建筑结构概念设计篇1
关键词：高层建筑结构设计浅析
在高层设计中，建筑和结构是关系最密切的专业。建筑师往往根据建筑的使用功能和美学要求处理建筑体型，包括平面和立面;而结构师则根据受力的合理性进行结构设计，其中结构形式和结构体系的选择，结构总体布置等对结构的受力性能优劣性起决定性作用。结构的总体布置与结构体型密切相关，简单的体型易于得到规则和受力合理的结构总体布置，可使结构具有良好的抗震性能;反之，过于复杂的建筑平面和立面体型，将增加结构设计的困难，造成结构布置的不规则性。因此优秀的设计是建筑和结构的完美结合，需建筑师和结构师密切合作。在方案设计阶段，就应根据建筑物的高度、抗震设防烈度等具体条件合理选用结构形式和结构体系。
1结构设计的任务
结构设计应根据建筑物的重要性等级、建筑使用功能或生产需要所确定的荷载、抗震要求、设防标准等，对结构基本构件和整体进行设计，以保证基本构件的强度、变形、裂缝满足设计要求，同时保证结构体系的整体安全性、稳定性、变形性能，保证在突发事件发生时，结构保持一定的整体性，使人们的生命安全得以保证;保证合理用材，方便施工，同时尽可能降低建筑造价。总之，结构设计的核心是解决两个问题：一是满足建筑结构功能要求;二是经济问题。
2概念设计
概念设计是根据理论与实验研究结果及工程经验等形成的基本设计原则和设计思想，进行结构的总体布置，并正确确定细部构造的过程，需要遵循相应规范条文进行合理的平面设计、竖向设计、基础设计等。
概念设计包括建筑概念设计和结构概念设计两个方面。建筑概念设计是对满足建筑使用功能、造型优美、技术先进的总建筑方案的确定;结构概念设计是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计。结构概念设计旨在有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系，满足结构的功能要求和建筑功能的需要，以及技术经济可能的设计原则，确定最优的结构体系，选择适用的建筑材料和合理的关键部位构造、结合适宜的施工及合理的效益达到房屋设计的统一。
3高层建筑抗震概念设计若干原则
建筑抗震性能是概念设计的决定因素，概念设计应遵循一定的原则。
3.1结构抗侧力结构的布置宜规则、对称，受力明确简单、传力合理不间断，保证良好的整体性。
3.2结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性，构件应遵循“强柱、弱梁、更强节点、强剪、弱弯、强底层柱（墙）底”的原则
3.3结构中应尽可能设置多道抗震防线。结构体系中应由多个延性较好的分体，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作，以便地震时结构能吸收和耗散大量的地震能量，避免大震倒塌。
3.4对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力，防止在局部上加强而忽视整个结构各部位的刚度、承载力协调。考虑上部结构嵌固于基础结构或地下室结构之上时，应使基础结构或地下室结构保持弹性工作状态，使塑性铰出现在结构嵌固部位。
4高层建筑结构设计注意问题
高层建筑设计从体系选择、平面布置、竖向布置、抗震概念设计无一不体现设计师的水平，下面叙述几个需注意的问题。
4.1结构体系选择
结构体系的选择，应从建筑、结构、施工技术条件、建材、经济等各专业综合考虑。结构的规则性问题。规范在这方面有相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循规范规定上必须格外注意，避免后期施工图设计阶段工作的被动。
结构的超高问题。在抗震规范与高规中，对结构总高度都有严格限制，除将原来的限制高度设定为a级高度建筑外，还增加了B级高度建筑，因此，必须对结构高度严格控制，一旦结构为B级高度建筑或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。
4.2“设缝”
温度伸缩缝、沉降缝、防震缝是高层结构设计中较重要的构造措施。对温度伸缩缝，其影响因素很多，规范用规定结构伸缩缝的最大间距来控制，还规定了最大间距宜适当减小和适当放宽的情况，应根据实际工程的具体情况执行相关条文。如北京朝阳商业中心、广东佛山医院等工程地上结构长度均超过100米，由于采取了可靠措施，也未设温度伸缩缝而效果良好。
沉降缝由于同一建筑物中各部分基础显著的沉降差产生，在设计中，通常用“放”、“抗”、“调”等办法解决，即设沉降缝、采用刚度大的基础、调整各部分基础形式或施工顺序。目前，广州、深圳等地多采用基岩端承桩，主楼、裙房间不设缝;北京的高层建筑则一般采用施工时留后浇带的做法。设计师应在实际中灵活掌握。
防震缝在规范中有明确规定，但应据实际情况适当放宽或缩小。
4.3侧向位移的限值
高层建筑结构的水平位移随着高度增长而迅速变大，为防止位移过大，规范对顶点位移和层间位移都作了限制。控制顶点位移u/h的主要目的是保证建筑内人体有舒适感和防止房屋在罕遇地震时倒塌。但控制房屋在罕遇地震时倒塌与否的条件是结构极限变形能力而不是u/h限值。另外，为使结构具有较好的防倒塌能力，应在结构计算中考虑相关效应。控制层间位移u/h的主要目的是防止填充墙、装饰物等非结构构件的开裂和损坏。
4.4高层建筑结构设计中的扭转问题
建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用发生扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简面形式，当需要采用不规则L形、t形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。
结语
高层建筑的发展，充分显示了科学技术的力量，使设计师从过去强调艺术效果转向重视建筑特有功能与技术因素。建筑结构设计人员要明确自己的责任，从结构方案的确定、结构计算、构造要求等多方面考虑，提高结构设计质量。
参考文献
[1]吕西林.高层建筑结构[m].武汉：武汉工业大学出版社，2001.
[2]周芝兰.普通高等院校土木专业“十一五”规划精品教材建筑结构[m].武汉：华中科技大学出版社.2007
[3]周云等.现代建筑工程技术研究与应用[m].广州：华南理工大学出版社，2001.
