建筑工程经济的概念范例(3篇)
建筑工程经济的概念范文
关键词：建筑结构；概念设计；结构体系
随着市场经济的发展和人们生活水平的提高，对于周边无论是日常生活还是工作方面的建筑结构的设计都有着越来越高的要求，如何使建筑设计更加经济适用、安全可靠，是当代建筑结构设计中需要考虑的重要问题。在建筑结构的设计中采用概念设计的思路来发挥结构工程师的创造力，开拓建筑结构设计的前景，具有非常重要的实践意义。
1.概念设计的主要内容
建筑结构设计中的概念设计问题，首先要明确建筑结构设计的定义，它是指在结构工程师将实践中提炼出的各种结构元素通过语言表达出建筑从整体布置到技术和经济分析、以及计算、构造、制图等方面的工作，以达到建筑物经济、安全、耐久等功能的优化。其整体可以分为结构方案、结构设计和施工图设计三个阶段。概念设计则是结构工程师在设计过程中根据个人经验对于整体建筑结构宏观把握的前提下进行整体定型设计的过程，具体说来就是从结构总体方案之始，在特定的地理条件以及建筑空间的条件下，以整体概念来考虑和设计结构的总体方案，在这一过程中借助结构总体、分体间的力学关系，结构破坏机理，试验和实践经验等过程中形成的设计理念和设计原则。它主要包括在结构体系的选择上注重结构的规则性，选取抗风和抗争性较强的结构体系；在结构布局上整体结构在刚度、质量和承载力上都能均匀分布，尽量避免不规则方案的使用；在结构构件上选取刚度和承载力较强，同时延性较好的构建；在结构连接上不只要保证结构的连接节点延性好，稳定性较强，还要保证建筑的附属构件以及机电设备等布置不会对主体结构构成不良影响。[1]
2.概念设计的重要性和必要性
由于概念计算是指依据建筑的整体结构对于一些难以规定或者难以做出精确分析的问题，不经过数值计算而进行近似于估算方法的宏观控制。它对于分析判断计算机计算结果、建筑结构体系选择以及一些建筑细部的措施具有重要意义。
2.1建筑抗震设计规范规定的模糊性
建筑结构概念设计的一个重要目标就是抗震，目前我国建筑行业普遍遵循《建筑抗震设计规范》来进行建筑结构设计，然而这一新的抗震规范作为一种整体的规则和参考，关于许多具体问题没有明确细致的规定，因此在设计中不能盲目的照搬照抄。只有结构设计师在实际工作中运用概念设计，对于建筑结构的整体和各基本分体系之间的力学关系的认识和了解，运用自身的专业知识和专业技能，完成建筑设计方案。比如在建筑结构的抗震设计和抗风设计中，两者对于动力效应的要求相互冲突矛盾，就需要建筑设计师合理运用概念设计来加以协调。有如，根据新规范的相关规定，建筑设计师在设计过程中还应当注意建筑场地与建筑结构的共振问题，要在建筑物内设地设置地震反应观测系统等，都体现了概念设计的重要性。
2.2建筑设计过程中对结构工程师的经验要求
随着信息技术的发展，计算机网络在建筑工程设计中受到广泛应用。然而在建筑方案设计之初，无法凭借计算机进行相关的计算，这就要求结构工程师综合运用概念设计理念来选择最为经济可靠的方案。由于近似估算的概念设计有助于在设计方案阶段迅速有效的进行结构体系的构思与选择，在设计之初对于建筑结构有准确的定性，概念清晰。同时还可以免去后期设计中一些不必要的较为繁琐的运算，提高设计的经济性。另外概念设计还是判断计算机进行内力分析后输出数据是否可靠的重要依据。建筑设计过程中一定不能过分依赖计算机软件，容易影响建筑物结构设计的合理性和安全性。另外在建筑物的使用过程中由于许多不确定因素，如地震作为一种随机性较强的荷载，同时具有循环往复的特点，其破坏机理复杂，此外还有风荷载等，都要求设计过程中概念设计的使用。[2]
2.3建筑高校教学体系中的缺陷
在目前的高校教学中主要有两方面的缺陷，一是注重理论教育，相对忽视学生的实践能力培养；而是在具体教学过程中中会单独构建、分体系的力学概念讲解，专业课的教学过程中缺乏综合性的练习，因此在高校毕业生中缺乏综合运用能力较强的技术人才。要求概念设计思想的引入，可以极大的拓展结构工程师的设计思路，有效的提高建筑物的安全性、适用性、经济性。
3.概念设计在一般结构中的应用
