概念设计在混凝土结构设计中的应用
概念设计在结构设计中的运用
Ｓｃｉ ｅｎｃ ａ Ｔｅｃ ｅ ｎｄ ｈｎｏｌ ｏｇｙ ｎｎｏｖ ｉ ｎ Ｉ ａｔ ｏ Ｈｅｒ ｌ ａｄ
学 术 论 坛
概 念 设 计 在 结 构 设 计 中 的运 用
闫 旭 梅 （ 山西省 医药规划设 计院 （ 限公司 ） 有 山西太原 ０３ ０ ） ０ ０１ 摘 要： 本文 在阐述概念设计 定义的基础之上 ， 出 了其在结构设计 中具有的指导意 义并对概念设计在 结构设 计 中的一些应 用作 了说明 。 指 关键 词 ： 概念设 计 内涵 必要性 应 用 中图分类 号 ： ４ Ｇ ２ ６ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编号 ： ６ ４ ０ ８ （ ０ ９ １ （） ２ １ １ １ ７ — ９ Ｘ ２ ０ ） ｌｃ一０ ３ —０
满 足 材 料 利 用 率 及 抗 震 设 计 等 要 求 。 不 ４． 若 ２结构 体 系的选 择 规 范 对 于 建 筑 结 构 常 用 体 系 及 其 适 用 满 足 ， 须 返 还结 构 计 算 进 行 修 正 ， 至 满 则 直 足 各项 要 求 为 止 。 范 围 都 有 一 定 的 规 定 ， 计 人 员应 结 合 规 设 概 念 设 计 是 展 现 先 进 设 计 思 想 的 灵 魂 范 ， 理 好结 构 构 件 的 强 弱 关 系 ， 的 重 要 处 柱 所 在 。 念 设 计理 念 ， 随 着时 间的 增 长 而 度 高于 梁 ， 此 ， 设 计 时 就 要 保 证 “ 柱 概 是 因 在 强 的 在 逐 渐 累 积 并 丰 富起 来 的 ， 是 当前 有 部 分 弱 梁 ” 原 则 ， 同 一 类 型 的 结 构 构 件 中 ， 但 结 构 工 程 师 ， 做 设 计 时 完 全 依 赖规 范 、 在 设 重 要 性 均 不 相 同 ， 因此 在 进 行 选 择 及 布 置 计 手 册 ， 乏 创新 ， 整 个 结构 设 计 中对 概 时 ， 从 宏 观 上 进 行 把 握 。 缺 在 要 念 设 计 全 无 概 念 ， 至 拒 绝 一 些 新 工 艺 及 ４ ３ 结构 平 面刚 度宜均 匀 甚 ． 建 筑 结 构 的 平 面 布 置 应 尽 量 简单 、 规 新技术的采用， 样做出的设计， 这 已经 不 能 再 适 应 当 前 建筑 设 计 的 要 求 ， 因此 ， 构 工 则 ， 尽 可 能 使 平 面 刚度 均 匀 ， 结 要 使结 构 的 平 以 程 师应 加 强 结 构 概 念 的 培 养 ， 而 作 出 客 面 刚 度 重 心 与 质 心 尽 量 重 合 ， 减 少 建 筑 从 观的 、 确的结构设计 。 正 物 的 转 动惯 量 ， 高 建 筑 结 构 的 整 体 抗 震 提
浅谈概念设计在结构设计中的运用
尺寸等。结构设计 则是概念设 计的逆 向过
程， 其设计 是依据 概念设 计 的总体 要求 、 力学
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和数学 的原理 由定 量 （ 内力 、 配筋 、 定 和 变 稳
２０ ０ ６年第 １ 期
中产生分 歧与 矛盾 。
肯定的， 搞过多年设计的人们大概都记得 ： 刚 毕业从事设计 的时候 。 往往一个简单的工程
而让计算某个构件或 ２ 概 念设计 与结构设计的 区别及其二 设计我们都无从下手 。
者之间的关系
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 ， 到 目 前普遍采用 的概率极限状态理论等阶段。 现行 的 《 建筑 结 构可 靠度 设计 统 一标 准》 （ Ｂ５０ ８ ２０ ） Ｇ ０６ — ０ １ 则采用 以概率理论为基
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２０ ０ ６年 第 １期
新 疆化 工
浅 谈 概 念 设 计 在 结 构 设 计 中 的 运 用
柳 强 王玉 玲
（ 疆 化 工 设 计 研 究 院 。 鲁 木 齐 ８ ００ ） 新 乌 ３０ ６
摘
要： 作者依据 多年积 累的建筑结构设计 经验 。 简述 了概念设计在结构设计 中的重要性及其应用。
础 的结构极 限状 态 设计 准则 ， 以使 建 筑 结 构 的设计 能够 符合 技术先 进 、 济合理 、 经 安全 适
设计一个单根构件却是轻而易举 的事情 ， 为 什么呢？原 因是我们刚毕业时没有经验、 没
有结构的整体概念 ， 也就是说我们不会概念
设计 。那么 概念设 计是什 么 呢？我认 为概 念
概念设计在结构设计中的应用体会
构体系。 ２ ） 结构布置的优化。 概念设计中的结构布置主要考虑建筑物 框架 、 筒 中筒体系。 这说明结构的整体刚度要求越来越高 ， 结构的空间 的体型（ 平面长度尺寸及长宽比、 竖 向高宽比、 立面形状等 ） 柱网尺寸、 工作效能要求越来越高。 结构设 考虑结构体系空间的相互作用 层高以及主要抗侧力构件所在位置等。 在满足功能要求和建筑方案的 增加建筑物的刚度， 提高建筑物的整体工作效能。 如： 在框架中增加受 前提下优化布置楼屋盖水平系统、柱墙竖 向支撑系统和地下基础系 力—侧柱子截面高度 、 设置刚度更大的水平梁、 加设剪力墙等； 剪力墙 统。比如为了整体抗震性能就应该选择平立面规则、 对称的结构布置 体系中剪力墙的布置要求“ 周边、 对称、 成对、 封闭” 等。 同时， 应控制剪 体系， 在设计的时候就有必要设置刚度较强的抗侧力构件来提高结构 力墙中连梁 的高度或用带缝 的剪 力墙调整结构刚度等。 ． ３ 减轻结构 自重的方法。减轻建筑物 自重是结构设计人员永远追 的侧 向刚度等。 ３ ） 合理的构造做法。 预先估计和分析结构的薄弱部位 、 ２ 破坏形态，调整承载力以加强或削弱某些部位有意识设置构造措施。 求的目标 ， 也是结构概念设计的—条重要原则。减轻结构 自 重不仅是 使结构的构造做法和建筑构造要求相一致 ， 结构的理论构造要求和施 降低了竖 向荷载 ， 同时水平地震作用也成 比例地减少 ， 极大减轻了震 害。 对降低造价， 加快施工速度 ， 节约资源都有明显的改善。 减轻结构 工的实际构造做法保持一致。 新型材料， 如采用高强混凝土、 高强钢 １ ． ２ 合理受力原则。在进行结构概念设计时， 结构构件受力问题需要 自重应充分考虑采用高强材料 、 通过力学原理来进一步分析的。 有时还可采用有限元分析软件对构件 筋、 轻集料混凝土 、 合金材料等； 考虑合理的结构布置 ， 如选择合理柱 的受力进行分析 ， 从而方便合理的选取结构构件。从结构的受力和变 网、 减小外墙尺寸等 ； 选择优越的结构体系和高效能的结构型式 ， 如采 用 网架网壳体系 、 空间桁架、 预应力结构等减少构件的截面。 形的来看 ， 要尽可能的利用结构 自 有的对称胜、 结构刚度的相对 陛、 变 ． ４ 受力合理 、 协同工作、 变形统一的方法 。受力合理就是要求结构 形的连续协调性； 从抗力和材料看 ， 尽可能使构件的受力状态 以轴向 ２ 构件受力均匀、 传力简捷 、 明确 ， 避免不明确 的受力状态。从变形的角 受力为主， 尽可能提高构件的截面 瞬陛矩和抗弯能力、 抗剪能力、 合理 的选择 陛能较好的材料和优化构件截面， 做到“ 因材施用 ， 材尽其用” 。 １ ． ３ 空间优化原则。 建筑物本来就是—个空间结构。 在结构概念设计 时， 要充分考虑建筑物内外各部分结构的空 间作用 ， 要注意加强结构 构件的平面外刚度 ； 加强平面结构与平面外结构构件的联系 ； 考虑结 构构件间的相互作用（ 如梁与柱的相互作用 ， 板 与梁的相互作用 ） ； 采 度来看 ， 可利用结构的对称 陛、 刚度的相对陛、 变形连续和协 同性 。 结构的协同工作主要表现在 ： 基础与上部结构变形的协调性 ， 将 其视为整体来分析， 如在基础设计时应实现上部结构、 基础、 地基共 同 工作 ， 利用等带刚度法等考虑上部结构对基础的影响 ； 在多高层尽可 能避免短柱的形成，其主要 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力； 高层角柱沿全高箍筋加密或采用巨型钢管柱 等达到增强角柱的强度和变形能力， 使结构中各构件协同工作 ， 变形
