性屈服, 且有足够的变形能力, 在墙段充分发挥抗震作用前不失效, 按照“强墙弱梁”的原则加强墙肢的承载力, 避免墙肢的剪切破坏, 提高其抗震能力。

3 结 语

目前, 概念设计的思想已被越来越多的结构工程师所接受, 并将在结构设计中发挥越来越大的作用。随着社会经济的发展和人们生活水平的提高, 已经对建筑结构设计提出了更高的要求, 因此, 发展先进计算理论, 加强计算机的应用, 加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用, 使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济, 已是当务之急。然而, 要打破建筑结构设计中的陈规旧矩, 充分发挥结构工程师的创新能力, 需要有工程界和教育、科学界的共同努力。同时, 在高层结构设计时, 还要特别重视结构形式的布置、计算结果的分析以及构件配筋的合理性。要从最初始的结构体形布置入手, 层层把关, 真正做到刚柔相济, 使高层建筑结构设计在配合建筑功能的基础上, 更加经济、完善、合理。

参考文献

[1]GB50011—2001, 建筑抗震设计规范[S].

[2]GB50010—2002, 混凝土结构设计规范[S].

绿色建筑的概念设计 篇10

1 绿色建筑的含义

绿色建筑的内涵已有许多的论述。归纳起来就是“资源有效利用”的建筑。有人把绿色建筑归结为具备4R的建筑。即Reduce,减少建筑材料、各种资源和不可再生能源的使用; Renewable,利用可再生能源和材料;Recycle,利用回收材料,设置废弃物回收系统;Reuse,在结构允许的条件下重新使用旧材料。因此,绿色建筑是资源和能源有效利用、保护环境,亲和自然,舒适、健康、安全的建筑。

2 绿色建筑的设计原则

绿色建筑首先要关注的还是以人为本,为居住者提供舒适健康、安全便利的居住场所,在使用功能上满足人们的要求。但有别于传统的建筑体系,绿色建筑关注的不仅仅是建筑自身,加强资源节约与综合利用,保护自然资源,体现“绿色”化,因地制宜,充分利用自然条件,才是实现绿色建筑的关键。

绿色建筑中最核心、最有生命力的不是某种固定的结论或方法,而是这种思想所蕴涵的设计原则。从建筑的选址、规划、设计、功能的设定、材料和技术的选用、设备的安装,到建筑建成后的营运、维护,绿色建筑的思想都以人为中心,与自然融为一体,贯穿建筑的整个使用周期。从根本上来说,它是重视人、自然、建筑三者互动关系的产物,要求建筑师在建筑设计中把握设计与环境的关系。其特点主要体现:

2.1 整体及环境优先原则

建筑应作为一个开放体系与其环境构成一个有机系统,设计要追求最佳环境效益。建筑要体现对自然环境和社会生态环境的关心和尊重,主要表现在保持当地文脉,保护历史人文景观,重视建筑场地对地形、地势的利用,加强建筑对当地技术、材料的利用,加强绿化,减少环境污染,用独特的美学艺术让建筑体现时代精神。

2.2 简单高效发展的原则

绿色建筑应体现对能源的节省,尽可能利用可再生能源,如太阳能、风能等,加大智能化设计,广泛利用电子通讯和信息技术,要有预见性地研究建筑与社会发展的互动关系,做到近期规划与长期规划的结合,为扩建和建造留有余地。

2.3 健康舒适的原则

绿色建筑应保证建筑的适用性,体现对用户的关心,增强用户与自然环境的沟通,让人们在健康、舒适、充满活力的建筑中生活和工作。这主要体现在创造良好的通风对流环境,增加建筑的采光系数,保证室内一定的温、湿度,创造良好的声环境氛围,建立立体绿化系统净化环境。

