時(shí)間:2022-09-29 10:12:04
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇防震設(shè)計(jì)論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
橋梁的總體布置
1立交匝道橋的特點(diǎn)
互通立交的匝道橋,受地形、地物和占地面積等影響,其總體布局跟其它橋梁相比,有以下特點(diǎn):
(1)由于互通立交區(qū)匝道的最小平曲線半徑可達(dá)30m,如果橋梁剛好位于小半徑平曲線上,則該橋就可能做成曲線梁橋,且往往超高值較大,故橋梁的橫坡較大。
(2)由于要在短距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)高差,匝道橋往往縱坡較大。
(3)橋面較窄。
(4)匝道橋有時(shí)候需要跨越主線或其他匝道,以及非機(jī)動(dòng)車道,因此匝道橋的單跨跨徑受到限制,不能減小。
由于匝道橋具有斜、彎、坡、異形等特點(diǎn),屬于不規(guī)則橋梁,在地震作用下的響應(yīng)相對(duì)比較特殊,其抗震設(shè)計(jì)將更復(fù)雜,不僅要滿足常規(guī)橋梁所規(guī)定的構(gòu)造,而且在某些方面需要提出更高的要求。震害表明,曲線梁橋具有較高的地震易損性,薄弱環(huán)節(jié)較多,因此其抗震概念設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。
2上部結(jié)構(gòu)
由于匝道橋很多是彎、窄橋,其在荷載作用下,包括靜力荷載和動(dòng)力作用,上部結(jié)構(gòu)的扭矩較大,上部結(jié)構(gòu)受力處于彎扭耦合狀態(tài),故需要采用抗扭剛度較大的截面,且橋梁上部結(jié)構(gòu)的整體性要好。因此,對(duì)于匝道橋,特別是在小半徑曲線上的匝道橋,宜采用箱形截面(跨度相對(duì)較大時(shí))或者實(shí)心截面(跨度相對(duì)較小時(shí))。也正是因?yàn)槿绱耍瑸樵黾觿偠群头€(wěn)定性,上部結(jié)構(gòu)宜采用結(jié)構(gòu)連續(xù)。所以,對(duì)于匝道橋,上部結(jié)構(gòu)采用連續(xù)箱梁或者連續(xù)實(shí)心板,將有效地提高其抗震性能。
3下部結(jié)構(gòu)
3.1橋墩的形式
匝道橋一般相對(duì)較窄,橋墩一般采用雙柱墩或者獨(dú)柱墩,橋墩的剛度相對(duì)較小。在地震作用下,墩身的彎矩和剪力一般不大,但是位移相對(duì)較大,如有較好的限位措施,對(duì)于抗震來說,未必是不利的。而對(duì)于小半徑匝道橋來說,地震作用下,可能會(huì)導(dǎo)致橋墩產(chǎn)生較大的扭矩,故橋墩的墩身宜采用抗扭剛度相對(duì)較大且整體性較好的結(jié)構(gòu),如獨(dú)柱實(shí)心墩或者空心墩。如采用雙柱式墩,應(yīng)對(duì)其進(jìn)行全橋空間地震響應(yīng)分析,對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行加強(qiáng)。
3.2橋墩的剛度
對(duì)于連續(xù)梁橋,同一聯(lián)內(nèi)各橋墩的高度不同而導(dǎo)致其抗推剛度相差較大,則水平地震力在各墩間的分配不均衡,剛度大的墩將承受較大的水平地震力,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致剛度較大的橋墩發(fā)生破壞,從而導(dǎo)致全橋的損毀。如果剛度扭轉(zhuǎn)中心和質(zhì)量中心偏離,上部結(jié)構(gòu)還將伴隨產(chǎn)生水平轉(zhuǎn)動(dòng),又可能導(dǎo)致落梁或者上部結(jié)構(gòu)的碰撞。而匝道橋恰好容易符合這兩個(gè)條件:縱坡較大,橋墩高差將會(huì)比較大;在小半徑曲線上,地震作用下可能會(huì)出現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)。
雖然匝道橋的橋墩高度相差較大,可以通過改變橋墩截面的形式或大小來對(duì)其抗推剛度進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)于相對(duì)較高的橋墩,可以采用剛度較大的截面形式,或者增加其截面尺寸。如此一來,可以使得地震作用下各橋墩的水平地震相應(yīng)達(dá)到均衡。
如橋梁位于小半徑曲線上,地震來臨時(shí),橋墩承受的水平力方向是不確定的,且有扭矩的存在。因此,橋墩截面的剛度在各個(gè)方向大致相同將會(huì)是比較好的處理方法,如采用獨(dú)柱墩或者空心薄壁墩。
3.3橋墩的配筋方式
近年來,橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)健性(robustness)越來越受到重視。穩(wěn)健性的意思,即當(dāng)參數(shù)攝動(dòng)時(shí),仍能保持整體穩(wěn)固性的能力,故亦稱為“參數(shù)攝動(dòng)不敏感性”。對(duì)于工程結(jié)構(gòu),則指意外作用下的結(jié)構(gòu)的整體牢固性,或者說結(jié)構(gòu)破壞的后果與原因的不對(duì)應(yīng)(不相稱)時(shí)的牢固性。橋梁的抗震設(shè)計(jì),除遵守通常規(guī)范的承載力準(zhǔn)則外,還需力求避免意外的次生損毀、再次垮塌,縮小損毀范圍以及損壞的可修復(fù)、快修復(fù)性。匝道橋一般相對(duì)較窄,其橋墩要么是獨(dú)柱墩,要么是雙柱墩,沒有“冗余約束”,從結(jié)構(gòu)本身來看,其穩(wěn)健性相對(duì)較差。故需通過配筋來提高其在地震作用下的穩(wěn)健性。
提高橋墩的延性,是提高其穩(wěn)健性的有效方法之一。配置數(shù)量足夠的、錨固合理的橫向鋼筋,對(duì)于墩柱來說,可以起到3個(gè)方面的作用:約束塑性鉸區(qū)域內(nèi)的混凝土,提高混凝土的抗壓強(qiáng)度和延性;提高抗剪能力;防止縱向鋼筋壓曲。因此,箍筋或螺旋筋的間距小一些。各國抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)塑性鉸區(qū)橫向鋼筋的最小配筋率都進(jìn)行了具體的規(guī)定。對(duì)于尺寸較大的墩柱,除須配置間距足夠小的箍筋或螺旋筋外,還應(yīng)配置橫向加勁鋼筋甚至是雙層箍筋,以滿足其對(duì)核心混凝土的套箍作用(如圖1所示),以提高橋墩的延性,從而提高其地震作用下的穩(wěn)健性。
其他構(gòu)造
1支座
為保證橋梁剛度均衡,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮采用等跨徑、等墩高、等橋面寬度的結(jié)構(gòu)形式。如不能滿足,也可通過調(diào)整墩的截面形式和尺寸,或者調(diào)整支座等方法來改善橋墩的剛度均衡情況。其中,調(diào)整支座可能是最簡單易行的辦法,效果也很顯著。當(dāng)采用橡膠支座后,由墩和支座構(gòu)成的串聯(lián)體系的組合抗推剛度為:式中:kt是墩和支座的組合抗推剛度,kz和kp分別為橡膠支座的剪切剛度和橋墩的水平剛度。如地震作用下,橋墩仍處于彈性狀態(tài),其水平地震力就是按墩的組合抗推剛度的比例分配的,從上式可以看出,調(diào)整支座的剛度可以有效地改善橋的剛度均衡狀況。
另外,如果地震設(shè)防烈度較高(超過8度),須考慮將支座設(shè)計(jì)成抗震支座,以達(dá)到減、隔震的目的。
2墩梁連接方式
一般情況下,橋墩跟上部結(jié)構(gòu)之間,采用支座連接。但是,有些情況下,可以將抗推剛度較小的橋墩和上部結(jié)構(gòu)固結(jié)來考慮,剛度較大的橋墩與上部結(jié)構(gòu)之間通過支座連接。如此,一方面可以增加橋梁的整體穩(wěn)定性,另一方面,也可以讓橋墩之間的抗推剛度均衡。
3限位裝置
對(duì)于橋墩剛度較小的情況,由于地震作用下的墩頂水平位移較大,限位裝置是不可或缺的。橫橋向的限位措施主要有剪力鍵和防震錨栓,縱向限位措施包括剪力鍵、防震錨栓、鏈索式和拉桿式限位器等(如圖2所示)。限位裝置應(yīng)允許梁體在小范圍內(nèi)自由移動(dòng),該自由移動(dòng)范圍的大小一般以不影響支座的正常變形為宜。為減小碰撞力和碰撞損傷,限位器常在梁間和主梁與剪力鍵間設(shè)置橡膠等緩沖材料。
工程實(shí)例
1工程概況
云南某高速公路的互通立交區(qū)橋梁,位于平曲線半徑42m的匝道上,超高0.08,最大縱坡5%,橋?qū)?.75m,設(shè)計(jì)采用3~20m現(xiàn)澆箱梁,下部結(jié)構(gòu)采用樁徑1.4m獨(dú)柱墩,①號(hào)橋墩墩高8m,②號(hào)墩高13m。其立面圖如圖2所示。
原設(shè)計(jì)未進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。橋墩高度不同,而截面相同;未設(shè)限位裝置。現(xiàn)將原設(shè)計(jì)做局部修改,增加防震銷,橋墩截面隨高度增加,使其抗推剛度接近一致。對(duì)該橋的原設(shè)計(jì)方案和按照本文前述內(nèi)容進(jìn)行修正后的方案進(jìn)行地震響應(yīng)分析,比較其地震響應(yīng)的區(qū)別。
2有限元模型
取全橋?yàn)榉治瞿P停饕治隹v橋向的地震響應(yīng)。墩底為完全固結(jié)。根據(jù)橋址的場地土條特性,選用El-Centro波作為非線性時(shí)程分析地震輸入,因該橋抗震設(shè)防烈度為8度,故將El-Centro波水平地震加速度峰值調(diào)至0.2g。計(jì)算模型如圖3所示。3.3地震響應(yīng)分析本文對(duì)優(yōu)化前后的橋梁地震響應(yīng)進(jìn)行分析和比較。
設(shè)置限位裝置之后的墩頂位移與原設(shè)計(jì)墩頂位移對(duì)比分析:①號(hào)墩僅有微小的變化,②號(hào)墩位移相比原來小了14.27%,抗震性能提高明顯。可見,限位裝置效果的體現(xiàn)對(duì)較高的柔性墩有明顯的影響。
(2)統(tǒng)一橋墩抗推剛度后的影響(見表2)②號(hào)墩直徑加大,使其剛度與①號(hào)墩一致,計(jì)算結(jié)果分析對(duì)比:橋墩底的內(nèi)力均有不同程度的改善,其中②號(hào)墩改善最顯著,墩底內(nèi)力與墩頂位移均有大幅度的提高。
①號(hào)墩也有相對(duì)②號(hào)墩較小的變化。可見,讓各墩的剛度盡量相等,對(duì)整座橋橋墩的內(nèi)力和位移都有影響,優(yōu)化之后的①、②號(hào)墩剛度趨向于一致,使全橋的內(nèi)力分配更均勻,從而提高的橋梁的抗震性能。
【關(guān)鍵詞】部分框支剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震策略
Abstract: paper first part of the frame supported shear wall structure made a brief overview, and then analyzes some of the shear wall structure supported frame design points. In the right part of the frame supported shear wall design, it should reduce the conversion, make overall planning. Meanwhile, in the design of the time to pay attention to maintaining the stability of the overall structure of a large space, as far as possible in the design calculations to be accurate and comprehensive section. Finally, the paper recommends seismic design of high-rise buildings should be performance-based seismic design, and gives the right part of the frame supported shear wall structure seismic design requirements and strategies.
