发布时间：2023-12-20 15:18:04
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的建筑结构概念设计样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
【关键词】概念设计；结构分析；刚度；力流；能量原理
一、前言
在结构工程领域，结构概念是工程师对结构性状和行为的理解和提炼；正确并深入掌握结构概念是设计、建造优秀结构的前提。例如，在方案设计阶段，对结构整体合理性的把握；在结构分析阶段，对计算模型合理性的计算结构的正确性的判断；在构造设计阶段，对各种构造措施的恰当处置等，都需要以结构概念为先导。可以说概念设计贯穿整个工程设计过程，既是设计的灵魂，也是整个建设过程的灵魂。
二、概念设计在结构分析中的应用
结构分析作为结构设计中最精华的部分，该阶段也最能体现概念设计的精髓。结构分析是分析结构在外荷载或作用下，其结构自身的内力、变形行为。因此，要做好结构分析，必须得把握好两方面的内容：一是外荷载或作用的合理确；二是结构自身内力、变形行为。
外荷载及作用作用于结构上，在结构内部是如何传递分配的是看不见摸不着的，但这种分配与传递确实实在在地存在着。在结构中，分散的荷载汇集到板上，通过板，荷载传递到梁上，再由梁汇集到墙柱上，墙柱将荷载传递到基础上，最后基础将荷载汇集到大地上。（见附图）
结构中的荷载在传递过程中，传力途径突然干扰或者遇到刚度突变，此时将产生应力集中区域，这些区域成为危险区。因而，结构设计中需遵循刚度均匀的原则，不至产生过大的突变，引起力流传递的突变。遵循力流的传递，对结构进行适当的梳理，以方便力流的畅通。在建筑结构中，力流主要有两方面，水平力流和竖向力流。竖向力流沿着板梁柱墙至基础地基传递，水平力流作用于结构楼层及侧面上，通过竖向构件的拉压作用传至基础地基。任何力流最后都传至地基上。力流在传递过程中，主要受结构内部因素刚度影响较大，根据结构力学原理，可知力流是按刚度来分配传递的，刚度是影响力流传递的主要因素。如竖向力流在传递过程中总是先至板，再至次梁，再至主梁，通过主梁再传至墙柱，而不是直接传至柱。是跟各构件的相对刚度有关的。由于次梁刚度较小于主梁刚度，（这里的刚度不是截面刚度，而是构件刚度。与截面大小、构件尺度及边界条件均有关系）因而，主梁一般起支撑次梁作用。
（1）转换结构。即上部的竖向构件在某层通过水平构件转换竖向力流，然后再传至旁位竖向构件。根据力流的分析过程可知，该种结构传力不通畅，在力流改变途径处，力流集中，形成危险区域，需要采取加强措施。对有转换层的高层建筑,希望是低位转换而不是高位转换,且要求转换层上下层的抗侧刚度有一定的连续性而不是突变的,因而规范规定底部1~ 2层大空间的剪力墙结构,其转换层上下层的剪切刚度比宜接近1，非抗震设计时的不应大于3，抗震设计时的剪切刚度比不宜大于2。厚板转换结构在转换层位置上下层其变形曲线也有突变。基于此原因，设计时一般不常用厚板式转换层的结构。
（2）框架-剪力墙结构体系。该结构由框架和剪力墙两种竖向构件组建而成，通过楼板连接使二者协同作用。因此在设计中应保证楼板能协调框架和剪力墙。楼板的协调作用是通过楼板水平放置的深梁来实现的。故规范规定“一、二级抗震墙的洞口连梁跨高比不宜大于5，且梁截面高度不宜小于400mm，”意即要求连梁的刚度不宜太小；在规范中，还规定了剪力墙之间距离的要求，这是楼板能起协同作用的保证。在水平力流下，由于楼板的协同，框架和剪力墙能协同工作。由于框架和剪力墙刚度的巨大差距，剪力墙对水平力流传递的贡献远大于框架部分。因此，常规框架剪力墙结构一般把剪力墙作为第一道防线，而框架部分仅作为次防线。这样剪力墙的要求需较高，而框架部分的要求则可适当降低。这也是结构概念设计中的重要思想之一，重点部分重点对待。
（3）楼板荷载的传递总是遵循向刚度大的部分传递。如果板两方向的尺度大致相等，则力流通过板面向四面传递，随着两方向尺度差距的拉大，荷载逐步加大向尺度小（即刚度大）的一方传递，当相比达到2时。则力流百分之九十四都通过短向传至边界了。再如双向梁体系，谁作为支撑梁的问题。在实际受力分析时发现，总是刚度大的梁作为刚度小的梁的支座。通过以上几个简单的工程实例发现，力流在结构中的传递总是喜好于向刚度大的构件传递。这也是在设计过程中引导力流的方向的措施。如实际工程中双向井字梁的布置，如果两方向尺度相差较大，而我们又希望荷载均匀传递至四周，则可以通过斜向布置梁，来达到荷载的均匀传递。这也是通过调整结构刚度来引导力流的措施。
三、抗震设计中的概念设计
结构刚度可以通过结构的变形间接反映，由能量原理知道，力与变形的积分就是功。由于变形分塑性和脆性之分，即变形量是不一样的。因而，各种变形能积累的能量是不一样的。而在结构抗震工程设计中，能量是一个很重要的概念。因为地震其本质就是一个能量释放的过程。仅利用结构的弹性性能抵抗强烈地震是不明智的。正确的做法是同时利用结构弹塑性阶段的性能，通过结构一定限度内的塑性变形来消耗地震输入结构的能量。
抗震设计就是要设计出能接受地震所赋予其能量而不至倒塌的结构。这就要求结构要具备一定的延性。规范中，用延性指标来表达。根据能量的原理知道，变形性能好（即延性好）的材料积累同样的能量需要的结构抗力就小，这也是规范规定各种材料的可靠度指标的标准。为了达到同样的安全度。延性差的材料其抗力承载力要求就高。这也是中外规范对结构延性构造要求不一致的原因之一，由于我国建筑结构的抗力设计值较国外发达国家低，为满足一定的地震安全要求，在设计中，可以通过各种各样的构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性。
四、概念设计在基础设计中的应用
基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。竖向结构体系(柱、墙、井筒）将荷载集中于点，或分布成线形，但是作为最终职称结构的地基，提供的是一种分布的承载能力。如果地基的承载能力足够，则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件，需要采用满铺的筏形基础。筏形基础有扩大地基接触面的优点，但与独立基础相比，它的造价通常要高的多，因此只在必要时才使用。不论哪一种情况，基础的概念都是把集中荷载分散到地基上，使荷载不超过地基的长期承载能力。因此，分散的程度与地基的承载力成反比。
在有些情况下，柱子可以直接职称在下面的方形基础上，墙则职称在沿墙长度方向布置的条形基础上。当建筑物只有几层高时，只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用，就常常足以把荷载传递给地基。这些单独的基础可用基础梁连接起来，以加强基础抵抗地震的能力。只是在地基非常软弱，或者建筑物比较高（如在10层或20层以上，并产生很大的倾覆力）的情况下，才需要采用筏形基础。多数建筑物的竖向结构，墙、柱及井筒都可以用各自的基础分别支撑在地基上。中等地基调教可以要求增设拱式或预应力梁式的基础链结构件。这样可以比独立基础更均匀的分布荷载。因为它们不需要通过受弯偏斜来传播荷载。
结束语
把握概念设计是做好工程设计的关键。本文从建筑物承受外荷载着手，分析了荷载的传递，刚度的影响到能量理论的运用做了简单的探究。通过分析可知，荷载是外部因素，刚度是内部因素，而能量原理是本质。抓住影响结构的主要因素，正确恰当运用概念设计，才能成为一名合格的设计师。参考文献
[1]张元坤,李盛勇.刚度理论在结构设计中的作用和体现[J].建筑结构.2003，33(02)；6-10.