3 绿色建筑的概念设计

绿色建筑的设计分为整体设计和建筑的单体设计来论述。

绿色建筑的设计不仅仅是针对某一个建筑的设计,而是建立在一定的区域范围内的,以当地的社会经济文化及气候、地理、资源为条件,以综合各种绿色技术作为手段,以构筑绿色自然生态及社会经济良性循环系统为目标的宏观概念。在这样的链式结构中,每一个局部的相对闭合的体系,又都相对开放地与其它环节休戚相关。

城市的开发建设应与当地的自然环境、资源、社会经济背景结合,在发展建设的同时,创造性的保护和利用已有条件。一方面改变不合理的布局模式、区域划分、空间结构和资源配置,另一方面让城市的社会历史文脉,自然地理特征得以沿袭并以此成为城市的个性标志。干旱少雨地区与湿热地区相比,由于气候条件的差异,在城市的空间布局模式上就有区别,前者采取相对紧凑的城市结构,后者则要求城市空间的相对通透开畅以利于安排空气流动通廊;丘陵地区的城市风貌与平原地区城市也有着显著不同。

绿色建筑需要各专业之间综合考虑,整体协调才能得以实现。综合设计涉及到了场地、景观、建筑、结构、机电等各专业的内容。绿色建筑目标的实现需要相关专业的协同努力。除场地、景观外,各专业的概念设计措施如下:

3.1 弹性设计方案

采用弹性设计方案,提高房屋的适用性、可变性,具体表现在建筑结构、建筑设备等灵活性要求上,体现“一二十年不落后,三四十年可改造”的思想,减少后期投入费用。

3.2 建筑体型和平面设计

建筑的体型系数即建筑物表面积与体积比,它与建筑的热工性能密不可分。建筑细高比越大、热损耗/热吸收也就越大。以立方体建筑为例,最经济的比例是1:4(高:宽)。在相同体积时分散的布局模式要比集中布局的建筑热耗大,从节能的角度宜首选高层和中高层建筑。具体设计时减少建筑外墙面积、控制层高。建筑层高固定时,对于确定的建筑面积,都有与之相适宜的最佳节能楼层数。

同时,减少体型凹凸变化,采用规则平面形式。一个好的建筑布局可以最大限度地利用现场的资源来减少建筑得热和改善室内的环境质量,仔细划分建筑内的使用功能区,使不需要窗户的功能区域尽量安排在建筑物的北面,使具有相似使用功能的功能区域尽量位于同一区域,以利于建筑物通风和空调系统的设计及节能。

尽量依靠物理学原理,利用风压和热压,在室内组织自然通风,既减少了对空调设备的依赖又能防潮、除湿、换气、改善空气质量;而且,就对人的舒适度而言,自然空气是远胜过设备产生的空气的。如德国新国会大厦的热平衡系统的处理穹顶下造型奇特的锥体内设置的通风管道吸走室内热空气,并通过热量转换器将其中的热量吸收。这一锥体可以使新鲜空气进入室内后缓慢地扩散到室内各个角落,然后变热、上升、排出。既提高室内人员的舒适感而且减少了通风的噪声。

3.3 建筑围护措施

室内热稳定性与建筑热惰性指标成正比,建筑外围护结构对建筑的热工效益也构成很大影响。建筑热量平衡,就是在建筑中合理利用和有效利用能源,不断提高能源利用率。这其中主要涉及耗能大的方面就是北方地区的采暖和南方地区的隔热。国内的热平衡主要体现在围护方面,国外的有些做法是利用建筑本身的设计。因此如何通过设计来有效地做好建筑采暖和隔热工作,并利用建筑构件调节采光方式,建立可持续发展的建筑环境是值得设计人员探讨的问题。如利用已存在的地形作为建筑的围护结构,可以减小建筑物的能源消耗。

3.4 机电设备

建筑设备的运行和维护是建筑能耗的主要方面,节能和高效是现代建筑设备设计的方向,主要体现在:应使得现有设备的运行时间和和运行峰值与建筑使用者的活动情况相适应,可通过计算机控制和测量各点情况,使能源利用的结构更加合理;采用热回收效率高的设备以及变频.变流量输出系统;使用自动功率调节系统和照明、动力的系统,并尽可能使昼夜能耗得到平衡作用。

