建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管理中存在的問題及解決對(duì)策

李杰

(煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)有限公司，山西 太原 030001)

近年來,由于中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及其民眾生活水平的日趨改善,對(duì)建筑的安全、穩(wěn)定性、美觀性、節(jié)能環(huán)保等特性提出了全新的技術(shù)需求。所以,在建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)施工中,也要以綠色施工的發(fā)展理念為引導(dǎo),利用科技優(yōu)勢(shì)提高施工架構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)水平與服務(wù)質(zhì)量。建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)施工人員,必須符合相關(guān)的技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范條件,能科學(xué)利用優(yōu)化科技手段,對(duì)建筑物的總體構(gòu)造、平面構(gòu)造、承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件和細(xì)部構(gòu)造等所有的工程設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)均實(shí)施了科技優(yōu)化,同時(shí),還應(yīng)當(dāng)按照新型建筑物給排水和電氣系統(tǒng)的特點(diǎn),對(duì)現(xiàn)代建筑物構(gòu)造總體設(shè)計(jì)方案加以優(yōu)化完善,以滿足現(xiàn)代建筑物多樣功用的需要。所以,在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化時(shí),要充分考慮建筑物外形美觀等要素,以便更加優(yōu)化的建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,從而促使中國(guó)的建設(shè)向綠色可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)升級(jí)發(fā)展。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則研究

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管理主要按照保證基礎(chǔ)施工圖設(shè)計(jì)的計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性原理,要在制定好基礎(chǔ)總體設(shè)計(jì)方案以后及時(shí)的開展基礎(chǔ)初步設(shè)計(jì)工作,認(rèn)真研究每一建筑構(gòu)件的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),以保證計(jì)算準(zhǔn)確性,并做好基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)報(bào)告以增強(qiáng)建筑物空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;其次是,要按照建筑物架構(gòu)設(shè)計(jì)的科技合理化設(shè)計(jì)原則,要針對(duì)實(shí)際具體情況做好基礎(chǔ)構(gòu)思結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作,對(duì)基礎(chǔ)等材料做出科學(xué)合理的變形試驗(yàn),并做好地質(zhì)研究報(bào)告,選用科學(xué)合理的新材料,以便編制出良好建筑構(gòu)造的總體設(shè)計(jì)方案;最后要貫徹結(jié)合與對(duì)策完善的原理,不但要顧及到建筑結(jié)構(gòu)組成的延伸性,還加強(qiáng)對(duì)施工架構(gòu)設(shè)計(jì)中相對(duì)脆弱的環(huán)節(jié)加以嚴(yán)密把控,從而確保施工架構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量達(dá)到最佳,做到建筑結(jié)構(gòu)施工的穩(wěn)定安全與效益達(dá)到最佳,從而提升結(jié)構(gòu)施工的總體品質(zhì)與管理水平[1]。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管理中存在的問題

2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、不合規(guī)

當(dāng)今社會(huì)，一些房地產(chǎn)開發(fā)商為了吸引眼球和輿論，會(huì)設(shè)計(jì)一些非常規(guī)結(jié)構(gòu)的建筑。一些宅基地自建戶或房主為了建造自己理想的房屋或達(dá)到某種目的，會(huì)隨意對(duì)老房子進(jìn)行改造。他們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案大多都是不合理、不合規(guī)的，回望過去有1907年的魁北克大橋坍塌事件，工程師為了建造當(dāng)時(shí)世界上最長(zhǎng)的橋梁，沒有經(jīng)過精準(zhǔn)的荷載計(jì)算就擅自增加了橋梁主跨度，導(dǎo)致魁北克大橋在僅投入使用四年之久就掉進(jìn)了圣勞倫斯河中?；氐浆F(xiàn)在，有一個(gè)新聞事件，一名業(yè)主在杭州敲掉了承重墻，導(dǎo)致整個(gè)建筑變得危險(xiǎn)。

