建筑结构概念设计模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇建筑结构概念设计，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

概念设计与结构措施在建筑结构设计中起到了非常重要的作用，因此应当加强重视和设计理念创新，只有这样才能提高设计质量，才能确保我国建设事业的可持续发展。本文主要对概念设计、结构措施以及二者在实践中的应用进行了分析，希望大家可以给出更科学、更合理的建议与意见，同时也希望业界人士能够积极地参与到其中，为保障我国建筑事业的快速发展做出更多的贡献。对于建筑工程而言，概念设计与结构措施在整个工程项目结构设计中发挥着非常重要的作用，同时概念设计、结构措施的实际应用情况，也体现出了工程师在建筑结构设计领域的专业水准。工程师可以将整体概念纳入到结构总体设计之中，对结构之间以及结构与构件之间的关系进行合理的优化，从而使概念设计与结构措施可用以有效解决当前结构不可算等问题。因此，在当前的形势下，加强对建筑结构设计中的概念设计与结构措施研究，具有非常重大的现实意义。

1 概念设计

1.1 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。

1.2 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与分析。

2 概念设计与结构措施的有效应用

基于以上对概念设计与结构概念设计相关问题的分析，笔者认为在建筑结构设计过程中，应当有效地将概念设计与结构措施有效地结合在一起应用，这样才能体现其效果。

2.1 概念设计与结构措施的协同，主要体现于基础实施与建筑上部结构之间的关系方面，即在设计过程中须将基础设施与建筑上部结构视为整体，决不可将二者在理念与操作中分开。比如，在建筑工程项目建设过程中，尤其是砖混结构施工建设时，一定要严格依靠圈梁、构造柱的上部结构与建筑地基有效地连接成整体，进而确保工程结构的稳固性；并非单纯地只是依靠建筑地基自身的综合效果来防范不均匀下沉问题的出现，确保建筑结构自身的整体稳固性。

2.2 概念设计与结构措施的协同还体现在很多的方面，比如当建筑结构受力时，各构件均达到比较高的应力水平，特别是高层建筑结构设计过程中，应当尽可能地避免短柱、层次间的横梁结构差异等现象。近年来，随着建筑结构的高度、层数的不断增高和加大，竖向、水平载荷也将增大建筑底部层次之间的承受自重，进而导致建筑结构底层短柱不断出现。实践中，为有效避免这一现象的出现，可对其中的大截面柱进行施工操作，即在柱截面上采取开竖槽等方式使矩形柱成为田形柱，以此来增加基柱自身的长细之比，节省建筑空间。同时，长短梁通常会出现在同一个框架之中，这也是非常不合理的。短跨梁因受到水平力的影响，剪力会逐渐增大，梁端的正负弯矩也会变得非常的大，配筋均由水平力予以决定；而竖向上的载荷力不起作用，导致梁端正弯矩钢筋超筋，因此该种结构设计完全与协同工作之要求不相符，而且还会提高结构造价。

针对上述问题，在建筑结构尤其是高层建筑结构设计时，应该不断加大梁、楼层自身的刚度，从而使柱可以承受更大的弯矩；水平方向上应当确保惯性矩相等，这样可以防范同方向上强度过大现象的出现。高层建筑结构设计过程中，虽然角柱轴压相对较小一些，但在抗扭中所起到的作用却是非常的大，而且在水平力影响下，角柱轴力变化的幅度通常比较大，这要求角柱一定要具有非常大的变形能力。

2.3 概念设计与结构措施的协同，材料利用率控制。协同设计的目的在于充分的利用材料，在建筑工程项目结构设计过程中，施工材料的利用情况显得非常的重要，利用率越高，其协同程度就会越高。从建筑结构的整体优化上来看，确保建筑结构性能最好的一种方案并非是材料利用率最高的一种方案，然这并不影响在结构设计过程中尽可能的提高材料利用效率。我国是一个人口大国，建筑结构设计过程中的节能策略落实非常重要，可以有效确保资源合理利用、可持续发展战略的全面实施，即通过花最少的钱，完成最科学合理的建筑结构设计。这一要求从梁类构建过程的演变可以看出来，矩形截面梁作为最普通的受弯构件，它的材料利用率很低。比如，靠近中和轴的材料应力水平相对较低一些，而且梁、弯矩沿梁长不断的变化，对等截面梁而言，其大部分区段即便应用的拉压边缘的应力，同样非常的低；根据梁的特点，可对其进行结构概念分析，梁截面具有应力梯度变化，材料为轴心受力时其利用率才会增大。基于此，当前结构设计过程中可将平面桁架当作最重要的梁体应用，平面桁架则可作为掏空梁，即梁内多余的角料、边料等全部去除，不仅经济实惠，而且重也大大降低。

3 结束语

近年来，随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快，建筑行业的发展可谓突飞猛进，作为当前建筑设计中一项非常重要的部分，建筑结构设计对建筑结构自身的承载能力、安全性以及造价和美观度等，都会产生非常大的影响。建筑结构设计中，工程师的任务在于如何在规定的建筑空间范围之内进行整体结构方案设计，因此概念设计是建筑结构设计的指导思想。

参考文献：

[1] 张广生.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].中国新技术新产品，2011，（06）.

[2] 夏鼎，马永.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].建筑与文化，2012，（03）.

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中图分类号：TU3文献标识码： A 文章编号：

一、概念设计的地位

整个建筑结构设计的概念设计的过程中可能会产生巨大的影响，以获得最佳的设计方案，必须把握正确的概念设计概念。建设的制度设计的初始阶段，一般不能结合使用的电脑，以确定最终方案，结构设计的概念下的结构设计理念，综合考虑各方面因素，选择能满足的潜在需求，并确保建设项目的社会和经济福利计划的管理结构。从图中可以看出，概念设计在建筑结构设计工作中占据着重要的地位，结构设计师应该不断地学习和更新自己的设计知识构成，并进一步了解每种类型的结构特点和性能，并能同意灵活的协调种类型之间的关系。与使用相结合的设计理念的概念的近似估计的形式，可以缩短设计的初始阶段，比较和选择的时间不同结构体系的想法。结构设计有一个清晰的思路，准确的定性，在后期的设计，你不需要再繁琐的计算，该计划的整体效果是非常出色的。在同一时间，结构设计师可以正确地确定使用的计算机的内部力分析的数据与预期的精度。概念设计在建筑结构设计中使用，以避免有效的结构形式不合理，能迅速消除所有隐藏的安全造成影响的建设。

二、案例分析

随着建筑设计行业设计周期遭到不断的压缩，对所谓高效率的设计更是无止境的追求。迫使一些参加工作时间不长的结构设计人员便要独立完成一个项目从方案到施工图的设计。而在计算机硬件、软件高度发达的今天，结构设计的计算程序化程度也愈发提高。不少的计算软件往往号称能给出一个精确的计算结果，并且与规范条文一一对应，可操作性强，这使得对结构设计人员不合理的时间要求也似乎变成了可能。而对于工作时间不长的设计人员，工程经验是极度缺乏的，甚至对规范学习也未曾深入了解，概念设计这一原则和思想自然也未建立起来，这就使得他们更多的只能依赖于结构设计程序和对规范条文的生搬硬套。但这样的设计其可能导致的后果也是难以预料的。下面将以一个简单的工程实例来加以说明。

某工程为十三层办公楼，建筑物总高度为62.3 m，其中首层高7.2 m，二层高5． 6 m，其余楼层高4.5m，采用框架—剪力墙结构。建筑方案由某建筑事务所负责设计。因为受建筑使用功能布置以及立面效果的限制，电梯井剪力墙只能集中偏置于一侧。而由于结构刚度的需要，电梯井这部分的剪力墙不能减少，由此所带来的最直接问题就是结构的扭转效应过大该如何解决，结构设计人员想到的解决办法理所当然的就是在建筑平面的另一侧增设剪力墙。而且，基本的结构概念告诉我们，剪力墙越靠近建筑平面的外侧其效果自然也会越明显。结构设计人员正是凭着这一思路，在方案设计阶段先后提出了以下两个结构平面布置方案( 见图 1，图 2) 。

