建筑结构概念设计范文

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第1篇

关键词：建筑结构；概念设计

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

概念设计与结构措施在建筑结构设计中起到了非常重要的作用，因此应当加强重视和设计理念创新，只有这样才能提高设计质量，才能确保我国建设事业的可持续发展。本文主要对概念设计、结构措施以及二者在实践中的应用进行了分析，希望大家可以给出更科学、更合理的建议与意见，同时也希望业界人士能够积极地参与到其中，为保障我国建筑事业的快速发展做出更多的贡献。对于建筑工程而言，概念设计与结构措施在整个工程项目结构设计中发挥着非常重要的作用，同时概念设计、结构措施的实际应用情况，也体现出了工程师在建筑结构设计领域的专业水准。工程师可以将整体概念纳入到结构总体设计之中，对结构之间以及结构与构件之间的关系进行合理的优化，从而使概念设计与结构措施可用以有效解决当前结构不可算等问题。因此，在当前的形势下，加强对建筑结构设计中的概念设计与结构措施研究，具有非常重大的现实意义。

1 概念设计

1.1 概念设计问题。所谓概念设计，主要是指不经过数值运算，尤其是在难以精确分析、未在设计规范之中予以明确的情况下，综合结构体系、分析体系破坏机理以及力学关系，从宏观上对建筑结构进行合理的设计。一般而言，概念设计是从建筑结构设计方案的总体着手，合理处理结构设计中的常见问题，比如构件延性及其力学分布等问题。 概念设计在结构设计中非常的重要，概念设计的合理应用，既可以丰富工程师的经验，又可以使设计理念、效果得以有效的完善和改进。建筑结构实际设计过程中，很多设计人员将设计纳入规范、设计手册范围之中，对于新技术领域中的挑战不敢接受，因此可以看出创新精神依然比较匮乏，结构设计理念依然比较陈旧，缺乏突破、创新。然而，结构设计理论中通常会出现一些计算和现实难以相符的问题，或者结构构件设计无法进行计算，此时便需要将概念设计与结构措施有效的结合，以此来优化建筑结构设计。对于结构工程师而言，应当综合自身的理论概念，选择其中最为经济实用、安全可靠一种设计方案。

1.2 结构概念设计。实践中，为确保建筑结构自身的安全性与可靠性，增强其抗震性能，建筑结构概念设计中所用到的措施应当注意以下几个方面的事项。选择一些对抗震有利的建筑场地，以提高建筑结构自身的稳定性，尤其要避开不利的地段；对实践中存在着的各种结构构件进行优化，并尽可能多地设置一些抗震防线，从而使抗震防线能够在地震往复作用之下不断增加其抗震性能；在提高建筑结构抗侧移强度时，还应当有选择的不断提高其中一些较为重要的构件自身的延性，从而使建筑结构能够具备一定的刚度，合理的分布其承载力，加强建筑结构自身的抗震性能；同时，应当确保抗震构造连接和经计算所得的节点连接质量，保证建筑结构自身的整体性；在此过程中，应当确保建筑结构平面、立面的布置与概念设计之要求相一致，避免不规则方案的应用；同时，还要坚决抛开常规的设计计算方法，合理地运用设计经验，采用概念与实际问题相结合的方法对其进行综合的计算与分析。

2 概念设计与结构措施的有效应用

基于以上对概念设计与结构概念设计相关问题的分析，笔者认为在建筑结构设计过程中，应当有效地将概念设计与结构措施有效地结合在一起应用，这样才能体现其效果。

2.1 概念设计与结构措施的协同，主要体现于基础实施与建筑上部结构之间的关系方面，即在设计过程中须将基础设施与建筑上部结构视为整体，决不可将二者在理念与操作中分开。比如，在建筑工程项目建设过程中，尤其是砖混结构施工建设时，一定要严格依靠圈梁、构造柱的上部结构与建筑地基有效地连接成整体，进而确保工程结构的稳固性；并非单纯地只是依靠建筑地基自身的综合效果来防范不均匀下沉问题的出现，确保建筑结构自身的整体稳固性。

