发布时间：2023-10-10 15:34:30
绪论：一篇引人入胜的简述建筑结构概念，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：
1 绪论
结构是建筑物中很重要的一个概念，当人们在议论一个建筑物时可能会用词“这个结构怎么怎么样”，而不是“这个建筑物”，从专业的角度来说，这里“结构”的用法是不恰当的，这个词在用于建筑方面时，具有其特殊的含义。
2 建筑结构发展史
回顾人类历程漫漫几千年的历史，从原始部落到现代文明社会，建筑结构的发展也是突飞猛进的，由低等的原生态的逐渐演变到高等的体系化完善化的。提及建筑结构，让人想到原始的“变形虫”，先进的鱼类结构，更先进的结构如壳类、膜类、充气结构以及张力结构。
2.1原始“变形虫”
原始结构像变形虫，它们是朴素的、自我承重的结构，一旦受外力支配时，它们就会倒塌，这个力量可以是时间或者某个地震。当一个变形虫无力抵抗外力攻击时，它分裂成两个或者三个部分。一个变形虫的每个部分对于它的完整性都是必需的，一旦其中一部分由于外力的原因被移走或毁坏，这个变形虫就会分裂。在一个变形虫结构的例子中，可以将“结构”和“建筑物”同义使用，因为此类建筑所有部分对支撑这个建筑物并将载荷传到地面都是至关重要的。
2.2鱼类结构
一条鱼是以肉和骨的混合物的形式存在的。将肉拿走骨头会留下，肉不能支撑鱼，只有骨头可以。在鱼骨中，有一个中央脊椎，在骨头与脊椎结合的地方变得相当粗壮，因为脊椎处是支撑鱼的核心，是枢纽结构。鱼类的结构直接启示了设计师的创作灵感，如弗兰克·劳埃德·赖特设计的威斯康星州拉辛（Racine）的约翰逊制蜡公司的办公楼。每一个鱼骨架结构中的关键点是基础和结合点。为了简化悬挑结构中基础和接合点的问题，柱和梁得到了发展。在此建筑中，梁和柱都支撑重量，并且在受到载荷时产生“弯曲”、“扭转”和“弯折”状况，这些以工程力学中的例题加以描述。
图2- 1轴受扭图
图2- 2横截面应力图
如图2-1中轴受扭，根据剪切胡克定律[2], 当切应力不超过材料的剪切比例极限时：
（公式2- 1）
式中——剪切强度，MPa；
——剪变模量，GPa；
——到轴心的距离，m；
——切应变，rad；
——扭转角，rad。
圆轴的强度校核公式：
（公式2- 2）
，，
式中——最大剪切强度，MPa；
T ——扭转矩，N·m；
——到轴心的距离，m；
——极惯性矩；
——抗扭截面系数；
——许用切应力，MPa；
n——安全系数
图2-2为轴中应力的方向。
图2-3 梁受弯曲应力图
图2- 4梁横截面上应力分布
（公式2- 3）
，
式中——最大拉压强度，MPa；
M ——力矩，N·m；
——y轴距离最大值，m；
——惯性矩；
——惯性矩图形对坐标原点O的极惯性矩；
——抗弯截面系数；
——许用拉压应力，MPa；
弯曲最大切应力：
（公式2- 4）
式中——中性轴一边的截面面积对中性轴的静矩，N·m；
下面介绍一条工程力学中的实例：
水平直角折杆受铅直集中力的作用。圆轴直径，在截面顶点处，测得轴向线应变。
试求该折杆危险点的相当应力。
解：点，，又则
危险截面在固定端处
3 建筑结构选型
建筑设计中的结构技术问题，是构成空间与体形的骨架和基础。结构部分不仅在耗材及投资上占据着相当大的比重，而且对建筑空间形体的制约也是很大的，因此在建筑设计过程中，需要给予足够的重视[4]。
纵观建筑历史的发展，19世纪末以来，由于社会生活和科学技术的发展，特别是钢筋混凝土和钢材的广泛应用，建筑技术和建筑造型发生了巨大的变革。例如，建于1851年的伦敦“水晶宫”——世界博览会展览馆（如图3-1）
图3- 1伦敦“水晶宫”——世界博览会展览馆
当时的这些建筑技术成就，远不是古典建筑可以比拟的。而且，轻质高强度的建筑材料的出现，使得高层与大跨度的建筑有了突飞猛进的发展。新结构的广泛应用，使得承重与非承重体系有了新的观念，因而使建筑造型具有更大的灵活性与机动性[5]。
