引論:我們?yōu)槟砹?3篇設計概論論文范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。
篇1
作者:魯港 單位:中國石油遼河油田公司勘探開發(fā)研究院
譜集的計算對于每一種特定類型的井眼軌道設計,由于已知設計參數(shù)的不同組合,可以產(chǎn)生多個不同的譜集。例如,前面的“直-增-穩(wěn)”型二維設計問題,設計參數(shù)有4個:造斜點深度Hz、造斜段曲率半徑R、穩(wěn)斜段長ΔL和最大井斜角α。將前2個設計參數(shù)作為已知參數(shù),后2個設計參數(shù)就是未知設計參數(shù),前面給出了已知設計參數(shù)譜集,如果選擇另外一組為已知設計參數(shù),則會得到與之不同的譜集。實際上,“直-增-穩(wěn)”型設計問題共有6種不同的設計參數(shù)組合形式。二維圓弧形井眼軌道的設計方程組具有解析解,因此使用與第4部分中類似的解析方法可以求出相應的已知設計參數(shù)譜集。三維圓弧形井眼軌道設計問題通常沒有解析解,可以求出解析解的問題非常少,因此,需要使用數(shù)值 方 法 來 計 算 譜 集。下 面 給 出 一 種 數(shù) 值 計 算方法。假設用N1×N2×…×Nm網(wǎng)格對初始超矩形P0進行剖分,其中Ni(i=1,…,m)為適當大的正整數(shù)。當計算機性能較好時,Ni可以取的較大;當計算機性能較差時,Ni可以取的小一些。該算法需要使用遞歸函數(shù),因此在計算機編程實現(xiàn)時需要使用支持遞歸函數(shù)的高級編程語言,如C++等。求譜集離散點的過程可以表示成調(diào)用遞歸函數(shù)的過程。展示的是已知設計參數(shù)數(shù)量為2的一種情況,綠色網(wǎng)格點表示設計方程組有一個解,紅色表示無解。所有的綠色網(wǎng)格點組成譜集的一個離散近似。當網(wǎng)格足夠密時,離散點能夠很好地表示出已知設計參數(shù)譜集。
設計方程組的快速求解在上面給出的計算譜集離散點的算法中,需要反復求解設計方程組,因此,如何快速求解設計方程組、或者不需要求解就能判斷出設計方程組解的數(shù)量,是提高上面給出算法計算效率的關(guān)鍵。對于二維圓弧形軌道設計方程組,由于可以給出解析解的計算公式[1-5],上面給出算法的計算效率很高。對于三維圓弧形軌道設計方程組,數(shù)值迭代類的求解算法[11-13]都不能事先判斷出設計方程組解的數(shù)量,而且數(shù)值迭代過程可能失敗,而且無法判斷迭代失敗的原因是方程組本身就無解、還是迭代計算參數(shù)(迭代初始值、迭代步長、步長自適應系數(shù)等)造成的。另外,在設計方程組有多個解的情況下,為了求出全部解,數(shù)值迭代類算法需要從多個不同的迭代初始值出發(fā)反復求解設計方程組。因此,數(shù)值迭代算法不適合在上面給出的算法中使用。魯港等人[6-9]提出了基于特征多項式實數(shù)根的一種新求解算法———擬解析解方法。該方法可以將設計方程組的解用一組由已知設計參數(shù)和特征多項式實數(shù)根組成的解析計算公式計算,通過特征多項式的實數(shù)根的數(shù)量判斷出設計方程組解的數(shù)量上限,所有計算過程只依賴于特征多項式實數(shù)根的計算(可以使用經(jīng)典的、成熟的實根分離算法[18]求特征多項式的實數(shù)根)。因此,在上面給出的算法中,對于三維圓弧形軌道設計方程組,使用擬解析法求解可以提高算法的計算效率。對于圓柱螺線型、自然曲線型、懸鏈線型等其他類型的軌道設計問題[19-22],只能使用數(shù)值迭代算法求解設計方程組,這時,可以犧牲一些解的數(shù)量信息,用有解/無解來表示譜集。
譜集的計算機圖形學表示譜集離散點的計算會產(chǎn)生一組高維數(shù)據(jù)集,如何在計算機軟件中繪制譜圖是一個值得深入研究的課題。如果已知設計參數(shù)為2個時,可以用二維平面區(qū)域來表示譜集,例如圖2(連續(xù)情況)或者圖3(離散情況),用二維點表示一組已知設計參數(shù),用點的顏色表示設計方程組解的數(shù)量或者有解/無解的情況。如果已知設計參數(shù)為3個時,可以用三維空間中的圖形表示譜集。用三維點表示一組已知設計參數(shù),用不同顏色的點表示設計方程組解的數(shù)量。盡管這種表示方法用計算機編程實現(xiàn)起來比較復雜,但是借助于各種圖形軟件包(如OpenGL等)可以實現(xiàn)譜集的三維表示。計算機軟件應該向用戶提供消隱、圖形旋轉(zhuǎn)、切片展示等功能。當已知設計參數(shù)超過3個時,無法在現(xiàn)實三維空間中直觀地表示出譜集,可以使用星型圖的方法實現(xiàn)這種高維數(shù)據(jù)的可視化,但是其缺點是會產(chǎn)生空間重疊、視覺上可能會使人眼花繚亂。另一種折中的方法是將某些容易確定的已知設計參數(shù)的數(shù)值確定下來,從而將已知設計參數(shù)減少到3個以下,再在二維或三維空間中繪制譜圖。例如三維圓弧形軌道設計第Ⅱ初值問題的已知設計參數(shù)有6個:造斜點井深、造斜率、第二個圓弧井段的井眼曲率、入靶穩(wěn)斜井段的段長、井斜角和方位角,可以將比較容易給定的造斜點井深、入靶段井斜角和方位角的數(shù)值固定下來,而將2個圓弧井段的井眼曲率和入靶井段的段長作為可調(diào)整的已知設計參數(shù)來計算譜集,這樣處理之后就能用三維圖形直觀地表示譜集了。1)當軌道設計方程組能夠求出解析解時,根據(jù)譜集理論能夠精確計算出來;當沒有解析解時,可以使用離散譜集來逼近的真正譜集。2)應用譜集理論開發(fā)井眼軌道設計計算機軟件可以提高設計質(zhì)量和工作效率。3)求解設計軌道方程組是譜集計算中計算量最大的工作,應設法提高求解該方程組的速度。4)文中給出的離散譜集算法采用了均勻步長網(wǎng)格,當步長較大時,計算量較小但譜集邊界比較粗糙,當步長較小時,譜集邊界比較清晰但計算量較大。因此,需要進行自適應調(diào)整步長方面的研究。5)當已知設計參數(shù)超過3個時,譜圖為高維空間中的圖形,需要結(jié)合計算機圖形學理論深入的研究,以便能夠以直觀的、用戶容易理解的圖形方式表示高維譜圖。
篇2
在概念書的設計中,紙張的質(zhì)感、紋理、透明度、柔韌度、反光度等都可以成為概念書設計的亮點。概念書的紙張不再局限于目前印刷常用的銅版紙等紙張,還包括用于包裝的紙張、用于工業(yè)產(chǎn)品過濾的紙張、砂紙等。可以用一些現(xiàn)有的紙張或其他材料進行再加工,制成新品種的紙張。概念書印刷的方法可以顛覆傳統(tǒng)意義上的印刷方法,可以通過絲網(wǎng)、銅板、木板印刷等辦法來創(chuàng)作,也可以通過噴畫、烙印、粘貼等手段進行創(chuàng)作。隨著技術(shù)的更新,未來也有可能成為新的印刷方法,推動裝幀藝術(shù)的發(fā)展。
隨著電腦和網(wǎng)絡的普及,電子媒體成為一股不可忽視的力量,電子圖書成為書籍設計中的重要部分。總之,概念書籍的設計充分體現(xiàn)了書籍思維方式上的未來性。現(xiàn)在國外的概念書籍,在形態(tài)上已經(jīng)擺脫了書籍的傳統(tǒng)模式。以獨特書籍設計語言來傳達書籍的思想內(nèi)涵,并體現(xiàn)強烈的個性。從表現(xiàn)形式、材料工藝上進行前所未有的嘗試,并且在人們對書籍藝術(shù)的審美和對書籍的閱讀習慣以及接受程度上尋求未來書籍的設計方向。
2概念書多元設計
在進行概念書的設計時,應從外到內(nèi),由于書籍語言的多元體現(xiàn),為閱讀過程帶來無限拓展的可能性,書籍設計不僅僅屬于平面設計范疇,還存在空間設計等領域的設計概念,以構(gòu)成三維的空間關(guān)系,從而形成可觀、可觸、可感的藝術(shù)形態(tài)。它包括形態(tài)的寫實感,如質(zhì)感的表現(xiàn)和結(jié)構(gòu)的準確表達;另一方面也依賴嫻熟的技術(shù)和對材料特性的把握,以實現(xiàn)藝術(shù)模仿與創(chuàng)造。就藝術(shù)而言沒有觀察、沒有借鑒、沒有對比,就沒有認識,沒有創(chuàng)新,只有觀察到的才可能有表現(xiàn),這就是觀察的意義,這就是設計創(chuàng)新的基礎。
