1、谈概念设计在建筑结构设计中的应用【摘要】建筑结构设计作为建筑设计中重要组成部分，其对于建筑的承载性能、安全质量、造价水平以及美观效果等都有着重要的影响。近年来随着我国城镇化建设步伐的加快，各种配套城市规划的建筑拔地而起，本文就根据作者从事建筑结构设计的经验，与同业人员进行探讨。 【关键词】建筑结构设计；概念设计；重要性分析；应用探讨一、前言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。当然，加强建筑结构的概念设计，不仅仅是改善居民生活方式，提高居民生活质量的客观要求，也是推进我2、国和谐社会，生态文明建设步伐的重要举措。二、建筑结构概念设计的概念、依据以及重要性分析1、建筑结构概念设计概述所谓的概念设计一般指不经数值计算，尤其在一些难以作出精确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。运用概念性近似估算方法，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，具有较好的的经济可靠性能。同时，也是判断计算机内力分析输出3、数据可靠与否的主要依据。结构概念设计是在经验与理论相互结合的基础上产生的，它是设计人员根据多年的实践经验和所学的理论知识，对结构设计形成的一种新的设计方法。这种方法既符合理论的科学性，又能结合施工的实际，补充理论的不足。在进行结构概念设计时，结构工程师将结构设计经验与理论知识相结合，对建筑结构设计进行概念性地分析和比较，确立建筑结构的总体布局，形成合理的设计。2、建筑结构概念设计的依据概念设计必须有理论基础知识作为行动准则，离开理论基础知识的指导，结构设计就不会客观，而变成主观设计。同时也要依靠先进的设计工具，多方面的分析设计方案的合理性，并与理论基础知识结合并用。让结构总体系与各个分体系的工4、作原理和力学性质及构造处理原则相互融合。3、建筑结构概念设计的重要性分析概念设计是体现设计师先进设计思想的关键。当前在分工细化的市场环境下，大部分结构设计师更多的是依赖于各种设计规范、结构设计手册、电脑程序等进行传统的建筑结构设计，这在一定程度上缺乏了有效的创新。在计算机一体化应用的今天，设计师往往不能够及时发现建筑结构设计中的一些不合理的内容。随着设计师年龄的不断增长，使得他们已有的设计概念逐渐模糊甚至遗忘，影响了设计成果的创新。注重结构概念设计的意义，还因为当前的结构设计理论同计算机理论之间存在一些缺陷和不足。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5、。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。三、概念设计在建筑结构设计中的应用1、合理选择有利于建设的建筑场地建筑场地的选择是必经阶段，一个合理的选择会为后续的整个结构建设起到至关重要的作用。建筑场地的选择应注意以下几个要素：建筑的边界，保护的距离，防火、日照、防噪等的间距、建筑的高度控制、通视要求、对现有地形进行分析等等。同时要对建筑结构体系中的场地进行选择，要选择抗震系数高的，尽量避免在抗震系数低的地段进行建造，如果实在没办法避免，应该想办法降低危险系数6、，这些都必须在建设之前做好准备。2.合理选择建筑基础在场地的选择完成之后，应该根据不同的地形特征和结构形式进行结构基础的建立，一般常包括桩基础、箱形基础和筏型基础三种建筑基础形式。（1）桩基础：一般用在浅层地基的基础上要建造重负荷的建筑物，此类建筑采用天然的地基无法承受如此高的荷载，因此采用桩地基的方法将荷载从上部结构中传递到下部坚实的持力层中。（2）箱型基础。箱型基础一般应用于高层建筑中，其将整体的刚力分散，使整体的刚力适当，将荷载通过上部结构均匀的分散到下部，并且改善了箱基不均匀沉降的问题，从而增强了建筑物的抗震抗灾能力。（3）筏型基础。筏型基础的特点是低承载力、高负荷。其整体的刚度大结构7、稳定性好，可以将上部的超荷载分散到下部并且解决其压力分布不均的问题。3.合理选择结构规则和对称的建筑主体上述的选择场地和建筑基础是建筑的基础，其主体建筑才是结构选择和建设的重中之重，其选择必须合理、简单、对称，从布局上要求合理性有利于减小其扭转力，使非结构件的工作状态得到稳定和加强，较少耗材从而节约成本。通常建筑结构的对称是指抗侧力主体结构的对称，通常选择时可以选择对称的平面结构如简体框架结构和剪力墙结构等。另外其内部的对称也是需要结合建筑平面工程对其进行合理的布置，实现结构基本对称的方法可以通过调整结构刚心、建筑物质心及平面形心三者之间的距离使三者尽可能地靠近。4.合理设计抗震抗灾防线作为一8、个建筑最基本的要求就是具备良好的安全性。其主要表现在具有良好的抗震抗灾能力及超强的重力承载能力。在设计中应设计多道抗震防线来减少地震带来的威胁。可以适当控制的结构动力来减轻地震来临之时产生的破坏力。在建筑结构遭受地震带来的威胁之时可以通过赘余杆件发生变形来分散地震带来的冲击，同时可以使赘余杆件停止工作避开共振效应，使整个建筑结构过渡到另一种稳定的状态。四、概念设计在建筑结构设计中应用的意义1.采用概念设计有利于拟补计算机设计能力的缺陷在方案设计的初级阶段，工程师采用概念设计可以弥补计算机设计能力的缺陷，通过对之前经验的总结可以对方案进行有效的筛选，有利于选择价格低廉、结构合理并且效果突出的方案9、。2.采用概念设计具有创新性目前，工程师在结构设计中仍然停留在参照以前的设计、依靠规范的设计手册，运用设定好的计算机编程采用传统的设计模式进行设计，导致出来的设计方案没有新意，而采用概念设计恰恰可以避免这类问题的发生，工程师可以依据自己多年的经验展示自己的设计理念和设计思想，从而使设计别出新裁。3.采用概念设计可以提高设计水平采用概念设计可以有效的彰显一个设计师独特的设计风格和韵味，从侧面可以看出设计师的设计水平，同时利用概念设计分析技术，可以有效的发现问题的根源所在，使最终的计算结果尽可能准确。4.采用概念设计可以使设计方案更具合理性在建筑设计选择的阶段，采用概念设计可以有效的构思结构体系，在对比的同时做出正确的选择，最终的设计方案应具有清晰的思路及正确的定位。凸显出概念设计的经济性和可靠性原则，从而减少了不必要的麻烦运算。五、结束语总之，加强概念设计的研究以及概念设计在建筑结构设计中的应用分析，可以不断的提高建筑结构设计的水平，促进建筑行业的发展。参考文献1冯新波；马春玲；孙景芳浅议高层建筑结构设计中的抗震概念设计科技致富向导2009-05-252郑向超；凌胜涛；于春霞谈建筑结构设计中的概念设计土木建筑学术文库（第8卷）2007-09-01中国会议3赵真；谢礼立从欧洲抗震设计规范的一般规定浅谈结构抗震概念设计的重要性地震工程与工程振动2011-10-15