建筑结构概念设计范文

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在我们所熟知的传统设计当中，常常是会给结构工程师造成一种错误的感觉的，他们会认为结构设计实际上就是一种固有的规范化模式加上一些计算公式。他们所需要做的只是等待建筑师给出一个已经形成的方案，在这个方案的基础上，进行拼凑、组合和罗列，根据需要再进行适当的添加。认为只要是计算机所计算出的结果能够满足所规范限制的要求，就可以规划为设计成功。实则不然，概念设计在大部分时候是比计算设计更为重要的，概念设计依靠的是设计者的知识经验储备运用，并且还要有正确的思维判断以及对建筑结构总体方案的正确决定，方才能做出一个正确合理的结构设计。

一、建筑结构概念设计的背景含义解读

（一）建筑结构概念设计所产生的时代背景

伴随着新世纪社会经济的发展，人们对生活质量的要求开始不断提升，对待建筑结构设计行业的要求也开始提高，那么这便要求此行业的从业者们必须拥有更高、更深的想法规划与发展。由于建筑结构的工程师们才是建筑结构设计这一项革命任务的直接执行者，所以想要捅破传统结构设计中的种种问题，工程师们需要充分发挥其自身的创新能力以及创造性是非常重要的一件事。这需要很多行业的共同努力，甚至需要建筑工程界与建筑教育界两者结合联手，一起来推行建筑结构概念设计这种简单有效的办法。建筑结构设计其最终目的，其实就是为了寻找到一个可以令人感到满意的方案，所以往往概念设计的最开始是十分困难的。它与以往的设计有很大的差别，它充满着许多的不确定性，所以一名优秀的设计人员，首先应该学会将建筑结构这一概念进行设计优化。

（二）关于建筑结构概念设计的基本含义

所谓概念设计，顾名思义便是运用整体的概念来进行规划总体的一种方案，这为结构工程师以及建筑工程师在设计过程中能否相互默契的配合奠定了非常重要的基础。那些曾经难以做出决定，无法进行正确理性分析的问题，如今都能够根据概念设计给出合理的答案和解释。结构设计师通常要依据所具备的基础理论知识还有设计经验的思想，来通过整体全面的一个视角确定其建筑结构的总体所在位置。结构设计师还需要依照着基础理论知识内容还有在不同施工情况下所能够产生的正常规律，来灵活地综合运用其建筑结构概念。概念设计的主要任务完全是在特定的建筑设计空间当中应用的，所以运用一个整体全面的概念来完成结构当中所预期的整体设计方案，并且能够处理好材料与结构、构建之间所产生的相互关系。

二、建筑结构概念设计自身的概念定义

（一）概念设计能够发展是时代所创造出的必然产物

当科学技术与经济社会不断的进步发展，人们对建筑物的质量便会有越来越高的要求与标准，想要受到人们的青睐与喜爱，务必要运用概念设计创造出可不断创新、性价比高且性能良好的一种建筑结构总体方案。并且，虽然概念设计会有一定的误差度，但是其概念十分清楚、定性及其准确，且运算十分简单快捷，所以通常能够在最短的时间内选择出最好的方案。如果概念设计这一理念运用得当，还能够使得建筑结构会尽量满足其外部条件，并且还能够以最快捷的方式将建筑构件投递到相应的地基之中，可以节省不少的建筑材料及资金。创新性这一观点也皆是来自于概念的。所以，当人们一旦了解了一些新的体系及其构件与构造的概念之后，便会去寻找新的更简单更好的体系、构件与构造来取代它，这所取代的结果就是所谓的创新概念设计。由此可见，概念设计这一内容是这个社会设计思想稳步发展的一种必然产物，也必然会成为日后结构设计当中的一种主流思想。

（二）在设计当中展现出先进的设计思想才是关键

概念设计中是可以很充分的展现出先进的设计思想的，因为概念设计的根本宗旨便是在特定的建筑空间以及特定的地理条件之下，用一个整体全面的概念来思考建筑结构的整体方案。并且，能够有意识地利用其结构的总体体系与分体体系之间的相应关系。而建筑结构的工程师其主要任务职责便是在特定的一个建筑空间中运用全局概念性来完成整体方案的设计，并且可以有顺序有组织的处理好构件、结构与整体之间互相的作用关系。只有运用概念设计这一理念在总体上把握好结构的各项性能，才能对于计算分析给出的结果进行一个科学准确的判断以及合理正确的取舍。为了在概念设计的初期方案阶段，能够快速有效地对于结构体系进行详细构思、比较分析与规划选择，可采用把概念性当成近乎计算的方式，将概念设计也真正应用到实际设计的工程体系当中去。

（三）概念设计能够体现出建筑结构设计其原理与灵活性

建筑物实际上是一个非常完整的空间结构，相当多且复杂的构件都在以不同的受力方式共同的为一个建筑物服务工作着，每一个看似单独为个体的构件实则拼凑起来又是一个整体。所以，在当前的建筑结构设计界之中，对于具体空间结构体系这一项整体研究上，其实还存着特别多的局限性，这促使设计师在设计的过程当中不得已选定了许多假设或者简化的方法。但是，作为一名结构工程师，不仅要在设计的过程中做到严格遵守及执行其相关的强制性规范内容和要求，并保持其结构设计原则不能改变，并且还要保持其自律性，不可盲目机械状的照搬照抄，如果遇到一些推荐性的规范内容或者要求，那么在进行结构设计的过程当中，也应该把此作为参考意见或指导，这才是非常实际的设计项目中真正可行和条理正确的选择。不过，这便是对结构设计的工程师所提出的职业要求，一定要对整体结构体系以及各基本分体系两者之间的力学关系拥有一个非常透彻的认识和了解，并且要把这种概念设计真正应用到实际的工作中去。

在当今的建筑工程管理这个项目的实行过程当中，如果想要真正使得我国的建筑市场更上一个台阶，就必须从微观和宏观多角度去看待问题，思虑结果，如此才能够把握住工程质量，抓好工程项目的各项管理内容，所以任何一个小细节都马虎不得。人民的需求才是行业的目的与职责所在，所以一定要严格控制好建筑工程项目的质量，并且利用其概念设计这种合理化设计模式，来为人民提供一个生命安全及其财产安全的可靠保障。如此，我国的建筑市场才会成为可持续上升发展的状态。

三、结语

在建筑结构的设计当中，“概念设计”与“强度验算”还有“构造措施”这三个环节是相互拥有着紧密联系，任何一项都不可缺失，否则建筑结构的设计便是不完整的。当然，“概念设计”是这一切的先导，它是一项指引，而“强度验算”则是一个大前提，后者是前两者的补充与完善。所以，不要仅仅重视计算机的验算，最应该重视的应该是概念设计，这才能防止建筑结构设计的过程中，不要走入误区。

参考文献：

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1．1方案选择的合理性设计方案的选择是十分重要的，不仅关系到以后工程的质量和结构，还影响着人们的居住。在结构方案的选择上，要遵守科学、合理、发展的原则，而且由于很多种因素都对设计方案造成影响，所以设计出来的方案就是多种多样的。方案设计出来了，又面临着合理的选择上，方案选择的不好，日后发生的后果不堪设想，所以应该进行认真的分析比较，选取的方案既要科学合理，又要经济，所以方案的选择很重要。在对设计方案的可行性进行选择的时候，要对建设地及施工材料等进行全面的分析，保证每一个环节的科学合理，还要有专业人士对各种影响设计的因素进行评估分析，选择出科学合理的结构概念设计方案。

1．2结构简图的科学性结构概念设计首先要有科学专业的理论作为支撑，而且一般情况下利用结构设计简图对结构概念设计的合理性进行评估。在结构简图的选择上，要遵照安全和准确的原则，选取合理的简图。因为如果选取的简图不够科学，那么相应的结构概念设计也会出现相应的错误，甚至对工程的质量问题造成巨大的影响。所以说，结构设计简图在制作时应该做到精确、科学，使出现的误差也在可控范围内，应该进行严格的审查，保证简图的质量。

1．3对计算的结果进行准确分析随着社会和经济的发展，信息技术被广泛的应用，特别是在数字的计算等方面设计出种类繁琐的计算软件，可是各计算软件在计算的结果上确实各不相同，让使用者也不知道哪个是正确的，所以在工程的设计中计算工作经常出现混乱。在进行设计时，软件的选择很重要，应该对各个软件进行系统化分析，根据工程的实际情况和设计的原理等，选择适合的软件，确保计算结果科学准确。

2如何在结构设计中运用概念设计

2．1建筑场地的合理性选择建筑场地的选择影响着结构概念设计的结果，所以说对结构设计来说非常重要。建筑场地的选择要符合施工的条件，同时满足采光、水电、噪音等多方面的考虑。最重要的一点，就是应该考虑建筑场地的抗震能力。选择的地点必须是抗震效果比较好的地点，以免发生危险的情况。一般在工程的初步设计之前就要进行建筑场地的科学选址和勘察，如果施工场地确实不允许，又必须在此进行建设，那么就应该做好科学有效的手段来降低危险系数。

2．2建筑基础的科学化应用建筑场地进行合理选择后，紧接着就是对建筑基础的科学化选择上，在选择的时候要根据建筑场地的地形和地质结构等进行分析，选取合理的建筑基础。一般在建筑基础的选择上有以下三种情况:

(1)桩基础。在地质比较松软或者负重比较大的情况下，大多会选择桩基础，因为桩基础能够使下部对上部进行力的承载;

(2)箱形基础。箱形基础的安全性比较高，抗灾能力比较强。一般高层建筑中会应用箱形基础。是因为箱形基础使下部的承载力实现均匀分配，保持地基的受力均匀;

