摘要:在当代房屋设计中，许多建筑出现质量问题、成本偏高等等问题，笔者认为这是设计者设计顺序着重点出现错误理解，应当从整体到细部，从概念到构件的设计，着重对建筑结构的概念设计，科学合理的概念设计可以提高建筑结构设计的全方位水平，文章对概念设计在建筑设计中的应用进行了介绍。
关键词:建筑；概念设计；结构体系；结构设计；应用
前言：大量的计算机软件的出现，大量的设计人员涌入，在建筑结构设计中形成过分依赖软件且人员水平不高的现象，他们只看中软件生成结果并不违反规范对整体结构或者构件的要求就认为是自己的设计成果，随着时代不断的发展进步，社会对建筑结构设计已经不单纯的只要安全就行，质量、成本、安全、使用功能、舒适度、环保等等因数均需考虑，当代的建筑结构中，建筑规模大，建筑技术复杂，设计难度高，尤其是建筑的施工和使用中充满了不确定性，这就加大了建筑结构设计的难度。而概念设计为解决这些问题提供了可行的、有效的解决途径，也给建筑设计中的各种不确定因素的处理方式提供了可靠的参考。所以，笔者认为分析概念设计在建筑结构设计中的应用有着足够重要的研究价值。
1 概念设计的含义
1.1 概念概念设计的含义是在建筑项目策划的初期，建筑设计师根据旧有的设计理论联系自身设计经验，从大局上对建筑的设计方案采用概念性分析与估算，并进行比较选择，通过把握建筑结构总体的布局来设置必须的抗震设施，来达到合理设计的目的。这样得到的方案一般来说概念比较清晰，定性准确且易于计算，从而避免在后期建筑设计时出现多余繁琐运算，有着优良的经济可靠性，也是决定电脑内力分析的输出数据的可靠性的必要根据。
1.2 步骤概念设计是逐渐趋向满意的循环组成的一个阶段，这个过程分为下面三个阶段:(1)分析阶段。深入理解问题的整个过程。它信息模糊性以为主要特征，在进行分析时，一般来说数据都会有所缺失，并且一些可以提供给设计师使用的陈述一般比较准确;(2)综合阶段。这个阶段为产生解决方案的阶段，在这个阶段中，设计师通过运用各种理论知识结合自身经验把新的想法通过图纸的途径综合表达出来，它的特点是由设计师的思维和灵感作为主导，将建筑设计结构及设计意图以图形形式表达出来;(3)评估阶段。此阶段为选择最终建筑设计方案的关键阶段。这个过程是循环选择的过程，它会循环到设计方案令双方都满意为止。在对设计方案进行评估时，设计师采取功能模型的方式和运用数据计算的方式把所有方案对比后选择，期望得到最合理，可行性最高的经济和技术方案。
2 概念设计在建筑结构设计中的应用
建筑结构设计的过程中很多问题是无法进行精确计算的，因此就不进行数值计算只是以整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理为依据来作为基本的设计原则和设计思路，从整体上对建筑结构的总体布置以及抗震的细节部分进行宏观控制。概念设计最终的目的是得到最经济合理的建筑设计方案。所以一个适用性高，既经济又合理的设计方案便成了概念设计的首选，这其中要考虑以下必要因素。
2.1 确保结构的整体性
结构的整体性是保证结构中各个部件在地震作用下协同工作的必要条件。在地震作用下结构不丧失整体性，才能保证结构具有足够的抗震能力。结构抗震能力的大小取决于结构的空间整体稳定性与整体刚度。施工质量好的型钢混凝土结构与现浇钢筋混凝土结构具有水平刚度大、整体性好等优点，是比较理想的抗震结构，使用这种结构不但可以消除散落的滑移的问题，增强楼板的刚度，增加结构的整体性，而且由于砌体结构以剪切变形为主，层间的变形可以控制，所以对平面墙体的要求就可以适当放宽。
2.2 建筑场地的选择选择建筑场地是建筑设计的首要而且必须的阶段，在设计初期确定一个对建筑项目有利的场地对整个建筑设计后期起到非常重要的作用。在选择建筑场地时必须注意以下几个因素:现场地形分析、防护距离、高度控制、日照间距等。与此同时整个建筑设计体系里，建筑场地最好选择容易抗震的地址，并尽量避开选择不利于抗震或者拥挤的地段。若是不可避免以上情况，也需要采用有效措施削弱不良影响。因此在进行设计之前就应该先进行地质勘探与选址。
2.3 建筑基础的合理选择在选择了合适的建筑场地后，就要根据建筑需要的地形特征与结构设计选择较为合适的建筑基础。建筑基础包括三种主要类型:箱型基础、桩基础与筏形基础:(1)桩地基。这种建筑基础比较适用于地质相对松软而且对地压力较大的高层建筑，当天然地基不能承载建筑时，可使用桩地基将建筑的荷载传送到较深的持力层;(2)箱型基础。该类型建筑基础大多适用于高层建筑，整体的刚度适中，能够有效把荷载均匀的从上部传送到下部基础，因此能够有效的嵌固结构组成，有效的解决了箱基沉降不均匀的重要问题，大大强化了建筑结构对地震或其他灾害的承受能力;(3)筏形基础。这种基础广泛应用于承载力较低的地基，上部结构的荷载较大的建筑结构。特征是刚度较大，整体结构优良，能够有效的把上部的荷载均匀分散到下部，以此有效处理了不均匀沉降的通病。