Key words: section frame supported shear wall; structural design; seismic Policy
中圖分類號(hào):TU398+.2 文章標(biāo)識(shí)碼:A
0 引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)及社會(huì)的快速發(fā)展,我國城市化率越來越高,城市有限的空間及土地資源已經(jīng)很難滿足人們的需求,因此為了爭取更大的建筑空間,高層建筑越來越多。同時(shí),為了更為有效地利用地面的空間,部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越多地應(yīng)用在現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。基于此論文對(duì)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震策略進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。
1、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)概述
部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代高層建筑中常用的一種結(jié)構(gòu),具有底部大的特點(diǎn),因此也被稱為底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)。從這個(gè)界定可以看出部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)通常在高層或多層剪力墻結(jié)構(gòu)的底部,這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般是根據(jù)實(shí)際需要,為增加底部空間的使用功能而設(shè)置的[1]。所以上層建筑的部分剪力墻不能沿用到底層,不然的話會(huì)影響底層空間的使用效率,甚至有些底層的建筑空間在設(shè)計(jì)之處就已經(jīng)規(guī)劃好用途。所以在建筑的設(shè)計(jì)過程中就要設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層,通過結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層來減少建筑底層的壓力[2]。而轉(zhuǎn)換層下面的一層,即建筑的底層則稱為框支層,框支層中的貫穿上下層的墻則是剪力墻。同時(shí),界定建筑的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的時(shí)候,不僅要看其抗側(cè)剛度,還要整個(gè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),看是不是形成了薄弱層,抗側(cè)剛度是不是發(fā)生了突變等情況。不能僅僅依據(jù)建筑的豎向構(gòu)件有沒有貫通落地。
2、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
通過上面的分析可以看出,部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的界定是有一定的規(guī)范的,并不是所有的貫穿轉(zhuǎn)換層與底層的墻面都屬于部分框支剪力墻結(jié)構(gòu),還要觀察整個(gè)建筑本身的特點(diǎn)。所以在進(jìn)行部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意以下幾個(gè)要點(diǎn)。
(1)在對(duì)部分框支剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,應(yīng)該減少轉(zhuǎn)換,盡可能采用上下主體豎向布置的方式,以保證主體間的連續(xù)貫通。特別是在設(shè)計(jì)框架—核心筒結(jié)構(gòu)時(shí),要盡量保證核心筒可以上下貫通,這樣可以保證設(shè)計(jì)的安全性及可靠性。
(2)在設(shè)計(jì)時(shí)要注重統(tǒng)籌規(guī)劃,不要將各部分獨(dú)立開來,各構(gòu)件間的關(guān)系及布置要主次分明,傳力直接,這樣便于施工,同時(shí)減少識(shí)圖錯(cuò)誤的概率。而在轉(zhuǎn)換層上下主體的豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要盡量減小水平方向傳力的影響,避免多級(jí)復(fù)雜的轉(zhuǎn)換,這樣可以有效地保證水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的傳力比較直接。
(3)在設(shè)計(jì)的時(shí)候要加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)的剛度,弱化轉(zhuǎn)換層上部主體結(jié)構(gòu)的剛度,這樣就可以有效地保證下部的大空間整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,轉(zhuǎn)換層上下主體結(jié)構(gòu)之間的剛度及變形度也會(huì)比較接近。
(4)在部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算階段,最為重要的一點(diǎn)就是要全面而且要確保準(zhǔn)確,如果計(jì)算及計(jì)算結(jié)果出了問題,將會(huì)嚴(yán)重影響整棟建筑的質(zhì)量。而且要特別注意將轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)作為整體結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要的組成,并采用正確的計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算。
3、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)
我國地域廣闊,橫跨環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶,所以地震活動(dòng)比較頻繁,而且強(qiáng)度比較大,同時(shí)地震常發(fā)地區(qū)分布廣,可以說我國是一個(gè)震災(zāi)嚴(yán)重的國家[3],所以建筑防震性能的設(shè)計(jì)非常重要。
3.1 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)概述
部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)主要是為應(yīng)對(duì)地震發(fā)生而進(jìn)行的一種設(shè)計(jì),這種設(shè)計(jì)是在地震發(fā)生的假設(shè)前提下進(jìn)行的。我國高層建筑的城市幾乎都在抗震設(shè)防范圍之內(nèi),因此部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)極為重要的內(nèi)容。一般來說地面運(yùn)動(dòng)主要有三種運(yùn)用描述方式,即強(qiáng)度、頻譜和持時(shí)。而地震的強(qiáng)度是由振幅來表示,振幅對(duì)建筑的破環(huán)程度跟很多因素有關(guān),比如說時(shí)間、速度、加速度,還有建筑本身的特性。所以在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候要綜合考慮多方面的因素。
3.2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要求分析
我國為了更好地預(yù)防地震災(zāi)害,對(duì)建筑的抗震設(shè)計(jì)做了一系列的規(guī)定。上世紀(jì)80年代的抗震設(shè)防目標(biāo)是“小震不壞、中震可修、大震不倒” [4],但隨著我國經(jīng)濟(jì)及技術(shù)的發(fā)展,我國在2010年對(duì)建筑的抗震設(shè)防目標(biāo)進(jìn)行了修改,并給定了具體的抗震設(shè)計(jì)方法,表3-1是常規(guī)的設(shè)計(jì)方法與抗震設(shè)計(jì)方法的對(duì)比表(表3-1)。通過兩種抗震設(shè)計(jì)的防震目標(biāo)、實(shí)施方法及實(shí)踐運(yùn)用方面的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),我國明顯加大了地震災(zāi)害的預(yù)防力度。基于性能的抗震設(shè)計(jì)雖然運(yùn)用還不夠廣泛,但是對(duì)新技術(shù)、新材料的適應(yīng)性比較好,而且也滿足社會(huì)發(fā)展的趨勢,未來的運(yùn)用潛力比較大。同時(shí),基于性能的抗震設(shè)計(jì)可以增加結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容,比如剛度盡量對(duì)稱,框支轉(zhuǎn)換梁上墻體盡量居中布置,從初設(shè)階段將一些對(duì)結(jié)構(gòu)不利的東西規(guī)避掉。綜上所述,對(duì)于現(xiàn)代高層建筑的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)采用基于性能的抗震設(shè)計(jì)方案。
表 3-1 常規(guī)設(shè)計(jì)方法與性能設(shè)計(jì)方法的對(duì)比分析表
3.2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)策略分析
通過上面的分析,論文對(duì)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該采用基于性能的抗震設(shè)計(jì)方案。因?yàn)椴糠挚蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)基本上都是高層建筑,采用的基本上都是框架—剪力墻結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)本身就具有良好的抗震性。導(dǎo)致抗震災(zāi)害形成的原因大都是由于建筑物的造型與建筑的抗震性能不協(xié)調(diào)導(dǎo)致的。所以在設(shè)計(jì)的過程中要特別關(guān)注這兩部分的設(shè)計(jì)。
(1)建筑體型的抗震設(shè)計(jì)策略分析
對(duì)于建筑體型的設(shè)計(jì)主要關(guān)系到的是建筑的布局及體量等方面的設(shè)計(jì),這也是建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的部分。很多設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的時(shí)候由于太過于關(guān)注建筑的造型及建筑本身的使用價(jià)值,很容易忽視建筑體型與建筑抗震性能之間的關(guān)系。所以在設(shè)計(jì)的過程中,設(shè)計(jì)者應(yīng)該科學(xué)地設(shè)計(jì)建筑的空間體量,包括建筑的高度、比例,建筑的對(duì)稱性,還要關(guān)注建筑的轉(zhuǎn)角的設(shè)計(jì),同時(shí)建筑周邊的抗力,建筑整體的均衡性等方面都要進(jìn)行綜合的考慮。
(2)建筑立面的抗震設(shè)計(jì)策略分析
建筑立面通常來說都是由大量的建筑部件組成的,所以建筑立面的設(shè)計(jì)要關(guān)注的主要是立面材料的選擇,部件之間的比例的設(shè)計(jì),還有其尺寸大小的控制等方面。而從抗震的角度來說,建筑的設(shè)計(jì)則要關(guān)注以下幾個(gè)要點(diǎn)。首先,在設(shè)計(jì)的時(shí)候,不能孤立地進(jìn)行孤立面的設(shè)計(jì),而應(yīng)該將正立面、側(cè)立面及背立面各個(gè)立體面之間協(xié)調(diào)起來,是他們之間得到統(tǒng)一,從而形成一個(gè)完整的整體。同時(shí),要注意立面的空間效果和立面各部件之間的均衡性和規(guī)則性。
4、結(jié)語
通過論文的分析可以看出,隨著城市化進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn),部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)越來越多地應(yīng)用在現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,建筑防震性能的設(shè)計(jì)十分重要。而且在設(shè)計(jì)的過程中要減少建筑部件間的轉(zhuǎn)換,采用合理的布置方式,以保證建筑的安全性。同時(shí),要注重設(shè)計(jì)的統(tǒng)籌規(guī)劃,將建筑的各部件之間有機(jī)地聯(lián)系起來,以實(shí)現(xiàn)建筑的整體性和統(tǒng)一性。在分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要采用抗震設(shè)計(jì)方法,并對(duì)建筑物的造型及立面的進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。最后,希望論文的研究為相關(guān)工作者及研究人員提供一定的借鑒與參考價(jià)值。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu);扭轉(zhuǎn);反應(yīng);控制
中圖分類號(hào):TU208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
在高層建筑機(jī)構(gòu)扭轉(zhuǎn)反應(yīng)控制中,經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的問題,主要有偶然扭轉(zhuǎn)的影響,平面布置對(duì)稱的結(jié)構(gòu)在地震中是否存在扭轉(zhuǎn)反應(yīng);扭轉(zhuǎn)的位移比能不能超過《高規(guī)》中規(guī)定的限值;還有上部無剛性連接的大底盤多塔結(jié)構(gòu)周期比的計(jì)算和驗(yàn)算方法。接下來對(duì)這三個(gè)問題進(jìn)行了討論。
一、偶然扭轉(zhuǎn)的影響控制
偶然扭轉(zhuǎn)是一種反應(yīng),它主要是有地震中的一些不可預(yù)知的因素導(dǎo)致的,在通常的情況下,在建筑物的底部通常都會(huì)具有扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的分量,這種分量的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是不確定的,而且這種不確定的速度運(yùn)用在設(shè)計(jì)的計(jì)算中,也很難被考慮到,假定的結(jié)構(gòu)剛度和質(zhì)量分布在被計(jì)算出來之后也不能與實(shí)際的情況很好地吻合,有些時(shí)候一些結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)進(jìn)入破損或者屈服的非線性反應(yīng)過程中,因?yàn)楦鱾€(gè)部件剛度的退化程度各不相同,所以計(jì)算假定和實(shí)際的情況就會(huì)出現(xiàn)相對(duì)來說更加大的偏差。對(duì)于這種偶然扭轉(zhuǎn)的影響,一般在國外都采用附加0.05建筑物長度偶然偏心的近似方法來計(jì)算。
我們用三幢多層建筑來進(jìn)行實(shí)測,來判斷偶然扭轉(zhuǎn)的推斷是否合理。選用的三幢建筑物都是位于同一地區(qū),分別記為A、B、C建筑物,它們的平面結(jié)構(gòu)和布置基本上都是相同的,在忽略土與基礎(chǔ)的相互作用后,可以說基本條件都是沒有差異的。
(一)測得底部的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度
在模擬實(shí)驗(yàn)的地震中,我們測到了B建筑物和C建筑物的底部轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的時(shí)程,而A建筑物的底部只有兩個(gè)通道,所以不能夠直接測到轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的分量,但是可以在二樓和三樓的樓面及屋頂測得。將底部轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的峰值和水平加速度的峰值進(jìn)行比較,可以得出兩者的比值大概為2:3,要注意到的是,B建筑物的面積是比較普通的,在這種一般的長度的建筑物的底部有著明顯的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度。
(二)B建筑物和C建筑物的底部轉(zhuǎn)動(dòng)加速度出現(xiàn)的偶然扭轉(zhuǎn)和總偶然扭轉(zhuǎn)的比值
從測得的各個(gè)樓層的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度可以得出總的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)的底層邊柱的剪力,從測得的底部轉(zhuǎn)動(dòng)加速度可以得出由于底部轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的偶然扭轉(zhuǎn)反應(yīng)的底層邊柱的剪力,二者的比值為2:4。可以看出,B建筑物和C建筑物的偶然扭轉(zhuǎn)反應(yīng)受到的影響除了底部轉(zhuǎn)動(dòng)加速度之外,還有一些原因比如建筑物剛度不同、質(zhì)量分布計(jì)算假定和實(shí)際情況的不符合等,在機(jī)構(gòu)或非架構(gòu)發(fā)生局部的破損之后,就更加難以符合了。
(三)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受偶然扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響控制
實(shí)驗(yàn)可得,采用附加0.05建筑物長度偶然偏心的近似方法來考慮偶然扭轉(zhuǎn)的影響是有一定效果的,在設(shè)計(jì)中應(yīng)該重視起偶然扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響,不管結(jié)構(gòu)平面是不是對(duì)稱,都應(yīng)該將偶然扭轉(zhuǎn)的影響列入考慮的范圍之內(nèi),可以采用附加偶然偏心的近似方法限制扭轉(zhuǎn)周期與平動(dòng)周期的比值這種方式來控制偶然扭轉(zhuǎn)的影響。
二、位移比的限值方面進(jìn)行控制
在比較常見到的高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,很多時(shí)候會(huì)遇到樓層位移比大于1.2的情況,更嚴(yán)重的還會(huì)大于《高規(guī)》的限值。下面從兩方面對(duì)這些超限情況進(jìn)行分析:
(一)高層建筑物的底部一些樓層的位移比超過限值
一般出現(xiàn)超過限值的情況都是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的底部的平動(dòng)位移比較小,是按小震作用計(jì)算得到的,或者是在一些特殊結(jié)構(gòu)的樓層中,平動(dòng)位移要比扭轉(zhuǎn)位移趨于零的速度更快一些,也有可能是建筑物底部設(shè)計(jì)的裙房,加大了扭轉(zhuǎn)位移。所以,需要具體情況具體分析的方法針對(duì)高層建筑物底部的一些樓層的位移比。如果小震作用下計(jì)算的樓層最大層間位移沒有超過規(guī)范規(guī)定的層間位移限值的三分之一,構(gòu)件的承載力可以滿足中震不屈服的要求,那么位移比最大值就可以適當(dāng)?shù)爻^限值,這樣可以在不造成結(jié)構(gòu)破壞的情況下,仍然能夠控制扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。
通常情況下,高層建筑的底部的那些樓層的位移比都可以控制在1.5以內(nèi),有個(gè)別情況出現(xiàn)1.6,但是決不允許樓層的位移比超過1.8,實(shí)際上位移比是從幾何上直接對(duì)樓層的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)特性進(jìn)行度量的。當(dāng)位移比不足1.2的時(shí)候,樓層的各個(gè)結(jié)構(gòu)還算比較均勻;當(dāng)位移比超過1.4時(shí),樓層兩端的結(jié)構(gòu)就已經(jīng)變形出現(xiàn)了明顯的不均勻的情況;而位移比超過了1.8之后,樓層兩端就會(huì)開始震動(dòng),繼而變形,這樣的結(jié)構(gòu)地震扭轉(zhuǎn)破壞隱患就會(huì)相當(dāng)嚴(yán)重的。
(二)高層建筑上面各個(gè)樓層的位移比應(yīng)控制在1.4或1.5以內(nèi)
上面各個(gè)樓層的位移和層間的位移一般都是比較大的,這樣一來,如果上面樓層的位移比超過了《高規(guī)》的限值,就說明偏心比較大,而這種在建筑物上面的樓層中經(jīng)常會(huì)有剛度偏心的突變現(xiàn)象出現(xiàn),結(jié)構(gòu)上面在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)的反應(yīng)就會(huì)比較劇烈,抗扭性自然就差了。所以,應(yīng)該將高層建筑上面各個(gè)樓層的位移比制在1.4或1.5以內(nèi)。
三、上部無剛性連接的大底盤多塔結(jié)構(gòu)的周期比驗(yàn)算
(一)驗(yàn)算周期比不應(yīng)該用整體模型計(jì)算結(jié)果
周期比的概念其實(shí)是直接針對(duì)各個(gè)塔樓和大底盤的,對(duì)上部的無剛性連接的大底盤的多塔結(jié)構(gòu)來說,并沒有整體結(jié)構(gòu)的周期比存在。針對(duì)這樣的結(jié)構(gòu)進(jìn)行震動(dòng)特性的分析,那么得到的振型和相對(duì)應(yīng)的周期一般都不能與單個(gè)的塔樓和大底盤相對(duì)應(yīng),用這樣的方式計(jì)算得到的振型和周期結(jié)果就不能夠充分正確地體現(xiàn)出各個(gè)單塔樓和大底盤的周期比。
(二)應(yīng)該將上部塔樓的周期比獨(dú)立進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算
對(duì)于上部塔樓的計(jì)算和驗(yàn)算來說,比較適合的方法就是單獨(dú)取出裙樓頂板以上的每個(gè)單塔樓,這樣的方法也是比較行之有效的,要將嵌固位置定在裙樓頂板標(biāo)高的地方,然后單獨(dú)的計(jì)算各個(gè)單塔樓固有的振動(dòng)特性,并驗(yàn)算周期比,通過這樣的步驟來計(jì)算,可以為每個(gè)單塔樓本身的抗扭性能提供保障。
(三)對(duì)大底盤的周期比進(jìn)行獨(dú)立的計(jì)算和驗(yàn)算
為了保障大底盤的抗扭剛度,可以讓嵌固位置保持在結(jié)構(gòu)底部,然后將上部塔樓的剛度忽略,把底盤結(jié)構(gòu)單獨(dú)取出來,把上面各個(gè)塔樓的質(zhì)量算進(jìn)去,將它按照動(dòng)能等效的原理附加在底盤頂板相應(yīng)的地方,再開始分析固有的振動(dòng)特性,進(jìn)而了解其抗扭特性。
具體的計(jì)算方法可以用以下幾種:平動(dòng)質(zhì)量等效的方法,假設(shè)平動(dòng)振型是x1,那么x就是垂直坐標(biāo),1是平動(dòng)振型的參數(shù);可以用扭轉(zhuǎn)慣量等效的方法,假設(shè)扭轉(zhuǎn)振型是y2,將y的零點(diǎn)取在結(jié)構(gòu)的嵌固位置上,振型形狀的參數(shù)就是2,要依據(jù)動(dòng)能等效的原理來計(jì)算。
除此之外,如果單單從動(dòng)能等效的角度來看,可以通過振型形狀參數(shù)的變化,看出一般情況下的表征性無論是一般的還是比較復(fù)雜的方程,都是有解的。還有就是,從動(dòng)能等效的角度看來,振型形狀的參數(shù)就是決定質(zhì)量等效方法精度的因素。如果為了準(zhǔn)確,也可以采用實(shí)際的振型,但是這種方式對(duì)于判斷和篩選都會(huì)造成一定的困難。
結(jié)語
因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)反應(yīng)激烈而引起的震害比較多,所以對(duì)高層建筑中的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)設(shè)計(jì)要慎重考慮,這涉及到對(duì)地震地面運(yùn)動(dòng)扭轉(zhuǎn)分量影響方面的考慮,還有控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)特性方面的考慮,還要考慮到提高結(jié)構(gòu)抵抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力等等。
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三次令人心碎的地震,唐山、汶川和玉樹,我的采訪也進(jìn)行了三次――追蹤非主流科學(xué)家李泰來。
玉樹地震之前,李泰來跟我說:海城地震后,唐山人活得好好的,唐山地震帶走了數(shù)以萬計(jì)的生命;唐山地震之后,汶川人活得好好的,汶川地震又帶走了數(shù)以萬計(jì)的生命。汶川地震之后呢?下一個(gè)大地震還會(huì)帶走多少生命?我們活在兩次地震之間啊!
