高层建筑概念范文篇1

关键词：建筑结构；概念设计；结构设计

Abstract:thedevelopmentofthedesignofthebuildingstructureisinevitable,asanewdesignconcept,conceptdesignmusthavetheirowndevelopmentspace,itcannotonlybetterarousesdesigninspiration,morecankeepdoarchitecturaldesigninnovation,meetthedemandofhigherconstructionindustry,compliedwiththetrendofthedevelopmentofthebuilding,sobuildingdesignstaffneedtostrengthentotheconceptualdesigntounderstandanduse,andusetheinformationtimeinformation,betteruseofnewmaterialsandtechnology,andtheroleoftheconceptdesignbetterplay,soastoensurethedevelopmentofthedesignofthebuildingstructure,improvetheleveloftheconstructionindustry,toensuretheconstructionqualityandsafetyofthepeopleatthesametimesatisfythedemandofthearchitecturedesign.

Keywords:buildingstructure;conceptualdesign;Structuredesign

中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：

近几年概念设计的理念方式被建筑行业广泛的应用，从越来越多的成功建筑案例中体现了应用了概念设计的优势，因而这种设计方式吸引了很多的工程师，他们大力推广这种设计方式，从他们的设计建筑就不难发现。因此我们可一发现，这种设计对建筑业的影响之大，改变之巨。因此要将概念设计的理念发展和优化下去，就要靠设计师们的不断突破和对新事物的探索追求，这对建筑设计和城市规划都具有长远的意义，只有将这种设计理念传递下去，人们的生活环境将不断的提高和改善。本文主要供设计概念的角度出发来探讨其在建筑设计中的广泛应用和影响。

一、从建筑结构设计的角度分析概念设计的定义

1.1概念

概念设计是指在建筑结构方案设计初期，工程设计师依据已知设计理论结合工程经验，从宏观的角度对建筑设计方案进行概念性的分析估算和比较选择，通过对建筑结构的总体布局和布置必要的抗震措施，以实现合理设计的目标。所得方案往往概念清晰，定性正确，易于手算，避免后期设计阶段中不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能。

1.2建筑设计中应用概念设计的重要意义

当今社会各项工作的分工都是在不断的细化，但是在建筑行业，很多设计的工作人员整体的设计能力还不是很好，他们对计算机、设计规则等的依赖性更是在增强，因此也就没有对传统设计更好的创新，更加的不重视新工艺和新技术的推广使用，最重要的原因就是他们比较看重的是设计结构产生的后果，不想去承担设计创新的责任，再有就是在实际的设计中对计算机太过依赖，很多的设计人员的设计水平都不能提高，这样就很难去适应建筑设计不断的发展需要。

对现代建筑结构设计人员来讲，通过概念设计这一先进的建筑结构设计理念的应用，能够将个人的设计思内，设计人员通过在结构总体设计中应用整体性的概念，使建筑不同的结构之间，结构与构件之间的关系可以更灵活的处理，这样设计的效果会更好。而且设计人员自身的努力和不断的进步，他们设计的水平和设计的实践能力都是会有很大的进步的，这些对建筑设计的发展和完善都是有着很大的有利的影响的。

二、建筑结构设计中概念设计的具体应用

2.1平面设计中的概念设计

在目前的建筑概念设计中，尤其是对于高层建筑而言，需要重点考虑在水平荷载作用下产生的结构侧移，必须严格遵守相关设计要求，构建完善的抗侧力结构体系，这已经成为一个优秀建筑结构设计人员的必备素质。为降低风压等因素的影响，要注重建筑平面形状的选择，并考虑到周边建筑物对风压分布的影响，保证建筑物的竖向荷载和抵抗能力；同时，如果涉及到地震因素的影响，对建筑平面的设计则应当力求简单。此外，考虑到风荷载因素的影响，建筑物的刚度设计不宜过小，以更好的保证建筑物的抗倾覆能力。

2.2剖面设计中的概念设计

概念设计在建筑结构设计中的应用，主要涉及到两个方面，即竖向传力体系设计和竖向形体设计。

2.2.1竖向传力体系

在进行竖向传力体系设计时，要注意以下几点：①严格控制建筑物的高度比，避免不必要的失误和设计缺陷；②对高层建筑来说，必须保证相应的锚固深度，以更好的满足地下停车库和设备用房的建设需求，同时一到两层地下空间的设计与利用，能够在一定程度上降低建筑物的重心，这对提高建筑物的稳定性是非常有利的；③在对建筑物抗侧力结构的刚度进行设计时，要考虑到基础向顶层之间的逐渐过渡，想方设法减少竖向上发生刚度突变的可能性，进而避免因为刚度上的较大变化导致的建筑物抵抗水平荷载能力的降低；④假如因为设计或施工需要，而不得不对刚度结构布置进行较大改变时，建筑结构在设计时要设置相应的结构转化层。

2.2.2竖向形体设计

在进行竖向形体设计时，主要采用以下几种形式：①上窄下宽形。随着高度的增加，高层建筑为了增强自身的抗风能力和结构上的稳定性，建筑结构随着高度的增加而不断变细或缩进，以求降低建筑的整体重心，增强自身的稳定性。该形体主要包括退缩形体和削楔形体，前者具有截切式、收进式、台阶式等多种形式，后者则更有利于抗震与抗风，具有良好的稳定性和韧性。②截锥形。该形体不仅在抗震性能和抗风性能方面具有一定的优越性，在建筑的使用功能方面也具有自身的优势，因为其为了增加房屋的刚度，由下而上对楼层面积进行分段式的缩小，呈现出阶梯状的体型。③新月形。该类型的建筑房屋能够有效增强建筑物抵抗侧向力的刚度，重力荷载被科学的分布在柱、壳、框架等结构上，竖向的壳体合理的承受了建筑物的侧向荷载，非常有利于侧向力和建筑物对称作用的抵抗。

2.3基础设计中的概念设计

2.3.1在对建筑物基础的地质环境进行充分调研的基础上，可以根据建筑物的位置和结构形式对建筑物基础的类型进行合理选择，具体说来，主要有箱式基础、桩基础和筏形基础等类型。箱式基础在高层建筑中的应用比较广泛，因为其拥有很好的整体刚度，能够将高层建筑的上部结构荷载合理的传递到建筑基础上，在对建筑上部结构进行有效嵌固的同时，能够有效抑制地基的不规则沉降，增强了建筑物的整体稳定性。而对于建筑层数较多、荷载较大、地基土承载力不理想的情况，则应尽量采用桩基础，这样可以使建筑物的上部荷载直接传递到下部的持力层，桩基础有钢管桩、混凝土灌注桩和预制钢筋混凝土桩等形式。筏形基础具有刚度大、整体性好的特点，优势是能够有效控制基地的压力和建筑上部结构的荷载，因此常常应用于地基承载力不高、上部结构荷载较大的建筑结构。

2.3.2基础不但和和地基之间有相互作用，它和建筑的上部的那些结构也是相互作用的，所以必须要做好基础和上层建筑之间作用力的分析，加强基础的承载力，控制好建筑高低层的差异，使用最合适的结构类型，从而保证建筑的稳定和安全。比如，进行高层的地下室通道设计的时候，在确保通道与外部平行的时候，更要做好外壁的设计，从而对建筑防水层设置起到积极作用，更可以加强建筑的使用性。

结束语

经济社会的不断发展，基础的物质生活已经满足不了人们需求，人们追求生活的舒适已经从物质层面到达精神层面上，因此人们对自己居住环境的要求也越来越高，这就要我们发展先进计算理论，加强计算机的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。这不仅仅是对建筑设计的挑战，更是对建筑师能否突破传统，而丰富传统，将先进的技术与设计概念相联系起来，创造的每一个作品都是有灵魂的。

参考文献

[1]王桂起.建筑结构设计基本原则及合理设计方案[J].科技创新与应用,2012

高层建筑概念范文篇2

【关键词】建筑设计；结构概念；概念设计

一、相关理论综述

概念设计是指对于工程中一些难以作出精确力学分析或规范中难以作出明确规定的问题，不经过数值计算，根据整体结构体系与分部结构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理念，从整体角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施。所得方案往往概念清晰、定性正确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能。同时，也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。只有弄清概念设计的实质，才能真正领会概念设计在工程设计中的重大意义。

二、概念设计的重要性

概念设计是展现先进设计思想的关键，结构设计的好坏，很大程度上取决于设计者结构概念的完整性及创新能力，特别是建筑业飞速发展的今天，概念设计的重要性更是可见一斑。结构设计决定建筑能否实现，在这个意义上，结构设计显得更为重要。建筑结构设计可分为整体设计和部件设计两部分。整体设计包括结构体系的选择，柱网的布置，梁的布置，剪力墙的分布，基础的选型等。整体设计一般分主体和基础两部分进行、设计人员根据建筑物的性质、高度、重要程度、当地的抗震设防烈度，风力情况等条件来选择合适的结构体系。选定结构体系后，就要具体决定柱、梁、墙(剪力墙)的竹布和尺寸等。在进行主体结构内力计算后，主体结构，截面的内力成了基础选型和设计的重要依据。

