建筑工程設(shè)計(jì)方案

許增耀

(山西省華城建筑設(shè)計(jì)公司，山西太原 030013)

0 引言

建筑工程設(shè)計(jì)即在擬定的規(guī)劃、設(shè)計(jì)方案下，為達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的系統(tǒng)活動(dòng)，依據(jù)具體環(huán)境進(jìn)行有針對(duì)性的空間環(huán)境建構(gòu)過程，同時(shí)也是一種運(yùn)用圖示的思維方式來解決設(shè)計(jì)的過程，更是建筑不斷進(jìn)行優(yōu)化的過程。

我國的建筑工程設(shè)計(jì)方案本著對(duì)投資方要求負(fù)責(zé)的理念進(jìn)行，并由政府相關(guān)部門對(duì)圖紙等進(jìn)行相應(yīng)的審核，然而，目前建筑方案設(shè)計(jì)并沒有使投資方認(rèn)識(shí)到方案對(duì)投資的影響，建筑工程設(shè)計(jì)方案沒有得到足夠的重視，設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化也無從談起，最終導(dǎo)致工程投資超標(biāo)的現(xiàn)象屢屢發(fā)生。鑒于此，研究建筑工程中設(shè)計(jì)方案及優(yōu)化，這對(duì)于施工圖設(shè)計(jì)的高效且保質(zhì)完成具有重要意義。

1 建筑工程方案的合理設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與整個(gè)建筑的質(zhì)量有著密切的關(guān)系，它關(guān)系到建筑施工能否順利進(jìn)行。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性對(duì)工程設(shè)計(jì)有著至關(guān)重要的影響。建筑工程方案的合理設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面。

1.1 建筑設(shè)計(jì)中融入生態(tài)理念

建筑設(shè)計(jì)中首先要考慮融入生態(tài)理念，而生態(tài)設(shè)計(jì)的根本保障是要有與之相適合的自然環(huán)境，缺乏最基本的自然環(huán)境，生態(tài)建筑也就無從談起。由此可見，生態(tài)環(huán)境是生態(tài)建筑的基礎(chǔ)，為生態(tài)建筑找準(zhǔn)方向，不同的自然環(huán)境必然要求生態(tài)建筑要有與之相適應(yīng)的建筑風(fēng)格，反之就會(huì)顯得單調(diào)、突兀，這就要求設(shè)計(jì)人員具有高水平的設(shè)計(jì)能力，能夠根據(jù)生態(tài)特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)布局。

建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該注重生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)，使靜態(tài)的建筑更好地融入生活的環(huán)境。生態(tài)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):首先，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)因地、因時(shí)、因景制宜的思路。其次，熟練掌握設(shè)計(jì)尺度，靈活、多變地運(yùn)用建筑設(shè)計(jì)中的平面設(shè)計(jì)、立面造型與周邊環(huán)境，充分體現(xiàn)建筑功能，同時(shí)使建筑物的空間、地形、地貌有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)造出具有獨(dú)特個(gè)性，觀賞性的設(shè)計(jì);最后，綜合利用各種設(shè)計(jì)手法、造景手法，使整個(gè)建筑物在搭配上錯(cuò)落、疏密有致，與周邊環(huán)境相呼應(yīng)。

1.2 建筑設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)計(jì)算

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，結(jié)構(gòu)計(jì)算是十分重要的。所以，在結(jié)構(gòu)計(jì)算的過程中必須注意以下幾個(gè)問題:第一，在底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算中，底部剪力法多適合用在剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu)。而具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu)，應(yīng)該考慮塑性變形集中的影響。第二，避免荷載的錯(cuò)誤計(jì)算。在建筑荷載計(jì)算的過程中，設(shè)計(jì)人員須結(jié)合建筑工程的實(shí)際用途、整體結(jié)構(gòu)，科學(xué)準(zhǔn)確地計(jì)算建筑的荷載范圍。

