简述建筑结构概念范文

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随着科学技术的迅速发展以及计算机结构程序的全面应用，给建筑结构工程师们带来了极大方便，大大提高了设计的效率和质量。但同时也养成了很多设计人员一味地依赖计算机，认为结构设计很简单，只需要按照规范、图集，通过电脑软件计算就可以完成，设计人员成了不过是东拼西凑的计算机画匠而已，对计算的结果也无法判断正误，规范与软件之间的差异更是不了解；对如何加强结构的整体性、合理性、经济性更是没有概念。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、经济是当务之急。打破建筑结构设计中的墨守成规，充分发挥结构工程师的创新能力，是相当必要的。这就要求结构工程师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

1概念设计

1.1概念设计就是运用清晰的结构概念， 不经数值计算，而依据整个结构体系与分体系之间的力学关系、 结构破坏机理、震害、实验现象和工程经验等对结构及计算结果进行正确的分析，并考虑到结构实际受力状况与计算假设之间的差异，对结构及构造进行设计，使建筑物受力更合理、安全、协调。概念设计主要从以下两个方面对结构设计进行宏观控制。(1)是在方案设计满足建筑要求的情况下，从宏观的角度考虑结构的整体性及主要分体系的相互关系，来确定建筑结构的总体布置方案。 (2)是在理论设计过程中综合考虑各方面因素对结果的影响，以判断理论设计的准确性，并对一些工程中难以作出精确分析或在规范中未精确规定的问题，根据实际经验采用一些结构构造措施进行处理。 概念设计的目的是力求使设计方案安全、可靠、经济、合理，是一个优化的过程。

1.2运用概念设计的思想，能让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、砼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。

1.3目前在抗震设计中，隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般做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%，并提高屋内物品的安全性。

1.4在建筑抗震设计中，更应注重概念设计。这是因为建筑结构的复杂性，发生地震时，地震力的不确定性，人们对地震时结构效应认识的局限性与模糊性，结构抗震分析计算的精确度，材料性能与施工安装时的变异性以及其他不可预测的因素，致使设计计算结果（尤其是经过实用简化后的计算结果）可能和实际相差较大，甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。因此由于存在上述诸多不确定因素，建筑结构设计计算无法涵盖可能的所有不确定因素。因此，必须重视整体的概念设计，从某种意义上讲，概念设计甚至比分析计算更为重要。

2结构设计中的概念设计的体现

2.1概念设计在结构设计流程中的体现

结构设计的流程一般分为三个部分： 前期的方案选择、中期的结构计算阶段及后期的施工图绘制阶段。 这三个阶段都发挥着重要的作用。

（1）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，即选择一个切实可靠的结构形式和结构体系。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，在此基础上进行结构选型，确定最优结构方案。概念设计在工程设计一开始就应把握好场地选择、能量输入、房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延性等几个方面，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节。

（2）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，即对作用的荷载与构件的约束状态进行一定的简化，使其接近实际状态。现在的建筑物功能复杂多样，以前的手算已经无法满足要求，结构计算只能通过计算机来完成。所以，要将实际工程的结构形式转变成可以用于计算机计算的模型，并保证有足够的精确度就成为结构设计的关键问题。 而要达到这一目的就需要设计人员在结构计算的过程中利用概念设计进行判断与控制。

（3）正确分析计算结果。现在结构设计中有许多软件可以供结构设计人员选择，但不同软件往往会导致不同的计算结果。所以，设计人员在进行结构计算前，先要全面了解该程序软件的适用范围和技术条件，使用时要避免操作失误，且对电算的结果再用概念设计进行科学分析，以做出正确的合理判断。

2.2抗震设计中应注意的概念设计问题

抗震设计是结构设计的重要组成部分。 地震是一种随机振动，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前尚难做到。 现在所采用的地震参数只是概率意义上的估计值，而结构在地震作用下的性能有许多不确定性，因此，抗震设计不能过分依赖理论计算，概念设计在抗震设计中显得尤其重要。

