广西中盛建筑设计有限公司 530022
摘要：建筑结构的概念设计与结构措施在建筑工程中结构设计中占有重要的地位，做好两者之间协同关系的研究，并将协同关系应用于建筑建筑结构设计中，对于制定科学完善的设计方案并指导建筑施工具有重要意义。本文结合建筑结构设计中的概念设计的相关理论，着重研究了建筑结构设计中结构刚度、悬索结构等方面的应用概念设计及结构措施的方法。
关键词：建筑结构设计；概念设计；结构措施
前言
建筑结构设计中设计是建筑工程的基础，而概念设计既是设计的灵魂，也是整个建设过程中的灵魂，它为完成初步设计文件提供了正确的概念和思路。概念设计作出的分析和判断应该是问题的科学性和实践性的结合，也是理论知识在工程实际运用中的体现。同时建筑物的建设过程是建筑师、结构工程师、设备工程师、施工工程师共同合作的多边复杂过程，因此在进行建筑结构设计时，还要相互之间密切配合与合作，运用整体概念设计方法将建筑结构之间的布局融入到总体设计方案之中，不断丰富结构概念，并深刻了解各类结构的性能，才能促进建筑的繁荣，才能促使和充实建筑结构的发展。
1.建筑结构概念设计概述
1.1建筑结构概念设计的涵义
建筑工程的概念设计在我国应成为一个先于建筑工程的初步设计，以功能优越、造型美观、技术先进的总体方案为目标的设计阶段。建筑工程的概念设计一般有建筑方面的概念设计和结构方面的概念设计两大部分，它们之间相互影响、相互协调、相互结合。
在建筑工程的概念设计里，要求在环境的布局和治理、建筑的空间和形式、结构的体系和材料、构筑的方法和效益之间协调一致，做到“功能、结构、美观、建造”的统一。概念设计的前提，是对地区规划和自然环境、建筑意图和使用功能需要的理解，以及对资金状况、材料来源和建造条件的了解。概念设计的成果，是确定结构的总体方案、相应的分结构体系以及它们间的关系。概念设计的主要手段，是对力学概念、材料性能、结构体系和建造技术的娴熟运用，同时还要有审美的眼光、工程的意识和丰富的实践经验。在结构概念设计过程中，要进行整体的考虑，全面的比较，快速的估算，综合的评价和果断的选择[1]。概念设计的目的，是在初步设计前为所设计的工程项目设想一个概念性的总体方案，使今后的设计、施工和使用都能够做到“又好、又快、又省”。
1.2概念设计的意义
在建筑设计的方案阶段就引入概念设计的思想，可以为结构工程师和建筑师之间创造性的合作提供可能性，并且从整体上把握结构的各项性能，所得方案往往概念清晰、定性正确，避免了后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能，从而最终实现建筑功能、结构、美观、建造的统一性。并且初步设计以前的“设计构思”，以及在综合地合理处理规划、建筑、结构、设备、施工诸方面关系后所形成的“总体设计方案”，是概念设计的成果。它为完成初步设计文件提供了正确的概念和思路。此外概念设计还拓宽了结构设计的思路，并随着概念设计思想被越来越多的结构工程师所接受，今后将在结构设计中发挥越来越重要的作用。
2.建筑结构设计中的概念设计与结构措施
2.1结构体系
（1）沿建筑物竖向，建筑造型和结构布置比较均匀，避免刚度、承载能力和传力途径的突变，以限制结构在竖向某一楼层或少数几个楼层出现敏感的薄弱部位，这些部位将产生过大的应力集中或过大的变形，容易导致结构过大的变形或过早的倒塌。
（2）建筑平面比较规则，平面内结构布置比较均匀，使建筑物质量分布产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递，并使质量分布与结构刚度分布协调，限制质量与刚度之间的偏心。建筑平面规则、结构布置均匀．有利于防止薄弱的子结构过早破坏、倒塌，增加结构的赘余度数量，发挥整个结构耗散地震能量的作用。
（3）建筑的平立面布置应符合概念设计的要求，不应采用严重不规则的方案。不规则的建筑，在结构设计时要进行双向水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部分采取有效的抗震构造措施。
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2.2结构的刚度
