【关键词】高层建筑；结构；概念设计
1、前言
鉴于我国高层建筑呈几何级快速增长的形式，高层建筑的类型和功能也随着变得多样复杂化，其结构体系也变得越来越多样，再加上材料性能与施工安装可能存在的差异以及其他无法预测的因素等，导致设计计算结果可能和实际受力情况相差较大。因此，在高层结构设计中，为保证结构的安全可靠性，在定量分析计算的基础上，根据结构的受力特点进行结构概念设计是十分必要的。
2、高层建筑结构设计的特点
1、高层建筑的水平荷载已成为决定性要素，由于楼房的自重与楼面使用荷载在竖构件当中所造成轴力与弯矩之数值，仅仅和楼房高度的一次方成正比关系，而水平荷载对于结构所形成的倾覆力矩及由此而在竖构件当中所引起之轴力，和楼房高度的二次方成正比关系因此，对于某一座具有一定高度的建筑物来说，竖向荷载主要为定值，而水平荷载之风荷载的数值随着结构动力特点之不同而出现了较大变化
2、高层建筑的轴向变形不可忽视高层建筑的竖向荷载值较大，可在柱中引发比较大的轴向之变形，将对连续梁弯矩造成直接影响，导致连续梁中间的支座处负弯矩值出现减小趋势，不仅跨中正弯矩之和端支座负弯矩值将会增大，而且还将对预制构件下料长度形成
影响，因而要求依据轴向变形来计算，并对下料长度作出调整
3、是侧移已经成为控制性指标与较低建筑物有所不同的是，结构侧移成了高层建筑物结构设计当中的重要因素．因为楼房高度在不断增加，由于水平荷载下的结构侧移变形快速变大，所以水平荷载作用之下的结构侧移应当被控制于限度以内
4、结构延性成为重要的设计指标之一相对一般楼房来说，高层建筑物的结构显得更柔，因而一旦出现地震，其变形也会更加大为确保结构在塑性变形之后仍然能有较强的变形能力，从而避免出现倒塌，因而十分需要在结构上运用合理之措施以保证结构能够有一定的延性
3、根据高层建筑结构形式及受力的复杂性，高层建筑结构的设计特点分析如下：
3.1与普通结构设计相比，高层建筑结构体系的选型变得尤为重要。因为它直接关系到建筑平面布置、立面选型、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期和造价。
3.2在低层结构设计中，水平荷载产生的内力和位移相对较小，通常可以忽略；在多层结构中，水平荷载的效应逐渐增大；而到高层建筑中，随着结构高度的增加，水平荷载产生的内力和位移将迅速增大，成为设计的主要考虑因素。
3.3高层建筑设计不仅需要较大的承载能力，而且需要较大的抗侧刚度，使结构在水平荷载作用下产生的位移限制在一定的范围内，以满足结构舒适度、结构和填充墙及装饰材料正常使用的要求，避免结构产生较大的附加内力。因此，抗侧力结构的设计成为高层建筑结构设计的关键问题。
3.4减轻结构自重在高层建筑中相对普通建筑更有意义。这种意义体现在两个方面：首先，结构地震作用的效应与结构质量成正比，因此，减轻结构自重可以减小结构的地震作用效应，提高结构抗震性能；其次，从地基或桩基承载力方面考虑，减轻结构自重意味着增加高层建筑的地基土方面的使用范围(如软土层)，减少基础造价和处理措施。
3.5考虑结构刚度连续适用性，尽量避免结构薄弱层的出现。对于高层建筑来说，由于建筑和设备所要求的层高的变化、加强层的设置，结构刚度往往发生突变，在突变部位易形成薄弱层。
3.6结构振动控制。在地震或风荷载作用下，高层建筑很容易发生振动，影响结构的舒适度。在设计过程中应予以充分考虑。高层建筑结构抗震设计中要遵循抗震概念设计的基本原则：结构的简单性；结构的规则和均匀性；结构的刚度和抗震能力；结构的整体性。
4、高层建筑结构概念设计
4.1概念设计主导目标。所谓概念设计即设计师运用必备的设计知识，结合历年来结构事故分析、模拟试验的定量分析结果以及长期以来国内外的设计与使用经验分析、归纳和总结出来的设计对策和措施。以概念设计为指导，能够正确地解决高层建筑在方案设计、初步设计和施工图设计阶段的优化问题。水平荷载对高层建筑的荷载效应是非线性的，是随着建筑结构的高度而迅速增加的。随着建筑结构高度的增加，侧向位移和振动就成为结构的主要控制条件。因此，概念设计应以结构的承载力、刚度和延性为主导目标，整体构思结构各部分有机相连的结构总体系，以充分发挥结构总体系和主要分体系、以及分体系与各构件之间的最佳受力特征与协调关系，提高高层建筑在水平荷载作用下的各项性能，使结构具有一定大的刚度和承载力来抵御风荷载和小震，保证结构在风荷载和规范规定的小震作用下处于弹性工作状态。并且还应在第一道防线的有意识屈服后，在结构变柔的同时仍具有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御可能发生的罕遇地震。
4.2概念设计的原则。高层结构概念设计中，在满足主导目标的同时需重视以下基本原则：4.2.1复杂结构简单化。首先，结构设计中应尽量使结构传力途经简单、明了，尽可能避免关键性构件在各种荷载工况下产生过大的扭矩。复杂的传力途径很难满足内力与变形的协调性，易形成薄弱环节；其次，运用简单、直接和概念清楚的计算方法进行结构的分析计算。
4.2.2结构平面布置的规则性和刚度的连续均匀性。尽可能使结构平面布置的正交抗侧力中心与建筑物质量中心、水平荷载作用中心接近，避免地震和风荷载作用下产生过大的扭转效
应。为避免结构出现薄弱层，内力、传力途径和层间位移角的突变，结构竖向抗侧力刚度构件宜连续、均匀。在无法避免的情况下，必须协调结构突变部位的剪切刚度、弯曲刚度和轴压刚度的平稳过渡。
4.2.3整体工作性能。实际的建筑物是一个三维的空间结构，所有的结构构件都以相当复杂的方式在共同协调工作，而不是脱离结构总体系的孤立构件。因此应保证上部结构与其支承结构(构件)整体共同工作，传力者和受力者应共同抗力。
4.2.4在提高高层建筑抵抗侧向力和侧移能力的同时，尽可能地减少成本。在设计高层建筑时，设法减少抵抗侧向力所需增加的材料用量是十分必要的。这也是衡量一个设计人员水平
高低的主要标准之一，同时也是对业主、对社会资源的一种贡献。通过优化结构设计方案和结构体系可以达到该目标。
4.2.5减少结构因水平荷载作用下的振动。为满足高层建筑舒适度和安全性的要求，可采取有效的抗振动措施，如利用结构自身的薄弱耗能构件、在结构中布置阻尼器等措施，来改善结构在水平荷载下的振动。
4.2.6采取必要的构造措施。实践证明，只重视结构的前期计算，不重视结构的构造处理，建筑物也不是安全可靠的，因此，须两者并重才能设计出安全、可靠的耐久性建筑。
一、高层结构概念设计
(一)高层结构概念设计的三维层次
把房屋看成一个三维空间块体分层次来分析,对于复杂的高层,例如多塔机构也可以把它分成几块,分别研究其倾覆、刚度、承载力等问题,然后组合起来。首先,在方案阶段(I),可以把基本设计方案概念化,建立一个符合建筑空间三维形式的结构方案。在该阶段分析总结构体系的荷载和抗力关系;高宽比与抗倾覆;承载力和刚度;并预估基本分体系的相互关系。由于整个结构必然是由一些平面单元组成,因此在初步设计阶段(Ⅱ),要扩展方案,把那些体现初步设计基本要求的、主要是二维的平面体系包括进来,进行基本水平和竖向分体系的总体设计,从而得到主要构件及其相互的关系。而在最后的第Ⅲ阶段,即施工图设计阶段,处理一维的构件设计,具体设计所有分体系的构件、连接和构造详图,对第Ⅱ阶段做出的粗略决定进行细化。
对于高层建筑结构,可以设想成为一个从地基升起的竖向悬壁构件,承受水平侧向荷载和竖向重力荷载的作用。侧向荷载是由风吹向建筑物引起的水平压力和水平吸力,或者是由地震时地面晃动引起的水平惯性力。重力荷载则是建筑物自身的总重力荷载。这些侧向荷载和重力荷载的组合,趋向于既可能将它推倒(受弯曲),又可能将它切断(受剪切),还可能使它的地基发生过大的变形,使整个建筑物倾斜或滑移。对抗弯曲而言,结构体系要做到不使建筑物发生倾覆,其支撑体系的构件不致被压碎、压屈或拉断,其弯曲侧移不超过弹性可恢复极限;对抗剪切来说,结构体系要做到不使建筑物被剪断,其剪切侧移不超过弹性可恢复极限;对地基和基础来说,结构体系的各支撑点之间不应发生过大的不均匀变形,地基和地下结构应能承受侧向荷载引起的水平剪力,并不引起水平滑移。由于风力和水平地震作用力对于高层建筑是动荷载,使建筑结构抗弯曲和抗剪切时都处于运动状态,就会导致建筑物中的人有震动的感觉,使人有不舒服感。如果建筑物晃动得太厉害,还会使非结构构件(如玻璃窗、隔墙、装饰物等)断裂,甚至危及屋外行人的安全。所以,高层建筑结构要避免过大的震动。例如:在建造机关事务局12层的办公综合楼,它长48m、宽18m、高36m。建筑物两边各有9根柱,横行柱距为18m,纵向柱距为6m,中央有一个6×12m的电梯和管道井筒。考虑水平荷载的传递有几种不同方式,进行结构方案优选,分析两种结构方案:一种为仅由核心筒承受水平力,外柱仅承受大部分竖向荷载,不抵抗水平力,梁和柱铰接;一种为纵横两个方向柱和梁刚接形成框架,来抵抗纵横两个方向的水平力。在方案一中:筒井所受的风荷载为1.4×6×8=67.2KN/m,竖向荷载近似为15120KN,井简墙自重为6×36×(6+12)×2=7776KN,可得抵抗倾覆弯矩的竖向荷载为22896KN。则可计算出合力偏心矩e=M/G=67.2×36×18/22896=1.9m,超过核心范围(6/6=1m),不满足稳定要求。必须加强、加宽基础或采用下部锚固,才能避免基础向上抬起。在方案二中:由横行跨度的框架承担全部水平力。因此,在一个方向风荷载作用下,总框架一侧柱子受压,另一侧柱子受拉,并可近似求得总压力或拉力为:67.2×36×18/18=2418.2KN,大致由每侧9根柱子平均分担2419.2/9=268,8KN/柱<7×3×9×10=1890KN,即比每根柱所承受的恒载小很多,基础不会向上抬起。因此方案二比方案一好,应采用方案二的结构。