（1）选择合适的场地 。 地震造成建筑物的破坏情况是各不相同的。 一是由于地震时地面强烈运动，使建筑物在震动过程中，因丧失整体性或强度不足、变形过大而破坏：二是由于水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害而造成；三是由于断层错动、山崖崩塌、河岸滑坡、地层陷落等地面严重变形直接造成。 前两种可以通过工程措施加以防治，而后一种情况，单靠工程措施很难达到预防的目的。 因此，选择工程场址时，应进行详细勘察。 搞清地形、地质情况，挑选对建筑抗震有利、尽可能避开对建筑抗震不利的地段。 任何情况下均不得在抗震危险地段建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。

（2）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，选择经济合理的基础方案。 基础设计应有详尽的地质勘察报告，一般情况下同一结构单元不宜采用两种不同的类型。

（3）采取相应的构造措施。 遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固”的设计原则，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。 设置多道抗震防线应尽量避免出现薄弱层。

3概念设计的意义

3.1展现先进设计思想的关键。概念设计的根本宗旨，是在特定的建筑空间及地理条件下，用整体概念来考虑建筑结构的总体方案，且能有意识地发挥和利用结构总体系与分体系之间的力学特性与关系。运用概念设计从整体上把握结构的各项性能，方能对计算分析的结果进行科学判断和合理取舍。在概念设计之初的方案阶段，能迅速、有效地对结构体系进行构思、比较、分析与选择，可采用概念性设计到工程中去。

3.2体现结构设计的原则与灵活。建筑物是一个完整的空间结构，各构件都在以相当复杂的受力方式共同工作，而并非是独立于总体结构体系之外的单独构件。当前在建筑结构设计界，对具体空间结构体系的整体研究上还存在着局限性，以至于在设计过程中采用了许多假定与简化方法。作为结构工程师，一方面在设计过程中既要做到严格遵守和执行相关的强制性规范和要求，坚持结构设计的原则不能改变，另一方面，又不应盲目、教条、机械地照搬照抄，尤其是对推荐性规范和要求，应把它作为一种结构设计中的指导和参考意见，从而可在实际的设计项目中作出更为正确的选择。这就对结构设计工程师提出了要求，要对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有更为透彻的认识和深入的了解，把建筑结构概念设计应用到实际工作中去。

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1 建筑结构抗震概念设计

结构抗震的基本目的是赋予建筑特定的抗震功能，要达到这个目的，应做到如下几点：第一，合理选择与利用建筑场地。第二，控制建筑结构平、立面布置的规则性。第三，采用合理的结构形式。第四，采用合理的抗震构造措施。

1.1 合理选择与利用建筑场地

建筑抗震性能的发挥首先取决于建筑场地的抗震性能。地震发生后，场地的震动会直接对建筑该场地的建筑结构产生相应的破坏力，并且产生一系列的间接破坏，如砂土化、滑坡、地基沉降等危害。而选择合理的适当的建筑场地，不仅可以赋予建筑更强的抗震性能，还能有效地降低投资成本，促进经济效益的提升。有利地段地震破坏作用相对较小，建筑抗震需要的物资投入相对较少；不利地段，地震破坏作用相对较大，建筑抗震需要的物资投入相对较大。选择与利用建筑场地的总体原则是：利用有利地段，避开不利地段，杜绝利用危险地段。

理想的情况是选择抗震有利地段，避开不利抗震地段。而在工程实践中，由于土地的权属关系，对任何一个建筑投资或建设者而言，建设用地不可能自由选择，只能根据所得建设用地的具体情况建设与之适应的建筑，或者采用满足设计、施工需要的场地改造后建设需要建筑。在建设之前，建设方需委托地勘单位对拟建场地进行满足设计、施工需要的地质勘察与勘探，同时综合评价场地是抗震有利地段还是抗震不利地段，目的是让参建各方正确、充分、全面地认识与了解建筑场地的地质状况、地势地貌以及地震活动状况。

建设场地有地震不利的地段时，应该尽量的避开不利地段布置建筑；当这些地段无法避开时，应该有效的具体措施进行解决，如场地改造或采用与之适应的建筑结构形式与结构构造。对于用地范围较广的大型建筑群项目，规划阶段应尽可能将主要的、体量大的、规则性较差的建筑布置在最有利地段，其余次要建筑布置在欠佳的有利地段或不利地段。场地属于危险地段时，例如地震活动相对频繁、活跃以及生态比较脆弱的区域，根据相关规定禁止建造建筑，以有效的规避因地震导致的滑坡、泥石流等自然灾害给建筑物带来的威胁。对建设方而言，当所得用地属于危险地段时，或属于无力避让且无力改造的不利地段时，需与政府工地部门协商，另求合适的建设用地。