3.5 暖通空调制冷节能

暖能空调制冷在建筑物中具有主动性,因此我们应慎重地对待。空调建筑物及空调房间的布置应遵循下列原则:

a)建筑平面与体型应尽量简单方整,减少保温墙长度;

b)空调房间应尽量与一般房间分开而集中布置;

c)室内温湿度参数要求相同、使用性质和消声要求较一致的空调房间尽量相邻或上下层相对布置:

d)为了避免太阳辐射热的影响,应尽量避免东西朝向布置和布置在项层;

e)应尽量避免紧邻高温或高湿房间;

f)建筑物转角处的空调房间不宜在两面外墙上都设置窗户,以减少传热和渗透;空气调节房间的外窗面积应尽量减少。

3.6 水处理

中国水资源是有限的。水资源的利用,包括建筑内的供水、排水、卫浴用水、建筑物外的景观用水、绿化用水等,是给排水设计的一个要点。节水设计应重点考虑水资源的循环利用,在建筑组团中设置污水处理设备,经物理方式处理后的中水即可用于花木庭园浇灌及土壤渗透等方面。并采取节水型器具等措施,降低用水量,同时加强屋顶雨水的收集和再利用。地面雨水可结合实际情况进行收集或通过采用可渗透的路面材料使雨水能深入地层,保持水体循环。另外,在建筑采暖中热水的循环利用,能为建筑节省很多能耗。

3.7 结构体系及材料的选择

节材是走研究新型工业化和产业化道路,应选择高效经济的建筑结构和材料,如用钢结构,高强预应力混凝土体系。尽量减少使用不可再生能源和在生产或使用过程中产生污染的材料,积极开发可再生的新能源,如太阳能、风能、水能等无污染能源。尽可能利用可降解、可再生材料,引进新型建材生产技术、开发生产环保、节能型建筑材料。就住宅建设而言,建设部已明令淘汰一些不符合节能、计量、环保等要求的产品及质量低劣的产品,以保证住宅产业向资源节约型方向发展,如实心粘土砖、空腹钢窗、原木门窗、镀锌管、铸铁水龙头。

3.8 智能设计

目前,大量电子通讯和自动化技术在建筑中得以运用,出现了智能化大楼,可以根据温度、湿度、风力的情况自动调节“智能壳体”的开闭和空调量,保证了大楼中智能化生产和脑力劳动的高生产率,智能化的发展可以促进绿色建筑在“高标准、低能耗、高效能、低污染”状态下持续发展。

3.9 地下空间的利用与节能

这一点与单体设计无关,但在节能设计中,也是值得推广的一种形式。地下空间由于有厚实的土层这种天然保温材料的围护,受地面温度的变化影响很小,土层三米以下深处的温度几乎不受外界影响,因此地下空间有冬暖、夏凉的突出优点,是一种节约制冷与采暖耗能最经济有效的建筑形式,地下空间的大量开发无疑对建筑节能起到很大的促进作用。尤其在我省,大量由于历史原因被废弃的防空洞,是一个值得利用的资源。

4 结语

绿色建筑的兴起是社会发展和人类生活水平提高的客观要求,是可持续发展的新探索,它必将开辟建筑史上新篇章。绿色建筑设计观念对提高建筑质量、改善环境、提高空间使用率都有着不可低估的作用。我国幅员辽阔,各地区的气候环境特征都有差异,因此在追求建筑节能的时候应根据我国各地区的具体条件,在建筑设计时就力求节能按照各地区特点,利用地形、地貌、气候情况,制订出合理的建筑节能方式,并把它们运用到建筑设计中。

摘要：未来建筑中绿色概念将越来越深入人心。尤其对我们中国来说,节能生态、绿色环保的建筑是我们追求的目标。本文介绍了绿色建筑的定义和设计原则,并对绿色建筑的系统概念设计进行简要的探讨。

关键词：绿色建筑,设计方法

参考文献

[1]陈晓雯,关于中国绿色建筑发展问题[J],新建筑,1999,(2):42-45.

