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一?房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的內(nèi)容及其意義
當(dāng)前,我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,人們對居住條件及生活環(huán)境要求越來越高,而對建筑房屋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,使其結(jié)構(gòu)與美觀相互協(xié)調(diào)、同時適用、安全、經(jīng)濟(jì)以及便利是改善人們居環(huán)境方面重要手段。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化理念注重以實際為準(zhǔn)則,根據(jù)工程建設(shè)的基本狀況,以計劃成本為控制為中心來進(jìn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,其內(nèi)容就是利用對建筑基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案以及圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案等環(huán)節(jié),建立起一種關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的模型,通過對各種不同的影響變量參數(shù)中的若干關(guān)鍵參數(shù)的科學(xué)的計算,確立最終的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化結(jié)果方案。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計意義重大,一是大大提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性,房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化可節(jié)省材料,有利用抗震,減少內(nèi)外表面裝修,提高了其受力性能,增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能。二是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計大大降低了建筑工程的總成本造價。節(jié)約用地,大量資料表明,,房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化能夠有效降低工程成本造價25%左右,同時結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)能夠?qū)κ┕げ牧系男阅芾酶雍侠砘軌蜃尳ㄖこ探Y(jié)構(gòu)內(nèi)部各個不同單元之間更加充分互協(xié)調(diào),提升了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性。
二?房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)應(yīng)用
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)實踐應(yīng)用是當(dāng)前建筑業(yè)非常關(guān)注的一個課題,目的在通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)逐步改善房屋建筑的使用性能的基礎(chǔ)上,提高經(jīng)濟(jì)性,大力降低工程成本造價。在某個建設(shè)工程項目中,結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)主要應(yīng)用于項目規(guī)程的整體設(shè)計、前期設(shè)計以及抗震設(shè)計等各個分部階段環(huán)節(jié),應(yīng)用廣泛,其發(fā)揮的效能也十分明顯。
(1)房屋建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計中應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范
房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的目的是追求適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀以及便利施工,因此,房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計不但要求結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師有豐富的設(shè)計經(jīng)驗,也同時也要要對房屋建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范的條文有較為詳細(xì)的了解,在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上,能夠把自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案科學(xué)的融入到整個項目工程中。對于一些大面廣的工程中,某些條文規(guī)定不可避免的的偏于保守,同時,也有些條文對一些特殊、復(fù)雜工程的設(shè)計工程條文安全性不足。因此,房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師在優(yōu)化設(shè)計中,應(yīng)該充分利用扎實專業(yè)知識與豐富的經(jīng)驗,對上述問題做出科學(xué)與正確的判斷,從而能夠把握設(shè)計,使設(shè)計成果逐步優(yōu)化,不斷創(chuàng)新。
(2)房屋結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃
房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃是實施結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的重點內(nèi)容。因為,在在實際施工中,房屋建筑結(jié)構(gòu)工程建筑師難以把握對結(jié)構(gòu)體系的受力的正確分析,相關(guān)房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動地參與前期方案設(shè)計,幫助建筑師構(gòu)思與逐步創(chuàng)新,使整個建筑的優(yōu)化功能能夠全部體現(xiàn)出來。
(3)涉及到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的各個專業(yè)應(yīng)該相互協(xié)調(diào)與合作
房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一個復(fù)雜性的系統(tǒng)工程,涉及到的專業(yè)也很廣,各個專業(yè)必須相互協(xié)調(diào)與配合。依據(jù)建筑學(xué)發(fā)展角度出發(fā),現(xiàn)代建筑是綜合性產(chǎn)品,包括建筑、結(jié)構(gòu)以及設(shè)備等要素。因此,房屋建筑工程在工程實施中,應(yīng)該大力加強(qiáng)分工與合作,將各個構(gòu)成要素進(jìn)行充分有機(jī)結(jié)合,為打造出完美的作品夯實基礎(chǔ)。在房屋建筑工程項目設(shè)計中,最重要的環(huán)節(jié)是建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計,只有將這兩個環(huán)節(jié)充分結(jié)合,房屋建筑工程的實用美觀大方效果才能充分體現(xiàn),同時,房屋的建造結(jié)構(gòu)受力更趨向合理性,大大降低了成本,簡化了施工。但在建筑設(shè)計中,一些許建筑設(shè)計人員不遵循建筑的基本力學(xué)規(guī)律,過于注重設(shè)計方案創(chuàng)作的新奇性,導(dǎo)致這房屋建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一些后遺癥,因此,房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化必須通過強(qiáng)化各個專業(yè)的合作與協(xié)調(diào),才能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)合理,成本降低。
(4)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要將概念設(shè)計結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化
概念設(shè)計即是利用設(shè)計概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計過程的設(shè)計方法,是通過設(shè)計概念將設(shè)計者繁復(fù)的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個設(shè)計。但是概念設(shè)計應(yīng)用于沒有具體數(shù)值量化的狀況時,計算式不可避免與實際出現(xiàn)較大的差異,譬如在地震設(shè)防烈度就沒與不確定性,計算式與實際差別較大,因此,房屋建筑結(jié)構(gòu)在優(yōu)化設(shè)計中,通過采用概念設(shè)計的方法,將數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù),同時設(shè)計人員在設(shè)計過程中還需靈活運用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法。在整個設(shè)計過程中貫穿一種抗震設(shè)防的思想且以概念設(shè)計作為重點指導(dǎo)設(shè)計。同時在設(shè)計的過程中,注重優(yōu)化細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計,譬如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫,可劃分為矩形板。在選擇鋼筋型號時,充分考慮其極限抗拉力等。
(5)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要充分考慮下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計
地基基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分之一,地基基礎(chǔ)雖然埋置在地下,屬于隱蔽工程,但其重要性不言而喻,建筑物的高度與安全性等受地基基礎(chǔ)影響很大。因此,房屋建筑結(jié)構(gòu)中的地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化必須選擇合適的方案,譬如屬于樁基礎(chǔ),就要依據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件,綜合其他現(xiàn)場場地的條件因素進(jìn)行基礎(chǔ)選型及埋深等設(shè)計,選擇樁基類型,最大程度的節(jié)省造價。
三?結(jié)語
總之,房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)是復(fù)雜的系統(tǒng)工程,不但需要相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師正確地使用結(jié)構(gòu)分析軟件、選擇最佳結(jié)構(gòu)體系,同時,要大力挖掘基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)在潛力,充分運用科學(xué)的方法與手段,大力降低工程建設(shè)造價,讓房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化貫穿整個設(shè)計過程,從而體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的價值,讓房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計功能不但更加適人們居住與生活,同時,大力提高其安全度與抗震性能。
參考文獻(xiàn):
[1]張紅友.優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計減少建筑投資成本[J].?陜西建筑,2008(11).
(二)增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計課程教學(xué)的連續(xù)性建筑結(jié)構(gòu)課程通常為48課時至64課時,持續(xù)周期為一個學(xué)期,在學(xué)期結(jié)束后課程內(nèi)容便很少涉及,課程得不到連續(xù)性學(xué)習(xí)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是一門凌駕于多門建筑課程的綜合學(xué)科,要在不同的建筑課程中融會貫通,在其他課程中反復(fù)實踐和利用,才能將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的知識進(jìn)行實際操作。這就要求不光要有獨立的建筑結(jié)構(gòu)課程和結(jié)構(gòu)專業(yè)的教師,其他建筑課程和教師在教研中要融入結(jié)構(gòu)優(yōu)化的理念,通過啟發(fā)性教學(xué)方法,使學(xué)生伴隨建筑知識的增長提高結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計能力。
(三)利用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求學(xué)生對建筑的整體和個體構(gòu)件都充分了解,傳統(tǒng)的板報式講授并不能直觀地反映建筑構(gòu)件實例的三維立體形象,學(xué)生和老師都應(yīng)鼓勵使用三維立體的軟件設(shè)計建筑模型,提供設(shè)計作品的感官性的同時可以增強(qiáng)課程的趣味性。比如教師通過模型構(gòu)件的軟件設(shè)計立體的建筑模型,建筑的框架結(jié)構(gòu)、構(gòu)件受力情況和施工方法等都可以通過多媒體技術(shù)形象地呈現(xiàn)在大屏幕上,啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計的靈感。老師和同學(xué)也可以通過計算機(jī)軟件的交互作用,進(jìn)行構(gòu)件的交流和整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化的探討。學(xué)生可以通過軟件完成教學(xué)作業(yè),較徒手繪圖簡捷省力。新媒體技術(shù)能夠很好的引發(fā)學(xué)生的課堂興奮,也容易產(chǎn)生視覺疲勞,教師要掌握好重難點,合理分配計算機(jī)教學(xué)和傳統(tǒng)板報式教學(xué)的課時。
前言
在房屋建造的過程中,建造結(jié)構(gòu)成本的花費占了一個比較大的比例,通過結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化技術(shù)可以很有效的解決建筑成本造價方面的壓力。因此,從事結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作人員應(yīng)當(dāng)充分考慮房屋建造過程中地合理性、經(jīng)濟(jì)性和適用性,從而在滿足建造要求的前提下降低房屋建造工程的總體造價。
1、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的現(xiàn)實價值及應(yīng)用
1.1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的現(xiàn)實價值
在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計時,首先要做的就是要滿足房屋結(jié)構(gòu)效益的長遠(yuǎn)化,在這個基礎(chǔ)上,盡量使房屋在投資上降低,結(jié)構(gòu)上科學(xué)合理。與傳統(tǒng)的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計理念相比,現(xiàn)代房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)建造中的應(yīng)用,能夠有效的降低工程成本,大約可以維持在10%――35%之間。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的運用,能夠?qū)⒔ú牡睦寐屎托阅馨l(fā)揮到最大值,使房屋內(nèi)部的各個空間之間形成協(xié)調(diào)的整體,并符合我國相關(guān)的安全質(zhì)量規(guī)定。此外,房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的運用還能夠?qū)Ψ课莸淖畛踉O(shè)計提供幫助,因此,優(yōu)化技術(shù)對房屋整體設(shè)計的安全、合理、舒適起著重要的作用。
1.2房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)方案和理論的應(yīng)用
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計方案和理論在現(xiàn)實中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩個方面,即房屋總體工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化和房屋各個組成部分的設(shè)計優(yōu)化。在這其中,房屋各個組成部分的設(shè)計優(yōu)化包括很多方面,如:相關(guān)細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)部分的優(yōu)化設(shè)計、相關(guān)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化設(shè)計、房屋屋頂方面的設(shè)計優(yōu)化等,對于這些方面的設(shè)計優(yōu)化還包含很多更加細(xì)化的設(shè)計,如布置、選型、造價、受力等方面的設(shè)計優(yōu)化。相關(guān)的設(shè)計工作者應(yīng)該在滿足房屋建造的相關(guān)規(guī)定前提下,而后充分考慮造價方面的因素進(jìn)行相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化。
2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法
