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结构概念设计探讨与思考 　　摘要：概念设计在结构设计中居于首要和统领地位，也是结构设计的重要组成部分。本文通过对建筑结构概念设计的解读和剖析阐述了概念设计在结构设计中的工程意义以及概念设计的基本内涵，并在此基础上对如何将概念设计运用到具体的结构设计中等问题进行较为深入的探讨和思考，以供广大设计人员参考，力求不断推进建筑造型的创造和结构设计的发展。 　　关键字：概念设计，结构设计，整体，方案 　　中图分类号： TU2 文献标识码：A 　　一、引言 　　随着现代技术的不断进步，建筑高度不断增大，结构体系日益增多，建筑体型复杂多样，人们对结构功能的要求也越来越高。完成一个大型建筑物的设计需要多方面人才的参与，这就需要花费较长的时间和精力，其间业主会首先征求建筑方案的情况，这时没有时间也没有必要去进行详细的技术设计和设计计算，建筑师的设计思想必须着眼于总体方案，而不是个别因素，在设计的早期阶段就构思出尽可能满足使用功能、物质的和象征性要求协调一致的空间形式，结构师也须从宏观上提出骨架方案，使建筑方案得以合理的实现，实现建筑和结构的和谐统一，使各功能部分形成有机的整体，而不是简单的拼凑，这就需要概念设计。此外，通过从整体上来构思结构，以方便从无数细小的问题中抓住最基本的东西，而不是局限于具体的细节设计而颠倒本末，有利于从整体上把握一个方案的可行性并提前考虑结构在施工和经济上的合理性。 　　概念设计就是运用人的思维和判断能力，不经数值计算，尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范难以规定的问题中，依据整体结构体系与各主要分体系之间的力学关系、破坏机理、震害实例、试验现象和工程经验等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细部措施的宏观控制。概念设计是结构设计的核心和灵魂，是保证结构安全的前提和基础，在结构设计中发挥着重要作用。特别是在建筑设计的方案阶段，通过概念设计能迅速、有效地对结构体系进行构思和比对，从而优选出既安全可靠、又经济合理的最佳方案。 　　二、概念设计的??要性 　　通过概念设计来指导设计工作，就能掌握重点，调控全局，加深对结构整体受力性能的理解和活动功能的认识，冲破由于对问题的错误的理解或狭隘的经验所产生的束缚和禁锢，从而使所设计的结构更符合客观实际，更具有创新意识，避免一些原则性的错误。正如美国加州大学的著名教授V. V. Bertero所说：到现在，建筑结构设计可以说仍是一种艺术，很大程度上靠工程师的判断，而判断来自概念的积累，由此可见结构概念设计的重要性。 　　结构概念设计的重要性主要体现在以下几个方面：一是概念设计从整体上、宏观上处理问题，旨在使结构成为协同工作的体系；而一般的结构设计是从细节上、单体上解决问题，意在作出精确的构件设计和构造设计，前者好比战役中的战略问题，后者则好比战术问题。如果宏观决策失误的话，则技术细节处理的再细，也难以产生成功的作品；二是目前的一些计算理论不够完善或设计规范中有一些不可计算性，采用概念设计可以弥补理论上的缺陷，成为重要的补充手段，可以确保结构设计的安全可靠；三是在构思结构方案的阶段是不能应用计算机程序的，因为这时还没有形成一个完整的结构体系，需要借助结构概念设计的知识从主要分体系之间的关系出发，而不是从构件细节的角度去考虑，这样构思的方案易于反馈并进行修改，而且这一步处理的越好的话，可以尽量减少后续进行重新设计的可能，除此之外，当今的结构设计越来越依赖于计算机的应用，为了避免设计工作者对计算机的过分依赖和盲目自信所导致的设计误区，就需要应用概念设计对计算机的结果进行合理分析和定性判断，以及时发现错误并进行校对，从而消除安全隐患。 　　三、概念设计的内涵 　　概念设计包括的范围很广，需要考虑的因素很多，其中包括建筑、结构和设备等方面的组织协调及规划布置。建筑上要通过考虑功能要求和使用特点来设置功能分区、构思外观造型和形成空间形式；结构上要考虑结构的整体性、规则性和可靠性等合理的布置结构方案，以创造对抗震的有利条件，在这一过程中，应尽可能的使功能和形式统一起来，实现艺术和技术的创造性结合。 　　具体的讲，建筑选址的时候应选择有利地段，避开不利地段；平面布置时宜简单、规则、对称，以限制结构偏心并减小扭转效应；立面设计时应均匀、连续、美观，避免突变和局部削弱；预计结构的破坏过程和破坏机制，加强结构的关键部位和薄弱环节；预测出铰的部位和顺序，有针对性的进行构造设计；控制构件的相对刚度或设置专门的分灾措施，使结构形成多道防线；考虑非结构构件的布置对结构产生的有利和不利影响，尽量利用其有利因素，控制其不利因素；应把上部结构和基础部分看做一个整体来进行分析，二者在刚度和承载力方面应相互适应；设计时应充分考虑施工上的方便与否，从而保证施工质量