建筑结构转换层设计探析

发表时间：2020-03-19T06:32:07.432Z 来源：《建设者》2019年23期作者：边璐[导读] 改革开放以来，城市化建设不断加快，我国建筑行业获得了较为全面的发展与进步，广大人民群众对高层建筑的功能提出越来越综合化、多样化、全面化的要求。河北省水利水电勘测设计研究院天津 300250

摘要：改革开放以来，城市化建设不断加快，我国建筑行业获得了较为全面的发展与进步，广大人民群众对高层建筑的功能提出越来越综合化、多样化、全面化的要求。具备转换层的高层建筑是我国房地产事业的未来总体趋势，因此，在我国当前城市高层建筑结构设计过程中，转换层结构设计是一项十分重要的内容，高层建筑转换层结构设计的质量水平与整个高层建筑的设计水平息息相关。在对高层建筑结构进行设计的实际过程中，为使其使用功能需要得到充分满足，通常会将高层建筑的底部整层或者局部设置成较大空间，而将上部标准层设置为小开间，此种情况下，会产生高层建筑上层竖向承重结构无法直接落地的问题，所以，对其结构进行转换十分必要。

关键词：建筑；转换层；结构设计引言

近年来，建筑工程数量越来越多，规模越来越大，功能要求也越来越多样。尤其是高层建筑，例如：某一栋建筑底部是餐馆、商店，中部是办公区域，顶部是宾馆、住宅等。在这种情况下，建筑结构形式必须适应用途。对于餐馆、商店区域来说，其公用空间应当具有灵活性，办公区域室内空间最好设置为中等大小，宾馆、住宅区域开间面积要小，墙体数量要多。如果建筑结构形式产生变化，就需要在相应楼层进行转换层的设置。建筑结构尺寸以及结构受力直接受到转换层结构设计影响，因此，设计师应设计出合理的建筑转换层结构。

结构转换层发展趋势

钢骨混凝土在转换层的应用

钢骨混凝土转换层具有很大的优势和应用前景，不仅是因为钢骨混凝土梁具有承载力高、刚度好的特点，而且钢骨混凝土还可以充分减小截面尺寸，其可塑性、耐久性以及抗震性都比钢筋混凝土梁更具有优势，再加上钢骨混凝土在施工时也比钢筋混凝土更加精确和快捷，无论是刚度还是定位都能优于钢筋混凝土，可大量减少支模拆模的工作，减少施工环节，加快工程进度。

预应力混凝土转换层应用

预应力混凝土可以严格控制混凝土的裂缝和挠度，在实际使用过程中还有自重轻、节省钢材和混凝土原料的特点。因此，在高层建筑大跨度转换层应用中十分普遍。

新型转换结构应用

随着高层建筑的发展，在实际生产中出现了很多新型转换层结构，其中既有单层空腹桁架，又有混合空腹桁架，通过多种空腹桁架叠合形成的“叠层桁架结构”，这种结构的工作原理是利用许多较大截面的杆件通过桁架空间叠层形式组合起来一起承担上部施加的荷载，并且还设置腹斜杆，这样就能转移竖向荷载的传递位置和方向，应用转换传力方式来发挥传递荷载的作用。

建筑转换层结构设计探析转换层结构空间设计

高层建筑中，转换层起着承载压力的作用，安排其空间位置时，必须要根据不同建筑物科学分析受力情况，避免因转换层位置设置不合理而影响建筑内部受力状况，继而影响整个建筑物的安全。高层建筑转换层的空间不宜设计得过高，过高会浪费空间，要考虑到整个建筑空间的利用和转换层的刚度问题，坚持就低不就高的基本原则。综合目前的高层建筑设计及应用实践来看，三层以下最为适宜，如果考虑到建筑功能需要设计更高层，以不超过六层为宜。合理设计转换层的空间可以避免内部结构的高位转换和竖向刚度发生突变，降低整个建筑物的抗震能力。

转换梁的设计与构造要求

梁式转换传力路径准确、工作可靠性高、构造简单以及施工方便，这种转换形式在我国高层建筑中运用十分广泛。梁式转换的抗震设计效果明显，可以用于 8 度及 8 度以下的抗震设计，但是，这种转换形式对转换层上部建筑物层数有严格要求，抗震设防烈度越高，转换层上部空间层数越少。

