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工程结构分析论文

时间:2022-06-08 00:42:13

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篇工程结构分析论文,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。

工程结构分析论文

第1篇

【关键词】材料结构分析 精品课程 教学改革

【中图分类号】R2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)01-0024-02

材料结构分析技术是研究晶体结构及其变化规律的重要手段,是材料科学工作者必须掌握的基本知识。随着科学技术的不断发展,众多新型材料不断涌现,材料微观组织与结构分析在材料科学研究中所扮演的角色也越来越重要。因此,高校理工科专业开设有关材料结构分析相关课程,其必要性与重要程度不言而喻。

中南大学材料学院开设的“材料结构分析”一课是全院乃至全校示范性课程,其拥有一流的教师队伍,课程教学内容充实、教学方法先进,教学管理制度完善,教学团队还根据课程内容出版了一系列高水平教材和实验指导书籍。课程的主要内容是有关材料结构表征,以及相关分析仪器和测试技术的介绍,一直是金属材料工程、材料加工工程、粉末冶金工程、材料科学与工程等本科专业必修的专业基础课,并于2008年被评为湖南省精品课程、国家精品课程。在多年的教学实践中,各位任课教师和学者积累了丰富的经验,形成了一支科研业务强、教学水平高的一流团队,为学生创造出了一套完整、科学的理论和实践能力培养体系,在教学改革方面也取得了显著的效果。

一、以创新教育为核心,建立人才创新体系,培养高水平人才

本课程按照国家精品课程的标准和要求进行建设,在教师队伍、教学内容、教学模式、教学方法、教材建设和教学管理等方面争创一流,旨在培养学生的创新思维和创新能力。

学生通过本课程的学习,了解材料科学研究工作者通常关注的主要显微结构分析内容;掌握各种常见分析仪器的功能和基本原理,掌握材料结构分析的基本实验技术、样品制备方法;能与专门从事X射线、电子显微分析等材料结构分析工作的实验人员共同设计试验方案,正确分析检测结果,熟练选用材料结构分析手段开展相关科学研究。

通过扎实的基础理论学习和过硬的实验技能训练,培养学生从事材料科学研究必备的结构分析实验技能,提升从事材料科学研究的基本能力和综合素质,为后继专业课学习、开展毕业论文及科学研究奠定坚实的基础。

二、加强师资培养,形成了一支结构合理、水平较高的主讲教师队伍

本课程已有近五十年历史,近半个世纪的传承,经过经验丰富的老教师的传、帮、带,形成了一支由黄伯云院士担任教学顾问,教授/博导、副教授、讲师和高级实验师组成的高水平教学团队,具有博士学历者60%以上;知识结构和年龄结构合理,既有经验丰富的老教师,也有年富力强的中青年教师骨干;师资配置合理,主讲教师9人,讲授/辅导教师4人,实验教师5人。其中教授/博导6人,研究员1人,副教授4人,讲师/实验师6人,助教1人。其中具有博士学位的11人,留学回国人员10人。教学队伍师德优良,学术造诣高,教学能力强,责任心强,团队和谐,长期承担本课程和相关课程教学工作,经验丰富,特色鲜明,青年教师培养计划科学合理,卓有成效。

五年来,材料结构分析精品课程教学团队中45岁以下主讲教师3人晋升为教授,1人晋升为研究员,4人评聘为博导。获国家级、省级、校级教学成果奖10人次,1人获政府特殊津贴,2人被评为教育部优秀人才,1人被评为芙蓉学者,2人选为湖南省青年骨干教师培养对象。由45岁以下主讲教师参与、主持国家级教学改革项目2项,主持国家863项目4项,国家自然科学基金项目3项,军工配套项目2项,其它省、部级重大科研项目12项。期间,他们发表高水平学术300多篇论文,申请专利6项。

本课程教学队伍一直工作在教学科研第一线,具有多年从事教学工作的丰富经验和强烈的敬业奉献精神。经过多年的教学改革与实践,建立了长期的合作伙伴关系和友好的团队协作精神,是一支“强业务,高水平,爱岗敬业的年富力强”的教学团队。

三、精炼教学内容,形成特色体系

“材料结构分析”原理与技术是晶体学、结构化学、金属学、原子物理、微电子学等多学科的交叉与融合。本课程针对全校材料学、材料加工工程、材料化学、粉体材料、冶金工程、机械工程等不同专业的共性和个性,整合、优化教学内容,凝炼核心技术,科学设计课程体系,形成了自己的体系特色。

针对我校材料科学与工程专业本科人才培养目标和“材料结构分析”课程定位,在“以学生为本,融知识传授、能力培养、素质教育于一体”的现代教学理念指引下,本课程结合“材料结构分析”的基本原理和学科的前沿发展,立足于“重基础、宽口径”、“服务有色金属行业、拓展新材料领域”的大材料学科人才培养思想,精选“X射线衍射分析”和“电子显微分析技术”为主要教学内容,遵循现代教育教学规律,科学地设计了课程体系,实现了理论教学与实践教学的有机统一。

理论教学以材料结构表征、分析仪器及测试技术为主线,突出晶体X射线衍射、电子衍射等重点教学内容,恪守“表征为核心、仪器重操作、技术抓应用”的原则,注重先修基础课及后续专业课的衔接。且善于采用案例教学法,将主讲教师承担科研项目获得的典型实验结果(照片)引入课堂,既正确处理好了经典与现代的关系,又确保了教学内容的基础性、研究性和前沿性。

实践教学以其优越的条件为学生提供了一个应用理论来解决实际问题的平台。目前,我院拥有4台不同型号的X射线衍射仪,2台透射电镜,4台扫描电镜,仪器强件较多,而且全部实现了开放运行,有条件安排本科生上机练习。实践教学的主要方式是由实验老师配合课程授课内容,对照仪器讲解,介绍仪器结构、工作原理和操作步骤,学生在教师的指导下自己动手制备样品,操作仪器进行样品测试,实验获得图谱或照片也要求由学生进行自行分析,教师最后组织讨论和讲解。

实践教学针对“基本操作”、“测试手段”和“研究方法”三大训练模块开设了多层次、多方位的多种类型实验。其中“基础型”实验4项,主要针对X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜和能谱仪的结构、原理及操作方法进行训练,加深学生对“材料结构分析”理论的理解,让学生熟悉仪器构造和基本操作方法;“综合型”实验6项,主要包括为X射线衍射物相分析、点阵常数的精确测量、金属薄膜样品的制备及典型组织的观察、扫描电镜成分衬度像及高倍组织观察,让学生学会样品制备和实验结果分析,熟悉材料结构分析的基本应用,学会针对不同研究对象选择正确的分析方法,了解“材料结构分析”的应用;“设计创新型实验”3项,主要是结合学生课外创新研究课题及导师课题设计大型实验,运用已掌握的知识真刀实枪地解决材料科学研究中的实际问题,从而提升从事材料科学研究的基本能力和综合素质,为后继专业课学习、开展毕业论文及科学研究奠定坚实的基础。另外,我们制订并实施了引导学生参加课外科技创新实验和科学研究的方法与政策,并进行考核,形成了“课程实验+课外创新实验+毕业论文”四年不断线的实践教学格局。

四、启发式教学,以灵活的教学手段保证教学质量

在先进的教学理念指引下,创新了教学方法和教学设计,既重视发挥教师的主导作用,又尊重学生在学习活动中的主体地位,实行启发式教学,鼓励学生积极参与学校组织的本科生创新实验和科研活动。并将多种教学方法有机结合,改革考试考核办法,建立了完善的教学评价与考核体系,有效地调动了学生学习的主观能动性和积极性,极大地激发了学生的学习潜能。我们在教学手段和教学方法等方面进行了全面改革,完全淘汰了传统的黑板加粉笔式教学模式,将多媒体教学、网络教学、双语教学相结合,且取得了很好的成效。

在理论基础部分的教学过程中,通过多媒体课件和动画将理论公式的推导思路分步、形象、启发式地进行讲述,有效地促进了学生的积极思考,培养了学生思考问题、解决问题的能力;在有关仪器设备内容的教学过程中,通过模拟动画进行解剖和分析,使原来在黑板上难以讲深讲透的内容形象、生动地展示在学生面前,提高了学生的学习兴趣和学习热情,加深了学生对所学知识的理解和掌握,同时启发学生对现有设备提出结构改进意见,培养了学生的创新性思维能力。此外,利用留学回国教师和青年教师具有良好英语基础的优势,开展了双语教学。本课程“晶体基础”、“电子显微分析”部分采用英语课件,向学生推荐优秀的国外原版教学参考书,在传授专业知识的同时,提高了学生的外语学习兴趣和外语应用水平,同时为本课程与国际接轨奠定了基础。

网络教学环境学校的校园局域网及宽带网均与校内各教学楼、办公室、学生宿舍及教职工住宅区相通,并与国内外Internet网相联,网络教学软件资源齐备,硬件运行环境良好。 我们自行制作能满足本课程教学需要的一整套授课教案、电子课件以及一系列仪器设备模拟动画和录像等教学软件,并从日本引进了Jade 6射线衍射数据处理软件,可通过学校的局域网及宽带网经常保持更新,在教学过程中发挥积极的作用。在课程网站上建立了电子教案、教学指导、自测练习等,学生可以在网上自主学习,促进了教学效果的发挥。

重点、难点理论部分的教学采用“课前预习-学生发问-难点讲解-老师质疑-小组报告-学生汇报讲演”的“六步教学法”。通过学生自主学习,老师难点讲解的办法,逐步加深学生对教学重点、难点的理解,最后通过“汇报讲演”的形式牢固紧握。除此,本课程主讲教师都承担了大量的科研项目,在介绍材料结构分析方法基础知识后,结合科研案例讲解材料结构分析方法在材料研究中的具体应用,激发了学生的学习热情,加深了学生对所学知识的理解和掌握。

五、编纂特色教材,夯实教学基础

在教学条件保障上,所在学科为一级国学重点学科,该课程开设历史悠久,积淀深厚。自1980年以来,中南大学编写了《金属X射线衍射与电子显微分析技术》、《晶体X射线衍射学基础》(李树棠主编,冶金工业出版社出版)等教材,姜锋、尹志民主编的《材料结构分析》被纳入新世纪材料科学丛书选题;出版了《X射线衍射学实验方法》(李树棠主编,冶金工业出版社出版)及《金属材料科学与工程实验教程》(潘清林主编,中南大学出版社出版)等实验指导书籍,另外,尹志民主编了实验讲义《材料电子显微分析实验技术》,黄继武主编了网络讲义《Jade 5使用手册》。这些教材、实验教材及网络讲义等被全国多所高校选为本科教材和考研参考书,在国内产生极大的影响和反响。

