吳慶華
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建筑工程設(shè)計(jì)可分為方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)三個階段。各階段的主要工作內(nèi)容和深度要求不同。
設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)是結(jié)合地理位置、地質(zhì)條件、氣候環(huán)境等自然條件,結(jié)合經(jīng)濟(jì)發(fā)展、交通運(yùn)輸?shù)纫蛩?,綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和項(xiàng)目功能或產(chǎn)出要求。對項(xiàng)目的整體布局、空間組合、工藝方案等做出可能合理的安排,提出合理可行的解決方案供客戶選擇。方案設(shè)計(jì)的深度應(yīng)滿足初步設(shè)計(jì)文件編制和預(yù)算控制的需要[1]。
初步設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)、總體布置、主要工藝設(shè)計(jì)、主要設(shè)備選型、機(jī)電設(shè)計(jì)配套方案。初步設(shè)計(jì)文件應(yīng)滿足編制施工招標(biāo)文件、訂購主要設(shè)備材料、編制施工圖設(shè)計(jì)文件的需要,為下一階段施工圖設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
施工圖設(shè)計(jì)的內(nèi)容是在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,完成本項(xiàng)目所有的施工安裝施工圖,包括各部件的詳細(xì)資料、部件結(jié)構(gòu)清單、施工方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等,以滿足設(shè)備采購和非標(biāo)設(shè)備。生產(chǎn)建設(shè)的需要。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作經(jīng)歷了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三個階段。
基本設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容是:根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告,確定上部結(jié)構(gòu)類型和上部結(jié)構(gòu)荷載,結(jié)合施工技術(shù)水平和施工現(xiàn)場材料供應(yīng)情況,確定基本形式、材料強(qiáng)度等級等;確定基礎(chǔ)底面面積,檢查基礎(chǔ)承載力;計(jì)算基本內(nèi)力,檢查配筋;考慮必要的施工措施。
上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容是:根據(jù)建筑設(shè)計(jì)確定結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)主要材料;確定結(jié)構(gòu)平面布置;確定所選材料的類型和強(qiáng)度等級,確定構(gòu)件的截面尺寸;進(jìn)行結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算和結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,荷載效應(yīng)組合分析;組件部分設(shè)計(jì);必要的施工措施。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要分為三個階段:結(jié)構(gòu)方案階段、結(jié)構(gòu)計(jì)算階段和施工圖設(shè)計(jì)階段。對于項(xiàng)目投資控制來說,設(shè)計(jì)階段是最關(guān)鍵的階段。一般情況下,設(shè)計(jì)成本占建設(shè)項(xiàng)目的比例不到5%,但對投資的影響超過70%。對于單個工程設(shè)計(jì)而言,建筑設(shè)計(jì)的選擇是影響投資的最關(guān)鍵因素。例如,基礎(chǔ)方案可以采用獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)等淺基礎(chǔ),也可以采用樁基礎(chǔ)等深基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)的可選方案有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)、管中管結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等。在建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)過程中,要充分考慮建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際情況和問題因素的細(xì)節(jié)。例如,合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)建筑構(gòu)件的截面尺寸,合理選擇截面形式,可以有效地減輕建筑結(jié)構(gòu)的重量,減少建筑材料的用量。此外,合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還可以降低施工難度,縮短工期,對控制工程造價(jià)有積極的影響[2]。
如果我們要充分發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在項(xiàng)目成本控制的作用,我們需要集成多個元素在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu),如特殊項(xiàng)目的施工計(jì)劃,項(xiàng)目所需的各種建筑材料的供應(yīng)和建設(shè)單位。施工技術(shù)水平等。在此基礎(chǔ)上,建立科學(xué)合理的工程造價(jià)控制體系。的情況下確保項(xiàng)目的設(shè)計(jì)理念和功能不變,通過科學(xué)設(shè)計(jì)機(jī)制和管理過程,整個結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案集成和優(yōu)化達(dá)到降低工程造價(jià)的目的,從而達(dá)到設(shè)計(jì)質(zhì)量和成本控制。例如在同一棟建筑中,如果建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要采用剪力墻的方式進(jìn)行,會使整個建筑空間變窄。如果以后要調(diào)整空間分配,就會比較困難。相反,如果在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu),可以擴(kuò)大空間,但增加了對工程量的要求,也增加了額外的成本。此時,設(shè)計(jì)部門需要多方調(diào)研,反復(fù)對比計(jì)算,力求達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化,提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)價(jià)值。
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是極其重要的一部分?;拘褪降倪x擇應(yīng)與工程所在地的地質(zhì)調(diào)查緊密結(jié)合,并考慮施工的經(jīng)濟(jì)性和便利性來確定基本設(shè)計(jì)方案。有些工程地質(zhì)條件比較特殊,需要進(jìn)行地基處理。地基處理的費(fèi)用通常比較高。在方案的選擇上,應(yīng)進(jìn)行綜合比較和選擇,選擇合理、經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)處理和基本類型,有效控制項(xiàng)目的整體成本水平。
結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面形狀和尺寸的計(jì)算是建筑設(shè)計(jì)過程的重要組成部分。(1)根據(jù)板跨和受力特性進(jìn)行計(jì)算,選擇合理的板厚滿足規(guī)范要求,降低成本。(2)梁根據(jù)空間高度要求和梁的跨度,選擇梁截面的高度,確定合理的展弦比。如果建筑結(jié)構(gòu)的梁或過梁的截面由于某種原因比較大,則應(yīng)檢查構(gòu)件的最小配筋率。(3)柱為框架結(jié)構(gòu)的柱截面尺寸,軸壓比進(jìn)行校核判斷。軸壓比越大,越不安全,抗震性能越差。但同時,節(jié)省的材料越多,成本越低。如果軸壓比較小,柱截面尺寸過大,還有進(jìn)一步優(yōu)化和降低的空間,可以降低成本。
在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,既要合理優(yōu)化鋼筋混凝土墻體結(jié)構(gòu)和梁板結(jié)構(gòu),又要考慮機(jī)電系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)工程的要求。設(shè)計(jì)師需要根據(jù)具體情況來判斷不同類型和大小的建筑,不同層次的建筑采用不同的結(jié)構(gòu)形式。例如,小于6 層的建筑可以采用混合結(jié)構(gòu)。從根本上減少了鋼筋混凝土的用量,在滿足強(qiáng)度和剛度要求的情況下降低了施工成本。
總之,隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,建筑業(yè)取得了很大的進(jìn)步。在建筑物的設(shè)計(jì),有效地提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平,可以保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,同時科學(xué)、合理控制建筑的成本結(jié)構(gòu),具有重要的作用和意義的實(shí)施建設(shè)項(xiàng)目。實(shí)際進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時,為了有效地提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平和科學(xué)、合理控制工程造價(jià)的成本,有必要培養(yǎng)相關(guān)人員的成本管理和控制的意識,合理優(yōu)化設(shè)計(jì)流程和計(jì)劃,注重細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)和加工,并應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)。改進(jìn)成本控制管理系統(tǒng)的方式,精心選擇和應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)的類型,科學(xué)計(jì)算和考慮建筑結(jié)構(gòu),達(dá)到最好的和最強(qiáng)的建筑質(zhì)量,同時科學(xué)、合理降低建筑工程的成本,真正實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)的成本控制[3]。