图1方案一

图2方案二

其中，方案一是结构设计人员在刚拿到建筑平面方案后，听取了建筑师简单的介绍和要求，然后经过试算后提出的结构柱网。若仅看计算程序的输出结果，包括结构的周期、周期比、位移角、位移比、层刚度比、剪重比、有效质量系数等等所有规范条文所提及的设计参数均能满足要求。但是，只要我们稍加思考便能发现方案一有一个极大缺陷，而且是安全隐患。那就是左侧的剪力墙集中的设置在①轴楼梯平台端部，只有两片小墙肢设在②轴，而整个楼梯间只有两根梁和楼层位于同一标高与楼层相接，根据结构概念，当整个结构受到水平地震作用时根本无法通过楼板有效的将其传到①轴的剪力墙上。然而，从该片剪力墙的计算结果却可看到，它承担了很大一部分的水平地震作用。说明其计算结果与实际受力情况并不相符。

为了解决方案一的缺陷，结构设计人员克服沟通上的困难，多次主动与国外建筑师进行了的沟通协商达至妥协，在尽可能少影响建筑平面使用功能以及立面效果的前提下，并经过反复的试算，

最终提出了方案二的结构柱网。其主要处理思路按以下几个方面进行: 1) 减少①轴上剪力墙的刚度。在满足基本的竖向承载力需求前提下，把该部分剪力墙截面尽可能做小，以减少它对结构所提供的不真实抗扭刚度，计算时按异形柱录入，计算结果显示其所分配到的水平力大幅降低，符合设计设想的效果; 2) 首层在②轴交轴 ～轴处增加两小片剪力墙，提高结构抗扭刚度同时解决因首层层高过高而相对刚度较弱的问题; 3) 把②轴上原有的两片剪力墙加厚加长，并在二层～三层轴～轴及轴～轴间增设钢骨混凝土斜向支撑，以保证结构所受的水平力能有效传递并分配到抗侧力构件上。在采取了上述的处理方法后，计算结果均能满足规范的要求，所得到的结果也能符合实际预期。

三、结束语

从上述简单的案例我们可知，若能在形成建筑方案的最初阶段，建筑师和结构设计人员经过讨论协商，把建筑的不规则性控制得尽量的少，那是最理想的。但是，作为结构设计人员，除了应该更主动与建筑专业加强沟通外，不能把设计过程中遇到的种种困难全都归结到建筑专业上。而且我们也不能不加思索地去采用计算程序得出的所有结果，否则其后果将会如一些美国专家学者所警告的：“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间问题。”而概念设计的原则、思想就是避免导致这种恶果的最有效方法。另外规范所给出的准则便是使概念设计这一原则、思想的具体化，它应当成为结构设计人员实际工作的指引、依据，我们对这些准则要知其然以及知其所以然，切忌一知半解而盲目做设计。所以，培养自身概念设计这一重要思想，使它很好的贯彻在实际设计的全过程，应当成为每个结构设计人员的一个既定目标。

我们可以遵循以下两个方面去达至这一目标:

（一）必须懂得归纳总结。

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中图分类号：S611 文献标识码： A

建筑物结构的概念设计一般来说有建筑方面的概念设计和结构方面的概念设计，它们之间相互影响、相互协调、相互结合。结构概念设计就是以工程概念为依据从有利于提高结构抗震力的概念上，用符合工程客观规律和本质的方法，对所设计的对象做宏观的控制，目的就是在初步设计前为所这几的工程项目设计一个概念性的总体方案和宏观的控制。近年来，结构工程师将概念设计应用于实际工程中取得了很好的效果。同时随着建筑业的发展，建筑的体型、功能的日新月异 的变化与要求，我们发现 89抗震规范中规定的概念设计内容不够全面。2010年 1月实施的 GB50 0 1 1 - 2 0 10《建筑抗震设计规范》 （以下简称新抗震规范 ）对概念设计的要求作了更全 面、更符合实际的规定，尤其是增加了“不规则建筑结构的概念设计”，使得概念设计在工 程中的应用更具体更明确地落到实处，切实提高了结构的抗震能力。“概念设计”愈来愈受 到国内外工程界的普遍重视。

地震具有随机性、不确定性和复杂性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统，在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在着不确定性。因此，结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节构造，从根本上提高结构的抗震能力。

一、概念设计的主要内容

1.选择有利场地。造成建筑物震害的原因是多方面的，场地条件是其中之一。由于场地因素引起的震害往往特别严重，而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。因此，选择工程场址时，应进行详细勘察，搞清地形、地质情况，挑选对建筑抗震有利的地段，尽可能避开对建筑抗震不利的地段，任何情况下均不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。

2.对建筑抗震有利的地段，一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土。建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害，从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。对建筑抗震不利的地段，就地形而言，一般是指条状突出的山嘴、孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非岩质的陡坡、河岸和边坡的边缘；就场地土质而言，一般是指软弱土、易液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。采用合理的建筑平立面。建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。

经验表明，简单、规则、对称的建筑抗震能力强，在地震时不易破坏；反之，如果房屋体形不规则，平面上凸出凹进，立面上高低错落，在地震时容易产生震害。而且，简单、规则、对称结构容易准确计算其地震反应，可以保证地震作用具有明确直接的传递途径，容易采取抗震构造措施和进行细部处理。

3.选择合理的结构形式。抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。按结构材料分类，目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等；按结构形式分类，目前常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。结构体系的确定受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等诸多因素影响，是一个综合的技术经济问题，需进行周密考虑确定。抗震规范对建筑结构体系主要有以下规定：①结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；②结构体系宜具有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力；③结构体系应具有必要的抗震承载力，良好的变形能力和耗能能力；④结构体系宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力；⑤结构在两个主轴方向的动力特性宜相近，在结构布置时，应遵循平面布置对称、立面布置均匀的原则，以避免质心和刚心不重合而造成扭转振动和产生薄弱层。

4.提高结构的延性。结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。结构的延性反映了结构的变形能力，是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一。结构良好的延性有助于减小地震作用，吸收与耗散地震能量，避免结构倒塌。而结构延性和耗能的大小，取决于构件的破坏形态及其塑化过程，弯曲构件的延性远远大于剪切构件，构件弯曲屈服直至破坏所消耗的地震输入能量，也远远高于构件剪切破坏所消耗的能量。因此，结构设计应力求避免构件的剪切破坏，争取更多的构件实现弯曲破坏。始终遵循“强柱弱梁，强煎弱弯、强节点、弱锚固”原则。构件的破坏和退出工作，使整个结构从一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系，致使结构的周期发生变化，以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效应。

5.确保结构的整体性。结构是由许多构件连接组合而成的一个整体，并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。若结构在地震作用下丧失了整体性，则结构各构件的抗震能力不能充分发挥，这样容易使结构成为机动体而倒塌。因此，结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件，确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。为了充分发挥各构件的抗震能力，确保结构的整体性，在设计的过程中应遵循以下原则：①结构应具有连续性。结构的连续性是使结构在地震作用时能够保持整体的重要手段之一。②保证构件间的可靠连接。提高建筑物的抗震性能，保证各个构件充分发挥承载力，关键的是加强构件间的连接，使之能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求。③增强房屋的竖向刚度。在设计时，应使结构沿纵、横2个方向具有足够的整体竖向刚度，并使房屋基础具有较强的整体性，以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉降及地面裂隙穿过房屋时所造成的危害。

6、计算结果的校核。一般来说，在结构设计中，我们通常计算软件来进行结构分析，这就需要设计人员对自己简化的结构模型要进行合理性的分析，是否和实际受力模型一致，而最初的概念设计就显得尤为重要，只有这样，在进行准确分析判断之后，方可用于实际工程

7、抗震构造措施。可以说，合理的抗震概念设计会简化抗震计算过程，而构造措施则是对概念设计的补充。“强柱弱梁”“强剪弱弯”都是抗震概念概念设计的精髓。所以无论是什么结构类型，规范中都明确了在不同的抗震等级中，所应满足的构造措施，这些都是一个结构是否安全的有力保障。

二、抗震概念与设计计算的具体规定

新抗震规范已将设计中常出现的问题做出了具体规定。

1．体形复杂的建筑不一概提倡设防震缝。

2．对规则结构与不规则结构做出了定量的划分。并用强制性条文对建筑师的建 筑设计方案提出了限制。如第 3 . 4. 1条规定，“建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的方案”。

