时间：2024-02-04 16:56:33
导语：在建筑结构概念设计的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
中图分类号：TU2 文献标识码：A
1 何为概念设计
具体的讲，是指在没有进行认真运算的时候，通过大层次的控制特征对构造等的综合内以及分部信息开展的一种整理的设计理念。概念指的是当我们在开展具体活动的时候，通过一定的认知能力额发展变化得到的。现在，我们在开展实际的结构探索的时候仍然面临许多的不利现象，在开展设计的时候是按照假定等的方式来进行的。所以，规定构造设计人员对综合内容和不同的分层内容进行深入的了解，特别是对那些不容易进行细致的力学探索或者是在活动中无法辨别的事项中结合综合构造和分部间的理论内容，将其运用到具体的活动里，改变了传统模式中的呆板模式，进而能够有效的体现出设计人员的主观能动思想。
2 其对设计的意义
众所周知，在开展设计的时候，必然要求对相应的力学信息等开展详细周密的运算，不过任何事物都是有一定的限度的，如果过于依靠信息软件内容的话，必然会对建筑的构造带来非常难以预估的不利现象。像是在具体的设计中一些工作者用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架，除此之外，常见的有不按照规定布设抗震墙体，不过实际表明其无法有效地符合刚度特征，同时也无法有效地体现出框架在震动是的承载模式。而之所以设计中会发生此类不合理的现象，深入的分析发现主要的是因为没有精准的结构定义，未合理的分析不同构造等区别。假如使用概念措施的话，就能够在设计最初的方案时期开展及时的构思，并且比对，而起非常方便。而得到的方案内容通常来讲非常的清楚，而且信息明确，这样在后续的设计的时候就不会发生繁琐计算的情况了，其经济性非常优越。
同时，概念设计也是判断计算机分析输出数据可靠与否的主要依据。这样做是为了防止出现失误，在设计中使用此类措施是至今为止非常有效地措施了。在具体的设计活动里，通过这种思想能够对已经发生的不良现象开展细致的探索，进而察觉更深的内容，最终确保设计符合规定。此种措施通常较之于分析以往的信息更方便。此类措施同样可以使用于对电算信息的分析。综合的说，在设计中引进这项内容，能够很好地精简设计步骤，进而就不会出现由于软件使用不当等原因二导致的信息不符问题的出现了。所有的设计人员都应该将这种思想当成是重点来分析。
它对人员的综合素养以及理论知识有着非常严苛的规定，要持续的开展学习培训活动，切实提升本身的理论内容，而且要通过具体活动来提升水平。而且还可防止设计人员过分的靠电脑来工作，防止其思维呆滞。在具体的活动中，通过利用该思想，能够切实的提升工作者的具体能力。
3 怎样高效率的进行设计
3.1 平面设计
通常其平面形状最好是使用较小的风压，而且要分析到附近的物体对该项内容的作用，还要分析合理的抵抗性以及竖直的负载，当发生地震影响的时候，要确保平面简单。通常在高层中，由于建筑承担的风压非常多，假如不具备优秀的流体状态，必然会使得建筑持续的承受压力。由于高度不断的增加，平行方向就会发生更加厉害的负载现象。在平常情况下承受内部静态应力，如果发生地震等或者其他地质灾害，则会诱发外部形变，对建筑内居住者产生生命安全影响。
3.2 剖面设计
在竖向传力体系设计设计中，第一要关注的是严禁建筑高度太高，主要是由于新规中对其做了非常严苛的规定。在高层建筑的设计中，抗侧力结构刚度，应注意由基础向顶层逐渐过渡，要尽量避免出现在竖向上刚度发生突变的现象，以免由于刚度的较大突变而削弱其抵抗水平荷载的能力。高层建筑必须有相应的锚固深度，此锚固深度可结合布置设备用房和地下停车库的需要，作为一层或多层地下空间，这对降低高层建筑的重心有利，可提高建筑抗震能力及抗倾覆能力。
在竖向形体设计中，截锥形的建筑，采用由下而上分段逐渐减小楼层面积阶梯状体型，能使房屋刚度大大增加，由于房屋顶部的楼面尺寸比底部小，除了在建筑使用功能方面存在优点外，在抗风和抗震方面也具有一定的优越性。新月形的房屋就像一个竖向的悬臂壳体一样，能有效地增加它低抗侧向力的刚度，它的作用就像波形的屋面壳体能有效地抵抗重力荷载一样，重力荷载由柱-壳-框架承受，侧向荷载由竖向的壳体抵抗，该壳体由于楼面结构的加劲作用而得以加强，新月形的壳体形式能有效地抵抗对称作用与它的侧向力。
3.3 基础设计概念
在建筑中基础不但会和地基有影响，同时还和其上的构造有一定的关联，除了在物体的外边发生较为严重的荷载时，其他情况下其形变都是呈现出中间多，小的特征。
在进行地质条件选型中，首先地基地质要好，或采用桩基。要求地基沉降量不能过大，重要的是控制高低层的沉降差，天然地基的建筑，高层部分一般采用满堂红基础，低层部分采用双向条形或单独基础，高层建筑常设有通往地下车库的通道，通道紧贴高层的外壁，并平行于外壁，作为车道的底板，便于铺防水层，也保证了高层建筑的整体连接。根据不同建筑的地理位置结构形式可选择桩基础、箱形基础和筏形基础。桩基础，当地基土质较软弱，建筑物层数较多，荷载较大的情况下，天然地基不能满足地基承载力的要求可以采用桩基将上部结构荷载直接传到下部坚实的持力层，高层建筑的桩基础可采用预制钢筋混凝土桩，混凝土灌注桩和钢管桩。箱形基础，箱开基础在高层建筑中广泛应用，它整体刚度好，能将上部结构的荷载均匀地传给基础，对上部结构能良好地嵌固，箱基有效地抵抗不均匀沉降，并与周围土体协同工作，提高建筑物的抗震和抗风能力。筏形基础，筏形基础适用于上部结构荷载较大，地基承载力较低的工程，筏形基础整体较好，刚度大，能有效地分散上部结构的荷载，调整基底的压力和不均匀沉降。
在建造下部基层时，基础钢筋应力不断增长，建筑到四五层时钢筋应力达到最高值，以后随层数和荷载的增加应力又逐渐减小，这种现象是基础和上部结构协同作用的结果，当上部结构高低层数差别很大，但地下室有直通要求时，应做成整体基础，高低层不分开是有条件的。
结语
综合的说，此类设计是一种综合设计思想。规定人员要从大的层面上分析，要深入的探讨设计中的许多内容，通过合理的措施来开展活动。这种设计降低了员工对电脑软件的依靠，其重点是培养人员的理论能力以及实际水平。必须深入的分析其思想，才可以确保工作开展顺利有效，进而获得优秀的内容。
参考文献
[1]王树中.建筑结构的方案设计[J].山西建筑，2006.