当前在建筑设计中，常用的结构形式可以概括为三种主要类型，即混合结构、框架结构和空间结构。结合我国的具体情况，在新型建筑材料不太发达的地区，对于一般标准的中小型建筑。在中大型城市，因高新技术比较发达，在高层建筑中，而对于大跨度的建筑，如剧院、体育馆、超级市场等多选择空间结构体系。
3.1混合结构体系
我国在一般建筑中所采用的混合结构形式，多以砖或石墙承重及钢筋混凝土梁板系统最为普遍。这种结构类型，因受梁板经济跨度的制约，在平面布置上，常形成矩形网格承重墙的特点。所以对于结构不大、层数不高，且为一般标准的某些建筑如学校、住宅建筑、医院等是比较适宜的。
3.2框架结构体系
承重系统与非承重系统有明确的分工，是框架结构体系中最明显的特点，即支承建筑空间的骨架是承重系统，而分割室内外空间的围护结构和轻质隔断，是不承受载荷的。因此柱与柱之间可根据需要做成填充墙或全部窗户，也可部分填充，部分开窗，或做成空廊，使室内外空间灵活通透。
3.3空间结构体系
随着科技的进步和发展，高新建筑材料如轻质的高强的钢材、混凝土、塑钢板和铝合金等材料的涌现，促使轻型高效的空间结构有了迅速的发展，这对于经济有效地解决大跨度建筑空间的问题有着重要意义。其中空间结构体系主要分为三类：悬索结构、空间薄壁结构和网架结构与建筑设计的关系。悬索结构能充分利用高强度材料的抗拉性能，可以做到跨度大、自重小、材料省和易施工等特点。薄壁结构就是曲面的薄壁结构，按曲面生成的形式分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物线壳等，材料大部分都是钢筋和混凝土。网架结构是国内大型体育场、工业厂房。影剧院、候车厅等常用的屋盖形式。
4 结论
一个建造方法可以被总结和归结为一条原则：对于各种材料规则而巧妙的组合，设若它们是方形的石料、砂石、木材，或是别的什么东西，以形成一个坚固的，并且尽可能是完整的一体的结构[10]。一个结构，只有当它所包含的各个部分是不可被分离或者移动的时候，才可以说是一体的。因此，建筑师需要考虑什么是结构的基本部分，它们的秩序是什么，它们被组合在一起的先后顺序是什么。要发现造成结构的各个部分并不困难：很显然它们是顶和底，是左和右，是前和后，以及位于所有其间的东西。再根据不同的结构体系选择其安全、经济等因素。
参考文献
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GAO Ming,DONG E,CHENG Long-fei. Introduction to construction [M]. Xi 'an: xi 'an JiaoTong University Press,2012,113-124. (In Chinese)
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[7] 赵彦革.民用钢结构结构体系及节点形式的选型[D].北京:中国建筑科学研究院,2002:3
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
概念设计对当前建筑业的发展起到了很好的推动作用，也是时展的必然。建筑设计师运用自己的知识、想象力以及创新意识来实现对工程的总体规划，这也是概念设计的很好体现。
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，为此表现出一定的模糊性质。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。设计人员实施评估的过程中要借助于数据统计计算等工具，从而获得技术上以及经济上可行的方案。
二、概念设计在建筑结构设计中的应用
1、建筑场地的合理选择。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。
2、基于现场情况选择建筑结构。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，避免或者减小基础的不均匀沉降，对于提升建筑的抗震性能具有极为重要的意义。