2.2 概念设计与结构措施的协同还体现在很多的方面，比如当建筑结构受力时，各构件均达到比较高的应力水平，特别是高层建筑结构设计过程中，应当尽可能地避免短柱、层次间的横梁结构差异等现象。近年来，随着建筑结构的高度、层数的不断增高和加大，竖向、水平载荷也将增大建筑底部层次之间的承受自重，进而导致建筑结构底层短柱不断出现。实践中，为有效避免这一现象的出现，可对其中的大截面柱进行施工操作，即在柱截面上采取开竖槽等方式使矩形柱成为田形柱，以此来增加基柱自身的长细之比，节省建筑空间。同时，长短梁通常会出现在同一个框架之中，这也是非常不合理的。短跨梁因受到水平力的影响，剪力会逐渐增大，梁端的正负弯矩也会变得非常的大，配筋均由水平力予以决定；而竖向上的载荷力不起作用，导致梁端正弯矩钢筋超筋，因此该种结构设计完全与协同工作之要求不相符，而且还会提高结构造价。

针对上述问题，在建筑结构尤其是高层建筑结构设计时，应该不断加大梁、楼层自身的刚度，从而使柱可以承受更大的弯矩；水平方向上应当确保惯性矩相等，这样可以防范同方向上强度过大现象的出现。高层建筑结构设计过程中，虽然角柱轴压相对较小一些，但在抗扭中所起到的作用却是非常的大，而且在水平力影响下，角柱轴力变化的幅度通常比较大，这要求角柱一定要具有非常大的变形能力。

2.3 概念设计与结构措施的协同，材料利用率控制。协同设计的目的在于充分的利用材料，在建筑工程项目结构设计过程中，施工材料的利用情况显得非常的重要，利用率越高，其协同程度就会越高。从建筑结构的整体优化上来看，确保建筑结构性能最好的一种方案并非是材料利用率最高的一种方案，然这并不影响在结构设计过程中尽可能的提高材料利用效率。我国是一个人口大国，建筑结构设计过程中的节能策略落实非常重要，可以有效确保资源合理利用、可持续发展战略的全面实施，即通过花最少的钱，完成最科学合理的建筑结构设计。这一要求从梁类构建过程的演变可以看出来，矩形截面梁作为最普通的受弯构件，它的材料利用率很低。比如，靠近中和轴的材料应力水平相对较低一些，而且梁、弯矩沿梁长不断的变化，对等截面梁而言，其大部分区段即便应用的拉压边缘的应力，同样非常的低；根据梁的特点，可对其进行结构概念分析，梁截面具有应力梯度变化，材料为轴心受力时其利用率才会增大。基于此，当前结构设计过程中可将平面桁架当作最重要的梁体应用，平面桁架则可作为掏空梁，即梁内多余的角料、边料等全部去除，不仅经济实惠，而且重也大大降低。

3 结束语

近年来，随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快，建筑行业的发展可谓突飞猛进，作为当前建筑设计中一项非常重要的部分，建筑结构设计对建筑结构自身的承载能力、安全性以及造价和美观度等，都会产生非常大的影响。建筑结构设计中，工程师的任务在于如何在规定的建筑空间范围之内进行整体结构方案设计，因此概念设计是建筑结构设计的指导思想。

参考文献：

[1] 张广生.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].中国新技术新产品，2011，（06）.

[2] 夏鼎，马永.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].建筑与文化，2012，（03）.

[3] 刘慧芝 李福来. 浅析建筑结构设计中的概念设计与技术措施[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊）， 2009，（04） .

第2篇

【关键词】建筑结构；概念设计；相关思考

在我们所熟知的传统设计当中，常常是会给结构工程师造成一种错误的感觉的，他们会认为结构设计实际上就是一种固有的规范化模式加上一些计算公式。他们所需要做的只是等待建筑师给出一个已经形成的方案，在这个方案的基础上，进行拼凑、组合和罗列，根据需要再进行适当的添加。认为只要是计算机所计算出的结果能够满足所规范限制的要求，就可以规划为设计成功。实则不然，概念设计在大部分时候是比计算设计更为重要的，概念设计依靠的是设计者的知识经验储备运用，并且还要有正确的思维判断以及对建筑结构总体方案的正确决定，方才能做出一个正确合理的结构设计。