把结构概念设计引入建筑设计当中，可以省去许多不必要的繁琐的数值计算，从总体出发，采用概念性估算的计算方法。这种方法虽然会产生一定的误差，但是它能够快速有效的对建筑结构体系进行整体结构构思、比较和选择，从而做出最优选择，采用最佳设计方案这样的设计不仅快速有效，而且经济效益高，同时还能够为施工图的设计提供一定的依据。建筑结构概念设计能很好的体现建筑设计师的设计水平，经验丰富、成熟的设计师可以熟练的把概念设计的理念和方法运用到实际的进驻结构设计当中去，从而提高建筑结构设计的效率与可靠性。建筑结构概念设计的重要作用还体现在它能够满足计算机程序设计的缺陷。计算机设计本身是一种程序设计，它不能够实现初步设计阶段的模糊设计。同时，如果选择的设计软件不合适或者不正确，还可能造成很大的危害，虽然这种危害在计算机模拟下非常的完美。
二、建筑设计中结构概念的设计需注意的问题
1选择合理的结构方案
建筑设计师运用结构概念设计理念和方法的目的是想要从整体把握设计结构，从而实现设计方案合理性、可靠性和节约成本，这就要求选择一个合理的建筑结构形式和结构体系。在结构概念设计之前，建筑设计师必须明确建筑的总体布局，还要对建筑结构模型进行抗震抗压应力分析。在概念设计时，要坚持平面和竖向的规则，不能在同一结构单元中混用不同的结构体系。总之，建筑设计师在运用结构概念设计方法和理念时，必学与业主和施工单位进行细致的沟通，充分了解业主对建筑设计的要求、施工单位采用的建筑材料的特点、施工的气候和地质条件进行充分的了解和综合分析之后，从备选的结构方案当中选择最优方案，才能体现出建筑设计中结构概念设计的作用和效果。
2选择恰当的计算简图
结构计算的前提和基础是计算简图，只有选择恰当的计算简图，才能使建筑结构没有缺陷，从而保证建筑的结构安全、可靠，避免安全事故的发生。建筑设计师既要选择恰当的计算简图，同时还要在设计时配套相应的结构措施来保证建筑结构的安全。虽然建筑概念设计允许一定的设计误差，但是这个误差必须在设计允许的范围内，否则选择的计算简图就是不合理的。
3选择合适的计算软件
21世纪是计算机技术时代，计算机计算和设计软件的应用把人从繁琐的数据计算中解放出来，这是一大进步。然而，计算机软件始终是人类设计的一种程序，不是万能的。随着技术的发展，建筑结构设计中的软件种类繁多，不同的软件有着不同的优点和缺点。选择的计算软件不同，其计算结果存在着很大的差异。因此这就要求建筑设计师在借助计算机软件进行结构设计时，一定要根据自己的专业知识和设计经验，根据建筑的特点，选择合适的计算机软件。同时，在得到电算结果之后也要对所得数据进行细致全面的分析，从而选择最优结构设计方案。
三、建筑设计中结构概念设计的应用
1抗震概念设计
当今世界任何一个国家都不能准确的提前预报地震灾害的发生，地震有其自身的复杂性和不确定性，因此在建筑结构设计中根本无法获得精确的地震参数。这就要求建筑设计师采用概念设计的理念，从整体上把握建筑结构，以实现建筑抗震性和经济适用性的结合。在建筑抗震的建筑结构概念设计当中应把握以下几个问题：（1）地基选择。地基是否牢固，直接关系到地震后建筑的抗震能力。从现场施工的角度来讲地基，地基可分为天然地基、人工地基。当土层的地质状况较好，承载力较强时，应采用天然地基，既可以减小工程量，又可以起到很好的抗震效果。而在地质状况不佳的条件下，如坡地、沙地或淤泥地质，或虽然土层质地可较好，但上部荷载过大时，为使地基具有足够的承载能力，则要采用人工加固地基，即人工地基。这样虽然增加了施工成本，但是也可以达到抗震效果。（2）建筑物的外观应符合抗震设计。其外观应简单、对称，内部结构的质量和刚度变化要均匀，结构规则。建筑概念设计师时一定要对建筑进行合理的布置。大量实验和现实案例表明，简单且对称的结构类型建筑物在地震时具有较好的抗震性能，其原因是该种结构建筑容易估计出其在遭受地震时的结构变化，从而能够采取相应的措施予以应对。（3）从建筑结构的整体着眼。各类构件之间的连接必须牢固，在保证连接部位的强度的同时，还应使其具备一定的变形能力，从而使整个结构具有稳定、可靠的抗震性能。同时还要注意结构空间的整体性，根据平面和竖向不同的规则，加强平面的连接，确保竖向具备足够的整体刚度。（4）刚柔相济原则。如果在建筑结构的抗震设计中，只考虑增加结构抗力，片面追求建筑物结构刚度，而不考虑建筑结构的韧性，则会导致在地震发生时，建筑物局部遭到破坏后，引起整体性的坍塌。因此在高层建筑物设计过程中应坚持刚柔相济原则，即建筑物在地震过程中既能满足变形要求又能减小地震力的双重目标。
2高层建筑结构概念设计
随着我国城市化进程的加快，城市内土地供应日益紧张，城市高层建筑发展迅速。在城市高层建筑中引入结构概念设计不同于低层建筑物，我们应重视以下几个问题：（1）高层建筑自身重量大，对地基压力大。同时高层建筑受气流影响也非常大，这些问题都需要建筑设计师采用结构概念设计的方法，在设计之前，应正确认识高层建筑的受力特点，选择刚柔相济的结构，使其结构既具有足够的强度，又具有足够的韧性。结构设计时着重对水平荷载进行宏观控制和把握。（2）选择合理的结构体系。在高层建筑设计中，抗水平力是最难克服的问题，是其结构设计中的“牛鼻子”，因此选择何种抗侧力机构是高层建筑结构概念设计中最核心和关键的问题。在选择结构体系时，必须综合考虑建筑的功能和建筑的高度。（3）选择合理的结构布置。结构布局对建筑的安全性、实用价值以及工程量的大小都有着非常大影响。如果结构布置不合理，不但增加了工程量，提高了建筑成本，同时也会存在巨大的安全隐患。因此在设计时，必须选择合理的结构布置，在宏观上把握建筑的整体刚度，构建连接处一定要牢固，结构的薄弱环节和应力复杂部位也要使其具有足够的强度。
四、小结
本文主要对概念设计在建筑结构中的应用、建筑结构设计中的结构措施以及概念设计在建筑结构设计中的意义进行了相关分析。以供参考！
关键词:概念设计 结构 建筑 应用
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
随着经济与时代的发展，人们对于建筑的要求逐渐提升。与此同时建筑工程项目的投资力度、规模、技术复杂度也都相应的提高，为此促进了建筑结构设计中的概念设计的产生，并逐渐发展成为研究建筑结构设计的关键方法。
一、 概念设计的概念与步骤
概念设计是一种实现结构设计的多样化要求的手段，是建筑设计师基于设计经验、设计理论以及将要建设的项目工程的特点，对建筑结构的抗震结构以及总体布局进行规划，并在建筑工程结构设计的初期对设计方案进行概念性的分析估算与比对。这种设计方法具有定性准确、概念明确、便捷的优势，从而可以在实际应用中取得良好的经济效益。一般可以将概念设计的步骤分为分析、综合以及评估三个不断向着满意阶段靠近的连续阶段。其中分析阶段主要是对问题进行全方位的了解，但是存在着分析数据不完整与不准确的特点，为此表现出一定的模糊性质。综合阶段是工程师将自己掌握的理论知识以及掌握的实际情况，利用自己的想象力以及创新意识实现工程设计规划。最后评估阶段是一个比较选择最优方案的过程，可以说是一个循环实施的过程，直到得到满意的方案为止。设计人员实施评估的过程中要借助于数据统计计算等工具，从而获得技术上以及经济上可行的方案。