(3)筏形基础。筏形基础能够实现分散建筑上部结构承载力，是下部承载力减弱，对地基进行力的控制，不出现地基的不均匀沉降。

2．3结构规则的合理应用建筑结构中只要保证非结构件的正常稳定运转，就能使建筑材料的成本实现降低，因此主体建筑结构的选择，要做到合理、科学和对称性，在多数的施工中，实现抗侧力主体结构的对称，所选择的平面结构也应该是容易形成对称结构的。当然，具体情况具体分析，还要根据实际情况进行选择，同时符合平面工程的科学设计。

2．4抗震抗灾能力的强化建筑设计和施工的成功与否，不只是外型和质量的方面，还有抗震抗灾上的需求。所以机构概念的设计，要考虑到抗震抗灾的问题，在设计时要多增加防线，以期实现减弱地震的危害性。当然结构的变化也能起到抗震抗灾作用，比如安装特定的原件，使得建筑体对地震的破坏力进行有效的减弱。

2．5结构刚度科学化选取建筑结构在刚度的选择上至关重要，而且在建筑结构概念设计中也必须遵守刚度的要求。结构刚度可科学化选择，是保证工程质量的有效措施，还能够对地震等灾害起到危险性降低的作用。与此同时，结构刚度的科学化选取还能扩大空间的占有率，使建筑平面的利用率等都能得到合理的利用。

3实施结构概念的措施

为了提高设计的科学性和合理性，同时保证工程的质量和安全，在进行结构概念的设计时，主要运用以下几种措施:

(1)在建筑场所的选择上，要选择抗震性能比较高的，如果选择的场所抗震性能较差同时还必须在此施工，那么要进行科学的补救措施，以免造成不必要的危险;

(2)在结构材料的选择上，要选择抗震系数比较高的结构材料，而且选取的材料还应具有良好的均匀性，满足抗震的要求，保证安全性;

(3)在结构构件的组合上，添加赘余等组件，减小地震的破坏性，也可以多增加防线;

(4)在构件的延性上下功夫，通过采取多种有效的手段，提高刚度和承重能力，增加抗震的能力;

(5)在构件的连接上，保证结构的整体性和统一性，加强对节点的控制，保证其连接的质量;

(6)实现所有设计的完全一致，在相关的数据等方面做到精确一致，保证方案的科学化和合理化。

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一、前言

在结构工程领域，结构概念是工程师对结构性状和行为的理解和提炼；正确并深入掌握结构概念是设计、建造优秀结构的前提。例如，在方案设计阶段，对结构整体合理性的把握；在结构分析阶段，对计算模型合理性的计算结构的正确性的判断；在构造设计阶段，对各种构造措施的恰当处置等，都需要以结构概念为先导。可以说概念设计贯穿整个工程设计过程，既是设计的灵魂，也是整个建设过程的灵魂。

二、概念设计在结构分析中的应用

结构分析作为结构设计中最精华的部分，该阶段也最能体现概念设计的精髓。结构分析是分析结构在外荷载或作用下，其结构自身的内力、变形行为。因此，要做好结构分析，必须得把握好两方面的内容：一是外荷载或作用的合理确；二是结构自身内力、变形行为。

外荷载及作用作用于结构上，在结构内部是如何传递分配的是看不见摸不着的，但这种分配与传递确实实在在地存在着。在结构中，分散的荷载汇集到板上，通过板，荷载传递到梁上，再由梁汇集到墙柱上，墙柱将荷载传递到基础上，最后基础将荷载汇集到大地上。（见附图）

结构中的荷载在传递过程中，传力途径突然干扰或者遇到刚度突变，此时将产生应力集中区域，这些区域成为危险区。因而，结构设计中需遵循刚度均匀的原则，不至产生过大的突变，引起力流传递的突变。遵循力流的传递，对结构进行适当的梳理，以方便力流的畅通。在建筑结构中，力流主要有两方面，水平力流和竖向力流。竖向力流沿着板梁柱墙至基础地基传递，水平力流作用于结构楼层及侧面上，通过竖向构件的拉压作用传至基础地基。任何力流最后都传至地基上。力流在传递过程中，主要受结构内部因素刚度影响较大，根据结构力学原理，可知力流是按刚度来分配传递的，刚度是影响力流传递的主要因素。如竖向力流在传递过程中总是先至板，再至次梁，再至主梁，通过主梁再传至墙柱，而不是直接传至柱。是跟各构件的相对刚度有关的。由于次梁刚度较小于主梁刚度，（这里的刚度不是截面刚度，而是构件刚度。与截面大小、构件尺度及边界条件均有关系）因而，主梁一般起支撑次梁作用。

（1）转换结构。即上部的竖向构件在某层通过水平构件转换竖向力流，然后再传至旁位竖向构件。根据力流的分析过程可知，该种结构传力不通畅，在力流改变途径处，力流集中，形成危险区域，需要采取加强措施。对有转换层的高层建筑,希望是低位转换而不是高位转换,且要求转换层上下层的抗侧刚度有一定的连续性而不是突变的,因而规范规定底部1~ 2层大空间的剪力墙结构,其转换层上下层的剪切刚度比宜接近1，非抗震设计时的不应大于3，抗震设计时的剪切刚度比不宜大于2。厚板转换结构在转换层位置上下层其变形曲线也有突变。基于此原因，设计时一般不常用厚板式转换层的结构。

（2）框架-剪力墙结构体系。该结构由框架和剪力墙两种竖向构件组建而成，通过楼板连接使二者协同作用。因此在设计中应保证楼板能协调框架和剪力墙。楼板的协调作用是通过楼板水平放置的深梁来实现的。故规范规定“一、二级抗震墙的洞口连梁跨高比不宜大于5，且梁截面高度不宜小于400mm，”意即要求连梁的刚度不宜太小；在规范中，还规定了剪力墙之间距离的要求，这是楼板能起协同作用的保证。在水平力流下，由于楼板的协同，框架和剪力墙能协同工作。由于框架和剪力墙刚度的巨大差距，剪力墙对水平力流传递的贡献远大于框架部分。因此，常规框架剪力墙结构一般把剪力墙作为第一道防线，而框架部分仅作为次防线。这样剪力墙的要求需较高，而框架部分的要求则可适当降低。这也是结构概念设计中的重要思想之一，重点部分重点对待。

（3）楼板荷载的传递总是遵循向刚度大的部分传递。如果板两方向的尺度大致相等，则力流通过板面向四面传递，随着两方向尺度差距的拉大，荷载逐步加大向尺度小（即刚度大）的一方传递，当相比达到2时。则力流百分之九十四都通过短向传至边界了。再如双向梁体系，谁作为支撑梁的问题。在实际受力分析时发现，总是刚度大的梁作为刚度小的梁的支座。通过以上几个简单的工程实例发现，力流在结构中的传递总是喜好于向刚度大的构件传递。这也是在设计过程中引导力流的方向的措施。如实际工程中双向井字梁的布置，如果两方向尺度相差较大，而我们又希望荷载均匀传递至四周，则可以通过斜向布置梁，来达到荷载的均匀传递。这也是通过调整结构刚度来引导力流的措施。

三、抗震设计中的概念设计

结构刚度可以通过结构的变形间接反映，由能量原理知道，力与变形的积分就是功。由于变形分塑性和脆性之分，即变形量是不一样的。因而，各种变形能积累的能量是不一样的。而在结构抗震工程设计中，能量是一个很重要的概念。因为地震其本质就是一个能量释放的过程。仅利用结构的弹性性能抵抗强烈地震是不明智的。正确的做法是同时利用结构弹塑性阶段的性能，通过结构一定限度内的塑性变形来消耗地震输入结构的能量。

抗震设计就是要设计出能接受地震所赋予其能量而不至倒塌的结构。这就要求结构要具备一定的延性。规范中，用延性指标来表达。根据能量的原理知道，变形性能好（即延性好）的材料积累同样的能量需要的结构抗力就小，这也是规范规定各种材料的可靠度指标的标准。为了达到同样的安全度。延性差的材料其抗力承载力要求就高。这也是中外规范对结构延性构造要求不一致的原因之一，由于我国建筑结构的抗力设计值较国外发达国家低，为满足一定的地震安全要求，在设计中，可以通过各种各样的构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性。

四、概念设计在基础设计中的应用

基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。竖向结构体系(柱、墙、井筒）将荷载集中于点，或分布成线形，但是作为最终职称结构的地基，提供的是一种分布的承载能力。如果地基的承载能力足够，则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件，需要采用满铺的筏形基础。筏形基础有扩大地基接触面的优点，但与独立基础相比，它的造价通常要高的多，因此只在必要时才使用。不论哪一种情况，基础的概念都是把集中荷载分散到地基上，使荷载不超过地基的长期承载能力。因此，分散的程度与地基的承载力成反比。

在有些情况下，柱子可以直接职称在下面的方形基础上，墙则职称在沿墙长度方向布置的条形基础上。当建筑物只有几层高时，只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用，就常常足以把荷载传递给地基。这些单独的基础可用基础梁连接起来，以加强基础抵抗地震的能力。只是在地基非常软弱，或者建筑物比较高（如在10层或20层以上，并产生很大的倾覆力）的情况下，才需要采用筏形基础。多数建筑物的竖向结构，墙、柱及井筒都可以用各自的基础分别支撑在地基上。中等地基调教可以要求增设拱式或预应力梁式的基础链结构件。这样可以比独立基础更均匀的分布荷载。因为它们不需要通过受弯偏斜来传播荷载。

结束语

把握概念设计是做好工程设计的关键。本文从建筑物承受外荷载着手，分析了荷载的传递，刚度的影响到能量理论的运用做了简单的探究。通过分析可知，荷载是外部因素，刚度是内部因素，而能量原理是本质。抓住影响结构的主要因素，正确恰当运用概念设计，才能成为一名合格的设计师。参考文献

[1]张元坤,李盛勇.刚度理论在结构设计中的作用和体现[J].建筑结构.2003，33(02)；6-10.

