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

廣西教育建筑設(shè)計(jì)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(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，創(chuàng)新更是一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基石。同時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑工程設(shè)計(jì)中占有很重要地位。因此本文以建筑工程行業(yè)為研究對(duì)象，結(jié)合創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，深入研究了建筑工程創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)模式，希望對(duì)推動(dòng)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(jì)

前言

建筑工程創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造能力，利用人類(lèi)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(jì)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(dòng)。創(chuàng)新設(shè)計(jì)是人類(lèi)改造自然的基本活動(dòng)，是復(fù)雜的分析、規(guī)劃、推理與決策過(guò)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(duì)建筑工程進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(lái)城市商業(yè)交流、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的價(jià)值。

1建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

（1）重視大工程的設(shè)計(jì)、輕視小工程的設(shè)計(jì)；重視主樓設(shè)計(jì)、輕視附屬工程或室外工程設(shè)計(jì)。一些工程設(shè)計(jì)單位，對(duì)大工程、主樓的設(shè)計(jì)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(jì)也較完整、細(xì)致；但對(duì)小工程、附屬工程或室外工程設(shè)計(jì)往往重視不夠，設(shè)計(jì)粗糙，相應(yīng)出現(xiàn)的問(wèn)題較多。究其原因，往往是對(duì)于大工程單位重視，通常指派水平高的設(shè)計(jì)師承擔(dān)任務(wù)，而設(shè)計(jì)師本人也很重視，但對(duì)于小工程或附屬工程，多數(shù)會(huì)由相對(duì)水平較低的設(shè)計(jì)師完成設(shè)計(jì)，或者設(shè)計(jì)師本人沒(méi)有足夠的重視，這樣將很可能產(chǎn)生設(shè)計(jì)質(zhì)量上的差距。

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

（3）設(shè)計(jì)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(jì)單位內(nèi)部缺乏統(tǒng)一的技術(shù)措施。常常會(huì)出現(xiàn)同一小區(qū)、不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的做法不同，自然存在各單體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣差異，存在相似單體工程造價(jià)有相對(duì)較大的不同[1]。

（4）有的設(shè)計(jì)人員缺少經(jīng)濟(jì)質(zhì)量的意識(shí)，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(lái)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(duì)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(jì)該計(jì)算的不計(jì)算，或?qū)τ?jì)算結(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?。恍?duì)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(jì)深度不夠，施工中出現(xiàn)了問(wèn)題再補(bǔ)圖等情況。

（6）過(guò)分依賴(lài)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)軟件，盲目信任程序，對(duì)計(jì)算模型的選取及其理論依據(jù)不加分析，只看計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果。

2建筑工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及必要性

2.1建筑工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)的必要性

（1）建筑結(jié)構(gòu)造價(jià)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)趨于白熱化，如能通過(guò)“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化”降低不必要的土建成本，就一定能在房地產(chǎn)市場(chǎng)的價(jià)格戰(zhàn)中占據(jù)先機(jī)。

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

（4）目前設(shè)計(jì)市場(chǎng)比較混亂，設(shè)計(jì)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(jì)團(tuán)隊(duì)和優(yōu)秀設(shè)計(jì)師的追求。設(shè)計(jì)費(fèi)一般為基建投資的1%～5%，但是對(duì)投資的影響卻高達(dá)75%以上，在滿(mǎn)足同樣功能的條件下，設(shè)計(jì)優(yōu)化可降低工程造價(jià)1%～10%，甚至可達(dá)10%～30%[2]。

2.2建筑工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

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

②創(chuàng)新設(shè)計(jì)中相當(dāng)一部分工作是非數(shù)據(jù)性、非計(jì)算性的，要依靠對(duì)各學(xué)科知識(shí)的綜合理解與交融、對(duì)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(kāi)展工作。

③創(chuàng)新設(shè)計(jì)不只是因?yàn)閱?wèn)題而設(shè)計(jì)，更重要的是提出問(wèn)題、解決問(wèn)題。

④創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)模式探討

3.1仿生建筑設(shè)計(jì)模式

建筑形式的仿生是創(chuàng)新的一種有效方法，它是通過(guò)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(guò)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(huì)出現(xiàn)一些簡(jiǎn)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(wú)創(chuàng)新的價(jià)值，也不能與周?chē)鷳B(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(gè)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(shù)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(duì)建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)都是十分有益的啟示。

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

建筑工程設(shè)計(jì)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(gè)方面人手，一是遵守國(guó)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(jì)、施工必須遵守。而且，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是在國(guó)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(guó)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(jì)人員的主觀能動(dòng)性，科學(xué)的進(jìn)行設(shè)計(jì)，在重視項(xiàng)目技術(shù)質(zhì)量的同時(shí)，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(guò)程中將技術(shù)和經(jīng)濟(jì)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，通過(guò)技術(shù)比較、經(jīng)濟(jì)分析和效果評(píng)價(jià)，正確處理技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理之間的對(duì)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(jì)的各個(gè)階段之中，貫徹于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過(guò)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(jì)開(kāi)始，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shù)立

結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)，僅靠增大材料用量來(lái)保證或提高結(jié)構(gòu)安全的做法，不是一個(gè)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(jì)算完成、繪圖時(shí)，往往會(huì)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(lái)使自己放心、保證結(jié)構(gòu)安全。此時(shí)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(shí)到節(jié)約投資是設(shè)計(jì)的義務(wù)。從某種意義上也可以這樣說(shuō)，節(jié)材就是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新優(yōu)化。

4.結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的道路不是一帆風(fēng)順的，障礙和阻力隨時(shí)會(huì)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(jì)創(chuàng)新系統(tǒng)中，無(wú)論是創(chuàng)新認(rèn)識(shí)的形成和發(fā)展，還是創(chuàng)新成果的實(shí)現(xiàn)都會(huì)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(dòng)得以順利進(jìn)行，需要認(rèn)清困難和消極因素，爭(zhēng)取努力克服不利因素的影響，化阻力為動(dòng)力，促進(jìn)創(chuàng)新朝著更順利的方向發(fā)展。

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