[2]朱大明,当代建筑评论的新视野——可持续发展的绿色建筑[J],新建筑,1999,(ll):33--36.

[3]范颖绿色建筑的高效益与设计技术[J],安徽建筑工业学院学报(自然科学版)。2005,6

[4]张遐龄:论绿色建筑体系明重庆建筑大学学报(社科版),2001,3

[5]刘仙萍,丁力行,建筑体形系数对节能效果的影响分析[J],湖南科技大学学报(自然科学版犯006.6

[6]范颖,绿色建筑的高效益与设计技术[J],安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2005.12

[7]陈莜庭,谈建筑节能的措施[J],广东科技2006.3

结构设计中概念设计的应用分析 篇11

在科技高速发展的今天，建筑形式日新月异，建筑师的思维也在不断创新，不断地为我们设计出新颖独特的建筑。结构设计也不能再停留在“规范+计算”的老模式上，结构设计师应充分利用自身所拥有的结构设计概念、经验、判断力和创造力去解决一个一个建筑难题，创新才是结构工程师对设计业主和社会的最大贡献。为此概念设计在方案及初步设计阶段就越来越显示出它的重要性。

1概念设计

概念设计的宗旨就是在特定的空间形式、功能和地理环境条件下，以结构工程师自身确定的理想承载力、刚度和延性为主导目标，用整体构思来设计各部分有机相连的结构总体系，并能有意识的利用和发挥结构总体系和主要分体系、以及分体系与构件之间的最佳受力特征与协调关系。在方案设计和初步设计阶段，用概念性近似计算虽然有一定的误差，但是概念清楚，定性准确，手算简单快捷，能很快地比较和选择出相对最佳的结构方案，乃至估算出主要分体系及其构件的基本尺寸大小，为以后的计算机分析提供比较确切的结构计算模型和所需输入的原始数据。同时也是施工图设计阶段计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

在高层建筑结构的概念设计中，除上述的以承载力、刚度、延性为主导目标，实施多道防线、刚柔结合的基本理念外，尚需重视下面的一些基本原则：

（1）应将复杂的变成简单。将结构的受力与传力途径设计成越简单、直接和明确就越好。尽可能避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件。传力途径越复杂就越易形成内力与变形的不协调和难以预料的薄弱环节。

（2）应尽可能使结构平面布置的正交抗侧力刚度重心和建筑表面力（风力）作用中心或质量中心靠近，最好重合，以避免或减小在风荷载或地震作用下产生的扭转效应及其相应的破坏。

（3）沿建筑物竖向布置的抗侧力刚度构件也最好设计成均匀、连续，以避免出现软弱层和层间位移角、内力及其传力途径的突变。

（4）应重视上部结构与其支承结构（或构件）整体共同作用的机理，即传力者和受力者共同抗力的概念。

（5）应遵循能有效增大高层建筑抵抗侧向力和侧移的能力。

2工程实例

2.1工程概况

该工程原方案为大底盘多塔结构，地下室一层，下部三层为商场（裙房），上部为办公楼及住宅，其中1#楼为办公楼，地上28层，建筑高度97米，2#楼为住宅，地上32层，建筑高度98米。地下室及裙房均相通，在74.6米标高有一架空连廊将兩楼连通，长18米。

1#楼主楼采用的是框架-剪力墙结构体系，标准层平面为椭圆形。4#楼主楼采用短肢剪力墙结构，标准层平面为长方形。工程的结构设计基准期为50年，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为6度，基本地震加速度为0.05g，特征周期为0.35s,建筑物场地类别为Ⅱ类，抗震设防类别为丙类，设计地震分组为第一组，基础采用人工挖孔大直径灌注桩基础，桩端持力层为中风化粉砂岩，桩端进入持力层不少于1.0米。

