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【關鍵詞】建筑平面 體形設計 節能方案
伴隨著社會的高速發展,各行業對于節能減排的意識越來越強烈,人們逐步認識到節能與環保的重要,節能也逐步進入到每個人的思想當中,建筑行業是作為耗能較多的行業,對于節能的意識應該更強烈。通過對于建筑平面設計中的體形設計來改善建筑的節能,是建筑節能的重要手段。
1 建筑平面體形設計中的外墻設計方案
在建筑平面體形的設計中應該充分重視建筑物外墻的設計,外墻在整個節能設計中占據著不可或缺的重要作用,從季節角度上去進行考慮,冬季和夏季兩個季節是建筑物發揮重要作用的季節,在夏季的時候由于建筑物體的外墻受到太陽光照和太陽直射的作用下,室外的氣溫在急劇增加的情況下,將熱量傳導到建筑物體的墻體內部,有的高溫季節可以使整個墻體的溫度達到60℃以上,在這樣的情況下,溫度透過墻體不斷的向室內進行傳導。建筑物體的外墻在整個建筑平面體形的設計中應該得到充分的重視。在冬季的時候,由于室外溫度較低,同時太陽光照的時候能夠導致墻體溫度的升高,但是這樣的溫度傳導都是極弱的,更多的時候是墻體在發揮著擋風和保溫的作用。當冬季來臨的時候,建筑物內的人們總是希望自己的房子的外墻夠厚,這樣就能抵御寒風的侵襲。因此, 住宅設計在外墻上常采用導熱系數小的材料以提高其保溫隔熱性能。例如, 保溫隔熱性能好的小孔多孔磚、加氣砼砌塊替代實心黏土磚砌筑外墻體, 它們的傳熱系數分別為實心黏土磚墻的80%和50%。另外在外墻上增設外保溫材料, 保溫隔熱效果也非常顯著。
另外在建筑物外墻設計中的時候,應該充分重視外墻色彩的設計。這樣的設計方案應該充分考慮到地域的不同而進行不同色彩的設計。在我國的北方地區應該充分重視到寒冷季節較長而熱的天氣較短的因素,在外墻色彩的設計上應該是充分利用吸熱性更好的顏色,如灰色或者稍微偏暗的顏色,選擇這樣的顏色有助于建筑物在陽光充足的時候能夠盡可能多的吸收來自太陽的溫度,達到室內溫度升高的合理走向,而在南方地區特別是夏季較長的季節里面,應該充分考慮到建筑物的顏色的不同對于室內溫度傳導的效果不一樣,鑒于要提升建筑物內的涼爽和舒適度,應該選擇顏色較淺的色調,如白色、米色等顏色,這些顏色能夠使建筑物將來自太陽的光線反射回去,使得太陽光的溫度不能夠全部傳導到建筑物體內部去。這樣就能起到良好保持室內溫度適宜的效果。總之,在建筑物體的平面設計中應該充分重視外墻厚度的設計,只有考慮到墻體厚度的狀況,才能將建筑物的墻體設計的更加合理和完善。同時充分考慮建筑物所處的地理位置選擇外墻的顏色,使對建筑物進行節能減排的設計更加趨向合理化。
2 建筑平面體形設計中的外窗設計方案
建筑物平面體形設計中很重要的節能的一個方面就是對于窗戶的合理設計,外窗在建筑物中起到良好的保溫隔熱的能力,外窗在提供舒適的室內空間和保溫隔熱的性能發揮著極其重要的作用。如果要發揮好外窗的隔熱保溫作用,就要從外窗的結構進行設計,外窗的結構對于調節溫度起到非常重要的作用,設計不同結構的外窗對于室內溫度的保持和室外溫度的隔熱是具有不同的效果的。例如, 推拉窗的窗扇在窗框下滑軌來回滑動, 上部有較大的空間, 下緣有滑輪間的空隙, 窗扇上下形成明顯的空氣對流交換通道, 冷熱空氣的對流形成較大的能量損,空氣對流和能量損失的大小與窗扇上下空間大小成正比。
在建筑物體形的設計過程中有的外窗設計成了推拉窗、上推窗、固定窗戶,從節能效果上來看這些窗戶都發揮著一定的保溫和節能的效果,但是發揮的作用大小是不一樣的,推拉式的窗戶可以稱之為節能窗戶的典范,這樣的窗戶隨手就可以將窗戶完全打開,使室內的空氣和室外的空氣進行對等的交換,當天氣炎熱的時候可以開窗透氣達到節省能源的目的,另外就冬季而言這樣的窗戶的保溫性能稍微差了點,有其不足的缺點。上推窗是介與推拉窗和固定窗戶之間的一種窗戶設計模式,這樣的窗戶設計主要應用于較高樓層窗戶的設計,節能效果是不理想的,無論是從夏季還是從冬季來進行考慮,不利于通風,也不利于保溫的效果。固定窗戶在設計的過程中,一般應用到冬季時間較長的地區,這樣對于建筑物的保溫效果較好。綜合以上的三種窗戶的設計過程來看,究竟使用哪種具體的外窗模式,應該根據不同的地域特色來進行設計和使用,不能夠一切照搬哪個來進行使用,只有將這些設計的優點、弊端進行對比分析之后,再進行設計和完善,才能夠達到建筑平面體形設計中的外窗設計的優選,才能夠在節能方面發揮其窗戶設計的積極作用,如果沒有充分考慮到以上幾點的話,那么有可能導致的結果是相反的。
3 建筑平面體形設計中的建筑物頂層設計方案
建筑物的頂層設計中,應該充分考慮到夏季的炎熱對于室內人體的舒適度的效果。住在頂層隔熱性能差的住戶常抱怨夏天室內酷熱難當, 即使有空調進行降溫也抵擋不了來自屋面的太陽輻射熱。所以, 對于建筑物的頂層進行合理的建筑物體的體形設計是非常重要的一個方面。任何建筑物體都會有暴露在最上面的一部分在太陽下面,對于建筑物體的平面體形設計,應該設計成圓錐型的頂層最合理。這樣設計的原因有以下幾個方面:首先,在對于頂層圓錐形設計的時候有利于建筑物頂層,雨季的排水較順利,不會因為雨水較大而導致了建筑物體難以排水的過程,在以往的建筑物設計過程中經常出現的情況就是有的建筑物頂層設計成了平面的,這樣很容易導致雨水積壓到建筑物的頂層,最后由于建筑物防水做的不好的情況下,導致樓下漏水的情況發生。
其次,將建筑物體的頂層設計成圓錐形的時候,特別是在夏季天氣特別炎熱的情況下,一般建筑物即使頂層建筑的隔熱做的再好也難以阻擋太陽直射產生的熱量,這些熱量會隨著建筑物的頂層固體向下進行傳導,導致距離頂層最近的一層居民夏季炎熱難耐。在設計成圓錐形的建筑頂層之后,可以彌補的情況就是在建筑物體的頂層留有空間,當太陽直射的過程中,熱量全部的導入下面這個空隙當中,這一部分是非居住區域。這樣在下面一層的居民就相當于是有了一個非常好的隔熱層,這樣在頂層居住的人們就不會產生炎熱的感覺,達到了節能減排的目的。
這樣設計的效果還能夠增加建筑物體的美感,讓建筑物體采用過去在設計中的包豪斯設計的風格,讓建筑物體更加具有審美的效果在其中,從建筑設計的實用角度和美學角度來看,都能夠達到建筑物的綜合利用的效果,同時這樣的設計更能加固對于建筑物的凝心力,使建筑物的受力情況更加分散而達到穩定建筑物的作用。通過建筑物體頂層的設計,讓整個建筑更加和諧的適應與整個建筑的大的框架中去,盡管這樣的頂層設計可能會在施工的初期,使用較多的工時,而且在施工中也存在著一些難度,但是從長遠的建筑物體的使用情況來看,還是一個值得使用的長遠投資。建筑物體的使用不是三年五年的時間,而是一般幾十年的使用標準來進行設計的,這么長的時間段,如果按照平頂的設計方案的話,很容易導致的結果就是頂層在幾年后隔熱層會出現漏水、漏雨的現象發生。而采用圓錐形的設計方案,即使其中上面的一個表層出現漏水現象的時候,下面還有一層無人居住的空間起到隔水滲透的效果,這樣就有兩個保護層出現在建筑物的頂層,達到了建筑物體長久使用的效果,從另一個方面來講這也是節能的另外一個方式。在建筑平面體形的設計中,頂層的設計往往是建筑設計過程中較重要的一個細節,大多數的建筑設計師都會花費大量的心思在頂層設計上設計合理而功能實用的頂層。
4 建筑平面體形設計中的建筑物周圍綠化設計方案
建筑物平面體形設計中應該考慮到周圍綠化環境的設計,對于建筑物節能的重大作用,特別是在夏季,這樣的效果顯得更加的明顯,在建筑物的周圍進行綠化,一方面增強了整個建筑物體的人居環境的改善,另一方面也增強了建筑物躲避炎熱季節炙熱天氣的考驗。如何使建筑物的平面體形設計中的綠化效果更明顯或者說是更加具有實用性。具體應該根據建筑物體的大小和高度進行考慮。在建筑物體較小的情況下,周圍綠化可以以低矮的樹木或者是以草本植物的形式進行設計,而對于高的建筑物可以就其所在區域進行綠化設計,讓高層建筑在綠樹環繞下矗立其中,發揮周圍綠色植物的隔熱遮蔭作用,同時能夠改善室內氣溫的環境,對降低空調的使用也極為有效。在建筑物體的周圍種植高大喬木和攀巖植物,并利用花架、種植槽、陽臺和綠色植物構成的周圍垂直綠化,在夏季降低低溫輻射的同時,還能夠有利于墻體自身的散熱;同時還能夠對調節碳氧平和、減小溫室效應、減輕空氣污染、降低噪音等都具有具足輕重的作用。
