时间：2023-07-17 17:22:44
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇建筑结构概念设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：概念设计；建筑结构；安全Abstract: The conceptual design of the seismic design of building structure is the macroscopic control design of buildings. Due to the randomness, complexity of earthquake action, so that each earthquake generated waveform is different, but it will have more or less damage to the building, the engineers to analyze, summarize the experience of these accidents, the conceptual design of the. This paper analyzes the conceptual design of the seismic design of building structure.
Key words: conceptual design; building structure; safety
中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：
前言：建筑抗震设计一般包括三个层次的内容与要求：（1）概念设计是根据人们在学习和实践中所建立的正确概念，运用人的思维和判断力，正确和全面地把握结构的整体性能，即根据对结构品性（承载能力、变形能力、耗能能力等）的正确把握，合理地确定结构的总体布置与细部构造。（2）抗震计算是对地震作用进行定量分析，确定工程结构及构件的地震效应，再将地震效应与其他荷载组合验算结构及构件的强度与变形。（3）抗震构造措施是指采用满足计算以外的措施，以保证结构整体性、加强局部薄弱环节等，保证抗震计算结果的有效性。
1、结构概念设计的意义
强调结构概念设计的重要性，旨在要求建筑师和结构工程师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定，设计中不能陷入只凭计算的误区。若结构严重不规则、整体性差，则仅按目前的结构设计计算水平，难以保证结构的抗震、抗风性能，尤其是抗震性能。高层建筑设计尤其是在高层建筑抗震设计中，应当非常重视概念设计。这是由于高层建筑结构的复杂性，发生地震时地震动的不确定性，人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性，高层结构计算尤其是抗震分析计算的精确性，材料性能与施工安装时的变异性以及其它不可预测的因素，致使设计计算结果（尤其是经过实用简化后的计算结果）可能和实际相差较大，甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。
2、结构概念设计的原则
2.1优化选型原则
结构概念设计归根到底是确定主体结构体系及其联系。它要考虑两个方面，用比较方法进行优化选择：（1）优化结构体系。前提是掌握各类基本构件的特征（如与受力相关的几何特征，与变形相关的刚性特征等），根据环境、使用、建筑和荷载实况优化选择合用的基本构件，确定它们间的联系，形成基本结构单元和它的支承做法（如框架结构，筒体结构等）；再将基本结构单元通过线型、平面、叠合、交叉等集合形式构成主要结构体系。（2）优化结构布置。在满足使用要求和建筑意向前提下优化布置楼屋盖水平系统、柱墙竖向支承系统和基础系统。这时除比较各种布置的承载能力、竖向和侧向变形，支承做法、地质条件等结构问题的合理性、优越性外，重要的原则是平立面宜规则、对称，具有良好的整体性，竖向剖面除规整外，侧向刚度宜均匀变化，自下而上逐渐减小，避免突变。
2.2空间作用原则
建筑物本来是一个空间结构。在结构概念设计时，考虑建筑物内各部分结构的空间作用，实际上是还原到它本来的结构面貌。当然，如果这时更能有意识地利用构成构件间的空间关系，往往还会给所设计的建筑结构带来更大刚度、减小内力、受力效能好等方面的优点。
2.3合理受力原则
结构概念设计时，要经常运用力学原理来处理结构构件的一般受力分析问题。以下几个方面往往应给予注意：（1）从受力和变形看，均匀受力比集中受力好，多跨连续比单跨简支好，空间作用比平面作用好，刚性连接比铰接好，超静定的受力体系比静定的受力体系好，另外，传力简捷比传力曲折好，要避免不明确的受力状态。（2）从受力和变形的分析看，要尽可能利用结构的对称性、刚度的相对性、变形的连续性和协调性；既要分析各部分构件的直接受力状态，也要分析整体结构的宏观受力状态；要抓住主要的受力状况和它所发生的变形，忽略次要的受力状况和它的相应变形。
2.4减轻自重原则
结构所承受的荷载有两种，竖向荷载和水平荷载。竖向荷载的85％以上是建筑物自重，水平荷载中的地震作用与建筑物自重直接相关。减轻自重不仅可以减轻结构承受的荷载，而且可以降低建筑造价、加快建造速度、节约建筑材料、减少材料在生产运输方面的工作量。减轻自重可采取如下措施：a、采用轻质高强材料，如轻集料混凝土、高性能混凝土、高强度钢材、多孔或空心砌块等。b、采取高效能的结构型式，如采用予应力构件，根据结构受力特点采用组合构件或组合结构，采用薄壳、箱形结构等优越的结构型式。c、选择优越的结构体系，如采用筒体结构、网架结构、空间桁架等空间结构体系。d、选择合理的结构，如尽可能减少外墙面积、加大开间尺寸和柱网距离、降低不必要的楼层高度等。
3、概念设计在建筑结构设计中的应用——建筑抗震的概念设计
概念设计要考虑以下因素：场地条件和场地土的稳定性；抗震结构体系的选取、抗侧力构件的布置；建筑平、立面布置及外形尺寸的确定；非结构构件与主体结构的连接等。
3.1场地和地基的选择
历史震害资料表明，建筑场地的地质、地形、地貌对建筑物震害有显著影响。因此，在抗震设计中，首先要注意场地的选择。地基和基础的设计宜符合下列要求：（1）同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上。（2）同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基。（3）地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应的措施。
3.2选择合理的建筑体型
建筑设计及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，尽量使结构刚度中心与质量中心相一致，并应具有良好的整体性，以利于减轻结构的地震扭转效应及应力集中现象。建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构侧向刚度宜变化均匀，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐递减，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变产生薄弱层，造成应力集中。按《建筑抗震设计规范》的要求进行水平地震作用计算和内力调整，并对薄弱部位采取有效的抗震措施。对体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗侧力结构单元。防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差情况，留有足够的宽度，其两侧的上部结构应完全分开。
3.3抗震结构体系的选择
选择合理的抗震结构体系，设置多道抗震防线。当设计既抗风又抗震的高层建筑时，希望设计成在风荷载和规范规定的地震作用下是刚性的结构体系，但当地震作用非常大时，又可
通过控制其屈服面变成有延性的结构。可将大型竖向和水平构件联结成巨型框架，竖向构件既可单独抵抗横向剪力，在地震作用下，与水平构件又可组成整体结构，而竖向独立构件与整体结构的振动周期是明显不同的。
4、结束语
结构设计是随着经济发展及人们对建筑物功能要求改变，又随着科技的进步而得以实现和解决。在结构概念设计时，只要掌握好以上原则，就能为结构设计勾勒出正确的方向，从而做出安全、美观、经济的结构设计。
参考文献：
关键词：建筑结构；抗震；概念设计
引言
所谓的概念设计，就是建筑在进行抗震的设计的时候，着力于建筑结构总体上对地震的反映，按照建筑结构的破坏过程，灵活的运用抗震技术，有效合理的解决建筑结构设计中存在的基本问题，从整体的布局上要注意大原则还要考虑细小的关键细节，从根本上提高抗震能力。建筑结构抗震概念设计具有基础，且是结构抗震设计的核心，更统领结构抗震设计的全过程。现如今，结构抗震概念设计的思想也被愈来愈多的工程师所接受，并在结构抗震设计中发挥着愈来愈大的作用。
一、建筑结构抗震的概念设计重要性
建筑结构抗震概念的设计首先就是必须要遵守正确的建筑结构抗震概念设计的思绪，尽可能的满足概念设计的要求。在这样的基础上，加上必要的抗震计算，抗震计算是非常重要的，不可缺少的一部分。在建筑结构抗震设计的计算是抗震的前提和基础条件，概念的设计和抗震的计算相比，有着决定性的作用，主要原因有：
（一）地震及其地面运动的不稳定性
我国当代的科学技术水平受到限制，抗震计算的依据很难确定，地震发生时，震波根据震源传到地球表面，经过岩石的折射，在土层中进行非线性传播，这个非线性传播是非常复杂、多变的过程，造成地面的运动的不稳定。如美国一位学者曾经研究Elcentro 台站上发生的15 次地震记录之后指出，不同的震源所造成地震的加速度的差别很大。近些年来，我国发生的大地震，大多数已经超过了原定的设防强烈度，不同程度的造成了社会经济的影响和损失。如1966 年3 月22 日在河北邢台发生的地震，高达10 级；1967 年7 月26 日在广东阳江发生的地震，高达8 级；1976 年7 月28 日在河北唐山发生得地震，高达11 级。所以，设计者如果单单是根据设防烈度来进行建筑结构的抗震设计计算是很难确保人们的居住安全的。
（二）地震时地面运动的复杂性
地震发生时，地面运动一般分解为6 个自由度，但是世界上到目前为止还没有记载最简单的地面运动记录。地震对建筑结构的破坏并没有记载，对于复杂的地表运动分量很少人会掌握。在目前的抗震计算中，只要根据最简单的水平和竖向方向进行计算，它与复杂的地表运动的作用有所差距。在地震发生时，不同地表运动可能会造成建筑结构的破坏的复杂性好没人掌握。
（三）抗震计算对反映建筑结构破坏的复杂过程
在发生地震时，建筑结构的破坏是不断地在变化、改动、非线性的复杂过程，只要有结构和构建出现的裂缝的现象及其损害的程度的非线性变化，在建筑结构薄弱层容易出现变形或者转移而造成的建筑结构上的强度和内力的分布结构。不同构件的空间的作用和填充墙和其他的结构构件都会产生影响。现在的抗震计算理论和相关的计算程序这些影响都被忽略，造成某些建筑结构抗震计算分析的结果和实际的反差很大。综上所述，可以看出根据抗震的计算结果来完成建筑结构抗震概念的设计时片面的，可能还会不安全。只有建立正确的建筑结构的抗震概念设计并且和抗震计算相结合来完成，财会是建筑结构具有一定可靠的抗震能力。
二、抗震概念设计的原则
强烈地震是一种破坏作用很大的自然灾害。特别是近几年，由于地震灾害不断发生，建筑结构抗震概念设计的研究也提升到一个新水平，更为建筑设计者带来了新的问题。因此，应当针对地震形态，制定结构抗震概念设计的原则，并保证其灵活的运用，使建筑物具有可靠的抗震性能。
（一）形状要简单
