混凝土施工技术在桥梁工程中的运用:混凝土施工技术在道路桥梁工程中的应用 摘要:如果经济发展是一个生命机体,那么道路桥梁就贯穿其身的大动脉,所以做好国家道路桥梁施工工作至关重要。在道路桥梁施工技术中,混凝土施工技术占了很大的比例,所以,重视混凝土施工技术在道路桥梁工程中的应用是十分必要的,也是很具有现实意义的探索。本文就主要对混凝土施工技术在道路桥梁工程中的应用相关问题进行了简要分析。 关键词:道路桥梁;混凝土;施工技术 引言 近几年,随着经济的不断地发展以及人们物质文化层次的不断提高,人们对于基础设施的关注程度在不断的加强。人们的传统观念在不断的改变,以前人们对于公共类的基础设施的感觉是与自身没有太大的关系,而如今,人们认为时时刻刻都与自身的生命财产有关,这样,我们的社会基础设施的建设才会更加的有保障。当今道路桥梁的施工单位很多,面临着严峻的压力,想要企业在竞争的过程中更具实力,就要不断的提升自身的综合竞争力,只有这样才不会被淘汰。 一、我国道路桥梁的施工特点 1、桥梁工程施工具有单一性 桥梁工程施工要严格遵守国家的相关规定进行施工,地点的选定等方面要根据实际的情况。在我们的工程方面,施工与设计是两个不同的方面,都是单独进行的,由于地理条件,实际的需求等方面,不会出现完全相同的两座桥梁,这就是我们常说的单一性。 2、工程组织协作工作复杂 路桥工程涉及的专业很广泛,不单单是土木工程一个方面。在施工设计的方面要与工程地质,工程力学,水力工程等方面进行协调合作。这样在实际的施工过程中就会出现多样的施工队,在不同的领域进行施工,在施工的过程中十分容易出现问题,有些工作要讲究先后顺序的,如果协调不当就会损害工程的整体质量。在各个不同领域的人一定要专业有责任心,只有这样才能更好的完成项目。我们看到了工程组织协调十分的复杂也十分的重要,我们一定要精诚团结才会取得更好的收益。 二、道路桥梁混凝土施工前的准备工作 在道路桥梁工程混凝土施工之前,应做好其相应的准备工作。首先应该加强对工程项目设计图纸的审核,施工单位应该协同业主、工程设计单位以及工程监理单位,联合审查施工图纸,若发现问题,应及时地将其指出并采取相应的解决措施。在审查过程中,应重点审查容易出现设计变更的施工位置,尽量避免发生设计变更问题。其次,细化工程的施工内容,了解并掌握施工过程中的相关技术要求,确定每根钢筋以及每个螺丝的具体放置位置,特别要重点分析钢筋保护层,处理好施工缝以及后浇带等一些特殊部位,确保工程设计的合理性。最后,还应该做好工程项目的交底工作,不管是技术管理人员还是施工人员,都应该了解及掌握混凝土施工技术的有关要求,并熟悉工程项目的施工流程,严格按工程技术的相关规范要求以及施工流程来施工,从而确保施工质量符合要求。 三、混凝土施工技术在道路桥梁工程施工中的应用 1、控制好生产混凝土时的配比问题 (1)要根据施工的各项规范,结合工程施工的实际情况,对水灰比和坍落度进行有效的控制与掌握。为了最大程度的减少泌水情况的发生,一般要将坍落度控制在80-100毫米的范围内。 (2)对混凝土的初凝时间要进行严格控制,一般7小时左右正适合,同时要保证混凝土中的含气量在1.7%之内。 (3)要根据实际情况合理选择混凝土材料,一般都采用硅酸盐类的水泥,并对强度等级进行确定。注意水泥的厂家以及批号等情况,同时要保证在同一工程中只使用同种类型的水泥。 (4)为了确保骨料的质量符合相关的标准,就要合理选择骨料。一般都选择颜色相同、强度高、级配连续的碎石,对其中的含泥量要控制在1%以内,如果里面混有杂质,要及时清理干净。粒径一般要在5-31.5毫米之间,对它的产地也要加以注意。在选择细骨料的时候,要选择中粗砂,而且要保证其中的含泥量在2%以下,细度模数要在2.5以上,里面不能混有杂物,同时要对砂子的细度、颜色、出产地加以注意。 (5)在选择减水剂时,要选择具有高效能的,并且要结合实际需要来控制外加剂的掺入量,对外加剂的厂家以及品牌也要进行关注。为了避免对混凝土的坍落度以及泌水率产生影响,要注意减水剂与水泥是否匹配。 (6)在选择掺合料时,要选择好矿物的掺合料,这种掺合料可以在一定程度上对混凝土的性能进行改善,既要使其有一定的活性,也要将粒径混凝土内部充填的密实性发挥出来。 2、按照工艺要求进行施工,保证混凝土的施工质量 (1)关于混凝土模板施工技术的分析 混凝土施工中的重要技术之一就是模板施工。在进行道路桥梁的施工时,要对模板进行设计,要考虑到模板安装与摘除的方便性以及模板支撑施工的牢固性与方便性。同时要保证模板要有符合标准的强度、硬度、平整性以及稳定性,避免模板产生变形或因密实性不好造成浆体流失。 对模板材料要进行合理的选择,模板材料要有较强的吸水性与耐腐蚀性,而且它的表面要光滑、平整。要结合不同构件的不同规格选择适宜的模板材料,如果是E形、T形这种复杂的构件,可以选择竹胶板;如果是圆形的构件,一般选择钢模板会比较适合。 如果选用了钢模板,就要对它的表面进行抛光,这样可以保证混凝土有较强的光洁度。同时对一些细节也要加以注意,比如在固定模板螺栓的时候,要尽量不使混凝土表面出现破损现象,这也是对其牢固性的一种保障,在拆除模板的时候也会很便捷。 (2)对混凝土的浇筑质量加强控制 在混凝土施工过程中最关键的环节之一就是混凝土的浇筑,所以一定要加强对道路桥梁的混凝土浇筑过程的掌控。 要对混凝土的送料时间进行严格的控制,送料一定要在混凝土发生初凝之前。同时要注意混凝土坍落度的测量,一定要贯彻逐车测量的原则。 在浇筑之前,一定要与前一次混凝土的色彩进行对比,检查结果合格后再进行浇筑,浇筑过程中要采用分层浇筑的方法,对每层的厚度也要严格进行控制。 对混凝土的振捣也要做到及时掌控,为保证能够进行充分的振捣,要合理选择振捣设备,防止振捣过度或振捣不足的现象发生。一般可以采取两次振捣的方法,这样可以在一定程度上减少振捣混凝土表层产生的气泡数量。 3、关于道路桥梁工程混凝土施工后的养护 (1)关于混凝土的养护分析 在道路桥梁工程完成后,一定要对混凝土做好保养工作。在混凝土的硬化、强度不断增加的过程中,要以混凝土的水硬性特点为依据,对它的持久度与强度作出相关的保障。如果不进行保养,则很可能造成表面水分流失,从而产生裂纹、色差现象。 要以混凝土的强度为依据,结合施工时的实际气象状况,一定要待试压块的强度达到规定的强度时,再将混凝土的各项构件侧模拆除,注意不能提前拆除。拆除模板后,可采用传统的浇水法对混凝土的表面进行防止干燥的养护,还可以使用特定的养护遮盖物覆盖在混凝土的表面。如今一些新型的混凝土养护膜与养护剂也被广泛应用到混凝土的养护过程中,这也是一种很好的养护方式。养护的时间一定要根据实际气候的情况来决定,一般都在12个小时以上。 (2)对混凝土的施工缺陷及时修补 在道路桥梁工程中,混凝土的施工可能存在着一些缺陷,这就需要后期做适当的修补。一定要对混凝土的泌水性和模板偶然漏浆状况加以重视,以便进行有效的掌控。混凝土表面可能会有气泡状孔洞或砂带的现象发生,这时就需要采取适宜的措施进行修补,拆除侧模后要及时对混凝土表面的浮浆与砂带进行相应的处理。 结束语 随着我国经济的发展,建筑工程的种类越来越多。所以我们在施工中应抓住重点工程,制定合理有效的方法来保证施工的质量。作为建筑施工的基础,混凝土施工技术的高低,直接关系着道路桥梁工程施工质量的好坏,因此,我们应该切实加强道路桥梁建设方面的研究,不断创新道路桥梁工程中混凝土的施工方法,以提高工程质量。 混凝土施工技术在桥梁工程中的运用:高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用 摘要:高性能混凝土是建筑业不断发展的必然产物,为我国道路桥梁施工做出了重大贡献,在使用初期,就表现出较强的使用价值,能够增强建筑的强度、稳定性以及耐久性,同时随着施工建设的不断复杂,其价值得到了更为显著的体现,唯一需要注意的就是在应用高性能混凝土时应该基于工程实际情况,灵活的改变其调和比,使其发挥出最大的功效。最终使施工企业的经济效益以及建设工程的社会效益得以实现。 关键词:高性能混凝土;道路桥梁施工;应用 一、高性能混凝土特点概述 1、耐久性高 随着车流量的逐渐增多,对路桥工程的施工质量有着更高的要求,混凝土是工程建设的主要材料,通过对混凝土性能的研究,可以不断提高其性能。高性能混凝土的提出以及在工程建设中的应用,对提高工程质量有着显著的功效,尤其是在耐久性能上,与传统混凝土相比具有更明显的优势,不但可以经受车流量的荷载,即便是在台风等较强因素的影响下,工程也不会出现致命病害,可以继续使用。例如上海东海大桥,施工时选用高性能混凝土,耐久性比较高,可以在大桥结构上每隔10m停放一辆大型集装箱卡车,工程使用年限比较长。 2、抗压强度大 抗压强度是评价混凝土质量的主要指标之一,更是保证工程施工质量的主要因素。高性能混凝土在路桥工程中的应用,可以有效的提高工程抗压强度,与传统混凝土相比在强度上可以扩大一倍,同时并不会增加工程结构的自重。此种特性尤其适合应用在桥梁工程建设中,在降低自重的基础上,保证能够横跨的跨径更长,主梁之间的间距可以工厂,对降低工程造价与工程质量之间矛盾具有重要意义。 3、环保性能强 在节能降耗背景下,路桥工程的建设也需要秉绿色施工,而高性能混凝土的应用正好满足这一要求。因为其所具有的特点,使其在与传统混凝土相比,在保证相同强度的条件下,可以有效减少材料用量,达到节省资源的目的。另外,也在一定程度上减少了运输车辆的油耗"尾气排放等,降低了对生态环境造成的影响。并且,高性能混凝土的使用能够有效缩短工程周期,提高造价管理效率。 4、坍落度小 坍落度指的是混凝土的和易性,决定着其能够完全满足工程施工建设,是影响工程施工质量的另外一个重要数据。与常规混凝土相比,高性能混凝土坍落度更小,在运输以及施工过程中更难出现离析情况,不会对混凝土强度造成太大影响。进而路桥工程投入使用后,结构出现裂缝、不均匀沉降等病害的可能性会比较低,对交通运输质量造成的影响也相对较小。另外,高性能混凝土具有更强的粘接性,在加上离析程度小,对提高路桥工程稳定性以及安全性具有重要意义。 二、高性能混凝土的实际应用 1、高性能混凝土在桥梁中的应用 高性能混凝土与常规混凝土相比具有更高的强度、刚度,这一特点正好符合桥梁工程的建设要求,例如大跨度桥梁的主梁、墩基等部位的施工。另外,因为高性能混凝土具备的便于浇筑振捣的特性,以及良好的体积稳定性等特点,可以有效提高桥梁结构在恶劣环境下的应用,在提高其使用寿命的基础上,还具备流动性高、耐久性高以及强度高等有点,降低工程结构出现质量问题的概率。高性能混凝土在桥梁工程的引用,主要是将粉煤灰等废料作为掺和材料,来提高混凝土的强度、耐久性以及抗腐蚀能力,不仅可以节省材料,降低施工难度,同时可以提高工程结构的稳定性,保证工程施工质量满足建设要求。高性能混凝土应用于桥梁工程,主要表现在几个方面,即在保证结构稳定性与强度的条件小,有效延长桥梁跨径,增加主梁间距,并且可以节省材料,降低结构自身质量,在保证施工质量的同时降低造价。 2、高性能混凝土在道路中的应用 高性能混凝土的施工性非常高,还有较高的体积稳定性,所以,在冲刷、冰冻、酸性腐蚀等恶劣环境中,它依然能够保持很强的生命力。所以,它在道路的修建中也得到了很广泛的应用。将高性能混凝土运用到道路中时,它的耐久性能更加明显。这一性能会使路基的施工质量大大提高,即使再重的车辆通过道路时,也不会发生倒塌现象;同时在道路中使用高性能混凝土时,由于它的物理特性,就节省很多水泥的使用,这样,在修建道路时,不仅可以提高质量,同时更能节约原料,达到事半功倍的作用。 道路在使用高性能混凝土时,还要参照道路混凝土的具体标准。再结合高性能混凝土的的特点,把各个方面的具体要求考虑到以及要做到仔细的研究。同时,如果从改变混凝土工艺的角度出发的话,应该采用高流态方式,这样就能使道路混凝土施工的内涵得到丰富,由此赢得的经济效益也当然是很可观的。 三 、高性能混凝土的技术要点 1、制备环节 在制备高性能混凝土时,混凝土配合比的制定需要结合具体的需求来进行,并且混凝土混合的成份也会直接影响到混凝土的强度。从理论上来讲,如果使用的水泥有着较高的强度,那么生成的混凝土也有着较高的强度,但是要想提高混凝土的强度,并不能对水泥的用量进行单纯的增加,需要将水泥和水的配比作为重中之重。要对混凝土抗压强度的水泥强度和水的配合比综合考虑,混凝土的力学性能以及耐久性会直接受到配合比差异的影响,混凝土的抗压强度会直接受到这些因素的影响。因此,结合具体的施工要求,将需要的各种原材料给确定下来之后,需要合理划分配合比的等级,以此来促使工程的具体要求得到满足。 2、浇筑环节 在整个施工过程中,非常关键的一个环节就是混凝土的浇筑,在配合比设计方面,需要结合高性能混凝土搅拌性能试验方法标准来进行试验,这样各项设计技术指标以及土建施工要求才可以得到满足。另外,在浇筑混凝土之前,相关的监理工程师需要严格控制模板的尺寸、强度以及刚度,并且仔细检查钢筋和其他预埋件的位置和数量;要综合考虑配筋的结构和数量,来科学确定浇筑厚度。在此基础上,还需要保证那些杂物或者油渍等不会污染到模板和钢筋,在清洗的过程中,需要避免有积水存在于木质木板上。需要结合具体情况,将一定的排水措施和防水措施等应用过来,如果混凝土的浇筑工序是在雨雪天进行,那么就不能够露天进行。 3、混凝土养护要求 在完成混凝土浇筑之后还应该进行混凝土养护工序,在结束混凝土浇筑后的12小时内加以覆盖,进行浇水养护,另外,由于水和石灰的结构性能小,而高性能的混凝土的结构性能较高,因而在成功完成混凝土浇筑后,要求及时采取保温措施和保湿措施,从而防止混凝土塑性收缩,避免因温差而造成混凝土应力分布不平衡,有效阻止混凝土出现裂缝的变形现象的发生。 结束语 通过上文的叙述分析我们可以得知,相较于普通混凝,高性能混凝土有着一系列的优势,将其应用到道路桥梁工程施工中,可以显著提高结构性能,延长使用寿命。但是,要想将高性能混凝土的效用给最大限度的发挥出来,就不能够采用常规操作拌合、浇筑以及养护方法,需要对混凝土的材料配比进行提高,做好浇筑以及捣实等工作,来促使混凝土的性能得到有效提升。本文简要分析了高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用,希望可以提供一些有价值的参考意见。 混凝土施工技术在桥梁工程中的运用:混凝土施工技术在道路桥梁工程施工中的应用 摘要:在经济持续发展的情况下,道路桥梁工程也开始了大规模的建设,人们对其的需求大幅度增加。其所使用的原材料混凝土质量的优劣将会直接对于道路桥梁的实际施工质量带来影响,所以要运用科学的实施技术,对混凝土质量进行严格的掌控,以保证道路桥梁工程施工的高品质。 关键词:混凝土:技术:施工 引用 随着城市现代化的发展,我们的社会整体工业水平也得到了很大的提升,道路桥梁建设发展步伐也更加紧凑。由于混凝土施工在我国道路桥梁工程施工中起到了非常重要的作用,所以要通过调节混凝土水灰比、优选原料等方式,强化传统混凝土的强度等,来使混凝土的质量得以提高。与此同时我们也应该更注意道路桥梁混凝土施工中存在的问题,让道路桥梁更安全有保障。 一、混凝土的发展情况及施工中出现的问题分析 (一)混凝土材料本身主要是通过水泥、水、集料、外加剂、混合料等物质依据一定的科学比例来进行配比。在混凝土之中所存在的内部结构详细来说主要涉及到以下几个方面:直接把水泥、水混合搅拌之后,便形成了水泥浆,而通过砂料的添加,能够直接将水泥浆充分的包裹在砂的孔隙之中,从而形成砂浆材料,最后,砂浆材料会将集料石子包裹,从而将其中的空气完全填满。通过这一整个配比流程,水泥、砂、石等多种材料便能够充分的混合在一起,当完成了凝固之后,便转变成为了相应的混凝土。当今的混凝土施工技术已经发展到了一定的地步,我们的混凝土施工技术也已经不仅仅是和原来的混凝土一样了,现在的混凝土已经告别了传统的混凝土的特点。现在我们的混凝土有着许多不同的特点,就像新发展的沥青混凝土,它不但具有许多现代工艺发展的新优势,还具有许多适应我们现代工业发展的新特质,这也是我们现代混凝土工业施工的新格局。 (二)普通混凝土在路桥施工中出现的问题,使桥梁工程相关人员也非常烦恼。这些问题主要表现在以下几个方面:第一,抗拉力不强。因为普通混凝土是由水泥、碎石或卵石、砂和水拌合,经过硬化形成的一种材料。砂和石在混凝土中抑制了水泥的收缩;水泥和水形成水泥浆,包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙。第二,弹性不好。在路桥面的荷载量非常大且受力不均匀的情况下,荷载力不能驱散均匀,这样就导致某一个构件不堪重力,最终产生裂缝。第三,收缩易变形。普通混凝土具有热胀冷缩的性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土也将发生收缩变化。然而,收缩容易导致变形,若变形遭到约束,则会在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。第四,耐久性较弱。普通混凝土的抗渗性还是非常强的。抗冻性是指混凝土在使用的环境中,经受多次冻融循环作用,能保持强度和外观的完整性的能力。普通混凝土的抗冻性很弱,当气温在零度以下时,混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,就会出现裂缝。抗侵蚀性指在酸、碱、盐等环境中对水泥石的侵蚀所表现出现的免疫力。 二、混凝土施工技术在道路桥梁工程施工中的应用措施 (一)我们在选择混凝土时,要在那些评价好、质量有保证的地方进行购买。对购买地方与施工现场之间进行合理的安排,混凝土浇筑的速度也要事先进行好估计,结合多方面的影响因素选择合理的方式,使混凝土的质量在到达施工现场时得到保障。在混凝土浇筑施工技术中,我们要确定混凝土材料一次浇筑时要用多少,哪里比较容易出现裂缝等各种各样的原因,减少在建筑工程施工中的混凝土浇筑施工技术中出现问题。混凝土材料本身一般都具有一定的泌水能力,再加上一些因素的作用下会有裂缝出现,所以还要在混凝土材料的表面有一个二次压抹处理的过程。裂缝不仅直接影响桥梁的使用性能,而且破坏了桥梁的外观结构,直接削弱了桥梁结构的强度和刚度,进而增加施工过程中工程事故的发生率。在建筑工程施工的过程中我们可通过永久式的伸缩方式控制温度的变化,减少混凝土浇筑施工中产生裂缝的可能性。但是在建筑工程施工中很多情况下都会导致裂缝的出现,主要是收缩应力的问题,而结构长度问题是决定收缩应力的主要因素。因此在建筑工程施工中设计时,要考虑裂缝会产生的一些原因,同时也要依据自身的一些实际情况进行具体分析,使用最安全有保障的设计方案。 (二)在道路桥梁工程完成后,一定要对混凝土做好保养工作。在混凝土的硬化、强度不断增加的过程中,要以混凝土的水硬性特点为依据,对它的持久度与强度作出相关的保障。如果不进行保养,则很可能造成表面水分流失,从而产生裂纹、色差现象。 要以混凝土的强度为依据,结合施工时的实际气象状况,一定要待试压块的强度达到规定的强度时,再将混凝土的各项构件侧模拆除,注意不能提前拆除。拆除模板后,可采用传统的浇水法对混凝土的表面进行防止干燥的养护,还可以使用特定的养护遮盖物覆盖在混凝土的表面。如今一些新型的混凝土养护膜与养护剂也被广泛应用到混凝土的养护过程中,这也是一种很好的养护方式。养护的时间一定要根据实际气候的情况来决定,一般都在 12 个小时以上。对混凝土的施工缺陷及时修补,在道路桥梁工程中,混凝土的施工可能存在着一些缺陷,这就需要后期做适当的修补。一定要对混凝土的泌水性和模板偶然漏浆加以重视,以便进行有效的掌控。混凝土表面可能会有气泡状孔洞或砂带的现象发生,这时就需要采取适宜的措施进行修补,拆除侧模后要及时对混凝土表面的浮浆与砂带进行相应的处理。 (三)高性能混凝土广泛用于离岸结构物或长跨度的桥梁建造中,包括长跨度桥梁所用的拌合物、主梁、墩部和墩基。高性能混凝土在施工中的应用使桥梁设计中可以采用更坚固、更轻便的结构,使主梁的间距更大、桥梁的跨径更长、结构设计更为合理,即便是在非常恶劣的环境下也能够保证桥梁有较长的使用寿命。高性能混凝土具有早期强度高,体积稳定性好和韧性高,在恶劣的使用条件下高强度、高流动性、寿命长与优异的耐久性等特点而被应用广泛。推广高性能混凝土在桥梁中的应用可延长桥梁的使用年限并且获得更好的经济效益,耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为桥梁工程建设的目标。国内应用较好的如上海东海大桥用的高性能混凝土,设计使用寿命为100年,使用的“高性能海工混凝土”既有耐久性、高强度、抗腐蚀等特点,又易于施工,直接节约材料成本2000万元。高性能混凝土是一种能满足特殊用途和特殊性能的混凝土,仅采用普通材料、常规拌和、浇筑和养护等措施不能够达到高性能混凝土的要求,必须要通过提高浇筑、捣实等制作工艺来提高混凝土的初期强度、刚度、长期力学性能和体积稳定性以及延长高性能混凝土在恶劣环境下的使用时间等诸多特点。 (四)高性能混凝土由于本身性能的提升,面对道路应用中车辆、气候等问题的影响时,能够大大降低破损等问题出现的几率,能够提升道路结构的稳定性,降低外在因素对其的影响。同时,在传统混凝土进行道路工程建设时,通常需要增加水泥的添加量来改变其强度低的问题,但是在混凝土中,水凝的添加量过大又导致的其结构耐久度降低,使在传统混凝土的应用中出现矛盾,高性能混凝土的应用能够有效结构的强度,并不会对其耐久度产生影响,合理地解决了这个矛盾。道路高性能混凝土应根据道路混凝土的特点,结合高性能混凝土的优点,综合考虑其各方面的性能要求来进行开发研究。但如何能从改变道路混凝土的施工工艺出发,不采用滑模摊铺施工,而采用高流态(接近自流平),坍落度达240~270mm 的混凝土来施工,则该方法进一步丰富了道路高性能混凝土的内涵,其带来的经济效益和社会效益将是不可估量的。 结束语 道路桥梁施工并不是一个简单的事情,道路桥梁施工是有很多部分组成的,而混凝土作为一种现代社会发展的新型工业材料,代表着我们现代工业发展的脚步,在道路桥梁施工中有着举足轻重的作用,和道路桥梁工程自身的质量和安全有着紧密的联系,只有不断发展混凝土的施工技术,才能使道路桥梁发展起来。 混凝土施工技术在桥梁工程中的运用:浅谈水泥混凝土在桥梁工程中的应用 [摘 要]在桥梁施工过程中,不论是混凝土施工还是混凝土养护都起着很重要的作用。结构表层混凝土的耐久性质量在很大程度上取决于施工养护过程中的湿度和温度控制。作为施工单位我们要注重每一个环节,按时保质、保量的完成每座大桥的建设。 [关键词]水泥混凝土;桥梁工程;应用 0、引言 在桥梁施工过程中,不论是对水泥混凝土施工还是水泥混凝土养护都起着很重要的作用。结构表层混凝土的耐久性质量在很大程度上取决于施工养护过程中的湿度和温度控制。作为施工单位我们要注重每一个环节,按时保质、保量的完成每座大桥的建设。 1、水泥混凝土在桥梁工程施工的一般要求 水泥混凝土的施工和温度有很大的关系,在炎热气候进行混凝土施工的时候,一般要求在浇筑前的混凝土温度不应超过32℃。作为施工单位,应采取各种措施以保持混凝土温度不超过32℃如集料及其他组成成分的遮阴或围盖和冷却;用致冷法或埋水箱法或在部分拌合水中加碎冰以冷却拌合水,但在拌和完后,冰应全部融化;与混凝土接触的模板、钢筋、钢法兰盘及其混凝土前应冷却至32℃以下,其方法有盖以湿麻布或棉絮、喷雾状水,用保护罩覆盖或其他认可的方法;桥面板及桥面铺装混凝土浇筑温度应不超过26℃。当蒸发率大于每小时0.5 kg/时,则不应在桥面板、桥面铺装或其他暴露的板式结构上浇筑混凝土;在炎热气候下浇筑混凝土时,应避免模板和新浇混凝土受阳光直射,应尽可能安排在傍晚浇筑而避开炎热的白天,也不宜在早上浇筑以避免气温升到最高时加速混凝土的内部温升。在相对湿度较小、风速较大的环境下,宜采取喷雾、挡风等措施或在此时避免浇筑面板等有较大暴露面积的构件;浇筑混凝土时应定时测定混凝土温度以及气温、相对湿度、风速等环境参数,并根据环境参数变化及时调整养护方式。 2、冬季的混凝土施工 冬季必须要采取必要的措施、如室外日平均气温连续5 d低于5℃,混凝土工程施工除其材料及施工要求应符合本规范有关规定外,承包人应向监理工程师提交一份关于冬季浇筑混凝土及养生的施工方案,详细说明采用的施工方法和设备,保证混凝土的温度在浇筑后的前7天不低于10℃。应备有足够数量的能连续记录的温度计,在前7天内,约每30混凝土,在其附近放置一个温度计,设专人连续观测记录。对断面较大的构件,承包人还应留测温孔测构件内部温度,其位置与数量由监理工程师选定,温度记录送交监理工程师;混凝土拌和时,各项材料的温度应满足拌和所需要的温度,为满足拌合温度,材料可分别加热;当确定拌合材料温度时,应考虑混凝土拌和时及运输至成型的热量损失;当掺用氯化物于加热后的混合料时,混凝土初凝应不早于混凝土浇筑结束,并不得用蒸汽养生;在已硬化的混凝土上继续浇筑混凝土时,结合面的温度至少应有5℃,且在浇筑混凝土过程中仍应维持5℃或以上的温度;搅拌混凝土时,搅拌时间应延长50%;在冬季寒冷气候条件下,应负责保护混凝土,任何由于保护不善受冻而损坏的混凝土都必须清除后重新浇筑,其费用由承包人承担。 3、水泥混凝土养护一般要求 桥梁上水泥混凝土浇筑完成后,待表面收浆后尽快对混凝土进行养生,暴露于大气中的新浇筑混凝土表面应及时浇水或覆盖湿麻袋、湿棉毡等进行养护。如条件许可,应尽可能采用蓄水或洒水养护,但在混凝土发热阶段最好采用喷雾养护,避免混凝土表面温度产生骤然变化。此外,还应保证模板连接接缝处不至于失水干燥;对于水胶比低于0.45的混凝土和大掺量粉煤灰混凝土,在施工浇筑大面积构件时应尽量减少暴露的工作面,浇筑后立即用塑料薄膜紧密覆盖(与混凝土表面之间不应留有空隙),防止表面水分蒸发,待进行搓抹表面工序时,可卷起塑料薄膜并再次覆盖,终凝后可撤除薄膜进行水养护;在混凝土浇筑后的抹面压平工序中,严禁向混凝土表面洒水,并应防止过度操作影响表层混凝土的质量;混凝土的入模温度应视气温而调整,在炎热气候下不宜高于气温且不超过30℃,低温下不宜低于12℃;应合理确定混凝土施工的浇筑、养护方法与工序,并在施工养护过程中实际测定关键截面的中点温度和离表面约5 cm深处的表层温度,实行严格的温度控制。一般情况下,混凝土的温度控制值为:混凝土入模后的内部最高温度不高于70℃,构件任一截面在任一时间内的内部最高温度与表层温度之差不大于20℃,新浇混凝土与相邻的已硬化混凝土或岩土介质之间的温差不大于20℃,淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度的差值不大于15℃,混凝土的降温速率不超过3℃/d;当周围大气温度低于养护中混凝土表面温度超过20℃时,混凝土表面必须保温覆盖以降低降温速率;现浇混凝土应有充分的潮湿养护时间。在整个潮湿养护过程中,应根据混凝土温度与气温的差别级变化,及时采取措施,控制混凝土的升温和降温速率;构件体积较大,水泥含量较高,或采用特别养生方法进行养生的构件,其养生方法应经监理工程师批准;构件不应有由于混凝土收缩而引起的裂缝;结构物各部分构件,不论采用什么养生方法,在拆模以前均应连续保持湿润;同样构件尽可能在同一条件下养生;当结构物与流动性的地表水或地下水接触时,应采取防水措施,保证混凝土在浇筑后7 d之内不受水的冲刷。当环境水有侵蚀作用时,应保证混凝土在浇筑后10 d内以及其强度达到设计等级的70%以前,不受水的侵袭;养生期间,混凝土强度达到2.5 MPa之前,不得使其承受行人、运输工具、模板、支架及脚手架等荷载;混凝土的拆模时间除需考虑拆模时的混凝土强度外,还应考虑到拆模时的混凝土温度不能过高,以免接触空气时降温过快而开裂,更不能在此时浇凉水养护。 4、混凝土施工养护方法 洒水养护宜用自动喷水系统和喷雾器,湿养护不应间断,不得成干湿循环。提供的覆盖材料应事先征得监理工程师的同意;洒水养生应根据气温情况,掌握恰当的时间间隔,在养生期内保持表面湿润;气温低于+5℃时,应覆盖保温,不得洒水养生;防水纸应尽可能采用大幅宽纸。相邻纸应至少重叠150 mm,并用胶带、玛脂、胶水或其他批准的方法紧密结合,使整个混凝土表面形成完全防水覆盖,应固定防水纸不被风吹移动。养生期内任何纸破碎或损坏时,应立即修补该部分。不应使用丧失防水性能的纸段;蒸汽养生,采用蒸汽养生时,应事先经试验确认,对于加入外加剂的混凝土构件,经蒸汽养生后确无有害影响,并取得监理工程师的批准,才能进行蒸汽养生;蒸汽养生按JTJ 041-2000公路桥涵施工技术规程第11.8节及第14.2节规定进行;模板拆除及蒸汽养生均应加以选择,以免混凝土开裂;经蒸汽养生的构件,不得再洒水养生。 5、结束语 随着社会的发展,中国近几十年来一座座大桥拔地而起。本文简要介绍了桥梁工程混凝土施工及养护方法,并对桥梁工程的养护提出了粗浅的分析和具体的养护措施。桥梁工程的混凝土施工受施工条件的影响很大。养护是桥梁工程必不可少的一道工序,正确的桥梁养护方法是桥梁正常运营的关键,为了保持桥梁施工后的良好状态,有必要通过养护的办法加以解决,从而达到良好的运营目的。 混凝土施工技术在桥梁工程中的运用:清水混凝土的施工工艺在市政道路桥梁工程中的应用 摘要: 清水混凝土(As-cast Finish Concrete/BareConcrete)又称装饰混凝土,因其极具装饰效果而得名。它属于一次浇注成型,不做任何外装饰,直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面,因此不同于普通混凝土,表面平整光滑,色泽均匀,棱角分明,无碰损和污染,只是在表面涂层或两层透明的保护剂,显得十分天然、庄重。清水混凝土是钢筋混凝土施工技术发展的课题之一。我国的清水混凝土技术相对于国外而言起步较晚,因而在研究水平以及施工技术、规范上与国外相比都还有着一定的差距。 关键词:清水混凝土 施工工艺市政道路道路桥梁应用 一、清水混凝土的特点 清水混凝土是混凝土材料中最高级的表达形式,它显示的是一种最本质的美感,体现的是“素面朝天”的品位。清水混凝土具有朴实无华、自然沉稳的外观韵味,与生俱来的厚重与清雅是一些现代建筑材料无法效仿和媲美的。材料本身所拥有的柔软感、刚硬感、温暖感、冷漠感不仅对人的感官及精神产生影响,而且可以表达出建筑情感。因此建筑师们认为,这是一种高贵的朴素,看似简单,其实比金碧辉煌更具艺术效果。 二、清水混凝土技术存在的问题 1 、 无全国标准 目前国内尚无统一的清水混凝土施工质量标准和质量验收标准,给施工单位和建设单位带来了一些困惑。伴随着清水混凝土在工程实践中的大量使用,国内出台一部统一、明确的关于清水混凝土施工方面的规范已成当务之急。通过颁布规范来实现施工的过程控制和质量检验标准的控制,改善清水混凝土工程的过程控制,减少质检部门的盲目性。关于清水混凝土的施工技术及质量控制标准,许多文献已有阐述,但是很大一部分都是结合具体的工程实例得出的“内参式控制标准,很少有建立在严格试验基础上结合大量对比试验得出的清水混凝土施工技术及质量控制标准因此有必要,借助试验室条件,在理论基础上得出有一定适用性的清水混凝土施工工艺和质量控制标准。 2 、 基本研究匮乏 由于我国的清水混凝土的应用起步较晚,所以我国目前对清水混凝土的基本研究相对较少。尤其是从材料的微观作用机理的角度对清水混凝土的各个方面进行研究更是少。笔者认为我们应该借助于实验室的设备、仪器,较之于工程实际条件,更易于从理论上分析清水混凝土的微观作用机理,从而对清水混凝土表观缺陷的形成、防治、修补和清水混凝土长期使用维护等方面作出理论指导。 三、清水混凝土配合比设计和生产控制 新拌清水混凝土必须具有极好的工作性和粘聚性,绝不允许出现分层离析现象。在材料和浇筑方法允许的条件下,应采用尽可能低的坍落度和水灰比。根据现场实际要求,坍落度一般控制在(90±10)mm,以减少泌水的可能性。同时控制混凝土含气量不超过1.7%,初凝时间6~8 h。清水混凝土在原材料方面有严格的限制。水泥应首选硅酸盐水泥,并要求确定生产厂商、强度等和批号,同一单位工程要能做到采用同一水泥。粗骨料要求选用强度高、粒径5~31.5 mm、连续级配、同颜色、含泥量小于1.0%和不带杂物的碎石,也要求定产地,确定规格和颜色。细骨料应优先选用中粗砂,细度模数2.5以上,含泥量小于2%,不得含有杂物,要求确定产地、砂子细度模数、颜色。外加剂应采用高效减水剂,要求确定厂商、品牌及掺量,且应重视解决外加剂和水泥的适应性,以减少混凝土的泌水率和混凝土坍落度的经时损失。矿物掺合料作为混凝土不可缺少的成分,在考虑掺合料活性的同时,应充分利用各种掺合料的不同粒径,在混凝土内部形成紧密充填,增强混凝土的致密性。因此,为改善清水混凝土的流动性和后期强度,可掺入粉煤灰,宜选用细度达到Ⅱ级以上的粉煤灰产品,且不得含有任何杂物。 清水混凝土生产过程中应使用同一种原材料和相同的配合比,必须严格按试验确定的配合比投料,不得带任何随意性,并严格控制水灰比和搅拌时间,随气候变化随时抽验砂子、碎石的含水率,及时调整用水量。水灰比的控制是关键之一,因为不同水灰比将导致硬化后混凝土颜色变化。另外,骨料对外观的影响也不可忽视,因此砂、石的色泽和颗粒级配要求均匀,同一个视觉面的混凝土工程应采用相同类型的骨料。 为了确保每块混凝土所用的配合比严格一致,应加强清水混凝土生产过程的监督。对首批进场的原材料,经监理取样抽检合格后,应立即进行“封样”,以后进场的每批来料均与“封样”进行对比,发现有明显色差的不得使用。 四、清水混凝土施工控制 1、清水混凝土在施工过程中,其模板体系的设计、制作与安装,钢筋绑扎等要求相当严格,其中模板工程是关键技术之一。清水混凝土施工用模板需根据建筑物具体构造进行设计订做,且所用模板多为一次性的,成本较高。模板设计应充分考虑拼装和拆除的方便性,支撑的牢固性和简便性,并保持较好的强度、刚度、稳定性及整体拼装后的平整度,确保在混凝土侧压力作用下不产生任何变形,以保证结构物的几何尺寸均匀、断面一致,防止浆体流失。模板材料也有很高的要求,表面要平整光洁、强度高、耐腐蚀,并具有一定的吸水性。要求根据构件的规格和形状,合理选用不同的模板材料。对圆形构件选择钢模板,对E形、T形等截面形式复杂的构件可采用强度较高的竹胶板和自制钢模板。钢模板内表面均应进行抛光处理,以保证混凝土表面光洁度。 2、清水混凝土养护与表面修补控制 清水混凝土如养护不当,表面极易因失水而出现微裂缝或产生表面色差,影响外观质量和耐久性,因此加强混凝土早期硬化期间的养护十分重要。清水混凝土各构件的侧模要根据当地气候条件与混凝土强度发展情况而定,应在预留混凝土试块试压强度达到要求规定时方可拆除。模板拆除后,其表面养护的遮盖物不得直接采用草垫或草包,以免造成永久性黄颜色污染,而是应采用塑料薄膜严密覆盖养护。 由于混凝土内部一定范围内的含气量对混凝土的耐久性有利(特别是在北方地区),因此混凝土中应常掺一些引气型高效减水剂,并允许混凝土表面有气泡。另外,尽管已采取了各种措施,但拆模后由于混凝土的泌水性、模板的漏浆等,清水混凝土表面局部仍可能会产生一些小的孔眼和砂带等缺陷。需对这些缺陷进行适当修复,方法是:拆模后,应立即清除清水混凝土表面浮浆和松动的砂子,采用相同品种、相同强度等级的水泥拌制成水泥浆体,修补这些部位。待水泥浆体硬化后,用细砂纸将整个构件表面均匀地打磨光洁,并用水冲洗洁净,以确保表面无色差。 五、清水混凝土在市政高架桥中的应用实例 在某立交桥桥墩施工中,正式施工前,笔者针对清水混凝土的原材料、配合比、模板、浇筑、养护等环节进行了全面控制,并进行了模拟试验。经多次墩柱试验,最终确定采用大块定型钢模板、吊装浇筑、插入式振动器振捣、外包塑料薄膜补水养护的施工工艺。确定清水混凝土正式施工的数据及配合比:入模温度取30℃ ,坍落度80 mm,水泥为42.5级普通硅酸盐水泥,配合比为水泥400 kg、砂650 kg、碎石1 120 kg、水175 kg、Ⅱ级粉煤灰50 kg、外加剂5kg。由于聚羧酸系减水剂与水泥相对有更好的相容性,即使在掺量较低时也能使混凝土具有高流动性,同时还有相当的减水和增稠效果,使混凝土分层和泌水现象得到较大改善,抗离析能力大大提高。另外,对于低水胶比具有低粘度和较好的坍落度保持性能。通过配合比试验发现,相对萘系减水剂,聚羧酸系减水剂更适宜清水混凝土的配制。采用该配合比的坍落度损失在30 mm h以内,含气量为2.5%。混凝土表面处理剂采用日本进口产品,其干燥时25℃条件下,表干小于8 h;耐磨性优良,在500 g加荷、500转条件下,质量损失小于3 mg;在饱和Ca(OH)2溶液中不起泡、不脱落;耐热、耐腐蚀。该产品涂膜坚硬,施工简单,涂刷一道即可,在工程中综合效益良好。经过多次模拟试验后,正式施工的墩柱取得了较好的外观效果。工程实践表明,清水混凝土施工费用与传统施工费用基本持平。尽管清水混凝土施工造价比普通混凝土每m3增加约20%,施工投入的人力略有增加,土建工期也约增加10%,还需考虑保护液的费用,但由于清水混凝土不需抹灰、吊顶、装饰面层,且结构梁、板、柱及相关基础材料也可减少,维保费用也少,因此采用清水混凝土其经济性也是可行的。 结语: 随着人们环保意识的不断提高,返朴归真思想的深入人心,现在世界上越来越多的建筑结构采用了清水混凝土工艺。近年来,我国的清水混凝土工程也得到长足进步。因此“清水混凝土”对市政建筑施工水平是一种极大的挑战,其难点主要体现在项目管理要求科学、严谨。我国目前具备清水混凝土施工能力的企业仍然有限,因此应加快我国清水混凝土施工机械化、标准化进程,以彰显其在市政工程建设中的优越性。
玻璃材料在建筑中的应用:建筑设计中玻璃材料的美学价值 一、建筑设计中玻璃材料的性能类别 1.节能性能和建筑结构性能 现代建筑首先要满足环保节能的这一前提,从而进行建筑的设计与施工,这就要求建筑中玻璃材料要具有很好的节能环保效果,不管是吸热、吸音、防紫外线,还是保温、防尘等都得到了解决,玻璃作为建筑与外部环境沟通、结合的缓冲,使空间紧密的与外部环境相联系,融为一体,表达出自然的生长理念。建筑中承担结构的不再是传统的实墙体,各种多样的材料打破了砖墙、混凝土墙的单一性,使得建筑结构、整体丰富多样。而玻璃作为可以充当结构墙用于现代建筑设计中得到广泛的应用,如:幕墙玻璃、玻璃砖、U型玻璃等。各种玻璃幕墙、空间隔断都大量使用玻璃材料作为主要建筑结构。 2.其他性能 玻璃材料种类繁多,各种功能的需求使得玻璃的用途也多样化,专业性能更强。装饰面玻璃、磨砂玻璃、马赛克玻璃砖等装饰性,防辐射玻璃、反光玻璃等实用性,都为建筑设计提供了无限的空间,不再受到材料性能的拘束,自此提高了建筑设计的深度。玻璃材料因可塑性强,造型可变幻性高的优点,可以做到各种复杂的形态,大大满足了设计的需求,玻璃从透明、半透明、不透明的色彩区分,为各种功能的划分提供了形式的不同,稳定的化学成分,良好的性能,满足了不同建筑的需要。 二、建筑设计中玻璃材料的美学价值 1.玻璃材料的质感美 各种建筑材料都有其特有的品质特征,以此来满足建筑多元素的需求。玻璃材料作为其中特殊的材料之一,有其独特的质感,光滑的外表、多变的形体、纯净的透明度等都表现出玻璃材料的固有特性。玻璃以实中有虚、虚中藏实的特性,形成显明的虚实对比。各种艺术设计手法运用于玻璃的造型设计,使其达到点、线、面的高度统一相互结合,造型艺术千姿百态,丰富了玻璃造型语言,表达了玻璃材料的多变性、灵活性特点。 2.玻璃材料的意象美 中国传统思想就有纯净、洁白这种思潮的向往。北宋周敦颐《爱莲说》中的“予独爱莲之出淤泥而不染,濯清涟而不妖。”正是表达了莲花这种高尚品质,虽然莲花出自污泥之中,但从不沾染其中的污浊,而在清水里洗涤过,而不显得妖媚。反应了古人的朴素人文情怀,这种高风亮节不被世俗所染,不被周围的环境所动容,凸显出古人的质朴情怀。意像又可称之为表象,不直观存在于事物,而是通过事物的内在品质反应出来的特有表象性,传递出来的信息也具有独特的感性特征,让人思绪万千、浮想翩翩。而玻璃材料正是反应出这种纯净、通透的情感,给人以明净、纯洁的心理感受。 3.玻璃材料的实用美 玻璃材料的通透性也产生了特有的光影美,光的折射、反射在玻璃上,呈现出美轮美奂的光影变幻,一些娱乐场所的灯光变幻都是用特殊的玻璃材料作为依靠之一到达的美学效果。光影本身就是一种特有的互动互补形式,而玻璃材料通过光影的运动产生了一种虚幻朦胧的空间形态,创造出它特有的形体,在光的照耀下,玻璃材料通过一些物理反应产生出奇妙的光学效果,给人一种纯粹的美学享受,不仅赋予了玻璃生命力,而且使玻璃形态在空间环境中得到充实,运用流动的旋律谱写着自然间的和谐。建筑设计中玻璃材料运用美学法则表现出它的美学特性,玻璃幕墙、玻璃窗、玻璃砖、玻璃灯片等,甚至涉及到其他领域的运用,它们都反映了玻璃材料的价值所在以及美学需求。玻璃材料是“实实在在”的美学,而不像艺术品那种纯欣赏性的美学。玻璃是以实用性为前提,在此基础上体现它材料质感的美,实用性与美学性又是相互依存,共同存在的,玻璃材料作为建筑设计中的重要组成部分,让现代建筑设计发挥到了新的高度。 三、结语 建筑在当今这个大发展的时代,人们对建筑的要求越来越高,不仅仅满足遮风避雨、保温、节能等这种基本的生活需求,更多要求建筑的标新立异,现代建筑的表象性和象征性,建筑代表这时代的发展,表达了设计师对现代社会文明发展的启迪和多元素文明的相互融合。玻璃材料作为现代建筑设计中重要的建筑材料之一,被越来越多的建筑师们所青睐,成为建筑设计的主要表现方式之一,在建筑的各个领域都体现出玻璃材料的重要性,随着科技的发展玻璃材料的性能种类满足了建筑中的不同需求,高强度、保温、隔音、造型可变性等玻璃材料的质地也为建筑的不同需要提供了保障。相信在未来的建筑设计中玻璃材料还会不断的更新、提高自身的一些不足,为现代建筑设计谱写更为辉煌的历史。 作者:佘庭 单位:武汉理工大学艺术与设计学院 玻璃材料在建筑中的应用:玻璃材料在建筑空间中的运用 摘要:玻璃是人们十分熟悉的建筑装饰装修材料,也是人类最早发明的人造材料之一,其具有良好的装饰性、耐久性、透明透光性。随着加工业与制造业技术的进步,玻璃材料在建筑空间中获得了更加普遍的应用。文章将探讨玻璃材料的特性,以及玻璃材料怎样在建筑空间中展示其多样的表现能力和在建筑设计行业的发展前景等问题。 关键词:玻璃材料;建筑空间;玻璃特性 引言 由于中国整体设计行业起步比较晚,所以玻璃材料在建筑空间中的运用虽然融合了地方文化,但大多数的理论是和实践还是从西方等国家借鉴而来的。其中以西方的欧美、东方的日本为典型。马克•库森斯似(MarkCousins)的《二十世纪玻璃》,论述了玻璃材料在形状、质地、颜色、制作工艺等方面的革新与发展;斯蒂芬•耐普《玻璃装饰艺术》从艺术设计的视角阐述着玻璃艺术的美使得玻璃材料成为室内装饰的主流。国内邬烈炎的《现代玻璃艺术》论述了玻璃材料的特点、形状、制造工艺、装饰性等,解说了玻璃材料作为装饰品所展现的艺术美,与空间结构融洽融合;王振宇《玻璃与现代建筑》讲述了玻璃材料的艺术美融入建筑空间所体现的玻璃材料所特有的美学特点;为本文提供了一定的借鉴。 一、玻璃材料的发展史和特性 (一)玻璃材料的发展史:玻璃材料被发现并应用于制造要追溯到4000年前,古埃及人在制作简易的玻璃器具和玻璃装饰用品时,因为生产力水平和生产加工技术的有限性,玻璃材料仅被用于制作室内装饰品和首饰用品,没有办法适用于建筑设计中。人们发现玻璃材料的透光性是在古罗马帝国时代,于是将玻璃材料用在了建筑结构中的采光部分,取代了大理石和石膏材料在建筑设计中的运用。玻璃材料最开始出现在建筑空间中是用来做成玻璃墙壁的。春秋战国时期,生产方式是压铸工艺,外观上来看就相当于现在的普通平板玻璃材料。由于我国在建筑方面和加工制造技术方面与西方国家存在着较大差异,导致玻璃材料没有被加以重用。建筑用玻璃大多来自国外,仅供皇家宫殿的窗栅使用。直到北魏时期,交通的便利促进了西方国家与中国的文化交流,先进的玻璃制造技术逐步引入中国,并在明清逐步开始生产玻璃材料,但仅应用于建筑物墙体的小格结构窗格栅上,尺寸小且操作不便,因此应用甚少。随后玻璃材料还经历了彩绘玻璃窗时代、生铁时代、框架时代、玻璃幕墙时代等历史的变迁。(二)玻璃材料的特殊性质:玻璃材料的透光性。在建筑设计应用中这一特性非常重要,自然光通过玻璃材料穿透到建筑物的内部,使得建筑内部空间明亮而柔和。康巴斯尔曾说过建筑就是“把各种建筑材料在光线下进行精巧的、恰当的、宏伟的组合”。因为有了自然光线的多样变化,所以才有了丰富多彩的建筑物,自然光会随着时间发生变化,改变建筑物的视觉造型,多样的建筑材料则成了自然光的收集器,自然的光线使建筑的材料和结构充满生机和活力。在建筑设计中玻璃材料与自然光线是不可分割的组合关系,自然光线在传播的过程中,有一部分光线穿透玻璃,剩下一部分被反射出去。自然光线的强度和方向性可以展现出玻璃材料的质感,同时玻璃材料的颜色和质感也会通过自然光的反射和透射发生变化。高度透明是玻璃材料的又一特性,纯净无瑕的透明视觉意象,给人一种洁净、细致、剔透的美感。透明的玻璃材料表现力丰富多样,可以进行任何比拟,构成了其他材料所无法效仿的格调和氛围。玻璃材料不同于以往的传统材料,给人的视觉感受也不同,玻璃材料的透明性使得其具有丰富的表现空间,使得观赏者好像置身在一个飘浮于不确定,仿若置于虚空中的构成感受。由于玻璃材料的透明性能够提供清晰的和无阻碍的视线,使得人们可以从建筑外部看到建筑内部的装饰、结构、以及空间布局,而且建筑物以外的美景也能被带到空间的内部,使得室内和室外的建筑物本身的结构和周围环境可以完美融合(如图2)。透明玻璃运用在建筑空间中不但可以减少视觉上的层次感和建筑物中的封闭感,给人带来一种剔透、洁净和自由、开放的视觉体验,玻璃材料的透明性具备流动性和超感官的秩序性,能赋予玻璃建筑物艺术的美感和活力。玻璃材料的折射性,可以通过玻璃材料的表面折射自然光,将自然光线折射到其他地方。不同材料折射的光线和颜色是不一样的,而且色彩与色彩之间有映射关系,这也将影响到我们在挑选建筑材料时,建筑材料质地、纹理的不同,给人的视觉体验也将不同。由于玻璃材料具有折射性这个特点,一旦光线透射到建筑物的玻璃上,就会产生大量的光学现象,建筑空间将会产生不同的色彩以及光影变化,使得空间色彩斑斓给人不一样的空间氛围感受。 二、玻璃材料在建筑空间中的运用 (一)玻璃材料与空间划分:玻璃材料的折射性能可以利用光线改造空间,使建筑空间的层次感更加丰富,并且可以划分空间格局,但并不影响室内空间视线的连续性,将玻璃材料用来分隔空间,使得空间更具有层次感,还可以构成隐匿的小空间,如此既不破坏原有的空间完整性,又可以丰富空间层次感。例如,在建筑空间中用立体玻璃来构成一个小空间,这种方式使单一的建筑空间衍生出了一个子空间,再通过玻璃材料的通透感,使得大空间和小空间完美统一,这样既不破坏母空间,又丰富了建筑空间的层次感(如图1)。这种利用光线改造空间的方式适用于透光性较强的玻璃,如透明玻璃、磨砂玻璃等。(二)玻璃材料与装饰效果:玻璃材料的表面装饰技术有很多种类型,装饰技术的差异,制作出来的装饰玻璃会存在各式的特点,有的色彩强烈、形状奇特,似一张张富有想象力的画作;还有的镶钻贴金银像色彩灵动的水彩画,展现虚幻、朦胧、光与影相互交织的质感;有的则色彩凝练好似优雅、含蓄的油画;为了满足不同风格的建筑空间对玻璃材料的不同需求,工匠们利用多样的装饰技术制作出变幻多姿的装饰玻璃,以供建筑设计者选择和使用。由于装饰玻璃的造型加工工艺多样化,不同的造型特点,在光的作用下展现出不同的艺术风格,如传统、现代、复古、时尚等多种风格。如教堂的彩绘玻璃窗,通过阳光的照射,使得整个教堂里面色彩斑斓,让教堂看起来就像沐浴在神奇的仙境里一样(如图2)。 三、玻璃材料的表现力分析 (一)玻璃材料的光与影效果:光与影本身就是一种特殊的相互作用模式,光与影相辅相成,缺一不可,光在产生影的同时,影同样也在反射着光。玻璃材料可以通过其独特的光传输性能和折射性能,来借用光与影所产生的效果来影响和装饰建筑物的内部空间和外部构造,由此达到其他建筑材料所不具备的特殊视觉体验。玻璃材料在外界自然光线的反射下,不仅可以照亮建筑物的内部空间,还可以通过光线和阴影表现出独特的空间氛围。所以许多建筑设计师利用玻璃材料的自然光传输作用和阻隔效应,所产生的丰富多彩的光影效果来营造建筑空间的氛围,建筑设计师们大胆而精心的设计,使得不同的自然光线透过玻璃材料在墙壁内部、地板上投射出各种丰富而独特的光影效果,从而形成了建筑空间内的奇特氛围。(二)玻璃材料的色彩效果:S.E.拉斯姆森曾经说过“色彩的应用不仅仅只是保护建筑材料,强调结构和质地效果,而且还要使壮观的建筑构图更加清晰,以表达一系列房间之间的内在联系”。就好比深色系的混凝土建筑物会带给人们坚实而稳定的视觉感受一样,色彩也是建筑设计中展示玻璃材质魅力的重要表现手法之一。透明的玻璃材料通过自然光线的照射,会呈现出五颜六色、色彩缤纷的面貌,折射在建筑物或者建筑空间中,使得建筑空间中色彩纷呈。还有一种有色玻璃材料是通过在制作时上色、镀膜以彩绘等工艺手法制得的,因烧制时温度的不同会呈现出不同的,千变万化的色彩表现。另外,在生产过程中玻璃材料透明度的差异取决于制作过程中添加化学元素分量的多少,才使玻璃材料拥有绚丽多彩的视觉体验。玻璃材料的颜色千变万化,应有尽有,彩色玻璃材料的色彩差异决定了它们的特点差异,建筑设计中设计师采用的玻璃材料的颜色不同,观赏者在观赏时也会有不同的感受。(三)玻璃材料的肌理效果:玻璃材料的肌理效果,是将熔融状态下的玻璃液体急速冷却再用带有图案的模具压制而成。这种玻璃材料表面上的图案高低不一,入射光线会产生漫反射,使得玻璃材料可以投射光线,但是不能透过它看事物,所以外界无法通过玻璃看到空间内部,并且从外射入的光线还可以使得空间内部光线柔和。这种有图案玻璃材料可以用在建筑物内部的隔板部分、浴室里的玻璃门窗等需要阻挡视线的部位。刻花玻璃材料表面上的图案就好像雕刻上去的一样,图案的立体感较强,这种刻花玻璃应用在建筑空间中,经过灯光的照射,显得格外好看,刻花玻璃材料同样也具有透光不透明的性,可以用在建筑空间内作为装饰屏风使用。 四、玻璃材料与其他材料的综合运用 (一)玻璃材料与竹木材料:玻璃材料与竹木材料的组合,形成了一种既协调统一又相互完善的视觉体验,这种组合可以展示出建筑物结构的艺术美感,竹木材料的线条美感在透明的玻璃材质下完美展现。竹木材料具有的地域性、传统性以及历史文脉感等特性,与轻盈又通透的玻璃材料相结合会带给竹、木建筑更为时尚、现代的新元素,形成良好的时间与空间的过渡衔接。例如:昆山悦丰岛有机农场系列——采摘亭,笔直的竹木材料与玻璃材料的幕墙相结合,使建筑物如薄纱般半透明似有似无,建筑物外面的景物和远方的天际线在其后方若隐若现。由玻璃材料构成的门完全敞开时,将会最大限度地将建筑的内部空间与农场的自然气息相互融合,四周的景物也会和建筑物相互衬托,就好像建筑物与自然景色融为了一体。(二)玻璃材料与砖石材料:无论是在国内还是国外砖石材料都是最常用的建筑材料,而且砖石建筑有着非常悠久的历史,沉重深暗的砖石材料与轻盈虚幻的玻璃材料形成鲜明的对比,可以看作是传统与现代的结合、古老与时尚的结合。砖石材料与玻璃材料的组合可以削弱玻璃材料的孤冷与高傲,这两种建筑材料的结合产生强烈的矛盾体,冲击着人们的视觉感官,使人们对建筑物留下深刻印象。例如:Notariaat的住宅,一所位于比利时农业区的住宅,建筑以一个粗砖体块的形态展现在大自然环境中,给人们一种中立的态度。设计师将巨大的玻璃盒子与红砖砌的建筑物相结合,玻璃嵌入砖石完美而和谐,建筑物最大程度地争取与自然景观的交流,整个建筑物与周身的自然景物融为一体,相互衬托,就像一副美丽的风景画,如此安静、和谐。结论文章概括了玻璃材料的发展史和特殊性质,归纳了玻璃材料的艺术美特点和在设计运用中的特点。进而分析了建筑空间中玻璃材料的应用表现能力、设计特点,探究了建筑空间中的玻璃材料在运用特点,分析了玻璃材料在不同的建筑空间中的颜色、形状、视觉三种元素的不同要求。最后,解析了玻璃材料与竹木、砖石组合在一起所独有的建筑语言表现力。玻璃材料因其色彩多样、质感通透、又具有时尚感使得其成为了现代建筑材料的主角,而且玻璃材料还具有环保、节能、可循环利等特点,使得玻璃材料的发展前景可观。在建筑中玻璃材料被赋予创造力,建筑设计师们只有了解玻璃材料的特殊性,才能合理而创造性地将其应用于建筑空间中,才能发挥丰富的想象力,以满足人们的审美需求。 作者:薛宁 韩玉婷 单位:南京信息工程大学传媒与艺术学院 玻璃材料在建筑中的应用:废玻璃建筑材料研究 1废弃玻璃在建筑材料中应用 1.1废弃玻璃在混凝土应用 玻璃混凝土指在沥青或水泥混凝土中将破碎的废玻璃替代部分集料而成的混凝土。混凝土是全球消耗最大的建筑材料,广泛用于桥梁、建筑、道路等行业。废玻璃代替部分集料不仅使废弃资源得到最大化利用,而且使工程造价大大降低,大约节约20%~30%的费用。因此将废玻璃用于建筑材料中是最直接且最高效的回收利用废玻璃的方法。玻璃具有很高的硅含量和非晶特性,是一种非常有前景的胶凝材料。许多研究者已经将废玻璃掺入于水泥和混凝土中,如作为生产硅酸盐水泥的骨料,或作为惰性填料代替部分硅酸盐水泥。刘光焰等人研究表明经过破碎的废玻璃具有天然砂的物理性能,将碎玻璃掺入混凝土中代替部分天然沙,当取代率在25%以下时混凝土强度与未掺废玻璃水泥混凝抗压强度相当。查晓雄等人将废玻璃直接应用到钢管混凝土构件中,研究结果表明,玻璃混凝土中碱-硅酸膨胀反应对于钢管混凝土的承载能力的提高具有显著作用,废玻璃能取代混凝土中的粗细骨料将其应用于钢管混凝土是可行的。但是,据已有的研究表明玻璃中含有大量的碱和活性SiO2。废弃玻璃作为玻璃骨料应用到混凝土中,会发生碱—硅酸反应,大多数都会引起碱—硅酸膨胀危害,影响混凝土强度。据国内外文献报道。当玻璃骨料粒径小于某一值时,可以有效减轻碱—硅酸反应。据报道,钠钙玻璃粒径小于300μm时,可以安全地掺入混凝土中。大尺寸的玻璃骨料容易触发碱—硅酸反应而在混凝土中产生微裂纹。因此,将废弃玻璃破碎成玻璃粉后掺入混凝土中,不仅可以减少水泥用量,还可以有效地减轻碱—硅酸反应。玻璃是无定型的非晶态材料,含有大量的活性SiO2,经破碎磨细到一定程度时,会表现出一定的火山灰活性。NathanSchwarz等人指出,玻璃粉火山灰活性比粉煤灰活性高,并且掺有玻璃粉的混凝土试件抗压强度较掺粉煤灰试件抗压强度高。王丹等人认为掺有废玻璃微粉混凝土电导率以及对应混凝土内部水泥水化程度比掺粉煤灰混凝土高,可通过玻璃粉的火山灰活性作用改善混凝土微观结构,提高对应混凝土力学性能。在美国、欧盟、日本和我国台湾地区对废玻璃应用于沥青混合料进行了相关研究,并将取得成果应用于路面工程中,大大减少了对天然砂石的开采。我国学者陈风晨、路贺伟、李烽等人认为废玻璃在沥青混合料应用的关键问题在于改善玻璃与沥青的粘附性,研究表明掺加一定比例的废玻璃的沥青混合料试件的马歇尔稳定度、抗车辙能力和抗滑性略有降低;随着废玻璃用量的增加,沥青层表面的反光性增加。玻璃沥青混合料的配合比设计、试验验证和摊铺使用的设备和方法等与普通沥青混合料是一致的。因为玻璃碎片的较好的热传导性,玻璃沥青混合料到达摊铺现场的温度比普通沥青混合料低。 1.2废玻璃代替骨料在新型墙体材料中应用 随着社会发展,我国开始实行墙体改革政策,以实现保护土地、节约能源的目的。以粉煤灰、煤矸石、石粉、炉渣、竹炭等为主要原料的新型墙体材料纷纷涌现。使得工业固体废弃物得到了最大化利用,自然环境得到有效保护。与此同时,以废弃玻璃为原材料生产墙体材料也引起了科研工作者的广泛兴趣。在美国,大量的玻璃废弃物应用在建筑工业中,如将废玻璃代替砖的粘土组分作为助熔剂。研究表明,利用玻璃作为助熔剂时,可降低砖的烧成温度,增加砖的强度,同时减少化石能源的消耗,增加砖产量50%[19]。在日本,研究者将不同比例的碎玻璃与粘土混合,研究发现当5%~10%碎玻璃粉与粘土混合时,粘土砖的强度和耐污性得到提升。在欧盟,废玻璃经破碎后掺入一定量的添加剂,然后经压模、成型和焙烧制成饰面砖,该砖具有良好的抗化学侵蚀和耐磨性能。在我国,部分建筑面砖以废弃玻璃为主要原材料,再掺入一定量的可塑性粘土均匀混合,然后经过成型、烧结等工艺制备建筑面砖。这不仅降低了建筑面砖的生产成本,也提高了废弃玻璃的利用率。李刚等人利用粉煤灰和废玻璃粉制备新型墙体材料。试验结果表明,当粉煤灰和废玻璃粉掺量达到一定值时,新型墙体材料强度达到烧结空心砖、普通混凝土小型空心砌块、煤渣砖MU7.5的强度标准等级,而密度则降低近1/2,产品具有较小的吸水性。 1.3用废玻璃烧结制作马赛克等建筑装饰材料 采用废玻璃烧结制作玻璃马赛克的主要工艺流程是将回收的废玻璃破碎成粉末,将其与一定量的着色剂和粘合剂混合均匀后送入高温窑炉中使其熔化为玻璃液,玻璃液经压延机压制成一定形状的玻璃块,最后将玻璃块退火处理。美国废玻璃回收率达70%以上,其中有一部分用于生产五颜六色的装饰材料。其主要的生产流程是将废玻璃破碎成1mm左右的玻璃粉,再掺入一定量的有机颜料,经高温窑炉熔融后冷却制成一定的形状,然后将坯体放入加热炉中进行加热即可制成。 1.4废玻璃在生产泡沫玻璃中应用 泡沫玻璃是指玻璃体内充满无数开口或闭口气泡的一种玻璃材料,该种玻璃气孔直径大约0.5~5mm,具有良好的隔热、吸声、难燃等特点,是一种优良的低温超低温保冷、隔热和隔音材料。在美国和欧洲等国将废玻璃作为制备泡沫玻璃的主要原材料,其主要的生产流程是将废玻璃破碎成玻璃粉,再添加少量的发泡剂和一些化工原料混合均匀,然后将其装入模子放入高温炉内加热,在发泡剂作用下形成泡沫玻璃,经过出炉、脱模、退火、铸成一定尺寸的制品。李月明和孙永泰等人利用回收的废旧平板玻璃和瓶罐玻璃,选择合适的发泡剂和其它的添加剂制得具有容重低,抗压强度大的泡沫玻璃,降低了泡沫玻璃的生产成本,保护环境,变废为宝,具有广泛的经济效益和社会效益。此外,废弃玻璃还可用于制造玻璃微珠、引爆弹药所需的摩擦器、金属铸造业的润滑剂、瓷器业的焊剂、污水管、及机械设备覆盖层等方面。 2结语 综上所述,将废弃玻璃用于混凝土、墙材、建筑装饰材料和泡沫玻璃等建筑材料中是很好的固体废弃物综合利用办法。尤其是在当今能源紧缺的时代,利用废玻璃生产建筑材料不仅降低了建筑材料的生产成本,保护环境,变废为宝,具有广泛的经济效益和社会效益。 作者:陆瑾 单位:中国建材国际工程集团有限公司 玻璃材料在建筑中的应用:论建筑装饰中玻璃材料的种类和应用前景 摘 要:在装饰材料迅速发展的今天,玻璃由传统观念中用于采光、隔断,在 装饰用途上仅仅是辅助材料向着控制光线、调节热量、节约能量、控制噪声、降 低建筑自重、改善建筑环境、提高建筑艺术等多功能方向发展,许多新型玻璃的 功能极其优异,已经发展到了一个前所未有的高度,替代了许多其他的材质和元素。 关键词:装饰材料;应用;新型玻璃 一、 玻璃的分类 1、平板玻璃 平板玻璃是指未经其他加工的平板状玻璃制品, 也称白片玻璃或净片玻璃。普通平板玻璃在室内装饰领域主要用于装饰品陈列、家具构造、门窗等 部位,起到透光、挡风、保温的作用。平板玻璃要求五色,并具有良好 的透明度。 2、磨砂玻璃 磨砂玻璃俗称毛玻璃、暗玻璃,是在平板玻璃的基础上加工而成的,一般使用机械喷砂或者手工碾磨,也可使用氟酸溶蚀的等方法。 磨砂玻璃粗糙的表面使光线发生漫反射, 只能透过一部分光线而不能透视, 透过的光线柔和不刺眼,常用于需要隐蔽的浴室、卫生间、办公室的门窗 和隔断。也可用于黑板和装饰灯罩。 3、压花玻璃 压花玻璃又称为花纹玻璃或滚花玻璃,是将平板玻璃经过压花、喷砂、或 者刻花处理后制成的,根据加工方法的不同可分为:压花玻璃、喷砂玻璃 和刻花玻璃三种。 压花玻璃在性能上与磨砂玻璃很相似,尤其 是喷砂玻璃,就是将磨砂改为 喷砂,处理后的雾面效果具有朦胧美感,在空间中界定而不封闭的区域使 用最为适宜,如餐厅与客厅之间的屏风,卫生间中的淋浴房等,在室内外 分割的部分应该加上边框保护,压花面一般向内,可以减少花纹缝隙中的 污染,便于清洁。 4、雕花玻璃 雕花玻璃又称为雕刻玻璃,是在普通平板玻璃上,用机械或化学方法雕 刻出图案或花纹的玻璃,雕花玻璃透光不透明,有立体感,层次分明, 效果高雅。 雕花玻璃一般用于宾馆、酒店大堂的门窗和背景墙装饰,可以配合喷砂 效果来处理,图形、图案丰富。而在家居装饰中,雕花玻璃就很有品位使用说明用于小面积画框、相框等陈设品装裱 用于有框玻璃门窗、小面积装饰造型 用于家具柜体具有承重要求的玻璃隔板,无框玻璃门窗 用于室内小面积玻璃墙面隔断,无框玻璃门窗、楼梯栏板 用于室内外大面积玻璃墙面隔断,落地无框玻璃门窗 用于室内外防爆、防火、抗压等特殊构造。 5、钢化玻璃 又称强化玻璃,是平板玻璃的二次加工产品:物理钢化玻璃的加工过程 是将普通退火玻璃先切割成要求的尺寸后,加热至软化点,再快速均匀 的冷却就制成钢化玻璃。 钢化玻璃的用途很多,主要用于玻璃幕墙,无框玻璃门窗,弧形玻璃家 具等方面。 6、夹层玻璃 夹层玻璃是一种安全玻璃,它是在两片或多片平板玻璃之间,嵌夹透明 塑料薄片,再经过热压黏合而成的平面或弯曲的复合玻璃制品。夹层玻 璃安全性能好,破碎时玻璃碎片不零落飞散,只能产生辐射状裂纹,不 至于伤人。 抗冲击强度由于普通平板玻璃, 防范性好, 并有耐光、 耐湿、 耐寒、隔音等功能。 夹层玻璃多用于与室外接壤的门窗、幕墙,起到隔音、保温的作用,也 可以用在有防爆,防弹要求的场合。 7、中空玻璃 中空玻璃是由两片或多片平板玻璃构成,用边框隔开,四周用胶接、焊 接或熔接的方式密封,中间充入干燥空气或其他惰性气体。为防止空气结露,边框内常放置干燥剂。空气层的厚度为 6-12mm,可获得较好的 隔热保温效果。 主要用于需要采光但又要求隔热保温、隔音、无结露的门窗和幕墙等, 可明显减低冬季和夏季的采暖和制冷费用。 二、 在建筑装饰中的应用与前景 装饰玻璃与一般玻璃的不同处在于它经过特殊加工后,将绘画或雕刻、色彩 灯光融为一体,在光的投射下辉映出图案的各种形态,逼真的造型和自然色彩,充分体现了当今室内装饰引进自然,追求返朴归真,塑造空间灵性的主题。 随着科学技术的不断发展,各种各样的装饰玻璃相继进入市场,满足了人们对生活的质的追求。 1.玻璃幕墙装饰于高层建筑物的外表,覆盖建筑物的表面,看上去好像罩在建筑物外表的一层薄帷。特别是应用热反射镀膜玻璃,将建筑物周围的景物,蓝 天、白云等自然现象,都映衬到建筑物的表面,从而 使建筑物的外表情景交融,层层交错,玻璃幕墙也从 当初的采光、保温、防风雨等较为单纯的功能,变为多功能的装饰 2.玻璃家具 玻璃家具以其典雅、冷艳、脱俗而进入寻常百姓家,现代风格的玻璃家具,轻 巧、可人,极具浪漫气息,若与居室气氛浑然一体,更显得色彩绚丽,满室生辉。 现代新型玻璃家具视觉通透、明亮,且占地面积小。玻璃装饰家具不同于其他家具, 它的主材是由高硬度的钢化玻璃和金属框架构成,玻璃的透明度高出普通玻璃 4-5 倍。 玻璃经钢化处理后,具有较高的硬度和耐高温特性。3.镶嵌玻璃几乎所有的工艺都是用手工完成,这使镶嵌玻璃总是具 有一种特殊的精致奢华之美。钢筋铁骨的内芯,里外两 层的钢化玻璃,又使它异常坚固安全,三层的结构也令 镶嵌玻璃在隔音,隔热方面表现不凡。 4.浮雕玻璃 浮雕玻璃是雕刻艺术在玻璃上的生动表现,凸凹有致的质感,是它的最大特色。 制作精良的浮雕玻璃,使栩栩如生的图案与晶莹剔透的玻璃完美结合在一起,有着 令人叫绝的艺术效果。5.中空玻璃 中空玻璃主要应用于需要采暖、防止噪音 和结露的建筑物上,如住宅、宾馆、商场、医 院、办公楼及车船的门窗上。 6.吸热玻璃既能合理地合理的利用太阳光, 又能调节室内的温度从而节约能源,给使用者提供 一个良好舒适的环境。 吸热玻璃可用于炎热地区的 建筑门窗、玻璃幕墙、车辆的挡风玻璃、博物馆、 纪念馆等场所。7.热反射玻璃可用于炎热地区建筑物的门窗和 玻璃幕墙、 需要私密隔离的建筑装饰部位以及用作中空玻璃的玻璃原片。 当今世界玻璃制造商们在开发玻璃新技术方面,均向能源、材料、环保、信 息、生物等五大领域的发展和需求奋进。因此,国内外的玻璃生产商及加工商们必 须认清这样的情况,一是材料:玻璃原片的生产向大片、薄片、厚片、白片四大类 发展;二是研发新技术:从玻璃产品的表面和内在改性应用、功能等方面着手,使 玻璃更具备强度、隔热、耐火、安全、阳光控制、隔音、自洁(环保)等优异的功 能,从而尽快加入21世纪人类对材料、能源、信息、环保、生物等五大工程的开 发,并提供上述工程使用的玻璃材料。为此,在玻璃工业新技术发展方面主要表现 在两大领域(平板玻璃工业新技术研发方向及深加工玻璃新品种的开拓),具体大 致如下:1.平板玻璃工业新技术在平板玻璃原片制造技术上,目前国外还看不出 有什么新的、更好的方法能够取代浮法成型技术,但浮法技术仍将继续完善和提高 。据悉,国外在原料方面研制霞石正长岩代替钾长石达到节能、节碱等获得良好综 合效益;另外正式用石油焦(碳素粉)取代煤炭粉作添加剂以利玻璃增强白透性, 减少微气泡的新措施,收到了极为良好的效果。在熔化部开发氧燃烧,美国已走在 前列,在成型部已开辟及研制超薄和在线热解法生产Low-E、Sun-E(硬 膜)层节能环保玻璃以及浮法一窑二线用浮法生产压花玻璃项目;为此在原料、熔化、成型、退火等四大部分新技术、新工艺的研制开发应引起同行们的重视及借鉴。 三、总结 当今, 人们已深刻地认识到, 进入21世纪的玻璃工业, 努力生产优质原片是根本, 大力发展加工玻璃是方向,推出新品玻璃抢占市场是生命。谁先把握住这三大方向,谁就能在我国加入WTO后赢得具有丰厚利润的市场,谁就会是赢家。 玻璃材料的发展,其实就是以人们的需求以及科学技术的发展为基础的。在我们以 后的生活中,会出现各种各样的新型玻璃材料。它们会被用在各个领域中 。(作者单位:辽宁何氏医学院艺术学院) 玻璃材料在建筑中的应用:浅述玻璃材料在建筑中的应用 【摘 要】随着现代建筑业的发展,玻璃在建筑中的应用越来越广泛,既有装饰性的用途也有功能性的用途,还有各种新工艺新材料所产生的新型玻璃。本文试介绍建筑中所使用到的各种玻璃材料。 【关键词】建筑玻璃;玻璃材料 一、引言 玻璃在装修中的使用是非常普遍的,从外墙窗户到室内屏风、门扇等等都会使用到。玻璃过去只是作为采光,随建筑装饰的要求提高与科学不断发展,新型材料不断出现,建筑玻璃由过去单纯采光,向控制光线,调节热量,节约能源,控制噪声降低建筑结构自重,改善环境等方面发展,同时用色磨光,刻画等方法获得装饰效果。 二、平板玻璃在建筑中的应用 按照玻璃的生产工艺不同,玻璃简单分类主要分为平板玻璃和深加工玻璃。平板玻璃主要分为三种:即引上法平板玻璃(分有槽/无槽两种)、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。 平板玻璃也称白片玻璃或净片玻璃。 其化学成分一般属于钠钙硅酸盐玻璃,组成范围是:SiO270~73%(重量,下同);Al2O30~3%;CaO6~12%;MgO0~4%;Na2O+K2O12~16%。它具有透光、透明、保温、隔声,耐磨、耐气候变化等性能。平板玻璃主要物理性能指标:折射率约1.52;透光度85%以上(厚2毫米的玻璃,有色和带涂层者除外);软化温度650~700°C;热导率0.81~0.93瓦/(米・开);膨胀系数9~10×10-6/开;比重约2.5;抗弯强度16~60兆帕。 在用途上,一般3-4mm平板玻璃主要用于画框表面;5-6mm玻璃主要用于外墙窗户、门扇等小面积透光造型中;7-9mm玻璃主要用于室内屏风等较大面积但又有框架保护的造型之中;9-10mm玻璃可用于室内大面积隔断、栏杆等装修项目;11-12mm玻璃可用于地弹簧玻璃门和一些活动和人流较大的隔断之中平板玻璃的应用;15mm以上下玻璃一般市面上销售较少,往往需要订货,主要用于较大面积的地弹簧玻璃门外墙整块玻璃墙面。 三、深加工玻璃在建筑中的应用 为达到生产生活中的各种需求,人们对普通平板玻璃进行深加工处理,主要分类如下: 1.钢化玻璃 它是普通平板玻璃经过再加工处理而成一种预应力玻璃。钢化玻璃相对于普通平板玻璃来说,具有两大特征: 1) 前者强度是后者的数倍,抗拉度是后者的3倍以上,抗冲击是后者5倍以上。 2) 钢化玻璃不容易破碎,即使破碎也会以无锐角的颗粒形式碎裂,对人体伤害大大降低。 2.磨砂玻璃 它也是在普通平板玻璃上面再磨砂加工而成。一般厚度多在9厘以下,以5、6厘厚度居多。彩色平板玻璃 可以拼成各类团,并有耐腐蚀抗冲刷、易清洗等特点。 3.喷砂玻璃 性能上基本上与磨砂玻璃相似,不同的改磨砂为喷砂。 4.压花玻璃 是采用压延方法制造的一种平板玻璃。其最大的特点是透光不透明,多使用于洗手间等装修区域。 5.夹丝玻璃 是采用压延方法,将金属丝或金属网嵌于玻璃板内制成的一种具有抗冲击平板玻璃,受撞击时只会形成辐射状裂纹而不致于堕下伤人。故多采用于高层楼宇和震荡性强的厂房。 6.中空玻璃 多采用胶接法将两块玻璃保持一定间隔,间隔中是干燥的空气,周边再用密封材料密封而成,主要用于有隔音要求的装修工程之中。 7.夹层玻璃 夹层玻璃一般由两片普通平板玻璃(也可以是钢化玻璃或其他特殊玻璃)和玻璃之间的有机胶合层构成。当受到破坏时,碎片仍粘附在胶层上,避免了碎片飞溅对人体的伤害。多用于有安全要求的装修项目。 8.防弹玻璃 实际上就是夹层玻璃的一种,只是构成的玻璃多采用强度较高的钢化玻璃,而且夹层的数量也相对较多。多采用于银行或者豪宅等对安全要求非常高的装修工程之中。 9.热弯玻璃 由平板玻璃加热软化在模具中成型, 再经退火制成的曲面玻 璃。在一些高级装修中出现的频率越来越高,需要预定,没有现货。 10.玻璃砖 玻璃砖的制作工艺基本和平板玻璃一样,不同的是成型方法。其中间为干燥的空气。多用于装饰性项目或者有保温要求的透光造型之中。 11.玻璃纸 也称玻璃膜,具有多种颜色和花色。根据纸膜的性能不同,具有不同的性能。绝大部分起隔热、防红外线、防紫外线、防爆等作用。 四、装饰玻璃 随着建筑发展需要,玻璃生产技术发展进步,玻璃又过去的单一采光功能向装饰灯多功能方向发展,其装饰效果不断提高,现已成为一种重要的门窗,外墙和室内用装饰材料。 装饰玻璃主要分为艺术型装饰玻璃与节能型装饰玻璃。常见的艺术型装饰玻璃有:彩色平板玻璃,釉面玻璃,压花玻璃(花纹玻璃),喷花玻璃,乳花玻璃,刻花玻璃,冰花玻璃,磨砂玻璃,镜面玻璃等。 彩色平板玻璃成为有色玻璃分透明与不透明两种主要用于内外墙,门窗装饰等对光线有要求的部位。透明彩色玻璃是在平板玻璃中加入一定量的着色金属氧化物按一般平板玻璃生产工艺生产而成;不透明彩色玻璃又称为饰面玻璃。 压花玻璃,又称为花纹玻璃。一般压花玻璃,真空镀膜压花玻璃,彩色膜压花玻璃等。一般场所使用压花玻璃时将花纹面朝向室内;作为浴室卫生间门窗玻璃时应注意将其花纹面朝外。 镜面玻璃。三层结构,面层为玻璃,中间层为镀铝膜或镀银膜,底层为镜背漆。常用的镜子:明镜,全反射镜;墨镜;彩绘镜,雕刻镜。 五、新型特种玻璃举例 1.钛化玻璃 钛化玻璃也称永不碎铁甲箔膜玻璃。是将钛金箔膜紧贴在任意一种玻璃基材之上,使之结合成一体的新型玻璃。钛化玻璃具有高抗碎能力,高防热及防紫外线等功能。不同的基材玻璃与不同的钛金箔膜,可组合成不同色泽、不同性能、不同规格的钛化玻璃。钛化玻璃常见的颜色有:无色透明、茶色、茶色反光、铜色反光等。 2.微晶玻璃 微晶玻璃装饰板是一种由适当玻璃颗粒经烧结与晶化,制成的微晶体和玻璃的混合体。其质地坚硬、密实均匀,且生产过程中无污染,产品本身无放射性污染,是一种新型的环保绿色材料。 微晶玻璃装饰板和我们常见的玻璃看起来很不一样,它具有玻璃和陶瓷的双重特性,而且在外表上的质感更倾向于陶瓷。微晶玻璃比陶瓷的亮度高,比玻璃韧性强。大理石、花岗石等天然石材表面粗糙,容易藏污纳垢,微晶玻璃就没有这种问题。大理石的主要成分是碳酸钙,用它做成建筑物,很容易与空气中的水和二氧化碳发生化学反应,这就是大理石建筑物日久变色的原因,而微晶玻璃几乎不与空气发生反应,所以可以历久长新。而且与天然石材相比,微晶玻璃装饰板还具有强度均匀、工艺简单、成本较低等优点。 六、结语 玻璃既是一种古老的材料,又是一种新兴的材料。如同其它的各种材料一样,新型的玻璃材料和制造工艺均向能源、材料、环保、信息、生物等五大领域的发展和需求奋进。建筑玻璃材料在建筑材料里有着举足轻重的地位,它在现代建筑的发展中成为了建筑的表情,因此玻璃行业的发展需要我们格外关注。在我国建筑产业昌盛的今天,以及可预见的未来还会有更多的发展。努力生产优质玻璃原片,大力发展加工玻璃,推出新品玻璃材料,是我国玻璃工业要关注和努力的几个基本方面。
自从改革开放之后,我国的经济市场发展就十分迅速,人们的生活水平也显著提高,但是与此同时,能源资源问题也越来越突出,我国的能源资源浪费情况十分严重,已经给我国经济社会的可持续发展带来了威胁。所以自从我国实施可持续发展战略之后,各行各业在发展的过程中,都对节能性有着一定的要求。建筑行业作为目前我国发展最为迅速的行业,其能源消费量占据了我国总能源消费量的极大部分,在现代建筑行业发展过程中,需要做好建筑节能检测工作。 1建筑工程节能检测的现状 工程的节能检测工作是一个十分系统和复杂的工作,贯穿于整个工程设计建设和使用的整个过程,需要对节能技术、节能设备、节能材料和节能工艺等进行应用,才能提高整个建筑的节能性。在建筑节能检测工作中,主要是对于能源的类型以及能源的使用结构进行检测,能源可被分为可再生能源和不可再生能源,在建筑的节能工作中,太阳能等可再生能源的使用率会比较高,整个建筑在设计的阶段会使用节能材料和节能结构,保证对建筑内部的温度进行适当的调节,减少暖气等的使用,还会在建筑内部使用一定的节能产品。目前我国很多建筑工程,在设计和施工的过程中,相关人员缺乏对节能环节和节能技术的了解,导致了整个工程从设计施工到后来的使用阶段,其实际的节能效果与节能设计的要求相差甚远。而且在节能检测的过程中,一个人也没有使用专业化的检测技术和检测设备进行检测,导致了整个工程的潜能检测结果缺乏科学性。 2建筑节能检测的常见方法 2.1热流计法 热流计的主要作用是测定建筑的热量消耗,对建筑单位时间内,通过截面的热流量进行测量,然后结合整个建筑的结构、保温材料的热量和物理性能等,确定整个建筑的热量消耗。目前我国很多建筑在进行节能检测时,都会采用热流计法,通过被测对象的热流,极端温度和冷端温度的测量,结合相应的计算公式,测出被测对象的热阻和传热系数,从而得到对整个建筑热量使用和消耗情况的科学分析。 2.2热箱法热箱法 是根据维稳态传热的原理,在实践热乡与老乡钟构件所需温度和风速辐射条件,然后在状态稳定之后,对空气的温度和输入到计量箱中功率,及饰件壁的表面温度进行测量,然后按照公式计算出试件中的热传递属性。这种方法的测量过程比较复杂,而且对于周围的环境等要素的要求比较高,所以不能被应用于大范围的户外建筑检测,只能在实验室内进行检测。 2.3红外热像仪 法红外热像仪法在使用的过程中,主要利用了红外热像仪的热成像理论,对于建筑物体的表面温度进行测量,不需要进行接触就可以得到相应的热量情况,而且利用这种方法检测出的结果,由于是通过图像颜色深浅的形式表现出来的,所以比较直观,测量的速度也比较快,可以实现快速测量。这种方法在现在建筑的测量工作中,应用十分广泛,操作便捷,而且测量的效率也比较快。 2.4常功率平面热源法 这种方法主要是为了测试建筑材料和隔热材料的物理性能,是一种非稳态法,在应用的过程中需要通过人为的方式,在墙体的内部设置了平面恒定热源,然后对墙体持续加热,通过计算整个墙体温度的提升情况,计算出墙体的传热系数。 3建筑节能检测的具体内容 3.1建筑节能实验室的检测项目 建筑节能实验室的检测主要是,对建筑节能材料和产品,以及其保温系统的组成材料,根据其相应的技术标准和流程进行检测。这种检测方法需要先从建筑的整体中抽取一部分进行抽样检测,在检测完基本的材料性能之后,还需要对建筑外墙的保温系统性能进行实验,从而确定整个建筑的节能情况,一般来说,外墙带检测师除了需要检测保温系统之外,还要对其抗风压和吸水等性能进行相应检测,得到外墙的整体性能,并对其进行综合分析,这样能够得到比较科学的检测效果。最后对建筑的节能检测工作还不能忽视了建筑外的门窗检测,因为建筑外的门窗直接影响着建筑的热量消耗情况,所以需要对门窗的抗风压性与气密性,和窗体结构的保温性能进行检测,检查门窗结构,对于整个建筑的保温造成的影响。 3.2特殊条件下的建筑节能性现场检测 现在很多建筑在施工时使用的材料,并没有严格遵循相应的质量和节能要求进行选择,在这种情况下,如果对建筑材料的节能性能有所怀疑,就可以对其进行验收标准和热工性能方面的检测,在建筑节能保温系统施工完成之后,对现场进行详细检测,测试一下建构构件的内部表面实际温度。 4结束语 我国建筑行业的快速发展,虽然给人们的生活和社会发展带来了积极的作用,但是同时也产生了大量的能源消耗,在可持续发展理念的引导下,我国建筑行业在发展的过程中,必须要做好节能检测工作。