篇3
概念書是充分體現(xiàn)書籍內(nèi)涵,但又與眾不同、令人耳目一新、獨具個性特征的形態(tài)書籍。設計師將創(chuàng)作靈感發(fā)揮到極致,而不受書籍本身形態(tài)、材料的限制。并不是所有概念書都能投入大規(guī)模的印刷生產(chǎn),將概念書的設計方式運用于高校視覺傳達專業(yè)書籍設計課程的訓練中,能更好地激發(fā)學生的創(chuàng)意思維。學生的概念書作品《星座》(圖1),將十二星座用折紙做出的立體星形作為貫穿書籍的設計點,令人耳目一新。讀者能夠通過每頁不同的鏤空看到不同的星座位置,學生很好地運用了空間的概念。學生概念書作品《美容日記》(圖2),封面采用鏡面的形式,,與主題貼合,根據(jù)不同的美容章程選擇的不同材料。如,護發(fā)篇用黑色毛線模擬發(fā)絲,讓讀者在閱讀的同時可以直觀感受質(zhì)感,也更生動有趣。臉部按摩篇更是用不同的裝幀手法表現(xiàn)不同的按摩手法,讀者可以切換了解按摩的位置和手法,達到與讀者互動的目的。
三、從概念書看書籍設計發(fā)展的趨勢
1.書籍設計從平面走向空間的多元化書籍設計發(fā)展最典型的變化就在于書籍設計師已經(jīng)不再拘泥于裝幀設計,更多的人開始關(guān)注書籍的整體結(jié)構(gòu)。書籍除了封面、封底、書脊,還有環(huán)襯、扉頁、內(nèi)頁、書口、腰封、外函等,這些也需要設計師精心進行設計規(guī)劃。《彼得潘》(圖3)立體書是由美國著名立體書設計師羅伯特·薩布達設計的。他所設計的書籍趣味十足,書中層層疊疊的云朵、建筑和燈光效果,既保留了原著內(nèi)容的原汁原味,又以形象生動的立體效果得到了兒童的喜愛。這種立體空間設計的書籍打破了人們對于書籍設計的傳統(tǒng)理解,豐富而飽滿,閱讀完整本書后印象深刻,整本書更像是一座建筑物,讓人回味無窮。2.書籍設計從閱讀走向互動更可貴的是,設計師們開始追求情感訴求,也就是探索如何設計出能讓讀者感動的書,使讀者在閱讀的時候更投入,更能被書籍的設計所觸動。如,圖4是一本宣傳拯救瀕危野生動物的公益書籍,也是一本可以和讀者進行互動的手工書籍。讀者通過閱讀書籍,不僅可以了解野生動物的知識,而且可以通過手工縫紉制作這種動物。通過這樣的形式可以讓人們更珍愛動物,從而達到了設計師的設計宗旨。
篇4
本教學改革的基本要求是將從理論到實踐的傳統(tǒng)的《機械設計基礎》課程教學模式,轉(zhuǎn)變成以學生的設計項目做引導,整個教學過程都圍繞著學生要解決設計項目的實際問題來進行教學。其教學過程,就是一個學生要完成自己的設計項目,老師要通過教學,指導學生完成其設計項目的過程。而學生的設計項目的內(nèi)容就包含《機械設計基礎》教學目標的內(nèi)容。老師根據(jù)設計項目理論性的問題進行講解,對方法性的問題進行指導。學生通過自己的努力,去完成自己的設計項目,以這種方式最大程度地去完成《機械設計基礎》的教學任務和目標。具體來說學生的設計項目要包含有《機械設計基礎》課程中大多數(shù)的內(nèi)容。包括各種簡單運動機構(gòu),如平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)等機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、種類、工作原理、設計計算方法及設計過程;包括各種傳動機構(gòu),如帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動等傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、種類、工作原理、設計計算方法和設計過程;包括機械中的軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器、彈簧、連接件等常見通用零件的結(jié)構(gòu)、種類、工作原理、設計計算方法和設計過程;包括有機械系統(tǒng)總體設計的設計原理和方法,如傳動方案的確定、原動機的選擇、總傳動比及各級傳動比的確定、傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算。雖然這個項目不可能把所有的機構(gòu)和零件都包括進去,但可通過老師的介紹,掌握大多數(shù)的設計原理和方法后,學生可根據(jù)自己的設計項目去選擇具體設計內(nèi)容。這種項目引導化的教學模式具體以以下步驟來完成:
3.教學模式的實施
(1)學生的設計項目我們給學生的設計項目就是設計一個簡單的將產(chǎn)品從一個地方轉(zhuǎn)到另一個地方的產(chǎn)品運送機。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖二所示。圖二設計項目簡圖這個設計項目幾乎包括了《機械設計基礎》課程中的大多數(shù)內(nèi)容,包括機械系統(tǒng)總體設計、帶傳動設計、齒輪設計、離合器設計、軸設計、工作機的機構(gòu)設計、連接的鍵設計、軸承選擇設計、螺釘選擇設計等。學生把這個項目設計出來后,《機械設計基礎》中要掌握的內(nèi)容都掌握了。我們不主張分組進行設計,而是每個學生都給這樣的機器產(chǎn)品項目設計,但每個學生工作機的運動參數(shù),如功率、轉(zhuǎn)速、工作機工作的方式不一樣。這樣每個學生都要去完成自己的設計項目,都學到了機械設計的原理和方法,避免了吃大鍋飯的現(xiàn)象。(2)學生的知識儲備學生拿到設計項目后,開初由于沒有知識儲備是不能完成設計項目的,需要老師進行教學,使學生有足夠的知識儲備后才能進行相關(guān)的設計。如學生獲得的設計項目,都含有工作機的機構(gòu)設計,傳動設計中的帶傳動設計、齒輪設計,輸入和輸出軸的設計,軸輪連接的鍵設計,離合器設計等等設計。老師在進行教學時,先進行各種類型設計的知識介紹,讓學生先進行知識的鋪墊,理解和掌握了這些知識后,才進行后續(xù)相關(guān)設計。比如,在完成工作機的設計時,老師先圍繞學生要完成的工作機的機構(gòu)設計,介紹各種機構(gòu)的組成、材料、分類、工作原理、設計原理、設計方法和設計過程,讓學生了解和掌握了這方面的知識后,以進行自己的機構(gòu)設計。再比如,在完成帶傳動和齒輪傳動的設計時,老師也先圍繞學生要完成的帶傳動和齒輪傳動,介紹各種帶傳動和齒輪傳動的組成、材料、分類、工作原理、設計原理、設計方法和設計過程,讓學生了解和掌握了這方面的知識后,學生也才能進行自己的傳動設計。其他的設計內(nèi)容的知識儲備也按照這種方法來完成。這樣學生就可以知道自己的設計內(nèi)容用什么原理和方法去完成,學的知識究竟用來干啥,用來怎樣解決具體問題。(3)學生設計內(nèi)容的選擇學生通過老師對項目中的每個內(nèi)容進行講解后,就掌握了這方面的知識,就可以選擇這方面的知識去解決自己的問題。比如老師講解了機械系統(tǒng)總體設計的設計原理和方法后,學生就可以進行總的傳動方案的設計、原動機的選擇設計、總傳動比及各級傳動比的確定、傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算,確定出該項目機器的各基本參數(shù)。又比如老師講解了帶傳動的工作原理、設計原理和設計方法后,學生根據(jù)自己項目的要求選擇自己所需要的帶傳動的種類,進而進行具體的帶傳動設計。再比如,老師講解完了機構(gòu)的種類、工作原理和設計原理后,學生就可以根據(jù)自己的設計項目的工作方式和特點,選擇符合自己工作機要求的運動機構(gòu),進而進行相應的運動機構(gòu)的設計。(4)學生完成自己的設計項目學生選擇出了符合自己項目工作特點的設計原理和方法后,就可以進行自己的具體設計。包括系統(tǒng)總體設計、帶傳動設計,齒輪設計、各軸設計、連接鍵設計、軸承選擇設計、離合器設計等等的設計。主要是要完成其設計過程,計算出各零件相應的尺寸參數(shù),進行各尺寸的校核,畫出相應的設計零件的零件圖,最后寫出一部完整的、符合要求的設計說明書。學生在完成設計過程中,可以按照老師介紹的方法和過程來完成,也可以通過查閱資料,用不同的方法來完成,也可以相互討論來完成,但最終要獨立完成自己的設計說明書。(5)學生對自己的設計進行闡述、答辯學生的設計說明書完成后,可以通過主動申請或老師指定同學來進行闡述、答辯。闡述是說明自己的設計是采用什么設計思路完成的,整體和每個具體機構(gòu)和零件是怎樣進行設計的,采用的設計原理和設計方法是什么,最后達到了什么效果,還有哪些不足需要改進的地方等等。答辯是學生對自己的設計進行闡述后,學生和老師都可以根據(jù)他的設計過程、原理和方法提出各種問題,讓他進行解答。這樣,通過學生的闡述和答辯后,更加鞏固了所學的理論和設計方面的知識,了解了自己哪方面需要進行改進,還需要增加哪些方面的知識,怎樣改進可以達到更好的設計效果。雖然不可能每個同學都進行答辯,但參加的同學越多越好。(6)老師的點評與打分同學完成闡述和答辯后,老師都要對同學的設計、闡述和答辯進行點評,指出哪些方面是搞得好的,哪些方面需要進行改進,采用哪種方案可以獲得更好的效果等等。最后根據(jù)每個同學的設計的情況和效果進行評價,評價結(jié)果作為期末成績的主要依據(jù)。
