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【摘 要】一项优秀的建筑结构设计是集安全、适用、经济、美观、且便于施工于一体的结合物，这也正是建筑结构设计的基本原则。而结构设计就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系，并把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础，最后用结构语言把结构计算的结果表达在图纸上。
【关键词】建筑结构设计；概念设计
一、建筑结构设计的总述及概念
一项优秀的建筑结构设计是集安全、适用、经济、美观、且便于施工于一体的结合物，这也正是建筑结构设计的基本原则。结构设计一般在建筑设计之后，“受制”于建筑设计，但又“反制” 建筑设计。
结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。而结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素，包括基础，墙，柱，梁，板，楼梯，大样细部等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系，并把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础，最后用结构语言把结构计算的结果表达在图纸上。
结构设计不能破坏建筑设计，建筑设计不能超出结构设计的能力范围。结构设计决定建筑设计能否实现，在这个意义上，结构设计显得更为重要。但一项标志性建筑物建成后，往往建筑师便成为了人们心目中的建造者，为了实现该建筑设计而付出辛勤劳动一丝不苟的结构师并不为人们所知。但无论如何，设计一个安全、适用、经济、美观、且便于施工的结构设计方案是结构设计人員应当履行的责任。
二、结构设计的内容
根据我对建筑结构的理解，建筑结构设计可分为整体设计和部件设计两部分。整体设计一般分基础和主体两部分进行。包括结构体系的选择、柱网的布置、梁的布置、剪力墙的分布、基础的选型等。设计人员根据建筑物的性质、高度、重要程度、当地的抗震设防列度、风力情况等条件来选择合适的结构体系。是采用砖混结构、框架结构、框剪结构、框支结构、筒体，还是臣型框架……选定结构体系后，就要具体决定柱、梁、墙（剪力墙）的分布和尺寸等。
三、结构设计的阶段
结构设计的阶段大体可以分为三个阶段：结构方案阶段、结构计算阶段和施工图设计阶段。
结构方案阶段的内容为：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。
结构计算阶段的内容为：1：荷载的计算：荷载包括外部荷载和内部荷载上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。2、构件的试算：根据计算出的荷载值，构造措施要求，使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。3、内力的计算：根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩，剪力，扭矩，轴心压力及拉力等等。4、构件的计算：根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。在进行主体结构内力计算后，主体结构底截面的内力成了基础选型和计算的重要依据。
内力计算一般尽量简化为平面体系来计算，但有时必须采用空间受力体系来计算。无论怎样，内力计算最终是对柱、梁、板、墙（剪力墙）和块体这五种部件的计算。也就是说，进行整体设计后，就要进行部件设计，梁和柱一般可看作细长杆件，内力情况与计算体系相符合。单向板可简化为单位宽度的梁来计算，双向板的计算理论也较成熟，异型板的计算就较为复杂，应尽量避免。对于单片的剪力墙，一般把它视作薄壁柱来近似计算，有时要考虑翼缘的作用；对于筒体结构中的剪力墙则要用空间力学的方法来计算。块体不同于梁、柱、板、墙，它在空间三个方向的尺寸都比较大，难以视作细长杆件或简化为平面体系来计算。如单独基础，桩的承台，深梁都是块体，受力情况很复杂，难以精确分析，所以在计算中往往加大安全系数，以策安全。
施工图设计阶段的内容为：根据上述计算结果，来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。
四、各设计阶段的基本方法
根据方案阶段的主要内容，其基本方法就是根据各种结构形式的适用范围和特点来确定结构应该使用的最佳结构形式，这要看规范中对于各种结构形式的界定和工程的具体情况而定，关键是清楚各种结构形式的极限适用范围，还要考虑合理性和经济性。
目前国内结构设计所用的设计方法是概率极限状态设计法，作用效应S必须小于等于结构抗力R，结构要满足强度条件和位移条件。内力计算采用的力学模型一般是弹性模型，要考虑塑性变形内力重分布时，往往是把利用弹性模型计算所得的内力乘以一个调整系数。
