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关键词:大型体育场馆 钢结构 技术重点
大型体育场馆一般具有跨度大、精度高、钢结构十分复杂等综合特点,所以其施工难度很大,对其施工需要经过严密充分的准备过程,并在施工中加大技术支持、人员支持,才能充分发挥大型体育馆对扩大社会效益和市场效益的巨大作用,一般来说,由于技术和施工环境的限制,使工程在施工等方面面临着巨大的问题和挑战,本文选取国家体育馆、大连体育馆作为研究对象,首先介绍了这两个大型体育场馆工程的施工状况和施工的重点难点,简要介绍体育馆主场馆钢结构屋架安装工程的施工情况。从工程建设的过程和实施的结果来综合监测工程的钢结构方案是否能够满足施工需要并科学进行。
一、国家体育馆钢结构技术的施工状况
国家体育馆是奥运会手球、体操等项目的进行地点,是北京奥运中心区的三大主场馆之一,作为一座具有国际先进的大型体育馆,为了充分体现绿色、环保、节俭的奥运东道主精神,在充分满足建筑功能和外观造型的前提下,做到合理设计建筑结构,并更好的考虑体育馆内部的安全问题。建成后将成为目前世界同类结构中跨度最大的双向张弦桁架结构,国家体育馆的钢屋盖结构形式为单曲面双向张弦桁架结构,上弦为正交正放平面桁架,下弦预应力张拉索,穿过钢撑杆下端的双向索夹节点,形成了双向的空间张拉索网。
体育馆的总体结构由比赛区、热身区、附属房、地下车库组成。在体育馆的结构体系当中,比赛区屋盖结构的下弦每跨横向和一些部分的纵向地点布置了钢索,中间的撑杆与上层网格结构形成有一定竖向刚度和自身承载能力的结构形式,这样便构成了体育馆屋盖的整体空间结构。在受力方面,工程双向张弦桁架兼具双向交叉桁架与预应力结构的双重特征,桁架四边支承,属于典型的空间双向传力系统,在内力分布上,板跨中弯矩大,支座处弯矩小,短边横向传力大,长边纵向传力小,角部及附近支座受到整体结构的影响使其一直处于受拉状况。钢索预应力的数值从中央部分向两边递减,索截面及预应力值分布与正交正放桁架结构的内力分布相互一致。张弦索对桁架整体结构对整体的体育馆钢结构的结构性能有很大的改善作用,结构角部支座拉力降低,其张拉过程索力十分且安全性能高。在屋盖结构上,其下弦横向由9~22轴14榀和纵向E~M轴8榀来进行钢索的布置,纵索在采用单索,横索在下用双索结构。纵向侧边5榀桁架不布索、横向侧边2榀不布索。圆管撑杆上端与桁架结构的下弦用万向球铰节点进行连接,下端与索采用夹板节点连接,索端与钢结构相连处设计为铸钢节点。
二、大连体育馆钢结构技术的施工状况
大连体育馆是全国运动会的主要场馆,大连体育馆在施工上的难点首先在其受力方面,其各构件的受力状况与设计受力状况不同,需在计算后进行施工;其次,吊装只能在场外进行,难度高,构件稳定性差;最后,其预应力钢索较多、拉力小且相互影响,加大了施工的难度。所以在施工上,大连体育馆在吊装设备的选择上选用了两台250t加强型履带吊机来进行构件的吊装任务,在进行钢环梁的安装时,首先将其进行分段,然后将其直接吊装到位,进行整体合拢调整后进行焊接。进行主桁架的安装时,采用分段吊装、高空拼接成型的施工方法首先通过设置临时钢支撑,将主桁架分段。并用大型履带吊机将各段吊运到钢支撑上空间拼接。并通过设计了专用调节结构将每一段主桁架吊装到位,在精确到位后进行焊接固定,确保了主桁架安装的顺利进行。
三、体育馆钢结构的特点和施工要点
体育馆属于大跨度建筑物,其自身的外形、功能、用途、使用条件等因素决定了其结构方案可以采用梁式、框架式、球形网架以及悬挂—悬索式等内外部造型,体育馆的建筑采用高强度钢材,外形结构一般极具个性,并在施工中注意其屋架、吊天棚等建筑部分的施工问题。所以,体育馆在施工上,钢结构在进行临时支撑体系的安装时,一般经常采用搭设满堂式脚手架的手段,但是在体育馆之类的跨度较大的钢结构施工工程当中,却一般采用两圈贝雷架作为支撑的手段,这在满足体育馆功能的同时,并为后续钢构件的安装以及预应力施工奠定了坚实的基础,在很大程度上有效解决了利用满堂式脚手架支撑方法的问题。
在分层分级分批张拉实施方案上,首先需要确定分层张拉顺序,选择先张拉外层钢索后张拉内层钢索的方法或先张拉内层钢索后张拉外层钢索的方法,在此技术中,力的传导方向为屋架内层结构外层结构结构梁柱基础的方向,并且内层支承点在外层的上弦钢梁顶部、内层预应力的施加对外层结构未产生巨大影响,所以在预应力施加上,一般先使外层得到刚度,然后张拉内层钢索;在确定分级张拉时,一般考虑施加预应力的误差数值和分级张拉对钢屋架整体外貌和造型的作用和影响;分批张拉确定时,应保证每批钢索在张拉时其张拉力能够对称布置,最后需确定张拉相互影响程度,在确定过程中,需要采用ANSYS软件首先对整个施工过程进行相应的分析,主要是对分层分级分批同步对称张拉过程进行分析,最后得出内外层钢索张拉情况下各钢索索力及钢屋架起拱值等理论数据,并结合工程实际,将其投入达到具体的工程设计当中。施工监测是工程施工控制的基础,是确保结构在施工过程中安全并符合设计要求的重要手段。因此,在体育馆大跨度钢结构施工中建立完善的施工监测系统也是施工技术的重要要义之一。施工监测的主要包括变形监测、应力监测、温度量测等监督手段,变形监测一般是指采用测距仪、水准仪等工具对钢结构各个关键节点进行相应的控制观测。应力监测指的是采用钢弦式传感器或者高科技的光纤光栅传感技术实现远距离监测;温度量测指的是利用辐射测温法、电阻温度计测温法、热电偶测温法等方法进行长距离监测的活动。
总之,随着许多大型体育活动在我国的举行,国家对于大型体育馆的钢结构工程越来越重视,大跨度钢结构的体育场馆面临着技术等问题上的种种考验,本文首先分析了国家体育馆和大连体育馆的钢结构施工特征,并结合钢结构施工自身的特点对体育馆类大跨度钢结构的施工技术特征等问题进行讨论,希望对钢结构施工等问题提供一定的帮助。
参考文献:
[1]顾国荣.广州体育馆屋盖钢结构的安装施工[J].施工技术,2001(6).
[2]张世翔,张军峰.钢结构设计和施工问题探讨[J].科技资讯,2011(6).
