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设计管理论文精选(九篇)

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设计管理论文

第1篇:设计管理论文范文

但是,随着市场的某些炒作,住宅设计中的一些作法变得很不理性。例如,有些住宅中起居厅的面积达到60~70平方米,卫生间甚至达到18平方米,空间大得令人不能接受。住宅空间的舒适程度是以人的行为尺度和心理接受尺度为基准的。过大的空间会失去家庭的温馨感和亲和力,失去家庭特有的生活气息和氛围,甚至会使居住者在心理上感觉自身的渺小,居住空间显得冷漠、僻静。其结果是,人们花钱购买住房,却又未能获得相应的功能与质量。这就涉及到了“性能价格比”这个基本概念。

福利住宅讲求面积的大小,而商品住宅更注重功能和品质。未来,人们购买住宅,将以买到了什么样的功能品质和有哪些服务为主要参考批标,而不是买到多少平方米的面积。住宅消费讲求的是花钱买更多的功能和更舒适的享受。衡量未来每套住宅的价值,其功能和品质将成为成交的主要因素。因此,未来的住宅设计应当更加理性和务实。

住宅面积的增加无疑会带来其功能的改善,但无功能目标而盲目扩大面积,那就是“大而无当”,也就是没有获得相应的功能增量,就“性能价格比”而言,是不合适的。因而,未来的住宅应当特别强调功能的增量,即随着面积的扩大,功能随之升级,套内的功能不断增加。例如,一个简单的客厅演变为一个客厅和餐厅,卫生间的设备也由洗盆、便器、浴盆老三件演变为化妆、淋浴等更多的功能,又有可能将各种设备分区使用。浴室除满足生理需求外,还可变为休闲空间。住宅面积增加了,功能随之提高,舒适度也得到了提升。

这些年来,随着商品住宅的发展,住宅面积有了稳定的扩大,一套二室一厅和三室一厅的住宅一般为90~120平方米,各种尺度均较适宜,并被大多数人所接受。如果再扩大套内面积,则应当相应增加套内功能,改善和提高空间的舒适度,包括增加书房、休闲空间、贮存室、设备间、家务间等。

提高住宅设备的配置水平

住宅设备及其设计与安装的精品化,对实现住宅的功能增量起着重要作用。考察亚洲近邻日本和“四小龙”国家和地区,他们提供给普通公务员居住的住宅,每套面积标准一般控制在70~110平方米以内。但由于设备配置周全,住宅部品优良,管道走向布置合理,获得了较高的舒适度和方便程度,居住生活质量较高。

我国未来住宅的设计,将重点转向提高住宅设备配置方面。要获得一个高舒适度的居住环境,不仅要注重套型内部平面空间关系的组合和硬件设施的改善,还要全面考虑住宅的光环境、声环境、热环境和空气质量环境的综合条件及其设备的配置。主要包括以下几个方面的内容。

(1)日照及自然光。其生理卫生价值极高,对人的生理、心理状态影响较大。在住宅中,最大限度地利用并合理开发自然光资源有着重要意义。未来住宅的设计将充分利用日影分析原理和计算机辅助设备,来改善日照和用地之间的矛盾,有效地发挥土地的综合利用效率。自然采光还涉及窗口布置、窗的构造及所使用的材料等方面,这些也必将引起设计上的创新。

(2)隔声问题在我国的住宅设计中始终是一个薄弱环节,轻质材料在未来住宅中的广泛使用,又会加重隔声的难度。隔声技术包括空气隔声和固体隔声两部分。住宅内,人们可忍受噪音约40~45分贝。为达到这一指标,必须增加门窗的密闭性,并改善墙体构造。多年以来,由于对住宅楼地面的固体传声问题重视不够,住宅内隔声效果较差。在未来的住宅中,加强对楼板的隔声叠层构造和面层处理,将会受到更多的关注。

(3)热环境是直接影响居住舒适度的重要因素。对采暖和空调而言,又涉及节能、造价、维修、管理等诸多方面。目前,对各种采暖方式的研究和采暖系统的开发各具特色,可适用于不同的使用条件。

就其综合效果而言,我们提倡相对集中的采暖方式,但应当改为双管系统、分户计量的方式进行。这种相对集中采暖方式的热源供应,既可以组团为单位,也可以单幢楼或居住单元为单位来组织。

套内集中空调的模式也被普遍看好,但要考虑住户的经济承受力,并努力减少室内噪音。

近年来,欧洲先进的节能技术不断地被介绍进来。经历了20多年的大量研究和实践,欧洲在住宅节能方面探索出了很有成效的方法。其中,以低能耗、高舒适度的住宅节能技术尤为突出。该项技术通过使用功率非常低的辅助采暖和制冷设备,既可调整室内温度,保持舒适的状态,又节约了住宅的综合造价。此项技术在我国未来的住宅建设中,有望得到应用和推广。

(4)住宅室内污气及有害气体的排除,是居住者最为关心的问题之一。但是,迄今为止,在有效排除厨房、卫生间的污气和有害气体方面仍不尽人意,高层住宅竖向烟风道形同虚设,串烟、串气、串声现象十分严重,且直排热水器屡屡出现事故。居住套内排气、排污装置实际上是一个大系统,尽管装置很好,但由于排风管道或烟道不畅,其设备与设施同样可能达不到功能目标。

未来住宅的通风系统设计,将重点解决烟风道技术问题,研究开发新型专用的烟风道系统和接口配件,形成完整的竖向排烟气的成套技术产品。水平直连排出烟气的作法,具有简便、直接、高效的特点,在很多国家和地区得到普遍采用。预计此项技术完善后,将在我国未来的住宅建设中广泛应用。

为了保证采暖和空调房能够及时补充和更换新鲜空气,预计未来住宅中,将采用补新风式冷热交换空气补充装置。此项技术也会在未来的住宅设计中越来越受到重视。

(5)住宅中各种管道布置的不尽人意,一直制约着我国住宅品质的提高。在计划经济体制下,水、暖、电、气各自为政,造成住宅内各种厨卫管道无序空行。在商品住宅中,这种影响也始终没有消除,各种管道尽管经过精心包藏,仍问题丛生,极大地影响了我国住宅厨卫整体功能品质的提高,影响了厨卫整体化、集成化技术的进步。未来住宅设计将以“自家管道不到邻居家去”和“压力管道出户”为原则。

各种管道穿楼板是造成住宅跑、冒、滴、漏的主要根源,在商品住宅中也是一种产权不清的表现,这种现象必须改变。解决的办法是,在下沉楼面和楼面垫层中铺设水、暖气各种水平管道。解决水平管道铺设的办法是设置管道墙,将所有的设备沿着管道墙进行布置,并将各种水平管道放置在管道墙内。

建设集中管井是现代住宅设计中的一种成熟的作法。为了净化室内空间,减少由于压力管道给住户带来的干扰,明晰产权,属公共使用的设备管道应当设置在套型以外,以便于设备的安装、维修、抄表及设置其他一些家用设备(在日本,管井内设置各种表具及热水装置)。管井可以放大尺寸,扩大进深。尽管面积加大了,却将极大地改善住宅内部的空间环境。

关注“绿色住宅”

所谓“绿色住宅”,应当是健康、有益、节能、低能耗和低污染的住宅。它的基点应是从住户的切身利益出发,营造健康、安全、文明的居住环境,提高住户的居住质量,营造文明的居住环境。“绿色住宅”是涵盖了生态环境和可持续发展的一个新的概念。

“绿色住宅”不仅注重住宅和居住区等硬件建设,更重视人们文明生活方式的软件建设。它强调人与自然环境和谐共生,有效地利用自然,回归自然,提倡重复利用,努力减少污染,保护自然,以创造一个绿色生活环境。

未来住宅设计的首要目标,应是营造“绿色住宅”,服务于“绿色住宅”,以“绿色住宅”这个硬件支撑“绿色生活”这个软件。应做好以下几个方面的工作。

(1)充分利用居住区基地外部和内部的自然条件,如保留和利用原有地形、地貌、植被和水系,保护古树和文物古迹,继承文化特色。

(2)要把空气、阳光、绿色引进每套住宅内。未来的住宅设计,将会创造一切硬件条件,让人们尽享大自然的赐予。不仅套型设计着重调整各种功能与空间的关系,尺度和色彩也将更符合人的情感需求,而且将通过设计师的创新,改善居住的舒适程度,努力营造一个绿色环境。例如,通过增大窗口可容纳更多的阳光、空气和绿色景观;采取增加保温隔热手段或防热隔膜玻璃等措施,把不必要的热量拒之室外;通过会“呼吸”的绿色建材,不断改善和调节室内的温度和湿度,让居住更为舒适;通过及时更换室内污浊空气,保持室内空气清鲜,等等。

通过优良的设计,在住宅中重新引进自然通风的概念,将在夏季取代或减少空调的作用。例如,采用明厅、明卧、明厨、明卫的设计,可减少照明用电,利用太阳能并实现光电转化,使太阳能系统和房屋面构造结合为一体,既实用、美观,又可最大限度地利用能源。

(3)“绿色住宅”建设的一项重要原则,就是如何有效地利用资源,即最大化利用了最小化排废。这与“节制”和“节省”有本质的区别。大自然赋于我们各种资源,在技术、经济有保证的情况下,利用各种资源为人服务,供人享用。在享用和接受服务时,一切浪费都是犯罪。但“节制”和“节省”同样也不适宜。我们提倡的最大化、有效化,是要提倡重复使用,回收利用。对不可再生物质要十分珍惜,并着重开发各种替代产品。例如,实施垃圾分类,对分类后垃圾按照有机、无机、有害、无害物质分门别类回收,以达到最小排出量和最大化利用。又如,在小区中实施中水系统,循环重复使用再生水资源,收集和利用雨水改善气象环境等。这些都是未来住宅设计中必重视的问题。

此外,采用绿色建材、环保建材和无放射性建材,对保证居住者的健康具有十分重要的意义。因此,开展对建材及产品、设备的“绿色认证”工作也是十分必要的。

(4)引导“绿色生活方式”是住区未来建设和物业管理的核心。如果没有绿色生活意识,“绿色社区”的建设也将无从谈起,已建好的也将被破坏。要在社区的建设中,开展对住户居住行为的引导,并有效加以规范,如爱护环境,节约资源,垃圾分类,自爱自洁,邻里和睦。这是一项长期、细致的工作,要从一点一滴做起,让“绿色行为”成为生活的必需,让“绿色生活方式”成为一种文化、一种文明和一种时尚。此外,还要在社区内组织起环境管理体系,建立公民参与机制,组成由政府、环保组织、物业管理和业主参加的联席会,发动志愿者参加,服务于家庭,服务于社区,让环保观念和行为走进每个人的生活。

