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[关键词]住宅建筑 设计 优化 节能
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)02-0000-01
一、住宅建筑设计的具体要求
1、建筑设计的要求
建筑设计不再单纯是一幢两幢的规划设计,而是以一定规模的小区作为前提,小区的规划设计首先以人为本,在此基础上还要营造出优美的室外环境。要求功能合理,让居住者能在其中方便、安全、卫生、舒适地生活。住宅内部房间齐全,动静分开,洁污分离;主要居住的房间阳光充足,通风良好,各种设施齐全,能满足节能的要求。此外,还在设计中结合城市的自身特色,小区的地理位置和环境,对小区进行总体规划设计,这是创造良好小区环境的基础,也是小区设计的感观因素,是设计中的一项重要工作。
2、住宅设计的要求
未来的住宅标准将有很大的提高,细微之处将得到重视。节点细部设计在于整体布局合理,功能性强,具有深刻的文化内涵;同时细部设计、节点处理也是非常重要的。任何设计的尺寸、体量都应从人的生理学考虑,作为主体人感受到外部环境的舒适程度,可以直接衡量设计的好与坏,千万不能忽视细节的小问题,一切从人的需求考虑是获取成功的关键。
3、住宅舒适性的高要求
当下人们对住房的要求不仅是“住得下”,而且要“住得好”,这就是说人们对住房舒适性要求越来越高,要求住宅要方便、舒适、自由、美观。对室内采光、日照、通风、采暖、景观等因素也有着越来越高的要求,需要接近自然,要有时代感,体现自由、体现家庭的亲切感。
二、住宅建筑设计优化
1、住宅建筑结构的优化设计要点
(1)优秀的建筑结构设计方案是优化设计的前提
结构设计方案的优劣决定着结构设计的成败,对同一个建筑设计方案,结构设计方案并不是唯一的。结构方案的不同也会使工程造价和工程质量产生很大的差别,从这一点上看,选择合理的结构方案是十分重要的。选择结构方案应该遵循以下原则:在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的构思,并处理好好构件与结构、结构与结构之间的关系,使结构具备足够的承载力、刚度和良好的延性,进而使结构的受力与传力途径简单、直接、明确,同时使整个结构安全可靠度也保持协调一致,使结构平面布置的抗侧力刚度中心与建筑物的外力作用中心或质量重心尽量接近或重合,以避免或减小外力作用下结构的扭转效应。
(2)建筑结构的细部优化
一是剪力墙的优化设计。剪力墙设计中最关键的就是连梁的设计。有经验的设计师在设计住宅结构时,一般会采用大刚度的窗下墙作为连梁,将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。满足结构刚度与变形要求时,还要充分考虑到经济角度与抗力、变形方面,并布置好抗侧力构件。剪力墙数量越多,结构抗侧力刚度愈大,相应结构位移会减小,但是结构地震力会随抗侧力刚度增大而加大,对结构的造价控制不利。所以,布置剪力墙应以周边均匀、对称、分散为原则,以规范规定的水平位移限值为准尽可能减少剪力墙数量。
二是基础拉梁设计的优化
从建筑的抗震的角度来说,基础应选择短柱,基础拉梁应顺着两个主轴的方向进行设置。一般情况下,基础拉梁的截面宽度要取短柱中心距的1/20~1/30,高度一般取短柱中心距的1/10~1/15。纵向钢筋受力值可取其连接柱子最大轴力设计值的1/10。建筑基础拉梁的正负弯矩钢筋及抗震相关结构应与上部钢筋混凝土框架保持一致。
2、住宅建筑节能的优化设计要点
(1)优化住宅建筑的屋面设计
一是屋面绿化方面。随着我国城市化进程的高速发展和建筑面积的急剧增加,建筑能耗将更为巨大。城市建筑实行屋面绿化,不仅能大幅度降低建筑能耗,减少温室的气体排放,也能够增加城市绿地面积,实现美化城市、改善城市气候环境的目的。
二是蓄水屋面。所谓的蓄水屋面实际上就是在刚性防水屋面上蓄一层水,利用水蒸发可以将大量水层中的热量带走,大量消耗晒到屋面的太阳辐射热,从根本上减弱了屋面的传热量,屋面温度也随之降低。总之,这是一种很好的隔热措施,改善屋面热工性能。
(2)住宅建筑外窗的节能优化设计
一是适当控制窗墙比。一般而言,应保持住宅建筑的外窗面积不宜过大。应控制好控制好各朝向的窗墙,北向不应大于0.45,东、西向不应大于0.30,南向不应大于0.50。在设计开窗的同时,对门窗的开启也要满足设计标准,在建筑设计中有时为了立面的效果忽略了门窗的开启,从而影响了节能。
二是合理控制门窗的气密性。在安装过程中,门窗的各部件之间存在装配间隙,由此便会产生室内外空气的交换。所以必须要控制门窗缝隙的空气渗透量。尤其在高层建筑中风压较大,气密性应当进一步提高。鉴于此就要求九层以下的住宅外窗气密性应达到3级,十层以上的住宅外窗气密性应达到4级,这是基本原则。
三、住宅建筑设计创新
1、设计理念要不断创新
建筑设计是一种创造性的劳动,每位建筑师都希望在自己的建筑作品基础上进一步创新,突显出鲜明的个性。建筑创新能直接反映在设计理念与理论上,并对每一个设计要素都有不同程度的影响。如:怎样才能在使用功能方面达到以人为本的需求,怎样在文化涵养上有序表达建筑暗藏的文化品味,以及技术方面的创新。
2、坚持因地制宜的原则
以因地制宜为原则,考虑地形地势、气候,并尊重生态价值等,保护好自然环境,尽量少破坏。建筑设计时,深入研究场地周围的地形、地貌、土壤、日照、植被、水文、风力与风向等因素,同时也要考虑到建筑物对上述自然因素的不利影响。充分利用自然资源,设计出合理的建筑类型,尽可能满足人们的自然通风、遮阳、采暖、保温等需求。
3、树立起环保设计理念
地球资源被人类过度索取,导致很多环境区域的生态系统出现失衡,因此,人类正面临着严重的生态问题威胁。从当前情况看,有关生态的理念已经明显是缺乏新鲜感了,随着人类进程的变化发展,或多或少都存在着生态的朴素思想。总的来说,生态具体就是指自然和人之间的关系,建筑生态化就应对人、建筑和自然之间的关系进行很好的处理,进而为人类创造一个所需的舒适空间,也保护了大的周围环境,促使人类发展中的有利资源能够持续存在。
四、结束语
综上所述,住宅建筑设计是一项复杂的工程任务,需要多方的配合,既要满足人们的要求,也要兼顾周围的环境,采取先进手段对其优化并创新,使住宅建筑更符合当代城市发展需求,推动城市建设。
参考文献
[1] 闫超《论建筑结构设计优化的方法在住宅结构设计中的应用》[J],《科技风》2014(4).
