概念设计是运用人的思维和判断，从宏观角度确定结构设计的基本问题。概念设计是结构设计的本质，设计思维是结构设计分析和应用的手段。灵活运用概念设计和设计思维就像结构工程师的“右臂”，在实际项目中会事半功倍。概念不是简单的经验积累，而是先验和直觉，背后是设计思维甚至哲学。概念设计必须建立在扎实的理论基础、丰富的实践经验和不断的创新思维的基础上。概念设计应基于从点到线、从线到面、从面到空间体的整体思维，强化局部，强调整体；概念设计，无论是点、线、面、空间，都强调“一”，即简单，能看到复杂背后最简单的本质。
1. 概念设计
(1)物尽其用
力流的传递过程要“物尽其用”，提高材料的利用效率。例如，混凝土的抗压强度远大于抗拉强度，因此混凝土构件应承受压缩而不是拉伸或弯曲。当结构承受弯矩时，弯矩的本质也是拉应力和压应力，拉应力材料的利用率不高。拱的效率高于梁（其比梁构件具有更多的轴力），桁架结构的性能高于实体结构，也反映了上述观点。
设计筏板基础时，常采用“柱墩”或变厚筏板。柱墩设置范围较小，主要用于解决柱根（或坚固墙体）的冲孔问题。如果整块板加厚，造成浪费。
(2) 制服
刚度的排列应均匀，否则刚度不均匀会导致力流不均匀。刚度一般包括X方向和Y方向刚度。结构周期中某个角的平移周期是不纯的。其背后的本质是方向两侧刚度不均匀或结构内外相对刚度不合理（产生扭转变形）。只有当X方向或Y方向两端的刚度接近（均匀）时，位移比才会小。只有两端刚度大于中间刚度时，扭转才小（在偏心载荷作用下），周期比更容易满足。
结构传递层上下的刚度比规定体现了结构竖向刚度均匀变化的要求。在转换层结构中，如果转换梁上的剪力墙布置不均匀，则会在转换梁上产生较大的相对竖向位移，从而导致转换梁超配筋。
(3) 连续
当柱网纵横方向长跨与短跨之比≤1.2时，次梁在满足施工的前提下，一般应尽量沿跨度最长的方向布置要求（一般墙下梁）。这也是为了实现力流。结构在纵向和横向上分布均匀。如果结构的纵向刚度较大，则必须承受较大的力。次梁纵向连续布置。可以充分利用梁端负弯矩进行协调变形。
设计楼板时，次梁应连续布置。如果它们不连续（间断或交错且间隔很近），则扭转会很大，主梁往往会过度配筋或计算出的箍筋值会很大。
图1.1.1中的牛腿与钢柱刚性连接。牛腿根部弯矩较大，对钢柱不利。牛腿的上下翼缘可延伸至钢柱边缘钢结构楼板厚度，形成“刚性域”。可以形成更可靠的连接关系。
图1.1.2中钢梁节点不连续，采用“端板+加劲肋”加固。
(4)力传递路径短
四面支撑的地板在传递力时，首先在短方向传递。当柱网高宽比大于1.5时，宜采用带加强边梁的单向次梁方案。单向次梁宜沿跨度大方向布置，落在跨度较小的主梁上。大家可以齐心协力，跨越大跨度，而不是依靠别人来跨越很长的距离。这样，短的力传递路径比连续的结构布局更重要。
在设计楼层时，次梁在不同位置的布置会产生不同的效果。次梁布置在满足建筑要求的前提下，应尽量靠近支撑（≥300mm），保持传输路径短，如图1.1所示。如图3所示。
基础设计时，如果采用人工挖孔桩或旋挖桩，可将桩布置在墙端钢结构楼板厚度，使上剪力墙（类似深梁，向两侧传递）的力直接传至墙端。传送到桩上。帽间梁一般可构造如图1.1.4所示。
(5) 力沿着最硬的部分传递
力流总是自发地向刚度更大或“增加”的方向传递。若减小门式刚架钢梁中段截面，则端部截面应力比增大。如果柱顶点采用铰接，则钢梁的应力比会增大。如果柱角采用铰接，钢梁的应力比也会增大，正好证明了这个道理。在装配式剪力墙结构中，如果次梁采用图1.1.5中的节点，也可以用这个原理来解释。
