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引言
在科技高速发展的今天，建筑形式日新月异，建筑师的思维也在不断创新，不断地为我们设计出新颖独特的建筑。结构设计也不能再停留在“规范+计算”的老模式上，结构设计师应充分利用自身所拥有的结构设计概念、经验、判断力和创造力去解决一个一个建筑难题，创新才是结构工程师对设计业主和社会的最大贡献。为此概念设计在方案及初步设计阶段就越来越显示出它的重要性。
1概念设计
概念设计的宗旨就是在特定的空间形式、功能和地理环境条件下，以结构工程师自身确定的理想承载力、刚度和延性为主导目标，用整体构思来设计各部分有机相连的结构总体系，并能有意识的利用和发挥结构总体系和主要分体系、以及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，用概念性近似计算虽然有一定的误差，但是概念清楚，定性准确，手算简单快捷，能很快地比较和选择出相对最佳的结构方案，乃至估算出主要分体系及其构件的基本尺寸大小，为以后的计算机分析提供比较确切的结构计算模型和所需输入的原始数据。同时也是施工图设计阶段计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
在高层建筑结构的概念设计中，除上述的以承载力、刚度、延性为主导目标，实施多道防线、刚柔结合的基本理念外，尚需重视下面的一些基本原则：
（1）应将复杂的变成简单。将结构的受力与传力途径设计成越简单、直接和明确就越好。尽可能避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件。传力途径越复杂就越易形成内力与变形的不协调和难以预料的薄弱环节。
（2）应尽可能使结构平面布置的正交抗侧力刚度重心和建筑表面力（风力）作用中心或质量中心靠近，最好重合，以避免或减小在风荷载或地震作用下产生的扭转效应及其相应的破坏。
（3）沿建筑物竖向布置的抗侧力刚度构件也最好设计成均匀、连续，以避免出现软弱层和层间位移角、内力及其传力途径的突变。
（4）应重视上部结构与其支承结构（或构件）整体共同作用的机理，即传力者和受力者共同抗力的概念。
（5）应遵循能有效增大高层建筑抵抗侧向力和侧移的能力。
2工程实例
2.1工程概况
该工程原方案为大底盘多塔结构，地下室一层，下部三层为商场（裙房），上部为办公楼及住宅，其中1#楼为办公楼，地上28层，建筑高度97米，2#楼为住宅，地上32层，建筑高度98米。地下室及裙房均相通，在74.6米标高有一架空连廊将兩楼连通，长18米。
1#楼主楼采用的是框架-剪力墙结构体系，标准层平面为椭圆形。4#楼主楼采用短肢剪力墙结构，标准层平面为长方形。工程的结构设计基准期为50年，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为6度，基本地震加速度为0.05g，特征周期为0.35s,建筑物场地类别为Ⅱ类，抗震设防类别为丙类，设计地震分组为第一组，基础采用人工挖孔大直径灌注桩基础，桩端持力层为中风化粉砂岩，桩端进入持力层不少于1.0米。
2.2设计中遇到的问题及应对措施
本工程原方案为大底盘多塔楼结构，同时也是连体结构，属于复杂高层建筑。由于两塔楼结构形式差异较大，若直接按原方案进行结构设计，必定带来很多困难，造成不必要的浪费，为此在本工程初步设计时对本工程进行了适当的调整。
（1）由高层建筑规范可知，大底盘多塔结构各塔楼的层数、平面和刚度宜接近；塔楼对底盘宜对称布置。从本工程的建筑平面及建筑立面可知，本工程两塔楼的结构形式不同，1#楼为框架-剪力墙结构，2#楼为短肢剪力墙结构，刚度差异较大，且层高不同，建筑高度也不同，此外两楼在大底盘上布置也不对称，且1#楼与底盘呈45度夹角，变形协调能力差，不能满足多塔结构的要求；为使结构受力更为合理，本工程在大底盘（裙房）的中间部位设置了防震缝，将大底盘多塔结构改为两个单塔结构，这样就将一个复杂多塔结构改变成相对简单的两座高层建筑，有效的解决了两塔楼刚度差异带来的设计困局。