建筑结构优化设计

建筑结构优化设计发表时间：2016-03-28T16:11:12.903Z 来源：《基层建设》2015年23期供稿作者：陈火涛吕金钊罗森陈钰璐陈湧填[导读] 华南农业大学水利与土木工程学院广东广州 510642 当然除此之外还有一些构造上及概念上的优化措施，将在概念设计，高层剪力墙结构与高层混凝土结构的优化设计中重点论述。陈火涛吕金钊罗森陈钰璐陈湧填华南农业大学水利与土木工程学院广东广州 510642 摘要：对建筑结构优化设计理论进行了概述，并重点介绍了基于可靠度理论的工程结构优化设计，概念设计在结构优化设计中应用，高层混凝土结构的优化设计以及高层剪力墙结构的优化设计四个方面，为结构的优化设计提供参考依据。关键词：结构设计；优化；应用结构优化设计的任务，就是以数学规划为基础，将力学的概念、理论和近似方法和数学规划方法结合，转化成数学问题，建立数学模型，选择计算方法，运用计算机在多种可行性设计中，选择出相对而言属于最优的设计方案，达到兼顾经济性，安全性，舒适性的目的。其步骤可分为设计变量，建立目标函数，确定约束条件，经过计算分析得出优化的计算结果。[1]当然除此之外还有一些构造上及概念上的优化措施，将在概念设计，高层剪力墙结构与高层混凝土结构的优化设计中重点论述。 1.基于可靠度理论的结构优化设计结构的可靠度指结构在设计的基准期内能够承受施工过程中以及正常使用期间的各种外加荷载和变形，有较好的工作性能，耐久性满足正常使用要求，在偶遇灾害如地震，海啸，爆炸等发生时保持必要的整体稳定性。[2] 从工程结构的可靠度理论角度分析，传统的结构优化设计存在以下几点不足：①传统的结构优化并没有完全反映体现结构的可靠性，也没有定量描述可靠度理论，得出的最优结构并不能确保结构具有足够的可靠性。②由于结构构件的尺寸和材料的性能参数具有随机不确定性，而传统结构优化设计并没有考虑这些因素因此并不能反映参数不确定性这一特点。基于以上分析论述，结构的可靠度要求考虑进工程结构优化设计的数学模型中，文献[3]给出了基于可靠度约束的结构优化算例，在结构可靠度分析基础上进行结构优化设计，实现经济合理的设计方案。 2.概念设计在结构优化设计中应用概念设计，即在建筑物施工前，设计人员考虑建造地周围的地理环境、文化环境与社会环境等，提出相应的建筑结构设计方案，优化建筑结构设计，以期达到进一步融合周围环境与社会环境的目的。概念设计有效弥补理论性设计与计算性设计的不足，使结构设计方案更科学合理；进行抗震设计时概念设计能在降低地震作用效应的同时提高建筑工程的质量和安全性；科学合理的概念设计拓展了建筑物的结构设计思路，增强工程质量、安全性及工程造价。[4] 2.1应用概念设计可在多个建筑结构施工方案中择优而用。概念设计使得建筑结构施工方案具有合理性、实用性和经济性，这要求设计人员在优化建筑结构时，充分考虑建筑物建成后的目的、抵抗外界环境的能力需要、施工条件、施工材料等因素，从而制定并选取科学合理、全面系统的建筑结构施工方案。 2.2概念设计中应用抵抗自然灾害的能力设计。概念设计应与时俱进、因地制宜，如考虑抗震能力设计、防火能力设计、抗击风荷载能力设计等，充分考虑现代建筑结构需要适应的社会环境与自然环境，在建筑结构满足工程施工要求的同时，优化结构，使工程中各个构件环环相扣，增强建筑工程的安全性。 3.高层剪力墙结构的优化设计剪力墙结构体系由于整体性好，侧向刚度大，抗震性能优越，且由于没有梁柱的外露突出，结构层平整，利于房间布置，因而被广泛应用于高层住宅性建筑中。对该结构体系进行优化需考虑钢筋混泥土用量大造价高，剪力墙中墙肢轴压比偏低的承载力发挥不充分，采用构造配筋的墙体延性低等常见问题，[5]如何对剪力墙结构体系进行优化，使其既发挥其抗侧能力强等优点，又降低工程造价，现就以下几方面进行论述。 3.1强周边，弱中部。剪力墙应尽量布置在结构周边，中部减少剪力墙的布置量，以提高结构的抗扭刚度，控制结构的周期比与位移比。另外，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置，避免单向布置，并宜使两个受力方向的抗侧刚度接近。 3.2多均匀长墙，少短墙。选择对结构承受水平及竖直向荷载有利的隔墙位置布置剪力墙，尽量设置为长墙，以充分发挥剪力墙的作用。在较长的剪力墙宜开设门窗洞口，上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁，将其分成长度较均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱连梁连接。 3.3剪力墙应自下到上连续布置，允许沿高度改变墙厚和混凝土强度等级，或减少部分墙肢，使侧向高度沿高度逐渐减小。这样一方面可以避免刚度突变，另一方面可以减轻自重，降低工程造价。 3.4尽量采用普通剪力墙和使墙肢长度较长，并且两端与翼墙相连，减少小墙肢和短肢墙的数量。应尽量减小墙肢长度的差异，使各片剪力墙分配的地震作用力均匀。这样发挥了剪力墙的抗侧移刚度，在满足规范层间位移角限值的情况下，减少剪力墙的数量；同时减少了开洞的数量和其两端边缘约束构件的数量从而减小暗柱的构造配筋面积，使得工程造价降低。 4.高层混凝土结构的优化设计高层建筑的特点是建筑结构需同时承受水平和竖向的荷载作用。混凝土是高层建筑设计中的重要考虑因素。在进行结构设计时要充分考虑各种因素，确保结构的强度，刚度和延性均处于合理范围，高层混凝土结构的优化设计具体措施有以下几个方面。 4.1合理使用高强砼和高强钢筋强砼和高强钢筋高优化构件截面尺寸的合理使用，可以减轻地基的承载量和高层建筑自重，从而减小超高层受地震破坏的程度。还减低施工单位的成本，使经效益最大化。 4.2布局优化高层建筑宜使结构平面形状简单、规则，适合刚度和承载力分布均匀的结构单元。 4.3 抗震结构的优化