【关键词】TD-SCDMA 信源分布系统
1 引言
随着移动通信数据业务的迅猛发展,室内的话务量占总话务量的比例越来越大,对于运营商来说,室内分布系统的建设和优化越来越重要。但由于建筑物的结构、隔断的不同,无线信号在室内的传播很复杂,须考虑的因素也很多。
为使室内分布系统的建设达到预期的质量,方案设计尤为重要,设计决定了投资的多少和质量好坏。
作为运营商的工程管理人员,在对设计文件的质量把关时应抓住要点,本文将从如何做好TD-SCDMA室内分布系统设计工作的角度分析其要点。室内分布系统设计工作的重点主要包括设计勘测、信源设计、分布系统设计、模拟测试等方面。
2 技术指标要求
(1)无线信道呼损:无线信道呼损不高于2%;
(2)无线覆盖区内可接通率:要求在无线覆盖区内的90%位置,99%的时间移动台可接入网络;
(3)室内分布无线覆盖边缘场强PCCPCH RSCP>=
-85dBm,PCCPCH C/I>=-3dB;
(4)对于电梯、停车场等边缘地区功率场强要求:PCCPCH RSCP≥-90dBm,C/I>=-3dB;
(5)块差错率目标值(BLER Target):话音1%,CS64k0.1%~1%,PS数据5%~10%;覆盖区域内通话应清晰,无断续、回声等现象;
(6)室内信号的外泄电平,在室外10米处PCCPCH RSCP≤-95dBm;
(7)天线口输出功率要求:PCCPCH信道功率为0dBm~5dBm;在部分场合为更好的满足业务需求,可适当减少单个天线的覆盖范围,天线口PCCPCH信道功率可达到7dBm。对于体育场馆、空旷展览中心、会场等特殊场景,TD信源功率和天线口功率可酌情提高。
3 设计勘测
设计勘测是设计工作的重要环节,设计勘测收集的数据是指导设计方案的重要依据。设计勘测的工作内容包括现网覆盖信号场强的测试和工程安装环境的勘察。
信号场强的测试包括室内GSM信号场强和室内TD信号场强的测试,室内采用步行测试,遍历边缘覆盖区域和室内纵深点,要求地下层和非标准层每层必测,标准层隔层测,利用测试手机和测试软件记录相应的场强数据以供分析。GSM信号场强测试结果主要供2G/3G互操作分析用,TD室外信号的测试结果供室内外协同覆盖分析用。
安装环境的勘察包括信源设备的安装位置、GPS天线的安装位置及馈线走线路由的勘察等。
4 信源设计
信源的设计包括信源的选取及对信源的合路方式、功率配置的确定,信源的设计须和分布系统的设计统一考虑,须综合考虑建设成本、建设质量和施工难度等因素。
4.1 信源选取
信源的选取是在遵循信源选取原则的基础上,结合容量需求和设备的扩容能力来考虑的。
(1) 室内覆盖场景的划分
室内覆盖场景的划分依据有多种,本文的场景划分根据建筑面积划分为:
微型建筑物(6000m2以下),主要包括餐饮娱乐、小型超市、小型商场、小型停车场等场景;
小型建筑物(6000m2~16000m2),主要包括大型超市、小型办公楼、小型医院等;
中型建筑物(16000m2~50000m2),主要包括大型写字楼、中型酒店、大型医院、政府机关等;
大型建筑物(50000m2以上),主要包括大型酒店、综合性写字楼、大型体育场馆、大型展览中心、政府机关、交通枢纽等。
(2)信源的选取原则
目前,TD-SCDMA室内信源方式主要有:BBU+RRU、光纤直放站和无线直放站,各自的特性和应用场景如表1所示:
目前TD-SCDMA系统主要设备类型为BBU+RRU基站,BBU+RRU能适合各类使用场景,相对于传统信源,具有组网灵活、可分散分布功率资源、易于组成超级小区等优点,非常适合作为各场景下室内覆盖系统的信源,故在信源的选取上应优先考虑BBU+RRU设备。由于TD-SCDMA直放站会给施主基站带来干扰,在直放站的应用上须慎重考虑。
(3)容量需求分析
对容量的需求分析首先要建立业务模型,根据业务模型得到不同载频配置下的理论最大可承载用户数,然后根据目标的用户数得出须配置的载频数。业务模型须考虑的因数包括CS域业务渗透率、每用户忙时话务量、PS(R4)业务激活率、忙时每用户数据流量、上下行数据量比例等,另外,如需支持HSDPA,还须考虑HSDPA的业务模型。表2是在经验业务模型设定下不同载频时隙配置时可承载的最大用户数,仅供参考。
4.2 信源合路方式
在原有GSM室内分布系统的基础上进行TD信源的馈入,有前端合路和末端合路两种方式,具体采用何种合路方式须根据功率预算取定。
如图1所示,前端合路方式在GSM系统信源馈入处同位置馈入TD-SCDMA信源,利用GSM原有的分布系统实现TD-SCDMA信号的覆盖,主要对原有分布系统的无源器件替换、增加TD干放等。
如图2所示,末端合路方式新增TD-SCDMA主干线,根据功率预算在合适的位置馈入TD-SCDMA信源,适用于大型建筑物且施工较易的场合。
4.3 信源功率的配置
TD-SCDMA室内分布采用BBU+RRU作为信源,用PCCPCH信道功率进行功率预算,对12W 6载波设备总输出功率按照40.8dBm取定,考虑上下行各业务平衡,PCCPCH信道功率建议按照32dBm取定进行链路预算。
4.4 信源的小区设置
TD-SCDMA室内分布系统小区规划应该遵循以下原则:
(1)TD-SCDMA室内分布系统小区规划要充分考虑室内具体环境。规划时重点考虑小区之间的隔离。可以借助建筑物的楼板、墙体等自然屏障产生的穿透损耗形成小区间的隔离。
(2)空旷或封闭性较差的室内环境,如:同一楼层由多个小区覆盖的商场、超市,或挑空大堂、体育场馆等开放性室内环境,必须严格控制不同小区之间的覆盖区域,并在不同小区之间采用码隔离度较高的码组。对于大型场馆等小区间隔离度较低的场景,应采用异频组网。
(3)原则上单个小区覆盖面积不宜过大,容量不宜过高,均衡覆盖和容量,从而避免后期容量增加对现网室内分布系统做大的调整。
4.5 信源的频率设置
在信源的频率配置上应遵循以下原则:
(1)充分利用2010MHz~2025MHz频段,在业务高密度区,扩展使用1880MHz~1900MHz频段增加网络容量,满足业务需求。
(2)室内使用F1~F3,室外使用F7~F9,F4~F6原则上根据实际情况合理设置;F1~F9对应的中心频点如表3所示。
(3)对有特殊容量需求的室内场景可以使用室外频点或使用1880MHz~1900MHz频段的频点。
(4)室内覆盖与室外覆盖尽量采用异频组网方式;在频率紧张的情况下,应保证与室外有切换关系的室内小区的主载频与室外小区主载频保持异频。
(5)HSDPA和R4的组网方式优选HSDPA/R4混合载波独立时隙组网方式,在N频点系统中,HSDPA既可以配置在主载波上,也可以配置在辅载波上。
4.6 码字设置
TD-SCDMA的码字在设计时重点考虑的是下行同步码和扰码,在码字设置时应遵循以下原则:
(1)使用频率和码字来区分小区,频率规划和码规划需要结合在一起做。
(2)相邻小区或干扰小区不能分配同频同码组,即保证同频同码组的复用距离尽可能大,尽量保证同频同码组小区的干扰电平低于噪声电平。
(3)同一个小区的各相邻小区之间不能使用同频同码组。
4.7 时隙配比设置
时隙比例规划需要根据目前TD-SCDMA网络用户的业务种类和比例来进行设置,通过计算来获取最佳的上下行时隙配置比例,以使频谱资源利用率最高。计算举例如下:
某小区忙时有100个用户,其中AMR语音用户有90个,PS64k用户为5个,PS128k用户为3个,PS384k用户为2个(暂时不考虑HSDPA业务用户),在满足所有用户的前提下,根据表4中的BRU需求数量来计算,共需要364个下行码道(BRU)和260个上行码道(BRU)。
按照上行260个BRU和下行364个BRU计算,那么采用不同时隙比例的资源利用率结果如表5所示:
从表5可以看出,在这种业务模式下,3:3 的分配比例更为合适。
4.8 邻区的规划
相邻小区的设置须同时考虑到TD-SCDMA系统内的相邻小区和其他系统(GSM)系统间的邻区。
(1)对于封闭性较好的室内小区可只考虑室内TD小区之间及室内GSM小区之间的邻区关系;
(2)对封闭性较差的室内小区除考虑室内TD小区之间及室内GSM小区之间的邻区关系外开需考虑室内外小区的邻区关系。
5 分布系统设计
室内分布系统的设计是整个室内覆盖设计的重点所在,室内分布系统的设计须结合链路预算和模拟测试的结果,使得在满足边缘覆盖场强要求的前提下,天线口的输出功率在合理的范围之内,同时满足室内外协同覆盖的要求及系统间互操作的要求。
