时间:2022-09-29 10:12:04
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇防震设计论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
桥梁的总体布置
1立交匝道桥的特点
互通立交的匝道桥,受地形、地物和占地面积等影响,其总体布局跟其它桥梁相比,有以下特点:
(1)由于互通立交区匝道的最小平曲线半径可达30m,如果桥梁刚好位于小半径平曲线上,则该桥就可能做成曲线梁桥,且往往超高值较大,故桥梁的横坡较大。
(2)由于要在短距离内实现高差,匝道桥往往纵坡较大。
(3)桥面较窄。
(4)匝道桥有时候需要跨越主线或其他匝道,以及非机动车道,因此匝道桥的单跨跨径受到限制,不能减小。
由于匝道桥具有斜、弯、坡、异形等特点,属于不规则桥梁,在地震作用下的响应相对比较特殊,其抗震设计将更复杂,不仅要满足常规桥梁所规定的构造,而且在某些方面需要提出更高的要求。震害表明,曲线梁桥具有较高的地震易损性,薄弱环节较多,因此其抗震概念设计就显得尤为重要。
2上部结构
由于匝道桥很多是弯、窄桥,其在荷载作用下,包括静力荷载和动力作用,上部结构的扭矩较大,上部结构受力处于弯扭耦合状态,故需要采用抗扭刚度较大的截面,且桥梁上部结构的整体性要好。因此,对于匝道桥,特别是在小半径曲线上的匝道桥,宜采用箱形截面(跨度相对较大时)或者实心截面(跨度相对较小时)。也正是因为如此,为增加刚度和稳定性,上部结构宜采用结构连续。所以,对于匝道桥,上部结构采用连续箱梁或者连续实心板,将有效地提高其抗震性能。
3下部结构
3.1桥墩的形式
匝道桥一般相对较窄,桥墩一般采用双柱墩或者独柱墩,桥墩的刚度相对较小。在地震作用下,墩身的弯矩和剪力一般不大,但是位移相对较大,如有较好的限位措施,对于抗震来说,未必是不利的。而对于小半径匝道桥来说,地震作用下,可能会导致桥墩产生较大的扭矩,故桥墩的墩身宜采用抗扭刚度相对较大且整体性较好的结构,如独柱实心墩或者空心墩。如采用双柱式墩,应对其进行全桥空间地震响应分析,对关键部位进行加强。
3.2桥墩的刚度
对于连续梁桥,同一联内各桥墩的高度不同而导致其抗推刚度相差较大,则水平地震力在各墩间的分配不均衡,刚度大的墩将承受较大的水平地震力,严重时可能导致刚度较大的桥墩发生破坏,从而导致全桥的损毁。如果刚度扭转中心和质量中心偏离,上部结构还将伴随产生水平转动,又可能导致落梁或者上部结构的碰撞。而匝道桥恰好容易符合这两个条件:纵坡较大,桥墩高差将会比较大;在小半径曲线上,地震作用下可能会出现上部结构的水平转动。
虽然匝道桥的桥墩高度相差较大,可以通过改变桥墩截面的形式或大小来对其抗推刚度进行调节。对于相对较高的桥墩,可以采用刚度较大的截面形式,或者增加其截面尺寸。如此一来,可以使得地震作用下各桥墩的水平地震相应达到均衡。
如桥梁位于小半径曲线上,地震来临时,桥墩承受的水平力方向是不确定的,且有扭矩的存在。因此,桥墩截面的刚度在各个方向大致相同将会是比较好的处理方法,如采用独柱墩或者空心薄壁墩。
3.3桥墩的配筋方式
近年来,桥梁结构的稳健性(robustness)越来越受到重视。稳健性的意思,即当参数摄动时,仍能保持整体稳固性的能力,故亦称为“参数摄动不敏感性”。对于工程结构,则指意外作用下的结构的整体牢固性,或者说结构破坏的后果与原因的不对应(不相称)时的牢固性。桥梁的抗震设计,除遵守通常规范的承载力准则外,还需力求避免意外的次生损毁、再次垮塌,缩小损毁范围以及损坏的可修复、快修复性。匝道桥一般相对较窄,其桥墩要么是独柱墩,要么是双柱墩,没有“冗余约束”,从结构本身来看,其稳健性相对较差。故需通过配筋来提高其在地震作用下的稳健性。
提高桥墩的延性,是提高其稳健性的有效方法之一。配置数量足够的、锚固合理的横向钢筋,对于墩柱来说,可以起到3个方面的作用:约束塑性铰区域内的混凝土,提高混凝土的抗压强度和延性;提高抗剪能力;防止纵向钢筋压曲。因此,箍筋或螺旋筋的间距小一些。各国抗震设计规范对塑性铰区横向钢筋的最小配筋率都进行了具体的规定。对于尺寸较大的墩柱,除须配置间距足够小的箍筋或螺旋筋外,还应配置横向加劲钢筋甚至是双层箍筋,以满足其对核心混凝土的套箍作用(如图1所示),以提高桥墩的延性,从而提高其地震作用下的稳健性。
其他构造
1支座
为保证桥梁刚度均衡,设计时应优先考虑采用等跨径、等墩高、等桥面宽度的结构形式。如不能满足,也可通过调整墩的截面形式和尺寸,或者调整支座等方法来改善桥墩的刚度均衡情况。其中,调整支座可能是最简单易行的办法,效果也很显著。当采用橡胶支座后,由墩和支座构成的串联体系的组合抗推刚度为:式中:kt是墩和支座的组合抗推刚度,kz和kp分别为橡胶支座的剪切刚度和桥墩的水平刚度。如地震作用下,桥墩仍处于弹性状态,其水平地震力就是按墩的组合抗推刚度的比例分配的,从上式可以看出,调整支座的刚度可以有效地改善桥的刚度均衡状况。
另外,如果地震设防烈度较高(超过8度),须考虑将支座设计成抗震支座,以达到减、隔震的目的。
2墩梁连接方式
一般情况下,桥墩跟上部结构之间,采用支座连接。但是,有些情况下,可以将抗推刚度较小的桥墩和上部结构固结来考虑,刚度较大的桥墩与上部结构之间通过支座连接。如此,一方面可以增加桥梁的整体稳定性,另一方面,也可以让桥墩之间的抗推刚度均衡。
3限位装置
对于桥墩刚度较小的情况,由于地震作用下的墩顶水平位移较大,限位装置是不可或缺的。横桥向的限位措施主要有剪力键和防震锚栓,纵向限位措施包括剪力键、防震锚栓、链索式和拉杆式限位器等(如图2所示)。限位装置应允许梁体在小范围内自由移动,该自由移动范围的大小一般以不影响支座的正常变形为宜。为减小碰撞力和碰撞损伤,限位器常在梁间和主梁与剪力键间设置橡胶等缓冲材料。
工程实例
1工程概况
云南某高速公路的互通立交区桥梁,位于平曲线半径42m的匝道上,超高0.08,最大纵坡5%,桥宽7.75m,设计采用3~20m现浇箱梁,下部结构采用桩径1.4m独柱墩,①号桥墩墩高8m,②号墩高13m。其立面图如图2所示。
原设计未进行概念设计。桥墩高度不同,而截面相同;未设限位装置。现将原设计做局部修改,增加防震销,桥墩截面随高度增加,使其抗推刚度接近一致。对该桥的原设计方案和按照本文前述内容进行修正后的方案进行地震响应分析,比较其地震响应的区别。
2有限元模型
取全桥为分析模型,主要分析纵桥向的地震响应。墩底为完全固结。根据桥址的场地土条特性,选用El-Centro波作为非线性时程分析地震输入,因该桥抗震设防烈度为8度,故将El-Centro波水平地震加速度峰值调至0.2g。计算模型如图3所示。3.3地震响应分析本文对优化前后的桥梁地震响应进行分析和比较。
设置限位装置之后的墩顶位移与原设计墩顶位移对比分析:①号墩仅有微小的变化,②号墩位移相比原来小了14.27%,抗震性能提高明显。可见,限位装置效果的体现对较高的柔性墩有明显的影响。
(2)统一桥墩抗推刚度后的影响(见表2)②号墩直径加大,使其刚度与①号墩一致,计算结果分析对比:桥墩底的内力均有不同程度的改善,其中②号墩改善最显著,墩底内力与墩顶位移均有大幅度的提高。
①号墩也有相对②号墩较小的变化。可见,让各墩的刚度尽量相等,对整座桥桥墩的内力和位移都有影响,优化之后的①、②号墩刚度趋向于一致,使全桥的内力分配更均匀,从而提高的桥梁的抗震性能。
【关键词】部分框支剪力墙;结构设计;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
中图分类号:TU398+.2 文章标识码:A
0 引言
随着我国经济及社会的快速发展,我国城市化率越来越高,城市有限的空间及土地资源已经很难满足人们的需求,因此为了争取更大的建筑空间,高层建筑越来越多。同时,为了更为有效地利用地面的空间,部分框支剪力墙结构设计越来越多地应用在现代建筑的结构设计中。基于此论文对部分框支剪力墙结构设计与抗震策略进行了较为系统的研究。
1、部分框支剪力墙结构概述
部分框支剪力墙结构是现代高层建筑中常用的一种结构,具有底部大的特点,因此也被称为底部大空间剪力墙结构。从这个界定可以看出部分框支剪力墙结构通常在高层或多层剪力墙结构的底部,这种结构的设计一般是根据实际需要,为增加底部空间的使用功能而设置的[1]。所以上层建筑的部分剪力墙不能沿用到底层,不然的话会影响底层空间的使用效率,甚至有些底层的建筑空间在设计之处就已经规划好用途。所以在建筑的设计过程中就要设计一个结构转换层,通过结构转换层来减少建筑底层的压力[2]。而转换层下面的一层,即建筑的底层则称为框支层,框支层中的贯穿上下层的墙则是剪力墙。同时,界定建筑的部分框支剪力墙结构的时候,不仅要看其抗侧刚度,还要整个结构的特点,看是不是形成了薄弱层,抗侧刚度是不是发生了突变等情况。不能仅仅依据建筑的竖向构件有没有贯通落地。
2、部分框支剪力墙结构的设计要点分析
通过上面的分析可以看出,部分框支剪力墙结构的界定是有一定的规范的,并不是所有的贯穿转换层与底层的墙面都属于部分框支剪力墙结构,还要观察整个建筑本身的特点。所以在进行部分框支剪力墙结构的设计的时候要注意以下几个要点。
(1)在对部分框支剪力墙进行设计的时候,应该减少转换,尽可能采用上下主体竖向布置的方式,以保证主体间的连续贯通。特别是在设计框架—核心筒结构时,要尽量保证核心筒可以上下贯通,这样可以保证设计的安全性及可靠性。
(2)在设计时要注重统筹规划,不要将各部分独立开来,各构件间的关系及布置要主次分明,传力直接,这样便于施工,同时减少识图错误的概率。而在转换层上下主体的竖向结构设计时,要尽量减小水平方向传力的影响,避免多级复杂的转换,这样可以有效地保证水平转换结构的传力比较直接。
(3)在设计的时候要加强转换层下部主体结构的刚度,弱化转换层上部主体结构的刚度,这样就可以有效地保证下部的大空间整体结构的稳定性,转换层上下主体结构之间的刚度及变形度也会比较接近。
(4)在部分框支剪力墙结构设计的计算阶段,最为重要的一点就是要全面而且要确保准确,如果计算及计算结果出了问题,将会严重影响整栋建筑的质量。而且要特别注意将转换结构作为整体结构的一个重要的组成,并采用正确的计算模型进行计算。
3、部分框支剪力墙结构的抗震设计
我国地域广阔,横跨环太平洋地震带与欧亚地震带,所以地震活动比较频繁,而且强度比较大,同时地震常发地区分布广,可以说我国是一个震灾严重的国家[3],所以建筑防震性能的设计非常重要。
3.1 部分框支剪力墙结构抗震设计概述