概念设计应当贯穿于建筑结构设计从方案制定到施工图绘制，甚至后来的工地现场服务等过程中。具体的施工设计措施应当满足以下要求：在场地选择中避开对抗震不利的地段；建筑应尽量采用规则的平面布置；建筑结构体系和材料的选择应当综合考虑结构的延性、匀质和房屋重心；以概念判断计算结果的合理性并进行必要的调整；尽量多的设置抗震防线；施工现场设计工程师根据自身经验技能解答现场的不确定突发问题。
4.概念设计在高层结构中的应用
随着今年来建筑行业的发展和人们生活水平的提高，高层建筑物越来越多的出现在人们视野中。在建筑结构设计中，高层建筑应当遵循和执行《高层建筑混凝土结构技术规程》（简称为高层规程），其中1.0.5条规定：“高层建筑的结构设计中应注重概念设计。”因此，概念设计在建筑结构中的运用至关重要。[3]
4.1高层建筑结构的设计特点
高层建筑物由于高度增加，其重力荷载也相应上升，对于基础承载力的要求提高；由于地震作用和风作风的效应加大，建筑物水平位移的控制成为建筑设计中的主要矛盾；由于竖向构件产生缩短变形差对于建筑结构内力的影响增大，要求钢筋混凝土结构采取多种方法减小变形差；建筑物高度增加引起的倾覆力矩增大，对于建筑物稳定性的要求更加提高；由于高层建筑大多使用钢混结构和钢结构，耐火耐热性能较差，因此必须更加重视防火防灾的重要性，此外，建筑物的重要性等级提高，抗风要求加强等都是高层建筑结构设计中独有的特点。
4.2高层建筑结构设计方法
在材料选择方面，采用延性加好的高强度的轻质材料以减小地震的作用，如结构构件采用钢混或纯钢结构，外墙围护采用铝合金或玻璃幕墙，楼屋面采用压型钢板加混凝土面层等。采用正方形平面结构，加之在立面开洞泄风、采用下大上小的立面体型结构降低风作用中心并减小高风压在建筑物高处的迎风面积、尽量选取体形系数较小的平面形状，最好是流线光滑的外形来减小建筑物整体及局部的风压体型系数。[4]在结构体系的选择方面，剪力墙结构体系是高层建筑中最常用的结构体系，因为它可以有效的减少非承重隔墙的数量，有效抵抗高层建筑物地震水平力荷载和风荷载，同时也符合一般客户无外露梁柱的审美需求；此外还有框架轻体墙结构和框架剪力墙混合结构体系，如果是30层以上的超高层建筑则要选择刚度较大的筒形结构来增强建筑物的抗侧力。此外还可以采取将多个权威程序计算比较、小规模风洞试验获取相关参数、智能化设计提高结构可控性等措施。
参考文献
[1]支旭东，范峰，沈世钊．基于模糊综合判定的网壳结构强震失效模式研究[J]．工程力学．2010（01）
[2]高海虎．结构设计过程中概念设计的应用[J]．山西建筑．2010（06）
建筑工程经济的概念范文
【关键词】建筑设计；结构概念；概念设计
一、相关理论综述
概念设计是指对于工程中一些难以作出精确力学分析或规范中难以作出明确规定的问题，不经过数值计算，根据整体结构体系与分部结构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理念，从整体角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施。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。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。只有弄清概念设计的实质，才能真正领会概念设计在工程设计中的重大意义。
二、概念设计的重要性
概念设计是展现先进设计思想的关键，结构设计的好坏，很大程度上取决于设计者结构概念的完整性及创新能力，特别是建筑业飞速发展的今天，概念设计的重要性更是可见一斑。结构设计决定建筑能否实现，在这个意义上，结构设计显得更为重要。建筑结构设计可分为整体设计和部件设计两部分。整体设计包括结构体系的选择，柱网的布置，梁的布置，剪力墙的分布，基础的选型等。整体设计一般分主体和基础两部分进行、设计人员根据建筑物的性质、高度、重要程度、当地的抗震设防烈度，风力情况等条件来选择合适的结构体系。选定结构体系后，就要具体决定柱、梁、墙(剪力墙)的竹布和尺寸等。在进行主体结构内力计算后，主体结构，截面的内力成了基础选型和设计的重要依据。
三、建筑结构设计中的概念设计基本内容分析