[2] 林同炎,S?D?斯多台斯伯利.混结构概念和体系[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
中图分类号： TU3 文献标识码： A 文章编号：
0引言
建筑结构概念设计是展现先进设计思想的关键，是优化结构设计的有效手段。设计中经验丰富的设计人员都善于运用概念设计，将设计理念和创新思维统一到结构设计中，结合自身积累的经验，统筹整体来解决工作中遇到的各种不确定因素及问题，以实现整个建筑结构的合理设计。本文就以建筑结构概念设计的重要意义为切入点，来探讨建筑结构概念设计的方法。1.建筑结构概念设计的意义
随着人们对建筑结构设计要求的日益提高，设计行业越来越强调概念设计的意义，不光是因为它是展现设计师先进设计思维的关键，也是因为它能有效规避结构设计理论和计算理论中存在的些许不完美及不可计算性，诸如混凝土结构的设计，其内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面设计则是基于塑性理论的极限状态设计法，这样就使计算结果与结构的实际受力状态相差甚远，此时为了弥补此类理论计算的缺陷，或实现对实际存在的那些无法计算的结构构件的设计，运用合理的概念设计及构造措施能够很好的处理此类矛盾，是解决此类问题的较好办法。另外，概念设计之所以意义重大还有一面重要的原因在于：它对建筑结构初步方案设计十分重要，因为通常初步设计一般由于时间限制是不能够借助电算来实现的，这就需要结构设计师综合运用其掌握的结构概念，结合自身累积的经验，在特定的建筑空间中运用整体概念，在整体结构上把握构件各种受力性能，合理的处理构件与结构、结构与结构间的关系，进行科学的判断和取舍，选择安全经济的初步结构方案，进而便于高效的完成建筑结构总体设计。
2建筑结构概念设计的方法
传统的建筑结构设计似乎重点都放在了如何提高结构的抗力上，设计人员聚焦于设计不超过最大配筋率等即为的合格结构设计，而忽略了混凝土的等级越用越高，配筋量越来越大，造价越来越高的问题，使得肥梁、胖柱、深基础等常出现于结构中，虽说合法合理合规，但也不可墨守成规，运用合理的结构概念设计能够拓宽设计思路，能够将建筑结构设计的精美完善又合理合规，岂不是一箭双雕的事情。笔者以下就从结构体系、基础设计、抗震设计、结构计算和建筑平面结构等方面来说明其概念设计的方法，发表拙见如下：
2.1结构体系的概念设计法。建筑结构分地上结构部分和地下部分两部分，在处理结构体系概念设计时，要注意处理好上部结构与基础间的联系，设计可将上部结构和基础当做一个紧密的整体来考虑。遇到砖混结构设计时，可用构造柱和圈横梁作为衔接材料，保证上部结构和基础间的衔接处理，同时设计还要注意保持砖混结构的竖向均匀，避免出现不均匀沉降。对于高层建筑结构设计，除应注意上述问题外，还应不断完善竖向受力构件的计算，适当减少短柱的应用，避免基础受力不均匀而导致基础沉降差，以免影响到建筑的结构安全。可用的方法是依据高层建筑的荷载力适当扩展底层柱截面，并开槽柱截面，将矩形柱简化为田型柱，增加柱子本身的长细比值，强化抗侧力的结构，提升建筑结构体系整体的承载力。2.2建筑结构基础概念设计的方法。结构设计中基础犹如人的脚，脚站得稳才能更好的支撑整体身架，基础设计十分重要，概念设计从结构整体入手，可依据建筑物的地理位置及选定的结构形式，结合结构概念设计宗旨选择使用桩基基础、箱型基础还是筏形基础等基础形式。使用桩基结构时，可用预制钢筋混凝土桩、混凝土灌注桩或钢管桩，将荷载通过桩体直接传到地基下部坚实的基础持力层。使用箱型基础等连体性较好的基础时，通常建筑物的上部荷载能够均匀地传给地基，较好抵抗地基不均匀沉降，并能和周围土体的共同协作，基础设计中常用此法。当建筑物上部结构荷载较大，地基的承载力较低，使用筏形基础这种结构可以有效分散建筑上部的荷载，降低地基反力。设计中还需注意的是若遇到地基土质较软的情况，结构设计者一定要考虑到使用人工处理方法来增强地基的承载能力。
2.3建筑结构抗震概念设计法。传统的抗震设计通常是根据初定的尺寸、砼等级计算结构刚度，再依据结构刚度计算出地震力，随后算配筋。可设计者都知道刚度越大，地震作用效应越大，配筋则越多，刚度越大地震力就越强，进而为抵御地震而配的钢筋，增加了结构刚度，反而使地震作用效应增强。运用概念设计拓展思路，为何要居于一处，何不考虑降低作用效应呢？所以概念设计的引入使得隔震消能的研究就成为一个好例子，隔震消能通常是在基础与主体之间设置柔性隔震层，加设消能支撑，或在建筑物顶部装 “反摆”（地震时反摆的位移方向与建筑顶部位移刚好相反，从对建筑物的振动加大阻尼作用，降低加速度，减少建筑物的位移，来降低地震作用效应）。总之，合理进行抗震概念设计可有效降低地震作用效应，虽说隔震消能在我国建筑结构设计界还未得到广泛应用，但也处于正在研究发展阶段，相信随着概念设计的深入还会有更好的方法出现。
2.4结构计算概念设计。概念设计虽说是站在宏观整体角度对建筑结构进行的总体设计，但也并不是对结构计算的完全否定，而是更注重将概念设计和结构计算的统一结合与综合运用，进而形成完善的结构设计系统。整个结构计算过程中重点注重的是计算简图的计算和选用，常用办法即简化荷载作用，破坏构件约束形态，从而达到实际结构设计的满足和适用。另外在两者相结合统一的同时，结构计算也是概念设计的前提和基础，设计时运用先进的电算化程序进行计算设计，更有利于实现概念设计的统筹与判断，使建筑结构整体设计达到最佳状态。