3．予应力混凝土的抗侧力构件，应配有足够的非予应力钢筋。

4．非结构构件与其结构主体的连接，应进行抗震设计，如幕墙、附属机械、电气设备系统 支座和连接等需符合地震时对使用功能的要求。

5．投资方愿意通过增加投资来提高安全要求的抗震建筑，采用隔震和消能减震设计。

6．结构材料的选用应减少材料的脆性，优先采 用延性、韧性和可焊性较好的钢筋和规定强度等级范围内的混凝土。

通过执行新抗震规范中的各项规定，来保证抗震概念设计的完成 ；通过遵循抗震概念设计的原则，使建筑物具有可靠的抗震性能。概念设计决定建筑物的抗震性能，如果概念设计不适宜于抗震，那么不管多“精密”的计算也无济于事。当然，在做好概念设计的基础上也要认真计算做好定量分忻。

三、对自己将来工作的要求

了解未来抗震新思路. 如前所述，目前为减轻灾害所采取的措施都偏重于提高结构自身的承载能力和变形能力，从而耗散地震能量避免建筑的倒塌。这种做法可以说一种比较被动的的办法，存在着造价高、构造复杂，施工难度大等特点。既然破坏能力来自于地面，通过基础向上部结构传递，那么若在基础和上部结构之间增加一个“能量耗散层”以阻隔或减少地震能量向上传递，就能大大减轻地震队建筑物的损坏程度。我国的地震实例也印证了是可行的，1996年邢台地震，大量民屋倒塌，但其中几栋土坯房几乎没有被破坏，经过考察，原因在于基础墙体里铺设厚约30mm的芦苇杆防潮层，起到了减震效果。为避免它给人类带来大的灾难，要求结构工程师根据新抗震规范运用好抗震概念设计。做到 :1 .结构功能与外部条件一致 ;2 .充分发展 先进的设计理念 ;3 .发挥结构的功能并取得与经济的协调 ;4.更好地解决构造处理 ;5. 利用定量的计算进行抗震分忻 ;6.用概念来判断计算的合理性。客观事物是多种多样的,而且都是在不断地变化，因此对不同的客观事物有不同的概 念，随着事物认识的不断发展，概念也在不断的发展变化，做好工程结构概念设计，有着很重要的意义。

结语：汶川大地震，玉树大地震以及近年来全国各地频发的一系列地震，对建筑物的抗震敲响了警钟，建筑抗震必须再次引起我们的高度重视。本文对建筑抗震的概念设计进行了研究分析。对建筑抗震概念设计的重要性进行了阐述并提出了一系列相应的措施。在提高结构整体的抗震性能分析时，又融入了新的抗震设计思路，为工程设计人员在今后的工程设计中提供了一些思路，仅同行参考。

参考文献：

【1】孙柏锋 隔震结构设计方法研究 昆明理工大学硕士学位论文 2007

【2】GB50011-2010 建筑抗震设计规范

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1、概念设计的定义分析

概念设计主要是针对客户的需求进行数学计算分析从而促使产品的产生。其就是从概念到产品的过程。概念设计的过程经历了从抽象到具体、从模糊到清晰、从粗略到简单的过程。在概念设计实行的过程中，需要选用建筑结构，并且对结构进行分析，实施计算，之后这些内容贯穿于整个建筑结构的设计当中，在这一过程中，设计人员需要找出概念设计存在的问题，然后结合自身的设计经验以及当前设计的实际环境有针对性的进行概念设计，构建良好的建筑结构设计方案，使得概念设计满足和建筑结构设计的具体要求相吻合。

2、建筑结构设计中概念设计的原则

2.1、结构的简单性

结构简单性要求在建筑结构设计过程中，简化传力途径，提升结构的承载力。因此，在进行结构体系设计过程中，应该对建筑结构受力图进行精确计算，并且对内力和位移进行详细探究，有效限制薄弱部位的出现。

2.2、结构的整体性

建筑结构能够聚集惯性力，而且还能够将惯性力传递至各竖向抗侧力子结构中，这就要求子结构具备相同的承载力，这样才能够有效抵御地震等自然灾害所造成的破坏作用。

2.3、结构的规则性和均匀性

通过提升建筑结构的规则性与均匀性，能够有效避免建筑结构过早的出现破坏或者坍塌的问题，确保建筑物分布质量与结构刚度的协调性，使其能够充分发挥抵御自然灾害的能力。

2.4、优化选型原则

在建筑结构设计中采用概念设计，能够有效优化结构体系以及结构布置形式。

3、建筑结构设计中的概念设计应用

3.1、在计算机分析中应用概念设计

虽然在目前来说我国建筑工程设计阶段计算机分析是设计的主要手段，但是从相关的建设效果来看并不能将其作为唯一的设计标准。因为计算机毕竟在一定程度上无法对工程实况进行全面的了解掌控，所以容易出现设计方面的误差，从而直接影响到整体建筑工程的建设效果。在实际的工程设计中还是要在计算机设计的过程中加入人工的辅助设计，相关工作人员可以依据自身的施工经验对其进行具体的分析以及判断，避免因计算机设计失误而造成的资金损害问题，最大程度保证工程建设的效益。

3.2、在基础设计中应用概念设计

无论是传统的基础设计还是融入概念化的基础设计都需要对施工现场的实际情况特别是地质地形以及施工条件等方面进行全面的考量，从而才能够确保基础设计的有效性。所以在运用概念设计进行基础设计的时候也要确保对施工工程的全面了解最终进行以概念设计为基础的建筑结构基础设计。筏型基础、箱形基础是概念设计中经常用到的基础形式。在箱形基础运用的过程中周围的底层会与地基形成紧密的整体从而将建筑压力进行分散，保证建筑工程的安全性与稳定性。筏型基础的地基可以将地基荷载分散到上部结构中从而减少地基的压力从而避免地基沉降现象的发生，对建筑物的整体安全性能都有较大的加固作用。

3.3、在抗震设计中应用概念设计

建筑物在建设过程中为避免造成安全事故的发生通常都会对抗震设计方面有严格的要求。在建筑物的稳定性方面计算机分析结果虽然能达到一定程度的效果但还是无法完全达到良好的抗震性能。所以为了进一步加强建筑物的稳固性我国设计人员对其融入了概念设计的应用，从而达到较高的抗震效果。3.4、在高层结构设计中的应用众所周知高层建筑结构侧移现象是设计中的重难点，因此很多设计师在设计的过程中都会考虑运用相应的抗侧力体系来减轻水平负荷从而达到建筑物的稳定性能。概念设计的应用更能够在较大程度上加强设计效果，达到预期建设目标。除此之外建筑建设过程中要对周围的布局、结构以及整体的协调性进行综合的考虑，最大程度保证设计效果。同时还需要对建筑物的风压布局所造成的影响进行综合的考量，以此提高整体建筑设计水平，更大程度加强我国建筑行业的发展。

4、结构设计主要措施

4.1、建筑场地选择

建筑物沉降坍塌、滑坡等现象发生的原因除了地震外还跟建筑现场的地质状况有关。因此建筑场地的选择对抗震设计有直接的影响。所以为了能够达到加强的抗震效果保证居民用户的自身以及财产安全，设计人员应该选择稳固的地形进行建筑物的选址设计，确保建筑物的稳固性。

4.2、结构材料选择

混凝土即是现阶段我国建筑工程施工的主要材料也是最佳的抗震的首选材料。因为其自身特有的强度能够确保构件塑性铰区延性能力的发挥。同时高强度的混凝土还可以通过减小自重和材料消耗来达到减小柱截面尺寸的目标，从而达到预期的建筑功能目标。

4.3、协同工作

所谓的协同工作是指将建筑物的基础与上部结构视为一个整体，使其达到整体的协同性。着同样也血药借助概念设计的理念以达到更高的建设目标。同时还应该注意建筑结构的协调性在受力的时候可以保证受力程度的均匀性，从而保证了建筑构件的耐久性，加大建筑物的使用寿命。由此可见，概念设计与结构措施在建筑结构设计中占有中要的作用，其不仅能够全面考量设计效果同时也能够运用结构措施分散基础结构的受力状况从而达到整体建筑物的受力均匀加强其使用寿命。因此，相关建设设计人员应该多加关注该方面的应用，在一定程度上对其进行细致的研究与理论方面的突破创新，从而能够进一步促进我国建筑行业的发展，加强经济建设的完善性。