二、 概念设计在建筑结构设计中的应用
（1）建筑场地的合理选择。建筑场地的选择作为设计前首要考虑的因素，同时也是一个对于建筑设计起着决定性与基础性的因素。在进行建筑场地选择中一般要考虑到以下因素：防护距离、建筑退界、日照间距等。此外在建筑设计中还要充分的考虑抗震等因素，尽量避免在危险地段选址。实在不能避免的情况下可以在结合相应的抗震措施，在设计前进行抗震地点以及勘测进行分析。
（2）基于现场情况选择建筑结构。一旦建筑场地选定后就要根据建筑的地形特点以及建筑形式对建筑基础进行选择。一般使用到的基础包括桩基础、箱型基础等。其中桩基础主要适用于土质松软或者是负荷较大的多层结构中，在高层建筑中具有较广的应用。尤其是在天然的地基中这种桩基形式可以将载荷从上部传递到下部，从而保证了稳定性与可靠性。此外箱型基础具有优良的整体刚度，可以实现将载荷均匀的传递到下部结构，保证了结构的整体稳定性，避免或者减小基础的不均匀沉降，对于提升建筑的抗震性能具有极为重要的意义。
（3）建筑主体结构的选择。建筑结构的设计一般要遵循对称与合理的原则，从而有效地降低扭转力以及保持非结构构件保持稳定的工作状态以及降低材料的耗用。一般建筑结构的对称是通过抗侧力结构主体为对称，例如剪力墙结构布置。为了实现机构对称一般可以使用调整建筑物质心、结构侧心以及平面形心的距离，从而达到结构的对称性。
（4）建筑结构的刚度选择。建筑结构的刚度作为建筑的一项重要指标，也是设计中一项极为重要的内容，为此需要在设计中对建筑的刚度进行合理的选择。建筑刚度的合理设计可以延长结构的基本自振周期，从而有效地降低地震带来的危害。同时合理的建筑钢都还可以减少建筑材料的消耗以及结构空间的占用率，从而有效地提升建筑平面的利用率，达到设计合理的效果。
三、 建筑结构设计措施
（1）协同工作中的材料利用率。通过协同工作不仅可以实现提升结构的稳定性，同时也可以提高材料的利用率。经验表明，材料的利用率越高，相应的结构的协同工作能力以及稳定性也就越高。尤其是在当今提倡节能、环保的背景下，建筑设计中要求使用最少的投入来获得最大的产出。例如对于常见的矩形截面受压构件，这种构件在实际使用中的利用率极低，这主要是由于两个原因：首先是梁的长度变化会引发梁弯矩的变化，其次是梁的中和轴附近的材料利用率低。于是对于等截面梁来讲这种受压构件的很多区段的利用率极低。在这种背景下，通过使用概念设计结构分析，对梁截面的应变梯度进行调整，从而使构件保持轴心受力，从而有效地提升了材料的利用率。经过不断地研究与发展，又出现了平面桁架结构，从而将许多无用的材料除去，不仅有效地实现了原有结构效果，同时也降低了材料自重以及成本。
（2）结构体系中保持协同工作。在概念设计中的协同工作在建筑结构设计中得到了广泛的应用，协同工作要求结构内部的各个构件要处于相互协作以及共同工作的状态。这种协同效应就需要结构构件在承载力极限的条件下不仅可以保持共同工作，同时也需要它们具有共同的耐久性。此外建筑结构的上部与基础应该在受到载荷时保持着一个统一整体，共同承担载荷。在使用砖混结构的建筑中为了维持协同工作要通过构造柱以及圈梁将整个结构组合成统一整体进行受力，避免建筑结构单纯的依靠建筑结构自身刚度来承受载荷。
随着高层建筑的增加，出现短柱的现象也越来越多。但是为了保持每个构件都可以达到较高的应力水平，在多层结构设计中要避免各层短柱的出现，以提升相同平面处承受载荷的能力，为此需要将同层的抗侧力结构处于相同或者相近的水平位移下。
四、 概念设计在建筑结构中的意义
（1）概念设计体现了设计的创新性。由于传统的设计方法需要通过设计师查找手册、计算机程序等进行循规蹈矩的方式进行，从而缺少设计风格以及创新性。而使用概念设计可以允许工程师在设计过程中根据自己的经验以及理论知识，同时结合概念设计的新方法以及新思路得出具有合理性以及一定创新性的设计。
（2）概念设计可以有效地提升工程师的设计能力。有概念设计允许工程师在遵循一定要求的条件下进行一定程度的发挥，从而可以有效地解决设计中存在的问题。同时通过概念设计中的正确理念与原则的指引，便于工程师从根源查找问题，从而使得计算计算结果更为准确。
（3）概念设计有效地弥补了计算机理论以及结构设计理论的不足。
（4）概念设计可以优化设计结果。采用概念设计方案可以在方案的对比中选择出更加优秀的设计方案，这种优选方案不仅体现了方案的可靠性与经济性，同时也有效地避免了设计后期出现的繁琐计算。
五、 结束语
建筑行业近些年在我国获得了长足的发展，尤其是正处于发展中阶段的我国，建筑的低投入与高产出一直以来都是终极目标。但是在这一原则下还要求建筑体现出一定的自身特性，为此概念设计可谓是时展的必然产物。通过在建筑设计中利用概念设计可以构造出更为合理的建筑结构体系，并达到节省原料的目的。随着概念设计的应用推广，越来越多的设计者接受了这一设计方式，并逐渐成为结构设计的主导思想。我们相信概念设计在以后建筑结构中会获得更大的发展，为建筑设计带来更多的实惠与便利。
参考文献
[1]林同炎.结构概念和体系[M].北京：中国建筑工业出版社.
[2]高立人,土跃.结构设计的新思路概念设计[J].工业建筑,1999(1).
[3]吴爱菊.结构设计中的概念设计与应用[J].温州：温州职业技术学院学报,2007(2).
[4]许燕禄．概念设计在建筑结构设计中的应用[J].广东土木与建筑,2005(O2).
关键词：建筑结构；抗震；概念设计
Abstract: based on the analysis of earthquake disasters and derived the disastrous effects of the seismic design of building the macro control measures, called the construction structure in the anti-seismic concept design. In this paper, according to the earthquake damage to buildings of theoretical analysis, by comparing the seismic design theory, all countries seismic experiment and seismic design principle elaboration, from the building of the frame structure and structural ductility is also discussed in the building structural design of anti-seismic concept design content.