一、建筑结构概念设计的背景含义解读

（一）建筑结构概念设计所产生的时代背景

伴随着新世纪社会经济的发展，人们对生活质量的要求开始不断提升，对待建筑结构设计行业的要求也开始提高，那么这便要求此行业的从业者们必须拥有更高、更深的想法规划与发展。由于建筑结构的工程师们才是建筑结构设计这一项革命任务的直接执行者，所以想要捅破传统结构设计中的种种问题，工程师们需要充分发挥其自身的创新能力以及创造性是非常重要的一件事。这需要很多行业的共同努力，甚至需要建筑工程界与建筑教育界两者结合联手，一起来推行建筑结构概念设计这种简单有效的办法。建筑结构设计其最终目的，其实就是为了寻找到一个可以令人感到满意的方案，所以往往概念设计的最开始是十分困难的。它与以往的设计有很大的差别，它充满着许多的不确定性，所以一名优秀的设计人员，首先应该学会将建筑结构这一概念进行设计优化。

（二）关于建筑结构概念设计的基本含义

所谓概念设计，顾名思义便是运用整体的概念来进行规划总体的一种方案，这为结构工程师以及建筑工程师在设计过程中能否相互默契的配合奠定了非常重要的基础。那些曾经难以做出决定，无法进行正确理性分析的问题，如今都能够根据概念设计给出合理的答案和解释。结构设计师通常要依据所具备的基础理论知识还有设计经验的思想，来通过整体全面的一个视角确定其建筑结构的总体所在位置。结构设计师还需要依照着基础理论知识内容还有在不同施工情况下所能够产生的正常规律，来灵活地综合运用其建筑结构概念。概念设计的主要任务完全是在特定的建筑设计空间当中应用的，所以运用一个整体全面的概念来完成结构当中所预期的整体设计方案，并且能够处理好材料与结构、构建之间所产生的相互关系。

二、建筑结构概念设计自身的概念定义

（一）概念设计能够发展是时代所创造出的必然产物

当科学技术与经济社会不断的进步发展，人们对建筑物的质量便会有越来越高的要求与标准，想要受到人们的青睐与喜爱，务必要运用概念设计创造出可不断创新、性价比高且性能良好的一种建筑结构总体方案。并且，虽然概念设计会有一定的误差度，但是其概念十分清楚、定性及其准确，且运算十分简单快捷，所以通常能够在最短的时间内选择出最好的方案。如果概念设计这一理念运用得当，还能够使得建筑结构会尽量满足其外部条件，并且还能够以最快捷的方式将建筑构件投递到相应的地基之中，可以节省不少的建筑材料及资金。创新性这一观点也皆是来自于概念的。所以，当人们一旦了解了一些新的体系及其构件与构造的概念之后，便会去寻找新的更简单更好的体系、构件与构造来取代它，这所取代的结果就是所谓的创新概念设计。由此可见，概念设计这一内容是这个社会设计思想稳步发展的一种必然产物，也必然会成为日后结构设计当中的一种主流思想。

（二）在设计当中展现出先进的设计思想才是关键

概念设计中是可以很充分的展现出先进的设计思想的，因为概念设计的根本宗旨便是在特定的建筑空间以及特定的地理条件之下，用一个整体全面的概念来思考建筑结构的整体方案。并且，能够有意识地利用其结构的总体体系与分体体系之间的相应关系。而建筑结构的工程师其主要任务职责便是在特定的一个建筑空间中运用全局概念性来完成整体方案的设计，并且可以有顺序有组织的处理好构件、结构与整体之间互相的作用关系。只有运用概念设计这一理念在总体上把握好结构的各项性能，才能对于计算分析给出的结果进行一个科学准确的判断以及合理正确的取舍。为了在概念设计的初期方案阶段，能够快速有效地对于结构体系进行详细构思、比较分析与规划选择，可采用把概念性当成近乎计算的方式，将概念设计也真正应用到实际设计的工程体系当中去。