結語
在當前國家非常重視大力推廣節能減排的大環境下,我國的建筑行業一直努力踐行著,從設計到施工的整個過程中,使用先進的節能設計方案,更加完善在建筑設計過程中降低建筑的耗能以及建成后的耗能的減少。同時各種新型建筑材料、新技術、新設備的投入使用都或多或少的減少了建筑行業中的能耗。但就其中的很多節能設計方案來看,最能夠發揮其具體效果的卻是在進行建筑平面體形的設計過程,這個過程是建筑行業中最能體現出節能設計的一個重要環節。通俗的講,建筑平面體形的設計就是建筑物體的墻面的設計,這個設計過程,是對于建筑物體的表面、建筑物的周圍、建筑物的頂層、建筑物的周圍環境的全面設計過程。在建筑的平面中,肌里是對于空間組織結構的反映,他能夠把握住平面結構的參照。總的說來, 平面設計是建筑設計的決定性環節。忽視了建筑物體的平面體形設計,就會導致整個建筑設計的失誤,這樣的失誤嚴重性的情況,會導致建筑物的受力不均衡,使建筑物不能夠穩定根基,同時在體形設計中如果不能充分的考慮到地域特色、自然因素等建筑學中重要的參考指標,就會導致盲目的抄襲和生搬硬套,不能夠因地制宜的進行建筑的設計,導致建筑施工過程中和施工后的建筑物不能夠達到節能減排的目的。在簡述平面體形的設計中應該充分重視人的具體作用,發揮以人為本的設計理念,創造出適合人類居住的人性化空間環境,滿足人類的功能性的需求,盡可能的完善人居的環境,創造利于人身心健康的生態建筑環境,達到建筑與環境與人的和諧共生的局面。
參考文獻
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關鍵詞:高層建筑,防火設計;疏散設計
高層建筑的使用功能復雜,設備種類繁多,人員集中,起火因素多,而人的安全疏散及撲救滅火的困難都較大。為了保證安全,防災于未然,要特別重視高層建筑的防火設計。我國的高層建筑設計必須遵守我國現有防火規范的有關規定。
一、高層建筑的防火設計要點
做好防火設計,可以盡量減少或避免高層建筑火災所帶來的巨大危害,保障城市建設和人民生命財產的安全。防火設計中應把樓內人員的生命安全放在首要位置來考慮,立足于以防為主,防火與滅火相結合。在進行高層建筑的防火設計時,應著重考慮以下幾方面問題:
(1)總體布局要保證通暢安全。處理好主體和附體部分的關系,保持與其它各類建筑的防火間距,合理安排廣場、空地和綠化,并提供消防車順利接近高層建筑的良好條件。
(2)合理進行防火分區。采取每層作水平的分區(以防火墻劃分)和垂直的分區(以耐火的樓板劃分),力爭將火勢控制在起火單元內加以撲滅,防止火災擴散。
(3)構造設計要使建筑物的基本構件(墻、柱、梁、樓板、防火門等)具有足夠的耐火極限保證火災時結構的耐火支持能力和分區的隔火能力。
(4)安全疏散路線要簡明直捷。在靠近防火單元的兩端布置疏散樓梯,控制最遠房間到安全疏散出口的距離,做好疏散樓梯的防火封閉和排煙措施,以保證人員安全迅速地撤離險區。
(5)盡量作到建筑物內部裝修、隔斷、家具、陳設的不燃化或難燃化,控制可燃物的貯放數量,以減少火災的發生和降低蔓延速度。
(6)做好建筑物室內、外消防給水系統的設計,保證足夠的消防用水量和最不利點的滅火設備所需的水壓。采用先進可靠的自動報警和滅火系統并正確地處理安裝位置。還應設旨消防控制室,控制和指揮報管、滅火、排煙、疏散等。
二、耐火構造設計與防火設計
為了爭取高層建筑主體在火災后基本保持完整,減少損失、高層建筑應有一定的耐火能力。耐火構造設計要按結構方案選取各種材料和做法,確保構造厚度及保護層厚度。高層建筑的主要構件基本采用鋼筋混凝土結構和鋼結構,可以我國規范為主要依據,根據燃燒性能和耐火極限確定不同部位、不同種類的鋼筋混凝土或鋼結構構件的保護層厚度。玻璃幕墻的窗間墻、窗檻墻等填充墻的材料應用非燃燒材料。如外墻面采用耐火極限不低于1h的非燃燒體時,其墻內填充材料可采用難燃燒材料。無窗間墻和窗檻墻的玻璃幕墻,應在每層樓板外沿設置低于80cm高的實體裙墻,或在玻璃墻內側每層設自動噴水保護其噴頭間距不宜大于2m。另外,高層建筑內的裝修往往采用各種可燃材料,一旦火災發生,這些內裝修可能成為火勢的助燃物而擴大災情。所以,內裝修的不燃、難燃與阻燃是關于防火設計的重要研究方向。
預防失火或減少火災損失的具體目標就是早期發現、早期發出警報,不待火災擴大即早期撲滅,同時,使人員迅速疏散到安全地段、消防車能迅速靠攏,消防隊員能迅速到達火災現場救火。為達到上述目標,防火、滅火的每一個步驟必須充分重視,任何一點疏忽,都會貽誤時機,擴大災情。
1、總平面布局中的消防問題
選址應在交通便捷處。根據城市規劃確定的高層建筑位置應有方便的道路通達。要求既宣靠近干道,便于高層建筑中大量人流的集散,又便于消防時的交通組織與疏散。在進行總平面設計時,應根據城市規劃要求,合理確定高層建筑的位置、防火間距、消防車道和消防水源等。高層民用建筑不宜布置在火災危險性為甲、乙類廠(庫)房,甲、乙、丙類液體和可燃氣體儲罐以及可燃材料堆場附近。高層主體建筑的底部至少有四分之一的周邊長度不應布置與其相連的高度在5m,進深在4m以上的附屬建筑,且在此范圍內必須設有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口。建筑物周圍應設環形車道(可利用交通道路)。如設環形車道有困難時,可沿建筑物的兩個長邊設置消防車道。當建筑物的總長度超過220m時,應在適中位置設置穿過建筑物的消防車道。保持建筑間的防火間距。為了保讓登高消防滅火操作的要求,及防止火勢蔓延,高居建筑總體設計應保持建筑間的防火間距。
2、防火、防煙分區和建筑構造
高層建筑的體量大,有的標準層面積也很大,為了將火勢控制在發生的單元,阻止向各處蔓延,一般都規定防火分區。防火單元是由防火墻和耐火樓板、防火門窗劃分的。在設置有困難的開門部位,也可采用水幕保護的防火卷簾,在火警時,由消防中心指揮防火卷簾自動降下,執行防火分區的功能。
高層建筑防火分區的水平劃分,應在滿足防火規范的前提下,結合建筑物平面特征進行,力求協調使用功能合理分區、疏散方便、便于自救、撲救和火災蔓延。當建筑物內部設有上下層相連通的走馬廊、開敞樓梯、自動扶梯、傳送帶等開口部位時,應按上下連通層作為一個防火分區,其面積之和不應超過規定;當上下開口部位設有卷簾水幕等分隔設施時,則可按分層計算防火分區面積。在防火分區設計中,還需注意水平管道的耐火構造和垂直防火分區。穿過防火單元及防火墻的水平管道應由不燃材料制作,其中,為防止風管竄煙竄火,不宜穿過防火墻,必須穿過時,應在兩側設防火閥。
三、疏散設計
發生火災時,人員往往還在遠離地面的高層,將他們全部迅速地疏散到安全地帶是防災的重要環節。安全疏散設計是高層建筑交通設計中不對忽視的組成部分。疏散設計的原則是路線簡單明了,便于人們在緊急時進行判斷。同時提供從室內任何位置向兩個方向疏散的可能性。
平面布局中的安全疏散問題,即表現為水平面合理疏散線路組織。火災發生時,人流通過精心組織的水平通道順暢到達疏散樓梯、電梯口,如旅館中要求人們從著火房間或部位跑到公共走道、再經過公共走道到達疏散樓梯間,當人們向一個方向疏散(如常用,熟悉的出口等)遇到煙火阻礙時,將會掉頭尋找另一條出路,設計上提供另一方向的疏散口成為必要。保證水平面有兩個以上的安全疏散,它將貫穿在任何樓層平面設計中。一般,水平通道組織即是圍繞兩個疏散口(或逃生口)布置來進行。
消防電梯可以在火災發生時供運送消防人員相消防器材以及搶救受傷人員。火災時,普通客梯應立即降到首層停駛。但為了消防隊員能迅速進入火場,及時運送消防器材和救護傷員等,必需設置一定數量的在失火能保證安全運轉的消防電梯。
目前,許多建筑物中,消防電梯是單獨設置的,但設計中采用以下幾種情況:①位置上與其他電梯分開;②位置上雖與其他電梯并排,但層門不朝向公用的候梯廳,有單獨的消防前室,并且操作是獨立的。此外,人們在緊急避難時具有“歸巢”本能,即首先選擇最熟悉的。設計時可以使平時交通流線與緊急避難流線完全結合起來,從而使乘客電梯在火災時變成快速高效的安全疏散工具。
參考文獻