1.3 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就是在各種影響變量中選擇主要參數(shù)，通過函數(shù)模型的構(gòu)建，運(yùn)用合理的方法求出最優(yōu)解。建立模型的主要步驟如下:首先，合理選擇設(shè)計(jì)變量。通常情況下，將對(duì)設(shè)計(jì)要求影響較大的參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量。按照所選擇的參數(shù)的重要性進(jìn)行區(qū)分，將影響不大的參數(shù)設(shè)為預(yù)定參數(shù)。其次，目標(biāo)函數(shù)的確定。通過建立函數(shù)模型計(jì)算出滿足既定條件的最優(yōu)解。第三，約束條件的確定。第四，在多個(gè)變量與約束條件設(shè)定下設(shè)定計(jì)算方案，采用拉氏乘子法、“倒三角”工作法、Powell等方法。第五，計(jì)算方案的設(shè)定完成后，編制合適的運(yùn)算程序即可得到最終優(yōu)化結(jié)果。本文以倒三角工作法為例，來分析建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化模式。

在啟動(dòng)建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化工作之初，工作團(tuán)隊(duì)采用“頭腦風(fēng)暴”法，列出中標(biāo)方案的精髓以及給人印象最深刻的設(shè)計(jì)特質(zhì)與手法，并由高至低排序，構(gòu)建出“倒三角”模型(見圖1)?；谝陨夏Ｐ停趦?yōu)化過程中，沿倒三角逆向而上，首先從位于“倒三角”最底層的功能要素入手，依據(jù)功能使用的合理性，結(jié)合出入口的交通組織，在保持對(duì)稱性的基礎(chǔ)上，合理確定功能布局。進(jìn)而，在保證其立面肌理的基礎(chǔ)上，對(duì)立面色彩、幕墻比例進(jìn)行優(yōu)化。之后，從綠色環(huán)保節(jié)能出發(fā)，進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

圖1 建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化中的“倒三角”工作法

1.4 構(gòu)造應(yīng)注意的問題

第一，構(gòu)建配置方面，應(yīng)將整個(gè)建筑的鋼筋配率范圍確定，尤其是那些能夠延長建筑穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)。第二，鋼筋安裝方面，要確保鋼筋安裝到指定位置，同時(shí)安裝前鋼筋的質(zhì)量也要得到有效保障。第三，為從根本上避免溫度應(yīng)力引起的墻體開裂，需要設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，將通風(fēng)暖熱措施融入到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中。第四，構(gòu)造柱應(yīng)按抗震構(gòu)造的要求設(shè)置，在整個(gè)建筑物高度內(nèi)上下對(duì)準(zhǔn)貫通，上至女兒墻壓頂，下至淺于500 mm基礎(chǔ)圈梁，或伸入室外地面以下500 mm，構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合要求。

2 建筑方案設(shè)計(jì)流程及注意事項(xiàng)

2.1 建筑方案設(shè)計(jì)過程

在建筑方案設(shè)計(jì)過程中，其核心目標(biāo)是方案設(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想，設(shè)計(jì)切入點(diǎn)是對(duì)核心目標(biāo)的貫徹實(shí)施，方案決策標(biāo)準(zhǔn)在某種程度上反映出設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)。一般來講，設(shè)計(jì)方主要將工期分配在初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，并對(duì)每個(gè)小項(xiàng)目的設(shè)計(jì)時(shí)間進(jìn)行了精確的分配，本文通過網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖主要針對(duì)過程進(jìn)行歸納總結(jié)(見圖2)。

圖2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖

2.2 建筑工程中的抗震設(shè)計(jì)

根據(jù)我國最新抗震的規(guī)定，在抗震等級(jí)較高的地區(qū)，住宅設(shè)計(jì)無論是框架剪力墻結(jié)構(gòu)還是多層磚混結(jié)構(gòu)，都需采用二階段設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員及早參與建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)是必要的。

對(duì)于一般住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)優(yōu)先考慮橫墻或縱橫墻的承重能力?？v橫墻應(yīng)遵循對(duì)稱分布的原則，并且上下層之間的縱橫墻應(yīng)保持一致。對(duì)于樓梯間要盡量避免設(shè)計(jì)在房屋的盡端與轉(zhuǎn)角處，且盡量不使用無錨固的鋼筋栓。