【关键词】建筑设计;优化管理理念;优化管理措施
0.引言
建筑设计,在某种意义上讲可等同于建筑产品,它是艺术创作与科学技术的结合体。它不能用工业化、工厂化、程序化的过程进行生产,对于不同使用功能、性质的建筑从内容到外表形态是不同的。在某种意义上讲可等同于建筑产品,它是艺术创作与科学技术的结合体。它不能用工业化、工厂化、程序化的过程进行生产,对于不同使用功能、性质的建筑从内容到外表形态是不同的。建筑设计质量的优劣,确切地说是一个目标范围的界定,建筑规范、规程和标准是建筑设计合格的下限。因此,设计质量的优化管理是至关重要的。
1.建筑设计质量优化管理理念
建筑设计成果的质量评定不能用固定的标准去衡量,即使达到建筑设计规范、标准和规程,也不能称该建筑设计就是优良品或精品。建筑设计是科学与艺术双重创作的结合,是创作构思加科学计算合成的结果。在运行过程中设计构思组合产生出全新的东西,不可能有固定的模式可套用,建筑设计具有一定的随机性变化。
建筑设计质量的优劣,确切地说是一个目标范围的界定,建筑规范、规程和标准是建筑设计合格的下限。建筑设计精品是在设计运行过程中优化取舍,完善完美。因此,设计质量的优化管理是十分值得重视的。
建筑设计质量的优化管理,就在于强化、强调了设计的“全过程管理”,这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终,由部分到整体、由管理点到强化点,由方案到施工图,这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。
2.健全建筑设计质量优化管理的基础—质量管理保证体系
2.1建立法人挂帅的组织机构
成立监督机构,即法人亲自挂帅,专家起主导作用的全方位的有机结合体。设立质量检查小组,每个项目均设质检员。以专家为主导是为了掌握专业技术的高标准高质量,法人挂帅是保证质量管理体系顺利运行。主要目的是使这项工作经济化,制度化,责任化。
2.2健全可操作的规章制度
主要包括以下方面:一是规章制度的制订要结合实际情况,一定要具体化、细化、量化,特别是要具有可操作性,以保证其运用的经常性和可检查性,以其达到预定目标。二是规章制度要量化,做到可以制成表格分门别类填写打分。三是设计人员行为要规范,原则性要强,只有我们自己有效地规范了行为,才能使我们的服务对象满意。四是跟踪服务、反馈信息及时更正与处理。五是事前计划要具体,事中控制有措施,事后总结有效果。
3.建筑设计质量优化管理的运作
建筑设计质量优化,不仅是为了设计产品合格,满足设计规范的要求,而是为了高标准的追求。在设计优化管理运行的前后,从计划到分工、从人员到产品,从部分到整体等都是为了筛选出最优的方法和手段,产出最佳产品。
(1)在定岗定位人员时即时挑选,既要进行优化思想教育,又要注重量才使用,使每一个设计人员都有进取精神,思想中时刻存在着争夺市场的竞争意识。这就是人员的优化组合。
(2)确定每一个项目的优化管理。所谓管理点,就是项目中起决定作用的关键点。比如:项目设计的方案图、施工图、预算,这就是建筑设计项目宏观中既有影响又起决定性作用的关键点。
(3)设计项目的优化统筹安排。设计项目的各个专业及专业内部的不同程序的交叉运行必须要进行周密地安排。只有这样才能使各个专业及专业内部密切联系,避免出现差错,大大地缩短设计时间,提高工作效率。
(4)随时制订与研究项目的创新计划。凡是设计项目运行过程出现新情况新问题,都应该进行分析研究。只有不断地向较高的目标前进,优良产品才会不断产出。
(5)提倡精品化、集成化、信息化。要创新要精品就必须掌握足够的信息,如向国外发达国家学习,他们的设计理念和先进经验,做到这一点也就等于找到了捷径。
(6)提高设计人员整体水平和素质,给设计对象创造更多的学习,深造的机会,使他们在设计运行中的各个环节都能独当一面。
(7)制定优化的最佳目标,打出最低的要求线,尽量把一些定性的要求变成定量的标准,以具有明确的可操作性。
(8)建筑设计方案的优化管理。建筑设计方案对于设计项目十分重要,建筑设计方案的确定不仅仅是为了评选好的方案,优化选取方案不是目的,重要的是在建筑设计方案运行中进行优化管理。当建筑设计方案选取后,按专业部分进行优化、细化、量化而后运行。建筑设计方案优化管理,旨在于打破旧的、固定不变的教条,采取积极地动态管理方法。
建筑设计质量的优化管理,首先在于建筑设计质量的优化,然后才是管理。建筑设计质量的优化关键在于建筑设计思想目标的确立,建筑设计思想的优化。
4.建筑设计运行系统与过程的优化控制
设计运行系统指总体的各个部分运行一体化,而过程是进行设计的全过程。要对其进行优化控制。首先,要确定系统部分的控制点,也就是运行的各个部分,即管理点,使每一个部分都进行优化处理。然后,进行过程的优化控制。如果只提达到质量标准、满足规范、规则的要求,那么建筑设计这个特殊的产品并非是精品。因为建筑设计的创作意识包括科学与艺术的排列与组合。提倡设计质量的优化管理,就是始终有一个较高的目标去奋斗。这里目标指的是一个范围,而不是具体的标准。方案有几个,而最好的只有一个。复杂的建筑设计周期短的几周、长的几年,施工的周期更长。
在建筑设计运行过程中,需要对建筑设计过程进行优化控制,以便取得最优方案、选取最短路径集现代科学技术成果于一身、利用现代化工具去达到目的,而没有必要非得从零开始向上爬。这里技术、信息、情报是很重要的,仅提出设计质量合格的要求,只依据设计规范、条文的被动制约,显然与现代化飞速发展的形势是极不相称的。
5.结语
按照施工实际完成工程量进行结算,做到了拨款有度,心中有数,并随时检查进度款运用情况,保证整个施工过程,如期按约正常进行,使竣工结算有了根据。其次设计的优化管理,关键在于优化,实质是部分的优化及与整体优化的组合,所有这一切都是动态管理,就是时时向高的目标奋斗,从而调动每一个设计人员的主观能动性,不断的、主动地开拓进取。当然目标要在运行中不断地提高与完善,其花费的功夫越大,收获也就越多。优化设计管理就意味着在运行中学习、在探索中发现,当然学习不是照搬,也不是非要具体学到什么,而是要学习本质的东西,使其变成自己的东西,当然学习的最终是要创新,要有所发现,有所创造,有所成效。
【参考文献】
[1]詹玉玲.浅谈如何控制建筑工程造价.石河子科技,2006,(1):89-90.
关键词:优化 设计方案 工程造价
中图分类号: TU723 文献标识码: A 文章编号:
一、建筑设计方案优化的重点
1 对建筑工程设计方案的优化
为了提高工程设计质量、满足设计规范要求、达到高标准工程的要求,对建筑工程设计方案进行优化成为了工作之重,这对建筑投资企业与施工企业都有着重要的意义。因此设计人员必须具有较高的专业技术基础,并对每个设计人员的专业项目进行整合,是专业人员的强项得到发挥,以此提高设计方案质量的提高。
2 对质量管理的优化
要确保工程的施工质量,首先需要优化施工质量的管理组织架构,构建起法人为主、以专家和专业人员为主导、基础管理人员为基础的全方位的管理架构。建立起全面的规章制度,充分结合工程的实际情况针对技术管理和质督管理规程进行充分的细化,确保拥有科学可靠的质量管理体系,使质量工作无论大小皆有法可依,有章可循。
二、相关建筑设计方案的论述
(1)剪力墙设计:
以小高层住宅项目建设来说,剪力墙是面广量大的,因此合理的控制剪力墙配筋对于结构安全及工程的经济性具有十分重要的作用。
a)剪力墙墙体配筋一般要求水平钢筋放在外侧,竖向钢筋放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。建议加强区Φ10@200,非加强区Φ8@200双层双向即可,双排钢筋之间采用Φ6@600x600拉筋。但地下部分墙体配筋则另当别论。
b)剪力墙按规范应设置边缘构件,一.二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件;笔者认为首先要区分剪力墙的受力特性及类别,即:普通剪力墙(长墙),短肢剪力墙,小墙肢和一个方向长肢墙而另一方向属短肢墙来区别对待配筋。