二、高层建筑的结构体系
通过受力因素分析,下一步就考虑采用什么结构体系,有下面几种高层建筑结构体系可供选择,其结构体系有:框架结构、剪力墙结构、框架一剪力墙结构、筒中筒结构等。根据其受力特点,结合高层概念设计的三维层次考虑,选取合适的结构体系或其组合体系。
(一)框架结构体系
由梁、柱、基础构成平面框架,它是主要承重结构,各平面框架再由梁联系起来,形成空间结构体系。框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业厅、教室等。需要时,可用隔断分割成小房间,或拆除隔断改成大房间,因而使用灵活。外墙采用非承重构件,可使立面设计灵活多变。但是框架结构本身刚度不大,抗侧力能力差,水平荷载作用下会产生较大的位移,地震荷载作用下较易破坏。不高于15层宜采用框架结构,可以达到比较好的经济平衡点。
(二)剪力墙结构体系
剪力墙结构体系是利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构体系。墙体同时作为维护及房间分隔构件。剪力墙间距一般为3—8m,现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求容易满足,适于建造较高的高层建筑。而且其抗震性能良好,在历次的地震中,都表现了很好的抗震性能,震害较少发生,程度也很轻微。但是剪力墙结构间距不能太大,平面布置不灵活,而且不宜开过大的洞口,自重往往也较大,不是很能满足公共建筑的使用要求,而且其成本也较大。
(三)框架一剪力墙结构体系
框架一剪力墙结构体系由框架和剪力墙组成。剪力墙作为主要的水平荷载承受的构件,框架和剪力墙协同工作的体系。在框架一剪力墙结构中,由于剪力墙刚度大,剪力墙承担大部分水平力(有时可以达到80%~90%),是抗侧力的主体,整个结构的侧向刚度大大提高。框架则承受竖向荷载,提供较大的使用空间,同时承担少部分水平力。由于有了剪力墙,其体系比框架结构体系的刚度和承载力都大大提高了,在地震作用下层间变形减小,因而也就减小了非结构构件(隔墙和外墙)的损坏。这样无论在非地震区还是地震区,都可以用来建造较高的高层建筑。还可以把中间部分的剪力墙形成简体结构,布置在内部,外部柱子的布置就可以十分灵活;内筒采用滑模施工,的框架柱断面小、开间大、跨度大,很适合现在的建筑设计要求。
(四)筒中简结构体系
关键词：高层建筑、概念设计、结构体系
引言:高层建筑相比于其他建筑来说有着自己独特的设计特点，高层建筑的高度、自重力以及受到水平拉力时的反应都区别于其他的建筑，因此，在进行高层建筑的设计时，不仅要注意结构的定量计算分析，更应该注意结构的概念设计，即结构的宏观控制和定性判断。
1、高层建筑结构体系设计
高层建筑结构从出现发展到现在，随着不同结构形式的出现，建筑形式相继呈现出不同的表现状态。从结构的角度来看待高层建筑的话，杆状是高层建筑结构形式的基本特点，相比起竖向荷载，水平荷载成为了高层建筑结构的控制因素，高层建筑结构的底部在水平荷载的压力下，其弯矩和剪力都表现为最大，这就要求高层建筑结构要有很强的抗侧移和抗倾覆能力，设计的基本概念也就因此而成为对建筑形体、刚度、延性还有结构体系的合理正确的要求。高层建筑选择结构体系的决定因素通常是建筑物自身的高度和空间，不同的结构体系因为刚度、强度、结构样式都不尽相同，在进行设计时所适合的高度和空间也会不同。
高层建筑结构的基本构件包括板、梁、柱、框架、衍架、网架、拱、壳体、墙，还有索，板的高度大于厚度，承受的是垂直于板面的荷载，梁是截面小于跨度的结构构件，柱是线性构件，框架既能承受竖向荷载，同时也能承受水平荷载，衍架是具有三角形区格的平面或者是空间的承重结构构件，网架是通过节点按照一定的网格形式连接多根杆件而形成的空间结构，拱式平面结构构件，壳体是曲面形的构件，墙是竖向构件，承受的是平行于墙面方向的荷载，索是以柔性受拉钢索形成的构件。
高层建筑结构体系有钢结构、钢筋混凝土结构和一种混合结构，钢结构包括框架结构体系，也就是钢性连接的柱梁体系，但是这种结构体系的有效性只限于中层建筑结构，框架剪力衍架结构体系，既有框架，又有剪力衍架的一种结构体系，框筒和成束筒，框筒是一种筒体结构，在很大程度上增加了建筑物的抗颠覆能力，成束筒是将单独的筒体捆绑在一起，这种结构体系不仅减小了筒体的剪力滞后效应，还大大加强了结构的侧向荷载能力，对角支撑筒体就是在外框筒结构上增加交叉斜支撑形成的结构体系，这种结构体系有效性很强，可以增加窗洞面积，由三位空间衍架组成的结构体系叫空间衍架结构体系，内部对角支撑衍架实际上也是一种空间衍架结构。
钢筋混凝土结构包括框架结构体系、剪力墙结构体系、框架―剪力墙结构体系、框筒、筒中筒、成束筒结构体系、内填支撑筒、巨型柱―核心墙这几种结构体系，而混合结构，也称组合结构，是钢材和钢筋混凝土组合而形成的混合结构体系，到现在为止，已经有三种结构体系得到了很好的发展，第一种是在一个钢结构高层建筑中涉及核心筒，第二种是将型和混凝土的组合构件运用到外筒体的密柱深梁中，第三种是混合竖向体系，就是建筑物的上部采用钢结构，中下部采用钢筋混凝土结构。
2、概念设计
2、1概念设计的含义及其重要性
概念设计是对结构设计工程师和建筑师的一种能力的印证，它需要结构设计工程师和建筑师们在进行建筑设计时，有效的把握建筑的结构体系，不经过计算，就能从整体的角度对建筑结构的总体布置和抗震措施进行指导，仅从平面和立面的形式就可以对设计空间综合的进行协调，从而使最后的空间定形，无论是在功能要求，还是形式的需要方面都能与所设计的平、立面形式相吻合。当然，如果建筑师或者结构工程师想要进行结构的概念设计，他们首先就需要深刻的理解高层建筑结构的风作用、地震作用、场地土特征、结构的真实效应还有地震作用等以及其他的一些相关的基本概念。
2、2结构概念设计的原则
在进行结构概念设计时，应该遵循的第一个原则就是全面考虑的原则，要巨无细遗的考虑到建筑设计中的方方面面，包括建筑结构和施工方面的考虑，从整体到局部都要进行很好的把握，更不能忽视他们之间的关系，还有建筑完成后带给使用者在视觉感受、功能使用方面、成本预算方面等的考虑。
从实际出发，结合当地的地域性特点，根据建筑即将坐落地区的自然条件、人文条件、历史文化、资源和材料限制等方面从现实的角度考虑建筑的结构概念。
高层建筑拥有自己的自重特点，要从减轻自重的原则出发，建筑结构所承受的荷载大部分都是来自建筑物本身的自重，减轻自重也就减轻了结构的负荷。要让建筑结构合理受力，荷载均匀分布，多跨连续、空间作用、刚性连接、超静定的受理系统都可以使结构的受力状况均匀分布，分析结构的受力状况时，还要从各部分结构构件的直接受力状况和整体结构的宏观受力状况分析。材料尽可能的选用以轴向应力为主的受力状态，合理的组织构件的截面。
优先选型，就是要优化结构体系，根据实际条件优化选择合适的基本构件，并确定他们的联系，确定构件的基本支撑做法。
2、3高层建筑结构的抗震设计
所谓的高层建筑，我们完全看以把它想成是一个从地面抛向空中的悬臂挂件，它的高度就决定了这种建筑承受的水平的和竖向的荷载都要强于一般建筑物，对他的抗弯矩和抗剪力的能力在概念设计阶段就要考虑细致，高层建筑特殊的受力特点不同于低层建筑，高度越高，水平荷载越强，例如地震和风力产生的作用就会越强，因此在地震强区若想建造高层建筑，就必须要保证所有的结构，包括结构细部都具有足够的刚度和强度，还必须具有很强的抗震能力。
在框架结构体系中，梁柱的节点是这种结构体系的组合点，因此在增强抗震能力的环节中，节点也就成了关键部件，如果梁柱节点遭到破坏，那么框架结构的剪切脆性就会破坏，在节点处相交的梁和柱就会失效，“强柱弱梁”、“强节点弱构件”、“强剪弱弯”的设计原则，可以保证框架结构体系在地震的压力下还能保证足够强的延性和承载力，构造配筋、柱的轴压比，还有截面尺寸的选择，都可以影响到框架结构的抗震能力，尤其是对于节点的构造措施。
【关键词】建筑结构设计；概念设计；重要性；应用
中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：
1.前言
随着科学技术的迅速发展以及时代的不断进步，广大人民群众的生活质量和生活水平得以逐步提高，并且也对建筑物的结构设计提出了更高的要求。为了与人们不断增长的物质文化需求相满足，为了与广大消费者的迫切需求相满足，在建筑结构方面，我国的建筑行业的设计也得以发展与改革。现阶段，国外先进设计理念对我国的建筑行业产生了较大的影响，我国的建筑结构设计人员以此为基础且结合设计经验，借助于概念设计的理念来设计建筑结构。所谓概念设计具体指的是在未经过任何计算的基础上，尤其是在没有条件将精确的力学分析加以展开的前提下，或者是在没有明确定义设计规范的情况下，立足于建筑结构设计的整体，从而将设计工作展开。概念设计给建筑行业注入了新鲜的活力，需要设计人员提起高度的重视。
2.建筑结构设计中应用概念设计的重要性
在以往传统的建筑结构设计工作当中，往往结构工程设计人员按照以往的设计经验，并经过不断的追求完善及归纳总结，从而在实际工作中实现设计理念及设计经验的创新和进步。随着经验的不断丰富、时间的不断推移以及设计理念的逐步完善，所设计出的产品变得越来越成熟。然而，因而诸多工程普遍的缺乏创新性，习惯于按照传统的设计手册及设计规范，并且借鉴以往的设计手法和设计风格，来将建筑结构设计工作展开，不仅缺乏对国内外先进设计理念和设计技术的高度重视，而且在设计中进行运用及改进，也常常只是忠于传统设计，对设计程序有着较强的依赖性，担心手工设计和创新会背离设计要求。另外，有些设计人员对设计程序的运用依赖性过强，过分大胆的使用程序给出的运算数据，没有以质疑的精神以及认真的态度对待设计工作，进而导致建筑结构设计中一系列错误问题的出现。与此同时，结构设计往往会涉及到许多方面的建筑学知识，有些知识是在实践工作中总结出来的，有些知识则是自己的领悟及想法，而并非仅仅包括学校所学到的理论性、系统性知识，因而不容易记忆且较为分散，所以，在设计工作中很难综合的加以运用。