作者:热合曼江.依明 单位:中国建筑标准设计研究院有限公司新疆分公司

参考文献：

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概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为，概念设计做得好的结构工程师，随着他的不懈追求，其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富，设计成果也越来越创新、完善。遗憾的是，随着社会分工的细化，大部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计，缺乏创新，更不愿（不敢）创新，有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳（害怕承担创新的责任）。大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天，对计算机结果明显不合理、甚至错误而不能及时发现。随着年龄的增长 ，导致他们在大学学的那些孤立的概念都被逐渐忘却，更谈不上设计成果的不断创新。

强调概念设计的重要，主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，比如对混凝土结构设计，内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法，这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远，为了弥补这类计算理论的缺陷，或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点，往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，结构工程师只有加强结构概念的培养，才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。

概念设计之所以重要，还在于在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案，为此，需要工程师不断地丰富自己的结构概念，深入、深刻了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。

2协同工作与结构体系

协同工作的概念广泛存在于工业产品的设计和制造中，对于任一个工业产品，我们均不希望其在远未达到其设计寿命（负荷、功能）时，它的某些部件（或零件）即出现破坏。对于建筑结构，协同工作的概念即是要求结构内部的各个构件相互配合，共同工作。这不仅要求结构构件在承载能力极限状态能共同受力，协同工作，同时达到极限状态，还要求他们能有共同的耐久寿命。结构的协同工作表现在基础与上部结构的关系上，必须视基础与上部结构为一个有机的整体，不能把两者割裂开来处理。举例而言，对砖混结构 ，必须依靠圈梁和构造柱将上部结构与基础连接成一个整体，而不能单纯依靠基础自身的刚度来抵御不均匀沉降，所有圈梁和构造柱的设置，都必须围绕这个中心。

对协同工作的理解，还在于当结构受力时，结构中的各个构件能同时达到较高的应力水平。在多高层结构设计时，应尽可能避免短柱，其主要的目的是使同层各柱在相同的水平位移时，能同时达到最大承载能力，但随着建筑物的高度与层数的加大，巨大的竖向和水平荷载使底层柱截面越来越大，从而造成高层建筑的底部数层出现大量短柱，为了避免这种现象的出现，对于大截面柱，可以通过对柱截面开竖槽，使矩形柱成为田形柱，从而增大长细比，避免短柱的出现，这样就能使同层的抗侧力结构在相近的水平位移下，达到最大的水平承载力；而对于梁的跨高比的限制，一般还没有充分认识到。实际上与长短柱混杂的效果一样，长、短梁在同一榀框架中并存，也是极为不利的，短跨梁在水平力的作用下，剪力很大，梁端正、负弯矩也很大，其配筋全部由水平力决定，竖向荷载基本不起作用，甚至于梁端正弯矩钢筋也会出现超筋现象，同时，由于梁的剪力增大，也会使支承柱的轴力大幅增大，这种设计是不符合协同工作原则的，同时，结构的造价必将会上升。多高层结构设计的主要目的即是为了抵抗水平力的作用，防止扭转，为有效的抵抗水平力作用，平面上两个正交方向的尺寸宜尽量接近，目的是保证这两个方向上的“惯性矩”相等，以防止一个方向强度（稳定性）储备太大，而另一个方向较弱，因此，抗侧力结构（柱、剪力墙）宜设置在四周，以增大整体的抗侧刚度及抗扭惯性矩，同时，应加大梁或楼层的刚度，使柱（或剪力墙）能承担较大的整体弯矩，这就是“转换层”的概念。防止扭转的目的，是因为在扭转发生时，各柱节点水平位移不等，距扭转中心较远的角柱剪力很大，而中柱剪力较小，破坏由外向里，先外后里。为防止扭转，抗侧力结构应对称布置，宜设在结构两端，紧靠四周设置，以增大抗扭惯性矩。因此，高层或超高层建筑中，尽管角柱轴压比较小，但其在抗扭过程中作用却很大（若角柱先坏，整个结构的扭转刚度或强度下降，中柱必定依次破坏），同时，在水平力的作用下，角柱轴力的变化幅度也会很大，这样势必要求角柱有较大的变形能力。由于角柱的上述作用，角柱设计时在承载力和变形能力上都应有较多考虑，如加大配箍，采用密排箍筋柱、钢管混凝土柱。

目前，部分已建建筑在其四角设置巨型钢管柱，从而极大地增强了角柱的强度和抗变形能力。在高层建筑结构设计中，柱轴压比的限值已成为困扰结构工程师的实际问题，随着建筑高度的增加，结构下部柱截面也越来越大，而柱的纵向钢筋却为构造配筋，即使采用高强混凝土，柱截面也不会明显降低。实际上，柱的轴压比大小，直接反映了柱的塑性变形能力，而构件的变形能力会极大地影响结构的延性。混凝土基本理论指出：混凝土构件的曲率延性，即弯曲变形能力主要取决于截面的相对受压区高度和受压区边缘混凝土的极限变形能力。相对受压区高度主要取决于轴压比、配筋等，混凝土的极限变形能力主要取决于箍筋的约束程度，即箍筋的形式和配箍特征值（λ=ρfyfc）。因此，为了增大柱在地震作用下的变形能力，控制柱的轴压比和改善配箍具有同样的意义，因而采用密排螺旋箍筋柱或钢管混凝土均可以提高柱轴压比的限值

3协同工作与材料利用率

协同工作设计的另一个目的，还在于对材料的充分利用。一般来讲，材料利用率越高（即应力水平越高），该结构的协同工作程度也越高（从优化设计的角度，尽管结构性能最好的方案，不一定是材料利用率最高），尤其对我国这样一个发展中国家，结构设计的目的即是花最少的钱，做最好的建筑，这就要求设计时对结构材料的充分利用，这从梁类构件的演变可以看出。矩形截面梁是最普通的受弯构件，它的材料利用率很低，原因有二：一方面是靠近中和轴的材料应力水平低，另一方面是梁的弯矩沿梁长一般是变化的，这样对等截面梁来说，大部分区段，即使是拉、压边缘，其应力水平均较低。针对梁的这种受力特点，用结构概念分析，主要是因为梁截面存在应变梯度，只有当构件是轴心受力时，材料利用率才可能增大，于是就出现了平面桁架，平面桁架可以理解成“掏空”的梁――将梁中多余材料去除，既经济，又降低自重；故桁架的上弦相应于梁的受压边，下弦相应于受拉钢筋。规则桁架中腹杆的受力（拉、压）与梁中主拉、压应力方向一致，根据上述分析，还可以将桁架的外形设计为与弯矩图相似的形状，从而使桁架的弦杆受力均匀。由于桁架中大量存在压杆，压杆的强度往往由其稳定性决定，而不是由杆件截面材料强度决定，因此，在平面桁架的设计过程中，应设法降低压杆的长细比。

单纯增大截面是下策，特别是上弦杆，应努力增加其平面外的刚度（有时上弦采用双杆形成的复合压杆），提供平面外约束（增加支撑），如果把这些平面外的支撑再连接成桁架，这样就使平面桁架变为平面交叉桁架，最后发展为空间网架。空间网架的材料利用率高，应力水平高，故在大跨度、大空间结构中广泛使用，但网架结构中仍然存在压杆，压杆（特别是钢压杆）的应力水平不可能太高（因为随着跨度的增加，网架的高度增大，腹杆的长度将增大，同时节点距离的增大也导致弦杆长度的增大），这样高强材料就不能使用。因此，努力减少或消除结构中的压杆，就使我们找到了悬索结构，悬索结构中所有的“杆件”均为拉杆，这样就使悬索结构中杆件的应力水平极高，材料利用率极大，高强材料得以充分利用，还可施加预应力。因而在超大跨度的结构中，悬索结构（或包括悬索结构的组合结构）是首选的结构类型。就混凝土基本理论的发展来看，也体现了使各种材料充分发挥性能，并相互协同工作的特点。林同炎教授认为：钢筋混凝土与预应力混凝土之间的区别在于钢筋混凝土是将混凝土与钢筋两者简单地结合在一起，并让他们自行地共同工作，预应力混凝土是将高强钢筋与高强混凝土能动地结合在一起，使两种材料均产生非常好的性能。反映了人们对混凝土中的协同工作认识和运用过程的加深。

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1.概念设计

概念设计涵盖了从用户需求分析到概念产品生成的设计活动全过程，这一系列设计活动是有顺序、目标和组织的。概念设计表现出了一个理念从模糊到清晰、从具体到抽象、从粗到精不断变化的过程。它是从设计概念出发，以设计概念作为主线贯穿于整个设计过程的一种设计方法。作为全面完整的设计过程，概念设计通过设计概念把设计师感性思维与瞬间思维统一上升为理性思维，进而实现整个设计。在现代建筑业中，概念设计被广泛用在建筑的结构设计中，有其特殊的含义和重要性。

