视觉性能及经济性能

关键词：

视觉性能及经济性能（精选九篇）

视觉性能及经济性能 篇1

关键词：框架剪力墙结构,受力特点,经济性指标,优越性

在现代,框架结构、剪力墙结构、框剪结构广泛应用于各种建筑设计中。选用框架结构,可以获得较大跨度的空间。但框架结构也存在自身的不足,为了获得较大跨度的空间,这就要求增大结构构件的尺寸来获得必要的结构刚度,以及选用高强度的钢筋和混凝土。这不仅增加了工程的造价,而且结构尺寸过大也会影响建筑的使用和美观。针对这些问题,我们可以尝试在框架结构中插入适量的剪力墙,改善结构的力学性能,使设计师既能灵活自由的布置使用空间,满足不同建筑的功能要求;同时又有剪力墙提供足够的刚度,形成框架和剪力墙共同受力的结构体系。针对框剪结构所具有的优越性,我们来做一个框剪和框架两种结构体系性能的比较。

1 设计计算

本设计主体12层(建筑长72.6 m,宽24.0 m,底层层高4.0 m,标准层3.5 m,总高度为42.5 m,混凝土强度等级为C40,钢筋为HPB335二级钢,荷载相同)。

框架结构体系中,框架抗震等级为二级,1层、2层框架柱尺寸700 mm×700 mm,3层～5层650 mm×650 mm,6层～8层600 mm×600 mm,9层以上500 mm×500 mm。

框架剪力墙结构体系中,1层～4层框架柱尺寸600 mm×600 mm,5层以上500 mm×500 mm。剪力墙底层厚250 mm,其他层200 mm。剪力墙一般按照“均匀、对称、分散、周边”的原则布置。

2 结构抗震和材料比较

2.1 位移计算分析

1)框架结构SATWE 位移输出文件:

X方向最大值层间位移角:1/1 279,Y方向最大值层间位移角:1/1 092。

2)框剪结构SATWE位移输出文件:

X方向最大值层间位移角:1/1 989,Y方向最大值层间位移角:1/1 938。

比较分析,在地震作用下框剪结构体系X,Y方向最大值层间位移角比纯框架结构体系的最大值层间位移角要小。经过比较结果不难看出,框剪结构体系整体刚度较纯框架结构体系的刚度要大,性能优于纯框架结构体系。

2.2 周期、地震力与振型的比较

2.2.1 纯框架结构体系

1)周期、地震力与振型输出文件(取15个振型分析、侧刚分析方法),地震作用最大的方向为0.003°。在设计中,每3个振型为一组,第二组振型的周期与第一组振型的周期比值在1/3～1/5之间是比较理想的。

2)根据抗震规范5.2.5条要求的X方向和Y方向楼层最小剪重比为1.60%,本组数据中,各层X方向的作用力(CQC),第12层的剪重比最小,为2.02%,有效质量系数:96.99%,满足要求。各层X方向的作用力(CQC),第12层的剪重比最小,为2.00%,Y方向的有效质量系数:97.03%,满足要求。

2.2.2 框剪结构体系

1)周期、地震力与振型输出文件(取15个振型分析、侧刚分析方法),地震作用最大的方向为0.000°。在设计中,每3个振型为一组,第二组振型的周期与第一组振型的周期比值在1/3～1/5之间是比较理想的。

2)根据抗震规范5.2.5条要求的X方向和Y方向楼层最小剪重比为1.60%,本组数据中,各层X方向的作用力(CQC),第12层的剪重比最小,为2.67%,有效质量系数:99.43%,满足要求。各层X方向的作用力(CQC),第12层的剪重比最小,为2.97%,Y方向的有效质量系数:98.37%,满足要求。

2.3 结构体系框架柱地震倾覆弯矩百分比比较

框架柱地震倾覆弯矩百分比不大于50%,说明了该框剪结构体系中剪力墙承受主要水平荷载,而框架则以担负竖向荷载为主(见表1)。对于7度地震区42.5 m高的框剪结构,剪力墙的抗震等级为二级,框架的抗震等级为三级(见表2)。

我们从概念上分析一下框剪结构体系的受力特点:

框剪结构,是由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构组成的受力体系,框架和剪力墙之间的协调工作,使房屋各层变形趋于均匀,框剪结构的水平侧移曲线呈弯剪型,这种曲线既不同于纯框架结构的剪切型,也不同于纯剪力墙结构的弯曲型。剪力墙克服了纯框架抗侧刚度较低的缺点,框架弥补了剪力墙结构布置不灵活的不足。

2.4 钢筋用量比较

框架柱的配筋情况,以1层的配筋为例,纯框架结构体系中,框架柱截面的配筋计算的总配筋数约为2 450 000 mm2;框架—剪力墙结构体系中,框架柱的配筋数为1 600 000 mm2。

框架剪力墙结构体系中,剪力墙的钢筋定为12@200的钢筋,剪力墙的计算长度为:7.2×4+(6.6-1)×2=40 m,40/0.2×78.5×2×12×2=753 600 mm2,计算的总配筋数为753 600 mm2。

两种结构钢筋用量的比较:

仅仅是框剪结构体系竖向受力构件的配筋量就比纯框架节省了6.03%。而且框剪结构中框架抗震等级为三级,而纯框架结构中框架的抗震等级为二级。框剪结构体系钢筋用量更省。

2.5 混凝土用量比较

纯框架结构,1层、2层框架柱尺寸700 mm×700 mm,3层～5层650 mm×650 mm,6层～8层600 mm×600 mm,9层以上500 mm×500 mm。

混凝土柱混凝土的使用量为:831.13 m3。

框剪结构体系,1层～4层框架柱尺寸600 mm×600 mm,5层以上500 mm×500 mm。

混凝土柱混凝土的使用量为:894.46 m3。

纯框架结构体系和框架剪力墙结构体系在混凝土的用量上相差不大,大致相同。但是框剪结构体系柱子截面更小(由600 mm×600 mm减小为500 mm×500 mm),受力构件所占的空间减小了,能够节省更多的空间,结构布置也更合理。

3 结语

经过比较,框架剪力墙结构体系获得了更大的刚度,抗震性能也更为优越。且框架剪力墙结构混凝土使用量和纯框架结构体系大致相同,但钢筋用量节省很多,仅竖向受力构件的配筋量就比纯框架结构体系要省6%左右,且结构布置上更加合理,可利用空间也大。经过计算结果的比较,不难看出框架—剪力墙结构体系比纯框架结构体系更经济、更实用、更节省造价,结构抗震性能更优越。

参考文献

[1]包世华,方鄂华.高层建筑结构设计[M].第2版.北京:清华大学出版社,1990.

[2]赵西安.钢筋混凝土高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1992.

[3]车宏亚,颜德妲.混凝土结构(上、下册)[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.

[4]郭继武.建筑抗震设计[M].北京:高等教育出版社,1990.

[5]李国胜.简明钢筋混凝土建筑结构设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.

[6]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范[S].

[7]龙骏球,包世华.结构力学[M].北京:高等教育出版社,1987.