2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法和技術(shù)的應(yīng)用具體體現(xiàn)在房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計和房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計兩方面。其中房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計包括:基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計。對以上幾個方面的優(yōu)化設(shè)計還包含選型、布置、受力分析、造價分析等內(nèi)容,并應(yīng)在滿足設(shè)計規(guī)范和使用要求的前提下,結(jié)合具體工程的實際情況,圍繞其綜合經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。
2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的實踐價值
在滿足建筑結(jié)構(gòu)長遠(yuǎn)效益的前提下,應(yīng)盡量減少建筑結(jié)構(gòu)的近期投資并提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠度和合理性。與傳統(tǒng)設(shè)計相比,采用設(shè)計優(yōu)化技術(shù)可以使建筑工程造價降低5%~30%。優(yōu)化技術(shù)的實現(xiàn),可以最合理的利用材料的性能,使建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元得到最好的協(xié)調(diào),并具有建筑規(guī)范所規(guī)定的安全度。同時,它還可為建筑整體性方案設(shè)計進(jìn)行合理的決策,優(yōu)化技術(shù)是實現(xiàn)建筑設(shè)計的“適用、安全和經(jīng)濟(jì)”目標(biāo)的有效途徑。
3.房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的原則
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化要求我們從工程的設(shè)計和價值角度去思考方案。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是追求最合理地利用材料的性能,使各構(gòu)件或各設(shè)計專業(yè)得到最好的協(xié)調(diào)。它不僅具備了傳統(tǒng)設(shè)計方案所要求的規(guī)范以及規(guī)范所要求的安全度,而且也具備了現(xiàn)今價值學(xué)和審美學(xué)的成分。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是對結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行深化、調(diào)整、改善與提高,也就是對結(jié)構(gòu)進(jìn)行高質(zhì)量再加工的過程。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化不是以犧牲結(jié)構(gòu)安全度與抗震性能為代價,而是經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的過程,使建筑功能更協(xié)調(diào),成本更低,結(jié)構(gòu)更安全。
3.2實施結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)所遵循的要點
(1)科學(xué)地遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作要求結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師們不僅要具備豐富的設(shè)計經(jīng)驗,也要對結(jié)構(gòu)規(guī)范的條文熟知,即在結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的要求下,將自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案貫穿于項目設(shè)計中。規(guī)范更多的是針對量大面廣的工程,因而某些條文的規(guī)定會偏于保守;此外,用于一些特殊、復(fù)雜工程的設(shè)計時,有些條文則不夠安全。所以,結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計中應(yīng)運用良好的專業(yè)知識與正確的判斷力把握設(shè)計,做到設(shè)計成果不斷優(yōu)化與創(chuàng)新。
(2)結(jié)構(gòu)工程師前期參與和主動參與的重要性
強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)工程前期參與和主動參與是實施結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的重中之重。在實際施工期間,建筑師很難對結(jié)構(gòu)體系的受力做到正確的分析,既建筑師的結(jié)構(gòu)思想不能完全替代結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計理念、經(jīng)驗和判斷,也無法彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)與建筑專業(yè)技術(shù)共識的空白與隔閡。既具有扎實的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論功底,又具有豐富工程實踐經(jīng)驗的結(jié)構(gòu)工程師,積極主動地參與前期方案設(shè)計,幫助建筑師構(gòu)思與創(chuàng)新,才能創(chuàng)作出優(yōu)秀的設(shè)計作品,更好使整個建筑的功能得到徹底的體現(xiàn)。
(3)加強(qiáng)各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)與合作
結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一個系統(tǒng)的工作,需其它專業(yè)的協(xié)調(diào)與配合。從建筑學(xué)發(fā)展角度分析,現(xiàn)代建筑是建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備三大要素構(gòu)成的綜合產(chǎn)品,所以在實施中要強(qiáng)化分工與合作,強(qiáng)化專業(yè)之間的協(xié)調(diào)與合作,這樣才能創(chuàng)作出各構(gòu)成要素有機(jī)結(jié)合的完美作品。在整個項目開展中,建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個設(shè)計過程中最重要的兩個環(huán)節(jié),二者的結(jié)合不僅能夠達(dá)到實用美觀大方的效果,而且可以使結(jié)構(gòu)受力更趨于合理進(jìn)而降低成本和簡化施工。在建筑設(shè)計中,許多建筑設(shè)計人員只強(qiáng)調(diào)方案創(chuàng)作的新奇,不遵循建筑的基本力學(xué)規(guī)律,這樣的方案往往會造成結(jié)構(gòu)設(shè)計困難。還有一些建筑師在設(shè)計過程中往往忽視力學(xué)的基本規(guī)律,如將抗震設(shè)防區(qū)的高層建筑電梯或樓梯偏置在建筑一側(cè),使得剛度中心與質(zhì)量中心之間的偏心距過大,在水平荷載作用下產(chǎn)生大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。從以上的例子可以分析出,加強(qiáng)專業(yè)的合作與協(xié)調(diào)是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理、成本降低的重要途徑。
4.總結(jié)語
綜上所述,可以說對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的研究是一項非常復(fù)雜的綜合性問題。我前邊曾提到“經(jīng)濟(jì)、適用、合理”是房屋設(shè)計優(yōu)化的原則,但是這三種效果之間又相互獨立、相互矛盾。所以盡管在結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用的今天,如何使這三種因素更好的融合仍然需要我們在以后的應(yīng)用實踐中多探索、多積累,達(dá)到一種用最低造價實現(xiàn)最佳效益,既美觀又合理的設(shè)計效果。
參考文獻(xiàn):
1 前言
進(jìn)入新的世紀(jì),我國已成為世界上建筑業(yè)最活躍、繁榮的地區(qū),作為城市重要標(biāo)志的建筑工程正以更大的規(guī)模加速發(fā)展,建筑工程在以其“適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的建筑方針展示給百姓的同時,建筑工程的質(zhì)量也成為各級政府和廣大人民群眾關(guān)注的熱點。但是根據(jù)了解,在工程質(zhì)量事故的眾多原因中,設(shè)計責(zé)任是主要原因,不少建筑產(chǎn)品由于缺乏優(yōu)化設(shè)計,而出現(xiàn)功能設(shè)置不合理,影響正常使用;有的設(shè)計圖紙質(zhì)量差,專業(yè)設(shè)計之間相互矛盾,造成施工返工、停工的現(xiàn)象,有的造成質(zhì)量缺陷和安全隱患,給國家和人民帶來巨大損失,造成投資的極大浪費。所以,建筑工程質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計是保證建筑工程質(zhì)量的前提。所謂優(yōu)化設(shè)計就是在可能的設(shè)計中選擇最合理的設(shè)計,以達(dá)到最優(yōu)目標(biāo)。建筑工程質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計是工程建設(shè)的首要環(huán)節(jié),是整個建筑工程的靈魂,先進(jìn)合理的設(shè)計,對于縮短工期、節(jié)約投資、提高經(jīng)濟(jì)效益,起著關(guān)鍵性的作用。
2 對建筑工程質(zhì)量優(yōu)化設(shè)計的建議
2.1 建立建筑工程質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計保障體系
建筑工程設(shè)計人員的優(yōu)化組合。由于設(shè)計人員水平高低不同,受主觀思想影響,更多地考慮滿足結(jié)構(gòu)安全性和強(qiáng)制性規(guī)范,而對其它細(xì)節(jié)方面往往考慮的不夠全面。所以要對工程設(shè)計人員進(jìn)行定崗定位,對其進(jìn)行優(yōu)化思想教育,提高設(shè)計人員的整體水平和素質(zhì),培養(yǎng)設(shè)計人員正確的建筑工程質(zhì)量觀念,強(qiáng)化質(zhì)量意識和責(zé)任,選擇優(yōu)秀的設(shè)計人員進(jìn)行優(yōu)化組合,給設(shè)計人員提供、創(chuàng)造更多的學(xué)習(xí)深造的機(jī)會,使他們有能力對建筑工程質(zhì)量做出最優(yōu)化的設(shè)計。
建筑工程質(zhì)量設(shè)計方案的優(yōu)化管理。建筑工程質(zhì)量設(shè)計方案對于設(shè)計項目十分重要,建筑設(shè)計方案的確定不僅是為了評選好的方案,優(yōu)化選取方案不是目的,重要的是在建筑設(shè)計方案運行中進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)建筑設(shè)計方案選取后,按專業(yè)部分進(jìn)行優(yōu)化、細(xì)化、量化而后運行。提倡設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理,就是始終有一個較高的目標(biāo)去奮斗,這里目標(biāo)指的是一個范圍,而不是具體的標(biāo)準(zhǔn),方案可能有幾個,而最好的只有一個。 在建筑設(shè)計運行過程中,需要對建筑設(shè)計過程進(jìn)行優(yōu)化控制,以便取得最優(yōu)方案、選取最短路徑,集現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果于一身、利用現(xiàn)代化工具去達(dá)到目的。這里技術(shù)、信息、情報很重要,僅提出設(shè)計質(zhì)量合格的要求,只依據(jù)設(shè)計規(guī)范、條文的被動制約,顯然與現(xiàn)代化飛速發(fā)展的形勢不相符合。 所以,建筑工程質(zhì)量設(shè)計的優(yōu)化管理,關(guān)鍵在于優(yōu)化,實質(zhì)是部分的優(yōu)化及與整體優(yōu)化的組合,所有這一切都是動態(tài)管理,就是時時向高的目標(biāo)奮斗,從而調(diào)動每一個設(shè)計人員的主觀能動性,不斷地、主動地開拓進(jìn)取。當(dāng)然目標(biāo)要在運行中不斷地提高與完善,以達(dá)到建筑工程質(zhì)量設(shè)計的最優(yōu)化。,
2.2 重視建筑工程質(zhì)量設(shè)計中材料的選取
建筑工程質(zhì)量設(shè)計中往往存在材料選用不合理、不節(jié)能,材料規(guī)格類型不確定,節(jié)點的設(shè)計不夠細(xì)化,標(biāo)注錯誤,材料設(shè)備選型滯后等問題。這些問題的存在,直接影響到建筑工程的質(zhì)量,并給以后的施工過程帶來隱患和阻礙。所以,合理的建筑材料選用在工程質(zhì)量設(shè)計階段非常重要,在工程質(zhì)量設(shè)計階段要重點考慮到以下兩個方面:
2.2.1 加強(qiáng)對新型墻體材料應(yīng)用和建筑節(jié)能的質(zhì)量監(jiān)管,促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,積極貫徹落實國家的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和管理政策,著手開展建筑節(jié)能檢測工作。新建、改建、擴(kuò)建的民用建筑工程,均應(yīng)達(dá)到公共建筑節(jié)能50%,居住建筑節(jié)能65%的標(biāo)準(zhǔn)。施工單位應(yīng)當(dāng)按照審查合格的設(shè)計文件和建筑節(jié)能施工標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行施工,建設(shè)單位不能以任何借口變更節(jié)能設(shè)計,降低節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),節(jié)能設(shè)計要能夠指導(dǎo)施工,保證工程施工質(zhì)量。
2.2.2 要求施工單位嚴(yán)格按設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)組織施工,所用材料、成品、半成品必須經(jīng)檢測合格后使用。墻體保溫施工實行樣板制,樣板完成后,由建設(shè)單位組織施工、監(jiān)理和設(shè)計單位共同驗收,驗收合格后按樣板標(biāo)準(zhǔn)推開施工。塑鋼窗進(jìn)場后,施工單位、監(jiān)理單位要認(rèn)真檢查驗收,型式與設(shè)計不符的,必須清出施工現(xiàn)場,檢測不合格的,不準(zhǔn)安裝。積極推廣應(yīng)用地?zé)峒夹g(shù)、太陽能技術(shù),推廣采用先進(jìn)的施工設(shè)備,提高機(jī)械化施工水平。
2.3 強(qiáng)化圖紙設(shè)計的審查
設(shè)計是建筑工程建設(shè)的龍頭,抓好設(shè)計審查對保證結(jié)構(gòu)安全、節(jié)約投資將起到重要的作用。有關(guān)管理部門應(yīng)結(jié)合往年工程出現(xiàn)的問題,制定各專業(yè)的施工圖設(shè)計審查注意事項及實施細(xì)則,以減少、消除施工圖設(shè)計階段可能出現(xiàn)的各種問題,提高圖紙設(shè)計質(zhì)量。提高設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵是優(yōu)化設(shè)計方案,開展設(shè)計咨詢對優(yōu)化設(shè)計方案是一個有效方法。設(shè)計咨詢就是業(yè)主自愿有償?shù)仄刚垯?quán)威專家或權(quán)威設(shè)計機(jī)構(gòu),對業(yè)主關(guān)心的效益問題、方案的優(yōu)劣、工藝技術(shù)的先進(jìn)性、合理性等進(jìn)行評估和優(yōu)化,從而確定最優(yōu)設(shè)計方案,提高投資效益,確保工程質(zhì)量。
3 結(jié)語
總之,建筑工程質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計是工程建設(shè)的首要環(huán)節(jié),是整個建筑工程的靈魂。建筑工程質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計不僅僅是為了滿足建筑本身設(shè)計合格,符合設(shè)計的基本規(guī)范,更是為了達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求,力爭以最先進(jìn)、最合理的工程設(shè)計,縮短建設(shè)工期,節(jié)約整體投資成本,提高經(jīng)濟(jì)效益和建筑質(zhì)量。
Abstract: with the rapid growth of the economy, promote the pace of urbanization, high-rise buildings at present in our city of construction of proportion of is more and more big, but the building structure design changes more and more, many new structure design scheme of the fast speed to present in our city construction. Building structure optimization design of project cost is to save one of the important means, and at the same time, the relationship between the safety of buildings and to maximize the benefit of investment. This article through to structure scheme, construction materials, structural calculation and with other professional coordination and so on four aspects, briefly the structure optimization design was discussed, and the reference.