【關鍵詞】探究;水利水電工程;建筑設計
現在人們已經進入了信息化時代,在此背景下人們在生活質量方面有了更高的要求,同時精神需求以及物質需求也發生了翻天覆地的改變,建筑行業在這種情況下飛速的發展起來。水電工程的建筑是工業建筑的重點,為了可以跟上時代的發展步伐,要對傳統技術以及現代技術進行合理應用,為人們設計出經濟、實用的水電建筑工程。
一、水電工程如今的設計類型和大致流程
(一)類型介紹
現在,水電工程建筑分為:平面設計類型、總平面設計類型和造型風格類型。平面設計為水電工程當中最為主要的部分,此部分應該由綜合素質非常強的設計人員來負責,這部分人不但要掌握與建筑設計有關的一切專業知識,還應該了解一些水工知識以及電氣知識等[1]。水電工程的建筑一定要符合人們的要求,所以,設計人員要對工程的實際情況進行分析,然后對建筑的內部結構進行科學設計。除此之外,在特有的建筑空間中,設計人員應該按照自己所了解的一切專業知識,應用可以利用的資源,對建筑的結構進行合理設計,使建筑空間的利用價值有所增加。
(二)大致流程
首先,對建筑平面進行設計。按照專業設備在建筑布置方面規定的要求來對平面進行設計,其中水電工程當中建筑物平面的主要布置模式是由水工人員和專業建筑人員一同決定的[2]。其次,對建筑的總平面進行設計。水電工程當中建筑總平面設計分為:建筑物設計、與其配套的設施設計,建筑物有涵閘、大壩以及泵站設計等;而配套設施包括居住房、商業房、綠化等。最后,對建筑的造型和風格進行設計。建筑通常有豪放風格、恢弘風格、溫柔秀氣風格等。總之,水電工程應該考慮周邊環境特點再進行建筑設計,將建筑的韻味體現出來。
二、水電建筑的特點
(一)建筑物對建筑基礎有限制
要參照水工專業知識來明確水電工程建筑物的具置、實際高度和占地面積等,這對水電工程的建筑有著一定的限制,因此,不能進行合理的創造。
(二)和地方經濟間有著促進作用
水電工程和地方經濟間存在著相互促進的作用,隨著水電工程的飛速發展,地方經濟也發生了巨大改變,而經濟的飛速發展,又促使人們對建筑質量有了更高的要求,進而使水電工程的建筑要求逐漸升高[3]。現在,因為有很多創新元素被引入到水電工程建筑當中,促使水電建筑設計成為其余建筑設計的領頭羊,在時代的變化中,水電工程建筑早已和新建筑群完全的融合起來。
(三)沒有充足的資金來支持工程設計
在設計水電工程的建筑圖紙時,因為傳統思想的影響,人們經常不會在此過程中花費太多的資金。資金投入的多少會對工程設計的質量產生直接影響,越少的資金投入,工程的設計質量越差,進而在工程施工過程中就會出現各種各樣的問題。因此。想要使水電工程可以順利完成施工,就需要在設計圖紙環節增加資金的投入量,這樣不但建筑質量提高了,水電工程也會穩步向前發展。
三、水電工程建筑設計需要對以下事項加以注意
(一)在設計時要和業主進行溝通與交流
在設計水電工程建筑時,設計人員必須和與工程有關系的一切人員進行交流,特別是與業主的溝通。一般情況下,業主都會對水電工程建筑的形象和構造有相應的要求,雖然不可能提出明確的方案 ,可業主提出的建議會對設計有所幫助。當設計人員和業主進行溝通的時候,能夠掌握到他們所青睞的建筑物風格與結構形式,進而設計人員就可以參照周邊環境為業主設計出他們滿意的方案[4]。雖然業主不了解建筑設計知識,可是他們卻有著強大的審美能力,在和他們交流和溝通的過程中不斷對設計方案進行改進,讓設計的建筑物能夠完全的與周圍環境融合在一起,既將建筑的風格完美的凸顯出來,又使業主的要求得以滿足。
(二)不斷的進行創新改革設計
針對水電工程的建筑來看,應該一直進行創新,這樣才會與人們的需求更加符合。在設計水電工程建筑時融入一些創新元素,不但可以使建筑物更具創新性,還會使建筑物的外觀以及結構更加的完善。設計人員科學的應用美學規律對建筑方案進行設計,并考慮了業主的實際需求,進而將眾多因素融合到了設計方案當中,同時還結合了藝術,使建筑物更具特色。
(三)對工程造價進行合理控制
水電工程的規模十分巨大,只有投入大量的資金才會建筑特色符合人們對藝術的追求。因此,設計人員一定要對工程特點進行分析,合理的設計建筑物的內部結構,同時要對業主所具有的經濟實力進行分析,最大限度的為他們設計出最好的建筑。想要使工程造價得以降低,就需要將資金應用在合適的位置上,設計人員可以把建筑的外觀當做主要部分進行設計,從而在此部分投入資金,保證建筑具有局部設計特色。譬如:水電工程當中在對大壩里坡防護進行設計時,可以在外護坡上應用花木草皮進行護坡設計。除此之外,還可以在預制塊當中合理的應用一些混凝土造型,這樣做不但工程造價得到了合理的控制,設計的藝術特點也隨之體現出來。
結 語:
總而言之,身為我國一項重要工業建筑的水電工程建筑,科學的設計可以促進水電事業持續向前發展。隨著信息化的迅猛發展,水電建筑的設計也有了進一步的提高,設計人員所掌握的知識也逐漸的豐富起來,并不斷對建筑進行創新設計。在設計水電工程建筑的時候,設計人員在了解工程實際情況的基礎上,將建筑與自然環境有機的結合在一起,使人們的需求得到了相應的滿足。
參考文獻:
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關鍵詞:房屋建筑;結構設計;概念設計;結構措施
引言
當今我國建筑設計行業越來越重視建筑結構設計的重要性,與建筑結構設計相關的建筑穩定性、安全性、藝術性和可行性都受到人們的關注。不同類別的建筑物對于建筑結構設計的需求也是不同的,差異化和多樣化的建筑結構設計才能滿足社會日益發展而產生的建筑需求。建筑設計當中的概念設計和結構措施是關乎建筑質量的關鍵性因素,文章將在以下篇幅予以闡述討論。
1 結構設計中概念設計的內容及重要性
結構設計是建筑工程師思路的起點。概念設計不是憑空落成的,需要考察實地情況,包括氣候環境、地質情況、自然風貌等,根據所獲得的信息和理性認知,擬定關于一個建筑物的初步想法;這個想法不同于精確的測量計算,除了靈感和理性認知還要基于工程師豐富的實地工程經驗。概念設計當中的建筑物是宏觀的,與精確數據有一定偏差,但誤差不高。優秀概念設計的重要性在于優秀工程師的概念設計往往有著較為可靠的經濟預估,因此,也有較高的可行性,同時可以避免復雜的運算勞動。
2 結構設計中概念設計的應用
2.1 地基基礎中概念設計
在傳統的建筑設計流程當中,用到的算法往往是將上部建筑、基礎、地基分別視作獨立的單位,測量和設計都獨立進行,但并不意味著,某一單元出現的問題不會影響到其他的結構單元,經過實踐檢驗,這種流程有著不可忽視的缺陷。地基基礎往往對上層建筑造成很大影響,若地基產生沉降現象,則地面建筑大多會開裂、錯位、甚至崩塌;同時,地面結構如果建筑層數不符合規范超過地基、基礎承重,則也會給地基帶來變形的危險。因此在地基、基礎的概念設計當中要更多地考慮到將地基、基礎和上部結構結合在一起分析,這樣才能減少地基變形帶來的負面影響。將三者結合考慮之后,遵循力學原理,進行分析處理,設計出來一個承重完美、傳力正常的建筑模型,實現實用、美學、力學等多角度的成功。
2.2 結構布置中概念設計
考慮到地基承重、地質情況和實用性等多方面因素,建筑物的結構布置在平面范圍內應盡量簡約、對稱且有規律可循。第一,建筑設計的對稱性可以保證平面范圍內力的均衡,可以較為準確地預估壓力對于地基、基礎的影響,對于有特殊需要不能夠對稱設計的建筑物,則要根據壓力情況和具體實際設計沉降縫,來增強建筑物的抗性。第二,設計的簡約。主要方便工程師修改方案,并在考察實際之后進行修改,同時簡約的建筑物平面設計圖紙也方便其他設計人員及施工人員了解工程師的設計概念,避免理解因為過多的雜亂線條而產生偏差。第三,有規律可循。主要體現在縱向控制范圍內,建筑物平面圖紙內容的規律,要保證建筑物在傳力和承壓方面都合乎行業規范,沒有某一層突然承壓降低等現象。對稱和規律性在建筑物抗震方面有著巨大的作用,更廣范圍內避免小型地震的情況下,建筑物傾斜、坍塌的情況。
