摘 要 针对建筑结构设计及其概念设计，在简单介绍概念设计与设计原则的基础上，对概念设计在建筑结构设计当中的具体应用进行分析，为概念设计的进一步引入和发展提供理论参考与借鉴。
关键词 建筑结构设计；概念设计；分析
如今，概念设计已经是建筑设计初期阶段工作的重要内容，它强调从宏观上对结构设计进行判断和分析，为后续其他阶段的设计工作奠定良好基础，不再依靠传统的复杂计算，对提高建筑结构设计水平与设计效率都有重要意义。
1 建筑结构概念设计与基本原则
1.1 结构概念设计
结构概念设计即充分发挥人类判断能力与思维方式，在宏观的角度初步解决结构设计过程中面临的问题。对于结构设计，实际上就是选择正确且有效的结构体系，确保能与建筑实际使用相匹配、协调。首先应分析建筑使用空间基本性质，包括使用空间的不同部分之间的组成关系、大小和形状等，然后协调处理平面与剖面间的相互关系，确保实际的空间要求能和平面与剖面及其组合相符合[1]。
1.2 设计原则
（1）全面考虑。在结构概念设计过程中，应先全面考虑设计关系到的所有方面。在完成三维构思后，实施二维构，处理好水平和剖面之间的关系，再进行施工图设计，将设计意图、成果体现在施工图上。
（2）从实际出发。应从实际角度出发解决所有设计时遇到的问题，这是使最终形成的设计方案具有可行性的关键所在，往往需要考虑很多条件，如自然条件、人文历史等。
（3）减轻自重。建筑结构所受包括竖向与横向两种。其中，竖向荷载主要为建筑自重，同时横向荷载也会受到建筑自重的影响，因此在概念设计中应充分考虑建筑自重，采用合理的措施减轻自重。
（4）合理受力。从结构与构件实际受力和变形角度讲，集中受力不如均匀受力，单跨简支不如多跨连续，平面作用不如空间作用，铰接不如刚性连接，静定不如超静定，同时还要避免不明确、不规则的结构受力。同时，除了要对不同部分实际受力进行分析，还应掌握宏观受力情况。
从结构与构件采用角度讲，宜优先考虑主要为轴向应力的材料，并保证结构与构件具有良好的抗剪、抗弯能力及惯性矩，同时确定适宜的截面尺寸[2]。
2 建筑结构概念设计应用
2.1 结构平面与立面形式
结构平面形状应尽量做到简单和规则，减少外凸与内凹。结构布置应对称，如果平、立面两者刚度不对称，则在地震发生时将产生严重的扭转破坏。结构立面设计过程中，应确保刚度变化达到均匀。在高层建筑中，无论建筑结构平面形式如何，在对抗力结构进行布置时，都应严格遵循使平面质量中心尽可能与刚度中心相接近的基本原则。结构平面上的刚度与承载力应均匀分布，防止应力集中与刚度突变，这对预防那些薄弱部分的倒塌与破坏有重要意义，促使地震动力可以在各部分当中重新分布，最大限度发挥耗散地震作用的应有作用。实际情况中，一般质量分布无法绝对均匀，所以难免会有一定扭转效应。针对这一问题，不仅要做到平面对称，还要通过对抗力构件的合理布置来增强结构整体抗扭转作用。通过实践可知，在结构平面四周均匀布置立柱，能有效提高结构整体抗扭转作用。基于此，在对剪力墙等进行布置时，应优先考虑以上做法[3]。值得注意的是，预制楼板的出现推动了建筑工业化，对于预制楼板，要想其充分发挥应有作用，应采取合理有效的防坠落措施，如碗钉法防坠落等（图1）。
2.2 抗风设计
建筑不仅要承受垂直荷载，而且还会受到风荷载与地震荷载。结构不同高度一般有着不同的抗侧力刚度，基于这种特性，会产生一些薄弱层，需要在结构设计过程中予以避免。在实际的设计工作中，建筑和结构两个专业必须保持密切配合，尽可能减小不同层之间的刚度偏心距实际变化率，以提高建筑结构抗风设计质量，避免因侧向荷载较大而发生倒塌。
2.3 延性设计
延性，即结构或构件进入屈服状态后，其承载能力仍能保持，且具有一定塑性变形能力，通常采用延性比进行表达，也就是结构或构件的塑性变形能力。对塑性变形作用而言，它能损耗一定地震作用，许多抗震结构在中等强度的地震作用下都有构件从原始状态进入塑性状态，以此实现耗散地震作用的目标。实际的延性设计过程中，必须做到以下几点：①强柱弱梁；②强剪弱弯；③强节点；④强锚固。此外，还可以通过对不同构件实际延性的提高来增强结构延性。对纯剪结构与框剪结构而言，其剪力墙的高宽比应控制在2以内，确保其受到地震作用后进入弯剪状态，提供一定抗变形能力，从而充分发挥剪力墙具有的抗震作用。根据强墙弱梁的基本要求对墙肢实际承载力予以强化，防止墙肢受到剪切破坏，增强抗震作能力。对梁而言，可采用以下方法进行延性设计：①合理配置受压钢筋；②正确选取梁断面；③提高混凝土强度等级，加密箍筋；柱的延性设计方法有：①对轴压比予以严格控制；②优先考虑具有较大剪跨比的柱，并在设计过程中不使用短柱；③加密箍筋；④提高混凝土强度等级，并配置双向纵筋。
2.4 三缝设计
所谓三缝，实际上就是伸縮缝、防震缝与沉降缝的总称。从建筑角度讲，尤其是高层与超高层建筑，为了避免结构由于温度大幅变化而产生结构裂缝等质量通病，经常会按照一定间隔距离增设伸缩缝；当结构平面狭长，且立面存在明显变化的情况时，需增设沉降缝，屋顶沉降缝及其防水做法如图2所示；针对考虑抗震设防要求的建筑，如果其平面形状较为复杂，同时难以调整，则应考虑增设防震缝。从实践效果中可以看出，通过对以上三缝的合理设置，能使结构及其构件趋于稳定、规则，防止沉降、地震和温度等因素造成的不利影响，从而避免发生破坏，鉴于其在建筑结构中的重要作用，同样需要在结构概念设计中进行充分考虑。
3 结束语
传统建筑结构设计方式显然已经无法适应这种要求，为满足社会及对建筑业提出的要求，探求一种全新设计方式十分必要，概念设计因此成为现阶段研究焦点。基于此，在实际工作中，设计人员除了要注重对于结构及其构件的计算和分析，还要尽可能地引入概念设计，从宏观角度对结构及其构件进行判断和控制。相信未来科技水平的不断提高，概念设计必定成为一种主流思想，发挥出更多、更重要的作用。
参考文献
[1] 李丽平.浅谈当前建筑结构设计中概念设计的应用[J].江西建材，2015，（17）：44，43.
[2] 汤兰.试论概念设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用，2014，（29）：229.
[3] 景毅.建筑结构设计中的概念设计及结构措施[J].科技风，2014，（18）：161.
