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設計理論論文賞析八篇

發布時間:2023-04-03 09:50:14

序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的設計理論論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。

設計理論論文

第1篇

1.1不確定性分析

我國目前面臨確定最優備用容量克服風電機組出力的間歇性和波動性影響,支持消納大規模風電并網的問題。合理確定快速響應火電機組規模,過多火電機組備用容量會增加運行成本,因此需要考慮到系統的經濟性。本文的研究基礎是新建快速響應火電機組來解決面臨的風電并網及消納問題,不考慮對現有火電機組升級改造的情形。大規模風電并網背景下快速響應火電機組的規劃面臨2種不確定性:1)快速響應火電機組參數的不確定性,包括燃料可用性、碳排放成本、折現率、投資成本等;2)系統調度水平的不確定性,包括隨機停運(機組、輸電線路等)、負荷和風速預測誤差等。本文假定發電商向調度機構提出快速響應火電機組建設申請,調度機構結合規劃模型最終確定快速響應機組規劃方案,因此,快速響應機組參數的不確定性可以不用考慮。同時,假定電力系統的隨機性與系統元件停運相關,負荷和風速預測誤差與發電備用容量最優水平相關。同時,本文采用蒙特卡羅模擬方法來仿真電力系統的隨機特性。假定風速服從威布爾分布[17],由于風速預測誤差的存在,蒙特卡羅仿真將設定大量情景,并得到每個情景下每小時的風力發電量。考慮到發電機組和輸電線路的隨機性停運,在蒙特卡羅仿真中引入2個向量X和Y。其中,Xmht=1表示第m個發電機組在第t年時段h時運行,Xmht=0則表示停運;Ynht=1表示第n條輸電線路在第t年時間段h時可用,Ynht=0則表示不可用。本文將年尖峰負荷預測表示為基本負荷與年增長率的乘積[18]。年增長率包括年平均增長率和隨機增長率2部分,隨機部分反映了不確定的經濟增長或天氣變化對負荷預測的影響。每個節點的每小時負荷是基于年系統尖峰負荷在使用既定負荷分布因素的情況下得出的。每個情景都有一定的發生概率,由生成的情景數目分布得到。情景總數對基于情景的優化模型的計算工作量影響很大。因此,對于大型計算系統,采用有效的情景精簡方法對提高計算效率是十分重要的。精簡技術要求在盡量與原始系統接近的情況下得到最少的情景。因此,本文設定情景子集采用基于該子集的概率測度方法,該方法在概率度量方面與初始概率分布最為接近。另外,本文利用通用代數建模系統(generalalgebraicmodelingsystem,GAMS)中的SCENRED工具提供的精簡代數式設定情景子集,并對情景進行最優概率分配。

1.2基于Benders分解算法的規劃模型

大規模風電并網時,系統調度機構的目標是在滿足規劃和運行約束條件的前提下實現規劃總成本最小,如式(1)所示。式中:t為規劃年,t=1,2,…,T;h為時段,h=1,2,…,H;m為發電機組序號,m=1,2,…,M;k為情景,k=1,2,…,K;Cmt()為第t年機組m的投資成本;Gmts為k情境下第t年機組m的安裝狀態,1為已完成安裝,否則為0;d為貼現率;pk為情景k發生的概率;Omht為第t年的h時段發電機組m的運行成本;Sht為相應的運行小時數;Pmhtk為k情境下第t年h時段機組m的調度電量。根據大規模并網背景下系統的不確定性及目標函數的特點,本文利用Benders分解法將快速響應火電機組規劃問題分解成1個主問題和2個子問題:主問題是不考慮可靠性的最優投資規劃問題,2個子問題是可靠性和最優運行問題。其中,可靠性子問題的可行域受主問題影響,而最優運行子問題受可靠性子問題可行域的影響,也就是說可靠性子問題的約束中除含有自身決策變量還包括主問題的決策變量,同樣,最優運行子問題約束中除含有自身決策變量還包括可靠性子問題決策變量。在圖1中,發電商向系統調度機構提供快速響應機組的候選集,考慮規劃限制情況下,調度機構以新機組投資總成本最小為目標,確定新機組的最優投資方案。其中,規劃限制因素包括機組最大數量和候選機組的建設時間等。其中主問題同樣確定了目標函數的下界,并用該下界檢驗規劃的最優性。除了規劃限制因素,子問題中產生的Benders割也作為主問題附加約束條件。主問題中包含所有的變量,而且所有的限制條件是線性的。主問題是一個混合整數線性規劃問題。通過子問題提供的可靠性和最優運行對主問題的組合優化狀態進行修正。可靠性檢查子問題對主問題提出的規劃中涉及到的系統可靠性限制因素的可行性進行檢測。該子問題不僅保證每個節點是電力平衡的,而且滿足輸電安全和發電機組物理限制因素的要求。在可行性不允許的情況下,會形成可靠性割,用以分析主問題中規劃問題的派生情況。直到確定可靠的規劃后該派生過程才會停止。一旦滿足了系統可靠性,最優運行的子問題將考慮規劃方案的最優性,直到滿足給定的收斂標準,該問題的派生過程才會停止。具體計算步驟如下:

1)系統調度機構

最初獲得的信息包括投資候選快速響應火電機組的經濟性和技術性數據、機組斷電數據、輸電線路數據以及負荷和風速預測誤差數據。然后利用蒙特卡羅模擬法設定一系列情景。隨機長期規劃問題本質上很復雜。本文用代數建模系統(GAMS)對情景進行精簡。

2)本文模型

包括1個混合整數線性規劃主問題和2個線性規劃子問題。主問題研究最優投資規劃,子問題進行可靠性檢查并確定最優市場運行狀態。主問題確定最優投資規劃,其目標是新確立的快速響應發電機組的投資成本最小,如式(2)所示。式中:Bm為快速響應機組m的建設時間;Mmht為第t年發電機組m啟停狀態,1為開機,0為停機。其中,式(3)—(5)分別為建設時間約束條件、裝機情況約束條件、快速響應機組的組合優化狀態約束條件。主問題的解包括最優投資規劃、新機組的組合優化狀態和規劃目標函數的下界。在第1派生階段,對機組的組合優化狀態沒有系統限制約束,因此變量賦有隨機值。但是,在接下來的派生過程中,來自于可靠性檢查和優化運行子問題中的Benders割為機組狀態設定了限制因素。如果出現意外情況(如圖1所示主問題求解環節出現無解的情況),則調度機構需要采取一系列預防措施,如切負荷、激勵市場參與者提供額外的容量作為快速響應備用等。

3)主問題確定

第t年發電機組m的最優安裝狀態mtG及其在h時段的啟停狀態mhtM后,可靠性檢查子問題基于主問題的解將系統偏差降到最小。在電力平衡變量中引入松弛變量,目標函數(6)即是將松弛變量最小化。式中:Vitk為k情境下第t年的松弛變量;,1ijhtkL為第i次迭代k情境下第t年h時段j母線上的預期發電缺口;,2ijhtkL為第i次迭代k情境下第t年h時段j母線上的發電剩余;Phjtk為k情境下第t年h時段j母線上的調度電量;Dnjtk為k情境下第t年輸電線路n上來自母線j的有功潮流;Qjhtk為k情境下第t年h時段母線j上的負荷;Mmhtk為k情境下第t年發電機組m在h時段的開停機狀態;Pmhtk為k情境下第t年h時段機組m的調度電量;Pmin,m為機組m的最小出力限制;Mmht為第t年h時段機組m的啟停狀態;Xmthk為k情境下第t年h時段機組m的發電機可用狀態,0為處于停機狀態,否則為1;Pmax,m為機組m的最小出力限制;Dnhtk為k情境下第t年h時段輸電線路n上的有功潮流;Ynhtk為k情境下第t年h時段輸電線路n的輸電可用狀態;I為從線路n上某點注入的注入功率;θnchtkθndhtk為k情境下第t年h時段輸電線路n兩端電壓的相角差;xn為輸電線路n的電抗;Rm、Rm為機組m爬坡加速/減速極值。其中,式(7)為目標函數的節點電力平衡約束條件,式(8)為發電機組安裝狀態,式(9)為主問題確定的組合優化狀態,式(10)為發電限制,式(11)為直流電力潮流,式(12)為輸電線路限制,式(13)(14)為爬坡加速/減速限制。隨機規劃解將滿足長期可靠性指數,如電量不足停電損失率η。當第t年第h小時的η值比其目標值大時,第r次迭代時產生Benders割,相應的可靠性信號會反饋給主問題。將η作為約束條件限制未供給的每小時負荷數。年度負荷總數滿足年度η要求。但是,使用基于小時指標的優點在于能夠阻止某些時段發生大規模甩負荷的情況。第t年h時段的η由式(6)中的預期發電缺口Lijhtk,1除以第t年第h小時的預測負荷所得。式(15)所示的可靠性限制會使發電剩余Lijhtk,2為0。如果式(15)中有任何一個式子不能滿足,則會產生Benders割。式中:αits和βihts分別為優化過程中對應于各約束的拉格朗日乘子最優值,均為常量;Fhtk為k情景下第t年h時段的負荷;ηht為第t年h時段電量不足的概率。式(16)的Benders割表示現有機組組合優化狀態和候選機組安裝狀態的耦合信息。割表示在t年通過調整投資規劃無法減輕電網受到的擾亂程度。

