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關鍵詞:建筑結構;設計優化;模型;計算
隨著經濟的發展,人們的生活水平也得到了一定的發展,居民對于購房過程中逐漸考慮多方面因素,無論是安全性還是經濟性和外觀設計,都成為了主導消費者選擇的因素。因此在建筑結構設計中,不僅要對施工過程是否合理進行考慮,還要實現對設計方案的不斷優化,從經濟型以及安全性和外觀設計等方面提高建筑的基本價值。文章對建筑結構的設計優化方案在房屋結構設計過程中的作用進行研究分析,希望能夠更好的促進我國建筑設計者的創新意識的發展。
1結構設計優化方案的理論分析
站在理論層次來看,在進行結構設計優化的過程中,要充分考慮到安全性以及可靠性在建筑整個過程的發展和體現。與此同時,還要盡可能的保證建筑物的設計美觀和結構合理。因此要想達到這些目標,需要不斷的對結構設計方案進行合理的分析設置,并對計算方式進行合理的選擇,以便能夠更好的滿足當前的既定目標。在實際設計的過程中,想要對房屋工程結構進行優化,就需要從圍護結構以及屋蓋系統和其他細節部分進行考慮。采取合理的方法對其造價以及結構進行整理的安排優化,不斷實現經濟性以及安全性目標的達成。為了更好的適應時代的發展需求,建筑結構的設計中要充分創新,不斷提高設計的特殊性以及新穎性。從對稱性以及獨特性的角度出發,對建設設計方案進行不斷的修改完善,并運用實際所學知識來實現對構架的合理布置,避免使用轉換層機構。對不規則建筑設計的原則要進行恰當的處理與使用,從根本上完善設計方案,實現設計過程的整體優化。
2結構設計優化技術具體運用
2.1建立優化結構相關模型
在對房屋結構設計中,要充分對建筑結構設計優化方法進行使用。在具體實施的過程中,可以從三個步驟來實現最終的設計優化目的。(1)對設計變量的選擇。在進行設計變量的選擇過程中,要對影響建筑結構的相關參數進行系統的研究分析,并進行綜合考慮選擇。將對建筑結構影響的參數作為當前模型中的設計變量,這些變量主要包含損失的期望值以及結構的過后家和約束控制的相關參數等,最大程度的保證設計便變量選擇的合理性。(2)確定目標函數。在進行實際優化的過程中,除了對必要的參數進行選擇之外,還需要尋找到一些相關條件來實現對工程造價的降低,而這些條件主要包括相關建筑截面的具體尺寸以及鋼筋的截面積等。(3)確定相關約束條件。在對房屋結構設計優化過程中,要保證房屋結構設計的合理性以及可靠性,確保相關的設計條件能夠得到滿足。而設計優化過程中的約束條件主要有裂縫寬度、結構強度、應力約束以及結構體系約束和尺寸約束等,在進行結構設計的過程中,要充分的對目標約束條件與實際情況形成對比,確保約束條件能夠滿足相關的規定要求,從而力求設計達到最佳。
2.2選擇合理的優化計算方案
在進行方案設計的過程中,設計者要充分考慮當前的施工過程中的內部和外部環境,確保各種因素能夠在可行的范圍之內。借助對約束條件以及非線性優化問題等的具體研究和分析,最計算方案之中選取最適合當前施工狀況的方案,從而確保方案設計更具有合理性。而在對設計方案進行優化的方法選擇中,拉氏乘子法、復合形法以及Powcll法使用相對較為頻繁。
2.3對程序問題進行設計優化
在對房屋結構設計的優化過程中,通過確定設計變量以及目標函數和約束條件從而實現對計算方法的合理選擇,最終不斷的實現對房屋結構設計的優化活動。而在優化過程中,還需要對對相關程序進行創新設計,以便于能夠更好的對設計過程中出現的任何一個問題進行運算,確保設計方案的合理性。
2.4結果分析
在進行計算的過程中,要對計算結果的合理性進行再次的分析研究,最終來選取適合相關房屋結構設計的方案。在方案選取的過程中,要對能夠產生影響的諸多因素都考慮在內,并且從多角度來看待這些因素所產生的問題,這能夠更好的促進設計優化的作用,從而確保設計方案的合理性以及安全性。在施工問題上,設計方案能夠更好的優化當前資源使用的程度和效率,確保資源不被合理的浪費的同時又能夠保障相關技術支出不受縮減,其能夠起到一個整體的統籌作用。
3結構設計優化技術的實踐應用
在對于項目工程設計的過程中,無論前期設計還是后期設計,無論舊房改造還是抗震設計,結構設計優化技術運用在工程的每一個環節之中。因此,在結構設計過程中,要合理的選擇結構的形式以及對設計方案進行深層次的優化,將概念設計和細節設計相結合,從而實現對方案最終的優化;在結構設計優化技術的實踐作用之中,要充分將其運用在對地基基礎的設計問題上,其能夠更好的幫助房屋建筑實現安全性和可靠性,確保房屋建造的質量。
4結束語
分析建筑結構設計優化方法,可以得知,其對于房屋結構設計的作用是無法取代的。因此,選擇合理的優化方案能夠保證房屋建設在達到相關建設標準要求的基礎上實現經濟最大化。建筑結構的設計優化是一個相對復雜的概念,只有不斷的加強研究和分析才能夠更好的實現其在現實生活中的運用。文章在對建筑結構優化設計過程以及問題等多方面分析角度下,希望能夠給相關的設計人員帶來一定思考和啟發,從而提高建筑結構的優化方案設計,實現房屋建造的安全性以及穩定性。希望文章對建筑結構優化設計方案的論述,能夠促進讀者對這一概念的更好的理解和思考。
作者:郭睿 單位:中鐵工程設計院有限公司
參考文獻:
[1]范國興.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用研究[J].雞西大學學報,2014,(8):23-25.