三、建筑结构设计中的概念设计基本内容分析

1．形成良好的结构体系。（1）正确处理基础与上部结构之间的关系；必须视基础与上部结构为一个有机的整体，不能把二者割裂开来。如对砖混结构，必须依靠圈梁和构造柱将上部结构与基础连接成一个整体，而不能单纯依靠基础自身的刚度来抵御不均匀沉降，所有圈梁和构造柱的设置，都必须围绕这个中心。（2）结构受力时，应尽可能使结构中的各个构件能同时达到较高的应力水平；比如在某高层结构设计时，应尽可能避免短柱，其主要的目的是使同层各柱在相同的水平位移时，能同时达到最大承载能力，但随着建筑物的高度与层数的加大，巨大的竖向和水平荷载使底层柱截面越来越大，从而造成高层建筑的底部数层出现大量短柱，为了避免这种现象的出现，对于大截面柱，可以通过对柱截面开槽，使矩形柱成为田形柱，而增大长细比，避免短柱的出现，这样就能使同层的抗侧力结构在相近的水平位移下，达到最大的水平承载力。

2．提高材料的利用率。从某种程度看，提高材料的利用率也是协同工作设计的另一个目的，材料利用率越高(即应力水平越高)，该结构的协同工作程度也就越高。尤其对我国这样一个发展中国家，结构设计的目的，即是花最少的钱，做最好的建筑，这就更要求设计时对结构材料的充分利用。例如：对钢筋混凝土矩形截面梁。由于靠近截面中和轴的材料应力水平低，且梁受到的弯矩沿梁长度方向一般是变化的，使等截面梁大部分区段应力水平较低，从而导致材料的利用率较低；针对这种受力特性，如果将梁中多余材料去除，会出现工字型梁、箱型梁、空间网架等多种结构形式．从而大大增加了材料的利用率，提高了结构构件的经济性能和相互协同性。

3．合理选用截面形式及结构形式。合理选用截面形式及结构形式有很大的经济意义。例如，就截面形式而言，受拉的悬索结构采用高强钢丝、钢绞线或钢丝束最为合理；天然石材建造实体拱也是很好的方案，我国南方有许多石拱桥，造型美观，经济耐久；现代热轧工字型钢作为受弯构件，较厚的翼缘主要承受弯曲正应力，较薄的腹板主要承受剪应力，与矩形截面相比，既节省了材料，也减轻了自重。

4．采用合理的组合结构，以充分发挥材料的特性。其实钢筋混凝土结构就是钢筋和混凝土的良好组合，是一种组合结构。现代建筑中采用的钢梁、压型钢板和混凝土组成的楼盖系统是一种新型的组合结构。压型钢板既可以作为施工时混凝土的“模板”，又是混凝土楼板的“钢筋”。在大型建筑结构中也可以看到一些悬索结构屋面与大型钢筋混凝土拱(或框架)组成的结构形式。

参考文献

[1]杨帆，梁欣等．结构设计中的概念设计[J]．陕西建筑．2007（2）

高层建筑概念范文篇3

关键字：高层建筑建筑结构概念设计

一、高层建筑结构设计的特点

筑结构设计相比较，结构专业的各专业中

1、高层建筑结构设计与低层多层建占有更重要的地位。不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面布置，立面体型，楼层高度，机电管道的设置，施工技术要求，施工工期的长短和投资造价的高低。

2、高层结构设计中水平力是设计的主要因素。在低多层房屋结构中，水平力产生的影响较小，以抵抗竖向荷载为主，侧向位移小，通常可以忽略不计。在高层结构设计中，随着结构高度的增加，水平力(风荷载或地震作用)产生的内力和位移迅速增大。

3、高层建筑结构设计中，不仅要求结构具有足够的承载力，而且必须使结构具有足够的抵抗侧向力的刚度，将结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规范规定的范围内。因此，高层建筑所需的侧向刚度由位移控制。

4、高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样基础条件下，减轻房屋自重意味着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。另外地震效应是与建筑的质量成正比的，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效方法。因此在高层建筑中，结构材料宜采用高强度材料。

5、在高层建筑的抗风设计中，应保证结构有足够承载力，必须具有足够的刚度；控制好在风荷载作用下的位移值，保证有良好的居住和工作条件；维护结构和装饰构件必须有足够的承载力，并与主体结构可靠连接。

6、有抗震设防的高层建筑应进行详细勘察，摸清地质情况，选择位于开阔平坦地带，具有较好场地土的对抗震有利的地段。

7、地基基础的承载力和刚度要与上部结构的承载力和刚度相适应。当上部结构与基础连接部位考虑受弯承载力增大时，相临基础及上部结构嵌固部位的地下室结构。应考虑弯矩增大的作用。

8、剪跨比和剪压比是判别梁、柱和墙肢等抗侧力构件抗震性能的重要指标。剪跨比用于区分变形特征和变形能力，剪压比用于限制内力，保证延性。

二、高层建筑概念设计的基本原则

1、以承载力、刚度、延性为主导目标，实施多道防线、刚柔结合的结构形式。即应具有一定大的刚度和承载力来抵御风荷载和小震，随着第一道防线破坏，结构变柔后仍有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御未来可能遭遇的罕遇大震。例如，林同炎教授根据此思想设计的18层马那瓜美洲银行在1972年的马那瓜大地震中经受了绝佳的考验。

2、在对结构进行分析计算时，应该运用最简单、最直接、概念最清楚的计算方法，将结构的受力与传力途径设计成简单、直接，明确。尽可能避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件。

3、尽可能使结构平面布置的正交抗侧力刚度中心(简称刚心)和建筑物表面力(风力)作用中心或质量重心(质心)靠近或重合，以避免或减小在风荷载或地震作用下产生的扭转效应。

4、建筑物竖向布嚣的抗侧力刚度构件也最好设计成均匀、连续，避免出现软弱层和上下层问的剪切刚度、弯曲刚度和轴压刚度的突变。

5、应重视上部结构与其支承结构整体共同作用的机理，即传力与受力结构两者之间的共同作用；例如，在高层建筑的箱基和筏基的底板设计中，计算软件无法进行上部结构一地下室一地基基础的相互作用分析，计算出来的底板内力远远大于底板实际受到的内力。

三、高层建筑中的结构体系的选择

结构设计实际上是在各种约束条件下的最优化选择过程。在这一过程中要对建筑材料与结构形式进行综合考虑，如建筑材料形式主要有钢筋混凝土结构钢结构、混凝土和钢的组合结构：结构体系主要有剪力墙结构、框架剪力墙结构、框筒结构、简中简结构。

对于结构选型来说，没有普遍使用的选择标准，往往是随着建筑的环境、功能要求有所变化，每一选择都有其优劣性。需要设计师仔细斟酌。例如：框筒是高层建筑最常用的结构形式，为了减少框简的剪力滞后，外框筒一般应采用密柱高裙梁的形式。但这种做法不仅限制了建筑体型和建筑功能，而且当建筑的平面尺寸较大时也往往难以发挥结构的效能。因而，在结构的竖向平面内增加斜向支撑，形成组合框架式结构或框架简结构的做法，已在工程界广泛采用，并被认为是增加高层结构抗侧移刚度的最有效和经济的方法。香港的中银大厦、上海证券大厦等工程，在外框筒中增加了斜撑，达到了结构和建筑的完美结合。

选型与布置的具体内容：

一是结构平面形状和立体体型的选择。平面形状宜简单、规则、对称，避免过多的外伸、内凹，以预防地震时产生大的震害。

二是电梯间的布置。电梯间会对楼板产生较大的削弱，布置时应尽量避开端角和凹凸处。同时，还应避免在电梯开洞后将建筑物截为两段。在纯框架结构中，电梯井一般不宜采用钢筋混凝土井筒，所以，到底设计成框架结构还是框剪结构，必须十分明确。如为框架结构，则不宜设剪力墙：如设计为框剪结构，剪力墙的数量必须足够。

三是错层的布置。一般说来，高层建筑不应设置错层，对于因局部取消梁板而形成的联层柱，应控制其高度。

四是必须具有明确的主群楼关系。

五是为防止地震时高层建筑的倾覆和滑移，基础必须有足够的埋深。

四、提高结构的抗震性能

由于高层建筑的受力特点不同于低层建筑，因此在地震区进行高层建筑结构设计时，除应保证结构具有足够的强度和刚度外，还应具有良好的抗震性能。通过合理的抗震设计，使建筑物达到小震不坏，中震可修，大震不倒。为了达到这一要求，结构必须具有一定的塑性变形能力来吸收地震所产生的能量，减弱地震破坏的影响。

框架结构设计应使节点基本不破坏，梁比柱的屈服易早发生。同一层中各柱两端的屈服历程越长越好，底层柱底的塑性铰宜晚形成，应使梁、柱端的塑性铰出现得尽可能分散，充分发挥整体结构的抗震能力。为了保证钢筋砼结构在地震作用下具有足够的延性和承载力，应按照“强柱弱粱”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的原则进行设计，合理地选择柱截面尺寸，控制柱的轴压比，注意构造配筋要求，特别是要加强节点的构造措施。

高层建筑概念范文

关键词：超高层建筑结构概念设计结构体系

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：

随着经济的高速发展，人们对建筑功能的要求多样化，超高层建筑相继拔地而起。由于超高层建筑结构复杂多样，设计计算结果与实际相差较大，分析计算往往不能满足结构安全性、可靠性的要求，不能达到预期的设计目标，所以必须重视概念设计。

