建筑結構概念設計論文3篇范文

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第一篇

1概念設計的重要性

概念設計在建筑結構設計中的應用非常廣泛，不僅僅是在基礎的設計和抗震設計中有所體現，而且在高層建筑中也有所體現，并且越發顯得重要。主要體現在3個方面：（1）為了彌補現行的結構設計理論而存在，可以彌補計算結果與結構實際受力狀態相差甚遠的理論缺陷，也可以實現對無法計算的結構構件進行設計。（2）在進行建筑結構方案設計的初期，計算機很難進行工作，因此必須依靠理論和經驗進行有效地完成設計工作，在這種情況下，必須借助設計工程師的經驗和概念設計來進行初步的工作。通過概念設計能夠有效地對方案進行整體規劃，有效地篩選出效果好、造價低的設計方案，從而確定結構布置和方案等。（3）近年來計算機技術在建筑業得到廣泛的應用，但是其高精度的結果，很容易對設計人員設計的結構產生誤解，使人員養成過分依賴計算機結果的習慣，這就使得很多結果不能夠有效地發現錯誤，造成一定的損害和損失。因此在建筑結構中運用概念設計能夠在開始就有一個整體思路，確定其正確性，避免在后期設計和施工中出現不必要的麻煩，也可以成為計算機分析后輸出數據驗證的重要佐證。

2進行概念設計的首要原則

2.1合理選擇結構原則。

我們在進行設計時不能僅僅設計一套方案，而應該有備案，從所有的方案及備案中選擇適合的方案，在選擇方案的時候要注意方案結構的經濟性，也要注意方案的切實可行的結構體系和形式。在進行概念設計的時候要注意設計的要求、地理的自然環境、施工條件等。

2.2形成良好結構體系。

要想形成建筑物的良好的結構體系，需要對結構構件承載能力共同受力、共同交形和協同工作等進行有效的分析，并正確處理上部結構與基礎方面的關系，而且應該把兩者看作一個統一的整體，不能分割對待。

2.3適當選用計算簡圖，正確分析計算的結果。

我們在進行結構計算的時候應該仔細，并使用計算簡圖，很多事故與計算簡圖的使用不當有關，因此要保證結構的穩定性，選擇適當的計算簡圖，在進行施工的時候計算簡圖應有相應的構造措施來保證。我們現在的建筑很大程度上依賴現行的軟件進行計算，在計算的時候由于人工輸入有誤或者軟件本身的問題常常造成分析的結果出現錯誤。所以我們工程師應該準確把握程序的使用范圍，結合概念設計對計算出的結果給出正確評價，做出合理判斷。

3概念設計的應用

3.1抗震概念設計

地震是自然界中時常發生的自然活動，因為它很難被預測，所以對建筑物的抗震性有很高的要求。我們在進行建筑物設計時要運用概念設計，在宏觀上對抗震結構有效地進行控制，正確分析計算結果，對薄弱的建筑結構設計合理、適當地進行改進，只有這樣才能設計出較為經濟、性能優越的抗震結構建筑。在進行抗震概念設計的時候，要充分考慮以下幾個方面：（1）采取必要的措施來保證地基的穩定，在進行地基建設的時候要求選擇有力的抗震場地,防止地面變形造成直接影響。（2）相同的結構單元應該設計在相同性質的地基之上,并需要采取合理的基礎設計。在設計的時候應該最大限度地發揮地基的作用,保證以后建筑的抗震穩定性。（3）在我們進行抗震概念設計的時候，對于建筑物的體型應該要求規則對稱、剛度變化均勻，防止地震發生時產生形變。（4）強調結構空間的平整性，在豎向上要求確保有足夠的剛度來保證整體的強度，在平面上需要加強整體的連接度。（5）在進行抗震概念設計的時候，要對減輕建筑結構的自重，從而減少地基的壓力，進而降低傳向建筑物的震動性。