1.2控制建筑结构平、立面布置的规则性

据相关地震调查研究可知，地震灾害通常发生于建筑结构的突变处。若刚度中心与质量中心发生较大的偏离，则很容易造成结构发生扭转或者平移的现象，从而导致严重地震破坏的发生。在建筑不具备较高的整体性，传力途径受到阻碍的情况下，结构的抗震性能就会受到很大的影响。

规则的结构，传力路径明确，计算分析时容易准确估计地震作用的大小与抗震不利部位，设计时有可靠度较高的依据。而不规则的建筑结构，传力路径相对复杂，计算分析时不容易准确估计地震作用的大小以及容易破坏的部位，设计依据不是很明确，结构安全存在一定的隐患。若结构设计方案缺乏科学性以及合理性，不仅会导致资源的浪费，还会给结构的安全性带来较大的隐患。

因此，在方案阶段设计平立面时，应该重视对称和规则，为提高结构抗震性能奠定良好的基础，有利于建筑在地震灾害中有效规避可能受损的情况。在抗震设计时，应尽量避免不规则的结构设计。若建筑方案设计不得已采用了不规则的结构布置，则需应利用空间结构计算模型进行合理、仔细的计算与分析，在设计时对结构对薄弱部位进行强化设计，提高结构的延性、抗压能力、抗倾覆能力、抗倒塌能力等抗震性能。对于某些重要的、不规整建筑，需结合震动台模拟实验结果、理论计算结果，综合考虑薄弱部位及相应破坏力的大小，为加强和深化结构薄弱部位、应力复杂部位的设计提供可靠度较高的依据。

1.3 采用合理的结构形式

不同的结构形式，抗震性能不同，适用范围不同，在建筑方案设计阶段，对单体建筑或大型建筑内部独立的结构单元，应结合建筑的使用功能、体量及地震作用的大小，选择相适应的结构形式。比如，框架结构适用于商业、办公、学校、车库、医院等房间开间、进深尺寸较大的建筑；而异形柱、剪力墙结构适用于墙体分割较多、房间开间尺寸较小的普通住宅建筑；框架核心筒、筒中筒结构适用于超高层商业建筑；别墅建筑常用异形柱框架结构、高层住宅常用剪力墙结构、多层住常采用短肢剪力墙结构；相对于剪力墙结构，框架结构（巨型框架除外）适用的建筑总高度较低，而筒体结构适用的建筑总高度较高。

2建筑结构的抗震技术

2.1主动控制技术

主动控制是指应用现代的控制技术，实时跟踪和预测输入地震动和结构的反应，在作动器的作用下对结构施加一定的控制力从而实现结构系统特性的改变，使结构和系统性能在一定条件下可以满足优化准则，进而使结构地震反应显著减小。主动控制大多分为开环控制和闭环控制两种，开环控制的方法是指对系统的扰动输入进行科学的测量，根据系统扰动输入的情况进行综合的处理。其中开环控制的在线计算较小，对系统元件的精度要求也相对较高，不具备良好的抗干扰能力。而闭环控制方法则是通过适当的系统状态反馈和输出反馈，从而起到一定的控制作用，进而控制结构的振动。相对来说，闭环控制方法的在线计算较大，抗干扰能力也相对较强，对控制元件的精度要求不高，可以对较高的控制效果进行持续监测。

2.2被动控制技术

被动控制技术即指在结构的某个部位附加一个子系统，或是对结构的自身构件进行一定程度上的构造处理，从而改变其结构体系的动力特性。被动控制技术主要包括吸振技术和耗能技术两种。由于被动控制技术的结构相对简单，造价相对比较低，其易于维护，无需外界能源的持续供应等优势，逐渐成为了建筑结构抗震技术中的重点研究对象，在实际应用中使用相对比较广泛。