4.效果分析
(1)改變了傳統(tǒng)教學的弊端本教學的項目化引導的教學改革模式,實施的是一種從學生獲得設計項目,到老師指導學生完成項目,再到學生具體完成設計項目,最后到學生描述自己的設計項目的過程。整個教學過程就是圍繞著學生要解決設計項目的實際問題來進行的過程,就是學生要完成自己設計項目的知識準備的過程,就是一個老師要指導,學生要具體完成自己的設計項目的設計過程,就是一個有目標的有的放矢的過程。這就很大程度地改變了傳統(tǒng)《機械設計基礎》課程的空洞的理論教學模式,學生學起來就沒有這樣枯燥,會更感興趣,就會有更好的效果。(2)改變了傳統(tǒng)的學習弊端本教學改革模式改變了以老師講解為主,學生在課堂上聽老師講解為輔的這種傳統(tǒng)的學生被動的學習方式,而是以學生的設計項目來引導,具體的設計實踐來帶動學生的學習方式。這樣學生的整個學習過程就是要具體去完成自己的設計的過程,就是一個有的放矢的過程。這樣的學習就容易達到比較好的效果。(3)學生的作業(yè)達到了更好的效果本教改模式改變了傳統(tǒng)的老師課后布置作業(yè)的為作業(yè)而作業(yè)的作業(yè)方式,而是將完成老師布置的設計項目作為每個學生的作業(yè)。項目完成的過程,就是作業(yè)完成的過程。在完成自己設計項目的過程中,涉及到的知識問題和方法問題,學生可以去查資料,去相互討論,去問老師。這種邊設計邊掌握相關(guān)知識,邊設計邊進行知識積累,邊設計邊完成自己的“作業(yè)”的作業(yè)形式,更能達到知識的鞏固的作用,更能達到作業(yè)效果。(4)達到了更好的實訓實踐效果本教改模式改變了傳統(tǒng)的理論課上完后,單獨進行課程設計的實訓實踐體系,將課程設計的內(nèi)容,融合到了教學過程中。這種上課開始就將設計的實訓實踐項目交給學生,讓實訓實踐過程在整個教學過程中完成,將實訓實踐和理論教學有機的結(jié)合起來的教學過程,更能體現(xiàn)在實踐中完成理論的學習,更能實現(xiàn)理論和實踐的統(tǒng)一,更能達到更好的實訓效果和教學效果。
篇5
第一壁結(jié)構(gòu)是次臨界包層的重要功能部件,它需要承受熱載荷、14MeV高能中子和帶電粒子輻照的同時作用。為了提高第一壁材料抗輻照損傷的能力,選用低活化鐵素體/馬氏體(RAFM)F82H鋼材料。第一壁結(jié)構(gòu)如圖2所示,在第一壁的上下端及中間部位設計有燕尾結(jié)構(gòu),其目的是使第一壁與燃料區(qū)一側(cè)的鋯包殼相互嵌合以固定第一壁,第一壁徑向厚度為10mm,內(nèi)外包層面向等離子體面積分別為7.55m2和13.89m2,結(jié)構(gòu)體積為0.21m3,質(zhì)量為1.69t。
3支承結(jié)構(gòu)
支承結(jié)構(gòu)由極向縱骨、加強筋板、周向筋骨、徑向筋骨等結(jié)構(gòu)組成。經(jīng)分析,次臨界包層結(jié)構(gòu)在運行工況下受力復雜,共需承受重力、系統(tǒng)壓力和熱應力三種主要外載荷,單瓣包層重量約30t,系統(tǒng)壓力是燃料區(qū)內(nèi)嵌冷卻劑管道所承受的15.5MPa水壓,熱應力為燃料區(qū)中大量U-10Zr合金的裂變釋能而產(chǎn)生的沿極向和徑向的溫度梯度分布。為了實現(xiàn)對整個內(nèi)外包層在極向的結(jié)構(gòu)支承,在內(nèi)外包層中分別設計有4根極向縱骨,縱骨在內(nèi)外包層截面中的設計位置示意如圖3所示。在周向和徑向設計加強筋板、周向筋骨、徑向筋骨以提高包層的穩(wěn)定性以及整個支承結(jié)構(gòu)的剛性。支承結(jié)構(gòu)是由具有優(yōu)良抗彎和抗壓性能的SS316L(00Cr17Ni14Mo2)不銹鋼通過焊接加工制成,它是整個包層的支承和固定結(jié)構(gòu)[10]。以內(nèi)包層為例。
4燃料區(qū)結(jié)構(gòu)
燃料區(qū)結(jié)構(gòu)由裂變?nèi)剂蟄-10Zr合金、內(nèi)嵌冷卻劑壓力管和支承結(jié)構(gòu)中的加強筋板及部分徑向筋骨組成[11]。4.1燃料區(qū)燃料區(qū)是組成次臨界包層活性區(qū)的基本結(jié)構(gòu)單元,其主要功能是實現(xiàn)中子倍增和通過核反應而產(chǎn)生大量裂變能,它是包層的主要釋熱部件。燃料采用U-10Zr合金,這主要是由于U-10Zr合金燃料鈾密度高,Zr對中子吸收少,實現(xiàn)能量輸出與放大性能好;二是合金燃料導熱系數(shù)大,利用內(nèi)嵌冷卻劑壓力管能夠及時地帶走活性區(qū)核熱;三是合金燃料可以更容易地進行“簡單干法”后處理,可把燃料加熱到1700℃左右,達到沸點的裂變碎片便可去除燃料區(qū)。加強筋板和部分徑向筋骨承擔作用在燃料區(qū)的外載荷并把這些載荷傳遞到支承結(jié)構(gòu)上,同時加強筋板還兼顧對內(nèi)嵌冷卻劑壓力管的定位與導向作用。4.2內(nèi)嵌冷卻劑壓力管燃料區(qū)中6層內(nèi)嵌冷卻劑壓力管道被設計成由底至頂完全貫通的結(jié)構(gòu),且按照三角形交錯排列。由于受ITER裝置本體結(jié)構(gòu)空間的約束,內(nèi)外包層隨著極向位置的變化而引起了管間距離和鈾-水體積比變化。外包層6層冷卻劑管道按48根與47根相間排布,共有285根,內(nèi)包層6層冷卻管道按32根與31根相間排布,共有189根。
5產(chǎn)氚區(qū)結(jié)構(gòu)
產(chǎn)氚區(qū)是整個聚變-裂變混合能源系統(tǒng)實現(xiàn)氚自持的關(guān)鍵功能結(jié)構(gòu),產(chǎn)氚區(qū)結(jié)構(gòu)由氚增殖劑小球區(qū)、慢化冷卻水管、管間連接板、“蛇形”氦氣回路和支承結(jié)構(gòu)中部分徑向筋骨組成[12]。產(chǎn)氚區(qū)中的慢化冷卻劑管道和氚增殖劑小球區(qū)在空間上是互相獨立的單元。在結(jié)構(gòu)上,為了保證燃料區(qū)中富余的中子進入產(chǎn)氚區(qū)后進一步被慢化再與鋰-6反應而生產(chǎn)氚,并及時帶走一部分多余的核熱,產(chǎn)氚區(qū)中慢化冷卻管道被設計成由底至頂完全貫通的結(jié)構(gòu),由慢化冷卻管和管間連接板把產(chǎn)氚區(qū)分成9層,各層之間的空間便構(gòu)成了氚增殖劑小球填充區(qū)。為了形成“蛇形”氦氣回路,管間連接板的高度不等,形成高低錯位設計以便控制氦氣流動方向,部分徑向筋骨承擔作用在產(chǎn)氚區(qū)外載荷和傳遞來自燃料區(qū)的外載荷到支承結(jié)構(gòu)上。同樣,由于受ITER裝置本體結(jié)構(gòu)空間的約束,內(nèi)外包層隨著極向位置的變化而引起了慢化冷卻層和氚增殖劑厚度的相應變化。
6鋯包殼結(jié)構(gòu)