關鍵詞:房屋建筑;設計;基本原則;要點
中圖分類號:TU8文獻標識碼: A
引言
建筑工程質量的優劣直接關系著了人民的生命財產安全。因此,在進行建筑工程結構設計的階段,我們應該不斷的把握建筑工程結構設計的要點,將建筑工程結構設計的方方面面的工作能夠做的細致和具體,進而確保建筑的質量,確保用戶的使用安全。
一、建筑工程結構設計的基本原則
建筑工程結構設計是一項綜合性強和政策性、涉及面廣泛的創作活動。建筑工程結構設計成果不僅能體現當時的地方特點、科學技術水平、社會經濟水平、文化傳統和歷史的影響,建筑工程結構設計還必然受到當時有關建筑方針政策的制約。建筑工程結構設計除應執行國家有關建筑工程建設的方針政策外,尚應執行下列基本原則。
1.建筑工程結構設計應遵守當地城市規劃部門制定的城市規劃實施條例。城市規劃包括總體規劃和詳細規劃,城市規劃規劃實施條例是對貫徹執行規劃的具體規定。建筑工程結構設計必須服城市規劃的總體安排,充分考慮城市規劃對建筑工程群體和建筑工程個體的基本要求,使建筑工程成為城市的有機組成部分。
2.根據建筑物的用途和目的,綜合建筑工程的經濟效益、環境效益和社會效益。建筑工程結構設計講求效益要克服片面性,不僅要對建筑工程自身進行經濟評估,同時還應對建筑的社會貢獻和在促進環境改變的效益方面進行評估,把經濟效益、環境效益和社會效益三者有效的結合起來,全面的對建筑工程結構設計進行效益評價。
3.適應我國經濟發展水平,在滿足當前需要的同時適當考慮將來提高和改造的可能。建筑設計應該考慮遠近期結合,使設計在近期與現實經濟條件相適應,建筑工程而在遠期有適應更高要求的可能。在建筑工程個體設計中,未來于現實之中的建筑工程結構設計手法稱潛伏設計。
4.節約建筑工程能耗,保證建筑工程圍護結構的熱工性能。我國是一個幅員廣大的國家,南北不同的氣候區分別存在著保溫和隔熱的圍護結構熱工問題。應該從建筑工程節約能源出發,合理選擇建筑工程圍護結構。處理這個問題,應著眼于建筑工程結構設計長期效益和綜合效益,不能只考慮建筑工程短期經濟效益造成能源浪費。
5.合理利用城市空間和土地,提倡城市社會化綜合開發建筑工程。城市土地十分有效,要在城市社會化改變那種一個單位一棟樓、封閉、小而全的“割據”局面。按城市規劃要求,建造適當體量的綜合性建筑的工程,不僅可以有效的利用城市空間與土地,提高城市土地利用的經濟效益和社會效益,還能豐富城市建筑輪廓線,增強建筑工程的藝術效果。
二、我國現階段房屋建筑設計存在的問題
1.過于簡略的設計圖紙
建筑施工的基礎是建筑結構設計圖紙,這就要求建筑圖紙能夠非常詳細的說明建筑結構設計的每一個環節與細節。例如,結構類型、抗震防震、墻體材料等方面。在當前建筑施工過程中,一些建筑施工單位的建筑結構設計不夠規范。例如,在梁、柱、墻的配筋圖中,使用的是不太標準的圖集,對地上、地下的結構標高和結構層高沒有進行清晰的標注,導致施工現場一片混亂,從而引起一些建筑施工方面事故的發生。
2.不科學的建筑基礎選型
建筑基礎的選型對建筑的安全與實用起著極其重要的作用,所以需要對建筑基礎的選型提高重視。在當前的建筑基礎選型的過程中,沒有按照科學的方法進行選擇,導致一些建筑沒有到達建筑安全系數方面的要求,這樣一來,不但縮短了整個建筑的壽命,也嚴重影響了整個建筑中居民的安全。
3.盲目的追求低含鋼率
當今社會,建筑方的工程數量日漸增多,而少數的建筑方則為了追求更高的經濟效益,盲目的追求建筑材料的低含鋼量,在建筑結構設計中忽視了設計情況,導致建筑施工的安全性降低,對建筑工人的生命安全有很大的消極影響,更降低了今后建筑中居民們的安全系數。
三、建筑結構設計要點分析
1.建筑結構的合理設計方案
建筑結構設計方案是否合理直接決定了建筑時候能否順利進行。更是影響了整個建筑的使用年限和使用質量。所以,結構設計的科學合理至關重要。下文對結構設計的合理方案進行探討。
1.1結構計算
在結構計算的時候,在底框砌體結構驗算的過程中,底部剪力法儀適用于剛度較為平均的多層結構。在有著薄弱層的底層框架混合結構中,要考慮塑性變形集中造成的影響。底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻。因為底框架結構中只有底層框架抗震墻,應該選用雙保險的辦法。然后,在建筑結構設計方案的時候,要保證荷載計算正確。在荷載計算過程中,設計人員要結合建筑用途、整體結構,科學準確的計算出建筑荷載范圍。確保建筑結構穩定,避免后天人為的破壞。在整個結構設計過程中,結構計算關系建筑工程的穩定性和安全性。所以在計算時務必要做到仔細。
1.2結構構造
對于建筑結構而言,以下幾個方面需要加強:第一,抗震設計時,考慮構件配筋率的問題。如果發生地震災害,建筑結構應具有一定的延性,與最小配筋率需求相符。第二,鋼筋中各個位子的延伸長度、錨固及搭接長度等,應與相關規范一致,嚴格按照強度要求選擇原材料。第三,建筑屋面發生墻體裂縫是常見問題,在設計時如果可以采取合理的通風融熱技術與措施,可以有效的避免這個問題發生。
1.3結構抗震
抗震設計是每個建筑不可缺少的結構設計之一。在一般住宅建筑中,結構設計可采取縱墻和橫墻結合的方式,共同承載壓力。在對稱的基礎上,保證上下層墻體的一致。在高層建筑中,抗震結構不能使用常用的單向布置形式,應選用雙向布置形式來提高建筑的抗震水平。為了更好的確保建筑整體性能,采用框簡體系與抗震墻分別抗震的設計形式來控制各個樓層的連接度。同時注意建筑結構盡量遵從規則性,發揮防震縫的作用,提高建筑結構的使用性能、延長建筑使用壽命。