概念设计在结构设计中的原则及应用探讨
１ 概 念 设 计 在 结 构 设 计 中 的
原 则
１ ． １ 建 筑 物 场 地 的 选 择 实践证明 ． 建 筑 物 所 在 场 地 的
规 定 的 问题 中 ． 由 自身 经 验 和感 性
认 识 上 升 到 理 性 认 识 而 形 成 的 对
地 质 条 件 对 建 筑 物 的 震 害 影 响 显
的建筑 体 型 不 易损 害 ． 根 本 原 因是 这 类 结 构 的 实 际地 震 反 应 和 计 算 结果 比较 吻合 ． 结构 设 计 人员 容 易 采取 细部 处理 方 案和 构造 措施 ， 《 建筑 抗震设 计 规范 》 （ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ １ — ２ ０ １ ０ ） 对 于平 面不 规 则类 型 给 出 了 详 细规定 ． 《 高 层 建 筑 混 凝 土 结 构 技 术规 程 》 （ Ｊ Ｇ Ｊ ３ — ２ ０ １ ０ ）对 地 震 区 高 层 建 筑 的平 面 形 状 也 作 了 明 确 规 定 一般 可 考 虑设 置 防 震缝 ． 将 体 型 复 杂 的建 筑 分 隔 成 规 则 的抗
０ 引 言
我 国房 地 产 行 业 在 经 济 迅 速 发展 的大 环境 下发 展 迅猛 ． 建 筑行 业 的 建 筑 结 构设 计 方 面 正 在 不 断
籍 华 人林 同炎 大 师 曾 于 １ ９ ６ ３年 设 计 的美洲 大 厦 在 １ ９ ７ ２年 遭 遇 强 烈
裂 等 。 《 建 筑 抗 震 设 计 规 范 》 （ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ １ — ２ ０ １ ０ ）对 于建 筑 有利 地 段 和 不 利 地 段 以及 危 险 地 段 给 出 了明 确 的界 定 ． 这 对建 筑 场 地 的选
择 具 有 重 大 的 指 导 意 义 １ ． ２ 建 筑 物 体 型 的 确 定
浅谈概念设计在结构设计中的应用
可 。如果装 修时把小 阳台与卧室 的地面铺成一 色的地板 ， 会令 论大小都应 以人 为本 ， 则 在充分 体现 生活 品质 的同时也要体 现其功 空间增大不 少。 能性 、 实用性 。 ２ 阳台变书房 。居室面积小 ， ） 一般 都不设有单 独的书房 或工 参 考 文 献 ： 作间 ， 如果把 阳台与居 室打通 ， 阳台就可 以成为 崭新 的书房 而加 ［ ］ １ 刘盛璜 ． 人体 工程 学与 室 内设计 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国建筑 工业 出 以利用了。在靠墙 的位置装上层层 固定 式的书架 ， 再放上一 张小 版 社 。 ０ ４ ２０ 。 巧的书桌 ， 用心爱 的窗 帘阻隔室外的喧器 ； 入夜 ， 还可 以伴着柔 和 ［ ］ ２ 陈望衡 ． 艺术设计学［ ． Ｍ］武汉 ： 武汉大学出版社 ，０ ０ ２０ ． 的台灯 ， 诵读 自己钟情的书籍 。 ［］ ３ 汤 鳞 ． 国美术史及作品鉴 赏［ ． 外 Ｍ］ 北京： 高等教 育 出版社 ， ３ 阳台成 为第三洗理 区。如果 阳台与厨 房相连 ， ） 那么最好 是
一
Ｔｈｅ ｗａ ｂ ｕ ｅ ｏ ａ ｉ ｇ ｉ ｏ ｒ ｓ ａ ｌｓ ｃ ｆ ｂ ｉｄ ｎｇ ｙ ａ ｏ ｔｄ ｃ ｒ ｔｎ ｎｄ ｏ ｍ ｌ ｐａ ｅ ｏ ｕ ｌ ｉ
并 能有意识地处理构件与结构 、 结构 与结构 的关 系。现在随着社 设计 ； 概念设计不 以精 确 的力 学分析 、 生搬 硬套 的规范条 文为依 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 据 ， 而是对工程进行概括 的分析 ， 制定设计 目标 ， 采取 相应措施 。 机程序做 习惯性传统设计 ， 缺乏创新 ， 有的甚至拒绝采纳新技 术 、 概念设计概念包括安全度 的概念 、 力学 的概 念 、 材料 的概念 、 新工艺 ， 使得大部分工程师在一体化计算机 结构程序设 计全面应 荷 载的概念 、 地震的概念 、 施工 的概 念 、 使用 的概念等等 。概念设 用 的今天 ， 对计算机结果 明显不合理 ， 甚至错误则不 能及 时发现。 计要求 融合这些概念 ， 贯彻 到结构方案设计 、 并 结构构件布置 、 计 文 中就概念设计在结构设 计中的应用提 出了若 干建议 。
概念设计在建筑结构设计中的应用
浅谈概念设计在建筑结构设计中的应用【摘要】概念设计是通过无数的事故分析，历年来国内外建筑结构分析，模拟试验的定量定性分析以及长期以来国内外的设计与使用经验分析、归纳、总结出来的。
而这些原则、规定与方法往往是基础性、整体性、全局性和关键性的。
本文主要探讨概念设计在建筑结构设计中的应用。
【关键词】概念设计；建筑结构；安全建筑概念设计一般包括三个层次的内容与要求：(1)概念设计是根据人们在学习和实践中所建立的正确概念，运用人的思维和判断力，正确和全面地把握结构的整体性能，即根据对结构品性(承载能力、变形能力、耗能能力等)的正确把握，合理地确定结构的总体布置与细部构造。
(2)建筑计算是对地震作用进行定量分析，确定工程结构及构件的地震效应，再将地震效应与其他荷载组合验算结构及构件的强度与变形。
(3)建筑构造措施是指采用满足计算以外的措施，以保证结构整体性、加强局部薄弱环节等，保证建筑计算结果的有效性。
要使建筑物具有较好的建筑性能，首先应从大的方面入手，做好概念设计[1]。
一、结构概念设计的意义强调结构概念设计的重要性，旨在要求建筑师和结构工程师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定，设计中不能陷入只凭计算的误区。
若结构严重不规则、整体性差，则仅按目前的结构设计计算水平，难以保证结构的建筑、抗风性能，尤其是建筑性能。
高层建筑设计尤其是在高层建筑概念设计中，应当非常重视概念设计。
这是由于高层建筑结构的复杂性，发生地震时地震动的不确定性，人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性，高层结构计算尤其是建筑分析计算的精确性，材料性能与施工安装时的变异性以及其它不可预测的因素，致使设计计算结果(尤其是经过实用简化后的计算结果)可能和实际相差较大，甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。
因此在设计中，虽然分析计算是必须的，也是设计的重要依据，但仅此往往不能满足结构安全性、可靠性的要求，不能达到预期的设计目标。
述概念设计在建筑结构设计中的应用
述概念设计在建筑结构设计中的应用摘要：随着我国经济的增长，人们生活水平的提高，对于建筑的要求也有所提升。
我国的建筑业近年来获得了良好的发展机会，新技术、新工艺得到了广泛的应用，概念设计也也逐渐应用到建筑结构设计中。
传统的建筑设计已经不能满足现代建筑发展的需求，本文主要对概念设计在建筑结构设计中的应用时行探讨，希望概念设计对我国的建筑业的发展起到促进作用。
关键词：概念设计；建筑结构；意义中图分类号：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，也是时代发展的必然。
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。
概念设计应用在建筑结构设计中的作用及影响
概 念设计应 用在建筑结构设计 中的作用及影响
摘要： 随着概 念 设 计在 建 筑结构 设 计 中 的应用 愈加 广 泛 ， 它的地 位 也随 之水 涨船 高 越来 越 受到建 筑 设计 师 的重 视。 本文 将通 过 概 念设 计 的定 义 来探 讨其 在建 筑 结 构设 计 中的 应用 ， 进 而阐述 概 念设 计在 结构 设 计 中的作 用 以及 影 响。 关键词： 建 筑 结构 设 计 概念 设 计 作用 影响 随着 社会 以及 经 济 的不 断 发 展 ， 建 筑 行 业 的建 筑 规 模 也越 来 越 大 ， 所 使 防线 ， 以期 最大 程度 减 弱地震 对 建筑 物 的损 毁 。 比如可 以通过 适 当 的控 制建
（ 二） 在 建 筑 结构设 计 当中应 用概 念设 计 可以增 强设 计 的创 新性