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过去我国结构计算理论经历了许多阶段,曾经有经验估算、容许应力法计算、破损阶段计算、极限状态计算，一直到目前普遍采用的概率极限状态理论计算等阶段。现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）则是采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则，从而使建筑结构的设计符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。概率极限状态理论计算法更科学合理，但是此方法在运算过程中带有一定程度近似，只能把它作为近似概率法，而且只靠极限状态设计很不易估算出建筑物的实际承载力。其实，建筑物是一个空间结构，各种构件以相当复杂的方式共同工作，并不是脱离结构体系整体的单独构件。

地震通常具有随机性、不确定性和复杂性，因此目前很难做到准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数。建筑物其本身又是一个很庞大很复杂的系统，在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程非常复杂。而且在结构分析方面，因为不能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等诸多因素，也将存在着不确定性。所以结构工程抗震问题不能全部依赖“计算设计”解决。应该立足于工程抗震的基本理论以及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节构造，从根本上提高结构的抗震能力。

建筑结构抗震概念设计要从如下几个因素考虑:

1 选择对抗震有利场地，避开不利的场地

造成建筑物震害的原因是多方面的，场地条件是其中之一。由于场地因素引起的震害往往特别严重，而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。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的地段，尽可能避开对建筑抗震不利的地段。

对建筑抗震有利的场地，一般是指位于开阔平坦密实均匀中硬土地段。建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害，从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。对建筑抗震不利的场地，一般是指软弱土、易液化土、山嘴孤丘、陡坡河岸、采空区和土质不均匀的场地。

2 建筑物形状力求简单、规则

建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。如果建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，那么就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。

经验表明，简单、规则、对称的建筑抗震能力强，在地震时不易破坏；反之，如果房屋体形不规则，平面上凸出凹进，立面上高低错落，在地震时则容易产生震害。而且，简单、规则、对称结构容易准确计算其地震反应，可以保证地震作用具有明确直接的传递途径，容易采取抗震构造措施和进行细部处理。

3 选择对于抗震合理的结构形式

抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。按结构材料分类，目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等；按结构形式分类，目前常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。结构体系的确定受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等诸多因素影响，是一个综合的技术经济问题，需进行周密考虑确定。

抗震规范对建筑结构体系主要有以下规定：

3.1 结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；

3.2 结构体系宜具有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力；

3.3 结构体系应具有必要的抗震承载力，良好的变形能力和耗能能力；

3.4 结构体系宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力；

3.5 结构在两个主轴方向的动力特性宜相近，在结构布置时，应遵循平面布置对称、立面布置均匀的原则，以避免质心和刚心不重合而造成扭转振动和产生薄弱层。

4 确保结构的整体性

结构是由许多构件连接组合而成的一个整体，并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。若结构在地震作用下丧失了整体性，则结构各构件的抗震能力不能充分发挥，这样容易使结构成为机动体而倒塌。因此，结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件，确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。

为了充分发挥各构件的抗震能力，确保结构的整体性，在设计的过程中应遵循以下原则：

4.1 结构应具有连续性。结构的连续性是使结构在地震作用时能够保持整体的重要手段之一。

4.2 保证构件间的可靠连接。提高建筑物的抗震性能，保证各个构件充分发挥承载力，关键的是加强构件间的连接，使之能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求。

4.3 增强房屋的竖向刚度。在设计时，应使结构沿纵、横两个方向具有足够的整体竖向刚度，并使房屋基础具有较强的整体性，以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉降及地面裂隙穿过房屋时所造成的危害。

5 提高结构的延性

结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。结构的延性反映了结构的变形能力，是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一。

结构良好的延性有助于减小地震作用，吸收与耗散地震能量，避免结构倒塌。而结构延性和耗能的大小，取决于构件的破坏形态及其塑化过程，弯曲构件的延性远远大于剪切构件，构件弯曲屈服直至破坏所消耗的地震输入能量，也远远高于构件剪切破坏所消耗的能量。因此，结构设计应力求避免构件的剪切破坏，争取更多的构件实现弯曲破坏。始终遵循“强柱弱梁，强煎弱弯、强节点、弱锚固”原则。构件的破坏和退出工作，使整个结构从一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系，致使结构的周期发生变化，以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效应。

参考文献：

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[2]李庆宪; 邹银生; 陈俊; 甘袁华; 论建筑抗震设计中的概念设计[J]. 基建优化 2004年02期

[3]赵祜茂; 抗震概念设计在钢筋混凝土结构中的应用[J]. 山西建筑 2004年09期

[4]葛学礼; 朱立新; 张海明; 建筑抗震概念设计重要性[J]. 建设科技 2005年02期

[5]刘辉; 浅谈结构的概念设计[J]. 广西土木建筑 2000年04期

[6]肖桂清；建筑结构抗震设计的若干对策及改进建议[D].武汉:武汉大学,2004.

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2结构设计与概念设计的关系

在建筑结构设计过程中，现行结构设计与理论之间存在一定的差异，特别是结构设计的不可计算性，导致结构设计需要更多地注重概念设计。概念设计就是以个人实际经验为基础，基于宏观的角度对建筑结构实施的定性设计。但是，概念设计不是凭空落成的，需要考察实地情况，包括气候环境、地质情况、自然风貌等，根据所获得信息给予的灵感和理性认知，拟定关于一个建筑物的初步想法;这个想法不同于精确的测量计算，除了灵感和理性认知还要基于工程师丰富的实地工程经验。概念设计更加注重设计结果，而结构设计则是一种逆向的推导过程，在概念设计的基础上，通过对力学、构造学等理论知识，配合相关的数据原理而推导出房屋建筑结构布置。综合而言，建筑结构造价水平的高低以及建筑的施工进度是由概念设计所决定的，如果房屋建筑的概念设计不合理，就可能增加建筑造价，延误工期。概念设计体现的是一种先进的设计思想。受技术水平和计算理论等因素的限制，房屋建筑结构设计结果往往与建筑实际存在较大差异，而为更好地弥补这些误差可能导致的问题，必须要借助概念设计来增强结构设计的科学性和合理性。可以说，概念设计和结构设计之间是一种相辅相成的关系，结构设计对于现代房屋建筑工作的开展显然具有非常重要的意义，而概念设计则起到对结构设计补充和优化的作用。优秀的概念设计往往有着较为可靠的经济预估，因此也有较高的可行性，同时还可以避免复杂的运算劳动，减少结构设计风险，确保房屋建筑结构设计的整体水平。

3结构设计的主要措施

3．1科学选择建筑场地

建筑场地的选择对房屋建筑结构设计结果有很大影响。房屋建筑场地应该选择抗震性较好的地方，这能有效地减少外力对房屋建筑结构的影响。如果要在地震区进行建设，就必须要充分考虑结构破坏因素，根据结构体系方案以及设计的经济性和合理性来确定结构体系，以充分保证建筑结构的匀质性。房屋建筑场地发生地震事故时，由于地震会持续一定的时间，因此，必须在房屋结构上设计多道抗震防线，确保房屋建筑结构的整体系数能够有效地满足抗震需求，增强建筑整体的抗震能力。

3．2合理选择结构材料

在选择结构材料时，设计人员要充分结合自身的设计经验，借鉴和参考已建建筑经验，选择承重能力较强的施工建设材料，以防因计算结果不精确而影响建筑建设质量。建筑结构设计人员要合理分析和评价施工图纸，深入探讨施工图纸中可能存在的数据问题，并以此来作为结构材料选择依据，确保结构设计的科学性和合理性。如在钢筋、混凝土的选择上，一定要根据国家标准选择适合强度的施工材料，一般箍筋与混凝土强度等级不能低于C20，直径10mm的纵筋，强度等级不得低于C25，这样才能够充分满足强度等级设计要求。其他结构材料的选择也应该严格遵循国家标准，而不能够单纯地依据计算结果来判断。

3．3注意结构受力的合理性

合理选择房屋建筑结构材料将显著提高建筑结构的整体强度，降低结构构件对建筑受力的影响，确保房屋建筑结构设计满足实际的建筑需求。通过建筑结构设计能够获取相对全面的计算结果，反映出建筑结构的受力情况。但是，通过计算机以及理论推导所获取的实际数据往往存在一定误差，并且容易出现与现实建设需求不符的情况。这样的情况下，就必须要适当采取概念设计来提升建筑结构设计的可靠性。

3．4注重施工现场的规划管理

在房屋建筑施工过程中，存在较多不确定因素，这就需要设计人员加强对施工现场的规划和全程把控，以降低不确定因素对结构设计的影响，使施工作业活动能够按照房屋建筑结构设计结果有条不紊地开展。由于房屋建筑结构设计依赖于计算机和理论数据，这些计算的结果与现实是存在一定差距的。因此，设计人员不但需要对结构设计予以高度关注，更需要凭借自身的经验和设计技术，做好施工单位、监理单位的协调和交流活动，提出建设风险，保证设计方案的顺利落实。

4结构设计与概念设计协同工作的应用

在建筑结构设计中，协同工作的定义是将建筑工程中的每个构件的性能和作用充分到极致，并实现与其他部件的相互配合。在协同工作中，要求与各个产品零部件的使用寿命相似，并且具有相同的荷载，正确处理基础结构与上部结构之间的关系，确保两者之间形成一个有机的整体。下面以地基基础中结构设计与概念设计协同工作的应用为例进行说明。传统的建筑设计流程用到的算法往往是将上部建筑、基础、地基分别视作独立的单位，测量和设计都独立进行，但并不意味着，某一单元出现的问题不会影响到其他的结构单元，经过实践检验，这种流程有着不可忽视的缺陷。地基基础往往对上层建筑造成很大影响，若地基产生沉降现象，则地面建筑大多会开裂、错位、甚至崩塌;同时，如果地面结构的建筑层数不符合规范，超过地基、基础承重，则也会给地基带来变形的危险。因此，在地基基础的概念设计当中，要更多地考虑到将地基基础和上部结构结合在一起分析，这样才能减少地基变形带来的负面影响。

