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【摘 要】在经济不断增长的新时期，加强对建筑结构设计中的概念设计与结构措施分析，对确保建筑工程的发展有着重要的意义。本文对概念设计在建筑结构设计中的应用进行了研究，以供参考。
【关键词】建筑结构；概念设计；应用
前言
概念设计的应用面非常广泛，几乎蕴含了所有的结构设计。在不确定因素多、受力状况变化较大的抗震设计、高层建筑设计、基础设计中，概念设计的应用尤显重要和突出。概念设计的重要性，不言而喻。
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，为此表現出一定的模糊性质。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。
二、建筑结构设计中主要结构措施
1、建筑结构体系和协同工作
在工程建筑结构设计中，协同工作通常是指在工程建筑过程中每一个构件都可以发挥其自身作用，还会和工程建筑中其他结构构件相互配合。这不仅要求工程结构构件具有一定长的使用寿命，同时还需要构件所承受的荷载力保持一致，不能出现长期受力不均的现象。建筑工程结构协同工作中，应该正确处理上部结构和桩筏基础之间的关系，并有机结合在一起。例如建筑工程砖混施工中，这就需要依靠构造柱和钢圈之间形成一个统一的整体来预防自身刚度所带来的不均匀沉降的现象。
2、协同工作中建筑材料的利用率
我国在建筑结构设计过程中，最根本的目标是要求用少量的投入获得最大的收益。因此，针对建筑材料使用是建筑结构设计中最根本的要求。例如在建筑结构设计中矩形截面是普遍存在的受压构件，矩形截面主要的构成材料在建筑结构设计中利用率过低，主要原因是：一是建筑工程施工中梁中轴周围建筑材料应力水平较低，还有一个原因是由于工程中梁的弯矩程度随着梁长的变化而不断的变化。针对等截面梁而言，在工程结构中绝大部分区域中应力较低。基于这种受力情况下，在建筑结构设计中采用概念设计结构进行分析研究，调整梁截面中应变梯度的变化，使得构件保持一定的轴心受力，才可以提高建筑材料的利用率。同时，通过一段时间的研究和探索，产生了平面桁架结构，平面桁架结构是将工程中多余的建筑材料去除，不仅可以节约成本，还可以减少建筑材料的自重。最后，协同工作的原则也是整体工作的原则。
三、建筑结构设计中概念设计的应用
1、基础概念设计
基础设计中的概念设计应在对建筑物基础的地质环境进行充分调研的基础上，根据建筑物的位置和结构形式对建筑物基础的类型进行合理选择，主要有桩基础、箱式基础和筏形基础等类型。当地基土质较软弱，建筑物层数较多，荷载较大的情况下，天然地基不能满足地基承载力的要求，则尽量采用桩基础。箱形基础因为其拥有很好的整体刚度，能将上部结构的荷载均匀地传递到建筑基础上，在对建筑上部结构进行有效嵌固的同时，能够与周围土体协同工作有效抑制地基的不规则沉降，所以在高层建筑中的应用比较广泛。
2、结构的平面布置
在建筑概念设计中，尤其是高层建筑，需重点考虑在水平荷载作用下产生的结构侧移，构建完善的抗侧力结构体系，如何在满足相关要求的前提下选择更好的抗侧力体系已经成为一个优秀建筑结构设计人员的必备素质。为降低风压等因素的影响，建筑平面的形状宜选用风压较小的形式，并应考虑邻近高层建筑对其风压分布的影响，还必须考虑有利于抵抗能力和竖向荷载。对于任何平面形式的高层建筑来说，其抗侧力结构的布置原则都是尽量使平面的质量中心接近于抗侧力结构的刚度中心，没有好的流体外形，就会对建筑产生长时间的水平应力。在地震作用下，建筑平面要力求简单规则，简洁、规整、均匀对称的平面设计对于合理布置抗侧力结构是有利的。但是在实际中，质量的分布不可能做到绝对的均匀，不可避免地会产生扭转效应，因此设计人员除了考虑平面形状对称外，还要注意通过抗侧力构件的布置来提高结构的抗扭转能力。
3、结构的竖向布置