建筑结构概念设计篇2
关键字：建筑结构设计；结构概念；应用
中图分类号：tU3文献标识码：a文章编号：
1引言
随着科技的逐步发展以及计算机辅助设计计算软件逐渐成熟，结构概念设计在结构工程中得到了越来越广泛的应用，随着不断的研究以及大量的实践应用，使得结构设计中的各个方面得到了较大的发展，但是这对于一个追求完美的结构设计师是不够的，还需要工程师通过结构工程实践得出的丰富经验以及相关的设计理念。通常情况下，结构概念设计主要针对实践中的力学分析或者规范强条规定很难做到精确或者准确问题，可以不需要计算，根据相关力学关系、设计原则和工程师的设计理念，从全局或者整体的角度来解决建筑工程中的布置以及各个细微的应急措施。因此，只有真正的了解了结构概念设计的本质，才能将其灵活高效的应用于建筑结构设计中。
2结构概念设计的重要性
上面讲到结构概念设计是结构工程师的思维和判断能力的结合，因此先进的思想和设计理念决定着结构设计的正确与否，在科技日新月异的今天，这种设计理念的重要性更加突出。其重要性可以表现为以下几个方面：
第一：实践中遇到大部分的设计者对于各种规范和手册的依赖性很强，因此在设计的过程中过于保守，做出来的设计方案也较为传统、浪费。他们不能很好的了解、掌握并且应用计算机技术，对于一些可以发现或者避免的错误不能及时发现并进行改进，最终导致比较严重的工程事故。例如在混凝土的设计中，某些力的计算方法、所依据的设计理论不当，导致最后的结果可能与理想的数值或者结果相差很远，并且还增加了更多的工作量。因此在设计过程中要将结构设计的概念与相关的措施作为建筑安全性的前提和保证。
第二：我国目前比较成熟的计算方法或者理论依据还存在一定的缺陷，因为这种概率极限设计的方法，不能精确的达到理想的状态，大部分的设计都是近似无穷的接近于近似值，即为一种高概率的设计方法，并且很难准确的估计建筑施工过程中各部分的实际承受能力，即承载力。因为，不论是单个的建筑物还建筑群体，都是各部分复杂的结合在一起工作，支撑着整个建筑物，而不是脱离了总体的单独意义上存在的构件。结构工程师对于建筑物这种空间的结构还存在一定的思想束缚，不能充分的考虑其内部的复杂性，因此在设计中进行了太多的假设。相对于目前建筑行业的发展而言，结构设计人员不能仅仅依靠相关工程或者规范来进行设计，而是应该将这些规范作为一种辅助的材料，充分应用自己的设计思维和以往的经验来考虑实际设计工作，最终做出最符合实际也是最有效的设计方案。这就对一个设计者提出较高的要求，不仅要有丰富的理论知识比如各力学之间的关系，还要有独立的思维，将结构概念设计理念真正的运用到实际建筑结构设计中去。
第三：结构概念设计还有另外一个比较重要的作用就是方案设计初步阶段，不能借助计算的功能来实现设计。这就需要设计者充分应用自己的理论知识和实践经验，来选出最优的结构设计方案。因此结构工程师要在实践中，不断的加深自己的理论知识并且将其灵活的应用于实践中。
3结构概念设计的基本内容
之所以要进行结构概念设计，就是为了在保证安全指标的前提下，能够尽量的节约资源和建设所用资金，这个过程并不是一个简单的过程，要达到两者的合理平衡点，必须做到协同工作，即系统内部各部分之间相互影响、相互刺激共同工作以达到系统最优的目的。本文中讲到的协同工作可以从以下两个方面来进行考虑：第一，系统内部构建良好的结构，即系统内部各组成要素在某种极限压力下共同发挥作用，协同工作，并且各要素本身也处在极限的状态；第二就是提高建筑材料的使用程度，既提高其利用率。
4结构概念设计的应用
每一个工程师都应将自己的概念设计理念应用到实际中，因为具体的结构设计方案只有应用到实际中其价值才能得到体现。在不断的实践中，积累丰富的经验，从而使自身的设计理念更加成熟，指导、完善建筑设计工作。概念设计是体现先进设计思想的关键，一个工程师的主要任务，就是在特定的建筑空间中用全局的概念来完成总体方案的设计，并且能够有意识地处理好构件与结构、结构与整体的关系。下面就概念设计的应用做简单的阐述，主要表现为以下两个方面：
结构设计中整体的概念
结构工程的各个部分或者构件组成了一个整体或者系统。接地部分（即基地）与上部建筑是不能分开来设计或者计算的，必须作为一个整体来对待。比如在施工现场中经常出现这样的情况，施工人员对于地基构造重视不足，构造柱埋设不符合标准，然而上面有构件需要这样的构造柱来进行连接，不能简单的依靠地基基础本身的刚度来抵抗各种沉降，这是一个不可更改的原则，所有的结构设计必须依靠这个原则。就一般情况而言，建筑材料的利用程度越高，所设计的结构协调合作的可能性就越大。
由于概念设计的优势，其应用也越来越广泛，被大多数结构设计人员所应用，并且将其延伸到其它领域中。比如计算理论中的抗震加固。在各大高校相关主页的教学和工程训练中，结构概念设计理念还没有深入的发展，也没有得到足够的重视。在学习的过程中，针对某一种计算方法的训练较多，造成了学生的理论知识相对单一，只会套用公式来对结构内部某一构件进行计算，完全没有整体的概念。因此在未来的学习中不仅要加强理论知识的培养，还要注重学生综合能力和结构概念设计理念的加强，这也是对于一个结构工程师的基本要求。
5结语
在现代建筑设计行业发展的大背景下，结构概念设计的作用越来越突出，因此也对相关从业人员提出的更高的要求，既要有丰富的理论知识，还要能在充分发挥构件优势的基础上做好协调工作，在不断吸取国外先进设计理念的过程中，逐步形成自己的设计思维和方法。将结构概念设计理念灵活运用到实际中，必须做到在头脑内部有一个整体的框架，在这个大框架中做好内外、内部各构件之间的协调，以及设计成果与经济性之间的协调。
6参考文献
[1]林同炎,等.结构概念和体系[m].北京:中国建筑工业出版社,1999.
建筑结构概念设计篇3
关键词：概念设计；结构概念；应用
abstract:thedevelopmentofarchitecturaldesigngreatlyattractedmanydesignconcept,alongwiththeincreaseofthescaleoftheproject,technologyismoreandmorecomplex,moreuncertaintyfactors,andtheengineeringdesignrequirementsofmoreandmoreisalsohigh,theintroductionoftheconceptdesignsatisfytheserequirements,itnotonlyplayedadesigner'sinnovationabilityand,insomespecialdesignconditionsofahugeadvantage.thispaperistheapplicationoftheconceptualdesignisanalyzedandstudied.
Keywords:conceptdesign;Designconcept;application
中图分类号：tB482.2文献标识码：a文章编号：
随着现代化建设和经济建设的不断高速发展，生活水平和质量的提高，人们对建筑结构的设计要求越来越高。现阶段的设计理念发展十分迅猛，五花八门，各呈异彩，每种理念都有其在特定范围的明显优势，结构概念设计就是这种环境下应运而生的。首先结构设计是建立在经济、安全、美观、适用、便于施工的建筑结构设计的原则上，结构设计不能损坏建筑设计，同时建筑设计业必须在结构设计的能力范围之内，结构概念设计的提出在满足这些结构设计的基本要求外，很大程度上丰富了设计理念，并以其独特的形式特点受到越来越多的设计师及学者的亲睐和推广。
所谓的结构概念设计是指不经过数学计算，依据整体结构体系与分系统之间的力学关系、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，从整体的角度出发，来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。这就要求工程师在进行方案设计时，对要设计的建筑结构进行具体的整体环境分析，包括风力温度对场地影响、场地的土地结构特征等，加上对建筑设计的基本概念的深度理解，在考虑承载力、刚度、等得基础上，运用合理的思维方式和思想方法进行整个总体系和分体系的结构设计。通过这种方法得到的方案往往具有较清晰正确的概念和定性，减少了在后期设计阶段出现的一些繁琐的数据计算，具有一定的经济可靠性，同时运用概念性的估算方法，可以迅速有效的在建筑设计阶段进行结构体系的完整构思，选择方式多样，便于计算。