概念设计的必要性及重要性就在于不但能够结合传统设计理念的优势，而且能够改进传统设计中的缺陷，从而在整体的角度将计算理论中所存在的漏洞加以避免。比如，在混凝土的结构设计工作中，内力设计的理论支持虽然是弹性理论，然而界面设计的计算支持实际上则是塑性理论，该不同便会导致实际情况与计算所得结论的偏差。为了对这样的情况加以有效的防范，那么就需要熟练的把握良好的概念设计。所以，建筑结构设计人员必须切实的具备先进的概念设计理念及技能，以便于对结构的工作性能更好的加以理解。
3.概念设计在建筑结构设计中的应用
3.1建筑工程概况
该建筑工程地处市区，地下一层，地上十二层，其中设计顶上最上面的两层为坡屋顶和复式屋顶，总体建筑面积超过九千平方米。采取带短支墙与异形柱的剪力墙—框架结构，二类场地土，七度的场区抗震设防烈度，0.10克的基本地震加速度。
3.2基础选型及场地条件
应当尽可能选择有助于抗震的场地，防止在对抗震危险不利的地段对甲——丙类建筑进行建造，如果确实无法加以避开，则需要采用有效的措施将其不利影响消除或者减少，通常在初步设计之前将选址工作和勘探工作完成。本工程场地有着相对较好的条件，将一层设计成地下室，有利于结构整体的抗震性，所以通过与地址条件相结合，选用质量经济可靠、施工速度快及稳定性好的混凝土预应力管桩。
3.3结构体系的选择
剪力墙—框架结构、剪力墙结构、框架结构以及筒体结构是高层混凝土结构经常采用的结构体系，设计规范中详细的规定了它们各自的适用高宽比及宽度。设计人员应当对其优缺点与设计范围进行充分的了解，同时与建筑的功能相结合，从而选择出最佳的结构体系。本工程综合考虑了抗侧力性能与平面灵活布置，选取剪力墙—框架且带异型柱的结构。
3.4结构分析程序及结构计算分析原则的选用
在计算结构位移以及分析结构内力时，在简化处理、计算假定和分析模型等方面，应当与结构的实况尽可能的接近。按照弹性方法计算位移和内力，采用塑性理论设计截面。如果平面楼板有着无穷大的刚度，则不需要对平面外刚度作过多考虑。如果楼板有着较大开洞的设计，则需要对楼板的弹性变形进行充分考虑，在结构分析程序的选用上提起高度重视，避免计算结果出现误差。本工程的计算分析采取的是广厦CAD的SSW程序（本工程的计算分析采取的是中国建筑科学研究院PKPMCAD系列软件结构软件,结构计算采用SATWE结果）。
3.5结构立面、平面及外形尺寸
在建筑结构平面的布置上，应当尽可能确保对称、规则和简单，使结构的质量中心与刚度中心重合，以便于将扭转减小，结构的竖向布置必须切实做到刚度连续及均匀，防止出现薄弱层及刚度突变。如果有着抗震设计方面的要求，则应当自上而下的减小结构的刚度及承载力，当布置上下层结构出现变化时，应当对结构转换层加以设置。对于设计规范明确规定出的规则结构，需要对抗震进行进一步验算，同时实施有效的加强措施于抗震薄弱部位，避免采用不规则的设计方案。本工程的平面呈现单轴对称，但是缺乏规则性，为了防止采取严重不规则的结构设计方案，加设一道拉梁于两栋突出的角柱，从而更好的切合规则性要求，避免了立面刚度的突变。
4.结束语
综上所述，以往传统的建筑结构设计存在着较大的缺陷，对建筑物的整体性能有着不利的影响，所以，设计人员应当高度重视概念设计，并且将其切实的应用到建筑结构设计中，从而促进建筑物结构性能、安全性能以及使用性能的提高。
【参考文献】
[1]刘建立王礼辉郭松立.概念设计在建筑结构设计中的应用探究[J].建材与装饰,2012,3(23):156-158.
[2]齐晓健.浅谈概念设计在建筑结构设计中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012,8(16):78-80.
关键词：概念设计结构体系判断力安全合理经济基础选型
Abstract:thispaperfromfouraspectstosimplyintroducedthehigh-risebuildingstructuredesignoftheconceptandtheory,combinedwithexamplesofengineeringanalysis,brieflyexplaintheconceptdesignapplicationinengineering,andemphasizesthestructureengineersshouldeachandeveryoneofthestructuredesign,explore,comparison,lookingforrelatively"optimalstructuremodel",andisnotonlysatisfythestandardprovisionswhich,throughcomputersoftwareofthe"standardmodel".
Keywords:conceptdesignstructuresystemsafeandreasonablejudgmenteconomicbaseselection
中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：
前言：在计算机设计程序全面应用的今天，许多的结构设计工程师，特别是部分毕业时间不长，工程经验不是很丰富的结构设计工程师产生一种错误的观念，以为结构设计就是“规范+计算”。只要计算机算出来的结果能满足规范限值的要求，就算设计成功，因而错误的以为结构设计并不难，只要会使用设计软件就行，并不需要太多的专业知识。
其实不然，好的结构工程师应具有不懈的追求和尽善尽美的设计思想，同时也要求具备丰富踏实的整体结构概念和基本体系相对比较的概念，在整个设计过程中应以正确的判断力来把握设计，而不是盲目照搬规范和依赖计算机程序做设计，通过概念性近似计算进行探索、优化，乃至最后确定体系及其构件基本尺寸，并确定设计方案的可行性，协调建筑空间形式和结构功能及其受力特征的一致性。
本文结合实例工程，重点介绍了高层建筑结构设计的概念和理念，从以下几个方面简介概念设计在具体工程中的应用。
帮助建筑师开拓空间型式与功能
一个结构工程师的首要任务就是在每一项工程设计的开始，即建筑方案设计阶段，就能凭借自身拥有的结构体系功能及其受力变形特性的整体概念及判断力，用概念设计去帮助建筑师开拓或实现该建筑物业主所想要的，或已初步构思的空间型式及其使用、构造与形象功能。
实践证明，世界上著名的工程实例在建筑方案设计阶段，都是有结构工程师凭借自身拥有的结构设计概念、悟性、判断力和创造力去参与构思。如只凭建筑师的结构设计思想是无法充分实现业主的理想的。例如：美国的芝加哥第一国家银行大楼，高244m，底部5110m2，顶层2694m2，共60层，业主一直追求和向往能在银行底部有一个4~5层楼高无柱大空间，充分满足银行业务使用功能和形象功能上的需求，在方案设计过程中，结构师与建筑师合作，开拓了一种新的结构型式，将电梯井筒与设备井筒分别设置在建筑物的纵向两侧，作为巨型柱，在第六层和和第六层以上每隔18层设置一层设备层，作为承载力和刚度都很大的巨型水平桁架构件，与周边的巨型柱刚性连接在一起，构成一种巨型框架体系的结构，不但能有效地抵抗竖向和水平荷载，还满足了业主的理想要求，整个大楼底部5110m2没有一根柱子。
所以一个结构工程师只有和建筑师在整个工程设计阶段充分合作，从方案设计开始就利用自身拥有的结构体系功能，及其受力变形特性的整体概念及判断力，帮助建筑师找到一个既安全、合理、经济，又能最大限度满足业主需求，取得最大综合经济效益的方案。
2初步确定结构体系的承载力、刚度与延性
在方案设计和初步设计阶段，用概念性的近似计算和判断，能有效、迅速地对结构体系进行构思、比较和选择。这种概念性的判断往往定性准确、简单快捷，能很快地比较出相对最佳的结构方案，为计算机的分析提供较确切的结构体系和所需要输入的原始数据，同时也是施工图设计阶段判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
在高层建筑中水平荷载对建筑物的效应不是线性的，而是随着建筑物高度的增加而迅速递增的，随着建筑物高度的增加，侧向位移与振动就会越来越变成主要的设计控制条件，因此，必须以承载力、刚度和延性为统一主导目标来进行高层建筑的结构概念设计。
房屋在稳定风压的作用下，房屋会有一定的侧移，其大小取决于风荷载大小房屋高度及其整体刚度。在阵风的作用下，房屋还会左右摇摆，给居住者带来不安全感和不舒适感，所以要求高层建筑应有一定的刚度，在风荷载作用下摇摆不太明显，使居住者没有明显感觉。
而建筑物在地震作用下结构会在任意方向变形，而且有时位移特别大，所以关键是要避免引起倒塌的过大变形，所以高层建筑考虑抗风要求和抗震要求的出发点往往是不同的，刚度大的结构对抗风有利，而较柔的结构抗震性能好。
因此，作为一个结构工程师，对建筑物总体系的构思，应有一个刚柔结合，具有多道防线的理想刚度目标，即应具有一定大的刚度和承载力来抵御风荷载和设防烈度地震，保证结构处于完全弹性状态，在罕遇大地震作用下，结构变柔同时仍具有足够的弹塑性变形能力，避免建筑物倒塌，所以一味地追求加大结构整体刚度是不行的，不但造成浪费，而且在大震时会给结构带来很大的危害。
对结构构件的设计进行正确的分析与判断
