论文部分内容阅读
【摘 要】 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。本文对建筑结构概念设计进行了分析。
【关键词】 建筑结构；概念设计；分析思考
一、建筑结构概念设计的原则
1、结构的简单性、规则性和均匀性
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；建筑平面规则，平面内结构布置宜规则、对称、均匀、减少偏心，使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递，并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。
2、合理选择结构方案
一个成功的设计必须选择一个切实可行的结构形势和结构体系.这样才能充分做到经济合理。结构体系应受力明确、传力简捷，同一结构单元不宜混用不同的结构体系，力求平面和竖向规则。总之，必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应及施工条件等情况做综合分析，并与其他专业相互协调后进行结构选型.确定结构方案。
3、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分析的。选择恰当的计算简图是确保结构安全的重要条件，—个选用不当的计算简图将会导致结构事故的发生。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的刚接或铰接点，但与设计简图的误差应在允许的范围之内。
4、正确分析计算结果
目前市场上建筑结构设计软件种类繁多。而不同的设计软件所计算出的结构也不尽相同.这就要求设计师对程序的设计原理及技术条件有广泛的了解，对计算结果认真分析，慎重校核.做出合理判断。
5、结构构件设计
各种结构构件都应进行必要的抗弯、抗剪、抗扭等计算，并采取相应的构造措施。实际工程中温差、混凝土收缩、徐变，支座沉陷或结构次应力的影响在结构计算中往往未加考虑，但由于塑性铰的出现.结构自身进行了调幅，使结构得以正常使用。
6、选择合适的基础方案
选择合适的基础方案是确保结构安全和降低工程造价的重要因素。基础设计应有详细的地质资料，应尽量避免在无地质资料的情况下进行设计。基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型、有无地下室、上部结构类型和荷载大小等因素做综合分析，选择经济合理的基础方案.最大限度的发挥地基的潜力。一般情况下，在同一结构单元不宜采用两种不同类型的基础。
二、概念设计
1、概念设计问题
所谓概念设计，主要是指不经过数值运算，尤其是在难以精确分析、未在设计规范之中予以明确的情况下，综合结构体系、分析体系破坏机理以及力学关系，从宏观上对建筑结构进行合理的设计。一般而言，概念设计是从建筑结构设计方案的总体着手，合理处理结构设计中的常见问题，比如构件延性及其力学分布等问题。概念设计在结构设计中非常的重要，概念设计的合理应用，既可以丰富工程师的经验，又可以使设计理念、效果得以有效的完善和改进。建筑结构实际设计过程中，很多设计人员将设计纳入规范、设计手册范围之中，对于新技术领域中的挑战不敢接受，因此可以看出创新精神依然比较匮乏，结构设计理念依然比较陈旧，缺乏突破、创新。然而，结构设计理论中通常会出现一些计算和现实难以相符的问题，或者结构构件设计无法进行计算，此时便需要将概念设计与结构措施有效的结合，以此来优化建筑结构设计。对于结构工程师而言，应当综合自身的理论概念，选择其中最为经济实用、安全可靠一种 设计方案。
2、结构概念设计