多層住宅無論在鋼筋上還是抗震能力上，都比一般住宅強(qiáng)得多，因而在設(shè)計(jì)多層住宅時(shí)，應(yīng)結(jié)合多層住宅的使用性能設(shè)計(jì)抗震墻與框架，打破傳統(tǒng)的單向布置，改用先進(jìn)的雙向布置，來增強(qiáng)各自的抗震能力。其次，也要關(guān)注工程樓層之間的連接度，確保工程的整體性。最后，結(jié)構(gòu)布置的過程中應(yīng)該盡量使用規(guī)則結(jié)構(gòu)。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程，可以通過防震縫的設(shè)置，減輕地震帶來的危害。

2.3 施工過程中的污染防治設(shè)計(jì)

1)揚(yáng)塵的控制。建筑施工現(xiàn)場(chǎng)可設(shè)置圍擋全封閉施工，專人清掃施工道路，禁止在道路上堆放或轉(zhuǎn)運(yùn)易揚(yáng)塵的建筑材料，垃圾封閉管理，使用清潔燃料等。

2)噪聲的控制。施工的不同階段有不同的噪聲限值，因此施工時(shí)盡量選取產(chǎn)生噪聲小的設(shè)備。白天將噪聲控制在85 dB以內(nèi)，其他各階段施工的噪聲控制在55 dB以內(nèi)。

3)合理管理固體廢棄物，首先合理的統(tǒng)籌規(guī)劃，盡可能少的產(chǎn)生固體廢棄物。其次，對(duì)固體廢棄物進(jìn)行回收利用時(shí)，主要從“減量化、無害化、資源化”著手。

3 結(jié)語

建筑設(shè)計(jì)不僅要滿足使用的質(zhì)量，而且要保證人民的生活安全，這就要求設(shè)計(jì)人員在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，具體分析施工場(chǎng)地的多種因素，遵循各項(xiàng)設(shè)計(jì)原則，找到合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，保證建筑的質(zhì)量與安全。此外，時(shí)刻以“全過程、全面性”的施工管理理念為指導(dǎo)，審核與優(yōu)化建筑工程設(shè)計(jì)方案，積極與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行交流，不斷提高投資效率及施工質(zhì)量。

［1］宋志敏.引入價(jià)值分析法優(yōu)化住宅建筑設(shè)計(jì)［J］.經(jīng)驗(yàn)與創(chuàng)新，2007(1)：30-31.

［2］楊永波.建筑工程設(shè)計(jì)方案概述［M］.北京：中國建材工業(yè)出版社，2008：1.

［3］劉鴻鈞.論建筑工程設(shè)計(jì)方案優(yōu)化［J］.建筑工業(yè)資訊，2008(5)：10.

［4］趙佟鑫.建筑工程設(shè)計(jì)方案優(yōu)化重點(diǎn)［J］.建筑科學(xué)技術(shù)，2009(10)：5.

［5］唐海培.淺析中外建筑事務(wù)所管理與體制［J］.商場(chǎng)現(xiàn)代化，2008(23)：30-31.

［6］Bryan Lawson.How Designers Think.The Design Process Demystified［M］.Architectural Press，2005.

［7］Robert G.，Hershberger.Architectural Programming and Predesigned Manager［M］.McGraw-Hill Professional Publishing，1999.

［8］魏 然.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則及合理設(shè)計(jì)方案［J］.民營科技，2011(5)：5-6.

［9］黃增旋.淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題［J］.黑龍江科技信息，2007(14)：13-15.

［10］楊 恒.淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題［J］.黑龍江科技信息，2008(15)：30-31.

［11］李桂山.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程應(yīng)注意的問題探析［J］.科技信息(科學(xué)教研)，2007(34)：51-52.

［12］蘇成江.淺議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的幾點(diǎn)問題［J］.民營科技，2011(4)：89-90.

［13］楊永波.建筑工程設(shè)計(jì)方案概述［M］.北京：中國建材工業(yè)出版社，2008：1.

［14］劉曉平.建筑工程施工圖實(shí)例及識(shí)讀指導(dǎo)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.