呼吸“长寿住宅”

目前,人口“老龄化”已不期而至。鉴于我国进入老龄化社会的特殊情况,为老年人提供更多的便利,努力创造一种充满自力、自信、健康、向上的老年区环境,是一项十分重要而紧迫的任务。

第2篇:设计管理论文范文

关键词:零电压开关;电流反向;有源箝位

引言

Flyback变换器由于其电路简单,在小功率场合被普遍采用。但是,由于变压器漏感的存在,引起开关管上过高的电压应力。普通的RCD嵌位Flyback变换器其漏感能量消耗在嵌位电阻R上,开关管上电压应力的大小取决于消耗在嵌位电阻上能量的大小。消耗在嵌位电阻上的能量越多,开关管的电压应力就越低,但也影响了整个变换器的效率,因此,普通的RCD嵌位Flyback变换器总存在着开关管电压应力与整个变换器效率之间的矛盾。

轻小化是目前电源产品追求的目标。而提高开关频率可以减小电感、电容等元件的体积。但是,开关频率提高的瓶颈是开关器件的开关损耗,于是软开关技术就应运而生。一般,要实现比较理想的软开关效果,都需要有一个或一个以上的辅助开关为主开关创造软开关的条件,同时希望辅助开关本身也能实现软开关。

本文介绍的一种有源嵌位Flyback软开关电路,不但能实现ZVS,而且也解决了前述的普通RCD嵌位Flyback变换器中存在的问题。

1工作原理

电路如图1所示,其两个开关S1及S2互补导通,中间有一定的死区以防止共态导通。变压器激磁电感Lm设计得较大,使电路工作在电流连续模式(CCM),如图2的iLm波形所示。而电感Lr设计得较小(LrLm),使流过Lr的电流在一个周期内可以反向,如图2的iLr波形所示。考虑到开关的结电容以及死区时间,一个周期可以分为8个阶段,各个阶段的等效电路如图3所示。其工作原理如下。

1)阶段1〔t0,t1〕该阶段S1导通,Lm与Lr串联承受输入电压,流过Lm及Lr的电流线性上升。

V2=Vin(Lin/Lm+Lr)(1)

由于LrLm,所以式(1)可简化为

V2≈Vin(2)

2)阶段2〔t1,t2〕t1时刻S1关断,Lm及Lr上的电流给S1的输出结电容Cr1充电,同时使S2的输出结电容Cr2放电。t2时刻S2的漏源电压下降到零,该阶段结束。

图2

3)阶段3〔t2,t3〕当S2的漏源电压下降到零之后,S2的寄生二极管就导通,将S2的漏源电压箝位在零电压状态。Lr和Lm串联与嵌位电容Cclamp谐振,Cclamp上电压vc缓慢上升,v2上电压也缓慢上升。

v2=(Lm/Lm+Lr)vc(3)

4)阶段4〔t3,t4〕t3时刻S2的门极变为高电平,S2零电压开通。流过寄生二极管的电流流经S2。此时间段依然维持Lr和Lm串联与嵌位电容Cclamp谐振,v2缓慢上升。

5)阶段5〔t4,t5〕t4时刻v2上升到一定的电压使副边二极管D导通,v2被嵌位在-NVo。Lr与Cclamp谐振。在保证t5时刻Lr电流反向的情况下,其谐振周期应该满足

式中:toff为主开关管S1一个周期内的关断时间。

图3

t5时刻S2关断,该阶段结束。

6)阶段6〔t5,t6〕t5时刻Lr上的电流方向为负,此电流一部分使S1的输出结电容Cr1放电,另一部分对S2的输出结电容Cr2充电。t6时刻S1的漏源电压下降到零,该阶段结束。

7)阶段7〔t6,t7〕当S1的漏源电压下降到零之后,S1的寄生二极管就导通,将S1的漏源电压箝在零电压状态,也就为S1的零电压导通创造了条件。此时,Lr上的承受电压v1为

v1=Vin+NVo(5)

Lr上电流快速上升。流过副边整流二极管D电流iD则快速下降。

diD/dt=-N[Vin+NVo]/Lr+NVo/Lm)(6)

考虑到LrLm,式(6)可简化为

diD/dt=-N(Vin+NVo)/Lr(7)

8)阶段8〔t7,t8〕t7时刻S1的门极变为高电平,S1零电压开通,流过寄生二极管的电流流经S1。t8时刻副边整流二极管D电流下降到零,D自然关断,电路开始进入下一个周期。

可以看到,在这种方案下,两个开关S1和S2实现了零电压开通,二极管D自然关断。

2软开关的参数设计

假定电路工作在CCM状态。由于S2的软开关实现是Lr与Lm联合对Cr1及Cr2充?电,而S1的软开关实现是单独的Lr对Cr1及Cr2充放电。因此,S2的软开关实现比较容易,而S1的软开关实现相对来说要难得多。所以,在参数设计中,关键是要考虑S1的软开关条件。

电流连续模式有源嵌位Flyback变换器ZVS设计步骤如下所述。

2.1变压器激磁电感Lm的设定

由于Lr的存在,变换器的有效占空比Deff(根据激磁电感Lm的充放电时间定义,见图2)要小于S1的占空比D,但是由于t5~t8时刻iLr的上升速度非常的快,所以可近似地认为Deff=D。这样,根据Flyback电路工作在CCM条件,则

式中:η为变换器效率;

fs为开关频率;

PoCCM为变换器的输出功率。

在实际设计中,为了保证电路在轻载时也能工作在电流连续模式,Lm一般取为

2.2电感Lr的设定

为了实现S1的ZVS,t5时刻储存在Lr内的能量足以令S1的输出结电容Cr1放电到零,同时使S2的输出结电容Cr2充电到最大。即

式中:vds=vds1=vds2≈Vin+NVo;

Cr=Cr1+Cr2。

根据式(4)取定合适的谐振周期可以令

2.3电容Cclamp的设定

根据式(4)有

在满足式(15)的前提下,取定合适的Cclamp令iLrmax=iLrmin。

2.4死区时间的确定

为了实现S1的ZVS,必须保证在t6到t7时间内,S1开始导通。否则Lr上电流反向,重新对Cr1充电,这样S1的ZVS条件就会丢失。因此,S2关断后、S1开通前的死区时间设定对S1的ZVS实现至关重要。合适的死区时间为电感Lr与S1及S2的输出结电容谐振周期的1/4,即

严格地讲,开关管输出结电容是所受电压的函数,为方便起见,在此假设Cr1与Cr2恒定。

2.5有效占空比Deff的计算

有效占空比Deff比开关管S1的占空比D略小。

Deff=D-ΔD(17)

[(Vin+NVo)/Lr]ΔDT≈2(P/DVin)(18)

ΔD≈2PLrfs/DVin(Vin+NVo)(19)

代入式(17)得

Deff=D-2PLrfs/(DVin(Vin+NV0)(20)

2.6开关管电压应力计算

Vs1,s2≈Vin+NVo+(2PLrfs/DVin(1-D)(21)

式(21)中第三项相对来说较小,故开关管的电压应力接近于Vin+NVo。

3实验结果

为了验证上述ZVS的实现方法,设计了一个实验电路,其规格及主要参数如下:

输入电压Vin48V;

输出电压Vo12V;

输出电流Io0~5A;

工作频率f100kHz;

主开关S1及S2IRF640;

变压器激磁电感Lm144μH;

变压器原副边匝数比n=N8/3;

电感Lr10μH;

电容Cclamp2μF。

图4给出的是负载电流Io=2A时的实验波形。从图4(e)及图4(f)可以看到,S1和S2都实现了ZVS。图5给出了两种Flyback电路的效率曲线,可以看到,有源嵌位Flyback软开关电路有效地提升了变换器的效率。

第3篇:设计管理论文范文

关键词:地基基础后浇带桩承台沉降

一、引言

基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见,竖向结构体系将荷载集中于点,或分布成线形,但作为最终支承机构的地基,提供的是一种分布的承载能力。

如果地基的承载能力足够,则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件,需要采用满铺的伐形基础。伐形基础有扩大地基接触面的优点,但与独立基础相比,它的造价通常要高的多,因此只在必要时才使用。不论哪一种情况,基础的概念都是把集中荷载分散到地基上,使荷载不超过地基的长期承载力。因此,分散的程度与地基的承载能力成反比。有时,柱子可以直接支承在下面的方形基础上,墙则支承在沿墙长度方向布置的条形基础上。当建筑物只有几层高时,只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用,就常常足以把荷载传给地基。这些单独基础可用基础梁连接起来,以加强基础抵抗地震的能力。只是在地基非常软弱,或者建筑物比较高的情况下,才需要采用伐形基础。多数建筑物的竖向结构,墙、柱都可以用各自的基础分别支承在地基上。中等地基条件可以要求增设拱式或预应力梁式的基础连接构件,这样可以比独立基础更均匀地分布荷载。

如果地基承载力不足,就可以判定为软弱地基,就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱土层考虑。勘察时,应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况,根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史,明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。

在初步计算时,最好先计算房屋结构的大致重量,并假设它均匀的分布在全部面积上,从而等到平均的荷载值,可以和地基本身的承载力相比较。如果地基的容许承载力大于4倍的平均荷载值,则用单独基础可能比伐形基础更经济;如果地基的容许承载力小于2倍的平均荷载值,那么建造满铺在全部面积上的伐形基础可能更经济。如果介于二者之间,则用桩基或沉井基础。

二、地基的处理方法

利用软弱土层作为持力层时,可按下列规定执行:1)淤泥和淤泥质土,宜利用其上覆较好土层作为持力层,当上覆土层较薄,应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施;2)冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料,当均匀性和密实度较好时,均可利用作为持力层;3)对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为持力层。局部软弱土层以及暗塘、暗沟等,可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。在选择地基处理方法时,应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。

地基处理设计时,应考虑上部结构,基础和地基的共同作用,必要时应采取有效措施,加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法,宜按建筑物地基基础设计等级,选择代表性场地进行相应的现场试验,并进行必要的测试,以检验设计参数和加固效果,同时为施工质量检验提供相关依据。

