建筑工程设计方案

许增耀

(山西省华城建筑设计公司，山西太原 030013)

0 引言

建筑工程设计即在拟定的规划、设计方案下，为达到预期目标的系统活动，依据具体环境进行有针对性的空间环境建构过程，同时也是一种运用图示的思维方式来解决设计的过程，更是建筑不断进行优化的过程。

我国的建筑工程设计方案本着对投资方要求负责的理念进行，并由政府相关部门对图纸等进行相应的审核，然而，目前建筑方案设计并没有使投资方认识到方案对投资的影响，建筑工程设计方案没有得到足够的重视，设计方案的优化也无从谈起，最终导致工程投资超标的现象屡屡发生。鉴于此，研究建筑工程中设计方案及优化，这对于施工图设计的高效且保质完成具有重要意义。

1 建筑工程方案的合理设计

建筑结构设计与整个建筑的质量有着密切的关系，它关系到建筑施工能否顺利进行。因此，结构设计的合理性对工程设计有着至关重要的影响。建筑工程方案的合理设计主要包括以下几个方面。

1.1 建筑设计中融入生态理念

建筑设计中首先要考虑融入生态理念，而生态设计的根本保障是要有与之相适合的自然环境，缺乏最基本的自然环境，生态建筑也就无从谈起。由此可见，生态环境是生态建筑的基础，为生态建筑找准方向，不同的自然环境必然要求生态建筑要有与之相适应的建筑风格，反之就会显得单调、突兀，这就要求设计人员具有高水平的设计能力，能够根据生态特点进行设计布局。

建筑设计应该注重生态环境的协调，使静态的建筑更好地融入生活的环境。生态建筑设计应注意以下几点:首先，建筑设计应体现因地、因时、因景制宜的思路。其次，熟练掌握设计尺度，灵活、多变地运用建筑设计中的平面设计、立面造型与周边环境，充分体现建筑功能，同时使建筑物的空间、地形、地貌有机结合，创造出具有独特个性，观赏性的设计;最后，综合利用各种设计手法、造景手法，使整个建筑物在搭配上错落、疏密有致，与周边环境相呼应。

1.2 建筑设计中结构计算

在建筑结构设计过程中，结构计算是十分重要的。所以，在结构计算的过程中必须注意以下几个问题:第一，在底框砌体结构验算中，底部剪力法多适合用在刚度比较均匀的多层结构。而具有薄弱层的底层框架混合结构，应该考虑塑性变形集中的影响。第二，避免荷载的错误计算。在建筑荷载计算的过程中，设计人员须结合建筑工程的实际用途、整体结构，科学准确地计算建筑的荷载范围。

1.3 建筑结构优化设计

结构设计优化就是在各种影响变量中选择主要参数，通过函数模型的构建，运用合理的方法求出最优解。建立模型的主要步骤如下:首先，合理选择设计变量。通常情况下，将对设计要求影响较大的参数作为设计变量。按照所选择的参数的重要性进行区分，将影响不大的参数设为预定参数。其次，目标函数的确定。通过建立函数模型计算出满足既定条件的最优解。第三，约束条件的确定。第四，在多个变量与约束条件设定下设定计算方案，采用拉氏乘子法、“倒三角”工作法、Powell等方法。第五，计算方案的设定完成后，编制合适的运算程序即可得到最终优化结果。本文以倒三角工作法为例，来分析建筑设计方案的优化模式。

在启动建筑设计方案优化工作之初，工作团队采用“头脑风暴”法，列出中标方案的精髓以及给人印象最深刻的设计特质与手法，并由高至低排序，构建出“倒三角”模型(见图1)。基于以上模型，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，合理确定功能布局。进而，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。之后，从绿色环保节能出发，进行内部结构的优化。

图1 建筑设计方案优化中的“倒三角”工作法

1.4 构造应注意的问题

第一，构建配置方面，应将整个建筑的钢筋配率范围确定，尤其是那些能够延长建筑稳定性的结构。第二，钢筋安装方面，要确保钢筋安装到指定位置，同时安装前钢筋的质量也要得到有效保障。第三，为从根本上避免温度应力引起的墙体开裂，需要设计人员在建筑结构设计时，将通风暖热措施融入到建筑结构设计之中。第四，构造柱应按抗震构造的要求设置，在整个建筑物高度内上下对准贯通，上至女儿墙压顶，下至浅于500 mm基础圈梁，或伸入室外地面以下500 mm，构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合要求。

2 建筑方案设计流程及注意事项

2.1 建筑方案设计过程

在建筑方案设计过程中，其核心目标是方案设计的主导思想，设计切入点是对核心目标的贯彻实施，方案决策标准在某种程度上反映出设计的核心目标。一般来讲，设计方主要将工期分配在初步设计和施工图设计两个阶段，并对每个小项目的设计时间进行了精确的分配，本文通过网络关系图主要针对过程进行归纳总结(见图2)。

图2 建筑结构设计流程网络关系图

2.2 建筑工程中的抗震设计

根据我国最新抗震的规定，在抗震等级较高的地区，住宅设计无论是框架剪力墙结构还是多层砖混结构，都需采用二阶段设计来实现三个水准的设防要求。因此，结构设计人员及早参与建筑结构的概念设计是必要的。

对于一般住宅的结构设计，应优先考虑横墙或纵横墙的承重能力。纵横墙应遵循对称分布的原则，并且上下层之间的纵横墙应保持一致。对于楼梯间要尽量避免设计在房屋的尽端与转角处，且尽量不使用无锚固的钢筋栓。

多层住宅无论在钢筋上还是抗震能力上，都比一般住宅强得多，因而在设计多层住宅时，应结合多层住宅的使用性能设计抗震墙与框架，打破传统的单向布置，改用先进的双向布置，来增强各自的抗震能力。其次，也要关注工程楼层之间的连接度，确保工程的整体性。最后，结构布置的过程中应该尽量使用规则结构。对于结构复杂的工程，可以通过防震缝的设置，减轻地震带来的危害。

2.3 施工过程中的污染防治设计

1)扬尘的控制。建筑施工现场可设置围挡全封闭施工，专人清扫施工道路，禁止在道路上堆放或转运易扬尘的建筑材料，垃圾封闭管理，使用清洁燃料等。

2)噪声的控制。施工的不同阶段有不同的噪声限值，因此施工时尽量选取产生噪声小的设备。白天将噪声控制在85 dB以内，其他各阶段施工的噪声控制在55 dB以内。

3)合理管理固体废弃物，首先合理的统筹规划，尽可能少的产生固体废弃物。其次，对固体废弃物进行回收利用时，主要从“减量化、无害化、资源化”着手。

3 结语

建筑设计不仅要满足使用的质量，而且要保证人民的生活安全，这就要求设计人员在具体的结构设计当中，具体分析施工场地的多种因素，遵循各项设计原则，找到合理的结构设计方案，保证建筑的质量与安全。此外，时刻以“全过程、全面性”的施工管理理念为指导，审核与优化建筑工程设计方案，积极与设计单位进行交流，不断提高投资效率及施工质量。

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