结构概念设计浅谈

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1、结构概念设计浅谈【摘要】结构概念设计就是依靠结构工程师正确的判断力，在特定的建筑空间中，主动的参与建筑师的空间布置方案设计，并利用总结构体系与各基本分体系的空间力学关系，从整体的角度来构思建筑结构方案。本文对结构概念设计进行了调查研究，总结了结构概念设计的基本分析方法、设计阶段及设计思想。结合设计准则，合理解决结构概念设计基本问题，既注意结构总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节【关键词】概念设计；结构体系；刚度；耗能中图分类号：S611文献标识码：A结构工程师所接受的高等教育普遍是偏重于学习基本构件的性能

2、以及其设计施工知识。这样培养出的结构工程师能够配合建筑师的设计意图来布置结构构件，但独立创新意识颇低，无法充分发挥主观能动性。如果在早期的设计阶段，结构丁程师没有给建筑师提出合理的意见或在力学概念和体系应用方面有一些小失误，那么对早期建立的方案进行大改动的可能性会很大，在后期设计阶段会造成很大的损失，这方面的教训很多［1,2］。随着建筑的发展，对结构的功能、经济指标和安全性提出了更高的耍求，更突显了结构概念设计的重要性［3］。一、概念设计的定义先进的设计思想可以通过概念设计充分地展现。概念设计就是从结构总体方案

3、设计一开始运用人们对建筑结构抗震已有的知识选释合适的结构方案，用清晰的结构概念处理好结构设计中遇到的问题，对结构所受的各种作用的特点、结构计算、不同结构在各种作用下的反应、变形能力和破坏机制以及各种构造措施等问题进行概念分析和概念判断。概念设计不以精确的力学分析，生搬硕套的规范条文为依据，而是由我们对工程进行概括的分析，制定设计目标，采取相应措施。在T程设计中概念设计尤为重要。二、概念设计在工程设计中的表现与运用1、结构体系与结构布置高层结构常用体系有：框架结构；框架-剪力墙结构；剪力墙结构；框支剪力墙结构；筒

4、体结构等。规范对它们各口的适用高度及高宽比做出了详细的规定，设计选择何种结构应根据各自结构的优缺点结合建筑功能要求、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素确左方案并通过技术、经济和使用综合比较确左。一个好的建筑设计方案首先包含着结构受力合理。施工方便简单。在建筑体型构思、平面布置和竖向设计阶段，建筑和结构设计人员密切配合，既要充分考虑建筑使用功能合理，造型美观，又要考虑结构受力明确，结构设计合理和力便施工。位于地震区的建筑体型尽量设计的简单和规则，当建筑平面形状不规则时可通过设置抗震缝将平

5、面化为规则的单元建筑，尽量避免采用不规则平面建筑。2、结构具备适宜的刚度在结构设计中，合理的确定建筑物刚度是非常重要的，应根据具体情况和平衡原则进行必要的刚度调整和分配。结构刚度小，结构过柔，相应结构自振周期人，产生过人变形，影响构件的强度和稳定。结构刚度人，自振周期小，相应地震作用也大，结构本身重量也加大，材料浪费也大，经济性不好。风荷载是一种随时间而波动的动力荷载，风作用在结构上，一方面风力使房屋受到一个基本稳定的风压力，另一方面又使房屋产生风振。因此高度较高及刚度较柔的高层建筑要考虑风振产生的动力效应的影

6、响。高层结构设计中，风荷载和地震作用往往成为控制因素，因此结构设计时合理的选择和布置梁、柱、墙，使结构具备合理的刚度进而使建筑具备较好的舒适度。结构刚度的调整可通过调整周期、位移角、剪重比等参数反应结构的合理刚度。3、结构延性耗能结构设计应避免主要承重结构构件提前破坏而导致整个建筑物破坏或由于局部破坏严重，使建筑物过早地处于不能正常使用的情况。在建筑结构的整体设计上耍注意加强薄弱环节，尽量做到等强度。同时,因使建筑结构在一个恰当的部位能消耗大量的能量，在具体设计中即为各式各样的梁，如框架梁、联肢墙的连梁等。结构

7、延性一般用延性系数表示，它表示的是结构极限变形（位移、转角、曲率）与屈服变形的比值，也可以分别用位移延性系数，转角延性系数来表示，该比值越大，结构的延性越好。在设计上为提高钢筋混凝土梁的延性一般有如下措施：（1）选取合适的梁截面。（2）梁有合适的配筋率，避免少筋和超筋破坏。（3）梁上部（跨中）和下部（端部）配置适量的受压筋。（4）T形梁比短形梁延性好。（5）注意加密梁箍筋。4、强柱、弱梁、更强节点核芯区强柱弱梁是保证在强震作用下，框架的塑性较首先在梁上发生而不在柱上发生，避免框架结构出现楼层破坏机制。在强震作用

8、下，结构构件不存在承载力储备，梁端受弯承载力即为实际可能达到的最人弯矩，柱端实际可能达到的最大弯矩也与其偏压下的受弯承载力相等。框架结构能采用塑形变形，从而大量的消耗地震能量，较小地震作用，同时还能保证框架结构具有承受竖向荷载的能力，同时还要遵循强剪弱弯、强节点强构造的设计原则。5、创新的设计思想在建筑中，艺术和技术过去曾是一个统一体。著名的结构丁程师皮特•莱斯(Peter