实际的建筑物都是一种三维结构，所有的构件都以相当复杂的方式在共同协调作用，并非是脱离总结构体系的独立构件，而我们的设计规范和电算结果是建立在众多的假设的基础上的一种理论结果，只能作为一种指导、依据，而不能当作圣旨一样盲目照搬，如果缺少结构工程师自己的分析、判断，有时设计会过于保守，而给业主带来经济上的损失，有时则不够安全，特别是设计一些比较特殊的建筑物，特殊构件时，规范条文或整体电算结果并不能保证设计的准确性，而需要结构工程师对结构的总体系，分体系与构件之间的相互关系了解透彻，对局部的特殊构件进行单独的分析判断，补充计算，才能设计出一个既安全，又经济，适合于现代建筑各种功能要求的结构。
例如：某20层商住楼，框支剪力墙结构，二层设转换层，其中一转换结梁构件，跨度8.0m，建筑师要求梁高不能超1400mm，用SATWE软件整体计算，梁支座处内力和配筋如图示意。
框支梁截面600x1400，梁最左端A点处，支座弯矩为-4956KN.m，剪力为4148KN，在剪力墙边缘B点处，弯矩为-637KN.m，剪力为1532KN，SATWE采用A点处内力进行截面设计，梁支座负筋面积120cm2，而抗剪已明显不能满足《高层建筑混泥土结构技术规程》（JGJ3-2010）10.2.8条的要求，需加大梁截面，而由于建筑层高限制，已不能增加梁高。经结构师认真地分析、判断，发现在A点到B点区段内，框支梁上剪力墙应与框支梁一起协调变形，一起共同抗剪和抗弯，SATWE在整体计算时虽然部分考虑了梁上剪力墙的刚度，但在内力配筋时没有考虑梁上剪力墙的协调变形，明显过于保守，结构设计师取出单榀框支梁体系做平面有限元应力分析，梁截面不变，梁抗弯、抗剪均能计算通过，梁配筋基本接近SATWE计算时的B点处配筋，框支梁内部出现轴向拉力，说明考虑剪力墙协同变形后，梁中和轴上移，整个框支梁都处于受拉区域。
本工程中结构工程师利用自己的工程经验、理论知识对结构构件进行很好的分析判断，补充计算，最后不仅满足了建筑师的要求，而且取得了很好的经济效益。
高层建筑基础的合理选型
高层建筑基础的合理选型与设计是整体结构中极其重要和非常关键的部分，它不但涉及整幢建筑物的使用功能与安全可靠，还直接关系到投资额度，施工进度和对周边建筑物的影响。基础的经济技术指标对高层建筑物造价有很大的影响，尤其在地基条件复杂的情况下。结构工程师应对上部结构体系，使用功能，所属地理环境，施工条件及周围建筑物分布情况进行综合考虑，通过多种方案的分析和比较，不断优化才能选择出既安全可靠，又经济合理的基础型式。
例如：某商住楼建筑19层，首层、二层为裙楼商业部分，上部17层为住宅，剪力墙结构，该地块属河流周边冲积平原带，素填土下有较厚的砾砂层，较密实，可作为建筑物持力层承载力特征值fak=200KPa，局部为粉质粘土层，较松软，不宜做为建筑物持力层，附近有成功建筑物经验采用“地基注浆加固+板式筏基”方案，对砾砂层采用高压注浆法加固，以提高其承载力。结构工程师在与业主沟通时，业主有强烈意愿，希望基础造价能比附近建筑物更省一些，结构工程师经初步估算，发现只要业主将原先确定的上部砌体材料考虑灰砂砖改为加气混泥土砌块，则不需要“地基注浆”加固，仅用砾砂层做为持力层就可以满足设计要求，局部“粉质粘土层”采用“换填垫层法”局部地基处理，可为业主节省50万左右费用。
总之，高层建筑基础设计潜力较大，而现阶段的设计计算依据和计算理论还不够完善，结构工程师必须凭借自身拥有的概念和正确的判断力进行把握，不能一味盲目保守，造成很大的浪费和极其不良的综合经济效益。
5结束语
结构设计人员在进行结构安全控制时，必须遵循以规范为指导，以电算结果为依据的原则，但结果师必须具备自己的理论知识、经验和判断力，创造性的使用规范中的数据，分析电算结果，最后做出既安全又经济，又能满足各方需求的完美设计。
参考文献
1《高层建筑结构概念设计》国计划出版社作者：高立人方鄂华钱稼茹
2《复杂高层建筑结构设计》中国建筑工业出版社徐培福主编
关键词：建筑结构设计；概念设计；结构；措施；研究
建筑结构形式多种多样，有很多建筑结构利用传统的设计方法无法正确的计算出所需要参数数据，即使能够计算出来也存在着一定的误差，而概念设计是从整体、宏观的角度来考虑建筑结构，能够准确的计算出结构所需要的各种参数，以此来提高建筑结构的性能。
1建筑结构设计的概念设计的相关问题
建筑结构设计不能永远遵循一种设计理念，否则将会阻碍建筑行业设计的发展，尤其是在建筑结构形式多样的今天，更需要转变设计理念，将全新的设计理念应用在是实践中，因此来保证建筑结构设计领域获得长久发展机遇。概念设计理念在这种情况下，应用而生，在此，笔者将对其进行详细的介绍。
1.1概念设计含义
概念设计与传统的设计相比最突出的特点就是简洁，因为有些建筑结构利用常规的方法无法对其进行精确分析，而有些建筑结构设计规范也没有对其进行具体的规定，在这种情况下，使用概念设计能够解决设计过程中遇到各种问题。所谓概念设计就是从建筑整体出发，以宏观角度来完成建筑结构的设计任务，在设计中需要将建筑看作是一个整体体系，而将建筑结构看作是分体系，两者需要综合考虑，掌握其中的破坏机理，处理好两者之间的力学关系。概念设计在应用过程中，需要从总方案入手，重点处理建筑结构构件延性等问题。
1.2建筑结构设计中应用建筑结构的重要性
建筑结构设计方法有很多，概念设计就是被普遍使用的一种设计方法，如果能够在建筑结构设计中，充分合理的利用这种设计方法，对结构设计人员来讲，能够增加其实践经验，对建筑结构设计的发展角度来讲，对完善设计理念有着积极的作用。但是在工程实践中，大部分设计人员只是按照设计手册规定的设计方法来进行建筑结构设计，只有很少一部分设计人员尝试使用这种方法，这对我国建筑结构设计理念的更新非常不利，也正是因为如此，我国建筑结构设计缺乏创新，缺少亮点。设计人员在建筑结构设计中经常会遇到理论与实际不相符的人情况，尤其是参数计算的理论数据几乎与实际要求一直存在差异，甚至有些建筑结构构件所需的各项参数数据不能使用正常的途径计算出来，这时如果能够充分的利用概念设计，对建筑结构设计进行优化，将非常容易的解决无法计算的问题。设计人员在此基础上，设计出最佳方案，既能够节约成本，又能够保证建筑结构安全可靠。一般情况下，设计人员使用概念设计方法，需要掌握大量的结构理论，并且具有丰富的实战经验，对建筑所有结构的各项性能都有所了解，这样才能设计出优良的建筑结构设计方案，顺利完成设计目标。
2建筑结构设计的概念设计与结构措施
概念设计的应用能够有效的提高建筑结构的安全性，尤其是抗震性能，其具体的措施如下：
首先，确定建筑施工场地，场地条件必须达到相应的标准，有利于提高建筑物的整体抗震性能，一般情况下，平坦的场地有利于建筑施工，建筑结构稳定性也有所保证，但是很多建筑物都不能建在平坦的地方，这时就需要尽可能的避开不利地段，或者利用概念设计计算出建筑结构所需的抗震性能，以此来保证建筑结构稳定；其次，正确选择建筑结构材料，建筑材料性能一定要有所保证，尤其强度性能，一般情况下，使用的建筑结构材料都需要达到高强度的要求，以此来保证建筑结构达到抗震要求；再次，优化建筑构件，在设计过程中，选择性能优良的建筑构件，并且需要设置多道防线，尤其是抗震防线，使其能够承受地震的破坏，而且在地震持续破坏中，能够保证建筑结构稳定；最后，在提高结构抗侧移刚度的同时，选择性提高重要构件的延性，使建筑结构达到合理刚度与承载力分布，加强建筑物的抗震性能。
除此之外，具有以下措施，保证抗震的构造连接与经过计算的节点连接，把握好整个构造连接在规范内的度的问题，确保结构的整体性；让建筑物的平、立面布置与概念设计的要求相符，杜绝不规则方案；抛开常规的以计算机完成设计计算的方式，合理运用设计的实践经验，以概念结合实际问题进行综合的分析计算，并实行合理调整。
3概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用
我国建筑结构设计统一采用概率极限状态理论，以使建筑结构设计达到技术先进、经济合理以及安全使用的设计标准，但是概念极限状态设计在运算时也会有一些不够精确的近似，不能精准预估建筑物的实际承载力，所以需要结构工程师将概念设计结合结构措施有效应用到建筑结构设计中去。建筑结构设计中有关概念设计与结构措施的应用主要体现在以下两个方面：
3.1协同设计工作与结构体系
建筑结构构件要在能承载各类极限状态下的合理受力而不受破坏，就需要各构件之间相互配合协调，共同工作。协同工作理念已经在建筑结构的设计中得以不断延伸，只是建筑结构的协同工作集中在建筑基础与上部结构关系的整体上，不能对二者分开进行处理。同时还应注意到建筑结构各构件的应力承载水平，特别是在高层建筑的结构设计中，应避免过多短柱以使同层承力柱都保持在相同的水平位移范围内。但随着建筑高度的增加，就必须增加短柱数量以免底层的竖向承力柱截面积过大。其实，高层建筑结构设计的重点是抵抗水平力的作用以防出现扭转变形现象，而将巨型钢管柱设置在建筑结构四周的设计有效抵抗高层建筑的水平作用力，增强了高层建筑抗侧力结构的抗变形能力和稳定性能。
3.2协同设计工作与材料利用率
结构概念设计与结构措施的重要内容之一就是协同设计工作与材料利用率的应用，建筑结构设计的协同工作成都随着设计材料利用率的提高而不断提升，尽可能地提高设计材料的利用率，可以在保证建筑工程质量的同时降低生产成本并减少经济耗损。同时，协同设计工作原则与建筑整体设计的工作原则保持一致，结构工程师在建筑结构概念设计不断受到重视的现代建筑结构设计中，在深入扎实自己结构设计的基本理论知识基础的同时，应不断汲取实践经验中的先进设计理念，让建筑结构设计工作做到尽可能精益求精。
结束语
综上所述，可知将概念设计理念应用在建筑结构设计中十分必要，既有助于提高建筑物的整体性能，也有利于我国的建筑结构设计理念的应用与创新，进而促进我国建筑结构设计行业的发展。
参考文献
[1]张广生.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].中国新技术新产品，2011（6）.
