建筑結構概念設計范文

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第1篇

關鍵詞：建筑結構；概念設計

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：

概念設計與結構措施在建筑結構設計中起到了非常重要的作用，因此應當加強重視和設計理念創新，只有這樣才能提高設計質量，才能確保我國建設事業的可持續發展。本文主要對概念設計、結構措施以及二者在實踐中的應用進行了分析，希望大家可以給出更科學、更合理的建議與意見，同時也希望業界人士能夠積極地參與到其中，為保障我國建筑事業的快速發展做出更多的貢獻。對于建筑工程而言，概念設計與結構措施在整個工程項目結構設計中發揮著非常重要的作用，同時概念設計、結構措施的實際應用情況，也體現出了工程師在建筑結構設計領域的專業水準。工程師可以將整體概念納入到結構總體設計之中，對結構之間以及結構與構件之間的關系進行合理的優化，從而使概念設計與結構措施可用以有效解決當前結構不可算等問題。因此，在當前的形勢下，加強對建筑結構設計中的概念設計與結構措施研究，具有非常重大的現實意義。

1 概念設計

1.1 概念設計問題。所謂概念設計，主要是指不經過數值運算，尤其是在難以精確分析、未在設計規范之中予以明確的情況下，綜合結構體系、分析體系破壞機理以及力學關系，從宏觀上對建筑結構進行合理的設計。一般而言，概念設計是從建筑結構設計方案的總體著手，合理處理結構設計中的常見問題，比如構件延性及其力學分布等問題。 概念設計在結構設計中非常的重要，概念設計的合理應用，既可以豐富工程師的經驗，又可以使設計理念、效果得以有效的完善和改進。建筑結構實際設計過程中，很多設計人員將設計納入規范、設計手冊范圍之中，對于新技術領域中的挑戰不敢接受，因此可以看出創新精神依然比較匱乏，結構設計理念依然比較陳舊，缺乏突破、創新。然而，結構設計理論中通常會出現一些計算和現實難以相符的問題，或者結構構件設計無法進行計算，此時便需要將概念設計與結構措施有效的結合，以此來優化建筑結構設計。對于結構工程師而言，應當綜合自身的理論概念，選擇其中最為經濟實用、安全可靠一種設計方案。

1.2 結構概念設計。實踐中，為確保建筑結構自身的安全性與可靠性，增強其抗震性能，建筑結構概念設計中所用到的措施應當注意以下幾個方面的事項。選擇一些對抗震有利的建筑場地，以提高建筑結構自身的穩定性，尤其要避開不利的地段；對實踐中存在著的各種結構構件進行優化，并盡可能多地設置一些抗震防線，從而使抗震防線能夠在地震往復作用之下不斷增加其抗震性能；在提高建筑結構抗側移強度時，還應當有選擇的不斷提高其中一些較為重要的構件自身的延性，從而使建筑結構能夠具備一定的剛度，合理的分布其承載力，加強建筑結構自身的抗震性能；同時，應當確保抗震構造連接和經計算所得的節點連接質量，保證建筑結構自身的整體性；在此過程中，應當確保建筑結構平面、立面的布置與概念設計之要求相一致，避免不規則方案的應用；同時，還要堅決拋開常規的設計計算方法，合理地運用設計經驗，采用概念與實際問題相結合的方法對其進行綜合的計算與分析。

2 概念設計與結構措施的有效應用

基于以上對概念設計與結構概念設計相關問題的分析，筆者認為在建筑結構設計過程中，應當有效地將概念設計與結構措施有效地結合在一起應用，這樣才能體現其效果。

2.1 概念設計與結構措施的協同，主要體現于基礎實施與建筑上部結構之間的關系方面，即在設計過程中須將基礎設施與建筑上部結構視為整體，決不可將二者在理念與操作中分開。比如，在建筑工程項目建設過程中，尤其是磚混結構施工建設時，一定要嚴格依靠圈梁、構造柱的上部結構與建筑地基有效地連接成整體，進而確保工程結構的穩固性；并非單純地只是依靠建筑地基自身的綜合效果來防范不均勻下沉問題的出現，確保建筑結構自身的整體穩固性。