精品课程建设旨在利用现代信息技术,发挥高校人才优势和知识文化传承创新作用,广泛传播国内外文化科技发展趋势和最新成果,展示我国高校教师先进的教学理念、独特的教学方法、丰硕的教学成果。经过课程建设,使本课程形成系统、完善的全方位、立体化的教学体系,取得高质量的教学研究成果的同时,将中南大学“材料结构分析”课程建设成教学资源网络共享、在全国具有示范作用的国家级精品课程。

参考文献:

黄伯云,坚持科学发展,办好功能材料高层论坛持续开拓创新,加速先进材料产业发展,2009年,功能材料

第2篇

【关键词】建筑结构,设计安全度,表示法,耐久性

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

一、前言

为了确保我们每天所生活的建筑物的稳定和安全,就需要确保建筑物的主要承重结构构件具有可靠的坚固性以及耐久性,实现安全正常的支撑作用。承重结构构件主要包括垂直构件和水平构件两类,其中垂直构件包括桩、柱、墙等等,水平构件包括如梁、桁架、网架等等。建筑结构设计专业技术人员在进行结构设计时,需要明确具体建筑物的基本功能需求,比选多种结构方案,从中优选最经济合理的方案,然后针对各个结构构件与结构体系,采用结构设计规范规定的安全系数,进行结构分析以及内力计算,准确分析计算各构件之间的连接方式和构造措施。

二、建筑结构设计安全度的定义

衡量建筑物结构是否安全是否可靠,我们需要看其三条性能,安全性、适用性以及耐久性,而这也是建筑结构设计的最终目标。而在建筑结构设计中,用来度量结构这三条性能的指标就叫做安全度。三条性能的具体阐述如下:

第一条,是建筑结构的安全性。最终建成的建筑物,在正常的使用条件下应当完全能够承受可能出现的各种外荷载作用,具体包括其自重、各种机械设施设备、各类家具、各种人流以及自然风雪和气温变化等等,同时,在某些特殊情况下,比如地震、火灾、飓风等等,也仍然能在一定程度的作用下,保持建筑物的整体稳定性,不至于轻易倒塌。

第二条,是建筑结构的适用性。最终建成的建筑物,在正常的使用情况下,应当拥有比较良好的工作性能,可以正常地发挥建筑物内部各组织的使用功能。

第三条,是建筑结构的耐久性。最终建成的建筑物,在正常的使用和维护条件下,应当实现足够长的安全使用寿命,也就是设计使用年限。

三、安全度表示法

建筑结构设计方法不同,相应地,其安全度表示法就有所差异。自上世纪5O年代,我国的建筑结构设计方法历经四个阶段,分别是容许应力设计方法、破坏阶段设计方法、极限状态设计方法以及概率极限状态设计方法。

在结构设计规范中,安全系数表示容许应力法的安全度,分项系数表示破坏阶段法的安全度,可靠指标表示概率极限状态法的安全度。建筑结构安全度即可靠度,与众多因素有关,都需要进行准确分析和计算,包括建筑结构的构造规定,构件荷载标准和材料强度的标准值、结构内力分析的精确度以及构件承载力的计算公式等等,这些数据根据结构设计方法的不同而有所不同。不同的安全度表示方法,有其不同的数据标准。设计时应当根据具体的建筑物选择恰当的设计方法和相对应的合适的安全度表示方法。

建筑结构可靠度理论也叫安全度理论,可有效地对建筑结构安全性进行分析计算。对此,我国已经实施了相关的建筑结构设计统一标准,进行建筑结构设计时,应当严格按照可靠度理论进行相关设计工作。可靠度理论中,是使用失效概率,以进行对结构可靠性的度量,可以将建筑结构自身的抗力和外荷载的各种作用效应互相独立。在此理论中,把随机过程转化成了随机变量,并且将经验数据当作校准点。我国现行的建筑结构设计规范中,这一理论被成功应用其中。不过技术在不断发展,这一理论仍然有待完善之处。在进行具体的建筑结构设计时,设计人员应当切实结合工程项目的实际情况,灵活地应用理论。

四、恰当地确定结构设计安全度

在进行建筑结构设计时,结构设计安全度的确定,也是一项很重要的任务。建筑结构设计安全度的高低,应根据建筑所在地的经济和地理环境所决定。一般来说,安全度的高低,可视为此区域经济、技术等各方面的综合反映,具体包括地区经济和资源状况,以及建筑施工各项技术的水平高低和建筑材料的质量优劣。进行实际确定时,应当根据概率论和统计学理论作为理论基础,参照本区域建筑的成功的经验数据,经过多因素分析和综合的考虑。但现实情况是,结构设计中太多依赖于结构工程师的实践经验,往往从结构选型、施工技术水平和建材的质量优劣等方面着手分析,一般都很少考虑工程项目所在地的经济发展水平以及资源状况,这样很容易造成安全系数确定得偏高或是建筑物造价设计得偏高,最终导致一些经济欠发达地区在财力上很难承受该工程的建设。

我国现阶段,整体上施工技术水平不高,建料质量参差不齐,各地区经济发展不平衡,现行的混凝土结构设计规范中,结构安全度刚刚能适应实际工程的需要,但与国际上通行的工程结构质量标准相比,仍有增长的空间。毕竟,国家经济实力在不断增强,施工技术也在不断提高,新材料新工艺得到了极大的推广应用,而且大跨度大空间结构是越来越多,因此,现行的结构设计安全度应当适当提高。我国混凝土结构设计规范中,与国外相关规范比,结构计算时所采用的荷载标准值和构件之间的构造要求,都低一些。

五、结构构件的耐久性问题

建筑物在其工作年限内必须实现足够的强度,足以经受各种外来荷载的作用,充分发挥其使用功能,即使再恶劣环境因素的强力作用下,也仍然能够继续保持建筑物的强度和整体性。在进行建筑物结构设计时,除了需要合理准确地确定建筑结构设计安全度,还应当重视结构的耐久性,主要是混凝土结构构件的耐久性。我国,现行的相关规范中,对混凝土结构设计和施工规范有明确规定,注重于结构构件在各种荷载作用下的强度要求,但是对于建筑物在恶劣环境因素作用下的结构耐久性,却没有给予足够的关注和重视。

调研报告和数据表明,诸多因素将影响混凝土结构构件的耐久性,可以将这些因素分为内部因素和外部因素两类。

一是,内部因素,主要包括氯离子含量、混凝土的水胶比即水灰比、混凝土的强度等级、水泥用量、骨料中的碱含量和外加剂用量以及混凝土保护层厚度等;外部因素就是混凝土结构构件所处的外部环境,包括地上环境和地下环境、水上环境和水下环境,包括温差、冻融和湿度、某些化学成分的含量、各种腐蚀性化学介质以及含酸碱地下水等等。而这其中,对混凝土结构耐久性的影响最为严重的,则是混凝土碳化、碱骨料反应以及钢筋锈蚀。外部恶劣环境可谓是对混凝土碳化和钢筋锈蚀起直接影响作用的主要因素,需要我们给予足够的关注和重视。

对于建筑工程和港口、桥梁等基础设施工程,其使用寿命和结构耐久性都十分重要。在对港口、桥梁、水利和建筑工程等混凝土结构工程,进行耐久性设计时,应当严格按照国家相关的规范规定,切实满足各项系数要求,确保此类工程在工作年限内的安全使用。

六、结语

建筑结构设计专业技术人员,在进行结构设计的时候,必须根据建筑物的基本功能要求,结合具体实际情况,在多种方案中,进行比选分析,择优选择出最经济、最合理的结构设计方案,然后要针对每个结构构件以及结构体系,进行合理的结构分析和准确的内力计算,最后还需要各构件之间的连接方式和构造措施进行正确分析和精准计算。在设计时,切记采用结构设计规范中所规定的各项安全系数,以切实保证建筑物结构构件和整体建筑能够安全使用。

参考文献:

[1]范涛 试论结构设计安全度 [期刊论文] 《科技信息》 2012

[2]王伟 建筑结构安全度设计思考的探究 [期刊论文] 《价值工程》 2010

[3]熊志军 浅议建筑结构设计安全度 [期刊论文] 《科技信息》 2010

[4]周涛 混凝土结构耐久性的设计探析 [期刊论文] 《科技信息》 2009

第3篇

相关的从业工程技术人员也经历了以经验为主的安全系数法的旧规范到基于可靠度理论的极限状态法设计的新规范的“转轨”。新近入行的技术人员不必“转轨”,直接采用新规范,但新规范的基础———可靠度理论,只在极少数大学开设,这造成了理论与实践的脱节,学生从业后对规范理解不够深入和透彻面对规范的“转轨”,我校的相应教学还没跟上,作为规范的核心内容工程结构可靠度原理在本科阶段是不学的。事实上,为了方便学生以后从事土木工程,需要在本科生阶段就进行教学,可以在本科生高年级开设。目前只在研究生阶段学习,除了了解基于可靠度的规范外,也为学生科研提供了新方法,开拓了视野。

二、《工程结构可靠度》教学体系探讨

《工程结构可靠度》教学体系,应包括可靠度分析的基本方法,可靠度方法在不同地区、不同行业的实施情况,即规范,可靠度研究的进展情况,让学生对可靠度在土木行业的应用和研究有较深入的理解,为学生的研究开阔视野。具体分析有以下几点。

1.教学目的。《结构可靠度分析》是为土木研究生开设的课程。本课程主要介绍结构分析中的可靠度理论、方法和应用。目前我国工程结构设计,已从传统的安全系数的方法转变为基于可靠度理论的状态设计方法。传统的设计方法没有充分考虑设计参数的不确定性,而可靠度理论则较充分地考虑了参数的随机变异性,广义可靠度则还能进一步考虑模糊不确定性和未确知性,是结构设计理论与实践发展的必然方向。课程目的是通过教学让学生学会从随机概率分析的角度来处理力学和结构问题。

2.教学内容选择。工程结构可靠度教学采用的教材是《工程结构可靠性设计原理》,参考教材是《结构可靠度理论》,内容包括:工程结构可靠度研究历史简介,传统设计方法和半概率设计方法,中心点法———次二阶矩理论之一,验算点法———次二阶矩理论之二,荷载及抗力的统计分析,近似概率法的应用,材料性能的质量要求和控制,以及工程结构可靠度理论发展中的几个问题。本课程学习的重点是一次二阶矩理论、概率极限设计实用表达式和结构体系可靠度。由于是研究生课程,在讲授时增加了结构的稳健性与抗倒塌设计,既有结构可靠性评估,又有岩土工程可靠度等内容,为学生科研提供参考。