（2）由高层建筑规范可知，连体结构各独立部分宜有相同或相近的体型、平面和刚度。本工程在74.6米标高处设置有一座钢结构架空连廊，业主认为该布置很有特点，是该建筑的亮点，势必成为该地区的标志性建筑。但两主楼在体型、平面和刚度上差异均较大，当地震发生时，两主楼的变形很难协调，势必造成通道的破坏；若必须做通道，则需对两主楼进行结构调整，使二者的刚度基本相当，这样做势必增加造价；考虑到两塔楼层数和层高均不同，在74.6米标高连廊并不能真正起到连廊的作用，仅仅是作为立面的一个装饰，并不能取得较大的效益，最后通过与业主协商取消了两楼之间的连廊，简化了结构。
（3）考虑到地下室防水比较复杂，本工程地下室未设变形缝，变形缝从地下室顶板以上开始设置。地下室面积较大约60米x132米=7920平方米，属于超长地下室，由于不能设缝，在设计时，在地下室底板、顶板及外墙上设置了多道后浇带，将主楼与裙房分开，减小了由于建筑高度不同而造成的沉降差。同时该区域基岩较好，基础采用了人工挖孔灌注桩，桩长约15～20米，取中风化粉砂岩为持力层，采用桩筏基础，该基础形式整体性好且能调节不均匀沉降，建筑物沉降差异小。
3结语
总之，要想提高设计的效率，只有在方案设计及初步设计阶段与建筑师密切合作，用自身拥有的结构体系功能及其受力、变形特征的整体概念去构思结构总体系，并以承载力、刚度和延性来主导总结构体系和分体系之间关系的概念设计。在本文的工程实例中，通过运用概念设计的方法，合理选用结构方案，将原本复杂的结构拆分成几个相对简单的独立单元，大大减小了结构设计的难度，同时也没有对原方案造成大的修改，业主很满意，取得了较好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]高立人，方鄂华，钱稼茹．高层建筑结构概念设计．中国计划出版社，2005年
[2]林同炎，S.D.斯多台斯伯利．高立人，方鄂华，钱稼茹译．高结构概念与体系．中国建筑工业出版社，1999年
[3]李育楷，王全风．不需要计算机的建筑结构优化——概念设计[J]．工业建筑，2001年
在科技高速发展的今天，建筑形式日新月异，建筑师的思维也在不断创新，不断地为我们设计出新颖独特的建筑。结构设计也不能再停留在“规范+计算”的老模式上，结构设计师应充分利用自身所拥有的结构设计概念、经验、判断力和创造力去解决一个一个建筑难题，创新才是结构工程师对设计业主和社会的最大贡献。为此概念设计在方案及初步设计阶段就越来越显示出它的重要性。
1概念设计
概念设计的宗旨就是在特定的空间形式、功能和地理环境条件下，以结构工程师自身确定的理想承载力、刚度和延性为主导目标，用整体构思来设计各部分有机相连的结构总体系，并能有意识的利用和发挥结构总体系和主要分体系、以及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，用概念性近似计算虽然有一定的误差，但是概念清楚，定性准确，手算简单快捷，能很快地比较和选择出相对最佳的结构方案，乃至估算出主要分体系及其构件的基本尺寸大小，为以后的计算机分析提供比较确切的结构计算模型和所需输入的原始数据。同时也是施工图设计阶段计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
在高层建筑结构的概念设计中，除上述的以承载力、刚度、延性为主导目标，实施多道防线、刚柔结合的基本理念外，尚需重视下面的一些基本原则：
（1）应将复杂的变成简单。将结构的受力与传力途径设计成越简单、直接和明确就越好。尽可能避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件。传力途径越复杂就越易形成内力与变形的不协调和难以预料的薄弱环节。
（2）应尽可能使结构平面布置的正交抗侧力刚度重心和建筑表面力（风力）作用中心或质量中心靠近，最好重合，以避免或减小在风荷载或地震作用下产生的扭转效应及其相应的破坏。
（3）沿建筑物竖向布置的抗侧力刚度构件也最好设计成均匀、连续，以避免出现软弱层和层间位移角、内力及其传力途径的突变。