概念 设计 的阶段 是 一个 不断 否 定再 不 断完 善 的循环 过 程 。 大体 步骤 分 为 以下 三个 阶段 ： 分 析——综 合— — 评价 —— 完 成 。 如果 可行 就 继续 实施 ， 如果 不 可行 就 从头 来 过直 到 方案 可行 为 止 。 １ 、 分析： 这 个 阶段 主要 的任 务 就是 要 深入 了解 问题 的过 程 。它最 大 的特
（ 三） 建 筑 结构 刚度 的合 理 选择
、
概 念 设计 的意 义
（ 一） 概 念 设 计 的 定 义
在 进行 建筑 结 构设计 的时候 必 须要 具备 科学 合 理 的结构 刚度 。 建筑 结 构 刚度同时也是检验建筑结构设计是否合格的重要指标之一。 选择合理的建筑 结 构刚 度 ， 不 仅可 以增 加 结构 的 自身 自震 周期 ， 从而 减 小地 震 对建 筑 的 危害 ， 与 此 同时 合 理 的结 构 刚度 也可 以提 高 主体 的水平 力 从 而起 到减 少 建筑 耗 材 的作用 。从上 述 中我们 可 以看 出 ， 合 理 的结构 刚 度不 但 提高 了 建筑 平 面 的利 用 率 同时 也减 少 了建 筑投 入 的成本 ， 这对 整个 建 筑结 构 设计 来 说都 是 至关 重
概念设计在建筑结构设计中的作用
概念设计在建筑 结构设计 中的作 用
汤 浩 杰
中铁 隧 道 勘 测设 计 院 有 限 公 司
摘要 ： 随着 近年 来建 筑结 构设 计 的不 断发展 ， 越来 越 多 的计算 软件代 替 了以前 的手工 计 算。过 去 靠手 工计 算和 工程 实践 经 验获
ｌ
得结 构概 念在 今 天被逐 渐 弱化 。 越 来越 多的结构 设计 工 程 师一味 的 依靠计 算机 分析 结 果 ， 忽视 了结构概 念 设计 。 在 结构 设计 中用清 晰 的结构 概念 对 结构所 受的各 种作 用 的特 点 、 结构 计算 、 和构 造措 施 等 问题 进行 合 理 的分析 和判 断 ， 利 用先 进 的结构 理论 、 结构 概念 使结 构设 计更 趋 合理 ， 减 少或 避 免工 程 灾难 的发 生。
远 大 于杆 件 中 间截 面刚 度时 ， 在 受力 模 型 中要作 为 刚域 处理 。对 于现 浇楼 盖
了人对 客 观世 界 的认识 能 力 。在 建 筑结 构设 计领 域 ， 结 构 概 念是 结构 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 出一个 优 秀建 筑物 的前 提 。近 年来 随着 计算 机结 构分 析 软件 的应 用 与发 展 ， 结构 设 计 师往 往运 用计 算 软件对 给 定 的计算 模 型进行 计 算分 析方 面 比较熟 练 。 但 是对 于实 际工 程要 建 立合 理正 确 的结构 模 型就 比较 困难 ， 并且 往 往对 计 算机 得 出 的结 果 给予过 分 的信 任 。实 际上 由于 各种 原 因 ， 计 算 软件 总 存在 着 一定 的 局 限性 、 适用 性 和近似 性 。 如温 度变 化在 结构 中 产生 的应 力 ， 结构 受 力模 型与 实 力受 力 状况 的差 别 ， 楼 板对 结构 刚度 的影 响 ， 地 基 与上 部结 构 的相 互 作用 等 。 为 了更 好 的做 好 结构 设 计 ， 结 构工 程 师 只有 深 入 了解 结 构 的工 作 机理 ， 工 作
浅析建筑结构设计中概念设计的运用
１ 在 建 筑 设 计 中 ．概 念 设 计 至 关 重 要
它 反映了结构工程 师的水平 ，下面就 这个 问题谈 谈本人 的看法
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
３ ４ 实施效果 ．
赵 山渡 引水工 程 隧洞 进 １ 洞脸 及 两侧 边坡 地质 条 ２ ｔ
不需注人砂浆 或锚 固剂。隧 洞两 侧在 设计 开 挖线 外 用 ｃ ． ７ ５浆砌 块 石砌成原 开挖坡 面坡度 ， 求与岩 面顶紧 。拱顶 设计 开挖线 外立 模 要 浇筑厚 ５ ｃ ０ ｍ、宽 １０ｃ ０ ｍ混凝 土圈 ，拱 圈基座 为 两侧浆 砌石 ，要 求
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
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 （ 敢） 创新 ，有 的甚 至拒绝 对 不 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
师所接 受 ，并将在 结构设计 中发 挥越 来越大 的作用 ，概念 设计 必然会 成 为今后 结构设计 的主 流思 想。现 阐述 了概 念设 计和 概念设 计在 建筑 结构设 计 中的重要性 ，并重 点分析 了概 念设计在 建筑 结构设计 中的应用 。
关 键词 ：结 构 设 计 ；概 念 设 计 ；措 施
概念设计在建筑结构设计中的应用分析
概念设计在建筑结构设计中的应用分析【摘要】近些年以来，建筑结构设计中逐渐兴起了概念设计，并且在现代建筑设计中概念设计得到了广泛的应用。
概念设计理念的不断发展以及日益成熟，推动了我国建筑行业的发展及进步，对建筑结构设计的创新和改革有着非常重要的意义。
本文针对我国建筑行业的发展现状，对建筑结构设计中概念设计的应用进行了简要的分析，旨在促进建筑结构设计水平的提高。
【关键词】建筑结构设计；概念设计；重要性；应用中图分类号：tu318文献标识码： a 文章编号：1. 前言随着科学技术的迅速发展以及时代的不断进步，广大人民群众的生活质量和生活水平得以逐步提高，并且也对建筑物的结构设计提出了更高的要求。
为了与人们不断增长的物质文化需求相满足，为了与广大消费者的迫切需求相满足，在建筑结构方面，我国的建筑行业的设计也得以发展与改革。
现阶段，国外先进设计理念对我国的建筑行业产生了较大的影响，我国的建筑结构设计人员以此为基础且结合设计经验，借助于概念设计的理念来设计建筑结构。
所谓概念设计具体指的是在未经过任何计算的基础上，尤其是在没有条件将精确的力学分析加以展开的前提下，或者是在没有明确定义设计规范的情况下，立足于建筑结构设计的整体，从而将设计工作展开。
概念设计给建筑行业注入了新鲜的活力，需要设计人员提起高度的重视。
2. 建筑结构设计中应用概念设计的重要性在以往传统的建筑结构设计工作当中，往往结构工程设计人员按照以往的设计经验，并经过不断的追求完善及归纳总结，从而在实际工作中实现设计理念及设计经验的创新和进步。
随着经验的不断丰富、时间的不断推移以及设计理念的逐步完善，所设计出的产品变得越来越成熟。
然而，因而诸多工程普遍的缺乏创新性，习惯于按照传统的设计手册及设计规范，并且借鉴以往的设计手法和设计风格，来将建筑结构设计工作展开，不仅缺乏对国内外先进设计理念和设计技术的高度重视，而且在设计中进行运用及改进，也常常只是忠于传统设计，对设计程序有着较强的依赖性，担心手工设计和创新会背离设计要求。
概念设计在结构设计中的应用
科
概念设计在结构设１ 大庆 市城 建 开发设 计 院 ， 黑龙 江 大庆 １３０ ２ 大庆 市规 划建 筑设 计研 究 院 ， 江 大庆 １３ ０ ） ６０ ０ 、 黑龙 ６０ ０