部分框支剪力墙结构的抗震设计主要是为应对地震发生而进行的一种设计,这种设计是在地震发生的假设前提下进行的。我国高层建筑的城市几乎都在抗震设防范围之内,因此部分框支剪力墙结构的抗震设计是部分框支剪力墙结构设计的一项极为重要的内容。一般来说地面运动主要有三种运用描述方式,即强度、频谱和持时。而地震的强度是由振幅来表示,振幅对建筑的破环程度跟很多因素有关,比如说时间、速度、加速度,还有建筑本身的特性。所以在进行抗震设计的时候要综合考虑多方面的因素。
3.2 部分框支剪力墙结构的抗震设计要求分析
我国为了更好地预防地震灾害,对建筑的抗震设计做了一系列的规定。上世纪80年代的抗震设防目标是“小震不坏、中震可修、大震不倒” [4],但随着我国经济及技术的发展,我国在2010年对建筑的抗震设防目标进行了修改,并给定了具体的抗震设计方法,表3-1是常规的设计方法与抗震设计方法的对比表(表3-1)。通过两种抗震设计的防震目标、实施方法及实践运用方面的对比可以发现,我国明显加大了地震灾害的预防力度。基于性能的抗震设计虽然运用还不够广泛,但是对新技术、新材料的适应性比较好,而且也满足社会发展的趋势,未来的运用潜力比较大。同时,基于性能的抗震设计可以增加结构概念设计的内容,比如刚度尽量对称,框支转换梁上墙体尽量居中布置,从初设阶段将一些对结构不利的东西规避掉。综上所述,对于现代高层建筑的抗震设计应采用基于性能的抗震设计方案。
表 3-1 常规设计方法与性能设计方法的对比分析表
3.2 部分框支剪力墙结构的抗震设计策略分析
通过上面的分析,论文对部分框支剪力墙结构的抗震设计应该采用基于性能的抗震设计方案。因为部分框支剪力墙结构基本上都是高层建筑,采用的基本上都是框架—剪力墙结构,这种结构本身就具有良好的抗震性。导致抗震灾害形成的原因大都是由于建筑物的造型与建筑的抗震性能不协调导致的。所以在设计的过程中要特别关注这两部分的设计。
(1)建筑体型的抗震设计策略分析
对于建筑体型的设计主要关系到的是建筑的布局及体量等方面的设计,这也是建筑设计的一个重要的部分。很多设计师在设计的时候由于太过于关注建筑的造型及建筑本身的使用价值,很容易忽视建筑体型与建筑抗震性能之间的关系。所以在设计的过程中,设计者应该科学地设计建筑的空间体量,包括建筑的高度、比例,建筑的对称性,还要关注建筑的转角的设计,同时建筑周边的抗力,建筑整体的均衡性等方面都要进行综合的考虑。
(2)建筑立面的抗震设计策略分析
建筑立面通常来说都是由大量的建筑部件组成的,所以建筑立面的设计要关注的主要是立面材料的选择,部件之间的比例的设计,还有其尺寸大小的控制等方面。而从抗震的角度来说,建筑的设计则要关注以下几个要点。首先,在设计的时候,不能孤立地进行孤立面的设计,而应该将正立面、侧立面及背立面各个立体面之间协调起来,是他们之间得到统一,从而形成一个完整的整体。同时,要注意立面的空间效果和立面各部件之间的均衡性和规则性。
4、结语
通过论文的分析可以看出,随着城市化进程的进一步推进,部分框支剪力墙结构越来越多地应用在现代建筑的结构设计中,建筑防震性能的设计十分重要。而且在设计的过程中要减少建筑部件间的转换,采用合理的布置方式,以保证建筑的安全性。同时,要注重设计的统筹规划,将建筑的各部件之间有机地联系起来,以实现建筑的整体性和统一性。在分框支剪力墙结构的抗震设计要采用抗震设计方法,并对建筑物的造型及立面的进行抗震设计。最后,希望论文的研究为相关工作者及研究人员提供一定的借鉴与参考价值。
【参考文献】
[1] 京浩.建筑抗震鉴定与加固[M].中国水利水电出版社,2010.
[2] 敬书,潘宝玉.现行抗震加固方法及发展趋势[J].工程抗震与加固改造,2011.
关键词:高层建筑;结构;扭转;反应;控制
中图分类号:TU208文献标识码: A
在高层建筑机构扭转反应控制中,经常会遇到各种各样的问题,主要有偶然扭转的影响,平面布置对称的结构在地震中是否存在扭转反应;扭转的位移比能不能超过《高规》中规定的限值;还有上部无刚性连接的大底盘多塔结构周期比的计算和验算方法。接下来对这三个问题进行了讨论。
一、偶然扭转的影响控制
偶然扭转是一种反应,它主要是有地震中的一些不可预知的因素导致的,在通常的情况下,在建筑物的底部通常都会具有扭转运动的分量,这种分量的转动速度是不确定的,而且这种不确定的速度运用在设计的计算中,也很难被考虑到,假定的结构刚度和质量分布在被计算出来之后也不能与实际的情况很好地吻合,有些时候一些结构和非结构进入破损或者屈服的非线性反应过程中,因为各个部件刚度的退化程度各不相同,所以计算假定和实际的情况就会出现相对来说更加大的偏差。对于这种偶然扭转的影响,一般在国外都采用附加0.05建筑物长度偶然偏心的近似方法来计算。
我们用三幢多层建筑来进行实测,来判断偶然扭转的推断是否合理。选用的三幢建筑物都是位于同一地区,分别记为A、B、C建筑物,它们的平面结构和布置基本上都是相同的,在忽略土与基础的相互作用后,可以说基本条件都是没有差异的。
(一)测得底部的转动加速度
在模拟实验的地震中,我们测到了B建筑物和C建筑物的底部转动加速度的时程,而A建筑物的底部只有两个通道,所以不能够直接测到转动加速度的分量,但是可以在二楼和三楼的楼面及屋顶测得。将底部转动加速度的峰值和水平加速度的峰值进行比较,可以得出两者的比值大概为2:3,要注意到的是,B建筑物的面积是比较普通的,在这种一般的长度的建筑物的底部有着明显的转动加速度。
(二)B建筑物和C建筑物的底部转动加速度出现的偶然扭转和总偶然扭转的比值
从测得的各个楼层的转动加速度可以得出总的扭转反应的底层边柱的剪力,从测得的底部转动加速度可以得出由于底部转动而引起的偶然扭转反应的底层边柱的剪力,二者的比值为2:4。可以看出,B建筑物和C建筑物的偶然扭转反应受到的影响除了底部转动加速度之外,还有一些原因比如建筑物刚度不同、质量分布计算假定和实际情况的不符合等,在机构或非架构发生局部的破损之后,就更加难以符合了。
(三)结构设计受偶然扭转效应的影响控制
实验可得,采用附加0.05建筑物长度偶然偏心的近似方法来考虑偶然扭转的影响是有一定效果的,在设计中应该重视起偶然扭转对结构产生的影响,不管结构平面是不是对称,都应该将偶然扭转的影响列入考虑的范围之内,可以采用附加偶然偏心的近似方法限制扭转周期与平动周期的比值这种方式来控制偶然扭转的影响。
二、位移比的限值方面进行控制
在比较常见到的高层建筑的结构设计中,很多时候会遇到楼层位移比大于1.2的情况,更严重的还会大于《高规》的限值。下面从两方面对这些超限情况进行分析:
(一)高层建筑物的底部一些楼层的位移比超过限值
一般出现超过限值的情况都是因为结构的底部的平动位移比较小,是按小震作用计算得到的,或者是在一些特殊结构的楼层中,平动位移要比扭转位移趋于零的速度更快一些,也有可能是建筑物底部设计的裙房,加大了扭转位移。所以,需要具体情况具体分析的方法针对高层建筑物底部的一些楼层的位移比。如果小震作用下计算的楼层最大层间位移没有超过规范规定的层间位移限值的三分之一,构件的承载力可以满足中震不屈服的要求,那么位移比最大值就可以适当地超过限值,这样可以在不造成结构破坏的情况下,仍然能够控制扭转反应。
通常情况下,高层建筑的底部的那些楼层的位移比都可以控制在1.5以内,有个别情况出现1.6,但是决不允许楼层的位移比超过1.8,实际上位移比是从几何上直接对楼层的扭转振动特性进行度量的。当位移比不足1.2的时候,楼层的各个结构还算比较均匀;当位移比超过1.4时,楼层两端的结构就已经变形出现了明显的不均匀的情况;而位移比超过了1.8之后,楼层两端就会开始震动,继而变形,这样的结构地震扭转破坏隐患就会相当严重的。
(二)高层建筑上面各个楼层的位移比应控制在1.4或1.5以内
上面各个楼层的位移和层间的位移一般都是比较大的,这样一来,如果上面楼层的位移比超过了《高规》的限值,就说明偏心比较大,而这种在建筑物上面的楼层中经常会有刚度偏心的突变现象出现,结构上面在扭转振动时的反应就会比较剧烈,抗扭性自然就差了。所以,应该将高层建筑上面各个楼层的位移比制在1.4或1.5以内。
三、上部无刚性连接的大底盘多塔结构的周期比验算
(一)验算周期比不应该用整体模型计算结果
周期比的概念其实是直接针对各个塔楼和大底盘的,对上部的无刚性连接的大底盘的多塔结构来说,并没有整体结构的周期比存在。针对这样的结构进行震动特性的分析,那么得到的振型和相对应的周期一般都不能与单个的塔楼和大底盘相对应,用这样的方式计算得到的振型和周期结果就不能够充分正确地体现出各个单塔楼和大底盘的周期比。
(二)应该将上部塔楼的周期比独立进行计算和验算
对于上部塔楼的计算和验算来说,比较适合的方法就是单独取出裙楼顶板以上的每个单塔楼,这样的方法也是比较行之有效的,要将嵌固位置定在裙楼顶板标高的地方,然后单独的计算各个单塔楼固有的振动特性,并验算周期比,通过这样的步骤来计算,可以为每个单塔楼本身的抗扭性能提供保障。
(三)对大底盘的周期比进行独立的计算和验算
为了保障大底盘的抗扭刚度,可以让嵌固位置保持在结构底部,然后将上部塔楼的刚度忽略,把底盘结构单独取出来,把上面各个塔楼的质量算进去,将它按照动能等效的原理附加在底盘顶板相应的地方,再开始分析固有的振动特性,进而了解其抗扭特性。
具体的计算方法可以用以下几种:平动质量等效的方法,假设平动振型是x1,那么x就是垂直坐标,1是平动振型的参数;可以用扭转惯量等效的方法,假设扭转振型是y2,将y的零点取在结构的嵌固位置上,振型形状的参数就是2,要依据动能等效的原理来计算。
除此之外,如果单单从动能等效的角度来看,可以通过振型形状参数的变化,看出一般情况下的表征性无论是一般的还是比较复杂的方程,都是有解的。还有就是,从动能等效的角度看来,振型形状的参数就是决定质量等效方法精度的因素。如果为了准确,也可以采用实际的振型,但是这种方式对于判断和筛选都会造成一定的困难。
结语
因为结构扭转反应激烈而引起的震害比较多,所以对高层建筑中的扭转反应设计要慎重考虑,这涉及到对地震地面运动扭转分量影响方面的考虑,还有控制结构扭转振动特性方面的考虑,还要考虑到提高结构抵抗扭转振动的能力等等。
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三次令人心碎的地震,唐山、汶川和玉树,我的采访也进行了三次――追踪非主流科学家李泰来。
玉树地震之前,李泰来跟我说:海城地震后,唐山人活得好好的,唐山地震带走了数以万计的生命;唐山地震之后,汶川人活得好好的,汶川地震又带走了数以万计的生命。汶川地震之后呢?下一个大地震还会带走多少生命?我们活在两次地震之间啊!