（三）概念设计能够体现出建筑结构设计其原理与灵活性

建筑物实际上是一个非常完整的空间结构，相当多且复杂的构件都在以不同的受力方式共同的为一个建筑物服务工作着，每一个看似单独为个体的构件实则拼凑起来又是一个整体。所以，在当前的建筑结构设计界之中，对于具体空间结构体系这一项整体研究上，其实还存着特别多的局限性，这促使设计师在设计的过程当中不得已选定了许多假设或者简化的方法。但是，作为一名结构工程师，不仅要在设计的过程中做到严格遵守及执行其相关的强制性规范内容和要求，并保持其结构设计原则不能改变，并且还要保持其自律性，不可盲目机械状的照搬照抄，如果遇到一些推荐性的规范内容或者要求，那么在进行结构设计的过程当中，也应该把此作为参考意见或指导，这才是非常实际的设计项目中真正可行和条理正确的选择。不过，这便是对结构设计的工程师所提出的职业要求，一定要对整体结构体系以及各基本分体系两者之间的力学关系拥有一个非常透彻的认识和了解，并且要把这种概念设计真正应用到实际的工作中去。

在当今的建筑工程管理这个项目的实行过程当中，如果想要真正使得我国的建筑市场更上一个台阶，就必须从微观和宏观多角度去看待问题，思虑结果，如此才能够把握住工程质量，抓好工程项目的各项管理内容，所以任何一个小细节都马虎不得。人民的需求才是行业的目的与职责所在，所以一定要严格控制好建筑工程项目的质量，并且利用其概念设计这种合理化设计模式，来为人民提供一个生命安全及其财产安全的可靠保障。如此，我国的建筑市场才会成为可持续上升发展的状态。

三、结语

在建筑结构的设计当中，“概念设计”与“强度验算”还有“构造措施”这三个环节是相互拥有着紧密联系，任何一项都不可缺失，否则建筑结构的设计便是不完整的。当然，“概念设计”是这一切的先导，它是一项指引，而“强度验算”则是一个大前提，后者是前两者的补充与完善。所以，不要仅仅重视计算机的验算，最应该重视的应该是概念设计，这才能防止建筑结构设计的过程中，不要走入误区。

参考文献：

[1]邢贵龙.建筑结构概念设计初探[J].中国新技术新产品，2011（01）.

第3篇

关键词:概念设计;建筑结构设计;应用

作为建筑工程项目开展中的一个重要环节，建筑结构设计不但会关系到建筑工程项目的顺利开展，而且还会影响到整个建筑工程质量。所以，相关单位要充分重视建筑结构设计工作，并且采取科学有效的方法有效提高建筑结构设计水平。在其中合理地运用概念设计方法，可以有效地优化建筑结构设计方案，提高建筑结构设计水平。因此，设计人员要在建筑结构设计中要积极、合理地运用概念设计方法。

1概念设计概述

所谓的概念设计即为在尚未经过数值计算，特别是在一些很难通过相关的规范制度做出明确规定或者是很难进行精确理性分析的问题当中，根据整体结构体系以及分体系彼此之间存在的力学关系、试验现象等总结获得的设计思想与设计原则，以此来从整体上来完成对建筑结构的总体规划与布置，有效管理与控制抗震细部方法等［1］。在建筑设计方案制定的时期，这一设计方法可以更加科学、合理地完成对结构体系的构思、建立以及选择等，进而能够获得更加准确以及概念清晰的方案，从而为后期的设计奠定坚实的基础，进而提升其经济性以及安全、可靠性。

2概念设计在结构设计中的重要作用

2．1有效弥补计算机设计中存在的缺陷

在采用计算机完成建筑结构设计方案的时候是会存在许多缺陷的，其无法正常完成方案初步设计工作。这是由于计算机设计往往会为设计师造成一定的错觉，会使得设计人员觉得计算机程序的运用简单易行，因此就会对计算机软件产生过度依赖的心理，于是就不会去专心地研究与学习结构概念的相关知识，进而影响到其设计能力的提升。另外，一些设计人员会存在一种习惯，即会在设计过程中应用分析程序。然而其却没有充分意识到假如采用正确的软件会使得设计效率与设计水平得到有效提升，而假如选择的软件是错误的，那么就会造成结构设计发生问题，会留下潜在的隐患。因此，为了能够有效弥补计算机设计存在的缺陷，那么就应该合理运用概念设计，要鼓励与引导设计人员积极地学习结构概念的相关知识，进而充分利用概念设计的基本原则制定出最为理想化的结构方案。