对建筑钢结构的经济性能进行分析 篇2

关键词 建筑结构 钢结构 经济性 造价 优势

Abstract: the steel structure more and more is applied in the construction industry, with its special advantages to adapt to the needs of the development of the construction industry, is generously used in the residential and industrial buildings, in building play a very significant role. Steel structure with its factory degree i

Key words: structure steel structure economic cost advantage

钢结构越来越多的被应用于建筑行业中,以它独特的优点适应了建筑业发展的需要，大量地运用在民用及工业建筑中，在建筑中起到了很大的作用,钢结构以其工厂化程度高、强度高、施工进度快的特点，被广泛应用。本文论述了钢结构是建筑设计中的经济型结构，阐述了钢结构的优点和经济性。

1. 钢结构在建筑设计中的优势

钢结构具有坚固耐久、建造迅速、易于改建、便于拆迁的特点，而被广泛的应用于建筑活动中。住宅钢结构体系与传统结构体系相比具有以下的优势。

1）.由于采用了轻型屋顶及墙体结构,而且其支撑钢结构的材料强度高、用料省、体型小，所以自重较轻。结构重量减少了运输和吊装费用，基础负荷也相应减少，降低了基础造价。

2）.由于钢材强度高，房屋自重轻，故意钢骨架作支撑结构时，可建造开间、进深较大的房屋，而且所需构件的截面小，在相同建筑面积下的.建筑空间利用率增加5%~7%。

3）钢结构具有良好的延性，抗震性能好并且损害程度较轻，便于在短时间内修复。

4）建筑钢结构除基础外，构件全部由专业工厂标准化生产，质量容易得到

保证；工业化程度高，施工进度快，施工周期比传统的周期可缩短一半，并且各部件运抵现场组装，施工现场文明程度高，噪声粉尘和建筑垃圾少，并且受季节及天气影响较小，可以现场安装与工厂制作平行进行，甚至一些标准化构件可以随时订货，随时施工，缩短建造周期及资金占用时间。

5）环境破坏及污染少，改建和拆建容易，材料可以回收。

2. 钢结构在建筑设计中的经济性

建筑钢结构的经济性能一直是大家最为关注的一个问题。如何控制工程造价，充分发挥钢结构建筑技术经济上的综合优势，工程设计阶段是关键阶段。据权威资料统计分析，在初步设计阶段，影响工程造价的可能性为75%－95%；在技术设计阶段，影响工程造价的可能性为35%－75%；在施工图设计阶段，影响工程造价的可能性为5%－35%。以下就建筑结构体系等方面进行简要分析，探讨提高建筑经济性能的可行性的方法。

在建筑结构设计中，不同方案选择及不同建筑材料的选用对工程造价会有较大影响，如基础类型选用、进深与开间的确定、层高与层数的确定、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。下面就基础和柱进行举例说明:

基础：基础结构的造价与工程所在地的地质条件密切相关，其工期约占整个建筑物主体工程的25%－30%，造价约占总造价的10％－20％，基础工程的重要性显而易见。所以设计时应重视地质勘察报告的交底工作，选择合理的基础型式，控制基础的截面尺寸与埋深。这对整个工程造价的控制起到了积极作用。

柱网布局与柱子：柱网布局是确定柱子的行距(跨度)和间距(每行柱子相邻两柱间的距离)的依据。一般来讲，柱网尺寸在6－12m之间，柱距小传力路线短，上部结构节省材料，但可能基础费用高，因此柱网布局是否合理，对工程的结构造价有很大的影响。此外，柱子截面形状及大小的选择也对工程造价有着直接的影响。

多层民用建筑设计多采用钢筋混凝土结构和砌体结构，很少采用钢结构，钢结构在民用房屋的应用主要还集中在高层建筑上，近年随着经济建设的发展，钢结构在民用建筑上的应用越来越多，随着钢结构在实际工程的应用经验和设计理论研究的日益广泛，及钢结构生产厂家不断推出新的钢结构产品，钢结构在多层民用建筑上的应用日渐增长，例如组合楼盖在多层民用房屋楼盖中的应用，在不降低结构安全指标的基础上，即可降低梁高、板厚，减轻结构自重和地震作用，又可获得较大的建筑空间，满足建筑使用的要求，相对钢筋砼具有较高的经济价值。轧制H型钢的大量生产，楼板的多样化，防腐涂料及防火涂料的成熟也为多层民用房屋钢结构的应用创造了广阔的空间，多层钢结构相对钢筋砼结构有如下特点：

质量易控制：钢结构构件工厂加工，节点螺栓连接，生产自动化程度高，精度有保证，干作业，质量易于控制，施工工期短：钢结构工厂化生产，现场安装，

工序简单，工作面大，施工速度快。

充分利用建筑空间：钢结构相对钢筋砼结构梁柱截面小，可以降低层高，增大有效使用面积，结构布置灵活，容易获得大空间，能够悬挑较大跨度。

基础工程量减少地震作用弱：钢结构结构自重轻，柔性好，抗震有利，基础受力减小，基础截面降低，基础工程量减少。

钢结构体系在降低造价方面也有特别之处，不同的结构体系和平、立面布置对工程造价的影响较明显。在设计阶段只有根据建筑物的使用功能要求，确定合理的平、立面布置和结构体系，才能有效控制工程造价，做到经济适用。

在多、高层钢结构中，楼板结构体系的工程量占有较大比重，对结构的工作性能、造价都有重要影响。在确定楼板结构方案时，主要考虑要保证楼板有足够的平面整体刚度，能减轻结构的自重及减小结构层的高度，有利于现场安装方便及快速施工，还要有较好的防火、隔音性能，并便于管线的敷设。

在高层钢结构中，框架柱采用圆形钢管混凝土柱，梁、板采用钢-混凝土组合结构，总用钢量比普通钢结构用钢量有大幅度减小，能有效降低工程造价。

3.结束语

钢结构建筑所具有的优势决定其必将具有强大的生命力。钢结构体系，制造工场化，施工干作业，工期短，工厂化程度高，无污染，无建筑垃圾，符合建筑市场发展趋势。可见随着钢结构的进一步发展，钢结构体系在民用及工业建筑中将得到广泛的应用。

参考文献:钢结构设计与计算机械工业出版社

建筑施工手册 中国建筑工业出版社

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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论建筑钢结构的经济性能及造价问题 篇3

在建筑结构设计中，不同方案的选择及不同建筑材料的选用对工程造价会有较大影响，下面就主要结构部分进行举例说明基础结构的造价与工程所在地的地质条件密切相关，其工期约占整个建筑物主体工程的25%-30%，造价约占总造价的10%-20%，基础工程的重要性显而易见。所以设计时应重视地质勘察报告的交底工作，选择合理的基础型式，控制基础的截面尺寸与埋深。这对整座住宅楼工程造价的控制起到了积极作用。

柱网布局与柱子：柱网布局是确定柱子的行距 (跨度) 和间距 (每行柱子相邻两柱间的距离) 的依据。一般来讲，柱网尺寸在6-12m之间，柱距小则传力路线短，上部结构节省材料，但可能基础费用高，因而柱网布局是否合理，对工程的结构造价有很大的影响。此外，柱子截面形状及大小的选择也对工程造价有着直接的影响。

梁：矩形截面梁是最普通的受弯构件，在设计时常被使用，但材料利用率很低。一是因为靠近中和轴的材料应力较低;二是梁的弯矩沿梁长是变化的。由于等截面梁大部分区段应力低，材料得不到很好利用，只有在轴心受力时，材料利用率才可提高。因此，设计时可采用平面桁架代替矩形梁，平面桁架相当于掏空的梁，将梁中多余的材料掏去，这样既经济，自重又可减轻。它还可发展为空间网架，材料的利用率就能大幅提高。

近年随着经济建设的发展，结构在多层民用建筑上的应用日渐增长，例如组合楼盖在多层民用房屋楼盖中的应用，在不降低结构安全指标的基础上，即可降低梁高、板厚，减轻结构自重和地震作用，又可获得较大的建筑空间，满足建筑使用的要求，相对钢筋砼具有较高的经济价值。轧制H型钢的大量生产，楼承板的多样化，防腐涂料及防火涂料的成熟也为多层民用房屋钢结构的应用创造了广阔的空间，多层钢结构相对钢筋砼结构有如下特点：

质量易控制：钢结构构件工厂加工，节点螺栓连接，生产自动化程度高，精度有保证，干作业，质量易于控制，钢筋砼结构现场浇注，湿作业，质量与技工水平有很大关系。

施工工期短：钢结构工厂化生产，现场安装，工序简单，工作面大，施工速度快，钢筋砼结构要钢筋绑扎、支模、浇注、震捣、养护多道工序，耗费人力物力，施工周期长。

充分利用建筑空间：钢结构相对钢筋砼结构梁柱截面小，可以降低层高，增大有效使用面积，结构布置灵活，容易获得大空间，能够悬挑较大跨度。

基础工程量减少地震作用弱：钢结构结构自重轻，柔性好，抗震有利，基础受力减小，基础截面降低，基础工程量减少。

钢结构体系在降低造价方面也有特别之处，不同的结构体系和平、立面布置对工程造价的影响较明显。在设计阶段只有根据建筑物的使用功能要求，确定合理的平、立面布置和结构体系，才能有效控制工程造价，做到经济适用。列举如下：

根据有关资料测算分析，对于多层建筑，不同层数对土建工程造价的影响为10%-25%；不同层高对土建工程造价的影响为1.5%-12%。在工艺要求允许的情况下，尽量选择小跨度的门式刚架较为经济。一般情况下，门式刚架的最优间距为6m-9m，当设有大吨位吊车时，经济柱距一般为7m-9m，不宜超过9m，超过9m时，屋面檩条、吊车梁与墙架体系的用钢量也会相应增加，造价并不经济。

钢结构建筑所具有的优点决定其必将具有强大的生命力。钢结构体系，制造工场化，施工干作业，工期短，工业化程度高，无污染，无建筑垃圾，符合建筑市场发展趋势。可见随着钢结构的进一步发展，钢结构体系值得在多层民用建筑中推广使用。

参考文献

[1]康珍珍, 高层建筑结构体系分析及结构选型模糊决策研究[D]辽宁工程技术大学, 2006.

