建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；概念設(shè)計(jì)

中圖分類號：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

一、概念設(shè)計(jì)的地位

整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)的過程中可能會(huì)產(chǎn)生巨大的影響，以獲得最佳的設(shè)計(jì)方案，必須把握正確的概念設(shè)計(jì)概念。建設(shè)的制度設(shè)計(jì)的初始階段，一般不能結(jié)合使用的電腦，以確定最終方案，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，綜合考慮各方面因素，選擇能滿足的潛在需求，并確保建設(shè)項(xiàng)目的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)福利計(jì)劃的管理結(jié)構(gòu)。從圖中可以看出，概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中占據(jù)著重要的地位，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)該不斷地學(xué)習(xí)和更新自己的設(shè)計(jì)知識構(gòu)成，并進(jìn)一步了解每種類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能，并能同意靈活的協(xié)調(diào)種類型之間的關(guān)系。與使用相結(jié)合的設(shè)計(jì)理念的概念的近似估計(jì)的形式，可以縮短設(shè)計(jì)的初始階段，比較和選擇的時(shí)間不同結(jié)構(gòu)體系的想法。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有一個(gè)清晰的思路，準(zhǔn)確的定性，在后期的設(shè)計(jì)，你不需要再繁瑣的計(jì)算，該計(jì)劃的整體效果是非常出色的。在同一時(shí)間，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師可以正確地確定使用的計(jì)算機(jī)的內(nèi)部力分析的數(shù)據(jù)與預(yù)期的精度。概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用，以避免有效的結(jié)構(gòu)形式不合理，能迅速消除所有隱藏的安全造成影響的建設(shè)。

二、案例分析

隨著建筑設(shè)計(jì)行業(yè)設(shè)計(jì)周期遭到不斷的壓縮，對所謂高效率的設(shè)計(jì)更是無止境的追求。迫使一些參加工作時(shí)間不長的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員便要獨(dú)立完成一個(gè)項(xiàng)目從方案到施工圖的設(shè)計(jì)。而在計(jì)算機(jī)硬件、軟件高度發(fā)達(dá)的今天，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算程序化程度也愈發(fā)提高。不少的計(jì)算軟件往往號稱能給出一個(gè)精確的計(jì)算結(jié)果，并且與規(guī)范條文一一對應(yīng)，可操作性強(qiáng)，這使得對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不合理的時(shí)間要求也似乎變成了可能。而對于工作時(shí)間不長的設(shè)計(jì)人員，工程經(jīng)驗(yàn)是極度缺乏的，甚至對規(guī)范學(xué)習(xí)也未曾深入了解，概念設(shè)計(jì)這一原則和思想自然也未建立起來，這就使得他們更多的只能依賴于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序和對規(guī)范條文的生搬硬套。但這樣的設(shè)計(jì)其可能導(dǎo)致的后果也是難以預(yù)料的。下面將以一個(gè)簡單的工程實(shí)例來加以說明。

某工程為十三層辦公樓，建筑物總高度為62.3 m，其中首層高7.2 m，二層高5． 6 m，其余樓層高4.5m，采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。建筑方案由某建筑事務(wù)所負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。因?yàn)槭芙ㄖ褂霉δ懿贾靡约傲⒚嫘Ч南拗疲娞菥袅χ荒芗衅糜谝粋?cè)。而由于結(jié)構(gòu)剛度的需要，電梯井這部分的剪力墻不能減少，由此所帶來的最直接問題就是結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過大該如何解決，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員想到的解決辦法理所當(dāng)然的就是在建筑平面的另一側(cè)增設(shè)剪力墻。而且，基本的結(jié)構(gòu)概念告訴我們，剪力墻越靠近建筑平面的外側(cè)其效果自然也會(huì)越明顯。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員正是憑著這一思路，在方案設(shè)計(jì)階段先后提出了以下兩個(gè)結(jié)構(gòu)平面布置方案( 見圖 1，圖 2) 。

圖1方案一

圖2方案二

其中，方案一是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在剛拿到建筑平面方案后，聽取了建筑師簡單的介紹和要求，然后經(jīng)過試算后提出的結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)。若僅看計(jì)算程序的輸出結(jié)果，包括結(jié)構(gòu)的周期、周期比、位移角、位移比、層剛度比、剪重比、有效質(zhì)量系數(shù)等等所有規(guī)范條文所提及的設(shè)計(jì)參數(shù)均能滿足要求。但是，只要我們稍加思考便能發(fā)現(xiàn)方案一有一個(gè)極大缺陷，而且是安全隱患。那就是左側(cè)的剪力墻集中的設(shè)置在①軸樓梯平臺(tái)端部，只有兩片小墻肢設(shè)在②軸，而整個(gè)樓梯間只有兩根梁和樓層位于同一標(biāo)高與樓層相接，根據(jù)結(jié)構(gòu)概念，當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)受到水平地震作用時(shí)根本無法通過樓板有效的將其傳到①軸的剪力墻上。然而，從該片剪力墻的計(jì)算結(jié)果卻可看到，它承擔(dān)了很大一部分的水平地震作用。說明其計(jì)算結(jié)果與實(shí)際受力情況并不相符。

為了解決方案一的缺陷，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員克服溝通上的困難，多次主動(dòng)與國外建筑師進(jìn)行了的溝通協(xié)商達(dá)至妥協(xié)，在盡可能少影響建筑平面使用功能以及立面效果的前提下，并經(jīng)過反復(fù)的試算，

最終提出了方案二的結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)。其主要處理思路按以下幾個(gè)方面進(jìn)行: 1) 減少①軸上剪力墻的剛度。在滿足基本的豎向承載力需求前提下，把該部分剪力墻截面盡可能做小，以減少它對結(jié)構(gòu)所提供的不真實(shí)抗扭剛度，計(jì)算時(shí)按異形柱錄入，計(jì)算結(jié)果顯示其所分配到的水平力大幅降低，符合設(shè)計(jì)設(shè)想的效果; 2) 首層在②軸交軸 ～軸處增加兩小片剪力墻，提高結(jié)構(gòu)抗扭剛度同時(shí)解決因首層層高過高而相對剛度較弱的問題; 3) 把②軸上原有的兩片剪力墻加厚加長，并在二層～三層軸～軸及軸～軸間增設(shè)鋼骨混凝土斜向支撐，以保證結(jié)構(gòu)所受的水平力能有效傳遞并分配到抗側(cè)力構(gòu)件上。在采取了上述的處理方法后，計(jì)算結(jié)果均能滿足規(guī)范的要求，所得到的結(jié)果也能符合實(shí)際預(yù)期。

三、結(jié)束語

從上述簡單的案例我們可知，若能在形成建筑方案的最初階段，建筑師和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員經(jīng)過討論協(xié)商，把建筑的不規(guī)則性控制得盡量的少，那是最理想的。但是，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，除了應(yīng)該更主動(dòng)與建筑專業(yè)加強(qiáng)溝通外，不能把設(shè)計(jì)過程中遇到的種種困難全都?xì)w結(jié)到建筑專業(yè)上。而且我們也不能不加思索地去采用計(jì)算程序得出的所有結(jié)果，否則其后果將會(huì)如一些美國專家學(xué)者所警告的：“誤用計(jì)算機(jī)造成結(jié)構(gòu)破壞而引起災(zāi)難只是一個(gè)時(shí)間問題?！倍拍钤O(shè)計(jì)的原則、思想就是避免導(dǎo)致這種惡果的最有效方法。另外規(guī)范所給出的準(zhǔn)則便是使概念設(shè)計(jì)這一原則、思想的具體化，它應(yīng)當(dāng)成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員實(shí)際工作的指引、依據(jù)，我們對這些準(zhǔn)則要知其然以及知其所以然，切忌一知半解而盲目做設(shè)計(jì)。所以，培養(yǎng)自身概念設(shè)計(jì)這一重要思想，使它很好的貫徹在實(shí)際設(shè)計(jì)的全過程，應(yīng)當(dāng)成為每個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的一個(gè)既定目標(biāo)。

我們可以遵循以下兩個(gè)方面去達(dá)至這一目標(biāo):

（一）必須懂得歸納總結(jié)。

因?yàn)閺母拍钤O(shè)計(jì)的定義中我們便可以知道，其本身是離不開對過去工程經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)的總結(jié)，對于工作時(shí)間不長、實(shí)際設(shè)計(jì)工程經(jīng)驗(yàn)不太多的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，就應(yīng)該多學(xué)習(xí)前人的經(jīng)驗(yàn)、經(jīng)典案例，尤其是規(guī)范，不單是表面條文，應(yīng)盡可能深入了解其內(nèi)涵及其制定的背景和出發(fā)點(diǎn)，并在實(shí)際工程中好好的體會(huì)、積累，切莫急于求成。

第2篇：建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)范文

1概念設(shè)計(jì)的重要性

概念設(shè)計(jì)是展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計(jì)思想的關(guān)鍵，一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師的主要任務(wù)就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)，并能有意識地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。一般認(rèn)為，概念設(shè)計(jì)做得好的結(jié)構(gòu)工程師，隨著他的不懈追求，其結(jié)構(gòu)概念將隨他的年齡與實(shí)踐的增長而越來越豐富，設(shè)計(jì)成果也越來越創(chuàng)新、完善。遺憾的是，隨著社會(huì)分工的細(xì)化，大部分結(jié)構(gòu)工程師只會(huì)依賴規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊、計(jì)算機(jī)程序做習(xí)慣性傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，缺乏創(chuàng)新，更不愿（不敢）創(chuàng)新，有的甚至拒絕對新技術(shù)、新工藝的采納（害怕承擔(dān)創(chuàng)新的責(zé)任）。大部分工程師在一體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)全面應(yīng)用的今天，對計(jì)算機(jī)結(jié)果明顯不合理、甚至錯(cuò)誤而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。隨著年齡的增長 ，導(dǎo)致他們在大學(xué)學(xué)的那些孤立的概念都被逐漸忘卻，更談不上設(shè)計(jì)成果的不斷創(chuàng)新。

強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)的重要，主要還因?yàn)楝F(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論存在許多缺陷或不可計(jì)算性，比如對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)力計(jì)算是基于彈性理論的計(jì)算方法，而截面設(shè)計(jì)卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，這一矛盾使計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)差之甚遠(yuǎn)，為了彌補(bǔ)這類計(jì)算理論的缺陷，或者實(shí)現(xiàn)對實(shí)際存在的大量無法計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，都需要優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施來滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。同時(shí)計(jì)算機(jī)結(jié)果的高精度特點(diǎn)，往往給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員帶來對結(jié)構(gòu)工作性能的誤解，結(jié)構(gòu)工程師只有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念的培養(yǎng)，才能比較客觀、真實(shí)地理解結(jié)構(gòu)的工作性能。

概念設(shè)計(jì)之所以重要，還在于在方案設(shè)計(jì)階段，初步設(shè)計(jì)過程是不能借助于計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。這就需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運(yùn)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，選擇效果最好、造價(jià)最低的結(jié)構(gòu)方案，為此，需要工程師不斷地豐富自己的結(jié)構(gòu)概念，深入、深刻了解各類結(jié)構(gòu)的性能，并能有意識地、靈活地運(yùn)用它們。