2.3混合控制技术

混合控制技术是将主动控制技术与被动控制技术相结合作用在相同的结构上，从而实现结构震动控制的形式。根据两种控制技术的组合方式混合控制技术可以分为主从组合和并列组合两种形式。其中主从组合方式是将某一控制作为主要的控制部件，在以主要部件为主体实现其他部件的结构控制。并列方式是使两种控制技术独立工作，在长时间的实践过程中，大多以被动控制为主要控制方式，而主动控制则为辅助的主从结合，通过两种控制技术的结合，扬长避短，在确保建筑结构抗震安全性的同时提高建筑的风震舒适性。在被动控制中引入主动控制可以明显提高系统的控制效果，提高系统的可靠性。而在主动控制中引入被动控制则可以对控制力度进行适当的调节，提高系统的稳定性。因此，相对而言混合控制技术具有较大的优势，在建筑系统中应用混合控制技术对提高建筑物的安全性和稳定性有着重要作用。

3.小结

随着建筑行业的不断发展，抗震设计在建筑物结构设计中已经成为了不可或缺的关键环节，通过合理的概念设计，采用合理的抗震技术，可有效提高建筑结构抗震性能。在设计抗震结构时应充分结合建筑的实际情况，设计出科学合理的抗震结构，避免建筑物在使用过程中出现安全隐患。

【参考文献】

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概念设计的宗旨是在特定的建筑空间及环境条件下, 用整体概念来考虑结构的总体方案, 并能有意识地发挥和利用结构总体系和各基本分体系之间的力学特性与关系。建筑物是一个整体空间结构, 各种构件以相当复杂的方式共同工作, 并不是脱离总的结构体系的单独构件。作为结构工程师, 不应过度依赖计算机和盲目照搬规范, 应把概念设计应用到实际工作中去。

1概念设计的定义

结构设计分为理论和概念设计。理论设计是结构工程师根据计算理论和规范, 在对结构进行计算模型的假设及受力状态的假定的前提下, 对结构进行计算分析, 得出数据式的结果, 然后利用结果进行设计。概念设计是指不经数值计算, 尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中, 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。

在建筑设计的方案阶段, 从总体出发, 采用概念性近似计算方法, 能迅速、有效地对结构体系进行构思、比较和选择。这种方法虽有一定误差, 但概念清楚、定性准确、手算简单快捷, 能很快选择出最佳方案, 具有较好的经济、可靠性能, 同时也是施工图设计阶段判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

2概念设计的意义

概念设计的应用面非常广泛,几乎蕴含了所有的结构设计。在不确定因素多、受力状况变化较大的抗震设计、高层建筑设计、基础设计中, 概念设计的应用尤显重要和突出。

概念设计的重要性, 主要体现在三方面：一是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。为了弥补计算理论的缺陷, 或实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计, 都需要用概念设计来满足结构设计的目的。二是由于在方案设计阶段, 初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念, 选择效果最好、造价最低的结构方案。概念设计在设计人员中提得比较多, 但往往被人们片面地理解, 认为其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。三是由于计算机计算结果的高精度, 容易给结构设计人员带来对结构工作性能的误解, 过分地依赖于计算机和设计软件, 进行习惯性、传统的结构设计, 对计算结果明显不合理、甚至错误的地方不能及时发现, 使许多的建筑结构留下安全隐患因此, 概念设计在结构设计中具有重要的地位。

3 概念设计的一般原则

3.1合理选择结构方案, 形成良好结构体系

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。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、电等专业充分比商, 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。

要形成良好的结构体系, 要求结构构件在承载能力极限状态下能共同受力、共同变形、协同工作, 有相同的耐久性, 同时达到极限状态。还要正确处理基础与上部结构之间的关系, 必须把基础与上部结构视为一个有机的整体, 不能把二者割裂开来。

3.2恰当选用计算简图, 正确分析计算结果

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事故屡有发生, 因此选择恰当的计算简图是确保结构安全的重要条件。计算简图应有相应的构造措施来保证。

由于软件种类繁多, 不同软件往往会导致不同的计算结果, 加之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, 因此工程师的知识、经验是不可缺少的, 工程师应全面了解程序的适用范围、技术条件等, 认真分析计算结果, 慎重校核, 做出合理判断, 不可迷信电脑。