鋯包殼是核燃料裂變產(chǎn)物的主要屏障,燃料區(qū)和產(chǎn)氚區(qū)均有鋯包殼完全包覆,從而防止裂變產(chǎn)物泄漏到活性區(qū)或整個包層,燃料區(qū)和產(chǎn)氚區(qū)的鋯包殼為一種箱匣式密封結(jié)構(gòu)。對于燃料區(qū)鋯包殼,由于在第一壁的上下端及中間部位設計有燕尾結(jié)構(gòu)(圖2),相應地在燃料區(qū)徑向內(nèi)側(cè)的鋯包殼上設計有對應的燕尾槽,如圖7所示。為了保證鋯包殼的結(jié)構(gòu)密封,在燃料區(qū)徑向內(nèi)側(cè)鋯包殼的周向側(cè)設計有金屬型擠壓密封卡槽,如圖8所示。從圖3可以看出,有2根極向縱骨設計在燃料區(qū)和產(chǎn)氚區(qū)包殼層頂角部位,相應地在燃料區(qū)徑向外側(cè)鋯包殼頂角處設計有極向縱骨半槽。對于產(chǎn)氚區(qū)鋯包殼,由于有2根極向縱骨設計在燃料區(qū)和產(chǎn)氚區(qū)包殼層頂角部位(圖3),相應地在產(chǎn)氚區(qū)徑向內(nèi)側(cè)鋯包殼頂角處設計有極向縱骨的另一半槽。同時由支承結(jié)構(gòu)可以看出,在周向兩側(cè)和徑向外側(cè)設計有徑向和周向筋骨,相應地在產(chǎn)氚區(qū)周向兩側(cè)和徑向外側(cè)的鋯包殼上設計有筋骨貫穿槽。
7出入口匯管結(jié)構(gòu)
由于受ITER裝置本體結(jié)構(gòu)空間的約束[13-14],次臨界包層的出入口匯管只能在有限空間中實現(xiàn)各類功能管道的匯總,其中包括燃料區(qū)中的大量內(nèi)嵌冷卻劑壓力管、產(chǎn)氚區(qū)中慢化冷卻水管和氦氣管。考慮大量冷卻劑壓力管與匯總管之間焊接的可操作性,在燃料區(qū)的上下端部先設計一個焊接頂蓋。燃料區(qū)的內(nèi)嵌冷卻劑壓力管先匯入上下環(huán)形總管中,該匯總管再與ITER上下端口出入口總管相接并引出到外面的主回路系統(tǒng)。在產(chǎn)氚區(qū)中,慢化冷卻管和氚載帶管均采用“蛇形”流氣結(jié)構(gòu)設計,這樣9層慢化冷卻管只需要匯總一次后連接慢化冷卻總管,再經(jīng)ITER上下端口出入口總管引出到外面的氚回路系統(tǒng)。對于氚載帶管,先在產(chǎn)氚區(qū)上下端設計有出氣和進氣槽,然后再通過氚載帶管把進出氣槽的載帶氣體引入到氚載帶氣總管內(nèi),再經(jīng)ITER上下端口出入口總管引出到外面的氚回路系統(tǒng),以出口為例燃料區(qū)和產(chǎn)氚區(qū)匯管結(jié)構(gòu)如圖11所示。
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(2)虛構(gòu)模型的選擇階段
制定評判標準,從產(chǎn)生的眾多概念中,選擇出最好、最可行的方案。概念選擇是產(chǎn)品概念設計中非常重要的一個環(huán)節(jié)。在這一過程中,新產(chǎn)品開發(fā)小組中各專業(yè)人員要共同工作,并努力達成一致意見。前面步驟產(chǎn)生的眾多概念,每個概念從表面上看似乎都能滿足要求,但我們必須從中選擇出最有發(fā)展?jié)摿Φ母拍睿M行接下去的設計工作。概念的選擇將決定以后工作的方向,正確的方向可以節(jié)省時間和開支,而錯誤的決定則導致時間、人力、財力等資源的浪費。概念的選擇是概念的產(chǎn)生和概念的驗證密切相關(guān)的重復的過程。概念選擇進行時可能會激發(fā)新的概念產(chǎn)生,對這些新產(chǎn)生的概念,也應該像前面產(chǎn)生的概念一樣進行概念選擇。
(3)虛構(gòu)模型的實現(xiàn)階段
把選擇出來的概念細化,做出概念產(chǎn)品或模型。概念的實現(xiàn)是概念設計的第三個步驟。對于企業(yè),產(chǎn)品概念設計一般以概念產(chǎn)品的出現(xiàn)而結(jié)束。對于個人或?qū)W生由于技術(shù)及財力方面的原因要做到這一步就比較困難,往往只能做到概念模型或動畫演示,以及對概念設計的詳細說明。
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(二)過分重視制作環(huán)節(jié)忽視了創(chuàng)意思維的培養(yǎng)
由于職業(yè)學校廣告設計專業(yè)教學的重點落在了技術(shù)培養(yǎng)上,學生在實踐過程只能夠更加注重自身制作能力的培養(yǎng),忽視了廣告創(chuàng)意的重要性。創(chuàng)造性是現(xiàn)代廣告設計人才必須掌握的基本能力之一,受教學形式的影響,學生的創(chuàng)造能力很難得到有效提升,在實際教學中只學會了制作技術(shù),創(chuàng)造性還有待提高。
(三)在新媒介面前缺乏有效的應對策略
伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展,科學技術(shù)取得了飛速發(fā)展,各種新媒介在行業(yè)建設過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。職業(yè)學校廣告設計專業(yè)教學仍然沒有找到與現(xiàn)代新媒介吻合的教學方式,新媒介出現(xiàn)在很大程度上吸引力廣告主的目標,廣告主在招聘廣告設計人才時更加注重人才對現(xiàn)代社會新媒介的掌握情況。在實際教學工作中,由于理論知識教學匱乏,職業(yè)學校教學研究工作落后于時展的步伐,高校廣告設計專業(yè)教學在新媒介面前仍缺乏有效的應對策略。
二、促進廣告設計專業(yè)教學改革的措施
(一)加強廣告設計基礎理論知識教學
部分學校廣告設計專業(yè)課程的安排以專業(yè)性質(zhì)為出發(fā)點,這在很大程度上阻礙了廣告設計專業(yè)教學改革的發(fā)展。因此,職業(yè)學校廣告設計專業(yè)教師應該加強廣告設計基礎理論知識教學,在開闊學生視野的同時,提高學生的增和素質(zhì)。另外,職業(yè)學校廣告設計專業(yè)教師還應該注重學生能力的多元化培養(yǎng),引導學生從多個角度看待同一副設計作品,深入分析作品,為今后的設計工作提供經(jīng)驗。
(二)重視“一體化”教學
職業(yè)學校教學的主要目標是培養(yǎng)學生至少掌握一項基本的就業(yè)能力,教學工作應該注重理論與實際相結(jié)合。職業(yè)學校應該根據(jù)廣告設計專業(yè)的特點,結(jié)合現(xiàn)代社會對廣告專業(yè)學生的實際需求,實行“一體化”教學模式。“一體化”教學模式一改傳統(tǒng)教學方法的不足,改變了實踐教學是理論教學的發(fā)展和延伸的傳統(tǒng)教學觀點。“一體化”教學模式要求教師充分發(fā)揮教學內(nèi)容和教學方法的作用,在提高學生實踐技能的同時,還能增加學生對實踐操作教學的興趣,全面提高廣告設計專業(yè)學生的綜合素質(zhì)。
(三)重視“項目式”教學
“項目式”教學要求學生注重學生職業(yè)能力的培養(yǎng)。職業(yè)學校廣告設計專業(yè)教師在進行教學設計時應該結(jié)合市場發(fā)展的實際需求,將市場上具體實施的項目帶入課堂,以學生的實際需求為出發(fā)點,以企業(yè)的項目生產(chǎn)模式為依據(jù),收集具有教學價值的資料和數(shù)據(jù),為后期教學工作提供材料保障。在開展項目式教學模式的過程中,教師應該將課堂主體還原給學生,自身扮演解惑者和引導者的角色,保障各小組研討質(zhì)量的前提下,重視學生溝通能力以及組織能力的培養(yǎng)。
(四)大力推行“工學結(jié)合”的教學方法,重視實踐能力培養(yǎng)
大力推行“工學結(jié)合”的教學方法、重視學生實踐能力培養(yǎng)是職業(yè)學校廣告設計專業(yè)教學改革的重要手段之一。伴隨著職業(yè)學校教學的發(fā)展,“工學結(jié)合”的教學模式在各學科得到了廣泛的應用,這種模式注重教師引導者的作用,在充分發(fā)揮理論教學作用的同時,將課堂主體還原給學生。“工學結(jié)合”的教學模式可以有效地提高學生實踐操作能力,增強學生對廣告設計技術(shù)的理解能力。另外,設計專業(yè)教學工作者還應加強校企合作、有效利用校外專業(yè)實訓基地、大力推行“雙師制”教學模式,將統(tǒng)一的教學課程劃分為若干部分,全面提高廣告設計專業(yè)教學效果。