经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时,基础宽度的地基承载力修正系数取零,基础埋深的地基承载力修正系数取1.0;在受力范围内仍存在软弱下卧层时,应验算软弱下卧层的地基承载力。对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物,以及钢油罐、堆料场等,地基处理后应进行地基稳定性计算。结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值;根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等,按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。地基处理后,建筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求,并在施工期间进行沉降观测,必要时尚应在使用期间继续观测,用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时,设计要综合考虑土体的特殊性质,选用适当的增强体和施工工艺。复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定,或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。

常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。

1换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。

2强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。

3砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。

4振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。

5水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。

6高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。

7预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。

8夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。

9水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。

10石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。

11灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理的深度为5~15m。当用来消除地基土的湿陷性时,宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时,宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。

12柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基,对地下水位以下的饱和松软土层,应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。

13单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0.1~2m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地,对Ⅱ级湿陷性地基,应通过试验确定碱液法的适用性。

14在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。对复合地基而言,方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。

三、基础的设计

房屋基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑,选择经济合理的基础型式。

砌体结构优先采用刚性条形基础,如灰土条形基础、Cl5素混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础和四合土条形基础等,当基础宽度大于2.5m时,可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。

多层内框架结构,如地基土较差时,中柱宜选用柱下钢筋混凝土条形基础,中柱宜用钢筋混凝土柱。

框架结构、无地下室、地基较好、荷载较小可采用单独柱基,在抗震设防区可按《建筑抗震设计规范》第6.1.1l条设柱基拉梁。

无地下室、地基较差、荷载较大为增强整体性,减少不均匀沉降,可采用十字交叉梁条形基础。

如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求,又不宜采用桩基或人工地基时,可采用筏板基础(有梁或无梁)。

框架结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降要求严、防水要求高、柱网较均匀,可采用箱形基础;柱网不均匀时,可采用筏板基础。

有地下室,无防水要求,柱网、荷载较均匀、地基较好,可采用独立柱基,抗震设防区加柱基拉梁。或采用钢筋混凝土交叉条形基础或筏板基础。

筏板基础上的柱荷载不大、柱网较小且均匀,可采用板式筏形基础。当柱荷载不同、柱距较大时,宜采用梁板式筏基。

无论采用何种基础都要处理好基础底板与地下室外墙的连结节点。

框剪结构无地下室、地基较好、荷载较均匀,可选用单独柱基,墙下条基,抗震设防地区柱基下设拉梁并与墙下条基连结在一起。

无地下室,地基较差,荷载较大,柱下可选用交叉条形基础并与墙下条基连结在一起,以加强整体性,如还不能满足地基承载力或变形要求,可采用筏板基础。剪力墙结构无地下室或有地下室,无防水要求,地基较好,宜选用交叉条形基础。当有防水要求时,可选用筏板基础或箱形基础。高层建筑一般都设有地下室,可采用筏板基础;如地下室设置有均匀的钢筋混凝土隔墙时,采用箱形基础。

当地基较差,为满足地基强度和沉降要求,可采用桩基或人工处理地基。

多栋高楼与裙房在地基较好(如卵石层等)、沉降差较小、基础底标高相等时基础可不分缝(沉降缝)。当地基一般,通过计算或采取措施(如高层设混凝土桩等)控制高层和裙房间的沉降差,则高层和裙房基础也可不设缝,建在同一笺基上。施工时可设后浇带以调整高层与裙房的初期沉降差。

当高层与裙房或地下车库基础为整块筏板钢筋混凝土基础时,在高层基础附近的裙房或地下车库基础内设后浇带,以调整地基的初期不均匀沉降和混凝土初期收缩。

现在我就大型基础设计中较多见的基础类型的桩基础和后浇带的设计讨论一下

1当天然地基或人工地基的地基承载力或变形不能满足设计要求,或经过经济比较采用浅基础反而不经济时,可采用桩基础。

2桩平面布置原则:

1)力求使各桩桩顶受荷均匀,上部结构的荷载重心与桩的重心相重合,并使群桩在承受水平力和弯矩方向有较大的抵抗矩。

2)在纵横墙交叉处都应布桩,横墙较多的多层建筑可在横墙两侧的纵墙上布桩,门洞口下面不宜布桩。

3)同一结构单元不宜同时采用摩擦桩和端承桩。

4)大直径桩宜采用一柱一桩;筒体采用群桩时,在满足桩的最小中心距要求的前提下,桩宜尽量布置在筒体以内或不超出筒体外缘1倍板厚范围之内。

5)在伸缩缝或防震缝处可采用两柱共用同一承台的布桩形式。

6)剪力墙下的布桩量要考虑剪力墙两端应力集中的影响,而剪力墙中和轴附近的桩可按受力均匀布置。

3桩端进入持力层的最小深度:

1)应选择较硬上层或岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度,对于粘性土、粉土不宜小于2d(d为桩径);砂土及强风化软质岩不宜小于1.5d;对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于1d,且不小于0.5m。

2)桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩,桩全断面进入岩层的深度不宜小于0.5m,嵌入灰岩或其他未风化硬质岩时,嵌岩深度可适当减少,但不宜小于0.2m。

3)当场地有液化土层时,桩身应穿过液化土层进入液化土层以下的稳定土层,进入深度应由计算确定,对碎石土、砾、粗中砂、坚硬粘性土和密实粉土且不应小于0.5m,对其他非岩石土且不宜小于1.5m。

4)当场地有季节性冻土或膨胀土层时,桩身进入上述土层以下的深度应通过抗拔稳定性验算确定,其深度不应小于4倍桩径,扩大头直径及1.5m。

桩型选择原则。桩型的选择应根据建筑物的使用要求,上部结构类型、荷载大小及分布、工程地质情况、施工条件及周围环境等因素综合确定。

1)预制桩(包括混凝土方形桩及预应力混凝土管桩)适宜用于持力层层面起伏不大的强风化层、风化残积土层、砂层和碎石土层,且桩身穿过的土层主要为高、中压缩性粘性土,穿越层中存在孤石等障碍物的石灰岩地区、从软塑层突变到特别坚硬层的岩层地区均不适用。其施工方法有锤击法和静压法两种。

2)沉管灌注桩(包括小直径D<5O0mm,中直径D=500~600mm)适用持力层层面起伏较大、且桩身穿越的土层主要为高、中压缩性粘性土;对于桩群密集,且为高灵敏度软土时则不适用。由于该桩型的施工质量很不稳定,故宜限制使用。

3)在饱和粘性土中采用上述两类挤土桩尚应考虑挤土效应对于环境和质量的影响,必要时采取预钻孔。设置消散超孔隙水压力的砂井、塑料插板、隔离沟等措施。钻孔灌注桩适用范围最广,通常适用于持力层层面起伏较大,桩身穿越各类上层以及夹层多、风化不均、软硬变化大的岩层;如持力层为硬质岩层或地层中夹有大块石等,则需采用冲孔灌注桩。无地下水的一般土层,可采用长短螺旋钻机干作业成孔成桩。钻(冲)孔时需泥浆护壁,故施工现场受限制或对环境保护有特殊要求的,不宜采用。

4)人工挖孔桩适用于地下水水位较深,或能采用井点降水的地下水水位较浅而持力层较浅且持力层以上无流动性淤泥质土者。成孔过程可能出现流砂、涌水、涌泥的地层不宜采用。

5)钢桩(包括H型钢桩和钢管桩)工程费用昂贵,一般不宜采用。当场地的硬持力层极深,只能采用超长摩擦桩时,若采用混凝土预制桩或灌注桩又因施工工艺难以保证质量,或为了要赶工期,此时可考虑采用钢桩。钢桩的持力层应为较硬的土层或风化岩层。

6)夯扩桩,当桩端持力层为硬粘土层或密实砂层,而桩身穿越的土层为软土、粘性土、粉土,为了提高桩端承载力可采用夯扩桩。由于夯扩桩为挤土桩,为消除挤土效应的负面影响,应采取与上述预制桩和沉管灌注桩类似的措施。

后浇带设计

因调整地基初期不均匀沉降而设的后浇带,带宽800~1O00mm。后浇带自基础开始在各层相同位置直到裙房屋顶板全部设后浇带,包括内外墙体。施工时后浇带两边梁板必须支撑好,直到后浇带封闭并混凝土达到设计强度后拆除。后浇带内的混凝土等级采用比原构件提高一级的微膨胀混凝土。如沉降观测记录在高层封顶时,沉降曲线平缓可在高层封顶一个月后封闭后浇带。沉降曲线不缓和则宜延长封闭后浇带时间。

基础后浇带封闭前要求施工时覆盖,以免杂物垃圾掉落难于清理。并提出清除杂物垃圾的措施,如后浇带处垫层局部降低等。有必要时后浇带中设置适量加强钢筋,如梁面、底钢筋相同等措施。

设计者必须认真对待由于超长给结构带来的不利影响,当增大结构伸缩缝间距或者是不设置伸缩缝时,必须采取切实可行的措施,防止结构开裂。在适当增大伸缩缝最大间距的各项措施中,在结构施工阶段采取防裂措施是国内外通用的减小混凝土收缩不利影响的有效方法,我国常用的做法是设置施工后浇带。另外,当建筑物存在较大的高差,但是结构设计根据具体情况可不设置永久变形缝时,例如高层建筑主体和多层(或低层)裙房之间,也常常采用施工后浇带来解决施工阶段的差异沉降问题。这两种施工后浇带,前者可称之为收缩后浇带,后者可称之为沉降后浇带。

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(混凝土规范第9.1.1条)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,同时应注意加强屋面保温隔热,采用可靠的、高效的外墙外保温,并适当提高外纵墙、山墙、屋面等重要部位的纵向钢筋配筋率。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。除在施工阶段设置后浇带外,应该加强地下室顶板及地下室外墙的配筋,建议纵向钢筋最小配筋率不宜小于0.5%,钢筋应尽可能选择直径较小的,一般10到16即可,间距尽量选择较密的,宜不大于150mm,细而密的钢筋分布对结构抗裂是有利的。

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。采用这种方法,不仅可以进一步增大伸缩缝最大间距,而且可以用膨胀加强带取代部分施工后浇带,从而实现混凝土的连续浇筑即无缝施工。但应注意,采用膨胀加强带取代部分施工后浇带时,膨胀加强带的位置应设置在结构温度应力集中部位,并应制定严格的技术保障措施,保证混凝土原材料的质量和微膨胀剂的配合比准确,结构设计应对地下室结构各部位混凝土的限制膨胀率提出明确要求。