（4）应重视上部结构与其支承结构（或构件）整体共同作用的机理，即传力者和受力者共同抗力的概念。
（5）应遵循能有效增大高层建筑抵抗侧向力和侧移的能力。
2工程实例
2.1工程概况
该工程原方案为大底盘多塔结构，地下室一层，下部三层为商场（裙房），上部为办公楼及住宅，其中1#楼为办公楼，地上28层，建筑高度97米，2#楼为住宅，地上32层，建筑高度98米。地下室及裙房均相通，在74.6米标高有一架空连廊将兩楼连通，长18米。
1#楼主楼采用的是框架-剪力墙结构体系，标准层平面为椭圆形。4#楼主楼采用短肢剪力墙结构，标准层平面为长方形。工程的结构设计基准期为50年，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为6度，基本地震加速度为0.05g，特征周期为0.35s,建筑物场地类别为Ⅱ类，抗震设防类别为丙类，设计地震分组为第一组，基础采用人工挖孔大直径灌注桩基础，桩端持力层为中风化粉砂岩，桩端进入持力层不少于1.0米。
2.2设计中遇到的问题及应对措施
本工程原方案为大底盘多塔楼结构，同时也是连体结构，属于复杂高层建筑。由于两塔楼结构形式差异较大，若直接按原方案进行结构设计，必定带来很多困难，造成不必要的浪费，为此在本工程初步设计时对本工程进行了适当的调整。
（1）由高层建筑规范可知，大底盘多塔结构各塔楼的层数、平面和刚度宜接近；塔楼对底盘宜对称布置。从本工程的建筑平面及建筑立面可知，本工程两塔楼的结构形式不同，1#楼为框架-剪力墙结构，2#楼为短肢剪力墙结构，刚度差异较大，且层高不同，建筑高度也不同，此外两楼在大底盘上布置也不对称，且1#楼与底盘呈45度夹角，变形协调能力差，不能满足多塔结构的要求；为使结构受力更为合理，本工程在大底盘（裙房）的中间部位设置了防震缝，将大底盘多塔结构改为两个单塔结构，这样就将一个复杂多塔结构改变成相对简单的两座高层建筑，有效的解决了两塔楼刚度差异带来的设计困局。
（2）由高层建筑规范可知，连体结构各独立部分宜有相同或相近的体型、平面和刚度。本工程在74.6米标高处设置有一座钢结构架空连廊，业主认为该布置很有特点，是该建筑的亮点，势必成为该地区的标志性建筑。但两主楼在体型、平面和刚度上差异均较大，当地震发生时，两主楼的变形很难协调，势必造成通道的破坏；若必须做通道，则需对两主楼进行结构调整，使二者的刚度基本相当，这样做势必增加造价；考虑到两塔楼层数和层高均不同，在74.6米标高连廊并不能真正起到连廊的作用，仅仅是作为立面的一个装饰，并不能取得较大的效益，最后通过与业主协商取消了两楼之间的连廊，简化了结构。
（3）考虑到地下室防水比较复杂，本工程地下室未设变形缝，变形缝从地下室顶板以上开始设置。地下室面积较大约60米x132米=7920平方米，属于超长地下室，由于不能设缝，在设计时，在地下室底板、顶板及外墙上设置了多道后浇带，将主楼与裙房分开，减小了由于建筑高度不同而造成的沉降差。同时该区域基岩较好，基础采用了人工挖孔灌注桩，桩长约15～20米，取中风化粉砂岩为持力层，采用桩筏基础，该基础形式整体性好且能调节不均匀沉降，建筑物沉降差异小。
3结语
总之，要想提高设计的效率，只有在方案设计及初步设计阶段与建筑师密切合作，用自身拥有的结构体系功能及其受力、变形特征的整体概念去构思结构总体系，并以承载力、刚度和延性来主导总结构体系和分体系之间关系的概念设计。在本文的工程实例中，通过运用概念设计的方法，合理选用结构方案，将原本复杂的结构拆分成几个相对简单的独立单元，大大减小了结构设计的难度，同时也没有对原方案造成大的修改，业主很满意，取得了较好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]高立人，方鄂华，钱稼茹．高层建筑结构概念设计．中国计划出版社，2005年
[2]林同炎，S.D.斯多台斯伯利．高立人，方鄂华，钱稼茹译．高结构概念与体系．中国建筑工业出版社，1999年
[3]李育楷，王全风．不需要计算机的建筑结构优化——概念设计[J]．工业建筑，2001年