淺論建筑概念設計

蔡杰 戚億里

摘要：通過介紹概念設計的內容、發展狀況、特點以及比較了概念設計和理論計算的異同，指出概念設計的重要性，并為今后的建筑概念設計提供參考依據。呼吁能進一步加強研究，逐步改變設計人員目前在工程中的理論計算重于概念設計的理念。

關鍵詞：概念設計，理論計算，重要性，區別

概念設計的重要性在20世紀70年代的唐山大地震后被國人所認識，逐漸開始在建筑工程中使用。在后來的地震中均取得了顯著的效果，保護了人們的生命與財產的安全。在21世紀里，隨著我國路梁、碼頭、房建等基建工程的快速發展，相關的概念設計在設計中的運用也受到應有的重視，而且其優勢和特點在實際工程的應用中也得到了體現。

1 概念設計和理論計算的內容

概念設計一般是指不經過數值計算，而根據人們已有的目標設計的經驗和深刻理解的基本概念，結合地質資料，安全等級，房屋功能，當地資源及抗震設防等，從整體的角度進行建筑平面的布置，結構體系的選擇等一系列定性（包括規范要求的一些構造做法）的設計過程。其內容有：建筑的選址，結構的體系，基礎的形式，構件的尺寸等。

理論計算從某種角度來說，是概念設計的反向過程。其根據概念設計的總要求，數學和力學等學科的各種原理一系列定量（強度、剛度、穩定性以及變形）的設計過程。

2 概念設計的發展簡況

概念設計首先源于抗震的概念設計。

20世紀初期，世界上幾個地震活動性頻繁的國家在建筑規范中首先提出抗震設計條款，隨著地震工程科學的發展，這些早期的抗震規范條款不斷地補充、升級。

1984年第八屆世界地震工程會議上，人們總結了大地震災害的經驗，抗震概念設計問題得到了國內外工程界的普遍重視。

1990年起中國開始施行的《建筑抗震設計規范》GBJ11-89中，列出了結構抗震設計中必須符合的規定，以保證“概念設計”在抗震設計中得以實現。

在20世紀90年代，歐洲結構抗震規范（Eurocode 8 簡稱 EN 1998）的制定，從抗震設計基本要求、建筑抗震概念設計基本原則、場地類別、地震作用和結構抗震驗算等幾個方面來保證“概念設計”的實現。歐洲于2003年修改完成的草案6（prEN 1998-1：200X DRAFT No6）更是具體到十個部分來細化“概念設計”的規定。[1]

2002年1月中國實施的《建筑抗震設計規范》GB50011-2001對概念設計的要求做了更全面、更符合實際的規定，尤其是增加了“不規則建筑結構的概念設計”，使得概念設計在工程中的應用更具體更明確的落到了實處，切實提高了結構的抗震能力。

2010年12月中國實施的《建筑抗震設計規范》GB50011-2010總結了近年來國內外大地震的經驗和教訓，肯定了概念設計的運用，修訂后的規范中不少的概念設計以強制性條文的形式出現。[2]

3 概念設計的特點

對概念設計的分析研究和大量的工程實際應用證明，概念設計是建筑工程中設計的靈魂。概念設計是一種設計的思路，它具有明顯的特點，主要表現為：1.概念設計能全面合理地解決設計中的基本問題；2.既注意總體布置上的大原則，又顧及到關鍵部位的細節；3.從根本上提高結構的可靠度；4.節約原材料、縮短工期、降低工程造價，綜合經濟效益顯著。

4 概念設計與理論計算的異同

概念設計與理論計算有區別嗎？答案是肯定的。我們可以通過下面的表格（表1-1）來明白概念設計與理論計算的區別。

從對比中我們可以看出建筑的設計分為概念設計和理論計算，概念設計是除了理論計算以外所有的設計內容。其重要性不言而喻，但是現在我們很多設計人員過于理論化，任何情況下首先講的是計算結果，而忽視計算背后的概念。特別是在結構分析方面由于不可能完全充分的考慮結構空間作用，結構材料性質，特別是結構進入彈塑性以后材料非彈性性質、阻尼變化等因素，結構計算也有其不準確性，因此結構不能完全依賴理論計算而必須強調概念設計。而概念設計能對以上的一些問題進行度的把握，因此體現出其無比重要。

當然了，不能因為強調了概念設計的重要性，就輕視了設計過程的計算，沒有單根構件的安全就沒有整體結構的安全。林同炎老先生在《結構概念和體系》[4]書中也強調概念和計算要結合起來。

4 結論

經過多年的經驗證明，概念設計在設計中的經濟效益十分顯著，其應用前景十分廣闊。但是國內外對于建筑概念設計的認識仍然不足，阻礙了概念設計在建筑工程中的推廣及運用。建筑設計不能完全依賴“理論計算”解決，需要通過良好的“概念設計”來把握。事實上在建筑設計中概念設計和理論計算同等重要。因此，這需要設計人員不斷地豐富自己的設計理念，使工程的設計方案經濟、合理，保證項目的施工能“又快、又好、又省”。

參考文獻：

[] Eurocode 8， Design of structures for earthquake resistance， Part 1：General rules， seismic actions and rules for buildings， Draft No6 [S]. Ref No： prEN 1998-1： 200X， CEN： European Committee for Standardization， Janurary 2003.

[2] GB50011-2010，建筑抗震設計規范[S]。

[3] 付向紅. 建筑結構抗震概念設計[J]. 住宅科技， 2007，32（7）：31-34.

[4] Tung-yen Lin、Sidney D. Stotesbury. Structural Concepts And Systems For Architects And Engineers[M]. Unite States Of America，John Wiley & Sons Inc， 1981.