首先，简单的设计形状能使建筑结构明了，并且在对各构件进行受力情况分析上也容易把握，在很大程度上保证了受力数据的精准度。其次，简单的建筑构造还减轻了地震对建筑物的破坏，减少了工程整体的薄弱环节，提高了建筑物的整体抗震能力。
（二）竖向要均匀
在设计上要优先考虑竖向均匀，在建筑横隔层的上下结构比例上要严格控制竖向收进尺寸，进行具体的竖向受力分析，避免因分隔层导致的承重不均、超标。而洞口开设应保持规则整齐，增强整体结构的刚度和强度，避免外力突发下的刚度突变，导致结构扭曲。另外，要保证刚度以及延性，就要同一层面支柱和其他连接结构刚性一致，刚度趋于均衡，增加结构延性，使构件更能吸收和发散地震能量。设置填充墙时将墙与柱分开，在不影响整体结构的受力状态下，根据需要设置防震缝，进而保证其质量。
（三）整体要合理
基础要符合建筑要求，保证基础的承载能力完全达到刚度强度指标，与上部构件连接可靠。柱体与基础和隔板到楼盖的连接上有足够的刚度和抗力，各部件牢固连接紧密协同，增强竖向和水平的抗震能力。
结构体本身由众多构件连接组合，并通过各种构件协调工作来达到抵御地震作用的目的，若在地震作用中，结构体丧失整体性，则各构件的抗震作用就无法得到发挥，因此，就容易造成结构体的整体垮塌，所以，只有在保证结构体的整体性前提下，才能发挥各个构件的抗震作用，保证建筑结构体的质量安全。所以，保证结构体的整体性也是抗震概念设计的关键。
（四）结构要规则
结构规则能保证建筑结构有一个对称的整体布局，包括立体刚度对称和外形对称，提高建筑抗侧力。并且保证质量对称，能使建筑物均衡抵御外力，很好的避免重心偏离，从而增强结构的稳定性。
根据抗震设计规范要求，建筑结构形式的选择宜遵循规则、对称的基本原则，使建筑结构的受力均匀，而且楼层不宜错层，这都是对结构整体全面布置的要求。多次地震灾害表明，房屋结构外形越不规则，地震灾害所造成的影响越大，因此，建筑结构的质量重心不应与整体刚度中心偏差太大，否则将会加剧地震造成的扭转震害。所以，就要求结构设计的平面、立面整体规则对称。
（五）多重抗震防线的设计
一般地震持续的时间，短则几秒，长则十多秒，面对持续性地震的袭击，多重的抗震防线有利于降低地震所造成的伤害，争取人们的逃生时间。因此，多重的抗震防线设计就显得非常重要。
三、提高建筑结构抗震能力的措施
建筑抗震概念设计是专家们通过对大量建筑地震震害实例进行分析，归纳总结出来的实践经验。抗震概念设计在地震区的建筑抗震设计中是非常重要的，因而，应当引起高度重视。
首先，要合理的布局地震外力能量的传递吸收途径，保证支柱、墙和梁的轴线处于同一平面，从而形成构件双向抗侧力体系。使其在地震作用下呈弯剪破坏，并且塑性屈服尽量产生在墙的底部。而连梁宜在梁端塑性屈服，还有足够的变形能力。在墙段充分发挥抗震作用前，按照“强墙弱梁”的原则加强墙肢的承载力，避免墙肢的剪切破坏，提高建筑结构的抗震能力。
其次，要按照抗震等级对梁、柱以及墙的节点采取相应的抗震震性能。构造措施，确保建筑结构在地震作用下达到三个水准的设防标准。为了保证钢筋混凝土结构在地震作用下具有足够的延性和承载力，应按照“强剪弱弯”、“强柱弱梁”、“ 强节点弱构件”的原则进行设计，合理地选择柱截面尺寸，控制柱的轴压比，注意构造配筋要求，尤其是要加强节点的构造措施。
最后，要设置多道抗震防线，在某一构件损坏吸收部分地震能量后，其他构件还能再起到防线作用。另外，要增强建筑的延性，保证构件能够有效吸收地震能量，合理布局构件的刚度和强度。框架结构设计要使节点基本不破坏，那么同一层中各柱两端的屈服历程越长越好。底层柱底的塑性铰宜晚形成，应当使梁、柱端的塑性铰出现得尽可能分散，充分发挥整体结构的抗震能力。
结语
由于地震发生的随机性，因此为了尽量减少地震对人类生存环境的巨大破坏性，这就要求建筑结构的工程师们根据抗震的规则并且运用好建筑结构抗震概念的设计，做到结构功能和外部的条件保持一致，更好的对建筑结构的抗震设计进行解决处理，利用定量的计算方法对建筑进行抗震的数据分析。笔者衷心希望，以上关于对建筑结构抗震的概念设计探究能够被相关负责人合理的吸收和采纳，进而更好的提高我国建筑工程的质量，保障人民群众的生命和财产安全。
参考文献：
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[2]张大伟，郭立英，于学智.建筑结构抗震设计中的概念设计[J].山西建筑，2008，13：77-78.
[3]鹿钊恺.建筑结构抗震概念设计初探[J].建材世界，2010，05：40-42.
[4]陈欣.结构抗震的概念设计探讨[J].中国水运（下半月），2013，03：253-254.
关键词：建筑结构抗震概念设计
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
0 引言
建筑结构的防震设计对于一个同我国这样的地震频发且震区范围广的国家而言极为重要。因地震的发生总是不确定的，目前全世界对于地震的预测仍无能为力。所以我们应该从防震角度考虑，对症下药，建立良好的抗震体系。良好的抗震概念设计是保证建筑工程质量性、抗震性、安全性的一项重要手段，因此必须了解建筑物或是民用基础设施和地面相互的关系，通过评估预见地震潜在的后果。设计、修建和维护结构，使其在地震发生时能达到法规规范的要求。在此背景下，防震概念设计得到了建筑结构设计师的肯定，成为了结构设计的重要组成部分，为结构设计的发展提供了新思路、新方向。本文从两大方面对建筑结构设计中的抗震概念设计进行详细的分析。
1 概念设计
概念设计涵盖了从用户需求分析到概念产品生成的设计活动全过程，这一系列设计活动是有顺序、目标和组织的。概念设计表现出了一个理念从模糊到清晰、从具体到抽象、从粗到精不断变化的过程。它是从设计概念出发，以设计概念作为主线贯穿于整个设计过程的一种设计方法。作为全面完整的设计过程，概念设计通过设计概念把设计师感性思维与瞬间思维统一上升为理性思维，进而实现整个设计。在现代建筑业中，概念设计被广泛用在建筑的结构设计中，有其特殊的含义和重要性。
1.1 含义
在建筑的结构设计中有理论设计与概念设计之分。理论设计是指结构工程设计师在计算理论与规范的基础上，假设结构的计算模型与受力状态，并通过分析计算结构获得数据式结果，进而根据结果来进行结构设计这样的设计方法。而概念设计则是无需计算数值，只根据整体的结构体系和分结构体系间存在的力学关系、震害、结构被破坏的机理以及工程现象和实验现象的设计基本原则及思想，来完成建筑结构整体布置和细部构造过程确定。
1.2 重要性
作为结构工程师，其主要的任务就是运用整体概念在特定建筑空间当中完成结构整体方案设计活动，并要有意识地对结构与构件以及不同结构之间的关系问题进行处理设计。在现代社会，几乎在全部的结构设计中都运用到了概念设计的设计理念。概念设计在结构设计中有着重要意义，其重要性的体现如下：
（1）目前的结构设计与计算的理论都存有很多的缺陷及不可计算性，概念设计的运用可以弥补计算理论当中的缺陷，并完成现实中存在的不可计算的结构构件设计活动，从而满足结构设计需求。
（2）在结构方案设计的最初阶段，其设计过程不能依靠计算机完成。这就要求结构工程设计师在确定性价比最高的结构方案时综合运用概念设计中蕴含的设计概念。
（3）通过计算机的分析计算所得结果具有高精度的特点，有些结构设计师过度依靠计算机与设计软件，对于结构工作的性能产生误解，在结构设计中走上传统性、习惯性的方向，盲目相信计算机计算的结果，对其不合理性与错误性有所忽视，导致建筑结构产生安生隐患。概念设计要求设计师从实际工程的结构需求出发，综合考虑各种因素，可以破除结构工程师对计算机设计软件的盲目信赖，对于结构设计的发展和革新具有重要的推动作用。
2 防震概念设计
这一概念设计涵盖了从建筑防震需求分析到防震结构成形的全过程，是按照地震灾害的基本情况与多发带建筑工程经验等所形成的设计基本原则与思想，进行建筑结构整体安排和细部构造的设计活动。由于地震破坏作用与机理具有复杂性与不确定性，且结构模型假定情况有别于现实状况。因此，很难对建筑物遇到地震的参数与特性进行准确的预测活动。基于这样的情形，工程抗震并不能完全依靠计算机的模拟设计来解决，而是要从概念设计出发。
2.1 作用原理
在建筑的结构设计中，抗震概念设计的主要作用是促使建筑整体结构耗散地震能量，以免在结构中产生薄弱敏感部位。如果地震能量聚散活动只是集中于部分薄弱区域，就会过早破坏结构。在现代抗震设计中，一定要基于对整个结构在耗散地震能量方面的作用发挥，才能根据常见小地震的作用情况来计算结构、设计构件截面以及相应构造措施。若有需要，可以采取弹性时程分析方法来进行补充计算，并试图满足罕见大地震作用下的建筑结构稳定需求。
2.2 设计要求
为保证建筑结构的抗震能力与抗震需求相适应，抗震概念设计可以从宏观角度对结构抗震性进行控制，其具体要求如下：
（1）应选择利于抗震的场地与地基，并采用相应措施来维护地基稳定性，以免由于地面变形产生直接危害；
（2）基础设计要合理。属于同一结构的单元部门不应设置于不同性质的地基土上，也不适合选取不同基础形式。在进行防震概念设计的时候，要最大程度地挖掘和发挥地基潜力；
（3）就建筑物的体型而言，应从对称、规则、简单入手，保证质量及刚度的变化时均匀的，从而达到减少地震作用下出现的变形现象、应力集中反应以及应力扭转现象的目的；
（4）结构体系的选择要合理，其抗侧构件应当均匀对称。要设置多道建筑结构抗震防线，结构布置应当传力便捷、受力明确，以免在局部产生薄弱环节；
（5）各类构件间的连接要安全可靠，且应具有一定变形能力与强度，从而提高建筑整体结构的抗震性能；
（6）要注重结构空间的整体性，加强其平面连接，并确保其竖向的整体刚度符合抗震需求；
（7）强调处理非结构构件的重要性。要充分发挥非结构构件对于主体结构有利的影响作用，避免因为不合理的构件设置危害到整个主体结构的抗震性能；
（8）结构自重应尽量减轻，减少其对地基土产生的压力，进而将传送给建筑物的地震力降低。
2.3 实际运用
在传统的结构理论研究与设计中，往往只注意结构抗力的提高，使得建筑混凝土的等级不断升高，配筋量不断加大，工程造价也不断升高。过去的建筑结构设计师通常只重视最大配筋率的问题，进而导致肥梁胖柱、深基础等现象在建筑工程中随处可见。在建筑抗震设计中，传统方法是按照最初确定的尺寸和混凝土的等级来计算结构刚度，进而根据结构刚度对地震力进行计算，然后才是配筋计算。而事实上，配筋越多，就会产生越大的刚度，而刚度越大，在地震作用下产生的反应也会越大。从这一层面来说，为抗震而配设的钢筋反而增加了结构刚度，进而增强了地震作用效应。这就使得建筑结构抗震陷入了死循环当中。而抗震概念设计在建筑结构设计中的应用，拓宽了建筑结构设计思路。它以降低地震的作用效应为出发点，给现代建筑的抗震设计带来了新的生命力。抗震消能就是抗震概念设计中的一种理念。通常来讲，抗震消能是依靠在基础和建筑主体之间加设消能支撑等柔性隔震层来实现。也有通过在建筑物的顶部安装反摆，加大建筑物振动的阻尼作用，减少其位移的方式来达到消能抗震的目的。在进行抗震验算的时候，要注重区分场地土的类别。建筑的框架结构应当设计为双向的梁柱刚接体系，可允许部分框架梁搭接于别的框架梁上，但要加强在垂直地震作用方面的抗震设计。既可以通过对构件荷载效应进行调整和限制的方法，也可采用规定必要的强制性构造措施的方法来加强建筑结构的抗震力。
【关键词】：高层建筑结构；抗震；概念设计
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
1、前言
