彭耀
新疆永升建筑勘察设计研究院（有限公司） 新疆克拉玛依 834000
摘要：随着我国国民经济的发展及人们生活水平的提高，对建筑工程项目有了更高的要求。建筑规模更大，建筑功能及体型更加复杂，加大了结构设计的难度，而概念设计为解决这个问题提供了先行有效的解决途径。因此应注重概念设计与结构设计之间的关系，提高工程师的设计水平，使建筑结构设计取得良好的成果。
关键词：建筑结构；概念设计；结构设计；结构措施
一、建筑结构设计与概念设计分析介绍
1.1建筑结构设计
建筑结构设计就是指结构设计人员设计出能够承受各种建筑荷载的结构，对所要施工的建筑的表达。结构设计主要包括结构方案、建筑结构计算、施工图纸绘制三个阶段，第一，结构方案阶段，其主要任务是根据各项参考指标（如地质资料、场地类别、建筑高度、层数及使用功能等）来确定出建筑的结构形式，并根据建筑的结构形式来布置结构承载体系及受力构件等。在结构方案设计阶段中，其遵循结构设计的经济性、合理性，主要采用根据不同结构形式的适用范围的方法来最终确定最佳的结构方案。第二，结构计算阶段，其主要任务通过采用科学、适用的计算方法，对设计系数正确选取、荷载合理取值、构件截面合理选择及构件合理布置等来进行结构整体计算。第三，施工图纸绘制环节，根据软件计算结果、人工对比和分析进行构件配筋及选择合理的构造措施，将设计意图及成果更好地展现在人们面前。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工程的施工工艺和流程，以保证建筑结构设计更好的适用于建筑施工中。
1.2建筑结构设计中的概念设计分析
建筑的概念设计是展现先进设计思想的关键，结构设计人员不经过数值计算的前提下运用其工作经验和清晰的结构概念，在特定的建筑空间中用整体的概念对于结构设计过程中可能会遇到的问题进行分析考虑，并从整体上进行解决，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。概念设计能够将建筑结构设计的思想理念进行充分体现，同时也是实现建筑结构设计思想展示的首要方法和手段。运用概念设计的思想使得结构设计的思想得到了拓宽。
概念设计对建筑方案的确定、结构计算以及实际受力问题分析都有着非常重要的影响，在整个设计过程中起着举足轻重的作用。一幢建筑物的设计，如果没有事先经过全盘正确的概念设计，以后的计算模式再准确、计算再精准、配筋再合理，也不可能是一个经济、合理的优秀设计工程。所以结构设计人员应该及早介入建筑的概念设计，否则将会导致建筑结构设计的不合理，给后续的结构设计带来难度。与此同时在建筑结构设计中，由于结构设计的实际操作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，结构的概念设计主要是重视规范及规程中有关结构概念设计的各条规定，不至于陷入只凭计算的误区。因此注重概念设计是非常有必要的。
在建筑结构设计中，概念设计通常与设计师的经验阅历有很大关系，往往设计师的经验阅历越丰富，建筑结构概念设计的有效内容也就越多。概念设计作为建筑结构设计中的重要因素，通过概念设计实现的建筑结构设计，能够有效的降低建筑结构设计以及施工建设的成本费用。
二、概念设计在建筑结构设计中的应用
2.1合理的结构选型
在建筑结构前期设计中采用概念设计，有效优化结构体系以及结构布置。优化结构体系主要指的是根据建筑结构的高度、体型、场地类别以及荷载实际情况等，选用合理的结构体系。结构布置指的是根据房屋的结构体系、使用功能等方面的情况，对结构构件合理布置从而确保建筑物安全。
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2.2确保结构的体型规则