浅析高层建筑桁架转换层结构设计

浅析高层建筑桁架转换层结构设计发表时间：2019-07-30T11:57:40.153Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：黄桂生 [导读] 摘要：复杂的建筑结构常常需要采用结构转换层来完成上、下层建筑物结构的转换，一般结构层相比，转换层结构具有结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大、受力复杂等特点。身份证：45252819750527XXXX 摘要：复杂的建筑结构常常需要采用结构转换层来完成上、下层建筑物结构的转换，一般结构层相比，转换层结构具有结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大、受力复杂等特点。这意味着转换结构组成了建筑物的主要构件，它们的设计是否合理、安全、经济对整个结构的安全性、结构造价、施工费用等有着重要的影响。通过时钢桁架转换层高层建设结构体系的工程实例的分析，从结构选型的确定等方面进行系统的研究。以得到一些对设计有实际指导意义的结论。关键词：建筑工程；结构设计；转换层构造在当前建筑结构设计过程中，为了更好的适合建筑物的各部楼层所体现的安全使用功能的需求，往往需要在各楼层之间布置转换层以消除楼层中间的较大差异。转换层的设置起到传承上部结构荷载，保持结构稳定的作用，是建筑结构中的重要部位，也是建筑结构设计的重点和难点。因此，深入探讨高层建筑转换层结构设计问题，对于促进我国民用高层建筑的发展具有一定的现实意义。 1.转换层高层建筑结构的构造要求结构设计不仅是对建筑物本身功能的设计，还关系到建筑物的建设成本，这就需要设计人员优化结构设计，降低建设成本。其优化目标就是实现建筑的本体功能性、安全性、经济性与环保性。为了实现这一目标，未来的从事结构设计者将遵循功能性、安全性、经济性、环保性四位一体的设计思路，真正实现未来建筑结构的优化升级，为人类提供一个更好的物质生存与发展环境。转换层的结构应按“强化转换层及其下部、弱化转换层上部”的原则，使转换层上下主体结构的侧向刚度尽量接近，平滑过渡。抗震设计时。控制转换层上下主体的结构侧向刚度，当转换层设置在3层及3层以上时。其楼层侧向刚度尚不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60％。将转换桁架置于整体空间结构中进行整体分析。此时，腹杆作为柱单元。上、下弦杆作为梁单元，按空间协同工作玻三维空间分析程序计算整体的内力和位移。计算时，转换桁架按实际杆件布置参与整体分析，但上、下弦杆的轴向刚度、弯曲刚度中应计入楼板的作用。整体结构计算需采用两个以上不同力学模型的程序进行抗震计算。还应进行弹性时程分析并宜采用弹塑性时程分析校核。转换层的结构设计中应按转换层“强斜腹杆，强节点”。桁架转换层上部框架结构接“强柱弱梁、强边柱弱中柱”的原则，以保证转换层的结构具有较好的延性，确保塑性饺在梁端出现，能够满足工程抗震的要求。转换桁架的相邻层楼板宜双向双层配筋，每个方向贯通钢筋的配筋率不宜小于0.25％，且在楼板边缘、孔洞边缘应结合边粱设置予以加强。转换桁架上、下弦杆的配筋应加上楼板平面内弯曲计算引起的附加钢筋。 2.转换层商层建筑结构实例分析对于大跨度的钢桁架转换层结构的受力。各方面的影响因素较多，导致结构受力情况比较复杂，对它的受力影响因素进行探讨具有实际意义，可为实际工程的设计与施工提供理论依据。因此，通过对大跨度钢桁架转换层的受力影响因素进行分析，认识钢桁架转换层的受力特点。以期充分利用钢结构构件受力性能好的特点，使其承担较多的荷载作用。以调整端部混凝土结构的受力，减少混凝土结构的荷载作用，使整个结构体系的受力更为合理。下面结合工程实例分析高层转换桁架的受力影响因素及其受力特点，某高层建筑为地上24层，地下2层，总建筑面积72788m2，其中地上58300m2，地下14488m2。平面长92.1M，宽49M。结构檐口标高为108.80m，中间有电梯、楼梯、机房等的高层建筑。 2.1梁式转换与精架转换的比较确定与最为常见的转换结构形式粱式转换相比，本例中转换粱的跨度很大而且上部荷载较大，采用梁式的转换结构，转换梁的截面必然很大，一方面导致转换梁下部空间无法再利用、自重大、配筋多、不经济等缺点；另一方面导致沿竖向结构质量和刚度分布在转换层的变化不连续。发生突变，对结构的整体抗震性能不利。因此，需要另一种形式的转换构件来解决这个问题，而转换桁架具有传力明确，传力途径清楚，虽构造和施工复杂，但转换桁架不仅为开洞和设置管道创造了条件，而且它们的位置与大小都有很大的灵活性，可以充分利用该转换层的建筑空间，而且桁架转换层的节间采用轻质建筑材料填充甚至可以外露不填充，有利于减轻结构的自重；转换桁架的抗侧力刚度比转换粱要小，也就是说。具有桁架转换层的高层建筑其质量和刚度的突变要比带转换粱的高层建筑缓和。因此带转换桁架的高层建筑其地震反应要比带转换梁的高层建筑小得多，由此可见，在本例工程的三层转换构件采用转换大粱的结构形式是不合适的，而采用转换桁架的结构形式将很好的避免了上述的多个问题且将节约混凝土用量近30％。将是一个较为合理正确的选择。 2.2转换桁架的具体形式的确定在本例工程的三层转换构件采用确定桁架结构后，设计人员则需要进一步确定桁架的结构形式。根据前面的论述，转换桁架的结构形式有多种，但是根据本例工程的三层转换构件的具体情况，采用何种最合理的结构形式，则必须加以比较分析后方可确定。 2.2.1单层转换桁架与双层转换桁架的确定采用精架结构作为高层建筑的转换构件时，一般情况是取出一层层高的高度作为转换桁架的高度。对于本项目，转换桁架位于结构的边缘，建筑师为了使转换桁架对于立面的影响降至最小，希望桁架仅在中庭设置，即取一层高度(4.00m)作为转换桁架的高度。在本例中各层的层高情况分别是：底层：6.44ml，二层：4.80m，三层以上：4.00mt，而结构的柱距为9.0m，若仅取4.00m为桁架高度时，在柱与柱之间必须另设一个桁架节点以保证桁架斜腹杆与水平弦杆的角度在合理的450~550之间。若取建筑的两层层高即8.00m为转换桁架的高度，则在柱与柱之间可以不必设置多余的桁架节点，使桁架的结构形式趋于简单。 2.2.2空腹桁架、斜杆桁架、无竖杆桁架的比较确定作为高层建筑中的转换结构一桁架结构有如下的主要结构形式：空腹桁架、交叉斜杆桁架、无竖杆的交叉斜杆桁架。作为一种相对独立的结构形式，无论采用何种结构形式。应该说都是可以实现的。对于建筑师来说，空腹桁架如果在构件尺寸可以接受的条件下。当然是首选，当然，采用无竖杆的交叉斜杆桁架形式，结构上可以使桁架的构造节点趋于简单，在建筑师看来，也可以接受。 2.2.3单跨桁架与多跨桁架的确定在确定了以交叉斜杆桁架作为本次项目的转换结构的结构形式后，结构工程师尚发现在这个计算模型中的框架柱的内力较大。作为抗震设计“强柱弱梁”的一般设计原则，框架柱中的内力相对越大，则在柱中率先出现塑性铰的可能性将越大。而在模型计算中同样可以发

建筑结构优化设计建议-侯善民

建筑结构优化设计建议侯善民 201305 2013.05

第一章第章基础 1、基础类型： ? 天然地基基础 ?复合地基→天然地基+增加体（柔性桩、刚性桩）? 桩基：常规桩基后处理加强的后注浆钻孔灌注桩先处理加强的劲性复合予制静压桩

第一章第章基础 ? 天然地基承载力不宜低于预期复合地基承载力的百分之四十软土地基上采用复合地基要慎重组成复合地基的增采用复合地基应注意：十，软土地基上采用复合地基要慎重。组成复合地基的增强体桩基，应具备一定刚度，并且不能是端承桩；随着复合地基承载力需求增大增强体桩基的支承刚度与 ? 随着复合地基承载力需求增大，增强体桩基的支承刚度与桩身强度，要求也需相应提高，对于20层~30层的高层建筑不宜采用单纯摩阻桩桩端进入较好的持力层但持筑，不宜采用单纯摩阻桩，桩端进入较好的持力层。但持力层不宜是强风化以上的岩层，桩身强度承载力要满足计算底板与桩基持力层选择需慎重算，底板与桩基持力层选择需慎重。

第一章南京某小区复合地基事故第章基础南京某小区复合地基事故：该小区位于河西，七层砖混住宅，场地内有深厚的淤泥质软土层，增强体刚性桩未穿过软土层，施工也存在质量问题，建造过程中一直到结构封顶，沉降持续发展，最后采用锚杆静桩较好的才控制住降静压桩，压入深层较好的土层，才控制住沉降。最近几年，我们做了一批20层~30层100米以内的高层剪力墙住宅，采用刚性桩复合地基都取得成功。例如：淮安恒大、淮安中南、合肥融侨等都是20万~30万㎡的高层住宅小区，天然地基承载力约在200k 左右采用予应力管桩作为增加体然地基承载力约在200kpa左右，采用予应力管桩作为增加体，复合地基承载力可达到500Kpa左右