2.2 為了追求美觀與經(jīng)濟(jì)效益，不注重安全性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不是一種能充分發(fā)揮其隨意性的藝術(shù)作品。它應(yīng)該遵循一定的規(guī)范設(shè)計(jì)過程。然而，目前還存在著建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)被個(gè)人的喜好所左右的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一味地追求世界最高、最長(zhǎng)、最美等而忽視建筑結(jié)構(gòu)的合理性，造成了在建筑施工過程中以及投入使用后的大量施工故障。比如,2004年法國(guó)戴高樂機(jī)場(chǎng)2E候機(jī)廳坍塌事件,2E候機(jī)樓的非常規(guī)結(jié)構(gòu)形式的殼體屋蓋,在沒有明顯外加荷載的情況下突然坍塌。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性問題不僅關(guān)系施工人員的生命安全,而且在日后投入使用的過程中如果出現(xiàn)了施工事故也會(huì)威脅到附近住宅用戶的的生活和財(cái)產(chǎn)安全,在中國(guó)地產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的今天，有些房地產(chǎn)開放商為了節(jié)約材料成本，選用安全質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的建筑材料，或在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)偷工減料，置建筑的安全性于不顧，如某一房地產(chǎn)開發(fā)商在修建商品房的時(shí)候，為了獲得更多經(jīng)濟(jì)上的效益，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用了底部框架九層磚混結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重違反了國(guó)家建筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[2]。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中欠缺溝通

在在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員往往不注意與投資方和承包商的溝通，導(dǎo)致投資方對(duì)建筑效果的要求模糊不清，與承包商對(duì)建筑的具體施工方案沒有達(dá)成一致，這時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中就會(huì)產(chǎn)生很多問題，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在方案設(shè)計(jì)過程中沒有留出足夠的調(diào)整空間，勢(shì)必延誤整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的工期。

2.4 基礎(chǔ)造型不科學(xué)

不合理的建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形態(tài)設(shè)計(jì),是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象。由于基礎(chǔ)構(gòu)造是建筑的基礎(chǔ),而建筑構(gòu)造又必須通過對(duì)基本構(gòu)造加以彌補(bǔ)與發(fā)展,因此一旦建筑基本構(gòu)造設(shè)計(jì)不當(dāng),建筑構(gòu)造的整體將難以達(dá)到實(shí)際建筑需要。基本構(gòu)造設(shè)計(jì)不當(dāng),主要表現(xiàn)在建筑基礎(chǔ)過分注重建筑外形的結(jié)構(gòu)要素,而忽略了建筑構(gòu)造的功能要素,使得建筑基礎(chǔ)造型整體無法滿足建筑力學(xué)要求,從而導(dǎo)致基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)的陷入困境?；蛘呓ㄖA(chǔ)形態(tài)過于怪異,如建筑造型過分偏離中心部位,在現(xiàn)實(shí)建筑構(gòu)造時(shí)就必須調(diào)節(jié)建筑中心以達(dá)到實(shí)際建筑需要,但同時(shí)受到建筑動(dòng)力、建筑支撐結(jié)構(gòu)等現(xiàn)實(shí)要素的影響,如果建筑造型的中心過于偏離,則建筑構(gòu)造就會(huì)偏塌。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常常忽略了造型和結(jié)構(gòu)之間的相互聯(lián)系,當(dāng)注重建筑美觀或造型特點(diǎn)之后,在工程設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)選擇往往脫離了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,從而出現(xiàn)下沉、塌陷、傾斜等建筑現(xiàn)象,從而嚴(yán)重?fù)p害了房屋的結(jié)構(gòu)安全可靠性[3]。