实践中，为确保建筑结构自身的安全性与可靠性，增强其抗震性能，建筑结构概念设计中所用到的措施应当注意以下几个方面的事项。选择一些对抗震有利的建筑场地，以提高建筑结构自身的稳定性，尤其要避开不利的地段；对实践中存在着的各种结构构件进行优化，并尽可能多地设置一些抗震防线，从而使抗震防线能够在地震往复作用之下不断增加其抗震性能；在提高建筑结构抗侧移强度时，还应当有选择的不断提高其中一些较为重要的构件自身的延性，从而使建筑结构能够具备一定的刚度，合理的分布其承载力，加强建筑结构自身的抗震性能；同时，应当确保抗震构造连接和经计算所得的节点连接质量，保证建筑结构自身的整体性；在此过程中，应当确保建筑结构平面、立面的布置与概念设计之要求相一致，避免不规则方案的应用；同时，还要坚决抛开常规的设计计算方法，合理地运用设计经验，采用概念与实际问题相结合的方法对其进行综合的计算與分析。
三、概念设计的 建筑结构设计中的应用
1、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。
2、当结构受力的时候，建筑结构中的各个构件能够保证较高的应力值。在进行多高层建筑结构设计的时候，要最大程度上避免短柱，这样能够保证同层的柱子在同一个水平位移的时候，能够同时发挥最大的承载力，但是因为建筑物高度和建筑楼层的增加，各种竖向的巨大荷载以及水平方向的荷载，使得建筑物底层柱截面不断的增大，因此使得高层建筑的产生了很多的短柱，为了更好的避免出现这些问题，针对较大截面的柱子，可以将柱截面进行开竖槽，将矩形柱变成田形柱，以更好的增大长细比例 ，避免短柱的产生。针对梁跨高比例 的限制，大部分还没有充分的认识到，其实同长 短柱混杂的结果是相同的，长 短梁位于相同的框架中，是不利于建筑物稳定性的。同时因为梁的剪力增加，会导致支撑柱的周丽 产生大幅度的增加，这一设计原则违背了协同工作的目的，并提高了建筑结构的工程造价。进行多高层建筑结构设计的目的，是为了有效的抵抗水平力的作用，避免扭转的产生，为了实现抵抗水平力的功能，要尽量将平面上两个正交方向的尺寸接近，为的是更好的保证这个方向上的惯性矩实现相等，以避免因为一个方向强度储备过大，使得另一个方向较弱。所以，抗侧力结构最好设置在四周，以更好的提升系统的抗侧刚度，增大抗扭惯性矩。与此同时，要增加梁或者楼层的刚度，提高柱能承担更大的整体弯矩，即提高转换层的效果。有效防止扭转，是由于在扭转产生的时候，各个柱子的节点水平位移不等，距离扭转中心较远的角柱所受的剪力大，而中间柱子受的剪力小，产生的破坏从外到里。为了避免扭转的产生，抗侧力结构要进行对称步骤 ，最好设置在结构的两端，靠着四周进行设计，以有效的提升抗扭惯性矩。
3、在建筑结构中采用结构概念设计的意义
结构概念设计是在考虑建筑空间和具体的地理环境、使用整体概念来思考建筑结构的一种设计方案，力学的特点在结构概念设计中展现得淋漓尽致。运用结构概念设计时，建筑人员能够在整体结构上把握各种性能，进行科学判断和合理取舍，在建筑的初期设计阶段有着十分重要的作用。
总的来说，建筑工程是一个完整的空间结构，各个部分是一个有机结合体，不可分割。在当前的建筑结构设计中，对具体的空间结构的设计还有一定的局限性，有时只能依靠建筑工程设计人员进行大胆假设与猜想，通过建筑设计人员的经验和理论知识，选择多样的建筑结构形式，增加建筑结构设计的灵活性。
就目前来说，我国的建筑结构设计，难以准确地达到抗震、抗暴风的要求。建筑结构设计的一些理论还不尽完善，有一些建筑结构设计没有具体的计算公式，无法求出准确的答案，因此只能通过建筑结构设计人员的经验，运用结构概念设计，才能弥补这些不足。
四、结束语
在经济发展迅速的新时代，建筑结构设计的要求也越来越高。科学先进的建筑理论，使我们所追求的。强化建筑设计的结构设计方法，提高新型环保建筑材料的使用，提高建筑结构设计的经济性、安全性和可靠性成为当今社会重要的研究内容。概念设计是充分发挥设计师创新思维，提升建筑结构设计效果的保证。
参考文献：
[1]隋翔宇.工业建筑中的结构概念设计[J].山西建筑，2011（4）.
[2]姜红文.浅谈结构设计中的概念设计[J].广西城镇建设，2004（7）.
[3]高鹏，乔可义.重视概念设计，提高建筑结构设计的质量，2011（3）.