聚酯及泡沫性能测试操作 篇4

粘度计操作

1.先将加热器打开（开关在后面）；再按加热器的SET键，按上下键设定需要测定的温度，再按SET键确定，最后再按RUN键；主机开关打开（开关在后面）后，再按任意键直至出现主界面。

2.查看转速和转子型号，预估样品黏度，调整转子的型号，按SELECT spindle，再按上下键设置转子型号（S34号小转子测定黏度较大样品，S31号大转子可以测定较小黏度样品），再按SELECT spindel键确认；按上下键调整转速（黏度越高，转速越小，一般接近10万设置转速为0.3%，黏度1万多设置为1.5%左右，不确定一般先设置转速为0.3%（每分钟转0.3圈）（比例越小，量程越大），后面根据OFFRPM的比例进行调整（一般占比50±20%为合适，比例小了，按上键和SET speed键提高比例），再按SELECT speed确认；最后按ENTER键查看转速与转子型号。

3.按ON/OFF键调整挂钩方向朝向自己；将连接头与杆连接（有黑点的挂钩朝下）后，将保温盖盖住样品口防止接头掉下样品槽，再将连接头与主机的接头相连（扶住主机的接头，微上提，将连接杆接头对准主机接头，逆时针转动连接杆接头（从下方看），观看界面OFFRPM的数值不要超过50%，直至接头间无缝隙。

4.将样品倒入铝制称量瓶（一般液位为1/3-1/2即可），再将称量瓶放入样品槽（自然下沉），再用夹嘴钳转动瓶子使之处于最低和固定位置（观察主界面的OFFRPM数值小于30%）；观察主机的底座处于水平位置，再进行调整。

5.将保温盖盖住样品口防止转子掉下，安装转子，数字那侧朝外（微提连接杆）；下降主机，观察主机的卡位是否与底座的卡槽处于同一垂直位置，进行调整，下降至转子尾部处于测量瓶中且卡位接近卡槽，观察主机是否处于水平位置，上下微调节主机使之处于水平位置。

6.一般需10min加热使物料黏度相对稳定，再进行测定，按ON/OFF键，当挂钩转至左边螺钉读取数据（当OFFRPM的比例过小，按上键提高转速, 一般占比50±20%）。

7.当挂钩转至朝向自己偏右，按ON/OFF键停止；并按RUN键停止升温；升高主机，取下转子，将称量瓶中样品倒出；取下挂钩与接头，关闭主机与加热器的开关。

水分仪操作

1.点击小手将搅拌开启

2.按返回键 “←”，点加液，按住加液键，加1ml以上（一天未测，要将一管子的卡尔菲休试剂排完），再按加液，再按吸液将管子里试剂吸满。

3.按返回键 “←”，点击界面sample，仪器会自动滴加平衡，当界面出现”平衡正常”或右上角出现打钩（＜10µm）时，按 “△”进行加样（18s以内）。

4.称量样品质量（一般0.5g左右）输入参数，会自动计算。

5.按“□”键停止，再按返回键 “←”，再点击小手，搅拌开启，按排液（排完后多停几秒，倒吸冲洗），最后加甲醇至电极，停止搅拌并回到主界面。

氧指数测定仪操作（放置24h）

1.泡沫切割：将挡板调至底标线8cm，底部紧贴挡板进行切割；再将挡板调至底标线15cm，切割后的底部紧贴挡板进行切割；然后再将挡板调至底标线10cm，对准泡沫的中间位置切割（自由泡的竖直方向）；再将挡板调至1cm，切割成厚度为1cm的2块泡沫；在泡沫底部划一条与底部平齐的线，样品方形块紧贴挡板，底部紧贴方形块，切割3次后开始取样（1块切割7根），共切割14根。（自由泡要放置一夜再进行切割）

2.将通风关闭，开启氧气钢瓶（减压器压力0.2-0.4Mpa），反时针调节面板上右上角的氧气流量旋钮，流量显示为10±0.5L/min，调整满度旋钮使氧指数为100；然后调小氧气流量旋钮，开启氮气钢瓶，调节左上角氮气流量旋钮，保证N2、O2混合气体流量为10±0.5L/min，调节流量旋钮至所需的氧指数。

3.点火器操作：将点火器上部和下部的旋钮顺时针拧紧关闭，然后缓慢打开上部旋钮，调节火焰长度。测试结束后，将上部与下部的旋钮都反时针拧松。

4.将底部划线的泡沫插入燃烧柱的试样夹，盖住玻璃套，等待30s再将泡沫的顶部的四个角都点着。当燃烧的长度超过5cm，调小氧指数直至不超过5cm为合适氧指数值，再按这个氧指数测试一遍。

5.测试完毕后，关闭氧气钢瓶阀，待管线氧气排空，氧指数接近0时，关闭氮气阀，将通风打开。

万能拉力机（压缩强度）操作（放置24h）

1.泡沫切割：先将泡沫底部左侧对准标线7.5cm，沿锯条切割方向在泡沫顶部画对半分割线，再沿分割线将泡沫一分为二；再将挡板调至5cm，底部对准挡板，切割掉5cm底部；再将竖截面对准挡板，切割成厚度为5cm的泡沫；将底部紧贴方形块，边沿紧靠挡板，沿底部垂直方向将外边沿切掉，重复操作再切割掉边沿1.5-2.5cm；剩余泡沫紧贴挡板切割成5cm×5cm的方型底面泡沫，在一块泡沫上画竖线，标注X1、X2、X3，另一块上画横线，标注Z1、Z2、Z3，将泡沫底部紧贴挡板，切割成3块5cm×5cm×5cm的正方形泡沫（自由泡要放置一夜再进行切割）。

2.先将拉力机开关（右后角）打开，等开机后再打开电脑；安装好夹具及所需要的传感器（传感器接头与拉力机正确接上，不要与拉力机自带接头相接）；确认好后运行软件，用户选择管理员，密码输入sans；进入联机界面，传感器选择500KN（通常选项），再联机；进入主界面，修改实验方案，选择：聚氨酯硬泡压缩强度；点击上方实验部分，选择编辑实验方案，设置压缩距为7mm（50mm×50mm×50mm正方块）（正方形宽度的10%）、10mm（100mm×100mm×100mm正方形），保存并退出；在界面方框中输入样品的长、宽、高（事先切割好后将长、宽、高纪录在实验记录本）；将上方力、距离全部数据清零；点击右边三角形开始按钮（如果实验中力和距离不跳动，可能死机，及时拔掉拉力机与电脑主机的数据线，再立马接上）；结束后生成报告，读取压缩宽度为10%的压缩强度（Mpa）；开始下一组点击界面上方实验部分，点击新实验开始下一组测试。

Instron texter操作

1.泡沫切割：事先将挡板与锯的间距调至杯子的高度；切割开始时间定为自由泡开始3min30s，切割所花时间为13s（开始时间必须每次都要恒定，因为不同切割时间导致横截面与室温接触的时间不同，从而会导致横截面熟化程度不同，最后所测数据误差较大），切割完后在横截面内圆上标上5、6、7、8、9、10（表示开始检测熟化的时间/min）(泡沫的3个时间尽量保证一致)