玉樹地震之后,我再次采訪了李泰來。他依然在研究地震波,把電視臺(tái)播放的玉樹地震實(shí)況全部錄制下來,翻拍成照片。汶川地震的時(shí)候他就是這么干的――從5月13日開始,他把數(shù)碼相機(jī)對(duì)準(zhǔn)了電視屏幕,拍了12個(gè)晝夜,困了就瞇一會(huì)兒。
“玉樹地震以后,我睡不著覺。”80歲的李泰來聲音顫抖,“唐山人不能白死,汶川人不能白死,玉樹人不能白死,我們總得做點(diǎn)什么了!”
他說,中國是多地震的國家,地震預(yù)報(bào)還不盡如人意,建筑物就顯得格外重要。為什么格外重視建筑?我們現(xiàn)在的建筑物有什么問題?一切來源于他發(fā)現(xiàn)的“扭波理論”。
扭波是真正的破壞元兇
張慶洲(以下簡稱張):玉樹、汶川和唐山,三次地震破壞有什么區(qū)別? 李泰來(以下簡稱李):被破壞的建筑物,三地幾乎一模一樣。地震不僅僅是兩種波――縱波和橫波,扭波是真正的破壞元兇。我的扭波理論再次得到了百分百的印證。從現(xiàn)象學(xué)的角度看,煙囪是旋扭的,房柱是旋扭的……完全模擬了扭儀試驗(yàn)。
張:我們都知道地震波只有兩種――縱波和橫波,你卻提出扭波理論,能用形象的語言解釋一下嗎? 李:縱波、橫渡和扭波,三種波同時(shí)生于同地,是一母所生的同卵三胞胎。由于傳播速度不同,在傳播過程中逐漸拉開了距離,從而形成了三個(gè)單獨(dú)波列。在一次地震中,縱波首先到達(dá)地面,間隔一段時(shí)間橫波到達(dá),最后是扭波。
張:哪種波對(duì)物體的破壞最嚴(yán)重?
李:是扭波。扭波強(qiáng)度最大,持續(xù)時(shí)間最長,破壞力最大。
張:你簡單通俗地講一下,扭波如何破壞建筑?
李:在當(dāng)代,根據(jù)橫波理論設(shè)計(jì),一旦地震來臨,建筑物照樣倒塌。比如阪神地震中的高架公路,鋼筋水泥連成一體,日本人認(rèn)為是最抗震的設(shè)計(jì),可是全部倒塌了。美國有個(gè)紀(jì)錄片叫《地牛翻身》,解說同說:“高架公路的倒塌,使全世界的工程師感到恐慌,不知怎的,這種道路竟然還是不堪一擊。”
按照扭波理論,就很容易理解為什么高架公路首先遭到破壞。扭波是扭動(dòng)破壞的,合成一個(gè)很大的扭力矩,扭力矩的大小與它的長度成正比,長長的高架公路會(huì)產(chǎn)生極大的扭力矩。所以說,高架公路邊的房子可能不被破壞,但高架公路首先被破壞。
唐山啟新水泥廠5個(gè)水泥倉連在一起,是鋼筋水泥澆注的。這個(gè)龐大建筑物夠結(jié)實(shí)吧,地震一來,水泥倉全部趴架。按照縱波、橫波來講,鋼筋水泥澆注的根本不應(yīng)該壞,可它不但壞了,還徹底趴架了。5個(gè)水泥倉連在一起,合成了一個(gè)巨大的扭力矩,把56根0.5米見方的水泥支柱從柱頂全部扭斷。
張:你的理論如何應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)。也就是建筑物如何才能抗震,你能舉一個(gè)實(shí)例嗎?
李:抗扭啊!我就叫5個(gè)水泥倉跟地基不連接。這個(gè)辦法是老祖宗發(fā)明的――石柱礎(chǔ)。石柱礎(chǔ)活端可以消扭。中國的宮殿、廟宇、木塔和穿斗木結(jié)構(gòu)民房,其豎柱、橫梁、榫結(jié)連成一個(gè)整體,平放在石柱礎(chǔ)上,具有非凡的抗震能力。
張:我們的祖先未必意識(shí)到了扭波。
李:但他們知道石柱礎(chǔ)的作用,幾乎所有的宮殿、廟宇都是這樣設(shè)計(jì)的。你看溧陽民房的圖片,大都是穿斗木結(jié)構(gòu),平置于石柱礎(chǔ)上,墻體只起圍護(hù)作用。地震后前沿墻坍塌,但房架仍然完好。當(dāng)代建筑沒有石柱礎(chǔ),有的為了好看搞個(gè)假石柱礎(chǔ),鋼筋水泥立柱與地基連接一體。看著牢固,大地震一來先從根部切斷。
北京故宮和南京明故宮是明朝建筑,全都是石柱礎(chǔ)。石柱礎(chǔ)本身不絕對(duì)抗震,還要遵循三個(gè)基本原則和八項(xiàng)措施。譬如說,房架必須榫結(jié)牢固等。
張:你談?wù)勅齻€(gè)基本原則和八項(xiàng)措施如何?
李:防扭抗震的三個(gè)基本原則:一是阻止扭波進(jìn)入;二是消耗扭波;三是增強(qiáng)抗扭能力。八項(xiàng)措施是:截波、加箍、結(jié)牢、加筋、地下、空端、底小、輕質(zhì)。
張:能不能講一講每一項(xiàng)措施具體怎么做?
李:比如“截波”,扭波只能由固體傳播,而不能通過液體和氣體,若將房屋建在輪胎或氣墊上,或增加橡膠的應(yīng)用,可以減免地震破壞。國外也有類似的實(shí)驗(yàn)。
又如“加箍”,扭波可使煙囪、房屋四面開花鉛直墜落,加箍可防止物體沿豎直薄弱帶裂開四面開花。
再如“結(jié)牢”,物體加箍后,雖然不再四面開花,但會(huì)分層水平旋扭,如果再將它的上下各層相互結(jié)牢,則可以防止物體沿水平薄弱帶裂開平移脫落。其他各項(xiàng)都有具體闡釋,比較復(fù)雜。而且各項(xiàng)之間需要根據(jù)不同的情況相互配合使用。
地震實(shí)況跟書上說的不一樣
唐山大地震后,李泰來向弟弟借了個(gè)照相機(jī),騎著自行車在地震廢墟間穿梭。三伏天剛過,熾烈的白光照耀著小山一樣連綿不斷的廢墟。他越調(diào)查越覺得地震實(shí)況跟書上說的不一樣。
李泰來從唐山返回南京,運(yùn)用地質(zhì)力學(xué)的分析方法,逐步發(fā)現(xiàn)了地震有縱波、橫波和扭波。扭波產(chǎn)生扭動(dòng),扭動(dòng)產(chǎn)生地震破壞。這種破壞不在物體外部,而在物體內(nèi)部。比如說樓房,扭波在樓房內(nèi)部扭動(dòng),將其扭酥扭散,繼而“趴架”――四面開花垂直下落。
張:你在唐山大地震中發(fā)現(xiàn)了什么?
李:唐山地震之后,我上火車站天橋一看,在地震烈度為10到11度的地區(qū)內(nèi),房倒屋塌,電線桿卻直立如初。跟《地震烈度表》畫的不一樣。當(dāng)時(shí)的《地震烈度表》,電線桿的傾斜角度是劃分烈度的重要標(biāo)志:電線桿在地震烈度6度時(shí)開始傾斜,傾角隨著烈度的增加而增大,至1l到12度時(shí)完全傾倒。
我對(duì)唐山震害進(jìn)行了大范圍實(shí)地考察,結(jié)合江蘇溧陽、遼寧海城、云南龍陵地震的破壞資料,總結(jié)出與橫波不同的地震破壞的十個(gè)基本規(guī)律,搞清了地震破壞機(jī)制,通過應(yīng)力分析發(fā)現(xiàn)了扭波。
1978年11月,中國地質(zhì)學(xué)會(huì)在北京召開“第二屆全國構(gòu)造地質(zhì)大會(huì)”,李泰來把他的論文《地動(dòng)――巖石循環(huán)論》寄到了大會(huì)組委會(huì)。論文署名――南京橡膠二廠電工李泰來。
他的論文與橡膠有關(guān),首次提出了“扭波不能通過流體和柔性物體,可以采用柔性材料如橡膠作為建筑體的‘輪胎’,阻止扭波進(jìn)入建筑體,從而達(dá)到防震”的理論。
李泰來的扭波理論令組委會(huì)陷入思考:全世界都知道地震波由縱波和橫波組成,怎么就出來了第三利啵――扭波,會(huì)有第三種波存在嗎?
有一位專家對(duì)李泰來的論文這樣評(píng)價(jià):科學(xué)的春天看來真是來到了,連橡
膠二廠的工人電搞起地質(zhì)研究來啦。此人的輪胎理淪,是不是在推銷自己的橡膠產(chǎn)品哪,哈哈……
中國地質(zhì)學(xué)會(huì)構(gòu)造分會(huì)的一位理事說:李泰來是我的大學(xué)同學(xué),他現(xiàn)在在橡膠廠,那是歷史的錯(cuò)誤……他身處逆境,依然癡情于科學(xué)事業(yè),我們應(yīng)該為他驕傲!
李泰來出生于唐山,1953年從長春地質(zhì)學(xué)院畢業(yè),1955年調(diào)往南京地質(zhì)學(xué)校,1958年被打?yàn)椤啊薄?962年恢復(fù)人身自由后掃過馬路,納過鞋底。1966年成為南京橡膠二廠的一名電工。在最艱難的時(shí)候,他也沒有放棄研究地質(zhì)學(xué)。1978年政策落實(shí)后他成為東南大學(xué)副教授,后又被評(píng)為教授。
就在被專家譏笑的兩年后,也就是1980年,《參考消息》報(bào)道:美國和印度尼西亞合作進(jìn)行了采用橡膠鋪放在建筑物下以防震抗震的實(shí)驗(yàn)。
目前的實(shí)驗(yàn)不是模擬地震破壞,是人為破壞
扭波理淪沉寂了將近30年。理論只是理論,沒有科學(xué)實(shí)驗(yàn)不行,無法令人信服。
但是,“唐山人不能白死”,從中年到老年,李泰來的這個(gè)念頭也沒死。唐山地震30周年之際,“李氏地震扭波破壞模擬實(shí)驗(yàn)儀”誕生了。2006年,在“唐山地震30周年抗震減災(zāi)學(xué)術(shù)研討會(huì)”上,李泰來向100多位與會(huì)者演示了扭儀。
會(huì)議室一片寂靜。李泰來的開場白有點(diǎn)悲壯。
我今年77歲,是教構(gòu)造地質(zhì)的老師,退休多年,算業(yè)余地震工作者吧。我和兩個(gè)弟弟一道研制了“李氏地震扭波破壞模擬實(shí)驗(yàn)儀”,在扭儀上可以把地震扭波的產(chǎn)生、傳播和破壞全部展現(xiàn)出來,讓大家都能親眼看到地震破壞的全過程,知道應(yīng)該如何設(shè)防地震
唐山賓館容納了這么多中國科技界的精英:院士、研究員、副研究員,院長、所長……他們漸漸叫了,扭波理論不容小覷,無論是謬誤還是真理。
演示結(jié)束后是提問時(shí)間,人們紛紛涌上主席臺(tái)。主流科學(xué)家們盯著“扭儀”看了又看,儀器雖然僅有半張寫字臺(tái)大小,四五指厚,但功能卻是世界一流的。它的特點(diǎn)在于:扭波強(qiáng)度(地震震級(jí))不但可以事先調(diào)節(jié),在實(shí)驗(yàn)過程中還可以隨時(shí)進(jìn)行調(diào)控;一例扭波實(shí)驗(yàn)可一次完成,也可分段進(jìn)行,便于定格觀察各個(gè)階段的破壞現(xiàn)象。
李泰來的報(bào)告很成功,很多主流科學(xué)家對(duì)他表示支持。但是會(huì)后,他提交大會(huì)的論文依然如泥牛人海。在我們現(xiàn)行的專家決策制下,一名非主流科學(xué)家提出的理淪很難逾越這道門檻――主流科學(xué)家有主流科學(xué)家的難處。
扭波可以沉睡,但絕不會(huì)死亡。
2008年lO月13日,第十四屆世界地震工程大會(huì)在北京召開。這是地震工程領(lǐng)域最有影響力的學(xué)術(shù)性會(huì)議。李泰來向大會(huì)提交了論文《扭波扭儀模擬預(yù)測地震破壞》及附件光盤。
張:參加這次重要會(huì)議,你最大的收獲是什么?
李:世界關(guān)于地震破壞研究的成果一覽無遺。科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的縱波和橫波理論無法解釋發(fā)生的地震破壞實(shí)況。他們進(jìn)行的依然是搖床式科學(xué)實(shí)驗(yàn),無論是二維的、三維的……部無法產(chǎn)生扭波。
2006年1月,日本在三木市做了世界上最大的三維地震破壞模擬實(shí)驗(yàn),六層實(shí)驗(yàn)用大樓水平搖晃,兩個(gè)立柱斷裂,桌子跳動(dòng),也不旋扭,與地震破壞實(shí)況不相符。中央電視臺(tái)播出了好幾次。
他們模擬的不是地震破壞,而是用機(jī)械力把物體搖斷。不論是一維二維三維的,不論是機(jī)械式的電磁式的液壓式的……都是外部力量使實(shí)驗(yàn)平臺(tái)連同待測物體一起定向搖晃,制造剎車效應(yīng),由于慣性產(chǎn)生瞬間反向運(yùn)動(dòng)將物體撕裂、切斷、顛覆。從本質(zhì)上講,這不是模擬地震破壞,是人為破壞,與地震破壞無關(guān)。
搖床式與我的扭儀是兩個(gè)完全不同的概念。
張:與會(huì)國代表反映如何?