Keywords: building structure; Seismic; Concept design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
地震是一种不可预见的、危害极大的自然灾害，它能造成惨重人员伤亡和巨大的财产损失，而最主要的损失是由于建筑物的损坏引起，抗震就是针对这种灾害进行必要的防震措施，以降低灾害损失率，减少人员伤亡及财产损失，但是由于地震的不可预见性及建筑物的系统复杂性，因此抗震也是房屋建筑乃至一切土木工程最为困难的课题。
一、建筑结构抗震概念设计的理论概述
1.何谓建筑结构的抗震概念设计
所谓的抗震概念设计就是指根据建筑设计者的经验和知识，运用其判断能力和思维能力，对建筑结构的细部构造和整体方案进行决定，从而达到合理的抗震设计。抗震概念设计是结构抗震设计的一种，结构抗震设计主要包括抗震概念设计、抗震构造措施以及抗震计算设计。其中，抗震概念设计以及抗震计算设计这两者应该与抗震构造措施进行有效地结合。在日常生活中，造成建筑物遭受震害的原因应该是多方面的，抗震概念设计应该针对各个方面的震害原因，保证建筑物抗震设计的效果。抗震概念设计的主要内容包括：采用隔震消能技术、保证非结构构件安全、提高结构延性、采用合理抗震结构体系、合理选用建筑体型、合理选用建筑结构布置以及有利场地的选择等等，其中，对非结构构件安全进行保证的目的在于确保建筑结构的整体性。
2.建筑结构的抗震概念设计的发展
我国在1990年1月颁发并开始施行的《建筑抗震设计规范》GBJ11-89中列出了工程设计中必须遵守的规定，来保证“抗震概念设计”在实际工程中的实现。2002年 1月实施的GB50011-2001《建筑抗震设计规范》对抗震概念设计的要求作了更全面、更符合实际的规定,尤其是增加了“不规则建筑结构的抗震概念设计”,在修订过程中，编制组总结了2008年汶川地震震害经验，在2010年5月了新的抗震规范GB50011-2010《建筑抗震设计规范》，这一系列的修订和总结使得抗震概念设计在工程中的应用更具体更明确地落到实处 ,切实提高了结构的抗震能力。
由此可见“抗震概念设计”愈来愈受到国内外工程界的普遍重视。
二、建筑物震害破坏形式分析
2008年，中国四川省汶川县发生8级地震，强度大，波及面广，北京、宁夏、云南、上海等十几个省区市均有震感。本次地震是继唐山大地震以来，我国发生的最为严重的地震，造成大面积房屋倒塌、道路破坏。从这次地震的震害资料中不难看出，许多房屋的破坏程度跟结构体系及抗震构造设计措施的合理性是密切相关的。以下就对建筑物震害破坏形式进行简单的结构分析。
1.场地条件限制首当其冲
在各种新闻报道中，专家们被问的最多的问题就是：“为什么在同一个地区，有些房子倒塌了，有些房子没有倒塌呢？”这其中一个很重要的因素就是场地条件。一般所说的场地条件指的是地下工程地质条件，例如基岩的分布比较复杂的，上面沉积的松散层也不均匀。而工程地质条件是造成这种破坏差异的主因，不同的场地条件造成地震波放大或减弱，因此在低烈度区也有高烈度的现象，造成房屋倒塌或严重破坏。而在高烈度区也有低烈度现象，房屋未倒塌或严重破坏，这就是同一区域内不同建筑受损情况不同的主要原因。
一般来说，基岩在震动的时候，基岩要把能量传给上面的介质叫土层，地震波在土层的传播跟在基岩的传播完全是另外一种方式，土一般对地震波有放大的作用，而且地形越复杂，那地震波传来后会形成反射和折射，会加剧放大的效果。
2.框架结构不是万能的
在现在的建筑结构设计领域，一直有结构师坚持应用“计算设计”的结果，认为框架结构的抗震性能铁定比砖混结构的要好，经资料显示在这次汶川大地震中，却出现了难以想象的情况。此次大地震中某建筑物整体倒塌，该建筑物为三层的框架结构，附近的办公楼虽然破坏严重，但是却并未倒塌，该办公楼为四层的砌体结构。
为什么抗震性能比较好的框架结构在这次大地震中的表现如此之差，甚至还不如抗震性能相对较差的砖混结构？通过对照这两个例子，可以发现纯框架结构也有结构弱点。尤其是教学楼这种相对大开间、大窗口、悬臂走廊的结构特点，一旦发生大的地震，纵、横方向的刚度不均匀，极容易发生扭转破坏。而且整个框架结构只有一道防线，就是它的框架，尤其是柱，一旦柱子发生破坏，没有其他约束措施，整个框架因丧失全部承载能力而倒塌。而砌体结构的住宅或办公楼，由于其开间小，所以纵、横墙体多，只要严格按照规范设置圈梁和构造柱，整体性和延性得到保障，结构不至于发生脆性破坏而倒塌。
关键词：高层建筑；结构设计；概念设计
随着人类生活水平的提高，人们对建筑功能的要求逐步趋于功能化、多样化，高层建筑的类型和功能也越来越复杂，高层建筑的结构体系类型也越来越多，结构体系及立面布置方式亦愈来愈复杂，这些都对高层建筑的结构设计提出了更高的要求。在方案设计阶段，结构工程师要和建筑师充分合作，从总体出发考虑技术问题，并考虑施工可行性、经济性和美观的需求，解决好结构和空间设计的矛盾，发挥结构工程师的创造力和创新精神，从而创造出一个优秀的作品。
结构概念设计在高层建筑结构设计中有着至关重要的作用，它在一定程度上能反映出一个结构工程师的设计水平。在高层建筑结构设计的过程中，通过采用概念设计的方式能够在方案设计阶段迅速的对结构体系进行构思、比较，并加以选择，还使得计算更加方便；同时，采用概念设计所得到的方案概念更加清晰，定性更加准确，能有效的避免后期设计阶段某些繁琐的运算，有着良好的经济效果；另外，结构概念设计还能够判断计算机内力分析的分析结果是否可靠。这对于那些只会依赖专业的、一体化的计算软件或是照搬规范做设计的年轻结构工程师们很有帮助。
1、高层建筑结构概念设计的基本原则
高层建筑结构的概念设计过程中，除了常规的以承载力、刚度、延性等为基础，实现多防线、刚柔结合的基本设计理念之外，由于其自身的特殊性，还有一些设计的基本原则。
1.1 尽量简化结构模型
在对高层建筑的结构进行设计时，要尽量将结构的受力和传力方式设计得简单、直接。因为实现传力的方式越复杂，其传力过程中越容易形成内力和变形的不协调以及各种导致结构破坏的薄弱环节，使得建筑结构的安全性降低。与此类似，对结构进行分析与计算的过程中，也尽量使用简单、直接、可靠的分析和计算方法。
1.2 构件设计应尽量均匀连续
为了达到避免高层建筑出现软弱层和层间位移角、内力及其传力途径突变等问题，在对那些沿建筑物竖直方向布置的抗侧力刚度构件进行设计时，应将之设计成均匀的、连续的。当然在考虑到建筑空间形式以及使用功能的要求下，也可以对设计作出一定的改进，可以有一定的例外，但是在设计过程中必须对结构层上、下间的剪切、弯曲刚度以及轴压刚度的平稳过渡方面进行有效的协调。
1.3 “两心”重合的原则
设计过程中尽量使得结构平面布置的正交抗侧力刚度中心与建筑物表面力的作用中心或质心重合(至少也得靠近)，达到减小甚至消除在强风或地震等外力作用下对建筑产生的扭转破坏或者其他类似的破坏。
1.4 注重传、受力者共同抗力的概念
传、受力者共同抗力的概念，即建筑上层结构与其所支承的结构与构件整体共同作用机理。以框支剪力墙和转换梁为例，其实际的受力状态是跨中截面不但承受着弯矩，还承受有轴拉力，这一点可以说明在实际的受力中，上部剪力墙和转换梁起着共同整体抗弯的功用，而中和轴已上移到了剪力墙之上。实际的建筑中所有的结构构件也不是分散起作用的，而是以一种相当复杂的方式进行共同的、协调的受力支撑，是一个整体的、三维的、成体系的结构。
2、高层建筑结构概念设计的主要内容
2.1结构体系的选择
2.1.1 建筑设计首先应考虑的是建筑的功能需求，尤其是高层建筑的设计，高层住宅、公寓、宾馆等一般采用剪力墙结构；商场、车站、展览馆、餐厅、停车库等多层或小高层房屋采用框架结构；大型酒店、写字楼、教学楼、科研楼以及医院的住院楼等建筑宜采用框架―剪力墙结构或框架-核心筒结构。
2.1.2 其次结构体系的选择还可以按照建筑结构设计的要求来进行，高层建筑结构设计一般可以根据建筑的高度、高宽比、抗震设防的类别与烈度等因素对结构体系进行一个初步的选择。
2.2结构的平面布置
2.2.1 平面形状
① 对于高层建筑中的独立的结构单元，一般应以结构平面形状简单、规则、均匀、结构受力明确作为基本原则，这样可以使得其传力直接，利于抵抗水平及竖向的荷载，达到减少扭转破坏及降低构件应力集中的目的。对于平面形状的选择，一般以具有两个或多个对称轴的平面(如矩形、正方形、正多边形、圆形)作为首选。
② 平面的长度不宜过长，长宽比的选择应合适，尤其是对于建筑某些突出部分的长度的设计，由于当平面外伸较长时，外伸出段容易产生不规则振动，导致构件凹角处发生破坏，所以在设计的过程中构件的长度不应太长，应该严格遵循相关设计规范；如果采用复杂的平面形状，应进行更加细致的抗震验算并在构造上予以加强。
2.2.2 结构平面布置的基本原则
① 在一个独立的结构单元内，结构平面的布置应以简单、规则、刚度和承载力分布均匀作为基本原则。由于结构平面不对称容易造成质量和刚度偏心，这将直接导致在地震时引发结构的强烈的扭转效应，所以在设计的过程中尽量做到结构的刚度中心和质心重合，在适当位置设置防震缝形成多个较规则的抗侧力结构单元，从而有效的减少扭转，对于那些严重不规则的平面要尽量避免。
②尽可能避免结构中存在有凹角和较狭长的缩颈部位，因为这些部位的应力集中过于明显，会极大的削弱构件的强度，降低其可靠性。同时还要避免在凹角处或建筑物端部设置电梯、楼梯间，因为这些部位在以后的使用过程中将要承受较大的负载，而恰巧它们又是薄弱部位，所以一般应尽量避免。若确实因功能需要，可以采用剪力墙筒体予以加强。
③在建筑的设计过程中，往往处于功能需求，需要在楼板上开洞，这会大大的削弱楼板的强度和刚度，因此在设计的过程中应采用加厚洞口附近楼板或者在洞口边缘设置边梁、暗梁等措施。