5.1 天线口输出功率分析
(1)最小耦合损耗
最小耦合损耗(MCL,Minimum Coupling Loss)定义了基站和手机的发射部分与接收部分之间最小的耦合损耗,MCL要求≥65dB。
假设TD-SCDMA系统UE的最小发射功率为-49dBm,PCCPCH按照32dBm计算,基站到该分布天线路径损耗为L,全向吸顶天线增益Gant=3dBi,UE天线增益GUE=0dBi,UE距离天线最近为1米,天花板损耗3dB左右,其路径损耗为L1,则有:
MCL=L+Gant+L1+GUE
L1=32.45+20lgf+20lgd=38.4dB
MCL=L+3-3+38.4-0=L+38.4≥65dB,得到L≥26.6dB(分布系统损耗)。
天线口输出功率Pant为:Pant=32-L
得出,Pant≤32-26.6=5.4dBm。
相应地,当PCCPCH设为29dBm、27dBm时,最大的天线口输出功率如表6所示:
(2)天线口输出功率分析
计算公式:
P=信源输出功率 - ∑合路器损耗 - ∑馈线和接头损耗 - ∑功率分配器件的插入损耗和分配损耗
在设计时应详细分析各个天线口的输出功率,对于不在指标要求(0dBm~5dBm)范围内的天线,须阐述取值的依据。
5.2 边缘场强分析
计算公式:
边缘场强=天线口功率+天线增益-自由空间传播损耗-衰落余量
其中:
天线口功率按天线口功率计算公式得到;
天线增益:全向天线取3dBi,定向天线取6dBi;
自由空间损耗=20lgd+20lgf-28。
衰落余量参考表7:
对边缘场强进行分析时须结合室外小区的信号强度,确保室内TD小区信号比室外TD小区的信号强,切须保证边缘场强的信号强度满足2/3G互操作的需求。
5.3 模拟测试
模拟测试是在天线口注入模拟TD信源信号,使用测试手机或扫频仪进行信号强度测量。在进行分布系统的方案设计时,模拟测试是很重要的辅助设计和方案验证手段。在进行模拟测试时,必须保证测试的样本点数,否则测试就会流于形式,但同时也要兼顾模拟测试的工作量,已满足设计进度的要求。
模拟测试的一些要求:
(1)模拟信源信号的发射功率应按照设计的天线口功率进行设置,调整发射功率时须考虑分布系统的改动。
(2)对于建筑物的地下部分要求每层必测,地面部分首层必测,非标准层每层必测,标准层如果天线布局一样,则可选取理论计算值较小的楼层进行测试。
(3)对于每个天线的测试,重点测试目标覆盖区域的边缘覆盖场强,应特别关注窗边、拐角区域。
5.4 切换区域设置
(1)切换区域不宜过大或过小,过大容易引起小区间的干扰;过小不容易保证切换时间的要求。
(2)室内小区与室外小区的切换区域规划在建筑物的入口处。其他区域,尽量控制室内、外信号的相互泄漏,避免相互干扰。在室内的用户尽量用室内分布系统覆盖。
(3)室内小区以楼层为小区边界的,切换带规划在楼梯处。
(4)电梯的小区划分可把电梯覆盖信号与低楼层划分为一个小区或把电梯覆盖信号单独划分为一个小区,与平层之间的切换尽量设置在电梯厅处。
6 结束语
室内覆盖的设计是室内覆盖工程建设的关键环节,室内信号传播的复杂性使得室内覆盖的设计方法与室外宏基站设计方法不同,室内覆盖设计须考虑的因素更多,同时室内覆盖的设计效率也待进一步摸索提高。
【作者简介】
尹启禄:毕业于暨南大学,工商管理硕士,高级工程师,现任中国移动通信集团广东有限公司工程管理中心总经理,长期从事移动通信网络工程建设管理及技术研究工作。
关键词:暖通空调;施工设计;节能技术
中图分类号: TE08 文献标识码: A
引言:
随着经济的快速发展,现代化工业的迅速崛起,暖通空调的质量在很大程度上具有决定性的影响,只有生产出低能耗、低成本的暖通空调才是最佳的发展趋势,节能是关系到我们赖以生存的环境是否可以实现可持续发展,也关系到人们的健康与安全,同时也关系到国家能源安全与环境污染的问题,对此必须引起高度重视。
暖通空调的概念和节能设计的意义 1、暖通空调概念 暖通空调主要由通风、空气调节以及采暖这三方面组成,暖通是建筑设计工种中的一个分类的名称,包括通风系统,排风系统,制冷供暖系统等综合方面的设计,是建筑的一个重要组成部分。暖通空调节能技术是指在采暖方面尽可能用最少能源获得最多热能。暖通空调节能包括热泵、被动式太阳房、热电联、太阳能等。 2、暖通空调节能设计意义 由于人们的生活水平不断提高,城市建设的步伐也越来越快,暖通空调系统的应用越来越多。但其相关的能源消耗却不断增加,使得能源供求关系产生了一种新的矛盾。为解决这种新的矛盾我们采用节能技术,将空调系统能耗降低一半,因此,在暖通空调系统中考虑节能是非常重要的。
二、暖通空调施工设计中所存在的问题,以及发展现状
现如今,由于追求质量的趋势越来越强,人们对于空气的调节、通风方面以及采暖方面采用的是大规模的人工方式,使得能源的消耗量逐渐加大。最近几年,我国对于相关的节能性问题严格的重视起来,使得暖通空调的节能设计成果趋向于完善化。例如某市的奥体中心其节能的设计,就相对于建筑节能带来了新型的创意。(大中型体育场馆作为大跨度公共建筑,设计之初就需作为城市空间景观的一个重要构成因素。体育中心是城市的基本单元之一,各体育场馆单体是体育中心的子单元,各子单元之间因不同的功能组合、结构选型和其在群体中所处的不同的地位而有不同的设计定位和空间体量。优秀的场馆设计,往往通过新颖别致的建筑形象先声夺人。体育中心创作依靠体量关系、交通体系、景观塑造和空间组合构架出完整的形象;场馆单体设计,通过结构选型、建筑材料、质感色彩的变化创造出新颖的造型。关注场馆单体造型的创新性,是境外建筑师在设计竞赛中独树一帜的要点。)因此,以下的论述就从宏观的角度来探讨暖通空调基本上会存在的相关问题:
1、暖通在设计完成后根据其设计方案进行施工,其施工的过程中也会出现诸多的问题,例如一些不是非常专业的暖通工作的人员在施工中,如果遇到一些临时的变更方案,不会在第一时间进行正确的处理,由于处理的不针对性,使系统产生无法挽回的严重后果,会给系统的运行管理造成不明就里的安全隐患。
2、工程实施的进程中,其运行管理方面会产生了许多的问题。例如:暖通空调的施工设计完成之后,暖通空调参与操作的人员在没有系统培训的时候,就开始正式的施工运作,同时许多参与人员基本上是不了解暖通空调的相关理论知识的,并且对于外部的参数变化,更加不懂得开展正确的调节工序,造成非常大的能耗。
3、现如今人们在环保节能的重大问题上,逐渐的提高了自身的意识,清晰的认识到现在已经拥有的方法和相应方案所滋生的大部分问题。因此,国家也积极的对节能环保进行引导,提倡节能环保的行为意识,由此创新出了许多新的方法,以及新的技术。可是创新出的这一系列新的方法和新的技术,在应用时都存在着或多或少的优缺点。在种类繁多的节能与环保方案中,设计人员在一般情况下是不知道该使用哪一种的。设计的人员如果对于设计出的方法不能够清晰的评价和理解的话,就会在使用中采用错误的方式,最终就会导致非常严重的损失发生。
三、暖通空调工程节能的设计分析1、做好暖通空调工程的自身设计 制作出最节能环保的暖通产品,是节能的重中之重。而这其中,建筑的负荷计算是关键点,但是由于设计周期短,相关人员并没有严格遵守相关规定,没有找出最优化设计,把粗略估计作为设计、施工阶段的依据,经常导致总负荷过大,采购费用偏高不说,更会导致能源的大量浪费。目前,我们应该普及低能耗舒适健康的空调暖通方式。随着社会快速发展,越来越多的人所使用空调暖通的方式,导致了对非再生能源的消耗大量增加,生态环境和人居环境进一步恶化。为此,我们应该提高意识,合理选用暖通系统的冷热源,实现冷热源的多元化、多样化。2、建筑规划设计阶段的节能措施 建筑规划设计是建筑节能设计的重点,规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等多方面进行研究,以优化建筑的微气候环境,有利于节能,充分重视和利用太阳能、冬季主导风向、地形和地貌等自然因素。 2.1 设计绿化带 建筑旁边的绿化具有隔声、防尘与防风、美化居住空间的作用,绿化对于建筑节能也起到一定的作用。树木不仅可以起到遮光作用的同时还能降低空气的温度,使建筑物受到的太阳辐射的热量降低。绿化可以使屋顶上的太阳热量消耗在蒸发水分上,因此这部分热量就不会使屋顶结构表面的温度继续升高,帮助暖通设计的节能。 2.2 采用热泵技术节能 热泵是靠位能进行拖动的,迫使热量从低位热源流向高位热源提升的装置。热泵可以把不能直接利用的热能转换为可利用的高位热能,从而达到节约部分高位能的方法。因此,利用低位能的热泵技术是一条极重要的节能途径。 2.3 排风余热回收技术的应用 利用热回收装置对排风和新风进行热交换,可以降低新风温度和湿度。在排风出口安装热交换器,排风和新风分别通过各自的通道进行间接接触换热;利用排风余热来预热新风,从而达到回收排风余热的目的。这样做不仅节能,还改善了室内空气流通的质量。3、充分利用好暖通系统和相关设备 不同性能的设备,会使系统有不同的运转效率。以岛国日本为例,众所周知,他的资源能源储量很少,在暖通方面的技术也不是世界领先,为了节约能源,他就在建筑物上下了很大功夫;有的西方国家在使用暖通系统时,采用了自动化技术。虽然设备成本增加了,却节约了能源。