玉树地震之后,我再次采访了李泰来。他依然在研究地震波,把电视台播放的玉树地震实况全部录制下来,翻拍成照片。汶川地震的时候他就是这么干的――从5月13日开始,他把数码相机对准了电视屏幕,拍了12个昼夜,困了就眯一会儿。
“玉树地震以后,我睡不着觉。”80岁的李泰来声音颤抖,“唐山人不能白死,汶川人不能白死,玉树人不能白死,我们总得做点什么了!”
他说,中国是多地震的国家,地震预报还不尽如人意,建筑物就显得格外重要。为什么格外重视建筑?我们现在的建筑物有什么问题?一切来源于他发现的“扭波理论”。
扭波是真正的破坏元凶
张庆洲(以下简称张):玉树、汶川和唐山,三次地震破坏有什么区别? 李泰来(以下简称李):被破坏的建筑物,三地几乎一模一样。地震不仅仅是两种波――纵波和横波,扭波是真正的破坏元凶。我的扭波理论再次得到了百分百的印证。从现象学的角度看,烟囱是旋扭的,房柱是旋扭的……完全模拟了扭仪试验。
张:我们都知道地震波只有两种――纵波和横波,你却提出扭波理论,能用形象的语言解释一下吗? 李:纵波、横渡和扭波,三种波同时生于同地,是一母所生的同卵三胞胎。由于传播速度不同,在传播过程中逐渐拉开了距离,从而形成了三个单独波列。在一次地震中,纵波首先到达地面,间隔一段时间横波到达,最后是扭波。
张:哪种波对物体的破坏最严重?
李:是扭波。扭波强度最大,持续时间最长,破坏力最大。
张:你简单通俗地讲一下,扭波如何破坏建筑?
李:在当代,根据横波理论设计,一旦地震来临,建筑物照样倒塌。比如阪神地震中的高架公路,钢筋水泥连成一体,日本人认为是最抗震的设计,可是全部倒塌了。美国有个纪录片叫《地牛翻身》,解说同说:“高架公路的倒塌,使全世界的工程师感到恐慌,不知怎的,这种道路竟然还是不堪一击。”
按照扭波理论,就很容易理解为什么高架公路首先遭到破坏。扭波是扭动破坏的,合成一个很大的扭力矩,扭力矩的大小与它的长度成正比,长长的高架公路会产生极大的扭力矩。所以说,高架公路边的房子可能不被破坏,但高架公路首先被破坏。
唐山启新水泥厂5个水泥仓连在一起,是钢筋水泥浇注的。这个庞大建筑物够结实吧,地震一来,水泥仓全部趴架。按照纵波、横波来讲,钢筋水泥浇注的根本不应该坏,可它不但坏了,还彻底趴架了。5个水泥仓连在一起,合成了一个巨大的扭力矩,把56根0.5米见方的水泥支柱从柱顶全部扭断。
张:你的理论如何应用于现实。也就是建筑物如何才能抗震,你能举一个实例吗?
李:抗扭啊!我就叫5个水泥仓跟地基不连接。这个办法是老祖宗发明的――石柱础。石柱础活端可以消扭。中国的宫殿、庙宇、木塔和穿斗木结构民房,其竖柱、横梁、榫结连成一个整体,平放在石柱础上,具有非凡的抗震能力。
张:我们的祖先未必意识到了扭波。
李:但他们知道石柱础的作用,几乎所有的宫殿、庙宇都是这样设计的。你看溧阳民房的图片,大都是穿斗木结构,平置于石柱础上,墙体只起围护作用。地震后前沿墙坍塌,但房架仍然完好。当代建筑没有石柱础,有的为了好看搞个假石柱础,钢筋水泥立柱与地基连接一体。看着牢固,大地震一来先从根部切断。
北京故宫和南京明故宫是明朝建筑,全都是石柱础。石柱础本身不绝对抗震,还要遵循三个基本原则和八项措施。譬如说,房架必须榫结牢固等。
张:你谈谈三个基本原则和八项措施如何?
李:防扭抗震的三个基本原则:一是阻止扭波进入;二是消耗扭波;三是增强抗扭能力。八项措施是:截波、加箍、结牢、加筋、地下、空端、底小、轻质。
张:能不能讲一讲每一项措施具体怎么做?
李:比如“截波”,扭波只能由固体传播,而不能通过液体和气体,若将房屋建在轮胎或气垫上,或增加橡胶的应用,可以减免地震破坏。国外也有类似的实验。
又如“加箍”,扭波可使烟囱、房屋四面开花铅直坠落,加箍可防止物体沿竖直薄弱带裂开四面开花。
再如“结牢”,物体加箍后,虽然不再四面开花,但会分层水平旋扭,如果再将它的上下各层相互结牢,则可以防止物体沿水平薄弱带裂开平移脱落。其他各项都有具体阐释,比较复杂。而且各项之间需要根据不同的情况相互配合使用。
地震实况跟书上说的不一样
唐山大地震后,李泰来向弟弟借了个照相机,骑着自行车在地震废墟间穿梭。三伏天刚过,炽烈的白光照耀着小山一样连绵不断的废墟。他越调查越觉得地震实况跟书上说的不一样。
李泰来从唐山返回南京,运用地质力学的分析方法,逐步发现了地震有纵波、横波和扭波。扭波产生扭动,扭动产生地震破坏。这种破坏不在物体外部,而在物体内部。比如说楼房,扭波在楼房内部扭动,将其扭酥扭散,继而“趴架”――四面开花垂直下落。
张:你在唐山大地震中发现了什么?
李:唐山地震之后,我上火车站天桥一看,在地震烈度为10到11度的地区内,房倒屋塌,电线杆却直立如初。跟《地震烈度表》画的不一样。当时的《地震烈度表》,电线杆的倾斜角度是划分烈度的重要标志:电线杆在地震烈度6度时开始倾斜,倾角随着烈度的增加而增大,至1l到12度时完全倾倒。
我对唐山震害进行了大范围实地考察,结合江苏溧阳、辽宁海城、云南龙陵地震的破坏资料,总结出与横波不同的地震破坏的十个基本规律,搞清了地震破坏机制,通过应力分析发现了扭波。
1978年11月,中国地质学会在北京召开“第二届全国构造地质大会”,李泰来把他的论文《地动――岩石循环论》寄到了大会组委会。论文署名――南京橡胶二厂电工李泰来。
他的论文与橡胶有关,首次提出了“扭波不能通过流体和柔性物体,可以采用柔性材料如橡胶作为建筑体的‘轮胎’,阻止扭波进入建筑体,从而达到防震”的理论。
李泰来的扭波理论令组委会陷入思考:全世界都知道地震波由纵波和横波组成,怎么就出来了第三利啵――扭波,会有第三种波存在吗?
有一位专家对李泰来的论文这样评价:科学的春天看来真是来到了,连橡
胶二厂的工人电搞起地质研究来啦。此人的轮胎理沦,是不是在推销自己的橡胶产品哪,哈哈……
中国地质学会构造分会的一位理事说:李泰来是我的大学同学,他现在在橡胶厂,那是历史的错误……他身处逆境,依然痴情于科学事业,我们应该为他骄傲!
李泰来出生于唐山,1953年从长春地质学院毕业,1955年调往南京地质学校,1958年被打为“”。1962年恢复人身自由后扫过马路,纳过鞋底。1966年成为南京橡胶二厂的一名电工。在最艰难的时候,他也没有放弃研究地质学。1978年政策落实后他成为东南大学副教授,后又被评为教授。
就在被专家讥笑的两年后,也就是1980年,《参考消息》报道:美国和印度尼西亚合作进行了采用橡胶铺放在建筑物下以防震抗震的实验。
目前的实验不是模拟地震破坏,是人为破坏
扭波理沦沉寂了将近30年。理论只是理论,没有科学实验不行,无法令人信服。
但是,“唐山人不能白死”,从中年到老年,李泰来的这个念头也没死。唐山地震30周年之际,“李氏地震扭波破坏模拟实验仪”诞生了。2006年,在“唐山地震30周年抗震减灾学术研讨会”上,李泰来向100多位与会者演示了扭仪。
会议室一片寂静。李泰来的开场白有点悲壮。
我今年77岁,是教构造地质的老师,退休多年,算业余地震工作者吧。我和两个弟弟一道研制了“李氏地震扭波破坏模拟实验仪”,在扭仪上可以把地震扭波的产生、传播和破坏全部展现出来,让大家都能亲眼看到地震破坏的全过程,知道应该如何设防地震
唐山宾馆容纳了这么多中国科技界的精英:院士、研究员、副研究员,院长、所长……他们渐渐叫了,扭波理论不容小觑,无论是谬误还是真理。
演示结束后是提问时间,人们纷纷涌上主席台。主流科学家们盯着“扭仪”看了又看,仪器虽然仅有半张写字台大小,四五指厚,但功能却是世界一流的。它的特点在于:扭波强度(地震震级)不但可以事先调节,在实验过程中还可以随时进行调控;一例扭波实验可一次完成,也可分段进行,便于定格观察各个阶段的破坏现象。
李泰来的报告很成功,很多主流科学家对他表示支持。但是会后,他提交大会的论文依然如泥牛人海。在我们现行的专家决策制下,一名非主流科学家提出的理沦很难逾越这道门槛――主流科学家有主流科学家的难处。
扭波可以沉睡,但绝不会死亡。
2008年lO月13日,第十四届世界地震工程大会在北京召开。这是地震工程领域最有影响力的学术性会议。李泰来向大会提交了论文《扭波扭仪模拟预测地震破坏》及附件光盘。
张:参加这次重要会议,你最大的收获是什么?
李:世界关于地震破坏研究的成果一览无遗。科学家们已经发现,传统的纵波和横波理论无法解释发生的地震破坏实况。他们进行的依然是摇床式科学实验,无论是二维的、三维的……部无法产生扭波。
2006年1月,日本在三木市做了世界上最大的三维地震破坏模拟实验,六层实验用大楼水平摇晃,两个立柱断裂,桌子跳动,也不旋扭,与地震破坏实况不相符。中央电视台播出了好几次。
他们模拟的不是地震破坏,而是用机械力把物体摇断。不论是一维二维三维的,不论是机械式的电磁式的液压式的……都是外部力量使实验平台连同待测物体一起定向摇晃,制造刹车效应,由于惯性产生瞬间反向运动将物体撕裂、切断、颠覆。从本质上讲,这不是模拟地震破坏,是人为破坏,与地震破坏无关。
摇床式与我的扭仪是两个完全不同的概念。
张:与会国代表反映如何?
