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建筑结构概念设计范文1
中图分类号: TU2 文献标识码：A
1 结构整体方案的概念设计
概念设计是结构设计的核心和灵魂，他贯穿于结构设计的全过程。结构概念设计运用得好，不但能使结构满足建筑要求，而且可以用最直接的传力方式将荷载传递到基础上，创造更为安全、舒适的工作和生活环境。概念设计的目的是力求使结构设计方案安全、可靠、经济、合理，是对结构优化的过程，笔者主要从以下三个方面对结构设计进行宏观控制。
(1) 结构工程师应在建筑方案设计阶段与建筑师密切合作，通过不断地分析比较，确认方案的可行性。在抗震设计中，合理的结构布置在抗震设计中尤为重要，需要建筑师和结构工程师相互配合、沟通、协调，充分考虑建筑的平、立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布、承载力分布等诸多因素的综合要求，力求平、立面简单对称。结构工程师应在满足建筑功能的前提下，去寻求相对最佳的结构方案。
(2) 在结构方案设计满足建筑功能的情况下，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，确定建筑结构的总体布置方案。
(3) 在理论设计过程中应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，根据实际经验采用相应的结构构造措施进行处理。
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、中期的结构计算及后期的施工图绘制，这三个阶段在结构设计中都缺一不可。
(1) 合理选择结构方案。一个成功的结构设计必须选择一个经济合理的方案，即选择一个切实可靠的结构形式和结构体系。结构设计必须对建筑的功能要求、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情况、能建筑体型、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) 选用恰当的结构计算模型，正确分析计算结果。结构计算是在计算模型的基础上进行的，即对作用的荷载与构件的约束状态进行一定的简化，使其接近实际状态。现在的建筑物功能复杂多样，结构计算只能通过计算机来完成。所以，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和保证有足够的精确度就成为结构设计的关键问题。现在结构设计中有许多软件可以供结构设计人员选择，但不同软件往往会导致不同的计算结果。因此，设计人员在进行结构计算前，应先要全面了解该程序软件的适用范围和技术条件，使用时要避免操作失误，对电算的结果再用概念设计进行科学分析，做出正确的合理判断。
(3) 施工图绘制。在施工图的绘制过程中，我们不应过分地相信计算机，应用我们的结构知识和结构概念对计算模型、设计方法以及易出问题的关键部位重点审查，对重要计算参数逐一检查，对重要问题、参数、特殊构件及特殊荷载，设计者应给出书面文稿以便复查、核查，运用结构概念对计算结果的合理性进行分析判断，对重要结构构件应用手工进行核算。
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。地震是一种随机震动，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，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的性能有许多不确定性。因此，抗震设计不能过分依赖理论计算，概念设计在抗震设计中显得尤其重要。
(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强度不足、变形过大而破坏;二是由于水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害而造成;三是由于断层错动、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，尽可能避开对建筑抗震不利的地段。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，上部结构类型及荷载分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素，选择出经济合理的基础方案。基础设计应有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类型。
(3) 采用刚柔相济原则。在抗震设计中不能一味地提高结构的抗力，一般是根据初定的尺寸和混凝土等级算出结构的刚度，再由结构刚度算出地震力，然后计算配筋。刚柔相济原则可以通过合理控制设计总信息来实现。比如周期、位移、地震力应满足建筑抗震设计规范限值要求或者不超规范太多。
(4) 坚持多道设防原则。强烈地震后往往伴随多次余震，如果只有一道设防，结构将会因余震损伤的积累而导致坍塌。建筑物抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作，如框架－ 剪力体系是由延性框架和抗震墙两个分体系组成。