李:日本利學(xué)家看過扭儀演示,馬上和我們交流情況,先后找我談了兩次。有意思的是,正是中央臺(tái)播放6層大樓破壞實(shí)驗(yàn)的那個(gè)日本廠家。第二天,還邀請我把扭儀放到他們展臺(tái)上去。我沒去。我覺得科學(xué)沒有國界,但科學(xué)家是有國界的。
【論文摘要】:機(jī)電產(chǎn)品的安全穩(wěn)定性設(shè)計(jì),包括設(shè)計(jì)的目的、元器件的選擇、三防設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)、電磁兼容性設(shè)計(jì)、安全性設(shè)計(jì)和使用與定期維護(hù)等。其目的在于提高機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,機(jī)電產(chǎn)品在國防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研和民用等方面的應(yīng)用種類越來越多,而且都離不開電源技術(shù)和其它技術(shù)的應(yīng)用。如果在其應(yīng)用中忽略了安全穩(wěn)定性管理,機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量也不會(huì)得到保證。
1.安全穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的概念
安全穩(wěn)定性是產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi),完成規(guī)定功能的能力。所以,安全穩(wěn)定性是產(chǎn)品質(zhì)量的時(shí)間指標(biāo),是產(chǎn)品性能能否在實(shí)際使用中得到充分發(fā)揮的關(guān)鍵之一。安全穩(wěn)定性設(shè)計(jì)必須與機(jī)電產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)同步進(jìn)行,設(shè)計(jì)人員必須明確可靠性設(shè)計(jì)的目的并掌握可靠性設(shè)計(jì)的方法。
2.元器件的選擇對(duì)機(jī)電產(chǎn)品安全穩(wěn)定性的影響
元器件的選擇是機(jī)電產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)之一,很多機(jī)電產(chǎn)品的失效是由于元器件的性能和質(zhì)量問題造成的。元器件的選用原則元器件的選用要遵循下述原則:
(1)根據(jù)產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)的功能要求和環(huán)境條件,選用相應(yīng)種類、型號(hào)規(guī)格質(zhì)量等級(jí)的元器件;
(2)根據(jù)元器件使用時(shí)的應(yīng)力情況,確定元器件的極限值,按降額設(shè)計(jì)技術(shù)選用元器件;
(3)根據(jù)產(chǎn)品要求的可靠性等級(jí),選用與其適應(yīng)的并通過國家質(zhì)量認(rèn)證合格單位生產(chǎn)的元器件;
(4)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的、系列化的元器件,重要的關(guān)鍵件應(yīng)選用軍用級(jí)以上元器件;
(5)對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)的元器件要進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)證,使用時(shí)要經(jīng)過批準(zhǔn);
(6)根據(jù)國家或本單位的元器件優(yōu)選手冊選用。
3.三防設(shè)計(jì)
任何機(jī)電產(chǎn)品都是在一定的環(huán)境下工作的,而潮濕、鹽霧和霉菌會(huì)降低材料的絕緣強(qiáng)度,引起漏電,從而導(dǎo)致故障。因此,必須采取防止或減少環(huán)境條件對(duì)機(jī)電產(chǎn)品安全穩(wěn)定性影響的各種方法,以保證機(jī)電產(chǎn)品工作中的性能。
3.1防潮設(shè)計(jì)的原則
(1)采用吸濕性小的元器件和材料;
(2)采用噴涂、浸漬、灌封、憎水等處理;
(3)局部采用密封結(jié)構(gòu);
(4)改善整機(jī)使用環(huán)境,如采用空調(diào)、安裝加熱去濕裝置。
3.2防霉設(shè)計(jì)防霉設(shè)計(jì)的原則
(1)采用抗霉材料,例如無機(jī)礦物質(zhì)材料;
(2)采用防霉劑進(jìn)行處理;
(3)控制環(huán)境條件來抑制霉菌生長,例如采用防潮、通風(fēng)、降溫等措施。
3.3防鹽霧設(shè)計(jì)防鹽霧設(shè)計(jì)的原則
(1)采用防潮和防腐能力強(qiáng)的材料;
(2)采用密封結(jié)構(gòu);
(3)岸上設(shè)備應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離海岸。
4.抗震設(shè)計(jì)
任何機(jī)電產(chǎn)品都要經(jīng)過從廠家到用戶的裝運(yùn)過程,特別是在振動(dòng)場合下應(yīng)用的機(jī)電產(chǎn)品,必須采取防止或減少振動(dòng)環(huán)境條件對(duì)機(jī)電產(chǎn)品可靠性影響的各種方法,以保證機(jī)電產(chǎn)品工作中的性能。為此應(yīng)當(dāng)充分注意以下幾個(gè)方面:
(1)印制板上各元器件引腳線長應(yīng)當(dāng)盡量短,以增加抗振動(dòng)能力;
(2)印制板應(yīng)當(dāng)豎放并進(jìn)行加固;
(3)較重的器件應(yīng)當(dāng)進(jìn)行加固;
(4)懸空的引線不宜拉的過緊,以防振動(dòng)時(shí)斷裂;
(5)運(yùn)輸機(jī)電產(chǎn)品時(shí),應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)防震措施;
(6)振動(dòng)場合應(yīng)用的機(jī)電產(chǎn)品,應(yīng)當(dāng)采用防震措施。
5.電磁兼容性設(shè)計(jì)
電磁兼容性是指電子設(shè)備在電磁環(huán)境中正常工作的能力。電磁干擾是對(duì)電子設(shè)備工作性能有害的電磁變化現(xiàn)象。電磁干擾不僅影響電子設(shè)備的正常工作,甚至造成電子設(shè)備中的某些元器件損害。因此,對(duì)電子設(shè)備的電磁兼容技術(shù)要給予充分的重視。既要注意電子設(shè)備不受周圍電磁干擾而能正常工作,又要注意電子設(shè)備本身不對(duì)周圍其他設(shè)備產(chǎn)生電磁騷擾,影響其他設(shè)備正常運(yùn)行。電磁兼容性控制計(jì)劃應(yīng)包括以下幾個(gè)方面:
(1)落實(shí)電磁兼容性管理機(jī)構(gòu)的職責(zé)、權(quán)限和實(shí)施計(jì)劃;
(2)電磁兼容性的預(yù)測和分析;
(3)制定項(xiàng)目的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn);
(4)進(jìn)行項(xiàng)目的頻譜管理;
(5)制定電源、結(jié)構(gòu)、工藝、布局等電磁兼容性的要求;
(6)擬制電磁兼容性試驗(yàn)大綱。
6.機(jī)電產(chǎn)品使用與定期維護(hù)
正確使用與定期維護(hù)也是提高機(jī)電產(chǎn)品可靠性的重要內(nèi)容。使用機(jī)電產(chǎn)品時(shí),首先應(yīng)當(dāng)了解它的工作原理,其次應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循它的使用程序,最后應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù),這樣才能提高機(jī)電產(chǎn)品的可靠性。
6.1移動(dòng)機(jī)電產(chǎn)品的電源是油機(jī)和蓄電池,它們的性能好壞是整個(gè)機(jī)電產(chǎn)品穩(wěn)定工作的前提。為此,應(yīng)當(dāng)對(duì)油機(jī)和蓄電池正確使用與定期維護(hù)。
6.2電器是供電系統(tǒng)中的重要元器件。電器觸頭的燒蝕和絕緣性能的下降,往往導(dǎo)致重大事故。為此,應(yīng)當(dāng)對(duì)電器進(jìn)行定期維護(hù)。
6.3活動(dòng)連接件在振動(dòng)場合下使用的機(jī)電產(chǎn)品,其活動(dòng)連接件易松動(dòng),特別是導(dǎo)電的活動(dòng)連接件松動(dòng)時(shí),會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生。為此,應(yīng)當(dāng)對(duì)活動(dòng)連接件進(jìn)行定期維護(hù)。
6.4供電線纜是電能傳遞的路徑,電能的主要參數(shù)是電流和電壓。電流在供電線纜中流動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)熱,發(fā)熱將導(dǎo)致供電線纜絕緣強(qiáng)度降低,嚴(yán)重的會(huì)引起供電線纜火災(zāi)。電壓對(duì)供電線纜的絕緣形成應(yīng)力,應(yīng)用中的供電線纜絕緣性能在不斷下降,一旦電壓的應(yīng)力超過絕緣的承受能力,會(huì)造成絕緣擊穿而發(fā)生故障。應(yīng)對(duì)位于金屬走線槽口處的線纜應(yīng)當(dāng)增加保護(hù)套,以防長期磨損而可能發(fā)生對(duì)地短路的故障。
7.結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,機(jī)電產(chǎn)品越來越廣泛地應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域,其使用條件也越來越苛刻,對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的安全穩(wěn)定性要求越來越高。明確規(guī)范和細(xì)化機(jī)電產(chǎn)品安全穩(wěn)定性設(shè)計(jì)其最終目的在于提高機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量,增加機(jī)電產(chǎn)品的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
參考資料
[1]本書編委會(huì),機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊,機(jī)械工業(yè)出版,2003.6
[2]丁彬,新編機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)百科,中國科技文化出版社,2005
關(guān)鍵詞:節(jié)能,門窗,幕墻工程,施工,驗(yàn)收
引言: 目前我國建筑行業(yè)每年平均以20億平方米左右的速度發(fā)展,但另一方面,目前建筑能耗已占全社會(huì)終端能耗的27.5%。目前,我國既有的400多億平方米建筑當(dāng)中,真正達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的卻不到10%。所以,建筑節(jié)能對(duì)于促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用,緩解我國能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾,加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,有著舉足輕重的作用
1 建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢
1.1 建筑節(jié)能基本理念
建筑節(jié)能的一個(gè)基本理念第一個(gè)是減少需求,建筑物減少對(duì)能源的需求。第二個(gè)就是用同樣的能耗能夠滿足更多的需求,這個(gè)是提高效率的問題。第三充分利用自然能或者是其他一些自然資源(太陽能、地?zé)岬龋?/p>
1.2 建筑節(jié)能新技術(shù)的主要內(nèi)容
“新技術(shù)、新設(shè)備、新材料、新工藝”通常被稱之為“四新”。國家鼓勵(lì)建筑節(jié)能工程施工中采用“四新”技術(shù),對(duì)于“四新”技術(shù)要進(jìn)行技術(shù)鑒定或?qū)嵭袀浒傅却胧?jié)能施工中應(yīng)遵照執(zhí)行。科技論文,驗(yàn)收。
1.3 國內(nèi)外建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展趨勢
各發(fā)達(dá)國家在建筑節(jié)能方面取得了長足的進(jìn)步,第一,減少建筑物的耗能量,加強(qiáng)保溫隔熱措施;第二,有效利用自然能源;第三,加強(qiáng)節(jié)能管理工作;第四,限制居住環(huán)境水平,加強(qiáng)節(jié)能道德意識(shí)。具體節(jié)能技術(shù)措施有以下幾個(gè)方面:
1)在規(guī)劃設(shè)計(jì)上有利用于節(jié)能的建筑朝向和平面形狀。限制建筑的體形系數(shù);限制建筑物的窗墻比。
2)改善外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能。衡量圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)是傳熱系數(shù),有些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)降到0.2-0.35(w/m2·k)之間,遠(yuǎn)低于我國現(xiàn)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。此外,發(fā)達(dá)國家都十分注重外墻及屋頂?shù)臍饷苄裕乐箍諝夂退羝臐B透。
3)改善窗戶設(shè)計(jì),減少能耗。通常做法是采用雙層玻璃、吸熱玻璃、熱反射玻璃等隔熱性能良好的窗玻璃。最近美國又研制出一種涂金屬薄膜的窗玻璃,夏季把大部分太陽能和熱能反射掉,具有良好的隔熱淚盈眶性能,可以使窗的保溫性能提高一倍以上。
4)利用自然條件減少能耗,也是降低建筑能耗的方式之一。發(fā)達(dá)國家十分重視這種經(jīng)濟(jì)的節(jié)能措施;在設(shè)計(jì)方面重視屋檐、窗簾、遮陽板、挑陽臺(tái)等構(gòu)造措施,對(duì)調(diào)節(jié)自然節(jié)省能源十分有效。
2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要求
2.1 加強(qiáng)建筑節(jié)能意義的宣傳和國家及省有關(guān)文件、標(biāo)準(zhǔn)的貫徹執(zhí)行,從建筑節(jié)能立法和節(jié)能技術(shù)的研究推廣下工夫,鼓勵(lì)節(jié)能,限制建筑耗能,保證經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
2.2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)必須依靠各專業(yè)的通力合作,使建筑科學(xué)技術(shù)各學(xué)科通力協(xié)作,相互支持、配合,創(chuàng)作既符合建筑學(xué)原理,有符合節(jié)能原則的優(yōu)秀建筑。
2.3 采用高效、經(jīng)濟(jì)的節(jié)能型建材和先進(jìn)的構(gòu)造技術(shù)。科技論文,驗(yàn)收。
2.4 借鑒國外在建筑節(jié)能方面的成功經(jīng)驗(yàn)。歐美各國將隔熱保溫作為建筑節(jié)能措施中最主要的一項(xiàng),他們幾乎所有新建建筑都采用隔熱材料,并大力研究和生產(chǎn)各種性能良好的保溫材料。
2.5 盡可能利用環(huán)境能源,減少礦物能的消耗量。從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、構(gòu)造、園林綠化等方面充分合理的利用當(dāng)?shù)貧夂蛸Y源,尋求人、建筑、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)、節(jié)能之間的最佳結(jié)合,以提高建筑的整體效益。
3 門窗及幕墻工程節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
3.1 建筑門窗特點(diǎn) 門窗是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的主要部件,具有采光、通風(fēng)、裝飾等多種功能。門窗與墻體、屋面、地面相比,其傳熱系數(shù)大,空氣交換量多,能量損失大,是建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)也是薄弱環(huán)節(jié),必須加強(qiáng)綜合技術(shù)措施,提高門窗的技術(shù)性能;門窗的主要技術(shù)指標(biāo)如下:
(1)傳熱系數(shù)不大于3.0W/(m2·K);(2)夏季太陽輻射熱透過率不大于20%;(3)南北向窗墻面積比不宜超過0.3。
3.2 節(jié)能門窗的選擇方案 為了使門窗的性能達(dá)到預(yù)期的節(jié)能效果,必須從門窗材料、窗型選擇、遮陽措施等方面加以考慮。建筑門窗和建筑幕墻全周邊高性能密封技術(shù),降低空氣滲透熱損失,提高氣密、水密、隔聲、保溫、隔熱等主要物理性能。
3.3 門窗材質(zhì)選擇 我國目前常用的窗框材料有木材、塑料(PVC)、鋁合金和鋼材。木、塑材料的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于金屬材料,保溫隔熱性能優(yōu)良。但木材資源短缺,不可能大面積推廣應(yīng)用。PVC塑料具有良好的保溫、隔熱、隔聲、耐腐蝕、美觀等綜合性能,故選用PVC塑料型材為優(yōu)選。
3.4 建筑幕墻設(shè)計(jì)項(xiàng)目優(yōu)化 性能方面設(shè)計(jì)有:幕墻節(jié)能、防結(jié)露設(shè)計(jì),中空玻璃設(shè)計(jì);各種優(yōu)良性能設(shè)計(jì)還包括氣密性、水密性、抗風(fēng)壓性能、隔熱保溫性能、耐沖擊(硬沖擊、軟沖擊)設(shè)計(jì)、隔音設(shè)計(jì);安全性設(shè)計(jì)包括抗7烈度防震設(shè)計(jì)、防火設(shè)計(jì)、防中空玻璃自爆設(shè)計(jì)、防雷擊和防靜電干擾設(shè)計(jì),防腐蝕設(shè)計(jì),通風(fēng)防熱應(yīng)力設(shè)計(jì)。
