建筑结构设计中的概念设计与结构措施

曰日圆圈
建筑结构
建筑结构设计 中的概 念设计 与结构措施
陆冰 洋
郑 州市 建 筑 设 计 院
摘要 ： 由于我国的建筑行业发展速度很快， 人们对于建筑的要求也在不断增加。越来越多的人 由于审美能力的提高 ， 要求在保
证建 筑 工程 的质 量 的基 础上 ， 必须 提 高设 计理 念和 设计 的概念 ， 设计 出更加 符合 大众 审 美 的建筑 作 品。 对于 建筑 结构 的设 计 不仅 仅 体 现到 了一个设 计 师本 身 的水平 ， 还是 建 筑行 业发 展 的需 要 。
（ 一） 概念设计有利于设计的创新发展。 在以往设计的时候往往需要查手 册、 利用计算机进行 ， 这种方式创新性不够 ， 无法体现 出建筑师本身的风格和 水平， 也没有设计的创新。 进 行概念设计的时候 ， 更多的需要依靠的是建筑设
二、 在 建筑 结构 的设计 中概 念设 计 的实 际应用
（ 一） 首先 对 于建 筑 的场地 要进 行 合理 的 选择
河南
郑州
关键词： 结构措施； 概念设计； 建筑结构设计
出 于经 济 的进 步 ， 科 技 的 不 断发 展 ， 设 计 已经 成 为 了很 多 行 业得 以生 存 和 发展 的 重要 条 件 ， 也 是 建筑 行 业 的设 计 工 作得 以不 断前 进 的动 力 ， 在现 在 协 同工作 对 于建 筑也 是非 常 重要 的 ， 不 但 能够 提升 建 筑结 构 的稳 定 性还
一
、
根据 自己 的理解 设计 的 理念 和对 于项 目的 了解进 行设 计 。 所谓 的评 估 就是 对 ｊ ： 各 个方 案进 行仔 细 的研 究 和 分析 ， 从 而 得 出一 个 可 行 性最 好 、 经 济效 益 最

工 程 科 技
浅议建筑结构设计中的概念设计及结构措施
沈 云 鑫
辽 宁省海城 市建 筑设 计研 究院 辽 宁 海城 １ １ ４ ２ ０ ０
摘要 ： 随着 我国经济水平的不断进步 ， 越来越 多的建筑 物逐 渐兴起 ， 建 筑行 业在 确保 建筑工程施工质量的同时还要满足人们对建筑结构设计的需求。 概念设计 以及 结构构造 措施在建筑设计师设计建筑物结构 的过程 中 占 据 着非常重要的位置 ， 其不但能够满足建设工程 的具体 需求 ， 并且能够将设计 师 的建筑设计水 平进 行反应。本文细致的分析 了建筑结构概念设 计的重 要性 以及 结构 构造措施， 旨在提 高建筑结构设计的专业水平。 关键词 ： 建 筑结构 设计 结构措施 概念设计
到经济 的效 果 ，还 能减少结构 的重力 ，所 以 平面桁架 的上弦应 该对应于梁 结构的受力 的 边缘 ，下 弦应该对应 于结构受力 的钢筋 。腹 杆在桁架 中的受力要 和梁结构 中压 力、拉力 保持相同的受力方 向。 把结构 受力的截 面单一 的加 大是不高 明 的办法 ，尤 其是结构 上部 的水平杆 ，应该尽 量的加大结构 上部水平 杆的刚度 ，给 结构平 面提供一定 的约束 ，倘 若将结构平面 外支撑 的结构相互连 接变成桁 架 ，这种做法 就能够 将平面桁架 改变成交叉 平面桁架 ，逐 渐变成 空间网架 。由于空 间网架结构较高利 用材料 的概率 ，水平 应力相对 来说也 比较 高，因此 在大空 间以及 大跨度 的建筑结构 中得 到普遍 应用 。但 因为空间 网架 有压杆结构 的存在 ， 压杆结构没有 较高 的水 平应力 ，导致了无法 使用高强 的材 料 。所 以，应该在结构 中将压 杆尽量 的消除或者减 少，从而形成悬索结构 ， 该结构 中全 部的杆件 结构都属于拉杆 ， 因此 悬索 结 构成 为 大跨 度 结构 建 设 中 的重 要选

着至关重要 的作 用。 本文将从建 筑结构设计的应 用进行深入 的探究。 进一步获得概念设计 ， 以求获得其在这个领 域的研究
价 值 与 实际 意 义 。要 知 道 ， 概 念设 计是 既 能 折 射 一 个 结构 设 计 工程 师 的设 计理 念 ， 又 能衡 量 一 个 结 构 工程 师的 专 业技 术 水