摘 要： 概念设计是在头脑中形成的反映对象本质属性的思维形式， 它是将所感知事物的共同本质特点抽象出来加以概括而形成。针对 Ｉ ｌ ｆ 前建筑结构 设计 ３中墨守成规的现象， － ＂ 提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性， 推动结构设计的发展。结合工作 实 ， 践 针对框一 剪结构这一应用极为广泛的 结构形式， 对概念设计在框一 剪结构设计 中的应用进行了 探讨 。 关键词： 概念设计； 结构设计； 剪结构 框一 地震输入能量； 另一方面利用赘余杆件 的破坏和 周边”均匀、 。 分散是要求剪力墙的片数多， 每片的 １概念设计的涵义 使整个结构从一种稳定体系过渡到另 刚度不要太大， 也就是说布置很多片短的剪力墙； 所谓 的概念设计一般指不经数值计算 ， 尤其 退出工作， 在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规 种稳定体系， 实现结构周期的变化 ， 以避开地震 并且在楼层平面上均匀布开不要集中在某一局部 一方面 ， 剪力墙对称布置可以避免和减少建 定的问题中， 依据整体结构体系与分体系之间的 动卓越周期长时间持续作用所引起的共振效应。 区域。 来减轻建 筑物受到的扭矩。 另一方面， 剪力墙沿周边布置可 力学关 系、 结构破坏机理 、 震害、 试验现象和工程 这种通过对结构动力特性的适当控制 ， 经验所获得的基本设计原则和设计思想 ， 从整体 筑物的破坏程度，是对付高烈度地震的一种经济 以最大幅度地加大抗扭转 的内力臂 ， 提高整个结 构的抗扭能力。 经过讨论， 大家一致同意剪力墙沿 的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措 有效的方法。 施的宏观控制。 运用概念性近似估算方法 ， 可以在 ２ ． ３妥善处理非结构部件 周边布置。 ３ ． ２剪力墙的平面位置 建筑设计的方案 阶 段迅速 、 有效地对结构体系进 非结构部件一般是指在通常结构分析中不考 地震等侧力荷载的部件 ， 般情况下 ， 剪力墙宜布置在下述的各个部 行构思、 比较与选择， 易于手算 。 所得方案往往概 虑承受重力荷载以及风 、 框架填充墙， 建筑处围墙板 ， 楼梯等。 实 位 ： 念清晰、 定性正确 ， 避免后期设计阶段一些不必要 如内隔墙 ， 在地震作用下， 高层建筑中的这些部件或多 ３ ．竖向荷载较大处。 ．１ ２ 这样可以获得三点好 的繁琐运算 ， 具有较好的的经济可靠性能。同时， 际上 。 也是判断计算机 内 力分析输出数据可靠与否的主 或少地参与工作， 从而改变了整个结构或局部构 处：较大重力荷载 引起的较大地震作用 。 ａ ． 可以直 ｈ 要依据。也就是说概念设计是工程师运用思维和 件的用度 ， ４ 承载力和传力路线。 造成未曾估计到的 接传到剪力墙上． 剪力墙承受很大的弯矩和剪 在钢筋混凝土框架体系的高层建筑中， 力 ， 有了较大轴向压力来平衡 ， 可以减小墙体的拉 判断力 ， 根据从大量震害经验得出的结构抗震原 局部震害。 则， 从宏观上确定结构设计 中的基本问题。因此， 这些影响最为普遍。 应力， 并提高墙体的受剪力承载力｜可以避免使 ｃ ． ２． ． １砌体填充墙的抗震作用 ： 使结构刚度 用较大截面梁、 框架来承担较大的竖向荷载。 ３ ａ ． 柱的 工程师必须从 主体上了解结构抗震特点 ， 振动中 结构的受力特征， 抓住要点 ， 突出主要矛盾 ， 增大 ， 振周期缩短， 用正 自 水平地震力增大 ３ ％ ５％。 ０ 一０ ３． ．２平面形状变化处或楼盖水平刚度剧变 ２ 确的概念来指导概念设计 ， 才会获得成功。 由于概 ｂ ． 了结构的地震剪力分布状况 。． 改变 ｃ 砌体填充墙 处。这样可以消除地震时在该部位楼板 中引起的 念设计包括的范围极广，因此不仅仅要分析总体 具有较大的抗推刚度 ， 限制了框架的变形 ， 从而减 应力 集 中效应 。 方案确定的原则 ， 还要顾及非材料的正确使用和 小了整个结构的地震侧移幅值 。 ３． 。 ３楼梯问、电梯间 以及楼板较大洞 口的 ２ 关键部位的细部构造。但是首先和最重要的还是 ２． ．２柱端震害， ３ 在地震中。 角柱上端被嵌 砌 两侧。 根据本工程特点 ， 剪力墙 的 平面位置布置在 结构总体概念设计、 材料选型和细部构造等问题 ， 于框架间的砖墙顶断。 这是典型的柱端震害。 在框 竖 向荷载较大处。 这些设计原则和结构概念中， 较为重要的是结构 架体系设计中必须考虑， 并采取恰当的预防措施。 ３３剪力墙最大间距 ． 在框一 剪体系中， 剪力墙是主要抗震构件 ， 承 总体设计。 ２ ． 形成短柱破坏。 ．３ ３ 采用钢筋混凝土框架的 ２ 结构总体设计的注意要点 高层建筑， 就框架柱的受力状况和破坏形态而言， 担着 ８ ％以 Ｏ 上的地震力； 框架是次要抗震构件， 仅 ２１延 性耗 能 ． 般情况下属于长柱。由于窗裙墙对框架柱的刚 承担加％以下的地震力 。 要保持框一剪体系这一 在建筑结构的整体设计上要注意加强薄弱 性约束 ， 减短了柱的有效长度 ， 使它变成了短柱， 结构特性， 剪力墙为侧 向支撑的各层楼盖 ， 以 在地 环节， 尽量做到等强度 。同时 ， 应使建筑结构在一 承担的地震力大增 ， 发生剪切破坏 。因此 ， 采用贴 震力作用下的水平变形就需控制在很小数值范围 个恰当的部位能消耗大量的能量 ， 在具体设计中 砌围护方案或墙、柱柔性连接方案都是 防止短柱 以内，使框架的侧 向变形与剪力墙大致相同。否 即为各式各样的梁 ，如框架梁、联肢墙的连肢梁 破坏的有效手段。 否则沿柱的全高 ， 柱身箍筋的配 则 ， 就需要通过空间分析来考虑楼盖水平变形所 等。 结构延性一般用延性系数表示， 它表示的是结 置均应符合短柱的规定。这一点 ， 在施工图中， 应 引起 的框架剪力增值。 在实际工程 中， 剪力墙间距 般在 ２ Ｂ及 ３ｍ以内。有 ３ ｍ长的一段无剪 ． ５ ０ ０ 构极 限变形（ 、 位移 转角、 曲率） 与屈服变形的比值， 当说明清楚。 也可以分别用位移延性系数，转角延性系数等来 ３案例 讨论 力墙 的自由布置空间 ， 完全可以满足建筑功能的 表示 ， 该比值越大 ， 结构的延性越好。在设计上为 某项 目 情况 ： 地上 ３ 层共 １０ ， ４ ２ ｍ 地下共 ３ 要求 。 提高钢筋混凝土梁的延性 ， 一般采取以下措施： 层， 其中地下第 ３ 层为 ５ 级人防。 该结构为超高层 ４结论 ２ ． 首先应选取合适的梁截面尺寸 ，以获 结构 ， ．１ １ 框架一 剪力墙结构体系。其中在地上第三层 ２ 世纪是 自 １ 主创新的时代 ， 作为结构设计的 得合适的配筋率 ， 避免梁受拉筋过多或出现超筋 。 有局部框值转换。 在方案设计阶段 ， 框架的轴线尺 推动者和执行者， 结构设计师要想提高设计效率 ， 因此 ，对地震区梁的配筋率要大大低于一般梁的 寸己经 由建筑确定，粱柱截面尺寸根据竖向荷载 就必须加强概念设计 的学习和应用 ， 在方案设计 最高配筋率。 及粗估的水平地震作用效应确定。最后问题是剪 阶段就主动与建筑师合作， 自 用 身拥有的结构体 ２． ． ２粱上部（ 和下部（ １ 跨中） 端部） 配置适量的 力墙如何布置、 数量多少。 这是一个关系到结构安 系功能及其受力、 变形特征的整体概念去构思结 受压筋。 全和技术经济合理性 ， 并体现出体 系优越性的关 构总体系 ， 并以承载力 、 刚度和延性来主导总结构 ２１３提高梁混凝土强度等级，采用中低级 键性环节。 ．－ 所以结构工程师在方案设计 阶段都积 体系和分体系之间的关系的概念设计。 钢筋对延性有利。 极参与 ， 并根据适宜刚度概念算出剪力墙的面积， ２． Ｔ ．４ 形梁比矩形粱延性好。 Ｉ 结合建筑要求设计出经济合理的方案。 ２１ ．． ５注意加密箍筋。地震区钢筋混凝土梁 ３ ． １剪力墙的布置 的位移延性系数一般要求不得低于 ４ 。 般情况下，剪力墙应在纵横两个方 向同时 ２２多道防线设计 ． 布置 ， 并使两个方 向的自 振周期 比 较接近。 在非抗 现在有一种新的抗震概念： 当建筑结构受到 震设计的条件下，也允许 只设横 向剪力墙而不设 强烈地震动主脉冲卓越周期的作用时 ，一方面利 纵向剪力墙�
概念设计及结构措施在建筑结构设计中的应用
ｏ ｋｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｅｐ ｃ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ａ ｇ ｎｄ ｓ ｔ ｒ ｕ ｔｕ ｃ ｒ ￣ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄｉ ｎｔ ｈｅ ｄ ｅ ｓ —
ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ．
概念设计及结构措施在建筑结构设计 中的应用
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｃｏ ｎ ｃ ｅ ｐ ｔ Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ａ ｎ ｄ Ｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ Ｂｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