Keywords: optimization design structure material plan
中圖分類號:TB482.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
在土地資源日益趨緊的今天,高層建筑有利于節(jié)約用地、解決住房緊張、減少市政基礎(chǔ)設(shè)施和美化城市空間環(huán)境。目前在我國的建筑設(shè)計中,對建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計具有重要的意義。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的突出表現(xiàn)和最終目的, 是為了降低工程的造價, 這是比較狹義上的說法, 但是在現(xiàn)實中對建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化,主要指的是廣義的說法,在降低工程造價的同時, 保證其建筑五的安全性,在利益最大化和質(zhì)量保證中找到一個最優(yōu)的平衡點, 這就是目前建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的意義所在。
一、結(jié)構(gòu)方案上的優(yōu)化
在建筑機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中, 結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化是設(shè)計優(yōu)化的基礎(chǔ)和保證。對建筑設(shè)計者而言, 所能采用的建筑結(jié)構(gòu)方案往往不是唯一的, 但是不同的結(jié)構(gòu)方案的選擇, 其所耗費的過程造價和實際的過程質(zhì)量也是不同的,為了實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的最終目的,就必須要選擇一個最優(yōu)的結(jié)構(gòu)方案, 實現(xiàn)架構(gòu)方案的優(yōu)化。
(一) 從整體上處理好各要素之間的關(guān)系
這里所說的整體, 就是將結(jié)構(gòu)的總體方案放置于特定的建筑空間中, 同時要處理好每個要素之間的關(guān)系, 包括結(jié)構(gòu)與構(gòu)件之間的關(guān)系, 充分考慮結(jié)構(gòu)和構(gòu)件在整體上的最佳受理狀態(tài),從而使結(jié)構(gòu)具備更高的承載力以及良好的剛度和延展性。
(二) 優(yōu)化結(jié)構(gòu)的受力與傳力途徑
結(jié)構(gòu)受力的優(yōu)化主要是要考慮簡單的傳力途徑, 傳力途徑過于復(fù)雜,就會使結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)多次轉(zhuǎn)換, 而這種轉(zhuǎn)換過程必然會增加工程的造價, 同時也有可能出現(xiàn)計算上的錯誤從而出現(xiàn)相應(yīng)的安全問題。因此采用簡單的傳力途徑, 不僅可以減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的轉(zhuǎn)換次數(shù), 降低計算錯誤的安全風(fēng)險, 同時也可以提高工程造價的積極性。
(三) 保證整個結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)一致性
在結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計上一定要充分考慮整體結(jié)構(gòu)中的每一個構(gòu)件, 使其結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以在整體上實現(xiàn)協(xié)調(diào)一致性,發(fā)揮出整體上的最大效應(yīng),以確保實現(xiàn)建筑規(guī)范所規(guī)定的設(shè)計目標(biāo)要求,從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計上的優(yōu)化。
(四) 避免結(jié)構(gòu)上的扭轉(zhuǎn)
結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的原因一般都是由于結(jié)構(gòu)平面布置中抗側(cè)力的剛度中心跟建筑物的質(zhì)量重心或者是外力作用重心相偏離而導(dǎo)致的,這種扭轉(zhuǎn)所消耗的材料量是很大的, 同時也會出現(xiàn)相應(yīng)的不安全因素, 因此在結(jié)構(gòu)方案中主要加以重視和避免。
二、 建筑結(jié)構(gòu)材料上的優(yōu)化
處于對建筑結(jié)構(gòu)中的經(jīng)濟(jì)性和安全性的雙重考慮,對結(jié)構(gòu)材料的要求也就比較高,在材料的選擇上需要質(zhì)量好同時經(jīng)濟(jì)合理的材料, 同時在材料的使用上充分考慮材料的受力特點和力學(xué)性能, 應(yīng)盡量做到物盡其用, 優(yōu)化合理。
例如在鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計中, 出于對鋼筋混凝土材料中的高抗壓性考慮, 應(yīng)該采用高標(biāo)號的混凝土用于以受壓為主的柱子,這樣不但可以增加建筑使用的空間, 減少構(gòu)件的截面, 同時也能減輕結(jié)構(gòu)自身的重量。對于梁板而言, 應(yīng)該采用高強(qiáng)度的鋼筋,因為鋼筋的韌性較好, 比較受彎, 同時使用高強(qiáng)度的鋼筋也為了減少鋼筋的用量。此外,在鋼筋混凝土材料的使用上要注意鋼筋與混凝土之間的強(qiáng)度匹配,在實現(xiàn)材料最大性能發(fā)揮的同時,實現(xiàn)對材料的合理利用與節(jié)省,從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化設(shè)計。在實際的建筑施工建設(shè)中, 因為建筑材料的選擇和使用上出現(xiàn)問題而造成資金和材料上的浪費情況的很多。 例如在混凝土的現(xiàn)澆板中,經(jīng)常出現(xiàn)混凝土的標(biāo)號過高的情況, 高標(biāo)號的混凝土在其并不能很好的發(fā)揮其高強(qiáng)度的特性, 而且為了配合混凝土的高標(biāo)準(zhǔn),對于板中的鋼筋量也隨之增加, 因此不但造成了鋼筋使用的浪費, 也在增加了工程的造價。
三、結(jié)構(gòu)計算上的優(yōu)化
結(jié)構(gòu)計算的優(yōu)化同樣也是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中的重要組成部分, 針對結(jié)構(gòu)計算的優(yōu)化方面, 要充分考慮下面幾個方面的問題:
(一)不能盲目的依賴計算機(jī)
目前在建設(shè)結(jié)構(gòu)的計算一般利用的都是計算機(jī), 但是計算機(jī)的使用并不是很萬無一失的, 由于計算軟件上存在的缺陷而出現(xiàn)的計算錯誤時有發(fā)生, 因此設(shè)計計算人員不能盲目的依賴計算機(jī)的計算,在使用計算機(jī)的同時, 要對機(jī)構(gòu)設(shè)計計算程度的基本理論研究清楚, 同時要明確計算程序的限制條件和應(yīng)用范圍,從而得到正確的計算結(jié)果。
(二) 對數(shù)據(jù)的認(rèn)真核對
在對數(shù)據(jù)認(rèn)真計算的同時, 也要對輸入后的構(gòu)建尺寸、 幾何圖形以及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真的核對, 達(dá)到準(zhǔn)確無誤, 盡可能的避免輸入錯誤、 計算錯誤或者是計算分析結(jié)果上的錯誤而出現(xiàn)的誤差。有些誤差看上去很小, 但是在建筑施工后體現(xiàn)出現(xiàn)的實際影響是巨大的, 同時也會影響設(shè)計結(jié)果的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
(三) 注意實際結(jié)構(gòu)與計算模型的差異
通過計算機(jī)的模擬計算所得出的計算模型是建立在計算理論和設(shè)計程序之上的, 而實際中的建筑結(jié)構(gòu)所受到的影響因素是比較多同時難以計算的, 這就意味計算模式和實際機(jī)構(gòu)之間必然會存在一定程度上的差異,這種差異在結(jié)構(gòu)計算中是必須要考慮在內(nèi)的, 否則就會影響計算結(jié)果以及結(jié)構(gòu)設(shè)計的正確性。
四、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與其他專業(yè)的協(xié)調(diào)
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中, 要實現(xiàn)設(shè)計的優(yōu)化,有時還要注重跟其他專業(yè)之間的協(xié)調(diào),筆者在下文中以排水專業(yè)和電氣專業(yè)為例,簡要的談?wù)摻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計與其他專業(yè)之間的協(xié)調(diào)
(一) 結(jié)構(gòu)與給排水專業(yè)的協(xié)調(diào)
首先水泵間應(yīng)盡可能的設(shè)置在建筑的地下室, 這是由于給排水專用建筑中的設(shè)備較重, 必須要選擇承載量較大的房間; 在給排水房間中的預(yù)留孔和預(yù)埋見的尺寸和位置都必須要準(zhǔn)確, 同時要注重要樓板孔的加強(qiáng),并且要避免水平的管道管過建筑梁柱;當(dāng)管道穿過承重墻上必須要做好相應(yīng)的加固措施; 同時在建筑設(shè)計中要充分考慮建筑的樓面負(fù)荷, 避免將過多的管道出現(xiàn)在同一類的房間,從而出現(xiàn)承重超載。
(二) 結(jié)構(gòu)與電氣專業(yè)協(xié)調(diào)
在電氣管線的設(shè)置上, 如果實現(xiàn)對管線在樓板內(nèi)的暗裝比較困難的,可以采取將垂直管線在預(yù)制時將建筑房梁孔洞預(yù)留, 并且要保證房梁的寬度和墻體的厚度盡可能的一致,從而確保穿梁的帶暖氣管線不會外露; 在對電梯機(jī)房的設(shè)置上, 由于該建筑中的預(yù)埋見和空洞較多,從而增大了所需的荷載量, 需要對該房間強(qiáng)度進(jìn)行單獨計算。
五、結(jié)束語
綜上所述, 對建筑工程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計一直是建筑師們共同的目標(biāo),建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是一個比較科學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計過程, 因為影響工程造價和建筑質(zhì)量的因素有很多,所以在實際的建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計中,一定要充分的考慮各方面的因素,在每個細(xì)節(jié)上都力求優(yōu)化, 只有這樣才能實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的最終目的,以更好的服務(wù)于我國建筑業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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對建筑工程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計一直是建筑師們共同的目標(biāo),任何一幢建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案提出之后,從結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)件布置開始就已經(jīng)存在是否優(yōu)化的問題,再加上隨后的每一個設(shè)計程序也都需要結(jié)構(gòu)工程師去進(jìn)行精心思考、準(zhǔn)確計算和合理選用建筑材料等全過程的優(yōu)化設(shè)計,才能最終產(chǎn)生優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計不應(yīng)僅僅在結(jié)構(gòu)本身,而是應(yīng)包括建筑的各方面,比如,提高建筑空間利用率、增加建筑投入使用后的舒適度和提高建筑的經(jīng)濟(jì)效益等。為此,科學(xué)地確定建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計幾項基本原則并有效地按照這些基本原則去進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,是非常重要的。
一、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的必要性
為了達(dá)到結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的目的,工程設(shè)計人員必須在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下,通過對建筑結(jié)構(gòu)的理性分析,采用合理的優(yōu)化設(shè)計理念和方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,使得能有效地控制工程造價,滿足投資方的經(jīng)濟(jì)要求。通過以往的優(yōu)化設(shè)計經(jīng)驗來看,相比于傳統(tǒng)的設(shè)計方法,優(yōu)化設(shè)計通常可以達(dá)到降低工程造價的目的。但是在實際的工程設(shè)計中,很多因素都制約了優(yōu)化設(shè)計的開展和實施。比如,工程的設(shè)計進(jìn)度的要求,使得設(shè)計人員根本無暇顧及到結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計要求,再者,由于知識水平的限制,傻瓜化的設(shè)計軟件使得年輕設(shè)計人員對優(yōu)化設(shè)計的理解缺乏,更談不上有效合理的優(yōu)化設(shè)計,大部分設(shè)計人員在所謂優(yōu)化設(shè)計中總著眼于局部部位而忽略了結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計,沒有從總體布局上考慮造價的控制。為此,為了降低工程造價的成本,提高設(shè)計人員在工程建設(shè)過程中對優(yōu)化設(shè)計的設(shè)計把握非常必要,只有加強(qiáng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益的有效結(jié)合,通過合理的優(yōu)化設(shè)計方案,達(dá)到降低工程造價的目的,創(chuàng)造更大的社會效益。
二、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計措施
1.局部優(yōu)化與整體優(yōu)化