有关建筑转换层结构设计中的关键性问题综述

有关建筑转换层结构设计中的关键性问题综述本文首先介绍了建筑转换层的概念与特点，然后探讨了建筑转换层结构设计的原则和分类，最后提出了建筑转换层结构设计中的注意事项，本文提出了自己的一些观点和看法，望能为建筑转换层的结构设计提供参考。标签建筑设计；转换层；结构设计；注意事项；一、概念与特点分析研究转换层是建筑施工领域常见的一种建筑结构，由于建筑物不同层面之间的使用功能和结构存在差异，因此需要通过设置转换层的方式作为过渡，对楼层的上下部的结构与设施进行转换。当前，我国的建筑设计、特别是高层建筑的设计，常常会采用商业功能与住宅功能结合的设计模式，在建筑物下部构建举架较高的大跨度商用建筑空间，而上层则采用更加紧密的设计，体现建筑的居住功能。为了对不同的实用功能和建筑结构进行划分，便需要在建筑内部设置转换层，以调整不同结构之间的受力情况，确保建筑物的使用安全。转换层主要功能包括：对建筑物内部的剪力墙结构或框架—剪力墙体系进行转换，实现剪力墙与框架之间的变换；改变建筑物上下受力柱的分布情况和分布密度；同时转变建筑层的结构形式和结构轴网，形成上下结构的不对齐布置三种。根据建筑物自身的特点和使用功能的需要，合理的选择转换层的设计模式，充分发挥出转换层在建筑领域所发挥的作用，能够进一步提高建筑物的稳定性，延长建筑物的使用寿命，对我国建筑行业的发展有着积极的促进作用。由于转换层的结构需要同时承受上部构造在重力的作用下产生的垂直荷载，以及悬挂下部结构产生的多层荷载，导致转换层结构内部长期存在有较大的内应力。此外，转换层的存在会对建筑物整体的受力状况造成较大的影响，在一程度上降低了建筑物的整体性，这就要求转换层的结构设计不能单纯遵循传统的建筑设计原则，而是要根据建筑物自身的特点进行灵活的设计，以满足转换层对刚度和强度的需求，确保建筑物的使用安全。二、原则及分类分析研究 1、转换层的设计原则。首先，由于转换层的设置会造成建筑物纵向刚度的突变，使其成为建筑物的薄弱环节，因此，在进行转换层的结构设计时，应当尽可能减少需要结构转换的纵向构件，并相应的增加直接落地的纵向构件数量，从而降低建筑刚性突变的程度，提高结构的抗震能力。其次，当转换层高度较低时，对建筑物重心与受力状况的影响相对较小，建筑物也因此更加稳固。所以，在进行转换层结构设计时，应当尽量降低转换层所处的位置，保证建筑物结构的稳固。最后，转换层的结构设计应当采取强化下部结构，弱化上部结构的设计思路，并选择具有明确传力路径的设计模式，在保证工程质量的前提下，降低转成的施工难度，控制转换成的施工成本，更好的实现建筑物的经济效益社会效益。 2、转换层的结构设计的分类。一是梁式转换结构。梁式转换结构采用剪力墙、框支梁与框支柱相结合的结构布置方式来提高转换层的强度与刚度，具有结

浅谈房屋建筑结构优化设计

浅谈房屋建筑结构优化设计发表时间：2017-10-16T15:10:36.667Z 来源：《基层建设》2017年第16期作者：张春晓[导读] 它是达到工程设计的“安全、适用、经济”目标的最有效的方法之一。本文即重点探讨了房屋建筑结构优化设计应注意的问题及优化设计的措施。身份证号码：13012419820113xxxx 河北省石家庄市 050000 摘要：房屋结构优化设计对于整个工程建设的贡献是不容忽视的。每个工程建筑想要达到的目标就是用最少的资金投入提高整个工程结构的坚固性和可靠性，以至达到最大最长远的经济效益。优化设计方案与传统的设计方案相比较下的优势就是，它可以节省工程的开支，它是达到工程设计的“安全、适用、经济”目标的最有效的方法之一。本文即重点探讨了房屋建筑结构优化设计应注意的问题及优化设计的措施。关键词：房屋建筑；结构优化；剪力墙；材料一、房屋建筑结构基础设计应注意的问题（一）承重柱截面高度设计过小这种情况多发生于VI度抗震设防区。一些结构设计者误认为六度设防就是不设防，为图受力分析方便，他们故意把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线刚度比加大，把梁简化为铰支梁，柱按轴心受压计算这样，这不但影响了房屋的耐久性，而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是，这样的结构一旦遭遇地震作用时，将会倒塌，这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。（二）砖混结构中房屋构造柱与承重柱混淆不清在当前结构设计中，构造柱经常被作为承重柱使用。这种作法将引起以下几个问题： 1、构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，这不但会降低构造柱对砌体的拉结和约束作用，而且结构一旦遭遇地震作用时，在构造柱位置必然形成应力集中，首先破坏。这样，构造柱不但起不到其应有的作用，反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。 2、构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压破坏，将导致构造柱下沉，引起其周围的墙体出现裂缝。建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时，构造柱也可布置于梁下，但此时必须按不考虑构造柱作用来验算梁下墙体的局部承压和抗弯强度，经验算满足后，方可在梁下布置构造柱。 3、悬挑梁的梁高选用过小设计者往往只注意了对梁的强度和倾覆进行验算，而忽略了对梁挠度的验算。梁高选用过小，引起梁截面的受压区应力过高，在正常使用状态下，梁截面受压区产生非线性徐变，梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁上板出现裂缝，裂缝宽度随着挑梁变形的加大而加宽，影响了房屋的正常使用。当为托墙挑梁时，梁过大的挠度会引起梁上墙体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿竖直方向向上发展，当到一定高度时沿斜向延伸，缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利，悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁过小时，截面的相对受压区高度较大，梁的延性减小，在竖向地震作用下易发生脆性破坏，失去承载力。二、房屋建筑结构优化设计的措施（一）加强设计中建筑结构形式的选用不同的建筑类别和功能要求决定了户型的选择，从砌体结构和底部剪力墙结构谈起。 1、加强砌体结构的设计作为承重构件和抗侧移构件的砖砌体，其平面布置较为灵活，但不事宜做跃层结构，杜绝受力较大的突兀结构形式。门窗开洞宽度不宜超过2.1m，纵向墙体数量不宜少于三道，这一措施可以适当减少构造柱的配筋。 2、剪力墙的优化设计剪力墙设计中连梁的设计是关键。联肢墙是通过连梁连接的各墙肢联结而成，从而增加了墙肢的约束条件。连梁的刚度增大必将使得结构的地震作用也增大，这样连梁和墙肢分配内力也相应增大，此时必须增大构件的配筋量，显然这一设计结果必然会造成材料的浪费。因此，在住宅结构设计时，有经验的设计师都是将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。同时，在满足结构刚度与变形要求时，应从经济角度与抗力、变形方面综合考虑，合理布置抗侧力构件。显然，剪力墙数量越多，结构抗侧力刚度愈大，相应结构位移会减小，但是结构地震力会随抗侧力刚度增大而加大，对结构的造价控制不利。因此剪力墙应以周边均匀、对称、分散等原则合理布置，以规范规定的水平位移限值为准尽可能减少剪力墙数量。（二）注重细部优化 1、在注重整体设计的同时，也应加强结构局部构件的精细设计比如现浇板设计中尽量把异形板划分为矩形板，这样既达到合理受力的目的，也避免了拐角裂缝的出现。 2、底部框架抗震墙的底框梁箍筋配箍量一般较大，此时若选用冷轧带肋钢筋作为箍筋，便可减少箍筋肢数或箍筋直径，达到造价的降低以及施工的方便化。还有，为减少底部截面，采用高强度的混凝土是柱构件不错的选择，但是水平构件混凝土可适当减少混凝土的标号，满足了受力要求，也节约了成本。 3、关于梁、板的计算跨度梁板结构，简单点讲，可认为是在梁的中心线上有一刚性支座，取消梁的概念，将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中，梁高比板厚大不了多少时，应将计算长度取至梁中心，选梁中心处的弯距和梁厚，及梁边弯距和板厚配筋取二者大值配筋。（借用台阶式独立基础变截面处的概念）柱子也可认为是超大截面梁，所以梁配筋时应取柱边弯距。削峰是正常的，不削峰才有问题。 4、主梁有次梁处加附加筋总的原则，当主梁上次梁开裂后，从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时，主梁可不加附加筋。梁上集中力，产生的剪力在整个梁范围内是一样，所以抗剪满足，集中力处自然满足。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时，也可满足。