4)最優運行

子問題的目標是基于提交的競標發電量和用電需求使社會福利最大化。社會福利定義為基于競標值的電力消費支付額和生產成本之間的差額。該子問題的構建基于安全約束的經濟調度模型,并檢查所求解的最優性。當電力需求沒有彈性時,目標函數是基于給定的投資規劃和機組組合優化狀態使系統成本最小,如式(17)所示。在一些情景下,發電機組和輸電線路斷電會導致無可行解。為了計算此種情況下的價格,假設原發電機組由虛擬發電機組以更高的價格提供所需電量。利用電量不足期望值來表示虛擬發電機組提供的電能。(1)111(1)111min(1)(1)THKqhtmhtmhtkktthkTHJhtjhtjhtktthjSOPWdSCPd(17)s.t.111MJJmhjtkjhtkjhtkmjjPPQ(18)UPEQ+PAD(19)0,jhtkPj(20)式中:Wqk為系統運行成本;jhtkP為k情境下第t年h時段母線j上虛擬機組的可調度容量;jhtC為第t年h時段母線j上虛擬機組的成本;U為母線機組關聯矩陣;E為母線負荷關聯矩陣;P為虛擬機組可調度容量向量;A為母線支路關聯矩陣;D為有功潮流矩陣;P為有功功率向量;Q為負荷向量。類似于可靠性檢查子問題,最優運行的目標函數受到物理因素限制,如式(8)—(14)所示。該子問題的解為主問題目標函數提供了上界,用于檢查解的最優性。如果提出的投資規劃方案不是最優的,會產生如式(21)所示的Benders割現象,并會添加到下一迭代過程中的主問題中。(1)(1)1111111111()(1)()()KTMqmtmtkmtkkktktmKTMkmtkmtkmtktmKTHMkmhtkmhtkmhtkthmCGGZpWdpGGpMM(21)Benders分解法的重要特點是可以在每一迭代階段為最優解提供上下界,從而提供了收斂標準。收斂標準如式(22)所示。YZYZ(22)式中是最小的正數,表示接受最優解的臨界值。

2、算例分析

本文通過一個6節點系統的算例來分析集中式和分布式風電擴張情形,如圖2所示。本文研究給定風電并網水平情況下快速響應火電機組的規劃問題。基于風速預測數據,該系統分為3個區域,其風電容量參數分別為31%、38%和49%。風電容量參數是1a內實際風力發電量與裝機容量全部投入使用時的發電量的比值。本文研究的快速響應火電機組安全經濟規劃期和年峰負荷預測期均為10a。表1列出了系統數據,圖3給出了基準案例情況下年尖峰負荷預測情況。節點2、4和5的負荷比例分別為50%、30%和20%。假設負荷在該段時期內擁有相同的分布參數。年尖峰負荷預測值是基準負荷(如307MW)與年增長率(如2.5%)的乘積。假定尖峰負荷隨機部分增長率和風速預測誤差服從正態分布[19],中值為0,標準差為0.01,每小時負荷參數和每小時風力發電系數借鑒伊利諾伊理工大學提供的6節點系統小時數據。表2所示為候選發電機組數據。風電每小時成本忽略不計。風電容量為150MW,在情形I中是集中式,情形II—IV分布式。5種情形如下:1)情形I,風電機組集中在節點3的規劃問題。2)情形II,風電機組分布在節點2、3和6的規劃問題。3)情形III,風電機組分布在節點2、3和6,但是在第8年線路4-5部分停運的規劃問題。4)情形IV,風電機組分布在節點2、3和6,但是在第8年機組2停運的規劃問題。5)情形V,風電機組分布在節點2、3和6,但是在第8年線路4-5部分和機組2同時停運的規劃問題。情形I:在該情形下,風電機組全部安置在區域C的節點3處,因為此處風速預測最為理想。第1年該節點接入裝機容量為150W、容量參數為49%的風電機組。但是,這樣的規劃導致無法用其他機組降低節點3較大風速誤差帶來的影響。表3列出了各機組投入使用的年份。機組3一直投入使用,機組1在尖峰投入時使用以滿足負荷需求,將運行成本降到最小。總的投資和運行成本為1336元/MW,其中運行成本為553元/MW。起初,機組3在節點3,機組2在節點2(系統最大的負荷中心)。表3中的其他機組在以后年份風電容量和負荷增加時逐步投入使用。風電集中安裝情況下沒有足夠多的輸電通道。情形II:圖2顯示了風電機組在3個區域分布式安裝的結果。風電機組裝機容量50MW,區域A和B的容量參數小于區域C的容量參數。表4給出了候選機組的安裝年份。與情形I類似,機組1在第5年安裝,機組2在第1年安裝。但是,在第7年機組3才在節點1安裝。節點3處的風電機組WG3年發電容量為12.5MW(容量參數為25%),線路2和3沒有阻塞。低成本的WG3在某些時候低于其容量參數運行是因為系統慢加速限制因素。因此,在第7年接入快速響應機組后,WG3平均發電量上升到22.5MW,容量參數為45%,仍然低于WG3的容量參數49%,這是由于輸電和運行條件限制(如火電機組最低發電量限制、系統慢加速限制、開關限制等)。與情形1相比,總投資和運行成本降低至1072元/MW,其中運行成本上升到了601元/MW。在情形II中,由于區域A和B較低的容量參數,總風電機組利用率與情形I相比降低了28%,這將導致更多的昂貴的火電機組的使用,并增加運行成本。如果區域A和B的容量參數與區域C相同(49%),則運行成本將降低至540元/MW。圖4把運行和總成本描述為風電容量參數的函數。初始值是現有的風電并網水平。圖4顯示隨著快速響應機組投資額的增加,運行成本降低。由社會成本可以看出,容量參數的最優增長為20%,此時社會成本最低。盡管區域A和B的風電容量參數較低,但是風電在3個區域的分布降低了總成本,提高了機組使用率。這是因為一個區域的風力間歇可以由其他區域來補充,同時,快速響應機組投入減少。情形III:該情形考慮在第8年尖峰時段4-5線路停運的情況。與情形II類似,機組2在第1年投入使用,機組1在第5年投入使用,機組3在第7年投入使用,如表5所示。另外,作為預防措施,機組4在第8年投入使用,機組6在第10年投入使用。線路4-5的停運減少了區域A和區域B的輸電通道,因此有必要在區域B接入機組4和6。與情形2相比,總成本增加至1227元/MW。情形IV:第8年尖峰時段機組1的停運將改變情形II中的規劃方案。機組2在第1年投入使用,機組1在第5年投入使用,機組3在第7年投入使用,如表6所示。另外,機組6在第8年投入使用,作為機組2停運的補充。該預防措施使規劃成本上升至1162元/MW,運行成本升至601元/MW。情形V:在第8年,線路4-5和機組2同時停運,如表7所示。此處考慮尖峰和非尖峰時段2種情況。同之前情形類似,機組3在第1年投入使用,機組4和6在第8年投入使用作為停運的補充。總成本升至1232元/MW,是所有情形中最高的,但是運行成本和情形4和5相比變化不大。

3、結論

第2篇

1、遵循自然規律,追求人與自然的和諧發展

在建筑設計中,要求設計者將自然環境因素充分考慮到其中。只有人和自然能夠和諧相處,人類社會才能在和諧中發展。隨著自然環境的不斷惡化,可持續發展戰略收到了人們的普遍重視。任何一項工作都要考慮到自然環境的重要性,要尊重自然,善待自然。生態建筑設計需要遵守的基本原則就是要和自然和諧相處,作為大自然的朋友,建筑工程不能對自然產生破壞。

2、充分利用自然資源,實現自然同建筑的完美結合

設計師在進行建筑設計的過程中,要對有限的自然資源進行充分的利用。這種充分的利用并不是說去對自然資源進行一味的索取。指的是在具體的建筑工程的設計中,要對建筑場地內的空間資源等因素進行有效利用,可以將其作為建筑的一個部分。在建筑工程施工之前,要進行一定的規劃和設計,在此過程中就要對地上資源和地下資源都有所考慮,將自然合理地融入到建筑設計中。同時設計師要對建筑的節能減排功能做到一定的認識,以便在施工中有所注意,這樣才能有效地做到建筑和自然地完美結合。

3、認真考慮相應生態環境地域特點

建筑工程必將對一定的土地資源進行一定的利用,同時也要充分考慮到施工現場以及周圍的自然景觀和人為景觀。要對當地的氣候條件和資源等因素進行有效的掌握,對其能源分布和文化特點進行調查。在具體的工程施工的過程中,不能對這些因素產生破壞,才能在總體上實現建筑和環境的完美統一。