4概念设计的应用

4.1抗震概念设计

地震具有难以把握的复杂性和动态变化的特点, 要准确地预见建筑物所遭遇的地震特性及详细参数, 是难以做到的。只有辅以准确的概念设计, 在宏观上对抗震结构进行控制，正确分析计算结果, 合理地对薄弱环节采取构造加强措施,才能在经济合理的前提下, 设计出抗震性能优良的建筑。为了保证建筑具有足够的抗震能力, 通过概念设计从宏观上控制结构的抗震性能应充分考虑以下环节：①选择对抗震有利的场地及地基, 避免地面变形的直接危害, 采取措施保证地基的稳定性。②进行合理的基础设计, 同一结构单元不宜设置在性质不同的地基土上, 不宜采用不同的基础形式, 设计时宜最大限度地发挥地基的潜力。③建筑物的体型应力求简单、规则、对称, 质量和刚度变化均匀, 以减少地震作用产生的变形、应力集中及扭转反应。④选择合理的结构体系, 抗侧力构件力求均匀对称, 设多道抗震防线, 避免局部出现薄弱部位, 要求结构布置受力明确, 传力简捷。⑤各类构件之间要有可靠的连接, 并具有必要的强度和变形能力, 从而获得整个结构良好的抗震性能。⑥强调结构空间整体性, 平面加强连接, 竖向确保足够的整体刚度。⑦重视对非结构构件的处理, 利用其对主体结构的有利影响, 避免不合理设置导致对主体结构的不利影响。⑧尽量减轻结构自重,减少地基土压力, 从而降低向建筑物传输的地震力。

4.2高层建筑结构概念设计

高层建筑结构概念设计中以下几个问题值得重视：①正确认识高层建筑的受力特点, 选择合理的结构类型。高层建筑的受力特点不同于低层建筑。高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构, 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和足够的刚度, 使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。由于高层建筑的受力特点, 选择切实可行的结构类型是非常必要的。②正确选择合理的结构体系。由于高层建筑中抗水平力成为设计的主要矛盾, 因此采用何种抗侧力结构是结构设计的关键性问题。选择高层建筑结构抗侧力体系通常需要考虑的两个主要原因是建筑物的高度和用途。③选择合理的结构布置。结构布置的合理与否很大程度影响着建筑的使用、结构的经济性和施工的合理性。结构布置不当,常常造成薄弱环节, 引起震害。在结构布置时, 应加强结构的整体性及刚度, 加强构件的连接, 加强结构的薄弱部位和应力复杂部位的强度。④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, 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。

4.3基础中的概念设计

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中图分类号：TU2 文献标识码： A

一、建筑结构设计中结构概念的意义

建筑结构设计不同于其他平面设计，它是一种具有空间概念的结构，所以在工作中要有相互紧密联系的观念去思考设计，在不脱离整体结构概念体系的情况下把建筑中的每个构件通过严谨的方式相结合，不以单独存在的方式去考虑。加强空间感的研究，充分研究并认识到整体与部分的关系，更好的实现结构概念在建筑结构设计中的应用。

在建筑结构的设计过程中很好的应用结构概念可以提高建筑物的抗震性。最初在对建筑结构分析时，不会考虑到建筑物所用的结构材料本身的阻力性和时效性，以及建筑结构空间的作用，所以会导致在设计建筑结构时会存在很多不确定因素。因此，只有将建筑工程中的抗震问题立足于结构概念之上，才能确保建筑物的整体结构发挥出更好的抗震能力。

建筑物设计师的职业水准能很好的体现出在结构概念的设计理念上，可以熟练的应用结构概念在建筑结构设计中的作用，便可以很好的提高有关设计人员的工作技能水平。

二、概念设计的原则

概念设计可充分体现结构工程师的设计思想，在进行结构概念设计时，工程师应遵循以下几个原则。

1.优化选型原则结构

概念设计的关键在于确定主体结构体系及其联系，主要需考虑两点，通过比较优化选择结构体系和结构布置。

对于结构体系，应掌握各类基本构件的特征，结合实际环境条件、使用、建筑和荷载情况，选择适用的基本构件，确定构间间的联系，形成基本结构单元，确定各自支承做法，然后采取线型、平面、叠合、交叉等集合形式，集合基本结构单元，形成主要结构体系。

对于结构布置，应在满足功能要求和建筑意向的基础上，选择最优的楼屋盖水平系统、柱墙竖向支承系统以及基础系统。应充分考虑各种布置的承载能力、竖向和侧向变形、支承做法、地质条件等，比较各自结构问题的合理性和优越性，确保平立面的规则和对称，实现良好的整体性，竖向剖面应在规整的基础上，保证侧向刚度的均匀变化，适宜自下而上递减，应避免突变。