④设置合理的多道抗震防线。由于地震一般具有一定的持续时间，而且可能还存在着多次反复的作用。以汶川地震为例，往往地震过程中的反复作用对结构进行一定的破坏，而最后导致建筑倒塌的根本原因是由于结构的破坏而导致其承受重力荷载的能力丧失。因此在建筑的抗震设计方面，要适当地处理各构件的强弱关系，以“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件、强压弱拉”作为设计的基本原则，形成两道或更多道抗震防线，达到增强高层建筑结构抗震能力的目的。
2.3结构的竖向布置
2.3.1 竖向体形
① 以抗震力作为主要控制因素的建筑，其立面应采用规则、简单的形状，同时还可以使用矩形、梯形、三角形等变化较均匀、连续的几何图形，没有过大的外挑或内收。
② 以风荷载作为主要控制因素的高层建筑，考虑到建筑所承受的风荷载是随着建筑高度的加高而增加，所以一般采用上小下大的梯形、双曲线梯形、三角形和逐渐退台内收的立面形状。
③ 在对高层建筑进行抗震设计的过程中，要避免侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变等竖向不规则结构。
2.3.2 竖向构件布置的基本原则
① 高层建筑结构竖向布置的一个基本原则就是要使得其刚度均匀且连续，尽可能避免造成刚度突变而导致的结构薄弱层，在进行抗震设计时其结构的承载能力和刚度应自下而上逐步减小。
② 当底层或底部若干层取消剪力墙或柱子而采用转换层时，应采用加大落地剪力墙和转换层下柱子截面、加大转换层板的厚度等措施，使得其上下层刚度不会发生较大的突变。
③ 对于高层建筑结构竖向体型不规则的现象，我们可以通过采用对楼层的侧向刚度和楼层层间抗侧力结构的受剪承载力加以限制来控制不规则的程度。
关键词：建筑场地；建筑结构；抗震；概念设计
引言
人们越来越重视建筑物的抗震可靠度概念设计，较好的运用抗震概念和原则是结构抗震设计的必要前提，并且建筑抗震工作一直是建筑设计和施工的重点。因此必须重视建筑结构抗震概念设计，要求设计人员须将结构抗震概念设计与计算分析及构造措施有机地结合起来考虑，并且同时也要做好相关方面的其他各项工作，以保证设计构思的实现。
1.建筑物抗震概念设计相关内容
抗震概念设计是抗震设计中的一个主要组成部分，其是基于震害经验建立的抗震基本原则和思想，包括工程结构的总体布置和细部构造。概念设计的基本内容主要有建筑场地选择；建筑选型与结构布置；设置多道抗震防线；刚度、承载力和延性的匹配；结构整体性的确保；非结构部件处理。
2.影响建筑物结构抗震设计的不确定因素
近年来，我国地震灾害事情频繁发生，因此做好建筑物抗震性能设计已成为当今社会人们关注的重点课题之一。但是目前我国抗震设计水平远未达到科学的严密程度，这就要求在进行抗震设计时应从大的方面入手，做好抗震概念设计工作；并且通过震害分析加强建筑物的破坏规律的认识，从而取得了抗震设计经验，确定了结构抗震概念设计的要点。
2.1地面运动不确定性
众所周知，在地震时的地面运动是多维的，地震动的各个分量对建筑物都起破坏作用。历次地震中强震仪已经多次记录到地面运动的三个正交平动分量，即一个竖向分量和两个水平分量，此外还有地面运动的转动分量。
2.2结构分析影响
在地震概念设计中影响结构动力特性和动力反应的因素有很多，如质量分布的不确定性；基础与上部结构的协同作用；节点的非刚性转动；偏心、扭转及P-A效应；柱轴向变形。考虑或不考虑节点非刚性转动的影响程度可达5～10%；考虑柱轴向变形，自振周期可能加长15%，加速度反应可能降低8%；考虑P-A效应可能增加位移10%。
2.3材料的影响
混凝土的弹性模量随着时间及应变程度而改变。随着时间的增长，混凝土的弹性模量比施工完成后可能降低50%，在应变增大的情况下还可能继续降低，这意味着自振周期可能增长25%，减小加速度反应10%。
2.4阻尼的变化
钢筋混凝土结构阻尼比一般为5%，但当受震松动以后阻尼比可达20-30%，自振周期差异达50%左右。如某项工程中一般阻尼比为10%，但是当收到松动后阻尼比就变成25%，此时的自振周期就为65%。
2.5基础差异沉降的影响
基础差异沉降的影响。按一般荷载设计的框架结构，当地震系数采用0.10，基础差异沉降1cm可能造成设计弯矩72%的误差，而这种误差在设计中一般未予考虑。
2.6地基承载力
地基承载力。考虑地震的偶然性以及短期突然加载的影响，在计算地震对地基的影响时，地耐力取值往往提高33-50%，这些数值都是人为估计，从而也带来设计上的差异。
3.建筑结构抗震概念设计
3.1选择合理的场地
在进行建筑物场地选择时，首先要遵守场地选择的原则，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，避开抗震危险地段，选择好的抗震场所。
建筑物抗震危险地段一般是指地震时可能发生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段，以及震中烈度为Ⅷ度以上的发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。
发震断层：在过去3.5万年以内曾活动过一次，或在5万年内活动过两次的地质构造上的断层。
非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联系的一般断层，在地震时一般不会发生新的错动，并且地下采空区属于危险地段。
不利于抗震的地段：地形上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；从土质上是指软弱土、以液化土，故河道、断层破碎带、暗埋塘滨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。
对于上述不利地段，应提出避开要求；当无法避开时，应采取有效措施。而选择有利于抗震的场地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。在选择高层建筑的场地时，应尽量建在基岩或薄土层上，或应建在具有较大“平均剪切波速”的坚硬场地土上，以减少输入建筑物的地震能量，从根本上减轻地震对建筑物的破坏作用。
3.2建筑的平立面布置
一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。建筑的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层，因为对称的结构容易估计其地震时的反应，容易采取构造措施和进行细部处理。地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；正六边形、正八边形、椭圆形、扇形也可以；不宜采用有较长翼缘的L形、T形、U形、H形、Y形等平面形状，同时也要注意不规则的平面类型布局和建筑物的立面布置，在地震区高层建筑的立面应采用矩形、梯形、三角形等均匀变化的几何形状，尽量避免带有突然变化的阶梯形立面。如图1建筑立面布置图。
3.3结构选型与结构布置
结构材料的选择要从抗震角度考虑，作为一种好的结构材料，其结构材料应具备：延性系数高（如钢结构）；强度，重力比值大（如轻质高强材料）；匀质性好；正交各向同性（变形相同）；构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性；并能发挥材料的全部强度。
现在建筑物一般采用混凝土结构，应为其具有现场浇筑，整体性好、就地取材、造价较低、有较好的抗侧移刚度和保护非结构构件以及良好的设计可保证结构的延性等优点，但是其在周期性往复荷载作用下，刚度因裂缝而降低；构件开裂处钢筋的塑性拉伸，使裂缝不能闭合；在低往复荷载下，杆件塑性铰区混凝土产生反向裂缝导致混凝土破碎，产生永久性的剪切滑移。因此正确认识建筑物抗震机构，才能确保建筑物的稳定性。
3.4确保结构的整体性
建筑物的结构应具有连续性，因此采用现浇钢筋混凝土结构，其整体性和连续性较好，薄弱部位――施工缝；半预制钢筋混凝土结构应预制楼板端部做成齿槽状，将少数肋伸入混凝土墙内，保证整体性。
3.5刚度、承载力和延性的匹配
建筑并不是愈刚愈好，二者应相互匹配，要刚度、承载力要与延性想匹配：①钢筋混凝土剪力墙体系就是适应这一观念而设计的，其特点为抗侧移刚度大，自振周期较短，地震作用较大；若增加墙厚和数量、减小横墙间距，则刚度增加，但地震反应加大。②框架一剪力墙结构可能会因承载力不足而破坏，其自振周期的大小决定于抗震墙的数量。数量少而薄，刚度低，周期就长，地震剪力就小，但抗侧移能力也低。③就是刚性与延性这对于有框架和抗震墙或由框架和支撑组成的双重体系中，框架刚度小，承担的地震剪力小，而弹性极限变形大；墙体或竖向支承刚度大，承担的地震剪力大，而弹性极限变形小；在往复地震动的作用下，墙体和支承由于弹性变形能力差而出现裂缝、杆件屈曲，水平抗力降低，而此时的结构层问位移角远小于框架的弹性极限变形值，框架的水平抗力未得到发挥；由于体系中各抗侧力构件的刚度与延性的不匹配，造成各构件不能同步协调地发挥水平抗力，出现先后破坏的各个击破情况。
4.结束语
综上所述，在面对日益重要的建筑结构抗震设计，以及近年来多发地震灾害，加强建筑物的抗震结构设计已成为目前我国建筑工程建设中的首要任务。因此加强设计人员在日常设计工作中，必须学会熟练运用概念设计，并使这一理念贯穿于结构设计工作的整个过程当中，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。
参考文献
[1]曾庆玲.抗震结构的概念设计[J]，黑龙江水利科技，2010：09-10.
