结构概念设计在建筑结构设计中的

作用

摘要：建筑结构设计中最核心内容为确定结构方案，而概念设计在确定结构设计方案中起
着关键的作用，它展示了设计思想的先进性，是结构工程师在特定的建筑空间用整体的概
念来完成结构总体方案，主动有意识地处理构件与结构，结构与结构的关系。

 

　　关键词：结构概念设计；建筑结构设计；作用

 

　　引言

 

　　在建筑结构设计中，概念设计与结构措施至关重要。一定程度上它反映了一个结构工程
师的设计水平一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结
构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。随着计算机技术和
计算方法的发展，计算机及其结构程序在结构工程中得到大量的应用，结构设计人员过分
依赖设计软件的现象日益普遍。因此提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性，推
动结构设计的发展是非常必要的。

 

　　

1.抗震概念设计的含义 

　　抗震设计是通过地震作用的取值和抗震措施共同实现的，通过总结历次地震灾害后发
现，对于结构抗震设计来说，

“概念设计”比“数值计算”更为重要。结构抗震性能的决定因

素是良好的

“概念设计”，也就是说，“概念设计”是结构抗震设计的首要问题。所谓“概念设

计

”是指在进行结构设计时，既要着眼于结构的整体地震反应，又按照结构的破坏机制和过

程，灵活运用抗震设计准则；既要把握整体布置的大原则，又兼顾了关键部位的细节，从
根本上解决了结构抗震设计的问题，有效地提高了结构自身的整体抗震能力。

 

　　

2.概念设计的重要性 

　　概念设计是一种设计的思路，是定性的设计，一般不经数值计算，尤其在一些难以作
出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构体系与分体系之间的力学关
系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的
角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。

 

　　强调概念设计的重要，主要原因有：首先现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺
陷或不可计算性，比如对混凝土结构设计，内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面
设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法，这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态
差之甚远，为了弥补这类计算理论的缺陷，或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构
件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的，因此，结构工程师
只有加强结构概念的培养，才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。

 

　　

3.结构概念设计的原则 

　　

3.1 优化选型原则 

　　结构概念设计归根到底是确定主体结构体系及其联系。它要考虑两个方面，用比较方法
进行优化选择：（

1）优化结构体系。前提是掌握各类基本构件的特征（如与受力相关的几

何特征，与变形相关的刚性特征等），根据环境、使用、建筑和荷载实况优化选择合用的基
本构件，确定它们间的联系，形成基本结构单元和它的支承做法（如框架结构，筒体结构
等）；再将基本结构单元通过线型、平面、叠合、交叉等集合形式构成主要结构体系。（

2）优

化结构布置。在满足使用要求和建筑意向前提下优化布置楼屋盖水平系统、柱墙竖向支承系
统和基础系统。这时除比较各种布置的承载能力、竖向和侧向变形、支承做法、地质条件等结
构问题的合理性、优越性外，重要的原则是平立面宜规则、对称，具有良好的整体性，竖向
剖面除规整外侧向刚度宜均匀变化，自下而上逐渐减小，避免突变。