優化設計理念在建筑構造課程中的應用

翟磊

摘要：建筑構造這門課程是土建專業重點學習的一門課程，它是研究各建筑物的組成部分和構成要素之間的聯系方法及其相關原理的一門學科。對于建筑設計從業者來說，掌握一般建筑構造的原理與方案，能選擇正確的材料，合理的運用相應的構造做法，了解新技術及其使用要求，從眾多做法中選擇最佳方案是其具備專業素質的基本要求，設計出合理的構造節點既能保證建筑質量又可節約資源。改革教學方法，將優化設計進入教學，通過實例來檢驗教學成果。

關鍵詞：建筑構造;建筑優化設計;課程改革

對于建筑設計從業者來說，掌握一般建筑構造的原理與方案，能選擇正確的材料，合理的運用相應的構造做法，了解新技術及其使用要求，從眾多做法中選擇最佳方案是其具備專業素質的基本要求，設計出合理的構造節點既能保證建筑質量又可節約資源。而對學生來說建筑結構的難點在于構造做法的實踐性強、綜合性強、內容龐雜、與其他學科聯系緊密等特點，使得學生不容易掌握其要領。優化設計理念是指設計人員通過調查研究找到最佳設計方案，使得設計結果更為經濟合理。用優化設計理念去指導學生學習建筑構造這門課是本課題的一項重要研究方向。學習建筑構造，首先要讓學生了解構造原理，構造做法成千上萬，各種細部做法包含每個配件的使用、材料的運用和排列順序、截面尺寸大小的選擇，想要選擇正確的構造設計不是一件容易的事，很多的建筑師是通過實踐工作中的大量積累才漸漸掌握其要領。讓學生學習建筑構造單靠死記硬背是很難掌握的，有什么方法來掌握這些龐雜的內容嗎？當然有的，那就學習其原理，學習一個新的構造做法，不僅僅要掌握構造層次，還要了解其為什么這樣做，而這樣就與構造的優化設計聯系起來，優化設計就是運用其材料原理構造原理選擇最優方案。

一、必須掌握新技術、新材料及其節點的構造和標準

課程要對綠色建材、節能環保、裝配式建筑要做重點介紹。國家政策上的要求使得以上三點成為大型項目的重要指標，在保證適用性的原則下優先使用綠色建材，重視建筑節能理念并貫穿始終。近些年來國家對于裝配式建筑的重視程度一直處于高位，但對學生來說裝配式建筑構造過于繁瑣不容易記憶理解，所以可多用的多媒體教學方式，讓其了解大概[1]。

二、改變傳統的授課觀念

讓學生知其所以然，很多老師講構造講原理而忽略細節。比如屋面防水做法，一般教材只給出一些做法而不講其原由，這樣學生只是去記憶做法，能難在設計任務中擇優選取。屋面防水做法：結構層、找坡層、找平層、保溫層、找平層、防水層、隔離層、保護層。這個做法其實能改成更優方案，我們只需將保溫材料改成像松散保溫材料即可將保溫層兼做找坡，節省材料人工成本。防水層下必有找平層，室外的保護層與防水層之間必加隔離層并講清原由[2]。

三、熟知建筑分類方式

不同的規范對建筑做出不同的分類，如果不了解規范成因學生也就不會掌握這類知識點。建筑高度分類：《民用建筑設計通則》中用層數劃分住宅建筑，低層1-3、多層4-6、高層10層及以上、超高層100以上，非住宅單多層小于等于24米、高層大于24米、超高層大于100米。而在《建筑設計防火規范中》住宅按27米劃分高層非高層，同時高層又分為一類高層，二類高層大于27米不大于54米為二類高層，大于54米為一類高層。非住宅劃分不大于24米的非單層建筑為多層，大于24米不大于50米的為二類高層，大于100米的為超高層。這么多的分類不說學生老師也會記混，但是，當我們將劃分依據列出時一切就容易了，《民用建筑設計通則》的高度劃分主要依照結構選型與布置，住宅單多層適用砌體結構，7層正是砌體結構在7度抗震區的最大值，而《建筑設計防火規范中》中高度的劃分依據的是普通消防車的最大救援高度24米，根據建筑高度劃分做不同的防火措施[3]。