2.实验前需将电脑和Instron texter机（开关在后方）先开机（需预热30min防止死机），运行配套软件，点击text，再点击next，修改样品的批号及日期，再点击next，进入主界面；将木板紧贴设备，将泡沫底部对齐木板上的圆弧划线，压缩头对准5数字处；点击Balance Load 和Reset Gauge length将所有数据清零；再点击Start；将泡沫调转到6数字处，6min检测时再次点击Balance Load 和Reset Gauge length，再点击Start，依次检测7min、3.8min、9min、10min；下拉下方数据框，纪录实验数据；开始下一组点击Save，调转到输入样品批号界面，再依次操作；实验结束后点击Finish,关闭软件、电脑及实验设备开关。

FOMAT操作

1.打开电脑与搅拌器开关（电脑下方操作台红色按钮）；运行FOMAT软件，点击YES，再点击界面上方杯泡图标，出现Zero measurement设置界面，将发泡杯子置于传感器中心的一条垂直线上（对齐圆弧），点击Start，然后点击YES进入主界面；修改物料名Article、批号Batch、Mixing time混合时间、Texting time测试时间，（起发时间较快的物料一般搅拌6s，凝胶时间较短的测试时间一般为120s，起发时间较慢的物料一般搅拌8s，凝胶时间较长的测试时间一般为200s，），然后点击measurement；用脚踩搅拌器开关（未用连接FOMAT设备，需一直脚踩开关）仅向一边倒，如果凝胶时间较快来不及自流平导致发出的自由泡一边会高一些）。

2.观察混合物料是否出现乳白状（发泡剂挥发产生气泡及反应开始，出现不互溶状态），纪录乳白时间（几秒后泡沫会开始起发）；泡沫快上升至杯子顶部，用吸管插入泡沫1-2cm（太深还没凝胶起发过程中顶部会裂开），测试能否拉起细丝（此时为拉丝时间），能拉丝后几秒会戳不动，纪录凝胶时间；用吸管快速碰触泡沫边沿（固定每次检测都是相同位置），测试表面不粘，纪录不粘时间（泡沫顶部温度高，相对不粘时间相对较短）；待测试完毕取下泡沫，将另一杯子置于传感器下方，依次输入物料名称、批号等，开始下一组实验。

自由泡及模具泡操作

1.配置白料（注意称量误差尽可能小，倒料切记先快后慢，黏度较大的物料需要至少多配30g），将白料和黑料置于23℃恒温箱中2h以上；发泡前用测温枪检测白料和黑料温度并记录（开盖中发泡剂会少0.4g，因此需多放一点发泡剂）；将白料和黑料混于小纸杯中（一般先倒黑料再倒白料）；倒好后立即将杯子置于搅拌头中，脚踩搅拌器开关，同时秒表开始计时，搅拌6s或8s后立即均匀倒入大纸杯中（搅拌过程中会损失一部分发泡剂，但也会带入一部分空气）（对于密度相对较低（25-30），总量控制在240-270g（可以提高Index和降低凝胶时间来防止顶部裂开），防止泡沫顶部四周散开，密度30g-40g/cm3以上，总量控制在280-300g左右）

2.模具泡：将模具（竖直模具需要提前将脱模剂涂好）和水浴开关打开，设置水浴温度45℃（实际模具表面温度为42℃右）；物料混合好后立即均匀倒入模具中（固定倒料的时间保证相同的质量，在同一水平线倒，保证相同的往前伸长的起发速度），立即关紧模具盖，10分钟后取出泡沫。（模具泡过填充量一般为1.1-1.2，实际黑白总量为375g左右（密度在35g/cm3左右））

导热系数测定仪操作

1.泡沫切割:模具的尺寸为60cm*30cm*20cm，但泡沫尺寸偏差为±1cm。将挡板调至29.7cm，切割成2块相同大小的泡沫；然后将挡板调至4.6-cm，将泡沫的4边分别切割4.6-cm，得到20cm*20cm泡沫，再将挡板调至0.8cm，切割2面得到厚度为2.5cm的泡沫，得到2块20cm*20cm*2.5cm的泡沫。（黑白料总量为375g左右（过填充为1.1-1.2），倒进模具为320g左右，10min脱模后泡沫为310g左右，泡沫体积为8700cm3，密度为35g/ cm3左右）泡沫切割好后需立即检测，以免表面收温度和湿度影响。

2.打开水浴（设定温度为18℃）和FOX200（后面的按钮，运行30min保证温度恒定）；双击“win therm32v 3”，在确保FOX200里面没有泡沫的情况下，点击“calibration”；如果测试是聚氨酯泡沫，在“start text Run”窗口中，text mole选择“Normal”，选“user Type calibration”，“Instrument calibration”，“Auto thickness”按钮；将泡沫放入仪器中间位置，不能碰壁；点击Run按钮，后出现“Enter Text Setpoints输入上下板温度（上板为0℃，下板为20℃），点击Ok，进入测试；正常测试时间为40min，测试结束后出现结果窗口；下一块泡沫点击Start，点击calibration重复以上步骤，实验结束后，先关闭软件，再关闭FOX200、水浴。（放置泡沫前确保FOX200内部无泡沫灰尘和冷凝水）

流动性测定仪操作

1.发泡：按聚酯100份配置白料（无需恒温）；减1.3m长度的塑料薄膜，称取其重量m1，将其挂在通风橱上方的挂钩上，底部沿外侧往上拉13cm，沿底部往薄膜吹气3次，使其膨胀，敞开；将薄膜底部20cm处倒置，并将薄膜口敞开；将一定质量比的黑料倒入小杯中，再倒入50g白料，搅拌6s后，沿薄膜底部倒入一定质量，并立刻将倒置后的底部迅速恢复，保持薄膜不要褶皱，将底部上拉部分打结，任其自由上升。

视觉性能及经济性能 篇5

1 日光温室的墙体类型及材质

1.1 单材质墙体

1.1.1 土墙墙体。

1) 夯实黏土墙体。这种墙体是以黏土为材料, 经人工或机械夯实筑成的墙体。其特点是:墙体结构坚实, 冬暖夏凉。根据夯实方法的不同, 分为板筑墙和机筑墙。板筑墙是以木板或木椽围束成模型填入黏土, 经一层一层夯实后成墙, 厚度一般底部1.5~2m, 顶部0.8~1m。机筑墙是用挖掘机和推土机, 经挖土、层层碾压、切削筑成的墙体, 也叫机筑黏土墙体, 厚度一般底部5~7m, 顶部1~2m。2) 土坯墙体。土坯墙体也是以黏土为材料, 经制坯、干燥、垒砌而成。土坯块都是经打夯脱模制成, 分干、湿、加草等三种制作方法。在黏土中加入5%的水泥, 可以使墙体更耐雨水冲刷。墙体的厚度一般为1.2m左右。

1.1.2 砖墙墙体。

这种墙体是用机制砖、水泥砂浆砌筑而成。因制作砖的材料和方法不同, 又分为: (1) 烧结普通砖:黏土砖、页岩砖、煤矸石砖和粉煤灰砖。 (2) 煤渣砖:以煤渣为主要原料, 掺入适量石灰、石膏, 经混合、压制成型、蒸养或蒸压而成的实心砖。 (3) 烧结多孔砖:以黏土、页岩、煤矸石为主要原料, 经模压、焙烧而成的多孔砖。 (4) 烧结空心砖:以黏土、页岩、煤矸石等为主要原料, 经模压、焙烧而成的空心砖。 (5) 免蒸加气块:以粉煤灰、水泥为原料, 加气、养护而成的砌块。以上5种砖中免蒸加气块的保温隔热性能最好, 导热系数仅为0.21, 纯干容重为300-600㎏/m3。目前砖墙中保温性能最好的是免蒸加气块砌筑的墙体, 但这种墙体的缺点是蓄热性不足。

1.1.3 聚苯板墙体。

聚苯板墙体是以聚苯乙烯、聚氯乙烯等为原料制成的发泡板墙体, 一般厚度为20~25cm。这种墙体保温隔热性能良好, 但不能蓄热。这种墙体在山西省晋中市和顺县、昔阳县的双孢菇棚上应用较多。