四、各种环保节能的应用技术 1、太阳能的应用 太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能有效地转换成电能,再用电能去驱动压缩式制冷系统。以太阳能作为热源的吸收式制冷是利用太阳辐射热能驱动溴化锂水溶液或氨水溶液的吸收式制冷系统。太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷却器去掉,将太阳能集热器与吸附床合二为一,冷却功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成。 2、自然风的应用 自然风的供冷是可再生能源在暖通空调应用中的重要组成部分。 当室外空气的焓值和温度低于室内时, 在供冷期内就可以利用室外风所带有的自然冷量来全部或部分满足室内冷负荷的需要。 通常, 这种情况出现在供冷期的过渡季和夜间,可采用的方法为新风直接供冷和夜间通风蓄冷。 由于利用了自然风提供建筑所需要的冷量,与常规空调系统相比,在运行中不用电或少用电,既节约能源,又减少对环境的污染,同时也改善了室内空气品质。 3、地下水的应用 地下水由于地层的隔热作用,其温度受气温影响很小。在暖通空调中,有些地下水可以直接作为冷源,更是热泵良好的低位热源。所以水源热泵有着良好的节能前景。 水源热泵技术是利用地球表面浅层水源中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,并利用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。
结束语
总而言之,暖通空调的出现大大改善了人们的生活质量,为人们的生活带来非常多的便利。因此,我们要对暖通空调系统的节能存在的问题加以足够的认识与了解。而节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统、建筑系统节能的基础,需要得到政府部门的重视和支持,同时也需要暖通专业工作者在暖通空调的节能设计中做出贡献。
参考文献
[1]廖福华.浅谈暖通空调节能设计[J].科技与生活.2010年
关键词:钢结构建筑应用
中图分类号: TU319 文献标识码: A 文章编号:
一、 钢结构在我国建筑中的应用现状总体概述
钢结构的应用在我国有悠久的历史。目前我国钢结构建筑的发展出现了未曾有过的
兴旺景象。主要表现在:
1、高层、超高层建筑由中外合作到国产化的起步。我国著名的高层、超高层建筑大多
是中外合作的产物,如上海金茂大厦、环球金融中心、深圳地王大厦、北京京广中心等。中
外合作设计对于掌握国外先进技术及锻炼培养人才起到了促进和推动作用。1998年建成的大连远洋大厦(高201m,51层)标志着高层钢结构建筑国产化的起步,1999年建成的深圳赛格广场(291.6m,72层)是世界上最高的钢管混凝土结构建筑。
2、轻钢结构建筑的迅猛发展与国外公司的大批涌入。近年来,轻钢建筑以其商品化程
度高、施工速度快、使用效果好、应用面广、造价低等优势获得了迅猛发展。全国每年约有
200万平方米轻钢建筑竣工。在此背景下,国外轻钢结构生产厂商也纷纷在我国设分公司、
制造厂,获得了很大的销售量。
3、空间结构得到了进一步的发展,大量大跨度的建设项目陆续兴建,如天津体育中心
(直径108m,1994年)、上海8万人体育场看台顶盖(1998年)、沈阳博展中心室内足球场
(144×204m,2000年)等。
我国钢结构建筑虽达到了一定的水准,但在材料、工艺设计手段等方面与发达国家相比
仍存在不少差距,在有些领域尚属空白,如大跨度开合空间结构等。
二、 钢结构在各类建筑中的发展和技术特点
1、高层重型钢结构
高层钢结构建筑是一个国家经济实力和科技水平的反映,又往往当作一个城市标志性建筑。80年代至今已建成和在建高层钢结构达80多幢,总面积约6007平方米,钢材用量60多万吨。包括正在规划和建设的已有100幢高层钢结构。
最近北京、上海在建和新建高层钢结构就超过l0幢。如:上海环球金融中心(101层,高492米,用钢量65万吨);中关村金融中心(建筑面积11万平方米。,高度为150m,用钢量15万吨);北京电视心(建筑面积183万㎡,高度为41层,22705m,用钢量38万吨);国贸中心三期(建筑面积54万㎡、高度为330m);LG大厦(建筑面积25万㎡,高度为110m,用钢量1O万吨);银泰中心(建筑面积35万㎡,高度为249m,用钢量20万吨)、央视新址主楼等(建筑面积50万m。,高度为234m,用钢量128万吨);广州西塔(高度为432m,用钢量48万吨)等。估计全国每年有200万-300万㎡。高层钢结构建筑施工,用钢量约45万吨。
2、大跨度、空间钢结构(包括膜结构)
近年来,以网架和网壳为代表的空间结构继续大量发展。不仅用于民用建筑,而且用于工业厂房(开发区工业厂房、烟草行业厂房等)、机库、候机楼、体育馆、展览中心、大剧院、博物馆等。无论在使用范围、结构型式、安装施工工法等均具有中国建筑结构的特色。如杭州、成都、西安、长春、上海、北京、南京、广州、深圳、南宁、哈尔滨、大连、长沙、重庆、武汉、济南、郑州等一批飞机航站楼、机库、会展中心、体育场馆、大剧院、音乐厅。采用圆钢管、矩型钢管制作空间桁架、拱架及斜拉网架结构,加上波浪形屋面成为各地新颖和富有现代特色的标志性建筑物。
最近在悬索和膜的张拉结构研究开发和工程应用取得新的进展。预应力空间结构开始得到应用。杭州雷峰塔、海南千年塔和广州新电视塔(高度610米、用钢量40万吨)。昆明世博园艺术广场膜结构等一大批各种新型钢结构建筑和构筑物在祖国大地涌现。
据中国钢结构协会空间结构分会统计:网架和网壳近三年生产已处于趋平稳状态,每年1500座,约250万平方米,用钢约7万吨。空问桁架2001年建造20座60万平方米。悬索结构1991年至今建造7座15218平方米。膜结构2001年建造40座117万平方米。悬索和膜结构目前处于发展阶段,用量还不大,专家预计每年将以20%的速度增加。
3、轻钢结构
我国轻钢结构建筑发展较快,主要用于轻型的工业厂房、棉花和粮食仓库、码头和保税区仓库、农产品、建材、家具等各类交易市场、体育场馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。
轻钢结构是相对于重钢结构而言,其类型有门式刚架、拱型波纹钢屋盖结构等。用钢量一般30kg/㎡左右(不含钢筋用量),在我国发展很快、应用广泛。全国每年新建轻钢房屋800万平方米、用钢约20万吨。
4、钢-混凝土组合结构
众所周知,钢-混凝土组合结构是充分发挥钢材和混凝土两种材料各自优点的合理组合。不但具有优异的静、动力工作性能,而且能大量节约钢材、降低工程造价和加快施工进度,是可以广泛推广的结构。对环境污染也较少,是符合我国建筑结构发展方向的一种比较新颖的结构。
20世纪90年代我国已建成了世界跨度最大的采用组合结构的公路拱桥,如广州丫鬓沙大桥,桥长360m,重庆万州长江大桥,跨度420m,前者为钢管混凝土拱桥,后者为劲性钢管混凝土骨架拱桥。全国已建成的组合结构拱桥已超过300座之多。在高层建筑方面,建成了全部采用组合结构的超高层建筑-深圳赛格广场大厦,高291.6m,属世界最高的钢-混凝土组合结构。全国已建成的采用组合结构的高层建筑也已超过40幢之多。钢-混凝土组合结构已有几本专门设计施工规程可参照。
5、钢结构住宅