建筑结构的转换层施工浅析

建筑结构的转换层施工浅析摘要转换层在不同建筑结构转换连接中起着重要作用，在建筑工程中，同一平面的上下层建筑结构类型以及功能不一定相同，这会对建筑整体性造成影响，转换层结构则可以解决这一问题，使楼层结构成功过渡转换。转换层种类不止一种，每种针对的建筑结构也不同，相关人员在转换层施工中，还要做好区分，合理使用转换层，并对转换层施工重难点进行确认，高效落实转换层施工技术。关键词建筑结构；转换层；施工技术转换层不仅可以连接不同的结构，还可以使建筑内部空间变大，所以其在高层建筑中应用比较广泛。相关人员在进行转换层施工时，除了要关注重难点之外，还要对转换层的结构形式了如指掌，对转换层的设计内容进行具体了解，此外还要遵循相关原则和要求，使转换层施工质量得到保证。本文主要针对建筑结构的转换层施工进行浅析。 1 建筑结构转换层施工重难点将转换层落实在梁结构中时，相关人员需要考虑两者关系，在分析转换层时，需要考虑其自重以及相关荷载带来的压力，这些负荷会对梁结构产生压迫，梁结构需要施加支撑系统，否则很难保持稳定可靠[1]。比如对于模板支架，要使其保持在5.9米左右，而对于梁支撑杆，则需要对其跨度进行控制，使其保持在0.45米左右，立杆步距以及位置、数量也要得到保证。梁顶托中会涉及钢管，相关人员还要对其尺寸和型号进行确定。其二控制模板施工中的位移偏差问题。首先确定监测线，监测线主要架设在钢管两端，这些监测线主要对目标对象水平方向和垂直方向的位置变化进行监测标记，如果出现严重位移偏差现象，相关人员还要及时弥补修复。 2 建筑结构转换层施工 2.1 模板及支撑工程施工模板及支承结构施工是转换层施工的首要步骤，其施工需要注意的事项有三方面，其一合理调整梁模板尺寸。对梁结构安装模板时，需要检查该模板是否与安装对象相适应，主要检查其截面尺寸以及强度等[2]。在剪刀撑作业中，相关人员需要借助钢管来完成，钢管型号以及尺寸都要满足要求。侧模水平杠，也需要由该种钢管来完成。侧模安装时，相关人员需要用钢螺栓来紧固梁与模板。对于大截面梁，相关人员需要控制梁各个方向模板尺寸，还要落实各种模板安装技术。其二做好底模工作。底模在梁结构中要处于起拱状态，相关人员在落实起拱施工技术措施后，还要对施工措施落实效果进行检验，主要检查拱形角度等是否满足模板稳定性要求。底模起拱处理对跨度较大的梁模板很有效，可以使此类模板在受力复杂状态下，依旧保持稳定可靠。其三控制回顶支撑水平。回顶支撑作为重要的支撑结构，对转换层下层楼板安全稳定有直接加固效果，相关人员在利

试论高层建筑工程的转换层结构设计

试论高层建筑工程的转换层结构设计先进科技在建筑领域的应用为现代建筑行业的发展带来了强大的动力，在现代建筑技术的支持下，高层建筑工程的大量建设与实施得以实现，现代高层建筑不仅在高度上较以往有了很大的增加，同时在建筑外观及结构的复杂性上也与以往有了很大的不同，要充分保障高层建筑工程的结构受力的稳定性，保障高层建筑在建设与使用过程中的安全性，加强对转换层设计的研究是十分必要的，本文就将对此展开探讨。标签：高层建筑工程；转换层；结构设计现代城市人口增加以及城市功能的日益丰富和完善，对于城市建筑工程的建设也有着更高的需求，一方面，要求城市建筑工程要在有限的开发土地面积上，创造更多的居住、办公、休闲等功能空间，这可以通过高层建筑工程的建设予以满足，同时还要保障建筑工程的质量与可靠性，这就要求针对高层建筑的结构受力特性进行深入研究，并通过对转换层机构的优化设计予以保证。一、高层建筑工程转换层结构的主要类型 1.梁式转换层梁式转换层是现代高层建筑中应用非常广泛的一种转换层结构形式，尤其适用于底部大空间的框支剪力墙结构体系的高层建筑结构转换中，此类转换层结构形式的作用原理主要是通过将转换层上部的剪力墙落在框支梁上，而框支梁则是通过稳定的框支柱进行支撑，从而保证整体建筑结构的稳定性，形成较为稳固的转换结构体系，其在实际应用中的主要优势在于设计简单，便于施工操作，结构传力十分明确，且施工成本较低，具有着良好的经济性优势，因而受到许多建筑企业的青睐。 2.箱式转换层箱式转换层结构形式相对适用范围要小于梁式转换层，其主要应用于转换梁截面超出一定范围，不能够通过一层楼板的设置来满足其需要的刚度要求情况下的转换层构建。为充分保证建筑结构的稳定性，箱式转换层结构形式通常是在转换梁的顶与底分别设置一层楼板，两层楼板和四周围护的墙壁结构之间形成一个箱式的空间，从而使转换层结构的形式整体呈现为箱式结构。这种结构形式在应用中能够有效的保障对转换梁的较强约束力，同时转换梁的刚度也相对较大，从上到下整体结构在传力效果方面相对更为均匀，同时箱式结构中间所形成的空间也可以满足建筑设备层设置的功能需求，具有着良好的应用效果。但相对的，此类转换层结构形式在建设过程中需要在转换梁中进行较多的开洞处理，相对施工操作的复杂性更高，其施工成本也相对较高，经济效益一般。 3.厚板式转换层

