常 識

北京鐵路局北京建筑段

建筑設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法研究

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隨著城市的更新、規(guī)劃，建筑行業(yè)已成為我國重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。但隨著建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，伴隨而來的設(shè)計(jì)問題日益突出，若不及時處理，必然會對我國建筑物的使用壽命、功能性造成一定威脅。因此，合理的設(shè)計(jì)應(yīng)引起企業(yè)的高度重視，它不僅關(guān)乎建筑工程的質(zhì)量，更關(guān)系到企業(yè)的口碑與信譽(yù)。基于此，本文將著重分析探討建筑設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法，以期能為以后的實(shí)際工作起到一定的借鑒作用。

建筑工程；設(shè)計(jì)；原理；方法

1、建筑設(shè)計(jì)原理應(yīng)用

1.1 合理性

1)首先要對建筑周邊的地質(zhì)環(huán)境有個調(diào)查，具備相應(yīng)的地質(zhì)勘測報(bào)告數(shù)據(jù)，這樣在高層建筑的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案中，才能最大限度地發(fā)揮出地基的潛能。在高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，要充分對建筑物的外在結(jié)構(gòu)類型﹑施工情況﹑建筑物的負(fù)載情況以及與周邊建筑物之間的協(xié)調(diào)性等多方面因素進(jìn)行考量，這樣才能設(shè)計(jì)出合理的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，還能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效果。2)實(shí)現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性。為保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性，就要保證方案和高層建筑的結(jié)構(gòu)體系保持一致，滿足高層建筑各方面的要求，還要能體現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)的目標(biāo)。此外，在高層建筑物的結(jié)構(gòu)體系中，要實(shí)現(xiàn)“傳力簡單化，受力明確化”的目標(biāo)，高層建筑在單元結(jié)構(gòu)上相同時，則要讓這些相同的單元結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)體系上保持一致性。

1.2 安全性

工程安全設(shè)計(jì)是確保施工過程順利完成的可靠保障。施工方在施工過程中嚴(yán)格監(jiān)督管理工程安全及質(zhì)量，結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)需要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)得到應(yīng)有重視，因此要求建筑企業(yè)不斷完善設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，且嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)章制度完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在此過程中不斷借鑒學(xué)習(xí)國外成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，爭取工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)逐步達(dá)到國際安全標(biāo)準(zhǔn)。此外，建筑企業(yè)的管理機(jī)構(gòu)需要不斷分析出現(xiàn)的問題，認(rèn)真論證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施，從而不斷改進(jìn)工程結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1.3 經(jīng)濟(jì)性

1)在高層建筑設(shè)計(jì)方案中，不管是什么樣的建筑設(shè)計(jì)理念，建筑物的安全性能是需要著重考慮的環(huán)節(jié)。政府也開始重視高層建筑物的安全性能，不斷出臺相關(guān)的政策，法律法規(guī)，在高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面給出了具體要求和指標(biāo)，來控制建筑商為了減少在建筑物的安全性能上的資金投入而忽略建筑物的整體安全性。政府的這些規(guī)定也會隨著建筑行業(yè)的發(fā)展變化，實(shí)際情況而不斷提出調(diào)整，來提高政策的針對性，所以，高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既要滿足安全需求又要與時俱進(jìn)，這樣才能設(shè)計(jì)出好的高層建筑方案；2)其次，要關(guān)注建筑設(shè)計(jì)方案的合理性，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)化，要考慮到是否存在資源材料的浪費(fèi)，要綜合考慮多方面的因素，做到“心中有數(shù)”；3)在整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中擔(dān)任主角的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，在接到建筑設(shè)計(jì)方案時，要根據(jù)政策規(guī)定的抗震標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量，最先實(shí)現(xiàn)建筑物的使用性能，再進(jìn)行設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理性的目標(biāo)，再次進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)和選定，選擇最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。此外，不同的設(shè)計(jì)者在同一座高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，會有不同的設(shè)計(jì)結(jié)果，所以，在計(jì)算機(jī)指標(biāo)和構(gòu)造要求上應(yīng)選擇統(tǒng)一的判斷值和構(gòu)造方法，獲得最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