2．2有效优化结构设计

对于每位建筑设计人员而言，其都需要充分地了解与掌握结构概念。因为利用结构概念可以帮助其创造出新的灵感以及更加准确、清晰的思路，可以帮助设计人员在充分遵循正确设计基本原则的基础上，有效地防止概念混乱以及定性不正确等诸多问题的出现［2］。除此以外，工作人员在面对一些技术问题的时候，假如其可以充分了解概念设计，那么就能够准确地找到问题的原因所在，然后再采取科学、有效的方法解决问题。在当前实行的《建筑结构设计统一标准》当中就涉及到概念理论，而且标准中明确提出了一个围绕概念理论而制定的结构极限状态设计准则，这一种设计方法会更加科学、严谨，进而可以有效提高结构设计的完善性与可靠性，有效地实现结构设计方案的优化。

3概念设计在建筑结构设计中的应用策略

3．1在建筑场地选择中的应用

为了可以有效地提升建筑结构设计的有效性与科学性，那么就必须要做好建筑场地的选择工作，因为只有充分保证建筑场地的科学、合理性，那么才可以也使得后续建筑设计工作更加顺利地开展，有效地确保其工作价值的实现。因此，在选择建筑场地的过程中要合理应用概念设计。具体而言，必须充分注意以下要素:(1)地形因素。因为不同的地形也会对建筑结构产生不尽相同的影响，而且在大多数的情况下还会对其产生极大的制约，所以在开展建筑结构设计的过程中，必须要充分考虑到建筑结构设计的要求，考虑到建筑的实际情况，进而综合考虑选择出最为合适的地形。(2)地质因素。由于地质因素也会在很大程度上影响的建筑结构设计税票，特别是对基础结构设计具有较大的影响。因此，在选择建筑场地的过程中，需要积极地开展全面、科学合理的评估以及分析，进而充分确保施工场地的地质能够有效地满足建筑施工的要求［3］。(3)抗震性因素。由于抗震性也会在很大程度上影响到建筑结构设计水平，因为只有在充分确保建筑结构有着良好的抗震能力以后，那么才能够有效地确保建筑的使用安全。因此，在选择建筑场地的时候，也要合理地应用概念设计，进而尽量防止在在那些极易发生震动的地方开展建筑操作。

3．2在基础设计中的应用

建筑结构的设计人员根据建筑物的具体结构形式以及所处的地理位置，然后再充分遵循概念设计的基本原则，对基础设计类型进行选择。例如筏型基础以及箱型基础等等［4］。在具体采用箱型基础的过程中，需要充分确保建筑物的负载能力，可以及时、均匀地传递给地基，这样就能够对地基不均匀沉降现象产生有效地抵御作用，而且使其可以有效地完成对周围土体的协作互助，进而有效地提升建筑物的抗风以及抗震能力。在选择使用筏型基础的时候，就会使得建筑物上部结构存在着非常大的荷载。对于建筑而言，其具有非常小的承载能力，这一结构类型能够使得建筑物上部得到有效的分散，而且使得地基获得更大的承载能力，在此状况下就会使得极不均匀沉降现象得到了有效的避免。

3．3在高层结构设计中的应用

在受到水平负荷作用时候，会造成高层建筑结构侧移现象的发生，这是高层建筑设计的一个重点与难点问题，每位建筑设计工作人员都必须要给予充分重视。在具体开展结构设计工作的过程中，设计人员要充分遵循概念设计基本原则，不但要充分考虑相关的要求与标准，与此同时还必须要选择更加科学、合理的抗侧力体系，不但要对建筑物四周存在的其他建筑物的位置、结构等进行综合、全面的分析与考量，而且还要对这些建筑物对所要建设建筑物的风压布局所、造成的影响进行综合的考量［5］，进而要在具体开展结构设计的时候，采取有效的措施努力提升建筑物的竖向荷载及其抵抗力，要合理地运用概念设计基本原则，努力加强建筑结构的抗震力，使其能够保证平面结构的简单性以及规范性。总之，在当前科学技术快速发展的时代背景下，也使得我国建筑行业获得了跨越式的发展。然而，其在建筑结构设计方面还存在着诸多问题，那么为了能够有效地提升建筑结构设计水平，就应该合理地应用概念设计方法，以此来有效地提升结构设计的完善性与可靠性，有效弥补在结构设计中存在的问题，优化结构设计方案，有效促进建筑结构设计水平的不断提升。

作者:杨涛 单位:中信建筑设计研究总院有限公司