每個建設(shè)項目的設(shè)計都是包含其復(fù)雜性和層次性兩個特點的系統(tǒng)的設(shè)計。從復(fù)雜性來講包括結(jié)構(gòu)選型、材料、構(gòu)件選用等方面;從層次性來講包括建筑設(shè)計系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)、設(shè)備安裝系統(tǒng)設(shè)計等,其每個系統(tǒng)下面又包含多個子系統(tǒng)。設(shè)計過程中對每個小的分系統(tǒng)或子系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化實際上等于割斷了各局部之間的橫向聯(lián)系,最終疊加而成的工程并不一定能夠?qū)崿F(xiàn)最終的整體最優(yōu)化。因此,對于任何建筑來說必須對其全局進(jìn)行優(yōu)化才能實現(xiàn)真正的優(yōu)化。
2.分段優(yōu)化與壽命期優(yōu)化
任何工程項目在其壽命期內(nèi)的各個環(huán)節(jié)中都有很多方案可供選擇,即每個階段都存在優(yōu)化方案,設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)各階段性質(zhì)來決定對應(yīng)的優(yōu)化方法,即對工程壽命期優(yōu)化,才能最終實現(xiàn)項目在每個階段優(yōu)化,但又不影響最終整個壽命期的優(yōu)化。
3.樁基優(yōu)化
樁基分為預(yù)制樁與灌注樁兩種,由于灌注樁在成樁過程中其質(zhì)量難以把握,且其施工周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于預(yù)制樁,因此在滿足沉降控制、上部承載以及基礎(chǔ)總重的前提下應(yīng)盡可能使用預(yù)制樁,同時,由于一般情況下隨著基礎(chǔ)深度增加,地基土對樁身的側(cè)摩阻力及樁端阻力都隨之增大,因此應(yīng)盡可能選用較大長度的樁和樁位。為了能夠盡量減少基礎(chǔ)底板厚度以及鋼筋用量應(yīng)盡量采用軸線樁,使其盡量布置在剪力墻之下。
4.基礎(chǔ)優(yōu)化
在采用軸線樁的前提下,應(yīng)盡量選用條形承臺,若建筑物沒有地下室時則應(yīng)僅布置條形承臺梁,有地下室時則應(yīng)采用條形承臺梁加止水底板,若建筑高度較低則承臺梁高可以同地下室止水板厚度相同,建筑高度較高則其梁高應(yīng)根據(jù)計算確定。止水板的荷載取值一般應(yīng)根據(jù)其上部結(jié)構(gòu)總重的20%與水浮力之和與上部結(jié)構(gòu)總重的30%中大者來做為計算依據(jù),但目前有人認(rèn)為該值應(yīng)以最不利水位來考慮水浮力,而地基土對地下室底板的作用占上部結(jié)構(gòu)比例應(yīng)根據(jù)沉降計算結(jié)果區(qū)別對待,其取值范圍應(yīng)在5%~20%之間。
5.上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化
上部結(jié)構(gòu)模型的建立以及優(yōu)化應(yīng)從合理的剪力墻布置開始,并應(yīng)遵循剪力墻平面分布均勻、對稱且樓層平面剛度中心與樓層結(jié)構(gòu)重心相結(jié)合的原則,以盡量減小水平地震和風(fēng)荷載作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng);若建筑房型允許應(yīng)優(yōu)先采用大開間剪力墻結(jié)構(gòu),并適當(dāng)加長剪力墻墻肢長度,其既可以減少剪力墻墻肢總數(shù)也可以實現(xiàn)在樓層側(cè)向剛度相同的情況下可以大大減少剪力墻的混凝土用量,同時由于在剪力墻結(jié)構(gòu)中鋼筋用量最大的部位是暗柱,采用大開間剪力墻可以在很大程度上減少暗柱的鋼筋用量;但若建筑物所處地質(zhì)條件較差但建筑對抗震要求較高的地段則應(yīng)盡量避免大開間剪力墻結(jié)構(gòu);在墻柱都確定好后,連梁(跨高比小于5)的高度一般取窗頂與樓層之間的高度,而跨高比大于5的跨度較大的框架梁其高度則取跨度的1/12即可;對于建筑樓板厚度除應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)定外,重要就是準(zhǔn)確輸入樓層層高及層數(shù)以正確計算各樓層對應(yīng)的荷載;在這些基本構(gòu)件確定之后則應(yīng)進(jìn)行人工修改、干預(yù)諸如梁端鉸接設(shè)置、框支梁柱定義、混凝土容重、風(fēng)荷載等相關(guān)定義及參數(shù),盡量達(dá)到計算模型與實際建筑匹配;之后則應(yīng)對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行電算,并必須分析電算結(jié)果的合理性。
6.建筑與結(jié)構(gòu)專業(yè)的協(xié)調(diào)
設(shè)計過程中應(yīng)盡量實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)與建筑平面密切配合,以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理、美觀實用的結(jié)果。建筑墻柱布置應(yīng)滿足建筑物平面功能要求;各房間開間進(jìn)深等應(yīng)盡量統(tǒng)一便于構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化;建筑體系應(yīng)盡量簡單,墻柱不易錯位,截面面積不宜出現(xiàn)明顯變化,同樓層內(nèi)標(biāo)高應(yīng)盡量一致,不宜設(shè)置錯層即夾層結(jié)構(gòu);樓梯電梯等不宜布置在受力復(fù)雜或應(yīng)力集中的轉(zhuǎn)角部位,非承重構(gòu)件應(yīng)盡量選用輕質(zhì)材料,承重構(gòu)件選用高強(qiáng)材料實現(xiàn)減輕結(jié)構(gòu)自重,建筑整體布置應(yīng)力求簡單、規(guī)則,并盡量保持建筑質(zhì)心、剛心盡量重疊,防止發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
7.結(jié)構(gòu)與給排水專業(yè)的協(xié)調(diào)
由于給排水專用房屋內(nèi)含有設(shè)備及設(shè)備基礎(chǔ),其荷載往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他房間,因此,水泵間應(yīng)盡量設(shè)置在地下室或半地下室內(nèi);給排水房間內(nèi)管道數(shù)量多、粗細(xì)不均,因此應(yīng)確保預(yù)留孔洞及預(yù)埋件位置及尺寸準(zhǔn)確,并對樓板孔進(jìn)行局部加強(qiáng),同時應(yīng)盡量避免水平管道穿過梁柱;管道穿過承重墻時應(yīng)采取加固措施;應(yīng)盡量保證結(jié)構(gòu)布置為管網(wǎng)系統(tǒng)創(chuàng)造條件,避免出現(xiàn)管道繞梁繞柱現(xiàn)象;建筑內(nèi)尤其是高層建筑內(nèi)空調(diào)設(shè)備通常與電梯、樓梯、衛(wèi)生間等布置在核心區(qū)域,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)重點考慮該類房間內(nèi)樓面負(fù)荷,避免該類房間內(nèi)由于管道多出現(xiàn)超載現(xiàn)象,另外由于設(shè)備層層高不同于標(biāo)準(zhǔn)層,且內(nèi)部應(yīng)力集中,因此應(yīng)著重考慮該房間內(nèi)抗震加固措施。
8.結(jié)構(gòu)與電氣專業(yè)協(xié)調(diào)
電氣管線若以導(dǎo)線在金屬管內(nèi)沿墻或樓板暗裝則對于預(yù)制結(jié)構(gòu)帶來很大困難,因此穿過梁的垂直管線應(yīng)在預(yù)制時在梁內(nèi)預(yù)留孔洞,并要保證梁寬與墻厚盡量一致,若不一致則應(yīng)要求墻的一側(cè)與梁的側(cè)面平齊,以確保穿梁管線不外露于墻外;電梯機(jī)房內(nèi)空洞、預(yù)埋件非常多其荷載相應(yīng)增大,因此該房間內(nèi)應(yīng)進(jìn)行單獨計算來確定其強(qiáng)度,另外電梯井道一般除受豎向荷載外還受水平力作用,因此應(yīng)單獨校核其強(qiáng)度尤其是洞口處強(qiáng)度。建筑物尤其是高層建筑設(shè)計是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,設(shè)計人員不僅要研究建筑地基、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的共同工作性,還應(yīng)與各專業(yè)密切配合、協(xié)調(diào),確保計算的準(zhǔn)確性等方面實現(xiàn)建筑物的優(yōu)化設(shè)計。
一、建筑設(shè)計在工程建設(shè)中的地位和作用
(一)設(shè)計方案直接影響投資。工程建設(shè)過程包括項目決策、項目設(shè)計和項目實施三大階段。進(jìn)行投資控制的關(guān)鍵在于決策和設(shè)計階段,而在項目作出投資決策后,其關(guān)鍵就在于設(shè)計。單項工程設(shè)計中,其建筑和結(jié)構(gòu)方案的選擇及建筑材料的選用對投資又有較大影響,如建筑方案中的平面布置為內(nèi)廊式還是外廊式、進(jìn)深與開間的確定、立面形式的選擇、層高與層數(shù)的確定、基礎(chǔ)類型選用、結(jié)構(gòu)形式選擇等都存在著技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析問題。
(二)設(shè)計質(zhì)量間接影響投資。據(jù)統(tǒng)計,在工程質(zhì)量事故的眾多原因中,設(shè)計責(zé)任多數(shù)占40.1%,居第一位。不少建筑產(chǎn)品由于缺乏優(yōu)化設(shè)計,而出現(xiàn)功能設(shè)置不合理,影響正常使用;有的設(shè)計圖紙質(zhì)量差,專業(yè)設(shè)計之間相互矛盾,造成施工返工、停工的現(xiàn)象,有的造成質(zhì)量缺陷和安全隱患,給國家和人民帶來巨大損失,造成投資的極大浪費。震驚全國的寧波大橋事故就是這方面的典型例證。
(三)設(shè)計方案影響經(jīng)常性費用優(yōu)化設(shè)計不僅影響項目建設(shè)的一次性投資,而且還影響使用階段的經(jīng)常性費用,如暖通、照明的能源消耗、清潔、保養(yǎng)、維修費等,一次性投資與經(jīng)常性費用有一定的反比關(guān)系,但通過優(yōu)化設(shè)計可努力尋求這兩者的最佳結(jié)合,使項目建設(shè)的全壽命費用最低。
二、建筑設(shè)計存在的問題
(一)政府監(jiān)控不力。長期以來,形成了一種設(shè)計對業(yè)主負(fù)責(zé),設(shè)計質(zhì)量由設(shè)計單位自行把關(guān)的觀念,主管部門對設(shè)計成果缺乏必要的考核與評價,有的僅靠圖紙會審來發(fā)現(xiàn)一些簡單問題,只有等出現(xiàn)了大的技術(shù)問題才來追究責(zé)任,而方案的經(jīng)濟(jì)性則問及更少。另外,對設(shè)計市場管理不夠,越級、無證、掛靠設(shè)計時有發(fā)生,從而導(dǎo)致設(shè)計質(zhì)量下降,加之由于設(shè)計工作的特殊性,不同的項目有各自的特點,所以針對不同項目優(yōu)化設(shè)計的成果缺乏明確的定性考核指標(biāo)。
(二)優(yōu)化設(shè)計的意識不強(qiáng)。業(yè)主往往把投資的控制重心放在施工環(huán)節(jié)上,而對設(shè)計環(huán)節(jié)重視不夠。其原因:一是對設(shè)計對投資影響的重要性認(rèn)識不夠,只看到搞施工招標(biāo),投標(biāo)價要低于標(biāo)底價、施工單位要讓利等,殊不知設(shè)計方案的優(yōu)化會帶來更大的節(jié)約;二是無法很好地選擇設(shè)計單位,因為在設(shè)計前業(yè)主不知道誰能優(yōu)化到什么程度。有些項目設(shè)計雖通過招投標(biāo),但此時方案不細(xì),概算粗略,很難來綜合評定;三是業(yè)主由于專業(yè)知識上的限制,對設(shè)計方案難以從優(yōu)化擾的角度提出要求或疑議;四是有些業(yè)主經(jīng)濟(jì)實力雄厚,項目建設(shè)趕時髦,求新穎,根本不提優(yōu)化要求;五是有些業(yè)主自身對工程應(yīng)具備的功能要求及應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)不明確,隨意性大,要求出圖時間緊,又壓低設(shè)計收費,從而也影響了優(yōu)化設(shè)計的開展。
(三)缺乏必要的壓力和動力。由于目前的設(shè)計經(jīng)營往往憑的是關(guān)系,缺乏公平競爭,所以設(shè)計單位的重心不在技術(shù)水平的提高上,設(shè)計只要保證不出大的質(zhì)量問題,方案的好壞、造價的高低,關(guān)系不大,使優(yōu)化設(shè)計失去壓力。由于現(xiàn)在的設(shè)計收費是按面積或按造價的比例計取,幾乎跟投資的節(jié)約和設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣無關(guān),導(dǎo)致對設(shè)計方案不認(rèn)真進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析,而是追求高標(biāo)準(zhǔn),或為保險起見,隨意加大安全系數(shù),造成投資浪費。
(四)運行的機(jī)制不夠完善。優(yōu)化設(shè)計的運行需有良好的機(jī)制作為保證。而目前的狀況,一是缺乏公平的設(shè)計市場競爭機(jī)制,設(shè)計招標(biāo)未能得到推廣和深化,地方、行業(yè)、部門保護(hù)嚴(yán)重;二是價格機(jī)制扭曲,優(yōu)化不能優(yōu)價;三是法律法規(guī)機(jī)制薄弱。
三、應(yīng)著手抓好的幾個問題
(一)主管部門應(yīng)加強(qiáng)對優(yōu)化設(shè)計工作的監(jiān)控。為保證優(yōu)化設(shè)計工作的進(jìn)行,開始可由政府主管部門來強(qiáng)制執(zhí)行,通過對設(shè)計成果進(jìn)行全面審查后方可實施。作為《建設(shè)工程質(zhì)量管理條例》的配套文件之一的《建筑工程施工圖設(shè)計文件審查暫行辦法》已由建設(shè)部頒布施行,它的實施將對控制設(shè)計質(zhì)量提供重要保證。但《辦法》規(guī)定的審查主要是針對設(shè)計單位的資質(zhì)、設(shè)計收費、建設(shè)手續(xù)、規(guī)范的執(zhí)行情況、新材料新工藝的推廣應(yīng)用等方面的內(nèi)容,缺乏對方案的經(jīng)濟(jì)性及功能的合理性方面的審查要求,所以建設(shè)主管部門在執(zhí)行《辦法》的同時,應(yīng)增加人員配備和審查力度,對設(shè)計成果進(jìn)行全面審查。第二,應(yīng)加強(qiáng)對設(shè)計市場的管理力度,嚴(yán)格通過資質(zhì)管理、人員注冊、設(shè)計招標(biāo)、圖紙審查等環(huán)節(jié)來規(guī)范設(shè)計市場,減少黑市設(shè)計。第三,利用主管部門的職能,總結(jié)推廣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、公布合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及考核指標(biāo),為優(yōu)化設(shè)計的進(jìn)行提供良好服務(wù)。