1.2 复合材质墙体

1.2.1 砖墙空芯墙体。

实墙体因导热系数大, 保温性能不佳, 在实际应用中已不多见, 空芯墙体是在两朵实墙中间隔开20cm空间, 因中间有空气隔离, 保温性隔热性能比实墙稍好之。

1.2.2 砖夹轻质材料墙体。

这种墙是内外砌筑两朵砖墙 (内外墙厚度相同或不同) , 中间留5~50cm空隙, 在空隙中填入炉渣、砾石、秸秆、岩棉、聚乙烯发泡板、聚苯板等轻质材料, 起隔热保温作用。佟国红、王铁良、白义奎[1]等人的试验表明, 岩棉、聚乙烯发泡板、聚苯板做夹层的墙体具有良好的保温性能, 而其它材料做夹层因其容重大和有一定的吸湿性保温性能下降。聚苯板夹心墙体在山西省大同地区, 辽宁省的沈阳地区应用较多。

1.2.3 土坯包聚苯板墙体。

这种墙是用土坯垒砌成60cm~100cm墙体后, 在墙体外包贴10cm厚聚苯板。这种墙体保温蓄热性能优良, 但潮湿或漏水时墙体不稳定。

1.2.4 黏土墙、土坯墙、砖墙喷塑墙体。

这种墙体是在黏土墙、土坯墙、砖墙等墙体的内侧或外侧喷涂发泡塑料保温材料。喷涂在墙体外侧的效果好, 而喷涂在墙体内侧的因墙体的蓄热作用发挥不出来, 效果反而不好。

1.2.5 黏土砖包免蒸加气砖墙体。

这种墙体是温室内侧砌筑12~24cm黏土砖墙, 外侧砌筑30~50cm免蒸加气砖。内侧的黏土砖蓄热, 外侧的加气砖保温隔热, 使用这种墙体的温室性能良好, 但造价高。亢树华[2]等人认为, 加气混凝土砌块、岩石、粉煤灰砖做为内层墙体的蓄热材料, 热稳定性好、昼夜温差小, 蓄热效果优于黏土红砖, 可做为黏土砖的替代品。

1.2.6 砖包聚苯板墙体。

这种墙体是在24cm或37cm砖墙外侧包贴12cm厚聚苯板、聚乙烯发泡板、防水岩棉等, 砖墙起保温蓄热的作用, 聚苯板、聚乙烯发泡板、防水岩棉起保温隔热的作用, 这种墙体的温室占地少、保温蓄热性能良好。

2 不同材质组合墙体性能比较研究

日光温室墙体材料的隔热、蓄热及热惰性决定日光温室保温防寒性能。这里涉及三个物理概念, 导热系数K、传热阻R0、热惰性指标D值。导热系数 (传热系数) 是指在稳定传热条件下, 1m厚的材料, 两侧表面的温差为1度 (K, ℃) , 在1h内, 通过1㎡面积传递的热量, 单位为瓦/ (米/度) [W/m·K) , 此处的K用℃代替]。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料, 导热系数较小。材料的含水率、温度较低时, 导热系数较小。通常把导热系数在0.05瓦/ (米/度) 以下的材料称为保温材料。传热阻即总热阻R0, 是传热系数K的倒数, 即R0=1/K, 单位是平方米·度/瓦 (m2·K/W) 。围护结构的传热系数K值愈小, 或传热阻R0值愈大, 保温性能愈好。热惰性指标D值, 是表征围护结构对周期性温度波在其内部衰减快慢程度的一个无量纲指标。

单层结构:D=R·S

多层结构:D=∑R·S

式中, R为结构层的热阻;S为相应材料层的蓄热系数。

D值愈大, 周期性温度波在其内部的衰减愈快, 围护结构的热稳定性愈好。周长吉[3]、杨艳超[4]等人对不同材料结合的复合异质墙体进行试验研究, 从理论计算及实测结果看, 复合墙体对室外温度扰量的衰减倍数是聚苯板墙体的12.3倍、是单质黏土砖墙的9.5倍, 复合异质墙体单位面积全天向室外放热量是聚苯板的1.2倍、是单质黏土砖墙的1/13, 聚苯板和黏土砖墙都不适合单独做温室围护墙体。王晓冬选取夯实黏土墙、普通砖墙、砖夹秸杆墙和聚苯板四种较典型的墙体材料进行热性能对比试验也证明了这一点 (见图1) 。

王晓冬的试验结果表明夯实黏土墻体的吸热和蓄热能力最强, 导热能力较大, 热惰性良好;普通砖砌墙体导热、吸热和蓄热性能较好, 但热惰性不良;砖夹秸杆墙吸热不太好, 但热惰性较好, 上述几种材料的热效应与它们的导热性能有关。亢树华等人对采用不同材料做外层墙体的温室进行了对比试验, 结果表明外墙选用导热系数小的保温材料, 热量被阻在墙内, 对外散失的热量少, 从而提高了内墙温度和向室内释放的热量。因此, 在选择温室墙体材料时, 最好选择多层复合墙体, 内层选吸热、蓄热性能好的材料, 外层选导热率、散热差的保温材料, 如砖包聚苯板墙体、砖包加气水泥墙体等。

3 不同墙体适宜厚度的研究

陈端生[6]、亢树华、郭慧卿[7]、杨建军[8]等人对夯实黏土墙厚度与保温蓄热性能的关系进行了研究, 结果显示夯实黏土墙随着厚度的增加, 保温性能增加, 但厚度超过1m后温度的变化不明显。因此, 夯实黏土墙的厚度以1m为宜。李小芳[9]等人对不同厚度裸砖墙及不同厚度砖墙包10cm聚苯板的保温性能进行了试验, 试验数据如表1。

试验表明, 黏土砖墙的厚度至少应该在50cm, 即使是这样厚的墙体其保温性能也低于复合异质墙体。而37cm砖墙包聚苯板复合墙体具有良好的保温性能, 继续加厚砖墙对保温性能的影响不大。同样厚度的砖墙, 聚苯板包在砖外的蓄热性能优于聚苯板夹在砖中。

4 温室墙体经济性能研究

日光温室墙体的造价直接关系到日光温室的普及应用。在华北, 大部分日光温室都采用土墙做围护墙体, 这种土温室在冬季最寒冷的季节仍能维持蔬菜的正常生长, 这种土温室的墙体用挖掘机和推土机施工, 工艺简单、造价低廉, 受到农民的普遍欢迎。但其6~7m厚的墙体占用了大量宝贵的耕地, 其综合效益并不理想。王晓冬、白义奎等人对不同材料墙体的造价和性能指标进行了比较分析, 如果单纯比较墙体的建造成本, 是机械土墙的建造成本最低, 而砖夹珍珠岩墙体的建造成本最高。建造成本依次是机械土墙>夯实黏土墙>土坯墙>黏土砖墙>复合聚苯板砖墙>复合聚乙烯板砖墙>空心墙>砖夹炉渣墙>砖夹秸秆墙>砖夹岩棉墙>砖夹珍珠岩墙;单纯计算有效面积效益比则, 是黏土墙体最小, 砖墙和复合墙体最大;单纯比较保温性能, 黏土砖墙体最差, 砖夹岩棉墙体的性能最好, 性能依次为黏土砖墙>空心墙>机械土墙>夯实黏土墙>砖夹炉渣墙>土坯墙>砖夹秸秆墙>复合聚苯板砖墙>砖夹珍珠岩墙>复合聚乙烯板砖墙>砖夹岩棉墙。

5 结论

机械黏土墙体和夯实黏土墙体温室, 因保温蓄热性能良好、就地取材、建造工艺简单、成本低廉, 在北方高纬度地区冬季也能正常生产蔬菜, 而受到农户的普遍欢迎。但是, 由于其厚重的墙体占用了许多宝贵的耕地, 在耕地紧张的平原和城镇近郊地区应限制发展, 或随着经济条件的好转, 应逐步升级到更节省耕地的新型日光温室。在山西晋中的丘陵山区, 有依山、依坡修建的机械土墙温室, 利用了山坡、土堰做日光温室的墙体, 节省了大量良田耕地, 温室性能良好, 常年生产蔬菜、瓜类、水果, 为丘陵山区农民脱贫致富做出了巨大贡献, 他们的经验值得在贫困山区丘陵地带推广。

夹心复合墙体日光温室, 保温蓄热性能不错, 特别是珍珠岩和岩棉夹心墙体性能优良, 但是墙体夹心易吸湿而影响性能, 墙体较笨重, 黏土砖在制造过程中毁坏了大片耕地属于淘汰建材。使用矿渣、粉煤灰砖建造成本也较高, 不利于推广。

砖包聚苯板、岩棉、发泡取乙烯板复合墙体是综合技术经济性能最好的一个选择, 砖选用较环保的矿渣砖、粉煤灰砖, 墙体厚度24~37cm占地少、造价不太高、蓄热性能良好;隔热保温材料选用增强了防水功能的岩棉和包皮的聚乙烯发泡板、聚苯板, 可以优化复合墙体, 达到即经济实惠又保温耐用的效果, 使其具有更高的推广价值。

摘要：本文列举了目前全国各地日光温室围护墙体的种类类型, 分析研究其所用材质、建造方法、保温性能及经济性, 为新建和改建日光温室推荐适合的墙体类型和建造方案。

关键词：设施园艺,日光温室,墙体类型,材质,保温性能

参考文献

[1]佟国红, 王铁良, 白义奎, 等.日光温室墙体建筑参数对室内温度环境的影响[J].沈阳农业大学学报, 2003, 34 (3) :203-206.