一、结构设计特点

1.重力荷载迅速增大

随着建筑物高度的增加，重力荷载呈直线上升，作用在竖向构件柱、墙上的轴压力增加，对基础承载力的要求也将提高。

2.建筑物的水平位移

①风作用效应加大

风是引起结构水平位移的主要因素，作用在建筑物上的风荷载沿高度方向呈倒三角形状。建筑物越高，风合力就越大，合力作用点就越高，对建筑物产生的作用效应也越大。

②地震作用效应加大

建筑物高度的增加使结构自重增加、重心提高，地震作用产生的水平剪力和竖向力增大，作用位置提高，整个结构内力增加，地震时将加速薄弱部位的破坏。

3.P效应

超高层建筑高宽比大，侧高刚度较弱，水平位移大，重力与水平位移所产生的附加弯矩常大于初始弯矩的10％，必须考虑重力二阶P效应。

4.竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响增大

竖向构件的总压缩量主要由受力变形、干缩变形和徐变变形三部分组成。构件的总压缩量随着构件的高度H、平均亚应力的增加而加大。

5.倾覆力矩增大，整体稳定性要求提高

建筑物高度的增加使侧向力引起的倾覆力矩增大，抗倾覆要求提高。工程中常采取增加基础埋深，加大基础宽度等措施来满足整体稳定性要求。

6.防火、防灾的重要性

超高层建筑多采用钢混结构和钢结构，钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。因此防火、防灾设计尤为重要。

7.围护结构的抗风设计

建筑物高度的增加使得垂直于围护结构表面上的风载标准值也迅速增大，因此必须对围护结构进行抗风设计。如采用玻璃幕墙围护，其风载更大，须采用结构玻璃满足强度要求，铝合金龙骨满足变形要求。

8.超高层建筑的节能问题

从超高层建筑的建筑节能优化设计技术看，建筑的高度变化导致相关参数的变异，进而很大影响建筑能耗的变化。高度超过100米的高空风速会提高到3米/秒，若高达400～500米时风速可达到5米/秒以上，温度随高度的变化也会有明显的降低，通常会有每百米高度的温度下降0.6～1.0℃，仅这个变化足可以相当于把建筑物移动了一个2级气候区。建筑节能设计标准所能约束的节能技术还不能够完全适用于超高层建筑，在现行建筑节能设计标准中设计到遮阳、通风等技术的规定，对超高层建筑无法适用，标准规定的建筑能耗的权衡判断方法也是基于建筑物全楼整体建模的一种评价方法，而受目前能耗模拟工具的计算能力所限，超高层建筑中的计算对象规模远远超出了软件的计算能力。

9.建筑物的重要性等级提高

超高层建筑作为当地的标志性建筑，在政治、经济、文化中所起的作用大，破坏影响较大，波及范围较广，因此结构设计的可靠度要提高。一般情况重要性系数取1.1。

二、结构设计方法

1减轻自重，减小地震作用

采用高强轻质材料，全钢结构、幕墙围护、轻质隔断等，减轻结构自重，减小地震作用。

2降低风荷载作用力

①减小迎风面积

正方形平面形式横向迎风面最小，如果计算对角线方向的迎风面宽，则圆形平面最小。在立面上适当位置开阔泄风，风力能很好有效地降低。

②采用上窄下宽的立面体型，既减小高风压在高处的迎风面积，又降低风作用重心，使建筑物底部的倾覆总弯矩减小，同时上窄下宽的立面体型对建筑物底部来说增大了抵抗矩，提高了稳定性。

③选用体型系数较小的建筑平面形状

体型系数从大到小依次正方形－正多边形－圆形，采用流线尖滑的外形，避免凹凸多变的建筑形状，减小整体和局部风压的体型系数。

④采用剪力墙结构系统

采用剪力墙结构体系以增加建筑物的侧向刚度，是控制建筑物水平位移的有效方法。

3加强抗震措施

①选用规则结构使建筑物具有明确的计算简图，合理的地震作用传递途径。采用圆形、正多边形、正方形等平面形状，可以使整体结构具有多向同行，避免强弱轴的抗力不同和变形差异。功能复杂的建筑常常是各种结构体系的综合，具体设计应注意以下几个问题：

a结构平面形状尽可能对称，由于地震作用的方向具有随机性。风作用虽然有主导方向，但最大值也具有随机性。因此选用具有对称性、多向同性布置的抗侧力结构体系，有利于形心和刚心的重合。

b竖向构件尽可能连续，避免抗侧力构件的间断，从而形成薄弱层、薄弱部位，对抗震不利。

c应设计成具有高延性的耗能结构，设置多道抗震防线。

d增加超静定次数，增加重要构件的传力线路，提高结构的抗震能力。

e在满足强度、刚度要求的前提下，选择具有较好延性的结构材料，增加总体变形能力，增加结构耗能。

f建立整体屈服机制，避免失稳破坏，并做到强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件设计，对容易失稳的结构做到强支撑，对受弯构件做到强压弱拉。

g注意调整结构布置、防震缝的设置、转换层、转换层和水平加强的处理、薄弱层和薄弱部位的加强。

②进行小模型风洞试验，获取有关风荷载作用参数；通过振动台试验，获取有关地震作用参数。

③采用智能化设计，提高结构的可控性。应用传感器、质量驱动装置、可调刚度体系等和计算机共同组成主动控制体系，提供可变侧向刚度，控制结构的地震反应等。

④提高节点连接的可靠度，刚结构节点的焊接处理，钢混结构中型钢、钢板与混凝土的连接等。

4减小震动，耗散输入能量

采用阻尼装置加大阻尼比，减少振动影响。选用耗能、减振的结构体系，如采用偏心支撑的钢结构具有耗能的水平段，采用橡胶支座可以减振等。

5结构底部的嵌固部位的确定

在进行超高层建筑结构设计计算分析之前，必须首先确定结构嵌固端所在的位置。确定嵌固部位可通过刚度和承载力调整迫使塑性铰在预期部位出现，嵌固端的选取可能因建筑物的各种不同情况而定：

①不设地下室但基础埋深较大。

②有地下室但地下室层数有多有少，而且基础形式不同，产生不同的技术问题。

三、结构材料选用

超高层建筑结构材料要求更轻、更强、更具有延性。钢筋混凝土、型钢混凝土、钢管混凝土和纯钢混凝土都可作为结构构件的主要材料；而外墙围护多采用玻璃幕墙、铝合金幕墙、钢塑复合材料等；内部隔墙多为轻质隔断；在普及C50、C60级混凝土的工程应用，扩大C70、C80级的工程试点的同时，开发配制C100级高强混凝土。

四、结构体系选用

更具整体性，更具各道抗震抗线，更具延性的结构体系是超高层建筑结构体系的首选，按照建筑适用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般常见有以下几种结构体系：

1框架－剪力墙结构体系

2巨型框架结构体系

3框－筒结构体系

4筒中筒结构体系

5束筒结构体系

6内筒外巨型框架加外斜撑结构体系

7内筒外框并带多个加强层的结构体系

8钢结构

高层建筑概念范文篇5

关键词:高层建筑抗震概念设计方法探索框支剪力墙结构建筑工程管理

引言

80年代，是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。各大中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋混凝土结构为主的建筑，建筑层数和高度不断增加，功能和类型越来越复杂，结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店，它是一座现代化的高级宾馆，总高153.52m，全部采用框架芯墙全钢结构体系，深圳发展中心大厦43层高165.3m，加上天线的高度共185.3m，这是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化，而且在建筑高度上也有很大的飞跃。深圳于1995年6月封顶的地王大厦，为钢结构，81层，385.95m高，它居目前世界建筑的第四位。

1工程概况

某高层住宅建筑群总建筑面积约151459m2，地面以上由7栋塔楼（除3栋为30层外，其余均为29层）组成，其中1栋与2栋、4栋与5栋在顶部有若干层相连，形成连体结构。本文着重介绍其中的4栋与5栋（以下简称本工程）。4栋与5栋裙楼不相连，1层、2层为市政及其它管理用房、社区服务中心、商场等，层高均为4.5m；3层为裙楼屋面、架空层，层高5.4m；4层为住宅（结构转换层），层高3.1m；5～29层均为住宅（其中25层及以上为连体结构），层高3.1m；屋面板面标高95.0m。本工程地面以下设两层地下室（1～5栋地下室连通），地下一层和地下2层为车库(局部为设备用房)，地下2层局部为六级人防地下室。地下1层层高4.5m，地下2层层高4.0m。

2高层建筑结构的抗震设计方法

我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：1）高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。2）除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法。3）特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

3选择合理的结构形式

抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。按结构材料分类，目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等；按结构形式分类，目前常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。结构体系的确定受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等诸多因素影响，是一个综合的技术经济问题，需进行周密考虑确定。

抗震规范对建筑结构体系主要有以下规定：①结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；②结构体系宜具有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力；③结构体系应具有必要的抗震承载力，良好的变形能力和耗能能力；④结构体系宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力；⑤结构在两个主轴方向的动力特性宜相近，在结构布置时，应遵循平面布置对称、立面布置均匀的原则，以避免质心和刚心不重合而造成扭转振动和产生薄弱层。

4地基与基础

本工程设两层地下室，地下室底板面标高-8.5m，考虑采用人工挖孔桩基础（先挖基坑后挖桩，避开上部软弱土层及缩短桩长，避免桩长过长），塔楼墙柱以微风化岩为桩端持力层，纯地下室及裙楼柱以中风化岩为桩端持力层，预计平均净桩长10m。利用裙楼屋面花园及地下室顶板面绿化覆土，结合建筑物自重，外加工程桩兼作抗拔桩，经验算，地下室抗浮满足要求。