摘要：现在高层建筑结构设计就是用结构语言来表达建筑师所要表达的东西；建筑结构语言就是结构师从建筑和其它专业图纸中所简化出来的结构元素；最后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系。本文作者结合多年工作经验主要介绍建筑结构的基本内容，然后针对目前建筑结构设计当中因循守旧的现象，提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的造性，推动结构设计的发展，对建筑结构设计常见问题做了分析，供同行参考！
关键词：建筑结构；结构设计；结构体系
建筑结构设计是个系统的，全面的工作，需要扎实的理论知识功底、灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。千里之行始于足下，设计人员要从一个个基本的构件算起，做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其它专业来进行设计。在工作中应事无巨细，应善于反思和总结工作中的经验和教训。随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论，加强计算机的应用，加快新型、高强、轻质、环保建材的研究与应用，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。其中，打破建筑结构设计中的墨守成规，充分发挥结构工程师的创新能力，是相当必要的，因为他们是结构设计革命的推动者和执行者，这则需要工程界和教育界进行共同的努力，推广概念设计思想是一种有效的办法。
一、高层建筑结构的基础设计
在对高层建筑结构进行设计的过程中，首先应研究建筑所处的地基基础对建筑抗震能力的应力影响，再做出适当的选择，这也是高层建筑结构设计的重要内容。基础作为高层建筑的根基，也是建筑中最重要的组成部分。一般高层建筑基础类型的选择较复杂，甚至比上部结构的选型更难，由于高层建筑地基的影响因素诸多，因此要慎重选择。高层建筑的基础类型，应根据地基的性质、载荷特性、结构类型及施工条件等综合因素加以考虑，应制定多个方案以便选择最经济合理的类型。
二、结构设计的基本内容
1.1结构平面图
在绘制结构平面布置图前有个问题需要说明一下，就是要不要输入结构软件进行建模的问题。当建筑地处抗震设防烈度为6度区时，根据建筑抗震设计规范，是可以不用进行截面抗震验算的但应符合有关的抗震措施要求。那么对于砌体结构来讲如果时间不是很充足的话应该可以不用在软件中建模的，直接设计即可，但要注意受压和局部受压的问题。必要时进行人工复核。对于局部受压的防御措施是要按规定对梁下设梁垫以及设置构造柱等措施。如果时间不是很紧张的话建议还是输入建模较好，有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算。另外，当建筑地处抗震设防烈度为7度及以上时我的观点是必须要输入软件建模计算的，绘制结构平面图时如果没有建模的话就可以直接在建筑的条件图上来绘制结构图了，这一步必不可少的是删除建筑图中对结构来讲没有用的部分，简单快捷的方法是利用软件的图层功能，直接冻结相关的层。然后再建立新的结构图层：圈梁层、构造柱层、梁层、文字层、板钢筋层等等。这样做的目的是提高绘图效率，方便在不同结构平面图间的拷贝移动和删除。
1.2屋顶（面）结构图
当建筑是坡屋面时，结构的处理方式有两种：梁板式及折板式。梁板式适用于建筑平面不规整，板跨度较大，屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。反之，则适用折板式。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法，建议采用剖面示意图加大样详图的表示方法。
1.3大样详图
大样详图的绘制可以在建筑详图的基础上直接绘制，前提是建筑详图的准确无误。也可以在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。要注意的是在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。需要提醒的是建筑标高和结构标高的关系要搞清楚。该减的减，不该减的就不要减。
1.4楼梯
楼梯梯板要注意挠度的控制，梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求，梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。阁楼层处的楼梯由于有分户墙的存在要设置抬墙梁。注意梁下的净空要求，并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题，必要时应设梯梁。
1.5基础
基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求。基础的配筋应满足最小配筋率的要求。条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用，应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度。基础图中的构造柱，当定位不明确时应给予准确定位。
三、概念设计
所谓的概念设计一般指不经数值计算，尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法，可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能。
概念设计就是从结构总体方案没计一开始，就运用人们对建筑结构抗震已有的正确知识去处理好结构设计中将遇到的问题，诸如：房屋体形，结构体系、刚度分布、构件延性等等。从宏观原则上进行评价、鉴别、选择等处理，再辅以必要的计算和构造措施。从而消除建筑物抗震的薄弱环节，以达到合理抗震没计的目的。也就是说概念设计是工程师运用思维和判断力，根据从大量震害经验得出的结构抗震原则，从宏观上确定结构设计中的基本问题。因此，工程师必须从主体上了解结构抗震特点，振动中结构的受力特征，抓住要点，突出主要矛盾，用正确的概念来指导概念设计，才会获得成功。由于概念设计包括的范围极广，因此不仅仅要分析总体方案确定的原则，还要顾及非材料的正确使用和关键部位的细部构造。但是首先和最重要的还是结构总体概念设计、材料选型和细部构造等问题，这些设计原则和结构概念中，较为重要的是结构总体设计。
概念设计的重要性：概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为，概念设计做得好的结构工程师，随着他的不懈追求，其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富，设计成果也越来越创新、完善。遗憾的是，随着社会分工的细化，大部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计，缺乏创新，更不愿创新，有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳。大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天，对计算机结果的明显不合理、甚至错误不能及时发现。随着年龄的增长，导致他们在大学学的那些孤立的概念都被逐渐忘却，更谈不上设计成果的不断创新。
【关键词】抗震设计;概念设计;高层建筑结构
中图分类号：TU208文献标识码：A
地震作用影响因素极为复杂，它是一种随机的、尚不能准确预见和准确计算的外部作用，目前规范给出的计算方法还是一种半经验半理论的方法，要进行精确的抗震计算还有一定的困难，因此人们在工程实践中提出了“建筑抗震概念设计”。结构的抗震设计应该是综合概念设计、计算和结构措施等完整的一系列设计。
1建筑的抗震概念设计
所谓“建筑抗震概念设计”是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，依此进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。掌握了抗震概念设计，有助于明确抗震设计思想，灵活、恰当地运用抗震设计原则，使设计人员不至于陷入盲目的计算工作，从而做到比较合理地进行抗震设计。
2高层混凝土建筑结构设计更应重视概念设计
在设计中，虽然分析计算是必须的，也是设计的重要依据，但仅靠此往往不能满足结构安全性、可靠性的要求，不能达到预期的设计目标，因此必须非常重视概念设计。从某种意义上讲，概念设计甚至比分析计算更为重要，因为合理的结构方案是安全可靠的优秀设计的基本保证。高层建筑结构设计尤其是在高层建筑结构抗震设计中，更应重视概念设计。这是因为高层建筑结构的复杂性、发生地震时震动的不确定性、人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性、高层结构计算尤其是抗震分析计算的精确性、材料性能与施工安装时的变异性，结构计算模型的假定与地震时的实际工作有很大的差异以及其他不可预测的因素，致使设计计算结果(尤其是经过实用简化后的计算结果)与实际相差较大，甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。
3高层混凝土建筑结构抗震概念设计的基本内容
3.1首先应重视高层建筑结构的规则性
建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的形状设计方案。合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的，提倡平、立面简单对称，因为震害表明，此种类型建筑在地震时较不容易破坏，而且容易估计出其地震反应，易于采取相应的抗震构造措施和进行细部处理。“建筑结构的规则性”包含了对建筑的平立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，承载力分布等诸多因素的综合要求。“规则建筑”体现在体形(平面和立面的形状)简单;抗侧力体系的刚度承载力上下变化连续、均匀;平面布置基本对称。