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為實現(xiàn)以上三大目標,規(guī)劃提出“尊重、放大、引入、建立”四個行動策略。最大限度的尊重和保留村莊的鄉(xiāng)土風貌和水鄉(xiāng)風情,延續(xù)傳統(tǒng)水鄉(xiāng)文化,采用經(jīng)濟適用、以人為本和低沖擊的環(huán)境改造的原則,加強環(huán)境綜合整治,保持村莊的干凈整潔。完善配套設施,建設慢行交通體系,適量限制機動交通進入村莊,合理規(guī)劃停車設施和公交設施,建議設立專項管理部門進行管理。放大本村的特色資源要素,例如:水系、植被、埠頭、建筑(陽臺和金色屋頂),不對要素做大的改動,通過適度的現(xiàn)代處理手法和軟裝飾藝術(shù)的方式增加景觀的趣味性。利用區(qū)位優(yōu)勢和本村水鄉(xiāng)特色,分階段的引入業(yè)態(tài),發(fā)展商業(yè),如特色小吃街、精品酒店、觀光農(nóng)業(yè)園、創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)及其他特色休閑消費類型,活躍經(jīng)濟,形成本區(qū)域的休閑商業(yè)模式。建立九曲村特色品牌體系,積極打造村莊公共活動節(jié)點和建筑室內(nèi)外空間,形成具有特色的、體驗性強的休閑互動場所。進一步整合資源優(yōu)勢,形成集吃、住、玩、娛、購于一體的九曲村服務綜合體系。開發(fā)模式政府主導,加大政企合作、市場引導的手段,對村民物業(yè)利用方向的提出調(diào)整建議,轉(zhuǎn)變部分土地職能,同時積極鼓勵村民投資參與,根據(jù)市場經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律進行引導開發(fā)。
3分級制定的改造策略
根據(jù)九曲村發(fā)展現(xiàn)狀、用地性質(zhì)、上層次規(guī)劃、周邊用地功能和多方訴求,確定其主要性質(zhì)和規(guī)模,統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一布局、分三期實施。一期以環(huán)境整治為主,保護開發(fā)為輔,確保環(huán)境整治有序的進行,給村民提供一個最佳的生產(chǎn)生活環(huán)境。歸納為“完全保留、局部裝飾、整體改造”三個層級,盡量按照原來的式樣、顏色、材料進行修復開發(fā),保護、還原長期形成的原生水鄉(xiāng)環(huán)境。二期以完善配套設施為主,引入部分業(yè)態(tài)為輔,整舊如故,以存其真,針對“配套設施、開放空間、文化符號”三大關(guān)鍵要素提出“六、七、三”系統(tǒng)改造工程。具體做法是“拆、遷、修、補、飾”,即拆除不協(xié)調(diào)建筑,搬遷造成污染的工廠,用舊材料和傳統(tǒng)工藝修繕破損的老街、舊屋、橋梁等,恢復或補建部分舊建筑,市政管線盡量地埋鋪設,空調(diào)等設施全部遮掩。同時建立古建、古樹保護體系,引入濱水商業(yè)休閑、傳統(tǒng)埔坊、精品酒店、特色接待、標志建筑、創(chuàng)意工坊、特色老建筑體驗等業(yè)態(tài),形成古鎮(zhèn)旅游品牌體系。三期以特色提升、品牌打造為目標,注入新的功能到古村落中,全面提升九曲村景觀特色,導入主題式的休閑業(yè)態(tài),利用傳統(tǒng)村落格局和建筑肌理,融入時尚文化元素和異域文化進行業(yè)態(tài)升級。進一步整合資源優(yōu)勢,形成集吃、住、玩、娛、購一條龍的九曲服務綜合體系,通過建立九曲村的品牌效益,促進當?shù)亟?jīng)濟的快速發(fā)展。經(jīng)濟發(fā)展增加村民收益,解決就業(yè)問題,使人口回流。
4切實可行的實施建議
4.1特色活動實施建議
為豐富游客、村民和設計師的日常生活,規(guī)劃結(jié)合各類文化活動場所和慢行交通設計“文化活動鏈”,建立特色活動體驗體系。主要活動有:時尚文化活動——藝術(shù)展覽節(jié)、創(chuàng)意交流沙龍、采摘節(jié);傳統(tǒng)文化活動——粵劇大賽、龍舟賽、九曲棕子節(jié);宗教文化活動——媽祖祭奠活動、地母祭奠活動;日常生活文化——籃球賽、舞蹈賽。
4.2重點項目實施建議
4.2.1天后宮宗祠文化區(qū)
對現(xiàn)存的文物古祠進行保護,結(jié)合周圍的古木和現(xiàn)存的宗祠文化活動,整合利用周圍環(huán)境,建設富有鮮明宗祠文化特色的區(qū)域空間。采取政府引導,政企合作,承包給開發(fā)商管理的模式,按照中式宗教建筑的典型形制,結(jié)合修繕場地、擴建天后宮、保護現(xiàn)狀古樹、結(jié)合濱水環(huán)境創(chuàng)造濱水視線景觀和親水活動空間、完善設施、引入各類活動(捐贈儀式、重要法式、許愿、齋飯節(jié)等)。
4.2.2創(chuàng)意鋪坊
利用便利的交通、老建筑的特色、規(guī)劃的完善配套設施、塑造的標志性印象等幾大優(yōu)勢,通過恢復性改造,挖掘旅游文化內(nèi)涵,增進游客的體驗值,保護文化遺產(chǎn)。政府引導,積極鼓勵村民投資參與,調(diào)整舊村人口居住布局,遷出部分居民,清理河道,完善配套設施,引進大量的創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)項目,創(chuàng)造具有競爭力的創(chuàng)意個性化的商品和服務。
篇9
近年來,我國的建筑發(fā)展迅速,建筑占地與土地資源不足的矛盾也日漸明顯,舊建筑的改造利用就成為當前一種較好的解決方式。在舊建筑的改造建設中,由于受場地、原有建筑功能、層數(shù)的增加、原有結(jié)構(gòu)及新舊規(guī)范等諸多因素的影響,在改造工程的設計中,出現(xiàn)了豎向作用和水平作用增大,導致原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力不足和結(jié)構(gòu)整體剛度的不均勻。同時,由于新舊構(gòu)件的材料和強度的不同,新舊構(gòu)件的連接因此也成為工程改造中的一大關(guān)鍵技術(shù)。
2工程概況
本工程位于上海市盧灣區(qū),為一機械制造廠,建于80年代中期,原建筑共有四個單體(以下簡稱1#、2#、3#、4#)。現(xiàn)因甲方需要,將四個單體通過走廊連接為一個商業(yè)使用的整體。2#與3#樓不改變原有建筑的使用功能,主要是1#與4#樓的建筑功能改變較大,其結(jié)構(gòu)也就相應做了較大改造。
1#樓原為多層框架結(jié)構(gòu)廠房(見圖1),其中⑴~⑺軸為四層,層高自下而上分別為8m、5.6m、5.1m、4.5m;⑺~⑽軸為三層,層高分別為13.6m、5.1m、4.5m(其中一層在8.9m處設有一臺10T吊車),原有樓面結(jié)構(gòu)設計活荷載均為12KN/m2。現(xiàn)根據(jù)建筑功能需要,在⑴~⑺軸4.0m標高處增設一個樓層,在⑺~⑽軸2.95m、8.0m處各增設一個樓層。
4#樓原為單層排架結(jié)構(gòu)廠房(見圖2),建筑高度為20.4m,凈高為18.4m,廠內(nèi)設有一臺10T吊車,柱間設有兩道支撐。現(xiàn)根據(jù)建筑功能需要,將原有建筑改造成五層辦公樓,層高分別為2.8m、4.3m、4.2m、4.2m、2.8m。根據(jù)原有結(jié)構(gòu)情況,現(xiàn)設計考慮與原有結(jié)構(gòu)脫開,在原有建筑內(nèi)新建一個四層框架結(jié)構(gòu)。
3基礎結(jié)構(gòu)改造設計