概念设计是利用设计概念并以其为主线贯穿全部设计过程的设计方法，其是完整而全面的设计过程，它通过设计概念将设计者繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计，它表现为一个由粗到精、由模糊到清晰、由具体到抽象的不断深化的过程。而对于高层建筑抗震设计中，有一些在计算中或者在规范中难以作出具体规定的问题，在这种情况下，如果要确保高层建筑具有良好的抗震性能，就必须靠设计人员运用概念进行分析，作出判断，以便采取相应的措施。高层建筑结构抗震概念设计是概念设计的一次具体运用，其对于提高高层建筑结构的抗震性能具有非常重要的意义。本文以下内容将对高层建筑结构抗震概念设计进行研究和探讨，仅供参考。
2、高层建筑结构抗震概念设计的原则
根据作者多年的实践经验，认为高层建筑结构抗震概念设计的原则主要有如下几个方面：第一，抗震结构体系要求受力明确、传力途径合理且传力路线不间断，使结构的抗震分析更符合结构在地震时的实际表现。建筑结构体系需要具备合理的地震作用传递路径，传力体系的剖面形式，反映了结构沿着竖直方向传递荷载的路径，关系到建筑的实际抗震性能。第二，结构体系需要具备多道防线。结构体系具备多道防线，这样才可以更好的避免由于部分构件的破坏而导致整个体系丧失抗震能力的情况发生。第三，结构构件必须有可靠地连接。抗震设计结构构件之间需要有可靠的连接，因为只有可靠的连接才能发挥各个构件之间的变形协调能力，使整个结构具有很好的抗震性能。第四，需要考虑非结构构件对于主体的作用。在抗震的概念设计中，处理好非结构构件与主体结构相互之间的关系，可以更好的防止震害的发生，减少损失。因此，需要采取措施确保非结构构件与主体结构具有可靠的连接，防止倒塌伤人的现象发生。
3、高层建筑结构抗震概念设计应注意的问题
根据作者多年的实践经验，认为高层建筑结构抗震概念设计应注意以下几个方面的问题：
第一，应对高层建筑结构抗震设计理论有深入的认识。①底部剪力法（拟静力理论）。底部剪力法是20世纪10~40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。其基本思想是在静力计算的基础上，将地震作用简化为一个惯性力系附加在研究对象上，其核心是设计地震加速度的确定问题。②阵型分解反应普法，阵型分解反应普法是在20世纪40~60年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。其基本思想是在静力计算的基础上，将地震作用简化为一个惯性力系附加在研究对象上，其核心是设计地震加速度的确定问题。③动力时程分析法。动力时程分析法也称动态设计理论，是20世纪60年代逐步发展起来的抗震分析方法。用以进行超高层建筑的抗震分析和工程抗震研究等,至80年代已成为多数国家抗震设计规范或规程的分析方法之一。它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计。
第二，结构体系布置的问题。《抗规》3. 5. 3条对结构体系提出了多道抗震防线的要求，对于在大震作用下结构抗倒塌具有重要意义。一个抗震结构体系首先应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作，其次应具有最大可能数量的内部、外部赘余度,有意识的建立起一系列分布的塑性屈服区，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量。
第三，要确保高层建筑结构的整体性。结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件，确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。为了充分发挥各构件的抗震能力，确保结构的整体性，在设计的过程中应遵循以下原则：①保证构件间的可靠连接。提高建筑物的抗震性能，保证各个构件充分发挥作作用，关键的是加强构件间的连接，使之能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求。②增强房屋的竖向刚度。在设计时，应使结构沿纵、横2个方向具有足够的整体竖向刚度，并使房屋基础具有较强的整体性，以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉降及地面裂隙穿过房屋时所造成的危害。③结构应具有连续性。尽量避免传力构件的中断保持结构的连续性是使结构在地震作用时能够保持整体的重要手段之一。
第四，结构应具有一定的延性。在抗震设计中，结构的延性具有与抗震承载力同等甚至更大的重要性，特别是对于大的地震作用来说，必须采取增加延性的措施，这是结构抗震设计有关规定的出发点。因此，抗震结构除按规定进行抗震设计外，还要满足延性的要求。延性是指构件或结构具有承载力不降低或基本不降低的塑性变形能力的一种性能。综合以上对于构件和结构延性产生影响的因素，可以得出延性结构的设计原则如下：①强剪弱弯：要使构件抗剪承载力大于塑性铰抗弯承载力。②强节点、强锚固：要保证节点区和钢筋锚固不会过早破坏，不在梁、柱、墙等构件塑性铰充分发挥作用前破坏。③强柱弱梁或强墙弱梁：要控制梁—柱或梁—墙的相对承载力，使塑性铰首先在梁端出现，尽量避免或减少柱、墙中的塑性铰。
第五，结构刚度、承载力和延性要有合理的匹配。 当结构具有较高的抗力时，其总体延性的要求可有所降低；反之，较低的抗力需要较高的延性要求相配合。对结构提出了“综合抗震能力”的概念，就是要综合考虑整个结构的承载力和构造等因素，来衡量结构具有的抵抗地震作用的能力。地震时建筑物所受地震作用的大小与其动力特性密切相关，与其具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性密切相关。但是，提高结构的抗侧刚度，往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物具有很强的抗倒塌能力，最理想的是使结构中的所有构件都具有较高的延性，然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性是比较经济有效的办法。因此，在确定建筑结构体系时，需要在结构刚度、承载力及延性之间寻找一种较好的匹配关系。
4、结尾
以上内容首先对高层建筑结构抗震概念设计的原则进行了论述，随后对高层建筑结构抗震概念设计中应注意的问题进行了研究和探讨，提出了高层建筑结构抗震概念设计的具体措施，表达了观点和见解。但是作者深知，要切实掌握高层建筑结构抗震概念设计，必须加深对基础理论的学习和研究，并积极投入到实践中，提高自身的理论修养和实践经验，只有这样才能不断提高高层建筑结构抗震概念设计的水平。
【参考文献】
[1]《复杂高层建筑结构抗震理论与应用》吕西林等；科学出版社
关键词：高层建筑：结构分析：结构布置；概念设计
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
引言
所谓概念设计是指依据地震震害和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，不经数值计算而确定建筑结构的总体布置和抗震措施的宏观控制，是一种区别于“数值设计”的设计
过程。概念设计能力主要来自工程师本人所具有的设计经验，包括力学知识、专业知识、对结构地震破坏机理的认识，对地震震害经验教训和试验破坏现象认识的积累等。由于结构抗震设计中存在着许多不确定或不确知因素，加之抗震设计的复杂性，目前还不能完全依靠计算设计来确保结构安全可靠，很大程度上还要依赖概念设计，因此安全、合理而经济的结构设计必须注重概念设计，运用“概念”(而不是只依赖计算)进行分析，作出判断，采取相应措施。
不论是建筑抗震设计规范(GB50011—2010)，还是高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2010)在通读其全部条文后深感对各种建筑结构的抗震设计尤其是高层建筑混凝土结构，抗震概念设计对结构的抗震性能起决定性作用，因此新规范(规程)均在相关条文中强调了建
筑与结构概念设计的重要性，要求建筑师和结构工程师在高层建筑设计中应特别重视有关概念设计的条文规定。抗震规范中还将其列为强制性条文：即建筑结构设计应符合抗震概念设计的要求。
1、抗震概念设计的一般原则
需要强调的是设计不能陷入只凭计算的误区，若结构严重不规则，整体性差，仅按目前的结构设计计算水平，是难以保证结构的抗震、抗风性能，尤其是抗震性能。因此，要求建筑师与结构工程师要共把好初步设计这一环节。关于高层建筑混凝土结构概念设计的一般原则和具体内容，高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2010)有关章节作了规定。
(1)结构的简单性，结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径。建筑抗震设计规范(GB50011—2010)第3．5．2条终为强制性条文要求，“结构体系应有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。”只有结构简单，才能够对结构的计算模型、内力与位移分析，限制薄弱部位的出现易于把握，因而对结构抗震性能的估计也比较可靠。
(2)结构的规则性和均匀，性建筑抗震设计规范(GB50011—2010)第3．4．2条要求，“建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面布置宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。”建筑平面比较规则，不应采用严重不规则的平面布置，对A级高度建筑宜平面简单、规则、对称、减小偏心；而对B
级高度建筑则应简单、规则、减小偏心。平面置均匀规则，使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递，并使质量分布与结构刚度分布协调，限制质量与刚度之间的偏心。结构布置均匀、建筑平面规则，有利于防止薄弱的子结构过早破坏、倒塌，使地震作用能在各子结构之间重分布，增加结构的赘余度数量，发挥整个结构耗散地震能量的用。沿建筑物竖向，建筑造型和结构布置比较均匀，避免刚度、承载力和传力途径的突变，以限制结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位。
(3)结构的刚度和抗震能力水平地震作用是双向的，结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。通常，可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力，结构的抗震能力则是结构强度及延性的综合反映。结构刚度的选择既要减少地震作用效应又要注意控制结构变形的增大，过大的变形会产生重力二阶效应，导致结构破坏、失稳。结构应其有足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力，现有的抗震设计计算中不考虑地震地面运动的扭转分量，在抗震概念设计中应注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。
(4)结构的整体性在高层建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用，楼盖相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构，而且要求这些子结构能协同承受地震作用，特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或抗侧力子结构水平变形特征不同时，整个结构就要依靠楼盖使抗侧力子结构能协同工作。楼盖体系最重要的作用是提供足够的平面内刚度和内力，并与竖向子结构有效连接，当结构空旷、平面狭长、平面凹凸不规则，楼盖开大洞口时更应特别注意，设计中不能错误认为，在多遇地震作用
