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概念性设计方案

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概念性设计方案

概念性设计方案范文第1篇

关键词:女性安全 安全防护产品 概念设计

中图分类号:F713.5 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)8(a)-0026-02

2014年以来,女大学生失联遇害事件频频发生,给不少家庭造成了巨大伤害。据统计全国各地至少发生了26起(28位)女性失联事件[1]。这些女孩失联案例在时间和地点上都有共同特征:在时间方面,夜间、凌晨会比较多;在地点方面主要是封闭的地方,例如车、车库,或者人流量较少的、比较偏僻的地区[2]。女性面对侵袭时,如何自救是目前网络和电视节目中讨论的一大热点话题。央视《新闻1+1》栏目就此还专门展开“女大学生为何屡遭侵害话题”讨论。

实际上女性在日常生活中面对的侵袭往往是一些突如其来、不可预见的威胁, 因心理上和身体上缺乏准备以致无法应对。网络上出现的一些“防身攻略”虽具有一定的实用性,但是不能当成宝典,因为现场情况往往复杂且突然。如何在不激怒歹徒的情况下,利用随身物品,最大程度的获得自救是目前研究的一个新方向[3]。面对侵袭时,女性作为弱势群体,会有不同的生理、心理等特征[4]。面向女性的安全防护产品的设计不仅要满足使用功能和环境上的需求,还应体现对使用者的关怀[5-6]。

1 市场调研

目前我国市场上针对女性安全防护产品主要分为硬件、软件、智能硬件三类。硬件类的产品虽使侵犯者产生强烈的恐惧心理,却可能激怒侵犯者,从而给受害者造成更大的伤害;软件类产品是目前的新型产品,如听风平安卫士(Eachpal)针对此类案件推出国内首款遇险自救APP,通过简单的操作能在遇险时将周围声音、位置信息、求救信息发送给紧急联系人,或者周围其他听风软件的用户,及时完成自救。但是并没有和外设产品组合使用,在遇到手机没电或者没有随身携带的情况下,就失去了使用价值;智能硬件产品如互联网公司360推出了一款号称“防狼神器”的产品,带有一键SOS功能的女生版360智键。缺点是一次只能使用一种功能,而且打开的时间需要1~2 s。

市场上这几类女性安全防护产品大多只具有单一的功能。将智能APP与外设结合起来设计的产品组合几乎没有。这就造成了女性在遇到侵袭的情况下,防护产品出现突发状况时,无法发出求救信号以获得自救。

2 用户需求分析

从频频发生的女性失联遇害事件入手,选取年轻女性为目标用户,对其进行访谈调研,得出以下几点年轻女性对安全防护用品的需求:(1)可以便捷的随身携带,不会感到不便;(2)具有较好的隐蔽性,能与身上的配饰等巧妙结合;(3)外形不似攻击性武器;(4)操作简便,易学;(5)具有多功能;(6)在不方便使用手机的情况下,也有能发出求救信号的设备;(7)随时可使用,反应迅捷。

3 设计思路

在用户需求分析的基础上,课题组将设计方案定为:手机APP加外设终端(PR U)的形式,二者相互配合,提高获救成功率,如图1所示。

手机APP:APP信息推送,移动信息发送,物联网信息。

外设终端:发送信息+简易界面显示+录音。

产品的核心功能:在紧急情况下的一键求救。通过手机APP主界面上的一键sos功能和外设的一键sos功能相互配合,最大限度的提高信息发送成功率。产品的辅助功能:在非紧急情况下的详细求助。包括手机app里的快速帮助、合作抱团、(具体问题)怎么办、危险标记等功能。产品的附加功能:外设体积小巧,颜色多变。可以佩戴在手链,项链,皮筋,钥匙串上,随心搭配。不仅是一个智能穿戴产品,也是个人的时尚顾问。

3.1 手机APP流程设计

APP主要功能包括:一键sos、快速帮、标记、抱团、怎么办、个人中心。

一键sos流程:点击sos键,将同时开启4个任务:(1)开启外设,进行定位和录音,开启手机摄像头,进行抓拍。(2)给紧急联系人和附近PRU朋友以5 min一条信息的频率发送三条信息,信息内容包括求救信息,图片信息,声音信息,位置信息以及路线信息。(3)给救助系统发送信息:内容包括求救信息,图片信息,声音信息,位置信息以及路线信息。(4)开启备用手机(需要设置)。