概念设计的重要性和应用意义
现在在进行许多结构设计时，往往存在许多不可计算性的结构设计，比如内应力的计算是根据弹性理论方法进行的，而截面的设计确实根据塑性理论方法进行的，这两者的矛盾就使得在计算时不管采用哪一种方法都会造成另一种实际状态的偏差，这是概念结构设计显得十分重要，它是从结构设计的整体出发，综合考虑，所以能够较为客观的、真真实的反应构架的各方面性能。在设计初步阶段，许多地方是不能通过计算机演算得来的，这就要求设计师综合运用结构概念，并根据经验灵活的运用达到设计要求。
概念设计的依据和原则
概念设计的是根据结构设计的基本理论实践知识作为行为指导的，离开理论知识，概念设计就会出现无标准或者变成纯粹的个人主观设计。同时概念设计需要凭借先进的设计方法和设计工具，从各个方面考虑方案的可实施性和合理性，要与理论基础相结合，并且使总体系和各个分体系遵守的原则相融合。
结构概念设计一般遵循三个原则：
合理选择结构方案原则
最终实施的设计方案必须满足经济安全合理的设计原则，概念设计所得的方案可能会有很多种变化，但是选择其中最切实可行最经济合理的方案是概念设计的一大原则和难点。在考虑方案的可行性时要多方面的综合分析对比，包括对工程的地理环境、材料质量等都应当做出中和评估，并与各个环节的专业人员相互协调最终确定结构设计方案。
精选结构简图原则
结构概念设计要建立在结构设计的理论上，其估算方法是通过计算工程简图的方法进行分析的。选择恰当的工程简图是将结构概念设计准确安全的重要条件，选择不适当的简图会造成概念设计时的片面依据，而出现结构的设计失误，出现工程质量问题。所以工程简图的误差必须控制在允许误差的范围之内，并且在选择简图时要严格审核分析。
准确分析计算结果原则
现在市面上使用的设计计算软件种类繁多，且每种软件的计算结果也不相同，就加大了设计计算时的难度，设计师应当根据设计的具体要求结合不同软件的程序设计原理和技术条件慎重选择，使用最合适的软件，精准计算结果。
概念设计的要求和方法
除了第二点的基本原则外，概念设计中一般还有其他要求。
1.选择合适的基础方案。综合考虑工程地段的地质条件，建筑顶部的结构类型和可能受到的风力、地震力等水平或其他荷载作用，分析选择合适的经济的基础方案。在地基的设计方案中，要最大程度上发挥因地制宜的特点，要进行详细的地址勘察，也可参考地段所在地区的其他临近建筑物相关资料，一般来说统一结构单元采用相同的结构类型。
2.采用合适的建筑结构布局。建筑物的力学性能尤其是动力性能取决于整个建筑物的建筑结构布局。实践经验表明，规整、简单、对称的房屋建筑布局同比的抗震能力强，而且这样的布局设计简单，容易计算，并能够准确把握其抗震反应，通过对地震作用的传递途经分析，能更好的采取抗震防护手段和进行具体的细致的布局处理。
3.确保建筑结构的整体性。在概念设计时，保证结构的连续性是对整个构件的抗震性能概念设计的重要部分。
概念设计的应用范围
建筑结构设计中，对于水平荷载、水平侧移、结构延性及连续性上可以应用概念设计的方法进行更科学、有效的设计。
水平荷载是建筑结构设计中所考虑的决定性因素，有风力和地震力两方面。在水平均匀荷载的作用下，垂直平面的结构构件的弯矩和设计建筑的总高度为二次平方关系，所以在进行建筑结构设计师，为了确保使风的荷载能够畅通的通过建筑的表面，即受水平荷载作用的限制，建筑总高度和建筑平面的形体形状的设计就可以通过概念设计的应用，减少此步骤的繁琐计算，当然，结构设计的计算也不能轻视，它能够保证单个构件以致整体结构的安全。
水平侧移是指在水平荷载的作用下建筑各个高度层都会发生不同程度的水平侧移，例如，在风力的作用下，建筑结构的顶部的侧移量和建筑物高度的四次方成正比关系；当受到地震力的作用时，这种侧移会更加明显，当侧移量超过一定范围后，会引起顶部结构的失稳甚至倒塌，或者因为水平侧移的作用，建筑结构会出现不同程度的破坏或裂纹等，影响建筑结构的耐久性和正常使用。
结构的延性是指当结构构件受到力的作用时，构件发生屈服变形，由于构件的塑性变形存在，作用力产生的效果会通过构件的塑性变形而被缓解，不至于出现建筑构件的倒塌，这种的能力。而构件的连续性是指当构件的连接处的受力方向突然改变时，会使应力突然集中，而构件的延续性能够减小这种内应力，是应力均匀分布，不至于太集中，从而降低材料因为应力集中而出现材料耗损，进而更好的发挥材料本身的性能。
总结
随着时代的进步和发展，先进科学技术在结构设计中的应用推广，结构概念设计必将得到大幅度的应用和广泛接受，现阶段限制其发展的一部分原因是因为工程师自身对其理论基础掌握的程度不深，另外是结构概念设计需要丰富的工程设计经验。并且，设计师自己对整个工程整体结构的理解和分析判断，对整个结构概念设计的整体系统有着很大的影响，这对设计者本身的要求有很大程度上的要求，只有不断的汲取先进的设计理念和学习相关科学知识，锻炼创造创新能力，才能提高结构概念设计的整体水平。
参考文献：
[1]包乐琪，郭玉霞，陈旭坤.概念设计在建筑结构设计中的应用[J].科技致富导报.2011（14）
建筑结构概念设计篇4
【关键词】概念设计；建筑结构；优化设计
随着我国国民经济的不断发展，房屋建筑行业也随之发展起来。特别是在城市化建设发展下，我国建筑行业日趋兴旺。在现代城市化建筑工程中，施工设计、工程设计以及施工建筑原材料是整个建筑施工中重要的构成因素。建筑结构是否合理、美观都会对整个施工建筑实用性、安全性以及经济性将会带来一定影响。工程建筑概念设计的提出是工程设计人员凭借自身专业知识以及丰富社会实践经验提出的建筑设计方案。因此概念设计出的建筑物和周边的环境以及整个社会文化内涵更加融合。
一、概念设计概述
工程结构设计一师在工程建筑中运用概念设计进一步完成整体工程施工建筑的整体方案。在整个工程过程中，工程设计师积极调动自身专业知识以及实践经验对整个建筑结构布置、构件、选型以及细节进行详细的计算和分析。并对设计过程中出现的问题，结合建筑知识、力学知识以及自身的社会实践经验进行全方面的考虑，并得出可行性和有效解决问题的方案，最后得出一个符合实际和具有创新性！而看操作性的建筑设计。
随着现代化城市的建设和发展，人们的思维和理念越来越开阔，对建筑物结要求越来越高，已经不在是具有实用性，还要求具有一定的美观性"所以，在建筑施工企业为了更好的适应当今社会潮流需求，不断重视概念性设计，工程设计师不断接纳和采取这样的设计思维，因此概念设计被不断应用于建筑结构优化设计中。由于概念设计对工程设计师的要求很高，所以建筑设计师一定要具备较强的建筑方面知识以及过硬的专业知识的能力，特别是较强的力学原理架构知识，这样才会使建筑工程设计方案具有一定的可行性，确保建筑施工工程的安全。
二、概念设计在建筑结构优化设计中应用
（一）概念设计要遵守工程结构规律
建筑建筑结构中广泛的应用概念设计，一定要遵循建筑施工结构的顾虑，要充分的做好实用化和合理化。第一，建筑施工结构外形，套具备一定的规则性和对称性，刚度分布和质量分布要均匀，不要在局部位置出现过大刚性，或者是质量上出现不均匀的分布现象，否则将会造成房屋建筑物出现倒塌状况；第二，建筑物布局和结构是否合理，是否具有一定程度的抗震性，这些因素都是工程设计师进行概念设计必须要涉及和考虑的问题。建筑结构对称、简单、规则性，容易实现抗震的作用，但是在一定程度上不能够满足创新性的需求，立体、多面、错层以及凹凸的建筑结构创新性和艺术性较强，容易达到人们对建筑结构美观性的需求，但是美观性好的建筑缺乏一定的抗震能力。
（二）优选合理建筑结构施工设计方案
概念设计工程施工放那在实际建筑工程施工应用中要达到实用性、合理性以及经济性的目的，同时这还是概念设计的主要目标。所以，如何选择具有一定科学性、可行性的建筑结构形式和建筑结构体系在建筑工程施工设计方案中显得尤为重要。总体而言，施工结构设计方案中展现的抗震系统和建筑结构体系的整体布置等方面的进行详细的分析，同一个建筑结构单元中通常不要用其他结构的体系，并做到纵向和平面上具有一定的规则性。针对建筑结构施工条件、施工特点以及工程施工原材料供应等方面，工程设计师要进行综合、系统、全方面分析和研究，采用多种方案进行对比，最后做出合理有效建筑结构施工设计方案。
