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【摘 要】建筑结构概念设计是未来建筑设计的发展趋势。将概念设计理念引入建筑结构设计当中，进行创新，并且将其应用到节约建筑成本、提高建筑安全性的建筑设计当中，非常有利于我国建筑业的长远发展。本文对概念设计的内容进行了相关阐述，分析了概念设计对在筑结构设计中的应用及其重要性，对建筑结构设计水平的提高具有现实意义。
【关键词】概念设计；建筑结构；设计探讨
1.引言
结构概念设计不是某种具体的方法，它贯穿在结构设计的每一步骤，它包括方案布置、结构计算、结构构造等，它是结构工程师的基本功。工程师对概念设计的掌握是一个不断学习和积累的过程，是通过力学知识和力学规律建立结构受力与变形规律的各种概念，对历年来国内外震害分析，模拟试验的定量定性分析以及长期以来国内外的设计与使用经验分析、归纳、总结，大量工程经验的日积月累。建筑结构具有前瞻性，结构设计人员可依据工作实践经验，以及对建筑整体结构布局的判断与了解，从宏观层面，决定建筑的形态、结构等基本问题，从而构思整个建筑设计方案，避免因错误判断或经验不足而造成与客观事实不符的具体问题。如今，概念设计广泛的应用于多、高层建筑设计中，尤其是在高层建筑抗震设计中，发挥着重要的作用。
2.概念设计在应用中应遵循的原则
2.1合理选择设计方案
合理的方案设计包括结构方案、基础方案等，以结构方案为例，建筑建设之前，应根据建筑的使用功能、房屋高度、施工现场的地质水文条件、周边环境、施工技术条件和建筑材料供应情况、有无抗震设防要求等进行详细勘察了解，并以此为依据，制定出多种不同的结构方案，从中挑选出最适当的，以达到方案的可靠性、可行性和合理性。
2.2 概念设计的基本原则
结构应简单，具有直接和明确的传力途径；沿建筑物竖向，建筑造型和结构布置应均匀，避免刚度、承载能力和传力途径的突变，限制结构在竖向某一楼层或少数几个楼层出现薄弱部位；建筑平面应规则，平面结构布置均匀，使质量分布与结构刚度分布协调，限制质量与刚度之间的偏心；结构沿平面上两个主轴方向应具有足够的刚度和抗震能力；楼盖能提供足够的面内刚度和抗力，并与竖向各子结构有效连接，使各抗侧力子结构协同工作，楼板的平面尺寸和刚度应避免急剧变化；抗震房屋应设计成具有高延性的耗能结构，并具有多道防线；基础与上部结构应可靠连接，使基础与上部结构协同工作。
2.3 合理选择计算简图
计算简图对于保证结构的安全来说至关重要。通常情况下，建筑结构发生安全事故往往是由于计算简图的不正确导致的。设计师必须要根据实际结构合理选择计算简图。实际结构和计算简图之间必然会有着一定的误差性，不可能做到完全一致，如果误差存在于允许的范围之内，便仍可正常使用，但是如果存在的误差超出允许范围，就需要对计算简图重新进行计算处理。
2.4 结构计算分析软件的选用
目前应用的分析软件多数为有限元程序。有限元法的基本思想是用有限个离散单元的集合体代替原连续体，采用能量原理研究单元及其离散集合体的平衡，以计算机为工具进行结构数值分析。它避免了经典弹性力学获得连续解的困难（建立和求解偏微分方程），使大型、复杂结构的计算很容易地在计算机上完成，应用十分广泛。比较典型的有限元程序有国内的SATWE、PMSAP，国外的SAP2000、ETABS、MIDAS等。结构设计中不同的计算软件所得到的计算结果往往也会各异。因此，设计师应该对计算软件程序有着全面和深刻的了解。结合建筑自身的特点，挑选出适合的计算机软件。设计师要根据自己的工程经验以及专业的理论知识，输入正确合理的计算参数，认真校核分析，对计算结果进行认真、仔细的比对分析。
3.结构概念设计的重要性