2.5建筑平面结构概念设计。运用结构概念设计来解决高层建筑中，水平荷载作用下建筑结构侧移的设计难题是十分必要的，设计时要全面分析综合考虑，在满足相关要求的同时，还要考虑选择较好的抗侧力体系来解决。在设计平面结构时，要综合分析新建建筑周边的建筑，掌握周边建筑对所建建筑风压布局的影响，尽量选用风压较小的结构体型，同时在进行平面设计时不要忘了考虑增强建筑物的抵抗能力和竖向的荷载，力求设计出的建筑平面结构简单规则，美观大方且完善得体。
3总结
建筑结构概念设计是结构设计者即要站在理论的基础上对结构设计的方方面面进行合理的分析与统计，推测出可能出现的结果及影响，并针对设计中难以精确计算和测量的问题，依据丰富经验进行重新审核和计算，以实现结构总体设计方案的优化。又要站在宏观的角度对结构的整体性进行把握，考虑整体结构与分支结构的融合程度、适应程度及匹配程度，以达到整体建筑结构设计方案的和谐与统一。总之不管怎么定义，用发展的眼光来看，建筑结构概念设计是一项系统且重要的思维创新，得到了设计界的一致认可，在建筑结构设计中发挥着越来越重要的作用，相信随着时代的进步此种设计理念会更加完善，必定会成为未来建筑结构设计的主流。而文章笔者发表的关于结构体系、基础设计、抗震设计、结构计算和建筑平面结构的概念设计方法只是个人的一些拙见，论述不成熟之处望多提宝贵意见。
参考文献
[1]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年11期
[2]高鹏;乔可义;重视概念设计,提高建筑结构设计的质量[J];黑龙江科技信息;2011年03期
[3]张广生;建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J];中国新技术新产品;2011年06期
【关键词】建筑结构设计；概念设计；结构对策
一个建筑物在进行实体建造之前需要有一个初步的设想，这个设想即是建筑设计。要想保证建设工程的安全性以及科学性，就必须对建筑设计的质量严格把关。当今社会，工程科技快速发展，人们居住理念不断提升，要求建筑结构要发展多元化，同时需求也要多样化，这也将对结构设计造成很大的压力。因此，对结构设计水平的提高进行研究很有必要。
1 概念设计对于建筑结构设计的重要性
1.1 建筑结构设计的中心思想就是概念设计
在进行结构设计时，将整体的概念应用于一个特定的建筑空间，最后实现建筑结构总体方案的设计，这也是一个结构工程师主要的任务。概念设计可以体现先进设计思想的本质，一般情况下人们的普遍想法是，一个结构工程师对概念设计成果的完善以及创新，将会在他们工作年限不断增加的过程中处理得越来越到位，然而这个规律只是一种假设，它只有在不被外部的一些条件加以约束限制的前提下才会出现。
在进行实际的操作时，伴随着不断明确细化的社会分工，对于大多数的结构工程师，他们不仅专业知识十分陈旧，而且缺乏概念设计的创新，在进行具体的设计实施工作时，他们也会十分依赖那些设计手册以及规范，抑或是进行模仿性质的创新，同时他们害怕于突破性以及自主性的创新，严重的甚至会产生抵触的情绪对于新的工艺以及建筑方面的新技术。
1.2 优秀的概念设计有利于建筑结构设计目标的实现
在当今社会，计算机结构程序设计一体化已经被广泛应用，这些结构工程师在使用计算机进行处理而获得的设计结果，它们存在的不合理甚至产生的错误都没有被结构工程师及时地发现，就是因为它们过分地信赖计算机的设计处理结果。同时这也就导致了它们失去了学习结构设计时的信念，这个信念就是要独立自主地进行结构设计，由此也导致了这些结构工程师很难在创新上出现突破性的进展。
概念设计十分重要有个最主要的原因，就是由于计算理论以及结构设计理论这二者有很多的不可计算性以及缺陷性。例如在设计混凝土的结构时，结构工程师是使用弹性理论这个计算方法来计算内力，然而在进行截面设计时，却是使用的极限状态设计方法，这个设计方法是基于塑性理论的。由于这个计算结果十分矛盾，就导致了设计的结构受力状态与计算结果相比，具有很大的差别，所以有必要对计算方法以及计算理论造成的差别进行弥补，要达到满足结构设计这个目标，就需要应用非常优秀的概念设计以及结构对策。
1.3 概念设计对初步设计阶段的作用显著
具有高精度是计算机处理的设计结果非常显著的一个特征，通常情况下，这会造成结构设计工程师误解结构工作性能，因此，结构设计人员必须培养较强的结构概念，只有这样才能够对结构工作性能理解得更加客观以及真实。从另一个角度出发，在设计方案的初步阶段才得以使概念设计的重要性明显体现，这是因为在初步设计阶段，结构设计人员需要完全依赖自身的专业知识，对知识加以运用，最后经过不断地进行优化以及组合才完成，因此结构工程师要加强学习结构概念，才可以在设计工作中做到游刃有余。
2 概念设计与结构对策在建筑结构设计中的应用
《结构概念和体系》这本书是由美国工程院院士林同炎所著的，书中对建筑结构设计中概念设计的设计实例以及设计基础知识都进行深刻而广泛的阐述分析。同时指出，在进行规划结构总体方案的设计时，可以用整体概念，并且指出了结构各分体系间的相互力学关系以及总体系设计的简化近似方法。这为建筑师以及结构设计人员能够创造性地相互配合彼此的设计，并且让设计出的建筑物达到人们的需求以及认可都提供了良好的借鉴。
2.1 结构效率与概念设计
在一定程度上，概念设计所遵循的是整体工作的原则。尤其是在今天，使用计算机技术来辅助结构设计已经变得非常普遍，这对结构设计人员的专业知识掌握程度提出了更高的要求，他们只有在具备明确的整体结构概念，才可以使他们设计出来的作品更加经济以及安全高效，同时还可以达到充分利用建筑材料的目的。换而言之，只有做出更好的概念设计，才可以更加高效率地应用建筑材料。特别针对我国，作为一个发展中国家，将建筑做到最好并且利用最少的资金，是进行建筑结构设计的最终目标。所以，只有在设计时充分利用材料，才可以最大限度地增加材料的结构效率。
