一、结构概念设计的概念及意义
结构概念设计是在建筑设计的初步阶段，通过遵循一定的结构布置原则和初步的结构估算，确定出初步的整体结构型式以及近似的结构构件受力范围的基本结构设计方法。
该方法对于整体工程设计阶段具有极强的指导意义，在方案设计阶段，结构工程师可以反馈信息给建筑工程师，有助于建筑师完善建筑方案，可以向地质工程师提出地质勘察工作的基本要求；水、电、暖通及工艺工程师均可从中获取初步的设计信息。
二、结构概念设计的基本原则
任何建筑物都必须满足一定的强度和刚度。强度是指结构体系能抵抗荷载而不致完全破坏的一种性质。而刚度则是指结构体系能够限制荷载作用下的变形的一种性质。一幢建筑物在荷载作用下，它既不应发生倒坍破坏，也不应出现过大的变形，结构概念设计的目的是保证建筑物在安全的强度范围内获取适宜的刚度以使整体结构具有耗散的地震、风载等能量的能力。整体结构必须是一个良好的能量耗散系统，为此，结构规范确立了一些结构设计基本原则。
1.结构的简单性
结构简单性是指结构在地震作用下具有直接和明确的传递途径。抗震规范第3.5.2条作为强条要求:“结构体应有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径”。只有结构简单，才对结构的计算模型、内力与位移分析，限制薄弱部位的出现易于把握，因而对结构抗震性能的估计也比较可靠。
2.结构的规则性和均匀性
建筑平面比较规则，不应采用严重不规则的平面布置，对A级高度宜平面简单、规则、对称、减小偏心；而对B级建筑则应简单、规则、减小偏心。平面布置均匀规则，使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以较短和直接途径传递，并使质量分布与结构刚度分布协调，限制质量与刚度之间的偏心。结构布置均匀，建筑平面规则，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，发挥整个结构耗散地震能量的作用。
沿建筑物竖向，建筑造型和结构布置应比较均匀，避免刚度、承载能力和传力途径的突变，以限制结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位。
3.结构的刚度和抗震能力
（1）水平地震作用是双向的，结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。通常，可使结构沿平面上两个主抽方向具有足够的刚度和抗震能力，结构的抗震能力则是结构强度及延性的综合反映。
（2）结构刚度的选择既要减少地震作用效应也要注意控制结构变形的增大，过大的变形会产生重力二阶效应，导致结构破坏、失稳。
（3）应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力，现有抗震设计计算中不考虑地震地面运动的扭转分量，在概念设计中应注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。
（4）结构的整体性
在建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用，楼盖相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构，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抗侧力子结构水平变形特征不同时，整个结构就要依靠楼盖使抗侧力子结构能协同工作。楼盖体系最重要的作用是提供足够的面内刚度和内力，并与竖向各子结构有效连接，当结构空旷、平面狭长、平面凹凸不规则，楼盖开大洞口时更应特别注意，设计中不能误认为，在多遇地震作用计算中考虑了楼板平面内弹性变形影响后，就可以削弱楼盖体系。
（5）结构抗震概念设计的优化准则——“四强四弱”，及其保证措施。
——“强节弱杆”防止节点破坏，先于构件。
——“强柱弱梁”防止柱高发生楼层倾移，破坏机制，要求柱的抗震能力高于梁的抗震能力。
——“强剪弱弯”防止构件剪力破坏，要求杆件的受剪承载力高于受弯承载力。
——“强压弱位”对杆件截面而言，为避免杆件在弯曲时发生受压砼破裂的脆性破坏，使受拉区钢筋承载力低于受压区砼受压承载力。
保证措施有两方面：一是调整或限制构件的荷载效应，二是强制规定必要的构造措施，这些在规程中有详细的规定，有的则是以强制性条文提出严格要求。
三、结构概念设计的方法
总体说来，结构概念设计分为两大类：整体性概念设计和构造性概念设计。
（1）整体性概念设计。该方法就是将整体结构空间系统简化为杆件连接系统，结合荷载及系统几何体系，近似地求出每一部位的受力状态。譬如，若求底层及基础承力，我们可以将整个系统视作一个刚体；如要求楼层梁、板受力，可以将系统分割成许多子系统，进而求出杆件受力状态等。
（2）构造性概念设计。构造性概念设计的原则就是深入贯彻结构设计“四强四弱”的基本原则，在施工图阶段进一步加强结构的构造措施，使得结构成为一个优良的抗震、抗风系统。主要的构造措施侧重于增加结构的延性、整体性。在这一点上，不同的结构形式在相应的结构规范中均有明确规定。
四、举例
［例一］剪力墙房屋的设计
这是一幢典型的使用钢筋混凝土剪力墙的30层公寓式建筑，在每层走廊处，墙上开洞，洞口两边的墙仅由走廊上方的连系梁连接。这些剪力墙间距（中-中）9.0m，要求设计成能抵抗建物上0.4kN/m2的风荷载。连系梁2.4m长截面限制为200 mm×500mm。试做近似计算确定连系梁是否足够。
［解］：风荷载作用于每片剪力墙有受荷宽度为9.0m
0.4 kN/m2×9.0m=3.6kN/m
梁高为500mm，所以顶部和底部钢筋的抵抗力臂都可近似认为450mm，这样，钢筋所需承受拉力为：
钢筋采用二级钢，fy=310N/mm2，所以所需钢筋面积为：
144×103/310=464mm2
一般我们将钢筋量扩大1/3，即估计梁受力筋面积为
［例二］刚架房屋设计
一幢20层办公楼，结构是间距为7.5m的钢框架，每榀钢框架有两根柱子和一些18m的大梁。要求估算地震力对第二层大梁尺寸的影响。建筑的静荷载在楼布为4.0kN/m2，大梁上的恒功加上活载为6.0kN/m2，水平地震荷载的4%。
［解］：在每榀刚架上的恒载是4.0kN/m2×7.5m×18m=540kN（每层）可得侧向力为：
0.04×540kN=21.6kN（每层）
因此底层所受总剪力为
20×21.6kN=432kN
在二楼的剪力为：
19×21.6=410.4kN
如果假定柱子的反变点在柱中部，则大梁的受力情况如图所示。采用轴线尺寸，则大梁的端部力矩为：
410.4/2×3.9/2+432/2×3.9/2=400.1+421.2=821.3kN-m
大梁的垂直荷载为
6.0kN/m2×7.5m=45kN(沿梁)
由柱的刚度与梁的刚度相比较，可以假定梁桥有一定的负弯矩作用，因此梁端力矩为
因此考虑地震影响后，该层梁端变矩为
821.3 kN-m +1215 kN-m =2036.3kN-m
［例三］一个6根桩的基础承受400吨的轴向荷载和1000kN弯矩，确定桩承受的荷载。400吨的轴向荷载由6根桩承受，而1000kN-m的弯矩则只由力臂为1.8m的边桩来承受。每根桩的垂直荷载=400吨/6=66.7吨。
每根边桩的荷载=555kN/2=277kN
因此每根边桩的压力为667kN±277kN kN=944kN或390kN
中间两根桩不受变矩影响，每根桩承受66.7吨的压力如下图：
参考文献
1.《混凝土结构设计规范》（GB0010-
2.《建筑抗震设计规范》（GB
3.《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
4.（美）林同炎，S.D.思多台斯伯利著：结构概念与体系
