導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇建筑結構概念設計，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

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中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：

概念設計與結構措施在建筑結構設計中起到了非常重要的作用，因此應當加強重視和設計理念創新，只有這樣才能提高設計質量，才能確保我國建設事業的可持續發展。本文主要對概念設計、結構措施以及二者在實踐中的應用進行了分析，希望大家可以給出更科學、更合理的建議與意見，同時也希望業界人士能夠積極地參與到其中，為保障我國建筑事業的快速發展做出更多的貢獻。對于建筑工程而言，概念設計與結構措施在整個工程項目結構設計中發揮著非常重要的作用，同時概念設計、結構措施的實際應用情況，也體現出了工程師在建筑結構設計領域的專業水準。工程師可以將整體概念納入到結構總體設計之中，對結構之間以及結構與構件之間的關系進行合理的優化，從而使概念設計與結構措施可用以有效解決當前結構不可算等問題。因此，在當前的形勢下，加強對建筑結構設計中的概念設計與結構措施研究，具有非常重大的現實意義。

1 概念設計

1.1 概念設計問題。所謂概念設計，主要是指不經過數值運算，尤其是在難以精確分析、未在設計規范之中予以明確的情況下，綜合結構體系、分析體系破壞機理以及力學關系，從宏觀上對建筑結構進行合理的設計。一般而言，概念設計是從建筑結構設計方案的總體著手，合理處理結構設計中的常見問題，比如構件延性及其力學分布等問題。 概念設計在結構設計中非常的重要，概念設計的合理應用，既可以豐富工程師的經驗，又可以使設計理念、效果得以有效的完善和改進。建筑結構實際設計過程中，很多設計人員將設計納入規范、設計手冊范圍之中，對于新技術領域中的挑戰不敢接受，因此可以看出創新精神依然比較匱乏，結構設計理念依然比較陳舊，缺乏突破、創新。然而，結構設計理論中通常會出現一些計算和現實難以相符的問題，或者結構構件設計無法進行計算，此時便需要將概念設計與結構措施有效的結合，以此來優化建筑結構設計。對于結構工程師而言，應當綜合自身的理論概念，選擇其中最為經濟實用、安全可靠一種設計方案。

1.2 結構概念設計。實踐中，為確保建筑結構自身的安全性與可靠性，增強其抗震性能，建筑結構概念設計中所用到的措施應當注意以下幾個方面的事項。選擇一些對抗震有利的建筑場地，以提高建筑結構自身的穩定性，尤其要避開不利的地段；對實踐中存在著的各種結構構件進行優化，并盡可能多地設置一些抗震防線，從而使抗震防線能夠在地震往復作用之下不斷增加其抗震性能；在提高建筑結構抗側移強度時，還應當有選擇的不斷提高其中一些較為重要的構件自身的延性，從而使建筑結構能夠具備一定的剛度，合理的分布其承載力，加強建筑結構自身的抗震性能；同時，應當確保抗震構造連接和經計算所得的節點連接質量，保證建筑結構自身的整體性；在此過程中，應當確保建筑結構平面、立面的布置與概念設計之要求相一致，避免不規則方案的應用；同時，還要堅決拋開常規的設計計算方法，合理地運用設計經驗，采用概念與實際問題相結合的方法對其進行綜合的計算與分析。

2 概念設計與結構措施的有效應用

基于以上對概念設計與結構概念設計相關問題的分析，筆者認為在建筑結構設計過程中，應當有效地將概念設計與結構措施有效地結合在一起應用，這樣才能體現其效果。

2.1 概念設計與結構措施的協同，主要體現于基礎實施與建筑上部結構之間的關系方面，即在設計過程中須將基礎設施與建筑上部結構視為整體，決不可將二者在理念與操作中分開。比如，在建筑工程項目建設過程中，尤其是磚混結構施工建設時，一定要嚴格依靠圈梁、構造柱的上部結構與建筑地基有效地連接成整體，進而確保工程結構的穩固性；并非單純地只是依靠建筑地基自身的綜合效果來防范不均勻下沉問題的出現，確保建筑結構自身的整體穩固性。

2.2 概念設計與結構措施的協同還體現在很多的方面，比如當建筑結構受力時，各構件均達到比較高的應力水平，特別是高層建筑結構設計過程中，應當盡可能地避免短柱、層次間的橫梁結構差異等現象。近年來，隨著建筑結構的高度、層數的不斷增高和加大，豎向、水平載荷也將增大建筑底部層次之間的承受自重，進而導致建筑結構底層短柱不斷出現。實踐中，為有效避免這一現象的出現，可對其中的大截面柱進行施工操作，即在柱截面上采取開豎槽等方式使矩形柱成為田形柱，以此來增加基柱自身的長細之比，節省建筑空間。同時，長短梁通常會出現在同一個框架之中，這也是非常不合理的。短跨梁因受到水平力的影響，剪力會逐漸增大，梁端的正負彎矩也會變得非常的大，配筋均由水平力予以決定；而豎向上的載荷力不起作用，導致梁端正彎矩鋼筋超筋，因此該種結構設計完全與協同工作之要求不相符，而且還會提高結構造價。

針對上述問題，在建筑結構尤其是高層建筑結構設計時，應該不斷加大梁、樓層自身的剛度，從而使柱可以承受更大的彎矩；水平方向上應當確保慣性矩相等，這樣可以防范同方向上強度過大現象的出現。高層建筑結構設計過程中，雖然角柱軸壓相對較小一些，但在抗扭中所起到的作用卻是非常的大，而且在水平力影響下，角柱軸力變化的幅度通常比較大，這要求角柱一定要具有非常大的變形能力。

2.3 概念設計與結構措施的協同，材料利用率控制。協同設計的目的在于充分的利用材料，在建筑工程項目結構設計過程中，施工材料的利用情況顯得非常的重要，利用率越高，其協同程度就會越高。從建筑結構的整體優化上來看，確保建筑結構性能最好的一種方案并非是材料利用率最高的一種方案，然這并不影響在結構設計過程中盡可能的提高材料利用效率。我國是一個人口大國，建筑結構設計過程中的節能策略落實非常重要，可以有效確保資源合理利用、可持續發展戰略的全面實施，即通過花最少的錢，完成最科學合理的建筑結構設計。這一要求從梁類構建過程的演變可以看出來，矩形截面梁作為最普通的受彎構件，它的材料利用率很低。比如，靠近中和軸的材料應力水平相對較低一些，而且梁、彎矩沿梁長不斷的變化，對等截面梁而言，其大部分區段即便應用的拉壓邊緣的應力，同樣非常的低；根據梁的特點，可對其進行結構概念分析，梁截面具有應力梯度變化，材料為軸心受力時其利用率才會增大?；诖耍斍敖Y構設計過程中可將平面桁架當作最重要的梁體應用，平面桁架則可作為掏空梁，即梁內多余的角料、邊料等全部去除，不僅經濟實惠，而且重也大大降低。

3 結束語

近年來，隨著社會經濟的快速發展和城市化建設進程的不斷加快，建筑行業的發展可謂突飛猛進，作為當前建筑設計中一項非常重要的部分，建筑結構設計對建筑結構自身的承載能力、安全性以及造價和美觀度等，都會產生非常大的影響。建筑結構設計中，工程師的任務在于如何在規定的建筑空間范圍之內進行整體結構方案設計，因此概念設計是建筑結構設計的指導思想。

參考文獻：

[1] 張廣生.建筑結構設計中的概念設計與結構措施[J].中國新技術新產品，2011，（06）.

[2] 夏鼎，馬永.建筑結構設計中的概念設計與結構措施[J].建筑與文化，2012，（03）.

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中圖分類號：TU3文獻標識碼： A 文章編號：

一、概念設計的地位

整個建筑結構設計的概念設計的過程中可能會產生巨大的影響，以獲得最佳的設計方案，必須把握正確的概念設計概念。建設的制度設計的初始階段，一般不能結合使用的電腦，以確定最終方案，結構設計的概念下的結構設計理念，綜合考慮各方面因素，選擇能滿足的潛在需求，并確保建設項目的社會和經濟福利計劃的管理結構。從圖中可以看出，概念設計在建筑結構設計工作中占據著重要的地位，結構設計師應該不斷地學習和更新自己的設計知識構成，并進一步了解每種類型的結構特點和性能，并能同意靈活的協調種類型之間的關系。與使用相結合的設計理念的概念的近似估計的形式，可以縮短設計的初始階段，比較和選擇的時間不同結構體系的想法。結構設計有一個清晰的思路，準確的定性，在后期的設計，你不需要再繁瑣的計算，該計劃的整體效果是非常出色的。在同一時間，結構設計師可以正確地確定使用的計算機的內部力分析的數據與預期的精度。概念設計在建筑結構設計中使用，以避免有效的結構形式不合理，能迅速消除所有隱藏的安全造成影響的建設。

二、案例分析

隨著建筑設計行業設計周期遭到不斷的壓縮，對所謂高效率的設計更是無止境的追求。迫使一些參加工作時間不長的結構設計人員便要獨立完成一個項目從方案到施工圖的設計。而在計算機硬件、軟件高度發達的今天，結構設計的計算程序化程度也愈發提高。不少的計算軟件往往號稱能給出一個精確的計算結果，并且與規范條文一一對應，可操作性強，這使得對結構設計人員不合理的時間要求也似乎變成了可能。而對于工作時間不長的設計人員，工程經驗是極度缺乏的，甚至對規范學習也未曾深入了解，概念設計這一原則和思想自然也未建立起來，這就使得他們更多的只能依賴于結構設計程序和對規范條文的生搬硬套。但這樣的設計其可能導致的后果也是難以預料的。下面將以一個簡單的工程實例來加以說明。