對于不同類型的建筑物,建筑物布局結構的控制關鍵也是不同的,例如高層建筑在設計上要避免出現應力集中設計困難,因為高層是由縫合地震作用的水平荷載來起控制作用的,縱向的建筑設計應滿足基礎的設計需要,遵循上述的幾條原則,同時盡量不要出現“頭重腳輕”的較高層數有承重柱子和承重墻的設計,而到較低層數和大廳往往沒有了成長柱子和承重墻,一律以承重梁來“滿足”需求,這是存在巨大安全隱患的。只有結構合理了,建筑物才能夠有效對抗水平荷載,保證建筑的安全性。
2.3 結構體系中概念設計
工程師在確定結構體系中的概念設計時,主要是明確建筑物的功能定位。例如建筑物如果處在地殼運動平緩的沿海邊,其主要面對的水平荷載的威脅是大風天氣,極端氣候條件下甚至可能發生臺風等惡劣天氣。我國的建筑往往有著兩重防線,來面對極端天氣情況,第一重防線是工程師設計出來的能夠抵御強風、地震的一種剛性體系,這種體系是工程師根據建筑物的最終用途來明確建筑結構的體系,并通過清晰明了的分析設計出來的,通過穩定的柱身來實現。第二重防線是通過梁的塑性鉸的扭曲度來衡量的,目前來說,只有梁塑性鉸出現后,帶動結構整體扭曲,建筑結構才會崩塌,這是有一定時間段的,可以為人員的生命財產安全提供寶貴的時間。這樣的穩定結構除了能夠抵御強風侵襲,還能在一定程度上抵抗地震帶來的危害:地震強度小對建筑物影響不大,中等地震強度建筑物有一定程度受損,修補后不影響正常使用,較大強度地震(7、8級地震)發生時,建筑物受損不能使用,但不會發生坍塌,不會給周圍環境帶來二次傷害。但僅僅兩道防線是不夠的,工程師應當更多地在安全性和穩定性方面考慮建筑結構體系的升級,建立多重防線,對抗強風和較強等級地震,即利用多道防線,形成具有延長性的超靜定結構,減小自然災害帶來的危害。
2.4 樓屋蓋中概念設計
根據作者的多年經驗,多層建筑的樓屋蓋往往是結構設計當中容易忽視的設計區域,原因在于多層建筑的樓屋蓋結構設計中,往往僅考慮所可能出現的結構荷載,根據強度和變形的要求,做好結構設計即可,但實際上,多層建筑、高層建筑的樓屋蓋在抗震方面也有著不可忽視的作用。出于抗震考慮,目前多應用現澆梁樓蓋,這種方式可以增強樓屋蓋的剛性,但同時會增加大梁的承載力,為了降低大梁負重,達到結構穩定的要求,不同類型的樓屋蓋在設計時有著不同的側重點。
有凹有凸的平面樓屋蓋,在結構設計時要注意保證樓屋蓋的剛度,主要方法是加強拉梁和窄板處構件。
側向剛度較小的體系。這種體系對于板的剛度數值有著嚴格的要求,如果數值不吻合,則不能驗算出來在地震發生時建筑發生的具體變形。
樓屋蓋中部開洞。這種形式在多層、高層建筑當中很常見,要保證開洞的樓屋蓋的穩定性,應加強洞周圍的構件強度,并注重最小樓板寬度的數值,滿足這一要求。
2.5 非結構構件中概念設計
非結構構件也是建筑結構的概念設計需要考慮的一個方面。非結構構件是指建筑物外部附加的一些構件,例如圍墻、鋼化玻璃蓬、女兒墻等,這些構件在地震來臨時往往首先會被摧毀,這就需要工程師考慮這些構件和建筑主體的相對關系及連接的穩定性,以免在地震中這些構件對周圍人的人身安全造成較大威脅。
3 結束語
在結構設計中的概念設計還要注意其他的一些問題:第一,要分析設計是否具有經濟性;第二,要選擇正確的運算方法;第三,因為操控措施以及軟件等有差別,導致結果有差別。對于這種問題,工作者必須合理地分析運算數據,依靠自己的工作實踐來合理地把控。
參考文獻
[1]高鵬,喬可義.重視概念設計,提高建筑結構設計的質量[J].黑龍江科技信息,2011(3).
[2]張廣生.建筑結構設計中的概念設計與結構措施[J].中國新技術新產品,2011(6).
關鍵詞:建筑結構;抗震設計;相關問題;
中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A
引言:由于開發商對于建筑物的地震破壞原因和破壞程度沒有足夠的了解,導致建筑物在抗震設計方面存在十分大的困難。所以,我們不僅要追求建筑物的造型美觀,還有考慮建筑物的抗震設計。要為人們營造一個安全舒適的生活環境。針對地震問題我們要在房屋結構找突破點。只有設計出抗震、牢固的建筑結構,才能保障人類的人身安全。
一、房屋建筑結構設計相關因素分析
建筑物按建筑結構分類可分為:砌體結構、磚混結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構等。建筑物結構形式的確定,與其抗震能力是密切相關的。相關的科學研究表明,在遭遇相同等級的地震災害后,采用鋼結構的建筑物受損壞的程度明顯要低于鋼筋混凝土結構的建筑物。日本也是一個多地震的國家,其鋼結構的房屋建筑占全國建筑的半數以上,也是其在遭遇地震后人員傷亡較少的主要原因之一。目前,我國的建筑抗震系數系統依舊是不完善的,不能確保結構設計人員準確、有效地應用。歷次地震災害表明,影響抗震系數的因素是很多的,比如其抗震的等級、建筑物的類別、場地類別、建筑物總高度等。為了促進其實際工作的需要,應對各種相關因素和相關參數展開一系列的優化分析,得到一個最優的設計方案。房屋建筑的抗震性能與許多因素有關系,比如其建筑的體型設計。汶川地震震害表明 , 許多平面形狀復雜 , 例如平面上的較大外凸和凹陷、不對稱的側翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。海城地震和唐山地震中有不少這樣的震例。而平面形狀簡單規則、傳力途徑明確的建筑在地震中都未出現較重的破壞;有的甚至保持完好。上述情況表明,很多損害嚴重的建筑物的設計方案不是很合理,如果能夠選擇一個好的設計方案,震后損失可能會減小很多。
二、建筑結構抗震設計的要點
在我國,對于建筑物抗震設計的要求是采取“三水準設防、兩階段設計”的標準。在這種標準的影響下,建筑結構設計經歷了柔性設計、剛性設計、結構控制設計和延性設計四個階段。但是由于地震產生了很多不確定因素,導致建筑結構存在非常大的偶然性和復雜性,甚至還有計算模擬與實際情況的不符的情況出現,導致計算結果誤差很大。所以,我們不僅要考慮建筑物良好的概念設計,還要提高建筑結構抗震性能。具備完善的建筑結構體系。一個良好的建筑體系,對于建筑業是十分有必要的。在實際的建筑抗震設計時,要注重依賴建筑結構體系的協同工作,從而使建筑物中的每個構件都能夠共同工作。所以,這就需要建筑結構構件在允許受力的情況下不僅能夠具有良好的耐久性,還要能夠在高壓,強力的作用下共同工作。在砌體結構的建筑中避免建筑結構單純的依靠建筑結構自身剛度來承受載荷。充分提高建筑物材料利用率的協同工作。從建筑物抗震設計經驗表明,材料的利用率越高,結構的協同工作能力也就越高。
三、建筑結構抗震設計中的主要問題
1、建筑結構體系的合理選擇。建筑結構設計中最主要的一方面就是結構體系的選擇,它的合理選擇決定著建筑物的安全性。對于建筑結構體系的合理選擇應注意以下兩個方面的設計:(l)體系應具有合理的地震傳遞途徑和明確的計算簡圖。在這個過程當中,房屋內部結構的布置,應使得更多的受力在主梁上,并且使垂直重力以最短的路徑傳遞到主受力部位;豎向構件的布置,要讓豎向構件的壓應力接近均勻(2)建筑體系應具有合理的強度。一個良好的建筑物必須要有合理的強度進行支撐,一些建筑的薄弱部位要由合理的強度防止:在框架結構設計方面,要保證節點不受破壞,要使梁、柱端的塑性盡可能的分散;對于容易出現的薄弱環節,必須提高薄弱部位的抗震能力。
2、抗震場地的選擇。抗震場地的選擇直接影響建筑物的抗震設計工作,應選擇有利的抗震場地,要避開對建筑抗震不利的地段。地震對于地面的危害是十分巨大的。地震造成的地裂和地表錯動,直接使得房屋倒塌,結構損壞。所以,選擇抗震場地不能選擇易液化土地、軟弱場地、狀態明顯不均勻等場地;如果不能避免不理的場地,可以采用適當的抗震措施進行加強強度:對于地震時有可能存在的地裂或者滑坡的場地,必須采取科學合理的措施進行穩定;如果地基需要建立在最近填土和土層十分不均勻或者軟弱粘性土層時,必須采用樁基、地基加固和加強基礎和上部結構的處理措施。