摘 要 本文从高职院校体育教师素质和教学模式现状进行比较研究,阐述了高职院校公共体育课改革的必要性。通过教学模式的改革使高职体育课真正成为深受学生欢迎的适应职业教育的重要课程。
关键词 高职院校 体育课教学模式 改革与创新
公共体育课作为高职院校课程体系的重要组成部分,建立一套科学有效并适合于高职院校办学特点的公共体育课教学模式,对于培养大学生健康体魄,掌握体育锻炼方法,促进大学生全面发展,成为新时代合格的应用型人才具有十分重要的意义。
一、研究的对象和方法
(一)研究的对象:辽宁职业学院、辽宁公安司法管理干部学院、辽宁现代服务职业技术学院、辽宁装备制造职业学院、沈阳农业大学高等职业技术学院、铁岭技师学院等高职院校在校学生。
(二)研究方法
1.文献资料法:在图书馆和网络上查阅相关的专著、论文等文献资料,为创新职业院校体育课教学模式提供理论依据。
2.参观访问考察法:走访同类院校,收集有关的资料。
3.实验法:在体育教学中以创新为主题贯穿于整个教学环节中,体现学生的主体性和主观能动性,培养学生的创新意识和创新能力。
4.总结归纳法:通过体育教学实践,不断地总结出有效的教学方法和教学模式。
二、高职院校体育教学现状分析
(一)开课现状
从表1中可以看到,在走访调查的几所院校里大多数开设的都是必修课,开设选修课的极少,时间为一年或二年,开设的课程比较集中,很难满足学生的需求。
(二)体育教师自身现状
教师在长期的教学过程中逐渐形成了自己的教学习惯,把自己束缚在人为的条条框框中,不思创新。例如,课的开始部分常常是四列横队或二列横队,准备部分常常是用慢跑、徒手操、活动各关节,课的结束部分是放松四肢肌肉,长此以往学生逐渐对体育课就失去了兴趣。
三、c时俱进,大胆创新
探索更加符合当代大学生生理和心理的体育课教学模式,是新课标赋予我们体育教师的光荣使命。为此我们必须加倍地努力,积极地参与到教改当中来,坚持以学生主体,以快乐体育为主线去设计和组织体育课的内容和形式,真正地实现从“要我学”到“我要学”的教学目的。笔者和同事们在近几年的教学实践中,对体育课教学模式的改革进行了大量地尝试,取得了一些可喜的成果。
(一)教师统一认识,更新教学理念,不断提高自身的素质使教改得以顺利地实施。
在工作中我们一方面通过查阅大量书籍,登陆互联网了解和掌握知识和技能的新动态来提高自身素质;另一方面通过教研活动、互相听课加深认识,取长补短,共同提高,因而使教师在实际教学中游刃有余,无论是教学形式,还是教法上都有了改进和创新。
(二)在实际体育教学中,解除“四段式”教学模式的束缚,使整个教学过程自然流畅。
所谓的“四段式”教学模式就是把每节体育课分为四个部分:开始部分准备部分基本部分结束部分。就其本身来说,它是符合人体生理规律的教学模式,但它过分突出了人体的生理机制,对教学环节限制过死,所以在体育教学中要淡化课的各部分之间的比例限制,只要各部分合理衔接就可以了,特别是在课程的中后期。
(三)在体育教学中教学方法的创新和合理运用,使体育课充满了活力,学生主动地参与到各个环节中来,真正体现了学生的主体地位。
在近几年的体育教学改革中,我和我的同事们在教法上做了很多大胆的尝试和探索,积累了一定的教学经验,对教学法的运用有了更深刻的认识:多媒体教学是提高教学效果不可或缺的现代化教学手段之一,合理运用多媒体设备表现手法的先进性和广泛性等特点来突出技术动作的要点、难点,有助于学生充分感知正确完整的技术动作;体育游戏教学法的合理运用充分调动了学生的积极性和活跃了课堂气氛;比赛教学法的合理运用提高了学生的技术动作综合运用能力,它既开发了学生的智力,又提高了学生的竞争意识;口令教学法的合理运用简化了动作使学生更容易掌握;自主式教学法的合理运用给了学生自由的想象空间和创新空间;在实施分组教学法时采用“男女搭配、学习不累”的方式,能使课堂气氛更加轻松、活跃。以篮球教学为例,在准备活动内容安排上采用了健身操、球操、球性练习、体育游戏等内容。利用多媒体教学设备的音响和视频效果以增加学生兴趣调动学生积极性为主线,在完成身体的热身准备的同时也使学生对下一步的练习产生兴趣和期待。在篮球基本技术教学初期多媒体教学的作用尤为重要,通过多媒体的演示能够使学生在头脑中对技术动作形成完整的记忆,在练习中合理运用教学法逐步使学生在掌握所学的篮球基本技术的同时也享受了体育运动的快乐。在课程结束前,使用轻松的体育游戏或配以舒缓、轻柔的音乐作为放松手段,使学生从生理到心理都得到了放松。这样在体育教学过程中充分体现了快乐体育的教学目的。
四、结论和建议
(一)结论
只有在体育教学过程中坚持以学生为主体,健康快乐为教学目的,摒弃传统的教学理念,大胆探索和创新的教学模式,才能激发学生的兴趣和爱好,培养学生的自主能力和创新意识,使体育课真正成为深受学生欢迎的适应职业教育的重量课程。
(二)建议
1.学生在校学习期间都应开设体育课,以必修加选修的模式为宜。
2.应加大体育场馆的投资和建设以保障体育教学的顺利实施。
3.教学内容应多样化以适应不同层次学生的需求。
参考文献:
[1] 凌文杰 论高校体育创新教学模式的构建[J].岱宗学干.2006(03):110-112.
[2] 王国玲.试论当前高校体育教学理念和方法的改革与创新[J].体育时空.2013(10).
一、网络技术在现代教育中的优势
1.利用网络技术可有效提高教学效率
利用网络技术可以更好地理解汉字的意义。我国的汉字是一种艺术性的创造,它是我国数千年的文化精髓,网络技术课件的应用,把一个个没有生命的汉字变得更形象、生动,它让学生在学会汉字的同时,感受到汉字的无限魅力。此外,网络技术具有信息量大的优势,教师可以方便地查阅多方面的资料,帮助学生课外阅读,拓宽学生的视野。总之,在现代教育中,网络技术使得课堂更加形象、生动,也更加直观。对于一些疑难问题,运用网络技术可以得到更好的解决办法。
2.利用网络技术有助于补充和丰富教学的背景知识
如在语文学习中,对古诗词的学习,一般都需要教师翻译成白话文,学生才能理解诗词的意义,但很多时候,学生并不能体会其中的意境。“所谓意境,一指文学作品中所描绘的生活图景和表现的思想感情融合一致而形成的一种艺术境界,它能使读者通过想象和联想,如身临其境,在思想感情上受到感染。”此时教师若准备好一个视频,把诗中的背景运用画面和声音的形式表现出来,则能使学生充分学习到诗的背景知识,使学生对诗的理解有了时空感,能体会作者在作诗时的感情以及所处的环境。
3.利用网络技术,可以提高教学效率
网络技术的采用,可以使枯燥的文章通过感性的声音表达出来,学生们会慢慢融入到课文的意境之中,从而得到很好的教学效果。学生正处于快速生长发展的阶段,思维活跃,注意力不容易集中,观察事物不够细致,普通话不标准。针对这些问题,教师的认真传授是必不可少的,但若合理运用网络技术教学,则可以提高教学效率。
二、网络技术在现代教育中的弊端
1.容易造成资源浪费
虽然网络技术较之传统教学手段,具有无比的优越性。但任何事物都是一个矛盾的统一体,都会或多或少的存在着利弊两方面,如若操作不当,网络技术手段也会对教学产生一些不利影响。如运用网络技术教学,离不开一个好的网络技术课件,在实际教学中,有很多网络技术的应用是“为用而用,盲目跟风”,脱离了运用网络技术教学的初衷。另外,一些教师对网络技术的使用不够重视,把网络技术当做一种摆设,只应付了事,这样不能物尽其用,造成资源的浪费。
2.容易忽视教学内容
网络技术在现代教育中的应用有些教师只注重形式,而忽略了教学的真正内容,使网络技术课件“金玉其外,败絮其中”。如语文课程应致力于丰富学生语言的积累,培养学生的母语语感,发展学生的文学作品创作思维,使学生具备良好的语文素质。然而,在实际教学中我们发现,有些教师把网络技术课件制作得过于复杂花哨,使学生应接不暇,注意力无法集中,抓不住课堂的重点。
三、现代教育中如何更好地运用网络技术
1.要正确认识教育的目的
现代教育中运用网络技术,其目的在于提高学习效率。网络作为一种现代技术与知识的结合体,我们在运用的过程中,要本着不断提高学生认识能力的目的,不断提高学生的素养。
2.把握使用网络技术的时机
网络技术是一种教育技术,一种传播媒介,它服务于教学活动。教师能否遵循学生的认识过程,设计出优秀的课件,能否找准网络技术与学生理解语言的最佳结合点,在课堂上适时展现给学生,是我们应用网络技术技术的关键。这里课件的展示时机就是学生认识的最佳结合点,是应用网络技术的关键。
作者:赵红梅 单位:江苏省响水县黄圩中心小学
(二)