带转换层的高层建筑结构抗震设计

带转换层的高层建筑结构抗震设计发表时间：2017-03-24T15:31:16.200Z 来源：《基层建设》2016年35期作者：李淑娟[导读] 摘要：高层建筑采用了转换层以满足不同建筑功能的需求，但带转换层的高层建筑结构抗震设计也逐渐引起了工程界的广泛关注。香港华艺设计顾问(深圳)有限公司广东深圳 518000 摘要：高层建筑采用了转换层以满足不同建筑功能的需求，但带转换层的高层建筑结构抗震设计也逐渐引起了工程界的广泛关注。本文结合工程实例，介绍该工程结构布置的特点和结构抗震性能目标，对转换结构抗震性能设计进行详细的阐述，以期能为今后带转换层的高层建筑抗震结构设计提供一定的参考价值。关键词：转换层；结构；抗震性能；设计引言随着经济的不断发展，为了满足建筑使用功能的要求，建筑底部需要设置大空间，上部楼层的部分剪力墙不能直接连续贯通落地，从而需要设置转换层，这种结构形式称为带转换层高层建筑结构。高层建筑转换层的设计造成建筑物的刚度发生突变，在水平地震荷载作用下，转换层上下易形成薄弱环节。建筑转换层结构的抗震设计一直是建筑结构设计的重点，要使工程建设真正能够减轻甚至避免地震带来的危害，把握好抗震设计是关键。因此，高层建筑转换层的抗震设计必须科学合理。下文就对带转换层高层建筑抗震设计进行研究。 1 工程概况该旧改项目由高层住宅、商业裙房、幼儿园和地下室四部分组成，总建筑面积约186271m2。1栋B座采用部分框支剪力墙结构，地上41层，转换层位于第3层，结构主屋面高度为128.20m，建筑高宽比为5.8；商业裙房共2层，屋面高度为9.500m；地下室3层，底板面标高为-14.800m。1层层高为6.2m，2层层高为4.8m，3层架空层(转换层)层高为6.6m，转换层上一层层高为3.25m，标准层层高均为2.95m。建筑剖面图见图1。该工程设计基准期及结构设计使用年限为50年，结构安全等级为二级；工程设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，特征周期Tg及最大地震影响系数αmax分别为0.35s和0.087s(安评报告取值)；框支框架和底部加强部位剪力墙抗震等级为特一级，框架及一般部位剪力墙抗震等级为一级；地面粗糙度为C类，风荷载作用下结构水平位移计算时基本风压为0.75kN/m2，承载能力计算时取基本风压的1.1倍；采用人工挖孔或机械钻孔灌注桩基础，选择中～微风化粗粒花岗岩作为桩端持力层。 2 结构布置本工程结构布置采取如下措施:1)在建筑端部布置落地剪力墙，在增加整体结构侧向刚度的同时，增大了结构的抗扭承载能力；2)沿核心筒周边布置框支柱，减小了转换梁的跨度从而减小梁高，同时避免了二次以上的转换，可有效地降低转换层的造价；3)由于采取了第2)条措施，核心筒墙厚承受竖向荷载明显较小，墙厚得以减薄，有效地减小了对建筑走廊净宽的影响；4)标准层剪力墙对齐布置，形成连肢墙受力提供更大的侧向刚度，从而减小了墙厚对套内有效使用面积、设备管线竖向布管及凸出墙体影响美观的影响。转转层、标准层结构平面布置图见图2，3，主要结构构件截面尺寸和混凝土强度等级见表1。