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0引言

建筑结构概念设计是展现先进设计思想的关键，是优化结构设计的有效手段。设计中经验丰富的设计人员都善于运用概念设计，将设计理念和创新思维统一到结构设计中，结合自身积累的经验，统筹整体来解决工作中遇到的各种不确定因素及问题，以实现整个建筑结构的合理设计。本文就以建筑结构概念设计的重要意义为切入点，来探讨建筑结构概念设计的方法。1.建筑结构概念设计的意义

随着人们对建筑结构设计要求的日益提高，设计行业越来越强调概念设计的意义，不光是因为它是展现设计师先进设计思维的关键，也是因为它能有效规避结构设计理论和计算理论中存在的些许不完美及不可计算性，诸如混凝土结构的设计，其内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面设计则是基于塑性理论的极限状态设计法，这样就使计算结果与结构的实际受力状态相差甚远，此时为了弥补此类理论计算的缺陷，或实现对实际存在的那些无法计算的结构构件的设计，运用合理的概念设计及构造措施能够很好的处理此类矛盾，是解决此类问题的较好办法。另外，概念设计之所以意义重大还有一面重要的原因在于：它对建筑结构初步方案设计十分重要，因为通常初步设计一般由于时间限制是不能够借助电算来实现的，这就需要结构设计师综合运用其掌握的结构概念，结合自身累积的经验，在特定的建筑空间中运用整体概念，在整体结构上把握构件各种受力性能，合理的处理构件与结构、结构与结构间的关系，进行科学的判断和取舍，选择安全经济的初步结构方案，进而便于高效的完成建筑结构总体设计。

2建筑结构概念设计的方法

传统的建筑结构设计似乎重点都放在了如何提高结构的抗力上，设计人员聚焦于设计不超过最大配筋率等即为的合格结构设计，而忽略了混凝土的等级越用越高，配筋量越来越大，造价越来越高的问题，使得肥梁、胖柱、深基础等常出现于结构中，虽说合法合理合规，但也不可墨守成规，运用合理的结构概念设计能够拓宽设计思路，能够将建筑结构设计的精美完善又合理合规，岂不是一箭双雕的事情。笔者以下就从结构体系、基础设计、抗震设计、结构计算和建筑平面结构等方面来说明其概念设计的方法，发表拙见如下：

2.1结构体系的概念设计法。建筑结构分地上结构部分和地下部分两部分，在处理结构体系概念设计时，要注意处理好上部结构与基础间的联系，设计可将上部结构和基础当做一个紧密的整体来考虑。遇到砖混结构设计时，可用构造柱和圈横梁作为衔接材料，保证上部结构和基础间的衔接处理，同时设计还要注意保持砖混结构的竖向均匀，避免出现不均匀沉降。对于高层建筑结构设计，除应注意上述问题外，还应不断完善竖向受力构件的计算，适当减少短柱的应用，避免基础受力不均匀而导致基础沉降差，以免影响到建筑的结构安全。可用的方法是依据高层建筑的荷载力适当扩展底层柱截面，并开槽柱截面，将矩形柱简化为田型柱，增加柱子本身的长细比值，强化抗侧力的结构，提升建筑结构体系整体的承载力。2.2建筑结构基础概念设计的方法。结构设计中基础犹如人的脚，脚站得稳才能更好的支撑整体身架，基础设计十分重要，概念设计从结构整体入手，可依据建筑物的地理位置及选定的结构形式，结合结构概念设计宗旨选择使用桩基基础、箱型基础还是筏形基础等基础形式。使用桩基结构时，可用预制钢筋混凝土桩、混凝土灌注桩或钢管桩，将荷载通过桩体直接传到地基下部坚实的基础持力层。使用箱型基础等连体性较好的基础时，通常建筑物的上部荷载能够均匀地传给地基，较好抵抗地基不均匀沉降，并能和周围土体的共同协作，基础设计中常用此法。当建筑物上部结构荷载较大，地基的承载力较低，使用筏形基础这种结构可以有效分散建筑上部的荷载，降低地基反力。设计中还需注意的是若遇到地基土质较软的情况，结构设计者一定要考虑到使用人工处理方法来增强地基的承载能力。

2.3建筑结构抗震概念设计法。传统的抗震设计通常是根据初定的尺寸、砼等级计算结构刚度，再依据结构刚度计算出地震力，随后算配筋。可设计者都知道刚度越大，地震作用效应越大，配筋则越多，刚度越大地震力就越强，进而为抵御地震而配的钢筋，增加了结构刚度，反而使地震作用效应增强。运用概念设计拓展思路，为何要居于一处，何不考虑降低作用效应呢？所以概念设计的引入使得隔震消能的研究就成为一个好例子，隔震消能通常是在基础与主体之间设置柔性隔震层，加设消能支撑，或在建筑物顶部装 “反摆”（地震时反摆的位移方向与建筑顶部位移刚好相反，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）。总之，合理进行抗震概念设计可有效降低地震作用效应，虽说隔震消能在我国建筑结构设计界还未得到广泛应用，但也处于正在研究发展阶段，相信随着概念设计的深入还会有更好的方法出现。

2.4结构计算概念设计。概念设计虽说是站在宏观整体角度对建筑结构进行的总体设计，但也并不是对结构计算的完全否定，而是更注重将概念设计和结构计算的统一结合与综合运用，进而形成完善的结构设计系统。整个结构计算过程中重点注重的是计算简图的计算和选用，常用办法即简化荷载作用，破坏构件约束形态，从而达到实际结构设计的满足和适用。另外在两者相结合统一的同时，结构计算也是概念设计的前提和基础，设计时运用先进的电算化程序进行计算设计，更有利于实现概念设计的统筹与判断，使建筑结构整体设计达到最佳状态。

2.5建筑平面结构概念设计。运用结构概念设计来解决高层建筑中，水平荷载作用下建筑结构侧移的设计难题是十分必要的，设计时要全面分析综合考虑，在满足相关要求的同时，还要考虑选择较好的抗侧力体系来解决。在设计平面结构时，要综合分析新建建筑周边的建筑，掌握周边建筑对所建建筑风压布局的影响，尽量选用风压较小的结构体型，同时在进行平面设计时不要忘了考虑增强建筑物的抵抗能力和竖向的荷载，力求设计出的建筑平面结构简单规则，美观大方且完善得体。

3总结

建筑结构概念设计是结构设计者即要站在理论的基础上对结构设计的方方面面进行合理的分析与统计，推测出可能出现的结果及影响，并针对设计中难以精确计算和测量的问题，依据丰富经验进行重新审核和计算，以实现结构总体设计方案的优化。又要站在宏观的角度对结构的整体性进行把握，考虑整体结构与分支结构的融合程度、适应程度及匹配程度，以达到整体建筑结构设计方案的和谐与统一。总之不管怎么定义，用发展的眼光来看，建筑结构概念设计是一项系统且重要的思维创新，得到了设计界的一致认可，在建筑结构设计中发挥着越来越重要的作用，相信随着时代的进步此种设计理念会更加完善，必定会成为未来建筑结构设计的主流。而文章笔者发表的关于结构体系、基础设计、抗震设计、结构计算和建筑平面结构的概念设计方法只是个人的一些拙见，论述不成熟之处望多提宝贵意见。

参考文献

[1]郑军辉;概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用[J];城市建筑;2012年11期

[2]高鹏;乔可义;重视概念设计,提高建筑结构设计的质量[J];黑龙江科技信息;2011年03期

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随着我国经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，人们对建筑结构设计水平、安全性的要求也日益增多，为了满足人们的需求，建筑结构设计中应该积极使用结构概念。所谓结构概念设计主要是指不通过数值的复杂计算，通过整体结构体系和结构子体系之间存在的力学关系、相对刚度、结构破坏原理、工程试验中得到建筑结构设计思想，进而确定建筑结构的整体布置，确保建筑设计方案的科学性和合理性，满足建筑物的使用功能。为此，应该进一步加快建筑结构设计中结构概念的应用研究，促进我国建筑行业的长期可持续发展。

一、建筑结构设计中结构概念应用的重要性

我国建筑行业的结构设计理论大都经过经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算等几个发展阶段，在建筑行业内大都使用概率极限状态理论，以此为建筑结构设计的准则，概率极限状态理论在进行建筑结构设计时具有一定的先进性，在运算过程中存在一定的先进性，大都只能将其视为近似概率法，但是依靠这一方法难以精确估计建筑物的真正承载力。而且在进行建筑结构设计时，存在很多不可计算的结构设计，例如建筑物的内应力计算，主要是依照弹性理论方法进行的，但是截面的设计需要依照塑性理论方法进行，这两者之间的矛盾导致在实际计算时，不管使用哪种方法都可能会造成另一种实际状态的偏差。为了解决这一矛盾，建筑结构的概念应用就显得极为重要，设计者从建筑结构设计的整体出发综合考虑，确保可以从客观真实的反映建筑物构架各个方面的不同功能。在建筑结构设计的初级阶段，建筑物的很多部位难以通过计算机演算出来，这时设计师可以使用建筑结构概念并依照自己的经验时使其达到设计要求。