2.火災自動報警系統的設計要點
根據被保護對象發生火災時燃燒的特點確定火災類型;根據所需防護面積部位;按照火災探測器的總數和其他報警裝置(如手報)數量確定火災報警控制器的總容量;按劃分的報警區域設置區域報警控制器;根據消防設備確定聯動控制方式;按防火滅火要求確定報警和聯動的邏輯關系;最后還要考慮火災自動報警系統與智能建筑“3AS”(建設設備自動化系統、通信自動化系統、辦公自動化系統)的適應性。
3.建筑外墻設計
在建筑設計中,外墻材料的選擇應主要取決于建筑的風格與功能,并應根據地理位置、氣候、條件、風俗習慣、審美觀念、文化傳統等因素綜合考慮。設計中應充分考慮到材料使用后的實際效果和維護、修補、清洗等具體問題,色彩是城市的建筑語言、形象體現,它能直接反映出一個城市的整體風貌體,現出時代的氣息。外墻的色彩是建筑物的面容,顏色和質地都有視覺上的重量感和沖擊力。目前易見的問題是色彩的選用上,設計者對建筑元素考慮多,而對周邊空間及環境的因素考慮少,造成整體的不協調。
4.重視建筑節能
在設計中,建筑節能也是大有可為的。比如,體現在日常生活中的能源節約可謂比比皆是,大到居住區的中水系統設計,小到家庭抽水馬桶上的設計,都會有效的節省水資源。比如建筑的外墻、門窗、屋面、采暖系統等都是關系建筑節能的重要部分。高舒適度、低能耗的建筑設計可以從四個方面入手:a.熱功能環境;b.空氣質量;c.聲環境;d.光環境。這些內容都會引起設計的變化,原來的建筑設計是一個線型分布,現在應該全部整合起來,成為一個新的能量技術工程。
結束語
綜上所述,建筑工程結構設計是一項既全面又系統的工作,在對建筑工程外觀的要求進行合理協調的同時,還需要滿足相關的安全系數。所以,建筑工程結構設計人員需要具備堅實基礎的理論內容、創新靈活的思維以及嚴肅認真的工作態度,這樣才能使建筑設計更加完善。在建筑行業日漸發展的過程中,需要我們運用相關的理論知識,對建筑結構設計過程中出現的問題進行分析與總結,并且制定相應的對策,從而促進建筑行業的健康、協調發展。
參考文獻:
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[3]程慧華.房屋建筑結構設計及其要點分析[J].科技與企業,2012,07:212.
關鍵詞:房屋建筑設計;問題;對策
1 我國房屋設計的現狀
1.1 錯層不合理
錯層在一些情況下是一種行之有效的處理手法,但是錯層住宅也存在一些弊端,如果不分對象不分場合地濫用,那就欠妥當,以下兩種情況就不適合采用錯層:
1.1.1 小面積戶型不應采用錯層式。有的住宅,面積不大,為了做出錯層,免不了踏步的設置,而踏步卻占了一定的面積,這不但減少了使用面積,而且由于踏步的空間分界作用使房屋空間顯得小氣。
1.1.2 在地震區避免采用錯層式。根據抗震規范要求,在建筑物的整體布置上,應盡量保持體形上的對稱和簡單,質量和剛度的對稱和均勻分布,避免平面上和立面上的突然變化和不規則的形狀。
1.2 躍層泛濫
在多層、高層住宅中,國內近幾年比較喜歡設計躍層式住宅,躍層式住宅一般是在獨戶式一層住宅中采用,在戶內設置樓梯為垂直交通。一般每戶在同層內布置房間,完全可以滿足使用功能的要求。
1.3 廚、衛不協調
廚衛管線布置缺乏協調。由于目前國家在廚、衛管線布局等方面沒有嚴格的統一標準,造成各工種各自為政,各種管道的配置任意性大,各專業過分強調本身的特點,而不是服從使用功能,考慮放置設備及裝修的要求。特別是煤氣管任意穿行廚房,造成廚房布置櫥柜困難。
1.4 外觀“歐風”
一些地區住宅外觀歐式成風,造成這種現象的原因主要有兩點:(1)抄襲成風,住宅設計存在“克隆”,當前的住宅設計是“大城市克隆外國、小城市克隆大城市,村鎮克隆城市”,不考慮“因地制宜”,不講是否適用,不顧及經濟條件,不追求個性特色。(2)包裝重于功能,把過多的精力放在追求造型的時髦、新潮上,而忽視住宅使用功能的完善和提高。
2 房屋建筑設計中的常見問題
2.1 有的設計建筑住宅達不到采光標準的規定。
2.2 不能滿足使用功能要求或使用不便,常見的是在住宅設計中,廚房及衛生間沒有直接采光和自然通風;客廳朝向不好;無直接采光,而且開門洞口過多,交叉干擾大,使用十分不便。
2.3 建筑物長度過長,超過溫度變形的允許長度,未設伸縮縫,導致建筑物的墻體產生裂縫。
2.4 在公共建筑的設計中,未考慮殘疾坡道及專用衛生間。
2.5 建筑物的臺階、平臺、窗井,地下建筑及建筑基礎,除基地內連接城市管線以外的其它地下管線突人道路紅線。
2.6 通道高度不夠,特別是樓梯底、粱底高度不夠,住宅樓梯扶手、陽臺、外廊、室內回廊、上人屋面、室外防護欄桿高度不夠,放置花盆處未采取防墜措施,外窗窗臺距樓面、地板的凈高低于 0.9m 時,未設防護設施,容易發生事故。
2.7 安全出入口和疏散樓梯的數量、疏散、防火門開啟門方向、大房間和地下室的出口設置不夠,未能嚴格執行防火規范的規定。
2.8 住宅設計有的衛生間門直接開向起居室(廳)或廚房,衛生間直接布置在下層住戶的臥室、起居室和廚房的上層。
2.9 有的設計消防通道洞口的高、寬不符合規范要求。供消防車取水的天然水源和消防水池未設消防車道,高層建筑的周圍未按規定設置環型防車道。汽車庫、修車庫貼鄰近其它建筑物時,沒有采用防火墻隔開。
