田金华
杭州百福建筑设计有限公司 浙江杭州 311200
摘要：建筑行业是我国国民经济的支柱型行业，在土地资源日益紧张的今天，建筑开始向着高层方向发展，因此，在高层建筑结构优化设计中应用概念设计，能有效的提高建筑结构的优化效果。从目前建筑工程设计现状来看，结构概念设计的应用已经比较普遍。文章主要对概念设计在建筑设计中的应用进行了简要分析，以供参考。
关键词：概念设计；建筑；设计
引言
概念设计即以建筑工程师主观思想、判断力为前提，通过对前期方案、体系布置等环节的合理设定，对建筑结构设计予以优化，在彰显设计方案科学性和合理性特点的同时，最大限度上体现整体化理念在建筑结构设计中的应用价值。建筑结构设计的主要工作就是针对每一项设计工作，将结构功能、受力运用概念设计结合最终呈现出人们想要的建筑物。以此作为出发点，建筑设计工作人员就需要明确结构主体与每一个分支之间的关系，清楚结构概念设计的作用。
1建筑概念设计的内涵
概念设计是建筑结构设计的关键，科学、合理的概念设计不仅能够完善建筑工程结构设计方案，而且能够提高建筑工程的设计水平与施工质量、建筑设计师通过设计经验、专业理论以及建筑工程的基本特征，分析建筑工程的力学、构件等情况，从而设计建筑方案，之后再由专业人员对初步设计方案进行评估，上述过程是建筑结构设计中概念设计的基本内涵。概念设计在实际操作过程主要指建筑师利用设计手册与第三方应用程序等创新设计，并根据历史经验不断变革自身设计理念、设计风格等、概念设计使建筑师的设计水平与创新能力得到大幅度提升，并且利用计算机与设计手册等有利于解决建筑设计、施工的问题，弥补计算机的不足设计、在实际建筑设计中，设计师需对建筑工程整体施工情况与设计目标大致了解，选择最优建筑结构设计方案，提高企业的经济效益。
2建筑设计中概念设计的原则
2.1优选原则
对于概念设计在建筑结构设计中的应用，其优选原则主要以结构体系优化、结构布置优化两点入手。前者应对建筑构件特性进行熟练掌握，并以建筑环境和建筑荷载为依据，对设计方案进行择优选择，再经细致判断分析的方式，对建筑结构设计环节内在关联予以融合，以此在构建结构单元的基础上，以平面和线型、交叉与叠合的形式，完成建筑结构体系构建与优化工作。后者应以建筑性能需求、意向表达为前提，对建筑水平、支承系统与基础系统予以优化设计，而建筑荷载力、地质条件和变形量、支承作法等指标对比分析，是对概念设计方案优越性、合理性与科学性特征的确定。
2.2耗能原则
针对建筑抗震结构设计环节，需对其自身强度、耗能参数指标进行综合考虑。建筑结构设计应以薄弱环节设计为基准，结合等强度理念，对结构耗能问题进行合理设计，具体可从以下几点入手：保持耗能构件屈服值在弹性允许范围内，建筑结构构件因屈服值的存在，可对整体结构产生局部约束，从而避免其遭受破坏；为有效降低地震能量，耗能构件参数、数量等应严格按照规定标准执行；耗能构件的选择应排除竖向荷载构件干扰，如柱与剪力墙等。
2.2其他原则
延性原则：建筑延性应以延性系数的层面体现，即建筑结构变形量、屈服量对比值，若比值越大，证明建筑延性越佳。除此之外，建筑构件和建筑整体结构间有着相互影响的特点，如建筑构件延性良好，其整体结构也具有较强的延性。
强柱弱梁原则：利用对建筑结构强柱弱梁设计理念的控制，可在强地震环境下，保证建筑结构安全与稳定，因此，可在建筑结构梁处布设框架塑性绞线。
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3概念设计在建筑设计中的应用
3.1建筑场地与主体结构设计
师在对建筑主体结构设计时需严格遵守对称性原则，通过抗侧力结构主体放入对称设计，不断完善平面形心、结构侧心的距离设计，不仅能够降低建筑的扭转力，而且有利于建筑工程非构件结构的安全运行。对于施工单位而言，良好的主体结构设计能够提高建筑材料的使用效率，减少生产成本，提高施工单位的经济效益。在进行建筑结构设计工作之前，必须对建筑场地合理选择，建筑场地一定程度上决定着建筑结构设计工作的开展。 建筑场地应选择在安全区域，如果建筑场地不得不选择在地震频发区域，施工单位应全面做好抗震准备工作，并对建筑场地以及附近区域采取地质勘测等措施。