手算和计算机算所采用的计算方法、理论、计算模型是有差别的。结构计算的工作量是很大的，采用手算时要在工作量和计算精度之间折衷。手算为降低工作量，受力体系尽量简化为平面力系，计算中作一些假设，利用经验值和查用图表。但随着高层、超高层建筑的日益增多，结构越来越复杂，抗震要求越来越高，手算的工作量和计算精度难以满足要求，计算机已被大量利用到结构计算中来。计算机的工作量和速度非人所及，机算采用更科学、精度更高的计算方法，机算的能力远远超出了手算。要充分发挥计算机的优势，进行合理的结构内力计算，需要优秀的结构计算程序。这些程序一般以空间力系作计算模型，以有限元的方法计算。一个优秀的结构计算程序还应该提供程序采用的计算理论的详细说明，说明其采用的计算模型、计算假设、适用范围等，另外应允许使用者干预计算过程，充分发挥设计者的主观能动性和创造力。
在结构计算阶段，就是根据方案阶段确定的结构形式和体系，依据规范上规定的具体的计算方法来进行详细的结构计算，规范上的方法有多种，关键是结合工程的实际情况来选择合适的计算方法，以楼板为例，就有弹性计算法，塑性计算法及弹塑性计算法。所以选择符合工程实际的计算方法是合理的结构设计的前提，是十分重要的。
在施工图设计阶段，就是根据结构计算的结果来用结构语言表达在图纸上。首先表达的东西要符合结构计算的要求，同时还要符合规范中的构造要求，最后还要考虑施工的可操作性。这就要求结构设计人员对规范要很好的理解和把握。另外还要对施工的工艺和流程有一定的了解，这样设计出的结构，才会是合理的结构。
5、结构设计中概念设计的发展趋势
结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算，到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。
概率极限状态设计法更科学、更合理。依个人观点来看，今后结构设计中概念设计将会发挥越来越大的作用。概念设计是指正确的解决总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。概念设计是根据抗震设计的复杂性，难以精确计算而提出来的一种从宏观上实现合理抗震，避免不必要的繁琐计算，同时为抗震计算创造有利条件，使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况的设计方法。采用先进的计算理论。空间受力分析，非弹性变形分析，塑性内力分析，由加载到破坏的全过程受力分析、时程分析、最优化设计、方案优化等先进科学的设计方法、设计理论将得到越来越多的应用。
以后的设计中除了提高结构抗力，还应考虑尽可能的降低作用效应。因为降低作用效应，对增加结构安全性，降低造价，节约国家投资具有重大意义。使用具有高强、轻质、环保等特点的新型建材。建筑物的自重在结构计算中占很大的比重，使用轻质、高强的建材，将使建筑结构设计发生革命性的变化。
总之，结构设计是个系统的，全面的工作。需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。千里之行始于足下，设计人员要从一个个基本的构件算起，做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其它专业来进行设计。在工作中应善于反思和总结工作中的经验和教训。
【关键词】建筑结构设计；概念设计
一、建筑结构设计的总述及概念
一项优秀的建筑结构设计是集安全、适用、经济、美观、且便于施工于一体的结合物，这也正是建筑结构设计的基本原则。结构设计一般在建筑设计之后，“受制”于建筑设计，但又“反制” 建筑设计。
结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。而结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素，包括基础，墙，柱，梁，板，楼梯，大样细部等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系，并把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础，最后用结构语言把结构计算的结果表达在图纸上。
结构设计不能破坏建筑设计，建筑设计不能超出结构设计的能力范围。结构设计决定建筑设计能否实现，在这个意义上，结构设计显得更为重要。但一项标志性建筑物建成后，往往建筑师便成为了人们心目中的建造者，为了实现该建筑设计而付出辛勤劳动一丝不苟的结构师并不为人们所知。但无论如何，设计一个安全、适用、经济、美观、且便于施工的结构设计方案是结构设计人員应当履行的责任。
二、结构设计的内容
根据我对建筑结构的理解，建筑结构设计可分为整体设计和部件设计两部分。整体设计一般分基础和主体两部分进行。包括结构体系的选择、柱网的布置、梁的布置、剪力墙的分布、基础的选型等。设计人员根据建筑物的性质、高度、重要程度、当地的抗震设防列度、风力情况等条件来选择合适的结构体系。是采用砖混结构、框架结构、框剪结构、框支结构、筒体，还是臣型框架……选定结构体系后，就要具体决定柱、梁、墙（剪力墙）的分布和尺寸等。
三、结构设计的阶段
结构设计的阶段大体可以分为三个阶段：结构方案阶段、结构计算阶段和施工图设计阶段。
结构方案阶段的内容为：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。