1.4 生態(tài)性

當(dāng)前社會發(fā)展日新月異，人類活動的范圍不斷加深，其與自然環(huán)境產(chǎn)生的沖突不斷加劇，人居環(huán)境越發(fā)的惡化，在很大程度上，對于人們的生存及發(fā)展造成了極為不利的影響。當(dāng)前環(huán)境問題日益加劇，人們不得不加強(qiáng)對建筑節(jié)能的重視，重新認(rèn)識建筑和自然的關(guān)系，才能更好地確保環(huán)保理念在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。在歐美發(fā)達(dá)國家，生態(tài)建筑已經(jīng)有一定的發(fā)展歷史了。生態(tài)氣候?qū)W建筑堅(jiān)持以可持續(xù)發(fā)展為基本原則，將氣候要素和資源充分納入其中，其在對人居環(huán)境的修復(fù)上發(fā)揮著巨大的作用，同時也為建筑的設(shè)計(jì)和實(shí)踐提供了許多可供參考的意見。當(dāng)前我國生產(chǎn)建設(shè)的力度不斷擴(kuò)大，在這一過程中對環(huán)境造成的污染和破壞問題也十分的嚴(yán)峻，我國的生態(tài)環(huán)境一直處于比較脆弱的狀態(tài)，我國的建筑行業(yè)應(yīng)擔(dān)負(fù)很大一部分的責(zé)任。對于當(dāng)前的生態(tài)建筑的發(fā)展方向而言，切實(shí)提升室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量﹑減少建筑生產(chǎn)建設(shè)中產(chǎn)生的污染﹑降低這一過程中出現(xiàn)的能源消耗﹑實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約是其必須要遵循的。為了能夠徹底根治建筑行業(yè)建設(shè)過程中對環(huán)境和能源產(chǎn)生的影響，要求建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中，對于區(qū)域的氣候和環(huán)境因素加以充分的考慮，建筑設(shè)計(jì)的策略應(yīng)當(dāng)盡可能地從自然界中汲取靈感，盡可能地減少對環(huán)境產(chǎn)生的破壞，為人類構(gòu)建了一個安康的生存環(huán)境。

2、建筑設(shè)計(jì)方法措施

2.1 建筑設(shè)計(jì)常用方法

1)建筑平面功能設(shè)計(jì)法 在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)師采用最多的方法還是平面功能法。這種方法需要從建筑使用功能出發(fā)，通過對建筑實(shí)際使用功能的分析。在滿足使用者對建筑的使用功能要求的同時，科學(xué)有效的進(jìn)行建筑平面功能組合設(shè)計(jì)，并對整個建筑進(jìn)行綜合性的考慮。2)建筑構(gòu)圖設(shè)計(jì)法 建筑設(shè)計(jì)師對于幾何與構(gòu)圖之間的關(guān)系進(jìn)行了長時間的研究，因此在建筑設(shè)計(jì)中充分利用幾何與構(gòu)圖的設(shè)計(jì)方法是未來建筑設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的重要方向。當(dāng)前建筑行業(yè)的設(shè)計(jì)主要是針對各基本體量﹑區(qū)域劃分﹑功能區(qū)分等進(jìn)行簡單的幾何圖形組合。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時，建筑設(shè)計(jì)師通過對各建筑要素進(jìn)行精確分析，找出不同幾何圖形在建筑行業(yè)的相互關(guān)系，并且利用發(fā)現(xiàn)的關(guān)系，充分結(jié)合設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，確定對建筑行業(yè)需要應(yīng)用到的比例﹑尺度等關(guān)系，從而確定設(shè)計(jì)師對建筑的整體性定位。3) 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法 結(jié)構(gòu)法在形式上主要是利用建筑結(jié)構(gòu)的不同形式來表現(xiàn)設(shè)計(jì)師對于建筑的整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)意義上也被稱為結(jié)構(gòu)主義的建筑設(shè)計(jì)方法。建筑結(jié)構(gòu)與建筑空間之間有著密切的聯(lián)系，利用結(jié)構(gòu)法主要是為了變現(xiàn)建筑的整體性質(zhì)，但是建筑結(jié)構(gòu)本身的重要地位是不能用其他建筑要素進(jìn)行替代的。4)建筑符號象征設(shè)計(jì)法 符號象征法在建筑設(shè)計(jì)的過程中主要是利用設(shè)計(jì)師特定的符號來進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)表現(xiàn)的，在建筑主體的表面或其內(nèi)部進(jìn)行特定的裝飾就是一種符號象征法的表現(xiàn)。建筑設(shè)計(jì)中的符號象征法有助于表達(dá)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念，對于表現(xiàn)特定的文化涵義有著重要表現(xiàn)作用。5)建筑綜合設(shè)計(jì)法 因?yàn)榻ㄖ袠I(yè)的整體性，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過程中不能僅從單一建筑的設(shè)計(jì)來考慮。對群體建筑的設(shè)計(jì)過程，要將不同單一建筑之間的聯(lián)系進(jìn)行科學(xué)分析，將不同幾何圖形整合，將這一部分作為建筑設(shè)計(jì)的主體。使得每個單一建筑能夠在群體建筑中清晰﹑明確地表達(dá)自身設(shè)計(jì)理念，同時凸顯單一建筑與群體建筑之間的關(guān)系。