二、生態建筑設計理論應用于建筑設計

1、通過科技手段解決生態問題

在建筑的施工過程中要通過一定的手段,找出影響生態平衡發展的主要因素,并且采取一定的措施加以解決。在通常情況下,一些先進的技術會被廣泛的應用。一般來說,對于建筑材料技術和物理技術方面來說,可以將自然界的風能和太陽能等無污染的能源資源進行有效地轉化,成為人們常用的資源。同時還要將新能源和施工技術和施工手段等方面進行有機的結合。這樣才能有效地提高資源的利用率,達到生態建筑理論的要求目標。

2、進行因地制宜的建筑設計

上文已經介紹了建筑與自然環境的統一是生態建筑理論的要求。在傳統的建筑標準中,如果建筑作品與自然能夠融為一體,那么,這樣的設計應該是設計中的巔峰之作。優秀的建筑在保持自己獨立的基礎上還要可以和自然協調一致。在生態建筑理念的作用下,所有的建筑設計都要與自然相融,具體說來就是建筑風格和設計都要與當地的自然環境相符合,就地取材、因地制宜。建筑的本身就可以對當地的自然環境和人文特點的體現,因地制宜的建筑設計方法可以將地方的獨特韻味展現在人們的面前。

第3篇

論文關鍵詞:深基坑支護類型土壓力支護結構地下水動態設計施工

深基坑工程是隨著城市建設事業的發展而出現的一種較類型的巖土工程,基坑支護設計是一個綜合性的巖土工程問題既涉及土力學中典型強度與穩定問題,又包含了變形問題,同時還涉及到土與支護結構的共同作用以及結構力學等問題。隨著對這些問題的認識及其對策研究的深入,越來越多的新技術在深基坑工程中也得到應用。

1深基坑支護類型

1)土釘墻支護。2)攪拌樁支護。3)柱列式灌注樁、排樁支護。4)內支撐和錨桿支護。5)鋼板樁支護。6)地下連續墻。

2深基坑支護的土壓力

2.1土強度指標的選擇

土的抗剪強度指標C,與土的固結度有密切的關系,土的固結過程就是土中孔隙水壓力的消散過程,對于同一種土,在不同排水條件下進行試驗,可以得出不同的抗剪指標C和,故試驗條件的選取應盡可能反映地基土的實際工作狀態。在基坑支護設計中應采用三軸試驗的指標,才能保證選取參數值的客觀性和準確性。對于黏性土,計算圍護結構背后由自重應力而產生的主動土壓力采用三軸試驗的固結不排水剪的指標與實際工作狀態較致,但由地面臨時荷載而產生的土壓力,通常采用三軸不排水剪指標較合理。特別對于軟黏性土,最好采用現場十字板的原位測試方法確定c和妒,因為室內試驗的擾動影響太明顯,強度指標偏低,使設計過于保守。計算基坑內被動土壓力時,一般宜采用三軸固結不排水剪。對于砂土,由于排水固結迅速,對于任何情況,均可采用排水剪指標,或采用固結不排水剪經孔隙水壓力修正后的c,值來計算土壓力。

2.2土壓力計算理論及方法

1)試驗結果證實了太沙基理論的定性結論,土壓力大小取決于位移的大小和位移方向;2)實測結果表明,當變形小于5%H(H為開挖深度)時,被動土壓力仍然能得到充分發揮,所以說,對于深基坑工程的實際變形情況而言,套用一些經驗的位移指標來判斷墻前土體是否達到被動極限狀態,是有局限性的;3)在黏性土上的許多基坑支護工程,護坡樁鋼筋強度未完全發揮,實際鋼筋應力還低于鋼筋的設計強度,造成很大浪費,而造成鋼筋應力低的原因主要是計算土壓力大于實際土壓力。實驗還表明,把基坑支護結構視為平面不合理,因為基坑工程的“角效應”即土壓力的空間效應,對墻移有明顯的抑制作用。利用這種空間效應可以在兩邊折減樁數或減少配筋量。

2.3水土壓力的合算與分算

按照有效應力原理,可知“土、水壓力分算”比“土、水壓力合算”概念要清楚。但由于要測得有效應力強度指標,一般試驗難以做好,而且水、土壓力合算法在一些軟黏土地區的臨時性開挖工程中土壓力計算值與實測值較為符合。

土在有水作用時,墻后土壓力主要是水、土壓力共同作用的結果,在未搞清水、土耦合效應的前提下,水、土壓力合算是一個包含一定的實踐經驗的綜合方法,對工程實踐來說是有利的。

為搞清墻后土體在水、同作用下的破壞機理,進行水、土壓力分算,是符合系統科學原理的方法。

3支護結構計算方法

3.1靜力平衡法

靜力平衡法亦稱自由端支承法,該法假定圍護結構是剛性的,并可繞支撐點轉動。圍護結構的前側產生被動土壓力,后側產生主動土壓力。靜力平衡法適用于圍護結構的入土深度不太深即底端非嵌固的情況,此時圍護結構由于土壓力的作用而達到極限平衡狀態。利用墻前后土壓力的極限平衡條件來求插入深度、結構內力等。

3.2等值梁法

單支撐(錨拉)埋深板樁計算,將其視為上端簡支、下端固定支承,變形曲線有一反彎點,一般認為該點彎矩值為零,于是可把擋土結構劃分為兩段假想梁,上部為簡支,下部為一次超靜定結構,其彎矩圖不變,該法稱為等值梁法。實踐表明,等值梁法計算板樁是偏于安全的,實際設計計算常將最大彎矩予以折減,折減經驗系數為0.6~0.8,一般取0.74。等值梁法基于極限平衡狀態理論,假定支擋結構前后受極限狀態的主被動土壓力作用,不能反映支擋結構的變形情況,亦即無法預先估計開挖對周圍建筑物的影響,故一般僅作支護體系內力計算的校核方法之一。

3.3彈性地基梁的m法

基坑工程彈性地基梁法取單位寬度的擋墻作為豎直放置的彈性地基梁,支撐簡化為與截面面積、彈性模量和計算長度等有關的二力桿彈簧。彈性地基梁法中土對支擋結構的抗力(地基反力)用土彈簧模擬,地基反力的大小與擋墻的變形有關,即地基反力由水平地基反力系數同該深度擋墻變形的乘積確定。即f=mzy,其中,.f為土對支擋結構的水平地基反力,kN/m2;為比例系數,kN/m4;為計算深度,m;為計算點處擋墻的水平位移m。彈性地基梁的m法優點是考慮了支護結構與土體的變形協調。工程實踐表明,在軟土中的懸臂樁支護計算采用m法,計算位移與實測位移有很大差異,實測位移是計算值的好幾倍。這說明樁后土體變形已不再屬于彈性范圍。另外,m法無法直接確定支護結構的插入深度,通常假定試算有很大的隨意性,有時樁底落在軟弱土層中,還需經驗來修正。

3.4彈塑有限元法

有限單元法作為今后基坑支護設計計算的發展方向,它的優點是考慮了土體與結構的變形協調,而且可以得出塑性區的分布,從而判斷支護結構的總體穩定性。但選取合理的本構模型與計算參數,以及塑性區范圍與穩定性之間的定量關系均缺乏經驗。目前,隨著計算機技術及系統科學的發展,為有限單元法的完善提供了更有利的工具。在結構計算方面,建立了能考慮基坑圍護結構和土壓力的空間非線性共同作用理論及其計算方法,并編成程序,方便高效地完成基坑圍護工程的計算。

4地下水治理

4.1明排水治理法

在填土、淺層黏性土中開挖基坑,經計算和現場試驗判斷不可能發生坑底突涌或側壁滲漏、流土,可采用明溝盲溝排水方法。

4.2井點降水治理法

降水治理方法適用以下條件:1)地下水位較淺的砂石類或粉土類土層;2)周圍環境容許地面有一定的沉降;3)止水帷幕密閉,坑內降水時坑外水位下降不大;4)基坑開挖深度與抽水量均不大,或基坑施工期較短;5)有有效措施足以使鄰近地面沉降控制在容許值以內;6)具有地區性成熟經驗,驗證降水對周圍環境不產生大的不良影響。填土、粉土及含薄層粉砂的粉質黏土含水層涌水量不大時,適用輕型井點降水。黏性土、淤泥質土和粉土,適用電滲井點降水。砂土、粉土地層適用噴射井點降水。砂土、碎石土和巖石地層適用管井井點降水。管井降水可根據水文地質條件,水位降幅要求和環境保護要求采用完整井或非完整井。

4.3隔滲治理法

采取隔滲措施治理方法適用以下條件:1)開挖深度以上或坑底以下接近坑底部位分布有粉土、粉砂,有可能產生流土時;2)鄰近基坑有地表水體(湖塘、渠道、河流),與基坑之間沒有可靠隔水層時;3)有承壓水突涌可能,且無降水措施時。

4.4減小降水不良影響的措施

1)充分估計降水可能引起的不良影響;2)設置有效的止水帷幕,盡量不在坑外降水;3)采用地下連續墻;4)坑底以下設置水平向止水帷幕;5)設置回灌系統,形成人為常水頭邊界。回灌系統適用于粉土粉砂土層。