一、高职体育教学的本质属性
第一是健康属性,体育的本质属性就是让学生通过体育课程的教学,掌握管理、促进自身健康的能力。因此,需根据这一特性,形成以学生个体兴趣为基础的大学体育课程教育体系。第二是职业属性,高职学生利用体育锻炼的手段和体育运动这个载体,着重发展本专业今后从业和胜任工作岗位所需要的身体素质和心里素质,增强学生的就业竞争力,形成以专业培养目标为依据的高职体育职业体能训练体系。
二、高职体育教学中的网络技术构思
(一)体育教学的课程管理平台
当前,大多数高职院校的体育课程教学模式一般分为两个阶段,即大一期间的公共基础课程和大二、大三学年的公选课程学习。公共基础课大多以达标训练及基本队形、广播体操等常规操练为主,主要满足高职体育教学中的健康属性;公选课程学习主要以培养学生的体育运动兴趣,满足体育教学中的学生职业属性。这样的层次教学较好的完成了高职学生在校期间的体育课教学任务和学生的培养目标,但是在以往的教学常规中容易造成疏漏。比如有的学生在大一期间体育公共课程未能达标,大二又继续新的项目的学习;有的学校的学生对大二公选课的选取比较混乱,甚至对课程培养目标都不清楚,盲目选择了不适合自己项目,造成大学期间的体育课程不能通过。以上这些方面的影响,完全可以用体育课程管理平台技术进行弥补。在一些发达地区,这样的软件技术已经成熟。入校新生可以通过平台了解在校三年期间的体育课程培养目标,查询自己感兴趣的公选课项目,在课程考核结束时能及时查询考核结果。在平台中,各课程教师也可上传公选课项目的专业介绍、培养目标、考核方式,以此吸引学生选课。通过该平台还可以均衡高职院校体育教学资源,整合管理体育教学的场馆和设备。
(二)体育教学过程的多媒体网络技术的实现
随着网络教育的发展,网络体育教育的建设成为一种必然,它是一种新型的教育方法,主要采用多媒体教学手段,通过多媒体技术及网络教学,配合课堂上的需要,使画面重复播放、讲解、加上教师的示范,使学生更容易理解动作的难点、要点,增强学习的自主性,提高教学效率。传统教学模式以班级授课为主要形式,教师往往是知识的传授者,在教学工作中起主导作用,教学方法多以板书,口授为主,教师的教学水平、教学态度将直接影响教学质量和教学效果,不能有效带动学生学习的积极性和自主性。传统的教学模式,统一化的班级授课形式,教师不能根据学生的学习能力和知识水平而有针对性的传授知识,因而在一定程度上限制了学生自身素质的提高和个胜潜能的发展。网络环境下的体育教学模式,教师运用多媒体技术进行教学,可以将带有音频和视频、文本、图表和动画的界面传授给学生,能够吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣阁,较之传统课堂,学生参与的气氛相对较高。同时利用多媒体课件可以将体育运动环节有节奏的重复放映,使学生更容易理解动作的难点、要点,加深对动作要领的记忆,可以增强学生的感官意识。教师可利用网络资源来完善充实自身的教学内容,提高其知识水平,使体育爱好者能达到最佳的体育知识学习和锻炼效果。
(三)网络环境下区域性体育教学资源共享库
教学资源库指的是素材性课程资源和条件性课程资源。教学资源库建设不仅仅是整合开发优质数字化教学资源,提高课程质量,更重要的是推动课程改革,创新教学模式和教学方法,形成校校、校企共建发展的良性机制,整体提升高等职业教育专业人才培养质量和社会服务能力。尽管在现在高职院校的教学管理中,体育课程一般都只是列为公共基础课来进行教学规划,但是随着人们生活质量的日益提升,以及各式生活习惯的转变,广大青年学生对体育运动的热情和需求在日益提升,加之各级政府对群众性体育事业的大力支持,这就意味着构建区域性体育教学资源的共享库在理论上成为可能。区域性体育教学资源共享库,其根本目的在于整合区域性的体育教学的优质资源,发掘优质体育教学资源下的优势项目和优秀人才,可为国家体育事业发展的阶梯形建设服务。资源库建设可深度发掘在一个地域范围内,优质的体育场馆资源和设备技术资源并备案;亦可将各高校的优秀体育教育人才、优质的教学资源、课程及训练设置方案进行分享和学习;同时也能从广大的青年学生中发掘体育运动人才,繁荣群众性文化和体育运动市场,更好的为地方经济建设服务。
三、结束语
1.骨架式膜结构(Frame Supported Structure)
以钢构或是集成材构成的屋顶骨架后,在其上方张拉膜材的构造形 式,下部支撑结构安定性高,因屋顶造型比较单纯,开口部不易受限制, 且经济效益高等特点,广泛适用于任何大,小规模的空间。
青岛音乐广场
2.张拉式膜结构(Tension Suspension Structure)
以膜材、钢索及支柱构成,利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安 定的形式。除了可实践具创意,创新且美观的造型外,也是最能展现膜结 构精神的构造形式。 近年来,大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材构成 钢索网来支撑上部膜材的形式。因施工精度要求高,结构性能强,且具丰 富的表现力,所以造价略高于骨架式膜结构。
3.充气式膜结构(Pneumatic Structure)
充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边,利用送风系统让室内气 压上升到一定压力后,使屋顶内外产生压力差,以抵抗外力,因利用气压 来支撑,及钢索作为辅助材,无需任何梁,柱支撑,可得更大的空间,施工 快捷,经济效益高,但需维持进行24小时送风机运转,在持续运行及机器 维护费用的成本上较高。
二、膜材料用于膜结构建筑中的膜材是一种具有强度,柔韧性好的薄膜材料,是由纤维编织成织物基材,在其基材两面以树脂为涂层材所加工固定而成的材料,中心的织物基材分为聚酯纤维及玻璃纤维,而作为涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂(PVC),硅酮(silicon)及聚四氟乙烯树脂(PTFE),在力学上织物基材及涂层材分别具有影响下列的功能性质。
织物基材——抗拉强度,抗撕裂强度,耐热性,耐久性,防火性。
涂 层 材——耐候性,防污性,加工性,耐水性,耐品,透光性。
三、膜材的正确选定用于建筑膜结构的膜材,依涂层材不同大致可分为PVC膜与PTEF膜,膜材的正确选定应考虑其建筑的规模大小、用途、形式,使用年限及预算等综合因素后决定。
PVC膜(PVC-Coated Polyester)
PVC膜材在材料及加工上都比PTFE膜便宜,且具有材质柔软,易施工的优点。但在强度、耐用年限、防火性等性能上较PTFE膜差。PVC膜材是由聚脂纤维织物加上PVC涂层(聚氯乙烯)而成,一般建筑用的膜材,是在PVC涂层材的表面处理上,涂以数micron厚的压克力树脂(acrylic),以改善防污性。但是,经过数年之后就会变色、污损、劣化。一般PVC膜的耐用年限,依使用环境不同在5~8年。为了改善PVC膜材的耐侯性,近年来已研发出以氟素系树脂于PVC涂层材的表面处理上做涂层,以改善其耐侯性及防污性的膜材。
PVDF PVDF是二氟化树脂(Polyvinylidene Fluoride)的略称,在PVC膜表面处理上加以PVDF树脂涂层的材料称为PVDF膜。PVDF膜与一般的PVC膜比较,耐用年限改善至7~10年左右。
PVF PVF是一氟化树脂(Polyvinyl Fluoride)的略称。PVF膜材是在PVC膜的表面处理上以PVF树脂做薄膜状薄片(laminate)加工,比PVDF膜的耐久性更佳,更具有防沾污的优点。但因为加工性、施工性与防火性都不佳,所以使用用途受到限制。
PTFE膜(PTFE Coated Fiberglass)
PTFE膜是在超细玻璃纤维织物上,涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料。PTFE膜最大的特微就是耐久性、防火性与防污性高。但PTFE膜与PVC膜比较,材料费与加工费高,且柔软性低,在施工上为避免玻璃纤维被折断,须有专用治工具与施工技术。
耐久性:涂层材的PTFE对酸、硷等化学物质及紫外线非常安定,不易发生变色或破裂。玻璃纤维在经长期使用后,不会引起强
度劣化或张力减低。膜材颜色一般为白色、透光率高,耐久性在25年以上。