2.10 無直接采光的餐廳、過廳等,其使用面積大于10㎡。
2.11 在建筑設計的說明中未能注明外門窗保溫性能和氣密性能的級別要求。
3 房屋建筑結構設計中的注意事項及主要問題
3.1 房屋建筑結構設計中的注意事項
3.1.1 地基結構設計中應注意的問題。地基是房屋建筑最根本的環節,也是結構設計的基礎部分。地質因素是地基結構設計首先要考慮的條件,水文條件、房屋建筑的承載力情況以及地區抗震烈度等因素都要被結構設計綜合考量。在認真比對的基礎上,設計出合理經濟的基礎形式。
3.1.2 承重墻結構設計中應注意的問題。在理論上,承重墻越多的房屋建筑,該建筑的安全質量就越好。但是,過多的承重墻應用不符合結構設計中美觀大方的原則。結構設計者要在保證房屋建筑質量的安全性的基礎上,盡可能的減少承重墻的設計,對于不可取代的承重墻,
要提高其抗剪強度,選用強度等級高的承重墻建筑材料,提升承重墻抗壓、抗震能力。
3.2 房屋建筑結構設計中的主要問題
當前房屋建筑結構設計中的常見問題主要有,樁間距過小,樁身鋼筋籠長度不足,承重磚基礎采用多孔磚砌筑,房屋高度、高寬比超過現行規范、規程的限值。樁間距過小,不滿足規范對樁的最小中心距的規定,特別是試樁、錨樁之間的間距,往往被設計人員忽視,這直接影響了試樁結果的正確性。樁身鋼筋籠長度不足,對擠土灌注樁,樁身鋼筋籠長度沒有穿越軟弱土層的層底深度,不能滿足樁基規范。承重磚基礎采用多孔磚砌筑,是根據多孔磚墻體結構構造,地面以下或室內防潮層以下的基礎不得采用多孔磚砌筑。房屋高度、高寬比超過現行規范、規程的限值,就現行的規范、規程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。
4 房屋建筑設計的對策
針對房屋住宅建筑存在的問題,根據實踐經驗房屋住宅建筑設計采用如下的方法,可使住宅建筑更適合于居住。
4.1 平面布局面應因地制宜
居住者層次不同,審美意向和價值取向不同,家庭結構各異,對住宅要求就不同;同一居住者不同時期對空間的使用也有不同的要求與選擇,因此,在住宅建筑設計時,除了提供豐富多樣的套型平面外,同時也要求住宅的平面布局能適應這種變異性和差異性。“部分靈活”的單元大開間,雖有固定的廚房、衛生間、入口和單元的形狀,但可劃分成不同的平面布局,滿足不同層次的需要。
4.2 廚、衛應合理布局
廚房是家務勞動集中的地方,是否適用不僅取決于有一定的使用面積,而且也取決于形狀和尺寸是否適合布置設備及操作。根據洗、切、燒的操作過程,廚房的臺面呈 l 型及 h 型柜式布置較合理,并要求有足夠長的臺面能置放電飯煲、微波爐等家電。衛生間應隨套型面積的擴大也相應增加,一般衛生間有浴缸、蹲便器或馬桶、洗臉盆等。盥洗室分設后,上部空間可設吊柜,也可與廚房入口結合,留出一個完整的墻面作為用餐空間。
4.3 室內外環境要協調一致
人們在生理上的需求得到滿足以后,心理需求就變得愈加重要,如居住房間的領域感、安全感、私密感;居住環境的藝術性、情感性等。室外環境設計是提高居住環境質量的另一個重要方面,一個好的外部環境:①要有一個好的總平面布局,在總圖設計時盡量避免外部空間的呆板,努力創造一個活潑、新穎、生動有機的室外空間;②環境設計,多考慮一些人際關系、鄰里交往的需要,設置必要的公共活動所和交往空間。在綠化設計時,應根據樹的不同科目、不同形狀、不同色彩、不同的季節變化進行有效搭配,以致增加綠化的層次感:用水石、綠地、鋪地來劃分地面,配置雕塑,布置桌椅,使綠地真正融入人們的生活,促進人與大自然的和諧。
5 結束語
我國房屋建設設計中仍有諸多問題,需要我們革新設計理念,制定出合理且滿足人們居住需求的設計類型。同時更為重要的是相關部門應該出臺有效的設計規范,有力的規范建筑行業在房屋設計中的行為。
參考文獻:
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[2]王艷霞.建筑結構設計中的結構概念應用[j].中華民居,2010,(01).
1房屋建設常出現的問題
沒有充分考慮房屋采光需求,可以表現為房屋太長,光線無法投射到更深層;房屋與房屋之間的縫隙不夠影響通風;在設計衛生間時,要注意衛生間的開口方向不能正對著臥室也不能對著餐廳;衛生間排氣扇沒有安裝,導致異味產生,閉塞的環境同樣有利于病毒細菌的滋長,這是極其不衛生的;樓梯寬度不適宜,人流量大的地點極易造成擁堵;樓梯下方的高度不夠,造成過往行人碰頭現象也時有發生:房屋外護欄設計不夠高存在安全隱患,同時欄桿與欄桿之間的縫隙如果太大,一些幼童在家長不注意的情況下可能發生事故公共建筑安全通道不夠多,設置標志不明顯;陽臺上放著花草的家庭要格外注意,最好能夠在花盆外加設護欄,防止其髙空墜落砸傷行人,釀成惡果;地板鋪設要考慮當地氣溫狀況,防止由于過于潮濕而發霉,或者因為房屋漏水導致地板漂浮,或者因為氣溫冷熱差異過于明顯造成熱脹冷縮現象,得不償失;房屋層髙不合理,太低會讓人心情壓抑而且不利于光線射入,太髙則是浪費空間;房屋隔音效果差,隱私不能保證,而且影響休息;水資源循環利用系統不到位,浪費大量水;房屋承重有問題,私人隨意拆除房屋內承重柱,易造成可怕后果等等。
2綠色建筑設計
2.1綠色建筑概念
所謂的綠色建筑就是在房屋建設及其投入使用的過程中能夠保證各項能源重復高效利用,減少環境污染,保護人類共同家園,綠色建筑與傳統建筑相比,能源損耗更小,而且在保證基本需求之外,通過節約能源,減少了房屋居住的成本,實現了社會效益、經濟效益與環境效益的高度統一。