5動態設計和施工

深基坑工程是土體與圍護結構體系相互作用的一個動態變化的復雜系統,僅依靠理論分析和經驗估計是難以把握在復雜等條件下基坑支護結構和土體的變形破壞,也難以完成可靠而經濟的基坑設計。通過施工時對整個基坑工程系統的監測,可以了解其變化的態勢,利用監測信息的反饋分析,就能較好地預測系統的變化趨勢。當出現險情預兆時,可做出預警,及時采取措施,保證施工和環境的安全;當安全儲備過大時,可及時修改設計,削減圍護措施,通過分析,可修改設計模型,調整計算參數,總結經驗,提高設計與施工水平。

第4篇

家具行業的可持續發展,需依靠科學有效的設計方法的不斷推陳出新,這樣才能進一步滿足社會經濟化與人們對家具個性化的要求。對家具行業拆裝式柜類家具的系統孔、板件結構孔、參考基準孔位確定等進行分析,對其相關技術進行深入探討,并通過實際案例闡述了拆裝式家具在實踐中的應用,以及相關的設計理念,實現家具行業的長足發展。

2、拆裝式柜類家具設計方法

2.1鉆孔設計的標準

2.1.1結構孔的設計標準

旁板和第一排的結構孔之間的距離是根據板件結構與連接件來決定的。如結構為旁板蓋頂板(面板)的類型,一般采用偏心連接件來連接。此時孔徑應根據連接件的大小來決定,最下面一排的結構孔和旁板底端間隔會受到望板高度、連接方式以及底板厚度等的影響。

2.1.2系統孔的技術參數

系統孔一般采用縱向垂直坐標的排列方式,并分布于旁板前后沿。對于蓋門結構,前軸線與旁板前段沿線的距離應保持在37mm,若嵌門結構則應在前軸線與旁板前段沿線的基礎之上,再加嵌入的深度,即門板厚度。前后軸線與其它軸線間距離應設置成32mm的倍數,一般系統孔的直徑是5mm,深度是10mm,其主要目的是設計裝置抽屜、衣架的直排掛棍以及支撐隔板等五金件。這樣的話,系統孔直徑一般要求設置成5、8、10、15mm等或者其他。

2.1.3柜類家具設計選擇的參考基準

拆裝式的家具系統孔一般分布在旁板上。因此,設計時需注意旁板的設計,這就涉及到了結構布局參考基數,設計一般把底柜抽屜當成參考基準,抽屜數量及高度作為旁板長度與抽屜滑道的孔位參考的數據,這樣可以高效利用柜中空間。

2.2拆裝式家居設計孔位的確定

2.2.1結構孔的定位

旁板第一個結構孔位于地板和頂板之間,如頂板厚20mm,排第一個的結構孔應在頂板沿邊10mm以上,其他結構孔可依此類推。

2.2.2系統空的定位

準確找到結構孔后:第一個系統孔的位置以期間隔32mm,如結構孔的深度為18mm,則結構孔應處在9mm處,系統孔和旁板邊沿間隔應為41mm(9mm+32mm),抽屜滑道空間在23mm(41mm-18mm)范圍內;另外,設計師還應對板材厚度、抽屜滑動范圍以及五金件等進行綜合考慮來確定系統孔的位置。

2.2.3確定其他的結構孔

上面講述的兩種鉆孔能滿足大多數柜類家具的設計,對于其他樣式柜式的結構,然而對于柜底和地面相互分離情況,需在二者間設置相應的踢腳板,應在板上制定另外的鉆孔,鉆孔時應符合以下的原則,需要鉆孔的位置應與結構空保持相同的垂直線,其間隔距離是頂板到底板的距離,并與旁板結構孔方位保持一致。

3、拆裝式柜類家具的設計實踐

3.1設計實踐中拆裝式柜類家具標準化設計理念

柜類家具設計理念的標準化隨著家居產業的迅速發展,提高設計標準化的程度,才能促進家具行業的可持續發展。除此之外,應對板材材料進行規范化管理,家居行業在很大程度上依靠良好的材料來源。規范材料的管理可以減少材料運輸、訂購等工作流程,可進一步降低資金儲備;對五金件進行規范也是柜類家具設計中重要的一部分,適用32mm的系統中的五金件,加工設備的標準化直接決定結構孔位與系統孔的精確度。工藝作為家具設計主要的軸線,它貫穿家具設計和生產的全過程,設計不僅要考慮家具的使用性能和外觀,還應對相關資源最大化利用。

3.2拆裝式柜類家具設計實踐案例

實現拆裝式家具設計理念和企業設計的實踐的無縫對接,現引入兩個實際的設計案例,以便讀者對其設計實際操作的理解。系列化書柜設計的實踐:兩組并排的書柜的設計要求:

(1)每組柜體的高、寬、深、板厚依次為2200mm、1000mm、350-400mm;

(2)每組柜進行功能區分,書柜需配備柜門、擱板、抽屜等;

(3)設計步驟:畫出三視圖,接著畫出標準旁板孔位圖,并表標出鉸鏈和滑梯道的位置;

(4)設計時要考慮到標準版協調性的變化尤其是標準版寬度和長度的方向的協調。具備多功能的可調節的衣柜的設計實踐:柜類家具設計不僅要解決生產以及銷售等問題,還應考慮市場化的需求。所以,家具設計力求以拆裝實現多功能的組合,這在一定程度上使空間的使用率達到最大化。這不僅能滿足人們對家具個性化的要求,還可以讓顧客體驗拆裝家具的樂趣。

3.3設計實踐中設計布局應注意的要素

拆裝式柜類家具的鉆孔位置設計是整體設計的重要部分,系統孔和結構空是較為常見的鉆孔類型,它們決定了拆裝式柜類家具整體的質量。柜類家具很多結構部件需要旁板和五金件進行連接來形成基本架構,系統孔和結構孔之間的距離在32-33mm倍,系統鉆孔深度和直徑分別為10mm、5mm,結構孔的數值是不固定的,一般根據五金件的據圖情況而定;蓋門式結構不同于一般的柜式結構,旁板豎排的第一排都邊緣的距離應控制為37mm左右。

4、結束語

第5篇

對比方案需考慮的各項原則

客觀真實是對方案進行比較首先要考慮的因素我們應該認真嚴謹的對各方案的優劣進行綜合的分析考證。在制定最終的方案時,我們必須要避免因人為的情感因素等帶來的影響。而且我們應該客觀的分析方案,不能存在看中或輕視某一方案的情況。工作中常會發現某些工作人員基于自身的喜好因素,而著重的優化某一方案,貶低其他的,這樣會使得我們的方案不能得以最有效的優化,因此我們一定要杜絕此類現象的發生我們不能盲目的對比各個方案,而是應該確保他們處于同一層面上,例如需保證他們的規劃目標是一樣的。只有是在相同的前提條件下,我們才能對不合理的方案進行舍棄,采納優秀方案我們在對方案進行比較之前,應該詳細列會影響比較的各類原因,還應明確需要比較的項目,并按一定的對此次序來依次對比。對工程量及投資進行比較時應將其視為影響對此的所有因素之中我們在對方案進行比較的時候應著重以關鍵因素來對比,這就需要我們首先要明確何為主要,何為次要。因為一旦當比較中出現兩種方案不相上下的局面,這時我們就可以對其進行重要因素的分析比較,同時我們應將所有的對比結果以對比報告的形式呈現出來。

各類影響方案的對比因素

方案設計第一,方案應最大可能的滿足工程運行,工程實施后應能滿足工程的任務和規模,實現工程運用目標;第二,是設計應滿足安全運行的要求,在技術上能成立,并有一定的安全余幅。我們對設計還有一項要求就是他應該能靈活應用,而不應該是照本宣科。一個完美的設計應該考慮到一點那就是,不一樣的設計條件決定了我們應該對建筑物樣式布置以及對工程的處理等都應有所差異。由于每個地區受地形等條件的限制,建筑物的樣式及其布局都不盡相同壩址比選中,各參選方案的壩型。樞紐布置等會由于場址不同而可能不一樣,而不僅僅是工程量和投資等的差別。長距離輸水渠道中,渠道的型式。斷面尺寸等隨著渠段所處位置和地形地質條件的變化而變化。再有一點就是即使是同類型的建筑,由于所處的地區不一樣,各地區的經濟社會科技等的發展水平也不盡相同,這就要求我們在設計的時候重點的分析適合各地區的因素。

我們不能盲目的進行設計,而是應該對其做足充分的準備工作積極地分析,有效地論證其施行的可行性等。第一點要論證的就是對建筑的設置問題,以及工程措施,明確我們的施工目的第二點是我們應該嚴格的依據相應的法律法規及相關的技術布置建筑測量尺寸除此之外,設計還應滿足我們實用性的要求,采取的工程處理措施等應具備實用性和耐久性避免使用尚未得到合理利用的技術或者是難度較大的技術,此舉的目的主要是為了降低工程的風險性除此,設計應滿足環保的要求和考慮對社會的影響,盡最大可能的使工程能夠降低對社會及環境的不利影響方案的設計不應獨立存在,而應積極協調其他的個專業.