结构设计工程师在每一项工程设计的开始，即建筑方案设计阶段，应凭借自身拥有的结构体系功能及其受力、变形特性的概念和判断力，用概念设计帮助建筑师开拓或实现建筑物业主所想要的，或初步构思的空间形式及其使用、构造与形象功能。与建筑师一起构思总结构体系，并能有意识地利用和发挥结构总体系与主要分体系、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，运用概念性近似估算方法，可以迅速、有效地对结构体系进行构思、比较、选择。所得方案往往概念清晰、定性正确，避免了后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的的经济可靠性能。同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
4.概念设计在建筑结构设计中的应用
4.1建筑选址
结构概念设计应遵照相关规范，从抗震的角度出发，勘察和选址。以此作为建筑结构设计的前提，选出最合适的建筑场地。
4.2结构选型
通过结构概念设计，选择结构规则对称的建筑主体、合理的结构刚度及合理的基础形式。建筑物的结构体系根据不同的建筑而有所不同。不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面布置、立面体形、楼层高度、水电管道的设置、施工技术的要求、施工工期的长短和投资造价的高低。
4.3合理布置抗震防线
冲击性、反复性、短暂性和随机性是地震的主要特性，所以应结合建筑结构概念设计，设置多道抗震防线，从而减轻地震对于建筑的损害，提高建筑的稳定性、安全性以及抗震性能。
4.4抗震设计
建筑的稳定性和安全性与建筑自身的抗震能力有直接关系，所以，结构设计人员设计高层建筑时，应将建筑的抗震设计摆在重要位置，通过建筑本身抗震设防，减少地震的强烈震动带给建筑的影响和破坏。对于建筑的整体结构而言，敏感薄弱和坚固抗震的部位同时存在，当地震来临时，震动波如果集中于建筑上的敏感薄弱部位作用，则很容易损坏建筑结构，甚至会使建筑瞬间倒塌。而为了提高建筑损坏抗震能力，设计人员可以通过对建筑结构合理的布置，当震动波在建筑作用而产生强烈震动时，分散其受到的冲击作用，使建筑的稳定和安全得到保障。建筑抗震概念设计需要注意几个问题：（1）对场地和地基的选择。应对建设场地进行详细勘察，摸清地形、地质情况，选择位于开阔平坦地带，具有坚硬场地土或密实均匀中硬场地土的对抗震有利的地段。 （2）结构构件传递地震力的合理性.结构体系应合理选择，使结构明确受力、简洁传力。结构体系受力复杂时可同时设置多道抗震防线，使建筑结构的抗震性能得到保障。（3）是建筑的外观设计，建筑立面应做到简单、对称，建筑结构规则，确保刚度沿结构分布的对称性和均匀性，避免刚度突变，使质量中与刚度中心靠近。（4）是建筑结构的整体性.结构构件之间的稳固连接可以保证连接部位的强度和变形能力，并提高结构的抗震性；并且关注结构的空间整体性，结构的整体稳定性有所保证。（5）是刚柔相济的原则。抗震结构设计中要对结构的刚度和韧性统筹考虑，在满足变形的情况下，使结构的抗震性能得到提高。
4.5 建筑基础设计
基础设计时，地基基础的承载力和刚度应与上部结构的承载力和刚度相适应。当上部结构与基础连接部位考虑受弯承载力增大时，相邻基础结构及上部结构嵌固部位的地下结构，应考虑弯矩增大的作用。
5.结语
总而言之，概念设计是建筑结构设计的重要组成部分。结构工程师必须能以整体概念来构思总体方案（即总结构体系）的设计，了解总的与功能有关的内容，创造性的去探索总体系与构件设计的关系，并不断地反馈、优化。设计人员应重视相关结构的概念设计，将先进的计算机技术与自身的设计经验和实践实际相结合，使自身的设计专业技能不断提升，从而提高概念设计的水平。建筑群体反映出整个城市的市容市貌。建筑质量多由建筑结构设计的水平决定。设计师要将概念设计具体运用到实际的建筑设计中，设计出新颖，优质的建筑工程。
参考文献
[1]李国胜.混凝土结构设计禁忌及实例.北京：中国建筑工业出版社，2007
[2]建筑抗震设计规范GB50011-2010. 北京：中国建筑工业出版社，2010
[3]李芳.概念设计及结构措施在建筑结构设计中的应用[J].城市建筑，2013（20）.