土木工程材料课程思政篇1 古人云:“师者,传道授业解惑也。”所谓“传道”,即传授道德与道理;所谓“授业”与“解惑”,即讲授专业知识,解答专业疑惑。之所以将“传道”置于“授业”与“解惑”之前,深刻说明立德树人当以道德品质培养为先,人才培养的过程应当将思政教育与专业文化教育协同推进。顺应新时代课程改革要求,将课程思政内容融入土木工程材料课程教学过程,将树人育人目标贯穿于课程教育全过程,使得专业课程教育与思想政治教育有机结合,不仅可丰富专业课程教学内容,还可提升学生学习积极性和学习效率,培养学生社会主义核心价值观和强烈社会责任感,实现“立德树人”根本任务,为社会主义事业建设和发展输送德才兼备的优秀人才。 一、实施课程思政的必要性 土木工程材料是材料科学在土木工程中应用的产物,在材料科学与土木工程科学之间起着桥梁和纽带的作用。土木工程材料是一门实用性与学术性两方面特色都很突出的学科,主要关注材料组成及结构特征与其宏观性能、行为的关系,为材料的工程应用和性能优化提供依据。土木工程材料是为了培养土木建筑类学生掌握、理解和应用土木工程材料基本理论和技能而开设的一门专业基础课。在该课程中,学生不仅要掌握品类繁多的工程材料结构与性能,了解工程材料发展历史与趋势,还需学习各种材料性能测试方法以及相应规范标准。当前快速发展的工程建设不仅要求土木建筑类学生牢固掌握这些专业的基础理论知识,还需要他们具备严谨求实的工作作风,以及规范认真的工程伦理意识。基于此,在土木工程材料课程教学过程中,将工程材料专业知识传授与思想政治教育有机结合,在遵循正确有效的教育与成长规律的基础上,增强学生专业综合能力与思想道德素养。 二、课程思政元素的映射与融入点 (一)学习工程材料领域光辉发展史,增强学生民族自豪感 在介绍土木工程材料发展历史的过程中,突出我国悠久的建筑发展历史和所取得的辉煌成就。例如我国在隋炀帝大业年间建立世界上最古老的石拱桥(坐落于河北省赵县的赵州桥)。北宋初期建立的现存最早的跨海梁式大石桥(坐落于福建泉州的洛阳桥),开创了世界桥梁筏形基础的开端。我国商代时期出现的“版筑技术”,可认为是现代钢筋混凝土的雏形。我国南北朝时期出现“三合土”建筑材料,由石灰、黏土和细砂组成,并可适当掺加糯米汁、动物血等有机物,显著提高胶结材料使用性能。通过学习中华民族在土木工程材料领域的光辉发展史,增强学生民族自豪感,培养学生专业情感。 (二)感知工程材料科技发展,激励学生不断提升自我 在介绍土木工程材料发展趋势的过程中,通过实例和数据向学生介绍中国科技正以令人惊叹的速度迅猛发展。在科技推动之下,各类新型材料应运而生,并被应用于建筑工程中,提升了工程品质,也改善着人们日常生活。例如,中国高铁以中国速度不断刷新世界纪录,港珠湾大桥瞄准一流水平,破解世界难题,刷新历史新篇。这些举世闻名的工程创举背后都是一项项技术难关的攻克和厚积薄发的呈现。通过向学生展示快速发展的工程现状,引导学生感受日新月异的建筑发展,培养学生对科学技术的敬畏之心,让学生理解科学之求真务实之本质与精益求精之“工匠精神”。鼓励学生与时俱进,不断关注科技新动向,利用新知识完善自己的知识结构,提升自己的综合能力,更好地为社会主义现代化建设服务。 (三)强调工程责任意识,培养学生职业操守 国内外大量工程实践证明,材料的选择、生产、使用、检验评定、储运、保管等环节的丝毫失误都可能造成工程质量缺陷,甚至是重要大工程质量事故。而当前关于工程事故、豆腐渣工程的新闻报道时有发生。例如2009年上海莲花河畔景苑塌楼事件,2009年津晋高速公路匝道桥通车未满五年发生坍塌事故,2010年上海静安区公寓在节能整治施工过程中发生特大火灾事故,2011年武夷山公馆大桥发生坍塌事故。这些工程事故给人民造成非常严重的生命财产损失,引起非常恶劣的社会影响。通过工程事故案例的警示作用,融入工程伦理教育。在讲解土木工程材料相关的技术标准时,跟学生强调标准的重要性,督促学生在学习和工作中要熟读标准,养成严格遵守国家、行业或地方各种标准规范的习惯,按照规范做事。比如,在建材力学性能测试过程中,需要严格遵照国家以及行业标准进行试验操作,而不能随意更改操作步骤和方法参数。以此逐步增强学生伦理意识和遵循伦理规范的自觉性,培养学生良好的道德品质,增强学生遵纪守法意识,并教导学生的社会责任和担当,培养学生的责任感与使命感,激励学生在未来的工程建设岗位中,谨记工程安全重于泰山,切实做好工程材料的规范使用,让工程更好地造福社会。 (四)顺应时代发展潮流,树立节能发展理念 可持续发展理念对工程材料发展提出了新的要求,环境保护与生态平衡意识也对建筑领域产生显著影响。以“建筑节能”为导向的工程材料发展趋势已成为主流方向。在教学过程中通过大量工程实例,展现建筑节能材料的发展,在介绍各类节能材料基本性能和特点,以及不同材料的组织结构与其特性之间关系的基础上,拓展工程与科研前沿动态,比如向学生展示海绵城市建设中的透水混凝土,聚氨酯保温材料,核壳复合结构相变微胶囊等。比如水泥的生产过程耗费大量能源,且造成严重环境污染。通过将工业废渣利用到水泥混凝土中,不仅可大幅降低水泥使用量,还可有效改善混凝土性能。从人类可持续发展的角度出发,未来混凝土及其原材料在生产、开发和应用过程中,还应具有节约资源和能源、减少废气废料排放和尽可能减少对环境危害的特点。通过引用工程统计数据让学生相信,工程材料发展潜力很大,工程材料技术与应用领域仍存在巨大空间,有待于我们进一步开拓。 三、课程思政实施中教学方法创新 (一)图文并茂展示工程实例,让学生直观感受工程发展现状,引导学生学习兴趣,激发学生学习动力 比如,在教学环节适当引入图片、动画、视频等素材,让学生直观感受现代化工程生产现状;通过建筑材料选取与使用案例分析,引导学生开展深入调研与学习;引导学生关注重大工程进展以及新型材料研发与应用动态,深入强化科技是第一生产力的认识,坚定学以致用的信念。通过视频教学,介绍土木工程材料的发展历史、现状与未来发展趋势,强调材料在工程中的重要地位,激发学生学习土木工程材料的兴趣和动力。 (二)采用案例分析教学方法,强调理论与实践的联系,引导学生灵活运用课本基础理论知识分析和解决工程实际问题 比如,通过混凝土出现开裂和破坏的特点分析,教导学生运用混凝土性能影响机制分析其原因,并寻求混凝土性能优化措施,在实际案例讨论过程中帮助学生理解和掌握专业知识。 (三)增加与学生在课堂上的互动环节,集中学生注意力,活跃课堂气氛,激发学生课后自学获取知识的动力 例如,增加学生展示与演讲环节,布置一些工程材料最新发展动态相关的网络资料搜集与整理任务,要求学生利用课后时间上网检索文献与资料,用读书报告的形式叙述各自掌握的新知识与新理论,并在课堂上进行展示与演讲,既可以提高学生归纳总结以及口头汇报演讲的能力,又可以激发学生获取知识与运用知识的兴趣和动力。 (四)对实验教学进行改革实践,开展课程综合设计与实践环节 比如,通过对混凝土配合比设计与水泥实验、骨料实验及混凝土实验进行整合与综合设计,以实际工程中混凝土结构构件所需混凝土配合比设计为实践题目,为学生提供真实的实践背景,并展开综合实验集训,建立综合渗透的研究性课程实践教学模式。综合考量学生在课程实践过程中的综合表现,鼓励学生主动探究,团队协作,提高学生实践和创新能力。 (五)建立科学评价标准,进行全面客观综合评价 注重学生参与案例讨论以及实践环节的表现,在平时成绩中,增加了学生在课程实践过程中的团队协作、小组讨论以及案例设计等方面的分值,更全面考查学生“主动探索”“积极进取”的学习态度,和“学以致用”“创新协作”的综合能力。 四、结语 土木工程材料课程思政旨在向学生讲授专业理论知识的同时发挥对学生的德育教育。通过将土木工程材料发展历史与趋势、工程规范与职业道德、个人发展与社会进步等思政元素融入并映射于专业课程教育环节,丰富课程教学内容并改革创新教学方法,将极大提高学生学习积极性与学习效率,并综合培养学生道德情操与社会责任担当意识,实现“立德树人”根本任务。 作者:何燕 宋旭艳 季涛 单位:苏州科技大学 土木工程学院 南京工程学院 建筑工程学院 土木工程材料课程思政篇2 子曰:“骥不称其力,称其德也”,当代人才培养更是如此。高校立身之本在于立德树人,这就决定了高校要紧紧围绕这一根本任务进行课程建设和教学活动。要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面[2]。专业课程教学传递科学文化知识和基本技能,课程思政突出育人导向,在润物细无声中将马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养有机结合,搭建以“知识传授与价值引领相结合”的教学平台,形成学生自然接受、引起情感共鸣并激励产生学习内动力的专业课程授课方案,促进学生对课程知识的理解、掌握和拓展应用,达到新技术、新产业、新业态和新模式背景下人才培养的核心目标[3]。基于此,中原工学院建筑工程学院“土木工程材料“课程教学团队,围绕立德树人和新工科核心素养的教学目标,以新工艺、新材料、新工程和行业典型人物为切入点,将社会主义核心价值观与新工科背景核心素养共性相结合,培养担当民族复兴大任的高素质专业人才。 1“土木工程材料”课程思政建设实践 1.1课程思政建设契机 土木工程在国民经济和人类社会发展中具有举足轻重的地位与作用,在新时期“碳达峰碳中和”、“绿水青山就是金山银山”理念背景下,土木工程材料直接关系到建筑业绿色低碳转型战略的实施。土木工程材料是建筑结构的物质载体,是时代文明的见证和标志,其性能影响并决定了建筑结构的设计、施工方法和进度,关系到建筑物的服役环境和建筑寿命。“土木工程材料”课程是土木工程、工程管理、工程造价等建筑类专业的一门专业必修课,在培养专业人才中起到了关键作用。通过“土木工程材料”课程思政元素的有机融入,学生在潜移默化中形成低碳意识,熟悉建筑材料低碳绿色发展技术措施,将有利于推进建筑业绿色低碳转型进程。 1.2课程思政方案设计 “土木工程材料”课程思政方案体系包括专业理论知识体系和课程思政体系,通过从专业知识体系中提取的思政元素加以整合并形成价值模块,实现思政元素由点到面的串联。通过家国情怀、工匠精神、低碳意识和专业自信等四个价值模块与专业知识体系的有机融合,构建“土木工程材料”课程思政的体系架构(见图1),并结合实践教学培养学生的专业实践能力。在此基础上,形成以知识传授、价值引领和能力培养为一体的教学大纲、授课课件、教案和实验教学体系。然后,通过课堂讲授、翻转课堂、线上资源、思政案例、讨论研讨、课后作业和实验教学等途径在教学过程中实施课程思政,实施效果通过学生成绩、学生评教、专业认同和同行评价等方式来反馈,并以反馈结果为指导促进专业理论知识、价值模块和实践教学的进一步优化完善,并通过教学大纲、授课课件、教案和思政案例的改进实施达成“土木工程材料”课程的培养目标。 2“土木工程材料”课程思政元素的挖掘和融入 “土木工程材料”课程思政力求“教书育人、润物无声、知行合一”,在知识传授上,以安全性、实用性、耐久性、经济型和环境影响为评价依据,学习现代建筑工程常用建筑材料的组成结构、性能特点和应用范围及其影响因素。在能力培养上,以文献检索、实验教学和网络课程资源为理论知识的必要补充,以直观感性地方式让学生掌握土木工程材料的配制技术和性能变化特征和规律。在价值引领上,以我国的万里长城、赵州桥、南京古城墙、上海中心大厦、港珠澳大桥和火神山医院等古今经典建筑及其取得的傲人成就,激发学生的民族自豪感,以我国建筑史上的名人大家奋斗历程、精益求精和卓越工程等故事让学生感受工匠精神。在保证专业教学的前提下,以讲故事、评时事和重内涵的方式将思政元素自然融入理论教学和实践环节,将知识传授、能力培养和价值塑造融为一体,实现了专业教育和思政教育同向同行[5]。 2.1厚植家国情怀 专业课程思政要将家国情怀融入到知识传授中,帮助学生形成健康的价值取向,为培养国家栋梁提供正确的思想指导,促进经典传统文化的传承和发展。在我国五千年悠久历史文化的沉淀下,家国情怀不仅体现出丰富的思想底蕴[6],也强化中华文化的感染力和号召力。家国情怀既是“国既不国,家何能存”、是“一身救国有万死,双鬓像人物再青”、是“四海翻腾云水路,五洲震荡风雷激”,也是微观层面的人生观与宏观层面的爱国主义精神的融合,更是“小我”与“大我”的有机契合。土木工程材料是直观的、具体的、无处不在的,也是朴实的、雄伟的、生动的、历史的和时代的,其本身就是家国情怀的经典例证和集中体现。在课程思政实施过程中,从认知和情境两个层面融入[7]。以万里长城、故宫、赵州桥、南京古城墙、郑韩故城、应县木塔等古迹的材料选择、结构特点和建造方法为经典案例,结合课程知识点以讲历史、讲成就、讲发展、讲故事等外在激励,学生发自内心产生共鸣,民族自豪感和家国情怀自然升华。在情境层面通过视觉和行为感知,领悟自身发展与社会和国家进步之间的关系。此外,在理论知识传授时也会结合网络视频、线上资源、学术报告、建筑材料研究前沿讲座以及各级大学生创新创业比赛等实践活动,帮助学生建立良好的国家归属感和民族优越感。 2.2感悟工匠精神 所谓工匠精神,第一是热爱你所做的事,第二就是精益求精,精雕细琢。工匠精神,不代表多高的学历,或是多高的技术水平,而是把一个简单的事情做好,千人匠心,于平凡中创造出不凡。在讲授过程中,从新工艺、新材料、新工程和行业典范等方面融入。如近六十年来,为了满足现代建筑工程结构设计、施工方法和低碳发展的要求,科研工作者和建筑人通过日复一日地努力,土木工程材料的承载能力、工作性、耐久性、装饰性和经济性以及环境适应性等性能,经历了从片面强化到日臻完善的发展历程。土木工程材料的研制、发展和应用影响并决定了现代建筑的设计方法、建造过程、居住舒适性和使用寿命。土木工程材料和建筑行业的发展过程中,离不开大国“工匠”在不同岗位上的坚持与创新。再如混凝土材料科学领域的宗师泰斗黄蕴元先生和吴中伟院士、金属材料研究和应用领域的资深院士涂铭旌先生、道桥建设专家茅以升院士、桥隧领域施工技术与工程管理专家、港珠澳大桥的总工程师林鸣院士等专家学者毕生的不懈探索,他们的功绩也镌刻在中国建筑业发展的里程碑上。还有默默无闻地从事建筑行业的工程师和普普通通的劳动者,他们用一刀一锤锻造出一个个温馨的家园,抑或是惊人的世界奇观。有的或许做出了备受瞩目的成就,有的或许还在蛰伏努力、尚待挖掘,但每一份份坚持,每一份热爱,每一份探索,都是工匠精神。在传授理论知识的同时传达“敬业、精益、专注、创新”-新时代工匠精神的内涵,鼓励学生们干一行、专一行、爱一行,大大提高了课堂教学的趣味性和人文色彩,这些都无形中激发学生们产生内动力、追求精益求精的创新精神。 2.3树立低碳理念 建筑行业作为我国一项十分重要的基础产业,对我国的经济增长有不可忽视的作用。2021年7月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于推动城乡建设绿色发展的意见》指出,转变城乡建设发展方式,建设高品质绿色建筑,实施建筑领域碳达峰和碳中和,推动高质量绿色建筑规模化发展[8]。土木工程材料是建筑物的物质基础,也是世界上消耗自然资源和能源最多的一种材料。2021年度中国建筑能耗与碳排放研究报告指出,2019年我国建筑全过程能耗占社会总能耗的45.9%,碳排放总量占全国碳排放的比重为50.6%,其中,建筑材料生产阶段能耗和碳排放量分别占比22.8%和28.0%[9]。在新时期“碳达峰碳中和”的背景下,如何承担起行业和社会责任,是土木工程结构的设计者和建筑工程的施工管理者应该具备的专业素养。因此,土木工程材料课程教学过程中,在讲授常用建筑材料的物理力学性质和应用范围的同时关注其环境影响,注重建筑材料绿色低碳发展、实施途径和研究前沿及其对建筑业可持续的重要性,从而实现低碳环保理念的自然融入。建筑材料生产周期短,通过消纳工业固体废弃物、利用建筑垃圾和使用绿色胶凝材料,在“进口”和“出口”上减少资源和能量消耗,推广新型低碳结构体系和高性能材料是实现建筑材料“双碳”目标的主要路径。基于此,在讲授过程中,通过展示传统建筑材料环境影响相关图片、权威机构的总结报告和绿色低碳发展途径及绿色建筑经典案例,促使学生从感官认识到思想意识上逐步形成建立低碳意识。如在讲授水泥和建筑钢材生产和应用时,通过原材料照片、生产工艺简介和全生命周期环境影响分析数据等资料汇总,强调自然资源和能量消耗带来的资源匮乏和碳排放问题;在讲授混凝土的原材料组成和配合比设计时,注重矿物掺合料和再生骨料对混凝土及建筑业绿色发展的影响;讲授砌筑材料时,借助烧结黏土砖的和加气混凝土砌块的生产实景图片或虚拟生产视频阐明墙体材料对环境的影响,引出绿色建筑的概念,进而让学生理解建筑材料的低碳绿色发展,是实现建筑业“双碳”目标和践行“绿水青山就是金山银山”理念的重要环节。 2.4增强专业自信 课程思政还要引导学生深入了解世情国情党情民情,从而增强对党的创新理论的政治认同、思想认同、情感认同,坚定其对中国特色社会主义的道路自信、理论自信、制度自信、文化自信,在“拔节孕穗期”为当代大学生增添鲜明的政治底色[10]。以价值引导为重点,助力当代大学生长骨气、强意志;以创新培养为核心,助力当代大学生长底气、增本领;以中国速度、中国制造、重大工程所凝结的中国工程人取得伟大成就为基础,助力当代大学生提心气、增强专业自信。时刻关注社会热点、学科前沿,把最具创新性理论和应用实例带进课堂,融入并阐述传统知识,勇于攻克“卡脖子”问题,抓住学生的眼球,保证课程思政和知识体系常讲常新、常抓常新;跟上时代、贴近学生,用喜闻乐见的方法和手段提升教育的成效,展现课程思政的魅力。在建筑工程领域,港珠澳大桥、火神山医院和新方舟宾馆充分体现了中国速度和中国制造,凝聚了中国智慧,也代表了中国精神。港珠澳大桥缩短工期超过两年提前竣工,被誉为桥梁界的珠穆朗玛峰,是中国乃至当今世界规模最大、标准最高、最具挑战性的跨海桥梁工程。火神山医院,总建筑面积超过3万平方米,从开始设计到建成完工仅历时十天,建造施工全程直播,这就是中国速度,这也是我国工程人为战胜新冠疫情提交的一份傲人答卷。新方舟宾馆高30层总建筑面积1.7万平方米的建筑,建筑材料均采用预制方式,仅施工360小时建成,而且整座大楼均隔音隔热,可抵御9级地震,中国工程人获得“地球上速度最快的建造者”新头衔。对以上这些成绩的取得,凡亲身经历的人都会感受到,中国在中国共产党强有力的领导下,中国特色社会主义的治国理念正深入人心,特别是对四个自信有了进一步的体会[11],并逐渐成为中国人民精神生活的一部分。在授课过程中,通过图片、视频和新闻评论的线上资源进行专题讨论,以直观的视觉冲击让学生深切地认识到在每一个岗位上,不管是建筑工程的设计者、决策者、管理者或者是普普通通的工作者,淋漓尽致地体现了土木人专业素养和探索精神,学生的专业自信无形中提高。 3结语 专业课程思政实施的关键是教师,建筑类专业课教师需采取积极有效措施,落实立德树人,坚持把培养社会主义建设者和接班人作为教学工作的出发点和落脚点,不断推进新工科背景下的专业课的“课程思政”建设,为国家培养有家国情怀、工匠精神、低碳意识、专业自信的高素质建筑类人才,为实现我国建筑业的绿色低碳转型贡献力量。 作者:刘俊霞 杨飞 夏晓敏 海然 单位:中原工学院 建筑工程学院 土木工程材料课程思政篇3 近年来,我国各类高校都高度重视课程思政对提高人才培养综合素质所起到的重要作用,各高校结合自身实际,广泛开展了课程思政建设的探索与实践,在课程思政的内涵界定、课程思政的价值引领、课程思政与思政课程的关系及课程思政的实施路径等方面已取得了许多经验和成绩。但是,目前在课程思政的建设原则、专业知识讲授与课程思政的内在关系等方面,仍然存在认识不清的问题;在依据课程大纲要求,结合专业知识点挖掘思想政治教育元素方面,仍然存在思想政治教育元素与专业知识“两张皮”现象。在课程思政的视域下,教师的行为如何与思想政治教育元素的挖掘同向同行,以达到协同育人效果,仍需高度重视和深入思考。本文结合“土木工程材料”课程思政建设,就专业课程思政建设原则与路径、思想政治教育元素挖掘理念与融入情况、思想政治教育元素与专业知识的内在关系、在课程更高行为要求等方面,进行了探索和实践。 一、课程思政建设路径 课程团队提出的课程思政总体设计原则是:思想政治教育元素凝练与“四有”好老师要求有机融合,加强教师行为示范,达到立德树人目的。在“土木工程材料”课程思政建设中,为了保证课程思政建设目标的有效达成,将思想政治教育元素挖掘、课程内容精研、教学方法创新、课堂教学守正、教师行为示范有机融合,探索出了五条操作性强的课程思政实施路径,此经验对其他专业课程思政建设有借鉴作用。 1.挖掘思想政治教育元素。根据课程内容,深挖思想政治教育元素,将思想政治教育元素与课程内容自然有机融合,科学合理地扩展课程的广度和深度,避免为了思政而思政导致的课程思政与专业知识两张皮现象。 2.精研授课内容。教学团队集体研讨课程的知识点及重点、难点,提高授课教师的专业知识水平和授课技能,增强课堂的吸引力、生动性及启迪性。 3.创新授课方法。充分利用现代化信息手段,结合MOOC课程建设,采用线上线下相结合的方式,通过启发式、案例式、研讨式教学,以问题为导向,增强授课的逻辑性,环环相扣,强化对学生独立思辨能力和创新意识的培养。 4.坚持课堂守正。教师授课过程中要讲纪律,提高政治站位、坚定政治立场;在课堂上要传播正能量,培育和践行社会主义核心价值观,突出价值引领。5.强化行为示范。身教重于言教,教师的言行举止会对学生起到潜移默化的作用,要强调师者仁心、师者公心,教师在教学中要做到言行一致、知行合一。 二、课程思政元素挖掘四大思维理念 课程团队根据《高等学校课程思政建设指导纲要》要求,紧密结合“土木工程材料”大纲和专业知识内容,按照以下四大思维理念,挖掘该课程思政元素。 1.底线思维。本课程涉及大量工程建设标准,在教学中除要求学生认真学习标准外,更要践行标准、敬畏标准,进而加强遵纪守法道德观念教育。 2.发展思维。许多土木工程材料的生产和使用都涉及节约资源、保护环境、节能减排及固废利用。在教学中强调将“五大发展理念”与相关课程内容自然有机融合。 3.创新思维。土木工程材料中许多新技术、新产品的成功自主研发和推广应用,极大地降低了我国工程造价、提高了工程质量。在教学中强调要自主创新对国家发展的重要意义。 4.创业思维。在新技术、新产品自主研发和推广应用中,许多前辈不畏艰辛、做出了巨大贡献。可结合课程相关内容,弘扬行业前辈的艰苦创业精神和爱国情怀。 三、课程思政元素融入情况 本课程的内容主要包括土木工程材料的组成、结构、性能及应用,涉及许多材料质量控制和工程建设标准、规范。课程思政建设主要从课程所涉及的行业、国家、国际、历史等角度出发,结合本课程涵盖的主要材料(水泥、石灰、石膏、骨料、矿物掺合料、化学外加剂、混凝土、砂浆、砌体材料、钢材、木材、防水材料、保温材料、装饰材料等),将该行业领域的国家战略、现实工程问题、科学精神、科学思维方法和工程伦理与课程内容自然有机地结合,按照四大思维理念挖掘思想政治教育元素,做到章章有思政、堂堂有思政。结合“土木工程材料”课程大纲要求和专业知识点讲授,形成了该课程思政目标和思政元素的融入点,下面分章对本课程的课程思政元素进行简要叙述。 1.绪论部分。“木土工程材料”课程涉及大量的标准规范,各级各类标准规范是建筑、土木及建材行业加强管理的重要依据。正确使用标准对确保工程质量至关重要,通过标准规范的学习,帮助学生树立正确的职业道德观,强化底线思维教育。本章的课程思政目标主要为培养学生践行标准、敬畏标准,加强遵纪守法教育。 2.土木工程材料的基本性质。土木工程材料的基本性质主要介绍材料的组成、结构、制备、性能和用途之间都存在着相互依存、互为因果的内在关系。土木工程材料的物理、化学、力学及耐久等基本性质与材料的制备、应用之间也存在着必然联系。要求学生要用普遍联系的思维去学习材料四大要素之间存在的对立统一规律、质量互变规律及否定之否定规律。本章的课程思政目标为培养学生的唯物辩证思维能力。 3.无机胶凝材料。在本章水泥生产工艺的讲授中,介绍我校徐德龙院士团队自主研发的高固气比悬浮预热预分解技术对提高水泥质量和节能减排所做的贡献,强调自主研发对国家发展的重要意义,以及前辈的艰苦创业精神和爱国情怀。本章的课程思政目标为培养学生的创新创业精神、提高自主创新对国家发展重要性的认识。 4.骨料和矿物掺合料。骨料和矿物掺合料这一章针对天然骨料过度开发和固体废弃物堆存与填埋带来的生态环境问题,结合党的十八大以来“五大发展理念”,强调各种尾矿作为混凝土骨料、建筑垃圾回收利用、大宗固体废弃物(冶金渣、粉煤灰、脱硫石膏等)在土木工程材料中的资源化利用的重要性,引导学生思考土木工程材料如何走绿色发展道路,以及自主创新对国家发展的重要意义。本章的课程思政目标为增强学生节约自然资源、重视环境保护的意识。 5.化学外加剂。化学外加剂中萘系等高效减水剂由于技术性能的局限性,越来越不能满足高强度、高耐久性混凝土工程的需要。新一代聚羧酸高性能减水剂,具有性能优异、绿色环保等优点,倍受国内外关注。二十多年前我国花高昂价格从国外进口聚羧酸减水剂以满足水工大坝、高铁等重要混凝土工程需要。在此情况下,我国科技工作者不畏艰辛,勇于创新,最终研发出了性能优异的产品,实现了聚羧酸高性能减水剂的国产化,大幅度降低了该种减水剂成本,有效降低了混凝土工程造价。本章的课程思政目标为培养学生的创新精神,树立终身学习的理念。 6.混凝土。本章内容量多,课程思政目标分为以下几项:(1)学习前辈不怕困难、勇于创新的精神。在混凝土的制备和性能讲授中,我国吴中伟院士、孙伟院士等前辈在高强高性能混凝土的研发和推广应用中不畏艰辛、不言放弃,为我国混凝土事业的发展做出了巨大贡献,弘扬行业前辈的艰苦创业精神和爱国情怀。(2)培养学生的质量意识、安全意识,以及大局观和长远发展观。在混凝土强度的讲授中,强调混凝土强度对工程的结构安全的重要性,提高学生的质量意识、安全意识;在混凝土耐久性的讲授中,培养学生正确处理当前利益和长远利益的关系,加强对学生大局观和长远发展观意识的培养。(3)培养学生吃苦耐劳的精神和敢于担当的作风。从事土木工程材料研发、生产和应用的技术人员,经常要深入一线,了解情况、解决问题。在课程教学中,结合混凝土的生产和施工,培养学生乐于到生产施工一线的吃苦耐劳精神,坚持原则、敢于担当的工作作风。 7.砌筑材料。本章的课程思政目标为:(1)介绍中华民族历史上优秀的建筑材料文化,拓宽学生的知识面,感受古人的智慧,增强文化自信。介绍西汉时形成的“秦砖汉瓦”,以及这一时期砌筑材料和砖结构、砖木结构体系的辉煌历史。结合西安城墙、大雁塔所用砌筑材料,介绍传统建筑材料历经千年而不朽的特点,以及我国古代劳动人民生产这些砌筑材料的智慧,以此来拓宽学生的知识面,增强学生的文化自信。(2)培养学生的绿色发展理念。烧结砖大量占用土地资源,且能耗较大,应限制烧结砖的生产与使用,合理利用非耗地的地方资源(如页岩、煤矸石等)生产烧结砖;更要大力研发、推广利用各种工业固体废弃物生产免烧砖和砌块,以及各种轻质、高强、多功能、大尺寸的装配式新型墙体材料。结合以上内容的讲授,强调保护生态环境、走绿色发展道路的重要性。 8.钢材。钢材这一章凝练了高强钢、高耐蚀钢的自主成功研发及在我国重点工程的使用案例,强调自主创新对行业发展和工程质量的重要性。本章的课程思政目标为强调自主创新对国家发展的重要性。 9.木材。木材这一章结合木材性质的讲授,从利用木材的边角废料生产各种人造板材出发,强调木材的有效利用和综合利用对保护森林资源的重要性。本章的课程思政目标为培养学生保护森林资源,重视木材的有效利用、综合利用意识。 10.沥青混凝土。沥青混凝土这一章在沥青混凝土的原材料、配制和性能讲授中,从废弃沥青路面的回收利用技术的研发和应用出发,强调废弃沥青混凝土的回收利用对保护石化资源的重要意义。本章的课程思政目标为强调沥青混凝土的绿色发展理念。 四、讨论与结论 在课程思政视域下,对教师的课堂教学比以往任何时候提出了更高的要求,主要包括以下几个方面。 1.对教师的专业水平和授课技能要求更高。教师要投入更多精力到课堂教学中,认真钻研业务,弄懂弄精所授课程内容,扩大自身知识面,做到“予人一瓢,自身一桶”;同时,教师要与时俱进,不断创新授课方法,提高课堂教学的有效性、生动性和吸引力。教师把课讲正确、讲精彩,既是课程思政建设的重要组成部分,也是提高课程思政质量的前提。 2.对教师的行为世范要求更高。课程思政的目的是通过典型案例,提高课程教学的育人目的。《论语·子路篇》中,孔子曰:“其身正,不令而行;其身不正,虽令不从。”如果教师不能严格要求自己,比如不按时上下课,随意调课停课,总是对学生疾言厉色,那么思想政治教育元素挖掘得再好,先进事迹讲得再多,也很难达到课程思政的育人效果。 3.对思政元素与专业知识的有机融合要求更高。要精心凝练,深入挖掘思想政治教育元素,使思想政治教育元素与专业知识深度融合。思想政治教育元素的挖掘不仅是强化课程育人,而且要有助于对专业知识的深刻理解和掌握,专业知识的讲授和思想政治教育元素的挖掘要具有互促作用。 参考文献 [1]刘鹤,石瑛,金翔雷.课程思政建设的理性内涵与实施路径[J].中国大学教学,2019(3):59-62. [2]王光彦.充分发挥高校各门课程思想政治教育功能[J].中国大学教学,2017(10):4-7. [3]彭红军.高校专业课程课程思政实施路径与实践探索[J].大学教育,2021(5):1-3. [4]范依依.课程思政视域下的高校会计学教学探索[J].理论观察,2020(9):171-173. [5]潘玲颖,何建佳,樊怡箐.新工科背景下的课程思政教学探索:以《人工智能与智能制造》课程为例[J].教学革新,2020(22):55-56+59. 作者:何廷树 史琛 胡延燕 伍勇华 宋学锋 单位:西安建筑科技大学 材料科学与工程学院
热处理论文:建筑节能外围保温隔热处理技术 摘要:分析了传统节能外围保温隔热处理施工技术所存在的问题隐患及节能外围保温隔热处理施工技术的实质性运用方式,提出了拟定节能外围保温隔热处理工程施工技术的运用方案。 关键词:建筑节能;外围保温;隔热处理;施工技术 节能理论作为重点内容,被引入多数工业建筑之中。源于节能措施较为广泛,施工单位应汲取理论要点,并依据要点内容待施工项目进行分析,而后,根据项目所需,开展技术事项的运用,以充分保障建筑建造品质,以及节能目的,逐步完善建筑物建造工作。节能技术的发展周期较为漫长,其中,待技术分析便耗费较长时间,但是,随着外围热处理施工方式的不断延伸,待其相关技术的逐步运用亦赋予成熟化。因此,待过去几年间,研究人员针对节能技术的不断探索下,该技术获得明显进展,并且,改善了诸多热处理相关的隔热问题事项,在新型节能技术的运用下,该项目工程的施工内容得到质的提升。其内容在于保障建筑物的整体架构体系平衡,使之建造后内部空间得到优质改善。 1传统节能外围保温隔热处理施工技术所存在的问题隐患 1.1材料选取导致技术偏差呈现 建筑物的部分施工用材料相较一般构建较为严格,首要针对材料质地进行严格审查,而后待材质数值进行详细分析,经分析结果判定材料结构是否合乎工程运用规范,如若偏离,便可致使工程工艺受损,且施工品质亦同期波及。碍于现阶段节能相关技术类目众多,导致实质性进行施工期间,无法选取最具优势的技术开展施工内容。针对建筑的保温隔热施工事项,应将重点置于材料,材料质地紧密关联着节能技术的运用,如若材料质感偏低,便会造成技术运用失效,在造成时效延长同期,亦会致使工程建设方向呈现偏差。并且,在部分情境下,技术运用不规范,也会导致工程建设问题隐患呈现。 1.2施工规程偏离初始设定内容 实践施工事项是保障施工依据的关键,然而,传统技术要求颇为严格,导致从事相关技能工作者少之又少,专业技术人员缺失下,热处理作业内容无法得到完善。部分能力不足的工作者,因自身技能偏差原因,导致的作业事故不在少数。由此可见,其危害性十分严重,不仅会造成人身安全危害,同时也会因理论不足,引发施工后隔热基准于原定内容相差甚大。 1.3施工后的安全问题难以保障 建筑节能外围保温隔热处理,一般是将高效隔热保温材料粘贴或涂抹在建筑的外墙面,受施工技术,自然环境如冷冻、风雨需电、地震、火灾等因素影响,这些保温隔热材料容易发生脱落,不仅会影响到整个保温隔热体系的性能,还会形成大的安全隐患。尤其高层建筑外墙面,脱落现象一旦发生就很容易伤及无辜造成伤亡事故。 2节能外围保温隔热处理施工技术的实质性运用方式 2.1技术运用基础原理分析 对施工过程中各个技术要点逐一进行剖析是非常有必要的,建筑节能外保温隔热体系的基本原理是在利用保温与隔热材料的高效性能,来减少室内外的热传递作用,基本施工操作,是将保温隔热材料粘贴或涂抹在建筑的外围墙面,来保持建筑内的温度,达到高效节能的目的。 2.2材料选取方式 随着新型保温隔热材料的不断研发与革新,紧跟时代步伐是非常有必要的。作为整个节能工序的重要环节,材料的选取直接关系到整个建筑体系的保温隔热效果。多次实践证明,不定形的复合浆体保温隔热材料,可以有效避免传统材料所出现的种种问题,其导热系数低,可进一步提高建筑外围的保温隔热效果,与此同时,材料还具有防火功能,安全耐用,可满足不同条件的需求。 2.3节点部位处理技术 在建筑外围保温隔热处理过程中,由于建筑墙面门窗四角常易出现裂缝,如果处理不当,会导致这些部分的保温隔热涂层受自然因素或其他因素影响而发生龟裂或脱落,从而影响节能效果。应利用板材本身所具有的柔韧性,将板材的接缝与四角裂缝错开,加一块玻璃纤维网格布与门窗角平分线成90°放置、贴在最外则,加强外围保温隔热,抵抗结构的裂缝,加强保护层的抗开裂能力,从而有效解决墙面门窗四角裂缝导致的保温层裂缝问题。 2.4保温隔热体系技术操作规范 在界面处理上必须彻底,否则会影响保温隔热材料的粘结强度。针对抗裂砂浆设计,要确保材料层面防水性,避免在雨天施工。此外,需利用阻燃材料对保温隔热层做防火隔离设计,以确保整个保温隔热层的安全性。 2.5注意施工环境影响 外围保温隔热处理一般受需电、地震、冷冻等自然环境影响较大,因此在施工过程中,也需要考虑自然因素的影响,不能盲目施工,在天气恶劣的时候,要停止施工,一般应该选择在背风面,以及天气比较湿润的时候施工,这样可以有效降低高温和风对保温隔热材料的影响。 2.6对施工人员培训与施工过程的监管 作为一种技术性的工作,整个施工质量直接影响到建筑的保温隔热耗能,从而影响整体建筑体系的节能作用。因此,在实际操作前,需要及时对施工人员进行定期的培训和考核,施工过程中还需要进行严格的监管、控制和指导。 3拟定节能外围保温隔热处理工程施工技术的运用方案概况 某高层商住小区地下室、半埋式顶盖花园、车库、架空层,住宅楼主体等,其外墙采用蒸压加气混凝土砌块和外墙保温砂浆组合的具有保温隔热功能的复合墙体,采用塑钢中空玻璃窗,且与墙体连接处全部用保温板材及防渗抗裂砂浆填塞密实,针对小区的不规则坡屋面和平屋面,防水、保温难度比较大,采用新型聚氦发泡全粘结工艺,解决了小区不规则坡屋面、平屋面的防水、保温的难题,经过大量商住用户多年使用验证,墙体、屋面保温层无开裂鼓泡、渗水等。 4结论 经实践数据表面,热处理技术的运用共分六步:其一,优先给予施工内容以理论分析,根据分析所得,开展施工基本内容事项。其二,依据项目施工的素材选取准则,开展材料采定,材料首要具有隔温性质,其次具备相应安全性,最后是必不可少的防火功用。其三,构件处理技术的运用,以充分保障涂层面隔热效能。其四,水系隔离技术的运用,加设外层砂,以保障外围施工后的隔水效果。其五,后期施工中,待现场环境细节的处理,待自然灾害施以防备。其六,施工环节事项进行全程监督,以保证项目的建造质量。未来的建筑业,需工业整体共同开展探索内容,经验的不断累积,说明外围隔热技术即将发挥出其最大节能效用。 热处理论文:工程材料及热处理课程教学改革 摘要:《工程材料及热处理》作为机械类专业的必修课,存在内容多、课时数少、学生兴趣不大等问题,解决这些问题的唯一办法就是教学改革。本文从教学目的、教学内容与教学方法等方面探讨了该课程教学改革方案,在教改基础上选择Authorware作为开发平台,开发了便于操作和学生听课的CAI课件,并且根据教学实践,指出了在CAI课程教学中的应注意事项。 关键词:工程材料及热处理;教学改革;CAI课件 《工程材料及热处理》是机械工程类各专业的一门学科基础课,课程教学内容涉及面广、工艺性强、基础理论抽象、概念多。传统的课程教学中,在理论和基本知识方面教学时数较多,课堂教学以教师讲解为主,辅以少量照片以及黑板上画图等方式,既难以描述清楚微观状态,对于非材料类专业的学生其实用性和实际效果也不好,学生普遍反映学习枯燥、难以理解,影响学习效果和教学质量。随着教学改革的深入,新的知识不断增加,学时却在减少,我校《工程材料及热处理》课程教学学时为32学时,这对该课程的教学提出了新的要求。虽然现在MOOC、SPOC等教学方式正在兴起,但对教师和学生都有较高的要求。一个好的CAI课件可以实现传统教学所不能实现的灵活、形象、生动的效果,能显著加大课堂教学的信息量,增强教学内容的趣味性和吸引力,调动学生的学习热情,提高教学效果[1-4]。根据笔者多年的教学经验和CAI软件开发,本文对《工程材料及热处理》课程的教学改革进行了探讨。 一、课程教学改革的探讨 (一)教学内容的改革 《工程材料及热处理》课程的教学内容基本上是材料工程类专业所学几门主要课程的浓缩,教师往往以对材料专业学生的教学思路来进行讲授,对材料的内部结构与村料性能之间的关系讲解的较深。但对机械类专业的学生来说,他们毕业后的工作主要不是去挖掘材料性能的潜力,不需要深入研究获取材料性能的工艺问题,他们从事的主要是产品设计及解决产品制造过程中的工艺问题。因此,机械工程类各专业学生与材料工程类各专业学生对材料知识的要求,不仅深度上有差异,而且侧重点也应该完全不同。他们对各类材料的性能特点与适用范围只需要一般性的了解,侧重点是能够正确地选择材料,合理地选择加工方法和制定加工工艺路线,要求掌握各类零件在不同服役条件下的失效方式,并且根据服役条件、失效形式对材料使用性能的要求以及工艺性和经济性的要求,通过分析对比来选用材料。在市场经济的社会中,对学生实用性的要求显得更为重要。 (二)教学方法和手段的改革 《工程材料及热处理》课程涉及内容广泛,要在32学时的时间内获得好的教学效果,靠“教师机械灌输、学生被动接受”的传统方式是不行的。首先在课程的一开始就要能吸引学生,使他们产生学习该课程的兴趣。“绪论”是课程的第一课,因此很重要。在教学中我们发现,学生对新材料及其应用的内容较感兴趣,而这部分我们只作简介,因此将这部分内容放在绪论中进行。又如在绪论中,我们通过齿轮的生产过程,引出材料改性工艺与机械制造之间的关系。通过绪论内容的增补,既拓宽学生的视野,又能使学生对本课程产生兴趣。教师讲课时,如果只顾自己讲解,学生很难理解,更不会分析。在讲课要时经常提出问题,让学生回答,要启发学生进行思考,让学生开动脑筋想问题。如以拔丝加工工艺路线作为示例来分析思考塑性变形和回复与再结晶时的组织与性能变化及回复与再结晶退火的作用,同时还引出拔丝模具的设计应注意事项。在课外作业上,不要采用可以从书上直接找到答案的习题,要让学生做综合性分析思考题。教师要指导学生怎么去分析问题而不是只给出答案,要充分发挥学生对知识的综合运用、分析与创造性思维的能力。通过不断的积累,从而提高学生分析问题解决问题的能力。 二、课件的制作 CAI课件要根据使用目的和使用的具体情况来设计。从使用的角度应具有易用性、便捷性、开放性。在使用PowerPoint制作的许多课件中,采用的是顺序式的流程,很不方便。我们利用Authorware软件开发了Windows风格的下拉式菜单结构课件。图1a)为程序运行后的菜单界面一角。当选择某一菜单项后,主窗口中显示相应的内容,如图1b)。在教学过程中,有时需要将其他章节某一处的内容调出来,通过菜单选择非常快捷,从而方便了教学。屏幕教学就相当于屏幕版书,因此屏幕上的字数不能太多,而且也不能太花俏,以便于学生记笔记,因此,软件采用Windows界面,界面简洁,除了菜单外,只有几个页面跳转按钮,功能一目了然,教师操作也方便。但版书少了,大量的内容靠口述学生也难记忆,因此采用了许多文本按钮,当鼠标移到这些文本按钮上变为手形后,点击即出现详细内容,既可便于学生课堂记忆,也可用于自学。为了使学生获得感性的认识,课件中列举了大量的动画和录象,因为在课堂上不可能全部都播放,而且有些需要讲解,为了获得更好的效果,需要控制播放速度和暂停,因此采用自行设计的动画和录象程序,只要通过文本按钮点击就可调用。课程中有许多金相照片和图象,也采用自行设计的程序调用,图象是保存在专门目录里的,只要将文件名设为图号即可调用,便于扩展。 三、教学实践与思考 课堂笔记是很重要的,除了帮助获取知识外,还能使学生集中精神听课。CAI教学由于不要版书,教师讲课进度较快,而且信息量大,会造成学生来不及记笔记,这一点在其他高校的调查中也有同样的反映[5-6]。但如果学生整堂课都在记笔记,就少有时间去思考,笔者认为可以对记课堂笔记的方法作一些改进,教师将讲义精练了以后做成带有提问的“笔记”印发给学生,学生上课时只要在相应的地方做标记,同时根据教师指点做必要的补充和注释,这样就有更多的时间去记忆和思考。但这种方法在上完1-2次课后教师就要像检查作业一样去检查,以免学生对“笔记”产生依赖。当然,这种方法还有待实践去验证。应用CAI的目的是为了达到更好的教学效果。优秀的多媒体课件应该是教师教学经验、教学思想与多媒体技术之间的无缝结合,而不是将教学内容简单地进行媒体替换或把教学内容中不易表达和较抽象的东西通过多媒体形式形象地展示。对CAI课件的有效性可以采用一定的方法进行评价[7],最主要的应该是学生的评价,在使用中还会遇到各种各样的问题,只有通过不断的研究、反馈和总结,才能使CAI教学达到更好的效果。 作者:姜世杭 单位:扬州大学机械工程学院 热处理论文:建筑节能外围保温隔热处理施工技术研究 摘要: 建筑产业的发展越来越快,对于社会的经济影响越来越大,其对环境也有直接的影响,在建筑研究过程中所需要进行的就是建筑材料的节能化选择,使得建筑的绿化性逐渐得到发展。近年来对于南方的建筑保温的研究越来越重视,为使得在对环境不产生不利影响的基础上进行建筑的保温隔热的研究,就需要从材料上下手来达到最佳效果,因此,需要对建筑节能外围保温隔热处理施工技术进行研究。 关键词:建筑节能外围保温隔热处理技术 施工技术 研究分析 随着低碳概念的深入人心以及环保理念的全面深化,使得社会中各产业的发展逐渐往该方向靠拢,其主要的目的就是使得社会的发展与环境之间的矛盾得到缓和,进而使得社会各方面的发展趋向于稳定化,以及与持续发展原则相符合。在建筑产业方面更应如此,其主要改进的方向就是减少空调、电扇等电子产品的使用,需要采取绿色的方式来调整室内的温度,经过不断的研究发现科学环保的改进措施就是进行节能建筑材料的选择应用。本文主要探讨的就是建筑过程中应用建筑节能材料进行外围保温隔热处理施工技术的完善化研究。 1建筑材料节能外围保温隔热处理施工技术存在的问题 对于南方而言其存在的主要问题就是没有地暖,夏天温度普遍高且持续的时间长,冬天处于湿冷状态,建筑无法提到较好的保温隔热的作用,导致其必须借助其他设备来进行温度的调控。针对这一问题进行的主要改进策略就是进行建筑材料上的分析以及其施工设计的研究等,但是该应用方式在南方的发展极为缓慢,主要原因就是建筑节能材料的选择问题,建筑的设计问题,材料的构架问题,施工技术的问题以及相关人员的素质问题等。 1.1建筑节能材料的选择问题 在南方建筑的施工过程中对于建筑节能材料的选择存在的主要问题就是选取的材料不科学以及不适用,与南方的气候合适度不高,导致易出现各种意外以及建筑的稳定性无法保证,建筑的保温隔热效果弱化等。具体体现就是选取的建筑节能材料主要就是建筑过程中的实际应用例子,其对于例子的使用地点以及使用条件的分析较为匮乏,在该种节能材料的使用过程中没有进行进一步的分析,导致其的实用性得不到体现,其会导致的后果就是由于材料的选择不合理而出现由于承重能力范围的不确定性导致危险的发生。 1.2建筑的实际情况探究以及设计问题 建筑节能外围保温隔热处理施工技术中还存在的严重影响其发展以及更新的问题就是设计问题以及实际情况探究的问题,主要就是在设计过程中,由于对于其设计环境的信息获取量不足,导致其的温度变化范围、湿度情况以及具体气候变化情况等的考虑不足,导致所进行的施工与实际的情况出现矛盾之处,不仅使得该施工无法正常进展下去,还会进一步的导致建筑的质量以及所预期的效果无法实现。 1.3施工技术以及相关人员能力问题 施工技术的问题就是建筑节能外围保温隔热处理施工技术的使用以及发展极为有限,其使用的方式较为单一,所掌握的技术较为有限,所使用的方法以及设备等较为落后,进一步使得该方面的建筑质量处于一个较为低下的水平,导致其的发展进一步受到阻碍;导致其发展无法顺利进行的另一个因素就是相关人员的素质不高,主要包括设计人员、勘探人员、管理人员以及施工人员等,其的能力不足以及整体的素质不高,导致该施工的整体运作处于一个较为不协调的状态,进而由于发展的不平衡性,导致无法取得较大的进步。 2建筑材料节能外围保温隔热处理施工技术的改进研究 建筑产业是我国基础产业中的一个重要组成部分,主要体现就是几乎每一产业的进展与建筑产业都密切相关,建筑产业是国家的基础性产业之一,由此可见其的发展范围以及发展重要性极大,进行环保建筑的研究是有必要的。在南方一直以来所研究的重点方向就是住房的舒适性,即冬暖夏凉,其主要使用的工具就是空调,其存在的问题就是造成温室气体的排放量增加、导致环境污染严重化以及进一步恶化温度等,对于人体的健康而言也是极为不利的,其会破坏人体的自我温度调节能力以及使得人体的水分更为快速的蒸发。因此,需要进一步的发展完善建筑材料节能外围保温隔热处理施工技术。 2.1进行建筑节能材料的合理选择 选取建筑节能材料的主要准则就是改变材料选取者的观念,主要就是将设计中出现的不合理的借鉴以及参考会导致的结果进行全面合理的阐述,让其对此有一个深刻的认识,在材料的选取上投入精力,主要改进方向就是对材料的主要使用范围,即温度的控制范围以及周围的干湿度进行分析,在此基础上在进行适合的材料的筛选,主要运用的手段就是对比,进行材料效果、材料质量、材料承重范围以及材料的价格等多个方面进行综合探讨,最终获取一个最为合适的范围,必要时保留与之相似或者作用效果相差不大的方案以备不时之需,尽量做到不影响施工进程。 2.2进行科学的设计 进行科学设计的主要方式就是将其设计地点的海拔、地势、地形进行详细的勘探,对该地的气候变化、天气的衍变、各种时节具体的气候情况、温度的具体变化范围等进行详细的分析,在此基础上在根据所选取的材料,所规划好的房屋构架方案进行进一步的结合分析,在此基础上进行设计,其设计的主要效果就是将保温隔热的效果具体化以及实际化。 2.3进行施工技术的研究以及相关人员的能力锻炼 对施工技术方面进行的主要研究就是引进先进的设计理念设计方案以及设计手段技术等,在此基础上结合实际的发展需求以及发展现状进行分析,同时进行的就是对相关人员进行该方面专业人才的技术辅导,使其的能力能够在具体的实践过程中逐渐提高。 3结束语 建筑节能外围保温隔热处理施工技术在南方的实际发展过程中存在的问题较多,对此进行发展的主要方案就是将其存在的问题采取具体的措施改进。 作者:施华斌 单位:福建省龙津建筑工程有限公司 热处理论文:建筑保温隔热处理技术研究 保温隔热处理中,材料的选择以及工艺技术的实施,直接影响到整个建筑的节能效果。在建筑外围保温隔热施工过程中,受施工技术的不成熟,监管不严格,材料选取的不恰当等因素影响,使得保温隔热材料的应用性能不能发挥出最佳状态,建筑外围保温隔热作用与理想效果相差甚远。比如说,建筑节能外围保温隔热处理中,常采用泡沫塑料作为外墙的保温层,这种材料极易燃烧,危险系数较高。 关于建筑节能外围保温隔热处理技术体系,我国建筑部颁布了多项相关标准。作为一种技术性工作,建筑外围保温隔热处理工作,也需要施工人员具备相应的技术能力,稍有不慎就会严重影响工程效果。但从实际实施情况来看,施工技术规程在实际的施工中并未得到妥善遵循,理论要求的标准与实际情况间的差距依旧很大。建筑节能外围保温隔热处理,一般是将高效隔热保温材料粘贴或涂抹在建筑的外墙面,受施工技术,自然环境如冷冻、风雨雷电、地震、火灾等因素影响,这些保温隔热材料容易发生脱落,不仅会影响到整个保温隔热体系的性能,还会形成大的安全隐患。尤其高层建筑外墙面,脱落现象一旦发生就很容易伤及无辜造成伤亡事故。 施工过程中的技术探讨 近几年,建筑能耗在我国各项能耗中所占据的比例相对较大,随着可持续发展要求的提高,对建筑产品进行节能改造是非常有必要的。作为建筑工序中最为有效的节能方式,在建筑中展开外围保温隔热处理,不仅可以减少对空气的污染指数,还可以有效利用能源减少能耗,其应用前景广阔,社会经济效益高。结合我国建筑节能外围保温隔热处理施工技术中存在的一些问题,对施工过程中各个技术要点逐一进行剖析是非常有必要的。 1原理分析 建筑节能外保温隔热体系的基本原理是在利用保温与隔热材料的高效性能,来减少室内外的热传递作用,基本施工操作,是将保温隔热材料粘贴或涂抹在建筑的外围墙面,来保持建筑内的温度,达到高效节能的目的。 2材料的选取 随着新型保温隔热材料的不断研发与革新,紧跟时代步伐是非常有必要的。作为整个节能工序的重要环节,材料的选取直接关系到整个建筑体系的保温隔热效果。多次实践证明,不定形的复合浆体保温隔热材料,可以有效避免传统材料所出现的种种问题,其导热系数低,可进一步提高建筑外围的保温隔热效果,于此同时,材料还具有防火功能,安全耐用,可满足不同条件的需求。 3节点部位的处理 在建筑外围保温隔热处理过程中,由于建筑墙面门窗四角常易出现裂缝,如果处理不当,会导致这些部分的保温隔热涂层受自然因素或其他因素影响而发生龟裂或脱落,从而影响节能效果。因此,在粘贴板材时,应利用板材本身所具有的柔韧性,将板材的接缝与四角裂缝错开,加一块玻璃纤维网格布与门窗角平分线成90°放置、贴在最外则,加强外围保温隔热,抵抗结构的裂缝,加强保护层的抗开裂能力,从而有效解决墙面门窗四角裂缝导致的保温层裂缝问题。 4保温隔热体系技术操作 ①在界面处理上必须彻底,否则会影响保温隔热材料的粘结强度;②针对抗裂砂浆设计,要确保材料层面防水性,避免在雨天施工;此外,需利用阻燃材料对保温隔热层做防火隔离设计,以确保整个保温隔热层的安全性。 5注意施工环境的影响 外围保温隔热处理一般受雷电、地震、冷冻等自然环境影响较大,因此在施工过程中,也需要考虑自然因素的影响,不能盲目施工,在天气恶劣的时候,要停止施工,一般应该选择在背风面,以及天气比较湿润的时候施工,这样可以有效降低高温和风对保温隔热材料的影响。6对施工人员培训与施工过程的监管作为一种技术性的工作,整个施工质量直接影响到建筑的保温隔热性能,从而影响整体建筑体系的节能作用。因此,在实际操作前,需要及时对施工人员进行定期的培训和考核,施工过程中还需要进行严格的监管、控制和指导。 工程应用实例 笔者参与建设的某高层商住小区地下室(半埋式顶盖花园)、车库、架空层,住宅楼主体等,其外墙采用蒸压加气混凝土砌块和外墙保温砂浆组合的具有保温隔热功能的复合墙体,采用塑钢中空玻璃窗,且与墙体连接处全部用保温板材及防渗抗裂砂浆填塞密实,针对小区的不规则坡屋面和平屋面,防水、保温难度比较大,采用新型聚氨酯发泡全粘结工艺,解决了小区不规则坡屋面、平屋面的防水、保温的难题,经过大量商住用户多年使用验证,墙体、屋面保温层无开裂鼓泡、渗水等。保温隔热方面,通过小区会所楼顶的大开间会议室多年的运营记录,以上措施起到了良好的保温隔热、节约能耗的作用。 结语 合理科学的实施建筑外围保温隔热技术,可在实现保护建筑的主体结构的目标的同时,有效隔避免室内外的热传递作用,从而达到高效节能的目的。虽然我国建筑节能外围保温隔热能技术体系已经得到了一定程度的运用和发展,但相比部分发达国家来说,依然存在着一定的差距,面向未来,我们还需要进一步探索和发现,只有不断总结经验,不断实践改进和创新,才能使建筑外围保温隔热技术发挥其最大的节能功效。(本文作者:唐汝滨 单位:韶关市第一建筑工程公司) 热处理论文:热处理对食品品质的作用探究 本文作者:刘洋涛、陆利霞、林丽军、熊晓辉 单位:南京工业大学食品与轻工学院 肌原纤维粗丝中的肌球蛋白是最主要的肌原纤维蛋白。肌球蛋白由轻链与重链2个部分组成[6]。肌球蛋白轻链与重链具有不同的热稳定性,且不同种类之间差距较大,如白色石首鱼酶解肌球蛋白轻链在80℃形成二聚体,而白眼雪鱼的酶解肌球蛋白轻链则基本不形成二聚体[7]。ReedZ.H.等研究发现,鲑鱼肌球蛋白的表面疏水性在18.5~75.0℃范围内随温度的升高而升高,之后维持稳定[8]。罗非鱼肌球蛋白轻链与重链的表面疏水性在30~40℃范围内都呈上升趋势,其中重链到达70℃之后近似稳定,而轻链虽呈上升趋势,但变化不大[9]。箭齿鲽肌球蛋白的表面疏水性在20~65℃范围内持续增加[10]。蛋白质分子的表面疏水性可能与形成蛋白质分子的氨基酸残基的疏水性有关。肌球蛋白的表面疏水性发生变化说明分子内或分子间的疏水作用力发生了改变,达到一定程度后必然导致蛋白完全变性。VisessanguanW.等观察到肌球蛋白的α-螺旋在15℃条件下开始展开,并一直持续到65℃[10]。这与肌球蛋白表面疏水性的变化有相同变化趋势,可能是蛋白质结构的展开使得更多的氨基酸疏水性残基暴露的原因。鲑鱼肌球蛋白总巯基含量在18.5~50.0℃范围内保持稳定,超过50.0℃后开始下降。表面活性巯基含量则随着温度从18.5~50.0℃升高而逐渐增加,超过50.0℃后则表面活性巯基及总巯基含量均减少[8]。但箭齿鲽肌球蛋白表面活性巯基含量在20~30℃内显著减少,在30℃之后稳定[10]。肌球蛋白表面活性巯基含量在低温加热的条件下因蛋白质结构的展开可能会有所增加,在一定温度范围内可能因为表面活性巯基结合形成二硫键,从而造成其含量下降。 肌球蛋白与肌动蛋白在三磷酸腺苷ATP供能或死后僵直的情况下可结合形成肌动球蛋白。肌动球蛋白的热稳定性与肌球蛋白的热稳定有密切的联系,且在一定程度上又有所差异。肌动球蛋白的表面疏水性随加热温度的增加与肌球蛋白相类似,并可能都是由于蛋白质二级结构,如无规卷曲的展开造成的[11],且其展开速率会因温度的升高而加快[12]。蛋白质结构的展开与凝聚可能导致其特性的改变。如马鲛鱼肌动球蛋白在加热过程中黏度与Ca2+ATP酶活性均显著降低[13],罗非鱼的肌动球蛋白在42和45℃热处理条件下产生聚集物[14],八线马鲅肌动球蛋白则在40℃以上条件下形成不溶性聚集物[15]。罗非鱼的肌动球蛋白在产生聚集物时表面活性巯基含量出现最大值,并在95℃加热条件下减少至50%。与此同时,总巯基含量随温度的升高而减少[14]。八线马鲅的表面活性巯基含量在50℃以下随温度的升高而升高,之后开始下降,在高于50℃条件下有二硫键形成[15]。在45℃以上的热处理中,肌动球蛋白多以非共价键形成聚集物,超过75℃则多以二硫键形式形成聚集物[14]。 肌浆蛋白的组成较为复杂,其中主要包括具有生化特性的各种酶类和赋予肌肉颜色特性的色素蛋白[16]等。在高温条件处理下酶会因变性失活,但在低温加热条件下,部分酶类将保留一定的催化活性,如55℃热处理后鱼肉中仍可检测出蛋白酶活性[17];且经55℃加热10min,鱼肉中磷酸酶的活性仅降低为原来的10%[18]。低温加热处理过程中的酶催化反应必然会引起鱼肉组成和品质的变化。肌红蛋白是主要的色素蛋白。不同结构的肌球蛋白具有不同的热稳定性,ThiansilakulY等通过动电势分析测得东方小头鲔肌红蛋白的等电点为5.25,氧合肌红蛋白与高铁肌红蛋白的变性温度分别为61与60℃,即60℃以上的热处理会使肌红蛋白发生变性[19]。在达到肌红蛋白变性温度前,伴随温度的升高和加热时间的延长,氧合肌红蛋白变得更易氧化和构象变化,而高铁肌红蛋白却出现变稳定的趋势。此外,有研究表明肌红蛋白会引起肉制品中脂质氧化[20],罗非鱼肌红蛋白具有促氧化能力,在45℃以下的热处理对其促氧化能力不受影响,但更高的温度则会导致其促氧化能力的降低。高铁肌红蛋白的促氧化能力在68和90℃条件下相差不大,而氧合肌红蛋白的促氧化能力受温度的影响则较大[21]。因此,低温加热不能有效防止因肌红蛋白引起的脂质氧化,反而可能因温度的提高加速脂质氧化。 肌基质蛋白是主要的结缔组织蛋白,其中最为重要的便是胶原蛋白。胶原蛋白的含量与鱼肉的质地有一定联系,低胶原蛋白的鱼肉较为柔嫩[22]。胶原蛋白会在加热过程中溶解或解链,对鱼肉质地产生影响[23]。 热处理必然导致鱼肉脂质的氧化,其中不同的热加工形式对鱼肉脂质具有不同的影响,如在油煎过程因C16∶0、C14∶0和C22∶0的损失造成饱和脂肪酸含量损失70%,罐装过程3种脂肪酸损失40%。在微波加热过程中因C24∶1含量的增加,使得单不饱和脂肪酸含量增加38%[24]。但微波加热过程中游离脂肪酸含量会显著减少,共轭二烯烃的含量增加,过氧化值减少[25]。ω-3不饱和脂肪酸在热加工过程中损失较大[24]。鱼肉脂质的过氧化值在烟熏过程中减少,在油煎、烘焙、烧烤加工中则会增加。在多种热加工中都会导致TBA(硫代巴比妥酸)值增加[26]。 鱼肉综合品质受热的变化主要表现在质构特性、颜色等方面。适当的热处理对鱼肉质构特性和色泽具有提高作用。如30℃处理的鲤鱼具有最好的食用品质[27],热处理的新鲜草鱼在硬度、脆性、弹性和咀嚼性方面都好于生鲜草鱼[28];在60~100℃热水处理中,熟肉的硬度、凝聚性、弹性和咀嚼性较生肉提高,升高温度有利于上述质构指标的提高[29]。但品质特性会因鱼肉种类的不同而产生不同的变化,如对虹鳟在30~70℃范围内进行热处理,发现伴随温度的升高其亮度显著增高,硬度增加[30]。但是通过对鲍鱼沸水蒸煮3h后观察,发现无论是垂直切片还是交叉切片获得的肌纤维与生肉肌纤维相比体积都相对较大,而弹性和抗拉强度则相对减小[31]。加热会使鱼肉中部分蛋白分解[32],结缔组织被破坏,从而提高咀嚼特性,在此过程中胶原蛋白的分解与凝胶作用可能会使鱼肉发亮[33],提高色泽。KongF.B.等使用121.1℃油浴对鲑鱼加热发现其嫩度变化分为快速韧化、快速嫩化、慢韧化、慢嫩化4个阶段,在此过程中当85%以上胶原蛋白溶解时剪切力同时达到最低值,并发现蒸煮损失和皱缩面积与剪切力改变有显著关联[34]。热处理使鱼肉蛋白疏水区域暴露,蛋白分子变性或形成聚集物。在此过程中,随表面疏水作用的提高则会使蛋白分子持水能力下降,水分与蛋白分子的结合被破坏,使水分更易流失,且能导致组织蛋白相互收缩,游离脂肪酸则会发生聚集或体现一定的乳化作用。但过度加热会使鱼肉品质下降[35],蛋白的过度变性,风味物质大量损失,感官特性降低,令人难以接受。 目前有关热加工对鱼肉影响的研究总体而言较少。一方面只片面研究鱼肉组成中某一种特定组分随温度变化的情况,而忽视了各种成分之间的相互影响;另一方面,如何同时保证水产品感官品质和营养品质尚未进行研究。结合目前水产加工的现状而言,水产品的热处理与冷处理研究应耦合起来,并不仅单纯地研究冷或热处理后的影响,而应复合考虑连续的冷热处理对鱼肉的影响,从而提高鱼肉的食用品质。 热处理论文:工程热处理课改实践教学分析 一、引言 工程材料与热处理课程是应用型高校机械类和近机类各专业必修的技术基础课。根据应用型高校的人才培养方案,本课程从机械工程的应用角度出发,阐明机械工程材料的基本理论,系统介绍材料的成分、组织和性能之间的关系,以及加工工艺对材料组织和性能的影响。课程的教学目的是,使学生在掌握工程材料基本理论和基本知识的基础上,具备根据机械零件的工作条件和性能要求,进行合理的选材与热处理工艺制定的初步能力。实验教学是该课程主要的教学环节之一。近年来,由于各高校专业调整和教学计划的变更,包括本课程在内的教学学时被压缩,其实验教学也受到了很大的影响,因此为了适应新的教学形势,对工程材料与热处理课程实验教学进行改革,建立新实验教学模式,以适应当前新人才培养方案和教学计划,是势在必行的重要研究课题。 二、课程实验教学改革的必要性 (一)课程实验教学的作用和地位 工程材料与热处理课程实践性强,其主要基础理论及一些专业理论都是通过实验并总结实验的规律而建立起来的。实验教学作为重要的课程教学环节之一,对于学生加深理解和掌握课程内容,了解工程材料的成分、组织和性能之间的关系,从而初步学会典型机械零件的选材和热处理工艺制定具有重要的意义;同时,实验教学也是培养应用型高校工科学生工程意识和创新思维的重要手段。对于本课程来说,其突出特点是概念多、内容杂、知识抽象,如果不通过实验教学,学生很难掌握课程的基本知识。例如,对工程材料的组织,只有在光学显微镜,有的甚至必须在电子显微镜下才能观察到其特性,这是在课堂教学中无法实现的。课程中有许多基本结论,也是建立在实验的基础上的。因此,高质量的实验教学是提高课程教学质量的重要途径。 (二)实验教学存在的问题 1.实验内容少。由于学时不足,只能开设两个实验,且两个实验之间缺少有机联系。对钢经热处理前后的组织变化没有直观的对比,学生对钢的平衡组织和非平衡组织的概念理解不透。热处理实验后,学生没有时间进行金相试样的磨制,影响了对金属材料金相分析方法的掌握和运用。 2.学生在实验中缺乏自主性。在整个实验教学中,学生始终处于被动状态,基本上是教师讲,学生照着做。这种教学方法,学生的实验能力和动手能力都得不到提高,影响实验教学的效果。 3.学生对实验教学兴趣不高。由于前述原因,使大部分学生对本课程实验缺乏足够的兴趣,主要表现在实验课前不预习,不看实验指导书;实验中操作不认真,能不动手就不动手;实验报告不规范等。此外,笔者对本课程实验教学作过一次调查,参加调查的学生分别来自机械制造专业、材料成形及控制工程专业和汽车服务工程专业,共收回调查表152份,其主要调查内容及结果。从调查结果可看出,学生对该课程实验教学不满意度很高,说明实验教学已到了必须改革的时候。这就促使我们从2008年开始,对工程材料与热处理实验教学计划、教学方法和教学模式进行了根本性的改革,摒弃传统的实验教学计划,建立新的实验教学模式。 三、课程实验教学改革的基本思路 (一)新实验教学模式的目的 在不增加课程教学学时的前提下,丰富实验内容;发挥学生在实验教学中的自主性、能动性和创新性,变被动为主动;提高学生的实验设计能力、实验动手能力和实验结果分析能力;使实验教学成为课堂理论教学的重要补充,为学生学好工程材料与热处理课程奠定基础;培养学生掌握或了解金属材料金相分析的基本方法、实验方案的制订能力及对相关实验仪器的试用和保养常识。 (二)新实验教学模式的设置原则 新实验教学模式设置的原则是:实用性、互动性、综合性和开放性。实用性就是严格根据课程教学大纲要求合理安排实验,并尽可能结合生产实际,使学生通过实验,理一步理解和掌握工程材料的成分、组织和性能之间的关系,为学习后续课程、毕业设计及在以后实际工作中正确选材及安排热处理工艺打下必要的基础。互动性是指在实验教学中,做到学生和指导教师互动,各基本实验内容之间的互动,工程材料与热处理课程与后续的各专业有关专业课程之间的互动。充分发挥学生在实验中的自主和主导作用,使学生全面理解实验教学目的要求,克服以往实验内容分散,各实验间缺乏有机联系的不足,为以后学习专业课奠定良好的基础。综合性实验是实验教学改革的重点内容。合理设置综合性实验,能使学生全面、深入地理解实验目的和实验方法,培养和提高学生制订实验方案、设计实验步骤、分析实验数据的能力。开放性是指对于大部分实验,教学计划中只规定基本要求,其实验名称、实验目的、实验步骤、实验报告格式均由学生自行设计,学生还可以自主选择指导教师,其实验主要由学生在课程教学学时外进行,通过精品课程网络实验预约系统,学生可在开课学期内任意时间进行预约,并完成实验。 (三)新实验教学模式的保障措施 为了保证实验教学改革的顺利进行,从转变教学管理机制到实验室条件的必要改善均须得到有力的保障。在教学管理方面,打破以往的课程考核模式,允许部分学生在课程考试结束后再自主完成综合性实验,然后由任课教师给出本课程的最终成绩。同时为了保证学生自觉地在课外时间完成实验,对按要求完成实验并合格者,给予适当的奖励学分,作为学生完成学校规定必须达到的任选课学分的组成部分。实验场地的扩充、实验仪器的添置以及指导教师的足量配备是新实验教学模式顺利推行的基本前提。为此我们增添了一批金相显微镜、热处理加热设备、金相试样制备设备、数显硬度计(洛氏、布氏、维氏和显微硬度计),同时还添置了金属材料熔炼炉、多功能辉光离子表面处理设备、真空加热炉、万能磨损试验机和盐雾试验机等。为了满足学生自行选择实验时间,除了增设实验员,我们采取了任课教师和实验室专业指导教师共同负责的方法,以确保实验室全天候开放。 四、改革后的实验教学方案 经过教师讨论,并吸收学生意见,新的实验教学方案分为三个模块:基础实验、金相互动实验和综合性实验。 (一)设置基础实验 利用有限的课堂实验教学时间,使学生掌握金相实验室和热处理实验室各种仪器仪表的使用方法和保养方法。增设“金相分析与热处理工艺实验仪器使用方法”实验,为学生完成开放性实验和综合实验打下基础。 (二)设置金相互动实验 该实验设计思路为:由实验室的指导教师按照实验大纲要求事先准备好各种不同组织的试样,如各种碳素钢经不同热处理后的金相试样、各种铸铁的金相试样、常用合金钢经不同热处理后的金相试样、常用非铁合金金相试样等。学生通过网上预约或口头预约,5~6人为一组进行实验。实验时每组学生保证有一名指导教师,通过不同类型试样的观察分析和对比,让学生充分了解不同工程材料及经不同规范热处理后组织的差别,进而分析性能上的差别以及造成这些差别的原因。在选取分析试样类型时,指导教师要引导学生根据自己的专业进行选取,以便为后续学习专业课奠定基础。如对于机械制造和光机电一体化专业,要侧重于对结构钢和铸铁等材料的金相分析和热处理工艺制定,而对于材料成形及控制工程专业的学生则侧重于对模具钢和低碳钢材料的分析。 (三)设置综合性实验 该实验内容包括典型零件的选材、热处理工艺的制定和操作、力学性能测试、金相试样制作、金相显微组织分析、金相照片制作等内容。由于实验内容多,时间长,学生主要利用课外时间完成。要求4名学生一组,自主选定指导教师,自行确定实验目的、实验步骤和实验方法。实验后写出实验总结或实验报告,由指导教师批阅并给出成绩。该实验可以和学生创新设计项目或科研项目结合起来完成,其成绩按一定比例计入工程材料与热处理课程最终成绩。 五、实行新实验教学模式取得的效果 经过两年多时间的实践,本课程新的实验教学模式已基本确立,并制定出相应的教学计划和实验教学大纲。新模式的运行也取得了良好的效果,从最近在学生中进行的调查结果显示,学生对本课程实验教学的满意度达到94%。具体来说: (一)提高了学生对实验教学的兴趣和积极性由于新的实验教学模式建立在以学生为本的基础上,特别是综合实验全部由学生自行设计,给学生提供了充分发挥其主观能动性的平台,极大地调动了他们的学习兴趣和积极性,变“要我学”为“我要学”,形成了良好的实验教学氛围。 (二)收到了良好的实验教学效果,促进了课程建设及教学质量的提高 为了解实验教学改革成果,最近我们对学生进行了抽查,检查内容为:实验报告、实验现场操作和卷面测试等。其主要结果为:实验报告全部规范,成绩达良好以上的比例为65%;现场操作合格率95%;卷面测试成绩合格率95%,成绩良好以上的比例为60%。实验教学效果的提高,有力地促进了课程建设和课程教学质量的提高。 (三)学生真正学到了知识,提高了动手能力、分析问题和解决问题的能力 以往学生对各种金属材料的不同状态的组织和性能只是死记硬背,以应付考试,而不理解它们之间的相互关系,所以出现课程一结束也就全部忘记的普遍现象。从最近两届学生的毕业设计来看,在零件的选材和热处理工艺制定方面的问题已大大减少,毕业设计质量上了一个新台阶。 六、结束语 要提高工程材料与热处理课程教学质量,为培养新时期的应用型创新人才奠定必要的工程技术基础,对课程内容设置、课程教学模式、教学方法和手段进行改革是迫切要解决的问题。实验教学改革是课程教学改革的重要组成部分,对于应用型高校,实验教学改革因受实验条件、课时等诸多因素影响,比课堂教学改革更为滞后,难度也更大。以实用性、开放性、互动性和综合性为原则的改革是我们对工程材料与热处理课程实验教学改革进行的初步探索,实践证明,这种实验教学模式以学生为本,使学生变被动为主动,既提高了学生的学习兴趣,又能充分发挥其主观能动作用,因此能取得较好的教学效果。 热处理论文:机械材料热处理教学革新思路 1以工作过程为导向,重视课程体系改革 1.1教学中存在的问题 传统的机械工程材料及热处理课程体系,由于追求课程内容的完整性,采用传统的教学性模式,忽略了该课程与其他课程的相互渗透与关联,导致学生工程应用能力不够,综合能力较差。因此,必须重组课程体系,以形成具有应用性、综合性及先进性的新课程体系。 1.2合理选择更新教学内容 基于我们的工作过程,在教学内容的选取上,针对不同的专业,以对综合能力的要求为依据来决定课程内容的取舍。例如,对于机械类的学生毕业后主要从事产品设计与制造工作,传统的教学只注重于材料的选择与加工环节,而在材料科学发展日新月异的今天,还应学会正确处理材料科技进展与人类文明及经济发展的关系,从环境保护和可持续发展角度评价使用材料。具体教学时,在重点介绍钢铁材料、有色金属材料及热处理等方面内容的基础上,增加了功能材料、纳米材料等反映当前科技发展成果的新型材料,使学生在校学习期间能及时了解本专业的最新科技发展现状,以开拓学生的视野。 1.3精炼课程内容,以“必需够用”为度 在工作过程中,我们提倡经典内容简练化,并不是通常意义上的删繁就简,更不是降低课程的基本要求,而是通过贯通、渗透、举一反三的方法,使学生学会思维的过程,掌握应用的途径。例如金属学原理部分的核心就是铁碳相图,在传统的教学中,通过金属与合金的晶体结构、结晶相与组织及二元匀晶相图、共晶相图,逐步引出铁碳相图。这些内容对材料专业的学生是必需的,而对机械类专业的学生来说有些并不是必需的。如果直接引入铁碳相图,把相图所需的概念结合铁碳相图进行讲解分析,一方面可较为准确地反映“必需够用为度”的教学方针,另一方面也可在较短的学时内加强对铁碳相图的理解应用。 2工作过程中采用导学式教学模式,重在引导,贵在启发 2.1导学在教学工作过程中的应用 课堂教学的创新在于最大限度地调动学生学习的积极性和主动性,因为兴趣是最好的导师。导学式教学法正是摒弃传统教学模式,向素质教育转轨的一种教学方法,体现了以“培养学生创新精神和实践能力”为主旨的教学模式,其最终目标是激发学生学习的内驱力,提高课堂教学质量与学生学习的兴趣,从而达到培养学生自学能力、实践能力及创新意识的目的。针对机械工程材料及热处理的特点,教学方法的设计应该在大纲的指引下,以课本为基础,以培养学生自学能力、实际能力、创新意识为目标,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。 2.2导学教学模式 导学模式采用课前导学,首先是对知识点的综述。使学生了解所学知识的背景与含义,建立起自己的智力模式,找到解决问题的策略,学生需要知道的、涉及该内容的详细信息和一些必要的预备知识都要反映在其中。课中导学采用只讲基本知识,少而精,要富有启发性,在此基础上把一部分内容留给学生自学,有利于训练学生的自主学习能力。授课则侧重于引导学生建立知识结构,掌握学习方法,并关注理论背景。导学的课后督导也是课程教学设计的重要内容。课外学习并不意味着教师在学生学习过程中退出,答疑和质疑就是教师参与学生自主学习的两种方式。答疑是教师向个别学生解答疑难问题,学生可以向教师提出学习中自己解决不了的问题。质疑是教师向学生提出问题,以便了解学生掌握知识的深度、学习能力水平和学习方法等情况,更好地指导学生进行自主学习。 2.3导学教学环节 导学的过程包括导入、导读、导议等几个过程。导入是课堂艺术的开始。良好的导入能集中学生的注意力,调动学生的求知欲,把他们引入探索知识奥秘的境界,为后续各环节的顺利进行打下良好的基础。导入的方式有多种,在教学中可根据教材的不同特点,采取不同的导入方式。如联想法、实验法、问题法和提问法等。导读法是提高自学能力的关键。培养学生的自学能力,使其掌握好的学习方法,是教学中的一项重要任务。在教学中要指导学生学会基本的原理及分析方法,理清知识结构,重视新、旧知识的联系和迁移,注重理论和实践的结合。导议法是课堂艺术的高潮。导议最突出的特点是运用启发式教学,以学生为主体,以教师为主导,围绕中心议题展开讨论。 3以工作过程为导向,让实践教学贯穿课程主线 3.1丰富课堂中的实验演示,工作中加强直观教学 机械工程材料及热处理这门课中,一些基本概念和规律都具有非直观性的特点,以往的抽象讲述,常导致学生对理论不理解,甚至听不进。因此,教学中尽可能想办法进行一些演示性实验,这对于提高学生的学习兴趣很重要。如讲到金属结晶的过程时,由于金属或合金不透明,无法直接观察其结晶过程,学生缺乏直观认识,对于形核和晶核长大两个过程似懂非懂。考虑到晶体都有共同的结晶规律,教师在讲述这部分内容时可借以观察其他透明物质如盐类晶体的结晶,来帮助学生了解金属结晶的过程。例如,在玻璃片上滴一滴饱和氯化钾溶液,然后放在投影仪上同学生一起观察它的结晶过程。随着液体的蒸发,结晶首先从液滴的边缘处开始,逐渐向中间扩展。结晶的第一阶段是在液滴的最外层形成一圈细小的等轴晶体,然后以这些等轴晶为核心开始向各个方向生长柱状晶。那些向液滴中心生长的柱状晶由于容易及时得到液体的补充,发展较快。晶体除了向液滴中心生长外,在垂直于柱状晶主轴的方向上还会长出二次、三次晶轴,形成了典型的平面柱状树枝晶。随着结晶过程的进行,最后在液滴的中心部位形成不同位向的等轴状树枝晶。铸锭的结晶过程和组织与此实验非常相似。通过这样一个演示性实验,可使学生在课堂上注意力高度集中,在饶有兴趣之中加深了对金属结晶规律及一些重要概念的理解。教师在教学过程中通过这种边讲授理论知识,边通过实验演示的方式,使课堂教学由教师传递信息为主的过程变成师生共同对信息再加工、接受的过程。这样可极大地增加学生的感性认识、激发学生的学习兴趣,同时可把书本知识和实际事物联系起来,使学生比较牢固地掌握课本中的基本理论和规律,教学效果可得到明显地提高。 3.2综合性、设计性、创新性的实验教学 实验教学内容和方法的改革对培养综合型高素质人才至关重要,既是实验教学改革的重中之重,也是实验教学改革的难点。为提高学生在新环境下工作的适应能力和创新能力,实验教学改革的重点是加强综合性、设计性、创新性的实验教学。机械工程材料及热处理课程传统的实验教学内容陈旧、方法单一,通常是以演示性、验证性的分散小型实验为主。我们以提高实验教学质量,形成新的实验教学模式为中心,对实验教学的类型、方法、手段及考核方法进行了探索。对原来的验证性、基本技能型实验内容进行整合、优化,增设综合型和设计型实验。实验按照课堂授课内容的顺序分阶段进行,授课初、中期做基本技能型、验证型实验,然后安排综合型实验和设计性实验。 3.3实训与理论相结合,实训中发挥理论的指导作用 在课程快结束时,通常会安排学生进行钳工实习。这时可用以往学生做的锤子演示钉钉子,结果出现钉子没钉上而锤子出了凹坑的现象,让学生分析原因,从而引出课程中的金属材料的机械性能;不同材料在铁碳状态图中的位置、组织;金属材料分类;如何通过热处理改善性能等内容。这样,实质上就把钳工实习内容始终贯穿在整个课程中,而不是孤立地作为一个内容来完成。待课程结束后再安排学生钳工实习,让学生自己选材、独立设计零件、完成零件加工,从而锻炼和检验学生对知识掌握的综合能力,强化和加深学生对所学知识的理解。 4结语 总的来说,“教学有法,但无定法”。以工作过程为导向,在教学实践中采用灵活多变的方法,激发学生的学习兴趣,必能取得令人满意的教学效果。 热处理论文:机械材料与热处理教学革新 1优化教学内容 我校所开《机械工程材料及热处理》课程总学时为48学时,内容知识面广,涉及金属学的基本知识、钢的热处理、机械工程常用金属材料(包括碳钢、合金钢、铸铁、有色金属、粉末冶金材料)、高分子材料、陶瓷材料及复合材料、机械零件选材及工艺路线分析等内容。由于教学时数的限制及材料加工技术的快速发展,《机械工程材料及热处理》无法将目前所有的新材料、新工艺及时传授给学生,必然要在教学内容上进行整合优化。依据“厚基础、宽口径、综合交叉、注重实践”的课程体系改革原则整合如下:首先,对于教材中一些理论过强、岗位实用性较低的内容进行压缩,例如,材料的晶体结构和热处理原理。其次,要重点讲授实际应用较多的材料和热处理工艺,着重培养学生合理选材和制定热处理工艺的能力。第三,为适应现代企业的发展和职业岗位的需求,要及时更新和补充新材料、新工艺和新技术方面的知识内容,例如纳米材料、真空热处理等,这样使课程体系更完整,而且能提高学生的学习兴趣。通过整合优化,本课程的教学内容既保证了《机械工程材料及热处理》的科学性、理论性和系统性,又能培养学生运用材料学知识解决实际问题的能力和创新能力。 2新增设计性实验 实验教学是教学过程的重要环节,可以帮助学生巩固和加深理论知识,实现理论和实践的有机结合,更重要的是通过实验,全面培养学生的实验动手能力、创新意识和团队精神。《机械工程材料及热处理》课程原有实验均属于简单的验证性实验,学生没有参与实验设计和实验准备,课堂上只是很机械地模仿和验证,学习积极性差,不利于科学思维的培养。为了克服这些不足,我们增加了设计性实验。设计性实验是让学生自主设计实验,可以以一个简单的零件或产品为对象,通过分析工况条件和失效方式,根据所学理论知识并查阅相关资料,选择合理的材料并确定正确的热处理工艺。在设计性实验中,学生成了主体,教师只是指导者,重点考查设计方案的可行性,并启发学生完善实验方案。实验方案可行后,学生根据自己设计的实验方案,准备好实验材料,熟悉实验仪器和设备,独立进行实验操作,最后,分析实验结果,并书写实验报告。通过增加设计性实验,充分发挥了学生的主观能动性,培养了学生的创新意识和创新精神,提高了学生的工程实践能力和综合素质,还大大提高了设备的利用率。 3教学方法改革 传统的教学方法是以教师、书本、课堂为中心的应试教学,学生在学习过程中主动性不高、学习效果差。因此,在教学中我们改变传统的教学方法,采用启发式、导入式、讨论式、案例式等多种形式的教学方法去引导学生思考分析各类问题,使学生由被动的单向接受知识转为主动的探索知识,对提高教学效果,激发学习兴趣,培养学生分析解决问题的能力起到重要作用。在教学过程中,教师要善于设置问题,引导学生积极思考和学习,通过列举形象生动、贴近生活的具体案例来讲述教学内容,丰富教学内容,例如,在讲授材料牌号时,先问学生:“自行车、汽车上的零件都是用什么材料做的?”这样,教师就能很自然引出某种材料,然后再问学生:“为什么每种零件所采用的材料不一样呢?”经过学生的讨论,再和他们一起分析零件的工作状况和失效方式,正是因为它们的性能要求不同,采用的材料也就不一样了,这就是材料的“成分、组织、性能”之间的关系,贯穿了这根主线,使分散的教学内容系统起来。同时活跃了课堂气氛,加强了学生对教学内容的理解和掌握。 4教学手段改革 (1)多媒体教学+板书。传统的课堂教学是以教师讲解为主,辅以少量模型教具以及黑板上画图等方式,难以描述清楚微观、动态的变化过程,如,金属的结晶过程,学生感到抽象、枯燥。采用多媒体教学图声并茂、形象、生动、直观,可以将微观的内容宏观化,既激发了学生的学习兴趣,加深了学生对基本理论的理解,又节省了教师的书写时间,加大课堂教学信息量,从而提高了教学质量。为此我们采用PowerPoint与Flash两种软件制作本课程的课件,但课件毕竟只起辅助作用,在课堂中起主导作用的是教师,多媒体只不过是学习和教学的一种工具,教师教学观念、教学思想的现代化,要远胜过技术手段的现代化。