图1.1.5 预制次梁与中间梁的连接
注：次梁与主梁浇铸在一起。由于次梁端部高度变小，而次梁中段高度不变，所以次梁中段刚度变得大于次梁端部刚度，且力沿刚度较大的方向传递，导致次梁端部弯矩变小，更靠近铰接处。这是因为次梁沿梁长度的高度变小，并且次梁和主梁之间的支撑件（中间）变得更接近铰链。近盘整的原理是不同的。
(6)变形协调
可以人为地改变结构布局或结构刚度，并且可以在一定成本下改变力流的方向。例如，板的内力一般会自发地传递到板的短边，但可以通过设置次梁来改变力流的分布。例如，柱底弯矩经独立基础协调后，弯矩转化为力矩，作用于土体上。墙底弯矩或墙肢底部轴向力不同时在帽上产生的弯矩由帽协调。力矩转换为扭矩，作为轴向力作用在桩上。
箱形基础底板、面板和筏板基础底板的弯曲计算包括局部弯曲和全局弯曲两部分。当基础不是很均匀，板厚从小到大增加到一定厚度时，可以找到局部弯曲与整体弯曲协调的过程。
混凝土在装配预制构件时通过预留空间起到“协调”作用，保证结构的安全。例如，梁柱节点预留混凝土配合空间，在预制板上现场浇注一定厚度的混凝土配合。 、边缘构件通过现浇混凝土等进行协调，从而更好地将不同构件连接在一起，保证结构或构件的安全性能。有时候，预留空间也能解决“钢筋打架”的问题。
减少和增加梁高度。降低梁高可以减少梁上的内力，这对于正常情况下调节超配筋非常有效。但当结构位移接近极限时，可能会导致位移超过极限。增加连梁的高度会增加连梁上的内力，但部件的阻力也会增加。这可以防止连梁过度加固并减少位移。但这种方法可能会受到建筑物梁高的限制，而连梁的高度如果增加超过一定限度，就需要对结构进行加固，这也导致钢筋用量的增加。
2、设计思维
（一）借东西
钢结构设计中采用牛腿，预制设计中在框架梁上堆放（图1-6），在楼梯梁上堆放（图1.1.7），剪力墙竖向连接的套筒等都是借用的。形成支持关系或“持续”关系。
在钢结构节点中，经常使用第三对象（端板、加强筋、连接板或“刚性域”）在不同位置布置螺栓和连接焊缝，以在不同构件之间形成可靠的连接（刚性或铰接）。 ）。图1.1.8中，钢柱与钢梁通过在柱顶设置端板和螺栓进行刚性连接。图1-8中，钢梁左右两端通过10mm厚的节点板焊接，上下翼缘与节点板焊接形成刚性连接。
图1.1.9中，垂直相交的主次梁通过主梁内的加劲肋可靠连接，与上下翼缘形成稳定的承载关系。主梁中心和轴线附近布置螺栓，与次梁线连接以承受剪力。力，当次梁翼缘与主梁翼缘焊接时，形成固结连接。该节点在钢主梁平面外设有楼板，保证其面外稳定性。
布置人工挖孔桩或灌注桩时，一般应扩大基础，以减小桩距。对于常规工程，剪力墙下方一般布置2～3个人工挖孔桩。桩的最小中心距为：1.5D或D+1.5m（但D>2m），当底部不扩底时，桩距应满足非挤土灌注桩的要求：2.5 d.人工挖孔桩端部落在岩石上时，在不考虑侧摩力的情况下，扩底后的净距不应小于500m，扩底为借物。
门式刚架中心柱之间的支撑、屋盖支撑、桁架腹杆等都是借物，使力流以拉压轴力的形式传递到另一端，形成力臂平衡弯矩。
设计预应力结构时，预先在梁板的端部和底部施加预应力，以平衡使用过程中的荷载。它是一种借力形式，形成相对刚度，增加受拉区的相对“总张力”；构件呈拱形布置，借物形成的支撑与跨中之间为力臂关系，从而平衡跨中弯矩（两端支撑非固定端时）承受更大的负荷。
在加固设计中，如果梁高有限，可以采用钢梁来满足刚度和强度要求。生活中正确的做事和说话方式是引导和比喻，借助第三方（参照物）来完成事情。在做结构设计的时候，经常会参考别人做过的同类型的工程项目、参考图集等，这些都是参考对象，借用对象。