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2.4 选择合理的结构规则一般来说主体建筑必须选择合理并简单对称的结构，采用合理的结构规则能削弱扭转力，保持非结构部件的工作稳定，减少建筑耗材的成本。建筑结构中的对称一般是抗测力结构的对称，较为典型的容易对称的平面结构有剪力墙结构和简体框架结构等。此外，建筑内部结构对称同样需要联系平面工程进行科学布置。使建筑结构对称的方式一般为调控建筑的结构刚心、平面形心和物质心的距离，尽量使它们相互靠近。
2.5 设计合理的防震抗灾防线对一个优良的建筑来说最基本的要求便是有着较强的抗震及承重能力。建筑设计中应该建设多道抗震防线以削弱或者避免发生地震对建筑的破坏。另外可以采用合理的控制结构最大程度减弱建筑物受到的破坏。在建筑结构受到剧烈震动时，可以通过使赘余的杆件变形与弯曲分散消耗一部分地震能量，另外通过赘余杆件变形停止工作来避免产生共振对建筑结构产生破坏，平稳过度建筑结构到比较稳定的状态。
2.6 选择适当的结构刚度建筑设计必须选择一个比较科学的结构刚度，这也是评估建筑设计方案的重要指标之一。选择一个适当的结构刚度，能够延长结构基本的自振周期，进而可以削弱地震产生的危害。结构刚度适当能够有效减少建筑主体承受的压力和建筑地基的荷载，并能够优化配置适当数量的建筑材料，缩减耗材成本。同时，选择适当的结构刚度，能大幅优化结构占用的空间，有利于提高建筑的空间利用率，又经济又能有效抗震。
2.7 选用科学的计算简图概念设计中结构计算的基础便是计算简图，选择既科学的计算简图能够保障建筑的安全性与稳定性。而不科学的设计简图会造成极大的安全隐患，就像一个不稳定的炸弹不知什么时候会引发安全事故。计算简图的设计人员必须对构造设施提供对应保证。
3 概念设计在建筑结构设计中的意义
3.1 采用概念设计有利于拟补设计人员水平不够，在方案阶段及为概念阶段，这个时候人员一般都为公司高层领导定案，设计水平自然没问题，这个时候充分考虑结构体系、墙柱合理布置、基础，材料，节能等等问题。
3.2 概念设计可以弥补个人主观意见的缺陷，并更具合理性，整个初步阶段，各方公司都有人员参与，进行结构方案分析，对比以往的相同相似项目，实现进一步优化，多人建议共同对比分析出一个合理经济的结构方案，避免个人的主观判断。
3.3 概念设计可以在很大程度上弥补建筑结构理论性设计和计算机的缺点和不可计算性，在目前的建筑结构设计中多数设计方案是设计人员拿着设计手册，设计规范，规章图集等东拼西凑的方案，没有按照实际布局，空间和地域去理解设计，也没有考虑实际使用者的需求，从而是设计失真，而概念设计是宏观设计，既有周边环境的加入，也有实际操作中的变更，打破经验老套的设计理念，现在的设计人员大多数都有一个误区，那就是过分依赖软件计算出来的结构，但是在实际结构设计中还有大部分是计算机计算结果和实际是有偏差的，甚至许多数据是软件计算不了的，但是概念设计采用的是根据概念性近似运算方法，此种运算方法不但能在建筑结构设计方案阶段迅速有效地对结构进行构思，而且采用比较与选择方式可以使方案概念清晰、定性准确、同时避免后期的繁琐运算，还是必须着重说明的是它还是判断计算书分析输出结果可靠性的主要依据。
3.4 概念设计使结构设计更加完美。结构概念是设计师必须掌握的，它能够带给设计师清晰的思路和全新的灵感，在保证正确设计原则的前提下，避免了定性错误、概念混乱等问题。另外，在发现技术问题时，如果能够将概念设计完全掌握，就可以对问题进行原因分析，从而及时的解决有关问题。在现行的《建筑结构设计统一标准》中，就提到了概念理论，制定了以它为基础的结构极限状态设计准则，相对比以往的设计方法，这种方法更具先进性，使结构设计方案更加科学、合理。总之，将概念设计应用到建筑结构设计中，提高了设计方案的可靠性，使设计成果更具创造性，结构设计方案更加完美。
4 结束语
在建筑结构设计中采取概念设计已经成为当前经济社会发展的必要要求，概念设计在建筑结构设计中的应用在将来必定越来越广泛，并且随着其不断推广发展，概念设计将表现出更多无与伦比的优点被更多优秀的建筑设计师青睐，必将发展成未来建筑设计思想的主流。概念设计在建筑结构设计中具有极其重要的意义也因此有着极大的研究价值。笔者也将持续关注概念设计发展的新形式，并在未来有可能继续撰写有关概念设计的文章。由于笔者自身水平所限，文中有不妥之处还望谅解。
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论文作者:黄武华
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/13
标签：建筑论文; 结构论文; 概念论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 设计方案论文; 《基层建设》2017年第7期论文;