2協(xié)同工作與結(jié)構(gòu)體系

協(xié)同工作的概念廣泛存在于工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中，對于任一個(gè)工業(yè)產(chǎn)品，我們均不希望其在遠(yuǎn)未達(dá)到其設(shè)計(jì)壽命（負(fù)荷、功能）時(shí)，它的某些部件（或零件）即出現(xiàn)破壞。對于建筑結(jié)構(gòu)，協(xié)同工作的概念即是要求結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各個(gè)構(gòu)件相互配合，共同工作。這不僅要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件在承載能力極限狀態(tài)能共同受力，協(xié)同工作，同時(shí)達(dá)到極限狀態(tài)，還要求他們能有共同的耐久壽命。結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作表現(xiàn)在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的關(guān)系上，必須視基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)為一個(gè)有機(jī)的整體，不能把兩者割裂開來處理。舉例而言，對磚混結(jié)構(gòu) ，必須依靠圈梁和構(gòu)造柱將上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接成一個(gè)整體，而不能單純依靠基礎(chǔ)自身的剛度來抵御不均勻沉降，所有圈梁和構(gòu)造柱的設(shè)置，都必須圍繞這個(gè)中心。

對協(xié)同工作的理解，還在于當(dāng)結(jié)構(gòu)受力時(shí)，結(jié)構(gòu)中的各個(gè)構(gòu)件能同時(shí)達(dá)到較高的應(yīng)力水平。在多高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能避免短柱，其主要的目的是使同層各柱在相同的水平位移時(shí)，能同時(shí)達(dá)到最大承載能力，但隨著建筑物的高度與層數(shù)的加大，巨大的豎向和水平荷載使底層柱截面越來越大，從而造成高層建筑的底部數(shù)層出現(xiàn)大量短柱，為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，對于大截面柱，可以通過對柱截面開豎槽，使矩形柱成為田形柱，從而增大長細(xì)比，避免短柱的出現(xiàn)，這樣就能使同層的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)在相近的水平位移下，達(dá)到最大的水平承載力；而對于梁的跨高比的限制，一般還沒有充分認(rèn)識到。實(shí)際上與長短柱混雜的效果一樣，長、短梁在同一榀框架中并存，也是極為不利的，短跨梁在水平力的作用下，剪力很大，梁端正、負(fù)彎矩也很大，其配筋全部由水平力決定，豎向荷載基本不起作用，甚至于梁端正彎矩鋼筋也會(huì)出現(xiàn)超筋現(xiàn)象，同時(shí)，由于梁的剪力增大，也會(huì)使支承柱的軸力大幅增大，這種設(shè)計(jì)是不符合協(xié)同工作原則的，同時(shí)，結(jié)構(gòu)的造價(jià)必將會(huì)上升。多高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的即是為了抵抗水平力的作用，防止扭轉(zhuǎn)，為有效的抵抗水平力作用，平面上兩個(gè)正交方向的尺寸宜盡量接近，目的是保證這兩個(gè)方向上的“慣性矩”相等，以防止一個(gè)方向強(qiáng)度（穩(wěn)定性）儲(chǔ)備太大，而另一個(gè)方向較弱，因此，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)（柱、剪力墻）宜設(shè)置在四周，以增大整體的抗側(cè)剛度及抗扭慣性矩，同時(shí)，應(yīng)加大梁或樓層的剛度，使柱（或剪力墻）能承擔(dān)較大的整體彎矩，這就是“轉(zhuǎn)換層”的概念。防止扭轉(zhuǎn)的目的，是因?yàn)樵谂まD(zhuǎn)發(fā)生時(shí)，各柱節(jié)點(diǎn)水平位移不等，距扭轉(zhuǎn)中心較遠(yuǎn)的角柱剪力很大，而中柱剪力較小，破壞由外向里，先外后里。為防止扭轉(zhuǎn)，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)對稱布置，宜設(shè)在結(jié)構(gòu)兩端，緊靠四周設(shè)置，以增大抗扭慣性矩。因此，高層或超高層建筑中，盡管角柱軸壓比較小，但其在抗扭過程中作用卻很大（若角柱先壞，整個(gè)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度或強(qiáng)度下降，中柱必定依次破壞），同時(shí)，在水平力的作用下，角柱軸力的變化幅度也會(huì)很大，這樣勢必要求角柱有較大的變形能力。由于角柱的上述作用，角柱設(shè)計(jì)時(shí)在承載力和變形能力上都應(yīng)有較多考慮，如加大配箍，采用密排箍筋柱、鋼管混凝土柱。

目前，部分已建建筑在其四角設(shè)置巨型鋼管柱，從而極大地增強(qiáng)了角柱的強(qiáng)度和抗變形能力。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，柱軸壓比的限值已成為困擾結(jié)構(gòu)工程師的實(shí)際問題，隨著建筑高度的增加，結(jié)構(gòu)下部柱截面也越來越大，而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造配筋，即使采用高強(qiáng)混凝土，柱截面也不會(huì)明顯降低。實(shí)際上，柱的軸壓比大小，直接反映了柱的塑性變形能力，而構(gòu)件的變形能力會(huì)極大地影響結(jié)構(gòu)的延性?；炷粱纠碚撝赋觯夯炷翗?gòu)件的曲率延性，即彎曲變形能力主要取決于截面的相對受壓區(qū)高度和受壓區(qū)邊緣混凝土的極限變形能力。相對受壓區(qū)高度主要取決于軸壓比、配筋等，混凝土的極限變形能力主要取決于箍筋的約束程度，即箍筋的形式和配箍特征值（λ=ρfyfc）。因此，為了增大柱在地震作用下的變形能力，控制柱的軸壓比和改善配箍具有同樣的意義，因而采用密排螺旋箍筋柱或鋼管混凝土均可以提高柱軸壓比的限值

3協(xié)同工作與材料利用率

協(xié)同工作設(shè)計(jì)的另一個(gè)目的，還在于對材料的充分利用。一般來講，材料利用率越高（即應(yīng)力水平越高），該結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作程度也越高（從優(yōu)化設(shè)計(jì)的角度，盡管結(jié)構(gòu)性能最好的方案，不一定是材料利用率最高），尤其對我國這樣一個(gè)發(fā)展中國家，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的即是花最少的錢，做最好的建筑，這就要求設(shè)計(jì)時(shí)對結(jié)構(gòu)材料的充分利用，這從梁類構(gòu)件的演變可以看出。矩形截面梁是最普通的受彎構(gòu)件，它的材料利用率很低，原因有二：一方面是靠近中和軸的材料應(yīng)力水平低，另一方面是梁的彎矩沿梁長一般是變化的，這樣對等截面梁來說，大部分區(qū)段，即使是拉、壓邊緣，其應(yīng)力水平均較低。針對梁的這種受力特點(diǎn)，用結(jié)構(gòu)概念分析，主要是因?yàn)榱航孛娲嬖趹?yīng)變梯度，只有當(dāng)構(gòu)件是軸心受力時(shí)，材料利用率才可能增大，于是就出現(xiàn)了平面桁架，平面桁架可以理解成“掏空”的梁――將梁中多余材料去除，既經(jīng)濟(jì)，又降低自重；故桁架的上弦相應(yīng)于梁的受壓邊，下弦相應(yīng)于受拉鋼筋。規(guī)則桁架中腹桿的受力（拉、壓）與梁中主拉、壓應(yīng)力方向一致，根據(jù)上述分析，還可以將桁架的外形設(shè)計(jì)為與彎矩圖相似的形狀，從而使桁架的弦桿受力均勻。由于桁架中大量存在壓桿，壓桿的強(qiáng)度往往由其穩(wěn)定性決定，而不是由桿件截面材料強(qiáng)度決定，因此，在平面桁架的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)設(shè)法降低壓桿的長細(xì)比。

單純增大截面是下策，特別是上弦桿，應(yīng)努力增加其平面外的剛度（有時(shí)上弦采用雙桿形成的復(fù)合壓桿），提供平面外約束（增加支撐），如果把這些平面外的支撐再連接成桁架，這樣就使平面桁架變?yōu)槠矫娼徊骅旒?，最后發(fā)展為空間網(wǎng)架?？臻g網(wǎng)架的材料利用率高，應(yīng)力水平高，故在大跨度、大空間結(jié)構(gòu)中廣泛使用，但網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中仍然存在壓桿，壓桿（特別是鋼壓桿）的應(yīng)力水平不可能太高（因?yàn)殡S著跨度的增加，網(wǎng)架的高度增大，腹桿的長度將增大，同時(shí)節(jié)點(diǎn)距離的增大也導(dǎo)致弦桿長度的增大），這樣高強(qiáng)材料就不能使用。因此，努力減少或消除結(jié)構(gòu)中的壓桿，就使我們找到了懸索結(jié)構(gòu)，懸索結(jié)構(gòu)中所有的“桿件”均為拉桿，這樣就使懸索結(jié)構(gòu)中桿件的應(yīng)力水平極高，材料利用率極大，高強(qiáng)材料得以充分利用，還可施加預(yù)應(yīng)力。因而在超大跨度的結(jié)構(gòu)中，懸索結(jié)構(gòu)（或包括懸索結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)）是首選的結(jié)構(gòu)類型。就混凝土基本理論的發(fā)展來看，也體現(xiàn)了使各種材料充分發(fā)揮性能，并相互協(xié)同工作的特點(diǎn)。林同炎教授認(rèn)為：鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土之間的區(qū)別在于鋼筋混凝土是將混凝土與鋼筋兩者簡單地結(jié)合在一起，并讓他們自行地共同工作，預(yù)應(yīng)力混凝土是將高強(qiáng)鋼筋與高強(qiáng)混凝土能動(dòng)地結(jié)合在一起，使兩種材料均產(chǎn)生非常好的性能。反映了人們對混凝土中的協(xié)同工作認(rèn)識和運(yùn)用過程的加深。

目前廣泛使用的鋼-混凝土結(jié)構(gòu) ，是將鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相互取長補(bǔ)短形成的一種新型的結(jié)構(gòu)形成。尤其是鋼管混凝土，與預(yù)應(yīng)力混凝土相似，更將這兩種材料能動(dòng)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)材料的又一次革命。鋼管混凝土的原理有二：1）借助鋼管對核心混凝土的約束，使核心混凝土有更高的強(qiáng)度和變形能力；2）核心混凝土又對鋼管壁的穩(wěn)定提供了有效可靠的支撐。鋼管混凝土的極限承載力遠(yuǎn)大于鋼管和核心混凝土兩者的承載力之和，約為兩者之和的17～2 0倍，其極限變形能力是普通鋼筋混凝土的幾倍甚至幾十倍，這是鋼材與混凝土的又一次理想結(jié)合。它的出現(xiàn)，使傳統(tǒng)意義上的受壓破壞特征由脆性變?yōu)檠有?，對結(jié)構(gòu)抗震的延性設(shè)計(jì)意義巨大，也使超高層建筑底層柱的軸壓比限制問題迎刃而解。

第3篇：建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)概念；探究

中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

結(jié)構(gòu)概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的意義

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷加大，人們在對高質(zhì)量生活追求的同時(shí)也更加注重建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這對建筑行業(yè)提出了更高的要求與挑戰(zhàn)。面對這一情況，結(jié)構(gòu)概念的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中效率低下，建筑結(jié)構(gòu)老舊，建筑整體一層不變的模式，從而提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師的能力，使其在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)出更多的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，以此滿足人們的需求。

（一）結(jié)構(gòu)概念具有先進(jìn)意義

我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算經(jīng)歷了利用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算、容許應(yīng)力法、建筑極限狀態(tài)計(jì)算、直到現(xiàn)在普遍采用的概率極限狀態(tài)理論計(jì)算法的發(fā)展過程。但是概率雖然具有一定的科學(xué)先進(jìn)性，但是在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)算過程中，會(huì)出現(xiàn)一定的相似情況，只能看作是最為接近的極限狀態(tài)，這樣一來對于建筑真實(shí)的承載能力就很難進(jìn)行有效的估算。