1．形成良好的结构体系。（1）正确处理基础与上部结构之间的关系；必须视基础与上部结构为一个有机的整体，不能把二者割裂开来。如对砖混结构，必须依靠圈梁和构造柱将上部结构与基础连接成一个整体，而不能单纯依靠基础自身的刚度来抵御不均匀沉降，所有圈梁和构造柱的设置，都必须围绕这个中心。（2）结构受力时，应尽可能使结构中的各个构件能同时达到较高的应力水平；比如在某高层结构设计时，应尽可能避免短柱，其主要的目的是使同层各柱在相同的水平位移时，能同时达到最大承载能力，但随着建筑物的高度与层数的加大，巨大的竖向和水平荷载使底层柱截面越来越大，从而造成高层建筑的底部数层出现大量短柱，为了避免这种现象的出现，对于大截面柱，可以通过对柱截面开槽，使矩形柱成为田形柱，而增大长细比，避免短柱的出现，这样就能使同层的抗侧力结构在相近的水平位移下，达到最大的水平承载力。
2．提高材料的利用率。从某种程度看，提高材料的利用率也是协同工作设计的另一个目的，材料利用率越高(即应力水平越高)，该结构的协同工作程度也就越高。尤其对我国这样一个发展中国家，结构设计的目的，即是花最少的钱，做最好的建筑，这就更要求设计时对结构材料的充分利用。例如：对钢筋混凝土矩形截面梁。由于靠近截面中和轴的材料应力水平低，且梁受到的弯矩沿梁长度方向一般是变化的，使等截面梁大部分区段应力水平较低，从而导致材料的利用率较低；针对这种受力特性，如果将梁中多余材料去除，会出现工字型梁、箱型梁、空间网架等多种结构形式．从而大大增加了材料的利用率，提高了结构构件的经济性能和相互协同性。
3．合理选用截面形式及结构形式。合理选用截面形式及结构形式有很大的经济意义。例如，就截面形式而言，受拉的悬索结构采用高强钢丝、钢绞线或钢丝束最为合理；天然石材建造实体拱也是很好的方案，我国南方有许多石拱桥，造型美观，经济耐久；现代热轧工字型钢作为受弯构件，较厚的翼缘主要承受弯曲正应力，较薄的腹板主要承受剪应力，与矩形截面相比，既节省了材料，也减轻了自重。
4．采用合理的组合结构，以充分发挥材料的特性。其实钢筋混凝土结构就是钢筋和混凝土的良好组合，是一种组合结构。现代建筑中采用的钢梁、压型钢板和混凝土组成的楼盖系统是一种新型的组合结构。压型钢板既可以作为施工时混凝土的“模板”，又是混凝土楼板的“钢筋”。在大型建筑结构中也可以看到一些悬索结构屋面与大型钢筋混凝土拱(或框架)组成的结构形式。
参考文献
[1]杨帆，梁欣等．结构设计中的概念设计[J]．陕西建筑．2007（2）
建筑工程经济的概念范文篇3
关键词：建筑结构；概念设计；应用
中图分类号:TU2文献标识码：A
1结构整体方案的概念设计
概念设计是结构设计的核心和灵魂，他贯穿于结构设计的全过程。结构概念设计运用得好，不但能使结构满足建筑要求，而且可以用最直接的传力方式将荷载传递到基础上，创造更为安全、舒适的工作和生活环境。概念设计的目的是力求使结构设计方案安全、可靠、经济、合理，是对结构优化的过程，笔者主要从以下三个方面对结构设计进行宏观控制。
(1)结构工程师应在建筑方案设计阶段与建筑师密切合作，通过不断地分析比较，确认方案的可行性。在抗震设计中，合理的结构布置在抗震设计中尤为重要，需要建筑师和结构工程师相互配合、沟通、协调，充分考虑建筑的平、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，力求平、立面简单对称。结构工程师应在满足建筑功能的前提下，去寻求相对最佳的结构方案。
(2)在结构方案设计满足建筑功能的情况下，从宏观的角度考虑结构的整体性及主要分体系的相互关系，确定建筑结构的总体布置方案。
(3)在理论设计过程中应综合考虑各方面因素对结果的影响，以判断理论设计的准确性，并对一些工程中难以作出精确分析或在规范中未精确规定的问题，根据实际经验采用相应的结构构造措施进行处理。
2结构设计中概念设计的体现
2.1概念设计在结构设计流程中的体现
结构设计的流程一般分为三个部分:前期的方案选择、中期的结构计算及后期的施工图绘制，这三个阶段在结构设计中都缺一不可。
(1)合理选择结构方案。一个成功的结构设计必须选择一个经济合理的方案，即选择一个切实可靠的结构形式和结构体系。结构设计必须对建筑的功能要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析，在此基础上进行结构选型，确定最优结构方案。概念设计在工程设计一开始就应把握好场地情况、能建筑体型、结构体系、刚度分布、构件延性等几个方面，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节。