[2]陈建华，于明.关于建筑结构概念设计的一些思考[J].低温建筑技术，2010：11-12.
【关键词】建筑结构；抗震技术
1 建筑结构抗震概念设计
结构抗震的基本目的是赋予建筑特定的抗震功能，要达到这个目的，应做到如下几点：第一，合理选择与利用建筑场地。第二，控制建筑结构平、立面布置的规则性。第三，采用合理的结构形式。第四，采用合理的抗震构造措施。
1.1 合理选择与利用建筑场地
建筑抗震性能的发挥首先取决于建筑场地的抗震性能。地震发生后，场地的震动会直接对建筑该场地的建筑结构产生相应的破坏力，并且产生一系列的间接破坏，如砂土化、滑坡、地基沉降等危害。而选择合理的适当的建筑场地，不仅可以赋予建筑更强的抗震性能，还能有效地降低投资成本，促进经济效益的提升。有利地段地震破坏作用相对较小，建筑抗震需要的物资投入相对较少；不利地段，地震破坏作用相对较大，建筑抗震需要的物资投入相对较大。选择与利用建筑场地的总体原则是：利用有利地段，避开不利地段，杜绝利用危险地段。
理想的情况是选择抗震有利地段，避开不利抗震地段。而在工程实践中，由于土地的权属关系，对任何一个建筑投资或建设者而言，建设用地不可能自由选择，只能根据所得建设用地的具体情况建设与之适应的建筑，或者采用满足设计、施工需要的场地改造后建设需要建筑。在建设之前，建设方需委托地勘单位对拟建场地进行满足设计、施工需要的地质勘察与勘探，同时综合评价场地是抗震有利地段还是抗震不利地段，目的是让参建各方正确、充分、全面地认识与了解建筑场地的地质状况、地势地貌以及地震活动状况。
建设场地有地震不利的地段时，应该尽量的避开不利地段布置建筑；当这些地段无法避开时，应该有效的具体措施进行解决，如场地改造或采用与之适应的建筑结构形式与结构构造。对于用地范围较广的大型建筑群项目，规划阶段应尽可能将主要的、体量大的、规则性较差的建筑布置在最有利地段，其余次要建筑布置在欠佳的有利地段或不利地段。场地属于危险地段时，例如地震活动相对频繁、活跃以及生态比较脆弱的区域，根据相关规定禁止建造建筑，以有效的规避因地震导致的滑坡、泥石流等自然灾害给建筑物带来的威胁。对建设方而言，当所得用地属于危险地段时，或属于无力避让且无力改造的不利地段时，需与政府工地部门协商，另求合适的建设用地。
1.2控制建筑结构平、立面布置的规则性
据相关地震调查研究可知，地震灾害通常发生于建筑结构的突变处。若刚度中心与质量中心发生较大的偏离，则很容易造成结构发生扭转或者平移的现象，从而导致严重地震破坏的发生。在建筑不具备较高的整体性，传力途径受到阻碍的情况下，结构的抗震性能就会受到很大的影响。
规则的结构，传力路径明确，计算分析时容易准确估计地震作用的大小与抗震不利部位，设计时有可靠度较高的依据。而不规则的建筑结构，传力路径相对复杂，计算分析时不容易准确估计地震作用的大小以及容易破坏的部位，设计依据不是很明确，结构安全存在一定的隐患。若结构设计方案缺乏科学性以及合理性，不仅会导致资源的浪费，还会给结构的安全性带来较大的隐患。
因此，在方案阶段设计平立面时，应该重视对称和规则，为提高结构抗震性能奠定良好的基础，有利于建筑在地震灾害中有效规避可能受损的情况。在抗震设计时，应尽量避免不规则的结构设计。若建筑方案设计不得已采用了不规则的结构布置，则需应利用空间结构计算模型进行合理、仔细的计算与分析，在设计时对结构对薄弱部位进行强化设计，提高结构的延性、抗压能力、抗倾覆能力、抗倒塌能力等抗震性能。对于某些重要的、不规整建筑，需结合震动台模拟实验结果、理论计算结果，综合考虑薄弱部位及相应破坏力的大小，为加强和深化结构薄弱部位、应力复杂部位的设计提供可靠度较高的依据。
1.3 采用合理的结构形式
不同的结构形式，抗震性能不同，适用范围不同，在建筑方案设计阶段，对单体建筑或大型建筑内部独立的结构单元，应结合建筑的使用功能、体量及地震作用的大小，选择相适应的结构形式。比如，框架结构适用于商业、办公、学校、车库、医院等房间开间、进深尺寸较大的建筑；而异形柱、剪力墙结构适用于墙体分割较多、房间开间尺寸较小的普通住宅建筑；框架核心筒、筒中筒结构适用于超高层商业建筑；别墅建筑常用异形柱框架结构、高层住宅常用剪力墙结构、多层住常采用短肢剪力墙结构；相对于剪力墙结构，框架结构（巨型框架除外）适用的建筑总高度较低，而筒体结构适用的建筑总高度较高。
2建筑结构的抗震技术
2.1主动控制技术
主动控制是指应用现代的控制技术，实时跟踪和预测输入地震动和结构的反应，在作动器的作用下对结构施加一定的控制力从而实现结构系统特性的改变，使结构和系统性能在一定条件下可以满足优化准则，进而使结构地震反应显著减小。主动控制大多分为开环控制和闭环控制两种，开环控制的方法是指对系统的扰动输入进行科学的测量，根据系统扰动输入的情况进行综合的处理。其中开环控制的在线计算较小，对系统元件的精度要求也相对较高，不具备良好的抗干扰能力。而闭环控制方法则是通过适当的系统状态反馈和输出反馈，从而起到一定的控制作用，进而控制结构的振动。相对来说，闭环控制方法的在线计算较大，抗干扰能力也相对较强，对控制元件的精度要求不高，可以对较高的控制效果进行持续监测。
2.2被动控制技术
被动控制技术即指在结构的某个部位附加一个子系统，或是对结构的自身构件进行一定程度上的构造处理，从而改变其结构体系的动力特性。被动控制技术主要包括吸振技术和耗能技术两种。由于被动控制技术的结构相对简单，造价相对比较低，其易于维护，无需外界能源的持续供应等优势，逐渐成为了建筑结构抗震技术中的重点研究对象，在实际应用中使用相对比较广泛。
2.3混合控制技术
混合控制技术是将主动控制技术与被动控制技术相结合作用在相同的结构上，从而实现结构震动控制的形式。根据两种控制技术的组合方式混合控制技术可以分为主从组合和并列组合两种形式。其中主从组合方式是将某一控制作为主要的控制部件，在以主要部件为主体实现其他部件的结构控制。并列方式是使两种控制技术独立工作，在长时间的实践过程中，大多以被动控制为主要控制方式，而主动控制则为辅助的主从结合，通过两种控制技术的结合，扬长避短，在确保建筑结构抗震安全性的同时提高建筑的风震舒适性。在被动控制中引入主动控制可以明显提高系统的控制效果，提高系统的可靠性。而在主动控制中引入被动控制则可以对控制力度进行适当的调节，提高系统的稳定性。因此，相对而言混合控制技术具有较大的优势，在建筑系统中应用混合控制技术对提高建筑物的安全性和稳定性有着重要作用。
3.小结
随着建筑行业的不断发展，抗震设计在建筑物结构设计中已经成为了不可或缺的关键环节，通过合理的概念设计，采用合理的抗震技术，可有效提高建筑结构抗震性能。在设计抗震结构时应充分结合建筑的实际情况，设计出科学合理的抗震结构，避免建筑物在使用过程中出现安全隐患。
【参考文献】
[1]代梅叶.结构抗震技术设计及施工要点分析[J].民营科技，2014，（2）：201.