建筑结构优化设计浅析

建筑结构优化设计浅析发表时间：2016-12-08T14:35:00.797Z 来源：《基层建设》2016年22期作者：李建国 [导读] 摘要：随着我国城市化步伐的加快，建筑工程作为现代化城市建设基础设施内容之一，承担着城市内部人民生活与办公及企业生产的重要作用，是一座城市经济发展的命脉所在。吕梁市建筑勘察设计院山西吕梁 033000 摘要：随着我国城市化步伐的加快，建筑工程作为现代化城市建设基础设施内容之一，承担着城市内部人民生活与办公及企业生产的重要作用，是一座城市经济发展的命脉所在。基于此，本文以笔者实践经验出发，并结合我国城市建筑发展的基本情况，就我国现代化建筑工程结构设计理论进行深入研究，旨在促使我国建筑结构设计工作更加多元化、标准化，具有一定的参考价值，盼为读者学习。关键词：建筑工程；结构分析；设计优化引言：房屋建筑作为城市运行的基础和社会活动的载体，是营造良好的城市环境与宜人的生态体系不可或缺的部分，随着人们生活质量意识的提高，建筑结构设计多元化与标准中化越来越受到社会的重视，如何加强现代建筑结构设计工作的管理任务，使其更好的服务于人民生活与社会发展，已成为当今建筑工程建设行业研究的重点课题。 1.建筑结构优化设计的原则 1.1平面布置形成规则结构效应原则建筑平面布置与体型构造有规则的结构形式，因其造价低廉，受力简单等特点，是我国目前使用最早也最普遍的一种结构优化设计形式。但同时也由于用户使用功能需求的差异与建筑平面布置与体型构造的多样性，以此，不可能达到为满足结构要求规则而对建筑设计者的创作过程提出不符合实际的要求，倒是可以在满足不同使用功能的前提下，通过对结构墙、柱的布局和墙肢长短的调节，使不规则的建筑体型和平面布置产生规则结构的效应，同样可以达到建筑结构经济性与安全性的设计与使用效果。 1.2提高建筑舒适度原则建筑结构的优化设计应包含结构体系的优选、传力途径的科学性、构件布置的合理性、构件和材料选用的正确性等内容，应该把尽可能提高建筑舒适性作为投入使用过程中最重要的一项重要原则进行结构优化设计。 1.3建筑结构整体安全度原则对于建筑结构优化设计，其操作过程中应对每个构，进行全面考虑，以保证结构体系中各构件的合理性与可靠性，从而保证建筑结构整体体系的安全性，达到行业规范规定的相关标准，使建筑结构满足安全性与经济性的双重指标。 1.4不同构件采用不同安全系数的结构优化设计原则一切关于建筑结构优化的设计，均应在保证结构整体安全的前提下进行，以建筑整体结构分析为依据，通过采用合理的设计理念与设计方法来达到结构优化的目的，在有效控制工程总体造价的基础上，满足投资方与用户的不同要求。实践证明，相比于传统的设计方法，优化设计通常可以达到降低工程造价5%～30%的目的。 2.建筑结构优化设计的意义 2.1降低工程总造价多层建筑与高层建筑设计优化手段的应用，虽然通过增加层数的方法增大了建筑总面积，降低了土地占用面积和用地成本，但随着建筑层数的增加，楼体总高度随之加大，楼与楼之间的距离也就必须放大，此时节约土地占用量与建筑层数增加所消耗的比例出现差异，并不能完全保证降低工程总造价。例如屋盖部分，一栋楼只有一个屋盖，并不会因为层数的增加而有所改变，它的成本下降会比较明显；对于建筑基础来说，其虽然为各层共用，但是随着建筑层数的增加，建筑自重增大，此时，基础为满足承载力需求就必须对其进行尺寸增大或变换结构形式，这样虽然降低了建筑单位面积造价，但是相比于屋盖效果不明显。 2.2提高建筑结构经济性由于柱体体积与墙体面积随着建筑层高的增加而增大，相应的使得基础与柱体的承载力增加，同时也加长了水卫与电气管线的用量；相反，降低层高，可在节省用料的同时减小建筑总高度和建筑间的日照距离，间接的节约了用地，并且有利于建筑抗震。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也就会不同，这样当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力性能也得到增强，提高了建筑整体的经济性能。相比于传统的设计模式，结构优化设计方法的利用可有效降低工程造价约7%~35%。除此之外，建筑结构优化设计技术的实现与应用，还对材料性能的合理利用和建筑结构内部各单元的协调起到很大的促进作用，这样不仅实现了建筑结构的实用性与美观性要求，而且还利用于工程造价的节省，达到了建筑工程设计对适用、安全、经济、美观和便于施工的一般要求。 3.建筑结构优化设计的方法 3.1并行算法建筑结构单位结构面积的材料使用中，用荷载于承担重力荷载的结构材料用量与建筑结构层数在关系上呈近似正比线性，另外，建筑结构楼顶材料用量一般为定值，与建筑结构层数无内在关系，其不随结构层数变化而变化；但是对于墙、柱等构件的材料用量，其与建筑结构层数呈正比增加关系；而对于抵抗结构侧向移动的构件材料用量，其与建筑结构层数呈二次方的增长关系。 3.2可靠度优化法高层建筑在非地震灾害区确定选型方案时，抗风性能则为建筑体系结构性能的优先考虑，较小的风压体形系数对于建筑结构体系的稳定性拥有良好的保障效果。例如，圆形、椭圆形等拥有良好流线型的结构外形与从下往上逐渐减小的锥形体系，均拥有较小的风压体形系数，有利于很好的抵抗与消除风力作用。除此之外，对于建筑结构平面的布置，合理选择结构刚度分布均匀对称的结构体系类型和平面形状，很大程度上可以减小风荷载作用下的扭转效应引起的结构变形和内力的影响。 3.3高层体系优化法建筑结构的使用性能决定了其对内部空间的要求，不同的使用性能拥有不同的空间布局，特别是对高层建筑，使用性能与空间布局有着严格的要求。通常情况下，小空间平面布置适用于居民住宅与旅馆客房；大空间平面布置适用于饭店、展厅、商场、工厂厂房、舞厅及宴会厅，但舞厅与宴会厅要求其结构内部没有柱子；办公楼则适合大小空间配合布置。结构体系的不同决定了其内部空间大小的不同，建

结构形式的合理优化方法

结构形式的合理优化方法 1、推敲地下室布置地下室结构在结构成本中所占的比重很大，而且地下室的结构离散性比较大，对其他部分的影响和关联不明显，做好地下室结构的优化设计对于控制整个结构成本至关重要。首先，要注意公共大地下室的面积的充分利用，做好单层地下室和多层地下室的方案比较。其次，要把握好支护成本的降低，尽量抬高整个±0.000的标高，因为这不仅降低了支护的成本还节约了土方的开挖和外运，减少了地下水丰富区域的水压力的影响，对地下室的底板和抗拔桩的设计都起到了有利影响。对地下室的结构成本控制还要把握好地下室顶部覆土厚度的控制和顶部活荷载的控制，地下室顶部覆土的厚度一般与景观布置和地下管线的埋设要求有关系，这就要求在设计管理过程中把景观设计和管网设计提前介入，做好精细化设计和专业配合工作，严格控制好地下室顶部覆土的厚度。最后，要把握好地下室顶板和底板的布置方案，对这些结构布置方案要做好多方案成本比较，要全方位的把握方案的可行性，对方案的取舍要慎之又慎。 2、控制层高在满足建筑立面和使用净高的前提下，减少层高不仅可以减少竖向构件的长度和体积，同时还可以减少基础等土建成本和外装、设备及运营成本。对于一般中档房屋来讲，层高每减少100mm，成本可减少30～40元/㎡，地下室还会更高些。减少层高可以通过结构专业控制梁高、设备专业每层综合布线来实现。某些部位还可以采用变截面梁或在梁中预埋套管等措施来保证楼层净高的要求。 3、控制宽高比（即结构高度和结构有效宽度的比值）建筑高宽比越大，主体结构抗倾覆力矩也越大，安全所需抗侧力构件（剪力墙）便越长，由此便会增加结构成本。控制高宽比成为了结构优化设计的显著环节。 4、优化剪力墙设置底部商业、底层复式住宅或架空层层高一般较高，为满足规范要求，剪力墙墙厚必须增加较多，同时因变成了短肢剪力墙，配筋也将进一步增加，此时可以通过验算超限墙体的稳定性来减小墙厚，由此一来，墙厚变小，成本也将大大降低。

型钢混凝土桁架转换层的应用分析

型钢混凝土桁架转换层的应用分析发表时间：2018-07-02T11:30:53.457Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第5期作者：林南蓝 [导读] 同时能够为建筑争取面积和空间，桁架中间的空间可以摆放设备或者管线，形成较好的空间效果和经济效益。广东省建筑设计研究院广东深圳 518000 摘要：随着建筑市场的蓬勃发展，建筑方案品质的追求提升，同一栋楼兼备多样功能，例如五星级酒店，下部是大堂餐饮等大空间，上部是客房。为了兼顾上下功能，结构需要做转换层，设备专业也需要做转换层，此时常规的梁式转换截面相对较大，再加上设备管线，会影响建筑面积和空间感受，若能结构转换和设备转换层结合起来设计，利用设备转换层作为结构转换层（采用空腹桁架转换），即能满足结构受力需求，又能满足建筑和设备专业的需求。关键词：桁架转换；整体有限元；性能目标 1、项目概况项目位于深圳前海，功能为五星级酒店，转换层位于7M层，转换层下部是商业裙房，上部有18层客房，抗震设防烈度为7（0.10g），设计地震分组一组，场地类别Ⅱ类，由于项目特点和建筑功能需求，转换层梁高受限制，利用设备转换层形成空腹桁架转换。 2、整体有限元分析空腹桁架转换构件节点受力较为复杂，采取ABAQUS 进行整体有限元分析，能够真实的模拟大震下桁架的应力损伤情况，分析其抗震性能。 2.1几何模型的确定整体模型 2.2计算模型的确定各组件约束关系墙柱及桁架内的钢骨、纵筋、箍筋，均以嵌入方式约束于混凝土中；边界条件、荷载、加载方式利用ABAQUS建立实体模型，混凝土部分采用实体单元，型钢采用壳单元，钢筋采用truss单元，节点分析模型的边界综合采用位移边界与力边界。 a.位移边界：框支柱底部施加三向位移约束； b.力边界：提取YJK大震等效弹性分析结果，在转换桁架上侧剪力墙或柱构件施加对应内力，并在模型切分边界处的水平构件上施加对应内力。参照《省高规》（DBJ15-92-2013）3.11.3第4性能水准进行组合。 c.加载点：加载均以截面耦合参考点进行加载，各加载点名称、加载点（RP1，RP2，…）如下表所示。加载参考点、边界条件