3、建筑主体结构的选择。建筑结构的设计一般要遵循对称与合理的原则，从而有效地降低扭转力以及保持非结构构件保持稳定的工作状态以及降低材料的耗用。一般建筑结构的对称是通过抗侧力结构主体为对称，例如剪力墙结构布置。为了实现机构对称一般可以使用调整建筑物质心、结构侧心以及平面形心的距离，从而达到结构的对称性。
4、建筑结构的刚度选择。建筑结构的刚度作为建筑的一项重要指标，也是设计中一项极为重要的内容，为此需要在设计中对建筑的刚度进行合理的选择。建筑刚度的合理设计可以延长结构的基本自振周期，从而有效地降低地震带来的危害。同时合理的建筑钢都还可以减少建筑材料的消耗以及结构空间的占用率，从而有效地提升建筑平面的利用率，达到设计合理的效果。
三、建筑结构设计措施
1、协同工作中的材料利用率。通过协同工作不仅可以实现提升结构的稳定性，同时也可以提高材料的利用率。经验表明，材料的利用率越高，相应的结构的协同工作能力以及稳定性也就越高。尤其是在当今提倡节能、环保的背景下，建筑设计中要求使用最少的投入来获得最大的产出。例如对于常见的矩形截面受压构件，这种构件在实际使用中的利用率极低，这主要是由于两个原因：首先是梁的长度变化会引发梁弯矩的变化，其次是梁的中和轴附近的材料利用率低。于是对于等截面梁来讲这种受压构件的很多区段的利用率极低。在这种背景下，通过使用概念设计结构分析，对梁截面的应变梯度进行调整，从而使构件保持轴心受力，从而有效地提升了材料的利用率。经过不断地研究与发展，又出现了平面桁架结构，从而将许多无用的材料除去，不仅有效地实现了原有结构效果，同时也降低了材料自重以及成本。
2、结构体系中保持协同工作。在概念设计中的协同工作在建筑结构设计中得到了广泛的应用，协同工作要求结构内部的各个构件要处于相互协作以及共同工作的状态。这种协同效应就需要结构构件在承载力极限的条件下不仅可以保持共同工作，同时也需要它们具有共同的耐久性。此外建筑结构的上部与基础应该在受到载荷时保持着一个统一整体，共同承担载荷。在使用砖混结构的建筑中为了维持协同工作要通过构造柱以及圈梁将整个结构组合成统一整体进行受力，避免建筑结构单纯的依靠建筑结构自身刚度来承受载荷。随着高层建筑的增加，出现短柱的现象也越来越多。但是为了保持每个构件都可以达到较高的应力水平，在多层结构设计中要避免各层短柱的出现，以提升相同平面处承受载荷的能力，为此需要将同层的抗侧力结构处于相同或者相近的水平位移下。
四、概念设计在建筑结构中的意义
1、概念设计体现了设计的创新性。由于传统的设计方法需要通过设计师查找手册、计算机程序等进行循规蹈矩的方式进行，从而缺少设计风格以及创新性。而使用概念设计可以允许工程师在设计过程中根据自己的经验以及理论知识，同时结合概念设计的新方法以及新思路得出具有合理性以及一定创新性的设计。
2、概念设计可以有效地提升工程师的设计能力。有概念设计允许工程师在遵循一定要求的条件下进行一定程度的发挥，从而可以有效地解决设计中存在的问题。同时通过概念设计中的正确理念与原则的指引，便于工程师从根源查找问题，从而使得计算计算结果更为准确。
3、概念设计有效地弥补了计算机理论以及结构设计理论的不足。
4、概念设计可以优化设计结果。采用概念设计方案可以在方案的对比中选择出更加优秀的设计方案，这种优选方案不仅体现了方案的可靠性与经济性，同时也有效地避免了设计后期出现的繁琐计算。
五、结语
建筑行业近些年在我国获得了长足的发展，尤其是正处于发展中阶段的我国，建筑的低投入与高产出一直以来都是终极目标。通过在建筑设计中利用概念设计可以构造出更为合理的建筑结构体系，并达到节省原料的目的。随着概念设计的应用推广，越来越多的设计者接受了这一设计方式，并逐渐成为结构设计的主导思想。我们相信概念设计在以后建筑结构中会获得更大的发展，为建筑设计带来更多的实惠与便利。
参考文献
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[2]高立人,土跃.结构设计的新思路___概念设计[J].工业建筑,1999(1).