2.空间作用原则

应结合各建筑部分结构的空间作用，还原本来的结构面貌。建议有意识地利用构件间的空间关系，实现建筑结构的更大刚度，同时减小内力，实现良好的受力效能。

三、结构概念在建筑结构设计中的应用

首先，拓宽设计的思路。在传统的对建筑结构计算理论结果的推动下，设计人员对建筑结构的抗震力如何大幅度提高做了很多预算与监测，致使我国的建筑行业对所使用的混凝土的等级要求不断提高，所使用的钢筋数量也在不断增加，直接导致的结果是工程造价偏高，而目前我国的结构设计方面的工程师们仅仅注意到了结构的设计不能超过最大的配筋率，直接导致了胖柱、肥梁以及基础比较深的情况出现。

从抗震的构造设计来说，在抗震结构设计时一般是按照最初确定的混凝土的尺寸等级来进行对建筑结构的刚性度计算，再根据计算出来的刚性度对建筑结构的抗震力进行计算，最后才是配筋。这种计算方式的运用是为了可以抵抗地震在建筑结构的设计中配筋，但是这样计算出的配筋率使结构的刚度增加，适得其反，建筑物的抗震性没有降低反而上升。要想做到拓宽建筑设计的思路，就要很好的运用结构概念，在设计抗震的结构构造时，不能一味的加强建筑结构的刚度和强度来解决问题，应该用科学的眼光来发现并解决建筑结构设计以增强抗震性，使地震产生的效应降低到最小，从而达到事半功倍的效果。

其次，在建筑结构中对抗震结构的设计。我们为了能够使得建筑结构具有足够强的抗震能力，在对建筑的结构进行设计时应该充分的利用结构概念，这样就能够对结构中的抗震性能进行有效的控制。应从以下几方面来完善：第一，在场地和地基的选择上应认真考察仔细挑选出一些有利于抗震的土地，避免因地面变形导致危险发生，特殊情况下要采取适当有效的措施手段来维持场地地基的稳固稳定。第二，建筑物的基础设计很重要，要采取有效合理的基础设计，尽量将相同结构的单元设立在相同地质的地基上，在基础的形式上也要使用相同概念的，在结构的基础设计时要最大限度的发挥地基中的潜力。第三，要减少在地震的作用力下所产生的扭转变形反应和应力集中等情况，在建筑结构的整体体型的选择上就要从简一些，使其刚性和质量以及规则的变化应均匀缓慢，这就要求抗震的结构构件应当均匀对称，合理的选择最大限度的结构体系。为了避免结构中局部出现的问题，在设计时就应当考虑到通过多道抗震防线来达到效应，布置结构时要使受力明确，这样可以使传力变得简单快捷。第四，要使得结构的整体具备良好的抗震性，在设计结构的构件时就应该让各个构件有可靠的持续性连接，同时还应具有强度和变形的能力。但是不能忽略建筑结构的空间性和整体性，要加强平面之间的连接，建筑结构整体的刚度要依靠竖向的连接来确保。对于不属于建筑结构的构件进行及时的处理，通过对非结构的构件对建筑主体所产生的积极影响的利用，可以对建筑结构的设计中不合理的设置进行有效的避免。在建筑设计的过程中，还应该尽量减少地基土中的压力，从而减轻整个建筑结构的自身重量，降低由结构的本身传递给建筑物的震力。

