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摘要： 本文主要对建筑结构设计中的概念设计进行了探讨。
关键词： 建筑结构 设计思路 概念设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1概念设计在建筑结构设计中的必要性、重要性
1.1 概念设计对于建筑设计的必要性
建筑设计需要对各个力学应力数值、结构数值、材料数值进行精确地计算，但是过分依赖计算机软件，会对建筑结构造成不可预计的危害。比如在实际设计中很多设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架，还有人为地布置一些抗震墙，但是不能完全满足楼层间的合理刚度比，也不能完全正确地反映底层框架在地震时受力状态。在设计中导致这样问题的出现，根本原因就是在于结构概念不明确，没考虑这两种结构体系的差异。如果是运用概念设计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，具有较好的经济可靠性能。
同时，概念设计也是判断计算机分析输出数据可靠与否的主要依据。避免电算误差问题的产生，在建筑结构设计中采用概念设计是最好的方法。在实际设计工作中，运用概念设计理念还可以对已经出现的问题进行深入的分析，从而发现深层次的因素，来改善设计水平。这往往比查找历史数据更为便捷。这种方法也可用于核对电算结果的科学性与严谨性。1.2关于建筑结构设计和概念设计的重要性
概念设计的重要性还体现在方案设计阶段。初步设计过程是不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，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的设计理念，深入了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。运用概念性近似估算方法，可以在设计方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择。所得方案往往概念清晰、定性准确，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，甚至影响到建筑物本身的安全性。应用概念设计的思想，可以避免此类情况的发生。
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。同时，也是判断计算机内力分析輸出数据可靠与否的主要依据。
2运用概念设计，提高建筑结构设计质量
概念设计是工程的灵魂，质量的龙头。只有具备优秀的设计，才能创建优质的工程。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业所想要的空间形式及其使用、构造与形象功能，并以此为目标，与建筑师一起确定建筑的总体结构体系，并能明确总体结构体系与分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，具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。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主导地位。
3运用概念设计的思想，拓宽结构设计的思路
3.1概念设计思想的运用，弥补结构设计理论和计算理论的缺陷，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只关注如何提高结构抗力R，以至混凝土的等级越用越高，配筋量越来越大，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、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系整体研究存在一定的局限性。只能视作近似概率法。
3.2概念设计在结构设计中的重要地位
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。结构师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。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。
4如何开展概念设计
4.1平面设计
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，还必须考虑有利的抵抗能力和竖向荷载在地震作用下，建筑平面要力求简单。在高层建筑中，建筑体受到更多的风压，没有好的的流体外形，就会对建筑产生长时间的水平应力。随着建筑层数提高，水平载荷下的侧移现象逐渐加重。在平常情况下承受内部静态应力，如果发生地震等或者其他地质灾害，则会诱发外部形变，对建筑内居住者产生生命安全影响。在高层建筑中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。
4.2剖面设计
在竖向传力体系设计设计中，首先要注意建筑不能超高，因为新的设计准则对建筑超高有了更严格的要求。在高层建筑的设计中，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。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间，这对降低高层建筑的重心有利，可提高建筑抗震能力及抗倾覆能力。
在竖向形体设计中，截锥形的建筑，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，除了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。新月形的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-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。上窄下宽形的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。
5 结论
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、解决问题的能力，它是一种综合设计能力的体现。只有富于创新并具有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设计，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之处，为今后的工民建结构设计开辟了新路。
参考文献
[1)刘鹏．建筑结构概念设计浅析[J].山西建筑，2004(11)．
[2]闵小双．概念设计在建筑结构设计中的意义[J].科技资讯，2006(34)．
关键词： 建筑结构 设计思路 概念设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1概念设计在建筑结构设计中的必要性、重要性
1.1 概念设计对于建筑设计的必要性
建筑设计需要对各个力学应力数值、结构数值、材料数值进行精确地计算，但是过分依赖计算机软件，会对建筑结构造成不可预计的危害。比如在实际设计中很多设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架，还有人为地布置一些抗震墙，但是不能完全满足楼层间的合理刚度比，也不能完全正确地反映底层框架在地震时受力状态。在设计中导致这样问题的出现，根本原因就是在于结构概念不明确，没考虑这两种结构体系的差异。如果是运用概念设计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，具有较好的经济可靠性能。
同时，概念设计也是判断计算机分析输出数据可靠与否的主要依据。避免电算误差问题的产生，在建筑结构设计中采用概念设计是最好的方法。在实际设计工作中，运用概念设计理念还可以对已经出现的问题进行深入的分析，从而发现深层次的因素，来改善设计水平。这往往比查找历史数据更为便捷。这种方法也可用于核对电算结果的科学性与严谨性。1.2关于建筑结构设计和概念设计的重要性
概念设计的重要性还体现在方案设计阶段。初步设计过程是不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，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的设计理念，深入了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。运用概念性近似估算方法，可以在设计方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择。所得方案往往概念清晰、定性准确，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，甚至影响到建筑物本身的安全性。应用概念设计的思想，可以避免此类情况的发生。
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。同时，也是判断计算机内力分析輸出数据可靠与否的主要依据。
2运用概念设计，提高建筑结构设计质量
概念设计是工程的灵魂，质量的龙头。只有具备优秀的设计，才能创建优质的工程。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业所想要的空间形式及其使用、构造与形象功能，并以此为目标，与建筑师一起确定建筑的总体结构体系，并能明确总体结构体系与分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，具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。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主导地位。
3运用概念设计的思想，拓宽结构设计的思路
3.1概念设计思想的运用，弥补结构设计理论和计算理论的缺陷，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只关注如何提高结构抗力R，以至混凝土的等级越用越高，配筋量越来越大，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、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系整体研究存在一定的局限性。只能视作近似概率法。
3.2概念设计在结构设计中的重要地位
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。结构师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。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。
4如何开展概念设计
4.1平面设计
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，还必须考虑有利的抵抗能力和竖向荷载在地震作用下，建筑平面要力求简单。在高层建筑中，建筑体受到更多的风压，没有好的的流体外形，就会对建筑产生长时间的水平应力。随着建筑层数提高，水平载荷下的侧移现象逐渐加重。在平常情况下承受内部静态应力，如果发生地震等或者其他地质灾害，则会诱发外部形变，对建筑内居住者产生生命安全影响。在高层建筑中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。
4.2剖面设计
在竖向传力体系设计设计中，首先要注意建筑不能超高，因为新的设计准则对建筑超高有了更严格的要求。在高层建筑的设计中，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。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间，这对降低高层建筑的重心有利，可提高建筑抗震能力及抗倾覆能力。
在竖向形体设计中，截锥形的建筑，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，除了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。新月形的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-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。上窄下宽形的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。
5 结论
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、解决问题的能力，它是一种综合设计能力的体现。只有富于创新并具有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设计，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之处，为今后的工民建结构设计开辟了新路。
参考文献
[1)刘鹏．建筑结构概念设计浅析[J].山西建筑，2004(11)．
[2]闵小双．概念设计在建筑结构设计中的意义[J].科技资讯，2006(34)．