建筑物属于空间结构的一种，内部的各个构件通过各种方式进行工作，构件之间往往与建筑结构的总体结构体系紧密相连，建筑设计师要想提高建筑结构设计水平就必须高度重视建筑整体结构体系与各个基本体系之间的力学关系，把建筑结构概念应用在实际的建筑结构设计中。

二、建筑结构设计中结构概念的应用

现有一座20层的高层建筑物，建筑物面积为30.69m2，建筑物高度为65.9m,z主体的平面形状是凹字形，宽为36.56m,长为68.23m,是一种不规则的平面结构体系。此外，建筑物还设有三层商场，一层地下室，建筑物的结构功能比较复杂，为了确保建筑物结构的安全性，该建筑物的结构概念主要体现在以下几方面，一是建筑物尽量使用轻质的墙体，减轻楼层的自重，降低地震力，加强地下室外回填土的夯实，并通过使地下室高强度侧壁与周边回填土的作用，提高建筑物结构的稳定性。二是依照建筑物的自然条件选择框剪结构，满足高层建筑物混凝土结构技术规程对七度抗震设防区建筑高度和高厚比的标准要求。三是增大建筑楼层的外周边框架梁，增加竖向刚度变化大的楼层平面刚度，加强周边抗侧力构件的联系，合理布置楼层平面结构，注重建筑物结构的整体性。四是在建筑物结构的抗侧构件布置时，为了加强建筑物结构的抗侧移以及扭转的刚度，应该在建筑物的外周边转折处以及每部梯间设置水平的侧力构件，使质心与刚心重合，减少在水平作用下，由于建筑结构偏心导致的空间扭转效应。此外，为了减少温度伸缩而引起的混凝土裂缝，设计人员应该在主楼的中部设置伸缩后浇带。

1．建筑结构设计中结构概念的应用原则

首先，建筑设计师应该坚持精选结构简图的原则，结构概念设计应该建立在结构设计的基础上，通过计算工程简图的方法进行分析。精选建筑结构简图是保证结构概念设计准确合理的重要条件，设计师一旦选择了不合适的结构简图就会给概念设计以片面依据，进而在建筑结构设计中出现失误，导致建筑工程出现质量问题，为此建筑结构设计师必须保证建筑物的结构简图误差控制在合理范围内，同时在严格审查和分析结构简图。

其次，建筑设计师必选坚持合理选择结构方案的选择，设计师最终选择的建筑结构设计方案必须可以满足建筑物设计的经济安全合理设计原则，建筑物结构概念设计的方案可能会有很多中变化，但是相关设计人员必须将各个方案加以对比分析，选择其中最可行最经济合理的方案，在进行方案对比时，应该对建筑工程的材料质量和地理环境等做出正确评估，并且与建筑结构设计各个环节的专业人员进行交流沟通，最终选择合适的建筑结构设计方案。

最后，建筑设计师应该坚持精确分析计算结果的原则，随着信息科技的快速发展进步，市场上使用的建筑结构设计计算软件种类复杂多样，并且每一种设计计算软件的计算结果各不相同，这在很大程度上增加了建筑设计计算的难度，为此建筑结构设计师应该依照建筑设计的具体需要，并结合不同软件的程序设计原理和技术条件，选择最合适的计算软件，确保计算结果的准确性。

2．建筑结构设计中结构概念的应用范围

在建筑结构设计过程中，建筑结构概念的应用范围主要包括水平侧移、水平荷载、结构的连续性和延性等几个方面，通过结构概念的应用提高建筑结构设计的科学性和合理性。其中水平侧移是指建筑物在水平荷载的作用下，不同高度层发生的不同程度的水平侧移，譬如，建筑物在受到地震力的作用时，水平侧移会十分明显；在风力的作用下，建筑物的顶部结构的侧移量会与建筑物的高度成四次方成关系；在建筑物结构的侧移范围超过一定范围之后，会引起建筑物的顶部结构失稳，甚至倒塌，建筑物的结构会因为受到水平侧移的作用出现不同程度的破坏，严重影响建筑物的正常使用寿命。

水平荷载主要是在建筑结构设计中考虑的因素有地震力和风力。通常情况下，在水平均匀荷载的作用下，垂直的平面结构构件弯矩与设计建筑总高度之间是二次平方关系，为此在进行建筑结构设计时，设计师为了保证风的荷载畅通的经过建筑物表面，即受水平荷载作用的限制， 建筑物的总高度和建筑平面的形体形状设计则可以使用结构概念，减少繁琐计算，与此同时，设计师还应该重视结构设计的结算，确保单个构件和整体建筑结构的安全性。

建筑物构件的连续性是指建筑物构件的连接处受力方向突然发生变化时，应力会突然集中，建筑构件的连续性可以减少这种内应力，使得建筑结构的应力均匀分布，不至于过于集中，进而降低建筑材料受应力集中影响，出现材料耗损的情况，维护建筑物结构材料的性能。建筑物结构的延性主要是指建筑物的结构构件在受到力的作用时，建筑物构件会屈服变形，由于建筑物构件的塑性变形依然存在，作用力对建筑物结构产生的效果可能会通过建筑物构件的变形而缓解，使建筑物不至于倒塌。

三、结语：

随着社会的发展进步，建筑结构概念在建筑结构设计中的应用会被进一步推广，建筑结构设计师应该加强自身对结构概念的理解和掌握，汲取国内外的先进设计理念，增强自身的创新能力，进而提高建筑结构设计的整体水平。

参考文献：

[1]涂其付.建筑结构中概念设计应用的探析[J].江西建材,2011(02) .

[2]曾献军.浅议建筑结构概念设计[J].科技风,2011(08) .

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传统的建筑结构设计计算，以抗震设计为例，一般根据初步确定的结构断面尺寸、混凝土强度等级计算出结构刚度，再根据结构刚度计算出地震力，再进行配筋计算。但是，结构刚度越大，地震作用效应就越大，配筋量就越大，越不经济，恰恰是为了抵御地震力设置的大量钢筋却又增加了结构的刚度，增强了地震作用效应。那我们在概念设计中就可以考虑降低地震作用效应，隔震效能就是一个很好的设计概念：在基础和主体间设置柔性隔震层；加设类似于阻尼器的消能支撑；可能的情况下在建筑物顶部装设一个“反摆”。这样合理运用概念设计可降低地震作用效应达60%多，能用很经济的造价建造出很安全的建筑。当然，提出的这一思想在实际中可能运用不多，许多技术尚在研究之中，但恰恰说明了概念设计能够很好地拓宽设计思路。

1.结构概念设计与建筑方案的关系

结构概念设计是指结构工程师根据设计任务的要求，基于建筑师给出的建筑方案在现有的工程技术条件下，在安全、经济、合理的思想指导下通过构思、 初步建模电算等手段， 产生的一种或多种结构设计方案的思考过程。它必然地包含了建筑师和结构工程师对建筑产品的共同构想，在结构概念设计过程中，结构工程师从本专业角度出发本着与建筑师共同探讨、交流，和彼此适度合理地妥协的精神，最大限度地将最合理的结构构思融合进建筑设计方案中。因此， 结构概念设计和建筑方案设计一定是同步进行的， 结构概念设计与建筑概念设计一里一表、且互相支撑。可见建筑师和结构师相互配合、共同促进方案（建筑及结构）的形成是建筑设计活动早期的基本特征，它也是结构概念设计的一个基本前提。

2.概念设计的重要性

概念设计在建筑结构设计中起着关键性的作用，对概念设计合理有效的应用，不仅可以丰富结构工程师的实践经验，而且使其设计成果和设计理念也得以不断完善、创新。但在实际建筑结构设计中，多数建筑结构设计师将设计锁定在规范与设计手册等范围内，不敢承接新技术的机遇和挑战，缺乏创新精神和动力，使得建筑结构设计理念乏善可陈，没有什么突破和创意。而建筑结构设计理论和设计计算理论中总会出现计算与实际无法相符的问题或是存在无法计算的结构构件设计，这就要求概念设计结合结构措施来优化结构设计。而作为建筑结构工程师，需要综合自身所掌握的理论概念来选择经济适用、安全可靠的设计方案，所以，结构工程只有通过丰富自己所能掌握的结构概念，充分了解并合理运用各种结构性能，才能交出好的设计方案，成功完成设计任务。

3.建筑结构设计中概念设计的应用

3.1总体指标控制

计算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，结构的振型曲线，自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围中，总体指标对建筑物的总体判别十分有用。若刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，影响建筑物的使用。

因此，在小高层建筑房屋中，结构构件宜采用高强度材料，非结构构件和围护墙体应用轻质材料。减轻房屋自重，既减小了竖向荷载作用下构件的内力，使构件截面变小，又可减小结构刚度与地震效应，不但能节省材料，降低造价，还能增加使用空间。

3.2基础设计

研究地基基础对建筑抗震能力的影响，做出恰当的选择，已成为高层建筑结构设计的重要部分，基础是房屋的根基，是房屋中极为重要的组成部分，一幢房屋如果没有一个坚实可靠的基础，再好的上部结构也不可能正常发挥其作用，甚至可能导致上部结构的破坏与倾斜。

另外，筏板长度的设置也须研究探讨，由于考虑地下室的使用合理性，常规采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝，后浇带的作用是明显的，但也给施工带来了不少麻烦，甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。而有些高层，长宽均达一百米以上，中间就设置几条后浇带.也没有其他措施，这样是不妥当的。

3.3剪力墙设计

剪力墙中的连梁跨度小，截面高度大，在地震作用下弯矩、剪力很大，有时很难进行设计，如果加大连梁高度，配筋值有时反而更大。连梁高度一般是从洞顶算到上一层洞底或从洞项算到楼面标高。对于门洞，上述所示情况梁的高度是一样的；但对于窗洞，连梁高度如果从窗洞算到上一层窗底，有时则高度太高，这样高跨比太大，并且与计算图形不符，相应配筋亦较大，不合理。建议连梁高度计算与设计统一规定从洞顶算到楼板面或屋面，对于窗洞楼面至窗台部分可用砖或其他轻质材料砌筑。对于窗台有飘窗时，可再增加一根梁，两根梁之间用砖填充。连梁配筋应对称配置，腰筋同墙体水平筋。