某工程為十三層辦公樓，建筑物總高度為62.3 m，其中首層高7.2 m，二層高5． 6 m，其余樓層高4.5m，采用框架—剪力墻結構。建筑方案由某建筑事務所負責設計。因為受建筑使用功能布置以及立面效果的限制，電梯井剪力墻只能集中偏置于一側。而由于結構剛度的需要，電梯井這部分的剪力墻不能減少，由此所帶來的最直接問題就是結構的扭轉效應過大該如何解決，結構設計人員想到的解決辦法理所當然的就是在建筑平面的另一側增設剪力墻。而且，基本的結構概念告訴我們，剪力墻越靠近建筑平面的外側其效果自然也會越明顯。結構設計人員正是憑著這一思路，在方案設計階段先后提出了以下兩個結構平面布置方案( 見圖 1，圖 2) 。

圖1方案一

圖2方案二

其中，方案一是結構設計人員在剛拿到建筑平面方案后，聽取了建筑師簡單的介紹和要求，然后經過試算后提出的結構柱網。若僅看計算程序的輸出結果，包括結構的周期、周期比、位移角、位移比、層剛度比、剪重比、有效質量系數等等所有規范條文所提及的設計參數均能滿足要求。但是，只要我們稍加思考便能發現方案一有一個極大缺陷，而且是安全隱患。那就是左側的剪力墻集中的設置在①軸樓梯平臺端部，只有兩片小墻肢設在②軸，而整個樓梯間只有兩根梁和樓層位于同一標高與樓層相接，根據結構概念，當整個結構受到水平地震作用時根本無法通過樓板有效的將其傳到①軸的剪力墻上。然而，從該片剪力墻的計算結果卻可看到，它承擔了很大一部分的水平地震作用。說明其計算結果與實際受力情況并不相符。

為了解決方案一的缺陷，結構設計人員克服溝通上的困難，多次主動與國外建筑師進行了的溝通協商達至妥協，在盡可能少影響建筑平面使用功能以及立面效果的前提下，并經過反復的試算，

最終提出了方案二的結構柱網。其主要處理思路按以下幾個方面進行: 1) 減少①軸上剪力墻的剛度。在滿足基本的豎向承載力需求前提下，把該部分剪力墻截面盡可能做小，以減少它對結構所提供的不真實抗扭剛度，計算時按異形柱錄入，計算結果顯示其所分配到的水平力大幅降低，符合設計設想的效果; 2) 首層在②軸交軸 ～軸處增加兩小片剪力墻，提高結構抗扭剛度同時解決因首層層高過高而相對剛度較弱的問題; 3) 把②軸上原有的兩片剪力墻加厚加長，并在二層～三層軸～軸及軸～軸間增設鋼骨混凝土斜向支撐，以保證結構所受的水平力能有效傳遞并分配到抗側力構件上。在采取了上述的處理方法后，計算結果均能滿足規范的要求，所得到的結果也能符合實際預期。

三、結束語

從上述簡單的案例我們可知，若能在形成建筑方案的最初階段，建筑師和結構設計人員經過討論協商，把建筑的不規則性控制得盡量的少，那是最理想的。但是，作為結構設計人員，除了應該更主動與建筑專業加強溝通外，不能把設計過程中遇到的種種困難全都歸結到建筑專業上。而且我們也不能不加思索地去采用計算程序得出的所有結果，否則其后果將會如一些美國專家學者所警告的：“誤用計算機造成結構破壞而引起災難只是一個時間問題?！倍拍钤O計的原則、思想就是避免導致這種惡果的最有效方法。另外規范所給出的準則便是使概念設計這一原則、思想的具體化，它應當成為結構設計人員實際工作的指引、依據，我們對這些準則要知其然以及知其所以然，切忌一知半解而盲目做設計。所以，培養自身概念設計這一重要思想，使它很好的貫徹在實際設計的全過程，應當成為每個結構設計人員的一個既定目標。

我們可以遵循以下兩個方面去達至這一目標:

（一）必須懂得歸納總結。

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中圖分類號：S611 文獻標識碼： A

建筑物結構的概念設計一般來說有建筑方面的概念設計和結構方面的概念設計，它們之間相互影響、相互協調、相互結合。結構概念設計就是以工程概念為依據從有利于提高結構抗震力的概念上，用符合工程客觀規律和本質的方法，對所設計的對象做宏觀的控制，目的就是在初步設計前為所這幾的工程項目設計一個概念性的總體方案和宏觀的控制。近年來，結構工程師將概念設計應用于實際工程中取得了很好的效果。同時隨著建筑業的發展，建筑的體型、功能的日新月異 的變化與要求，我們發現 89抗震規范中規定的概念設計內容不夠全面。2010年 1月實施的 GB50 0 1 1 - 2 0 10《建筑抗震設計規范》 （以下簡稱新抗震規范 ）對概念設計的要求作了更全 面、更符合實際的規定，尤其是增加了“不規則建筑結構的概念設計”，使得概念設計在工 程中的應用更具體更明確地落到實處，切實提高了結構的抗震能力?！案拍钤O計”愈來愈受 到國內外工程界的普遍重視。

地震具有隨機性、不確定性和復雜性，要準確預測建筑物所遭遇地震的特性和參數，目前是很難做到的。而建筑物本身又是一個龐大復雜的系統，在遭受地震作用后其破壞機理和破壞過程十分復雜。且在結構分析方面，由于未能充分考慮結構的空間作用、非彈性性質、材料時效、阻尼變化等多種因素，也存在著不確定性。因此，結構工程抗震問題不能完全依賴“計算設計”解決。應立足于工程抗震基本理論及長期工程抗震經驗總結的工程抗震基本概念，從“概念設計”的角度著眼于結構的總體地震反應，按照結構的破壞過程，靈活運用抗震設計準則，全面合理地解決結構設計中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關鍵部位的細節構造，從根本上提高結構的抗震能力。

一、概念設計的主要內容

1.選擇有利場地。造成建筑物震害的原因是多方面的，場地條件是其中之一。由于場地因素引起的震害往往特別嚴重，而且有些情況僅僅依靠工程措施來彌補是很困難的。因此，選擇工程場址時，應進行詳細勘察，搞清地形、地質情況，挑選對建筑抗震有利的地段，盡可能避開對建筑抗震不利的地段，任何情況下均不得在抗震危險地段上建造可能引起人員傷亡或較大經濟損失的建筑物。

2.對建筑抗震有利的地段，一般是指位于開闊平坦地帶的堅硬場地土或密實均勻中硬場地土。建造于這類場地上的建筑一般不會發生由于地基失效導致的震害，從而可從根本上減輕地震對建筑物的影響。對建筑抗震不利的地段，就地形而言，一般是指條狀突出的山嘴、孤立的山包和山梁的頂部、高差較大的臺地邊緣、非巖質的陡坡、河岸和邊坡的邊緣；就場地土質而言，一般是指軟弱土、易液化土、故河道、斷層破碎帶、暗埋塘浜溝谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、巖性、狀態明顯不均勻的地段。采用合理的建筑平立面。建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結構布置。建筑布局簡單合理，結構布置符合抗震原則，就能從根本上保證房屋具有良好的抗震性能。

經驗表明，簡單、規則、對稱的建筑抗震能力強，在地震時不易破壞；反之，如果房屋體形不規則，平面上凸出凹進，立面上高低錯落，在地震時容易產生震害。而且，簡單、規則、對稱結構容易準確計算其地震反應，可以保證地震作用具有明確直接的傳遞途徑，容易采取抗震構造措施和進行細部處理。

3.選擇合理的結構形式?？拐鸾Y構體系是抗震設計應考慮的關鍵問題。按結構材料分類，目前主要應用的結構體系有砌體結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構、鋼-混凝土結構等；按結構形式分類，目前常見的有框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、簡體結構等。結構體系的確定受到抗震設防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經濟條件等諸多因素影響，是一個綜合的技術經濟問題，需進行周密考慮確定。抗震規范對建筑結構體系主要有以下規定：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；②結構體系宜具有多道抗震防線，應避免因部分結構或構件破壞而導致整個體系喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力；③結構體系應具有必要的抗震承載力，良好的變形能力和耗能能力；④結構體系宜具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產生過大的應力集中或塑性變形集中，對可能出現的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力；⑤結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近，在結構布置時，應遵循平面布置對稱、立面布置均勻的原則，以避免質心和剛心不重合而造成扭轉振動和產生薄弱層。

4.提高結構的延性。結構的延性可定義為結構在承載力無明顯降低的前提下發生非彈性變形的能力。結構的延性反映了結構的變形能力，是防止在地震作用下倒塌的關鍵因素之一。結構良好的延性有助于減小地震作用，吸收與耗散地震能量，避免結構倒塌。而結構延性和耗能的大小，取決于構件的破壞形態及其塑化過程，彎曲構件的延性遠遠大于剪切構件，構件彎曲屈服直至破壞所消耗的地震輸入能量，也遠遠高于構件剪切破壞所消耗的能量。因此，結構設計應力求避免構件的剪切破壞，爭取更多的構件實現彎曲破壞。始終遵循“強柱弱梁，強煎弱彎、強節點、弱錨固”原則。構件的破壞和退出工作，使整個結構從一種穩定體系過渡到另外一種穩定體系，致使結構的周期發生變化，以避免地震卓越周期長時間持續作用引起的共振效應。

