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摘要：创新是人类进步的阶梯，现代建筑创新则是建筑表现形式、结构特征产生突破、变异、更新的思想、观念和方法，因此本文对基于创新理论的建筑结构设计方法与应用进行了探讨。
关键词：建筑结构设计；创新理论；应用
创新是引领进步的阶梯，也是驱动发展的动力。而创新理论是开展创新活动的重要思想和方法论[1]。在建筑结构中应用创新理论，不仅可以节能降耗、降低工程造价，而且对于建筑工程的发展也具有重大意义[2]。因此，本文对基于创新理论的建筑结构设计方法与应用进行了探讨。
1 创新理论与建筑结构设计方法
1.1 创新理论
“创新理论”是由奥地利经济学家熊彼特在1912年首先提出来的，主要针对西方传统经济学理论的突破而提出的一种独特的理论体系，后来被引申到所有行业和专业的突破性理念和方法。按照《现代汉语词典》（第7版）对“创新”的解释，动词“创新”是指抛开旧的，创造新的；名词“创新”是指创造性、新意。所以，我们很容易理解，只要是关于突破旧格局、创造新格局的理论，都可称之为创新理论。
1.2 建筑结构设计常规方法
结构设计的主要任务是根据建筑空间布局和功能需要，选择结构体系，布置结构位置和数量，进行结构分析和计算，设计构件和构造，最后通过图纸表达设计意图。在我国结构进行设计，依据的准则是各种结构规范，设计好坏是一回事，不能违背规范是“金科玉律”，否则不能通过审图，当然现在主要依靠电算，我国电算软件如PKPM等也是依据规范编写的，设计结果不符合规范，软件会提示。除了要满足规范限定条件，结构设计关键是基于结构力学原理建立荷载传递的路径，以便建立正确的计算模型，这样才能用好软件，并得到正确的结果。构造设计考验的是细节、经验和学识，但现在有很多标准图集可供参考、借鉴，构造设计也不是很困难的事情，然而与工程实际结合才能做好构造设计。
1.3 建筑结构设计方法创新的必要性
通过上面介绍不难发现，结构设计是按部就班的工作，那又如何创新呢？实际上，每一次成功的设计只是千千万万个方案中的一个，这个方案是不是最好的？或者还有没有更好的方案？答案是肯定的，按照目前设计方法产生的设计结果远远不能称得上最佳方案。基于设计人员设计水平高低和经验多寡，设计方案可能更接近最佳方案或远离最佳方案。如果希望尽快提高设计水平，就必须对设计理念和方法进行创新，这充分说明结构设计创新的必要性和意义所在。
1.4 建筑结构设计方法创新的路径
根据创新理论研究成果，创新分为吸收、集成和原创三种境界。吸收是利用外部技术知识实现创新，集成是将不同来源的技术知识进行整合成有意义的新知识，原创是指创造和产生内生性新知识的能力。虽然创新境界有高低，但就结果而言并没有高下之分，所以这三种能力应当均衡发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常，设计活动更多的体现个人的创造力活动，有关个人创新的理论也更适合结构设计，例如吉尔福特智力三维结构模型、阿玛贝尔创造力成分模型、斯滕伯格创造力投资模型等。吉尔福特认为人的智力结构有心理操作规程、智力内容和智力产物三个维度，创新体现了解决问题的过程，而问题的解决是以智力为基础的心理操作，只有发散性思维才能产生独创性的东西，所以创新要克服思维定势。阿玛贝尔认为创新是专业技能、创造力技能与动机相互作用的结果，并且创新基于内在或外在刺激产生需求，然后针对问题和目标进行识别，再通过搜集信息寻找解决问题的可能性，接着进行尝试，并根据反馈对结果评估，如果目标完成，活动就结束了，若没有达到预期目标，就要重复上述过程，直至完成目标为止。斯滕伯格认为创新不仅涉及智力因素，还包含其他重要因素，例如知识、思维风格、人格、动机、环境等。当然，我们知道现代设计远非个人创造力就能解决问题的，通常需要团队协作，所以这又涉及协同创新问题了。