计算中考虑了楼板平面内弹性变形影响后，就可以削弱楼盖体系。
例1地震区的底框房屋设计时应注意到上下是两类受力性质截然不同的结构，极限变形能力相差悬殊。在小震作用下是上部砖房起控制作用，当处于弹性阶段时，验算的重点是砖墙部分；当砖墙开裂时，验算的重点是框架部分。另一方面还要注意底框房屋其侧向变形协调是靠楼板有足够的水平刚度来实现的。因此，底层楼板不仅需要现浇来达到其应有的水平刚度，且还需要有一定的厚度。
例2 某地区地震，一幢15层的中央银行大厦其平面布置图见图l，结构严重破坏。分析其结构体系，存在许多概念设计的错误。平面、立面布置严重不均匀、不连续等，地震时产生较大的偏心转效应，最终导致柱子严重开裂，钢筋被压曲，电梯井、楼梯间也遭到严重
破坏。
图l 某银行大厦其平面布置图
例3 一个典型的例子是著名结构设计大师林同炎于1963年在尼加拉瓜首都玛那瓜市设计的美洲银行大厦其平面布置图见图2。这幢楼的设计是林同样运用概念设计思想的早期代表之作，堪称概念设计之典范。在1972年南美洲尼加拉瓜首都马那瓜市发生的强烈地震，多座楼房倒塌，而美洲银行大厦虽位于震中，承受了比设计地震作用0．06 g大六倍的地震作用而未倒塌，墙体仅有很小裂缝。该建筑由四个柔性筒组成，对称地由连梁连接起来，在风荷载和多遇地震作用下，结构表现为刚性体系，在大震作用下，通过连梁的屈服，四个柔性筒相对独立，成为具有延性的结构体系，结构的地震作用明显减小，由于结构对称布置，防止了明显的扭转效应。
图2美洲银行大厦其平面布置图
2优化准则其保证措施
考虑地震作用时必须充分领会和灵活运用抗震概念设计的优化准则和采取相应的构造措施。
(1)优化准则“强节弱杆”——防止节点破坏先于构件；“强柱弱梁”—防止杆系发生楼层倾移破坏机制，要求柱的抗弯能力高于梁的抗弯能力；“强剪弱弯”—防止构件剪力破坏，要求杆件的受剪承载力高于受弯承载力；“强压弱拉”——对杆件截面而言，为避免杆件在弯曲时发生受压区混凝土破裂的脆性破坏，使受拉区钢筋承载力低于受压区混凝土受压承载力。
(2)保证措施 保证措施有两个方面：一是调整或限制构件的荷载效应，二是强制规定必要的构造措施。这两个方面在高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2010)有详细的规定，有的则是以强制性条文提出严格要求。如：高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2010)中第6．3．2条的第l点限制梁端截面混凝土受压区高度与有效高度之比，就是保证梁的变形能力，而它又决定于梁端塑性转动量，而塑性转动量又与截面混凝土受压区的相对高度密切相关；试验研究结果表明要使钢筋混凝土梁的位移延性系数达到3～4，混凝土受压区相对高度必须控制在0．25～0．35。又如：对钢筋混凝土杆件而言，杆件截面的平均剪应力过高，都会降低箍筋的抗剪效果，平均剪应力较小时，可以避免出现剪切破坏，所以建筑抗震设计规范(GB50011．2010)中第6．2．9条规定钢筋混凝土结构的梁、柱、抗震墙和连梁的
截面组合剪力设计值应符合下式要求：
总之，高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2010)中许多条文以及强制性条文都是与这
“四强四弱”密切相关，因此，必须在充分理解规范、规程中的具体条文的基础上加以运用相应的构造措施。
3 结论
本文仅对高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2010)和建筑抗震设计规范(GB50011—2010)中有关加强概念设计的部分内容加以理解和研究。作为土木工程技术人员在高层建
筑的研究和工程设计中，应从整体宏观的观点出发，在设计的整个过程中更好地运用概念设计，综合处理好建筑功能、技术、艺术、安全可靠性和经济合理等几方面内容，从而创造出更加安全、适用、经济美观的高层建筑。
参考文献
关键词：建筑结构设计；概念设计；结构措施
中图分类号：TS958文献标识码： A
引言
在建筑结构设计中，概念设计与结构措施至关重要。设计是建筑工程的基础，而概念设计则是在工程建设中体现先进思想和规范精神的关键。一个优秀的设计师，在对建筑结构进行设计时，除了依靠经验外，还要能够运用整体概念设计方法将建筑结构自身、建筑结构与外部环境两者之间的结构布局、相互影响等完全融入到总体设计方案之中，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系，不断地丰富自己的结构概念,深入、深刻地了解各类结构的性能,并能有意识地、灵活地运用它们，才能更好的促进概念设计及结构措施在建筑结构设计中的完美应用。
一、建筑结构设计与概念设计分析介绍
1、建筑结构设计
在建筑概念领域中，建筑结构设计主要是指将建筑本身所要表达的内容以结构语言的形式进行体现的设计过程，其中，结构语言实际上也就是指结构元素，通常建筑物以及构筑物中的结构体系就是通过众多的结构元素构筑实现的。一般情况下，建筑建设设计中，建筑结构的设计主要包含三个设计环节，即建筑结构方案的设计以及建筑结构计算、建筑结构施工设计等。其中，建筑结构方案的设计主要就是进行建筑结构形式的确定，而建筑结构形式的确定需要结合建筑工程的实际情况以及建筑工程本身的重要性与作用意义、建筑抗震等级、施工建设相关资料、施工场地的类别等因素进行综合考虑与确定实施。在此基础上可以根据确定实现的建筑结构形式，结合建筑设计建设的相关要求，进行建筑结构承重体系以及支撑、受力构件的设置，从而完成建筑结构方案的设计确定。
2、建筑结构概念设计的涵义
建筑结构概念设计就是设计师根据业主的建筑要求，运用一系列的设计方法，进行有序的，有组织的，有目标的设计过程，从而形成符合业主要求的概念建筑产品。它的形成以功能优越、造型美观、技术先进的总体方案为目标，一般有建筑方面的概念设计和结构方面的概念设计，两者相互影响、相互协调、相互结合。
3、建筑结构概念设计的地位
建筑结构概念设计所形成的建筑产品，是先于建筑初步设计的整体计划方案，为初步设计提供总体概念格局和基本框架，并为规划、建筑、施工、环境等因素提供统一的设计成果。由于概念设计先于初步设计，先于建筑施工，因此，概念设计在建筑中占有统领和协调地位，是建筑结构设计的灵魂，在建筑结构设计和施工中起到重要的协调作用、检验计算、辅助设计优化作用等。因此，建筑结构概念设计在整个建筑中地位不可动摇。
4、建筑结构设计与概念设计关系分析
结合上述对于概念设计含义内容的分析可以看出，在建筑设计建设中，对于概念设计来讲，结构设计是一个逆向设计过程，它是根据概念设计的思想要求以及原理方法完成建筑结构的设计，而建筑结构设计本身也是一个定量设计发展成为定性设计的设计过程，其中，定量设计是指建筑结构内力以及配筋、稳定性、结构变形等的设计。而对于建筑结构设计来讲，概念设计是一种先进设计思想的体现，而建筑结构设计实际上就是在特定空间内以概念设计的整体概念思想实现建筑结构设计的过程，因此，对于建筑结构设计来讲，有效运用概念设计能够实现建筑结构整体安全性的保障，而概念设计本身则是建筑结构设计的重要一部分，两者在建筑设计建设中具有相辅相成、相互促进的作用关系，不可或缺。
二、建筑结构设计中的概念设计与结构措施
建筑结构设计中，对基础、柱、梁、索等结构构件进行概念设计，并对其进行优化配套，提高建筑结构的质量和稳定性，提高其抗震性能，降低受力变形程度。因此，建筑结构设计需要从总体概念设计出发，将建筑结构分成若干个阶段进行概念化优化，从而在总体上掌握建筑本身结构，建筑空间结构和建筑与环境所形成的结构，才能使得建筑结构在安全适用的基础上得到整体性能的提升。
1、协同工作概念与结构体系
协同工作的概念在工业产品的设计与制造中已经有较为广泛的使用，目的是将内部结构体系能够高效的进行优化配合，实现其设计寿命。现阶段，轻型钢结构的应用就是协同工作概念与结构体系完美结合的案例。轻型钢结构以其质轻、价低、施工进度快、受施工环境影响较小、抗变形,抗震能力好等优点在工业厂房中不断得到应用。由于轻型钢结构的抗拉强度比普通混凝土的强度要高出25倍左右，而且不产生裂缝，在建筑结构中具有较好的结构性。另外，钢结构具有较好的塑性变形特性，当某种原因导致其它结构断裂时，同时发生在钢结构上则只是表现为塑性变形，而且变形具有缓冲期，能够为安全撤离提供充足的时间保障。因此，在协同工作概念下轻型钢结构作用发挥出色。如某钢结构厂房，设计为门式轻型钢结构，总跨度为36m，长度为100m，柱距18m，屋面坡度为1：15，设计使用年限50年，抗震设防烈度为八度。在应用概念设计时，首先要明确门式轻型钢结构厂房各构件的最大负荷，为了增加稳定性需要设置支撑体系，保证厂房的使用寿命达到设计使用年限。单层厂房轻型钢结构一般由横向钢框架、屋盖钢结构、支撑体系、吊车梁和制动梁以及墙架等构成。在某些单层厂房钢结构中，由于工艺操作上的要求，还可能设有工作平台[6]。然后，再对结构受力进行有效的分析，以保证同层各柱在相同的水平位移时，能同时达到最大承载能力。
2、钢混结构
钢管混凝土在当下建筑施工中是时常应用的，是一种将钢材和混凝土进行混合，达成充分发挥二者性能的新型模式，能够让刚度和建筑稳定性有一定程度的提升。应用钢管和混凝土相结合主要应用的原理有两个方面可以体现。
(1)外部钢管能够较好的对内部混凝土有所约束，让混凝土强度可以有所加大，对变形的几率能够有效减少。钢筋混凝土中的结构促使建筑物中的抗震能力不断加强，合理的解决了高层底层柱轴压比超限的问题。
(2)内部混凝土能够对外部钢管有力支撑，钢管和内部混凝土能够有效结合，从而构成具备一定优势的互补型效果，让自身的优势都可以显现出较好的补充，所存在的缺陷也能够互相弥补，让承载力有所加大，相互结合之后的承载力是两者承载之和的18倍左右。
3、悬索结构
悬索结构所用的全都是拉杆,这就使材料的利用率以及结构的应力水平都变得相当高,可以充分的利用高强度的材料,还可以施加预应力,同时也包括与悬索结构相结合的一些结构模式等,所以悬索结构就比较适合应用于跨度非常大的建筑结构中。例如浙江省人民体育馆的屋盖设计就是概念设计中悬索结构在建筑结构设计中应用的较好案例。其悬索结构由索网、边缘构件组成。为了得到较好的稳定性，在概念设计时，将预应力分别加在承重主索和稳定性副索上，使其形成稳固的双曲鞍形索网。在边缘构件设计上应用了概念设计的钢筋混凝土结构环形梁，应用预应力锚将悬索固定在环形梁上，并在副索底座上设计承受水平拉力以减小环梁弯矩，极大的提高了悬索结构的刚度支撑和稳定性，保证了屋盖的设计安全。
结束语
综上所述，概念设计及结构措施在建筑结构设计中的应用，能够优化结构设计，提高结构承载力和稳定性，使其寿命达到甚至超过设计使用年限，并且建筑结构能够与周围环境有机的融合，提高了建筑的使用价值。因此，在建筑结构设计中应用概念设计及结构措施是十分必要的。
参考文献
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由于地震用做的不确定性和不可预知性，结构计算假定与实际情况的不符合性。使得往往的计算结果不能全面，真实的反映结构的真是受力和变形的情况，但是为了确保建筑物能够拥有良好的抵抗地震作用的性能，我们要以大的方向着手，做好这方面的设计。因为如果这方面做不好的话，其他的工作都有可能是白费，避免不了结构发生重大的破坏，所以根据这么多年来世界各个地区发生的地震，通过对其的分析和研究，大致归纳并总结出一些抗震概念设计的如下一些要点：
一、选择对抗震十分有利的建筑场地，地段和地基
1.抗震有利地段
众所周知，选择施工和建造的建筑物的时候，宜选择对抗震十分有利的地段，避开对其抗震设计不利的地段。那么怎么样才算是有利呢，有利的抗震地段如稳定的基岩，坚硬的地基土，开阔，平坦，密实度高，土壤分布均匀的中硬等级的土等。抗震相对危险的地段是指可能发生例如山体滑坡，崩塌，地陷，地裂，泥石流等，以及地震设防烈度为8度以上的可能发生错位的地区。就地形而言，一般指突出的山嘴，孤立的山包和高差较大的地台边等。就场地土质而言，一般指软弱土，易液化土，断层破碎带以状态不明的地段。