3.2结构刚度、承载力和延性要有合理的匹配
当结构具有较高的抗力时，其总体延性的要求可有所降低;反之，较低的抗力需要较高的延性要求相配合。对结构提出了“综合抗震能力”的概念，就是要综合考虑整个结构的承载力和构造等因素，来衡量结构具有的抵抗地震作用的能力。地震时建筑物所受地震作用的大小与其动力特性密切相关，与其具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性密切相关。但是，提高结构的抗侧刚度，往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物具有很强的抗倒塌能力，最理想的是使结构中的所有构件都具有较高的延性，然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性是比较经济有效的办法。因此，在确定建筑结构体系时，需要在结构刚度、承载力及延性之间寻找一种较好的匹配关系。
3.3设计多道设防结构
3.3.1超静定结构
静定结构是只有一个自由度的结构，在地震中只要有一个节点破坏或一个塑性铰出现，结构就会倒塌。抗震结构必须做成超静定结构，因为超静定结构允许有多个屈服点或破坏点。将这个概念引申，抗震结构不仅是要设计成超静定结构，还应该做成具有多道设防的结构。第一道设防结构中的某一部分屈服或破坏只会使结构减少一些超静定次数。同时要注意分析并控制结构的屈曲或破坏部位，控制出铰次序及破坏过程。有些部位允许屈服或允许破坏，而有些部位则只允许屈服，不允许破坏，甚至有些部位不允许屈服。例如，带连梁的剪力墙中，连梁应当作为第一道设防，连梁先屈曲或破坏都不会影响墙肢独立抵抗地震力。
3.3.2双重抗侧力结构体系
双重抗侧力结构体系是可能实现多道设防结构的一种类型，而且双重抗侧力结构的抗震性能较好。这里提出的双重抗侧力体系的特点是，由两种变形和受力性能不同的抗侧力结构组成，每个抗侧力体系都有足够的刚度和承载力，可以承受一定比例的水平荷载，并通过楼板连接协同工作，共同抵抗外力。特别是在地震作用下，当其中一部分结构有所损伤时，另一部分应有足够的刚度和承载力能够共同抵抗后期地震作用力。在抗震结构中设计双重抗侧力体系实现多重设防，才是安全可靠的结构体系。
3.3.3总结构体系与基本分结构体系
1972年12月23日尼加拉瓜首都发生强烈地震，1万多栋楼房倒塌。林同炎公司1963年设计的美州银行大楼，虽位于震中，承受比设计地震作用0.06g大6倍的地震0.35g而未倒塌，引起世界同行的高度重视。众所周知，建筑物在地震作用下的运动与由风引起的位移是不同的，在强烈地震作用下，结构会在任意方向变形。在高层建筑中，这种变形更为复杂。当然主要是第一振型，同时也包括具有鞭梢效应的第二、第三振型，变形量很大。所以设计者主要考虑的是如何避免就其结构固有特征会引起倒塌的过大变形。再则，设计高层结构所考虑抗风与抗地震要求的出发点往往是矛盾的。刚度大的结构对抗风荷载有利，动力效应小;反之，较柔的结构有利于抗震。所以要设计一个抗风及抗震性能都很好的高层结构不很容易。林同炎教授的设计思想是设计一个由4个柔性筒组成的，具有很大抗弯刚度的结构总体系。在抗风荷载及设防烈度的地震作用下表现为刚性体系。当遇到罕见的强烈地震时，通过控制各分体系(柔性筒)之间的联接构件(钢筋混凝土连梁)的屈服、破坏，而变成具有延性的结构体系，即各分体系独立工作，则结构的自振周期变长，阻尼增加，即使超出弹性极限，仍持有塑性强度，可做到摇摆而不倒塌。地震后的实地观察，证明其设计思想是正确的，正如预料的那样，联梁的混凝土剥落，梁中有明显裂缝。但四个柔性筒的本身均无裂缝，筒壁仍处于弹性阶段。
3.4抗侧力结构和构件应设计成延性结构或构件
延性是指构件或结构具有承载能力基本不降低的塑性变形能力的一种性能。在“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计原则下，结构应设计成延性结构。当设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形加大，但结构承受的地震作用不会直线上升，也就是说，结构是用它的变形能力在抵抗地震作用。延性结构的构件设计应遵守“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱杆件，强底层柱”原则，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
3.5应有意识地加强薄弱环节
(1)结构在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载力分析(而不是承载力设计值的分析)是判断薄弱层的基础。
(2)要使楼层(部位)的实际承载力和设计计算的弹性受力之比在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的这个比例有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。
(3)要防止在局部上加强而忽视整个结构各部位刚度、承载力的协调。
(4)在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部
位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的主要手段。
4做好高层建筑结构概念设计还应注意的问题
(1)结构方案要根据建筑使用功能、房屋高度、地理环境、施工技术条件和材料供应情况、有无抗震设防来选择合理的结构类型。
(2)不同结构体系在竖向荷载、风荷载及地震力作用下的受力特点。
(3)风荷载、地震作用及竖向荷载的传递途径。
(4)结构破坏的机制和过程，以加强结构的关键部位和薄弱环节。
(5)预估和控制各类结构及构件塑性铰区可能出现的部位和范围。
(6)场地选择、地基基础设计及地基变形对上部结构的影响。
(7)各类结构材料的特性及其受温度变化的影响。
(8)非结构构件对主体结构抗震产生的有利和不利影响，要协调布置，并保证与主体结构连接构造的可靠等。
参考文献
［1］GB50011－2001建筑结构抗震设计规范［S］
关键词：概念设计；建筑；土建结构
1建筑土建结构概念设计的涵义
建筑师在进行土建结构的设计过程中，对土建结构的结构概念设计基本涵义的理解与掌握，是进行土建结构造型创意的前提条件之一[1]。概念设计是指不经数值计算，尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题，依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制[2]。建筑土建结构概念设计，是对建筑土建结构的地震作用、风力作用、温度作用、场地岩土特征、结构的真实效应和一些基本概念深刻理解的基础上，运用正确的思维方法指导建筑设计[3]。
2建筑土建结构概念设计的应用范围
2.1水平荷载
水平荷载是建筑土建结构的决定因素，风力与地震力是主要的水平荷载，土建结构在均布水平荷载的作用下，竖向平面结构构件的弯矩与建筑的总高度呈二次方关系。对土建结构造型设计的约束，建筑高度受水平荷载的限制，要求选用合适的结构体系，建筑的平面与形体形状设计应使风荷载能够顺畅通过表面。例如现在三维结构软件分析的次梁支座负弯距很小，是因为理论计算的支座位移大，而实测的支座位移却比理论计算的结果小的多。当然不能强调了概念设计的重要性，就轻视设计过程的计算，没有单根构件的安全就没有整体结构的安全，设计工作中概念设计和结构设计同等重要[4]。
2.2水平侧移
在风荷载作用下，土建结构顶部的侧向位移与高度的四次方成正比，地震的作用效应更加明显。过大的侧向变形可能会加速高层筑的结构的失稳而倒塌。过大的侧向位移会导致结构性的损坏或裂缝，从而危及结构的正常使用和耐久性。过大的侧向变形会影响人的正常工作与生活[5]。
2.3结构延性
结构在强震作用下，结构构件进入屈服阶段后，仍然提供一定的承载能力，具有较大的塑性变形能力，地震产生的能餐能够通过结构的塑性变形而被吸收缓解，从而避免结构的倒塌。结构的这种塑性变形能力，即为结构的延性[6]。
2.4结构连续性
当结构构件交接处突然变换方向时，则会出现应力集中的现象。保持结构的连续性可以改进结构的工作性能，减小内力，使应力分布比较均匀，从而有利于降低材料消耗，并充分发挥材料的力学性能。
3概念设计在建筑结构设计中的应用措施
3.1场地条件
尽量选择对抗震有利的场地，避免在不利于抗震的危险地段建造甲、乙、丙类建筑，当无法避开时，应采取有效措施减少和消除其不利影响，一般在初步设计前就进行勘探和选址[7]。
3.2结构体系的选择
高层混凝土结构常用的结构体系有框架结构、剪力墙结构、框架一剪力墙结构、简体结构和巨型结构等。规范中对它们各自的适用高度和高宽比等均做出了详细规定，设计人员应充分了解其适用范围和优缺点，结合建筑的功能需要、建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。在结构体系的布置中，特别应注意适当处理构件的强弱关系。众所周知，在建筑结构中，柱倒了，梁会跟着倒；而梁倒了，柱还是可以不倒的。可见柱承担的责任比梁大，柱不能先倒。为了保证柱是在最后失效，故意把梁设计成相对薄弱的环节，使其破坏在先，以最大限度减少可能出现的损失。
3.3结构平立面布置
构平面布置应尽量简单、规则、对称，尽量使结构的刚度中心与质量中心重合，以减小扭转，结构的竖向布置要做到刚度均匀和连续，避免刚度突变和出现薄弱层。当有抗震设计要求时，结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐减小，当上下层结构布置发生变化时，要设置结构转换层。对规范规定的不规则结构，应进行进一步的抗震验算，并对抗震薄弱部位采取有效的加强措施，对严重不规则的方案应不予采用。
3.4结构分析程序选用