防污性:因涂层材为聚四氟乙烯树脂,表面摩擦系数低,所以不易污染,可藉由雨水洗净。
防火性:PTFE膜符合近所有国家的防火材料试验合格的特性,可替代其它的屋顶材料做同等的使用用途。
四、工程应用体育设施—体育场馆、健身中心等交通设施—机场、火车站、公交车站、高速公路收费站、加油站等文化设施—展览/会议中心、剧场、博物馆、动物园、水族馆等景观设施—建筑入口、泳池小品、小区长廊、户外广场、公园小品、标识性建筑等商业设施—购物中心、餐厅、步行街等工业设施—工厂、仓库、污水处理中心、物流中心、温室等 张拉膜结构的概念设计只有正确表达结构逻辑的建筑才有强大的说服力与表现力“这句话揭示了张拉膜结构的精髓。对于张拉膜结构,任何附加的支撑和修饰都是多余的,其结构本身就是造型;换句话说,不符合结构的造型是不可能的,因为那样的薄膜不是飘动的就是缺乏稳定性的。张拉膜结构的美就在于其”力“与”形“的完美结合。
张拉膜结构的基本组成单元通常有:膜材、索与支承结构(桅杆、拱或其他刚性构件)。
膜材一种新兴的建筑材料,已被公认为是继砖、石、混凝土、钢和木材之后的“第六种建筑材料”。膜材本身不能受压也不能抗弯,所以要使膜结构正常工作就必须引入适当的预张力。此外,要保证膜结构正常工作的另一个重要条件就是要形成互反曲面。传统结构为了减小结构的变形就必须增加结构的抗力;而膜结构是通过改变形状来分散荷载,从而获得最小内力增长的。当膜结构在平衡位置附近出现变形时,可产生两种回复力:一个是由几何变形引起的;另一个是由材料应变引起的。通常几何刚度要比弹性刚度大得多,所以要使每一个膜片具有良好的刚度,就应尽量形成负高斯曲面,即沿对角方向分别形成“高点”和“低点”。“高点”通常是由桅杆来提供的,也许是由于这个原因,有些文献上也把张拉膜结构叫做悬挂膜结构(suspension membrane)。
索作为膜材的弹性边界,将膜材划分为一系列膜片,从而减小了膜材的自由支承长度,使薄膜表面更易形成较大的曲率。有文献指出,膜材的自由支承长度不宜超过15米,且单片膜的覆盖面积不宜大于500平米。此外,索的另一个重要作用就是对桅杆等支承结构提供附加支撑,从而保证不会因膜材的破损而造成支承结构的倒塌。
膜结构设计主要包括以下内容:
1,初始态分析:确保生成形状稳定、应力分布均匀的三维平衡曲面,并能够抵抗各种可能的荷载工况;这是一个反复修正的过程。
2,荷载态分析:张拉膜结构自身重量很轻,仅为钢结构的1/5,混凝土结构的1/40;因此膜结构对地震力有良好的适应性,而对风的作用较为敏感。此外还要考虑雪荷载和活荷载的作用。由于目前观测资料尚少,故对膜结构的设计通常采用安全系数法。
3,主要结构构件尺寸的确定,及对支承结构的有限元分析。当支承结构的设计方法与膜结构不同时,应注意不同设计方法间的系数转换。
4,连接设计:包括螺栓、焊缝和次要构件尺寸。
5,剪裁设计:这一过程应具备必要的试验数据,包括所选用膜材的杨氏模量和剪裁补偿值(应通过双轴拉伸试验确定)。
膜结构在方案阶段需要考虑的问题有:
1,预张力的大小及张拉方式;
2,根据控制荷载来确定膜片的大小和索的布置方式;
3,考虑膜面及其固定件的形状以避免积水(雪);
4,关键节点的设计,以避免应力集中;
5,考虑膜材的运输和吊装;
6,耐久性与防火考虑。
在膜结构设计阶段所要考虑的要点有:
1,保证膜面有足够的曲率,以获得较大的刚度和美学效果;
2,细化支承结构,以充分表达透明的空间和轻巧的形状;
3,简化膜与支承结构间的连接节点,降低现场施工量。
膜结构研究的主要问题有:
1,找形(Form-finding)或更进一步叫“形态理论”;
2,考虑膜材松弛和各向异性下的结构响应;
3,结构在风荷载作用下的动力稳定性;
在房建工程保温施工中,无机纤维喷涂技术是继聚氨酯、挤塑板、棉毡、保温砂浆等传统保温材料施工后一种新工艺,具有良好的绝热、吸声降噪、防火、适应复杂结构等优异特性,抗菌不霉变,安全环保,经济效益和社会效益突出,其综合特性是传统保温吸声材料所无法比拟的。该项技术在中国建筑保温、防火、吸音等新材料领域成为一个新兴产业。
结合本实例工程,保温部位为地下室顶棚,隔间多、梁为下翻梁,管道、管线众多,施工部位比较复杂,在此条件下对顶板做保温,综合各种施工方法,最终选用无机纤维喷涂。
2、特点
2.1、解决传统技术限制
在建筑中有广泛的应用,尤其针对结构能量散失大、冷热桥点多、结构复杂、异性曲面多样等特点、整体适用纤维喷涂技术,从根本上解决了传统绝热材料(玻璃棉毡、毯、聚苯板等型材)接缝多、密封性差、安装工序复杂、易老化变形等问题,大大提高了建筑的整体绝热性能,使其能源损耗和运营成本显著降低。
2.2、效率高
采用机械化施工,效率高;可直接喷涂于钢材、混凝土、木材、玻璃、石膏板、塑料、等材料表面上,无需适用其它任何支撑、挂件和加固材料。
2.3、卓越的保温绝热性能
保温喷涂玻璃棉是一种具有高绝热值的高级保温材料,它的绝热系数可达0.0346w/m.℃,这一数值保证了很好的绝热性能,特别是在复杂结构或异性结构上喷涂,使绝热层形成了一个密闭无接缝的整体,有效的阻断了冷热桥,提高了保温效果,从根本上解决了传统绝热材料接缝多,与基体粘接不牢,易脱落,易变形等问题。同时也减少了能源消耗及能源设备投资。
3、适用范围
本工法的适用范围:主要应用于地下室顶棚(采暖房间与非采暖房间的分隔区域)、设备机房等建筑区域的保温、隔声。结构复杂的大型(异型)体育场馆、博物馆、音乐厅等建筑的隔声、保温。
4、工艺原理
无机超细纤维棉与水基性粘接剂混合,经过成套专用喷涂设备喷涂于建筑等基体表面,形成具有一定强度和厚度的无接缝、密闭的硬质无机纤维喷涂层。其涂层具有保温、隔声的作用。
5、工艺流程及操作要点
5.1喷涂施工要点:
5.1.1喷涂基层处理
1)喷涂基面处理:用压缩空气或清水清理喷涂基面灰尘和污垢;检查吊挂件及预埋件是否牢靠,应将松动部件紧固,如原基面已经损坏或有严重裂缝,应先进行修补。
2)与图纸核对校验,确定纤维喷涂部位,对非喷涂部位应做标记和必要的防护。并对门窗及各种设备、管线等部位防护遮挡,堵塞非喷涂部位及通风管线通孔。
3)清理工作面的障碍物,保证喷涂手的顺畅移动空间极其安全性,保持最佳喷射距离和喷涂角度。
5.1.2材料配制和调试
1)打散压缩纤维棉,连续将喷涂棉填入喷涂机内,并保持料箱内纤维材料充足。
2)由专人负责按喷涂胶使用说明,使用洁净水在专业配套容器(安装有高速搅拌机的200升刻度塑料容器)内稀释粘接剂原液,严格控制配制比例,不得随意增加水量稀释,并持续开动电动搅拌器进行均匀搅拌,搅拌时间不少于5分钟,每桶注意调配。冬季施工可适当延长搅拌时间或间隔式搅拌,避免胶液冻结失效,但当施工环境温度低于4℃时,为保证施工质量,不宜于继续施工。
5.1.3基层表面预喷底涂层:基层表面处理清洁并保持干燥,即可使用已配好的喷涂粘接剂对基面预喷胶处理,胶量适当和均匀,不流淌。
5.1.4纤维喷涂
1)喷涂设备调试,应严格按照设备操作说明调验喷涂主机风压、胶泵压力和给料装置,通过样板试喷、胶液流量和出棉量的测量,逐步调压范围和进料搅拌速度,直到纤维喷涂状态温度(保持温度范围在5℃-35℃内),达到喷涂工艺的要求。
2)分区安放厚度标尺(标块),然后进行喷涂。喷涂角度应符合技术要求,以便获得较大的压实力和最小的回弹。对于喷涂厚度小于100mm厚的喷涂层可一次喷涂完成。
5.1.5喷涂层表面整形:待喷涂产品表面干燥约半小时后,根据保温或吸声工程的不同要求,使用毛滚、铝辊、压板或铝合金杠尺等不同整形工具进行表面整形。
5.1.6在整形后的产品表面再次喷涂粘接剂面涂层,以增强表面强度。如设计要求表面着色,可在面涂层完工后喷涂色浆着色。
5.1.7喷涂后的施工现场应及时清理,将回弹料清除现场,并拆除喷涂防护等。
5.2 喷涂成品保护及注意事项
5.2.1对喷涂后的保温吸声层,应提供通风、干燥环境,通常在平均温度25℃,相对湿度≤60%时,依据不同厚度干燥固化时间为24-72小时,此后可进行装饰等其他工序。
5.2.2喷涂成品保护
1)喷涂前应安装各种管线、风道等设备吊挂件,避免喷涂完工后在基面钻孔、剔凿。
2)喷涂成品在干燥固化期间,避免受到机械碰撞及雨水冲刷。
3)对于喷涂层局部因受到碰撞而造成破坏时,应进行局部修补;对于经常处于容易受到机械碰撞的部位,可贴覆剥离纤维布或其它防护材料,用以对纤维层表面进行保护。
4)保持喷涂区域环境清洁,避免灰尘飞扬,污染成品喷涂层表面。