2.选择对抗震有利的建筑场地和地基
为了减少由于地面运动通过建筑场地和地基传给上部结构的地震能量，应采取下列方法：（1）选择薄的场地覆盖层；（2）选择坚实的场地土；（3）将建筑物的自振周期与地震动的卓越周期错开，避免共振；（4）采取基础隔震或消能减震措施。
此外，为了确保天然地基和基础的抗震承载力，需按《抗震规范》的要求进行抗震验算，并且地基承载力应该是地基承载力特征值乘以地基承载力调整系数（≥1）。《抗震规范》还规定，对于存在饱和砂土和饱和粉土的地基，除6度设防外，应进行液化判别；存在液化土层的地基，应根据建筑的抗震设防类别，地基的液化等级，结合具体情况采取相应的抗液化措施。
二、设计有良好抗震作用的体型，进行合理的结构布局
1.有良好抗震作用的体型
有迹象表明，属于不规则的结构，布置布局又不太合理，就会给建筑物带来不利的影响甚至造成严重的震害。结构的不规则程度主要体现在形体，刚度，质量沿高度，平面的分布等因素进行判别。
结构的规则与否是影响结构抗震性能的主要因素。由于建筑物的设计是多种多样的，所以保证不了所有建筑物的设计都是规则的。规则的结构可以用较简单的计算方式如底部剪力法来计算，而不规则的结构则需要更加精确地方法来计算，并提高抗震等级采取相应的有效措施。不同结构的建筑物应该有各自合适的高度。一般而言，建筑物越高，其所受到的地震力和倾覆弯矩越大，危险程度也就越高。所以必须根据结构的的抗震性能，地基基础条件，震害经验，抗震设计经验和经济性等因素来确定结构的形式。
此外，建筑物的高宽比还应该被限制，因为高宽比越大，地震作用所产生的结构的侧移和基地的倾覆弯矩越大，由于这种作用在基底的力很难被处理，所以必须采取措施来对建筑物的高宽比进行限制。
房屋的防震缝的设置应根据建筑类型，结构体系和建筑体型等实际情况来区别考虑。不过，高层设置防震缝后，会给建筑和结构专业带来很大的困难。因此，高层建筑宜通过调整平面形状和尺寸，在构造上和施工上采取措施，尽可能不设缝。
防震缝的宽度不宜小于两侧建筑物在较低建筑物屋顶高度处的垂直防震缝方向的侧移之和。一般情况下，钢筋混凝土结构的防震缝最小宽度，应符合我国《抗震规范》的要求。
2.合理的抗震结构布局
大家都应该知道，对称布置的结构体系能有效避免扭转，对称结构在单项水平地震作用下，仅发生平移振动，各层构件的侧移量相等，水平地震力则按刚度分配受力比较均匀。非对称结构由于质量中心和刚度中心不重合，即使在单向水平地震力下也会激起扭转振动产生平移-扭转藕连振动。由于扭转振动的影响，远离刚度中心的构件侧移量明显增大，从而所产生的水平地震剪力随之增大，较易引起破坏，甚至严重破坏。为了把扭转效应降低到最低程度，应尽可能减小结构质量中心与刚度中心的距离。除了结构平面布置要足够合理外，结构沿竖向的布置应等强。结构抗震性能的好坏，除了取决于总的承载能力，变形和耗能能力外，避免局部的抗震薄弱部位是十分重要的。
三、选择合理的结构材料
抗震结构的材料应该满足下列要求：延性系数，强度和重力比值大；匀质性好，正交各向同性；构件的连接具有整体性，连续性和较好的延性，并能充分发挥材料的强度。
1.钢筋混凝土的构件的延性和承载力，在很大程度上取决于钢筋的材性，所使用的钢筋应符合下列要求：
（1）不建议在抗震结构中用高强度钢筋，一般选择中强度钢筋。延伸率不小于4%-6%。
（2）钢筋的实际屈服强度不能太高，要求钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。
（3）钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值之比值不应小于1.25，以保证有足够的强度储备。
（4）不能使用冷加工钢筋
（5）应检测钢筋的应变老化脆裂，可焊性，低温抗脆裂。
2.混凝土
要求混凝土强度等级不能太低，否则锚固不好。对于框支梁，框支柱及抗震等级为一级框架梁，柱，节点核心区，不应低于C30；构造柱，芯柱，圈梁及其各类构件 C20.混凝土结构的混凝土强度等级，9度时不宜超过C60，8度时不宜超过C70
关键词：建筑结构，结构概念，方案，整体优化
Abstract: this article from the structure of this concept, we analyzed the structure in the process of structure design concepts reflect, on this basis, through the examples on explained in the structural design of structure the use of concepts.
Keywords: building structure, design concept, plan, whole optimization
中图分类号：TB482.2文献标识码：A 文章编号：
一、前言
结构概念设计是指不经复杂的数值计算，依据整体结构体系和结构子体系之间的力学关系、相对刚度关系、结构破坏机理、实验现象和工程经验所获得的结构设计原则和设计思想，从整体角度来确定建筑结构的总体布置和结构措施。一个结构工程师只有根据专业理论知识和工程实践经验，结合简单估算对一个结构工程进行整体优化，才能使设计方案经济、合理，荷载传递路径明确、简捷，达到满足建筑物使用功能的要求。
二、结构概念
1、所谓结构概念一般是指不经数值计算，尤其在一些难以作出精确理性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。
2、运用结构概念的思想，能让结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力，以至混凝土的等级越用越高，配筋量越来越大，造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率，结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例，一般是根据初定的尺寸、砼等级计算出结构的刚度，再由结构刚度算出地震力，然后算配筋。但是大家知道，结构刚度越大，地震作用效应越大，配筋越多，刚度越大，地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋，增加了结构的刚度，反而使地震作用效应增强。
3、目前在抗震设计中，隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般做法是在基础与主体之间设柔性隔震层；加设消能支撑(类似于阻尼器的装置)；有的在建筑物顶部装一个“反摆”，地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反，从对建筑物的振动加大阻尼作用，降低加速度，减少建筑物的位移，来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达60％，并提高屋内物品的安全性。
4、在建筑抗震设计中，更应注重结构概念。这是因为建筑结构的复杂性，发生地震时，地震力的不确定性、人们对地震时结构效应认识的局限性与模糊性、结构抗震分析计算的精确度、材料性能与施工安装时的变异性以及其他不可预测的因素，致使设计计算结果(尤其是经过实用简化后的计算结果)可能和实际相差较大，甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。因此由于存在上述诸多不确定因素，建筑结构设计计算无法涵盖可能的所有不确定因素。因此，必须重视整体的结构概念，从某种意义上讲，结构概念甚至比分析计算更为重要。
三、结构概念在结构设计流程中的体现
结构设计的流程一般分为三个部分：前期的方案选择、中期的结构计算阶段及后期的施工图绘制阶段。这三个阶段都发挥着重要的作用。
1、合理选择结构方案。一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案。即选择一个切实可靠的结构形式和结构体系。必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析。在此基础上进行结构选型。确定最优结构方案。结构概念在工程设计一开始就应把握好场地选择、能量输入、房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延性等几个方面。从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节。
2、选用恰当的计算简图。结构计算是在计算简图的基础上进行的，即对作用的荷载与构件的约束状态进行一定的简化，使其接近实际状态。现在的建筑物功能复杂多样，以前的手算已经无法满足要求．结构计算只能通过计算机来完成。所以，要将实际工程的结构形式转变成可以用于计算机计算的模型，并保证有足够的精确度就成为结构设计的关键问题。而要达到这一目的就需要设计人员在结构计算的过程中利用结构概念进行判断与控制。
3、正确分析计算结果。现在结构设计中有许多软件可以供结构设计人员选择，但不同软件往往会导致不同的计算结果。所以，设计人员在进行结构计算前，先要全面了解该程序软件的适用范围和技术条件，使用时要避免操作失误，且对电算的结果再用结构概念进行科学分析。以做出正确的合理判断。
四、结构设计中结构概念的应用
某大厦为20层高层商住楼，建筑高度66．8m，建筑面积30．949m2，主体平面形状为凹字形，长67．46 m，宽25．34 m，为不规则的平面结构体系。工程设有一层地下室，一至三层为商场，上部为三个联体单元的住宅，建筑功能比较复杂。由于该地区为七度抗震设防区且风压值较高．为确保结构的经济与安全．结构概念主要通过以下几个方面来体现：
1、根据建筑物现有状况及自然条件进行结构选型，采用框剪结构．以满足高层建筑混凝土结构技术规程对七度抗震设防区建筑物高度及高厚比的要求。
2、在结构抗侧构件布置时，与建筑专业密切配合，在建筑每部梯间及外周边转折处布置水平抗侧力构件(剪力墙)，以加强结构抗侧移和扭转刚度。并尽可能考虑刚心与质心的重合，以减少水平作用下由于结构偏心而引起的空间扭转效
应。
3、合理考虑楼层的平面布置，增大外周边框架梁、连梁断面，增大竖向刚度变化大的楼层平面刚度(增加板厚)，以加强周边抗侧力构件的联系．增强结构整体性及空问协同工作能力。
4、在结构计算过程中，首先根据经验预设较合理的自振周期，并根据初算结果，调整平面中剪力墙的布置，以减少结构偏心。注意控制框架柱及小墙肢的轴压比，以增强结构延性。同时根据规范限值调整剪力墙沿竖向的厚度变化，控制层问位移量及顶点侧移值，以求经济与安全的统一。
5、在构造设计时，有针对性地对转折部位、连接部位以及由于水平力作用引起结构受力变形复杂或相对薄弱部位的结构构件进行构造及配筋的加强，使主要受力构件具有良好的变形能力及耗能能力，以提高结构的抗侧变形性能。
6、尽量采用轻质墙体，以减轻楼层自重，从而降低地震力．同时要求加强地下室外回填土的夯实，通过人防地下室高强度的侧壁与周边回填土的共同作用，增强对结构的约束，以提高结构抗侧的整体稳定性，减少地震能量的放大。
7、为减少温度伸缩引起的混凝土开裂，在主楼中部设置伸缩后浇带：为降低沉降差在主楼与群楼之间设置沉降后浇带。通过以上结构概念，使该工程结构构件在刚度、延性、承载力方面相匹配．形成一个在抗风、抗震中高效协同工作的结构整体。从而使建筑物在经济、安全、适用、美观的矛盾中找到了统一。
参考文献：
[1] 姚琦泓.概念设计在建筑结构设计中的应用[J]. 商品储运与养护. 2008(06)