3.4协同工作设计
协同工作被广泛地应用于我国建筑结构概念设计中，协同工作主要指项目工程建设中各建筑构件需紧密合作。与此同时，在构件承受力范围内，建筑构构件需一直合作，并且各构件之间的耐性与刚度保持一致 建筑设计师在进行协同工作时，需着眼于结构构件的受力情况，把握节点位置这一关键，不断优化设计，提高节点位置的承载能力。在高层建筑结构的设计过程中，建筑设计师需全面评估、分析构件的受力情况，通过不断优化以及调整，使各建筑构件在其承载范围内、同一水平面上的受力方向、受力大小等一致。部分项目设计中会采用错误的设计方式，例如：在同一结构框架内，忽视不同建筑构件的受力情况，混用长柱与短柱，使建筑内部支撑柱的受力大幅度增加，难以满足建筑结构概念设计的需求。并且，混用不同的柱体结构还会造成梁端正负弯矩的受力情况存在较大差异，其承载能力难以在竖向发挥作用，迫使建筑单位施工队伍在后续作业中需进行调整，耗费人力、材料与时间，这在一定程度上增加了施工单位的施工成本。基于此，在实际操作过程中，建筑设计师在设计时需不断优化设计方案，使建筑结构较为固定，尽可能地避免其转动。同时，设计师还需提高建筑结构物梁的刚度设计，重视建筑结构剪力墙、柱体的设计，使二者能够对整体弯矩有较高的承载能力。柱体轴压比也是高层建筑设计中的重要组成部分，加强柱体轴压比有利于改善剪力墙结构、柱体结构的刚度设计，一旦发生地震时，剪力墙、柱体的变形情况能够有效减少，从而使建筑工程的抗震能力得到提升。
3.3抗震概念设计
概念设计思想的运用拓宽了建筑结构设计的思路，提高建筑结构的抗力性是传统的结构设计理论的研究和结构设计中所关注的，因此，混凝土的等级变高，配筋量变大，以致其造价也越来越高。建筑结构的设计师们，往往只重视低于最大的配筋率，进而导致肥梁、胖柱、深基础的情况时常发生。目前我国在建筑结构抗震设计中，隔震消能研究是很不错的，隔震消能主要是在将柔性的隔震层设置在基础层与主体层之间，并安设消能支撑的设备，在建筑物的上方设施反摆装置，在发生地震的时候，建筑物的
顶部位移和其位移的方向相反，阻尼作用加大，使得建筑物振动速度降低，减少建筑物位移，进而降低地震作用效应。其合理科学的设计使得地震作用效应降低达 60%，有效保证了建筑物的安全性，这项研究在国内外已经被应用，在国外发达国家研究成果已经在实际工程中得到了广泛的应用，其应用效果十分好。然而，在我国有着很多限制，在建筑工程中还没有被广泛应用。在目前我国建筑结构加固中，概念设计也要进一步的发展。在当年唐山地震的时候，在天津有二万间民房进行加固并没有出席倒塌现象，但是，天津毛纺厂框架厂房，虽说加固了传统结构部件，并没重视结构总体的抗震性能，不合理加固使抗震薄弱层转移，最终也倒塌了。优良的概念设计可以有效提高建筑结构的安全性，并更加经济适用。
结束语
综上所述，概念设计是结构设计的核心，是保证建筑设计的重要内容，建筑结构设计师通过利用结构概念设计对结构的全部性能整体的把握，科学合理地判断计算分析结果，确保工程符合既定的目标。概念设计对现今的高层建筑结构优化设计有着至关重要的作用，结构设计师将概念设计合理地融入到高层建筑结构设计当中，在有效衡量设计师专业水平和技术水平的同时，加强了高层建筑结构的稳定性和坚固性，从而确保了高质量的高层建筑。
参考文献：
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[2]赵阳.高层建筑结构概念设计与高层剪力墙结构的优化[J].城市建设理论研究（电子版），2014（18）：749~750.
论文作者:田金华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/19
标签：建筑论文; 建筑结构论文; 概念论文; 结构论文; 构件论文; 结构设计论文; 延性论文; 《防护工程》2018年第10期论文;