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建筑結(jié)構(gòu)概念設計范文第1篇

所謂的結(jié)構(gòu)概念設計就是指用與結(jié)構(gòu)設計相關的理論指導實踐的設計工作。而如果在設計的時候，如果缺乏理論的指導，那么建筑在結(jié)構(gòu)設計上就變成了個人的主觀設計，而不是理論層面接受的設計。當然在結(jié)構(gòu)設計的時候，其理論應該是科學的合理的，符合現(xiàn)行社會和經(jīng)濟發(fā)展的，而且在設計的過程中，先進理論和先進工具的應用也是必須要考慮到的，不能出現(xiàn)落伍的情況。在進行結(jié)構(gòu)設計的時候應該從以下三點進行考慮。

1．1方案選擇的合理性設計方案的選擇是十分重要的，不僅關系到以后工程的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)，還影響著人們的居住。在結(jié)構(gòu)方案的選擇上，要遵守科學、合理、發(fā)展的原則，而且由于很多種因素都對設計方案造成影響，所以設計出來的方案就是多種多樣的。方案設計出來了，又面臨著合理的選擇上，方案選擇的不好，日后發(fā)生的后果不堪設想，所以應該進行認真的分析比較，選取的方案既要科學合理，又要經(jīng)濟，所以方案的選擇很重要。在對設計方案的可行性進行選擇的時候，要對建設地及施工材料等進行全面的分析，保證每一個環(huán)節(jié)的科學合理，還要有專業(yè)人士對各種影響設計的因素進行評估分析，選擇出科學合理的結(jié)構(gòu)概念設計方案。

1．2結(jié)構(gòu)簡圖的科學性結(jié)構(gòu)概念設計首先要有科學專業(yè)的理論作為支撐，而且一般情況下利用結(jié)構(gòu)設計簡圖對結(jié)構(gòu)概念設計的合理性進行評估。在結(jié)構(gòu)簡圖的選擇上，要遵照安全和準確的原則，選取合理的簡圖。因為如果選取的簡圖不夠科學，那么相應的結(jié)構(gòu)概念設計也會出現(xiàn)相應的錯誤，甚至對工程的質(zhì)量問題造成巨大的影響。所以說，結(jié)構(gòu)設計簡圖在制作時應該做到精確、科學，使出現(xiàn)的誤差也在可控范圍內(nèi)，應該進行嚴格的審查，保證簡圖的質(zhì)量。

1．3對計算的結(jié)果進行準確分析隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，信息技術被廣泛的應用，特別是在數(shù)字的計算等方面設計出種類繁瑣的計算軟件，可是各計算軟件在計算的結(jié)果上確實各不相同，讓使用者也不知道哪個是正確的，所以在工程的設計中計算工作經(jīng)常出現(xiàn)混亂。在進行設計時，軟件的選擇很重要，應該對各個軟件進行系統(tǒng)化分析，根據(jù)工程的實際情況和設計的原理等，選擇適合的軟件，確保計算結(jié)果科學準確。

2如何在結(jié)構(gòu)設計中運用概念設計

2．1建筑場地的合理性選擇建筑場地的選擇影響著結(jié)構(gòu)概念設計的結(jié)果，所以說對結(jié)構(gòu)設計來說非常重要。建筑場地的選擇要符合施工的條件，同時滿足采光、水電、噪音等多方面的考慮。最重要的一點，就是應該考慮建筑場地的抗震能力。選擇的地點必須是抗震效果比較好的地點，以免發(fā)生危險的情況。一般在工程的初步設計之前就要進行建筑場地的科學選址和勘察，如果施工場地確實不允許，又必須在此進行建設，那么就應該做好科學有效的手段來降低危險系數(shù)。

2．2建筑基礎的科學化應用建筑場地進行合理選擇后，緊接著就是對建筑基礎的科學化選擇上，在選擇的時候要根據(jù)建筑場地的地形和地質(zhì)結(jié)構(gòu)等進行分析，選取合理的建筑基礎。一般在建筑基礎的選擇上有以下三種情況:

(1)樁基礎。在地質(zhì)比較松軟或者負重比較大的情況下，大多會選擇樁基礎，因為樁基礎能夠使下部對上部進行力的承載;

(2)箱形基礎。箱形基礎的安全性比較高，抗災能力比較強。一般高層建筑中會應用箱形基礎。是因為箱形基礎使下部的承載力實現(xiàn)均勻分配，保持地基的受力均勻;

(3)筏形基礎。筏形基礎能夠?qū)崿F(xiàn)分散建筑上部結(jié)構(gòu)承載力，是下部承載力減弱，對地基進行力的控制，不出現(xiàn)地基的不均勻沉降。

2．3結(jié)構(gòu)規(guī)則的合理應用建筑結(jié)構(gòu)中只要保證非結(jié)構(gòu)件的正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，就能使建筑材料的成本實現(xiàn)降低，因此主體建筑結(jié)構(gòu)的選擇，要做到合理、科學和對稱性，在多數(shù)的施工中，實現(xiàn)抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)的對稱，所選擇的平面結(jié)構(gòu)也應該是容易形成對稱結(jié)構(gòu)的。當然，具體情況具體分析，還要根據(jù)實際情況進行選擇，同時符合平面工程的科學設計。