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[3] 侯小红.结构概念设计与结构措施[J]. 山西科技. 2008(06)
[4] 于应平.浅议建筑结构设计中的概念设计[J]. 黑龙江科技信息. 2009(18)
【关键词】 抗震设计； 概念设计；建筑结构
中图分类号：TU2
地震作用影响因素极为复杂，它是一种随机的、尚不能准确预见和准确计算的外部作用，目前规范给出的计算方法还是一种半经验半理论的方法，要进行精确的抗震计算还有一定的困难，因此人们在工程实践中提出了“建筑抗震概念设计”。结构的抗震设计应该是综合概念设计、计算和结构措施等完整的一系列设计 。
1 建筑的抗震概念设计
所谓“建筑抗震慨念设计”是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，依此进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。掌揖了抗震概念设计，有助于明确抗震设计思想，灵活、恰当地运州抗震设计原则，使设计人员不至于陷入盲目的计算工作，从而做到比较合理地进行抗震设计。
2 高层建筑结构设计更应重视概念设计
在设计中，虽然分析计算是必须的，也是设计的重要依据，但仅靠此往往不能满足结构安全性、可靠性的要求，不能达到预期的设计目标，因此必须非常重视慨念设计。从某种意义上讲，慨念设计至比分析计算更为重要，因为合理的结构方案是安全可靠的优秀设计的基本保证．高层建筑结构设计尤其是在高层建筑结构抗震设计中，更应重视概念设计。这是因为高层建筑结构的复杂性、发生地震时震动的不确定性、人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性、高层结构计算尤其是抗震分析计算的精确性、材料性能与施工安装时的变异性，结构计算模型的假定与地震时的实际工作有很大的差异以及其他不可预测的因素，致使设计算结果(尤其是经过实刚简化后的计算结果) 与实际相差较大，甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。
3 高层混凝土建筑结构抗震概念设计的基本内容
3．1 首先应重视高层建筑结构的规则性
建筑设计应符合抗震慨念设计的要求，不应采用严重不规则的形状设计方案．合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的，提倡平、立面简单对称， 为震害表明，此种类型建筑在地震时较不容易破坏，而且容易估计出其地震反应，易于采取相应的抗震构造措施和进行细部处理。“建筑结构的规则性”包含了对建筑的平立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，承载力分布等诸多闪素的综合要求。“规则建筑”体现在体形(平面和立面的形状)简单；抗侧力体系的刚度承载力上下变化连续、均匀；平面布置基本对称。
3．2 结构刚度、承载力和延性要有合理的匹配
当结构具有较高的抗力时，其总体延性的要求可有所降低；反之，较低的抗力需要较高的延性要求相配合。对结构提出了“综合抗震能力”的概念，就是要综合考虑整个结构的承载力和构造等因素，来衡量结构具有的抵抗地震作用的能力。地震时建筑物所受地震作用的大小与其动力特性密切相关，与其具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性密切相关。但是，提高结构的抗侧刚度，往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物具有很强的抗倒塌能力，最理想的是使结构中的所有构件都具有较高的延性，然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性是比较经济有效的办法。因此，在确定建筑结构体系时，需要在结构刚度、承载力及延性之问寻找一种较好的匹配关系。
3．3 设计多道设防结构
3．3．1 超静定结构
静定结构是只有一个自由度的结构，在地震中只要有一个节点破坏或一个塑性铰出现，结构就会倒塌。抗震结构必须做成超静定结构，因为超静定结构允许有多个屈服点或破坏点。将这个概念引申，抗震结构不仅是要设计成超静定结构，还应该做成具有多道设防的结构。第一道设防结构中的某一部分屈服或破坏只会使结构减少一些超静定次数。同时要注意分析并控制结构的屈曲或破坏部位，控制出铰次序及破坏过程。有些部位允许屈服或允许破坏，而有些部位则足允许屈服，不允许破坏，甚至有些部位不允许屈服。例如，带连梁的剪力墙中，连梁应当作为第一道设防，连梁先屈曲或破坏都不会影响墙肢独立抵抗地震力。
3．3．2 双重抗侧力结构体系
双重抗侧力结构体系是可能实现多道设防结构的一种类型，而且双重抗侧力结构的抗震性能较好。这里提出的双重抗侧力体系的特点是，由两种变形和受力性能不同的抗侧力结构组成，每个抗侧力体系都有足够的刚度和承载力，可以承受一定比例的水平荷载，并通过楼板连接协同工作，共同抵抗外力。特别是在地震作用下，当其中一部分结构有所损伤时，另一部分应有足够的刚度和承载力能够共同抵抗后期地震作片用力。在抗震结构中设计双重抗侧力体系实现多重设防，才是安全可靠的结构体系。
3．3．3 总结构体系与基本分结构体系
1972年12月23日尼加拉瓜首都发生强烈地震，1万多栋楼房倒塌。林同炎公司1963年设计的美州银行大楼，虽位于震中，承受比设计地震作用0．06g大6倍的地震0．35g而未倒塌，引起世界同行的高度重视。众所周知，建筑物在地震作用下的运动与由风引起的位移是不同的，在强烈地震作用下，结构会在任意方向变形。在高层建筑中，这种变形更为复杂。当然主要是第一振型，同时也包括具有鞭梢效应的第二、第三振型，变形量很大。所以设计者主要考虑的是如何避免就其结构同有特征会引起倒塌的过大变形。再则，设计高层结构所考虑抗风与抗地震要求的出发点往往是矛盾的。刚度大的结构对抗风荷载有利，动力效应小；反之，较柔的结构有利于抗震。所以要设计一个抗风及抗震性能都很好的高层结构不很容易。林同炎教授的设计思想是设计一个由4个柔性筒组成的，具有很大抗弯刚度的结构总体系。在抗风荷载及设防烈度的地震作用下表现为刚性体系。当遇到罕见的强烈地震时，通过控制各分体系(柔性筒)之间的联接构件(钢筋混凝土连梁)的屈服、破坏，而变成具有延性的结构体系，即各分体系独立工作，则结构的自振周期变长，阻尼增加，即使超出弹性极限，仍持有塑性强度，可做到摇摆而不倒塌。地震后的实地观察，证明其设计思想是正确的，正如预料的那样，联梁的混凝土剥落，粱中有明显裂缝。但4个柔性筒的本身均无裂缝，筒壁仍处于弹性阶段。
3．4 抗侧力结构和构件应设计成延性结构或构件
延性是指构件或结构具有承载能力基本不降低的塑性变形能力的一种性能。在“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计原则下，结构应设计成延性结构。当设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形加大，但结构承受的地震作用不会直线上升，也就是说，结构是用它的变形能力在抵抗地震作用。延性结构的构件设计应遵守“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱杆件，强底层柱”原则，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
3．5 应有意识地加强薄弱环节
(1)结构在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载力分析(而不是承载力设计值的分析)是判断薄弱层的基础。
(2)要使楼层(部位)的实际承载力和设计计算的弹性受力之比在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的这个比例有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性
变形的集中。
(3)要防止在局部上加强而忽视整个结构各部位刚度、承载力的协调。
(4)在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的主要手段。
4 做好高层建筑结构概念设计还应注意的问题
(1)结构方案要根据建筑使用功能、房屋高度、地理环境、施工技术条件和材料供应情况、有无抗震设防来选择合理的结构类型。
(2)不同结构体系在竖向荷载、风荷载及地震力作用下的受力特点。
(3)风荷载、地震作用及竖向荷载的传递途径。
(4)结构破坏的机制和过程，以加强结构的关键部位和薄弱环节。
(5)预估和控制各类结构及构件塑性铰区可能出现的部位和范围。
(6)场地选择、地基基础设计及地基变形对上部结构的影响。
(7)各类结构材料的特性及其受温度变化的影响。
一、高层结构概念设计
(一)高层结构概念设计的三维层次
把房屋看成一个三维空间块体分层次来分析,对于复杂的高层,例如多塔机构也可以把它分成几块,分别研究其倾覆、刚度、承载力等问题,然后组合起来。首先,在方案阶段(I),可以把基本设计方案概念化,建立一个符合建筑空间三维形式的结构方案。在该阶段分析总结构体系的荷载和抗力关系;高宽比与抗倾覆;承载力和刚度;并预估基本分体系的相互关系。由于整个结构必然是由一些平面单元组成,因此在初步设计阶段(Ⅱ),要扩展方案,把那些体现初步设计基本要求的、主要是二维的平面体系包括进来,进行基本水平和竖向分体系的总体设计,从而得到主要构件及其相互的关系。而在最后的第Ⅲ阶段,即施工图设计阶段,处理一维的构件设计,具体设计所有分体系的构件、连接和构造详图,对第Ⅱ阶段做出的粗略决定进行细化。
对于高层建筑结构,可以设想成为一个从地基升起的竖向悬壁构件,承受水平侧向荷载和竖向重力荷载的作用。侧向荷载是由风吹向建筑物引起的水平压力和水平吸力,或者是由地震时地面晃动引起的水平惯性力。重力荷载则是建筑物自身的总重力荷载。这些侧向荷载和重力荷载的组合,趋向于既可能将它推倒(受弯曲),又可能将它切断(受剪切),还可能使它的地基发生过大的变形,使整个建筑物倾斜或滑移。对抗弯曲而言,结构体系要做到不使建筑物发生倾覆,其支撑体系的构件不致被压碎、压屈或拉断,其弯曲侧移不超过弹性可恢复极限;对抗剪切来说,结构体系要做到不使建筑物被剪断,其剪切侧移不超过弹性可恢复极限;对地基和基础来说,结构体系的各支撑点之间不应发生过大的不均匀变形,地基和地下结构应能承受侧向荷载引起的水平剪力,并不引起水平滑移。由于风力和水平地震作用力对于高层建筑是动荷载,使建筑结构抗弯曲和抗剪切时都处于运动状态,就会导致建筑物中的人有震动的感觉,使人有不舒服感。如果建筑物晃动得太厉害,还会使非结构构件(如玻璃窗、隔墙、装饰物等)断裂,甚至危及屋外行人的安全。所以,高层建筑结构要避免过大的震动。例如:在建造机关事务局12层的办公综合楼,它长48m、宽18m、高36m。建筑物两边各有9根柱,横行柱距为18m,纵向柱距为6m,中央有一个6×12m的电梯和管道井筒。考虑水平荷载的传递有几种不同方式,进行结构方案优选,分析两种结构方案:一种为仅由核心筒承受水平力,外柱仅承受大部分竖向荷载,不抵抗水平力,梁和柱铰接;一种为纵横两个方向柱和梁刚接形成框架,来抵抗纵横两个方向的水平力。在方案一中:筒井所受的风荷载为1.4×6×8=67.2KN/m,竖向荷载近似为15120KN,井简墙自重为6×36×(6+12)×2=7776KN,可得抵抗倾覆弯矩的竖向荷载为22896KN。则可计算出合力偏心矩e=M/G=67.2×36×18/22896=1.9m,超过核心范围(6/6=1m),不满足稳定要求。必须加强、加宽基础或采用下部锚固,才能避免基础向上抬起。在方案二中:由横行跨度的框架承担全部水平力。因此,在一个方向风荷载作用下,总框架一侧柱子受压,另一侧柱子受拉,并可近似求得总压力或拉力为:67.2×36×18/18=2418.2KN,大致由每侧9根柱子平均分担2419.2/9=268,8KN/柱<7×3×9×10=1890KN,即比每根柱所承受的恒载小很多,基础不会向上抬起。因此方案二比方案一好,应采用方案二的结构。