有些构件的材料利用率非常低，例如最普通的受弯构件矩形截面梁，在应用结构概念进行分析时可得知，这是由于它特有的受力特点所决定的，这是由于应变梯度产生于梁的截面，
在构件处于轴心受力的状况下，就可以增加结构材料的利用率，因此平面桁架这种形式就应运而生了。我们可以这样理解平面桁架，把它看作“掏空”的梁，也就是把多余材料从梁中去除，不仅减轻自重又节省了成本；因此桁架的下弦对应着梁的受拉钢筋，上弦对应着受压边。
2.2 结构体系与协同工作
上部结构与基础的关系是结构的协同工作的主要表现，因此必须将二者看作一个有机的整体，将他们结合以来一起处理。比如对于砖混结构来说，将以构造柱以及圈梁为依靠，把基础以及上部结构结合为一个整体，而不是仅仅以基础本身的刚度为依靠，来防止不均匀沉降的现象出现，并且它也作为设置构造柱以及圈梁的一个中心。
在进行工业产品的设计以及制造时，普遍存在着协同工作的概念，并且这个概念对于进行建筑结构的设计工作而言，要达到让结构内部的每一构件满足共同工作以及相互配合的要求，做到这一点，既要在极限的承载能力状态下，使结构构件可以协同工作以及共同承受存在的力，又要满足使它们必须拥有共同的耐久寿命的要求，才可以使每一构件在同一时刻达到极限状态。
在理解协同工作时，也要求在结构受力状态下，每一构件在结构中都可以同时达到较高的应力水平。此外，在进行设计多层以及高层结构时，要尽量不出现短柱，这样做是要使承载能力同时处于最大状态，此时同层的各柱都处于一样的水平位移。对于梁的要求也是这样，在同一榀框架中长、短梁同时存在，也是非常不好的。在水平力的作用下，处于梁端的正、负弯矩非常大，而且短跨梁的剪力同样也很大，这时竖向荷载所起的作用也就不明显，协同工作原则是不允许这样的设计的。
3 小结
本文对建筑结构设计中的概念设计与结构对策主要从以上几个方面来分析。考虑问题的出发点不同也就导致分析的内容有所区别，但只要是在遵循科学准确的研究方法的前提下，所进行的探讨分析就是有价值的。要想促进建筑工程的快速进步与发展，还需要对建筑结构设计这项重要工作进行深入研究。
参考文献：
[1]赵百林.试论建筑结构设计中的概念设计[J].建材与装饰，2012 （14）.
[2]刘然.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].科学时代，2013 （6）.
关键词：建筑结构；结构设计；概念设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
概念设计是指在建筑设计过程中，设计师对结构形式、结构的变形和内力等一系列设计关键点的总体把握，概念设计不完全依赖于计算机技术，顾名思义，它要求设计人员对结构具有总体概念和定性分析的能力。具体地讲，概念设计就是要求设计人员在整个设计过程中，对结构的选型、结构分析计算、截面的设计以及细部的处理等方方面面，结合自身以往的结构设计经验，对结构设计的各种影响因素进行全面详细的考虑，在此基础上，选择合理的分析处理方式，最终完成一份优秀的结构设计。
当前随着科技技术的不断发展，尤其是计算机技术发展突飞猛进，各种设计辅助软件层出不穷，在一定程度上，这些设计辅助软件为广大结构设计人员提供了非常多的便利，让设计人员不再陷入各种费时费力的计算工作当中，也进一步提高了设计效率，缩短了设计周期，从这一角度来讲，部分设计软件的优越性得到了大家的一致认可。少部分设计人员对概念设计的重视程度相比以前，存在着一定程度的下滑。需要看到的是，当前设计软件智能化远未达到进行独立设计的程度，因此不能迷信软件，实践证明的确存在着少部分设计人员由于过度依赖计算机，导致出现较为严重的设计失误，所有的结构设计人员都应该避免出现这种情况。
2 概念设计的重要性
（1）结构设计虽然经历了多年的发展，已经十分成熟，但时至今日结构设计仍然存在着一定的不可计算性，由此带来了结构设计中某些结构构件存在无法计算的设计问题，众多设计实践证明，此类问题通过良好的概念设计以及通过采用合理的结构措施都可以解决。另外，设计软件计算结果数字化，久而久之，设计人员对结构设计的认识也存在着一定的“数字化”，长期发展下去必然导致设计的呆板、僵化。但概念设计很大程度上可以弥补当前这一方面的缺失，经过对概念设计的良好学习，设计人员可以对自己的设计方案有更加直观的认识，对结构的工作性能也有更深刻的体会。
（2）概念设计对方案设计也有着重要影响，初步设计当前还无法通过设计软件进行设计，因此在这一阶段，需要设计人员在没有设计软件高度精确的数据支持下，通过良好的概念设计能力，优选出效果与经济性俱优的结构方案。良好初步设计要求工程师不断丰富自身的结构概念知识，对各类结构的工作性能有着清楚而深刻的认识，并能够在设计工作中灵活运用。
3 概念设计的主要工作内容
概念设计的工作内容主要包含以下四个方面：
第一个方面是结构体系，概念设计阶段要重视结构的选型、注重建筑物平面与立面布置的规则性、重视结构体系的抗震与抗风性能、对结构体系的经济性进行优选。
第二个重要方面是结构布局，要对整个结构的布置进行整体把握，合理分配，尽量确保结构的质量、刚度与承载力能够合理布置，尽量规避采用不规则的结构设计方案，避免出现传力途径间断、结构局部削弱或刚度发生突变、某些部位出现过大应力集中等情况，对结构设计方案中的薄弱部位采取合理的抗震措施，确保结构拥有足够的变形能力的同时又能确保其薄弱层不发生转移。
第三个重要方面是结构构件，要确保各个结构构件既有必要的抗震承载力与刚度，又拥有良好的承受非弹性变形的能力，可以设置多道抗震防线，保留一定数量的内外剩余度，以保证结构的局部破坏不会引发大范围的倒塌。