■ 李 芳 ● Ｌ ｉ Ｆ ａ ｎ ｇ
【 摘 要】 现 阶段，建筑结构设计 过程 中充盈着概念设计 ，此 设计 占据 着较为核心 的作用 。在我 国社会经济 不断发展的
过程 中，建筑业在快速 的进 步，建筑设计领域 中主要的设 计 思想体现出了概念 设计的关键性 。本文就概念 设计及结
用 的 ， 是 一 种 将 钢 材 料 和 混 凝 土 进 行 混 合 。继 而 达 成 扬 长 避 短 成 效 的新 型 模 式 ， 能 够 让 钢 度 和 建筑 稳
能的降低 。
（ ２ ）具 体 在 设 计 和 制 作 工 业 产 品 过 程 中 ，会 应
用到协 同工作 ，主要是一种结构设计 的概 念。就建 筑结构而 言，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
三 、 结语
把概念设计运用到建筑结构设计中来
计思想来促进结构工程师的创造性 ， 可推 动结构设计的科 学发展。概念设计就是运用清晰的结构概念 ， 不经数值 计算， 据整体 结构体 系 依 与分体 系之间的力学关 系、 结构破坏机理 、 震害、 实验现 象和工程 经验所获得的基本设计原则和设计思想 ， 对结构及计算结果进行正确的 分析 ， 并考虑结构 实际受力状 况与计算假设 间的差异， 对结构和构造进行设计。 旨是探讨如何把概念设计运用在 建筑结构设计 中。 关键词 ： 结构设计； 概念设计 ； 概率理论 ； 抗震设计 １ 建筑结构设计规范的可靠度与概念设计 的重要性、 必要性 运用结构概念设计从整体 上把握结构 的各项性能 ， 这样 才能对计 算 随着社会经济 的发展和生活水平 的提高 ， 人们对建筑结 构设计 分析结果进行科学 的判断 、 合理 的采用 ， 保证 了工程师在设计 中的 也提 出了更高的要求 。 发展先进计算理论 ， 加强计算 机的应用 ， 加快 主导地位 。 新 型高强 、 轻质 、 环保 建材 的研 究与开发 ， 建筑结构设 计更加安 使 ３运用概念设计 的思想 ， 拓宽结构设计的思路 ３１ ． 概念设计思想 的运用 ，弥补结构设计理论和计算理论 的缺 全、 适用 、 可靠 、 经济已成 为当务之急 。而且针对建筑结 构设计 的现 状， 提倡采用概念设计思想来促进 结构工程 师的创造性 ， 推动结 构 陷 ， 拓宽结构设计思路传统 的结构计算理论的研究和结构设计似乎 设计 的发展 ， 是非常有必要 的。 只关注如何提 高结 构抗 力 Ｒ 以至混凝土 的等级越用越高 ， 量 ， 配筋 １ ． １结构设计可靠度与概念设计 越来越大 ， 造价越来越 高。结构工程师往往只注意到不 超过最大配 我 国大量的工业与 民用建筑实践证 明 ， 现行结构设计规范的可 筋率 ， 结果肥梁 、 胖柱 、 深基础处处可见 。我 国现行 的结构设计理论 靠指标 ， 在正常设计 、 正常施工 、 正常使用条件下可以保 证安 全且较 与计算理论采用 以概率理论为基础 的结构极 限状态设计准则 ， 与过 为经济 。随着国家经济发展和我国综合 国力提 高 ， 有必要对结构设 去经历过的经验估算法 、 容许应力法及破损阶段法相 比， 它更科学 、 计可靠度做适 当的调整 。建筑结 构必须满 足正常施工 、 正常使用 和 更合理 ， 但也存在一些缺 陷或不可计算 性 ， 即它 对具体空间结 构体 正 常维护下的安全性 、 适用性 和耐久性等各项功能要求。这些功 能 系整体研究存在一定的局限性。只能视作近似概率法 。 要求就是结构的设计准则 ， 常用极 限状态来表示 。极限状 态是结 通 ３２ ．概念设计在结构设计 中的重要 地位 构功能是否满足功能要求的“ 分界线” 构件的极限状态可 以用荷 载 。 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 与抗力 的临界平衡来描述 。以可靠度理论 为基础 ， 吸收了延性设计 算 ， 极限状态计算 ， 目前普遍采用 的概率极限状 态理论等 阶段 。 到 结 的思想 。 但对于一些具体 问题 ， 应该把规范作为一种指南 和参考 ， 构师采用以概率理论为基础的结构极限状态设计 准则 ， 并 以使建筑结 在实际工程应用中做 出正确的选择 。 这就要求我们对整体结构体系 构 的设计得以符合技术先进 、 经济合理 、 安全适用。 概率极 限状态设 与各基本分体系之 间的力学关系有透彻的认识 ， 把概念设计 应用到 计法更科学 、 更合理。并且光凭极 限状态设计也很难估计建筑物 的 实 际工 作 中去 。 真正承载力的。 事实上 ， 建筑 物是一个空间结构 ， 各种构件 以相 当复 杂 的方式共同工作 ， 且都并非是脱离 总的结构体系 的单独构件 。 目 １ 关 于建筑结构设计 和概念设计的重要性 ． ２ 概念设计 的重要性还体现在方案设计阶段。 步设计过程是不 前 ，人们在具体 的空间结构体系整体研 究上 还有一定 的局 限性 ， 初 在 能借助计算机来实现的，这就需要结构工程师综合运用结构概念 ， 设计过程 中采用了许多假定与简化 。 为结构工程师不应盲 目的照 作 选择最为可靠 、 经济的结构方案 。 为此 ， 需要工程师不断地丰富 自己 搬照抄规范 ， 应该把它参考 ， 并在实际设 计项 目中作 出正确 的选 择。 的设计理念 ， 深入 了解各类 结构 的性能 ， 能有 意识地 、 并 灵活地运用 这就要求 结构工程师对整体结构体 系与各 基本分体系之 间的力学 它们 。 运用概念 陛近似估算方法 ， 以在设计方案 阶段迅速 、 可 有效地 关系有透彻的认识 ， 把概念设计应用到实际工作 中去。 对结构体系进行构思 、 与选择。 比较 所得方案往往概念清晰 、 定性准 随着社会经济的发展和人 们生 活水 平的提高 ， 对建 筑结构设计 确， 避免后期设计 阶段一些不必要的繁琐运算 ， 具有较好 的经济 可 也提 出了更高的要求 。 发展先进计算 理论 ， 加强计算机的应用 ， 研究 靠性能 。同时 ， 这也是判断计算机 内力分析输 出数据可靠与否的主 与应 用新型 高强 、 轻质 、 环保 的建筑材料 ， 建筑结 构设计更 加安 使 要依据 。 计算软件的选择 和使用不当 ， 也会造成结构设计的不合理 ， 全 、 适用 、 经济 、 可靠。其中 ， 打破建筑结构设 计中的墨守成规 ， 充分 甚至影响到建筑物本身 的安全性 。应用概念设计 的思想 ， 以避免 发挥结构工程 师的创新能力 ， 可 是相 当必要 的。也需要许许多多 的设 此类情况 的发生。 计人 员在结构设计 中努力推广 、 应用概念设计 。 总之 ， 概念设计必然 会成为今后结构设计 的主流思想 ， 对结构设计 的发展有不可估量 的 １ ． ３关于建筑结构设计与概念设计的机理及必要性 概念设计 受到国内外工程界的普遍重 视 ，并 将发挥更 大的作 作用 。 ４结论 用。 所谓的概念设计就是运用清晰的结构概念 ， 不经数值计算 ， 尤其 在一些难 以作 出精确理性分析或在规范中难以规定 的问题 中 ， 依据 经过多年的探索和研究 ， 总结设计经验引入 了概念设计 的设计 整体结构体系与分体系之 间的力学关系 、 结构破坏机理 、 害 、 震 试验 新理念 。 概念设计的水平 ， 取决 于深厚 的基础理论 ， 对结 构原理 和力 现象和工程经验所获得 的基本设计原则和设计 思想 ， 从整体的角度 学性质 的深刻理解 、 丰富的工程经验 ， 以及设 计人员分 析问题 、 解决 它是一种综合设计 能力 的体 现。只有 富于创新并具有 来确定建筑结构的总体 布置和抗震细部措施的宏观控制 。同时 ， 问题 的能力 ， 也 是判断计算机 内力分析输 出数据可靠 与否 的主要依据 。 丰富实践经验的结构工程师才能协同建筑师去实现理想的构思 ， 设 ２ 运用概 念设计 ， 提高建筑结构 设计质量 计质量才能得到最佳 的保证。 这种设计理念从宏观角度对建筑结构 概念设计是工程的灵魂 ， 质量 的龙头。 只有具备优秀 的设计 ， 设计 ， 才 在某些方面弥补了以往设计思路对建筑结构设计思考 的不 足 能创 建优质 的工程。 一个优 秀的结构工程师会在每一项 工程设计的 之处 ， 为今后 的工 民建结构设计开辟 了新路。 