建筑结构设计中的概念设计初探

算机， 然后 没法去 完成 它 ， 自己 只不过 是一 个
东 拼西凑 的计算 机 画图 匠而 已。这 不仅 不能 有 效地运 用他们 的知 识 、 力 和时 问 ， 且还 精 而 会 与建筑 师 的交 流 中产 生分歧 与矛 盾 。 我 国结 构计 算 理论 经 历 了经 验 估 算 ， 容 许 应 力 法 ， 损 阶段 计算 ， 限状 态计 算 ， 破 极 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 构设计统 一标 准）Ｇ Ｊ８８ ） ） Ｂ６ —４ （ 则采用 以概率 理论 为基础 的结 构极 限状 态设 计准则 ，以使 建筑 结构 的 没计 得 以符合 技 术 先进 、 经济合 理 、 全适 用 。概 率极 限状 态设 安 计法更科学、 更合理。 但该法在运算过程中还 带有一定程度的近似， 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 ， 种构 件 以相 当复 杂的方 式共 同工作 ， 各 且 都并 非是脱 离 总的结构 体 系的单 独构 件 。 目 前 ， 们在 具体 的空 间结构 体 系整体 研究 上 人 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 。 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。 用概念 性近似 估算方 法 ， 以在 建筑 设 运 可 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 ， 手算 。所得 方案 往 往 易于 概念清 晰 、 定性 正确 ， 免后期 设计 阶段 一 些 避 不必要 的繁琐 运算 ，具有 较好 的的经济 可靠
足 强制 性 条文 要求 。高 层建筑 结 构的 多样性 势 必 带来 转换 层形 式 的多 样性 ，转换 层的施 工 应 事先 针对 工程 的具 体 情况制 定详 细的施 工 方 案 ， 精 心组 织施 工 ， 并 同时 充分创 造有 利 条件变不利施工为有利因素 ，以达到降低施
量 ， 加 剂 由专人 负 责计 量下 料 ， 证 供应 ， 表面 平整 ， 外 保 横平 竖 直 ， 角顺 直方 正 。同 时也 工难 度 、节 约施 工成 本 、保证 工程 质量 的 目 线 如采 用商 品混凝 土也应 保证供 应 。 符 合设 计 强 度要 求 ， 足 规范 、 准 要 求 ， 满 标 满 ｕ Ｊ［ ｉ ．
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建 筑 技 术
建筑结构设 计 中 的概 念设 计初探
张 元
（ 皇岛市辰 星房地产开发有 限公 司， 秦 河北 秦皇 岛 ０ ６ ０ ） ６０ ０
摘 要 ： 对 目 建 筑结构设 计 当 中墨 守成 规的现 象 ， 倡 采用概 念设 计思 想来促进 结 构工程 师 的创 造性 ， 针 前 提 推动 结构 设计 的发展 。 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 力学 分析或在 规 范 中难 以规 定的 问题 中， 文从 整体 的 角度 来确定建 本 筑 结构的 总体 布 置和 抗震 细部措 施 的宏观控 制 。 关键 词 ： 筑设 计 ； 念设计 建 概
设计手 册 、 准图集 等等 。 标 随着计 算机 技术 和 计算方 法 的发展 ，计算 机及其 结 构程 序在 结 构 工程 中得到 大量地 应用 ，每个 设计 单位 都 在 为彻底甩 掉 图板 而 做努力 。结 果给 部分 结 构工 程师 造成一 种错 觉 ，觉得 结 构设 计很 简 单， 只需遵 循规 范 、 册 、 手 图集 ， 等待建 筑 师给 出一个 空 间形 成 的方 案 （ 非结 构 的 ）使 用 计 ，
同时 ， 也是 判断 计算机 内力 分析输 出数 震 薄弱 层转 移 ， 然倒 塌 。 仍 在 不断 的结构设 计研 究 与实 践 中 ，人们 性 能 。 概 念设 计 的思想 被 越来 越多 的结构 工程 积 累了大量有 益 的经验 ， 并体 现在 设计 规 范 、 据可靠 与 否的 主要依 据。
的 安全性 。这 一研 究 在 国内外正 广泛 地 深入 之 ，概念 设计 必 然会 成 为今后 结构 设计 的主 展 开 。 日本 ， 究成果 已经 广泛应 用 于实 际 流 思 想 ， 就 让 我们 来 共 同学 习 、 展它 吧 ， 在 研 这 发
工程中， 取得 良好 的经 济 、 适用 效果 。而 我 国 为 结构 设计 的 发展作 出应 有的贡 献 。 参 考 文 献 山于经 济 、 术 和人们 认识 的 限制 ， 程界 技 在工