[2]亢树华.日光温室优型结构的研究[J].农业工程学报, 1996, 13 (2) :153-156.

[3]周长吉.日光温室围护结构-墙体的保温性能[J].温室园艺, 1999, (4) :7.

[4]杨艳超.不同结构复合墙体的传热特[J].能源与环境, 2005, (3) :38-41.

[5]王晓冬.实用型日光温室墙体保温性能及经济性对比分析[J].新疆农机化, 2009 (, 4) :29-31.

[6]陈端生.北京节能型日光温室研究与应用[M].北京:中国农业科技出版社, 1993:22-27.

[7]郭慧卿, 李振海, 张振武, 等.日光温室北墙构造与室内温度环境的关系[J].沈阳农业大学学报, 1995, 26 (2) :193-199.

视觉性能及经济性能 篇6

关键词：计算机视觉,最大熵法二值化,霍夫变换,视频帧差,互相关测度法

0 引言

喷嘴是航空发动机的关键部件,其性能优劣直接影响发动机的运行效率和安全性。喷雾锥角与雾化不均匀度是喷嘴的两个重要指标,对液体燃料燃烧质量有重要影响。喷雾锥角主要有人工三角形法、激光全息摄影法、衍射散射式激光检测法、CCD摄像机检测法等检测方法。雾化不均匀度检测主要有人工目测法、天平称重法、电容法等。上述方法或精度低重复性差,或只适于实验室环境。本文以南方航空动力机械公司离心式涡扇喷嘴为研究对象,研制出基于计算机视觉的喷雾锥角与不均匀度检测的试验器。

1 系统结构

液压系统由油箱、齿轮泵、比例溢流阀、流量变送器、压力变送器、流量分布盘和量杯组等部分组成。图像处理系统由松下WV-CP470型摄像机,大恒DH-CG410图像采集卡,研华工控机组成。

2 雾化角检测

CCD摄像机采集雾化角数字图像,经图像增强、边缘检测、二值化、细化后,最后采用Hough变换检测喷雾锥角边界线,计算喷雾锥角和偏心度。流程如图1所示。

2.1 边缘检测

雾化角检测中,雾化边缘是关键参数。Roberts与Grads算子利用局部差分算子寻找边缘,边缘定位精度相差较大且不能抑制噪声。Sobel算子和Prewitt算子对图像进行差分和滤波运算,对噪声具有一定的抑制能力,但不能完全排除检测结果中出现伪边缘。LOG算子先平滑掉噪声,再进行边缘检测,效果较好。二维LOG算子的函数形式:

然后采用最大熵法二值化,寻找最优分割点,使得雾化角目标和背景的熵之和最大,获得较好的二值图像。

2.2 霍夫变换检测直线

霍夫变换利用图像空间和参数空间的点-线对偶性,把图像空间检测转换到参数空间,寻找参数空间累加器峰值的方法检测直线[1,2]。霍夫变换的计算量很大,但对细化后的图像相当迅速,达到实时计算的要求。

2.3 运行结果

实际检测分析界面如图3所示,绝对误差小于2º。

3 不均匀度检测

分布不均匀度检测可转换为对喷嘴雾滴分割的量杯组内燃油体积的检测,即液位高度检测。采用视频帧差法初步提取液位区域,互相关测度法精确提取液位高度,通过拟合转换成燃油体积,计算不均匀度。检测流程如图2所示。

3.1 液位初步提取

对液面的位置进行检测与跟踪如采用图像差分方法速度25帧/秒,模板匹配和色彩分割处理时间>0.5秒。因此采取视频帧差获取初步液位。

定义图像序列S(i,j,f),i,j表示像素坐标,f表帧数,则视频帧差[3]:

其中,T为阈值。CDM(i,j,f)为帧数f的函数,记录(i,j)处像素点沿时间轴变化的曲线。在液面泡沫逐渐减少的过程中,因泡沫的颜色接近于白色,其与背景色相差较大,连续两帧图像之间的主要变化就被局限在各自的泡沫上液面之间,图4中的白色带反映液面的变化,即液位的大概范围,取上下各10像素区域作精确分析。

3.2 液位精确提取

燃油液面分界处,灰度值有较大幅变化。实验表明单纯边缘检测不能准确获得液位,采用互相关测度法结果较优。选取G通道分析,把每行像素G分量看成一样本,计算距离系数最大或相关系数最小为分界面[4]。以相邻的k行像素为一个样本,计算整块像素的距离系数或相关系数,在很大程度上减弱了图像噪音对分界面提取的影响。K值取4～8效果理想。采用距离系数和相关系数对图像中量杯液位分界面识别结果如图5所示。

3.3 数据拟合

统计液位像素高度h与实际燃油体积v,基于最小二乘法拟合h与v的函数。一次拟合:v=2.14446×h-33.25208;二次拟合:v=-0.000257626×h2+2.2441×h-41.20806。得到一次/二次拟合误差均方根1.61/0.79ml,一次/二次拟合最大误差为3.6/1.6ml,

3.4 检测结果

燃油被分布盘分割后流入六量杯。对每量杯液位图像,提取液位和液位像素高度值,计算燃油体积和分布不均匀度,判别是否合格,系统绝对误差≤2ml,相对误差为0.3%。如图6所示。

4 结论

基于计算机视觉的喷嘴雾化性能检测,代替原有人工检测,可重复性好,检测精度不受操作者的主观因素影响,降低操作人员的劳动强度,提高工作效率。

参考文献

[1]班志杰,高光来.Hough变换在羊绒毛检测中的应用[A].中国人工智能学会第10届全国学术年会论文集(上)[C].2003:614-615.

[2]鲁昌华,韩静,刘春.基于Hough变换的角度检测和特征识别[J].电子测量与仪器学报,2005,19(5):45-47.

[3]矫得强,江虹,腾玉娟.基于图像处理的啤酒灌装高度检测方法研究[J].气象水文海洋仪器,2005,21(3):21-23.