3.教学方法。当今教育注重知识讲授与能力培养的统一。知识是能力的基础,能力是已获知识应用的手段和体现。

(1)在课堂教学方法上,采用小班教学,课堂教学方式相对比较灵活。根据教学内容的不同可采用讲解、回答问题、讨论、自学等多种教学方式。

(2)将多种教学手段引入教学体系。除常规教学手段外,还可采用多媒体技术,比如ppt、视频、动画,以形象直观地展示教学内容,使学生理解更加容易,另外,由于土木工程的普遍性,还可以采用带学生现场参观的形式,拉近课堂与现实的距离。这些教学表现形式的多样化,大大提高了教学效率和质量。

(3)提升学生的科研意识。课堂上重视科研现状和科研前沿的介绍,让学生了解相关方面的研究情况。

4.重视应用网络。在互连网发达的今天,学生上网几乎成了习惯。充分利用这个条件,让学生从网上搜集资料,自己了解和解决一些对他们相对有难度的问题。培养学生搜集、查阅资料、综合资料的基本科研能力。

5.提高教师素质。教师的素质直接关系着教学的质量和效果。深厚的基础理论和广博的专业知识,一定的生产实践经验,相当的科学研究能力,是对现代大学教师的时代要求。教师须注重调整知识结构体系,努力学习新技术,才能保证在教学中有效地提高讲授的质量,较好地提升学生的工程意识和科研意识。当然,作为教师的一般素质要求的提升也不可懈怠,比如表达能力、与学生互动的能力、敏感捕捉学生疑惑点的能力等。教师自身素质的提升,是保证土木《工程结构可靠度》良好教学效果的动力和源泉。

三、《工程结构可靠度》教学实践总结

结合教学实践,下面是对《工程结构可靠度》的教学实践总结。

1.精心组织教学,全力保证教学质量。在学生掌握结构可靠度教学目的的基础上,让学生学会如何把结构可靠度用于自己的研究领域;利用多样化的教学手段,培养学生理解、解决实际问题的能力。

2.拓展课堂教学,开展多层次多种形式的教学活动。对于可靠度相关的概率、数理统计、随机振动等数学知识,采用重点讲解与学生自主学习相结合,对于规范现状及发展趋势,科研现状及发展趋势,在课堂讲解时穿行,开设与教学内容相关的专题讲座,开拓学生的视野,对可靠度有较深入的了解。结果表明:通过学习拓展、前沿讲解和专题讲座,学生巩固了所学知识,开阔了视野,丰富了结构可靠度的教学内容。

3.结合科研与实际工程,提升教师素质。做好科研课题,积极参加实际工程,可以有效提升教师的素质。做好科研,才能把握土木结构可靠度的快速发展,及时调整知识结构,拓展知识面,了解新技术和新方法。积极参加实际工程,才能提高动手能力,增强工程素质。实践表明:通过将科研和工程实践成果引入教学,能深入浅出,避免纸上谈兵,有效增强教学效果。

第4篇

关键词:连梁设计,设计建议

 

一、连梁的受力机理与破坏形式

在水平荷载的作用下,墙肢产生弯曲变形,使连梁端产生转角,从而使连梁产生内力,同时连梁作用在墙肢上的约束力又限制了墙肢的进一步变形,改善了墙肢的受力性能并与墙肢共同承担水平荷载。免费论文。连梁的跨度一般不大,竖向荷载也较小,相对于墙肢变形产生的内力,竖向荷载产生的内力一般可以忽略不计。

在地震作用下,连梁可能因承载力超限而破坏,连梁破坏有两种情况:一种是脆性破坏即剪切破坏;另一种是延性破坏,即弯曲破坏。在地震作用下,如果连梁产生剪切破坏,连梁对墙肢的约束作用将很快地丧失。联肢墙或筒体将很快的劈成若干个单片的独立墙肢,结构的抗侧刚度迅速下降,结构变形显著提高,造成结构整体抗震性能下降。连梁发生弯曲破坏时,梁端出现垂直裂缝,受拉区出现细微裂缝,在水平地震作用下出现交叉裂缝形成塑性铰,结构刚度降低,变形加大,从而吸收大量地震能量,同时结构的地震效应减小.在地震的反复作用下,连梁裂缝不断加长、加宽, 直至混凝土受压破坏, 在这一过程中连梁起到一种耗能作用。另一方面,连梁出现塑性铰后并未完全丧失承载力,它仍能通过塑性铰传递一定的弯矩和剪力,对墙肢起到一定的约束作用,这对于减少墙肢力、延缓墙肢屈服有着重要作用。

综上可见,墙肢和连梁的设计必须符合强剪弱弯的原则,要求连梁的屈服早于墙肢的屈服,并要求墙肢和连梁具有良好的延性。

二、连梁在结构设计中的存在的几个问题

(一)连梁刚度的折减

《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002) (以下简称《高规》)第5.2.1 条规定“: 在内力与位移计算中, 抗震设计的框架- 剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减,折减系数不宜小于0.5”。免费论文。之所以考虑对连梁的刚度进行折减,是由于在侧向荷载作用下,混凝土的开裂引起了刚度降低。在地震作用下,连梁的裂缝开展和塑性变形比在风荷载作用下的更大,因此,刚度降低的更多。但是,刚度折减得越多,意味着设计荷载作用下裂缝开展得越大。在超载时,如发生强大的阵风或地震烈度超过多遇地震烈度时,塑性铰也会出现得更早,这就要求更加注意加强连梁的延性和使连梁符合“强剪弱弯”的要求。

(二)连梁刚度折减后承载力仍不符合满足时的探讨

《高规》第7.2.25 条第二款规定“: 抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性的调幅,以降低其剪力设计值。但在内力计算时已经按本规程第5.2.1 条的规定降低了刚度的连梁,其调幅范围应当限制或不再继续调幅。当部分连梁降低弯矩设计值后,其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高”。连梁的弯矩设计值包括竖向荷载和水平荷载两部分所产生的内力。竖向荷载产生的弯矩已通过弯矩调幅进行调整, 而且竖向荷载的弯矩不能通过其他构件的弯矩来进行调整。因此,这里所说的弯矩调整是指水平荷载产生的弯矩。

个别连梁仍有超筋情况时《, 高规》第7.2.25 条第3 款规定“: 当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时, 可考虑在大震作用下该连梁不参与工作, 按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析,墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计”。免费论文。即假定连梁大震下破坏,不能约束墙肢。因此可考虑连梁不参与工作,而按独立墙肢进行二次结构内力分析,这时就是剪力墙的第二道防线,这种情况往往使墙肢的内力及配筋加大,以保证墙肢的安全。

三、设计建议

(一)连梁刚度折减取值

在内力和位移计算时, 要区别竖向荷载作用下和水平荷载作用下两种不同情况。

1、在竖向荷载作用下,连梁刚度不宜折减,连梁支座弯矩的降低可通过支座弯矩调幅来解决。

2、在水平荷载作用下,连梁刚度可以折减,当风荷载作用时,折减系数不宜小于0.8。当地震力为控制性水平荷载时不应小于0.5。

(二)连梁刚度折减后承载力仍不满足时的设计在风荷载起控制作用的高层建筑中应采取下列几点措施:

1、增加剪力墙的厚度即增加连梁截面宽度, 提高剪力墙刚度的同时亦提高连梁的抗剪能力;

2、增加剪力墙数,以减少每片剪力墙的水平力;

3、加大洞口宽度以加大连梁跨度;

4、减少连梁截面高度或在连梁中部开水平缝等,以降低连梁刚度。

对于地震作用控制的连梁,如果结构的刚度较大,位移比规定的限值小得较多,而超筋或超限的连梁数量又较多时,则可采取加大连梁洞口,减小连梁截面高度等方法,使连梁的内力减小。如果结构的刚度较小,则不应再对连梁的内力进行调整,而应采取增加剪力墙的厚度或数量的方法,以减小连梁的内力,使之符合要求。

经上述调整后,仍不符合承载力要求时,可取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力,然后按“强剪弱弯”的要求,配置相应的纵向钢筋。此时,如果不能保证连梁在大震时的延性要求,应将这些连梁按铰接于剪力墙上考虑,重新计算整个结构。在实际设计中,可在超筋部位的连梁按铰接处理进行整体分析计算, 若采用中国建筑科学研究院PKPMCAD 工程部开发研制的结构计算系列软件计算时,可按下述方法处理:在用PM 建模时应在洞口两侧各增设一个节点,然后在两节点间按普通梁布置,而后用SATWE“特殊构件定义”中将此梁设为两端铰接。但此时应注意按此法处理后结构层间位移比尚需满足规范的要求,配筋按两次计算所得的较大内力配筋。连梁铰接处理后,主要承受竖向荷载,施工时仍为整浇,连梁上筋按构造设置处理。

四、结论

(一)连梁作为框剪或剪力墙结构体系中主要的抗震构件, 其合理的刚度对结构的安全、经济性影响重大,通过结构分析比较,在保证连梁延性的要求下,连梁刚度不宜过弱。

(二)在结构分析中,连梁易出现超筋问题,根据情况可采取适当的方法,加以调整。

参考文献:

[1]建筑抗震设计规范(2008 年版)(GB50011—2001).北京:中国建筑工业出版社.2008

[2]高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2002).北京:中国建筑工业出版社,2002

第5篇

【关键词】湿法脱硫;有限元;无支撑钢梁

前言

随着国家SO2排放标准的严格控制及国内脱硫市场的发展,石灰石―石膏湿法喷淋脱硫作为一种脱硫效率较高、运行稳定可靠的脱硫技术得到了广泛的应用。在火电厂大型机组烟气脱硫装置中,吸收塔是整个装置的关键部分,喷淋塔是湿法脱硫吸收塔的主流塔形,对作为该塔重要组成部分的喷淋管道进行结构安全分析及优化设计具有重要的应用价值[1][2]。

石灰石湿法脱硫工艺的喷淋管道布置复杂,周边环境恶劣,如何保证喷淋塔在运行期间的安全是设计中要考虑的首要问题[3]。叶献国、赵书锋等[4]利用NASTRAN结构分析软件建立了烟气脱硫吸收塔的三维有限元分析模型,计算了该结构的固有动力特性。侯庆伟,钟毅等人也利用有限元数值分析软件对脱硫系统结构进行过分析与优化方向的尝试[5][6]。

本文通过采用国际通用的大型结构分析有限元软件ABAQUS对吸收塔内径为9500mm的平顶山电厂2×200MW机组石灰石湿法脱硫喷淋系统进行刚度和强度校核,进而对其进行结构优化,提高喷淋系统的安全系数,降低生产成本。

2 有限元模型的建立

2.1 几何模型与材料参数

依据常规有支撑钢梁设计,建立吸收塔内径为9500mm喷淋系统的几何模型,如图1所示。在此基础上赋予各个构件的材料属性:管道为FRP材料,支撑梁为Q235号钢,用于支撑的支座为FRP材料。