建筑工程選址應注意的問題:四川汶川地震的震害情況表明,那些建在斷裂帶上和斷裂帶沿線的建筑物都完全倒塌,破壞極其嚴重。因此,建筑物建設地點的確定是極其重要的,它是決定建筑物抗震性能的前提條件,只有正確的選址方案,才能保證建筑物滿足建筑抗震設計的相關要求,保證其安全性、可靠性。選擇建筑場地時應根據工程的實際需要和工程地質、地震活動情況等相關資料,選擇對建筑物抗震有利的地段,避開對抗震不利的地段,嚴禁在地震斷裂帶及斷裂帶沿線附近建造甲、乙、丙類建筑物。應避開地震時可能發生山體滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等次生災害地段。汶川地震發生時,北川老縣城發生規模較大的山體滑坡,王家巖山體在地震作用下瞬間崩塌,崩塌的山體傾瀉而下瞬間摧毀山下及周邊的建筑物,北川老縣城的 5個街區的大部分建筑物被厚厚的土體掩埋,造成大量人員傷亡。這樣的結果不是靠提高抗震設防等級、提高建筑物的抗震性能和措施所能避免的。所以避開此類危險地段,才能避免因選址不當所造成的嚴重的人員傷亡和財產損失。
3、重視建筑平面布置的規則性。在建筑平面布置方面,應盡可能的采用抗震概念設計原則,不能使用嚴重不規則的設計方案。有關資料表明,對于一些樓板布局不夠規范時,要采取相應的樓板計算模型;對于平面不規則、立體不規則的建筑結構,必須采用空間結構計算模型。結構的規則性具體分為三個部分:第一是建筑主體必須具備良好的抗壓能力,側力結構不能變形,要盡可能的均勻;第二是建筑主體抗側力結構的平面布置,建筑主體抗側力結構的布置要注重同一側的強度要均勻;第三是建筑主體抗側力結構的布置要與周圍的結構具有相同的剛度,必須保障良好的抗扭剛度。總之,重視建筑平面布置的規則性對于建筑的抗震設計十分重要。
建筑物平面設計應該注意的問題:建筑物的平面布置規則與否、是否對稱和具有良好的整體性,也是影響建筑物抗震性能的重要因素之一。例如酒店、公寓、商場、住宅、體育館等不同建筑物的使用功能不同,其平面布置也千變萬化,其柱距、開間、進深、隔墻的布置、樓梯的位置、電梯井的布置等也有很大差別,如果柱子、墻體等布置不對稱、不規則,使得平面剛度急劇變化,遭遇地震后,將發生嚴重的扭轉破壞。因此,建筑設計時,應使柱子和抗震墻(剪力墻)等抗側力構件均勻、對稱布置,剛度較大的樓梯間、電梯井應盡可能居中布置,不要布置在建筑物的轉角處。要盡可能作到使結構的質量和剛度分布均勻、對稱協調,避免突變,防止在地震作用下產生扭轉效應。
4、建筑物豎向設計應該注意的問題
建筑物的豎向布置設計也將對其抗震性能產生巨大的影響。近些年來,由于國民經濟的迅速發展,商場、寫字樓等高層、超高層建筑越來越多,其要求底層或下面幾層大開間、大空間,這就形成了建筑物下面幾層柱子和抗震墻(剪力墻)較少,層間質量和抗側剛度沿建筑物高度分布不均勻,在抗側剛度較差的樓層形成了對抗震極為不利的薄弱層,在地震作用下,引起較為嚴重的破壞。汶川地震中,有許多底層框架—抗震墻砌體房屋底層柱子直接破壞,建筑物由原來的 4 層直接變為 3層。主要原因就是,沿著建筑物高度方向,質量和抗側剛度發生突變,底層柱子較少,抗側剛度較小,地震作用下,底層柱子直接壞掉。所以,建筑物的豎向布置設計時,應盡可能使其沿豎向的抗側剛度分布比較均勻,抗震墻(剪力墻)并使其能沿豎向貫通到建筑底部,不宜中斷或不到底,盡量避免某一樓層抗側剛度過小,以避免在地震作用下,因薄弱層的存在引起建筑物的倒塌。
四、提高建筑結構抗震能力的建議
建筑結構抗震設計是在不斷的實例驗證中逐漸分析,日益總結歸納出來的。在目前的房屋建設當中,抗震設計是十分有必要的。所以,建筑抗震設計在建筑設計中應該引起十分重視。為了設計出高抗震性的建筑物,在我看來需要注意以三點:第一,科學合理的建筑布局是不可缺少的,于此同時還有保證各個主要受力物體處在同一平面,在地震來臨時要能禁得住壓力。在墻段沒有發揮作用之前,需要依照“強墻弱梁”的標準實施加強建筑物的承受力,防止地震強大的破壞力。第二,要按照不同的抗震等級,對梁、柱以及墻的節點使用相對應的抗震措施,確保建筑結構在地震作用下達到相關標準。為了保障鋼筋混凝土在地震作用下不受破壞,要科學合理的添加合適的化學試劑,加強混凝土的強度與剛度,還有注意構造配筋的要求,尤其是要加強節點的構造措施。第三,必須設置多層抗震防線,一個良好的抗震體系對于地震的壓力是十分重要的。抗震體系就如果人類身體的三道防線,不同等級的地震采取不同的防線。第一層不行,還有多層防線保護。這樣的保護體系對于防震將是十分有效的。
五、結語
通過多年對于建筑結構抗震設計的研究,我國已經逐漸形成了自己的一套較為先進的、有效的抗震設計方法并日趨成熟,但是也有很多不足之處,需要我們在實踐中加以完善。總之,要確保建筑結構中抗震設計能高效完成,應在遵循相關建筑抗震規范要求的原則上,進行科學的、合理的設計,確保建筑物具有穩定的、可靠的抗震性能,達到建筑物小震不壞、中震可修、大震不倒的標準。我們有理由相信,隨著相關技術人員抗震設計水平的不斷提高,我國的建筑工程結構抗震設計也會邁上更高的臺階。
參考文獻:
[l]倪廣林.對建筑結構抗震設計的若干思考田.山西建筑,2010.
關鍵詞:鋼筋混凝土高層建筑;抗震;結構設計;探討
中圖分類號:TU973+.31 文獻標識碼:A文章編號:
鋼筋混凝土高層建筑結構的抗震設計方法和技術是不斷變化和進步的,我們在設計時要選用適合的抗震結構,注重建筑結構材料的選擇,減小地震的作用力,增強地震的抵抗力,從而達到高層建筑抗震的目的。
1.鋼筋混凝土高層建筑抗震設計存在的問題
1.1 工程地質勘查資料不全
在設計初期,設計人員應該及時掌握施工場地的地質情況,但是往往在設計過程中,卻沒有建筑場地巖土工程的勘察資料,就不能很好的進行地基設計,給建筑物的結構帶來安全隱患。
1.2 建筑材料不滿足要求
對于材料而言,我們要明確這樣一個道理:地震對結構作用的大小幾乎與結構的質量成正比。一般說在相同條件下,質量大,地震作用就大,震害程度就大,質量小,地震作用就小,震害就小。所以,在建筑物的樓板、墻體、框架、隔斷、圍護墻以及屋面構件中,廣泛采用多孔磚、硅酸鹽砌塊、陶粒混凝土、加氣混凝土板、空心塑料板材等輕質材料,將能顯著改善建筑物的抗震性能。
1.3 建筑物本身的建筑結構設計
建筑物如果平面布置復雜,致使質心與剛心不重合,在地震作用下產生扭轉效應,加劇了地震的破壞作用,海城地震和唐山地震中有不少類似震害實例。臺灣 9.21 地震中,一棟鋼筋混凝土結構由于結構平面不規則,在水平地震作用下,結構產生嚴重扭轉效應而破壞倒塌,同時撞壞相鄰建筑上部的陽臺。
1.4 平面布局的剛度不均
抗震設計要求建筑的平、立面布置宜規正、對稱,建筑的質量分布和剛度變化宜均勻,否則應考慮其不利影響。但有的平面設計存在嚴重的不對稱:一邊進深大,一邊進深小;一邊設計大開間,一邊為小房間;一邊墻落地承重,一邊又為柱承重。 平面形狀采用 L、π 形不規則平面等,造成了縱向剛度不均,而底層作為汽車庫的住宅,一側為進出車需要,取消全部外縱墻,另一側不需進出車輛,因而墻直接落地,造成橫向剛度不均。 這些都對抗震極為不利。
1.5 防震縫設置不規范
對于高層建筑存在下列三種情況時,宜設防震縫:平面各項尺寸超過《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》(JGJ3-91)中表 2.2.3 的限值而無加強措施;房屋有較大錯層;各部分結構的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施;但有的竟未采取任何抗震措施又未設防震縫。
1.6 結構抗震等級掌握不準
結構抗震等級有的提高了,而有的又降低了,主要是對場地土類型、結構類型、建筑高度、設防烈度等因素綜合評定不準造成。
上述這些問題的存在,倘若不能得到改正,勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的原因是多方面的,這就需要設計人員從設計的角度避免這些問題的出現,防止將這種問題帶入施工中,從而保證高層建筑的抗震性。
2.高層建筑抗震設計對策
2.1 結構規則性
建筑物尤其是高層建筑物設計應符合抗震概念設計要求,對建筑進行合理的布置,大量地震災害表明,平立面簡單且對稱的結構類型建筑物在地震時具有較好的抗震性能,因為該種結構建筑容易估計出其地震反映,易于采取相應的抗震構造措施并且進行細部處理。建筑結構的規則性是指建筑物在平立面外形尺寸、抗側力構件布置、承載力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面對稱均勻,體型簡單,結構剛度,質量沿建筑物豎向變化均勻,同時應保證建筑物有足夠的扭轉剛度以減小結構的扭轉影響,并應盡量滿足建筑物在豎向上重力荷載受力均勻,以盡量減小結構內應力和豎向構件間差異變形對建筑結構產生的不利影響。
