概念設計在結構設計中的體現范文

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一、概念設計在結構設計中的體現

從眾多工程實踐表明，通過采取概念設計理念來進行高層結構設計，可以有效地使結構在荷載作用下，結構破壞減小到最小。如何通過采取概念設計來抵抗結構可能受到的各種不確定情況，將是概念設計的最終目的。而對于高層建筑結構來說，其不確定因素相對多層結構來說，其復雜性更強，因此對于高層結構來說，采取概念設計是更有必要，對于高層建筑結構來說，結構的抗風及其抗震的概念設計將是概念設計的重要體現。通過概念設計進行采取結構計算及其構造可有效地提高結構的抗震性能。結合工程實踐經驗，基于概念設計理念，筆者總結出相關的結構設計措施：

（1）對于高層結構，抗側力構件主要承受水平地震作用以及風荷載，結構設計人員應根據結構布置的概念設計來探討所設計的高層建筑的平立面布置是否合理。結構布置應盡量規則、對稱；通過應用概念設計進行結構設計時，首先應當滿足結構抗側力構件布置的合理與規則性，豎向抗側力構件則應從下往上減小截面尺寸以及材料強度，同時還應當保證豎向構件的均勻變化，同時豎向結構布置應盡量上下貫通，避免結構中出現上部結構有墻柱而下部沒有情況。對于平面復雜結構，要求平面以及立面尺寸不應出現較大的凹進，結構平面凹進的一側尺寸應小于該方向總長度的30%；同時要求樓板的平面剛度以及尺寸也不應出現較大突變。

（2）合理地布置受力構件。從概念設計理念出發，布置結構的主要受力構件時應當布置于主要承受荷載作用的位置，以充分地發揮構件的作用；使得結構中各個受力構件的布置考慮其可能受到的各種荷載作用。同時布置受力構件應當兼顧構件傳力特點出發，盡可能地避免構件傳力的復雜性，力求使構件傳力簡單。對于豎向受力構件布置，其不但要考慮承受豎向荷載作用，同時還需考慮其會承受地震等水平作用，甚至還承受溫度應力影響。水平受力構件則力求使其傳力路徑簡單，以最快捷的傳力路線傳遞給主梁，在傳給柱、剪力墻上。同時應避免構件受力復雜。對于高層結構需要布置剪力墻時，則應當把剪力墻均勻地布置于結構周邊，從而充分地發揮剪力墻構件的受扭能力。除此之外，剪力墻布置時還要兼顧到剪力墻間距，這需要充分結合樓板剛度要求。

（3）由于結構通常是假定樓板剛度為無限大，因此對于框架剪力墻結構來說，剪力墻以及框架在相同樓層的水平位移將是相同的。為此，從概念設計出發，對于框架剪力墻結構來說，需要增加了樓板厚度，從而有效地提高樓板水平剛度。

（4）對于高層建筑來說，其主要承受較大的水平荷載作用，因此控制水平位移是高層結構概念設計的重要設計要點。基于概念設計出發，對于框架剪力墻結構來說，可通過增加合理的剪力墻數目以及增大框架柱截面來提高高層結構的抗側剛度。

（5）對地基以及基礎采取概念設計。從概念設計出發進行基礎設計，首先應提高基礎整體性。基于概念設計進行高層結構基礎設計，地基基礎要求采用整體性好的方案，使基礎和結構能整體傳力，保證高層建筑的抗震性能。抗震規范中規定進行地基基礎設計時，同一結構單元的基礎不宜設計在性質完全不同的地基土上；同一結構單元宜采用相同的基礎形式；當地基土為軟弱土、液化土時，應初步估計地震時地基土的不均勻沉降或液化影響。

（6）對結構采取構造措施是概念設計重要內容。從眾多高層結構破壞結果表明，僅僅從結構計算結果來進行結構設計，這難以防止高層結構在荷載作用下的破壞，因此采取必要構造措施對概念設計來說顯得尤為重要。就高層結構的地震破壞來說，提高結構的整體性以及延性措施尤為有效。如在延性設計中應盡量做到“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節點、強錨固”的設計要求；同時也可以通過提高結構中的各個構件延性來有效地提高整體結構的延性。另外，其他一些工程質量問題也可以通過構造措施來給予減輕破壞，如溫度應力引起的混凝土開裂，則可通過配置適量鋼筋來減輕。

二、結語

概念設計是建筑設計師通過結合設計經驗、設計理論以及工程特點，對建筑結構設計進行合理有效地使建筑結構達到最佳的結構布置，從而達到最佳經濟效益。文章通過結合筆者的工程實踐經驗，從分析建筑結構在地震中的震害分析，從概念設計的思想入手對提高建筑結構抗震性能進行了分析探討，以供同行參考。

作者：彭麗珍單位：南寧市城市規劃設計院