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中图分类号： TU2文献标识码： A
计算机结构程序在建筑行业的应用，使建筑结构工程师可以设计出大量优质的建筑结构，给设计带来了极大的方便。但是在设计的过程也出现了很多不良的现象。不少设计人员对计算机技术过分的依赖，认为建筑结构设计工作很简单，只需要利用相关的软件，并按照相关的标准就可以轻松的完成。在使用的过程中对软件计算结果也不进行论证。甚至有些设计人员没有考虑设计规范和软件之间的差别，对结构设计的整体性和合理性缺乏思考。研究出更为先进的理论，并灵活的运用计算机技术，认真分析优质建筑材料的运用，使建筑结构的设计更加合理化、科学化和人性是现在建筑行业应该认真思考的问题。这就要求建筑结构设计师要善于创新，打破传统思维定式，扑捉设计灵感，并想法设法将其表现出来。除了具备较高的审美素养，建筑结构分析师还需要有扎实可靠的理论基础。能够很好的处理建筑结构中整体结构和局部结构的力学关系，同时将概念设计融入结构设计中，创造出更为杰出的作品。
1 概念设计介绍
在运用概念设计之前，建筑结构设计师们需要对概念设计有个充分、清楚的了解，这样才能在实际工作中灵活的运用。只有深刻的把握概念设计在建筑结构中的表现形式，才能将建筑结构设计的别具一格。不管是从审美角度还是从居住的舒适度上分析都能给人耳目一新的感觉。
（1）概念设计一般指对建筑结构不经过数值的计算，尤其是在一些没法做出精确理性分析或者是规范中也难以规定的问题，对建筑结构进行全面的把握，从感官上进行设计。但是它并不意味着，结构分析师可以根据自己的思想天马行空的想象。为了能够顺利的实现设计的最终结果，结构分析师需要准确的把握整体结构体系和分体系之间的力学关系，并遵循工程设计的基本程序和原则，运用一定的设计思想，从整体的角度对建筑结构的相关布局和抗震细节上进行宏观的控制。
（2）运用概念设计的思想进行建筑结构设计，可以表现出很多的优势，比如可以让结构设计的思路突破传统的局限，达到进一步的拓宽。在传统的建筑设计时，设计师往往将设计的重点集中在提高结构的抵抗力上。为了达到这个目的，在施工的过程中，就会使用等级比较高的混凝土，并增加钢筋的使用量，对工程的设计没有整体的把握，使工程的造价不菲。因此，我们对一些工程中出现肥梁、肥柱的现象也就见怪不怪了。举个很简单的例子，在建筑物进行抗震设计时，一般先根据初定的尺寸计算出整个结构的刚度，并计算出抗震力，最后进行配筋。但是我们不能忽略结构刚度越大，其地震的效应也就越强烈这个问题。刚度越大，地震力就越强，产生的破坏作用也会随之增大。所以为了增加抗震力，而采用多配筋的方法是不可取的。
（3）为了减少建筑物在震中的破坏，设计师通常会采取一定的隔震消能的措施。这种措施有很多，一般是在建筑物基础和主体之间设置一个柔性的隔震层，它能减少地震能量从基础到主体的传递。还有的为了达到隔震消能的目的，在建筑物的顶部设置反摆装置，在地震的时候这个装置的位移方向和建筑物顶部的位移方向相反，这就加大了建筑物在振动过程中的阻尼，降低地震对其产生的破坏。只要设计的合理，这种方法降低地震破坏的作用非常明显。
（4）在建筑的抗震设计中，更应该注重概念设计的运用。我们知道由于建筑结构比较复杂，在发生地震时，所受到的地震力不确定性比较大。这主要是因为人们对抗震结构的认识比较模糊，对抗震设计分析和计算的结果精度，不能准确的把握，加上使用建筑材料的性能和其它不可预测的因素影响，甚至有些效应现在也无法研究清楚，最终使设计的结果和预期的效果相差甚远。同时在震中会遇到很多不确定因素，给建筑物带来损坏，这种不确定因素在设计时很难把握，因此，建筑结构师们必须重视整体的概念设计，从某种方面考虑，概念设计取得的效果比分析计算得来的效果更显著。