1工程投資

如果說設計描繪了工程,那么實際的投資則具體的體現了工程水工設計是控制基本建設規模約束工程造價提高投資效益的重中之重。當我們分析水利工程的經濟是否合理時,應積極參考最小的風險以及最大的利益這兩個因素。工程投資決策階段要對工程建設的必要性和可行性進行技術經濟評價論證,對不同的開發方案如海堤走向工程規模平面布置等進行分析比較,從中選擇出最優開發方案。海上工程要充分考慮海上作業風大浪急等惡劣的自然條件,以及臺風大潮帶來的風險等多變因素,科學地編制投資估算。這是工程造價全過程的管理龍頭,應適當留有余地,不留缺口我們只有仔細地估算好各類投資費用,詳細的分解結構層次,準確的計算好工作量,才能保證我們的精確度得以最優。投資估算是控制初設概算的依據,初設總概算超過可研報告審批投資的百分之十時,可研報告需重新報批。通過上述,我們發現,只有嚴格仔細地做好投資估算工作,才能給項目的有效合理運行鋪墊一個堅實的基礎工程施工問題是我們再設計方案時不得不考慮的一個問題,當我們設計完成方案是,應該盡快的審核。此項審核不僅包括對投資費用等的審核,力求使成本降到最低。同時還要對其可行性進行嚴格的考核,主要是為了避免施工中可能會產生的安全問題等。在做好對本深設計的充分考核的同時,我們還應該積極的吸取同行業同類型的工程的經驗教訓,聽取合理的意見,從而使得我們的方案能夠更加的有效,完美。

2環境影響

一個設計方案,在規劃和設計材料中必須有。環境影響評估與庫區和下游準備工作的有關內容環境影響評估內容應包括在建設投資分析論證階段。環境影響評估包括四個方面:一是研究工程建設地區的環境狀況;二是闡明工程建設對環境的影響因素;三是在工程建筑影響下對周圍環境狀況進行預測;四是論證自然保護措施和補償辦法水利工程,不論其規模大小和建筑物組成如何,都在某種程度上影響著周圍所有客體的環境:大氣,地表水,地質環境,包括植物和生物的生態系統,包括水質和水生物在內的水生態系統,社會環境等。在水工設計時,環境影響評估各階段的每一步驟都有其特殊性,這種特殊性與工程地區的天然條件和經濟狀況密切相關。

第6篇

康復醫療與臨床醫療日益相互滲透。實踐證明,在臨床治療的過程中,康復醫療的早期或適時介入能有效提高治療效果并顯著減少后遺癥;另一方面,各類接受康復醫療的患者也離不開相應臨床醫療的有力支持。因此,近年來臨床醫療與康復醫療相互滲透的趨勢越來越明顯,康復設施設計理念越來越受到重視。

二、康復醫療階段的劃分

在上述背景下,為了對不同病情的患者提供更有針對性的康復醫療服務,從而達到改善康復效果和控制治療成本的目的,當前一些發達國家已普遍將康復醫療劃分為急性期、恢復期及維持期三個階段。急性期康復主要面向急性病患者、手術后患者以及在災害或事故中受傷人員。實踐證明,在臨床治療的初期即適時介入急性期康復,不僅能提高康復效果及安全度、改善患者的生活品質、減少后遺癥及醫療事故,而且能顯著縮短住院期間從而削減醫療費用。對于運動器官、腦血管、心血管等疾病,若在急性期治療過程中或手術后及時開展急性期康復訓練,還可以有效預防肌肉萎縮、關節僵硬等廢用綜合癥。恢復期康復主要面向病情穩定的恢復期患者,旨在通過恢復患者的日常生活活動能力(ADL)促進他們早日回歸家庭與社會。維持期康復也稱生活期康復,主要面向居家或居住在各類養老及療養設施中的老人及慢性病患者。通過各類訪問康復設施或通院康復設施(通常在社區內設置)來提供各種形式的在宅或通院康復醫療服務,旨在維持他們的身心機能與生活能力。值得一提的是,中國的康復醫療界近幾年也認識到了明確劃分康復治療階段的重要性。例如,在腦卒中的康復醫療中已率先成功實施了“三級康復”的模式,[1]大致分別對應于急性期、恢復期及維持期三個階段,取得了良好的效果。可以預見,該模式今后將會在中國的康復醫療中得到進一步推廣。康復醫療領域不同治療階段的特點無疑對各類康復設施的建設提出了更高的要求。從建筑設計的視點,康復設施不僅具有醫院建筑的基本特征,更因其治療對象、目標、方式方法的特殊性(表1),使得其建筑設計難以套用一般醫院的做法。同時,考慮到不同疾病、不同治療階段的康復治療所需的空間與環境相差極大,建筑師必須對病區與康復治療室進行有針對性的處理。而中國現有的康復設施普遍存在著建設標準過低、專科特色不明顯、平面布局方式單一等問題,難以滿足上述要求。為此,本文通過對國外康復設施的案例分析來探討基于治療階段的康復設施的設計理念與方法。

三、案例分析

現代康復醫學起源于西歐和北美,在20世紀80年代后取得了巨大的進步。相較而言,當前美國在急性期康復領域處于領先地位,而日本則在恢復期及維持期康復領域頗具特色。因此,本文重點介紹和分析美國的急性期康復設施以及日本的恢復期與維持期康復設施案例。

1.急性期康復設施

通常急性期康復訓練宜在綜合醫院的骨科、神經科、心血管科等病區展開。急性期康復訓練初期要保持患者手足的正確位置并借助于設備或人力使之被動運動;待患者病情穩定后,宜在病室內進行坐姿訓練與吞咽訓練;如果患者已可離床,則可在病室內或病區走廊等適當的場所展開行走及ADL訓練。因此急性期康復要求病室要有足夠的空間。為滿足患者從重癥監護至急性期康復的各層次醫護需求,美國在1998年提出了AcuityAdaptableRoom(即急性期適應病室,簡稱AAR)。如圖2所示,AAR采用單人病室,面積通常在30m2以上,病室內劃分為臨床區、患者區、家屬區、衛生間等區域,設計要點包括:臨床區內設置各種急性期治療設備,患者區內設置病床,家屬區內設置沙發;病床的位置便于醫護人員及家屬觀察,其周邊預留足夠的空間以便使用急性期康復設備,對患者進行搶救時,可將病床推至房間中央,使其四周臨空以獲得足夠的作業空間;衛生間便于患者、家屬及醫護人員抵達,且有足夠的面積展開ADL訓練,為方便使用,洗面池與坐便器分設在衛生間入口兩側;病室外的走廊內設置分散式護理站及物品供應站,以便醫護人員展開醫護作業,走廊應有足夠的寬度來展開行走訓練(圖3)。[2]目前中國醫院的病室以多床室為主,床均建筑面積一般不足10m2,因此難以套用美國AAR的標準。為此,筆者提出了符合當前國情的可展開急性期康復訓練的病室(圖4),該病室的基本要求包括:多床病室的床均使用面積(不含衛生間)不宜小于10.8m2;病床的一側宜留出1.5m以上的距離,以便患者在護理人員協助下換乘輪椅;為方便輪椅患者,病室內還應設置帶扶手的薄型洗面池。除病區外,急性期康復訓練室也必須滿足相應的要求。以位于美國德克薩斯州的美國國家軍隊康復中心為例,該中心的康復訓練室集成了假肢、機器人以及虛擬現實等領域的先進技術,可為截肢和燒傷士兵提供各類急性期康復訓練。除作業療法、運動療法、假肢矯形等常規康復訓練設備外,該康復中心還擁有300°進入式虛擬現實與步態分析儀等先進設備,以及室內沖浪、室內高架田徑跑道、攀巖墻與障礙模擬等訓練場地(圖5)。

2.恢復期康復設施

急性期患者的病情穩定后將進入恢復期康復階段。恢復期康復設施的設計應提供能夠模擬家庭生活的治療環境以促使患者早日回歸社會,并有助于提高患者參與康復訓練的主動性與積極性;同時,由于患者ADL不斷改善且活動范圍不斷擴大,須確保患者安全。位于日本東京都澀谷區的初臺康復醫院,主要為結束了急性期治療的腦梗塞及腦溢血患者提供恢復期康復訓練。該醫院為地上8層、地下2層,總建筑面積為1.3萬m2,病床數為173床。醫技部設在醫院一層,二層為門診部及康復部,三層以上為住院部。2012年,該醫院的住院患者約600人次,平均住院時間為98天(患者入住該醫院前,在急性期醫院的平均住院時間為36天),回歸家庭率達79%;此外,在該醫院接受通院康復訓練的患者超過了1100人次,醫院還為600人次左右的居家患者提供了上門康復訓練服務。[3]通常恢復期康復醫院的門診量較少,醫技部中也僅設用于康復診斷的設備,康復部占據核心地位。以初臺康復醫院為例(圖6),門診部和醫技部的面積分別只占總建筑面積的3.40%與2.69%;而康復部的建筑面積占總建筑面積的12.58%,由物理療法區(圖7)、作業療法區(圖8)、木工間、水療間、ADL訓練室以及言語療法室構成;住院部由若干康復病區組成,占總建筑面積的66.18%,既是康復患者的生活場所,也是展開洗漱、如廁等日常生活訓練的場所,因而床均病區面積大于一般醫院。[3]為提高患者的日常生活活動能力,減少臥床不起情況發生,并幫助患者順利回歸家庭,初臺康復醫院的病區設計還具有下列特色:護士站采用了開放式設計(圖9),可方便輪椅患者與護士交流;病室內設置書桌,供患者在住院期間進行自己的興趣活動;每個病區設3個活動室及2個浴室,確保患者可充分展開各項康復訓練;每個病區均設備餐間,可模擬赴餐廳就餐場景。為幫助患者盡快融入正常的社會生活,醫院一層的休息廳中還設有咖啡屋和小商店等公共空間(圖10)。