(5) 采用合理的建筑结构体系。一是抗侧力构件应布置合理。如在框架－ 剪力墙结构中，剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大; 平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙; 纵、横剪力墙宜组成L 型、T 型等形式，剪力墙宜贯通建筑物的全高，避免刚度突变; 剪力墙开洞口宜上下对齐; 剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近; 二是结构的整体性要好。高层建筑结构中，楼板对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼板相当于水平隔板，他不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力的子结构，而且要使这些子结构能协同承受地震作用，特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或各抗侧力子结构水平变形特征不同时，整个结构就要依靠楼板使各抗侧力子结构能协同工作。楼板体系最重要的作用是提供足够的平面内刚度和抗力，并与竖向各子结构有效连接。所以房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部分的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。
(6) 采取相应的构造措施。遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”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，尤其是钢筋的直线段锚固长度，应考虑温度应力的影响。
3 结构设计中概念设计的应用
某大厦为高层公寓，建筑高度90.5 m，建筑面积30948 m2 ，平面形状复杂。该建筑物地下一层为六级人防地下室，地上一～二层为幼儿园(平面形状为工字型) ，层高3. 8 m; 三～ 三十层为标准层住宅，平面形状缩为凸字型，层高3. 0 m。
经勘察，场地地质条件良好，无不利地段。该工程采用框架－剪力墙结构体系，由于该地区抗震设防列度为7度，设计基本地震加速度值为0. 15 g，除通过计算满足规范要求外，还必须采取有效的抗震构造措施。为确保结构的经济、安全与舒适，概念设计主要通过以下几个方面来体现:
(1) 结构工程师在建筑方案设计阶段，就根据建筑平面布置及使用功能要求，把结构抗震概念设计融入初步方案中，如有意识将楼梯、电梯、管道井等竖向公共设施尽量布置在建筑物中心部位，并利用楼梯、电梯间设置剪力墙筒体; 另外在建筑物外周边转折处布置水平抗侧力构件 ( 剪力墙) ，以此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，以减少水平作用下由于结构偏心而引起的空间扭转效应。
(2) 合理考虑楼层的平面布置，增大外周边框架梁、连梁断面，增大竖向刚度变化大的楼层平面刚度，把三层楼板板厚设为120 mm，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能力。
(3) 在结构计算过程中，首先根据工程的实际情况，对结构参数和特殊构件进行正确设置。并根据初算结果，按规范限值调整平面中剪力墙相对比度; 调整剪力墙沿竖向的厚度变化，控制周期比、层间位移及层间位移比，同时注意控制框架柱及小墙肢的轴压比，增强结构延性，以求经济与安全的统一。
(4) 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变形复杂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，以提高结构的抗侧变形性能。如对建筑物中部的电梯、楼梯、管道井及周边的梁板加强，板厚加至150 mm，以减少该处楼板开洞对平面内刚度的削弱影响。
(5) 尽量采用轻质墙体，以减轻楼层自重，从而降低地震力，同时要求加强地下室外回填土的夯实，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，以提高结构抗侧的整体稳定性，减少地震能量的放大。
(6) 在构造措施中按“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的设计要求，对梁柱墙的承载力进行调整，并适当提高框架柱纵向钢筋的最小配筋筋率。
通过以上概念设计，使该工程结构构件在刚度、延性、承载力方面相匹配，形成一个在抗震、抗风中高效协同工作的结构整体，从而使建筑物在经济、安全、适用、美观的矛盾中找到了统一。该工程竣工后投入使用，各方对工程质量给予了高度评价。
4 结束语
综上所述，作为一名结构工程师，在高层建筑结构设计中，应始终坚持概念设计的理念，既不盲目照搬规范，也不盲从于一体化计算机结构设计程序，任其随意摆布; 只有始终坚持概念设计的理念，才可能不断地追求尽善尽美的设计思想，而其结构的概念、经验、判断力和创造力才会随年龄与实践的增长而越来越充实，其设计成果才能不断创新。
参考文献
［1］计学闰，计锋，王力.结构概念和体系[M].北京：高等教育出版社，2009．
建筑结构概念设计范文2
关键词：概念设计；建筑结构设计
1设置少量抗震墙的框架结构体系
2010版新规范实施后，荷载增加，地震作用增大，这使得有些结构按纯框架进行抗震计算时其层间位移角不能满足1/550的限值要求；也有些纯框架在抗震计算时，抗扭指标不满足要求，或是扭转位移比超过了1.5的限值，或是扭转周期比Tt/T1，超过了0.9的限值。