同時(shí)建筑是一個(gè)三維空間結(jié)構(gòu)，其中的構(gòu)件是以相當(dāng)復(fù)雜的方式進(jìn)行相互的協(xié)同工作的，它們彼此之間具有極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，不能脫離整體構(gòu)件體系而單獨(dú)進(jìn)行工作。同時(shí)整體結(jié)構(gòu)體系與各個(gè)基本分體系之間都有著極為緊密的力學(xué)聯(lián)系，所以把結(jié)構(gòu)概念應(yīng)用到實(shí)際具體的建筑設(shè)計(jì)工程當(dāng)中來，對調(diào)節(jié)構(gòu)件之間的聯(lián)系，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)起著積極促進(jìn)的作用。

（二）結(jié)構(gòu)概念是決定建筑抗震性能的關(guān)鍵

在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)分析工作上，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)因設(shè)計(jì)人員沒有將建筑結(jié)構(gòu)的空間作用、建筑結(jié)構(gòu)材料的非彈性性質(zhì)以及時(shí)效性等多種關(guān)鍵因素進(jìn)行充分考慮的情況，導(dǎo)致在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)分析時(shí)存在著不準(zhǔn)確性，影響建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。所以說，建筑工程抗震的問題不能僅單單依靠計(jì)算設(shè)計(jì)來進(jìn)行解決，必須在結(jié)構(gòu)概念上找到立足點(diǎn)。因此將結(jié)構(gòu)概念應(yīng)用到實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)分析中來，可以使建筑的抗震設(shè)計(jì)得到有效的加強(qiáng)，是對地震災(zāi)害來臨時(shí)消散其能量的關(guān)鍵所在，避免了結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱敏感的部位。

結(jié)構(gòu)概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）結(jié)構(gòu)概念在拓寬設(shè)計(jì)思路中的應(yīng)用

傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，似乎只關(guān)注如何提高建筑的結(jié)構(gòu)抗力，以至于在進(jìn)行混凝土的施工時(shí)，其配比等級越來越高，鋼筋的配量越來越大，從而導(dǎo)致了工程建設(shè)的造價(jià)成本也越來越高，極大的降低了其經(jīng)濟(jì)效益。而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師也因此只注意不超過最大的鋼筋配比率，結(jié)果導(dǎo)致了肥梁、深基礎(chǔ)等現(xiàn)象隨處可見。

在這里我們用建筑的抗震設(shè)計(jì)作為例子。傳統(tǒng)建筑在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一般是根據(jù)最初確定的結(jié)構(gòu)尺寸以及混凝土的等級計(jì)算出建筑結(jié)構(gòu)的剛度，然后再利用其數(shù)值計(jì)算出建筑最高承受的地震率，從而計(jì)算出建筑所用的鋼筋配比率。這樣為了抵御地震而進(jìn)行建筑的鋼筋配比，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)剛度的做法，反而增強(qiáng)了地震的作用效率。

所以，只有將結(jié)構(gòu)概念運(yùn)用到實(shí)際的建筑抗震設(shè)計(jì)中，才有助于思路的拓寬，才能用科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)來減小地震對建筑產(chǎn)生的作用效應(yīng)，才能起到事半功倍的效果。

（二）結(jié)構(gòu)概念在建筑抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

為了保證在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，建筑具有良好的抗震性能，將結(jié)構(gòu)概念運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，可以從宏觀意義上有效的進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震性能的控制。而在其應(yīng)用到抗震設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到以下幾點(diǎn)因素：

1、設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行對抗震有利的場地以及地基的選擇，從而避免地面變形造成的直接危害，采取有效措施來保證地基的相對穩(wěn)定性。

2、在進(jìn)行合理的基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，同一個(gè)結(jié)構(gòu)單元不應(yīng)該設(shè)置在性質(zhì)不相同的地基土之上，最好采用相同的基礎(chǔ)形式，以此在設(shè)計(jì)時(shí)最大限度的發(fā)揮出地基的潛力。

3、選擇出合理的結(jié)構(gòu)體系，抗側(cè)構(gòu)件最好能做到均勻?qū)ΨQ，進(jìn)行多道抗震防線的設(shè)置，避免出現(xiàn)局部薄弱的問題，導(dǎo)致在地震發(fā)生時(shí)其抗震設(shè)計(jì)沒有起到相應(yīng)作用的情況發(fā)生。

4、在進(jìn)行各個(gè)構(gòu)件的連接時(shí)，必須進(jìn)行可靠的施工，來保證彼此之間的聯(lián)系，同時(shí)各個(gè)構(gòu)件還應(yīng)該具有必要的強(qiáng)度和變形的能力，從而加強(qiáng)整體建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

5、盡量的減輕建筑自身結(jié)構(gòu)的重量，減少對地基土產(chǎn)生的壓力，從而降低在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)建筑受到地震能量的影響。

結(jié)構(gòu)概念應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中時(shí)的原則

（一）對合理的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行選擇的原則

在進(jìn)行建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員必須要對整個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行基礎(chǔ)階段的構(gòu)建，并且重視基礎(chǔ)階段對整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中起到的關(guān)鍵作用。這是因?yàn)?，建筑結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)合理性直接影響到日后建筑施工的質(zhì)量，對建筑能否以高質(zhì)量竣工起著關(guān)鍵的決定作用。所以，一個(gè)成功的設(shè)計(jì)方案必須要根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況和要求，制定出一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，這樣才能保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，提高建筑的質(zhì)量，增加工程的經(jīng)濟(jì)效益。所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體系中建筑的受力情況必須要明確，對承載力的傳遞要盡量簡潔，力求做到建筑平面和豎向的規(guī)則。所以說在將結(jié)構(gòu)概念應(yīng)用到建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中時(shí)，必須對工程的具體設(shè)計(jì)要求、周邊的地質(zhì)條件、材料的選用和施工工藝等進(jìn)行充分的了解，作出綜合分析以后，才能進(jìn)行建構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定。

（二）對計(jì)算簡圖進(jìn)行精選的原則

將結(jié)構(gòu)概念應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對計(jì)算簡圖的選擇必須要結(jié)合到工程建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際要求中來進(jìn)行選擇，要盡量選擇能明確進(jìn)行結(jié)構(gòu)表達(dá)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、經(jīng)濟(jì)效益較高的計(jì)算結(jié)構(gòu)簡圖，以此來保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確實(shí)可行。這是因?yàn)橛?jì)算簡圖的正確選用，可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)時(shí)正確的進(jìn)行建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且在工程的實(shí)際施工環(huán)節(jié)里為施工提供保證，在整個(gè)工程中起著不可或缺的重要作用，最大程度保證了工程在施工時(shí)的效率，降低了施工的成本，增加了建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。

（三）對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確分析的原則

在將結(jié)構(gòu)概念應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中時(shí)，其數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性是設(shè)計(jì)師進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本依據(jù)，能正確引導(dǎo)設(shè)計(jì)師進(jìn)行準(zhǔn)確的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所以在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，必須要保證其運(yùn)算結(jié)果數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對此在進(jìn)行了設(shè)計(jì)運(yùn)算后，設(shè)計(jì)師都應(yīng)該對其數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的驗(yàn)算，并對最后結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的比對分析，以探究其準(zhǔn)確性與合理性，只有這樣才可以保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，能對建筑的抗震、優(yōu)化、創(chuàng)新發(fā)揮積極促進(jìn)的作用，才能保證施工的順利進(jìn)行，提高建筑工程的整體質(zhì)量。

總結(jié)

結(jié)構(gòu)概念運(yùn)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中來，是建筑行業(yè)的一次革命性創(chuàng)舉，其作用是有目共睹的。而將結(jié)構(gòu)概念應(yīng)用到實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中時(shí)，設(shè)計(jì)師要正確了解結(jié)構(gòu)概念的含義與重要性，遵守結(jié)構(gòu)概念的應(yīng)用原則，將結(jié)構(gòu)概念確切實(shí)際的應(yīng)用到最需要它的地方，這樣才能保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，才能保證建筑的施工質(zhì)量，才能積極推進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展，滿足社會(huì)和人民的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊向華.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)概念應(yīng)用[J].中國房地產(chǎn)業(yè),2011,(7)

[2]李濤.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析[J].中國科技博覽,2011,(26)

第4篇：建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)概念應(yīng)用

中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。發(fā)展先進(jìn)計(jì)算理論，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用， 使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急。其中，打破建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的墨守成規(guī)，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力，是相當(dāng)必要的。因?yàn)樗麄兪墙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)革命的推動(dòng)者和執(zhí)行者。這則需要工程界和教育界進(jìn)行共同的努力。推廣概念設(shè)計(jì)思想是一種有效的辦法。

一、概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、合理選擇利于建設(shè)的建筑場地

建筑場地的選擇時(shí)設(shè)計(jì)的首要必經(jīng)階段，一個(gè)合理的利于項(xiàng)目建設(shè)的場地對整個(gè)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)后期階段起到重要的作用。建筑場地的選擇首先應(yīng)遵循這幾個(gè)基本要素：建筑退界、防護(hù)距離、防火間距、日照間距、防噪間距、建筑高度控制、通視要求、現(xiàn)有地形分析等。同時(shí)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系中，建設(shè)的場地應(yīng)盡量選擇有利于抗震的地點(diǎn)，盡量避免在不利于抗震的危險(xiǎn)地段建造建筑，如果實(shí)在無法避免，也應(yīng)采取有效措施盡量減少和消除不利影響，一般在初步設(shè)計(jì)前就要進(jìn)行勘探和選址。

2、合理選擇建筑基礎(chǔ)

完成建筑場地的選擇后，再根據(jù)不同建筑的地形特征和結(jié)構(gòu)形式選擇合理的建筑基礎(chǔ)。一般常包括有樁基礎(chǔ)，箱形基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)這三種建筑基礎(chǔ)形式。

（1）樁地基：普遍應(yīng)用于地質(zhì)松軟并且負(fù)載較大的多層建筑結(jié)構(gòu)。使用天然地基無法足夠承載時(shí)，而采用樁地基可將荷載由上部結(jié)構(gòu)傳送到下部堅(jiān)實(shí)的持力層。

（2）箱形基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用于高層建筑中，其整體剛度適當(dāng)，可以將荷載通過上部結(jié)構(gòu)均勻地傳至下部基礎(chǔ)中，從而使結(jié)構(gòu)組成良好地得以嵌固，并且降低了箱基不均勻沉降的問題，增強(qiáng)了建筑物的抗震抗災(zāi)承受力。

（3）筏形基礎(chǔ)。該基礎(chǔ)適用于低承載力地基、大荷載上部結(jié)構(gòu)的建筑工程。其特點(diǎn)是剛度大結(jié)構(gòu)整體良好，可以將上部結(jié)構(gòu)的超荷載有效地進(jìn)行分散從而將基地的壓力有效的調(diào)整并解決不均勻沉降的問題。

3、合理選擇結(jié)構(gòu)規(guī)則和對稱的建筑主體

主體建筑結(jié)構(gòu)選擇必須合理、簡單和對稱，布局合理的結(jié)構(gòu)可減小扭轉(zhuǎn)力，穩(wěn)定非結(jié)構(gòu)件工作狀態(tài)，降低耗材成本。通常建筑結(jié)構(gòu)的對稱是指抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)的對稱，可選擇較容易對稱的平面結(jié)構(gòu)如簡體框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等。另外，建筑內(nèi)結(jié)構(gòu)的對稱亦需要結(jié)合建筑平面工程對其進(jìn)行合理布置。實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)基本對稱的方法可通過調(diào)整結(jié)構(gòu)剛心、建筑物質(zhì)心及平面形心的距離，使三者盡可能靠近。