(2)类比
钢结构设计与混凝土结构设计的类比，如钢梁与混凝土梁的类比（翼缘和腹板应力分析），增加钢梁翼缘厚度的效果类似于增加一排额外的面筋或底筋（抗弯力），钢柱 与混凝土柱类比。混凝土结构设计中，需要对不连续的地方进行加强，如边缘构件、板边、角柱、底柱、顶柱等，可以类比钢结构设计中的不连续处（节点）。还应该加强。在理解结构设计时，可以利用生活中一些容易理解的现象来帮助自己触类旁通。例如，地震类似于紧急制动或紧急加速。大底盘结构之所以比独立结构更稳定，是因为坐着比站着更稳定。占地面积 应控制建筑结构的高度，以免体重过重的人容易跌倒。因此，结构自重不宜过大，以免地震力过大，楼板开洞，导致水平力在开洞处传递。作用力被中断，导致应力集中，这就像洗车所用的水管直径减小时，压力会增大一样。剪力墙结构中的连梁过度配筋，有时会降低梁高，削弱连梁的作用，让墙体承担更多的责任，这类似于拉人时松手的原理在生活中。桩基是布置在墙的两端还是墙的中间，可以类比是踩在脚底还是脚心疼。生活中做事必须有连续性。它可以与结构设计进行比较。梁的布置应尽可能连续（一般沿跨度最长的方向布置、梁端悬挑等），墙体的布置应连续（拐角处放置旗帜）。 。生活中，有时候做事要直接去找负责人或者领导，这样做事就更直接了。它可以与结构设计进行比较。结构的布局应尽可能直接和简短（通过布局）。
在装配式建筑中，不同构件（垂直或水平构件）的装配可以用板模型来类比，即通过确定不同的支撑，在两侧形成单向板、三边板、四边支撑。双方。座椅等双面面板
钢结构节点的处理方法可以与混凝土结构进行比较。图1-5、1-11和1-12中的螺栓可以与混凝土结构中梁和柱中的纵向钢筋进行比较。图1-5和图1-11中，端板内设置了不同方向的加强筋。类似于在混凝土板的不同方向放置次梁。当圆钢管焊接到构件上时，圆钢管可以比作混凝土圆筒中纵向钢筋的布置。
（三）极端思维
阴阳生万物，阴阳至极。使用极端的思维方法可以很容易地理解很多事情，例如将梁的两个支撑之一的刚度更改为无穷小（或足够软）以解释沿着高刚度位置的力传递。
(4) 亲属关系
力流可以改变部件的刚度。预应力结构可以这样理解。通过控制固定强度，人为改变预应力的形状和位置，产生不同的变形效果。刚度也是相对刚度。
控制扭转的关键在于“加减法”以及墙体和内墙体两端接近（均匀）刚度，而不是外墙体的绝对刚度。如果了解了相对刚度，就会明白“减法”在刚度调整过程中的重要作用。在减法过程中，还需要控制X方向或Y方向两端的刚度接近（均匀），否则两侧会发生扭转变形。
构件中的固结、简单支撑（或铰接）与相对刚度密切相关。当双向板为整栋楼板（板厚较厚），且相邻两侧为小跨板（板厚较小）时，由于两者刚度相差过大，通常不适合有固定端（对于小跨度的板来说，就是固定端）。当支撑端跨板的边梁为宽扁梁或近乎深梁时，由于边梁具有很大的扭转刚度，也可作为楼板的固定端部。
结构静力学的位移法也是刚度法。将实际结构抽象成数学模型（计算图）就是结构
第一步分析。决定连接的主要因素是结构各部分刚度的比值，即结构各部分的相对刚度。超静定结构的应力状态取决于各部分的相对刚度。计算的简化来自于刚度的简化。相对刚度大的零件简化为无限刚度，相对刚度小的零件简化为零刚度。