2.2设计中遇到的问题及应对措施

本工程原方案为大底盘多塔楼结构，同时也是连体结构，属于复杂高层建筑。由于两塔楼结构形式差异较大，若直接按原方案进行结构设计，必定带来很多困难，造成不必要的浪费，为此在本工程初步设计时对本工程进行了适当的调整。

（1）由高层建筑规范可知，大底盘多塔结构各塔楼的层数、平面和刚度宜接近；塔楼对底盘宜对称布置。从本工程的建筑平面及建筑立面可知，本工程两塔楼的结构形式不同，1#楼为框架-剪力墙结构，2#楼为短肢剪力墙结构，刚度差异较大，且层高不同，建筑高度也不同，此外两楼在大底盘上布置也不对称，且1#楼与底盘呈45度夹角，变形协调能力差，不能满足多塔结构的要求；为使结构受力更为合理，本工程在大底盘（裙房）的中间部位设置了防震缝，将大底盘多塔结构改为两个单塔结构，这样就将一个复杂多塔结构改变成相对简单的两座高层建筑，有效的解决了两塔楼刚度差异带来的设计困局。

（2）由高层建筑规范可知，连体结构各独立部分宜有相同或相近的体型、平面和刚度。本工程在74.6米标高处设置有一座钢结构架空连廊，业主认为该布置很有特点，是该建筑的亮点，势必成为该地区的标志性建筑。但两主楼在体型、平面和刚度上差异均较大，当地震发生时，两主楼的变形很难协调，势必造成通道的破坏；若必须做通道，则需对两主楼进行结构调整，使二者的刚度基本相当，这样做势必增加造价；考虑到两塔楼层数和层高均不同，在74.6米标高连廊并不能真正起到连廊的作用，仅仅是作为立面的一个装饰，并不能取得较大的效益，最后通过与业主协商取消了两楼之间的连廊，简化了结构。

（3）考虑到地下室防水比较复杂，本工程地下室未设变形缝，变形缝从地下室顶板以上开始设置。地下室面积较大约60米x132米=7920平方米，属于超长地下室，由于不能设缝，在设计时，在地下室底板、顶板及外墙上设置了多道后浇带，将主楼与裙房分开，减小了由于建筑高度不同而造成的沉降差。同时该区域基岩较好，基础采用了人工挖孔灌注桩，桩长约15～20米，取中风化粉砂岩为持力层，采用桩筏基础，该基础形式整体性好且能调节不均匀沉降，建筑物沉降差异小。

3结语

总之，要想提高设计的效率，只有在方案设计及初步设计阶段与建筑师密切合作，用自身拥有的结构体系功能及其受力、变形特征的整体概念去构思结构总体系，并以承载力、刚度和延性来主导总结构体系和分体系之间关系的概念设计。在本文的工程实例中，通过运用概念设计的方法，合理选用结构方案，将原本复杂的结构拆分成几个相对简单的独立单元，大大减小了结构设计的难度，同时也没有对原方案造成大的修改，业主很满意，取得了较好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]高立人，方鄂华，钱稼茹．高层建筑结构概念设计．中国计划出版社，2005年

[2]林同炎，S.D.斯多台斯伯利．高立人，方鄂华，钱稼茹译．高结构概念与体系．中国建筑工业出版社，1999年

砌体结构抗震概念设计 篇12

墙体材料以往采用普通粘土砖, 60至70年代后, 新的墙体材料有较大的发展, 混凝土小型空心, 砌块具有生产工艺简单施工方便, 节约良田和造价较低等特点, 已在我国推广应用逐步积累了较系统的试验研究资料和较成熟的设计施工经验, 并有了专门的设计与施工规程。

