摘要：在抗震设计中，概念设计的应用已经成为设计者关注的设计理念，尤其是在现在的高层建筑物中。高层建筑结构设计过程中的抗震概念设计是指在进行建筑物结构抗震设计时，根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，从概念上，特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策，即正确地解决建筑物抗震方面的总体方案、材料使用和结构内部构造，从而达到合理的抗震效果。
关键词：抗震概念设计；建筑结构设计；应用
引言
地震灾害是人类面临的严重自然灾害之一。我国地震活动频度高、强度大、震源浅、分布广，是一个地震多发的国家。地震灾害具有随机性、复杂性的特点，每次地震所产生的波形各异（横波与纵波交错），因而地震过程中，其对建筑物的破环作用各不相同，所产生的破坏程度也千差万别。因此，在进行结构的抗震设计时要综合考虑多方面因素，而切实做好抗震概念设计又显得尤为重要。
1概念设计概述
1.1概念设计定义
概念是在头脑中形成的反映对象本质属性的思维形式，它是将所感知事物的共同本质特点抽象出来加以概括而形成，概念设计是伴随设计的产生而产生的。如果仅仅按照规范和一般的抗震程序来进行设计，要使建筑结构的抗震设计得以符合“技术先进、经济合理、安全使用”的原则是困难的。因此，我们必须把重点放在如何针对不同的建筑空间及环境要求，优化选择结构的整体方案上。这就是我们所要说的建筑结构抗震方案设计中的“概念设计”。
所谓的概念设计一般是指不经过计算，尤其在难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构关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，从总体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念设计的近似估算方法，可以在建筑抗震设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择。这种方法虽有一定误差，但它概念清楚、定性准确、手算简单快捷，
能很快选择出最佳方案和确定主要构件的基本尺寸大小。同时，也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。在建筑结构方案抗震设计中运用“概念设计”的思想，要求结构工程师不仅仅能精确地计算分析一个已经给定的分体系或构件，更重要的是要能够对结构总体系的承载能力和性能，以及总体系与各基本分体系（或构件）之间的力学关系有透彻的认识，从而运用整体概念去考虑总体结构的关系。
1.2概念设计的步骤
概念设计阶段是由不断趋于满意的循环过程构成的，其过程可分为以下三个阶段：
（1）分析：对问题过程进行深入理解。其主要特点是信息模糊性，在分析的过程中，数据都是不完整的，以及一些可供设计人使用的都是一些较为准确的陈述。
（2）综合：即产生解决方案的过程。在这个阶段，运用各种知识结合工程经验将想法方案通过图纸的方式综合表达出来，其特点主要是由工程师的灵感和思维起主导作用，从而将建筑结构和设计意图的图形表达方式产生出来。
（3）评估：即判断和比较选择方案的阶段。这是一个选择循环的过程，该循环过程会一直持续直到方案达到双方满意为止。设计人员在进行评估时，会用功能模型方式并运用数据计算等手段将各方案进行比对选择，以期获取合理的经济可行性和技术可行性。
2概念设计在建筑结构设计中的应用
建筑结构设计方案的经济合理是概念设计的最终目标。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此一个适用的、经济的、合理的结构方案是概念设计的首要选择，这其中所必须考虑的因素包括：
2.1合理选择利于建设的建筑场地
建筑场地的选择时设计的首要必经阶段，一个合理的利于项目建设的场地对整个结构概念设计后期阶段起到重要的作用。建筑场地的选择首先应遵循这几个基本要素：建筑退界、防护距离、防火间距、日照间距、防噪间距、建筑高度控制、通视要求、现有地形分析等。同时在建筑结构设计体系中，建设的场地应尽量选择有利于抗震的地点，尽量避免在不利于抗震的危险地段建造建筑，如果实在无法避免，也应采取有效措施尽量减少和消除不利影响，一般在初步设计前就要进行勘探和选址。
2.2合理选择建筑基础
完成建筑场地的选择后，再根据不同建筑的地形特征和结构形式选择合理的建筑基础。一般常包括有桩基础，箱形基础和筏形基础这三种建筑基础形式。
（1）桩地基：普遍应用于地质松软并且负载较大的多层建筑结构。使用天然地基无法足够承载时，而采用桩地基可将荷载由上部结构传送到下部坚实的持力层。（2）箱形基础。箱形基础广泛应用于高层建筑中，其整体刚度适当，可以将荷载通过上部结构均匀地传至下部基础中，从而使结构组成良好地得以嵌固，并且降低了箱基不均匀沉降的问题，增强了建筑物的抗震抗灾承受力。
（3）筏形基础。该基础适用于低承载力地基、大荷载上部结构的建筑工程。其特点是刚度大结构整体良好，可以将上部结构的超荷载有效地进行分散从而将基地的压力有效的调整并解决不均匀沉降的问题。
2.3合理选择结构规则和对称的建筑主体
主体建筑结构选择必须合理、简单和对称，布局合理的结构可减小扭转力，稳定非结构件工作状态，降低耗材成本。通常建筑结构的对称是指抗侧力主体结构的对称，可选择较容易对称的平面结构如简体框架结构、剪力墙结构等。另外，建筑内结构的对称亦需要结合建筑平面工程对其进行合理布置。实现结构基本对称的方法可通过调整结构刚心、建筑物质心及平面形心的距离，使三者尽可能靠近。
2.4合理设计抗震抗灾防线
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。
2.5合理选择结构刚度
设计中选择的建筑结构必须具备一个适当合理的刚度，同时也是建筑结构设计中的不可忽略的指标之一。选择合理的结构刚度，可加长结构的基本自振周期，从而减小地震作用的危害。合理的结构刚度，主体承受的水平力，倾覆弯矩，地基基础负担都能有效的减少，从而配置合理数量的建筑构造材料，减少耗材。同时，合理的主体结构刚度，可有效减少结构占用空间，提高建筑平面的利用率，做到既经济又合理。
2.6合理选用计算简图
计算简图是概念设计结构计算的基础，选择合理的计算简图可以保证建筑的安全和稳定，否则，不当的计算简图可能引发安全事故的隐患及发生。设计合理的计算简图的同时，设计师应同时提供构造措施进行相应的保证。
结语
结构设计人员在设计建筑特别是高层建筑时，要学会熟练运用概念设计，并将这一设计理念熟练的运用到建筑物的整个施工过程之中，并根据不同地区对地震的防护要求选择不同的结构。只有如此才能够保证建筑物结构设计方案的严谨性和科学性，才能为社会创造更多的精品工程和安全建筑。
参考文献
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[4]刘文涛；基于概念设计在建筑结构设计中的应用；科技创新与应用；2017（04）
论文作者:李继涛,田杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/12/5
标签：结构论文; 建筑论文; 概念论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 建筑物论文; 结构设计论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;