建筑工程創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計模式探討

廣西教育建筑設(shè)計院 廣西南寧 530021

摘要：創(chuàng)新是技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的源泉，尤其是在世界進(jìn)入知識經(jīng)濟(jì)的時代，創(chuàng)新更是一個國家國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基石。同時，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在整個建筑工程設(shè)計中占有很重要地位。因此本文以建筑工程行業(yè)為研究對象，結(jié)合創(chuàng)新設(shè)計的特點(diǎn)，深入研究了建筑工程創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的設(shè)計模式，希望對推動建筑行業(yè)的發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：建筑工程；創(chuàng)新結(jié)構(gòu)；設(shè)計

前言

建筑工程創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計是指充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造能力，利用人類已有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果（含理論、方法、技術(shù)、原理等），進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，設(shè)計出具有新穎性、創(chuàng)造性及實(shí)用性的建筑的一種實(shí)踐活動。創(chuàng)新設(shè)計是人類改造自然的基本活動，是復(fù)雜的分析、規(guī)劃、推理與決策過程，蘊(yùn)涵著創(chuàng)新和發(fā)明。伴隨著城市人口日益增多，建筑用地日益減少的情況下，對建筑工程進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計成為城市建設(shè)的必然選擇。作為城市的地標(biāo)，建筑工程不僅可以為城市創(chuàng)造出美麗的天際線，而且可以帶來城市商業(yè)交流、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的價值。

1建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀

（1）重視大工程的設(shè)計、輕視小工程的設(shè)計；重視主樓設(shè)計、輕視附屬工程或室外工程設(shè)計。一些工程設(shè)計單位，對大工程、主樓的設(shè)計一般都很重視，在功能、結(jié)構(gòu)等方面都注意優(yōu)化，設(shè)計也較完整、細(xì)致；但對小工程、附屬工程或室外工程設(shè)計往往重視不夠，設(shè)計粗糙，相應(yīng)出現(xiàn)的問題較多。究其原因，往往是對于大工程單位重視，通常指派水平高的設(shè)計師承擔(dān)任務(wù)，而設(shè)計師本人也很重視，但對于小工程或附屬工程，多數(shù)會由相對水平較低的設(shè)計師完成設(shè)計，或者設(shè)計師本人沒有足夠的重視，這樣將很可能產(chǎn)生設(shè)計質(zhì)量上的差距。

（2）結(jié)構(gòu)專業(yè)方案優(yōu)化設(shè)計不夠。有些工程設(shè)計需分階段進(jìn)行，但經(jīng)常是設(shè)計方案一經(jīng)確定便直接進(jìn)行施工圖設(shè)計。有些施工圖設(shè)計由于各種原因，很少進(jìn)行總體方案和專業(yè)方案的比較論證工作，造成了工程設(shè)計的先天不足。

（3）設(shè)計單位內(nèi)部缺乏統(tǒng)一的技術(shù)措施或統(tǒng)一作法。有的設(shè)計單位內(nèi)部缺乏統(tǒng)一的技術(shù)措施。常常會出現(xiàn)同一小區(qū)、不同結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的做法不同，自然存在各單體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣差異，存在相似單體工程造價有相對較大的不同[1]。

（4）有的設(shè)計人員缺少經(jīng)濟(jì)質(zhì)量的意識，隨意增大結(jié)構(gòu)用材量或隨意提高結(jié)構(gòu)或部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全系數(shù)。其實(shí)，隨意增大結(jié)構(gòu)用材量，帶來的不一定是安全，隨意加大結(jié)構(gòu)或部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全系數(shù)，也未必對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件是有益的。

（5）現(xiàn)實(shí)中不少工程設(shè)計該計算的不計算，或?qū)τ嬎憬Y(jié)果不進(jìn)行分析與比較，為了圖快或是怕麻煩，只憑經(jīng)驗(yàn)確定，寧大勿小；校對審核也是形同虛設(shè)，只簽字不看圖；還較多地存在著設(shè)計深度不夠，施工中出現(xiàn)了問題再補(bǔ)圖等情況。

