概念设计的思考与畅想

 

通过一学期的学习，我受益匪浅。下文是对建筑结构概念设计的一些理解

（主要是通过概念设计选定简化计算模型方面的）和想法。

建筑结构概念设计这门课程让我从一个新的角度理解了结构设计。前几个

学期学习混凝土基本原理，结构力学等课程的时候，认为结构设计就是给定一
些必要的计算参数，然后计算构件尺寸和配筋等。但其实结构设计最难的却是
对实际结构简化假定，最终确定结构的计算模型。运用概念设计选定的计算模
型，可做到逻辑清晰，定性正确，大大提高结构的计算精度，避免后期不必要
的繁琐运算，可谓事半功倍。另外通过对概念设计的理解，可以更准确地评估
简化计算带来的误差，并且通过适当的构造措施使实际结构更接近计算模型，
从而提高计算结果的准确性，比如强化或弱化梁柱节点的抗弯刚度，以便将梁
柱节点近似成刚性连接或铰接连接；利用全预应力构件使钢梁下翼缘永远受拉
发挥其高强度等。

对同一构件分析不同的受力问题时可能需要不同的简化假设。课上讲的计

算有轮压经过时的加劲板与上翼缘之间焊缝受力问题，单向板假定会导致不安
全，这就是一个很好的例子。在学习过程中应该重视基本概念，了解力学模型
的基本假设，结合实际问题对比思考，这样才可以更好的运用建筑结构概念进
行设计。

随着计算机的发展，如今的结构设计普遍利用工程计算软件。计算机的运

用给结构设计带来了很多便利，学校也开设了课程学习

PKPM,ANASY 等软件。

但是盲目依赖这些软件是不可取的。

我曾用

PKPM 进行砌体房屋的设计，算出来墙柱长细比超限，我试了很多

办法（如加大构造柱截面，梁刚度等）都不能解决问题，浪费了很多时间，原
因就是我并不明白砌体墙高厚比的概念。另外

PKPM 楼梯模型计算很繁琐，很

多同学都没算。我将楼梯板简化为楼板（改变楼板传力路径使其沿楼梯方向单
向传力并适当增加板厚及板上活荷载），此方法误差不大操作却非常方便。所
以计算机只是一个工具，概念设计才是灵魂所在。想成为一个合格的工程师，
必须学会统筹兼顾，用概念设计的知识对结构定性分析（如结构的传力路径，
结构体系的特点等），用计算机定量分析（如结构的内力、配筋计算等）。如
今的建筑物越来越复杂，设计计算模型时结构的基本概念绝对不能错，而且还
得运用结构概念设计知识来判断计算机分析的结构的是否正确，这才是结构工
程师应有的技能。

概念设计可以带来很好的经济性和安全性。好的设计能显著的降低造价，

避免构件过大造成材料和建筑空间的浪费。例如老师讲过一个水上平台的案例，
当水平平台刚度大于竖向基础柱刚度

6 倍的时候，可近似认为水平方向构件是

刚性的，此时过多增加水平刚度意义不大，如果平时多积累这些类似的概念设
计基本常识，可以有效地提高建经济性，并节约大量社会资源。概念设计在结
构抗震设计中也有很多应用，比如钢结构高强螺栓开孔为长圆孔，利用变形耗
能减小震害，采用木结构等等，这些巧妙的设计是计算机不能代替的，如果没
有结构概念知识，单纯靠工程软件也不能解决这些问题。

建筑结构概念设计这门课给学生一个发散思维，自主探索的机会。的确，

要想学好这门课程，平时一定要加强对原理的学习，不能以背公式应付考试为
目的。同时应该了解一些工程案例，借鉴其中的经验。老师不仅在这门课上，