1#樓原設計采用450×450樁基礎,設計承載力較大,經(jīng)過整體計算之后,新增加夾層后的結(jié)構(gòu)能滿足現(xiàn)有規(guī)范要求,基礎承載力和沉降變形也能滿足現(xiàn)有規(guī)范要求。另外,考慮到原有在1#樓的(1~10)軸外設置了一個室外平臺(平臺下為車庫),根據(jù)建筑的要求,需要將平臺與1#樓進行連接(見圖1)。在進行結(jié)構(gòu)設計時,如果將室外平臺層的梁直接與(1~10)軸處的柱子連接將會對1#樓整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,同時對室外平臺也不利。鑒于此,結(jié)構(gòu)設計是在(1~10)軸處另外增加了一排室外平臺框架柱(立在原有樁基礎承臺上)。經(jīng)計算,原有樁基礎有較大富余,對原有基礎影響很小,同時又解決了上述矛盾。
4#樓原有基礎采用天然條形基礎,由于在原有建筑內(nèi)新建一個四層框架結(jié)構(gòu),如采用天然基礎,則基礎沉降不能滿足現(xiàn)有規(guī)范要求,且對原有基礎會產(chǎn)生很大的影響。根據(jù)施工現(xiàn)場和經(jīng)濟技術(shù)等條件,現(xiàn)設計采用樁筏復合基礎。樁采用靜壓錨桿樁,施工時采用逆做法施工,即待基礎筏板和上部兩層施工完畢后再進行錨桿樁的施工。這樣既能縮短施工工期,又能滿足結(jié)構(gòu)設計要求,為整個工程項目創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟效益。4#樓的筏板采用500mm厚,錨桿樁采用250×250,樁長為20m。平面布置(見圖3)。內(nèi)部四層框架結(jié)構(gòu)承載力較大,在邊緣處又受原有建筑結(jié)構(gòu)空間的影響,因此,筏板在邊緣處的柱抗沖切難以滿足要求,在設計中增設了筏板的抗沖切鋼筋。
4上部結(jié)構(gòu)改造設計
4.11#樓結(jié)構(gòu)加固處理
1#樓原為一機械加工廠,原設計為框架結(jié)構(gòu),樓面活荷載均較大(12KN/m2)。經(jīng)有關(guān)檢測單位鑒定,原有結(jié)構(gòu)的柱砼強度等級為C18,原有結(jié)構(gòu)在設計中按照6度設防要求考慮。改造后須作為辦公建筑,現(xiàn)根據(jù)建筑功能布置需要,增設一夾層,同時在12m的跨中不得設置砼柱。依據(jù)現(xiàn)有建筑功能布置,現(xiàn)設計采用了PKPM2006年3月版本的軟件進行了整體計算,經(jīng)計算分析,原有結(jié)構(gòu)的位移、配筋量、剛度等參數(shù)均能滿足現(xiàn)有改造結(jié)構(gòu)的要求,但是原有結(jié)構(gòu)的構(gòu)造是按照當時的規(guī)范要求進行設計的,未能滿足現(xiàn)有規(guī)范的要求。主要有以下兩個方面:一是原有柱無箍筋加密區(qū);二是在增設夾層處上下無箍筋加密區(qū)。現(xiàn)設計綜合經(jīng)濟和技術(shù)多方面的考慮,柱采用了外粘型鋼加固法(見圖4)。這樣既能滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求,同時又能滿足節(jié)約經(jīng)濟的要求。
在1#樓新增加的夾層處,由于跨度較大(為12m),見圖1,若采用混凝土結(jié)構(gòu),則梁斷面很大(至少需要1m高的梁),對建筑的凈高會有很大的影響,對原有砼柱的影響也很大,而且與原有砼柱難以連接(植筋數(shù)量很大),原有結(jié)構(gòu)的整體性將受到很大影響。現(xiàn)設計采用了鋼梁與壓型鋼板-現(xiàn)澆混凝土樓板組合結(jié)構(gòu),鋼梁與原有柱采用鉸接連接。根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范規(guī)定,與原有混凝土柱采用后錨固連接時,其混凝土強度等級必須高于C20(原砼經(jīng)鑒定為C18)。鑒于此實際情況,鋼梁與原有柱連接采用了增設砼牛腿,同時在牛腿及其上下各800mm處采用粘鋼加固,以增強其抗震變形能力(見圖5)。
牛腿設計在本工程的設計中也是一個不容忽視的。在設計中,考慮到牛腿處水平方向受力相當于一個懸臂構(gòu)件的受力,在牛腿處的水平植筋就必須保證能達到23d(一般情況下為15d)。根據(jù)現(xiàn)場實際情況,植筋要滿足達到23d是有一定困難。綜合各方面的因素,在設計此牛腿時,我們采用了以下處理方案:一方面,對于規(guī)范[2]中牛腿的裂縫控制要求,采用了如下公式進行計算,
能滿足規(guī)范對牛腿的裂縫控制要求,同時,由豎向力所引起的局部壓應力也小于;
另一方面,對于牛腿的配筋強度要求,考慮到植筋不一定能充分達到預期設計要求,從安全的角度出發(fā),在設計中,牛腿的縱向受力完全由粘貼的鋼板來承受,其計算公式仍能采用根據(jù)力矩平衡條件[3]推導的公式進行計算,即
,經(jīng)計算,能滿足結(jié)構(gòu)計算要求。
4.24#樓結(jié)構(gòu)加固處理
4#樓由于建筑立面的要求,原有結(jié)構(gòu)為排架結(jié)構(gòu),原有設計的柱間支撐對建筑立面的門窗產(chǎn)生了影響。若直接拆除柱間支撐,則原有結(jié)構(gòu)就成為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系。現(xiàn)設計考慮到原有結(jié)構(gòu)荷載減少較多(吊車取消),縱向荷載主要就是風荷載和本身自重產(chǎn)生的地震作用,現(xiàn)設計將在維護結(jié)構(gòu)中采用了框架結(jié)構(gòu)體系,使原有結(jié)構(gòu)形成一個框排架體系,這樣既能使原有結(jié)構(gòu)形成一個穩(wěn)定體系,又能增強結(jié)構(gòu)的抗震變形能力(見圖2)。在內(nèi)部新增的框架結(jié)構(gòu)是作為一個新建建筑物來考慮,新建的部分與原有結(jié)構(gòu)之間設置了變形縫。經(jīng)采用PKPM2006年3月版本的軟件進行了整體計算,現(xiàn)設計的框排架結(jié)構(gòu)均能滿足現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范要求。考慮到原有結(jié)構(gòu)設計只是按照6度設防要求計算,現(xiàn)設計采用了粘貼碳纖維加固法對原有柱進行了加固。
5結(jié)束語
5.1建筑物的加固設計應與建筑物的抗震鑒定、抗震加固、強度加固相結(jié)合,施工時應先加固后加層。
5.2建筑物的結(jié)構(gòu)加固應結(jié)合建筑物的使用功能要求,綜合分析各種加固方法的經(jīng)濟性,而后采取相應的加固方法。
5.3在對原有建筑物進行加固時,應充分考慮不同材料的連接節(jié)點處理,并采用合適的結(jié)構(gòu)處理方法進行計算,以保證整個結(jié)構(gòu)的安全。
5.4在對原有建筑物進行加固前,應從結(jié)構(gòu)概念角度把握整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、強度等,然后采用相應的加固方法并應用結(jié)構(gòu)軟件進行分析,之后再進行相應的處理。
參考文獻:
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1.2檢測評價與建議
外觀檢測描述:混凝土、砂漿表面均嚴重碳化;快車道段過路箱涵38塊混凝土蓋板,有7處存在混凝土大面積剝落、鋼筋外露銹蝕嚴重;蓋板板縫間有明顯水痕跡存在、局部有砌塊下墜露出;墻體砂漿部分剝落露出磚墻,磚間砂漿被沖蝕,部分磚塊破損開裂。檢測結(jié)果:鋼筋混凝土蓋板的混凝土強度實測值為C18.8,小于設計值C25;砌筑墻體強度實測值為8.1MPa,小于設計值10.0MPa;混凝土的保護層厚度實測平均值為28.4mm,小于實測的平均碳化深度33.5mm,鋼筋易銹蝕。評價與建議:根據(jù)實測結(jié)果與設計圖紙比較,箱涵蓋板、磚砌墻體強度已達不到設計指標,且碳化腐蝕嚴重,外觀破損嚴重,存在安全隱患。建議對箱涵進行修補、加固或改建等措施,以排除隱患、滿足防洪排澇及安全使用要求。
2原因分析
2.1車輛超載的影響
現(xiàn)狀二環(huán)路為城市主干道,是過境車輛的主要通道。道路的通行車流量超出原設計標準,車輛超載現(xiàn)象嚴重,重載車的沖擊力對箱涵的破壞較大。超載會增大箱涵結(jié)構(gòu)疲勞應力幅度,引起蓋板開裂,危害箱涵的安全性和耐久性。