1.1含义

在建筑的结构设计中有理论设计与概念设计之分。理论设计是指结构工程设计师在计算理论与规范的基础上，假设结构的计算模型与受力状态，并通过分析计算结构获得数据式结果，进而根据结果来进行结构设计这样的设计方法。而概念设计则是无需计算数值，只根据整体的结构体系和分结构体系间存在的力学关系、震害、结构被破坏的机理以及工程现象和实验现象的设计基本原则及思想，来完成建筑结构整体布置和细部构造过程确定。

1.2重要性

作为结构工程师，其主要的任务就是运用整体概念在特定建筑空间当中完成结构整体方案设计活动，并要有意识地对结构与构件以及不同结构之间的关系问题进行处理设计。在现代社会，几乎在全部的结构设计中都运用到了概念设计的设计理念。概念设计在结构设计中有着重要意义，其重要性的体现如下：

（1）目前的结构设计与计算的理论都存有很多的缺陷及不可计算性，概念设计的运用可以弥补计算理论当中的缺陷，并完成现实中存在的不可计算的结构构件设计活动，从而满足结构设计需求。

（2）在结构方案设计的最初阶段，其设计过程不能依靠计算机完成。这就要求结构工程设计师在确定性价比最高的结构方案时综合运用概念设计中蕴含的设计概念。

（3）通过计算机的分析计算所得结果具有高精度的特点，有些结构设计师过度依靠计算机与设计软件，对于结构工作的性能产生误解，在结构设计中走上传统性、习惯性的方向，盲目相信计算机计算的结果，对其不合理性与错误性有所忽视，导致建筑结构产生安生隐患。概念设计要求设计师从实际工程的结构需求出发，综合考虑各种因素，可以破除结构工程师对计算机设计软件的盲目信赖，对于结构设计的发展和革新具有重要的推动作用。

2.防震概念设计

这一概念设计涵盖了从建筑防震需求分析到防震结构成形的全过程，是按照地震灾害的基本情况与多发带建筑工程经验等所形成的设计基本原则与思想，进行建筑结构整体安排和细部构造的设计活动。由于地震破坏作用与机理具有复杂性与不确定性，且结构模型假定情况有别于现实状况。

因此，很难对建筑物遇到地震的参数与特性进行准确的预测活动。基于这样的情形，工程抗震并不能完全依靠计算机的模拟设计来解决，而是要从概念设计出发。

2.1作用原理

在建筑的结构设计中，抗震概念设计的主要作用是促使建筑整体结构耗散地震能量，以免在结构中产生薄弱敏感部位。如果地震能量聚散活动只是集中于部分薄弱区域，就会过早破坏结构。

在现代抗震设计中，一定要基于对整个结构在耗散地震能量方面的作用发挥，才能根据常见小地震的作用情况来计算结构、设计构件截面以及相应构造措施。若有需要，可以采取弹性时程分析方法来进行补充计算，并试图满足罕见大地震作用下的建筑结构稳定需求。

2.2设计要求

为保证建筑结构的抗震能力与抗震需求相适应，抗震概念设计可以从宏观角度对结构抗震性进行控制，其具体要求如下：

（1）应选择利于抗震的场地与地基，并采用相应措施来维护地基稳定性，以免由于地面变形产生直接危害；

（2）基础设计要合理。属于同一结构的单元部门不应设置于不同性质的地基土上，也不适合选取不同基础形式。在进行防震概念设计的时候，要最大程度地挖掘和发挥地基潜力；

（3）就建筑物的体型而言，应从对称、规则、简单入手，保证质量及刚度的变化时均匀的，从而达到减少地震作用下出现的变形现象、应力集中反应以及应力扭转现象的目的；

（4）结构体系的选择要合理，其抗侧构件应当均匀对称。要设置多道建筑结构抗震防线，结构布置应当传力便捷、受力明确，以免在局部产生薄弱环节；

（5）各类构件间的连接要安全可靠，且应具有一定变形能力与强度，从而提高建筑整体结构的抗震性能；

（6）要注重结构空间的整体性，加强其平面连接，并确保其竖向的整体刚度符合抗震需求；

（7）强调处理非结构构件的重要性。要充分发挥非结构构件对于主体结构有利的影响作用，避免因为不合理的构件设置危害到整个主体结构的抗震性能；

（8）结构自重应尽量减轻，减少其对地基土产生的压力，进而将传送给建筑物的地震力降低。

2.3实际运用

在传统的结构理论研究与设计中，往往只注意结构抗力的提高，使得建筑混凝土的等级不断升高，配筋量不断加大，工程造价也不断升高。过去的建筑结构设计师通常只重视最大配筋率的问题，进而导致肥梁胖柱、深基础等现象在建筑工程中随处可见。

在建筑抗震设计中，传统方法是按照最初确定的尺寸和混凝土的等级来计算结构刚度，进而根据结构刚度对地震力进行计算，然后才是配筋计算。而事实上，配筋越多，就会产生越大的刚度，而刚度越大，在地震作用下产生的反应也会越大。从这一层面来说，为抗震而配设的钢筋反而增加了结构刚度，进而增强了地震作用效应。这就使得建筑结构抗震陷入了死循环当中。

而抗震概念设计在建筑结构设计中的应用，拓宽了建筑结构设计思路。它以降低地震的作用效应为出发点，给现代建筑的抗震设计带来了新的生命力。抗震消能就是抗震概念设计中的一种理念。通常来讲，抗震消能是依靠在基础和建筑主体之间加设消能支撑等柔性隔震层来实现。也有通过在建筑物的顶部安装反摆，加大建筑物振动的阻尼作用，减少其位移的方式来达到消能抗震的目的。在进行抗震验算的时候，要注重区分场地土的类别。建筑的框架结构应当设计为双向的梁柱刚接体系，可允许部分框架梁搭接于别的框架梁上，但要加强在垂直地震作用方面的抗震设计。既可以通过对构件荷载效应进行调整和限制的方法，也可采用规定必要的强制性构造措施的方法来加强建筑结构的抗震力。

3.结束语

近年来频发的地震灾害已经导致了太大的生命财产损失，加强建筑结构的抗震能力变得越来越重要。传统的建筑结构设计过于信赖计算设计的结果，忽略了建筑结构的实际情况，没能充分发挥计算设计在建筑抗震设计中的作用。而抗震概念设计的出现，将建筑结构设计引向了人性化方向，并且拓宽了建筑结构设计的思路，为建筑抗震设计提供了新的视角，并在实际应用中发挥了良好作用。

参考文献

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随着建筑工业中新材料，新体系，新工艺的飞速发展，各种结构体系的创新组合，使得概念设计被越来越多的结构工程师所重视，并将在结构设计中发挥越来越大的作用。但是，在目前高校教学的概念设计课程中，通常只重视孤立的分体系和单独构件的力学概念讲解，尤其在专业课教学中，单项计算练习过多，综合练习过少，加之计算机的普及，从而不同程度地造成了学生对计算机产生一定的依赖性，进而影响到他们的整体综合运用能力，使得结构体系概念模糊等现象比较普遍，这些问题的存在对培养具有创造力的未来工程师是相当不利的，因此必须采用一些切实可行的有效措施提高概念设计在建筑工业中的应用水平。

1 结构概念在现在建筑设计中的必要性

随着我国基础设施建设投入的不断加大，与人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求和标准。因此，这就需要相关设计人员必须努力推广计算机的普及与应用，加快新型高强轻质、环保建材的应用，使建筑结构的设计更加实用、更能符合相关标准。概念设计对于打破传统建筑结构设计中低效、守旧的模式，进而提高建筑结构设计工程师的创新能力水平。

在当前建筑结构设计中普遍存在承袭传统设计的守旧思想，使得与之相应的建筑产品缺乏新意。当今建筑设计普遍提倡采用概念设计思想来提高结构工程师的设计创造性，实现建筑结构的最优化设计。尽管目前大多数人对概念设计有一定的了解，但是尚无法熟悉他的具体应用，因而，他们经常将概念设计限定在大原则下应用，进而束缚着建筑结构设计的发挥。如结构布置、确定结构方案等。其实，在具体人们的生活中随处都可以看到概念设计的应用情况。近年来，随着计算机技术的飞速发展，提高结构中概念设计的准确性和运算率。但是，必须理性地应用计算机，不能太过依赖计算机，要注重体现建筑中的人性化设计。相较于计算机设计而言，概念设计主要是体现出人的设计理念。此外，在总体方案和构造措施上，计算机难以实现概念设计的基本要求。