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。当地基持力层压缩性较高,且厚度较大,高层建筑主体与裙房之间的高差悬殊较大,高层建筑荷载较大,则由于高层建筑与裙房之间的差异沉降量较大,在采用天然地基的情况下,还是以设置永久变形缝将高层建筑与裙房彻底脱开为好。当高层建筑与相邻的裙房之间设置永久变形缝时,高层建筑的基础埋深一般应大于裙房基础埋深至少2米,不满足此要求时应计算高层建筑的稳定性,并采取可靠措施防止高层建筑与裙房之间发生相互倾斜。笔者曾经参观过某工程,高层建筑地下一层,地上十六层,纯地下车库一层,与高层建筑地下室贯通,其间设置了沉降缝,基础埋深基本相同,沉降缝间采用硬质材料填充。由于没有解决好高层建筑与地下车库间的互倾问题,建筑投入使用后,发现沉降缝两侧墙体开裂,造成地下室渗漏。

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方法来替代桩基,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30米到50米。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,例如某工程地下车库通道的顶板、底板均与主楼相连,但是由于施工场地狭小,无法留设后浇带,于是要求施工单位先施工结构主体,待主体完成后再施工车道部分,要求施工单位对与主体相连的钢筋必须预留,后期采用焊接连接,同一截面的钢筋焊接连接率不得大于50%。

有的工程将后浇带内钢筋全部断开,这时候,为避免在同一截面钢筋100%连接,宜将后浇带曲折布置,而不要沿一直线布置。连接方式建议首选机械连接或焊接,但要注意施工质量。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。

四、工程实例

一、工程概况

工程总建筑面积5880平方米。无地下室,地上7层框架结构,底层层高4.5m,以上各层层高均为3.1m

二、地质条件

本工程±0.000标高相当于罗零标高5.240米,场地内地层自上而下依次为:①素填土,层厚0.8~2.90m,回填时间4年主要填料为残积粘性土,混砖瓦石块场地分布均匀。②淤泥,呈饱和流塑状,主要由粘粒、粉粒组成,夹杂有有机质,该层层厚4.00~9.00m。③粉质粘土,呈饱和可塑状,手搓稍有粉粒感,粘性较好,标贯试验的校正平均值为10击,层位稳定,厚度为4.80~9.55。④含泥中粗砂,呈饱和密状,层厚0.7~4m。⑤沙质粘土,呈饱和可塑状,层厚0.5~3m。⑥中砂,饱和,含泥约10~20%,均匀分布于场地,厚度约2.10~7.60m。⑦残积粘性土:饱和,可塑,原为辉绿岩脉,长石矿物已全风化成呈土状,标贯试验校正平均值为17击厚2.70~6.70m。⑧散体强风化花岗岩,大部分长石类矿物已经风化呈土状,岩心手捻可散,厚度2.25~14.20m。⑨强风化花岗岩层。⑩中风化花岗岩.

三、设计过程

柱网布置详见附图

经过PKPM结构计算软件对本楼上部结构进行的计算,取轴力最大的情况得出柱底最小轴力为1930KN,最大柱底轴力为5832KN。由于浅层土不足以承受此荷载,所以选用桩基础作为建筑物的基础。由于柱底轴力差异较大,从经济性和节约成本的考虑,所以选用2种桩径,分别是F500和F400。

在设计工程中还应该注意的是PKPM所算出的柱底轴力为设计值,不能直接用于计算需要把算出的值除以1.25来转化为特征值来计算.

1、确定单桩竖向承载力设计值

桩侧总极限摩阻力标准值:Rsk=Up×Σlifsi

桩端极限阻力标准值:Rpk=Ap×fp

本工程中的单桩极限承载力根据静载试验确定F500为4100KN,F400为3100KN

单桩竖向承载力设计值Rd=(Rsk+Rpk)/1.65

F500Rd=4100/1.65=2484.8KN

F400Rd=3100/1.65=1878.8KN

单桩竖向承载力特征值Ra=(Rsk+Rpk)/2.0

F500Ra=4100/2=2050KN

F400Ra=3100/2=1550KN

2、确定桩的数量、间距和布置方式

初步估算桩数时,先不要考虑群桩效应,

在确定桩的数量时,我是根据各底层柱的轴力确定应该选用何种直径的桩和确定桩的数量,例如在附图中的(16)-(c)柱底轴力为1944.8KN(特征值),我选用两桩承台,桩径为400;

(8)-(A)柱底轴力为4665.6KN,我选用三桩承台,桩径为500.

当为偏心受压,一般桩的根数应相应的增加10%~20%。

桩的间距(中心距)采用3.6倍桩径.

原则:使得群桩横截面的重心应与荷载合力的作用点重合和接近或者是使其重心处于合力作用点变化范围之内,并应尽量接近最不利的合力作用点。

具体布置方法见附图。

3、承台设计

独立承台、柱下或墙下条形承台(梁式承台),以及筏板承台和箱形承台,承台设计包括选择承台的材料及其强度等级,几何形状及其尺寸,进行承台结构承载力计算,并应使其构造满足一定的要求。

构造要求:承台最小宽度不应小于500mm,承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长,边缘挑出部分不应小于150mm,墙下条形承台边缘挑出部分可降低至75mm。条形和柱下独立承台的最小厚度为500mm,其最小埋深为600mm。

本工程中承台混凝土等级C30,取其中的(8)-(A)柱位置的承台为例计算:

一、基本资料:

承台类型:三桩承台圆桩直径d=500mm

桩列间距Sa=900mm桩行间距Sb=1560mm

桩中心至承台边缘距离Sc=500mm

承台根部高度H=1100mm承台端部高度h=1100mm

柱子高度hc=700mm(X方向)柱子宽度bc=650mm(Y方向)

二、控制内力:

Nk=4666;

Fk=4666;

F=6299.1;

三、承台自重和承台上土自重标准值Gk:

a=2(Sc+Sa)=2*(0.5+0.9)=2.8m

b=2Sc+Sb=2*0.5+1.56=2.56m

承台底部面积Ab=a*b-2Sa*Sb/2=2.8*2.56-2*0.9*1.56/2=5.76m

承台体积Vct=Ab*H1=5.76*1.1=6.340m

承台自重标准值Gk''''''''=γc*Vct=25*6.34=158.5kN

土自重标准值Gk''''=γs*(Ab-bc*hc)*ds=18*(5.76-0.65*0.7)*0.8

=76.4kN

承台自重及其上土自重标准值Gk=Gk''''''''+Gk''''=158.5+76.4=235.0kN

四、承台验算:

圆桩换算桩截面边宽bp=0.866d=0.866*500=433mm

1、承台受弯计算:

(1)、单桩桩顶竖向力计算:

在轴心竖向力作用下

Qk=(Fk+Gk)/n(基础规范8.5.3-1)

Qk=(4666+235)/3=1633.7kN≤Ra=2020kN

每根单桩所分配的承台自重和承台上土自重标准值Qgk:

Qgk=Gk/n=235/3=78.3kN

扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:

Ni=γz*(Qik-Qgk)

N=1.35*(1633.7-78.3)=2099.7kN

(2)、承台形心到承台两腰的距离范围内板带的弯矩设计值:

S=(Sa^2+Sb^2)^0.5=(0.9^2+1.56^2)^0.5=1.801m

αs=2Sa=2*0.9=1.800m

α=αs/S=1.8/1.801=0.999

承台形心到承台两腰的距离B1:

B1=Sa/S*2Sb/3+Sc*(Sa+Sb)/S=1.203m

M1=Nmax*[S-0.75*c1/(4-α^2)^0.5]/3(基础规范8.5.16-4)

=2099.7*[1.801-0.75*0.65/(4-0.999^2)^0.5]/3

=1063.6kN·m

②号筋Asy=3783mmζ=0.068ρ=0.32%

10Φ22@110(As=3801)

(3)、承台形心到承台底边的距离范围内板带的弯矩设计值:

承台形心到承台底边的距离B2=Sb/3+Sc=1.020m

M2=Nmax*[αs-0.75*c2/(4-α^2)^0.5]/3(基础规范8.5.16-5)

=2099.7*[1.8-0.75*0.7/(4-0.999^2)^0.5]/3

=1047.7kN·m

①号筋Asx=3667mmζ=0.076ρ=0.36%

10Φ22@100(As=3801)

2、承台受冲切承载力验算:

(1)、柱对承台的冲切验算:

扣除承台及其上填土自重,作用在冲切破坏锥体上的冲切力设计值:

Fl=6299100N

三桩三角形柱下独立承台受柱冲切的承载力按下列公式计算:

Fl≤[βox*(2bc+aoy1+aoy2)+(βoy1+βoy2)*(hc+aox)]*βhp*ft*ho(参照承台规程4.2.1-2)

X方向上自柱边到最近桩边的水平距离:

aox=900-0.5hc-0.5bp=900-700/2-433/2=333mm

λox=aox/ho=333/(1100-110)=0.337

X方向上冲切系数βox=0.84/(λox+0.2)(基础规范8.5.17-3)

βox=0.84/(0.337+0.2)=1.565

Y方向(下边)自柱边到最近桩边的水平距离:

aoy1=2*1560/3-0.5bc-0.5bp=1040-650/2-433/2=498mm

λoy1=aoy1/ho=498/(1100-110)=0.504

Y方向(下边)冲切系数βoy1=0.84/(λoy1+0.2)(基础规范8.5.17-4)

βoy1=0.84/(0.504+0.2)=1.194

Y方向(上边)自柱边到最近桩边的水平距离:

aoy2=1560/3-0.5bc-0.5bp=520-650/2-433/2=-22mm

λoy2=aoy2/ho=-22/(1100-110)=-0.022

当λoy2<0.2时,取λoy2=0.2,aoy2=0.2ho=0.2*990=198mm

Y方向(上边)冲切系数βoy2=0.84/(λoy2+0.2)(基础规范8.5.17-4)

βoy2=0.84/(0.2+0.2)=2.1

[βox*(2bc+aoy1+aoy2)+(βoy1+βoy2)*(hc+aox)]*βhp*ft*ho

=[1.565*(2*650+498+198)+(1.194+2.1)*(700+333)]*0.975*1.43*990

=9029023N≥Fl=6299100N,满足要求。

(2)、底部角桩对承台的冲切验算:

扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:

Nl=N1=2099700N

承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算:

Nl≤β12*(2c2+a12)*tg(θ2/2)*βhp*ft*ho(基础规范8.5.17-10)

θ2=2*arctg(Sa/Sb)=2*arctg(900/1560)=60°

c2=[Sc*ctg(θ2/2)+Sc+0.5bp]*Cos(θ2/2)

=[500*ctg30°+500+433/2]*Cos30°=1371mm

a12=(2Sb/3-0.5bp-0.5bc)*Cos(θ2/2)

=(2*1560/3-433/2-650/2)*Cos30°=432mm

λ12=a12/ho=432/(1100-110)=0.436

底部角桩冲切系数β12=0.56/(λ12+0.2)(基础规范8.5.17-11)

β12=0.56/(0.436+0.2)=0.88

β12*(2c2+a12)*tg(θ2/2)*βhp*ft*ho

=0.88*(2*1371+432)*tg30°*0.975*1.43*990

=2229798N≥Nl=2099700N,满足要求。

(3)、顶部角桩对承台的冲切验算:(近似计算)

扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:

Nl=Max{N2,N3}=2099700N

承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算:

Nl≤β11*(2c1+a11)*tg(θ1/2)*βhp*ft*ho(基础规范8.5.17-8)

θ1=arctg(Sb/Sa)=arctg(1560/900)=60°

c1=ctgθ1*2Sc+Sc+0.5bp=ctg60°*2*500+500+433/2=1293mm

a11=Sa-0.5bp-0.5bc=900-433/2-650/2=333mm

λ11=a11/ho=333/(1100-110)=0.337

底部角桩冲切系数β11=0.56/(λ11+0.2)(基础规范8.5.17-9)

β11=0.56/(0.337+0.2)=1.043

β11*(2c1+a11)*tg(θ1/2)*βhp*ft*ho

=1.043*(2*1293+333)*tg30°*0.975*1.43*990

=2433399N≥Nl=2099700N,满足要求。

3、承台斜截面受剪承载力计算:

(1)、X方向(上边)斜截面受剪承载力计算:

扣除承台及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力设计值:

Vx=N2+N3=4199400N

柱上边缘计算宽度bxo:

Sb/3-Sc=1560/3-500=20mm≤0.5bc=325mm

bxo=a=2800mm

承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:

Vx≤βhs*βy*ft*bxo*ho(基础规范8.5.18-1)

X方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:

ay=520-0.5bc-0.5bp=520-650/2-433/2=-22mm

λy=ay/ho=-22/(1100-110)=-0.022

当λy<0.3时,取λy=0.3

βy=1.75/(λy+1.0)=1.75/(0.3+1.0)=1.346

βhs*βy*ft*bxo*ho=0.95*1.346*1.43*2800*990=5069495N

≥Vx=4199400N,满足要求。

(2)、X方向(下边)斜截面受剪承载力计算:

扣除承台及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力设计值:

Vx=N1=2099700N

柱下边缘计算宽度bxo:

bxo=2*[Sc+(2Sb/3-0.5bc+Sc)*Sa/Sb]=2402mm

承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:

Vx≤βhs*βy*ft*bxo*ho(基础规范8.5.18-1)

X方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:

ay=1040-0.5bc-0.5bp=1040-650/2-433/2=498mm

λy=ay/ho=498/(1100-110)=0.504

βy=1.75/(λy+1.0)=1.75/(0.504+1.0)=1.164

βhs*βy*ft*bxo*ho=0.95*1.164*1.43*2402*990=3760082N

≥Vx=2099700N,满足要求。

(3)、Y方向斜截面受剪承载力计算:

扣除承台及其上填土自重后Y方向斜截面的最大剪力设计值:

Vy=Max{N2,N3}=2099700N

承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:

Vy≤βhs*βx*ft*byo*ho(基础规范8.5.18-1)

Y方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:

ax=900-0.5hc-0.5bp=900-700/2-433/2=333mm

λx=ax/ho=333/(1100-110)=0.337

βx=1.75/(λx+1.0)=1.75/(0.337+1.0)=1.309

βhs*βx*ft*byo*ho=0.95*1.309*1.43*2560*990=4507164N

≥Vy=2099700N,满足要求。

4、柱下局部受压承载力计算:

局部荷载设计值F=6299100N

混凝土局部受压面积Al=bc*hc=455000mm

承台在柱下局部受压时的计算底面积按下列公式计算:

Ab=(bx+2*c)*(by+2*c)

c=Min{Cx,Cy,bx,by}=Min{1050,955,700,650}=650mm

Ab=(700+2*650)*(650+2*650)=3900000mm

βl=Sqr(Ab/Al)=Sqr(3900000/455000)=2.928

ω*βl*fcc*Al=1.0*2.928*0.85*14.33*455000=16227305N

≥F=6299100N,满足要求。

5、桩局部受压承载力计算:

局部荷载设计值F=Nmax+γg*Qgk=2099.7+1.35*78.3=2205.4kN

混凝土局部受压面积Al=π*d^2/4=196350mm

承台在角桩局部受压时的计算底面积按下列公式计算:

Ab=(bx+2*c)*(by+2*c)

圆桩bx=by=Sqr(Al)=443mm

c=Min{Cx,Cy,bx,by}=Min{250,250,443,443}=250mm

Ab=(443+2*250)*(443+2*250)=889463mm

βl=Sqr(Ab/Al)=Sqr(889463/196350)=2.128

ω*βl*fcc*Al=1.0*2.128*0.85*14.33*196350=5090815N

≥F=2205432N,满足要求。

五、工程小结

1:基础设计关键是上部荷载准确性,上部荷载准确性关键是结构选型,即结构计算模型与软件的计算条件(模型)吻合程度。象纯砖混,框架,剪力墙等吻合程度是好的,导荷准确,可直接

用于基础设计。象混合结构(小设计院现象,经济欠发达区存在)、复杂结构等导荷准确性与实际有差别,如是拿来主义哪就完了。

2:结构用任何软件(通过鉴定)进行上部结构计算都可,在于习惯。而其它结构须用两种以上软件进行上部结构计算,对结果分析,手算综合确定上部荷载。

3:基础设计软件核心简单,荷载相同,各种软件计算结果一致。

4:平时注意设计交流,知识积累,切忌拿来主义,定能成为优秀结构师。

参考文献:

[1]《建筑地基基础设计规范》GBJ-7-89

[2]《建筑地基基础勘察设计规范》DBJ13-17-91

[3]《软土地基与地下工程》孙更生、郑大同

[4]《建筑桩基技术规范》JGJ94-94

[5]《建筑地基处理技术规范》GBJ79-91

[6]《基础工程设计原理》袁聚云

[7]《地基及基础》第3版中国建筑出版社

[8]《基础工程》第1版周景星

第4篇:设计管理论文范文

关键词:数字频率计;函数信号发生器;闸门时间

Abstract:Adigitalfrequencymeterdesignedbyusingequalprecisionmeasurement,haverealizedthefrequencymeasurement.Itintroducesthehardwareconstructionmethodofequalprecisiondigitalmeasurementfrequency.Thismethodiseasyandconvenient.

Keywords:Digitalfrequencymeter;Functionsignalgenerator;Theintervalbetweentheopeningandclosingofthelockgate

1.引言

随着无线电技术的发展与普及,"频率"已成为广大群众所熟悉的物理量。调节收音机上的频率刻度盘可使你选听到你所喜欢的电台节目;调节电视机上的微调旋钮可使电视机对准电视台的广播频率,获得图像清晰的收看效果,这些已成为人们的生活常识。

人们在日常生活、工作中更离不开计时。学校何时上、下课?工厂几时上、下班?火车、班机何时起飞?出差的亲人几日能归来?┈┈,这些都涉及到计时。频率、时间的应用,在当代高科技中显得尤为重要。例如,邮电通讯,大地测量,地震预报,人造卫星、宇宙飞船、航天飞机的导航定位控制都与频率、时间密切相关,只是其精密度和准确度比人们日常生活中的要求高得多罢了。

本次设计主要采用直接测频法制成一个测量范围在0~9999Hz的频率计。该频率计的闸门信号的采样时间为1s,并采用4位数码显示,输入信号幅度范围0.8~5V。它不仅可以测量正弦波、方波、三角波和尖脉冲信号的频率,而且还可以测量它们的周期。

第5篇:设计管理论文范文

摸到自己的设计好象摸到自己的小孩子一样,特别亲切。各位好,我今天早上听了一句话,觉得是对设计和创意非常好的诠释,他说无聊是创意的源泉。这个题目对设计来讲是一个比较新的看法。大家看这个图,是大三浙江大学毕业生的做法,他是用手的触感来做模型方块。今天我讲四个内容,第一,什么是手感,第二手感经济的发生,第三,手感经济美学的趋势,第四,华硕的经验。

第一,什么叫手感,手感我们甚为是超越大量生产品的独特温暖质感。这上面有一些从传统的物品来的,有一些从传统的纺织品。从欧美和亚洲已经兴起手工制造品,你在网上搜索会查到有很多的手工香皂、手工纸等等。

第二,为什么会有手感经济的发生。我们相对以前的经济方式是零情感经济,最主要是来自生产力,也来自DFM,就是设计为制造的理念,然后是精品产品开始大量的接受。

1、生产力的快速提升,在一般的半导体业界,大家都非常了解摩尔定律,但是在机械加工领域里面也有一个摩尔定律,但是周期比较长,在五年。每五年机械加工能力增加一倍。以前我们加工一个台式机的机箱底座需要5分钟。现在我们到苏州工厂发现生产一个底座只需要2秒钟,这是非常惊人的。第二,刺激型营销,改变了产品生命周期。大家看到左边这个形状是从导入期、成长期到成熟期到衰退期。大家比较注意消费性产品,大家发现手提电话在一个区间里面把量做到最大,但是一瞬间就改变另外一个机种,茶叶罐型已经影响整个产品的生命周期。以前是山形直线,现在是直接爬升的直线。

2、共同零件/制造平台。全世界70%的笔记本电脑,基本上由5家生产出来的,全世界手提电脑是用这五家制造商生产出来的,不管用什么牌子,都是这五个制造商。造成价值链分工,导致所有的材料、东西越来越窄化。成本的考虑,我们会变成使用模块化的零件。近几年兼容机处于市场一部分,是因为所有的东西都是模块化的,提供一个开放的平台,所有零件的独特性就会受限。