c)剪力墙中的连梁跨度小,截面高度大,在地震作用下弯矩、剪力很大,有时很难进行设计,如果加大连梁高度,配筋值有时反而更大。笔者建议,连梁高度计算与设计统一规定从洞顶算到楼板面或屋面,对于窗洞楼面至窗台部分可用砖或其他轻质材料砌筑。对于窗台有飘窗时,可再增加一根梁,两根梁之间用砖填充。连梁配筋应对称配置,腰筋同墙体水平筋。
d)目前,在剪力墙的楼层处均设置暗梁,而对暗梁的作用及配筋亦各有理解。笔者认为对于框架—剪力墙结构,如剪力墙周边仅有柱而无梁时,则设置暗梁,并且要求剪力墙两端是明柱,这是因为周边有梁柱的剪力墙,抗震性能要比一般剪力墙要好。
(2)减少设计变更:
加强设计变更管理,实行限额动态控制。变更发生得越早,损失越小;反之,损失就越大。如果在设计阶段变更,则只需修改图纸,其它费用尚未发生,损失有限;如果在采购阶段变更,不仅需要修改图纸,而且设备、材料还须重新采购;若在施工阶段变更,除上述费用外,已施工的工程还须拆除,势必造成重大变更损失。
(3)适当采用标准设计:
采用标准设计一般都能使工程造价低于非标准设计,但对于特殊的工程例外。同时,采用标准设计还能节约设计费用,缩短设计周期,能较好地执行国家的技术经济政策。它是在设计阶段有效控制和降低工程造价的重要方法。
三、建筑设计方案优化的方法策略分析
一些建设单位和设计单位虽然投入了大量精力、时间进行方案优化,但由于工作方法不当,往往出现调改了一个地方,却引发更多相关问题的现象。
1对设计方案运用价值分析原理找出最佳的方案
对整体设计方案运用价值分析原理找出最佳的设计方案,而且对分配下去的每项设计内容也要运用价值分析原理进行分析。这里说的价值评价,是指对技术、经济和社会进行评价权衡的综合评价。一般来说,提高产品的价值,有以下 5个途径:
( 1 ) 功能提高,成本降低,这是最理想的途径;
( 2 ) 功能不变,成本降低;
( 3 ) 成本不变,功能提高;
( 4 ) 成本略提高,带来功能的大提高;
( 5 ) 功能略下降,带来成本的大降低。
2 加强对设计人员的管理以提高方案优化水平
(1)制定相关惩罚措施。建立相应的法律法规约束,并在设计委托合同中明确一定的惩罚,可以使设计方懂规矩、辨是非,促使其改过,具有一定的警告作用。
(2)采取相关激励措施。在设计委托合同中,明确一定的激励措施,使利益激励能更好调动设计人员的工作主动性、积极性。实施有效的激励,可以激发设计人员的工作热情,使其自觉提高工作水平与质量。
(3)从思想上端正设计人员的态度,加强其职业道德教育。建筑设计人员要努力提高自身的政治思想水平,在处理建筑设计事务中,坚持客观立场,一切 从实际出发,以客观事实为依据口。加强对建筑设计人员的诚信教育,必须让每一位建筑设计人员都明白,一流的专业技术不是走向成功道路的惟一条件,而一流的道德水平才是建筑设计人员完善境界的基本要素。
四、设备技术设计
1给水设计
根据不同用水性质、用户考虑给水计量:
1)商业给水及消防用水应单独设置管网,并分别设总计量表;
2)门面、办公、物管、小区环境、车库等用水均应分别设计量表;
3)住宅应分户设置计量表,且水表出户设置。
2排水设计
2.1厨房内立管的设置应充分考虑与烟道及窗扇开启的相互关系。
2.2应考虑竖向管线的路径:
1)在别墅、类别墅及跃层住宅中,卫生间及厨房的下水管应尽可能上下对齐,至少应将有竖向管线的局部对齐。如无法垂直对齐不应直角转折,斜向转折时应考虑对室内空间的影响;
2)污水立管不宜穿越门面;
3)空调排水管、阳台排水管、屋面雨水管以及消防立管设置的位置应相对隐蔽,并结合建筑效果考虑平面位置;
4)商场﹑门面及门廊内设置的汇流排水立管,布置时应尽量有规律,以便装饰处理。
2.3十八层及十八层以下的住宅楼,卫生间排水立管可选用特殊配件单立管系统,取消专用通气管。
2.4雨、污检查井设置位考虑:
1)不应设置在门面及大堂门前;
2)不宜设置在小区主、次干道上,当必须设置在干道上时应控制其数量,并布置整齐。
3电气设计
3.1根据建筑功能及设备专业提供的资料,分类进行负荷计算并汇总:
1)消防设备与火灾时必然切除的设备取其大者计入总设备容量;
2)季节性负荷,如空调制冷设备与采暖设备,取其大者计入总设备容量;
3)成组用电设备的设备容量不包括备用设备;
4)照明设备的设备容量采用光源的额定功率加上附属设备的功率。
3.2电梯、电扶梯、空调主机及泵、消防水泵、生活水泵、送排风机、车库照明、园区道路环境照明、游泳池动力及照明、灯饰工程照明、物管中心、小区会所及员工宿舍等,均应按系统用途在低压配电屏(房)内设置各系统计量表。
3.3校核方案阶段电气设备房(开闭所、变配电所、柴油发电机房、楼层配电间及弱电间等)的位置,在满足相关规定的前提下控制各房间的面积。
3.4设备及线路布局:
1)在满足线路保护、确保使用及电压损失等情况下,尽可能减小线路截面;配电屏之间、配电屏与变压器之间尽量靠近布置,减少母线槽的用量;
2)住宅建筑原则上采用树干式配电,减少电缆用量;
3)尽量避免回头线路。
4暖通设计
4.1空调设计应注意事项:
1)空调冷凝水应有组织排放,主管的布置应隐蔽,宜与相邻阳台排水立管就近合并;
2)空调管穿墙洞应靠近室外机及空调冷凝水立管;
3)空调管不宜穿越其他房间或长距离跨越阳台。
4.2风管设计应注意事项:
1)风管设计尺寸应尽量少占用空间高度,风管设计图以结构梁图为底图;
2)风管不得穿越电气设备用房和消防控制中心;
3)消防风管设计布置不宜穿越门面;
4)商业门面的排油烟风管尽量靠墙贴梁设置,少占门面空间。
4.3对设置在地下层的商场,应确保在过渡季节的新风及通风换气效果。
4.4商场空调机组、消声器宜设置在梁间空隙,确保商场装修后的净高。
关键词:建筑设计方案;优化;“倒三角”法
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
一、建筑设计方案优化的必要性
1、中标设计方案有待成熟与完善
方案中标并不意味着方案的完善。通常情况下,自招标文件公布至提交方案,留给设计单位的有效设计周期不会超过40天。同时,依据招投标法规,招标期间建设单位与设计单位之间除“答疑”之外不能进行其他方式的沟通,因此,在有限时间与有限交流的前提下,要求设计单位拿出能够充分领悟建设单位意图、完全满足建设需求的方案是不现实的。
2、建设单位的技术要求有待明确与落实
目前的建设项目,尤其是大型复杂建设项目,面临功能、交通、环保、景观、法规等越来越复杂的内外部环境条件和设计约束,在缺乏建筑设计方案雏形的情况下,建设单位很难提出明确详细的设计要求,其在设计招标文件中对功能需求、建筑风格的描述往往是模糊的或是框架的。因此,在明确中标方案后,应该基于中标方案的建筑布局,对各项技术要求、功能需求及设计约束进行逐一细化、优化和协调,并最终落实和确认。
3、集思广益,博采众长
中标方案仅为一家单位的设计成果,其设计思路的局限性在所难免。而设计招标过程中,少则三家,多则十几家单位参与设计,各投标方案的设计手法、设计亮点对开拓建设单位和中标设计单位的思路是有价值的,可以在设计方案优化阶段集思广益、博采众长,充分借鉴其他投标方案的优点,对中标方案进行优化完善。鉴于这些情况,对于工程建设项目,尤其是大型复杂建设项目,方案优化工作已成为工程建设过程中不可或缺的工作程序和环节。建设单位要摒弃建筑设计方案优化可有可无的思想误区,在设计招标结束后不要急于展开后续设计,而要发挥各方优势,对中标方案进行充分的优化和深化,使各项功能指标及技术措施更为合理,建筑风格定位更为准确,造价与运营成本更为经济,并为后续工程设计、工程施工等环节提供科学、系统的工作依据。
二、建筑设计方案优化的风险与原则