2.2 建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1)建筑結(jié)構(gòu)地基承載力。首先對建筑地質(zhì)進(jìn)行實(shí)地的勘測，以勘查出精準(zhǔn)數(shù)據(jù)為目的，通過對基礎(chǔ)設(shè)計(jì)情況的掌握來對建筑結(jié)構(gòu)的荷載作用做出準(zhǔn)確的核算。除此之外，在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過程中，如需采用換土墊層進(jìn)行設(shè)計(jì)，則應(yīng)對所換土層的墊層厚度進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，以保證地基荷載值的準(zhǔn)確性。如需進(jìn)行多層房屋建筑工程設(shè)計(jì)，則在計(jì)算梁﹑柱及基礎(chǔ)荷載時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)范設(shè)計(jì)而定，對荷載的折減系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算，使整體結(jié)構(gòu)的安全性得以保障。2)對框架結(jié)構(gòu)的縱向設(shè)計(jì)。由于建筑物的荷載通常直接傳遞給梁體，再由梁體傳至承重柱，最終送達(dá)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部位，因此建筑結(jié)構(gòu)的縱向設(shè)計(jì)便顯得至關(guān)重要。在進(jìn)行橫向梁體設(shè)計(jì)時，可盡量使用較小的尺寸，由此可保證建筑物空間可得到充分利用，進(jìn)行縱向設(shè)計(jì)時，應(yīng)從房屋結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)的角度進(jìn)行考量，重視框架結(jié)構(gòu)的縱向設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化。3)正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。要提高現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的有效利用性，與建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)息息相關(guān)。設(shè)計(jì)人員必須先做好建筑物的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理。在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)里，建筑空間和建筑結(jié)構(gòu)互相影響很大，要保證建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量，就必須使用正確的測量方法和設(shè)計(jì)方式。設(shè)計(jì)人員進(jìn)行建筑物整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要先確定建筑物的占地，體積等，影響著建筑物的整體空間運(yùn)用。

2.3 實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)

1)在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)時，一般采用計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)繪圖方式，設(shè)計(jì)者通過圖紙將自己的設(shè)計(jì)思想表達(dá)給建造者，但是就目前的情況而言，進(jìn)行繪圖的軟件多種多樣，人們所采用的標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同，這就造成了設(shè)計(jì)師之間的溝通障礙，提升了國際合作的難度，所以目前必須要建立出一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，提升合作的效率。但是在沒有實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一之前，各單位在進(jìn)行設(shè)計(jì)時可以討論制定出一個小范圍內(nèi)的可行性標(biāo)準(zhǔn)，將這個標(biāo)準(zhǔn)貫徹于整個項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中去，避免設(shè)計(jì)溝通問題的出現(xiàn)，也更便于進(jìn)行管理。2)綠色建筑設(shè)計(jì)中的施工圖設(shè)計(jì)主要是對施工中出現(xiàn)問題的綜合考量，保證施工全過程都能夠按照綠色施工要求進(jìn)行，為了實(shí)現(xiàn)綠色施工就要求管理人員加強(qiáng)對施工現(xiàn)場的監(jiān)管，提升現(xiàn)場施工人員的環(huán)保意識，合理調(diào)配現(xiàn)場機(jī)械，實(shí)現(xiàn)信息化施工模式，用軟件對施工過程進(jìn)行管理，保證人員機(jī)械各方面的協(xié)調(diào)配合，以達(dá)到提升工作效率，保證施工質(zhì)量的目的。在施工現(xiàn)場建立一個合理的監(jiān)管機(jī)制確保建筑節(jié)能工作的順利進(jìn)行，加強(qiáng)建筑各方的節(jié)能意識，制定合理的能耗評估辦法和參照標(biāo)準(zhǔn)，安排專業(yè)人員不定時進(jìn)行能耗評估檢查，對不合格的現(xiàn)場嚴(yán)肅整頓，將綠色建筑施工真正落實(shí)到具體工作中去。3)建筑在完成后也需要進(jìn)行不斷地追蹤檢測，在建筑的全部生命周期中，當(dāng)建筑使用壽命到期后要對建筑進(jìn)行合理處理，讓廢舊的建筑構(gòu)件被重新利用或者被生態(tài)環(huán)境吸收。體現(xiàn)最明顯的一方面就是建筑廢棄物的再利用，譬如廢棄混凝土經(jīng)過加工可代替骨料重新制作混凝土﹑廢棄瀝青經(jīng)過回收后重新作為鋪筑瀝青混凝土路面的材料﹑廢棄玻璃可作為粗骨料或細(xì)骨料加如混凝土中，提升混凝土的抗壓強(qiáng)度﹑廢棄塑料可改造成混凝土減水增強(qiáng)劑等等。

總而言之，合理的建筑工程設(shè)計(jì)有利于提高建筑項(xiàng)目的整體效益，保證建筑工程的順利開展及質(zhì)量安全，更是建筑行業(yè)贏得更多的經(jīng)濟(jì)以及社會效益的前提，這就要求我們在以后的實(shí)際工作中必須對其實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步研究探討。

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