4.结构概念设计措施

为保证建筑结构的安全可靠性，提高建筑物的抗震性能 结构概念设计所采用的措施应该从保证安全、全面防震方面下手，主要有：（1）选择有利于抗震的建筑场地条件，提高建筑物稳定性，避开不利地段或采取有效防震措施；（2）选用符合抗震要求的高强度结构材料，同时保证建筑结构的延性和均质性，使建筑结构体系能达到建筑要求的抗震目的；（3）合理优化各结构构件的强弱，尽可能多设置抗震防线，使抗震防线在地震持续往复作用下能增加结构的抗震能力；（4）在提高结构抗侧移刚度的同时，选择性提高重要构件的延性，使建筑结构达到合理刚度与承载力分布，加强建筑物的抗震性能；（5）保证抗震的构造连接与经过计算的节点连接，把握好整个构造连接在规范内的度的问题，确保结构的整体性；（6）让建筑物的平、立面布置与概念设计的要求相符，杜绝不规则方案；（7）抛开常规的以计算机完成设计计算的方式， 合理运用设计的实践经验， 以概念结合实际问题进行综合的分析计算， 并实行合理调整。

由此可见，建筑结构设计中概念设计应用是非常重要的。在以后的工作中，我们必须注重概念设计的应用，通过应用概念设计，不但满足建筑设计的安全性，耐久性和舒适性，还要在此基础上，采用合理的结构体系。 [科]

【参考文献】

[1]卓少旭.浅析概念设计在建筑住宅结构设计中的重要性.建材与装饰（中旬刊），2007（10）.

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一个建筑物在进行实体建造之前需要有一个初步的设想，这个设想即是建筑设计。要想保证建设工程的安全性以及科学性，就必须对建筑设计的质量严格把关。当今社会，工程科技快速发展，人们居住理念不断提升，要求建筑结构要发展多元化，同时需求也要多样化，这也将对结构设计造成很大的压力。因此，对结构设计水平的提高进行研究很有必要。

1 概念设计对于建筑结构设计的重要性

1.1 建筑结构设计的中心思想就是概念设计

在进行结构设计时，将整体的概念应用于一个特定的建筑空间，最后实现建筑结构总体方案的设计，这也是一个结构工程师主要的任务。概念设计可以体现先进设计思想的本质，一般情况下人们的普遍想法是，一个结构工程师对概念设计成果的完善以及创新，将会在他们工作年限不断增加的过程中处理得越来越到位，然而这个规律只是一种假设，它只有在不被外部的一些条件加以约束限制的前提下才会出现。

在进行实际的操作时，伴随着不断明确细化的社会分工，对于大多数的结构工程师，他们不仅专业知识十分陈旧，而且缺乏概念设计的创新，在进行具体的设计实施工作时，他们也会十分依赖那些设计手册以及规范，抑或是进行模仿性质的创新，同时他们害怕于突破性以及自主性的创新，严重的甚至会产生抵触的情绪对于新的工艺以及建筑方面的新技术。

1.2 优秀的概念设计有利于建筑结构设计目标的实现

在当今社会，计算机结构程序设计一体化已经被广泛应用，这些结构工程师在使用计算机进行处理而获得的设计结果，它们存在的不合理甚至产生的错误都没有被结构工程师及时地发现，就是因为它们过分地信赖计算机的设计处理结果。同时这也就导致了它们失去了学习结构设计时的信念，这个信念就是要独立自主地进行结构设计，由此也导致了这些结构工程师很难在创新上出现突破性的进展。

概念设计十分重要有个最主要的原因，就是由于计算理论以及结构设计理论这二者有很多的不可计算性以及缺陷性。例如在设计混凝土的结构时，结构工程师是使用弹性理论这个计算方法来计算内力，然而在进行截面设计时，却是使用的极限状态设计方法，这个设计方法是基于塑性理论的。由于这个计算结果十分矛盾，就导致了设计的结构受力状态与计算结果相比，具有很大的差别，所以有必要对计算方法以及计算理论造成的差别进行弥补，要达到满足结构设计这个目标，就需要应用非常优秀的概念设计以及结构对策。

1.3 概念设计对初步设计阶段的作用显著

具有高精度是计算机处理的设计结果非常显著的一个特征，通常情况下，这会造成结构设计工程师误解结构工作性能，因此，结构设计人员必须培养较强的结构概念，只有这样才能够对结构工作性能理解得更加客观以及真实。从另一个角度出发，在设计方案的初步阶段才得以使概念设计的重要性明显体现，这是因为在初步设计阶段，结构设计人员需要完全依赖自身的专业知识，对知识加以运用，最后经过不断地进行优化以及组合才完成，因此结构工程师要加强学习结构概念，才可以在设计工作中做到游刃有余。

2 概念设计与结构对策在建筑结构设计中的应用

《结构概念和体系》这本书是由美国工程院院士林同炎所著的，书中对建筑结构设计中概念设计的设计实例以及设计基础知识都进行深刻而广泛的阐述分析。同时指出，在进行规划结构总体方案的设计时，可以用整体概念，并且指出了结构各分体系间的相互力学关系以及总体系设计的简化近似方法。这为建筑师以及结构设计人员能够创造性地相互配合彼此的设计，并且让设计出的建筑物达到人们的需求以及认可都提供了良好的借鉴。

2.1 结构效率与概念设计

在一定程度上，概念设计所遵循的是整体工作的原则。尤其是在今天，使用计算机技术来辅助结构设计已经变得非常普遍，这对结构设计人员的专业知识掌握程度提出了更高的要求，他们只有在具备明确的整体结构概念，才可以使他们设计出来的作品更加经济以及安全高效，同时还可以达到充分利用建筑材料的目的。换而言之，只有做出更好的概念设计，才可以更加高效率地应用建筑材料。特别针对我国，作为一个发展中国家，将建筑做到最好并且利用最少的资金，是进行建筑结构设计的最终目标。所以，只有在设计时充分利用材料，才可以最大限度地增加材料的结构效率。

有些构件的材料利用率非常低，例如最普通的受弯构件矩形截面梁，在应用结构概念进行分析时可得知，这是由于它特有的受力特点所决定的，这是由于应变梯度产生于梁的截面，

在构件处于轴心受力的状况下，就可以增加结构材料的利用率，因此平面桁架这种形式就应运而生了。我们可以这样理解平面桁架，把它看作“掏空”的梁，也就是把多余材料从梁中去除，不仅减轻自重又节省了成本；因此桁架的下弦对应着梁的受拉钢筋，上弦对应着受压边。

2.2 结构体系与协同工作

上部结构与基础的关系是结构的协同工作的主要表现，因此必须将二者看作一个有机的整体，将他们结合以来一起处理。比如对于砖混结构来说，将以构造柱以及圈梁为依靠，把基础以及上部结构结合为一个整体，而不是仅仅以基础本身的刚度为依靠，来防止不均匀沉降的现象出现，并且它也作为设置构造柱以及圈梁的一个中心。

在进行工业产品的设计以及制造时，普遍存在着协同工作的概念，并且这个概念对于进行建筑结构的设计工作而言，要达到让结构内部的每一构件满足共同工作以及相互配合的要求，做到这一点，既要在极限的承载能力状态下，使结构构件可以协同工作以及共同承受存在的力，又要满足使它们必须拥有共同的耐久寿命的要求，才可以使每一构件在同一时刻达到极限状态。

在理解协同工作时，也要求在结构受力状态下，每一构件在结构中都可以同时达到较高的应力水平。此外，在进行设计多层以及高层结构时，要尽量不出现短柱，这样做是要使承载能力同时处于最大状态，此时同层的各柱都处于一样的水平位移。对于梁的要求也是这样，在同一榀框架中长、短梁同时存在，也是非常不好的。在水平力的作用下，处于梁端的正、负弯矩非常大，而且短跨梁的剪力同样也很大，这时竖向荷载所起的作用也就不明显，协同工作原则是不允许这样的设计的。

3 小结

本文对建筑结构设计中的概念设计与结构对策主要从以上几个方面来分析。考虑问题的出发点不同也就导致分析的内容有所区别，但只要是在遵循科学准确的研究方法的前提下，所进行的探讨分析就是有价值的。要想促进建筑工程的快速进步与发展，还需要对建筑结构设计这项重要工作进行深入研究。

参考文献：

[1]赵百林.试论建筑结构设计中的概念设计[J].建材与装饰，2012 （14）.

