简述建筑结构概念范文

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篇1

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。

篇2

中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：

1 绪论

结构是建筑物中很重要的一个概念，当人们在议论一个建筑物时可能会用词“这个结构怎么怎么样”，而不是“这个建筑物”，从专业的角度来说，这里“结构”的用法是不恰当的，这个词在用于建筑方面时，具有其特殊的含义。

2 建筑结构发展史

回顾人类历程漫漫几千年的历史，从原始部落到现代文明社会，建筑结构的发展也是突飞猛进的，由低等的原生态的逐渐演变到高等的体系化完善化的。提及建筑结构，让人想到原始的“变形虫”，先进的鱼类结构，更先进的结构如壳类、膜类、充气结构以及张力结构。

2.1原始“变形虫”

原始结构像变形虫，它们是朴素的、自我承重的结构，一旦受外力支配时，它们就会倒塌，这个力量可以是时间或者某个地震。当一个变形虫无力抵抗外力攻击时，它分裂成两个或者三个部分。一个变形虫的每个部分对于它的完整性都是必需的，一旦其中一部分由于外力的原因被移走或毁坏，这个变形虫就会分裂。在一个变形虫结构的例子中，可以将“结构”和“建筑物”同义使用，因为此类建筑所有部分对支撑这个建筑物并将载荷传到地面都是至关重要的。

2.2鱼类结构

一条鱼是以肉和骨的混合物的形式存在的。将肉拿走骨头会留下，肉不能支撑鱼，只有骨头可以。在鱼骨中，有一个中央脊椎，在骨头与脊椎结合的地方变得相当粗壮，因为脊椎处是支撑鱼的核心，是枢纽结构。鱼类的结构直接启示了设计师的创作灵感，如弗兰克·劳埃德·赖特设计的威斯康星州拉辛（Racine）的约翰逊制蜡公司的办公楼。每一个鱼骨架结构中的关键点是基础和结合点。为了简化悬挑结构中基础和接合点的问题，柱和梁得到了发展。在此建筑中，梁和柱都支撑重量，并且在受到载荷时产生“弯曲”、“扭转”和“弯折”状况，这些以工程力学中的例题加以描述。

图2- 1轴受扭图

图2- 2横截面应力图

如图2-1中轴受扭，根据剪切胡克定律[2], 当切应力不超过材料的剪切比例极限时：

（公式2- 1）

式中——剪切强度，MPa；

——剪变模量，GPa；

——到轴心的距离，m；

——切应变，rad；

——扭转角，rad。

圆轴的强度校核公式：

（公式2- 2）

，，

式中——最大剪切强度，MPa；

T ——扭转矩，N·m；

——到轴心的距离，m；

——极惯性矩；

——抗扭截面系数；

——许用切应力，MPa；

n——安全系数

图2-2为轴中应力的方向。

图2-3 梁受弯曲应力图

图2- 4梁横截面上应力分布

（公式2- 3）

，

式中——最大拉压强度，MPa；

M ——力矩，N·m；

——y轴距离最大值，m；

——惯性矩；

——惯性矩图形对坐标原点O的极惯性矩；

——抗弯截面系数；

——许用拉压应力，MPa；

弯曲最大切应力：

（公式2- 4）

式中——中性轴一边的截面面积对中性轴的静矩，N·m；

下面介绍一条工程力学中的实例：

水平直角折杆受铅直集中力的作用。圆轴直径，在截面顶点处，测得轴向线应变。

试求该折杆危险点的相当应力。

解：点，，又则

危险截面在固定端处

3 建筑结构选型

建筑设计中的结构技术问题，是构成空间与体形的骨架和基础。结构部分不仅在耗材及投资上占据着相当大的比重，而且对建筑空间形体的制约也是很大的，因此在建筑设计过程中，需要给予足够的重视[4]。

纵观建筑历史的发展，19世纪末以来，由于社会生活和科学技术的发展，特别是钢筋混凝土和钢材的广泛应用，建筑技术和建筑造型发生了巨大的变革。例如，建于1851年的伦敦“水晶宫”——世界博览会展览馆（如图3-1）

图3- 1伦敦“水晶宫”——世界博览会展览馆

当时的这些建筑技术成就，远不是古典建筑可以比拟的。而且，轻质高强度的建筑材料的出现，使得高层与大跨度的建筑有了突飞猛进的发展。新结构的广泛应用，使得承重与非承重体系有了新的观念，因而使建筑造型具有更大的灵活性与机动性[5]。

当前在建筑设计中，常用的结构形式可以概括为三种主要类型，即混合结构、框架结构和空间结构。结合我国的具体情况，在新型建筑材料不太发达的地区，对于一般标准的中小型建筑。在中大型城市，因高新技术比较发达，在高层建筑中，而对于大跨度的建筑，如剧院、体育馆、超级市场等多选择空间结构体系。