（三）概念设计中抗震能力设计
建筑施工工程抗震能力设计直接关系当人们生命安全和财产安全，所以建筑工程中抗震设计尤为重要，同时备受人们的重视和关注。但是由于建筑物整体结构设计会涉及到一些实际问题，例如土质、地势、周围环境以及气候等因素影响，因此在建筑工程中抗震设计复杂且因素较多。所以，大多数建筑结构中抗震设计并不是由计算机设计出来的，而是由工程设计师概念设计出来的。例如底部设置加强区这样的问题，不管是建筑工程构造钢筋配率要求问题还是边缘构建问题，都是要建筑工程设计师利用概念设计解决问题，工程设计师通过概念设计，补充计算机抗震设计模拟计算的不足之处，才能够最终确保建筑工程施工中抗震设计的安全性和合理性。建筑结构优化设计中抗震能力还涉及结构构件问题，只要建筑构件完好，建筑工程中抗震能力才会充分的发挥和进一步提高。所以，工程设计师在建筑物抗震结构设计的过程中，要利用概念设计进一步保证工程施工设计中每一种建筑构件的强度和刚度在一定程度中满足工程实际的抗震需求，确保建筑构件和构件之间紧密联系，保证工程施工安全。此外，由于当前我国工程施工建筑结构大多数采用的是多次超静定建筑结构，因此在工程施工优化设计中建筑物的抗震设计还需要进行几道抗震防线，防止在发生地震中建筑物由于构件容易发生破坏或者是扭曲现象进而降低了建筑物抗震的能力。
三、概念设计在建筑结构优化设计中应用的意义
（一）拓宽建筑结构设计思路
传统的建筑结构设计主要研究的是如何提高建筑结构抗力性，造成钢筋棍凝土等不断增高，配筋量不断变大，工程造价提高。我们以建筑抗震设计为实例，通常是按照初定硅等级和尺寸计算出建筑结构的刚度，并由建筑结构刚度计算出抗震力，最后进行钢筋配筋。合理的概念设计可以降低地震作用的效应，并在这样的情况下提高房屋建筑工程质量和安全性。概念设计被广泛应用在建筑结构优化设计中，被工程设计师接纳和采用，并在建筑结构优化设计中发挥着至关重要的作用。
（二）概念设计在建筑结构优化设计中具有实践意义
概念设计广泛应用，通常蕴含了所有的工程建筑结构设计中。在不确定的受力状况和因素中变化比较大的高层建筑设计、抗震设计以及基础实施设计中，概念设计应用突出和重要。
1、由于现行的建筑结构理论性设计和计算机设计存在着一定的不可计算性和缺点。为了进一步弥补计算理论的不足之处，或者是实现实际施工操作过程中建筑结构构件的设计，需要概念设计来满足建筑建筑结构的优化设计目的；
2、在工程施工方案设计阶段，初步实际不能依靠计算机来实现，这就需要工程设计师通过了解和掌握概念设计，优选造价低！效果好的设计方案"概念设计施工人员通常会片面的理解，认为主要是用在一些较大的原则上，例如结构布置、确定结构方案等。在实际工程施工设计中任何一个施工都离不开科学概念设计作为指导方向。
3、建筑结构设计的整体方案，建筑工程设计师要联系紧密，互相合作与探讨。经过相互之间的学识和经验的探讨，得出最优的设计方案。例如建筑物的抗震设计，这个问题在建筑工程中是比较复杂的，它需要考虑建筑物的多方面因素。
四、结语
综上所述，概念设计在建筑结构中占据着重要的作用，不仅是建筑结构设计中工程师设计的理念，还是衡量工程结构设计师专业技术水平的标准。本篇文章阐述概念设计在建筑结构优化设计中应用问题，提供参考。
参考文献：
[1]胡丽荣.概念设计在建筑结构设计中的应用意义[J].黑龙江科技信息，2010年27期.
[2]徐萍，叶明峰.杭震概念设计在建筑结构设计中的应用[J]..江苏建材，2011年02期.
[3]杨镇峰.概念设计在建筑结构设计中的应用[J].山西建筑，2010年24期.
建筑结构概念设计篇5
【关键词】建筑结构设计；概念设计；重要性；意义
随着我国经济水平的不断发展与提高，人们对建筑结构设计的总体水平、安全感、节能要求等方面的要求也在不断的提高。因此，将概念设计应用于建筑结构设计中是必然的发展趋势。概念设计几乎包括了所有的结构设计过程，内容十分丰富，在市场上的应用也非常的广泛。本文将主要分析概念设计在建筑结构设计在中的应用。概念设计在建筑结构中的应用不仅为设计师带来了方便，体现出了设计师的设计水平，而且还能有效地提高建筑结构设计的质量。
1建筑结构设计与概念设计的概述
1.1概念设计的基本概念
概念设计就是指应用清晰的结构概念，不经过数值计算，根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、实验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，对结构和计算的结果进行正确的分析，并考虑结构实际受力情况和计算假设间的差异，对结构和构造进行设计，从而使建筑物受力更加的合理、安全与协调。
1.2建筑结构设计的基本概念
建筑物的设计主要包括建筑设计、结构设计、给排水设计、暖气通风设计和电气设计。每一部分的设计都应该围绕功能要求、美观要求、经济要求和环保要求来进行。结构设计的过程一般为：方案设计――结构分析――构件设计――绘施工图。
2概念设计在建筑结构设计中的应用原则
概念设计在建筑结构设计中的应用原则主要包括三个方面：合理选择结构方案、精选计算简图和正确分析计算结果的原则。下面我们将从这几个方面进行具体的分析。
2.1合理选择结构方案
在进行设计的过程中，选择一个切实可行的结构形式和结构体系是确保设计成功的关键，也是确定建筑结构设计合理经济的关键。在选择结构方案时，结构体系应受力明确，传力简捷，而且同一结构单元不能混用不同的结构体系。总而言之，在设计过程中，必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应以及施工条件等进行一个综合分析，然后将其与其他专业相互协调后才能进行结构的选型，最终确定结构方案。
2.2精选计算简图
在结构设计的过程中，结构计算是在计算简图的基础上进行分析的，因此，选择恰当的计算简图是确保建筑结构安全性的重要条件。另外，计算简图还应该与相应的构造措施相协调。
2.3正确分析计算结果
目前，市场上能够用于建筑结构设计的软件种类非常的多，而不同的设计软件计算出来的结构也是有所不同的，因此，这就要求设计师对程序的设计原理及技术条件有一个广泛的了解。在设计软件计算出结果后，应该对计算结果进行认真的分析，并慎重校核，从而做出合理的判断。
3概念设计在建筑结构设计中的应用
3.1概念设计在拓宽设计思路方面的应用
传统的建筑结构设计中，其理论与设计过程似乎只关注了如何提高结构抗力R，从而导致在设计的过程中混凝土的等级越用越高，配筋量也越来越大，造价也不可避免的越来越高。我们以抗震设计为例，结构设计师在设计的过程中，一般都是根据初定的尺寸、混凝土等级计算出结构刚度，然后由结构刚度计算出地震力与配筋量。这样的设计增加了结构的刚度，但是也增强了地震的作用效果。将概念设计应用到建筑结构设计中之后，在设计的过程中，才能拓宽思路。例如上面谈到的抗震建筑结构的设计，应用了概念设计之后，就不会一味的加强建筑的坚固度，而就会采用科学的建筑建构，以减小地震的作用效应S。在建筑设计中应用概念设计，拓宽设计的思路，从而才能找到更好的设计方案，可以起到事半功倍的作用。
3.2概念设计在建筑抗震结构设计中的应用
上面我们已经谈到了概念设计在抗震建筑结构设计中应用是能够增加建筑的抗震度、减少地震作用效应的。采用概念设计进行抗震建筑结构的设计主要是从宏观上控制结构的抗震性能。因此，我们主要从以下几个方面进行考虑。
3.2.1在设计过程中，进行合理的基础设计，并注意同一结构单元不宜设置在性质相同的地基上，也不宜采用不同的基础形式。设计时应最大限度的发挥地基的潜力，若是地基稳定性不够时，则应采取措施保证地基的稳定性。
3.2.2建筑物的体型应力求简单、规则、对称，质量和刚度变化均匀，从而可以减少地震作用产生的变形、应力集中和扭转反应。
3.2.3应选择合理的结构体系，抗侧构件应力求均匀对称；在设计过程中，需设置多道抗震防线，以避免局部出现薄弱部位，结构布置受力应明确、传力简捷。