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二、概念设计应用的注意事项

（一）结合建筑实际要求，选用合理、科学的建筑结构设计方案在实际建筑工程建设中，对建筑结构设计要求非常高。要想有效应用概念设计，取得良好的设计效果，就要保证建筑设计师具有丰富而合理的想象力，充分结合实际情况，综合分析建筑工程的施工条件、现场地理环境、材料供应能力等问题，同时，对结构框架的抗震节点、应力、总体布局等进行全面控制，保证建筑结构设计方案的合理性与科学性，进而确保建筑建设的顺利完成。比如，在建筑结构抗震设计中应用概念设计的时候，一定要充分了解建筑材料的性能，充分分析可预测以及不可预测的因素，重视整体概念设计理念，采取一些隔震对策，尽可能降低地震或不可抗力对建筑物的影响，避免建筑物受到破坏，实现建筑结构设计的预期效果。（二）不能盲目定论，选用合理的计算简图计算简图是建筑设计师进行结构设计计算的前提与基础，是保证建筑结构安全的重要因素，因此，建筑设计师一定要根据实际情况，选用合理的计算简图，在确保数据精准的条件下，进行结构概念设计，保证建筑结构设计的完美，避免出现因为建筑结构设计不当影响楼层稳定性、安全性的问题，进而促进建筑结构设计的可持续发展。（三）不可太过依靠计算机，正确分析计算结果在建筑结构设计计算中，建筑设计师主要就是借助计算机完成计算，因为计算机软件种类较多，又存在着一些缺陷，导致计算结果存在着一定的差异。针对此种情况而言，需要建筑设计师根据自身专业水平与业务技能，认真分析计算结果，展开反复的对比与审核，输入正确参数，选用合理、科学的计算结果，保证建筑结构设计的理想化、科学化、人性化、安全化。

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Abstract: with the continuous development of China's economy and the progress of the cause of building, also obtained the rapid development, continuous development in the construction business conditions, structural design method is more and more, strengthen the study on building structural design, become the important way to enhance the quality of construction. Conceptual design as the main approach to architectural design innovation, has been widely used in the design of building structures,

Key words: conceptual design; structure design; promote

中图分类号：TU318文献标识码：A

引言

概念设计作为创新设计的重要形式，其优点越来越多的体现出来，被更多的建筑结构设计师所发现和采纳，并成为当前至今后一段时间建筑结构设计的重要思想。所以，加强对建筑结构概念设计的研究，有着重要的理论和现实意义。本文在分析概念设计内涵的基础上，就建筑结构设计中概念设计的应用策略进行了分析。

一、建筑结构设计中概念设计的内涵

（一）概念设计的内容分析

概念设计指的是在建筑结构设计的开始阶段，建筑设计工程师按照已有的建筑设计理论，并根据工程的施工经验，从宏观的思维出发，对建筑结构设计的策略做概念性的评价与选择。设计师通过将整个建筑结构的系统布局做必要的抗震保护，以提升建筑结构设计的合理性。所得到的方案一般概念清晰，定位准确，便于进行手算，有效的避免后期设计过程中产生的一些繁琐的计算，提高建筑设计的经济性和可靠性。同时，概念设计也是进行计算机内力分析输出数据可靠性判断的主要依据。

（二）概念设计的基本步骤的分析

在建筑结构设计过程中，概念设计是在建筑设计师不断满意的过程中实现的，概念设计的过程可以划分为下面三个步骤：

第一个步骤：分析阶段，即对设计问题做全面理解的过程。分析阶段的主要特征是设计系统信息的模糊性，在进行分析的过程中，手中掌握的数据是不全面的，可供设计师使用的陈述同样需要进行陈述和充实。

第二个步骤：综合阶段，即实现解决方案的一个过程。在这一步骤实施的过程中，设计师通过使用各种专业知识，按照所积累的工程经验，将建筑设计的大体思路，借助于图纸的形式表达出来的过程。这一过程的主要特点是通过设计师的灵感和专业思维发挥主导作用，以实现建筑结构设计图纸的表达和产生。

第三个步骤：评估阶段，即对设计出的方案做有效判断和选择的过程。这一阶段的特点是循环的过程，该循环过程会持续到双方对方案满意为止。建筑结构设计人员在作出评估的时候，会通过各种功能模型、计算手段等对比各个方案的优势，以更好的获得建筑施工的经济性和建筑施工技术的可行性。

二、概念设计的重要意义分析

概念设计师体现建筑设计师先进设计思想的关键，一个优秀的建筑结构设计师能够通过运用特定空间中的系统概念，来进行建筑结构总体方案的有效设计，并将建筑设计的目的有意识的同建筑构件与整体结构的关系进行巧妙的处理。一般情况下，优秀的建筑结构设计师其概念设计的创新是有效的，随着他们对建筑概念设计的研究，其设计的成果会越来越鲜明，设计的创新度也越来越高。当前在分工细化的市场环境下，大部分结构设计师更多的是依赖于各种建筑设计的规范、建筑结构设计手册、电脑程序等进行传统的建筑结构设计，这在一定程度上缺乏了有效的创新。在计算机一体化应用的今天，设计师往往不能够及时的发现建筑结构设计中的一些不合理的内容。随着设计师年龄的不断增长，使得他们已有的建筑设计概念逐渐模糊甚至遗忘，影响了建筑设计成果的创新。注重建筑结构概念设计的意义，还因为当前的建筑结构设计的理论同计算机理论之间存在一些缺陷和不足，例如在进行混凝土结构设计的时候，内力的计算是在弹性理论的计算方法基础上的，而建筑结构的截面设计却是在塑性理论的极限条件下进行设计的一种方法，这个矛盾的存在使得计算的结构，同建筑结构的实际手里状态有着很大的差异，为了对这种计算理论缺陷作出补偿，尤其需要建筑结构设计师优秀的概念设计措施来改正这些缺陷。

三、概念设计的建筑结构设计中的应用

在建筑结构设计的过程中，协同工作概念，指的是要求整个建筑结构内部的每个构件，

实现相互间的配合，共同支撑建筑结构质量，协同工作及要求建筑结构构件，能够有效的承载极限状态的受力，同时当受力达到极限状态的时候，还需要各个构件能够实现共同的耐久寿命。建筑结构的协同工作主要表现为：建筑基础同建筑上部结构的关系方面，一定要将建筑的基础同建筑的上部结构看成是一个系统，不能将这两部分分开来进行处理。比如，对于砖混结构的建筑物，一定要通过圈梁与构造柱，把建筑的上部结构同建筑基础连接到一起，而不能够单独依靠建筑基础的刚度来抵抗各种不均匀的沉降。

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中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

概念设计是指在建筑设计过程中，设计师对结构形式、结构的变形和内力等一系列设计关键点的总体把握，概念设计不完全依赖于计算机技术，顾名思义，它要求设计人员对结构具有总体概念和定性分析的能力。具体地讲，概念设计就是要求设计人员在整个设计过程中，对结构的选型、结构分析计算、截面的设计以及细部的处理等方方面面，结合自身以往的结构设计经验，对结构设计的各种影响因素进行全面详细的考虑，在此基础上，选择合理的分析处理方式，最终完成一份优秀的结构设计。

当前随着科技技术的不断发展，尤其是计算机技术发展突飞猛进，各种设计辅助软件层出不穷，在一定程度上，这些设计辅助软件为广大结构设计人员提供了非常多的便利，让设计人员不再陷入各种费时费力的计算工作当中，也进一步提高了设计效率，缩短了设计周期，从这一角度来讲，部分设计软件的优越性得到了大家的一致认可。少部分设计人员对概念设计的重视程度相比以前，存在着一定程度的下滑。需要看到的是，当前设计软件智能化远未达到进行独立设计的程度，因此不能迷信软件，实践证明的确存在着少部分设计人员由于过度依赖计算机，导致出现较为严重的设计失误，所有的结构设计人员都应该避免出现这种情况。

2 概念设计的重要性

（1）结构设计虽然经历了多年的发展，已经十分成熟，但时至今日结构设计仍然存在着一定的不可计算性，由此带来了结构设计中某些结构构件存在无法计算的设计问题，众多设计实践证明，此类问题通过良好的概念设计以及通过采用合理的结构措施都可以解决。另外，设计软件计算结果数字化，久而久之，设计人员对结构设计的认识也存在着一定的“数字化”，长期发展下去必然导致设计的呆板、僵化。但概念设计很大程度上可以弥补当前这一方面的缺失，经过对概念设计的良好学习，设计人员可以对自己的设计方案有更加直观的认识，对结构的工作性能也有更深刻的体会。

（2）概念设计对方案设计也有着重要影响，初步设计当前还无法通过设计软件进行设计，因此在这一阶段，需要设计人员在没有设计软件高度精确的数据支持下，通过良好的概念设计能力，优选出效果与经济性俱优的结构方案。良好初步设计要求工程师不断丰富自身的结构概念知识，对各类结构的工作性能有着清楚而深刻的认识，并能够在设计工作中灵活运用。

3 概念设计的主要工作内容

概念设计的工作内容主要包含以下四个方面：

第一个方面是结构体系，概念设计阶段要重视结构的选型、注重建筑物平面与立面布置的规则性、重视结构体系的抗震与抗风性能、对结构体系的经济性进行优选。

第二个重要方面是结构布局，要对整个结构的布置进行整体把握，合理分配，尽量确保结构的质量、刚度与承载力能够合理布置，尽量规避采用不规则的结构设计方案，避免出现传力途径间断、结构局部削弱或刚度发生突变、某些部位出现过大应力集中等情况，对结构设计方案中的薄弱部位采取合理的抗震措施，确保结构拥有足够的变形能力的同时又能确保其薄弱层不发生转移。

第三个重要方面是结构构件，要确保各个结构构件既有必要的抗震承载力与刚度，又拥有良好的承受非弹性变形的能力，可以设置多道抗震防线，保留一定数量的内外剩余度，以保证结构的局部破坏不会引发大范围的倒塌。

第四个重要方面是结构的连接，结构构件的连接构造是需要重点考虑的部位，要确保结构各个节点之间的连接非常可靠、具有良好的延性以及具备耗散一定能量的能力，使得结构具有良好的整体稳定性。

4 建筑结构设计中概念设计应注意的问题

（1）适宜刚度概念

在建筑结构设计中，合理地确定建筑物的刚度是非常重要的。建筑物的刚度不宜太大，刚度大，结构自振周期就短，在地震时结构所承受的地震作用就大，相对后果较重，且造成材料的浪费；刚度也不宜过柔，过柔的建筑结构在地震时就会产生过大的变形，影响其强度、稳定性和正常使用。