5.確保結構的整體性。結構是由許多構件連接組合而成的一個整體，并通過各個構件的協調工作來有效地抵抗地震作用。若結構在地震作用下喪失了整體性，則結構各構件的抗震能力不能充分發揮，這樣容易使結構成為機動體而倒塌。因此，結構的整體性是保證結構各個部分在地震作用下協調工作的重要條件，確保結構的整體性是抗震概念設計的重要內容。為了充分發揮各構件的抗震能力，確保結構的整體性，在設計的過程中應遵循以下原則：①結構應具有連續性。結構的連續性是使結構在地震作用時能夠保持整體的重要手段之一。②保證構件間的可靠連接。提高建筑物的抗震性能，保證各個構件充分發揮承載力，關鍵的是加強構件間的連接，使之能滿足傳遞地震力時的強度要求和適應地震時大變形的延性要求。③增強房屋的豎向剛度。在設計時，應使結構沿縱、橫2個方向具有足夠的整體豎向剛度，并使房屋基礎具有較強的整體性，以抵抗地震時可能發生的地基不均勻沉降及地面裂隙穿過房屋時所造成的危害。

6、計算結果的校核。一般來說，在結構設計中，我們通常計算軟件來進行結構分析，這就需要設計人員對自己簡化的結構模型要進行合理性的分析，是否和實際受力模型一致，而最初的概念設計就顯得尤為重要，只有這樣，在進行準確分析判斷之后，方可用于實際工程

7、抗震構造措施?？梢哉f，合理的抗震概念設計會簡化抗震計算過程，而構造措施則是對概念設計的補充?！皬娭趿骸薄皬娂羧鯊潯倍际强拐鸶拍罡拍钤O計的精髓。所以無論是什么結構類型，規范中都明確了在不同的抗震等級中，所應滿足的構造措施，這些都是一個結構是否安全的有力保障。

二、抗震概念與設計計算的具體規定

新抗震規范已將設計中常出現的問題做出了具體規定。

1．體形復雜的建筑不一概提倡設防震縫。

2．對規則結構與不規則結構做出了定量的劃分。并用強制性條文對建筑師的建 筑設計方案提出了限制。如第 3 . 4. 1條規定，“建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重不規則的方案”。

3．予應力混凝土的抗側力構件，應配有足夠的非予應力鋼筋。

4．非結構構件與其結構主體的連接，應進行抗震設計，如幕墻、附屬機械、電氣設備系統 支座和連接等需符合地震時對使用功能的要求。

5．投資方愿意通過增加投資來提高安全要求的抗震建筑，采用隔震和消能減震設計。

6．結構材料的選用應減少材料的脆性，優先采 用延性、韌性和可焊性較好的鋼筋和規定強度等級范圍內的混凝土。

通過執行新抗震規范中的各項規定，來保證抗震概念設計的完成 ；通過遵循抗震概念設計的原則，使建筑物具有可靠的抗震性能。概念設計決定建筑物的抗震性能，如果概念設計不適宜于抗震，那么不管多“精密”的計算也無濟于事。當然，在做好概念設計的基礎上也要認真計算做好定量分忻。

三、對自己將來工作的要求

了解未來抗震新思路. 如前所述，目前為減輕災害所采取的措施都偏重于提高結構自身的承載能力和變形能力，從而耗散地震能量避免建筑的倒塌。這種做法可以說一種比較被動的的辦法，存在著造價高、構造復雜，施工難度大等特點。既然破壞能力來自于地面，通過基礎向上部結構傳遞，那么若在基礎和上部結構之間增加一個“能量耗散層”以阻隔或減少地震能量向上傳遞，就能大大減輕地震隊建筑物的損壞程度。我國的地震實例也印證了是可行的，1996年邢臺地震，大量民屋倒塌，但其中幾棟土坯房幾乎沒有被破壞，經過考察，原因在于基礎墻體里鋪設厚約30mm的蘆葦桿防潮層，起到了減震效果。為避免它給人類帶來大的災難，要求結構工程師根據新抗震規范運用好抗震概念設計。做到 :1 .結構功能與外部條件一致 ;2 .充分發展 先進的設計理念 ;3 .發揮結構的功能并取得與經濟的協調 ;4.更好地解決構造處理 ;5. 利用定量的計算進行抗震分忻 ;6.用概念來判斷計算的合理性。客觀事物是多種多樣的,而且都是在不斷地變化，因此對不同的客觀事物有不同的概 念，隨著事物認識的不斷發展，概念也在不斷的發展變化，做好工程結構概念設計，有著很重要的意義。

結語：汶川大地震，玉樹大地震以及近年來全國各地頻發的一系列地震，對建筑物的抗震敲響了警鐘，建筑抗震必須再次引起我們的高度重視。本文對建筑抗震的概念設計進行了研究分析。對建筑抗震概念設計的重要性進行了闡述并提出了一系列相應的措施。在提高結構整體的抗震性能分析時，又融入了新的抗震設計思路，為工程設計人員在今后的工程設計中提供了一些思路，僅同行參考。

參考文獻：

【1】孫柏鋒 隔震結構設計方法研究 昆明理工大學碩士學位論文 2007

【2】GB50011-2010 建筑抗震設計規范

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1、概念設計的定義分析

概念設計主要是針對客戶的需求進行數學計算分析從而促使產品的產生。其就是從概念到產品的過程。概念設計的過程經歷了從抽象到具體、從模糊到清晰、從粗略到簡單的過程。在概念設計實行的過程中，需要選用建筑結構，并且對結構進行分析，實施計算，之后這些內容貫穿于整個建筑結構的設計當中，在這一過程中，設計人員需要找出概念設計存在的問題，然后結合自身的設計經驗以及當前設計的實際環境有針對性的進行概念設計，構建良好的建筑結構設計方案，使得概念設計滿足和建筑結構設計的具體要求相吻合。

2、建筑結構設計中概念設計的原則

2.1、結構的簡單性

結構簡單性要求在建筑結構設計過程中，簡化傳力途徑，提升結構的承載力。因此，在進行結構體系設計過程中，應該對建筑結構受力圖進行精確計算，并且對內力和位移進行詳細探究，有效限制薄弱部位的出現。

2.2、結構的整體性

建筑結構能夠聚集慣性力，而且還能夠將慣性力傳遞至各豎向抗側力子結構中，這就要求子結構具備相同的承載力，這樣才能夠有效抵御地震等自然災害所造成的破壞作用。

2.3、結構的規則性和均勻性

通過提升建筑結構的規則性與均勻性，能夠有效避免建筑結構過早的出現破壞或者坍塌的問題，確保建筑物分布質量與結構剛度的協調性，使其能夠充分發揮抵御自然災害的能力。

2.4、優化選型原則

在建筑結構設計中采用概念設計，能夠有效優化結構體系以及結構布置形式。

3、建筑結構設計中的概念設計應用

3.1、在計算機分析中應用概念設計

雖然在目前來說我國建筑工程設計階段計算機分析是設計的主要手段，但是從相關的建設效果來看并不能將其作為唯一的設計標準。因為計算機畢竟在一定程度上無法對工程實況進行全面的了解掌控，所以容易出現設計方面的誤差，從而直接影響到整體建筑工程的建設效果。在實際的工程設計中還是要在計算機設計的過程中加入人工的輔助設計，相關工作人員可以依據自身的施工經驗對其進行具體的分析以及判斷，避免因計算機設計失誤而造成的資金損害問題，最大程度保證工程建設的效益。

3.2、在基礎設計中應用概念設計

無論是傳統的基礎設計還是融入概念化的基礎設計都需要對施工現場的實際情況特別是地質地形以及施工條件等方面進行全面的考量，從而才能夠確?；A設計的有效性。所以在運用概念設計進行基礎設計的時候也要確保對施工工程的全面了解最終進行以概念設計為基礎的建筑結構基礎設計。筏型基礎、箱形基礎是概念設計中經常用到的基礎形式。在箱形基礎運用的過程中周圍的底層會與地基形成緊密的整體從而將建筑壓力進行分散，保證建筑工程的安全性與穩定性。筏型基礎的地基可以將地基荷載分散到上部結構中從而減少地基的壓力從而避免地基沉降現象的發生，對建筑物的整體安全性能都有較大的加固作用。

3.3、在抗震設計中應用概念設計

建筑物在建設過程中為避免造成安全事故的發生通常都會對抗震設計方面有嚴格的要求。在建筑物的穩定性方面計算機分析結果雖然能達到一定程度的效果但還是無法完全達到良好的抗震性能。所以為了進一步加強建筑物的穩固性我國設計人員對其融入了概念設計的應用，從而達到較高的抗震效果。3.4、在高層結構設計中的應用眾所周知高層建筑結構側移現象是設計中的重難點，因此很多設計師在設計的過程中都會考慮運用相應的抗側力體系來減輕水平負荷從而達到建筑物的穩定性能。概念設計的應用更能夠在較大程度上加強設計效果，達到預期建設目標。除此之外建筑建設過程中要對周圍的布局、結構以及整體的協調性進行綜合的考慮，最大程度保證設計效果。同時還需要對建筑物的風壓布局所造成的影響進行綜合的考量，以此提高整體建筑設計水平，更大程度加強我國建筑行業的發展。