在建筑结构设计方案的初始阶段，概念设计具有举足轻重的作用，因为此阶段电脑无法代替概念设计来完成某些步骤。因此，这就要求结构设计师必须结合其以往的设计经验，深入探讨建筑结构设计方案，并对其可行性进行分析，进而运用工程设计的整体理念对设计方案进行调整，最终达到方案最优。

通过计算机所计算出的运算结果，虽然比较精密，并在实际应用中不代表精确数据的合理性。也不具有实用性。概念设计正好弥补了结构设计在规范化的计算机应用中的诸多弊端。作为立体实物的建筑物，仅仅依靠电子计算机所计算数据结果是非常不够的，必须依靠人的思想结合以往的设计经验和建筑施工的实际情况做到具体问题具体分析。

概念设计往往会从整体上去反应出建筑结构的工作性能和设计理念，破解隐患过度的精密运算结果并非是对建筑结构精致入微的正常效应，同时也是一种不失理性解决问题的途径。此外，非概念设计的机械性、习惯性经常会引起的错误隐患，进而还会影响到建筑结构设计的整体性能。所以，在建筑结构设计过程中，必须充分考虑概念设计的重要性，并将概念设计贯穿于整个建筑结构的设计过程。

目前，国际上知名度较高的优秀结构设计作品，大多数都是由一种或几种基本分体系有机地组合而成。因此，要求结构工程师必须不断拓展其理论知识，与时俱进，不懈追求完美的设计，同时还要具备丰富、踏实的整体结构概念和基本分体系的相互比较的能力。由此可知，在建筑结构概念设计出色的工程师，其结构概念随着实践经验的增长而不断丰富，设计成果也更具完美性、创新性。此外，必须将当今先进计算机技术融入到概念设计的整个过程，充分利用计算机技术的优势，尽快选择和确定最佳设计方案，进而提高建筑施工图设计的可靠性。概念设计可以预防或减少不均匀沉降的危害，可以从结构措施、建筑措施、地基和基础方面加以控制；必须确保立面形体变化不能过大，荷载和高低差异适度；同时，还要加强上部结构和基础的刚度，提高建筑的整体刚度性能；同一建筑物尽量采用同一类型基础并要求埋置于同一土层中等一系列措施。对层建筑而言，从经济的角度考虑，对于不愿意采用长桩的结构设计方案，一般都需要经过地基处理的方式来达到控制建筑物沉降的目的。通常情况下，有许多种处理软土地基的类型，但在选择地基处理方案前，必须认真深入探究建筑上部结构和地基两方面的具体实际情况，同时还要根据建筑工程的施工要求，选定恰当的地基处理范围和技术指标，确保建筑工程结构设计的合理性、可行性。同时，还要根据施工单位的施工设计经验和设计人员的知识水平，将多种方案进行比较，最终选定安全实用经济合理的处理方案，也要确保概念设计在建筑结构设计中的功能，使之充分发挥计算机的辅作用，因为概念设计与建筑工程的整体性能息息相关，并在很大程度上决定建筑结构设计的质量和接下来的施工进度。

2 结构概念在建筑设计中的应用原则

2.1 结构方案合理化选择在建筑结构设计过程中，必须要构建整个方案的基础阶段，并重视该阶段对整个建筑结构设计的重要作用。因为，结构方案设计合理与否直接影响到紧随其后所形成的的质量问题，相关设计人员必须给予足够的重视。

2.2 优化建筑结构体系建筑结构体系是设计中的重要体现，设计者将整个建筑的结构清晰的、完整的表现出来，在整个建筑结构体系中人们所看到的每一个组成结构的部分都是统一的、不可以分割的完整实体，并不是建筑中单一部件的个性表现，其各个部件之间只能组合在一起时才体现建筑实体的具象涵义和建筑结构价值，如果将其中某些部分分割开来，结构就不成其为结构，在其体系中就无法继续发挥其应该有的效果。所以在规划结构体系时，是不能将其中某些及某个部件拿出来，否则将失其价值和内涵。

2.3 要选用适用的计算简图在选择计算简图时，必须根据建筑结构的具体要求，选择那些表达明确、设计合理、效益高的计算结构简图，从而保证建筑结构设计的可靠性。因为，计算简图的选用在建筑结构设计计算中起着不可或缺的重要作用，是正确引导建筑结构设计与建筑工程施工的可靠保障，这就要求结构计算必须准确、合理、可行。并尽可能地为今后的施工建筑降低成本。

2.4 数据结果精确分析数据结果是建筑结构设计的依据，对于建筑设计的施工起着指导作用，因此建筑设计的运算结果必须精确，必须有实际工程实例为借鉴。因为，数据结果的正确与否是决定建筑结构能否顺利进行、施工质量是否过关的重要前提条件。例如不同计算工具的使用、人为地忽略以及各种不同程序软件的使用等都可造成计算结果不精确。

3 总结

在建筑工程结构设计中，运用概念设计方法，能够有效、可靠地对结构体系进行构思比较与选择，从而使设计方案概念清晰。运用优秀的概念设计优化了建筑中的结构设计，弥补了现行结构设计理论与计算理论之间存在的某些缺陷，具有广泛的实用价值和推广价值。

参考文献：

[1]刘伟.建筑结构设计中的概念设计与其措施[J].现代装饰(理论)，2011，(06).

[2]涂其付.建筑结构中概念设计应用的探析[J].江西建材，2011，(02).

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中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

结构概念在建筑结构设计中的意义

伴随着我国经济水平的不断提高，基础设施建设的不断加大，人们在对高质量生活追求的同时也更加注重建筑结构的设计，这对建筑行业提出了更高的要求与挑战。面对这一情况，结构概念的出现打破了传统建筑结构设计中效率低下，建筑结构老旧，建筑整体一层不变的模式，从而提高了建筑结构设计工程师的能力，使其在进行建筑设计时设计出更多的创新结构，以此满足人们的需求。

（一）结构概念具有先进意义

我国的建筑结构设计计算经历了利用经验进行估算、容许应力法、建筑极限状态计算、直到现在普遍采用的概率极限状态理论计算法的发展过程。但是概率虽然具有一定的科学先进性，但是在实际的建筑结构设计运算过程中，会出现一定的相似情况，只能看作是最为接近的极限状态，这样一来对于建筑真实的承载能力就很难进行有效的估算。

同时建筑是一个三维空间结构，其中的构件是以相当复杂的方式进行相互的协同工作的，它们彼此之间具有极强的关联性，不能脱离整体构件体系而单独进行工作。同时整体结构体系与各个基本分体系之间都有着极为紧密的力学联系，所以把结构概念应用到实际具体的建筑设计工程当中来，对调节构件之间的联系，优化建筑结构起着积极促进的作用。

（二）结构概念是决定建筑抗震性能的关键

在传统的建筑结构分析工作上，时常会出现因设计人员没有将建筑结构的空间作用、建筑结构材料的非弹性性质以及时效性等多种关键因素进行充分考虑的情况，导致在进行建筑结构分析时存在着不准确性，影响建筑结构的抗震设计。所以说，建筑工程抗震的问题不能仅单单依靠计算设计来进行解决，必须在结构概念上找到立足点。因此将结构概念应用到实际的建筑结构分析中来，可以使建筑的抗震设计得到有效的加强，是对地震灾害来临时消散其能量的关键所在，避免了结构出现薄弱敏感的部位。

结构概念在建筑结构设计中的应用

（一）结构概念在拓宽设计思路中的应用

传统建筑设计在进行结构的计算理论研究和结构设计中，似乎只关注如何提高建筑的结构抗力，以至于在进行混凝土的施工时，其配比等级越来越高，钢筋的配量越来越大，从而导致了工程建设的造价成本也越来越高，极大的降低了其经济效益。而结构设计工程师也因此只注意不超过最大的钢筋配比率，结果导致了肥梁、深基础等现象随处可见。