（6）過分依賴計算機(jī)和計算機(jī)軟件，盲目信任程序，對計算模型的選取及其理論依據(jù)不加分析，只看計算機(jī)計算結(jié)果。

2建筑工程創(chuàng)新設(shè)計的特點(diǎn)及必要性

2.1建筑工程創(chuàng)新設(shè)計的必要性

（1）建筑結(jié)構(gòu)造價在建筑工程總投資中占有較大比例，做好建筑總投資控制必須先做好結(jié)構(gòu)投資控制。

（2）房地產(chǎn)市場競爭趨于白熱化，如能通過“結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化”降低不必要的土建成本，就一定能在房地產(chǎn)市場的價格戰(zhàn)中占據(jù)先機(jī)。

（3）“結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化”在減下浪費(fèi)的土建成本的同時，還可解決結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理問題，減少差錯，提高結(jié)構(gòu)的安全度。

（4）目前設(shè)計市場比較混亂，設(shè)計優(yōu)化是有必要的，有利于節(jié)約成本、減少浪費(fèi)，是投資方、建設(shè)方的追求，也是優(yōu)秀設(shè)計團(tuán)隊(duì)和優(yōu)秀設(shè)計師的追求。設(shè)計費(fèi)一般為基建投資的1%～5%，但是對投資的影響卻高達(dá)75%以上，在滿足同樣功能的條件下，設(shè)計優(yōu)化可降低工程造價1%～10%，甚至可達(dá)10%～30%[2]。

2.2建筑工程創(chuàng)新設(shè)計的特點(diǎn)

①創(chuàng)新設(shè)計是涉及多種學(xué)科，包括設(shè)計學(xué)、創(chuàng)造學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會學(xué)、心理學(xué)等的復(fù)合性工作，其結(jié)果的評價也是多指標(biāo)、多角度的。

②創(chuàng)新設(shè)計中相當(dāng)一部分工作是非數(shù)據(jù)性、非計算性的，要依靠對各學(xué)科知識的綜合理解與交融、對已有經(jīng)驗(yàn)的歸納與分析，要運(yùn)用創(chuàng)造性的思維方法與創(chuàng)造學(xué)的基本原理開展工作。

③創(chuàng)新設(shè)計不只是因?yàn)閱栴}而設(shè)計，更重要的是提出問題、解決問題。

④創(chuàng)新設(shè)計是多種層次的，不在乎規(guī)模的大小，也不在乎理論的深淺，注重的是新穎性、獨(dú)創(chuàng)性。

⑤創(chuàng)新設(shè)計必須具有實(shí)用性，其最終目的在于應(yīng)用。

3建筑工程創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計模式探討

3.1仿生建筑設(shè)計模式

建筑形式的仿生是創(chuàng)新的一種有效方法，它是通過研究生物千姿百態(tài)的規(guī)律后而探討在建筑上應(yīng)用的可能性，這不僅要使功能、結(jié)構(gòu)與新形式有機(jī)融合，而且還應(yīng)是超越模仿而升華為創(chuàng)造的一種過程。只要我們善于觀察和吸收自然界中千變?nèi)f化現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律，我們就能有取之不盡的源泉。遺憾的是也經(jīng)常會出現(xiàn)一些簡單模仿某一形象的作品，這些都已背離了建筑仿生的意義，只是一種單純追求新奇噱頭的效果，它既無創(chuàng)新的價值，也不能與周圍生態(tài)環(huán)境取得協(xié)調(diào)，是一種建筑文化的糟粕，這是需要引以為戒的。建筑師應(yīng)善于觀察自然界的一切生成規(guī)律，并應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)去創(chuàng)造嶄新的仿生結(jié)構(gòu)體系。從一滴水珠和一個蛋殼看到了其自由拋物線型曲面的張力與薄壁高強(qiáng)的性能；從一片樹葉的葉脈發(fā)現(xiàn)了其交叉網(wǎng)狀的支撐組織肌理，這些對建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計都是十分有益的啟示。