对于知识体系的连贯性以及一些重难点而言,还是需要进行板书教学,这样讲解起来,学生可以很清晰地知道教师的讲解思路,对于问题的理解也就更透彻。为此我们采用的教学手段为多媒体教学+板书。在使用课件教学时,教师一定要随时掌握学生的学习情况和信息反馈,根据所反映出的问题及时地给予解惑并及时调整授课方式和内容。 (2)网络辅助教学。为了便于学生课后加强对本课程的学习,拓宽学生的知识面,我们利用网络辅助教学,网络教学具有师生互动的优势,体现以人为本自主学习的特点,可以突破时空界限,延伸课堂空间。使用E-mail或QQ聊天等方式可以实现教师与学生之间的一对一的交流,当学生遇到疑难问题时可以通过发送邮件向教师请教,教师收到后可以分别做出回信解答。同时,为了让学生们感到这门课程的重要性,课后给学生布置一些与时事相关的网络作业,比如:“2008年竣工的鸟巢所用材料的牌号、性能和热处理工艺是什么?”推荐他们去中国材料网、中国模具论坛、热处理论坛等网络查找答案,然后在课堂上向全班同学汇报,这样既巩固了课堂上所讲的理论知识,拓展了学生的学习视野,又锻炼了学生的表达能力。从教学效果来看,网络教学作为教学的补充,不仅可以优化教学模式,而且促进学生自主学习能力的提高。 5考试方法的改革 课程考核是课程教学的重要组成部分,学生可以通过考试,对学期所学课程进行系统的、综合的复习;教师也可以通过考试了解学生的学习情况,检查自己的教学效果。传统的闭卷考试为了兼顾知识点的全面性,会出现许多记忆性考点,使一些学生平时不用功,期末进行突击,大量背诵应付考试。为了达到教学目标要求,培养学生综合运用概念、原理分析和解决问题的能力,我们将期末一次终结性考核成绩评定方式改革为:平时成绩(占50%)+闭卷期末考试(占50%)的考核方式。平时成绩是对学生平时学习状态的评价,包括课后作业(占总成绩的10%)、课堂提问回答(占总成绩的10%)、网络作业(占总成绩的10%)、实验(占总成绩的20%)。课后作业是根据本课程概念术语多、内容涉及面广、理论抽象等特点,要求学生经常进行训练,才能加深理解和记忆。课堂提问回答主要是了解学生对理论知识的掌握情况和锻炼学生的应变能力。网络作业主要培养学生网上查阅资料、总结和表达的能力。实验是考查学生的动手操作能力。期末考试主要考查学生的临场应变能力以及对基本知识的掌握、熟练和理解的程度,考试内容要充分体现教学大纲的基本要求。考核方式的改变调动了学生的学习积极性,促进了学生对知识的综合应用能力、分析与创新能力的发展。 6结语 课程改革是一项系统工程,环环相连,环环紧扣,不可只改其中一项,而忽略其余。我们学校《机械工程材料及热处理》课程的教学改革从2007级学生开始,通过几年的教学实践,解决了课堂上死气沉沉、学生不愿意上课的重大难题,使学生对本课程的学习由被动变主动,既掌握了本课程的基本理论知识,还培养了应用知识、分析问题和解决问题的能力,取得了良好的教学效果。作为教师,我们应不断总结教学经验、相互学习和交流,深入实践,了解本学科的前沿知识和新的生产动向,与时俱进,不断探索新的教学模式,为社会培养出更多的高素质技术应用性人才。 热处理论文:机械业热处理环保思考 1.机械工业发展与节能和污染防治的形势 机械工业对我国国民经济的发展和国防力量的增长起着重要作用,占有重要地位。然而,我国机械工业能耗高、资源消费大、污染环境严重、劳动保护薄弱和环境治理差,我国环境污染的70%是由工业生产造成的,而工业污染物中的大部分是由各种工艺装备或各类机电产品在生产运行中产生的。机械工业不仅是耗能耗材的大户,而且也是排污的主要行业之一。机械工业污染防治面临的形势十分严峻,机械制造过程,特别是热加工过程,总体来说是资源消费密集型行业,从整体上看,粗放型的经济增长方式尚未根本转变,“高消耗、高排放、低效率”的问题仍十分突出。 2.热处理生产的现状及其污染类型 目前,全国各类热处理专业厂、热处理设备制造厂、热处理工艺材料生产厂以及主机厂的热处理分厂、车间近15000家。热处理生产过程包含加热、冷却及热处理后的工件清理等多道工序,在这些工序的生产过程中排出的废气、废水、废渣、粉尘、噪声和电磁辐射使作业场所和周围环境、大气、水质等产生污染。噪声污染主要来自设备的运行,油和煤气的燃烧器、气动设备、压缩机和机械式真空泵、车间局部抽风的大风量风机、中频发电机、喷砂机、喷丸机;电磁污染主要来自感应热处理及电源设备的运行。这两种污染因污染范围小,治理相对容易。对噪声污染可采用一些低噪音设备及隔音防护;而对电磁污染可以采用电磁屏蔽降低对人员和环境的污染。热处理过程对环境影响最大污染是空气和水的污染。对空气的污染物有:燃料燃烧产生的烟尘、CO2、CO、SO2、NO2及保温材料挥发所产生的粉尘等,特别是煤、重油等一次能源的燃烧过程;淬火介质挥发所产生的CmHn、CO和烟尘等;盐浴热处理过程盐蒸发所产生的NaCl、BaCl2、NaCN、KCN等;气体表面渗碳、渗氮等过程所产生的CO2、CO、NH3、HCN等;喷砂、清洗过程中清洗液的挥发及喷砂形成的粉尘等。对水的污染主要有:淬火废油中金属氧化物以及工件淬火时从盐中带出的BaCl2、HCN等;水基淬火介质中有机物;清洗液中化学物;盐渣和废盐中NaCl、BaCl2、CN-1等;发黑、发蓝或磷化的废液体等。 3.国内外热处理节能环保现状的比较 3.1科技政策及科研组织 美国能源部2004年公布了“美国2004年热处理技术路线图修订稿”。为实现路线图目标和完成众多的重点研发项目,美国金属学会热处理学会采取了成立热处理技术研发中心,鼓励和组织全行业企业参与研发两项措施,建立“热处理高新技术中心”和“热加工技术中心”。其中热处理高新技术中心由国家能源部和其他方面提供研究资金。主要研究如何降低能耗,减少污染,减少废品和返修品,控制生产成本以及全面促进热处理行业繁荣。我国还未组建类似于美国的“热处理高新技术中心”和“热加工技术中心”这样专业化的机构来鼓励和组织全行业的企业共同参与和研发。并且,科技部和国家发改委也没有设立相关的专项基金用于支持高效、精密、节能、节材的绿色制造技术的开发和应用。 3.2生产专业化及规模化 由于历史原因,我国的热处理厂都属于大而全、小而全、不协作、封闭型企业。在一个工厂里面均设置了铸、锻、电镀、热处理、模具制造、供热采暖、运输等共用性极强的车间、工段或班组。因任务量不足、生产效率低下、设备的利用率极低造成能耗、物耗、污染增大。以中美两国热处理状况对比为例,我国的专业化热处理厂只有美国的2.86%,生产效率仅为美国的3.75%,设备利用率仅为30%,电耗却比美国高40%。 3.3热处理工艺装备 “十一五”期间随着航空、国防工业的技改和新型民营企业的兴起,热处理生产设备有了一定程度的更新,但从总体来说,热处理行业的工艺装备仍属落后,能源利用率低、浪费现象严重。应通过加大技术改造的力度来挖掘节能的潜力。先进设备的制造落后于需求,工艺材料和辅助材料质量不高、品种不全。 4.建议及措施 4.1加速中国热处理路线图的制定及组织实施 以中国热处理学会和协会为中心,强化学会和协会在热处理行业中的基础研究和先进技术应用的引领作用,在“十二五”及其远景规划设想的基础上,建议尽快建立中国的热处理路线图计划。并以中国热处理学会和协会为中心,组织国内相关研究、生产和应用单位,成立相应的研究技术中心和应用示范中心,争取在国家发改委、科技部等相关国家科技攻关、支撑计划中加大对高效、精密、节能、节材的绿色制造技术的支持,加大投入力度,设立相关基金专门用于支持高效、精密、节能、节材的绿色制造技术的开发,使中国热处理路线图的制定及组织实施落到实处。 4.2加速清洁、节能、精密、高效的热处理新技术推广应用及装备的研发 4.2.1真空热处理技术 真空加热是将工件置于正常大气压以下的负压空间的加热方法。热处理加热用的最高真空度一般不超过10-5Pa。真空加热不仅能防止工件的氧化和脱碳,而且具有脱脂、脱气、净化表面和变形少的特点。 4.2.2离子渗氮和离子渗碳技术 离子渗氮和离子渗碳是将置于低压容器内的工件在辉光放电的作用下,带电粒子轰击工件表面,使其温度升高,实现所需原子渗入表层的化学热处理方法。 4.2.3感应加热热处理技术 感应加热是利用电磁感应的原理,使工件表面产生涡流而被加热。其特点是加热速度快、易控制、工件表面氧化和脱碳少、节约能源、污染少。 4.2.4激光束、电子束、离子束表面技术与表面改性技术 (表面淬火、重熔、涂层)是利用高能束对工件的表面快速加热作用实现工件表面热处理,不产生烟尘等污染,属清洁热处理技术。 4.2.5金属镀层技术 刷镀技术、热喷镀技术、离子镀渗技术是清洁的表面强化技术。 4.2.6淬火冷却装备技术 以气淬、水淬、水雾冷却技术替代油、聚合物淬火液等淬火。在该方面研究上,上海交通大学潘健生院士、陈乃录教授等开发的淬火冷却系统具有良好的示范作用。该技术采用水-空冷却方式,可以实现截面厚度600~900mm的塑料模具钢锻件的截面硬度差小于3~5HRC。 4.3加速热处理生产的规模化 规模出效益,要彻底解决材料成形加工企业的污染、能耗问题,就应该转换厂家各自解决的观念,变为区域内集中处理。铸造、热处理、电镀行业都有同类性质问题。建议在有条件地区建立铸造、热处理、电镀工业园区,通过合理规划、合理选址,将厂点(特殊产品的配套加工除外)集中在工业园区生产,集中管理、集中治污,从根本上解决不达标排放、偷排等现象。 4.4加强法律法规建设及执法力度 加大《环保法》、《清洁生产促进法》等法律、法规的宣传和执法力度,理顺管理体制,加强污染防治工作的全面和全过程的管理;完善法律、法规和行业标准,并加强宣传和执法力度;将污染防治工作纳入地方各级政府部门工作考核的重点;充分发挥协会、学会的桥梁和扭带作用,调动广大科技人员的积极性和创造性,组织力量加强进行污染源的治理和环保新技术的科研和推广。 热处理论文:反应釜内热处理废弃塑料课程设计探讨 摘要:在反应釜内热处理塑料废弃物制备有价值的碳基材料,是废弃塑料回收利用的有效方法之一。本文介绍利用废弃塑料作为碳源在反应釜内制备各种类型的碳基材料的方法和反应原理以及在环境工程专业课程设计中的重要意义。热处理废弃塑料法初步实现环境工程专业本科生对废弃塑料资源化利用的认识与理论课程的有效结合,培养学生的创新能力。 关键词:塑料废弃物;碳基材料;环境工程 固体废弃物处理与处置作为多学科交叉的综合性研究方向,涉及生活垃圾、工业固体废物、农业废物和危险废物的处理处置与资源化、管理体系建立以及相关法规标准制定等多个研究领域[1]。该学科包括对固体废物进行管理和污染控制的处理处置技术以及对固体废物作为可再生资源进行利用的各类资源化技术[2]。课程设计是指在学校教育环境中,使学生获得的、促进其迁移的、进而促使学生全面发展的教学方案,突破了以往只注重知识、经验积累的局限,把积累、迁移、促进学生发展等多方面因素作为指标。江苏理工学院固体废物处理与处置课程设计就是根据环境工程专业特点所开展的实践教学课程。本课程对学生根据社会生活中提出的问题、分析问题、解决问题等综合能力的培养有着重要的意义,也是增强学生对本专业知识的巩固和应用的重要途径。塑料废弃物是指日常生活生产中产生污染环境的废弃塑料制品。塑料废弃物的种类较多,常见的有废弃的塑料包装、农用塑料制品如棚膜等,已经成为城市生活垃圾的主要组成部分之一,占城市固体废弃物的15%20%[3]。对废弃塑料的回收利用,既可以保护地球环境,还可以实现资源再利用,节约能源。本论文主要介绍反应釜的特点、废弃塑料在反应釜内热处理的原理及废弃塑料资源化利用,阐述反应釜内热处理废弃塑料在固体废弃物处理与处置课程设计中的重要意义。 1反应釜热处理废弃塑料的特点及其资源化利用的原理 1.1反应釜的特点 不锈钢反应釜是热处理废弃塑料的基本设备,它是由一个完全由不锈钢组成的密闭的反应空间,能够耐800℃以下的反应温度和1000个大气压的高压,可以满足一些难合成材料以及亚稳态材料特殊的合成条件。不锈钢反应在热处理废弃塑料过程中有以下特点:一是反应在一个密闭的条件下进行,反应物不会溢出,得到的产物在一个密闭的空间内冷却至室温可以防止氧化。二是在反应过程中可以形成高压的体系有利于亚稳态新材料的发现。三是反应釜可以在较高的温度和压力下进行,反应过程中产生的热量集中在反应釜内有利于在较低的温度下实现产物的形成和结晶同步完成,从而有利于减少能耗。四是反应过程中无需任何保护气体,操作简单,安全性较好。 1.2热处理废弃塑料制备碳基材料实现资源化利用的基本原理 将废弃塑料和其它原料加入到反应釜内,通过电炉对反应釜进行加热,使反应釜内的废弃塑料通过热处理形成碳原子与其它原料一起发生新的化学反应形成新的碳基材料。 1.3合成碳基材料的举例 在反应釜内热处理废弃塑料可以制备不同的碳基材料,主要包括以下部分:1.3.1不同形貌的碳纳米材料在反应釜内550℃利用氢氧化钙作为脱氟剂水热处理废弃聚四氟乙烯可以制备得到直径为140200nm的非晶碳球,如图1所示[4]。1.3.2碳复合材料在反应釜内利用废弃聚丙烯、二茂铁和叠氮化钠反应制备了铁/碳纳米管复合材料,如图2所示[5]。1.3.3碳化物纳米材料利用硫粉作为诱发剂,以硅粉作为硅源,废弃聚乙烯作为碳源与金属钠和镁在反应釜内发生还原反应制备了碳化硅纳米材料,如图3所示[6]。以过渡金属氧化物(二氧化钛、五氧化二钒、五氯化二铌和三氧化钼)作为金属源,废弃聚四氟乙烯为碳源与金属钠在反应釜内发生共还原反应制备过渡金属碳化物(立方相碳化钛、碳化钒、碳化铌和六方相的碳化钼),如图4所示[7]。 2反应釜内热处理废弃塑料在固体废弃物处 理与处置课程设计中的重要意义江苏理工学院环境工程专业开展的固体废弃物处理与处置专业课程设计所使用的反应釜内热处理废弃塑料是固体废弃塑料资源化利用的方法之一。通过设计实验方案,在反应釜内回收塑料废弃物制备有价值的碳基材料。通过设计不同的实验方案,可以实现塑料废弃物的资源化利用,制备不同类型的碳基材料如不同形貌的碳材料、碳化硅半导体材料以及过渡金属碳化物材料。了解不同类型的废弃塑料在反应釜内热解规律以及转化机理。固体废弃物处理与处置专业课程设计这门实践课程能够提高学生的动手能力,并且把已经掌握的理论知识在实践课程中得到应用,使学生的理论知识得到进一步巩固和丰富。随着生活水平的提高,高分子塑料用品需求量猛增,然而塑料用品的使用周期较短,同时由于这些高分子塑料用品在自然界中降解周期非常长,已经成为城市主要固体垃圾的之一。对废弃塑料的资源化利用可以保护环境还可以节约资源,实现可持续发展。通过固体废弃物处理与处置课程设计使学生对固体废弃物对环境的危害有进一步了解,同时使学生从理论和实际的联系中去更好地理解和掌握学习的内容,引导学生运用所学的知识分析和解决实际生活中的问题,从而可以提高学生的创新精神、创新能力和实践能力,为社会培养创新性人才。 3结语 通过设计合理的实验方案,利用反应釜内热处理废弃塑料可以把废弃塑料转变各种有价值的碳基材料,对环境保护和固体废弃物的资源化利用有着重要的意义,以上是江苏理工学院开展固体废弃物处理与处置课程设计课程的主要原因,教学实践证明,在反应釜通过对固体废弃塑料物进行处理可以制备得到有价值的碳基材料,可以提高本科生对固体废弃物的资源化利用的认识与理论课程的有效结合,提高学生的创新思维意识,培养学生的创新能力,培养高素质的创新人才。 作者:王良彪 后明兰 程庆霖 路娟娟 秦恒飞 刘维桥 周全法 单位:江苏理工学院化学与环境工程学院 江苏理工学院社会科学处 热处理论文:薄壁环锻件热处理变形模具设计研究 摘要:针对薄壁环锻件热处理过程中易发生变形问题,设计了组合式的防变形模具,热处理前将锻件放入模具,并置于热处理框中,有效解决锻件热处理变形的难题。实践证明,该组合模具不仅能够防止薄壁环锻件热处理变形,还能用于一定尺寸范围的薄壁环锻件生产。模具适用性好、结构简单、使用方便,可为类似锻件的预防热处理变形提供参考。 关键词:薄壁环锻件;热处理;变形;模具设计;应力 引言 轧制成形的薄壁环锻件,热处理过程中,由于材料发生相变、内应力释放等原因,热处理后锻件容易发生变形[1]。图1所示为薄壁环锻件结构,材料为GH141,内径ϕ1567mm,壁厚50mm,高度200mm,环锻件圆柱度为2mm。环锻件热处理后发生变形,不能满足圆柱度2mm要求。设计一副组合式的防变形模具,预防锻件热处理后变形,适用于内径ϕ1200~ϕ1900mm的环锻件生产。 1模具的工作环境与使用要求 轧制成形的模具需与制件同炉加热,且因生产的需求模具需反复加热使用[2];模具加热冷却时会图1薄壁环锻件结构发生热胀冷缩现象,故成形薄壁环锻件的模具结构必须保证模具在加热冷却时不发生松动,保证锻件的成形质量[3]。不同锻件的尺寸不同,所需的模具也不一样,如果针对不同尺寸锻件都设计专用的模具,会给模具的库存和制造成本带来巨大压力;设计通用的模具,适应不同尺寸锻件的生产需求,经济效益明显提高。 2模具设计要点 2.1材料选择 模具材料的选择需根据锻件热处理及加热温度确定;材料选择参考GB/T8492标准,按照薄壁环锻件特点,需选择可在1200℃以上工作的模具材料,为保证模具工作过程中所有零件的热胀冷缩一致,所有模具零件采用同种材料制造。 2.2支架与固紧方式结构设计 模具工作时,模具与锻件同时放在热处理框中,由料框支撑锻件与模具进行加工生产。锻件成形过程中,加热冷却时会发生热胀冷缩现象,为保证模具紧固的稳定可靠,支撑的悬臂、紧固的楔子采用同种材料制造,并且紧固零件需保证在多次反复加热冷却、表面发生氧化后仍能正常使用[4,5]。根据薄壁环锻件的结构特点,模具结构设计如图2所示,模具的支架1加工成环状,将支撑制件的悬臂2用楔子3固定于支架1上,悬臂2与制件4用燕尾槽连接,调整悬臂2的位置即可获得特定尺寸的模具。悬臂2与制件4的支撑接触可采用线接触;为保证锻件的圆柱度,避免多边形产生,模具采用6~8根悬臂。生产时,先将模具的悬臂调整至锻件内径尺寸,然后将锻件置于热处理框中,再将模具置于锻件内,最后将锻件、模具与热处理框同时放入热处理炉中进行热处理;锻件受热时因热胀冷缩变形,此时悬臂受径向力的作用,而由于楔子的紧固作用,悬臂保持原状,达到防止锻件变形的目的。楔子的紧固方向应与悬臂受力方向相同,模具工作状态如图3所示。 2.3支架与悬臂尺寸设计 支架和悬臂是预防模具变形的重要组成部分,其尺寸根据锻件尺寸而定,经分析,需使用模具防止热处理变形的锻件尺寸直径在ϕ500~ϕ1800mm,而直径在ϕ1200~ϕ1800mm的锻件数量较多,因此针对直径为ϕ1200mm~ϕ1900mm的锻件设计相应的组合预防模具变形。支架直径为ϕ1000mm的结构如图4所示。考虑紧固的需要,支架壁厚取50mm;锻件的高度在50~200mm,支架高度设计为200mm。虽然热处理变形对悬臂产生的力不能计算,但支架壁厚为50mm大于需热处理的锻件的壁厚,可以保证支架不会因受制件变形力而变形。支撑悬臂的位置需根据锻件的尺寸进行调整,其长度受支架尺寸的限制。如图5所示,为保证锻件的正常生产,悬臂长度取500mm,厚度取40mm。悬臂的支撑部分设计为弧形,与锻件为线接触。对内径不规则的锻件,悬臂支撑部分与锻件可设置为点接触,但应保证紧固稳定,否则应设计专用悬臂进行生产。2.4模具零件热处理要求模具零件用铸造方法制造而成,并按GB/T8492推荐的退火温度退火后使用;用锻造方法制造的模具零件按GB/T1221推荐的热处理工艺处理后使用。 3结束语 采用薄壁环锻件预防热处理变形模具生产的锻件有效解决锻件热处理过程中的变形问题。实践证明,该组合式模具不仅能够防止薄壁环锻件热处理变形,还能用于一定尺寸范围的薄壁环锻件生产。该模具适用性好、结构简单、使用方便,可为类似锻件的预防热处理变形提供参考。 热处理论文:热处理对TB8钛合金棒材力学性能的影响 摘要:文章介绍了紧固件用TB8棒材的生产流程,研究了热处理制度对TB8棒材力学性能的影响。结果表明棒材在750℃~830℃保温0.5h~2h,抗拉强度为800MPa~1000MPa,剪切强度大于570MPa;随后因时效温度的变化,分别可得到1100MPa、1200MPa、1300MPa不同强度级别的棒材。 关键词:紧固件;TB8钛合金;力学性能 TB8钛合金属亚稳定β钛合金,名义成分Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si,国外对应牌号为Beta-21S(UNSNumberR58210)。该合金具有优良的比强度、焊接性能、抗蠕变性能、高温抗氧化性能和耐腐蚀性能,同时经热处理可获得高强度。TB8钛合金可以在固溶状态和固溶时效状态下使用,固溶状态的使用温度为200℃,固溶后冷成型状态的使用温度为150℃,固溶时效状态的最高使用温度为550℃[1]。由于优异的综合性能,TB8钛合金已成为理想的航空航天紧固件用材料[2,3],并拟纳入GJB2219《紧固件用钛合金棒(线)材规范》修订版中。规范中固溶制度为(780~810)℃保温(0.5~2)h,空冷;时效制度为(520~560)℃保温(8~12)h,空冷。文章通过研究热处理工艺对TB8紧固件用棒材力学性能的影响,为今后该合金的工业化制备及应用提供参考数据。 1棒材制备 由于TB8钛合金含有较多的Mo、Nb等β稳定元素,铸锭采用3次真空自耗电弧炉熔炼制备,铸锭规格为直径φ580mm,化学成分见表1。铸锭在β相区经多火次锻造后,制备为直径φ150mm、组织均匀的棒材坯料,并进行了表面机加工处理。采用金相法对TB8相变点进行测定,结果为810~815℃。随后成品棒材制备并未采用传统的精锻后轧制工艺,而是采用了效率更高的高速连轧工艺。分2次将φ150轧制为直径10mm的棒材,单只棒材重量约为25kg。 2热处理结果及分析 2.1固溶制度及力学性能 对制备的φ10mm棒材,截取试样后在780℃~850℃分别进行7组试样的固溶处理,温度间隔为10℃。因棒材规格小,固溶时间均采用0.5小时,冷却方式采用空冷。同时在相变点上及相变点下,分别选取800℃及830℃两个温度,固溶时间从0.5h~1.5h做了固溶试验,固溶时间间隔为0.5h。固溶处理的具体制度及性能见表2。 2.2时效制度及力学性能 选用800℃/0.5h.AC作为固溶制度,时效温度在460℃~620℃,时效时间为8.5h,进行了9组时效处理,时效温度间隔为10℃。同时在固溶及时效温度不变的前提下,对时效时间从6~12分别进行了时效处理,时间间隔为1小时。固溶处理的具体制度及性能见表3。 2.3热处理与力学性能的分析 由表2可以看出,连轧工艺生产的TB8棒材,在相转变点以上40℃范围内固溶,因固溶时间短,温度范围小,因此晶粒尺寸相对稳定,固溶温度对棒材的力学性能影响很小;在相转变点以下30℃范围内固溶,随着固溶温度降低,棒材强度有下降趋势,塑性逐渐上升,在此温度区间内力学性能并不会有显著变化。同时在相变点附件的温度区间内延长固溶时间,对于力学性能并不会显著变化。因此在工业化生产中,小规格棒材可适当减少固溶时间,有利于经济型。后期试验证明经800℃/0.5h.AC固溶处理的棒材试样,晶粒度评级为7级,剪切强度为620MPa;冷顶锻工艺中,锻后高度与锻前高度之比为1:3时,棒材表面无裂纹。完全满足航空紧固件用棒材的要求。由表3可知,时效温度对棒材力学性能影响显著,随着时效温度的降低,强度增加,塑性降低;但延长时效时间并不能对力学性能产生显著影响。通过调整时效温度,可以获得不同强度级别的棒材。 3结束语 (1)TB8钛合金固溶温度控制在相变点附近40℃内,强度和塑性可得到较好的匹配,强度Rm≥820,延伸率A≥15%,断面收缩率Z≥15%,且随着固溶的时间延长,强度及塑性不会有显著变化。(2)时效温度对TB8钛合金的抗拉强度影响显著,在(620-480)℃随着时效温度降低,强度提高,塑性降低。(3)对于连轧工艺生产的TB8钛合金紧固件用棒材,通过热处理可得到强度级别为1300MPa、1200MPa和1100MP的棒材。 作者:胡志杰 冯军宁 马忠贤 王田 单位:宝钛集团有限公司 热处理论文:热处理工艺对铝合金性能的影响 【摘要】随着我国经济发展水平的不断提高,工业生产技术在不断完善与发展,其中,铝合金是工程应用中最多的,与其他金属相比,其应用过程中的优势较多,在航空、汽车、建筑等领域中应用广泛。但当前的Al-Si合金力学性能在不断退化,强度与韧性也大不如以前。本文将对热处理工艺对铝合金性能的影响进行分析,通过分析与检测力学性能,能够找到最优的热处理方法。 【关键词】热处理工艺;铝合金性能;工业生产 1实验材料、设备以及实验方法 1.1实验材料本次实验使用的材料为ZLG01铝合金,其中添加了适量的铜与铈,所占比例分别为4%与0.5%。中间合金型号为Al-Cu30与Al-ce6。其中,通过自熔获取的是Al-ce6,使用六氯乙烷作为变质剂。1.2试样制备先将铝合金添加其中,在ZLG01铝合金达到溶解状态以后,添加适量Al-Cu与Al-ce合金,作为中间合金,将温度调至680℃,稳定12分钟左右以后将各种物质搅拌均匀,在保温10分钟以后将其拿出放置到金属模具中冷却,达到冷却标准以后,将试样取出。1.3固溶处理与时效分析在铝合金性能分析当中,热工艺处理制度如下表1、2所示: 2实验结果分析 2.1固溶温度与时效温度对铝合金力学性能的影响:为了更直观表现固溶温度与时效温度对铝合金性能的影响,选择3种不同的固溶温度,并对这三种温度下铝合金的强度与硬度进行比较。下图A、B、C分别表示三组固溶温度与时效温度变化趋势。通过上图可以看出,当固溶温度达到540℃时,大部分的时效性温度都已经达到20℃与500℃。表示,经过高温固溶处理后,铝合金的强度与硬度都相比固溶处理时的强度与硬度高。为使固溶温度提升,可以对原子的扩散速度进行调整,进而将铝合金元素全部渗透到基体内,在达到冷却指标以后,基体将出现饱和,析出大量的强化相,此时的强化效水平明显提升,伴随着固溶温度的增大,铝合金抗拉强度与硬度均得到增强。但是当处于相同的固溶温度状态下时,时效温度的差异将对不同铝合金试样的抗拉强度产生影响。当处于500℃的固溶温度时,铝合金试样抗拉强度与硬度将随着温度升高而增强,在175℃时达到最大值。当温度达到200℃时,粗粒子析出较多,并且强度增加,也使铝合金的硬度相应增加[1]。温度为150℃时,粒子析出明显减少,造成了位错阻碍的减弱,致使铝合金的强度与硬度下降。时效性温度提升,合金硬度又有所提升,达到200℃时也不会出现硬度下降。这是因为此时有非常多的合金要素已经渗透到了集体内,只有更高的温度才能将其析出,而200摄氏度显然不符合最高温度要求。由上图C可知,在500℃的固溶状态下,温度的升高能够使冲击韧性出现缓慢下降趋势,但随后又马上恢复到上升的状态。这是因为试样当时正处于比较低的时效状态温度,元素析出量相对较少,并使错位运动阻碍减少,具有显著的塑性效果与抗冲击韧性。当温度为175℃时,有大量的粗粒子开始析出,并处于分散状态,错位运动阻力也增大,促使铝合金的强度与硬度增强,但韧性却在降低;当处于200℃开始析出粗相粒子时,位错运动效果明显增强,这时,铝合金试样的韧性得到提升;当固溶温度处于520℃与540摄氏度时,韧性开始出现下降趋势。[2]这时因为,此时的合金元素在基体当中遇到高温出现析出,造成合金强度增大,而韧性降低的情况。 3结语 在保温时间不变的情况下,固液处理温度越高,铝合金元素就越多,会使固溶饱和度增大,还能够伴随着时效性温度的增加,析出的第二相明显增多,抗拉强度增强,冲击韧性减弱。当固溶温度为520℃,固溶时间3小时,时效温度175℃时为最佳的合金热处理工艺方案。 作者:何奇 单位:陕西理工学院 热处理论文:压力容器设计热处理问题分析 0引言 在设计过程中压力容器会存在一些不可避免的问题:过度的冷加工工艺如冷矫形、冷卷等导致压力容器冷作硬化。焊接导致压力容器焊缝区性能和组织。焊接产生的残余应力及相关应力导致腐蚀裂纹。 1压力容器设计过程中的问题 在设计过程中压力容器会存在一些不可避免的问题:过度的冷加工工艺如冷矫形、冷卷等导致压力容器冷作硬化。焊接导致压力容器焊缝区性能和组织。焊接产生的残余应力及相关应力导致腐蚀裂纹。压力容器在焊接工序中,由于焊接件在相邻区域易造成急剧温度梯度,引起铁素体钢或类似材料内不均匀的塑性应变,导致材料的屈服应力在随后的冷却工序中超过屈服点的残余应力。此外,上述残余应变既有热力工序的原因(主要是焊接工序产生的)也有机械工序产生的(主要是冷矫形、冷卷等冷加工)。也就是说,在压力容器设计加工的最后产品里面存在残余的弹性应变场,并需要承受其带来的弹性残余应力。而这些残余应力会极大的影响产品的使用性能。 2压力容器的热处理种类介绍 热处理作为恢复和改善金属性能的有效办法,目前的分类很多,分类也较不统一。压力容器的热处理主要有四种:改善钢材性能的热处理,焊后热处理,恢复钢材性能的热处理,焊后的消氢处理。本文主要针对焊后热处理,这是在压力容器设计中应用最为广的一种处理方法来进行分析讨论。 3压力容器设计中的焊后热处理 3.1PWHT的目的 压力容器设计PWHT的目的主要有以下五个方面:(1)降低焊接工序产生的参与应力;(2)稳定钢材的尺寸和形状,减少钢材畸变,使压力容器保持稳定;(3)改善钢材和焊接区的性能,如,提高焊缝处材料的塑性;降低焊缝热影响区的硬度;提高钢材的断裂韧性;改善钢材的疲劳强度;提高冷成型工序中钢材降低的屈服强度;(4)提高钢材抗应力、抗腐蚀的能力;(5)排出焊接区域的氢或其它有害气体,防治产生裂纹。 3.2PWHT的必要性 压力容器有无进行PWHT的必要,需要在设计上进行明确规定,目前压力容器的相关设计规范要求必须进行PWHT。经上文分析可知,焊接过的压力容器,在压力容器设计加工的最后产品里面存在残余的弹性应变场,即其带来的残余应力。一旦焊缝中进入氢,氢会与这些残余应力相结合,导致焊缝的热影响区脆化,产生延迟裂纹和冷裂纹。此外,若压力容器内的残余静应力与钢材的腐蚀效果结合时,还会产生裂纹状腐蚀,也就是应力腐蚀。压力容器是否要PWHT,需从钢材的尺寸、用途、工作条件、所用材料的性能等多方面进行综合考虑来决定。但是若有以下6项所列情形的,均应考虑PWHT:(1)压力容器的使用条件较为苛刻;(2)压力容器厚度超过常规的焊制压力容器;(3)压力容器对尺寸及稳定性要求较为苛刻;(4)压力容器需要由淬硬倾向高的钢材制造;(5)压力容器有裂纹状腐蚀危险;(6)其它有专门规定的压力容器。在焊接钢材料的压力容器时,靠近焊缝的区域容易达到屈服应力,这种残余应力与奥氏体组织的转变有关。根据相关研究表明,想要消除焊接后产生的残余应力,需要采用的回火温度是650℃。随着钢的温度变高,屈服强度会降低,钢材的弹性形变转变为塑性形变,实现应力松弛。而且加热的温度越高,钢材的残余应力消除的越多。但由于温度过高时钢材表面会出现氧化,并且PWHT温度原则上不能高于钢材原来的回火温度,因此一般设定PWHT温度为比原回火温的温度低30℃,这一点尤为重要。 3.3消氢处理 焊接后的消氢处理,指的是在完成焊接后,在焊缝区域钢材冷却至100℃之前,所做的低温热处理,一般规定消氢处理的温度为200-350℃,并保持温度2-6个小时。焊接后的消氢处理目的是为了加快排除焊缝及热影响区中的氢或其它有害气体。消氢处理对于预防低合金钢在之前焊接工序中产生焊接裂纹的效果极好。 3.4消应力处理 经上文分析可知,在焊接工序中,由于不均匀的冷却和加热,以及钢材自身的拘束,在焊接工序后,钢材内部中会存在焊接应力。焊接应力会极大降低焊接区域的承载能力,造成塑性变形,如果再严重点还可能破坏压力容器的整体结构。消应力热处理,指的是将完成焊接的压力容器置于高温中,降低其屈服强度,以此消除焊接应力。通常有两种方法:(1)将整个压力容器高温回火,即把压力容器整个放到加热炉内,均匀加热到指定温度并保持适当时间后进行冷却处理。这种方法可以降低80%~90%的应力;(2)将局部压力容器进行高温回火,即只对压力容器的焊缝区域进行高温加热后,进行缓慢的冷却处理,降低压力容器焊接处应力峰值,平缓应力分布。 3.5PWHT综合效果的考虑 在通常情况下,PWHT是在需要降低残余应力,并严格限定压力容器的应力腐蚀情况下才会进行。因为,从钢材的冲击韧性实验结果发现,PWHT会降低熔敷金属焊接区域的韧性,有时PWHT还会导致焊接区域晶间开裂。此外,由于PWHT最主要是通过高温降低材料强度来消除应力的,因此在PWHT时,钢材有可能因高温而失去刚性。对于采取PWHT的压力容器,在进行热处理前,要考虑好该钢材在高温下的性能。 4结束语 压力容器PWHT虽然能耗较大,所用时间长,但目前在压力容器设计中它是唯一一个被各方都认同的消除焊接处残余应力的方法。当然,压力容器PWHT也不是完美的,在考虑是否对压力容器进行热处理时,要综合比较它的有利与不利两个方面,分析制造压力容器的钢材是否能承受长时间的高温而不降低其性能,分析所耗能量与时间是否与消除残余应力所得收益成正比,应选用哪种热处理方法等,待详细分析后,再做出合理决定。 作者:董海涛 杨健 单位:江苏中圣高科技产业有限公司 南京三方化工设备监理有限公司 热处理论文:热处理对铝合金组织的影响 随着我国建筑行业的飞速发展,对铝合金型材的需求越来越大。但目前我国铝合金型材的质量不是很高,例如铝合金力学性能难以达到高的承载要求,因此在成分控制和热处理工艺上有待进一步改善[1]。对于6XXX系合金,主要通过固溶和时效强化效果,同时控制再结晶组织特别是晶粒形态和织构来实现板材性能的各向同性[2]。再结晶形成的最终组织取决于再结晶之前板材组织中第二相粒子的大小、分布以及亚结构。控制热处理工艺过程,合金相的析出可显著改善合金的再结晶行为和结晶织构。目前6061铝合金多采用人工时效热处理[3],此工艺可获得较高的强度,但塑性不佳,因此有必要对其热处理工艺进行改进以提高塑性。本文通过研究固溶、时效热处理后6061合金的显微组织、相结构、显微硬度、冲击性能等,探讨固溶、时效处理对6061铝合金组织与性能的影响。 1试验材料及方法 本试验所采用的材料为6061-T6铝合金,其名义化学成分见表1。用线切割法将6061铝合金板材切割成60mm×20mm×6mm的试样,将其放入10kW的SX-10-12型箱式电阻炉内,按表2所拟定的工艺方案进行热处理。然后分别从不同热处理后铝合金上截取金相和冲击试样,进行组织观察、显微硬度测试及冲击试验。 2试验结果与分析 2.1显微组织 6061铝合金主要由α(Al)+β(Mg2Si)二相共晶体组成[4]。固溶处理可以得到过饱和α固溶体,由于抑制了β相的析出,因而能获得较好的塑性和可旋压性[5],随后的时效使β相析出。图1为未经热处理以及仅固溶处理后的6061-T6铝合金显微组织。由图1(a)可以看出,未经热处理的6061铝合金组织为略微被拉长了的等轴晶粒,其灰色部分为α(Al),黑色部分为α+Mg2Si共晶组织。由图1(b)可以看出,经过535℃×4h固溶处理后的6061合金显微组织中看不到第二相粒子,表明第二相已基本溶入固溶体中,同时晶粒形状与固溶处理前相比发生了变化,为较大尺寸的等轴晶粒。图2为不同固溶温度,相同时效工艺处理后的6061合金显微组织,从图2中看不出析出相颗粒的差异,但535℃固溶的基体相晶粒尺寸较均匀(图2(b)),而高温565℃固溶时合金组织中晶粒发生了一定程度的长大(图2(c))。图3为同一固溶条件下不同温度时效后合金的显微组织,从图3(b)可以看出,535℃×4h固溶+180℃×3h时效后的6061铝合金显微组织中析出相颗粒尺寸最小,随时效温度的升高,基体相发生一定程度的长大。 2.2硬度测试结果与分析 硬度测试采用HV0.1S-1000数显式显微硬度计,载荷砝码为100g,保压时间为10s。测得未经热处理、经535℃×4h固溶处理、经535℃×4h固溶+180℃×3h时效处理后的6061铝合金平均显微硬度分别为74.81、80.99、107.90HV0.1。相同时效条件,在不同固溶温度下保温一定时间;相同的固溶条件,在不同时效温度下保温一定时间,6061铝合金显微硬度变化趋势分别如图4(a)和(b)所示。由图4(a)的硬度变化趋势可知,随着固溶温度的升高,硬度先达到峰值而后降低。这是由于固溶温度升高,增加了铝合金中过饱和固溶体的浓度,从而提高固溶强化效果。但随固溶温度的继续升高,合金中晶粒尺寸发生了长大,从图2(b)、(c)可以看出,565℃固溶比535℃固溶时的晶粒尺寸要大些,所以硬度降低较明显。由图4(b)的硬度变化趋势可知:随着时效温度的升高,硬度先达到峰值而后降低,这是由于强化效果是先随析出相数量的增加而增加,当强度达到峰值后继续提高时效温度,晶粒会粗化并逐渐转变为β'相和β相,强化效果大大降低,合金的硬度也开始下降。 2.3冲击试验结果与分析 材料在冲击载荷作用下,位错在材料内部的运动受到强化相的阻碍,引起强化相周围的位错塞积以及应力集中,高速冲击载荷在使位错运动的同时,使晶体温度升高,致使材料的韧性改变[6]。经不同热处理的试样,测得的冲击吸收能量如表3所示。由其中数据可看出,经热处理试样的冲击吸收能量均比未热处理的试样的冲击吸收能量高很多,表明热处理能明显提高6061铝合金的冲击性能。对2号~7号试样的冲击吸收能量进行分析,可以发现,6061铝合金的冲击性能对其固溶温度和时效温度的敏感性不强。 2.4综合分析 6061铝合金主要由α(Al)+β(Mg2Si)二相共晶体组成。热处理后基体中含有粗大的α-AlFeMgMn相,还有一些含Cr和Mn的棒状相和亚微米级的Mg2Si平衡相。固溶处理时,Mg2Si固溶于基体中,但α-AlFeMgMn相和短棒状相保留下来,合金的硬度有所提高。固溶+时效处理后,硬度明显提高。在较低温度时效,由于原子活动能力相对较弱,过饱和固溶体Mg2Si脱溶速度较慢,所得到的硬度较低。随时效温度的升高,原子活动能力增强,Mg2Si脱溶速度加快,在时效硬化曲线上出现时效峰值[7]。在脱溶初期形成不稳定的结构,形成GP区的扩大[8],不稳定结构消失,Mg2Si质点开始趋于规则排列,形成有序化富集区[9],当形成θ过渡相时,硬度达到最大值,最后随着沉淀相Mg2Si聚集长大,硬度逐渐下降。关于固溶温度对显微组织的影响,开始随着固溶温度的升高,Mg2Si能够更充分地溶入铝合金基体,所以在535℃时的固溶程度要大于505℃。溶质原子对位错钉扎,增加位错运动的阻力,进而发生固溶强化。随后进行的时效处理,使溶质原子析出形成第二相,在位错绕过或切过第二相时,临界切应力增大,产生异相强化,导致6061铝合金硬度和韧性增加,当固溶温度为565℃时,铝合金晶粒长大倾向严重,进而导致其硬度和韧性降低。 3结论 1)固溶和时效处理均能明显提高6061铝合金的冲击韧性。2)同一时效条件下,该铝合金在不同固溶温度下保温,随固溶温度的增加,固溶度增大,硬度提高,但超过一定温度后,晶粒发生长大,硬度减小。同一固溶条件下,6061铝合金在不同时效温度下保温时间相同时,随时效温度的增加,合金硬度和冲击韧性均呈现先增大后减小趋势。3)该铝合金在固溶温度535℃,保温4h,水淬后,时效温度180℃,保温3h时获得的组织和性能较好。 作者:张德芬 谭盖 刘璐 杨阳 陈孝文 陈宇 单位:西南石油大学 重庆隆鑫压铸有限公司
建筑工程材料试验检测技术研究:浅议建筑工程材料试验检测技术 摘要:工程项目中使用的材料是施工过程中最为重要的部分,是影响整个建筑工程质量状况的最直接的因素,因而对建筑工程中的材料必须进行严格的质量检测,本文论述了建筑材料试验检测中的几个环节,并且对保证工程质量的措施提出了自己的几点意见和建议。 关键词:建筑材料 试验检测 技术措施 1 概述 建筑工程质量不仅密切的关系到人们的工作和生活,甚至还关系到人们的生命及财产安全。建筑质量控制是建筑工程中十分重要的环节,而建筑材料检测是建筑安全质量控制的一个最重要的步骤,因此建筑材料的质量是整个建筑工程安全质量的前提和保障,必须严格依照国家的相关规定和标准对建筑材料的各项性能和指标进行试验检测。 2 影响材料检测的因素 2.1 周围环境温度及湿度的影响 温度对水泥构件的早期强度有着十分明显的影响:环境温度对水泥材料的凝结硬化有很大的影响,当温度高时,水泥的凝结硬化速度迅速,当温度低时,水泥的凝结硬化速度缓慢,因此适宜的温度对水泥的强度起到了十分重要的作用。在国家的标准规范中对检测时的材料养护的环境条件有严格规定,例如水泥试验环境要求:试验用的试块在成型时的环境温度应该稳定的保持在20℃±2℃的情况下,并且其相对湿度也应该大于50%。只有严格遵守相关规定才能有效的减少系统误差。 2.2 加荷速度的影响 在建筑材料的试验检测过程中,根据不同的规定和标准,对各种建筑材料有不同的加荷速度的规定。例如混凝土试块的试验检测过程应该使用连续的、均匀的加荷速度,并且混凝土的强度等级小于C30时,其加荷速度应该为每秒为0.3~-0.5MPa,当混凝土的强度等级大于或等于C30且小于C60时,其加荷速度应该为每秒钟0.5~-0.8MPa,当混凝土的强度等级大于或等于C60时,其加荷速度应该为秒钟0.8~-1.0MPa。假如检测人员在实际的试验检测工作中为了尽快的完成材料的试验检测任务,随意的增加其加荷速度,将会使试验检测的结果失去真实性。 3 建筑材料的试验检测 3.1 试验检测项目 建筑材料的种类非常多,在各种建筑材料进入工程施工现场之后,试验检测人员必须依据相关的规范和要求对其进行试验检测,并且其试验检测的项目也必须要符合国家和地方的相关规定的要求。在建筑工程中主要使用的建料有:水泥、砂石、钢材等。其试验检测的项目有很多:水泥需要试验检测的性能有强度、细度、安定性能、凝结硬化时间等;钢材需要试验检测的性能有其抗拉和抗剪强度以及焊接质量等;碎石骨料需要试验检测的性能有抗压强度、级配、含泥量等;砂料需要试验检测的性能有级配、细度、含泥量等;混凝土需要试验检测的性能有抗压强度、塌落度、和易性等。 3.2 试样的采取 选取的试样必须拥有代表性,一般是在材料中随机的抽取不同结构部位的一定数量的样品作为检验的试样。并且取样的位置以及方法也必须符合相关规定的要求:不得特意的制作检测试样;选取的试样数量对于试验检测结果的准确度有非常大的影响。如果选取的数量过少、取样的部位与方法存在偏差,会造成试验检测的数据的误差增加,从而影响检验结果。 3.3 检测误差 造成试验检测误差的原因有许多种,例如试验检测环境的温度与湿度的影响,试样选取的数量过少,取样的方法不正确以及一些人为因素等。特别是试验检测的工作人员不按照规定要求进行试验,致使试验结果不仅会出现误差甚至会出现错误。 3.4 数据处理 有的时候,我们选取的试件的试验检测结果得到数据离散性比较大,所以为使试验结果更加准确,就必须对试验得到的数据进行适当的处理。例如在水泥的强度试验时,如果其中一个试件试验得到的强度值超过了试件的强度平均值百分之十,就需要去除该数据。对于试验结果与我们预期的结果差距悬殊时,或者同一个试件的各项试验检测的数据指标出现矛盾时,我们工作人员必须要仔细查明其原因,并且及时的进行重新的试验检测。 4 确保材料试验检测准确的措施 4.1 建立完善的质量保证体系 在工程材料的试验检测中,首先施工单位要建立健全、完善的质量保证体系,对检测人员的组织管理、检测手段,设备仪器的应用等各个方面加强管理。 4.2 确定材料检测程序 材料试验检测的程序:针对各个工程项目的实际情况,制定较为详细的建筑材料的试验检测规范和标准,并且明确材料的试验检测程序。要明确建筑材料检测工作人员的职责、工作步骤和方法等,保证材料的质量要求也需要采取相应的措施等。 4.3 加强误差控制 试验检测的步骤和方法必须严格的遵守国家相关文件规定。不能够仅仅为了节省时间而省略必要的试验步骤,因这种试验工作人员所能控制的因素所能造成试验结果的误差,是错误而并不是试验误差。因此试验检测结果必须保证准确,尽可能的减小试验误差。 5 总结 综上所述,我们必须严格的按照相关规范和标准对建筑材料进行检测,以确保其质量,规格、性能等指标满足建筑工程的设计和规范要求。从而控制建筑工程的质量,为建造高质量的工程做出我们的贡献。 建筑工程材料试验检测技术研究:建筑工程材料试验检测技术的重要性 摘要:建筑工程材料检测工作是工程建设项目施工过程中质量控制的主要手段。建筑工程材料检测工作的准确性与否,直接影响到工程建设项目质量控制的有效性和质量评价的符合性。随着我国经济的发展,基本建设速度的加快, 如何正确适应当前的新形势,充分发挥检测的重要作用,提高市场竞争力,使建设工程材料检测逐步纳入规范化的管理轨道,是当前所面临的亟待解决的课题。 关键词:工程材料 试验检测 质量控制规范管理 前言;建筑工程材料试验检测是建筑工程施工技术管理中一个主要组成部分,同时也是建筑工程施工质量控制和竣工验收评定工作中不可缺少的一个重要环节。通过科学地管理试验检测技术,对充分合理利用当地原材料、推广新技术、新材料、新工艺;对科学地定量评定材料和构件质量及工程质量;对降低建筑工程造价等都有极为重要的意义。材料试验检测是一项技术性很强的工作,涉及知识内容广泛,如材料类型纷杂、仪器种类多。本文通过分析检测工作中所接触的一些现状,对建筑工程材料试验检测的重要性论述,并就加强工程材料试验检测的措施及对策进行了探讨。 一、工程材料试验检测的重要性 1、通过工程材料试验检测,可以优化工程材料的选择 通过试验检测,可在众多同类合格产品中优先选择综合费用低的原材料。可以科学地评定建筑用各种原材料及其成品、半成品材料的质量好坏。对于任何一种材料均可通过对其规定性能的相关检验,评定其产品是否合格。这对于合理地应用材料,提高工程质量,是非常重要的。比如对于建设地点的砂石、填料等等,可借助试验检测这种有效手段,以确定上述材料是否满足施工技术规范的要求,以便于就地取材,降低工程造价。又如选择土场,在完成土样的组成分析时,应进行达到压实标准所需的机械台班消耗与最佳含水量水分补充的总费用比较,选择标准击实较低、补充水分量少的土场,可节约工程用水量,从而节约了费用。 2、通过工程材料试验检测,有利于选择新材料、新技术、新工艺通过对新材料、新技术、新工艺进行试验检测,可以鉴别其可行性、适用性、有效性、先进性,对于推动施工技术进步,提高工程进度和质量等将起到积极的作用。 3、通过工程材料试验检测,可以优化材料的配合比设计 在进行配合比设计方面,多做几个试配方案,以便有选用控制成本主要材料用量比例小的配比的经济方案。如通过试验,在满足设计强度的情况下,可以选择灰剂量较小的砼、基层配比;在沥青路面上,选择用油量相对较小的方案。通过配合比试验检测可以选择合理经济的材料配合比有效地降低工程造价。 4、通过必要的试验检测,可科学地评定各种原材料及其成品、半成品材料的质量好坏。 通过必要的试验检测,对于任何一种材料均可通过对其规定性能的相关检验,从而评定其产品是否合格。这对于合理地应用材料,提高工程质量是非常重要的。 二、加强工程材料试验检测的措施及建议 1、建立完善工程材料试验检测制度 为了对工程材料实施有效的质量控制和检验评定,需要建立健全工程材料试验检测制度。首先,针对建设项目规模,建立相应等级试验检测机构和质量保证体系,对工程材料质量负责。试验检测机构业务范围内的有关规范、规程、标准等技术文件应齐全,试验检测应严格按有关标准、规程及规范进行。其次,建立健全试验检测工作制度。建立各级人员的岗位责任制度和内部工作文件、技术文件的管理及保密制度、检测样品及抽样管理制度、质量管理手册执行情况检查制度等。要明确试验检测的责任人,建立保证检测工作质量的各种措施及规章制度。在实际工作中,首先应严格实行质量自检,加强质量管理和质量监督,逐步建立完善四级质量保证体系;其次要增强建设各方面的质量意识,分工负责,责任到人,真正落实质量岗位责任制。作为建筑行业的一个组成部分,工程质量检测随着全民质量意识的提高面不断被个重视。最后,制定详细的试验检测工作细则。在试验检测过程中,完全按照经试验检测工作细则规定的方法进行操作,试验室对各种工程材料做到有检测、有取样、有试验报告,并确认试验检测合格后才进入下施工现场使用,以保证工程的施工质量。 2.合理配备试验检测人员和设备 首先,根据工程规模确定工地试验室的数量和中心试验室的布置。要确保以上设置能够满足施工的需要,以做到跟踪检测,及时掌握试验数据,有效地控制工程质量。其次,合理的配备试验检测人员。配备的技术人员必须经过专业培训且成绩合格,为了提高试验检测人员的技术水平,要求工程材料试验检测人员必须接受全面、系统的工程材料试验、检测技术培训,做到持证上岗。最后,加强仪器设备的配备与计量。中心试验室及工地试验室的所有这些仪器设备都经计量检测机构检测合格后才能使用,并根据其使用的频率,随时进行计量检定,保证试验仪器的准确性。 3、加强工程材料检测技术的规范化管理 (1)标准、规程的执行。标准是以科学技术和实践经验的综合成果为基础而制订的,各有关部门必须无条件严格遵守,但在实际工作中,不按标准、规程进行试验检测的例子很多。如:水泥仅做安定性检测;砂、石各项检测不做平行试验;钢筋拉伸试验不拉断,有的不做弯曲;试验时不严格控制加荷速度等等。这样的试验检测结果准确性很差,完全不符合标准、规程要求,所得结论几乎没有实际指导生产的价值,必须坚决制止。另外,随着社会进步,科学发展,新规程、标准不断产生,要及时采用新标准。如:1999年颁布《水泥胶砂纯度检验方法(IS0)》,2000年颁布的《混凝土和砂浆配合比设计规程》,2001年颁布《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》等都应及时取代旧规程、旧方法、旧标准,须严格落实执行新规程、新方法、新标准。 建筑工程材料试验检测技术研究:探讨建筑工程材料试验检测技术 摘要:随着近些年来我国房地产业日新月异的发展变化,越来越多的人开始关注建筑工程的质量状况。作为控制工程质量的重要手段-----试验检测工作也应运而生,并在整个建筑过程中起着举足轻重的作用。本文通过介绍试验检测工作的目的和内容,分析检测工作的现状和存在的问题,并根据自己多年来的切身工作经历,提出一些相应的解决办法,旨在让人们了解和重视建筑行业的这项关键性工作-----试验检测。 关键词:试验检测;材料质量;控制参数;工程 引言近20年来我国城镇化进程中土木工程发展迅速,建筑结构的建设规模日益扩大,建筑结构安全建设运行关系重大,在工程建设中必须竭力保证施工质量,试验检测概念应运而生。试验检测就是在建筑结构的建设中,对工程施工过程的每一个环节中所用的材料进行检测,并通过标准实验、验证试验的结果来判断工程施工成果的质量控制方法。 一、工程试验检测作用 (1)通过建筑工程的试验检测,可以实现原材料的充分利用。原材料乃是保证工程质量的物质基础,工程的质量取决于材料种类、价格、保存环境等因素。对建筑材料采用进场检测的方式,以确保原材料的质量达到工程标准,为工程的顺利施工奠定基础。(2)通过建筑工程的试验检测,能够确定工程的施工参数。施工参数是指导建筑结构建设的重要指标,强化建筑工程施工试验检测力度,可以得到确保工程质量的最佳参数,从而能够有效保障工程施工质量。(3)通过建筑工程的试验检测,可以为工程的质量把关。在进行建筑工程建设时,施工单位能主动将试验检测作为加强工程质量控制的一种手段,对每一个环节加以严格的控制。不仅能及时发现存在的问题,而且可以减少并防止返工,在一定程度上缩短工期,确保建筑工程能够按时保质完工并交付使用。二、我国当前工程试验检测中存在的问题1、施工单位对试验检测的重视力度不够试验检测是施工单位工程质量管理工作的重要组成部分之一。目前在建筑工程的建设过程中,个别施工单位为了追求经济利益,忽视试验检测的重要性,导致工程的试验检测不够规范。更有甚者,缺少试验检测环节,严重的损害施工质量。此外,部分施工单位由于经济条件等限制无法完全按照标准对样品进行检测,造成检测的结果失去代表性,无法准确的反应工程的施工质量,从而对质量的控制过程造成不利影响。2、试验检测的规范性有待提高我国施工单位目前知识水平较高、业务熟练的高级技术人员的数量有限,施工单位缺少足够的试验人员,大大降低了施工单位自检的规范性而影响了工程试验检测的质量。施工单位为了节省开支而未配备足够的检测设备,也在一定程度上限制了试验检测水平的提高。此外,检测结果直接决定工程能否顺利的竣工验收,单凭施工单位自检,很难客观反映建筑工程建材的真实情况。3、试验检测的监督工作有待加强试验检测是为了侧面反映建筑工程的施工质量,该方法出具的检测报告应当具备客观性、科学性和代表性。为保证结果的客观准确,通常要由建设单位委托监理单位对工程的全过程进行试验检测。但是在实际操作中,要准确的反应样品的实际质量,需要花费大量的资金配备足够的试验监理工程师并建立合格的现场试验室,单靠建筑工程监理费用难以负担。这就导致一些建筑工程的监理单位通过委托第三方或直接委托施工单位的自有人员进行试验检测工作。这种做法无法保证检测结果的真实性,严重影响工程施工质量控制。三、加强试验检测管理的措施 1、试验检测设备的管理需要加强检测设备是建筑工程试验检测的重要物质基础。只有种类齐全、质量合格检测设备才可以准确反映送检样品的真实性,作为评判建筑工程施工质量的参考。所以工程的建设单位和施工单位以及监理单位应当通力合作,必须确保试验检测设备满足检测要求,设备的维护与管理工作也需要加强,必须进行定期校验,确保设备处于正常的工作状态,有助于提升检测结果的代表性与科学性。 2、工作人员的业务素质亟需提高试验人员的业务素质在对于试验检测工作结果的质量起到了决定性作用,只有加强对试验人员的培训与管理,使得试验人员具备相应的资质,确保其业务水平达到相关的要求,才能有效地提高试该项工作的准确性与科学性。同时,试验人员的思想水平也起到关键作用,必须保证他们在试验检测的全过程中都能自觉的严格遵循国家标准,做到规范采样、科学检测,这样就能从根本上提高检测结果质量,确保建筑结构施工环节中工程质量管理有充足的依据,保证了建筑工程的使用安全。 3、完善试验检测的管理制度建立健全试验检测的管理制度,加强试验检测全过程的监督力度,可以确保试验检测结果客观准确的反应工程建设的实际,从而找到工程建设中存在的问题,并有针对性的加以改进,最终提高建筑工程的施工质量。所以,各级单位应当密切配合,不断完善试验检测的管理制度,实行科学的管理措施,使试验检测工作有章可循、有据可依,有效的提高试验人员的工作积极性,促进试验检测工作向着规范化、制度化的方向发展。此外,组织专人建立一个试验检测工作的监督小组,对试验检测工作的全过程进行客观公正的监督,并根据实际的操作过程对试验人员进行评分,可以激励试验人员不断提高自身的业务素质和思想水平,提高试验检测的质量,从而更好的发挥试验检测在工程建设过程中所起到的作用,确保建筑工程施工顺利进行。 四、建筑材料质量控制措施 1、首先在订购建筑材料前的质量控制仔细阅读工程设计文件,施工图、施工合同,施工组织设计等与工程材料有关的文件,熟悉文件对材料品种、规格、型号、强度等级,生产厂家与商标的规定和要求。 2、掌握材料信息,优选供货厂家。引入竟争机制是保证采购订货质量的前提,而且有助于保证工程质量,降低工程造价。为此大宗材料应当实行招标采购方式,对于有色差的装饰材料最好是一次订齐和备足货源,以免由于分批而出现色泽不一的质量问题。 3、进入施工现场的各种原材料、半成品、构配件按供货合同约定的质量标准提供质量文件,包括:生产许可证或使用许可证;产品合格、质量证明书或质量试验报告单。物单必须相符,应检查到场材料的实际情况与要求的材料在品种、规格、型号、强度等级、生产厂家与商标等方面是否相符。如有任何一项不符,应要求退货或要求供货单位提供材料资料。标志不清的材料可要求退货或抽检。 4、材料进场后的质量控制工程上使用所有各类材料必须事先审批后方可进入施工现场:施工现场不得存放与本工程无关或不合格的材料。不同种类、不同品种、不同厂家、不同批号、不同型号的材料必须分类堆放,界限清晰,建立材料台账并由专人管理。避免使用时造成混乱,便于追踪工程质量,对分析质量事故的原因有一定帮助。 结束语 随着建筑工程迅猛发展,质量是工程的生命已成为人们的普遍共识。材料是保证工程质量的首要条件,作为检验材料质量的唯一有效手段——试验检测,不容忽视。在材料质量控制的实践中,深刻体会到工程材料的质量监控要采取检验和抽检相结合,建立完善的质量保证体系,牢固树立“百年大计、质量第一”的方针,从源头抓起,严格执行国家有关质量检测方面的法律、法规,严格按国家颁布的试验标准和规程进行工作。检测工作坚持科学性、公正性、其工作不受任何行政和其它干预,秉公办事、不弄虚作假、不伪造资料、不参与任何有损于试验成果公正性的活动,确保工程材料质量,为有效地控制工程质量奠定基础。 建筑工程材料试验检测技术研究:建筑工程材料试验检测技术的应用分析 摘要:建筑材料的检测是确保工程使用材料质量,确保工程质量的重要举措,建筑材料质量好坏直接影响建筑工程的优劣,而目前社会上生产的建筑工业产品伪劣品太多,因此,必须对建筑材料质量进行严格检测与控制。本文结合笔者多年的施工管理经验,对建筑材料控制的内容、检测的影响因素及检测方法进行了探讨。 关键词:建筑 工程 材料 试验 检测 内容 当前我国经济正处于快速发展阶段,对基础建设工程的投资也逐渐的加大,建筑材料检测技术也越来越受到重视。检测人员应严格遵照规程操作,注意检测试验的每个细节,努力做好建筑材料的检测工作。加强进场材料的质量控制、严把材料进场验收关、合理选择、使用和存放材料等等。另外需要建设系统采取行政管理手段,备案措施,检验等措施来保证工程质量。 1、材料质量控制的内容 材料料的质量标准是判断材料质量是否合格的尺度,也是作为验收检测材料质量的标准和依据,不同的材料有不同的质量标准。掌握材料的质量标准,是进行材料检测的前提,否则检测就失去的意义。 材料质量检测的有书面检测、外观检测、理化检测和无损检测等方法包括:书面检测,是通过对被检材料的质量保证资料(生产许可证、合格证等)、试验报告等进行审核,取得认可方能使用; 外观检测,是对材料从品种、标志、规格、外形尺寸等进行直观检查,看其是否有明显的质量问题; 理化检测,是借助试验设备和仪器对材料样品的物理力学性能、化学成分、机械性能等进行科学的鉴定。 建筑物的检测根据其部位和使用功能可以分为三类,一是建筑结构材料,二是墙体材料,三是建筑功能材料。施工过程中使用的建筑材料品种多样,现场检测和试验材料的检测都需要符合国家的相关规范,这样才能够确保建筑物的工程质量,只对合格证明检测而不对样品进行抽样检测或者是抽样不合符规范都是不和要求的。 2.建材检测的影响因素 2.1 环境温度与湿度的影响 温度和湿度对一些建筑材料的性能有很大的影响,若温度过高会使材料强度偏高,而温度过低会使材料的强度偏低。为了得到标准的建筑材料性能,在标准规范中对材料养护以及测试时的环境条件都有明确规定,在检测时必须严格遵守。 2.2 加荷速度的影响 常温条件下若进行材料力学性能测试时加荷速度较快,则试件的变形滞后加在其上的荷载,测出的强度值一般就会高于材料的固有强度。若加荷速度较慢时,检测所得的数据就会偏小。因此加荷速度应严格按照材料标准和操作规程进行,在规定范围中取低值。在实际检测中检测人员应掌握正确的加荷速度。 2.3 试件尺寸及精度 进行材料力学性能测试时,试样应为标准试件,否则应按标准规范进行处理。尺寸精度就是实际尺寸变化所达到的标准公差的等级范围。尺寸精度越大得出的检测结果就越精确。所以试件尺寸及精度对检测结果的影响非常大。为了尽快建立规范化的检测标准,通过大量的材料检测试验,着重研究了标准试件的长度、宽度以及厚度等尺寸对材料性能的影响,提出了检测的标准试件尺寸的建议,为标准检验方法的建立提供了基础资料。 2.4 检测误差 检测中由于操作人员的熟练程度不同以及受材料的匀质性、设备仪器、环境条件等因素的影响都会使检测结果产生误差。将同一个样品分成几个试样,用相同方法在同一仪器上分别进行检测所得结果之间的误差,称为平行检测误差。它主要是考虑材料的匀质性,规程规定该误差的允许值较小;同一组试件之间的误差,若该误差在规定的范围内是允许的,但若超出了允许范围则应重新检测。它主要是考虑操作人员的熟练程度的差异。同一材料、同一样品在不同检测设备所获得的检测结果的误差,称为再现性误差或对比检测误差,该误差规定的范围最大。它主要是考虑操作人员的熟练程度的差异、设备仪器、环境条件等因素的影响。 3. 取样试样 建筑材料的取样必须具有代表性,一般是对一批材料中的不同的部位进行随机的抽样检测,也就是抽样时不仅要数量合符要求同时所取的部位和方法也必须是按照相关规定来进行的。所取样品的数量对检测的结果准确性非常的重要,若是数量过少、取样的位置以及方法不正确则得出的结果误差就会相差较大,甚至有可能得出相反的结果。例如:袋装水泥必须从至少20 袋水泥中取出等量的水泥样品,而且总量不得少于12kg。然而在实际的检测过程之中检测人员往往从一整袋水泥之中取出半袋或是就拿一袋作为样品,通过检测水泥的一些指标不符合相关标准要求,但是经过现场取样之后,得出的结果却是完全的符合国家的标准要求。 4.一般建筑材料的检测方法 4.1 钢筋的检测 钢筋在进入施工现场时,必须按照国家规范中的《钢筋砼用热轧带肋钢筋》GB1499 等一些规定对抽取的样品作力学性能试验,检测的结果必须符合规范中的标准。对于需要进行冷拉的钢筋必须分批的验收,同时每一批钢筋的总重量不能够大于20t。建筑在施工过程中的钢筋焊接主要分为以下几个焊法:闪光对焊、电阻点焊、电弧焊、电渣压力焊。1) 闪光对焊:钢筋的机械试验主要是指拉伸试验和弯曲试验,钢筋的拉伸长度一般是500mm~650mm,在做冷弯试验是长度一般是250mm~350mm。2) 电阻点焊:热轧钢筋在做电阻点焊抗剪试验时,钢筋的长度一般大于等于600m m;对于低碳钢丝的焊点,除了要作抗剪试验外,还必须对小钢丝做拉伸试验,钢筋的长度一般为500m m ~ 650m m。3) 电弧焊与电渣压力焊:钢筋在做现场安装时都必须对其做拉伸试验,钢筋的长度一般是500m m ~ 650m m。 4.2 水泥、砂石的检测 砂石、水泥、外加剂是建筑工程中最基础和用量最大的建筑物材料,在过去对建筑工程中的这些材料进行检测时,一般只是检测这些产品的强度和着与强度有关的一些技术指标。而现在对于砂石、水泥以及外加剂的检测还必须加上放射性的检验。在对水泥进场验收时:必须对其品种、级别、包装以及出厂的日期进行检查,并且要对其强度、安定性和其它一些指标也要做相关的检测,检测标准必须符合国家规范中的《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175 等中的相关规定。在施工的过程之中对水泥的质量不能确定时或者是水泥的出厂日期超过了三个月时,必须重新对水泥进行检测,并且按照新检测的结果使用。砂石的取样方式:在对砂料堆进行取样时,所取的部位必须是均匀的。在砂石的顶部、中部以及底部等五个不同的部位进行取样,从而组成一组样品,每个部位抽取的砂石必须大致相等。在对砂石和水泥进行送检时,还必须对混凝土配合比和砂浆的配合比进行检测工作,砂石和水泥的检测报告最好是同时得出。在第一次搅拌混凝土或者是砌筑砂浆时,必须要预留至少一组标准的试样来作为验证配合比的依据。同时,还需要对砂石的粒径、水泥的使用量、搅拌的所花费的时间以及砂浆的和易性等一些指标进行检验。 4.3 混凝土 建筑物的混凝土强度等级必须符合相关规范,对于检查混凝土强度的构件,必须浇筑的地方随机的抽取。对于有抗渗要求的结构,抽取的抗渗部位也必须随机从而来保证工程质量。检测过程中周围环境的稳定和湿度对材料的性能影响也非常的大,故对材料的养护和测试环境也必须符合规范的标准。例如GB/T17671- 1999 《水泥胶砂强度检验方法》规定,构件的制作环境温度应为20℃±2℃,湿度大于50%;拆模时的温度为20℃±1℃,湿度大于 90%;在水中的养护稳定为 20℃±1℃。 5.数据处理 检测数据的处理依照 GB/T8170-2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》来进行,按规定保留有效位数,尾上数字按照四舍六入五单双法进行取舍,即四要舍六要入,五后有数进一位,五后无数看前方,前为奇数进一位,前为偶数则舍去。在进行数据处理过程中,其取舍常用方法有拉依达法、肖维纳特法、格拉布斯法等。各方面的原因,相同组试件结果离散性会比较大。为了使得结果较准确,必须对试验结果作出相应的取啥。比如在做水泥胶砂试件的抗折强度要求时,当三个强度值超过了平均值的10% 时,那么就必须剔除该值其余两个值的平均值作为测定结果。如果其中的两个数平均值超过了10%,那么剩下的一个值作为测定结果。若三个数平均值超过了10% 则需要重新检验。对于混凝土和砂浆都有各自的检测方式,在做检测是必须注意。对于检测出的结果比预期的大或小,或者是相差比较大都必须对产生这一现象的原因进行分析,从而找出原因。 6.结语 近些年来,检测技术越来越加的成熟和先进,一些与检测有关的标准和规范也相应的出版了,这对于确保工程中的质量具有非常重要的作用。建筑工程施工质量控制不仅需要依靠施工过程的技术管理以及质量管理,还需要对施工用建筑材料进行必要的检测,以保障工程施工质量。 建筑工程材料试验检测技术研究:浅谈建筑工程材料试验检测技术 【摘要】建筑材料是建筑工程这一特殊产品的原料,其质量好坏直接影响建筑工程的优劣,而目前社会上生产的建筑工业产品伪劣品太多,因此,必须对建筑材料质量进行严格检测与控制。本文介绍了我国建材检测发展现状,探讨了影响材料检测的因素。分析了建材质量检测技技术的控制措施。 【关键词】建材 检测 技术 一、前言 我国建材检测发展现状 据国家认证认可监督委员会统计,目前我国的检测机构分布之广、数量之多、涉及面之宽,在世界上是罕见的。在众多的实验室中,绝大部分实验室的检测装备相当简陋,科技含量也不高,固定资产不足200 万元。实验室操作人员更是少得可怜,大多数不超出10 人。年检测收入不足100 万元,除去成本,利润微乎其微。造成此现象的原因是定位不准发展失衡,建材检测行业从开始出现发展到今天,都是以科研院校和大型建筑企业内部试验室等附属机构的面貌出现的,大都带有科研与教学性质。而以各级质量监督管理部门名义设立的监督检验室,带有政府色彩,且一直附属于母体的部门进行运作,还没有形成独立企业运作的理念。但是,按照国际惯例,没有独立法人资格,检测机构是不能作为独立的第三方服务市场的,这就为中国的建材检测机构带来了市场风险和压力。 二、影响材料检测的因素 1、周围环境温度及湿度的影响 温度对水泥构件的早期强度有着十分明显的影响:环境温度对水泥材料的凝结硬化有很大的影响,当温度高时,水泥的凝结硬化速度迅速,当温度低时,水泥的凝结硬化速度缓慢,因此适宜的温度对水泥的强度起到了十分重要的作用。在国家的标准规范中对检测时的材料养护的环境条件有严格规定,例如水泥试验环境要求:试验用的试块在成型时的环境温度应该稳定的保持在20℃±2℃的情况下,并且其相对湿度也应该大于50%。只有严格遵守相关规定才能有效的减少系统误差。 2、加荷速度的影响 在建筑材料的试验检测过程中,根据不同的规定和标准,对各种建筑材料有不同的加荷速度的规定。例如混凝土试块的试验检测过程应该使用连续的、均匀的加荷速度,并且混凝土的强度等级小于C30 时,其加荷速度应该为每秒为0.3~- 0.5MPa,当混凝土的强度等级大于或等于C30 且小于C60 时,其加荷速度应该为每秒钟0.5~- 0.8MPa,当混凝土的强度等级大于或等于C60 时,其加荷速度应该为秒钟0.8~- 1.0MPa。假如检测人员在实际的试验检测工作中为了尽快的完成材料的试验检测任务,随意的增加其加荷速度,将会使试验检测的结果失去真实性。 二、建材质量检测技技术 1、确定检测项目 施工现场所用的建筑材料品种繁多,进场需检测,试验的材料检验项目要服从国家、行业及当地建设主管部门(或所属有关部门)的规定。比如混凝土用的水泥,需按批检验其安定性.强度,凝结时间和细度。 2、科学取样 取样要有代表性,一般是以一批材料不同部位随机抽取规定数量的样品,即不仅取样数量要正确。取样部位及方法也要按规定进行。试样的数量关系到试验结果的准确性,数量过少,取样部位及方法的偏差,都会使试验误差增大,甚至会得出相反的结果;但是,在实际检测中常常出现取样不具有代表性、取样数量不够,取样方法不正确等。 3、一定的外部环境条件 温度和湿度对一些建筑材料的性能有很大的影响。故在标准中对材料养护,测试时环境条件有明确规定,只有严格遵守这些规定,试验结果才具有可比性;该试验在一定程度上能反映出环境温度湿度对材料试验的影响,因而要求试验时必须将温、湿度控制在规定范围内。 4、误差度 试验方法须严格按标准规定进行。可是有个别试验人员在作钢筋拉伸试验时只试验到试件出现颈缩而不将其拉至断裂,这是不正确的,这样势必造成试验结果的误差,但这不属于试验误差,而是人为造成的误差。钢筋不拉断,其测得的伸长率较规定的试件断后伸长率要低,与标准规定相违背,这是不允许的。试验要求必须准确,以减少误差度。 5、数据处理 由于各种原因,同一组试件中有时试验数据结果离散性较大。为使试验结果准确,标准规定对一些材料的试验结果数据有取舍的要求。如水泥胶砂强度抗折试验,当三个强度值中有一个超出平均值土106 的需剔除该数值,以其余两个强度测定值的平均值作为抗折强度结果。若其中有两个测定值超过平均值的±106 时,则以剩下的一个测定值作为抗折强度结果。若3 个测定值全部超过平均值的±106 时,则须重新检验。混凝土和砂浆的抗压试件强度平均值的计算等都有各自的取舍方法。应予注意,切不可简单地把数据相加计算了事。计算后的数据修约的方法按GB/T8170 进行,其尾数要按四舍五入单双法进位,并按标准规定保留数据的位数。 三、建筑材料质量的控制措施 1、严格检查建筑材料三证 为了控制以上材料配件的质量,严把材料进场检验关是一个重要措施。工程所使用的主要材料、成品、半成品、配件、器具和设备必须具有中文质量合格证明文件,规格、型号及性能检测报告应符合国家技术标准或设计要求。进场时应做检查验收,并经监理工程师核查确认。实行生产许可证和安全认证的制度的产品,应有许可证编号和安全认证标志。实行生产许可证和安全认证的制度的产品,在选购前需对产品的生产许可证及安全认证标志原件进行核查,以防复印件伪造,同类产品不同型号不同规格产品要分别核查每个品种的证件,以防冒名顶替以一代十。招标或采购技术要求、产品样品、投标书、合同等重要文件资料要专人妥善保管,甲方工地代表或监理工程师要全面掌握这些资料,货到工地后依据资料核查验收,对产品的型号、规格、性能指标、产地、数量、外观质量进行检查,不符合要求者不许接收。重要的设备、产品,需要特别关注的产品在设备产品加工生产过程中,需要甲方去现场核查监督生产过程。这项工作是甲方工地容易脱节,建设单位材料部门或合同管理部门整个操作过程没有及时通报给监理工程师,资料也没有给监理工程师复印,有时货到现场后没有及时通知监理工程师,材料部门或工地直接将材料接受,都会造成材料进场把关不严。加热管管材生产企业应向设计、安装和建设单位提交下列文件:国家授权机构提供的有效期内的符合相关标准要求的检验报告;产品合格证;有特殊要求的管材,厂家应提供相应说明书。 2、必要的强制性检测 为了保证结构安全,治理质量通病,禁堵伪劣材料用于工程,根据设计要求,或规范要求,或主管部门规定,需要进行项目检测。目前一些地区质量检测站常规检测项目有:主体结构(梁、板、柱)砼标号及钢筋数量检测,竣工后房屋空气质量状况检测,钢筋抽样检测,混凝土试块检测,加气块两项性能(外观质量及强度)检测(非必检测项目),瓷砖性能检测,铝合金门窗三性检测等,这些项目都是强制性要求必须检测的项目。 结论 检测报告是建筑材料检测站的最终产品,检测报告的准确性和可靠性,直接决定了建筑材料是否合格、能否使用,关系到建筑工程的质量和人民生命财产的安全,也关系到建筑材料检测站的企业形象和社会信誉。因此,加强对建材检测技术要求及工作流程的管理,是建筑材料检测站内部质量管理的重要组成部分,是确保建筑材料检测站出具合格检测报告的重要手段,也是建筑工程质量控制的重要环节。