3.維持期康復設施

維持期康復設施的設計要點包括:借助通院及訪問康復訓練的方式,維持患者殘存的身體機能;與社區周邊的醫療、保健及福祉設施或組織展開有效的協作,維持并促進患者正常的社會生活。通院康復設施(圖11)主要面向居家患者提供康復訓練及專業的康復指導,主要職能包括進行患者的身體機能評定、為患者制定有針對性的康復訓練方案、提供以運動療法和日常生活訓練為主的康復訓練。訪問康復訓練主要面向一時難以適應居家生活的退院患者,通過專業人員的上門指導,可以幫助患者進行有效的居家康復訓練從而增進他們的居家生活能力。為充分利用當地的社會資源,日本的維持期康復設施多與康復醫院或老年設施結合設置。以位于日本福岡縣北九州市的南小倉社區康復中心為例,該中心與當地的小倉康復醫院和伸壽苑老年護理院共同組成了一個彼此相對獨立又相互協作的社區康復設施群(圖12),通過通院、訪問等康復訓練方式來維持患者的身體機能與社會生活。此外,該設施群還與社區內的診所、介護保險事業所、當地社團保持著密切的聯系與充分的協作。

結語

第7篇

項目群管理與單個項目管理既相互關聯,又有不同特點。項目群管理是以項目管理為核心,側重于宏觀的戰略規劃和整體的設計部署,并不直接參與每個項目的日常管理。首先,兩者是互相聯系的,存在大量的信息交流。在項目進行的初期,項目群的整體目標對項目的立項、規劃等工作進行指導,這時候信息主要從項目群流向項目;在項目進行的中后期,必須經常檢查項目執行情況與項目群的吻合程度,這時候信息主要從項目流向項目群。同時,兩者之間也有著很大的差異。最大區別在于,單個項目管理更多地關注項目具體實施和執行,在單一功能的項目內對預先設定的要素 ( 質量、成本、時間等 ) 進行管理,并完成最終產品。而項目群管理更多地關注于總體戰略規劃,通過分析項目間的關聯情況,合理設計方案,協調資源分配,確保從多個項目活動中獲得整體性利益。總體來說,項目群管理是不確定的、戰略的、組織的,而項目管理是確定的、戰術的、獨立的。衡量項目群管理是否成功的指標是獲取的效益、技術水平、投資回報率等,衡量項目管理是否成功的是交期、成本、質量和交付產品。具體區別如下:目標導向不同,項目群管理以戰略規劃為指導,與組織戰略目標一致,而項目管理是戰術層面,以具體的項目目標為導向;過程不同,項目群管理同時管理多個項目,項目管理在一定時期內只管理一個項目;管理重點不同,項目群管理強調項目間的關系管理和沖突管理,項目管理重視特定產品的把控和交付;結果不同,項目群管理以實現組織整體利益為最優,項目管理關鍵在于交付特定產品。

2. 項目群理論與規劃設計管理的關系

規劃設計管理是在項目定位的基礎上,綜合考慮、協調內外多重因素,對項目進行較為具體的規劃或總體上的設計,最終使項目目標、風格、功能符合自身定位和自身特色的管理活動。規劃設計的內容包括提出規劃愿景、發展目標、實現方式,完善設計方案、控制指標等,規劃設計具有全局性、長遠性、整體性和統一性的特點。項目群理論以規劃設計管理為指導,工作重點不再放在單個項目結果,而是注重實現整體目標,所以,項目群管理的目標固然需要實現每個項目的具體目標,但更重要在于有效整合和集成管理每個項目,以達到規劃設計管理的目標。有效的項目管理活動必須能根據總體規劃設計,整合所有項目管理活動,使得項目管理成為規劃設計管理的一個基本職能以及持續改進的過程。市場環境隨時改變,而項目群管理中又牽涉到很多利益相關人,要想達成項目群管理的目標,就必須整體規劃,設計出各種合理的方案,同時把能力以及資源運用到這些方案中,這是規劃設計管理必須致力解決的。如今,項目以及多項目管理的理論已經廣泛融入和運用到管理中,項目群管理已經成為影響規劃設計管理的關鍵因素。同時,規劃設計管理又是項目群管理的基礎,無論是資源的合理分配、項目的選擇等,都一直是圍繞規劃設計管理這個出發點和根本來展開的。具體來說:第一,規劃設計管理是項目群選擇的依據。規劃設計管理為項目群選擇給出指導性綱領,也只有那些符合規劃設計管理的項目才應被采用和施行;第二,規劃設計管理是多項目資源分配的基礎,只有以規劃設計管理為基礎,針對不同市場、不同行業和不同類別的項目之間的資源分配才最有效,從而實現效益最大化;第三,規劃設計管理是項目群管理過程中做出正確決策的保證。環境變化隨時可能導致項目偏離規劃設計,此時項目群經理要以規劃設計管理為基礎,把握重點,及時調整項目;第四,項目群是實現規劃設計管理的載體,組織目標和使命始終要化成一個個項目,這就需要采取具體方法和策略,通過具體的項目以及項目群管理來實現。

3. 項目群理論在規劃設計管理中的應用

為了適應競爭激烈的市場,就必須根據形勢變化迅速作出反應,用更好的方案來代替或改進目前的項目目標,這就需要管理者必須有全局的觀念,從規劃設計管理的角度合理組織、整體籌劃,這是項目群理論應用的優勢所在。項目群管理是確保實際貫徹規劃設計管理和獲得預期效益的重要手段。項目群管理以規劃設計管理為導向,更好地協調項目及項目中活動,對各關聯項目進行整合管理,提升管理的效益和效率,響應組織的需求,確保項目群里的項目與組織文化、目標、需求和動力等相匹配,能從項目的實施中獲得總體的效益。在建立項目群管理框架的時候,應該與規劃設計管理相聯系,項目群管理架構包括項目選擇、確定項目集群方案、項目群管理實施、項目群管理后評估四個階段。

3.1 規劃設計整合與項目選擇

當多個規劃設計目標同時出現的時候,企業就要對這些規劃設計進行管理、整合,確定最關鍵的規劃設計目標 , 以及規劃設計之間的關系。規劃設計的整合給了項目評估和選擇的方向,由此判斷需求、規劃設計管理和項目群目標三者之間的適配性。

3.2 確定項目集群方案

確立項目集群方案時應主要分析項目地域分布、行業類型、承包形式、在建項目以及資源狀況等,對項目進行判斷,評估管理水平和組織資源。根據項目之間的聯系和對組織的共享,以一定的標準把項目組合起來,集合成項目群。項目集群標準應結合規劃設計管理需要,可以按地域劃分并集群,也可以按承包類型劃分。

3.3 項目群管理實施

項目群管理的實施過程是實現項目群管理績效的重點環節,影響實施效果的主要因素包括組織機制、資源動態配置、企業文化、實施的工具和平臺等。該階段的主要任務是從規劃設計管理的視角,應用思維、技能、工具、知識和策略等,協調組織內部矛盾,組織各種資源,平衡項目之間的關系,達成規劃設計管理和項目群的共同目標。

3.4 項目群管理的反饋、評估和改進

提供符合規劃設計目標的交付物是項目群管理的最終目標,所以,在項目的履行過程中,應針對各種反饋對項目群管理進行評估,對管理過程及時調整、優化和改進,進一步完善規劃設計,并為后續項目提供指導,直至確定項目群的收益,產生滿意的交付。意的問題無數實踐告訴我們,以溝通一致的、切實可行的、組織良好的、簡單有效的項目群理論來管理,將極大地提高項目的成功機會,不過與此同時,應用這種管理模式也要注意一些問題:

4. 在規劃設計管理中應用項目群理論所要注意的問題

4.1 如何均衡項目之間的利益

在項目群管理中,每個項目的經濟效益、周期長短和復雜程度是不同的,可能就會出現挑肥揀瘦的情況,使一部分項目難以及時完成 , 結果影響了規劃設計管理目標的實現。

4.2 如何處理項目之間搶占資源的競爭

多個項目同時實施時,不同項目之間為獲取資源而競爭對立,可能會出現對某一資源的需求旺盛而造成資源相對短缺。為了有效實施項目群管理 , 有必要建立一套評價資源利用效率和資源整合的辦法。