为了解决上述问题，一些结构设计中采用了设置少量抗震墙的框架结构，在刚度相对较弱的一侧增设少量抗震墙，或将楼、电梯间做成混凝土筒体而形成框架加少量抗震墙的结构。对于这种结构体系，2010版新抗规6.1.3条及条文解释已有明确的说明，主要有二条：①结构体系为框架结构②剪力墙抗震等级同框架；前提条件是在规定的水平力作用下，底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%，但是对于布置少量抗震墙的框架结构来说，这条是一般满足的。这里涉及到的概念主要是对这种结构体系的界定和剪力墙抗震等级的认定上。当然在新规还没用出来之前也有不同的做法，一种常用的做法为在设计时按纯框架结构进行计算，抗震墙作为安全储备，并按构造配置钢筋。现重点来谈论这种做法；计算结果，侧移虽然较按框剪结构计算增大，但能满足纯框架结果要求。但是，由于抗震墙是客观存在的，钢筋混凝土墙有极大的刚度，一片墙的刚度往往超过几十根柱子的刚度，也就是说，由于抗震墙的客观存在的使结构周期缩短，地震力大增，且地震力大部分集中在抗震墙上。在地震力作用下，抗震墙混凝土墙体将产生脆性破坏。由于抗震墙的存在，使框架梁受力产生较大变化，框架梁负筋受影响较大，与按框架一抗震墙结构设计比较，按框架结构计算的下部几层框架负筋增加，而上部几层框架负筋减少。这是因为，对于框架一抗震墙结构，抗震墙是坚向悬臂弯曲构件、其整体变形曲线为弯曲型，越往上，侧移增加越块，而框架则类似坚向悬臂剪力梁，其整体变形曲线为剪切型，越往上侧移增加越慢。但是，它们在同一楼层中，刚性的楼板将它们连结在一起，两者的位移协调，相应的内力也互相传递和重分配。
2抗震墙及连梁的布置在地震作用下，联肢墙可发生下列破坏形式：
2.1墙肢由于抗剪力不够而发生剪力破坏。此种破坏为脆性破坏，这会使抗震墙很快丧失承载能力，甚至造成结构突然倒塌，这在设计时应该绝对避免的，现行《建设设计抗震规范》规定了抗震墙截面的剪压比限值和墙底部设计值的放大系数，就是为了防止墙肢发生剪切破坏。
2.2墙肢发生弯曲破坏。此时，连梁尚未屈服，这种墙肢在破坏时极限变形很小，它虽然是一种延性破坏但吸收地震能量是有限的，设计中应避免这种情况出现。
2.3连梁发生剪切破坏。连梁发生剪切破坏会使联肢墙各肢丧失连梁的约束作用，在沉墙全高所在连梁均发生剪切破坏时，联肢墙的各墙肢成为单片的独立剪力墙，这会使结构的侧向刚度大大降低，墙肢弯矩增大。但是和墙肢发生剪切破坏相比，连梁发生剪切破，结构尚未丧失承载力，由于刚度降低，地震力随之降低，还不会造成结构的倒塌。
2.4连梁先屈服，最后是墙肢屈服。当连梁有足够的延性时，它通过塑性的变形吸收大量的地震能量，由于产生塑性铰，使结构周期变长，地震力降低，同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力，对墙肢起到一定的约束作用，使墙肢继续保持足够的刚度和强度。这是设计中应首先考虑做到的。
在实际工程设计中，由于有些工程结构平面复杂，且受建筑功能的限制，抗震墙布置数量较少，如果增加抗震墙数量可以收到明显效果，但增加抗震墙，必须布置均匀、合理，否则由于抗震墙增加，刚度加大，地震力增加，抗震墙受力不均匀，效果反而不好。
在抗震墙数量不能满足要求的情况下，加开结构洞，降低连梁高度，降低结构刚度，使地震力减小，同时使各片抗震墙受力不均匀，使连梁承受的剪力相应减少，使抗震墙满足抗震要求，连梁满足强剪弱弯的要求，从而达到在强震作用下，连梁先于抗震墙屈服的情况。
3不到顶的抗震墙
当底部几层裙房与主楼连为一体时，有时设计人员只考虑到底部几层剪力大，且楼梯多，在裙房部分设置较多的抗震墙；这部分抗震墙只在群楼设置不到顶；由于裙房部分层数少，地震力降低较少，且抗震墙不到顶，刚度的突变对结构抗震墙更加不利。
4沉降缝的设置
在一般房屋结构总体布置中，考虑到沉降、混凝土收缩、温度应力和体型复杂对房屋结构的不利影响，常常用沉降缝、伸缩缝或防震缝将房屋分成若干独立部分，从而消除沉降差，温度应力和复杂体型对结构的危害。但高层建筑中，常常由于建筑使用要求和立面效果考虑，以及防水处理困难等等，希望少设缝或不设缝。希望能在结构总体布置上或采取一些构造措施来减少沉降差、温度应力和体型复杂引起的问题。
特别对于公共建筑的高层建筑一般高达十五层以上，而裙房一般3~4层，由于二者高差十分显著，上部结构荷载和刚度相差很大，对地基基础而言。这种情况往往造成基础内力和地基反力的差异，且变化很大，导致基础发生过大的沉降差异，如果高层建筑主楼和裙房之间的基础设计和连接不当，过大的沉降差将引起次应力，造成建筑开裂。
4.1设置沉降缝
设置沉降缝交将主楼和裙房基础分开。是一种传统的设计方法，按建筑地基基础规范，在建筑高度和荷载差异部位，结构或基础类型不同的部位，宜设沉降缝。但由于沉降缝带来使用上的不方便（容易漏水，影响正常使用），还影响整个建筑物的美观，造价也有所增加，因为这种处理方法较少被采用。
4.2采用整体基础
高层建筑主楼和裙房采用整体基础，二者同置于刚度很大的箱基或厚筏基础上，用基础本身抵抗差异沉降产生的内力；或者基础通过桩支承在基岩或变形较小的持力层上，这样，可以使主楼和裙房基础之间产生很小的沉降差异。
4.3联合设计
主楼和裙房基础的联合设计，是指主楼和裙房采用不同的基础形式，但中间不设沉降缝。这种方法通常主楼是采轻质材料减少自重或采取补偿基础以减少主楼附加压力。在主楼和裙房之间设置后浇带，主楼施工期间可以自由沉降，待主楼结构施工完毕后再浇后浇带中混凝土，使余下的不均匀沉降可以忽略或按经验方法处理。
当主楼和裙房之间不设沉降缝时，应从下面几个方面考虑。
4.3.1建筑平面简单，裙房位置比较有利，当体形复杂时，需要加强结构整体性的措施。
4.3.2裙房面积小，根据裙房伸出主楼的长度，确定采用整体基础
4.3.3采用桩基，使桩支承在基岩上，或采取减少沉降的有效措施，并经计算，将沉降差和对倾斜控制在规范允许范围内。
5.结语
5.1在框架结构中设置少量抗震墙，用来提高框架结构的刚度，满足位移角限值的要求，是一种非常实用合理的结构布置，应该会得到大量的推广运用。但是由于少量抗震墙客观存在，同纯框架相比，基底剪力和框架梁支座负弯矩都大大增加，因此将抗震墙作为安全储备，按纯框架结构设计，是不恰当的。抗震墙应该按照框架的抗震等级，参与模型的整体计算且应符合规范的要求配筋设计，不能按构造配筋。
5.2在抗震墙数量较少，以不能增加抗震墙数量的情况下，通过结构合理布置，开结构洞，降低地震力，使抗震墙均匀受力，可满足抗震要求，连梁满足强剪弱弯要求。
建筑结构概念设计范文3
【关键词】建筑结构；概念设计；分析
前言