2.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案欠合理

結(jié)構(gòu)工程總體設(shè)計(jì)方案,包括了從建筑構(gòu)件系統(tǒng)層的總體布局到梁、柱、壁、基礎(chǔ)等的結(jié)構(gòu)材料、截面選擇與空間布局,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理化歷來是建筑學(xué)者和工程師們共同關(guān)心的問題,但這二種群體的研究問題出發(fā)點(diǎn)、科學(xué)研究的手段和思考方法都確有不同。技術(shù)人員通常更傾向于從數(shù)學(xué)上的理論最優(yōu)解來定義結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)方法的合理性,而施工技術(shù)人員則更重視實(shí)際工程設(shè)計(jì)情況,并要求結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)方法在安全的前提下必須具有最簡(jiǎn)單有效的操控性。從這邊面來看,由于工程技術(shù)人員的工作出發(fā)點(diǎn)更接近于工程項(xiàng)目實(shí)踐,因此應(yīng)該更適合于對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性做出評(píng)判,不過,由于受工作性質(zhì)和工作內(nèi)容的限制,很多工程技術(shù)人員都會(huì)受接觸到的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的影響,再加上對(duì)于計(jì)算理論方面專業(yè)知識(shí)的儲(chǔ)備和更新程度不夠,因此無法進(jìn)行對(duì)項(xiàng)目合理性的全面評(píng)估,也就無法進(jìn)行設(shè)計(jì)方法的革新與突破?？蒲腥藛T在研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案合理性問題時(shí)會(huì)缺乏對(duì)工程誤差與容許偏差的考察,因?yàn)閷?duì)于工程誤差考察不夠會(huì)使得分析結(jié)論要么偏向于危險(xiǎn),而不考察容許偏差則會(huì)使得分析結(jié)論么偏向于保守。由此可見,基礎(chǔ)技術(shù)人員與工程設(shè)計(jì)人員間信息互通的不足使得基礎(chǔ)理論的研究成果與工程設(shè)計(jì)實(shí)踐要求并不能很好地一致,具體體現(xiàn)到構(gòu)造設(shè)計(jì)方案方面則是對(duì)構(gòu)造總體設(shè)計(jì)方法合理性的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則與研究深度不足、根據(jù)合理性實(shí)現(xiàn)構(gòu)造總體設(shè)計(jì)方法的優(yōu)化水平不夠、工程實(shí)操性較低。而且,中國(guó)目前在建筑設(shè)計(jì)責(zé)任制的實(shí)施上,也處于不斷試探與調(diào)整的階段中,但現(xiàn)在依然是以法規(guī)為唯一準(zhǔn)繩的階段,而法規(guī)在嚴(yán)厲約束了建筑設(shè)計(jì)人違法建設(shè)行為的同時(shí),也提供給了建筑設(shè)計(jì)人一定的保護(hù)傘,如果不突破法規(guī)就能夠避免絕大部分責(zé)任,這也使得中國(guó)建筑設(shè)計(jì)人始終以“安全”為重,無所畏懼。可以設(shè)想,在對(duì)結(jié)構(gòu)工程總體設(shè)計(jì)方案合理性的探討階段,人們會(huì)放棄很多嘗試和思考,這限制著建筑結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)方案合理性可以從宏觀方面向更深層次的和方面發(fā)展。

2.6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖說明不夠詳細(xì)

在目前的建筑施工架構(gòu)與設(shè)計(jì)項(xiàng)目管理流程中,不少公司都出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工圖紙解釋不細(xì)致的問題,主要體現(xiàn)在二大方面,一是圖紙的細(xì)部描述含糊,不能對(duì)關(guān)鍵細(xì)部化問題做出細(xì)致的說明,這也給建筑單位帶來了一定的困難,很有可能會(huì)產(chǎn)生施工的質(zhì)量問題。例如,計(jì)量單位的設(shè)計(jì)一致性、數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)了偏差等;其二是由于圖紙信息和實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的施工情況有著很大差異,在對(duì)施工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),可能會(huì)因?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)人員的疏漏,沒能及時(shí)準(zhǔn)確的反映現(xiàn)場(chǎng)施工信息,甚至是由于圖紙的表述不精確等,包括梁柱編號(hào)和構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)的不清晰等,施工活動(dòng)將很難順利進(jìn)行,進(jìn)而拖延工期,從而增加不必要的成本。

2.7 對(duì)樁基工程測(cè)量的技術(shù)要求過于隨意

在建筑物架構(gòu)設(shè)計(jì)與管理過程中,單樁靜態(tài)承載力測(cè)試是十分必要的,可以對(duì)建筑物樁基的穩(wěn)定性作出全面考察與檢測(cè),但是目前大多數(shù)的基礎(chǔ)建設(shè)工程中基本都使用了靜載試驗(yàn)法來測(cè)定樁身的單樁強(qiáng)度,卻忽視出低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)法對(duì)樁體(混凝土灌注樁)的結(jié)構(gòu)完整性的判斷,太過隨意。

2.8 對(duì)低含鋼率盲目追求

在當(dāng)下中國(guó)建筑國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)劇烈的大背景下,不少建筑施工架構(gòu)與設(shè)計(jì)人員為提高建筑含鋼額度,開始對(duì)低含鋼材料進(jìn)行了盲目的追求與利用,有的人甚至于還在建筑計(jì)量模型上做過文章,而這也導(dǎo)致了建筑結(jié)構(gòu)材料具有特定的重大安全隱患,含鋼率是建筑構(gòu)造材料穩(wěn)定性的最主要保障,而大規(guī)模利用低含鋼材料將會(huì)造成建筑物總體的構(gòu)造穩(wěn)定性力度不夠,乃至存在倒塌的可能性,給建筑施工安全與使用安全都帶來了很大的隱患[4]。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管理問題的解決策略

3.1 建筑結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)

建筑構(gòu)件防腐蝕設(shè)計(jì)既是增強(qiáng)建筑構(gòu)件抗腐蝕能力的重要途徑,又是保障建筑構(gòu)件安全性的重要舉措。因此在建筑施工過程中,建筑施工應(yīng)當(dāng)掌握各種材料的品質(zhì)。在使用建材時(shí),工作人員應(yīng)當(dāng)保存好材料,以防止因搬運(yùn)方式不合理和存放不善而引起破損。同時(shí),工作人員也應(yīng)當(dāng)搞好房屋的防潮、防水等工作,以避免材料因泄漏問題而危害建筑物的安全和耐久性,如圖2。針對(duì)有特殊要求的建筑物,管理人員必須采取相應(yīng)措施降低或消除這種危險(xiǎn)。因此,非承重墻鋼筋可用作保溫墻體構(gòu)件;抗裂型水泥可用作增強(qiáng)保溫木材的抗裂性能,增加保溫木材的表層強(qiáng)度。

圖2 房屋防潮施工圖

3.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性管理

由于建筑結(jié)構(gòu)可以大大提高建設(shè)單位的工程經(jīng)濟(jì)性,因此建筑架構(gòu)的工程設(shè)計(jì)管理者在進(jìn)行建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)重視工作的經(jīng)濟(jì)效益,對(duì)工程架構(gòu)設(shè)計(jì)的適用性和安全性加以管理,以便改善施工設(shè)備和原材料的整體品質(zhì)。工程設(shè)計(jì)管理人員也要按照建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率問題的規(guī)范把握管理要領(lǐng),并按照建設(shè)構(gòu)造安全性問題的規(guī)范,認(rèn)真分析建筑構(gòu)件的受力情況,在力學(xué)理論和規(guī)范指導(dǎo)下正確設(shè)計(jì)施工構(gòu)件,以確保建設(shè)工程能在適當(dāng)管理?xiàng)l件下有序?qū)嵤?。正確使用滿足工程質(zhì)量要求的施工材料,進(jìn)一步提高材料的效率,使建設(shè)工程在實(shí)現(xiàn)建設(shè)求的同時(shí),合理地控制生產(chǎn)成本。在施工架構(gòu)設(shè)計(jì)階段,管理者要從經(jīng)營(yíng)的角度重視各項(xiàng)管理活動(dòng),按照工作要求調(diào)整工作方法,使管理形式更為靈活多樣,以適應(yīng)施工架構(gòu)設(shè)計(jì)的管理特點(diǎn),使施工架構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到合同要求。

3.3 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

在優(yōu)化建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)中,工程設(shè)計(jì)部門必須要充分考慮住宅建筑空間結(jié)構(gòu)對(duì)住宅建筑整體安全穩(wěn)定情況產(chǎn)生的影響。所以,在建筑基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中,工程設(shè)計(jì)者往往需要先從整體、多角度、綜合考察基礎(chǔ)建筑物的空間結(jié)構(gòu)控制,在初步擬定后期建筑工序方案的同時(shí),再進(jìn)行對(duì)基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化。以樁基建設(shè)項(xiàng)目施工安裝過程為例,在實(shí)施該基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目施工過程時(shí),施工人員就需要認(rèn)真考察樁基建設(shè)項(xiàng)目施工過程中的直徑高度。另外,為進(jìn)一步完成對(duì)建筑物基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化,設(shè)計(jì)部門還需要對(duì)施工成本加以合理限制,明確了施工中使用的前沿科技,并且需要充分確保房屋建筑的基本架構(gòu)設(shè)計(jì)與當(dāng)前行業(yè)形勢(shì)和社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略理念相符合。最后,設(shè)計(jì)者還應(yīng)當(dāng)保證建筑物架構(gòu)設(shè)計(jì)可以適應(yīng)當(dāng)前建筑使用者多元化的審美要求,為今后的建筑維護(hù)工作打下了較好的基石。

3.4 根據(jù)建筑給排水技術(shù)要求優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

給排水技術(shù)是現(xiàn)代建筑中不能缺少的一部分。所以,在進(jìn)行現(xiàn)代建筑物結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)充分考慮建筑物供水系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)。供水系統(tǒng)中通常要求采用數(shù)量較多的設(shè)備及其管網(wǎng)設(shè)施,但這種設(shè)備在客觀上增加了對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的負(fù)荷,而在施工時(shí)又往往會(huì)對(duì)建筑物框架梁柱結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害。因此為提高建筑物結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定性,并保證供水系統(tǒng)能順利工作,在施工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)化供水設(shè)備的布局情況,并科學(xué)布置預(yù)留孔和預(yù)留空間,以盡量避免在后期施工時(shí)給排水管道貫穿,對(duì)建筑物框架梁柱結(jié)構(gòu)有一定的沖擊影響。對(duì)預(yù)留孔與穿墻口做好了必要的密封處理,以提高建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.5 提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性

為了提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性，為了建筑美觀和經(jīng)濟(jì)效益，必須避免忽視建筑安全。要在充分考慮了結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)計(jì)算和施工圖設(shè)計(jì)后再追求建筑最大限度地實(shí)現(xiàn)美觀性與經(jīng)濟(jì)效益。一個(gè)好的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先要在結(jié)構(gòu)方案選擇時(shí)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、自然環(huán)境等進(jìn)行勘測(cè)，然后根據(jù)場(chǎng)地條件、建筑高度和建筑層數(shù)來確定采用磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、還是混合結(jié)構(gòu)等，再來根據(jù)不同結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行承重體系和受力構(gòu)件的布置。最后再進(jìn)行內(nèi)外部荷載的準(zhǔn)確計(jì)算、構(gòu)建的試算與內(nèi)力的計(jì)算。以確保施工過程與施工質(zhì)量驗(yàn)收都符合國(guó)家建筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其次在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)非常規(guī)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們應(yīng)該加倍努力調(diào)查以前類似的案例和建筑工地，并始終對(duì)結(jié)構(gòu)理論保持懷疑態(tài)度，避免盲目自信導(dǎo)致建筑工程整體崩潰。

3.6 合理選材，保證安全性

為提高建筑物的使用年限和穩(wěn)定性,在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)保證對(duì)建筑物的材料選擇滿足結(jié)構(gòu)方案的規(guī)定。不要因?yàn)閴嚎s工期與節(jié)省材料而降低成本,忽略選擇的合理性和安全性,在實(shí)際選用建材的時(shí)候,也要充分考慮建筑材料的熱荷載、密度、延伸性等,并在成本可控的基礎(chǔ)上優(yōu)選品質(zhì)較好的建筑材料,而材料的選用也應(yīng)當(dāng)與施工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙與施工設(shè)計(jì)任務(wù)書相結(jié)合,避免因錯(cuò)誤選擇和多次選擇造成材料浪費(fèi)。

3.7 保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員及時(shí)有效的溝通

在結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)始終與投資方和承包商保持溝通，充分討論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的制定和具體施工要求，多到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地的查看，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案留足修改的余地，以備在交流中發(fā)現(xiàn)問題時(shí)能快速修改完善，在聽取各方意見并完成細(xì)致的預(yù)測(cè)工作后，最終確定了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方案。需要施工部門和現(xiàn)場(chǎng)施工人員特別注意的地方，應(yīng)在圖紙和相關(guān)文件上予以說明。

3.8 分析

為了在建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中取得良好的效果，如圖3，除了早期科學(xué)的方法歸納、布局調(diào)整和最優(yōu)施工數(shù)據(jù)的選擇外，還需要對(duì)數(shù)據(jù)引起的結(jié)果進(jìn)行分析和判斷。為了對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行操作和分析，可以利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)通過高級(jí)程序?qū)A(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析。在形成具體的分析細(xì)節(jié)和內(nèi)容后，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以從數(shù)據(jù)中了解該方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)缺陷區(qū)域進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容多，流程復(fù)雜，需要更多的人力、財(cái)力和物力。通過對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)果分析，我們可以清楚地了解施工過程中需要花費(fèi)的人力、物力和其他資源，并對(duì)施工成本進(jìn)行預(yù)算。設(shè)計(jì)師可以從相關(guān)數(shù)據(jù)中進(jìn)行優(yōu)化，最終通過考慮各種因素找到質(zhì)量與成本的平衡點(diǎn)，在保證建筑結(jié)構(gòu)高質(zhì)量的同時(shí)，也可以有效地控制施工成本。此外，通過對(duì)系統(tǒng)的結(jié)果分析，還可以減少一些不必要的資源消耗和浪費(fèi)，降低設(shè)計(jì)師的試錯(cuò)成本，保證住宅建設(shè)項(xiàng)目的施工進(jìn)度。

圖3 建筑結(jié)構(gòu)圖

3.9 地基與框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化

對(duì)住宅結(jié)構(gòu),首先應(yīng)進(jìn)行框架設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)安裝,使住宅結(jié)構(gòu)形成完善的框架結(jié)構(gòu),保證住宅結(jié)構(gòu)的安全性,如圖4。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化,需要對(duì)基礎(chǔ)以及框架結(jié)構(gòu)做出優(yōu)化設(shè)計(jì):1)建筑工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的優(yōu)化,因?yàn)榈鼗休d著房屋建筑構(gòu)造,對(duì)房屋建筑構(gòu)造穩(wěn)固和安全非常重要,為保證基礎(chǔ)建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)合理,設(shè)計(jì)者必須根據(jù)基礎(chǔ)地質(zhì)勘察資料,經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢查,分析實(shí)際的基礎(chǔ)狀況后,針對(duì)基礎(chǔ)的地質(zhì)狀況、水文地質(zhì)情況、環(huán)境影響因素等做出綜合考量,并針對(duì)住宅建筑工程結(jié)合基礎(chǔ)時(shí)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)性做好預(yù)案,及時(shí)做好安全預(yù)防,以保證基礎(chǔ)建筑施工的建筑結(jié)合安全性;2)住宅構(gòu)架工程設(shè)計(jì)優(yōu)化,住宅建筑物的結(jié)構(gòu)骨架分為縱貫構(gòu)架和側(cè)向構(gòu)架,在工程設(shè)計(jì)最佳優(yōu)化中,必須對(duì)構(gòu)架加以整體考察,以研究構(gòu)架的成立前提,從而確定了其縱構(gòu)架工程設(shè)計(jì)的合理性,以及側(cè)向構(gòu)架工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性,以便于提高建筑設(shè)計(jì)效率;3)上部結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)最佳優(yōu)化,上部構(gòu)造為房屋結(jié)構(gòu)的主要外部構(gòu)件,在建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中,必須研究上部構(gòu)件的水平向的承載能力、側(cè)向的平和性等情況,由于剪力墻構(gòu)架具備的抗震性好、抗側(cè)剛度高等優(yōu)點(diǎn),因此普遍地運(yùn)用在各種屋頂結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中。在設(shè)計(jì)優(yōu)化中需要充分考慮剪力墻構(gòu)件的穩(wěn)定性,以保證它可以耐受外界壓力,可以對(duì)抗自然災(zāi)害,保障居民的生命安全。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中,要保證關(guān)鍵參數(shù)的選取科學(xué)合理,設(shè)計(jì)過程結(jié)構(gòu)模式的建立科學(xué)合理,滿足工程需要。

3.10 保障建筑結(jié)構(gòu)安全的設(shè)計(jì)

目前,由于民用建筑架構(gòu)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)還不健全,造成民用建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,耐震設(shè)計(jì)也有一定缺陷。為提高民用建筑的使用安全,民用建筑的架構(gòu)設(shè)計(jì)也需要更加科學(xué)合理。因此在建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)中,首先應(yīng)選用較為合理的結(jié)構(gòu)型式。例如目前使用得較為多的鋼結(jié)構(gòu),和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相對(duì)比具有較多的優(yōu)點(diǎn),如鋼結(jié)構(gòu)的重質(zhì)輕量、強(qiáng)度相對(duì)高,而且工期也相對(duì)短等。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)比較符合民用建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn),同時(shí)由于鋼結(jié)構(gòu)的空隙設(shè)置面積相對(duì)大,也能夠使民用工程建筑的更加靈活性,這對(duì)于業(yè)主甚至是施工都十分方便。另外,鋼結(jié)構(gòu)施工中可以盡量減少對(duì)砂石、碎石、混凝土等原料的運(yùn)用,從一定程度上減少了施工成本,同時(shí)保證了工期和質(zhì)量,鋼結(jié)構(gòu)工程圖如圖5所示。

圖4 地基與框架圖

圖5 鋼結(jié)構(gòu)工程圖

4 結(jié)語

建筑為人民大計(jì),建筑的藝術(shù)成就同人民的生活與生產(chǎn)活動(dòng)息息相關(guān)。身為建筑設(shè)計(jì)者,我們應(yīng)始終保持結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的意識(shí),并不斷提升結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的技能,積極地與項(xiàng)目中的各方通力合作,以推動(dòng)中國(guó)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)事業(yè)的不斷進(jìn)步。建筑事故的頻頻出現(xiàn)，追究其原因，與最初建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管理的不成熟有關(guān)，要保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案能夠順利有效的實(shí)行就必須做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的管理，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員與相關(guān)人員的有效溝通，在成本控制的基礎(chǔ)上合理選材，需要特別注意的是，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)超越傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常規(guī)時(shí)，我們可以大膽地做出假設(shè)，仔細(xì)驗(yàn)證結(jié)構(gòu)理論的科學(xué)性和合理性。只有這樣，才能從根本上解決建筑業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，促進(jìn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。