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方案設計階段由于結構設計者要不進行計算機電算的前提下，為建筑設計者提供結構抗側力構件的布置及配合建筑設計者進行建筑物平面尺寸、立面層高等參數確定，這樣必然要求結構設計者熟練運用基本原理和方法進行概念設計。如果不能具備概念設計能力，不僅耽誤了設計工期，而且由于方案設計階段很多未知條件的不確定性和建筑方案會經常修改，導致結構設計者不能有效進行結構體系的比較與選擇，容易給后期施工圖設計帶來大量的修改工作量。由此可見概念設計在方案設計階段的重要性。

一、多層及高層建筑設計中的應用與分析

（1）概念設計在多層建筑設計中有很多具體的應用，例如，《建筑抗震設計規范》GB50011－2010中的“強柱弱梁”就是概念設計的一部分內容，這個設計原則在實際工作中的體現如下例所示：某3層框架結構，使用功能為商場，建筑物平面尺寸為45x36m，層高均為4．5m，抗震設防烈度7度，設計基本地震加速度0．10g，地震分組第三組，場地類別二類，修正后的基本風壓0．32kN／m2，地面粗糙程度C類，周期折減系數0．85，框架抗震等級三級，建筑物短向布置四排框架柱，長向短向柱距均為9m，框架梁、柱混凝土強度等級為C30。框架梁截面尺寸300x800mm、250x800mm。經驗算當底層框架柱截面尺寸為500x500mm時，底層中柱計算縱向鋼筋單邊最大配筋面積為900mm2，最大軸壓比為0．74滿足規范要求，上部結構的最大層間位移角、最大樓層位移比等數值滿足規范限值要求。但從“強柱弱梁”的概念設計出發，圖紙審查單位提出應將底層框架柱截面改為600x600mm，經驗算后，上部結構的最大層間位移角、最大樓層位移比數值同樣滿足規范限值要求，且底層中柱計算縱向鋼筋單邊最大配筋面積為900mm2，最大軸壓比為0．51，比第一次設計縱筋配筋面積基本不變，但最大軸壓比下降了32％。軸壓比下降意味著整個結構的抗震延性增強了，在罕遇地震作用下推遲了塑性鉸在框架柱端部的發生，使得塑性鉸首先出現在框架梁端部，這樣就推遲了整個結構的倒塌時間，為受災人群的逃離延長了寶貴的時間。

（2）高層建筑設計中概念設計的應用也很常見。在高層的初步方案設計時，剪力墻是主要的抗側力構件，如何有效的進行剪力墻平面布置是需要概念設計的。如果沒有概念設計的思路指引，只是一味的硬套規范條文或設計手冊，所做剪力墻布置的容易存在缺陷，會為下一步設計帶來很多麻煩。例如，某高層框架－剪力墻結構，平面呈一字型，第一次方案設計中剪力墻全部布置在中部的樓梯間，符合規范相應條文要求，后續進行的多遇地震下電算結果表明，結構的扭轉位移比滿足規范要求，但是扭轉位移比數值比較接近規范最大限值。

為了優化設計方案，遵循概念設計的原理，設計者對該方案進行部分調整，將中部樓梯間較長的剪力墻改為較短剪力墻，在四角處增加一片L形較短剪力墻，將四角中兩角的框架柱去除，去除了該處房間中柱角，提高并完善了房間使用性。對第二個方案進行多遇地震下電算，結果表明：相對第一個方案，結構的各項指標依然滿足規范要求，且扭轉位移比數值下降了許多。這表明第二個方案的剪力墻平面布置更加合理，抗側力構件的分布更加均勻，整個結構中剪力墻的應力水平比較接近，不易出現應力水平較高的構件。第一個方案在罕遇地震下，剪力墻易出現應力水平明顯較高的構件，這些構件極容易屈服，第一道抗震防線剪力墻容易先退出工作，而后將會加大第二道抗震防線框架的負擔，嚴重時會引起結構的倒塌。這樣的方案就不能實現“大震不倒”的基本抗震設防要求。

二、結束語

結構概念設計不是反對進行大量高精度計算，而是要求在處理結構設計時：明確基本概念、選對結構體系、采用合理方案、對薄弱點采取加強措施、保證結構安全。結構設計應重概念輕精度，重視建筑與結構的總體布置，完善結構的細部構造。

作者：崔鵬翔單位：甘肅土木工程科學研究院