对于建筑结构而言，其受力环境十分复杂，建筑结构不仅会承受自身重量的荷载和使用荷载，还会受到水平方向的荷载，例如风力的荷载，同时在地震作用下，建筑结构的受力还会发生极大的变化，这就会降低建筑结构的安全性。通过建筑结构概念设计，能对建筑结构受力进行全方位分析，因此，为满足人们对建筑的使用要求，必须加大对建筑结构概念设计的重视力度。
1. 建筑结构概念设计的重要性
对于建筑结构的概念设计，最大的特点是，不必和建筑结构设计软件一样，对各项数值进行计算，在很多情况下，设计人员在开展建筑结构设计活动时，设计人员经常会受到相关文件条例的影响，无法做出最科学的判断，因此，在实际工作中，为提高建筑结构设计的科学性，设计人员会在根据相关文件条例，通过总结自身的工作经验，从宏观的角度，整体上对建筑结构的各项性能进行全方位分析，这样才能在保证建筑结构符合相关质量要求的基础上，提高建筑结构经济性。在建筑结构设计中，概念设计不仅是引导设计人员对自身工作经验进行总结的一个过程，它还是一种比较科学的建筑结构设计理念，在建筑结构设计过程中，概念设计贯穿于平面设计、剖面设计、基础设计、抗震设计等各个方面，同时概念设计还可以减弱建筑结构设计软件对设计人员的影响，防止因计算结果错误，从而造成建筑结构设计不合理的现象。因此，对建筑结构而言，概念设计是十分重要的一个环节。
2. 建筑结构概念设计的原则
在进行建筑结构概念设计时，要坚持以下几点原则：
（1）合理的确定设计方案。在进行建筑结构概念设计时，首先要合理的确定设计方案，确保建筑结构设计方案的安全性、经济性、结构受力情况、结构美观情况等均符合相关要求，同时还要保证建筑结构在施工过程中施工条件、安装运输等满足相关需求。
（2）最大限度的减轻建筑结构的自重。在进行建筑结构概念设计时，设计人员要在确保建筑结构质量的基础上，最大限度的减轻建筑结构的自身重量，这样不仅能有效地减少建筑结构承受的荷载作用，还能减少建筑结构的造价，增加建筑结构的经济性。
（3）科学的选择计算简图。对于建筑结构，计算简图的合理性对建筑结构的安全性有很大的影响，目前，设计人员在进行建筑结构设计时，对建筑结构设计软件的依赖性比较大，但由于建筑结构设计软件具有一定的机械性和局限性，对于一些现实的建筑结构难以精确的进行计算，这就需要从概念设计的角度进行协调补充，这样才能全面对建筑结构的受力情况进行分析。
3. 建筑结构概念设计的应用
3.1 平面设计中的概念设计
在进行建筑结构平面设计时，建筑结构是否能在水平荷载下发生侧移是衡量建筑结构设计效果的重要指标，因此，设计人员要在满足建筑结构使用功能的需求下，最大限度的提高建筑结构的抗侧力。对于建筑平面形状，一般要尽量设计成风压比较小的形式，同时设计人员在设计过程中，还要分析周围建筑对风压、水平荷载、垂直荷载等因素的影响进行考虑。考虑到地震因素，建筑平面的设计要尽量简单、规则，建筑宽度不宜太小，一般情况下，建筑结构的高宽比例要控制在5-6，建筑结构平面的长宽比不能超过6。建筑结构平面规则时，还要最大限度的保证结构平面刚度的对称性，这样才能避免扭转现象的产生。
3.2 剖面设计中的概念设计
对于建筑结构剖面设计，首先要对建筑的高宽比进行严格的控制，这样才能为建筑结构的正常使用提供保障。其次要注意建筑的抗侧力结构强度需要从基础逐渐向顶层过渡，设计人员要防止垂直向上高度发生突变现象，避免建筑结构的水平荷载抵抗能力受到影响。在建筑结构设计过程中，当垂直方向的刚度变化比较大时，设计人员需要根据实际情况，合理的设置结构转换层。对于高层建筑，设计人员需要确保其锚固深度，这样才能提高高层建筑的抗倾覆能力。
3.3 基础设计概念
近年来，随着高层建筑的增多，人们越来越注重地下空间的利用，对于地下结构，其刚度是否能对不均匀沉降进行有效地调节，已经成为衡量建筑结构设计质量的一项重要指标，因此，加强基础设计有十分重要的作用。对于建筑结构的基础部分，上半部连接着地上楼层，下半部连接着变化比较复杂的地质环境，设计人员将细短钢筋焊接在基础钢筋上，对高层建筑进行延伸测试，试验测得基础内受力钢筋应力为20kPa-30kPa，钢筋的实际受力仅为设计应力的1/10，而引起这种现象的因素有多，其中最重要的是地基和基础底面有很强的摩擦力，引起反弯作用，通过理论分析，当两种的摩擦系数为0.15时，钢筋的受力弯矩可以减少一半，因此，在进行基础设计时，设计人员需要合理的确定基础截面和配筋量，从而提高建筑基础的综合性能。
对于不同位置、不同地质条件的建筑结构，其基础形式存在一定的差异，常见的基础形式有桩基础、筏形基础、箱形基础等，在进行建筑基础设计时，设计人员必须对工程的实际情况进行认真的分析，根据具体情况，选择合理的基础形式，从而为建筑结构的正常使用提供保障。
3.4 抗震设计中的概念设计
地震对建筑结构具有很强的威胁性，在地震情况下，建筑结构的受力情况很难判断，如果设计人员在进行建筑结构设计时，采用建筑结构设计软件，很可能在地震作用下，对建筑结构造成巨大的破坏，因此，为确保建筑结构的安全性，仅仅依靠建筑结构设计软件的计算结果是远远不够的，还需要借助概念设计对建筑结构设计的薄弱环节进行控制，这样才能提高建筑结构的抗震性能。在进行建筑结构抗震概念设计时要注意：
（1）合理的选择场地和地基。场地及地基的选择情况会对建筑结构的抗震性能产生直接的影响，因此，在进行建筑结构抗震设计时，要根据建筑地基情况进行，确保建筑结构的抗震设计与地基形式相符合。
（2）建筑结构能合理的传递地震力。在进行建筑结构抗震设计时，要根据抗震设计等级，合理的设计建筑将结构体系，确保建筑结构受力明确、传递地震力简单。
总 结
在建筑结构设计中，通过概念设计能弥补建筑结构设计软件的不足，使得建筑结构设计更加科学、安全、经济，因此，在实际工作中，设计人员要特别注重建筑结构设计的概念设计，这样才能最大限度的提高建筑结构的综合性能，提高建筑结构的综合效益。
参考文献
[1] 罗国伟.建筑结构的概念设计分析[J].建材与装饰，2012，（35）：132-133.
[2] 林凤钦.浅探房屋建筑的结构概念设计[J].山西建筑，2010，（14）：125-126.
[3] 李盼.高层建筑结构的概念设计分析[J].建筑知识：学术刊，2014，（08）：11-12.