建筑设计方案优化的初衷往往都是好的,但是否所有的优化工作都能够实现目标呢?一些建设单位和设计单位虽然投入了大量精力、时间进行方案优化,但由于工作方法不当,往往出现调改了一个地方,却引发更多相关问题的现象。经过反复调改,却发现不是对中标方案进行了“优化”,而是丑化、劣化了原有方案,甚至颠覆了中标方案,轻者延误了工期,重者则造成工程建设管理的重大失误。
因此,为了实现优化目标,达到理想的优化效果,在建筑设计方案优化过程中,如下几条原则是应该严格遵循的:
1、坚持并充分发挥专业人员的主导作用
优化不成反遭劣化的原因可能来自多方面,但非专业因素过多地干预甚至主导优化过程是其中一项主要原因:一方面是建设单位的参与热情或领导的主观意愿不知不觉中影响或压制了建筑师的创作空间;另一方面,中标单位也常常存在任务完成式的被动工作心态,“既然已经中标了,业主单位说怎么改就怎么改吧!”结果是系统思考不足引发更多的问题,造成方案的劣化。虽然建筑设计方案优化是一项需要多方参与、博采众长的活动,但同时,也是一项专业性极强的工作。为确保优化方案的科学性与合理性,来自各方面的的意见与建议必须要经过建筑师的整理、甄别与过滤后,通过专业的设计手段与技术举措加以落实。建筑师要摒弃任务完成式的消极态度,积极承担起方案优化的主导责任。同时,建设单位要给予建筑师以充分的信任与授权,并在工作程序、机制上给予保证。
2、识别并坚持中标设计方案的精髓,避免颠覆性的修改
设计招投标制度对中标方案的法律地位是有明确规定的,且大型重要项目的中标方案一般都经过了建设单位高层领导的认可,所以不能敞开来优化,而是应该充分挖掘、识别、提炼出原有中标方案的亮点,在保持原有方案精髓的基础上开展设计优化工作,切忌进行颠覆性的修改。
3、自顶向下,抓大放小,做本阶段应该做的事
由于中标方案大多为概念设计深度,在设计方案优化阶段,应采取自顶向下的优化策略,优先着力于宏观与总体层面上的要素,重点关注于本阶段必须完善与决策的重要事项,避免过多、过早地陷入局部细节问题中。
三、建筑设计方案优化中应重点关注的要素
那么,在建筑设计方案优化阶段,需要重点关注的要素有哪些呢?通常包括如下几个方面:
1、文化要素
建筑的文化特质与内涵,广泛涉及到历史、文脉、民族、地域风情、风格定位、建设单位的组织文化等诸多方面,且往往难以用明确的语言来加以表述。对文化要素的正确把握与合理表达通常是建筑设计的难点之一。中标方案能得到评标专家的认可,一般会在文化要素的诠释方面有独到的优势,但这并不意味着已全面到位。在方案优化阶段,建设单位与设计单位均应对文化要素给予充分关注,并通过反复的沟通与论证,以准确把控建筑的文化定位与建筑格调。
2、功能要素
在招投标之前,由于尚无建筑方案雏形,建设单位对功能需求的描述往往是粗线条的,大量技术指标尚有待细化与明确。因而,在方案优化阶段,需要基于中标方案对功能要素进行梳理,并逐一验证落实。同时,力争通过功能集成,碰撞、激发新的想法和创意,使功能更趋完善与优化。
3、成本要素
目前成本指标已成为限额设计的一项硬性约束,必须加以严格控制。然而,在投标阶段,设计单位的关注点集中在建筑专业,建筑估算往往仅能达到匡算深度。在方案优化阶段,需要结合具体的中标方案,对建筑成本要素进行分析,并基于成本限额指标对功能、材料、结构形式、技术标准等进行全面优化与协调。基于倒三角工作法的建筑设计方案优化模式。“倒三角工作法”是作者在长期的工作实践中总结提出的一种建筑设计方案优化工作模式。下面将结合某总部办公大楼建筑(建筑面积15万平方米)设计方案优化的具体案例,对基于倒三角工作法的方案优化模式进行介绍。
基于倒三角工作法,在优化过程中,沿倒三角逆向而上,首先从位于“倒三角”最底层的功能要素入手,依据功能使用的合理性,结合出入口的交通组织,在保持对称性的基础上,将其功能布局从“东西分区”调改为“南北分区”。进而,从文化要素入手,在保证其立面肌理的基础上,对立面色彩、幕墙比例进行优化,使其更符合该企业的文化定位。之后,从绿色环保节能出发,对通高中庭进行了内部尺度的优化。而对于专家和领导普遍认可的五段式体量关系,则作为方案的重要特质原汁原味地给予保留。依据上述工作模式,建设单位编制的“建筑设计方案优化大纲”,各项调改要求明确、全面,且设计单位接受度、参与度很高,双方共同组建成为一个工作团队,将优化工作开展得系统而顺畅,并在短时间内实现了优化目标,优化成果得到专家和领导的一致认可。
四、结语
在目前勘察设计招投标的法规环境下,建筑设计方案优化工作已成为工程建设过程中一个必不可少的重要环节。科学的工作方法能有效提升优化效率,达到优化效果。本文对建筑设计方案优化的原则、要素进行了探讨,提出了基于“倒三角”工作法的方案优化模式,并结合典型案例进行了分析与概述。
参考文献:
【关键词】建筑结构、优化设计、要求、思路
中图分类号:TB482.2 文献标识码:A 文章编号:
随着时代的发展,建筑结构的优化设计已经成为人们生活品质的一种时尚追求,符合时代潮流,越来越受欢迎。一般来讲,建筑结构设计必须全方面考虑工程成本、后期维护、客户需求、环境保护等因素。以下简单介绍了建筑结合优化设计的要求和改进思路。
1.国内建筑结构优化设计的基本要求
1.1满足建筑结构优化设计的功能
从本质上讲,建筑结构的优化设计的目的是提供更加优质、舒适的生活条件给住户,满足住户更高的生活品质追求。在国家经济社会快速发展,人们生活水平大幅度提高的社会条件下,满足人们对建筑设计的美观、实用、舒适功能需求,是建筑结构优化设计的重要要求。
1.2提高建筑结构优化设计的经济效益
在确保建筑结构设计的质量安全的前提下,应充分考虑如何提高建筑结构优化设计的经济效益。通过有效控制工程成本,选择新型材料施工,合理估算工程所需物料,提高施工工艺和施工技术水平,减少建设资金的投入,避免人力、材料、物料大肆浪费现象的发生,响应国家建筑资源节约型社会的号召,真正提高建筑结构优化设计,同时在很到程度上更容易得到客户的认可,小投入得到大产出[1]。
1.3综合考虑建筑结构的各项安全要素
建筑结构的优化设计除应考虑结构的功能、经济效益外,还应该重点考虑建筑结构的安全性,否则,没有安全保障,其他都是空谈,不能长久。因此,在建筑结构的优化设计时,必须综合考虑影响建筑结构安全的各项要素,做好防范措施,确保建筑结构的质量安全过关。
1.4倡导建筑绿色设计,推广环保理念
随着节能、环保观念的普及,建筑结构的优化设计也应该适应时代潮流,倡导绿色设计,推广建筑设计的环保理念,为保护生态自然环境贡献一份力量。建筑结构优化设计的绿色环保主要体现在:一是选择节能、环保的建筑原材料,二是优化排水硬件设备,三是门窗材料的应选择新型的环保材料;四是循环利用各种施工废料,科学处理各类垃圾,防止其对环境造成“二次污染”[2]。
建筑结构的优化设计的新思路
2.1重视建筑结构优化设计方案的科学性和可行性
建筑结构优化设计的质量和最终设计效果在很大程度上受结构优化设计方案的影响,因此必须重视建筑结构优化设计方案的科学性和可行性,制定出优秀、可靠的建筑结构优化设计方案。在实际的编制方案时,设计人员应重要主要以下几点要求:一是认真选择合格、协调、一致的建筑构配件,确保全部的建筑零配件都能发挥最大效能,确保建筑结构的优化设计水准符合预期目标,减少投入资金,降低工程成本;二是树立全局的指导思想,充分考虑结构和各个配件的内在关系,提高其承载性能,发挥其优秀的延展性,确保其刚性最佳;三是在建筑结构的优化设计时,应注意对传力路径的设计进行简易化,提高建筑结构的安全性,避免传力环节的复杂造成的过多结构配件,增加工程造价、提高计算的误差概率、甚至引发安全故障等不好现象。四是充分考虑外力给结构造成扭转的影响,应明白通过简单的增加构件的方法来阻挡建筑结构发生扭转是不切实际的,这样只能造成更多原料的浪费,降低建筑工程的经济效益,还会给建筑结构埋下安全隐患。
2.2选择合适的方法进行建筑结构的优化设计
