【摘 要】結(jié)合設(shè)計準(zhǔn)則，合理解決結(jié)構(gòu)概念設(shè)計基本問題，既注意結(jié)構(gòu)總體布置上的大原則，又顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)

【關(guān)鍵詞】概念設(shè)計；結(jié)構(gòu)體系；剛度；耗能

一、概念設(shè)計的定義 先進(jìn)的設(shè)計思想可以通過概念設(shè)計充分地展現(xiàn)。概念設(shè)計就是從結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計一開始運用人們對建筑結(jié)構(gòu)抗震已有的知識選擇合適的結(jié)構(gòu)方案，用清晰的結(jié)構(gòu)概念處理好結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的問題，對結(jié)構(gòu)所受的各種作用的特點、結(jié)構(gòu)計算、不同結(jié)構(gòu)在各種作用下的反應(yīng)、變形能力和破壞機制以及各種構(gòu)造措施等問題進(jìn)行概念分析和概念判斷。概念設(shè)計不以精確的力學(xué)分析，生搬硬套的規(guī)范條文為依據(jù)，而是由我們對工程進(jìn)行概括的分析，制定設(shè)計目標(biāo)，采取相應(yīng)措施。在工程設(shè)計中概念設(shè)計尤為重要。

二、概念設(shè)計在工程設(shè)計中的表現(xiàn)與運用

1、結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置

高層結(jié)構(gòu)常用體系有：框架結(jié)構(gòu)；框架-剪力墻結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu)；框支剪力墻結(jié)構(gòu)；筒體結(jié)構(gòu)等。規(guī)范對它們各自的適用高度及高寬比做出了詳細(xì)的規(guī)定，設(shè)計選擇何種結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)各自結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點結(jié)合建筑功能要求、抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結(jié)構(gòu)材料和施工等因素確定方案并通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和使用綜合比較確定。一個好的建筑設(shè)計方案首先包含著結(jié)構(gòu)受力合理。施工方便簡單。在建筑體型構(gòu)思、平面布置和豎向設(shè)計階段，建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計人員密切配合，既要充分考慮建筑使用功能合理，造型美觀，又要考慮結(jié)構(gòu)受力明確，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理和方便施工。位于地震區(qū)的建筑體型盡量設(shè)計的簡單和規(guī)則，當(dāng)建筑平面形狀不規(guī)則時可通過設(shè)置抗震縫將平面化為規(guī)則的單元建筑，盡量避免采用不規(guī)則平面建筑。

2、結(jié)構(gòu)具備適宜的剛度

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，合理的確定建筑物剛度是非常重要的，應(yīng)根據(jù)具體情況和平衡原則進(jìn)行必要的剛度調(diào)整和分配。結(jié)構(gòu)剛度小，結(jié)構(gòu)過柔，相應(yīng)結(jié)構(gòu)自振周期大，產(chǎn)生過大變形，影響構(gòu)件的強度和穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)剛度大，自振周期小，相應(yīng)地震作用也大，結(jié)構(gòu)本身重量也加大，材料浪費也大，經(jīng)濟(jì)性不好。

風(fēng)荷載是一種隨時間而波動的動力荷載，風(fēng)作用在結(jié)構(gòu)上，一方面風(fēng)力使房屋受到一個基本穩(wěn)定的風(fēng)壓力，另一方面又使房屋產(chǎn)生風(fēng)振。因此高度較高及剛度較柔的高層建筑要考慮風(fēng)振產(chǎn)生的動力效應(yīng)的影響。高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，風(fēng)荷載和地震作用往往成為控制因素，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計時合理的選擇和布置梁、柱、墻，使結(jié)構(gòu)具備合理的剛度進(jìn)而使建筑具備較好的舒適度。結(jié)構(gòu)剛度的調(diào)整可通過調(diào)整周期、位移角、剪重比等參數(shù)反應(yīng)結(jié)構(gòu)的合理剛度。

3、結(jié)構(gòu)延性耗能

結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)避免主要承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件提前破壞而導(dǎo)致整個建筑物破壞或由于局部破壞嚴(yán)重，使建筑物過早地處于不能正常使用的情況。在建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計上要注意加強薄弱環(huán)節(jié)，盡量做到等強度。同時，因使建筑結(jié)構(gòu)在一個恰當(dāng)?shù)牟课荒芟拇罅康哪芰?，在具體設(shè)計中即為各式各樣的梁，如框架梁、聯(lián)肢墻的連梁等。結(jié)構(gòu)延性一般用延性系數(shù)表示，它表示的是結(jié)構(gòu)極限變形（位移、轉(zhuǎn)角、曲率）與屈服變形的比值，也可以分別用位移延性系數(shù)，轉(zhuǎn)角延性系數(shù)來表示，該比值越大，結(jié)構(gòu)的延性越好。在設(shè)計上為提高鋼筋混凝土梁的延性一般有如下措施：（1）選取合適的梁截面。（2）梁有合適的配筋率，避免少筋和超筋破壞。（3）梁上部（跨中）和下部（端部）配置適量的受壓筋。（4）T形梁比矩形梁延性好。（5）注意加密梁箍筋。

4、強柱、弱梁、更強節(jié)點核芯區(qū)

強柱弱梁是保證在強震作用下，框架的塑性鉸首先在梁上發(fā)生而不在柱上發(fā)生，避免框架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)樓層破壞機制。在強震作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件不存在承載力儲備，梁端受彎承載力即為實際可能達(dá)到的最大彎矩，柱端實際可能達(dá)到的最大彎矩也與其偏壓下的受彎承載力相等?？蚣芙Y(jié)構(gòu)能采用塑形變形，從而大量的消耗地震能量，較小地震作用，同時還能保證框架結(jié)構(gòu)具有承受豎向荷載的能力，同時還要遵循強剪弱彎、強節(jié)點強構(gòu)造的設(shè)計原則。

5、加強非結(jié)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)造措施

非結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般在結(jié)構(gòu)分析中不考慮承受重力荷載以及風(fēng)、地震等側(cè)力荷載的部件，如內(nèi)隔墻、框剪填充墻、建筑圍墻板等。事實表明在地震作用下，這些部件或多或少的參與了工作，從而改變了局部構(gòu)件的剛度進(jìn)而影響整個結(jié)構(gòu)，在高層框架結(jié)構(gòu)中這些影響尤為顯著。（1）砌體填充墻的抗震作用：使結(jié)構(gòu)剛度增大，自振周期縮短，改變了結(jié)構(gòu)的地震剪力分布，限值了框架的變