5上部剪力墙的布置

上部剪力墙的布置首先要考虑结构的平动和抗扭刚度。一般而言，两个正交方向的剪力墙布置要均衡，为取得较好的抗扭刚度，剪力墙应尽量靠四周分散布置。同时，上部剪力墙的刚心与楼层的质心应尽量接近，以减小扭转效应。上部剪力墙除满足刚度的要求外，还须注意尽量避免短肢墙、一字墙的出现。在转换层之上1~2层的剪力墙中还须注意处理好因结构转换引起的应力突变的问题，有必要补充框支剪力墙的有限元分析。在下部较低楼层往往因为轴压比的原因要加厚墙体，此时不宜简单地加厚墙体（因为这样会影响建筑使用），应综合混凝土强度等级、墙长、转换层上下结构侧向刚度比等因素考虑。以上是一般情况下的结构布置原则，但实际工程中往往受建筑使用功能的制约（如须设置转角窗、有打通要求、预留房间分隔调整的可能性等）而须作出相应的灵活变通。4栋与5栋连体在地震作用下的扭转周期比为Tt/T1=1.08/2.96=0.36。4栋与5栋连体在地震作用下的最大层间位移角为1/1407（X-工况）和1/1592（Y-工况）,均满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）

6确保结构的整体性

结构是由许多构件连接组合而成的一个整体，并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。若结构在地震作用下丧失了整体性，则结构各构件的抗震能力不能充分发挥，这样容易使结构成为机动体而倒塌。因此，结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件，确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。

为了充分发挥各构件的抗震能力，确保结构的整体性，在设计的过程中应遵循以下原则：①结构应具有连续性。结构的连续性是使结构在地震作用时能够保持整体的重要手段之一。②保证构件间的可靠连接。提高建筑物的抗震性能，保证各个构件充分发挥承载力，关键的是加强构件间的连接，使之能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求。③增强房屋的竖向刚度。在设计时，应使结构沿纵、横2个方向具有足够的整体竖向刚度，并使房屋基础具有较强的整体性，以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉降及地面裂隙穿过房屋时所造成的危害。

7结束语

概念设计是工程项目的原则,是结构方案的立意出发点;计算分析和构造措施在概念设计的原则指导下建立和进行,同时又为完善项目设计作出补充和加强。

参考文献：

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社，2002.11.

高层建筑概念范文篇6

【关键词】高层建筑；结构设计；概念设计；概念设计原则

近年来，我国经济的发展和人们生活水平的不断提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。对于一座高层建筑的结构设计，既应保证高层建筑具有足够的安全性，即具有足够的抗震和抗风的能力及具有足够的承载力和变形的能力，又应保证结构的经济性、合理性。发展先进计算理论，加强计算机的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。为达到以上目标，一要进行合理的概念设计，二要明确合理的结构体系，三要合理的结构计算分析与调整，四要采取必要的构造措施。

1.概念设计的定义

概念设计一般指不经数值计算，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。运用概念性近似估算方法，可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能。同时，也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

2.高层建筑概念设计的基本原则

第一，以承载力、刚度、延性为主导目标，实施多道防线、刚柔结合的结构形式。即应具有一定大的刚度和承载力来抵御风荷载和小震，随着第一道防线破坏，结构变柔后仍有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御未来可能遭遇的罕遇大震。第二，在对结构进行分析计算时，应该运用最简单、最直接、概念最清楚的计算方法，将结构的受力与传力途径设计成简单、直接、明确。尽可能避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件。第三，尽可能使结构平面布置的正交抗侧力刚度中心(简称刚心)和建筑物表面力(风力)作用中心或质量重心(质心)靠近或重合，以避免或减小在风荷载或地震作用下产生的扭转效应。第四，建筑物竖向布置的抗侧力刚度构件也最好设计成均匀、连续，避免出现软弱层和上下层间的剪切刚度、弯曲刚度和轴压刚度的突变。第五，应重视上部结构与其支承结构整体共同作用的机理，即传力与受力结构两者之间的共同作用；例如，在高层建筑的箱基和筏基的底板设计中，计算软件无法进行上部结构－地下室－地基基础的相互作用分析，计算出来的底板内力远远大于底板实际受到的内力。

3.结构设计要经济合理

结构设计工程师通过高层建筑结构的简化计算，可以在正式电算前得到主体抗侧力结构及其楼盖结构的合理布置和截面的合理确定，下一步的电算时间，使电算更快捷有效，电算结果也容易比较放心；另一方面结构的布置、断面的确定比较快的得到经济合理的实现，从而使结构设计更加经济合理。

4.结构平面布置刚度宜均匀，减少扭转

高层建筑的平面布置宜简单、规则,尽量减少突出、凹进等复杂平面。更重要的是结构平面布置时要尽可能刚度均匀，即结构的刚心与质心尽量接近，减少地震作用下的扭转，扭转对结构的危害很大。减少结构的扭转，一是减少地震作用引起的扭转，二是增加结构抵抗扭转的能力。平面刚度布置均匀，可减少地震作用下的扭转。而影响平面刚度均匀的主要因素是剪力墙的布置。剪力墙集中布置在结构平面的一端或一侧是不好的。大刚度抗侧力单元偏置的结构在地震作用下扭转大，而对称布置剪力墙、井筒有利于减少扭转。周边布置剪力墙，或周边布置刚度很大的框筒等，都是增加结构抗扭刚度的重要措施，有利于抵抗扭转。为了减少地震作用下的扭转，还要注意平面上质量分布，质量偏心会引起扭转，质量集中在周边会加大扭转。

5.结构竖向刚度宜均匀,避免薄弱层，减少鞭梢效应

结构宜做成上下等宽或由下向上向心逐渐减小的体型，更重要的是结构的抗侧刚度应当沿高度均匀分布，或沿高度向心逐渐减小。各层剪力墙的布置是影响结构竖向刚度是否均匀的主要因素。框支剪力墙结构是典型的结构竖向刚度有突变的结构，框支层的变形大，为薄弱层，容易发生地震震害。故在结构设计时，不允许将全部或大部分剪力墙设计成框支，必须有一定数量的落地剪力墙，让框支剪力墙的软弱层由落地剪力墙加强，将框支剪力墙转换层以上的剪力较均匀的转移到落地剪力墙上，从而避免软弱层引起的震害。由于建筑立面有较大的收进或顶部有小面积的凸出房间造成建筑立面体型沿高度变化，或者为了加大建筑空间而顶部减少剪力墙等，都可能使结构顶部少数层刚度突然变小，这可能加剧地震作用下的鞭梢效应，顶部的侧向甩动变形过大也会使结构遭受破坏，所以在概念设计中，应当考虑到这些方面的影响，在方案阶段进行调整或采取加强措施。总之，通过概念设计，应力求达到抗震体系选择恰当，经济合理，较好满足设计规范的各项要求。

6.合理的结构计算分析与调整

开始计算前，应根据高层结构的实际工作状况，建立正确的计算模型，根据概念设计做必要的简化计算与处理。计算软件技术条件的输入应符合规范及有关标准的规定，并应根据具体工程注意需要特殊处理的内容。对于复杂结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时，应采用不少于两个不同的力学模型，并对其计算结果进行分析比较。对计算机的计算结果，应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。在结构增加墙体或调整墙厚、减少核心筒的刚度、增加连梁的高度等加强四周结构的刚度，均可以使结构的扭转周期靠后。对于竖向不规则的高层建筑，根据层间刚度比的结果确定薄弱层（薄弱层为该楼层抗侧刚度小于其上一层的70%或小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，或该楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80%，或该楼层竖向抗侧力构件不连续）并对薄弱层地震作用标准值的地震剪力乘以1.15的增大系数。另外，地下室水平位移嵌固位置，转换层刚度是否满足要求等，都要求有层刚度作为依据。高层结构计算很难一次完成，应根据试算结果，按上述要求多次调整，才能得到较为合理的计算结果，以保证建筑物的安全。

高层建筑概念范文

【关键词】：高层建筑结构；抗震；概念设计

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：

1、前言

概念设计是利用设计概念并以其为主线贯穿全部设计过程的设计方法，其是完整而全面的设计过程，它通过设计概念将设计者繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计，它表现为一个由粗到精、由模糊到清晰、由具体到抽象的不断深化的过程。而对于高层建筑抗震设计中，有一些在计算中或者在规范中难以作出具体规定的问题，在这种情况下，如果要确保高层建筑具有良好的抗震性能，就必须靠设计人员运用概念进行分析，作出判断，以便采取相应的措施。高层建筑结构抗震概念设计是概念设计的一次具体运用，其对于提高高层建筑结构的抗震性能具有非常重要的意义。本文以下内容将对高层建筑结构抗震概念设计进行研究和探讨，仅供参考。

2、高层建筑结构抗震概念设计的原则

根据作者多年的实践经验，认为高层建筑结构抗震概念设计的原则主要有如下几个方面：第一，抗震结构体系要求受力明确、传力途径合理且传力路线不间断，使结构的抗震分析更符合结构在地震时的实际表现。建筑结构体系需要具备合理的地震作用传递路径，传力体系的剖面形式，反映了结构沿着竖直方向传递荷载的路径，关系到建筑的实际抗震性能。第二，结构体系需要具备多道防线。结构体系具备多道防线，这样才可以更好的避免由于部分构件的破坏而导致整个体系丧失抗震能力的情况发生。第三，结构构件必须有可靠地连接。抗震设计结构构件之间需要有可靠的连接，因为只有可靠的连接才能发挥各个构件之间的变形协调能力，使整个结构具有很好的抗震性能。第四，需要考虑非结构构件对于主体的作用。在抗震的概念设计中，处理好非结构构件与主体结构相互之间的关系，可以更好的防止震害的发生，减少损失。因此，需要采取措施确保非结构构件与主体结构具有可靠的连接，防止倒塌伤人的现象发生。