在进行结构内力分析和位移计算时，分析模型、简化处理和计算假定均应符合或接近结构的实际工作情况。内力和位移按弹性方法计算，截面设计可采用塑性理论。楼板平面内刚度无穷大，不考虑平面外刚度。当楼板设有较大开洞时，则应考虑楼板的弹性变形，在选用结构分析程序时应特别注意，否则计算结果会因误差太大而不可用。
3.5各种系数调整
(1)周期折减系数：考虑框架或框剪结构填充墙刚度对计算周期的影响，即填充墙越多且刚度折减越大，该系数就越小；反之就越大，一般为0.6-1.0。(2)框剪结构中框架承担的地震力调整系数：主要考虑剪力墙承担了大部分地震剪力，若按框架刚度分担的地震作用进行框架设计，则使整体结构在剪力墙开裂而刚度退化后偏于不安全，其取值体现了多道抗震设防的原则。(3)振型数：土建结构至少取9个，考虑扭转耦联时至少取15个，多塔结构则不应少于多塔楼数的9倍，且计算振型数应保证振型参与质量不小于总质量的90%。(4)梁端弯矩调幅系数：考虑梁在竖向荷载作用下的塑性内力重分布，通过调幅使梁端负弯矩减小，相应增加跨中弯矩，使梁上下配筋更均匀，现浇框架一般取0.8-0.9。(5)梁跨中弯矩放大系数：当不计算活载不利布置时，可通过该参数调整梁在恒、活载作用下的跨中弯矩，提高结构安全储备，一般取1.0-1.3。
总之，建筑土建结构受力十分复杂，同时土建结构建筑规模大，所有这些都对土建结构建筑的结构设计提出了更高的要求。概念设计的思想被越来越多的结构设计工程师所接受，并将在土建结构设计中发挥越来越大的作用。
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关键词：高层建筑结构概念设计
0前言
近些年来，建筑业有了突飞猛进的发展，城市建设的发展中，高层建筑越来越广泛地应用，在不断的结构设计研究与实践中，人们积累了大量的实践经验。计算机技术的迅猛发展，为结构设计提供了快速、准确的设计计算工具。然而有很多设计还存在诸多缺陷，主要原因就是在总体方案和构造措施上未采用正确的构思，即未进行概念设计所致。所谓概念设计就是运用人的思维和判断力，在设计前期从宏观上决定结构设计的基本问题。一般指不经数值计算，是从结构概念入手，依据整体结构体系与结构子体系之间的力学关系、相对刚度关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体角度来确定建筑结构的总体布置和结构措施。
一概念设计的意义
由于结构方案设计阶段，是不需要借助于计算机来实现的，这就需要我们综合运用其掌握的结构概念，能做到结构功能与外部条件一致，充分展现先进的设计，发挥结构的功能并取得与经济性的协调。运用概念性近似估算方法，可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效的对结构体系进行构思、比较与选择。所得设计方案往往概念清晰、定性正确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能。同时，也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
二做好概念设计因思考的问题
1结构方案要根据建筑使用功能、房屋高度、地理环境、施工技术条件和材料供应情况、有无抗震设防,选择合理的结构类型。
2分析结构破坏的机制和过程,以加强结构的关键部位和薄弱环节。
3分析竖向荷载、风荷载及地震作用对不同结构体系的受力特点及传递途径。
4注意非结构构件对主体结构抗震产生的有力和不利影响,协调布置,并保证与主体结构连接构造的可靠性。
5承载力和刚度在平面内及沿高度尽量均匀分布,避免突变和应力集中,有利于防止薄弱的子结构过早破坏、倒塌,使地震作用能在各子结构之间重分布,充分发挥整个结构耗散地震能量的作用。
6抗震房屋应设计成具有高延性的耗能结构,并具有多道防线。
7预估和控制各类结构及构件塑性铰区可能出现的部位和范围。
8掌握各类结构材料的特性及其受温度变化的影响。
三结构体系设计
1结构形式与特点
高层建筑对内部空间的要求，因其使用性质和功能不同，建筑平面布置也就随之变化。小空间平面布置方案仅适用于住宅及旅馆；办公室要求大小空间兼有；餐厅、商场、展览厅等，则要求有能灵活分隔的大空间；舞厅，宴会厅和报告厅等，又要求内部为无柱大空间。随着结构技术的发展，一些较新颖结构体系的运用，如悬挑、悬挂、巨型等结构，为满足各种使用功能要求创造了有利的条件。
悬挑结构：体型独特，外观新颖，在建筑艺术上有特色，加之外柱截面很小，四周开敞，很受建筑师的欢迎。其特点是围绕核心筒在各个方面作出悬挑，由核心承受所有的荷载，围绕核心筒可以创造出没有任何垂直支撑的平面形式，这使室内空间的使用更加方便、灵活。但这种结构类型建筑体型上大下小，形成了上层质量大、刚度大，而下层质量小、刚度小的不合理分布，因而上部楼层产生很大的水平作用使底部中央筒体受力很大，使用时要慎重对待。
悬挂结构：是指采用吊杆将高楼各层楼盖分段悬挂在主构架上所构成的结构体系。主框架与矩形框架相类似，承担全部侧向和竖向荷载，并将它直接传至基础。除主框架落地外，其余部分均从上面吊挂，可以不落地。
矩型结构：一般有矩形框架结构和矩形桁架结构。矩形框架结构由楼、电梯井组成大尺寸箱形截面矩形柱，有时也可以是大截面实体柱，每隔若干层设置一道1-2层楼高的矩形梁。它们组成刚度极大的矩形框架，是承受主要的水平力和竖向荷载的一级结构。上下层矩形框架梁之间的楼层梁柱组成二级结构，其荷载直接传递到一级结构上，其自身承受的荷载较小，构件截面较小，增加了建筑结构布置的灵活性和有效使用面积。紧靠上层矩形梁的楼层，甚至可以不设柱，形成较大空间，以满足建筑需要。矩形桁架结构以大截面的竖杆和斜杆组成悬臂桁架，主要承受水平和竖向荷载。楼层竖向荷载通过楼盖、梁和柱传递到桁架的主要杆件上。因此，矩形结构亦被称为“超级框架结构”。
2结构平面设计原则
在水平荷载作用下结构侧移已成为高层建筑设计中的关键控制因素，如何在满足相关要求的前提下选择更好的抗侧力体系成了结构工程师追求的重大目标。建筑平面的形状宜选用风压较小的形式，并应考虑邻近高层建筑对其风压分布的影响，还必须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载。在地震作用下，建筑平面要力求简单规则，风荷载作用下则可适当放宽。因为结构整体弯曲变形所引起的侧移与结构体系抵抗倾覆力矩的有效宽度的三次方成反比例关系，所以不宜建造宽度很小的建筑物。一般应将结构的高宽比H/B控制在5-6以下,当设防烈度在8度以上时，H/B限制应更严格一些。另外，建筑平面的长宽比也不宜过大，一般宜小于6，以避免两端相距太远，振动不同步，产生扭转等复杂的振动，而使结构受到损害。在规则平面中，如果结构平面刚度不对称，仍然会产生扭转。所以，对任何平面形式的高层建筑来说，其抗侧力结构的布置原则都是尽量使平面的质量中心接近于抗侧力结构的刚度中心。因此，简洁、规整、均匀对称的平面设计，对于合理布置抗侧力结构是有利的。由于质量分布很难做到均匀对称，在结构布置时，除要求各向对称外，还最好能具有较大的抗扭刚度，在满足建筑功能的条件下，把抗测力构件从中心布置和分散布置，改为沿建筑周边或四个角上布置，就大大提高结构的抗扭能力。
3选择合理结构布置,协调建筑与结构的关系
高层建筑结构体系确定之后，结构布置的合理与否很大程度影响着建筑的使用，结构的经济性和施工的合理性，特别是地震区会影响结构的抗震性能，结构布置不当，常常造成薄弱环节，引起震害。在高层建筑的设计中，结构布置一般应考虑以下几点：
（1）高层建筑控制位移是主要矛盾，除应从平面体型和立面变化等面考虑提高结构的总体刚度以减少结构的位移。在结构布置时，应加强结构的整体性及刚度，加强构件的连接，使结构各部分以最有效的方式共同作用；加强基础的整体性，以减少由于基础平移或扭转对结构的侧移影响，同时应注意加强结构的薄弱部位和应力复杂部位的强度。此外增强结构整体宽度也可减少侧向位移，在其它条件不变时，变形与宽度的三次方成正比。因此，宜对建筑物的高宽比加以限制，体型扁而重的建筑是不合适的，宜采用刚度较大的平面形状，如方形、接近方形的矩形、圆形、Y形和#形等塔式建筑，即把使用要求及建筑体型多样化和结构的要求有机地结合起来，又可形成侧向稳定的体系。
（2）在地震区为了减少地震作用对建筑结构的整体和局部的不利影响，如扭转和应力集中效应，建筑平面形状宜规正，避免过大的外伸或内收，沿高度的层间刚度和层间屈服强度的分部要均匀，主要抗侧力竖向构件，其截面尺寸、砼强度等级和配筋量的改变不宜集中在同一楼层内，应纠正“增加构件强度总是有利无害”的非抗震设计概念，在设计和施工中不宜盲目改变砼强度等级和钢筋等级以及配筋量。简单地说就是使结构各部分刚度对称均匀，各结构单元的平面形状应力求简单规则，立面体型应避免伸出和收进，避免结构垂直方向刚度突变等。平面的长宽比不宜过大，以避免两端相距太远，振动不同步，应使荷载合力作用线通过结构刚度中心，以减少扭转的影响。尤其是布置楼电梯间时不宜设在平面凹角部位或端部角区，它对结构刚度的对称性有显著的影响。
（3）应满足建筑功能要求，做到经济合理，便于施工。建筑物的开间、进深、层高、层数等平面关系和体型除满足使用要求外，还应尽量减少类型，尽可能统一柱网布置和层高，重复使用标准层。
【关键词】建筑结构；概念设计；分析
前言
对于建筑结构而言，其受力环境十分复杂，建筑结构不仅会承受自身重量的荷载和使用荷载，还会受到水平方向的荷载，例如风力的荷载，同时在地震作用下，建筑结构的受力还会发生极大的变化，这就会降低建筑结构的安全性。通过建筑结构概念设计，能对建筑结构受力进行全方位分析，因此，为满足人们对建筑的使用要求，必须加大对建筑结构概念设计的重视力度。
1.建筑结构概念设计的重要性