二、高层建筑的结构体系
通过受力因素分析,下一步就考虑采用什么结构体系,有下面几种高层建筑结构体系可供选择,其结构体系有:框架结构、剪力墙结构、框架一剪力墙结构、筒中筒结构等。根据其受力特点,结合高层概念设计的三维层次考虑,选取合适的结构体系或其组合体系。
(一)框架结构体系
由梁、柱、基础构成平面框架,它是主要承重结构,各平面框架再由梁联系起来,形成空间结构体系。框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业厅、教室等。需要时,可用隔断分割成小房间,或拆除隔断改成大房间,因而使用灵活。外墙采用非承重构件,可使立面设计灵活多变。但是框架结构本身刚度不大,抗侧力能力差,水平荷载作用下会产生较大的位移,地震荷载作用下较易破坏。不高于15层宜采用框架结构,可以达到比较好的经济平衡点。
(二)剪力墙结构体系
剪力墙结构体系是利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构体系。墙体同时作为维护及房间分隔构件。剪力墙间距一般为3—8m,现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求容易满足,适于建造较高的高层建筑。而且其抗震性能良好,在历次的地震中,都表现了很好的抗震性能,震害较少发生,程度也很轻微。但是剪力墙结构间距不能太大,平面布置不灵活,而且不宜开过大的洞口,自重往往也较大,不是很能满足公共建筑的使用要求,而且其成本也较大。
(三)框架一剪力墙结构体系
框架一剪力墙结构体系由框架和剪力墙组成。剪力墙作为主要的水平荷载承受的构件,框架和剪力墙协同工作的体系。在框架一剪力墙结构中,由于剪力墙刚度大,剪力墙承担大部分水平力(有时可以达到80%~90%),是抗侧力的主体,整个结构的侧向刚度大大提高。框架则承受竖向荷载,提供较大的使用空间,同时承担少部分水平力。由于有了剪力墙,其体系比框架结构体系的刚度和承载力都大大提高了,在地震作用下层间变形减小,因而也就减小了非结构构件(隔墙和外墙)的损坏。这样无论在非地震区还是地震区,都可以用来建造较高的高层建筑。还可以把中间部分的剪力墙形成简体结构,布置在内部,外部柱子的布置就可以十分灵活;内筒采用滑模施工,的框架柱断面小、开间大、跨度大,很适合现在的建筑设计要求。
(四)筒中简结构体系
关键词：建筑；结构设计；概念设计；结构措施；应用
中图分类号：TS958文献标识码： A
Abstract: The conceptual design of building structures and structural measures as an important factor in the design, structural design for the building has a very important role and influence. This article will be in the building for structural design and structural measures in the conceptual design of building structures design analysis, based on their specific application in building structure design studies were discussed.
Keywords: architecture; structural design; conceptual design; structural measures; Application
引言
建筑设计的好坏直接关系到人们的生命财产安全，所以提高建筑设计的合理性是非常重要的。结构设计的科学合理运用，能够有效提高建筑工程的安全性和可靠性。从结构设计的相关依据和原则等进行分析，主要阐述概念设计的应用情况。
一、建筑结构设计阐述
在建筑结构设计中，由于现行的结构设计与理论还存在一定的差异，尤其是在结构设计不可计算性方面，因此，注重概念设计是非常有必要的(所谓结构设计，是指建筑与其他设备等各种结构元素所表达出来的结构语言的过程，在结构设计中，主要包括结构方案、建筑结构计算、施工图纸设计等三个阶段：
第一，结构方案，其主要任务是根据各项参考指标来确定出建筑的结构形式，如地质勘查、现场施工类别及建筑高度、层数等，并根据建筑的结构形式来布置结构承载体系和受力构件等，在结构方案设计阶段中，其遵循结构设计的经济性、合理性，采用的方法主要是根据不同结构形式的适用范围来确定的，最终确定最佳的结构方案；
第二，结构计算阶段，其主要任务通过选择科学、适用的计算方法来进行各项参数的计算，如荷载、构件受力大小等；
第三，施工图纸设计环节，确定构建布置、配筋数量及构件构造措施，在整个设计过程中，应严格按照相关标准要求进行设计，尤其是设计人员，不仅要充分、全面地了解相关规范要求，还需要全面掌握整个施工工程的施工工艺和流程，以保证建筑结构设计适用于建筑施工中。
二、概念设计在建筑结构设计中的重要性
在建筑结构的设计过程中，概念设计所发挥的作用是十分关键的，其能够为结构设计师带来丰富的灵感，给设计工作增添新的活力，同时也保证了结构设计的质量。
（一）概念设计有效的弥补了计算机设计中的不足和缺陷
采用计算机进行建筑结构设计时，其对于结构设计方案的设计工作是会产生一定限制的，并且是无法完成方案的初步设计工作的。进行结构设计时，计算机的应用是最为广泛的，然而在设计人员使用计算机时，他们往往都会认为应用计算机程序进行设计工作是最为简单的，所以，他们对计算机设计软件也产生了很大的依赖性，忽视了对结构概念的学习，无形中也降低了他们自身的设计能力。很多设计师也还没有意识到计算机设计其实是把双刃剑，如果能够选择合适的软件，就可以提高设计的效率，而如果选择的不合适的软件，那么就会导致设计中存在一些隐患和问题，随着时间的推移，这些问题就会凸现出来。此时，就需要较好的应用概念设计了，设计师应深入的学习和理解结构概念，全面的掌握相关内容，从而选择最为科学合理的结构方案；
（二）概念设计能够促进结构设计更加的完善
设计师必须清楚的掌握结构概念，这样他们才能具备清晰的设计思路和先进的设计理念，还能够有效防止概念混乱和定性错误等问题的出现。而当出现了技术问题时，如果能够较好的理解概念设计，那么就能够快速的找到出现技术问题的原因，从而制定出有效的解决措施。在最新制定的《建筑结构设计统一标准》中，根据概念设计这一理论，就制定了更加先进的结构极限状态的设计准则，大大的提升了结构设计方案的科学性和合理性。可见，在建筑结构设计中如果能够较好的应用概念设计，便可以促进结构设计更加的完善和可靠。
三、如何在结构设计中运用概念设计
（一）建筑场地的合理性选择
建筑场地的选择影响着结构概念设计的结果，所以说对结构设计来说非常重要。建筑场地的选择要符合施工的条件，同时满足采光、水电、噪音等多方面的考虑。最重要的一点，就是应该考虑建筑场地的抗震能力。选择的地点必须是抗震效果比较好的地点，以免发生危险的情况。一般在工程的初步设计之前就要进行建筑场地的科学选址和勘察，如果施工场地确实不允许，又必须在此进行建设，那么就应该做好科学有效的手段来降低危险系数。
（二）结构刚度科学化选取
建筑结构在刚度的选择上至关重要，而且在建筑结构概念设计中也必须遵守刚度的要求。结构刚度可科学化选择，是保证工程质量的有效措施，还能够对地震等灾害起到危险性降低的作用。与此同时，结构刚度的科学化选取还能扩人空间的占有率，使建筑平而的利用率等都能得到合理的利用。
（三）抗震设计中的概念设计
地震是一种常见的自然灾害，具有突发性和严重破坏性的特点，一旦发生，将危及人们的生命财产安全。地震学的研究表明，现在尚不能准确检测到地震发生的时间、地点及强度。由于在地震时建筑结构受力的复杂性与不确定性，再加上计算软件的机械性与局限性，抗震设计中的计算数据可能与实际情况大相径庭。所以，在日常的结构设计中，其计算结果仅能作为参考，而不能保证结构的安全可靠性，存在很大的安全隐患。在这种情况下，为了保证建筑结构的抗震性能只能借助于结构抗震的概念设计。抗震概念设计是根据结构地震破坏形态以及以往的工程经验而逐步形成的基本设计原则和设计思想，从宏观的角度强化抗震结构，通过对建筑选址、基础设计、结构选型、构件连接等环节的综合考虑，科学分析软件计算结果，创造有利的抗震条件，从而有效控制结构的薄弱环节，达到抗震的效果。总之，就结构抗震设计来说，结构概念设计的重要性远远大于数值计算。
为使建筑具有良好的抗震性能，在伉震概念设计中应该注意以下问题。
一是场地和地基的选择。地基是否牢靠直接关系到建筑结构的抗震能力。地基分为天然地基和人工地基，在地质条件较好、具有较强的承载力时使用天然地基，可以拥有较好的抗震效果，否则采用人工地基。
二是结构构件传递地震力的合理性。应选择合理的结构体系，使结构受力明确、传力简洁，避免结构体系受力复杂，同时设置多道抗震防线，以保障建筑结构的抗震性能。
三是建筑的外观设计，要求建筑外形简单、对称，要求建筑结构规则，确保建筑结构的质量和刚度沿结构分布的均匀性和对称性。
四是建筑结构的整体性。结构构件之间的连接要可靠，以保证连接部位具有一定的强度和变形能力，使结构具有稳定的抗震性;对于非结构构件，在利用其对整体结构有利影响的同时，避免由于不合理的设置而引起的不利作用。同时，还要注意结构的空间整体性，以保证结构的整体稳定性。
五是刚柔相济的原则。要求在结构抗震设计中统筹考虑结构的刚度和韧性，刚柔相济，在满足变形要求的同时，提高结构抗震性能。
（四）选择合适的基础方案
对于一件建筑设计作品来说，方案的敲定对最终成品的影响非常之大。建筑基础选型设计不仅关系到住户的生活体验感受，更会影响到住户的人身安全。在许多建筑工程中，一些建筑的结构与所处的地基条件非常不协调，有些建筑上部体积非常大，但是基座仅有几根柱子作为支撑，这样的建筑不仅在美学上不具有美学效应，而且连基本的安全保障都不能提供。此，建筑设计人员和施工人员在进行建造之前，就应该调查分析好各方面的环境因素，调查地质条件，结合实践工作经验，依据经济适用性，美观性，安全性等性能方面认真设计选定最终的设计，正确掌控建造大局。
（五）科学处理建筑主体结构与非承重结构构件的关系
建筑主体结构与非承重结构构件有着密切关系，如何科学处理建筑主体结构与非承重结构构件的关系是现今建筑概念设计中尤为关注的话题。科学处理两者之间的关系尤为必要，因为保证建筑主体结构与非承重结构构件的关系，可以有效降低用户在地震灾害中的损害，具有一定的防震减震效果。在地震灾害中对于己经破坏的非承重结构构件应及时更改设计，避免其影响整个建筑主体结构的安全性能。在建筑抗震概念设计中要充分考虑两方面因素，一方面需要考虑非承重结构构件遭受地震灾害后可能对建筑主体结构造成的影响。
结束语
建筑概念设计是展现先进设计思想的关键，设计中经验丰富的设计人员都善于运用概念设计，将设计理念和创新思维统一到结构设计中，结合自身积累的经验，统筹整体来解决工作中遇到的各种不确定因素及问题，以实现整个建筑结构的合理设计。人类的思维对于建筑设计创新方法来说是极其重要的一方面，对于新作品的产生来说，新想法的产生往往更加关键。目前我国社会对建筑设计创新提出了更多更高的要求有助于人们对建筑设计创新的认识从感性阶段上升到理性阶段。
参考文献：
[1]陈宗飞.建筑结构设计中的概念设计[J].中华民居(下旬刊),2014,07:51.