良好的竖向布置不仅能够满足建筑使用功能的需求，更重要的还能满足结构的安全和传力直接、明确、合理的要求。在竖向传力体系设计设计中，首先要注意建筑不能超高，因为新的设计准则对建筑超高有了更严格的要求。其次，对高层建筑来说，必须保证相应的锚固深度，以更好的满足地下停车库和设备用房的建设需求，且能够在一定程度上降低建筑物的重心，可提高建筑抗震能力及抗倾覆能力。在竖向形体设计中，有以下几种形式可以选择：
（1）截锥形。该形体采用由下而上分段逐渐减小，呈现出阶梯状的体型。由于房屋顶部的楼面尺寸比底部小，除了在建筑使用功能方面存在优点外，在抗风和抗震方面也具有一定的优越性。
（2）上窄下宽形。随着高度的增加，在符合竖向结构的要求下，楼身向上不断收进与变细，这样可减轻承受的风力，降低楼体的重心，加强结构的稳定性，该形体主要包括退缩形体和削楔形体，前者具有截切式、收进式、台阶式等多种形式，后者则更有利于抗震与抗风，具有良好的稳定性和韧性。
（3）新月形。新月形房屋就像一个竖向的悬臂壳体一样，它的作用就像波形的屋面壳体能有效地抵抗重力荷载，重力荷载被科学的分布在柱、壳、框架等结构上，竖向的壳体合理的承受了建筑物的侧向荷载，能有效地抵抗对称作用与它的侧向力。
4、建筑场地选择
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。
5、选择建筑结构对于现场的参考
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。
结束语
总之，建筑结构设计在建筑设计中呈面极其重要的地位，我们不仅要努力做好各项工作，还要与其它方面协调一致、相辅相成。从而使概念设计在建筑结构设计中发挥更大的作用，为建筑结构设计提供可靠的保障。
参考文献：
[1]李育楷，王全凤.不需要计算机的建筑结构优化——概念设计[J].工业建筑.2001（10）
[2]张桂勤.建筑物抗震的“概念设计”[J].油气田地面工程.2001（02）
[3]毕毅.高层建筑结构的概念设计[J].盐城工学院学报.2001（01）
[4]邓小轩，詹锦哲，余斌盛.有关概念设计的理解及运用[J].中外建筑.2001（05）
【关键词】建筑结构；概念设计；应用
前言
概念设计的应用面非常广泛，几乎蕴含了所有的结构设计。在不确定因素多、受力状况变化较大的抗震设计、高层建筑设计、基础设计中，概念设计的应用尤显重要和突出。概念设计的重要性，不言而喻。
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，为此表現出一定的模糊性质。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。
二、建筑结构设计中主要结构措施
1、建筑结构体系和协同工作
在工程建筑结构设计中，协同工作通常是指在工程建筑过程中每一个构件都可以发挥其自身作用，还会和工程建筑中其他结构构件相互配合。这不仅要求工程结构构件具有一定长的使用寿命，同时还需要构件所承受的荷载力保持一致，不能出现长期受力不均的现象。建筑工程结构协同工作中，应该正确处理上部结构和桩筏基础之间的关系，并有机结合在一起。例如建筑工程砖混施工中，这就需要依靠构造柱和钢圈之间形成一个统一的整体来预防自身刚度所带来的不均匀沉降的现象。
2、协同工作中建筑材料的利用率
我国在建筑结构设计过程中，最根本的目标是要求用少量的投入获得最大的收益。因此，针对建筑材料使用是建筑结构设计中最根本的要求。例如在建筑结构设计中矩形截面是普遍存在的受压构件，矩形截面主要的构成材料在建筑结构设计中利用率过低，主要原因是：一是建筑工程施工中梁中轴周围建筑材料应力水平较低，还有一个原因是由于工程中梁的弯矩程度随着梁长的变化而不断的变化。针对等截面梁而言，在工程结构中绝大部分区域中应力较低。基于这种受力情况下，在建筑结构设计中采用概念设计结构进行分析研究，调整梁截面中应变梯度的变化，使得构件保持一定的轴心受力，才可以提高建筑材料的利用率。同时，通过一段时间的研究和探索，产生了平面桁架结构，平面桁架结构是将工程中多余的建筑材料去除，不仅可以节约成本，还可以减少建筑材料的自重。最后，协同工作的原则也是整体工作的原则。