4、結構設計主要措施

4.1、建筑場地選擇

建筑物沉降坍塌、滑坡等現象發生的原因除了地震外還跟建筑現場的地質狀況有關。因此建筑場地的選擇對抗震設計有直接的影響。所以為了能夠達到加強的抗震效果保證居民用戶的自身以及財產安全，設計人員應該選擇穩固的地形進行建筑物的選址設計，確保建筑物的穩固性。

4.2、結構材料選擇

混凝土即是現階段我國建筑工程施工的主要材料也是最佳的抗震的首選材料。因為其自身特有的強度能夠確保構件塑性鉸區延性能力的發揮。同時高強度的混凝土還可以通過減小自重和材料消耗來達到減小柱截面尺寸的目標，從而達到預期的建筑功能目標。

4.3、協同工作

所謂的協同工作是指將建筑物的基礎與上部結構視為一個整體，使其達到整體的協同性。著同樣也血藥借助概念設計的理念以達到更高的建設目標。同時還應該注意建筑結構的協調性在受力的時候可以保證受力程度的均勻性，從而保證了建筑構件的耐久性，加大建筑物的使用壽命。由此可見，概念設計與結構措施在建筑結構設計中占有中要的作用，其不僅能夠全面考量設計效果同時也能夠運用結構措施分散基礎結構的受力狀況從而達到整體建筑物的受力均勻加強其使用壽命。因此，相關建設設計人員應該多加關注該方面的應用，在一定程度上對其進行細致的研究與理論方面的突破創新，從而能夠進一步促進我國建筑行業的發展，加強經濟建設的完善性。

作者:熱合曼江.依明 單位:中國建筑標準設計研究院有限公司新疆分公司

參考文獻：

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概念設計是展現先進設計思想的關鍵，一個結構工程師的主要任務就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結構總體方案的設計，并能有意識地處理構件與結構、結構與結構的關系。一般認為，概念設計做得好的結構工程師，隨著他的不懈追求，其結構概念將隨他的年齡與實踐的增長而越來越豐富，設計成果也越來越創新、完善。遺憾的是，隨著社會分工的細化，大部分結構工程師只會依賴規范、設計手冊、計算機程序做習慣性傳統設計，缺乏創新，更不愿（不敢）創新，有的甚至拒絕對新技術、新工藝的采納（害怕承擔創新的責任）。大部分工程師在一體化計算機結構程序設計全面應用的今天，對計算機結果明顯不合理、甚至錯誤而不能及時發現。隨著年齡的增長 ，導致他們在大學學的那些孤立的概念都被逐漸忘卻，更談不上設計成果的不斷創新。

強調概念設計的重要，主要還因為現行的結構設計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性，比如對混凝土結構設計，內力計算是基于彈性理論的計算方法，而截面設計卻是基于塑性理論的極限狀態設計方法，這一矛盾使計算結果與結構的實際受力狀態差之甚遠，為了彌補這類計算理論的缺陷，或者實現對實際存在的大量無法計算的結構構件的設計，都需要優秀的概念設計與結構措施來滿足結構設計的目的。同時計算機結果的高精度特點，往往給結構設計人員帶來對結構工作性能的誤解，結構工程師只有加強結構概念的培養，才能比較客觀、真實地理解結構的工作性能。

概念設計之所以重要，還在于在方案設計階段，初步設計過程是不能借助于計算機來實現的。這就需要結構工程師綜合運用其掌握的結構概念，選擇效果最好、造價最低的結構方案，為此，需要工程師不斷地豐富自己的結構概念，深入、深刻了解各類結構的性能，并能有意識地、靈活地運用它們。

2協同工作與結構體系

協同工作的概念廣泛存在于工業產品的設計和制造中，對于任一個工業產品，我們均不希望其在遠未達到其設計壽命（負荷、功能）時，它的某些部件（或零件）即出現破壞。對于建筑結構，協同工作的概念即是要求結構內部的各個構件相互配合，共同工作。這不僅要求結構構件在承載能力極限狀態能共同受力，協同工作，同時達到極限狀態，還要求他們能有共同的耐久壽命。結構的協同工作表現在基礎與上部結構的關系上，必須視基礎與上部結構為一個有機的整體，不能把兩者割裂開來處理。舉例而言，對磚混結構 ，必須依靠圈梁和構造柱將上部結構與基礎連接成一個整體，而不能單純依靠基礎自身的剛度來抵御不均勻沉降，所有圈梁和構造柱的設置，都必須圍繞這個中心。

對協同工作的理解，還在于當結構受力時，結構中的各個構件能同時達到較高的應力水平。在多高層結構設計時，應盡可能避免短柱，其主要的目的是使同層各柱在相同的水平位移時，能同時達到最大承載能力，但隨著建筑物的高度與層數的加大，巨大的豎向和水平荷載使底層柱截面越來越大，從而造成高層建筑的底部數層出現大量短柱，為了避免這種現象的出現，對于大截面柱，可以通過對柱截面開豎槽，使矩形柱成為田形柱，從而增大長細比，避免短柱的出現，這樣就能使同層的抗側力結構在相近的水平位移下，達到最大的水平承載力；而對于梁的跨高比的限制，一般還沒有充分認識到。實際上與長短柱混雜的效果一樣，長、短梁在同一榀框架中并存，也是極為不利的，短跨梁在水平力的作用下，剪力很大，梁端正、負彎矩也很大，其配筋全部由水平力決定，豎向荷載基本不起作用，甚至于梁端正彎矩鋼筋也會出現超筋現象，同時，由于梁的剪力增大，也會使支承柱的軸力大幅增大，這種設計是不符合協同工作原則的，同時，結構的造價必將會上升。多高層結構設計的主要目的即是為了抵抗水平力的作用，防止扭轉，為有效的抵抗水平力作用，平面上兩個正交方向的尺寸宜盡量接近，目的是保證這兩個方向上的“慣性矩”相等，以防止一個方向強度（穩定性）儲備太大，而另一個方向較弱，因此，抗側力結構（柱、剪力墻）宜設置在四周，以增大整體的抗側剛度及抗扭慣性矩，同時，應加大梁或樓層的剛度，使柱（或剪力墻）能承擔較大的整體彎矩，這就是“轉換層”的概念。防止扭轉的目的，是因為在扭轉發生時，各柱節點水平位移不等，距扭轉中心較遠的角柱剪力很大，而中柱剪力較小，破壞由外向里，先外后里。為防止扭轉，抗側力結構應對稱布置，宜設在結構兩端，緊靠四周設置，以增大抗扭慣性矩。因此，高層或超高層建筑中，盡管角柱軸壓比較小，但其在抗扭過程中作用卻很大（若角柱先壞，整個結構的扭轉剛度或強度下降，中柱必定依次破壞），同時，在水平力的作用下，角柱軸力的變化幅度也會很大，這樣勢必要求角柱有較大的變形能力。由于角柱的上述作用，角柱設計時在承載力和變形能力上都應有較多考慮，如加大配箍，采用密排箍筋柱、鋼管混凝土柱。

目前，部分已建建筑在其四角設置巨型鋼管柱，從而極大地增強了角柱的強度和抗變形能力。在高層建筑結構設計中，柱軸壓比的限值已成為困擾結構工程師的實際問題，隨著建筑高度的增加，結構下部柱截面也越來越大，而柱的縱向鋼筋卻為構造配筋，即使采用高強混凝土，柱截面也不會明顯降低。實際上，柱的軸壓比大小，直接反映了柱的塑性變形能力，而構件的變形能力會極大地影響結構的延性。混凝土基本理論指出：混凝土構件的曲率延性，即彎曲變形能力主要取決于截面的相對受壓區高度和受壓區邊緣混凝土的極限變形能力。相對受壓區高度主要取決于軸壓比、配筋等，混凝土的極限變形能力主要取決于箍筋的約束程度，即箍筋的形式和配箍特征值（λ=ρfyfc）。因此，為了增大柱在地震作用下的變形能力，控制柱的軸壓比和改善配箍具有同樣的意義，因而采用密排螺旋箍筋柱或鋼管混凝土均可以提高柱軸壓比的限值

3協同工作與材料利用率

協同工作設計的另一個目的，還在于對材料的充分利用。一般來講，材料利用率越高（即應力水平越高），該結構的協同工作程度也越高（從優化設計的角度，盡管結構性能最好的方案，不一定是材料利用率最高），尤其對我國這樣一個發展中國家，結構設計的目的即是花最少的錢，做最好的建筑，這就要求設計時對結構材料的充分利用，這從梁類構件的演變可以看出。矩形截面梁是最普通的受彎構件，它的材料利用率很低，原因有二：一方面是靠近中和軸的材料應力水平低，另一方面是梁的彎矩沿梁長一般是變化的，這樣對等截面梁來說，大部分區段，即使是拉、壓邊緣，其應力水平均較低。針對梁的這種受力特點，用結構概念分析，主要是因為梁截面存在應變梯度，只有當構件是軸心受力時，材料利用率才可能增大，于是就出現了平面桁架，平面桁架可以理解成“掏空”的梁――將梁中多余材料去除，既經濟，又降低自重；故桁架的上弦相應于梁的受壓邊，下弦相應于受拉鋼筋。規則桁架中腹桿的受力（拉、壓）與梁中主拉、壓應力方向一致，根據上述分析，還可以將桁架的外形設計為與彎矩圖相似的形狀，從而使桁架的弦桿受力均勻。由于桁架中大量存在壓桿，壓桿的強度往往由其穩定性決定，而不是由桿件截面材料強度決定，因此，在平面桁架的設計過程中，應設法降低壓桿的長細比。

