摘要：为了挖掘和利用建筑中各标准层结构设计的重用潜力， 提出了基于重用范围的设计重用策略。该策略将不同组合标准层的设计信息的交集定义为可重用单元， 并设计了相应的编码和组装方法， 用于管理和利用可重用单元。该设计重用策略的提出改变了结构设计的工作模式， 它将工程师的注意力集中到可重用信息的识别和提取方面， 而将搜索适用的可重用单元并组装成完整标准层的机械操作交由程序自动完成。实践证明， 该重用策略可大幅减少工程师在设计的创建和维护环节的工作量， 具有增效、可行、便于操作的特点， 为在建筑工程领域实现设计重用思想提供了新思路。

关键词：建筑结构，工程设计，策略分析

1，建筑结构工程设计重用难点和特点

1.1 建筑结构工程设计重用难点

建筑工程涉及到诸多内容，工作相对较为复杂，虽然可以通过零件策略处理具有相同特点的工程内容，但是因为在建筑工程中结构工程是较为关键的内容，建筑设计中的建筑配套结构均具有独立性的特征，不同建筑结构体系的构成要根据需求合理设计分析，在不同结构工程中可以通用的部分相对较少。同时，结构工程以及机械工程、软件工程之间具有一定的差异性，其是所有构件固定形成的整体。可以根据具体需求将其划分为不同的楼层以及单元构件，但是在划分过程中缺乏明确的标准，有着显著的随意性、争议性特征，无法实现零件化、标准化以及通用化。

在此种状况之下就要探究合理的、重建新的设计重用策略系统。而基于理论上来说，不同设计理念中具有相同或者类似的内容。而设计重用策略可以提升建筑工作效率，减少工作量。建筑工程是一个复杂性的定制型工程，设计中进行中后期变更以及修改耗费了大量的时间。通过重用思路进行设计，通过可重用单元替代重复性设计的内容，通过对可重用标准层修改可以达到修改各层标准层。

1.2 建筑结构工程设计重用重点

进行重用思想设计过程中要合理地应用各种技术手段，例如通过设计原理，综合不同的实现方法与要满足的功能进行设计分析，形成具有重复特征的单元结构，可以综合设计材料与几何特征利用特征建模的方式对其进行处理，可以对单元结构重用进行重新定义分析;确定可重用的单元之后，根据标准要求，进行匹配分袖，利用单元库搜索，进行相似度评价分析则可以进行重用度的测量。

科学合理的利用单元结构是今后研究重点，可以基于分项技术对其进行宏观设计分析，是一种较为有效的方式与手段。

设计重用过程中，实现对设计结果的合理利用，为了重复性应用可以提取可重复利用的部分，构建重复的单元库进行利用。在进行零件重用过程中首先要通过单元存储结果、数据结构的充分优化分析，通过配套的搜索机制，在设计库中搜索与配套的可重用单元结构，实现对设计信息的利用以及管理，这也是设计重用中的重点。

2，建筑结构工程的特点和设计重要目标

从零件出发的重用策略在机械工程和软件工程领域得到了很好的应用， 启发了研究人员在建筑工程领域应用类似的方法。机械系统或软件系统由零件或模块构成， 其产业便于实现标准化， 这一特点是成就零件策略的重要原因。建筑工程是个复杂的系统， 其中某些具备相同特点的分部分项工程也可应用零件策略， 但作为主要工程之一的结构工程却不具备这些条件。

结构工程的设计对象是包括梁、板、柱、墙和基础等构成建筑基本形体的力学构件和体系。因为每个建筑都是一个作品， 所以与之配套的每个结构都是一个定制工程。这意味着不同建筑的结构构件及其体系的尺寸和构成都要按需设计， 工程与工程之间缺乏可通用的部分。同时， 结构不同于机械， 它没有零件， 所有构件固定在一起形成有机的整体， 虽然可以人为地划分构件、房间或楼层等部分， 但划分的标准模糊， 具有很大的随意性， 较难实现零件化， 更谈不上部件的标准化和通用化。在一个难以零件化、标准化和通用化的工程环境中， 需要寻找新的设计重用策略。