第四个重要方面是结构的连接，结构构件的连接构造是需要重点考虑的部位，要确保结构各个节点之间的连接非常可靠、具有良好的延性以及具备耗散一定能量的能力，使得结构具有良好的整体稳定性。
4 建筑结构设计中概念设计应注意的问题
（1）适宜刚度概念
在建筑结构设计中，合理地确定建筑物的刚度是非常重要的。建筑物的刚度不宜太大，刚度大，结构自振周期就短，在地震时结构所承受的地震作用就大，相对后果较重，且造成材料的浪费；刚度也不宜过柔，过柔的建筑结构在地震时就会产生过大的变形，影响其强度、稳定性和正常使用。
（2）充分认识和掌握结构的破坏机制和塑化历程
建筑结构的破坏机制一般分为楼层破坏机制和整体破坏机制，设计人员在设计中应尽量避免结构产生楼层破坏机制，因为这种破坏机制说明结构中存在着薄弱环节，即在其它构件承载能力尚未充分发挥作用之前，整个结构已经提前破坏，设计人员的责任和主要任务就是努力实现理想的建筑结构的整体破坏机制，就是正确布置和掌握塑性铰出现的位置和出现顺序。
（3）等强度与耗能设计原则
这是抗震结构总体设计时必须认真考虑的设计原则，在结构设计中一定要避免由于设计考虑不周，或施工的局部缺陷，造成在水平作用下部分主要承重结构提前破坏，整幢建筑物连续破坏的局面。在结构的整体设计上要注意加强薄弱环节，尽量做到等强度，在注意等强度设计原则的同时，一定要注意使建筑结构在恰当的部位具有能消耗大量能量的性能，一个好的结构设计必定是一个好的耗能系统。在选择主要耗能构件时应注意以下几点：1）耗能构件的屈服应力仍然处于弹性阶段工作的构件的约束，即它们的屈服在整个建筑结构中应该是局部性的，不至于引起整体破坏；（2）耗能构件不应选用主要承受竖向荷载的构件，如柱、剪力墙等；3）为了更多地消耗地震能量，耗能构件应有相当的数量，且这些耗能构件应有较好的延性。
（4）结构延性设计原则
结构延性一般用延性系数表示，它表示的是结构极限变形与屈服变形的比值，该比值越大，结构的延性越好，如果组成整体结构的各个构件均具有较好的延性，那么整体结构本身会有较好的延性。
（5）强柱弱梁设计原则
强柱弱梁设计原则，其目的就是为了保证在强地震作用下，框架结构塑性铰首先在梁上发生而不在柱上发生，避免框架结构出现楼层破坏机制。
5概念设计的意义
（1）展现先进设计思想的关键
概念设计的根本宗旨，是在特定的建筑空间及地理条件下，用整体概念来考虑建筑结构的总体方案，且能有意识地发挥和利用结构总体系与分体系之间的力学特性与关系。运用概念设计从整体上把握结构的各项性能，方能对计算分析的结果进行科学判断和合理取舍。在概念设计之初的方案阶段，能迅速、有效地对结构体系进行构思、比较、分析与选择，可采用概念性设计到工程中去。
（2）弥补设计、计算理论的不足
目前的结构设计计算水平难以有效地保证结构设计的抗震、抗风性能，尤其是抗震设计。以“5・12 汶川大地震”为代表的近几年国内外几次震害的经验教训充分说明，从某种意义上讲，概念设计确实比分析计算更为重要。目前，现行的结构设计理论和计算理论仍然存在着一些缺陷：如对混凝土结构设计，内力计算采用基于弹性理论的计算方法，而截面设计则采用是基于塑性理论的极限状态设计方法，两者的矛盾使计算结果与结构的实际受力状态存在较大差距。为了弥补设计、计算理论的缺陷，或实现对实际存在的大量难以计算的结构构件的设计，也需要概念设计与结构措施来共同满足结构设计的需要。
（3）体现结构设计的原则与灵活
建筑物是一个完整的空间结构，各构件都在以相当复杂的受力方式共同工作，而并非是独立于总体结构体系之外的单独构件。当前在建筑结构设计界，对具体空间结构体系的整体研究上还存在着局限性，以至于在设计过程中采用了许多假定与简化方法。作为结构工程师，一方面在设计过程中既要做到严格遵守和执行相关的强制性规范和要求，坚持结构设计的原则不能改变，另一方面，又不应盲目、教条、机械地照搬照抄，尤其是对推荐性规范和要求，应把它作为一种结构设计中的指导和参考意见，从而可在实际的设计项目中做出更为正确的选择。这就对结构设计工程师提出了要求，要对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有更为透彻的认识和深入的了解，把建筑结构概念设计应用到实际工作中去。
6 结束语
结构设计历经多年的发展，目前已经趋于成熟，尤其是以计算机技术为代表的科技爆发式发展，对结构设计也带来了巨大的影响，工程软件如雨后春笋般出现并在工程实践中大量应用，随之出现了少部分设计人员过于依赖计算机技术，使设计偏离了其原有轨道。在这样的时代背景下，概念设计成为一座将建筑与结构联系在一起的桥梁，使得两个专业的设计人员在这一平台上进行沟通与交流。概念设计的存在，也是对纯计算式设计一统天下的否定，但它又不是与结构计算分析对立的，相反概念设计可以弥补结构计算分析当前存在的不足，而且对结构计算分析提出了更高的要求，做到正确理解规范和灵活运用规范，做到概念设计与计算设计的相辅相成，使结构概念设计更加科学化与合理化，进一步推动计算机分析计算技术发展迈上新的台阶。
综上所述，建筑结构的概念设计对结构工程设计具有举足轻重的作用，可以说得上是结构工程设计的灵魂。可喜的是，当前越来越多的结构工程师开始接受概念设计的思想，并逐步应用到日常的设计工作中，概念设计正发挥着越来越重要的作用。
参考文献：
[1]朱慈勉,尹小明.概念设计的意义和应用分析[J].建筑技术,2005,36(8):626-628.
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[3]高立人,方鄂华,钱稼茹.高层建筑结构概念设计[M].北京中国计划版社，2005.