图1 平顶山喷淋系统三维模型(含支撑钢梁)

2.2 连接、边界条件与载荷

根据喷淋系统工作的环境:设定喷淋管道内侧浆液的温度60℃,管道外侧烟气温度180℃,浆液的传热系数(近似成水)为15000W/m2 ℃,烟气侧传热系数86为 W/m2 ℃。温度的选取为系统运行时周围环境的最高温度,传热系数为类似文献中的取值[7]。

根据喷淋系统的在施工过程中的工艺性质(采用胶粘),在有限元模型中支撑梁与管道之间是采用绑定(tie)约束。

喷淋系统的位移边界条件按如下方式定义:在管道或者梁与吸收塔内壁连接处,采用固定所有方向的位移,在对称面上施加对称结构的约束。

施加的主要载荷有:1)结构重力(包括喷嘴重力),2)浆液重力,3)管道浆液压力。施加在管道内部压力0.1MPa。由于管道中充满了浆液,不能忽略,故将浆液的重力等效成压力载荷施加在圆形管道下半部分的内表面,管壁内各点的压力符合以下关系: 。 其中ylocal表示在局部坐标系沿着重力方向的坐标值。为浆液的密度,g为重力加速度。

3 平顶山喷淋系统的有限元优化结果与讨论

3.1 平顶山喷淋系统无支撑梁分析

图2为吸收塔内径9500mm喷淋系统(无支撑)位移分布云图,最大位移值为20.28mm,大于规范计算得到的最大允许位移19mm,结构刚度不符合标准。图3中管道里应力的最低安全系数为4.867与由规范[8]得到的安全系数值8.5相比偏小,不符合强度设计要求。

图2 平顶山喷淋系统(无支撑)的位移场(变形放大50倍)(单位:mm)

图3 平顶山喷淋系统(无支撑)的安全系数

根据上述的计算得到的变形图可以看出,喷淋层在取消支撑钢梁后,整个系统的薄弱部位在主管道直径较小的一端,结构的整体刚度也较小。

3.2 平顶山喷淋系统无支撑钢梁方案设计

为取消系统支撑钢梁,必须增加系统薄弱部分的刚度,因此,增大细小端的管径,将主管道两端使用相同直径的管,且整个结构是关于中心支管对称,建立有限元模型,如图4所示。

图4 优化设计后的平顶山喷淋系统(无支撑)模型

3.3 优化后的平顶山无支撑喷淋系统分析

对上述结构进行有限元分析,得到其在自身重力作用下产生的位移及应力安全系数云图,如图5~6所示。

图5 优化后的平顶山无支撑喷淋系统位移云图

(变形放大50倍)(单位:mm)

图6 优化后的平顶山无支撑喷淋系统应力安全系数云图

通过计算可以发现,最大位移为10.78mm,将屈服接近度换算成安全系数得最低的安全系数约为8.5,与规范[8]基本相同,结构的刚度、强度均符合规范要求。

4 结论

采用有限元分析软件ABAQUS对平顶山电厂2 ×200MW机组石灰石湿法脱硫喷淋系统进行了结构分析,综合考虑温度及重力的影响,通过数值计算得到如下结论:基于ABAQUS软件的有限元分析方法有利于脱硫塔喷淋层结构的精准设计。采用该方法进行优化设计后不仅可以取消喷淋层的支撑钢梁,节约建设成本,适应国内运行方式;而且喷淋系统整体的强度、刚度均符合规范要求,喷淋系统安全、可靠。

参考文献:

[1]刘锦,高炳军,赵慧磊.脱硫塔的强度和稳定性有限元分析[J].辽宁工程技术大学学报,2008.

[2]赵书锋,张霞.脱硫吸收塔动力特性三维数值模拟分析[J].平顶山工学院学报,2008.

[3]秦福初,王厚林,刘艳荣.脱硫吸收塔喷淋系统的结构优化分析[J].中国资源综合利用,2013(7).

[4]叶献国,赵书锋,钟维军.基于NASTRAN分析的脱硫吸收塔动力特性及地震反应[J].特种结构,2008(1).

[5]侯庆伟,李永臣,高善彬.基于 ANSYS的脱硫烟道结构有限元分析[J].电力环境保护,2007(4).

[6]钟毅,高翔,王惠挺.等.基于CFD技术的湿法烟气脱硫系统性能优化[J].中国电机工程学报,2008(32).

[7]林永明.大型石灰石―石膏湿法喷淋脱硫技术研究及工程应用[D].浙江大学博士学位论文,2006.

第6篇

关键字:高速;止停;缓冲器

 

随着现代工业不断的快速发展,很多自动化设备需要高速运动、精准的动作;同时对设备的平稳性、安全性要求也更加苛刻[1]。尤其是当缓冲器作为执行部件,在设备上起到既缓冲又限定机器停止的位置,此种工况缓冲器的作用就更加重要。

本文针对企业需要,对电气开关的缓冲器进行了设计,在理论上进行分析和论证,并提出相应的结构方案,基本满足企业的要求,具有重要的工程应用价值。

1、           工况要求

    南京某企业在开发断路器时,为保证开关部件动作的准确和保护部件,在部件动作的末端安装一个缓冲器,以满足设备安全和工作的双重要求。缓冲器的实际工况是:瞬间撞击缓冲器的部件质量总重6KG,撞击缓冲器的速度是12m/s,缓冲行程14mm,同时在缓冲的过程中要求反弹很小,恢复时将6KG部件恢复到位。在开发产品的过程当中,企业选用国外某知名品牌的缓冲器,但使用的效果不理想,工作几次之后缓冲器出现了不同程度的损坏,同时还有反弹出现。

    2、传统缓冲器结构分析

常见的缓冲器的结构以ACE公司生产的MC75M为例,如图1所示:

缩。在达到缓冲行程之后,外缸里面存贮的液压油具有一定的压力,同时复位弹簧也因被压缩而具有回复的反力。这两种力量产生的反力会造成反弹。对于实际的工况,这种形式的缓冲器是不能满足要求的。

首先,排孔的速度最大为6m/s,在缓冲器工作时,液压油不能及时的排出缸外,内部压力增大,增加了反力,加大了反弹;同时因缓冲容量小于撞击能量导致缓冲器损坏。

3、高速缓冲器结构分析

     目前,对于缓冲速度高于6m/s的缓冲器阐述的论文较少,王晓东在《高速缓冲器机理探究》一文中,对3 KG,速度50m/s的缓冲器进行了分析,但是由于没有复位功能,不适用于企业的要求。要想解决企业的难题,关键是要解决两个问题,高速缓冲和小反弹,待稳定一段时间之后再复位。其中处理复位的过程是最棘手的,既不立即复位而且还要复位。

在多次分析和试验之后,笔者设计了一款结构紧凑的缓冲器,其结构如图2所示:

复位弹簧8、强制止停销9、法兰10组成。

在部件高速撞击缓冲器时,复合缓冲头先消耗一部分能量,防止硬碰硬的快速撞击产生反弹;并带动活塞杆和活塞向下运动。在运动时,固定活塞和旋转活塞的两个孔从开始的接近闭合状态(如图3所示),因部件快速的移动,液压油被压缩,产生很大的压力,将旋转活塞推转动,孔的面积变大(如图4所示),使液压油从下腔排出到上腔,在部件被缓冲后,速度会逐步降低,在两个活塞之间的弹簧会恢复,使油流经的孔变小。在运动的过程当中,排油孔随部件的运动速度动态的变化,以适应断路器在缓冲过程当中速度的变化的需要。除此之外,为了保证在规

 

 

定的位置能较为准确地停稳,在活塞的下端设计了节流板,其目的是在活塞运行到位移的末端时,强制止停销堵死节流板上的孔,在最低端的油不再流出,迫使活塞停下来。在近乎停止时,活塞的速度很小,旋转活塞在弹簧的作用下使两个活塞又恢复到图三所示的状态。恢复弹簧要恢复,要克服底部的止停销从节流孔中出来,同时还要使上腔的油流经两个活塞组中很小的缝隙回到下腔,为减小上腔油压,缓冲器上端与大气联通,回油压力很小,这样活塞不能立刻回复。既在缓冲的末端不反弹,并经过一段时间要克服销与孔的脱离,在脱离时,因强制停止销与活塞之间的间隙很小0.04-0.06mm,在回复的开始时,活塞是基本不动的,在两者完全脱离时,活塞上移,将活塞和部件恢复到预定的位置。

4、结语

经过多次的反复,着重解决恢复力要大于活塞和部件质量的和,保证回复到初始位置,在缓冲的结束时,即使有恢复力,但是不能立刻回复的问题,考虑了很多方案。

1在缓冲结构上采用了随油压变化而变化的节流孔的结构,保证了高速运动的小质量部件的缓冲。

2 采用了孔与强制止停销的结构,保证部件缓冲在缓冲末端的暂时停止并缓缓回复。

经过多次试验和修正,最终达到了预期的效果,满足用户的需要。

 

    参考文献

[1] 王晓东,硅谷[J] 北京,2013,24:58-59

[2] 盛世超,液压流体力学[M].北京:机械工业出版社,1981.

[3] 李明智,新型液气缓冲器的设计及分析[D]. 大连:大连海事大学,2010. 

[4] 章宏甲,周俊邦,金属切削机床液压传动[M].南京:江苏工业出版社,1980.