建筑结构概念设计范文4
关键词：建筑结构；抗震；概念设计
引言
所谓的概念设计，就是建筑在进行抗震的设计的时候，着力于建筑结构总体上对地震的反映，按照建筑结构的破坏过程，灵活的运用抗震技术，有效合理的解决建筑结构设计中存在的基本问题，从整体的布局上要注意大原则还要考虑细小的关键细节，从根本上提高抗震能力。建筑结构抗震概念设计具有基础，且是结构抗震设计的核心，更统领结构抗震设计的全过程。现如今，结构抗震概念设计的思想也被愈来愈多的工程师所接受，并在结构抗震设计中发挥着愈来愈大的作用。
一、建筑结构抗震的概念设计重要性
建筑结构抗震概念的设计首先就是必须要遵守正确的建筑结构抗震概念设计的思绪，尽可能的满足概念设计的要求。在这样的基础上，加上必要的抗震计算，抗震计算是非常重要的，不可缺少的一部分。在建筑结构抗震设计的计算是抗震的前提和基础条件，概念的设计和抗震的计算相比，有着决定性的作用，主要原因有：
（一）地震及其地面运动的不稳定性
我国当代的科学技术水平受到限制，抗震计算的依据很难确定，地震发生时，震波根据震源传到地球表面，经过岩石的折射，在土层中进行非线性传播，这个非线性传播是非常复杂、多变的过程，造成地面的运动的不稳定。如美国一位学者曾经研究Elcentro 台站上发生的15 次地震记录之后指出，不同的震源所造成地震的加速度的差别很大。近些年来，我国发生的大地震，大多数已经超过了原定的设防强烈度，不同程度的造成了社会经济的影响和损失。如1966 年3 月22 日在河北邢台发生的地震，高达10 级；1967 年7 月26 日在广东阳江发生的地震，高达8 级；1976 年7 月28 日在河北唐山发生得地震，高达11 级。所以，设计者如果单单是根据设防烈度来进行建筑结构的抗震设计计算是很难确保人们的居住安全的。
（二）地震时地面运动的复杂性
地震发生时，地面运动一般分解为6 个自由度，但是世界上到目前为止还没有记载最简单的地面运动记录。地震对建筑结构的破坏并没有记载，对于复杂的地表运动分量很少人会掌握。在目前的抗震计算中，只要根据最简单的水平和竖向方向进行计算，它与复杂的地表运动的作用有所差距。在地震发生时，不同地表运动可能会造成建筑结构的破坏的复杂性好没人掌握。
（三）抗震计算对反映建筑结构破坏的复杂过程
在发生地震时，建筑结构的破坏是不断地在变化、改动、非线性的复杂过程，只要有结构和构建出现的裂缝的现象及其损害的程度的非线性变化，在建筑结构薄弱层容易出现变形或者转移而造成的建筑结构上的强度和内力的分布结构。不同构件的空间的作用和填充墙和其他的结构构件都会产生影响。现在的抗震计算理论和相关的计算程序这些影响都被忽略，造成某些建筑结构抗震计算分析的结果和实际的反差很大。综上所述，可以看出根据抗震的计算结果来完成建筑结构抗震概念的设计时片面的，可能还会不安全。只有建立正确的建筑结构的抗震概念设计并且和抗震计算相结合来完成，财会是建筑结构具有一定可靠的抗震能力。
二、抗震概念设计的原则
强烈地震是一种破坏作用很大的自然灾害。特别是近几年，由于地震灾害不断发生，建筑结构抗震概念设计的研究也提升到一个新水平，更为建筑设计者带来了新的问题。因此，应当针对地震形态，制定结构抗震概念设计的原则，并保证其灵活的运用，使建筑物具有可靠的抗震性能。
（一）形状要简单
首先，简单的设计形状能使建筑结构明了，并且在对各构件进行受力情况分析上也容易把握，在很大程度上保证了受力数据的精准度。其次，简单的建筑构造还减轻了地震对建筑物的破坏，减少了工程整体的薄弱环节，提高了建筑物的整体抗震能力。
（二）竖向要均匀
在设计上要优先考虑竖向均匀，在建筑横隔层的上下结构比例上要严格控制竖向收进尺寸，进行具体的竖向受力分析，避免因分隔层导致的承重不均、超标。而洞口开设应保持规则整齐，增强整体结构的刚度和强度，避免外力突发下的刚度突变，导致结构扭曲。另外，要保证刚度以及延性，就要同一层面支柱和其他连接结构刚性一致，刚度趋于均衡，增加结构延性，使构件更能吸收和发散地震能量。设置填充墙时将墙与柱分开，在不影响整体结构的受力状态下，根据需要设置防震缝，进而保证其质量。
（三）整体要合理
基础要符合建筑要求，保证基础的承载能力完全达到刚度强度指标，与上部构件连接可靠。柱体与基础和隔板到楼盖的连接上有足够的刚度和抗力，各部件牢固连接紧密协同，增强竖向和水平的抗震能力。
结构体本身由众多构件连接组合，并通过各种构件协调工作来达到抵御地震作用的目的，若在地震作用中，结构体丧失整体性，则各构件的抗震作用就无法得到发挥，因此，就容易造成结构体的整体垮塌，所以，只有在保证结构体的整体性前提下，才能发挥各个构件的抗震作用，保证建筑结构体的质量安全。所以，保证结构体的整体性也是抗震概念设计的关键。
（四）结构要规则
结构规则能保证建筑结构有一个对称的整体布局，包括立体刚度对称和外形对称，提高建筑抗侧力。并且保证质量对称，能使建筑物均衡抵御外力，很好的避免重心偏离，从而增强结构的稳定性。
根据抗震设计规范要求，建筑结构形式的选择宜遵循规则、对称的基本原则，使建筑结构的受力均匀，而且楼层不宜错层，这都是对结构整体全面布置的要求。多次地震灾害表明，房屋结构外形越不规则，地震灾害所造成的影响越大，因此，建筑结构的质量重心不应与整体刚度中心偏差太大，否则将会加剧地震造成的扭转震害。所以，就要求结构设计的平面、立面整体规则对称。