[2]贾书鹏.我国建筑设计中的概念设计探析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2014,09:122.
关键词：概念设计；结构设计；结构措施
中图分类号：TU2文献标识码： A
引言
在建筑结构设计中，概念设计与结构措施至关重要。设计是建筑工程的基础，而概念设计则是在工程建设中体现先进思想和规范精神的关键。一个优秀的设计师，在对建筑结构进行设计时，除了依靠经验外，还要能够运用整体概念设计方法将建筑结构自身、建筑结构与外部环境两者之间的结构布局、相互影响等完全融入到总体设计方案之中，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系，不断地丰富自己的结构概念,深入、深刻地了解各类结构的性能,并能有意识地、灵活地运用它们，才能更好的促进概念设计及结构措施在建筑结构设计中的完美应用。
一、建筑结构设计阐述
在建筑结构设计中，由于现行的结构设计与理论还存在一定的差异，尤其是在结构设计不可计算性方面，因此，注重概念设计是非常有必要的。所谓结构设计，是指建筑与其他设备等各种结构元素所表达出来的结构语言的过程，在结构设计中，主要包括结构方案、建筑结构计算、施工图纸设计等三个阶段，首先，结构方案，其主要任务是根据各项参考指标来确定出建筑的结构形式，如地质勘查、现场施工类别及建筑高度、层数等，并根据建筑的结构形式来布置结构承载体系和受力构件等，在结构方案设计阶段中，其遵循结构设计的经济性、合理性，采用的方法主要是根据不同结构形式的适用范围来确定的，最终确定最佳的结构方案；其次，结构计算阶段，其主要任务通过选择科学、适用的计算方法来进行各项参数的计算，如荷载、构件受力大小等；最后，施工图纸设计环节，确定构建布置、配筋数量及构件构造措施，在整个设计过程中，应严格按照相关标准要求进行设计，尤其是设计人员，不仅要充分、全面地了解相关规范要求，还需要全面掌握整个施工工程的施工工艺和流程，以保证建筑结构设计适用于建筑施工中。
二、建筑结构设计中的概念设计与结构措施
1、合理选择结构材料
首先，在选择钢筋、混凝土中，根据相关规定的强度等级来选择混凝土与钢筋的强度等级，一般箍筋与混凝土的强度等级不低于C20，对于直径为10mm的纵筋，其强度等级应不低于C25，只有确保建筑材料满足了强度等级设计要求后，材料的强度才能得到充分发挥；其次，确保结构的整体性，根据钢筋的一级抗震等级和二级抗震等级进行抗震构造连接，在节点连接中，应遵循强节点、弱杆件的设计原则，注重构造连接度的把握，以保证整个结构构造的整体性。
2、选择建筑场地
应选择抗震性比较好的地方，在地震场地条件下，应充分考虑结构破坏的因素，根据结构体系方案和设计经济合理性来确定结构体系，确保建筑结构的延性、匀质性得到提升。另外，当地震发生时，由于地震将会持续一段时间，这就要求需要设计多道抗震防线，使结构设计体系满足抗震结构设计要求，进而提高整个建筑的抗震能力。
3、合理选择建筑主体的结构体系
建筑主体是一个空间的结构体系，目前我们在空间结构体系整体研究中还有一定的局限性，在设计工程中用了许多假定和简化理论，作为结构工程师我们更应该通过强化概念设计，灵活运用规范，运用概念设计理论对整个结构体型与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识，做到结构体型布局合理，受力明确，抗震性能好。结合建筑平面工程对结构体系进行合理的布置，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，以利于减小结构体系的扭转力，增强整个结构的稳定性，提高结构的抗震能力，同时也能节约工程造价。
4、协同工作概念与结构体系
协同工作的概念在工业产品的设计与制造中已经有较为广泛的使用，目的是将内部结构体系能够高效的进行优化配合，实现其设计寿命。现阶段，轻型钢结构的应用就是协同工作概念与结构体系完美结合的案例。轻型钢结构以其质轻、价低、施工进度快、受施工环境影响较小、抗变形,抗震能力好等优点在工业厂房中不断得到应用。由于轻型钢结构的抗拉强度比普通混凝土的强度要高出25倍左右，而且不产生裂缝，在建筑结构中具有较好的结构性。另外，钢结构具有较好的塑性变形特性，当某种原因导致其它结构断裂时，同时发生在钢结构上则只是表现为塑性变形，而且变形具有缓冲期，能够为安全撤离提供充足的时间保障。因此，在协同工作概念下轻型钢结构作用发挥出色。如某钢结构厂房，设计为门式轻型钢结构，总跨度为36m，长度为100m，柱距18m，屋面坡度为1：15，设计使用年限50年，抗震设防烈度为八度。在应用概念设计时，首先要明确门式轻型钢结构厂房各构件的最大负荷，为了增加稳定性需要设置支撑体系，保证厂房的使用寿命达到设计使用年限。单层厂房轻型钢结构一般由横向钢框架、屋盖钢结构、支撑体系、吊车梁和制动梁以及墙架等构成。在某些单层厂房钢结构中，由于工艺操作上的要求，还可能设有工作平台。然后，再对结构受力进行有效的分析，以保证同层各柱在相同的水平位移时，能同时达到最大承载能力。
5、钢混结构
钢管混凝土在当下建筑施工中是时常应用的，是一种将钢材和混凝土进行混合，达成充分发挥二者性能的新型模式，能够让刚度和建筑稳定性有一定程度的提升。应用钢管和混凝土相结合主要应用的原理有两个方面可以体现。首先,外部钢管能够较好的对内部混凝土有所约束，让混凝土强度可以有所加大，对变形的几率能够有效减少。钢筋混凝土中的结构促使建筑物中的抗震能力不断加强，合理的解决了高层底层柱轴压比超限的问题。其次，内部混凝土能够对外部钢管有力支撑，钢管和内部混凝土能够有效结合，从而构成具备一定优势的互补型效果，让自身的优势都可以显现出较好的补充，所存在的缺陷也能够互相弥补，让承载力有所加大，相互结合之后的承载力是两者承载之和的18倍左右。
6、悬索结构
悬索结构所用的全都是拉杆,这就使材料的利用率以及结构的应力水平都变得相当高,可以充分的利用高强度的材料,还可以施加预应力,同时也包括与悬索结构相结合的一些结构模式等,所以悬索结构就比较适合应用于跨度非常大的建筑结构中。例如浙江省人民体育馆的屋盖设计就是概念设计中悬索结构在建筑结构设计中应用的较好案例。其悬索结构由索网、边缘构件组成。为了得到较好的稳定性，在概念设计时，将预应力分别加在承重主索和稳定性副索上，使其形成稳固的双曲鞍形索网。在边缘构件设计上应用了概念设计的钢筋混凝土结构环形梁，应用预应力锚将悬索固定在环形梁上，并在副索底座上设计承受水平拉力以减小环梁弯矩，极大的提高了悬索结构的刚度支撑和稳定性，保证了屋盖的设计安全。
7、确保地下室外墙设计的科学性
在现代建筑，特别是高层建筑项目施工的过程中，建筑物的整体质量在很大程度上由地下室外墙所支撑。因此，若在建筑结构设计的过程中，对于地下室外墙的设计不够科学与合理，则势必会导致整个建筑物的稳定性受到严重的影响。结合实际工作经验来看，在地下室外墙设计的过程当中，结构设计工作人员首先需要对整个建筑物的质量加以衡量，结合建筑项目所处区域的地质特征，完成对地下室外墙基本尺寸的设计工作。常规意义上来说，对于高层建筑项目而言，地下室外墙结构设计过程中的墙面厚度需要保持在250mm以上。同时，为了防止由水泥用量增大而导致地下室外墙墙面混凝土产生裂缝问题，应当避免将混凝土强度设计过高，但也应当在C30等级以上。
结束语
在建筑结构设计中，为了确保设计方案的科学性和实用性，设计人员应根据建筑的概念来进行结构设计，不仅要根据相关概念和设计技术进行设计，还需要结合个人设计实践经验，设计出一套适用于施工的建筑结构设计方案，才能确保建筑施工顺利进行。
参考文献
[1]张英迪.建筑结构设计中的概念设计及结构措施略论[J].科技与企业，2012，（21）．