选择合适的方法进行建筑结构的优化设计是设计成功的重要保证,因此,设计人员应该根据客户需求、设计要求和设计的主要内容,用最快的速度把最佳的建筑结构样式确定下来,然后逐个对结构样本进行分析,充分考虑其成本投入,并把设计的界限和范围了解清楚。注意在施工图纸的绘制时,应该充分考虑结构估算结果的结合,充分考虑建筑结构计算的需求,充分考虑优化规范的要求,充分考虑施工流程和施工工艺的可操作性,并且要求图纸上的文字表达清晰、简要、完整。另外,注意在进行结构计算时,必须根据之前明确规定好的操作规程,密切结合建筑结构进行优化设计的实际条件来选择适合的计算策略[3]。
2.3设计人员应努力提高设计水平,提升综合业务素养
设计人员的设计水平和业务素养直接影响建筑结构的优化设计成果。因此设计人员应该从自身做起努力提高设计水平,提升业务综合素养。主要的措施有:一是设计人员必须努力学习美学、建筑学、艺术学、设计学等多学科知识,并在实践设计中将理论融会贯通,把力学和优化设计方法密切结合,设计出优秀的建筑结构优化方案,使得建筑结构设计优化成果更加符合人们美观而实用的需求。二是设计人员应该加强全局控制意识,充分考虑建筑住户的品味需求和客观功能需求,实事求是,多角度展开设计,防止出现顾此失彼情况,做到对建筑结构设计质量和设计水平有整体性的把握。三是设计人员必须增强自身的责任感,发挥团结合作精心,尽最大可能缩短周期,以降低建筑结构的资金投入,节约成本,提高经济效益。四是设计工程师必须精准把握施工工艺和施工流程,确保优化设计方案在实际施工时的可操作性。五是设计人员应该及时总结工作经验并有效利用设计特长。六是设计人员必须对建筑结构各部位的抗震强度和承载力度有清晰了解,懂得合理选择对柱、梁、板等的施工材料,能够准确把握结构横截面的各种不同尺寸。七是设计工程师在设计过程中应该具有创新精神,通过不断总结工作经验,努力改进优化方式,实现建筑设计的完美和细致化。
2.4提高原材料的综合使用效率,优化资源配置
材料是建筑的基本构成因素,所以建筑结构的优化设计也必须提高原材料的综合使用效率,减少原材料的浪费,促进优化资源配置。在建筑结构的优化设计时,原材料的选应该注意注意以下几点:一是必须充分考虑到当地环境,因地制宜,选择合适的建筑材料。二是必须充分考虑全部结构零部件的性能特征以及所占用的空间大小进行选择原材料。三是必须充分考虑建筑住户的喜好需求,选择材料能设计运用符合客户喜好。四是必须充分考虑原材料的环保和节能性能,以符合建筑结构优化设计的节能、绿色环保要求。五是必须充分考虑原材料的质量安全和使用年限要求,确保建筑结构的质量过关。因此,只有根据具体条件具体分析的原则,实施求是的选择合适的原材料,才能实现建筑结构的美观和功能需求[4]。
3.结语
综上所述,有关建筑结构设计的优化设计的分析具有重要的现实意义。通过明确建筑结构优化设计的美观、功能、环保、安全等基本要求,设计人员应树立全局的设计理念,提高建筑结构优化设计方案的科学性和可行性,提高自身设计水平和综合业务素养,提高原材料的综合使用效率,优化资源配置,提高结构优化设计的经济效益,确保建筑结构的质量安全,确保建筑结构设计效果更加贴切符合人们的审美要求和实用功能需求。同时,提高我国建筑结构设计的优化设计水平,促进我国建筑结构优化设计事业的长期快速发展。
【参考文献】
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摘要:在当前低碳经济的发展要求之下,绿色建筑技术在建筑设计中以异军突起的状态,成为了建筑设计中的一个重要的技术领域。绿色建筑技术的广泛应用,在一定程度上有利于实现我国建筑行业的可持续发展的战略目标。本文主要通过对绿色建筑技术的相关的概述,从而引出对于绿色建筑技术在建筑设计中的优化与结合的措施分析。
关键词:绿色建筑技术;建筑设计;优化与结合;措施
前言
在我国实施低碳经济发展的进程当中,绿色环保已经成为了当下实现绿色建筑可持续发展的必然要求。为了使我国的建筑事业更好的顺应时代经济的发展要求,对绿色建筑设计中的建筑技术就必须进行相应的优化和结合,从而可以在很大程度上使我国的建筑业走上可持续发展的道路上,实现低消耗、绿色环保的发展要求。
1绿色建筑技术的相关概述
绿色建筑技术是指通过相应的低消耗、低污染的技术,建筑相应健康舒适的室内空间环境,在一定程度上可以对建筑当地的自然环境起到一定的维护和协调的作用,也可以实现与自然环境的协调发展。我们所说的绿色建筑技术并不是指给予传统建筑技术之上升级的建筑技术,而是利用当今时代经济要求的“绿色”发展的眼光对传统建筑技术进行重新的定义和要求。[1]绿色建筑技术可以说是传统建筑技术与现代化的科学发展观相结合的建筑技术,在很大程度上可以实现现代建筑技术的可持续发展,同时也可以实现对自然环境的保护作用。
2绿色建筑技术在建筑设计中的相关作用
2.1实现对绿色能源有效利用与节能的要求
目前在我国绿色建筑设计中的绿色能源的利用与相关的节能技术的运用方面,主要是通过采用的高效率的建筑节能的方法、新型节能材料以及可回收资源的利用的方式实现在建筑过程中节能能源的要求。建筑人员通过使用绿色能源的利用与相关的节能技术,如太阳能、水能等绿色能源,可以在对整个建筑设计的过程中,可以有效的利用保温、隔热、保湿、通风、能源循环利用的功能。[2]在建筑节能的规划方面,建筑人员可以利用绿色能源的利用与节能的技术,实现对资源的可持续利用。比如说,建筑人员可以采用昼光照明的技术,在很大程度上有效的减少因电力消耗而造成的环境污染的问题。除此之外,建筑人员还可以利用节能规划的技术对太阳能、风能等可再生资源进行相应的开发和利用,一方面可以降低建筑过程中对环境的污染程度,另一方面又可以有效的降低建筑企业的成本。
2.2实现资源高效循环利用的要求
绿色建筑技术在应用的过程中,在节水系统方面主要采用了绿色的节水方式,通过利用水质监控的相关系统以及雨水净化的装置设备对水资源进行有效的节约和循环利用。在进行绿化灌溉的过程中,建筑人员主要采用喷灌和微灌的喷水设备,对相关需要绿化的区域进行喷洒。[3]同时,工作人员利用雨水净化装置设备对雨水和蒸汽进行凝结的作用,将其进行回收利用,用于绿化浇灌。通过使用绿色建筑的相关技术,可以在很大程度上实现对资源的高效循环利用的要求,同时也可以为建筑过程中节约相应的资源成本。除此之外,在建筑过程中工作人员还可以通过利用网络的先进设备对节水系统进行全方位的控制工作,在很大程度上可以保证节水系统的高效运行,实现资源的可持续发展。
2.3实现建筑节地规划与室内外环境设计相结合的要求
建筑的场地的建设过程中需要工作人员对地下空间的结构进行细致的分析,需要工作人员结合绿色建筑技术中的节地规划与室内外环境设计的相关内容要求对室内的建设结构进行相应的规划,并且利用此种技术还可以对室外环境的生态景观进行相应的规划。通过使用节地规划与室内外环境技术,可以使整体的建筑布局遵循相应的规划设计的要求,在很大程度上可以实现冬暖夏凉建筑要求。
3绿色建筑技术优化与结合的相应措施
3.1前期规划阶段技术的优化设计
在绿色建筑的规划阶段中,施工的工作人员应该对规划地点的地理环境和相应的气候特点进行细致的分析,利用计算机模拟的方法对空间布局以及朝向问题进行相应的优化设计。在规划阶段的过程中,建筑设计项目一旦出现纰漏,在很大程度上是很难进行对应的调整与修改的,再加上前期的计划方案缺乏完善,会在很大程度上增加了修整的难度。[4]通过对前期规划阶段过程中相关方案的优化设计,可以对设计中出现的问题进行及时的调整。施工人员在开展建筑工程工作的前期规划中,需要对建筑物的平面布置以及相应的体型进行细致的规划,工作人员应该结合建筑地区实际的条件,进行相应的优化设计。通过对建筑物进行相应的模拟建筑工作,优化建筑的阴影的分布情况,保证建筑物的完整性与安全性。
3.2气温适应性与环境保护的设计优化