（五）多重抗震防线的设计
一般地震持续的时间，短则几秒，长则十多秒，面对持续性地震的袭击，多重的抗震防线有利于降低地震所造成的伤害，争取人们的逃生时间。因此，多重的抗震防线设计就显得非常重要。
三、提高建筑结构抗震能力的措施
建筑抗震概念设计是专家们通过对大量建筑地震震害实例进行分析，归纳总结出来的实践经验。抗震概念设计在地震区的建筑抗震设计中是非常重要的，因而，应当引起高度重视。
首先，要合理的布局地震外力能量的传递吸收途径，保证支柱、墙和梁的轴线处于同一平面，从而形成构件双向抗侧力体系。使其在地震作用下呈弯剪破坏，并且塑性屈服尽量产生在墙的底部。而连梁宜在梁端塑性屈服，还有足够的变形能力。在墙段充分发挥抗震作用前，按照“强墙弱梁”的原则加强墙肢的承载力，避免墙肢的剪切破坏，提高建筑结构的抗震能力。
其次，要按照抗震等级对梁、柱以及墙的节点采取相应的抗震震性能。构造措施，确保建筑结构在地震作用下达到三个水准的设防标准。为了保证钢筋混凝土结构在地震作用下具有足够的延性和承载力，应按照“强剪弱弯”、“强柱弱梁”、“ 强节点弱构件”的原则进行设计，合理地选择柱截面尺寸，控制柱的轴压比，注意构造配筋要求，尤其是要加强节点的构造措施。
最后，要设置多道抗震防线，在某一构件损坏吸收部分地震能量后，其他构件还能再起到防线作用。另外，要增强建筑的延性，保证构件能够有效吸收地震能量，合理布局构件的刚度和强度。框架结构设计要使节点基本不破坏，那么同一层中各柱两端的屈服历程越长越好。底层柱底的塑性铰宜晚形成，应当使梁、柱端的塑性铰出现得尽可能分散，充分发挥整体结构的抗震能力。
结语
由于地震发生的随机性，因此为了尽量减少地震对人类生存环境的巨大破坏性，这就要求建筑结构的工程师们根据抗震的规则并且运用好建筑结构抗震概念的设计，做到结构功能和外部的条件保持一致，更好的对建筑结构的抗震设计进行解决处理，利用定量的计算方法对建筑进行抗震的数据分析。笔者衷心希望，以上关于对建筑结构抗震的概念设计探究能够被相关负责人合理的吸收和采纳，进而更好的提高我国建筑工程的质量，保障人民群众的生命和财产安全。
参考文献：
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建筑结构概念设计范文5
【关键词】建筑结构，抗震概念设计，应用
前言：建筑设计是建筑抗震设计中一个非常重要的环节，它与建筑物的抗震能力密切相关，对建筑抗震起到一个基础作用。而一个优良的抗震设计，必须与结构设计相互配合，对建筑的整体结构要充分考虑。设计人员要综合考虑，才能使建筑的功能设计与抗震能力达到一个平衡的状态。
1 抗震概念设计的意义
在进行建筑结构设计时通常采用计算设计和概念设计两种设计方式。前者对计算和规范的要求较高，完成计算模型的分析和受力情况的假设之后，要完成具体的计算分析，运用计算得出的结果完成设计工作。地震作为一种随机性极强的自然灾害，还会造成地面的运动，这无疑增加了设计的复杂程度。混凝土的弹性模量和其阻尼的变化在地震发生时通常不会呈现线性特征，这就使得设计过程中的计算得不到良好的设计效果。基于概念设计的设计过程只需要附加必要的数据就能完成抗震性能良好的设计。这种概念设计要借助丰富的工程经验和对地震灾害的充分理解才能处理得当。
2 抗震概念设计的应用
2.1 抗震场地的选取
建筑物在遭受地震时发生的毁坏主要分为一下三类：首先，地震会引起地面的剧烈运动，建筑物在这种地面的运动中发生扭曲和变形；其次，地震的发生还会伴随诸如泥石流、海啸等其他危害；最后，地面变形会产生滑坡等现象，导致建筑受损。对于上述三种情况，只有第一种情况能够实现真正意义上的技术防范，后两种情况只能在抗震场地的选取上进行预防。
2.2 构建恰当的地基
地基应该充分考虑当地地质情况，并合理设计地基的负载分布情况，使地基在地震发生时起到最大作用。结构相同或者相似的单元在设计时应当放置在相同或者位置靠近的地基上，一个地基上相同结构的单元不允许出现性质完全不同的情形，地基在地面以下的部分应当保持同一长度，在各个结构单元间均匀分配地下室，这样可以使得地基具有良好的整体性，在地震发生时能够表现出最佳效果。
2.3 平面和立体结构的调整
为了具有良好的抗震性能，建筑物结构应该在简单、匀称的基础上要求更强的整体性和弹性。“简单”代表建筑的结构在地震发生时受力情况明显，不同结构单元使用不同的结构体系，简单明了。建筑物的匀称就是要求材料刚度变化小，降低楼层之间错位情况的发生几率，同时也使建筑变形情况得以缓解。
2.4 确保构件连接稳定
构件的节点所受的承载力不得小于连接构件的承载能力，连接过程中不可以破坏结构的整体性，构件的连接不仅要确保一定的刚度，更重要的是还要具有一定变形的能力。
2.5 加强抗震防线的建设
抗震防线是利用能够实现多重抗侧力的结构使得建筑物部分的延性得以加强，设置多道这样的抗震防线可以大大加强抗震结构体系的抗震能力，能够将大部分地震传递来的能量消耗殆尽。如果地震能量过大，导致第一道抗震防线被击破，建筑物设计的自震周期和卓越周期具有一段距离，这样就很好地消除了建筑物共振的可能性，减少地震带来的危害。第一道防线多采用负载较小的纵向支撑，有必要时还可以在建筑物中设置冗余部件，地震能量传递过来时这些冗余部件发生屈服变形，同样可以巧妙地使建筑物自震周期错开，降低共振的危害。