李:日本利学家看过扭仪演示,马上和我们交流情况,先后找我谈了两次。有意思的是,正是中央台播放6层大楼破坏实验的那个日本厂家。第二天,还邀请我把扭仪放到他们展台上去。我没去。我觉得科学没有国界,但科学家是有国界的。
【论文摘要】:机电产品的安全稳定性设计,包括设计的目的、元器件的选择、三防设计、抗震设计、电磁兼容性设计、安全性设计和使用与定期维护等。其目的在于提高机电产品的质量。
随着科学技术的迅速发展,机电产品在国防、工业、农业、商业、科研和民用等方面的应用种类越来越多,而且都离不开电源技术和其它技术的应用。如果在其应用中忽略了安全稳定性管理,机电产品的质量也不会得到保证。
1.安全稳定性设计的概念
安全稳定性是产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的能力。所以,安全稳定性是产品质量的时间指标,是产品性能能否在实际使用中得到充分发挥的关键之一。安全稳定性设计必须与机电产品的功能设计同步进行,设计人员必须明确可靠性设计的目的并掌握可靠性设计的方法。
2.元器件的选择对机电产品安全稳定性的影响
元器件的选择是机电产品可靠性的基础之一,很多机电产品的失效是由于元器件的性能和质量问题造成的。元器件的选用原则元器件的选用要遵循下述原则:
(1)根据产品要实现的功能要求和环境条件,选用相应种类、型号规格质量等级的元器件;
(2)根据元器件使用时的应力情况,确定元器件的极限值,按降额设计技术选用元器件;
(3)根据产品要求的可靠性等级,选用与其适应的并通过国家质量认证合格单位生产的元器件;
(4)尽量选用标准的、系列化的元器件,重要的关键件应选用军用级以上元器件;
(5)对非标准的元器件要进行严格的验证,使用时要经过批准;
(6)根据国家或本单位的元器件优选手册选用。
3.三防设计
任何机电产品都是在一定的环境下工作的,而潮湿、盐雾和霉菌会降低材料的绝缘强度,引起漏电,从而导致故障。因此,必须采取防止或减少环境条件对机电产品安全稳定性影响的各种方法,以保证机电产品工作中的性能。
3.1防潮设计的原则
(1)采用吸湿性小的元器件和材料;
(2)采用喷涂、浸渍、灌封、憎水等处理;
(3)局部采用密封结构;
(4)改善整机使用环境,如采用空调、安装加热去湿装置。
3.2防霉设计防霉设计的原则
(1)采用抗霉材料,例如无机矿物质材料;
(2)采用防霉剂进行处理;
(3)控制环境条件来抑制霉菌生长,例如采用防潮、通风、降温等措施。
3.3防盐雾设计防盐雾设计的原则
(1)采用防潮和防腐能力强的材料;
(2)采用密封结构;
(3)岸上设备应当远离海岸。
4.抗震设计
任何机电产品都要经过从厂家到用户的装运过程,特别是在振动场合下应用的机电产品,必须采取防止或减少振动环境条件对机电产品可靠性影响的各种方法,以保证机电产品工作中的性能。为此应当充分注意以下几个方面:
(1)印制板上各元器件引脚线长应当尽量短,以增加抗振动能力;
(2)印制板应当竖放并进行加固;
(3)较重的器件应当进行加固;
(4)悬空的引线不宜拉的过紧,以防振动时断裂;
(5)运输机电产品时,应当加强防震措施;
(6)振动场合应用的机电产品,应当采用防震措施。
5.电磁兼容性设计
电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中正常工作的能力。电磁干扰是对电子设备工作性能有害的电磁变化现象。电磁干扰不仅影响电子设备的正常工作,甚至造成电子设备中的某些元器件损害。因此,对电子设备的电磁兼容技术要给予充分的重视。既要注意电子设备不受周围电磁干扰而能正常工作,又要注意电子设备本身不对周围其他设备产生电磁骚扰,影响其他设备正常运行。电磁兼容性控制计划应包括以下几个方面:
(1)落实电磁兼容性管理机构的职责、权限和实施计划;
(2)电磁兼容性的预测和分析;
(3)制定项目的电磁兼容性标准;
(4)进行项目的频谱管理;
(5)制定电源、结构、工艺、布局等电磁兼容性的要求;
(6)拟制电磁兼容性试验大纲。
6.机电产品使用与定期维护
正确使用与定期维护也是提高机电产品可靠性的重要内容。使用机电产品时,首先应当了解它的工作原理,其次应当严格遵循它的使用程序,最后应当对其进行定期维护,这样才能提高机电产品的可靠性。
6.1移动机电产品的电源是油机和蓄电池,它们的性能好坏是整个机电产品稳定工作的前提。为此,应当对油机和蓄电池正确使用与定期维护。
6.2电器是供电系统中的重要元器件。电器触头的烧蚀和绝缘性能的下降,往往导致重大事故。为此,应当对电器进行定期维护。
6.3活动连接件在振动场合下使用的机电产品,其活动连接件易松动,特别是导电的活动连接件松动时,会导致事故的发生。为此,应当对活动连接件进行定期维护。
6.4供电线缆是电能传递的路径,电能的主要参数是电流和电压。电流在供电线缆中流动时会发热,发热将导致供电线缆绝缘强度降低,严重的会引起供电线缆火灾。电压对供电线缆的绝缘形成应力,应用中的供电线缆绝缘性能在不断下降,一旦电压的应力超过绝缘的承受能力,会造成绝缘击穿而发生故障。应对位于金属走线槽口处的线缆应当增加保护套,以防长期磨损而可能发生对地短路的故障。
7.结束语
随着科学技术的迅猛发展,机电产品越来越广泛地应用于社会各个领域,其使用条件也越来越苛刻,对机电产品的安全稳定性要求越来越高。明确规范和细化机电产品安全稳定性设计其最终目的在于提高机电产品的质量,增加机电产品的社会效益和经济效益。
参考资料
[1]本书编委会,机械设计师手册,机械工业出版,2003.6
[2]丁彬,新编机械设计知识百科,中国科技文化出版社,2005
关键词:节能,门窗,幕墙工程,施工,验收
引言: 目前我国建筑行业每年平均以20亿平方米左右的速度发展,但另一方面,目前建筑能耗已占全社会终端能耗的27.5%。目前,我国既有的400多亿平方米建筑当中,真正达到节能标准的却不到10%。所以,建筑节能对于促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾,加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展,有着举足轻重的作用
1 建筑节能技术发展趋势
1.1 建筑节能基本理念
建筑节能的一个基本理念第一个是减少需求,建筑物减少对能源的需求。第二个就是用同样的能耗能够满足更多的需求,这个是提高效率的问题。第三充分利用自然能或者是其他一些自然资源(太阳能、地热等)
1.2 建筑节能新技术的主要内容
“新技术、新设备、新材料、新工艺”通常被称之为“四新”。国家鼓励建筑节能工程施工中采用“四新”技术,对于“四新”技术要进行技术鉴定或实行备案等措施,节能施工中应遵照执行。科技论文,验收。
1.3 国内外建筑节能技术的发展趋势
各发达国家在建筑节能方面取得了长足的进步,第一,减少建筑物的耗能量,加强保温隔热措施;第二,有效利用自然能源;第三,加强节能管理工作;第四,限制居住环境水平,加强节能道德意识。具体节能技术措施有以下几个方面:
1)在规划设计上有利用于节能的建筑朝向和平面形状。限制建筑的体形系数;限制建筑物的窗墙比。
2)改善外围护结构的热工性能。衡量围护结构热工性能优劣的一个重要指标是传热系数,有些发达国家已经降到0.2-0.35(w/m2·k)之间,远低于我国现有规范标准。此外,发达国家都十分注重外墙及屋顶的气密性,防止空气和水蒸汽的渗透。
3)改善窗户设计,减少能耗。通常做法是采用双层玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃等隔热性能良好的窗玻璃。最近美国又研制出一种涂金属薄膜的窗玻璃,夏季把大部分太阳能和热能反射掉,具有良好的隔热泪盈眶性能,可以使窗的保温性能提高一倍以上。
4)利用自然条件减少能耗,也是降低建筑能耗的方式之一。发达国家十分重视这种经济的节能措施;在设计方面重视屋檐、窗帘、遮阳板、挑阳台等构造措施,对调节自然节省能源十分有效。
2 建筑节能设计要求
2.1 加强建筑节能意义的宣传和国家及省有关文件、标准的贯彻执行,从建筑节能立法和节能技术的研究推广下工夫,鼓励节能,限制建筑耗能,保证经济的可持续发展。
2.2 建筑节能设计必须依靠各专业的通力合作,使建筑科学技术各学科通力协作,相互支持、配合,创作既符合建筑学原理,有符合节能原则的优秀建筑。
2.3 采用高效、经济的节能型建材和先进的构造技术。科技论文,验收。
2.4 借鉴国外在建筑节能方面的成功经验。欧美各国将隔热保温作为建筑节能措施中最主要的一项,他们几乎所有新建建筑都采用隔热材料,并大力研究和生产各种性能良好的保温材料。
2.5 尽可能利用环境能源,减少矿物能的消耗量。从规划、设计、构造、园林绿化等方面充分合理的利用当地气候资源,寻求人、建筑、环境与经济、节能之间的最佳结合,以提高建筑的整体效益。
3 门窗及幕墙工程节能技术的应用
3.1 建筑门窗特点 门窗是建筑围护结构中的主要部件,具有采光、通风、装饰等多种功能。门窗与墙体、屋面、地面相比,其传热系数大,空气交换量多,能量损失大,是建筑节能的重要环节也是薄弱环节,必须加强综合技术措施,提高门窗的技术性能;门窗的主要技术指标如下:
(1)传热系数不大于3.0W/(m2·K);(2)夏季太阳辐射热透过率不大于20%;(3)南北向窗墙面积比不宜超过0.3。
3.2 节能门窗的选择方案 为了使门窗的性能达到预期的节能效果,必须从门窗材料、窗型选择、遮阳措施等方面加以考虑。建筑门窗和建筑幕墙全周边高性能密封技术,降低空气渗透热损失,提高气密、水密、隔声、保温、隔热等主要物理性能。
3.3 门窗材质选择 我国目前常用的窗框材料有木材、塑料(PVC)、铝合金和钢材。木、塑材料的导热系数远低于金属材料,保温隔热性能优良。但木材资源短缺,不可能大面积推广应用。PVC塑料具有良好的保温、隔热、隔声、耐腐蚀、美观等综合性能,故选用PVC塑料型材为优选。
3.4 建筑幕墙设计项目优化 性能方面设计有:幕墙节能、防结露设计,中空玻璃设计;各种优良性能设计还包括气密性、水密性、抗风压性能、隔热保温性能、耐冲击(硬冲击、软冲击)设计、隔音设计;安全性设计包括抗7烈度防震设计、防火设计、防中空玻璃自爆设计、防雷击和防静电干扰设计,防腐蚀设计,通风防热应力设计。
4 建筑节能中保温系统的施工要点
4.1 节能墙体工程保温系统的施工要点
4.1.1 施工单位应严格按照《民用建筑节能工程施工质量验收规程》(DGJ32/J19-2006)及《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50400-2007)的要求进行材料复检,监理单位做好见证工作;复检应涉及规范要求的全部指标,不得擅自减少。
4.1.2 应纳入隐蔽验收的内容:基层及表面处理;保温板黏结及固定;锚固件;增强网铺设;墙体热桥部位处理;预制保温板(墙板)板缝和构造节点;现场喷涂或浇注有机类保温材料的界面;被封闭的保温材料厚度;保温隔热砌块填充墙体。