單純增大截面是下策，特別是上弦桿，應努力增加其平面外的剛度（有時上弦采用雙桿形成的復合壓桿），提供平面外約束（增加支撐），如果把這些平面外的支撐再連接成桁架，這樣就使平面桁架變為平面交叉桁架，最后發展為空間網架?？臻g網架的材料利用率高，應力水平高，故在大跨度、大空間結構中廣泛使用，但網架結構中仍然存在壓桿，壓桿（特別是鋼壓桿）的應力水平不可能太高（因為隨著跨度的增加，網架的高度增大，腹桿的長度將增大，同時節點距離的增大也導致弦桿長度的增大），這樣高強材料就不能使用。因此，努力減少或消除結構中的壓桿，就使我們找到了懸索結構，懸索結構中所有的“桿件”均為拉桿，這樣就使懸索結構中桿件的應力水平極高，材料利用率極大，高強材料得以充分利用，還可施加預應力。因而在超大跨度的結構中，懸索結構（或包括懸索結構的組合結構）是首選的結構類型。就混凝土基本理論的發展來看，也體現了使各種材料充分發揮性能，并相互協同工作的特點。林同炎教授認為：鋼筋混凝土與預應力混凝土之間的區別在于鋼筋混凝土是將混凝土與鋼筋兩者簡單地結合在一起，并讓他們自行地共同工作，預應力混凝土是將高強鋼筋與高強混凝土能動地結合在一起，使兩種材料均產生非常好的性能。反映了人們對混凝土中的協同工作認識和運用過程的加深。

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1.概念設計

概念設計涵蓋了從用戶需求分析到概念產品生成的設計活動全過程，這一系列設計活動是有順序、目標和組織的。概念設計表現出了一個理念從模糊到清晰、從具體到抽象、從粗到精不斷變化的過程。它是從設計概念出發，以設計概念作為主線貫穿于整個設計過程的一種設計方法。作為全面完整的設計過程，概念設計通過設計概念把設計師感性思維與瞬間思維統一上升為理性思維，進而實現整個設計。在現代建筑業中，概念設計被廣泛用在建筑的結構設計中，有其特殊的含義和重要性。

1.1含義

在建筑的結構設計中有理論設計與概念設計之分。理論設計是指結構工程設計師在計算理論與規范的基礎上，假設結構的計算模型與受力狀態，并通過分析計算結構獲得數據式結果，進而根據結果來進行結構設計這樣的設計方法。而概念設計則是無需計算數值，只根據整體的結構體系和分結構體系間存在的力學關系、震害、結構被破壞的機理以及工程現象和實驗現象的設計基本原則及思想，來完成建筑結構整體布置和細部構造過程確定。

1.2重要性

作為結構工程師，其主要的任務就是運用整體概念在特定建筑空間當中完成結構整體方案設計活動，并要有意識地對結構與構件以及不同結構之間的關系問題進行處理設計。在現代社會，幾乎在全部的結構設計中都運用到了概念設計的設計理念。概念設計在結構設計中有著重要意義，其重要性的體現如下：

（1）目前的結構設計與計算的理論都存有很多的缺陷及不可計算性，概念設計的運用可以彌補計算理論當中的缺陷，并完成現實中存在的不可計算的結構構件設計活動，從而滿足結構設計需求。

（2）在結構方案設計的最初階段，其設計過程不能依靠計算機完成。這就要求結構工程設計師在確定性價比最高的結構方案時綜合運用概念設計中蘊含的設計概念。

（3）通過計算機的分析計算所得結果具有高精度的特點，有些結構設計師過度依靠計算機與設計軟件，對于結構工作的性能產生誤解，在結構設計中走上傳統性、習慣性的方向，盲目相信計算機計算的結果，對其不合理性與錯誤性有所忽視，導致建筑結構產生安生隱患。概念設計要求設計師從實際工程的結構需求出發，綜合考慮各種因素，可以破除結構工程師對計算機設計軟件的盲目信賴，對于結構設計的發展和革新具有重要的推動作用。

2.防震概念設計

這一概念設計涵蓋了從建筑防震需求分析到防震結構成形的全過程，是按照地震災害的基本情況與多發帶建筑工程經驗等所形成的設計基本原則與思想，進行建筑結構整體安排和細部構造的設計活動。由于地震破壞作用與機理具有復雜性與不確定性，且結構模型假定情況有別于現實狀況。

因此，很難對建筑物遇到地震的參數與特性進行準確的預測活動。基于這樣的情形，工程抗震并不能完全依靠計算機的模擬設計來解決，而是要從概念設計出發。

2.1作用原理

在建筑的結構設計中，抗震概念設計的主要作用是促使建筑整體結構耗散地震能量，以免在結構中產生薄弱敏感部位。如果地震能量聚散活動只是集中于部分薄弱區域，就會過早破壞結構。

在現代抗震設計中，一定要基于對整個結構在耗散地震能量方面的作用發揮，才能根據常見小地震的作用情況來計算結構、設計構件截面以及相應構造措施。若有需要，可以采取彈性時程分析方法來進行補充計算，并試圖滿足罕見大地震作用下的建筑結構穩定需求。

2.2設計要求

為保證建筑結構的抗震能力與抗震需求相適應，抗震概念設計可以從宏觀角度對結構抗震性進行控制，其具體要求如下：

（1）應選擇利于抗震的場地與地基，并采用相應措施來維護地基穩定性，以免由于地面變形產生直接危害；

（2）基礎設計要合理。屬于同一結構的單元部門不應設置于不同性質的地基土上，也不適合選取不同基礎形式。在進行防震概念設計的時候，要最大程度地挖掘和發揮地基潛力；

（3）就建筑物的體型而言，應從對稱、規則、簡單入手，保證質量及剛度的變化時均勻的，從而達到減少地震作用下出現的變形現象、應力集中反應以及應力扭轉現象的目的；

（4）結構體系的選擇要合理，其抗側構件應當均勻對稱。要設置多道建筑結構抗震防線，結構布置應當傳力便捷、受力明確，以免在局部產生薄弱環節；

（5）各類構件間的連接要安全可靠，且應具有一定變形能力與強度，從而提高建筑整體結構的抗震性能；

（6）要注重結構空間的整體性，加強其平面連接，并確保其豎向的整體剛度符合抗震需求；

（7）強調處理非結構構件的重要性。要充分發揮非結構構件對于主體結構有利的影響作用，避免因為不合理的構件設置危害到整個主體結構的抗震性能；

（8）結構自重應盡量減輕，減少其對地基土產生的壓力，進而將傳送給建筑物的地震力降低。

2.3實際運用

在傳統的結構理論研究與設計中，往往只注意結構抗力的提高，使得建筑混凝土的等級不斷升高，配筋量不斷加大，工程造價也不斷升高。過去的建筑結構設計師通常只重視最大配筋率的問題，進而導致肥梁胖柱、深基礎等現象在建筑工程中隨處可見。

在建筑抗震設計中，傳統方法是按照最初確定的尺寸和混凝土的等級來計算結構剛度，進而根據結構剛度對地震力進行計算，然后才是配筋計算。而事實上，配筋越多，就會產生越大的剛度，而剛度越大，在地震作用下產生的反應也會越大。從這一層面來說，為抗震而配設的鋼筋反而增加了結構剛度，進而增強了地震作用效應。這就使得建筑結構抗震陷入了死循環當中。

而抗震概念設計在建筑結構設計中的應用，拓寬了建筑結構設計思路。它以降低地震的作用效應為出發點，給現代建筑的抗震設計帶來了新的生命力。抗震消能就是抗震概念設計中的一種理念。通常來講，抗震消能是依靠在基礎和建筑主體之間加設消能支撐等柔性隔震層來實現。也有通過在建筑物的頂部安裝反擺，加大建筑物振動的阻尼作用，減少其位移的方式來達到消能抗震的目的。在進行抗震驗算的時候，要注重區分場地土的類別。建筑的框架結構應當設計為雙向的梁柱剛接體系，可允許部分框架梁搭接于別的框架梁上，但要加強在垂直地震作用方面的抗震設計。既可以通過對構件荷載效應進行調整和限制的方法，也可采用規定必要的強制性構造措施的方法來加強建筑結構的抗震力。

3.結束語

近年來頻發的地震災害已經導致了太大的生命財產損失，加強建筑結構的抗震能力變得越來越重要。傳統的建筑結構設計過于信賴計算設計的結果，忽略了建筑結構的實際情況，沒能充分發揮計算設計在建筑抗震設計中的作用。而抗震概念設計的出現，將建筑結構設計引向了人性化方向，并且拓寬了建筑結構設計的思路，為建筑抗震設計提供了新的視角，并在實際應用中發揮了良好作用。