(2)选用恰当的结构计算模型，正确分析计算结果。结构计算是在计算模型的基础上进行的，即对作用的荷载与构件的约束状态进行一定的简化，使其接近实际状态。现在的建筑物功能复杂多样，结构计算只能通过计算机来完成。所以，将实际工程的结构形式转变成可以用于计算机计算的模型和保证有足够的精确度就成为结构设计的关键问题。现在结构设计中有许多软件可以供结构设计人员选择，但不同软件往往会导致不同的计算结果。因此，设计人员在进行结构计算前，应先要全面了解该程序软件的适用范围和技术条件，使用时要避免操作失误，对电算的结果再用概念设计进行科学分析，做出正确的合理判断。
(3)施工图绘制。在施工图的绘制过程中，我们不应过分地相信计算机，应用我们的结构知识和结构概念对计算模型、设计方法以及易出问题的关键部位重点审查，对重要计算参数逐一检查，对重要问题、参数、特殊构件及特殊荷载，设计者应给出书面文稿以便复查、核查，运用结构概念对计算结果的合理性进行分析判断，对重要结构构件应用手工进行核算。
2.2抗震设计中应注意的概念设计问题
抗震设计是结构设计的重要组成部分。地震是一种随机震动，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前尚难做到。现在所采用的地震参数只是概率意义上的估计值，而结构在地震作用下的性能有许多不确定性。因此，抗震设计不能过分依赖理论计算，概念设计在抗震设计中显得尤其重要。
(1)选择合适的场地。地震造成建筑物的破坏情况是各不相同的:一是由于地震时地面强烈运动，使建筑物在震动过程中因丧失整体性或强度不足、变形过大而破坏;二是由于水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害而造成;三是由于断层错动、山崖崩塌、河岸滑坡、地层陷落等地面严重变形直接造成。前两种可以通过工程措施加以防治，而后一种情况，单靠工程措施很难达到预防的目的。因此，选择工程场址时，应进行详细勘察，搞清地形、地质情况，尽可能避开对建筑抗震不利的地段。任何情况下均不得在抗震危险地段建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。
(2)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，选择出经济合理的基础方案。基础设计应有详尽的地质勘察报告，一般情况下同一结构单元不宜采用两种不同的类型。
(3)采用刚柔相济原则。在抗震设计中不能一味地提高结构的抗力，一般是根据初定的尺寸和混凝土等级算出结构的刚度，再由结构刚度算出地震力，然后计算配筋。刚柔相济原则可以通过合理控制设计总信息来实现。比如周期、位移、地震力应满足建筑抗震设计规范限值要求或者不超规范太多。
(4)坚持多道设防原则。强烈地震后往往伴随多次余震，如果只有一道设防，结构将会因余震损伤的积累而导致坍塌。建筑物抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作，如框架－剪力体系是由延性框架和抗震墙两个分体系组成。
(5)采用合理的建筑结构体系。一是抗侧力构件应布置合理。如在框架－剪力墙结构中，剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大;平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;纵、横剪力墙宜组成L型、T型等形式，剪力墙宜贯通建筑物的全高，避免刚度突变;剪力墙开洞口宜上下对齐;剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近;二是结构的整体性要好。高层建筑结构中，楼板对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼板相当于水平隔板，他不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力的子结构，而且要使这些子结构能协同承受地震作用，特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或各抗侧力子结构水平变形特征不同时，整个结构就要依靠楼板使各抗侧力子结构能协同工作。