[日积月累]：结构概念设计

Steel frame

概念设计在设计人员中提得比较多 ,但人们往往片面地理解它 ,认为概念设计主要是用于一些大的原则,如确定结构方案 ,结构布置等。其实 ,在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。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。但不可迷信电脑 ,不能做电脑的奴隶 ,应做电脑的主人。而人的设计,就是概念设计。有很多设计存在诸多缺陷 ,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。
          1　概念设计的意义及依据
          1 . 1　概念设计的意义
          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 ;更好地解决构造处理;用概念设计来判断计算设计的合理性。<br>
          1 . 2　概念设计的依据
          结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质 ;设计和构造处理原则 ;计算程序的力学模型和功能 ;吸取或不断积累的实践经验.
          2　概念设计的一般原则
          2 . 1　选择合适的基础方案
          基础设计应根据工程地质条件 ,上部结构类型及荷载分布 ,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案。设计时宜最大限度地发挥地基的潜力 ,必要时还应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺地质报告的小型建筑也应进行现场查看和参考邻近建筑资料。一般情况下 ,同一结构单元不宜采用两种不同的类型。
          2 . 2　合理选择结构方案
          一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案 ,即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确 ,传力简捷,同一结构单元不宜混用不同结构体系 ,地震区应力求平面和竖向规则。总之,必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析 ,并与建筑、水、暖、电等专业充分协商 ,在此基础上进行结构选型,确定结构方案 ,必要时还应进行多方案比较 ,择优选用。
          2 . 3　选用恰当的计算简图
          结构计算是在计算简图的基础上进行的 ,计算简图选用不当而导致结构安全的事故屡有发生,因此选择恰当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的刚结或铰结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
          2 . 4　正确分析计算结果
          在结构设计中普遍采用计算机技术 ,但由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、技术条件等全面了解。在计算机辅助设计时,由于程序与结构某处实际情况不相符合 ,或人工输入有误 ,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析 ,慎重校核 ,做出合理判断。设计师的知识、经验还是不可缺少的。
          2 . 5　采取相应的构造措施
          始终牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则” ;注意构件的延性性能 ;加强薄弱部位 ;注意钢筋的锚固长度 ,尤其是钢筋的直线段锚固长度;考虑温度应力的影响。除此之外 ,还应注意按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置 ;综合考虑抗震的多道防线 ;尽量避免薄弱层的出现;以及正常使用极限状态的验算等等都需要概念设计作指导。

seaman_L

这种纲要式的东西太多了！！什么实际的东西也没有!!让人无所适从！！！

Steel frame

本人学问不高，发此帖只是希望能起到抛砖引玉的效果，还望2楼楼主指点。

gzg2003

有总结的东西，必定可以使新人受益，感谢1楼搂主的好东东。

ffq1980

我下载的一点资料：
什麽是概念设计？
    在着手进行结构抗震设计时，着眼于结构的总体地震反应，灵活运用抗震设计准则，既注意总体布置上的大原则，又考虑关键部分的细节，从而全面、合理地解决结构抗震设计中的基本问题。
一、结构形式的选择
   1、 结构体型
             指结构的外型。实际震害表明，结构体型对结构抗震有显著的影响。体型简单，对抗震有利；体型复杂，对抗震不利。
    2、结构规则性
              指结构刚度，质量的均衡性与对称性。结构体型复杂，必定不规则。但结构体型简单，并不等同于结构规则。结构规则有利于抗震，不规则不利于抗震。
二、抗震结构概念
1、总体屈服机制
    从经济合理的观点出发，在强烈的地震作用下应允许结构进入弹塑性状态工作(即所谓延性设计)。通过结构某些构件屈服所产生的塑性变形来消耗地震能量（即所谓“软抗”，而不是单单靠提高结构的承载力来“硬抗”），从而达到抗震的目的。
     结构的屈服机制有两种（见图8.12 ）
           局部机制（简称L机制）
           总体机制（简称T机制）
     比较两种机制可发现： T机制的抗震性能优于L机制 。
       （1）L机制耗能构件少，T机制耗能构件多；
       （2）L机制对构件的延性要求高，T机制对构件的延性要求低。

2、刚度与延性均衡
    试验和实践都证明，框架结构具有良好的延性性能。但是，纯框架刚度差，在地震作用下结构变形较大，可能造成非结构构件（如隔墙、门、窗等）的破坏，从而需要大量的修复费。
     为提高框架结构的刚度，常设剪力墙、支撑等加劲构件。这些加劲构件刚度大，但延性较差，一旦破坏，几乎丧失承载力。因此，注意加劲结构刚度与延性的均衡十分重要。
     砌体结构刚度大，但延性差。为提高其延性，常加设钢筋混凝土构造柱。构造柱连同圈梁，实际形成一个弱的框架。

3、强度均匀
     强度均匀指结构在平面和立面上的承载力均匀一。
    平面上强度不均匀的钢支撑框架结构，一旦支撑破坏，内力重新分配，非支撑框架的受力迅速增大，超过其设计承载能力，导致结构破坏。
     结构在立面上强度均匀，可以避免结构弹塑性反应集中。
     如果结构某一楼层的强度相对较小，则在地震作用下，这一层首先屈服，同时通过该层塑性变形的发展，使其它楼层不继续屈服。这样结构塑性变形集中在一层，很容易使该层发生破坏，从而导致整个结构的破坏。