參考文獻

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隨著建筑工業中新材料，新體系，新工藝的飛速發展，各種結構體系的創新組合，使得概念設計被越來越多的結構工程師所重視，并將在結構設計中發揮越來越大的作用。但是，在目前高校教學的概念設計課程中，通常只重視孤立的分體系和單獨構件的力學概念講解，尤其在專業課教學中，單項計算練習過多，綜合練習過少，加之計算機的普及，從而不同程度地造成了學生對計算機產生一定的依賴性，進而影響到他們的整體綜合運用能力，使得結構體系概念模糊等現象比較普遍，這些問題的存在對培養具有創造力的未來工程師是相當不利的，因此必須采用一些切實可行的有效措施提高概念設計在建筑工業中的應用水平。

1 結構概念在現在建筑設計中的必要性

隨著我國基礎設施建設投入的不斷加大，與人們生活水平的提高，對建筑結構設計也提出了更高的要求和標準。因此，這就需要相關設計人員必須努力推廣計算機的普及與應用，加快新型高強輕質、環保建材的應用，使建筑結構的設計更加實用、更能符合相關標準。概念設計對于打破傳統建筑結構設計中低效、守舊的模式，進而提高建筑結構設計工程師的創新能力水平。

在當前建筑結構設計中普遍存在承襲傳統設計的守舊思想，使得與之相應的建筑產品缺乏新意。當今建筑設計普遍提倡采用概念設計思想來提高結構工程師的設計創造性，實現建筑結構的最優化設計。盡管目前大多數人對概念設計有一定的了解，但是尚無法熟悉他的具體應用，因而，他們經常將概念設計限定在大原則下應用，進而束縛著建筑結構設計的發揮。如結構布置、確定結構方案等。其實，在具體人們的生活中隨處都可以看到概念設計的應用情況。近年來，隨著計算機技術的飛速發展，提高結構中概念設計的準確性和運算率。但是，必須理性地應用計算機，不能太過依賴計算機，要注重體現建筑中的人性化設計。相較于計算機設計而言，概念設計主要是體現出人的設計理念。此外，在總體方案和構造措施上，計算機難以實現概念設計的基本要求。

在建筑結構設計方案的初始階段，概念設計具有舉足輕重的作用，因為此階段電腦無法代替概念設計來完成某些步驟。因此，這就要求結構設計師必須結合其以往的設計經驗，深入探討建筑結構設計方案，并對其可行性進行分析，進而運用工程設計的整體理念對設計方案進行調整，最終達到方案最優。

通過計算機所計算出的運算結果，雖然比較精密，并在實際應用中不代表精確數據的合理性。也不具有實用性。概念設計正好彌補了結構設計在規范化的計算機應用中的諸多弊端。作為立體實物的建筑物，僅僅依靠電子計算機所計算數據結果是非常不夠的，必須依靠人的思想結合以往的設計經驗和建筑施工的實際情況做到具體問題具體分析。

概念設計往往會從整體上去反應出建筑結構的工作性能和設計理念，破解隱患過度的精密運算結果并非是對建筑結構精致入微的正常效應，同時也是一種不失理性解決問題的途徑。此外，非概念設計的機械性、習慣性經常會引起的錯誤隱患，進而還會影響到建筑結構設計的整體性能。所以，在建筑結構設計過程中，必須充分考慮概念設計的重要性，并將概念設計貫穿于整個建筑結構的設計過程。

目前，國際上知名度較高的優秀結構設計作品，大多數都是由一種或幾種基本分體系有機地組合而成。因此，要求結構工程師必須不斷拓展其理論知識，與時俱進，不懈追求完美的設計，同時還要具備豐富、踏實的整體結構概念和基本分體系的相互比較的能力。由此可知，在建筑結構概念設計出色的工程師，其結構概念隨著實踐經驗的增長而不斷豐富，設計成果也更具完美性、創新性。此外，必須將當今先進計算機技術融入到概念設計的整個過程，充分利用計算機技術的優勢，盡快選擇和確定最佳設計方案，進而提高建筑施工圖設計的可靠性。概念設計可以預防或減少不均勻沉降的危害，可以從結構措施、建筑措施、地基和基礎方面加以控制；必須確保立面形體變化不能過大，荷載和高低差異適度；同時，還要加強上部結構和基礎的剛度，提高建筑的整體剛度性能；同一建筑物盡量采用同一類型基礎并要求埋置于同一土層中等一系列措施。對層建筑而言，從經濟的角度考慮，對于不愿意采用長樁的結構設計方案，一般都需要經過地基處理的方式來達到控制建筑物沉降的目的。通常情況下，有許多種處理軟土地基的類型，但在選擇地基處理方案前，必須認真深入探究建筑上部結構和地基兩方面的具體實際情況，同時還要根據建筑工程的施工要求，選定恰當的地基處理范圍和技術指標，確保建筑工程結構設計的合理性、可行性。同時，還要根據施工單位的施工設計經驗和設計人員的知識水平，將多種方案進行比較，最終選定安全實用經濟合理的處理方案，也要確保概念設計在建筑結構設計中的功能，使之充分發揮計算機的輔作用，因為概念設計與建筑工程的整體性能息息相關，并在很大程度上決定建筑結構設計的質量和接下來的施工進度。

2 結構概念在建筑設計中的應用原則

2.1 結構方案合理化選擇在建筑結構設計過程中，必須要構建整個方案的基礎階段，并重視該階段對整個建筑結構設計的重要作用。因為，結構方案設計合理與否直接影響到緊隨其后所形成的的質量問題，相關設計人員必須給予足夠的重視。

2.2 優化建筑結構體系建筑結構體系是設計中的重要體現，設計者將整個建筑的結構清晰的、完整的表現出來，在整個建筑結構體系中人們所看到的每一個組成結構的部分都是統一的、不可以分割的完整實體，并不是建筑中單一部件的個性表現，其各個部件之間只能組合在一起時才體現建筑實體的具象涵義和建筑結構價值，如果將其中某些部分分割開來，結構就不成其為結構，在其體系中就無法繼續發揮其應該有的效果。所以在規劃結構體系時，是不能將其中某些及某個部件拿出來，否則將失其價值和內涵。

2.3 要選用適用的計算簡圖在選擇計算簡圖時，必須根據建筑結構的具體要求，選擇那些表達明確、設計合理、效益高的計算結構簡圖，從而保證建筑結構設計的可靠性。因為，計算簡圖的選用在建筑結構設計計算中起著不可或缺的重要作用，是正確引導建筑結構設計與建筑工程施工的可靠保障，這就要求結構計算必須準確、合理、可行。并盡可能地為今后的施工建筑降低成本。

2.4 數據結果精確分析數據結果是建筑結構設計的依據，對于建筑設計的施工起著指導作用，因此建筑設計的運算結果必須精確，必須有實際工程實例為借鑒。因為，數據結果的正確與否是決定建筑結構能否順利進行、施工質量是否過關的重要前提條件。例如不同計算工具的使用、人為地忽略以及各種不同程序軟件的使用等都可造成計算結果不精確。

3 總結

在建筑工程結構設計中，運用概念設計方法，能夠有效、可靠地對結構體系進行構思比較與選擇，從而使設計方案概念清晰。運用優秀的概念設計優化了建筑中的結構設計，彌補了現行結構設計理論與計算理論之間存在的某些缺陷，具有廣泛的實用價值和推廣價值。

參考文獻：

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[2]涂其付.建筑結構中概念設計應用的探析[J].江西建材，2011，(02).

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中圖分類號：TU318文獻標識碼： A 文章編號：

結構概念在建筑結構設計中的意義

伴隨著我國經濟水平的不斷提高，基礎設施建設的不斷加大，人們在對高質量生活追求的同時也更加注重建筑結構的設計，這對建筑行業提出了更高的要求與挑戰。面對這一情況，結構概念的出現打破了傳統建筑結構設計中效率低下，建筑結構老舊，建筑整體一層不變的模式，從而提高了建筑結構設計工程師的能力，使其在進行建筑設計時設計出更多的創新結構，以此滿足人們的需求。

（一）結構概念具有先進意義

我國的建筑結構設計計算經歷了利用經驗進行估算、容許應力法、建筑極限狀態計算、直到現在普遍采用的概率極限狀態理論計算法的發展過程。但是概率雖然具有一定的科學先進性，但是在實際的建筑結構設計運算過程中，會出現一定的相似情況，只能看作是最為接近的極限狀態，這樣一來對于建筑真實的承載能力就很難進行有效的估算。

同時建筑是一個三維空間結構，其中的構件是以相當復雜的方式進行相互的協同工作的，它們彼此之間具有極強的關聯性，不能脫離整體構件體系而單獨進行工作。同時整體結構體系與各個基本分體系之間都有著極為緊密的力學聯系，所以把結構概念應用到實際具體的建筑設計工程當中來，對調節構件之間的聯系，優化建筑結構起著積極促進的作用。

（二）結構概念是決定建筑抗震性能的關鍵

在傳統的建筑結構分析工作上，時常會出現因設計人員沒有將建筑結構的空間作用、建筑結構材料的非彈性性質以及時效性等多種關鍵因素進行充分考慮的情況，導致在進行建筑結構分析時存在著不準確性，影響建筑結構的抗震設計。所以說，建筑工程抗震的問題不能僅單單依靠計算設計來進行解決，必須在結構概念上找到立足點。因此將結構概念應用到實際的建筑結構分析中來，可以使建筑的抗震設計得到有效的加強，是對地震災害來臨時消散其能量的關鍵所在，避免了結構出現薄弱敏感的部位。