4.3 如何正確處理項目群管理與單個項目管理之間的關系

第8篇

關鍵詞:抗震規范

1.R-μ-T關系及其應用

在二十世紀五十年代,當美國的權威人士G.W.Houser導出了第一條地震反應譜和對地震激勵下的彈性反應規律的研究很快被學術界接受后,人們很快發現了一個與當時的抗震設計方法相矛盾的問題,那就是例如對一個第一振型周期為0.5s~1.5s,阻尼比為0.05的結構,結構地震反應加速度約為地面運動峰值加速度的1.5~2.5倍,比如賦予上述結構一個不大的地面運動加速度0.15g,則根據反應譜導出的結構反應加速度已達到0.23g~0.375g,而世界各國當時的設計規定中一般用來確定水平地震力大小的加速度只有0.04g~0.15g,但讓人不解是,震害表明,雖然設計用的反應加速度很小,但結構在地震中的損傷卻不太大。這么大的差距是不能用安全性或設計誤差來解釋的,于是,各國的學術界加緊了對這一問題的研究,大家通過對單自由度體系的屈服水準、自振周期(彈性)以及最大非彈性動力反應之間的關系;同時還研究了當地面運動特征(包含場地土特征)不同時,給這種關系帶來的變化,我們把這方面的研究工作關系其中R是指在一個地面運動下最大彈性反應力與非彈性反應屈服力之間的比值,稱為彈塑性反應地震力降低系數,簡稱地震力降低系數或者反應調節系數;µ為最大非彈性反應位移與屈服位移的比值,稱為位移延性系數;T則為按彈性剛度求得的結構自振周期。研究表明,對于長周期(指彈性周期且T>1.0s)的結構可以適用“等位移法則”,即彈性體系與彈塑性體系的最大位移反應總是基本相同的;而對于中周期(指彈性周期且0.12s<T<0.5s)的結構,則適用于“等能量法則”,即非彈性反應下的彈塑性變形能等于同一地震地面運動輸入下的彈性變形能。

之所以存在上訴規律,我們應該注意到鋼筋混凝土結構的一些相關特性。首先,通過人為措施可以使結構具有一定的延性,即結構在外部作用下,可以發生足夠的非線性變形,而又維持承載力不會下降的屬性。這樣就可以保證結構在進入較大非線性變形時,不會出現因強度急劇下降而導致的嚴重破壞和倒塌,從而使結構在非線性變形狀態下耗能成為可能。其次,作為非線彈性材料的鋼筋混凝土結構,在一定的外力作用下,結構將從彈性進入非彈性狀態。在非彈性變形過程中,外力做功全部變為熱能,并傳入空氣中耗散掉。我們可以進一步以單質點體系的無阻尼振動來分析,在彈性范圍振動時,慣性力與彈性恢復力總處于動態平衡狀態,體系能量在動能、勢能間不停轉換,但總量保持不變。如果某次振動過大,體系進入屈服后狀態,則體系在平衡位置的動能將在最大位移處轉化為彈性勢能和塑性變形能兩部分,其中,塑性變性能將耗散掉,從而減小了體系總的能量。由此我們可以想到,在地震往復作用下,結構在振動過程中,如果進入屈服后狀態,將通過塑性變性能耗散掉部分地震輸給結構的累積能量,從而減小地震反應。同時,實際結構存在的阻尼也會進一步耗散能量,減小地震反應。此外,結構進入非彈性狀態后,其側向剛度將明顯小于彈性剛度,這將導致結構瞬時剛度的下降,自振周期加長,從而減小地震作用。

2我國現行抗震設計規范中的不足之處

抗震規范規定,我國的抗震設防目標必須堅持“小震不壞,中震可修,大震不倒”的原則,而建筑應根據其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類四個抗震設防類別。甲類建筑應屬于重大建筑工程和地震時可能發生嚴重次生災害的建筑,地震作用應高于本地區抗震設防烈度的要求,其值應按批準的地震安全性評價結果確定;抗震措施,當抗震設防烈度為6-8度時,應符合本地區抗震設防烈度提高一度的要求,當為9度時,應符合比9度抗震設防更高的要求。乙類建筑應屬于地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的建筑,抗震措施,一般情況下,當抗震設防烈度為6-8度時,應符合本地區抗震設防烈度提高一度的要求,當為9度時,應符合比9度抗震設防更高的要求。丙類建筑應屬于甲、乙、丁類以外的一般建筑,地震作用和抗震措施應符合本地區抗震設防烈度的要求。我們知道,一棟建筑在大震下能否不倒,已經不是看其承載力的大了了,而是看它的延性是否能夠到達設計要求。由上面的建筑物抗震類別劃分可以看出,我們對甲、乙、丙、丁建筑物延性的要求是依次從高到低的,此時,結構的延性實際上是由其抗震措施來決定的,現以一棟乙類建筑和丙類建筑為例:

表1

設防烈度

抗震措施烈度

實際延性

6

7(6)

7

8(7)

中等

8

9(8)

稍高

9

比9度高(9)

說明:在抗震措施烈度中,括號外為乙類建筑,括號內的為丙類建筑。

由表1可以看出,如果按規范設計,就可能會出現9度(設防烈度)下的丙類建筑的延性比7度(設防烈度)下的乙類建筑延性還要高的情況出現,而根據上面所述的R-μ-T理論關系的研究可以知道,當R取值不變時,對結構的延性要求也應該是不變的,與處在什么烈度區沒有關系,如果R-μ-T理論關系的研究結果是正確的,那么我國規范對甲、乙、丙三類建筑的要求就存在概念性矛盾。

我國取R=3.33,與國外規范相比較,我們對乙類和丙類建筑的是比較合理,而對于甲類建筑則過于偏松,對丁類建筑過于嚴格了。

目前,國際上逐步形成了一套“多層次,多水準性態控制目標”的抗震理念。這一理念主要含義為:工程師應該選擇合適的形態水準和地震荷載進行結構設計。建筑物的性態是由結構的性態,非結構構件和體系的性態以及建筑物內容物性態的組合。目前性態水準一般分為:損傷出現(damageonset)、正常運作(operational)、能繼續居住(countinuedoccupancy)、可修復的(repairable)、生命安全(lifesafe)、倒塌(collapse)。性態目標指建筑物在一定程度的地震作用下對所期望的性態水準的表述。對建筑抗震設計應采用多重性態目標,比如美國的“面向2000基于性態工程的框架方案”曾對一般結構、必要結構、對安全起控制作用的結構分別建議了相應的性態目標―基本目標(常遇地震下完全正常運作,少遇地震下正常運作,罕遇地震下保證生命安全,極罕遇地震下接近倒塌,相當與中國的丙類建筑)、必要目標(少于地震下完全正常運作,罕遇地震下正常運作,極罕遇地震下保證生命安全,相當與中國的乙類建筑)、對安全其控制作用的目標(罕遇地震下完全正常運作,極罕遇地震下正常運作,相當與中國的甲類建筑),目前中國正在進行用地震動參數區劃分圖代替基本烈度區畫圖的工作。對重要性不同的建筑,如協助進行災害恢復行動的醫院等建筑,應該按較高的性態目標設計。此外,也可以針對業主對建筑提出的不同抗震要求

2.鋼筋混凝土結構的核心抗震措施

我國抗震設計對鋼筋混凝土結構提出的基本上是“高延性要求”,也就是要求結構在較大的屈服后塑性變形狀態下仍保持其豎向荷載和抗水平力的能力,對于有較高延性要求的鋼筋混凝土結構必須使用能力設計法進行有關設計。“能力設計法”的要求是在設計地震力取值偏低的情況下,結構具有足夠的延性能力,具體做法是通過合理設計使柱端抗彎能力大于梁端從而使結構在地震作用下形成“梁鉸機構”,即塑性變形或塑性鉸出現在比較容易保證具有較大延性能力的梁端;通過相應提高構件端部和節點的抗剪能力以避免構件發生非延性的剪切破壞。其核心是:

(1)“強柱弱梁”措施:主要是通過人為增大相對于梁的抗彎能力,使塑性鉸更多的出現在柱端而不是梁端,讓結構在地震引起的動力反應中形成“梁鉸機構”或“梁柱鉸機構”,通過框架梁的塑性變形來耗散地震能量。

“強柱弱梁”措施是“能力設計法”的最主要的內容。

根據對構件在強震下非線線動力分析可知,強震下,由于構件產生塑性變形,因此可以耗散部分地震能量,同時根據桿系結構塑性力學的分析知道,在保證結構不形成機構的要求下,“梁鉸機構”或“梁柱鉸機構”相對與“柱鉸機構”而言,能夠形成更多的塑性鉸,從而能耗散更多的地震能量,因此我們需要加強柱的抗彎能力,引導結構在強震下形成更優、更合理的“梁鉸機構”或“梁柱鉸機構”。