由于墙体材料为脆性和整体性能差, 使得砌体房屋的抗震性能相对较低。在历次大地震中, 未经合理抗震设计的多层砌体房屋遭到了不同程度的破坏, 我国抗震设计和科研工作者对砌体房屋的抗震性能进行了大量的试验和理论研究, 深入探讨了砌体房屋的抗震性能, 提出了改善这类房屋抗震情能和增加抗震能力的有效措施形成了多层砌体屋实现“小震不坏, 中震可修, 大震不倒”的抗震设计方法。

在总结国内外历次地震灾害以及广泛深入的科学研究基础上, 我国在砌体结构抗震设计领域已取得显著进步。但是, 随着社会经济的发展和认识的进一步深入, 也暴露出这一领域诸多亟待改进和完善的问题, 笔者对当前砌体结构抗震设计的几点看法和建议。

1 平、立面布置要规则

大量的震害表明, 房屋为简单的长方体的各部位受力比较均匀, 薄弱环节比较少, 震害程序要轻一些。对于不规则平面, 由于扭转和应力集中等影响而加重震害, 复杂的立面造成的附加震害更为严重, 比如局部突出的小建筑, 在六级区房屋的主体结构无明显破坏的情况下, 有不少发生相当严重的破坏。

2 房屋高度要限制, 高宽比要控制

大量的震害表明砌体房屋总高度超高和层数越多, 破坏就越严重。《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001) 根据震害经验的总结和对多层砌体结构抗震性能的分析研究, 对多层砌体房屋采用总高度与层数双控, 砖和砌块承重房屋的层高不应超过3.6m, 当使用功能确有需要时, 采用约束砌体等加强措施的普通砖墙体的层高不应超过3.9m。对于医院、教学楼等横墙较少的砌体房屋, 总高度应降低3m, 总层数应减少一层, 对各横墙间距虽满足最大间距要求, 但横墙很少的房屋, 应根据具体情况, 再适当降低房屋的总高度和总层数。

3 房屋结构体系要合理

3.1 应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构

体系地震震害经验表明, 由于横墙洞口少, 又有纵墙作为侧向支承, 所以横墙承重的多层砌体结构, 具有较好的传递地震作用的能力。

纵横墙共同承重的多层砌体房屋可分为两种, 一种是采用现浇板, 另一种为采用预制短向板的大房间。其纵横共同承重的房屋能比较直接地传递横向地震作用, 也能直接或通纵横墙的连接传递纵向地震作用。

3.2纵横墙的布置宜均匀对称, 沿平面内宜对齐, 沿竖向应上、下连续, 同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。

多层砌体房屋的平、立面布置应规则对乐, 最好为矩形, 这样可避免水平地震作用下的扭转影响。然而对于避免水平地震作用下的扭转仅房屋平面布置规则还是不够的, 还应做到纵横墙均匀对称, 从房屋纵横墙的对称要求来看, 大房间宜布置在房屋的中部, 而不宜布置在端头。砖墙沿平面内对齐、贯通, 能减少砖墙、楼板等受力构件的中间传力环节, 使震害部位减少、震害程度减轻;同时由于地震作用传力路线简单, 中间不间断, 构件受力明确, 其简化的地震作用分析能较好地符合地震作用实际。

3.3 楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处

由于水平地震作用力横向和纵向两个方向, 所以在多层砌体房屋转角处纵横两个墙面常出现斜裂缝。不仅房屋两端的四个外墙角容易发生破坏, 而且平面上的其他凸出部位的外墙阳角同样容易破坏。

楼梯间比较空敞和顶层外墙的无支约束高度为一层半, 在地震中的破坏比较严重。尤其是楼梯间设置在房屋尽端或房屋转角部位时, 其震害更为加剧。

3.4 防震缝的设置

大量的震害表明, 由于地震作用复杂性、体形不对称的结构破坏较体型均匀对称的结构重要一些。但是, 由于防震缝在不同程度上影响建筑立面的效果和增加工程造价等, 应根据建筑类型、结构体学以及不同的地震裂度等区别对待。当建筑形状复杂而又不设防震缝时, 应选取符合实际的结构计算模型, 进行精确抗震分析, 估计局部应力和变形集中及扭转影响判别易损部位, 并采用加强措施;当设置防震缝时, 应将建筑分成规则的结构单元。