4、合理設(shè)計(jì)抗震抗災(zāi)防線

作為一個(gè)建筑最基本的要求就是必須具備良好的抗震和重力承載的能力。設(shè)計(jì)中應(yīng)設(shè)計(jì)多道抗震防線避免和消耗地震發(fā)生時(shí)的破壞性?？梢圆捎眠m當(dāng)?shù)目刂平Y(jié)構(gòu)動(dòng)力來減輕建筑物受震動(dòng)時(shí)破壞程度。若建筑結(jié)構(gòu)遭受強(qiáng)烈震動(dòng)的時(shí)候，通過贅余桿件的變形和屈服可以耗散地震的能量，同時(shí)可使贅余桿件停止工作從而將避開共振效應(yīng)，使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)過渡到另一種穩(wěn)定的體系。

5、合理選擇結(jié)構(gòu)剛度

設(shè)計(jì)中選擇的建筑結(jié)構(gòu)必須具備一個(gè)適當(dāng)合理的剛度，同時(shí)也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不可忽略的指標(biāo)之一。選擇合理的結(jié)構(gòu)剛度，可加長結(jié)構(gòu)的基本自振周期，從而減小地震作用的危害。合理的結(jié)構(gòu)剛度，主體承受的水平力，傾覆彎矩，地基基礎(chǔ)負(fù)擔(dān)都能有效的減少，從而配置合理數(shù)量的建筑構(gòu)造材料，減少耗材。同時(shí)，合理的主體結(jié)構(gòu)剛度，可有效減少結(jié)構(gòu)占用空間，提高建筑平面的利用率，做到既經(jīng)濟(jì)又合理。

6、合理選用計(jì)算簡圖

計(jì)算簡圖是概念設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算的基礎(chǔ)，選擇合理的計(jì)算簡圖可以保證建筑的安全和穩(wěn)定，否則，不當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖可能引發(fā)安全事故的隱患及發(fā)生。設(shè)計(jì)合理的計(jì)算簡圖的同時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)同時(shí)提供構(gòu)造措施進(jìn)行相應(yīng)的保證。

二、概念設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)措施

協(xié)同工作與結(jié)構(gòu)體系。對于建筑結(jié)構(gòu)，協(xié)同工作的概念即是要求結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各個(gè)構(gòu)件相互配合，共同工作。這不僅要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件在承載能力極限狀態(tài)能共同受力，協(xié)同工作，同時(shí)達(dá)到極限狀態(tài)，還要求他們能有共同的耐久壽命。結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作表現(xiàn)在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的關(guān)系上，必須視基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)為一個(gè)有機(jī)的整體，不能把兩者割裂開來處理。例如，對磚混結(jié)構(gòu)，必須依靠圈粱和構(gòu)造柱將上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接成一個(gè)整體，而不能單純依靠基礎(chǔ)自身的剛度來抵御不均勻沉降，所有圈粱和構(gòu)造柱的設(shè)置，都必須圍繞這個(gè)中心。

對協(xié)同工作的理解，還在于當(dāng)結(jié)構(gòu)受力時(shí)，結(jié)構(gòu)中的各個(gè)構(gòu)件能同時(shí)達(dá)到較高的應(yīng)力水平。在多高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能避免短柱，其主要的目的是使同層各柱在相同的水平位移時(shí)，能同時(shí)達(dá)到最大承載能力，但隨著建筑物的高度與層數(shù)的增加，巨大的豎向和水平荷載使底層柱截面越來越大，從而造成高層建筑的底部數(shù)層出現(xiàn)大量短拄，為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，對于大截面柱，可以通過對柱截面開豎槽，使矩形柱成為田形柱，從而增大長細(xì)比，避免短柱的出現(xiàn)，這樣就能使同層的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)在相近的水平位移下，達(dá)到最大的水平承載力；而對于梁的跨高比的限制，一般還沒有充分認(rèn)識到。實(shí)際上與長短柱混雜的效果一樣，長、短梁在同一榀框架中并存，也是極為不利的，短跨粱在水平力的作用下，剪力很大，梁端正、負(fù)彎矩也很大，其配筋全部由水平力決定，豎向荷載基本不起作用，甚至于粱端正彎矩鋼筋也會(huì)出現(xiàn)超筋現(xiàn)象?同時(shí)，由于梁的剪力增大，也會(huì)使支承柱的軸力大幅增大，這種設(shè)計(jì)是不符臺(tái)協(xié)同工作原則的，并使結(jié)構(gòu)的造價(jià)上升。多高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的即是為了抵抗水平力的作用，防止扭轉(zhuǎn)，為有效的抵抗水平力作用，平面上2個(gè)正交方向的尺寸宜盡量接近，目的是保證這z個(gè)方向上的“慣性矩”相等，以防止1個(gè)方向強(qiáng)度(穩(wěn)定性)儲(chǔ)備太大，而另一個(gè)方向較弱。因此，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)(柱、剪力墻)宜設(shè)置在四周，以增大整體的抗側(cè)剛度及抗扭慣性矩，同時(shí)，應(yīng)加大梁或樓層的剛度，使柱(或剪力墻)能承擔(dān)較大的整體彎矩，這就是“轉(zhuǎn)換層”的概念。防止扭轉(zhuǎn)的目的，是因?yàn)樵谂まD(zhuǎn)發(fā)生時(shí)，各柱節(jié)點(diǎn)水平位移不等，距扭轉(zhuǎn)中心較遠(yuǎn)的角柱剪力很大，而中柱剪力較小，破壞由外向里，先外后里。為防止扭轉(zhuǎn)，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)對稱布置，宜設(shè)在結(jié)構(gòu)兩端，緊靠四周設(shè)置，以增大抗扭慣性矩。因此，高層或超高層建筑中，盡管角柱軸壓比較小，但其在抗扭過程中作用卻很大(若角柱先壞，整個(gè)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度或強(qiáng)度下降，中柱必定依次被破壞)，同時(shí)，在水平力的作用下，角柱軸力的變化幅度也會(huì)很大，這樣勢必要求角柱有較大的變形能力。由于角柱的上述作用，角柱設(shè)計(jì)時(shí)在承載力和變形能力上都應(yīng)有較多考慮，如加大配箍，采用密排箍筋柱、鋼管混凝土柱。目前，部分建筑在其四角設(shè)置巨型鋼管柱，從而極大地增強(qiáng)了角柱的強(qiáng)度和抗變形能力。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，柱軸壓比的限值已成為困擾結(jié)構(gòu)工程師的實(shí)際問題，隨著建筑高度的增加，結(jié)構(gòu)下部柱截面也越來越大，而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造配筋，即使采用高強(qiáng)混凝土，柱截面也不會(huì)明顯降低。實(shí)際上，柱的軸壓比大小，直接反映了柱的塑性變形能力，而構(gòu)件的變形能力會(huì)極大地影響結(jié)構(gòu)的延性?；炷粱纠碚撝赋觯夯炷翗?gòu)件的曲率廷性，即彎曲變形能力主要取決于截面的相對受壓區(qū)高度和受壓區(qū)邊緣混凝土的極限變形能力。相對受壓區(qū)高度主要取決于軸壓比、配筋等，混凝土的極限變形能力主要取決于箍筋的約束程度，即箍筋的形式和配箍特征值。因此，為了增大柱在地震作用下的變形能力，控制柱的軸壓比和改善配箍具有同樣的意義，因而采用密排螺旋箍筋柱或鋼管混凝土均可以提高柱軸壓比的限值。

總之，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)方法，可以在建筑設(shè)計(jì)的方案階段就迅速有效地對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，從而使方案概念清晰和定性正確，避免在后期設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)一些不必要的繁瑣運(yùn)算，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，同時(shí)也可作為判斷計(jì)算機(jī)程序內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)是否可靠的主要依據(jù)。對于實(shí)際存在的大量無法計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，可以運(yùn)用優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施來滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的，彌補(bǔ)現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論之間存在的某些缺陷或不可計(jì)算性。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 楊名三.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中協(xié)同工作思想的認(rèn)識[J]. 科技信息(科學(xué)教研). 2007(35)

作者簡介：

第5篇：建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)、概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)原則

現(xiàn)今的建筑結(jié)構(gòu)中主要采用的還是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，缺乏創(chuàng)新，然而要想取得快速的發(fā)展，就必須要融入新的理念――概念設(shè)計(jì)。有些設(shè)計(jì)人員雖然對概念設(shè)計(jì)的基本思想有一定的了解，但還是存在著偏差，沒有理解概念設(shè)計(jì)的本質(zhì)。概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍很廣，應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中主要是對總體進(jìn)行構(gòu)思設(shè)計(jì)，這是計(jì)算機(jī)算代替不了的，因?yàn)榧幢阌?jì)算得再準(zhǔn)確，它畢竟是機(jī)器是靠程序來執(zhí)行的，相對來說比較死板，而且不能對結(jié)構(gòu)的總體進(jìn)行構(gòu)思。

一、什么是概念設(shè)計(jì)

概念是人對某種有代表性的事物或是形成的過程中所表現(xiàn)出來的特點(diǎn)的一種思維解釋。概念設(shè)計(jì)可以解釋為從需求入手經(jīng)過一系列有序的設(shè)計(jì)而得到一個(gè)完整的產(chǎn)品或是總體的構(gòu)思，總的來說就是一個(gè)全面而完整的過程。但是在不同的領(lǐng)域，概念設(shè)計(jì)又有不同的定義。

在建筑領(lǐng)域中，概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)一些力學(xué)的原理和實(shí)踐中得來的經(jīng)驗(yàn)從整體的角度來設(shè)計(jì)出對抗震有利的結(jié)構(gòu)布置。在方案階段可以方便快捷地對總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，概念設(shè)計(jì)運(yùn)用的是概念性近似計(jì)算，因此可以通過手算來做出選擇。概念設(shè)計(jì)是一種定性的設(shè)計(jì)，它選擇出的方案一般思路清晰，可靠性強(qiáng)。同時(shí)概念設(shè)計(jì)也可以作為判斷計(jì)算機(jī)分析出的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的依據(jù)，計(jì)算機(jī)的計(jì)算程序本身沒有什么問題，但是由于上機(jī)計(jì)算人員的人為因素可能就會(huì)造成計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)差錯(cuò)，而相對來說人工手算出現(xiàn)的誤差要小一些，因此對于計(jì)算機(jī)算出的數(shù)據(jù)必須要通過概念設(shè)計(jì)進(jìn)行核對，這一步很關(guān)鍵，以免釀成大錯(cuò)。

二、建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)不同于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它是從豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中慢慢摸索出來的一種模式，概念設(shè)計(jì)是結(jié)合實(shí)際的建筑要求（包括功能要求，抗震要求等）由粗到細(xì)地進(jìn)行定量設(shè)計(jì)的一種設(shè)計(jì)方法。而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則是跟它相反的過程，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是用結(jié)構(gòu)語言來表達(dá)一些有用的東西，首先需要知道力學(xué)、數(shù)學(xué)等一些專業(yè)知識，然后依賴于計(jì)算機(jī)得到定量的數(shù)據(jù)，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)對一些指標(biāo)進(jìn)行定性的設(shè)計(jì)，使其滿足建筑結(jié)構(gòu)的要求。概念設(shè)計(jì)會(huì)影響到建筑物的總造價(jià)、施工進(jìn)度等整體性問題，如果概念設(shè)計(jì)出了問題，會(huì)對以后的整個(gè)施工過程造成一定程度的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是通過定量計(jì)算選好結(jié)構(gòu)體系后再對局部進(jìn)行定性的分析，如果出現(xiàn)了問題，會(huì)影響到結(jié)構(gòu)局部的安全性能。然而對于一個(gè)優(yōu)質(zhì)的工程項(xiàng)目來說，總體和局部的安全性和合理性都是同等重要的，所以概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該是相輔相成的關(guān)系，而不是對立的，只要二者兼顧才能設(shè)計(jì)出好的構(gòu)思和方案。