在工作人员对绿色建筑的设计方面进行相应分析的时候,相关的工作人员还需要考虑不同建筑地区的气候条件,并针对气温的不同进行相应的设计方案的调整。工作人员在开展绿色建筑工程之前,需要对建筑过程中涉及到的多方面因素进行考虑,气温与环境因素只是其中的一点,还有空间结构、室内外的物理环境的差异以及前期的经济投入等制约因素。在绿色建筑的过程之中,环境与气温的问题成为当前建筑过程中需要予以重视的问题之一,自然环境与建筑工程的相互制衡是建筑行业需要长期面对的一个问题,同时也包括气温变化的问题。因此,工作人员可以通过气温与环境适应性的方面进行相应的设计优化,采取相应的设备对建筑过程中的室内外的气温温差做出相应的判断,同时在建设的过程中工作人员要尽量使用污染度较少的材料,可以在很大程度上减少建筑过程中造成的环境污染问题。[5]通过对气温适应性与环境保护方面进行相应的优化,在很大程度上可以将绿色建筑技术的优势最大化的发挥出来。
3.3建筑形态设计与节能设计的相关优化与结合
绿色建筑设计所涉及的分析方法和传统的建筑设计方法还是存在很大的区别的,绿色建筑设计一般采用量化分析的方法代替传统的经验认知,从某种程度上来说,定量化的分析为绿色建筑技术的发展奠定了相应的基础。通过采取计算模拟分析的手段可以对建筑过程中的能源消耗进行相应的数据统计,从而可以优化绿色建筑的技术发展。建筑工程的工作人员可以优化相关的建筑智能技术,在优化的基础上以定量化分析技术为设计工作的基础,对建筑形态设计与节能设计方面进行相应的优化与结合。通过相关的优化与结合技术,在很大程度上可以使绿色建筑水平更加精细化,同时利用量化分析技术还可以对能源消耗的情况进行相应的控制,实现低消耗、低污染的绿色建筑的要求。与此同时,通过建筑形态设计与节能设计的相关优化和结合,在很大程度上也可以实现绿色建筑资源可持续发展的要求。
4结论
我国的绿色建筑技术是以实现可持续发展的绿色观念为其发展的目标,在很大程度上绿色建筑技术的应用和推广,可以有效的降低传统建筑过程中对环境的污染程度,同时也可以实现与自然环境协调发展的战略目标。因此,对于落实好绿色建筑技术在建筑设计中的优化与结合的工作,从很大程度上来说是非常有必要的。
参考文献
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[2]张文丽.探究绿色建筑技术在建筑设计中的优化与结合[J].经营管理者,2016,29:474.
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关键词:建筑结构;设计;优化设计
中图分类号:TU2文献标识码: A
结构优化设计是在满足规范要求、保证结构安全和建筑产品品质的前提下,通过合理的结构布置、科学的计算论证、适度的构造措施,充分发挥材料性能、合理节约造价的设计方法。结构优化设计在当前竞争日益激烈的建筑设计市场成为大势所趋。如何在满足建筑功能的前提下,保证结构安全并控制含钢量成为摆在结构设计工程师面前的现实课题。本文总结了以往的设计经验,给出了结构优化设计的步骤和一些具体措施,希望对于结构优化技术的应用带来一定的意义。
一、结构优化设计的步骤
笔者认为,结构优化设计的合理步骤应该是:①在方案阶段,通过与建筑专业的充分沟通,对建筑的平面布置、立面造型、柱网布置等提出合理的建议和要求,使结构的高度、复杂程度、不规则程度均控制在合理范围内,避免抗震审查,为降低含钢量争取主动权;②在初步设计阶段,通过对结构体系、结构布置、建筑材料、设计参数、基础型式等内容的多方案技术经济性比较,选出最优方案,整体控制含钢量;③在具体计算过程中,通过精确的荷载计算、细致的模型调整,使结构达到最优受力状态,进一步降低用钢量;④在施工图阶段通过精细的配筋设计抠出多余钢筋,彻底降低含钢量。
二、结构体系与布置优化
结构体系和布置对造价影响很大,应予重视。
1)应根据建筑布置、高度和使用功能要求选择经济合理的结构体系。比如,异形柱框架比普通框架用钢量大,在可能的情况下尽量采用前者;短肢剪力墙比普通剪力墙含钢量高,在可能的情况下尽量采用后者。
2)应选择比较规则的平面方案和立面方案。尽量避免平面凸凹不规则或楼板开大洞,控制平面长宽比,合理设缝,使结构刚度中心与质量中心尽量靠近。竖向应避免有过大的外挑或内收,同时注意限制薄弱层、跃层、转换层等不利因素,使侧向刚度和水平承载力沿高度尽量均匀平缓变化。
3)应选择合理、均匀的柱网尺寸,使板、梁、柱、墙的受力合理,从而降低构件的用钢量。柱网大则楼盖用钢量大,柱网小则柱子用钢量增大,应根据建筑实际情况和经验合理布置。例如,住宅中小开间结构中墙柱的作用不能得到充分发挥,过多的墙柱还会导致较大的地震作用,可考虑采用大开间结构体系,既节约造价,又便于建筑灵活布置。
4)应选择经济合理的楼盖体系。楼盖质量大,层数多,占整体造价比重高,对楼盖的类型、构件的尺寸、数量、间距等应进行对比分析,选择最优的方案。一般住宅宜采用现浇梁板楼盖,预应力楼盖的预应力钢筋容易被二次装修破坏,井字梁楼盖影响室内美观,均不推荐。办公楼等大空间结构宜采用十字梁、井字梁、预应力梁板方案。双向板比单向板经济,应多做双向板。板的厚度,双向板宜控制在短跨的1/35,单向板宜控制在短跨的1/30,此时板易满足强度和变形要求,经济性好。
5)剪力墙结构的优化空间很大,应下大力气优化。剪力墙的布置宜规则、均匀、对称,以控制结构扭转变形。在满足规范和计算的前提下应尽量减少墙的数量,限制墙肢长度,控制连梁刚度,剪力墙能落地的就全部落地不做框支转换层,平面能布置成大开问的尽量布置成大开间,墙体的厚度满足构造要求和轴压比的要求即可。连梁刚度太大时可通过梁中开水平缝变成双梁、增大跨高比等措施降低连梁刚度。尽量少用短肢剪力墙,限制“一”字墙,少做转换。
三、材料优化
材料自重对结构受力影响较大,应尽量选用轻型材料。如填充墙、隔墙采用轻质材料,可显著减轻自重,降低含钢量。
混凝土价格相对便宜,可适当提高混凝土强度等级以减少钢筋用量,但混凝土强度等级越高越容易开裂,所以也不能太高。一般建议梁板混凝土等级取C30,墙柱混凝土等级取C25—C40(断面与标号间取最优值),转换层水平构件取C40,非承重构件取C20,基础取C30-C35,垫层取C15。一般楼层越高受力越小,故混凝土强度等级宜从下到上逐渐减小。为便于施工,同一楼层各构件最好采用同一等级混凝土。
四、荷载优化
荷载输入值的计算是否准确,关系到整个工程的含钢量是否正常。荷载的计算应尽量精确,做到不漏算、不重算、不多算、不错算。荷载取值应严格按照最新版荷载规范取用,不要擅自放人。对于一些特殊功能的建筑,应会同甲方共同测算荷载的取值。
填充墙上门窗开洞面积较大时,应扣洞口部分的重量。地面、楼面、屋面、填充墙、隔墙、构架、线条等恒载取值应按建筑做法和大样详细计算。对于相关规范中所列可折减的项目,应严格按所列系数折减,尤其是消防车活载。
通过检查PKPM总信息中单位面积质量数值可以判断出荷载输入是否正常。一般设计较合理的住宅结构,单位面积的荷载标准值为:框架结构1 lkN/m2-13 kN/m2,框剪结构13 kN/m2-16 kN/m2,剪力墙结构14kN/m2~18kN/m2。
五、地下室设计优化
地下室结构在结构成本中所占的比重很大,而且地下室的结构离散性比较大,对其他部分的影响和关联不明显,做好地下室结构的优化设计对于控制整个结构成本至关重要。首先,要注意公共大地下室的面积的充分利用,做好单层地下室和多层地下室的方案较。
其次,要把握好支护成本的降低,尽量抬高整个±0.000的标高,因为这不仅降低了支护的成本还节约了土方的开挖和外运,减少了地下水丰富区域的水压力的影响,对地下室的底板和抗拔桩的设计都起到了有利影响。对地下室的结构成本控制还要把握好地下室顶部覆土厚度的控制和顶部活荷载的控制,地下室顶部覆土的厚度一般与景观布置和地下管线的埋设要求有关系,这就要求在设计管理过程中把景观设计和管网设计提前介入,做好精细化设计和专业配合工作,严格控制好地下室顶部覆土的厚度。最后,要把握好地下室顶板和底板的布置方案,对这些结构布置方案要做好多方案成本比较,要全方位的把握方案的可行性,对方案的取舍要慎之又慎。
六、构件配筋设计优化
在施工图设计阶段,主要通过对构件的精细化配筋设计降低含钢量。包括两方面工作,一是合理选择钢筋级别,二是合理控制钢筋用量。