3.1混合结构体系

我国在一般建筑中所采用的混合结构形式，多以砖或石墙承重及钢筋混凝土梁板系统最为普遍。这种结构类型，因受梁板经济跨度的制约，在平面布置上，常形成矩形网格承重墙的特点。所以对于结构不大、层数不高，且为一般标准的某些建筑如学校、住宅建筑、医院等是比较适宜的。

3.2框架结构体系

承重系统与非承重系统有明确的分工，是框架结构体系中最明显的特点，即支承建筑空间的骨架是承重系统，而分割室内外空间的围护结构和轻质隔断，是不承受载荷的。因此柱与柱之间可根据需要做成填充墙或全部窗户，也可部分填充，部分开窗，或做成空廊，使室内外空间灵活通透。

3.3空间结构体系

随着科技的进步和发展，高新建筑材料如轻质的高强的钢材、混凝土、塑钢板和铝合金等材料的涌现，促使轻型高效的空间结构有了迅速的发展，这对于经济有效地解决大跨度建筑空间的问题有着重要意义。其中空间结构体系主要分为三类：悬索结构、空间薄壁结构和网架结构与建筑设计的关系。悬索结构能充分利用高强度材料的抗拉性能，可以做到跨度大、自重小、材料省和易施工等特点。薄壁结构就是曲面的薄壁结构，按曲面生成的形式分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物线壳等，材料大部分都是钢筋和混凝土。网架结构是国内大型体育场、工业厂房。影剧院、候车厅等常用的屋盖形式。

4 结论

一个建造方法可以被总结和归结为一条原则：对于各种材料规则而巧妙的组合，设若它们是方形的石料、砂石、木材，或是别的什么东西，以形成一个坚固的，并且尽可能是完整的一体的结构[10]。一个结构，只有当它所包含的各个部分是不可被分离或者移动的时候，才可以说是一体的。因此，建筑师需要考虑什么是结构的基本部分，它们的秩序是什么，它们被组合在一起的先后顺序是什么。要发现造成结构的各个部分并不困难：很显然它们是顶和底，是左和右，是前和后，以及位于所有其间的东西。再根据不同的结构体系选择其安全、经济等因素。

参考文献

[1] (希腊) 安东尼·C·安东尼亚德斯著．建筑学及相关学科（原著第三版）[M].崔昕,汪丽君,舒平译.北京:中国建筑工业出版社,2009,198-214

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[3] 张营营,倪佳女,张其林.涂层织物类建筑膜材料的设计强度研究[J].湖南大学学报（自然科学版）,2011,38(12)

[4] 高明,董莪,程龙飞.建筑概论[M].西安:西安交通大学出版社,2012,113-124

GAO Ming,DONG E,CHENG Long-fei. Introduction to construction [M]. Xi 'an: xi 'an JiaoTong University Press,2012,113-124. (In Chinese)

[5] 魏兴涛.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].科技与企业.2013,(8):174

[6] 王卓.浅谈提高建筑结构设计质量的方法和途径[J].科技创新与应用.2013,(9):169

[7] 赵彦革.民用钢结构结构体系及节点形式的选型[D].北京:中国建筑科学研究院,2002:3

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中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

概念设计对当前建筑业的发展起到了很好的推动作用，也是时展的必然。建筑设计师运用自己的知识、想象力以及创新意识来实现对工程的总体规划，这也是概念设计的很好体现。

一、概念设计的概念与步骤

概念设计是一种实现结构设计的多样化要求的手段，是建筑设计师基于设计经验、设计理论以及将要建设的项目工程的特点，对建筑结构的抗震结构以及总体布局进行规划，并在建筑工程结构设计的初期对设计方案进行概念性的分析估算与比对。这种设计方法具有定性准确、概念明确、便捷的优势，从而可以在实际应用中取得良好的经济效益。一般可以将概念设计的步骤分为分析、综合以及评估三个不断向着满意阶段靠近的连续阶段。其中分析阶段主要是对问题进行全方位的了解，但是存在着分析数据不完整与不准确的特点，为此表现出一定的模糊性质。综合阶段是工程师将自己掌握的理论知识以及掌握的实际情况，利用自己的想象力以及创新意识实现工程设计规划。最后评估阶段是一个比较选择最优方案的过程，可以说是一个循环实施的过程，直到得到满意的方案为止。设计人员实施评估的过程中要借助于数据统计计算等工具，从而获得技术上以及经济上可行的方案。