建筑节能设计论文:航站楼的建筑节能设计探究 摘要:近年来环保理念与节能技术受到人们广泛关注,节能技术也逐渐渗透到社会各行各业,其中以机场改建、扩建、改造应用节能设计效果最为显著。本文以航站楼为主要研究对象,结合机场实际运营过程中能耗情况,重点分析节能设计在机场航站楼使用价值,为绿色航站楼建设提供一些参考。 关键词:航站楼建筑;节能设计;节能技术 1机场航站楼能耗情况 能源是机场正常运营动力来源,能源中心为机场航站楼、空调暖通、飞机跑道等各种设备提供热电冷服务,因此其能源消耗量巨大。从机场整体分区角度来看,每一个分区能源消耗情况均有不同。航站楼作为乘机旅客主要活动区域,客流量十分惊人。航站楼分区需要同时运行室内空调、照明系统、中央空调以及弱点设备等,位居机场总分区能源消耗首位。所以,航站楼建筑融入节能设计,对节约机场能源损耗、减少污染物排放具有重要现实意义。 2节能设计在航站楼建筑中应用情况 2.1被动式航站楼节能设计 被动式航站楼节能设计概况来讲就是不借助各种类型和性能的能源消耗性设备,通过航站楼建筑自身获取自然能源,最大程度上收集和储存能源,进而实现节约能源这一目标。机场航站楼节能设计要综合考虑机场地形、日照情况以及风向风速等被动节能因素。需要注意气象情况、净空等方面内容应该在机场建设总体规划环节进行分析。 2.1.1机场地形 通常来讲,机场选址多数会避开斜坡、陡坡,因为高度不同的海拔与地表对机场航站楼能源消耗影响也不尽相同。结合海拔高度不同问题,其高度与空气温度呈负相关。当海拔高度相差100m时,航站楼建筑温度相差0.5℃,直接影响了航站楼建筑内部空调温度的调节。并且山顶与山脚散热速率不同,使得早晚温度差异相对较大。针对处于山脚位置机场航站楼,无论是寒冷还是炎热地区,都要密切关注晚间降温带来的影响。这一点,与临水地区、临海地区对机场航站楼影响基本一致。所以,为了确保航站楼建筑能够处于最佳程度被动节能,首先要考虑地形因素重要性。 2.1.2风向风速 风向风速直接影响着飞机着路安全程度,所以在机场跑道建设阶段,要全面掌握和了解机场所在区域全年风向风速情况。在充分发挥出机场跑道利用率的同时,高效降低航站楼建筑与机场能源设备闲置情况。综合强化风能源使用率,进而实现航站楼建筑与机场整体被动式节能。在实际节能设计过程中,首要考虑因素是热能平衡。北方地区在秋末冬季要进行供暖、南方地区则需要进行隔热。怎样高效利用风向风速,是强化供暖隔热效果和环保节能重要途径,并且需要在航站楼建筑设计环节体现出来。根据实际节能设计情况而言,可以采用新风换热等设计,保障航站楼建筑热能均衡,进而强化航站楼建筑热风循环,最终实现节能环保要求。 2.1.3机场日照 机场日照被动式设计主要包括航站楼建筑朝向与太阳能辐射。结合我国半数以上地区位于北温带这一地理情况,要求在设计环节要充分考虑到太阳光最大程度上照射航站楼,为获取更多太阳能提供条件,缓解供暖设备能源损耗。 2.2主动式航站楼节能设计 2.2.1自动控制 自动控制实际是智能控制技术,主要是指在无人操作情况下自动化驱动机场控制设备监督和控制目标。自动控制技术更多应用在机场能源损耗最大电器中,因此在一定程度上影响了机场能源节约情况。除却照明设备之外,自动控制技术还能够在空调、电梯等设备中发挥性能,节约设备能源损耗基础上延长设备使用周期。 2.2.2空调设备 在空调设备类型选择过程中,要结合其最大负荷量。但是实际负荷低谷阶段,只能设计最大负荷量1/5。因此,节能设计时期要结合航站楼建筑性能、特征以及形状,正确筛选蓄冷系统的冷热源,实现航站楼建筑空调设备最佳使用状态。节能设计要全面引用太阳能性能空调设备,节约电能损耗。蓄冷系统冷热源中热泵水源可以实现循环制冷制热,且换热效果较高。但是由于系统回灌难度大,在设计过程中要谨慎选择。蓄冷系统节能设计要考虑热源土壤,采用冷式冷源设备。其主要性能是最大程度上运用夜间用电的低谷阶段进行制冷,加以冰水和冷水等媒介储存起来以便负荷最高峰期运用。相较于传统式冷蓄系统,更加节省设备运行能耗与费用。 2.2.3照明系统 航站楼照明系统节能设计过程中,要根据照明设备类型和航站楼建筑采光情况和特征。结合照明系统各种需求和限制,选择经济适用照明灯具,合理利用照明强度与范围来设计照射效果。例如,航站楼建筑顶棚钢结构由于其内棚对平均照射程度要求不严,所以可以运用上遮光等方式控制照明灯具。为建筑内提供符合需求照度,实现照明系统节能环保要求。 3结束语 总而言之,航站楼建筑过程中能够运用节能技术非常多,其中被动式节能设计中主要是航站楼建筑通风系统和立面结构两方面、主动式节能设计主要涵盖了太阳能、风能等新型能源运用。机场管理人员和节能设计人员要主动学习节能设计理念,强化节能技术使用能力,为机场航站楼建筑节能建设提供条件。 作者:段静鹏 单位:中国民航机场建设集团公司 建筑节能设计论文:中原地区高层住宅建筑节能设计研究 摘要:建筑节能是国家节能工作和能源战略的重要组部分。开展建筑节能工作是国家的一项重大决策,是建设资源节约型、环境友好型社会的必然要求。文章分析了中原地区既有建筑和新建建筑的节能现状以及政策导向,阐述了建筑节能设计的必要性和重要意义,综述了当前建筑节能设计的整体方案和细部设计要求,以供参考。 关键词:中原地区;小高层;住宅节能;设计 我国虽地大物博,能源资源丰富,但人口众多,人均资源偏少。在各类资源消耗中,建筑能耗占所有资源消耗总和的25%~33%,占据能耗总量比重较大,对远离其所在地的其他区域的河流水体、空气质量影响较大。当前我国的既有建筑95%以上是高能耗建筑,新建建筑80%以上是高能耗建筑,我国单位建筑面积能耗是发达国家的2~3倍。所以,中国要走可持续发展道路,推进节能建筑、绿色建筑已刻不容缓。 1中原地区建筑节能设计的现状分析 1.1既有建筑节能设计现状 改革开放以来,各行各业迅猛发展,建筑业也不例外,以多层住宅和小高层住宅为主的集体式住宅建筑骤然增多,但由于当时经济条件的限制,为了节省造价,集体式住宅建筑存在建筑设计标准偏低、围护结构构造简单、居住舒适度较差、环境效应差等缺点,这类建筑已不能满足人们日益增长的物质文化和节能理念的要求。并且此类建筑能耗过大,与周围城市环境不协调,更与当前所倡导的建筑绿色化的理念相违背。 1.2新建建筑节能设计现状 中原地区气候特殊,夏季湿热、冬季阴冷,所以该地区建筑节能设计既要满足冬季保暖又要满足夏季隔热的要求。做好新建建筑的节能设计工作,不仅需要建筑师从实践中总结经验,开拓创新,更需要政府的政策支持和监管保障。河南省人口总量大,人均占有资源少,经济发展与能源资源供应的矛盾日益加剧。“十二五”期间,河南省省政府重点抓好新建建筑节能,深化供热体制改革,推进墙体材料革新,加强公共建筑用电管理,指导开展农村住房节能,抓好低能耗、绿色建筑示范带动等工作,并强化新建建筑执行建筑节能标准,都取得了显著成效。(1)制定了建筑节能设计标准。按照《河南省人民政府办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》(豫政办〔2005〕86号)要求,全省县级以上城市全面执行居住建筑65%、公共建筑50%的节能设计标准。凡属财政补贴或拨款建筑,在严格执行节能设计标准基础上,鼓励执行低能耗和绿色建筑标准。并在2012年编制了《河南省居住建筑节能设计标准(夏热冬冷地区)》、《河南省居住建筑节能设计标准(寒冷地区)》,这两部地方标准吸收了外省居住建筑节能设计标准的先进经验,为该省新建住宅建筑节能设计提供了新的标准依据。(2)加强了建筑节能监督管理。河南省各级工程质量监督机构要按照《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007)要求,严格进行建筑节能分部工程或专项验收,对验收不合格的项目不得进行竣工验收备案。达不到节能标准的建筑不准销售使用。房地产开发企业在销售房屋时,应当向购买人明示所售房屋的节能措施、保温工程保修期等信息,在房屋买卖合同、质量保证书和使用说明书中予以载明,并对其真实性、准确性负责。(3)加大了建筑节能执法监督力度。河南省各级政府及住房城乡建设部门着力加强对建筑节能工作的监督检查,依据《中华人民共和国节约能源法》和《民用建筑节能条例》(国务院令第530号)等法律、法规监督不执行或擅自降低建筑节能设计标准的现象。进一步加大建筑节能执法监督力度,保证绿色建筑的顺利建成和节能减排工作的顺利开展。尽管政府在建筑节能方面做了很多努力,但在建筑节能起步发展时期仍然存在一些不足:建设各参与方的建筑节能意识及法制意识较为薄弱、区县单位的建筑节能设计和施工等能力不足、建筑节能产业支撑体系不够完善、建筑节能经济激励机制尚未建立等,种种弊端都会阻碍新建建筑节能的发展。 2高层建筑节能设计的必要性 2.1既有建筑能耗高,改造价值总量大 新建建筑大多都是高层和超高层,此类建筑的建筑节能设计在政策的严格要求下,建筑能耗严格按照低碳建筑进行设计,能耗不高。既有建筑多层和小高层居多,而且大多既有建筑的布局不合理,外墙材料保温隔热效果差,门窗未考虑保温隔热。此类建筑存量多,改造价值总量大,如果加以改造,对建筑能耗的降低贡献巨大。 2.2既有建筑不能满足当前居民的生活舒适性 传统小高层建筑建造时由于条件限制,房屋夏季没有制冷设施,冬季没有取暖设施,室内环境极为不适。现在由于人们生活条件提高,大多居民会自行选择采取措施降温或取暖。在夏季,空调通过将室内热空气排出室外的方式给室内降温,然后再将空调冷凝水排到室外,但这都是以牺牲室外环境为代价。而且,空调调温时间过长,室内舒适性也会降低。与人们生活水平提高相适应的环境改善较为迫切,包含室内环境和室外环境,所以既有建筑节能改造和新建建筑节能设计尤为关键。 2.3新建建筑应与国家倡导的绿色建筑发展相适应 国务院印发的《“十三五”节能减排综合工作方案》明确了“十三五”节能减排工作的主要目标和重点任务即强化建筑节能。编制绿色建筑建设标准,开展绿色生态城区建设示范,到2020年,城镇绿色建筑面积占新建建筑面积比重提高到50%。实施绿色建筑全产业链发展计划,推行绿色施工方式,推广节能绿色建材、装配式和钢结构建筑。强化既有居住建筑节能改造,实施改造面积5亿平方米以上,2020年前基本完成北方采暖地区有改造价值城镇居住建筑的节能改造。推动建筑节能宜居综合改造试点城市建设,鼓励老旧住宅节能改造与抗震加固改造、加装电梯等适老化改造同步实施,完成公共建筑节能改造面积1亿平方米以上。推进利用太阳能、浅层地热能、空气热能、工业余热等解决建筑用能需求。既有建筑进行节能改造,新建建筑能耗控制,这与我国的环境保护发展战略相一致,同时也与国家倡导的绿色建筑发展相适应。 3建筑节能设计的重要意义 从我国国情出发,建筑节能设计师建筑师运用科学合理的建筑节能措施完成作品,不仅仅能够实现对资源的节俭,同时也能保护环境,消耗相同的资源完成更多的建筑,节约我国有限的能源资源,降低建筑能耗在总能耗中的比重,提高利用率。从居民的生活质量上来讲,随着居民生活物质水平和精神水平的提高,人民更希望生活在自然、干净、卫生的环境中,建筑节能设计能够有效减少建筑垃圾、减少建筑污染,保护环境卫生,从而实现自然环境和能源资源的可持续发展。 4建筑节能设计的主要方法 4.1整体设计方案 当前对于环境保护的呼声越来越高,许多专家学者对绿色建筑节能设计的研究也越来越深入。天津大学对基于大数据的节能设计进行研究分析,准确瞬时确定建筑物内部若干设备的运行状态和故障原因,并能够依据业主的个人喜好做出改变,再计算运行,并能够动态自我修复,形成内部系统之间相互配合的智能建筑。此外,在全面提倡环境保护的大背景下,广州某设计公司提出基于低碳节能理念的建筑节能设计方法,选取低碳建筑材料并增加其使用率,设计出低碳建筑节能系统,并且在建筑设计过程中要坚持绿色意识、树立绿色观念,节约资源,实现建筑美学、环境保护和低碳节能理念的统一。清华大学开展了基于整体能量需求的方案阶段建筑节能设计方法,建立了一套建筑方案阶段节能设计方法体系和方案阶段节能设计导则的形式,力求为建筑设计者指明方向。天津大学综合考虑城市和建筑多层面设计因子的系统化整合,进行了基于能耗模拟的建筑节能设计方法研究,转变原有的设计思维模式,最大限度地提高节能效率。 4.2细化节能设计 建筑设计人员往往从建筑本身进行细化设计,降低建筑能耗。对于建筑规划与布局,建筑群之间有利于自然通风,平面形状为长矩形的建筑应该跟主导风向保持在30°~60°之间,并保证一定的间距便于日照和通风;进行小区规划时,尽量避免周边式和混合式,要留出通风通道,利于建筑群中的空气流动。对于建筑围护结构,最基本的设计方向是在材料和构造上尽量减小热阻,即主要致力于降低屋顶结构、门窗和墙体结构的传热系数,减少热传导,进而降低能耗。 5结语 中原地区气候特殊,设计人员在兼顾冬季保暖和夏季隔热的同时,又在平衡建筑能耗降低、环境保护、建筑造价等三个方面做出了很多努力,也有许多较为成熟的设计方法。相信在国家大力推行绿色建筑发展的大背景下,我们能够在节能设计的实践工作中探索出更高效的方案,为我国的绿色建筑发展做出贡献。 作者:陈瑞芳 陈瑞龙 单位:郑州城市职业学院 河南绿地广场置业发展有限公司 建筑节能设计论文:建筑节能设计中BIM技术的应用 摘要:近年来,随着我国科学技术的不断发展,我国的建筑行业得以迅猛发展。然而现阶段我国的能源消耗状况严重,要想维持建筑行业的可持续发展,就必须在节能上做足文章。随着BIM技术的产生与应用,将BIM技术引入到建筑节能设计中去可以达到较为良好的节能效果。 关键词:BIM技术;节能设计;建筑;应用 资源能源的短缺问题是当前全球所面临的一个共同问题,因此每个行业都有责任与义务,深入探讨与分析其节能的设计方案,尽量杜绝资源能源的浪费现象,特别是在耗能较大的建筑行业。现阶段,我国建筑行业的能源消耗量仍然在逐年增加,多数的建筑团队仍然沿用传统的建筑技术,墨守成规,缺乏创新观念,建筑行业中的节能设计仍存在着各种各样的问题,因此,如何在建筑行业引入节能设计,将BIM技术应用其中已成为了当务之急。 1将BIM技术应用到建筑节能设计中的重大意义 在当代建造设计行业中,建筑信息模型(BIM)真可谓是一代宠儿。BIM主要是依赖于计算机辅助设计(CAD)技术,将建设项目生命周期中不同阶段的资源、过程以及数据集合在一起,建立起一个工程的数据源,创建、管理、共享其建设项目周期各个阶段的动态工程信息,实现对整个建设项目周期的实时管理,实现其信息的全局共享。应用BIM技术可以实现工程数据的创建、管理、共享、协同等,在建筑行业生产力上具有革命性的意义。 1.1提升项目协同的效率 在我国建筑项目中,由于其项目团队往往具有临时性,其工程也较为的复杂,因此,在工程项目建设施工的过程中,往往会因为其协同困难,而产生工期延误的现象,进而导致资源的严重浪费。将利用BIM技术应用到建筑施工中,可以利用其信息共享的原理,获取实时、准确的数据,提升项目的协同能力,推进工期,进而减少其资源的消耗量。 1.2精确项目施工的计划 现阶段在我国建筑行业中,由于其预算工作还是采用原有的手工作业,对于人员、机器、材料等资源的计划不是十分的准确,往往会造成资源大量的浪费。将利用BIM技术应用到建筑施工中,可以对项目下料进行优化,采取精确断料,对木工进行模板翻样,大大减少了废料的产生。另外,在方案计划中,通过其虚拟的施工,去判断项目需要的资源以及人员、材料的配备情况,可以减少对材料的损耗,节约资源。 1.3可对碰撞进行检查 由于建筑工程具有十分复杂的工程设计,施工方工程师以及设计师很难仅根据图纸上涉及的问题,提出合适的解决方案,并且在实际的施工过程中,也会发生由于施工中出现的各种碰撞问题,进行重新设计、返工、重新施工的现象。然而,由于返工产生而造成的经济损失,材料损失所引起来的资源消耗是十分巨大的。目前应用BIM技术可以创建BIM模型,BIM软件无论是对软碰撞情况还是其他任何的碰撞情况,都可以提供自动检查的服务,并出示相关的碰撞检查报告,从而得出最佳的解决途径,从根本上避免了由于碰撞而引发的工期延时、资源浪费现象。 2建筑节能设计中BIM技术的应用 2.1协同设计 将BIM技术应用到建筑节能设计中去,可以建立起一系列的建筑信息模型,将建筑施工中所需要的全部信息在其信息模型中进行集中的汇总,当需要读取水泵的用电量、水泵的尺寸等信息时,可以跨专业直接取读。在采用BIM技术进行设计时,由于其设计工作是在其模型范围内进行的,因此,一旦参加设计的任意一方对其设计内容进行了修改,其他各方的设计人员都可以及时地看到,然后再一起进行讨论,提高其协同设计的办事效率。在利用BIM技术所建立的模型中,所有的专业事项都必须在模型中进行检查操作,对其水泵进行电量修改时,可以同步更新其负荷计算,通过这种BIM模型不仅可以提高建筑节能设计方案工作的联动性,而且还可以对其工作流程进行简化。 2.2可视化设计 传统的建筑工程方案设计,往往是采用CAD信息平台,将剖面图、立体图、平面图等信息进行汇总,提供给相关的排水设计人员,并在分析与设计的过程中,对其梁高的位置以及建筑的结构进行适当的调整,努力按其建筑图形进行复原。但是对于那些工期短、结构复杂的工程,利用CAD信息平台,往往在信息的传递中,会导致信息的失真,因此会对建筑工程的施工产生不良的影响。而将BIM技术应用到现代化的给排水设计方案中,不仅可以在其建筑工程中建立相关的信息模型,对其信息进行更加直观的读取;而且还可以提高其信息的有效性与完整性,降低信息在传递的过程中发生的失真现象。由于给排水施工的模型是建立在土建模型基础之上的,在设计给排水系统时,需要修改其局部的设计模型,但在其修改的过程中,极有可能对其楼层的平面设计产生某些影响,但在多数情况下,都是以楼层为基础设计的,这样难免会扰乱系统内部之间的联系。而在模型设计中利用BIM技术对其进行修改时,可以对给排水工程设计进行整体性的把握,操作性较强,修改工作较为简单。 2.3安装模型的设计 在建筑节能设计中应用BIM技术,并进行相应安装模型的设计,对其建筑节能施工具有指导作用。将其时间维度引入到BIM模型中,在具体的施工中,将安装进度表编制进去,利用BIM模型,实现其项目预先的可视化。另外,对其工程进度表进行合理的编制,可以整体把握其给排水工程,对其进行全局的规划,降低其设计的变更率,简化设计与安装的相关流程,提高其施工的效率。 3结束语 综上所述,在建筑节能设计的过程中,应用BIM技术是十分有益的,运用BIM技术可以将建筑工程转变成为一个虚拟的数字化模型,可以对其进行全方位监测分析,使其建筑节能设计的效率明显的提升,实现了建筑信息的共享。因此,将BIM技术应用到建筑节能设计中意义深远,可以助力于提高整个行业的水准。 作者:黄珍雄 单位:广东南方职业学院 建筑节能设计论文:居住建筑节能设计中的问题及优化策略 摘要:随着我国经济的发展和进步,对于各项工程的建立力度不断增加,而与人们生活息息相关的居住建筑工程近年来也获得了很快发展,很多都入住了新型的高层建筑中,可见生活水平的提升。同时对于居住建筑人们更多提出了一些要求,其中绿色施工技术就是其中一种,对于建筑工程的建设过程和使用中如何实现能源的节约是相关人员重点关注的话题。建筑物的满足人们对居住的基本要求外,通过对建筑结构的设计和改变以及各种新兴技术的应用,实现了建筑的节能目标,最大限度的降低了对能源的消耗,下面文章对具体的工作内容进行阐述,以供参考。 关键词:居住建筑;节能设计;优化措施 正文: 如今,如何将环境问题进行缓解以及控制是当前相关工作人员最为关注的话题,对于各项工程的建设,从一方面带去了技术的提升外,从自然环境所受到的影响上来看,产生了很多负面影响,因而为了能够更好的解决这一项问题,在工程建设中各国都希望能够做到环境保护以及实现资源效率应用的目标,保证能够实现与自然环境的协调发展,在这种大环境下,建筑行业要实现进一步发展和提升,就需要从绿色节能技术上进行研究。 1居住建筑节能的必要性 1.1符合国家的发展形势 建筑节能也即是不仅能够对人们日常的生产生活进行支撑,同时还能够满足人们对自然环境的要求,最大限度的减少对周围环境以及能源的浪费,将建筑工程施工中对于自然环境的破坏降到最低,因而在发展背景下,节能技术的应用获得了相关技术人员的关注,这项技术不能够实现对资源的浪费,同时还能够将建筑环保性能进行提升,让建筑企业以及业主不仅能够获得经济利益,还能够收获社会效益。 1.2为新型建设带来了发展的新空间 如今低碳经济发展十分迅速,人们都对节能的理念有所关注,这也是我国实现可持续发展的一项重要内容,经济的发展带动了人们物质生活的享受,同时对精神需求世界的满足成了一个重要目标,因而这对于节能理念的推广和应用提供了重要的发展空间,这对于我国实现居住建筑节能是一个重要的发展基础,因此相关企业要积极的应用节能技术,使其能够适应新建筑模式的生态环境。 2居住建筑节能设计的实施措施 2.1大力开发利用清洁能源 如今社会的发展和建设中,积极的应用可再生能源以及清洁能源是主要的发展目标,对于一些居住型的建筑工程来说,能够将太阳能技术以及风能技术更好的应用于其中,在一些民用的住宅小区中,通过太阳能发电系统的应用,将太阳能电池进行储蓄,将太阳能经过转化,形成电能放在电池中,晚间如果有用电需求就可以使用,这项技术的应用不仅能够降低对于煤炭资源的浪费,同时也能够将相关资源的浪费程度降到最低。对于情节能源的使用,主要是一些装备安装中,要保证技术水平实现准确的安装,实现用户的用电以及相关需求。 2.2围护结构的建筑设计 居住建筑中对于围护结构的设计和应用中更多的是体现在保温上,尤其是对于一些北方居民来说,好的保温设计工作能够更好的实现节能目标。在设计中如果相关人员对于保温材料没有进行合理的选择,对材料的相关使用标准和规范不明确,那么在后期应用中就无法实现准确的利用。对于施工方来说,要严格的根据建筑节能设计图纸进行施工,在对居住建筑中屋面进行保温中,材料的应用中可以选择聚苯板,对于厚度进行计算,实际的施工效果是限制的1.5倍,对施工人员要加强对安装技术能力的提升,对安装过程进行管理和控制,保证建筑保温工作的顺利完成。 2.3增加建筑周围的绿化面积 建筑工程中除了上面两个方面能够实现更好的节能效果外,对周围环境实现绿化也是一项重要内容,如果绿化环境能够更好的设置,就能够实现对空气中的一些噪声以及粉尘类污染进行降低,同时对于周围的控制中湿度能够起到很好的调节作用,对生态环境形成进一步的优化效果,另外设计过程中,相关人员可以通过小区的规划面积以及整体结构来对绿化工作进行设置,形成美观的外部条件,让建筑内部以及外部的温度以及湿度达到平衡的状态,对于人们的居住舒适度也能够很大程度提升,因此在节能设计功能工作中,要积极的建设绿化方案,创造良好的居住环境。 2.4实现自然通风 在对居住建筑进行节能相关设计工作前期,对于土地资源要进行规划和管理,对于建筑之间的距离要进行拉大,这样能够保证拥有充足的自然通风效率,另外还可以通过这种方式让建筑空间内部与空气实现交换,降低建筑中室内的温度,从而降低室内因为要降低温度所要消耗的各项能源,另外设计人员在设计中对建筑物的朝向也是要有所考虑的,要想实现更好的通风效果,在设计中要根据夏季的风向要对其进行调节,根据北大南小、北高南低的原则对通风设计工作进行排列,这样不仅能够让建筑内部与自然风之间形成共享,还能够在处于建筑背面的建筑形成高效的“风障”,这样夏季居住建筑就能够通过南风来更好的进行调节和通畅,而冬季还可以对冷空气进行阻挡,提升保温性能。最后,设计人员还要尽可能的减少封闭式的建筑组合设计,要保证居住建筑群内所设风道的畅通性,在针对入风口与出风口进行设计时要按照当地的主导风向来完成,让建筑群内的空气得到更好的流通。总之,伴随着经济的发展和社会水平的提升,人们对于居住建筑中应用节能技术有了更高的认识程度,这对于之后将人类社会带入到环境和低碳生活中起到了推广和促进作用,因此相关建筑企业要适应当代各项技术的发展潮流,对节能技术进行充分应用和提升,结合先进的节能管理理念,最大限度的提升技术水平,保证节能发展大目标的实现,保证我国社会的整体发展壮大。 作者:周盼 冯世成 单位:北京构力科技有限公司 建筑节能设计论文:居住建筑节能设计策略 【摘要】节能环保问题是当前人们关注的重点问题,对于建筑能耗而言,也在经济发展中长期困扰企业发展的主要问题。对于我国来说,尽管地大物博,但人口众多,人均资源占有率相对较低。随着人们生活水平的不断提高,对建筑低能耗的要求也越来越高。本文主要针对夏热冬冷地区建筑节能设计的要求进行分析,对居住建筑节能设计的方法及节能效率进行分析。 【关键词】建筑节能;低能耗;设计策略 前言 夏热冬冷地区夏季较为闷热,而冬季则较为寒冷,该地区的建筑热湿环境也相对较差,居民在夏季投入的降温费用及冬季的取暖费用都比较高,所以需要针对建筑进行节能设计,是建筑具有低能耗的特性,降低居民的降温及取暖费用。在建筑能源利用方面,我国的能源利用率相对较低,仅采暖、照明、空调及加点等设施消耗的资源占据我国整体能源消耗的30%以上。可见,居住建筑节能设计在社会可持续发展中肩负着重要的功能。 1居住建筑节能设计理念 建筑节能是一个长期的过程,不可能一次就能达到最佳状态。根据我国建筑节能工作的发展情况来分析,当前建筑节能设计主要针对以下几个方面开展:①对气候环境因素要加以利用。在设计中对有利条件要争取利用,对不利因素要尽可能的避免,使建筑与自然环境融为一体,满足人们对建筑环境的需求。在不同地区建筑节能设计时,要结合当地的气候特点,重视自然采光与通风,对建筑空调、采暖系统的特点和气候条件要兼顾。②改进当前建筑材料、设计及构造中能耗较好的环节,在经济条件许可的条件下,发挥建筑节能的作用。③对建筑进行设计过程中,要将节能降耗的思想贯彻其中,对新的节能技术要不断应用,向超低能耗、无污染的建筑发展方向发展。 2建筑平面节能设计策略 2.1建筑选址 对日照的充分利用是建筑选址中的首要条件。日照关系到人类的生存、热工效率及身心健康,在居住建筑内部空间设计中,对日照条件要争取利用,包含日照质量、日照时间等方面。居住建筑规划中,要选择向阳的地段,以南北向为主,对日照条件加大利用,为了对日照间距的要求进行满足,各地区也都有相应的日照间距标准。对于建筑物冬季防寒保温性能而言,冷空气度建筑外围护体系的渗透影响室内保温想能,特别是寒冷的冬季,建筑选择要尽可能的选择在避风位置,可用错落交织的布局结构防止风影效应,建筑围护体系节能、保温、门窗洞口设计中,依据建筑围护体系不同部位风压分图作为依据。 2.2建筑布局 对居住区整体布局要充分考虑,做到不同间距、角度、体量及道路走向的建筑物组合布局,对日照及自然通风条件充分利用,从而形成夏季不同的热量盈余与冬季不同的热量需耗。居民取风向、风速受道路走向的影响较大,在住宅群与道路之间,气流多以垂直方向、速度较小的管状气流为主,不容易穿越建筑物,所以对住宅群体不同体量、形状的布局与组合要充分考虑,使高层住宅与地层住宅错落排列,利用住宅区的植被、道路等形成自然通风和流动气流。保证冬季建筑物室内保持热量,放置冷风进入建筑物内,而在夏季又能形成穿堂风,达到自然降温的目的。合理进行建筑布局,使居民取形成微气候环境,实现人工生态系统的平衡,有利于建筑能耗的降低,节能效果的实现。 2.3建筑位置及朝向优化 在建筑布局方面,需要对城市环境的影响进行考虑。对容积率要合理选择,如果容积率过高,那么建筑对日照的需求就难以满足。日照辐射能量非常大,但建筑如何有效利用日照能源,是建筑节能设计中需要重视的问题。城市规划中,要对日常加以重视,对建筑的朝向与位置合理确定,确保每一栋建筑都能获得充足的太阳辐射热能,所以建筑节能中与建筑方位有直接关系。2.4窗墙比控制所谓窗墙比,指的是建筑各方向的开窗面积与对应朝向外表面的比值。众所周知,窗户的传热系数高于同面积保温墙体3~6倍,而相同墙体面积的热量损失要比窗户损失的能耗高24倍以上,所以,如果其它条件不变,窗墙比越大,损失的能耗也就越多。所以,基于降低能耗、节约能源的角度考虑,在满足使用需求的条件下,对居住建筑窗墙面积比要合理控制。通常而言,对窗墙比进行确定时,主要按照建筑所在地区的夏季与冬季日照情况及季风情况作为依据,同时考虑开窗需求面积、室外空气温度、室内采光需求及建筑能耗占比等因素综合考虑,通常情况下,窗墙比控制在0.2~0.5之间。 3建筑主体节能设计 3.1外墙节能设计 外墙保温大致可分为外保温、内外温及夹心保温三大类。内保温是在墙体内侧设置保温层,该方法属于传统保温方式,造价较低且施工简单,但在热桥处理中容易出现问题,如冻融或浸渍等容易时保温隔热墙面开裂、发霉等。所以该保温方式主要作为外保温的补充方法,一般不单独使用。夹心保温在墙体内、外两侧墙片之间设置保温材料的方法。墙体可为混凝土空心砖砌块、粘土砖等,此类墙体材料的耐候性及防水性能较好,所以对保温材料要求也不高,一般的岩棉、玻璃棉及聚苯乙烯即可。且在施工条件及施工季节方面也不受影响。在夏热冬冷地区,由于此类保温墙体的厚度较大,并且内外墙需要连接件连接,施工工艺复杂,存在热桥,无法充分发挥保温材料的效率等。外墙保温是在墙体外侧设置保温层的方法,不存在热桥,对墙体受温度的变形应力也能降低,所以该保温方法的应用比较广泛。因为是在墙体外侧设置保温材料,所以建筑各部位冷、热桥的影响基本可消除,保温材料的保温效能能够充分发挥出来。与内保温及夹心保温方法相比,保温材料相同的条件下,外保温所需的保温材料厚度较小,实现节约材料的目的。外保温使墙体保温隔热性能提升,室内热能传导损失减少,室内热稳定性提高。此外,雨雪风霜对外墙体的侵蚀作用也减少,墙体防潮性能提高,避免了室内墙体出现结露、霉斑等现象。由于保温材料在墙体外侧,保温材料内的毒害物质对室内环境不会造成影响。外保温材料中,主要有挤塑聚苯板、膨胀聚苯板、酚醛树脂、硬泡聚氨酯及岩棉板等。随着建筑防火需求的提高,部分耐火性能差的保温材料也逐渐被禁用,诸如HX隔离室防火保温板等新型防火保温材料的应用逐渐增多,建筑外围保护结构应用热工性能较好的材料,可实现降低能耗的要求,实现建筑节能的需求。 3.2门窗幕墙 玻璃幕墙与玻璃门窗是建筑通风、采光的通道,由于经窗户损失的能耗非常大,为了降低建筑能耗,可从以下措施减少能耗损失:首先,应用中空玻璃。中空部分厚度不低于9mm,在幕墙中使用时,厚度不能低于9mm,适合厚度为12~20mm之间。为了使保温性能进一步提升,可使用Low-E中空玻璃,也较低辐射玻璃,其中充有惰性气体,在玻璃面镀多层化合物或金属构成膜系产品,具有较好的透光性与隔热性。在门窗材料方面主要采用塑料型钢、金属-木复合型材、玻璃钢型材等,幕墙可用断热型材、隐框结构及断热连接固紧件,降低热桥效应。 3.3屋顶 屋顶节能设计中,主要针对太阳辐射热的隔离为主,降低太阳直射,通过架空屋面、设保温隔热层、安装太阳能热水器、浅色屋面及种植植物等措施处理。还可设计蓄水屋面、通风屋面等方面,降低空调冷负荷,实现夏季降温费用的节约。在夏热冬冷地区,屋顶保温材料主要使用挤塑聚苯板,该材料内部为独立的密闭式气泡结构,是一种吸水率低、抗压高、不透气、防潮、抗老化、耐腐蚀的优质材料,导热系数较低,能够实现节能降耗的目的。如图1所示,改变屋顶传热系数对整栋建筑节能效率的影响中,对顶层影响较大,而对地层以下影响较小,也综合分析,也具有较好的节能效果。 4结语 冬冷夏热地区居住建筑节能措施和途径还有很多,在诸多节能措施中,要合理选择节能方案,既要能够降低能耗及资金的投入,还要保证节能效果的最大实现。除了对自然条件充分利用外,在建筑材料、空间、结构等设计方面,也要合理布局,同时,对可再生能源的利用也是建筑节能设计中的关键点,是夏热冬冷地区居住见着发展的一个主要方向。 作者:陆丕伟 单位:华蓝设计(集团)有限公司 建筑节能设计论文:建筑节能设计中新技术新材料的应用 【摘要】建筑节能设计中应用了很多新技术,例如数字化技术和生态技术等,同时还应用了很多新材料,例如在建筑结构中应用空心砖,使用新型的门窗,在隔热设计中使用了新型的玻璃材料,在窗框部分使用了新材料等,下面就对这些内容进行深入分析。 【关键词】节能设计;新技术;新材料 近些年建筑工程得到了很大发展,由于市场竞争的加剧在建筑中应用了很多节能的新技术和新材料,降低整个建筑的施工成本,优化建筑施工流程,同时还能保护周围的环境。建筑企业想要可持续发展,就必须应用节能的新技术、新材料。下面就对这些方面进行分析,希望给有关人士一些借鉴。 1建筑节能设计中新技术的应用情况 1.1分析在建筑中应用数字化技术 数字化技术在建筑中应用提高了施工效率,例如在数字化语言和计算机语言的支持下,可以制作建筑模型,实现建筑模型的数字化和立体化,可以全方位展现建筑设计情况,还可以进行建筑概念草图的设计,有效表达出设计方案,对基地进行细致的分析,有效保证了设计效率和加工效率,让建筑设计工作走系统化、专业化的道路。 1.2分析生态技术在建筑设计中的应用 通过在建筑设计中合理应用生态技术,达到对周围环境的保护,避免施工中破坏环境,同时还能对建筑设计进行优化,保证人和自然的和谐相处。通过应用生态技术后可以有效对资源进行控制,有效进行环境保护,但是需要对传统技术进行改进,让其变为新技术,在设计中更加重视环境需求和资源需求,加强绿色保护,建筑设计中突出生态化的设计理念。还可以应用建筑行业以外的生态技术,例如高新技术和信息技术,该类技术都比较成熟,因此可行性和实效性较强,在建筑节能设计中可以发挥很大的作用。 2建筑节能设计中新材料的应用情况 2.1分析结构中应用的新材料 当前的建筑设计非常复杂,实践中使用了很多新材料和新技术,对于新材料的使用不仅保证结构的安全性,提高抗载荷能力,还可以对传统设计结构进行改善,例如在高层建筑中大量应用了空心砖,其不仅具有很好的隔音效果,而且降低了建筑的重量,减轻了建筑自身承受的重力,还有效节约了材料,有效保证结构的安全性和稳固性。除此之外,在建筑设计中还大量应用了充气、膜等类型材料,直接改变了设计的方向,建筑在以后发展中向轻量化发展,因此使用的材料非常关键。充气、膜等材料的使用可以有效减少砖石、钢筋等传统材料的使用,有效提高设计的效率,但是新材料在建筑结构中使用需要和设计相一致,这样才能保证设计效果。 2.2分析安装门窗的技术应用 铜铝门窗比木质门窗的隔热度更好,但是在安装时应该注意下列一些问题,安装的双层玻璃,会比单层的玻璃价格低一些[1]。由此可见,单层门窗的性价比更高,因此在满足施工要求的时候,就应该选择单层门窗。在进行门窗安装过程中,要结合实际设计情况,选择合适的大小,选择抗风压性、抗渗漏性都比较强的门窗,在对门窗进行安装时,要对采购的门窗进行质量检查[2],发生严重变形的门窗不能使用,在装配门窗的时候,如果窗户和窗口,门和门的预留缝隙较大,那么就不能进行安装,要对预留缝进行微调,保证缝隙的均匀性,满足设计要求。如果窗口配合时有较大的缝隙不能使用,安装后将预留缝隙都进行处理,保证密封性,不能让雨水渗透进来。 2.3分析在隔热中使用新型材料 在进行建筑设计中隔热非常关键,要求必须和设计一致,新型的绝热材料优点较多,得到了广泛的应用[3]。这种材料外观是透明的,主要由三部分构成,第一层是玻璃,可以有效折射太阳光,第二层是空气间层,可以有效吸收建筑外部表面的太阳能,第三层是吸收面,有效隔绝外部热量进入到建筑内部,有效保证建筑的隔热效果。 2.4分析在通风中使用的新材料 在新的建筑工程中进行通风设计中,为了降低成本,满足用户的实际需求,在窗框部分应用了新材料,在底部设计出了空气流通渠道,有效调节从窗口流入空气的速度,提高人们在室内生活的舒适性,还可以对空气进行净化,除此之外,在建筑中让新技术和新材料有机的结合,利用数字化技术、计算机技术就可以简化新材料的应用。 3结语 通过以上对建筑节能设计中新技术、新材料的应用分析,发现由于技术的发展和成熟,在建筑领域应用了很多新技术和新材料,无论是可行性和实效性都达到了预期要求,提高了建筑的质量,降低了施工成本,有效推动了建筑事业的发展。在以后的发展中,相关部门和单位要继续强化对新技术新材料的研究力度,对建筑进行整体优化,保护周围的环境,为城市现代化发展奠定基础。 作者:段慧锟 单位:宝鸡职业技术学院 建筑节能设计论文:建筑节能设计实践应用 摘要:随着现代科学技术的不断发展,建筑节能逐渐成为了社会的一个部分,建筑能源的节约成为了建筑企业的首要关注话题。建筑企业的发展引领着现实社会的进步,它开创了市场的经济发展。现实社会提倡经济、科学的可持续发展,21世纪的今天,我们都面临着社会的各种环境的压迫,提倡保护环境,节约资源,注重低碳环保,追求绿色环境,开发新能源。可是,目前的能源问题仍然是一个比较严峻的问题,建筑节能设计是建筑企业的必要措施。随着经济的发展,能源的损耗和缺失已经成为了建筑企业的大问题。在建筑企业中对建筑材料进行规划设计,设计目标要求节约能源,注重低碳环保。节约是中华民族的良好品德,作为一名合格的中国人,在我们进行建筑设计时,更应该追求能源的节约。本文就建筑节能设计在建筑规划设计中的实践进行了一些比较深入的了解,提出了相关的建筑规划设计的节能的有效的措施,介绍了关于建筑节能设计的主要方法和内容,强调将建筑工程与技能技术统一,实现建筑节能的主要目标,加强对建筑设计的管理,针对建筑设计节能问题进行了探讨和研究。在建筑节能设计的过程中,实现节能的价值。 在建筑企业进行建筑规划的过程中,难免造成现实社会的能源的损失。能源是维持社会可持续发展的前提条件,现实生活中最不能够缺失的就是能源,能源是人们生存的重要依据。目前,经济的不断发展给人们带来了利益,同时它也给人类带来了一些弊端,环境污染日益严重,社会环境正处于一种恶化的阶段。因此,为了人类以后的生存和发展,我们必须重视环境的污染问题,提高人们的思想觉悟,倡导绿色的环保精神,加强对建筑能源的节约管理,实现社会的可持续发展。伴随着现代建筑企业的不断发展,社会的经济也在不断提高。为了以后我们能够生活在一个舒适的地球上,必须减少对环境的污染,降低对能源的损耗。现实生活中人们对住房的需求也在不断的增长,建筑企业的消耗能源问题也是一个重要的问题。在进行建筑节能的设计过程中,加强对建筑施工的能源管理,强调建筑节能设计,满足社会的发展要求。 一、建筑节能的重要意义 1.创造舒适的建筑环境 在建筑工程设计中,提倡建筑设计节约,减少建筑材料的浪费。建筑环境的舒适影响着人们的身心健康,文明的居住环境是社会人民的居住要求。建筑企业在对建筑实体进行设计的过程中,应该着重对建筑本身的设计,打造一个外观和结构都十分科学实用的建筑物。构建以环境相联系的舒适的居住环境,将自然、科学、人类三者相结合,实现建筑与环境的统一。在对建筑物进行改造和装修的过程中,追求环境的协调,促进建筑的发展,使建筑节约达到一定的目标基础。在对建筑进行施工的过程中,将建筑设计和社会的各个方面联系在一起,有效的实现建筑设计工程,保障建筑工程的完整结构。建筑节能设计主要有以下几点内容:建筑节能规划、建筑节能方案、建筑节能设计、建筑节能施工。传统的建筑节能设计,造价工程成本较低,建筑节能设计规划不够完整,导致建筑的材料质量较低,居住设计不够全面,在进行建筑结构的量化测量时不够达标。 2.节约建筑资源 目前,我国正处于现代化发展中国家,在推崇建筑节能设计的过程中,注重经济的可持续发展,促进现代建筑企业的增长,倡导社会资源的节约,加强对建筑节能事业的管理。在进行建筑施工时,减少对建筑材料的浪费,提高建筑施工的有效进行。倡导建筑节能设计的同时,制度高效可行的建筑施工方案,能够节约的资源尽量减少对它的浪费,努力节约水、电、煤气等不可再生资源,实现资源的有效利用价值,发挥建筑节能设计的主要作用和重要意义。在建筑设计规划的过程中,一般的建筑设计都是外开式和内开式,两种建筑方案都能够在一定程度上实现建筑节能的资源利用,在施工过程中强调有效的建筑工程技术,利用比较合理的施工手段进行建筑设计施工,严格处理建筑施工过程中浪费问题,通过对建筑节能设计进行严密的分析,加强对建筑节能设计的管理。 二、建筑节能设计中的实践应用研究 1.建筑节能设计的方案 建筑师在对建筑工程进行设计的过程中,往往会考虑建筑设计的整体结构和建筑的外形设计,以达到实用和美观的两个住房追求目标。建筑规划设计中,将有效的能源节约与环境设计结合在一起,严格要求建筑品质,实现有效可行的建筑节能设计。在建筑节能设计的方案中,主要包括以下几个方面:第一,建筑规划设计。即利用建筑室内的直接环境影响因素进行建筑设计。第二,新型建筑材料的设计和处理。提出环保的建筑设计理念,提高建筑的技术要求,保障建筑的节能,体现建筑设计的良好效果。第三,节能的建筑设计。即通过对自然资源的利用,减少对建筑材料的浪费,实现建筑节能的设计概念要求。 2.建筑节能的设计原则 建筑节能设计原则主要包括三个重要的原则,第一,整体性原则。依据不同的建筑设计理念,在建筑设计的过程中,将建筑设计规划和生态环境联系在一起,充分体现建筑环境的协调性。互相依照建筑和环境的搭配,统一结合建筑与环境原则。第二,合适居住性原则。即在保证居民居住、办公、生产的基础之上,坚持对建筑节能的设计理念原则,充分利用有效的建筑资源,体现建筑设计的人性化风格。第三,节能性原则。即在满足建筑节能设计的同时,利用现代建筑的发展优势,实现对建筑资源和能源的应用和管理,有效的提高建筑节能资源。 三、结语 在建筑节能设计的规划中,提高建筑施工技术,减少对建筑资源和材料的浪费,节约建筑成本,保障建筑工程的发展。通过对建筑节能的规划,有效的利用自然资源,设计合理的建筑方案,加快建筑事业的发展进程。 作者:黄蕾帆 单位:四川交通职业技术学院 建筑节能设计论文:住宅建筑节能设计分析 摘要:我国城镇化进程越来越快,住宅建设的发展也是日新月异,这样就造成了在夏季制冷、冬季供暖的耗能十分严重,因此在住宅项目中,建筑保温节能设计是非常重要的,本文着重从建筑设计的角度来分析住宅节能保温设计的影响因素和处理措施,实现住宅建筑节能设计的可持续发展。 关键词:住宅;节能设计;建筑节能 近年来,随着我国城镇化建设的加快,特别是在住宅建设方面,虽然在设计及建设过程中采取了一定的保温隔热措施,但建筑物能耗依然十分严重;此外,由于雾霾气候越来越频繁,造成广大人群的呼吸系统疾病发生频繁,雾霾气候的形成因素较为复杂,但可以确定的是,其中供暖季排放的大量碳氢化合物、二氧化碳等粒子是造成雾霾产生的元凶之一。因此建筑节能设计在当今社会显得越来越重要,是实现建筑行业节能减排,促进社会可持续发展的重要战略[1]。 1建筑体型设计 建筑物在进行总体规划及设计时,应按照场地条件,综合考虑建筑的选址、朝向、间距、主导风向、户型布局、建筑体型等各诸多因素[2]。通过结合建筑物所在地区的特殊气候条件以及住宅的功能格局,一般按照使建筑能够实现冬季避开西北风风向,夏季实现东南风影响建筑;住宅小区内应确保小区楼栋间距和绿化率;此外,从建筑物能耗的方面看,建筑物的建筑面积一定时,建筑物表面积越小,则建筑耗能越少。因此不仅要加强屋面和围护结构保温节能措施,而且需要在确保外立面造型的同时,尽可能的减小住宅建筑体形系数,根据建筑设计经验和性能分析可知,建筑物通过减小长宽比、减小外表面积尺寸等措施,能有效的控制建筑体形系数。选择正确的建筑物坐落朝向是一项重要的建筑节能措施。在其他的条件不变的情况下,传统的东西向板式住宅建筑的耗能量要比南北向的朝向的住宅建筑高大概5%左右。在现阶段的住宅设计中,建筑的朝向应根据当地的气候条件、主导风向、日照范围、住宅内部不同的使用功能、建筑周围的相邻场地条件以及各地区的其他条件,通过大量的市场调查、科学研究、系统分析来最终确定。较好的建筑物朝向不仅能满足住户的生活要求,日照要求,而且能避免由于气候、周边环境等带来的对居住感受的不适,同时能大量降低建筑能耗,实现建筑节能目的。一般来说,我国大部分地区的住宅最适宜的朝向位置为南略偏东或西,即为传统所说的坐北朝南。 2住宅建筑各部位保温节能设计 2.1维护结构保温节能措施 围护结构是建筑物保温的重要组成部分,其节能设计措施一般分为以下几个方面:(1)外墙内保温:施工工艺成熟,总体造价低,温度升降速度较快,适用于我国间歇采暖地区,但是存在对室内空间及环境的影响,使用范围效果受到一定的限制;(2)外墙外保温:采用节能保温材料,节能保温常用建筑做法,能够有效减小墙体的温度应力及收缩变形,减少保温材料中无法消除的挥发性有害气体对屋内居住人员的影响,但是由于近年来,由外墙保温而造成的火灾,造成了较大的经济损失和人员伤害,所以该保温措施对防火性能有较高的要求,对不同的建筑物安全等级,采用不同耐火等级的外墙保温材料,确保外墙保温材料能够满足消防要求;(3)夹心保温墙体:该种保温墙体的建筑整体性较好,且同样可以实现较高的保温效果;(4)城市窑洞技术:作为目前积极探索和研究的新型节能方法,该技术不仅对建筑外墙,而且对建筑物内部也可以进行有效的保温隔热设计,避免了其他几种节能措施的不利方面,是我国建筑节能设计未来发展的方向和研究的重点。此外,新型建筑保温材料的研究和应用,对未来建筑节能设计会产生深远影响。随着建筑节能设计的深入,新型的复合墙体已经开始取代原有的单一墙体。复合墙体主要是通过在墙体原有主体结构的基础上,增加几层复合的高新科技绝热保温材料,来改善整个建筑墙体的热工性能。按照我国要实现节能65%的远景目标,除采用加厚原有的单一墙体这一途径外,使用复合墙体将是未来的发展方向[3]。 2.2住宅外门窗节能设计 一般外窗的能耗主要包括通过窗框、玻璃的传热,窗缝间的空气流通,以及夏天太阳大量的辐射热这三个方面。普通的外窗能耗远大于同一位置的外墙能耗。一般的解决办法有:提高门窗的制作质量,采用断桥铝构件、设置密封条,采用中空玻璃等措施;控制窗墙比(窗户面积与窗户面积加外墙面积之比值),目前我国的设计规范中对建筑物的窗墙比有严格的规定,为的就是提高建筑的节能保温效果。规范中对不同地区、不同朝向的住宅窗墙比作了严格的规定,指出了在北向、东西向、南向的窗墙面积比分别不应超过025、03、035。因此,可以根据建筑物不同的朝向,选择相对应的窗面积,同时应强调建筑开窗方向的因素,是通过减少建筑物北侧开窗的面积来减少能耗。此外,由于传统门窗的保温隔热性能较差,门缝隙是冷风流通及渗透的主要通道。提高门窗的气密性,是减少室内外空气对流交换的一个重要措施。一般采用热阻大、传热效果较低的材料制造的新型门窗可实现其热工性能的较大提高。同时还要特别注意窗户玻璃的选材,普通的单层玻璃本身由于热阻较小,在我国广大的寒冷地区可采用双层或三层夹心玻璃。目前市场上中高档的住宅小区,一般采用隔热玻璃、中空玻璃、反热玻璃等新型玻璃材质,而且随着建筑节能技术的研究发展,低辐射镀膜玻璃等节能玻璃如雨后春笋,在各种建筑中的应用也逐步在得到加强。 2.3屋面保温节能设计 建筑物屋面的散热较为明显,一般住宅建筑屋面的节能设计常用方法和措施与建筑围护结构类似,主要的方法就是通过改善屋面建筑材料的热工性能来阻止能量在室内和室外进行传递,一般采用方式有架空通风屋面、内保温、外保温、绿化屋面、坡屋面。目前经常采用的架空通风屋面不仅节约建筑材料、结构构造简单、施工及维修难度较低、具有较好的经济性能,而且还具有防雨、防漏等的作用,建筑的隔热保温效果较为明显。架空屋面实现节能保温的方式主要有以下两方面:一是利用隔层的外表面来遮挡阳光照射,这样使得在屋顶处的结构传热进行两次交换,从而避免了屋面结构直接暴露在太阳光的照射下;二是利用流动风压的效用,通过坡屋面特有的气流布局,消散了坡屋面和和建筑屋面之间的热量,使得建筑的自然通风效果理想,改善了热空气对住宅室内的热效应作用。而且在屋面内增加屋顶的空气层有利于屋面结构实现保温效果,同时也有利于屋面在夏季实现隔热的效果。架空层目前常见施工做法为:以2~3块实心黏土砖砌的砖墩为肋,上铺钢筋混凝土板,架空层内铺轻质保温材料。绿化屋面作为新兴的屋面节能及美化方法,其主要作用有:增加建筑绿化、改善建筑小气候、避免形成热岛现象、净化空气和美化环境、减少屋面排水,改善屋面节能效果,同时还具有对所建建筑的保温隔热作用,不仅适用于住宅建筑,而且在工业建筑及商业综合体中大量的采用,为实现立体建筑,空中城市以及节能高效等建筑理念上发挥着重要作用。绿化屋面的主要特点有以下方面:(1)施工过程中应做好建筑屋面防水措施,防止种植面层和屋面主体结构渗水;(2)根据上部覆土厚度选择合适的种植物,设置耐根穿刺建筑做法,防止种植物根部穿透屋面防水保温层;(3)种植植物需要根据不同地域的气候及条件采用,植物要有足够的承受较大风荷载的能力;(4)屋面排水措施应完善建立,排水坡度需满足规范要求,确保不形成屋面积水。 3结语 本文通过对建筑节能保温设计过程中各环节的细致把控,通过建筑技术及材料的不断创新,从而实现住宅建筑节能的设计目标。住宅建筑的节能是一项包括较多学科和领域的系统工程,它不但与建筑物规划与设计相关联,而且还涉及其他诸多方面,如所在地区气候特点、新型建筑材料的使用、新型施工及建造工艺的应用,再生能源及新材料的开发和利用,建筑节能设备的设计、管理等方面,只有通过对它们进行综合分析,全面把握,才能实现我国制定的对建筑节能的各项要求和目标。 作者:常波 单位:太原时构建筑设计有限公司 建筑节能设计论文:小型公共建筑节能设计实践 摘要: 结合绿色建筑理念,介绍了小型公共建筑节能设计的原则,从选址规划、围护结构、自然通风、空调系统等方面,阐述了夏热冬冷地区小型公共建筑节能设计的方法,旨在为人们创造出健康舒适的生活环境。 关键词:绿色建筑,节能设计,夏热冬冷地区 0引言 绿色建筑设计强调“人与自然的和谐发展”,要求统筹兼顾建筑的能源节约、资源节约、回归自然和环境保护,创造出舒适和健康的生活环境,同步实现建筑的经济效益、社会效益和环境效益。文章将基于绿色建筑理念,阐述建筑节能设计的原则,并深入研讨夏热冬冷地区小型公共建筑节能设计的方法。1基于绿色建筑理念小型公共建筑节能设计的原则在夏热冬冷的地区,小型公共建筑的节能设计,要考虑整体设计的协调,坚持建筑设计的生态性原则,旨在为人们创造健康和舒适的生活环境。基于绿色建筑理念,在夏热冬冷地区的小型公共建筑设计,必须坚持以下几个方面的原则。 1.1整体协调原则 节能设计并非单方面的建筑功能实现,譬如建筑夏季充分利用了自然通风,但在冬季时,建筑围护结构不能够有效保暖保温,是不能称之为严格意义的建筑节能。换句话说,建筑的节能设计,并非简单地安装几块太阳能光伏玻璃。笔者认为,建筑的节能设计,要综合考虑气候、材料、地理、能源分布等因素,我们秉持整体协调的原则,重视建筑整体能耗的热工性能、地理位置、功能特征和建筑朝向等,因地制宜地完成建筑节能设计方案。 1.2生态性原则 节能型的建筑尊重自然的生态规律,模仿自然界生态系统的动态平衡特征,在适应自然条件的情况下,尽可能减少能源的损耗和提高资源的利用效率,类似于太阳能、风能、生物能等,都是不可多得的可再生自然资源,这些资源的充分利用,建筑的节能效果将事半功倍。除此之外,建筑围护结构的热工性能提高,以求减少冬季的热量损失和增强夏季的通风效果,尤其在夏热冬冷的地区,可构建出和谐的生态环境。 1.3全寿命周期原则 建筑从建设伊始,到落成投入使用,无不在消耗各种能源,适时能源的节约与否,以及危害环境与否,都表现出建筑的节能成效。因此,建筑的节能设计,要考虑全寿命周期原则,将其作为建筑节能设计的索引,在建设阶段,尽可能减少对环境的负面影响,以及创造建筑舒适健康的环境;在落成后,为人们所提供的环境,是健康舒适和低耗无害的环境,比方说围护结构的保温和隔热,再如借助地热能进行冬季取暖和夏季降温;在建筑拆除时,对环境的危害影响可降至最低状态。 2夏热冬冷地区小型公共建筑节能设计的方法 遵循以上建筑节能设计的原则,在夏热冬冷地区小型公共建筑的节能设计工作,从围护结构热工设计、自然通风设计、空调系统设计、生活热水系统设计等方面入手,指导完成建筑的节能设计。基于相关的设计经验,笔者归纳了以下几方面的设计建议。 2.1选址规划设计 关于建筑的选址规划,需要综合考虑地形地貌、城市道路、自然环境等因素,权衡各方因素的利弊,有关策略可从以下三个方面分析:首先是建筑物与建筑物之间距离的控制,要保证冬季时阳光被障碍物遮挡,增加冬季的日照量和日照时间,但不能够一味考虑冬季日照保证,否则在夏季时也会因为得热过快,而增加空调系统的冷负荷;其次是冬季尽量避开冷气流的影响,可通过挡风墙体的设计,以及以绿色植物作为避风屏障;最后是避免室内风速太大,影响室内舒适度,可在建筑物周围布置葫芦柱外墙,形成建筑的安全保护结构。以上的选址规划设计,是建筑节能设计容易忽略的宏观因素,笔者认为选址规划是建筑节能设计的前提,只有在保证建筑布局优化的情况下,才能够充分利用各种自然条件,形成有利于节能的建筑环境。 2.2围护结构节能设计 首先是建筑的外墙设计,选材时要逐渐摒弃烧结实心粘土砖土,这些类型的材料需消耗土地资源,在烧结时会产生污染性气体,属于能源利用效率低级的材料,因此外墙材料的选择,可尝试性利用新型环保材料,譬如蒸汽加气混凝土砌块,这种材料保温隔热和防火性能俱佳,可有效降低建筑的围护结构热传系数。其次是地面的防潮隔热设计,综合室内的温度、湿度和风速,在夏热冬冷地区,降雨量大,常有地面返潮现象出现,使得建筑内部的湿度比较大,并伴随出现结露和发霉,在此笔者建议在进行地面设计时,可依次铺设薄膜返潮层、发泡水泥绝热保温层、水泥砂浆防潮层和混凝土回填层,减少湿度因素对建筑地面寿命的影响。再次是屋顶的设计,屋顶绿化是最为常见,也是最为有效的节能设计方法,在进行屋顶绿化设计时,需要考虑建筑屋顶结构的特征,在掌握屋顶热传系数的情况下,将种植屋面技术尽量简单化。值得一提的是,屋顶绿化设计必须做好结构的防渗处理,所选择的屋顶植物,尽量倾向于本土和成活率比较高的植物,使得建筑与周围环境舒适协调。 2.3自然通风节能设计 自然通风环境的营造,目的是改善室内的热环境,其关键在于窗户设计、遮阳设计和热压通风系统设计。小型公共建筑的窗户,可选用双层中空玻璃,其气密性为四级,而遮阳设计也是自然通风的关键,在设计时应紧扣气象参数的数据,选用活动型的百叶外遮阳技术,在夏季时遮挡强烈日照光线,减少空调的制冷负荷,同时灵活引入自然风;在冬季时关闭百叶窗,减少建筑内外部的换气频率,避免建筑散热过快。至于建筑的热压通风系统设计,常见设计手法是增加建筑的面积和调节屋顶的结构形式,譬如某建筑的屋顶结构与楼梯间互相贯通,形成仿若风貌的结构形体,并在东西两侧的外墙上,设计了调控型的百叶窗,既可排除污浊热空气,也能够吸入室外新鲜冷空气。这种楼梯间的热压通风设计方法,尤为适合夏热冬冷的地区,夏季可将余热带出室外,冬季时则有效保证围护结构的整体问题,避免冷空气对建筑内部能源的消耗性影响。 2.4空调系统节能设计 空调系统是现代建筑的功能型部件,系统本身处于不断耗能状态,以换取相对舒适的室内环境。关于空调系统的节能设计,目的是控制系统能源损耗速度过快,并且充分利用系统的资源。笔者建议在选用空调系统时,应该结合建筑的冷负荷情况而定,同时需要兼顾当地的气候特征,譬如某建筑濒临湖泊,湖水容积很大,在夏季时相当于一个天然冷库,可以通过自然通风的方法,将冷热源引入建筑的内部,同时湖泊所产生的水蒸气,提高了自然通风的冷却效果;冬季时湖泊具有蓄热功能,可利用湖水源作为热泵空调系统的冷热源,发挥湖泊的蓄热作用。由此可见,空调系统的节能设计,讲究因地制宜地设计理念,当然在硬件配置方面必须质量达标,尽量选用质量优越的系统部件,譬如空调主机制冷量至少为60kW,选用半封闭螺杆式压缩机的COP值不低于4.5。 3结语 在夏热冬冷的地区,小型公共建筑的节能设计,主要考虑整体设计的协调,坚持建筑设计的生态性原则,旨在为人们创造出健康和舒适的生活环境。基于绿色建筑理念,在夏热冬冷地区的小型公共建筑设计,必须坚持“整体协调原则”“生态性原则”“全寿命周期原则”,遵循节能设计的原则,在夏热冬冷地区小型公共建筑的节能设计工作,从围护结构热工设计、自然通风设计、空调系统设计、生活热水系统设计等等方面入手,指导完成建筑的节能设计。 作者:党宏伟 单位:西安市建筑设计研究院 建筑节能设计论文:房屋建筑节能设计研究 1房屋建筑节能设计的重要性 如今我国的建筑耗能总量已经接近能源总量的三成,在能源利用过程中,会产生大量的污染物,由于能源消耗巨大,导致天然资源也日渐枯竭,传统的三种能源(煤炭、石油、天然气)形式不得不开始向其他可持续资源进行转变。在建筑中实现节能减排是顺应社会发展潮流也是人心所向,同时提高房屋建筑节能设计也是现今建筑节能设计中的重要部分。所以说在房屋建筑中实现节能设计极为重要。 2房屋建筑节能设计规划 2.1房屋建筑墙体节能设计 墙体属于房屋建筑中外围护结构的主体,如果采用保温性能良好以及蓄热能力较强的墙体,那么就可以很好的实现房屋的蓄热保温能力。在对墙体进行施工时,通常采用加气混凝土砌块建筑而成。砌块墙体同样也可以采用保温效果较强的复合墙体形式,如外保温复合墙体、内保温复合墙体以及夹芯复合墙体等。 2.2房屋建筑屋面节能设计 屋面是外围护结构中很重要的一部分,做好屋面的节能保温隔热设计至关重要。在对屋面的节能设计施工中,采用高效的保温材料作为屋面的保温层,同时还可以采用倒置式屋面和架空型保温屋面等保温方式来提高房屋屋面的保温隔热性能。在进行屋面的保温层施工时,要严格按照施工要求进行。由于要控制屋面的重量和厚度,这就必须采用密度不宜过大以及导热系数不宜过高的保温材料,并且要控制好保温层材料的吸水率,防止屋面在进行湿作业时由于保温层大量吸水而大大的降低了保温效果。对于一些吸水率较高的保温层要设置排气孔以排除保温层中的水分,从而提高保温效果。 2.3房屋建筑门窗节能设计 在房屋建筑中,由于门窗随时都在开关,导致屋内热能流失严重。在保证采风、采光和观景不受影响的条件下,通过对房屋的窗墙面积比、玻璃窗层数等进行科学合理的设计来加强门窗的气密性。 (1)合理设计窗墙的面积比。在《民用建筑节能设计标准》对不同朝向的房屋窗墙配合比做了严格的规定,在南向、北向和东北向的窗体面积比分别控制在0.35、0.25和0.3内,根据房屋的不同朝向进行合理的选择窗墙面积比,同时结合气候环境特征,对房屋的窗面积进行合理的配置,尽量减少北侧窗体的面积以减少屋内的热量散失。 (2)提高门窗的气密性。在进行房屋门窗施工时,采用大块玻璃窗扇和平开门窗的方式来减少扇与框、扇与玻璃等间产生的缝隙,并采用密封胶条对存在的缝隙进行处理,而在门窗框同墙体的缝隙间采用泡沫塑料或保温砂浆进行填充。使用具有良好保温性能的节能门窗新型门窗材料,从而极大的提高门窗的气密性,以减少室外冷热空气的渗入。 3房屋建筑施工节能设计 3.1现场施工管理 在对房屋建筑进行施工之前,需要对房址周围的环境条件进行细微的考察勘测,根据建筑节能所需,科学合理的设计出房屋建筑工程图纸,根据图纸对房屋建设现场进行管理,确定施工过程、施工工艺以及施工流程等每一个细节都准确无误,从而保证房屋的节能设计能够落到实处。同时严格对房屋建筑现场进行管理,对房屋建筑材料的利用进行高效的控制,避免建材随意浪费。 3.2建筑材料管理 在房屋建筑施工阶段中,建筑材料管理是否得当直接影响到整个房屋建设的质量,在对建筑材料进行管理时,对不同性质的材料进行分类管理,在施工之前需要进行现场报验和腐蚀报验。在施工时,材料切割要严格的按照图纸尺寸规划进行,并且优化材料切割方案,尽可能的减少材料的浪费,实现建筑材料的高效利用,从而达到节约建筑材料的目的。 3.3建筑混凝土水热化 在房屋建筑中要控制好混凝土的物料配合比,由于水泥在加水混合时存在水热化作用,除了与物料的配合比有关,还与外界温度密切相关。所以为了保证建筑混凝土的强度,通常需要外加剂来保证混凝土浇筑的温度,从而避免温度裂缝的出现。通过对建筑混凝土的合理处理,这就可以极大的提高房屋建筑质量,减少房屋材料浪费,实现房屋建筑的节能目的。 3.4房屋建筑工程的保护 在房屋建筑施工以及完工后,要采用科学的处理保护方法对建筑设施进行定时的养护,在不同的温度环境下,由于墙体会出现硬化或膨胀等现象,这就要及时的对这些建筑设施进行养护。在建筑完工后,要保护好房屋建筑,避免出现较大的损坏。可以在建筑周围实施绿化植物带,设置小型的湖体等,这样不仅可以抵挡风沙,还可以净化空气,调节建筑物周围的环境温度,同时还可以收集雨水实现节水节能。 作者:董新闻 单位:南京正滨房地产开发有限公司 建筑节能设计论文:绿色建筑节能设计探讨 对于当代的建筑工程而言,由于其自身的特殊性,需要大量的原材料使用和人工的投入,这些资源的大量投入造成现代建筑的根基。一方面施工单位需要追求利益最大化,另外一方面是可持续发展道路的根本思想,随意现代建筑之中引入了绿色建筑理念,绿色建筑之中便应该进行多种节能设计,这些节能设计一方面可以体现绿色建筑的自身优势,也同样体现了对于可持续发展思想的宗旨。 1绿色建筑的定义 对于绿色建筑,有些人认为是那些高投入、高智能化等堆积起来的的以科技发展为基础的生活建筑。笔者认为最好的定义,便是能够提供舒适而安全的室内环境,同时应具有与自然环境相和谐的良好的建筑外部环境,能充分利用环境自然资源,并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑。对于绿色建筑的室内布局而言,绿色建筑更应遵循的原则便是布局合理,减少一些合成材料的使用,充分利用科技的进步对于各种能源手段进行多层次利用:例如可以储存太阳能作为烧水的能量;收集雨水作为室外生态环境的灌溉水。这些举措的采用代表了绿色建筑的意义,同时对于设计体现的生态环保理念也充分有了体现。 2绿色建筑在现展道路进程中的意义 绿色建筑的采用,一方面确实由于建筑对环境的影响在环境问题中占有相当大的比重,另外一方面也是由于现代可持续发展思想的提出。绿色建筑理念的成功应用于建筑工程,对于现代工程而言是一个改变,更是一个突破。绿色建筑的理念成功应用于现代建筑。对于现代建筑而言,更好的体现了对于可持续发展道路的贯彻和实施,对于这种思想的充分契合。绿色建筑其最大程度上的利用了各种自然资源和资源成本,对于生态环境很好的融入和保护,现代建筑的人文思想更体现与其对于自然环境的保护和融入,人们从开始关注建筑的质量问题和居住问题变成了对于建筑的综合思考,人们不仅仅关注建筑成本造价问题,更开始关注建筑的各种外观性能,对于建筑所体现的各种人文精神也有了明确的要求。 3如何促进绿色建筑节能设计的实现 对于现代的绿色建筑而言,如何推广绿色建筑,并推广其中应用到的节能设计已经变成了当代建筑设计人员需要进行思考的问题。建筑工程不再是一个简单的施工过程便可以完成的简单工程,对于建筑而言,如何体现可持续思想成为了新时代对于建筑工程提出的高要求。希望广大从业人员进行积极的相关思考,并且可以积极进行创新,推动绿色建筑的发展的普及,同时完善其中的各种节能设计,为建筑业的明天成为基石。 3.1对于建筑开发土地进行最大程度的使用 现代节奏的快速生活带来了拥堵的城市生活,对于现代而言,土地已经变成了一种稀缺资源,现代城市化生活中对于各种建筑的占地面积划分的越来越小,如何在更小的土地面积上承载更多的使用功能变成了现代建筑工程的思考问题。现阶段建筑施工人员进行了有效的思考,例如高层建筑的使用率越来越多也就是现代对于土地利用率这个问题进行了思考并解决。现代之中绿色建筑的概念逐渐普及,所以对于绿色建筑而言,应该在最小的土地面积下承载更多的使用功能,同样对于绿色建筑节能设计的体现,也应该首先做好土地使用率。 3.2绿色建筑的节能设计中太阳能的使用 随着能源种类的开发,各种能源交替登上了历史舞台,从最开始的煤炭资源到后期的石油资源。但是无论何种资源,其本质都是不可再生资源,随着能源的开放和利用程度的加大,对于现代资源而言,其实本质便是用一部分便会少一部分。能源的开发变成如何最大程度的利用自然界中各种资源,对于太阳能便是一种较为稳定的资源。在进行绿色建筑节能设计时,应该在设计之中体现对于太阳能的使用,可以在楼顶设置太阳能采集装置,通过太阳能进行水加热和太阳能光电利用。 3.3节能设计中对于水资源的循环利用 对于居民小区而言,生活用水占据了使用用水的大部分,对于居民的生活用水而言,一方面当然要宣传节约用水的意义和积极影响,鼓励居民使用水资源时要节省。另外一方面节能设计中,应该体现对于水资源的循环利用,对于现代水资源而言,科学手段的进步使得水资源可以循环使用。例如洗菜水可以用来冲马桶,洗菜水可以用来浇花等。水资源的循环利用一方面需要居民自己的自觉行为,另外一方面绿色建筑也应该进行这样的设计。例如:室内采用节水型水龙头和节水便器,室外收集雨水进行花园的浇灌,设计之中完全可以设计雨水储存槽,进行雨水的收集,在干旱之时,浇灌花园。 4绿色建筑中采用自然通风和采光 人类在进行各种社会时代的发展,对于现代的各种温度调节系统使用的越来越多,对于现代人而言,使用空调等已非常普遍,难免对于电能使用资源过度使用。所以在现代的绿色建筑设计时,应该进行各种关于通风采光的设计,使建筑本身充分进行自然采风和自然采光,保证房屋的冬暖夏凉,保证人民的优质生活体验,同时这样的设计举措对于推广绿色建筑也是一个推动。 5总结 随着可持续发展思想的提出,对于现代的各种经济资源消耗的工作模式而言,对于资源的掌控都是首要任务。可持续发展道路绝对不是绝对不使用任何资源,而是对于各种自然资源进行最大程度的利用,保证人与自然的和谐发展。生态环保的思想越来越深入人心,对于现代建筑工程而言,体现人文思想也就变得更加重要,保护生态平衡,推广绿色建筑,这也是时代赋予当代建筑工程的任务。 作者:孙素云 单位:山西省晋城市建筑设计院 建筑节能设计论文:建筑节能设计及外墙外保温的应用 0引言 建筑行业作为国民经济的支柱产业,对我国经济有极其重要的推动作用。做好建筑的节能设计工作,合理分配资源,节约建筑材料,才能促进我国建筑事业的可持续发展。建筑节能设计要求高效利用建筑资源,最大限度地减少对环境的影响,实现人、建筑、自然的和谐统一,对建筑进行节能设计是促进建筑建设可持续发展目标实现的关键。 1建筑工程节能设计的重要性 建筑节能设计这一概念的出现,是人类对环境以及能源问题不断重视的结果。建筑节能主要是为了最大限度地节约国家的资源,减少建筑造成的环境污染,实现人与自然以及建筑的和谐共生。我国建筑面积在不断地扩大,建筑耗材量居世界前列,且大部分的新建建筑属于高耗能建筑,水泥、钢材消耗量约为全世界的40%。再者,虽然我国的能源较为丰饶,但人口因素使得资源占有量较世界平均水平仍然很低。随着经济的发展,各种能源、水资源、土地等更加短缺,实际的资源利用率较低。因此,建筑设计师开始寻求一个新的领域,来从最大程度上实现建筑的节能设计建设目标。因而进行建筑节能设计意义重大,能够减少建筑能耗,加快我国可持续发展目标的实现,更好地实现建筑行业的可持续发展。 2建筑节能设计 2.1外部环境和整体环境节能设计 在进行建筑节能设计时,必须严格遵循“整体设计”的原则,充分考虑建筑物周边环境以及能源问题,从而使得建筑最终的规划设计能够实现对周边资源的充分利用,有效提高自然生态利用效率,使得人与自然协调发展。通常情况下,在建筑物的运行过程中,影响用户居住体验的重要因素为光照和通风。所以,在进行建筑设计时,必须重点把握好这两个方面的内容,从建筑排布、朝向等方面入手,充分保证光照及自然通风,具体措施如下所示:①我国幅员辽阔,不同地区的气候也各不相同,从总体上来说较为显著的是大陆性季风气候,在进行建筑设计时,必须充分掌握地区各个季节的风向规律,并据此确定建筑朝向。因此,我国房屋多数是坐北朝南,从而获得合适的光照与通风,满足住户对于舒适度的要求。②在确定建筑间隔时,必须大于地区日照间距标准,从而保证室内的空气得到良好的流通,以提高居住舒适度;重视房屋室内温度的控制,使得能源的消耗处于最低水平。③在实际工程设计过程中,必须重视建筑排布问题,做好排布组合的优化工作,确保建筑整体与个体的协调统一,减少对环境的影响以及能源的消耗。 2.2单体节能设计 在进行建筑单体设计时,必须严格按照相关规范,对建筑的空间布局以及外观等进行合理规划。建筑的朝向必须在一定程度上有利于降低能耗,例如:在夏季,由于太阳直射,导致大量的热量产生,从而对制冷作业产生较大的压力,使得能源快速消耗;在冬季,由于气候条件过于恶劣,导致制暖压力也十分大,带来能源的大量消耗。对此,必须充分考虑建筑的地质遗迹气候条件,不断优化建筑的朝向,确保冬季光照充足,夏季在保证通风的同时减少日照,以实现能源的有效节约。 2.3建筑物部位节能 在进行建筑设计时,其材料的选择是一个十分重要的内容,直接影响到节能效果。首先,必须有效控制材料的质量,然后方可考虑材料的环保以及节能问题。当前,随着我国科学技术的不断发展,建筑材料也处于快速的更新换代之中,种类十分繁多,这也就使得设计单位的选择范围较大,可充分对比不同材料的质量、价格和环保性能,以达到最佳的应用效果。当前,大量的材料在保温、防水、环保等方面均具有较好的优势,在建筑物的屋顶和外墙中的应用效果良好,大大提高了建筑的使用性能。 3建筑节能中外墙保温技术的应用 长期以来,我国的建筑物墙体通常使用的是单一材料,例如:空心砌块墙体、粘土砖以及加气混凝土墙体。但是,单一材料的导热系数十分大,通常可以达到高效保温材料的20倍,无法达到保温隔热要求。对此,可以使用高效保温材料(例如:岩棉板、聚苯板等等)和承重材料组合使用,构成复合墙体。总的来说,外墙保温主要是利用保温绝热材料构成建筑围护,因此保温绝热材料的性能在一定程度上决定了建筑节能效果。对此,世界各国均十分重视保温绝热材料的开发应用,我国也正在积极推动该技术革新。当前,我国应用较为广泛的外墙保温技术有: (1)建筑基层墙面的处理技术。建筑基层墙面的施工对于整个建筑工程的质量有着重要影响。首先,工程施工人员应该对基层墙面进行仔细的清洁,通过清洁与找平工作确保墙面基层没有裂缝与空鼓。其次,要严格控制基层墙面的含水量,墙面过于湿润会出现胶浆的流挂,墙面过于干燥会影响到墙面保温层的粘贴。在建筑施工过程中,通过合理控制墙面湿润度,能够对保温板的空鼓与虚贴现象进行有效防治。 (2)保温板与砂浆的粘贴技术。在建筑施工过程中,保温板与砂浆的粘贴最常使用的施工方法是条点法。在进行条点法的施工时,保温板的周边要使用砂浆进行完全封板,防止雨水渗入到保温板中导致墙体渗漏。与此同时,要把砂浆全面而仔细地涂抹到保温板的周围,确保没有留下孔洞与缝隙。在粘贴保温板时,施工人员要用双手紧紧按压保温板板面,以确保保温板板面的均匀粘贴。要想保证墙面的平整度,保温板与保温板之间的高低差也需要经过仔细的打磨与处理。 (3)固定件施工技术。在建筑施工过程中,固定件的施工时间要选择合适,安装前要首先确保砂浆已干,否则会导致保温板出现移动现象,直接使保温层平整度降低,更给后续施工造成麻烦,最终导致建筑墙面保温层性能下降。在施工过程中,最好将保温板的粘贴与固定分2天进行。 (4)玻纤网格布与砂浆的施工技术。建筑工程施工中,抗裂砂浆涂抹工作完成后,要立刻把玻纤网格布压在砂浆表面,速度必须快;至于深度,只要将网格布掩盖住就可以。第二层胶浆要等到第一层的胶浆稍微干燥后进行涂抹。两层胶浆的总厚度在4mm左右即可。建筑体门窗口的位置,要做加强网;勒角处需要经过翻包处理。最后,在墙面保护层凝结之后,要进行有效均匀的喷水,以实现墙面养护。总之,建筑企业只有将国家可持续发展规划要求与当地的经济条件充分结合进行建筑节能设计,才能更好地满足建筑的整体质量、使用舒适度以及国家的可持续发展要求。建筑工程的节能设计不仅会对建筑企业发展产生重要的影响,还有利于加快我国城市化进程,满足当代节能发展需求,对实现国家的可持续发展目标具有重要意义。 作者:李漫 单位:马鞍山市博浪热能科技有限公司 建筑节能设计论文:办公建筑节能设计策略 1办公建筑节能设计的指标 1.1体形系数 办公建筑体形系数,关系到节能设计的效益。如果办公建筑的体形系数偏大,表明建筑潜在热散失问题,此时办公建筑的能耗偏高,需安排节能设计。体形系数的计算方法是:办公建筑外围接触大气的整体面积与概括体积的比值,体形系数明确了办公建筑的节能需求。 1.2通风指标 通风指标涉及的因素比较多,而且办公建筑中的通风方式不同,结合通风指标的规定,改进通风方式,促使其在办公建筑中达到节能标准。通风指标对办公建筑的布局、规划有要求,按照通风指标的要求设计办公建筑,由此熟悉掌握通风指标与节能设计的关系,在通风指标的作用下实现节能设计。 1.3采光指标 采光指标规定了办公建筑的照明系统,照明节能设计时需要达到相关的采光指标,由此才能保障办公建筑室内的照明效率。采光指标是照明设计中重点考虑的一项因素,关系到办公建筑照明的方式和设计,因为办公建筑对照明的需求量比较大,所以必须严格按照采光指标执行,才能在节能设计的基础上实现高质量的照明。外围护结构办公建筑的外围护结构中同样涉及到了较大的能耗,也是办公建筑节能设计中的关键指标。外围护结构存有保温、隔热的指标,根据指标要求,外围护结构需要根据外界环境的变化,适当调节能源,达到节能的目的。 2办公建筑节能设计的策略 结合办公建筑中的节能需求,例举比较典型的节能设计策略,控制办公建筑的能源消耗。 2.1环境设计 环境对办公建筑的能耗有一定的影响,气候、风向、光照都是环境设计中的因素,合理利用自然资源,减少传统能源的投入。例如:某办公建筑规划了布局、体型,深入研究了办公建筑所处环境中的风向,避免该办公建筑过于密集而影响了原有的流通风向,该办公建筑的前期设计阻断了自然通风的路径,在办公建筑附近引起了漩涡风,严重影响了办公建筑的通风环境,所以该办公建筑设计时避开了漩涡风,重新设计了办公建筑的整体布局,适应了外界环境,最主要的是不需要采用机械式的供能方式,提高了对环境的利用率,辅助办公建筑达到节能的标准。 2.2新能源应用 新能源是办公建筑节能设计最有效的方法,近年来,建筑行业非常关注新能源的应用,积极推行新能源的应用,取缔传统能源的消耗。常用的新能源有:太阳能、风能、地源热泵等,都可以应用到办公建筑的节能设计中。我国新建办公建筑中,40%-60%已经投入了新能源的应用,每年能源节能的比重高达30%,利用新能源即可满足办公建筑的运营需求,提供可用的能耗。 2.3照明节能设计 照明是办公建筑能源消耗最高的运行系统,大约占到总能耗的30%-40%,针对办公建筑的照明系统,提出节能设计的策略。首先提高对自然光的利用效率,尽量采用大面积玻璃窗,促使太阳光能照射到室内,提高室内的明亮度,办公建筑的玻璃还要具备节能、隔热的优势,以免长期接受光照而增加室内的温度;然后是照明系统的控制设计,办公建筑的楼梯、走廊、茶水间等位置的照明灯具,应该具有自动控制的特点,可以采用声控、触控的开关,防止照明等常亮;最后是推行节能灯具的应用,根据办公建筑照明系统的规模,合理设计节能灯具,降低电能消耗。 2.4空调节能设计 空调系统的能源消耗仅次于照明系统,针对办公建筑中的空调系统,提出节能设计的策略。分析如: (1)运行节能策略,科学的设计空调系统的运行方式,确保空调系统处于低消耗的运行状态,落实空调变频技术的应用,降低空调运行中的输送能耗,最主要的是控制风机能耗; (2)状态节能策略,办公建筑空间的负荷越大,对空调的依赖越强,由此增加了空调运行的压力,按照空调运行的状态实行节能设计,防止办公建筑室内温度过高或高低,在状态上实现节能设计; (3)空调参数的节能设计,办公建筑对空调的热回收、新风量和温差有明确的节能规定,办公建筑节能设计中需要积极落实相关的节能规定,通过参数设计实现空调节能。 3结束语 办公建筑的发展速度非常快,随着办公建筑智能化、自动化设计的推进,节能设计成为办公建筑的一项原则,既要推进办公建筑的发展,又要强化节能设计的应用。根据办公建筑节能的现状,规划节能设计的指标并提出节能设计的策略,优化节能设计在办公建筑中的应用,发挥节能设计的作用,管控办公建筑中的运营能耗。 作者:车文婷 潘浩 李振 单位:青岛北洋建筑设计有限公司 青岛沿海建筑设计有限公司
