朱志雄
粤澳中医药科技产业园开发有限公司
摘要：公共建筑在现代社会中越来越普及，同时公共建筑的体量也越来越大，结构设计优化在建设全过程都会有不错的效益，但是结构设计优化却往往被忽视。因此，有必要对其进行探讨及浅析，以便于建设过程中各责任主体方充分认识结构设计优化的意义。
关键词：公共建筑；结构设计优化；各阶段；各专业；建筑效益
近年来建筑行业迅速发展，如北京鸟巢体育馆、中央电视台总部大楼、深圳平安大厦、港珠澳大桥及配套人工岛等建筑的竣工及使用，让世界对我国“基建大国”、“基建狂魔”的称号有更深的了解。随着建筑物的不断体验、运营、检验，社会公众对建筑的审美观与使用感官也在随之提升，尤其是对公共建筑的视觉要求及使用要求的提升尤为突出。其次，很多公共建筑项目由于投资大，建设周期长，而有效的结构优化设计能够相应的减少投资金额，为建筑本体功能与建筑投资成本带来可观的效益，以下将结合工程中结构专业对于公共建筑中的突出影响，分析结构设计优化的技术方法，浅析在公共建筑中结构设计的相应的优化及意义。
1、结构设计优化在公共建筑中建筑专业的体现
现代社会的公共建筑造型日新月异，各种虚无缥缈、大胆创新的建筑层出不穷，而这些公共建筑的实施都在不断增加结构实现的难度。但是，随着电子设备的飞速发展，结构计算时间得到质的提升而大幅减少，给这些造型“突出”的公共建筑给予坚定的支援。但是，建筑造型的“突出”往往意味着建筑成本的增加，故在公共建筑中的概念阶段中的结构设计（优化）意见尤为突出，这在却是在建筑各阶段中被严重忽略的一环。比如，许多连体公共建筑中经常出现轻巧灵动的 “飘逸丝带”造型，后期在实施过程中却是难以实现及带来建筑造价的大幅提升，而在概念阶段中结构专业介入优化为具有可高度实施性弧度的飘板及附加造型构件的绸缎造型，往往会有不错的造价及施工难度优化效果。再比如，公共建筑往往多采用超长悬挑、超大异性空间等特殊要求的建筑功能要求，同理会引起实施难度及建筑造价的大幅提升，在概念阶段中结构专业介入稍微优化悬挑长度、空间布局的稍微优化，同样会有不错的优化效果。
建筑设计过程中往往天马行空、新奇现代、不计成本、不考虑地震因素，越是复杂、体型不规则的建筑造型，其抗震性能越差同时会导致建造成本的大幅提高，在公共建筑中各个阶段应就使用功能、建筑造型、建筑难度等技术难题，业主方、设计方、运营方、顾问方等多代表进行多轮的探讨，尽量做到结构体系规则得当的建筑平面、立面效果，避免过大（或严重）外挑或内收、避免应力严重突变、避免薄弱层、避免转换层（尤其是高位转换），以尽量保证结构体系均衡，在此过程中，结构设计优化对于公共建筑的往往都具有建设性的意见，必不可少。
2、结构设计优化在公共建筑中机电专业的体现
公共建筑中各专业都有不同的柔韧性，以常规材料作比喻，建筑专业是木头（刚中带柔）、结构专业是花岗岩（坚硬无比）、机电专业是塑料（能屈能伸）、精装和园林专业是织物（灵活多变），大部分人都会忽略结构设计优化对于机电的作用，从而无法充分体现结构设计优化的效益。比如，公共建筑中存在大量的机电管线及结构梁均不予以穿梁，导致公共公共空间的净高（尤其是公共走廊）会被数量繁多的机电管线严重制约。而其实，在保证受力安全及构造有保证的前提下，结构梁是允许部分机电管线穿梁的，尤其“带压力管”的穿梁无需考虑坡度的影响而可以尽量贴近板底安装，从而会减少梁下管道的数量从而腾出十分可观的建筑净高，这在大部分公共建筑往往被忽略。