(二)加快設(shè)計監(jiān)理工作的推廣。優(yōu)化設(shè)計工作的推行,僅靠政府監(jiān)控還不能滿足社會發(fā)展的要求,設(shè)計監(jiān)理已成為形勢所迫,業(yè)主所需。通過設(shè)計監(jiān)理可打破設(shè)計單位自己控制自己的單一局面。因此,主管部門應(yīng)在搞好政府監(jiān)理的同時,一方面應(yīng)盡快建立設(shè)計監(jiān)理單位資質(zhì)的審批條件,加強(qiáng)設(shè)計監(jiān)理人才的培訓(xùn)考核和注冊,制定設(shè)計監(jiān)理工作的責(zé)職、收費標(biāo)準(zhǔn)等;另一方面通過行政手段來保證設(shè)計監(jiān)理的廣度,為設(shè)計監(jiān)理的社會化的提供條件。
(三)建立必要的設(shè)計競爭機(jī)制。為保證設(shè)計市場的公平競爭,設(shè)計經(jīng)營也應(yīng)采用招標(biāo)投標(biāo),要完善設(shè)計招投標(biāo)的相關(guān)環(huán)節(jié)。首先,應(yīng)成立合法的設(shè)計招標(biāo)機(jī)構(gòu);其次,各地方主管部門應(yīng)建立相應(yīng)的規(guī)定,符合條件的項目必須招標(biāo);第三,業(yè)主對擬建項目應(yīng)有明確的功能及投資要求,有編制完整的招標(biāo)文件;第四,招標(biāo)時應(yīng)對投標(biāo)單位的資質(zhì)信譽等方面進(jìn)行必要的資格審查;第五,應(yīng)設(shè)立健全的評標(biāo)機(jī)構(gòu)合理的評標(biāo)方法,以保證設(shè)計單位公平競爭,并限制業(yè)主在項目上的隨意性。
四、建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理
(一)建筑設(shè)計優(yōu)化管理的理念。質(zhì)量是產(chǎn)品的生命,沒有好的質(zhì)量,產(chǎn)品就沒有市場,只有高質(zhì)量的產(chǎn)品,在市場上才有競爭力,建筑設(shè)計也是同樣如此。
筆者認(rèn)為,只有在建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理上做文章,才能產(chǎn)出高質(zhì)量的建筑設(shè)計成品。建筑設(shè)計,在某種意義上講可等同于建筑產(chǎn)品,它是藝術(shù)創(chuàng)作與科學(xué)技術(shù)的結(jié)合體。它不能用工業(yè)化、工廠化、程序化的過程進(jìn)行生產(chǎn),對于不同使用功能、性質(zhì)的建筑從內(nèi)容到外表形態(tài)是不同的。
建筑設(shè)計成果的質(zhì)量評定不能用固定的標(biāo)準(zhǔn)去衡量,即使達(dá)到建筑設(shè)計規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程,也不能稱該建筑設(shè)計就是優(yōu)良品或精品。建筑設(shè)計是科學(xué)與藝術(shù)雙重創(chuàng)作的結(jié)合,是創(chuàng)作構(gòu)思加科學(xué)計算合成的結(jié)果。在運行過程中設(shè)計構(gòu)思組合產(chǎn)生出全新的東西,不可能有固定的模式可套用,建筑設(shè)計具有一定的隨機(jī)性變化。
建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣,確切地說是一個目標(biāo)范圍的界定,建筑規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)是建筑設(shè)計合格的下限。建筑設(shè)計精品是在設(shè)計運行過程中優(yōu)化取舍,完善完美。因此,設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理是十分值得重視的。
建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理,就在于強(qiáng)化、強(qiáng)調(diào)了設(shè)計的“全過程管理”,這是動態(tài)管理。它也打破了過去靜止的簡單化的“結(jié)果管理”淘汰制。從而避免浪費時間和造成直接經(jīng)濟(jì)損失。建筑設(shè)計運行過程要自始至終,由部分到整體、由管理點到強(qiáng)化點,由方案到施工圖,這些工作都要進(jìn)行細(xì)化、優(yōu)化和篩選。它是積極主動、極具挑戰(zhàn)性的動態(tài)管理。
(二)健全建筑設(shè)計質(zhì)量優(yōu)化管理的基礎(chǔ)是質(zhì)量管理保證體系
1.建立法人掛帥的組織機(jī)構(gòu)。成立監(jiān)督機(jī)構(gòu),即法人親自掛帥,專家起主導(dǎo)作用的全方位的有機(jī)結(jié)合體。設(shè)立質(zhì)量檢查小組,每個項目均設(shè)質(zhì)檢員。以專家為主導(dǎo)是為了掌握專業(yè)技術(shù)的高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量,法人掛帥是保證質(zhì)量管理體系順利運行。主要目的是使這項工作經(jīng)濟(jì)化,制度化,責(zé)任化。
2.健全可操作的規(guī)章制度。主要包括以下方面:一是規(guī)章制度的制訂要結(jié)合實際情況,一定要具體化、細(xì)化、量化,特別是要具有可操作性,以保證其運用的經(jīng)常性和可檢查性,以其達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。二是規(guī)章制度要量化,做到可以制成表格分門別類填寫打分。三是設(shè)計人員行為要規(guī)范,原則性要強(qiáng),只有我們自己有效地規(guī)范了行為,才能使我們的服務(wù)對象滿意。四是跟蹤服務(wù)、反饋信息及時更正與處理。五是事前計劃要具體,事中控制有措施,事后總結(jié)有效果。
(三)建筑設(shè)計質(zhì)量優(yōu)化管理的運作
建筑設(shè)計質(zhì)量優(yōu)化,不僅是為了設(shè)計產(chǎn)品合格,滿足設(shè)計規(guī)范的要求,而是為了高標(biāo)準(zhǔn)的追求。在設(shè)計優(yōu)化管理運行的前后,從計劃到分工、從人員到產(chǎn)品,從部分到整體等都是為了篩選出最優(yōu)的方法和手段,產(chǎn)出最佳產(chǎn)品。
1.在定崗定位人員時即時挑選,既要進(jìn)行優(yōu)化思想教育,又要注重量才使用,使每一個設(shè)計人員都有進(jìn)取精神,思想中時刻存在著爭奪市場的競爭意識。這就是人員的優(yōu)化組合。
2.確定每一個項目的優(yōu)化管理。所謂管理點,就是項目中起決定作用的關(guān)鍵點。比如:項目設(shè)計的方案圖、施工圖、預(yù)算,這就是建筑設(shè)計項目宏觀中既有影響又起決定性作用的關(guān)鍵點。
3.設(shè)計項目的優(yōu)化統(tǒng)籌安排。設(shè)計項目的各個專業(yè)及專業(yè)內(nèi)部的不同程序的交叉運行必須要進(jìn)行周密地安排。只有這樣才能使各個專業(yè)及專業(yè)內(nèi)部密切聯(lián)系,避免出現(xiàn)差錯,大大地縮短設(shè)計時間,提高工作效率。
4.隨時制訂與研究項目的創(chuàng)新計劃。凡是設(shè)計項目運行過程出現(xiàn)新情況新問題,都應(yīng)該進(jìn)行分析研究。只有不斷地向較高的目標(biāo)前進(jìn),優(yōu)良產(chǎn)品才會不斷產(chǎn)出。
5.提倡精品化、集成化、信息化。要創(chuàng)新要精品就必須掌握足夠的信息,如向國外發(fā)達(dá)國家學(xué)習(xí),他們的設(shè)計理念和先進(jìn)經(jīng)驗,做到這一點也就等于找到了捷徑。
6.提高設(shè)計人員整體水平和素質(zhì),給設(shè)計對象創(chuàng)造更多的學(xué)習(xí),深造的機(jī)會,使他們在設(shè)計運行中的各個環(huán)節(jié)都能獨當(dāng)一面。
7.制定優(yōu)化的最佳目標(biāo),打出最低的要求線,盡量把一些定性的要求變成定量的標(biāo)準(zhǔn),以具有明確的可操作性。
8.建筑設(shè)計方案的優(yōu)化管理。建筑設(shè)計方案對于設(shè)計項目十分重要,建筑設(shè)計方案的確定不僅僅是為了評選好的方案,優(yōu)化選取方案不是目的,重要的是在建筑設(shè)計方案運行中進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)建筑設(shè)計方案選取后,按專業(yè)部分進(jìn)行優(yōu)化、細(xì)化、量化而后運行。建筑設(shè)計方案優(yōu)化管理,旨在于打破舊的、固定不變的教條,采取積極地動態(tài)管理方法。
建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理,首先在于建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化,然后才是管理。建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化關(guān)鍵在于建筑設(shè)計思想目標(biāo)的確立,建筑設(shè)計思想的優(yōu)化。
(四)建筑設(shè)計運行系統(tǒng)與過程的優(yōu)化控制
設(shè)計運行系統(tǒng)指總體的各個部分運行一體化,而過程是進(jìn)行設(shè)計的全過程。要對其進(jìn)行優(yōu)化控制。首先,要確定系統(tǒng)部分的控制點,也就是運行的各個部分,即管理點,使每一個部分都進(jìn)行優(yōu)化處理。然后,進(jìn)行過程的優(yōu)化控制。如果只提達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、滿足規(guī)范、規(guī)則的要求,那么建筑設(shè)計這個特殊的產(chǎn)品并非是精品。因為建筑設(shè)計的創(chuàng)作意識包括科學(xué)與藝術(shù)的排列與組合。提倡設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理,就是始終有一個較高的目標(biāo)去奮斗。這里目標(biāo)指的是一個范圍,而不是具體的標(biāo)準(zhǔn)。方案有幾個,而最好的只有一個。復(fù)雜的建筑設(shè)計周期短的幾周、長的幾年,施工的周期更長。
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0 前言
眼下,我國正處于科技和經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的時期,人們對居住條件及生活環(huán)境要求越來越高,而對建筑房屋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,使其結(jié)構(gòu)與美觀相互協(xié)調(diào)、同時適用、安全、經(jīng)濟(jì)以及便利是提高人們生活環(huán)境的關(guān)鍵因素。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)注重實際,以工程建設(shè)的基本狀況為出發(fā)點,以計劃成本為控制為中心來進(jìn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,其內(nèi)容就是利用對建筑基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案以及圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案等環(huán)節(jié),建立起一種關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的模型,通過對各種不同的影響變量參數(shù)中的若干關(guān)鍵參數(shù)的科學(xué)計算,來制定建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。
1 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義
1.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計可以降低總造價。進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中,多層住宅和高層住宅相比較,層數(shù)越多,總建筑面積增大,單位建筑面積占用的土地面積就越小,節(jié)約了用地成本,但建筑層數(shù)的增多,建筑總高度也會加大,樓與樓之間的間距也要加大,這時占用的土地節(jié)約量就不與建筑層數(shù)增加比例相同了。另如屋蓋部分,一棟樓只有一個屋蓋,并不會因為層數(shù)的增加而有所改變,它的成本下降會比較明顯。對于基礎(chǔ)部分而言,雖然也是各層共用的,但是層數(shù)增加,傳給基礎(chǔ)的荷載將會增大,我們需要增大基礎(chǔ),這樣單位面積的造價有所降低,
但是卻沒有屋蓋的效果那樣明顯。
1.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計可以提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計相比,采用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法可以使建筑工程造價降低 6%- 34%。優(yōu)化方法的技術(shù)性實現(xiàn),可以最合理的利用材料性能,使建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元得到最好的協(xié)調(diào),不僅可以實現(xiàn)建筑美觀、實用,而且在造價方面也有較大的節(jié)省,達(dá)到了建筑工程設(shè)計對適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和便于施工的一般要求。通過使用優(yōu)化設(shè)計手段,達(dá)到上述五個方面的最佳結(jié)合,符合現(xiàn)今建筑商對于建筑結(jié)構(gòu)的效益的需求,也符合市場可持續(xù)發(fā)展的需求。
2 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的問題2.1從現(xiàn)在的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作來看,普遍缺少詳細(xì)的勘察地質(zhì)資料,只是簡單的依據(jù)相臨建筑的情況進(jìn)行圖紙設(shè)計。勘察施工場地的作用是保證科學(xué)的進(jìn)行地基基礎(chǔ)工作,并且達(dá)到最基本的安全保障。往往房屋設(shè)計工作人員只是把耐力數(shù)值控制到最小,就簡單認(rèn)為房屋建筑結(jié)構(gòu)沒有問題了,這種技術(shù)問題為房屋埋下了安全隱患。在對較軟地基進(jìn)行處理時,忽略了墊層換土設(shè)計,只是根據(jù)經(jīng)驗判斷處理。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,對于較軟地基存在的安全隱患沒有足夠認(rèn)識,單純依據(jù)個人經(jīng)驗使用砂墊層強(qiáng)化承載力,對于其寬厚度缺乏精確計算,也造成了費用的浪費。