再次，选择方案和设计简图。第一，要对设施人员的方案进行合理的选择。一个建筑结构的设计是否可选用，主要标准之一是看分配的是否经济合理，最直接宏观的体现就是建筑结构的设计中结构的形式和体系，二者的可行性就是经济配置是否合理。要最终确定好结构的方案，就要参考整个建筑工程结构的设计要求，合理的分析筛选出建筑中所用材料的供应商，认真勘查施工条件和地理环境。第二，对简图进行计算。在整个结构计算中的基础是进行简图计算，通过简图的计算可以得到精准的分析结构。因此，整个建筑结构的安全性能由是否恰当的选择简图来决定，选择一个合理可行的计算简图会降低因结构问题导致的事故率。在计算简图时我们还应该配有合理的结构措施对其安全性进行保证。建筑结构的实际的节点不可能是纯粹的钢节点或者是铰接，但是其存在的误差应该在计算简图允许的误差范围之内。第三，正确分析计算结果。目前我国建筑行业中普遍采用的计算方法是概率极限状态的计算方法，计算方法经历了很多发展阶段，由概率极限状态到经验的估算再到极限状态的计算等多个发展阶段，虽然概率极限的理论在目前看来较其他理论而言具有一定的先进性，但在运算过程中会产生一定比例的相似度，所以称之为近似概率法。由于计算量大，对数据的精准率要求高，所以在对计算结果进行正确谨慎的分析同时离不开计算机的辅助，如今我国计算机软件市场当中用于建筑结构方面设计的软件种类繁多，不同的设计软件在进行计算时会产生不同的计算结果，因此，这就要求我们的建筑结构设计人员们对计算机的设计软件程序和原理熟悉掌握，同时对不同的计算结果要进行仔细对比研究分析，合理判断的计算结果可以更好的保证建筑结构的安全性。

结语

在建筑结构的设计中，相关的技术人员要积极的采用结构概念，对建筑结构的整体性的设计进行构思，将结构概念运用的恰到好处，同时我们也要在实际的操作中积累各方面宝贵的经验，这样才能够从整体上提高整个建筑物的性能，建筑结构设计中结构概念的广泛应用，使得建筑物的效益型和安全性得到了有效的保证。

参考文献：

[1]席娟.建筑结构设计中的概念设计[J].中国科技博览，2011,10(28):68-91.

[2]王艳霞.建筑结构设计中的结构概念应用[J].中华民居，2010,8(10):31-72.

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前言：

传统的建筑结构设计大多采用计算机程序设计的方式，虽然其设计简便快捷，但其具有一定的设计局限性，对建筑结构的初步设计缺乏有效的完善方案，容易给建筑结构设计师造成设计错觉，过分依赖计算机的设计程序，容易出现设计问题，降低设计效率。应用概念设计，理解和掌握概念设计的理念与内容，可以设计出符合实际需要的结构方案。

1对建筑结构设计中的概念设计概述

建筑结构设计的概念设计，就是建筑工程的设计人员在进行设计时，一些数据是要求严格精密的计算，但是有的建筑设计的情况比较复杂，会有超出范围的一些设计问题以及只能做出大概的理性的分析时，这时就只能够根据建筑结构的设计原则和设计的思想来去确定出整个建筑结构设计的构造。在建筑结构设计中，对建筑的整体构造必须进行把握和分析是建筑设计人员必须具备的能力，并且对整体和各个分的部分进行分析，这样才能最终完成设计的所有要求。对于设计人员必须严格按照既定的设计的程序和基本的原则，按照一定的思维，不仅要考虑到建筑的宏观上的设计要求，也要对微观的细节部分予以重视。在那些地震常发的地区，对于建筑在抗震和稳固性的要求比较高，因此对地震常发地带的建筑设计必须要加入一些能够隔震消能的设计元素。在各种各样的防震的措施中，其中比较常用的一种就是在建筑的物的主体和其基础之间要加一些有柔性特点的隔震层。在进行隔震层的设计之后，这还不够，还需要在建筑物顶部的位置安装一个反摆的装置，这样一旦发生地震，这个装置就能由于物理上的惯性原理，发生随着建筑物的移动而相应的移动，但是其方向是和建筑物的方向是相反的。这样从物理原理上来说，就可以减弱地震的震动的频率和幅度，从而把地震的危害和损失尽量降到最低。这种反摆的设计如果设计的比较好，就能够在防震上起到巨大的作用。在进行建筑结构设计时，利用概念设计可以让设计人员打破原有的固式思维，有创新性，从而设计出让人眼前一亮的新建筑。

2建筑结构设计中的概念设计的原则

2.1全面考虑准确计算。

对于建筑结构的设计时，必须要根据建筑的设计的要求，然后在设计方案尽可能实现的前提条件下，再从整体的全面角度去对建筑的设计进行考虑。在进行结构设计时，要综合考虑当地的自然的条件和文化的背景以及气候等各种因素，还有对当地的地质要进行勘察，知道地表的土壤情况和地下的结构变化，对旁边的建筑物要进行考虑，再根据施工的现场条件和人员的配备情况都要进行综合全面的考虑，这样所得到的建筑的概念设计才达到要求。与此同时，设计人员可以利用计算简图来对结构设计的技术起辅助作用，只有选对了正确的计算简图，才能保证设计的安全性。对于简图的中的建筑节点之间关于钢节点和铰接，其中所存在的误差，要进行准确的计算。所以，关于建筑结构设计中的概念设计时必须要求对各种情况的全面考虑和进行准确的计算。

