隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)程序的全面應(yīng)用，給建筑結(jié)構(gòu)工程師們帶來了極大方便，大大提高了設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。但同時(shí)也養(yǎng)成了很多設(shè)計(jì)人員一味地依賴計(jì)算機(jī)，認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很簡單，只需要按照規(guī)范、圖集，通過電腦軟件計(jì)算就可以完成，設(shè)計(jì)人員成了不過是東拼西湊的計(jì)算機(jī)畫匠而已，對(duì)計(jì)算的結(jié)果也無法判斷正誤，規(guī)范與軟件之間的差異更是不了解;對(duì)如何加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性、合理性、經(jīng)濟(jì)性更是沒有概念。發(fā)展先進(jìn)計(jì)算理論，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急。打破建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的墨守成規(guī)，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力，是相當(dāng)必要的。這就要求結(jié)構(gòu)工程師對(duì)整體結(jié)構(gòu)體系與各基本分體系之間的力學(xué)關(guān)系有透徹的認(rèn)識(shí)，把概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)際工作中去

　　1概念設(shè)計(jì)

　　1.1概念設(shè)計(jì)就是運(yùn)用清晰的結(jié)構(gòu)概念， 不經(jīng)數(shù)值計(jì)算，而依據(jù)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、 結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)等對(duì)結(jié)構(gòu)及計(jì)算結(jié)果進(jìn)行正確的分析，并考慮到結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀況與計(jì)算假設(shè)之間的差異，對(duì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，使建筑物受力更合理、安全、協(xié)調(diào)。概念設(shè)計(jì)主要從以下兩個(gè)方面對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行宏觀控制。(1)是在方案設(shè)計(jì)滿足建筑要求的情況下，從宏觀的角度考慮結(jié)構(gòu)的整體性及主要分體系的相互關(guān)系，來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置方案。 (2)是在理論設(shè)計(jì)過程中綜合考慮各方面因素對(duì)結(jié)果的影響，以判斷理論設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，并對(duì)一些工程中難以作出精確分析或在規(guī)范中未精確規(guī)定的問題，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)采用一些結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施進(jìn)行處理。 概念設(shè)計(jì)的目的是力求使設(shè)計(jì)方案安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理，是一個(gè)優(yōu)化的過程。

　　1.2運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的思想，能讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路得到了拓寬。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)似乎只關(guān)注如何提高結(jié)構(gòu)抗力，以至混凝土的等級(jí)越用越高，配筋量越來越大，造價(jià)越來越高。結(jié)構(gòu)工程師往往只注意到不超過最大配筋率，結(jié)果肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)處處可見。以抗震設(shè)計(jì)為例，一般是根據(jù)初定的尺寸、砼等級(jí)算出結(jié)構(gòu)的剛度，再由結(jié)構(gòu)剛度算出地震力，然后算配筋。但是大家知道，結(jié)構(gòu)剛度越大，地震作用效應(yīng)越大，配筋越多，剛度越大，地震力就越強(qiáng)。這樣為抵御地震而配的鋼筋，增加了結(jié)構(gòu)的剛度，反而使地震作用效應(yīng)增強(qiáng)。

　　1.3目前在抗震設(shè)計(jì)中，隔震消能的研究就是一個(gè)很好的例子。隔震消能的一般做法是在基礎(chǔ)與主體之間設(shè)柔性隔震層;加設(shè)消能支撐(類似于阻尼器的裝置);有的在建筑物頂部裝一個(gè)“反擺”，地震時(shí)它的位移方向與建筑物頂部的位移相反，從對(duì)建筑物的振動(dòng)加大阻尼作用，降低加速度，減少建筑物的位移，來降低地震作用效應(yīng)。合理設(shè)計(jì)可降低地震作用效應(yīng)達(dá) 60%，并提高屋內(nèi)物品的安全性。

