浅谈结构设计中的概念设计

摘要：随着经济的不断发展进步，我国的建筑业正朝着现代化、科技化的方向不断的发展进步着。不管是具体的设计还是施工等都达到了很完善的地步。然而建筑中有一项概念设计工作可能还不是很被人熟知，所谓的概念设计指的是从设计的初始阶段，设计者依据已有的抗震知识，认真地分析将要面临的问题，常见的有刚度的分布情况，以及建筑的体形等等的因素。笔者撰写本文的目的就是简要的分析一下何为概念设计以及常会遇到的问题等方面进行简要的分析。

关健词：概念设计；结构设计；框—剪结构

中图分类号：TK222 文献标识码：A

具体的含义指的是当我们难以做出很准确的分析时，词用不计算数值的方法， 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。采用类似于预估的方法来进行，有助于我们在设计期间有效地比较以及选择合适的体系等。这样的得到的方案能够正确有效，有效地避免了很多不必要的复杂计算等，经济性能极佳。与此同时，还能有效地分析数据。

1内涵

所谓的概念设计指的是从设计的初始阶段，设计者依据已有的抗震知识，认真地分析将要面临的问题，常见的有刚度的分布情况，以及建筑的体形等等的因素。在宏观上评价以及选择，同时在辅助计算以及相应措施。以此来增强建筑的抗震能力。具体的讲来说就是设计人员依据自身的工作经验，并有效结合各种规定等，在大的层面上明确设计会存在的各种问题等。这就要求我们的相关人员必须再大的层面上能够对抗震知识有一定的了解，工作中要抓重点，强调主要矛盾，凭借合理的概念来正确指导设计工作，这样才能确保设计有效。同时他并不是一个简单的局限在一定范围内的概念，这就要求我们不仅要明确原则，还要照顾到材料使用以及具体的构造等方面。 虽然设计的面较广，但上述几点是工作的重点，其中最重要的是结构的总体设计因素。

2具体的注意事项

2.1延性耗能

对建筑进行整体设计时，要着重对差的地方进行仔细设计，尽量争取完美状态。同时，应使建筑结构在一个恰当的部位能消耗大量的能量，在具体设计中即为各式各样的梁，如框架梁、联肢墙的连肢梁等。我们用一定的系数来表示结构的延性问题。它表示的是结构极限变形 与屈服变形的比值，也可以分别用位移延性系数，转角延性系数等来表示，此时比值大，就代表延性好，数值小代表差。具体设计时，为了获取较高的延性，我们一般用如下的方法进行：第一，截面尺寸要确定合理，只有这样才能得到准确的配筋率。这样能够有效地确保不出现拉筋不合适的情况。第二点，梁的上端和下端之间配筋要适度。第三点，在选用混凝土材料时把好质量关，用那种中级或者是低级的钢筋会贵延性有帮组。第四点，矩形梁比其他形状的性能要好。最后一点，要对箍筋进行严格加密。震区的钢筋材料的延性系数要高于4才算合格。

2.2多道防线设计

目前流行一种新的概念[x1]即：当建筑结构受到强烈地震动主脉冲卓越周期的作用时，一方面利用结构中增设的赘余杆件的屈服和变形，来耗散地震输入能量；另一方面利用赘余杆件的破坏和退出工作，确保使结构整体能从一种状态平稳的过度到另外一种状态下，以此来完成结构的周期变化，能够有效地躲避上述作用导致的一种共振的影响。 通过这种对动力性能的有效控制，能够很好地降低对建筑的破损。目前来讲，是一种特别有效的方法。