结构的体型规则能够保证结构在地震及其他荷载作用下具有明确的和直接的传力途径，便于建立完整、准确的结构计算模型。在建筑工程的结构设计中要求尽量简单化，主要的内容就是简化传力的途径，提高整体结构的承载能力。所以在建筑工程的结构设计过程中，首先要使建筑体型尽量规则或减少不规则项出现，其次要对荷载效应和承载力进行研究，对整体结构的承载力能力进行准确的计算，防止出现承受力或刚度比较薄弱的情况，影响建筑的整体承载能力。
2.3确保结构的整体性
由于设计内力计算模型是建立在楼盖平面内刚度无限大的假定的基础上，设计应使楼屋盖系统有足够的平面内刚度和抗力，并与竖向结构有效连接，从而保证梁、板、柱、墙能共同协同工作。
建筑结构构件要在承载能力极限状态下而不受破坏，就需要各构件之间相互配合协调，共同工作。结构的协同工作最直观的表现在基础与上部结构的关系上，必须视基础与上部结构为一个有机的整体，不能把两者分割开来处理。举例而言，砖混结构必须依靠圈梁和构造柱将上部结构与基础连接成一个整体，而不能单纯依靠基础自身的刚度来抵御不均匀沉降带来的不利影响，所有圈梁和构造柱的设置都必须围绕这个中心。建筑结构设计中要求各构件的屈服有先后顺利以保证结构的整体抗倒塌能力，合理控制结构的非弹性部位(塑性铰区)，掌握结构的屈服过程，实现合理的屈服机制，在“强柱弱梁，强剪弱弯”的设计理念中体现的最为明显。例如：在建筑的结构设计中，应避免过多短柱以防止柱首先被剪断并保证建筑物的变形能力，通过调整配筋等方式使得塑性铰首先出现在梁端而不是柱端。
建筑结构的设计应协同工作还有另外一种含义，则是全面利用材料，充分利用材料的强度，使得构件破坏时构件材料也能达到承载力极限状态。例如：控制截面混凝土受压区高度防止混凝土首先屈服造成截面的提前破坏。控制构件的配筋率，控制构件截面尺寸等防止剪压破坏而无法充分发挥构件的作用。合理配置受压构件的箍筋，对混凝土及纵向受压筋的变形有效控制，防止构件破坏时钢筋及混凝土未达到应力极限状态。
2.4在建筑场地选择中的应用
对建筑工程结构进行设计的时候，建筑场地的选择是非常重要的，建筑场地关系到整个建筑工程的合理及经济性。建筑场地的合理选择，才能够让建筑工程结构设计能够被有效的实施。所以在进行建筑场地选择的时候，可以利用概念设计的理念，由下而上、从整体到局部，全面分析。在场地的选择时，主要思考的就是场地的地形以及地质的情况。地形的好坏，对于建筑工程来说影响比较大，例如：建筑物沉降坍塌、滑坡等现象发生的原因除了地震外还跟建筑现场的地形条件有关，此外地形变化较大时也直接影响建筑物的造价。而建筑场地的地质情况，也在一定程度上对建筑结构的设计产生着影响，最主要的影响就是建筑工程的基础，根据不同的地质条件应采用不同的基础形式，基础的埋深又和土层的分布息息相关。所以在选择建筑工程的场地之前，对场地的地质情况进行调查研究，要综合整个建筑工程的结构类型和场地的实际情况进行考量，选择出最适合建筑工程的场地，确保场地能够满足建筑工程的结构设计要求。
结束语
通过以上的论述，在建筑结构设计过程中如果能够较好的应用概念设计，对其进行科学分析并且大胆创新，不但能够充分地保证建筑的安全性和可靠性，还能够大大节约资源和能源。概念设计能够充分的提升建筑结构的设计水平，未来必将得到更加广泛地应用。
参考文献
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[5]王一民，赵启龙.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].中国建筑金属结构，2013(02)
论文作者:彭耀
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/20
标签：结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 概念论文; 构件论文; 场地论文; 建筑结构论文; 《建筑学研究前沿》2018年第7期论文;