3.2高層建筑結構概念設計

在高層建筑中應該注意以下幾個問題：（1）在進行高層建筑結構概念設計的時候，要求正確認識高層建筑的受力點，選擇合理的結構類型。其在結構方面是一個豎向的懸臂結構，在水平方向的荷載影響要遠遠大于豎直方向，因此在設計的時候，應該注意其水平方向的受力情況。（2）在進行高層建筑概念結構設計的時候，還應該考慮到建筑結構的用途和建筑的高度，根據這兩個方面進行相應的結構抗側力體系的設計工作。（3）在進行高層建筑結構概念設計的時候還應該注意結構布局的合理性，這種結構布局會在很大程度上影響建筑整體建設的穩定性、經濟性和施工的合理性，如果不加注意將會造成結構不穩定，出現倒塌等現象。

4結語

在我國建筑行業的發展中，我們應該積極探索概念設計在建筑結構設計中的應用，不僅僅要在抗震性、高層建筑中加強概念設計的應用，還應該在基礎設計上進行概念設計的應用。在進行概念設計的時候還應該加強理論與實踐的結合，并且應該運用概念設計對計算機所輸出的數據結果加以驗證，從而有效保證數據的正確性。

作者：苗寅趙伯霖

第二篇

1建筑結構總體概念設計

1.1建筑結構的對稱性的重要性

高層建筑體系中，對稱性主要是指抗側力主體結構對稱，在平面設計中。一般比較容易實現平面設計中簡體框架結構、框架結構和剪力墻結構的對稱。而在豎向結構布置中，無論是那些幾何圖形還是樓層剛度的相關的變化，對稱性都應該是立面設計中最值得考慮的問題。不對稱的布置會產生剛度以及強度上的突變，使得豎向的應力集中或者是變形集中，從而導致建筑在中小型地震中遭到了損壞、而在大震時就會面臨倒塌的嚴重后果。對于L型、T型、S型等不對稱的平面復雜結構，主要取決于建筑功能和設計風格和方向，但這種結構內部結構的基本對稱也是可以實現的，結構工程師會對這樣的平面做合理的結構布置。設計結構的不對稱除了引起變形不利于抗力承重以外，也容易造成材料浪費，成本增加。在水平荷載作用下結構側移已成為高層建筑設計中的關鍵控制因素，建筑平面的形狀宜選用風壓較小的形式，并應考慮鄰近高層建筑對其風壓分布的影響，還必須考慮有利于抵抗能力和豎向荷載，在地震作用下，建筑平面要力求簡單規則。風荷載作用下則可適當放寬，因為結構整體彎曲變形所引起的側移與結構體系抵抗傾覆力矩的有效寬度的三次方成反比例關系，所以不宜建筑寬度很小的建筑物。

1.2合理的建筑結構體系選擇

①概念設計應對建筑物結構體系有明確的簡圖和合理的抗震說明。②設計應對整體抗震能力和重力荷載有一定承載能力和防御能力，不能因為部分結構的破壞而影響整體結構。③結構體系宜具有合理的剛度。主體抗側力結構的剛度合理是高層建筑結構設計的重要指標之一。1）主體抗側力結構剛度過大，結構的基本自振周期縮短，地震作用加大，結構承受的水平力，傾覆彎矩加大，地基基礎的負擔加大，此時結構的截面和相應的構造配筋增加較大，不經濟。2）主體抗側力結構剛度過大，勢必造成結構所占的面積，空間加大，影響建筑作用，降低建筑平面利用系數，不合理。

2建筑結構的簡化計算

2.1科學選用結構方案

科學的結構方案包含結構體系以及結構形式的合理性，要確定結構體系的整體布置、抗震節點設計等。在設計時，建筑師對建筑體要求，材料，結構特征以及地質條件施工技術等做整體評估，并同施工方和業主方協商，簡化計算，確定結構，擬定策略，方案結構的初選是概念設計的必選之路，也是切實可行的最簡單快捷的方法。

