浅析概念设计结构设计中的应用与结构措施

肖明轰

【摘要】随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，我国的建筑业取得了较大程度上的进步，为我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高做出重要贡献。近年来，随着社会经济的不断发展以及科技水平的大幅提升，使得建筑行业在不断发展进步的同时，对于结构设计的质量要求也越来越高，对于建筑行业的建设发展以及设计提升有着直接的作用和影响。本文分析了结构设计中的概念设计与结构措施。

【关键词】结构设计；概念设计；结构措施

引言

结构的设计在建筑行业当中有着十分重要的地位与作用。而在结构的设计当中，又属概念设计以及结构措施最为重要，概念设计的好坏以及结构措施设计的是否合理在一定程度上的反映了设计水平。

1、结构设计概念阐述

对于结构设计来讲，概念设计涉及的面很广，从方案、结构布置到计算简图的选取，从截面配筋到构件的配筋构造等都存在概念的内容。概念设计是相对于量化的计算而言，通过力学规律、震害教训、试验研究、工程实践经验等建立设计概念、设计对策和措施，它比量化计算更能有效地从宏观上处理好结构的安全问题，特别是抗震安全。因此，概念设计也可以理解为应用建筑整体概念对于结构设计过程中可能会遇到的问题进行分析考虑，并从整体上进行解决，以实现结构设计以及总体方案的确定。概念设计能够将结构设计的思想理念进行充分体现，同时也是实现结构设计思想展示的首要方法和手段。

2、关于结构设计与概念设计关系分析

对于概念设计来讲，结构设计是一个逆向设计过程，它是根据概念设计的思想要求以及原理方法完成建筑结构的设计，而结构设计本身也是一个定量设计发展成为定性设计的设计过程，其中，定量设计是指结构内力以及配筋、稳定性、结构变形等的设计。而对于结构设计来讲，概念设计是一种先进设计思想的体现，而结构设计实际上就是在特定空间内以概念设计的整体概念思想实现结构设计的过程，因此，对于结构设计来讲，有效运用概念设计能够实现建筑结构整体安全性的保障，而概念设计本身则是结构设计的重要一部分。

3、简述概念设计概述以及在建筑结构设计中的应用

概念设计是建筑设计中的一种，是基于设计师设计经验以及专业的设计理论形成的，概念设计也是结合将要建设的建筑工程特征，对建筑结构以及整体布局进行设计的手段，在建筑工程设计的前期，还要对建筑结构设计方案进行估算、分析以及比对。在建筑结构设计中应用概念设计，具有概念明确、定性准确等优势，并在实际的建筑工程施工中取得较好的经济效益。

概念设计在建筑结构设计中的具体应用主要体现在以下几个方面：

（1）在结构设计中，对于建筑场地的选择尤为关键，建筑场地的选择关系着建筑地基基础、采光等问题，是结构设计的基本问题，起着决定性的作用。在建筑场地的选择过程中，需要综合考虑建筑退界、施工防护距离、日照间距、地质基础等，另外还需要对建筑物的抗震因素等进行考虑，避免在危险地段进行建筑场地的选取。如果不可避免在存在危险性地段选址，必须做好相应的防护措施，并做好抗震监测工作。

（2）在建筑场地选好后，要根据建筑场地的地质基础以及建筑工程特点、功能等选择合适的建筑基础。目前建筑基础主要有独立基础、筏板基础、桩基础等，独立基础和筏板基础一般用于层数较少的多、高层建筑，下部地基土承载力较高；对于土质松软（如淤泥质土、湿陷性黄土等）或者是负荷较大的高层建筑与大型建筑中常常用桩基础，这是由于桩基础能将地基承受的荷载通过桩身和桩端直接传到各层土中去，保证了基础荷载的传递效率。

（3）选取合适的抗侧力体系是建筑结构是否合理、经济的关键。随着建筑高度及功能的发展需要而不断发展变化。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、巨型框架体系等。随着建筑功能及形式的不断发展，抗侧力结构体系也需要不断发展、不断改进、创新，在积累经验和深入研究的基础上逐渐形成各种新的、高效而合理的抗侧力体系。

（4）我国的房屋建筑采用三水准抗震设防止标，即：“小震不坏，中震可修，大震不倒”。要求抗震设计要同时达到多层次要求。地震作用影响因素极为复杂，是一种随机的、尚不能预见和准确计算的外部作用，目前规范给出的计算方法还是一种半理论的方法，抗震结构的设计应该是综合概念设计、计算和构造措施等完整的系列设计，由于地震的不可预见性及地震作用的不确定性，抗震设防的结构必须重视概念设计。

4、提出有效的建筑结构设计优化措施

4.1、整体优化和局部优化

对于建筑项目都具有两个特点，即层次性及复杂性。层次性包括的内容比较多，包括设计体系、结构体系及安装设计体系等，对于这些体系还包括很多的下属体系。建筑结构设计的时候，各专业设计人员需要优化各个下属系统。复杂性的内容主要包括3个方面，即建筑原料选取、零部件选取、结构类型选取等。所以，对于结构设计必须要优化整体，才能实现设计优化。

4.2、基础优化

天然地基是结构设计中首选的地基形式，只要能满足承载力和地基沉降要求时，一般都会采用天然地基上的独立基础和筏形基础，如果天然地基不能满足承载力和沉降要求，就需要通过地基处理措施对其进行加强，通过强夯、换土、排水固结、振动挤密和化学加固等方法提高地基承载强度。由于桩基础具有整体性好、承载力高和沉降量小、结构布置灵活等优点，尤其在高层建筑中应用更为普遍。桩基础按照施工工艺可以分成预制桩和灌注桩。鉴于预制桩造价较低，而且工厂化程度高，桩身质量把控严格，只要是抗震性能符合要求，一般情况下会优先采用。近年来钻孔灌注桩后压浆技术的逐步成熟和推广，钻孔灌注桩的使用空间也得到了进一步的拓展。

4.3、对上部结构进行优化

结构除了抵抗竖向荷载之外，风荷载和地震作用往往是结构设计的主要影响因素。风荷载出现的概率较大，而且要保证在50年或100年重现期的风作用下结构仍然能正常使用，要求结构处于弹性和小位移状态。地震作用发生的概率较低，一次地震时间不长，但地震强烈，不确定因素很多，要使结构地震时完全处于弹性是十分不经济的，因此提出了抗震设防三水准要求。近10年来，随着建筑功能和环境功能要求的日益提高，基于性能的抗震设计方法也越来越被人们推崇。

结构平面布置宜刚度均匀，减少扭转，沿竖向刚度均匀，豎向构件连续，避免薄弱层，减少鞭梢效应。一般来说，平面、立面规则，双向刚度均匀，并按照多道设防的思想设计的结构，经济性的安全性都有着不错的效果。对于平面不规则的结构，可以通过设置变形缝的措施把结构分成若干规则的部分，来消除结构不规则、收缩和沉降的影响。

结束语

在概念设计日益重要的今天，对于工程师的要求也是越来越高，不仅要有深厚的基本理论基础，同时还要不断吸取他人先进的设计思想。时常的反思自己的作品、设计，对每一项设计都精益求精。

参考文献：

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[2]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.

[3]许文文.建筑结构设计的概念设计与结构措施研究[J].江西建材，2014，03：30.