　　1.4在建筑抗震設(shè)計(jì)中，更應(yīng)注重概念設(shè)計(jì)。這是因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，發(fā)生地震時(shí)，地震力的不確定性，人們對(duì)地震時(shí)結(jié)構(gòu)效應(yīng)認(rèn)識(shí)的局限性與模糊性，結(jié)構(gòu)抗震分析計(jì)算的精確度，材料性能與施工安裝時(shí)的變異性以及其他不可預(yù)測的因素，致使設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果(尤其是經(jīng)過實(shí)用簡化后的計(jì)算結(jié)果)可能和實(shí)際相差較大，甚至有些作用效應(yīng)至今尚無法定量計(jì)算出來。因此由于存在上述諸多不確定因素，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算無法涵蓋可能的所有不確定因素。因此，必須重視整體的概念設(shè)計(jì)，從某種意義上講，概念設(shè)計(jì)甚至比分析計(jì)算更為重要。

　　2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)的體現(xiàn)

　　2.1概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程中的體現(xiàn)

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的流程一般分為三個(gè)部分： 前期的方案選擇、中期的結(jié)構(gòu)計(jì)算階段及后期的施工圖繪制階段。 這三個(gè)階段都發(fā)揮著重要的作用。

　　(1)合理選擇結(jié)構(gòu)方案。一個(gè)成功的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，即選擇一個(gè)切實(shí)可靠的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。必須對(duì)工程的設(shè)計(jì)要求、地理環(huán)境、材料供應(yīng)、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型，確定最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案。概念設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)一開始就應(yīng)把握好場地選擇、能量輸入、房屋體型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布、構(gòu)件延性等幾個(gè)方面，從根本上消除建筑中的抗震薄弱環(huán)節(jié)。

　　(2)選用恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖。結(jié)構(gòu)計(jì)算是在計(jì)算簡圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，即對(duì)作用的荷載與構(gòu)件的約束狀態(tài)進(jìn)行一定的簡化，使其接近實(shí)際狀態(tài)。現(xiàn)在的建筑物功能復(fù)雜多樣，以前的手算已經(jīng)無法滿足要求，結(jié)構(gòu)計(jì)算只能通過計(jì)算機(jī)來完成。所以，要將實(shí)際工程的結(jié)構(gòu)形式轉(zhuǎn)變成可以用于計(jì)算機(jī)計(jì)算的模型，并保證有足夠的精確度就成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題。 而要達(dá)到這一目的就需要設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)計(jì)算的過程中利用概念設(shè)計(jì)進(jìn)行判斷與控制。

　　(3)正確分析計(jì)算結(jié)果。現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有許多軟件可以供結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員選擇，但不同軟件往往會(huì)導(dǎo)致不同的計(jì)算結(jié)果。所以，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算前，先要全面了解該程序軟件的適用范圍和技術(shù)條件，使用時(shí)要避免操作失誤，且對(duì)電算的結(jié)果再用概念設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)分析，以做出正確的合理判斷。

　　2.2抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的概念設(shè)計(jì)問題

　　抗震設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分。 地震是一種隨機(jī)振動(dòng)，要準(zhǔn)確預(yù)測建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)，目前尚難做到。 現(xiàn)在所采用的地震參數(shù)只是概率意義上的估計(jì)值，而結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能有許多不確定性，因此，抗震設(shè)計(jì)不能過分依賴?yán)碚撚?jì)算，概念設(shè)計(jì)在抗震設(shè)計(jì)中顯得尤其重要。

　　(1)選擇合適的場地 。 地震造成建筑物的破壞情況是各不相同的。 一是由于地震時(shí)地面強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)，使建筑物在震動(dòng)過程中，因喪失整體性或強(qiáng)度不足、變形過大而破壞：二是由于水壩倒塌、海嘯、火災(zāi)、爆炸等次生災(zāi)害而造成;三是由于斷層錯(cuò)動(dòng)、山崖崩塌、河岸滑坡、地層陷落等地面嚴(yán)重變形直接造成。 前兩種可以通過工程措施加以防治，而后一種情況，單靠工程措施很難達(dá)到預(yù)防的目的。 因此，選擇工程場址時(shí)，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)勘察。 搞清地形、地質(zhì)情況，挑選對(duì)建筑抗震有利、盡可能避開對(duì)建筑抗震不利的地段。 任何情況下均不得在抗震危險(xiǎn)地段建造可能引起人員傷亡或較大經(jīng)濟(jì)損失的建筑物。

　　(2)選擇合適的基礎(chǔ)方案 。 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)類型及荷載分布、相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案。 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報(bào)告，一般情況下同一結(jié)構(gòu)單元不宜采用兩種不同的類型。