2．4抗震抗災能力的強化建筑設計和施工的成功與否，不只是外型和質(zhì)量的方面，還有抗震抗災上的需求。所以機構(gòu)概念的設計，要考慮到抗震抗災的問題，在設計時要多增加防線，以期實現(xiàn)減弱地震的危害性。當然結(jié)構(gòu)的變化也能起到抗震抗災作用，比如安裝特定的原件，使得建筑體對地震的破壞力進行有效的減弱。

2．5結(jié)構(gòu)剛度科學化選取建筑結(jié)構(gòu)在剛度的選擇上至關重要，而且在建筑結(jié)構(gòu)概念設計中也必須遵守剛度的要求。結(jié)構(gòu)剛度可科學化選擇，是保證工程質(zhì)量的有效措施，還能夠?qū)Φ卣鸬葹暮ζ鸬轿ｋU性降低的作用。與此同時，結(jié)構(gòu)剛度的科學化選取還能擴大空間的占有率，使建筑平面的利用率等都能得到合理的利用。

3實施結(jié)構(gòu)概念的措施

為了提高設計的科學性和合理性，同時保證工程的質(zhì)量和安全，在進行結(jié)構(gòu)概念的設計時，主要運用以下幾種措施:

(1)在建筑場所的選擇上，要選擇抗震性能比較高的，如果選擇的場所抗震性能較差同時還必須在此施工，那么要進行科學的補救措施，以免造成不必要的危險;

(2)在結(jié)構(gòu)材料的選擇上，要選擇抗震系數(shù)比較高的結(jié)構(gòu)材料，而且選取的材料還應具有良好的均勻性，滿足抗震的要求，保證安全性;

(3)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組合上，添加贅余等組件，減小地震的破壞性，也可以多增加防線;

(4)在構(gòu)件的延性上下功夫，通過采取多種有效的手段，提高剛度和承重能力，增加抗震的能力;

(5)在構(gòu)件的連接上，保證結(jié)構(gòu)的整體性和統(tǒng)一性，加強對節(jié)點的控制，保證其連接的質(zhì)量;

(6)實現(xiàn)所有設計的完全一致，在相關的數(shù)據(jù)等方面做到精確一致，保證方案的科學化和合理化。

4結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)概念設計范文第2篇

房屋建筑結(jié)構(gòu)設計是指將建筑及各相關專業(yè)所要表達的內(nèi)容通過結(jié)構(gòu)語言予以體現(xiàn)的過程，結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)計算以及施工圖設計是房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的重要內(nèi)容。結(jié)構(gòu)方案是指房屋建筑的主要結(jié)構(gòu)形式，具體包括建筑物的重要性、工程所在地的抗震設施烈度、相關地質(zhì)勘測資料以及場地類型等等。結(jié)構(gòu)計算，是指在掌握房屋建筑結(jié)構(gòu)形式數(shù)據(jù)資料的基礎上，針對房屋建筑結(jié)構(gòu)開展的計算活動，包括結(jié)構(gòu)內(nèi)力、荷載以及構(gòu)建試算和計算等等，最終目的在于用科學的計算方法保證房屋建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性。施工圖設計則是根據(jù)計算結(jié)果來確定房屋建筑構(gòu)建的具體布局，然后明確施工構(gòu)造及施工措施。

2結(jié)構(gòu)設計與概念設計的關系

在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中，現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設計與理論之間存在一定的差異，特別是結(jié)構(gòu)設計的不可計算性，導致結(jié)構(gòu)設計需要更多地注重概念設計。概念設計就是以個人實際經(jīng)驗為基礎，基于宏觀的角度對建筑結(jié)構(gòu)實施的定性設計。但是，概念設計不是憑空落成的，需要考察實地情況，包括氣候環(huán)境、地質(zhì)情況、自然風貌等，根據(jù)所獲得信息給予的靈感和理性認知，擬定關于一個建筑物的初步想法;這個想法不同于精確的測量計算，除了靈感和理性認知還要基于工程師豐富的實地工程經(jīng)驗。概念設計更加注重設計結(jié)果，而結(jié)構(gòu)設計則是一種逆向的推導過程，在概念設計的基礎上，通過對力學、構(gòu)造學等理論知識，配合相關的數(shù)據(jù)原理而推導出房屋建筑結(jié)構(gòu)布置。綜合而言，建筑結(jié)構(gòu)造價水平的高低以及建筑的施工進度是由概念設計所決定的，如果房屋建筑的概念設計不合理，就可能增加建筑造價，延誤工期。概念設計體現(xiàn)的是一種先進的設計思想。受技術水平和計算理論等因素的限制，房屋建筑結(jié)構(gòu)設計結(jié)果往往與建筑實際存在較大差異，而為更好地彌補這些誤差可能導致的問題，必須要借助概念設計來增強結(jié)構(gòu)設計的科學性和合理性?？梢哉f，概念設計和結(jié)構(gòu)設計之間是一種相輔相成的關系，結(jié)構(gòu)設計對于現(xiàn)代房屋建筑工作的開展顯然具有非常重要的意義，而概念設計則起到對結(jié)構(gòu)設計補充和優(yōu)化的作用。優(yōu)秀的概念設計往往有著較為可靠的經(jīng)濟預估，因此也有較高的可行性，同時還可以避免復雜的運算勞動，減少結(jié)構(gòu)設計風險，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的整體水平。