2.2在抗震房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中,施工設(shè)計人員普遍認(rèn)為六度設(shè)防可以看成是沒有設(shè)防。為了方便受力分析,施工設(shè)計人員往往把柱體橫截面較小設(shè)計,增加梁線的剛度,將梁設(shè)計成為鉸支梁,柱體的抗壓能力設(shè)計成軸心抗壓。這種操作方法能夠方便分析房屋結(jié)構(gòu)的受力,但是針對整體的房屋結(jié)構(gòu)安全帶來了危險。忽視了梁與柱之間的彎矩約束,還有柱體的截面積較小,整個房屋結(jié)構(gòu)一旦受力,抗彎能力明顯不足,造成了梁底顯現(xiàn)裂縫。2.3房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計承重能力時主要是通過樓板設(shè)計完成的,在房屋建筑時經(jīng)常將一些沒有承重能力的墻體安置在樓板山,之后還會這部分算在同等效果的荷載力范圍內(nèi),樓板的配筋也會依據(jù)這個數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。除此之外,設(shè)計人員將立磚斜砌隔墻頂位置,造成樓板頂部出現(xiàn)裂縫。兩個方向同時產(chǎn)生彎矩的雙向板中的鋼筋是要疊放并且要保持縱橫方向,計算時應(yīng)該依據(jù)雙方向的高度。
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)實踐應(yīng)用是當(dāng)前建筑業(yè)非常關(guān)注的一個課題,目的在通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)逐步改善房屋建筑的使用性能的基礎(chǔ)上,提高經(jīng)濟(jì)性,大力降低工程成本造價。主要應(yīng)用可以體現(xiàn)在以下幾個方面:
3.1房屋建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計中應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的目的是追求適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀以及便利施工,因此,房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計不但要求結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師有豐富的設(shè)計經(jīng)驗,也同時也要要對房屋建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范的條文有較為詳細(xì)的了解,在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上,能夠把自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案科學(xué)的融入到整個項目工程中。對于一些大面廣的工程中,某些條文規(guī)定不可避免的的偏于保守,同時,也有些條文對一些特殊、復(fù)雜工程的設(shè)計工程條文安全性不足。因此,房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師在優(yōu)化設(shè)計中,應(yīng)該充分利用扎實專業(yè)知識與豐富的經(jīng)驗,對上述問題做出科學(xué)與正確的判斷,從而能夠把握設(shè)計,使設(shè)計成果逐步優(yōu)化,不斷創(chuàng)新。
3.2房屋結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃。房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃是實施結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的重點內(nèi)容。因為,在在實際施工中,房屋建筑結(jié)構(gòu)工程建筑師難以把握對結(jié)構(gòu)體系的受力的正確分析,相關(guān)房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動地參與前期方案設(shè)計,幫助建筑師構(gòu)思與逐步創(chuàng)新,使整個建筑的優(yōu)化功能能夠全部體現(xiàn)出來。
3.3涉及到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的各個專業(yè)應(yīng)該相互協(xié)調(diào)與合作房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一個復(fù)雜性的系統(tǒng)工程,涉及到的專業(yè)也很廣,各個專業(yè)必須相互協(xié)調(diào)與配合。依據(jù)建筑學(xué)發(fā)展角度出發(fā),現(xiàn)代建筑是綜合性產(chǎn)品,包括建筑、結(jié)構(gòu)以及設(shè)備等要素。因此,房屋建筑工程在工程實施中,應(yīng)該大力加強(qiáng)分工與合作,將各個構(gòu)成要素進(jìn)行充分有機(jī)結(jié)合,為打造出完美的作品夯實基礎(chǔ)。在房屋建筑工程項目設(shè)計中,最重要的環(huán)節(jié)是建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計,只有將這兩個環(huán)節(jié)充分結(jié)合,房屋建筑工程的實用美觀大方效果才能充分體現(xiàn),同時,房屋的建造結(jié)構(gòu)受力更趨向合理性,大大降低了成本,簡化了施工。但在建筑設(shè)計中,一些許建筑設(shè)計人員不遵循建筑的基本力學(xué)規(guī)律,過于注重設(shè)計方案創(chuàng)作的新奇性,導(dǎo)致這房屋建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一些后遺癥,因此,房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化必須通過強(qiáng)化各個專業(yè)的合作與協(xié)調(diào),才能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)合理,成本降低。3.4房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要將概念設(shè)計結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。概念設(shè)計即是利用設(shè)計概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計過程的設(shè)計方法,是通過設(shè)計概念將設(shè)計者繁復(fù)的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個設(shè)計。但是概念設(shè)計應(yīng)用于沒有具體數(shù)值量化的狀況時,計算式不可避免與實際出現(xiàn)較大的差異,譬如在地震設(shè)防烈度就沒與不確定性,計算式與實際差別較大,因此,房屋建筑結(jié)構(gòu)在優(yōu)化設(shè)計中,通過采用概念設(shè)計的方法,將數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù),同時設(shè)計人員在設(shè)計過程中還需靈活運用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法。在整個設(shè)計過程中貫穿一種抗震設(shè)防的思想且以概念設(shè)計作為重點指導(dǎo)設(shè)計。同時在設(shè)計的過程中,注重優(yōu)化細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計,譬如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫,可劃分為矩形板。在選擇鋼筋型號時,充分考慮其極限抗拉力等。
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一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計管理的理念
1.1建筑設(shè)計質(zhì)量是城市建筑的生命,沒有好的質(zhì)量,城市建筑就沒有市場,就產(chǎn)生不了應(yīng)有的效果,只有高質(zhì)量的建筑,在市場上才有競爭力,只有在建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理上做文章,才能建造出高質(zhì)量的建筑物。建筑設(shè)計,它是藝術(shù)創(chuàng)作與科學(xué)技術(shù)的結(jié)合體。它要求對于不同使用功能、性質(zhì)的建筑,依其在所建位置的歷史、文化文脈,景觀環(huán)境,在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面可行的條件下,從內(nèi)容到外表形態(tài)的設(shè)計是不同的。
1.2建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣,確切地說是一個目標(biāo)范圍的界定,建筑規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)是建筑設(shè)計合格的下限。建筑設(shè)計精品是在設(shè)計運行過程中優(yōu)化取舍,完善完美。因此,設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理是十分值得重視的。
1.3建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理,就在于強(qiáng)化、強(qiáng)調(diào)了設(shè)計的“全過程管理”,這是動態(tài)管理。它也打破了過去靜止的簡單化的“結(jié)果管理”淘汰制。從而避免浪費時間和造成直接經(jīng)濟(jì)損失。建筑設(shè)計運行過程要自始至終,由部分到整體、由管理點到強(qiáng)化點,由方案到施工圖,這些工作都要進(jìn)行細(xì)化、優(yōu)化和篩選。它是積極主動、極具挑戰(zhàn)性的動態(tài)管理。
二、設(shè)計前期質(zhì)量管理
2.1.根據(jù)業(yè)主要求設(shè)計單位組建設(shè)計項目組,安排結(jié)構(gòu)設(shè)計各階段的設(shè)計人員、校對人員、專業(yè)負(fù)責(zé)人、審核人員并安排相應(yīng)的完成時間,形成設(shè)計進(jìn)度計劃表。
2.2.在簽定設(shè)計合同時由設(shè)計人員了解業(yè)主對該項目的明確要求和隱含要求,向業(yè)主指定的業(yè)主代表收集設(shè)計資料,包括委托書、立項文件、地質(zhì)勘察報告、環(huán)評報告、規(guī)劃總平等等,同時對提供的資料要由業(yè)主代表簽字確認(rèn)。
2.3.針對建筑工程的不同類型,由專業(yè)負(fù)責(zé)人對設(shè)計和校對人員進(jìn)行事先指導(dǎo),形成事先指導(dǎo)表。同時專業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)起草本設(shè)計項目結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一措施,經(jīng)結(jié)構(gòu)總工程師批準(zhǔn)后,結(jié)構(gòu)人員保證人手一份使用。
三、設(shè)計過程質(zhì)量管理
3.1.在方案設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計中設(shè)計人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一措施,如有異議應(yīng)及時向?qū)I(yè)負(fù)責(zé)人提出,由專業(yè)負(fù)責(zé)人和總工程師確定最終標(biāo)準(zhǔn),而不能一意孤行,違反全面質(zhì)量管理,影響設(shè)計進(jìn)度。
3.2.建筑各專業(yè)在各階段設(shè)計過程中應(yīng)互提設(shè)計基礎(chǔ)資料,形成配合資料互提單表,以此表來約束各專業(yè)人員的設(shè)計責(zé)任行為。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)做到主動與建筑各專業(yè)溝通,做到設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)、不遺漏。
3.3.在初步設(shè)計結(jié)束后施工圖設(shè)計過程中可根據(jù)工作情況,由各級負(fù)責(zé)人進(jìn)行設(shè)計中間工作檢查,形成中間檢查表。各級負(fù)責(zé)人應(yīng)做到主動及時發(fā)現(xiàn)問題及時解決問題,以免設(shè)計校對、審核時改動過大,影響設(shè)計進(jìn)度。
3.4.設(shè)計人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計進(jìn)度,在各階段設(shè)計結(jié)束后進(jìn)行設(shè)計校對、審核,并形成校對記錄表、審核記錄表。.最后設(shè)計圖紙要進(jìn)行圖紙會簽、加蓋印章、曬圖、打印、包裝、交付、備份設(shè)計電子文件等工作,屬于設(shè)計人員完成的要及時履行責(zé)任完成,不要影響下一步全面質(zhì)量管理工作的進(jìn)行。
四、設(shè)計后期質(zhì)量管理
4.1.根據(jù)建筑設(shè)計審圖中心提出的意見及時進(jìn)行修改,設(shè)計人員如遇不理解之處,要主動早與審圖人員溝通修改,并按審圖中心的要求提供修改后的設(shè)計文件,爭取早日通過,交付業(yè)主使用。
4.2 .按照業(yè)主的要求進(jìn)行技術(shù)交底,形成工程設(shè)計會審記錄表,做好業(yè)主與施工單位的溝通橋梁作用。
4.3 .對施工過程中提出的問題如果涉及設(shè)計變更,要及時做好設(shè)計變更,按照本設(shè)計單位的相關(guān)要求處理后形成設(shè)計變更通知書表交付施工單位使用。
五、目前建筑工程質(zhì)量優(yōu)化設(shè)計中存在的問題
5.1 政府主管部門對優(yōu)化設(shè)計監(jiān)控不力
長期以來,形成了一種設(shè)計對業(yè)主負(fù)責(zé),設(shè)計質(zhì)量由設(shè)計單位自行把關(guān)的觀念,主管部門對 設(shè)計成果缺乏必要的考核與評價,有的僅靠圖紙會審來發(fā)現(xiàn)一些簡單問題,只有等出現(xiàn)了大的技術(shù)問題才來追究責(zé)任,而方案的經(jīng)濟(jì)性則問及更少。另外,對設(shè)計市場管理不夠,越級、無證、掛靠設(shè)計時有發(fā)生,從而導(dǎo)致設(shè)計質(zhì)量下降。
5.2 業(yè)主要求優(yōu)化設(shè)計的意識不強(qiáng)