具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。提高结构的侧向刚度，往往是以提高工程造价以及降低结构延性指标为代价的。这就要求在做设计时要有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性，这是一种比较经济、有效的办法，如对于上刚下柔的框支墙结构，应重点提高转换层以下各层的构件延性；对于框架和框架一简体结构，应优先提高柱的延性。
结构刚度选择时，虽可考虑场地特征，选择结构刚度，以减少地震作用效应，但也要注意控制结构变形的增大，过大的变形将会因效应过大而导致结构破坏。结构除需要满足水平方向的刚度和抗震能力外，还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。在概念设计中应注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。实践证明，建筑物的长高比是保证其整体刚度的决定因素，并且若能将建筑物的长高比限制在一定的范围内，随着其整体刚度的增加，它便具有较大的调整不均匀变形的能力[2]。
2.3悬索结构
钢作为一种结构材料，在受轴向压力的情况下，先于破损之前就会变弯，远远发挥不了材料的力学性能，但如果用它来受拉则可以承受极大的张力，悬索结构正是利用这一特点，充分发挥钢的抗抟能力，因而可以较大幅度地节省材料，减轻结构自重，并加大结构的跨度。
悬索结构不仅具有跨度大、经济效果好等优点，而且形式多种多样，可分别适合于方形、长方形、圆形、椭圆形等不同形状的平面形式，因而在建筑实践中被广泛应用：悬索结构主要用于跨度在60～100 m的体育馆、展览馆、会议厅等大型公共建筑。
悬索结构具有以下特点：
（1）悬索结构通过索的轴向受拉来抵抗外荷载的作用，可以最充分地利用钢材的强度，并可减轻结构自重。因而，悬索结构适用于大跨度的建筑物，如体育馆、展览馆等。跨度越大，经济效果越好。
（2）悬索结构便于建筑造型，容易适应各种建筑平面，因而能较自由地满足各种建筑功能和表达形式的要求，有利于创作各种新颖的、富有动感的建筑体形。
（3）悬索结构施工比较方便。钢索自重很小，屋面构件一般也较轻，安装时不需要大型起重设备。施工时不需要大量脚手架，也不需要模板，因而与其他结构形式比较，施工费用相对较低[3]。
（4）悬索结构的稳定性较差。单根的悬索是一种几何可变结构，其平衡形式随荷载分布力方式而变，特别是当荷载作用方向与垂度方向相反时，悬索就丧失了承载能力，因此，常常需要附加布置一些索系或结构来提高建筑结构的稳定性。
2.4建筑场地
选择对建筑抗震有利的场地。宜避开对建筑抗震不利的地段，不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。对于不利地段，结构工程师应提出避开要求，当无法避开时，应采取有效措施，这时需要考虑地震因场地条件间接引起结构破坏的原因，诸如地基土的不均匀沉陷、地震引起的地表错动与地裂等。并根据结构体系方案和设计经济合理性来确定结构体系，从而确保建筑结构的延性、匀质性能够得到提升。
3.结语
总的来说要好建筑结构设计的概念设计和结构措施的协调工作，既要学会从结构的方案、体系、布置、计算、构造到施工图转变为兼注意规划、建筑、结构、设备、施工的结合，又要重视工程经验积累和对人、财、物时间等因素的综合考虑。还要做到构思有新意，做法有创新，尽可能采用新技术，为新的实践提供新思路。这样才能真正提高结构承载力和稳定性，促进建筑结构与周围环境的有机融合，提高建筑的经济和社会价值。
参考文献：
[1]张央迪.建筑结构设计中的概念设计及结构措施略论[J].科技与企业，2012（03）：13-15.
[2]陈刚.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].广西大学学报（自然科学版），2013.
[3]郑军辉.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用[J].城市建筑，2012，15：13．
作者简介：
吴才超（1985.5-），男，广西贺州人，本科，从事工建筑结构设计工作。
论文作者:吴才超
论文发表刊物:《基层建设》2015年7期
论文发表时间:2016/9/1
标签：结构论文; 概念论文; 建筑论文; 刚度论文; 结构设计论文; 延性论文; 建筑结构论文; 《基层建设》2015年7期论文;