对于图1.1.10(a)和图1.1.11中的梁，左主跨的旋转刚度是右跨的20倍以上。计算图分别见图1.1.10(b)和1.1.10(b)。在工程结构设计的精度范围内，可以认为，如果与一根梁连接的其他构件的总刚度远大于该梁（如4倍以上），则该梁端部可视为完全固结时，若被连接构件的总刚度为梁刚度的1～3倍，端部约束介于完全刚性连接和铰接连接之间，按弯矩分配法计算。
图1.1.12所示为门式刚架及其弯矩图。 Q=20KN/m，刚架跨度为8m，高度为6m。若梁截面尺寸增大，柱截面尺寸减小，弯矩趋于图1.1.12(b)，横梁弯矩接近简支。在梁的弯矩图中，跨中弯矩很大，这种内力状态是不利的。反之，如果柱截面尺寸增大，横梁截面尺寸减小，则弯矩图将趋于图1.1.12(c)，横梁弯矩图为与固定端梁弯矩图接近，柱的弯矩值很大。是不利的。适当调整梁、柱的截面尺寸，可以使梁的跨中弯矩与支架的弯矩大致相等，同时也可以减小柱的弯矩值。
悬臂在基础上的两根立柱独立作用。柱在水平荷载作用下的抗弯力很小(1.1.13a)。这可以通过添加铰接水平构件来改善（图1.1.13b）。铰接水平构件无法抑制柱顶变形，提高悬臂柱的抗弯刚度。最好的办法是使水平构件与柱顶刚性连接（图1.1.13c），使水平构件与柱能够相互约束转动，使柱产生反向弯曲。 ，改变反弯点的位置，让弯矩从柱底分布到梁端，让柱底的轴力（拉压力）分担一部分弯矩（图1.1.14）。在实际框架中，框架作用的程度主要由梁柱刚度比决定。如果单柱的刚度大于梁的刚度，则大部分倾覆力矩将由各柱的弯曲作用来承受。如果梁刚度较大，柱中的弯矩就会减小，成对的轴向力将分担大部分倾覆力矩。这样，弯曲阻力就会从独立柱的弯曲转移到整个框架的弯曲。独立立柱的抗弯力臂较小，而成对立柱组成的框架则力臂较大。
梁、柱的线刚度比是一个非常重要的因素，是梁架作用程度的指标。当梁、柱的刚度比减小时，柱顶会发生较大的旋转。当梁柱刚度比为1：1时，拐点约为柱高的3/4，框架作用程度为完整框架的作用程度。 1/2；粗略估计，当梁柱刚度比小于1：1时，可以认为不存在框架效应。实际设计中，几乎没有梁柱线刚度比能达到3~4，除了大跨度（L>24m）单向密肋楼盖的侧支撑框架可以达到2~4。 3.除此之外，其他值一般不会超过1.5~2.0。
(5)积极与消极的思考
“刚度”的基本概念：结构或构件抵抗外力的变形能力。但僵硬是看不见、摸不着的。我们可以用“正反思维”从变形的角度来理解刚度的内涵。结构设计的关键是控制变形和相对变形。变形包括水平位移、垂直位移、旋转角度（扭转变形等）、相对水平位移、相对垂直位移、相对旋转角度等。概念设计中的结构布置是连续的，也控制着构件的变形。
（六）二十八条规则：
在任何一组事物中，只有少数事物发挥主要作用。例如，外围和拐角处的剪力墙对抵抗水平风荷载和水平地震作用的贡献最大。当独立基础承受较大弯矩时，独立基础周边部分的贡献较大（力臂较大）。区分出结构或构件中的主次因素后，可以根据结构或构件计算指标更有效地调整结构或构件布局，以满足规范要求。 (7) 避免
当变形协调需要较大成本时，可以采用回避方法。有时高层建筑比较复杂，采用桩基。
核心部分一般采用大承台+桩基础，其他部分采用小承台+桩基础。如果将它们连接在一起，不同部件的变形就会不同，协调起来需要很大的成本。 (8)“一”
《道德经》第四十二章：道生一，道生二，二生三，三生万物，万物皆可归于“一”。
在建筑物中，许多构件可以简化为悬臂梁、简支梁和连续梁模型。单向板、悬臂板、梁的计算模型有很多相似之处；地下室外墙可以简化为梁模型，整个建筑可以简化为悬臂梁模型。
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