四、和建筑材料密切聯系

了解一種構造做法是要先了解材料，不同的材料有不同的做法，比如在一道考題中看到用膨脹蛭石保溫層做倒置式屋面防水，原本要考的是倒置式屋面防水的做法，但是材料用錯了，正確的做法是倒置式屋面用憎水材料比如聚苯乙烯泡沫塑料，由此可見材料特性直接影響了構造做法，那么在學習屋面防水的時候是不是要列一下那些保溫材料是憎水呢，把材料羅列一下很有必要，或者當作業讓學生找一下。掌握建筑材料特性是了解構造原理的基礎，學構造知道怎么做更要知道為什么這么做，熟則能舉一反三，事倍功半，同時對于一些新的構造做法也能很快理解掌握[4]。

五、選用合適的地基處理方式

選擇適合的基礎形式，對成本控制有很大影響，是優化設計的一個重點內容，在不能使用天然地基的時候常用的地基處理方式有強夯法、爆破壓密、預壓沙井、碾壓法、高壓噴射灌漿、振沖法、換土法等。一些學生在做課程設計時會想當然認為基礎越大越好，結構越大配筋越多就越是安全，這是錯誤的認識。優化基礎體積并不會降低安全性，從結構上考慮材料的用量多了自重就會大，那么發生沉降的量就大，而且地震作用力也會變大。優化的作用就是讓結構合理，不合理的建筑即使花再多的錢也不會提升安全性。

六、強化課外實踐環節

傳統培養模式以教師講述為核心，然而對于建筑結構課程實踐型操作性較高的技能類課程來說，傳統培養方法明顯效果不好。因為不能接觸到實際工程項目，學生對于所學的理論和實踐知識理解和掌握，以及在實際工程建設中的使用和崗位操作能力都有顯然不佳。因此，加強學院建筑工程技術專業建筑結構課程的實踐內容培養，對于畢業生來說迫在需要。借助帶領學生進施工現場參觀學習，為畢業生安排頂崗期實習等多種形式，為學生提供更加直觀的了解房建施工、認識放我構件的機會，視覺和聽覺的雙重激發能夠引起學生有一種茅塞頓開的愉悅[5]。

七、課程改革的執行辦法

對于建筑結構課程優化和改革的辦法，借助一定的考核標準和手段加以實施。從建筑結構課程的教學來看，該門課程的理論計算公式、基本概念繁多，完全記憶對于畢業生的要求過于嚴格，傳統考察方法加重學生的學習困難，但學校實訓效果和實驗室作用并不明顯。因此，在課程教學改革過程中對于考核辦法也將有新的思路。對于建筑結構課程的考核中，筆試和實訓操作按比例分配。平時作業占最終成績的15%，讀圖作圖技能占最終成績的15%，期末考核占最總分數的35%，構件模型制作占最總分數的35%。考核方式的改革能夠有效地改善“應試教育”的不佳，讓學生脫離為考而學為應試而學的錯誤思維，幫助學生掌握實踐操作、動手能力，啟發學生創新思維，為建筑結構課程教學效果的改善、教學目標的實現提供幫助。

八、結語：

綜上所述，建筑優化是學生應該掌握的內容，在學習期就理清結構合理的重要性，以及經濟性對一個工程項目的重要性，想要節約成本減少浪費就要學習知識，積累工程經驗，不斷的總結歸納才能更好的成為一名工程師。

參考文獻：

[1]魯慧研，閻潤久.論建筑結構優化設計在建筑結構設計中的應用[J].環球人文地理，2015（14）：00044-00045.

[2]高婷婷.BIM技術在《建筑構造與識圖》課程教學中的應用[J].武夷學院學報，2018，v.37;No.161（3）：81-84.

[3]胡尚瑜，覃荷瑛.融合結構設計思想的建筑結構PKPM軟件課程教學探索[J].高教論壇，2014（4）：68-69.

[4]白真武.淺析概念設計在建筑結構優化設計中的應用[J].建材發展導向：上，2015，13（5）：159-160.

[5]李建良.建筑結構設計優化方法在房屋結構優化設計中的應用[J].住宅與房地產，2018，No.497（12）：69.