3結(jié)構(gòu)設計的主要措施

3．1科學選擇建筑場地

建筑場地的選擇對房屋建筑結(jié)構(gòu)設計結(jié)果有很大影響。房屋建筑場地應該選擇抗震性較好的地方，這能有效地減少外力對房屋建筑結(jié)構(gòu)的影響。如果要在地震區(qū)進行建設，就必須要充分考慮結(jié)構(gòu)破壞因素，根據(jù)結(jié)構(gòu)體系方案以及設計的經(jīng)濟性和合理性來確定結(jié)構(gòu)體系，以充分保證建筑結(jié)構(gòu)的勻質(zhì)性。房屋建筑場地發(fā)生地震事故時，由于地震會持續(xù)一定的時間，因此，必須在房屋結(jié)構(gòu)上設計多道抗震防線，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體系數(shù)能夠有效地滿足抗震需求，增強建筑整體的抗震能力。

3．2合理選擇結(jié)構(gòu)材料

在選擇結(jié)構(gòu)材料時，設計人員要充分結(jié)合自身的設計經(jīng)驗，借鑒和參考已建建筑經(jīng)驗，選擇承重能力較強的施工建設材料，以防因計算結(jié)果不精確而影響建筑建設質(zhì)量。建筑結(jié)構(gòu)設計人員要合理分析和評價施工圖紙，深入探討施工圖紙中可能存在的數(shù)據(jù)問題，并以此來作為結(jié)構(gòu)材料選擇依據(jù)，確保結(jié)構(gòu)設計的科學性和合理性。如在鋼筋、混凝土的選擇上，一定要根據(jù)國家標準選擇適合強度的施工材料，一般箍筋與混凝土強度等級不能低于C20，直徑10mm的縱筋，強度等級不得低于C25，這樣才能夠充分滿足強度等級設計要求。其他結(jié)構(gòu)材料的選擇也應該嚴格遵循國家標準，而不能夠單純地依據(jù)計算結(jié)果來判斷。

3．3注意結(jié)構(gòu)受力的合理性

合理選擇房屋建筑結(jié)構(gòu)材料將顯著提高建筑結(jié)構(gòu)的整體強度，降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件對建筑受力的影響，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)設計滿足實際的建筑需求。通過建筑結(jié)構(gòu)設計能夠獲取相對全面的計算結(jié)果，反映出建筑結(jié)構(gòu)的受力情況。但是，通過計算機以及理論推導所獲取的實際數(shù)據(jù)往往存在一定誤差，并且容易出現(xiàn)與現(xiàn)實建設需求不符的情況。這樣的情況下，就必須要適當采取概念設計來提升建筑結(jié)構(gòu)設計的可靠性。

3．4注重施工現(xiàn)場的規(guī)劃管理

在房屋建筑施工過程中，存在較多不確定因素，這就需要設計人員加強對施工現(xiàn)場的規(guī)劃和全程把控，以降低不確定因素對結(jié)構(gòu)設計的影響，使施工作業(yè)活動能夠按照房屋建筑結(jié)構(gòu)設計結(jié)果有條不紊地開展。由于房屋建筑結(jié)構(gòu)設計依賴于計算機和理論數(shù)據(jù)，這些計算的結(jié)果與現(xiàn)實是存在一定差距的。因此，設計人員不但需要對結(jié)構(gòu)設計予以高度關注，更需要憑借自身的經(jīng)驗和設計技術，做好施工單位、監(jiān)理單位的協(xié)調(diào)和交流活動，提出建設風險，保證設計方案的順利落實。

4結(jié)構(gòu)設計與概念設計協(xié)同工作的應用

在建筑結(jié)構(gòu)設計中，協(xié)同工作的定義是將建筑工程中的每個構(gòu)件的性能和作用充分到極致，并實現(xiàn)與其他部件的相互配合。在協(xié)同工作中，要求與各個產(chǎn)品零部件的使用壽命相似，并且具有相同的荷載，正確處理基礎結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間的關系，確保兩者之間形成一個有機的整體。下面以地基基礎中結(jié)構(gòu)設計與概念設計協(xié)同工作的應用為例進行說明。傳統(tǒng)的建筑設計流程用到的算法往往是將上部建筑、基礎、地基分別視作獨立的單位，測量和設計都獨立進行，但并不意味著，某一單元出現(xiàn)的問題不會影響到其他的結(jié)構(gòu)單元，經(jīng)過實踐檢驗，這種流程有著不可忽視的缺陷。地基基礎往往對上層建筑造成很大影響，若地基產(chǎn)生沉降現(xiàn)象，則地面建筑大多會開裂、錯位、甚至崩塌;同時，如果地面結(jié)構(gòu)的建筑層數(shù)不符合規(guī)范，超過地基、基礎承重，則也會給地基帶來變形的危險。因此，在地基基礎的概念設計當中，要更多地考慮到將地基基礎和上部結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起分析，這樣才能減少地基變形帶來的負面影響。