二、概念设计在建筑结构设计中的应用

1、建筑场地的合理选择。建筑场地的选择作为设计前首要考虑的因素，同时也是一个对于建筑设计起着决定性与基础性的因素。在进行建筑场地选择中一般要考虑到以下因素：防护距离、建筑退界、日照间距等。此外在建筑设计中还要充分的考虑抗震等因素，尽量避免在危险地段选址。实在不能避免的情况下可以在结合相应的抗震措施，在设计前进行抗震地点以及勘测进行分析。

2、基于现场情况选择建筑结构。一旦建筑场地选定后就要根据建筑的地形特点以及建筑形式对建筑基础进行选择。一般使用到的基础包括桩基础、箱型基础等。其中桩基础主要适用于土质松软或者是负荷较大的多层结构中，在高层建筑中具有较广的应用。尤其是在天然的地基中这种桩基形式可以将载荷从上部传递到下部，从而保证了稳定性与可靠性。此外箱型基础具有优良的整体刚度，可以实现将载荷均匀的传递到下部结构，保证了结构的整体稳定性，避免或者减小基础的不均匀沉降，对于提升建筑的抗震性能具有极为重要的意义。

3、建筑主体结构的选择。建筑结构的设计一般要遵循对称与合理的原则，从而有效地降低扭转力以及保持非结构构件保持稳定的工作状态以及降低材料的耗用。一般建筑结构的对称是通过抗侧力结构主体为对称，例如剪力墙结构布置。为了实现机构对称一般可以使用调整建筑物质心、结构侧心以及平面形心的距离，从而达到结构的对称性。

4、建筑结构的刚度选择。建筑结构的刚度作为建筑的一项重要指标，也是设计中一项极为重要的内容，为此需要在设计中对建筑的刚度进行合理的选择。建筑刚度的合理设计可以延长结构的基本自振周期，从而有效地降低地震带来的危害。同时合理的建筑钢都还可以减少建筑材料的消耗以及结构空间的占用率，从而有效地提升建筑平面的利用率，达到设计合理的效果。

三、建筑结构设计措施

1、协同工作中的材料利用率。通过协同工作不仅可以实现提升结构的稳定性，同时也可以提高材料的利用率。经验表明，材料的利用率越高，相应的结构的协同工作能力以及稳定性也就越高。尤其是在当今提倡节能、环保的背景下，建筑设计中要求使用最少的投入来获得最大的产出。例如对于常见的矩形截面受压构件，这种构件在实际使用中的利用率极低，这主要是由于两个原因：首先是梁的长度变化会引发梁弯矩的变化，其次是梁的中和轴附近的材料利用率低。于是对于等截面梁来讲这种受压构件的很多区段的利用率极低。在这种背景下，通过使用概念设计结构分析，对梁截面的应变梯度进行调整，从而使构件保持轴心受力，从而有效地提升了材料的利用率。经过不断地研究与发展，又出现了平面桁架结构，从而将许多无用的材料除去，不仅有效地实现了原有结构效果，同时也降低了材料自重以及成本。

2、结构体系中保持协同工作。在概念设计中的协同工作在建筑结构设计中得到了广泛的应用，协同工作要求结构内部的各个构件要处于相互协作以及共同工作的状态。这种协同效应就需要结构构件在承载力极限的条件下不仅可以保持共同工作，同时也需要它们具有共同的耐久性。此外建筑结构的上部与基础应该在受到载荷时保持着一个统一整体，共同承担载荷。在使用砖混结构的建筑中为了维持协同工作要通过构造柱以及圈梁将整个结构组合成统一整体进行受力，避免建筑结构单纯的依靠建筑结构自身刚度来承受载荷。随着高层建筑的增加，出现短柱的现象也越来越多。但是为了保持每个构件都可以达到较高的应力水平，在多层结构设计中要避免各层短柱的出现，以提升相同平面处承受载荷的能力，为此需要将同层的抗侧力结构处于相同或者相近的水平位移下。

四、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。有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、概念设计有效地弥补了计算机理论以及结构设计理论的不足。

4、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。

五、结语

建筑行业近些年在我国获得了长足的发展，尤其是正处于发展中阶段的我国，建筑的低投入与高产出一直以来都是终极目标。通过在建筑设计中利用概念设计可以构造出更为合理的建筑结构体系，并达到节省原料的目的。随着概念设计的应用推广，越来越多的设计者接受了这一设计方式，并逐渐成为结构设计的主导思想。我们相信概念设计在以后建筑结构中会获得更大的发展，为建筑设计带来更多的实惠与便利。

参考文献

[1]林同炎.结构概念和体系[M].北京：中国建筑工业出版社.

[2]高立人,土跃.结构设计的新思路___概念设计[J].工业建筑,1999(1).

[3]吴爱菊.结构设计中的概念设计与应用[J].温州：温州职业技术学院学报,2007(2).

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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.

篇5

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