开始 ， 即在建筑设计 的方案阶段 ， 根据经验和专业设 计理论 ， 在脑海 参考文献 中进行一个“ 优化 ” 过程 ， 运用概念设计方法 ， 可以迅 速 、 有效地对结 『 刘鹏． １ ） 建筑结构概念设计浅析『 ． Ｊ 山西建筑，０ ４１） ］ ２０ （１ ． 构体系进行构思 、 比较与选择 ， 同时帮助建筑师开拓或实 现建筑物 ［ 李志奇＿ ２ 】 建筑结构的概念设计【． Ｊ 中外建筑，０ ３３． ］ ２０ （ ） 业所想要 的空间形式及其使用 、 构造 与形象功能 ， 以此 为 目标 ， 『 姜 学诗． 筋混凝土 多层框架房屋 结构设计 中应 当注意的 几个问 并 与 ３ １ 钢 建筑师一起确定建筑的总体结构体系 ， 能明确总体结构体系与分 题 闭ｆ ． 筑 结 构，０ ２１） 并 Ｊ建 １ ２ ０ （１ ． 体结构体 系的最优受力方案 。 所得方案往往概念清晰 、 定性正确 ， ［１ 小双． 具 ４闵 概念 设计在 建 筑结构 设计 中的 意 义［． Ｊ 科技 资 讯 ，０ ６ Ｊ ２０ 有较好的经济可靠性能 。概念设计是结构设计的核心和灵魂 ， 它统 （ ） ３． ４ 领结构设计 的全过程 ，贯穿着设计工程师 的知识水平和设计 水平 。
概念设计在建筑结构设计中应用
概念设计在建筑结构设计中的应用摘要：概念设计在越来越多的建筑结构设计中发挥着举足轻重的作用，本文通过阐述概念设计的涵义，以期对概念设计在建筑结构设计中的应用进行探讨，进而获取概念设计在结构设计中的重要意义和研究价值。
关键词：建筑概念设计结构设计前言随着社会经济的飞速发展及人民生活水平的提高，建筑工程项目的规模越来越大、技术越来越复杂、设计涉及的影响因素越来越多，特别是建筑设计、施工、使用中的不确定性，对建筑设计提出了更高的要求。
概念设计的思想、方法、手段、理论为解决上述问题提供了一个可行的、科学的、有效的技术平台，也为处理工程设计中的不确定性影响因素提供了先进的手段。
因此，从概念设计的理念入手，分析概念设计在建筑结构设计中的有效应用具有重要的研究价值。
一、概念设计在建筑结构设计中的涵义1、概念设计的概念概念设计是指在建筑结构方案设计初期，工程设计师依据已知设计理论结合工程经验，从宏观的角度对建筑设计方案进行概念性的分析估算和比较选择，通过对建筑结构的总体布局和布置必要的抗震措施，以实现合理设计的目标。
所得方案往往概念清晰，定性正确，易于手算，避免后期设计阶段中不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能，同时，也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的重要依据。
2、概念设计的步骤概念设计阶段是由不断趋于满意的循环过程构成的，其过程可分为以下三个阶段：(1)分析:对问题过程进行深入理解。
其主要特点是信息模糊性，在分析的过程中，数据都是不完整的，以及一些可供设计人使用的都是一些较为准确的陈述。
(2)综合:即产生解决方案的过程。
在这个阶段，运用各种知识结合工程经验将想法方案通过图纸的方式综合表达出来，其特点主要是由工程师的灵感和思维起主导作用，从而将建筑结构和设计意图的图形表达方式产生出来。
(3)评估:即判断和比较选择方案的阶段。
这是一个选择循环的过程，该循环过程会一直持续直到方案达到双方满意为止。
设计人员在进行评估时，会用功能模型方式并运用数据计算等手段将各方案进行比对选择，以期获取合理的经济可行性和技术可行性。
概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用分析
概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用分析摘要：在良好经济的支撑下，国内建筑领域及相关行业的发展越来越快，城市内建筑数量不断增加，且建筑物的性能、质量与使用年限持续优化，造型样式也日渐新颖。
对于建筑施工而言，结构设计是初始阶段的重要组成，为了确保项目的整体质量，首先应提高结构设计的科学性与合理性，以此进一步提升建筑产品的使用质量。
关键词：概念设计与结构措施；建筑结构设计；应用0引言历经40多年的努力，我国向时代交出一份满意的答卷。
经济实力的提升，使得市场环境越来越好，这对建筑业来说是利好消息。
建筑事业在如火如荼发展，各种问题也不断涌现，其中就包括结构设计问题。
问题之所以会出现，根源在于设计工作不过关。
概念设计理念与结构措施一经问世就广受关注，将其融入建筑结构中，可显著提升设计水平。
为此，本文就如何有效应用概念设计与结构措施进行研究。
1概念设计在建筑结构设计中应用的重要意义1.1概念设计在建筑结构设计中的重要性近些年来，建筑行业发展迅猛，在科技、经济、理念、技术等多个方面的支持下，建筑行业逐步实现了领域内的创新，快速普及网络技术与信息技术等高新科技，提高了施工效率，提升了建筑质量，有利于为客户提供更高端、更优质的建筑产品。
对于概念设计而言，其本身的定性化特征虽然限制了自身的发展，但从另一个角度来看，也不失为一种天然优势。
概念设计的重要意义主要体现在两个方面，首先是由于在当前的设计理论中存在很多不足之处，例如混凝土的相关设计等。
概念设计自出现以来，有效解决了诸如内力计算与截面设计等矛盾，最终使计算出的真实力值存在差异的问题得到解决。
其次，在设计初期，初始的设计无法通过电子设备获取，只得依靠笼统的概念进行模糊的探讨，而概念设计恰好符合这一设计标准。
1.2概念设计在建筑结构设计中的应用意义概念设计在具体的建筑结构设计过程中，有三个应用意义：（1）利用概念设计可有效避免电脑设计的缺陷；（2）大幅提升设计水平，设计师们通过提前落实概念设计，逐步明确建筑功能、用处等，从而确保设计质量；（3）确保设计方案的有效性，建筑设计过程中，利用概念设计可形成良好的施工构思，并以此做出合理的施工决策。
概念设计在建筑结构设计中的应用
概念设计在建筑结构设计中的应用【摘要】建筑结构的概念设计充分反映工程师的设计理念及其专业技术水平。
本文中，笔者首先分析概念设计的几点设计原则，然后介绍建筑结构的简化计算，最后探讨概念设计在建筑结构设计中的具体应用。
【关键词】建筑结构；概念设计；应用一、前言建筑结构设计中，概念设计充分结合了经验与理论，是设计人员在实践经验和理论知识的基础上所形成的结构设计的新的设计方法，既符合理论的科学性，又结合施工实际，充分反映了工程师的设计理念及其专业技术水平。
结构工程师在应用概念设计时，应概念性地分析、比较建筑结构设计，结合建筑功能，优化建筑结构的总体布局。
二、概念设计的原则概念设计可充分体现结构工程师的设计思想，在进行结构概念设计时，工程师应遵循以下几个原则。
1.优化选型原则结构概念设计的关键在于确定主体结构体系及其联系，主要需考虑两点，通过比较优化选择结构体系和结构布置。
对于结构体系，应掌握各类基本构件的特征，结合实际环境条件、使用、建筑和荷载情况，选择适用的基本构件，确定构间间的联系，形成基本结构单元，确定各自支承做法，然后采取线型、平面、叠合、交叉等集合形式，集合基本结构单元，形成主要结构体系。
对于结构布置，应在满足功能要求和建筑意向的基础上，选择最优的楼屋盖水平系统、柱墙竖向支承系统以及基础系统。
应充分考虑各种布置的承载能力、竖向和侧向变形、支承做法、地质条件等，比较各自结构问题的合理性和优越性，确保平立面的规则和对称，实现良好的整体性，竖向剖面应在规整的基础上，保证侧向刚度的均匀变化，适宜自下而上递减，应避免突变。
2.空间作用原则应结合各建筑部分结构的空间作用，还原本来的结构面貌。
建议有意识地利用构件间的空间关系，实现建筑结构的更大刚度，同时减小内力，实现良好的受力效能好。
3.合理受力原则结构概念设计中应充分利用力学原理处理结构构件的一般受力分析问题。
对于受力和变形，均匀受力比集中受力好，空间作用比平面作用好，多跨连续比单跨简支好，刚性连接比铰接好，传力简捷比传力曲折好，超静定的受力体系比静定的受力体系好，应尽量避免不明确的受力状态，应充分利用结构的对称性、刚度的相对性、变形的连续性和协调性，综合分析各部分构件的直接受力状态和整体结构的宏观受力状态，关注主要的受力状况及其变形，忽略次要的受力状况及其变形。
浅谈概念设计在结构设计中的运用及作用
建材发展导向 ２ １ ０２年 ６月
