蔡杰 戚億里

摘要：通過介紹概念設計的內容、發(fā)展狀況、特點以及比較了概念設計和理論計算的異同，指出概念設計的重要性，并為今后的建筑概念設計提供參考依據。呼吁能進一步加強研究，逐步改變設計人員目前在工程中的理論計算重于概念設計的理念。

關鍵詞：概念設計，理論計算，重要性，區(qū)別

概念設計的重要性在20世紀70年代的唐山大地震后被國人所認識，逐漸開始在建筑工程中使用。在后來的地震中均取得了顯著的效果，保護了人們的生命與財產的安全。在21世紀里，隨著我國路梁、碼頭、房建等基建工程的快速發(fā)展，相關的概念設計在設計中的運用也受到應有的重視，而且其優(yōu)勢和特點在實際工程的應用中也得到了體現。

1 概念設計和理論計算的內容

概念設計一般是指不經過數值計算，而根據人們已有的目標設計的經驗和深刻理解的基本概念，結合地質資料，安全等級，房屋功能，當地資源及抗震設防等，從整體的角度進行建筑平面的布置，結構體系的選擇等一系列定性（包括規(guī)范要求的一些構造做法）的設計過程。其內容有：建筑的選址，結構的體系，基礎的形式，構件的尺寸等。

理論計算從某種角度來說，是概念設計的反向過程。其根據概念設計的總要求，數學和力學等學科的各種原理一系列定量（強度、剛度、穩(wěn)定性以及變形）的設計過程。

2 概念設計的發(fā)展簡況

概念設計首先源于抗震的概念設計。

20世紀初期，世界上幾個地震活動性頻繁的國家在建筑規(guī)范中首先提出抗震設計條款，隨著地震工程科學的發(fā)展，這些早期的抗震規(guī)范條款不斷地補充、升級。

1984年第八屆世界地震工程會議上，人們總結了大地震災害的經驗，抗震概念設計問題得到了國內外工程界的普遍重視。

1990年起中國開始施行的《建筑抗震設計規(guī)范》GBJ11-89中，列出了結構抗震設計中必須符合的規(guī)定，以保證“概念設計”在抗震設計中得以實現。

在20世紀90年代，歐洲結構抗震規(guī)范（Eurocode 8 簡稱 EN 1998）的制定，從抗震設計基本要求、建筑抗震概念設計基本原則、場地類別、地震作用和結構抗震驗算等幾個方面來保證“概念設計”的實現。歐洲于2003年修改完成的草案6（prEN 1998-1：200X DRAFT No6）更是具體到十個部分來細化“概念設計”的規(guī)定。[1]

2002年1月中國實施的《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2001對概念設計的要求做了更全面、更符合實際的規(guī)定，尤其是增加了“不規(guī)則建筑結構的概念設計”，使得概念設計在工程中的應用更具體更明確的落到了實處，切實提高了結構的抗震能力。

2010年12月中國實施的《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010總結了近年來國內外大地震的經驗和教訓，肯定了概念設計的運用，修訂后的規(guī)范中不少的概念設計以強制性條文的形式出現。[2]

3 概念設計的特點

對概念設計的分析研究和大量的工程實際應用證明，概念設計是建筑工程中設計的靈魂。概念設計是一種設計的思路，它具有明顯的特點，主要表現為：1.概念設計能全面合理地解決設計中的基本問題；2.既注意總體布置上的大原則，又顧及到關鍵部位的細節(jié)；3.從根本上提高結構的可靠度；4.節(jié)約原材料、縮短工期、降低工程造價，綜合經濟效益顯著。

4 概念設計與理論計算的異同

概念設計與理論計算有區(qū)別嗎？答案是肯定的。我們可以通過下面的表格（表1-1）來明白概念設計與理論計算的區(qū)別。

從對比中我們可以看出建筑的設計分為概念設計和理論計算，概念設計是除了理論計算以外所有的設計內容。其重要性不言而喻，但是現在我們很多設計人員過于理論化，任何情況下首先講的是計算結果，而忽視計算背后的概念。特別是在結構分析方面由于不可能完全充分的考慮結構空間作用，結構材料性質，特別是結構進入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，因此結構不能完全依賴理論計算而必須強調概念設計。而概念設計能對以上的一些問題進行度的把握，因此體現出其無比重要。

當然了，不能因為強調了概念設計的重要性，就輕視了設計過程的計算，沒有單根構件的安全就沒有整體結構的安全。林同炎老先生在《結構概念和體系》[4]書中也強調概念和計算要結合起來。

4 結論

經過多年的經驗證明，概念設計在設計中的經濟效益十分顯著，其應用前景十分廣闊。但是國內外對于建筑概念設計的認識仍然不足，阻礙了概念設計在建筑工程中的推廣及運用。建筑設計不能完全依賴“理論計算”解決，需要通過良好的“概念設計”來把握。事實上在建筑設計中概念設計和理論計算同等重要。因此，這需要設計人員不斷地豐富自己的設計理念，使工程的設計方案經濟、合理，保證項目的施工能“又快、又好、又省”。

參考文獻：

[] Eurocode 8， Design of structures for earthquake resistance， Part 1：General rules， seismic actions and rules for buildings， Draft No6 [S]. Ref No： prEN 1998-1： 200X， CEN： European Committee for Standardization， Janurary 2003.

[2] GB50011-2010，建筑抗震設計規(guī)范[S]。

[3] 付向紅. 建筑結構抗震概念設計[J]. 住宅科技， 2007，32（7）：31-34.

[4] Tung-yen Lin、Sidney D. Stotesbury. Structural Concepts And Systems For Architects And Engineers[M]. Unite States Of America，John Wiley & Sons Inc， 1981.