机械设计论文:机械设计技巧挑战的思考 机械设计的基础 17世纪和18世纪初叶是钟表时代,18世纪末叶和19世纪是蒸汽机时代。机构学的发展,出现了曲柄滑块原理的内燃机、汽轮机和水轮机等,实现了将柴油和汽油的化学能转化为机械能;原煤的化学能经热能转化为机械能;水的动能和势能转化为电能或机械能。这些技术发展进程中,诞生了机械设计课程。机械设计包括机械原理、机械零件和机械系统设计三部分内容。机械原理讨论机构的设计、运动分析和动力学分析。机械零件部分讨论机械零件的强度、刚度、振动稳定性和耐磨性等设计方法,并且介绍机械的结构设计。机械系统设计部分讨论机械系统的动平衡、速度波动调节以及系统方案优化设计等。机械产品的创新设计以上述三部分内容为基础,对产品设计进行改进或革新。 1.机械原理。机构的设计与分析是机械原理的核心内容。常用的机构有:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、蜗杆结构、摩擦轮机构、棘轮机构、槽轮机构等。机构的演变或创新方法有:机构的组合、机构的演绎、机构的逆向设计以及新原理的应用等。机构组合是常用的设计方法,通过不同类型机构组合或者同类型机构的组合,得到实现运动轨迹的新组合机构。机构的演绎是通过改变机构的运动副、构件几何设计、机构的变结构等方法,获得新的机构设计。机构的逆向设计,常用主动构件和输出构件互换、增加或减少自由度数即原动件数,来获得新的机构设计方案。机构的运动分析和动力学分析,常用计算机辅助设计的方法来分析,以获得运动轨迹、加速度和跃度的变化曲线。机构的创新设计是机械产品创新的基本内容,也是对产品在较大程度上的革新。 2.机械零件。机械零件分为通用零件和专用零件。机械零件部分介绍的是各类通用零部件,包括连接零件、传动零件、轴系零部件以及弹簧、机架和导轨等。连接零件有螺纹连接、销、键和花键、过盈连接、胶接、焊接和铆接等。传动部分有带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、摩擦轮传动等。轴系部分有轴承和轴的设计,其中轴承有滑动轴承、滚动轴承、空气轴承、电磁轴承和静电轴承等。机械零件的设计是针对零件的失效形式来进行的。首先由实践确定机械零件的失效形式,然后选择零件的材料和表面处理技术,以抵抗其失效形式,再依据相应的设计理论提出设计准则和设计公式,最后是设计零件的所有结构尺寸。另一方面,机械零件是物化的产品,其结构设计和制造工艺性设计也是关键方面。机械零件的创新设计方法有变结构的设计、组合设计以及采用新原理的设计等。 3.机械系统设计。机械产品越来越复杂,组成机械产品的零件个数越来越多。机械系统的传统设计内容有动平衡、速度波动调节和分系统之间的匹配等。机械子系统的设计,包括动力系统、传动系统、执行系统、控制系统和辅助系统的设计。在计算技术发展后,针对系统层面出现了系统优化设计、系统可靠性设计和系统摩擦学设计,并且在产品设计中得到应用和推广。随着生态设计、全寿命周期设计、维修设计和自动化设计的发展,基于系统分析和计算仿真的设计软件包日益增多。经典的设计内容都可以由软件包来完成,然而对于新材料的机械零部件设计及其系统设计,仍需要理论和实验的应用基础研究,以获得设计准则和相应的设计方法。 机械设计面临的挑战 我国的机械工程高等教育是从20世纪初开始的,落后于欧洲的第一次产业革命200余年。因此,我国的机械工程科学与技术距世界先进水平有差距是有其历史原因的。在改革开放后,国家的载人航天、高速铁路和青藏铁路等重大工程的建设推动了机械、电气、信息和材料等学科技术的进步,同时也促进了不同学科的技术整合,以新的系统产品提供给消费者。然而,我国的工程教育历史较短,仍有待借鉴国外先进的工程教育经验和教育方法。目前,机械设计教学与产品设计面临的挑战有创新能力的培养、系统性的思维观、新的科学原理带来的挑战等。 1.新材料带来的挑战。人类的发展史从某种意义上说也是人类利用和制造材料的历史。随着人们对石头、铜及其合金、铁及其合金、半导体材料的制造和使用,人类社会经历了石器时代、青铜时代、铁器时代和半导体时代。在上个世纪末,智能材料的发展非常迅速,例如压电材料、磁致伸缩材料、光敏材料等,机敏材料正得到更多的应用。在量子力学基础上出现的新智能材料,将为机械产品设计提供更广阔的空间。作为机械产品设计工程师,要时刻关注智能材料的进展及其制备技术。纳米材料作为一种介观尺度的材料,已在纳米润滑添加剂方面得到工程应用。另一方面,材料的成本与市场供应也是产品设计阶段需要考虑的内容。新材料的发展与研制,为机械产品设计提供了更多的设计选择,也同时使得以前不可实现的产品功能得以实现。生物材料及其仿生技术是新材料的发展方向之一,设计师应关注这一方面的新进展、新技术和制造过程,在较短时间内将其应用于产品设计,为人们的安全、舒适的生活和健康提供新的产品。 2.信息科技带来的挑战。从信息论和控制论的诞生开始,人们就进入了信息社会。计算技术的软件、硬件和系统技术,作为20世纪的标志性进展,以此为阶梯,人们开始了信息社会的生产与生活。信息技术使得地球变成了地球村,各地信息及时传递与互享共用,改变着人们的生活方式、生产方式和思维习惯等。毫无疑问,我们已经生活在信息社会里,信息技术对机械系统中的控制单元设计进行了彻底的变革。产品的设计涉及功能、结构、外部界面、用户界面和成本五个方面。产品的创新设计方法很多,例如前苏联学者G.S.Altshuller提出了创新问题解决方法。无人车间、无人制造工厂不再是人们的向往,而是已经成为现实。信息技术已经提供了虚拟战场、3D虚拟电影、虚拟产品模型、虚拟产品装配等一系列产品和相关的技术。机械制造的核心,机床已经是计算机控制的可编程设备,机械制造过程也已经是柔性的可变制造系统的生产线。可以预见,信息技术不仅会为人们的生活提供手机和无线网络等,也将提供虚拟的生活体验,例如虚拟的蹦极、虚拟侏罗纪公园等。信息科技对机械设计和机械制造的变革不会比电气化革命带来的少,而且更加深刻、更加深远。机械设计工程师要学习新的信息科学与信息技术,用其革新机械产品的设计、机械制造过程和管理过程。 3.智能科学带来的挑战。21世纪是生命科学与技术的时代,生命的基本特征就是智能与生长。智能科学的发展与信息科学密切相关,也可以说是以信息科技为基础的。简单智能产品,例如冰箱、空调等,已成为商用产品,而且新的更高智能程度产品也在日新月异的发展之中。基于信息技术的智能交通系统、公园导游系统、空中管制系统等产品已具雏形,随着信息处理的高度智能化发展,这些 信息管理系统也需不断地升级。1956年到1961年可以说是AI研究的形成时期,卡内基-梅隆大学、麻省理工学院和IBM公司开始了AI的早期研究。1961年到20世纪80年代是AI成长期,80年代是其快速发展期,80年代后人工智能技术步入实用化成熟期。取得了国际象棋、口语识别、机器视角和专家系统等研究成果。 4.生态环境带来的挑战。随着生产的规模扩大,对自然资源的消耗日益严重,伴随出现的环境污染也日益突出。在今天的生产发展阶段,保护自然生态环境的压力更加突出。为了保护人类的生活环境,必须从产品设计、产品制造到产品回收循环利用的全周期,考虑产品的环境绿色性。产品供应链的全球化、网络化与节能设计,是新世纪机械产品设计需要考虑的新问题。机械产品的设计阶段就很大程度上决定了产品的环境友好性。从材料选择来说,应采用材料种类更少的设计方案;从计算参数设计来看,应提高功能参数与质量之比,更大程度地发挥材料的性能;从结构设计来说,应尽可能地循环利用报废机器的零件,或者通过最低成本的再制造,然后循环利用零部件;在功能设计来说,应尽可能发挥产品的设计构思,提供更多、更便捷、更低成本的功能实现方案。如此等等,在整个产品设计阶段贯彻生态设计的理念,为保护自然环境和最大效能利用资源做出努力。 小结 机械产品创新设计必需解决新发展的挑战,新材料、信息技术、智能科学与生态环境等带来的将是长期面临的新问题。机械设计的发展是个动态的吐故纳新过程,只要我们睁开眼睛、敞开胸怀,以前期的机械机构设计、结构设计、强度和刚度设计、可靠性设计、优化设计和摩擦学设计等知识为基础,必将在新的世纪中创造出更多更好的新产品。 机械设计论文:机械设计加工问题的研究 0引言 近些年来,我国科技水平不断提高,与此同时对机械加工与设计的要求也相应提高。为了在激烈的市场竞争中获得一席之地,机械的加工与设计不仅需要提高其工作效率,也要在高效率工作下,严格保证其质量。在这种情况下,机械加工与设计人员需要做好严格的生产与检验工作。在机械加工与设计之前做好详细的考虑,保证机械生产与加工每个步骤有序完成。并采用现代技术降低损耗,高质高量的完成生产。在工作中遇到问题,不要恐慌,积极应对,在机械开展工作之前应该做好备案,减少问题发生的概率,努力生产出最优产品。 1中小型机械加工与设计中存在的问题 机械加工与设计中,总会出现各种各样的问题。可能是操作人员的操作问题,有可能是机器的磨损等问题。机械设计师应该对问题进行总结分析,减少问题发生的概率。本文对中小型机械设计与加工中常出现的问题进行了总结。 1.1操作过程中易出现的问题 操作误差:机械加工与设计的整个操作流程关系到产品的质量,因此应该引起关注。在机械加工与设计时不可避免的总会出现实际操作与标准操作之间的差距。这些问题的产生不是人为的原因,而是因为机械的老化或工艺系统受力情况等原因造成的。工作人员为了保证机械设计与加工正常操作,提高产品质量,应该在机械工作之前,做好预估,虽然这样在实际工作之前,还是难免有误差,但是在做好预案的前提下出现的误差会降到最小,机械设计加工数据也会更准确。产品变形:在机械设计与加工时操作过程中还经常出现的一个问题是产品变形的问题。产品的变形是因为机械大小、位置、性质等原因发生的变化。关于产品的变形原因可归结为以下三个方面:一是机械产品加工过程中,会有强大的内力将其吸住进行加工,但是当工作完成之后,卡爪会放下加工后的产品,形成冲力,造成产品的变形;二是机械产品在进行热处理后,因为其物理特性,很容易出现中间高、两边低的情况;三是机械在进行加工操作时,因为其本身的误差造成的产品变形,但是工作人员可以通过提前预案,控制误差,减少可能造成产品变形的因素,如使用高质量的加工器材减少造成产品变形的可能性。 1.2产品质量方面易出现的问题 材料选择上:机械设计与加工材料的选择至关重要。材料选择的好生产出来的产品质量才能过硬。如果材料选择质量较差,那么在机械设计与加工过程中出现问题的概率较大,影响整个加工生产,影响产品的质量。机械设计与加工的材料的选择须注意两个方面,一方面为材料的硬度,另外一方面是材料的耐加工性。如果材料的硬度不够,那么生产出来的产品不耐用,如果材料的耐加工性不强,那么在加工的过程中极容易造成产品的变形。如某加工厂在材料的选择时,没有充分考虑到材料的铸造性能,结果材料在加工中,因为熔点较高,结晶温度过大,造成产品难生产,生产出来的产品不达标,给加工厂造成巨大损失。质量监管上:在机械加工与设计中,应确保零件质量的完好无损,若在机械设计加工之时,零件质量不能保证,不能正常完成工作,那么生产出来的产品可能是无用的,甚至延误整个工期,造成整体系统性能效率的降低,让机械产品的使用年限大大的降低。在机械设计与加工时应注意塑性的材料其产品很容易变形,因此造成切割质量产品表面不够光滑,而硬性材料因为其硬度过于大,因此在切割时容易出现细碎;在机械产品冷却之后进行加工也可能出现组织结构变形的问题,导致生产出来的产品粗糙、不光滑。因此,在在机械加工时应严守质量问题,保证生产出来的产品是光滑的,寿命周期长的。 1.3新技术的开发与应用 市场经济体制下,要想在市场上获得一席之地,就必须不断提高劳动生产率。机械设计与加工市场同样如此,也应不断提高其劳动生产效率,降低生产成本,生产出价格低、质量好的产品,这样才能在激烈的市场竞争中脱颖而出。机械设计与加工应不断提高机械产品的质量,扭转传统的产品开发模式,加快产品生产速度,从而在市场中因为其独特的优势而被认可。 2中小型机械设计与加工问题解决措施 虽然在中小型机械设计与加工中存在各种各样的问题,但是问题的出现必有其原因,因此工作人员应勤于在机械设计与加工之前做好预案,出现问题时做好总结,以提高机械设计与加工出来的产品质量的保证。 2.1机械设计与加工操作问题具体办法 模拟实验:在进行大批量产品生产之前,可进行试验模拟,观看模拟中可能出现的问题,从而早做打算,提出解决方案。这样在生产过程中才能减少问题发生的概率,提高生产产品的质量,降低损耗。新型的机械产品开发也能够使用这样的模拟实验,强化新型机械的设计理念,提高机械产品的劳动生产率,从而生产出质量更好的产品,通过模拟,找好问题的所在,提高劳动生产率,提高产品质量。设置合理参数:机械设计与加工中,需设置合理的参数,合理的参数的设置能够保证生产出来的产品表面光滑,时间耐用。参数的科学设置直接关系到机械工作中切削的深度、速度、时间等问题,因此在机械开展工作之前,应首先确定好削割的时间、速度、深度等数值,从而保证机械的精细化作业。利用处理工具:机械加工设计中,需科学的使用处理工具,根据生产的产品与机械的工作选择合适的处理工具,加快产品生产的进度与精度。如在机械加工不能触及的地方,可选择小刀等精细工具进行加工,从而保证生产的产品精细,精准。 2.2机械设计与加工产品质量问题解决办法 谨慎选择材料:在机械设计与加工之前,应做好材料的选择,材料选择得好能够提高产品的质量,降低生产的难度,降低生产的消耗,从而提高整个的劳动效率。在材料的选择上应主要从材料的加工性能、切削性能、热处理性能几个方面做重点考虑,并结合实际的生产需要选择不同质地的生产材料,为不同的机器选择不同的材料,这样在保证机械设计与加工正常工作的前提下,生产出来的产品质量是达标的。定期保养设备:机械设计与加工中所使用到的设备应定期保养,保证机械正常作业。如清理机械周围的碎屑,使用中注意机器散热、定期进行维护等。如有部分机械在使用一段时间之后,就会发出声响,运转不顺畅,这种情况下,可使用润滑剂加快机械的运转,保证机械产品的质量,延长其寿命。例如有某工厂的机械设备应使用时间过长,热度极速上升,影响使用寿命,发现这种情况之后,其工作人员使用润滑剂对设备进行了冷却,从而延长了刀具使用的寿命,降低了生产中的损耗。 2.3机械设计与加工致力于提高新技术 着力于提高生产技术:在整个机械设计与加工中,其劳动生产效率的提高是根本,因此厂家应着力于跟上时代的步伐,不断的开拓新的技术理念,加强机械生产效率的监管,致力于在不降低产品质量的情况下提高劳动生产效率,提升市场竞争力,提高市场占有率。可优化整套机械设计与加工设备,大力弘扬机械设计加工工艺的推广,让整个的产品设计符合市场的需要,符合时代的要求。提高设计水平:机械设计与加工是一项高精准化作业,也是一项复杂的劳动,不断的提高其精准度,提高其劳动生产率,降低消耗,提高生产出来的产品是机械设计与加工的主要目标。不断提高机械的设计水平从而让机械根据已设定好的统一标准进行作业,提高整个工程产品的产量与质量。如在开展机械设计加工之前,有固定的组织机构进行商讨,制定出一整套的产品生产 计划,并让机械按照统一的计划进行生产,从而保证生产出来的质量上乘。 3结论 综上所述,可以看出,在中小型机械设计与加工过程中,首先认真对待材料的选择,其次,致力于劳动生产技术的提高,使用新技术、新方法进行生产;再次使用处理工具,处理机械处理不了的问题;设置参数,确定切割深度、切割时间等;定期对设备保养,保证设备的正常运转;进行模拟实验,将可能发生的问题做好预案,减少问题发生的概率。采取以上措施,强化中小型机械设计与加工的精准度与工作效率,促进产品质量的提升。 机械设计论文:机械设计与制造的绿色设计法 1.绿色设计的内涵 在机械产品的设计阶段,就应充分考虑到产品在使用废弃后的回收利用性以及可拆卸性。(2)绿色设计法提出了生产企业与产品设计者应在节约资源和保护环境上主动承担起一定的社会责任。尤其对于大型或大量的机械产品制造,企业在加工生产这些产品的同时,还应在可能的范围内,主动承担产品的回收与再次利用的义务。(3)在人类资源日益枯竭,生存环境不断恶化的新时期背景下,绿色设计法是对传统设计理念和设计方法的创新与改良,体现了人们对环境及资源的重视,以及对整个机械产品设计学科认识的深化。 2.机械设计与制造中绿色设计的主要内容 2.1绿色材料的选择与管理 绿色材料即可回收、可再生,且对环境污染较小、低能耗的材料。因此在机械设计中应首先选用环境兼容性好的材料与零部件,并尽量避免选用有辐射性、有毒或有害的材料。要求所用材料能够有利于回收、再利用、再制造或易于降解,从而实现机械制造业在资源利用率方面的上升,实现可持续发展。同时,在机械设计与制造中,还应当尽量减少所选用材料的种类,从而降低产品在废弃后的回收成本。例如:模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着重要的影响,可通过舍弃过往对材料表面进行化学处理的方法,而改用物理方法实现防腐与脱模;选用对环境危害较小的镍磷镀代替电镀铬;用不锈钢材料来加工防腐模具来代替电镀的方式等等。 2.2拆卸性设计 在传统的设计方法中多数只是考虑到产品的可装配性,而较少考虑到产品的拆卸性。绿色设计中着重要求将拆卸性作为机械设计与制造中,产品结构设计评价的一个重要准则,从而使产品在报废以后,能够对其零部件实现高效且不加破坏的拆卸,以便有利于材料和零部件的重新利用与循环再生,进而达到保护环境和节省资源的目的。拆卸性设计的基本原则主要包括以下几点:第一,应实现产品零件的多功能性,从而降低应拆卸零部件的数目以及拆卸时的工作量;第二,应避免在设计时,对有相互影响的材料进行组合,尽量避免零部件的污损;第三,在机械设计与制造中,应减少零件的多样性,并努力向着零件的标准化、模块化和系列化方向发展。 2.3可回收性设计 可回收性设计是指在设计中,充分考虑到产品各零件回收再利用的可能性,以及相应的回收处理方法和回收费用等问题。可回收性设计一般包括两种途径,即零部件的再利用和原材料的再循环,在当前鉴于材料再循环的困难与高昂的成本,因此较为合理的可回收性设计应重点突出零部件的再利用。可回收性设计的主要措施包括了以下几点:在机械设计与制造中,尽量使用可重新利用的材料;使用对环境影响较小的材料,例如可再生材料、易回收材料以及无毒无害材料等;对于已使用过的零部件进行再加工和翻新等措施。 2.4绿色产品的成本分析 在对机械制造业中绿色产品的成本分析,应与传统的成本分析有所区别,在绿色产品设计的初期,即综合考虑到产品在回收、再利用上的性能。因此在作绿色产品的成本分析时,必须考虑到产品拆卸、污染物替代、特殊产品相应的环境成本以及重复利用成本等等。绿色产品的成本分析应在每一次设计选择时进行,以便于设计出的产品更突出绿色环保性,且成本更低。 2.5绿色产品的设计数据库 绿色产品的设计数据库应详细包括了产品寿命周期中与经济性、环境性等相关的一切数据,如材料成分、各类材料对环境的影响数值、材料的自然降解周期、人工费用以及机械制造中装配、销售和使用所产生的附加数量与环境的影响值等等。因此绿色产品的设计数据库对了机械产品的设计与制造过程都有着举足轻重的影响与作用。 2.6绿色产品的包装设计 对绿色产品的包装设计,应重点突出以下几方面原则:首先应材料最省,即绿色产品的包装在满足销售、保护以及提供充足信息功能的前提下,所适应材料应最少且文明适度的包装;其次,应尽量选用可回收或易于降解,且对人体无毒害性的包装材料,例如使用EPS、聚乙烯产品等在大自然中易于自然分解且不会污染环境的材料;最后,所选用的包装材料应易于再循环和回收利用,通过再循环使用和重复使用的包装,从而提高包装物的生命周期,有效降低包装废弃物的出现。 3.总结 在我国加入WTO以及可利用资源日益枯竭的新时期背景下,机械设计与制造中的绿色设计应重点从节约能源和保护环境的角度出发,并充分体现以自然为本的设计思想,从而在保证产品应有的功能、使用寿命和质量等要求的基础上,近可能的设计出更加简洁、完美和长久的产品。 机械设计论文:设计技术在机械设计中的价值体现 稳健设计和模糊设计 这种设计主要是所设计出来的产品不管是在制造的时候,还是在使用的时候,当结构参数发生变化的时候,或者是在预定的使用期限内发生老化的时候,还能保证产品的性能稳定。 稳健设计的主要作用就是提高设计出来的产品的质量,从而减少损失。伴随着市场竞争越来越激烈,设计和制造出来质量比较好,成本也比较低廉的产品逐渐受到设计人员的关注。稳健设计已经逐渐的成为提高产品质量的一种很好的工程方法。在设计的时候要考虑到参数的随机性能和其他先关性能,采用稳健设计解决一些因素的不稳定性,从而推理出相关运算方法。 并且利用一些能够看得见的动态三维图形等建立系统,通过精确的数据运算,找出稳健设计的最优解。模糊设计主要是在设计中运用模糊数学的方法。随着科学技术的发展,需要设计的机构也在逐渐的变大,设计中出现的变量越来越多,空间关系也越来越复杂。这些变量中存在很大一部分的模糊现象,在很多时候我们并不能精确的描述设计师所设计出来的产品特点。 绿色设计 绿色设计主要是为了提高设计出来的产品的绿色程度,这是其主要的目标。设计出来的产品在满足的环境目标的要求之后,还不能降低其使用性能以及使用寿命。绿色设计一般也可以叫做环境设计,还可以是生态设计。对于传统的机械设计产品而言,设计者主要是根据设计出来的产品的性能,产品的质量以及产品的成本等这些指标进行设计。 很少可以到这些产品后期的维护、拆卸以及回收等,在淘汰一些废弃的产品的时候,要没有顾及到这些产品对于环境方面的影响。这些产品在生产制造出来之后,尤其是利用完毕之后,没有进行必要的合格的拆卸,也没有挖掘其可以回收的性能,这样就导致一些有害物质侵蚀到生态环境中去,严重污染了环境,对周围居民的生活质量产生了影响,与此同时,还造成了资源的巨大浪费。而绿色设计就是针对上述情况所进行的产品设计,遵循保护生态环境的设计理念,从产品的制造到产品的使用,直到产品利用完毕,其中涉及产品的整个生命周期,其中还强调了产品的开发阶段也依据生命周期的观点进行分析。绿色设计的基础是传统设计,在传统设计的基础上进行一定的补充和调整。 就我国目前的状况来看,已经开始实行绿色标志的认证这样一个制度。要求设计出来的产品在不危害生态系统的前提下进行生产运作,这些绿色产品才能保证生态环境不会遭受到破坏,不断减少废弃物的排放数量。 机械设计论文:机械设计教学革新思考与实践 一、前言 机械创新设计是指发挥设计者的创造力,结合现有科技成果,设计出具有创造性和使用性的机械产品的一种实践活动,涉及到机械设计理论与方法、制造工艺、材料及处理、机械结构、机械产品维护及管理等机械工程领域的多种创新。从目前来看我国大学生机械创新能力教育与国外相比还存在很大差距,这与历来对于机械创新教学研究重视不够有直接关系。随着科学技术的发展,社会对于大学生的创新意识、创新能力和工程实践能力要求越来越高。因此,加强机械工程类大学生创新精神和能力已经成为高等院校工科专业教学改革和学科建设的迫切而主要任务[1-7]。 二、存在问题探讨与分析 在指导机械设计制造及其自动化专业大学生机械创新设计过程中总结出存在以下几个方面的问题。 1.基础理论知识相对薄弱,创新思维不足。该专业在二年级、三年级主修与机械创新设计相关的基础理论知识,包括机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、工程材料学、机械制造技术基础、机械控制工程基础、液压与气压传动、机电一体化技术、自动控制原理等。扎实掌握并灵活运用这些基础理论知识是大学生创新设计必备的基本条件。但是在实际教学过程中由于课时压缩、实践机会较少以及学生学习主动性较差等多种原因,造成学生掌握的基础理论知识相对薄弱。多数学生学习这些课程主要是应付考试,对这些基础理论进行深入思考并启发自己的创新思维的较少。 2.过度依赖计算机辅助软件,物理样机设计经验欠缺。随着计算机技术的飞速发展,在机械创新设计方面,出现了一系列新技术,主要表现在基于CAD软件的创新设计、虚拟设计[8]。机制专业的学生主要掌握的CAD软件有两类:一类是二维设计软件,如AutoCAD,另一类是以三维建模为基础的大型CAD/CAM软件主要有Pro/E,UG,Solidworks等。一般学生在二年级的时候通过自学和课堂学习等方式基本上掌握了这些软件。但是大部分学生主要精力放在学习虚拟样机相关绘图和建模技巧上,以绘出漂亮的图形为目的。由于对机械设计的理论掌握不够加上没有足够的实践机会去了解物理样机设计过程,在开始接触机械创新设计时,会过度依赖这些软件进行三维建模,不能将虚拟设计与物理样机设计有机结合起来。实际上机械创新设计的本质还应归结到机械本身,以计算机技术为基础的虚拟样机技术只是辅助设计的一个手段,不能完全代替传统的物理样机机械设计。在创新设计中应该坚持虚拟样机与物理样机并重的原则。 3.缺乏实际项目锻炼。参与实际项目锻炼,参加生产实习的核心在于通过某一产品设计、制造、检测、封装入库完整等环节的实习,使学生初步熟悉机械产品生产加工全过程所涉及的知识、技能、工装[9],是学生全面、综合掌握专业知识和技能的重要环节,也是培养学生创新能力的基础。但是现在由于课时压缩等多种原因,本科生多以理论学习为主,其创新能力的锻炼效果不尽如人意,这与创新设计所要求的能力差距还较大。由于没有接触实际的项目锻炼,学生对于机械设计的流程、要求以及机械创新设计的具体需求了解不多,导致学生学到的机械设计理论知识无法完全充分发挥出来,这也是制约机械创新能力发展的重要原因之一。 三、教学改革思考与实践 针对上述问题分析,在教学工作中对创新设计教学改革进行深入思考,结合实际情况提出了几点解决方案,并在教学实践中逐步实施。 1.加强基础理论知识培训激发创新思维。在基础理论知识教学过程中把重点放在理论联系实际方面的讲授,结合机械创新设计案例、机械创新设计新思维、新方法和新成就等多种方式将理论知识与应用技术结合起来,在吸引学生兴趣的同时也加深了学生对基础知识及其应用的理解,并积极引导他们在此基础上进行再思考再创新,为下一步机械创新设计打好坚实的基础。另一方面,开设文献查阅课程,培养学生文献综述能力,通过查阅专业书籍、学术期刊、专利、企业产品手册和网络查询等多种方式,了解国内外对相关技术的研究进展和市场需求。 2.虚拟样机与物理样机研究并重。虚拟样机技术集成和综合了可运行机械设计的环境:包括各种仿真工具、分析工具、控制工具、设备和组织协同工作的方法等[10],可以改善从产品的概念设计到动态仿真再到整机结构优化的各个阶段。利用虚拟样机技术可以建立零件的模型,进行虚拟装配,并检查零部件的装配间隙和干涉,应用分析软件对样机进行运动仿真并对关键部件进行校核、计算。及时发现错误,优化结构,可以方便地更改模型,从而提高设计效率、优化设计方案、缩短设计周期、降低生产成本。在教学过程中提倡以机械创新设计需求为主导进行技术学习的思想,虚拟样机技术的学习应该结合机械设计原理与机械设计的具体要求。课程注重对虚拟建模、虚拟装备、运动仿真和优化设计等各个阶段进行综合培训,同时在课程的不同阶段安排相应的设计实习任务,促使学生在学习这些操作技能的基础上增加对其在机械创新设计中具体应用的思考。在虚拟样机优化设计的基础上要同时加强学生对物理样机创新设计能力的培训,从加工图纸绘制、非标件加工、标准件选购到样机的装配和调试都让学生亲自动手参与,并且根据所设计产品的技术要求和使用要求进行试验。样机试验也是一门科学,根据培养进度应适时开设《试验设计与统计分析》课程,详细介绍机械设计中常用的正交试验、单因素试验、对比试验等科学的试验方法以及方差分 析、t检验等数据统计方法和数据结果分析方法。通过合理的试验和科学的数据分析可以进一步优化参数,修改样机结构,对虚拟样机的设计结果进行验证和修正,直至产品定型。 3.指导学生申请或参与相关项目。在具备了基础理论知识和基本的设计技能的基础上,吸引部分优秀学生参与到教师主持的相关科研项目,从基础设计工作做起,逐步了解和熟悉项目的论证、设计和运行过程,以提高学生的综合创新能力。在此基础上再指导学生组成团队申请校级、市级或者自治区级的大学生创新设计项目,从项目的可行性分析、立项、方案设计到具体的技术创新设计和产品设计都由学生亲自参与。在项目执行过程中注重对学生综合创新能力的培养,首先,要通过市场调研和查阅文献提出设计任务并通过可行性分析明确设计的功能目标;然后,进行团队讨论,根据成员的基础理论知识并发挥创造思维确定总体设计方案;下面进行团队分工,依据个人所掌握的不同的创新设计技术和方法进行虚拟样机创新设计,做出三维模型并进行仿真分析和结构优化,与此同时不断对总体方案进行修正;接着,团队合作完成物理样机加工、装配、调试和试验改进工作;最后,完成整个机械创新过程。 4.校企联合培养引导学生理论联系实际。经过参与项目锻炼后,学生对整个设计流程有了切身体会,同时对所学的基础理论知识也有了更加深刻的理解,具备了进行创新设计的基本能力和基本素质。在此基础上,教师应积极联系相关企事业单位为学生安排实习机会,进行校企联合培养,让学生到工厂一线去了解企业和社会对创新设计知识和能力的实际需求,并进一步了解企业创新设计流程。这样有利于引导学生在日常学习中将理论与实际结合,也使得高校对学生创新能力的培养与社会需求接轨,有利于培养真正符合社会需求的具有创新能力的机械人才。 四、结语 培养大学生的机械创新能力是高等院校工科专业的主要任务之一。本文结合实际教学过程中对大学生机械创新设计过程存在的问题的探讨和分析,通过对教学改革的思考提出了理论联系实际、物理样机与虚拟样机并重等四点解决方案,还需要通过不断地教学实践对方案进行补充和验证。期望通过这些行之有效的措施,能切实提高大学生的机械创新能力。 机械设计论文:机械设计材料选择和应用 机械设计需要考虑的问题很多,是一个产品具有先进性、适应性的依据和基础。其材料的选择也是在机械设计环节需要重点考虑的问题之一,本文重点分析了材料选择的重要性,探讨了材料具体选择和应用,提出了经济性、集约性与使用性能的兼顾统一的材料选择建议。 关键词: 机械设计;材料;经济;使用 1引言 机械设备作为现代工业发展的重要标志,不断改变着现代社会,实现人们生活、工作、学习的便利性,效率提升。机械设备的材料直接影响其工作的有效性,使用寿命等,是整个机械设计之初最为关键的问题,选择恰当的机械工程材料,可以实现机械的正常工作。目前,国内标准件在生产和加工工艺上还是存在一定的问题,主要就是因为标准件的材料在热处理等环节还存在一定的技术瓶颈,因此需要有国外的进口,由此可见材料在机械设备中的作用十分重要。在进行相关机械的设计时需要充分考虑一系列的综合因素,实现材料选择科学合理。 2材料选择的重要性 随着我国工业的发展,机械设备向着大型、微型的极限方向发展,其材料的重要性开始越发重要,由于国内的加工工艺的限制,很多机械在向着大型和微型方向发展的时候,出现了很多的问题,这些问题直接影响了机械设备工作性能,当机械材料强度达不到使用要求的时候,一些机械设备的工作范围将大大缩小。同时随着这些人们环境保护意识的不断增强,大家开始更多关注机械设备在使用过程中对环境的影响,一些机械材料在使用的过程中可能对周边环境产出影响,因此在选择机械材料的时候需要进一步构建建材的环保性,降低机械材料对周边操作人员的影响。 3材料具体选择和应用 3.1实用性考虑 在进行机械设计机械材料选择的时候,第一步需要考虑的就是材料的实用性,是否满足机械工作性能的要求,需要更加机械设备需要承受的工作性能进行相应的材料处理,例如在材料的热处理,加工切削,实现其内应力,硬度、韧性、表面粗糙度等方面的处理,以达到材料需要达到的基本要求。同一类零件在安装在不同位置的时候,所承受的外向应力是不同的,需要对其进行的处理也是不同的,在选择相关的材料时需要充分考虑其实用的具体情况。 3.2载荷的考虑 在相关机械设计中,需要对其承受的载荷进行有效计算[1]。这种计算的主要目的就是选择合适承载能力的材料进行加工装配,因为承载能力过强,材料的加工成本较大,选择这一材料所需要付出的成本较大,不利于机械的成本降低,提高设备的价格竞争优势,但是当选择的承载能力相对较弱的时候,材料在机械设备中的使用将大大受到影响,其设备的使用寿命将大大降低,可能经常性的出现一些机械事故,影响机械的正常使用。因此在进行材料载荷的考虑时,需要重点关注相关载荷的估算,选择与估算结论相匹配的材料,这样才能实现经济性和使用性的统一。 3.3环保性的考虑 实现机械设备的环保性是实现相关设备具有长期发展的决定因素,因为现代社会对环境保护的重视程度不断提高,国家也加大对工业企业环保工作的管理力度,因为机械材料的热处理等环节可能对周边的环境产生影响,需要在进行机械设计的时候,删去一些不必要的热处理,这样可以降低企业在进行热处理过程中产生的环境影响,降低企业能耗,这些都是需要在进行机械设计的时候重点关注机械设备在材料上不必要的一些工艺流程,这样可以达到环保性的考虑。 3.4低毒性的考虑 一些机械材料在使用的过程中可能产生一些对人体有害的物质,这样直接影响机械设备操作者的身体健康。因此在进行机械设计的时候需要重点关注选择材料的低毒性,例如镍元素就是一种工业中有毒的金属材料,在选择的过程中需要避免这种金属材料的选择和应用,就算是必须使用这种有毒的金属材料,需要在与人体产生接触的区域进行有效表面处理,降低有毒金属材料对操作人员的人生伤害。 3.5回收性的考虑 随着现代集约化社会的发展,人们开始更加注重材料的可循环使用[2]。金属材料在国内储量相对是有限的,需要我们进行可循环的使用,然而不同金属材料进行混合之后,再进行回收将出现一定的难度,由于现代材料学的研究发现,不同金属元素的混合将出现不同硬度、韧性、耐磨性等特征,所以有更多的材料选择的不同金属元素的混合,以增强其使用性能。这样也给材料的可循环使用带来的麻烦,因此需要在进行材料选择的时候,在没有必须选择混合金属材料的时候,就需要单一金属材料,这样可以保证其今后的回收性。 4材料选择和应用的建议 (1)兼顾经济与使用性能的统一。机械设计的过程中,需要对设计的设备进行有效的估算,对其需要承受的载荷进行充分的推算,这些推算的结论为选择材料的科学性、合理性提供必要的依据。因为材料性能远远超出使用上限的时候,将大大延长机械的使用寿命,造成材料选择的浪费,企业在生产这种材料的时候成本将大大提高,需要考虑其材料的经济性与使用性能的统一,只要满足机械使用要求的材料性能即可,这样可以大大降低材料的经济成本,提高产品的市场竞争力。 (2)兼顾集约性与使用性能的统一。现代社会的集约化发展趋势不断明显,需要企业也实现粗放型发展战略的转变,实现集约化的发展方式,其中的一个重要表现就是材料选择需要体现集约化的要求,不选择那些没有实际应用性的性能,因为这些用不着的性能只能增加材料的加工、处理的成本,这样就需要不断在集约化发展的道路上考虑材料的使用性能保证。只要可以实现材料使用性能的有效保证,可以大大降低材料的加工、处理的集约化发展。省去、兼并多余的加工工艺。 5结语 机械设备已经成为现代社会中不可缺少的重要产品,提高了工作效率,降低了工作强度[3]。在设计环节中,机械材料的选择是其实现其功能的基础,因此在设计的过程中需要兼顾经济性、集约性与使用性能的兼顾统一,实现材料选择和应用的科学性、合理性。 机械设计论文:分析机械设计形式的改革 1、现代设计方法 1.1计算机辅助设计。计算机辅助设计简称cai,利用计算机运算速度快、存储量大、运算准确、逻辑判断功能强等优点,通过人机交互进行的处理,完成设计工作。主要有以下特点:(1)由于可以存储大量的设计信息和设计经验。可以帮助缺乏设计经验的新手顺利完成工作。(2)计算机辅助设计与计算机辅助制造(cam)、计算机自动化管理结合起来形成计算机集成制造系统,进行产品设计、市场预测、生产、制造和销售等一系列工作。以企业的最高效益为目标,综合对人力、物力和时间各种资源进行最有效的利用。(3)还可以大大提高设计的效率,加快产品的更新速度,缩短设计周期,增强市场竞争力。(4)设计人员不仅能在很短时间里给出多种设计方案,分析比较后获得最佳设计方案:还可以从繁重的重复性工作中得到解脱,有更多的时间和精力进行创造性工作。 1.2模块化设计。模块化设计就是在对一定范围内的不同规格产品或相同功能不同性能的产品进行分析后,划分并设计出一系列的功能模块。然后通过对模块进行组合就可以组成不同产品来满足市场需求。其目的主要是以尽可能少的模块种类和数量构成尽可能多规格的产品。模块化设计不仅有利于产品的更新换代,还有利于提高产品的质量,降低成本,加快新产品的开发速度。 1.3并行设计。并行设计工程叉叫同步工程或集成工程,主要并行的设计产品以及各种制造和支持过程的系统化方法。机械产品的设计采用串行设计的缺点主要在于在产品设计过程中,必须要等到上一环节结束后才能进行后一环节,设计不仅改动量大,而且产品的开发周期长,成本高。采用并行设计的核心在于要打破内部各个单元界限,建立以人际关系为基础的协同工作模式。进一步提高产品质量、缩短产品上市时间等。 1.4机械系统设计。机械系统设计就是一种利用系统的观点进行产品的一系列设计的方法。设计过程包括计划、外部系统设计、内部系统设计以及制造销售阶段。传统设计注重内部系统设计,其重点主要在于改善零件或转自一些子系统的特性,但是很少考虑对于个零件之间或内部与外部之间的相互影响而系统设计要根据系统原则,综合研究内部外部和各个子系统之间的相互关系,协调各予系统之问的相互作用,使整个系统的功能表现为最佳状态。 1.5机械优化设计。优化设计是把设计的实际工程问题的模型转化为相应的模型,然后运用最优化设计理论,选择合适的优化方法,借助计算机进行求解。从而得到最佳设计方法。近年来,优化设计常结合一些其他方法。形成新的优化设计方法。如和模糊化设计结合,形成模糊优化设计:和可靠性设计结合起来形成可靠性优化设计。除此之外,还有可靠性设计、机械动态设计、疲劳设计、反求工程、摩擦学设计以及创造性设计等。随着技术的飞速发展,现代设计方法也在不断改善。 2、现代设计方法翻新研究 2.1创新设计原则。生态效益最好原则要在设计过程中尽量选择污染较低的材料。避免使用有毒有害以及有辐射的材料。这是由于在产品制造和使用过程中,都要求产品对周围环境要满足“零污染”原则。安全可靠性原则机械产品品质的保证要通过产品的安全可靠性来体现。产品在强度,刚度、稳定性、以及耐磨性均要满足设计要求,对于一些重型机械,要保证有一定的自锁和保险装置,确保操作人员的人身安全。 2.2经济效益最好原则。经济最佳性要从设计以及制造两方面考虑,设计上要选用正确的材料,保证合理的原理方案:制造上要保证零件的加工工艺和装配工艺。设计的产品不仅要满足客户的功能要求,还要保证成本低廉。 3、机械创新设计技术 机械创新设计是指充分发挥设计者的创造性思维,利用人类已有的科学技术成果,设计出具有新颖性、实用性以及创造性的机械装置。机械创新设计技术和机械系统设计、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、有限元设计等构成现代设计方法学库,吸收了邻近学科有利的设计思想与设计方法,是有待开发的一门新的设计技术方法。随着人工智能、专家系统、认识科学、思维科学以及人脑研究的发展,机械创新设计日益受到人们的重视。一方面,人工智能、专家系统、认识科学、思维科学、设计方法学等已经为创新设计提供了一定的理论基础:另一方面。创新设计的研究及发展有助于解释人类的创造思维机理,还可以促进一系列科学的发展。实现专家系统及智能工程创新设计要求能为发明创造机械和改善现有机械性能提供有效的理论和方法。创新设计包括两方面的内容,一是要改善生产生活中现有机械产品的性能,包括技术性、可靠性、适用性以及经济型;二是要创造设计出新的产品,以满足生产生活的新需要。创新设计的核心内容就是要探索机械产品创新发明的机理、模式及方法,将机械产品创新设计过程程式化、定量化。 4、结语 总之,企业竞争力的关键在于适应市场的需求,需要企业不断推出新产品,这就需要大力加强创新设计方法的学习和研究,使机械工业快速发展,国家兴旺发达。 机械设计论文:机械设计方法及进展 随着科学技术的进步,机械系统引入的新材料、新工艺、新方法越来越多,实现同一种技术功能所具有的功能载体和技术手段也很多,因此,现代机械系统设计工作者若使自己设计出的产品能立足市场,除要求机械系统能实现预期的功能外,还应使设计出的机械系统满足物美价廉、运行可靠、操作方便、对环境污染小等一系列要求。设计者只有通晓机、电、液等各种综合技术,才能设计出性能价格比优良的机械系统。 1机械设计 机械设计(machinedesign),根据使用要求对机械的工作原理,结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。 2现代机械设计的特点 现代机械种类很多,结构也越来越复杂。但从实现系统功能的角度上看,它主要包括动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统等,每个系统叉可根据需要继续分解为更小的子系统。现代机械设计有其鲜明的特点,即不但要求设计对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式,物流技术、各零部件的材料、形状、尺寸、润滑方法等进行构思、分析、计算,而且还需融通多门科学知识,如创造性工程、美学,仿生学、控制论、机械电子学、价值工程等,使设计出的产品在市场中具有竞争力。 3计算机辅助机械设计方法 计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,简称cAD)技术是电子信息技术的一个重要组成部分。这一新兴学科能充分运用计算机高速运算和快速绘图的强大功能为工程设计及产品设计服务,彻底改变了传统的手工设计绘图方式,极大地提高了产品开发的速度和精度,使得科技人员的{慧和能力得到了延伸。CAD系统包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统是计算机辅助设计技术的物质基础;软件系统是计算机辅助设计技术的核心,它决定了系统所具有的功能。硬件和软件的组合形成了CAD系统。汁算机辅助机械设计的一般过程包括: 1)建立数学模型:一般机械零件基本都有现成的数学模型,但对没有数学模型的则首先要建立正确的数学模型; 2)设计程序框图:程序框图根据手工计算的步骤来没计; 3)用高级语言编制程序:根据程序框图来编程; 4)程序调试:程序编好后,先仔细检查源程序,然后将其输入汁算机进行试算,再对程序适用范围的边界、转折点进行试算,要求与手算结果完全吻合。 4系统化机械设计方法 现代机械设计已突破传统的机械设计只注重机械产品单纯能实现预期功能的要求,使机械设计向自系统化、信息化,柔性化和智能化的方向发展。从系统的观点出发,机械系统设计及其控制技术把原有机械产品的眭能、功能以及制造技术提高到一个崭新的水平,甚至使原有的机械产品结构发生变化,所带来的经济效益和社会效益是巨大的。所以机构产品的系统化设计及其控制技术是机械工业发展的必然趋势,也是用新兴技术改造传统机械][业的有力措施。科学技术的飞速发展,产品功能要求的日益增多,复杂性增:响,寿命期缩短,更新换代速度加快然而,产品的设计,尤其是机械产品方案的设计手段,则显得力不从心,跟不上时展的需要。目前,计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究,并初见成效,而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。系统化设计方法将没计任务由抽象到具体(由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构)进行层次划分,拟定出每一层欲实现的目标和方法,由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起,使整个设计过程系统化,使设计有规律可循,有方法可依,易于设计过程的计算机辅助实现。系统化设计方法的主要特点是:籽设计看成由若干个设汁要素组成的一个系统,每个设计要素具有独立性,各个要素间存在着有机的联系,并具有层次性,所有的设计要素结合后,即可实现没汁系统所需完成的任务。在系统化机械设计过程中,为使设计工作更为科学合理,常把一个机械系统分解为若干个相联系的比较简单的子系统,可使设计和分析比较简便。根据需要和可能,各予系统还可再分解为更小的子系统,依次分解,直至能进行适宜的殴计和分析。系统分解时就注意以下几点: 分解数和层次应适宜。分解数太少,子系统仍很复杂,不便于模型化和优化工作,分解数和层次太多又会给总体系统的综合造成困难;2避免过于复杂的分界面。应尽可能选择在要素间结合枝数(联系数)较少和作用较弱的地方;保持能量流、物料流和信息流的合理流动途径。通常机械系统工作时都存在着能量、物料和信息3种转换,它们从系统输入到系统输出的过程中,按一定的方向和途径流动,既不可中断,也不可紊流,即使分解成各个子系统,它们的流动途径仍应明确和畅通;了解分系统分解与功能分解的关系与不同。系统分解时,每个系统仍是一个系统,它把具有比较密切结合关系的要素结合在一起,其结构组成虽稍微简单,但其功能往往还有多项。而功能分解时,是按功能体系进行逐级另懈,直至不能再分解的单元功能。 网络技术的蓬勃发展,异地协同设计与制造,以及从用户对产品的功能需求、设计、加工、装配、成品这一并行工程的实现成为可能。但是,达到这些目标的重要前提条件之一,就是实现产品方案设计效果的三维可视化。为此,不仅三维图形软件、智能化设计软件愈来愈多地应用于产品的方案设计中,虚拟现实技术以及多媒体、超媒体工具也在产品的方案没汁中初露锋芒。 目前,机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进,由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚,目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。因此,机械设计方法的发展趋势是综合运用系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识,以产品方案没计为方向。 机械设计论文:机械设计专业课程体系设计研究 我校以前的机械设计课程设计的题目主要是齿轮减速器的设计,在教学上以传统的经验型手工设计为目标,老师逐步讲解,学生机械僵硬地模仿,课程设计被误解为仅仅是翻手册、套公式,甚至有的学生一味参看其他的减速器设计,采用的方法主要是图解法。设计说明书照葫芦画瓢,对自己所设计的东西具体由哪些零部件组成,这些零部件的参数和形状如何,这些零部件之间的装配关系、运动关系如何等了解很少,知其然而不知其所以然[3]。同时,在课程设计期间,往往是很多班级同时或相继展开,造成设计教室、手册紧张,不仅严重影响了设计进程,而且影响了设计效果,甚至有的学生为赶进度,胡编设计数据。这些现状与当今的科学技术发展很不适应,与当前市场需求也不相适应。知识要更新,设计手段要先进,因此,机械原理、机械设计课程设计的传统教学模式已不能适应科学技术发展的需要,机械设计基础课程设计的改革势在必行。 课程体系综合设计研究 将机械原理、机械设计课程设计内容进行整合,探索机械原理、机械设计课程设计中如何培养学生的机械运动方案设计、机械创新设计和解决工程实际问题的能力,提出适合创新人才培养目标的机械原理、机械设计课程设计实施方案,并完成2008级机制班机械基础课程综合设计教学实践。同时,考虑机制、模具、汽车、机电方向的不同,选择适合不同方向的综合设计题目,以设计对象为主线,尝试在综合课程设计中引入机构运动演示,要求学生用计算机仿真验证机构运动设计的合理性[4],尝试在综合课程设计中引入机械方案创意设计模拟实验,要求学生利用运动方案进行模型拼装创新实验,验证机构运动设计的科学性、合理性。通过机械基础设计课程改革,加强学生创新能力培养。把机械原理、机械设计课程设计时间由原来的分开设计整合为一,机械原理、机械设计两门课程的课程设计题目选择范围加大,同时增加设计时间,激励学生对这类题目产生较大的兴趣,每一位学生都积极思考,差不多每人都提出一到几种运动方案,然后通过小组讨论,挑出最佳方案后,由各组确定自己的最终机械系统运动方案。通过这些创意设计活动,可大提高学生的创新设计能力,改革课程体系综合设计手段,加强CAD、CAM、CAE等技术应用[5]。运用虚拟样机技术,可以大大缩短产品的开发周期,因而受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常着名的虚拟样机分析软件。尝试以ADAMS为工具,让学生对自己设计出的机构进行建模与仿真,真实地仿真机构的运动过程。改革设计手段,将给课程设计赋予新的活力。 课程体系综合设计的实践及应用 1改革设计题目,注重学生素质的培养 机械CAD能力、综合应用与设计能力和创新设计能力是新世纪高素质机械工程技术人才的重要素质。因此,机械基础课程综合设计训练主线则是以典型机械系统设计为内容,并将机械原理和机械设计的两课程设计贯通,由根据设计要求到机械运动方案及其运动与动力设计(即机械运动简图设计),再到机械系统结构设计和工作能力设计(即装配图及零件工程图的设计),从而形成一条加强机械系统设计和综合设计能力训练的设计训练主线[6]。使学生经过原理方案的设计、执行机构的设计、传动方案的设计、结构设计等过程,加深对机械系统的整体认识,加强设计中的工程意识,培养综合创新设计的能力。目前各高校都在进行课程设计改革实践,但两门课程设计合在一起的课程设计指导书还很少见[7]。因此,根据我校实际情况,编写了适合于本科机械类的机械基础课程综合设计指导书,指导老师可根据不同方向教学班次选用设计题目。 2机械传动方案设计,培养学生创新能力 机械传动方案设计是一个重要的环节。在这一环节中应充分体现以学生为主体,以教师为主导的指导思想。教师在指导时,应因材施教、因人施教,对不同层次的同学要有所区别。在选题方面,提倡设计能力较强的同学选择指导书以外的题目。在指导方面,对这些同学应适当增加设计的难度和深度。方案设计时重点是要把握创新点[8]。在方案分析过程中,为了实现一个确定的设计目标,要求学生至少提出3种可行的方案,并对方案进行分析、比较,总结出其优点与不足。然后确定出设计者认为最优方案作为本次课程设计方案。最后对此方案进行详细设计,包括其运动过程和运动尺寸的确定,进行结构设计和强度设计直至计算。 3引入虚拟样机技术进行机构分析 虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术,是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程技术。运用虚拟样机技术,可以大大缩短产品的开发周期,受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常着名的虚拟样机分析软件。基于贯彻实施培养卓越工程师思想,在机械基础课程综合设计中引入ADAMS软件对插床导杆机构、冲压机构、摆动式运输机机构、牛头刨床摆动导杆机构等进行运动学和动力学分析,自动绘制刀具的位移、速度、加速度曲线,自动绘制曲柄受到的平衡力矩曲线图等,能通过后期处理绘制最大动态剩余功曲线图,使曲线结果清晰、精确。导杆机构动态仿真时,观察在各位置时所对应曲线含义,加深对课本关于机构有关运动学、动力学相关参数优化设计的理解。ADAMS软件还能对机构采取参数化建模,学生可以通过输入机构不同原始参数,进一步比较不同结果。与过去用图解法或自编程序法进行机械原理课程设计相比,利用计算机对机械进行辅助设计,实现了教学创新,学生普遍反映用ADAMS软件进行课程设计快捷、方便、直观,课程设计能达到满意效果。 4理论联系实际,修改设计对象 在实际工程应用领域中,推荐采用的大多数齿轮减速器都是采用硬齿面。随着工业的发展,新技术新工艺不断涌现,在齿轮行业,特别是随着硬齿面齿轮加工技术的成熟,加工设备的完善,硬齿面齿轮减速器已经成为齿轮减速装置的主流,得到了广泛的实际工程应用,而软齿面齿轮减速装置有被逐步淘汰的趋势。因此,应结合实际,采用硬齿面齿轮减速器设计的题目来进行实践环节的训练。由于硬齿面齿轮减速器的设 计与实际结合紧密,学生的自觉性与积极性得到了很大提高[9]。与此同时,有关硬齿面齿轮设计的资料无法从现有资料中直接利用,这迫使学生主动查找相关资料,询问老师,学生的实际设计能力得到了更大的提高。从改用硬齿面齿轮减速器设计结果来看,整机的重量减轻、体积缩小,使用材料大幅减少,相应的造价也随之下降。这使学生认识到科技的进步给生产实际应用带来的巨大影响。 5学生的模仿型设计转变为思考型设计 以往的课程设计以教授传统的经验型设计为目的,学生总习惯于照搬指导书,一般是教师逐步讲解,学生机械模仿,知其然而不知其所以然。现在的设计中,教师应只给学生以必要的提示,并列出参考书目,鼓励学生去查资料、翻手册,培养他们对信息及数据的归纳和整理能力。在课程设计中,草图设计和装配图设计即机构设计阶段是重点,也是学生感到困难,失误较多的阶段。在《机械设计》课堂上重点讲解的都是基础理论,很少涉及结构方面的知识,而影响结构的因素很多。所以在此阶段,指导教师应悉心指导,多进行正确和错误结构的分析比较,另外要引导学生抓重点,培养学生树立整体设计的概念。 机械设计论文:关于高职《机械设计基础》五步创新教学模式探析 论文关键词:创新教育 创新教学模式 接受 体验 发现 研究 创造 论文摘要:高职院校是培养高素质应用型人才的摇篮,创新教学模式的建立与发展关系到人才创新能力的培养,接受、体验、发现、研究和创新相结合的五步创新教学模式是适应高职教育,培养具有创新能力的高素质应用型人才较好的创新教学模式。 创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力…1。培养具有创新意识与能力的一流人才,是一个庞大的系统工程。高校的创新教育是其中不可缺少的重要环节。作为直接为生产一线培养创新型、应用型人才的高等职业教育工作者,更应在教学中注重对学生创新意识与创新能力的培养。《机械设计基础》是一门与实践结合较为紧密的技术基础课,在教学中开展创新教育,是应该的也是必须的。对高职院校而言,仅仅做几个实验和一次课程设计是远远不够的。2006年在对机制0507/08班的《机械设计基础》课程教学中试探性的进行了创新教学改革,现将取得的经验总结如下。 1五步创新教学模式的建立 传统的教学方式主要以接受教学为主,教师讲学生听,重视书本知识的“灌输”,忽视了对学生知识运用能力和创新能力的培养。而要改变这一方式,就必须加强理论与实践的联系,倡导接受、体验、发现、研究和创新这一环环相扣,与实践结合极为紧密的五步创新教学模式。 1.1接受 接受就是指在处理基本理论教学时,要明确学生应接受哪些知识的问题。学生对基础知识的接受程度和对其初步的感性认知是五步创新教学模式的基础。接受也就是老师应重点讲解什么内容的问题。传统的重点在于因而不在于果,重视每一个公式、每一个论点的推导,而不重视知识的实际运用。创新教学要加大实践教学,就必然不能再一成不变的逐点讲解了。应只讲其结果而不讲其原因,以节省课时,然后尽可能多地进行实例分析,讲清机构的运动、特点和应用。 在对机制0507/08班试探性教学中,尽可能多的带现有模型和教具,在课堂上分析其运动和特点,并引入与之相应的实用简单机械,分析说明再此处利用该机构的优点,并尽可能多的带领学生到实验室进行现场教学。 1.2体验 体验是指要引导学生、要求学生从实际生产和生活中体验所学机构是如何应用的。也就是从实践出发,通过对各种简易机械进行机构分析,加深学生对各种常用机构的类型、特点与应用取得更深的认识。在接受教学的基础上,以作业的形式,要求学生对所学的机构按下面的表格进行分析: 该表要求学生独立完成,实例分析中若有N名学生的结果完全相同,则这些学生作业成绩X=100—30×N。实例分析要求画出机构运动简图,并分析该机构用在此处的优点,能否用其它机构代替等。 1.3发现 发现是指学生在体验中通过对简易机构的分析,发现其中设计不当或有待改进的地方。或通过对生活和生产的观察与思考,发现一些需要解决的问题。在教学中,要求学生完成两到三份通过观察、分析和思考而发现的一些需要改进或解决问题的分析报告,从而促使学生养成喜欢观察的好习惯,提高学生分析和思考问题的能力,这是一切创造和革新的前提。 1.4研究 研究是指学生对发现的问题再深一步研究讨论,提出改进或设计方案。在实施中,首先组织学生对提出的需要改进或解决问题的分析报告进行集体讨论,找出其中适合学生进行改进和设计的方案,然后以自愿的形式自行分组,在老师的指导和帮助下进行分析和研究,并提出改进或设计方案。为了保证教学质量,要求每位同学最少参加一个小组。设计方案不仅仅是纯机械的,大多数是机、光、电一体化,甚至纯电子的设计,应鼓励学生尽可能地利用所学、所知、或通过查阅资料所得的知识。这样,可以培养学生综合运用所学知识和查阅资料的能力,使本课程的教学效果,上升到一个新的高度。 1.5创新 创新是指对学生提出的比较好的、可行性高的设计方案进行初步设计和模型制作2。组织讨论、评比学生研究后提出的设计方案的可行性,从讨论结果中选出几个经过讨论、改进、可行性最大的设计方案,以小组成员为主干,全班学生为成员,在老师的指导下完成这些方案的初步设计和模型制作。 2选择性实施后发现的问题和改进设想 2.1改进评分标准。提高学生积极配合教师教学的程度 高职院校学生的知识基础和学习的积极性较差,好多学生在初期还能积极配合老师的教学,但当需要花费比较大的精力或遇到一点困难时,就不能即时完成老师布置的课外作业。因老师督促学生的手段较少,导致能按要求完成的学生仅有十几名。分数是评价学生学习成绩最直接、最重要的指标,也是老师约束学生最有力的手段。依据我院制定的考试成绩占70%,平时成绩占30%的评分标准,就算平时成绩为零分,学生也能及格。从而导致了一些学生的惰性心理。为了提高老师对学生的约束力,提议如图1对我院制定的评分标准加以改进。增强课外作业成绩,消除惰性因素,促使学生积极配合老师的教学工作。 2.2应加强实验和现场教学的管理 学生对实践兴趣极高,管理不好就无法进行教学。因而要充分发挥班干部的作用,并积极寻求其他老师和师傅的帮助,才能取得较好教学效果。 3教学效果分析 表2反映课程结束后,本班与未实施创新教学模式的机制0505/6班的教学效果对比: 从上表可以看出,虽然因自己能力和精力的问题,没有完全按照上述的教学步骤完成试点教学,但教学效果有较为突出的体现。 4未来展望 高职院校是高素质应用型人才的摇篮。产教研的进一步结合,是高职院校发展的必然趋势。这一创新教学模式可以在兴趣小组的基础上,保持与每一位成员的联系合作,不管其位于何地,从事怎样的职业,担任什么样的职务,都要以老师为主线,保持畅通的联系与合作。这样,随着时间的流逝,兴趣小组所研究课题的科技含量会越来越高,也会越来越贴近实际,必能吸取更多的老师、学生和企业的参与。此时,在学院的帮助与支持下,可以创建与之相适应的相关产业,从而实现招生、教学、研究、制造、销售、就业相辅相成的良性循环,促使高职院校发展到一个新的层次。 机械设计论文:基里隆一级电站水力机械设计 摘要:基里隆一级电站是柬埔寨最大水电站,1968年建成,在正常发电20个月后损坏于战乱。根据中柬双方达成的协议,中电技以投资、修复、经营方式,对基里隆一级水电站进行修复。本文对基里隆一级电站修复工程水力机械设计进行了回顾,对主要机组设备、辅助设备的选择及布置作了简要介绍。 关键词:机电设计 水力机械 水力发电设备 辅助设备 水力监测系统 柬埔寨 湄公河 1概述 基里隆一级电站位于柬埔寨王国西南部,湄公河盆地边缘,距离首都金边约120km,距离柬重要港口城市磅逊(西哈努克城)约110km,其厂房及升压站紧邻4号公路。 基里隆一级电站原为南斯拉夫在1968年提供资金和技术建成,水库最大库容980万m3,装机容量2×5.0MW。该电站在正常发电20个月后损坏于战乱。此后近30年里,虽几经努力但一直未能实施修复。目前大坝基本完好,引水钢管局部遭严重破坏,厂房和机电设备完全损坏,厂坝公路年久失修,到金边的110kV输电线路仅存少许塔架。 中国电力技术进出口公司(CETIC)组织专家对基里隆一级电站枢纽工程和输电线路进行了多次实地考察和充分论证。历经近1年的合同谈判,CETIC与柬埔寨工业矿产能源部(MIME)和柬埔寨国家电力公司(EDC)于2000年7月28日在金边正式签署了《实施协议》和《购电协议》。根据协议,CETIC以投资、修复、经营(BOT,Build,Operate,Trans/fer)方式,对基里隆一级电站进行融资、修复、建设、拥有、运营和维护,在电站特许经营期(自电厂商业运营日起30年)结束后,将该电站无偿移交柬埔寨政府。 电站原厂房和机电设备已完全损坏,主厂房里的水轮发电机组、调速器、进水阀装置、桥机以及辅助设备已无修复价值。经研究决定,主厂房在原厂址新建,所有水力发电设备,包括水轮发电机组、调速器、进水阀装置、桥机以及辅助系统的所有设备,都进行重新设计配置。电站主要参数为:装机容量2×6MW,额定水头363.00m,保证出力3.812MW,年发电量0.6419亿kW·h,年利用小时数5349h。 2机组设备简介 2.1水轮机 水轮机选用CJA734-W-136/2×12.5型双喷嘴冲击式水轮机,主要参数为:额定水头363.00m,额定流量1.95m3/s,额定出力6220kW,额定效率89.78%,额定转速600r/min,飞逸转速1080r/min。水轮机为卧轴冲击式,主要特点如下: 1)水轮机转轮装于发电机轴上,依靠摩擦传递扭矩,顺时针旋转(从发电机向水轮机看)。两个直流喷管分别由机壳和机壳小盖支承,喷管前装有Φ450直管并通过Φ650/Φ450分流管与Φ650伸缩节及球阀相连。 2)喷管喷嘴口处装有偏流折向器,通过连杆机构与折向器接力器相连,接力器与调速器油压系统相连。偏流折向器与喷针的位置没有协联关系,在正常运行时不与射流接触,也不参与水轮机小波动调节,始终保持在全开位置,只在事故停机时投入,切断水流。 3)机组正常运行时,各工况的调节是依靠喷针运动来实现的,喷针的调节作用是由喷针接力器油压操作实现的,喷针接力器操作油管与调速器油压系统相连。喷针的开度指示由喷针反馈系统完成,从喷管内引出的恢复杆通过钢丝绳及连杆与调速器电反馈装置相连,电反馈装置向调速器发送位置信号。 4)在机壳上与喷管射流相反方向装设反向制动喷嘴,制动喷嘴由DN80液压操作阀控制,停机时作机组制动用,液压操作阀油源引自调速器油压系统。 2.2水轮发电机 水轮发电机为SFW6000-10/2130型3相凸级同步发电机,采用卧式、密闭自循环空气冷却结构,主要参数为:额定功率6MW,额定容量7.5MVA,额定电压6.3kV,额定电流687.32A,额定转速600r/min,飞逸转速1080r/min。 发电机由定子、转子、主轴、导轴承、飞轮、空气冷却装置、油水管路等部分组成。定子机座为整体卧式结构,发电机轴为转子磁轭与主轴锻造为一体的实心轴结构。水轮发电机组为两支点结构,两个导轴承分别位于定子两侧,轴承瓦为筒式巴氏合金轴瓦。轴承润滑采用外循环方式,在主厂房内每台发电机组上游侧布置有外循环供油装置。空气冷却器两个,布置在发电机下面机坑中,冷却水管为T2铜管穿片结构。 2.3调速器 调速器选用武汉三联水电控制设备公司生产的CJWT2/1-4.0型微机调速器,额定工作油压4.0MPa。 CJWT型调速器是专为多喷嘴冲击式水轮机设计的,其主要特点如下: 1)在总体结构上,调速器为电气柜、机械柜、油压装置三位一体组合式,结构紧凑,便于安装布置及运行维护。 2)从控制原理上看,每个喷针接力器和折向器接力器各采用一套全数字式机械液压系统独立控制,取消了传统的机械协联、凸轮及复杂的连杆机构,结构大幅简化。 3)机械液压系统采用全数字液压技术,以电磁球阀作为电液转换元件,静态无油耗,抗油污能力强。 4)油压装置设自动补气阀组,提高了整机自动化水平。 5)电气部分以可靠性极高的可编程控制器(PLC)为控制核心,所有PLC本体的平均无故障运行时间≥30万h。 6)采用交直流双路电源供电,互为备用,无扰切换。 7)具有电手动调节功能及自动容错功能。 2.4进水阀 为保证水轮机安全可靠运行、机组检修时切断水流及机组调节系统失灵时保护机组,每台水轮机前装设有进水阀。进水阀为双面止水卧式球阀,采用接力器油压操作,球阀型号为QF500-WY-65,公称直径Φ650mm,设计压力5.0MPa。球阀上、下游侧分别设有检修密封和工作密封,活动密封环采用钢管的压力水操作。2套进水阀共用一套HYZ-1.0-4.0油压装置,额定油压为4.0MPa。 3辅助设备 3.1技术供水系统 技术供水系统主要用户是发电机空气冷却器和导轴承油冷却器。供水系统采用水泵集中供水方式,水源取自下游尾水,在主厂房右端水机副厂房下游侧设有取水池,通过联通管与尾水渠相连。设置KQL100-160型供水泵3台,其中1台备用,布置在供水设备室内。水泵出口设有自动滤水器,滤水器有自动排污功能,经过滤后的水由供水总管引至各用户。水泵采用轮换工作制,每台水泵配置1台软启动器,整个系统采用PLC控制。3.2高压气系统高压气系统主要供调速器油压装置和球阀油压装置用气,供气压力4.5MPa。设有2台SF-0.5/45型空压机和1只1m3、4.5MPa储气罐,空压机出口设有气水分离器。储气罐出气管上设有压力控制器,自动控制空压机的启停,整个系统采用PLC控制。 3.3透平油系统 透平油系统主要供机组轴承、调速系统和球阀操作系统用油。设有2只5m3透平油桶、1台KCB-55型齿轮油泵、1台LY-50型压力滤油机和1台ZJCQ-2型透平油过滤机。系统运行为手动操作。 由于本电站机组为小型卧式水轮发电机组,设备用油量较小,同时主厂房仅有一层,油管布置会影响厂房内的交通及美观,因此,主厂房内不设供排油管路。在油处理室设有活接头,机组设备供排油时,用软管与用油设备相连接。 3.4水力监测系统 水力监测系统包括全电站监测和机组段监测两部分。全电站监测项目有水库水位、拦污栅后水位、拦污栅前后压差及电站引用流量。根据购电协议要求,水库水位测量设有2套2311LT型投入式液位变送器,其中1套为主用,1套为备用(冷备)。拦污栅后水位测量设有1套2311LT型投入式液位变送器。在首部值班室设置1台SXJ水位监视仪,水位信号通过串行口通信方式传至电站中控室。电站引用流量监测采用UF-911型超声波流量计。机组段监测项目包括分流管进口压力、喷管压力、尾水位、冷却水压力和示流、水轮机和发电机振动、摆度等。水力监测系统中的主要量测项目均同时设有变送器,并与电站计算机监控系统相连。 3.5起重机 电站最重起吊件发电机转子重24.2t,起吊梁重3.5t。主厂房内设1台起重量32/5t,跨度14m电动双钩桥式起重机供机组安装、检修使用。由于电站主厂房在原厂址新建,利用原电站叉管及支管,机组间距已定。本电站机组为卧式水轮发电机组,容量由原来的5MW增加至6MW,机组设备尺寸加大,机组间距明显偏小,发电机转子抽芯极为困难。为控制大车运行速度和主钩起升速度,确保发电机安装检修的安全,起重机的大车运行机构和主起升机构采用变频调速方式,变频器采用三菱原装进口设备。 4厂房布置 电站主厂房为地面式,在原厂址新建,利用原电站叉管及支管,机组间距维持10.29m不变。主厂房净长32.85m,净宽14m(机组中心距上游柱边9.05m,距上游柱边4.95m)。电站最高尾水位高程?92.00m,据此确定主机间高程?95.00m,机组安装高程(机组中心线)?95.84m。主机间内上游侧布置有调速器、球阀装置和油压装置,下游侧布置机旁盘。左侧为安装场,长约10.4m,主要考虑机组大修时布置发电机转子、定子、水轮机转轮、机壳等。 主厂房右侧水机副厂房内布置有透平油罐室、空压机室、技术供水设备室。电气副厂房布置在主厂房左侧和下游侧,左侧副厂房内布置有中控室、继电保护盘室、通信室、电气试验室、低压配电室等,下游侧副厂房内布置有6kV中压配电盘、励磁变压器、厂用变压器及柴油机室等。 5结束语 基里隆一级电站修复工程是我国第一个B0T项目,2001年4月2日正式开工建设,2002年5月完工并投产发电。基里隆一级电站的修复对促进柬埔寨战后经济发展,增进中柬双方友谊,以及对我国全方位对外贸易格局的形成,都具有重要意义。 机械设计论文:论应用CAD技术的现代机械设计 论文关键词:机械设计;CAD技术 论文摘要:在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。 1 CAD技术的发展 CAD(Computer Aided Design)是计算机辅助设计的英文缩写,是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力,辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析,达到理想的目的,并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计(CAD)技术诞生以来,已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域,产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术(Com-puter Aided Manufacturing,CAM)和产品数据管理技术(Product Data Management,PDM)及计算机集成制造系统(Computer Itegrated manufacturing system,CIMS)集于一体。 产品设计是决定产品命运的研究,也是最重要的环节,产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前,CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统(ICAD)(Intelligent CAD)。21世纪,ICAD技术将具备新的特征和发展方向,以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。 以智能CAD(ICAD)为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程,采用单一知识领域的符号推理技术,解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来,尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程,借助计算机的支持,设计效率有了大大地提高。 2 三维CAD技术在机械设计中的优点 通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点: 2.1 零件设计更加方便 使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。 2.2 装配零件更加直观 在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。 2.3 缩短了机械设计周期 采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。 2.4 提高机械产品的技术含量和质量 由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CAD CIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。 3 CAD技术在机械设计中的应用 3.1 零件与装配图的实体生成 3.1.1 零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。 对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。 3.1.2 实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。 3.2 模具CAD/CAM的集成制造 随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。 一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。 3.3 机械CAE软件的应用 机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。 4 CAD前沿技术与发展趋势 4.1 图形交互技术 CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路,解放大脑,让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能,为设计师提供了方便。此外,笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。 4.2 智能CAD技术 CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上,建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员,同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误,回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。 4.3 虚拟现实技术 虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。 机械设计论文:关于多媒体教学在机械设计制造课堂的实践 论文摘要:多媒体因其声像并茂,对提高教学效果有很大作用,在课堂教学中越来越普遍,也越来越展示出其强大的生命力。但从目前大学院校多媒体教学环境来看,多媒体机械设计专业教学开展还存在一些问题。本文就相关情况进行了研究,并提出相应的对策。 论文关键词:多媒体教学 专业课 机械设计 对策 对大学院校而言,培养的机械设计与制造的专门人才,就要着眼于培养具备机械设计制造基础知识与应用能力,能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。 随着信息化建设的不断进步,多媒体教学已完全在各种教学中展开。机械设计教学更多注重的是空间、理性、科学和前沿,多媒体在教学中所起的作用已不仅仅是一个辅助工具,传统的教学方法已经不能很好地适应教学内容和教学节奏的需要。以考试成绩来衡量学生水平的终结性评价,不受学生的欢迎,评价机制有待完善。所以我们有必要加强多媒体技术与机械设计课程的整合,使学生从传统教学方法中的视觉单一模式互动向视觉、触觉、听觉等多模态发展,转变为空间概念。真正形成以学生为中心,发挥学生的主体作用,使学生在课堂学习中,朝着个性化和自主学习的方向发展,真正成为学习的丰人。 1多媒体机械设计教学的主要问题 目前,教育在我国无论从数量还是从规模上来讲,都达到了空前。然而,教学质量的高低,直接关系培养人才的质量。客观地讲,当前大学院校机械设计教学其中最突出的教学矛盾就是教学模式、教学方法不够灵活。具体地讲还在在以下问题。 1 1被动接受新技术的应用 因为种种原因,个别老师对多媒体教学缺乏深刻认识,甚至认为多媒体教学费时费力费工不讨好,是花架子,好看不管用,心里不同程度存在排斥心理,导致对多媒体教学模式不愿意做出更多的学习和没有兴趣,不愿意尝试,更不说付出努力和付出辛苦。这种心态,直接导致了多媒体教学质量不高。 1.2变“人灌”为“电灌” 个别授课老师错误地认为:多媒体教学,就是把以前的“黑板加粉笔”变成“电脑加屏幕”,在教学方法上看起来全用了多媒体教学,但在教学手段上仍然沿用了旧的教学模式,没有起到把多媒体手段引入机械设计教学课堂的初衷。这种盲目、机械地多媒体教学手段,不但不能真正起到有效的教学效果,克服传统教学的不足,还会给多媒体教学的发展带来负面的影响,反而影响到教学效果。其实这种现象的根源,在于老师对教学效果的认识不足,是一种“形而上学”的教学。 2实现机械设计课堂多媒体教学的可能性 根据目前我国教育的实际情况,进一步深化机械设计教学改革,推广实施多媒体教学模式,并通过改革全面提高机械设计制造教学水平和广大学生的机械设计实际综合应用能力的条件基本具备,而且也具有实现这一转变的可能。 (1)对机械设计制造教学的重要性各方已达成思想共识。广大院校领导和老师对推进机械设计教学改革的重要性都有深刻的认识和体会,并已尝到甜头,干劲更足。同时,学生普遍要求和接受机械设计课堂更多采用多媒体教学。这些因素,为我们机械设计的多媒体教学改革奠定了良好的思想基础。 (2)随着教育投资的增加,教学信息化设备的硬件设施越来越完善。这些年,随着我国社会经济的发展,国家加大了教学信息化建设,硬件设备得到了普遍加强,有些甚至达到了全球领先水平。大学院校普遍都建设有校园网,多媒体教室等,为计算机和校园网上学习机械设计课程提供了硬件技术条件。 (3)基于计算机和网络的机械设计制造教学软件已逐步配套。经过多年的发展,社会各方投入了相当的精力和技术设计了机械设计课堂教学软件和个人自学辅助软件,为推动以机械设计的多媒体教学改革提供了丰富的软件支持。 3积极应对机械设计多媒体教学的对策 多媒体教学与传统课堂教学,并不是矛盾的,而是互促互长的统一体。对教学来讲,最重要的就是整合。整合是网络信息技术与机械设计课程整合研究的核心问题,整合后网络信息技术将成为整个课程系统的一个有机组成部分,而不是可有可无的辅助工具。对认识上的误区和操作层面的一些问题,必须正确认识并在实践中注意解决。对教学中是否应用,如何合理科学地应用多媒体教学技术,确保教学效果的落实才是最根本。 (1)根据机械设计教学的需要,决定是否使用多媒体。把多媒体教学引入机械设计课堂,从手段上来讲,是为了“活化教材”,创造较为真实的教学环境,如果过多使用甚至会起到相反的效果。教学效果如何,并不是说多媒体手段越多效果越好。多媒体教学,从某个层面来讲,是体现的人机。对话,然而,人与人之间的对话,是最好的沟通手段。如果在教学环节中,授讲老师过多应用多媒体,就会使课堂教学成为老师对电脑的操作和学生观看演示的过程,这样的话,多媒体辅助教学的初衷就会受到了扭曲,这也违背了教学的规律。 (2)适度取材,注重多媒体课堂的“人文关怀”。多媒体本身是作为一种教学辅助工具引入机械设计教学的,其本身不带任何的感情色彩,要使课堂教学生动起来,就需要更多的人文关怀。作为教学的主导方,教师在应用多媒体进行机械设计教学时,面对海量的信息,必须结合各方实际快速作了抉择,通过其他手段表现出更多的亲和力和学生的可接受性,这样才能起到事半功倍的效果。 (3)多媒体模式与传统模式充分交融。多媒体教学是利用现代信息技术带动教学内容、教学方法和教学手段的全面改革,然而,多媒体教学只是一种在效的教学辅助手段,并不能完成取代传统的教学模式。因此,在机械设计教学中,我们不能完全依赖多媒体技术,只能是充分利用并与传统教学模式有机结合,只有这样,才能使做到张弛有度,互促互长,取得更好的教学效果。 4结语 机械设计教学模式的改革是机械设计制造教学改革的重点,机械设计制造教学模式的改革应使机械设计制造朝着个性化学习、主动式学习方向发展,应体现机械设计教学的实用性、趣味性,在技术上应是可操练,可实现和易操作的,应充分强调和发挥教师和学生两方面的积极性。改革的突破口是由以教师为中心的传统课堂教学模式转变为以学生为主的多媒体教学模式。 在多媒体环境下,我们要实事求是,正确对待,结合教学需要,保留吸收传统教学模式中的优良部分,充分发挥新旧两种机型模式的优势,确保教学质量稳定提高,这才是根本。多种教学模式的综合应用不仅是可行的,而且成效十分显著。 机械设计论文:关于高职《机械设计基础》五步创新教学模式探析 论文关键词:创新教育 创新教学模式 接受 体验 发现 研究 创造 论文摘要:高职院校是培养高素质应用型人才的摇篮,创新教学模式的建立与发展关系到人才创新能力的培养,接受、体验、发现、研究和创新相结合的五步创新教学模式是适应高职教育,培养具有创新能力的高素质应用型人才较好的创新教学模式。 创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力…1。培养具有创新意识与能力的一流人才,是一个庞大的系统工程。高校的创新教育是其中不可缺少的重要环节。作为直接为生产一线培养创新型、应用型人才的高等职业教育工作者,更应在教学中注重对学生创新意识与创新能力的培养。《机械设计基础》是一门与实践结合较为紧密的技术基础课,在教学中开展创新教育,是应该的也是必须的。对高职院校而言,仅仅做几个实验和一次课程设计是远远不够的。2006年在对机制0507/08班的《机械设计基础》课程教学中试探性的进行了创新教学改革,现将取得的经验总结如下。 1五步创新教学模式的建立 传统的教学方式主要以接受教学为主,教师讲学生听,重视书本知识的“灌输”,忽视了对学生知识运用能力和创新能力的培养。而要改变这一方式,就必须加强理论与实践的联系,倡导接受、体验、发现、研究和创新这一环环相扣,与实践结合极为紧密的五步创新教学模式。 1.1接受 接受就是指在处理基本理论教学时,要明确学生应接受哪些知识的问题。学生对基础知识的接受程度和对其初步的感性认知是五步创新教学模式的基础。接受也就是老师应重点讲解什么内容的问题。传统的重点在于因而不在于果,重视每一个公式、每一个论点的推导,而不重视知识的实际运用。创新教学要加大实践教学,就必然不能再一成不变的逐点讲解了。应只讲其结果而不讲其原因,以节省课时,然后尽可能多地进行实例分析,讲清机构的运动、特点和应用。 在对机制0507/08班试探性教学中,尽可能多的带现有模型和教具,在课堂上分析其运动和特点,并引入与之相应的实用简单机械,分析说明再此处利用该机构的优点,并尽可能多的带领学生到实验室进行现场教学。 1.2体验 体验是指要引导学生、要求学生从实际生产和生活中体验所学机构是如何应用的。也就是从实践出发,通过对各种简易机械进行机构分析,加深学生对各种常用机构的类型、特点与应用取得更深的认识。在接受教学的基础上,以作业的形式,要求学生对所学的机构按下面的表格进行分析: 该表要求学生独立完成,实例分析中若有N名学生的结果完全相同,则这些学生作业成绩X=100—30×N。实例分析要求画出机构运动简图,并分析该机构用在此处的优点,能否用其它机构代替等。 1.3发现 发现是指学生在体验中通过对简易机构的分析,发现其中设计不当或有待改进的地方。或通过对生活和生产的观察与思考,发现一些需要解决的问题。在教学中,要求学生完成两到三份通过观察、分析和思考而发现的一些需要改进或解决问题的分析报告,从而促使学生养成喜欢观察的好习惯,提高学生分析和思考问题的能力,这是一切创造和革新的前提。 1.4研究 研究是指学生对发现的问题再深一步研究讨论,提出改进或设计方案。在实施中,首先组织学生对提出的需要改进或解决问题的分析报告进行集体讨论,找出其中适合学生进行改进和设计的方案,然后以自愿的形式自行分组,在老师的指导和帮助下进行分析和研究,并提出改进或设计方案。为了保证教学质量,要求每位同学最少参加一个小组。设计方案不仅仅是纯机械的,大多数是机、光、电一体化,甚至纯电子的设计,应鼓励学生尽可能地利用所学、所知、或通过查阅资料所得的知识。这样,可以培养学生综合运用所学知识和查阅资料的能力,使本课程的教学效果,上升到一个新的高度。 1.5创新 创新是指对学生提出的比较好的、可行性高的设计方案进行初步设计和模型制作2。组织讨论、评比学生研究后提出的设计方案的可行性,从讨论结果中选出几个经过讨论、改进、可行性最大的设计方案,以小组成员为主干,全班学生为成员,在老师的指导下完成这些方案的初步设计和模型制作。 2选择性实施后发现的问题和改进设想 2.1改进评分标准。提高学生积极配合教师教学的程度 高职院校学生的知识基础和学习的积极性较差,好多学生在初期还能积极配合老师的教学,但当需要花费比较大的精力或遇到一点困难时,就不能即时完成老师布置的课外作业。因老师督促学生的手段较少,导致能按要求完成的学生仅有十几名。分数是评价学生学习成绩最直接、最重要的指标,也是老师约束学生最有力的手段。依据我院制定的考试成绩占70%,平时成绩占30%的评分标准,就算平时成绩为零分,学生也能及格。从而导致了一些学生的惰性心理。为了提高老师对学生的约束力,提议如图1对我院制定的评分标准加以改进。增强课外作业成绩,消除惰性因素,促使学生积极配合老师的教学工作。 2.2应加强实验和现场教学的管理 学生对实践兴趣极高,管理不好就无法进行教学。因而要充分发挥班干部的作用,并积极寻求其他老师和师傅的帮助,才能取得较好教学效果。 3教学效果分析 表2反映课程结束后,本班与未实施创新教学模式的机制0505/6班的教学效果对比: 从上表可以看出,虽然因自己能力和精力的问题,没有完全按照上述的教学步骤完成试点教学,但教学效果有较为突出的体现。 4未来展望 高职院校是高素质应用型人才的摇篮。产教研的进一步结合,是高职院校发展的必然趋势。这一创新教学模式可以在兴趣小组的基础上,保持与每一位成员的联系合作,不管其位于何地,从事怎样的职业,担任什么样的职务,都要以老师为主线,保持畅通的联系与合作。这样,随着时间的流逝,兴趣小组所研究课题的科技含量会越来越高,也会越来越贴近实际,必能吸取更多的老师、学生和企业的参与。此时,在学院的帮助与支持下,可以创建与之相适应的相关产业,从而实现招生、教学、研究、制造、销售、就业相辅相成的良性循环,促使高职院校发展到一个新的层次。