3、高层建筑结构抗震概念设计应注意的问题

根据作者多年的实践经验，认为高层建筑结构抗震概念设计应注意以下几个方面的问题：

第一，应对高层建筑结构抗震设计理论有深入的认识。①底部剪力法（拟静力理论）。底部剪力法是20世纪10~40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。其基本思想是在静力计算的基础上，将地震作用简化为一个惯性力系附加在研究对象上，其核心是设计地震加速度的确定问题。②阵型分解反应普法，阵型分解反应普法是在20世纪40~60年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。其基本思想是在静力计算的基础上，将地震作用简化为一个惯性力系附加在研究对象上，其核心是设计地震加速度的确定问题。③动力时程分析法。动力时程分析法也称动态设计理论，是20世纪60年代逐步发展起来的抗震分析方法。用以进行超高层建筑的抗震分析和工程抗震研究等,至80年代已成为多数国家抗震设计规范或规程的分析方法之一。它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计。

第二，结构体系布置的问题。《抗规》3.5.3条对结构体系提出了多道抗震防线的要求，对于在大震作用下结构抗倒塌具有重要意义。一个抗震结构体系首先应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作，其次应具有最大可能数量的内部、外部赘余度,有意识的建立起一系列分布的塑性屈服区，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量。

第三，要确保高层建筑结构的整体性。结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件，确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。为了充分发挥各构件的抗震能力，确保结构的整体性，在设计的过程中应遵循以下原则：①保证构件间的可靠连接。提高建筑物的抗震性能，保证各个构件充分发挥作作用，关键的是加强构件间的连接，使之能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求。②增强房屋的竖向刚度。在设计时，应使结构沿纵、横2个方向具有足够的整体竖向刚度，并使房屋基础具有较强的整体性，以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉降及地面裂隙穿过房屋时所造成的危害。③结构应具有连续性。尽量避免传力构件的中断保持结构的连续性是使结构在地震作用时能够保持整体的重要手段之一。

第四，结构应具有一定的延性。在抗震设计中，结构的延性具有与抗震承载力同等甚至更大的重要性，特别是对于大的地震作用来说，必须采取增加延性的措施，这是结构抗震设计有关规定的出发点。因此，抗震结构除按规定进行抗震设计外，还要满足延性的要求。延性是指构件或结构具有承载力不降低或基本不降低的塑性变形能力的一种性能。综合以上对于构件和结构延性产生影响的因素，可以得出延性结构的设计原则如下：①强剪弱弯：要使构件抗剪承载力大于塑性铰抗弯承载力。②强节点、强锚固：要保证节点区和钢筋锚固不会过早破坏，不在梁、柱、墙等构件塑性铰充分发挥作用前破坏。③强柱弱梁或强墙弱梁：要控制梁—柱或梁—墙的相对承载力，使塑性铰首先在梁端出现，尽量避免或减少柱、墙中的塑性铰。

第五，结构刚度、承载力和延性要有合理的匹配。当结构具有较高的抗力时，其总体延性的要求可有所降低；反之，较低的抗力需要较高的延性要求相配合。对结构提出了“综合抗震能力”的概念，就是要综合考虑整个结构的承载力和构造等因素，来衡量结构具有的抵抗地震作用的能力。地震时建筑物所受地震作用的大小与其动力特性密切相关，与其具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性密切相关。但是，提高结构的抗侧刚度，往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物具有很强的抗倒塌能力，最理想的是使结构中的所有构件都具有较高的延性，然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性是比较经济有效的办法。因此，在确定建筑结构体系时，需要在结构刚度、承载力及延性之间寻找一种较好的匹配关系。

4、结尾

以上内容首先对高层建筑结构抗震概念设计的原则进行了论述，随后对高层建筑结构抗震概念设计中应注意的问题进行了研究和探讨，提出了高层建筑结构抗震概念设计的具体措施，表达了观点和见解。但是作者深知，要切实掌握高层建筑结构抗震概念设计，必须加深对基础理论的学习和研究，并积极投入到实践中，提高自身的理论修养和实践经验，只有这样才能不断提高高层建筑结构抗震概念设计的水平。

【参考文献】

[1]《复杂高层建筑结构抗震理论与应用》吕西林等；科学出版社

高层建筑概念范文篇8

【关键词】高层建筑；结构设计；抗震；概念；设计

高层建筑结构设计中抗震概念设计是对建筑抗震设计的宏观控制，合理的运用抗震概念和原则是建筑结构抗震设计的必要前提，在高层建筑工程一开始从建筑的场地选择、平立面形式、结构布置以及延性等方面进行考虑，从根本上消除高层建筑中抗震的薄弱环节，再通过计算与结构措施，能够保证设计出的高层建筑具有良好的抗震能力，显著的提高高层建筑的抗震可靠度。

1高层建筑结构设计中抗震概念设计的意义

“概念设计”理论是理论设计同试验研究的结合，概念设计思想中融入了大量的工程实际经验，从而形成了概念设计的基本原则，根据这些基本原则来进行建筑结构设计以及整体布局的构建。高层建筑结构非常复杂，当发生地震时具有动力不确定性特点，人们对地震时对结构认识的局限性，再加上材料性能和施工安装的变易性、模拟地震波的模糊性等因素，导致计算结果和实际之间具有很大的差异。简单的依赖数值计算获得结构并不能有效的解决高层建筑的实际抗震问题，尤其是地质特征的差异性原因，导致许多国家甚至是地区指定的抗震规范都有明显的差异。高层建筑结构抗震概念设计在依据数值计算的基础上，还增加了实践经验元素，并且结构概念设计甚至比分析计算更重要，使得这一抗震设计理念能够满足区域差别下从事高层建筑结构设计的实际需求。强调高层建筑结构设计中抗震概念设计的重要性，其目的是为了引起高层建筑结构工程是在进行建筑结构设计时，特别重视相应的结构规程以及抗震概念设计中的相关规定，从而摆脱传统的结构设计中只重视计算结果的误区，要求结构工程师严格的按照结构设计计算原则，再结合地区的抗震规范，以此保证高层建筑结构的抗震性能。

2高层建筑结构设计中抗震概念设计的原则

2.1结构的整体性

在高层建筑结构中，楼盖的整体性对高层建筑结构的整体性起到十分重要的作用，其相当于水平隔板，不仅要求聚集和传递惯性力至各个竖向抗侧力的子结构，还要求这些子结构具有较强的抗震能力，能够抵抗地震作用，尤其是当竖向抗侧力子结构的分布不均匀、结构布置复杂以及抗侧力子结构的水平变形特征存在差异时，整个高层建筑就依靠楼盖使抗侧力子结构进行协同工作。

2.2结构的简单性

结构的简单性指的是结构在地震作用下具有明确、直接的传力途径。在高层建筑抗震设计规范中明确规定“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径”，只有结构简单，才能对结构的位移、内力以及模型进行分析，准确的分析出高层建筑抗震的薄弱环节，然后采取相应的措施，避免薄弱环节的出现。

2.3结构的刚度

结构的刚度和抗震能力水平在地震作用下是双向的，确定结构的刚度，然后合理的布置结构能够抵抗任意方向上的地震作用。通常状况下，地结构沿着平面上两个主轴方向都应该具有足够的刚度与抗震能力，结构的刚度不仅仅应该控制结构的变形，还应该尽可能降低地震作用对高层建筑结构的冲击，如果结构发生较大的变形，将会产生重力二阶效应，导致结构失衡而被破坏，降低高层建筑的抗震可靠性，因此，在抗震概念设计中，应该重视结构的刚度设计。

2.4结构的规则性与均匀性

高层建筑的竖向和立面的剖面布置应该规则，结构侧向刚度的变化应该巨晕，避免侧向刚度以及抗侧力结构承载力的突变。沿着建筑物的竖向，机构布置和建筑造型应该规则和相对均匀，避免传力途径、刚度以及承载力的突变，防止结构在竖向上的某一楼或者少数楼层之间出现薄弱的环节。

3抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用

3.1抗震概念设计应该重视高层建筑的结构规律

在高层建筑的抗震概念设计应用中，应该对高层建筑的体型设计进行科学的修正，保证在质量、刚度、对称、规则上分布均匀，保证设计的整体性，避免局部出现刚度过大的问题。高层建筑的结构布局对抗震概念设计具有十分重要的作用，简单、对称的建筑在地震中的应力分析和实际反映很容易做到，并且能够达到相一致，但是在凹凸的立面与错层设计的高层建筑中，当地震发生时将会产生复杂的地震效应，很难做到对高层建筑抗震效果的最佳分析。因此，高层建筑的抗震概念设计应该重视结构的规律性。