目前,業(yè)主往往把投資的控制重心放在施工環(huán)節(jié)上,而對設(shè)計環(huán)節(jié)重視不夠。其原因:一是對設(shè)計對投資影響的重要性認(rèn)識不夠,只看到搞施工招標(biāo),投標(biāo)價要低于標(biāo)底價、二是無法很好地選擇設(shè)計單位,因為在設(shè)計前業(yè)主不知道誰能優(yōu)化到什么程度。有些項目設(shè)計雖通過招投標(biāo),但此時方案不細(xì),概算粗略,很難來綜合評定;三是有些業(yè)主經(jīng)濟(jì)實力雄厚擾,項目建設(shè)趕時髦,求新穎,根本不提優(yōu)化要求;
5.3 優(yōu)化設(shè)計的開展缺乏必要的壓力和動力
由于目前的設(shè)計經(jīng)營往往憑的是關(guān)系,缺乏公平競爭,所以設(shè)計單位的重心不在技術(shù)水平的提高上,設(shè)計只要保證不出大的質(zhì)量問題,方案的好壞、造價的高低,關(guān)系不大,使優(yōu)化設(shè)計失去壓力。由于現(xiàn)在的設(shè)計收費是按面積或按造價的比例計取,幾乎跟投資的節(jié)約和設(shè)計質(zhì) 量的優(yōu)劣無關(guān),導(dǎo)致對設(shè)計方案不認(rèn)真進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析,而是追求高標(biāo)準(zhǔn),或為保險起見,隨意加大安全系數(shù),造成投資浪費。相反,設(shè)計單位即使花費了較多的人力、物力,優(yōu)化了設(shè)計方案,給業(yè)主節(jié)約了投資,但也不能得到應(yīng)有的報酬,有時設(shè)計費反而變少了,從而挫傷了優(yōu)化設(shè)計的積極性。
(四)優(yōu)化設(shè)計運行的機(jī)制不夠完善
優(yōu)化設(shè)計的運行需有良好的機(jī)制作為保證。而目前的狀況,一是缺乏公平的設(shè)計市場競爭機(jī) 制,設(shè)計招標(biāo)未能得到推廣和深化,地方、行業(yè)、部門保護(hù)嚴(yán)重;二是價格機(jī)制扭曲,優(yōu)化不能優(yōu)價;三是法律法規(guī)機(jī)制薄弱。
六、搞好優(yōu)化設(shè)計的幾點建議
6.1主管部門應(yīng)加強(qiáng)對優(yōu)化設(shè)計工作的監(jiān)控
為保證優(yōu)化設(shè)計工作的進(jìn)行,開始可由政府主管部門來強(qiáng)制執(zhí)行,通過對設(shè)計成果進(jìn)行全面審查后方可實施。《建筑工程施工圖設(shè)計文件審查暫行辦法》已由建設(shè)部建設(shè)[頒布施行,它的實施將對控制設(shè)計質(zhì)量提供重要保證。但《辦法》規(guī)定的審查主要是針對設(shè)計單位的資質(zhì)、設(shè)計收費、建設(shè)手續(xù)、規(guī)范的執(zhí)行情況、新材料新工藝的推廣應(yīng)用等方面的內(nèi)容,缺乏對方案的經(jīng)濟(jì)性及功能的合 理性方面的審查要求,所以建設(shè)主管部門在執(zhí)行《辦法》的同時,應(yīng)增加人員配備和審查力度,對設(shè)計成果進(jìn)行全面審查。
6.2加快設(shè)計監(jiān)理工作的推廣
優(yōu)化設(shè)計工作的推行,僅靠政府監(jiān)控還不能滿足社會發(fā)展的要求,設(shè)計監(jiān)理已成為形勢所迫 ,業(yè)主所需。通過設(shè)計監(jiān)理可打破設(shè)計單位自己控制自己的單一局面。因此,主管部門應(yīng)在搞好政府監(jiān)理的同時,一方面應(yīng)盡快建立設(shè)計監(jiān)理單位資質(zhì)的審批條件,加強(qiáng)設(shè)計監(jiān)理人才 的培訓(xùn)考核和注冊,制定設(shè)計監(jiān)理工作的責(zé)職、收費標(biāo)準(zhǔn)等;另一方面通過行政手段來保證 設(shè)計監(jiān)理的廣度,為設(shè)計監(jiān)理的社會化的提供條件。
結(jié)論:總之,建筑設(shè)計的質(zhì)量管理,就在于強(qiáng)化、強(qiáng)調(diào)了設(shè)計的“全過程管理”,這是動態(tài)管理。它也打破了過去靜止的簡單化的“結(jié)果管理”淘汰制。從而避免浪費時間和造成直接經(jīng)濟(jì)損失。建筑設(shè)計運行過程要自始至終,由部分到整體、由管理點到強(qiáng)化點,由方案到施工圖,這些工作都要進(jìn)行細(xì)化、優(yōu)化和篩選。它是積極主動、極具挑戰(zhàn)性的動態(tài)管理。
中圖分類號:S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
目前,建筑耗能已與工業(yè)耗能、交通耗能并列,成為中國能源消耗的三大“耗能大戶”。尤其是建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升,呈急劇上揚趨勢。因此,建筑節(jié)能已迫在眉睫,要把節(jié)能建筑工作放到貫徹科學(xué)發(fā)展觀、全面建設(shè)小康社會、保證國家能源安全、實施可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度來認(rèn)識。因此,通過優(yōu)化設(shè)計來有效控制能源消耗,應(yīng)得到廣泛重視。
一、優(yōu)化設(shè)計對建筑節(jié)能的影響
1、設(shè)計方案影響工程建造直接能源消耗
在工程設(shè)計中,其建筑和結(jié)構(gòu)方案的選擇對建筑的直接能耗有較大影響,如建筑方案中的平面布置為內(nèi)廊式還是外廊式、進(jìn)深與開間的確定、立面形式的選擇、層高與層數(shù)的確定、基礎(chǔ)類型選用、結(jié)構(gòu)形式選擇等都存在著技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析問題。
2、設(shè)計方案影響建成后使用的能耗
建筑是牽涉到很多專業(yè)的復(fù)合體,并且完整的建筑節(jié)能工作包括了從最初的規(guī)劃、方案到設(shè)計、施工,以及多年的運營使用,直至最后拆除重建的全生命周期過程。 但以往只注重直接建造成本的降低,輕運營階段能耗的使用情況。從住宅使用過程中的資源消耗看,與發(fā)達(dá)國家相比,我國住宅使用能耗為相同技術(shù)條件下發(fā)達(dá)國家的兩到三倍。例如,在空調(diào)與采暖設(shè)備的市場上,各種品牌各種型號使消費者眼花繚亂。空調(diào)設(shè)備有空氣源熱泵、地源熱泵、風(fēng)機(jī)盤管、地板采暖、輻射制冷、采暖系統(tǒng)、戶室中央空調(diào)、變頻機(jī)組、水系統(tǒng)、冷媒系統(tǒng)等等。這些空調(diào)系統(tǒng)的初投資和運行費用大不相同,那么通過模擬量化,計算出初投資的費用、每年的耗能量、能源費用,消費者或者項目開發(fā)者就可以很容易地作出正確的決定。例如北京的一些奧運場館中,為減少能耗,設(shè)計者沒有采用普通的新風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng),而是經(jīng)過多次優(yōu)化設(shè)計,尋找最佳節(jié)能方案。為實現(xiàn)自然通風(fēng)和改善室內(nèi)環(huán)境,采用了智能電動窗,很好的解決了新風(fēng)問題;在場館空調(diào)設(shè)計中(包括“水立方”和“鳥巢”)都采用了由美國聯(lián)合技術(shù)開利公司設(shè)計的節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過熱回收技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用,節(jié)能率為10%。該系統(tǒng)在冷水機(jī)組上加裝了熱回收裝置,在空氣處理機(jī)中采用了新型熱管熱回收裝置,可以回收場館排放總熱量的50%,回收的熱能一部分用于加熱游泳池水和生活用水,另一部分用于加熱新風(fēng)。
二、現(xiàn)階段推行優(yōu)化設(shè)計運作困難的成因
1、政府主管部門對建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計監(jiān)控不力
長期以來,主管部門對設(shè)計節(jié)能成果缺乏必要的考核與評價,有的僅靠圖紙會審來發(fā)現(xiàn)一些簡單問題,僅僅是一些新材料或空間布置的一些規(guī)定。缺乏對方案的節(jié)能性方面的系統(tǒng)審查要求。建筑節(jié)能設(shè)計首先是一個系統(tǒng)設(shè)計問題,它絕不是多項節(jié)能技術(shù)或者節(jié)能設(shè)備的簡單累加,它需要定量化。例如,人們在市場上可以買到節(jié)能空調(diào)、節(jié)能玻璃、節(jié)能熱水器、太陽能熱水器、墻體保溫材料等等,但是這些材料與設(shè)備如何使用、使用哪種型號、用量多少、所起到的作用是什么就需要通過量化整合來完成。集思廣益,從多方面影響因素出發(fā),以最低的投資、最佳的手段完成并達(dá)到節(jié)能設(shè)計目標(biāo)。所以建設(shè)主管部門監(jiān)管的同時,應(yīng)增加人員配備和審查力度,對設(shè)計節(jié)能成果進(jìn)行量化全面審查。
2、業(yè)主要求優(yōu)化設(shè)計的意識不強(qiáng)
目前,業(yè)主往往把控制重心放在施工直接投資環(huán)節(jié)上,而對建成后使用運營成本及節(jié)能優(yōu)化設(shè)計環(huán)節(jié)重視不夠。其原因:一是對設(shè)計對投資影響的重要性認(rèn)識不夠,只看到搞施工招標(biāo),投標(biāo)價要低于標(biāo)底價、施工單位要讓利等,殊不知選擇一個優(yōu)秀的設(shè)計單位進(jìn)行設(shè)計方案的優(yōu)化會帶來更大的節(jié)約;二是對建筑節(jié)能的認(rèn)識不到位,沒有一個節(jié)能環(huán)保綠色建筑意識。
3、建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計的開展缺乏必要的壓力和動力
由于缺少建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計與企業(yè)和公眾的直接經(jīng)濟(jì)利益聯(lián)系,使得節(jié)能工作缺少內(nèi)在經(jīng)濟(jì)利益推動力,政府部門建筑節(jié)能管理工作還存在體制不順、監(jiān)管體系不健全,造成執(zhí)法不嚴(yán)、監(jiān)督不力,國家政策不配套,缺乏激勵機(jī)制和工作力度。
三、搞好優(yōu)化設(shè)計的幾點建議
1、主管部門應(yīng)加強(qiáng)對建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計工作的監(jiān)控
為保證建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計工作的進(jìn)行,開始可由政府主管部門來強(qiáng)制執(zhí)行,通過對設(shè)計節(jié)能成果進(jìn)行全面審查后方可實施。政府主管部門不僅需在技術(shù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合方面做出努力,而且還需要政府以技術(shù)法規(guī)的形式提出必須嚴(yán)格控制的最基本的技術(shù)指標(biāo)、技術(shù)要求、功能要求,可以導(dǎo)則、指南、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)類技術(shù)文件予以體現(xiàn)。利用主管部門的職能,總結(jié)推廣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、公布合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及考核指標(biāo),為優(yōu)化設(shè)計的進(jìn)行提供良好服務(wù)。建筑節(jié)能技術(shù)新規(guī)范逐步從控制單項建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)(如外墻、外窗和屋頂)的最低保溫隔熱指標(biāo),轉(zhuǎn)化為控制建筑物的實際能耗。新建建筑必須出具建造耗材經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑熱損失計算結(jié)果,特別是建筑結(jié)構(gòu)熱損失計算結(jié)果。建筑能耗總量(包括供暖、通風(fēng)和熱水供應(yīng))和建造能耗值只有滿足其對應(yīng)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)才被允許開工及竣工驗收。在竣工時,建筑開發(fā)商必須出具相關(guān)部門的一份“能源消耗證明”,證明清楚地列出了該住宅每年的能耗,及節(jié)能等級。以上措施,必須逐步實施,特別是國有投資項目要先于執(zhí)行。
2、以政策扶持拉動建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計
國家制定節(jié)能政策,并要求以多樣化的經(jīng)濟(jì)激勵等扶持舉措,形成推動建筑節(jié)能的市場機(jī)制,推進(jìn)建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計的推廣。對建造節(jié)能建筑產(chǎn)品的要根據(jù)優(yōu)化設(shè)計后節(jié)能程度給予政策和資金支持,減免稅費等優(yōu)惠措施,并可建立評價機(jī)制,對因建造節(jié)能建筑而超支部分資金,國家應(yīng)給予無償免息貸款或獎勵機(jī)制,使建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計以行政手段為主轉(zhuǎn)向以經(jīng)濟(jì)手段為主。
3、開展積極有效的宣傳引導(dǎo)工作
建筑節(jié)能政策要取得理想的實施效果,重在宣傳引導(dǎo)。不但政府職能部門對節(jié)能政策的推行不遺余力,而且有關(guān)企業(yè)也應(yīng)加入到宣傳節(jié)能政策的行列。政府職能部門應(yīng)免費對社會公眾提供節(jié)能政策咨詢、進(jìn)行節(jié)能知識宣傳和相關(guān)培訓(xùn),以及進(jìn)行節(jié)能技術(shù)、產(chǎn)品的展示、講解等方面做大量的工作。力爭實現(xiàn)多方參與節(jié)能政策的宣傳引導(dǎo),大大提高人們的節(jié)能意識和對節(jié)能知識、技術(shù)的認(rèn)知、把握能力,從而使節(jié)能政策得到有力的貫徹實施。
中圖分類號:S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