4 建筑節(jié)能中保溫系統(tǒng)的施工要點(diǎn)
4.1 節(jié)能墻體工程保溫系統(tǒng)的施工要點(diǎn)
4.1.1 施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照《民用建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程》(DGJ32/J19-2006)及《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50400-2007)的要求進(jìn)行材料復(fù)檢,監(jiān)理單位做好見證工作;復(fù)檢應(yīng)涉及規(guī)范要求的全部指標(biāo),不得擅自減少。
4.1.2 應(yīng)納入隱蔽驗(yàn)收的內(nèi)容:基層及表面處理;保溫板黏結(jié)及固定;錨固件;增強(qiáng)網(wǎng)鋪設(shè);墻體熱橋部位處理;預(yù)制保溫板(墻板)板縫和構(gòu)造節(jié)點(diǎn);現(xiàn)場噴涂或澆注有機(jī)類保溫材料的界面;被封閉的保溫材料厚度;保溫隔熱砌塊填充墻體。
4.1.3 對(duì)于外保溫系統(tǒng)飾面層采用面磚做法時(shí)候,根據(jù)DGJ32/J19-2006第5.1.7條規(guī)定,應(yīng)按外保溫檢驗(yàn)批實(shí)施現(xiàn)場粘結(jié)強(qiáng)度拉拔試驗(yàn)(即每實(shí)施500~1000㎡外墻外保溫做一次)。
4.1.4 外保溫材料應(yīng)全面粘貼,凡與室內(nèi)有關(guān)聯(lián)的天溝、檐溝、窗側(cè)處(即熱橋部位)均應(yīng)鋪設(shè)保溫層;如有變化應(yīng)由原設(shè)計(jì)單位出具書面變更并履行相關(guān)程序。
4.1.5 對(duì)于涂料飾面保溫砂漿系統(tǒng),抗裂砂漿總厚度宜控制在3~6mm,在陰陽角部位和窗邊應(yīng)用加強(qiáng)網(wǎng)加強(qiáng);涂料飾面前應(yīng)采用柔性耐水膩?zhàn)印?萍颊撐模?yàn)收。
4.1.6 對(duì)膠粉聚苯顆粒保溫漿料現(xiàn)場進(jìn)行濕容重檢測。科技論文,驗(yàn)收。科技論文,驗(yàn)收。其方法是:對(duì)現(xiàn)場砂漿攪拌機(jī)內(nèi)的保溫漿料抽檢取樣,用容積為1升的量筒進(jìn)行稱量,要求其在0.4kg以下。施工單位應(yīng)對(duì)膠粉聚苯顆粒保溫漿料制作同條件養(yǎng)護(hù)試塊。
4.1.7 耐堿網(wǎng)格布施工方法:在保溫層上抹抗裂砂漿,厚度控制在3mm左右(網(wǎng)格搭接處可加厚度至5mm),立即用鐵抹子將耐堿網(wǎng)格布?jí)喝肟沽焉皾{內(nèi),網(wǎng)眼砂漿飽滿度應(yīng)為100%;耐堿網(wǎng)格布搭接寬度不應(yīng)小于50mm,耐堿網(wǎng)格布的邊緣嚴(yán)禁干搭接,必須嵌在抗裂砂漿中。
4.1.8 保溫板材和基層的黏結(jié)強(qiáng)度應(yīng)做現(xiàn)場拉拔試驗(yàn);后置錨固件應(yīng)進(jìn)行錨固力現(xiàn)場拉拔試驗(yàn)
4.2屋面節(jié)能工程保溫系統(tǒng)的施工要點(diǎn):
4.2.1 屋面保溫隔熱工程的施工必須在基層(結(jié)構(gòu)層)質(zhì)量驗(yàn)收合格后進(jìn)行。
4.2.2 鋪設(shè)保溫材料的基層(結(jié)構(gòu)層)施工驗(yàn)收完以后,將預(yù)制構(gòu)件的吊鉤、鐵件等進(jìn)行處理,處理點(diǎn)應(yīng)抹入水泥砂漿,經(jīng)檢查驗(yàn)收合格,方可鋪設(shè)保溫材料。
4.2.3 找坡層為粒徑在5~40mm,不含有石塊、土塊、重礦渣和末燃盡的煤塊的爐渣,鋪設(shè)時(shí)需配比均勻、分層敷設(shè),按要求壓實(shí)、表面平整,并按圖紙要求找坡。
4.2.4板狀保溫材料應(yīng)緊貼(靠)防水層,錯(cuò)縫鋪貼、鋪平墊穩(wěn)、拼縫嚴(yán)密平整、坡向正確。板狀保溫材料的保溫層厚度允許偏差為±5%,且不得大于4mm。
4.2.5 施工注意事項(xiàng):
1)板狀保溫材料運(yùn)輸、存放應(yīng)注意保護(hù),防止損壞、污染和受潮,雨季應(yīng)采取遮蓋措施,防止水浸或雨淋;2)聚苯保溫板陳化時(shí)間自然養(yǎng)護(hù)條件下,不得少于48d,60℃蒸汽養(yǎng)護(hù)不得少于7d,以防止板材收縮變形產(chǎn)生裂縫;3)保溫板上面注意加鋪鋁箔防潮層;4)嚴(yán)禁在雨天進(jìn)行保溫層施工。科技論文,驗(yàn)收。
5 建筑節(jié)能工程的驗(yàn)收
5.1施工單位應(yīng)通過有關(guān)圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能性能檢驗(yàn)、系統(tǒng)功能檢驗(yàn)和整個(gè)分部工程的無生產(chǎn)負(fù)荷系統(tǒng)聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)與調(diào)試和觀感質(zhì)量的檢查,按本規(guī)范要求將質(zhì)量合格的節(jié)能分部工程移交建設(shè)單位的驗(yàn)收過程。
5.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能性能檢驗(yàn)的主要項(xiàng)目應(yīng)包括:1)墻體、屋面的傳熱系數(shù)、隔熱性能;2)幕墻氣密性能;3)外窗氣密性和傳熱系數(shù);4)工程合同約定的項(xiàng)目;5)必要時(shí)可檢驗(yàn)其他項(xiàng)目。
5.3 建筑節(jié)能分部工程的質(zhì)量驗(yàn)收,應(yīng)由建設(shè)單位負(fù)責(zé),組織監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工等單位共同進(jìn)行,合格后應(yīng)及時(shí)辦理竣工驗(yàn)收手續(xù),并詳細(xì)填寫在保修期內(nèi)建筑節(jié)能性能現(xiàn)場檢驗(yàn)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能性能檢驗(yàn)和系統(tǒng)功能檢驗(yàn)的內(nèi)容。
參考文獻(xiàn):《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》《建筑節(jié)能監(jiān)理細(xì)則》
一、后澆帶的定義和主要功能
鋼筋混凝土后澆帶技術(shù)是一種混凝土剛性接縫技術(shù),總體上可分為后澆收縮帶、后澆沉降帶和后澆溫度帶,分別用于解決鋼筋混凝土凝結(jié)收縮、高層建筑主樓和裙樓問不均勻沉降、克服溫度應(yīng)力之類的問題,它適用于后期變形趨于穩(wěn)定、不宜設(shè)置柔性變形縫的結(jié)構(gòu)的建筑。一般來說,后澆帶技術(shù)具有多種變形縫的作用,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以其中一種功能為主,其他功能為輔。施工時(shí),后澆帶是整個(gè)建筑物的預(yù)留縫,待主體結(jié)構(gòu)完成并達(dá)到一定齡期時(shí),在后澆帶位置用混凝土進(jìn)行填補(bǔ),它必須采用專項(xiàng)技術(shù)措施來進(jìn)行處理,“縫”即不存在,這樣既解決了凝結(jié)收縮、結(jié)構(gòu)差異沉降和溫度應(yīng)力等問題,同時(shí)又達(dá)到了不設(shè)永久變形縫的要求。
由于新澆混凝土在硬結(jié)過程中會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象,所以已建成的結(jié)構(gòu)受冷則收縮,受熱會(huì)膨脹。在施工后的前 1―2 個(gè)月將完成混凝土硬結(jié)收縮的大部分過
程, 而環(huán)境溫度變化對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的作用則是經(jīng)常性的,尤其是其變形受到約束時(shí),
在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部就產(chǎn)生相應(yīng)的溫度應(yīng)力,嚴(yán)重時(shí)就會(huì)在構(gòu)件中出現(xiàn)可見的裂縫。
高層建筑和裙房的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)候設(shè)計(jì)為整體結(jié)構(gòu),但在施工時(shí)需要
用后澆帶技術(shù)把兩部分暫時(shí)斷開,等到主體結(jié)構(gòu)施工工作完成,并且已完成 50%以上的沉降量以后再澆灌連接裙房部分的混凝土,將高低層建筑連成一個(gè)整體,因此在設(shè)計(jì)時(shí)基礎(chǔ)就應(yīng)考慮兩個(gè)施工階段不同的受力狀態(tài), 并分別進(jìn)行強(qiáng)度校核。而且連成整體建筑后的計(jì)算應(yīng)把由后期沉降差引起的附加內(nèi)力考慮在內(nèi)。同時(shí)還需要采取以下調(diào)整措施:調(diào)時(shí)間差。先對(duì)主樓進(jìn)行施工,待其基本建成,而且沉降量基本穩(wěn)定后,再對(duì)裙房進(jìn)行施工,使他們的后期沉降基本相近。另外一個(gè)措施是調(diào)壓力差。由于主樓荷載大,施工人員可加大埋深,采用整體基礎(chǔ)降低土壓力,以減少附加壓力,對(duì)于低層建筑部分可使用較淺的十字交叉梁基礎(chǔ),以增加土壓力,最終使高低層沉降接近。
二、后澆帶的設(shè)計(jì)
當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的平面尺寸超過混凝土規(guī)范規(guī)定的伸縮縫最大間距時(shí), 可考慮采用施工后澆帶的方法來適當(dāng)增大伸縮縫間距。但一般地上結(jié)構(gòu)由于受環(huán)境溫度變化影響較大, 所以伸縮縫最大間距不宜超過混凝土規(guī)范限值過多。當(dāng)?shù)厣辖Y(jié)構(gòu)由于抗震設(shè)計(jì)需要而設(shè)置了防震縫時(shí), 伸縮縫寬度應(yīng)滿足防震縫寬度的要求。地下室結(jié)構(gòu)超長的情況較為常見, 除地下室頂板和處于室外地面以上的地下室外墻受溫度變化影響相對(duì)較大外, 地下室內(nèi)部和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在使用階段受室內(nèi)外溫度變化影響較小,需解決的主要問題是混凝土收縮應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。
必須指出的是,后澆帶只能解決施工期間的混凝土自收縮,它不能解決由于溫度變化引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中,更不能替代伸縮縫。有一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者將后澆帶和伸縮縫等同起來的看法是錯(cuò)誤的,因?yàn)閮烧叩淖饔貌⒉幌嗤?/p>
當(dāng)?shù)叵率医Y(jié)構(gòu)超長過多,單靠設(shè)置后澆帶不足以解決混凝土收縮和溫度變化問題時(shí),可以考慮采用補(bǔ)償收縮混凝土,在適當(dāng)位置設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶。
對(duì)高層建筑主體與裙房之間是設(shè)置永久變形縫,還是在施工階段設(shè)置沉降后澆帶, 應(yīng)該根據(jù)建筑場地地基持力層土質(zhì)情況、基礎(chǔ)形式、上部結(jié)構(gòu)布置等條件綜合確定。當(dāng)?shù)鼗至油临|(zhì)較好,例如高層建筑基礎(chǔ)做在基巖層或卵石層上,或采用樁基時(shí),高層建筑沉降變形量較小,此時(shí)可考慮采用施工后澆帶而不設(shè)置永久變形縫,將高層建筑與裙房基礎(chǔ)( 或地下室) 連成整體。
近年來,復(fù)合地基得到了廣泛應(yīng)用, 復(fù)合地基可以提高地基持力層承載力,提高土體彈性模量, 有效地控制建筑物沉降。北京地區(qū)有些工程已經(jīng)通過在高層建筑下采用復(fù)合地基的辦法來替代樁基,以解決高層建筑主體與裙房之間差異沉降的問題。不論采用哪種方法, 如果采用施工后澆帶而不設(shè)置永久變形縫, 都應(yīng)依據(jù)相關(guān)規(guī)范計(jì)算裙房和高層建筑的整體傾斜。當(dāng)采用地基處理時(shí), 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙上, 應(yīng)明確規(guī)定采用地基處理后,高層建筑與裙房之間的變形要求。
施工后澆帶的位置,應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)布置的具體情況確定, 不能想當(dāng)然,搞一刀切。后澆帶應(yīng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)受力較小處,一般在梁、板跨度內(nèi)的三分之一處,結(jié)構(gòu)彎矩和剪力均較小,且宜自上而下對(duì)齊,豎向上不宜錯(cuò)開,后澆帶間距一般為 30m 到 50m。在高層建筑與裙房之間設(shè)置后澆帶時(shí),后澆帶宜處于裙房一側(cè),且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,應(yīng)注意加強(qiáng)高層建筑與裙房相連部位的構(gòu)造,提高縱向鋼筋配筋率,用以抵抗后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。為減小后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力,尚應(yīng)采取其他措施,通常可考慮以下方法:
(1)高層建筑采用樁基或其他地基基礎(chǔ)處理方法,或補(bǔ)償基礎(chǔ),盡量擴(kuò)大高層建筑基礎(chǔ)與地基接觸面積,減小高層建筑基礎(chǔ)底面接觸壓力,而裙房則采用埋深較淺的獨(dú)立柱基或條形基礎(chǔ)等,調(diào)節(jié)高層建筑與裙房之間的差異沉降。
(2)盡量減小裙房部分基礎(chǔ)與地基的接觸面積,即盡量增大裙房部分的基礎(chǔ)底面接觸壓力,加大裙房的沉浸量。
(3)結(jié)合高層建筑埋置深度要求, 調(diào)整高層建筑地下室高度, 使地基持力層落在壓縮性小、地基承載力高的土層上, 可有效地減小高層建筑的沉降量。
進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者應(yīng)結(jié)合工程具體情況,多方面對(duì)比,選擇經(jīng)濟(jì)合理的方案。后澆帶部位的鋼筋一般不宜斷開,而應(yīng)讓鋼筋連續(xù)通過,即只將后澆帶處的混凝土臨時(shí)斷開。但有時(shí)工程具體情況不允許留后澆帶,采用搭接連接時(shí),應(yīng)注意后澆帶寬度要滿足按混凝土規(guī)范計(jì)算的鋼筋搭接連接長度。基礎(chǔ)后澆帶的斷面形式,應(yīng)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙上用詳圖明確表示出來,而不應(yīng)推給施工單位。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí),宜在基礎(chǔ)后澆帶下設(shè)置防水板并增設(shè)一道附加防水層。
三、后澆帶設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
1、后澆帶的兩條接縫實(shí)際是兩條施工縫,因此縫的處理應(yīng)符合防水混凝土施工縫
的處方法。
2、明確后澆帶的接縫形式,接縫處的處理措施。
3、明確后澆帶的種類,明確各類后澆帶的澆注時(shí)間。
4、明確后澆帶后澆筑混凝土技術(shù)要求,避免出現(xiàn)新的收縮裂縫造成工程滲漏水的隱患。
結(jié)束語
總的來說,設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)工程具體實(shí)際情況和相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范,合理地設(shè)置建筑物的后澆帶位置,并從結(jié)構(gòu)混凝土澆筑、模板支設(shè)、后澆帶垂直施工縫的處理、后澆帶混凝土的澆筑、后澆帶混凝土澆筑后的保護(hù)工作等幾方面采取對(duì)應(yīng)的施工技術(shù)措施以確保后澆帶的施工質(zhì)量,優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)方案。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:大修、質(zhì)量、混凝土
中圖分類號(hào):TV331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
縱觀科技期刊學(xué)術(shù)論文,對(duì)公路大修研究的不少,但深入地與理論相結(jié)合不多,本文作者結(jié)合17年道橋施工經(jīng)驗(yàn)分析了公路大修質(zhì)量控制要點(diǎn)、重點(diǎn)對(duì)公路損壞原因進(jìn)行分析,有望有利于道路施工質(zhì)量控制。
一、有些路段水泥混凝土面板破損嚴(yán)重,需要對(duì)混凝土面板甚至基層進(jìn)行拆除,重新攤鋪、澆筑,重點(diǎn)是施工過程中質(zhì)量控制。
在破除舊面板時(shí)要防止損傷基層,對(duì)板體進(jìn)行更換時(shí)要把破裂的面板取除后對(duì)基層清掃檢查,當(dāng)發(fā)現(xiàn)基層上有少數(shù)裂縫,要加鋪鋼筋網(wǎng),修復(fù)松散基層,用C15混凝土填充、搗實(shí),澆筑面層。對(duì)老路面要進(jìn)行清掃,采用森林滅火鼓風(fēng)機(jī)沿縱向排成斜線將灰土吹凈,必要時(shí)用高壓水槍徹底將路表面所有的雜物、泥土、灰塵等沖洗干凈。