3.2抗震概念设计在结构体系上的应用

高层建筑抗震结构体系是抗震概念设计的关键，抗震概念设计在结构体系上的应用依据高层建筑物的高度以及抗震等级选择合适的抗侧力体系，通过概念近似手算确定结构设计方案的可行性以及主要构件的基本尺寸。抗震结构方案选择的合理性，直接影响建筑抗震概念设计的经济性与安全性。合理的选择建筑结构体系，应该注意以下三个方面：其一，选择建筑结构体系时，应该对因为部分结构或者部分构件的破坏而导致整体建筑结构体系丧失对抗震能力或者重力荷载的承载能力，应该坚持抗震设计原则中的赘余度功能和内力重分配功能，这一原则的重要性在许多建筑物地震后的实际状况中都得到了很好的印证；其二，选择建筑结构体系时，不仅仅应该要求建筑体系的受力明确、传力合理以及传力路线，还应该有合理的地震作用传递途径和明确的计算简图，这些都应该和不间断的抗震分析相符合；其三，其中延性是建筑结构中的重要特性之一，结构体系的变形能力取决于组成结构的构件和连接的延性水平，提高结构构件的延性水平，是提高高层建筑抗震设计概念在建筑结构设计应用中的重点问题，通过采用竖向和水平向混凝土构件，能够增强对砌体结构的约束，当配筋砌体在地震中即使产生裂缝也不会倒塌或者散落，保证高层建筑早地震中不至于丧失对重力荷载的承载能力。

3.3抗震概念设计在结构构件上的应用

高层建筑抗震的实现需要各个构件的支撑，因此，抗震结构体系中的各个构件都必须具有一定的刚度与强度，并且还应该具有可靠的连接性。高层建筑的结构体系是一个多层次超静定结构，因此其抗震结构也应该设置多道抗震防线，这样在地震作用下，即使一部分构件先被破坏，剩余的构件依然具备支撑的作用，形成独立的抗震结构，承受地震力与竖向荷载。因此，合理的预见高层建筑结构先屈服或者破坏的位置，适当的调整构件的强弱关系，形成多道抗震防线，实现对高层建筑结构体系的合理控制，这是结构抗震耗能的一种有效措施，是建筑抗震结构概念设计的重要内容。

4结束语

总而言之，抗震概念设计是高层建筑结构设计中的重要组成部分，通过合理的抗震概念设计，能够有效的提高高层建筑的抗震可靠性。因此，相关设计人员应该熟练的掌握和运用抗震概念设计，全面的考虑各项因素，从而为社会建造出更多精品高层建筑工程。

参考文献：

[1]华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居，2013（6）.

高层建筑概念范文1篇9

关键词：概念设计；混凝土结构；抗震设计

中图分类号：TU375文献标识码：A

概念设计是经过无数的事故分析、试验模拟及对国内外经验的归纳总结出来的，有的概念设计要求设置二道防线，以保障建筑物的安全可靠。人们对大地震灾害进行总结后，得出了如下看法：对于结构抗震设计来说，“概念设计”比“计算设计”更重要。因为地震作用、地基土影响、结构体系的复杂性以及计算模型同实际情况的差别，“计算设计”难以有效控制地震作用下结构的薄弱环节。概念设计不仅能够坚持正确的设计原则，还可以解决设计中存在的问题，提升设计水平。实践证明，从设计开始就把握好房屋体形、结构体系、刚度分布、能量输入、构件延性等主要方面，在根本上消除抗震薄弱环节，再辅以必要的计算和构造措施，才能具有良好的抗震性能及合格的抗震可靠度。

一、场地与地基的选择

根据需要掌握工程地质、地震活动的相关资料，对抗震的有利、不利、危险地段作出全面评价。选择有利的地段，避开不利的地段，无法避免时要采用有效措施，不在危险地段建甲、乙、丙类建筑。有利地段指：坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等。不利地段指：液化土、软弱土、孤立高耸的山丘、非岩质的陡坡、状态明显不均匀的土层等。危险地段是指：地震时可能崩塌、滑坡、地裂、地陷、泥石流等地段。

同一结构单元不应设置在截然不同性质的地基上；也不能部分采用桩基、部分采用天然地基。当地基有液化土、新近填土、软弱黏土层或严重不均匀土层时要估计地震时地基的不均匀沉降和其他不利因素，并采取应对措施。当建筑物处于截然不同的地基上时，应该设置沉降缝。

大量震害表明，场地条件对建筑物的震害影响比较大，场地条件影响震害的主要因素是土的坚硬程度和场地覆盖层的厚度。覆盖层越厚、土越软，震害则越大，反之越轻。另外，设计前应初步估计建筑结构的自振周期，且应与场地的地震动的卓越周期错开，避免二者引起共振，使结构地震反应更强。不然要更改房屋类型和层数，使其自振周期与地震卓越周期分离开。

二、建筑结构的规则性

“建筑结构的规则性”包括对建筑平立面的外形尺寸、质量分布、承载力分布、抗侧力构件布置等多方面的综合要求。规则的建筑体现在其体形简单；抗侧力体系刚度承载力上下变化均匀、连续；平面的布置对称。合理的结构布置和建筑布局在抗震设计时是举足轻重的。震害调查及理论分析显示，对称、简单、规则的建筑抗震性能强，地震时不易被破坏；反之，复杂、不对称、不规则的建筑存有抗震薄弱环节，在地震时容易破坏。建筑设计师应按照抗震概念设计要求，不采用严重不规则的设计。只有结构工程师同建筑师互相配合与共同努力时，设计出的建筑才会具有良好的抗震性能。对于平立面很不规则、且体型复杂的建筑，可以适当的设置防震缝，这样就形成了多个规则、简单的单元，从而大大提高建筑的抗震能力，且能够降低抗震设计难度。

三、合理的建筑结构体系

结构体系是抗震设计中的关键，如何确定体系是一个综合的技术和经济问题，应当周密考虑后决定。抗震结构体系应尽可能减少自重，高层建筑中各楼层面板自重约占建筑物地面以上重量40%，因此，减少板的重量是减轻建筑总重的有效途径，如采用现浇多孔板、密肋楼板等都是很好的办法。此外，减少结构自重还可以应用高强混凝土以减小构断面，轻质隔墙、加气混凝土等轻质材料也是很好的选择。在体形复杂和不规则结构中，必须设置自上而下连续贯通的有较大承载力和刚度的抗侧力结构。尽量避免扭转，扭转对结构有很大危害，也要加大结构的抗扭转刚度。二者的关键都在于剪力墙的设置，沿结构布置刚度大的抗侧力结构，有益于抗扭。

抗震结构中，单一体系不如双重体系，适宜的处理构件之间的关系，形成多道抗震防线，是增强抗震能力的关键措施。结构是由很多构件组合而成的整体，是通过各构件相互协调来有效抵抗地震的作用。如果结构因地震作用失去了整体性，那么将不能充分发挥结构各构件的抗震效果，这样就容易使结构变成机动体而坍塌。因此，结构的完整性是保障结构各部分在地震作用中协调工作的首要条件，保证结构的完整性是抗震概念设计的主要内容。

四、结构的延性和刚度

建筑物是否抗震，取决于结构能够吸收的地震能量大小，结构的抗震能力是由承载力和变形能力两者共同决定的。抗震设计里，结构的延性与承载力同等重要，尤其是对大的地震作用，必须应用提升延性的措施。延性是指结构或构件有承载力不减少或基本不变的变形能力的性能。在“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设计原则下，结构都应设计为延性结构。

为实现抗震的目标，结构构件须具有足够的承载力，结构及构件须具备足够的延性、刚度和耗能能力。表面上，结构的刚度与构件的承载力是为了达到小震时的抗震目标，而实质上，又与中震、大震时的抗震目标密切联系。在合适范围内增加结构刚度，能够降低结构在大震时的破坏程度。依靠概念设计与结构构造使结构体系具备必要的刚度、承载力、稳定性和足够的延性，能够使建筑具有良好的抗震性能。

结语

随着人们对地震不断深入的认识及震害经验的累积，抗震概念设计也不断得以补充和深化，同时也不断认识到概念设计在抗震设计中的重要性，虽然之前一直在强调概念设计的重要性，但是抗震计算也是必不可少的，概念设计是抗震计算的前提和基础。只有建立在正确的概念设计基础上并辅以必要的抗震计算而完成的抗震设计才能使建筑物或构筑物具有较可靠的抗震性能。

参考文献

[1]郝进锋，王振等.地震区城镇建筑框架结构概念设计[J].世界地震工程.2007，23（1）：119-124.

[2]吕西林，蒋欢军主编.结构地震作用和抗震概念设计[M].武汉：武汉理工大学出版社，2004（08）.

