发布时间：2023-10-10 15:34:45
绪论：一篇引人入胜的建筑结构概念设计，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：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。
一、前言
在结构工程领域，结构概念是工程师对结构性状和行为的理解和提炼；正确并深入掌握结构概念是设计、建造优秀结构的前提。例如，在方案设计阶段，对结构整体合理性的把握；在结构分析阶段，对计算模型合理性的计算结构的正确性的判断；在构造设计阶段，对各种构造措施的恰当处置等，都需要以结构概念为先导。可以说概念设计贯穿整个工程设计过程，既是设计的灵魂，也是整个建设过程的灵魂。
二、概念设计在结构分析中的应用
结构分析作为结构设计中最精华的部分，该阶段也最能体现概念设计的精髓。结构分析是分析结构在外荷载或作用下，其结构自身的内力、变形行为。因此，要做好结构分析，必须得把握好两方面的内容：一是外荷载或作用的合理确；二是结构自身内力、变形行为。
外荷载及作用作用于结构上，在结构内部是如何传递分配的是看不见摸不着的，但这种分配与传递确实实在在地存在着。在结构中，分散的荷载汇集到板上，通过板，荷载传递到梁上，再由梁汇集到墙柱上，墙柱将荷载传递到基础上，最后基础将荷载汇集到大地上。（见附图）
结构中的荷载在传递过程中，传力途径突然干扰或者遇到刚度突变，此时将产生应力集中区域，这些区域成为危险区。因而，结构设计中需遵循刚度均匀的原则，不至产生过大的突变，引起力流传递的突变。遵循力流的传递，对结构进行适当的梳理，以方便力流的畅通。在建筑结构中，力流主要有两方面，水平力流和竖向力流。竖向力流沿着板梁柱墙至基础地基传递，水平力流作用于结构楼层及侧面上，通过竖向构件的拉压作用传至基础地基。任何力流最后都传至地基上。力流在传递过程中，主要受结构内部因素刚度影响较大，根据结构力学原理，可知力流是按刚度来分配传递的，刚度是影响力流传递的主要因素。如竖向力流在传递过程中总是先至板，再至次梁，再至主梁，通过主梁再传至墙柱，而不是直接传至柱。是跟各构件的相对刚度有关的。由于次梁刚度较小于主梁刚度，（这里的刚度不是截面刚度，而是构件刚度。与截面大小、构件尺度及边界条件均有关系）因而，主梁一般起支撑次梁作用。
（1）转换结构。即上部的竖向构件在某层通过水平构件转换竖向力流，然后再传至旁位竖向构件。根据力流的分析过程可知，该种结构传力不通畅，在力流改变途径处，力流集中，形成危险区域，需要采取加强措施。对有转换层的高层建筑,希望是低位转换而不是高位转换,且要求转换层上下层的抗侧刚度有一定的连续性而不是突变的,因而规范规定底部1~ 2层大空间的剪力墙结构,其转换层上下层的剪切刚度比宜接近1，非抗震设计时的不应大于3，抗震设计时的剪切刚度比不宜大于2。厚板转换结构在转换层位置上下层其变形曲线也有突变。基于此原因，设计时一般不常用厚板式转换层的结构。
（2）框架-剪力墙结构体系。该结构由框架和剪力墙两种竖向构件组建而成，通过楼板连接使二者协同作用。因此在设计中应保证楼板能协调框架和剪力墙。楼板的协调作用是通过楼板水平放置的深梁来实现的。故规范规定“一、二级抗震墙的洞口连梁跨高比不宜大于5，且梁截面高度不宜小于400mm，”意即要求连梁的刚度不宜太小；在规范中，还规定了剪力墙之间距离的要求，这是楼板能起协同作用的保证。在水平力流下，由于楼板的协同，框架和剪力墙能协同工作。由于框架和剪力墙刚度的巨大差距，剪力墙对水平力流传递的贡献远大于框架部分。因此，常规框架剪力墙结构一般把剪力墙作为第一道防线，而框架部分仅作为次防线。这样剪力墙的要求需较高，而框架部分的要求则可适当降低。这也是结构概念设计中的重要思想之一，重点部分重点对待。
（3）楼板荷载的传递总是遵循向刚度大的部分传递。如果板两方向的尺度大致相等，则力流通过板面向四面传递，随着两方向尺度差距的拉大，荷载逐步加大向尺度小（即刚度大）的一方传递，当相比达到2时。则力流百分之九十四都通过短向传至边界了。再如双向梁体系，谁作为支撑梁的问题。在实际受力分析时发现，总是刚度大的梁作为刚度小的梁的支座。通过以上几个简单的工程实例发现，力流在结构中的传递总是喜好于向刚度大的构件传递。这也是在设计过程中引导力流的方向的措施。如实际工程中双向井字梁的布置，如果两方向尺度相差较大，而我们又希望荷载均匀传递至四周，则可以通过斜向布置梁，来达到荷载的均匀传递。这也是通过调整结构刚度来引导力流的措施。
三、抗震设计中的概念设计