楼板体系最重要的作用是提供足够的平面内刚度和抗力，并与竖向各子结构有效连接。所以房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部分的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。
(6)采取相应的构造措施。遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的设计原则，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，应考虑温度应力的影响。
3结构设计中概念设计的应用
某大厦为高层公寓，建筑高度90.5m，建筑面积30948m2，平面形状复杂。该建筑物地下一层为六级人防地下室，地上一～二层为幼儿园(平面形状为工字型)，层高3.8m;三～三十层为标准层住宅，平面形状缩为凸字型，层高3.0m。
经勘察，场地地质条件良好，无不利地段。该工程采用框架－剪力墙结构体系，由于该地区抗震设防列度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，除通过计算满足规范要求外，还必须采取有效的抗震构造措施。为确保结构的经济、安全与舒适，概念设计主要通过以下几个方面来体现:
(1)结构工程师在建筑方案设计阶段，就根据建筑平面布置及使用功能要求，把结构抗震概念设计融入初步方案中，如有意识将楼梯、电梯、管道井等竖向公共设施尽量布置在建筑物中心部位，并利用楼梯、电梯间设置剪力墙筒体;另外在建筑物外周边转折处布置水平抗侧力构件(剪力墙)，以此加强结构抗侧移和扭转刚度，并尽可能考虑刚心与质心的重合，以减少水平作用下由于结构偏心而引起的空间扭转效应。
(2)合理考虑楼层的平面布置，增大外周边框架梁、连梁断面，增大竖向刚度变化大的楼层平面刚度，把三层楼板板厚设为120mm，以加强周边抗侧力构件的联系，增强结构整体性及空间协同工作能力。
(3)在结构计算过程中，首先根据工程的实际情况，对结构参数和特殊构件进行正确设置。并根据初算结果，按规范限值调整平面中剪力墙相对比度;调整剪力墙沿竖向的厚度变化，控制周期比、层间位移及层间位移比，同时注意控制框架柱及小墙肢的轴压比，增强结构延性，以求经济与安全的统一。
(4)在构造设计时，有针对性地对转折部位、连接部位以及由于水平力作用引起结构受力变形复杂或相对薄弱部位的结构构件进行构造及配筋的加强，使主要受力构件具有良好的变形能力及耗能能力，以提高结构的抗侧变形性能。如对建筑物中部的电梯、楼梯、管道井及周边的梁板加强，板厚加至150mm，以减少该处楼板开洞对平面内刚度的削弱影响。
(5)尽量采用轻质墙体，以减轻楼层自重，从而降低地震力，同时要求加强地下室外回填土的夯实，通过人防地下室高强度的侧壁与周边回填土的共同作用，增强对结构的约束，以提高结构抗侧的整体稳定性，减少地震能量的放大。
(6)在构造措施中按“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的设计要求，对梁柱墙的承载力进行调整，并适当提高框架柱纵向钢筋的最小配筋筋率。
通过以上概念设计，使该工程结构构件在刚度、延性、承载力方面相匹配，形成一个在抗震、抗风中高效协同工作的结构整体，从而使建筑物在经济、安全、适用、美观的矛盾中找到了统一。该工程竣工后投入使用，各方对工程质量给予了高度评价。
4结束语
综上所述，作为一名结构工程师，在高层建筑结构设计中，应始终坚持概念设计的理念，既不盲目照搬规范，也不盲从于一体化计算机结构设计程序，任其随意摆布;只有始终坚持概念设计的理念，才可能不断地追求尽善尽美的设计思想，而其结构的概念、经验、判断力和创造力才会随年龄与实践的增长而越来越充实，其设计成果才能不断创新。
参考文献
［1］计学闰，计锋，王力.结构概念和体系[M].北京：高等教育出版社，2009．