第7篇

【关键词】科技论文英文摘要 体裁分析 宏观结构 微观语言特征 语步

基金项目:陕西省科技厅科学技术研究发展计划(二)项目,项目编号:2011K12-27。

引言

科技论文作为载体,承担着科技领域交流和互通有无的桥梁。然而对大多数科研工作者来说,最先、最多接触的并非是论文本身,而是其英文摘要。英文摘要不仅是快速了解科技成就的手段,更是快速检索本学科领域最近发展状况和收集相关信息的主要渠道, 因此写好科技论文英文摘要就显得尤为重要。本文将对中外科技论文英文摘要进行对比,分析其体裁特点及其差异,并探讨其规范化的写作模式。

科技论文英文摘要的研究

1.体裁分析

自上世纪70年代,“体裁”就被广大语言学者接受并推崇。很多语言学家曾对其进行过深刻的解释。Swales(1990:58)认为,体裁是由一系列具有相同目的的交际活动构成的实现交际目的的一种工具或媒介;语篇的目的是交际行为的出发点,它决定了体裁的存在,影响着语篇的语言风格和内容,形成了语篇的“图式结构”。国内学者秦秀白(1997:9-10)将Bhatia的定义作出详尽的总结,认为“体裁”是一种可辨认的交际事件,其内部结构鲜明,高度约定俗成,对语篇的建构具有约定俗成的制约力,内行人可在体裁这一框架内传递交际目的或个人意图。

Swales强调利用“语篇社团的文化规约性”研究某一特定体裁的宏观图式结构及其他文体特征,目的在于探讨特定交际目的如何影响语言的选择和使用,从而有利于后人对语篇进行鉴赏和模仿(王小兰,2007:56)。英文摘要作为一种高度概括原文内容的媒介,不仅具有其特定的交际功能,同时也决定着语篇的内容和独特的文体特征。Bhatia (1993)认为英文摘要的结构应包括四个语步:引言―方法―结果―结论;Graetz(Swales, 1990:181)也提出英文摘要的结构应包括四个语步:提出问题―方法―结果―结论。Swales(1990:180)认为英文摘要结构应与论文结构保持一致,即导言―方法―结果―结论。本文将根据Swales的图式结构对语料库进行宏观结构分析;在英文摘要的微观语言特点方面,将着重对时态、语态及人称使用进行分析,试图找出中外科技论文英文摘要在语言特点上的差异。

2.语料库

国际科技论文英文摘要主要源自EI(美国《工程索引》)中10个不同学科刊物,涵盖化工、农业工程、生物工程、环境工程等方面。随机抽选这些刊物中发表于最新一期的前5篇共50篇文章作为外文语料库。国内科技论文英文摘要主要源自万方数据上的上述10种不同学科刊物,并随机抽选这些刊物中发表于最新一期的文章各5篇共50篇作为中文语料库。

3.结果与结论

(1)结果

①宏观结构。根据对语料库的分析,我们发现了国际和国内英文摘要结构中各个部分出现的频率(如表1所示)。

表1 国内外英文摘要中各语步使用频率表

“导言”语步通常是研究者对某一研究现状或重要性进行判断,从而引入议题,并介绍研究的目的。中外学者在该语步的使用上分歧较大。发表在EI 的国外学者重视研究目的的介绍,而国内学者对该部分的介绍较少。另外,在对收录在EI中的英文摘要进行分析时发现,作者很少介绍背景信息,表明EI检索力求英文摘要的简明、客观,最大限度地展现研究的主要内容。

“方法”语步通常介绍研究方法或过程,包括研究对象、研究中使用的设备、手段及步骤等。“结果”语步是总结研究得出的成果。在方法和结果这两个语步上,中外学者表现出一致的高使用频率。“结论”语步是根据研究结果提出问题、建议或推测。在这部分中,中外学者都表现出较低的使用频率,而收录在EI中的英文摘要几乎很少出现结论部分。这表明EI检索严格对英文摘要进行客观分析和描述。任何个人性的推断和建议都将左右读者的思想,这是对科学的限制。

②微观语言特点。在对国内外语料库进行时态分析时,先统计出两个语料库中各个时态出现的总次数,再计算出每个时态出现的百分比(每个时态出现的总次数除以所有时态出现的总次数)。通过研究发现英文摘要中使用了一般现在时、一般过去时、现在完成时和一般将来时,但由于后两种时态出现次数较少,本文将不作细致分析。国内外语料库中主要使用的时态为一般现在时;一般过去时也有出现(如下表2所示)。两种英文摘要中一般现在时和一般过去时使用的方式基本一致,即在导言、结果和结论语步中使用一般现在时,而在方法语步中使用一般过去时。

表2 主要时态在不同语步中的使用

语态主要有主动语态和被动语态。我们统计两个语料库中主动语态与被动语态出现的总次数,并算出各自出现的百分比。根据表3所示,由国内外作者撰写的英文摘要中被动句出现的频率分别为53%和35%;主动句出现的频率分别为47%和65%,由此可见,国内作者所撰写的英文摘要更多倾向于使用被动语态,而收录在EI中的英文摘要则以主动语态为主。

Tang, R. & John, S. (1999:S27)认为,第一人称的所有形式为I, me, my, mine, us, our 和 ours。据此我们统计出两个语料库中第一人称的使用频率 (为了简便,以万字为统计单位)。统计结果表明,在国际期刊英文摘要中,第一人称出现116次,占外文语料库中总字数的0.19%;国内期刊英文摘要中,第一人称出现23次,占中文语料库总字数的0.03%。显然,在第一人称的使用上,国外英文摘要比国内英文摘要使用的次数多,说明国外作者并不排斥使用第一人称。

表4 第一人称在不同语步中的使用

注:此处出现的频率为万分比

(2)结论

根据上述研究结果,我们可以推出发表在EI检索中英文摘要的宏观模式为导言―方法―结果三个语步,而国内学者的书写只强调方法―结果语步。不难看出国外学者在书写英文摘要时严格按照提出问题―采取方法或手段解决问题―问题合理解决这一逻辑结构,注重将逻辑推理严密地组织起来。而国内学者首先从方法入手,通过对过程进行分析从而得出结果。这种结构不仅大大降低了英文摘要的严谨性,同时也给英文摘要增添了一些随意性。

在时态的选择上,EI检索中的英文摘要主要在导言、结果和结论三个语步中使用一般现在时,而在方法语步中使用一般过去时。这是因为在介绍研究目的和范围时通常是对一种现象的陈述,可使用一般现在时;在介绍研究的方法、手段或步骤时通常是对过去已经发生的事情进行描述,可采用一般过去时;根据研究得出的结果与结论代表着文章的主要成就和贡献,是对研究的客观陈述,通常采用一般现在时。

在语态的使用上,本文证明了英文摘要书写应以主动句为主,被动句为辅的特点,但这与众多国内学者的观点有悖。许多学者认为:“科研论文强调研究的客观性,任何结论的得出都必须有事实为依据或逻辑严密的推理,所以其英文摘要应尽量使用被动结构” (肖坤学2004:85)。究其原因,作者认为引起被动语态滥用的主要原因有两点:第一,不了解国际标准ISO214-1976(E)对英文摘要书写的要求。该标准要求“应尽量采用主动语态,因主动语态有助于文字的清晰、简洁及有力的表达。”第二,错误地将科技论文的写作特点应用到英文摘要的书写中来。科技论文强调客观性,可以频繁使用被动语态,但由于其英文摘要在结构上的特殊性,想当然地使用被动语态必定导致错误。本文通过对比分析还证明了第一人称在英文摘要中使用的可行性,这也是中外科技论文英文摘要书写的显著差异之一。

科技论文英文摘要的撰写

理解和写好科技论文英文摘要的关键,是透过英文摘要的表层语篇来认识和掌握其内在的基本结构和语言特点。作者在分析语料库时发现, EI英文摘要所使用的句型与国内期刊英文摘要的句型有所不同,其呈现出两个特点:第一,使用的句子多为短句;第二,较少出现“头重脚轻”的句子,即谓语在分句或单句末(有时允许谓语前后有一个或两个副词),谓语前的单词数(一般不少于五个)多于谓语的单词数(何瑞清,2004:16)。然而这类句子在中文语料库中出现较多,例如,The CPE of A549 cells induced by baicalin of different concentration and the effects of baicalin on change of CPE of A549 cells induced by RSV infection were observed through inverted phase(观察不同浓度黄芩对人肺癌腺上皮细胞的CPE及RSV感染后CPE的抑制作用)。

本文作者试图根据国外语料库中英文摘要的书写模式,整理出不同语步中常用的句型和表达方式,期望对英文摘要的撰写有所帮助。为了清晰地展现英文摘要结构中常用的模式,我们按照四个不同语步分别介绍:

1.导言

英文摘要开头要简明扼要地介绍研究背景、目的或内容,通常会用到以下句型:

The paper aims to discuss (present, deal with, etc.) ...

Based on ...,the paper mainly describes (analyzes, deals with, etc.)...

The intention (purpose, aim, goal, etc.) of this study (article, investigation, paper) is to ...

To determine (assess, study, investigate, describe, etc.) ...

We conduct (undertake, intend, design, etc.) ...

2.方法

在描写研究方法、步骤和过程时,通常是对过去发生的实验或研究等进行描述,因此主要使用过去时态及被动语态,常用句型有:

The experiment (investigation, method, technique, etc.) was made (conducted, applied, determined, used, studied, etc.) to ...

The test was conducted with ...

... can be obtained (acquired, got, etc.) by using / through ...

3.结果

结果部分通常是由研究方法得出的成果,一般多用现在时和主动语态,常见句型有:

The results are (show present, etc.) that ...

We find (conclude, observe, etc.) that ...

The study shows that ...

4.结论

结论部分是根据结果部分得出的推论、启示或对未来的展望。EI检索中出现结论语步的英文摘要少之又少,但作为Swales图式理论的一部分,作者还是总结了一些常用的表达该语步的句型。

It is suggested (concluded, etc.) that ...

The findings indicate (show, etc.) that ...

总结

本文利用Swales的体裁分析理论透过语篇表层深入分析了科技论文英文摘要这一体裁的内部结构和语言特点,期望为国内学者能够写出符合国际标准的英文摘要、提高国内学者英文摘要的书写质量、促进国内外科研成果的交流与推广提供一定的帮助。

参考文献:

[1]Swales, J. M.,Genre Analysis: English in academic and research settings (Cambridge: Cambridge University Press, 1990)P21-58.

[2]秦秀白:《“体裁分析”概要》,《上海外国语学院学报》1997年第6期,第 9-10页。

[3]Bhatia, V. K.,“Analyzing genre: Language use in professional settings” London & NY: Longman, 1993,P1-80.

[4]沈育英:《科技论文英文摘要的特点及写作》,《中国科技翻译》2001年第22期。

[5]Tang, R.,John, S,“The ‘I’ in identity: Exploring writer identity in student academic writing through the first person pronoun” English for Specific Purposes, 1999, V18:s27.