工程建筑過程中包括項目的相關(guān)決策、項目的相關(guān)設(shè)計以及項目的實施。經(jīng)過不斷的實踐活動,我們可以分析得出一個結(jié)論:進(jìn)行控制投資的關(guān)鍵在于決策和設(shè)計階段。通常情況下,做出項目投資以后,投資設(shè)計的關(guān)鍵將是對項目的相關(guān)設(shè)計。 據(jù)不完全的統(tǒng)計分析表明,一個建筑工程的項目設(shè)計費用一般只占建筑工程項目全過程費用的1%左右,有的甚至達(dá)不到工程所需費用的1%。但是這少于1%的費用投入,卻可以間接影響建筑項目工程質(zhì)量的75%以上,這兩個百分比是一個相當(dāng)鮮明的對比。足以表明建筑工程項目的相關(guān)設(shè)計對工程項目建設(shè)的重大影響。在單項工程項目設(shè)計中,建筑工程項目和結(jié)構(gòu)方案的選擇以及如何選用相關(guān)建筑材料對投資的控制有很大的影響,這些影響包括建筑方案中平面布置的方式、立面形式的選擇、樓層高度以及樓層層數(shù)的選擇都關(guān)系到技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的相關(guān)問題。在滿足同等功能的前提下,經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理的設(shè)計,可以減低工程的造價,降幅甚至可以達(dá)到20%左右。這個比例對于投資資金而言,事實上是一個很龐大的數(shù)字。
優(yōu)化設(shè)計對建筑項目投資的相關(guān)影響
(一)對相關(guān)資料的統(tǒng)計分析表明,在導(dǎo)致中國每一年的建筑工程項目質(zhì)量事故的眾多原因里,建筑工程設(shè)計的責(zé)任占有很高的比例。當(dāng)前,中國的建筑業(yè)中有很多建筑產(chǎn)品由于各種原因?qū)е缕淙狈?yōu)化設(shè)計,出現(xiàn)了功能設(shè)置失調(diào)的情況,嚴(yán)重影響建筑產(chǎn)品的使用,甚至威脅到使用者的人身財產(chǎn)安全。建筑設(shè)計師的設(shè)計水平是決定其設(shè)計圖紙質(zhì)量的一個重要因素,在實際工作中,由于建筑設(shè)計人員的水平有限或者缺乏實踐經(jīng)驗,導(dǎo)致有的建筑設(shè)計圖紙對相關(guān)方面的影響因素考慮不周全,在建筑施工進(jìn)行到一定程度時才發(fā)現(xiàn),可能包括樓梯、樓高等地方的設(shè)計都不合理,只好臨時修改圖紙,有時需要把已經(jīng)建好的相關(guān)部分打掉重修,既拉長了建筑工期,又浪費了建筑材料,增加了建筑投資的相關(guān)成本。
(二)目前,建筑業(yè)的發(fā)展速度很快,建筑業(yè)的競爭不斷升級,致使建筑產(chǎn)品的質(zhì)量良莠不齊。有的建筑設(shè)計圖紙的質(zhì)量很差,專業(yè)設(shè)計之間甚至相互矛盾,在未解決這些設(shè)計問題時,就盲目的開始建筑施工,導(dǎo)致施工、返工、停工的狀況屢見不鮮。有的建筑產(chǎn)品在這種狀況下投入使用,存在的質(zhì)量缺陷以及安全隱患,給建筑單位帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,間接造成投資的極大浪費。優(yōu)化建筑設(shè)計不僅會影響建筑項目工程的一次性投資,更影響投入使用后的經(jīng)常性費用的支出等。一次性費用的投入與經(jīng)常性費用在理論上具有一定的反比關(guān)系,我們可以通過優(yōu)化設(shè)計探究這二者的最佳結(jié)合點,利用科學(xué)合理的設(shè)計方法,人為的改變一些技術(shù)缺陷帶來的安全隱患。使建筑工程項目的投資成本最低。進(jìn)而達(dá)到控制投資的目標(biāo)。
優(yōu)化設(shè)計難以實現(xiàn)的原因
(一)長期以來,社會上有一種不合理的傳統(tǒng)觀念:設(shè)計只對業(yè)主負(fù)責(zé)、設(shè)計質(zhì)量由設(shè)計單位自行把關(guān)和審批處理。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,社會對建筑產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高,很多的人都關(guān)注在對于優(yōu)化設(shè)計監(jiān)控不力的問題,建設(shè)行政主管部門將會采取何種方式解決。一直以來,相關(guān)主管部門對設(shè)計成果都缺乏必要的考核與評價的制度,有的管理部門甚至只依靠對設(shè)計圖紙的審閱來提出一些表面層次的問題,無視實際建筑情況中存在的相關(guān)問題。一旦建筑產(chǎn)品出現(xiàn)重大的安全事故才開始追究相關(guān)責(zé)任人的責(zé)任,幾乎忽略對建筑設(shè)計方案經(jīng)濟(jì)性的考慮。另一方面,我國相關(guān)行政部門對建筑設(shè)計市場的監(jiān)管不到位,時常會有人越級或者無證設(shè)計的事件出現(xiàn)。相關(guān)的行政管理部門缺乏針對不同的建筑項目優(yōu)化設(shè)計的成果的定性考核制度的確定。在一定程度上導(dǎo)致建筑產(chǎn)品的質(zhì)量下降,安全事故頻發(fā),造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失。
(二)相關(guān)人員的優(yōu)化設(shè)計的意識薄弱。目前,業(yè)主常常把投資的控制重點定在建筑工程的施工環(huán)節(jié),對建筑設(shè)計環(huán)節(jié)的相關(guān)內(nèi)容的重視程度不夠。形成這種狀況的原因是值得我們進(jìn)一步去探究的。通過不斷的實踐探究,我們發(fā)現(xiàn):首先,業(yè)主在參與建筑工程的施工招標(biāo)大會時,只是片面的關(guān)注投標(biāo)價格是否低于標(biāo)的價格,完全沒有考慮到優(yōu)化設(shè)計方案會帶來的節(jié)約問題;其次,業(yè)主在設(shè)計前,無法了解到設(shè)計單位能將建筑項目的施工方案優(yōu)化什么水平,一些建筑項目的設(shè)計雖然已經(jīng)通過招投標(biāo)的步驟,但是由于設(shè)計方案的概算粗略,在一定程度上很難進(jìn)行綜合的整體評估活動,導(dǎo)致業(yè)主無法選擇最好的設(shè)計單位;最后,業(yè)主對專業(yè)知識水平的理解程度存在一定的差異,難以對建筑項目的優(yōu)化設(shè)計方案提出合理的要求以及發(fā)現(xiàn)疑難的問題。有的業(yè)主甚至由于自己雄厚的經(jīng)濟(jì)實力,盲目的追求建筑潮流設(shè)計,為追求獨特的風(fēng)格,完全不考慮優(yōu)化建筑設(shè)計方案,隨意性比較大,不在合理的時間范圍內(nèi)等待建筑項目的設(shè)計圖紙,要求出圖時間縮短,在一定程度上阻礙了優(yōu)化設(shè)計活動的開展。
(三)在現(xiàn)階段,優(yōu)化設(shè)計缺乏一定的壓力與動力。一直以來,我國建筑設(shè)計的市場都以“關(guān)系”著稱,缺乏一定競爭機(jī)制。一些設(shè)計單位的重點并不在如何提高技術(shù)水平的提高上,只要設(shè)計保證不出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題即可。設(shè)計方案的好與壞、建筑工程項目造價的高低關(guān)系都不大,直接影響優(yōu)化設(shè)計方案的工作失去開展的壓力。現(xiàn)在的建筑設(shè)計方案的收費是按建筑面積或者造價的比例提取的,幾乎與投資的節(jié)約和設(shè)計質(zhì)量水平的高低無關(guān)。這就在一定程度上造成建筑設(shè)計方案不會得到精細(xì)的經(jīng)濟(jì)分析的過程,盲目的追求不切實際的高標(biāo)準(zhǔn)。也存在出于考慮保險性的問題,隨意增加安全系數(shù),造成投資的巨大浪費。而且,我們還發(fā)現(xiàn)一種情況:有些設(shè)計單位盡職盡責(zé)的投入大量的人力、財力為業(yè)主優(yōu)化了設(shè)計方案,節(jié)約了相關(guān)的投資費用,但對此態(tài)度也只是一帶而過,不會額外付給設(shè)計單位相應(yīng)的報酬,甚至造成設(shè)計單位所收的費用入不敷出,在一定程度上打擊了設(shè)計單位開展優(yōu)化設(shè)計相關(guān)工作的積極性。
三、關(guān)于完善優(yōu)化設(shè)計工作的相關(guān)措施
(一)強(qiáng)化主管部門的監(jiān)控意識
當(dāng)前,要做好優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)工作,政府主管部門必須建立健全相關(guān)的法律制度,對于一些違規(guī)現(xiàn)象進(jìn)行強(qiáng)制的管理。建筑工程項目的設(shè)計成果必須通過全面嚴(yán)格的審核后,才可以進(jìn)入實施的階段。政府的相關(guān)管理部門在執(zhí)行相關(guān)的法律法規(guī)的同時,要確保相關(guān)工作人員的配備以及審查的力度,對建筑設(shè)計的成果進(jìn)行嚴(yán)格的、客觀的全面審查工作。另一方面,應(yīng)加強(qiáng)對設(shè)計市場的監(jiān)管力度,確立嚴(yán)格的相關(guān)制度,涉及的資質(zhì)管理、人員管理、設(shè)計招標(biāo)、圖紙審查的相關(guān)工作,嚴(yán)格把關(guān),進(jìn)一步對設(shè)計市場進(jìn)行科學(xué)的規(guī)范,減小設(shè)計黑市生存發(fā)展的空間。除此之外,通過政府的相關(guān)主管部門的職能,總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、公布合理的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、相關(guān)的考核指標(biāo)。為進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計提供良好的技術(shù)服務(wù)。優(yōu)化設(shè)計工作的全面推行,只依靠政府的推廣已無法滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)需求,設(shè)計監(jiān)理工作已經(jīng)成為業(yè)主急需參與的一項工作。通過此項工作的順利開展,改善設(shè)計單位獨自控制設(shè)計方案優(yōu)化工作的局面。相關(guān)主管部門在執(zhí)行好政府對設(shè)計方案監(jiān)理工作的同時,在短期內(nèi)出臺相關(guān)監(jiān)理工作的審批條件極其相應(yīng)的配套制度與設(shè)施、加強(qiáng)對監(jiān)理相關(guān)工作人員的培訓(xùn)考核,為其制定相關(guān)的職責(zé)以及標(biāo)準(zhǔn)收費。在行政管理方面,運用一定的行政手段保障設(shè)計方案監(jiān)理工作的推廣程度,為全面設(shè)計監(jiān)理工作的推廣提供必要的發(fā)展條件。
(二)建立健全設(shè)計方案的競爭機(jī)制
為了給優(yōu)化設(shè)計方案市場提供一個相對公平合理的競爭氛圍,設(shè)計經(jīng)營的過程也要通過招標(biāo)競標(biāo)的工作程序,對于符合條件建筑的項目工程的勘察設(shè)計的項目工程也必須參與招標(biāo)的工作程序。實際的招標(biāo)數(shù)量很少,大約只占總體項目數(shù)量的10%左右。采用招標(biāo)的項目工程招標(biāo)體系不盡完善、評標(biāo)方法不合理,缺乏公平競爭機(jī)制。相關(guān)主管部門應(yīng)設(shè)計招標(biāo)、投標(biāo)的相關(guān)工作環(huán)節(jié),成立合法的專門從事設(shè)計招標(biāo)的機(jī)構(gòu)。各地方的相關(guān)主管部門也應(yīng)建立健全相應(yīng)的規(guī)章制度,對于符合招標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的建筑項目進(jìn)行招標(biāo)。強(qiáng)化業(yè)主對投標(biāo)單位的功能與設(shè)計水平考慮的意識,盡可能編制完整顆粒的招標(biāo)相關(guān)文件。招標(biāo)時,嚴(yán)格審查投標(biāo)單位的信譽、經(jīng)濟(jì)效率等方面的資格進(jìn)行審查。設(shè)立專門的評標(biāo)機(jī)構(gòu),確立科學(xué)合理的評標(biāo)方法,保證設(shè)計單位在公平的競爭中開展工作。也在一定程度上避免了業(yè)主的盲目性與隨意性。在設(shè)計單位內(nèi)部,建立設(shè)計質(zhì)量與個人利益掛鉤的績效機(jī)制,強(qiáng)化設(shè)計單位內(nèi)部工作人員對于優(yōu)化設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)意識,真正做到將專有的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的相對統(tǒng)一,提高設(shè)計單位的競爭水平。
重視完善相應(yīng)法規(guī)的工作
對于優(yōu)化設(shè)計方案工作的推廣,無論在任何時候都需要相應(yīng)的法律制度來確保其得以順利進(jìn)行。目前我國已經(jīng)存在的相關(guān)法律法規(guī)有《建筑法》、《招標(biāo)投標(biāo)法》、《建筑工程質(zhì)量管理條例》以及《合同法》等,它們都是以項目建設(shè)總體為真正出發(fā)點,對設(shè)計方案方面的工作規(guī)范還不夠詳盡和具體。為了更好的監(jiān)管與管理優(yōu)化設(shè)計方案方面的工作,還應(yīng)建立健全其他相關(guān)方面的法律法規(guī),這其中應(yīng)該包括對設(shè)計監(jiān)理、設(shè)計市場價格機(jī)制的管理等相關(guān)的法律法規(guī)。建立健全的相關(guān)法律制度將在一定程度上保證通過設(shè)計方案的優(yōu)化達(dá)到控制投資的目的。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,中國的建筑業(yè)的發(fā)展空間將會進(jìn)一步得到提升。
總結(jié):
通過優(yōu)化設(shè)計達(dá)到控制投資的工作是一項長期的、綜合性很強(qiáng)的工作。完全做好此項工作,不僅需要相關(guān)管理部門的大力支持,也需要業(yè)主提高自身對優(yōu)化方案控制建筑項目投資的意識。在雙方共同的努力下,聯(lián)手打造相對公平的設(shè)計競爭市場。在實際工作中,注重實用科學(xué)合理的技術(shù)達(dá)到與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相對統(tǒng)一是非常關(guān)鍵的一個工作環(huán)節(jié)。優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)工作及不能一味的只強(qiáng)調(diào)節(jié)約投資資金,也不能無視技術(shù)方面的相關(guān)的合理要求標(biāo)準(zhǔn)。反對片面重視技術(shù)、設(shè)計保守浪費資源的不良思想。相關(guān)的設(shè)計工作人員要充分利用價值工程的相關(guān)原理來進(jìn)行對設(shè)計方案優(yōu)化的工作,以提高價值為長遠(yuǎn)目標(biāo)、以設(shè)計功能分析為核心理念、以系統(tǒng)科學(xué)的觀念為工作的知道方針,真正做到通過優(yōu)化設(shè)計方案的相關(guān)為業(yè)主創(chuàng)造現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)效益。通過優(yōu)化設(shè)計方案控制建筑項目投資的作用將會得到不斷的強(qiáng)化與推廣,久而久之,建筑工程項目的質(zhì)量水平也會大幅度的提高,為我國建筑業(yè)健康、可持續(xù)的發(fā)展起到一定的積極意義。