在这里我们用建筑的抗震设计作为例子。传统建筑在进行抗震设计时，一般是根据最初确定的结构尺寸以及混凝土的等级计算出建筑结构的刚度，然后再利用其数值计算出建筑最高承受的地震率，从而计算出建筑所用的钢筋配比率。这样为了抵御地震而进行建筑的钢筋配比，增强建筑结构刚度的做法，反而增强了地震的作用效率。

所以，只有将结构概念运用到实际的建筑抗震设计中，才有助于思路的拓宽，才能用科学的建筑结构来减小地震对建筑产生的作用效应，才能起到事半功倍的效果。

（二）结构概念在建筑抗震设计中的应用

为了保证在进行建筑结构设计时，建筑具有良好的抗震性能，将结构概念运用到实际设计工作中，可以从宏观意义上有效的进行结构抗震性能的控制。而在其应用到抗震设计时要充分考虑到以下几点因素：

1、设计时进行对抗震有利的场地以及地基的选择，从而避免地面变形造成的直接危害，采取有效措施来保证地基的相对稳定性。

2、在进行合理的基础建设设计时，同一个结构单元不应该设置在性质不相同的地基土之上，最好采用相同的基础形式，以此在设计时最大限度的发挥出地基的潜力。

3、选择出合理的结构体系，抗侧构件最好能做到均匀对称，进行多道抗震防线的设置，避免出现局部薄弱的问题，导致在地震发生时其抗震设计没有起到相应作用的情况发生。

4、在进行各个构件的连接时，必须进行可靠的施工，来保证彼此之间的联系，同时各个构件还应该具有必要的强度和变形的能力，从而加强整体建筑结构的抗震能力。

5、尽量的减轻建筑自身结构的重量，减少对地基土产生的压力，从而降低在发生地震灾害时建筑受到地震能量的影响。

结构概念应用到建筑设计中时的原则

（一）对合理的结构方案进行选择的原则

在进行建筑的结构设计过程当中，设计人员必须要对整个设计方案进行基础阶段的构建，并且重视基础阶段对整个建筑结构的设计中起到的关键作用。这是因为，建筑结构方案的设计合理性直接影响到日后建筑施工的质量，对建筑能否以高质量竣工起着关键的决定作用。所以，一个成功的设计方案必须要根据建筑工程的实际情况和要求，制定出一个切实可行的结构设计体系，这样才能保证建筑结构设计的合理性，提高建筑的质量，增加工程的经济效益。所设计的结构体系中建筑的受力情况必须要明确，对承载力的传递要尽量简洁，力求做到建筑平面和竖向的规则。所以说在将结构概念应用到建筑的结构设计中时，必须对工程的具体设计要求、周边的地质条件、材料的选用和施工工艺等进行充分的了解，作出综合分析以后，才能进行建构设计方案的确定。

（二）对计算简图进行精选的原则

将结构概念应用到建筑结构设计时，对计算简图的选择必须要结合到工程建筑结构的实际要求中来进行选择，要尽量选择能明确进行结构表达、结构设计合理、经济效益较高的计算结构简图，以此来保证建筑结构设计方案的确实可行。这是因为计算简图的正确选用，可以引导设计时正确的进行建筑的结构设计，并且在工程的实际施工环节里为施工提供保证，在整个工程中起着不可或缺的重要作用，最大程度保证了工程在施工时的效率，降低了施工的成本，增加了建筑工程的经济效益。

（三）对数据结果进行准确分析的原则

在将结构概念应用到建筑结构设计中时，其数据结果的准确性是设计师进行建筑结构设计的根本依据，能正确引导设计师进行准确的建筑结构设计，所以在建筑设计环节中，必须要保证其运算结果数据的准确性。对此在进行了设计运算后，设计师都应该对其数据进行准确的验算，并对最后结果进行详细的比对分析，以探究其准确性与合理性，只有这样才可以保障建筑结构设计方案，能对建筑的抗震、优化、创新发挥积极促进的作用，才能保证施工的顺利进行，提高建筑工程的整体质量。

总结

结构概念运用到建筑结构设计中来，是建筑行业的一次革命性创举，其作用是有目共睹的。而将结构概念应用到实际的建筑结构设计中时，设计师要正确了解结构概念的含义与重要性，遵守结构概念的应用原则，将结构概念确切实际的应用到最需要它的地方，这样才能保证建筑结构设计的合理性，才能保证建筑的施工质量，才能积极推进建筑行业的发展，满足社会和人民的需求。

参考文献：

[1]杨向华.建筑结构设计中的结构概念应用[J].中国房地产业,2011,(7)

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中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

随着社会经济水平的发展，人们对于建筑的安全性、环保性以及舒适性等方面也有了更高的要求。因此将结构概念应用于新时代的建筑设计工作当中已经成为了建筑行业的重要趋势。深入研究结构概念在建筑结构设计中的应用，将更好的推动建筑设计工作的发展。

一、 结构概念应用于建筑结构设计当中的意义

（一）具有更全面、更立体、更精准的先进意义。

1. 在目前普遍采用的概率极限状态理论前，我国结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算等阶段。现行的GBJ68-84《建筑结构设计统一标准》则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则。概率理论虽具有一定的先进性，但也有一定的局限性，比如在运算过程只能视作近似概率法，带有一定的局限性。并且要准确估计建筑物的真正承载力光凭极限状态设计是很难做到的[1]。

2. 结构概念设计是指不经复杂的数值计算,从整体角度来确定建筑结构的总体布置和结构措施，其主要依据为整体结构体系和结构子体系之间的力学关系,相对刚度关系,结构破坏机理,实验现象和工程经验所获得的结构设计原则和设计思想,。高质量的设计工作要求我们着眼在具体空间结构体系整体研究上。一个结构工程师只有根据专业理论知识和工程实践经验,结合简单估算对一个结构工程进行整体优化同时，应把结构概念应用到实际建筑结构设计工作中去，这要求对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识[2]。

（二）对建筑的抗震能力起到关键作用。

为了保证准确性，在进行结构分析时必须充分考虑结构的空间作用、结构材料的非弹性性质和时效、阻尼变化等多种因素。因此，工程抗震问题必须立足于结构概念，而不是完全依赖计算设计来解决，通过结构概念的应用，可以避免结构出现敏感的薄弱部位，使整体建筑结构发挥减震的关键作用。在隔震设计中,灵活运用悬吊隔震可以很好地降低水平地震作用,极大程度上减轻震害。

（三）掌握和运用结构概念的设计方法，是提高设计水平的一种有效途径。

二、建筑结构设计中的结构概念应用

（一）拓宽设计思路的应用。

结构工程师对计算工作准确性往往缺少清醒的认识,过分相信控制解,忽略更为重要的概 念设计方法。传统的结构计算理论的研究和结构设计存在很大的缺陷，过分关注如何提高结构抗力R，容易导致因混凝土使用等级增高、配筋量增大，产生的高额造价。结构工程师在工程建设过程中往往只注意到不超过最大配筋率，造成胖柱、肥梁、深基础等一系列问题。

比如抗震设计，传统的方法先是根据初定的尺寸、混凝土等级算出结构刚度，再由结构刚度算出地震力，然后算配筋。这样将会增加结构的刚度，反而使地震作用效应增强。

因此可考虑将结构概念应用在抗震设计中，降低作用效应S。结构耗能减震技术是在结构物某些部位（如支撑、剪力墙、连接缝戒连接件）设置耗能（阻尼）装置（戒元件），通过该装置产生摩擦，弯曲（戒剪切、扭转）弹塑性（戒粘弹性）滞形来耗散戒吸收地震输入结构的能量，以减小主体结构的地震反应，从而避免结构产生破坏戒倒塌，达到减震控制的目的。60%的地震作用效应可通过合理设计降低，有效提高屋内物品的安全性[3]。

不是一味的加强建筑的坚固度，而是以科学的建筑建构减小地震的作用效应S，这样可以起到事半功倍的作用。事实证明合理应用结构概念，就能拓宽思路，

（二）在建筑抗震结构设计中的应用。

通过在设计中应用结构概念，从宏观上控制结构的抗震性能，保证建筑具有足够的抗震能力应充分考虑以下环节：

1. 基础是整个房屋、建筑物的组成部份和基本承重结构。它将房屋的全部荷载与基础自重均匀地传达给地基。所以基础工程必须具有足够的抗震性能。根据地基的地质、水文、冰冻等条件；上部结构材料及施工等因素，采取不同的基础砌筑。