结构计算阶段的内容为：1：荷载的计算：荷载包括外部荷载和内部荷载上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。2、构件的试算：根据计算出的荷载值，构造措施要求，使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。3、内力的计算：根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩，剪力，扭矩，轴心压力及拉力等等。4、构件的计算：根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。在进行主体结构内力计算后，主体结构底截面的内力成了基础选型和计算的重要依据。
内力计算一般尽量简化为平面体系来计算，但有时必须采用空间受力体系来计算。无论怎样，内力计算最终是对柱、梁、板、墙（剪力墙）和块体这五种部件的计算。也就是说，进行整体设计后，就要进行部件设计，梁和柱一般可看作细长杆件，内力情况与计算体系相符合。单向板可简化为单位宽度的梁来计算，双向板的计算理论也较成熟，异型板的计算就较为复杂，应尽量避免。对于单片的剪力墙，一般把它视作薄壁柱来近似计算，有时要考虑翼缘的作用；对于筒体结构中的剪力墙则要用空间力学的方法来计算。块体不同于梁、柱、板、墙，它在空间三个方向的尺寸都比较大，难以视作细长杆件或简化为平面体系来计算。如单独基础，桩的承台，深梁都是块体，受力情况很复杂，难以精确分析，所以在计算中往往加大安全系数，以策安全。
施工图设计阶段的内容为：根据上述计算结果，来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。
四、各设计阶段的基本方法
根据方案阶段的主要内容，其基本方法就是根据各种结构形式的适用范围和特点来确定结构应该使用的最佳结构形式，这要看规范中对于各种结构形式的界定和工程的具体情况而定，关键是清楚各种结构形式的极限适用范围，还要考虑合理性和经济性。
目前国内结构设计所用的设计方法是概率极限状态设计法，作用效应S必须小于等于结构抗力R，结构要满足强度条件和位移条件。内力计算采用的力学模型一般是弹性模型，要考虑塑性变形内力重分布时，往往是把利用弹性模型计算所得的内力乘以一个调整系数。
手算和计算机算所采用的计算方法、理论、计算模型是有差别的。结构计算的工作量是很大的，采用手算时要在工作量和计算精度之间折衷。手算为降低工作量，受力体系尽量简化为平面力系，计算中作一些假设，利用经验值和查用图表。但随着高层、超高层建筑的日益增多，结构越来越复杂，抗震要求越来越高，手算的工作量和计算精度难以满足要求，计算机已被大量利用到结构计算中来。计算机的工作量和速度非人所及，机算采用更科学、精度更高的计算方法，机算的能力远远超出了手算。要充分发挥计算机的优势，进行合理的结构内力计算，需要优秀的结构计算程序。这些程序一般以空间力系作计算模型，以有限元的方法计算。一个优秀的结构计算程序还应该提供程序采用的计算理论的详细说明，说明其采用的计算模型、计算假设、适用范围等，另外应允许使用者干预计算过程，充分发挥设计者的主观能动性和创造力。
在结构计算阶段，就是根据方案阶段确定的结构形式和体系，依据规范上规定的具体的计算方法来进行详细的结构计算，规范上的方法有多种，关键是结合工程的实际情况来选择合适的计算方法，以楼板为例，就有弹性计算法，塑性计算法及弹塑性计算法。所以选择符合工程实际的计算方法是合理的结构设计的前提，是十分重要的。
在施工图设计阶段，就是根据结构计算的结果来用结构语言表达在图纸上。首先表达的东西要符合结构计算的要求，同时还要符合规范中的构造要求，最后还要考虑施工的可操作性。这就要求结构设计人员对规范要很好的理解和把握。另外还要对施工的工艺和流程有一定的了解，这样设计出的结构，才会是合理的结构。
5、结构设计中概念设计的发展趋势
结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算，到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。
概率极限状态设计法更科学、更合理。依个人观点来看，今后结构设计中概念设计将会发挥越来越大的作用。概念设计是指正确的解决总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。概念设计是根据抗震设计的复杂性，难以精确计算而提出来的一种从宏观上实现合理抗震，避免不必要的繁琐计算，同时为抗震计算创造有利条件，使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况的设计方法。采用先进的计算理论。空间受力分析，非弹性变形分析，塑性内力分析，由加载到破坏的全过程受力分析、时程分析、最优化设计、方案优化等先进科学的设计方法、设计理论将得到越来越多的应用。
以后的设计中除了提高结构抗力，还应考虑尽可能的降低作用效应。因为降低作用效应，对增加结构安全性，降低造价，节约国家投资具有重大意义。使用具有高强、轻质、环保等特点的新型建材。建筑物的自重在结构计算中占很大的比重，使用轻质、高强的建材，将使建筑结构设计发生革命性的变化。
总之，结构设计是个系统的，全面的工作。需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。千里之行始于足下，设计人员要从一个个基本的构件算起，做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其它专业来进行设计。在工作中应善于反思和总结工作中的经验和教训。