2.2使結構設計經濟合理

住宅建筑越來越商品化，作為投資方總是希望利潤最大化。由此在結構設計時不僅要滿足“規范化計算”，而且還要在安全、符合現行國家規范前提下，從各個環節進行優化設計，多個方案做比較，使最終的成品要安全可靠、經濟合理，節能節材，降低造價。概念設計通過對高層建筑簡化計算，先確定主體抗側力結構并合理規劃樓層結構和截面，再通過電算對概念設計進行深化和精確，這樣不僅能節省電算時間，結果也比較準確，從而使結構設計更加經濟合理。

2.3確保計算結果的準確性

現代基本上采用計算機軟件設計建筑結構，這樣的設計軟件較多，往往各類軟件計算的結果存在一定差異。因此，設計師不能太依賴軟件，而應從實際出發，并根據自己多年的經驗，對數據進行具體分析，并嚴格按照制度進行。

3概念設計在建筑結構設計中的應用

3.1平面設計

平面設計總圖用來正確確定臨時建筑及其他設施位置，以及修建工地運輸道路和解決排水等所需的資料；一切已有和擬建的地下、地上管道位置。用來決定原有管道的利用或拆除以及新管線的敷設與其他工程的關系，并注意不能在擬建管道的位置上搭設臨時建筑。

3.2剖面設計

建筑剖面設計主要解決層高（凈高）、室內外高差、垂直交通（樓梯的豎向布置）這三個問題。是建筑師對建筑物內部的處理，結構工程師能夠在剖面圖中得到更為準確的層高信息及局部地方的高低變化，剖面信息直接決定了剖切處梁相對于樓面標高的下沉或抬起，又或是錯層梁，或有夾層梁，短柱等，對剖面的設計能直觀的反應設計要點。

3.3建筑基礎設計

建筑基礎設計不僅與地基相互作用，也牽涉到上部結構的穩定性。要考慮到地區的原始材料，如氣候問題，交通、公共排水溝，易燃易爆妨礙人體健康的設施布置等。也要考慮到建筑地域的豎向資料和土方平衡，用來解決水、點管線的布置和土方的填挖，取土、棄土位置，還要考慮到樓層材料和承重力，控制高低層的沉降差很重要，地基沉降量不能過大，過深。依附于天然地基的建筑，低層一般采用雙向條形或單獨地基，若高低層不分開，應確保地基條件好，或者直接采用樁基，地下室有直通要求或上部結構層數差別大，必須做成整體基礎就可采用這種形式。通往地下車庫的通道應平行于外壁，便于鋪設防水層，也能保證高層建筑的整體連接。

4結束語

總而言之，概念設計是建筑結構設計中不可或缺的一部分，建筑設計人員在進行結構設計時，應該重視相關結構的概念設計，而不是僅僅依靠先進的計算機技術來進行設計，充分利用自身的設計經驗和實踐實際，不斷提升自身的設計專業技能，才能不斷提高概念設計的水平，從而提升建筑結構設計的品質。

作者：徐月兒

第三篇

一、概念設計在建筑結構設計中的重要性

概念設計作為當前主流的建筑設計方法，展現了當前最先進、最科學的設計思想，結構工程師在進行概念設計時需要從整體角度出發，以整體概念對結構設計進行規劃，對于各個結構之間的關系進行研究分析。首先，當前我們所使用的傳統的結構設計方法和計算方法中存在著很多的漏洞，在一些方面甚至出現矛盾或者說是悖論，所以在具體的操作過程中往往讓人難以抉擇。比如說在混凝土的結構設計中，有些人是使用彈性理論的方法進行，另外一些人使用的是塑性理論的方法進行，所以在具體的計算過程中往往出現不一樣的結論，所以為了消除這些方面的影響，對于實際的計算要從實際情況出發，結合實際情況選擇良好的計算方法。另外，對于建筑方案的設計在初期是不可以通過計算機進行的，結構工程師應該選擇最優的結構概念，盡量快速、經濟地開展。