3、DFM,设计理念应该从“设计为制造服务”(DFM:DesignForManufacture)倒过来变成“制造为设计服务”(MFD:Man-ufactureForDesign)。。为了制造设计,会有非常非常多的限制,你设计的瓶颈就是你的制造瓶颈。在场可能有很多的设计师,你们有时候觉得是很非常好的创意,但是送到工程师那里,他会说这个无法开模。我们也会思考,开模真的是量产的唯一方式吗?我们开始反思这样的冲突。

这是一个非常有名的例子大家都知道这是什么,这是iPLAS(音),大家对它的印象是后面镜面加工的不锈钢,开始第一批用日本传统的打光技术做后面镜面的不锈钢。以大部分公司来看,它到底是不是量产,但是我们必须承认,这个多少已经卖了成千成万个。

4、精品产品接受度的提升。这几个要素大家都看到,新富阶层兴起,有别于传统,工艺量产化产品。消费者会想我要买跟大家一样的产品,还是买我自己需要的独特性的产品。

这是在上海的一个展览,中国已经是世界第三大精品消费国,更让大家惊讶的是,它的成长非常快,它以20%的速度在成长。

在这样四个环境之下,我们开始考虑到,到底我如何平衡工艺跟量产,等一下我会找几个例子,让大家看一下。手感经济美学的趋势是整合手工和量产,不是单纯的手工或者量产。量产设备提供劳工,一个生产设计中和工艺突破量产,工艺技术是提升产品质量的重要因素。前段时间我看家具展览会,你会发现一些家具不会变形,而我们身边的家庭里面钢管都会变形,这是超过几百年的加工工艺,现在用于设计。在这样的趋势下面,我想给大家做两个比较极端的例子。(图)这个产品实际上索尼的一个系列,是属于量身定做、半手工制作的产品,首先把你的头的尺寸量出来,然后找着你头的尺寸去做。如果你现在要买这个产品,索尼会跟你说这个网站已经关闭。这是意大利一个家具博览会中的两个产品,左边是1978年做的,用的材料同样跟你们路上买的差不多一样,但是它加了一样东西,就是手工精制抛光的技术。当然,你可能会在路上买上百个,你发现拿到这个东西,它的质感跟以前的材料有着非常大的落差。

第四,我们来分享一下华硕的经验。这是我们以往在做设计时候的方法。当时的主角就是产品设计师的灵魂,他掌握机器设备。我们做DFA活动里面,掌握材料,掌握机器做出产品,但是在手感经济里面,设计师无法做整个流程的主导师,我们需要工艺师。在手感经济里面,我们不但要掌握材料,要掌握设备,还要掌握工艺。大家都有皮包,但是并不了解传统设计师的设计,我们强迫设计师跟皮件艺匠交流,如何变形,如何制作,这上面都是我们的设计师,我们用一年时间了解皮件包括染色等各个方面。我们用还不到一年的时间,我们开始累积足够的对材料的支持,所以我们下了一个设计语言给笔记本电脑,就是皮革和金属为介质,来展现笔记本电脑的质感。

S6是贵金属衍生出来的产品,每一个产品件都是贵金属件组合出来的,每一个部件都要花很多的时间做出来。大家看到这个皮革没有怎么样,但是也会想皮革如何跟我的笔记本金属外表结合。我跟我们的合作伙伴做了一种特殊的胶,开发了一个很特殊的胶,而且开发了一种很特殊的加工方式。只要大家把身上的皮包拿出来看,为了笔记本我要做到0.2—0.5之间,同样很薄。我们在这个手感经济里面做了以前从来没有想过的设计方法。

当时我跟设计师说给我两张图,这是两个砚台。告诉大家什么是手感经济。对于不知道手感经济的人认为就是两块石头,如果你了解的话,这就不是墨而是用来研墨的东西。

现场观众京工业促进中心的,我想问张总两个问题,第一,您如何看待设计创新和技术创新的关系,第二,设计创新对提升企业产品竞争力有哪些作用?

第6篇:设计管理论文范文

教学目的、要求:1.通过独立阅读课文,初步了解电脑的功能和用途。

2.使学生掌握一边读,一边想的方法,进一步理解电脑如何“管家”,激励学生爱科学、学科学。

教学难点:1.指导学生边读边想,理解电脑的用途。

2.学习运用比喻的修辞手法,明白电脑“管家”工作的初步原理。

教学准备:一台电脑。

教学时间:一课时。

教学过程:一、揭题审题,检查预习1.板书课题:《电脑“管家”》。

2.审题:什么叫电脑?为什么叫电脑为“管家”呢?它管什么?怎么管呢?学了这篇说明文,我们就会懂得关于电脑的许多知识。

3.检查预习情况:①作者重点写了哪几方面的内容?(引导学生从电脑的功能、电脑如何“管家”、电脑的用途这几方面理解。)②了解学生在预习中掌握了哪些不懂的词句。(模拟、数据、操纵、履行、贮存等。)③师生讨论部分疑难。(如:终端机、神经中枢和电脑的工作原理等。)

二、初读课文,理清层次1.自由读课文,思考:课文分为几段?

2.引导讨论,概括段意:第一段(第1自然段):电脑的特点和功能。第二段(第2—13自然段):电脑如何“管家”。第三段(第14自然段):电脑真是个忠实可靠的“管家”。

三、细读课文,理解内容1.读懂第一段。①默读,思考:电脑有哪些功能。②明白“不仅……还……”句式表达的意思。

2.读懂第二段。①电脑能当“管家”,“我”相信吗?“我”是怎么弄明白的?自由读第二段,并分组讨论以下四个问题:A.终端机怎样办理客人的住店手续?B.餐厅里,客人为什么吃完饭不付钱?C.终端机和主机是怎样联系的?D.电脑系统的神经中枢有什么功能?②集体讨论,理解电脑如何分步“管家”。

3.读懂第三段。①齐读,理解电脑的“忠实可靠”、“不知疲倦”。②为什么说电脑是忠实可靠的“管家”?

四、再读课文,概括中心1.默读课文,想一想:课文主要写了什么?(作者通过写在北京长城饭店的见闻,介绍了电子计算机是怎样帮助这家饭店“管家”的,说明电脑不仅能代人做许多事,而且忠实可靠,不知疲倦。)2.作者是怎样表达中心的?

第7篇:设计管理论文范文

关键词超高中庭排烟热量释放着火层烟气量烟温烟势流速自控排烟窗

中庭排烟的主要任务:一是在火灾时能及时排除烟气,保证人员在较好的能见度下进行安全疏散,使消防人员获得更有效的安全工作环境,把人员,建筑物及设备的损失降到最低限度;二是及时排除办公层火灾时涌入中庭的烟气,防止烟气层化,减少非着火层工作人员对火灾的恐惧感,防止由于恐慌而造成不必要损失。结合上海交银金融大厦项目就中庭烟气来源于自身的裙房层和办公层这一观点进行阐述。

交银大厦地面以上一层至五层为裙房(主要为营业,计算机房,餐饮);裙房以上为南北两幢办公塔楼(楼高分别是190m和230m)。南北办公楼中间由163m高中庭相连。办公楼和中庭的东西外墙均为玻璃幕墙,中庭的南北向与办公楼之间由玻璃幕墙隔开,(幕墙上设一扇可开启窗)根据消防规定中庭和办公楼均须作消防排烟处理。

一、办公层火灾时对中庭的影响

火灾发生时如何确保火灾区的人员在洁静的环境下有秩序地疏散到安全区,便成为消防排烟设计的主要课题。保证人员疏散所必需的安全高度的确定对排烟量有很大影响,控制此高度实际上就是控制烟气量。笔都根据规范和国外某些计算方法结合交银大厦项目进行了计算,通过比较寻求最佳的设计方案。

1.按防烟分区单位面积风量计算烟气量

《高规》8.4.2.2条指出"提供两个或两个以上的防烟分区排烟时,应按最大防烟分区面积,每平方米不小于120m3/h计

算。"按此标准,本排风系统排烟量为

L=F×q=600×120=72000m3/h

(办公层面积600m2);相当于42次/时换气。这样大的风量,无论采用土建风道(最大风速小于15m/s)还是金属风道(最大风速小于20m/s)都将占用大块的办公面积。

2.按换气次数计算烟气量

《技术规程》4.2.2.4指出"没有喷淋的大空间办公室按6次/时计算。但不应小于30000m3/h。"实际计算烟量L=600×2.8×6=10080m3/h。

3.按火情法计算烟气量

本项目计算采用《准则》《技术规程》现代建筑排烟所推荐的计算方法结合办公层的使用特点,设定了有关数据,经计算,烟气量为42500m3/h,相当于25次/时换气。

M=0.19×P×Y×3/2=0.19×12×2.5×3/2×9.01kg/s

θ=Q/(M×C)=1500×(9.01×1)=166℃

V=(M×T)/(P0×T0)

=[M×(θ+T0)]/(P0×T0)

=[9.01×(166+293)]/(1.2×293)

=11.76m3/s=42344m3/h

n=42344/(600×2.8)=25.2次/h

式中:M----烟气质量流量,kg/s;

P----火灾周长,m;

Y----烟层底高,m,办公层Y=2.5m,裙房Y=2.5m;

θ----烟气与周围环境的温差,℃;

Q----热量释放,MW(kW);办公层Q=1.5MW;裙房Q=2.5MW

V----烟气体积流量m3/s;

T0----环境温度T0=20℃(20+273=293K)

P0----环境空气密度kg/m3,n=换气次数(次/h)。

上述计算说明,简单地用6次/时换气次数和120m3/h的方法来确定消防排烟量,计算值差异太大,对该项目而言,是不恰当的。因为在烟气热量释放值确定后,排烟量主要取决于烟气上升到烟层底的高度,与楼面位置或空间是无关的。结合本项目特点,采用了计算方法2和计算方法3相结合的方式,确定了防排烟系统的设计。

从经济效果考虑,确定办公层机械排烟系统的排烟量按6次/时换气计算,这样,当办公层出现小型火灾时就能投入使用,既减少了占用办公面积的矛盾,又能满足人员疏散要求,最大限度地减少火灾引起的经济损失。当办公层出现1~1.5MW热释放量时,仅用6次/时换气的排烟系统是无法排出全部烟气的,此时烟层会急剧下降,烟温将提高,甚至会出现烟雾淹没疏散通道的情形,给办公人员逃生带来极大困难。同时,如果烟温不断升高到600℃时,将会引起爆燃现象,这无疑又会扩大火势,后果不堪设想。但是由于喷淋装置的及投入(一般不会超过5min)及围护结构的吸热作用(约吸收1/3),使烟温又所降低。有资料介绍,当烟温比周围空气温度高100℃时,和此烟直接接触的6mm厚玻璃就会破碎。另外玻璃的特性决定了它在急剧加热时,再受喷淋水的喷洒后,也会发生爆裂破碎。这时烟雾将会以5~15kg/s的速度涌入中庭(经计算,烟层厚度约620mm)。办公层大量烟雾的涌出可保证办公层人员的及时疏散,但大量的烟气排放任务却转嫁给了中庭。