设计重用的本质是通过充分利用已有的设计成果提高新设计的设计效率。只要不同的设计中存在相同或相似的部分， 理论上就可以采用设计重用的方法减少重复工作量。本文认为在一个建筑工程内存在很多重复内容。由于建筑物必须自下而上逐层建造， 各个楼层的平面布局逐层渐变， 相邻和相近楼层存在相当数量的重复内容。设计过程中， 工程师通常把相同布局的楼层归并为标准层， 并将标准层作为相对独立的设计单元进行设计， 每个标准层逐一设计， 并具有单独成套的图纸。本文研究的目标除了从已经完成的标准层设计中提取可重用的设计信息、减少新标准层的设计工作量外， 另一个重要目标是提高维护设计的效率。这是因为建筑工程作为一种复杂的定制型工程， 设计变更和修改占据了设计过程的大部分时间， 如果采用设计重用， 就可用一个可重用单元替代重复设计部分， 这样， 修改可重用单元就可将修改自动作用于相关标准层， 避免了逐一修改各标准层。

3，建筑结构工程设计重用策略

建筑工程是一项定制型工程，在设计中，设计修改、理论变更的内容较大，利用设计重用可以实现将重复设计的内容进行处理，利用可以重用的单元结构合理替代，可以避免进行各个标准层的逐一修改。

3.1 基于重用范围，划分单元

根据重用范围，通过重用单元、可提取可重用单元的管理，分析方案信息，利用零件思想进行对应分析，利用重用范围作为关键的思路实现单元划分与处理。

将零件作为关键的方案设计中其最为主要的思想就是确定边界范围，综合零件特征合理划分，无法确定各种因素在设计中的不同应用。而通过重用范围方案设计则可以确定其具体的单元结构，通过此种方式形成单元边界具有灵活性的特征，但是在实践中并不具有明确的工程定义。在建筑工程领域中通过将模块与零件构成软件系统结构，实现标准化的零件策略，可以在建筑工程分项或者分部中应用零件策略。

3.2 利用设计成果集合不同设计理论

因为建筑工程的结构设计复杂，并不具备应用零件策略的一些基础性的条件参数。在实践中，建筑基本力学体系中的主要构件就是一些基础的板、梁以及柱等。这些均是结构工程的主要设计对象。不同建筑结构的尺寸以及构成都要根据需求进行重新的设计分析，将固定的结构组合起来形成了一个有机整体。

人为划分标准较为模糊，无法实现标准化，而通过设计重用的新策略在可以提升设计新工程工作效率，利用设计成果可以将不同设计理论进行集合，通过设计重用的方式减少重复工作量。在建筑工程中还是存在诸多的重复性内容，在建筑建造中要逐层从下向上开展，各个楼层之间的平面呈现逐层渐变的发展趋势，这样在临近的楼层之间则存在着重复性的内容，通过相同布局楼层进行设计分析，通过标准层进行设计将其作为独立的单元进行分析，通过此种方式可以提升设计效率，减少设计新标准层产生的工作量，实现标准层设计中提取可重用的设计信息以及理论。

结语

建筑结构工程因其专业和工作习惯的特点， 需要在借鉴机械工程等其他工业种类设计重用经验的同时， 结合自身特点设计专门的设计重用策略。本文从建筑结构工程的特点出发， 提出了基于重用范围的可重用单元的提取、管理和使用等一系列解决方案， 构成了具有建筑结构特点的设计重用策略， 并针对其中最繁复的部分， 采用程序自动化的手段加以简化， 使其得以被生产实践采纳。

参考文献

[1]高佐人，吴杰，王松青.建筑结构工程设计重用策略[J].计算机集成制造系统，2007（05）：885-890.DOI：10.13196/j.cims.2007.05.55.gaozr.009.

[2]靳慧荣.建筑结构工程设计重用策略分析[J].现代物业（中旬刊），2019（04）：117.DOI：10.16141/j.cnki.1671-8089.2019.04.092.