2.6 破坏规律的调整
地震发生时建筑物的破坏与结构有关，不同结构的受损程度也不同，进行抗震概念设计的工作人员应当对结构的破坏规律合理安排。一般而言，结构整体不允许先于局部结构破坏，只要弄清破坏规律，可以将建筑物受损情况降至最轻。经笔者总结，破坏规律可以归结为以下两条：“纵不先横”，即柱子应当在梁被破坏之后遭受破坏，因为柱子一旦破坏整体结构直接受损，坍塌的几率大大提高；“节强于杆”，即节点不能在构件之前损坏，因为节点的损坏直接导致众多构件受损，这与保全整体的原则是相符的。
3 高层建筑结构抗震概念设计的主要要点
由于地震的不可预知性，高层建筑结构在设计过程中很难准确地预测建筑物所遭遇的地震特性和基本参数，只靠计算很难使高层建筑结构具备良好的抗震性能，这就要求每个结构工程师必须重视建筑结构的抗震概念设计。因此，高层建筑结构在抗震设计中，应注意以下几点：1） 建筑结构的平面布置。建筑结构的平面布置是影响结构抗震的重要因素，合理的建筑平面布置对建筑结构设计是至关重要的。大量地震灾害表明，平面布置简单、对称规则、质量和刚度分布比较均匀并且具有明确传力途径的建筑结构在地震时不容易发生破坏。规则结构能较为准确地预估结构的作用效应和地震时的反应，较容易采取有效的抗震措施及相应的结构措施来加强其抗震性能。相反，平面布置复杂、不对称且不规则的结构，其地震作用效应很难估计的。因此，高层建筑结构中规范规定，宜采用规则结构，不应采用严重不规则的结构。2） 建筑结构的体系选择。高层建筑结构设计中，就优先采用具有多道防线的结构体系。例如： 框架―剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构。这三种结构可以作为地震区高层建筑的首选体系。当建筑物高度不高且层数不多时，可采用框架结构。但当建筑物位于地震区，且高度均较高时，应避免采用框架结构、板柱剪力墙结构。因为，地震具有强破性且持续时间很长，往复次数较多，能够对建筑物造成累积破坏。单一的结构体系在遭遇地震时，一旦发生破坏，很容易造成房屋倒塌，危及人们的生命及财产的安全。当结构体系具有多道防线时，当遭遇地震时，第一道防线遭破坏后，后续的防线仍然能抵抗地震的冲击力，可以最低限度的防止建筑物的倒塌，给人们以充分的时间进行逃生，保证人民的生命安全。因此，高层建筑结构抗震设计中的多道防线是进行抗震设计时所必须设置的。3） 结构薄弱层。当建筑结构的侧向刚度分布不均匀、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变时，容易产生薄弱层。薄弱层在地震中是最先遭受破坏的部位。因此，对有明显薄弱层的结构，应采用相应的抗震构造措施来提高其抗震能力。结构构件的实际承载能力是判断薄弱层部位的基础，有意识、有目的地控制薄弱层部位，让它有足够的变形能力，而且不使薄弱层发生转移是提高结构抗震性能的重要手段。4）建筑结构抗震设计的质量，震灾害会产生很大的破坏力，所以在设计建筑结构时，要有效地提高结构的抗震性能。目前在我国的建筑行业中，建筑结构的整体设计水平明显低于国外发达国家，存在着设计方案不合理、建筑施工成本较高、建筑物整体重量较大等问题，这样在地震来临之时，会造成严重的危害。所以，为了设计出比较合理的建筑结构，应该严格按照相关的抗震规范规定，选择合适的场地，认真、充分地考虑建筑结构的构件承受力、消耗能力、延续性以及刚度等问题，科学、合理地进行抗震设计，从而提高建筑结构的抗震能力以及承载能力，提升安全性。
4 小结
抗震概念设计是一项涉及诸多事项的系统工程，设计时应当把握确保结构整体稳定性这一原则，对于连接部位要重点防治。建筑的抗震性能和设计人员对结构整体的把握密不可分，设计人员应当具备充足的概念设计经验，设计过程中严格按照要求和原则执行，才能确保建筑具有良好抗震性能。
参考文献
[1] 吕杨. 抗震概念设计在建筑结构设计中的应用 [J]. 建材与装饰 ， 2012， （30）：26-27.
建筑结构概念设计范文6
关键词：建筑结构；概念设计；方法
Abstract: the concept design, the application of the relationship between structure whether meet the architectural requirements, and the fastest way to load transfer to the ground, foundation, more comfortable and safe living and working environment and save money and materials. Designers of innovation design is the basis of conceptual design. This paper will take concept design as the basis, the structure of the concept design method is discussed. Hope this research, the application of the conceptual design of, be helpful.
