摘要：在建筑结构实际中概念设计的应用是非常重要的，概念设计与结构措施优化了实际结构理论中存在无法精确计算的结构构件的设计。因此，需要加强结构概念的培养，以推动结构设计的发展。本文主要分析了建筑结构中对结构概念应用的意义及其实际应用。
关键词：建筑结构设计；结构概念；应用
0引言
概念设计是综合性强的工作，这要求结构工程师综合运用结构概念，选择最好的结构方案，深入了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。因此，结构设计师要善于创新，并合理分析结果，在设计的过程中不断改进和完善，从而提高概念设计的水平。
一、概念设计在建筑结构设计中的应用
1.1 结构方案的优化
概念设计的最终宗旨是使设计方案更加合理、经济、适用。所以概念设计需要从结构系统的总体布置、抗震点分析、应力等各个方面进行考虑。值得注意的时，在建筑结构整个方案中融入概念设计需要从两个方面做好管控。首先，在建筑整体方案设计的过程中，结构设计师要和建筑师之间进行深入沟通，探索和比较适合建筑环境、经济环境、政治环境和文化环境的设计方案。其次，要从宏观出发，进行整体性考虑，加强对设计中环境、使用、建筑、荷载等各种影响因素的综合考虑，再结合理论设计进行正确的判断。
1.2 建筑场地的优选
建筑场地的选择是设计的首要步骤，对整个建筑项目都起着决定性作用。在场地概念设计中要通过对基础资料的搜集、整理、分析、研究，明确各种制约因素和有力条件进行分析，尽量避免不利于抗震的地段建造建筑。
1.3 基础方案的选择
基础设计也对建筑结构有着很大的影响。概念设计就是要根据上部结构特征和荷载分布、相邻建筑等多种条件进行综合分析，选择合理经济的建筑基础。一般而言，建筑基础形式主要有桩基础、箱形基础和筏形基础三种。此三种基础形式各有所长，桩基础适用于地质松软，负载较大的多层建筑；箱形基础适合高层建筑，有较强的抗震抗灾能力；筏形基础适用低承载力地基、大荷载上部结构的建筑工程。基础设计的过程中需要借助详细的地质勘测报告以及邻近建筑资料进行分析，从而确定最适宜的基础形式，最大限度发挥地基的作用。
1.4 结构构件的设计
在概念设计之前要掌握好基本构件的受力特征和变形特征等，然后根据建筑要求、环境、荷载条件选择符合的基本构件，形成基本结构单元。特别是在建筑结构抗震性能设计过程中要确保构件强度和刚度达到建筑抗震等级的需求，根据“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的原则加强结构构件强弱关系的处理，形成多道抗震防线。
1.5 结构体系的优化
结构体系中的概念设计主要是合理设计建筑物的的高度和抗震等级，保证抗侧力体系的合理性。概念设计为了符合抗震要求，应多采取规则设计方案；建筑和抗侧力结构平面应均匀、对称，并且具有良好的整体性，结构对称的原则是：结构刚心、建筑物质心、平面形心的距离越小越好；建筑结构的竖向剖面除规整外侧向刚度要均匀变化，竖向抗侧力构件的截而尺寸和材料强度自下而上逐渐减小，避免冲突。
1.6 计算简图的确定
结构计算简图是进行结构力学分析之前，首先将实际结构进行抽象和简化，使之反映实际受力特征，同时又能使计算大大简化。不正当的计算简图能够引起安全事故，影响建筑的安全和稳定性。因此，设计人员在进行结构计算前，应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，对电算的结果再用概念设计进行科学分析，从而做出正确判断。
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1.7 抗震设计中的概念设计
作为一个建筑最基本的要求就是必须具备良好的抗震和重力承载的能力。设计中应设计多道抗震防线避免和消耗地震发生时的破坏性。可以采用适当的控制结构动力来减轻建筑物受震动时破坏程度。若建筑结构遭受强烈震动的时候，通过赘余杆件的变形和屈服可以耗散地震的能量，同时可使赘余杆件停止工作从而将避开共振效应，使整个建筑结构过渡到另一种稳定的体系。
二、工程实例
2.1 工程概况
某大厦为高层建筑，其高度为90.5m，面积为30948m2，平面形状较为复杂。该建筑地下1层是六级人防地下室；地上1-2层是幼儿园，平面形状是工字型，层高为3.8m；3-30层是标准层住宅，平面形状是凸字型，层高为3.0m。
2.2结构概念设计
经过勘查发现，该工程项目所处的场地地质条件较好，没有不利地段。该工程采用的为框架—剪力墙结构体系，因为抗震设防列度是7度，设计基本地震加速度值为 0.15g，除了通过计算达到规范的要求，还应采取有效的抗震构造措施。为了保证结构的安全、舒适与经济，概念设计主要是通过以下几点来体现：①结构工程师在建筑工程的方案设计阶段，根据建筑平面布置与使用功能的要求，将结构抗震概念设计融入到初步设计方案当中，例如：把电梯、楼梯、管道井等竖向公共设施尽可能地布置于建筑物的中心部位，同时利用楼梯、电梯间设置剪力墙筒体；此外，在建筑物外周边转折处布置水平抗侧力构件（剪力墙），从而加强结构抗侧移与扭转刚度，并尽量保证刚心和质心的重合，以降低水平作用下因为结构偏心而导致的空间扭转效应。②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，将三层楼板板厚设为120mm，从而加强周边抗侧力构件的联系，提高结构整体性与空间协同工作的能力。③在进行结构计算时，首先应根据工程项目的实际情况，正确设置结构参数与特殊构件。其次，按照初算结果，根据规范限值调整调整剪力墙沿竖向的厚度变化，控制周期比、层间位移以及层间位移比。此外，注意控制框架柱与小墙肢的轴压比，增强结构的延性，从而保证经济和安全的统一。④进行构造设计时，应有针对性地对转折部位、连接部位以及因为水平力作用引起结构受力变形复杂或是相对薄弱部位的结构构件进行构造与配筋的加强，保证主要受力构件具有良好的变形能力与耗能能力，从而提高结构的抗侧变形性能。例如：对建筑物中部的楼梯、电梯、管道井和周边的梁板进行加强，将其板厚增加到150mm，从而降低该处楼板开洞对于平面内刚度的削弱影响。⑤尽可能地使用轻质墙体，从而降低楼层自重；同时加强地下室外回 填土的夯实，通过人防地下室高强度的侧壁和周边回填土的共同作用，增强其对结构的约束力，以提高结构抗侧的整体稳定性，减少地震能量的放大。⑥在构造措施中遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的设计要求，调整梁柱墙的承载力，并适当提高框架柱纵向钢筋的最小配筋力率。
2.3 工程评价
通过上述概念设计，本工程结构构件在延性、刚度以及承载力等方面相匹配，形成了一个在抗震、抗风中能够高效协同工作的结构整体，从而使建筑物实现了安全、适用、经济的统一。该工程竣工之后投入使用，各方对工程质量均给予了高度的评价。
三、结语
综上所述，概念设计整体具有复杂性、综合性及灵活性的特点，应有效的发挥设计人员的创造力及主观能动性，以规范、工程力学为指导，加强对结构及受力状态的分析理解，并结合自身工作经验，确保结构设计的安全性、合理性及经济性，整体保证建筑物持久、稳定使用。
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论文作者:陈静宜
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/22
标签：结构论文; 概念论文; 建筑论文; 构件论文; 刚度论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 《基层建设》2016年第34期论文;