4.1.3 对于外保温系统饰面层采用面砖做法时候,根据DGJ32/J19-2006第5.1.7条规定,应按外保温检验批实施现场粘结强度拉拔试验(即每实施500~1000㎡外墙外保温做一次)。
4.1.4 外保温材料应全面粘贴,凡与室内有关联的天沟、檐沟、窗侧处(即热桥部位)均应铺设保温层;如有变化应由原设计单位出具书面变更并履行相关程序。
4.1.5 对于涂料饰面保温砂浆系统,抗裂砂浆总厚度宜控制在3~6mm,在阴阳角部位和窗边应用加强网加强;涂料饰面前应采用柔性耐水腻子。科技论文,验收。
4.1.6 对胶粉聚苯颗粒保温浆料现场进行湿容重检测。科技论文,验收。科技论文,验收。其方法是:对现场砂浆搅拌机内的保温浆料抽检取样,用容积为1升的量筒进行称量,要求其在0.4kg以下。施工单位应对胶粉聚苯颗粒保温浆料制作同条件养护试块。
4.1.7 耐碱网格布施工方法:在保温层上抹抗裂砂浆,厚度控制在3mm左右(网格搭接处可加厚度至5mm),立即用铁抹子将耐碱网格布压入抗裂砂浆内,网眼砂浆饱满度应为100%;耐碱网格布搭接宽度不应小于50mm,耐碱网格布的边缘严禁干搭接,必须嵌在抗裂砂浆中。
4.1.8 保温板材和基层的黏结强度应做现场拉拔试验;后置锚固件应进行锚固力现场拉拔试验
4.2屋面节能工程保温系统的施工要点:
4.2.1 屋面保温隔热工程的施工必须在基层(结构层)质量验收合格后进行。
4.2.2 铺设保温材料的基层(结构层)施工验收完以后,将预制构件的吊钩、铁件等进行处理,处理点应抹入水泥砂浆,经检查验收合格,方可铺设保温材料。
4.2.3 找坡层为粒径在5~40mm,不含有石块、土块、重矿渣和末燃尽的煤块的炉渣,铺设时需配比均匀、分层敷设,按要求压实、表面平整,并按图纸要求找坡。
4.2.4板状保温材料应紧贴(靠)防水层,错缝铺贴、铺平垫稳、拼缝严密平整、坡向正确。板状保温材料的保温层厚度允许偏差为±5%,且不得大于4mm。
4.2.5 施工注意事项:
1)板状保温材料运输、存放应注意保护,防止损坏、污染和受潮,雨季应采取遮盖措施,防止水浸或雨淋;2)聚苯保温板陈化时间自然养护条件下,不得少于48d,60℃蒸汽养护不得少于7d,以防止板材收缩变形产生裂缝;3)保温板上面注意加铺铝箔防潮层;4)严禁在雨天进行保温层施工。科技论文,验收。
5 建筑节能工程的验收
5.1施工单位应通过有关围护结构节能性能检验、系统功能检验和整个分部工程的无生产负荷系统联合试运转与调试和观感质量的检查,按本规范要求将质量合格的节能分部工程移交建设单位的验收过程。
5.2 围护结构节能性能检验的主要项目应包括:1)墙体、屋面的传热系数、隔热性能;2)幕墙气密性能;3)外窗气密性和传热系数;4)工程合同约定的项目;5)必要时可检验其他项目。
5.3 建筑节能分部工程的质量验收,应由建设单位负责,组织监理、设计、施工等单位共同进行,合格后应及时办理竣工验收手续,并详细填写在保修期内建筑节能性能现场检验的围护结构节能性能检验和系统功能检验的内容。
参考文献:《建筑节能工程施工质量验收规范》《建筑节能监理细则》
一、后浇带的定义和主要功能
钢筋混凝土后浇带技术是一种混凝土刚性接缝技术,总体上可分为后浇收缩带、后浇沉降带和后浇温度带,分别用于解决钢筋混凝土凝结收缩、高层建筑主楼和裙楼问不均匀沉降、克服温度应力之类的问题,它适用于后期变形趋于稳定、不宜设置柔性变形缝的结构的建筑。一般来说,后浇带技术具有多种变形缝的作用,设计时应考虑以其中一种功能为主,其他功能为辅。施工时,后浇带是整个建筑物的预留缝,待主体结构完成并达到一定龄期时,在后浇带位置用混凝土进行填补,它必须采用专项技术措施来进行处理,“缝”即不存在,这样既解决了凝结收缩、结构差异沉降和温度应力等问题,同时又达到了不设永久变形缝的要求。
由于新浇混凝土在硬结过程中会出现收缩现象,所以已建成的结构受冷则收缩,受热会膨胀。在施工后的前 1―2 个月将完成混凝土硬结收缩的大部分过
程, 而环境温度变化对建筑结构的作用则是经常性的,尤其是其变形受到约束时,
在建筑结构内部就产生相应的温度应力,严重时就会在构件中出现可见的裂缝。
高层建筑和裙房的基础设计和结构在设计时候设计为整体结构,但在施工时需要
用后浇带技术把两部分暂时断开,等到主体结构施工工作完成,并且已完成 50%以上的沉降量以后再浇灌连接裙房部分的混凝土,将高低层建筑连成一个整体,因此在设计时基础就应考虑两个施工阶段不同的受力状态, 并分别进行强度校核。而且连成整体建筑后的计算应把由后期沉降差引起的附加内力考虑在内。同时还需要采取以下调整措施:调时间差。先对主楼进行施工,待其基本建成,而且沉降量基本稳定后,再对裙房进行施工,使他们的后期沉降基本相近。另外一个措施是调压力差。由于主楼荷载大,施工人员可加大埋深,采用整体基础降低土压力,以减少附加压力,对于低层建筑部分可使用较浅的十字交叉梁基础,以增加土压力,最终使高低层沉降接近。
二、后浇带的设计
当建筑结构的平面尺寸超过混凝土规范规定的伸缩缝最大间距时, 可考虑采用施工后浇带的方法来适当增大伸缩缝间距。但一般地上结构由于受环境温度变化影响较大, 所以伸缩缝最大间距不宜超过混凝土规范限值过多。当地上结构由于抗震设计需要而设置了防震缝时, 伸缩缝宽度应满足防震缝宽度的要求。地下室结构超长的情况较为常见, 除地下室顶板和处于室外地面以上的地下室外墙受温度变化影响相对较大外, 地下室内部和基础结构在使用阶段受室内外温度变化影响较小,需解决的主要问题是混凝土收缩应力对结构的影响。
必须指出的是,后浇带只能解决施工期间的混凝土自收缩,它不能解决由于温度变化引起的结构应力集中,更不能替代伸缩缝。有一些结构设计者将后浇带和伸缩缝等同起来的看法是错误的,因为两者的作用并不相同。
当地下室结构超长过多,单靠设置后浇带不足以解决混凝土收缩和温度变化问题时,可以考虑采用补偿收缩混凝土,在适当位置设置膨胀加强带。
对高层建筑主体与裙房之间是设置永久变形缝,还是在施工阶段设置沉降后浇带, 应该根据建筑场地地基持力层土质情况、基础形式、上部结构布置等条件综合确定。当地基持力层土质较好,例如高层建筑基础做在基岩层或卵石层上,或采用桩基时,高层建筑沉降变形量较小,此时可考虑采用施工后浇带而不设置永久变形缝,将高层建筑与裙房基础( 或地下室) 连成整体。
近年来,复合地基得到了广泛应用, 复合地基可以提高地基持力层承载力,提高土体弹性模量, 有效地控制建筑物沉降。北京地区有些工程已经通过在高层建筑下采用复合地基的办法来替代桩基,以解决高层建筑主体与裙房之间差异沉降的问题。不论采用哪种方法, 如果采用施工后浇带而不设置永久变形缝, 都应依据相关规范计算裙房和高层建筑的整体倾斜。当采用地基处理时, 在结构设计图纸上, 应明确规定采用地基处理后,高层建筑与裙房之间的变形要求。
施工后浇带的位置,应根据基础和上部结构布置的具体情况确定, 不能想当然,搞一刀切。后浇带应设置在结构受力较小处,一般在梁、板跨度内的三分之一处,结构弯矩和剪力均较小,且宜自上而下对齐,竖向上不宜错开,后浇带间距一般为 30m 到 50m。在高层建筑与裙房之间设置后浇带时,后浇带宜处于裙房一侧,且在结构设计上,应注意加强高层建筑与裙房相连部位的构造,提高纵向钢筋配筋率,用以抵抗后浇带封闭后由剩余差异沉降差所引起的结构内力。为减小后浇带封闭后由剩余差异沉降差所引起的结构内力,尚应采取其他措施,通常可考虑以下方法:
(1)高层建筑采用桩基或其他地基基础处理方法,或补偿基础,尽量扩大高层建筑基础与地基接触面积,减小高层建筑基础底面接触压力,而裙房则采用埋深较浅的独立柱基或条形基础等,调节高层建筑与裙房之间的差异沉降。
(2)尽量减小裙房部分基础与地基的接触面积,即尽量增大裙房部分的基础底面接触压力,加大裙房的沉浸量。
(3)结合高层建筑埋置深度要求, 调整高层建筑地下室高度, 使地基持力层落在压缩性小、地基承载力高的土层上, 可有效地减小高层建筑的沉降量。
进行地基基础设计时,结构设计者应结合工程具体情况,多方面对比,选择经济合理的方案。后浇带部位的钢筋一般不宜断开,而应让钢筋连续通过,即只将后浇带处的混凝土临时断开。但有时工程具体情况不允许留后浇带,采用搭接连接时,应注意后浇带宽度要满足按混凝土规范计算的钢筋搭接连接长度。基础后浇带的断面形式,应于结构设计图纸上用详图明确表示出来,而不应推给施工单位。当地下水位较高时,宜在基础后浇带下设置防水板并增设一道附加防水层。
三、后浇带设计注意事项
1、后浇带的两条接缝实际是两条施工缝,因此缝的处理应符合防水混凝土施工缝
的处方法。
2、明确后浇带的接缝形式,接缝处的处理措施。
3、明确后浇带的种类,明确各类后浇带的浇注时间。
4、明确后浇带后浇筑混凝土技术要求,避免出现新的收缩裂缝造成工程渗漏水的隐患。
结束语
总的来说,设计人员必须根据工程具体实际情况和相应的设计规范,合理地设置建筑物的后浇带位置,并从结构混凝土浇筑、模板支设、后浇带垂直施工缝的处理、后浇带混凝土的浇筑、后浇带混凝土浇筑后的保护工作等几方面采取对应的施工技术措施以确保后浇带的施工质量,优化建筑结构方案。
参考文献
关键词:大修、质量、混凝土
中图分类号:TV331文献标识码: A
纵观科技期刊学术论文,对公路大修研究的不少,但深入地与理论相结合不多,本文作者结合17年道桥施工经验分析了公路大修质量控制要点、重点对公路损坏原因进行分析,有望有利于道路施工质量控制。
一、有些路段水泥混凝土面板破损严重,需要对混凝土面板甚至基层进行拆除,重新摊铺、浇筑,重点是施工过程中质量控制。
在破除旧面板时要防止损伤基层,对板体进行更换时要把破裂的面板取除后对基层清扫检查,当发现基层上有少数裂缝,要加铺钢筋网,修复松散基层,用C15混凝土填充、捣实,浇筑面层。对老路面要进行清扫,采用森林灭火鼓风机沿纵向排成斜线将灰土吹净,必要时用高压水枪彻底将路表面所有的杂物、泥土、灰尘等冲洗干净。
二、 新旧基层、水泥混凝土面板衔接的处理措施
基层补强完成后,在新旧混凝土之间加设传力杆并在旧路面板接缝面涂刷沥青
,然后浇筑水泥混凝土。水泥混凝土面板摊铺和浇筑时,要重点控制混凝土的原材料、配合比、水灰比,运输采用砼搅拌运输车,采有插入式振捣棒、平板振捣器和三轴整平仪,控制好平整度、横坡度等。
兰派打裂水泥混凝土路面施工控制要点
1)、利用重型冲击式压路机对原有旧水泥混凝土面板进行碾压,使旧水泥混凝土面板完全破碎并与下部结构层充分接触,同时保证水泥混凝土面板体保留大部分强度。
2)控制措施:采用五边形兰派冲击式压实机进行冲压。每次连续施工段落一般不大于500m,冲击宽度为11m,路肩两侧各50cm不冲击。按照从路边线到路中线的顺序进行冲击。
控制冲击速度:先高速(12-15km/h)冲压以破碎板块,再中速(9-12km/h)冲压以稳固碎块。防震要求高的地段采用低速(7-9km/h)冲压以减小震动。