【关键词】 建筑结构；概念设计；分析思考
一、建筑结构概念设计的原则
1、结构的简单性、规则性和均匀性
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；建筑平面规则，平面内结构布置宜规则、对称、均匀、减少偏心，使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递，并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。
2、合理选择结构方案
一个成功的设计必须选择一个切实可行的结构形势和结构体系.这样才能充分做到经济合理。结构体系应受力明确、传力简捷，同一结构单元不宜混用不同的结构体系，力求平面和竖向规则。总之，必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应及施工条件等情况做综合分析，并与其他专业相互协调后进行结构选型.确定结构方案。
3、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分析的。选择恰当的计算简图是确保结构安全的重要条件，—个选用不当的计算简图将会导致结构事故的发生。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的刚接或铰接点，但与设计简图的误差应在允许的范围之内。
4、正确分析计算结果
目前市场上建筑结构设计软件种类繁多。而不同的设计软件所计算出的结构也不尽相同.这就要求设计师对程序的设计原理及技术条件有广泛的了解，对计算结果认真分析，慎重校核.做出合理判断。
5、结构构件设计
各种结构构件都应进行必要的抗弯、抗剪、抗扭等计算，并采取相应的构造措施。实际工程中温差、混凝土收缩、徐变，支座沉陷或结构次应力的影响在结构计算中往往未加考虑，但由于塑性铰的出现.结构自身进行了调幅，使结构得以正常使用。
6、选择合适的基础方案
选择合适的基础方案是确保结构安全和降低工程造价的重要因素。基础设计应有详细的地质资料，应尽量避免在无地质资料的情况下进行设计。基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型、有无地下室、上部结构类型和荷载大小等因素做综合分析，选择经济合理的基础方案.最大限度的发挥地基的潜力。一般情况下，在同一结构单元不宜采用两种不同类型的基础。
二、概念设计
1、概念设计问题
所谓概念设计，主要是指不经过数值运算，尤其是在难以精确分析、未在设计规范之中予以明确的情况下，综合结构体系、分析体系破坏机理以及力学关系，从宏观上对建筑结构进行合理的设计。一般而言，概念设计是从建筑结构设计方案的总体着手，合理处理结构设计中的常见问题，比如构件延性及其力学分布等问题。概念设计在结构设计中非常的重要，概念设计的合理应用，既可以丰富工程师的经验，又可以使设计理念、效果得以有效的完善和改进。建筑结构实际设计过程中，很多设计人员将设计纳入规范、设计手册范围之中，对于新技术领域中的挑战不敢接受，因此可以看出创新精神依然比较匮乏，结构设计理念依然比较陈旧，缺乏突破、创新。然而，结构设计理论中通常会出现一些计算和现实难以相符的问题，或者结构构件设计无法进行计算，此时便需要将概念设计与结构措施有效的结合，以此来优化建筑结构设计。对于结构工程师而言，应当综合自身的理论概念，选择其中最为经济实用、安全可靠一种 设计方案。
2、结构概念设计