3.2.4各种构件之间需要有可靠的连接，而且必须具有一定的强度和变形，从而使整个结构具有更好的抗震能力。
3.2.5设计时，结构空间应具有一定的平整性，平面也需要加强连接，竖向也需要确定其整体的刚度。
3.2.6应对非结构构件的处理也加强重视，注意其对主体结构的有利影响，从而避免不合理的设置对主体结构造成不利影响。
3.2.7设计时，应注意尽量减轻结构自重，减少地基的土压力，从而降低其向建筑物传输的地震力。
4建筑结构设计中应用概念设计的重要性
4.1概念设计思想的运用，弥补了结构设计理论和计算理论方面的缺陷，拓展了结构设计的思路。我国现行的结构设计理论和计算理论是采用概率理论为基础的结构极限状态设计准则。它也存在着一些缺陷与不合理性，即对空间结构体系整体研究存在一定的局限性。而概念设计就能弥补这一方面的缺陷与不足，拓展设计师的设计思路，为建筑结构设计的创新奠定了基础。
4.2概念设计时结构设计的基础与灵魂。在方案设计阶段，选择一个经济合理的结构方案是一个结构设计成功的关键，选择一个经济合理的结构方案就是选择一个切实可靠的结构形式和结构体系。而在该阶段设计师需要对建筑物的功能要求、地理环境、资金配备、材料供应、施工条件等进行综合的分析，而这些分析过程不能采用计算机进行，因此，必须要求设计师借助概念设计进行建筑物的结构设计，从而有针对性的选择效果最好、造价最低的结构方案。在结构计算阶段，概念设计主要是在设计师利用计算机计算出建筑物结构受力和变形的精确性之后，根据实际结构的工作状态对电算化结果进行科学的分析，最终做出合理的判断。
5结束语
建筑结构设计是确保建筑物投入使用之后的质量的关键，因此，在进行建筑结构设计时，每一项设计工序都必须符合设计的规范与要求。概念设计在建筑结构设计中的应用为建筑结构设计的质量奠定了坚实的基础。概念设计的水平主要是取决于深厚的基础理论、对结构原理和力学性质的深刻理解、丰富的工程经验和设计人员分析问题、处理问题的能力。由此可见，概念设计是设计师综合设计能力的体现。在今后建筑结构设计过程中，概念设计在建筑结构设计中也将得到更为广泛的应用。
参考文献：
[1]王艳霞.建筑结构设计中的结构概念应用[J].中华民居,2010,(10):21～22.
建筑结构概念设计篇6
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
[1]林同炎.结构概念和体系[m].北京：中国建筑工业出版社.
[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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[4]许燕禄．概念设计在建筑结构设计中的应用[J].广东土木与建筑,2005(o2).
建筑结构概念设计篇7
关键词：概念设计；结构设计；应用
中图分类号：tU2文献标识码：a
随着我国经济的快速发展，中国的建筑领域也有了很大的发展，建筑物不仅仅是为了满足使用功能，更多的是建筑能具有更美观的立面效果，造型越来越多元化，这就给结构设计提出了更高的要求。
一、概念设计的定义及其在建筑结构设计中的重要意义
随着社会的不断发展,人们生活水平逐渐提高,城市发展的需要,现代建筑向大规模和复杂化发展。结构分析计算软件在工程设计时应用较为广泛,结构工程师的当前的首要任务是如何解决计算模型的合理性和计算结果的可靠性,而概念设计是解决这类问题的关键。“概念”指的是“反映对象的本质属性的思维方式”是“人们通过实践,从对象属性,以其独特的属性概括而成”。在建筑结构中的设计概念是建筑结构各种情况下的一般规律。设计师应以概念设计理念贯穿结构的选型、计算、布置到细节处理的全过程，根据实际情况，总结实践经验，对遇到的问题，制定详细的措施，合理分析、及时的处理。概念设计包括的内容非常广泛，存在于设计师从主观上进行分析、判断和选择的地方。使用良好的概念设计,能使结构满足外部条件,并以最直接的方式对荷载进行传递,创造一个更安全、舒适的工作环境,并节省材料和金钱。因此,对于建筑结构的设计,充分掌握设计概念,掌控设计和计算的过程，检验计算结果的可靠性，对不可靠的结构进行调整，是现代建筑设计的本质，这样才能保证建筑工程正常的运行。
二、概念设计的原则及应用
（一）协同工作原则
概念设计的协同工作是指组件之间相互协作、配合工作，共同有效承担重量和外部的荷载，在对结构进行选择时，应注重协同工作的设计理念，特别是对于整体考虑结构的抗震工作尤其重要。地震是一种复杂的自然现象,对结构的地震破坏机理还不清楚,因为地震的破坏现象尚处于感性认识阶段,建筑物的抗震设计原则是一种近似的方法,所以对结构的抗震设计,协同工作应排第一位。比如抗震设计的框架结构,部分不得使用混合的砌体墙轴承。由于框架结构和砌体结构是两个完全不同的结构体系,两种结构体系采用的轴承材料的性质是完全不同的,前者采用的是钢筋混凝土,可以认为是韧性材料;后者是一个砖或块,是一种脆性材料,其抗侧刚度,变相的能力等,相差非常大,地震作用下无法进行协同工作。如果他们是在同一座楼里,地震破坏表明混合使用,而不是冲击缝分开,在地震发生的时候,侧向刚度大于框架砌体墙被首先破坏,导致框架内力显著增加,然后导致框架损伤甚至崩溃。
所以,在建筑结构概念设计的过程中,必须加大协同工作,使结构的侧向刚度均匀变化,避免侧向刚度和承载力的抗侧力结构突变,进而保证结构的抗震性能。
（二）务实性原则
概念设计的务实性是依据实际情况,按照科学、可行的方案,对建筑结构进行合理的设计，能够辨别概念的真伪，将合适的概念运用到合理的设计中去。例如:前面所提到的框架结构中不应采用部分由砌体墙承重的混合形式这一例子,框架中部分采用砌体墙承重,表面看上去框架结构属于柔性结构,砌体结构属于刚性结构,合用在一起,正好符合“刚柔相济”的思想,其实不然。在1976年,唐山大地震波及到天津市,该市有许多的办公楼和多层厂房采用砌体墙和框架结构混合承重,地震时承重砌体墙出现裂缝，局部屋顶、电梯间因采用砌体承重墙,不仅严重开裂,有的甚至严重破坏被甩出，无法保证结构的抗震性能。
因此，框架结构和剪力墙结构的结合能真正有效保证建筑结构整体稳定性能，是切实可行的。
（三）经济性原则
运用概念设计,在保证结构可靠性的前提下,对成本进行有效的控制，做到经济合理,以促进企业间的最终利益。
（四）合理受力原则
在进行结构概念设计时,运用力学原处理对结构构件的受力分析:①从受力和变形看，均匀受力比集中受力好，刚性连接比铰接好，空间作用比平面作用好，避免不明确的受力情况。受力和变形的分析,在对各部分构件直接受力的状态进行分析时,还应分析整体构件的宏观受力情况,利用结构的对称性和变形的连续性,抓住主要的受力情况和它所发生的变形。
（五）减轻自重原则
在使用道路的过程中,道路不断受荷载车辆作用,以至于路面弯曲变形,沥青混凝土路面,由于他们的粘弹性性能的材料不仅容易发生弹性变形,时间的长短根据负载发生延迟弹性变形和塑性变形。通过不断增加与减少负载过程中,不得超过极限压力,减少不可恢复的变形,增加弹性变形和加强路面密实度加强道路,如果单位压力太大,超过限度,会导致不可恢复的塑性发生变形,反复荷载的作用下,路面的纵向变形积累,逐渐发生垂直带状凹槽,就是车辙。车辙会大大影响到车辆运行,加快道路的破坏程度,并可以使用质量和服务水平的道路受到严重。所以,使用这些措施的维护,确保车辆的正常运行。
三、总结语
总而言之,在科技不断进步的今天,为适应现代建筑的不断发展,应加大对概念的设计,提高自身的专业技能和素养,不断积累经验,制定详细的方案与措施,发展先进的计算理论，不断加强计算机的应用，使概念设计优势充分发挥出来,满足使用者的要求,把建筑工程做到极致、完美,更放心、安全地投入到社会使用当中。
参考文献：
[1]郭海燕,戴素娟,王子辉.建筑结构抗震[m].机械工业出版社,2010.
[2]高立人，王跃.结构设计的新思路—概念设计[J].工业建筑，1999(1).
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建筑结构概念设计篇8
关键词：结构设计;概念设计;措施
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