高层建筑概念范文1篇10

【关键词】建筑；结构设计；质量；措施

一、建筑结构设计的基本概念分析研究

结构设计的具体程序是需要严格遵守的。建筑物的设计工作实际上存在诸多分支，这些分支具体涵盖了结构设计、电气设计、建筑设计、暖气通风设计、给排水设计等。每个分支的具体设计过程都必须围绕四个根本目标：审美要求、功能要求、环保要求以及经济要求。建筑的结构是建筑物发挥其使用功能的基本条件，因而，结构设计也是建筑物设计过程中极为重要的组成部分之一，结构设计细分为以下四个步骤：设计结构方案、结构分析、设计构件、绘制施工图纸。建筑结构的类型这一概念相对而言范围广、内容丰富。根据不同建筑物在具体功能要求上的差异，随着科学技术的发展，逐渐产生了诸多结构类型与结构的分类方法。从建筑物具体用途的角度，可以划分为民用建筑与工业建筑。如果依据建筑物的层数来分类，则可以分为超高层、高层、多层、单层建筑。建筑物使用的结构材料是有所区别的，从结构类型的角度来分类，大体上有：混合结构、砌体结构、木结构、钢结构、钢筋混凝土结构等。此外，建筑物的结构构件组成方式也存在较大的区别，从这个角度，可以划分为框筒结构、剪力墙结构、框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、束筒结构等。由此可见，建筑结构类型的划分方法颇多，内容也相对复杂。而建筑结构设计中还有一个很重要的名词：概念设计。概念设计的具体含义指的是通过清晰、明确的概念结构，在不进行数值计算的情况下，根据分系统与整体结构系统间的结构破坏机理、力学关系、实验现象、震害以及工程经验所获得的原始设计思想与基本设计原则，对结构的计算结果做出合理、准确的分析，同时将计算假设与结构的实际受力状况间的差异也考虑在内，对结构或构造进行设计，尽可能保证建筑物的受力更安全、更合理、更协调。

二、概念设计的具体步骤与重要意义分析研究

在结构设计中，概念设计占据极其重要的地位，结构设计步骤通常可以划分为三步：前期选择方案阶段，中期结构计算阶段以及后期制绘施工图阶段。结构设计与分析的首要步骤就是概念设计，以上三个步骤均与科学的概念指导不可分割。一名好的结构工程师在每个项目工程设计的初始阶段，也就是建筑设计方案确定阶段，先按照自身的经验和专业基础，在心里经历一段优化过程，应用概念设计手段，能够快速、合理地构思，比较，抉择每一个结构体系，并且协助建筑师扩展或者实现建筑行业所需要的空间形式，想要的使用，构筑和形象功能，且将其定为目标，同建筑师共同决定建筑的总体结构方案，此外，还要确定整体结构体系和分体结构体系最佳的受力方案。得出来的方案一般具有清晰的概念和正确的定性，从而避免了后期不必要的运算，经济可靠性能较好。另外，这种方法也可以作为判断计算机的内力分析所得到的数据可靠性的依据。作为结构设计的灵魂和核心，概念设计统领着整个结构设计过程，也显示了设计工程师的理论和设计水平。通过结构概念设计的运用，可以从全局上明确结构的各项性能，从而科学的判断计算分析得到的结果并进行合理的利用，确保了设计过程中工程师的主体地位。

三、提高建筑结构设计质量的具体策略分析研究

建筑工程的一个特点就是受到地理因素的制约与影响，这个特点也导致设计过程中涉及的参数很可能具有一定的特殊性。简单举例有：基本雪压、基本风压、场地土类别、地震烈度等铸锻参数的选取过程都要严格依照《全国基本雪压分布图》《全国基本风压分布图》以及工程地质报告这三份材料进行敲定，又如墙体围护的主材在不同地区存在差异，工程师则需要根据实际选用的主材确定墙体荷载。在开始设计之前，设计人员应当大量收集设计相关资料、深入研究设计规范，根据具体的工程类型、地域条件确定具体参数，这样的做法能够在加强计算结果可靠性的同时，避免参数不合理、参数错误造成的返工、浪费等现象。建模计算的前期处理是提高结构设计质量的重要措施之一。对荷载的计算要保证准确有效，估计、推测等无依据的做法是需要每个工程师尽可能避免的。建模的过程要严格按照科学的方法来给定输入，楼梯洞口输入处的局部开洞处理，转换层构件与悬挑构件设计中活荷载的不利影响，飘窗部分的荷载分析等都是需要格外注意的步骤。在尚未了解各个参数具体含义的情况下，毫无依据的对参数进行盲目的修改是结构建模过程中的一个大忌。在调整参数的过程中，要格外注意不同参数的具体适用范围，具体的某一项参数大多具有较为严格的适用性，砖混结构下准确的参数，很可能不适用于框架结构，多层结构下准确的参数，对高层结构的适用性也未必能够保证。对相关计算软件的应用也要注意这个问题。不同的计算理论是具有其特定的假设条件的，软件的编制默认状态下均符合这些特定条件，为了避免出现参数不匹配、不适用的问题，在使用软件前必须了解清楚这款软件的具体技术条件，即使是最熟悉的PKPM软件系列也不能忽略这个问题。缺乏对于软件技术条件的深刻理解，就无法合理、正确的应用软件进行实际设计。因过分信任计算机的计算结果，而忽视结构概念导致的严重错误，近年来在结构设计领域也屡见不鲜。相关领域工作者在必要的情况下要进行手算复核，而不是迷信软件的计算结果，这种情况对于带转换的构件设计工作最为重要。在结构设计的过程中，建筑物计算分析的结果是为了确保在静力荷载以及自然灾害造成的动力荷载作用下具有较强的整体安全性。然而，仅仅依靠计算分析结果展开的设计，在实际生活中是很难避免荷载作用下建筑物局部开裂、破坏等现象的。针对不同的自然灾害，要进行专门的防护性设计。以地震为例，可以根据工程抗震等级的要求指标，按照设计规范中的具体要求，在结构设计过程中采用必要的构造措施。特别是针对计算性相对比较弱的结构类型时，多数的设计都要求通过构造措施保证建筑的安全性。

四、结语

建筑的结构设计在很大程度上影响着建设工程的安全可靠、美观实用、施工难度、工程造价等诸多品质，提高建筑结构设计质量自古以来，都是结构工程师最为关注的话题之一。同时，项目的特殊要求、施工环境的变化以及结构设计人员水平上的差异等诸多因素都与结构设计的出图质量密切相关。为了尽可能避免设计图纸上出现“漏、碰、错、缺”，相关领域的技术工作者应当通过有效的措施尽可能提高建筑结构设计的质量。

参考文献

[1]马玉刚.浅谈如何提高建筑结构设计质量[J]工程技术，2010

高层建筑概念范文篇11

【关键词】高层建筑；增长趋势；稳固扎实；地壳活跃

1高层建筑的诞生及发展

现代高层建筑诞生于十九世纪中叶，当时由于载人电梯的发明和钢铁业的迅猛发展，致使高层建筑应运而生。但是自二十世纪五十年代开始，高层建筑才基本真正广泛出现。然而在最近三十年，由于电子计算机以及先进的信息技术的发展，各个国家开始不满足于高层建筑而开始转向超高层建筑。位于迪拜的世界第一高的迪拜塔建成于2010年，其高度已经高达828米共162层，这无疑给全世界的高层建筑一个不小的“下马威”，这使位于台北的101大楼、上海的环球金融中心、香港国际金融中心随之逊色下来。然而，高层建筑在各个国家甚至各个地区都有不同的定义，这主要出于各地区的地壳板块以及人口密度来考虑的。在美国，一般在七层以上的建筑都视为高层建筑，而日本的高层建建筑也定义为8层以上的建筑。因为他们是处于环太平洋地震带的，出于板块较活跃的考虑，所以建筑的高度都较低。而中国，就规范规定：一般定义超过八层的民用建筑为高层建筑。在新的《高层建筑混凝土结构技术规程》里有新的定义，二十八米的民用建筑或者是建筑高度大于二十四米的其他民用建筑。当建筑的高度超过一百米时，已经算为超高层建筑。

2高层建筑的意义以及中国高层建筑地基设计介绍

如今，各个国家以及各个城市中的高层建筑已经无疑代表了其经济发展和社会进步。面对现今土地资源越来越匮乏，高层建筑对其的缓解不可小觑，并且高层建筑可以有效的缩短公共设施的开发周期，从而使城市建设加快，高层建筑集中了分散的人口，有利于发展交通从而加快效率，在采光、通风上高层建筑都显得略胜一筹。然而任何事物都有正反两方面，高层建筑的缺点也是不容忽视的，高层建筑在防火防灾安全上相比于多层建筑较为逊色。在中国，高层建筑相对较多，位于广东省的海心塔、台湾省的101大楼、上海环球金融中心、上海金茂大厦、深圳帝王大厦，这些中国国现今较出名的高层建筑都采用了先进的技术与设计，但是在地基设计方面都要依照地基基础设计规范，主要归纳为以下几点：

第一：高层建筑地基设计必须从因地制宜、保护环境、技术先进、节约成本、就地取材等的方面多层次考虑，精心设计。

第二：所有高层建筑的地基务必满足其建筑承载力的有关规定，高层建筑的地基设计必须考虑受到环境、气候、地理条件的影响作出相应措施。

第三：高层建筑的地基设计务必考虑建筑建成后其负荷量以及常年地基下陷和地下水影响和地基变形而作出相应改良。

第四：高层建筑地基在长时间使用后会出现或大或小的地基下陷问题，所以保证地基的稳定和平衡非常重要。

在《建筑地基基础设计规范》中也明确了地基基础设计的承载力的计算和其极限问题，并增加了地基基础的监控以及相关地基设计的计算方法等。另外高层建筑需要采用整体性较好，满足其地基承载力和变形的基本要求，并且能调节其不变形的基础形式。高层建筑地基适宜利用筏形基础和箱形基础。若在地质条件好并且满足承载量和变型要求时，也可以利用其它基础形式。

3新疆地区地形气候特点及其建筑

中国新疆处于我国第三阶梯，属于温带大陆性气候，北临阿尔泰山，南面为昆仑山，其中部为昆仑山,新疆地区处于中亚中心地区,大陆地壳板块历史悠久,在漫长的地质演化中,已经经历了沧海桑田，由于新疆地区身处大陆内部所以降水稀少，气候干燥，土地沙漠化、盐碱化相当严重，所以，对其建筑务必要有相应对策。另外，新疆地区由于某些地带地壳相对活跃，而却处于地震带上，所以对其高层建筑地基建设和设计必须要加强监督和管理。由于我国新疆地区范围较广，地形地理环境都有偏差，又由于个地形地质条件密度分布都不同，没有什么规律，所以必须严密勘测细心分析才能避免在高层建筑地基上的安全隐患。现在高层建筑地基主要面临几个问题：