第8篇

关键词:次梁布置;楼面荷载;新材料 ;优化

中图分类号: TU37文献标识码: A

0 前言

传统的框架结构设计(包括现在的一些结构计算软件)主要是在规范的基础上进行的一种结构分析,其大致过程是先假设构件截面,进行分析校核,然后再调整所选截面,再进行校核的重复过程。大多数情况下框架结构设计只注重了安全,而没有从经济的角度去考虑,这样对一些大型结构就会造成比较大的浪费。

框架结构是我们在工作中经常使用的一种结构形式,近年来建筑设计市场竞争激烈,工程造价已成为开发商衡量设计院设计质量的一个重要指标。这样在结构安全合理的前提下降低工程造价,优化结构设计方案就显得尤为重要。

1 结构平面布置

1.1框架柱网的确定

框架结构的柱网一般是由建筑功能的需求决定的。结构师通过建筑所提的资料,选取一个比较合适可行的柱网尺寸,经过建筑师结构师的反复探讨,最后确定既能满足建筑功能要求,又能满足结构安全需要的经济合理柱网。

选取竖向荷载传至柱的传荷路径最短的结构布置形式。框架柱、框架梁的布置应选取在上下各层墙体基本对齐的轴线上,以使绝大部分墙体荷载直接经框架梁传至框架柱;次梁的布置应使墙体荷载及楼、屋面恒活荷载传至框架梁的传力路线最短,这样使用强度梁的数量最少。

1.2次梁布置方案的选取

下面以一工程实例进行对比分析,本工程位于江苏省常州市横林镇某电子厂房,五层钢筋混凝土框架,具体主要设计参数如下:

设计楼面荷载为4.0KN/m2;混凝土设计等级为C30;梁板柱均采用HRB400;柱截面大小600x600mm;柱网尺寸8000x9000mm

1.2.1十字形布置次梁

框架梁截面:长方向250x750mm,短方向250x700mm,次梁截面均为250x650mm,板厚120mm结构布置如下图:

工程量统计表

1.2.2一字形长方向布置次梁

框架梁截面:长方向250x750mm,短方向300x800mm,次梁截面均为250x700mm,板厚120mm结构布置如下图:

工程量统计表

1.2.3一字形短方向布置次梁

框架梁截面:长方向300x800mm,短方向250x750mm,次梁截面均为250x650mm,板厚120mm结构布置如下图:

工程量统计表

通过方案1)、2)、3)的工程量统计表对比可知:方案2)的混凝土用量比方案1)减少了3.1%比方案3)减少了1.2%;方案2)的钢筋用量比方案1)减少了2.3%,比方案3)减少了1.4%。

综上所述,方案2)较方案1)和方案3)降低了造价,并且降低了模板的费用,但是增加了建筑的有效净高,在对建筑的净高要求不是很严格的情况下,用方案2)更有利于降低工程造价,满足建筑工程的使用要求。

当楼面设计荷载为6.0 KN/m2时,底层柱截面改为700x700mm,其它条件不变:

十字形布置次梁的工程量统计如下:

一字形布置次梁的工程量统计如下:(板厚130mm)

当楼面荷载较大时,十字行布置的次梁钢筋用量较一字形反而减少了1.98%,混凝土用量仅仅增加了0.29%,综合整体的经济性,此时十字形布置的次梁造价更低一些。

2 应用国家推荐的新技术、新材料

随着科学技术的发展,国内外技术的交流,用于工程建设的新技术、新材料不断出现并应用于工程实践,如高强度高性能混凝土、高强度钢材、轻质墙体材料等,工程技术人员应及时收集这方面的资料及工程应用情况,从工程经济的角度分析其应用条件,以使得工程设计经济合理。

由于工程综合效益的需要设计宽扁梁时,宽扁梁的受力纵筋选用HRB400 钢筋较为合理,一方面降低了配筋率,另一方面使得纵筋配筋排数最少,梁的有效高度增大。对于地面以下或处于潮湿工作环境中的梁,由于梁的裂缝宽度控制较严,梁的受力纵筋选用HRB400钢筋有时就不经济了。

轻质墙体材料较普通墙体材料单方价格要高,但工程中如果墙体较多,柱网跨度较大,地基承载力又低,采用轻质墙体材料是最适合的了,这些都要具体分析选取。

3 结语

当楼面荷载不是很大(一般小于等于5.0KN/m2)时,一字形较十字形次梁布置更经济一些;当楼面较大(一般大于5.0KN/m2)时,十字形较一字形次梁布置更经济。

结构方案的布置是影响结构造价的关键,通过优化结构方案既能降低结构造价,又能有效的满足建筑功能要求,而结构的方案布置需要用概念的思维去探索结构的最优布置,用先进的计算机程序来验证我们的这些想法。

[参考文献]

[1] 王珺 徐勤. 钢筋混凝土框架结构优化设计探讨[J] .工程与建设 ,2010,24(6): 724-726

[2] 张文禄. 钢筋混凝土房屋设计结构分析若干问题探讨[J]. 工程与建设 ,2008,22(6): 740-742

[3] GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].

[4] GB50010-2010,混凝土设计规范[S].

[5] 徐俊民.钢筋混凝土框架结构设计应注意的问题.建设科技[S],2008,(13)

第9篇

【关键词】输电线路工程 信息模型 物理存储结构 逻辑存储结构

输电线路信息模型作为输电线路设计、施工、运维全生命周期的数据载体,在输电线路工程的各个阶段具有重要的作用。在设计输电线路信息模型的存储格式时需要考虑模型使用平台间的差异和不同阶段对模型数据内容扩展性的要求。模型物理文件的逻辑结构必须符合输电线路工程特点及使用要求,物理存储结构需要满足在不同阶段进行数据扩展的要求。

目前,输电线路工程中所涉及的设备模型及各类数字化成果均以离散的文件进行存储。这些数据文件缺乏统一的存储格式,往往只能在专有的软件平台进行使用。数据成果需要在不同的软件平台间传递时只能通过人工录入的方式将数据导入,整个过程浪费大量的人力且很容易产生错误。

为了解决上述问题,本论文将针对输电线路不同阶段的业务需求,采用多层级模型存储结构实现设备几何模型和属性参数的统一存储,以此为基础建立输电线路信息物理存储的标准格式。通过建立标准的信息模型物理存储格式,各个软件平台只需要针对真个标准开发相应的数据接口就可以实现对输电线路信息模型数据的共享和传递。

1 输电线路工程现阶段数据情况分析

输电线路工程数据主要包括设备模型、属性参数、图纸及附属文件等。这些数据在输电线路设计、建设、运行阶段中被广泛的使用。由于这些数据没有统一的数据结构和标准的数据打包方式,所有数据文件以离散方式存储。在不同阶段的软件平台中传递时往往需要根据不同的软件平台要求进行数据的录入,这个过程既耗费人力又容易产生错误。

目前国内对于信息模型存储格式的研究主要集中于系统架构的理论研究上,且对于标准存储格式的认识还停留于简单的数据文件堆砌层面,尚未提出一个符合输电线路工程应用要求的设备信息分层分类体系与信息交互体系存储框架。

本论文从对输电线路信息模型逻辑结构分析入手,对信息模型的物理存储结构设计和模型数据打包方法展开论述。最终形成适用于多平台的输电线路信息模型存储格式标准定义。对输电线路信息模型逻辑结构的准确分析能够为构建物理模型存储格式提供依据,输电线路呈现出复杂的网状结构特性,不同设备间的从属关系和拓扑结构是信息模型的关键。通过分析理清输电线路工程中各个设备的关系脉络,并以此为基础设计信息模型的物理存储结构。

2 输电线路信息模型逻辑结构分析

信息模型中数据存储格式的定义需要充分考虑输电线路工程本身的技术特点。输电线路工程是由多个线路段组成,每个线路段包含若干耐张段。耐张段按照档进行划分,由杆塔、导地线、基础、金具及各类附属设备设施构成。输电线路信息模型逻辑结构应当符合输电线路工程本身的特点,根据系统分类、设备分类、部件分类的层级关系,形成输电线路工程设备对象的逻辑结构树状图。分类方法参考现行的各类设备编码规范,界定和规范电网工程中涉及到的需要描述的设备对象和层次划分方法。

输电线路设备模型对象由具体的特征属性、三维模型和非结构化数据组成,这些数据描述了同种类型设备自身的特征。在输电线路工程中通过引用输电线路设备模型对象的方式实现对设备模型对象的复用。通过模型对象引用的方法实现对输电线路信息模型的分层管理。输电线路设备模型对象层只关注设备本身的特征。在输电线路工程应用层关注设计、施工、运维等相关信息与分类,从而达到分层细化管理,减少最终数据冗余的目的。如图1所示。

该逻辑框架中每层次分别处理相应的数据,属性链中描述设备族、设备模型、工程模型中使用的基本属性以及属性组合,包括设备族引用的自身物资属性,设备模型层引用的三维属性和厂家属性,工程模型层引用的设计、运维属性等。设备族使用属性链描述了具体设备本身所具有的特性以及设备逻辑层次关系。设备模型引用具体设备族中设备并确定了设备对应厂家信息、三维模型信息等。工程模型引用具体的设备模型并确定对应的设计、运维信息,同时还构建整个工程设计对象逻辑树状结构。

属性链中描述设备族、设备模型、工程模型中使用的基本属性以及属性组合,包括设备族引用的自身物资属性,设备模型层引用的三维属性和厂家属性,工程模型层引用的设计、运维属性等。

设备族使用属性链描述了具体设备本身所具有的特性以及设备逻辑层次关系。

设备模型引用具体设备族中设备并确定了设备对应厂家信息、三维模型信息等。

工程模型引用具体的设备模型并确定对应的设计、运维信息。同时还构建整个工程设计对象逻辑树状结构。

3 输电线路信息模型物理结构设计

要想使信息模型能够在不同的软件平台中进行传递就需要建立一个标准化的信息模型物理存储结构,这个结构应该是开放的、可扩展的。不同的软件平台能够根据标准的存储结构对文件进行解析并提取平台需要使用的数据,同时各个平台能够根据统一的存储标准在信息模型中增加数据供其他平台使用。

在进行物理结构设计时要充分考虑输电线路工程的逻辑结构。根据逻辑结构分析输电线路信息模型对象由特定具体的特征属性、三维模型和非结构化数据组成。这些属性信息仅仅是自身内部特征属性,区分并确定一类对象。线路工程引用信息模型对象来进行设计,若工程中出现多个相同的线路设计对象,线路工程设计对象则引用同一个信息模型对象减少设计数据冗余。

输电线路工程物理模型存储结构用于描述输电线路信息模型数据组成结构并组织具体工程数据。物理模型通过对逻辑框架的分析,确定工程数据存储结构和存储规范,指导具体工程如何归档数据。通过对输电线路信息模型逻辑结构的分析,输电线路工程物理模型结构框架如图2。

原始模型定义具体原始的三维模型数据,并通过自身引用构建复杂三维模型实体。设备模型引用原始模型定义的三维模型,并定义设备自身相关的特性数据。若设备由多个带有自身特性的部件构成,可以通过自身引用构建。组合模型引用设备模型定义的设备,并定义工程相关的设计数据。同样可以通过自身的引用模型的组合。

为了实现该框架,需要考虑两方面问题。一是如何对单独每层模型中的数据进行存储;二是在物理存储过程中如何实现不同层次之间的引用关系。两者结合决定物理存储结构。逻辑框架中使用引用来建立各层次之间的关系。这样可将其他数据通过组合的方式来归为自己使用,每层中只需关注自己本层的应用以及数据。