結構概念在建筑結構設計中的應用

（一）結構概念在拓寬設計思路中的應用

傳統建筑設計在進行結構的計算理論研究和結構設計中，似乎只關注如何提高建筑的結構抗力，以至于在進行混凝土的施工時，其配比等級越來越高，鋼筋的配量越來越大，從而導致了工程建設的造價成本也越來越高，極大的降低了其經濟效益。而結構設計工程師也因此只注意不超過最大的鋼筋配比率，結果導致了肥梁、深基礎等現象隨處可見。

在這里我們用建筑的抗震設計作為例子。傳統建筑在進行抗震設計時，一般是根據最初確定的結構尺寸以及混凝土的等級計算出建筑結構的剛度，然后再利用其數值計算出建筑最高承受的地震率，從而計算出建筑所用的鋼筋配比率。這樣為了抵御地震而進行建筑的鋼筋配比，增強建筑結構剛度的做法，反而增強了地震的作用效率。

所以，只有將結構概念運用到實際的建筑抗震設計中，才有助于思路的拓寬，才能用科學的建筑結構來減小地震對建筑產生的作用效應，才能起到事半功倍的效果。

（二）結構概念在建筑抗震設計中的應用

為了保證在進行建筑結構設計時，建筑具有良好的抗震性能，將結構概念運用到實際設計工作中，可以從宏觀意義上有效的進行結構抗震性能的控制。而在其應用到抗震設計時要充分考慮到以下幾點因素：

1、設計時進行對抗震有利的場地以及地基的選擇，從而避免地面變形造成的直接危害，采取有效措施來保證地基的相對穩定性。

2、在進行合理的基礎建設設計時，同一個結構單元不應該設置在性質不相同的地基土之上，最好采用相同的基礎形式，以此在設計時最大限度的發揮出地基的潛力。

3、選擇出合理的結構體系，抗側構件最好能做到均勻對稱，進行多道抗震防線的設置，避免出現局部薄弱的問題，導致在地震發生時其抗震設計沒有起到相應作用的情況發生。

4、在進行各個構件的連接時，必須進行可靠的施工，來保證彼此之間的聯系，同時各個構件還應該具有必要的強度和變形的能力，從而加強整體建筑結構的抗震能力。

5、盡量的減輕建筑自身結構的重量，減少對地基土產生的壓力，從而降低在發生地震災害時建筑受到地震能量的影響。

結構概念應用到建筑設計中時的原則

（一）對合理的結構方案進行選擇的原則

在進行建筑的結構設計過程當中，設計人員必須要對整個設計方案進行基礎階段的構建，并且重視基礎階段對整個建筑結構的設計中起到的關鍵作用。這是因為，建筑結構方案的設計合理性直接影響到日后建筑施工的質量，對建筑能否以高質量竣工起著關鍵的決定作用。所以，一個成功的設計方案必須要根據建筑工程的實際情況和要求，制定出一個切實可行的結構設計體系，這樣才能保證建筑結構設計的合理性，提高建筑的質量，增加工程的經濟效益。所設計的結構體系中建筑的受力情況必須要明確，對承載力的傳遞要盡量簡潔，力求做到建筑平面和豎向的規則。所以說在將結構概念應用到建筑的結構設計中時，必須對工程的具體設計要求、周邊的地質條件、材料的選用和施工工藝等進行充分的了解，作出綜合分析以后，才能進行建構設計方案的確定。

（二）對計算簡圖進行精選的原則

將結構概念應用到建筑結構設計時，對計算簡圖的選擇必須要結合到工程建筑結構的實際要求中來進行選擇，要盡量選擇能明確進行結構表達、結構設計合理、經濟效益較高的計算結構簡圖，以此來保證建筑結構設計方案的確實可行。這是因為計算簡圖的正確選用，可以引導設計時正確的進行建筑的結構設計，并且在工程的實際施工環節里為施工提供保證，在整個工程中起著不可或缺的重要作用，最大程度保證了工程在施工時的效率，降低了施工的成本，增加了建筑工程的經濟效益。

（三）對數據結果進行準確分析的原則

在將結構概念應用到建筑結構設計中時，其數據結果的準確性是設計師進行建筑結構設計的根本依據，能正確引導設計師進行準確的建筑結構設計，所以在建筑設計環節中，必須要保證其運算結果數據的準確性。對此在進行了設計運算后，設計師都應該對其數據進行準確的驗算，并對最后結果進行詳細的比對分析，以探究其準確性與合理性，只有這樣才可以保障建筑結構設計方案，能對建筑的抗震、優化、創新發揮積極促進的作用，才能保證施工的順利進行，提高建筑工程的整體質量。

總結

結構概念運用到建筑結構設計中來，是建筑行業的一次革命性創舉，其作用是有目共睹的。而將結構概念應用到實際的建筑結構設計中時，設計師要正確了解結構概念的含義與重要性，遵守結構概念的應用原則，將結構概念確切實際的應用到最需要它的地方，這樣才能保證建筑結構設計的合理性，才能保證建筑的施工質量，才能積極推進建筑行業的發展，滿足社會和人民的需求。

參考文獻：

[1]楊向華.建筑結構設計中的結構概念應用[J].中國房地產業,2011,(7)

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中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著社會經濟水平的發展，人們對于建筑的安全性、環保性以及舒適性等方面也有了更高的要求。因此將結構概念應用于新時代的建筑設計工作當中已經成為了建筑行業的重要趨勢。深入研究結構概念在建筑結構設計中的應用，將更好的推動建筑設計工作的發展。

一、 結構概念應用于建筑結構設計當中的意義

（一）具有更全面、更立體、更精準的先進意義。

1. 在目前普遍采用的概率極限狀態理論前，我國結構計算理論經歷了經驗估算、容許應力法、破損階段計算、極限狀態計算等階段?，F行的GBJ68-84《建筑結構設計統一標準》則采用以概率理論為基礎的結構極限狀態設計準則。概率理論雖具有一定的先進性，但也有一定的局限性，比如在運算過程只能視作近似概率法，帶有一定的局限性。并且要準確估計建筑物的真正承載力光憑極限狀態設計是很難做到的[1]。

2. 結構概念設計是指不經復雜的數值計算,從整體角度來確定建筑結構的總體布置和結構措施，其主要依據為整體結構體系和結構子體系之間的力學關系,相對剛度關系,結構破壞機理,實驗現象和工程經驗所獲得的結構設計原則和設計思想,。高質量的設計工作要求我們著眼在具體空間結構體系整體研究上。一個結構工程師只有根據專業理論知識和工程實踐經驗,結合簡單估算對一個結構工程進行整體優化同時，應把結構概念應用到實際建筑結構設計工作中去，這要求對整體結構體系與各基本分體系之間的力學關系有透徹的認識[2]。

（二）對建筑的抗震能力起到關鍵作用。

為了保證準確性，在進行結構分析時必須充分考慮結構的空間作用、結構材料的非彈性性質和時效、阻尼變化等多種因素。因此，工程抗震問題必須立足于結構概念，而不是完全依賴計算設計來解決，通過結構概念的應用，可以避免結構出現敏感的薄弱部位，使整體建筑結構發揮減震的關鍵作用。在隔震設計中,靈活運用懸吊隔震可以很好地降低水平地震作用,極大程度上減輕震害。

（三）掌握和運用結構概念的設計方法，是提高設計水平的一種有效途徑。

二、建筑結構設計中的結構概念應用

（一）拓寬設計思路的應用。

結構工程師對計算工作準確性往往缺少清醒的認識,過分相信控制解,忽略更為重要的概 念設計方法。傳統的結構計算理論的研究和結構設計存在很大的缺陷，過分關注如何提高結構抗力R，容易導致因混凝土使用等級增高、配筋量增大，產生的高額造價。結構工程師在工程建設過程中往往只注意到不超過最大配筋率，造成胖柱、肥梁、深基礎等一系列問題。

比如抗震設計，傳統的方法先是根據初定的尺寸、混凝土等級算出結構剛度，再由結構剛度算出地震力，然后算配筋。這樣將會增加結構的剛度，反而使地震作用效應增強。

因此可考慮將結構概念應用在抗震設計中，降低作用效應S。結構耗能減震技術是在結構物某些部位（如支撐、剪力墻、連接縫戒連接件）設置耗能（阻尼）裝置（戒元件），通過該裝置產生摩擦，彎曲（戒剪切、扭轉）彈塑性（戒粘彈性）滯形來耗散戒吸收地震輸入結構的能量，以減小主體結構的地震反應，從而避免結構產生破壞戒倒塌，達到減震控制的目的。60%的地震作用效應可通過合理設計降低，有效提高屋內物品的安全性[3]。