第一：强度以及稳定性

由于新疆地区土质疏松以及沙漠化严重所以对于高层建筑的地基必须确保其支撑强度以及稳定性，另外，新疆地区山脉较多，而且暗藏河道较多，故此对山区地基的土层厚度也要严密勘察。

第二：土地液化以及渗透问题而造成土地湿陷性

上一点已经提到，由于新疆地区土地沙漠化的原因，所以暗藏河道以及地下暗河较多，所以对高层建筑的地基要随时关注其渗水和土地液化以及土地湿陷对高层建筑地基稳定性的影响。

第三：土地不均匀下陷

因为新疆地区暗藏河道和地下暗河随时都会干涸，所以，其土地不稳定性极强，随时都有下陷的可能。所以，面对这种地理特点，高层建筑地基设计也需要有相应的改良措施。另外在新疆的老城区诸如坟坑、枯井、软弱土夹层之类的情况较多，因此，如遇这些情况需要联系当地勘察和相关设计单位做出适宜的地基处理。

现今新疆高层建筑多采用梁板式筏形基础，其分为单向肋梁板式筏形基础和双向肋梁板式筏形基础。单向筏形基础是将两根或两根以上的柱下条形基础从中间用底版连接起来成为一个整体用来扩大地基的底面积从而增加稳定性。双向筏形基础是在纵横两方面都在柱下布置上助梁，来减少底的厚度。

综上所述，新疆地区高层建筑的地基设计必须要依据其当地特殊环境因地制宜，并且要在保护当地环境及人文特色的前提下做出切合实际的设计。

4新疆地区建筑地基的设计

由于我国新疆地区山脉较多、大小盆地也不计其数、底下暗河以及干涸河道、河床更是星罗棋布，所以其高层建筑地基应该采用桩基础、换填法、强夯法等相应措施。所谓的桩基础，其实就是利用爆扩桩、灌注桩，打入桩通过穿入弱土层而将其基础支撑放在坚硬的岩石上，这种方法可以取代传统地基处理时所用的土方工程，加大了效率从而缩短工期，由于新疆地区不乏戈壁滩，岩石遍地都是，所以这种方法可以因地取材，节约成本，从而造成经济价值。而换填法，可以利用其河道淤泥进行浅层处理，其对协调高层建筑地基的稳定和平衡性有一定帮助。这些方法不但可以保证建筑物的稳定平衡，还可以节约成本从而产生可观的经济价值。另外，针对沙漠化土地，以上方法也均可使用。但是，由于新疆地区的环境问题，开发高层建筑要量力而行，以防对其环境的危害适得其反。还要考虑当地人文、宗教及民俗特色合理开发，做到社会稳定、经济繁荣。

现在，中国国内高层建筑已经犹如雨后春笋般拔地而起，这象征着中国的经济在慢慢发展，但是，在高层建筑的发展上面必须要考虑环境以及气候和地层下陷多方面的因素适可而止，虽然其代表着国家的经济发展状况，但是也要考虑环境等其他因素。并且高层建筑地基必须严格依照《建筑地基基础设计规范》来执行。这样才能保证社会的稳定和人民生活的安定以及环境的和谐。

参考文献：

[1]乔志炜.控制差异沉降的复合桩基优化设计方法[J];地下空间与工程学报;2006年05期

高层建筑概念范文篇12

关键词：概念设计；建筑结构；应用发展

1.何为概念设计

概念设计是指着眼于结构的总体反映，把设计中的不确定性和规律性结合起来，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。概念设计，需要全面地把握结构设计的本质问题，确定关键部位，加强或消除结构中的薄弱部位，经济合理地保证结构的安全。同时，概念设计也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

2.概念设计的重要性

概念设计是设计的关键，结构师的任务是在特定的建筑方案中运用整体概念来完成结构方案设计，如处理好结构的整体布置，结构体系的选用，承载力、刚度和延性三者的合理协调。概念设计做得好的结构师，其结构概念将随他实践的增长而越来越丰富，设计成果也越来越创新、完善。

概念设计之所以重要，一方面是因为各种结构设计理论与计算理论中的假定与实际存在偏差，比如截面设计中的平截面假定，结构设计过程中填充墙对结构刚度的影响等。另一方面是由于地震的不可预知性，使实际地震大小，地面运动以现阶段的科学水平难以准确预估。这使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远，无法对结构构件进行精确的设计，因此，这些都需要概念设计与采用合理的结构措施来满足结构设计。而现在计算机结果的高精度，往往给结构设计人员带来对结构工作的误解，认为计算机出来的结果就是准确的，然而，结构工程师只有加强结构概念，才能把握计算建模与实际结构的差异，比较客观、真实地理解结构性能，分析计算结果的正确性。

同时，结构师综合运用概念设计，能合理地把握结构方案，选择效果最好、造价最低的方案，为此，需要工程师不断地丰富自己的结构概念，了解各类结构的性能，并能有意识地运用它们。

3.概念设计在建筑结构设计中把握的重点问题

3.1重视建筑场地对结构安全的重要性

结构设计对于建筑场地的选择基本是没有发言权，设计前应仔细复核场地资料，仔细了解场地的地震地质状况，考虑结构振动时破坏的薄弱点，滑坡及砂土液化等地基失效形式，选取有效的加强及改良地基的措施。由于现时科学对于断裂层对建筑物的破坏机理及破坏程度难以评估，且难以用工程措施加以避免，因此，当场地为不适合建设的危险地段时，作为结构师，应及时与建设单位进行沟通，避免在危险地段进行建设。

3.2合理选取基础方案

通过对地质看擦报告的分析，根据场地土特性及相邻建筑状况，合理选用基础方案，可以在保证结构安全的前提下降低土建造价。基础设计一般分为天然基础、桩基础及筏板基础三种形式。天然基础一般适合在土质坚硬而没有明显缺陷的场地状，应用于荷载较小的低层及多层建筑。桩基础适用于负载较大的多层及高层建筑，根据场地状况，选用不同的桩基础形式（如场地较为松软时采用预应力管桩基础，当场地坚硬夹层较多时采用灌注桩基础）。筏板基础适用于持力层深度较浅，而上部荷载较大的建筑。在建筑设计的时候合理分析场地状况，最大限度发挥地基的作用可大大地降低基础造价。

3.3选取合理的结构体系

结构体系是建筑结构设计时最关键的问题，应优先采用抗震能力强、延性好、耗能能力强，具有多道防线的结构体系。根据建筑功能的要求，按照建筑物的的高度和抗震等级，优先采用抗震墙结构，框架-抗震墙结构，框架-筒体结构等，避免采用抗震能力较差的板柱-抗震墙结构，尤其单跨框架结构。合理把握承载力、刚度和延性三者的协调关系，材料的强度和刚度不是越大越好，如刚度的过大会加大结构的地震作用，因此，结构的承载力、刚度和延性需要控制在合理的范围内，使结构具有必要的承载力、合理的刚度、良好的延性，使之相互协调。

3.4采用概念清晰，传力路径明确的结构布置

合理、简单、对称、布局合理可以减小扭转力，稳定非结构工作状态，降低耗材成本。所以概念设计对结构体系的优化能够有助于整个建筑的稳定和安全。建筑结构体系一般由水平构件和竖向构件来承担建筑的荷载力，再形成抗侧力传递跟基础。所以说结构体系最重要的是抗侧力体系。概念设计优化结构体系首要对抗侧力体系进行优化，同时楼屋盖水平系统、墙柱竖向支撑系统、基础系统等也是结构中需要进行优化布置的。建筑和抗侧力结构平面应均匀、对称，并且具有良好的整体性；建筑结构的竖向剖面除规整外侧向刚度要均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度自下而上逐渐减小，并保持竖向构件的连续性。结构对称的原则是：结构刚心、建筑物质心、平面形心的距离越小越好。

3.5注重在结构关键部位，薄弱部位的把握

在概念设计之前要掌握好基本构件的受力特征和变形特征等，然后根据建筑要求、环境、荷载条件选择符合的基本构件，形成基本结构单元。特别是在建筑结构抗震性能设计过程中要确保构件强度和刚度达到建筑抗震等级的需求，根据强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的原则处理构件中的连接关系，把握结构的关键部位采取合理的措施予以加强，重视构造措施，形成多道抗震防线，实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准设防目标。如在桩基设计时，采取有效的结构措施，加强桩、承台和墙柱的连接，确保结构在大震时连接不至于失效导致结构破坏。

3.5选择合理的计算简图

结构计算简图是进行结构力学分析之前，首先将实际结构进行抽象和简化，使之反映实际受力特征，同时又能使计算大大简化。直接影响着计算工作量的大小和分结构实际间的差异。不正当的计算简图能够引起安全事故，影响建筑的安全和稳定性。

4.结语

通过在建筑设计中利用概念设计可以构造出更为合理的建筑结构体系，并达到节省原料的目的。随着建筑设计的发展，在很多具有特色的建筑设计的今天，概念设计并不是为了阻止建筑师发挥他们的才华，而恰恰相反，概念设计能配合建筑设计选取合理的结构体系，采用合理的结构布置方案，找出结构中的关键部位和薄弱部位采取相应的加强和补救措施，以保证结构的安全。

参考文献：