2 概念设计的应用
进行任何的设计都要遵守一定的原则，注意在设计中出现的问题，只有这样才能为实际的工作做出正确指导，发挥其设计的价值。概念设计同样也不例外，在设计过程中，要注意下面的问题：
2.1 准确把握刚性设计
在建筑结构设计中，合理的确定建筑物的刚性是非常有必要的。总体来讲建筑物的刚度不能太大，也不能太小，结构设计师要根据具体的情况，进行准确的把握。建筑结构的刚性太大，其自身的自振周期就短，在地震中比较容易传递能量，从而给建筑物带来较大的破坏，并且造成大量的材料浪费，增加建造的成本。刚性太小的话，建筑物表现比较柔，在地震中比较容易变形，影响其整体的强度和稳定性。
2.2 注重整体破坏机制
建筑物设计时，考虑的破坏机制有楼层和整体破坏机制。设计人员在设计时要注重整体破坏机制，避免楼层破坏机制的发生。一般出现楼层破坏说明在设计的时候，对细节问题考虑不周全，一些部位没有发挥其承载能力。因此设计人员应将设计的重心放在实现结构的整体破坏机制上，这就需要在适当的位置布置塑性铰，并准确的把握其出现的顺序等要点。
2.3 注重等强度和耗能设计
在建筑物抗震结构的设计中，要认真考虑设计的原则，避免由于考虑的不周造成建筑物局部出现缺陷，在水平作用下造成承重结构的提前垮塌。因此，在设计时，一定要注重建筑结构的等强度设计。另外，在关键的部位还需要具有耗能的设计，只有这样才能减弱地震能量造成的破坏。
2.4 遵守其它设计原则
在进行概念设计时还需要遵守其它的一些设计原则，比如结构延性设计原则和强柱弱梁的原则。在设计的时候要尽量的保证结构具有比较好的延性，采用强柱弱梁是为了避免楼层破坏机制的发生。
3 概念设计的意义介绍
（1）运用概念设计能够在特定的环境中，对建筑空间和地理条件从整体的角度分析建筑结构的整体效果。同时还能够充分利用结构和分体系之间的力学关系发挥重要的作用。有利于把握建筑结构的各项性能，从而对分析结果有个合理的判断。
（2）建筑物是一个完整的空间结构，里面每一个部件都发挥着重要的作用。因此，应该将其看做是一个整体来考虑，但是现在建筑结构的设计，在建筑空间的整体研究上仍存在一定的局限性。作为建筑结构工程师，在设计的过程中要按照相关的规范和原则进行设计，同时对一些推荐性的规范不能盲目的遵守，而应该将其作为设计中的参考，从而在具体的设计中能够做出正确的判断。
（3）运用结构概念设计能够弥补理论设计的缺陷，现在建筑的结构设计水平，并不能完全的保证对抗震、抗风等自然灾害具有良好的效果。由最近几年国内发生的震灾结果分析来看，在某个层面上采用概念设计比计算发挥的作用更加明显。现在建筑结构的设计，不管是从理论上还是计算上都存在着缺陷和不足。例如，对混凝土内力和截面计算采用的理论不同，这两者计算结果存在的矛盾，使其在实际的情况下很难发挥到预期的效果。因此，运用概念设计够有效的弥补设计过程中，由计算理论带来的偏差。
4 结束语
随着人们生活水平的提高，对建筑物的设计要求也会越来越高。在设计的过程中运用概念设计的理念，通过不断的创新和合理的分析，能够达到减少资源浪费保障建筑安全的目的。概念设计的突出优点将会受到越来越多人的青睐，它是建筑设计思想的提升，在不久的将来将会有更为广泛的应用。
参考文献