比如 。 的设 计 人员 用多 、 有 高层 结构 三 维 师 所接 受 ，并 将在 结构 设计 中发 挥越来 越大 空间 分析 程序 来计 算底层 框 架 ，还人 为的 布 的作用 。 然而 现在 的高校 教学 中， 只重视 往往 置一 些抗 震墙 ，即不能 满足楼 层 间 的合理 刚 单独 构 件 和孤 立 的分 体 系 的力学 概 念讲 解 。 度 比 ，也 不能 正确 地反 映底 层框 架在 地震 时 尤其 在专 业课 教 学 中 ， 单项 计算 练 习居多 综 受力 状态 。 问题 在 于结构 概念 不明确 ， 没考 虑 合练 习偏 少 ， 着 重体 现在 考题 中 ， 得相 当 并 使 这两 种结 构体 系 的差 异。软 件 的选择 和使 用 部分 学生 养 成 只知套 用公 式解 题 的习惯 。而 不 当 ， 成危 害是不 容忽视 的 。 国一些 著名 且近 年来 强 调计 算机 应用 教育 ， 造 美 比如 ， 毕业设 学者 和专 家 曾警 告工业 界 ：误用 计算 机造 成 计用 结构 设计 软件 计算 、 “ 出图。 由于计算 机 但 手 结构 破坏 而引 起灾 难 只是 一个 时间 的问题 。 设计 过程 的屏蔽 ， 算过 程训 练程 度的削 弱 ， ” 然 而避 免这 种情 况 ，概念设 计 的思想 不 妨是 造成 学 生产 生 一定 依赖 性 ，结果综 合运 用能 个 好方 法 。 力下 降 ， 结构 体 系概念模 糊 。 整体 这些对 于培 未 运用概念设计 的思想 ，也使得结构设计 养具 有创 造 力 、 来 的工程 师是相 当不利 的。 ‘ 的思路 得到 了拓 宽 。传统 的结 构计算 理 论 的 随着社会经济的发展和人们生活水平的 研 究 和结构 没计 似乎 只关 注如 何提 高结 构抗 提 高 ， 建筑 结 构设 计也 提 出 了更 高 的要 求 。 对 力 Ｒ， 以至混凝 土 的等级 越用 越高 ， 筋量 越 ． 发展 先 进计 算理 论 ， 计算 机 的应用 ， 配 加强 加快 来 越 大 ， 价越来 越高 。 造 结构 工程 师往 往 只注 新 型 高 强 、 质 、 保 建材 的 研究 与 应用 ， 轻 环 使 意到 不 超 过最 大 配筋 率 ， 果肥 梁 、 柱 、 结 胖 深 建筑结构设计更加安全 、 适用 、 可靠、 经济是 基 础处 处可 见 。 以抗震 设计 为例 ， 一般是 根据 当务之 急 。 中 ， 破建 筑结柯 没计 中的墨守 其 打 初 定 的尺 寸 、 等级 算 出结构 的刚 度 ， 由结 成 规 ， 发 挥结 构工 程师 的创新 能 力 ， 相 砼 再 充分 是 构 刚 度算 出地震 力 ， 后算 配筋 。 然 但是 大家 知 当必要 的 。 因为他 们是 结构 设计 革命 的推动 道 ， 构 刚度 越 大 ， 结 地震 作用 效 应 越 大 ， 筋 者和执 行 者 。这 则需要 工程 界 和教育 界进行 配 越多 ， 刚度 越 大 ， 震力 就越强 。这样 为抵 御 共同 的努 力 。推 广概 念设 计思 想是一 种有 效 地 地震 而配 的钢 筋 ， 加 了结构 的 刚度 ， 增 反而 使 的办 法 。 地震作用效应增强。 其实 ， 为什么不考虑降低 著 名 的美 国工 程 院 院 士 林 同 炎 教 授 在 作 用效应 呢？目前 在抗震 设 冲 ， 隔震 消能 的 《 结构 概 念和 体 系》 书 中为结 构工程 师提 供 一 研究 就是 一个 很好 的例 子 。隔震 消能 的一 般 了广 泛而 又有 独 特见 解 的结构 概念设 计基 础 作 法是 在 基 础 与主 体之 问设柔 性 隔 震层 ； 加 知识和设计实例。该书着重介绍用整体概念 设消能 支撑（ 类似于阻尼器的装置 ）有 的在 来规划结果总体方案的方法 ，以及结构总体 ； 建 筑 物顶 部 装 一个 “ 反摆 ”地 震 时 它 的位 移 系 和个分 体 系尖 的相 互力 学关 系 和简化 近似 ， 方 向与 建筑 物顶部 的位移 相反 ，从对 建筑 物 设计 方 法 。为 结 构工 程师 和建 筑 师在 没计 中 的 振动加 大 阻尼作 用 ， 加速 度 ， 少 建筑 创造性地相互配合 ，设计 出令人满意的建筑 降低 减 物 的位 移 ， 降低 地震作 用效 应。 理设 计可 奠定基础。 来 合 这本书第二版的出版， 为我们更好 降 低地震 作用 效应 达 ６ ％，并提 高 屋 内物 品 的加 深概 念设 计 的理解 ， 有益 的帮助 。 ０ 提供 总
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建筑 ，９９ Ｉ． １９ （ ） ｆ 德 虎 ， 筑结 构 抗 震鉴 定 及加 固的 若干 问 ２ １ 建 题 ， 筑结 构 ， ９ ９ ４ ． 建 １９ （ ） 『１．． 多 台斯伯 利 ， ３ Ｄ恩 ｓ 结构 概念 和体 系 ， 国 中