1.1概念设计的重要性概念设计是展现先进设计思想的关键,一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计,并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为,概念设计做得好的结构工程师,随着他的不懈追求,其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富,设计成果也越来越创新、完善。遗憾的是,随着社会分工的细化,大部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计,缺乏创新,更不愿(不敢)创新,有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳(害怕承担创新的责任)。大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天,对计算机结果明显不合理、甚至错误而不能及时发现。随着年龄的增长,导致他们在大学的那些孤立的概念都被逐渐忘却,更谈不上设计成果的不断创新。强调概念设计的重要,主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性,比如对混凝土结构设计,内力计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满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点,往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解,结构工程师只有加强结构概念的培养,才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。概念设计之所以重要,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念,选择效果最好、造价最低的结构方案,为此,需要工程师不断地丰富自己的结构概念,深入、深刻了解各类结构的性能,并能有意识地、灵活地运用它们。
概念设计重要，还在于方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构师综合运用其掌握概念，选择效果最好、造价最低的方案，为此，需要工程师不断地丰富自己的结构概念，了解各类结构的性能，并能有意识地运用它们。
2协同工作与结构体系
协同工作的概念广泛存在于设计中，我们均不希望其在未达设计寿命时，某些部件出现破坏。对于建筑结构，协同工作的概念是要求结构内部各构件相互配合，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，同时达到极限状态，还要有相同的耐久性。结构协同工作表现在基础与上部结构的关系上，必须视基础与上部结构为一个有机整体，不能把两者分开处理。如砖混结构，必须依靠圈梁和构造柱将上部结构与基础连成整体，而不能单纯依靠基础刚度来抵御不均匀沉降，所有圈梁和构造柱设置，必须围绕这个中心。
协同工作还在于当结构受力时，结构中各构件能同时达到较高的应力水平。在多高层结构设计时，应尽量避免短柱，其目的是使同层各柱在相同水平位移时，能同时达到最大承载能力，但随着建筑物高度不断增大，巨大的竖向和水平荷载使底层柱截面越来越大，从而造成高层建筑底部数层出现大量短柱，为了避免这种现象，对大截面柱，可以通过对柱截面开竖槽，使矩形柱成为田形柱，来增大长细比，避免短柱出现，这样就使同层抗侧力结构在相近的水平位移下，达到最大水平承载力；而对于梁的跨高比，长、短梁在同一榀框架中并存，也是不利的，短跨梁在水平力作用下，剪力很大，梁端正、负弯矩也很大，其配筋由水平力决定，竖向荷载基本不起作用，甚至梁端正弯矩钢筋会出现超筋现象，同时梁剪力增大，使柱的轴力增大，这是不符合协同工作原。多高层结构设计目的是抵抗水平力作用，防止扭转，为有效的抵抗水平力作用，平面上两个正交方向的尺寸宜尽量接近，保证这两个方向上惯性矩相等，防止一个方向强度太大，另一方向较弱，因此，抗侧力结构（柱、剪力墙）宜设置在四周，以增大整体抗侧刚度及抗扭惯性矩，并加大梁或楼层的刚度，使柱或剪力墙能承担较大整体弯矩。防止扭转是因在扭转发生时，各柱节点水平位移不等，距扭转中心较远的角柱剪力很大，中柱剪力较小，破坏由外向里。为防止扭转，抗侧力结构应对称布置，宜设在结构两端，紧靠四周设置，以增大抗扭惯性矩。因此，高层建筑中，尽管角柱轴压比较小，但其在抗扭过程中作用很大；在水平力作用下，角柱轴力变化幅度很大，这样势必要求角柱有较大变形能力。由于角柱上述作用，角柱设计时在承载力和变形能力上都应有较多考虑，如加大配箍，采用密排箍筋柱等。
3建筑结构的简化计算
3.1结构安全度的人为控制高层建筑结构的设计计算，目前结构工程师都已广泛采用各类结构软件电算程序进行。在这种情况下，高层结构的简化计算还要不要如果要，深度应该达到什么程度结构工程师根据实际工程设计的经验，一致认为答案是明确的，要简化计算，而且要达到一定的深度，但也不必过于繁琐，要力求快速，简捷，明了，并能把握结构的主要受力特征。
3.2结构设计的经济合理结构工程师通过高层建筑结构的简化设算，可以在正式电算前得到主体抗侧力结构及其楼盖结构的合理布置和截面的合理确定，下一步的电算实际上成为简化计算的辅证和深化，这样一方面，可以不必在上机后来回调整，节省电算时间，使电算更快捷有效，电算结果也容易比较放心，另一方面结构的布置，断面的确定比较快的得到经济合理的实现，从而使结构设计更加经济合理。
4概念设计在建筑结构设计中的应用
4.1平面设计在水平荷载作用下结构侧移已成为高层建筑设计中的关键控制因素，如何在满足相关要求的前提下选择更好的抗侧力体系成了结构工程师追求的重大目标。建筑平面的形状宜选用风压较小的形式，并应考虑邻近高层建筑对其风压分布的影响，还必须考虑有利于抵抗能力和竖向荷载，在地震作用下，建筑平面要力求简单规则。风荷载作用下则可适当放宽，因为结构整体弯曲变形所引起的侧移与结构体系抵抗倾覆力矩的有效宽度的三次方成反比例关系，所以不宜建筑宽度很小的建筑物。
4.2剖面设计竖向传力体系设计1)应注意控制建筑的高度比。2)高层建筑的抗侧力结构刚度，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。3)由于使用上的要求造成刚度变化特别大，或结构布置发生变化时必须设置结构转换层。4)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问，这对降低高层建筑的心有利，可提高建筑抗震能力及抗倾覆能力。
竖向形体设计1)截锥形。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『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。2)上窄下宽形。高层建筑随着高度的增加在符合竖向结构的要求下，楼身向上不断收进与变细，这样可减轻承受的风力，降低楼体的重心，加强结构的稳定性，这种形体主要包括上削楔形体和退缩体，上削楔形体利于抗风，抗震，并呈现稳固坚韧的特性，退缩体的形式比较多样，有收进式，截切式，台阶式。3)新月形。新月形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―壳一框架承受，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。
4.3基础设计概念基础选型及特点。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。
5结束语
概念设计，从某种程度上可以认为是整体工作的原则，在计算机辅助设计日益广泛的今天，要求结构工程师具有深厚的基本理论基础，清晰的结构整体概念，这样才能做出更安全，更经济，更高效的作品。
参考文献
［1］王树中.建筑结构的方案设计［J］.山西建筑，2004，30(6)：14.