（2）充分认识和掌握结构的破坏机制和塑化历程

建筑结构的破坏机制一般分为楼层破坏机制和整体破坏机制，设计人员在设计中应尽量避免结构产生楼层破坏机制，因为这种破坏机制说明结构中存在着薄弱环节，即在其它构件承载能力尚未充分发挥作用之前，整个结构已经提前破坏，设计人员的责任和主要任务就是努力实现理想的建筑结构的整体破坏机制，就是正确布置和掌握塑性铰出现的位置和出现顺序。

（3）等强度与耗能设计原则

这是抗震结构总体设计时必须认真考虑的设计原则，在结构设计中一定要避免由于设计考虑不周，或施工的局部缺陷，造成在水平作用下部分主要承重结构提前破坏，整幢建筑物连续破坏的局面。在结构的整体设计上要注意加强薄弱环节，尽量做到等强度，在注意等强度设计原则的同时，一定要注意使建筑结构在恰当的部位具有能消耗大量能量的性能，一个好的结构设计必定是一个好的耗能系统。在选择主要耗能构件时应注意以下几点：1）耗能构件的屈服应力仍然处于弹性阶段工作的构件的约束，即它们的屈服在整个建筑结构中应该是局部性的，不至于引起整体破坏；（2）耗能构件不应选用主要承受竖向荷载的构件，如柱、剪力墙等；3）为了更多地消耗地震能量，耗能构件应有相当的数量，且这些耗能构件应有较好的延性。

（4）结构延性设计原则

结构延性一般用延性系数表示，它表示的是结构极限变形与屈服变形的比值，该比值越大，结构的延性越好，如果组成整体结构的各个构件均具有较好的延性，那么整体结构本身会有较好的延性。

（5）强柱弱梁设计原则

强柱弱梁设计原则，其目的就是为了保证在强地震作用下，框架结构塑性铰首先在梁上发生而不在柱上发生，避免框架结构出现楼层破坏机制。

5概念设计的意义

（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。

（2）弥补设计、计算理论的不足

目前的结构设计计算水平难以有效地保证结构设计的抗震、抗风性能，尤其是抗震设计。以“5・12 汶川大地震”为代表的近几年国内外几次震害的经验教训充分说明，从某种意义上讲，概念设计确实比分析计算更为重要。目前，现行的结构设计理论和计算理论仍然存在着一些缺陷：如对混凝土结构设计，内力计算采用基于弹性理论的计算方法，而截面设计则采用是基于塑性理论的极限状态设计方法，两者的矛盾使计算结果与结构的实际受力状态存在较大差距。为了弥补设计、计算理论的缺陷，或实现对实际存在的大量难以计算的结构构件的设计，也需要概念设计与结构措施来共同满足结构设计的需要。

（3）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做出更为正确的选择。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。

6 结束语

结构设计历经多年的发展，目前已经趋于成熟，尤其是以计算机技术为代表的科技爆发式发展，对结构设计也带来了巨大的影响，工程软件如雨后春笋般出现并在工程实践中大量应用，随之出现了少部分设计人员过于依赖计算机技术，使设计偏离了其原有轨道。在这样的时代背景下，概念设计成为一座将建筑与结构联系在一起的桥梁，使得两个专业的设计人员在这一平台上进行沟通与交流。概念设计的存在，也是对纯计算式设计一统天下的否定，但它又不是与结构计算分析对立的，相反概念设计可以弥补结构计算分析当前存在的不足，而且对结构计算分析提出了更高的要求，做到正确理解规范和灵活运用规范，做到概念设计与计算设计的相辅相成，使结构概念设计更加科学化与合理化，进一步推动计算机分析计算技术发展迈上新的台阶。

综上所述，建筑结构的概念设计对结构工程设计具有举足轻重的作用，可以说得上是结构工程设计的灵魂。可喜的是，当前越来越多的结构工程师开始接受概念设计的思想，并逐步应用到日常的设计工作中，概念设计正发挥着越来越重要的作用。

参考文献：

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[2]樊永华.概念设计在结构设计中的应用[J].山西建筑,2008,34(12):84-85.

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

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中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

建筑结构的防震设计对于一个同我国这样的地震频发且震区范围广的国家而言极为重要。因地震的发生总是不确定的，目前全世界对于地震的预测仍无能为力。所以我们应该从防震角度考虑，对症下药，建立良好的抗震体系。良好的抗震概念设计是保证建筑工程质量性、抗震性、安全性的一项重要手段，因此必须了解建筑物或是民用基础设施和地面相互的关系，通过评估预见地震潜在的后果。设计、修建和维护结构，使其在地震发生时能达到法规规范的要求。在此背景下，防震概念设计得到了建筑结构设计师的肯定，成为了结构设计的重要组成部分，为结构设计的发展提供了新思路、新方向。本文从两大方面对建筑结构设计中的抗震概念设计进行详细的分析。

1 概念设计

概念设计涵盖了从用户需求分析到概念产品生成的设计活动全过程，这一系列设计活动是有顺序、目标和组织的。概念设计表现出了一个理念从模糊到清晰、从具体到抽象、从粗到精不断变化的过程。它是从设计概念出发，以设计概念作为主线贯穿于整个设计过程的一种设计方法。作为全面完整的设计过程，概念设计通过设计概念把设计师感性思维与瞬间思维统一上升为理性思维，进而实现整个设计。在现代建筑业中，概念设计被广泛用在建筑的结构设计中，有其特殊的含义和重要性。

1.1 含义

在建筑的结构设计中有理论设计与概念设计之分。理论设计是指结构工程设计师在计算理论与规范的基础上，假设结构的计算模型与受力状态，并通过分析计算结构获得数据式结果，进而根据结果来进行结构设计这样的设计方法。而概念设计则是无需计算数值，只根据整体的结构体系和分结构体系间存在的力学关系、震害、结构被破坏的机理以及工程现象和实验现象的设计基本原则及思想，来完成建筑结构整体布置和细部构造过程确定。

1.2 重要性

作为结构工程师，其主要的任务就是运用整体概念在特定建筑空间当中完成结构整体方案设计活动，并要有意识地对结构与构件以及不同结构之间的关系问题进行处理设计。在现代社会，几乎在全部的结构设计中都运用到了概念设计的设计理念。概念设计在结构设计中有着重要意义，其重要性的体现如下：

（1）目前的结构设计与计算的理论都存有很多的缺陷及不可计算性，概念设计的运用可以弥补计算理论当中的缺陷，并完成现实中存在的不可计算的结构构件设计活动，从而满足结构设计需求。

（2）在结构方案设计的最初阶段，其设计过程不能依靠计算机完成。这就要求结构工程设计师在确定性价比最高的结构方案时综合运用概念设计中蕴含的设计概念。

（3）通过计算机的分析计算所得结果具有高精度的特点，有些结构设计师过度依靠计算机与设计软件，对于结构工作的性能产生误解，在结构设计中走上传统性、习惯性的方向，盲目相信计算机计算的结果，对其不合理性与错误性有所忽视，导致建筑结构产生安生隐患。概念设计要求设计师从实际工程的结构需求出发，综合考虑各种因素，可以破除结构工程师对计算机设计软件的盲目信赖，对于结构设计的发展和革新具有重要的推动作用。

2 防震概念设计

这一概念设计涵盖了从建筑防震需求分析到防震结构成形的全过程，是按照地震灾害的基本情况与多发带建筑工程经验等所形成的设计基本原则与思想，进行建筑结构整体安排和细部构造的设计活动。由于地震破坏作用与机理具有复杂性与不确定性，且结构模型假定情况有别于现实状况。因此，很难对建筑物遇到地震的参数与特性进行准确的预测活动。基于这样的情形，工程抗震并不能完全依靠计算机的模拟设计来解决，而是要从概念设计出发。

2.1 作用原理

在建筑的结构设计中，抗震概念设计的主要作用是促使建筑整体结构耗散地震能量，以免在结构中产生薄弱敏感部位。如果地震能量聚散活动只是集中于部分薄弱区域，就会过早破坏结构。在现代抗震设计中，一定要基于对整个结构在耗散地震能量方面的作用发挥，才能根据常见小地震的作用情况来计算结构、设计构件截面以及相应构造措施。若有需要，可以采取弹性时程分析方法来进行补充计算，并试图满足罕见大地震作用下的建筑结构稳定需求。

2.2 设计要求

为保证建筑结构的抗震能力与抗震需求相适应，抗震概念设计可以从宏观角度对结构抗震性进行控制，其具体要求如下：

（1）应选择利于抗震的场地与地基，并采用相应措施来维护地基稳定性，以免由于地面变形产生直接危害；

（2）基础设计要合理。属于同一结构的单元部门不应设置于不同性质的地基土上，也不适合选取不同基础形式。在进行防震概念设计的时候，要最大程度地挖掘和发挥地基潜力；

（3）就建筑物的体型而言，应从对称、规则、简单入手，保证质量及刚度的变化时均匀的，从而达到减少地震作用下出现的变形现象、应力集中反应以及应力扭转现象的目的；

（4）结构体系的选择要合理，其抗侧构件应当均匀对称。要设置多道建筑结构抗震防线，结构布置应当传力便捷、受力明确，以免在局部产生薄弱环节；

（5）各类构件间的连接要安全可靠，且应具有一定变形能力与强度，从而提高建筑整体结构的抗震性能；

（6）要注重结构空间的整体性，加强其平面连接，并确保其竖向的整体刚度符合抗震需求；

（7）强调处理非结构构件的重要性。要充分发挥非结构构件对于主体结构有利的影响作用，避免因为不合理的构件设置危害到整个主体结构的抗震性能；

（8）结构自重应尽量减轻，减少其对地基土产生的压力，进而将传送给建筑物的地震力降低。

2.3 实际运用