3.2設(shè)計技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性相互統(tǒng)一

建筑工程設(shè)計既要做到保證結(jié)構(gòu)的安全和質(zhì)量，又不浪費(fèi)投資，一般可從以下兩個方面人手，一是遵守國家行業(yè)和地方制定的一系列的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范具有技術(shù)立法性質(zhì)，設(shè)計、施工必須遵守。而且，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是在國家方針、政策指導(dǎo)下制訂的，它是根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合國情進(jìn)行綜合分析，提出的科學(xué)的、合理的安全度等方面的要求。二是在遵守規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的前提下，發(fā)揮結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的主觀能動性，科學(xué)的進(jìn)行設(shè)計，在重視項(xiàng)目技術(shù)質(zhì)量的同時，重視其經(jīng)濟(jì)質(zhì)量[3]。

結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該以提高項(xiàng)目投資效益為目標(biāo)，在工程建設(shè)過程中將技術(shù)和經(jīng)濟(jì)有機(jī)地結(jié)合起來，通過技術(shù)比較、經(jīng)濟(jì)分析和效果評價，正確處理技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理之間的對立統(tǒng)一關(guān)系，力求在技術(shù)先進(jìn)前提下的經(jīng)濟(jì)合理，在經(jīng)濟(jì)合理基礎(chǔ)上的技術(shù)先進(jìn)，將控制工程項(xiàng)目投資觀念滲透到工程設(shè)計的各個階段之中，貫徹于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的全過程。

3.3 新技術(shù)、新材料模式

目前有很多新技術(shù)新材料可以達(dá)到節(jié)省成本、提高效能和縮短工期的目的。新材料、新技術(shù)的應(yīng)用要從設(shè)計開始，在設(shè)計過程中可突破傳統(tǒng)的設(shè)計方案，合理采用新技術(shù)、新材料。要不斷更新才可以改變傳統(tǒng)方式，才能提高效益，節(jié)省投資。

3.4節(jié)材理念的樹立

結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的思路和方法是，結(jié)構(gòu)材料要用到必要的位置，發(fā)揮材料更高的效率。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，僅靠增大材料用量來保證或提高結(jié)構(gòu)安全的做法，不是一個好的結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該考慮和采取的。結(jié)構(gòu)概念不清的工程師，在結(jié)構(gòu)計算完成、繪圖時，往往會采取再人為的加大一下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面、增大一下配筋量的方法，來使自己放心、保證結(jié)構(gòu)安全。此時應(yīng)注意，并非增大了材料用量，結(jié)構(gòu)就一定更安全。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)認(rèn)識到節(jié)約投資是設(shè)計的義務(wù)。從某種意義上也可以這樣說，節(jié)材就是結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新優(yōu)化。

4.結(jié)語

總的來說，創(chuàng)新設(shè)計的道路不是一帆風(fēng)順的，障礙和阻力隨時會出現(xiàn)在創(chuàng)新發(fā)生和發(fā)展直到最終實(shí)現(xiàn)的一刻。在建筑工程設(shè)計創(chuàng)新系統(tǒng)中，無論是創(chuàng)新認(rèn)識的形成和發(fā)展，還是創(chuàng)新成果的實(shí)現(xiàn)都會遇到不同阻力的影響。要想使創(chuàng)新系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，創(chuàng)新活動得以順利進(jìn)行，需要認(rèn)清困難和消極因素，爭取努力克服不利因素的影響，化阻力為動力，促進(jìn)創(chuàng)新朝著更順利的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]舒雷峰、戴建明.建筑施工技術(shù)改進(jìn)三則[J].建筑工人，2008（07）

[3]周偉.建筑施工企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2009（06）