建筑结构概念设计篇9
关键词：建筑结构设计；概念设计；协同工作
中图分类号：tU2文献标识码：a
在当今社会，随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，人们对自己居住的环境要求越来越高，因此人们对建筑结构设计的要求也在逐步的提高。这促使建筑结构设计师对于概念设计的掌握，也要逐渐的突破与创新。据此判断，在今后建筑业的发展中，概念设计必将成为结构设计的一种主要的流行趋势。当然，结构设计师也应该有扎实的理论基础做奠基，以协同工作原则为整体的工作原则，不断改进，不断学习，不断创新，以对工作认真负责的态度，为祖国未来建筑业的发展做出更大的贡献，带动建筑结构设计的发展，为人们营造更为舒适、美观、别致的生活环境。
1概念设计的概念
概念设计是指在工程建筑的基础之上，没有数据支撑的情况下，用常用的方法，对要设计的对象作出调控。在一些不能做到完全精确地地方，依照建筑物整体的构造情况，分析其力学关系、结构关系、抗震能力等，再制定出针对建筑物各方面设计出合理化的调控措施。
2概念设计在建筑结构设计中的重要作用
2.1概念设计所展现的是一个结构设计师创作理念的重要部分
一个优秀的结构工程师，就是在有限的空间内来完成整体的设计方案，并且能够很好地处理构件与结构之间的关系。随着设计师工作经验的丰富，设计出的建筑必然会越来越新颖、越来越完善。而设计方案越合理，人们对于建筑物的认可度就越高。但是就目前的情况而言，很多的工程师太过于依赖一些辅的工具（如规范设计手册、计算机的程序等），造成了其思维空间的局限性；对新技术和新的工艺拒绝采纳，害怕使用不当造成坏的影响；对现行的结构理论与计算机的程序有偏差，出现的问题不能够及时地发现处理。以上问题是结构设计工程师在今后的设计过程中需要考虑到的和要避免发生的。
2.2概念设计的重要性体现在方案设计阶段
在设计的初始阶段，结构工程师要灵活运用所掌握的知识，根据各种结构的特点和的设计经验，制定出合理实用、效果好、成本低的结构方案。在设计过程中，要明确各结构体系之间的差异，才能在设计方案的时对结构体系进行有效的构思，从而使方案具有很好的经济、可靠性能。因此，对于设计概念的掌控是确保正确设计原则的关键所在。当存在技术问题的时，用概念设计来分析比数据的统计更为方便，判断构造的合理性也更快捷。
3建筑结构设计中概念设计所要注意的事项
3.1选择合理的结构设计方案
结构工程师必须在考虑结构设计方案的安全性、经济性、实用性和合理性的基础上实施设计，根据设计者所掌握的理论知识，结合平时的工作经验，制定一个有效的设计方案，同时要对可能发生的问题充分考虑到，如应受力、抗震部位薄弱的地方等。总之，结构设计师必须对材料的选择、建筑的结构特点、设计的要求等进行综合性的系统分析，在多种方案中选出一种最为合理化的设计方案。
3.2恰当选用计算简图
建筑设计师在结构计算过程中用到的计算简图如果选用不当，将直接影响建筑结构，甚至造成安全事故。因此，选用正确的计算简图十分重要。结构设计师要结合实际的情况，合理设计计算简图，并且要用相应的结构来加以保障。另外，结构设计师还要考虑的是实际结构的节点不可能完全是刚结点或是铰结点，要使计算简图的设计误差在允许范围之内。
3.3正确分析计算结果
在目前的建筑结构设计中，计算机的运用是必不可少的，由于不同软件会存在很大的差异性，导致计算结果会有所不同。因此，结构设计者在设计的同时必须熟悉掌握计算机的应用程序，意识到数据对于设计的重要性，仔细的核对相关数据，并且要能够通过平时的经验准确的判断出数据的对与错。
4建筑结构设计中协同工作和结构体系
4.1协同工作的概念
在这里是指希望建筑中的每一个配件都能达到其预期的使用年限，在此期间它们能够很好地运作并且配合，共同完成工作，所以在此对结构构件的要求是在受力的极限状态下，仍然能够通力合作。与此同时，还要求它们要有共同的使用寿命。对于结构的协同工作，主要表现在基础和上部结构之中，应该视它们是一个有机结合的整体结构，对于遇到的问题，必须一起处理，绝对不能分开考虑。协同工作还突出表现在结构受外力时，结构中的各个配件能够同时承受和达到一定的应力状态。当设计师在设计高层建筑的时候，注意不要设计短柱，因为当各层之间发生水平方向的移位时，能够一起承受外力，随着建筑物高度的增加，从横向和纵向的承载力会使底层柱截面增加，从而使在底部出现更多的短柱。应该将大的截面柱开竖槽，进而形成田形柱，减少短柱，这样同层的抗侧力结构在水平位移时就能承受最大的力度。短长梁也不宜并存在同一个框架结构之中。短跨梁的剪力大，负弯矩也很大，水平力决定了配筋。在建筑设计中，结构设计的目的是避免发生扭转，并且起到抵抗水平力的作用，在同一个平面内，正交方向的尺寸宜尽量一致，从而起到“惯性矩”相同的作用，防止受力不均匀。防止扭转是为了减少柱节点水平位移和角柱剪力，避免与中柱剪力差距过大由外向里破坏。只有抗侧力结构在两端对称分布，才能很好地防止扭转。对于高层或超高层建筑，角柱轴压比在水平力的作用下变化幅度大，所以角柱的应变能力一定要强，承载力也一定要大。现在的建筑中部分采用在四角设置巨型钢管柱，以防止发生扭转和变形。设计的同时还要注意柱轴压比的限值，柱轴压比的大小意味着柱的塑性变形能力的大小，影响结构的延展性。目前一般采用密排螺旋箍筋柱或是钢管混凝土，来达到提高柱轴压比的限值。
4.2协同工作与材料利用率
协同工作设计可以充分利用材料，应力水平也随之提高，因此协同工作程度对于一个国家建筑结构设计水平的发展具有重要意义。在建筑结构设计中可以将成本降到最低，而材料的作用却能发挥到最大。例如在构件轴心受力时，对于材料的利用率会增加，主要是将梁中的多余材料去除，从而降低自重，形成平面桁架；将去除掉的材料进行二次利用，也很好地降低了成本。在建筑结构设计中，对于材料的利用率越高，说明构件多处于轴心受力的状态。在框架结构中，由于纵向力过大，框架柱应处于小偏心的状态。所以，在建筑设计中，应该加强结构的整体性能，或者在一部分楼层设置刚性转换以减少柱的变形弯曲度，对于楼体应该设计成多支柱，以便更好地完成协同工作。
5结束语
一个结构设计师的首要任务就是在每一项工程设计的开始，即建筑方案设计阶段，就能将结构体系功能及其受力、变形特性的整体概念和判断力，用概念设计去帮助建筑师开拓或实现建筑物业主所想要的，或已初步构思的空间形式及其使用、构造与形象功能。以此为同一目标，与建筑师一起构思总结构体系，并能明确结构总体系和主要分体系之间的最佳受力特征要求。结构设计师不仅仅是“规范加计算”，更不是“规范加一体化计算机结构分析程序”，而应具有结构设计概念、经验、悟性、判断力和创造力。
参考文献：
[1]高立人，王跃.结构设计的新思路――概念设计[J].工业建筑，2009（03）.