4 主要抗震构造措施

4.1设置钢筋混凝土构造柱和圈梁加强对砌体墙体的约束

无数震害经验表明, 仅由砂浆和砌体砌筑而成的砌体结构, 其抗震性能是很差的, 即使在中等裂度地震作用下, 砌体结构也会遭受严重破坏, 强裂地震作用下则可能发生大面积倒塌的毁灭性灾害。造成这一现象的根据原因在于砌体墙的抗剪强度很低, 在地震作用下易于出现交叉斜裂缝以及沿灰缝的水平裂缝。被这些裂缝分割成若干块体的砌体墙由于缺乏约束, 在水平地震以及竖向地震的反复作用下, 容易散碎脱落, 造成房屋的整体坍塌;即使没有整体坍塌, 破坏程度也十分严重或留下过大的残余变形, 不可能继续使用。

从大量的震害经验中, 我国提出了设置构造柱及圈梁提高砌体结构抗震性能的方法, 并得到普遍采用, 构造柱及圈梁主要通过对开裂墙体的约束提高砌体结构的抗倒塌能力。

4.2 加强楼盖结构的整体刚度和承载能力

在我国, 砌体结构房屋的楼盖采用预制装配或铺板结构的情况十分普遍。众所周知, 这种楼盖的整体性和平面内刚度是很差的, 在地震作用下不能起到协调各抗侧结构单元的作用, 在强烈地震作用下, 这些铺板, 甚至可能层层塌落, 造成掺重的人员伤死亡, 这在汶川大地震有惨痛教训的。

虽然现行规范对房屋结构平面凹进凸出以平面上的转角尺寸上有所规定, 但是由于建筑立面造型、户内功能要求以及采光通风等要求, 有时处理得非常复杂。这种情况下, 虽然有构造柱及圈梁对砌体进行约束, 但结构整体性仍难保证, 也不可能有好的抗震性能。

综上所述, 笔者建议砌体结构楼屋盖均应优先采用现浇钢筋混凝土结构, 如果采用预制装配楼屋盖, 应在板顶现浇钢筋混凝土叠合层, 并适当拉大板与板之间的间距, 其内配置钢筋使其与叠合层连为一体。这样, 不仅可以提高结构的整体性, 提高楼屋盖结构的刚度, 协调结构各部分在水平地震作用下的变形, 还可以从根本上解决在大震作用下铺板散落的不良后果。

4.3 楼梯间的抗震构造要求

楼梯间的横墙, 由于楼梯踏步板的斜撑作用而引起较大的水平地震作用, 破坏程度常比其他横墙稍重一些。横墙与纵墙相接处的内墙阳角, 如同外墙阳角一样, 纵横墙因两个方向地面运动的作用都出现斜向裂缝。另外, 楼梯踏步斜板因钢筋伸入休息平台梁内的长度很短, 而在相接处拉裂或拉断。为了保证楼梯间在地震时能作为安全疏散通道, 《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001) , 提出了抗震设计时, 楼梯间四角, 以及不规则平面的外墙对应转角处设置构造柱的要求, 楼梯段上、下端对应墙体外增加四根构造柱, 与在楼梯间四角设置的构造柱合计共有八根构造柱可构成楼梯间应急疏散安全岛。

参考文献

[1]建筑抗震设计规范 (GB5001-2001) (2008年版)

[2]中华人民共和国国家标准2008

[3]砌体结构设计规范 (GB5003-2001) (2008年版)

[4]中华人民共和国国家标准2001

[5]汶川地震建筑震害调查与灾后重建分析报告

[6]中国建筑工业出版社2008

[7]高小旺、龚思礼等, 建筑抗震设计规范理解与应用