2.2綠色建筑設計的特點
綠色建筑最大的特點就是對能源的重復再利用或者是對自然資源的開發利用,可概括為兩個字為節約。例如對于通風來說,在建造房屋時會考慮到當地的主導風向,房屋建設在對風口上,可以自然通風;再比如房屋頂端可以設置與水收集裝置,將收集的雨水用于沖洗廁所或者橈花等也是不錯的選擇;以及現在較為普及的太陽能熱水器也是新能源利用的典型范例^
2.3綠色建筑理念的具體理念
綠色建筑還要考慮的就是因地制宜,能夠充分考慮到當地獨具特色的地理環境以及豐富的能源,提高對這些資源的利用率,將其巧妙地運用到房屋建設與設計中,充分體現于自然的完美結合。綠色建筑的意義還在于不僅僅為當代人提供舒適便捷的生活居住環境,而且也為子孫后代們考慮,為他們留下較為充足的資源,綠色理念代代相傳
3節能建筑的設計
3.1節能建筑設計的概念
節能建筑理念指遵循節能的基本方法,對建筑物進行一定的劃分及建筑群體還有建筑物的朝向及間距等問題都要進行研宄,髙建筑物受到當地風向的影響較大,一般地區的風向具有一定的規律,在設計中要對風向的問題進行考慮,盡量的設計出低能耗的建筑物。
3.2節能建筑設計的具體概念
現代建筑設計中地源熱泵是比較先進的清潔能源的技術,主要的核心功能是經濟環保切節能可靠,這項技術響應了可持續發展的號召。節能設計中太陽能這種可再生能源被廣泛的應用,現在我國的部分地區具有一定的應用,更廣泛的應用還在不斷的開發。建筑物的屋面是能耗的主要部位,房屋面的設計研宄重點是采取節能保溫的關鍵,墻體的隔熱保溫還有隔聲等功能都有待提高,特別是要對外墻體的防水砌筑問題加以注意。
4智能安全建筑設計
4.1智能房屋建筑設計的概念
隨著現代社會科學技術的日新月異,髙新技術也逐漸運用到房屋建設上,智能房屋就是將當代技術,例如監控網絡、自動化家電、機器人保姆等等引進到工作生活中,將整體建筑處于智能操作化之中,形成系統,這樣有利于人們生活,方便了大家。
4.2智能化建筑的具體理念
通常會把智能化建筑分為樓宇自動化、辦公的自動化及通信自動化三個系統,現代房地產公司為了提高自己的競爭力又提出了信息管理自動化和防火自動化,相信未來智能建筑方面發展會有一定的完善。
4.3火災自動報瞥系統的設計
火災報警系統有觸發器、報警裝置及火災瞥報裝置等部分輔助的裝置組成,這樣的裝置能在發生火災時就將火災的信號轉換成為電信號,在把電信號傳到火災報警控制器,同時,火災發生的地點等信息傳輸到報警控制器里,這樣人們可以及時的發現信息而快速采取一定的措施。
5結語
1、三維家是一個比較專業的房子設計軟件,有個人版和企業版。
2、酷家樂是很多設計師的首選,操作比較簡單。
3、美家達人的操作簡單,易上手,適合很多剛剛接觸這一行的人員。
4、72炫功能齊全,素材豐富,但需要安裝軟件才能獲取素材。
如今我國的建筑耗能總量已經接近能源總量的三成,在能源利用過程中,會產生大量的污染物,由于能源消耗巨大,導致天然資源也日漸枯竭,傳統的三種能源(煤炭、石油、天然氣)形式不得不開始向其他可持續資源進行轉變。在建筑中實現節能減排是順應社會發展潮流也是人心所向,同時提高房屋建筑節能設計也是現今建筑節能設計中的重要部分。所以說在房屋建筑中實現節能設計極為重要。
2房屋建筑節能設計規劃
2.1房屋建筑墻體節能設計
墻體屬于房屋建筑中護結構的主體,如果采用保溫性能良好以及蓄熱能力較強的墻體,那么就可以很好的實現房屋的蓄熱保溫能力。在對墻體進行施工時,通常采用加氣混凝土砌塊建筑而成。砌塊墻體同樣也可以采用保溫效果較強的復合墻體形式,如外保溫復合墻體、內保溫復合墻體以及夾芯復合墻體等。
2.2房屋建筑屋面節能設計
屋面是護結構中很重要的一部分,做好屋面的節能保溫隔熱設計至關重要。在對屋面的節能設計施工中,采用高效的保溫材料作為屋面的保溫層,同時還可以采用倒置式屋面和架空型保溫屋面等保溫方式來提高房屋屋面的保溫隔熱性能。在進行屋面的保溫層施工時,要嚴格按照施工要求進行。由于要控制屋面的重量和厚度,這就必須采用密度不宜過大以及導熱系數不宜過高的保溫材料,并且要控制好保溫層材料的吸水率,防止屋面在進行濕作業時由于保溫層大量吸水而大大的降低了保溫效果。對于一些吸水率較高的保溫層要設置排氣孔以排除保溫層中的水分,從而提高保溫效果。
2.3房屋建筑門窗節能設計
在房屋建筑中,由于門窗隨時都在開關,導致屋內熱能流失嚴重。在保證采風、采光和觀景不受影響的條件下,通過對房屋的窗墻面積比、玻璃窗層數等進行科學合理的設計來加強門窗的氣密性。
(1)合理設計窗墻的面積比。在《民用建筑節能設計標準》對不同朝向的房屋窗墻配合比做了嚴格的規定,在南向、北向和東北向的窗體面積比分別控制在0.35、0.25和0.3內,根據房屋的不同朝向進行合理的選擇窗墻面積比,同時結合氣候環境特征,對房屋的窗面積進行合理的配置,盡量減少北側窗體的面積以減少屋內的熱量散失。
(2)提高門窗的氣密性。在進行房屋門窗施工時,采用大塊玻璃窗扇和平開門窗的方式來減少扇與框、扇與玻璃等間產生的縫隙,并采用密封膠條對存在的縫隙進行處理,而在門窗框同墻體的縫隙間采用泡沫塑料或保溫砂漿進行填充。使用具有良好保溫性能的節能門窗新型門窗材料,從而極大的提高門窗的氣密性,以減少室外冷熱空氣的滲入。
3房屋建筑施工節能設計
3.1現場施工管理