5結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)概念設計范文第3篇

【關鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設計；概念設計；重要性；剪力墻；指標控制

傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設計計算，以抗震設計為例，一般根據(jù)初步確定的結(jié)構(gòu)斷面尺寸、混凝土強度等級計算出結(jié)構(gòu)剛度，再根據(jù)結(jié)構(gòu)剛度計算出地震力，再進行配筋計算。但是，結(jié)構(gòu)剛度越大，地震作用效應就越大，配筋量就越大，越不經(jīng)濟，恰恰是為了抵御地震力設置的大量鋼筋卻又增加了結(jié)構(gòu)的剛度，增強了地震作用效應。那我們在概念設計中就可以考慮降低地震作用效應，隔震效能就是一個很好的設計概念：在基礎和主體間設置柔性隔震層；加設類似于阻尼器的消能支撐；可能的情況下在建筑物頂部裝設一個“反擺”。這樣合理運用概念設計可降低地震作用效應達60%多，能用很經(jīng)濟的造價建造出很安全的建筑。當然，提出的這一思想在實際中可能運用不多，許多技術尚在研究之中，但恰恰說明了概念設計能夠很好地拓寬設計思路。

1.結(jié)構(gòu)概念設計與建筑方案的關系

結(jié)構(gòu)概念設計是指結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)設計任務的要求，基于建筑師給出的建筑方案在現(xiàn)有的工程技術條件下，在安全、經(jīng)濟、合理的思想指導下通過構(gòu)思、 初步建模電算等手段， 產(chǎn)生的一種或多種結(jié)構(gòu)設計方案的思考過程。它必然地包含了建筑師和結(jié)構(gòu)工程師對建筑產(chǎn)品的共同構(gòu)想，在結(jié)構(gòu)概念設計過程中，結(jié)構(gòu)工程師從本專業(yè)角度出發(fā)本著與建筑師共同探討、交流，和彼此適度合理地妥協(xié)的精神，最大限度地將最合理的結(jié)構(gòu)構(gòu)思融合進建筑設計方案中。因此， 結(jié)構(gòu)概念設計和建筑方案設計一定是同步進行的， 結(jié)構(gòu)概念設計與建筑概念設計一里一表、且互相支撐?？梢娊ㄖ熀徒Y(jié)構(gòu)師相互配合、共同促進方案（建筑及結(jié)構(gòu)）的形成是建筑設計活動早期的基本特征，它也是結(jié)構(gòu)概念設計的一個基本前提。

2.概念設計的重要性

概念設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中起著關鍵性的作用，對概念設計合理有效的應用，不僅可以豐富結(jié)構(gòu)工程師的實踐經(jīng)驗，而且使其設計成果和設計理念也得以不斷完善、創(chuàng)新。但在實際建筑結(jié)構(gòu)設計中，多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)設計師將設計鎖定在規(guī)范與設計手冊等范圍內(nèi)，不敢承接新技術的機遇和挑戰(zhàn)，缺乏創(chuàng)新精神和動力，使得建筑結(jié)構(gòu)設計理念乏善可陳，沒有什么突破和創(chuàng)意。而建筑結(jié)構(gòu)設計理論和設計計算理論中總會出現(xiàn)計算與實際無法相符的問題或是存在無法計算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設計，這就要求概念設計結(jié)合結(jié)構(gòu)措施來優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計。而作為建筑結(jié)構(gòu)工程師，需要綜合自身所掌握的理論概念來選擇經(jīng)濟適用、安全可靠的設計方案，所以，結(jié)構(gòu)工程只有通過豐富自己所能掌握的結(jié)構(gòu)概念，充分了解并合理運用各種結(jié)構(gòu)性能，才能交出好的設計方案，成功完成設計任務。

3.建筑結(jié)構(gòu)設計中概念設計的應用

3.1總體指標控制

計算判斷結(jié)構(gòu)抗震是否可行的主要依據(jù)是在風荷載和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，結(jié)構(gòu)的振型曲線，自振周期以及風荷載和地震作用下建筑物底部剪力和總彎矩是否在合理范圍中，總體指標對建筑物的總體判別十分有用。若剛度太大，周期太短，導致地震效應增大，造成不必要的材料浪費；但剛度太小，結(jié)構(gòu)變形太大，影響建筑物的使用。

因此，在小高層建筑房屋中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜采用高強度材料，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和圍護墻體應用輕質(zhì)材料。減輕房屋自重，既減小了豎向荷載作用下構(gòu)件的內(nèi)力，使構(gòu)件截面變小，又可減小結(jié)構(gòu)剛度與地震效應，不但能節(jié)省材料，降低造價，還能增加使用空間。