“快速帮”流程:点击快速帮图标,通过语音输入或者输入法输入两种方式寻求帮助。

“标记”流程:单击标记菜单,进入标记界面。单击确定符号进行具体标记项目快速标记。单击添加符号进入具体标记项目添加界面。

“抱团”界面流程:单击抱团菜单,进入抱团界面。单击上下班图标,进入上下班界面。单击编辑图标,进入编辑界面。单击开始抱团图标,选择合适的PRU朋友进行抱团。

“怎么办”界面流程:单击怎么办菜单,进入怎么办界面。系统默认5个紧急联系人(有地址定位信息)并提供PRU朋友(通过信誉值、帮助和求助次数、是否实名认证进行排序)。单击安全信息平台菜单,可以进入安全信息平台界面。

“个人中心”界面流程:单击个人中心菜单,进入个人中心界面。单击设置图标,进行设置。单击危险标记图标,进入危险标记界面。单击个人轨迹菜单,进入个人轨迹界面。单击我的朋友菜单,进入我的朋友界面。

3.2 APP框架设计

主页框架:sos功能键、快速帮图标。

一级菜单:标记、抱团、怎么办、个人中心。

二级菜单:标记:内容包括搜索栏、位置地图,具体标记项目、分享四大部分。抱团:内容包括搜索栏、位置地图,具体抱团项目、最近使用四大部分。怎么办:内容包括紧急联系人、PRU朋友、安全信息平台、社会救助系统四大部分。个人中心:内容包括用户基本信息、设置、危险标记、个人轨迹、我的朋友、PRU奖励。

三级菜单:标记:内容包括语音标记、文字标记、照片标记、快速标记、标记详细内容。抱团:内容包括默认设置、详情输入(可以编辑地点区间、时间区间、重复天数)、开始抱团图标。怎么办:可以和紧急联系人和PRU朋友通过私信、电话、短信三种方式进行交流。安全信息平台内容包括搜索栏、位置地图、PRU标记、安全数据分析、最佳路线匹配等。个人中心:设置包括紧急联系人、需要的危险标记项目选择、消息通知开关、密码设置、权限设置、备用手机设置。危险标记界面中,可以按照时间、地点、贡献三种分类方式进行查看用户标记过的具体的危险。个人轨迹界面以时光轴的形式呈现用户的轨迹。我的朋友界面,呈现所有的PRU朋友,有全部、分类、最近、设置四个子菜单。

3.3 终端外设产品的概念设计

在很多紧急情形下,女性无法在第一时间使用自己的手机进行救援,这会错过很多的逃生机会,女性安全防护终端外设(PR U)就是根据这个情景所设计的。外观像纽扣,而且也非常的袖珍,可以当做装饰用,如图4所示。PRU外设的核心设计理念就是急速对接,长按PRU中心3 s,便会触发多端联动:(1)将求救信息以5 min1条的速率向紧急联系人和PRU朋友发送三条求救文字以及录音的即时信息;(2)备用手机功能,当自己所携带的手机无法使用时,可以通过设置的备用手机发送求救信息;(3)向政府和医院发送求救信息,将求救信息附带自己的路线轨迹发给警局,为其提供查找的线路,以便更快速的找到使用者。

4 结语

面对侵袭时,女性作为弱势群体,如何自救或者寻求帮助是目前社会日益关注的一大问题。面对穷凶极恶的歹徒,防身攻略以及传统的防护产品并不能很好的发挥效果,甚至还会激怒歹徒,造成更大伤害。此外,在遇到危险时,大多数女性无法第一时间启用自己的手机,这样就很容易错过逃生的机会。正是基于这样的情况,APP+外设终端产品组合的设计方案为未来女性安全防护产品的发展提供了一个新的思路和方向。通过将APP和外设终端相组合,无论是按下智能手机端或者是外设终端的紧急求助,都可以在极短的时间内实现数据对接。通过在外设终端内安插智能安全芯,实现真正意义上的轻量化的安全产品。

参考文献

[1]澎湃新闻.盘点一个月来至少28名女性失联,5人已遇害,15人仍失联[EB/OL].http:///newsDetail_forward_1267229,2014

-09-20.

[2]管庆丽,王海源.现代女性安全防范教育新视角[J].安庆师范学院学报,2011,30(4):62-65.

[3]杜鹃.国际社会愈加关注女性安全[N].中国妇女报,2014-06-20(3).

[4]魏永侠,杨君顺.面向弱势群体的人性化产品设计[J].包装工程,2009,30(8):144-

146.

概念性设计方案范文第2篇

关键词:毕业设计;选题体系;指导体系;评审体系

艺术设计作为一门综合性极强的学科,它涉及到社会、文化、经济、市场、科技等诸多方面的因素,是包括表现能力、感知能力、想象能力、创作能力等设计专业综合素质的体现。毕业设计教学指导是本科教育阶段总结性实践教学环节。同时,也是培养学生创新意识和基本技能,提高学生综合运用所学基础理论、专业知识,分析和解决实际问题的能力的重要步骤。科学、规范化的毕业设计教学评估体系的研究具有重要的教学指导意义。

1艺术设计本科毕业设计选题体系

爱因斯坦说过,在科学面前,“提出问题往往比解决问题更重要”。准确而恰当的毕业设计选题,可以明确设计方向,检验专业水平。提出问题是解决问题的第一步,制定好毕业选题是毕业设计指导体系的重要环节。结合艺术设计专业特点,联系专业发展方向,结合学生专业特长和课题价值,毕业设计选题体系可以分为三个方向。①项目应用型:主要是指专业实践项目,具备实战性、规范性、约束性、市场性等特点。项目应用性选题是以解决实际问题设计训练目标,注重强化设计应用能力,认知行业设计流程,熟悉行业设计规范。②概念实验型:主要是指具有探索性、抽象性、概念性、前沿性的设计选题。概念性项目往往对某种理念或思想进行提炼、概括、表达。概念项目的设计训练要求我们立足于时代最先进的技术和社会意识,大胆尝试新技术、新材料、新工艺、新的生活观念,凝聚时代先进技术成果,对于培养和锻炼学生的创新能力具有较好的意义。③专题研究型:主要针对专业发展的某一领域,进行深入性、拓展性、研究性的设计实训。应对专业细分和未来职业发展需要,强化对设计专业某一领域的设计应用和研究能力方面的培养。我国著名哲学家张世英所说:“能提出象样的问题,不是一件容易的事,却是一件很重要的事”。一个好的选题需要大量地阅读、收集、整理和研究资料,从对资料的分析、思考选择中确定设计选题方向,为后续毕业设计工作打下良好的基础。

2艺术设计本科毕业设计指导体系

毕业设计指导是设计专业本科教学活动中,用时最长,教学模式最为灵活的教学阶段,也是对于本科专业设计能力提升的重要教学环节。针对学科特质和设计流程,以毕业设计指导实践中学生经常出现的问题为依据,分为开题、设计、结题三阶段的毕业设计指导体系。1)开题阶段:针对学生在设计初期就选题及前期调研进行指导。主要内容包括选题背景和意义、国内外研究现状、成果内容、发展动态、课题研究方法、设计方向等内容进行指导,明确课题研究的框架性认识。2)设计阶段:重点指导学生就毕业设计选题制定清晰的设计目标、明确的设计内容和可行的设计计划。确定设计思路,充分利用技术资料,注重设计方法和合理使用工具。学生设计时,应注重辅导理论与实际的联系,充分考虑设计的可行性。注重对设计项目的分析,启发独立思考以及设计技术层面的强化。针对不同设计选题内容,注重初稿问题的沟通,二稿的调整,三稿的完善。不少于三个环节的指导是毕业设计环节质量的保证,也是更好地对设计质量和速度进行把控的措施。3)结题阶段:主要针对毕业设计方案的完善、展示、阐述等内容进行指导。着重强调设计方案的完整性、准确性、展示性。毕业设计阶段性指导体系有利于分解设计任务,控制设计效果,引导专业知识与设计实践的关系,弥补教学过程中的薄弱环节,加强专业课程的有机结合和综合运用。侧重对于设计的思路、方法、步骤和技巧的详细介绍,讲解设计选题的重点、难点,扩展知识结构,深化设计能力。

3艺术设计本科毕业设计评审体系

毕业设计的评审体系是毕业设计科学规范化评审标准。毕业设计的评审直接关系到对设计专业本科毕业生专业能力水平客观准确的认定。毕业设计评审体系着重审核毕业设计完整性、规范性、知识性、展示性的完成情况。评审标准分为优秀、良好、及格、不及格四个等级:①优秀:按时优质完成毕业设计任务书的设计内容,体现专业理论和知识技能的熟练应用,具有创造性地独立完成毕业设计的能力,设计规范,设计方案具备较强的应用性和社会意义。②良好:按时良好地完成任务书的设计内容,体现专业理论和知识技能的准确应用,具有良好独立完成毕业设计的能力,设计规范,设计方案具备一定的应用性和社会意义。③及格:按时全面地完成设计任务书的设计内容,体现专业理论和知识技能的应用,具备完成毕业设计的能力,设计规范,设计方案完整。④不及格:未能按时地完成任务书的设计内容,专业理论和知识技能欠佳,不具备独立完成毕业设计的能力,设计方案不完整。

4结语

毕业设计教学评估体系是高等院校教学体系的重要组成部分,剖析毕业设计质量的影响因素,提出毕业设计质量监控的方法和措施,是对设计专业学生学习成果的考核检查的重要标准,是科学授予学士学位的依据。完整科学的毕业设计教学评审体系能有效地考察本科专业设计应用知识,能良好地反映本科专业设计专业认知,能客观地体现本科专业设计创造能力,是毕业设计教学质量的重要保障。科学的毕业设计指导体系能够更好地帮助同学们研究、巩固、扩大、加深、提升专业知识和技能,明确毕业设计指导各环节的主要质量控制点和质量标准,是提高和控制本科毕业设计质量的重要方法,对国家建设培养和输送合格的设计人才有着积极重要的作用。

作者:孙磊 单位:重庆人文科技学院

参考文献:

[1]蒋秀玲,庄严.学生问题分析能力在毕业设计中开题阶段的提升方法[J].通化师范学院学报,2013(4):89-91.

[2]李红梅,卢苇,陈旭东,等.毕业实习与设计过程管理质量保证体系的研究与实践[J].高等教育管理,2012(6).

[3]张灵,禹奇才,张俊平.专业特色建设的几个基本问题[J].中国大学教学,2012(9).

[4]周宁,王晓宇,赵会军,等.大学生自学能力培养探讨[J].中国电力教育,2014(2).

[5]郑鸿英.毕业设计管理系统的开发与实现[D].上海:华东师范大学,2011.

[6]黄楚鹏.毕业设计管理系统设计与实现[D].广州:华南理工大学,2013.

[7]李金玲.毕业设计质量管理平台的设计与实现[D].武汉:华中师范大学,2006.

[8]孙磊.视知觉训练[M].重庆:重庆大学出版社,2013.

概念性设计方案范文第3篇

2、咨询客户的需求,问清楚客户想要的风格和他的用意,在记录的同时还需要自己准备一些意向图和一个速写本,结合自己的理念去绘制一个成品效果图,再询问是否符合客户端的想象。

3、对于工程造价,不需要盲目的进行估算,在估算之前需要先了解客户的心目的一个低价,等了解到客户的低价之后,即可告诉客户根据各类的材料和施工的工艺以及人工费上存在着差异,然后根据客户的需求跟客户解释估价的情况和方式。

4、设计方案的时候,需要根据客户的身份以及他的爱好进行概念性的定位再进行设计,并且,设计的方案需要根据客户的总体造价进行设计控制,如果在基础装修上的造价过低就没有必要花费过多的精力在那方面进行设计了。

5、方案初步谈完之后,客户要求详细化方案的话,就进入到委托设计阶段,在进行该阶段之前应该收取部分的订金费用,不然很有可能会遇到老赖客户拖欠工钱。

概念性设计方案范文第4篇

关键词:概念设计;结构设计;原则

所谓概念设计,一般指不经数值计算,尤其在一些难以做出精确理性分析时,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能。

1概念设计的重要性

强调概念设计的重要,主要因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性,比如对混凝土结构设计,内力计算是基于弹性理论的计算方法,而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法,这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远,为了弥补这类计算理论的缺陷,或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。概念设计的重要,还在于在方案初步设计阶段,初步设计过程是不能借助于计算机来实现的,它需要综合运用结构概念,选择效果最好、造价最低的结构方案。

综上所述,做好结构概念设计是做好结构设计的前提,也是工程设计方法发展的必然趋势。基于建筑结构的复杂多样性,结构的概念设计也存在着广阔的空间。

2.结构概念设计需遵循的原则

(1)全面综合考虑原则。结构概念设计时,首先要对其所设计工程的各个方面做全面的考虑,包括建筑、结构和施工等方面。建筑方面要考虑空间、尺度等使用要求,采光、通风、防火等功能要求,美学、风格等美观要求;结构方面要考虑结构整体和关键部位受力的合理性,主要构件连接的牢固性,所选择结构体系的可靠性、经济性,以及材料在长期使用环境下的耐久性;施工方面要考虑取材的方便与否,成型的可能,以及做法的合理性。做好上述考虑,就为做好结构概念设计奠定了基础。

(2)合理受力原则。概念设计是要正确运用力学原理处理结构的一般受力分析问题。结构的构造做法必须与结构的受力分析一致:①从受力和变形看,均匀受力优于集中受力,多跨连续优于单跨简支,刚性连接优于铰连接,空间作用优于平面作用,超静定的受力体系优于静定的受力体系。传力简捷比传力曲折好,要避免不明确的受力状态;要尽可能利用结构的对称性、刚度的相对性、变形的连续性和协调性,既要分析各部分构件的直接受力状态,还要分析整体结构的受力状态,要抓住主要的受力状态和变形,忽略次要的受力状态和变形;②从抗力和材料看,要尽可能选用以轴向受力为主的受力状态,尽可能增加结构和构件的截面惯性距和抗弯刚度、抗剪刚度,合理的选用材料和构件的截面;③从构件自身看,混凝土构件要避免剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土压溃先于钢筋屈服、钢筋和混凝土的粘结破坏先于构件自身破坏,以避免造成脆性失效;构件间和连接应使节点和预埋件的破坏不先于其连接件以便充分发挥构件自身的作用。

(3)减轻自重原则。结构所承受的荷载有两种,竖向荷载和水平荷载。竖向荷载的85%以上是建筑自重,水平荷载中的地震作用与建筑物自重直接相关。减轻自重不仅可以减轻结构承受的荷载,而且可以降低工程造价、加快施工速度。减轻自重可采取以下措施:①采用轻质高强材料;②采取高效能的结构型式;③选择优越的结构体系;④选择合理的结构。

(4)优化选型原则。根据环境、建筑功能选择适合的结构体系,如框架结构、剪力墙结构、框剪结构等。在满足使用要求的前提下优化结构布置,平立面宜规则、对称,具有良好的整体性,竖向除规整外侧向刚度宜均匀变化,自下而上逐渐减小,避免突变。

(5)空间作用原则。建筑物本身是一个空间结构,平时为了结构设计计算工作的简化,将它分解成各种平面受力状态进行量化分析,在结构概念设计是考虑建筑物内各部分结构的空间作用,实际上是还原到他本来的结构面貌。

3.概念设计在建筑结构设计中的应用

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,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。

比如,有的设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还人为的布置一些抗震墙,既不能满足楼层间的合理刚度比,也不能正确地反映底层框架在地震时受力状态。问题在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。软件的选择和使用不当,造成危害是不容忽视的。

运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、混凝土等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。但是大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越大,地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。其实,为什么不考虑降低作用效应呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能支撑(类似于阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装一个“反摆”,地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反,从对建筑物的振动加大阻尼作用,降低加速度,减少建筑物的位移,来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达60%,提高建筑物的抗震安全性。

4.概念设计在建筑结构中的意义

(1)概念设计体现了设计的创新性。由于传统的设计方法需要通过设计师查找手册、计算机程序等进行循规蹈矩的方式进行,从而缺少设计风格以及创新性。而使用概念设计可以允许工程师在设计过程中根据自己的经验以及理论知识,同时结合概念设计的新方法以及新思路得出具有合理性以及一定创新性的设计。

(2)概念设计可以有效地提升工程师的设计能力。概念设计允许工程师在遵循一定要求的条件下进行一定程度的发挥,从而可以有效地解决设计中存在的问题。同时通过概念设计中的正确理念与原则的指引,便于工程师从根源查找问题,从而使得计算计算结果更为准确。

(3)概念设计可以优化设计结果。采用概念设计方案可以在方案的对比中选择出更加优秀的设计方案,这种优选方案不仅体现了方案的可靠性与经济性,同时也有效地避免了设计后期出现的繁琐计算。

5.结语

在结构概念设计时掌握好以上原则和方法,就能为结构设计勾勒出正确的方向,从而做出在结构上安全经济、在建筑上美观的结构设计。概念设计是结构设计的核心和灵魂,它统领结构设计的全过程。作为一名结构设计工程师应该注重提高概念设计的能力,才能将结构设计做得更好。

参考文献:

[1]方鄂华.高层建筑钢筋混凝土结构概念设计[M].北京:机械工业出版社,2004.

概念性设计方案范文第5篇

关键词:认识,重要性,存在问题,应用

Abstract:Since 1970s,people in the summary of the experience of all previous earthquake disasters come to realize, the architecture for seismic design, structure design concept structure calculation is more important than the design. After years of seismic exploration in civil engineering and research, summarizes the design experience into the new design concept design. This kind of design concept from the macroscopic perspective of anti-seismic structure building design, and in some ways to make up for the previous design idea of anti-seismic structure to think of the deficiencies, for the civil engineering structure seismic design of open up new routes, this paper will civil structure seismic related to this view.

Keywords: understanding, importance, and existing problems, applications

中图分类号: TU352.1+1文献标识码:A文章编号:

引言

自从上世纪70年代起,不断的地震灾害让设计人员认识到,针对建筑的抗震设计来说,结构概念的设计的重要性远大于结构计算的设计。纯粹凭借微观的数学、力学计算是难以保证建筑物在经历地震时体现出良好的抗震特点性能。概念设计在通常的工程设计,特别是在结构抗震能力的提高方面发挥了非常重要的作用。概念设计就是从方案的规划和设计开始,运用对建筑结构抗震的准确认识,面对和解决结构设计中碰到的各类问题,包括建筑体型、结构体系、刚度分布和构件延性。在宏观原则的角度对其进行评价、甄别、选择等处理,然后实施必须的计算和构造措施,达到消除建筑物抗震的软肋,加强抗震设计合理性的目的。换句话说,概念设计是在特殊的建筑环境和地理空间下,通过整体概念来设计结构的整体方案,通过总体系和分体系所之间的力学关系和构造破坏机理、试验现象以及经验心得所得到的设计原则和理念,从整体上确定建筑构造的整体布局,进行抗震构造措施的控制。不管在国内还是国外,概念设计都受到普遍重视,它也将发挥更重要的作用。

一.对于概念设计的认识

在当前的科技水平和经济条件下,为了保证组织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,建立组织结构计算模型,抗震组织结构体系的选取,材料效用,温度作用以及组织结构的空间作用等。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 度时,大多数柱处于最不利受力状态。结构薄弱部位的处理,如建筑平面外墙转角处的转角窗,限制了角部结构竖向抗侧力构件的设置,如果采用概念设计,解决这一问题的方法是2竖向构件间应设厚板、暗梁等可靠拉结。再如,由于节点部位的重要性,所以引入抗裂性的概念,以此来比较梁、柱节点偏心所引起的节点性能的变化。建议在地震区,不宜采取梁柱偏心过大的节点形式,而且构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力。

二.概念设计的重要性和必要性

随着社会经济的发展和生活水平的提高,人们对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与开发,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济已成为当务之急。而且针对建筑结构设计的现状,提倡采用概念设计思想来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。这就需要工程界和教育界共同的努力,而推广概念设计思想是一种有效的办法,分析如下:

1.建筑抗震设计规范(GB50011―2001)(以下称新抗震规范)以可靠度理论为基础,吸收了延性设计的思想。但对于一些具体问题,例如“中震可修”的设防目标等,规定相当模糊。所以我们不能盲目地照搬照抄规范,应该把规范作为一种指南和参考,并在实际工程应用中作出正确的选择。这就要求我们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。

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。但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。所以我们应考虑在结构设计中如何运用概念设计,比如结构的抗风设计与抗震设计,抗震设计要求能消减外荷载,吸收或转换震动的能量;而抗风设计则要求结构在风的作用下动力效应较小,刚度较大。这一矛盾必然影响结构体系的抗风和抗震性能。为了弥补这一缺陷,需要合理的概念设计与延性构造措施来加以保证。

2.概念设计的重要性,还体现在方案设计阶段。初步设计过程是不能借助计算机来实现的,这就需要结构工程师综合运用结构概念,选择最为可靠、经济的结构方案。为此,需要工程师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。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,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的经济可靠性能。同时,这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。”计算软件的选择和使用不当,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。应用概念设计的思想,可以避免此类情况的发生。

3.新抗震规范提出了在建筑物内设置地震反应观测系统的要求,并提出了结构两个主轴方向的动力特性(周期和振型)相近的抗震概念。所以在结构概念设计中还应该注意结构与场地的共振问题。例如在唐山地震时,天津塘沽地区的7-10层框架结构房屋破坏严重,而3-5层的砖混结构住宅却只有轻微损坏。后来经调查发现,框架房屋的自振周期和场地的卓越周期一致导致共振,而3-5层砖混住宅的自振周期远低于场地的卓越周期,因此破坏较轻。

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,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。

三.结构抗震模式存在问题

结构抗震模式存在诸多的问题,在工程师完成初步的设计方案后,通常会选用计算机软件进行整体的分析设计,但是由于计算机软件自身的缺陷就会导致计算机所设计出来的方案存在严重的问题,而这些问题如果不能及时的发现,就会在建筑施工中出现问题。结构抗震模式存在着许多不确定的因素,地震是一种地球内部随机的、不确定的、破坏性极大的地质运动,目前国际上尚没有准确对地震发生的时间、强度进行准确预测的方法和措施,而通常建筑物遭到地震破坏的作用机理又十分复杂,结构设计中根本没有有效规避地震危害的措施,因此,要提高建筑物的抗震性能,就要将结构设计与概念设计相结合,使其双方能够相互作用,达到最佳的状态组合,从而提高建筑物的抗震能力,达到建筑结构抗震设计的目标。

四.应用

1.概念设计要保证结构抗震设计的可靠性

结构抗震设计的目的一般是使建筑结构在强度、刚度及节能性等方面取得最佳的效果,从而满足结构抗震设计的要求。在当前的建筑科技水平和经济条件子啊,为了保证结构设计具有可靠的抗震性能,概念设计在于结构设计相结合的过程中,必须要充分考虑场地条件和原材料质量条件的关键因素。抗震概念设计的一般原则强调的是设计不能陷入简单计算的误区,若结构设计存在严重不规则,整体性差等问题,仅按照我国目前的结构抗震设计计算水平,是很难保证结构的抗震性能的,所以,应用概念设计的原理,并结合大量地震灾害和设计试验研究成果,所得出的结论是:建筑构件的最不利受力状态应随着构件和地震作用的方向而发生变化。概念设计要在保证结构抗震设计的可靠性的基础上,对结构设计进行全面的考察,查找不足,并采取必要的措施,提高整个结构设计的抗震性能。

2.结构抗震模式中薄弱部位要采用概念设计进行综合

结构抗震模式中最薄弱部位,如建筑平面外墙转角处的转角窗,通常是限制了角部结构竖向抗侧力构件的设置,这就需要概念设计进行处理。上文提到过,结构设计中存在许多问题,而这些问题都是结构设计本身所不能解决的,由于结构设计本身的局限性,就需要概念设计发挥自身的设计优势来补充结构设计中的不足,在结构设计完成后,要从宏观的角度对整个建筑抗震结构设计方案进行检验和审核,并找出其中存在的问题,针对问题制定适合的概念设计方案,以弥补结构设计方案中的不足。结构抗震设计中的薄弱部位更应该采用概念设计进行重点的综合设计,从而保证建筑设计的总体抗震质量。

总结