二、概念設計在建筑結構設計中的運用

（一）結構總體概念設計

1.建筑設計應重視建筑結構的規則性在高層建筑的設計中要注意結構的規則性，指的是建筑抗側力主體結構要對稱。當前常見的對稱性結構主要有簡體框架結構，剪力墻結構，框架結構等。這些結構大多數是對稱的，而不對稱的那些結構大多數是比較復雜的類型，比如說L型、T型、S型，樓電梯間等，這些建筑物的一側和另一側往往是不同的，所以很難實現對稱操作。結構工程師從建筑結構的實際布局出發，對于平面的布局、剪力墻的布置等都要進行合理處置，對于結構的剛性和平面的型心進行對稱性布局。如果建筑結構不對稱程度較大，那么可能會導致較大的變形，這種情況下不利于建筑的正常使用，也可能造成建筑物的成本增加。2.合理的建筑結構體系選擇（1）結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。首先，建筑物的梁柱應該盡量將垂直重力荷載最快傳遞到另一端，豎向的構建應該均勻，避免出現壓力的二次轉移；其次，對于轉換結構的設計應該使得上下荷載傳遞得更為順暢；最后，整體抗側力的結構設計必須使得傳遞更快連續，壓力要均勻。（2）結構體系如果因為其中存在的某點問題而出現失衡的話，整體結構就會喪失穩定的抗震能力。（3）建筑物結構的承載能力必須得到保證，另外還要有很好的變形能力和減緩地震破壞的能力。（4）結構體系宜有多道抗震防線。建筑結構的剪力墻結構是保證建筑防震抗震的重要結構，它是抗側力構建抗震的首要防線，所以在實際的設計過程中，必須考慮到此項問題，在建筑結構底部的抗震傾覆力矩和總傾覆力矩之間的比例為1/2以上，這樣才能保證建筑物的安全問題。（5）結構體系宜具有合理的剛度。在對高層建筑進行結構設計時有一個重要指標，那就是主體抗側力結構的剛度合理。其中，如果主體抗側力的結構剛度太大的話，建筑結構的承受水平力就會變大，彎矩的壓力增大，建筑地基的承受壓力變大，所以建筑結構相應的鋼筋配置壓力增加，表現為經濟付出更多，是不提倡的行為；另外，如果建筑主體抗側力結構的剛度太大，就會導致建筑結構的面積和空間范圍增加，會很大程度上影響建筑的利用效率，也是屬于不合理的行為。

（二）建筑結構的簡化計算

1.結構安全度的人為控制對于高層建筑的結構安全度進行控制，當前最常見采用的方法是使用電算軟件程序進行。在具體的計算中，最好選擇那些簡單的、有深度的計算方法，那些很繁瑣的盡量減少，要又快又好地進行人為方面的控制。2.結構設計的經濟合理結構工程師在進行設計的過程中要從經濟的角度出發，在正式的電算之前要對建筑主體的抗側壓能力及結構布局進行正確的界定，然后才是進行簡單的計算和深化，通過這樣的方法可以減少結構整體過程中所需的時間，也大大提高了電算的水平與效率，得出的結論也比較科學合理，讓人們更加信服。另外，對于結構斷面較快地進行結構確認可以大大地加強經濟水平的效率問題。