由于新三级钢筋比二级钢筋强度提高20%,价格约高6%,受力钢筋采用三级钢筋比采用二级钢筋约可节约钢材12%。但是对于抗裂配筋,由于裂缝宽度与钢筋应力有关,与钢筋级别关系不大,采用高强度钢筋并不能充分发挥作用,此时宜采用低强度钢筋。对于构造配筋,哪个级别更经济与最小配筋(箍)率的计算方式有关。如梁式构件的最小配筋率为0.2%和(4瓢黝%中的较大值,当混凝土强度≥C30时三级钢较经济,当混凝土强度小于C30时二级钢筋较经济。
需要注意的是,二级钢筋和三级钢筋外观上相似,容易混淆。为防止工地用错钢筋,建议直径≥16ram的钢筋用三级,直径10mm~14mm的钢筋用二级,直径6mm~8mm的用一级和三级。
可以看出,通过结构设计人员的细致工作是可以降低结构工程的钢筋用钢量的。这就要求结构设计师在平时工作中注意培养沟通说服的能力,注意结构设计的细节,并及时总结经验,为了降低结构含钢量。同时必须指出,文中虽然提出了一些降低含钢量的措施,但并不提倡含钢量越少越好。只有深刻理解规范条文和结构受力原理、合理的进行结构布置、正确的选用荷载、慎重的选择计算参数、选择适度的构造措施,才能做出既安全又经济的结构。
结束语
结构优化设计不仅能够提高建筑结构安全度和稳定性,同时能够有效降低建筑工程建设成本,使建筑工程效益得到有效的提高。结构优化设计是在满足规范要求、保证结构安全和建筑产品品质的前提下,通过合理的结构布置、科学的计算论证、适度的构造措施,充分发挥材料性能、合理节约造价的设计方法。结构优化设计在当前竞争日益激烈的建筑设计市场成为大势所趋。
参考文献:
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[3]杜明干. 谈结构优化设计的一些经验[J]. [J]. 2009-05-20
关键词:施工图设计;工程施工;结构设计;优化
施工图设计不同于整体建筑设计,它是按照整体建筑设计意图进行的具体实践。从施工角度来看,施工图设计需要在建筑设计的整体框架和意图下,综合考虑工程各方面实际来进行最优设计,然而,施工图设计的技术性和专业性特点非常强,加之施工图设计多在正式施工前已设计完毕,因此优化施工图设计存在技术提升的空间和时机上的关键性。从工程成本造价上来说,工程施工费用占据了整个工程造价的大部分,对施工图进行优化设计,在确保建筑原貌和工程质量的前提下有助于大幅度降低工程造价成本,提高施工效率,缩短工期。笔者结合多年的工程建设经验,对常见的部分建筑细部设计提出了优化建议,点出了施工图优化空间所在,希望为建筑施工行业提出一些思路。
一、建筑设计方面
(一)电梯井优化设计
目前许多工程建筑尤其是高层建筑,在设计时都会把电梯设计考虑进去,这给电梯井优化设计提供了空间。如在带有地下室的建设项目中,地下室公共部分设计中电梯占有重要位置。通过资料收集,发现目前许多安装电梯的公共部分地面标高与地下室地面标高齐平,在建筑设计标准规范下,这就导致电梯基坑底标高实际比地下室底板面标高低1.8m左右,考虑到电梯基坑已自身具备的承台厚度,实际该公共部分电梯基础位置的土方开挖深度将比地下室大面积开挖深出3-4m,这无疑大大增加了工程的开挖量和难度,平添了施工风险,而且最根本是增加了工程造价。分析来看,鉴于地下室公共部分建筑设计的特点,可以考虑在不影响建筑使用功能和工程验收规范要求的前提下,适当削减公共部分的层高,上提公共部分地面标高,直至电梯基坑地面标高与地下室底板标高齐平,这样既不会影响到地基的稳定,也能降低施工难度,减少地面开挖量,从而节约成本。
(二)屋面变形缝的优化设计
目前,施工图设计中屋面变形缝构造常采用预制硷盖板或成品铝材盖板,预制硷盖板体量重,而且还容易对下隔离层造成损害,同时由于板与板之间的拼缝而不易处理。成品铝材盖板虽轻质,但单薄易变性,且不耐用。两种盖板均不利于节点的防水。笔者在工程实践中,发现采用现浇硷悬挑构件,有助于增加封盖的密实性,而且通过现浇工艺可减缓对下隔离层的一次冲击。这种做法有效解决了传统工艺带来的渗水顽疾,保留了硷盖板的坚韧特点,经久耐用。
二、结构设计方面
(一)梁编号的简化
在科技和审美水平的推动下,建筑物的格局越来越复杂,体量也随之膨大,导致建筑物的构件数量也随之陡增,现在一般的高层建筑平均楼层的梁数已翻番到几十上百种梁。由于梁的数量和种类不断增多,传统的从1到100的编号方式越来越不适宜追求效率和简化工序的施工要求,因为在如此多的梁中要立即寻找到特定编号的梁将是一件极为费劲的工作,既浪费时间,而且不利于施工单位之间及时有效沟通。那么,倘若在构件编号能作针对性简化,简洁明确,在繁忙的施工环境中能省去不少的麻烦。笔者在工程实践中摸索出一套独特的构件编号方法,实践证明这种方法是有效的,可行的。具体做法是:与轴网重叠的梁可直接以轴号命名,如第一个轴的梁可为KL1,与之相连的支梁可命名为KL1-1,KL1-2等,以此类推。这样的编号简化能够给施工以及后期的预决算带来不小的方便。
(二)钢筋锚固长度整数设计
在建筑施工和预结算过程中,受拉钢筋的最小锚固长度和纵向受拉钢筋抗震锚固长度是最常用的参考数据之一。项目统计人员必须烂熟于心以熟练运用。然而,随着建筑技术的不断改进,国家规范以及图集的编制走向精细,而曾经的最小锚固长度和抗震锚度长度计算习惯被打乱,没有了规律可循,给相关人员计算和施工带来了诸多不便。笔者建议在符合国家规范和图集要求的前提下,在设计中对以上两个参考值进行优化,如将两个数值的钢筋直径倍数化为整五整十,以提高计算效率,降低误差。
(三)柱主筋的优化调整
结构设计中,柱构件配筋常常随着部位的不同及抗震设计的要求不同而发生变化,受钢筋质量和楼层承重等因素影响,有时甚至出现上下层主筋变化差达两级以上,这在高层建筑中表现的尤为明显。根据纵向钢筋连接构造标准,若上下层柱筋级差达到或超过两级,将无法进行焊接或机械连接,此时往往要采取绑扎搭接做法,但这存在以下问题:一是施工不便。筋变化大时,采用楼面绑扎搭接或倒插绑扎做法。采用绑扎法,柱筋整体刚度较差,为避免硷振捣过程中柱筋因松动而下滑,应采取电焊等固定措施,这样不仅施工繁琐,且影响到柱筋之间的净间距。二是造成钢筋浪费。在建筑行业,普遍认为绑扎搭接容易造成材料的大量浪费,同时由于绑扎搭接中单根钢筋的下料长度不是标准的9m或12m模数,这又会存在裁剪等问题,从而造成间接浪费。因此,笔者建议在设计中考虑在结构竖向钢筋变化时设置过渡筋,确保变化逐级行进,以节约建材,避免重复施工,提高施工效率。
(四)外凸柱变截面优化
在设计初,建筑师常常会将外墙柱外偏,形成外凸柱,这样有助于改善室内空间的使用功能。然而,结构设计时,柱截面会随高度的变化而变化,若遇外凸柱变截面,立面上将变形成阶梯状柱。于是,为保证外立面观感,装修时需要将柱变截面部位补平,这往往会造成施工困难,而且滋生安全隐患。为了保证建筑物外墙的立面效果和建筑节点的稳定性,减少构造缺陷,建议外凸柱上下同长,不变截面,采取降低配筋率的方式来降低成本。
(五)梁配筋的优化
梁配筋是配筋设计中最为复杂的一项,构建数量多,钢筋量大,对建筑整体配筋率的影响也大。因此在设计中作整体考虑,合理进行钢筋长度计算,以提高钢筋一次使用率,节约建材。另外,柱头节点的锚固端要控制,以保证柱头硅的施工效果。
三、推行估算控制设计
估算控制设计对施工图设计优化的积极意义在于以控制工程造价为目标和方向,在施工图设计中反映出来。所谓估算控制设计,就是按工程投资估算控制初步设计,按标准的初步设计总概算控制施工图设计。思路是将上阶段审定的投资额作为下一设计阶段投资控制的总体目标,在设计中各专业在保证达到使用功能的前提下,按投资估算控制设计以控制工程量、工程材料为主要内容,严格控制不合理变更,保证不超出总投资额,克服“三超”,使施工图设计与概预算形成有机的整体,克服相互脱节现象。以工程造价为导向的估算控制设计,强调的是技术与经济的对立统一,强化的是设计人员的工程造价意识,树立的是设计人员高度的责任感。只有通过对设计方案、设备选型参数匹配、效益分析等方面进行最优化的设计控制,才能促使估算控制设计落到实处。