3.2基礎設計

研究地基基礎對建筑抗震能力的影響，做出恰當?shù)倪x擇，已成為高層建筑結(jié)構(gòu)設計的重要部分，基礎是房屋的根基，是房屋中極為重要的組成部分，一幢房屋如果沒有一個堅實可靠的基礎，再好的上部結(jié)構(gòu)也不可能正常發(fā)揮其作用，甚至可能導致上部結(jié)構(gòu)的破壞與傾斜。

另外，筏板長度的設置也須研究探討，由于考慮地下室的使用合理性，常規(guī)采用設置后澆帶來解決底板超長引起的收縮及溫度裂縫，后澆帶的作用是明顯的，但也給施工帶來了不少麻煩，甚至由于處理不當而引起后澆帶漏水及裂縫。而有些高層，長寬均達一百米以上，中間就設置幾條后澆帶.也沒有其他措施，這樣是不妥當?shù)摹?/p>

3.3剪力墻設計

剪力墻中的連梁跨度小，截面高度大，在地震作用下彎矩、剪力很大，有時很難進行設計，如果加大連梁高度，配筋值有時反而更大。連梁高度一般是從洞頂算到上一層洞底或從洞項算到樓面標高。對于門洞，上述所示情況梁的高度是一樣的；但對于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底，有時則高度太高，這樣高跨比太大，并且與計算圖形不符，相應配筋亦較大，不合理。建議連梁高度計算與設計統(tǒng)一規(guī)定從洞頂算到樓板面或屋面，對于窗洞樓面至窗臺部分可用磚或其他輕質(zhì)材料砌筑。對于窗臺有飄窗時，可再增加一根梁，兩根梁之間用磚填充。連梁配筋應對稱配置，腰筋同墻體水平筋。

4.結(jié)構(gòu)概念設計措施

為保證建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性，提高建筑物的抗震性能 結(jié)構(gòu)概念設計所采用的措施應該從保證安全、全面防震方面下手，主要有：（1）選擇有利于抗震的建筑場地條件，提高建筑物穩(wěn)定性，避開不利地段或采取有效防震措施；（2）選用符合抗震要求的高強度結(jié)構(gòu)材料，同時保證建筑結(jié)構(gòu)的延性和均質(zhì)性，使建筑結(jié)構(gòu)體系能達到建筑要求的抗震目的；（3）合理優(yōu)化各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強弱，盡可能多設置抗震防線，使抗震防線在地震持續(xù)往復作用下能增加結(jié)構(gòu)的抗震能力；（4）在提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度的同時，選擇性提高重要構(gòu)件的延性，使建筑結(jié)構(gòu)達到合理剛度與承載力分布，加強建筑物的抗震性能；（5）保證抗震的構(gòu)造連接與經(jīng)過計算的節(jié)點連接，把握好整個構(gòu)造連接在規(guī)范內(nèi)的度的問題，確保結(jié)構(gòu)的整體性；（6）讓建筑物的平、立面布置與概念設計的要求相符，杜絕不規(guī)則方案；（7）拋開常規(guī)的以計算機完成設計計算的方式， 合理運用設計的實踐經(jīng)驗， 以概念結(jié)合實際問題進行綜合的分析計算， 并實行合理調(diào)整。

由此可見，建筑結(jié)構(gòu)設計中概念設計應用是非常重要的。在以后的工作中，我們必須注重概念設計的應用，通過應用概念設計，不但滿足建筑設計的安全性，耐久性和舒適性，還要在此基礎上，采用合理的結(jié)構(gòu)體系。 [科]

【參考文獻】

[1]卓少旭.淺析概念設計在建筑住宅結(jié)構(gòu)設計中的重要性.建材與裝飾（中旬刊），2007（10）.

[2]張輝，許興龍，劉東曉.淺談小高層住宅設計[J].科技信息，2009（28）.

建筑結(jié)構(gòu)概念設計范文第4篇

關鍵詞：概念設計；結(jié)構(gòu)設計；促進

Abstract: with the continuous development of China's economy and the progress of the cause of building, also obtained the rapid development, continuous development in the construction business conditions, structural design method is more and more, strengthen the study on building structural design, become the important way to enhance the quality of construction. Conceptual design as the main approach to architectural design innovation, has been widely used in the design of building structures,

Key words: conceptual design; structure design; promote

中圖分類號：TU318文獻標識碼：A

引言

概念設計作為創(chuàng)新設計的重要形式，其優(yōu)點越來越多的體現(xiàn)出來，被更多的建筑結(jié)構(gòu)設計師所發(fā)現(xiàn)和采納，并成為當前至今后一段時間建筑結(jié)構(gòu)設計的重要思想。所以，加強對建筑結(jié)構(gòu)概念設計的研究，有著重要的理論和現(xiàn)實意義。本文在分析概念設計內(nèi)涵的基礎上，就建筑結(jié)構(gòu)設計中概念設計的應用策略進行了分析。