建筑结构概念设计篇10
中图分类号：S611文献标识码：a文章编号：
前言概念设计是结构设计的核心和灵魂，它贯穿于结构设计的全过程。概念设计运用得合理，能使结构满足建筑要求并以最快的方式将荷载传递到基础、地基中，创造更为安全、舒适的工作和生活环境。并节约材料和资金，概念设计是一名设计工作者进行创新设计的基础。
1、概念设计简述概念设计就是运用清晰的结构概念，依据整个结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、地震灾害、实验现象和工程经验等对结构及计算结果进行正确的分析，并考虑到结构实际受力状况与计算假设之间的差异，对结构及构造进行设计，使建筑物受力更加合理、安全、协调。概念设计主要从以下两个方面对结构设计进行宏观控制。
一是在方案设计满足建筑要求的情况下，从宏观的角度考虑结构的整体性及主要分体系的相互关系，来确定建筑结构的总体布置方案。二是在理论设计过程中综合考虑各方面因素对结果的影响，以判断理论设计的准确性，并对一些工程中难以作出精确分析或在规范中未精确规定的问题，根据实际经验采用一些结构构造措施进行处理。概念设计的目的是力求使设计方案安全、可靠、经济、合理，是一个优化的过程。
2、结构设计中概念设计的体现
2．1概念设计在结构设计流程中的体现结构设计的流程一般分为三个部分：前期的方案选择阶段、中期的结构计算阶段及后期的施工图绘制阶段，这三个阶段都发挥着重要的作用。
(1)合理选择结构方案。一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案，即选择一个切实可靠的结构形式和结构体系。必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析，在此基础上进行结构选型，确定最优结构方案。概念设计在工程设计一开始就应把握好场地选择、能量输入、房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延性等几个方面，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节。
(2)选用恰当的计算简图。结构计算是在计算简图的基础上进行的，即对作用的荷载与构件的约束状态进行一定的简化，使其更加接近实际状态。现在的建筑物功能复杂多样，手算已经无法满足要求，结构计算需通过计算机来完成。所以，要将实际工程的结构形式转变成可以用于计算机计算的模型，并保证有足够的准确性就成为结构设计的关键问题。而达到这一目的就需要设计人员在结构计算的过程中利用概念设计进行分析与控制。
(3)正确分析计算结果。现在有许多软件可以供结构设计人员选择，但不同软件往往会得出不同的计算结果。所以，设计人员在进行结构计算前，首先要全面了解该软件的适用范围和计算原理，其次使用时要避免人为失误，并利用概念设计对电算结果进行科学分析，以做出正确、合理的判断。
2．2抗震设计中应注意的概念设计问题抗震设计是结构设计的重要组成部分。地震是一种随机振动，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性及参数，目前尚难做到。现在所采用的地震参数只是概率意义上的估计值，而结构在地震作用下所表现出的性能也具有许多不确定性，因此，抗震设计不能过分依赖理论计算，此时概念设计在抗震设计中就显得尤为重要。
(1)选择合适的场地。地震造成建筑物的破坏情况是各不相同的。一是由于地震时地面强烈运动，使建筑物在震动过程中，因丧失整体性或结构强度不足、构件变形过大而遭受破坏；二是由水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害造成；三是由断层错动、山崖崩塌、河岸滑坡、地层陷落等地面严重变形直接造成。前两种可以通过工程措施加以防治，而后一种情况，单靠工程措施很难达到预防的目的。因此，选择工程场址时，应进行详细勘察，搞清地形、地质情况，选择对建筑物抗震有利、尽可能避开对建筑物抗震不利的地段。任何情况下均不得在抗震危险地段建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。
(2)选择合适的基础方案。基础设计应根据工程地质条件、上部结构类型、荷载分布、相邻建筑物影响及施工条件等多种因素确定，从而选择经济合理的基础方案。基础设计应参照详尽的地质勘察报告，一般情况下同一结构单元不宜采用两种不同的基础类型。
(3)采取相应的构造措施。遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固”的设计原则，注意构件的延性性能，加强薄弱部位，注意钢筋的锚固长度，尤其是直线段钢筋的锚固长度，考虑温度对应力的影响。除此之外还应根据均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置。设置多道抗震防线从而尽量避免出现薄弱层。
3、结构设计中概念设计的应用某工程为商住楼，主体平面形状为凹字形，不规则的平面结构体系。工程设有一层地下室，一至三层为商场，上部为三个联体单元的住宅，建筑功能较复杂。由于该地区为六度抗震设防区且风压值较高，为确保结构的经济与安全，概念设计主要通过以下几个方面来体现：
(1)根据建筑物现有状况及自然条件进行结构选型，采用框剪结构，以满足《高层建筑混凝土结构技术规程》对六度抗震设防区建筑物高度及高厚比的要求。
(2)在结构抗侧力构件布置时，应与建筑专业密切配合，在建筑每部楼梯间及外周边转折处布置水平抗侧力构件(剪力墙)，以加强结构抗侧移和扭转刚度，并尽可能考虑刚心与质心的重合，以减少水平力作用下由于结构偏心而引起的空间扭转效应。
(3)合理考虑楼层的平面布置，增大外周边枢架梁、连梁截面，增大竖向刚度变化较大的楼层平面刚度(增加板厚)，以加强周边抗侧力构件的联系，增强结构整体性及空间协同工作的能力。
(4)在结构计算过程中，首先根据经验预设较合理的自振周期，并根据初算结果，调整平面中剪力墙相对刚度，以减少结构偏心，注意控制框架柱及小墙肢的轴压比，以增强结构延性。同时根据规范限值调整剪力墙沿竖向的厚度变化，控制层间位移量及顶点侧移值，以求经济与安全的统一。
(5)在构造设计时，有针对性地对转折部位、连接部位以及由于水平力作用引起结构受力复杂部位或相对薄弱部位的结构构件进行构造及配筋的加强，使主要受力构件具有良好的变形能力及耗能能力，以提高结构的抗侧力变形性能。
(6)尽量采用轻质墙体，以减轻楼层自重，同时要求提高地下室外回填土的压实系数，通过人防地下室高强度的侧壁与周边回填土的共同作用，增强对结构的约束，以提高结构抗侧力的整体稳定性，减少地震能量的放大。