三、概念設(shè)計(jì)的重要性及意義

隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展和人們對生活水平要求的不斷提高，工程師在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上推出新的思路使建筑更加的安全、舒適、經(jīng)濟(jì)就顯得十分必要。概念設(shè)計(jì)就是目前一種非常好的體現(xiàn)工程師創(chuàng)新能力的設(shè)計(jì)方法。一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師的工作主要是在一個(gè)給定的空間里運(yùn)用整體的理念設(shè)計(jì)出總體的結(jié)構(gòu)布局，并且還要處理好局部構(gòu)件和總體結(jié)構(gòu)的關(guān)系，優(yōu)秀的設(shè)計(jì)都是有分體系有機(jī)地結(jié)合起來的。因此要求工程師要有很好的分體系的比較能力，而且還需要豐富的經(jīng)驗(yàn)，這樣才能做好概念設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)的作品達(dá)到盡善盡美的水平。

概念設(shè)計(jì)是整體性的設(shè)計(jì)，因此對于建筑的整個(gè)設(shè)計(jì)過程起著重要的作用。一個(gè)工程如果沒有經(jīng)過總體的概念設(shè)計(jì)，即使分體系設(shè)計(jì)得再好，計(jì)算得再準(zhǔn)確，也不能把他們有機(jī)地結(jié)合在一起成為完美的設(shè)計(jì)。現(xiàn)在的很多建筑都要求具有優(yōu)良的抗震能力，所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)該及早進(jìn)入概念設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括選擇提高抗震性能的方案、加強(qiáng)抗扭剛度的措施、設(shè)計(jì)延展結(jié)構(gòu)等，采用二道防線設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)設(shè)防要求。

概念設(shè)計(jì)的重要性還體現(xiàn)在可以彌補(bǔ)一些計(jì)算理論的缺陷。目前使用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和計(jì)算理論都存在著缺陷，可能使計(jì)算結(jié)果和結(jié)構(gòu)實(shí)際的受力情況不符，因而為了能夠?qū)崿F(xiàn)對無法進(jìn)行計(jì)算的構(gòu)件的設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)計(jì)算上的缺陷，都可以用概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施來完成，因此概念設(shè)計(jì)具有計(jì)算機(jī)不可替代的功能，

概念設(shè)計(jì)是一種發(fā)展的趨勢也是必然的產(chǎn)物，現(xiàn)在的建筑行業(yè)競爭非常激烈，傳統(tǒng)性的設(shè)計(jì)理念和方法終將被社會(huì)所淘汰，概念設(shè)計(jì)會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)整體的可行性和合理性，因此通過概念設(shè)計(jì)產(chǎn)生的造價(jià)低、性能好、舒適度高的建筑方案才會(huì)成為業(yè)主的新寵兒。

四、概念設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則

1制定適合的設(shè)計(jì)方案

在制定設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)綜合考慮到施工地的地質(zhì)條件、載荷的分布及周圍建筑物的影響等因素，使得設(shè)計(jì)的方案能最大程度發(fā)揮地基的潛能。在勘探地質(zhì)時(shí)要寫出詳盡的地質(zhì)勘查報(bào)告，沒有報(bào)告的要進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)地的考察。

2.結(jié)構(gòu)的合理性和整體性

概念設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)體系，在受到載荷作用時(shí)受力明確，而且有簡捷直接的傳力途徑，這樣有利于建立結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。建筑平面內(nèi)部結(jié)構(gòu)和豎向結(jié)構(gòu)應(yīng)規(guī)則、均勻，使地震應(yīng)力能快速地傳遞，平面規(guī)則使質(zhì)量與剛度之間分布協(xié)調(diào)，豎向規(guī)則避免傳力途徑和剛度發(fā)生改變有過大的外長和內(nèi)收。結(jié)構(gòu)平面的兩個(gè)主軸要用一定的剛度和抗扭轉(zhuǎn)剛度的能力，抗震和抵抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力。同一結(jié)構(gòu)單元不適宜混用不同類型的結(jié)構(gòu)體系?？紤]到結(jié)構(gòu)的整體性，內(nèi)力計(jì)算模型的假設(shè)是樓蓋平面內(nèi)具有無限大的剛度，所以在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)滿足假設(shè)條件讓樓蓋平面內(nèi)有足夠大的剛度，并且豎向的結(jié)構(gòu)連接緊密，保證梁板和柱墻能相互協(xié)調(diào)地工作。

3謹(jǐn)慎選用計(jì)算簡圖

結(jié)構(gòu)計(jì)算離不開計(jì)算簡圖，如果計(jì)算簡圖使用的不謹(jǐn)慎，不合理往往會(huì)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。因此要保證結(jié)構(gòu)的安全性不受到威脅，合理謹(jǐn)慎的選用計(jì)算簡圖十分重要。此外，計(jì)算簡圖還需要配有相應(yīng)合理的構(gòu)造措施。實(shí)際結(jié)構(gòu)與計(jì)算簡圖的誤差應(yīng)控制在設(shè)計(jì)允許的范圍之內(nèi)。

4認(rèn)真分析結(jié)果

目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)使用的非常普遍，而由于處理問題時(shí)可選用的軟件種類繁多，不同的軟件內(nèi)部的程序算法不同，所以使用起來可能會(huì)得到不同的結(jié)果。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)該先了解每種軟件的適用范圍和技術(shù)特點(diǎn)，然后再根據(jù)實(shí)際情況合理選用進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。在使用計(jì)算機(jī)時(shí)，還可能出現(xiàn)由于人工輸入有誤或是軟件自身存在缺陷等問題而使計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，這時(shí)就要求結(jié)構(gòu)工程師對結(jié)果要進(jìn)行認(rèn)真的分析和校驗(yàn)，同時(shí)也可適當(dāng)結(jié)合設(shè)計(jì)師的的知識和經(jīng)驗(yàn)，最終做出一個(gè)合理的判斷。

5合理采取構(gòu)造措施

要注意到結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)該具有適當(dāng)?shù)难有?、剛度、承載力等性能。特別是耗能的構(gòu)件要有較高的延性和剛度，耗能構(gòu)件不宜選擇那些承受豎向載荷的構(gòu)件。設(shè)計(jì)鋼筋的錨固長度應(yīng)考慮溫度應(yīng)力的影響，平面和豎向的布置要規(guī)則、均勻、對稱，抗震的房屋要設(shè)立多道抗震防線，并考慮內(nèi)力重分布后也不能發(fā)生坍塌，加強(qiáng)薄弱的部位。

五、結(jié)束語

現(xiàn)如今為了順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，概念設(shè)計(jì)的思想已經(jīng)被越來越多的結(jié)構(gòu)工程師所接受，而事實(shí)證明，概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中確實(shí)起到了重要的作用。只有結(jié)構(gòu)工程師不斷地創(chuàng)新，才能帶來結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的革命，推動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展。同時(shí)概念設(shè)計(jì)的思想也對結(jié)構(gòu)工程師提出了更高的要求，扎實(shí)地掌握基礎(chǔ)知識，充實(shí)結(jié)構(gòu)概念，并積極地從實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能設(shè)計(jì)出更加完美的作品。

參考文獻(xiàn)

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第6篇：建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：高層建筑：結(jié)構(gòu)分析：結(jié)構(gòu)布置；概念設(shè)計(jì)

中圖分類號：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

引言

所謂概念設(shè)計(jì)是指依據(jù)地震震害和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，不經(jīng)數(shù)值計(jì)算而確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震措施的宏觀控制，是一種區(qū)別于“數(shù)值設(shè)計(jì)”的設(shè)計(jì)

過程。概念設(shè)計(jì)能力主要來自工程師本人所具有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，包括力學(xué)知識、專業(yè)知識、對結(jié)構(gòu)地震破壞機(jī)理的認(rèn)識，對地震震害經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和試驗(yàn)破壞現(xiàn)象認(rèn)識的積累等。由于結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在著許多不確定或不確知因素，加之抗震設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，目前還不能完全依靠計(jì)算設(shè)計(jì)來確保結(jié)構(gòu)安全可靠，很大程度上還要依賴概念設(shè)計(jì)，因此安全、合理而經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須注重概念設(shè)計(jì)，運(yùn)用“概念”(而不是只依賴計(jì)算)進(jìn)行分析，作出判斷，采取相應(yīng)措施。

不論是建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011—2010)，還是高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3—2010)在通讀其全部條文后深感對各種建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)尤其是高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)，抗震概念設(shè)計(jì)對結(jié)構(gòu)的抗震性能起決定性作用，因此新規(guī)范(規(guī)程)均在相關(guān)條文中強(qiáng)調(diào)了建

筑與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性，要求建筑師和結(jié)構(gòu)工程師在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)特別重視有關(guān)概念設(shè)計(jì)的條文規(guī)定?？拐鹨?guī)范中還將其列為強(qiáng)制性條文：即建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求。

1、抗震概念設(shè)計(jì)的一般原則

需要強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計(jì)不能陷入只憑計(jì)算的誤區(qū)，若結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不規(guī)則，整體性差，僅按目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算水平，是難以保證結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)性能，尤其是抗震性能。因此，要求建筑師與結(jié)構(gòu)工程師要共把好初步設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)。關(guān)于高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的一般原則和具體內(nèi)容，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3—2010)有關(guān)章節(jié)作了規(guī)定。

(1)結(jié)構(gòu)的簡單性，結(jié)構(gòu)簡單是指結(jié)構(gòu)在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011—2010)第3．5．2條終為強(qiáng)制性條文要求，“結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑?！敝挥薪Y(jié)構(gòu)簡單，才能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的計(jì)算模型、內(nèi)力與位移分析，限制薄弱部位的出現(xiàn)易于把握，因而對結(jié)構(gòu)抗震性能的估計(jì)也比較可靠。

(2)結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和均勻，性建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011—2010)第3．4．2條要求，“建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱，并應(yīng)具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面布置宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變?！苯ㄖ矫姹容^規(guī)則，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面布置，對A級高度建筑宜平面簡單、規(guī)則、對稱、減小偏心；而對B

級高度建筑則應(yīng)簡單、規(guī)則、減小偏心。平面置均勻規(guī)則，使建筑物分布質(zhì)量產(chǎn)生的地震慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞，并使質(zhì)量分布與結(jié)構(gòu)剛度分布協(xié)調(diào)，限制質(zhì)量與剛度之間的偏心。結(jié)構(gòu)布置均勻、建筑平面規(guī)則，有利于防止薄弱的子結(jié)構(gòu)過早破壞、倒塌，使地震作用能在各子結(jié)構(gòu)之間重分布，增加結(jié)構(gòu)的贅余度數(shù)量，發(fā)揮整個(gè)結(jié)構(gòu)耗散地震能量的用。沿建筑物豎向，建筑造型和結(jié)構(gòu)布置比較均勻，避免剛度、承載力和傳力途徑的突變，以限制結(jié)構(gòu)在豎向某一樓層或極少數(shù)幾個(gè)樓層出現(xiàn)敏感的薄弱部位。