　　(3)采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。 遵循“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固”的設(shè)計(jì)原則，注意構(gòu)件的延性性能，加強(qiáng)薄弱部位，注意鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的直線段錨固長度，考慮溫度應(yīng)力的影響。除此之外還應(yīng)注意按均勻、對(duì)稱、規(guī)整原則考慮平面和立面的布置。 設(shè)置多道抗震防線應(yīng)盡量避免出現(xiàn)薄弱層。

　　3概念設(shè)計(jì)的意義

　　3.1展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計(jì)思想的關(guān)鍵。概念設(shè)計(jì)的根本宗旨，是在特定的建筑空間及地理?xiàng)l件下，用整體概念來考慮建筑結(jié)構(gòu)的總體方案，且能有意識(shí)地發(fā)揮和利用結(jié)構(gòu)總體系與分體系之間的力學(xué)特性與關(guān)系。運(yùn)用概念設(shè)計(jì)從整體上把握結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能，方能對(duì)計(jì)算分析的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)判斷和合理取舍。在概念設(shè)計(jì)之初的方案階段，能迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較、分析與選擇，可采用概念性設(shè)計(jì)到工程中去。

　　3.2體現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則與靈活。建筑物是一個(gè)完整的空間結(jié)構(gòu)，各構(gòu)件都在以相當(dāng)復(fù)雜的受力方式共同工作，而并非是獨(dú)立于總體結(jié)構(gòu)體系之外的單獨(dú)構(gòu)件。當(dāng)前在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)界，對(duì)具體空間結(jié)構(gòu)體系的整體研究上還存在著局限性，以至于在設(shè)計(jì)過程中采用了許多假定與簡化方法。作為結(jié)構(gòu)工程師，一方面在設(shè)計(jì)過程中既要做到嚴(yán)格遵守和執(zhí)行相關(guān)的強(qiáng)制性規(guī)范和要求，堅(jiān)持結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則不能改變，另一方面，又不應(yīng)盲目、教條、機(jī)械地照搬照抄，尤其是對(duì)推薦性規(guī)范和要求，應(yīng)把它作為一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的指導(dǎo)和參考意見，從而可在實(shí)際的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中作出更為正確的選擇。這就對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師提出了要求，要對(duì)整體結(jié)構(gòu)體系與各基本分體系之間的力學(xué)關(guān)系有更為透徹的認(rèn)識(shí)和深入的了解，把建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。

　　3.3彌補(bǔ)設(shè)計(jì)、計(jì)算理論的不足。目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算水平難以有效地保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震、抗風(fēng)性能，尤其是抗震設(shè)計(jì)。以“5·12 汶川大地震”為代表的近幾年國內(nèi)外幾次震害的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)充分說明，從某種意義上講，概念設(shè)計(jì)確實(shí)比分析計(jì)算更為重要。目前，現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和計(jì)算理論仍然存在著一些缺陷：如對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)力計(jì)算采用基于彈性理論的計(jì)算方法，而截面設(shè)計(jì)則采用是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，兩者的矛盾使計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)存在較大差距。為了彌補(bǔ)設(shè)計(jì)、計(jì)算理論的缺陷，或?qū)崿F(xiàn)對(duì)實(shí)際存在的大量難以計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，也需要概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施來共同滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要。

　　4結(jié)語

　　概念設(shè)計(jì)內(nèi)容紛繁復(fù)雜，綜合性強(qiáng)，應(yīng)用靈活廣泛，需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員發(fā)揮主觀能動(dòng)性，在應(yīng)用規(guī)范及工程力學(xué)知識(shí)和原理的基礎(chǔ)上， 根據(jù)個(gè)人對(duì)結(jié)構(gòu)及其受力狀態(tài)的理解，通過對(duì)自己積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的完美運(yùn)用，做出經(jīng)濟(jì)、合理、安全的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)建筑物質(zhì)量的要求越來越高，而通過概念設(shè)計(jì)的不斷創(chuàng)新，受力合理、性能良好、造價(jià)低廉的建筑結(jié)構(gòu)總體方案無疑會(huì)受到人們的青睞。因此，概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)思想發(fā)展的必然產(chǎn)物，也會(huì)成為今后時(shí)期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流思想。