试析建筑结构设计中概念设计应用

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1、试析建筑结构设计中概念设计应用【摘要】随着科学技术的发展和时代的进步，我国人民的生活水平越来越高，对建筑结构设计也提出了更高的要求，这也就给建筑结构的设计带来了更大的压力。为了提高建筑结构的设计水平，概念设计的思想被越来越多的设计师和设计单位所采纳。文章试述了概念设计在建筑结构设计中的重要性，并重点探讨了建筑结构设计中概念设计的应用。【关键词】建筑；结构设计；概念设计概念设计是结构设计的核心和灵魂，它贯穿于结构设计的全过程。概念设计运用得好，能使结构满足建筑要求并以最快的方式将荷载传递到基础、地基中，创造更为安全、舒适的工作和生活

2、环境，并节约材料和资金。由此可见，在建筑结构设计中，充分的正确掌握设计概念，运用概念把控设计、计算过程,运用设计概念检验计算结果的可靠性，并能够运用概念对不可靠结构进行调整，是现代建筑结构设计的精髓，是做出完美建筑工程的前提。1概念设计的概念所谓的概念设计一般指不经数值计算，尤其在一些难以做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。运用概念性近似估算方法，可以在

3、建筑设计的方案阶段迅速，有效地运载结构体系进行构思。比较与选择，易于手算。所得方案往往概念清晰，定性正确，易于手算，所得方案往往概念清晰，定性正确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能。同时，也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。2概念设计的重要性概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为，概念设计做得好的结构工程师，随着他的不懈追求，其结构概念将随他的年龄与实践的增

4、长而越来越丰富，设计成果也越来越创新、完善。强调概念设计的重要，主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，比如对混凝土结构设计，内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面计算却是基于塑性理论的极限状态设计方法，这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远，为了弥补这类计算理论的缺陷,或者实现对实际存在的大量地乐趣计算的结构构件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。概念设计之所以重要，还在于方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的，这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选

5、择效果最好，造价最低的结构方案。3建筑结构中运用概念设计时应注意的问题3.1建筑设计应重视建筑结构的规则性在高层建筑中，结构的对称性主要指的是抗侧力主体结构的对称。对称的建筑如平面对称的简体框架结构，剪力墙结构，框架结构等，一般比较容易实现结构的对称性。不对称的建设如平面形状复杂的L型、T型、S型，楼电梯间偏于平面一侧或一角的度层建筑等，内含结构的基本对称仍是有可能实现的。这主要取决于结构工程师结合建筑平面的功能和需要进行合理的结构布置，如简体，剪力墙的合理布置,可以设法调整结构的刚心与建筑物质心、平面的形心尽量接近，从而实现结构

6、的基本对称。结构的较大不对称，将引起结构在水平侧力作用下产生较大的扭转变形，不利于结构抗侧力，不利于非结构构件如填充墙、幕墙的正常工作，同时造成结构耗材，成本的较大增加。3.2合理的建筑结构体系选择3.2.1结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。1）楼屋盖梁系的布置，应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙，柱上去。2）竖向构件的布置，应尽量使竖向构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平按近均匀，以避免竖向构件之间压实力的二次转移。3）转换结构的布置，应尽量做到使上部结构竖向构件传来的垂直重力荷载通过转换层一次

7、至多二次转换，即能传递到下部的竖向构件上去。4）整体抗侧力结构必须体系明确，传力直接，抗侧力结构一般由框架，剪力墙等组成，它们宜尽量贯通连续，若它们沿竖向要有变化，则变化要缓慢均匀。3.2.2结构体系应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。3.2.3结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。3.2.4结构体系宜有多道抗震防线。框架一剪力墙结构是具有良好性能的多道防线的抗震结构，其中剪力墙既是主要抗侧力构件又是第一道抗震防线。因此，剪力墙应有相当数量，其承受的结构底部地震倾

8、覆力矩不应小于底部总地震倾覆力矩的50%o3.2.5结构体系宜具有合理的刚度。主体抗侧力结构的刚度合理是高层建筑结构设计的重要指标之一。1）主体抗侧力结构刚度过大，结构的基本自振周期短短，地震作用加大，结构承受的水平力，倾覆弯矩加大，地基基础的负担