浅谈概念 设计在 结构 设计 中的运 用及 作用
刘建 军 郝 艳 青
（ 南 中城 建 筑 设计 有 限公 司） 河
摘 要： 近几年来， 我国的城市化进程大大加快 ， 建筑概念设计与结构设计 中所存在 问题 日益成为了社会各界广泛关注的焦点。 现代 的城市地标 ， 已从原来的文化环境， 转为 了立体的建筑体系 ， 而在 这个转化过程 中， 建筑概念设计架构 的发展对其起到 了极 大的推动作 用。因此， 究建筑概念设计的改变， 探 逐渐成为城市发展过程 中， 值得探寻的一项重要内容 。 关键 词 ： 筑 ： 念 设 计 ； 构设 计 ； 用 建 概 结 运
建筑的关键结构 。
１ 加 强 对 环 保 型 建筑 材 料 的 使 用 ． ２
概念设计 的主要 目标是要满足结构 的功能 ， 其次要满足其设计 的安 全 性与经济性 ， 因此概念设计就要求结构设 计要符合建筑 的特 点 ， 结构 ２ 我 国建 筑概念 设计 与结构 设计 的发 展与 作用 ２ Ｏ世纪 ５ ～ Ｏ年代 是中国， Ｏ６ 建筑概念设计架构的初始萌芽 时期 。国 的设计所使用是 材料 要清洁环保 ，其结构设计 不要破坏周 围环境 的和 经 谐， 比如外墙体材 料的选用应该尽量避 免玻璃材质 的选用 ， 以减少对城 家对于建筑的主要要求是 ：提高速度和节约材料 ，因而一大批适用 、
一
ｌ 建筑 概念 设计 与结构 设计 的应用
１１ 结构 型 式 ．
在建筑 概念 设计架 构中， 用两种 不同的结构 型式建造 同一建筑物 是 不允许的。由于框架结构是一种可产 生形变 的结构体系， 而砖 混结构是 种刚性结构， 因此 ， 一些 关键 的突出结构， 比如 ： 、 楼 电梯 间、 局部、 屋顶 的房 间， 必须采用钢筋混凝土 加以固定， 都 而不得采用砖 墙作为承 重部 件， 这样才能在结构发生形变时， 进行相互协调， 以使建筑物中不同的结 构， 混合、 均匀的受力。建筑 物的施工过程 中， 短柱 由于刚度较大 ， 当发生 地震等地质灾害时， 较容易产生交叉裂缝及脆性错断 。而顶棚装修中所 采用 的吊顶或其它装修 ， 间填充墙填充物并未延伸 到墙顶 ， 墙上随 柱 在 意开 门窗洞等情况 ， 都会 导致混凝土的抗剪强度不足 ， 从而导致 建筑物 或构筑物 的破坏甚至倒塌 。因此， 在建筑概念设计架构 的结构设计 中要 特别注意所选用的承重结构的材料必须具备较强的刚度 ， 以求能够支撑
浅谈概念设计在结构设计中的重要性和应用
浅谈概念设计在结构设计中的重要性和应用[摘要] 概念设计就是从结构总体方案设计一开始，就运用人们对建筑结构抗震己有的正确知识去处理好结构设计中将遇到的问题，诸如:房屋体形、结构体系、刚度分布、构件延性等等。
本论文结合工作实践，对概念设计在结构设计中的重要性和应用做以阐述。
[关健词]概念设计结构设计重要性应用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，到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段，现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001采用以概率理论为基础的结构准则，以使建筑结构的设计得以符合技术先进，经济合理、安全适用，概率极限状态设计法更科学、更合理。
但该法在运算过程中还带有一只能视作近似概率法。
并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。
事实上，建筑物是一个空间结构各种构件以相当复杂的方式共同工作且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。
目前人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性，在设计过程中采用了许多假定与简化。
作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范，应该把它作为一种指南、参考，并在实际设计项目中作出正确的选择。
这就要求结构工程师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，把概念设计应用到实际工作中去。
一、概念设计的涵义所谓的概念设计一般指不经数值计算，尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
运用概念性近似估算方法，可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择，易于手算。
所得方案往往概念清晰、定性正确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的的经济可靠性能。
同时，也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
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文章编号：1009-6825（2013）02-0033-02概念设计在混凝土结构设计中的应用收稿日期：2012-11-02作者简介：刘小红（1973-），女，工程师刘小红（运城市建筑设计研究院，山西运城044000）摘要：介绍了概念设计的含义，对概念设计在结构设计过程中的作用及体现方式进行了论述，指出了概念设计是做好结构设计的重要条件，只有首先重视概念设计，同时结合准确的计算和构造措施，才能得到一个科学、合理、安全的工程。
关键词：概念设计，抗震，刚度，延性中图分类号：TU375文献标识码：A0引言由于地震及地震效应的不确定性和复杂性以及计算模型与实际工程的差异，所以建筑的抗震设计不能仅仅依赖计算，结构抗震性能的决定因素首先取决于良好的概念设计。
建筑抗震的概念设计是把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来，按照结构的破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准则，从设计一开始就全面合理的把握好结构设计中的基本问题，包括结构布置、结构体系、刚度分布和结构延性等，并顾及关键部位的细节，力求消除结构中的薄弱环节，从根本上合理的保证结构抗震性能。
1概念设计在结构布置中的体现建筑设计应重视平面、立面和竖向剖面的规则性，宜选择规则的形体，其抗侧力构件的平面宜规则对称。
“规则”包含了对建筑的平立面外形尺寸，抗侧力构件布置，质量分布，承载力分布等诸多因素的综合要求。
规则对称的结构，人们容易估计其地震时的反应，进而容易采取抗震构造措施。
所以地震区的建筑，平面形状以正方形、矩形、圆形为好，同时立面也要求采用矩形、梯形、三角形等均匀变化的几何形状，尽量避免采用立面突然变化的阶梯形立面。
但有时建筑师为了满足业主及功能要求，方案不一定符合上述要求。
这时就要求我们结构设计人员头脑中有概念设计的思想，尽量采取措施把不规则结构变为符合规范要求的规则结构。
比如，对于体型复杂、平立面不规则的结构，可以通过设置防震缝的方法变为规则结构。
对采取措施后仍属于抗震规范规定的不规则结构，则要在地震作用计算时采取空间结构计算模型，并对薄弱部位采取加强措施。
2概念设计在结构体系选择中的体现高层建筑常用的结构体系有框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构和带转换层的高层建筑结构。
每种结构体系都各有其优缺点。
我们结构设计人员应根据建筑使用功能、房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、地基情况、结构材料和施工技术条件等因素综合分析比较，选择适合的结构体系。
比如，对于7度区一个八九层的商场或医院，可以采用框剪结构和框架结构。
但如果在不影响建筑功能的前提下，采用框剪结构就比框架结构更合理。
首先，框剪结构有两道抗震防线，可以提高建筑物的抗震性能，同时又可以减小框架柱断面，更方便使用。
再比如，对于一个高层底商住宅楼，可以选择框剪结构和带转换层的高层结构，采用哪种结构形式，就需要设计人员根据甲方要求定夺，如果甲方以住宅使用功能为主，则选择带转换层结构比较合理，住宅内部无凸出墙面的梁柱，但是商场部分柱子的断面会较大。