(3)結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力水平地震作用是雙向的，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能抵抗任意方向的地震作用。通常，可使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個(gè)主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力，結(jié)構(gòu)的抗震能力則是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及延性的綜合反映。結(jié)構(gòu)剛度的選擇既要減少地震作用效應(yīng)又要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大，過大的變形會(huì)產(chǎn)生重力二階效應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞、失穩(wěn)。結(jié)構(gòu)應(yīng)其有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力，現(xiàn)有的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算中不考慮地震地面運(yùn)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)分量，在抗震概念設(shè)計(jì)中應(yīng)注意提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力。

(4)結(jié)構(gòu)的整體性在高層建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋對于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用，樓蓋相當(dāng)于水平隔板，它不僅聚集和傳遞慣性力到各個(gè)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)，而且要求這些子結(jié)構(gòu)能協(xié)同承受地震作用，特別是當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)布置不均勻或布置復(fù)雜或抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)水平變形特征不同時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)就要依靠樓蓋使抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)能協(xié)同工作。樓蓋體系最重要的作用是提供足夠的平面內(nèi)剛度和內(nèi)力，并與豎向子結(jié)構(gòu)有效連接，當(dāng)結(jié)構(gòu)空曠、平面狹長、平面凹凸不規(guī)則，樓蓋開大洞口時(shí)更應(yīng)特別注意，設(shè)計(jì)中不能錯(cuò)誤認(rèn)為，在多遇地震作用

計(jì)算中考慮了樓板平面內(nèi)彈性變形影響后，就可以削弱樓蓋體系。

例1地震區(qū)的底框房屋設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意到上下是兩類受力性質(zhì)截然不同的結(jié)構(gòu)，極限變形能力相差懸殊。在小震作用下是上部磚房起控制作用，當(dāng)處于彈性階段時(shí)，驗(yàn)算的重點(diǎn)是磚墻部分；當(dāng)磚墻開裂時(shí)，驗(yàn)算的重點(diǎn)是框架部分。另一方面還要注意底框房屋其側(cè)向變形協(xié)調(diào)是靠樓板有足夠的水平剛度來實(shí)現(xiàn)的。因此，底層樓板不僅需要現(xiàn)澆來達(dá)到其應(yīng)有的水平剛度，且還需要有一定的厚度。

例2 某地區(qū)地震，一幢15層的中央銀行大廈其平面布置圖見圖l，結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞。分析其結(jié)構(gòu)體系，存在許多概念設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤。平面、立面布置嚴(yán)重不均勻、不連續(xù)等，地震時(shí)產(chǎn)生較大的偏心轉(zhuǎn)效應(yīng)，最終導(dǎo)致柱子嚴(yán)重開裂，鋼筋被壓曲，電梯井、樓梯間也遭到嚴(yán)重

破壞。

圖l 某銀行大廈其平面布置圖

例3 一個(gè)典型的例子是著名結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大師林同炎于1963年在尼加拉瓜首都瑪那瓜市設(shè)計(jì)的美洲銀行大廈其平面布置圖見圖2。這幢樓的設(shè)計(jì)是林同樣運(yùn)用概念設(shè)計(jì)思想的早期代表之作，堪稱概念設(shè)計(jì)之典范。在1972年南美洲尼加拉瓜首都馬那瓜市發(fā)生的強(qiáng)烈地震，多座樓房倒塌，而美洲銀行大廈雖位于震中，承受了比設(shè)計(jì)地震作用0．06 g大六倍的地震作用而未倒塌，墻體僅有很小裂縫。該建筑由四個(gè)柔性筒組成，對稱地由連梁連接起來，在風(fēng)荷載和多遇地震作用下，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為剛性體系，在大震作用下，通過連梁的屈服，四個(gè)柔性筒相對獨(dú)立，成為具有延性的結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)的地震作用明顯減小，由于結(jié)構(gòu)對稱布置，防止了明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

圖2美洲銀行大廈其平面布置圖

2優(yōu)化準(zhǔn)則其保證措施

考慮地震作用時(shí)必須充分領(lǐng)會(huì)和靈活運(yùn)用抗震概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化準(zhǔn)則和采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。

(1)優(yōu)化準(zhǔn)則“強(qiáng)節(jié)弱桿”——防止節(jié)點(diǎn)破壞先于構(gòu)件；“強(qiáng)柱弱梁”—防止桿系發(fā)生樓層傾移破壞機(jī)制，要求柱的抗彎能力高于梁的抗彎能力；“強(qiáng)剪弱彎”—防止構(gòu)件剪力破壞，要求桿件的受剪承載力高于受彎承載力；“強(qiáng)壓弱拉”——對桿件截面而言，為避免桿件在彎曲時(shí)發(fā)生受壓區(qū)混凝土破裂的脆性破壞，使受拉區(qū)鋼筋承載力低于受壓區(qū)混凝土受壓承載力。

(2)保證措施 保證措施有兩個(gè)方面：一是調(diào)整或限制構(gòu)件的荷載效應(yīng)，二是強(qiáng)制規(guī)定必要的構(gòu)造措施。這兩個(gè)方面在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3—2010)有詳細(xì)的規(guī)定，有的則是以強(qiáng)制性條文提出嚴(yán)格要求。如：高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3—2010)中第6．3．2條的第l點(diǎn)限制梁端截面混凝土受壓區(qū)高度與有效高度之比，就是保證梁的變形能力，而它又決定于梁端塑性轉(zhuǎn)動(dòng)量，而塑性轉(zhuǎn)動(dòng)量又與截面混凝土受壓區(qū)的相對高度密切相關(guān)；試驗(yàn)研究結(jié)果表明要使鋼筋混凝土梁的位移延性系數(shù)達(dá)到3～4，混凝土受壓區(qū)相對高度必須控制在0．25～0．35。又如：對鋼筋混凝土桿件而言，桿件截面的平均剪應(yīng)力過高，都會(huì)降低箍筋的抗剪效果，平均剪應(yīng)力較小時(shí)，可以避免出現(xiàn)剪切破壞，所以建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011．2010)中第6．2．9條規(guī)定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的梁、柱、抗震墻和連梁的

截面組合剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下式要求：

總之，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3—2010)中許多條文以及強(qiáng)制性條文都是與這

“四強(qiáng)四弱”密切相關(guān)，因此，必須在充分理解規(guī)范、規(guī)程中的具體條文的基礎(chǔ)上加以運(yùn)用相應(yīng)的構(gòu)造措施。

3 結(jié)論

本文僅對高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3—2010)和建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011—2010)中有關(guān)加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容加以理解和研究。作為土木工程技術(shù)人員在高層建

筑的研究和工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)從整體宏觀的觀點(diǎn)出發(fā)，在設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中更好地運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，綜合處理好建筑功能、技術(shù)、藝術(shù)、安全可靠性和經(jīng)濟(jì)合理等幾方面內(nèi)容，從而創(chuàng)造出更加安全、適用、經(jīng)濟(jì)美觀的高層建筑。

參考文獻(xiàn)

第7篇：建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)

0 前言

近些年來，建筑業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，城市建設(shè)的發(fā)展中，高層建筑越來越廣泛地應(yīng)用，在不斷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐中，人們積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了快速、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算工具。然而有很多設(shè)計(jì)還存在諸多缺陷，主要原因就是在總體方案和構(gòu)造措施上未采用正確的構(gòu)思，即未進(jìn)行概念設(shè)計(jì)所致。所謂概念設(shè)計(jì)就是運(yùn)用人的思維和判斷力，在設(shè)計(jì)前期從宏觀上決定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題。一般指不經(jīng)數(shù)值計(jì)算，是從結(jié)構(gòu)概念入手，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)子體系之間的力學(xué)關(guān)系、相對剛度關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，從整體角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和結(jié)構(gòu)措施。

一概念設(shè)計(jì)的意義

由于結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)階段，是不需要借助于計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，這就需要我們綜合運(yùn)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，能做到結(jié)構(gòu)功能與外部條件一致，充分展現(xiàn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)，發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)。運(yùn)用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計(jì)的方案階段迅速、有效的對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇。所得設(shè)計(jì)方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設(shè)計(jì)階段一些不必要的繁瑣運(yùn)算，具有較好的經(jīng)濟(jì)可靠性能。同時(shí)，也是判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。

二 做好概念設(shè)計(jì)因思考的問題

1 結(jié)構(gòu)方案要根據(jù)建筑使用功能、房屋高度、地理環(huán)境、施工技術(shù)條件和材料供應(yīng)情況、有無抗震設(shè)防, 選擇合理的結(jié)構(gòu)類型。

2 分析結(jié)構(gòu)破壞的機(jī)制和過程, 以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)。

3 分析豎向荷載、風(fēng)荷載及地震作用對不同結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)及傳遞途徑。

4 注意非結(jié)構(gòu)構(gòu)件對主體結(jié)構(gòu)抗震產(chǎn)生的有力和不利影響, 協(xié)調(diào)布置, 并保證與主體結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造的可靠性。

5 承載力和剛度在平面內(nèi)及沿高度盡量均勻分布,避免突變和應(yīng)力集中, 有利于防止薄弱的子結(jié)構(gòu)過早破壞、倒塌, 使地震作用能在各子結(jié)構(gòu)之間重分布, 充分發(fā)揮整個(gè)結(jié)構(gòu)耗散地震能量的作用。

6 抗震房屋應(yīng)設(shè)計(jì)成具有高延性的耗能結(jié)構(gòu), 并具有多道防線。

7 預(yù)估和控制各類結(jié)構(gòu)及構(gòu)件塑性鉸區(qū)可能出現(xiàn)的部位和范圍。

8 掌握各類結(jié)構(gòu)材料的特性及其受溫度變化的影響。

三 結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

1 結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn)

高層建筑對內(nèi)部空間的要求，因其使用性質(zhì)和功能不同，建筑平面布置也就隨之變化。小空間平面布置方案僅適用于住宅及旅館；辦公室要求大小空間兼有；餐廳、商場、展覽廳等，則要求有能靈活分隔的大空間；舞廳，宴會(huì)廳和報(bào)告廳等，又要求內(nèi)部為無柱大空間。隨著結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展， 一些較新穎結(jié)構(gòu)體系的運(yùn)用，如懸挑、懸掛、巨型等結(jié)構(gòu)，為滿足各種使用功能要求創(chuàng)造了有利的條件。

懸挑結(jié)構(gòu)：體型獨(dú)特，外觀新穎，在建筑藝術(shù)上有特色，加之外柱截面很小，四周開敞，很受建筑師的歡迎。其特點(diǎn)是圍繞核心筒在各個(gè)方面作出懸挑，由核心承受所有的荷載，圍繞核心筒可以創(chuàng)造出沒有任何垂直支撐的平面形式，這使室內(nèi)空間的使用更加方便、靈活。但這種結(jié)構(gòu)類型建筑體型上大下小，形成了上層質(zhì)量大、剛度大，而下層質(zhì)量小、剛度小的不合理分布，因而上部樓層產(chǎn)生很大的水平作用使底部中央筒體受力很大，使用時(shí)要慎重對待。

懸掛結(jié)構(gòu)：是指采用吊桿將高樓各層樓蓋分段懸掛在主構(gòu)架上所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體系。主框架與矩形框架相類似，承擔(dān)全部側(cè)向和豎向荷載，并將它直接傳至基礎(chǔ)。除主框架落地外，其余部分均從上面吊掛， 可以不落地。