這一套抗震措施理念已被世界各國所接受,但是對于耗能機構卻出現了以新西蘭和美國為代表的兩種不完全相同的思路。這兩種思路都承認應該優先引導梁端出塑性鉸,但是雙方對柱端塑性鉸出現的位置和數量有分歧。

新西蘭追求理想的梁鉸機構,規范中底層柱的彎距增大系數比其它柱的彎距增大系數要小一些,這么做的目的是希望在強震下,梁端塑性鉸形成較為普遍,底層柱塑性鉸的出現比梁端塑性鉸遲,而其余所有的柱截面在大震下不出現塑性鉸的“梁鉸機構”。但是新西蘭人也不認為他們的理想梁鉸方案是唯一可用的方法,因此他們在規范中規定可以選用兩種方法,一種是上述的理想梁鉸機構法,另一種就是類似與美國的方法。

美國規范的做法則希望在強震下塑性鉸出現較早,柱端塑性鉸形成較遲,梁端塑性鉸形成得較普遍,柱端塑性鉸可能要形成得要少一些的“梁-柱塑性鉸機構”(柱端塑性鉸可以在任何位置形成,這一點是與新西蘭規范的做法是不同的)。中國規范和歐洲EC8規范也是采用與美國類似的方法。

(2)“強剪弱彎”措施:用剪力增大系數增大梁端,柱端,剪力墻端,剪力墻洞口連梁端以及梁柱節點中的組合剪力值,并用增大后的剪力設計值進行受剪截面控制條件驗算和受剪承載力設計,以避免在結構出現脆性的剪切破壞。

我們在上學期學過,鋼筋混凝土的抗剪能力由混凝土自身的抗剪能力、裂縫界面的骨料咬合力、縱筋銷栓力和箍筋的拉力4部分構成,而通過對框架梁在強震下的抗剪分析可知,混凝土的梁端抗剪能力在形成塑性鉸后會比非抗震時有所下降,主要原因有幾下幾個:

1由結構力學和材料力學的分析可知,梁端總是正剪力大于負剪力,如果發生剪切破壞時,剪壓區一般都在梁的下部,而此時混凝土保護層已經剝落,且梁下端又沒有現澆板,所以混凝土剪壓區的抗剪能力會比非抗震時偏低

2由于在強震下剪切破壞要發生在塑性鉸充分轉動的情況下,而非抗震時的剪切破壞往往發生在縱筋屈服之前,因此在抗震條件下混凝土的交叉裂縫寬度會比非抗震情況偏大,從而使斜裂縫界面中的骨料咬合效應慢慢退化,加之斜裂縫反復開閉,混凝土體破壞更嚴重,這使得混凝土的抗剪能力進一步被削弱。

3混凝土保護層的剝落和裂縫的加寬又會使縱筋的抗剪銷栓作用有所退化。

我們一般在計算鋼筋混凝土的抗剪能力時,只計算了混凝土自身的抗剪能力和箍筋的抗剪能力(V=Vc+Vsv),而把斜裂縫界面中的骨料咬合能力及縱筋的銷栓作用作為它多余的強度儲備。在抗震下梁端的塑性鉸的形成,使得骨料咬合力及縱筋的銷栓作用有所下降,鋼筋混凝土的抗剪強度儲備也會下降,同時由于混凝土的抗剪能力(Vc)的下降,V也會比非抗震時小,如果咬使V不變,那么就只有使Vsv變大,即增加箍筋用量,所以我們可以得出這樣的結論,在抗震情況下箍筋用量比非抗震時要大一些,這不是因為地震使梁的剪力變大了而增加箍筋用量,而是由于混凝土項的抗剪能力下降,相應的必須加大箍筋用量。其他構件的原理也相似。

(3)抗震構造措施:通過相應構造措施保證可能出現塑性鉸的部位具有所需足夠的延性,具體來說就是塑性轉動能力和塑性耗能能力。

對于梁柱等構件,延性的影響因素最終可歸納為最根本的兩點:混凝土極限壓應變,破壞時的受壓區高度。影響延性的其他因素實質都是這兩個根本因素的延伸。

對于梁而言,無論是對不允許柱出現塑性鉸(底層柱除外)的新西蘭方案,還是允許柱出現塑性鉸但控制其出現時間和程度的方案,梁端始終都是引導出現塑性鉸的主要部位,所以都希望梁端的塑性變形有良好的延性(即不喪失基本抗彎能力前提下的塑性變形轉動能力)和良好的塑性耗能能力。因此除計算上滿足一定的要求外,還要通過的一系列嚴格的構造措施來滿足梁的這種延性,如:

1控制受拉鋼筋的配筋率。配筋率包括最大配筋率和最小配筋率,前者是為了使受拉鋼筋屈服時的混凝土受壓區壓應變與梁最終破壞時的極限壓應變還有一定的差距(梁的最終破壞一般都以受壓區混凝土達到極限壓應變,混凝土被壓碎為標志的);后者是保證梁不會在混凝土受拉區剛開裂時鋼筋就屈服甚至被拉斷。

2保證梁有一定的受壓鋼筋。受壓鋼筋可以分擔部分剪力,減小受壓區高度,另外在大震下,梁端可能出現正彎距,下部鋼筋有可能受拉,。

3保證箍筋用量,用法。箍筋的作用有三個,一是抗剪,這在前文已經說過,這里不再充分;二是規定箍筋的最小直徑,保證縱筋在受壓下不會過早的局部失穩;三是通過箍筋約束受壓混凝土,提高其極限壓應變和抗壓強度。

4對截面尺寸有一定的要求。規范規定框架梁截面尺寸宜符合下列要求:1>截面寬度不宜小于200mm;2>截面高度與寬度的比值不宜大于4;3>凈跨與截面高度的比值不宜大于4。在施工中,如梁寬度太小,而梁上部鋼筋一般都比較多,會使混凝土的澆注比較困難,容易造成混凝土缺陷;在震害和試驗中多次發生過腹板較薄的梁側向失穩的事例,因此提出要求了2;一般我們把跨高比小于5的梁稱為深梁,深梁的抗彎和抗剪機理與一般的梁(跨高比大于5的梁)有所不同,所以我們在設計中最好能避免設計成深梁,如果實在不能避免,就要去看專門的設計方法和規造措施。

柱的構造措施也和梁差不多,但是柱除了受彎距和剪力以外,還要承受軸力(梁的軸力一般都很小,在設計中都不予以考慮),尤其是高層建筑,軸力就更大了,所以柱還有對軸壓比的限制,其中對不同烈度下有著不同延性要求的結構有著不同的軸壓比限值;另外,柱端箍筋用量的控制條件不是簡單的用體積配箍率,而是用配箍特征值,它同時考慮了箍筋強度等級和混凝土強度等級對配箍量的影響。

高強度混凝土(C60以上)的極限壓應變都比一般混凝土(C60及其以下)要小一些,而且強度越高,小的越多;另外,強度越高,混凝土破壞時脆性特征越明顯,這些對于抗震來說是不利的。

3.常用的抗震分析方法

結構抗震設計的首要任務就是是對結構最大地震反應的分析,以下是一些常用的抗震分析方法:

1.底部剪力法

底部剪力法實際上時振型分解反應譜法的一種簡化方法。它適用于高度不超過40m,結構以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結構,此時假設結構的地震反應將以第一振型為主且結構的第一振型為線性倒三角形,通過這兩個假設,我們可近似的算出每個平面框架各層的地震水平力之和,即“底部剪力”,此方法簡單,可以采用手算的方式進行,但精確度不高。

2.振型分解反應譜法

振型分解反應譜法的理論基礎是地震反應分析的振型分解法及地震反應譜概念,它的思路是根據振型疊加原理,將多自由度體系化為一系列單自由度體系的疊加,將各種振型對應的地震作用、作用效應以一定方式疊加起來得到結構總的地震作用、作用效應。此法計算精度高,但計算量大,必須通過計算機來計算。

3.彈性時程分析

彈性時程分析法,也稱為彈性動力反應分析。所謂時程分析法就是將建筑物作為彈性或彈塑性振動系統,直接輸入地面地震加速度記錄,對運動方程直接積分,從而獲得計算系統各質點的位移,速度,加速度和結構構件地震剪力的時程變化曲線。而彈性時程分析法就是把建筑物看成是彈性振動系統。

4.非線(彈)性時程分析

非彈性時程分析法,也稱為非線性動力反應分析。就是將建筑物作為彈塑性振動系統來輸入地面地震加速度記錄。上面所提到的基于地震反應譜進行設計的方法,可以求出多遇地震作用下結構的彈性內力和變形,同樣可以求得罕遇地震作用下結構的彈塑性變形。但是它不能確切了解建筑物在地震過程中結構的內力與位移隨時間的反應;同時也難以確定建筑結構在地震時可能存在的薄弱環節和可能發生的震害;由于計算簡化,抗震承載力和變形的安全度也可能是有疑問的。而時程分析法就可以準確而完整的反映結構在強烈地震作用下反應的全過程狀況。所以,它是改善結構抗震能力和提高抗震設計水平的一項重要措施。

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