Keywords: building structure; The conceptual design; methods
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
结构设计的灵魂和核心就是概念设计，它体现在结构设计的整个过程中。概念设计理念是指，在进行工程设计的时候，要求科技人员对结构相应的结构内力和变形以及其合理形态等具有定性的分析和总体概念的能力；与此同时，还要求其对工程中所得到的点算结果和数据、发生的现象等作出迅速的科学判断的能力。具体的将，就是设计人员在从载面设计、结构选型、分析计算和布置到细部处理的整个设计的过程之中，对所碰到的问题，依据实际情况下建筑结构的工作规律，结合设计师本身的实践经验，综合的考虑各种因素，确定合理的处理、分析方法，争取取得最合理、经济的结构设计方案。概念设计的运用，关系着结构是否满足建筑要求，并用最快的方式把荷载传递至地基、基础中， 更为舒适、安全的生活和工作环境，以及节约资金和材料。设计师进行创新设计的基础就是概念设计。本文将以概念设计为基础，对建筑结构中概念设计的方法进行了探讨。希望本文的研究，能对概念设计的应用，有所助益。
1 概念设计的内容和意义
结构设计包括理论和概念设计。理论设计，是工程师对计算模型进行的受力状态和假设状态假定的前提之下，依据设计规范和理论对结构进行计算设计与分析。概念设计是指，在不经过数值运算，特别是在规范中很难规定或在一些很难做出准确理性分析的问题之中，根据分体系和整体结构体系件的工程经验、力学关系、震害和结构破坏机理等所获取的基本设计思想和设计原则，从整体的角度来确定抗震细部位措施和建筑结构总体的布置的宏观控制。在建筑方案的设计阶段，以总体为出发点，利用概念性的近似计算的方法，能有效、迅速的对结构体系进行选择、比较和构思。该方法虽存在一定的误差，但简单快捷、定性较为准确、概念清楚，能够较快的选出最合理的方案，具有很好的可靠、经济性。
我国结构的计算理论经历了多个阶段的发展，其中要数当前的概率极限状态的设计法更合理、科学，但是，其在计算的过程之中具有一定程度的近似，并单独的利用其很难估算出建筑物真正的承载力。实际中，作为空间结构的建筑物，其各个构件都是以非常复杂的方式共同工作，且这些构件都并非是脱离总个结构体系的独立构件。当前，在空间结构系统的整体研究上，人们还有着一定的局限性，在进行设计的过程中利用了很多简化和假定。结构工程师在设计中，不能照搬规范，应当将它当做一种参考、指南，并在实际的设计中进行合理的选择。这就需要结构工程师透彻的了解各基本分体系和整体结构体系件的力学关系，将概念设计运用至实际的工作之中去。
2 概念设计在结构设计中的应用
传统结构设计和结构设计的理论研究只注重怎样增加结构的抗力，从而导致了配筋量逐渐加大、混凝土等级也逐渐升高，进而逐渐的加大了造价。结构工程师只是注意到不超过最大的配筋率，其结果造成了深基础、旁柱、肥梁随处可见。以抗震的设计来讲，一般都是依据初定的混凝土、尺寸等级算出结构的刚度，再依据结构刚度计算出地震力，最后配筋。这样以抗震配筋，刚度增加，反而震效也同时也得到增强。其实，在结构设计中，可以从降低作用效果进行考虑：在抗震的设计之中，对隔震消能的研究则是一个较好的例子。在主体和基础件增设消能支撑和柔性的隔震层是隔震消能的通常做法；或者装一个“反摆”于建筑物的顶部，在地震发生的时候，建筑物顶部位移的方向与其位移的方向相反，从加大对建筑物震动的阻尼作用来降低加速；以减少建筑物在地震中的位移来达到降低地震作用的效果。通过合理的设计可以降低60%的地震作用的效应，进而加大了建筑物内的物品的安全性。该研究于国内外正被深入、广泛的应用。在日本，该研究的成果在实际的工程中已经得到了广泛的应用，并取得了很好的使用和经济效果。而在我国，由于人们的认识、技术和经济的限制作用，在实际的工程建设中，还未得到广泛的应用。在建筑的机构的设计之中，对建筑物的刚度进行合理的确定，是非常重要的。设计中，建筑物的刚度不能设计的过大，刚度过大则建筑物的结构自振周短，地震发生时，建筑物结构所需承受的地震作用力就越大，想对应的，所承受的后果就较重，并且还造成了许多不必要材料的浪费；而刚度也不能太柔，太柔的建筑物的结构在地震发生时，其所产生的变形也就越大，严重的影响了建筑物的正常使用、稳定性和强度。
在进行抗震验算的时候，应当注意场地的土类别。条件充足时，若8度超过5层则应尽量的加剪力墙，这样可以增强结构的抗震能力。应考虑大跨度阳台和雨篷等处梁的抗扭，其扭矩是梁的中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。框架结构最好设计成双向的梁柱刚接体系。框架柱、梁的混凝土的等级最好相差一级。设计中，应当增加对垂直地震的设计。填充墙内不能出挑雨篷。若过梁或梁等的载面过大时，应对构件配筋率的最小值进行验算。出屋面的楼电梯间不能使用砖混结构。考虑到在地震作用的时候，必须灵活运用和充分领会抗震概念设计的优化准则，并采用相关的构造措施。
3 概念设计的发展
随着概念设计在建筑工程的应用，其设计思想也被越发多的结构工程师接受，并发挥了越发巨大的作用。可是，在如今高校的教学之中，通常都只注重独立的分体系和单独的构件的力学的讲解。在专业课程的教学之中，尤其以单项的计算居多，综合的练习较少，并且着重于考题，进而促使有很大一部分学生只会套用公式进行解题的习惯。而且，最近一些年强调计算机应用的教育，如：毕业设计必须用结构设计软件出图、计算。但是，因为计算机设计的过程的屏蔽，对手算过程的训练程度的削弱，也使得学生对计算机产生了一定的依赖性，进而结果其整体结构体系的概念模糊，综合应用能力下降。这些对致力于培养具有创造力的未来工程师的目标而言，相当不利。随着人民生活质量的升高以及社会经济的发展，对建筑的结构设计，其要求也是越来越高。加强计算的应用，发展先进的计算理论，加快新型的环保、轻质、高强度 建设材料的研发和应用，促使建筑结构的设计更加的使用、安全、经济和可靠是当务之急。其中，打破传统结构设计的成规；并充分的将结构工程师本身的创新能力发挥出来相当的必要。因为，他们是建筑结构设计革命的执行者和推动者。这就要求教育界和工程界的共同努力，推广概念设计的思想，不失为一条有效的途径。
小结：
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论，加强计算机的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。概念设计的运用，关系着结构是否满足建筑要求，并用最快的方式把荷载传递至地基、基础中， 更为舒适、安全的生活和工作环境，以及节约资金和材料。因此，将概念设计进行推广，在一定的程度上有利于节约了社会的资金投入，更有利于为人们创造一个更为舒适、安全的生活和工作环境。
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