结构刚度可以通过结构的变形间接反映，由能量原理知道，力与变形的积分就是功。由于变形分塑性和脆性之分，即变形量是不一样的。因而，各种变形能积累的能量是不一样的。而在结构抗震工程设计中，能量是一个很重要的概念。因为地震其本质就是一个能量释放的过程。仅利用结构的弹性性能抵抗强烈地震是不明智的。正确的做法是同时利用结构弹塑性阶段的性能，通过结构一定限度内的塑性变形来消耗地震输入结构的能量。
抗震设计就是要设计出能接受地震所赋予其能量而不至倒塌的结构。这就要求结构要具备一定的延性。规范中，用延性指标来表达。根据能量的原理知道，变形性能好（即延性好）的材料积累同样的能量需要的结构抗力就小，这也是规范规定各种材料的可靠度指标的标准。为了达到同样的安全度。延性差的材料其抗力承载力要求就高。这也是中外规范对结构延性构造要求不一致的原因之一，由于我国建筑结构的抗力设计值较国外发达国家低，为满足一定的地震安全要求，在设计中，可以通过各种各样的构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性。
四、概念设计在基础设计中的应用
基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。竖向结构体系(柱、墙、井筒）将荷载集中于点，或分布成线形，但是作为最终职称结构的地基，提供的是一种分布的承载能力。如果地基的承载能力足够，则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件，需要采用满铺的筏形基础。筏形基础有扩大地基接触面的优点，但与独立基础相比，它的造价通常要高的多，因此只在必要时才使用。不论哪一种情况，基础的概念都是把集中荷载分散到地基上，使荷载不超过地基的长期承载能力。因此，分散的程度与地基的承载力成反比。
在有些情况下，柱子可以直接职称在下面的方形基础上，墙则职称在沿墙长度方向布置的条形基础上。当建筑物只有几层高时，只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用，就常常足以把荷载传递给地基。这些单独的基础可用基础梁连接起来，以加强基础抵抗地震的能力。只是在地基非常软弱，或者建筑物比较高（如在10层或20层以上，并产生很大的倾覆力）的情况下，才需要采用筏形基础。多数建筑物的竖向结构，墙、柱及井筒都可以用各自的基础分别支撑在地基上。中等地基调教可以要求增设拱式或预应力梁式的基础链结构件。这样可以比独立基础更均匀的分布荷载。因为它们不需要通过受弯偏斜来传播荷载。
结束语
把握概念设计是做好工程设计的关键。本文从建筑物承受外荷载着手，分析了荷载的传递，刚度的影响到能量理论的运用做了简单的探究。通过分析可知，荷载是外部因素，刚度是内部因素，而能量原理是本质。抓住影响结构的主要因素，正确恰当运用概念设计，才能成为一名合格的设计师。参考文献
[1]张元坤,李盛勇.刚度理论在结构设计中的作用和体现[J].建筑结构.2003，33(02)；6-10.
中图分类号：TU2 文献标识码：A
1 何为概念设计
具体的讲，是指在没有进行认真运算的时候，通过大层次的控制特征对构造等的综合内以及分部信息开展的一种整理的设计理念。概念指的是当我们在开展具体活动的时候，通过一定的认知能力额发展变化得到的。现在，我们在开展实际的结构探索的时候仍然面临许多的不利现象，在开展设计的时候是按照假定等的方式来进行的。所以，规定构造设计人员对综合内容和不同的分层内容进行深入的了解，特别是对那些不容易进行细致的力学探索或者是在活动中无法辨别的事项中结合综合构造和分部间的理论内容，将其运用到具体的活动里，改变了传统模式中的呆板模式，进而能够有效的体现出设计人员的主观能动思想。
2 其对设计的意义
众所周知，在开展设计的时候，必然要求对相应的力学信息等开展详细周密的运算，不过任何事物都是有一定的限度的，如果过于依靠信息软件内容的话，必然会对建筑的构造带来非常难以预估的不利现象。像是在具体的设计中一些工作者用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架，除此之外，常见的有不按照规定布设抗震墙体，不过实际表明其无法有效地符合刚度特征，同时也无法有效地体现出框架在震动是的承载模式。而之所以设计中会发生此类不合理的现象，深入的分析发现主要的是因为没有精准的结构定义，未合理的分析不同构造等区别。假如使用概念措施的话，就能够在设计最初的方案时期开展及时的构思，并且比对，而起非常方便。而得到的方案内容通常来讲非常的清楚，而且信息明确，这样在后续的设计的时候就不会发生繁琐计算的情况了，其经济性非常优越。