在對房屋建筑進行施工之前,需要對房址周圍的環境條件進行細微的考察勘測,根據建筑節能所需,科學合理的設計出房屋建筑工程圖紙,根據圖紙對房屋建設現場進行管理,確定施工過程、施工工藝以及施工流程等每一個細節都準確無誤,從而保證房屋的節能設計能夠落到實處。同時嚴格對房屋建筑現場進行管理,對房屋建筑材料的利用進行高效的控制,避免建材隨意浪費。
3.2建筑材料管理
在房屋建筑施工階段中,建筑材料管理是否得當直接影響到整個房屋建設的質量,在對建筑材料進行管理時,對不同性質的材料進行分類管理,在施工之前需要進行現場報驗和腐蝕報驗。在施工時,材料切割要嚴格的按照圖紙尺寸規劃進行,并且優化材料切割方案,盡可能的減少材料的浪費,實現建筑材料的高效利用,從而達到節約建筑材料的目的。
3.3建筑混凝土水熱化
在房屋建筑中要控制好混凝土的物料配合比,由于水泥在加水混合時存在水熱化作用,除了與物料的配合比有關,還與外界溫度密切相關。所以為了保證建筑混凝土的強度,通常需要外加劑來保證混凝土澆筑的溫度,從而避免溫度裂縫的出現。通過對建筑混凝土的合理處理,這就可以極大的提高房屋建筑質量,減少房屋材料浪費,實現房屋建筑的節能目的。
3.4房屋建筑工程的保護
首先,在建造房屋建筑期間,同一個房屋建筑不允許建造在性質不同的地基上。并且在地基應用上,盡量全然應用天然地基或是樁基,盡可能避免出現兩種地基各一半的狀況。從而增強房屋建筑的整體剛性,提高房屋建筑的抗震性能。其次,在埋置房屋建筑的基礎時,需注意其埋置深度的控制。若基礎埋置深度過淺,將會減少房屋建筑的嵌固作用,增強房屋建筑在地震期間的振幅,提高震害發生幾率。因此在設計房屋建筑的基礎埋置深度時,應盡量增加其埋置深度。并認真做好基槽回填工作以及夯實工作,確保回填土可基礎側面的緊密接觸,提高房屋建筑地基穩定性。最后,房屋建筑是由上部建筑、基礎兩個部分所構成的一個整體。因此在建筑室外地坪下,不應應用內外交圈基礎圈梁,以免影響上部建筑和基礎的整體性。此外,應將上部結構構造柱鋼筋嵌入基礎圈梁內,從而加強上部建筑和基礎的連接牢固性。若建筑建造地段的土質剛度較弱,則還需設置圈梁在基底底部。
二、房屋建筑屋頂與墻體的抗震設計
在地震期間,房屋建筑的受損程度與建筑質量之間呈正比關系。也就是建筑質量越重,建筑的受震害程度則越嚴重。反之,若建筑質量越輕,那么其受震害程度將會越小。其次,建筑結構越穩定,其在地震災害中的安全性也越高。因此,在房屋建筑結構設計中,應盡可能最小化建筑質量,以達到最小化減小房屋建筑受震害程度的目的。一方面,減輕房屋建筑圍護結構的質量,從而達到減輕房屋建筑墻體質量的目的。若建筑的墻體質量過重,將會降低建筑的抗震性能,使得建筑在面臨地震災害時,易受破壞。因此,在建筑結構設計中,需對減輕墻體重量這一點進行考慮。另一方面,在建筑屋蓋設計期間,應盡量選擇質量較輕的材質。并且不要在建筑屋頂設計中添加不必要的附屬物,以免增加屋蓋重量,間接增加建筑高度,對房屋建筑抗震性能產生不良影響。若在屋蓋設計期間,個別物品是必須建造的,則需要通過設計盡可能降低其高度,并增強牢固性。選擇質量輕的材料,從而提高建筑的抗震性能。
三、房屋建筑結構設計的規則性
1.合理控制房屋建筑高寬度對于房屋建筑而言,其受震害程度與建筑本身的高寬比具有一定的關系。受地震作用影響,房屋建筑的傾斜程度(側移程度)會因為其本身高寬比越大而越嚴重。同時,房屋建筑的層數越多,其在地震災害中所面臨的破壞也會越嚴重。因此,為了保障房屋建筑對于地震破壞的抵抗能力。在設計期間,需對其建筑的高度與寬度進行合理控制。結合房屋建筑的實際情況,在保障房屋建筑的抗震要求的條件下,對房屋建筑層數進行合理調整。
2.規則性設計房屋建筑結構在房屋建筑的結構設計上,均勻分布結構剛度與質量、規則設計建筑平面與立體結構等是保障建筑抗震性能的一個重要環節。若房屋建筑具有平面設計復雜,而質量、剛度等分布混亂的情況,在面臨地震時,房屋建筑將會產生扭轉情況,使房屋建筑受到嚴重破壞。其次,在建筑整體結構的設計中,房屋若具有規則性,在地震期間發生扭轉的可能性較大。并且若建筑采用錯落立面,將會因為高度過高而引起鞭梢效應。
3.合理處理房屋建筑的防震縫若房屋建筑結構不規則,需處理好建筑的防震縫。設置防震縫期間,應將房屋建筑劃分為相互獨立且規則的結構。防震縫兩邊需具備足夠寬度,徹底分開防震縫兩邊的上部建構。并順著建筑高度,在防震縫兩側布置墻體。
4.合理布置房屋建筑的縱橫墻墻體屬于房屋建筑的主要承重構件,由于房屋建筑的剛度大小主要取決于墻體數量,若承重墻體上,將會加大墻體間隔,進而降低房屋建筑的剛度以及抗震能力。因此在設計期間,需均勻分布房屋建筑的橫墻以及縱墻,從而確保房屋建筑的整體抗震性能。
5.合理布置構造柱以及圈梁構造柱、圈梁等均屬于提高房屋建筑抗震性能的重要組成部分。其中構造體有利于增強建筑墻體的抗剪性能,并優化建筑結構變形能力,從而使建筑結構在外力作用不大的影響下僅發生變形,不對建筑結構整體的穩定性產生影響。因此,在布置構造柱時,需以《抗震規范》作為布置依據,在墻體交叉處均設置構造柱,促使墻體材料由脆性演變為延性。另外,圈梁有利于緩解地震對于建筑的損害,提高墻體之間的連接牢固性,對于增強房屋穩固性、整體性等可起到明顯的促進作用。在一定情況下,還可抑制墻體產生裂縫。
四、結語
1.機房選擇應盡量避開低洼等易受自然災害影響,陰暗潮濕的房間不做考慮,建議機房不要設置在一樓;
2.機房上方應無廁所、下水管、水池等存在滲水隱患的設施;