其概念设计思想的先进性， 与设计成果的创新性 。
１ ． ２ 结 构措 施体 系协 同的概念
这 种 体 系广 泛 的应 用 在如 今 的产 品研 发 ，设 计 甚 至制 造 中 。 比如 某 零 件 ， 我们 总是 期 望 在 其 达 到 设计 或 使 用 寿 命 时 仍 能 够
即这 部 件 没有 被 损 害 。 而 这 个 例 子 仍 然适 用 建 筑 设 计 尤 其 是 那 些 所 涉 及 的施 工 ， 设 计 以 及 日后 该 建 筑 使 用 中的 诸 多 稳 定 工作 。
规 划 与设 计
【 文章编号 】 １ ６ ７ ３ — ０ ０ ３ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ ５ — ０ ０ ４ ０ — ０ ２
■ 韧 囡 曩 晦
２ ０ １ ３ 年 ５月
建筑结构设计中的概念设计及结构措施研究
甘 育新
（ 广东省 佛 山市 ５ ２ ８ ２ ０ ０ ）
摘
要： 在 当下建筑行业如 火如茶进行 的大环境下。 建筑结构设计的概念设计与结构措施在建筑 中已在整个社会 中起
多年 来 时 间的 施 工经 验 。 制定 出合 理 的方 案 。 然 后借 助 计 算 机 的 绘 图 软件 ， 将 其在 图纸 上表 达 出来 。在这 阶 段 设 计 人 员就 得 以思
１ ． １ 概念 设计 思想 的关键 点

的作用却是 比较大的， 并且在水平力的作用下 ， 角柱轴力的变化幅度十分 大，
这就 需要 角柱 拥有 较大 的变 形性 能 。经常 采取 的方 法 即在设 计 中加大 角 柱 的
案设计 实 施 的过 程 当 中往 往 更加 依 赖 于设 计 手 册 、 设 计 规范 以及 模 仿性 的创 新， 但 是对 于 自主性 创 新亦 或 是 突破 性 创 新 总是 不 敢 轻 易去 尝 试 ， 乃至 其 可
逐 渐 表现 出一 个发 展 多元 化与 需求 多 样化 的趋 势 ， 这在 一定 程 度 上 给建 筑结 构 设计 提 高难 度 ， 增 加一 些麻 烦 。 为确 保建 筑 工程事 业 的稳 定 发展 ， 我们 必须
性 以及 防御不 均匀 下沉 。
２ ） 协 同作 业 理解 还表 现 于整个 结 构受 力 时 ， 结 构 中 的各个 构 建部 分 可 以 同 时得 到一 个 较 高 的应 力水 平 ， 特 别 是 在 多 高层 结 构设 计 之 中 ， 应 当尽 可 能 地 防止 短柱 以及 层次 间 横梁 结构 不 同现 象 的出现 ， 避 免各 受 力结 构 部件 处 在 不 同 的受 力水 平位 置 上。可是伴 随 着建 筑 物高 度 与层 数 的增 加 ， 巨大 的水 平
负荷与竖向负荷会使得建筑底部层次间承载 自重力加大 ， 进而使得建筑底层 呈 现 出越来 越 多 的短 柱 ， 为有 所 成效 的 避免 短柱 出现 ， 就 大截 面 柱 而 言 ， 能 够
对 其结 构 设计 进行 周 密 的研讨 与分 析 。对 于建 筑 结构 设 计 而言 ， 概念 设 计 与 使 用 在柱 截 面开 竖槽 的方 法将 矩 形柱 变 为 田形柱 ，进而 增 加基 柱 的 长细 比 ， 长 短 梁 同 结 构 措施 堪 称其 根本 所在 ， 并且 能 够在 很大 程 度上 反 映结 构 工程 师 的设 计 水 防止 短柱 的 大量 涌现 而 占据 建筑 Ｔ程 内部空 间 的现 象 现 。另外 ， 时存 在 于 同一 框架 中 ， 也 是 十分 不 利于 工 作 的 ， 短跨 梁 在 水平 力的 作 用 之下 平 。具有 十 分重 要 的意义 。

为 防止扭 转作 用 ， 由于扭 转 过程 中 ， 各个 柱 子的 节点 水平 位 移 不 同 ， 角柱
、
概念设 计 的重要 意义
概 念设 计 主要 是 指在 建 筑结 构 的设 计 中 ， 通过 分 析 整个 建 筑 项 目， 用 整