2.2 概念設計與結構措施的協同還體現在很多的方面，比如當建筑結構受力時，各構件均達到比較高的應力水平，特別是高層建筑結構設計過程中，應當盡可能地避免短柱、層次間的橫梁結構差異等現象。近年來，隨著建筑結構的高度、層數的不斷增高和加大，豎向、水平載荷也將增大建筑底部層次之間的承受自重，進而導致建筑結構底層短柱不斷出現。實踐中，為有效避免這一現象的出現，可對其中的大截面柱進行施工操作，即在柱截面上采取開豎槽等方式使矩形柱成為田形柱，以此來增加基柱自身的長細之比，節省建筑空間。同時，長短梁通常會出現在同一個框架之中，這也是非常不合理的。短跨梁因受到水平力的影響，剪力會逐漸增大，梁端的正負彎矩也會變得非常的大，配筋均由水平力予以決定；而豎向上的載荷力不起作用，導致梁端正彎矩鋼筋超筋，因此該種結構設計完全與協同工作之要求不相符，而且還會提高結構造價。

針對上述問題，在建筑結構尤其是高層建筑結構設計時，應該不斷加大梁、樓層自身的剛度，從而使柱可以承受更大的彎矩；水平方向上應當確保慣性矩相等，這樣可以防范同方向上強度過大現象的出現。高層建筑結構設計過程中，雖然角柱軸壓相對較小一些，但在抗扭中所起到的作用卻是非常的大，而且在水平力影響下，角柱軸力變化的幅度通常比較大，這要求角柱一定要具有非常大的變形能力。

2.3 概念設計與結構措施的協同，材料利用率控制。協同設計的目的在于充分的利用材料，在建筑工程項目結構設計過程中，施工材料的利用情況顯得非常的重要，利用率越高，其協同程度就會越高。從建筑結構的整體優化上來看，確保建筑結構性能最好的一種方案并非是材料利用率最高的一種方案，然這并不影響在結構設計過程中盡可能的提高材料利用效率。我國是一個人口大國，建筑結構設計過程中的節能策略落實非常重要，可以有效確保資源合理利用、可持續發展戰略的全面實施，即通過花最少的錢，完成最科學合理的建筑結構設計。這一要求從梁類構建過程的演變可以看出來，矩形截面梁作為最普通的受彎構件，它的材料利用率很低。比如，靠近中和軸的材料應力水平相對較低一些，而且梁、彎矩沿梁長不斷的變化，對等截面梁而言，其大部分區段即便應用的拉壓邊緣的應力，同樣非常的低；根據梁的特點，可對其進行結構概念分析，梁截面具有應力梯度變化，材料為軸心受力時其利用率才會增大。基于此，當前結構設計過程中可將平面桁架當作最重要的梁體應用，平面桁架則可作為掏空梁，即梁內多余的角料、邊料等全部去除，不僅經濟實惠，而且重也大大降低。

3 結束語

近年來，隨著社會經濟的快速發展和城市化建設進程的不斷加快，建筑行業的發展可謂突飛猛進，作為當前建筑設計中一項非常重要的部分，建筑結構設計對建筑結構自身的承載能力、安全性以及造價和美觀度等，都會產生非常大的影響。建筑結構設計中，工程師的任務在于如何在規定的建筑空間范圍之內進行整體結構方案設計，因此概念設計是建筑結構設計的指導思想。

參考文獻：

[1] 張廣生.建筑結構設計中的概念設計與結構措施[J].中國新技術新產品，2011，（06）.

[2] 夏鼎，馬永.建筑結構設計中的概念設計與結構措施[J].建筑與文化，2012，（03）.

[3] 劉慧芝 李福來. 淺析建筑結構設計中的概念設計與技術措施[J]. 中小企業管理與科技（下旬刊）， 2009，（04） .

第2篇

【關鍵詞】建筑結構；概念設計；相關思考

在我們所熟知的傳統設計當中，常常是會給結構工程師造成一種錯誤的感覺的，他們會認為結構設計實際上就是一種固有的規范化模式加上一些計算公式。他們所需要做的只是等待建筑師給出一個已經形成的方案，在這個方案的基礎上，進行拼湊、組合和羅列，根據需要再進行適當的添加。認為只要是計算機所計算出的結果能夠滿足所規范限制的要求，就可以規劃為設計成功。實則不然，概念設計在大部分時候是比計算設計更為重要的，概念設計依靠的是設計者的知識經驗儲備運用，并且還要有正確的思維判斷以及對建筑結構總體方案的正確決定，方才能做出一個正確合理的結構設計。