（三）概念設計在建筑結構設計中的應用

1.平面設計在對于高層建筑的概念設計過程中必須注意到，結構的側移是控制設計中結構穩定的關鍵元素，在水平位置上如何提高建筑的抗側壓能力是結構工程師最為關注的問題，也是他們追求卓越的目標。在對于建筑的水平荷載進行考慮時，平面形狀最好選擇那些風壓比較小的那種，對于建筑周圍的高層建筑所造成的風壓影響也要考慮到，從整體角度出發看待問題，從建筑物抵抗壓力的水平和豎向的荷載壓力角度處理建筑平面的相關問題。另外，對于風壓的荷載作用范圍可以放寬，由于建筑結構的彎曲側移和結構抵抗力矩的寬度之間存在著反比例的關系，所以此類方法適用于那些建筑物寬度大的那些建筑類。2.剖面設計（1）豎向傳力體系設計①務必要嚴格注重建筑的高度比。②高層建筑的抗側力結構剛度，要特別關注剛度是基礎到頂層的不斷過渡，務必要注意防止在豎向上剛度驟然巨變的情形，為的是防止剛度出現變化，從哪個人導致抵抗水平荷載的能力減弱。③因為使用不通過引起剛度突變，還有當結構布置改變而要采用結構轉換層。④高層建筑在錨固深度上要注意，通過深度和當前需要的布置和相關的設備進行空間的分割，將空間分化為各層，這樣可以降低高層建筑的重心，對于建筑物的防震水平有著明顯的提高，是當前最常見的建筑模式。（2）豎向形體設計①截錐形。從下到上不斷縮小樓層面積階梯狀體型，可以較好地加大房屋剛度。和底部相比，房屋頂部的樓面尺寸較小，就建筑使用功能來講具有很大的優勢。②上窄下寬形。在滿足豎向結構的需求后，高層建筑樓身向上根據高度的增加而不斷收進與變細，如此一來能夠很好地抵御風力的侵襲，減少樓體的重心，結構的穩定性大大增強。此類形體具體有退縮體、削楔形兩種形式。上削楔形體的優點是便于抵御地震和風，表現出較強的堅固性。退縮體具有很多種的形式，例如臺階式、截切式、收進式等。③新月形。新月形房屋如同豎向的懸臂殼體，可以較好地抵御側向力的剛度，如同波形的屋面殼體對抗重力荷載，承受重力荷載的順序是柱-殼-框架，豎向的殼體抵御側向荷載，在樓面結構的加勁作用的影響下，殼體可以承受較大的力，新月形的殼體形式可以較好地抵御側向力以及對稱作用。

（四）基礎設計概念

1.基礎與上部結構協同作用基礎不僅僅可以同地基相互作用，同上部結構作用的關系比較繁瑣，如建筑的邊緣部位荷載很大就是個特例。當建造下部結構時，隨著層數的增加，基礎鋼筋應力也會加大，最高值的地方出現在四五層處，隨后根據層數和荷載的加大，應力會不斷縮小。此種作用就是上部結構和基礎相互工作形成的。如果上部結構高低層數相距不小，且地下室有直通要求，就應該首選整體基礎，高低層不分開是有限制的，第一是地基地質較為優秀，也可以選擇樁基礎。地基沉降量應該比較小，關鍵是限制好高低層的沉降差。對于天然地基的建筑，高層部分多數選擇滿堂紅基礎，單獨基礎、雙向條形是應用底層部分。高層建筑一般會設置通道，主要通往地下車庫，通道設置在高層的外壁處，且與外壁平行設置。車道的底板應該設有防水層，確保了高層建筑的整體連接性。2.基礎選型及特點具體采用樁基礎、筏形基礎或者箱形基礎，主要根據建筑的地理位置結構形式來確定。如果地基土質并不堅硬而建筑物具有很多層數，承擔較大的荷載，那么天然地基就達不到要求，樁基礎就是不錯的選擇，其堅實的持力層就會承受上部結構傳遞下來的荷載。對于高層建筑的樁基礎來講，可以采用鋼管樁、混凝土灌注樁、預制鋼筋混凝土樁等。在高層建筑中，箱型基礎應用得較為普遍，整體剛度不錯，且傳遞給基礎的上部結構的荷載比較均勻，對上部結構具有嵌固作用。箱基能夠可靠地抵御不均勻沉降，而且和周圍土體一起協作，提升抗風和抗震效果。如果地基承載力比較低下，上部荷載比較大，就比較適合筏型基礎。由于其較好的剛度，整體性不錯，對于上部結構的荷載具有分散效果，減弱不均勻沉降、基地的壓力。

作者：賈今釗單位：上海華東發展城建設計（集團）有限公司上海區域公司建筑二所