视觉性能及经济性能 篇7

随着我国国民生活水平和建筑工业技术水平的提高, 人们对建筑的宜居度和舒适度也提出了更高的要求, 促使结构形式朝着复杂化、个性化发展。传统的纯框架结构和框架———剪力墙结构不能完全满足人们对空间和个性化的要求, 很多具体项目中不得不将结构布置成少墙框架结构。近年来小高层中少墙框架结构的应用越来越广泛。《建筑抗震设计规范》 (GB50011—2010) (以下简称《抗规》) 第6.1.3条对少量剪力墙的框架结构作出了的规定, 即在规定的水平力作用下, 底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%。这使得少量剪力墙的框架结构的适用范围较大。《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3—2010) (以下简称《高规》) 和《抗规》并没有明确提出剪力墙在这种结构中的作用, 对框架的包络设计做强制要求, 这导致结构设计无章可循。

2 对规范相关条文的理解

《抗规》6.2.13-4条规定, 设置少量抗震墙的框架结构, 其框架部分的地震剪力值, 宜采用框架结构模型和框架-抗震墙结构模型二者计算结果的较大值。同时, 《高规》第8.1.3条根据结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩占结构底层总地震倾覆力矩的比重对框架-剪力墙结构进行了细分, 如下表所示。

Mf-规定水平力下底层框架柱分配的倾覆弯矩

M0-规定水平力下底层总倾覆弯矩

《高规》第8.1.3条文说明中指出少墙框架结构中剪力墙应减薄、开竖缝、开结构洞、配置少量单排钢筋措施, 减少剪力墙的作用。为了避免剪力墙过早开裂或破坏, 其位移相关控制指标按框架———剪力墙结构规定采用。《高规》和《抗规》的上述规定可从以下几个方面理解:

(1) 少墙框架结构属于一种特殊的结构形式, 但仍是框架结构。框架部分是最主要的抗侧力体系, 仍然是抵抗水平力的第一道防线, 剪力墙在抗侧力体系中处于次要地位。

(2) 结构分析计算中除应按纯框架结构计算外, 还应考虑剪力墙与框架的协同工作。即不仅要按纯框架结构计算, 还需要按框架-剪力墙结构进行补充计算。需要说明的是, 规范虽未明确要按纯框架结构计算, 但对这一特殊的框架结构, 现行规范和规程对钢筋混凝土框架结构的所有要求 (承载力要求、弹性变形限值要求、弹塑性变形限值要求等) 均应满足, 因此, 按纯框架结构的要求进行设计计算是必须的。对这类框架结构按纯框架结构和按框架-剪力墙结构进行计算, 然后取包络结果。

(3) 在结构设计中, 应对剪力墙的刚度进行适当的折减, 以避免剪力墙在地震作用下分担过多的水平荷载而导致剪力墙结构过早的破坏, 从而丧失功能。同时剪力墙的布置要适当的分散, 避免剪力过于集中在少数剪力墙造成剪力墙计算超筋。

3 工程抗震性能及经济性对比

布置少量剪力墙的框架结构与剪力墙较少的框架-剪力墙结构在定量上无明确的界限, 如在结构位移仅能满足框架结构限值要求的前提下, 可将框架和剪力墙协同工作的结构描述为“配置少量剪力墙的框架结构”, 而当结构位移满足框架-剪力墙结构限值要求的前提下, 又可将框架和剪力墙协同工作的结构描述为“框架-剪力墙结构”。对结构体系的定性把握的摇摆性加大了结构设计中对结构体系描述的随意性。

本工程为佛山顺德某小学教学楼, 7度, 0.10g, 层高3.6m, 12层, 采用框架结构体系, 由于有两个电梯井, 在电梯井周边需要布置剪力墙, 整个结构体系变成带少量剪力墙的框架结构。本工程采用了框架结构和少墙框架结构 (计算时定义为框架-剪力墙结构) 两个模型进行计算对比。

Mf-规定水平力下底层框架柱分配的倾覆弯矩

M0-规定水平力下底层总倾覆弯矩

从上述计算结果可以看出在抗震性能方面, 少墙框架结构X向最大层间位移角为1/1094, Y向最大层间位移角为1/1010;纯框架结构的层间层间位移角为1/979, Y向最大层间位移角为1/809。可以看出加了少量剪力墙之后, 结构的层间位移角明显减少, 结构的看着性能明显增强, 可有效减少地震作用下墙体的开裂, 结构安全性增强。从经济性角度看两种计算模型的板配筋相同, 纯框架模型的柱配筋比少墙框架模型多2.1%, 纯框架模型的梁配筋比少墙框架模型多0.8%, 纯框架模型的总配筋比少墙框架模型少2.9%。固少墙框架结构比纯框架结构的配筋量增加不大, 但对抗震性能有较为明显的提高。

4 结束语

当纯框架的地震位移满足规范要求, 即纯框架结构的弹性层间位移角能满足θe≤1/550的要求时, 为适当减小结构在多遇地震作用下的侧向变形, 而设置少量钢筋混凝土剪力墙。能适当改善框架结构的抗震性能。需要指出的是, 因为剪力墙很少的框架结构与框架-剪力墙结构有本质的区别, 并不是只要有剪力墙就都能成为框架-剪力墙结构, 也并不是所有的剪力墙都能成为第一道防线。在剪力墙很少的框架结构中, 剪力墙成不了第一道防线 (注意:由于剪力墙自身的刚度大, 这就决定了剪力墙 (不管结构体系如何) 均不可能成为第二道防线) 。因此少墙框架结构虽能改善结构的层间位移角, 但没有第二道防线故整体抗震性能较差。在经济性方面, 少墙框架比纯框架的钢筋用量略有增加, 对整体工程的造价影响不大, 因此在小高层中, 纯框架体系中加入少量剪力墙从抗震性能和经济性上说是较为合适的。

摘要：少墙框架结构在工程中的的应用越来越广泛, 然而《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3—2010) 和《建筑抗震设计规范》 (GB50011—2010) 并没有明确提出剪力墙在这种结构中的作用, 对少墙框架结构的包络设计也没有做强制要求, 这导致对少墙框架结构进行设计时概念不清, 同时对少墙框架结构的经济性也不易把握。本文以小高层为例, 对少墙框架结构进行包络计算和分析, 从抗震性能和经济性角度进行分析, 为少墙框架结构的设计提供参考。

视觉性能及经济性能 篇8

1 材料与方法

1.1 试验动物、试验设计及饲养管理

复合秸秆发酵菌, 黑龙江省农业科学院畜牧研究所提供。每吨粉碎玉米秸秆加入红糖2 kg、食盐7 kg、水500 kg, 试验1组加发酵菌2 kg, 试验2组加发酵菌4 kg, 室温15℃以上发酵30 d。

试验将30头胎次为2胎、体重为550 kg左右、日产奶22 kg左右、健康的荷斯坦奶牛随机分为3组, 日粮精饲料相同;粗料不同, 对照组饲喂羊草和未处理秸秆, 试验组为羊草和发酵秸秆。预试期为10 d, 试验期为60 d。

试验于黑龙江省农业科学院畜牧研究所奶牛基地进行。试验牛均舍饲栓系, 每日6:00、18:00饲喂, 精粗饲料混合均匀后饲喂, 自由饮水, 每日4:30、16:30挤奶。奶牛日粮营养参照2004版《奶牛饲养标准》配制, 日粮精粗比控制在50∶50, 基础日粮组成及营养水平见表1。

注:对照组日粮添加22%未处理秸秆, 试验1组添加22%加发酵菌2 kg的发酵秸秆, 试验2组添加22%加发酵菌4 kg的发酵秸秆。泌乳净能为计算值, 其他营养水平为实测值。

1.2 样品的采集与测定项目

整个试验期, 准确记录每天奶牛产奶量, 计算平均日产奶量。试验第20, 40, 60天分别采集乳样, 早上采集乳样30 m L, 晚上采集乳样20 m L, 混匀, 待测乳蛋白率、乳脂率、乳糖率、非脂乳固体物等指标。

1.3 数据的统计分析

试验数据采用Excel 2007软件进行整理, 运用JMP7.0.1软件包中的模型拟合方差分析过程进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 发酵玉米秸秆对奶牛干物质采食量及产奶量的影响 (见表2)

注:同行数据肩标字母不同表示差异显著 (P<0.05) , 相同或不标字母表示差异不显著 (P>0.05) 。

由表2可以看出, 整个试验期内试验1, 2组奶牛平均产奶量均显著高于对照组 (P<0.05) , 试验2组和试验1组之间差异不显著 (P>0.05) , 试验2组比试验1组产奶量提高0.75%。

2.2 经济效益分析 (见表3)

由表3可以看出:整个试验期内试验1, 2组奶牛平均采食量显著高于对照组 (P<0.05) ;试验2组比试验1组提高3.46%, 但二者差异不显著 (P>0.05) 。按照牛奶市场价格2.5 0元/kg、复合菌剂25.00元/kg、饲料原料市价计算, 60 d试验期内试验1, 2组经济效益显著高于对照组, 试验1组经济收入净增127.09元, 试验2组净增124.05元, 试验1组比试验2组经济收入提高2.45%。