实践中，为确保建筑结构自身的安全性与可靠性，增强其抗震性能，建筑结构概念设计中所用到的措施应当注意以下几个方面的事项。选择一些对抗震有利的建筑场地，以提高建筑结构自身的稳定性，尤其要避开不利的地段；对实践中存在着的各种结构构件进行优化，并尽可能多地设置一些抗震防线，从而使抗震防线能够在地震往复作用之下不断增加其抗震性能；在提高建筑结构抗侧移强度时，还应当有选择的不断提高其中一些较为重要的构件自身的延性，从而使建筑结构能够具备一定的刚度，合理的分布其承载力，加强建筑结构自身的抗震性能；同时，应当确保抗震构造连接和经计算所得的节点连接质量，保证建筑结构自身的整体性；在此过程中，应当确保建筑结构平面、立面的布置与概念设计之要求相一致，避免不规则方案的应用；同时，还要坚决抛开常规的设计计算方法，合理地运用设计经验，采用概念与实际问题相结合的方法对其进行综合的计算與分析。
三、概念设计的 建筑结构设计中的应用
1、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。
2、当结构受力的时候，建筑结构中的各个构件能够保证较高的应力值。在进行多高层建筑结构设计的时候，要最大程度上避免短柱，这样能够保证同层的柱子在同一个水平位移的时候，能够同时发挥最大的承载力，但是因为建筑物高度和建筑楼层的增加，各种竖向的巨大荷载以及水平方向的荷载，使得建筑物底层柱截面不断的增大，因此使得高层建筑的产生了很多的短柱，为了更好的避免出现这些问题，针对较大截面的柱子，可以将柱截面进行开竖槽，将矩形柱变成田形柱，以更好的增大长细比例 ，避免短柱的产生。针对梁跨高比例 的限制，大部分还没有充分的认识到，其实同长 短柱混杂的结果是相同的，长 短梁位于相同的框架中，是不利于建筑物稳定性的。同时因为梁的剪力增加，会导致支撑柱的周丽 产生大幅度的增加，这一设计原则违背了协同工作的目的，并提高了建筑结构的工程造价。进行多高层建筑结构设计的目的，是为了有效的抵抗水平力的作用，避免扭转的产生，为了实现抵抗水平力的功能，要尽量将平面上两个正交方向的尺寸接近，为的是更好的保证这个方向上的惯性矩实现相等，以避免因为一个方向强度储备过大，使得另一个方向较弱。所以，抗侧力结构最好设置在四周，以更好的提升系统的抗侧刚度，增大抗扭惯性矩。与此同时，要增加梁或者楼层的刚度，提高柱能承担更大的整体弯矩，即提高转换层的效果。有效防止扭转，是由于在扭转产生的时候，各个柱子的节点水平位移不等，距离扭转中心较远的角柱所受的剪力大，而中间柱子受的剪力小，产生的破坏从外到里。为了避免扭转的产生，抗侧力结构要进行对称步骤 ，最好设置在结构的两端，靠着四周进行设计，以有效的提升抗扭惯性矩。
3、在建筑结构中采用结构概念设计的意义
结构概念设计是在考虑建筑空间和具体的地理环境、使用整体概念来思考建筑结构的一种设计方案，力学的特点在结构概念设计中展现得淋漓尽致。运用结构概念设计时，建筑人员能够在整体结构上把握各种性能，进行科学判断和合理取舍，在建筑的初期设计阶段有着十分重要的作用。
总的来说，建筑工程是一个完整的空间结构，各个部分是一个有机结合体，不可分割。在当前的建筑结构设计中，对具体的空间结构的设计还有一定的局限性，有时只能依靠建筑工程设计人员进行大胆假设与猜想，通过建筑设计人员的经验和理论知识，选择多样的建筑结构形式，增加建筑结构设计的灵活性。
就目前来说，我国的建筑结构设计，难以准确地达到抗震、抗暴风的要求。建筑结构设计的一些理论还不尽完善，有一些建筑结构设计没有具体的计算公式，无法求出准确的答案，因此只能通过建筑结构设计人员的经验，运用结构概念设计，才能弥补这些不足。
四、结束语
在经济发展迅速的新时代，建筑结构设计的要求也越来越高。科学先进的建筑理论，使我们所追求的。强化建筑设计的结构设计方法，提高新型环保建筑材料的使用，提高建筑结构设计的经济性、安全性和可靠性成为当今社会重要的研究内容。概念设计是充分发挥设计师创新思维，提升建筑结构设计效果的保证。
参考文献：
[1]隋翔宇.工业建筑中的结构概念设计[J].山西建筑，2011（4）.
[2]姜红文.浅谈结构设计中的概念设计[J].广西城镇建设，2004（7）.
[3]高鹏，乔可义.重视概念设计，提高建筑结构设计的质量，2011（3）.