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建筑结构设计中概念设计的应用 摘要：概念设计的思想、方法、手段、理论为解决上述问 题提供了一个可行的、科学的、有效的技术平台，也为处理 工程设计中的不确定性影响因素提供了先进的手段。因此， 从概念设计的理念入手，分析概念设计在建筑结构设计中的 有效应用具有重要的研究价值。本文首先分析了概念设计的 内涵及重要性，然后说明了概念设计的步骤，最后详细阐述 了建筑结构设计中概念设计的应用。 关键词：概念设计；建筑结构；抗震；剪力墙；方案 中图分类号：TU3文献标识码：A 一、概念设计的内涵及重要性 （一）概念设计的内涵 在现代的建筑工程中，通常会引入概念设计来进行建筑 工程的结构设计。而所谓的概念设计就是指以建筑工程概念 为设计依据，采用能够满足建筑工程相关要求和符合建筑工 程的客观规律的方法，进而实现对建筑工程的宏观控制。在 建筑工程结构设计中，引入概念设计进行建筑结构设计时， 通常不会对具体数值进行计算，只是通过对建筑整体结构和 结构中各个部分之间的力学关系以及结构破坏机理进行分 析，实现对建筑结构的宏观控制，并得出具体的建筑结构设 计方案。 （二）概念设计的重要性 1、 概念设计改变了计算机设计中的不足之处 在建筑结构设计方案的设计过程中，计算机设计有一定 的局限性，它不能够完成方案的初步设计。在结构设计中， 计算机技术得到了广泛的应用，但是计算机设计容易给设计 师一种错觉，会使设计师感觉计算机程序的应用非常简单， 从而过分的依赖计算机软件，减少了结构概念的学习，自身 的设计能力逐渐下降。有些设计师就习惯将分析程序用到设 计过程中，却不知计算机设计是把双刃剑，如果选择正确的 软件会提高设计效率，一旦选择了错误的软件就会导致结构 设计出现问题，这种潜在的问题会随着时间的增加而突显出 来。为了弥补计算机设计的不足之处，就需要应用到概念设 计，设计师需要加强结构概念的学习，做到清楚的掌握有关 结构概念，并且根据所学的内容去选择最佳结构方案。 2、 概念设计使结构设计更加完美 结构概念是设计师必须掌握的，它能够带给设计师清晰 的思路和全新的灵感，在保证正确设计原则的前提下，避免 了定性错误、概念混乱等问题。 另外，在发现技术问题时，如果能够将概念设计完全掌 握，就可以对问题进行原因分析，从而及时的解决有关问题。 在现行的《建筑结构设计统一标准》中，就提到了概念理论， 制定了以它为基础的结构极限状态设计准则，相对比以往的 设计方法，这种方法更具先进性，使结构设计方案更加科学、 合理。 总之，将概念设计应用到建筑结构设计中，提高了设计 方案的可靠性，使设计成果更具创造性，结构设计方案更加 凭美。 二、概念设计的步骤 概念设计阶段是由不断趋于满意的循环过程构成的，其 过程可分为以下三个方面： （一） 分析 对问题过程进行深入理解。其主要特点是信息模糊性， 在分析的过程中，数据都是不完整的，以及一些可供设计人 使用的都是一些较为准确的陈述。 （二） 综合 即产生解决方案的过程。在这个阶段，运用各种知识结 合工程经验将想法方案通过图纸的方式综合表迗出来，其特 点主要是由工程师的灵感和思维起主导作用，从而将建筑结 构和设计意图的图形表达方式产生出来。 （三）评估 即判断和比较选择方案的阶段。这是一个选择循环的过 程，该循环过程会一直持续直到方案迗到双方满意为止。设 计人员在进行评估时，会用功能模型方式并运用数据计算等 手段将各方案进行比对选择，以期获取合理的经济可行性和 技术可行性。 三、建筑结构设计中概念设计的应用 （一）在抗震设计中的应用 1、总体指标控制 计算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和 地震作用下水平位移的限值；地震作用下，结构的振型曲线， 自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯 矩是否在合理范围中，总体指标对建筑物的总体判别十分有 用。若刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，造成不必 要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，影响建筑物的 使用 因此，在小高层建筑房屋中，结构构件宜采用高强度材 料，非结构构件和围护墙体应用轻质材料。减轻房屋自重， 既减小了竖向荷载作用下构件的内力，使构件截面变小，又 可减小结构刚度与地震效应，不但能节省材料，降低造价， 还能增加使用空间。 2、基础设计 研究地基基础对建筑抗震能力的影响，做出恰当的选 择，已成为高层建筑结构设计的重要部分，基础是房屋的根 基，是房屋中极为重要的组成部分，一幢房屋如果没有一个 坚实可靠的基础，再好的上部结构也不可能正常发挥其作 用，甚至可能导致上部结构的破坏与倾斜。 另外，筏板长度的设置也须研究探讨，由于考虑地下室 的使用合理性，常规采用设置后浇带来解决底板超长引起的 收缩及温度裂缝，后浇带的作用是明显的，但也给施工带来 了不少麻烦，甚至由于处理不当