2.2 層間位移限制
高層建筑都具有較大的高寬比,其在風力和地震作用下往往能夠產生較大的層間位移, 甚至會超過結構的位移限值。而國內普遍認為該位移限值大小與結構材料、結構體系甚至裝修標準以及側向荷載等諸多因素有關,其中鋼筋混凝土結構的位移限值(一般在 1/400-1/700 范圍內)則比鋼結構(1/200-1/500 范圍內)要求嚴格 ,風荷載作用下的限值比地震作用下的要求嚴格。 因此在進行高層建筑結構設計時應根據建筑物的實際情況以及所處的地理位置進行設計,既要滿足其具有足夠的剛度又要避免結構在水平荷載的作用下產生過大的位移而影響結構的承載力、穩定性以及正常使用功能等。
2.3 控制地震扭轉效應
大量事實表明,當建筑結構的平面布置等不規則、不對稱導致建筑層間水平荷載合力中心與建筑結構剛度中心不重合,在地震發生時建筑結構除發生水平位移外還易發生扭轉性破壞甚至會導致結構整體倒塌,因此在結構設計中應充分重視扭轉的影響。由于建筑物在扭轉作用下各片抗側力結構的層間變形不同,其中距剛心較遠的結構邊緣的抗側力單元的層間側移最大;同時在上下剛度不均勻變化的結構中,各層的剛度中心未能在同一軸線上,甚至會產生較大差距,以上情況都會使各層結構的偏心距和扭矩發生改變,因此,在設計過程中應對各層的扭轉修正系數分別計算。 計算時應主要控制周期比、位移比兩個重要指標,即當兩個控制參數的計算結果不能滿足要求時則必須對其進行調整。當周期比不滿足要求時可采用加大抗側力構件截面或增加抗側力構件數量的方法,并應將抗側力構件盡可能的均勻布置在建筑四周,以減小剛度中心與質量中心的相對偏心,若調整構件剛度不能滿足效果時則應調整抗側力構件布置,以增大結構抗扭剛度。
2.4 減小地震能量輸入
具有良好抗震性能的高層建筑結構要求結構的變形能力滿足在預期的地震作用下的變形要求,因此在設計過程中除了控制構件的承載力外還應控制結構在地震作用下的層間位移極限值或位移延性比,然后根據構件變形與結構位移的關系來確定構件的變形值,同時根據截面達到的應變大小及分布來確定構件的構造要求,選擇堅硬的場地土來建造高層建筑等方法來減小地震能量的輸入。
2.5 減輕結構自重
對于同樣的地基條件下進行建筑結構設計若減輕結構自重則可相應增加層數或減少地基處理造價,尤其是在軟土基礎上進行結構設計這一作用更為明顯,同時由于地震效應
與建筑質量成正比,而高層建筑由于其高度大重心高等特點,在地震作用時其傾覆力矩也隨之增加,因此,為了盡量減小其傾覆力矩應對高層建筑物的填充墻及隔墻盡量采用輕質材料以減輕結構自重。
2.6 選擇合理結構類型
高層建筑的豎向荷載主要使結構產生軸向力,水平荷載主要產生彎矩。其豎向荷載方向不變,但隨著建筑高度增加而增加,水平荷載則來自任何方向,因此豎向荷載引起建筑物的側移量非常小,而水平荷載產生的側移則與高度成四次方變化,即在高層結構中水平荷載的影響遠遠大于豎向荷載的影響,因此水平荷載應為設計的主要控制因素,在設計過程中應需在滿足建筑功能及抗震性能的前提下選擇切實可行的結構類型,使其具有良好的結構性能。
2.7 盡可能設置多道抗震防線
當發生強烈地震之后往往伴隨多次余震,如只有一道防線,則在第一次破壞后再遭余震,將會因損傷積累導致倒塌。抗震結構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度,有意識地建立一系列分布的屈服區,主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度,以使結構能吸收和耗散大量的地震能量,提高結構抗震性能,避免大震時倒塌。
3.結束語
隨著我國經濟的快速發展,高層建筑也越來越多,在這種情況下必須做好抗震設計。設計人員在高層建筑抗震設計中,都是按照抗震結構設計規范進行的,他們希望設計的結構能夠達到強度、剛度、延性及耗能能力等方面達到最佳,為此從結構總體方案設計一開始,就運用人們對建筑結構抗震己有的正確知識去處理好結構設計中遇到的諸如房屋體型、結構體系、剛度分布,構件延性等問題,從宏觀原則上進行評價、鑒別、選擇等處理,再輔以必要的計算和構造措施,從而消除建筑物抗震的薄弱環節,以達到合理抗震設計的目的。
參考文獻:
關鍵詞:建筑墻體;防裂縫;施工技術
1建筑墻體在施工中產生裂縫的主要原因分析
1.1施工設計不夠合理、科學
在落實施工設計時,有些施工企業并沒有嚴格按照施工要求對墻體裂縫防治予以科學、合理的設計。盡管在在其它工程建筑過程中,制定了相應的防裂縫方案,但是,其防裂縫設計完全不符合相應規范要求的規定,從而難以將墻體裂縫進行科學、合理的防治,更重要的是對建筑物的使用壽命帶來巨大影響
1.2地基沉降
如果是在軟土地基上進行施工,常會有斜裂縫的產生,這主要是由于因地基下沉不是非常的均勻,從而使得墻體所能夠承受的剪切力過大。因此,建筑結構剛度差異和使用不合格的施工材料時,都會導致建筑物墻體產生開裂現象。地基沉降也會產生窗間墻水平裂縫,如果地基的沉降單元上部受一定阻力作用時,便會使窗間墻產生較大的水平剪力,從而便產生了墻體裂縫。在建筑施工過程中,其房屋窗臺有時也會產生豎直方向的裂縫,這是由于當窗間墻受荷載作用時,因窗間墻與窗口承受集中荷載能力是比較大的,導致窗間墻因受到反方向出現變形,從而在墻體中出現開裂現象,如果開裂現象十分嚴重,也可能會擠壞窗口,這樣一來,對窗扇的使用帶來影響。
1.3產生溫度應力
在具體建筑過程中,由于建筑物各種部位的溫度存在較大差異,但是,此種溫度差異會使建筑內外溫度不夠協調,從而導致建筑墻體產生開裂現象。一般來說,此種裂縫現象常在鋼筋混能夠結構中出現,其裂縫形式主要有以下集中:垂直縫、水平縫、八字裂縫等,
1.4施工質量較差
在實際建筑施工中,一般來說,將各種強度砌體予以混合砌筑,但是,由于各種砌體材料在砌體砌筑時,交互組合,從而因吸水率、熱脹冷縮等的影響,造成建筑墻體產生裂縫。砌筑砂漿強度也會對墻體開裂產生極大的影響。因此,在攪拌砂漿過程中,有時會不夠均勻,這樣一來,便出現了砂漿強度過高或者是過低現象。除此之外,在砂漿配制上,若砂漿中放入的砂含量偏多,那么會降低砂漿的強度;而如果水泥含量偏多,那么則會增加砂漿強度:如果水量過大,那么砂漿稠度也會大大降低,從某種方面來說,對砂漿強度會產生較大的影響。因砂漿干縮量增大,從而導致在灰縫處,產生開裂現象。在砌筑砂漿過程中,如果對砂漿攪拌不夠均勻,那么也會導致墻體裂縫現象的產生。若需要攪拌的砂漿量偏多,并且存放較長的實踐,甚至是在使用砂漿之前,早已凝結成塊,從而會破壞砂漿強度,甚至對整個建筑墻體質量都會產生較大影響,在墻體中產生大量裂縫。
2防范建筑工程中墻體裂縫產生的有效對策
2.1地基沉降引起墻體裂縫的處理對策
首先,要對不均勻地基與軟土地基加以有效的處理,特別是在擬定地基加固方案時,既要對地基處理加以考慮,又要對建筑上部結構處理予以全面考慮,而且還要更好的將二者緊密相結合。在對建筑上部結構處理過程中,要想盡一切辦法改變建筑物體型,簡化建筑物平面設計,科學、合理的設置沉降縫,因此,地基結構我們可以選用輕型結構或者是柔性結構。如果地基是由于凍脹原因而引起墻體裂縫產生,要確使地基的基礎埋設深度在冰凍線以下。雖然為附屬結構或者是其它小型建筑物,同樣也必須將地基埋設冰凍線之下。
2.2避免溫度應力的影響
受溫度應力的影響,導致建筑墻體裂縫的產生也是較為常見的一種現象。想要解決此中裂縫的產生,首先要對伸縮裂縫加以科學設置,從而避免伸縮縫錯位與樓面錯層的產生。
3防范墻體裂縫的施工技術
3.1打牢地基