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关键词:建筑结构;抗震;概念设计
中图分类号:F407.9文献标识码:A
地震灾害具有突发性,至今可预报性很低,给人类社会造成的损失严重是各类自然灾害中最严重的灾害之一。随着建筑结构抗震相关理论的不断发展,结构抗震设计思路也经历了一系列的变化。设计思路经历了从弹性到非线性,从基于经验到基于非线性理论,从单纯保证结构承载能力的“抗”到允许结构屈服,并赋予结构一定的非弹性变形能力的“耗”的一系列转变。由于地震作用的随机性、复杂性、藕联性,每次地震所产生的波形各异,因而其对建筑物的作用各不相同,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。
一、抗震概念设计的含义
建筑结构的抗震概念设计是指在进行结构抗震设计时,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,即正确地解决总体方案、材料使用和细部构造,以达到合理抗震设计的目的。
二、抗震概念设计的基本内容
1、建筑设计应重视建筑结构的规则性。建筑结构的规则性对抗震能力重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。最为典型的例子是1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。马那瓜有相距不远的两幢高层建筑,一幢为十五层高的中央银行大厦,另一幢为18层高的美洲银行大厦。当地地震烈度估计为8度。一幢破坏严重,震后拆除;另一幢轻微损坏,稍加修理便恢复使用。研究发现破坏较轻的建筑平、立、剖均较规则、对称;结构侧向刚度、材料强度和质量的分布也较均匀、连续,而另一栋建筑则恰恰相反,导致产生严重扭转、抗剪不足等而破坏严重。
2、合理选择建筑的结构体系。抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题,结构方案的选取是否合理,对安全性和经济性起决定性作用。
(1)结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。要求结构体系受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与实际表现相符合。
(2)应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。抗震设计的一个重要原则是结构应有必要的赘余度和内力重分配的功能。诸多震后实例均印证了它的重要性,设计时要引起足够重视。
(3)结构体系应具备必要的承载能力,良好的变形能力和消耗地震能量的能力。足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。有较高的承载能力而缺少较大变形能力,如不加约束的砌体结构,很容易引起脆性破坏而倒塌。必要的承载能力和良好的变形能力的结合便是结构在地震作用下具有的耗能能力。
3、提高结构构件的延性。结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。规范对各类结构采取的抗震措施,基本上是提高各类结构构件的延性水平。这些抗震措施如:采用水平向(圈梁)和竖向(构造柱、芯柱)混凝土构件,加强对砌体结构的约束,或采用配筋砌体;使砌体在发生裂缝后不致坍塌和散落,地震时不致丧失对重力荷载的承载能力;避免混凝土结构的脆性破坏(包括混凝土压碎、构件剪切破坏、钢筋同混凝土粘结破坏)先于钢筋的屈服;避免钢结构构件的整体和局部失稳,保证节点焊接部位(焊缝和母材)在地震时不致开裂等等。
4、抗震设计要注重非结构构件的设计。非结构构件包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备,自身及其与结构主体的连接,应进行抗震设计。结合相关震后资料,启示如下:(1)附着于楼、屋面结构上的非结构构件,应与主体结构有可靠的连接或锚固,避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备;(2)围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响,避免不合理设置而导致主体结构的破坏;(3)幕墙、装饰贴面与主体结构应有可靠连接,避免地震时脱落伤人;(4)安装在建筑上的附属机械、电气设备系统的支座和连接应符合地震时使用功能的要求,且不应导致相关部件损坏。
三、结束语
“5.12”汶川大地震后,国家对《建筑抗震设计规范》重新进行了修定,不难看出新的规范对于抗震概念设计提出了更高的要求。一幢抗震性能优良的建筑除了进行必要的结构计算之外,概念设计更为重要。作为结构工程师来说,必须使这一理念贯穿于结构设计的整个过程当中,既要严格把握好设计的大原则,又要全面考虑诸多因素,最终才能保证设计的科学性和严谨性,为社会创造更多精品工程。
(作者单位:河北能源工程设计有限公司)
主要参考文献:
[1]GB50011-2001,建筑抗震设计规范(2008年版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
【关键词】建筑结构 抗震 概念设计
一、关于建筑结构抗震概念设计的概述
我国结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。概率极限状态设计法更科学、更合理,但该法在运算过程中还带有一定程度近似,只能视作近似概率法,并且仅凭极限状态设计也很难估算建筑物的真正承载力。事实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,并非是脱离结构体系的单独构件。
地震具有随机性、不确定性和复杂性,要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数,目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统,在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,也存在着不确定性。因此,结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念,从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏过程,灵活运用抗震设计准则,全面合理地解决结构设计中的基本问题,既注意总体布置上的大原则,又顾及到关键部位的细节构造,从根本上提高结构的抗震能力。
二、抗震概念设计的基本原则与要求
1.选择有利场地。造成建筑物震害的原因是多方面的,场地条件是其中之一。由于场地因素引起的震害往往特别严重,而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。因此,选择工程场址时,应进行详细勘察,搞清地形、地质情况,挑选对建筑抗震有利的地段,尽可能避开对建筑抗震不利的地段,任何情况下均不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。
对建筑抗震有利的地段,一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土。建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害,从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。对建筑抗震不利的地段,就地形而言,一般是指条状突出的山嘴、孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非岩质的陡坡、河岸和边坡的边缘;就场地土质而言,一般是指软弱土、易液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基等,以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。
2.采用合理的建筑平立面。建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理,结构布置符合抗震原则,就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。
经验表明,简单、规则、对称的建筑抗震能力强,在地震时不易破坏;反之,如果房屋体形不规则,平面上凸出凹进,立面上高低错落,在地震时容易产生震害。而且,简单、规则、对称结构容易准确计算其地震反应,可以保证地震作用具有明确直接的传递途径,容易采取抗震构造措施和进行细部处理。
3.选择合理的结构形式。抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。按结构材料分类,目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等;按结构形式分类,目前常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。结构体系的确定受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等诸多因素影响,是一个综合的技术经济问题,需进行周密考虑确定。
抗震规范对建筑结构体系主要有以下规定:①结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径;②结构体系宜具有多道抗震防线,应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力;③结构体系应具有必要的抗震承载力,良好的变形能力和耗能能力;④结构体系宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中,对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力;⑤结构在两个主轴方向的动力特性宜相近,在结构布置时,应遵循平面布置对称、立面布置均匀的原则,以避免质心和刚心不重合而造成扭转振动和产生薄弱层。
4.提高结构的延性。结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。结构的延性反映了结构的变形能力,是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一。
结构良好的延性有助于减小地震作用,吸收与耗散地震能量,避免结构倒塌。而结构延性和耗能的大小,取决于构件的破坏形态及其塑化过程,弯曲构件的延性远远大于剪切构件,构件弯曲屈服直至破坏所消耗的地震输入能量,也远远高于构件剪切破坏所消耗的能量。因此,结构设计应力求避免构件的剪切破坏,争取更多的构件实现弯曲破坏。始终遵循“强柱弱梁,强煎弱弯、强节点、弱锚固”原则。构件的破坏和退出工作,使整个结构从一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系,致使结构的周期发生变化,以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效应。
关键词：建筑结构， 概念设计， 原则
Abstract: along with the social economy, the rapid development of science and technology and people life quality rise ceaselessly, the structure design also put forward higher and demand. In this paper, the author briefly expounds the meaning of building structure design and general principles, and together with the many years of work experience, and put forward the concept of the scientific method design to improve the design level of way, so as to ensure the engineering quality, protect people's life safety.
Keywords: building structure, concept design, principles
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 前言
从设计理念来讲，概念设计是指设计人员在工程设计过程中，不是依赖于计算机技术，而是从实际出发，由自身经验积累形成对结构的合理形式、结构变形以及内力等设计关键要素具有总体的概念和进行定性分析的能力。在结构设计中，概念设计的宗旨是在特定的建筑空间及环境条件下，用整体概念来考虑结构的总体方案，并能有意识地发挥和利用结构总体系和各基本分体系之间的力学特性与关系。
英国著名的钢筋混凝土教授雷诺说过：“准确的判断对结构的安全、经济效益和精确计算起到同样的重要作用”。自觉掌握和运用概念设计的方法．是提高设计水平的一个有效途径。
2 建筑结构概念设计的原则
2.1 结构的简单性、规则性和均匀性
应将复杂的变成简单。将结构的受力与传力途径设计成越简单、直接和明确就越好。尽可能避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件。传力途径越复杂就越易形成内力与变形的不协调和难以预料的薄弱环节；建筑平面规则，平面内结构布置宜规则、对称、均匀、减少偏心，使建筑物分布质量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。
2.2 合理选择结构方案
一个成功的设计必须选择一个切实可行的结构形势和结构体系．这样才能充分做到经济合理。结构体系应受力明确、传力简捷，同一结构单元不宜混用不同的结构体系，力求平面和竖向规则。总之，必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应及施工条件等情况做综合分析，并与其他专业相互协调后进行结构选型．确定结构方案。
2.3 选用恰当的计算简图
结构计算是在计算简图的基础上进行分析的。选择恰当的计算简图是确保结构安全的重要条件，—个选用不当的计算简图将会导致结构事故的发生。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的刚接或铰接点，但与设计简图的误差应在允许的范围之内。
2.4 正确分析计算结果
目前市场上建筑结构设计软件种类繁多。而不同的设计软件所计算出的结构也不尽相同．这就要求设计师对程序的设计原理及技术条件有广泛的了解，对计算结果认真分析，慎重校核．做出合理判断。
2.5 结构构件设计
各种结构构件都应进行必要的抗弯、抗剪、抗扭等计算，并采取相应的构造措施。实际工程中温差、混凝土收缩、徐变，支座沉陷或结构次应力的影响在结构计算中往往未加考虑，但由于塑性铰的出现．结构自身进行了调幅，使结构得以正常使用。
2.6 选择合适的基础方案
选择合适的基础方案是确保结构安全和降低工程造价的重要因素。基础设计应有详细的地质资料，应尽量避免在无地质资料的情况下进行设计。基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型、有无地下室、上部结构类型和荷载大小等因素做综合分析，选择经济合理的基础方案．最大限度的发挥地基的潜力。一般情况下，在同一结构单元不宜采用两种不同类型的基础。
3 抗震概念设计的基本原则
我国是一个多地震同家。据统计，我同大陆地震约占与世界大陆地震的三分之一。在抗震地区工程设计中设计者还应遵循抗震设计基本原则，根据安全经济的原则进行抗震设防，做到小震不坏，中震可修，大震不倒。抗震概念设计基本原则是：
2.1 建筑体型应力求规则
建筑体型应力求简单、规则、对称，质量和刚度变化均匀，以减少地震作用产生的变形、应力集中及扭转反应，但在实际工程中往往不能完全达到要求。这就要求结构工程师在进行抗震计算中．运用概念设计的方法，估计应力集中的部分，分析扭转影响，采取构造措施．提高抗震能力。
2.2 应具有合理传力途径
为避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力和对重力荷载的承载能力，要求建筑结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作的传递途径，应具备必要的强度、刚度和稳定性。避免因局部削弱突变形成薄弱部位，而产生过大的应力集中或塑性变形集中。此外结构构件应具有必要的强度和变形能力；结构构件连接应可靠；并考虑非结构构件对主体的影响；且对基础进行合理的设计。
3 运用概念设计方法提高设计水平
3.1 结构选型与结构布置
单从抗震角度考虑，好的结构形式应具备下列性能：延性系数高，强度僵力比值大，匀质性好，正交各向同性，构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性，能发挥材料的全部强度。确定结构抗震体系时，应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；应具有多道抗震防线，避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力；应具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力；应具有合理的刚度和强度分布，避免因突变形成薄弱部位，对可能出现的薄弱部位采取加强措施。对一般建筑尽町能做框剪结构，避免做纯框架结构，以节约建筑材料。有足够剪力墙或有核心筒的建筑对维持整体稳定有利，并在很大程度上减弱框架的受力。对异形建筑的局部薄弱环节和容易产生工程塑性铰的部位，用局部加强的办法解决。
选择结构体系，要考虑建筑物刚度与场地条件的关系。当建筑物自振周期与地基土的卓越周期一致时，容易产生类共振而加重建筑物的震害。建筑物的自振周期与结构本身刚度有关，在设计房屋之前，应先了解场地和地基土及其卓越周期，调整结构刚度，避开共振周期。还要选择合理的基础形式，基础应有足够的埋深，对于层数较多的房屋宜设置地下室，对于软弱地基宜选用桩基础、筏板基础或箱形基础。
3.1 底层框架砖房设计
地震区的底层框架砖房设计时应注意到上下是两类性质不同的结构．极限变形能力相差悬殊。一般小震情况下是上部多层砖房起控制作用，当砖墙、框架都处在弹性阶段时，验算的重点是砖墙；当砖墙出现裂缝，它的刚度退化而底层框架结构仍处在弹性阶段时，重点验算是框架。还要注意底框房屋其侧向变形协调是靠楼板有足够的水平刚度来实现的。因此底层的顶板不仅需要现浇或装配整体式来达到其应有水平刚度，而且需要一定厚度，尤其当底层柱网较大、房屋的长宽比大时更应注意。
3.2 砌体结构房屋圈粱设置
砌体结构房屋圈梁设置应根据地震烈度、地质情况、结构对沉降的敏感程度及可能发生的变形、温度应力的影响等因素确定。如建筑可能发生正向挠曲，则应加强房屋下部圈梁，反之则应加强房屋上部圈梁，基础较差时，宜在基础顶面、一层、顶层处设置钢筋混凝土圈粱。当圈梁较长时宜设后浇带．并宜在顶层两端第一开问的纵墙顶部l—1．5米高度范围内．在灰缝中配置纵向钢筋，以防止温度应力引起墙体产生裂缝。
3.3 关于墙体局部出现裂缝的问题
在工程实践中．常见在砌体结构出现局部裂缝，虽不影响结构的整体强度．但在外观上影响美观。又给使用者带来某种不安全感。对此类问题可以通过概念设计来解决。对由于地基不均匀沉降引起的墙体裂缝可通过地基基础处理、加强上部结构的整体刚度等措施来解决；对温度应力引起的墙体裂缝，如现浇钢筋混凝土屋面或过长的顶层圈梁．由于钢筋混凝土的热涨系数约是砖墙的两倍，屋面在热膨胀变形过程巾产生较大水平推力，使墙体产生较大剪应力而导致产生斜裂缝。可考虑采用后浇带、在墙体内加筋、加强屋面隔热措施、注意施工季节等措施；对构件设计不当，如弧形粱对其扭转变形估计不足引起墙体开裂问题，应