浅析概念设计在建筑结构优化设计中的应用

浅析概念设计在建筑结构优化设计中的应用发表时间：2016-08-31T16:22:24.410Z 来源：《建筑建材装饰》2015年9月上作者：陈晨[导读] 随着经济水平的快速发展，传统的建筑结构设计逐渐遭到淘汰。陈晨（成都惟尚建筑设计有限公司，四川成都610000）摘要：在如今的建筑工程建设中，设计与施工是影响工程质量的主要原因，而建筑结构设计显得更为重要，它影响着整个工程的安全性与适用性。结构概念设计能够有效地弥补结构设计人员过度依赖计算机软件估算的缺陷，能够有效地避免设计过程仅单凭计算来实现的误区。本文就概念设计在建筑结构优化设计中的具体应用展开论述。关键词：建筑结构；优化设计；概念设计前言随着经济水平的快速发展，传统的建筑结构设计逐渐遭到淘汰，人们对结构概念设计的要求也越来越高。计算机软件的改革与发展，给工程建筑师的工作带来了便利，大大地提高了工作效率，提高了结构设计师的工作质量。1概念设计概述工程结构设计师一般会使用概念设计方式来制定建筑工程的整体方案。在这一工作过程中，工程设计师要利用自身的专业知识和工作经验来完成建筑工程内位置、构件和选型及各项工作的计算及探究工作。对于设计方案中的各种问题，要根据建筑学理论、力学知识和自己的工作经验来实行综合的考虑，然后才能获得一个高效、科学、可行性强的建筑工程设计方案。现今我国的城市化进程很快，工作人员的创新性思维能力也越来越强，现今的建筑结构在具备舒适使用功能的同时还要保证其外观美。因此，建筑施工单位必须紧跟时代进步的步伐，关注概念性设计思想，工程设计人员使用这样的工作方式，能够不断提高建筑结构的质量。但概念设计要求工程设计师有很高的专业水平，尤其是力学方面的知识，这不仅是为了提高建筑工程设计方案的科学性，也是为了保证施工的安全性。 2概念设计步骤及在建筑结构设计中的作用2.1概念设计的步骤概念设计是一个循序渐进的设计过程，其过程主要有三个步骤。第一，分析阶段。在展开建筑结构设计之前，必须对设计问题进行深入的分析理解。在进行分析的过程中，大部分数据不完整并会呈现模糊不清的特点，即要解决这个问题；第二，综合阶段。在这个设计步骤中，主要就是要解决设计方案中的问题，并采用各种经验手段通过图纸的方式表达概念设计的中心。这种设计方式依靠建筑设计师的灵感思想为主导，将抽象思维具体表达出来；第三，评估阶段。评估设计就是判断与比较多种方案中最佳方案的阶段。评估阶段是一个循环的过程，主要以设计方对其的满意度达到一定程度为评估标准。建筑设计师在进行评估时，需要采用数据计算多种手段来比较各种方案，以获得最佳方案为目标。 2.2建筑结构设计中概念设计的作用分析（1）能够简化设计中的运算方式在我国当前的建筑结构设计运算方式中，存在一些无法运算的缺点，根据这一不足，进行建筑结构设计便不能得出准确的数据答案，对后续的施工也会造成一定的难度和影响。一般来说，建筑结构设计的运算方式主要有三个步骤，分别是：测量已建成的建筑物，考虑建筑结构的承重力；计算建筑结构内部的受力程度，整合之后采用合理的建筑结构方案；从标定控制截面中规划截面，然后测试出相关的质量参数。通过这样的结构设计步骤，可以看出，计算的数据不精确，会给施工带来一系列的不确定性。而概念设计就能够很好的解决这一问题，它能够简化在一般结构设计理论中的计算方式，保证参数的准确性，减少施工过程中出现的问题。 2.2推动辅助设计软件的发展在科技高速发展的情况下，大部分建筑设计师都会依靠计算机程序计算相关数据，对建筑结构设计中概念设计的要求并不高。辅助设计软件的诞生虽然为建筑结构设计提供了便利，但建筑设计师对建筑复杂结构问题的警觉性降低了。因此，在进行设计时，必须加强对概念设计的应用程度。适宜的将概念设计的基本理论与设计软件结合起来，两者兼并才能够在保证数据准确性的同时，推动辅助设计软件的发展。3概念设计在建筑结构优化设计中的应用 3.1选择合理的建筑场地建筑场地是进行建筑设计之前需要考虑的重要因素，它对建筑设计有决定性与基础性的重要影响。选择建筑场地时，需要考虑的因素有：光照间距、防护的距离、建筑的占地面积。与此同时，还应该考虑抗震因素，避免出现大型地质灾害时，危及到生命财产安全。在不能避免危险地段选址时，就要在建筑结构设计中，结合相应的抗震防护措施，对地形进行全面考察。 3.2根据相应的现场状况选择建筑基础对建筑场地选址结束之后，就要根据建筑地形的各种特点选择适宜的建筑基础，建筑基础分为桩基础与箱型基础。在地质疏松的地方建造高层建筑，而地基本身的承载力不足的情况下，就可以采用桩地的建筑基础。它能够有效地将建筑物的承载力分散给坚实的持力层中去。在遇到建筑地土质不均并沉降的情况下，就可以采取箱型基础的建筑基础，它能够改善地质不均匀的现象，并能增强建筑物的抗震能力。 3.3选择合理的建筑主体结构建筑主体结构是存在在建筑空间的结构体系，在当前的建筑结构设计中，其局限性还相对较大。因此，需要强化概念设计，灵活应用概念设计的功能，坚持合理对称的原则，有效保证结构构件的稳定性。通过对建筑结构体系与各种力学之间的研究分析，将建筑主体结构做好合理布局，受力明确，抗震性好。选择合理的建筑主体结构能够在保证建筑结构稳定性的同时，节约工程造价。 3.4合理选择建筑结构的刚度