4、多道抗震防线
    结构多道抗震防线的概念，
一是要求结构具有较高的静不定次数；
二是要求结构在延性变形阶段具有良好的吸能能力；
三是要求结构中尽量具备多重抗侧力体系。
    一般说来，结构静不定次数越高，对结构抗震越有利，但这不是充分条件。
    一些薄弱部位的塑性变形集中可能造成结构局部屈服机制的形成，从而导致整体结构的严重破坏甚至倒塌。因此，需要在结构的适当部位设置一系列有利的屈服区，使这些不危及整体结构安全的部位在地震时率先形成塑性铰；同时，通过保证各铰的屈服转动能力，使结构所吸收地地震能量耗散在整个结构平面和高度上。
   通过设置人工塑性铰和阻尼耗能装置，会更有利于结构发挥良好的抗震性能。

5、强节点设计
   在1978年日本的一次地震中，钢结构建筑的破坏，绝大多数是由连接破坏造成的。钢筋混凝土结构节点过早破坏，也会使结构不能充分发挥作用，使结构达不到原定抗震能力。
    提高节点的抗震设计强度，加强节点的抗震构造措施，对各类建筑结构、桥梁结构等都有十分重要的意义。

6、避开场地卓越周期区
     结构对于不规则地震波的反应是类共振反应而不会发生共振反应。即使如此，当地震动的卓越周期与结构物的周期相接近时，也会使结构发生严重破坏。
    由于地震动受发震机制、震级、距离、场地等多种因素的复杂影响，具有较强的不确定性。因此，试图在设计阶段就使结构自振周期完全避开地震动的卓越周期是不太现实的。但是，如果注意到场地的卓越周期对地震动卓越周期有强烈影响，还是可以在一定程度上防止结构在地震时发生强烈的共振反应。

pjsh_ly

概念设计应该是一个发展方向，大家齐努力！

yxsjlyj

高层建筑结构的概念设计

  
　 概念设计在设计人员中提得比较多 ,但人们往往片面地理解它 ,认为概念设计主要是用于一些大的原则 ,如确定结构方案 ,结构布置等。其实 ,在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。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。但不可迷信电脑 ,不能做电脑的奴隶 ,应做电脑的主人。而人的设计 ,就是概念设计。有很多设计存在诸多缺陷 ,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。
1　概念设计的意义及依据
1 . 1　概念设计的意义
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 更好地解决构造处理 用概念设计来判断计算设计的合理性。
1 . 2　概念设计的依据
结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质 设计和构造处理原则 计算程序的力学模型和功能 吸取或不断积累的实践经验。
2　概念设计的一般原则
2 . 1　选择合适的基础方案
基础设计应根据工程地质条件 ,上部结构类型及荷载分布 ,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析 ,选择经济合理的基础方案。设计时宜最大限度地发挥地基的潜力 ,必要时还应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告 ,对一些缺地质报告的小型建筑也应进行现场查看和参考邻近建筑资料。一般情况下 ,同一结构单元不宜采用两种不同的类型。
2 . 2　合理选择结构方案
一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案 ,即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确 ,传力简捷 ,同一结构单元不宜混用不同结构体系 ,地震区应力求平面和竖向规则。总之 ,必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析 ,并与建筑、水、暖、电等专业充分协商 ,在此基础上进行结构选型 ,确定结构方案 ,必要时还应进行多方案比较 ,择优选用。
2 . 3　选用恰当的计算简图
结构计算是在计算简图的基础上进行的 ,计算简图选用不当而导致结构安全的事故屡有发生 ,因此选择恰当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的刚结或铰结点 ,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
2 . 4　正确分析计算结果
在结构设计中普遍采用计算机技术 ,但由于目前软件种类繁多 ,不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、技术条件等全面了解。在计算机辅助设计时 ,由于程序与结构某处实际情况不相符合 ,或人工输入有误 ,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果 ,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析 ,慎重校核 ,做出合理判断。设计师的知识、经验还是不可缺少的。
2 . 5　采取相应的构造措施
始终牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则” 注意构件的延性性能 加强薄弱部位 注意钢筋的锚固长度 ,尤其是钢筋的直线段锚固长度 考虑温度应力的影响。除此之外 ,还应注意按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置 综合考虑抗震的多道防线 尽量避免薄弱层的出现 以及正常使用极限状态的验算等等都需要概念设计作指导。

ceon

这本书值得推荐http://www.xdcad.net/forum/showthread.php?s=&threadid=347209

pchx

原北京设计院总工郁彦写了一本<高层建筑概念设计>!很有用看过很受启发!

yaxin305

很受启发,谢谢,高屋建瓴

njzzl

计算由程序做,设计师做概念设计

liu1006wei

值得作设计的人注意 特别是新手

mx612

获益不浅

jjswb

很受启发