2.3妥善处理非结构部件

非结构部件一般是指在通常结构分析中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧力荷载的部件，常见的有内隔墙以及楼梯等等。在具体情况下，由于地震影响，建筑体内的部件都会多少的参与到工作之中，这样就会改变结构整体的刚度以及承载能力等性能，这样就会给我们建筑带来很大的负面影响。而这些影响时非常常见的。（1）砌体填充墙的抗震作用：第一点，能有效的增大结构的刚度性能，缩短振动时间，能增大约十分之三到十分之五的地震力。第二点，能有效改变地震引起的剪力的具体分布情况。第三点，由于填充墙有很大的阻挡推力的性能，这样就减轻了框架的变形现象，很大程度上降低了结构整体的侧移值。（2）柱端震害，在地震中，角柱上端被嵌砌于框架间的砖墙顶断。这种是最为显著地地震灾害。因此我们在具体设计时要认真地考虑到这点，并且采取合理的控制方法。（3）会造成短柱破损现象。采用钢筋混凝土框架的高层建筑，就框架柱的受力状况和破坏形态而言，一般情况下属于长柱。由于窗裙墙对框架柱的刚性约束，减短了柱的有效长度，使它变成了短柱，承担的地震力大增，发生剪切破坏。所以我们一般多是采用将墙体和柱有效结合的方法或者是贴砌围护的方法进行。 否则沿柱的全高，柱身箍筋的配置均应符合短柱的规定。施工图纸中要认真地说明此点。

通过不断的研究，我们得到了很多的经验，具体体现在标准图以及设计手册等等方面。 伴随信息技术的不断发展，这方面的技术证不断的应用到结构体系中，目前所有的设计方都在努力的尽快摆脱图板。这就无形之中给个别的设计人员带来一种误导。他们多是认为，结构设计是一项简单的工作，我们仅仅需要按照手册以及图集等，并有效地结合建筑师的方案进行设计，然后将内容用计算机完成，这时，设计人员已经失去了本身的价值，只是一个靠拼凑来完成工作的绘图师傅罢了。 存在很大的弊端，一方面不能很好的发挥他们的专长，另一方面，还会加深会建筑师之间的问题矛盾。

通过这种思想，我们同时还能有效地拓宽设计的思维广度。在过去的设计中，我们多是注重提高结果的抗力性能，这样在无形中就加大了配筋量，最终导致成本增加。设计时多只会关注配筋量的问题，很大程度上就忽略了梁以及柱的问题，就会出现肥梁以及胖柱等的各种现象。就拿抗震设计来说 ，一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度，再由结构刚度算出地震力，然后算配筋。我们知道，如果结构的刚度大，那么地震作用所带来的效应就会变大，如果配筋增加，刚度变强，那么地震力就会变强。 虽然这种钢筋增加了刚度性能，但是无形之中却增大了地震力。那么我们何不采用一种方式来降低作用呢？在当今的各项设计中，最为典型的就是隔振消能。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层；加设消能支撑 ；有的在建筑物顶部装一个“反摆”，地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反，从对建筑物的振动加大阻尼作用，这样能有效地降低加速，降低建筑体发生的移动，从而降低了地震效应力。如果设计的合理了能够降低的效应力达一半还要多，同时还能有效地保证物品安全不受损害。目前国际上证对此开展深入的研究探索。

自从我国加入世贸组织以来，经济以及社会的高速发展，使得人们对建筑体的结构设计方面也有了更多的要求。当前工作的重点要放到发展先进的理论，不断的利用高科技水平，同时提高对新建材的开发速度，以此来保证我们的建筑体更加安稳。 最主要的是我们要破除原有的守旧思想，充分的挖掘人员的能力，增强创新。这主要是因为，他们在整个的设计中占主体地位。要想做好这点，需要工程领域以及教育领域共同努力才行。同时要进行思想宣传等。

结语

在具体工作中，我们用到的方法不只有上面讲的这几种。上述的方法对于我们的工作很有帮助，但是我们要发扬创新精神，不断的研究探索新的技术来更好地为我们的工作服务。

参考文献

[1]尹定邦.设计学概论[M].湖南科学技术出版社.

[2]张绮曼，郑曙阳.室内设计资料集[M].中国建筑工业出版社.