注:同行数据肩标字母不同表示差异显著 (P<0.05) , 相同或不标字母表示差异不显著 (P>0.05) 。

3 讨论与结论

益生菌发酵秸秆主要是通过菌种的降解作用, 把秸秆粗纤维中的纤维素、半纤维素、木质素等大分子碳水化合物降解为低分子单糖或多糖。微生物作用改变了秸秆的化学结构, 使秸秆不可溶性碳水化合物变为可溶性碳水化合物, 提高了适口性及消化率。据报道, 在玉米秸秆青贮中添加乳酸菌和酶制剂, 结果试验组奶牛产奶量和乳脂率提高, 且适口性好[3]。另有报道指出, 应用EM发酵玉米秸秆和青贮玉米秸秆饲喂奶牛, 结果用EM发酵玉米秸秆饲喂奶牛采食量比青贮玉米秸秆提高1.03%, 平均产奶量提高2.02%, 经济效益提高0.13元[4]。另有研究表明, 复合微生物菌剂接种量相同, 发酵秸秆饲喂奶牛, 结果奶牛头均产奶量提高85.8 kg, 净增经济收入177.75元[5], 与本试验结果相似;另外, 玉米秸秆经过发酵, 气味醇香, 略带弱酸味, 质地柔软湿润, 适口性增加, 瘤胃有效降解率提高, 瘤胃微生物合成加速, 奶牛采食量及产奶量显著提高。

摘要：为了研究发酵玉米秸秆对泌乳期奶牛生产性能的影响, 试验选择30头胎次、产奶量相近的健康泌乳期荷斯坦奶牛, 随机分为3组, 各组精饲料相同, 对照组粗饲料为羊草和未处理秸秆, 试验1组为低量菌发酵秸秆, 试验2组为高量菌发酵秸秆。结果表明:整个试验期 (60 d) 内, 与对照组相比, 试验1, 2组奶牛干物质采食量及产奶量均显著提高 (P<0.05) , 经济效益也显著提高 (P<0.05) , 试验1组经济收入净增127.09元, 试验2组净增124.05元。

关键词：发酵,玉米秸秆,奶牛,生产性能,经济效益

参考文献

[1]许宇薇.不同微生物制剂及其组合处理对微贮稻草营养价值的影响评定[D].南昌:江西农业大学, 2012.

[2]颜怀宇.不同添加剂处理对玉米秸秆青贮特性和奶牛利用性能的影响[D].扬州:扬州大学, 2011.

[3]傅彤.微生物接种剂对玉米青贮饲料发酵进程及其品质的影响[D].北京:中国农业科学院, 2005.

[4]段军红.EM发酵玉米秸秆和青贮玉米秸秆对奶牛生产性能的对比试验[J].中国奶牛, 2012 (3) :48-49.

建筑钢结构的经济性能分析 篇9

在建筑结构设计中, 不同方案的选择及不同建筑材料的选用对工程造价会有较大影响, 像基础类型选用、进深与开间的确定、层高与层数的确定、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。下面就主要结构部分进行举例说明:

基础:基础结构的造价与工程所在地的地质条件密切相关, 其工期约占整个建筑物主体工程的25%-30%, 造价约占总造价的10%-20%, 基础工程的重要性显而易见。所以设计时应重视地质勘察报告的交底工作, 选择合理的基础型式, 控制基础的截面尺寸与埋深。这对整座住宅楼工程造价的控制起到了积极作用。

柱网布局与柱子:柱网布局是确定柱子的行距 (跨度) 和间距 (每行柱子相邻两柱间的距离) 的依据。一般来讲, 柱网尺寸在6-12m之间, 柱距小则传力路线短, 上部结构节省材料, 但可能基础费用高, 因而柱网布局是否合理, 对工程的结构造价有很大的影响。此外, 柱子截面形状及大小的选择也对工程造价有着直接的影响。

梁:矩形截面梁是最普通的受弯构件, 在设计时常被使用, 但材料利用率很低。一是因为靠近中和轴的材料应力较低;二是梁的弯矩沿梁长是变化的。由于等截面梁大部分区段应力低, 材料得不到很好利用, 只有在轴心受力时, 材料利用率才可提高。因此, 设计时可采用平面桁架代替矩形梁, 平面桁架相当于掏空的梁, 将梁中多余的材料掏去, 这样既经济, 自重又可减轻。它还可发展为空间网架, 材料的利用率就能大幅提高。

多层民用建筑设计多采用钢筋砼结构和砖混结构, 很少采用钢结构, 钢结构在民用房屋的应用主要还集中在高层建筑上, 近年随着经济建设的发展, 钢结构在民用建筑上的应用越来越多, 随着钢结构在实际工程的应用经验和设计理论研究的日益广泛, 及钢结构生产厂家不断推出新的钢结构产品, 钢结构在多层民用建筑上的应用日渐增长, 例如组合楼盖在多层民用房屋楼盖中的应用, 在不降低结构安全指标的基础上, 即可降低梁高、板厚, 减轻结构自重和地震作用, 又可获得较大的建筑空间, 满足建筑使用的要求, 相对钢筋砼具有较高的经济价值。轧制H型钢的大量生产, 楼承板的多样化, 防腐涂料及防火涂料的成熟也为多层民用房屋钢结构的应用创造了广阔的空间, 多层钢结构相对钢筋砼结构有如下特点:

质量易控制:钢结构构件工厂加工, 节点螺栓连接, 生产自动化程度高, 精度有保证, 干作业, 质量易于控制, 钢筋砼结构现场浇注, 湿作业, 质量与技工水平有很大关系。

施工工期短:钢结构工厂化生产, 现场安装, 工序简单, 工作面大, 施工速度快, 钢筋砼结构要钢筋绑扎、支模、浇注、震捣、养护多道工序, 耗费人力物力, 施工周期长。

充分利用建筑空间:钢结构相对钢筋砼结构梁柱截面小, 可以降低层高, 增大有效使用面积, 结构布置灵活, 容易获得大空间, 能够悬挑较大跨度。

基础工程量减少地震作用弱:钢结构结构自重轻, 柔性好, 抗震有利, 基础受力减小, 基础截面降低, 基础工程量减少。

结构防腐、防火、建筑隔声、需做处理。

钢结构体系在降低造价方面也有特别之处, 不同的结构体系和平、立面布置对工程造价的影响较明显。在设计阶段只有根据建筑物的使用功能要求, 确定合理的平、立面布置和结构体系, 才能有效控制工程造价, 做到经济适用。列举如下:

根据有关资料测算分析, 对于多层建筑, 不同层数对土建工程造价的影响为10%-25%;不同层高对土建工程造价的影响为1.5%-12%。

门式刚架轻钢结构厂房设计, 同样存在经济跨度和刚架最优间距。在工艺要求允许的情况下, 尽量选择小跨度的门式刚架较为经济。一般情况下, 门式刚架的最优间距为6m-9m, 当设有大吨位吊车时, 经济柱距一般为7m-9m, 不宜超过9m, 超过9m时, 屋面檩条、吊车梁与墙架体系的用钢量也会相应增加, 造价并不经济。

在多、高层钢结构中, 楼板结构体系的工程量占有较大比重, 对结构的工作性能、造价都有重要影响。在确定楼板结构方案时, 主要考虑要保证楼板有足够的平面整体刚度, 能减轻结构的自重及减小结构层的高度, 有利于现场安装方便及快速施工, 还要有较好的防火、隔音性能, 并便于管线的敷设。常用楼板做法有:压型钢板组合楼板、预制楼板、叠合楼板和普通现浇钢筋混凝土楼板等。目前最常用的做法为压型钢板组合楼板和普通现浇钢筋混凝土板。当采用这两种做法时, 考虑现浇板与钢梁组合成为共同受力的组合梁, 能有效降低钢梁高度, 较多地节约钢材。

在高层钢结构中, 框架柱采用圆形钢管混凝土柱, 梁、板采用钢-砼组合结构, 总用钢量比普通钢结构用钢量有大幅度减小, 能有效降低工程造价。

钢结构建筑所具有的优点决定其必将具有强大的生命力。钢结构体系, 制造工场化, 施工干作业, 工期短, 工业化程度高, 无污染, 无建筑垃圾, 符合建筑市场发展趋势。可见随着钢结构的进一步发展, 钢结构体系值得在多层民用建筑中推广使用。

参考文献

[1]康珍珍, 高层建筑结构体系分析及结构选型模糊决策研究[D]辽宁工程技术大学, 2006.