建筑抗震论文:我国高层建筑抗震设计问题探讨 摘要:随着我国城市的建设和发展,很多高楼大厦在城市中出现,而且建筑高度越来越高,甚至一些已经超过了安全高度范围。而且我国很多地方都是地震多发带,近几年的地震已经给人类带来了严重的人身和财产安全的消极影响。本文中,通过对现阶段我国高层建筑抗震设计中存在的问题,从不同角度提出了我国高层建筑抗震设计优化的可行性策略,具有一定实践借鉴意义。 关键词:高层建筑;抗震设计;问题;策略 1引言 随着社会经济的快速发展,我国城市化进程不断加快,城市中随处可见高楼林立,加之世界人口数量的激增,为了给人类提供拥有更多的建筑空间,高层建筑规模越来越大,建筑层数也不断提高。与此同时,随着建筑的复杂性和难度的增加,人们对于建筑安全的要求越来越高,特别是作为一个地震多发地区的国家,加之近几年自然灾害的频发,我国居民对于高层建筑的防震效果更加重视,这就对我国高层建筑的抗震设计带来了不小的挑战。因此,笔者认为,十分有必要对我国高层建筑的抗震设计中存在的问题进行研究,并寻求合理的解决途径,以期能够提高我国高层建筑抗震能力。 2高层建筑抗震设计中存在的问题 2.1高度规范问题 虽然我国有相关的法律法规和政策文件对建筑物的高度规范做出了明确的、具体的规定,而且为了保证高层建筑的安全性,针对不同级别的高层的混凝土的建筑结构技术也有不同级别的高层建筑设置规范,但从我国现阶段各个建筑单位的实际执行情况来看,很多房地产开发商为了追求经济利益,使得高层建筑的高度远远超过了科学合理的范围,以至于在遭遇地震时,这些违规高层建筑会成为“众矢之的”,不能有效抵抗地震威胁。 2.2抗震材料选用问题 我国虽然也是地震多发国家,但是与国际上发达国家在高层建筑时结构材料的选择还相差甚远。地震多发地区的建筑应当较多的采用钢架结构,以提高建筑的稳定性和安全性,但是我国很多地震区域的高层建筑仍然知识钢筋混凝土的普通结构,这种结构的抗震性能远不及钢结构。另外,对于建筑高度高于150m的高层,应当有三层支撑框架做支撑。而且随着科技的进步及钢铁产能的提高,新型钢质混凝土结构一般质量较轻,且能够在减少钢架结构尺寸的基础上,提高高层建筑的防震能力。 2.3抗震设计人才支撑问题 现阶段我国抗震设计领域的专业人才还很匮乏,很多抗震设计大多是借鉴国外的成功经验,国内设计者的自主创新能力较低。虽然国内很多高校和职教院校都开设了抗震设计专业类课程,但是由于我国缺乏实际施工实践经验,理论知识与实践能力的不扎实,课程结构的不全面等,使得我国建筑设计在抗震设计领域的人才十分匮乏,国内一些经典的高层建筑还不得不依赖国外的设计师来进行抗震设计和施工,抗震设计人才支撑不足。此外,我国抗震设计的抗震能力较差,抗震级别较低,还比不上发达国家的标准。我国的建筑架构设计安全系数还不高,因此,亟需相关部门对我国高层抗震设计做出更为符合我国国情和时代要求的标准,以提高我国高层建筑抗震设计的适宜性。 3我国高层建筑抗震设计优化策略 3.1采用位移的结构抗震方法进行设计 地震来临时,高层建筑都会因为受到地震能量作用而发生变形,还有一些建筑在施工过程中也会出现变形,所以,不论是在建筑施工还是在后期防震设计和建设过程中都应当设置合理的弹性变形结构,比如位移变形结构设计,通过改变纵地基层的位移来减少地震产生的位移,另外还应当对界面结构的应变分布处进行处理来加强变形部件之间的联系,提高抗震效果。此外,还可以在建筑周围建立一些巩固结构,减少地震直接对建筑物产生能量,减弱地震力。 3.2运用高延性结构来进行消震和隔震 高延性结构能够有效抵消地震力,并起到良好的隔震效果,因此,我国当前在建筑的防震设计及后期施工过程中,很多建设和施工单位都加强了结构的韧性、刚度,并对地震构造进行了科学的设计,提高高层建筑的结构韧性和刚度,减少地震带来的不利影响。地震过程是一种能量的释放过程,因此,需要高延性结构设计和施工来产生良好的消震和隔震效果,有效减少地震对房屋建筑的伤害。反过来讲,如果高层建筑的负载能力较差,高延性结构能够更多的过滤掉地震的能量,有效保证房屋的原有结构,避免建筑变形,而适宜的韧性能够大大降低房屋崩塌的发生率。因此,在对高层房屋建筑的设计和规划时,一定要运用先进的技术来提高房屋的抗震能力,比如阻尼器的设计原理就是通过吸收地震能量来减少对房屋建筑的冲击,而且还能监测地震对建筑的破坏程度,效果显著。 3.3建立多层地震防线 通过建立多层地震防线的方式能够提高高层建筑抗地震的性能,满足高层业主对于房屋安全的要求。当高层建筑在遭遇地震等恶劣自然灾害的影响时,如果只有一道地震防线,一旦遇到级别很高的地震,就难以阻挡地震的摧毁和破坏,因此,一定要设置出备用防线,在多层建筑中设置第二道、第三道防线,以防一道地震防线崩溃后造成建筑物的整体崩塌。高层建筑在进行抗震设计时,可以采用多段强框架结构,最常见的比如抗震剪力墙设计,该设计因其抗震性能好,因此被广泛的应用作为抗震墙的第一层防线,而且发挥着最为重要的作用。所以,为了保证墙体的抗震能力足以防止地震的损害,有效减少地震造成的墙体裂痕或者倒塌,就应当科学建立防震结构,多层防线形成合力。而且在地震以后,每一层的剪力墙所承受的负载力应当是设计预期最大剪力墙的两倍,或者要超过地震总剪力值的1/5. 4结束语 时代的发展让高层建筑已经成为我们司空见惯的建筑物,对其进行优化设计,提升其抗震能力也将会成为建筑行业未来发展的重要趋势。相关人员选用更加专业的材料,运用更加专业的技术手段提升建筑的抗震效果。同时,该行业人员也需要不断提升研发能力,让新型抗震材料进入到高层建筑抗震设计中,让高层建筑为人们的生活带来跟尾舒适、安全的居住环境。 作者:韦衡 单位:广西荣泰建筑设计有限责任公司 建筑抗震论文:建筑抗震设计中的延性设计 摘要:地震中结构进入弹塑性状态后,只能依靠变形吸收能量以维持结构“安全”,所以,结构抗震设计的根本验算应是强震作用下结构的变形验算,因此从某种意义上说,结构抗震的本质就是延性。一个结构具有较大延性或较高耗能能力的话,即使承载力较低,也能够吸收较多能量,抗御较强地震而不会倒塌。 关键词:塑性铰;吸能耗能;变形能力;结构延性 结构、构件或截面的延性是指从屈服开始至达到最大承载力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形能力,也就是说,延性是反映结构、构件或截面的后期非弹性变形能力,变形能力是指结构、构件或截面达到最大破坏状态时的最大变形,而变形能力是结构吸能和耗能能力的外在表现,所以延性的本质是吸能和耗能。结构所吸收的地震能量,等于结构承载力与变形能力的乘积,也就是说结构抗震能力是由承载力和变形能力两者共同决定的。 在中等地震作用下,允许结构某些部位进入屈服状态,形成塑性铰,这时结构进入弹塑性状态。在这个阶段结构刚度降低,地震惯性力不会很大,但结构变形加大,结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构,称为延性结构。地震中结构进入弹塑性状态后,只能依靠变形吸收能量以维持结构“安全”,所以,结构抗震设计的根本验算应是强震作用下结构的变形验算,因此从某种意义上说,结构抗震的本质就是延性。 以我们当前对地震的认识水平,要准确预测结构物与地基在未来地震作用下的抗震能力,尚难以做到。因此,结构的抗震能力应着眼于结构物与地基整体抗震能力的概念设计,再辅以必要的计算分析和构造措施,从根本上消除结构物与地基中的抗震薄弱环节,才有可能使设计出的结构具有足够的抗震可靠度。 结构体系的抗震能力综合表现在强度、刚度、和延性三者的统一,即抗震结构体系应具有必要的强度和良好的变形能力,如果抗震结构体系有较高的抗侧强度,但同时缺乏足够的延性,这样的结构在大震作用下很容易破坏。例如不配筋又无钢筋混凝土构造柱的的砌体结构,其抗震性能较差。另一方面,如果结构有较大的延性,但抗侧力的能力不足,这样的结构在大震作用下,必然产生较大的变形,如纯框架结构,其抗震性能依然较差,震害调查表明,在历次地震中,钢筋混凝土纯框架破坏严重,甚至倒塌者屡见不鲜。 结构体系是由各类构件连接而成的,各个构件的抗震能力是结构体系抗震能力的前提,抗震结构的构件应具备必要的强度、适当的刚度、良好的延性和可靠的连接,并应重视强度、刚度和延性的合理均衡。但强度、刚度和延性三者之间并不是相互独立的,结构体系的抗震能力是强度、刚度和延性三者的矛盾统一。构件刚度太大,会降低结构的延性,同时自振周期变短,增大地震作用,地震作用增大的同时则要求结构及其构件具有较高的承载力,而较高的承载力往往以提高造价和降低结构变形能力为代价;构件刚度过小,在地震作用下,结构变形过大,会导致结构构件的破坏甚至整体倒塌。必要的强度、刚度和延性三者缺一不可,但其中延性的设计尤为突出,是做到大震不倒的关键所在。但在实际工作中,结构工程师往往只注重结构的强度,认为强度高的构件或结构必然是安全的,而忽视了对延性的设计,这种强度较高的构件或结构给人以安全的假象,实际在强震作用下因为缺乏足够延性而存在较大的安全隐患。 延性的设计主要依靠合理的抗震措施,如砌体结构,具有较大的刚度和一定的强度,但延性较差,若在砌体中设置圈梁和构造柱,将墙体横竖相箍,起到骨架作用,则可以大大提高变形能力。又如较长的钢筋混凝土抗震墙,刚度大强度高,但延性不足,若在抗震墙中用弱连梁把墙体划分为若干并列墙段,则可以大大改善墙体的变形能力,做到强度、刚度和延性的合理分配。 延性的本质是吸能和耗能,结构的吸能和耗能能力,主要依靠结构或构件在预定部位产生塑性铰,即结构可承受反复的塑性变形而不倒塌,仍具有一定的承载能力,预定部位是指在该位置塑性铰的形成不会危机整个结构的安全。 为了提高结构的延性,在设计中应采取以下的概念设计:(1)利用结构各部分的联系构件或非主要承重构件形成“耗能元件”。在对这种“耗能元件”合理设计后,可使整个结构在预估的罕遇地震下产生可以承受的破坏,并消耗相当的地震能量,从而维持了整个结构体系的稳定和继续承受荷载的能力。如设有连梁的并联抗震墙,连梁即可设计成很好的耗能元件,以使罕遇地震作用下连梁先出现塑性铰;又如框架结构的填充墙,经合理设计后可增加结构的强度和刚度,同时在地震反复作用下填充墙产生裂缝,可以大量吸收和耗散地震能量,起到耗能元件作用,即同时增大了结构的延性,因为填充墙同时影响到结构的强度、刚度和延性,所以结构设计师应提高对填充墙的设计认识,而不仅仅是作为结构上的荷载来处理。 (2)将塑性铰控制在一系列有利部位,把能量耗散在整个结构的平面和刚度上。为使结构在强震下出现塑性铰以吸能和耗能,必须在设计时有意识地在一些构件中采取特殊的构造措施,使塑性变形集中在一些潜在的屈服区,使结构具有更有利的塑性重分布能力,使这些并不危险的部位首先形成塑性铰或发生可以修复的破坏,从而保护主要承重体系。否则塑性铰的出现可能使结构过早倒塌。如在钢筋混凝土框架设计中要求“强柱弱梁”的原则,其目的就在于使框架结构的塑性铰先出现在各梁端而不是柱端。(3)要求结构具有尽可能多的赘余度。若结构没有适当的赘余度,在出现塑性铰时就会形成几何可变的“机构”,失去承载能力而倒塌。一般来说,超静定次数越高,对抗震越有利,但这不是充分条件,主要与形成屈服区和塑性铰的部位直接相关。如在框架或框架剪力墙体系中,当框架梁端或连梁端部出现塑性铰时,均不至于导致整个结构的破坏。因此,抗震设计中的一个重要原则是结构应具有较好的赘余度和内力重分布的功能,即使部分构件退出工作,其余构件仍能承但地震作用和相应的竖向荷载,避免整体结构的连续垮塌。 应当看到,尽管延性设计在经济上有很大的优越之处,但这些优越总是以结构出现一定程度的损伤为代价,这是在设计延性抗震结构时必须预先了解到的,但考虑到只要能实现我们三水准的抗震设防目标,即保证“小震不坏”、“中震可修”、“大震不倒”,我们的抗震设计就是成功的,出现损伤是完全可以接受的。 总之,地震从能量观点看,就是地下能量的释放,建筑结构所受的地震作用实际上就是一种能量的传递,在接受到地下能量的同时,如何吸收和消耗这些能量就成为抗震设计的本质内容,即是延性设计。从钢筋混凝土结构抗震概念设计的基本原则,到结构抗震承载力和变形验算以及抗震措施的制定,都是为了保证结构或构件延性,因此只有把握了抗震设计的本质问题,才能真正设计出具有较好抗震性能的结构,实现安全与经济的完美结合。 作者:郭喜斌 单位:太原理工大学建筑设计研究院 建筑抗震论文:医院建筑抗震加固工程实施 医院作为生命综合保障系统,在抗震救灾中起到的作用极为突出。医院建筑在地震中需要经受住地震的考验,担负起救死扶伤的重要职责,所以医院建筑应高于当地房屋建筑的抗震设防要求。下面依据原卫生部办公厅转发《中国地震局关于学校、医院等人员密集场所建设工程抗震设防要求确定原则的通知》(中震防发(2009)49号)的要求,以某医院旧有病房楼抗震加固工程为例,就医院建筑抗震加固工程实施及方法进行探讨。该医院的病房楼为5层砖混结构,带1层地下室,总建筑面积约为3019m2,建筑总高度为18.0m,建筑平面为“一”字形,东西长39.5m,南北宽13.0m,于1989年建成。楼体结构采用钢筋混凝土筏板基础,砖墙承重,预制空心板楼盖。根据医院医疗需要,该建筑部分房间使用功能发生变化,需要将病房门、电梯门拓宽以放置病床,同时拟在病房内部增设卫生间。通过对原有结构进行委托检测,提出了相应的加固、改造处理方案,并按照方案实施加固改造病房楼。 一、材料强度检测 (一)混凝土构件材料强度检测 由原设计图纸可知:楼体结构现浇混凝土构件混凝土强度均为200#。采用钻芯法对结构的混凝土强度进行检测,取混凝土芯样18个,每层3个。依据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》中强度检测的规定,经对钻芯法检测构造柱、圈梁混凝土强度结果进行分析评定,均无样本异常值。因此,进行结构验算时,原有结构混凝土构件的强度等级可按C15考虑。 (二)砂浆强度检测 由原设计图纸可知:地下一层采用M10水泥砂浆,一层采用M10混合砂浆,二层至三层采用M7.5混合砂浆,四层至五层采用M5混合砂浆。依据《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》,采用贯入法检测、评定地下一层至五层砌体砂浆抗压强度。现场对该结构随机抽取18个测区,每层3个测区。根据检测结果,进行现有结构承载力验算时,地下一层砌体水泥砂浆强度可取M10,地上一层至五层砌体混合砂浆强度可取M2.5。各层砖强度可按原设计强度取用。 二、主要承重构件裂缝情况检测 在现场对墙体裂缝现状检测,发现在五层顶部井字形屋盖梁端外侧墙体与原结构由于连接不牢靠而脱开,同时在个别墙体上发现有细微温度裂缝。除此之外,检测中未在结构混凝土承重构件(梁、柱、楼板)和纵横墙体及其连接处发现可见裂缝。 三、结构改造验算结果 根据原设计图纸及砌体砖、砂浆、混凝土强度的现场检测结果,并结合结构使用功能的改变情况,按照有关国家规范,重点验算该结构抗震及受压承载力情况。依据计算结果,原有结构地下一层至五层大部分砌体墙抗震承载力抗力与效应的比值,表明该结构中大部分墙体的抗震能力不足,需对这些墙体进行加固处理。依据《砌体结构设计规范》中有关墙的高厚比规定,对该结构墙体高厚比进行规定。经过验算,地下一层至五层各层墙体高厚比均未超过《砌体结构设计规范》中允许的限值,符合要求。通过查阅原设计图纸,并经过计算校核,该结构基础部分承载力满足设计要求。同时,该结构房屋高宽比,圈梁的布置情况及抗震横墙最大间距6.60m 15m,均能满足《建筑抗震设计规范》要求。但由于该结构未在内纵墙局部较小墙垛处设置构造柱,依据国家《建筑抗震设计规范》中抗震设防烈度为8度的规范要求,五层至六层的砖混结构不满足抗震要求。 四、结构现状处理措施 (一)楼高 查阅原结构设计图纸,根据《建筑抗震设计规范》的规定,该病房楼高度限值为15m,鉴于室内外高差为1.5m>0.6m,故极限高度可按16m计,现该结构高度为18.9m,超出规范要求2.9m,属超限多层砌体房屋,故抗震加固时应从严考虑。 (二)墙体 对于不满足抗震承载力要求的墙体,采用在横墙双面(楼梯间横墙为单面)、内纵墙单面增设40mm厚的钢筋网水泥砂浆面层,另在外纵墙单面增设60mm厚的钢筋网混凝土面层,以提高墙体承载力及延性。其加固处理方法如下:首先,将旧墙体面层清除,对原有损坏进行必要的处理。用钢丝刷和压力水将旧墙面冲刷干净。其次,铺设钢筋网片并在旧墙体上打穿墙孔安设S形拉结筋(双面墙体加固)、L形拉结筋(单面墙体加固),拉筋插入穿墙孔后用水泥砂浆或环氧树脂填实。钢筋网宜采用细密点焊,规格为横向钢筋为φ8@100,纵向钢筋为φ6@200。钢筋网砂浆面层应深入地下,埋深≥500mm。S、L形拉结筋均采用φ6钢筋,间距为600mm,并且呈梅花状布置。最后,浇水湿润旧墙面,并清除浮渣杂物,然后逐层抹水泥砂浆。砂浆强度等级宜≥M10,厚度为40mm。横墙双面、纵墙单面加固的墙体在纵、横墙交接处增设φ6拉结筋。 (三)门 对于需要拓宽的病房门、电梯门,采用加钢边框的方法进行加固处理。其加固处理方法如下:将门洞处墙体(墙厚为240mm)沿其较长的一侧墙垛拓宽为1500mm,电梯门洞在其两侧墙体拓宽相等的长度。同时将原混凝土门过梁剔除,以两根5#槽钢(肢尖向上,中间每隔350mm用缀板-60×6连结)的钢过梁替代原混凝土过梁。同时在门框处用两根5#槽钢(肢背靠墙,中间每隔350mm用缀板-60×6连结),每隔300mm在槽钢肢背上钻孔与原墙体用M14的锚栓连接来支撑钢过梁(钢柱上部节点与钢过梁端部通过钢垫板-150×6焊接)。门洞部位墙厚为370mm的墙体拓宽采用10#槽钢替代5#槽钢(中间每隔350mm用缀板-60×6连结),以同样的加固方法处理。 (四)病房 根据医疗的需要,在每间病房内部增设卫生间。因为空心楼板内成孔处板壁较薄,当墙体荷载直接作用其上后会形成局部受压从而压坏楼板,故空心楼板上不可直接加筑任何形式的墙体,需采用GRC轻质隔墙。其加固处理方法如下:在轻质隔墙底部预埋与墙体通长的钢板,钢板(Q235)规格宽为350mm,厚度为6mm,钢板底部均匀涂抹结构胶,并与地面紧密粘结。 (五)阳台 根据医院拟对该结构阳台处外包断桥铝合金玻璃窗,经对阳台挑板的承载力进行验算,阳台挑板内的配筋基本满足增加断桥铝合金玻璃窗后构件承载力的要求。为安全起见,对该结构阳台板进行粘钢加固处理。 (六)地面 医院原计划在该结构水磨石地面上铺设瓷砖。由于在现有水磨石地面上铺设瓷砖后,增加了楼面恒荷载,加大了预制空心楼板的负荷,也增大了结构整体质量,二者均对结构整体的抗震性不利;故未采用在结构水磨石地面上铺设瓷砖,而是项目装修工程中改为采用塑胶地板对原结构地面进行装饰处理。 五、结束语 我们在实际工作中严格按照加固改造方案实施,由于加固的效果主要是取决于施工质量,故严格要求施工企业加强实施过程的钢材管理、水泥管理及混凝土的标号管理,以及施工中的旧有墙面凿毛处理,施工后的质量养护,以确保施工质量,从而达到医院要求的抗震加固效果。 作者:吕晋栋 建筑抗震论文:高层混凝土建筑抗震结构设计研究 0引言 随着城市化进程的加快,城市人口的增加,高层建筑逐渐成为了建筑行业的发展趋势。而在高层建筑的发展过程中,高层建筑的安全问题也逐渐凸显了出来,如何提高高层混凝土建筑的抗震性能成为建筑行业需着重考虑的问题。但在提高高层混凝土建筑抗震性能时应首先明确高层混凝土建筑抗震结构设计的要求,才能抓住抗震设计的核心,提高高层混凝土建筑的抗震性能。 1高层混凝土建筑抗震结构设计的要求 高层混凝土建筑在抗震结构设计中应保证建筑在遭受强震的过程中不倒,在中等地震中经过维护还能继续使用,在轻微的地震中保持稳固,将损坏降低到最小。高层混凝土建筑抗震结构设计要达到抗震设计的要求,应做到刚柔并进,综合考虑建筑的受力情况,做好强剪弱弯的设计,并根据高层建筑结构的特点,进行具体的设计,保证高层混凝土建筑抗震结构设计符合要求。 1.1综合性要求 在对高层混凝土建筑进行抗震结构设计时应注意建筑的刚度设计要求,利用物理学中的力学知识合理判断结构设计中的力学特点,了解机械设备的运行、建筑材料的要求以及具体的施工场地。根据这些因素确定混凝土建筑结构设计中的刚度值,充分考虑各部分的建筑结构的连接设计,在设计过程中根据实际情况予以不断调整,逐渐提高高层混凝土建筑抗震结构设计的性能,使抗震结构的设计能够抵抗强等级的地震,即使建筑结构在发生轻微变形的情况下,建筑也能通过自我的调整,保证建筑的安全性。 1.2具体要求 高层混凝土建筑抗震结构设计在规划设计环节,需要充分考虑各方面的因素,尤其应着重考虑关键部分的连接点作用与不同构件的受力情况,设计人员应根据要求,保证各连接点与构件在地震中能发挥其作用。而在刚度方面,应注意刚度值的具体要求,若高层混凝土建筑的刚度值过低,建筑在强震中会受到严重的破坏,直接损坏建筑的主体结构,而在地震过后余震的作用下,建筑很可能会直接倒塌。除了混凝土建筑抗震结构设计中的刚度值问题,建筑的延展性也应引起重视,保障建筑的强度与刚度在合理的范围内,促进高层混凝土建筑抗震结构设计效用的发挥。 2地震发生过程中高层混凝土建筑的破坏特点 2.1地基破坏特点 高层混凝土建筑在地震发生过程中,若地基的土层较软弱,地基会因土体的液化而发生沉降,进而破坏地基,造成建筑上部结构发生倾斜,最终使得建筑在地震作用下发生坍塌;除此之外,高层建筑若在一些危险地带修建,尤其是在一些泥石流、滑坡等多发地段,在地震发生时,危险地带在地震的作用力下会产生二次性伤害,导致建筑的基础发生不均匀沉降,引发建筑裂缝的产生,并在共振效应下,损坏建筑的上部结构,引发无可挽回的结果。 2.2结构体系破坏特点 高层混凝土建筑为框架填充墙结构时,在地震的作用力下,建筑整个平面中的内框架柱上部容易引发剪切型的破坏,窗洞会因窗下墙的作用引发短柱性的损坏。但建筑若为框架剪力墙结构则不易遭受严重的破坏。而在底框结构中,由于底层的刚度较低,在地震的影响才会遭受严重的破坏,并且使用的若是框架填充墙结构,底层的框架为敞开式的,在没砌墙时刚度也较低,也易遭受严重的破坏。 2.3刚度破坏特点 高层混凝土建筑的主体结构一般使用的是矩形平面结构,一旦发生地震,建筑内的电梯井会产生偏心作用,因此在强扭转振动下会加重地震的作用力,加重破坏程度。而对于一些不对称的平面结构中,地震产生的扭转振动会严重影响结构的稳定性,造成建筑的损毁。 2.4构件破坏特点 不同的构件有不同的抗震性能。在高层混凝土建筑的框架剪力墙结构中,板与梁更容易遭受破坏,而剪力墙的窗台下部位置也容易产生交叉裂缝;但框架柱由于设置了螺旋箍筋,加大了层间的位移角,因此,在地震作用下不易遭受破坏。 3加强高层混凝土建筑抗震结构设计的方法 3.1做好建筑主体结构的基础设计 建筑主体结构的基础设计是建筑结构抗震性能提高的最基本问题,因此应重视建筑基础的设计。在设计过程中应注意将结构相同的单元设置在地基性一致的地面上,并保持结构一致,对于地基位置上较软弱的土层应进行处理,以免承载力的不同引发地基沉降,并运用适当的处理方法增加地基础结构的刚度,加强基础承载力的同时,使承载力保持在一致的水平上。并且应注重底框的运用,因为底框虽然经济实用,运用用途广,但结构体系分布不均匀,易引发结构的不均匀变形,甚至在严重的地震作用下,造成建筑部分开裂。因此,在使用底框时应在设计时增加一些措施以使底框能保持较均匀的刚度,避免不均匀造成变形的出现。 3.2增加抗震防线的设计 高层混凝土建筑的抗震结构并不是由某一部分构成的而是由不同的延性分体组成的,并且不同的延性分体并不是单独的工作,例如框剪结构是由剪力墙和框架分体组合而成的多肢剪力墙结构体系,在通力合作下能在余震过程中发生作用,增加建筑的抗震性能。而增加抗震防线的重要性在于即使一道防线破坏,另一道防线也会继续发生作用,减轻地震对建筑的破坏。因此,设计人员应建立一个由多构件组合而成的抗震防线体系,保证同一平面内的主要构件屈服,其他的抗侧力部件能在发生弹性时,延长主体结构屈服的力度与时间,保证主体结构较强的延性以及抗侧移性。此外,在设计过程中,若有的构件出现抗侧移值过大的状况,减弱了其他构件的强度,应适当增强构件的抗侧移能力,在设计中注意多重抗震防线的设计。 3.3综合多种抗震计算方法 在对高层混凝土建筑抗震计算中,位移计算的正确性不容忽视,并且应对结构设计方案进行定量分析,控制主体结构的变形量,保证在中、低地震等级中,建筑的主体结构不会发生变形。在计算主体结构的承载力过程中,应对高烈度地震中结构的层间位移以及延性位移进行实时性的计算,具体算出建筑构件位移与结构变形间的关系,得出建筑主要构建的变形值,并对建筑截面的应变情况予以分析,计算得出构建的合理构造值,最大限度的降低主体构件在地震发生中的破坏程度。 3.4抗震的加固设计 在高层混凝土建筑抗震结构设计中,因主要构件应满足一定的延性要求,在楼层较高时,通过调节轴压比以增强构件的延性,但轴压比又不应过小,否则会造成结构短柱,延性也会受到影响,在高强度的地震作用下,造成建筑的坍塌,因而应进行加固设计。首先,在地震的加固设计中应选择螺旋复合箍筋,因为螺旋复合箍筋能有效地提高建筑中柱子的抗冲击力,从而提高短柱的抗震能力。其次,框架柱的抗剪能力应与强剪弱弯以及剪压比相对应,并且柱子顶端的抗弯能力应在强柱弱梁值的范围内,使短柱在强柱弱梁或强剪弱弯时也不会破坏剪切性,增加建筑的抗震力度。最后,因为短柱的抗剪性较弱,在地震中常出现在抗弯能力还没起作用时已发生了剪性破坏,所以在设计过程中应减少短柱的抗弯能力,使其与抗剪力保持平衡,在地震发生时满足短柱的抗弯屈服。但为了减弱短柱的抗弯强度,将柱子沿竖向设缝的情况,将其划分成多个分体柱,并利用通缝或分隔板等连接键,增加建筑构件的抗震性能,促进建筑的抗震加固设计。 4结语 高层混凝土建筑抗震结构设计的重要性是不言而喻的,只有明确抗震设计的要求并根据具体建筑结构的抗震特点,才能在设计的过程中结合建筑各体系的破坏特点,有针对性地提高高层混凝土建筑的抗震结构设计,减轻地震对高层混凝土建筑结构的破坏,从而保障人们的生命财产安全。 作者:李璐 单位:太原理工大学建筑设计研究院 建筑抗震论文:高层混凝土建筑抗震结构设计探析 随着我国人口的快速增长,城市中需要建设大量的高层建筑才能满足城市人口的居住需要,还可以满足商业和企业的不同需要。其中抗震结构设计是保证高层混凝土建筑的重要结构,也是未来我国建筑业的主要设计结构。 1高层混凝土建筑的结构特点 高层混凝土建筑的定义是建筑高于28m,并且层数大于10层的混凝土建筑。高层混凝土结构属于竖向的悬臂结构。高层混凝土建筑结构受到的水平载荷和垂直载荷的影响,并产生弯矩和轴向力,建筑的高度跟轴向力呈线性关系。高层混凝土建筑的层数与水平位移,跟弯矩是呈上升曲线的关系,且轴向力与高度的比例关系是正比例。 2高层混凝土建筑抗震结构设计的优化 2.1结构尺寸的优化。 在结构几何形状和材料都规定好的条件下,计算出满足各种条件下的最优构件截面,其实就是对结构构件尺寸进行设计,使其造价最低化。2.2结构体系的优化。结构体系的优化先从结构概念设计开始,使结构平面布置满足对称、规则,立面和竖向规则,侧向刚度均匀变化。与此同时,通过定量的分析和计算对关系到体系整体性能的设计参数进行优化。 2.3结构功能的优化。 建筑的使用功能如何对结构和造价的影响较大,取决于工程建设完成后使用者对本项目有着怎样的使用功能要求,在能够满足用户整体功能要求的条件下对结构功能方面进行设计优化。 2.4结构体系选择的优化。 对于高层建筑来说,可以选择的结构形式有很多,例如框架结构、剪力墙结构等。由于对结构的要求很多,结构的选型也十分复杂,需要综合各方面的因素进行确定,并且需要结构、建筑、经济上各方面的协调平衡,才能对结构体系进行优化选择。 2.5基于最优设防烈度的抗震结构优化设计。 在确定了结构类型、布局和材料后,抗震结构还需要确定抗震设防水平,先进行设防水平选择在进行结构尺寸优化,这就是基于最优设防烈度的抗震结构优化设计。 3高层混凝土建筑抗震结构设计的方法 3.1改进结构设计方案。 高层混凝土建筑抗震结构设计方案需要满足我国现行的建筑工程抗震方面的标准和规范,主体结构需要能抵御空间的变形,并且在结构进行延伸变化时可以进行恢复,以抵消在高层混凝土建筑结构变形时所产生的不利形变,保证高层混凝土建筑的稳定性。在评价地震作用对高层混泥土结构所产生的影响时,需要进行科学合理的分析,考虑各结构部分,最大限度的控制高层混泥土各部分的受力情况,使建筑的抗震性能得到提升,需要特别注意的是高层混凝土的竖向结构受力,使高层混凝土建筑可以满足相关的刚度设计要求,受力更加平衡,保证高层混凝土建筑结构抗震性能和稳定性符合要求。此外,还需要考虑高层混凝土建筑位置的地质情况,在设计抗震结构时考虑防震,对于高层混凝土建筑的关键部分的施工应十分注意,尽可能的降低高层混凝土建筑所承受的重力,使其建筑受力均匀,符合重力的变化规律,避免高层混凝土建筑产生过多的水平力和竖向力的不均匀,从整体上提高对高层混凝土建筑的抗震性能。 3.2科学选定建设位置。 高层混凝土建筑的选址也十分重要,对建筑的抗震性能有着很大的影响,应综合分析项目区域的地质灾害情况。所以在高层混凝土建筑的选址上应做到科学合理,对于高层混凝土建筑周围的环境及地质情况也要考虑其中。选取的原则是:高层混凝土建筑应避免临近电厂、变电站等区域,减少周围环境对建筑的不良影响;高层混凝土建筑还需要远离丘陵和山坡,因为这些区域的抗震能力较低,不利于抗震设计。 3.3高层混凝土建筑结构参数设计合理。 应用模拟软件对高层混凝土建筑发生地震时的受力情况进行模拟,来选择科学的结构参数,分析结构的受力特点。通过对高层混凝土建筑的质量检测、施工工艺、地质等情况的充分掌握,在对高层混凝土建筑进行抗震结构设计,充分的了解抗震结构设计要点,对抗震设计进行合理优化,在影响高层混凝土建筑抗震结构设计的主要部分需要进行说明,这对于提高高层混凝土建筑的抗震结构设计是十分有帮助的。此外,对于高层混凝土的抗震结构设计还应建立数据库,这样可以方面设计人员对以往工程设计资料的查找,在高层混凝土建筑结构受力研究时可以参照以往相似工程,对于力学模型的建立也是十分有用的。高层混凝土建筑结构参数包括扭转角度和震动周期等,众多的结构设计参数在高层混凝土建筑抗震结构设计时都需要互相协调和仔细分析,以保证参数的科学合理。 3.4控制扭转效应。 地震会对建筑产生水平力、竖向力和扭转力,这种各方向力的综合作用下,会对建筑物产生严重破坏,造成建筑物的损坏。地震的发生具有突然性和随机性,因此地震的发生难以预测并且需要面对很多未知因素的影响,所以在高层混凝土建筑结构抗震设计时,不能仅对水平力和竖向力进行防护,还需要对扭转力作用进行考虑,对抗震结构的位移进行要求,并测定最大和最小位移结构的刚度,保证混凝土建筑的整体位移具有一致性,对于高层混凝土建筑抗震结构设计中的每一部分都符合要求,对建筑的整体抗震性能进行分析,如发现隐患应及时的改正,尽可能的保证高层混凝土建筑的抗震性能。 结束语 随着我国社会的高速发展,抗震结构的应用也越来越广。由于居民对高层混凝土建筑质量上的要求越来越高,因此在建筑工程的实际设计和施工过程中应采取更加安全的抗震结构,这不仅能够满足国家相关法律法规的安全抗震要求,一定程度上还可以提高经济效益和社会效益,对于建筑行业的健康高速发展起到了至关重要的推动作用。 作者:郭辉 单位:北京华宇工程有限公司 建筑抗震论文:砌体结构建筑抗震施工技术分析 砌体结构在我国的运用广泛,绝大多数的楼房建筑是由砖石砌成,这些建筑的人员活动密集,建筑本身的抗震能力不强,一旦遇到地震,往往造成人员的大量伤亡和房屋的倒塌,给人民生命财产安全带来极大威胁。在我国以往的砌体结构建设过程中,对建筑的抗震功能缺乏重视,抗震施工技术落后。近年来,随着我国特大地震灾害的频繁出现,砖砌结构的抗震功能受到重视,如何通过在砖砌结构的施工过程中采用相应的技术增加建筑的抗震性能,从而提高建筑的防震能力,成为当前我国建筑行业亟待解决的重要问题。 1我国砌体结构在地震中的破坏 1.1破坏原因 砌体结构往往是砖石砌成的,建筑墙体的抗剪强度不足,地震中墙体容易产生裂缝,特别是在墙体的底层,受剪切作用的影响,裂缝呈X形,这就导致墙体上层结构受重力影响时,造成墙体的滑落和移动,进而造成上层建筑的倒塌。在建筑过程中,没有注意使各墙体之间形成统一的整体结构,这就降低了建筑的稳固性,在地震发生时,一旦一处的墙体遭到破坏,整个建筑就失去了整体支撑的平衡,造成倾斜和倒塌。 1.2破坏规律 地震的发生是从地下开始的,砖砌结构建筑的底层也是承重压力最大的地区。在地震发生时,来自地下的破坏会首先破坏建筑的底部,使建筑底部的墙体出现裂缝和移动,从而造成建筑的上层的倾斜和移动,直至倒塌。当前,我国砌体建筑的外围墙体都缺少必要的防震支撑,建筑边端的墙体缺少整体的约束作用,而且我国大多建筑的下层房屋,在设计时往往作为客厅、商场等,墙体少,更不容易与外墙形成连接的稳固整体。此外,在地震发生时,边端墙体特别是墙体相接的地方容易受到多方力量的挤压,破坏更为严重。随着居民住房需求的增大和建筑技术的进步,当前我国砌体结构的建筑在高度上越来越高,但是相应的抗震技术却没有同步提升。高层建筑的抗震能力和底部的抗压能力很难得到提高。同时,高层建筑的每一层都是一个抗震的质点,当地震发生时,一个抗震质点的倾覆、弯曲就会给整个建筑带来破坏和倒塌的风险。在砌体建筑中,墙体是抗震的最主要的力量,墙体一旦受到破坏,整个建筑的抗震能力就不复存在了。其中横墙和纵墙是抗震的关键,横墙和纵墙的分布多少和配置的均匀程度与建筑的抗震能力密切相关。横墙和纵墙通过合理的分配和连接作用,形成抗震整体,在地震发生时,合理的横纵墙配置,可以发挥有效的抗震能力。砌体结构的楼梯是地震中最易受到破坏的地区之一,在高层砌体建筑中,楼梯间没有支撑结构,形成了整个砌体建筑中的缺口,当楼梯间的设置位于建筑的边端时,楼梯间周围的房屋结构会向楼梯间倾斜,造成破坏。 2当前砌体结构建筑抗震施工的问题 2.1构造柱与砖墙体的水平拉结钢筋施工不规范 构造柱与砖墙之间的拉结钢筋是连接两者,并形成建筑加固整体的重要施工点,如果在拉结钢筋的施工过程中,拉结钢筋设置的过少或者间距不够均匀,或是钢筋与墙体之间的具体不合理,都会造成地震发生时,因着力点的不均匀导致墙体的错位、变形,造成建筑的破坏。 2.2圈梁在外墙转角处不设或漏设转角附加筋,构造柱纵筋位移 圈梁具有提高建筑刚度、增加建筑物整体性和抗拉抗剪等作用,转角附加筋可以防止圈梁发生错位,提高其防震性能。在具体的施工过程中,为和上部构造柱纵筋搭接,强行将纵筋扳倒到上部构造柱纵筋的位置,这样不仅使其保护层厚度达不到设计要求,也削弱了构造柱的抗震作用。 2.3构造柱箍筋弯钩的角度、长度、箍筋扣的摆放位置达不到规范要求 箍筋弯钩和箍筋扣是使纵筋和建筑墙体构成建筑整体,从而提高砌体结构的稳固性和抗震性的重要元素。在实际施工过程中,技术人员因为思想认识不到位或是工作的疏忽未把箍筋扣螺旋或错开,甚至随意摆放,使弯钩角度不足或是超过135°,弯钩的长度达不到10d,这些都会使箍筋不能发挥其应有的作用,从而造成整个建筑抗震能力的下降。 3砌体结构建筑抗震施工的技术分析 3.1对砌体结构进行隔震加固 在我国砌体结构建筑的发展过程中,有很多传统的砌体建筑的抗震加固方法,如设置夹板墙、增设壁柱及圈梁等,这些加固抗震方法在一定程度上提升了砌体建筑的抗震能力,但是这些方法会对砌体结构本身造成一定的影响,加固设置过程中难免给建筑本身带来不必要的改变。隔震技术是通过隔震层的设置,隔绝和消除地震对建筑的破坏能力的新型技术,这种技术从根本上隔绝地震和建筑之间的联系,是当前建筑抗震的重要方法。经过长期的经验总结和实际实践,现在确定的隔震加固施工流程为:水准测量(对建筑的各种数据进行勘测分析)室内外土方开挖(对建筑区域地下的施工)施工放样控制标高基础加固施工段划分(对隔震区域进行分段施工,确保施工安全)墙体托换墙体开凿隔震支座就位混凝土养护、拆模。在施工过程中,需要严格遵照施工流程,相关的技术工作要细致到位。 3.2墙体托换设计 在砌体建筑的施工过程中,如果建筑墙体的强度无法满足建筑强度和抗震的需要,就必须要将已有的墙体拆除并重新施工。但是,砌体建筑楼层高,在托换过程中施工困难,所以要先对墙体进行框架的施工,在框架的支撑之下,才能拆除不符合要求的墙体,从而保障托换过程的安全,如图2所示。托换框架与其上计算高度范围内的墙体组成墙梁结构来支承上部结构传来的均布荷载,并将其转换成隔震支座处的集中荷载。而托梁下的隔震支座因其竖向刚度非常大,可作为整个墙梁构件的竖向支座。 3.3重点加固薄弱区域 墙体是支撑建筑的主要结构,也是在地震发生时,主要的抗震设施。楼梯间缺少墙体支撑,是地震发生时,容易被破坏的地区,并且楼梯间与墙体之间缺少支撑,墙体的扭曲或者楼梯间的坍塌都会引起连锁反应,造成建筑的严重破坏。所以要对楼梯间进行加固处理,并且在楼梯和墙体之间形成稳固性的连接,从而增加楼梯间的稳固性,减弱楼梯间对墙体的影响。 4结语 根据砌体结构建筑在地震发生过程中造成的破坏的规律的总结,并对当前我国砌体结构建筑施工中的技术漏洞和易出现的问题进行概括,从而找出砌体结构建筑的抗震弱点和技术缺陷,通过先进施工技术的发展和应用,可以有效加强砌体结构的稳固性,增强建筑的抗震能力。这是当前我国建筑加强安全性能,确保在地震发生时人民的生命财产安全的有效措施,对我国砌体结构建筑技术的提高和建筑安全性能的提高都有重要意义。 作者:孙曙光 单位:山东莱芜职业技术学院 建筑抗震论文:高层混凝土建筑抗震结构设计 近年来,我国建筑行业得到前所未有的发展,并且建筑领域逐渐地向高层方向发展,众多高层混凝土建筑工程如雨后春笋般出现。高层混凝土建筑结构设计中抗震结构设计是非常重要的环节,同时也是结构设计的难点。主要是因为高层混凝土建筑的人口相对密集,一旦发生地震灾害,高层混凝土建筑抗震性能较低而发生坍塌,将会造成严重的人员伤亡与经济损失,同时造成恶劣的社会影响,这对建筑行业的健康、可持续发展是非常不利的。因此,在进行高层混凝土结构设计时,应该充分的认识到抗震结构设计的重要性,为高层建筑居民的生命和财产安全提供可靠的保障。 1高层混凝土建筑抗震结构设计的要求分析 ①在进行高层混凝土建筑抗震结构规划与设计时,应该经过精确的计算与分析,合理的掌握结构刚度,充分的了解施工现场的地质条件、所有设备的运行参数、建材的性能以及物理力学知识,以此确定高层混凝土建筑结构的整体高度大小,并设置科学的连接,以此实现对刚度的合理调整。为了提高高层混凝土建筑的抗震能力,应该尽可能的将建筑波动受力控制在地质支撑范围以内,即当高层混凝土建筑基础结构出现变形之后,抗震结构通过自身的调节,能够尽可能的降低整体结构的变形幅度,然后通过有效的维护工作,保证高层混凝土建筑的安全和使用价值。 ②在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,设计人员应该正确的分析关键部位或者重要部件和其他部件之间连接点的受力状况,通过合理的计算,采取有效的措施进行调整,以此提高高层混凝土建筑的抗震能力,当地震灾害发生之后,能够最大限度的降低地震给建筑物带来的损失。此外,通过对当地历年的地震灾害进行分析,如果高层混凝土建筑采用柔和刚度设计,当地震灾害发生之后,将会导致主体内部结构遭到损坏,在余震的作用下,会导致建筑结构发生连锁反应,对建筑结构造成持续破坏,最终导致建筑倒塌。对此,在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,应该充分的研究与分析混凝土抗震结构,以此保证高层建筑的结构刚度满足相关的设计规范,同时强化建筑结构的延伸性,进而提高高层建筑的抗震性能,最大限度的降低地震灾害给建筑造成的损失。 2高层混凝土建筑抗震结构的优化设计 ①在进行高层混凝土建筑工程建设施工之前,应该对施工现场进行勘察,尽可能的避免选择在地震因素或者灾害多发地,科学、合理的选择建筑位置,对于提高高层混凝土建筑的抗震性能具有非常重要的作用。同时,高层混凝土建筑周围不应该存在变电所、发电站等安全指数不稳定的地区,同时避开低洼沼泽、陡峭山坡等抗震效果差的地区。 ②在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,应该坚持均匀、对称、规整等原则,高层混凝土建筑各个楼层在水平地震作用下会发生侧移,主要包括整体转动、整体平移、剪切变形以及整体弯曲变形,对不同的建筑结构应该采用针对性的措施控制结构的变形。为了降低结构侧移,应该采取以下措施:采用弯双重抗侧力体系,减小框架的梁距与柱距,采用竖向支撑的交错布置方式,采用立体构件取代传统的平面构件;利用倾斜里面和扭转体型,采用围护结构提高建筑的抗震能力;适当的增加建筑的宽度;在进行抗震设计过程中,有目的、有意识的控制厚薄层,这样既能够提高建筑结构的抗震性能,又不会使薄弱层发生变形,这是提高高层混凝土建筑整体抗震性能的有效措施。 ③在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,为了提高其抗震性能,应该设置多道抗震防线,主要是因为地震灾害经过强烈的震动后,会伴随多次余震,如果高层混凝土建筑只设置一道抗震防线,将会由于损伤累积导致建筑倒塌。地震作用下高层混凝土建筑的性能主要取决于钢筋混凝土的抗变形能力,地震对发区域的高层混凝土建筑,其抗震设计应该采用延性框架,同时加强结构局部薄弱区的刚度与承载能力,以此保证高层混凝土建筑的整体性与抗震能力,尽可能降低地震作用对建筑造成损害。通过设置多道抗震防线,能够有效的避免建筑结构出现薄弱区。同时,通过加强概念设计,加强薄弱部位,重视结构的延性设计,合理的控制钢筋的锚固长度,特别是直线段锚固长度,同时考虑温度应力对建筑抗震性能的影响,通过全方位的考虑,设置多道抗震防线,能够显著的提高高层混凝土建筑的抗震性能。 ④在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,应该重视消能减震与隔震措施。目前,我国以及世界各国都采用了延性结构体系,主要是因为延性结构通过对建筑物的刚度进行调控,当地震灾害发生之后,建筑结构构件进入延性的塑性状态,以此起到降低地震作用力,削减地震对高层建筑造成的损坏。延性结构虽然能够吸收地震能量,但是随着建筑高度的增加,其消耗地震能力的作用越来越小,不能很好的起到耗能减震的作用,传统的延性结构体系已经不能够很好的满足现代高层混凝土建筑的抗震要求。 ⑤充分考虑位移,尽可能的降低输入地震能量。在进行高层混凝土建筑抗震设计时,应该充分的考虑位移问题,设计人员应该根据高层建筑结构设计规范,重视计算承载力,然后采用弹性策略,系统的分析与计算建筑结构力,在分析相关数据的前提下,考虑横向弯矩,展开深层次的设计;通过减少建筑自重,能够有效的降低建筑在水平方向的侧移,通过考虑多个方面的因素,能够有效的提高高层混凝土建筑的抗震性能。为了降低地震输入能量,在高层混凝土建筑设计过程中,应该充分的考虑地震预期作用,全面的分析、预算和计算变形问题,尽可能的提高建筑构件的承载能力,同时考虑地震时间层的位移侧移和综合位移之间的延性比,这样能够显著的提高高层混凝土建筑的抗震性能,保证建筑结构的安全性与稳定性。 3结语 总而言之,高层混凝土建筑在现代建筑中占据很大的比例,为了保证高层建筑居民的生命和财产安全,必须充分的认识到高层混凝土建筑抗震结构设计的重要性,根据高层混凝土建筑项目的实际状况,应用先进的抗震设计理念、科学的抗震结构形式以及相关抗震措施,不断的提高高层混凝土建筑的抗震性能,当发生地震灾害时,为人们的逃生提供宝贵的时间。同时,加强高层混凝土建筑结构抗震设计,对促进整个建筑行业的健康、可持续发展具有非常重要的作用。 作者:郑欢 单位:河南省城乡建筑设计院有限公司 建筑抗震论文:建筑抗震设防烈度对土建造价的影响 地震对于人类的生产生活有着巨大的破坏力,地震引发的重大事故给人类带来的不仅仅是经济的损失,更多的是生命逝去的悲剧。主要原因在于,地震的烈度远高于当地的抗震设防烈度,而且建筑物的抗震效果不大,难以抵挡高震感而倒坍。如13年四川雅安地震地震烈度已超过当地所能承受的设防烈度,造成了难以估量的损失。为有效防范高强度地震带来的危害,由此引发了建筑界在建筑设防烈度上的探讨与研究。 1提升抗震设防烈度的必要性 大地震给一个地区带来的各种损失是难以用数字估算的。以13年四川雅安地震为例进行解释说明,其造成的直接损失约在数百亿,间接损失难以评估,其中大部分损失来源于建筑物的损毁。雅安周边地区的抗震设防烈度为七度,然而雅安地震的烈度要大大超出当地所制定的标准,所以我们在提升抗震设防烈度的道路上任重而道远。地震作用有着一定的不确定性,主要表现在时间、地点、以及强度范围等随机性较强。现如今的社会经济状况以及科学技术发展水平决定抗震设防的水平,并且因为地区的不同而有所差别。例如四川的设防烈度为七度,而九寨沟为八度等。因为抗震设防烈度存在差异,建筑工程造价受到影响必然会发生变化。所以要科学分析来合理改进抗震设防烈度。随着中国经济的高速发展,现代建筑对于室外景观以及室内装潢的投入都上升到一个较高的层次,促进了建筑业的发展。然而各种维护、清洁设备的投入在总体上使建筑总造价增加,同时也减少了土建造价所占比例。因为土建造价提升极小,一旦建筑遭受破坏,将会带来重大的损失,如漏电、火灾等次生灾害。 2算例分析 建筑物抗震能力的评定不仅和当地的设防烈度、建筑场地以及地震分组等外部因素都有关,还和建筑的设防分类高度、建筑高度、结构的类型等都有关。提升建筑物的抗震等级,,将在很大程度上会加大建筑结构构件抗震力。在造价上只是加大了截面的尺寸,也就是只增加了钢筋混凝土的使用量,然而对楼板的厚度以及配筋量的影响几乎可以忽略不计。以某一机场为例进行分析。空管工程素有机场“大脑”之称,而集合了空中交通管理体系的航管楼则堪称是机场“大脑”的“脑干”,其重要性不言而喻。据了解,该新桥机场空管工程主要包括航管楼工程、塔台工程、气象工程、雷达工程和场外导航台工程,总建设投资约1.76亿元,主要规划用地约135亩,总建筑面积约10000平方米。其中航管楼工程为四层框架结构,建筑面积4955㎡,建筑总高度20.95m,抗震设防烈度7度,土建工程造价为2200多万元。建成后将集中采装国际先进的空管自动化系统、雷达监视系统、卫星通讯和地空通信系统,构建成集管制指挥、通讯导航、气象服务、航行情报于一体的全功能、综合性的先进空中交通管理体系,堪称是机场“大脑”的“脑干”。该地跟历史地震发生情况来看,属于地震少发地带且强度较弱。因此七度抗震设防烈度对本地是极为安全的。当然如果是按照8度或九度来进行设防会更安全,但是对于工程建筑造价来说,每提高1烈度进行设防,建筑物的造价也会相应提升3-5个百分点。 3提升抗震设防烈度的有效方法 抗震烈度高于八。这时可以改变建筑本身的设计结构,设置隔震以及消震设备来增加各个支撑部位的抗震性能,从而达到设防烈度标准。此种方式的造价要比那种通过改变部件的尺寸和配筋率要少得多,而且更为有效。所以选择合适的体系能够为建筑抗灾奠定一个较好的基础,也会给予土建造价以直接影响。抗震烈度介于六度和八度之间。可以通过改变部件的尺寸和配筋率来提升建筑物的抗震能力。随着社会的进步,现在的抗震技术也越来越多。当前以斜撑为主要研究对象,能够很大程度降低土建造价。建筑结构有其纵向构件,主要作用是承受纵向压力。然而在受到水平压力时,就会变弯,这时就需要补救措施,会增加成本。选择斜撑这一方法能够很好解决这个问题,其构件都是拉压式构造,对水平压力起着一定的抵抗作用,同时也能减小其中构件的尺寸和减少纵向构件的数量来达到降低土建造价的目的。 4提升设防烈度对土建造价的影响分析 以某一住宅小区高层为例来进行说明,此楼的高度为45m,建筑首层的高度大约为3.5m,以上各层高度均为3.3m,其中混凝土墙壁厚度约为185mm以此为护墙。因为工程在不同的抗震设防条件下,其土建造价与钢筋的使用量息息相关,在合理范围内,以6、7、8度作为抗震设防烈度的标准,并且按照最经济适用的尺寸来选择构件,来对造价存在的差异来进行分析。通过调查数据表明,在保证建筑结构不会发生改变的前提下,需要增加构件的钢筋配量,如抗震烈度从6度提升至7度,截面尺寸也会相应变化6根;而抗震烈度从7度提升至8度时,则要改变13根柱子的尺寸。对于不设防,钢筋的使用量会随抗震烈度的提升而变少,由不设防到设防烈度为6度使用量提升大概为13%;从6度升至7度则约提升11%;从7度到8度使用量已经降至到仅提升9%。对应的土建造价增加幅度,6度设防烈度提升的造价约为2%,而当设防烈度提升到7度时造价大致提高到6%,达到8度时增加约11%。 5结语 随着我国经济发展水平的不断提高,相应的建筑标准也在不断提高。而创造出具有稳定性高、安全性强、抗震效果好的建筑为人们广泛关注。所以在建筑的时候要根据地区情况来决定抗震设防烈度,一般要以基本烈度为标准来进行抗震设防烈度的规划设计。提高结构抗震性,对土建造价的影响并不大,在整体造价中,所占比例极小。相对于那些昂贵的室内装潢和豪华体验,一旦发生重大地震,所产生的破坏力不仅仅是,豪华的装修和高科技的设备等化为废品,甚至会导致失火、漏电等一系列次生灾害以及人元伤亡。因此而造成的财物损失要远远超过土建造价的损失。所以为确保结构的安全性以及稳定性,要对土建造价进行一定提升。 作者:谢妤芳 单位:寻乌县城乡规划建没局 建筑抗震论文:建筑抗震结构设计研究 引言 最近我们国家的很多地区都发生了地震,地震造成的损失也非常大,地震中有很多建筑房屋发生倒塌的情况,因为这种原因造成了人员的伤亡和财产的损失是非常巨大的。因为建筑物自身的局限性,所以只要是有地震发生,就会产生很大的危害。所以对于建筑物的抗震性进行优化是非常有必要的。 一、建筑结构抗震性能可能出现的问题 目前,我国的建筑物在建设的过程中使用的抗震方法多为等效斜撑,这种方法对于抗震十分有效,可是它的精度却很低,这也就造成了在实际运用上的局限性。我国的很多相关研究人员有提出运用非线的有限元角度对建筑模型进行填充,但是这种方式的施工过程太过复杂,并不是十分适合建筑物。所以,在进行抗震设计的过程里,我们还是需要对抗震性能进行理论上的掌握。并且在进行抗震设计的过程中对于周期修正系数的去进行是确定的。 二、相关的抗震设计 1.参考建筑结构的主要构造去进行抗震的设计 通常的情况,运用钢筋混凝土框架结构的时候,是运用对钢筋混凝土构件的截面尺寸进行控制的方式,还有就是最小配筋率去对抗震设计进行实现。建筑的砖混结构,通常比较常见的组成方式有对房屋的整体高度以及建筑的层数和层高进行限制的作用;在建筑的横纵墙里去进行钢筋混凝土构造柱的设立,同时还需要设置一些防震缝。在我国的建筑结构抗震设计的规范中也有一些相关强制性的条例。 2.按照建筑结构的性能目标去对建筑物进行抗震设计 在建筑物进行抗震设计的时候,主要目的就是使其在出现地震的时候可以很好的抗震。所以在对建筑物进行设计的时候要对建筑物所要建设地区可能发生的地震的强度进行衡量然后将其作为抗震设计的标准。并且要将对建筑物本身的内部的结构不造成破坏去对建筑物的抗震的性能进行确认。建筑物在没有进行抗震设计的部位上也要求应该具备一定的抗震的性能,只有做到这样才能够在出现地震的时候使建筑物处于一个可以承受的弹性中。 3.参考相关的建筑场地去进行抗震的设计 建筑的结构整体上应该有着非常好的抗震性,同时对于建筑物的建筑场地也要选择一个比较稳定的地点,同时在建筑物上还需要设置抗震层。然后还要对建筑物的周围环境和建筑物附近的建筑物进行安全性的思路和设计。在对建筑结构的场地进行规划的时候,还需要从能够对建筑上部结构的位移进行适应的特点以及性能方面去进行考量。 三、具体的建筑结构抗震设计的一些方式 1.基础性防震措施应用 (一)地基隔震 地基的隔震主要的作用是在建筑的地基还有土层之间所建立的一个缓冲层,这个缓冲层的主要作用是如果头地震发生的时候可以减小建筑和土层之间的震动,并且对震能的进行吸收,这样的一种方式能降低地震对建筑物的损害。目前,我们国家比较常用的地基隔层主要是沥青的原料隔震层。 (二)基础隔震 基础隔震是在建筑结构的抗震设计里面比较主要的一点,在抗震方式的选择上,为了减弱地震对建筑物的上部结构的伤害,还应该在建筑物的上部结构和基础位置的接触点上建立隔震层,预防地震力从地基的方向朝上部的结构进行传播。 (三)间层隔震 间层隔震是为了能够对地震的冲击剩下的力进行吸收而建立的,间层的隔震的建立可以对震力进行起到进一步削减的作用,这样的一个方式就可以使地震对建筑物的破坏更加减弱。间层的隔震通常都是安装在原始的结构层上,这也是我们国家使用的比较久的一种抗震措施,它的优势就是操作简单。 (四)悬挂隔震 悬挂隔震是运用悬挂的方式,把建筑物全部或者是部分的结构与地面脱离,从而实现在地震出现的时候,可以减少地面的震动以及和建筑物之间的震力。当前,此样的一种抗震的方式一般都是被用在很多大型的钢结构建筑里,这种抗震的效果十分的明显。 2.机敏减震支撑体系 机敏减震支撑体系是集合了现代科技技术的防震系统,主要是运用活塞的运动原理,去对建筑的结构进行设计的。在发生地震灾害的时候,可以对建筑结构中的内金额外能够通过不断的滑动来消减地震的破坏力进行保障,从而降低震力破坏以及消耗地震作用力的传导。当前,这一技术还在不断的研究以及完善中,相信在不久的将来就会被有效的使用,给我国的建筑抗震设计水平的提升做出贡献。 3.效能减震技术应用 效能减震是对地震所出现动能的消耗,以此去对地震能的传导大小进行减弱,从而对建筑物的破坏程度进行降低。当前,我们国家在这样技术上通常都是选择消能器以及阻尼器,这两种器械都可以实现地震能量的有效消耗以及吸收,降低震力对建筑主体产生的损坏,以此去对建筑主的体结构安全以及结构的稳性定进行保护。 结束语 我们国家当前的科学技术水平对于可能出现的地震的地点和时间以及地震的强度是不没办法做到非常精准的预知的,在加上人们对于地震的一些知识掌握的还不是很全面,所以,在对建筑物进行设计的时候对建筑物的抗震性能进行强化是十分有必要的。准确的施工抗震的原则以提升建筑的承载力和刚度还有延性为目标,并且对结构体型的简单和结构受力以及传力途径进行直接的保证,使得整体结构和结构的构件全都可以起到作用,从设计上去对建筑结构在地震作用下的安全性和人民的生命及财产进行保障。 作者:张靖孟 单位:海南元正建筑设计咨询有限责任公司重庆分公司 建筑抗震论文:高层建筑抗震设计中短柱的处理 引言 建筑物的层高一定时,为提升其延性,通常会选择减少其轴压比,轴压比的减小又会增加柱截面,进而减小了柱的剪跨比,使其延性受到影响。因而,在高层建筑中,为使轴压比的限值满足相关要求,通常柱的截面都较大,而使建筑结构的底部出现短柱问题。另一方面,荷载大而楼层低的建筑物设计中也会产生短柱问题。而短柱其延性较差超短柱更甚,一旦地震发生,很容易形成剪切破坏,而使得结构出现破坏甚至坍塌,建筑物的使用功能满足不了实际需求。基于此,对高层建筑抗震设计中的短柱问题进行分析,并探讨解决短柱问题的相应对策,便具有十分重要的现实意义,本文对此展开介绍,以期能够为相关人员提供有参考价值的建议。 1短柱的判断方法 根据我国相关规范指出,短柱为柱净髙和截面高度的比值不大与4的柱,技术人员也多以此来判断是否为短柱。然而,值得注意的是,由于柱剪跨比才是判定短柱的具体参数,只有当剪跨比不大于2时,才为短柱,而当柱净髙和截面髙度的比值满足要求时,剪跨比也不一定不大于2,也即不能肯定一定是短柱,而按照柱净髙和截面高度的比值不大于4进行短柱的判定时,其依据主要有两个方面,一是剪跨比不大于2,二是由于框架柱的反弯点通常距离柱中点较近,但,髙层建筑其梁柱的通常较小,尤其是对于底部来说,柱底嵌固对其造成了一定的影响,同时梁对柱所形成的约束弯距也不大,反弯点其髙度要远远髙出柱髙的一半,某些情况下,甚至不存在反弯点,对于这种情形,用柱净髙和截面髙度的比值不大于4进行短柱的判定,就不再适合,此时,应以剪跨比作为短柱的判定依据。当框架柱其反弯点没有位于柱中点时,柱子上下截面就具有不一样的弯矩值,因而,框架柱其上下截面也就具有不同的剪跨比。对于该种情况,该如何进行短柱的判定呢?笔者认为,框架柱上下截面的剪跨比最大的应作为短柱的判定依据,这是由于,框架柱其受力特性可等同于轴压力一定的连续梁,柱高等同子连续梁剪跨。根据相关研究成果表明,当连续梁的剪跨不变时,且其上下截面的钢筋配置也相一致时,弯矩大的区域发生剪切破坏的可能性也大,对于框架柱来说,其弯矩大的区域也较容易出现临界斜裂缝。实际上,在柱髙或是连续梁的剪跨区间内,弯矩大的区域通常其剪跨比也最大。而钢筋混凝土其抗剪力随着剪跨比的增大而减小,在承受荷载时,一旦出现剪切破坏,其发生的区域一定是弯矩大的地方。而可能出现剪切破坏的截面剪跨比自然应是作为短柱判定依据的剪跨比。一般来说,对于髙层建筑其底部楼层而言,框架柱其反弯点相对偏上,也即柱上截面的弯矩值小于下截面的弯矩值,对于该种情况,短柱的判定可以下截面的剪跨比不大于2或是n层柱其净高和截面高度的比值不大于2与n层柱其反弯点高度比的比值为依据,而后者具有通用性。当进行框架柱是否属于短柱的初步判定时,可先通过D值法将柱的反弯点髙度比确定下来,然后再根据短后者短柱判定依据进行判断,对于施工图纸的设计阶段而言,可结合验算结果进一步的进行判定。 2解决高层建筑抗震设计中短柱问题的几点建议 在根据剪跨比对框架柱是否属于短柱进行判定后,根据普通框架柱其相关抗震要求,只需采取一定的构造措施。而当确定框架柱为短柱后,应尽可能的使短柱具有较好的承载力,减小其截面尺寸,并采取一定的措施使短柱具有较好的延展性,进而提髙短柱的抗震能力。 2.1复合螺旋箍筋 对于高层建筑而言,其框架柱抗剪力应符合弱弯强剪以及剪压比的限值要求,而柱端其抗弯力应符合弱梁强柱的要求,短柱在满足弱弯强剪和弱梁强柱的双重要求下,是可以避免剪切破坏的发生的。因而,复合螺旋箍筋能够使柱的抗剪力得到提升,并使对混凝土的制约作用得到改善,以增强短柱的抗震能力。 2.2分体柱 相交于短柱的抗剪力而言,其抗弯性能更好。然而,地震所造成的破坏多是剪切破坏,因而,短柱的抗弯性能也就无法充分的得到发挥。基于此,可适当的将短柱其抗弯强度人为的加以削弱,使短柱的抗弯强度比其抗剪强度略低些,当地震发生时,柱子的抗弯强度首先达到,从而表现为延性破坏。.在进行短柱抗弯强度的削弱时,可采取的人为方法有,沿竖向在柱中设缝,将短柱分成分体柱,分体柱可由2个或是4个柱肢组成,并分别进行分体柱柱肢的配筋,还可将部分连接键设置于柱肢间,以使其初期刚度得以增强,并增大其后期的耗能力。一般来说,连接键的形式包括通缝、素砼连接键、预制分割板等。由分体柱的相关理论和试验结果表明,分体柱方法虽然并没有怎么改变柱的抗剪力,只是稍微降低了柱的抗弯力,然而,柱的延展性和变形力均有明显的提升,柱的破坏也由剪切破坏转变为弯曲破坏,实现了短柱变“长”的构想,使短柱的抗震性能得到提升,尤其是剪跨比不大于1.5的超短柱,且该种方法在工程的实际建设中也己经在应用。 2.3钢骨砼柱 钢骨及外包砼一起构成钢骨砼柱,钢骨截面通常为焊接拼制钢板而成的或是直接扎成的十字形、口字形、工字形等。相较于钢结构而言,钢骨砼柱其外包轮能够起到避免钢构件出现局部扭曲变形的问题,使柱的刚度得到提升,钢构件平面的扭转弯曲力得到明显的改善,充分发挥出钢材强度的作用。钢骨砼结构的有效利用,相较于普通钢结构而言,其节约了将近一半以上的钢材。另外,外包轮还使结构具有更好的耐久耐火能力。相较于钢筋砼结构来说,因钢骨轮有钢骨的作用,其承载力得到了极大的提升,柱的截面尺寸被有效地降低,钢骨的边缘和箍筋很好的约束了砼,增强了其延展性,且由于钢骨塑性较好,柱子的延性和耗能力得到了有效的提髙。因钢骨轮柱兼具钢和砼的特性,其截面尺寸较小,重量轻,延展性好,技术指标和经济指标优越等,若能将钢骨砼柱应用于高层或超高层其钢筋砼下方一定位置处,将会使柱截面尺寸大大的被减小,而使高层建筑的抗震性能得到显著的提升。 3结语 由于短柱的延性差,当发生地震时,很容易形成剪切破坏,而使建筑结构受到损害,严重的甚至会出现坍塌,影响了建筑物功能的发挥。解决高层建筑结构设计种的短柱问题是十分必要的,而解决短柱问题的前提就是对短柱进行准确的判定,本文提出了短柱判定的相关依据,以供参考。为解决短柱问题,笔者认为应有效应用复合螺旋箍筋、分体柱、钢骨砼柱等方法,以使高层建筑结构中存在的短柱其延性得到改善和增强,确保建筑结构的稳定性,增强高层建筑的抗震性能,进而充分发挥出高层建筑的使用功能,促进我国建筑行业实现更好更快的发展。 作者:夏奎 单位:重庆源道建筑规划设计有限公司 建筑抗震论文:高层建筑抗震设计问题分析 高层建筑在现代化的城市中比较常见,这类建筑有着较高的美观性,建筑结构多采用的是钢结构,高层建筑对抗震性有着较高的要求,设计人员要做好结构的优化工作,选择高强度的施工材料,并做好技术交底工作。在高层建筑抗震设计中,首先要明确设计的目标,其次要对结构进行优化,设计人员必须重视抗震设计工作,其关系着业主居住的安全性。在对高层建筑的施工方案进行设计时,要提高梁柱的承载能力,这可以避免地震等作用力对梁柱造成较大的破坏。 1高层建筑抗震设计的相关概念 高层建筑的抗震设计还需要结合当地的地形以及气候环境条件,针对一些地震高发地带,设计需要采用强度较高的施工材料,要做好建筑结构的优化工作,保证建筑满足抗震设防的要求。高层建筑有着良好的发展趋势,在设计与施工时,一定要保证建筑使用的安全性,并且要使建筑在地震力的作用下,不会出现结构严重变形的问题。高层建筑抗震设计是一项重要的工作,下面笔者对高层建筑结构抗震设计目标以及结构优化措施进行简单的介绍。 1.1高层建筑结构抗震设计目标 高层建筑结构抗震设计是一项重要的工作,设计人员需要保证结构的稳定性,高层建筑结构抗震设计目标是“小震不坏、大震不倒”。为了达到这一目标,设计人员还要合理确定施工的材料,施工材料要具有较高的强度与刚度,建筑结构要具有良好的延展性。另外,在高层建筑施工时,需尽量减少耗能情况,施工单位要多采用可再生的新型能源。 1.2高层建筑结构优化措施 1.2.1加强结构体系的优化高层建筑施工在选择材料时,应尽量选择轻质的材料,结构材料还要具有较高的强度,这样的结构有着良好的连续性,可以抵抗较大的荷载以及作用力,可以保证建筑结构的整体性。合理选择结构材料,并优化结构体系,是提高建筑防震效果的有效措施。建筑工程多采用的是钢结构或者型钢混凝土结构,这对钢材以及混凝土的性能有着较高的要求,在施工前,需要对施工材料的性能进行检测。优化建筑抗震结构体系,可以保证建筑的承载力,避免结构在地震力作用下出现变形问题,良好的建筑结构可以起到吸收地震能量的作用,在地震灾害下,有利于避免建筑出现较为严重的损毁问题。建筑抗震设计需主要结构的整体性,这考验了设计人员的能力,采用型钢混凝土结构,可以保证建筑结构达到立面的效果,提高建筑使用的安全性。 1.2.2场地的选择高层建筑对施工场地也有着一定要求,在施工前,设计人员需要做好地质的考察工作,对施工场地的土质进行检测,并保证地质结构的稳定性,设计人员加强实地勘探,可以了解该地区是否存在地震隐患,并了解地下岩层的结构,根据这些因素进行综合评价,从而得出准确的场地数据。如果遇到不适合建造高层建筑的场地,应该采取回避的措施,给出恰当的危险性评价,从根源上杜绝出现由于地面的震动而摧毁地基的现象。 1.2.3建筑结构的规则性建筑结构的规则性对于抗震作用比较大,不规则的建筑结构不利于抗震。因为建筑结构具有规则以及对称的剖面结构,地震对建筑物带来的摇晃有一定的支撑作用,从而起到很好的抗震效果。从建筑竖向剖面理论来说,竖向抗侧力构建的截面尺寸以及材料强度应该自下而上的逐渐减少,这样就能够避免测力结构的承载力突变。因此,对于没有特殊要求的高层建筑物,应该尽量避免过于规则的结构组成,不能一味的追求其视觉效果,更多的注重抗震要求。 1.2.4多道防震体系一般情况下,一次地震不会造成持续的震动,但是可能会造成接连不断的余震,尽管强度不大,但是从持续时间以及反复次数上来说,在一定程度上对建筑物造成不同程度的损坏。高层建筑物只是采取单体的结构,一旦遭遇到破坏时就会难以应付接踵而来的持续余震,最终导致建筑物坍塌。针对此种现象,就必须设立多道防震体系。设立多道防震体系,及时第一道防震线被摧毁,还有第二道以及第三道防震线,就能够很好的躲避反复的余震带来的破坏,大大的降低了危险指数,增加了抗震能力。 2高层建筑结构抗震设计中应主要的几个问题 2.1控制结构超限现象以及相关的解决措施 对于结构薄弱位置,在框架柱内设置型钢,提高其承载力以及抗震安全性;控制结构扭转比,使结构楼层的扭转位移比小于1.2;对于个别墙柱按照中震弹性以及小震计算结果进行包络设计,满足中震弹性的抗震性能目标;依次类推,标准层的个别墙柱则按照中震计算结果,满足中震不屈服的抗震性能目标;根据弹塑性实程分析结果,连梁以及框架梁出现弯曲塑性铰,梁端塑性铰在各个楼层分布较为均匀,反应历程中最大层间位移角小于1/120,满足规范要求。 2.2剪力墙连梁抗震设计措施 ①调整连梁刚度折减系数:对内力以及位移进行计算时,对竖向与水平的荷载效应下两种情形进行区别对待。在水平荷载效应下,可以折减连梁的刚度系数,例如:当出现作用力时,折减系数应该大于或者等于0.50;在竖向荷载效应下,不需要折减连梁的刚度系数,通过利用支座弯矩调整的幅度来降低连梁支座的弯矩。 ②调整连梁跨高比:在设计连梁时,可能会遇到刚度折减之后连梁的正截面仍然承受剪承载力不足的现象,这时就需要增加洞口的宽度,减低高度。 ③其他措施:设置水平缝形成双连梁、连梁内设置交叉暗撑、采用型钢混凝土连梁、调整连梁的内力以及增加连梁延性等。 3结论 本文对高层建筑抗震设计的相关概念以及需要注意的问题进行了介绍,在抗震设计工作中,要结合施工场地的实际条件,还要遵循建筑结构抗震设计原则。高层建筑在设计与施工时,对安全性要求比较高,其多采用的是型钢混凝土结构,这主要是因为该结构有着良好的抗震效果。高层建筑抗震设计会受到较多因素的影响,设计人员需要考虑建筑结构自身刚度,要考虑施工场地是否存在地震隐患。设计人员要多对建筑结构进行多次优化,要与施工人员做好技术交底工作。 作者:高振东 单位:哈尔滨市江北城市建设规划设计院有限公司 建筑抗震论文:建筑抗震结构设计优化 在社会快速发展的21世纪里,建筑工程已经成为了当前人们尤为关注的热点之一,因此建筑抗震结构设计的优化问题也变成了人们所重视的问题了。总所周知,地震对于人类来说属于一种破坏性极强、作用迅速、突发性强的地表运动。对于建筑物的地震破坏机理是极其复杂的,对其我们要考虑很多因素,可是由于许多技术问题还是不够完善,因此当有地震发生时建筑就很难起到令人满意的抗震性能。由于在我们国家的许多个地区是非常容易发生地震现象的,所以这对于建筑抗震结构设计的工程设计来说就是一极其繁重的任务了,再进行建筑工程设计的过程中,首先要考虑的就是建筑的安全问题了。因此国家以及建筑企业一定要对建筑抗震结构设计的优化问题加以重视。 1建筑抗震结构设计原则 1.1关于结构的规则性 在建筑防震结构设计的初级阶段,要先了解建筑抗震结构设计的要求,并与之结合,优化建筑平面以及建筑物的使用功能,并对其进行合理的布局,对于那些高层建筑,一定要确保其刚度足够强,以此来降低结构扭转的影响,对建筑物的要求就是要保证其平面均匀对称,建筑物的柱网剪力墙一定要合理布置。由于这种建筑结构能够很容易的产生建筑物多地震的反应,在进行建筑防震结构设计时要对建筑合理布置,这样对于降低竖向构件间的差异变形以及结构内应力对建筑结构的不利影响有着很大的作用。在进行建筑防震结构设计的过程中要尽量使建筑物的垂直重力的荷载均匀受力,满足其结构刚度、保证其体型简单。通过近几年来的地震灾害可以表明,当有地震发生时,只有建筑物平立面的布局合理简洁,受力均匀,才可以满足建筑抗震结构设计的要求。 1.2关于层间的位移限制 当建筑结构工程师进行建筑防震结构设计的过程中要考虑到建筑结构材料、位移的限制、装修标准、结构体系、侧向荷载以及高比宽等问题。在建筑防震结构设计时要严格要求钢筋混凝土结构的位移限值,并对建筑的所处位置进行有效的设计,确保其稳定性及功能的正常使用等。建筑在地震或者是风力的作用下层间经常会出现较大位移,在建筑防震结构设计时既要满足其刚度问题,又要避免超过其承载力。 2建筑抗震结构设计注意事项 2.1注意确定基本设计信息 由建筑物所在地区建筑类别及其防烈度等对抗震等级进行确定。其中要加以注意的是,高层建筑大多都属于丙类建筑,它是不需要对设防烈度进行调整,可是甲类和乙类建筑,它们一定要依照《建筑抗震设防标准》来对设防烈度进行调整。在进行建筑防震结构设计时要明确地震加速度、地面粗糙度以及该场土地类别,这样一来建筑防震结构设计就更加科学合理了。一般来说建筑物越高,风荷载对其就有越大的影响,所以在进行设计时一定要重视基本风压,如果建筑物对风荷载较为敏感或者是本身高于60m时,一定要采用百年重现的风压区,还要按照建筑的高宽比、形状等这些来选择建筑物的体形系数。2.2正确选择设计参数以及概念设计在建筑结构方案设计的过程中,要注意概念设计,要明确建筑结构设计体系的地震作用的途径,设计多条抗震防线。注意要把建筑结构的最大高度控制在合理范围内,使建筑结构的延性足够。对于剪力墙而言,其布置一定要对称均匀,并在其纵横方向都要去布置,尽量让两个主轴方向刚度接近。另外要注意,尽量减少墙体开洞,若真的要开洞,要使洞口对齐,不要任意的开洞。对于砼结构而言,其构件要控制受力钢筋、截面尺寸以及钢筋设置,避免发生弯曲破坏慢于剪切破坏、钢筋破坏慢于钢筋锚固粘结构破坏、钢筋的屈服慢于砼的压溃。对于各个结构间的连接要注意构件节点的破坏。对于预埋件,其锚固破坏不要先于连接件。 3建筑抗震结构设计的优化策略 3.1对建筑结构的概念设计加以重视 建筑概念之所以形成就是人们对其的认知从感性上升到理性,这也反映出了人类对于事物有了更加客观的认识。在进行建筑结果设计的过程中,建筑师一定要对建筑设计的概念熟练地掌握,只有这样设计师才可能设计出一个安全经济,构建平衡,结构科学合理的优质建筑物。在进行建筑结构设计时设计师要注意把建筑概念的基本思想贯穿其中。建筑结构设计师要运用自身所积累的经验以及深厚的设计理论,形成一种属于自己的设计概念,并用其完成高水平建筑结构设计工作,建筑的概念设计对于设计师而言是其必须具备的能力之一。 3.2对建筑抗震设计理念进行加强 我们都知道,对于建筑物而言,不但要承担起其本身的垂直负荷,还要承受相当于地震冲击以及侧风向负载的力度。在建筑物中,对于不同高度的抗侧力,其冲击强度大都不同,这样就会有薄弱层面存在,在进行建筑结构设计时要尽量去减弱甚至避免。如今在我们国家的建筑抗震结构设计的规范中,一般分为两个阶段进行抗震,这样对于建筑抗震能力的提高很有帮助。首先是第一阶段,建筑结构设计师要对地震参数进行充分运用,对建筑结构在弹性的状况下所发生的地震以及所产生的效应进行计算。在进行第二阶段设计时,要用所对应的地震参数对建筑物的薄弱层面进行计算,待结果出来后再对薄弱楼层进行转角位移或者是侧向位移,可是这一定不能使设计超过规定限值,只有这样才可以是薄弱环节尽量不影响到建筑物本身。 3.3对建筑结构设计进行综合考虑 建筑结构设计师在进行设计时要考虑多种优化方案,并同时对内部因素以及外界各方面的因素进行综合性的考虑。其中内部因素主要是指建筑物各个构件本身所能够承受的受力负载,尤其是高层建筑更要对其承受能力进行综合考虑,考虑哪种建筑设计方案更加合理,但前提一定要遵循经济原则,但在水平受力的这一方面就要求对其抗倒塌能力进行研究,外界因素主要是对建筑物所受的平常风力、温度应力、抗震等进行考虑,对各方面的因素进行综合考虑,争取设计出最好的方案。在进行地基设计的过程中,要与设计师本身的实践经验相结合进行综合性的设计,与此同时设计师要提前预测其中可能会出现的各类问题,并对找出这些问题的解决措施。当计算建筑物本身的受力情况时要谨记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉”的原则,一定不要仅凭经验去判断建筑所要增加的配筋量,一定要先对构件自身的性能进行考虑,重点关注建筑物的薄弱环节,尽量降低甚至避免危害发生的几率。与此同时,对于建筑物本身的组成材料要对其温度应力进行考虑,就比如说钢筋材料,温度对其有很大的影响。所以不管怎么说,在进行建筑抗震结构设计时,不管是建筑结构选型还是建筑的设计布置,又或者说是一些有关的计算过程,一定要先对所有可能会出现的问题进行综合性的考虑,必要时要对建筑物的受力极限进行验算,只有这样才能保证建筑防震结构的合理,才能确保建筑防震结构设计的安全性以及可行性。 4结束语 伴随着高性能材料以及新型结构的出现,我国建筑行业也开辟了新天地,理顺建筑与结构两者之间的关系,确保新型结构的建筑不但能满足建筑物的使用功能,而且还能满足人们对其的外观要求。要想使设备与结构两者关系提高,一定要先了解抗震设计目前现状,再由建筑抗震结构设计者从抗震概念以及抗震经验,对工程做出正确的判断,找出一种既经济又安全的建筑抗震结构的优化设计方案。 作者:万磊 赵冰 建筑抗震论文:高层建筑抗震设计问题 1高层建筑结构抗震设计基本原则 1.1应重视建筑结构的规则性。 建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不规则的建筑如果坐落在大规模的城市规划中是地震防治的头号重要的敌人,地震规划要求建筑短平,立面对称。由于地震的震害特征,这种类型的建筑在地震中的破坏比不容易测量,地震反应更大,为了易于测量,要多了解相关的结构和细节。在建筑中包含的规则中要注意建筑立面尺寸,承载力等多种因素的联合分布的需求、规则体系中反映的形式、系统的刚度。 1.2刚柔相济原则。 在设计防地震结构中,不能单单是为了提高抗力而改善结构,首先是要根据原先设计的建筑尺寸的大小和混凝土的刚度,随后判断可能由地震引起的破坏力,核算所需要的结构刚度,因为地震的影响是非常大的,所以需要设计的结构刚度也很大,而且作为防震需要,必须加强结构强度,但在设计地震作用,必须加强基础地基和主体之间所设置的隔震效果,另外,要加强在抗震设计中的“柔性”,通过合理的设计信息进行操纵,从而达到刚柔并济的效果。 1.3多道设防原则。 强烈地震后,许多余震通常会伴随其后,就算是一个堡垒在第一损坏结构损害后经历余震,可能会导致地震崩塌堆积。所以,抗震结构需要许多延伸系统,如框架墙系统在结构墙和两个子系统,设计多道保护措施,以便更好的进行多次保护。还有一根重要的议题是对于余震的防护,这个多道设防的原则在针对这点上非常重要,在经过大地震后,往往房屋结构会出现损失,抗地震的承载力下降,如果设置第二、第三条防线,可以大大提高人们在余震中的存活率。 2我国高层建筑抗震设计中存在的问题 2.1缺乏设计人才。 在许多西方国家,高校会开设许多有效的建筑设计专业课程,与职教这些专业的相关人才,但是,在我国本课程目前还很少,很多高层建筑都是由一个个外国专家设计操作的,在国家该领域的抗震设计人才较少。 2.2注意高层建筑材料和结构体系的选用。 现今情况下超过150米的建筑中,通常选择一个三层支撑框架的建筑结构钢来生产。而且,随着大量的产品品种也不断增加,并随着处理钢铁能力的加强,产能可能不断增加,在高层建筑中的选择钢管混凝土结构,钢筋混凝土和钢结构的面越来越大,不仅减少的钢架构尺寸的大小,而且还提高了结构的抗震设防。当超过一定高度的时候,设计者要关心的不单单是设计,钢结构的特点导致其质量轻,不易减少大风对其的损坏,所以是需要混凝土的帮助,形成钢筋混凝土结构,作为超高建筑的设计材料。 2.3目前高层建筑超出了最佳抗震的限高。 在科学技术研究的现状和高层建设现状上,对我国高层建筑结构要求有一个合理的限定高度,这个高度的设定是高效的,但在实际施工中,往往在许多混凝土结构的高层建筑中参考这一高度的非常有限,所以这些高建筑抗震设计中的局限性,需要小心。在测试振动试验台基础的抗震设计的极限中,因为高层建筑物的高度增加导致的结构变化的影响因素很多,特别是在安全性和材料有关的参数,是根据超过标准的高层建筑设计的。 2.4高层建筑结构平面布置问题。 高层建筑为了耳目一新的立面效果,会在一个平面内进行不规则的、大凹面的或更复杂不对称的结构,在地震前要很正式地确认这些建筑结构,工程师在建筑设计,尺寸方面的意见要进行及时沟通,尝试与建筑师商量,商定一个水平和垂直对称的、质量和刚度、承载力统一的布局。 3我国高层建筑抗震设计加强要点 3.1采用位移的结构抗震方法进行设计。 高层建筑在地震作用下变形在施工过程中经常会发生,因此,设计结构的选择,结构的弹性变形都是必要的,因此,通常在设计地震作用下的位移变形是必要的,通过操纵地基层的位移,地震的变形和位移得出的结论是,变形的部件之间的连接,必须在界面结构的应变分布处处理。另外,在选择高层建筑的位置时必须在一般的地方建立巩固的设置,如果这样,进行可能的地震能力输入,让地震作用减弱。 3.2运用高延性结构来进行消震和隔震。 在中国,目前的抗震设计、施工操作中可以通过加强刚度、韧性与抗地震构造,使高层建筑的结构,得到一个更大的韧性,在塑性状态下让地震的影响减弱。当地震能量释放时,要保证房屋具有高延性结构来进行消震和隔震。这样可以弥补地震造成的损失。同样,如果一个高层建筑承载力较小时,高韧性,高延性可以在地震能量吸收的过程中将地震破坏能量接受的更多更大,让房屋不容易变形,韧性的合理使用可以减少房屋崩溃的概率,在科学规划中,随着建筑物的抗震设计与进步,科学家设计的阻尼器可以有效吸收地震能量,查明地震对高层建筑带来的破坏。 3.3建立多层地震防线。 高层建筑抗地震为了提高防震的性能,要设置多条抗地震的防线。高层建筑在地震作用的作用下,如果第一道防线被摧毁了,还有两个备用的第二和第三道防线,阻止更多的地震破坏力,抗震设计的高层建筑进行了多段墙框架设计,如抗地震剪力墙结构。该框架具有良好的抗震性,是多道防线的结构抗震墙是第一道防线,也是最重要的一条。因此,要建设抗震能力足够高的墙,减少地震发生时在墙上的裂缝。同时,在地震后,各层框架分布的剪力墙承受的剪力,要大于结构设计中地震的总剪力的百分之二十和该设计中建筑框架的最大的剪力值的两倍左右。 3.4结合结构性能标准来设计抗震。 当地震发生的时候,建筑一定要具有一定的抗震安全能力,这是在对于建筑的结构控制中最重要的,具有很关键的目的。因此,要根据建筑物承受风力的变化,判断建筑的设计,这一设计略有减少建筑物的抗震能力,但对于综合设计来说是很有必要的。 结束语 在现在社会,高层建筑抗震的结构和设计都发生了变化,其中主要是硬度变成了主要转向柔性结构的改变,通过调整“治疗”刚性结构的隔震,减震效果差的问题,达到以柔克刚的减震抗震的目的,抗震材料对于抗战的影响,越来越多被各国专家关注,选择专业的材料以便提高抗震指数,增加高层建筑的抗震能力,并且增加研发实力提高新型建材的生产,促进技术的发展,通过优化设计,使高层建筑的抗震性能加强。计算机模拟地震试验的模型和组件也被广泛地使用起来。通过模拟器在桌上颤抖,得到一个确定性的地震记录,可以更好的把握地震发生时的影响。模拟地震的逼真的环境因素,对科学研究高层建筑地震有有效地提高帮助。 作者:刘建飞 单位:内蒙古赤峰市建亚建筑设计院有限责任公司 建筑抗震论文:国内民用建筑抗震论文 1民用建筑抗震施工构造分析 根据民用建筑的特点,通过以下要素进行分析,寻求民用建筑抗震设计中的关键部分。 1.1基于整体性的结构设计 民用建筑的功能比较单一,内部通常不涉及负责的功能模块,除了基础的水电煤气网等内容之外,主要提供的是居住环境和活动空间。这与生产性建筑明显不同,生产性建筑如工业车间,其内部构造的材料必须与生产能力相适应,包括地面材料也有特殊的标准。民用建筑在功能结构上侧重整体性,即通过整体性的构造来实现单一功能要求,因此在抗震设计中要尽量规避掉可能出现的不连续缺陷,例如承重墙附近的辅助部分,不能够喧宾夺主而出现裂缝。基于这一要求,抗震设计索要遵循的整体性原则并保持连续性,已经形成了建筑定势思维,甚至在会弱化建筑的风格要求和功能需求,重点突出安全性。否则,建筑结构的抗震设计就无法完成,所谓的整体性也就是一纸空谈。 1.2基于连接性的结构设计 尽管民用建筑的功能较为单一且突出整体性特点,但从建筑学角度考虑,任何一个工程都是由部分结构组成的,并通过相互连接的方式组成整个建筑。例如,楼梯与楼层之间的连接,房间墙壁分隔的连接等等,连接部分直接影响了建筑结构的抗震性能,因此在设计中必须深度考虑,即对连接性进行优化。一般的抗震元素中,良好的连接性需要承重墙的作用,保护机构的预应力也要达标,这是确保可靠性的必然要求。同时,连接性的另外一个优势是体现在震动过程中的,在出现地震灾害的过程中,物理连接性可以转化为抗震连续性,确保建筑的安全。 1.3基于刚度性的结构设计 所谓刚度性,是指建筑材料在受到震动之后产生抵抗弹性变化的能力,始于柔度相对应的一个变量。刚度设计在民用建筑中非常重要,也比较难把握,因为存在的数据信息量过少,无法进行详细的测算。建筑企业在施工过程中,主要从主承受结构的竖向刚度入手,同时将横向延展性作为抗震设计标准中的重点(地震的横波破坏性较大)。简单地说,刚度设计是综合考虑承载力之后实现的。 2影响民用建筑抗震施工构造的要素 民用建筑的抗震施工结构设计并不比其他类型建筑简单,甚至在某些方面表现的更为复杂,这关键是由于环境因素造成的。民用建筑的分布范围广泛,不同的地质环境千差万别,没有统一的施工设计标准。同时,基于受力结构而言,抗震设计中的整体性原则是在施工完成后才可以整体评估的,目前还缺乏更有效的建筑手段。作者通过研究认为,影响民用建筑抗震施工构造的因素主要有以下几种: 2.1设计结构与实际偏移量 在设计过程重要尽量减小控制结构偏移量,这样可以减小地震发生环境下的能量干预。而民用建筑结构中的偏移量,需要实现进行计算,这已经成为当前主要的方法;但存在的不利因素在于,民用建筑抗震施工构造中的偏移量计算方式缺乏有效的数据参考。为了解决这一问题,结构设计中通常会放大偏移量的数据测量范围,从而实现在建筑发生地震的环境下,结构变形的总量不会超出安全范围,尤其是建筑基础部位的位移量;地基发生的偏移量超出安全范围,必然导致建筑的坍塌,这也是地基使用抗震材料和构件较多的原因。 2.2隔震消能技术的应用 民用建筑的规模小,建筑稳定性缺乏实践标准,因此对地基以下的地质选择非常重要。为了应对地基存在的天然抗震缺陷,人们发明了隔震消能技术,并取得了很好的效果。我国对隔震消能技术的研究和应用始于上世纪六十年代,随着时间的推移,已经演化成为民用建筑中主要的抗震手段。隔震消能技术是通过控制结构的刚度来实现的,在承重部分中加入有效的抗震构件,用来抵消发生地震时的能量输入。经过长期的检验发现,使用隔震消能技术的民用建筑可以有效地提升稳定性,在发生地震(或模拟实验)过程中做到“列而不倒”。 2.3建筑材料的选择 建筑材料因素对民用建筑的抗震性影响很直接。我国传统的砖瓦木质建筑结构已经被逐步淘汰掉,响应的,钢筋、水泥、架构等新型的建筑形式开始成为民用建筑的主体。从建筑学的角度来说,要提高抗震性,应该减少材料自身的质量并提升刚度,例如对钢材的选取要求,要做到与建筑规模匹配的原则,将自身质量与承重能力维持在一个平衡点上。同时,建筑材料的选择,也是对建筑成本影响最大的因素。一般来说,建筑材料占建筑成本的50%左右,其次为人工成本。由于民用建筑的主体投资能力并不是很强,在针对抗震重要性不了解的情况下,会导致建筑材料不达标的现象,这是十分危险的。因此,适当出台民用建筑材料的标准型法规,对人民群众的生民财产安全具有重要保护作用。 3结语 尽管民用建筑的要求不如大型高层建筑或者生产性建筑严格,但在追求抗震性方面目的是一致的。因此作者认为,应该在民用建筑设计中普及质量监督体系,从施工前、施工中和施工后三个阶段分别展开。现代建筑结构的设计风格日益多样化,但安全性始终是第一位的,民用建筑容纳了大量的居住人群,良好的抗震性对保护生命财产安全发挥了重要的作用。因此,积极开展相关方面的研究具有重要的现实意义,对我国民用建筑的发展具有巨大的推动作用。 作者:王宏伟 单位:天津中铁建业集团有限公司 建筑抗震论文:建筑抗震中单桩摩阻力动力效应研究 1分析与讨论 1.1桩侧摩阻力随时间的变化情况 为动力作用下桩侧摩阻力的分布,可见,桩侧负摩阻力沿深度先增大后减小,当达到一定深度后,桩侧负摩阻力逐渐变为0,并转换成正摩阻力.在本算例中,负摩阻力主要出现在0.35的桩长范围内,该结果与徐兵和曹国福的部分试验结果相同,另外,根据文献的研究结果可知,中性点位置和岩土层参数有关;在正摩阻力阶段,随着深度的增加,桩侧正摩阻力不断增大.该趋势与马平等的试验结果相同,验证了本文数值计算结果的正确性.由于桩身沉降小于土体,产生桩周负摩阻力,而桩身压缩变形和桩端沉降又使桩-土之间的相对位移发生变化,从而引起桩身中性点上移.正负摩阻力的消长使得桩-土间相互作用达到平衡,以至桩和土的相对位移不再发生变化.由于地震动力荷载的作用,桩侧摩阻力不断发生变化,将地震情况下的摩阻力分布与无地震情况进行对比,可以看出二者存在一定的差别,但是并非无地震情况下的摩阻力最小,而是当地震时间为6s时,桩侧的负摩阻力和正摩阻力为最小值,分别为-12.73kPa,101.01kPa;当地震时间为3s时,桩侧负摩阻力和正摩阻力均达到最大值,其中负摩阻力最大值为-31.08kPa,正摩阻力最大值为134.01kPa;其他地震时间内的摩阻力位于3s和6s的摩阻力之间.另外,随着地震的持续进行,桩体和土体均在动力作用情况下发生相应位移,而二者之间的相对位移的变化情况随地震历时的不同而不同,从而导致中性点位置发生往复变化,从图中可以看出,地震历时在6s时,中性点位置与其他地震历时的中性点位置差别较大. 1.2桩体轴力随时间的变化情况 在中性点以上由于受到负摩阻力的影响,桩体轴力逐渐增大;桩体轴力最大值所在的位置与桩周负摩阻力为0的位置,即中性点处.在中性点以下位置,由于桩体沉降大于土体沉降,因此,桩身受到正摩阻力的影响,轴力减小.在地震荷载作用下,桩体轴力出现反复变化,当地震历时3s时,桩体受到的轴力最大,此时最大的轴力为6665.70kN;而当地震历时6s时,桩体受到的轴力最小,此时最大的轴力为5552.4kN. 1.3桩周土沉降随时间的变化情况 数值为负值表示位移的方向向下,受到桩体摩阻力的作用,在桩体位置的土体由于作用于桩体的正摩阻力的反作用力,导致这些位置的沉降较大,如地震历时3s和6s的情况;而由于负摩阻力的作用,导致在中性点以上的土体呈现被撑起的形状,如地震历时10s和20s的情况.由于地震荷载作用,土体沉降量发生明显变化,但变化规律并不单调,这是由于地震波经历过程中,对于土体的压缩和拉伸作用交替进行,从而引起土体沉降量的减小和增大交替进行.对比无地震作用情况和有地震作用情况,可明显看出,由于地震作用的存在,土体的位移明显增大.另外,由于桩侧摩阻力对于地表沉降产生一定影响,桩体对桩周土体产生向上的摩阻力,引起该部分地表土体沉降受到抑制.在桩侧摩阻力、土体自重以及地震共同作用下,土体发生一定的沉降,最大的沉降量为103.8cm,发生在地震历时15s时.土体沉降随地震历时而不断变化,在地震历时0~10s范围内,地表沉降迅速增大,而在地震历时10~15s时,地震沉降继续增大,但增大的速度明显减慢.当地震历时持续到15~20s时,地表沉降逐渐减小,当地震历时为20s时,地表沉降为91.4cm,仍远大于无地震时的地表沉降22.5cm. 2结论 1)并非无地震情况下的摩阻力和轴力最小,而是当地震时间为6s时,桩侧的摩阻力和轴力为最小值;当地震时间为3s时,桩侧摩阻力和轴力均达到最大值. 2)随着地震的持续进行,桩体和土体均在动力作用情况下发生相应位移,而二者之间的相对位移的变化情况随地震历时的不同而不同,从而导致中性点位置发生往复变化. 3)由于地震荷载作用,土体的位移明显增大.土体沉降随地震历时而不断变化,在地震历时0~10s范围内,地表沉降迅速增大;在地震历时10~15s时,地震沉降继续增大,但增大的速度明显减慢;当地震历时持续到15~20s时,地表沉降逐渐减小. 作者:郭春 彭振斌 单位:中南大学