再比如，机电雨水竖管在室内穿越楼层是往往会外露而影响建筑美观，甚至需求外包从而影响室内空间，其实结构柱的轴压比及配筋往往都有富余，在满足结构安全的前提下，雨水管其实可预埋在柱内（仅需预留检修弯头）从而减少对建筑功能的影响，这也在大部分公共建筑往往被忽略。综合再比如无梁楼盖、结构楼板找坡、室外钢构穿管等结构设计优化措施，都是可以为机电专业的安装带来不错的净空条件。
上述机电情况在大对数的公共建筑中都经常有遇见，给建筑内部装修空间、建筑外立面收口带来各种难以接受的问题，在公共建筑中更甚（公共建筑的机电管线往往是住宅的几倍以上），有效的结构设计优化可在前期甚至在概念阶段就提前考虑及协调相关专业进行同步考虑，可以为机电专业的安装带来不错的效益。
3、结构设计优化在公共建筑中结构专业内部的体现
社会上现有的多种结构设计优化公司，如仅局限于对施工图的结构优化，其效果会有相当局限性，而结构优化核心应该是注重概念设计，从宏观上控制结构安全，合理的优化结构体系和结构形式同时又可降低施工难度而加快施工进度，其将会带来最大的工程成本效益。
公共建筑中结构专业内部的优化，另一个层面上同时也体现在业主方、设计方、顾问、运营等各责任主体结构工程师的技术水平、责任心、职业操守方面。业主方专业工程师的技术水平会在格局及方向上对结构设计优化的产生影响，比如结构缝的优化、结构选型的优化、基坑方案的优化、地质变化引起的结构设计优化等都是常见且都会对建筑成本产生重大影响。设计方技术水平则会从根本上决定着的结构设计优化的上限，只有高水平的设计师才有高质量的优化设计。而顾问方、运营方等技术的介入只会是对错误的纠偏及锦上添花，因为优化设计是一个多方面及长期的设计过程，各方的责任心会决定着结构设计优化设计的落实深度及获得效益的多少。最后是职业操守，则是一个隐形的层面，正所谓“勿以恶小而为之，勿以善小而不为”，保持正确的职业操守是每个项目参与者必须应尽的义务。
4、结构优化设计的体会
结构设计优化，宏观上其实意味着结构专业得到认可、其他某方面则须进行妥协的过程，或者结构专业无需变化、其他某方面因自身考虑不周而须进行完善的过程，这个优化的过程是须从宏观上进行评判、管控，这其中涉及建筑造价的经济性、建筑效果的完整性、建筑使用的舒适型、建筑施工的难易性、建筑周期的长短等多方面。比如，对超大悬挑的结构设计优化其实往往是需牺牲建筑造型（空间）的减少悬挑长度，这则需业主方从宏观上的选取，以建筑造价的经济性抑或建筑效果的完整性进行选取。或者，建筑设计常喜欢超大空间、室内无柱、轻薄构件等要求，从建造成本及施工难度上往往会带来实施难度的大幅提升，但建筑效果、视野、舒适性等方面却是会带来大幅提高，这就需要设计各责任主体方从宏观上进行取舍，结构设计优化意见则为其中的可选项之一。
再者，公共建筑中建筑功能多样性、建筑造型奇异性、机电设备专业的复杂性等体量的繁多，常规住宅的体量无法与之比拟，市场上各种优化公司的结构设计优化工作大多数为“标准化”建筑产品的优化经验，而公共建筑的专业性高、建筑类型奇异性、造型唯一性等特点造就着每个项目的结构设计优化均为唯一性，这意味着需求高标注的技术门槛。
最后，结构设计优化其实也是设计各阶段中发现差错、纠偏、降低结构不安全因素的优化过程，可保证工程技术和经济质量，带来合理的设计及工程效益，更是为工程实施过程保驾护航。
综上所述，公共建筑中结构设计优化方法多种多样, 也在项目建设各过程中结构内容贯穿各个阶段，宏观及微观上均须各责任主体方把握好结构设计优化的合理性，共同尽责尽力时将为公共建筑建设带来十分可观的效益，可让社会公众充分认识公共建筑中结构设计优化的魅力。
参考文献
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