在设计构件时予以注意。
4 结语
【关键词】高层混凝土；建筑结构；抗震设计
中图分类号： TU37 文献标识码： A
前言
文章对高层混凝土建筑结构概念设计的重要性做了简单介绍，并对我国高层混凝土建筑结构的设计现状进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对高层混凝土建筑结构抗震概念设计的基本内容进行了探讨。
二、高层混凝土建筑结构概念设计的重要性 在设计中，虽然分析计算是必须的，也是设计的重要依据，但仅靠此往往不能满足结构安全性、可靠性的要求，不能达到预期的设计目标，因此必须非常重视概念设计。从某种意义上讲，概念设计甚至比分析计算更为重要，因为合理的结构方案是安全可靠的优秀设计的基本保证。高层建筑结构设计尤其是在高层建筑结构抗震设计中，更应重视概念设计。这是因为高层建筑结构的复杂性、发生地震时震动的不确定性、人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性、高层结构计算尤其是抗震分析计算的精确性、材料性能与施工安装时的变异性，结构计算模型的假定与地震时的实际工作有很大的差异以及其他不可预测的因素，致使设计计算结果( 尤其是经过实用简化后的计算结果) 与实际相差较大，甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。
三、我国高层混凝土建筑结构的设计现状 地震由于其具有较强的突发性和随机性，要在强烈晃动中保证高层建筑的稳定性是一向很大的挑战。混凝土具有硬度高、连接性好的特点，但是强烈的晃动又要求建筑物的材质应该是变形可收缩的，这样就可以消耗地震的能量，提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力，防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到的目标。虽然这几年，越来越多的研究者这在着手研究这方面的问题，但是效果并不是很理想。下面简述一下关于我国高层混凝提土建筑结构的抗震设计中存在的问题。 1.结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层 在对于混凝土框架结构的设计上存在明显的不均匀性，使得这些结构存在着层间屈服强度特别薄弱的楼层。当发生强烈地震时，结构的薄弱层率先屈服，弹塑性变形急剧发展，并形成弹塑性变形集中的现象，从而导致大楼的迅速垮塌。比如在1976年的唐山大地震中，就出现了高层建筑的集体弹性变形的情况。 2.柱端与节点的破坏较为突出 在地震中易造成高层建筑严重变形倒塌的原因是框架结构中存在梁轻柱重的情况。如果柱顶重于柱底，那么很显然的容易造成尤角杜和边柱易发生破坏。这种情况对于短柱来说，易发生剪切破坏外。对于一般柱来讲，当节点核芯区无箍筋约束时，节点与柱端破坏合并加重。同时当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时，柱顶剪切破坏严重，破坏部位还可能转移至窗洞上下处，甚至出现短柱的剪切破坏。 3.砌体填充墙的破坏较为普遍 当遭到地震作用时，由于砌体承重墙变形力度较小，首先受到地震的作用而出现裂缝情况。当遇到8级或者8级以上地震时，填充墙的裂缝会明显变宽，甚至造成建筑物倒塌震害规律一般是上轻下重，空心砌体墙重于实心砌体墙，砌块墙重于砖墙。
四、高层混凝土建筑结构抗震概念设计的基本内容 1.首先应重视高层建筑结构的规则性 建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的形状设计方案。合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的，提倡平、立面简单对称，因为震害表明，此种类型建筑在地震时较不容易破坏，而且容易估计出其地震反应，易于采取相应的抗震构造措施和进行细部处理。“建筑结构的规则性”包含了对建筑的平立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，承载力分布等诸多因素的综合要求。“规则建筑”体现在体形( 平面和立面的形状) 简单; 抗侧力体系的刚度承载力上下变化连续、均匀; 平面布置基本对称。 2.结构刚度、承载力和延性要有合理的匹配 当结构具有较高的抗力时，其总体延性的要求可有所降低; 反之，较低的抗力需要较高的延性要求相配合。对结构提出了“综合抗震能力”的概念，就是要综合考虑整个结构的承载力和构造等因素，来衡量结构具有的抵抗地震作用的能力。地震时建筑物所受地震作用的大小与其动力特性密切相关，与其具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性密切相关。但是，提高结构的抗侧刚度，往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物具有很强的抗倒塌能力，最理想的是使结构中的所有构件都具有较高的延性，然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性是比较经济有效的办法。因此，在确定建筑结构体系时，需要在结构刚度、承载力及延性之间寻找一种较好的匹配关系。
3.合理选择建筑结构体系 随着社会的不断进步，人们逐渐认识到，在现代化充分发展的今天，再单纯强调结构在地震中不严重破坏和不倒塌，已不是一种完善的抗震思想，不能适应现代工程结构抗震的需要。在这样的背景下，美国和日本学者提出了基于性能的抗震设计理念。基于性能的抗震设计的基本思想，就是要使设计出来的结构在未来的地震发生时，能够达到各种选定的性能目标，包括结构进入非弹性阶段后损伤控制目标。其基础和关键工作是性能目标的确定，它包括设定地震水准、定义性能水准和选择性能目标。抗震设计规范提出了三个水准的抗震设防目标，这个设防目标包含了地震水准和性能水准，实际上就是一个性能目标，只不过目标单一，没有可选择性。因此可以说，抗震规范的设计方法已经具有了基于性能的抗震设计思想的雏形。由于对结构性能状态的具体描述、相应的计算方法、以及设计标准目前尚未明确，因此可以说，基于性能的抗震设计目前基本上仍停留在概念阶段，在工程中广泛应用的条件还不成熟。但是，随着人们对建筑产品要求的提高，各种新结构、不规则结构和超出规范适用范围的结构会逐渐增多，在没有规范可供遵循的条件下，采用基于性能的抗震设计思想进行这些结构的抗震设计，并通过专家论证，是一个可行、有效的设计途径。 结构体系是抗震设计中的关键，如何确定体系是一个综合的技术和经济问题，应当周密考虑后决定。抗震结构体系应尽可能减少自重，高层建筑中各楼层面板自重约占建筑物地面以上重量40％，因此，减少板的重量是减轻建筑总重的有效途径，如采用现浇多孔板、密肋楼板等都是很好的办法。此外，减少结构自重还可以应用高强混凝土以减小构断面，轻质隔墙、加气混凝土等轻质材料也是很好的选择。在体形复杂和不规则结构中，必须设置自上而下连续贯通的有较大承载力和刚度的抗侧力结构。尽量避免扭转，扭转对结构有很大危害，也要加大结构的抗扭转刚度。二者的关键都在于剪力墙的设置，沿结构布置刚度大的抗侧力结构，有益于抗扭。 五、结束语
