摘要：近些年来，建筑业有了突飞猛进的发展，城市规划设计中的高层建筑越来越多。它以其高度强烈地影响着规划、设计、构造和使用功能．就结构特性而言，高层建筑是必须着重考虑水平荷栽和竖向荷载组合影响的建筑物。针对这种情况，就需要将概念设计应用到高层建筑结构优化设计中，并严格依据相关的规定和标准，充分考虑诸多方面的因素，积极应用先进的科学技术，进行分析和计算，以便制定最为科学的优化设计方案，得出最为安全适用的结构，它的经济合理性也可以得到显著提升。
关键词：高层结构；结构体系；概念设计
1高层结构概念设计
把房屋看成—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），可以把基本设汁方案概念化．建立—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—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。
2概念设计在高层建筑结构优化设计中需要遵循的原则
合理选择设计方案：这里的设计方案包括基础方案、结构方案等，以结构方案为例，在建筑建设前，需要对施工现场的进行全面调查，了解施工现场的周边环境、地质水文条件、建筑材料的准备情况，以及用户对于建筑的要求等，以此为基础，制定多个不同的设计方案，然后择优而选，确保结构方案的合理性、可行性和可靠性。合理选择计算简图：计算简图与实际结构之间不可能完全一致，必然会存在一定的误差，只要这些误差在允许的范围内，都可以正常使用，但是如果误差较大，就需要重新进行处理和计算。在这个过程中，计算简图的选择是非常关键的，选取不当很容易引发安全事故，因此需要相关设计人员的重视。正确分析计算结果：在计算机技术和软件技术不断普及的现在，建筑结构设计过程中，很多时候都会采用各种各样的专业软件进行设计，但是由于软件程序等因素，设计出来的建筑结构可能不会十分精准，从而导致计算结果的偏差和错误。对此，设计人员需要正视计算机得出的结果，结合自身的实际工作经验，对其进行分析和判断，确保计算结果的准确性和可靠性。
3概念设计在高层建筑结构优化设计中的应用
3.1楼层平面刚度
在对高层建筑进行结构设计时，由于建筑自身的复杂性，计算数据庞杂，因此一般都是通过计算机进行计算。当前常用的计算程序，通常都是将楼层假设为刚性楼面（楼板平面内刚度无限大），极个别的软件会考虑弹性楼板的情况。如果确定楼层为刚性楼面，则认为其在平面空间内，只作刚体运动，而不会发生剪切和弯曲变形。而由于采用了刚度无限大的假设，则在对建筑楼层进行结构设计时，楼面的构造需要保证楼板刚度的无限大。在现行的标准中认为，当楼板在自身平面内的挠度小于1/2000，可以将其看作刚性楼板。在这种情况喜爱，模拟计算的结果基本上可以准确地反映建筑结构的真实受力情况，以此为基础所设计出来的建筑结构，是比较合理的，在安全方面也有着很大的保障。
反之，如果设计的楼板变形较为明显，如楼面宽度狭窄、平面上存在较长的外伸段、存在错层结构等，如果按照刚性楼面进行计算，则很难保证结果的准确性，结构的安全性和合理性也就存在很大的不足，对于这种情况。
3.2抗震设计
建筑自身的抗震能力直接影响着建筑的稳定性和安全性，因此，建筑设计人员在对高层建筑进行设计时，需要将建筑的抗震概念设计充分考虑进去，以减少强烈震动对于建筑的影响和破坏。从建筑的整体结构来看，不仅存在有敏感薄弱的部位，也存在有坚固抗震的部位，当震动到来时，震动波作用在建筑上，如果集中于建筑的敏感薄弱部位，则很可能造成建筑结构的损坏，甚至可能瞬间倒塌。而为了使得建筑具备较强的抗震能力，设计人员可以通过科学合理的设计，使得建筑可以在面临强烈震动时，对受到的冲击作用进行分散，从而确保建筑的稳定和安全。建筑抗震概念设计需要考虑几个基本原则：首先，结构应该简单。当地震来袭时，建筑应该具有直接而且明确的传力途径，以确保对作用力的快速分散。其次，结构规则而且均匀。规则均匀的建筑结构，其承载力也会分布的比较均匀，传力途径突变的概率也会比较小，建筑自身的安全性更强。然后，结构的刚度和整体性。在地震中，建筑承受的作用力方向是不规则的，可能来自任意一个方向，因此，在对建筑进行设计时，需要确保其在各个方向上都具备一定的承载能力，在结构设计时，对结构的刚度进行合理选择，确保结构的整体性，可以有效减少地震对于建筑的破坏。
3.3基础埋深
对于高层建筑而言，由于自重较大，对于基础的承载能力要求较高，因此，建筑设计人员在对建筑进行设计时，为了保证建筑的稳定性和抗震性，需要适当增加建筑基础的埋深。在相关规范中，对于高层建筑的基础埋深，有着非常明确的标准，如果采用的是天然地基或者复合地基，则基础埋深应该为建筑自身高度的1/15，如果采用的是桩基础，则基础埋深应该为建筑高度的1/18。从这个标准来看，建筑基础的埋深仅仅需要考虑基础的型式以及建筑自身的高度，但是在实际施工中，基础埋深的设计还需要充分考虑建筑的裙房底座宽度、地下室底盘宽度、高宽比等各方面的因素。当建筑的高度和基础型式相同时，如果高宽比较大，则基础埋深应该适当增大；当地下室面积与塔楼投影面积相同时，基础埋深同样需要加大。建筑设计人员需要充分理解高层建筑基础埋深的本质涵义，在实际工程设计中进行灵活运用，以确保高层建筑结构设计的合理性和可靠性。
4实施概念设计的措施简述
为了提高设计的科学性和合理性，同时保证工程的质量和安全，在进行概念设计时，主要运用以下几种措施：在高层建筑场所的选择上，要选择抗震性能比较高的，如果选择的场所抗震性能较差同时还必须在此施工，那么要进行科学的补救措施，以免造成不必要的危险；在结构材料的选择上，要选择抗震系数比较高的结构材料，而且选取的材料还应具有良好的均匀性，满足抗震的要求，保证安全性；在结构构件的组合上，添加赘余等组件，减小地震的破坏性，也可以多增加防线；在构件的延性上下功夫，通过采取多种有效的手段，提高刚度和承重能力，增加抗震的能力；在构件的连接上，保证结构的整体性和统一性，加强对节点的控制，保证其连接的质量；实现所有设计的完全一致，在相关的数据等方面做到精确一致，保证方案的科学化和合理化。
5结语
除了上述的几种结构体系外，还有其他一些结构体系，如薄壳、膜结构、网架等。随着时代的进步，会涌现出越来越多更好的结构体系。这就需要不断学习，从各方面考虑运用经济合理的手段到达目标。
参考文献
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