控制冲击遍数:高速行驶冲压遍数为一般不低于15遍(根据板块的破碎效果确定);中速冲压不低于5遍(根据验收实际情况确定)。
3)质量控制:要求进行破碎程度、沉降收敛和弯沉值检测。要求板块破裂已形成明显连续纵缝、较细的连续横缝来衡量,板块边长一般为40-60cm,超过60cm边长的不得超过30%,不得形成大面积板块破裂。一般3-5遍开始裂纹,5-15遍是沉降,20遍可以达到技术要求。控制构造物的安全距离。
三、路面施工中,铺设土工布的应用原理及铺设时的控制要点
1)原理:加铺土工布可对夹铺层起到加筋作用。能够有效防止和减少路面纵向裂缝的产生,在铺设土工布前要喷洒粘层油,油量要适中,喷洒要均匀。铺设土工布时要平整无折、无气泡,然后把其碾压至黑色才能铺设沥青混凝土。
2)其他材料:玻璃纤维格栅是一种由玻璃纤维制成的平面网格状材料,具有抗拉强度大、弹性模量高、耐高温、耐腐蚀、低延伸率、物理化学性能稳定、嵌锁和限制作用强等特点。采用铺设玻纤格栅作为加筋夹层能达到提高沥青加铺层抗反射裂缝,玻璃纤维格栅能改变沥青混凝土层在车辆荷载和温度作用下的受力状态,大幅减小接缝处的应力集中,从而阻止反射裂缝的产生和发展。玻璃纤维网不是依靠本身的较大变形来扩散应力,其防裂作用实质是一种隔离功能。它分隔了有裂缝或接缝的混凝土板和沥青混凝土加铺层.避免了沥青混凝土层直接处于裂缝或接缝尖端的应力集中区域,而由强度较高的材料承受较大的拉应力,阻碍了裂缝的迅速扩展。采用抗拉强度高的格栅更有利于抑制裂缝的发展,在沥青混凝土路面施工中,可以采用纵横向拉力较大的玻纤格栅代替土布铺设在下面层与上面层之间,施工方法和铺设土工布的施工方法相同。
四、在收费站、服务区进行加宽车道施工时,加宽车道与旧路水泥混凝土面板连接时,质量控制措施
1)在新旧混凝土之间加设传力杆并在旧路面板接缝面涂刷沥青,然后浇筑水泥混凝土。
2)在新旧面板交接处,铺设两层玻纤格栅,可有效防止和减少裂缝的产生。
五、沥青混合料级配是沥青路面施工关键环节,在碎石矿粉加工、存放沥青、储存、运输、混合料拌合质量控制
1)碎石加工:首先按设计要求向石场提供基层、沥青混凝土面层的筛网尺寸,并且在石场派驻试验人员,对每天生产的石料进行取样试验,对不合格材料坚决不装车;进场后再由专职试验员人员进行检测,各项指标合格后放可将石料卸入指定的各规格石料的场区内,对不合格的材料一律不允许卸车。
2)矿粉存放:矿粉存放主要做好防潮、防雨,矿粉存放场地选择在地势较高的场地内,底部采用石灰、塑料布垫底,并且搭设防雨大棚。
3)沥青储存、运输:改性沥青的存储要求必须带有搅拌装置的沥青罐内,并且存放时间不易过长,在运输过程中,在改性沥青加工厂由试验人员检测合格后,装车、贴封条,到拌和站后,由施工单位确认封条是否完好,试验人员检测沥青的三大指标,合格后,方可卸车。
4)混合料拌和的质量控制:a.主要是温度控制,沥青的加工温度达到规范要求以后,方可开机;b.每盘的沥青用量、矿粉用量、各种碎石用量要准确;c.拌和时间要保证,确保不出现花白料;d.混合料的出厂温度要达到规范要求。
六、沥青混合料拌和过程中,沥青用量控制
1)沥青用量采用双控指标,每天拌和站统计当日的产量和沥青用量,试验室每天根据现场的施工段落,计算出理论用油量,并且时行比较,如发生拌和站用油量少的情况,及时检查拌和站。
2)在每天拌制沥青混凝土的过程中,试验人员上、下午用燃烧法各做一次沥青用量试验,和理论配合比进行比对;
3)对故意减少沥青用量的行为,应采取严格处罚措施;
七、机制砂质控方面,明确不同设备的生产标准
1)机械砂要求必须是专业的制砂机生产,是由碎石加工整形面成的,和石屑相比具有棱角性。
2)、机制砂的检验标准,即是细集料的检验标准,不低于路面细集料要求的指标,具体说有:表观相对密度、坚固性、含泥量、砂当量、亚甲蓝值、棱角性等。
八、热沥青灌缝、铣刨标线的施工控制有哪些标准?
1)、对路面原有接缝填缝料缺失的,要清理接缝并重新灌满改性沥青,以有效防止路面水从路面渗入基层,保证基层有足够的强度和稳定性。在处理缝隙时,要把缝隙清理干净,使用改性沥青时,要由砼路面嵌缝机加热至300℃,然后再使用砼路面嵌缝机注胶嘴把改法性沥青注入接缝内。施工时缝隙要灌满,不能留有空隙。对接缝进行封闭,一定程度上抑制反射裂缝出现。
2)铣刨标线的施工控制:主要是把标线全部铣刨干净,否则热熔涂料在应力吸收层和水泥砼面层之间形成滑动面,影响沥青混凝土路面的质量。
结束语:
综上所述,工程质量是企业素质的综合反映,是项目管理水平的重要标志,质量是企业的生命线。因此公路施工项目的质量管理工作是施工企业的综合素质的体现。于是我们在路桥施工中要保证质量安全的同时,更要不断地探索新方法,新工艺,使公路大修施工技术有新的发展
参考文献:
[1]王东升、高速公路装配式板桥上部结构早期病害分析【期刊论文】《石家庄铁道学院学报》ISTIC 2004年z1期
【关键词】测试系统;电磁干扰;实验方法
引言
钢轨内应力测试系统以单片机为控制核心,应用纵横弯曲理论建立无缝线路轨道力学模型,根据钢轨内应力计算公式,以电测应力法进行比较分析[1],测量时使被测段钢轨悬空,在其中部施加一横向挠动力,分别测试钢轨的横向力、横向位移、轨温和湿度等信号,将信号经A/D转换后计算,快速、准确得出被测线路的内应力,并可将测量数据进行存储,操作人员可通过液晶显示屏测试和查询。
作为电子类产品,提高测试系统的抗电磁干扰能力及屏蔽性能是研发、生产、使用过程中不可缺少的环节。
1.钢轨内应力测试系统的组成
本系统硬件部分由单片机控制器、A/D转换模块、传感器和自加载施力机构等组成。系统选用W77E532单片机为控制核心;压力、位移、温度和湿度为测量钢轨内应力的必要参数;自加载施力机构通过电机给被测钢轨施加定量的压力;U盘存储功能可将系统内数据转存至U盘,可通过U盘将数据转存至上位机管理软件,也可直接通过数据线将测试仪主机的数据转存至上位机。
2.钢轨内应力测试系统的抗电磁干扰方法
2.1 线路板抗电磁干扰设计
以W77E532为处理核心的控制系统具有灵敏度高、处理速度快等特点,正因如此,也更容易影响测试系统的抗电磁干扰能力,测试过程中使系统的性能指标偏离设计要求,导致测量结果误差大[2],因此抗干扰技术己成为设计单片机控制系统时必须考虑的环节。本系统控制电路的抗电磁干扰部分除了采用常规方法,如数字地和模拟地单点相连、缩短旁路电容地线长度、相互关联的元器件尽量放得靠近外,还采取了以下措施:
(1)采用线性光耦PC817将所有模拟量信号与数字量信号输入输出端隔离,为了提高隔离效果,我们将PC817纵向排列整齐,沿PC817焊脚内侧在线路板上开槽。
PC817光电耦合器输入部分和输出部分采用独立的5V电源供电,数字量5V由锂电池经2940稳压后提供,模拟量5V由DC-DC5V提供。
(2)低压差稳压器LM2940及其滤波器件远离单片机放置;
(3)数字量部分沿PC817开槽处双面覆铜接地。采用金属敷层屏蔽材料抑制电磁干扰也是目前常用的方法之一,通过非电解电镀、阴极溅射、真空镀金等方法在绝缘材料的表面形成导电金属薄层[3],可以提高电子设备的抗干扰能力。
2.2 供电部分的抗电磁干扰设计
钢轨内应力测试系统由8V锂电池供电,经两个低压差三端稳压器LM2940后,固定输出5V,LM2940内部含静态电流降低电路、电流限制、过热保护、电池反接和反插入保护电路,再经容阻滤波,给数字量电路供电。
模拟量电路电源经LM2940降压后,由DC-DC5V提供。
2.3 传感器部分抗电磁干扰设计
本系统共有1路数字量和4路模拟量输入,有位移、压力、温度、湿度和电压信号,其中,位移、压力2路信号对测试结果具有决定性影响,我们主要对这2路传感器信号做了抗电磁干扰处理:
(1)位移信号的采集使用千分表,其输出为数字信号,是不随时间连续变化的量,数字信号抗干扰能力强;
(2)压力信号由JLBS-Ⅱ型拉力传感器提供,其采用箔式应变片贴在合金钢弹性体上,可承受拉、压力,具有测量精度高、稳定性能好、温度漂移小、输出对称性好等特点。由于压力传感器的变送器电路处理的是比较微弱的信号,而且还要进行信号转换,外界干扰极易耦合到电路中从而影响有用信号。因此,本系统的压力信号采用电流传输代替电压传输,接收电路低的输入阻抗和对地悬浮的电流源(电流源的实际输出阻抗与接收电路的输入阻抗形成并联回路)使得电磁干扰对电流信号的传输不会产生大的影响,可获得较好的抗干扰性能。
另外,本系统针对模拟量输入通道的抗电磁干扰还采用了以下措施:压力、温度、湿度传感器使用屏蔽线,屏蔽层与线路板GND相连,尽量缩短信号线长度。
2.4 外壳抗电磁干扰设计
为了使外壳在操作者和内部电路间建立隔离、形成屏蔽层,起到抗电磁干扰作用,本系统主机箱采用金属铝壳,既可以防止因操作者对金属外壳的直接接触放电造成干扰,又可以防止环境干燥时操作者对周围物体放电形成的电磁干扰耦合到测试系统内部。即便如此,我们在做抗电磁干扰试验时,发现还是存在干扰现象,液晶屏出现乱码,经过分析,我们认为此现象是由于主机箱上铣了液晶屏安装槽、航空插座孔、充电口、电源开关孔、键盘孔等造成,于是又采取了以下抗干扰措施:
(1)尽量缩短主机箱内部导线长度,并在每根导线上增加磁环;
(2)将主机箱内固定线路板的所有金属小件都更换为绝缘材料,在液晶屏与主机箱外壳之间增加一层绝缘纸;
(3)主机箱内部在充电孔、航空插座孔、电源开关孔及液晶屏开孔处喷涂三防漆,三防漆是一种特殊配方的涂料,用于保护线路板及其相关设备免受坏境的侵蚀。三防漆具有良好的耐高低温性能,其固化后成一层透明保护膜,具有优越的绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等性能;
(4)主机箱底部装设一只金属螺帽作为电磁干扰泄放通道,在操作者对外壳的孔、洞、缝隙放电时将放电电流泄放,防止对内部电路直接放电。
2.5 软件抗电磁干扰设计
若单靠硬件措施消除干扰会增加系统的硬件成本,使系统复杂化,而且并非所有因干扰而产生的故障都可通过硬件抗干扰措施得到完全解决;软件抗干扰技术不仅可使系统结构简化,成本降低,设计也很灵活方便[3]。
本系统的控制软件由KeilC编制,软件组成主要包括A/D转换、键盘响应、液晶显示、数据存储读取及分析计算等部分。本系统采用数字滤波、设立软件陷阱、看门狗(Watchdog)和软件冗余等技术,提高系统的抗干扰能力。
3.结束语
影响钢轨内应力测试系统抵抗电磁干扰能力的因素有很多,本文从系统硬件的线路板、供电电源、传感器、外壳等部分入手,分析并提出了测试系统抗电磁干扰的方法,提高了测试系统的抗电磁干扰的能力,解决了系统受干扰时液晶显示屏出现乱码的情况,保证了系统运行的稳定性。
参考文献
[1]王建文.无缝线路温度力及锁定轨温测试技术研究.扩大铁路对外开放、确保重点物资运输――中国科协2005年学术年会铁道分会场暨中国铁道学会学术年会和粤海通道运营管理学术研讨会论文集,2005.