阿玛贝尔也提出了组织创新理论，认为工作情境对个人和团队创新有影响，并且认为组织创新依赖管理实践、资源支持和组织创新动机，其中工作动机是关键因素，它将其他因素串联起来，从而提高个人与组织创新的绩效。塔格提出了个人与团队创新的多层级模型，他认为团队创新以个人创新为基础，但不是数量上的简单叠加，人格和认知能力的差别影响个人创造力。还有其他学者提出了团队创新理论，如武德曼等提出组织创造性交互模型、皮罗拉梅洛等提出创造力时间积累模型、张燕等提出组织内创造力综合研究模型等，不再一一介绍。总之，创新是从理念创新开始，有了创新动机还要有合理的创新方法，非智能因素对创新很重要，个人创新是团队创新的基础，但团队创新影响因素更为复杂，需要建立良好的团队氛围和协作机制。
2 基于创新理论的建筑结构设计应用
2.1 以可持续发展理念引领结构设计创新
可持续发展已成为人类社会发展的共同追求，结构设计的各个阶段都要坚持这一理念不动摇。有了理念支持才有动机，再通过创新寻求结构设计可持续发展目标的实现。发展绿色建筑就要设法节能、节地、节水、节材，减少排放，保护环境，并基于建筑全生命周期节能减排，为此就需要从结构体系选择、结构体系布置、结构尺寸优化等方面减少材料消耗和污染排放。例如设计剪力墙结构，通过调整剪力墙的布置、数量及优化墙厚，减少材料用量和碳排放。
2.2 运用先进理论方法驱动结构设计创新
根据创新理论，利用外部技术知识是创新的一条路径，运用先进设计理论即是将外部技术知识化为新知识的重要途径。例如抗震设计有基于极限状态的延性设计方法和基于性能的设计。前者概念清晰，计算简便，所以成为我国规范中采用的主要方法，反应谱法、底部剪力法即为这一类方法，这种方法假定结构处于弹性状态，应对多发小震不成问题，但面对罕遇大震就不够准确。后者针对不同地震的性能目标，将以前的宏观把控定性目标进化到量化的多重目标，不仅可以预估大震下结构屈服阶段的性能，而且在保障安全性的前提下实现设计经济合理性。
2.3 通过技术集成带动结构设计创新
技术集成是利用现有的技术，也可以是新技术，但并非原创技术，在结构设计中技术集成的典型案例是BIM技术的应用。我们知道BIM技术本身就体现了集成概念，通过BIM的协同化设计可以协调不同阶段、不同专业的设计工作，例如将结构设计与施工详图深化、放样和安装结合起来，不仅显著提高设计效率，节约造价非常突出。
2.4 通过原创技术实现结构设计创新
原创技术代表了创新的最高境界，但并非高不可攀，把握时机应用可以取得很好创新效果。例如2010年上海世博会中国国家馆利用我国古代建筑中最常见的斗冠造型，结构设计新颖，从受力传递上就体现了“中国智慧”。这是运用现代技术结合我国传统文化深厚的底蕴，所创造的一种独特的结构。类似例子很多，可以通过形态作用、向量作用、截面作用、面作用、混合作用等形式将形体与结构耦合，就能创造各种新的结构特征。
3 结语
设计创新是驱动建筑产品创新的基础和动力源泉，但人们往往把创新的焦点集中在建筑设计上，其实结构设计同样需要创新，而且创新成效也不亚于建筑设计，因此本文基于创新理论的梳理和分析，探讨了建筑结构设计创新的思路、方法和应用，为结构设计创新探索了一条路径。
参考文献
[1]陈雪颂，陈劲.设计驱动型创新理论最新进展评述[J].外国经济与管理，2016，38（11）：45-57.
[2]丁洁民，巢斯，吴宏磊，等.上海中心大厦绿色结构设计关键技术[J].建筑结构学报，2017，38（3）：134-140.
论文作者:郑镇漾
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/22
标签：结构设计论文; 理论论文; 结构论文; 方法论文; 建筑论文; 技术论文; 创造力论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;