2.2各个部件之间要求协调性。

在进行建筑结构的概念设计时，要求各个部件之间的功能协调性，让建筑、设备、结构和施工的手段这些方面必须是互相之间是功能协调的，一起去承担建筑的重量和负荷，如同团结的力量就是最大的，这样才能够达到经济效益和功能效益的最大化。在概念设计时，一定要秉承着建筑本身的体型和结构的体系相协调的原则，让建筑的使用的途径和设计的结构布局是相匹配的。为了让整个建筑更加的稳定，要求结构在设计上必须有对称性和功能的协调性，这样才能均匀受力。

2.3选择最优结构。

建筑的概念设计的原则要求在进行选择建筑主体的结构和整体的布局时一定要遵循选择最优的结构。要对建筑的基本的环境和使用情况以及负载能力的要求进行了解，从而根据这些因素选择最优的构件，进行抗震和抗风来选择到最合适的结构体系。在进行最优的结构选择时，必须要根据建筑的使用的要求来进行选择，要达到结构对称和整体性强的特点。因此，必须保证建筑的稳定性柔韧性的基础上，选择最优的结构体系。

3概念设计在建筑结构设计中的应用分析

建筑的施工首先需要对面对的工地进行分析，工地的环境、温度、地势等等，这些因素对建筑的建造都具有影响，需要考虑进去，建筑物的开工与建造，需要注意的就是安全因素，因为我们需要减少危险的几率，这些就需要我们结合自己的概念设计去做，同时我们也需要考虑地质灾害，例如，减少因地震带来的不可预测危机。

结构设计属于需要我们认真地对待，可我们同样要结合施工的场地进行修改，不然就无法真正的完成这项工程，就会成为失败品，因此，对地基持力层的选择最为重要，我们的选择需要保证安全、经济、完美，如果对地基持力层的选择都无法保证，就会失去全部。

建筑的构造，我们同时需要考虑到材料的性能，需要满足强度等方面的要求，同时需要考虑合理的利用，在满足强度要求的同时，还要考虑材料的数量，并不是靠堆数量来满足要求，这样会使效果向反方向发展，因此我们要合理利用积累的经验来补充数据的计算结果，使效果达到最佳，这样的利用，节约了时间，材料，更加利于建筑结构设计，在满足要求的同时，使设计更加完美。

概念设计在建筑设计不同的阶段有着不一样的效果，他对建筑结构设计起到很好的补充，完善。例如通过计算机得到的结果，虽说是精确地，但有时也会存在疏忽与错误，所以我们需要用概念设计来进行补充，这样才会将失误的可能减小到最低，每个建筑设计最需要的就是其的安全性能，实用性能，同时将造价降到最低，这些效果的展现，概念设计在建筑结构设计中有着不可代替的作用。

概念设计是结构设计中不可或缺的，所以我们需要充分的掌握它，将它在不同阶段的作用发挥到完美，任何建筑设计都会有需要考虑的实际情况，所以都需要概念设计的补充，换句话说，建筑结构设计离不开概念设计。

在建筑设计建设中，建筑材料的充分利用是实现建筑成本节约以及提高建筑设计建设效益的关键因素，也是建筑设计建设中最为关注的问题。而对于建筑结构设计来讲，建筑材料利用率和协同工作，是建筑结构设计同时也是协同工作的重要发展方向，它要求在既保障建筑材料充分利用的基础上，又能够实现建筑结构设计与建设的提升发展。因此，对于建筑结构设计来讲，建筑结构设计中协同工作的程度越高，就意味养建筑材料充分利用率越高，因此，建筑结构的设计性能质量以及成本效益也就越高。

4.结束语

综上所述，虽然施工技术和建筑材料方面在现代建筑领域中有了一定的发展，但建筑设计水平还远远不能够满足人们和社会的需求，希望通过概念设计的不断发展应用，能够让中国的建筑结构设计水平得到进一步的发展，让中国的概念设计更加完善。

参考文献