四、提高设计人员的素质
施工图设计人员的素质最终决定设计的质量。目前建筑市场内的建筑设计单位和工程施工队参差不齐,许多不具备相应资质的企业混入建筑市场,在这些问题企业中分布着大量的设计水平不高的设计人员,真正有专业设计能力的人员不多,影响到了设计质量。因此,除了政府对企业资质进行审查以促进企业自律外,企业自身也应加强设计人员的素质,开展技能培训,增强对行业规范、法规、标准图集等熟悉程度,提高他们的业务能力,提升设计水平。只要这样,才能从源头解决设计图存在的不合理问题。
五、结语
施工设计图的优化要从提升设计人员的素质、强化节省造价成本意识以及具体实际中的建筑物细部设计优化出发。随着建筑市场发育越来越充分,设计市场竞争也将越来越激烈,企业的竞争也转向了质量、人才和品牌的竞争,这对提升建筑施工图设计的质量和水平将有着积极的促进作用。
参考文献:
[1]李辉胡楠论建筑施工图设计的优化建议
[2]胡钺付瑶施工图设计阶段的造价控制浅谈建筑与工程201005
[3]张志刚民用建筑工程施工图设计中的常见问题浅析科技情报开发与经济201026
关键词:结构设计;建筑结构;优化技术
采用设计优化方法则可以使建筑工程造价降低6%~35%。优化方法的技术性实现,可以最合理的利用材料的性能,使建筑结构内部各单元得到最好的协调,并具有建筑规范所规定的安全度。同时,它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策,优化技术是实现建筑设计的“适用、经济和安全”目标的有效途径。
在进行设计优化的过程中,必须要全方位、多角度考虑方方面面的问题。这主要是因为建设投资是一项耗资巨大的工程,涉及到的方面比较复杂,因此必须进行总法规和考虑,不能仅仅为了节约资金投入而忽视了设计的优化作用。要正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键环节。设计中既要反对片面强调节约,忽视技术上的合理要求,使项目达不到功能的倾向,又要反对重视技术,轻经济、设计保守浪费的现象。
一、 建筑结构设计优化方法的应用及实践价值
1、 结构设计优化方法的应用 结构设计优化方法和技术的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括:基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包含选型、布置、受力分析、造价分析等内容,并应在满足设计规范和使用要求的前提下,结合具体工程的实际情况,围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。
2、结构设计优化方法的实践价值 笔者认为,在满足建筑结构长远效益的前提下,应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。与传统设计相比,采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5%~30%。优化技术的实现,可以最合理的利用材料的性能,使建筑结构内部各单元得到最好的协调,并具有建筑规范所规定的安全度。同时,它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策,优化技术是实现建筑设计的“适用、安全和经济”目标的有效途径。
二、民用建筑结构设计与经济性的关系
1、结构设计与用地的关系
多层或高层住宅建筑中,总建筑面积是各层建筑面积的总和,层数越多,单位建筑面积所分摊的房屋占地面积就越少。但随着建筑层数的增加,房屋的总高度也增加,房屋之间的间距也必须增大。因此,用地的节约量并不随建筑层数的增加而按同一比例递增。
2、结构设计与造价的关系
建筑层数对单位建筑面积造价有直接影响,但影响程度对各分部结构却是不同的。屋盖部分,不管层数多少,都共用一个屋盖,并不因层数增加而使屋盖的投资增加。因此,屋盖部分的单位面积造价随层数增加而明显下降。基础部分,各层共用基础,随着层数增加,基础结构的荷载加大,必须加大基础的承载力,虽然基础部分的单位面积造价随层数增加而有所降低,但不如屋盖那样显著。承重结构,如墙、柱、梁等,随层数增加而要增强承载能力和抗震能力,这些分部结构的单位建筑造价将有所提高。
3、高层住宅结构设计与经济性的关系
住宅的层高直接影响住宅的造价,因为层高增加,墙体面积和柱体积增加,并增加结构的自重,会增加基础和柱的承载力,并使水卫和电气的管线加长。降低层高,可节省材料、节约能源,有利于抗震,节省造价。同时,除降低层高可以减少住宅建筑总高度,缩小建筑之间的日照距离,所以降低层高能也取得节约用地的效果。
在相同建筑面积时,住宅建筑平面形状不同,住宅的外墙周长系数也不相同。显然平面形状越接近方形或圆形,外墙周长系数越小,外墙砌体、基础、内外表面装修等也随之减少,并且受力性能好,造价会降低。考虑到住宅的使用功能和方便性,通常单体住宅建筑的平面形状多为矩形。
三、结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用
1、直觉优化(概念设计优化)技术与建筑结构设计
对于同一建筑方案,可以有许多不同的结构布置设计;确定了结构布置的建筑物,即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法;分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的:建筑物细部的处理更是不尽相同,这些问题是计算机无法完全解决的,都需要设计人员自己作出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下,根据工程实践经验进行,这便是前面所说的概念设计。因此,概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。
2、 概念设计处理的实际建筑设计问题
概念设计所要处理的问题多种多样。但可以肯定的是希望通过概念设计,建筑结构能在各种不期而遇的外部作用下不受破坏,或将破坏程度降至最低。因此,分析如何应付建筑物可能遭遇的各种不确定因素成为概念设计的重要内容。其中,地震作用最为难以琢磨,破坏性也最大。故而,建筑设计过程中就应该未雨绸缪,从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施,不利于抗震的作法则应尽量避免。刚度均匀、对称是减小地震在结构中产生不利影响的重要手段;延性设计则能有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏;多道设防思想能使建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏,消耗一部分地震能量。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为概念设计的重要指导思想。
建筑是凝固的艺术,建筑师总是希望通过建筑物表达自己的设计意图,力求艺术性和实用性的完美结合。结构师在保证安全性的前提下,当然应该敢于挑战新的结构形式,使建筑师的意图得以实现。在建筑结构设计的过程中,在基本满足建筑师设计意图的基础上,平面布置应尽量规则,对称,尽量缩小质量中心和刚度中心的差异;使建筑物在水平荷载作用下不致产生太大的扭转效应。竖向布置上,在满足功能要求的前提下,尽量使竖向承重构件上下贯通;能不使用转换层的就应避免使用,以减小结构分析和设计上的困难,另外也不经济,还容易造成应力集中;竖向刚度最好不要突变,而要渐变,否则突变处在水平荷载作用下会出现严重的应力集中现象,这对结构抵抗水平动力荷载是十分不利的。
参考文献: