建筑工程創新結構設計模式探討

廣西教育建筑設計院 廣西南寧 530021

摘要：創新是技術和經濟發展的源泉，尤其是在世界進入知識經濟的時代，創新更是一個國家國民經濟可持續發展的基石。同時，建筑結構設計在整個建筑工程設計中占有很重要地位。因此本文以建筑工程行業為研究對象，結合創新設計的特點，深入研究了建筑工程創新結構的設計模式，希望對推動建筑行業的發展提供借鑒。

關鍵詞：建筑工程；創新結構；設計

前言

建筑工程創新結構設計是指充分發揮設計者的創造能力，利用人類已有的相關科學技術成果（含理論、方法、技術、原理等），進行創新構思，設計出具有新穎性、創造性及實用性的建筑的一種實踐活動。創新設計是人類改造自然的基本活動，是復雜的分析、規劃、推理與決策過程，蘊涵著創新和發明。伴隨著城市人口日益增多，建筑用地日益減少的情況下，對建筑工程進行創新設計成為城市建設的必然選擇。作為城市的地標，建筑工程不僅可以為城市創造出美麗的天際線，而且可以帶來城市商業交流、經濟發展的價值。

1建筑工程結構設計現狀

（1）重視大工程的設計、輕視小工程的設計；重視主樓設計、輕視附屬工程或室外工程設計。一些工程設計單位，對大工程、主樓的設計一般都很重視，在功能、結構等方面都注意優化，設計也較完整、細致；但對小工程、附屬工程或室外工程設計往往重視不夠，設計粗糙，相應出現的問題較多。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計師承擔任務，而設計師本人也很重視，但對于小工程或附屬工程，多數會由相對水平較低的設計師完成設計，或者設計師本人沒有足夠的重視，這樣將很可能產生設計質量上的差距。

（2）結構專業方案優化設計不夠。有些工程設計需分階段進行，但經常是設計方案一經確定便直接進行施工圖設計。有些施工圖設計由于各種原因，很少進行總體方案和專業方案的比較論證工作，造成了工程設計的先天不足。

（3）設計單位內部缺乏統一的技術措施或統一作法。有的設計單位內部缺乏統一的技術措施。常常會出現同一小區、不同結構設計人員的做法不同，自然存在各單體建筑結構設計質量的優劣差異，存在相似單體工程造價有相對較大的不同[1]。

（4）有的設計人員缺少經濟質量的意識，隨意增大結構用材量或隨意提高結構或部分結構構件的安全系數。其實，隨意增大結構用材量，帶來的不一定是安全，隨意加大結構或部分結構構件的安全系數，也未必對結構或構件是有益的。

（5）現實中不少工程設計該計算的不計算，或對計算結果不進行分析與比較，為了圖快或是怕麻煩，只憑經驗確定，寧大勿小；校對審核也是形同虛設，只簽字不看圖；還較多地存在著設計深度不夠，施工中出現了問題再補圖等情況。

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

2建筑工程創新設計的特點及必要性

2.1建筑工程創新設計的必要性

（1）建筑結構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構投資控制。

（2）房地產市場競爭趨于白熱化，如能通過“結構設計優化”降低不必要的土建成本，就一定能在房地產市場的價格戰中占據先機。

（3）“結構設計優化”在減下浪費的土建成本的同時，還可解決結構設計不合理問題，減少差錯，提高結構的安全度。

（4）目前設計市場比較混亂，設計優化是有必要的，有利于節約成本、減少浪費，是投資方、建設方的追求，也是優秀設計團隊和優秀設計師的追求。設計費一般為基建投資的1%～5%，但是對投資的影響卻高達75%以上，在滿足同樣功能的條件下，設計優化可降低工程造價1%～10%，甚至可達10%～30%[2]。

2.2建筑工程創新設計的特點

①創新設計是涉及多種學科，包括設計學、創造學、經濟學、社會學、心理學等的復合性工作，其結果的評價也是多指標、多角度的。

②創新設計中相當一部分工作是非數據性、非計算性的，要依靠對各學科知識的綜合理解與交融、對已有經驗的歸納與分析，要運用創造性的思維方法與創造學的基本原理開展工作。

③創新設計不只是因為問題而設計，更重要的是提出問題、解決問題。

④創新設計是多種層次的，不在乎規模的大小，也不在乎理論的深淺，注重的是新穎性、獨創性。

⑤創新設計必須具有實用性，其最終目的在于應用。

3建筑工程創新結構設計模式探討

3.1仿生建筑設計模式

建筑形式的仿生是創新的一種有效方法，它是通過研究生物千姿百態的規律后而探討在建筑上應用的可能性，這不僅要使功能、結構與新形式有機融合，而且還應是超越模仿而升華為創造的一種過程。只要我們善于觀察和吸收自然界中千變萬化現象的內在規律，我們就能有取之不盡的源泉。遺憾的是也經常會出現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，它既無創新的價值，也不能與周圍生態環境取得協調，是一種建筑文化的糟粕，這是需要引以為戒的。建筑師應善于觀察自然界的一切生成規律，并應用現代技術去創造嶄新的仿生結構體系。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的性能；從一片樹葉的葉脈發現了其交叉網狀的支撐組織肌理，這些對建筑結構的創新設計都是十分有益的啟示。

3.2設計技術性和經濟性相互統一

建筑工程設計既要做到保證結構的安全和質量，又不浪費投資，一般可從以下兩個方面人手，一是遵守國家行業和地方制定的一系列的標準規范。標準規范具有技術立法性質，設計、施工必須遵守。而且，標準規范是在國家方針、政策指導下制訂的，它是根據工程實踐經驗和科學試驗數據，結合國情進行綜合分析，提出的科學的、合理的安全度等方面的要求。二是在遵守規范標準的前提下，發揮結構設計人員的主觀能動性，科學的進行設計，在重視項目技術質量的同時，重視其經濟質量[3]。

結構工程師應該以提高項目投資效益為目標，在工程建設過程中將技術和經濟有機地結合起來，通過技術比較、經濟分析和效果評價，正確處理技術先進和經濟合理之間的對立統一關系，力求在技術先進前提下的經濟合理，在經濟合理基礎上的技術先進，將控制工程項目投資觀念滲透到工程設計的各個階段之中，貫徹于建筑結構設計的全過程。

3.3 新技術、新材料模式

目前有很多新技術新材料可以達到節省成本、提高效能和縮短工期的目的。新材料、新技術的應用要從設計開始，在設計過程中可突破傳統的設計方案，合理采用新技術、新材料。要不斷更新才可以改變傳統方式，才能提高效益，節省投資。

3.4節材理念的樹立

結構創新設計的思路和方法是，結構材料要用到必要的位置，發揮材料更高的效率。在結構設計時，僅靠增大材料用量來保證或提高結構安全的做法，不是一個好的結構工程師應該考慮和采取的。結構概念不清的工程師，在結構計算完成、繪圖時，往往會采取再人為的加大一下結構構件的截面、增大一下配筋量的方法，來使自己放心、保證結構安全。此時應注意，并非增大了材料用量，結構就一定更安全。結構工程師應認識到節約投資是設計的義務。從某種意義上也可以這樣說，節材就是結構設計的創新優化。

4.結語

總的來說，創新設計的道路不是一帆風順的，障礙和阻力隨時會出現在創新發生和發展直到最終實現的一刻。在建筑工程設計創新系統中，無論是創新認識的形成和發展，還是創新成果的實現都會遇到不同阻力的影響。要想使創新系統正常運轉，創新活動得以順利進行，需要認清困難和消極因素，爭取努力克服不利因素的影響，化阻力為動力，促進創新朝著更順利的方向發展。

參考文獻：

[1]楊嗣信.建國 60 年來我國建筑施工技術的重大發展[J].建筑技術，2009（09）

[2]舒雷峰、戴建明.建筑施工技術改進三則[J].建筑工人，2008（07）

[3]周偉.建筑施工企業技術創新[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2009（06）