2. 重视建筑物结构的设计，在进行建筑结构抗震能力测试时，应尽可能充分发挥构件的延性，实现结构整体足够的延性和变形能力，从而有效降低地震的作用，提高建筑结构的抗震能力。

3. 避免不合理设置导致对主体结构的不利影响，强调结构空间整体性，重视对非结构构件的处理，充分利用其对主体结构的有利影响。

4.保证建筑材料的优质性，抗震性能的高低主要取决于建材质量的好坏，包括钢材的抗拉强度、构造柱、芯柱、圈梁等各类构件要求的不同，都会影响房屋的抗震性[5]。

三、结构概念在建筑结构设计中应用原则

（一）合理选择结构方案的原则。

只有一个合理的结构形势和结构体系才能造就一个成功的设计，同一结构单元不宜混用不同的结构体系，结构体系应力求平面和竖向规则，做到受力明确，传力简捷。因此，选择构型之前必须综合分析工程的设计规则、地理环境、材料供应及施工条件等情况，并与其他专业相互协调，最终确定结构方案。

（二）精选计算简图的原则。

结构简图是结构计算的基础，选用不当的计算简图很可能会导致结构事故的发生，因此必须通过分析结构简图采取恰当的结构计算，选择合适的计算简图。另外，计算简图通过相应的构造措施来保证。实际结构允许与设计简图有偏差，但应在误差允许的范围内。

（三）正确分析计算结果的原则。

正确分析计算结果必须通过一定的建筑结构设计软件，目前市场上有关软件种类繁多，而不同的设计软件所计算出的结果也不尽相同，选择合适的设计软件，还应对计算结果认真分析，慎重校核，做出合理判断，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。

（四）结构构件设计的原则。

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。保证构件延性的同时对框架做到“强柱弱梁、强剪弱弯、强节电弱杆件”。

强柱弱梁：使梁端的塑性铰先出、多出，尽量减少或推迟柱端塑性铰的出现。适当增加柱的配筋可以达到上述目的。强剪弱弯：在进行抗震设计中，剪力是通过弯距计算得出的。该原则的目的是防止梁、柱子在弯曲屈服之前出现剪切破坏。适当增加抵抗剪切力的钢筋可以达到上述目的。强节点弱构件：增大节点核心区的组合剪力设计值进行计算。

（五）精选基础方案的原则。

为了确保结构安全和降低工程造价，必须选择合适的基础方案。这就要求设计师根据精确的地质资料来决定。包括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，据此做出综合分析，选择经济合理的基础方案，最大限度的发挥地基的潜力。

（六）特殊工程领域应用结构概念的必须性原则。

对特殊工程领域的工程设计，目前我国尚无成熟的规范可遵循，例如风力发电工程，这就需要设计者应用结构概念设计的方法，对一些很难准确计算的因素，可通过结构概念性的分析，采取相应的结构措施来解决。采取理论和实际相结合的方式，分析结构的受力、变形和振动情况，做出合理的结构设计方案。

四、结语

随着工程项目规模的增大，技术越来越复杂，不确定性因素增多，对工程设计的要求也越来越高，运用结构概念设计的思想使得建筑结构设计更加安全、可靠、经济。结构工程师作为结构设计革命的推动者和执行者，必须提高自身的创新能力，真正做到将结构设计广泛运用于建筑设计中。

参考文献：

[1] 刘慧芝,李福来.浅析建筑结构设计中的概念设计与技术措施[J]. 河北省中小企业服务中心,2009( 4) .

[2] 袁明.浅谈结构概念设计[J].江西省建材科研设计院, 2008( 2).

[3]包乐琪，郭玉霞，陈旭坤.概念设计在建筑结构设计中的应用[J].科技致富导报.2011（14）

篇10

1引言

在建筑结构设计中，概念设计具有重要的作用，早在1985年出版的由美国工程院士林同炎教授撰写的《结构概念和体系》一书，就为我们提供了结构概念设计的基础知识和一些实例，在过分依赖设计软件的今天，概念设计愈发不得到设计人员的重视，所以，笔者试着从以下几个方面阐述。

2建筑结构概念设计概述

建筑结构概念设计是指不经过数值计算，依据力学关系、震害关系、破坏关系等，结合实验所得结果提出的设计原则与方法。在概念设计中，需要综合考虑多方面因素，为方案的合理性、针对性、处理方式等提供切实可行的指导依据。具体来说，工程结构概念设计是基于结构概念设计理论展开的一系列运作，包括判断、推理、改良、决策等过程。

3建筑结构设计中概念设计的原则

3.1结构的简单性结构的简单性是指具有直接的、明确的传力途径结构，以便承受各种外在力量的重压和作用，这就要求在进行结构体系设计时，必须具备明确的计算简图，以便于内力和位移分析，最大程度限制薄弱部位的出现。3.2结构的整体性建筑结构类似于具备水平隔板功效、能够提供足够刚度与内力的楼盖，其能够聚集并将惯性力传递至各竖向抗侧力子结构，但这些子结构需要具备协同承受地震的作用，以发挥抗御地震等自然灾害的破坏作用。但如果竖向抗侧力子结构布置不均匀或是水平变形特征不同，就会使其无法有效协同工作，进而使得抗御效果大幅降低。3.3结构的规则性和均匀性建筑结构的规则性与均匀性能够有效避免薄弱子结构过早破坏、倒塌问题的发生，从而使得建筑物分布质量与结构刚度的分布协调，有利于整体结构抵抗自然灾害破坏作用的充分发挥，进而最大限度的避免承载力和传力途径的突变。3.4优化选型原则在建筑结构中，对于概念设计的运用，主要是对结构体系与结构布置的优化，其中，结构体系的优化主要是依据其基本构件特征与荷载实际情况等形成基本结构单元，然后通过集合形式构成主要的结构体系。结构布置的优化是指基础系统、柱墙竖向支撑系统、楼屋盖水平系统的设置。3.5合理受力原则一般情况下，在建筑结构概念设计过程中，通常需要对均匀受力、超静定受力体系、刚性连接、空间作用等进行充分的考虑，并且还要重视建筑结构宏观受力状态、直接受力状态以及主要受力状态的分析，以便运用力学原理来处理好受力分析问题。

4概念设计在建筑结构设计中的应用

4.1在建筑结构方案选择中的应用在建筑结构设计过程中，结构方案的选用具有十分重要的作用，并且还是整体建筑结构设计的核心内容，结构方案的重要性直接决定了结构方案选择的困难程度，所以，一旦建筑结构方案的选择上出现了问题，必将导致整体建筑结构设计严重错误的出现。通过概念设计的合理运用，并且充分发挥其自身应有的作用，可确保建筑结构方案选择的合理性与有效性。在进行建筑结构方案的选择时，应重视以下两方面内容：①在进行建筑结构方案的选择时，必须对建筑工程项目施工现场所有的相关影响要素进行充分的分析与全面的调查，例如建筑场地的一些地形条件、地质结构以及承载力状况，是概念设计整体性要求的主要体现。②在选用具体建筑结构设计方案时，应充分考虑用户的一些基本要求，是概念设计的主要特点与作用体现，且其还能够根据用户所提供的一些基本要求进行具体化设计，将其体现在建筑结构方案中，可有效提高建筑结构方案选择的准确性。4.2在基础设计中的应用在进行建筑结构基础设计类型的选择时，设计人员应当依据建筑物的具体结构形式及其所处的地理位置，在充分遵循概念设计基本原则的基础上进行合理的选用。4.3在建筑结构抗震设计中的应用对于建筑物抗震设计中概念设计的应用，应当结合建筑平面对建筑结构体系进行合理的布置，并且还要仔细分析建筑主体的结构体型和各个部分的基础体系之间的力学关系。此外，通过调整建筑物质心、平面形心及结构刚心间的距离，可使得这三者尽可能靠近，进而最大限度的减小结构体系的扭转力，增强整个结构的稳定性，提高结构的抗震能力，节约建筑工程造价。

5结语

综上所述，在建筑结构设计中，通过概念设计的合理应用，不仅能够有效提升建筑结构设计的主观能动性，还可在充分融合建筑设计人员想象力与个人经验的基础上，保证建筑结构设计的经济性、合理性、安全性。概念设计的思想被越来越多的结构工程师所接受，并在结构设计中发挥越来越大的作用。

参考文献

[1]张钧玛.在建筑结构设计中如何加强建筑结构的概念设计应用[J].城市建筑，2014（06）：53.