一、建筑結(jié)構(gòu)設計中概念設計的內(nèi)涵

（一）概念設計的內(nèi)容分析

概念設計指的是在建筑結(jié)構(gòu)設計的開始階段，建筑設計工程師按照已有的建筑設計理論，并根據(jù)工程的施工經(jīng)驗，從宏觀的思維出發(fā)，對建筑結(jié)構(gòu)設計的策略做概念性的評價與選擇。設計師通過將整個建筑結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)布局做必要的抗震保護，以提升建筑結(jié)構(gòu)設計的合理性。所得到的方案一般概念清晰，定位準確，便于進行手算，有效的避免后期設計過程中產(chǎn)生的一些繁瑣的計算，提高建筑設計的經(jīng)濟性和可靠性。同時，概念設計也是進行計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠性判斷的主要依據(jù)。

（二）概念設計的基本步驟的分析

在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中，概念設計是在建筑設計師不斷滿意的過程中實現(xiàn)的，概念設計的過程可以劃分為下面三個步驟：

第一個步驟：分析階段，即對設計問題做全面理解的過程。分析階段的主要特征是設計系統(tǒng)信息的模糊性，在進行分析的過程中，手中掌握的數(shù)據(jù)是不全面的，可供設計師使用的陳述同樣需要進行陳述和充實。

第二個步驟：綜合階段，即實現(xiàn)解決方案的一個過程。在這一步驟實施的過程中，設計師通過使用各種專業(yè)知識，按照所積累的工程經(jīng)驗，將建筑設計的大體思路，借助于圖紙的形式表達出來的過程。這一過程的主要特點是通過設計師的靈感和專業(yè)思維發(fā)揮主導作用，以實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設計圖紙的表達和產(chǎn)生。

第三個步驟：評估階段，即對設計出的方案做有效判斷和選擇的過程。這一階段的特點是循環(huán)的過程，該循環(huán)過程會持續(xù)到雙方對方案滿意為止。建筑結(jié)構(gòu)設計人員在作出評估的時候，會通過各種功能模型、計算手段等對比各個方案的優(yōu)勢，以更好的獲得建筑施工的經(jīng)濟性和建筑施工技術的可行性。

二、概念設計的重要意義分析

概念設計師體現(xiàn)建筑設計師先進設計思想的關鍵，一個優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設計師能夠通過運用特定空間中的系統(tǒng)概念，來進行建筑結(jié)構(gòu)總體方案的有效設計，并將建筑設計的目的有意識的同建筑構(gòu)件與整體結(jié)構(gòu)的關系進行巧妙的處理。一般情況下，優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設計師其概念設計的創(chuàng)新是有效的，隨著他們對建筑概念設計的研究，其設計的成果會越來越鮮明，設計的創(chuàng)新度也越來越高。當前在分工細化的市場環(huán)境下，大部分結(jié)構(gòu)設計師更多的是依賴于各種建筑設計的規(guī)范、建筑結(jié)構(gòu)設計手冊、電腦程序等進行傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設計，這在一定程度上缺乏了有效的創(chuàng)新。在計算機一體化應用的今天，設計師往往不能夠及時的發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設計中的一些不合理的內(nèi)容。隨著設計師年齡的不斷增長，使得他們已有的建筑設計概念逐漸模糊甚至遺忘，影響了建筑設計成果的創(chuàng)新。注重建筑結(jié)構(gòu)概念設計的意義，還因為當前的建筑結(jié)構(gòu)設計的理論同計算機理論之間存在一些缺陷和不足，例如在進行混凝土結(jié)構(gòu)設計的時候，內(nèi)力的計算是在彈性理論的計算方法基礎上的，而建筑結(jié)構(gòu)的截面設計卻是在塑性理論的極限條件下進行設計的一種方法，這個矛盾的存在使得計算的結(jié)構(gòu)，同建筑結(jié)構(gòu)的實際手里狀態(tài)有著很大的差異，為了對這種計算理論缺陷作出補償，尤其需要建筑結(jié)構(gòu)設計師優(yōu)秀的概念設計措施來改正這些缺陷。

三、概念設計的建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用

在建筑結(jié)構(gòu)設計的過程中，協(xié)同工作概念，指的是要求整個建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的每個構(gòu)件，

實現(xiàn)相互間的配合，共同支撐建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量，協(xié)同工作及要求建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件，能夠有效的承載極限狀態(tài)的受力，同時當受力達到極限狀態(tài)的時候，還需要各個構(gòu)件能夠?qū)崿F(xiàn)共同的耐久壽命。建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作主要表現(xiàn)為：建筑基礎同建筑上部結(jié)構(gòu)的關系方面，一定要將建筑的基礎同建筑的上部結(jié)構(gòu)看成是一個系統(tǒng)，不能將這兩部分分開來進行處理。比如，對于磚混結(jié)構(gòu)的建筑物，一定要通過圈梁與構(gòu)造柱，把建筑的上部結(jié)構(gòu)同建筑基礎連接到一起，而不能夠單獨依靠建筑基礎的剛度來抵抗各種不均勻的沉降。