体 的概 念来 完成 设计 ， 科学 、 合 理 的处 理好 建筑 中 的结 构 和构 件 、 结 构 和结 构
不 了柱 截 面。 而柱 的轴压 比也反应 了柱子 的塑 性变 形 能力 ， 影 响 了结构 的 稳
定 和延 展性 。混 凝 土的极 限变形 受箍 筋 的约束 ， 也就 是 箍筋 的形 式 跟配 箍 筋 特征 值 。 在 地震作 用 下 ， 柱 子需要 具 有较 强 的变形 能力 ， 就需 要控 制柱 子 的轴 压比， 改善 配箍 ， 所 以 说利用 钢 筋 混凝 土 和密 排 螺 旋箍 筋 柱 可以提 高 柱轴 压 比的 限值 ， 提 高 整体结 构 的稳定 性 和安 全性 。
考虑 ， 利用 概念 设计 的思 想 来进 行结 构 的设 此 过程 中竖 向荷 载起 不 到作 用 ， 配 筋全 部 由水 平 力 来决 定。 在该 过程 中， 梁 端 的正弯 矩钢 筋也 会 出现超 筋 的现 象 ， 也可 能 因为 梁 的剪 力 增 大 的缘 故使 得 支撑柱 的轴力 不 断 加大 ， 违 背 了协 同 工作 的 原 则 ， 使 得 结
随着 年龄 的不 断增 长 ， Ｔ程 师们 逐渐 遗忘 了在 大 学 时期 的创 新 精神 和创
剪 力较 大 ， 但 中间柱 柱 子剪力 较 小 ， 使得 破坏 由外 向里 。为 了避 免 扭转 ， 设 置 抗 侧力 结 构 时应 对 称 设 置 ， 紧靠 四周 ， 设 在结 构 的两 端 ， 以增 大 抗 扭 的惯 性 矩 。 目前 会 采用 加大 配筋 或者 采用 密排 箍筋 柱 、 钢 篾 混凝 土柱 来 解决 角 柱设 计问题 。 在高 层建 筑 的结构 设计 中， 工 程师 们关 注 的是 柱轴压 比的限 值 ， 因 为 随 着建 筑 高度 的 增加 ， 结构 下 部 的柱 截 面也 会 增 大 ， 采 用 高强 混凝 土也 降低

科技创新与应用 ｌ ２ ０ １ ３ 年 第 ６ 期
建 筑科 学
浅谈建筑结构设计中的概念设计与结构措施
刘 Байду номын сангаас
（ 中国 电子 工 程 设 计 院 ， 北京 １ ０ ０ ８ ４ ０ ） 摘 要： 在 社 会 不 断进 步 的 形 势下 ， 人 们 对 于建 筑 的 需 求 不再 满 足 于基 本 功 能 ， 对 于 建 筑在 结 构 上和 审 美方 面给 予 了更 多的 关 注， 由此对 建 筑设 计 师 的标 准要 求也 就 有 所提 高。在 对建 设进 行 设计 的过 程 中 ， 设 计 师应 该 不断 的 学 习国 内外先进 的设计 理 念 ． 发挥创新能力。在现阶段建筑设计 中， 概念设计是其 中最为重要的设计理念 ， 文章对于概念设计进行 了阐述。 关 键词 ： 建 筑 结构 设 计 ； 概念设计； 结构 措施 所 谓 的概 念设 计 一 般指 不 经数 值 计 算 ， 尤 其 在一 些 难 以作 出精 凝土的极限变形能力主要取决于箍筋的约束程度 ， 即箍筋 的形式和 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 配箍 特征 值 。 因此 ， 为 了增 大柱 在地 震作 用 下 的变形 能力 ， 控 制柱 的 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 轴 压 比和改 善配 箍具 有 同样 的意 义 ， 因而采 用 密排 螺 旋箍 筋 柱 或钢 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 管混 凝 士均 可 以提 高柱 轴压 比的限值 。 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 ， ３注 重概 念设 计 的实 用性 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 随着 计算 机 技术 的 不断 进步 ， 在 建 筑结 构设 计 中引入 了计算 机 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 技术。 