三、建筑结构设计中概念设计的应用
1、基础概念设计
基础设计中的概念设计应在对建筑物基础的地质环境进行充分调研的基础上，根据建筑物的位置和结构形式对建筑物基础的类型进行合理选择，主要有桩基础、箱式基础和筏形基础等类型。当地基土质较软弱，建筑物层数较多，荷载较大的情况下，天然地基不能满足地基承载力的要求，则尽量采用桩基础。箱形基础因为其拥有很好的整体刚度，能将上部结构的荷载均匀地传递到建筑基础上，在对建筑上部结构进行有效嵌固的同时，能够与周围土体协同工作有效抑制地基的不规则沉降，所以在高层建筑中的应用比较广泛。
2、结构的平面布置
在建筑概念设计中，尤其是高层建筑，需重点考虑在水平荷载作用下产生的结构侧移，构建完善的抗侧力结构体系，如何在满足相关要求的前提下选择更好的抗侧力体系已经成为一个优秀建筑结构设计人员的必备素质。为降低风压等因素的影响，建筑平面的形状宜选用风压较小的形式，并应考虑邻近高层建筑对其风压分布的影响，还必须考虑有利于抵抗能力和竖向荷载。对于任何平面形式的高层建筑来说，其抗侧力结构的布置原则都是尽量使平面的质量中心接近于抗侧力结构的刚度中心，没有好的流体外形，就会对建筑产生长时间的水平应力。在地震作用下，建筑平面要力求简单规则，简洁、规整、均匀对称的平面设计对于合理布置抗侧力结构是有利的。但是在实际中，质量的分布不可能做到绝对的均匀，不可避免地会产生扭转效应，因此设计人员除了考虑平面形状对称外，还要注意通过抗侧力构件的布置来提高结构的抗扭转能力。
3、结构的竖向布置
良好的竖向布置不仅能够满足建筑使用功能的需求，更重要的还能满足结构的安全和传力直接、明确、合理的要求。在竖向传力体系设计设计中，首先要注意建筑不能超高，因为新的设计准则对建筑超高有了更严格的要求。其次，对高层建筑来说，必须保证相应的锚固深度，以更好的满足地下停车库和设备用房的建设需求，且能够在一定程度上降低建筑物的重心，可提高建筑抗震能力及抗倾覆能力。在竖向形体设计中，有以下几种形式可以选择：
（1）截锥形。该形体采用由下而上分段逐渐减小，呈现出阶梯状的体型。由于房屋顶部的楼面尺寸比底部小，除了在建筑使用功能方面存在优点外，在抗风和抗震方面也具有一定的优越性。
（2）上窄下宽形。随着高度的增加，在符合竖向结构的要求下，楼身向上不断收进与变细，这样可减轻承受的风力，降低楼体的重心，加强结构的稳定性，该形体主要包括退缩形体和削楔形体，前者具有截切式、收进式、台阶式等多种形式，后者则更有利于抗震与抗风，具有良好的稳定性和韧性。
（3）新月形。新月形房屋就像一个竖向的悬臂壳体一样，它的作用就像波形的屋面壳体能有效地抵抗重力荷载，重力荷载被科学的分布在柱、壳、框架等结构上，竖向的壳体合理的承受了建筑物的侧向荷载，能有效地抵抗对称作用与它的侧向力。
4、建筑场地选择
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。
5、选择建筑结构对于现场的参考
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。
结束语
总之，建筑结构设计在建筑设计中呈面极其重要的地位，我们不仅要努力做好各项工作，还要与其它方面协调一致、相辅相成。从而使概念设计在建筑结构设计中发挥更大的作用，为建筑结构设计提供可靠的保障。
参考文献：
[1]李育楷，王全凤.不需要计算机的建筑结构优化——概念设计[J].工业建筑.2001（10）
[2]张桂勤.建筑物抗震的“概念设计”[J].油气田地面工程.2001（02）
[3]毕毅.高层建筑结构的概念设计[J].盐城工学院学报.2001（01）
[4]邓小轩，詹锦哲，余斌盛.有关概念设计的理解及运用[J].中外建筑.2001（05）