关键词：高层建筑结构； 概念设计
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
随着经济的发展，建筑结构越来越高，造型越来越复杂，竖向体型不规则，墙体凹凸转折，平面布置不规则，楼板大开洞等结构型式很适应市场的需求，但却对结构工程师的工作提出了更高的要求。随着科技的发展，人们已经不用在进行复杂的手算，通过一体化计算机的计算，可以很快的判断结构结构的强度和变形是否满足规范的要求，但是设计软件的计算都有它的基本理论假定、应用范围、限制条件等，需要对计算的结果作正确的判断和取舍。作为一名结构工程师，在高层建筑结构的设计中，应本着积极、主动的态度，自觉地完成高层建筑结构概念设计，设计符合规范要求又满足人们需求的高层建筑。
一、高层建筑结构概念设计
高层建筑结构概念设计是指工程结构设计人员运用所掌握的理论知识和工程经验，在方案阶段及初步设计阶段，从宏观上、总体上和原则上去决策和确定高层建筑结构设计中的一些最基本、最本质也是最关键的问题，主要涉及结构方案的选定和布置、荷载和作用传递路径的设置、关键部位和薄弱环节的判定和加强、结构整体稳定性保证和耗能作用的的发挥以及承载力和结构刚度在平面内和沿高度的均匀分配；结构分析理论的基本假定等等。概念设计是一种思路，是一种定性的设计，它不以精确的力学分析、生搬硬套的规范条文为依据，而是对工程进行概括性的分析，制定设计目标，采取相应的结构措施。
二、概念设计对于建筑结构设计的意义
2.1方案更完美
概念设计可以在建筑设计的方案阶段有效地对结构体系进行构思、比较并最终做出选择。由概念设计所得到的方案往往概念清晰、定性正确，这一方面能避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，同时也使概念设计具有较好的经济可靠性能。
2.2强烈的创新性
一般来说，概念设计做得较好的工程师，其结构概念将随他实践的积累越来越丰富，设计成果也越来完善。但是，随着社会分工更细，很多结构工程师还停留在只知道依赖规范、参照设计手册、应用计算机程序做习惯性传统设计的阶段，这样做出来的设计缺乏创新。因此，要展现先进的设计思想，就必须引进结构设计概念。
2.3判断电算结果可靠性
掌握好概念设计一方面可以保证正确的设计原则，另一方面也可以解决设计中出现的问题以提高设计水平。而且，当发现设计中出现了技术问题时，可以利用概念设计来分析原因，找到问题的症结所在，这个方法尤其适用于判断电算结果。
三、高层建筑结构概念设计的主要思想
3.1 建筑结构的协调
建筑师往往追求功能齐全、造型独特、新颖的高层的建筑，然而结构工程师要使这样的建筑实现出来往往会有很大的困难，或者付出很大的代价才能实现，不满足适用性和耐久性的要求，所以概念设计要求结构师参与到建筑的方案形成阶段，利用结构师掌握的结构知识协调建筑师进行建筑平立面的选择与调整，使之既功能齐全，美观大方，符合建筑设计的要求，又能使结构尽量规则，符合结构设计的要求。
3.2 结构体系选择与结构布置
结构体系是指结构抵抗竖向荷载和水平荷载时的传力途径及构件组成方式，在高层建筑中，设计中主要考虑抵抗水平力的作用，因此抗侧力结构体系的确定和设计成为结构设计的关键问题，在大多数情况下，它与竖向荷载传力体系是统一的。高层建筑的抗侧力体系近年来有很了很大的发展，由最初的框架、剪力墙结构等基本体系，发展为框架- 剪力墙体系，继而又发展了框架-筒体体系、框架-筒体-伸臂体系、框筒体系、筒中筒体系等等。然而不同结构体系的抗侧刚度、竖向承载力、延性及结构布置的要求是不同的。框架结构建筑平面布置灵活，构件类型少，设计和施工都较简单，但其抗侧刚度小；剪力墙结构整体性好，抗侧刚度大，侧移小，但其平面布置不灵活；而框架－剪力墙结构则综合了框架结构和剪力墙结构的优点，并可以设计成双重抗侧力体系，框架－剪力墙结构设计中要注意的就是剪力墙的布置要均匀，刚心与质心重合或相近，且剪力墙数量不宜过多。
结构水平布置在结构设计中处于举足轻重的地位，它涉及结构安全、受力合理，结构经济、施工方便等方面。结构平面布置宜简单、规则，尽量减少突出、凹进等复杂平面，使结构平面内方向刚度均匀，即使“刚心”与质心尽量靠近，减少结构地震作用下的扭转。影响平面刚度是否均匀的主要因素是剪力墙的布置，不宜将剪力墙集中布置在结构的端部，这样在地震作用下结构会有很大的扭转，将结构对称的布置在结构的两边或将剪力墙布置成井筒可以很好的减少扭转。周边布置剪力墙， 或者周边布置很大的框筒，都是增加结构抗扭刚度的重要措施，有利于抵抗扭转[。
结构沿竖向刚度宜均匀，避免软弱层或薄弱层，减少鞭梢效应，结构宜做成上下等宽或由下向上逐渐变小的体型，做到立面和竖向剖面规则，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下向上逐渐减少，避免建筑立面有较大的收进、局部有大开洞或者顶部有小房间造成建筑立面体型沿高度变化。楼层的刚度突然减小或突然加大都会使该层及其附近楼层出现薄弱层从而使地震反应（位移和内力）发生突变而产生震害。
3.3 高层建筑概念设计的其他问题
高层建筑的概念设计，除了考虑结构体系选择与结构布置外，还应对一些特殊部位进行细部设计和加强构造措施，把结构设计成多道设防的结构即超静定结构，必要时还可以通过缝的设置来加强结构的整体性。
从抗震设计的角度的出发，我们经常采用的是“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点”的设计要求，就是通过概念分析和结构计算估计受力不利部位和薄弱部位，让结构某些特定部位出现预期的合理破坏模式，下意识的减弱某些部位的承载力，使它屈服提前出现塑性铰，以便保护其相连的重要构件。
抗震结构还应该做成具有多道设防的结构，第一道设防结构中的某一部分先屈服或破坏。同时要注意分析并控制结构的屈服或破坏部位，控制出铰次序及破坏过程。有些部位允许屈服或允许破坏，而有些部位则只允许屈服，不允许破坏，甚至有些部位不允许屈服。例如，带有连梁的剪力墙结构，通常将连梁作为第一道设防，允许它先出铰或破坏，墙肢作为第二道设防仍然可以抵抗地震力。
结构分缝是结构布置中一个重要组成部分，特别是体型复杂，平、立面不规则结构，可在适当部位设置防震缝。
四、结束语