2.2蓋板的保護層厚度不足
由檢測報告知,部分蓋板的混凝土保護層厚度未達到設計要求(30mm),這樣在長期的車輛動荷載作用下,蓋板底部的裂縫會不斷加寬、加深,造成混凝土脫落,鋼筋銹蝕,導致蓋板承載力降低。
2.3環(huán)境的影響
該箱涵長期處于高濕環(huán)境,涵內(nèi)污水中釋放出的腐蝕性氣體,會加速蓋板和磚墻的碳化,加快蓋板裂縫中鋼筋的銹蝕,進而促使裂縫進一步變寬變深,造成箱涵頂板鋼筋銹脹,裂縫不斷擴大,引起鋼筋保護層脫落,嚴重影響到蓋板的承載能力。
3蓋板加固設計方案的比選
3.1粘貼碳纖維復合材法
粘貼碳纖維復合材法是將碳纖維復合材粘貼在要補強的原混凝土結(jié)構(gòu)表面,形成一個新的復合體,使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝同受力,以增大結(jié)構(gòu)的承載力。其優(yōu)點:抗拉強度高,方便快捷,施工效力高,沒有濕作業(yè),不需要大型施工機具,無需現(xiàn)場固定措施,施工占地少,材料質(zhì)量輕且薄,基本上不增加原結(jié)構(gòu)自重及原構(gòu)件尺寸。其缺點:對環(huán)境要求較高,適用于無化學腐蝕環(huán)境。本箱涵是預制鋼筋混凝土蓋板,其底部結(jié)構(gòu)修補平整難度較大,不易保證質(zhì)量,如鋼筋有重大銹蝕,存在向外膨脹力,粘貼碳纖維布很難約束,修復不平整也起不到相應加固設計效果。且進行加固時應采取措施卸除或大部分卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。另外,箱涵內(nèi)壁處于高濕環(huán)境,涵內(nèi)污水中釋放出的腐蝕性氣體對粘貼的碳纖維布會產(chǎn)生不利影響。
3.2噴射混凝土法
此法是通過植筋將鋼筋網(wǎng)片固定在蓋板底面,利用壓力槍將配比好的混凝土施加壓力均勻的噴涂于箱涵蓋板底面。準備工作包括檢查錨筋、噴涂面、噴漿機和防護服等安全性,以噴頭均勻分階段和層次噴射,并及時處理掉落的混凝土殘留。由于箱涵內(nèi)可操作空間有限,施工難度大,且噴射混凝土強度難控制,強度高,來不及施工,強度低無法保證質(zhì)量;另外,由于預制蓋板板縫間的滲水使得噴射的混凝土層易滑落流淌,不易粘結(jié),施工時在重力作用下脫落量大,很難達到加固設計效果。
3.3鋼絲繩網(wǎng)片—聚合物砂漿加固法
鋼絲繩網(wǎng)片—聚合物砂漿外加層加固技術(shù)是將鋼絲繩網(wǎng)片固定在被加固構(gòu)件上,并用緊線器對鋼絲繩進行預緊,在被加固構(gòu)件表面涂刷一層粘結(jié)劑后,再采用噴涂或抹壓方法將滲透性聚合物砂漿粘合于原構(gòu)件的混凝土表面,使之形成具有整體性的復合截面,以提高原構(gòu)件承載力及延性的一種直接加固技術(shù)。加固后的截面尺寸增加不大,但能有效地提高結(jié)構(gòu)整體的承載力、剛度、抗裂性和延性。聚合物砂漿是一種聚合物水泥類增強抹面砂漿,具有良好的柔韌性及粘結(jié)性能,抗沖擊、耐久、防水性能好,施工方便,無毒、無味、不燃,屬綠色環(huán)保材料,其耐久性接近普通混凝土,是一種廣泛的理想加固材料。通過綜合比較,確定本箱涵蓋板采用鋼絲繩網(wǎng)片—聚合物砂漿加固。
4箱涵蓋板加固設計
1)應先清理、修補原構(gòu)件:蓋板底面舊混凝土應鑿毛、充分濕潤,鋼筋銹蝕處應除銹,對已松散、剝落等缺陷的部分應予以剔除,清洗沖刷干凈后涂刷界面劑,再用聚合物砂漿進行修補整平,經(jīng)修補后的基面要適時進行保濕養(yǎng)護。2)鋼絲繩網(wǎng)片安裝:鋼絲繩網(wǎng)片下料鋼絲繩網(wǎng)片的端部用固定結(jié)固定在固定板上頂板端部下面鉆孔膠粘螺桿植入混凝土中作為固定板的支點鋼絲繩網(wǎng)片調(diào)整、定位鋼絲繩網(wǎng)片繃緊、固定。3)基層清理養(yǎng)護:清理、修補后的基層要注意養(yǎng)護并保持濕潤。4)界面劑配制、涂刷:基層養(yǎng)護完成后即可涂刷界面劑,界面劑應做到隨用隨攪拌,涂刷應均勻,特別是被鋼絞線網(wǎng)片遮擋的基層。5)聚合物砂漿抹灰施工:聚合物砂漿配制第一層聚合物砂漿抹灰后續(xù)聚合物砂漿抹灰。6)養(yǎng)護:應采取可靠的保濕養(yǎng)護措施,養(yǎng)護時間應大于7d。
5加固設計應注意的事項
1)采用鋼絲繩網(wǎng)片—聚合物砂漿加固,對市政構(gòu)筑物工程要合理采用該技術(shù),對受彎構(gòu)件和大偏心受壓構(gòu)件較為適用。2)在加固前應對基層混凝土的抗壓強度進行檢測,基層混凝土的抗壓強度實測值不應低于C15,并采用實測值進行計算。3)對板底鋼絲繩網(wǎng)片張緊時,其預張緊力要適度,本工程預張緊應力取0.3frw。預張力會使板截面偏心受壓,產(chǎn)生反向彎矩,其作用效應應小于原板截面上恒載引起的效應,否則板頂面會因張拉發(fā)生反向撓曲而發(fā)生開裂。4)加固完成的構(gòu)件在養(yǎng)護期內(nèi)不得有外力擾動,并盡快施工保護面層。
篇11
只有理解了內(nèi)能與很多因素有關(guān),才能知道為什么“溫度高的物體內(nèi)能一定大”是錯的,只有知道了熱量是過程量,才能明白為什么“高溫物體含有的熱量多”是錯的,只有知道明白熱傳遞的實質(zhì),才能明白為什么“高溫物體吧熱量傳給低溫物體”是錯的,因此精心設計了內(nèi)能的大小與哪些因素有關(guān)教學內(nèi)容,通過課件呈現(xiàn)大量的事實、數(shù)據(jù)和模擬動畫等,為學生理解內(nèi)能的內(nèi)涵提供切實有效的幫助,體現(xiàn)教師的主導作用。最后的一道反饋題也具有較好的典型性、針對性。
三、了解物理概念的外延
學生如果沒有理解內(nèi)能的概念,單純地從文字去理解很難回答這個問題,從教學效果來看,有相當一部分學生在內(nèi)能概念的學習上顯得很生澀,對概念無從談起。如果老師引導學生從物理概念本身來分析,內(nèi)能是指物體內(nèi)部所有分子做無則運動的動能和分子勢能的總和。這個概念的外延即泛指物體內(nèi)的一切能量,那么它的外延明顯就寬于熱能。熱能本質(zhì)上指物體內(nèi)部所有無規(guī)則運動的動能,熱能屬于內(nèi)能范疇,但內(nèi)能不光包括熱能。從概念間的關(guān)系看,內(nèi)能和熱能亦是一種從屬關(guān)系。引導學生認識了概念的外延,就加深了對概念本身的理解,更容易辨析其他相關(guān)的易混淆的概念了,問題自然迎刃而解。
四、了解概念與有關(guān)概念的聯(lián)系與區(qū)別
概念與概念之間既有聯(lián)系,又要通過比較,了解概念之間的區(qū)別,避免概念之間的混淆不清,這對于學生正確地理解概念,也是十分必要的.本節(jié)課內(nèi)能與機械能,溫度、熱量、內(nèi)能幾個概念之間既有聯(lián)系又有本質(zhì)區(qū)別的概念,學生只有認清了它們之間的聯(lián)系與區(qū)別,才能準確地理解以上的概念.教學中能引導學生進行思維加工,抽象概括出概念的本質(zhì)屬性,其中對比是一種有效的方法。例如上文所述,內(nèi)能的概念可以概括成分子動能和分子勢能兩部分的能量,而機械能可以概括成宏觀上的物體動能和勢能的總和,本質(zhì)上內(nèi)能是微觀層面,機械能是宏觀層面;內(nèi)能本質(zhì)上是狀態(tài)量,而熱量是熱傳遞過程中的過程量,所以不能說“具有多少熱量”;溫度是表示物體冷熱程度的狀態(tài)量,溫度不能“傳遞”和“轉(zhuǎn)移”,但兩個不同狀態(tài)間是可以比較溫度高低,反映溫度差的,存在了溫度差,就會發(fā)生熱傳遞,在這個傳遞過程中,吸收或放出熱量。
篇12
2.1華涇港南側(cè)管道改接點(改接位置一)
本管道改接點位于華涇港南側(cè)虹梅南路紅線內(nèi)第1個污水總管轉(zhuǎn)折井,為避開規(guī)劃高架輔道橋墩基礎,轉(zhuǎn)折井南側(cè)管道管位需要向東調(diào)整。本管道改接點地處虹梅南路西側(cè)、中環(huán)高架下面,區(qū)域現(xiàn)狀交通壓力和環(huán)境壓力相對較小,同時結(jié)合現(xiàn)狀污水總管延伸管段較短的特點,本管道改接點最終采用臨時外包井施工法和延伸管段維護開挖埋管施工法進行管道改接。