[2]李志宇.单片机控制系统抗干扰设计.电子测量技术2007,30:100-102.
关键词:《闲情偶寄》;雅致;实用;室内设计;功能;装饰
1 研究现状综述
1.1 课题有关的文献研究
(1)对《闲情偶寄》女性审美观的研究。在女性审美观方面,很多文人、学者都提出了诸多的观点。董璐写了内在美和外在美以及整体论和分解论;刘红娟写了中国古代女性美的发展以及李渔生活中的女子和文学中的女子;杜书瀛则从姿色、肌肤、眉眼、缠足、态度等几方面来阐述内在美和外在美。
(2)对《闲情偶寄》园林设计观的研究。对《闲情偶寄》园林设计观进行研究的有:李素玉从取景在借、虚实相生、因地制宜、崇尚自然等四个设计思想来介绍园林设计观;王晓俊从创新、实用和美观这三个方面介绍了园林居室美学,但这三点写得都比较简单,没有具体的分析;涂欣则从隐士与园林、祁彪佳的筑园痴癖、李渔与湖上园林等方面介绍了园林设计观。
(3)对《闲情偶寄》其他方面的研究。马草从行乐之心、世俗闲情、雅致之旨等方面介绍了李渔的生活美学思想;王园园[1]则写了戏曲要求新,结构修辞以及曲文和宾白的语言修辞。
此外,还有一些学者、文人写到了饮食文化、家具设计理念、自我矛盾等。
1.2 课题的研究方向
通过上面的研究成果,笔者得出作者王晓俊和涂欣都写到了实用和美观,但他们写得较为概括,不够深入,而且主要写的是园林方面的实用与美观;作者涂欣还写到了雅逸,但主要写的是联匾;作者董璐也写到了雅,但主要写的是服饰贵在雅。本文主要从室内设计方向进行分析,阐明雅致与实用的设计思想给现代生活所带来的影响。
2 《闲情偶寄》――居室部的设计思想
2.1 简约自然的设计思想
在《闲情偶寄・居室部》中,李渔提出“宜简不宜繁,宜自然不宜雕斫。凡事物之理,简斯可继,繁则难久,顺其性者必坚,戕其体者易坏。”他认为设计要简约、自然,简单地顺应事物属性的就可以保留很长时间,繁杂的、破坏事物本体的则很难长久。李渔之所以提出这个观点,是因为在清代,手工艺品虽做工精巧,丰富多彩,但不免过于奢华,多了几分俗气,并且缺少灵性和事物本身的自然美感,这种空有其表而没有内涵的装饰风格深受清代统治者和老百姓的拥护,并以此为美。而李渔则非常厌恶这种华而不实的装饰之风,他认为这不仅是对人力、财力、物力的一种浪费,同时也剥夺了材料的天然之美。
其实在现代,简约自然的设计风格也备受人们喜爱。以室内设计为例,这种风格的设计是以极少的色彩和质朴的生活场景来保留事物本身的自然美感,没有了奢华的外观带来的烦琐,给人一种淡雅、轻松的舒适感。
2.2 经济创新的设计思想
李渔认为“土木之事,最忌奢靡。匪特庶民之家当崇俭朴,即王公大人亦当以此为尚”。李渔最反对的就是奢靡浪费,认为不仅百姓要崇尚俭朴,王公贵族也应如此。这体现了古代学者朴素简练的设计观。他还进一步指出“盖居室之制,贵精不贵丽,贵新奇大雅,不贵纤巧烂漫”,从而引出了“创新”的设计思想。他的创新思想贯穿他的所有著作,是他最为重要的设计思想之一。
李渔的创新之处包括新式顶格、窗格三样式、梅窗、鸟笼新颖、女墙镂空、厅内养鸟、书房壁装饰、联匾的设计、山石之用、墙壁用纸之法、室内藏灯等。从他的这些创新,我们不难看出,李渔不仅追求匠心独运、创异标新的设计理念,而且还做到了价廉省工。
2.3 雅致实用的设计思想
李渔在设计中非常重视雅致与实用,并且始终把实用功能摆在第一位。他提出:“吾愿显者之居,勿太高广。夫房舍与人,欲其相称。”指出富贵人家建造房屋要忌奢靡浪费,要经济实用。房屋建得越高大,会使人显得越发矮小,若把房子建得小而精致些,则会显得人高大魁梧很多,既做到了经济实用,也使人身心愉悦;“居宅无论精粗,总以能避风雨为贵。”指出房屋不论是精美还是简陋的,最重要的是能遮风挡雨,他将实用性始终应放在第一位,如若没有了实用性,那么所有设计都将会变得没有意义;“窗棂以明透为先,栏杆以玲珑为主,然此皆属第二义;具首重者,止在一字之坚,坚而后论工拙。”同样指出了窗棂、栏杆都要以坚固实用为主,符合功能要求;“径莫便于捷,而又莫妙于迂。凡有故作迂途,以取别致者,必另开耳门一扇,以便家人之奔走,急则开之,缓则闭之,斯雅俗俱利,而理致兼收矣。”李渔主张在做迂回曲折的小路以显示别具一格时,一定要开一扇边门,以方便有急事时行走,这样便做到了雅致与实用兼备。
3 “雅俗俱利,理致兼收”的设计思想对现代室内设计的启示
“雅俗俱利,理致兼收”,即雅致与实用兼备,实用是为了满足使用功能,创造更加便利的环境;雅致即艺术性,要求空间能够满足一定的精神和审美要求。
3.1 实用对现代室内设计的启示
实用性即功能性,是室内设计的基本属性,已经成为室内设计中最基本、最起码的要求。
(1)主观上要满足人类的需求。设计要为人服务,人的需求对室内设计的功能性起着决定性作用,如橱窗部分的展示空间是为了适应商家的主观要求吸引更多顾客而产生的;餐饮空间的布置,商家则会要求尽可能多放座位来提高入座率,从而提高收益。
(2)客观上满足空间的实际条件。在室内设计的功能性的要求下,一套完整的室内设计活动是融合了人文环境与物理环境下的设计活动,并不能独立存在。例如,日本的房屋空间一般较小,所以它的设计需要节省空间,并且所用材料应考虑防震抗震,这两种设计都充分考虑了自身的地理、人文环境,这样的室内空间环境才更有实际意义,更能够体现其功能性。
3.2 雅致对现代室内设计的启示
雅致即装饰性。随着社会的发展,人们渐渐不满足于基本的功能性需求,而要求提高精神境界,装饰性因此产生了。
(1)主观上为满足人的精神功能需求。室内设计还要满足人对精神的追求。例如,街头小吃店和高级酒店最明显的差别就在于装饰上,装饰能够满足人的精神需求。一个空间的界面布置、色彩搭配、材料选择和陈设方式都是空间装饰所必须考虑的内容,而这些内容正是人们主观意识的体现。例如,玄关空间在室内空间中起到分隔室内与室外的作用,而且它还在室内装饰中起着非常重要的作用,能表明空间风格、色彩等偏好。
(2)客观上为满足空间的实际属性。室内设计中以装饰来营造氛围,表明空间属性已经成为室内设计的重要手段。例如,幼儿园的装饰以儿童喜爱的鲜艳的颜色为主要装饰色彩,加以卡通形象的壁纸,更增添了空间的趣味性,是装饰性体现空间属性的典型实例。
4 结语
在现代室内设计中,雅致与实用不可分割;但在室内设计活动中,实用是最基本的属性,在设计活动的进行中起到主导作用,雅致作为次要属性,从侧面影响着实用功能,雅致依附于实用功能而存在,所以在室内设计中要雅致与实用兼备。
参考文献:
[1] 王园园.《闲情偶寄》戏曲修辞理论研究[D].福建师范大学,2008.
[2] 李渔.闲情偶寄[M].中国社会出版社,2005.
[3] 王恪松,郑培培.浅谈李渔《闲情偶寄》中的设计思想[J].大众文艺,2014.