一、建筑結構概念設計的背景含義解讀

（一）建筑結構概念設計所產生的時代背景

伴隨著新世紀社會經濟的發展，人們對生活質量的要求開始不斷提升，對待建筑結構設計行業的要求也開始提高，那么這便要求此行業的從業者們必須擁有更高、更深的想法規劃與發展。由于建筑結構的工程師們才是建筑結構設計這一項革命任務的直接執行者，所以想要捅破傳統結構設計中的種種問題，工程師們需要充分發揮其自身的創新能力以及創造性是非常重要的一件事。這需要很多行業的共同努力，甚至需要建筑工程界與建筑教育界兩者結合聯手，一起來推行建筑結構概念設計這種簡單有效的辦法。建筑結構設計其最終目的，其實就是為了尋找到一個可以令人感到滿意的方案，所以往往概念設計的最開始是十分困難的。它與以往的設計有很大的差別，它充滿著許多的不確定性，所以一名優秀的設計人員，首先應該學會將建筑結構這一概念進行設計優化。

（二）關于建筑結構概念設計的基本含義

所謂概念設計，顧名思義便是運用整體的概念來進行規劃總體的一種方案，這為結構工程師以及建筑工程師在設計過程中能否相互默契的配合奠定了非常重要的基礎。那些曾經難以做出決定，無法進行正確理性分析的問題，如今都能夠根據概念設計給出合理的答案和解釋。結構設計師通常要依據所具備的基礎理論知識還有設計經驗的思想，來通過整體全面的一個視角確定其建筑結構的總體所在位置。結構設計師還需要依照著基礎理論知識內容還有在不同施工情況下所能夠產生的正常規律，來靈活地綜合運用其建筑結構概念。概念設計的主要任務完全是在特定的建筑設計空間當中應用的，所以運用一個整體全面的概念來完成結構當中所預期的整體設計方案，并且能夠處理好材料與結構、構建之間所產生的相互關系。

二、建筑結構概念設計自身的概念定義

（一）概念設計能夠發展是時代所創造出的必然產物

當科學技術與經濟社會不斷的進步發展，人們對建筑物的質量便會有越來越高的要求與標準，想要受到人們的青睞與喜愛，務必要運用概念設計創造出可不斷創新、性價比高且性能良好的一種建筑結構總體方案。并且，雖然概念設計會有一定的誤差度，但是其概念十分清楚、定性及其準確，且運算十分簡單快捷，所以通常能夠在最短的時間內選擇出最好的方案。如果概念設計這一理念運用得當，還能夠使得建筑結構會盡量滿足其外部條件，并且還能夠以最快捷的方式將建筑構件投遞到相應的地基之中，可以節省不少的建筑材料及資金。創新性這一觀點也皆是來自于概念的。所以，當人們一旦了解了一些新的體系及其構件與構造的概念之后，便會去尋找新的更簡單更好的體系、構件與構造來取代它，這所取代的結果就是所謂的創新概念設計。由此可見，概念設計這一內容是這個社會設計思想穩步發展的一種必然產物，也必然會成為日后結構設計當中的一種主流思想。

（二）在設計當中展現出先進的設計思想才是關鍵

概念設計中是可以很充分的展現出先進的設計思想的，因為概念設計的根本宗旨便是在特定的建筑空間以及特定的地理條件之下，用一個整體全面的概念來思考建筑結構的整體方案。并且，能夠有意識地利用其結構的總體體系與分體體系之間的相應關系。而建筑結構的工程師其主要任務職責便是在特定的一個建筑空間中運用全局概念性來完成整體方案的設計，并且可以有順序有組織的處理好構件、結構與整體之間互相的作用關系。只有運用概念設計這一理念在總體上把握好結構的各項性能，才能對于計算分析給出的結果進行一個科學準確的判斷以及合理正確的取舍。為了在概念設計的初期方案階段，能夠快速有效地對于結構體系進行詳細構思、比較分析與規劃選擇，可采用把概念性當成近乎計算的方式，將概念設計也真正應用到實際設計的工程體系當中去。