2.2淀浦河北側(cè)管道改接點(改接位置二)
本管道改接點位于淀浦河北側(cè)的現(xiàn)狀頂管工作沉井,剛好處于徐匯秀水苑小區(qū)出入口,且離最近的居民樓只有4m距離。若采用圍護開挖施工,勢必會對居民建筑地基、居民生活環(huán)境、小區(qū)出入通產(chǎn)生非常大的影響。本著盡量減少施工面的原則,通過不同施工法的綜合分析比較,本管道改接點最終采用局部垂直頂升施工法和大部分地下施工法進行管道改接,具體新老管道改接設計方案流程示意圖見圖4。
2.3淀浦河南側(cè)管道改接點(改接位置三)
本管道改接點位于淀浦河南側(cè)的現(xiàn)狀頂管接收沉井,地處虹梅南路道路紅線外,且遠離周邊建筑設施,施工時交通和環(huán)境影響低,所以本管道改接點采用較常規(guī)的現(xiàn)狀井增設外包井施工法進行管道改接。
2.4A20外環(huán)線北側(cè)管道改接點(改接位置四)
本管道改接點位于A20外環(huán)線北側(cè)的現(xiàn)狀φ2000mm污水倒虹管(倒虹穿越φ3500mm黃浦江引水管)。因污水倒虹管北段管位與規(guī)劃虹梅南路高架橋墩基礎沖突無法利用,同時考慮到新建φ2000mm頂管埋深較淺(比現(xiàn)狀φ2000mm倒虹管淺3.2m)等因素,所以本管道改接區(qū)域采用現(xiàn)狀污水倒虹管增設外包井施工法和外包井2次挖深施工法進行管道改接。
2.5A20外環(huán)線南側(cè)管道改接點(改接位置五)
本管道改接點位于A20外環(huán)線南側(cè)的現(xiàn)狀φ2400mm污水總管。本管道改接點處的外環(huán)線南側(cè)污水交匯井為現(xiàn)狀φ2400mm6支流、φ2000mm和φ2400mm虹梅南路污水總管(外環(huán)線為界)匯流到外環(huán)線φ3000mm污水總管的交匯點。若采用現(xiàn)狀交匯井外包井形式進行管道改接,一方面施工改接時現(xiàn)狀交匯井井壁鑿除工期長,需要3個支流上游污水泵站及總管下游污水泵站參與,調(diào)度時間長,操作難度大;另一方面現(xiàn)狀交匯井鑿洞接入會導致3個支流流向相互沖突,嚴重影響吳閔污水外排總管系統(tǒng)的正常運行,所以本處管道改接點最終采用現(xiàn)狀φ2400mm污水管增設外包井施工法進行管道改接,以保證管道改接時盡量少影響吳閔污水外排總管系統(tǒng)的正常運行。
篇13
所謂抗震概念設計,一般是指不經(jīng)過計算,尤其在難以做出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分結(jié)構(gòu)體系之間的力學關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理、震害、實驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗中所獲得的基本設計原則和設計思想,從總體的角度來進行建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細部措施的宏觀控制,從而從根本上保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。
三、結(jié)構(gòu)抗震概念設計的基本原則和具體要求
(一)建筑場地的選擇
地震造成建筑的破壞,除地震動直接引起結(jié)構(gòu)破壞以外,還有場地條件的原因,諸如:地震引起的地表錯動與地裂,地基土的不均勻沉陷、滑坡和土體液化等。因此選擇有利于抗震的建筑場地是減輕建筑物地震災害的第一道重要工序。(二)建筑物的平面、立面及豎向剖面的布置建筑物平面和立面的規(guī)則性是抗震概念設計中需要考慮的一個重要因素。規(guī)則的建筑方案體現(xiàn)在:建筑物的平面布置基本對稱;結(jié)構(gòu)體型簡單;抗側(cè)力體系的剛度和承載力上下變化連續(xù)、均勻。因為,簡單、對稱的結(jié)構(gòu)容易估算其在地震時的反應,容易有針對性的采取抗震措施并對其進行細部處理。因此,這就要求建筑專業(yè)的設計人員具有一定的抗震知識素養(yǎng),應該對所設計的建筑的抗震性能有所估計,避免采用抗震性能差的嚴重不規(guī)則的設計方案。
(三)結(jié)構(gòu)體系的確定和結(jié)構(gòu)布置
結(jié)構(gòu)體系的確定是結(jié)構(gòu)設計中頭等重要的大事。結(jié)構(gòu)設計時應通過綜合分析使結(jié)構(gòu)體系盡量合理且經(jīng)濟,應優(yōu)先采用抗震能力強、延性好、耗能能力強、便于施工且具有多道防線的結(jié)構(gòu)體系(如框架-剪力墻結(jié)構(gòu),框架-筒體結(jié)構(gòu),設置耗能連梁的剪力墻結(jié)構(gòu)等),避免采用抗震能力較低的結(jié)構(gòu)體系(如板柱-剪力墻結(jié)構(gòu),單跨框架結(jié)構(gòu)等),尤其應避免采用看似“合法”(符合規(guī)范)但不合理的結(jié)構(gòu)體系(如當房屋高度接近規(guī)范框架結(jié)構(gòu)類適用高度上限時,仍采用框架結(jié)構(gòu),震害表明,框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小,整體性較差,結(jié)構(gòu)的抗震性能較差,此情況下應采用抗震性能較好的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)為宜)。而在結(jié)構(gòu)布置時,應采用概念清晰、傳力途徑明確的布置方式,盡量避免造成結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、平面和立面的里出外進、豎向傳力桿件的間斷與不連續(xù)等問題。
(四)多道抗震防線的設置
單一結(jié)構(gòu)體系只有一道抗震防線,一旦破壞就會造成建筑物倒塌的嚴重后果。特別是當建筑物的自振周期與地震動卓越周期相近時,建筑物由此而發(fā)生的共振,更加速其倒塌進程。而如果建筑物采用的是多重抗側(cè)力體系時,第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件在強烈地震作用下遭到破壞后,第二道乃至第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件立即接替,抵擋住后續(xù)的地震動的沖擊,可保證建筑物最低限度的安全,免于倒塌。在遇到建筑物基本周期與地震動卓越周期相同或接近的情況時,多道防線就更顯示出其優(yōu)越性。當?shù)谝坏揽箓?cè)力防線因共振而破壞,第二道防線接替工作,建筑物自振周期將出現(xiàn)較大幅度的變動,與地震動卓越周期錯開,使建筑物的共振現(xiàn)象得以緩解,避免再度嚴重破壞。在雙重結(jié)構(gòu)體系中一般應優(yōu)先選擇不負擔或少負擔重力荷載的豎向支撐或填充墻,或軸壓比值較小的抗震墻、實墻筒體等構(gòu)件作為第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件,如框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻,框架-填充墻結(jié)構(gòu)中的填充墻,單層廠房縱向體系中的柱間支撐,均可作為各自體系中的第一道抗震防線。如因條件限制,只能采用單一的框架體系,則框架就成為整個體系中唯一的抗側(cè)力構(gòu)件,此時應采用“強柱弱梁”型的延性框架。在地震作用下,框架梁成為第一道抗震防線,框架柱為第二道抗震防線,用框架梁的變形去消耗地震能量,使框架梁的屈服先于框架柱的屈服,從而保護了框架柱的相對完整,最終達到“大震不倒”的要求。
(五)結(jié)構(gòu)抗震設計關(guān)鍵點的把握