[4]温殿伟.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用[J].门窗，2013（6）.（7）
[5]王若冰. 浅谈高层建筑结构概念设计的相关问题[J]. 中华民居（下旬刊），2013，（12）：43
【关键词】概念设计；建筑结构；设计探讨
1.引言
结构概念设计不是某种具体的方法，它贯穿在结构设计的每一步骤，它包括方案布置、结构计算、结构构造等，它是结构工程师的基本功。工程师对概念设计的掌握是一个不断学习和积累的过程，是通过力学知识和力学规律建立结构受力与变形规律的各种概念，对历年来国内外震害分析，模拟试验的定量定性分析以及长期以来国内外的设计与使用经验分析、归纳、总结，大量工程经验的日积月累。建筑结构具有前瞻性，结构设计人员可依据工作实践经验，以及对建筑整体结构布局的判断与了解，从宏观层面，决定建筑的形态、结构等基本问题，从而构思整个建筑设计方案，避免因错误判断或经验不足而造成与客观事实不符的具体问题。如今，概念设计广泛的应用于多、高层建筑设计中，尤其是在高层建筑抗震设计中，发挥着重要的作用。
2.概念设计在应用中应遵循的原则
2.1合理选择设计方案
合理的方案设计包括结构方案、基础方案等，以结构方案为例，建筑建设之前，应根据建筑的使用功能、房屋高度、施工现场的地质水文条件、周边环境、施工技术条件和建筑材料供应情况、有无抗震设防要求等进行详细勘察了解，并以此为依据，制定出多种不同的结构方案，从中挑选出最适当的，以达到方案的可靠性、可行性和合理性。
2.2 概念设计的基本原则
结构应简单，具有直接和明确的传力途径；沿建筑物竖向，建筑造型和结构布置应均匀，避免刚度、承载能力和传力途径的突变，限制结构在竖向某一楼层或少数几个楼层出现薄弱部位；建筑平面应规则，平面结构布置均匀，使质量分布与结构刚度分布协调，限制质量与刚度之间的偏心；结构沿平面上两个主轴方向应具有足够的刚度和抗震能力；楼盖能提供足够的面内刚度和抗力，并与竖向各子结构有效连接，使各抗侧力子结构协同工作，楼板的平面尺寸和刚度应避免急剧变化；抗震房屋应设计成具有高延性的耗能结构，并具有多道防线；基础与上部结构应可靠连接，使基础与上部结构协同工作。
2.3 合理选择计算简图
计算简图对于保证结构的安全来说至关重要。通常情况下，建筑结构发生安全事故往往是由于计算简图的不正确导致的。设计师必须要根据实际结构合理选择计算简图。实际结构和计算简图之间必然会有着一定的误差性，不可能做到完全一致，如果误差存在于允许的范围之内，便仍可正常使用，但是如果存在的误差超出允许范围，就需要对计算简图重新进行计算处理。
2.4 结构计算分析软件的选用
目前应用的分析软件多数为有限元程序。有限元法的基本思想是用有限个离散单元的集合体代替原连续体，采用能量原理研究单元及其离散集合体的平衡，以计算机为工具进行结构数值分析。它避免了经典弹性力学获得连续解的困难（建立和求解偏微分方程），使大型、复杂结构的计算很容易地在计算机上完成，应用十分广泛。比较典型的有限元程序有国内的SATWE、PMSAP，国外的SAP2000、ETABS、MIDAS等。结构设计中不同的计算软件所得到的计算结果往往也会各异。因此，设计师应该对计算软件程序有着全面和深刻的了解。结合建筑自身的特点，挑选出适合的计算机软件。设计师要根据自己的工程经验以及专业的理论知识，输入正确合理的计算参数，认真校核分析，对计算结果进行认真、仔细的比对分析。
3.结构概念设计的重要性
结构设计工程师在每一项工程设计的开始，即建筑方案设计阶段，应凭借自身拥有的结构体系功能及其受力、变形特性的概念和判断力，用概念设计帮助建筑师开拓或实现建筑物业主所想要的，或初步构思的空间形式及其使用、构造与形象功能。与建筑师一起构思总结构体系，并能有意识地利用和发挥结构总体系与主要分体系、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，运用概念性近似估算方法，可以迅速、有效地对结构体系进行构思、比较、选择。所得方案往往概念清晰、定性正确，避免了后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的的经济可靠性能。同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