（三）概念設計能夠體現出建筑結構設計其原理與靈活性

建筑物實際上是一個非常完整的空間結構，相當多且復雜的構件都在以不同的受力方式共同的為一個建筑物服務工作著，每一個看似單獨為個體的構件實則拼湊起來又是一個整體。所以，在當前的建筑結構設計界之中，對于具體空間結構體系這一項整體研究上，其實還存著特別多的局限性，這促使設計師在設計的過程當中不得已選定了許多假設或者簡化的方法。但是，作為一名結構工程師，不僅要在設計的過程中做到嚴格遵守及執行其相關的強制性規范內容和要求，并保持其結構設計原則不能改變，并且還要保持其自律性，不可盲目機械狀的照搬照抄，如果遇到一些推薦性的規范內容或者要求，那么在進行結構設計的過程當中，也應該把此作為參考意見或指導，這才是非常實際的設計項目中真正可行和條理正確的選擇。不過，這便是對結構設計的工程師所提出的職業要求，一定要對整體結構體系以及各基本分體系兩者之間的力學關系擁有一個非常透徹的認識和了解，并且要把這種概念設計真正應用到實際的工作中去。

在當今的建筑工程管理這個項目的實行過程當中，如果想要真正使得我國的建筑市場更上一個臺階，就必須從微觀和宏觀多角度去看待問題，思慮結果，如此才能夠把握住工程質量，抓好工程項目的各項管理內容，所以任何一個小細節都馬虎不得。人民的需求才是行業的目的與職責所在，所以一定要嚴格控制好建筑工程項目的質量，并且利用其概念設計這種合理化設計模式，來為人民提供一個生命安全及其財產安全的可靠保障。如此，我國的建筑市場才會成為可持續上升發展的狀態。

三、結語

在建筑結構的設計當中，“概念設計”與“強度驗算”還有“構造措施”這三個環節是相互擁有著緊密聯系，任何一項都不可缺失，否則建筑結構的設計便是不完整的。當然，“概念設計”是這一切的先導，它是一項指引，而“強度驗算”則是一個大前提，后者是前兩者的補充與完善。所以，不要僅僅重視計算機的驗算，最應該重視的應該是概念設計，這才能防止建筑結構設計的過程中，不要走入誤區。

參考文獻：

[1]邢貴龍.建筑結構概念設計初探[J].中國新技術新產品，2011（01）.

第3篇

關鍵詞:概念設計;建筑結構設計;應用

作為建筑工程項目開展中的一個重要環節，建筑結構設計不但會關系到建筑工程項目的順利開展，而且還會影響到整個建筑工程質量。所以，相關單位要充分重視建筑結構設計工作，并且采取科學有效的方法有效提高建筑結構設計水平。在其中合理地運用概念設計方法，可以有效地優化建筑結構設計方案，提高建筑結構設計水平。因此，設計人員要在建筑結構設計中要積極、合理地運用概念設計方法。

1概念設計概述

所謂的概念設計即為在尚未經過數值計算，特別是在一些很難通過相關的規范制度做出明確規定或者是很難進行精確理性分析的問題當中，根據整體結構體系以及分體系彼此之間存在的力學關系、試驗現象等總結獲得的設計思想與設計原則，以此來從整體上來完成對建筑結構的總體規劃與布置，有效管理與控制抗震細部方法等［1］。在建筑設計方案制定的時期，這一設計方法可以更加科學、合理地完成對結構體系的構思、建立以及選擇等，進而能夠獲得更加準確以及概念清晰的方案，從而為后期的設計奠定堅實的基礎，進而提升其經濟性以及安全、可靠性。

2概念設計在結構設計中的重要作用

2．1有效彌補計算機設計中存在的缺陷

在采用計算機完成建筑結構設計方案的時候是會存在許多缺陷的，其無法正常完成方案初步設計工作。這是由于計算機設計往往會為設計師造成一定的錯覺，會使得設計人員覺得計算機程序的運用簡單易行，因此就會對計算機軟件產生過度依賴的心理，于是就不會去專心地研究與學習結構概念的相關知識，進而影響到其設計能力的提升。另外，一些設計人員會存在一種習慣，即會在設計過程中應用分析程序。然而其卻沒有充分意識到假如采用正確的軟件會使得設計效率與設計水平得到有效提升，而假如選擇的軟件是錯誤的，那么就會造成結構設計發生問題，會留下潛在的隱患。因此，為了能夠有效彌補計算機設計存在的缺陷，那么就應該合理運用概念設計，要鼓勵與引導設計人員積極地學習結構概念的相關知識，進而充分利用概念設計的基本原則制定出最為理想化的結構方案。