二、 新舊基層、水泥混凝土面板銜接的處理措施
基層補(bǔ)強(qiáng)完成后,在新舊混凝土之間加設(shè)傳力桿并在舊路面板接縫面涂刷瀝青
,然后澆筑水泥混凝土。水泥混凝土面板攤鋪和澆筑時(shí),要重點(diǎn)控制混凝土的原材料、配合比、水灰比,運(yùn)輸采用砼攪拌運(yùn)輸車,采有插入式振搗棒、平板振搗器和三軸整平儀,控制好平整度、橫坡度等。
蘭派打裂水泥混凝土路面施工控制要點(diǎn)
1)、利用重型沖擊式壓路機(jī)對(duì)原有舊水泥混凝土面板進(jìn)行碾壓,使舊水泥混凝土面板完全破碎并與下部結(jié)構(gòu)層充分接觸,同時(shí)保證水泥混凝土面板體保留大部分強(qiáng)度。
2)控制措施:采用五邊形蘭派沖擊式壓實(shí)機(jī)進(jìn)行沖壓。每次連續(xù)施工段落一般不大于500m,沖擊寬度為11m,路肩兩側(cè)各50cm不沖擊。按照從路邊線到路中線的順序進(jìn)行沖擊。
控制沖擊速度:先高速(12-15km/h)沖壓以破碎板塊,再中速(9-12km/h)沖壓以穩(wěn)固碎塊。防震要求高的地段采用低速(7-9km/h)沖壓以減小震動(dòng)。
控制沖擊遍數(shù):高速行駛沖壓遍數(shù)為一般不低于15遍(根據(jù)板塊的破碎效果確定);中速?zèng)_壓不低于5遍(根據(jù)驗(yàn)收實(shí)際情況確定)。
3)質(zhì)量控制:要求進(jìn)行破碎程度、沉降收斂和彎沉值檢測。要求板塊破裂已形成明顯連續(xù)縱縫、較細(xì)的連續(xù)橫縫來衡量,板塊邊長一般為40-60cm,超過60cm邊長的不得超過30%,不得形成大面積板塊破裂。一般3-5遍開始裂紋,5-15遍是沉降,20遍可以達(dá)到技術(shù)要求。控制構(gòu)造物的安全距離。
三、路面施工中,鋪設(shè)土工布的應(yīng)用原理及鋪設(shè)時(shí)的控制要點(diǎn)
1)原理:加鋪土工布可對(duì)夾鋪層起到加筋作用。能夠有效防止和減少路面縱向裂縫的產(chǎn)生,在鋪設(shè)土工布前要噴灑粘層油,油量要適中,噴灑要均勻。鋪設(shè)土工布時(shí)要平整無折、無氣泡,然后把其碾壓至黑色才能鋪設(shè)瀝青混凝土。
2)其他材料:玻璃纖維格柵是一種由玻璃纖維制成的平面網(wǎng)格狀材料,具有抗拉強(qiáng)度大、彈性模量高、耐高溫、耐腐蝕、低延伸率、物理化學(xué)性能穩(wěn)定、嵌鎖和限制作用強(qiáng)等特點(diǎn)。采用鋪設(shè)玻纖格柵作為加筋?yuàn)A層能達(dá)到提高瀝青加鋪層抗反射裂縫,玻璃纖維格柵能改變?yōu)r青混凝土層在車輛荷載和溫度作用下的受力狀態(tài),大幅減小接縫處的應(yīng)力集中,從而阻止反射裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。玻璃纖維網(wǎng)不是依靠本身的較大變形來擴(kuò)散應(yīng)力,其防裂作用實(shí)質(zhì)是一種隔離功能。它分隔了有裂縫或接縫的混凝土板和瀝青混凝土加鋪層.避免了瀝青混凝土層直接處于裂縫或接縫尖端的應(yīng)力集中區(qū)域,而由強(qiáng)度較高的材料承受較大的拉應(yīng)力,阻礙了裂縫的迅速擴(kuò)展。采用抗拉強(qiáng)度高的格柵更有利于抑制裂縫的發(fā)展,在瀝青混凝土路面施工中,可以采用縱橫向拉力較大的玻纖格柵代替土布鋪設(shè)在下面層與上面層之間,施工方法和鋪設(shè)土工布的施工方法相同。
四、在收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)進(jìn)行加寬車道施工時(shí),加寬車道與舊路水泥混凝土面板連接時(shí),質(zhì)量控制措施
1)在新舊混凝土之間加設(shè)傳力桿并在舊路面板接縫面涂刷瀝青,然后澆筑水泥混凝土。
2)在新舊面板交接處,鋪設(shè)兩層玻纖格柵,可有效防止和減少裂縫的產(chǎn)生。
五、瀝青混合料級(jí)配是瀝青路面施工關(guān)鍵環(huán)節(jié),在碎石礦粉加工、存放瀝青、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、混合料拌合質(zhì)量控制
1)碎石加工:首先按設(shè)計(jì)要求向石場提供基層、瀝青混凝土面層的篩網(wǎng)尺寸,并且在石場派駐試驗(yàn)人員,對(duì)每天生產(chǎn)的石料進(jìn)行取樣試驗(yàn),對(duì)不合格材料堅(jiān)決不裝車;進(jìn)場后再由專職試驗(yàn)員人員進(jìn)行檢測,各項(xiàng)指標(biāo)合格后放可將石料卸入指定的各規(guī)格石料的場區(qū)內(nèi),對(duì)不合格的材料一律不允許卸車。
2)礦粉存放:礦粉存放主要做好防潮、防雨,礦粉存放場地選擇在地勢較高的場地內(nèi),底部采用石灰、塑料布?jí)|底,并且搭設(shè)防雨大棚。
3)瀝青儲(chǔ)存、運(yùn)輸:改性瀝青的存儲(chǔ)要求必須帶有攪拌裝置的瀝青罐內(nèi),并且存放時(shí)間不易過長,在運(yùn)輸過程中,在改性瀝青加工廠由試驗(yàn)人員檢測合格后,裝車、貼封條,到拌和站后,由施工單位確認(rèn)封條是否完好,試驗(yàn)人員檢測瀝青的三大指標(biāo),合格后,方可卸車。
4)混合料拌和的質(zhì)量控制:a.主要是溫度控制,瀝青的加工溫度達(dá)到規(guī)范要求以后,方可開機(jī);b.每盤的瀝青用量、礦粉用量、各種碎石用量要準(zhǔn)確;c.拌和時(shí)間要保證,確保不出現(xiàn)花白料;d.混合料的出廠溫度要達(dá)到規(guī)范要求。
六、瀝青混合料拌和過程中,瀝青用量控制
1)瀝青用量采用雙控指標(biāo),每天拌和站統(tǒng)計(jì)當(dāng)日的產(chǎn)量和瀝青用量,試驗(yàn)室每天根據(jù)現(xiàn)場的施工段落,計(jì)算出理論用油量,并且時(shí)行比較,如發(fā)生拌和站用油量少的情況,及時(shí)檢查拌和站。
2)在每天拌制瀝青混凝土的過程中,試驗(yàn)人員上、下午用燃燒法各做一次瀝青用量試驗(yàn),和理論配合比進(jìn)行比對(duì);
3)對(duì)故意減少瀝青用量的行為,應(yīng)采取嚴(yán)格處罰措施;
七、機(jī)制砂質(zhì)控方面,明確不同設(shè)備的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)
1)機(jī)械砂要求必須是專業(yè)的制砂機(jī)生產(chǎn),是由碎石加工整形面成的,和石屑相比具有棱角性。
2)、機(jī)制砂的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),即是細(xì)集料的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),不低于路面細(xì)集料要求的指標(biāo),具體說有:表觀相對(duì)密度、堅(jiān)固性、含泥量、砂當(dāng)量、亞甲藍(lán)值、棱角性等。
八、熱瀝青灌縫、銑刨標(biāo)線的施工控制有哪些標(biāo)準(zhǔn)?
1)、對(duì)路面原有接縫填縫料缺失的,要清理接縫并重新灌滿改性瀝青,以有效防止路面水從路面滲入基層,保證基層有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在處理縫隙時(shí),要把縫隙清理干凈,使用改性瀝青時(shí),要由砼路面嵌縫機(jī)加熱至300℃,然后再使用砼路面嵌縫機(jī)注膠嘴把改法性瀝青注入接縫內(nèi)。施工時(shí)縫隙要灌滿,不能留有空隙。對(duì)接縫進(jìn)行封閉,一定程度上抑制反射裂縫出現(xiàn)。
2)銑刨標(biāo)線的施工控制:主要是把標(biāo)線全部銑刨干凈,否則熱熔涂料在應(yīng)力吸收層和水泥砼面層之間形成滑動(dòng)面,影響瀝青混凝土路面的質(zhì)量。
結(jié)束語:
綜上所述,工程質(zhì)量是企業(yè)素質(zhì)的綜合反映,是項(xiàng)目管理水平的重要標(biāo)志,質(zhì)量是企業(yè)的生命線。因此公路施工項(xiàng)目的質(zhì)量管理工作是施工企業(yè)的綜合素質(zhì)的體現(xiàn)。于是我們在路橋施工中要保證質(zhì)量安全的同時(shí),更要不斷地探索新方法,新工藝,使公路大修施工技術(shù)有新的發(fā)展
參考文獻(xiàn):
[1]王東升、高速公路裝配式板橋上部結(jié)構(gòu)早期病害分析【期刊論文】《石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)》ISTIC 2004年z1期
【關(guān)鍵詞】測試系統(tǒng);電磁干擾;實(shí)驗(yàn)方法
引言
鋼軌內(nèi)應(yīng)力測試系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心,應(yīng)用縱橫彎曲理論建立無縫線路軌道力學(xué)模型,根據(jù)鋼軌內(nèi)應(yīng)力計(jì)算公式,以電測應(yīng)力法進(jìn)行比較分析[1],測量時(shí)使被測段鋼軌懸空,在其中部施加一橫向撓動(dòng)力,分別測試鋼軌的橫向力、橫向位移、軌溫和濕度等信號(hào),將信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后計(jì)算,快速、準(zhǔn)確得出被測線路的內(nèi)應(yīng)力,并可將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),操作人員可通過液晶顯示屏測試和查詢。
作為電子類產(chǎn)品,提高測試系統(tǒng)的抗電磁干擾能力及屏蔽性能是研發(fā)、生產(chǎn)、使用過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。
1.鋼軌內(nèi)應(yīng)力測試系統(tǒng)的組成
本系統(tǒng)硬件部分由單片機(jī)控制器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、傳感器和自加載施力機(jī)構(gòu)等組成。系統(tǒng)選用W77E532單片機(jī)為控制核心;壓力、位移、溫度和濕度為測量鋼軌內(nèi)應(yīng)力的必要參數(shù);自加載施力機(jī)構(gòu)通過電機(jī)給被測鋼軌施加定量的壓力;U盤存儲(chǔ)功能可將系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至U盤,可通過U盤將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至上位機(jī)管理軟件,也可直接通過數(shù)據(jù)線將測試儀主機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至上位機(jī)。
2.鋼軌內(nèi)應(yīng)力測試系統(tǒng)的抗電磁干擾方法
2.1 線路板抗電磁干擾設(shè)計(jì)
以W77E532為處理核心的控制系統(tǒng)具有靈敏度高、處理速度快等特點(diǎn),正因如此,也更容易影響測試系統(tǒng)的抗電磁干擾能力,測試過程中使系統(tǒng)的性能指標(biāo)偏離設(shè)計(jì)要求,導(dǎo)致測量結(jié)果誤差大[2],因此抗干擾技術(shù)己成為設(shè)計(jì)單片機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)必須考慮的環(huán)節(jié)。本系統(tǒng)控制電路的抗電磁干擾部分除了采用常規(guī)方法,如數(shù)字地和模擬地單點(diǎn)相連、縮短旁路電容地線長度、相互關(guān)聯(lián)的元器件盡量放得靠近外,還采取了以下措施:
(1)采用線性光耦PC817將所有模擬量信號(hào)與數(shù)字量信號(hào)輸入輸出端隔離,為了提高隔離效果,我們將PC817縱向排列整齊,沿PC817焊腳內(nèi)側(cè)在線路板上開槽。
PC817光電耦合器輸入部分和輸出部分采用獨(dú)立的5V電源供電,數(shù)字量5V由鋰電池經(jīng)2940穩(wěn)壓后提供,模擬量5V由DC-DC5V提供。
(2)低壓差穩(wěn)壓器LM2940及其濾波器件遠(yuǎn)離單片機(jī)放置;
(3)數(shù)字量部分沿PC817開槽處雙面覆銅接地。采用金屬敷層屏蔽材料抑制電磁干擾也是目前常用的方法之一,通過非電解電鍍、陰極濺射、真空鍍金等方法在絕緣材料的表面形成導(dǎo)電金屬薄層[3],可以提高電子設(shè)備的抗干擾能力。
2.2 供電部分的抗電磁干擾設(shè)計(jì)
鋼軌內(nèi)應(yīng)力測試系統(tǒng)由8V鋰電池供電,經(jīng)兩個(gè)低壓差三端穩(wěn)壓器LM2940后,固定輸出5V,LM2940內(nèi)部含靜態(tài)電流降低電路、電流限制、過熱保護(hù)、電池反接和反插入保護(hù)電路,再經(jīng)容阻濾波,給數(shù)字量電路供電。
模擬量電路電源經(jīng)LM2940降壓后,由DC-DC5V提供。
2.3 傳感器部分抗電磁干擾設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)共有1路數(shù)字量和4路模擬量輸入,有位移、壓力、溫度、濕度和電壓信號(hào),其中,位移、壓力2路信號(hào)對(duì)測試結(jié)果具有決定性影響,我們主要對(duì)這2路傳感器信號(hào)做了抗電磁干擾處理:
(1)位移信號(hào)的采集使用千分表,其輸出為數(shù)字信號(hào),是不隨時(shí)間連續(xù)變化的量,數(shù)字信號(hào)抗干擾能力強(qiáng);
(2)壓力信號(hào)由JLBS-Ⅱ型拉力傳感器提供,其采用箔式應(yīng)變片貼在合金鋼彈性體上,可承受拉、壓力,具有測量精度高、穩(wěn)定性能好、溫度漂移小、輸出對(duì)稱性好等特點(diǎn)。由于壓力傳感器的變送器電路處理的是比較微弱的信號(hào),而且還要進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換,外界干擾極易耦合到電路中從而影響有用信號(hào)。因此,本系統(tǒng)的壓力信號(hào)采用電流傳輸代替電壓傳輸,接收電路低的輸入阻抗和對(duì)地懸浮的電流源(電流源的實(shí)際輸出阻抗與接收電路的輸入阻抗形成并聯(lián)回路)使得電磁干擾對(duì)電流信號(hào)的傳輸不會(huì)產(chǎn)生大的影響,可獲得較好的抗干擾性能。
另外,本系統(tǒng)針對(duì)模擬量輸入通道的抗電磁干擾還采用了以下措施:壓力、溫度、濕度傳感器使用屏蔽線,屏蔽層與線路板GND相連,盡量縮短信號(hào)線長度。
2.4 外殼抗電磁干擾設(shè)計(jì)
為了使外殼在操作者和內(nèi)部電路間建立隔離、形成屏蔽層,起到抗電磁干擾作用,本系統(tǒng)主機(jī)箱采用金屬鋁殼,既可以防止因操作者對(duì)金屬外殼的直接接觸放電造成干擾,又可以防止環(huán)境干燥時(shí)操作者對(duì)周圍物體放電形成的電磁干擾耦合到測試系統(tǒng)內(nèi)部。即便如此,我們在做抗電磁干擾試驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)還是存在干擾現(xiàn)象,液晶屏出現(xiàn)亂碼,經(jīng)過分析,我們認(rèn)為此現(xiàn)象是由于主機(jī)箱上銑了液晶屏安裝槽、航空插座孔、充電口、電源開關(guān)孔、鍵盤孔等造成,于是又采取了以下抗干擾措施:
(1)盡量縮短主機(jī)箱內(nèi)部導(dǎo)線長度,并在每根導(dǎo)線上增加磁環(huán);
(2)將主機(jī)箱內(nèi)固定線路板的所有金屬小件都更換為絕緣材料,在液晶屏與主機(jī)箱外殼之間增加一層絕緣紙;
(3)主機(jī)箱內(nèi)部在充電孔、航空插座孔、電源開關(guān)孔及液晶屏開孔處噴涂三防漆,三防漆是一種特殊配方的涂料,用于保護(hù)線路板及其相關(guān)設(shè)備免受壞境的侵蝕。三防漆具有良好的耐高低溫性能,其固化后成一層透明保護(hù)膜,具有優(yōu)越的絕緣、防潮、防漏電、防震、防塵、防腐蝕、防老化、耐電暈等性能;
(4)主機(jī)箱底部裝設(shè)一只金屬螺帽作為電磁干擾泄放通道,在操作者對(duì)外殼的孔、洞、縫隙放電時(shí)將放電電流泄放,防止對(duì)內(nèi)部電路直接放電。
2.5 軟件抗電磁干擾設(shè)計(jì)
若單靠硬件措施消除干擾會(huì)增加系統(tǒng)的硬件成本,使系統(tǒng)復(fù)雜化,而且并非所有因干擾而產(chǎn)生的故障都可通過硬件抗干擾措施得到完全解決;軟件抗干擾技術(shù)不僅可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化,成本降低,設(shè)計(jì)也很靈活方便[3]。
本系統(tǒng)的控制軟件由KeilC編制,軟件組成主要包括A/D轉(zhuǎn)換、鍵盤響應(yīng)、液晶顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)讀取及分析計(jì)算等部分。本系統(tǒng)采用數(shù)字濾波、設(shè)立軟件陷阱、看門狗(Watchdog)和軟件冗余等技術(shù),提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
3.結(jié)束語
影響鋼軌內(nèi)應(yīng)力測試系統(tǒng)抵抗電磁干擾能力的因素有很多,本文從系統(tǒng)硬件的線路板、供電電源、傳感器、外殼等部分入手,分析并提出了測試系統(tǒng)抗電磁干擾的方法,提高了測試系統(tǒng)的抗電磁干擾的能力,解決了系統(tǒng)受干擾時(shí)液晶顯示屏出現(xiàn)亂碼的情況,保證了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)
[1]王建文.無縫線路溫度力及鎖定軌溫測試技術(shù)研究.擴(kuò)大鐵路對(duì)外開放、確保重點(diǎn)物資運(yùn)輸――中國科協(xié)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)鐵道分會(huì)場暨中國鐵道學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)和粵海通道運(yùn)營管理學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集,2005.