另外，當結(jié)構(gòu)受力的時候，建筑結(jié)構(gòu)中的各個構(gòu)件能夠保證較高的應力值。在進行多高層建筑結(jié)構(gòu)設計的時候，要最大程度上避免短柱，這樣能夠保證同層的柱子在同一個水平位移的時候，能夠同時發(fā)揮最大的承載力，但是因為建筑物高度和建筑樓層的增加，各種豎向的巨大荷載以及水平方向的荷載，使得建筑物底層柱截面不斷的增大，因此使得高層建筑的產(chǎn)生了很多的短柱，為了更好的避免出現(xiàn)這些問題，針對較大截面的柱子，可以將柱截面進行開豎槽，將矩形柱變成田形柱，以更好的增大長細比例，避免短柱的產(chǎn)生。針對梁跨高比例的限制，大部分還沒有充分的認識到，其實同長短柱混雜的結(jié)果是相同的，長短梁位于相同的框架中，是不利于建筑物穩(wěn)定性的。同時因為梁的剪力增加，會導致支撐柱的周麗產(chǎn)生大幅度的增加，這一設計原則違背了協(xié)同工作的目的，并提高了建筑結(jié)構(gòu)的工程造價。進行多高層建筑結(jié)構(gòu)設計的目的，是為了有效的抵抗水平力的作用，避免扭轉(zhuǎn)的產(chǎn)生，為了實現(xiàn)抵抗水平力的功能，要盡量將平面上兩個正交方向的尺寸接近，為的是更好的保證這個方向上的慣性矩實現(xiàn)相等，以避免因為一個方向強度儲備過大，使得另一個方向較弱。所以，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)最好設置在四周，以更好的提升系統(tǒng)的抗側(cè)剛度，增大抗扭慣性矩。與此同時，要增加梁或者樓層的剛度，提高柱能承擔更大的整體彎矩，即提高轉(zhuǎn)換層的效果。有效防止扭轉(zhuǎn)，是由于在扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的時候，各個柱子的節(jié)點水平位移不等，距離扭轉(zhuǎn)中心較遠的角柱所受的剪力大，而中間柱子受的剪力小，產(chǎn)生的破壞從外到里。為了避免扭轉(zhuǎn)的產(chǎn)生，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要進行對稱步驟，最好設置在結(jié)構(gòu)的兩端，靠著四周進行設計，以有效的提升抗扭慣性矩。

建筑結(jié)構(gòu)概念設計范文第5篇

這樣我們才能從不斷的工作中總結(jié)、創(chuàng)新，發(fā)揮我們無窮創(chuàng)造力和判斷力。

關鍵詞：概念設計，規(guī)范，一體化計算機結(jié)構(gòu)設計程序

中圖分類號： S611 文獻標識碼： A 文章編號：

做為一名結(jié)構(gòu)工程師不能過于依賴傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計，這樣只會讓我們依賴和盲從于規(guī)范，把規(guī)范當做是結(jié)構(gòu)設計的法律依據(jù)，卻不知道規(guī)范只是建筑物和構(gòu)筑物所需要最低的標準要求，而且是最基本的。當結(jié)構(gòu)工程師過于依靠一體化計算機結(jié)構(gòu)設計程序時，就會對結(jié)構(gòu)設計程序的理論假定、應用范圍、限制條件等缺乏了解，無法對計算出的結(jié)果進行正確的判斷和取舍。

如何走出傳統(tǒng)設計的誤區(qū)。作為一名結(jié)構(gòu)工程師，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設計中，應本著積極、主動的態(tài)度，即不盲目依賴于規(guī)范，也不盲目依靠于一體化計算機結(jié)構(gòu)設計程序，自覺地完成高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計，這是我們走出傳統(tǒng)設計誤區(qū)的關鍵。

那么，什么是高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計。

高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計就是在特定的空間形式、功能和地理環(huán)境的條件下，以結(jié)構(gòu)工程師自身確定的理想承載力、剛度和延性為主導目標，用整體構(gòu)思來設計各部分有機相連的結(jié)構(gòu)總體系，并能有意識地利用和發(fā)揮結(jié)構(gòu)總體系和主要分體系，以及分體系與構(gòu)件之間的最佳受力特征與協(xié)調(diào)關系。

高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計分為三個階段：第一階段，即建筑方案設計階段。結(jié)構(gòu)工程師以自身擁有的高層建筑結(jié)構(gòu)體系功能及其受力、變形特征的整體設計概念與判斷力去幫助建筑師開拓和實現(xiàn)業(yè)主夢寐以求的，或已初步構(gòu)思的空間形式及其使用、構(gòu)造與形象功能。并以此為統(tǒng)一目標，與建筑師一起構(gòu)思總結(jié)構(gòu)