不是一味的加強建筑的堅固度，而是以科學的建筑建構減小地震的作用效應S，這樣可以起到事半功倍的作用。事實證明合理應用結構概念，就能拓寬思路，

（二）在建筑抗震結構設計中的應用。

通過在設計中應用結構概念，從宏觀上控制結構的抗震性能，保證建筑具有足夠的抗震能力應充分考慮以下環節：

1. 基礎是整個房屋、建筑物的組成部份和基本承重結構。它將房屋的全部荷載與基礎自重均勻地傳達給地基。所以基礎工程必須具有足夠的抗震性能。根據地基的地質、水文、冰凍等條件；上部結構材料及施工等因素，采取不同的基礎砌筑。

2. 重視建筑物結構的設計，在進行建筑結構抗震能力測試時，應盡可能充分發揮構件的延性，實現結構整體足夠的延性和變形能力，從而有效降低地震的作用，提高建筑結構的抗震能力。

3. 避免不合理設置導致對主體結構的不利影響，強調結構空間整體性，重視對非結構構件的處理，充分利用其對主體結構的有利影響。

4.保證建筑材料的優質性，抗震性能的高低主要取決于建材質量的好壞，包括鋼材的抗拉強度、構造柱、芯柱、圈梁等各類構件要求的不同，都會影響房屋的抗震性[5]。

三、結構概念在建筑結構設計中應用原則

（一）合理選擇結構方案的原則。

只有一個合理的結構形勢和結構體系才能造就一個成功的設計，同一結構單元不宜混用不同的結構體系，結構體系應力求平面和豎向規則，做到受力明確，傳力簡捷。因此，選擇構型之前必須綜合分析工程的設計規則、地理環境、材料供應及施工條件等情況，并與其他專業相互協調，最終確定結構方案。

（二）精選計算簡圖的原則。

結構簡圖是結構計算的基礎，選用不當的計算簡圖很可能會導致結構事故的發生，因此必須通過分析結構簡圖采取恰當的結構計算，選擇合適的計算簡圖。另外，計算簡圖通過相應的構造措施來保證。實際結構允許與設計簡圖有偏差，但應在誤差允許的范圍內。

（三）正確分析計算結果的原則。

正確分析計算結果必須通過一定的建筑結構設計軟件，目前市場上有關軟件種類繁多，而不同的設計軟件所計算出的結果也不盡相同，選擇合適的設計軟件，還應對計算結果認真分析，慎重校核，做出合理判斷，這就要求設計師對程序的設計原理及技術條件有廣泛的了解。

（四）結構構件設計的原則。

各種結構構件都應進行必要的抗彎、抗剪、抗扭等計算，并采取相應的構造措施。保證構件延性的同時對框架做到“強柱弱梁、強剪弱彎、強節電弱桿件”。

強柱弱梁：使梁端的塑性鉸先出、多出，盡量減少或推遲柱端塑性鉸的出現。適當增加柱的配筋可以達到上述目的。強剪弱彎：在進行抗震設計中，剪力是通過彎距計算得出的。該原則的目的是防止梁、柱子在彎曲屈服之前出現剪切破壞。適當增加抵抗剪切力的鋼筋可以達到上述目的。強節點弱構件：增大節點核心區的組合剪力設計值進行計算。

（五）精選基礎方案的原則。

為了確保結構安全和降低工程造價，必須選擇合適的基礎方案。這就要求設計師根據精確的地質資料來決定。包括工程地質和水文地質條件、建筑體型、有無地下室、上部結構類型和荷載大小等因素，據此做出綜合分析，選擇經濟合理的基礎方案，最大限度的發揮地基的潛力。

（六）特殊工程領域應用結構概念的必須性原則。

對特殊工程領域的工程設計，目前我國尚無成熟的規范可遵循，例如風力發電工程，這就需要設計者應用結構概念設計的方法，對一些很難準確計算的因素，可通過結構概念性的分析，采取相應的結構措施來解決。采取理論和實際相結合的方式，分析結構的受力、變形和振動情況，做出合理的結構設計方案。

四、結語

隨著工程項目規模的增大，技術越來越復雜，不確定性因素增多，對工程設計的要求也越來越高，運用結構概念設計的思想使得建筑結構設計更加安全、可靠、經濟。結構工程師作為結構設計革命的推動者和執行者，必須提高自身的創新能力，真正做到將結構設計廣泛運用于建筑設計中。

參考文獻：

[1] 劉慧芝,李福來.淺析建筑結構設計中的概念設計與技術措施[J]. 河北省中小企業服務中心,2009( 4) .

[2] 袁明.淺談結構概念設計[J].江西省建材科研設計院, 2008( 2).

[3]包樂琪，郭玉霞，陳旭坤.概念設計在建筑結構設計中的應用[J].科技致富導報.2011（14）

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1引言

在建筑結構設計中，概念設計具有重要的作用，早在1985年出版的由美國工程院士林同炎教授撰寫的《結構概念和體系》一書，就為我們提供了結構概念設計的基礎知識和一些實例，在過分依賴設計軟件的今天，概念設計愈發不得到設計人員的重視，所以，筆者試著從以下幾個方面闡述。

2建筑結構概念設計概述

建筑結構概念設計是指不經過數值計算，依據力學關系、震害關系、破壞關系等，結合實驗所得結果提出的設計原則與方法。在概念設計中，需要綜合考慮多方面因素，為方案的合理性、針對性、處理方式等提供切實可行的指導依據。具體來說，工程結構概念設計是基于結構概念設計理論展開的一系列運作，包括判斷、推理、改良、決策等過程。

3建筑結構設計中概念設計的原則

3.1結構的簡單性結構的簡單性是指具有直接的、明確的傳力途徑結構，以便承受各種外在力量的重壓和作用，這就要求在進行結構體系設計時，必須具備明確的計算簡圖，以便于內力和位移分析，最大程度限制薄弱部位的出現。3.2結構的整體性建筑結構類似于具備水平隔板功效、能夠提供足夠剛度與內力的樓蓋，其能夠聚集并將慣性力傳遞至各豎向抗側力子結構，但這些子結構需要具備協同承受地震的作用，以發揮抗御地震等自然災害的破壞作用。但如果豎向抗側力子結構布置不均勻或是水平變形特征不同，就會使其無法有效協同工作，進而使得抗御效果大幅降低。3.3結構的規則性和均勻性建筑結構的規則性與均勻性能夠有效避免薄弱子結構過早破壞、倒塌問題的發生，從而使得建筑物分布質量與結構剛度的分布協調，有利于整體結構抵抗自然災害破壞作用的充分發揮，進而最大限度的避免承載力和傳力途徑的突變。3.4優化選型原則在建筑結構中，對于概念設計的運用，主要是對結構體系與結構布置的優化，其中，結構體系的優化主要是依據其基本構件特征與荷載實際情況等形成基本結構單元，然后通過集合形式構成主要的結構體系。結構布置的優化是指基礎系統、柱墻豎向支撐系統、樓屋蓋水平系統的設置。3.5合理受力原則一般情況下，在建筑結構概念設計過程中，通常需要對均勻受力、超靜定受力體系、剛性連接、空間作用等進行充分的考慮，并且還要重視建筑結構宏觀受力狀態、直接受力狀態以及主要受力狀態的分析，以便運用力學原理來處理好受力分析問題。

4概念設計在建筑結構設計中的應用

4.1在建筑結構方案選擇中的應用在建筑結構設計過程中，結構方案的選用具有十分重要的作用，并且還是整體建筑結構設計的核心內容，結構方案的重要性直接決定了結構方案選擇的困難程度，所以，一旦建筑結構方案的選擇上出現了問題，必將導致整體建筑結構設計嚴重錯誤的出現。通過概念設計的合理運用，并且充分發揮其自身應有的作用，可確保建筑結構方案選擇的合理性與有效性。在進行建筑結構方案的選擇時，應重視以下兩方面內容：①在進行建筑結構方案的選擇時，必須對建筑工程項目施工現場所有的相關影響要素進行充分的分析與全面的調查，例如建筑場地的一些地形條件、地質結構以及承載力狀況，是概念設計整體性要求的主要體現。②在選用具體建筑結構設計方案時，應充分考慮用戶的一些基本要求，是概念設計的主要特點與作用體現，且其還能夠根據用戶所提供的一些基本要求進行具體化設計，將其體現在建筑結構方案中，可有效提高建筑結構方案選擇的準確性。4.2在基礎設計中的應用在進行建筑結構基礎設計類型的選擇時，設計人員應當依據建筑物的具體結構形式及其所處的地理位置，在充分遵循概念設計基本原則的基礎上進行合理的選用。4.3在建筑結構抗震設計中的應用對于建筑物抗震設計中概念設計的應用，應當結合建筑平面對建筑結構體系進行合理的布置，并且還要仔細分析建筑主體的結構體型和各個部分的基礎體系之間的力學關系。此外，通過調整建筑物質心、平面形心及結構剛心間的距離，可使得這三者盡可能靠近，進而最大限度的減小結構體系的扭轉力，增強整個結構的穩定性，提高結構的抗震能力，節約建筑工程造價。

5結語

綜上所述，在建筑結構設計中，通過概念設計的合理應用，不僅能夠有效提升建筑結構設計的主觀能動性，還可在充分融合建筑設計人員想象力與個人經驗的基礎上，保證建筑結構設計的經濟性、合理性、安全性。概念設計的思想被越來越多的結構工程師所接受，并在結構設計中發揮越來越大的作用。

參考文獻

[1]張鈞瑪.在建筑結構設計中如何加強建筑結構的概念設計應用[J].城市建筑，2014（06）：53.