[2]李志宇.單片機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì).電子測量技術(shù)2007,30:100-102.
關(guān)鍵詞:《閑情偶寄》;雅致;實(shí)用;室內(nèi)設(shè)計(jì);功能;裝飾
1 研究現(xiàn)狀綜述
1.1 課題有關(guān)的文獻(xiàn)研究
(1)對(duì)《閑情偶寄》女性審美觀的研究。在女性審美觀方面,很多文人、學(xué)者都提出了諸多的觀點(diǎn)。董璐寫了內(nèi)在美和外在美以及整體論和分解論;劉紅娟寫了中國古代女性美的發(fā)展以及李漁生活中的女子和文學(xué)中的女子;杜書瀛則從姿色、肌膚、眉眼、纏足、態(tài)度等幾方面來闡述內(nèi)在美和外在美。
(2)對(duì)《閑情偶寄》園林設(shè)計(jì)觀的研究。對(duì)《閑情偶寄》園林設(shè)計(jì)觀進(jìn)行研究的有:李素玉從取景在借、虛實(shí)相生、因地制宜、崇尚自然等四個(gè)設(shè)計(jì)思想來介紹園林設(shè)計(jì)觀;王曉俊從創(chuàng)新、實(shí)用和美觀這三個(gè)方面介紹了園林居室美學(xué),但這三點(diǎn)寫得都比較簡單,沒有具體的分析;涂欣則從隱士與園林、祁彪佳的筑園癡癖、李漁與湖上園林等方面介紹了園林設(shè)計(jì)觀。
(3)對(duì)《閑情偶寄》其他方面的研究。馬草從行樂之心、世俗閑情、雅致之旨等方面介紹了李漁的生活美學(xué)思想;王園園[1]則寫了戲曲要求新,結(jié)構(gòu)修辭以及曲文和賓白的語言修辭。
此外,還有一些學(xué)者、文人寫到了飲食文化、家具設(shè)計(jì)理念、自我矛盾等。
1.2 課題的研究方向
通過上面的研究成果,筆者得出作者王曉俊和涂欣都寫到了實(shí)用和美觀,但他們寫得較為概括,不夠深入,而且主要寫的是園林方面的實(shí)用與美觀;作者涂欣還寫到了雅逸,但主要寫的是聯(lián)匾;作者董璐也寫到了雅,但主要寫的是服飾貴在雅。本文主要從室內(nèi)設(shè)計(jì)方向進(jìn)行分析,闡明雅致與實(shí)用的設(shè)計(jì)思想給現(xiàn)代生活所帶來的影響。
2 《閑情偶寄》――居室部的設(shè)計(jì)思想
2.1 簡約自然的設(shè)計(jì)思想
在《閑情偶寄?居室部》中,李漁提出“宜簡不宜繁,宜自然不宜雕斫。凡事物之理,簡斯可繼,繁則難久,順其性者必堅(jiān),戕其體者易壞。”他認(rèn)為設(shè)計(jì)要簡約、自然,簡單地順應(yīng)事物屬性的就可以保留很長時(shí)間,繁雜的、破壞事物本體的則很難長久。李漁之所以提出這個(gè)觀點(diǎn),是因?yàn)樵谇宕止に嚻冯m做工精巧,豐富多彩,但不免過于奢華,多了幾分俗氣,并且缺少靈性和事物本身的自然美感,這種空有其表而沒有內(nèi)涵的裝飾風(fēng)格深受清代統(tǒng)治者和老百姓的擁護(hù),并以此為美。而李漁則非常厭惡這種華而不實(shí)的裝飾之風(fēng),他認(rèn)為這不僅是對(duì)人力、財(cái)力、物力的一種浪費(fèi),同時(shí)也剝奪了材料的天然之美。
其實(shí)在現(xiàn)代,簡約自然的設(shè)計(jì)風(fēng)格也備受人們喜愛。以室內(nèi)設(shè)計(jì)為例,這種風(fēng)格的設(shè)計(jì)是以極少的色彩和質(zhì)樸的生活場景來保留事物本身的自然美感,沒有了奢華的外觀帶來的煩瑣,給人一種淡雅、輕松的舒適感。
2.2 經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思想
李漁認(rèn)為“土木之事,最忌奢靡。匪特庶民之家當(dāng)崇儉樸,即王公大人亦當(dāng)以此為尚”。李漁最反對(duì)的就是奢靡浪費(fèi),認(rèn)為不僅百姓要崇尚儉樸,王公貴族也應(yīng)如此。這體現(xiàn)了古代學(xué)者樸素簡練的設(shè)計(jì)觀。他還進(jìn)一步指出“蓋居室之制,貴精不貴麗,貴新奇大雅,不貴纖巧爛漫”,從而引出了“創(chuàng)新”的設(shè)計(jì)思想。他的創(chuàng)新思想貫穿他的所有著作,是他最為重要的設(shè)計(jì)思想之一。
李漁的創(chuàng)新之處包括新式頂格、窗格三樣式、梅窗、鳥籠新穎、女墻鏤空、廳內(nèi)養(yǎng)鳥、書房壁裝飾、聯(lián)匾的設(shè)計(jì)、山石之用、墻壁用紙之法、室內(nèi)藏?zé)舻取乃倪@些創(chuàng)新,我們不難看出,李漁不僅追求匠心獨(dú)運(yùn)、創(chuàng)異標(biāo)新的設(shè)計(jì)理念,而且還做到了價(jià)廉省工。
2.3 雅致實(shí)用的設(shè)計(jì)思想
李漁在設(shè)計(jì)中非常重視雅致與實(shí)用,并且始終把實(shí)用功能擺在第一位。他提出:“吾愿顯者之居,勿太高廣。夫房舍與人,欲其相稱。”指出富貴人家建造房屋要忌奢靡浪費(fèi),要經(jīng)濟(jì)實(shí)用。房屋建得越高大,會(huì)使人顯得越發(fā)矮小,若把房子建得小而精致些,則會(huì)顯得人高大魁梧很多,既做到了經(jīng)濟(jì)實(shí)用,也使人身心愉悅;“居宅無論精粗,總以能避風(fēng)雨為貴。”指出房屋不論是精美還是簡陋的,最重要的是能遮風(fēng)擋雨,他將實(shí)用性始終應(yīng)放在第一位,如若沒有了實(shí)用性,那么所有設(shè)計(jì)都將會(huì)變得沒有意義;“窗欞以明透為先,欄桿以玲瓏為主,然此皆屬第二義;具首重者,止在一字之堅(jiān),堅(jiān)而后論工拙。”同樣指出了窗欞、欄桿都要以堅(jiān)固實(shí)用為主,符合功能要求;“徑莫便于捷,而又莫妙于迂。凡有故作迂途,以取別致者,必另開耳門一扇,以便家人之奔走,急則開之,緩則閉之,斯雅俗俱利,而理致兼收矣。”李漁主張?jiān)谧鲇鼗厍鄣男÷芬燥@示別具一格時(shí),一定要開一扇邊門,以方便有急事時(shí)行走,這樣便做到了雅致與實(shí)用兼?zhèn)洹?/p>
3 “雅俗俱利,理致兼收”的設(shè)計(jì)思想對(duì)現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計(jì)的啟示
“雅俗俱利,理致兼收”,即雅致與實(shí)用兼?zhèn)洌瑢?shí)用是為了滿足使用功能,創(chuàng)造更加便利的環(huán)境;雅致即藝術(shù)性,要求空間能夠滿足一定的精神和審美要求。
3.1 實(shí)用對(duì)現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計(jì)的啟示
實(shí)用性即功能性,是室內(nèi)設(shè)計(jì)的基本屬性,已經(jīng)成為室內(nèi)設(shè)計(jì)中最基本、最起碼的要求。
(1)主觀上要滿足人類的需求。設(shè)計(jì)要為人服務(wù),人的需求對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)的功能性起著決定性作用,如櫥窗部分的展示空間是為了適應(yīng)商家的主觀要求吸引更多顧客而產(chǎn)生的;餐飲空間的布置,商家則會(huì)要求盡可能多放座位來提高入座率,從而提高收益。
(2)客觀上滿足空間的實(shí)際條件。在室內(nèi)設(shè)計(jì)的功能性的要求下,一套完整的室內(nèi)設(shè)計(jì)活動(dòng)是融合了人文環(huán)境與物理環(huán)境下的設(shè)計(jì)活動(dòng),并不能獨(dú)立存在。例如,日本的房屋空間一般較小,所以它的設(shè)計(jì)需要節(jié)省空間,并且所用材料應(yīng)考慮防震抗震,這兩種設(shè)計(jì)都充分考慮了自身的地理、人文環(huán)境,這樣的室內(nèi)空間環(huán)境才更有實(shí)際意義,更能夠體現(xiàn)其功能性。
3.2 雅致對(duì)現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計(jì)的啟示
雅致即裝飾性。隨著社會(huì)的發(fā)展,人們漸漸不滿足于基本的功能性需求,而要求提高精神境界,裝飾性因此產(chǎn)生了。
(1)主觀上為滿足人的精神功能需求。室內(nèi)設(shè)計(jì)還要滿足人對(duì)精神的追求。例如,街頭小吃店和高級(jí)酒店最明顯的差別就在于裝飾上,裝飾能夠滿足人的精神需求。一個(gè)空間的界面布置、色彩搭配、材料選擇和陳設(shè)方式都是空間裝飾所必須考慮的內(nèi)容,而這些內(nèi)容正是人們主觀意識(shí)的體現(xiàn)。例如,玄關(guān)空間在室內(nèi)空間中起到分隔室內(nèi)與室外的作用,而且它還在室內(nèi)裝飾中起著非常重要的作用,能表明空間風(fēng)格、色彩等偏好。
(2)客觀上為滿足空間的實(shí)際屬性。室內(nèi)設(shè)計(jì)中以裝飾來營造氛圍,表明空間屬性已經(jīng)成為室內(nèi)設(shè)計(jì)的重要手段。例如,幼兒園的裝飾以兒童喜愛的鮮艷的顏色為主要裝飾色彩,加以卡通形象的壁紙,更增添了空間的趣味性,是裝飾性體現(xiàn)空間屬性的典型實(shí)例。
4 結(jié)語
在現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計(jì)中,雅致與實(shí)用不可分割;但在室內(nèi)設(shè)計(jì)活動(dòng)中,實(shí)用是最基本的屬性,在設(shè)計(jì)活動(dòng)的進(jìn)行中起到主導(dǎo)作用,雅致作為次要屬性,從側(cè)面影響著實(shí)用功能,雅致依附于實(shí)用功能而存在,所以在室內(nèi)設(shè)計(jì)中要雅致與實(shí)用兼?zhèn)洹?/p>
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:交通運(yùn)輸;公路橋梁;沉降;施工技術(shù)
橋臺(tái)跳車是在公路上是一種常見現(xiàn)象,這不僅會(huì)影響到人們生命和財(cái)產(chǎn)的安全,還會(huì)影響到整個(gè)國家的形象,造成這一問題的主要原因就是公路橋梁的路基發(fā)生沉降,導(dǎo)致路面不夠平順,因此一定要保證沉降段路基路面的施工質(zhì)量,從而有效避免沉降現(xiàn)象的發(fā)生。
一、差異沉降的概述
差異沉降也就是通常所說的不均勻沉降,是反映土木工程結(jié)構(gòu)地基的便性特征的重要指標(biāo)。如果差異沉降過大,就會(huì)使相應(yīng)的上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生額外的應(yīng)力;當(dāng)超過一定限度時(shí),將會(huì)產(chǎn)生裂縫傾斜甚至破壞。一個(gè)差異沉降的著名案例就是意大利的比薩斜塔。
二、公路橋梁沉降段的施工機(jī)理
(一)路堤變形的施工機(jī)理
在公路橋梁中很容易發(fā)生路堤變形。目前在公路橋梁施工的過程中,一般都會(huì)使用普通的粘性土對(duì)路堤進(jìn)行填土,由于我國公路橋梁沉降段路基路面的施工技術(shù)比較落后,很難對(duì)背臺(tái)進(jìn)行有效的壓實(shí),施工現(xiàn)場的地理?xiàng)l件以及氣候溫度也會(huì)對(duì)背臺(tái)壓實(shí)的密度以及強(qiáng)度造成影響,同時(shí)土體含水量的降低會(huì)加大公路橋梁沉降的程度。沉降路段路堤的密度以及強(qiáng)度會(huì)受到車輛的重量和自身重量的影響,當(dāng)重量逐漸增多的時(shí)候,其密度和強(qiáng)度也會(huì)逐漸的提高,因此需要不斷的對(duì)路堤進(jìn)行填土,從而有效的控制沉降路段的質(zhì)量。在對(duì)路堤進(jìn)行填土的時(shí)候,其粘性土的材質(zhì)是不一樣的,隨著通過車輛的逐漸增多,土體的彈塑性也會(huì)逐漸的增強(qiáng),這會(huì)導(dǎo)致路堤變形程度逐漸變大。
(二)臺(tái)背地基的變形機(jī)理
橋梁地基變形屬于最常見的現(xiàn)象,溝壑區(qū)為多發(fā)地段。地基變形的成因復(fù)雜,含水量過多、地基的強(qiáng)度不夠、土壤空隙太大等,都可引起地基變形。橋梁路堤填筑時(shí)應(yīng)較其它路段高出5厘米到10厘米,高出部分在行車附加應(yīng)力下會(huì)下降。地基的下降使得蠣嬗氳孛娉制劍這樣可以保證行車的安全暢通。在填土過程中絕對(duì)不允許容量相等,以避免發(fā)生地基沉降變形現(xiàn)象。
三、公路橋梁沉降段路基路面的施工設(shè)計(jì)
(一)公路橋梁的注漿設(shè)計(jì)
注漿設(shè)計(jì)主要指在液壓、氣壓等原理的效果下將注漿液通過注漿管注入到所施工的橋梁的地層中,通過填充、滲透等方式將土體顆粒或者是巖石裂縫中的空氣和水分排擠出來,在經(jīng)過一段時(shí)間的人工控制后、注入的漿液就可以將原來松散的土粒顆粒以及裂縫粘結(jié)成一個(gè)整體,從而形成一個(gè)強(qiáng)度大以及防水性能好等諸多優(yōu)勢的“結(jié)石體”。要保證公路橋梁沉降段路基路面的施工質(zhì)量,就必須采取科學(xué)的手段對(duì)施工設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,壓力注漿就是一種經(jīng)常使用的方法。在施工過程中,必須要保證內(nèi)側(cè)注漿孔與建筑物軸線之間的距離,對(duì)外側(cè)進(jìn)行注漿時(shí),需要采取傾斜的方式,從而保證注漿效果。其他工程應(yīng)按施工實(shí)際情況采取適當(dāng)措施。施工過程中進(jìn)行開孔工作時(shí),其墻體必須要有所傾斜,同時(shí)其中大部分都是直成孔。如果在施工中采用跳孔間隔的方法,其不僅會(huì)增加橋梁結(jié)構(gòu)的滲透能力,還會(huì)對(duì)鉆孔起到清理的作用。對(duì)公路橋梁的注漿優(yōu)化設(shè)計(jì),不僅能夠有效控制鉆探水的壓力,還能加快地基下沉的速度,同時(shí)要根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行,找到科學(xué)的技術(shù)手段,從而保證施工順利進(jìn)行。
(二)有效控制注漿的深度
在注漿完成之后,要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的檢查,檢查其是否按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行注漿,當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的處理,從而保證注漿的質(zhì)量。在上述工作完成之后,還要往成孔里面下管,并且要將其連接到地面,在漿管篩孔處留出4m的地方,同時(shí)不允許對(duì)這個(gè)地方做鉆孔的處理。接下來相關(guān)部門要對(duì)注漿效果進(jìn)行抽樣檢測,隨機(jī)抽取幾個(gè)注漿管,并且要按照相應(yīng)的要求以及施工的工序?qū)ζ溥M(jìn)行檢驗(yàn),從而有效的提高施工技術(shù)水平,同時(shí)有效保證公路橋梁路基路面的質(zhì)量。在檢查完成之后,還要做封孔的處理,并且要對(duì)公路橋梁沉降情況作全面的調(diào)查,從而使工程的質(zhì)量得到保障。
四、公路橋梁沉降段路基路面的施工技術(shù)
(一)搭板的設(shè)置
為了克服橋頭跳車的弊病,采用橋頭搭板是目前國內(nèi)常用的有效措施之一。但搭板不能獨(dú)立的工作,它必須與其周圍的結(jié)構(gòu)、土工體和填料進(jìn)行優(yōu)化組合,才能獲得最佳的效果。以搭板為中心,聯(lián)合起周圍的物體,可稱為搭板體系。搭板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。一般情況下盡量采用就地整體現(xiàn)澆的施工方案,以確保其余基礎(chǔ)的緊密連結(jié)。搭板尾端是否設(shè)置枕梁,從理論分析和實(shí)際效果看,還沒有明確的結(jié)論,設(shè)置或不設(shè)置枕梁各有利弊,目前工程界認(rèn)識(shí)不一致。
(二)地基的處理