对于建筑结构的概念设计，最大的特点是，不必和建筑结构设计软件一样，对各项数值进行计算，在很多情况下，设计人员在开展建筑结构设计活动时，设计人员经常会受到相关文件条例的影响，无法做出最科学的判断，因此，在实际工作中，为提高建筑结构设计的科学性，设计人员会在根据相关文件条例，通过总结自身的工作经验，从宏观的角度，整体上对建筑结构的各项性能进行全方位分析，这样才能在保证建筑结构符合相关质量要求的基础上，提高建筑结构经济性。在建筑结构设计中，概念设计不仅是引导设计人员对自身工作经验进行总结的一个过程，它还是一种比较科学的建筑结构设计理念，在建筑结构设计过程中，概念设计贯穿于平面设计、剖面设计、基础设计、抗震设计等各个方面，同时概念设计还可以减弱建筑结构设计软件对设计人员的影响，防止因计算结果错误，从而造成建筑结构设计不合理的现象。因此，对建筑结构而言，概念设计是十分重要的一个环节。
2.建筑结构概念设计的原则
在进行建筑结构概念设计时，要坚持以下几点原则：
（1）合理的确定设计方案。在进行建筑结构概念设计时，首先要合理的确定设计方案，确保建筑结构设计方案的安全性、经济性、结构受力情况、结构美观情况等均符合相关要求，同时还要保证建筑结构在施工过程中施工条件、安装运输等满足相关需求。
（2）最大限度的减轻建筑结构的自重。在进行建筑结构概念设计时，设计人员要在确保建筑结构质量的基础上，最大限度的减轻建筑结构的自身重量，这样不仅能有效地减少建筑结构承受的荷载作用，还能减少建筑结构的造价，增加建筑结构的经济性。
（3）科学的选择计算简图。对于建筑结构，计算简图的合理性对建筑结构的安全性有很大的影响，目前，设计人员在进行建筑结构设计时，对建筑结构设计软件的依赖性比较大，但由于建筑结构设计软件具有一定的机械性和局限性，对于一些现实的建筑结构难以精确的进行计算，这就需要从概念设计的角度进行协调补充，这样才能全面对建筑结构的受力情况进行分析。
3.建筑结构概念设计的应用
3.1平面设计中的概念设计
在进行建筑结构平面设计时，建筑结构是否能在水平荷载下发生侧移是衡量建筑结构设计效果的重要指标，因此，设计人员要在满足建筑结构使用功能的需求下，最大限度的提高建筑结构的抗侧力。对于建筑平面形状，一般要尽量设计成风压比较小的形式，同时设计人员在设计过程中，还要分析周围建筑对风压、水平荷载、垂直荷载等因素的影响进行考虑。考虑到地震因素，建筑平面的设计要尽量简单、规则，建筑宽度不宜太小，一般情况下，建筑结构的高宽比例要控制在5-6，建筑结构平面的长宽比不能超过6。建筑结构平面规则时，还要最大限度的保证结构平面刚度的对称性，这样才能避免扭转现象的产生。
3.2剖面设计中的概念设计
对于建筑结构剖面设计，首先要对建筑的高宽比进行严格的控制，这样才能为建筑结构的正常使用提供保障。其次要注意建筑的抗侧力结构强度需要从基础逐渐向顶层过渡，设计人员要防止垂直向上高度发生突变现象，避免建筑结构的水平荷载抵抗能力受到影响。在建筑结构设计过程中，当垂直方向的刚度变化比较大时，设计人员需要根据实际情况，合理的设置结构转换层。对于高层建筑，设计人员需要确保其锚固深度，这样才能提高高层建筑的抗倾覆能力。
3.3基础设计概念
近年来，随着高层建筑的增多，人们越来越注重地下空间的利用，对于地下结构，其刚度是否能对不均匀沉降进行有效地调节，已经成为衡量建筑结构设计质量的一项重要指标，因此，加强基础设计有十分重要的作用。对于建筑结构的基础部分，上半部连接着地上楼层，下半部连接着变化比较复杂的地质环境，设计人员将细短钢筋焊接在基础钢筋上，对高层建筑进行延伸测试，试验测得基础内受力钢筋应力为20kPa-30kPa，钢筋的实际受力仅为设计应力的1/10，而引起这种现象的因素有多，其中最重要的是地基和基础底面有很强的摩擦力，引起反弯作用，通过理论分析，当两种的摩擦系数为0.15时，钢筋的受力弯矩可以减少一半，因此，在进行基础设计时，设计人员需要合理的确定基础截面和配筋量，从而提高建筑基础的综合性能。
对于不同位置、不同地质条件的建筑结构，其基础形式存在一定的差异，常见的基础形式有桩基础、筏形基础、箱形基础等，在进行建筑基础设计时，设计人员必须对工程的实际情况进行认真的分析，根据具体情况，选择合理的基础形式，从而为建筑结构的正常使用提供保障。
3.4抗震设计中的概念设计
地震对建筑结构具有很强的威胁性，在地震情况下，建筑结构的受力情况很难判断，如果设计人员在进行建筑结构设计时，采用建筑结构设计软件，很可能在地震作用下，对建筑结构造成巨大的破坏，因此，为确保建筑结构的安全性，仅仅依靠建筑结构设计软件的计算结果是远远不够的，还需要借助概念设计对建筑结构设计的薄弱环节进行控制，这样才能提高建筑结构的抗震性能。在进行建筑结构抗震概念设计时要注意：
（1）合理的选择场地和地基。场地及地基的选择情况会对建筑结构的抗震性能产生直接的影响，因此，在进行建筑结构抗震设计时，要根据建筑地基情况进行，确保建筑结构的抗震设计与地基形式相符合。
（2）建筑结构能合理的传递地震力。在进行建筑结构抗震设计时，要根据抗震设计等级，合理的设计建筑将结构体系，确保建筑结构受力明确、传递地震力简单。
总结
在建筑结构设计中，通过概念设计能弥补建筑结构设计软件的不足，使得建筑结构设计更加科学、安全、经济，因此，在实际工作中，设计人员要特别注重建筑结构设计的概念设计，这样才能最大限度的提高建筑结构的综合性能，提高建筑结构的综合效益。
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一、高层建筑的特点
在相同的建设场地中，建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。设计精美的高层建筑还可以为城市增加景观，如马来西亚首都的石油大厦和上海的金茂大厦等。但高层建筑太多、太密集也会对城市带来热岛效应，玻璃幕墙过多的高层建筑群还可能造成光污染现象。
在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下，建造高层建筑比多层建筑能够提供更多的空闲地面，将这些空闲地面用作绿化和休息场地，有利于美化环境，并带来更充足的日照、采光和通风效果。例如在新加坡的新建居住区中，由于建造了高层建筑群，留下了更多地面空间，可以更好地建设城市绿化和人们休闲活动空间。
高层建筑中的竖向交通一般由电梯来完成，这样就会增加建筑物的造价，从建筑防火的角度看，高层筑的防火要求要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。
二、高层建筑的风荷载的计算
对一些较柔的高层建筑，风荷载是结构设计的控制因素随着建筑物高度的增高，风荷载的影响越来越大。高层建筑中除了地震作用的水平力以外，主要的侧向荷载是风荷载，在荷载组合时往往起控制作用。因此，高层建筑在风荷载作用下的结构分析与设计引起了研究人员和工程师们的重视。
基本风压值wo系以当地比较空旷平坦地面上离地lOm高统计所得的50年一遇10rain平均最大风速vo为标准，按WO1／2pv确定的风压值。它应根据《荷载规范》中附表D．4采用，但不得小于0．3kN.对一般的高层建筑，用《荷载规范》中所给的wO乘以1．1后采用；对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，其基本风压值应按年重现期的风压值采用。
风荷载体型系数确定风荷载体型系数us是一个比较复杂的问题，它不但与建筑的平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成的角度有关，而且还与建筑物的立面处理、周围建筑物密集程度及其高低等有关。当风流经建筑物时，对建筑物不同部位会产生不同的效果，即产生压力和吸力。空气流动产生的涡流，对建筑物局部则会产生较大的压力或吸力。
①整个迎风面上均受压力，其值中部最大，向两侧逐渐减小。沿高度方向风压的变化很小，在整个建筑物高度的言一号处稍大，风压分布近似于矩形。②整个背风面上还受吸力，两侧大、中部略小，其平均值约为迎风面风压平均值的75％左右。沿高度方向，风压的变化也很小，更近似于矩形分布。③整个侧面，在正面风力作用下，全部受吸力，约为迎风面风压的80％左右。
风荷载体型系数一般可按下述规定采用：
①圆形和椭圆平面建筑，风荷载体型系数取0．8.②正多边形及截角三角形平面建筑风荷载体型系数US由下式计算：
三、高层建筑结构体系组成部分
随着层数和高度的增加，水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显着，包括地震作用和风荷载。高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的结构体系密切相关。不同的结构体系，适用于不同的层数、高度和功能。
框架结构体系框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。钢筋混凝土框架按施工方法的不同。又可分为：①梁、板、柱全部现场浇筑的现浇框架；②楼板预制，梁、柱现场浇筑的现浇框架；③梁、板预制，柱现场浇筑的半装配式框架；④梁、板、柱全部预制的全装配式框架等。
随着结构高度增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显着增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。因此在使用上层数受到限制。
框架结构抗侧刚度较小，在水平力作用下将产生较大的侧向位移。
其中一部分是结构弯曲变形，即框架结构产生整体弯曲，由柱子的拉伸和压缩所引起的水平位移；另一部分是剪切变形，即框架结构整体受剪，层间梁柱杆件发生弯曲而引起的水平位移。当高宽比H／B≤4时，框架结构以剪切变形为主，弯曲变形较小而可忽略，其整移曲线呈剪切型，特点是结构层间位移随楼层增高而减小。
由于框架构件截面较小，抗侧刚度较小，在强震下结构整移和层间位移都较大，容易产生震害。此外，非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑；抗震设计的框架结构除需加强梁、柱和节点的抗震措施外不需注意填充墙的材料以及填充墙与框架的连接方式等，以避免框架变形过大时填充墙的损坏。
剪力墙结构体系剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中，由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。根据施工方法的不同，可以分为：