光纤通信工程技术的问题及运用:光纤通信工程中的光纤材料的选取问题 [论文摘要]在光通信领域中,传统的光纤材料的选取通常要考虑价格、性能、性价比等因素,但由于科学技术的进步,光纤材料的价格大幅下降,这使人们更加关注光纤性能。光纤材料选取的原则已经由“适宜”改变为“适度超前”。“适度超前”能够在考虑价格因素的同时,又考虑光纤技术的更新换代,这使由于网络带宽需求的不断扩大造成的现阶段更新速度不断加快的光通信网络具有更长的使用年限。“适度超前”的原则可以在相同的投资情况下延长光纤网络的使用年限,达到节约成本的目的。 关键词: 光纤;通信工程;单模;数字通信 0 引言 光纤通信就是在光导纤维内传输光波信号,实现信息传输过程。这个过程首先是将欲传送的电话、电报、图像和数据等信息转换为调制的电信号,在进行电/光转换后,即把电信号变成光信号,由光纤将信号传输到信宿,在信宿端接收到的光信号进行光/电转换,将信号重新变成电信号,从而完成一次光纤通信的全过程。可见,光纤通信与我们熟悉的电缆通信主要有两点不同,一是传输信号为光信号而不是电信号;另一个是传输介质是光纤而非电缆(包括明线、双绞线、多芯电缆和同轴电缆等)。光纤通信与电通信方式主要差异有两点:一是以很高的频率的光波作为载波传输信号;二是用光导纤维构成的光缆做为传输介质。因此,在光纤通信中起主导作用的是产生光波的激光器和传输光波的光导纤维。光纤通信之所以能够飞速发展并成为未来通信的发展方向,是由于它具有如下突出的优点:首先是通信容量大。因目前使用的光波频率比微波频率高103~104倍,所以理论上光通信的通信容量与微波通信相比约可增加103~104倍。光纤通信适合高速、宽带信息的传输,能在高速通信干线以及宽带综合业务通信网中发挥极为重要的作用。目前实用的光纤均为二氧化硅。若要减少光纤的损耗主要依靠提高玻璃纤维的纯度来达到。由于目前制造的二氧化硅玻璃介质的纯度极高,因此光纤的损耗极低。由于光纤的损耗低,因此,中继的距离可以很长,这样可以在通信线路中减少中继站的数量,以大幅降低成本。对于要求400MB/s的速率信号的场合,光纤通信系统可以达到100km以上的无中继距离,当然了速率要求得越低,光纤的距离可以越长。而同样的速率如果使用同轴电缆来传输的话,其无中继距离仅为1.6km左右。未来的石英系的超长波长光纤传输损耗将更小,届时将可以实现1000km以上的无中继传输,这对于海底光缆、穿越长距离无人区、跨地通信等应用而言意义极为重大。 一.光纤的分类 光纤的分类划分主要有三种:一是按照传输模式来划分;二是按照纤芯直径来划分;三是按照光纤芯的折射率的分布情况来划分。其中在按照传输模式来划分的情况下,光纤的传播模式实际上是光纤中的电磁波场场型。也称为光场场形(HE)这光场的场型都是在光波导中通过数次的反射与干涉下形成的。呈离散型模式。在光纤中稳定存在条件是形成驻波。它在光纤的横截面上反映各种形状有光场。一个光斑的出现的光纤我们称之为单模光纤,多个光斑的出现的光纤我们称之为多模光纤。在按照纤芯直径划分的情况下,光纤可以有缓变型多模光纤、缓变型增强型多模光纤和缓变型单模光纤。按照光纤芯的折射率的分布情况来划分的情况下,光纤可以有阶越型光纤、梯度型光纤、环型光纤和W型光纤等。在信息化快速发展的社会中,与人们学习、工作和生活密切相关的资料传输需要先进的通信设备去实现。光纤由于输出性能比较优越而被广泛应用。实践证明,光纤通信系统在军事领域的应急通信设备和通信系统等方面得到广泛应用。 二.光纤的性能指标 判断光纤质量好坏的最重要的指标就是光纤的传输性能以及光纤的几何尺寸参数。由表2可以知道G.652、G.653、G.654、G.655光纤的涂覆直径、薄层不圆度等几何尺寸的参数指标是一样的,G.652A、G.655A光纤只能够使用C波段,但是G.652B、G.652C、G.655B不仅可以使用C波段,而且还可以使用L波段。 三.光纤的选用 3.1 各种光纤的特点及应用场合 3.1.1 单模光纤。单模光纤时指只能在指定波长下穿插一种模式的光纤,中心玻璃芯很细,只能穿一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但还存在着材料色散和波导色散,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性能要号。后来又发现在1.31微米波长处,单模光纤的材料色散与波导色散一为正,一为负,大小也正好相等。 3.1.2 多模光纤。多模光纤是指可以传输多个光纤导模的光纤。局域网一般选用多模光纤,因为多模光纤收发机便宜,另外多模光纤的纤芯直径大,连接方便简单。但是多模光纤的色散系数大,传输的损耗大,宽带小,因此它只能用于短距离、小容量的数据传送以及模拟光的信息传输。 3.2 光纤材料的选用 在现代光纤传输系统中,光纤是一种作为信号来传输的材料。光纤材料的正确选用对通信工程设计有着至关重要作用。随着我国高新技术的迅猛发展,以光纤材料为代表的高新技术材料成为支撑产业发展的重要因素之一。在选用光纤材料时,一是要根据光纤所支撑的业务范围、传输速度、传输距离以及系统传输质量等因素来选择合适的光纤材料。使光纤材料在使用过程中获得良好性能价格比。因此我们选择光纤材料时对各种类型的光纤的性能有一定的了解,依据光纤的传输性能和系统单信道速率等因素选用光纤材料。 在通信工程中通常我们普遍采用的光纤材料是石英玻璃光纤。在国际电信联盟电信标准中,根据光纤折射率分布、传输模数以及色散等因素可将石英玻璃材料分成几类,G.651多模光纤模式色散限制工作宽带,促使开发了G.652的单模光纤。根据G.652光纤有研发出了G.653的光纤。G.653的光纤在用于1550nm波分复用传输系统中又出现了非线性的问题,会损害系统的传输质量,因此由研发出G.655光纤。朗讯公司依据城域网100信道以上的密集波分复用系统对光纤波长宽度的要求,在1998年又研发出了全波光纤,康宁公司在2000年开出了Metrocor光纤。这两种光纤就是所说的G.652C,其工作的波长是1280-1625nm,适合作于城域网宽带业务的传媒介质。 结语 光纤的品种繁多,不同种类的光纤根据其特有的性价比,存在其适宜的应用方面。随着经济的发展以及传输的信息量的增长,光纤的应用需求正逐年增大。因此在考虑实际情况后,适当的选取性能相当且价格适当的光纤产品可以有效利用有限的资金。我们应在充分了解各类光纤的基础,根据实际情况,选取适宜的光纤。 光纤通信工程技术的问题及运用:电网数字光纤通信工程标准化建设体系构架初探 摘要:电网数字光纤通信技术的发展与应用已经到了“如日中天”的地步,而如何打造一流的光纤通信系统精品工程,使数字光纤通信系统的建设更加具有技术上的标准化、规范化、先进性、实用性和科学性,并与计算机科学技术有效融合;从而使得这一信息技术平台在整个智能电网系统的健康、稳定运行中发挥更好的效能,成为摆在生产一线通信工程人员面前的重要课题。 关键词:数字光纤;通信工程;标准化建设 0 引言 数字光纤通信工程建设是一个十分复杂的系统工程,工程施工环境恶劣,难度大,涉及面广,工艺要求高。比如程控交换系统设备、PCM接入系统设备、SDH传输系统设备、VDF数字音频配线系统设备、DDF数字配线系统设备和ODF光纤配线系统设备以及通信系统不间断电源(UPS)系统设备等对施工质量要求都很高,所以要达到数字光纤通信系统工程的质量要求,信息技术平台的正常、稳定、高效运行是必要保证。 1 通信机房与机柜的总体设计要求和安装 通信机房和机柜的总体要求及施工与安装是一个复杂而繁重的系统工程。从机柜的采购、运输到实施设计安装,需要投入大量的人力、物力和财力。通信工程施工包括新建和改建两部分,新建变电站按照设计图纸直接安装施工即可,而改建通信系统设备要不断将老化设备拆除,对新设备进行重新设计,符合设计要求后方能组织施工。信电公司由于所辖500KV、220KV、110KV变电站就达50多台次,其施工任务繁重和技术上遇到的难题是显而易见的。首先是每个机柜底座的设计和安装,既要保证底座设计的合理性,又要保证通信机房设备的统一性。规范合理的通信系统机柜安装是后续系统工程施工的基本保证。 2 数字光纤通信系统传输设备的施工与安装 数字光纤通信系统传输设备是光通信系统的核心组件。是以进入站内第一光纤活动连接头为运行维护的分界面,连接光纤配线架(或光缆线路终端接续盒)的尾缆、光端机、数字复接设备、PCM基群设备、数字配线架、音频配线架均属站内传输设备。首先是将机房设备安装在相应的机架位置上,并根据机房设备平面图确定电线槽道或走线架、列柜、电源并紧固好设备。连线时一定注意以下问题:1、根据机房内设计平面走向图确定电缆敷设方式和走向。2、根据电源线缆图将各种设备电源线连接好,连接时注意电源正负极,千万不能接错。3、根据机房地线线缆接线图,将各种设备地线连接好。设备外壳应与机房接地端子用绝缘电缆相连,机房接地端子应使用绝缘电缆与变电站或主建筑物网相连,接地电阻要小于设计值。4、根据设备信号电缆走向图将光缆、数字电缆音频电缆连接好。一般按照的顺序为:光分配架光端机切换设备数字复接设备数字配线架PCM基群设备音频配线架。5、根据站内设备告警及监测线电缆连接图,将各种设备的告警及监测信号与监测设备连接。6、配线架应接地并装有限幅装置。音频电缆在接入光纤通信设备前,要首先接入保安设备。 3 不间断电源(UPS)系统工程的安装与施工 电源系统设备是整个光纤通信系统的重要组成部分,电源设备运行正常与否直接影响通信系统的畅通。在通信故障统计中,电源故障所占的比例很高,远远大于其他故障的比率。所以,电源系统的施工安装必须满足如下基本要求:1、电源设备安全可靠,保证为通信设备提高稳定的、不间断的直流电源。2、供电电压稳定,其变化应不超过通信设备的要求。3、有良好的滤波性能,使杂音电压符合通信设备的要求。4、技术先进,经济合理,便于安装和维护。无论是高频电源和蓄电池组的施工安装都应符合总体设计要求,真正符合通信电源系统技术规范标准。机房内两路独立的交流电源系统应具备自投切换功能。电源正极应与机房地线相连,设备必须良好接地,地线不应与防雷接地、高压防护接地共线,不能与交流供电零线接地相连。机房内各种电缆的金属外皮、设备的金属外壳和框架、水管等不带电金属部分、门窗等建筑物金属结构以及保护接地、各种接地等,应以最短距离与环形母线相连。采用螺栓连接的部分应用银环氧树脂导电胶 粘合。 4 数字光纤通信系统工程验收及运行 1、通信系统通过安装调试正常后, 进入竣工验收阶段。系统传输设备安装工程的验收应按有关部门颁发的工程验收标准进行,一般分为随工验收和竣工验收两部分。验收项目如下:光端机机房要求、安全要求、器材清点检查、机架及配线架检查、布放电缆、编扎卡接电缆芯线、通电检查、数字复用设备、PCM基群设备、连接测试和通信系统测试等等。 2、开通前检查:(1)、检验机架安装及连线是否正确,特别是电源线的正负极连接是否正确,机器地线是否连接好,各种电气连接接触是否良好;设备内是否打扫干净,设备和电缆沟内不能遗留线头和工具等。(2)、检查机器上电源开关是否都在“关”的位置。(3)、检查电源是否符合要求。机房内电源盘的输出电压应符合传输设备电源电压的要求。交流电源电压的波动范围应符合电源设备的要求。(4)、整流器安装调试合格,能对设备正常供电,蓄电池安装完毕并已充好。(5)插上总熔断器,测分熔断器电压是否正常。(6)、合上分熔断器,检查设备入口电源是否正常。(7)、机架各机盘先不插入,开通机架电源,测量机器输出电压是否正常。(8)、逐步插入机盘,观察是否有反常现象。机盘插满后复核电源盘输出电压,若查上某盘,电源过载保护动作,一般是该机盘有问题,必须更换电源盘。全部机盘插入后,观察整机状态;电源盘内集成块不明显发热,发送盘LD散热片无显著升温,机内无异味后可进一步作整机检查。 3、故障判断和定位方法:(1)告警等级处理。根据告警或监视系统判断是紧急还是非紧急告警。紧急告警表示已严重影响通信,必须马上处理;非紧急告警表示告警暂时不影响通信;也可能表示上游设备故障,应及时进行判断,避免扩大告警范围。(2)、判断告警发生的部位。出现告警后,应迅速判断故障发生部位,即是线路故障还是光端机设备故障;是光部分故障还是电部分故障,是群路故障还是单路故障。(3)、定位方法。对于故障定位,一般比较常用的是采用环路法。首先根据告警判断故障发生的范围,决定相应自环的级别,不能因为故障处理扩大通信中断的范围。 4、常见告警原因分析:(1)、供电中断或配电箱分熔丝熔断。(2)、电源盘发生过压或过流保护动作,原因是有可能某个机盘短路,拔出机盘查找短路原因,消除后自动恢复。如果不是机盘原因,则是电源盘的问题,更换电源盘后应恢复。(3)、AIS告警。发生AIS告警一般为上游设备告警,应在上一级设备查找故障原因。(4)、远端告警。远端告警并不意味着是对端设备故障,而是指由本端发信开始到对端接收的某个或多个环节有故障。故障处理一般是换盘而不提倡修盘。 5 结束语 现代智能电网的建设日新月异,而数字光纤通信系统工程的建设与发展同样取得了长足的进步。要真正打造出一流的电网通信系统标准化建设体系框架,就必须将计算机技术与通信技术高度融合,进而为现代智能电网的安全、可靠、稳定运行提供强大的信息技术支撑。 光纤通信工程技术的问题及运用:光纤通信工程技术传输的最新发展动态 摘 要:光纤通信工程技术传输在通信领域处于重要地位,该文以当前我国光纤通信技术传输的发展现状为基础,对光纤通信工程技术传输的未来发展做出了一定的分析和研究,探讨了未来光纤传输的发展态势。 关键词:光纤 通信工程技术传输 发展动态 光纤是通信网络中比较优良的传输媒介,光纤具有损耗小、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,受到业内人士的肯定。当前,光纤通信工程传输已经进入到了有线通信的各个领域,光纤技术也得到了长足的发展,通信范围不断扩大,有着很强的发展潜力。 1 我国光纤通信技术传输的发展现状 1.1 波分复用技术 波分复用技术对单模光纤低损耗区进行充分的利用,以此带来巨大的带宽资源。由于每一信道光波的频率都是不同的,所以将光纤的低损耗窗口区分为几个小的信道,然后在将光波作为信号传输的载体,发送端使用分复用器,把不同波长的信号光载波合并到一起,再送入同一根光纤当中进行传输。在接收端使用一波分复用器使这些不同波长表达的不同信号的光载波区分开来。因为不同波长的光载波的信号在不考虑光纤非线性情况下,可以当做是相互独立的,所以在同一根光纤中可以实现多路光信号的复用传输。 1.2 光纤接入技术 光纤接入是信息高速公路的最后一个组成部分。为了实现信息的高速传输,满足人们的信息传递需求,不仅在传输网络上要保持带宽,还要求对用户接入部分引起足够的重视。 光纤接入技术是实现信息有效传输的关键技术,在光纤接入当中,光纤到达位置是不尽相同的,有多种不同的应用方式。比较有代表性的FTTF,即光纤到户是光纤接入的常见最终方式,这种方式提供的是全光接入,可以充分利用光纤的宽带特性,为用户提供不受限制的带宽,充分满足用户的宽带接入要求。当前,国内的技术可以为用户提供FE或者GE的带宽,这对于大中型企业来说也是比较理想的接入 方式。 2 光纤通信工程技术传输的发展动态 随着通信技术的发展,电信管理体制的改革以及电信市场的全面开放,光纤通信又一次呈现出良好的发展态势。 2.1 向超高速系统发展 从电信的发展史来看,网络容量的高需求与传输速度的提高一直存在着矛盾,传统的光纤通信发展是按照电信复用方式进行的,当传输的速率大提高时,传输的成本就有一定的降低,所以高比特率系统的经济效益大致上是按照指数规律上涨的,这也是光纤通信系统传输速率持续增加的根本原因。当前情况下,商用系统的传输速率已经有过去的45 mBPS,持续增加到10GBPS,这样的增长速度在过去的20年内增加了2000多倍,这样的速度比之同时期的微电子技术的集成度还要快得多。高速系统的出现不仅能够增加业务传输的容量,而且也能够为种类繁多的新业务,特别是宽带业务和多媒体业务提供了实现的技术基础。 2.2 向超大容量波分复用系统演变 当前情况下,复用系统扩容的潜力已经耗尽,但是光纤的宽带自用利用率依然极低,还有相当大部分的宽带资源等待开发挖掘。波分复用的基本思路是将多个发送波长适当错开的光源信号放在同一极光纤上进行同时传送,这样能够大大增加光纤的信息传输容量。采用波分复用系统有着较多的好处,可以对光纤的巨大宽带资源进行充分的利用,迅速的将传输容量扩大到几倍甚至百倍;这样就能够有效降低在传输基础设施上所消耗的成本;而且波分复用系统的速率与电调制方式并没有很大的关联,能够有效地引入宽带业务的新开发;同时使用波分复用系统还能够实现网络交换和恢复的透明化及生存性强的光互联网。 2.3 实现光互联网 在实用化的波分复用系统中尽管能够实现巨大的传输容量,但基本上都是点对点的通信系统,在灵活性和可靠性上还无法达到要求。如果在光路上达到领域SDH相类似的电路分叉功能和交叉连接功能,却可以使波分复用系统实现更加强大的功能。根据这样的思路,光的分叉复用器和光的交叉连接设备目前已经研制成功,光的分插复用器更是已经投入了使用。实现光互联网的目的在于能够使超大容量的光网络得以实现,于此同时,实现网络的扩展性,使网络的节点数量和业务量随之不断增加,通过实现网络的可重构性,使网络重组更加灵活,允许相互连接融合系统和不同制式的信号对于网络的透明性来说也指日可待,而且能够实现快速的网络恢复,从理论上来说恢复时间可以达到100 mS。由于光互联网有着巨大的发展潜力,发达国家已经投入了大量的人力、物力、财力进行科研。光互联网必将成为光纤通信的有一搭发展高潮。 2.4 新一代光纤 近几年网络IP业务呈现爆炸增长的态势,电信网络已经向可持续发展的方向发展,构建起巨大的传输容量的光纤基础设施是构成新一代网络的基础。传统的G652单模光纤已经不能适用高速长距离传送网络的发展需求,开发下一代基础网络设施就包含了开发新型光纤。 目前,根据干线网络和城域网络发展的不同需求,已经出现了两种不同的新型光纤,有非零色散光纤和无水吸收峰光纤。随着通行工程技术传输的发展必然涌现出更多种类的新型光纤。 光纤通信工程技术传输是信息技术发展的重要支撑,在现代以及未来的信息化社会发展中起着重要的作用。从现代光纤通信工程传输技术的发展来看,光纤通信必将成为未来信道发展的主要方式。光纤通信工程技术传输的演变和发展结果在很大程度上来说影响着电信网络以及信息业的未来格局,对社会经济发展产生着巨大的影响。 光纤通信工程技术的问题及运用:论电力系统光纤通信工程的应用探讨 【摘 要】在大容量输送成为趋势的情况下,光纤技术得到了快速的发展,势必成为通信传输的主要方式。本文介绍了光纤通信技术的原理,详细介绍了电力系统中运用的三种特殊的光纤光缆,同时阐述了电力系统光纤通信系统的组网技术,仅供参考。 【关键词】电力系统;通信;架空地线复合光缆;无金属自承式架空光缆;金属自承式架空光缆 1.光纤通信技术 光纤通信技术是光导纤维通信技术的简称,它的传输介质是光纤,载体是光波。终端站和中继站组成了光纤传输系统,光缆组成了传输线路。 2.光纤通信工程在电力系统的应用 由于电力电网系统大力发展的根本需求,大容量和长距离的输送成为电力传输的发展态势。如何在电力通信传输网络中,达到安全传输、高效运行、经济核算最优化,是我们最为关注的问题。 电力系统的通信系统与其他公用网相比,有自身独特的特点,比如电力系统通信的业务量大,但单个业务的容量较小,可靠性要求比较高,具有丰富的杆路资源。所以在进行电力系统的光纤通信网络建设中必须结合电力通信本身的特点进行考虑,同时要利用现有的优势进行建设。 在电力系统中运用较多的专用特殊光缆一般有3种:架空地线复合光缆(OPGW)、无金属自撑式光缆(ADSS)、金属自撑式架空光缆(AD-Lash)。 2.1 架空地线复合光缆 架空地线复合光缆俗称OPGW(OpticalFiberVomposite OverheadGroundWire),是电力系统特有的一种通信光缆,它具有普通地线和通信光缆的双重功能。结构总共分三层:最外层是铝线;中间层是钢芯;光纤包含在钢芯内。根据结构类型可以分为三种:层绞式、中心束管式、骨架式。它的主要特点是:通信容量大;光纤在不锈钢内,抗强电干扰能力强;温度特性好;导电性能好,机械强度高;悬挂在高压电力线路的杆塔顶端,不受外力破坏,安全可靠。建设电力输电线路的时候可同时建设架空地线复合光缆通信通道,而不需另设空间走廊,目前架空地线复合光缆普遍应用于110KV以上高压线路中。 2.2 无金属自承式架空光缆 无金属自承式架空光缆的抗张元件是芳纶纤维,正是由于芳纶纤维具有弹性模量较高、重量较轻、具有负膨胀系数、有防弹能力、强度大的优点。芳纶纤维是通过松套层绞填充方式进行套装而成,里层还有PE 内护套、高强度、耐电痕护套等,所以整体抗电腐蚀的能力很强。由于光缆是采用无金属加强材料,可以有效的避免雷电、高温损害,减少电力线出现的故障。无金属自承式架空光缆可与高压电力线路同塔架设,在电力系统中应用较多。 2.3 金属自承式架空光缆 金属自承式架空光缆是将单模或多模光纤套入由高模量的塑料做成的内填充防水化合物松套管,缆芯中有中心金属加强芯,某些芯数光缆的金属加强芯外还会包一层聚乙烯。涂塑钢(铝) 带纵包后加钢绞线和吊带聚乙烯护套成光缆。它具有以下特点:松套管的耐水解性能良好;光纤余长能精确控制;光滑的外护套使其在安装中摩擦系数很小;护套的抗紫外线辐射性能良好。 3.电力系统光纤通信组网技术 由于电力系统的独特性,要求对传输速率的要求较高,而影响光纤传输速率的重要因素就是光纤通信的传输组网方式。目前,在电力系统通信中使用较合适的是SDH和OTN技术以及PTN和EPON技术有机结合的方式。 3.1 SDH技术 同步数字体系(SynchronousDigitalHierarchy,SDH)是一种光纤通信系统中的数字通信体系,它是融复接、线路传输及交换功能为一体的综合信息传送网络,由统一网管系统操作。SDH技术赋予速度不同的数位信号相应的等级,通过标准的复用方法和映射方法,将低等级的SDH信号复用为高等级的,实现了网络传输的同步,解决了局部网络与核心网之间的接入瓶颈问题,使网络带宽的利用率大大提高。SDH体系同时具有一套完善的自我保护体系,可以满足电力通信高可靠性的要求。 3.2 OTN技术 OTN(Optical Transmission Net,光传送网)在继承了传统DWDM (Dense Wavelength DivisionMultiplexing,密集波分复用)技术优点的基础上,很好地增加了组网的灵活性和电路调度的灵活性,实际上是ASON与DWDM 的综合体。 OTN是为了克服SDH与WDM网络不足而提出来的一种新的光传送技术,一方面它具有SDH网络与WDM网络的技术优势,既可以像WDM网络那样提供超大容量的带宽,又可以像SDH网络那样可运营可管理。另一方面它还具有路由功能与信令功能,能够为业务提供更为安全的保护策略和更高的传输效率。OTN是传送宽带大颗粒业务最优的技术,受到业界一致青睐。代表着光网络未来的技术发展趋势。 根据电力通信集中式管理的方针,未来电力通信网业务传输特点主要是汇聚,各地区供电局汇聚大量IP业务至省公司可采用OTN方式承载。 3.3 PTN技术 PTN(分组传送网,Packet Transport Network)是指这样一种光传送网络架构和具体技术:在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面,它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计,以分组业务为核心并支持多业务提供,具有更低的总体使用成本,同时秉承光传输的传统优势,包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。 PTN可以更好的适应当前电力迅猛发展的以太网业务需求。PTN兼容SDH的的所有业务,不过重点还是数据业务方面更出色。PTN是以数据业务的需求出发,以太网技术发展来的。对数据业务可以无缝对接。具有高效的带宽管理机制和流量工程。 3.4 EPON技术 EPON是千兆以太网技术与无源光网络(PON)的结合。EPON是一种采用点到多点结构的单纤双向光接入网络。EPON网络可以灵活组成树型、星型、总线型等拓扑结构。EPON系统由网络侧的光线路终端(OLT)、用户侧的光网络单元(ONU)和光分配网络(ODN)组成。 随着电网建设的智能化,配网自动化是智能电网建设中的一部分。考虑配电终端分布区域分散,终端节点数多, 通信节点分布分散, 单个节点的通信数据量小.数据实时性要求特点和配电网停电区故障处理能力的要求。EPON在无源光网络机制基础上可以合适的解决这些问题,还可以满足配网自动化提高供电可靠性和供电质量,提高整个配电系统的管理水平和工作效率。 4.结语 光纤通信是通信技术发展的重要方向,是电力系统专用通信网一种先进实用的通信手段。在电力系统运用光纤通信具有其它通信方式不能比拟的一些优点。但随着电力系统光纤电路日益增多,必须加强电力系统专用通信网光纤通信的管理,使其更有效地为电网服务。
浅析高层建筑节能设计:浅谈城市高层建筑节能设计 摘要:针对现在能源消耗巨大的现状,从节能建筑的角度出发,在建筑设计,围护结构设计等方面对目前的建筑节能技术和今后的发展进行初步探讨。 关键词:高层建筑;节能设计 近些年在某些城市建高层建筑已成风气,设计者往往贪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生态环境的保护、建筑设计节能意识淡薄,造成高能耗、低效益,影响常年使用,浪费巨大。所谓高层建筑节能不仅是建筑本身的节能,且由城市的综合环境、气候条件、总体布局;建筑物的形体变化、朝向;外围护结构保温。隔热的性能;门窗质量等许多综合性因素构成,因此,高层建筑的节能首先应为设计者重视。 一、优化建筑位置朝向设计及体形设计 高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照要求,阳光有着巨大辐射能量。在寒冷地区人们十分珍惜阳光带来的温暖。据有关资料分析,地球每年接收的能量有60亿亿千瓦,这么大能量弃之可惜,从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器,阳光不仅对人的身体健康有着很大影响,对建筑的节能也有着十分重要意义。寒冷地区城市规划应注重应用日照原理。合理的确定建筑位置与朝向,使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能,因此,建筑的方位与节能有着直接关系。 如在北纬40度-45度地区,冬天建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多两倍,而在夏天东、西向所得到的能量比南向多2.5倍,不同朝向,不同季节,建筑物所得到的太阳辐射热能量不同,热损失也不同,尤其是在冬至前后,由于太阳高度角低,房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况,按其太阳高度角做出日影响图,以确定冬季每天的日照时间,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。合理的建筑体形能够减少高层建筑物与外界的热量交换,在其他条件相同时,体型系数(建筑物外围护面积与其所包围体积之比)越大,单位面积散热量也越大,对节能不利。因此,正确处理建筑形式多样化和节能的关系,是高层建筑设计中应当引起重视的问题。 另外,高层建筑物的外形越简单,其外壳的表面积越小,热交换量亦越少。因此,高层建筑物的造型宜简洁、完整,尽量避免复杂的轮廓线。 二、优化围护结构墙体设计 1、外墙是围护结构的主体部分,高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋,前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重,因此,围护结构属于填充材料,为了减轻荷载,达到保温、隔热要求,采用轻质高效保温材料,目前在寒冷地区常用的墙体做法有、页岩陶粒混凝土空心砌块;粘土空心砖与实心砖复合墙体;粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。但存在问题较多,节能的效果仍达不到标准的要求。围护结构的材料布置分外侧和内侧,在寒冷地区的同一气候条件下,由于材料层次布置不同所取得的保温效果也不尽相同,为防止墙体内产生冷凝水,保温层设在外侧更为妥些。 2、高层建筑的围护墙体不宜采用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板(舒乐板、PG板),岩棉板等轻质保温材料。一幢建筑的寿命少则几十年,多则上百年,材料的应用与建筑整体的寿命应同步。对于轻质的外保温复合墙体,笔者认为存在以下不足之处: (1)抗震能力差,易松散,与结构构件结合不好,整体性能差。 (2)不能承受外部装修贴、挂荷载,如:贴石材,安装装饰构件等。 (3)不能承受有振动的凿、刨的装修,如:剁斧石面层、予留洞。槽易出现冷桥。 (4)墙表面易出现裂纹。除此之外,复合墙体由于框架梁拉、剪力墙的嵌入,墙体内容易造成冷桥,是保温、隔热的薄弱环节。据测定,高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的5%-13%,因此应引起设计者重视,采取有效构造措施尽可能避免产生冷桥。 3、国外普遍推广采用混凝土空心砌块用于高层建筑围护结构保温,欧、美各国取得不少先进经验。某些欧美国50%左右的建筑已应用多种形式的混凝土空心砌块。由于混凝土空心砌块保温效果好,又具有一定强度,避免了轻质复合材料墙体的一些弊端。 4、受阳光照射的高层建筑物屋顶,表面温度比其他围护结构高得多,对室内温度影响很大,顶层住房冬冷夏热现象十分明显。对此,除必须考虑屋面隔热保温措施以外,还可从建筑设计角度考虑在顶屋设置通风隔热层或将顶层做为设备间等,形成2次隔热,减少屋面温度的影响;在炎热地区的屋面可通过蓄水(如屋顶游泳池)和屋面定时喷水系统使屋面显著降温。 三、围护结构的节能 1、外墙的节能技术。外墙的节能措施,目前主要是使用环保节能型建筑材料,可以有效减少通过围护结构的传热,从而减少各主要设备的容量,达到显著的节能效果。采用新型墙体材料与复合墙体围护结构。复合墙板构造复杂一些,但它将材料区别使用,可采用高效的隔热材料,能充分发挥各种材料的特长,板体较轻,热工性能较好,适用于住宅、医院、办公楼等高层建筑的外墙。在进行经济性、可行性分析的前提下,在墙体内外侧敷设保温隔热的新材料。另外,目前还有可调节的外墙,即采用多向、多层、可开、可闭的外墙,以适应不同的气候,减少空调,采暖的时间,降低能耗。 2、窗的节能技术。玻璃窗不仅传热量大,而且由于其热阻远小于其他围护结构,造成冬季窗户表面温度过低,对靠近窗口的人体进行冷辐射,形成“辐射吹风感”,严重地影响室内热环境的舒适。目前,就窗的节能措施,主要是从以下几个方面考虑: 首先,控制窗墙面积比。窗户既有引进太阳辐射热的有利方面,又有因传热损失和冷风渗透损失都比较大的不利方面。就其总效果而言,窗户仍是保温能力最低的构件。由于通过窗户的热损失比例较大,因此我国规定:南向的窗墙比≤0.35,东西朝向的窗墙比≤0.25(单侧窗)、≤0.30(双侧窗),北向的窗墙比≤0.20。其次,提高气密性,减少冷风渗透。 最后,提高窗户的保温能力。包括改善窗框的保温性能以及使用中空玻璃来改善窗玻璃部分的保温能力。 中空玻璃是由两片(或两片以上)平行的玻璃板粘合而成的玻璃组件。其两片玻璃板间通过间隔条(注满专用干燥剂一高效分子筛吸附剂)隔出一定宽度的空间,并使用高强度密封胶沿着玻璃的四周边部进行密封。由于中空玻璃在构造上存在空气夹层,从而有效地降低了传热系数,达到节能的目的,同时隔声性能也很好。根据玻璃构造不同,中空玻璃又有PET双中空玻璃、LOW-E中空玻璃等多个品种。若中空玻璃中充装氩气等惰性气体,将进一步增大中空玻璃的热阻;若采用热反射镀膜玻璃或低发射率镀膜玻璃组成的中空玻璃,更可以显著提高外窗的保温性能。关于使用中空玻璃的实例,红谷滩的红谷大厦就是一个例子。它使用的是LOW-E玻璃,这样可以减少每天的运行成本,减少能源消耗,降低环境污染。 四、结语 节约能源是我国的基本国策,建筑节能是国家节能工作的重要组成部分,我们要接见节能建筑的成功经验,加强国内的技术研发力度,引进先进的设计方法,使我国的建筑设计逐渐走节能化的可持续发展的道路。 浅析高层建筑节能设计:建筑节能设计在高层建筑设计中的应用的论述 摘要:伴随着我国能源供求矛盾不断升级,作为能源消耗大户的建筑业来说,如何解决建筑节能已成为刻不容缓的大事。这要求我们在建筑设计中要充分考虑建筑节能问题,创新节能措施,为建筑节能事业的发展做出应用贡献。下文就以此问题展开探讨。 关键词:高层建筑;建筑节能;能耗;设计 一、建筑节能设计的重要性 1.有利于我国经济快速稳定发展我国是一个能耗大国,能耗消费总量排在世界第二。 而我国人口众多,能源资源相对缺乏,人均能源占有量仅为世界平均水平的40%。我国的建筑能耗已占到全社会总能耗的30%左右 。在目前我国能源形势相当严峻,在今后的长时期内也将难以缓解的状况下,节约能源已是刻不容缓。如果再不节约能源,将严重制约我国的经济和社会发展。 因此,为了使国民经济持续、稳定、协调发展,提高环境质量,必须节约使用能源,逐步扭转能源浪费严重的局面。2.有利于环境保护随着国民经济的快速发展,居民空调的拥有量呈直线上升。 而空调能耗产生的二氧化硫,氮氧化物和其他污染物都会污染空气 、危害人的身体健康,造成环境酸化,破坏生态平衡。 通过建筑节能可以减少污染物的排放量,减轻大气污染,保护生态环境和提高建筑热环境的质量。 3.有利于提高居住质量,降低住户的使用成本随着我国经济快速稳定发展和人民生活水平的提高,追求舒适的居住环境成了人们的迫切需要,节能建筑由于采用了成套的节能技术措施,如适当控制建筑体形系数,采用保温性能良好的加气混凝土砌块等新型墙体材料,采用中空双层玻璃窗等,减少了围护结构的散热,改善了建筑热环境的质量,提高了供热系统的热效率,既节约了能源,又降低了房屋的使用成本,住户得到了实惠。 二、外部环境的节能设计 1.合理选址建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定,如太阳能辐射强度、最热(冷)月平均气温及空气湿度、夏(冬)季主导风与平均风压、雨雪量等。为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。。 2. “微环境”设计 除了地区气候特征,还需注意区域的“微环境”,如地形条件、地表环境、地表土壤和环境植被等。根据建筑功能的需求,通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等。 三、建筑物外形及外窗节能设计 1. 住宅外墙的节能设计 墙体是住宅的主体部分,是建筑室内外热交换的主要介质,建筑节能50%,其中就有约25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。使用节能外墙与使用普通外墙室内温度相差可达4~10度,所以墙体的设计是不容忽略的一个方面。外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外,还应考虑选用保温隔热性能好的墙体材料,对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位应加设保温隔热层。目前,常用的几种外墙材料中,保温隔热性能较好的是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。复合墙体中绝热材料主要有岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、聚苯乙稀、加气混凝土等。复合墙体保温隔热宜选用外墙外保温。外保温是连续外包的,有效隔断具有热桥作用的混凝土梁、柱等,而产生“断桥”作用,达到预期的节能降耗效果。此外,减少建筑物体型系数,也就是减少建筑物外表面积,减少外围护结构面积,减少建筑形体的凹凸,也是节能的有效措施之一。体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值. 2.外窗节能设计 外门窗冷风渗透为1/3,传热损失是1/3,其能耗占住宅总能耗的比例较大,因此它是住宅能耗散失最薄弱的部位。故在保证日照、采光、通风、观景的要求下,尽量要提高外门窗的气密性及本身的传热量,提高保温性能,减小住宅外门窗洞口的面积,减少冷风渗透。其主要措施如下: 2.1控制住宅窗墙比,住宅窗户的洞口面积和立面单元面积的比值即住宅窗墙比,根据《民用建筑节能设计标准》的规定对不同朝向的住宅窗墙指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。 2.2建筑外窗玻璃节能的保温节能及太阳辐射节能,单框双玻窗在我国目前使用广泛,其构造很大一部分都是简易型的,单层玻璃它热阻等于两个表面换热阻之和,因此外层玻璃内侧表面很可能在任何阶段均不形成冷凝。 2.3提高隔热功能,降低门窗传热系数和设置温度阻隔区,塑钢门窗、彩色镀锌钢板节能型门窗热惰性大,气密性好,更重要的是不生锈、耐腐蚀、缝严密能降低门窗传热系数,提高隔热功能。玻璃应采用双层,现在有很多节能玻璃,例如:内部充满干燥或惰性气体防阳光玻璃,中空玻璃等等。 2.4热量渗透的减少,房间的气密程度是影响换气次数的主要因数,而产生内外空气交换主要在于外窗与墙、框、玻璃之间的装配缝隙。其缝隙越小渗透量越小,换气次数少,反之就导致热耗增加,即气密性不好。故而节能率与气密度成反比。因此,在保准新鲜空气需求量几质量的条件下,应尽可能减少换气次数从而减少热量渗透。 四、房顶屋面的节能目前有很多屋面采用一些远不满足热舒适性和节能标准的隔热措施,有的甚至没有采用任何隔热措施,其中高层建筑的隔热措施更加不到位。正确的施工方法及节能材料的选用可以有效的降低传热系数几传热能耗,起到很好的节能和改善热环境的效果。坡屋顶的采用也是屋面保温节能的有效措施之一。另外,设计屋顶花园不仅改善了环境,也起到了保温隔热的效果,更加在高楼林立的城市弥补了地面绿地的不足,所以屋顶也是在设计中不可忽视的重要方面。其次,屋面保温材料为避免屋面重量和厚度太大,应选用密度、导热系数小的保温材料。目前,这些高效保温材料已经开始走进建筑领域应用于屋面,如膨胀珍珠岩保温芯板它施工方便,价格低廉,又环保,并且它的柔性佳,可以用于曲面屋面。太阳能是一种洁净的可再生能源,开发利用潜力巨大,更是建筑上极有潜力的新能源之一。其中,太阳能供用热水、主动式和被动式太阳能取暖和空调,以及太阳能发电等等都是很好的实用实例。我国面积广大,太阳能的资源极其丰富,如果将其加以充分利用,既可以节省大量非可再生资源,保护环境,创造和谐社会,而且有可能在南方某些地区完全利用太阳能取暖。 五、结束语 建筑节能对国家来说是缓解能源紧缺的大事,是一项系统的庞大工程,涉及范围比较广泛。近年来高层建筑的大量兴建,如何加大高层建筑节能已成为当务之急。我们只有齐心协力,才能将大力推广节能建筑这项造福子孙后代的事业做好。 浅析高层建筑节能设计:高层建筑节能设计探析 摘要:本文探讨了高层建筑节能设计存在的问题,分析了高层建筑整体设计对节能的影响,提出了高层建筑节能设计的具体方法。 关键词:高层建筑;节能设计;探析 随着建筑节能研究与实践的不断深入,建筑节能的方法得到了不断的改革,节能的理念也更加深入人心,建筑设计的内涵也得到了不断的延伸和丰富,中国的建筑节能工作取得了一定的效果。建筑节能是我国可持续发展战略的一个重要的目标,建筑节能工作复杂而艰巨,它涉及到了政府、企业甚至普通市民,它的实现需要各方面的努力,政府应该加强对高层建筑的节能设计的监督;作为设计人员,应从规划到建筑单体及材料的选择,都应综合考虑,努力提高提高建筑的节能能力,不但节省了使用成本,也改善了使用的环境,从而提高了生活的质量。 1 建筑节能的现状及高层建筑节能设计的问题 建筑节能具体是指在设计、建设和使用建筑物的过程中,使用节能型的材料和技术,提高空调系统的效率,提高隔热性和采暖供热的效果,在满足室内热环境需求的前提下,减少供热、照明、空调制冷制热及热水供应的能耗。 我国的建筑耗能现状不容乐观,高耗能的建筑比例大,加剧能源危机。建筑能耗总量不断增加,占能源总消耗的大约三分之一,比改革开放前上升了一半,并且随着城市化的加快和人们可支配收入的不断增加,我国的建筑耗能比例还会继续上升,甚至会超过发达国家的水平,将会成为我国经济发展的瓶颈。发达国家在上世纪70年代已经开始了建筑节能技术的研究,并且取得了不错的效果,我们国家的建筑节能工作没有取得应有的成效,需要进一步加大资金投入、人才投入来研究建筑节能设计,否则会使能源紧缺的局面继续恶化。 随着房地产业的发展,高层建筑层出不穷,其中的问题也日益凸显。主要表现在:在设计时为了尽可能利用空间和无限制地追求外观立面效果,忽视了技能设计,楼层比较高、建筑体形及外表面积比较大、建筑之间密集、相互遮挡、采光差、不通风等,降低了建筑使用的质量,同时也导致在建设与使用的过程中耗能比较大,没有达到节能的效果。 2 高层建筑节能设计的影响因素及设计方法 2.1 高层建筑的整体规划对节能的影响 高层建筑的整体规划对建筑与建筑物周围环境的影响很大,如何根据当地的自然条件,有效利用自然资源来进行建筑的节能设计,直接决定了该高层建筑的节能效果。如何将高层建筑的整体规划与节能减排联系在一起,主要从以下三个方面入手: 2.1.1 优化建筑位置。高层建筑在选择建设位置时进行综合考虑,将自然环境因素考虑进去,比如场地的方位、风向风速以及水土植被等。虽说现在很多的高层建筑都在城市规划的调控之中,很难保证很好的外部自然条件,但是仍可以通过规划设计来提高节能的效率。例如,将支持建筑使用的公共设施布置在公共走廊中;选址时尽量利用现有的公共设施管网,这种合并能降低场地的破坏程度,方便建筑的检查维修,公共的场地市政设施走廊应该沿着曾经受到干扰的地区或新修的道路或人行构筑物集中的地方,减少不必要的场地清理和挖沟,维修起来也比较方便。 2.1.2 利用外界气流来组织自然通风。为了减少空调制冷的带来的能源消耗,改善室内空气环境,设计时才充分利用外界的气流来设计自然通风。自然通风要通过建筑外面的风压来实现,因此需要一个比较理想的外部,根据各城市不同的风向来进行设计。比如,建筑的小立面应该面向冬季主导风向,而大立面则应该面向夏季主导风向,这样的朝向设计能够是建筑表面有足够的风压,通过建筑的窗口形成对流。另外,还应该注意建筑的道路、景观或其他附属结构的设计来引导风向。 2.1.3 利用植被进行气候调节。目前很多高层建筑都在建筑的楼顶设计花园或水池,一方面是为了美化建筑环境,另一方面也实现了利用植被调节微气候的目标。当夏季太阳比较强烈的时候,绿色植物可以有效减低它们所遮挡墙体的温度,立面绿化也使得建筑外表的温度比街道要低,而当冬天的时候,又可以有效减少热量的流失。绿色植物可以减少地面的热反射,给人带来舒适感,同时能够有助于改善建筑周围的微气候。 2.2 高层建筑单体节能设计分析 2.2.1 建筑体形设计。建筑体形设计的合理与否直接影响了该建筑空调节能的效果,因此,要合理设置建筑体形设计的参数。体形系数是建筑体形设计参数的重要内容,但是体形系数并不是越小越好,因为体形系数与外围护结构、平面布局、建筑造型以及采光通风等都有比较紧密的联系,如果体形系数太小,对建筑平面设计会有影响,无法发挥建筑师的创造能力,建筑也难以实现预期的效果。建筑体形的设计要寻找一个最佳的节能体系系数,比如,矩形建筑的最佳节能体形系数与建筑物的平面长宽比、建筑热工特性及当地气候有关,而与建筑物的体量、层高无关。 2.2.2 围护结构设计。提高建筑围护机构的隔热保温的能力,能够提高建筑的节能效率。在不同地区不同的气候条件下,外围护结构的设计也有所不同。例如,对于夏季比较热的地区,要求外围护的设计既要满足必须的日照,又要能起到隔热的效果,对于冬季比较寒冷地区,则要求外围护的设计既要满足必须的日照,又要能起到保温的效果。这就要求,外墙的材料具备隔热保温的性能,或者设计成双层空间。 2.2.3 内部空间设计。建筑功能设计时可以选择开敞式空间,它强调与环境的充分渗透融合,扩大视野,通风效果好,能提供更多的室内外景观。并且采用这种空间设计方式,具有灵活性,可以根据需要调整室内的布置。但是这种空间设计方式需要根据建筑的实际空间情况来设计,也可设计成热缓冲边庭、中庭及室内花园等,有效改善室内的气候。 2.3 节能设计要选用合理的节能材料 2.3.1 蓄热材料的选用。蓄热材料主要用于围护结构的建设,蓄热材料可以延缓室外温度对室内温度的影响,让室内的温度比较稳定。例如,冬天室外的温度一般会低于室内,这时蓄热材料会阻止室内温度向外流失,从而保证了室内的温度环境。 2.3.2 隔热材料的选用。隔热材料是一种能够热绝缘材料,能够阻滞热量传递。其中很重要的一种材料就是玻璃材料。随着科学技术的发展,隔热材料领域相继出现了吸热玻璃、低辐射玻璃、热反射玻璃以及调光玻璃等等。将这些玻璃组合成复合的构造形式,比如吸热中空玻璃、低辐射中空玻璃、热反射中空玻璃等等,可以大幅度提高门窗的保温隔热效果[4]。 3 结束语 改革开放以后,我国经济进入了高速发展的阶段,但是并没有彻底改变高消耗高污染的经济增长模式,经济的增长很大程度上是以能源消耗及环境污染为代价的,导致了能源紧缺问题日益严重,节能减排已经成为新时期中国可持续发展的工作的重点,建筑节能是重中之重。据统计,全球能源消耗有将近40%是消耗在建筑上,是当之无愧的耗能大户。我国的建筑耗能占全国能源消费重量的三分之一左右,而且呈上升趋势。因此,为了贯彻实施可持续发展战略,高层建筑节能工作刻不容缓,要从建筑设计的理念和方法入手,提高建筑利用能源的效率,实现建筑节能的目标。 浅析高层建筑节能设计:浅谈高层建筑节能设计的应用研究 【摘 要】高层建筑在节能设计方面存在一些如自然采光利用率低、室内通风效果不佳、外围护结构保温隔热能力差、可再生能源的利用率不高等常见的问题。本文针对以上问题,通过对高层建筑进行能耗研究,提出了自然通风、围护结构、可再生能源等在节能设计中综合运用的改进措施,以期对高层建筑生态化发展提供有益的借鉴。 【关键词】高层建筑;节能;应用研究 1.高层建筑能耗特点分析 1.1能耗组成及特点分析 高层建筑容纳人数众多,信息处理量大。为保持正常的运作,高层建筑在电梯、空调、供水、供暖、管理等方面要消耗大量的能源。主要的能源消耗形式包括电、煤、天然气以及集中供热的蒸汽和热水等。其中供暖空调系统、照明系统、动力系统和办公设备系统是建筑能耗的4个主要系统。供暖空调系统耗电量占到整个建筑能耗的50%以上;照明系统次之,大约为20%;动力系统约为10%;办公设备系统约为10%。 1.2采光和通风的要求 高层建筑基本空间由主要使用房间、交通联系空间(水平交通和垂直交通)、辅助使用房间(餐饮和卫生间)以及设备系统等几部分构成,平面布局与空间组织相对固定,各部分功能空间对自然采光与通风的需求都不容忽视。因此,高层建筑能耗对气候的依赖性较弱,若通过调节建筑与环境的关系来达到节约能耗的目的,效果甚微。高层建筑的节能问题应从建筑自身出发,进行节能措施的探讨。 2.高层建筑设计常见问题 高层建筑设计中常出现围护结构保温隔热能力差的问题,建筑的外围护结构包括屋面、外墙、外窗以及地面等部位。对于高层建筑而言,由于其竖向表面面积远大于横向屋面面积,因此,建筑屋顶、建筑外墙及建筑外窗的保温隔热能力成为了衡量其围护结构保温隔热能力的决定性因素。影响建筑外墙节能的主要因素是墙体材料,以及墙体构造形式等。 在研究中发现,高层建筑外墙应设置保温层,采用双层玻璃。由于西安高新区清扬国际大厦,外墙采用加气混凝土砌块,未设置保温层,使得该办公建筑供暖空调能耗占总能耗的比例高达60.27%。另外,当建筑外墙采用玻璃幕墙配合外挂铝塑板的构造做法时,虽然设置了聚苯板外保温但其供暖空调能耗普遍较高。 3.设计对策 3.1通风设计 关于自然通风的引入,一方面可以对建筑的空间形式进行组织,尽可能形成穿堂风,这一点在条形高层建筑中比较容易实现。对于点式高层,应尽可能组织两垂直墙面窗户之间的通风。自然通风的组织需要更大的窗墙面积比并形成风的通路。另外,还可以结合双层玻璃来实现降温。 3.2外围护结构设计 (1)外围护结构材料。针对目前高层建筑外围护结构材料以实体围护结构和透明围护结构为主的现状,且基于高层建筑外围护结构并非承重结构,材料选取较为灵活的特点,对于实体围护结构,应尽量选用导热系数小的多孔/空心砌块或加气混凝土砌块等,配合外墙外保温和合理的窗墙面积比,控制由外围护结构保温隔热带来的能耗损失。对于处于寒冷地区与夏热冬冷地区交界的城市,应尽量减少玻璃幕墙的使用。 当实体围护结构达到保温隔热要求后,透明围护结构应遵循以下措施:尽量减少使用玻璃幕墙;控制合理的窗墙面积比,控制可开启面积以组织通风;选用节能的玻璃和窗框材料,注意控制密封性能。 (2)墙体外饰面。建筑外墙饰面是围护结构抵御外界气候影响的第一道防线,其材料的热工性能将直接影响围护结构的热工性能。建筑墙体外饰面对建筑节能设计的影响主要通过围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数表现出来:一是在房间制冷状态下,对房间能耗的影响;二是对墙体传热系数的直接影响;三是房间在自然通风状态下对墙体内表面最高温度的影响。《居住建筑节能设计标准》规定:建筑外墙采用“浅色外饰面(太阳辐射吸收系数 (3)墙体外遮阳。除外围护结构材料的选择外,还可增加建筑遮阳,以减少供暖空调能耗。建筑遮阳包括水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳等方式,可结合立面设计意图进行设计,尤其应注意西向遮阳对节约建筑能耗的作用。《居住建筑节能设计标准》规定:建筑的“东、西外墙采用花格构件或爬藤植物遮阳(透射比 3.3可再生能源的利用 在系统的能源使用方面,应尽量开发可再生能源的利用,如太阳能、地热能、风能、水能、生物质能等。利用风力发电、太阳能光伏发电、垃圾发电、太阳能热利用、地热利用和沼气发电等,来减少对煤和天然气等不可再生能源和电、蒸汽、热水等二次能源的依赖。例如,使用分体空调的建筑建议增设地源热泵,这样可大大降低空调系统能耗;使用螺杆式水冷机组的建筑建议增加蓄冷装置,冷却塔的废热应予以回收利用;热泵作为一种新型节能技术,也应该在办公建筑中考虑采用;关于太阳能的利用,可以在冬季利用太阳能供暖、夏季采用太阳能制冷系统,全年中都可以使用太阳能光电系统和热水系统。 4.结论及建议 在信息化、智能化高速发展的时代,高层建筑因节约城市用地、信息处理量大、容纳人数众多而应运而生,但能源消耗巨大。在可持续发展理念大力推行的今天,高层建筑生态化发展的重点是节能问题,可在设计阶段注意组织利于自然采光的平面形式,亦可采取节能灯具节约电能;通过改变空间形式、建筑角度等组织自然通风或改变围护结构构造等蓄存冷量;提高外围护结构保温隔热能力以减少供暖空调能耗;利用太阳能、风能、地热能、水能、生物质能等可再生能源供给设备系统等。以上改进措施,如:组织自然通风、改善围护结构、可再生能源利用等应在节能设计中综合运用,以有利于高层建筑生态化发展。
地铁工程渗漏水处理技术探析:地铁工程渗漏水处理 摘 要:简述了地铁工程不同渗漏水情况的处理方法,较详细地介绍了各种堵漏、注浆、防水材料的正确使用,指出应根据渗漏情况的不同,采取合适的堵漏方法,从而保证地铁工程的防水效果。 关键词:渗漏水注浆,堵漏,施工工艺 1 概述 地铁工程渗漏水是现今国内较常见的一种工程缺陷,尤其是南方多雨及地下水位较高的地区,它不仅与地下工程周边地质水文环境、结构埋深、防水设计方案、防水材料等有关,还与结构混凝土性能、施工方案、施工工艺等有关。由于影响地铁工程防水效果优劣的因素很多,因而多数地铁工程在完工后或多或少存在局部渗漏的质量缺陷。为了尽快完成缺陷修复并使项目投入使用,地铁工程渗漏处理在项目完工后显得尤其重要。文中通过总结广州地铁、上海地铁及深圳地铁的施工经验,针对地铁工程渗漏水处理进行了探讨。 2 渗漏原因 一般情况下,结构渗漏水主要有以下原因: 1)结构自防水失效。 结构自防水是极为重要的防水措施,但在现实工程中却难以做到,主要是结构裂缝难以避免,加之由于地下工程空间环境的特殊性,混凝土施工质量均匀性欠佳,混凝土内部存在局部缺陷,破坏了结构自防水能力。 2)由于混凝土结构变形缝、施工缝、穿墙管部位防水设计不周、措施不当、施工工艺不精细而导致渗漏。 3)围护结构防水失效。 围护结构防水失效主要是接头处理欠佳或结构本身混凝土缺陷导致渗漏。 4)外包防水层失效。 外包防水板、防水涂料等选材不当或施工质量欠佳造成渗漏。 5)采用不同施工方法修建的地铁车站因特殊部位处理措施不当,造成渗漏。 如:采用盖挖逆做法修建地下工程,桩柱穿过底板混凝土,由于未采取加强防水措施或底板防水层不连续,以及桩柱四周混凝土不密实,导致地下水沿桩柱根渗入底板。 3 渗漏水处理方法 通过对渗漏原因的分析,一旦发生渗漏情况,证明围护结构防水、外包防水层肯定存在缺陷,但无法进行处理,只有通过对结构混凝土缺陷进行修复才能解决渗漏问题。地铁车站堵漏主要以注浆封堵结构缺陷为主要手段,隧道防水主要通过衬砌背后注浆及局部衬砌内部注浆修补结构混凝土缺陷来实现堵漏。 地铁车站及区间的渗漏情况主要为点渗、面渗、施工缝渗漏、裂缝渗漏及变形缝渗漏。不同的渗漏情况分为不同的处理方法。 3.1 渗漏部位确定 一般采用干抹布拭干面,稍等片刻即可直观地观察到渗水点。如湿面不易看出,可采用热风吹干后观察。面渗及施工缝、裂缝、变形缝渗漏的渗水虽然需全面处理,但是仍需通过上述办法了解渗漏情况,如渗漏速度、渗水量、渗水点分布、渗水压力等。 3.2 处理方法 3.2.1 点渗漏 点渗漏的现象可分为点或小于5cm的裂缝。在该点或裂缝中心钻孔,孔径为10mm,深6cm,高压清水冲洗后注浆。注浆管嘴离孔底要有一定间隙,孔口与注浆管采用堵漏粉固定,两侧裂缝也同样采用堵漏粉封堵,若效果不佳再进行凿槽处理。 3.2.2 面渗漏 面渗由点渗密集而成,如直径小于5cm的面积,首道工序可按点渗处理,然后在渗水面内凿深3cm,清洗后涂刷堵漏粉,使基面干燥并涂刷双组分聚氨酯涂料,最后用防水砂浆封闭。 面渗面积大于5cm,深凿基面6cm,清刷暴露钢筋,环向稍加深2cm,以利止水。1)基面涂刷堵漏粉三道,堵漏粉的调配稠度因基面湿度而定,以操作感官效果为准。若个别点效果不佳,可采用堵漏粉后补,厚度5mm~15mm即可。2)涂刷双组分聚氨酯1mm,涂刷前,基面需风干,双组分聚氨酯的涂刷宜预留出2cm做砂浆结合部位;3)防水砂浆封闭。 3.2.3 裂缝及施工缝渗漏 1)工艺流程: 钻注浆孔凿U型槽清理基面冲洗注浆孔嵌入注浆管堵漏粉封面注浆封闭注浆管基面恢复。 2)施工工艺及要求: a.预设注浆孔。 根据裂缝的形成情况,一般裂缝为垂直墙面形成通缝,预设注浆孔为确保裂缝开凿后的位置,并保证空位在裂缝上。采用Ф10mm的冲击钻头冲击成孔,深度为10cm,间距为20cm。成孔注意以裂缝为中心,垂直墙面,并在裂缝两端收口处间距5cm各加设一个。 b.凿槽。 确定裂缝两端收口位置再延长15cm为凿槽截至位置。为确保开槽的完整性,首先用钢碟片切割边界(以直线转折),深1cm即可,宽度不大于20cm,沿裂缝顺着切割边界剔成U型沟槽,沟槽的深度为主筋暴露为止,深度原则为钢筋保护层+主筋直径+1cm填充空间,一般能达到7cm。 c.基面清理。 基面的洁净程度是堵漏粉与基面结合效果的关键,基面一定要用清水、钢刷刷干净,不允许有灰尘、浮渣松散层等杂物。新鲜的混凝土基面要及时封闭。 d.冲洗注浆孔。 注浆孔离基面还有2cm~3cm的深度,可采用注浆管深入孔内高压水冲洗,反复几次,孔内不允许留有杂物。 e.嵌入注浆管。 注浆管嵌入孔内留少许空间以利于浆液的注入;孔口用堵漏粉环向密封固定。 f.堵漏粉封面。 堵漏粉封面由裂缝的一端封向另一端,材料搅拌要均匀,时间控制要适当,注意与注浆管的结合要密实。用水不得采用地下水、裂缝渗漏积水,必须采用自来水。堵漏粉操作由槽的两边向中间,由渗漏情况较轻部位到严重部位。操作分三层进行:第一层的厚度以可止水为原则,根据渗水的大小确定,第二层及第三层的厚度为2cm~3cm,每一层的收面以手抹面成光滑、无蜂孔、麻粒外观,不允许洒水收面。 g.注浆。 堵漏粉封面后隔天注浆,以便观察封面后的效果,如有旁渗的需返工,直至整个封面不渗水为止。 注浆前应进行试压浆检查,试压有四个目的:通过疏通裂缝,清理缝内杂物;检查裂缝的贯穿情况;检查封闭层有无被压浆冲破的薄弱点;判断注浆流量、大概的饱和时间。试压的压力一般在0.3MPa以下,做好详细记录,供注浆时分析判断。 h.注浆操作方法。 当经试压检查,无异常后,即可进行注浆。注浆由裂缝底端第一个注浆管(1号)开始注入,当裂缝较宽(大于0.3mm)时,注浆压力调为0.3MPa~0.5MPa,当裂缝小于0.3mm时,可适当提高压力0.5MPa左右。当临近孔(2号)出浆时,将1号孔塑料管从离根部约5cm处剪断后反折用扎丝扎紧,改由2号注浆孔。从下往上,出浆一孔,关闭一孔,直到裂缝顶端孔,将其堵塞后继续稳压3min,直至整条裂缝充满浆液。 施工结束后,立即用丙酮清洗工具,以免浆液固化后无法清除。 4 堵漏材料的合理选用 4.1 堵漏材料 1)应用部位及作用。注浆孔口封堵、明水封堵、槽体临时封槽、为注浆、涂膜防水和卷材防水创造无水作业条件。 2)堵漏材料的技术要求。堵漏材料一般应满足以下技术要求:速凝,凝结时间可调;强度高,短时间内不开裂;抗渗性能好,粘着力强,可带水作业。 4.2 防水材料 1)防水材料技术要求。防水抗渗能力强,涂膜材料不开裂;无腐蚀和耐腐蚀,耐久性好;具有足够强度,与混凝土基面粘结力强,并能与结构形成整体;防水材料中不含溶出物;操作简单、易检查、无污染。 2)常用防水材料。水泥—有机速凝剂:如R1型防水涂料,这种材料既能快速堵漏又可作为永久性防水。 合成防水材料:如塞帕斯、PQ-200等。这类材料不能作为快速堵漏,只能作为耐久性防水涂料。 高分子聚合物防水砂浆:这类材料不能在快速堵漏中应用,只能作为粘结好的耐久性防水涂料。 KS系列修补剂不能作为堵漏和防水材料,这是因为它是一种烧结粉状材料,对水泥起激发作用,其中的K2O的含量高达19.73 %。如果用于含活性集料工程,将大大地促进混凝土的碱—集料反应,且溶出物多,形成渗水通道。 4.3 注浆材料 1)作用机理。填充混凝土内空洞、毛细孔、裂缝,封闭渗漏水通道,置换混凝土中地下水的位置。 2)材料性能要求。渗透性、可灌性好;无腐蚀性和耐腐蚀性,无污染;有足够强度、耐久性好、无溶出物、无收缩;与结构形成整体,材料有良好的粘结性,在列车振动下材料不分体、不脱体。 3)可选用的材料。无机注浆材料应选用超早强自流平水泥,该材料具有补强加固和堵漏功能。高分子注浆材料优先选用改性环氧树脂,如EAA和KS-7改性环氧树脂化学灌浆液。不应选用单组分水溶性聚氨酯浆液,主要原因是其耐久性差,与混凝土粘结能力差、自收缩、施工中不能采用二次重复注浆、注浆堵漏容易出现假堵缺陷。 4.4 治理变形缝渗漏水的材料 变形缝渗漏水注浆材料不得选用强度高、刚度大的注浆材料,如无机注浆材料、改性环氧注浆材料等。禁止使用堵漏剂堵漏。 应先用凝固时间快(可调)、强度低、粘度低、可灌性好、短时间内防水效果好的注浆材料。丙烯酰类注浆材料是常选的变形缝注浆止水材料,但只能作为临时止水。 5 结语 地铁车站的渗漏主要为点渗和裂缝及施工缝渗漏,而且渗漏水量大的不多,多数为慢渗。堵漏时如果渗漏量比较大,则采用注浆方式堵漏。如果为慢渗则采用堵漏粉直接封堵。 区间的渗漏多为拱部混凝土局部不密实导致的点渗以及裂缝渗漏。区间的堵漏主要以回填注浆为主,回填注浆一定要有足够的压力,保证拱部回填密实,而且须多次注浆。注浆可使渗漏部位减少90%以上,剩余渗漏部位多为点渗,区间点渗要以注浆为主。 总之,堵漏要因地制宜,根据渗漏的各种情况采用合适的方法,才能做到有的放矢。堵漏的各工序要精工细作,每一道工序都不能马虎,否则必然导致失效。 地铁工程渗漏水处理技术探析:地铁工程渗漏水处理技术 摘要: 文章通过对地铁工程的渗漏水处理技术进行研究讨论,了解造成地铁工程发生渗漏现象的相关因素,并提出合理化的建议实现地铁工程防渗漏施工水平的提升,为全国范围内地铁工程渗漏水的处理提供依据。 关键词: 地铁工程;渗漏水;处理技术分析 1前言 随着现代社会的快节奏发展,地铁已经是人们生活中不可或缺的部分,因此,地铁工程的施工更是需要加强质量的保证。在地铁工程的实际施工中,存在着多种因素会影响地铁施工的质量,导致地铁出现漏水的情况,这不但会影响乘客乘坐地铁地铁的心情,同时对地铁的使用寿命也会造成影响。为了避免地铁工程出现漏水的现象,需要加强渗漏水处理技术的高效使用,提高地铁工程的施工质量。 2地铁工程出现漏水情况的原因分析 在对地铁工程的结构渗漏水情况出现的部位进行调查和分析之后,确定出造成渗漏水的原因主要体现在以下几个方面:地下工程的防水设计的不合理,出现这种情况主要是因为没有按照结构形式、使用功能和使用材料的性质等多个方面去综合考虑和设计。选择的防水材料质量不好,在安装的过程中没有严格的按照说明书操作,最终造成了后面的施工出现了破损的情况,局部防水失效从而引起了渗漏情况的出现。施工中为了尽可能的缩小工程的投入会选择一些不专业的团队参与施工,这些施工人员的素质低,没有接受过培训,大多是无证直接上岗的,防水的施工质量较低,防水失效而出现的结构渗漏较为严重。 3防止渗漏的方法分析 3.1治理的顺序和方法 在对地铁工程的漏水情况进行处理时,坚持的原则是先堵后防,先堵小、再堵大,让大漏变成小漏,小漏变成点漏,这样一步步治理,最终封堵完成。 3.2治理材料的选择标准 3.2.1堵漏材料的选择标准 在选择堵漏材料的过程中,主要满足以下几个方面的要求:要能够快速的凝固,强度大,具有良好的抗渗能力。 3.2.2防水材料的选择标准 在选择防水材料的环节,所选择的材料要具备以下几个功能:具有较强的防渗能力,腐蚀的情况比较小,不会产生污染,可以长久的使用,用在混凝土的表层强度较强之余还有很好的黏着力。 3.2.3注浆堵漏材料的选择标准 在地铁工程中,在进行变形缝的防水处理的环节,选择的注浆材料不仅需要强度好而且也要刚性大的材料。较常选择的是丙烯酰类的材料,他们的黏度比较低,但是可灌性较好,再加上可以调整和快速的止水,最终可以避免渗漏情况的发生。 3.3各部件渗漏的处理方式 3.3.1结构施工缝的漏水处理 结构施工缝的渗漏水的处理必须要严格按照下面的工序进行操作:首先,要在施工缝渗漏水的地方挖一个深两厘米,宽三厘米的槽子,然后两侧分别延长20厘米,之后再在槽缝的位置钻孔,孔和孔之间的间距保证在50厘米,孔径保证在20毫米,钻完之后孔缝需要清理干净;要严格的按照规定注浆,堵漏的材料注进去之后要做好渗漏试验,确定和要求相符之后,在灌注混凝土,压实之后再横压20分钟,直到整个缝被浆液填满为止。 3.3.2混凝土结构出现裂缝的处理 地铁工程混凝土结构一旦出现裂缝就会有渗漏水的危险,加强混凝土裂缝的处理,能够有效防治地铁出现渗漏水的现象。利用水泥浆液,在高压灌浆机的作用,将缝隙进行填补。 4分析地铁工程渗漏水的科学化治理 地铁工程出现渗漏水现象时,需要及时采取合理化的措施,避免造成更为严重的质量问题。在地铁渗漏水治理过程中,需要对地铁工程混凝土的整体结构进行全面的考虑,不仅需要实现渗漏水的治理,还需要对混凝土整体结构中存在的缺陷进行填补。这样才能够从真正意义上实现地铁的渗漏水治理,相对于传统的只堵不补的治理方法而言,这种全面治理的方法能够实现渗漏防治的长久性。在进行渗漏处的填补或者是工程混凝土结构的填补中,需要加强防水材料的运用,需要选择防水效果好,而且具有一些力学性能和粘接性能施工材料。需要注意的是,填补材料的粘结性能在被水浸泡的情况依然能够具有非常好的效果,这样即使发生少量的渗漏,填补的材料也不会脱落,依然能够实现堵塞的目的,避免地铁渗漏现象的发生。合适的材料选择完毕之后,就需要完成地铁工程渗漏水治理的工艺操作,在治理工艺操作中,需要将灌、嵌、堵、抹等操作手法合理化的结合起来,实现漏水处的填堵。将漏水的地方堵塞完成之后,再进行防水的施工,这样会使得防水效果更佳。对于地铁工程混凝土的裂缝修补,需要观察裂缝的具体情况,如果裂缝的缝隙比较小,可以不进行处理。如果裂缝比较大,在0.3mm到0.5mm之间,利用化学浆液进行灌入填充。如果缝隙大雨1mm时,需要采用水泥材料进行填补,同时将表面抹平。 5结语 总而言之,加强地铁工程渗漏水处理技术的研究,能够提高渗漏水处理技术的实际运用效果。相关的地铁工程施工单位,需要在了解工程实际情况的基础上,加强地铁工程渗漏水处理技术的实践运用。通过了解导致地铁工程出现渗漏情况的原因,加强针对性措施的运用,才能够实现工程施工质量的提升,避免地铁运行中出现渗漏的现象。 作者:侯世伟 单位:中铁二局第五工程有限公司 地铁工程渗漏水处理技术探析:地铁工程渗漏水处理技术解析 摘 要:在人们日常生活中,地铁工程成了生活中的重要组成部分,而导致地铁漏水的因素很多,为了将漏水降到最低,就要对地铁工程渗漏水技术进行研究。 关键词:地铁工程;渗漏水;处理方法 1 地铁工程结构渗漏原因 通过对地铁区间结构及车站渗漏水部位进行统计发现,诱发地铁工程渗漏水的原因主要包括:地下工程防渗漏水设计不合理、防水材料质量存在问题、防水施工质量不佳、由于温度变化而产生的裂缝、结构混凝土裂缝这几个主要原因。 2 防渗漏的处理方法 在对地铁渗漏水产生的原因进行具体分析之后,还需要对结构的补强加固和防水永久性进行考虑,一般选用封槽、封面防水结合和注浆堵漏等方法来对渗漏事故进行治理,从而做到刚柔结合、排堵结合、因地制宜、综合治理。借助注浆处理能够确保浆液全部充填于混凝土的裂缝和毛细孔中,有效的封闭了渗水通道,而且地下水还可以通过浆液进行有效的置换。对于明水、注浆孔口及槽体的临时封堵一般会选择高效的堵漏材料。如果选择了防水耐久性较差的堵漏材料,在施工完成之后,还需要在其表面涂抹一层防水材料以达到加固处理的效果,在防渗漏施工过程中,最好能够做到先堵后防。 2.1 治理方式和顺序 对地铁渗漏水治疗过程中,要坚持先排后堵、先堵后防、先堵小漏、后堵大漏,通过一些措施使大漏变小漏、片漏变孔漏、线漏变点漏,先高处后低处,最后再集中封堵。 2.2 治理材料的选取 2.2.1 堵漏材料 在进行堵漏材料选取过程中,要使其满足以下几点要求:凝固速度要快、有足够的强度、抗渗能力要强。 2.2.2 防水材料 在进行防水材料的选取时,要具有以下性能:防水抗渗能力强、无腐蚀、无污染且耐久性好、和混凝土基面之间具有较强的黏着力、有足够的强度。 2.2.3 变形缝的注浆堵漏材料 对于地铁工程中的变形缝防水处理过程中,对于充填的注浆最好不要选用刚性大、强度高的材料,而要选择一些丙烯酰类的注浆材料。这些材料具有可灌性好、黏度低等特点,可以有效的渗透到气孔和微细裂隙中,而且可调整性高,凝固时间快,止水效果好,可以有效的达到防渗漏水的目的。 2.3 对各结构部位渗漏水的处理 2.3.1 结构施工缝 对于结构施工缝的渗漏水处理要按照以下步骤进行:(1)先沿着施工缝渗漏水处挖开一个2cm深、3cm宽的槽子,而且两端各延长20cm;随后还需要沿着槽缝进行钻孔,将间距控制在50cm、孔径控制在20mm,钻完后要对其进行清孔。(2)按照要求安装铝制注浆嘴,在注入堵漏材料之前,还需要使用1MPa的注水试压进行渗漏试验,该过程最好将压力控制在0.5-2.0MPa。符合要求之后便可以进行混凝土的灌注,灌注严实后还需要横压20min,直至整条缝被浆液充满为止。(3)浆液完全固化后还需要进行注水检查,如果1MPa压力下,不进水,则说明试验符合要求。此外,拆管之后还需要使用防水材料进行封孔处理。(4)将封孔后突出的堵漏材料进行磨平处理,并沿着槽缝两侧将防水涂料抹成3mm厚、5cm宽,从而有效的降低了渗漏水的发生概率。 2.3.2 结构混凝土裂缝 对于结构混凝土裂缝的渗漏水处理要按照以下步骤进行:(1)沿与裂缝成350°的方向钻一个斜注浆孔,将孔深控制在1/3~1/2混凝土厚度,孔径在10~20mm,间距50cm左右即可,并在裂缝两端各加设1个钻孔。(2)用高压水对钻孔进行反复清洗,直到干净后没有杂物为止,随后便可以安装铝制注浆嘴,并且在钻孔的周围借助堵漏材料对其进行封闭处理。(3)当注入的浆液完全凝固之后,可以对其进行注水检查试验,当注水压力超过6MPa时,如果还能继续升高,则说明注浆符合要求,随后便可以拆管并给予防水材料实施封孔。 3 地铁工程渗漏水的治理 在进行地铁工程渗漏水治理过程中,要对混凝土的整体结构进行全方位的考虑,不仅要达到止渗止漏的效果,而且还要对其进行适当的补强处理,摒弃传统的只堵不补的现象,从而达到长久止漏止渗失的目的。因此,在进行防水材料选取时,要尽可能选择一些力学性能和粘结性能比较好的材料,而且在含水环境中具有很好的粘结性和渗透性。在治理工艺上,要将灌、嵌、堵、涂、抹等有效的结合在一起,并坚持刚柔结合、堵防结合,先补强后防水的治疗原则。在进行材料选取时,还要坚持刚柔结合,对于变形缝给予柔性材料,对于施工缝给予刚性材料。对混凝土裂缝进行处理时,要根据裂缝的扩展情况进行适当的选取:当缝宽低于0.2mm时,并且出现轻微渗漏时,这样的裂缝一般不需要处理,一段时间后会自行愈合。对于缝宽在0.3~0.5mm时,需要进行化学灌浆处理。而当缝宽超过1mm时,需要采用水泥灌{处理。对于施工缝、变形缝等渗漏水,需要根据实际情况给予灌、堵、喷等治理方法。 4 渗漏治理效果 通过对地铁工程渗漏水进行实际施工时,得到的结果是上述处理方法可以对渗漏水进行有效的处理,而且稳定性和安全性比较高,治理效果明显。通过对地铁工程各个环节所出现的渗漏水现象进行治理,可以保障地铁全线的安全运行,避免安全事故的发生。 5 结语 综上所述,在进行地铁工程渗漏水治理时,要坚持因地制宜的原则,根据渗漏的诱发因素制定针对性的解决措施,只有这样才能做到有的放矢,才能保证地铁工程的整体质量。