①科學、合理的設計沉降縫,這樣一來,能夠自由沉降,從而有效避免沉降裂縫的產生。②加強對建筑物上部結構處理,提高建筑墻體抗剪強度。而且對建筑物基礎部位以及樓層門窗口結構設置圈梁,特別是在完成砌體操作時,必須嚴格按照規范要求施工,例如:在使用前,要將磚完全浸濕,從而改善砂漿和易性,而且也使砂漿強度有所增強。③若地基十分負載,在開挖基槽以后,要先進行釬探,在探出有軟部位之后,采取有效的對策加以處理,完成加固之后,才能繼續施工。④建筑大窗口下部,要設置反磚旋與混凝土梁,從而有效緩解窗臺變形,減少窗臺產生裂縫現象。在砌筑窗臺時,盡量不要使用半磚。
3.2減少溫度應力產生
在建筑屋蓋部位設置控制縫,要求間距是30mm。若現澆混凝土挑檐長度超過12m時,還要設置分隔縫,而且寬度要大于20mm;在嵌縫時,要使用彈性油膏。在設置灰縫鋼筋時,必須要嚴格遵循以下要求:①在鋼筋要設置在墻洞口第一道與第三道,其鋼筋伸入長度至少在600mm以上。②灰縫鋼筋和建筑配筋的距離至少在 600mm 以上。③把灰縫鋼筋兩端錨入相交墻中,而且要求錨固長度至少為300mm。④在頂層圈梁設置長度在40~50mm遮陽板,從而避免陽光對鋼筋混凝土圈梁照射,縮小結構內外溫度差,從而減小應力的產生。砂漿中灰縫鋼筋的埋入,要求保護層外側的長度不能少于15mm,并且上下長度不能超過3mm。
3.3施工的規范
①在砌筑施工過程中,必須嚴格控制材料質量,并且按照施工要求,配制砂漿。逐步改善建筑墻體砂漿強度,這樣一來,才能增強砌體抗拉強度。②在砌筑過程中,其高度不能超過1.8m。③待水泥混合砂漿與水泥砂漿抹灰都在凝結后,再進行涂抹。④在砌筑時,不能有打鑿現象發生。確保砌體質量,使砂漿更加飽滿。⑤在施工階段,要嚴格按照規范要求預留孔洞。
4結束語
對于墻體裂縫要從施工方面采取措施,嚴格按照規范施工,抓好施工管理,另外還要做好日后保養。只有我們在施工、使用各個環節采取有效措施,才能夠避免或減輕墻體裂縫,從而保證建筑物的安全、可靠和美觀。由此看來,我們必須對產生裂縫的原因加以深入探究,并且還要及時制定出一套完善的防治裂縫產生的對策,這成為當前建筑施工中解決的首要問題。
參考文獻
【關鍵詞】住宅建筑;建筑設計;節能處理
一、引言
隨著經濟和社會的發展,人們的生活水平得到了極大的改善,對住房也提出了更高的要求。而在當前的住宅建筑建設中,除了要消耗大量的建筑材料以外,在使用過程中也會帶來大量能量的散失、能源的損耗,從而為愈加發達的今天帶來不少問題。因此,應該采取相關的措施對住宅建筑的高耗能問題進行處理。根據筆者實踐工作經驗,在住宅建筑設計中應用節能處理措施,不僅可以為住宅建筑起到良好的節能效果,而且可以實現建筑行業的可持續發展,符合國家發展的重要舉措。基于這種背景,本文對相關的內容進行了探討,希望可以為相關的理論和實踐提供一定的借鑒意義。
二、當前節能在住宅建筑設計中的重要性
住宅建筑是人們重要的生活場所,在其建設和使用過程中不可避免會產生大量的能耗,比如建設過程中的原材料、以及施工過程中的水電能耗等,同時其使用壽命遠遠大于建設時間,其產生的能耗將更多。而當前我國又處于房地產行業飛速發展的時期,鑒于建筑工程相關施工技術和發達國家還有一定的差距,產生的能耗也是驚人的。據有關數據統計,我國的建筑采暖和外墻能耗甚至達到了發達國家的4倍以上,造成這種現象的出現和我國有些建筑設計單位缺乏節能意識是分不開的,沒有認識到在住宅建筑中應用節能理念的重要性。當前,如果不采取可靠的措施對建筑能耗進行控制,就會造成我國的能耗基數進一步擴大,從而使我國面對著更加嚴峻的能源危機。因此,面對著節能潛力巨大的建筑行業,為了實現經濟與社會的可持續發展,緩解能源危機,在住宅建筑設計中應用節能措施已經成為一條必經之路。
三、對住宅建筑設計中應用的節能措施分析
(1)住宅建筑外墻的節能處理
在住宅建筑內外熱交換中,建筑外墻發揮了重要的作用,是其中主要的介質。在建筑的整個節能過程中,有四分之一都是通過外墻的保溫隔熱性能來實現的。因此,對于住宅建筑外墻的節能設計是非常重要的一個方面。對于建筑設計相關人員來說,除了考慮住宅建筑外墻傳統的稱重和圍護功能以外,最重要的就是對墻體材料的選擇,在選擇墻體材料的時候,要選擇保溫隔熱性能優良的材料。在當前應用較為廣泛的墻體材料中,燒結多孔磚和加氣混凝土砌塊以及復合墻體是目前應用較為廣泛的墻體材料。復合墻體中絕熱材料主要有巖棉、礦棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖、玻化微珠、加氣混凝土板等。復合墻體保溫隔熱宜選用外墻外保溫。外保溫的絕熱材料是連續外包的,能有效隔斷具有熱橋作用的混凝土梁、柱等,而產生“斷橋”作用,達到預期的節能降耗效果。
(2)住宅建筑門窗的節能處理
對于住宅建筑的門窗來說,其是住宅能量散失最為厲害的部分,在整個住宅建筑的整體能耗中也是占有相當比例的。因此,對于住宅建筑門窗的設計來說,除了保證基本的采光、通風、進出等基本功能意外,應該盡量減少住宅門窗的面積,以達到提高門窗氣密性的目的。具體來說,可以通過以下措施來進行節能處理。首先,要合理規劃窗墻比,住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值。當前,在《居住建筑節能設計標準》中對住宅窗墻比也有著明確的規定,指出嚴寒地區“北向、東向和西向、南向窗墻面積比限值不應超過 0.25、0.30、0.45。”其次,提升住宅建筑門窗的保溫性能。對于提升住宅建筑門窗保溫性能方面來說,可以采取縮短窗扇的縫隙長度、采用大窗扇,減少小窗等措施,提升門窗的節能性能。第三,還要重點關注住宅外窗的氣密性,要嚴格按照國家標準《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法》中對相關參數的規定。
(3)住宅建筑屋面的節能處理
在整個住宅建筑的節能設計中,屋面所占有的比例并不是很大,但是卻和住宅建筑使用的舒適度有著非常重要的關系,尤其對與頂層樓房的節能設計中占有重要的作用。具體來說,和外墻節能設計類似,屋面節能處理的第一步仍然是對保溫材料的選擇。選擇的保溫材料密度不能過大,也不能使用吸水率較強的材料,這些材料會將屋面的保溫性能大打折扣;其次,可以采用當前應用比較廣泛的倒置式保溫屋面、綠化屋面等形式,從而大大降低住宅建筑的能源消耗。
(4)住宅建筑的平面節能規劃
建設住宅建筑,就必須使用土地,而如果能夠在住宅建筑設計中對土地資源進行節約或者通過一定的手段合理降低建筑材料和設備在建筑施工過程中的應用,就會有效降低住宅建筑的能源消耗。對于建筑設計人員來說,要采取有效的措施在住宅建筑平面規劃上下足功夫,
在平面設計中建筑的體形、朝向、布局都要考慮周全,一般來說,在建筑設計中,建筑物的外形越簡單,建筑物體形系數就越小,熱量交換量也就越少,建筑節能的效果就更好。而且適當的建筑體形還可以節約用地、節約建筑用材,減少營造、維護與使用過程中的消耗。此外,建筑的朝向與節能也有著直接關系,因為不同朝向的建筑物,在不同季節所得到的太陽輻射熱能量不一樣,熱損失也不一樣。科學的建筑朝向可在冬天避開寒風的侵襲并充分利用溫暖的日照,而在夏季又可以獲得良好的自然通風條件,從而保證室內冬暖夏涼的效果。同時,巧妙布局建筑物平面也能獲得較好的節能效果。因此,為了利用自然環境來使室內達到最大的舒適度,可以將住戶經常出入的廳、主要臥室設置在日照通風條件最佳的南風位置,從而為住戶節約采暖和空調的能耗,因此,建筑設計師可以將把臥室、客廳等居民所處時間相對較長的房間設計為南朝向的位置,用自然能源有效的代替采暖以及空調使用所需要的不必要能源的消耗。
(5)太陽能節能技術的應用
隨著我國經濟的發展,對太陽能利用的相關技術已經趨近于成熟,正在縮小和世界先進發達國家的差距。對于住宅建筑來說,由于每一層建筑的樓層所處的高度、朝向以及室內布局都存在一定的差異,因此,對于每戶的居民來說,它們獲取的太陽日照時間和日照量都有著較大的差別。若想在住宅建筑中應用太陽能節能技術,將優質的太陽能資源引入到住宅建筑中去。這就需要建筑設計人員在對住宅建筑進行設計的時候,要充分考慮到每個樓層居民所能接受到的日照時間等重要因素,以此為基礎,嚴格設計各樓層之間的距離等。根據我國傳統的風水學理論,為了使得房間可以獲取較多的光照以及其它原因,往往都將格局較好的房間按照在樓體的南側,這種情況對于相關的建筑設計人員來說,也可以在進行住宅建筑設計時進行考慮。