在计算机中， 将以往大量的设计素材输入到计算机中， 这样就 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， 在计算机 中形成了一个建筑设计库。 在如今的建筑设计中正在向着 也是判断计算机 内力分析输 出数据可靠与否 的主要依据。 如何摆脱这种固有程式的束缚方 向发展 ， 但是很多的设计师在有了 １概 念设 计 的 重要 性 这 种便 利 的 条件 之 后 ， 不 再 具有 创 新 思维 ， 缺乏 以往 设计 师 的设 计 在对 建 筑进 行 结构 设计 的过 程 中 ， 概念 设 计 是一 个 设 计 师 的基 理念 和敬业精神 ， 而是在计算机系统中 ， 将 已存 的素材东拼西凑来 本 设 计 思想 ， 也 是在 设 计 中发 挥 重要 作 用 的基 本 理 念 。在 对建 筑 进 完成 结 构设 计 。这样 设计 出来 的作 品根 本 没有 创 意 ， 也没 有 自己 的 行 设 计 的过 程 中 ， 建 筑 师 要充 分 的利 用 所学 的知 识 ， 对 于 建 筑 的设 思维 ， 所 以在 和 建筑 师沟 通 的过 程 中也 会 出现 障 碍 。这样 的设计 方 计 理 念 不断 的创 新 ， 在 特定 的建 筑结 构 中 ， 将 整体 概 念 运用 其 中 ， 对 式 缺乏 了对 建筑 实 用 性 的考 虑 ，只是 例 行公 事 般 的 来 完 成一 项 任 于建 筑 中 的构 件与 结构 、 结 构 与 结构 之 间 的关 系合 理处 置 。如果 一 务 ， 根本 没有 从 实际 角度 来 考虑 建筑 结构 的 实用 性 。 事 实上 ， 建 筑物 个 设 计 师概 念设 计 运用 的好 ， 那 么 随着 他 工作 经 验 的增 多 和理 论 知 是 一个 空 间 结构 ， 各 种构 件 以 相 当复 杂 的方 式 共 同 工作 ， 且都 并 非 识 的积 累 ， 概念 设计 的水平 也 必 将会 越 来 越 高 。但 是 在社 会 发展 的 是脱离总的结构体系的单独构件。目前 ， 人们在具体 的空间结构体 过程中 ， 在分工方面越来越细化 ， 大部分设计师缺乏对整体建筑进 系 整体 研究 上还 有 一定 的局 限性 ， 在设 计 过程 中采用 了许 多假 定 与 行设 计 的机 会 ， 一 般 都 是 负 责其 中 的某 一项 ， 所 以说 基本 上 都 是 依 简 化 ， 作 为结 构 工 程 师不 应 盲 目的 照搬 照抄 规 范 ， 应 该 把 它作 为一 赖 于规 范 和手 册来 进 行设 计 ， 墨 守成 规 ， 不敢 或 者不 愿 去创 新 。 在 社 种指南参考并在实际设计项 目中作出正确的选择 。 这就要求结构工 会快速发展 的背景下 ，各种新技术新材料不断的应用到建筑 中， 但 程师对整体结构体系与各基本分体系之 间的力学关系有透彻的认 是有 些 设计 师 却不 敢 尝试 ， 害怕 应用 的失 败 ， 这 是一 个 时代 的悲 剧 。 识， 把概 念设 计 应用 到实 际 工作 中去 。 在计 算 机信 息 化技 术 应 用到 设计 工 作 中的 同时 ， 也 让 人们 过 分 的依 ４结 束 语 赖 于计 算 机 ， 对 于有 些 非 常 明 显 的计 算 错 误却 不 敢 指 出 ， 害怕 承 担 在 经济 建设 快 速发 展 的背 景下 ，建筑 业 也得 到 了快 速 的 发展 ， 责 任 。强调 概 念设 计 的重 要 ， 主 要 还 因为 现行 的结 构设 计 理论 与计 在 人们 的物 质 生 活提 高 的形 势 下 对 于建 筑 的舒 适 度 有 了更 高 的要 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 求 ， 建筑不仅要满足基本 的功能 ， 同时还要为人们营造舒适的工作 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 和 生活 环境 。 