如果甲方以商场功能为主，则采用框剪结构比较合理，但住宅部分的使用功能就会受到一些影响。
3概念设计在结构刚度布置中的体现一个合理的工程应是刚度布置均匀，竖向抗侧力构件截面尺寸及材料强度自下而上均匀变化，逐渐减小。
刚度布置分为平面刚度布置和竖向刚度布置。
平面刚度布置不均匀时，结构的刚度中心与质量中心间距较大，在水平地震作用下容易产生扭转，因此在结构方案平面布置时应使结构抗侧力体系对称布置。
比如对于钢筋混凝土楼梯电梯间墙体偏置于建筑物一侧时，应在其相对的另一侧布置剪力墙，使抗侧力构件均衡布置。
同时由于建筑物的质量分布很难做到均匀，即使结构是对称的，地震时结构也可能出现扭转震动，因此，侧移刚度大的抗震墙应布置在建筑物周边，以提高结构的抗扭刚度。
而竖向刚度不均匀时，在刚度突变的楼层处形成薄弱层，造成结构局部变形集中，从而加速结构的破坏，甚至倒塌。
并且当结构上部刚度减小较快时，会形成地震反应的“鞭梢效应”，对抗震极为不利。
4概念设计在结构延性中的体现结构延性是指结构承受变形的能力。
延性好的结构变形能力强，吸收与耗散地震力的能力大，同时结构还保持着相当的承载能力以承受竖向重力荷载，以保持结构不倒塌。
提高结构延性最有效的办法是，有选择地重点提高结构中的重要构件以及某些构件中关键部位的延性。
在设计时有意识地设置一系列有利的屈服区，使这些并不危险的部位首先形成塑性铰，将塑性铰控制在一些有利部位从而保护主要承重体系。
同时结构中所形成的塑性铰越多，塑性变形发展的过程就越长。
结构的塑性变形量越大，结构的延性就越好。
提高结构的延性首先要提高结构中关键构件的延性，关键构件是指多道抗震防线的抗侧力体系中作为第一道防线的构件，比如框架—核心筒结构中的框架柱，框架—抗震墙结构中的抗震墙，筒中筒结构中的内筒。
其次要提高结构中薄弱部位的延性，如带大底盘高层结构的主楼与裙房顶面相衔接的楼层构件，竖向不规则结构体型突变处的楼层构件。
提高结构延性的措施有：减小竖向构件的轴压比；减小梁受压区高度；提高构件的受剪承载力，避免剪切破坏先于弯曲破坏；加强箍筋，避免混凝土的压溃先于纵筋的屈服等。
总之，概念设计贯穿于结构设计的全过程，它不仅在结构设计初期、方案定案阶段起着重要的作用，同时也体现在结构计算过程中，在普遍用计算机进行辅助设计的今天，只有头脑中有概念设计的正确理念后，才能在计算机输入模型时，正确地填写各项参数，使计算假定与实际工程相符，才能对计算结果的合理性进行判断，同时概念设计也体现在结构的构造设计中，如构件尺寸·33·第39卷第2期2013年1月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol．39No．2Jan．2013文章编号：1009-6825（2013）02-0034-03框架结构中半地下室设计探讨收稿日期：2012-11-08作者简介：刘鹏程（1975-），男，硕士，工程师，国家一级注册结构工程师；刘士锋（1980-），男，工程师刘鹏程刘士锋（国家林业局昆明勘察设计院，云南昆明650216）摘要：以实际工程为例，结合项目的自身特点，对框架结构中半地下室的设计进行了深入分析，通过对悬臂式挡墙在构造上的合理优化及结构计算，创新性地将悬臂式挡墙应用于框架结构中的半地下室设计，并提出了这一设计方法的适用条件，为结构工程师在类似问题上提供了一种新的解决办法。
关键词：框架结构，半地下室，悬臂式挡墙中图分类号：TU375．4文献标识码：A0引言半地下室是指房间地面低于室外地平面的高度超过该房间净高的1/3，且不超过1/2者。
由于其可以通过窗户进行自然采光通风，既可以降低工程造价，又能充分的利用地下空间，因此半地下室在无人防要求的建筑上的应用越来越多。
本文结合实际工程对半地下室的结构设计谈谈自己的体会。
1工程概述昆明地区某工程，地上4层，地下1层（半地下室），结构总高度19．1m ，纯框架结构体系。
本建筑的主要功能为办公、住宿以及森林火情的监测。
本项目设防烈度为8度（0．20g ），拟建场地类别Ⅱ类，设计地震分组为第三组。
框架的抗震等级为二级。
建筑剖面见图1。
2半地下室设计分析由于半地下室对上部结构的约束是非常有限的，因此结构的嵌固端必须取在基础顶部。
在建筑的结构计算中，半地下室与上部结构必须整体考虑，从而半地下室的结构选型对整个结构的计算的影响是不可忽略的。
本工程的结构计算采用SATWE 进行弹性分析。
2．1常规设计及存在的问题对于半地下室的设计通常采用的方法主要有两种：一种（后文称为“方法一”）是在地下室的挡土一侧设置剪力墙，由于建筑上需要通过大窗来进行自然通风采光，所以剪力墙的设置一般只高出填土高度的100mm 300mm ，并不是沿底层柱全高设置（见图2）；18.60015.00010.8007.2003.600±0.000-3.2009.00012.9005.4001.800监测值班室宿舍办公室值班室3.6003.8003.000±0.00017.70016.50018.60018.000-1.500600750×215007502400105075018001050750180010507502850750×2170060030004200360036003600320021800图1建筑剖面图另一种（后文称为“方法二”）就是在主体结构外围另外设置挡土结构，即挡土结构与主体结构完全脱离，两者一般间距为1．5m 以上，保证地震时，互相不发生碰撞（见图3）。
方法一是较早普遍采用的一种设计方法，但在长期的实际运用中，特别是汶川地震后，发现这种结构形式破坏都非常严重，通过理论分析以及结构计算，发现其存在的问题主要表现在以下几方面：1）由于地下室外围设置了刚度比较大的剪力墙，再加上侧向土体的约束，导致底层的侧向刚度较上部几层的刚度大了不少，就整个框架结构来说，刚度是极不均匀的，从而引起结构在变形櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅、的确定，轴压比，纵筋配筋率，箍筋配筋率，钢筋的直径间距等。
一个合理的工程必然是强度、刚度和延性的均衡组合。
这些都要从概念设计上考虑。
在此基础上再结合准确的计算和构造措施，才能得到一个满意的工程。
如果不重视概念设计而过分强调计算的准确性，对结构抗震不仅没有必要，而且还可能在概念设计中出现不当，甚至错误。
参考文献：［1］GB 50011-2010，建筑抗震设计规范［S ］．［2］住房和城乡建设部执业资格注册中心组．注册结构工程师专业考试专题精讲———建筑抗震设计［Z ］．The application of concept design in concrete structure designLIU Xiao-hong（Yuncheng Architectural Design and Research Institute ，Yuncheng 044000，China ）Abstract ：This paper introduced the meaning of concept design ，discussed the function and expression methods of concept design in structural de-sign process ，pointed out that the concept design was the important condition of doing well structure design ，only firstly focused on concept de-sign ，combining with the accurately calculation and structural measures ，in order to achieve a scientific ，reasonable ，safety engineering．Key words ：concept design ，seismic ，stiffness ，ductility·43·第39卷第2期2013年1月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVol．39No．2Jan．2013。