4.概念设计在建筑结构设计中的应用
4.1建筑选址
结构概念设计应遵照相关规范，从抗震的角度出发，勘察和选址。以此作为建筑结构设计的前提，选出最合适的建筑场地。
4.2结构选型
通过结构概念设计，选择结构规则对称的建筑主体、合理的结构刚度及合理的基础形式。建筑物的结构体系根据不同的建筑而有所不同。不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面布置、立面体形、楼层高度、水电管道的设置、施工技术的要求、施工工期的长短和投资造价的高低。
4.3合理布置抗震防线
冲击性、反复性、短暂性和随机性是地震的主要特性，所以应结合建筑结构概念设计，设置多道抗震防线，从而减轻地震对于建筑的损害，提高建筑的稳定性、安全性以及抗震性能。
4.4抗震设计
建筑的稳定性和安全性与建筑自身的抗震能力有直接关系，所以，结构设计人员设计高层建筑时，应将建筑的抗震设计摆在重要位置，通过建筑本身抗震设防，减少地震的强烈震动带给建筑的影响和破坏。对于建筑的整体结构而言，敏感薄弱和坚固抗震的部位同时存在，当地震来临时，震动波如果集中于建筑上的敏感薄弱部位作用，则很容易损坏建筑结构，甚至会使建筑瞬间倒塌。而为了提高建筑损坏抗震能力，设计人员可以通过对建筑结构合理的布置，当震动波在建筑作用而产生强烈震动时，分散其受到的冲击作用，使建筑的稳定和安全得到保障。建筑抗震概念设计需要注意几个问题：（1）对场地和地基的选择。应对建设场地进行详细勘察，摸清地形、地质情况，选择位于开阔平坦地带，具有坚硬场地土或密实均匀中硬场地土的对抗震有利的地段。 （2）结构构件传递地震力的合理性.结构体系应合理选择，使结构明确受力、简洁传力。结构体系受力复杂时可同时设置多道抗震防线，使建筑结构的抗震性能得到保障。（3）是建筑的外观设计，建筑立面应做到简单、对称，建筑结构规则，确保刚度沿结构分布的对称性和均匀性，避免刚度突变，使质量中与刚度中心靠近。（4）是建筑结构的整体性.结构构件之间的稳固连接可以保证连接部位的强度和变形能力，并提高结构的抗震性；并且关注结构的空间整体性，结构的整体稳定性有所保证。（5）是刚柔相济的原则。抗震结构设计中要对结构的刚度和韧性统筹考虑，在满足变形的情况下，使结构的抗震性能得到提高。
4.5 建筑基础设计
基础设计时，地基基础的承载力和刚度应与上部结构的承载力和刚度相适应。当上部结构与基础连接部位考虑受弯承载力增大时，相邻基础结构及上部结构嵌固部位的地下结构，应考虑弯矩增大的作用。
5.结语
总而言之，概念设计是建筑结构设计的重要组成部分。结构工程师必须能以整体概念来构思总体方案（即总结构体系）的设计，了解总的与功能有关的内容，创造性的去探索总体系与构件设计的关系，并不断地反馈、优化。设计人员应重视相关结构的概念设计，将先进的计算机技术与自身的设计经验和实践实际相结合，使自身的设计专业技能不断提升，从而提高概念设计的水平。建筑群体反映出整个城市的市容市貌。建筑质量多由建筑结构设计的水平决定。设计师要将概念设计具体运用到实际的建筑设计中，设计出新颖，优质的建筑工程。
参考文献
[1]李国胜.混凝土结构设计禁忌及实例.北京：中国建筑工业出版社，2007
[2]建筑抗震设计规范GB50011-2010. 北京：中国建筑工业出版社，2010
[3]李芳.概念设计及结构措施在建筑结构设计中的应用[J].城市建筑，2013（20）.
[4]温殿伟.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用[J].门窗，2013（6）.（7）
[5]王若冰. 浅谈高层建筑结构概念设计的相关问题[J]. 中华民居（下旬刊），2013，（12）：43