3.選用一間獨立的辦公室作為機房場地。
二、機房面積
目前每個鄉(鎮)、街道機房放置一個網絡機柜,但需要為不間斷電源系統(UPS)、將來網絡及其他服務的拓展預留空間,建議機房面積為10—20平方米。
三、裝修
1.機房內須安裝靜電地板;
2.機房如有窗戶,窗戶需做防水處理;
3.機房門為鋼質防火門;
4.機房內墻面需刮瓷;
5.機房窗戶安裝防盜窗;
6.采用防火泥做好機房密封處理。
四、空調
需配置空調,普通空調建議配置為大于等于1.5匹。條件允許建議配置工業空調,大于等于3匹。
五、電源
1.機房內電源需滿足單相三線制(1火、1零、1地);
2.每條電纜線需大于等于10平方毫米;
3.配置UPS,UPS在3000伏安左右;
4.有條件的可部署防雷箱或者防雷系統。
六、節能
1.機房建議不選擇在靠西曬或者東曬的房間;
2.機房照明燈選用節能燈管;
3.空調溫度設置為23攝氏度。
七、接地
機房內接地銅牌需與大樓接地銅牌對接。
八、消防
1.機房內需配備消防滅火瓶,條件允許建議配備自動滅火裝置;
2.機房、消防通道、過道及其他公共區不能堆放紙箱、木制物品、塑料制品、廢棄線纜等易然雜物;
3.所有機柜內及加電運行的設備上不能堆放紙張、工具包、光盤等易燃物品。
九、機房安保系統
1.有條件的鄉(鎮)、街道建議安裝機房門禁系統,在機房的主要出入門地方設置門禁;
2.有條件的鄉(鎮)、街道建議安裝機房安防監控系統,記錄及監視機房重要目標防范區域。
十、綜合布線
1.綜合布線系統的施工要求符合EIA/TIA568標準;
2.大樓布線需采用超五類雙絞線或者超五類以上雙絞線;
3.網絡布線長度不超過90米;
4.配線全程安裝在塑料布線的管道內,布線管道需伸入網絡設備機柜內,密封管道、地板等聯接體間的縫隙;
5.管道穿樓板和隔墻時,必須密封施工縫隙;
6.網絡設備機柜內必須安裝跳線理線器;
7.工程所用纜線器材型號、規格、數量、質量在施工前進行檢查,無出廠合格證不得在工程中使用;
8.根據用戶需求設置每個工作區的信息點,需求未明確的,按照每10個平方米至少設置兩個信息點。
十一、機房管理
關鍵詞:房屋建筑;結構設計;問題措施
中圖分類號:TU318文獻標識碼: A
一、房屋結構設計的作用
對于房屋結構的設計,首先一點我們要知道,無論是一個民房還是一座高樓的最初的藍圖都是從一張畫稿開始的,這張圖稿不僅僅關乎的房子的好與壞,更關系到今后住戶的生活質量。我們暫且不提自然災害在當今的重要性,單純從我們的住房質量上講,我們就能不斷的發現,有些房子是值得買的有些房子住著也不放心。當一個房子的地基設計的不牢固時那么就完全會影響整個房子的質量,只要有一點點的小地震就會致使房屋嚴重搖晃、有的甚至倒塌。房屋結構設計當然還包括房屋的各個環節的設計,有的設計師將樓梯設計的非常不合理就會導致人們上下樓梯的時候非常累。打個比方說同樣是三層的樓,有的樓梯上的時候就不會太累,而有些就會累的人氣喘吁吁。對于房屋設計中除了地基還有另一大方面,那就是房屋框架。近些年來我國的樓房都采用的是框架式蓋房,然而框架與框架之間還是有本質區別的。面對樓房的越來越高層,就會使設計師們都過分的關注房屋框架的縱向設計而忽略了房屋框架的橫向設計。再次提起房屋的防震功能,房屋框架的橫向設計就可以增加房屋防震的功能。因此在面對地球情況不穩定的今天設計師們是否應對這方面對多加考慮呢?房屋的建設初期是都需要對施工地點進行勘探的,這樣的勘探就是對房屋結構設計在設計師頭腦中的一個空間的設計。這樣的設計基本上就能夠決定以后房屋設計出的成品的模樣了,因此房屋結構設計師在對于施工地進行勘探的時候一定要進行周密的計劃,不能將頭腦中原有的想法強加于該地的設計中。然而當設計師在勘探的過程中發現這個地方是絕對不可以進行施工的時候一定要馬上與房地產商協調并提出一些有建設性的問題,只有這樣的工作才是對人們負責人的房屋結構設計工作者,也只有這樣才能夠將房屋結構真的設計成一個結實耐用的、對人們生命與財產負責認的樓房。注重外觀新穎并不是錯誤的想法,然而太過分的注重外表而不注重實際也必然是一個失敗的設計。從當前的社會情況來看,想要成為一個優秀的設計師并不是一個難事而這個社會也并不缺少一個專業的房屋結構設計師,然而為什么在如今的社會中我國房屋的安全還是不能夠得到保證呢?首先從我國對房屋設計師的培訓說起,我國房屋設計師應接受一個整體的具有系統的培訓才能夠上崗,如今我國應屆設計學院畢業生非常的多,這也就導致一些公司為了節省一些雇傭費而雇傭一些沒有任何設計經驗的新手,然而并不是不讓企業錄用新人,而是企業應對全社會負責任,對于剛接手新案子的新人來講他們首先應該度過一個嚴格培訓的適應期,只有他們具備了豐富的社會經驗后才能夠采用上崗。
二、建筑結構設計中的常見問題及解決措施
(一)地基基礎設計中的問題及解決措施
(1)樁基選擇不合理
對樁基施工的可行性、成樁質量的可靠性及樁基施工對周圍環境的影響等方面考慮不夠充分,如一些高層建筑設計采用大直徑鉆孔灌注樁,樁尖需穿越6~8m的卵石層進入中風化巖1倍樁徑。
對于這一問題,我們按照房屋建筑項目的實際施工條件,樁尖穿越較厚的卵石層十分困難,成孔質量也較難保證,根據附近相似地質條件的工程經驗,以卵石層為持力層(無軟弱下臥層),并在樁端進入卵石層一定深度后進行樁底注漿,同樣能達到提高單樁承載力、減小樁基沉降的目的。
(2)單樁承載力計算有偏差