4 输电线路信息模型打包方法

为了将离散的数据文件变成最终的信息模型,需要对数据文件进行打包行政最终的信息模型物理,文件格式框架如图3所示。文件框架由三个区块构成:表头、索引域与存储域。表头中包含FILE_DESCRIPTION、FILE_NAME、FILE_SCHEMA等属性参数,通过读取表头信息可获取关于文件创建时间、创建工程师以及文件数据排列格式规范版本等信息,为有效读取后续具体工程数据提供基础支持;索引域按输电线路信息模型逻辑结构分为四级,可有效提高数据查询读取的速度。同时,索引域描述了对应级别数据的处理过程,为第三方应用程序有效提取数据提供支撑;存储域是具体工程设计数据与属性数据的存储区块。

4.1 索引域

第一级索引包含工程名称、工程类别等信息,用于描述工程属性以及工程类别;第二级索引指向不同类型的电网工程(变电工程、输电工程),描述单一类型的电网工程形成属性、数据地址等信息。多个或单个二级索引组合构成一级索引,二级索引对应输电线路信息模型逻辑结构中的工程模型层;工程模型由多个实体设备模型组合形成,因此设计第三层索引指向工程模型中不同的设备模型,该级索引对应输电线路信息模型逻辑结构中的设备模型层;同理,设备模型由设备族实例化后形成,因此设计第四级索引描述设备模型中设备族元素的数据特征。

4.2 存储域

存储域中的数据严格遵循索引结构,进行分区块存储。如图3所示,数据存储呈现嵌套的结构,按索引级别从低往高进行嵌套。一级区域首先描述工程整体的参数,然后分区块表达各类工程;同理,二级与三级区域首先描述该级数据描述内容的综合信息,然后依次由下一级数据组合而成;四级区域是对设备族的描述,设备族由多个属性链构成,而属性链存储与本地应用模型库中,因此设备族是数据存储区域的最后一级。在组装工程时,应用程序读取设备族成分,抽取本地属性链库,形成设备族元素,然后依次向上组装,最后形成完整的工程模型。

5 输电线路信息模型实例

本文通过构建220kV架空输电线路工程一个标段的电网信息模型对相关技术的可行性、实用性、先进性进行分析和论证。架空输电线路工程的设备包括杆塔、绝缘子串、基础、金具、导地线。按照电网信息模型的四层结构模型对工程进行划分。

最底层为设备的原始几何模型和所有属性参数定义,这些元数据构成电网信息模型的最小数据单元。构成输电工程设备的零部件模型包括:角钢、螺栓、节点板、金具、绝缘子、钢筋等;基本属性参数定义包括所有设备对应的参数名、数据类型等定义。

上一层为设备族,该层数据是由底层几何模型通过引用方式构建而成,通过对几何模型的引用能够有效的减小单个工程设备模型的数据量。以绝缘子串为例,设备族数据由所引用底层几何模型的唯一标识符和该模型在设备族中的相对位置关系构成。

在设备族之上是工程设备模型,工程设备模型由设备几何模型和属性参数组成,几何模型引用自设备族,属性参数引用底层属性参数定义并进行赋值。

最上层为工程模型,通过将设备模型层的数据赋予坐标位置信息及工程属性得到最终的输电线路工程模型。

采用本结构生成的架空输电线路工程其物理存储空间大小比传统建模方式小50倍以上,以220kV双联绝缘子串2NP21Y-4040-16P为例,该绝缘子串共使用绝缘子模型30片,连接金具及线夹共13个。单个部件模型大小平均为1.5Mb,整个绝缘子串模型共计1.5*43= 64.5Mb,使用信息模型四层结构后该绝缘子串模型根据部件引用原则仅需要使用1片绝缘子模型,其他连接金具数量也降为8个,模型总计1.5 * 1 + 1.5 * 9 = 15Mb左右。通过对比可以直观的发现,采用新的模型组织结构能够大大降低模型所占物理存储空间,有效的控制模型应用成本。

6 结语

通过研究输电线路信息模型在不同平台间的数据传递技术实现了输电工程数据在设计、施工、运维不同阶段的数据交互。采用统计技术量化管理对象与管理行为,实现设计研发、计划、组织、生产、协调、销售、服务、创新等职能的综合运转。依托数字化技术,可促进传统输电工程在各个方面的技术更新,使企业在持续动态多变的全球性市场竞争环境中生存发展并不断扩大其竞争优势。

参考文献

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[10]李晓骏.数字输电网络的关键技术研究[D].浙江大学,2003.

作者单位

第10篇

关键词 情境认知 教学模式 初探

中图分类号:G424 文献标识码:A

On Coal Chemical Technology and Equipment

Teaching Mode Based on Situational Cognition

CHEN Xiaojuan, WANG Chang, TAN Xin

(Mechanical Engineering School, Inner Mongolia University

of Science & Technology, Baotou, Inner Mongolia 014010)

Abstract During the process of teaching of "The coal chemical technology and equipment", the situated cognitive theory was applied, the teaching model was reformed and innovated correspondingly, and the teaching practice and examination were planed. These have proved that the teaching effect had been improved significantly.

Key words situational cognition; teaching model; initial exploration

高等教育承担培养创新人才的历史使命,要着力培养学生的创新意识,提高工程创新能力,从而要求教师能够打破传统的教育观念与模式,引导学生形成自主探究和体验知识的过程。情境认知理论在教学过程的应用,不仅更新了学生对学习的理解,而且逐渐成为了学习理论领域研究的主流。

1 情境认知理论应用概述

情境认知理论应用到教学之中,能够达到学生掌握知识和知识实践的目的,基于情境认知的教学就是由教师创造有利于创新思维的教学、学习情境。针对不同的教学内容,教师可以进行问题情境、案例情境及工程背景情境等情境的创设,通过问题情境的解答过程、案例分析讨论的探索过程,具体工程及背景的研究过程等多种方式的拓展性教学,引导学生创造性地运用自身知识去自主发现问题、讨论问题、解决问题,培养学生的创新思维和学习能力。

2 基于情境认知的煤化工技术及装备课程教学模式的探索

2.1 课堂教学环节

本环节中,针对不同教学内容,建立不同情境认知的教学模式,使知识点形象化、实际化,知识结构条理化,学生能够在具体的情境中掌握教学内容,实现理论与实践的统一认知。

2.1.1 采用“三位一体” 案例式情境认知教学方法,提高课堂效率

所谓案例式“三位一体”教学是指将设备、仪表以及工艺三者有机结合,并加强相关课程引入的综合教学。现代煤化工具有自动化程度高、工艺先进以及设备大型化的特点,将控制理论加到教学中并加以化工工艺知识的学习,可以让学生更快地适应现代化工的发展和要求。将多学科知识应用到该课程教学当中,用工程实例来启发学生,在循序渐进的案例情境教学中,通过对大量案例的讲授、分析,学生更易于体验和掌握知识,也能从中学会理论联系实际的方法。

2.1.2 充分利用多媒体手段,构建工程情境认知背景下的教学方式

此情境的创设需要教师收集充足的教学素材,并加以整理完善,应用好此种教学方式可以加大信息的传递量,同时对设备内部结构等复杂专业知识给学生以感性认识。比如在专业设备的讲解过程中要结合工程实际构建合理的工程情境,利用影像图片资料讲解设备的关键部件及运行原理,以及相关知识点在工程和现实生活中的应用,让学生切实感受到知识的用途,而不是单纯的理论。让学生学会从工程实际考虑问题,带着问题听课,真正做到理论和实践的结合。

2.1.3 创设互相交流的合作情境,激发学生探究问题的热情

在合作和交流的过程中,学生可以感受不同的思维方式和思维过程,合理地调整、丰富自己的认识,获得知识。教学中,教师要根据学习的需要,适时组织学生的合作与交流,提出具体的目标和要求,使学生在相互启发、互相补充的学习活动中,获得知识,发展能力,逐步形成合作与创新意识。在合作情境的创设和认知应用中,学生的主观能动性和自主学习的热情都有了极大的提高。

2.2 实践教学环节

实践教学是夯实课堂教学成果的关键步骤,合理创设实践教学的情境,对有效缩短学生在校期间的学习内容与实际工作应用之间的差距,有着极为显著的作用。

2.2.1 合理的情境创设和高度仿真实训结合的拓展性教学

拓展教学旨在让学生变成学习的主体。主要进行工艺仿真实训,辅以设备的拆装和仪表的认识。使学生在掌握了书本上的基本原理、工艺流程和设备的基础上,结合完整的模拟工艺流程和实际背景材料,通过先进的网络多媒体设施,科学地了解煤化工工业体系及其知识需求。运用所学理论知识,系统化地认识实际工艺流程。通过改革传统的验证性实验,创造仿真工程实训环境,对于巩固教学成果,提高学生的分析能力和在复杂情况下的决策能力起到明显效果。

2.2.2 情境教学和研究性教学结合的随机进入式教学模式

将情境教学和研究性教学结合,旨在提高当理论基础知识学习扎实,对工艺指标理解深刻后,完成指定题目的课程设计或学术论文的质量。在所创设的情境中,把煤化工技术及装备教学问题作为研究课题,统揽煤化工方面多家学派的学术观点,随机并及时地总结,深入地研究探讨所涉及的学术问题,并将这些信息应用于自己的学习和研究,达到检验知识成果的目的,最终提升学生综合运用基础理论知识的能力。

2.3 考核环节:改革考核方式,重视学习过程

情境认知理论认为,评价的本质是一种价值判断。为了真实地体现学生学习的价值。本课程的考核以考核动手能力、分析解决问题的能力为主要目标,辅以传统的教学考核,实现多元化考核。具体而言,主要有以下几种方式:(1)用多任务标准取代单一评价,如在对学生考核时综合考试、论文、仿真实训、课堂讨论、提问等多种成绩,全面考查学生的知识掌握程度和实际运用能力等方面。(2)以真实任务为标准的评价,以实地考核学生实验操作,过程评定课程设计,答辩式论文综述等方式为主,让学生逐渐学会运用所学知识去分析和解决工程实际问题。

3 结语

实践证明,在煤化工技术及装备教学中理论讲解与情境教学相结合,取得了良好的教学效果。教师只有不断学习,并结合学生就业的需要,更新知识结构,积极开展教学研究与探讨,吸收最新的学科成果,注重教学方法,采用合理的教学模式,才能使教学质量不断提高。

本文系内蒙古科技大学校内重点教改《以培养工程应用型人才为导向的煤化工技术及装备课程改革》资助项目(项目编号:JY2011005)

参考文献

[1] 宋伟强.基于情境认知的聚合物结构分析研究性教学探讨[J].中国校外教育,2010(1):59.