一项 建 筑 的质量 如何 ， 设 计 阶段 发挥 着重 要 的作 用 ， 设 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 计对于整体建筑 的影响占到百分之七十左右 ， 所以说设计的质量如 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 何 直接 影 响到建 筑 的质 量 。在 对建 筑 进行 设 计 的过 程 中 ， 要 合 理 的 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 运 行概 念设 计 ，这 就要 求建 筑 设计 师 要 对概 念设 计 有 透彻 的了解 ， 来满足结构设计的 目的。同时计算机结果的高精度特点 ， 往往给结 从 实 质上 领 会 概 念设 计 的 内涵 ， 在对 建 筑设 计 的过 程 中 ， 要 有 创 新 构 设计 人 员 带来 对 结 构 工作 性 能 的误 解 ． 结 构 工 程师 只有 加 强结 构 意 识 ， 勇于 创新 ， 敢 于创 新 。总 之 ， 概 念设 计必 然 会 成 为今 后结 构 设 概 念 的培 养 ， 才 能 比较客 观 、 真实 地 理解 结 构 的工作 性 能 。 计的主流思想 ， 所 以我们更应该努力学 习概念设计的精髓 ， 为结构 ２ 协 同工 作 与结 构体 系 设 计 的发展 作 出应 有 的贡献 。 在建 筑 结 构 设计 中 ， 协 同工 作 是 非 常重 要 的一 个 话 题 ， 也 是 保 参 考 文献 证 建筑 质 量 的重 要 的措 施 。 协 同工 作 与建 筑 的结 构 体系 有 重要 的联 ［ １ 商 立人 ， 王跃． 结构设计的新思路一一概念设计『 Ｊ ］ ． 工业建筑， １ ９ ９ ９ 系， 而 所谓 的协 同工 作 ， 就是 指 在 建筑 结 构 中 ， 各 个 构 件所 能 承 载 的 （ １ ） ． 荷 载 都在 同一水 平 ， 在承 受 极 限状 态 时 ， 可 以共 同承担 ， 并 且 可 以共 ［ ２ 】 戴 国莹 ， 李德虎． 建 筑 结构 抗 震 鉴定 及 加 固的若 干 问题 ［ Ｊ 】 ． 建 筑 结 同达到使用寿命 。这样对于建筑的结构设计就有很高 的要求 ， 要求 构 ． １ ９ ９ ９ （ ４ ） ． 其在设计的过程 中，要充分 的考虑到建筑 中各个构件所 承担 的荷 ［ ３ ］ 林 同炎． ｓ ． Ｄ ． 思 多台斯 伯利 ． 结 构概 念和 体 系． 中 国建 筑 工业 出版 社 ． 载， 如何 协 调 不 同 构 件 间 的共 同承 载力 ， 要 使 建 筑 的 整 体 结构 共 同 达 到 使用 寿 命 ， 这是 在建 筑 设计 中 比较 高级 的 工作 。结构 的协 同工 作 表 现在 基 础与 上 部结 构 的关 系 上 ， 必须 视 基 础与 上 部结 构 为 一个 有机的整体 。不能把两者割裂开来处理 。举例而言 ， 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。 目前 ， 部分已建建筑在其四角设置 巨型钢管柱 ， 从而极大地增 强 了角 柱 的强度 和抗 变形 能 力 。在高 层 建 筑结 构 设计 中 ， 柱 轴 压 比 的 限值 已成 为 困扰 结构 工 程 师 的实 际 问题 ，随着 建 筑高 度 的增 加 ， 结 构下 部 柱 截 面 也越 来 越 大 ， 而 柱 的纵 向钢 筋 却 为构 造 配 筋 ， 即使 采用高强混凝土 ， 柱截面也不会 明显降低。实际上 ， 柱 的轴压 比大 小， 直接反映了柱 的塑性变形能力 ， 而构件的变形能力会极大地影