[摘要]在建筑結構設計中，概念設計與結構構造措施至關重要，它在一定程度上反映了一個結構工程師的設計水平。本文首先向讀者介紹了建筑概念設計的基本含義，在此基礎上，詳細介紹了概念設計在建筑抗震設計中的具體應用。
　　[關鍵詞]建筑結構，概念設計，抗震
　　引言
　　當前科學技術迅速發展,計算機結構程序的全面應用給結構設計師帶來了極大方便,大大減輕了他們的勞動強度,提高了設計的效率和質量。但同時也容易讓人產生錯誤認識,認為結構設計很簡單,只需遵循規范、手冊、圖集,等待建筑師給出一個空間形成的方案（非結構的）,然后就可使用計算機完成結構設計了。因此,一些結構設計師不重視結構的基本理論和基本概念的正確使用,不能有效地運用他們的知識、精力和時間去考慮結構的整體設計、協同工作等一系列概念設計問題。而是一味地依賴計算機,久而久之許多設計人員缺乏結構設計的概念,對軟件技術條件認識不清、對計算機的計算結果無法判斷,對規范與軟件之間的差異不甚了解,對如何加強結構的整體性、合理性、經濟性沒有概念,甚至一些設計人員因為過多地相信計算機分析結果而導致結構計算模型與實際建筑物存在較大差別,引起結構施工圖中出現了大量的概念性錯誤和計算錯誤,且有些錯誤可能會導致嚴重的后果。為保證建筑結構的安全、適用、經濟、可靠,對設計人員強調結構概念設計的重要性是非常必要的。
　　一、概念設計概述
　　1.1概念設計的定義
　　所謂的概念設計就是運用清晰的結構概念,不經數值計算,依據整體結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、震害、實驗現象和工程經驗所獲得的基本設計原則和設計思想,對結構及計算結果進行正確的分析,并考慮結構實際受力狀況與計算假設間的差異,對結構和構造進行設計,使建筑物受力更合理、安全、協調。
　　1.2概念設計與建筑結構
　　概念設計主要從兩個方面對結構設計進行宏觀控制：一是在方案設計滿足建筑要求的前提下從宏觀的角度考慮結構整體性及主要分體的相互協調關系,確定總體設計方案；二是在理論設計過程中綜合考慮工程條件、計算理論、材料性能等各種因素對計算結果的影響,判斷理論設計的準確性,并對一些工程中難以作出精確理性分析或在規范中難以規定的問題,根據實際經驗采用一些結構構造措施進行處理。換句話說，概念設計是運用人的判斷和思維能力從宏觀上解決結構設計的基本問題。
　　概念設計是一種思路,是一種定性的設計,它不以精確的力學分析、生搬硬套的規范條文為依據,而是對工程進行概括性的分析,制定設計目標,采取相應結構措施。具體到設計過程,就是根據特定的建筑空間和地理條件,結合建筑的功能要求,考慮結構安全、適用、經濟、美觀、施工方便等各種因素后,確定結構的總體方案,按照結構的破壞機理和破壞過程,靈活且能有意識地利用整體結構體系與基本桿件間的力學特性與關系、設計準則、工程現場實時的資源條件,全面合理地解決結構設計的基本問題。既要注意到總體布置上的大原則,又要顧及到關鍵部位的細節,從根本上提高結構的可靠度。概念設計的目的是力求使設計方案安全、可靠、經濟、合理,是一個優化的過程。概念設計運用得好,能使結構滿足建筑要求,并以最快的方式將荷載傳遞到基礎、地基中,創造更為安全、舒適的工作和生活環境,從而節約材料和資金,使工程項目的設計、施工、使用都能“又快、又好、又省”,這也是人們對工程建設的最基本要求。
　　二、建筑抗震與概念設計
　　建筑抗震設計分為抗震計算設計和抗震概念設計，概念設計指除了計算設計以外所有的抗震設計內容。由于地震是個很復雜的自然現象，以現有科技水平，難以預估實際地震發生時間空間和強度，抗震設防依據是一個地區設防烈度，由于地震地質背景不夠清楚，在一個地區發生超過設防烈度地震是完全可能的，地震及其影響有不確定性一面，在結構分析方面由于不可能完全充分考慮結構空間作用，結構材料性質，特別是結構進人彈塑性以后材料非彈性性質、阻尼變化等因素，結構計算也有其不準確性，因此結構抗震不能完全依賴計算設計而必須強調概念設計，概念設計在抗震設計中地位是第一位的。