因成樁工藝不同,地基土對不同樁型的支承能力是不同的,即按規范經驗公式計算單樁豎向承載力時,對于不同的樁型,各土層的極限側阻力和極限端阻力是不同的。有的工程地質勘察報告僅提供了計算打入式預制樁的單樁承載力設計參數,而設計采用鉆孔灌注樁,并直接引用地質報告中的設計參數,使計算的單樁承載力出現偏差。
為了解決這一問題,我們應考慮到:樁基設計時不能直接按經驗公式計算單樁承載力或直接采用試樁提供的承載力數值,必須考慮上部未固結(或欠固結)土層在固結沉降過程中可能引起的樁側負摩阻力的影響。因而在驗算樁身承載力時,必須考慮施工工藝系數ψc。或樁身壓曲的影響;對抗拔樁,不能僅計算樁身承載力,還必須進行樁身抗裂驗算。
(三)框架柱配筋問題
房屋建筑結構設計中框架柱的配筋率一般都較低,而設計過程中電算結果所顯示的又時常是構造配筋,在實際設計工作中參考意義不大。在地震作用下,地震框架柱均會受到一定的危害,其中又以角柱所受的扭轉剪力最大,此外,角柱所受的雙向彎矩作用較大,而橫梁在工作狀態中又多為雙向偏心受力狀態,能夠發揮的約束作用有限,就造成角柱受震害威脅較大。
為了解決這一問題,我們在設計過程中應選擇最不利的情況進行框架計算,在具體設計過程中計算配筋時應注意以下幾個問題:1)由于角柱和邊柱會在地震作用下產生偏心受拉,因而在實際設計中,柱內縱筋的縱截面面積應較電算結果大25%左右;2)框架柱的配筋應相對于計算結果適當擴大一些,框架柱、角柱、邊柱和中柱一般相計算值分別放大1.2到1.6,1.4、1.3、1.2倍左右;3)為了提升框架柱的箍筋對混凝土的約束能力,應采取井字形或者菱形的箍筋形式;4)當柱的縱向鋼筋總配筋高于3%時一般采用直徑大于28mm,并焊接固定;5)由于房屋結構設計中,配筋率電算過程通常未將地基的沉降和溫度應力對配筋產生的影響考慮在內,因而實際設計時,應考慮到這些因素并適當放大框架柱配筋。
(四)樓板剛度不夠
在一些建筑結構設計中由于在建筑基本的機構布置或者是結構觀念缺乏相關措施的時候,就需要進行樓板變形計算程序,雖然樓板變形計算程序從數學力學模型方面來講是成立的,而且在計算中的準確度也是很高的,但是在實際的應用中計算樓板變形程度還是有一定的困難,這樣就造成在樓板變形計算中的計算結果缺乏準確性。
在建筑結構設計中為了樓板變形計算結構與實際的受力情況相一致,在設計中要將樓層設計為剛性樓面。所以在樓面設計方案的階段就要避免采用一些樓層大開洞、外伸翼塊太長等樓面出現變形的平面。在剛性樓面的設計中要選擇合適的結構布置,同時要保證樓面結構中的配筋數量要合適。在樓面剛度設計的過程中需要注意,如果建筑本身的原因的影響,導致樓面的不符合剛性樓板的要求,在設計的過程中可以通過提高聯系梁板或者是采用斜向配筋等方法使樓面平面滿足剛性樓板的假定,這樣才能保持樓板變形程序計算結果與建筑結構的真實受壓情況相一致。
(五)房屋結構設計中懸挑梁的梁高不足
在建筑挑梁的設計中,往往設計者只重視對梁的傾覆和強度進行計算,但是對梁撓度的計算往往沒有足夠的重視,一般比較常見的是對梁高的選用過小,這樣就會引起梁截面受壓區的應力較大,在使用中梁截面就會產生變化,梁撓度也會不斷加大,導致梁板中裂縫的出現,而且梁高過小也會使得梁的延性減小,在受到豎向的地震時就容易遭受破壞。
在常規的建筑結構設計中可以按照相關手冊上的計算方法進行梁板的跨度計算,但是在一些特殊的結構設計中要根據實際的需要進行跨度計算,在扁梁結構中,如果梁高與板厚差不多的時候,應該將跨度計算長度取到梁中心,選取梁厚和梁中心的彎矩,取最大配筋值,這樣的建筑結構設計中跨度計算結果才是比較準確的。
(六)房屋結構設計中應注意的其它問題
隨著多層建筑的增加,現代房屋結構設計中,采用框架結構的項目越來越多,除了上文中所提到的常見設計問題外,框架結構設計中還應注意以下幾個問題:
首先,在框架結構設計過程中,高低跨之間不應采用主樓設牛腿、地層屋面和閣樓梯梁擱在牛腿上的做法,也盡量避免用牛腿托梁的方式作為防震縫。這是由于在建筑物各個單元之間,尤其是高層和地層之間的受震害情況各有不同,如果采取以上設計方法很容易造成連接處拉斷、壓碎,嚴重威脅房屋建筑的穩定性和安全性。因而,凡是房屋建筑設計中需要設縫,就應確保縫分的徹底,而不需要設縫的情況下,就應使其緊密連接,要絕對避免分的不徹底或連接不緊密的情況,否則很容易受震害破壞。
其次,由于一些房屋建筑結構穩定性或動能上的需要,有時需要框架梁外挑,
且梁下需設置鋼筋混凝土柱,這種設計中需要對混凝土柱的內力和配筋進行計算。而計算過程中許多設計人員對這種混凝土柱的了解不夠成分,將其作為構造柱進行設計和配筋計算,同時也為按合理的方式對懸臂梁的配筋進行計算,這樣一來極容易造成懸梁臂和混凝土柱的荷載力和承載力不足,嚴重威脅房屋建筑的結構安全。對此,在房屋框架架構整體計算中,應將這種混凝土柱視為受壓構件,將其作為豎向構件進行整體分析,將柱與梁端交接部位視為框架梁、柱節點,并將懸梁臂兩端的協調變形納入設計考慮范圍內。
結語
建筑結構設計就是建筑結構設計人員對所要施工的建筑的表達,本文針對建筑結構設計中需要注意的問題進行探討,希望對結構設計者在進行具體建筑設計中,能夠具備扎實的理論知識,再加上靈活創新的思維和嚴肅、認真、負責的工作態度,保證設計工作高質量的完成,為房屋建筑質量提供保障。
參考文獻
[1]齊寶才,苑朋偉.談裝飾裝修房屋結構拆改帶來的危害[J].科技資訊.2006(27)