矩型結(jié)構(gòu)：一般有矩形框架結(jié)構(gòu)和矩形桁架結(jié)構(gòu)。矩形框架結(jié)構(gòu)由樓、電梯井組成大尺寸箱形截面矩形柱，有時(shí)也可以是大截面實(shí)體柱，每隔若干層設(shè)置一道1-2層樓高的矩形梁。它們組成剛度極大的矩形框架，是承受主要的水平力和豎向荷載的一級結(jié)構(gòu)。上下層矩形框架梁之間的樓層梁柱組成二級結(jié)構(gòu)，其荷載直接傳遞到一級結(jié)構(gòu)上，其自身承受的荷載較小，構(gòu)件截面較小，增加了建筑結(jié)構(gòu)布置的靈活性和有效使用面積。緊靠上層矩形梁的樓層，甚至可以不設(shè)柱，形成較大空間，以滿足建筑需要。矩形桁架結(jié)構(gòu)以大截面的豎桿和斜桿組成懸臂桁架，主要承受水平和豎向荷載。樓層豎向荷載通過樓蓋、梁和柱傳遞到桁架的主要桿件上。因此，矩形結(jié)構(gòu)亦被稱為“超級框架結(jié)構(gòu)”。

2 結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)原則

在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層建筑設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵控制因素，如何在滿足相關(guān)要求的前提下選擇更好的抗側(cè)力體系成了結(jié)構(gòu)工程師追求的重大目標(biāo)。建筑平面的形狀宜選用風(fēng)壓較小的形式，并應(yīng)考慮鄰近高層建筑對其風(fēng)壓分布的影響，還必須考慮有利于抵抗水平和豎向荷載。在地震作用下，建筑平面要力求簡單規(guī)則，風(fēng)荷載作用下則可適當(dāng)放寬。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)整體彎曲變形所引起的側(cè)移與結(jié)構(gòu)體系抵抗傾覆力矩的有效寬度的三次方成反比例關(guān)系，所以不宜建造寬度很小的建筑物。一般應(yīng)將結(jié)構(gòu)的高寬比H /B控制在5-6以下, 當(dāng)設(shè)防烈度在8度以上時(shí)，H /B限制應(yīng)更嚴(yán)格一些。另外，建筑平面的長寬比也不宜過大，一般宜小于6，以避免兩端相距太遠(yuǎn)，振動(dòng)不同步，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)等復(fù)雜的振動(dòng)，而使結(jié)構(gòu)受到損害。在規(guī)則平面中，如果結(jié)構(gòu)平面剛度不對稱，仍然會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。所以，對任何平面形式的高層建筑來說，其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置原則都是盡量使平面的質(zhì)量中心接近于抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度中心。因此，簡潔、規(guī)整、均勻?qū)ΨQ的平面設(shè)計(jì)，對于合理布置抗側(cè)力結(jié)構(gòu)是有利的。由于質(zhì)量分布很難做到均勻?qū)ΨQ，在結(jié)構(gòu)布置時(shí)，除要求各向?qū)ΨQ外，還最好能具有較大的抗扭剛度，在滿足建筑功能的條件下，把抗測力構(gòu)件從中心布置和分散布置，改為沿建筑周邊或四個(gè)角上布置，就大大提高結(jié)構(gòu)的抗扭能力。

3 選擇合理結(jié)構(gòu)布置, 協(xié)調(diào)建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系

高層建筑結(jié)構(gòu)體系確定之后，結(jié)構(gòu)布置的合理與否很大程度影響著建筑的使用，結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和施工的合理性，特別是地震區(qū)會(huì)影響結(jié)構(gòu)的抗震性能，結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)，常常造成薄弱環(huán)節(jié)，引起震害。在高層建筑的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)布置一般應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

（1）高層建筑控制位移是主要矛盾，除應(yīng)從平面體型和立面變化等面考慮提高結(jié)構(gòu)的總體剛度以減少結(jié)構(gòu)的位移。在結(jié)構(gòu)布置時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性及剛度，加強(qiáng)構(gòu)件的連接，使結(jié)構(gòu)各部分以最有效的方式共同作用；加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性，以減少由于基礎(chǔ)平移或扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)的側(cè)移影響，同時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的薄弱部位和應(yīng)力復(fù)雜部位的強(qiáng)度。此外增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體寬度也可減少側(cè)向位移，在其它條件不變時(shí)，變形與寬度的三次方成正比。因此，宜對建筑物的高寬比加以限制，體型扁而重的建筑是不合適的，宜采用剛度較大的平面形狀，如方形、接近方形的矩形、圓形、Y形和#形等塔式建筑，即把使用要求及建筑體型多樣化和結(jié)構(gòu)的要求有機(jī)地結(jié)合起來，又可形成側(cè)向穩(wěn)定的體系。

（2）在地震區(qū)為了減少地震作用對建筑結(jié)構(gòu)的整體和局部的不利影響，如扭轉(zhuǎn)和應(yīng)力集中效應(yīng)，建筑平面形狀宜規(guī)正，避免過大的外伸或內(nèi)收，沿高度的層間剛度和層間屈服強(qiáng)度的分部要均勻，主要抗側(cè)力豎向構(gòu)件，其截面尺寸、砼強(qiáng)度等級和配筋量的改變不宜集中在同一樓層內(nèi)，應(yīng)糾正“增加構(gòu)件強(qiáng)度總是有利無害”的非抗震設(shè)計(jì)概念，在設(shè)計(jì)和施工中不宜盲目改變砼強(qiáng)度等級和鋼筋等級以及配筋量。簡單地說就是使結(jié)構(gòu)各部分剛度對稱均勻，各結(jié)構(gòu)單元的平面形狀應(yīng)力求簡單規(guī)則，立面體型應(yīng)避免伸出和收進(jìn)，避免結(jié)構(gòu)垂直方向剛度突變等。平面的長寬比不宜過大，以避免兩端相距太遠(yuǎn)，振動(dòng)不同步，應(yīng)使荷載合力作用線通過結(jié)構(gòu)剛度中心，以減少扭轉(zhuǎn)的影響。尤其是布置樓電梯間時(shí)不宜設(shè)在平面凹角部位或端部角區(qū)，它對結(jié)構(gòu)剛度的對稱性有顯著的影響。

（3）應(yīng)滿足建筑功能要求，做到經(jīng)濟(jì)合理，便于施工。建筑物的開間、進(jìn)深、層高、層數(shù)等平面關(guān)系和體型除滿足使用要求外，還應(yīng)盡量減少類型，盡可能統(tǒng)一柱網(wǎng)布置和層高，重復(fù)使用標(biāo)準(zhǔn)層。

第8篇：建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)范文

摘要： 筆者對概念設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了陳述,還分析了概念設(shè)計(jì)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性及其應(yīng)用,為提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平提供參考。

Abstract: The author expounded the relevant contents of the conceptual design, and also analyzed the importance of the conceptual design for building structure design and its application, to provide reference for improving the design level of the building structure.

關(guān)鍵詞 ： 概念設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

Key words: conceptual design；building structure；optimal design

中圖分類號：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-4311（2015）06-0104-02

0 引言

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用概念設(shè)計(jì)是最新推出的一種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，由建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過理性的分析和感性的規(guī)劃進(jìn)行的綜合運(yùn)用，在建筑設(shè)計(jì)行業(yè)中運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，能夠幫助設(shè)計(jì)師正確、合理地處理在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可能會(huì)遇到的具體問題。越來越多的建筑設(shè)計(jì)師采用概念設(shè)計(jì)理念完成了眾多的成功建筑案例，概念設(shè)計(jì)的理念被我國的建筑設(shè)計(jì)行業(yè)廣泛地應(yīng)用，特別是在智能建筑、高層建筑等要求高的建筑設(shè)計(jì)中發(fā)揮著巨大的作用。

1 概念設(shè)計(jì)及其重要性

簡單說來，所謂概念是指你方案的根本出發(fā)點(diǎn)——比如你是要看場地內(nèi)部的樹或者外圍的景色，或者其他的想法。設(shè)計(jì)的深入就是通過建筑的手法把概念實(shí)現(xiàn)和貫徹出來，特別是那些難以做出精確分析，并且難于規(guī)范的結(jié)構(gòu)體系，是從工程經(jīng)驗(yàn)中獲得的一些宏觀可行的設(shè)計(jì)角度。你想要的空間就是通過建筑的設(shè)計(jì)來體現(xiàn)的；所有的外觀和細(xì)部的創(chuàng)意都是為了體現(xiàn)你的概念。從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布局和設(shè)計(jì)重點(diǎn)，并能得出估算值，與實(shí)際相差不遠(yuǎn)，所得方案具有一定的經(jīng)濟(jì)可靠性，但又避免了繁瑣的計(jì)算。

所謂概念設(shè)計(jì)指的是一個(gè)由粗到精、由模糊到清晰、由具體到抽象的不斷提高和優(yōu)化的過程。也就是在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，以設(shè)計(jì)概念為主線，從而對全部的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行貫穿，整個(gè)設(shè)計(jì)過程較為完全、全面。同時(shí)通過設(shè)計(jì)概念，有效將設(shè)計(jì)者的瞬間思維、感性認(rèn)識兩者結(jié)合，使其統(tǒng)一上升至理性思維后完成設(shè)計(jì)。

2 建筑結(jié)構(gòu)總體概念設(shè)計(jì)

2.1 建筑結(jié)構(gòu)的對稱性的重要性

高層建筑體系中，對稱性主要是指抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)對稱，在平面設(shè)計(jì)中。一般比較容易實(shí)現(xiàn)平面設(shè)計(jì)中簡體框架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的對稱。而在豎向結(jié)構(gòu)布置中，無論是那些幾何圖形還是樓層剛度的相關(guān)的變化，對稱性都應(yīng)該是立面設(shè)計(jì)中最值得考慮的問題。不對稱的布置會(huì)產(chǎn)生剛度以及強(qiáng)度上的突變，使得豎向的應(yīng)力集中或者是變形集中，從而導(dǎo)致建筑在中小型地震中遭到了損壞、而在大震時(shí)就會(huì)面臨倒塌的嚴(yán)重后果。對于L型、T型、S型等不對稱的平面復(fù)雜結(jié)構(gòu)，主要取決于建筑功能和設(shè)計(jì)風(fēng)格和方向，但這種結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基本對稱也是可以實(shí)現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)工程師會(huì)對這樣的平面做合理的結(jié)構(gòu)布置。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的不對稱除了引起變形不利于抗力承重以外，也容易造成材料浪費(fèi)，成本增加。在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層建筑設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵控制因素，建筑平面的形狀宜選用風(fēng)壓較小的形式，并應(yīng)考慮鄰近高層建筑對其風(fēng)壓分布的影響，還必須考慮有利于抵抗能力和豎向荷載，在地震作用下，建筑平面要力求簡單規(guī)則。風(fēng)荷載作用下則可適當(dāng)放寬，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)整體彎曲變形所引起的側(cè)移與結(jié)構(gòu)體系抵抗傾覆力矩的有效寬度的三次方成反比例關(guān)系，所以不宜建筑寬度很小的建筑物。

2.2 合理的建筑結(jié)構(gòu)體系選擇

①概念設(shè)計(jì)應(yīng)對建筑物結(jié)構(gòu)體系有明確的簡圖和合理的抗震說明。②設(shè)計(jì)應(yīng)對整體抗震能力和重力荷載有一定承載能力和防御能力，不能因?yàn)椴糠纸Y(jié)構(gòu)的破壞而影響整體結(jié)構(gòu)。③結(jié)構(gòu)體系宜具有合理的剛度。主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度合理是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)之一。1）主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度過大，結(jié)構(gòu)的基本自振周期縮短，地震作用加大，結(jié)構(gòu)承受的水平力，傾覆彎矩加大，地基基礎(chǔ)的負(fù)擔(dān)加大，此時(shí)結(jié)構(gòu)的截面和相應(yīng)的構(gòu)造配筋增加較大，不經(jīng)濟(jì)。2）主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度過大，勢必造成結(jié)構(gòu)所占的面積，空間加大，影響建筑作用，降低建筑平面利用系數(shù)，不合理。