同时，概念设计也是判断计算机分析输出数据可靠与否的主要依据。这样做是为了防止出现失误，在设计中使用此类措施是至今为止非常有效地措施了。在具体的设计活动里，通过这种思想能够对已经发生的不良现象开展细致的探索，进而察觉更深的内容，最终确保设计符合规定。此种措施通常较之于分析以往的信息更方便。此类措施同样可以使用于对电算信息的分析。综合的说，在设计中引进这项内容，能够很好地精简设计步骤，进而就不会出现由于软件使用不当等原因二导致的信息不符问题的出现了。所有的设计人员都应该将这种思想当成是重点来分析。
它对人员的综合素养以及理论知识有着非常严苛的规定，要持续的开展学习培训活动，切实提升本身的理论内容，而且要通过具体活动来提升水平。而且还可防止设计人员过分的靠电脑来工作，防止其思维呆滞。在具体的活动中，通过利用该思想，能够切实的提升工作者的具体能力。
3 怎样高效率的进行设计
3.1 平面设计
通常其平面形状最好是使用较小的风压，而且要分析到附近的物体对该项内容的作用，还要分析合理的抵抗性以及竖直的负载，当发生地震影响的时候，要确保平面简单。通常在高层中，由于建筑承担的风压非常多，假如不具备优秀的流体状态，必然会使得建筑持续的承受压力。由于高度不断的增加，平行方向就会发生更加厉害的负载现象。在平常情况下承受内部静态应力，如果发生地震等或者其他地质灾害，则会诱发外部形变，对建筑内居住者产生生命安全影响。
3.2 剖面设计
在竖向传力体系设计设计中，第一要关注的是严禁建筑高度太高，主要是由于新规中对其做了非常严苛的规定。在高层建筑的设计中，抗侧力结构刚度，应注意由基础向顶层逐渐过渡，要尽量避免出现在竖向上刚度发生突变的现象，以免由于刚度的较大突变而削弱其抵抗水平荷载的能力。高层建筑必须有相应的锚固深度，此锚固深度可结合布置设备用房和地下停车库的需要，作为一层或多层地下空间，这对降低高层建筑的重心有利，可提高建筑抗震能力及抗倾覆能力。
在竖向形体设计中，截锥形的建筑，采用由下而上分段逐渐减小楼层面积阶梯状体型，能使房屋刚度大大增加，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。新月形的房屋就像一个竖向的悬臂壳体一样，能有效地增加它低抗侧向力的刚度，它的作用就像波形的屋面壳体能有效地抵抗重力荷载一样，重力荷载由柱-壳-框架承受，侧向荷载由竖向的壳体抵抗，该壳体由于楼面结构的加劲作用而得以加强，新月形的壳体形式能有效地抵抗对称作用与它的侧向力。
3.3 基础设计概念
在建筑中基础不但会和地基有影响，同时还和其上的构造有一定的关联，除了在物体的外边发生较为严重的荷载时，其他情况下其形变都是呈现出中间多，小的特征。
在进行地质条件选型中，首先地基地质要好，或采用桩基。要求地基沉降量不能过大，重要的是控制高低层的沉降差，天然地基的建筑，高层部分一般采用满堂红基础，低层部分采用双向条形或单独基础，高层建筑常设有通往地下车库的通道，通道紧贴高层的外壁，并平行于外壁，作为车道的底板，便于铺防水层，也保证了高层建筑的整体连接。根据不同建筑的地理位置结构形式可选择桩基础、箱形基础和筏形基础。桩基础，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可以采用桩基将上部结构荷载直接传到下部坚实的持力层，高层建筑的桩基础可采用预制钢筋混凝土桩，混凝土灌注桩和钢管桩。箱形基础，箱开基础在高层建筑中广泛应用，它整体刚度好，能将上部结构的荷载均匀地传给基础，对上部结构能良好地嵌固，箱基有效地抵抗不均匀沉降，并与周围土体协同工作，提高建筑物的抗震和抗风能力。筏形基础，筏形基础适用于上部结构荷载较大，地基承载力较低的工程，筏形基础整体较好，刚度大，能有效地分散上部结构的荷载，调整基底的压力和不均匀沉降。
在建造下部基层时，基础钢筋应力不断增长，建筑到四五层时钢筋应力达到最高值，以后随层数和荷载的增加应力又逐渐减小，这种现象是基础和上部结构协同作用的结果，当上部结构高低层数差别很大，但地下室有直通要求时，应做成整体基础，高低层不分开是有条件的。
结语
综合的说，此类设计是一种综合设计思想。规定人员要从大的层面上分析，要深入的探讨设计中的许多内容，通过合理的措施来开展活动。这种设计降低了员工对电脑软件的依靠，其重点是培养人员的理论能力以及实际水平。必须深入的分析其思想，才可以确保工作开展顺利有效，进而获得优秀的内容。
参考文献
