浅议建筑结构设计中的概念设计

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1、浅议建筑结构设计中的概念设计【】阐述了概念设计的概念及其重要性，并针对目前建筑结构设计当中墨守成规的现象，提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性，推动结构设计的发展。　　【关键词】建筑结构；概念设计；应用　　　　在建筑结构设计中，概念设计与结构构造措施至关重要，它在一定程度上反映了一个结构工程师的设计水平。概念设计的内容十分丰富，应用面也非常广泛，几乎蕴含了所有的结构设计过程。我们通常谈到的安全度的概念、力学的概念、材料的概念、荷载的概念、地震的概念、使用的概念等都属于结构的概念。概念设计就是融合这些概念，贯穿到结构选

2、型、方案设计、结构布置、计算简图抽象、计算结果处理、施工图绘制等设计的整个过程，对理论无法明确的部位，还要有定性的认识后才能反映到设计成果中。当前科学技术迅速发展。　　计算机结构程序的全面应用给结构设计师带来了极大方便，大大减轻了他们的劳动强度，提高了设计的效率和质量。但同时也容易让人产生错误认识，认为结构设计很简单，只需遵循规范、手册、图集，等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的)，然后就可使用计算机完成结构设计了。因此，一些结构设计师不重视结构的基本理论和基本概念的正确使用，不能有效地运用他们的知识、精力和时间去考虑

3、结构的整体设计、协同工作等一系列概念设计问题。而是一味地依赖计算机，久而久之许多设计人员缺乏结构设计的概念，对软件技术条件认识不清、对计算机的计算结果无法判断，对规范与软件之间的差异不甚了解，对如何加强结构的整体性、合理性、经济性没有概念，甚至一些设计人员因为过多地相信计算机分析结果而导致结构计算模型与实际建筑物存在较大差别，引起结构施工图中出现了大量的概念性错误和计算错误，且有些错误可能会导致严重的后果。为保证建筑结构的安全、适用、经济、可靠，对设计人员强调结构概念设计的重要性是非常必要的。　　1关于概念设计　　所谓的概念

4、设计就是运用清晰的结构概念，不经数值计算，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、实验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，对结构及计算结果进行正确的分析，并考虑结构实际受力状况与计算假设间的差异，对结构和构造进行设计，使建筑物受力更合理、安全、协调。概念设计主要从两个方面对结构设计进行宏观控制:一是在方案设计满足建筑要求的前提下，从宏观的角度考虑结构整体性及主要分体的相互协调关系，确定总体设计方案;二是在理论设计过程中综合考虑工程条件、计算理论、材料性能等各种因素对计算结果的影响，判断理论设计的

5、准确性，并对一些工程中难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题，根据实际经验采用一些结构构造措施进行处理。换句话说，概念设计是运用人的判断和思维能力，从宏观上解决结构设计的基本问题。概念设计是一种思路，是一种定性的设计，它不以精确的力学分析、生搬硬套的规范条文为依据，而是对工程进行概括性的分析，制定设计目标，采取相应结构措施。　　具体到设计过程，就是根据特定的建筑空间和地理条件，结合建筑的功能要求，考虑结构安全、适用、经济、美观、施工方便等各种因素后，确定结构的总体方案，按照结构的破坏机理和破坏过程，灵活且能有意识地利用

6、整体结构体系与基本杆件间的力学特性与关系、设计准则、工程现场实时的资源条件，全面合理地解决结构设计的基本问题。既要注意到总体布置上的大原则，又要顾及到关键部位的细节，从根本上提高结构的可靠度。概念设计的目的是力求使设计方案安全、可靠、经济、合理，是一个优化的过程。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、舒适的工作和生活环境，从而节约材料和资金，使工程项目的设计、施工、使用都能“又快、又好、又省”，这也是人们对工程建设的最基本要求。　　2概念设计的重要意义　　2.1概念设计

7、是结构设计的基础与灵魂　　2.1.1方案设计阶段　　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。在此阶段，设计者除了对建筑物的功能要求、地理环境、资金配备、材料供应、施工条件与水平等进行综合的分析，并与建筑、水电、设备等专业进行充分比较外，还要考虑结构内部的协同工作、结构抗震的构造设计、结构整体性能控制等问题，而后完成结构选型，确定结构方案，必要时还要对多个方案进行比较，择优选用。因此方案设计过程是不能借助于计算机或理论计算来实现的，它需要结构工程师综合应用其掌握的结构概念，在深人了

8、解各类结构性能的基础上，有针对性地选择效果最好、造价最低的结构方案。　　2.1.2结构计算阶段　　结构计算是在计算简图的基础上进行的，即要对作用在结构构件上的荷载和构件的约束进行一定的简化，简化后的结构内力与变形必须与原结构尽可能一致。目前由于建筑物的功能复杂多样，结构计算一般是通过计算机