　　從結構總體方案設計一開始，概念設計就運用人們對建筑結構抗震已有的正確知識去處理好結構設計中將遇到的問題，諸如：房屋體形、結構體系、剛度分布、構件延性等等。從宏觀原則上進行評價、鑒別、選擇等處理，再輔以必要的計算和構造措施。從而消除建筑物抗震的薄弱環節，以達到合理抗震設計的目的。也就是說概念設計是工程師運用思維和判斷力，根據從大量震害經驗得出的結構抗震原則，從宏觀上確定結構設計中的基本問題。因此，工程師必須從主體上了解結構抗震特點，振動中結構的受力特征，抓住要點，突出主要矛盾，用正確的概念來指導概念設計，才會獲得成功。由于概念設計包括的范圍極廣，因此不僅僅要分析總體方案確定的原則，還要顧及非材料的正確使用和關鍵部位的細部構造。但是首先和最重要的還是結構總體概念設計、材料選型和細部構造等問題，這些設計原則和結構概念中，較為重要的是結構總體設計。
　　三、概念設計在建筑抗震設計中的應用
　　3.1注意場地選擇
　　地震區的建筑物選擇有利地段，避開不利地段，不在危險地段建設。有利地段指堅硬土或開闊平坦密實均勻中硬土等；不利地段指軟弱土、液化土、條狀突出山嘴，高聳孤立的山丘，非巖質的陡坡，河岸和山坡邊緣，平面分布上成因或狀態明顯不均勻的土層等。危險地段指地震時可能發生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地震斷裂帶上可能發生地表位錯的部位。
　　同一建筑單元不宜建在性質截然不同的地基上，同一建筑單元不宜設在不均類型的基礎上。
　　3.2平立面布置
　　建筑物平立面布置基本原則是對稱、規則、質量與剛度均勻變化。結構對稱，有利于減輕結構的地震扭轉反應；而形狀規則建筑物在地震時結構各部分的振動宜于協調一致，避免抗震薄弱環節存在；質量與剛度均勻變化有兩方面含義：結構平面方向，使結構剛心和質心重合；結構立面方向，結構質量或剛度均不宜有懸殊變化。
　　3.3選擇技術上、經濟上合理的結構體系
　　（1）結構體系應符合下列各項要求
　　①應具有明顯的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。
　　②宜有多道抗震防線，應避免部分結構或構件破壞而導致整個體系喪失抗震能力，或對重力荷載的承載能力。
　　③具備必要的抗震承載力，良好的變形能力和消耗地震能量能力。
　　④宜具有合理的剛度和承載力分布，避免用局部形成薄弱部位，產生過大的應力集中，對可能出現的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。
　　（2）結構構件應符合下列要求
　　①砌體結構應按規定放置鋼筋砼圈梁和構造柱或采用配筋砌體等。
　　②砼結構構件應合理選擇尺寸，配置縱向受力鋼筋和箍筋，避免剪切破壞先于彎曲破壞，砼的壓潰先于鋼筋屈服。鋼筋錨固粘結先于構件破壞。
　　③鋼結構構件應避免局部或總體失穩。
　　（3）結構構件之間的連接應符合下列要求
　　①構件粘結破壞不應先于其連接的構件。
　　②預埋件的錨固破壞不應先于連接件。
　　③裝配式構件連接應能保證結構整體性。
　　3.4利用結構的延性
　　延性結構有很大變形能力，又有較大的強度，發生地震時，延性結構吸收較多能量，從而結構倒塌率會大大降低。脆性結構盡管強度可以很高，但變形能力很低。因此吸收地震能量的能力較低，抵抗地震能力較低。這就要求我們選擇地震區結構材料時，既要看重材料的強度高低，更要看材料變形能力大小，在地震區盲目采用高強材料是很不利于抗震的，因為一般來說材料的強度越高，則該材料的變形能力就會越低。
　　3.5處理好非結構構件
　　現代建筑裝修造價占很大比例，非結構構件破壞影響更大。附屬于樓、屋面結構上的非結構構件應與主體結構有可靠的連接或錨固，避免地震時倒塌傷人或砸壞重要設備。圍護墻和隔墻應考慮對結構抗震的不利影響和避免不合理設置而導致主體結構破壞，幕墻、裝飾貼面與主體結構應可靠連接，避免脫落傷人。
　　結束語
　　當前我國建筑的建筑設計由建筑師來做，結構設計由結構師來做。二者之間溝通較少，會導致建筑方案和結構方案不能有機地融為一體，概念設計的質量不能很好得到保證；設計人員和施工人員溝通也較少，有些設計人員設計出來的圖紙在施工上不易做到，或者施工人員對圖紙理解不透徹，都會導致建筑的抗震性能較差。我國是多地震國家，做好建筑抗震設計有極其重要意義，而慨念設計是其最重要的內容，我們要加強溝通來保證建筑符合概念設計的基本思想，以免樓房在地震中倒塌。
　　參考文獻
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　　[2]李國強：《建筑結構抗震設計》.北京：中國建筑工業出版社．2002年.
　　[3]閔小雙：“概念設計在建筑結構設計中的意義”，《科技資訊》，2006（34）.