M=(0.19×P×W×h×3/2)/[W×3/2+(0.19×P/2)×3/2÷0.65]×3/2

=(0.19×12×8.4×2.4×3/2)/[8.4×3/2+(0.19×12/2)×3/2÷0.65]×3/2

=4.5kg/s

D=[M/(2×W)]×3/2÷cd

=[4.5/(2×8.4)]×3/2×0.65

=0.62m

式中:D----流动烟层厚度,m;

M----烟气质量流量,kg/s;

W----开口宽度,W=8.4m;

P----火灾周长,m,裙房P=12m;

h----开口自地凸起的净高,m,h=2.4m;

c----开口排放有效系数cd=0.65。

二、中庭烟气量计算

1.按换气次数法计算

《高规》的8.4.2.3指出:"中庭体积大于17000m3时,其排烟量按体积的4次/h换气计算,但最小排烟量不应小于102000m3/h,本中庭排烟量L=42000m3×4次/h=168000m3/h。"

2.按火情法计算

与中庭相连的裙房部分大部分作为营业厅使用,其热量释放值很难确定。本计算考虑了带喷淋的宾馆的公共区域的释放热量为Q=2.5mW计算,排烟量约52580m3/h。

M=0.19×P×Y×3/2=0.19×12×3/2

=9.01kg/s

θ=Q/(M×C)=2500×(9.01×1)=277℃

V=[M(θ+T0)]/(P0×T0)

=[9.01×(277+293)]/(1.2×293)

=14.6m3/s=52580m3/h

上述计算仅仅是基于这样一个理念,即烟气形成后,可以在空间内形成一个稳定的储烟仓,并且烟层的底部离开发烟点不高于12m的范围,这是对人员疏散提出的基本条件。而目前的中庭排烟主要任务是在火灾发生时及时排除积存的烟气。这不仅可以防止火灾秧及另一幢办公楼(二楼间距12m),同时对稳定其他办公层工作人员的情绪起到了很大作用。另外,我们面对的是一个42000m3容积的超高中庭,超过了在前面所选用的公式和有关国内外消防排烟设计计算中所涵盖的范围。

诸如烟气在上升中由于周围冷空气渗入,出现烟气层化现象的计算高度;烟层平均限制在深度30m,是否会出现烟气层化现象;排烟窗如何配合等问题都有待于解决。为此,考虑了其中一部分计算,验证其过程,英之杰工程设备和英国COLT国际集团根据我们提供的有关数据采用CFD模型作了烟气流动计算和实体流体状态模型试验。试验设定火灾发生在14层、30层时,夏季室外温度35℃,冬季-4℃,中庭底部空气温度25℃,分别就冬季和夏季的模拟研究提供了试验结果和有关图示,并且做了专项说明,解决了设计院所不能解决的某些问题。模拟试验同时也证明了本设计对中庭排烟设计说明的可行性。故最后经与建筑协商,在7、12、19、25、32、38层设置排烟窗共72个。(见附图2)三、模拟研究结果

1.夏季火源在30层排烟装置在接受火警信号30s后打开。随着火势的发展以及排烟装置的开启,堆积作用开始产生,使烟气保持在高于着火层的上方,中庭的下部被补充空气冷却,在10min后通过排烟装置的流量分别为:楼层38322519127

流量m3/s-31.7-14.9-12.2+20.6+20.6+23.0

注意:正值代表送进,负值表示排除。

2.夏季火源在14层排烟装置在接受火警信号30s后打开。随着火势的发展以及排烟装置的开启,使烟气保持在高于着火层的上方,20min后中庭的气体构成基本稳定,通过排烟装置的流量分别为:

楼层38322519127

流动率(m3/s)-34.4-26.4-12.9+11.2+29.3+31.1

注意:正值代表送进,负值表示排除。

3.冬季火源在30层排烟装置在接受火警信号30s打开。随着火势的发展以及排烟装置的开启,堆积作用开始产生,使烟气保持在高于着火层的上方,中庭的下部被补充空气冷却,10min后通过排烟装置的流量分别为:

楼层38322519127

流动率(m3/s)-39.4-18.0-9.8+18.1+22.9+23.4

注意:正值代表送进,负值表示排除。

4.冬季火源在14层排烟装置在接受火警信号30s后打开,使烟气保持在高于着火层的上方,在20min后中庭的气体构成基本稳定,通过排烟装置的流量分别为:

楼层38322519127

流动率(m3/s)-42.9-33.1-16.6+15.9+37.0+37.1

注意:正值代表送进,负值表示排除。

由COLT排烟工程公司提供的方案被试验验证为完全有效并且能够产生合理的堆积效应,室外空气被有组织地引入,因而烟层能够一直维持在着火层的上方,而在上部被排烟系统排除。

四、中庭排烟窗在具体设计上的考虑

在设计中,同时考虑了平时自然通风对中庭空气温度梯度的影响,模拟试验图示表明,当中庭无通风时,中庭上部空气温度约达50℃。

为确保办公室50m3新风量除了利用卫生间排风外,部分空调风将通过可开启窗进入中庭。这样既满足了新风进风量又利用空调风降低中庭内空气温度。平时利用自控排烟窗进行自然通风,降低中庭上部空气温度与办公层之间的温差,节省能源。

中庭排烟窗分别设置在东西玻璃墙的7、12、19、25、32、38层,人工开窗是不可能的,因此采用了自动控制并与大楼BA系统相联,并对排烟窗的自控提出了额外的要求。

1.排烟作必须上开,上开角度不小于50℃,以防止风的倒灌和便于窗扇的开关。

2.根据室外风向、风压、空气温度自动调节窗的开关,保证排烟效果。

3.设置自动防雨装置,在突然下雨时能自动关闭,防止雨水淋入中庭,影响正常工作。

4.窗扇应备有独立的电源,防止火灾时突然停电,同时又应具备在停电时保证窗扇的自动开启和关闭。

5.窗扇为常闭型,只在受到温度作用后,依据控制要求30s打开。

不可否认,自然排烟窗由于配置了较完善的自动控制,其价格昂贵,每一扇窗的自控装置价格高,窗扇数越多、造价越

高,因此在选择排烟窗时,应在满足排烟面积前提上,尽量配合建筑,尽量放大排烟窗单扇面积,减少排烟窗数量,力求降低造价。

参考文献

1中庭建筑烟雾控制设计手段,《英国》消防研究站;

2封闭购物中心中的烟雾控制设计准则,《英国》消防研究站;

3《交银》烟气流动计算机实体流体状态模拟分析及设计说明,英之杰工程设备(现上海科维贸易有限公司)英国COLT国际集团;

4现代建筑排烟,天津:天津科学技术出版社;

第8篇:设计管理论文范文

连江县塘坂水库电站工程位于鳌江干流中游,在山仔水库下游约7km,在连江县塘坂村下游3km,距福州市47km,距连江县城38km,坝址左岸有公路在贵安桥与福飞公路相接,对外交通方便。连江县塘坂水库电站是以发电为主,兼有供水等综合利用效益的河床式水电枢纽工程,电站总装机11MW,坝址以上流域面积为1701km2,水库正常蓄水位36.8m,其相应库容766万m3。该工程系福州第二水源工程的配套工程,为福州市九五计划中重点基本建设项目。工程于1998年10月28日正式开工,2001年4月底首台机组发电,2001年7月底工程竣工,整个工程施工总工期为2年9个月。主要水工建筑物由拦河坝、厂房和开关站等组成。拦河坝顶高程39.8m,坝顶长226.3m,最大坝高27.3m。溢流坝段位于河床中部,上设4孔钢弧形闸门,孔口尺寸为16X12.5m,堰顶高程24.3m。厂房位于河床左岸。

2.水文地质条件

坝址河谷较宽呈“U”型。岩性为侏罗统南圆组第三段流纹质晶屑凝灰熔岩。两岸山坡残积土夹碎石厚约2~5m。左岸风化程度较右岸深,尤其左岸河边一带风化较深。河床及漫滩阶地有卵石覆盖,厚约7~10m。

坝址控制流域面积为1701km2,坝区气候温和。坝址多年年平均流量59.9m3/s,10月~4月为枯水期。施工洪水特性如下表。

时段

P(%)

10~12

11~1

10~3

10~4

11~4

全年

5

245

151

265

280

238

4900

10

197

133

242

244

213

3990

20

153

115

224

204

187

3360

33.3

123

103

155

179

167

2240

50

103

94

132

156

149

2180

3.导流标准、流量及导流方式

工程坝址处河床天然常水位为23.5m,相应的水面宽为90m。河道右侧有近60m宽的大片滩地,两岸岸边较缓,故具备分期导流条件。控制工期的关键项目为厂房工程,同时大部分施工辅助企业设在左岸,因此一期导流先围左岸2孔水闸和发电厂房,洪水由右岸明渠通过;二期围右岸2孔水闸及重力坝,洪水由已建的左侧2孔水闸通过。坝址处河床洪枯流量比约为10,汛期洪水较大,而上游山仔水电站系季调节水库,调节性能好,为减少施工难度,降低导流工程造价,施工导流时段采用枯水期10~4月。工程属Ⅳ等工程,主要永久建筑物为4级,相应的临时建筑物为5级。施工洪水导流标准为:洪水重现期10~5年(土石围堰)或5~3年(混凝土围堰)。坝址附近有大量的土料可用于围堰填筑,采用粘土围堰可降低导流造价,围堰结构采用土石围堰。由于厂房工程结构复杂,一期工程量大,施工期长,围堰过水对工期及经济都影响较大,故一期导流标准选为洪水重现期10年;二期拦河坝结构相对较为简单,工程规模小,在一个枯水期可完成,故二期导流标准选为洪水重现期5年。一期导流流量为244m3/s,二期导流流量为204m3/s。一期厂房施工采用拦砂坎加高围堰或厂房进尾水闸门下闸渡汛。导流平面布置见图3-1。