总而言之，概念设计是结构设计的核心和灵魂，其宗旨是要求建筑师和结构工程师明白在目前科技发展和设计计算的水平上，如果结构设计得严重不规则、整体性差，只凭结构力学分析来进行计算，是难以保证结构的抗风、抗震功能的。运用结构概念设计从整体上把握结构的各项性能，这样才能对计算分析结果进行科学的判断、合理的采用，保证工程项目的经济性与安全性，设计出更加安全、适用、可靠、经济的高层建筑。
参考文献：
关键词：建筑结构设计；概念设计；结构；措施；研究
建筑结构形式多种多样，有很多建筑结构利用传统的设计方法无法正确的计算出所需要参数数据，即使能够计算出来也存在着一定的误差，而概念设计是从整体、宏观的角度来考虑建筑结构，能够准确的计算出结构所需要的各种参数，以此来提高建筑结构的性能。
1 建筑结构设计的概念设计的相关问题
建筑结构设计不能永远遵循一种设计理念，否则将会阻碍建筑行业设计的发展，尤其是在建筑结构形式多样的今天，更需要转变设计理念，将全新的设计理念应用在是实践中，因此来保证建筑结构设计领域获得长久发展机遇。概念设计理念在这种情况下，应用而生，在此，笔者将对其进行详细的介绍。
1.1 概念设计含义
概念设计与传统的设计相比最突出的特点就是简洁，因为有些建筑结构利用常规的方法无法对其进行精确分析，而有些建筑结构设计规范也没有对其进行具体的规定，在这种情况下，使用概念设计能够解决设计过程中遇到各种问题。所谓概念设计就是从建筑整体出发，以宏观角度来完成建筑结构的设计任务，在设计中需要将建筑看作是一个整体体系，而将建筑结构看作是分体系，两者需要综合考虑，掌握其中的破坏机理，处理好两者之间的力学关系。概念设计在应用过程中，需要从总方案入手，重点处理建筑结构构件延性等问题。
1.2 建筑结构设计中应用建筑结构的重要性
建筑结构设计方法有很多，概念设计就是被普遍使用的一种设计方法，如果能够在建筑结构设计中，充分合理的利用这种设计方法，对结构设计人员来讲，能够增加其实践经验，对建筑结构设计的发展角度来讲，对完善设计理念有着积极的作用。但是在工程实践中，大部分设计人员只是按照设计手册规定的设计方法来进行建筑结构设计，只有很少一部分设计人员尝试使用这种方法，这对我国建筑结构设计理念的更新非常不利，也正是因为如此，我国建筑结构设计缺乏创新，缺少亮点。设计人员在建筑结构设计中经常会遇到理论与实际不相符的人情况，尤其是参数计算的理论数据几乎与实际要求一直存在差异，甚至有些建筑结构构件所需的各项参数数据不能使用正常的途径计算出来，这时如果能够充分的利用概念设计，对建筑结构设计进行优化，将非常容易的解决无法计算的问题。设计人员在此基础上，设计出最佳方案，既能够节约成本，又能够保证建筑结构安全可靠。一般情况下，设计人员使用概念设计方法，需要掌握大量的结构理论，并且具有丰富的实战经验，对建筑所有结构的各项性能都有所了解，这样才能设计出优良的建筑结构设计方案，顺利完成设计目标。
2 建筑结构设计的概念设计与结构措施
概念设计的应用能够有效的提高建筑结构的安全性，尤其是抗震性能，其具体的措施如下：
首先，确定建筑施工场地，场地条件必须达到相应的标准，有利于提高建筑物的整体抗震性能，一般情况下，平坦的场地有利于建筑施工，建筑结构稳定性也有所保证，但是很多建筑物都不能建在平坦的地方，这时就需要尽可能的避开不利地段，或者利用概念设计计算出建筑结构所需的抗震性能，以此来保证建筑结构稳定；其次，正确选择建筑结构材料，建筑材料性能一定要有所保证，尤其强度性能，一般情况下，使用的建筑结构材料都需要达到高强度的要求，以此来保证建筑结构达到抗震要求；再次，优化建筑构件，在设计过程中，选择性能优良的建筑构件，并且需要设置多道防线，尤其是抗震防线，使其能够承受地震的破坏，而且在地震持续破坏中，能够保证建筑结构稳定；最后，在提高结构抗侧移刚度的同时，选择性提高重要构件的延性，使建筑结构达到合理刚度与承载力分布，加强建筑物的抗震性能。
除此之外，具有以下措施，保证抗震的构造连接与经过计算的节点连接，把握好整个构造连接在规范内的度的问题，确保结构的整体性；让建筑物的平、立面布置与概念设计的要求相符，杜绝不规则方案；抛开常规的以计算机完成设计计算的方式，合理运用设计的实践经验，以概念结合实际问题进行综合的分析计算，并实行合理调整。
3 概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用
我国建筑结构设计统一采用概率极限状态理论，以使建筑结构设计达到技术先进、经济合理以及安全使用的设计标准，但是概念极限状态设计在运算时也会有一些不够精确的近似，不能精准预估建筑物的实际承载力，所以需要结构工程师将概念设计结合结构措施有效应用到建筑结构设计中去。建筑结构设计中有关概念设计与结构措施的应用主要体现在以下两个方面：
3.1 协同设计工作与结构体系
建筑结构构件要在能承载各类极限状态下的合理受力而不受破坏，就需要各构件之间相互配合协调，共同工作。协同工作理念已经在建筑结构的设计中得以不断延伸，只是建筑结构的协同工作集中在建筑基础与上部结构关系的整体上，不能对二者分开进行处理。同时还应注意到建筑结构各构件的应力承载水平，特别是在高层建筑的结构设计中，应避免过多短柱以使同层承力柱都保持在相同的水平位移范围内。但随着建筑高度的增加，就必须增加短柱数量以免底层的竖向承力柱截面积过大。其实，高层建筑结构设计的重点是抵抗水平力的作用以防出现扭转变形现象，而将巨型钢管柱设置在建筑结构四周的设计有效抵抗高层建筑的水平作用力，增强了高层建筑抗侧力结构的抗变形能力和稳定性能。
3.2 协同设计工作与材料利用率
结构概念设计与结构措施的重要内容之一就是协同设计工作与材料利用率的应用，建筑结构设计的协同工作成都随着设计材料利用率的提高而不断提升，尽可能地提高设计材料的利用率，可以在保证建筑工程质量的同时降低生产成本并减少经济耗损。同时，协同设计工作原则与建筑整体设计的工作原则保持一致，结构工程师在建筑结构概念设计不断受到重视的现代建筑结构设计中，在深入扎实自己结构设计的基本理论知识基础的同时，应不断汲取实践经验中的先进设计理念，让建筑结构设计工作做到尽可能精益求精。
结束语
综上所述，可知将概念设计理念应用在建筑结构设计中十分必要，既有助于提高建筑物的整体性能，也有利于我国的建筑结构设计理念的应用与创新，进而促进我国建筑结构设计行业的发展。
参考文献
[1]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（6）.
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