四、結束語
綜上所述,能源緊缺是當前一個世界性的問題,其不僅影響當下人們的生活質量,更是關系著未來的可持續發展。而住宅建筑作為當前社會能耗比較嚴重的一環,需要將節能理念貫穿建筑設計的全過程。對于建筑設計人員來說,一方面要加強自身的業務素質,以國家相關的標準和規范把好建筑設計的節能第一關,另一方面還要充分結合實際情況,不斷挖掘住宅建筑的節能潛力,設計出真正環保節能、健康、舒適的高品質住宅,從而為進一步提升住宅建筑節能水平做出新的貢獻。
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關鍵詞:建筑墻體;防裂縫;施工技術
墻體作為建筑物的重要承重構件及圍護結構,其質量好壞對建筑物-的影響不容忽視。但是,在建設和使用過程中會出現不同形式、不同寬度的裂縫。這些裂縫不僅影響建筑外觀造型和使用功能,而且降低了墻體的質量,影響到結構的承載力,嚴重者甚至引起房屋的倒塌,造成生命財產的損失。本文對墻體裂縫的產生原因、裂縫特征以及防治措施等問題進行分析研究,并從建筑施工角度,提出預防墻體開裂的技術措施。
1.建筑墻體在施工中產生裂縫的主要原因分析
1.1施工設計不夠合理、科學
在落實施工設計時,有些施工企業并沒有嚴格按照施工要求對墻體裂縫防治予以科學、合理的設計。盡管在在其它工程建筑過程中,制定了相應的防裂縫方案,但是,其防裂縫設計完全不符合相應規范要求的規定,從而難以將墻體裂縫進行科學、合理的防治,更重要的是對建筑物的使用壽命帶來巨大影響。除此之外.對各種新式墻體砌筑材料的選用也極其重要,但是,因砌筑砂漿的強度或者是砌體強度都有很大的差別,特別是強度較低的砌體材料引起墻體裂縫開裂的情況非常常見的。
1.2地基沉降
如果是在軟土地基上進行施工,常會有斜裂縫的產生,這主要是由于因地基下沉不是非常的均勻,從而使得墻體所能夠承受的剪切力過大。因此,建筑結構剛度差異和使用不合格的施工材料時,都會導致建筑物墻體產生開裂現象。
地基沉降也會產生窗間墻水平裂縫,如果地基的沉降單元上部受一定阻力作用時,便會使窗間墻產生較大的水平剪力,從而便產生了墻體裂縫。
在建筑施工過程中,其房屋窗臺有時也會產生豎直方向的裂縫,這是由于當窗間墻受荷載作用時,因窗間墻與窗口承受集中荷載能力是比較大的,導致窗間墻因受到反方向出現變形,從而在墻體中出現開裂現象,如果開裂現象十分嚴重,也可能會擠壞窗口,這樣一來,對窗扇的使用帶來影響。
1.3產生溫度應力
在具體建筑過程中,由于建筑物各種部位的溫度存在較大差異,但是,此種溫度差異會使建筑內外溫度不夠協調,從而導致建筑墻體產生開裂現象。一般來說,此種裂縫現象常在鋼筋混能夠結構中出現,其裂縫形式主要有以下集中:垂直縫、水平縫、八字裂縫等,
1.4施工質量較差
在實際建筑施工中,一般來說,將各種強度砌體予以混合砌筑,但是,由于各種砌體材料在砌體砌筑時,交互組合,從而因吸水率、熱脹冷縮等的影響,造成建筑墻體產生裂縫。
砌筑砂漿強度也會對墻體開裂產生極大的影響。因此,在攪拌砂漿過程中,有時會不夠均勻,這樣一來,便出現了砂漿強度過高或者是過低現象。除此之外,在砂漿配制上,若砂漿中放入的砂含量偏多,那么會降低砂漿的強度;而如果水泥含量偏多,那么則會增加砂漿強度:如果水量過大,那么砂漿稠度也會大大降低,從某種方面來說,對砂漿強度會產生較大的影響。因砂漿干縮量增大,從而導致在灰縫處,產生開裂現象。
在砌筑砂漿過程中,如果對砂漿攪拌不夠均勻,那么也會導致墻體裂縫現象的產生。若需要攪拌的砂漿量偏多,并且存放較長的實踐,甚至是在使用砂漿之前,早已凝結成塊,從而會破壞砂漿強度,甚至對整個建筑墻體質量都會產生較大影響,在墻體中產生大量裂縫。
2.防范建筑工程中墻體裂縫產生的有效對策
2.1地基沉降引起墻體裂縫的處理對策
首先,要對不均勻地基與軟土地基加以有效的處理,特別是在擬定地基加固方案時,既要對地基處理加以考慮,又要對建筑上部結構處理予以全面考慮,而且還要更好的將二者緊密相結合。在對建筑上部結構處理過程中,要想盡一切辦法改變建筑物體型,簡化建筑物平面設計,科學、合理的設置沉降縫,因此,地基結構我們可以選用輕型結構或者是柔性結構。
如果地基是由于凍脹原因而引起墻體裂縫產生,要確使地基的基礎埋設深度在冰凍線以下。雖然為附屬結構或者是其它小型建筑物,同樣也必須將地基埋設冰凍線之下。一旦地基基礎不能處在冰凍線之下,那么要對非凍脹土應用加以全面考慮,以便消除地基凍脹現象。而如果是基礎梁、單獨基礎來承擔墻體重量時,則應該在基礎梁下風合理設置孔隙位置,從而有效避免因地基凍脹導致墻體裂縫的產生。
2.2避免溫度應力的影響
受溫度應力的影響,導致建筑墻體裂縫的產生也是較為常見的一種現象。想要解決此中裂縫的產生,首先要對伸縮裂縫加以科學設置,從而避免伸縮縫錯位與樓面錯層的產生。此外,也可以加設密環形圈梁,同時增加圈梁的高度,而且在建筑物窗口上下位置處加設鋼筋混凝土圈梁;還要加強屋面隔熱與保溫性能;針對墻體與樓板的隔離,我們常常使用油氈或者是鐵皮,與此同時,要在女兒墻的墻根預留一定的空隙,這樣一來,能夠使結構伸縮更加自由;對建筑結構的薄弱環節也必須予以加強,增加建筑結構的抗拉強度。
2.3設計方面
對軟地基要進行科學、合理的處理,并且增強建筑物的上部結構剛度。更重要的是要對濕陷性黃土或者是膨脹土都要進行特殊處置。要在相鄰兩個建筑物問設置合理的縫隙,而且還要對相連兩基礎沉降量予以準確計算,這樣一來,確保建筑物沉降量和兩個相鄰基礎沉降量相同。
3.防范墻體裂縫的施工技術
3.1打牢地基
①科學、合理的設計沉降縫,這樣一來,能夠自由沉降,從而有效避免沉降裂縫的產生。②加強對建筑物上部結構處理,提高建筑墻體抗剪強度。而且對建筑物基礎部位以及樓層門窗口結構設置圈梁,特別是在完成砌體操作時,必須嚴格按照規范要求施工,例如:在使用前,要將磚完全浸濕,從而改善砂漿和易性,而且也使砂漿強度有所增強。③若地基十分負載,在開挖基槽以后,要先進行釬探,在探出有軟部位之后,采取有效的對策加以處理,完成加固之后,才能繼續施工。④建筑大窗口下部,要設置反磚旋與混凝土梁,從而有效緩解窗臺變形,減少窗臺產生裂縫現象。在砌筑窗臺時,盡量不要使用半磚。同時,要在窗洞下增設約40mm鋼筋混凝土,這主要是由于設置鋼筋混凝土能夠解決窗下角問題,.并且提高建筑結構特性。⑤在澆筑混凝土時,機械振搗相時較難,從而難以確保芯柱質量。想要從根本上解決此問題,通常采用240mm×190mm或240mm×240mm構造柱,從而替代“暗芯柱”,在此過程中,還需要留有拉結筋位置,這樣一來,能夠提高建筑抗震能力,保障芯柱質量。
3.2減少溫度應力產生
在建筑屋蓋部位設置控制縫,要求間距是30mm。若現澆混凝土挑檐長度超過12m時,還要設置分隔縫,而且寬度要大于20mm;在嵌縫時,要使用彈性油膏。在設置灰縫鋼筋時,必須要嚴格遵循以下要求:①在鋼筋要設置在墻洞口第一道與第三道,其鋼筋伸入長度至少在600mm以上。⑦灰縫鋼筋和建筑配筋的距離至少在600mm以上。③把灰縫鋼筋兩端錨入相交墻中,而且要求錨固長度至少為300mm。④在頂層圈梁設置長度在40-50mm遮陽板,從而避免陽光對鋼筋混凝土圈梁照射,縮小結構內外溫度差,從而減小應力的產生。砂漿中灰縫鋼筋的埋入,要求保護層外側的長度不能少于15mm,并且上下長度不能超過3mm。
3.3施工的規范
①在砌筑施工過程中,必須嚴格控制材料質量,并且按照施工要求,配制砂漿。逐步改善建筑墻體砂漿強度,這樣一來,才能增強砌體抗拉強度。②在砌筑過程中,其高度不能超過1.8m。③待水泥混合砂漿與水泥砂漿抹灰都在凝結后,再進行涂抹。④在砌筑時,不能有打鑿現象發生。確保砌體質量,使砂漿更加飽滿。⑤在施工階段,要嚴格按照規范要求預留孔洞。
4.結束語
對于墻體裂縫要從施工方面采取措施,嚴格按照規范施工,抓好施工管理,另外還要做好日后保養。只有我們在施工、使用各個環節采取有效措施,才能夠避免或減輕墻體裂縫,從而保證建筑物的安全、可靠和美觀。由此看來,我們必須對產生裂縫的原因加以深入探究,并且還要及時制定出一套完善的防治裂縫產生的對策,這成為當前建筑施工中解決的首要問題。