體系，并能明確結(jié)構(gòu)總體系和主要分體系之問的最佳受力特征要求。第二階段，即初步設計階段。結(jié)構(gòu)工程師通過概念性近似計算能迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進行構(gòu)思、比較與選擇，這種近似的計算方法概念清楚，定性準確，手算簡單快捷，能較快地對結(jié)構(gòu)體系進行探索、優(yōu)化，乃至最后確定分體系及其構(gòu)件的基本尺寸，并確認設計方案的可行性。第三階段，即施工圖設計階段。由初步設計階段可以得到結(jié)構(gòu)體系的計算模型和所需輸入的原始數(shù)據(jù)，在施工圖設計階段，結(jié)構(gòu)工程師結(jié)合自身擁有的結(jié)構(gòu)概念、經(jīng)驗和判斷力，對計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)的可靠性與否進行判斷。

作為一名結(jié)構(gòu)工程師，如何去把握，或者說有意識地去進行高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計。一句話，對應于高層建筑結(jié)構(gòu)概念設計的三個階段，分別進行概念設計。

首先，在建筑方案設計階段，要正確把握高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計，必須堅持結(jié)構(gòu)設計沒有惟一解的設計理念，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力，協(xié)助建筑師以達到令業(yè)主滿意的建筑。例如，美國芝加哥第一國家銀行大樓建設之初，銀行業(yè)主追求和向往能在他們銀行大樓的整個底部有一個4層～5層樓高

的無柱大空間，以充分滿足他們銀行業(yè)務在使用功能和形象功能上的需要。在芝加哥第一國家銀行大樓方案設計中，結(jié)構(gòu)工程師和建筑師合作開拓了一種新的結(jié)構(gòu)形式，即將電梯井筒與設備井筒分別設置在建筑物的縱向兩側(cè)，作為巨型柱，并將第一道設備層設置在第6層，往上每隔18層再各自設置一道，作為承載力和剛度很大的巨型水平構(gòu)件，并與周邊的巨型柱有機地剛性連接在一起，從而構(gòu)成了一種巨型框架體系的結(jié)構(gòu)功能與受力特征，不但能有效地抵抗重力荷載和水平荷載，還在整個大樓底部5110㎡ 的面積內(nèi)無一根柱子，實現(xiàn)了業(yè)主夢寐以求的大空間。同時，在建筑方案設計階段，結(jié)構(gòu)工程師所構(gòu)思的結(jié)構(gòu)總體系應有一個多道防線、剛?cè)峤Y(jié)合的理想剛度目標。即具有一定大的剛度和承載力抵御風荷載和規(guī)范設防烈度水準的地震作用，以及在第一道防線的有意識屈服后，在結(jié)構(gòu)變?nèi)岬耐瑫r仍具有足夠大的彈塑性變形能力和延性耗能能力來抵御可能遇到的罕遇大地震。

其次，在初步設計階段，要正確把握高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計，必須掌握各種結(jié)構(gòu)體系的近似計算方法。英國工程師A.L．L．Baker講過：工程師所掌握的最佳計算方法，應該是運用最簡單、最直接的計算方法。而近似的計算方法就是對一個結(jié)構(gòu)工程師進行高層建筑結(jié)構(gòu)設計能力的最基本的要求。例如，對于框架結(jié)構(gòu)體系，必須掌握的近似計算方法為：豎向荷載作用下的直接彎矩分配法，水平荷載作用下的近似計算法。同時，結(jié)構(gòu)工程師還必須了解抗側(cè)力構(gòu)件的變形近似計算，通過獲取不同抗側(cè)力結(jié)構(gòu)(或構(gòu)件)之間的相對剛度比較概念，來大致估算建筑物的變形，以便于提出或比較各種可行的結(jié)構(gòu)總體方案。

最后，在施工圖設計階段，仍然要注意把握和運用高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計。例如，鋼筋混凝土框架柱的軸壓比超過了規(guī)范的限值，我們要結(jié)合具體設計綜合判斷。眾所周知，規(guī)范控制軸壓比限值的目的：要求鋼筋混凝土框架柱截面達到具有較好延的大偏心受壓破壞狀態(tài)，以防止小偏心受壓狀態(tài)的脆性破壞。同時我們知道，影響鋼筋混凝土框架柱截面延的因素除軸壓比外，還有框架柱的配箍特征、核心區(qū)混凝土的抗壓強度等級、縱向鋼筋承擔截面軸壓的能力、框架柱的截面形狀等因素，軸壓比限值的大小必須根據(jù)具體工程設計綜合所有因素進行一定程度的合理調(diào)整。

綜上所述，作為一名結(jié)構(gòu)工程師，在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中，應始終堅持概念設計的理念，既不盲目照搬規(guī)范，也不盲從于一體化計算機結(jié)構(gòu)設計程序，任其隨意擺布；只有始終堅持概念設計的理念，才可能不斷地追求盡善盡美的設計思想，而其結(jié)構(gòu)的概念、經(jīng)驗、判斷力和創(chuàng)造力才會隨年齡與實踐的增長而越來越充實，其設計成果才能不斷創(chuàng)新。

參考文獻：

[1] JGJ 3-2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程[s]．

[2] GB 50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范[s]．