3 建筑結(jié)構(gòu)的簡化計(jì)算

3.1 科學(xué)選用結(jié)構(gòu)方案 科學(xué)的結(jié)構(gòu)方案包含結(jié)構(gòu)體系以及結(jié)構(gòu)形式的合理性，要確定結(jié)構(gòu)體系的整體布置、抗震節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)等。在設(shè)計(jì)時(shí)，建筑師對建筑體要求，材料，結(jié)構(gòu)特征以及地質(zhì)條件施工技術(shù)等做整體評估，并同施工方和業(yè)主方協(xié)商，簡化計(jì)算，確定結(jié)構(gòu)，擬定策略，方案結(jié)構(gòu)的初選是概念設(shè)計(jì)的必選之路，也是切實(shí)可行的最簡單快捷的方法。

3.2 使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理 住宅建筑越來越商品化，作為投資方總是希望利潤最大化。由此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不僅要滿足“規(guī)范化計(jì)算”，而且還要在安全、符合現(xiàn)行國家規(guī)范前提下，從各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，多個(gè)方案做比較，使最終的成品要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)能節(jié)材，降低造價(jià)。概念設(shè)計(jì)通過對高層建筑簡化計(jì)算，先確定主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)并合理規(guī)劃樓層結(jié)構(gòu)和截面，再通過電算對概念設(shè)計(jì)進(jìn)行深化和精確，這樣不僅能節(jié)省電算時(shí)間，結(jié)果也比較準(zhǔn)確，從而使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)合理。

3.3 確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性 現(xiàn)代基本上采用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，這樣的設(shè)計(jì)軟件較多，往往各類軟件計(jì)算的結(jié)果存在一定差異。因此，設(shè)計(jì)師不能太依賴軟件，而應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，并根據(jù)自己多年的經(jīng)驗(yàn)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行具體分析，并嚴(yán)格按照制度進(jìn)行。

4 概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 平面設(shè)計(jì) 平面設(shè)計(jì)總圖用來正確確定臨時(shí)建筑及其他設(shè)施位置，以及修建工地運(yùn)輸?shù)缆泛徒鉀Q排水等所需的資料；一切已有和擬建的地下、地上管道位置。用來決定原有管道的利用或拆除以及新管線的敷設(shè)與其他工程的關(guān)系，并注意不能在擬建管道的位置上搭設(shè)臨時(shí)建筑。

4.2 剖面設(shè)計(jì) 建筑剖面設(shè)計(jì)主要解決層高 （凈高）、室內(nèi)外高差、垂直交通（樓梯的豎向布置）這三個(gè)問題。是建筑師對建筑物內(nèi)部的處理，結(jié)構(gòu)工程師能夠在剖面圖中得到更為準(zhǔn)確的層高信息及局部地方的高低變化，剖面信息直接決定了剖切處梁相對于樓面標(biāo)高的下沉或抬起，又或是錯(cuò)層梁，或有夾層梁，短柱等，對剖面的設(shè)計(jì)能直觀的反應(yīng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

4.3 建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不僅與地基相互作用，也牽涉到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。要考慮到地區(qū)的原始材料，如氣候問題，交通、公共排水溝，易燃易爆妨礙人體健康的設(shè)施布置等。也要考慮到建筑地域的豎向資料和土方平衡，用來解決水、點(diǎn)管線的布置和土方的填挖，取土、棄土位置，還要考慮到樓層材料和承重力，控制高低層的沉降差很重要，地基沉降量不能過大，過深。依附于天然地基的建筑，低層一般采用雙向條形或單獨(dú)地基，若高低層不分開，應(yīng)確保地基條件好，或者直接采用樁基，地下室有直通要求或上部結(jié)構(gòu)層數(shù)差別大，必須做成整體基礎(chǔ)就可采用這種形式。通往地下車庫的通道應(yīng)平行于外壁，便于鋪設(shè)防水層，也能保證高層建筑的整體連接。

5 結(jié)束語

總而言之，概念設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分，建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該重視相關(guān)結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，而不是僅僅依靠先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分利用自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐實(shí)際，不斷提升自身的設(shè)計(jì)專業(yè)技能，才能不斷提高概念設(shè)計(jì)的水平，從而提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]?；劬?，馬小龍.淺議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)[J].內(nèi)江科技，2008（02）.

第9篇：建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)范文

廣而言之，概念設(shè)計(jì)，就是以人的構(gòu)思為主體的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)不需要經(jīng)過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)計(jì)算，而是由建筑設(shè)計(jì)人員依據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)以及對整體結(jié)構(gòu)布局的了解和判斷，來對建筑的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行正確的構(gòu)思。從宏觀上來決定需要建造建筑的結(jié)構(gòu)等基本問題。每一件設(shè)計(jì)作品的任何環(huán)節(jié)都離不開概念設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，不管是整體部分的大方向，還是關(guān)鍵部分的精細(xì)部分。不管科學(xué)技術(shù)如何突飛猛進(jìn)地發(fā)展，設(shè)計(jì)始終是一件以人的思維為主題的事情，計(jì)算機(jī)技術(shù)再高端也只是人類制造出來按照一定的模式計(jì)算的工具，永遠(yuǎn)不能取代人的思維在設(shè)計(jì)中起到的掌控大局，指領(lǐng)方向的作用。一件好的設(shè)計(jì)作品，必須得有正確的概念設(shè)計(jì)來引導(dǎo)方向。這樣才能避免由于自身經(jīng)驗(yàn)不足或誤判而產(chǎn)生的不符合客觀事實(shí)的建筑設(shè)計(jì)作品。進(jìn)而產(chǎn)生出考慮周到，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，外形美觀，富于美學(xué)效果的優(yōu)秀作品。

二、概念設(shè)計(jì)的一般原則

1選擇合適的基礎(chǔ)方案

對于一件建筑設(shè)計(jì)作品來說，方案的敲定對最終成品的影響非常之大。建筑基礎(chǔ)選型設(shè)計(jì)不僅關(guān)系到住戶的生活體驗(yàn)感受，更會(huì)影響到住戶的人身安全。在許多建筑工程中，一些建筑的結(jié)構(gòu)與所處的地基條件非常不協(xié)調(diào)，有些建筑上部體積非常大，但是基座僅有幾根柱子作為支撐，這樣的建筑不僅在美學(xué)上不具有美學(xué)效應(yīng)，而且連基本的安全保障都不能提供。因此，建筑設(shè)計(jì)人員和施工人員在進(jìn)行建造之前，就應(yīng)該調(diào)查分析好各方面的環(huán)境因素，調(diào)查地質(zhì)條件，結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)經(jīng)濟(jì)適用性，美觀性，安全性等性能方面認(rèn)真設(shè)計(jì)選定最終的設(shè)計(jì)，正確掌控建造大局。

2合理選擇結(jié)構(gòu)方案

在開始建造建筑之前，要對工程的各方面條件因素都進(jìn)行調(diào)查分析，如用戶對工程的要求，周邊環(huán)境，建筑材料的購買運(yùn)輸?shù)惹闆r。并充分考慮到建筑的供水供暖供電等硬件設(shè)施的供應(yīng)情況，這此基礎(chǔ)上，對多個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，擇優(yōu)而選，敲定該工程的結(jié)構(gòu)方案。

3選用恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖

計(jì)算簡圖與實(shí)際結(jié)構(gòu)之間不可避免地會(huì)存在一些誤差，只要這些誤差在允許的范圍之內(nèi)，就可以使用。計(jì)算簡圖的選用關(guān)系重大。許多建筑結(jié)構(gòu)安全事故的發(fā)生在很大比例上是由于選用的計(jì)算簡圖出現(xiàn)了問題。因此，選用恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖，才能保證建筑結(jié)構(gòu)的安全。

4正確分析計(jì)算結(jié)果

在計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛應(yīng)用的今天，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)不再是僅靠人工完成設(shè)計(jì)部分了，很多時(shí)候是采用各種軟件來進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師在利用設(shè)計(jì)軟件來輔助設(shè)計(jì)時(shí)，很可能會(huì)因?yàn)檐浖绦虻榷喾矫娴膯栴}而導(dǎo)致設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)不是十分精確，因而導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果，誤用計(jì)算機(jī)可能導(dǎo)致一個(gè)災(zāi)難性的結(jié)果。所以建筑設(shè)計(jì)師們不能一味地相信計(jì)算機(jī)計(jì)算出來的結(jié)果，應(yīng)該根據(jù)自身的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真分析結(jié)果，慎重作出正確的判斷。

5采取相應(yīng)的構(gòu)造措施建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)造直接影響到工程的質(zhì)量安全，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)多方面考慮到建筑物使用的舒適性，安全性，耐久性和經(jīng)濟(jì)性，采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，加強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)，綜合考慮防震防火等因素，牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉”原則。爭取設(shè)計(jì)出構(gòu)造優(yōu)良的建筑工程。

三、建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)

會(huì)給人們生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重危害的地震是很難預(yù)知和不可避免的，而建造在地面上的建筑會(huì)在發(fā)生地震的第一時(shí)間受到破壞性的影響，如果建筑抗震能力不強(qiáng)，則可能在瞬間倒塌，帶來不可預(yù)知的嚴(yán)重后果。因此，建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)房屋建筑時(shí)，必須將建筑的抗震概念設(shè)計(jì)考慮進(jìn)去，這樣才能減少地震引起的房屋倒塌給人們帶來的人身安全問題。一般而言，建筑的整體結(jié)構(gòu)中有敏感薄弱的部位，也有堅(jiān)固抗震的部位，當(dāng)?shù)卣饋頃r(shí)，外界的作用力會(huì)作用到建筑上，如果僅集中作用在建筑敏感薄弱的位置，則很可能將建筑結(jié)構(gòu)損壞，甚至瞬間使之倒塌。為了使建筑物在地震中能具有較強(qiáng)的抗震能力，設(shè)計(jì)師會(huì)通過精心的結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)件設(shè)計(jì)使建筑物的整個(gè)結(jié)構(gòu)在地震中都能分散能量，而不是使能量僅作用于薄弱部位，這樣才能使建筑物在遭遇罕見地震時(shí)不至于結(jié)構(gòu)破壞而倒塌。建筑物的抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)以下原則：

1、結(jié)構(gòu)簡單。當(dāng)?shù)卣饋頃r(shí)，建筑房屋應(yīng)具有直接和明確的傳力途徑，這樣會(huì)使得建筑設(shè)計(jì)過程中容易找到建筑的薄弱部位，也利于結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算。

2、結(jié)構(gòu)規(guī)則而均勻。建筑物的結(jié)構(gòu)規(guī)則均勻時(shí)，所承載的力量也會(huì)分布較均勻，傳力途徑突變概率會(huì)較小，這樣的建筑抗震能力也較大，安全性較強(qiáng)。

3、結(jié)構(gòu)的剛度和整體性。地震的作用力方向是不規(guī)則的，它可能從任意方向傳來能量，這就需要建筑物能在水平豎直各個(gè)方位都具有承載一定作用力的能力。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合適的剛度和保證結(jié)構(gòu)的整體性可以有效減少地震帶來的破壞。

四、總結(jié)