第11篇

论文关键词:PPP,网络分析模型,风险分析

 

1引言

PPP模式自1992年由时任英国财政大臣的肯尼斯克拉克首先提出以来,十几年来在世界各国都引起了广泛的重视和应用。其应用范围涵盖地下轨道交通、城际高速公路、海底隧道、港口、机场、体育场馆等大型基础设施的建设领域。PPP模式是公共基础设施建设工程中发展起来的一种优化的项目融资与实施模式,这是一种以各参与方的“双赢”或“多赢”为投资理念的现代融资模式[1]。在PPP模式中,公共部门和私营部门各有其独特的优势,并能够通过合作实现优势互补,实现比单方行动更优的结果。实践表明风险分析,PPP模式能够有效地减轻政府财政压力、满足公共基础设施建设需要,同时提高基础设施投资和管理效率。

基础设施PPP项目建设和经营周期长,建设规模大,涉及面广,投入资金量庞大,一般要涉及到的利益相关者众多,权利与义务关系复杂,面临的风险因素也要复杂许多。要确保项目的顺利实施,必须充分的考虑并能合理处理各方面的风险期刊网。PPP不仅只是伙伴关系的一种“模式”,而应该是一个确保以有目的的方式全面考虑并评估所有风险的过程。可以说,PPP项目自产生以来,风险问题就一直是项目参与各方所共同关心的一个焦点问题。现今PPP项目风险管理过程中存在的一个主要问题就是对项目可能发生的风险考虑不够全面,缺乏合理的风险机制设置风险分析,风险分析不够透彻,低估了风险影响程度[2]。本文通过运用网络分析法等相关理论,对PPP项目的风险管理进行深层次的探索。

2网络分析法(ANP)

近年来,常规的层次分析法(AHP)已在系统决策分析中得到了广泛应用。AHP方法的核心是将系统划分层次且只考虑上层元素对下层元素的支配作用。同一层次中的元素被认为是彼此独立的。这种递阶层次结构虽然给处理系统问题带来了方便,同时也限制了它在复杂决策问题中的应用。在许多实际问题中,各层次内部元素往往是依存的,低层元素对高层元素亦有支配作用,即存在反馈。此时系统的结构更类似于网络结构。网络分析法(ANP)正是适应这种需要,由AHP延伸发展得到的系统决策方法[3]。

ANP一般将系统元素划分为2大部分:第1部分称为控制因素层,包括问题目标及决策准则,所有的决策准则被认为是彼此独立的,且只受目标元素支配。控制因素中可以没有决策准则,但至少有一个目标风险分析,控制层中每个准则的权重均可用AHP方法获得。第2部分为网络层,它是由所有受控制层支配的元素组成的,其内部是相互影响的网络结构期刊网。

使用ANP分析问题,大体可分为4个步骤:(1)对问题进行结构分析,判断元素组与元素之间、元素与元素之间及元素组与元素组之间的相互影响关系;(2)构造两两比较判断矩阵;(3)由判断矩阵计算被比较元素的相对权重;(4)计算各个超矩阵。

3 PPP项目风险因素的网络分析模型

3.1 风险因素的确立

由于国外对PPP模式应用研究更为成熟,因此查阅外文文献并结合实际,得到影响PPP项目的主要因素,如下表:

3.2 建立影响关系表,举例如下表所示:

 

 

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第12篇

关键词:预应力混凝土曲线连续刚构桥梁;悬灌施工;线型控制

Abstract: in the current highway and city overpass prestressed concrete curve bridge, not only span is not big, and bridge pier is relatively short. This paper mainly studies the prestressed concrete curved girder bridge hanging irrigation construction of linear control method. In considering the different time hanging concrete placing beam DuanXu variable deformation conditions, put forward the two kinds of coordinate system cantilever placing main girder at the beam section linear adjustment parameter calculation formula.

Keywords: prestressed concrete continuous rigid frame Bridges curve; Suspension irrigation construction; Linear control.

中图分类号: TU74 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

一、悬臂灌筑施工的预应力混凝土曲线梁桥的特点

采用悬臂灌筑施工工艺的曲线梁桥,与膺架法施工工艺相比,其体现出以下几个方面的特点:首先施工过程中结构空间位置会随时发生变化,悬臂越伸越长,梁的根部扭矩与结构扭矩变形就越大,相应的内力也越来越复杂,所以设计过程中不仅要考虑后期结构的受力,还要兼顾前期结构的受力;其次,施工过程中,结构的内力、变形均与混凝土的收缩、徐变以及温度变化等有着密切的关系,因此要精确把握梁体各部位的应力;最后,从某种程度而言,悬灌施工过程各梁段线型控制效果的好坏,对桥梁的建设质量与建设进度会产生直接影响。

本文所提出的某工程预应力混凝土曲线梁桥,采用的就是悬臂灌筑施工法。与直线梁不同,预应力混凝土曲线梁只有竖向位移与挠曲角位移的直线梁,因此只需设置施工预拱度即可。不过由于曲线梁有三个线位移与三个角位移,理论上有三个预留线位移与三个预留角位移,这些无形中就增加了曲线梁逐节悬灌施工线型控制的复杂度。

二、预应力混凝土曲线梁结构单元分析

要保证预应力混凝土曲线梁悬灌施工效果,首先要设计出一套与工程实际情况相符的施工监控程序,该程序可以根据实际的施工步骤将各施工阶段、结构受到各类荷载后的反应以及各施工梁段空间的线型调控参数等准确的计算出来,并且针对施工过程中各类可变因素,可以利用监控程序通过输入不同的计算参数进行调整。在本文所参考的工程中,悬臂施工监控程度包含三个单元,即用于墩身单元的空间直接梁单元、空间曲线梁单元以及空间薄壁箱梁单元等。限于篇幅,此处仅针对空间薄壁箱梁单元进行介绍。

通常的空间箱梁单元有6个位移参数和6个杆端力参数。由于曲梁存在弯、扭藕合作用,梁体截面会产生扭转翘曲和畸变。为了能反映箱梁的约束扭转特征,必须增加一个扭转翘曲位移和一个相对应的翘曲双力矩。由于与轴向力有关的刚度系数已有很多文献介绍,这里仅给出所采用的箱梁单元中与弯、扭自由度对应的刚度元素闭。考虑轴向力的二次效应后,单元的总势能表达式为:

П=U+V

上式中:

V=-{δ}T{F}-P/2 (v’2+ω’2+r2oθ2-2yoω’ θ’+2zov’ θ’)dx

式中,β=Ip/(Ip-Jk), r2o=(Iy+Iz)A+y20+z20

其中:E表示弹性模量;G表示剪切模量;yo为剪切中心的y坐标,相应的zo则为剪切中心的z坐标;v表示y方向的横向位移,相应的w表示z方向的横向位移;θ表示扭转角;A表示横截面积;Iy表示y轴的惯性矩,相应的Iz则为z轴的惯性矩;Jk表示扭转常数;Iw表示翘曲惯性矩;β表示剪切变形系数,在开口结构中,β为1;L表示单元长度;P表示轴向力,{δ}表示单元节点位移向量,{F}表示单元节点力向量。

三、悬灌曲线梁段线型参数(预留位移)的计算

线型控制的最终目的是既要保证合拢精度,又要保证成桥线型与目标线型相吻合。

(一)徐变位移计算

1、徐变计算的起止时间

计算预留位移的关键是确定混凝土的徐变位移。需特别指出的是,不仅有徐变线位移,还有徐变角位移,而徐变角位移还会引起以后施工梁体的徐变线位移。由于混凝土的徐变是一个长期的过程,它不仅使施工过程中结构的线型随时发生变化,而且即使在全桥合拢后,它仍将使桥梁结构的线型继续随时间发生变化,只是逐渐趋于缓慢而已。设完成墩身混凝土浇筑时为to,假设工程在运营三年后终止于tn时,可以根据施工中相对明显的节点作为界限,采用不同的时段将to到tn进行划分开来,每个时段所对应的分界点分别表示为to、t1、t2……tn=t终;在本工程中n为28,即共将整个桥梁分为28个时段,且任一时段i:Δti=ti-ti-1,式中i=1、2、3、……n。如果第i梁段的混凝土在ti时完成浇筑,那么ti-ti-1即为i段前一段梁至第i段梁完成混凝土浇筑的时间,也就是第i段梁的施工周期。

2、线性徐变位移计算

在施工过程中,结构的位移和内力始终处于动态变化之中,欲求t;时刻结构的位移和内力,也就是将tl时刻之前各时段弹性位移和内力与徐变位移和内力的增量迭加。任意时段i结束时结构应力和变位状态与此前的应力有关,墩身、第0#、1#……n#梁段的应力对后续梁段直至最终的结构应力和变位状态都有贡献。假定混凝土的徐变可以按线性徐变考虑,即:

fx=Ψ(Г,t)·fp

上式中:fx表示混凝徐变导致的线位移或者角位移;fp表示荷载产生的瞬时广义位移,如果无法实现非线性分析,则可以取近似的弹性位移;Ψ(Г,t)表示混凝土的徐变系数,为简便计算,此处假设Ψ(Г,t)与老化理论相符,由此可知,可以用下式表示某个时刻的结构总位移:

f=fp+fx

3、预应力混凝土曲线梁预留位移的一般公式

对预应力混凝土曲线梁,理论上通常需设三个预留线位移和三个预留角位移。限于篇幅,本文将公式推导过程从略。

(二)曲线梁悬灌施工中线型控制的坐标转换计算

预应力混凝土曲线梁悬灌施工中线型控制是通过预留位移的方法实现的。但是,在实际操作中,对悬灌施工的预应力混凝土曲线梁而言,没必要(客观上也不可能)按照预留位移去实施。研究表明,若将笛卡尔坐标系(x,y,:)中的6个预留位移变换到柱坐标系,则只需设三个预留位移即可,其中一个为沿铅垂轴:方向的预留线位移占,一个沿径轴p方向的预留线位移y和一个绕梁轴线:转动的预留角位移笋。因为,在逐节悬灌过程中,绕:轴及绕p轴的转角位移和沿梁轴,方向的线位移均会随着下一梁段混凝土的浇筑而自行得到部分乃至全部补偿。另一方面,成桥的平面线型通过y即可得到完全保证,成桥铅垂面内的纵坡线型通过占即可得到完全保证,而桥面横坡由必提供保证。由此可见,把线型控制的重点放在a、y、协上,不仅可行而且完全能满足工程要求。预应力混凝土曲线梁桥悬灌施工的监控电算程序根据以上计算方法研制而成,每一个施工梁段的线型调控参数由程序自动生成表格文件存储,供随时查阅和调用。

四、工程施工效果

本文所提出的某大桥工程实例完工后运营两年多,无论是理论研究和现场监控均达到了预期的目的。跨中合拢前两悬臂端竖向误差1.5~,即竖向合拢精度为1.5~。水平向精度为2.5~,边跨合拢精度控制在4.5~以内,建成后的大桥线型优美,成桥线型与目标线型吻合一致。大桥通车后,顺利通过了动静载试验的检验和优质工程验收,与该桥配套进行的施工监控技术研究成果也通过了铁道部科技司组织的专家鉴定。

参考文献:

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