2．2有效優化結構設計

對于每位建筑設計人員而言，其都需要充分地了解與掌握結構概念。因為利用結構概念可以幫助其創造出新的靈感以及更加準確、清晰的思路，可以幫助設計人員在充分遵循正確設計基本原則的基礎上，有效地防止概念混亂以及定性不正確等諸多問題的出現［2］。除此以外，工作人員在面對一些技術問題的時候，假如其可以充分了解概念設計，那么就能夠準確地找到問題的原因所在，然后再采取科學、有效的方法解決問題。在當前實行的《建筑結構設計統一標準》當中就涉及到概念理論，而且標準中明確提出了一個圍繞概念理論而制定的結構極限狀態設計準則，這一種設計方法會更加科學、嚴謹，進而可以有效提高結構設計的完善性與可靠性，有效地實現結構設計方案的優化。

3概念設計在建筑結構設計中的應用策略

3．1在建筑場地選擇中的應用

為了可以有效地提升建筑結構設計的有效性與科學性，那么就必須要做好建筑場地的選擇工作，因為只有充分保證建筑場地的科學、合理性，那么才可以也使得后續建筑設計工作更加順利地開展，有效地確保其工作價值的實現。因此，在選擇建筑場地的過程中要合理應用概念設計。具體而言，必須充分注意以下要素:(1)地形因素。因為不同的地形也會對建筑結構產生不盡相同的影響，而且在大多數的情況下還會對其產生極大的制約，所以在開展建筑結構設計的過程中，必須要充分考慮到建筑結構設計的要求，考慮到建筑的實際情況，進而綜合考慮選擇出最為合適的地形。(2)地質因素。由于地質因素也會在很大程度上影響的建筑結構設計稅票，特別是對基礎結構設計具有較大的影響。因此，在選擇建筑場地的過程中，需要積極地開展全面、科學合理的評估以及分析，進而充分確保施工場地的地質能夠有效地滿足建筑施工的要求［3］。(3)抗震性因素。由于抗震性也會在很大程度上影響到建筑結構設計水平，因為只有在充分確保建筑結構有著良好的抗震能力以后，那么才能夠有效地確保建筑的使用安全。因此，在選擇建筑場地的時候，也要合理地應用概念設計，進而盡量防止在在那些極易發生震動的地方開展建筑操作。

3．2在基礎設計中的應用

建筑結構的設計人員根據建筑物的具體結構形式以及所處的地理位置，然后再充分遵循概念設計的基本原則，對基礎設計類型進行選擇。例如筏型基礎以及箱型基礎等等［4］。在具體采用箱型基礎的過程中，需要充分確保建筑物的負載能力，可以及時、均勻地傳遞給地基，這樣就能夠對地基不均勻沉降現象產生有效地抵御作用，而且使其可以有效地完成對周圍土體的協作互助，進而有效地提升建筑物的抗風以及抗震能力。在選擇使用筏型基礎的時候，就會使得建筑物上部結構存在著非常大的荷載。對于建筑而言，其具有非常小的承載能力，這一結構類型能夠使得建筑物上部得到有效的分散，而且使得地基獲得更大的承載能力，在此狀況下就會使得極不均勻沉降現象得到了有效的避免。

3．3在高層結構設計中的應用

在受到水平負荷作用時候，會造成高層建筑結構側移現象的發生，這是高層建筑設計的一個重點與難點問題，每位建筑設計工作人員都必須要給予充分重視。在具體開展結構設計工作的過程中，設計人員要充分遵循概念設計基本原則，不但要充分考慮相關的要求與標準，與此同時還必須要選擇更加科學、合理的抗側力體系，不但要對建筑物四周存在的其他建筑物的位置、結構等進行綜合、全面的分析與考量，而且還要對這些建筑物對所要建設建筑物的風壓布局所、造成的影響進行綜合的考量［5］，進而要在具體開展結構設計的時候，采取有效的措施努力提升建筑物的豎向荷載及其抵抗力，要合理地運用概念設計基本原則，努力加強建筑結構的抗震力，使其能夠保證平面結構的簡單性以及規范性。總之，在當前科學技術快速發展的時代背景下，也使得我國建筑行業獲得了跨越式的發展。然而，其在建筑結構設計方面還存在著諸多問題，那么為了能夠有效地提升建筑結構設計水平，就應該合理地應用概念設計方法，以此來有效地提升結構設計的完善性與可靠性，有效彌補在結構設計中存在的問題，優化結構設計方案，有效促進建筑結構設計水平的不斷提升。

作者:楊濤 單位:中信建筑設計研究總院有限公司