6、材料
主要材料为:直径小于5微米的无机纤维棉,材料呈灰白色。详细指标如下表:
注:以上材料指标主要适用于地下室顶棚(采暖房间与非采暖房间的分隔区域)、设备机房等建筑区域的保温隔声。具体施工可按照施工部位及要求选用不同指标的材料。
7、机具设备
1)、主要施工机械:JD1100型一体式专用喷棉机、高压胶泵、专用喷枪和电动搅拌器;
2)、主要使用工具:厚度标尺、测厚针尺、放线工具、滚筒、模具压板、液体量筒等。
3)、所需机具按照现场施工面积及工期等要求进行选用,可按每500选用一套上述主要机具使用。
8、劳动组织及安全
操作工人必须正确配戴安全帽。
佩戴防尘口罩,高空操作人员应佩带安全带等防护工具。
机电器具必须安装触电保护装置,发现故障立即维修。
按要求使用各种机械,要有专人操作,防止机械伤人。
9、质量要求
9.1无机纤维喷涂材料,应按设计要求选用,并符合本规程及国家和北京市有关标准的要求。
厂家应提供盖有CAL和CMA章的法定检验部门出具的检验报告及产品合格证,检验报告有效期按检验部门规定为两年。
施工前,对喷涂纤维棉和粘接剂进行抽样检验,纤维棉应干燥无结块,洁白无污物,粘接剂应无分层、无发泡、无变质和变色;
9.2喷涂施工前,应对基层表面灰尘、油污认真清理,基层质量应验收合格;基层应清洁,表面无灰尘、无浮浆、无油迹、无锈斑、无霉点、无盐类析出物和无青苔等杂物;
9.3在正式喷涂前,必须对基层表面进行喷胶底涂层处理,以增强喷涂层与基底的粘接强度。预喷胶后,即刻进行纤维层喷涂施工。
9.4 喷涂纤维时,喷枪应尽量垂直基层表面,并保持50公分左右的距离,匀速往复式喷涂,喷涂速度以及喷涂层不露基底、不产生疏松和孔洞为准。
9.5喷涂厚度应参考预先安放的厚度标块进行喷涂,并采用2m靠尺进行平整度修整。
9.6 修整后的喷涂层表面,应单独进行喷覆胶粘剂的面涂层处理,以有效增强纤维层表面强度。
9.7 在作业区的环境和喷涂基层温度均不低于4℃时,严禁使用非干燥热源的加热办法提高环境和基层温度,进行喷涂施工。
1)喷涂层表面进行整形滚压后,应呈现自然、连续的纤维纹理,无明显滚压痕迹。
2)纤维喷涂工程表观质量应符合表9.7.2的规定:
9.8允许偏差
1)喷涂厚度应符合设计要求,并依据本规程第9.1.5项规定,在随机抽取的部位采用针刺法,用探针和钢尺进行喷涂层厚度检验,每检验批的总平均厚度,不允许有负偏差。
2)喷涂面层平整度的允许偏差,应符合表9.8.2表的规定:
10、环保措施:
(1)、施工现场严格管理,工程垃圾定点堆放;
(2)、施工现场保证工完场清;
(3)、工具、材料的摆放须按施工总平面图布置的位置堆放、码放整齐;
关键词:钻机钢结构 加工制作工艺 研究
随着当前钢结构技术的日益成熟, 其应用领域越来越广泛,尤其是在一些体育场馆、大剧院、会展中心以及各种高层建筑中起着举足轻重的作用。由于现代建筑空间结构类型复杂,要求外观精巧与美观同在,超现代主义,空间曲线相连接繁杂。从整体上来看,在这些复杂空间结构形式上,钢构件要具备三个方面的特点:第一,内部结构三维无序;第二,外挑结构空间的无序排列;第三,杆件之间的相贯与相切。笔者综合自身多年来的实践经验,总结出了钻机钢结构的加工制作工艺,旨在为相关工作人员提供理论参考。
一、钻机钢结构加工制作准备工作
从钢材特性来讲,主要具有五个方面的性能:第一,焊接性。钢结构件在用于工程钻机井架与底座的焊接过程中,钢材必须具备良好的焊接性,已经成为了石油工程钻机结构的关键内容;第二,耐冲击性。钻机钢结构在作业过程中,必须要承受巨大的冲击载荷,尤其是在岩性变化复杂地质区域,井架承受的冲击载荷已经超过了正常的载荷,因此钢材必须要具备较强的耐冲击性能;第三,要有低温韧性,一般在石油钻机作业中,工作环境温度变化异常,当温度处于极低状况下,一些大型结构焊接件容易发生低温脆性破坏现象;第四,要有良好的耐疲劳性能,一般而言,钻机作业工况复杂,呈往复循环式模式,在实际过程中振动变化较快,当处于低频高应力状态下,钢材必须要有良好的耐疲劳性能;第五,具备耐腐蚀性,大部分钻机作业都是在露天下进行的,由于钻机与含盐物质接触较多,易出现腐蚀损坏情况,因此钢材要考虑其耐腐蚀性。
对于钻机钢结构加工制作材料而言,主要包括四种:一是钢材,二是焊接材料,三是涂装材料,四是紧固件等。在进行材料的选择过程中,必须要注意其质量证书,严格按照设计要求以及其他国家规范标准来进行选择。对于进厂原材料而言,要出示出厂质量证明书,遵循相关合同要求,在监理见证下,进行现场的取样工作,同时进行送样、检验以及验收,及时做好记录,将检验报告提供给监理。一般而言,材料证明书的申请书必须要向相关部门以及人员报审后,基于设计单位确认的情况下,才能进行代用。
二、钻机钢结构加工制作工艺研究
1.钻机钢结构加工制作工艺流程
首先,要详细了解相关施工图,基于材料检验合格的基础上开始放样以及号料,切割材料,预留收缩量,进行成品的冷矫正与热加工,进而进行边缘加工、制孔以及摩擦面的加工,最后组装、检查、焊接、清理、编号以及喷漆与验收。在钻机钢结构加工制作工艺流程中,需要注意焊接工艺以及工装的制作。如果没有按照相应的焊接顺序来进行,容易导致工件的内应力增大,焊缝将会出现裂纹以及气孔,从而影响最后的焊接质量。
2.钻机钢结构加工制作具体工艺分析
2.1钻机钢结构放样以及号料
准备好材料,放样工具必须经过计量部门校验复核。在号料前,了解原材料材质及规格,检查质量。对于不同规格的零件进行分别号料。样板样杆上注明加工号、构件编号、规格、孔直径以及弯曲线等,预留收缩量、切割加工量。当切割下料划线后,必须按照实际设计要求来进行下料的切割工作。合理安排剪切程序,当出现材料弯曲变形现象时,要及时矫正。对于单件锯切构件而言,要先进行号料,然后开始锯切工作,成批加工构件要安装定位挡板,精度要求较高构件要预留加工余量,注意控制切割断面垂直度。
2.2 钻机钢结构焊接工艺
采用线能量较低的二氧化碳半自动焊,预防焊接变形。就刚性固定和制造工装来看,要采用刚性固定法,有效预防钢结构角变形。具体而言,在角焊缝作业中,焊接内应力增加,导致钢结构变形。在加热中,焊缝与焊缝周围金属温度升高,其余部分金属处于不受热状态,形成剐性固定,受热金属膨胀受到抑制出现压缩塑性变形,焊缝和周围金属收缩变短,致使焊件产生内应力,因此要进行工艺衬棒的固定,增加材料的刚性,减小焊接时的扭曲变形。在钻机钢结构焊接过程中,要合理选择焊接次序和方法。例如在进行H型钢四条角焊缝的焊接过程中,采用两层两道焊,首先进行预焊,保障焊缝成型的美观性,其次依据具体船形位置进行焊接。同时,要严格控制焊接参数,选用小线能量进行焊接。在进行第二层焊缝作业时,为了提高生产效率,可以采用较大线能量进行焊接。
2.3 钻机钢结构焊接变形矫正
当焊接钢结构发生变形时,必须要进行矫正。一般而言,可以利用火焰矫法来进行。但是在实际矫正过程中,要注意加热位置、温度以及加热区的形状这三种因素的把控。在进行撑角、钢柱与梁变形的矫正时,要对准焊缝外纵向线状方向,控制加热温度,避免在同一位置发生反复加热现象。对于翼板而言,主要有两种加热方法:一是立足于中间,向两端作线状加热,矫正弯曲变形;二是从腹扳角度上来看,主要作三角形加热,从而矫正柱、梁、撑的弯曲变形。在实际应用中,注意控制三角形的宽度,从顶部开始加热,进而由中心向两侧开展。就柱、梁腹板波浪变形来讲,首先要找出凸起波峰,结合圆点加热法,进行手锤矫正。当波浪形面积相对较大时,要相应放大直径范围。利用手锤,挤压加热区金属,当冷却收缩后及时拉平,避免收缩应力过大。为了提高冷却的速度,可以加水冷却后进行。
三、结束语
综上所述,钢材料资源丰富、生产规模大,同时加工制造简单、价格低廉、使用方便,已经成为了基础设施建设的重要材料,关系着工业设备制造以及人民的日常生活。作为一种结构材料,在社会生活中占主导地位。在钻机钢结构制作过程中,各工序要符合相关设计要求以及国家相关规范与标准,注意组装与堆放,预防压弯变形,涂装防腐漆,防止磕碰。同时,加强钻机钢结构焊接变形矫正工作,综合考虑加热位置、温度以及加热区的形状,从而合理选择矫正方法,及时矫正和成型零件,提高钻机钢结构加工制作的科学性以及合理性,减少环节,保证施工的正常进行,最终预期目标。
参考文献
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