4.导流建筑物

4.1导流明渠

导流明渠布置在右岸滩地上,长169.78m,梯形过水断面,左边坡为垂直坡,右边坡为1:1,明渠底宽为20.0m,上游首部底板高程为22.50m,下游尾部底板高程为22.00m。明渠桩号坝上0+020上游段右转27°后与河道相接,明渠桩号坝上0+020至坝下0+040与坝轴线平行,明渠桩号坝下0+040下游段左转14°后直线与河道顺接。明渠上游首部左侧设一长15.7m的竹笼导墙,改善进口水力条件。明渠底板采

用150#竹筋砼,厚300mm,竹筋间距为200X200mm。明渠左侧为一期纵向砼围堰,右侧为浆砌块石护坡挡墙。

4.2一期围堰

一期纵向围堰布置在3#闸墩右侧25m处(坝0+095.3),长169.78m,围堰顶高程从27.0m渐变到26.5m,围堰顶宽2.0m,最大堰高11m,纵向围堰桩号坝上0+020以上段两侧边坡1:0.3,其余段迎水面垂直,背水面1:0.6,采用150#混合料砼。一期纵向围堰子堰采用土石围堰,利用纵向围堰外侧原状砂卵石,在右侧增加防渗结构,防渗结构采用粘土心墙结合土工膜形式。一期纵向围堰及子堰断面见图4-1。

一期上游围堰采用土石围堰,堰项高程为27.0m,堰顶宽6.0m,两侧边坡为1:2.0,最大堰高约为9.0m,围堰基础采用粘土心墙结合土工膜防渗,上下游采用填筑石料护面。一期下游围堰采用土石围堰,堰项高程为26.0m,最大堰高约为8.0m,围堰结构形式同上游围堰。一期上游围堰断面见图4-2。

4.3二期围堰

二期纵向围堰利用拦河闸2#中墩并向上游延伸到坝上0+030.965,向下游延伸至坝下0+073.97。纵向围堰上游段堰顶高程27.0m,采用75#浆砌石堰身,宽600mm的150#砼心墙防渗结构,堰顶宽2.0m,最大堰高8.0m,迎水面垂直,背水面1:0.6。纵向围堰下游段堰顶高程26.0m,采用150#砼心墙两侧夯填砂卵石结构,堰顶宽700mm,最大堰高6.4m。砼心墙迎水面上部垂直,下部边坡1:0.25,背水面成阶梯状,台阶宽700mm,高2.0m。二期纵向围堰下游断面见图4-3。

二期上游围堰采用土石围堰,堰项高程为27.0m,堰顶宽5.5m,迎水面边坡为1:2.5,背水面边坡为1:1.5,最大堰高约为4.5m,围堰基础采用粘土斜墙结合铺盖防渗。二期下游围堰采用土石围堰,堰项高程为26.0m,最大堰高约为4.0m,围堰结构形式同上游围堰。

4.4围堰防渗形式

一期纵向围堰布置在3#闸墩右侧25m处(坝0+095.3),提高建基面高程,覆盖层较浅。纵向围堰基础开挖和渗水量较小,在纵向围堰左侧填筑子堰,防渗结构采用粘土心墙结合土工膜形式。在纵向子堰的左侧依次填筑袋装砂、土工布、土工膜、土工布和粘土,防渗效果良好。

一期上下游围堰基础防渗形式在招标阶段选用旋喷砼防渗墙。这种防渗体防渗效果较有保证,基坑渗流小,但施工时间长,且其施工期内要求防渗墙两侧不能形成较大的水位差,导致基坑排水和开挖时间滞后,影响施工工期。在施工图阶段经多方面比较论证,一期上下游横向围堰采用粘土心墙结合土工膜复合防渗。这种防渗形式具有施工时段较短,不占用截流后的关键线路工期,为主体工程施工争取较多的施工时间,但需要解决防渗体水中施工的技术问题。通过调查分析,上游的山仔水库为季调节水库,冬季库水位较低,一般不泄流。塘坂坝址来水主要为山仔水库的发电泄水。因此考虑山仔水库短时间停机,降低塘坂坝址水位,为堰基防渗体沟槽开挖施工创造条件。防渗体沟槽采用长臂反铲挖掘机开挖,倒退法施工。长臂反铲挖掘机挖深可达6~7m,基本能将覆盖层挖除。粘土填筑采取端进法施工。由于防渗土料系在水中抛填,无法压实,无法完全达到抗渗要求,故拟在粘土之后铺设一道土工膜,粘土和土工膜共同防渗,基本解决堰基渗流问题。通过几个月的观察和量测,其渗流基本控制在30m3/h之内,达到预期效果。

二期上下游围堰在导流明渠上,基础为砼底板,主要是堰体的防渗,由于堰高较小,采用粘土斜墙加铺盖的防渗形式。上游部分围堰和纵向围堰采用浆砌石加砼心墙结构防渗。

5.截流

根据施工总进度的安排,大坝一期截流安排在1999年10月初,二期围堰截流安排在2000年10月中旬。截流时考虑山仔水库短时间停机,截流设计流量很小,施工难度较小。采用单戗堤立堵截流。

第9篇:设计管理论文范文

刚刚落幕的第十四届中国国际家具展,囊括了“第十四届中国国际办公家具展”、“2008中国国际家居饰品布艺及灯饰展览会”、“2008中国国际橱柜展览会”、“第十四届中国国际家具生产设备及原辅材料展览会”、“2008中国国际家具配件及材料精品展览会”五个主题展,将整个家具行业从原料到设计成品,乃至作为配角的小件家具饰品都一网打尽。主办方还借鉴了米兰国际家具展“展店联动”的模式,将展览与上海徐家汇商圈的400家家具“航母”进行展销联动。

金属色调获胜

2008年在国际时装界大肆流行的金属色调,突然也成为了本次家具展览上的主角。专业沙发制造厂家顾家工艺就凭着一款用色极其大胆的沙发作品“1101”获得了本次家具展软体家具类的设计金奖,这款暗紫色沙发在灯光的照射下呈现出强烈的金属色调,颇有几分“雅皮士”的风格。“沙发中最大众的颜色是黑色和白色以及咖啡色,但是我们在推出新品的时候,会尝试让顾客接受更加跳跃、前卫的色彩,”顾家副总裁刘宏这样表示,“在很多时候,设计师会借鉴包括时装在内的潮流趋势变化,这些新鲜问世的作品会在各大家具展上接受客户的评价。”

相比软体家具厂商在颜色设计上大胆突破,并小心验证市场效果的做法,古典家具设计制造商则选择了追随潮流,同时稍作折中的策略。“前两年,木质家具流行天然的木纹色,而今年我们根据潮流趋势推出了银色和古铜色两种金属主打色。”制造古典家具的CHOISI家具销售总监吴妹珍指着自己展位上一张淡金色樱桃木雕花餐桌表示,“选用这种银色和金色的中间色,也是古典家具把握潮流的方式。”吴妹珍表示,家具商在紧扣流行的时候,不会大胆到选择一年之后就显得过时的颜色,中间色的设计新鲜感可以保持数年,而纯银色的桌子是用来在展览上吸引眼球,让顾客对设计风向有个先行的概念。

与金属色大行其道的民用家具领域不同,在办公家具领域,兴盛数年之久的“硬边艺术”代表——追求金属炫目质感的“新锋锐”风格悄然退出了主流舞台,圆润的风格正逐渐以后起之秀的态势占据办公家具的主导地位。圣奥办公家具有限公司的设计师罗叶富还是个走出校门不久的设计新秀,他所在的设计团队以一款圆润设计风格的“Anyways”办公桌椅获得了家具展的办公家具金奖,他表示:“在学校学设计的时候,最常听见老师提起的就是‘新锋锐’的设计,流行了那么多年,我们觉得应该变一变了。”“新锋锐”设计刀削一般光洁的平面、锋锐的交线和角度在办公室的确能够让人有一丝不苟的严肃感,但是在“创意空间,自由办公”成为办公家具设计主旋律的当口,圆润风格取代“新锋锐”似乎已经不可逆转。

设计师的国际化之路

“设计师是我们的核心竞争力,我们不方便透露设计师的任何信息。”刘宏对他所在公司麾下的设计“悍将”的资料守口如瓶。不过,他向《第一财经日报》透露,国际家具展就是各大家具设计、制造公司挖掘设计人才的大好契机。“在各类家具展上,除了展示自己的作品之外,我们也会观察其他参展商的作品,这是我们发现有潜力的设计师的机会。”在国内家具行业盲目抄袭、拷贝现象严重的环境下,要获得高端市场顾客的青睐,与众不同的设计是家具厂商的唯一武器。“贤臣择明主而事,飞鸟择良木而栖”,风格鲜明的设计师们通常喜欢单打独斗,自由来、自由去,家具厂商在寻找这些人才的同时,这些人才也在观察哪些厂商适合做他们的大树。

于是,众多国外设计师开始为求贤若渴的中国家具制造商设计家具,越来越多知名的家具厂商旗下聚集着国际设计团队。除了在家具展招兵买马的顾家工艺,CHOISI和圣奥也是如此,吴妹珍说:“我们的家具在上海制造,但是设计室却是在法国巴黎,设计师每年都会参考国际的服装展、各类设计展、各类奢侈品展,甚至是游艇展,这些国际性展览都会成为我们的设计灵感来源。”同样,罗叶富他们也通过另一种方式,实现了设计团队的国际化:“我们在德国有一个专业的设计工作室,德国方面的设计师每个月都会和我们面对面地交流一次。”

在设计界国际合作成风之时,自立门户的设计师也必须从国际展览中汲取养料。获得本次家具展家具饰品金奖的万石画艺设计师Michael就是其中的代表,他在接受《第一财经日报》采访时说,每年总有两个月,自己必须去世界一流的设计展上仔细观摩和学习,这样才能保持设计师拥有源源不断的灵感来源,“一些设计师每年只能出一两件作品,这样肯定无法在家具饰品行业立足。”

细节决定成败

“外行看热闹,内行看门道”,随着家具制作工艺技术的日渐精湛,现在评判家具的优劣,多是从细节上入手。在家具行业打拼6年多的过程中,吴妹珍发现国际市场上的买家在挑选家具时,通常十分注重设计和做工的细节。“他们看着桌边的小雕花,就知道桌子是否达到了他们所期望的品质。”边角和转角等家具上常常被人忽略的细节,往往就决定了他们的舍取意向。