关键词:交通运输;公路桥梁;沉降;施工技术
桥台跳车是在公路上是一种常见现象,这不仅会影响到人们生命和财产的安全,还会影响到整个国家的形象,造成这一问题的主要原因就是公路桥梁的路基发生沉降,导致路面不够平顺,因此一定要保证沉降段路基路面的施工质量,从而有效避免沉降现象的发生。
一、差异沉降的概述
差异沉降也就是通常所说的不均匀沉降,是反映土木工程结构地基的便性特征的重要指标。如果差异沉降过大,就会使相应的上部结构产生额外的应力;当超过一定限度时,将会产生裂缝倾斜甚至破坏。一个差异沉降的著名案例就是意大利的比萨斜塔。
二、公路桥梁沉降段的施工机理
(一)路堤变形的施工机理
在公路桥梁中很容易发生路堤变形。目前在公路桥梁施工的过程中,一般都会使用普通的粘性土对路堤进行填土,由于我国公路桥梁沉降段路基路面的施工技术比较落后,很难对背台进行有效的压实,施工现场的地理条件以及气候温度也会对背台压实的密度以及强度造成影响,同时土体含水量的降低会加大公路桥梁沉降的程度。沉降路段路堤的密度以及强度会受到车辆的重量和自身重量的影响,当重量逐渐增多的时候,其密度和强度也会逐渐的提高,因此需要不断的对路堤进行填土,从而有效的控制沉降路段的质量。在对路堤进行填土的时候,其粘性土的材质是不一样的,随着通过车辆的逐渐增多,土体的弹塑性也会逐渐的增强,这会导致路堤变形程度逐渐变大。
(二)台背地基的变形机理
桥梁地基变形属于最常见的现象,沟壑区为多发地段。地基变形的成因复杂,含水量过多、地基的强度不够、土壤空隙太大等,都可引起地基变形。桥梁路堤填筑时应较其它路段高出5厘米到10厘米,高出部分在行车附加应力下会下降。地基的下降使得蛎嬗氲孛娉制剑这样可以保证行车的安全畅通。在填土过程中绝对不允许容量相等,以避免发生地基沉降变形现象。
三、公路桥梁沉降段路基路面的施工设计
(一)公路桥梁的注浆设计
注浆设计主要指在液压、气压等原理的效果下将注浆液通过注浆管注入到所施工的桥梁的地层中,通过填充、渗透等方式将土体颗粒或者是岩石裂缝中的空气和水分排挤出来,在经过一段时间的人工控制后、注入的浆液就可以将原来松散的土粒颗粒以及裂缝粘结成一个整体,从而形成一个强度大以及防水性能好等诸多优势的“结石体”。要保证公路桥梁沉降段路基路面的施工质量,就必须采取科学的手段对施工设计进行优化,压力注浆就是一种经常使用的方法。在施工过程中,必须要保证内侧注浆孔与建筑物轴线之间的距离,对外侧进行注浆时,需要采取倾斜的方式,从而保证注浆效果。其他工程应按施工实际情况采取适当措施。施工过程中进行开孔工作时,其墙体必须要有所倾斜,同时其中大部分都是直成孔。如果在施工中采用跳孔间隔的方法,其不仅会增加桥梁结构的渗透能力,还会对钻孔起到清理的作用。对公路桥梁的注浆优化设计,不仅能够有效控制钻探水的压力,还能加快地基下沉的速度,同时要根据施工现场的实际情况进行,找到科学的技术手段,从而保证施工顺利进行。
(二)有效控制注浆的深度
在注浆完成之后,要对其进行相应的检查,检查其是否按设计要求进行注浆,当发现问题时要对其进行及时的处理,从而保证注浆的质量。在上述工作完成之后,还要往成孔里面下管,并且要将其连接到地面,在浆管筛孔处留出4m的地方,同时不允许对这个地方做钻孔的处理。接下来相关部门要对注浆效果进行抽样检测,随机抽取几个注浆管,并且要按照相应的要求以及施工的工序对其进行检验,从而有效的提高施工技术水平,同时有效保证公路桥梁路基路面的质量。在检查完成之后,还要做封孔的处理,并且要对公路桥梁沉降情况作全面的调查,从而使工程的质量得到保障。
四、公路桥梁沉降段路基路面的施工技术
(一)搭板的设置
为了克服桥头跳车的弊病,采用桥头搭板是目前国内常用的有效措施之一。但搭板不能独立的工作,它必须与其周围的结构、土工体和填料进行优化组合,才能获得最佳的效果。以搭板为中心,联合起周围的物体,可称为搭板体系。搭板采用钢筋混凝土结构。一般情况下尽量采用就地整体现浇的施工方案,以确保其余基础的紧密连结。搭板尾端是否设置枕梁,从理论分析和实际效果看,还没有明确的结论,设置或不设置枕梁各有利弊,目前工程界认识不一致。
(二)地基的处理
地基的有效处理可以提高公路的承载能力,同时选择好的地基可以对地基原有的一些优良性加以改善,从而降低因沉降出现的公路变形。在修筑高速公路路堤时,经常会遇到较厚的软土层地基,并且还要向其中添加材料,这就会使软土层地基发生变动,并且基桩的压力也会随之增大,严重的话会阻碍桥台的运转。这些情况都会严重的影响支座和伸缩缝,甚至会造成桥面的断裂,因此必须要减少回填的材料,同时还要提高地基刚度,从而保证桥台的正常运转。当桥台出现不正常位移情况的时候,还可以利用地基的侧向流动来解决这个问题。
在公路桥梁建设的过程中,有些地段会出现沟壑,沟壑地段存在很多的特点,例如:土壤空隙比较大、含水量较多等,利用这些特点可以将其与粘土层做换土的工作,两者有效的结合还能增强土壤的强度。在换土的过程中,对深度是有一定要求的,因此必须要对软土层的厚度做系统的测量,从而保证换土深度的准确性。对于粘土层的施工比较简单,在开挖之前就可以对其做翻晒的工作,换土的最佳深度会受到填土高度的影响。
(三)台背的填筑方式
台背回填是指结构物完成后,用符合要求的材料分层填筑结构与路基之间的遗留部分。在公路桥梁投入使用后,桥梁与路段之间路堤的不均匀沉降是最常见的现象。导致这种现象的原因有很多,其中主要包括:行车荷载对路面的压缩变形、地基沉降以及路基的自身变形等等。路堤不均匀沉降也并不全是因为路面变形所造成的,并且路面变形对于车辆行驶并没有太大的影响。致使路堤的不均匀沉降通常都是台背填筑材料的原因,如果台背的填筑均选用轻型材料,那么路堤的沉降现象会得到更好的改善。轻型材料不仅可以改善路堤的不均匀沉降,还可以使地基的压缩变形得到很好的控制,从而减轻地基的变形程度。同时轻型的台背填筑材料被压实压密后模量同样也可以得到提高,被压实压密的轻型材料还可以更好的缓解因反复荷载所造成的地基变形。
结语:
随着交通事故的逐渐增多,国家越来越重视公路桥梁的施工质量,以及车辆行驶的安全性。对于公路桥梁的路基路面而言,沉降现象会给其带来很大的安全隐患。目前路基沉降已经成为普遍存在的问题,因此我国必须采取有效的措施,做好相应的技术分析,提高施工设计方案的科学性,并且要保证施工技术的先进性,从根本上解决路基沉降的现象,从而有效的提高公路桥梁工程质量和使用效果,减少交通事故发生的概率,促进我国交通行业的发展。
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【关键词】房建结构,结构设计,抗震设计现状,要求
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
房建结构抗震设计,关乎民生,关乎经济发展,社会稳定,对房屋建筑实施结构设计,主要涉及对建筑高度,承载力,总体结构,各个部件的性能规划等一系列的因素,要求通过对各个构件和整体规划的基础上,既实现满足居民生活生产保障安全的需要,又具有值得欣赏的美学价值。增强房建结构的抗震设计,必须综合考虑地基,房屋的结构体系选择,综合布局等多方面建设因素,是一项及其专业,严谨,复杂的高技术工作。
二、建筑抗震的主要影响因素
1、抗震设计标准
目前,国内在不同地区设定的基本设防烈度,主要是根据该地区以及具体建筑在一段时间内遭受地震以及地震强度的概率而定的。如果是一般建筑,则执行基本烈度设防,如果是重要的建筑物,则相应地提高设防烈度,但是,随着设防烈度的提高,建筑的造价会相应增加。
2、建筑结构形式
为了有效地保证建筑物“小震不坏,中震可修,大震不倒”,在最新的设计规范中,砖混内框架结构被严格取缔了。目前,主要采用的是框架结构、剪力墙结构等。框架结构空间布置灵活,相对造价低,但是其在水平地震力作用下,容易发生剪切变形,因此,框架结构适用的高度相对较低。剪力墙结构平面布置没有框架灵活,但其平面内自身刚度大,强度高,整体性能好,在水平荷载作用下变形小,抗震性能较强,适用于高度较高的高层建筑。
3、抗震措施
抗震措施主要是根据建筑的重要性决定的。在确定建筑等级及场地类型之后,将先进的抗震理念和系统的分析计算纳入到抗震设计中,即可改善建筑抗震性能,提高建筑抗震效果。
三、框架结构抗震设计的基本要求
有抗震性要求的框架结构,应设计成延性框架,遵守“强柱弱梁” 、“强剪弱弯”、强节点、强构件等设计原则,柱截面不宜过小,应满足结构侧移变形及轴压比的要求。在进行框架结构抗震设计的时候,需要确定框架结构的抗震等级,根据不同的等级进行设计,主要是为保证框架结构具有较好的延性,并且能满足合理、经济的设计要求。构件设计时应满足各自的基本要求:①框架结构在进行梁端抗震设计时,既要允许塑性铰在梁上出现又不要发生梁剪切破坏,同时还要防止由于梁筋屈服渗入节点而影响节点核心区的性能,使梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力,梁筋屈服后,塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力。②框架柱在设计时,应该遵循强柱弱梁,使柱尽量不要出现塑性铰,在弯曲破坏之前不发生剪切破坏,使柱有足够的抗剪能力,同时控制柱的剪切比不要太大。③框架节点在地震破坏时,主要是节点核心区剪切破坏和钢筋锚固破坏,因此在设计时,要采取“强节点弱构件”的设计概念,保证在多遇地震时,节点应在弹性范围内工作;在罕遇地震时,节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递。
四、框架结构构件抗震设计的构造措施
1、框架梁的截面抗震设计尺寸,宜符合下列各项要求:截面宽度不宜小于 200mm;截面高宽比不宜大于 4;净跨与截面高度之比不宜小于4。在计算出梁控制截面处考虑地震作用的组合弯矩后,可按一般钢筋混土受弯构件进行正截面受弯承载力计算。梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于 2.5%,且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比,一级不应大于 0.25,二、三级不应大于 0.35。梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值,除按计算确定外,一级不应小于 0.5,二、三级不应小于 0.3。梁端剪力设计值应根据强剪弱弯的原则,按的要求加以调整,对一、二、三级抗震等级分别采取1.3、1.2、和1.1梁端剪力增大系数。
2、框架柱的截面抗震设计尺寸,宜符合下列各项要求:截面的宽度和高度均不宜小于 300mm;圆柱直径不宜小于 350mm。剪跨比宜大于 2。截面长边与短边的边长比不宜大于3。柱轴压比不宜超过下表的规定;建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑,柱轴压比限值应适当减小。柱的钢筋配置,应符合柱纵向钢筋的最小总配筋率,中柱和边柱的一、二、三、四抗震等级分别是1.0、0.8、0.7、0.6,角柱、框支柱的一、二、三、四抗震等级分别是1.2、1.0、0.9、0.8。同时每一侧配筋率不应小 0.2%;对建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑,数值应增加 0.1。 当采用HRB400 级热轧钢筋时应允许减少 0.1,混凝土强度等级高于 C60 应增加 0.1。
3、框架节点核芯区箍筋的最大间距和最小直径宜按规范中的柱箍筋加密区的箍筋最大间距和最小直径,一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于 0.12、0.10 和 0.08 且体积配箍率分别不宜小于 0.6%、0.5% 和 0.4%。柱剪跨比不大于 2 的框架节点核芯区配箍特征值不宜小于核芯区上、下柱端的较大配箍特征值。
五、基于剪力墙结构建筑体形的抗震优化设计
高层建筑结构的设计,除了要合理选择结构抗侧力体系外,要特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形是指建筑的平面和立面;结构总体布置是指结构构件的平面布置和竖向布置。建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能具有决定性的作用。
1、震害及抗震概念设计
结构抗震设计有许多不确定因素(地震特性、结构扭转等),进行精确的抗震计算是非常困难的。结构的抗震设计除了进行细致的计算外,要特别注重结构概念设计。概念设计是指在结构设计中,结构工程师运用“概念”进行分析,做出判断,并采取相应措施。根据概念设计,抗震房屋的建筑体形和结构总体布置应符合如下原则:采用规则结构,不采用严重不规则结构;明确的计算简图和合理的传力路径;具有必要的刚度和承载力,具备良好的弹塑性变形能力和消耗地震能量的能力;部分结构或构件破坏不应导致整体结构倒塌,增加超静定结构的次数。满足抗震设计原则:即:“强节弱杆”、“强竖弱平”、“强剪弱弯”;置多道抗震防线,形成两道或多道的抗震防线,增强结构抗倒塌能力。
2、建筑平面和结构平面布置
高层建筑的外形分为板式和塔式两大类:板式建筑平面两个方向的尺寸相差较大,塔式建筑平面两个方向的尺寸接近。多数高层建筑为塔式。对抗风有利的建筑平面形状是简单规则的凸平面,如圆形,正多边形、椭圆形等平面,以减小风压,有较多凹凸的复杂平面,对抗风不利,如V形、Y形等。对抗震有利的建筑平面形状是简单、规则、对称、长宽比不大的平面。
六、结束语
综上所述,建筑结构设计中的抗震设计十分重要,加上我国今年来地震较多,加强房屋抗震设计对于居民的安全具有很大作用,应该不断的加强研究。
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