地基的有效處理可以提高公路的承載能力,同時(shí)選擇好的地基可以對(duì)地基原有的一些優(yōu)良性加以改善,從而降低因沉降出現(xiàn)的公路變形。在修筑高速公路路堤時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到較厚的軟土層地基,并且還要向其中添加材料,這就會(huì)使軟土層地基發(fā)生變動(dòng),并且基樁的壓力也會(huì)隨之增大,嚴(yán)重的話會(huì)阻礙橋臺(tái)的運(yùn)轉(zhuǎn)。這些情況都會(huì)嚴(yán)重的影響支座和伸縮縫,甚至?xí)斐蓸蛎娴臄嗔眩虼吮仨氁獪p少回填的材料,同時(shí)還要提高地基剛度,從而保證橋臺(tái)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)橋臺(tái)出現(xiàn)不正常位移情況的時(shí)候,還可以利用地基的側(cè)向流動(dòng)來解決這個(gè)問題。
在公路橋梁建設(shè)的過程中,有些地段會(huì)出現(xiàn)溝壑,溝壑地段存在很多的特點(diǎn),例如:土壤空隙比較大、含水量較多等,利用這些特點(diǎn)可以將其與粘土層做換土的工作,兩者有效的結(jié)合還能增強(qiáng)土壤的強(qiáng)度。在換土的過程中,對(duì)深度是有一定要求的,因此必須要對(duì)軟土層的厚度做系統(tǒng)的測量,從而保證換土深度的準(zhǔn)確性。對(duì)于粘土層的施工比較簡單,在開挖之前就可以對(duì)其做翻曬的工作,換土的最佳深度會(huì)受到填土高度的影響。
(三)臺(tái)背的填筑方式
臺(tái)背回填是指結(jié)構(gòu)物完成后,用符合要求的材料分層填筑結(jié)構(gòu)與路基之間的遺留部分。在公路橋梁投入使用后,橋梁與路段之間路堤的不均勻沉降是最常見的現(xiàn)象。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因有很多,其中主要包括:行車荷載對(duì)路面的壓縮變形、地基沉降以及路基的自身變形等等。路堤不均勻沉降也并不全是因?yàn)槁访孀冃嗡斐傻模⑶衣访孀冃螌?duì)于車輛行駛并沒有太大的影響。致使路堤的不均勻沉降通常都是臺(tái)背填筑材料的原因,如果臺(tái)背的填筑均選用輕型材料,那么路堤的沉降現(xiàn)象會(huì)得到更好的改善。輕型材料不僅可以改善路堤的不均勻沉降,還可以使地基的壓縮變形得到很好的控制,從而減輕地基的變形程度。同時(shí)輕型的臺(tái)背填筑材料被壓實(shí)壓密后模量同樣也可以得到提高,被壓實(shí)壓密的輕型材料還可以更好的緩解因反復(fù)荷載所造成的地基變形。
結(jié)語:
隨著交通事故的逐漸增多,國家越來越重視公路橋梁的施工質(zhì)量,以及車輛行駛的安全性。對(duì)于公路橋梁的路基路面而言,沉降現(xiàn)象會(huì)給其帶來很大的安全隱患。目前路基沉降已經(jīng)成為普遍存在的問題,因此我國必須采取有效的措施,做好相應(yīng)的技術(shù)分析,提高施工設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性,并且要保證施工技術(shù)的先進(jìn)性,從根本上解決路基沉降的現(xiàn)象,從而有效的提高公路橋梁工程質(zhì)量和使用效果,減少交通事故發(fā)生的概率,促進(jìn)我國交通行業(yè)的發(fā)展。
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【關(guān)鍵詞】房建結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀,要求
中圖分類號(hào):S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、前言
房建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),關(guān)乎民生,關(guān)乎經(jīng)濟(jì)發(fā)展,社會(huì)穩(wěn)定,對(duì)房屋建筑實(shí)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要涉及對(duì)建筑高度,承載力,總體結(jié)構(gòu),各個(gè)部件的性能規(guī)劃等一系列的因素,要求通過對(duì)各個(gè)構(gòu)件和整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上,既實(shí)現(xiàn)滿足居民生活生產(chǎn)保障安全的需要,又具有值得欣賞的美學(xué)價(jià)值。增強(qiáng)房建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),必須綜合考慮地基,房屋的結(jié)構(gòu)體系選擇,綜合布局等多方面建設(shè)因素,是一項(xiàng)及其專業(yè),嚴(yán)謹(jǐn),復(fù)雜的高技術(shù)工作。
二、建筑抗震的主要影響因素
1、抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
目前,國內(nèi)在不同地區(qū)設(shè)定的基本設(shè)防烈度,主要是根據(jù)該地區(qū)以及具體建筑在一段時(shí)間內(nèi)遭受地震以及地震強(qiáng)度的概率而定的。如果是一般建筑,則執(zhí)行基本烈度設(shè)防,如果是重要的建筑物,則相應(yīng)地提高設(shè)防烈度,但是,隨著設(shè)防烈度的提高,建筑的造價(jià)會(huì)相應(yīng)增加。
2、建筑結(jié)構(gòu)形式
為了有效地保證建筑物“小震不壞,中震可修,大震不倒”,在最新的設(shè)計(jì)規(guī)范中,磚混內(nèi)框架結(jié)構(gòu)被嚴(yán)格取締了。目前,主要采用的是框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等。框架結(jié)構(gòu)空間布置靈活,相對(duì)造價(jià)低,但是其在水平地震力作用下,容易發(fā)生剪切變形,因此,框架結(jié)構(gòu)適用的高度相對(duì)較低。剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置沒有框架靈活,但其平面內(nèi)自身剛度大,強(qiáng)度高,整體性能好,在水平荷載作用下變形小,抗震性能較強(qiáng),適用于高度較高的高層建筑。
3、抗震措施
抗震措施主要是根據(jù)建筑的重要性決定的。在確定建筑等級(jí)及場地類型之后,將先進(jìn)的抗震理念和系統(tǒng)的分析計(jì)算納入到抗震設(shè)計(jì)中,即可改善建筑抗震性能,提高建筑抗震效果。
三、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本要求
有抗震性要求的框架結(jié)構(gòu),應(yīng)設(shè)計(jì)成延性框架,遵守“強(qiáng)柱弱梁” 、“強(qiáng)剪弱彎”、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)構(gòu)件等設(shè)計(jì)原則,柱截面不宜過小,應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)側(cè)移變形及軸壓比的要求。在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候,需要確定框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí),根據(jù)不同的等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì),主要是為保證框架結(jié)構(gòu)具有較好的延性,并且能滿足合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)要求。構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足各自的基本要求:①框架結(jié)構(gòu)在進(jìn)行梁端抗震設(shè)計(jì)時(shí),既要允許塑性鉸在梁上出現(xiàn)又不要發(fā)生梁剪切破壞,同時(shí)還要防止由于梁筋屈服滲入節(jié)點(diǎn)而影響節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的性能,使梁形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力,梁筋屈服后,塑性鉸區(qū)段應(yīng)有較好的延性和耗能能力。②框架柱在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該遵循強(qiáng)柱弱梁,使柱盡量不要出現(xiàn)塑性鉸,在彎曲破壞之前不發(fā)生剪切破壞,使柱有足夠的抗剪能力,同時(shí)控制柱的剪切比不要太大。③框架節(jié)點(diǎn)在地震破壞時(shí),主要是節(jié)點(diǎn)核心區(qū)剪切破壞和鋼筋錨固破壞,因此在設(shè)計(jì)時(shí),要采取“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)概念,保證在多遇地震時(shí),節(jié)點(diǎn)應(yīng)在彈性范圍內(nèi)工作;在罕遇地震時(shí),節(jié)點(diǎn)承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞。
四、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施
1、框架梁的截面抗震設(shè)計(jì)尺寸,宜符合下列各項(xiàng)要求:截面寬度不宜小于 200mm;截面高寬比不宜大于 4;凈跨與截面高度之比不宜小于4。在計(jì)算出梁控制截面處考慮地震作用的組合彎矩后,可按一般鋼筋混土受彎構(gòu)件進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算。梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于 2.5%,且計(jì)入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比,一級(jí)不應(yīng)大于 0.25,二、三級(jí)不應(yīng)大于 0.35。梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值,除按計(jì)算確定外,一級(jí)不應(yīng)小于 0.5,二、三級(jí)不應(yīng)小于 0.3。梁端剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)強(qiáng)剪弱彎的原則,按的要求加以調(diào)整,對(duì)一、二、三級(jí)抗震等級(jí)分別采取1.3、1.2、和1.1梁端剪力增大系數(shù)。
2、框架柱的截面抗震設(shè)計(jì)尺寸,宜符合下列各項(xiàng)要求:截面的寬度和高度均不宜小于 300mm;圓柱直徑不宜小于 350mm。剪跨比宜大于 2。截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。柱軸壓比不宜超過下表的規(guī)定;建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。柱的鋼筋配置,應(yīng)符合柱縱向鋼筋的最小總配筋率,中柱和邊柱的一、二、三、四抗震等級(jí)分別是1.0、0.8、0.7、0.6,角柱、框支柱的一、二、三、四抗震等級(jí)分別是1.2、1.0、0.9、0.8。同時(shí)每一側(cè)配筋率不應(yīng)小 0.2%;對(duì)建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,數(shù)值應(yīng)增加 0.1。 當(dāng)采用HRB400 級(jí)熱軋鋼筋時(shí)應(yīng)允許減少 0.1,混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于 C60 應(yīng)增加 0.1。
3、框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑宜按規(guī)范中的柱箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑,一、二、三級(jí)框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍特征值分別不宜小于 0.12、0.10 和 0.08 且體積配箍率分別不宜小于 0.6%、0.5% 和 0.4%。柱剪跨比不大于 2 的框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍特征值不宜小于核芯區(qū)上、下柱端的較大配箍特征值。
五、基于剪力墻結(jié)構(gòu)建筑體形的抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)
高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),除了要合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系外,要特別重視建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面;結(jié)構(gòu)總體布置是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能具有決定性的作用。
1、震害及抗震概念設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有許多不確定因素(地震特性、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等),進(jìn)行精確的抗震計(jì)算是非常困難的。結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)除了進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算外,要特別注重結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析,做出判斷,并采取相應(yīng)措施。根據(jù)概念設(shè)計(jì),抗震房屋的建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置應(yīng)符合如下原則:采用規(guī)則結(jié)構(gòu),不采用嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu);明確的計(jì)算簡圖和合理的傳力路徑;具有必要的剛度和承載力,具備良好的彈塑性變形能力和消耗地震能量的能力;部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞不應(yīng)導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)倒塌,增加超靜定結(jié)構(gòu)的次數(shù)。滿足抗震設(shè)計(jì)原則:即:“強(qiáng)節(jié)弱桿”、“強(qiáng)豎弱平”、“強(qiáng)剪弱彎”;置多道抗震防線,形成兩道或多道的抗震防線,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗倒塌能力。
2、建筑平面和結(jié)構(gòu)平面布置
高層建筑的外形分為板式和塔式兩大類:板式建筑平面兩個(gè)方向的尺寸相差較大,塔式建筑平面兩個(gè)方向的尺寸接近。多數(shù)高層建筑為塔式。對(duì)抗風(fēng)有利的建筑平面形狀是簡單規(guī)則的凸平面,如圓形,正多邊形、橢圓形等平面,以減小風(fēng)壓,有較多凹凸的復(fù)雜平面,對(duì)抗風(fēng)不利,如V形、Y形等。對(duì)抗震有利的建筑平面形狀是簡單、規(guī)則、對(duì)稱、長寬比不大的平面。
六、結(jié)束語
綜上所述,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)十分重要,加上我國今年來地震較多,加強(qiáng)房屋抗震設(shè)計(jì)對(duì)于居民的安全具有很大作用,應(yīng)該不斷的加強(qiáng)研究。
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