2016年,自教育部正式提出“新工科”建设以来,先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”[1]。中南大学应用化学专业是介于化学和化工之间的应用理科专业,如何推动应用理科向工科延伸,体现化学面向应用的发展思路并与社会需求的紧密对接,培养科学基础厚、工程能力强、综合素质高的新型人才[2],是“新工科”建设以来面临的重要问题。应用化学综合实验是专业教学体系的重要组成部分,内容涉及化学、化工、材料、生命、环境、能源、医药等多学科交叉领域,知识面广,综合性强,在专业人才培养中发挥着基础性、关键性作用,也是体现专业特色和优势的重要抓手[3]。作为一门多学科交叉的综合性实验课程,如何更新教学理念,调整教学目标和教学任务,丰富教学内容,改进教学方法,加强知识应用能力的拓展,强化专业的应用特色,体现与行业企业的对接,使专业人才培养能够更好地适应新技术、新产业、新业态的发展需要,是当前新工科背景下亟待解决的关键问题[4]。本文对标国家“新工科”建设要求,结合本专业特点和优势,介绍了我校应用化学专业开设的应用化学综合实验课程近年来的有益探索[5],期望为其他高校的相关专业及课程开展“新工科”背景下的改革提供参考。 1编写实验教材 我们凸显实验教学的中心地位,将实验教学由理论教学的“从属”转变为人才培养的“重要组成部分”,让实验教学成为创新教学的主体角色。早在2006年,就对原有的实验教学体系和内容进行了整体优化和整合,按照“强化设计、注重综合、培养创新、提高能力”原则[5],率先单独设置了应用化学综合实验和应用化学科学训练两门课,强化综合实验和科研训练,并组织年轻教师撰写了实验讲义。2020年,课程组根据“新工科”建设要求,进一步更新教育理念,以提升学生解决复杂问题及实践创新能力为目标,在实验讲义的基础上,编写了实验教材《化学化工综合实验》,由中南大学出版社出版。此次编写,发扬了讲义原有的优点和特色,即采用模块化编写的方式,全书由研究类实验、工艺类实验和虚拟仿真类实验三大模块组成(表1)。及时更新了研究类实验的内容,以培养学生的科研素养和创新能力为目标,内容反映学科前沿知识和学科发展脉络,强调多学科知识的交叉、融合和综合运用,体现了综合性、设计性和研究性。在此基础上,融入了“新工科”内容[4,6]。一是增加了工艺类实验,以培养学生综合素质为主要目标,内容反映行业企业现行技术和实际应用成果,注重学生实践能力和工程能力的培养;二是增加了虚拟仿真类实验,推动信息技术与实验教学的深度融合;三是提供了附录,给出了“化学常用软件简介”以及“部分大型仪器的原理和使用方法”,注重大型仪器分析和虚拟仿真在教学中的应用,促成多元协同的混合式教学。 2丰富教学内容 在“新工科”背景下,我们重构并优化了实验项目,将其分为研究类、工艺类和虚拟仿真类。研究类实验涉及到半导体材料、发光材料、电池材料、高分子材料、吸附材料、生物医学材料、有机药物材料的合成、表征及应用,不仅要求学生合成出新材料,还要求学生研究材料的合成工艺,考察不同反应条件对材料结构和性能的影响,培养学生分析问题、解决问题的能力以及科研创新能力。工艺类实验涉及化工过程中的工艺流程,包括催化反应、萃取、膜分离、离子交换、干燥等工艺,考察工艺参数的变化对效果的影响,为工艺放大提供参考,培养学生的工程思维及实践能力。虚拟仿真实验教学可实现真实实验不具备或难以完成的教学功能,如高消耗、高污染以及安全隐患大的实验,大型仪器的操作与使用,化工生产过程中的参数调整,完整的工艺过程等,训练学生的安全意识,激发学生的学习兴趣[7]。根据我校应用化学专业的特点,我们精心挑选了“片状氯氧铋的合成、表征及其光降解染料分子的研究”“氧化锌纳米粉体的合成及性能研究”“锂硫材料制备、组装及性能测试虚拟仿真实验”“有机稀土配合物的合成及其荧光特征”“聚磷酸铵的合成及阻燃性能测试”“食品危害因子的拉曼快速检测及基底材料的制备”“聚苯胺导电聚合膜的制备及表征”“气相色谱-质谱和液相色谱-质谱联合表征血浆中小分子化合物”“氯化氢催化氧化及反应动力学虚拟仿真实验”“固定床反应器中乙醇催化脱水制乙烯”“超临界二氧化碳萃取花生油”和“二氢吡啶类心血管药物硝苯地平的合成”等12个实验项目作为必修项目,总96学时。优化后实验项目不仅体现了综合性、设计性和研究性,可培养学生的综合素质和科研创新能力,还将专业知识和实际应用有机融合,培养学生运用所学知识和技能解决复杂问题的能力。 3改革教学形式 中南大学化学实验教学中心是国家级实验教学示范中心,现有实验用房5793m2,拥有60余台套大型精密分析测试设备及配套运行设施,设备资产总值8000余万元,能够从事物质的形貌、成分、物相、结构及性能等分析测试工作。为了让学生了解大型仪器的工作原理和操作规程,节约课堂时间,提高课堂效率,并能让学生有足够的时间操作大型仪器,2018年以来,我们借助虚拟仿真平台,开发了系列虚拟仿真实验(包括台式X射线衍射仪、台式扫描电镜、核磁共振、红外光谱、紫外-可见分光光度计、电化学分析、液相色谱仪、原子吸收光谱、液-质联用、气-质联用等虚拟仿真实验),构建了线上线下协同教学的模式。线上的实验要求学生在实验前预习,预约并进入大型仪器平台学习。平台中根据仪器设备特点,设置了工作原理、仪器操作、仪器维护、数据分析等模块。学生可在任何时间、任何地点登陆虚拟仿真实验平台,在系统指令引导下进行操作练习,掌握仪器操作流程,保证在线下的实验过程中能正确操作仪器,加快实验进程,并防止仪器损坏。实践表明,课前进行虚拟仿真实验的预习,能弥补传统教学中的不足,实现传统和仿真模拟教学两者的有机结合,可调动学生的积极性和参与性,有效提高实验教学质量,对培养学生的学习兴趣、动手能力以及创新能力具有重要的作用[3]。线下的实验部分更注重学生科学素养的训练和创新能力的培养。为迎合“新工科”建设,本课程已实现了学生“实验预习→文献调研→分组讨论→材料制备→结构表征→性能评价料→数据分析→科研小论文”的全过程培养[5],强调了多学科知识技能的交叉、融合和综合运用,突出了“学生中心”,培养了学生的提出问题、分析问题和解决问题的能力。实践表明,学生对开设的综合实验项目表现出极大的兴趣,在全过程的培养中,学生获得了自信感和成就感。 4改进教学方法 教学过程中,我们突出学生为主体、教师为主导的教学理念,培养学生解决复杂问题的能力,达到提升实验教学实效性的目的,具体如图1所示。上课之前,进行线上预习,并将学生分成若干个小组,每组2–3名学生。要求学生以组为单位进行文献调研,掌握与实验相关的背景知识和研究前沿,写出文献综述。在此基础上,小组对实验方案进行设计,可适当修改实验方案或修订反应条件,提交给指导老师并与指导老师讨论,如老师提出质疑,学生需对实验方案进一步修改完善。通过这种方式提高学生综合运用理论知识的能力,激发学生的创新意识。例如,在“片状氯氧铋的合成、表征及其光降解染料分子的研究”实验中,我们允许学生采用简单的共沉淀法制备氯氧铋,并研究它们的光催化性能,具体的实验步骤和实验条件由学生查阅文献后讨论确定。在氯氧铋的制备中,需要将硝酸铋的硝酸溶液和氯化钾溶液混合,但教材中并没有明确给出溶液的滴加顺序以及滴加的速度,学生查阅有关资料,了解影响无机纳米颗粒形貌和粒径的因素后,再拟定具体实验方案验证滴加的顺序和速度对形貌和粒径的影响。实验过程中,也不断进行着发现问题、解决问题、改进方案的过程。而且,讨论方案和修改方案也是一个持续改进的过程,体现了工程教育认证中的“持续改进”要求。实验过程中,小组随时开展讨论会,分析和讨论实验现象、实验结果以及实验过程中遇到的问题,教师可参与讨论并给予建议。实验完成后,学生对数据进行处理,在查阅文献的基础上对实验结果进行分析和讨论,要求学生按照《化学学报》格式撰写科研小论文。对有较高创新性的论文,教师可引导学生进一步完善实验内容,可能的情况下可将论文投稿发表,或参加国家的创新实验大赛。实践表明,通过全过程的培养,激发学生的学习兴趣,提高了学生的实验技能,强化了学生的团队合作精神,锻炼了学生的科研论文写作能力。在教学过程中,我们还加强课程思政,注重工程伦理教育[6,7]。例如,在聚磷酸铵APP的制备及阻燃性能测试实验中,让学生了解发展无卤阻燃剂的紧迫性,激发学生为国家做贡献的社会责任感。在制备APP过程中,通过有机溶剂苯的使用,培养学生安全、环保以及责任意识。通过引导学生对所得结果进行比较与分析,总结在实验中出现失败的原因,引导学生多次实验,准确记录APP的产率、溶解度以及氧指数等数据,树立严谨求实的科学态度以及热爱科学的价值观念等等。 5探索开放模式 除了必修的12个实验项目外,学有余力的学生还可根据自己的兴趣,或通过开放实验,自由选择并完成其他实验项目,进行科研训练。例如,学生在完成“片状氯氧铋的合成、表征及其光降解染料分子的研究”的实验后,可开展“氯氧铋的表面修饰及光催化性能研究”实验。中南大学的实验室24小时开放,学生可利用课余时间通过平台预约实验,同一个实验项目也可进行多次实验。实践证明,通过开放实验,学习能力强的学生得到了更多自主实验的机会,激发了学生的科研热情。 6多元评价体系 中南大学规定,实验总成绩按“平时70%+期末考试30%”组成。平时成绩考核中,我们采用多元方法完善过程性评价(表2),主要由实验前的线上预习、文献调研和实验方案设计,实验中的操作规范性、内容完成情况和实验结果,以及课后的科研小论文和小组汇报等三时段组成。同时引入指导教师评价、实验员评价、学生自评、组内互评、小组间互评的多元方式,也注重PPT制作能力和语言表达能力。结果发现,过程性评价能激发学生的学习兴趣和主动性,有效提高学习效果和教学质量,能全面客观评价学生的科研素养和创新能力,真实地反映学生的基本情况。 7改革成效 通过以上教学改革,我校应用化学专业的学生对综合实验的兴趣普遍提高,参加开放实验的积极性明显提高。近3年(2019–2021)参加开放实验的学生人数分别为114人、112人、126人,占专业总人数的70%、86%、90%。通过综合实验的系统训练,学生的文献调研能力、实验设计能力、实验操作能力和科研创新能力都大幅提高,综合素质得到了进一步提升,符合“新工科”对人才培养的新要求。近3年来,专业学生承担的国家级创新训练项目50余项,参与发表学术论文30余篇;学生积极参加“互联网+”大学生创新创业大赛、全国大学生化学实验创新设计大赛、中国大学生Chem-E-Car竞赛、全国大学生化学实验邀请赛、全国大学生化工实验大赛、全国大学生化工设计等竞赛,获国家级奖励40余项。 参考文献 [1]王强.大学化学,2019,34(7),42. [2]张树永,朱亚先,霍冀川,宋丽娟,徐华龙,郑兰荪.大学化学,2020,35(10),6. [3]雷洪,霍冀川,张廷红,黄鹤燕.大学化学,2021,36(5),2010083. [4]张树永.大学化学,2019,34(11),4. [5]黄健涵,陈立妙,李亚娟,王海燕,唐俊涛,桑商斌,潘春跃,宋相志,罗一鸣,刘又年.大学化学,2021,36(11),2104015. [6]张树永,朱亚先.大学化学,2021,36(5),2012036. [7]姜新东,肖林久,李志义,于三三,耿秀娟,封禄田,陈永杰,关瑾,张东享,阎峰,等.大学化学,2020,35(10),104. 作者:陈立妙 李亚娟 周发 厉江华 李嘉伟 刘又年 黄健涵 单位:中南大学化学化工学院
1、660MW火力发电厂电气节能降耗问题 现阶段660MW火力发电厂电气节能降耗方面存在问题较多,其大体表现为下列五个方面。 1.1电气设备电能消耗量过大 随着国家对环保的要求越来越高,对于新投运的火力发电厂要求达到超净排放的标准,而达到这些要求,则需增加更多的环保电气设备。实际火力发电厂运营过程中,要求使用一些静电除尘设备,为了满足环保要求还另外接增加了湿式电除尘设备,假使发生电场短路情况,实际设备运行阶段电能消耗量过大,这样难以实现高质量除尘效果,这样明显增加火力发电厂电气损耗量。火力发电厂不仅使用静电除尘设备及湿式电除尘设备,而且还使用其他类型设备,假使这些设备并未依据相关标准荷载实施具体运行,常发生重载低负荷运载以及空载等诸多情况,其限制提升火力发电厂电气损耗程度。 1.2火力发电厂电气运行规范性较差 火力发电厂实际用电率与火力发电厂企业效益具有直接性影响,这样要求火力发电厂加强电能管理制度规范化处理。现阶段一些火力发电厂电能管理制度缺陷较多,这样致使一些火力发电厂企业效益遭受明显影响,工作人员对于火力发电厂用电率重视程度不足,这样也会产生大量不必要电气损耗情况,特别是各种设备功率型号及材料选用不合理,致使电气损耗较为严重。 1.3铁磁损耗过多 基于交变磁场条件下,铁制材料易产生一定程度磁滞损耗及涡流损耗,而上述损耗致使火力发电厂出现明显的电气损耗,也会导致交变磁场线路内部产生大量热量,这些热量基本积聚于交变磁场内部,其会相应提升交变磁场内部局部温度,这对于相关装置性能产生显著影响,并明显增加电气损耗程度,而这部分损耗会明显降低设备使用年限。 1.4照明损耗过多 对于火力发电厂来说,其实际运营过程中使用照明灯具寿命过短,这样会使得火力发电厂照明灯具更换频次高,也易产生各种故障问题。如果火力发电厂未能及时应用各种节能灯具,照明节能技术开发应用质量不足,这样导致火力发电厂运营阶段难以起到显著节能降耗效果。同时火力发电厂布线问题较多,其照明电路及动力负荷电路基本为同一电力,而动力负荷电路电压很高,其具体电压值为400/230V,由于照明系统运行电压过大,易导致照明系统产生一定程度电能浪费情况。 1.5节能降耗意识不足 一般来说,火力发电厂用电基本为自身生产电,所以火力发电厂整体电力节能意识极差,而基于火力发电厂产电情况,实际电力器材采购过程中并未充分考虑节能降耗具体影响,单纯重视电气效能使用影响。同时火力发电厂对于员工节能降耗方面教育及宣传较少,这样致使员工普遍不具备一定程度节能意识,并且火力发电厂员工也未能对于电气节能降耗问题进行充分重视。基于火力发电厂员工节能意识情况,易致使火力发电厂节能降耗问题常被工作人员轻视,这样明显增加火力发电厂电气能耗量。 2、针对660MW火力发电厂电气节能降耗问题的技术应对措施 2.1健全电气节能降耗管理体制 实际火力发电厂发电运行极大,管理有效性及规范性对于发电厂经济效益具有直接关联性,这也是火力发电厂电气节能降耗关键性措施,所以火力发电厂应重点健全电气节能降耗管理体制。对于火力发电厂来说,其应将节能降耗作为基础目标实施具体管理,全面开展各种节能降耗措施,进一步提升设备运行效率以及资源利用效率。同时火力发电厂严格执行岗位责任制,确保具体岗位职责落实至各个工作人员,增强这些人员工作责任心及责任意识。另外,火力发电厂重点构建科学合理的激励机制,这样全面提升工作人员实际工作积极性及主动性,确保工作人员能够主动参与发电工作,进而防止实际发电过程中出现各种问题。 2.2合理筛选发电设备 一般来说,火力发电厂发电过程中使用设备种类及数量多,特别是各种大功率设备,发电厂选择上述设备过程中,严格依据火力发电厂实际情况筛选合适设备,然后使用正确连接方式实施有效安装,并依据设备类型不同筛选相应安装方法。实际设备运行前,相关工作人员应对于设备实施有效性能检测,保障设备能够保持正常运行状态。基于防止设备运行阶段易产生各种低负荷或空载情况,设备应适当添加辅助回路,继而保障设备可达到实际发电运行需求。实际设备选择过程中,尽量选择型号适宜的节能变压器,这样才能确保相关设备具有良好节能效果,这些设备空载状态下能够降低一定程度能耗,实际负载状态下也能有效减少设备能耗,进而起到高质量节能效果。 2.3减少输电过程的铁磁性损耗量 实际发电系统运行过程中,导体材料差异性也会对于电能传输效果产生直接性影响,基于减少电气能耗量,确保输电导体材料质量及性能均达到相关标准要求。同时提升经济效益的目的,尽量减少输电过程中铁磁性损耗程度,有效优化载流导体与钢材料之间作用关系。保障设备钢结构合理性,防止由于材料质量或性能不当,难以有效确保钢结构性能。另外,对于不同传输线路的安装位置进行有效确定,确保线路及钢结构位置合理性,而传输材料电阻值也应达到相关标准要求,尽可能筛选不具备磁性传递效果材料。 3、结语 综上所述,对于火力发电厂来说,其实际运营过程中易出现能耗过多情况,其对于运营质量影响较为明显,因此电气节能降耗技术应用质量尤为重要。因此火力发电厂相关部门应重点执行各种节能降耗措施,提升节能降耗管理质量,进而确保火力发电厂实际运营质量,提升发电厂经济效益。
陶瓷材料论文:工业电子陶瓷材料的分类、应用及发展趋势 摘 要:本文针对工业用电子陶瓷材料的性能特点,研究了工业用电子陶瓷材料的应用领域,分析了工业用电子陶瓷材料的分类,并介绍了电子陶瓷产业加速研发新材料态势。同时,指出了工业用电子陶瓷技术的发展趋势。 关键词:电子陶瓷材料;分类;应用;发展趋势 1 前言 材料是人类生产和生活的物质基础,是人类进步与人类文明的标志。随着空间技术、光电技术、红外技术、传感技术、能源技术等新技术的出现、发展,要求材料必须具有耐高温、抗腐蚀、耐磨等优越的性能,才能在比较苛刻的环境中使用。传统材料难以满足目前的要求,因此,开发和有效利用高性能材料已经成为材料科学发展的必然趋势。 2 工业用电子陶瓷材料的分类 电子陶瓷按功能和用途可以分为五类:绝缘装置瓷、电容器瓷、铁电陶瓷、半导体陶瓷和离子陶瓷。绝缘装置瓷简称装置瓷,具有优良的电绝缘性能,用作电子设备和器件中的结构件、基片和外壳等的电子陶瓷。电子陶瓷按特性可分为高频和超高频绝缘陶瓷、高频高介陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷、光电陶瓷、电阻陶瓷等。按应用范围可分为固定用陶瓷、电真空陶瓷、电容器陶瓷和电阻陶瓷。按微观结构可分多晶、单晶、多晶与玻璃相、单晶与玻璃相。 (1) 陶瓷基片材料 陶瓷基片材料在电子陶瓷中,占有最重要位置的是绝缘体。特别是高级集成电路用绝缘基片或封装材料,可以采用尺寸精度为微米或微米以下的高纯度致密氧化铝烧结体。高纯度致密氧化铝具有金属材料所不具备的绝缘性和高分子材料所不具备的导热性。 (2) 压电陶瓷 压电陶瓷由于是多晶材料,所以使用频率受到限制。压电元件可使电信号和机械信号相互转换。一定形状的压电陶瓷元件主要由PbTiO3-PbZrO3系烧结而制成,即使是烧结体,通过极化也可获得单晶所具有的压电性。压电元件的主要用途有火花塞和谐振器。谐振器起选择性通过特定频率电波滤器的作用,是电视(TV)、无线电等调谐电路不可缺少的元件。 (3)铁电陶瓷 铁电陶瓷以铁电性晶体为主晶相的电子陶瓷。已发现的铁电晶体不下千种,但作为铁电陶瓷主晶相的主要有钙钛矿或准钙钛矿型的铁电晶体或固溶体。在一定的温度范围内晶体中存在着可随外加电场而转变方向的自发极化,这就是晶体的铁电性。当温度超过某一临界值──居里温度TC时,其极化强度下降为零,晶体即失去铁电性,而成为一般的顺电晶体;与此同时,晶体发生铁电相到顺电相的相变。铁电体的极化强度还随电场而剧烈变化。 铁电陶瓷功能多、用途广,利用其压电特性可以制成压电器件,这是铁电陶瓷的主要应用,因而常把铁电陶瓷称为压电陶瓷。利用铁电陶瓷的热释电特性可以制成红外探测器件,在测温、控温、遥测、遥感以至生物、医学等领域均有重要应用价值。典型的热释电陶瓷有钛酸铅(PbTiO3)等。利用透明铁电陶瓷PLZT的强电光效应,可以制成激光调制器、光电显示器、光信息存储器、光开关、光电传感器、图像存储和显示器,以及激光等新型器件。 (4) 半导体陶瓷 在陶瓷中,半导体是很多的,除了元素半导体和化合物半导体外,很多种金属的氧化物也具有半导体性质,甚至还有有机高分子的半导体。而半导体陶瓷则是指采用陶瓷工艺成型的多晶陶瓷材料,它与单晶半导体不同,存在大量晶界,晶粒的半导体化也是在烧成工艺过程中完成的。因此,有丰富的材料微结构状态和多样的工艺条件,可以非常敏感的影响材料的性能,这为开辟陶瓷敏感材料的新领域提供了广阔的天地。电阻随温度而变化的性质,可用于非线性电阻。负温度系数非线性电阻随温度上升而电阻降低,具有一般的半导体特性。铁系金属的氧化物陶瓷,因为具有化学的和热的稳定性,所以可用于非线性电阻,在很宽的范围控制温度。与此相反,称为正温度系数热敏电阻(PTC热敏电阻)的元件,用的是半导体化的BaTiO3陶瓷。这种陶瓷因为在相变温度下电阻急剧增大,如果作为电阻加热元件而应用,则可在相变温度附近自动控温,是很方便的。 (5) 敏感性材料在陶瓷行业中的应用 1) 正温度系数热敏电阻材料(PTC) 这种材料的电阻和温度关系,在低于居里温度时呈现低阻抗,高于这一温度时则呈现高阻抗,电阻变化是在居里温度附近以陡变的方式实现的,组织变化的幅度可高达100~105倍。利用这种特性可以作为自控型发热元件,还可用做对特定温度敏感的元件,以及延时开关、过流保护、测温等方面的元件,因此PTC陶瓷应用领域十分广阔。PTC热敏陶瓷材料目前主要是钛酸钡,它的居里温度为120 ℃,通过添加锶、铅、锡、锆等氧化物可以大幅度改变其居里温度。 2) 负温度系数电阻器材料 除了PTC热敏电阻器外,另一类半导体热敏陶瓷就是负温度系数(NTC)热敏陶瓷电阻器,它的电阻对数值随温度升高而几乎呈线形降低。这类材料由锰、铜、铁、钴等金属的复杂氧化物组成,由于组织易于控制,随温度变化大,精度高,价格低,所以NTC热敏电阻器在民用电器、汽车、通讯等设备上用得较多。 3) 由金属氧化物组成的湿敏陶瓷 由金属氧化物组成湿敏陶瓷,如:SnO2、ZrO2基等。曾有人开发出使用钙钛矿型的陶瓷系列湿度传感器。该系列中的某一组成表现出很强的湿敏效应。湿敏的原理是基于半导体氧化物吸附水分后改变了表面导电性或电容性。湿度传感器在电子、食品、纺织工业及各种空调设备、集成电路内非破坏性湿度检测等场合应用十分广泛。 4) 压敏陶瓷 压敏陶瓷是一类应用极为广泛的敏感材料。利用材料的电流-电压非线性特性,可用于制成电压敏感器件,它的阻值不是恒定值,而是随电压增高到一定值时下降,所以也成为变阻器。这一特性特别适用于电子电路、电力系统及家电产品中的过压保护,发展前景很好。目前,氧化锌-氧化铋系材料的应用最为普遍。半导体陶瓷对环境气氛往往具有选择性的敏感特性。如氧化锡、氧化锌、氧化钛材料体系是若干碳氢化合物敏感元件氧化锆系材料是测氧分压最常用的敏感材料。其共同特征是通过有选择地吸附气体,使半导体的表面能态发生改变,从而引起电阻率的变化,确定某种未知气体及其浓度范围。 3 工业用电子陶瓷材料的应用领域 电子陶瓷是广泛用于制作电子功能元件的,多数以氧化物为主要成份的烧结体材料。电子陶瓷的制造工艺与传统的陶瓷工艺大致相同。利用陶瓷材料的高频或超高频和低频电气物理特性可制作各种不同形状的固定零件、陶瓷电容器、电真空陶瓷零件、碳膜电阻基体等等。 信息化是21世纪重要的时代特征,信息功能陶瓷材料已经成为现代电子信息技术的重要基石,在能源、家用电器、汽车等方面可以广泛应用,尤其在通信、广播、电视、雷达、仪器仪表等电子设备中是不可缺少的组成部分。另外,随着激光、计算、集成、光学等新技术的发展,电子陶瓷的用途更日益扩大。信息功能陶瓷以其高性能和应用的广泛性,日益成为许多新型电子元器件的重要关键基础材料,在国民经济和国防建设中占有十分重要的战略地位,目前应用最广的是电子信息领域。随着电子信息产品进一步向小型化、集成化、宽带化的方向发展,信息功能陶瓷的细晶化、电磁特性的高频化、低温共烧陶瓷技术等将成为发展新一代片式电子元器件的关键技术,导致一系列新型电子元件和模块的出现。信息功能陶瓷作为一大类对电、磁、光、声、热、力等信息具有检测、转换、存储、耦合和传输等功能的介质材料,广泛应用于电子信息、集成电路、计算机、自动控制、航空航天、海洋超声、通信技术、汽车和能源等近代高新技术领域。时下,压电陶瓷产品门类齐全,不仅广泛用于军事和工业领域,还渗透到了人们日常生活的每个角落,其应用领域较广。 (1) 超声换能器 近几年发展较快的有陶瓷谐振器、陶瓷滤波器,还有调谐音叉滤波器、机械滤波器、陶瓷鉴频器、陷波器和延迟线。其中,陶瓷谐振器、陶瓷滤波器产量已经占我国压电陶瓷产品的65%以上,相当引人注目。特别是陶瓷谐振器具有高稳定、无需调节、尺寸小和成本低等特点。典型的应用有:电视机、摄录像机、计算机、CD-ROM驱动器、汽车电器、VCD、电话机、复印机、语音合成器、遥控器和玩具等。压电超声换能器是发射和接收超声波的声学器件,在水和空气介质中广泛应用。在水声通信中起雷达的作用,被称为声呐,是各类舰船必不可少的重要传感器。在工业中,超声换能器已被用于超声清洗、超声精密加工、超声加湿、超声乳化、超声种子处理、超声探伤和超声诊断等。当今,压电超声换能器的另一广泛应用领域是遥测、遥控系统和报警系统。压电发声器的典型产品是压电蜂鸣器和压电送、受话器、手表、计算器、电子闹钟、小型警铃以及电话、手机的振铃都离不开蜂鸣器。计测和控制用压电器件主要有压力、加速度、角速度传感器以及超声测深、超声测厚、超声测流速、超声诊断等。 (2) 数字3C产品 近些年来,集计算机、通信等电子于一体的数字3C产品近年来得到了快速发展,3C融合产品已成为今后重要的发展方向。据预测,3C融合将创造出一个高达4000亿美元的产业。3C产业的高速发展,极大地推动着电子基础产品和元器件的同步协调发展,也对电子元器件的基础材料――信息功能陶瓷提出了严峻的挑战,同时也提供了良好的发展机遇。 (3) 电子信息产品 我国的电子信息产业,特别是一些附加价值高、技术含量高的新型电子信息产品和一些基础电子产品的生产水平与发达国家相比仍存在很大差距,不少高端产品在相当大的程度上被外资企业所控制。国外大公司,如:村田、松下、京都陶瓷、摩托罗拉等近年来长驱直入中国市场,目前已占据了国内片式元器件特别是高档片式元器件市场相当大的份额。我国信息产业正面临着产品升级换代的机遇和挑战。 4 电子陶瓷产业加速研发新材料 由于功能陶瓷材料近年来强大的市场需求和战略地位,世界各国对功能陶瓷的研究与开发都给予了足够的重视。美国、日本和西欧一些国家都将功能陶瓷作为关键技术,投入大量经费进行研究和开发。从总体上看,美、日在功能陶瓷的研究方面居领先地位。功能陶瓷电子元件发展的重要趋势是小型化、微型化、片式化、模块化和集成化。这些趋势向陶瓷材料科学和技术提出了一系列挑战。因此,围绕上述应用目标开展的功能陶瓷材料的研究及产业化目前十分活跃。 最近几年在科技人员和各企业的努力下,特别是在国家的重点扶持下,再加上外来资金的引入,中国功能陶瓷的基础研究得到加强,企业结构得到调整,企业规模不断扩大,从而使得中国的电子陶瓷市场不断发展壮大。目前,我国已经在功能陶瓷材料领域聚集了雄厚的队伍和积累,处于厚积薄发的阶段,产业发展势头很猛。在电子陶瓷及其片式电容、电感器、电阻器件、陶瓷基板、光导纤维及其陶瓷光线连接器、高温超导陶瓷纤维等应用技术和产业化方面进展都非常顺利。现在,我国已经能够生产大多数的电子陶瓷,像IC基板、瓷介电容、电阻、电感、磁性材料、蜂鸣器、滤波器等压电陶瓷无线电频率元件已能大量生产,并且还占有一定的国际市场。但大部分产品的利润并不很高,产品的技术含量和附加值都相对较低,而且目前世界上最先进的超高利润的电子陶瓷产品我们没有能够占领市场,许多电子整机中的电子陶瓷元件仍需大量进口,如手机中使用的片式压电陶瓷滤波器等,国内市场很大,但全靠进口。因此,提升产品的技术含量和附加值,加大产品的利润率是电子陶瓷发展的关键和目标。只有在这些方面做得好的企业,才有可能在将来的电子陶瓷市场中独领风骚。 功能陶瓷在小型化和便携式电子产品中占有十分重要的地位,随着世界范围经济结构的调整和转移,我国的功能陶瓷材料和元件的市场正在迅速增长。发达国家电子整机生产逐渐向中国转移,为我国功能陶瓷材料和相关电子元件产业的发展提供了前所未有的发展机遇。世界各国元器件生产企业都在电子陶瓷及其元器件的新产品、新技术、新工艺、新材料、新设备方面投入巨资进行研究开发。高投入的研发使得电子陶瓷及元器件成为一个创新活跃、竞争激烈的领域,每年都有大量新型功能陶瓷材料及元器件问世把握机遇,发展优势,提高我国信息功能陶瓷的产业技术水平和自主创新能力,对发展我国电子信息产业等许多高科技产业具有重要的战略意义。 陶瓷材料论文:陶瓷材料加工技术的研究现状 摘 要 陶瓷材料具有优良的理化性能,但属于典型的难加工材料,其加工技术已成为研究的热点。本文综合了近年来陶瓷材料的各种加工技术,为陶瓷材料加工技术的进一步研究提供参考依据。 关键词 脆性材料;工程陶瓷;陶瓷加工;特种加工 0引言 陶瓷材料具有良好的耐高温耐腐蚀性能、强度高、硬度高,是优良的高性能材料。随着陶瓷材料学的发展,其制备技术也越来越多,陶瓷材料的性能也逐步得到提高。陶瓷材料可以用到空间探测、航空航天等高技术领域中。 陶瓷材料的原子通过共价键、离子键结合,而金属材料通过金属键相结合,所以陶瓷材料与金属材料有完全不同的性质。陶瓷材料在常温下对剪切应力的变形阻力很大,且硬度很高。由于陶瓷晶体是由阳离子和阴离子以及它们之间的化学键组成的,化学键具有方向性、原子堆积密度低、原子间距大,使陶瓷显示出很大的脆性,加工产生的缺陷多,所以是典型的难加工材料。发展高效低成本的加工技术十分重要。 1陶瓷材料的车磨削加工技术 陶瓷材料的脆性极高,似乎很难将陶瓷与车削联系起来,但是陶瓷材料的压痕实验表明如果选用合适的金刚石刀具角度和切削参数仍然可以实现陶瓷材料的延性加工。相关的实验也表明采用超硬刀具材料都可以加工陶瓷材料。李湘钒超精密车削陶瓷材料的实验表明采用W-Co类硬质合金可以加工陶瓷零件。日本的原昭夫曾采用聚晶金刚石刀具车削Al2O3和Si3N4陶瓷。目前车削陶瓷材料主要选用金刚石刀具。在刃磨性能上单晶金刚石刀具优于聚晶金刚石刀具,它们都属于微量切削,去除率较低,加工质量和精度难以保证,还有待于进一步的研究。 磨削可以满足硬金属的加工要求,因而也可以成为陶瓷材料的主要加工方法,其精度和效率比较适中。磨削陶瓷材料一般选用金刚石砂轮,金刚石砂轮磨削材料时磨粒切人工件,磨粒切削刃前方的陶瓷表面材料受到挤压,当压力值超过陶瓷材料承受极限时被压溃,形成碎屑。同时磨粒切人工件时,由于压应力和摩擦热的作用,磨粒下方的材料会产生局部塑性流动,形成变形层,当磨粒切出时,由于应力的消失,引起变形层从工件上脱离形成切屑。从成屑机理上看陶瓷 材料的去除方式仍然是脆性的。磨削加工后的表面残留了大量的加工缺陷,因此深加工就成为必然的工序。为了降低深加工的成本,近年来提出了延性域磨削的概念。延性域磨削以提高磨削表面质量为主要目标,采用调整磨粒排布方式以及精密修整等技术来实现陶瓷材料的高效精密加工。陶瓷材料的磨削还存在砂轮磨损堵塞以及加工效率低等问题,这些问题有待于进一步的研究。 2陶瓷材料的特种加工技术 超声加工是在加工工具或被加工材料上施加超声波振动,在工具与工件之间加入液体磨料或糊状磨料,并以较小的压力使工具贴压在工件上。加工时,由于工具与工件之间存在超声振动,迫使工作液中悬浮的磨粒以很大的速度和加速度不断撞击、抛磨被加工表面,加上加工区域内的空化、超压效应,从而产生材料去除效果。超声加工比较适合陶瓷材料表面脆性的特点,这种方法加工的表面质量较好,容易实现加工自动化。其缺点是加工效率较低,工具寿命较低。 激光加工陶瓷材料,是利用能量密度极高的激光束照射到陶瓷材料表面上,光能被陶瓷表面吸收,光能部分转化为热能,使局部温度迅速升高产生熔化以至气化并形成凹坑。随着能量的继续吸收,凹坑中的蒸气迅速膨胀,把熔融物高速喷射出来,同时产生一个方向性很强的冲击波,这样材料就在高温、熔融、气化和冲击作用下被蚀除。激光加工高效环保,但光斑表面的温度梯度容易形成陶瓷材料表面的微裂纹,而且激光设备昂贵,使用成本较高。 电火花加工主要是通过电极间放电产生高温熔化和汽化蚀除材料。电火花加工适合于导电材料的加工。因为陶瓷材料是电绝缘体,所以必须采取特殊工艺。一种高压电火花加工方法是在尖电极与平电极间放入绝缘的陶瓷材料工件。两电极间加以直流或交流高电压,使尖电极附近的介质被击穿,发生辉光放电蚀除。另一种加工方法是在薄片陶瓷工件上压放一块薄金属网作为辅助电极,辅助电极和工具电极分别与脉冲电源的正负极相连,并放在油类工作液中,当脉冲电压施加到两极间,便在工具与辅助电极间产生火花放电;当电火花穿过工件上的辅助电极时,由于金属材料的气化喷射或溅射等作用使陶瓷零件表面导电,加工得以持续。还有一种加工方法是在陶瓷的表面涂覆导电材料进行电火花加工。电火花加工仍面临加工效率低、加工表面质量难以保证等问题,这些有待于进一步的研究。 3特种加工辅助车磨削技术 车磨削加工的效率相对较高,但其对工具的要求非常高,而且陶瓷材料的表面质量难以保证,对于成形陶瓷零件的加工也较难。为了提高陶瓷材料的加工精度以及加工范围,在车磨削加工中引入特种加工技术将会同时获得较高的加工效率和表面质量。 超声磨削加工,是在磨削加工的同时,对工具或工件施加超声频率振动,充分利用超声波的高频振动和空化作用去除材料,超声磨削加工方式较适用于陶瓷材料的加工,其加工效率随着材料脆性的增大而逐渐提高。超声磨削技术可以明显降低磨削温度、增加砂轮使用寿命、提高加工精度和表面质量。 激光辅助车削技术是将激光照射到刀具附近的陶瓷材料,在车削陶瓷材料的过程中,材料剪切区域因激光产生高温软化,减小了陶瓷材料的切削阻力,增加了陶瓷材料的加工延性,从而达到了陶瓷材料的高效延性加工。 在线电解磨削技术是将电解技术引入到磨削过程中,通过连续有限量的电解作用来蚀除砂轮表面的金属结合剂从而对砂轮进行修整以达到微粉磨粒不断出露的目的。在线电解技术是日本理化研究所研究的成果,加工陶瓷材料可以达到超精密加工的水平。 4结论 陶瓷材料在高技术领域中应用的广泛性促进了其加工技术的研究。陶瓷材料硬度高脆性大,采用传统的车磨削技术进行加工难度比较大,而特种加工技术效率低成本高,所以采用传统的车磨削技术与特种加工技术相结合的方法将是以后陶瓷加工技术研究的趋势。 陶瓷材料论文:口腔陶瓷材料与口腔金属材料摩擦性能比较及影响因素评价 【摘 要】 目的:对口腔陶瓷材料与口腔金属材料摩擦性能比较及影响因素评价进行分析。方法:资料随机选自2011年6月~2013年6月在我院进行口腔修复的患者94例,将患者按照随机数字表方法分为两组,每组47例,对照组给予陶瓷材料修复,研究组给予金属材料修复,分析患者的临床治疗效果、临床指标和不良反应情况。结果:经过不同的方案治疗后,两组患者的修复效果比较研究组优于对照组,比较差异具有统计学意义(P 【关键词】 口腔陶瓷材料;口腔金属材料;摩擦性能 牙齿若发生严重磨损,将会造成牙周组织、口颌肌肉组织、牙体组织损伤,因而需要及时进行口腔修复[1]。本文主要对口腔陶瓷材料与口腔金属材料的摩擦性能比较及影响因素评价进行分析。报告如下。 1 资料与方法 1.1 一般资料 资料随机选自2011年6月~2013年6月在我院进行口腔修复的患者94例,将患者按照随机数字表方法分为两组,每组47例。其中,对照组男女比例为24∶23;年龄19~56岁,平均年龄(37±17.26)岁。研究组男女比例为26∶21;年龄20~54岁,平均年龄(37±16.38)岁。所有患者的牙齿均曾出现大面积缺损,相关影像学检查结果显示其均不存在牙根、牙周松动、增宽变性等症状。两组患者的性别、年龄等一般资料无明显差异(P 0.05),具有可比性。 1.2 材料及设备 所有患者均选用口腔陶瓷材料与口腔金属材料。其中,口腔陶瓷材料选用的是釉质瓷,而金属材料选用的是合金类材料。选用的设备为铸造机、全瓷机、研磨仪、注塑机、激光点焊机、烤瓷炉、金沉积仪[2]。 1.3 修复方法 研究组患者长期用金属材料修复,对照组患者采用陶瓷材料修复。修复方法为:先搜集患者的病史,然后仔细检查口腔颌面的状况,做出初步的诊断。在复制患者口颌组织的形态模型时,应结合检查的结果,在模型上进行设计和诊断,并采用不同材料来制作修复体。在修复体达到相应的要求时,便可以在患者口腔内进行调试和安装,并指导患者定期复诊,以维护修复体[3]。 1.4 评价标准 所有患者修复3~9个月后,进行术后回访,根据评价指标统计数据。评价指标为:修复牙根纵裂;修复体变形;修复体脱落松动;修复牙齿破裂;其他包括牙周炎、出血、牙龈等。若出现以上一种情况,就可判定为修复失败。 1.5 观察标准 观察并统计两组患者的修复效果,随访3~9个月后,统计患者有无出现牙齿松动、脱落等情况。 1.6 统计学处理 所有数据均用SPSS 18.0软件包进行统计分析与处理,一般资料用均数±标准差表示(x±s),计量资料采用t检验,计数资料采用χ2检验,以P 2 结 果 3个月后,研究组患者的成功率为95.8%,失败率为4.2%;对照组患者的成功率为76.6%,失败率为23.4%。9个月后,研究组患者的成功率为87.2%,失败率为12.8%;对照组患者的成功率为68.1%,失败率为31.9%,研究组优于对照组,比较差异具统计学意义(P 表1 两组的临床治疗效果情况(n/%) 3 讨 论 目前,修复牙齿的材料主要有口腔树脂材料、口腔金属材料以及口腔陶瓷材料,不同的修复材料对牙齿产生的磨损情况以及摩擦性能也具有各自的特点。口腔修复材料可以替代天然牙齿咀嚼和咬合的功能,越来越多的口腔材料被广泛运用到临床实践中。根据患者的情况,选择合适的修复材料,同时还要考虑材料的摩擦性能,因其摩擦性能会直接影响到齿修复的效果、功能、使用寿命[4]。 在口腔修复过程中,常见磨损类型有黏着磨损、服饰磨损、疲劳磨损以及磨料磨损,因而选用的修复材料和抗摩擦性能很重要,它决定着口腔修复的效果。 由于陶瓷材料的挠曲强度和硬度相对较高,牙釉质的磨损量会随着陶瓷材料的粗糙程度增加而增大,加重原有牙齿的磨损,而金属材料的摩擦性能与天然牙摩擦性能接近,不易被天然牙磨损,是与天然牙匹配较好的生物材料[5]。口腔修复体在口腔内行使的功能较长,磨损相对就会越大,目前评价口腔修复材料的标准不同,影响耐磨性能的因素有很多,如何选择合适的修复材料来防止牙齿磨损,需要进一步研究,以设计有效、耐磨、合理的口腔修复材料。 本次研究表明,经过不同的方案治疗后,研究组3个月后的成功率为95.8%,失败率为4.2%;对照组的成功率为76.6%,失败率为23.4%。研究组9个月后的成功率为87.2%,失败率为12.8%;对照组成功率为68.1%,失败率为31.9%,研究组优于对照组,比较差异具有统计学意义(P 综上所述,不同的口腔修复材料产生的磨损程度不同,金属材料制成的人工牙比陶瓷牙好,再结合患者的具体情况,选用合适的修复材料,有助于延长修复材料的使用寿命,从而达到最佳的修复效果,值得在临床推广应用。 陶瓷材料论文:氧化锆陶瓷材料的抗热震性能分析 摘要:本文通过分析氧化锆陶瓷材料热膨胀性和相变特征,重点讨论了利用相变提高氧化锆材料抗热震性能的方法,对改善材料抗热震性的途径进行了探讨。 关键词:氧化锆 ,陶瓷,热震能,膨胀性 ,相变特征 1引言 陶瓷材料中热应力大小取决于材料的力学性能和热学性能,并且还受构件几何形状和环境介质等因素的影响。所以,作为陶瓷材料抵抗温度变化能力大小标志的抗热震性,也必将是其力学性能和热学性能对应于各种受热条件的综合表现。陶瓷材料抗热震能力的研究始于20世纪50年代,迄今已经提出了多种抗震性的评价理论,但都不同程度地存在着局限性和片面性。 2氧化锆陶瓷材料抗热震性的理论分析 陶瓷材料的热震破坏分为热冲击作用下的瞬间断裂和热冲击循环作用下的开裂、剥落。据此,脆性陶瓷材料抗热震性的评价理论也相应分为两点观点。一种是基于热弹性理论。它是指材料固有强度不足以抵抗热震温差引起的热应力时就导致材料“热震断裂”。根据这一理论,陶瓷材料同时具有高的强度、热导率和低的热膨胀系数、杨氏弹性模量、泊松比、热辐射系数及黏度,才能具有高的抗热震断裂的能力。此外,适度降低材料密度和热容也有利于改善陶瓷材料的抗热震性能。 另一种是基于断裂力学的概念,即材料中的热弹性应变能足以裂纹成核和扩展而新生表面所需的能量时,裂纹就形成并扩展,从而导致材料热震损伤。根据这一理论抗热震损伤性能好的材料应该具有尽可能高的弹性模量和尽可能低的强度。不难看出,这些要求与高抗热震断裂能力的要求截然相反。此外,增大陶瓷材料的断裂能、改善材料的断裂韧性,对提高其抗热震损伤能力显然是有益的。再有,适量微裂纹存在也将有助于改善抗热震损伤性能,例如气孔率为10%~20%的非致密陶瓷中,热扩展裂纹形成往往受到气孔的抵制,气孔的存在起着钝化裂纹、减小应力集中的作用。相反,致密性高的陶瓷在热震作用下则易于炸裂。 氧化锆陶瓷材料具有突出的常温力学性能,它熔点高、热稳定性和化学稳定性好。因而,它又常常在高温条件下使用,从而它的抗热震性性能又是衡量其性能的重要指标。氧化锆具有一些特殊的性质,如氧化锆可以单料、四方和立方三种晶型同时存在以及它的特殊相变特性,我们可以利用这些特性来优化它的热膨胀行为,提高其抗热震性能。 氧化锆的抗热震指标:材料的各种热学性能(如热导率、热膨胀系数等)、力学性能(如强度、弹性模量、断裂韧性和断裂能等)对陶瓷材料的抗热震性能都有影响,现在多数研究人员研究它的热膨胀性和相变特性来提高其抗热震性能。 3氧化锆陶瓷材料的热膨胀性 材料受热或冷却会发生热膨胀或收缩,这样就会在材料内部产生热应力。当材料中的晶相有可逆多型转变而伴随有大的体积改变时,将产生大的热应力。纯ZrO2就是具有这种特性的陶瓷系统的典型例子。ZrO2晶型转变温度大约为1000℃;当加热到约1100℃时,它从单斜相转为四方相(高温稳定相),反之亦然。这两种多型变体的密度相差很大。因此相转变时体积变化达0.6%或更大(线度方面)。于是产生很大的应力,并出现开裂。特别是冷却时产生的张应力更是如此。还有一种情况是,因为材料形状或传热特性,使其中的温度分布不均匀(即产生温度梯度)时产生应力。热膨胀行为是影响材料抗热震性极其重要的因素。根据热膨胀理论可对材料的热膨胀行为进行设计和调整,特别是对氧化锆的热膨胀系数的大小和稳定剂有种类以及添加量有一定的关系。这对考察它的抗热震性有重要的意义。 单斜氧化锆的热膨胀系数小,其膨胀有显著的各向导性,且存在相变问题。立方氧化锆的热膨胀系数大,并且随温度的增加而增加,因而由它构成的材料抗热震性较差。 4氧化锆陶瓷材料的相变特征 氧化锆陶瓷中较典型的马氏体相变为ZrO2中正方相单斜相(tm)转变。它是通过无扩散剪切变形实现的,因此被认为以属于马氏相变类型的固态相变,它具有以下特征。 ①无热相变。在给定温度下,相变与时间无关。 ②热滞现象。相变发生在一定范围内,单斜相转变为四方相为1170℃,而四方转变为单斜式温度在850~1000℃,相变滞后约200℃。 ③相变伴随3%~5%的体积效应和相当的剪切形变。由t-ZrO2相变成m-ZrO2体积膨胀,反之收缩。 ④相变无扩散反应发生,由于相变是瞬间完成,快于裂纹的速度,这样可以使用相变阻止裂纹扩展提高陶瓷材料的韧性,相变的体积效应可以用来缓解热应力,改善材料的抗热震性。 ⑤颗粒尺寸效应,处于一定状态下的颗粒小于某一临界尺寸时,单斜相可保留至室温而不相变。 ⑥添加剂可以抑制相变。在氧化锆中加入MgO、CaO等可以使氧化锆以单斜或立方形式存在。 ⑦相变受应力状态约束影响。处于压应力状态时,tm相变将受到抑制,反之则有利于相变。 一定温度范围内,氧化锆陶瓷的相变体积效应与膨胀效应相反,因而可以用改变氧化锆的固溶组成、受力状态和颗粒粒径及分布调整相变量和相变温度范围,来改善材料的热膨胀行为。虽不能由纯单斜相氧化锆制成可用陶瓷,但可以利用其热膨胀的各向异性来改善材料的韧性和提高材料的抗热震性能,例如对于耐火材料的抗热震往往依赖于大量气孔的存在。气孔的作用如下。 ①容纳一定的膨胀变形,缓解热应力。 ②气孔能在主裂纹尖端区域形成局部的微裂纹网,导致的弹性应变能局部减小保证了裂纹稳定扩展,从而提高材料的抗热震性。 然而气孔的存在往往是我们所不需要的,因而Garvie等提出了用单斜ZrO2多晶设计先进耐火材料的思路和方法。它是以单斜ZrO2多晶取代气孔并起到气孔的作用,所采用的单斜多晶ZrO2(MPZ)平均尺寸13μ m,其中包含有粒径为1~2μ m的微晶,把它们均匀分布在任何惰性脆体基体中,制成了接近理论密度的复合材料。它具有稳定的裂纹扩展特征,使材料的抗热震性能大大的提高。Garvie认为材料性能的改善与氧化锆的相变无关,而是由单斜ZrO2颗粒的各向异性产生热应力在基体中形成潜在的微裂纹所致。利用和控制氧化锆的相变,从宏观上改善材料的热膨胀行为,以有利相变体积效应在材料内形成适量的微裂纹,提高材料的抗热震性。 热处理对陶瓷材料的显微结构,尤其对材料中的应力分布状态有明显的影响。通过热处理促使晶界上残留的玻璃相析品,提高晶界耐火度,是晶界工程中有效提高陶瓷材料高温度的措施之一。另外,经热处理获得所需晶界状态,从而改善陶瓷的传热性能,对提高抗热震性也有重要意义。退火处理不仅能够有效的消除陶瓷材料中的内应力,而且能松弛材料中裂纹尖端附近的集中应力,减弱应力场强度因子,增加了脆断阻力,减少了热震破坏的动力,因而退火热处理还有使表面的微裂纹愈合的作用。采用合理的烧结工艺和合适的热处理工艺也是提高陶瓷材料抗热震的有效途径。但这方面的研究报道甚少。 材料的抗震性与材料的物理性能密切相关,对于选定的材质,其物理性能已经确定,我们可以根据其具体特点,通过工艺的人优化调整,提高材料的抗热震性能。对于氧化锆材料,利用相变特征来改善材料的抗热震性能还有很多工作要做。 5结束语 针对以上情况,我们还有必要对氧化锆陶瓷材料的抗热震性现象进行进一步的研究,从而为寻找合适的抗热震性措施提供理论依据。对现有的抗热震性工艺进行发展和完善,做到优化现有工艺,降低生产成本,并开发新的抗热震性工艺。 陶瓷材料论文:浅析陶瓷材料在产品设计中的运用 摘要:本文是在对陶瓷材料基本性能与美学含义进行简要概述的基础上,阐释他在现今产品设计中的重要地位,以及在未来产品设计中的发展方向与应用价值,并结合上述信息提出陶瓷产品开发与设计的过程中所应具备的民族性和地域性特征。 关键词: 陶瓷 产品 工艺 民族化 陶瓷是我们所熟知的材料,我们通常所了解的多为艺术陶瓷,它主要体现在美学意义及欣赏价值上。陶瓷的制作生产一直是由艺术家、艺人和专业工匠等为主进行设计,以手工化生产为特点。随着科学技术水平的提高,人们消费需求内容也呈多元化趋势发展,陶瓷这种被我国人民视为国粹的材料被赋予了更为宽广的设计语言,陶瓷的设计制作已不仅仅是体现在对传统陶瓷技艺上的复制与模仿,而且对其所体现出来的功能价值、应用价值及美学价值有着更为深刻的期待与要求,这既是对传统精神的继承又是在与时俱进的时代意义上的扩展。因此,陶瓷产品这种符合目的的,实用的并具有美感的产品系统设计,越来越为设计师、工程师所重视,在不断的开发与研究中以新的理念诠释着它的重要意义。 一、陶瓷产品在造型上所体现的视觉语言 陶瓷产品有其自身独特有的艺术特点,体现在造型上具有以下两个方面的表现形式,这两种形式具有同一性和关联性。他们包括,第一,陶瓷产品的造型设计是在满足人们内在物质生活需求基础上所进行的功能性、实用性设计,具有现实的意义;第二,陶瓷产品要注重对其形式美感的追求,在满足人们物质生活的基础上同时满足人们精神上、审美上的需求,具有内在的含义。这两种表现形式是在结合功能作用、工艺材料、工艺技术和艺术处理的基础上相互作用的结果。 因此,无论这种陶瓷产品是日用工具还是陈设器具,它都不是单纯的人为产品,而是在进行良好的造型表现的基础上对其精神内涵的所传达出来的外在表现。它不但具有实用价值的因素还有形式美法则所体现的美学特征,这种特征主要包括和谐、平衡、韵律、力度、风格等几个方面。这些美学特征融会贯通、相辅相成的体现在陶瓷产品中,任何一个都不可能完全孤立的存在。基于这样的特点,设计者在对陶瓷产品进行设计时,就不但要充分的理解它的物理特征、化学特性还要对它的形式美法则作为提升它精神高度的重要标杆,实现其美学意义。 二、陶瓷产品的加工工艺方法概述 陶瓷产品的设计与生产是一个复杂而又完善的体系,它的构思、设计、制作、生产都区别于传统手工业生产的陶瓷制作。陶瓷产品是用泥类,经粉碎后和水混合成的可塑性很好的泥团,用这种泥团做成的器形,再放入窑中烧制后的产品称为陶瓷。在开发新产品的过程中选择陶瓷的成型方法是确定生产工艺路线中非常关键的一步。其中最根本的是对陶瓷产品的产量、品质要求、材料性能以及经济效益等因素的综合考虑。一般情况下,结构简单的陶瓷产品可以采用的工艺成型方法为滚压法和旋压法。大件的或薄壁的陶瓷产品可采用注浆法,如果产品尺寸规格要求高就用压制法,产品尺寸规格要求不高时,用注浆法或手工刻塑成型就可以了,这种成型方法易于操作、条件好、便于前后程序的连动化。一般在陶瓷产品的制作过程中最为常用的加工成型主要以注浆法为主。注浆法的基本过程大致分为三个阶段,首先,从泥浆注入石膏模直至形成薄泥层,这是第一阶段。接下来,在形成薄泥层后,泥层渐厚形成注件,这是第二阶段。最后雏培形成后至脱模为收尾阶段。这种方法对产品设计成型的使用度较高,是陶瓷产品制作过程中常用的一种方法。 三、陶瓷在未来的发展方向与应用价值 陶瓷材料具有原料丰富,色泽亮丽,成形方便,耐酸耐碱且容易洗涤的特点,他不但清洁卫生,还会经久不变。所以,基于以上特征陶瓷产品在功能上主要以日用陶瓷(茶具,餐具等)设计;卫生洁具设计;建筑陶瓷设计;艺术瓷设计(陈设器具等)为主。但是随着时代的发展陶瓷功能也得到进一步的扩大,例如:瑞士雷达表已选用超前的材料――精细陶瓷,其抗断力和拉伸力极高且具有完满无瑕的外表和舒服亲肤的特质。碳玻璃陶瓷在制作高温化学反应堆、用于异常条件下的气体动力、轴承、有色金属铸罐的零件方面是不可替代的。还有如日本生产制造的陶瓷刀,用陶瓷菜刀切食物不会留下讨厌的铁腥味和铁锈,特别适宜于切生吃的食物和熟食;陶瓷剪刀由于不带磁性,特别适宜于剪接录音磁带和录像磁带,它的品质大大优于钢制剪刀,不生锈,十分锋利,被人们称赞为永不卷刃。除此之外,陶瓷还应用于太阳能电池、电容器、集成电路、催化剂载体、碳纤维和人体骨骼等方面对机械、能源、电子、信息、汽车、太空活动等领域做出巨大的贡献。经过研究,先进的高科技陶瓷,不易磨损,轻巧耐磨,抗酸抗碱,并能忍受高温。陶瓷这种材料被时代赋予更多和含义,应用的范围日益广泛,同时也创造着更大的价值。 另外,陶瓷产品的创新设计也应有更加深刻的理解,这种创新设计主要包括两个方面的内容:一是艺术设计上的创新,另一个则是制作工艺上的创新,即运用现有的制作工艺创作出有新意的产品。虽然陶瓷制品的用途不同,生产工艺不同,设计特点和装饰手法也有差异,但任何陶瓷产品都需要艺术设计的表现。然而陶瓷行业的模仿与跟风的现象却是影响创新设计的重要原因,这一原因同时造成了大量的产品同质化。 为了解决这样的问题,要求设计者在陶瓷设计在中体现“中国风”,将设计民族化、地域化,这一点十分重要了,如素来以温柔婉约为特质的青花瓷,如今被设计师们用来创作极具力量感的设计作品,中的手枪让作品不再带有那么冷冰冰的恐惧,且更具有趣味性。民族的才是世界的,中国陶瓷文明源远流长,陶瓷文化底蕴深厚,只要我们的企业愿意在挖掘民族特色上下功夫,我们的国际化,我们的国际竞争,将不仅仅只是融入国际大潮中,更会在国际上市场上占据一席之地,甚至引导国际潮流。这将是我国陶瓷产品设计、陶瓷产业的奋斗目标。 总结: 陶瓷是科学和艺术的综合产物,既受到科学的制约,又要具有一定的艺术形式,即达到科学与艺术的统一。又由于它是物质产品,具有使用价值和经济价值,能给人以物质和精神的享受,因此创作陶瓷产品必须与实践相结合,方能为人类的物质生活和文化生活服务。我们在深入了解陶瓷加工工艺、艺术特点的基础上要创造出属于中国自己的现代陶瓷产品,让陶瓷产业在我国再续辉煌! 陶瓷材料论文:陶瓷材料膜的现状与前景 摘 要:陶瓷膜又称无机陶瓷膜,是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而形成的非对称膜。陶瓷膜管壁密布微孔,在压力作用下,原料液在膜管内或膜外侧流动,小分子物质(或液体)透过膜,大分子物质(或固体)被膜截留,从而达到分离、浓缩、纯化和环保等目的。 关键词:纳米 陶瓷膜 一、前言 陶瓷材料作为全球材料业的三大支柱之一,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。但是由于存在脆性(裂纹)、均匀性差、可靠性低、韧性、强度较差等的缺陷,因而使其应用受到了一定的限制。随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生,它克服了陶瓷材料的许多不足,并对材料的力学、电学、热学、磁光学等性能产生重要影响,为陶瓷材料的应用开拓了新领域使陶瓷材料跨入了一个新的历史时期。 纳米陶瓷膜便是纳米陶瓷材料的大家庭中的一种,其产生于21世纪初,具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长等众多优势,并且对GPS信号无任何屏蔽作用。纳米陶瓷隔热膜是21世纪的航天领域高科技产品,该产品起先应用于美国军事、航空、航天领域。 二、正文 1.纳米陶瓷膜简介及研发历史 陶瓷膜技术是膜技术中的翘楚,但20世纪80年达国家已在广泛应用时,中国在此领域却还是一片空白。十几年过去了,依靠自主创新,中国陶瓷膜技术从无到有,不仅打破了国外的封锁与垄断,还达到了国际领先水平。膜是一种高分子化学材料,它有无数个只能用微米甚至纳米计算的小孔,既有分离、浓缩、净化和脱盐功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤等特征。膜技术发明之后便广泛运用于食品加工、水质净化、环境治理、制药工业、化工与石油化工等领域,用来实现产品的净化分离。陶瓷膜就是由经过高温烧结的陶瓷材料制成的分离膜。由于具有独特的耐性,其一进入市场便成为膜领域发展最为迅速、也最有发展前景的品种之一。 到1989年底,南京工业大学徐南平院士才开始了在陶瓷膜领域的艰难探索。经过二十多年的不懈奋斗与努力,中国在陶瓷膜领域不仅打破了西方的封锁与垄断,而且依靠自主创新达到了国际先进水平。 2.纳米陶瓷膜特征与原理 相较于传统聚合物分离膜材料,陶瓷膜具有化学稳定性好,能耐酸、耐碱、耐有机溶剂;机械强度大,可反向冲洗;抗微生物能力强;耐高温;孔径分布窄、分离效率高等优点,在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金工业等领域得到了广泛的应用,其市场销售额以30%的年增长率发展着。陶瓷膜的不足之处在于造价较高、无机材料脆性大、弹性小、给膜的成型加工及组件装备带来一定的困难。 陶瓷膜分离工艺是一种“错流过滤”形式的流体分离过程:原料液在膜管内高速流动,在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜,含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留,从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。 陶瓷膜是由孔隙率30%~50%、孔径50nm~15μm的陶瓷载体,采用溶胶-凝胶法或其它工艺制作而成的非对称复合膜。用于分离的陶瓷膜的结构通常为三明治式的:支撑层(又称载体层)、过渡层(又称中间层)、膜层(又称分离层)。其中支撑层的孔径一般为1~20μm,孔隙率为30%~65%,其作用是增加膜的机械强度;中间层的孔径比支撑层的孔径小,其作用是防止膜层制备过程中颗粒向多孔支撑层的渗透,厚度约为20~60μm,孔隙率为30%~40%;膜层具有分离功能,孔径从0.8nm~1μm不等,厚度约为3~10μm,孔隙率为40%~55%。整个膜的孔径分布由支撑层到膜层逐渐减小,形成不对称的结构分布。 陶瓷膜根据孔径可分为微滤(孔径大于50nm)、超滤(孔径2~50nm)、纳滤(孔径小于2nm)等种类。进行分离时,在外力的作用下,小分子物质透过膜,大分子物质被膜截留,从而达到分离、浓缩、纯化、去杂、除菌等目的。 3.纳米陶瓷膜的优势 陶瓷隔热膜系是由导电性物质氮氧化物组成,具有独特的分子结构,是一种性能独特并持久耐用的复合陶瓷膜结构。因而其具有阻隔红外线、分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长、隔热性能好,质量稳定等众多优势,并且对GPS信号无任何屏蔽作用。能够保持最高的可见光透射率的同时,又能提供最高的红外线和远红外线的反射。 4.纳米陶瓷膜的研究现状 纳米陶瓷膜目前主要采用纳米材料淀积技术,与PET表面涂布纳米陶瓷有所不同,它是将纳米陶瓷材料混合到PET基材颗粒,从而提高产品性能,使其达到前所未有的稳定。在金属膜的技术上通过纳米陶瓷技术,采用先进的真空磁控溅射工艺,用精微的纳米状陶瓷物质来制造,从而使产品对光进行智能滤光筛选,最大限度阻隔热量,性能大大优于单纯金属薄膜。此外,纳米陶瓷膜的生产还采用了高隔热低反光技术,一方面可以使薄膜有效隔热率超过90%,提高室内舒适度和节省能源;另一方面却没有增加薄膜的反光。通常提高隔热能力的同时,总是要加强隔热膜的反光,这样会使得室内可见光大量损失,并且使得通信信号大幅减弱;强烈的内反光极易干扰视线,引起视觉疲劳。 5.纳米陶瓷膜的应用前景 随着现代科学技术的发展和生活水平的提高,人们越来越重视节能和环。建筑物门窗玻璃、顶棚玻璃、汽车玻璃和船舰玻璃对可见光的透过性有较高的要求,但在满足采光需要而使可见光透过的同时,太阳光的热量也随之传递。因此,对室内温度和空调制冷能耗产生一定程度的影响。在夏季这种影响特别显著,透过玻璃窗进入室内的太阳能量加大的了空调的载荷。通常空调的设定温度与负荷具有如下关系:设定的制冷温度提高2℃,制冷电力负荷将减少约20%;设定的制热温度调低2℃,制热电力负荷将减少约30%。为了节约能源,人们采用了金属镀膜热反射玻璃和各种热反射贴膜,用以反射部分太阳光中的能量,从而达到隔热降温的目的。但是,这种做法对产品的应用构成影响,要么达不到预定的效果,要么加大了制作工艺成本。纳米陶瓷膜出现,为透明隔热问题的解决提供了新的途径,具有广阔的应用前景及市场价值。目前在国内,研发应用此产品已经引起了不少公司的关注。 三、结论 近几十年来,陶瓷材料的应用及发展是非常迅速的,陶瓷材料作为继金属材料、高分子材料后最有潜力的发展材料之一,它在各方面的综合性能明显优于现在使用的金属材料和高分子材料。陶瓷材料的应用前景还是相当广阔的,尤其是能源、信息、空间技术和计算机技术的快速发展,更加拉动了具有特殊性能材料的应用。相信在不久的将来,陶瓷材料会有更好、更快的发展,展示出其重要的应用价值,为人类的文明发展做出重要贡献。 陶瓷材料论文:陶瓷材料在镜子裱框装饰中的运用 摘 要:在人类文明发展的长河中,镜子自问世以来就没有离开过我们的生活。经过科技的进步,镜子不但在满足人们生活需要的同时,其镜子裱框装饰也越来越多元化,这首先表现在材质的选择上。陶瓷材料的优越性在镜子裱框装饰的选用中发挥了独特的艺术魅力。 关键词:镜子;陶瓷材料;镜子裱框装饰;陶瓷工艺 镜子是人们日常生活中最不能缺少之物,追溯到古代,早在3200多年前的殷商时代就有了真正的镜子,那时常用青铜铸造方式制成古代鉴容用具,正面以光素,以利取照,背面常有装饰。经过战国、汉、唐宋等各时代对铜镜的发展,我国古人在制镜材料上也有了新的尝试,秦时的金镜、汉代的铁镜、晋时的银华镜等,直到清代以后才出现了玻璃镜。这些制镜的材料都是比较贵重的金属,古人们将其与金银首饰归属为一类,作为小件器物来装饰室内空间。在国外,镜子也同样有着悠久的历史,从以钢和水晶石为材质到利用水银和银箔的化学反应而产生映像效果的镜子,也经历了一个漫长的时期。到了现代,随着科技进步,玻璃镜的出现很快成为一种时髦的饰物,深受人们欢迎。经过漫长的探索,在解决玻璃镜的生产成本、清晰度和耐腐蚀等性能后,加之人们审美意识的提高,人们越来越意识到,镜子不但要满足我们生活的需要,更要满足于我们的审美需要,由此产生的玻璃镜装饰也越来越受到设计师们的关注,其装饰手法和材质选择也越来越广泛,各种材质的镜框装饰层出不穷,常见的有木质、石质、不锈钢、塑料及综合材料等,唯独陶瓷材质运用在镜子裱框装饰中还为之甚少。 《简明不列颠百科全书》的“设计”条目中谈到了设计在客观上所受到的制约因素:“产品的设计首先指准备制成成品的部件之间的关系,这种设计通常要受到四种因素的限制:材料的性能、材料加工方法所起的作用、整体上各部件的紧密结合、整体对于观赏者、使用者或受其影响者所产生的效果。”不难看出,材料的选择是设计表达的最关键因素,现代设计在相当大的程度上依赖于实用功能、材料、结构、经济、科技、环境、信息等大多非艺术、非审美的因素。除去产品的实用性功能外,选择什么样的材料来装饰产品则显得尤为重要。 如果说地球上有某类物质,其自然资源极为丰富,与人类物质生活和精神生活的关系特别密切,非陶瓷莫属。那么将陶瓷这一被视为不同时期人类社会现实生活的写照般珍贵的物质融入镜框装饰的设计中又是一种怎样的探索和尝试呢?陶瓷材料有粗质和细质之分,但无论哪种类型的瓷土都具有可塑性和可转换性,即可以在外力的作用下发生形态的变化,经过煅烧后可以发生质的变化,转化成具有耐高温、耐腐蚀等性能的、质地坚硬的人造器物。并且,就陶瓷材料的质地而言,其瓷胎和釉质的光泽度、透明度和滋润感则表现为胎质美、釉色美、瓷声美。通常所谓的“白如玉,薄如纸,明如镜,声如磬”便概括了瓷器质地所独有的特点。陶瓷艺术是一种独特的工艺美术,其独特性在于它是科学技术与造型艺术的统一;他既是物质产品,也是精神产品;既是艺术品,也是商品。镜框装饰既可以说是艺术品也可以说是商品,这是因为在设计镜框的过程中,设计者利用多种装饰技法,以陶瓷材料为媒介,结合创作者的审美想象将艺术以物的形式融入大众生活当中,并以美的形式诉诸人们的感官,陶冶人们的情操,又满足人们的实际生活需要。在我看来,陶瓷除了具有上述特性外,更具有物质和文化双重功能,其材料的物质功能要优越于平时我们常见的镜框装饰材料:铜、铁、铝等金属,表现为具有一定的耐酸、碱、盐等的侵蚀能力,不会与这些物质发生化学反应而生锈、变质和老化;也不会像木质材料那样容易开裂、腐烂或虫蛀等;比起塑料,更不是一个等级上可以比拟的。从陶瓷的文化性来说,人类制陶的历史,就是人类关爱自身、大众及社会的历史。同时还具有象征性,依附于一定形式的隐喻或寓意,就陶瓷镜框装饰的设计而言,这种隐喻或寓意通过形态、色彩、纹饰和釉色等形式反映出来,显露出一定的社会历史内容,象征或代表某一阶层、团体或个人的价值观、情怀与理念、等级、拥有的财富的程度等。并且通过人们巧妙地运用陶瓷材料的结构形态、色彩空间肌理和表层装饰诸方面的因素,通过对镜子的使用种类和呈现类型而展现出陶瓷独特的美。 此外,对陶瓷镜框装饰的设计还与其工艺制作流程也密不可分,从某种程度来说,镜子裱框装饰若作为满足生活之物,那么他就是产品,但当它与镜子结合作为整体被独立欣赏时又可以称其为艺术品,所以,在生产工艺上不得不遵循经济原则,考虑生产成本、便于可操作性和减少劳动时间、提高工作效率等方面。相比其他材料特性而言,陶瓷的生产更具可复制性,对生产的产量化、产品化的可能性更大,而且其制作工艺简洁,周期也比较短,由此可以通过翻模复制等方式运用到镜框的批量生产中,使其产量化,从而降低了成本,又贴近了生活,满足了大众审美的需要。 有的人认为现代生活质量的优化和物质、精神需求的提高,使得奢华、奢侈型设计产品有了发展趋势,他们是不需要计较经济因素的。而更多的人则坚持设计的大众化方向,认为与大工业机器生产相联系的现代设计在本质上是为大多数人服务的,后者的意见应当说是更为合理的。陶瓷雕塑镜框产品,若是为了满足大众生活和审美的需要而服务的,那么就要考虑经济核算问题,考虑原材料费用,生产成本,产品价格,运输、储藏、展示、推销等费用的合理,在一般情况下力求以最小的成本获得最适用、优质、美观的设计。陶瓷材料的选择和它的工艺制作流程就是在严格遵循经济原则的情况下对镜子裱框装饰材料的选择和运用上做出的尝试和探索。 镜子是千变万化的“魔术师”,其镜子与裱框装饰相结合,更能体现人们对高品质生活的追求,在此为目标的基础上,只要我们努力探索,敢于创新,就可以使其变幻出多种艺术效果,从而丰富我们的生活,陶冶我们的审美情操,更能让艺术不再高高在上,贴近大众生活。
化工机械设计材料选择及应用:浅析化工机械设计中材料的选择与应用 摘 要:化工机械设备是工业发展中一个不可缺少的部分,其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。材料选择作为机械设计最关键的内容之一,其质量的好坏将直接关系到整个机械设计工作质量的好坏。本文探讨了化工机械设计中材料的选择与应用。 关键词:化工机械 设计材料 选择 应用 一、做好化工机械设计中碳素钢与合金钢材料的选择 要做好化工机械设计中的材料选择工作,首先要使材料满足机械零部件在运行过程中各种机械性能、物理性能以及化学性能的要求。在此基础上,还要兼顾机械生产与加工过程中的可操作性、经济性以及安全性。在当前的机械设计材料市场当中,碳素钢受其加工性能和操作性能好、成本价格优越等特点影响得到了广泛的关注与应用。但是,这种碳素钢的低强度、低韧性以及中等形状以上材料零部件无法进行热处理加工淬透作业等缺陷,使其在机械设计材料选择中受到了较为严重的制约。研究发现,在碳素钢中加入一定比例的合金元素就能够形成合金钢。这种合金钢结构的机械材料在强度与韧性上能有一定的提升,还可以在一定程度上赋予零部件材料诸如耐腐蚀、耐高温、耐磨损等方面的特殊性能。虽然合金钢材料较碳素钢材料各方面性能均有所提升,但只有在材料外载荷作用力较大,或是零件的有效截面尺寸较大且需要进行淬透 DnI 的情况下才应选用合金钢材料,其他情况则应选用碳素钢材料。 二、化工机械设计中材料的应用要以机械材料零部件的制造工艺为参考指标 在机械生产与加工作业中,铸造工艺、热处理工艺、切削工艺、焊接工艺等加工处理技术对于机械设计中材料应用的要求各有不同。铸造工艺要求机械设计材料的应用向高流动性、高收缩性以及高吸气性方向发展,焊接工艺需要机械设计在材料应用中考虑材料的冲压性、冷镦性特点,热处理工艺需要机械设计在材料应用中满足淬透性、过热敏感性以及氧化脱碳性等方面的基本性能,切削工艺则要求机械设计在材料应用中满足切削作业可操作性的特点。机械设计中材料的应用,要以机械材料零部件的制造工艺为参考指标。机械零件是组成机械的基本单元,机械零件在一定的工作条件下具有足够的工作能力,并且成本低廉,是设计机械零件应满足的基本要求。工作能力是指零件抵抗可能失效的能力,对载荷而言称为承载能力.零件因某种原因而不能正常工作的现象称作失效。零件设计除应保证零件具有足够的工作能力外,为降低零件成本还需考虑合理选择材料,降低材料费用;保证良好的制造工艺性,减少制造费用;尽量用标准化、通用化零件,简化设计过程,降低成本。 三、做好化工机械设备的防腐设计 腐蚀是化工机械设备发生的常见问题,这主要是由于化工机械设备在日常的环境中由于空气以及水分等因素而发生了化学反应,进而导致设备出现损耗或者是破坏的状况。化工设备在被腐蚀之后会在其色泽、外形以及基本的性能方面发生变化,从而影响设备的正常使用和生产,也会给相关的企业带来一定的损失。所以,对于化工设备的腐蚀以及防腐措施的研究意义重大。我公司2005年从加拿大IMW工业有限公司采购2台IMW50风冷W型往复式CNG子站压缩机,型号是IMW50-3X1750SA-100-3625-2AC,进口压力为3-20MPa,排气量为450-3900NM3/H,该压缩机为自适应工况压缩机,运行至今(2013.11)工况良好,问题主要在压缩机配置的进口管路上的碳钢管接和碳钢单向阀锈蚀严重;究其原因主要是当管束气源压力低于约8MPa时进口管路出现冷凝水,冬天则为霜或冰,长期以来慢慢锈蚀,危及安全。同时管路温度急剧降低引起进口气动球阀在大压差下动作不灵敏,或扭矩不敢阀门打不开引起压缩机报警。目前准备更换316不锈钢管件及单向阀,采取2只1/2”气动球阀代替1只3/4”气动球阀。现场情况见下图: 结构的设计应该围绕化工设备生产运行中的生产要求和应力的特点,在设计中需要注重一下几个方面:首先是产品的结构要求应该要与生产化工产品的耐腐蚀要求相一致;其次是要注意化工设备的运行稳定性和流畅性,防止具有腐蚀性能的介质的停顿、热负荷分配方面的不够均匀以及蒸汽的凝结和腐蚀产物的累积;最后是要注意对于外力的保护,防止因交变应力而引起的疲劳腐蚀。 四、化工机械设计中材料的应用要做到环保性与节能性的统一 随着我国经济的迅速发展,对于资源的需求正在迅速增加,其中很多应用于机械设计的很多材料都已被大量开采,有一些已经变成了稀缺资源。在这种情况下,我们应该在机械设计的材料选择方面,更为注重绿色环保与经济性。机械设计材料应用工作环保性与节能性的统一,作为生态经济社会建设发展过程中,可持续发展观念赋予机械设计工作的新要求。经济社会在发展过程中对于各种不可再生原材料的需求与消耗,最终势必会给机械设计材料的选择与应用工作埋下严重的隐患,因而材料应用工作中节能性与环保性的统一已成为我们下一步工作的重点。以机械设计铸件环节材料的应用工作为例,铸件设计阶段 5%左右的成本决定着 80%左右的铸件生产成本。因此要关注机械设计材料应用阶段的节能环保,有效节约原材料和成本,减少不必要的能源耗费。 五、结束语 综上所述,在化工机械设计中材料的选择与应用已成为一个备受关注的问题,在机械设计中要做到材料的使用与节能环保协调进行,以促进我国经济的可持续发展。 化工机械设计材料选择及应用:化工机械设计中如何选择和运用材料 摘要:最近几年,我国的社会经济得到了很大的发展,这也在一定程度上影响到了化工发展的进度。化工机械设备在化工生产中占据了很重要的地位,相关设备的工作效率以及使用时间都会对化工产业最终产生的经济利益产生很大的影响。但是,因为化工机械设备长期处在一个密闭的工厂环境中,设备本身也存在材料的问题,因此经常发生化工设备被腐蚀的现象。这种现象会使化工设备的许多性能都被影响,也会严重妨碍到该设备的使用寿命。所以,让化工设备通过技术方式达到防腐的效果以及化工设备所需的材料如何选择就成了关键的问题。本文对化工机械设计中如何选择和运用材料进行了探讨。 关键词:化工机械;设计;材料选择;运用 一、化工机械设计中材料的选择 1、选择载荷类型的材料 机械设计过程中,通常机械材料的外载荷性能容易导致机械设计的部分元件失效,而机械的零部件所具备的性能却能有效的防止这种零件的失效。由于失效零部件性能与材料的外载荷性能之间的矛盾,进而要求在机械材料的选择上,要以材料的载荷性能的大小作为机械选材的标准。在选材上可以将材料的载荷性能归结为两个方面:一是当零部件在外载荷力的作用下出现扭转时,其中应力大多集中在材料表层,这就表明,材料表面的性能直接决定着零部件间的控制效果。所以在机械设计材料选择上,如果机械材料需要承受载荷力,就可以选择低碳钢渗碳或者是中碳钢调质的方式对材料进行加工。通过此种材料的选择和加工方式能够确保产品的质量。二是对一些能够承受压缩或者是拉伸作用的材料,由于外载荷力作用到零件的横截面,使横截面的应力比较均衡,所以这就需要在机械材料的设计中,选择一些性能分布均匀的材料,保障在机械设计的加工、生产等环节中能够对材料进行高效的作业。 2、选择合金钢与碳素钢材料 在机械设计过程中,碳素钢是一种比较常用的材料,因为碳素钢的价格比较经济,加工的工艺性稳定因而被广泛运用。但是碳素钢也存在一定的缺点,即韧性和强度比较差,中等以上形状的材料不能被完全淬透,这在一定程度上影响了对碳素钢的使用。因此,为了改进碳素钢的功能,可以在碳素钢中加入合金,进而形成一种新的材料,即合金钢。机械设计中合金钢的淬透性、韧性、强度得到了很大的提高,并且由于合金的加入也提高了合金钢的耐磨性。然而与碳素钢材料相比,合金钢材料的淬透性、韧性、强度等都有所提高,但是只有在零件的横截面较大、材料外载荷应力较大以及需要对材料进行淬透的情况下才能够使用合金钢,而其他情况一般应当选择碳素钢。 3、选择可回收和能够循环利用的材料 在机械制造领域内,金属材料的种类非常多,钢材就有100多种。然而在机械设计中,由于不同种类的材料都堆放在了一起,很难对材料进行分类,进而加大了回收利用的难度。因此机械设计的材料选择过程中,为了便于循环利用,可以选择一些单一的合金系制作零部件,因为合金系的构成元件比较少,对环境的压力也较小,所以能有效提高对合金的回收和循环利用效率。 二机械设计中材料的运用 1、材料运用的经济性与实用性相统一 材料运用的经济性与实用性统一是机械设计中必须首先要考虑的问题。在材料运用的过程中应当注意两个方面的内容:一是在机械设计中材料的运用应以零部件的加工工艺为标准。机械加工中不同的加工技术,如切削工艺、铸造工艺、焊机工艺以及热处理工艺等技术对于材料的运用要求是不同的。切削工艺要求材料的应用应当符合切削作业的可操作性特征;铸造工艺要求材料的应用应当向高吸气、高收缩、高流动方向转变;焊接工艺要求材料的应用必须要体现出冷墩性和冲压性的特点;而热处理工艺则要求材料的应用应当符合氧化脱碳性、敏感性、淬透性等特征。二是强调材料应用中的经济性。机械设计过程中,在保障各零部件材料都能够符合各种加工工艺要求的前提下,应当合理地对机械材料的加工成本进行控制,然而为了实现材料应用的经济性,可以根据机械设计企业的自身发展水平,最大限度地对加工工艺和零部件的生产方式进行合理的控制。 2、化工机械设计中,应用材料要参考机械材料零件的制作工艺 在进行机械生产或是加工生产的时候,许多的加工技术对于材料的要求是不一样的。就比如说铸造工业就要求机械设计的材料要具备高流动、高收缩、高吸气的特点;焊接工艺却是需要考虑冲压和冷镦的特性是否良好;热处理工艺要在温度过高的时候,材料具备敏感性,在进行氧化的时候会脱碳;切削工艺又需要材料能够便于切削。在机械设计中,运用材料要参考机械材料零件的制作工艺。零件是组成机械最基本的载体,在进行零件选择的时候,一定要保障其在工作的环境下也能正常保持工作能力,也要考虑到零件的成本不能过高。工作能力是说零件要保持其持久的工作效力,也被称之为承受能力。零件不管在什么条件之下,一旦失去了工作能力就是失效。零件在进行设计的时候不仅要考虑到零件要具备足够的工作能力,还要在选择材料的时候尽量降低成本。零件也要保障制作工艺,尽量减少经济支出,零件的类型尽量能通俗化、标准化,将设计程序尽量简单化来降低生产成本。 3、对化工机械设备要进行防腐的保护 在防腐的时候,首先要从工艺上进行一些有助于防腐的设计。有时候机械设备的形状非常复杂,这就会导致一些如积尘一般明显的缺陷。平时看不出来,但很快这些地方就会被优先腐蚀。因此,为了避免这种现象,在进行化工设备的组合设计的时候,就要考虑到以下几个问题: 3.1设备的结构尽量简单化,将一切零件都尽量运用一种材质的金属,零件组合的时候也尽量不要留下缝隙; 3.2设备的表面要涂抹质量较好的防锈漆,这也是比较关键的一环,好的防锈漆可以起到隔离空气和水汽的效果。在这里,还要注意设备的结构有时也会对防锈漆的涂抹产生一定的影响。也就是说,设备组合复杂的情况下,防锈漆的涂抹也会出现困难; 3.3在进行设备设计的时候,尽量不要给水汽留下任何淤积的可能。也就是说,设计过程中,不要出现凹孔。有的设备必须出现,则应该设置一个排水系统; 3.4化工设备在进行焊接的时候,一定哟尽量连续不中断,在连接的过程中也要避免各种质量上的缺陷。如果发生了缺陷,很有可能就从缺陷点这儿产生新的腐蚀现象; 3.5因为设备的缝隙处是最容易被腐蚀的,因此对设备各个零件结合的地方要进行一些合理化的防腐处理。可以采取双面连续对接焊的方式让焊接的质量更高,这样也可以有效地避免缝隙处发生腐蚀。 腐蚀在化工设备中并不罕见,化工设备在日常的工作中,经常与空气和水汽接触,发生化学反应后就会呈现出腐蚀的现象,而后就会对化工设备产生很大的危害。如果化工设备受到了腐蚀,其外表的色泽就会发生改变,内部性能也会受到一定的影响,而后设备的使用寿命缩短,工作效率下降,就会影响到整个化工工程的进度,影响化工企业的收益。因此,对化工设备腐蚀的研究是非常有必要的。在进行化工设备的结构设计的时候,要根据设备工作时候运行的效果以及应该具备的特点做到以下几点:第一,产品的结构应该具备耐腐蚀的特点,因为这是化工产品的生产要求;第二,化工设备工作的时候要尽量保证稳定流畅,不能因为部分零件被腐蚀导致整个的工作效率下降,不要让腐蚀大量积累,否则只会越积越多;第三,设备运行也要关注外力的保护作用,防止产生新一轮的腐蚀。 4、材料运用的节能性和环保性的统一 近些年来,我国的经济正在腾飞,快速增长的经济也带动了资源的大量消耗。而用于机械方面的材料很多都被开采殆尽,有些资源已经是极其稀少。这时候,我们在进行机械设备的材料选择时,要更多地考虑到对环境的保护,也要考虑到成本的输出。在进行机械设备设计的时候,注意环保和节能也是为了实现可持续发展。如果一味地追求经济的快速发展,对那些不可再生资源大力地开采利用只会给未来的化工生产埋下更多的祸根,所以说,化工设备所选用的材料是否可以达到环保和节能的效果也是我们下一步研究的热点问题。就比如说机械设计铸件的环节,刚开始设计的5%的资金投入将决定以后生产中80%的资金投入。所以,在进行化工设备设计选择材料的时候,要考虑现阶段的节能与环保问题,有效地节约不可再生资源,节约成本,千万不要产生无效的浪费。 结束语 化工机械设备是工业发展中一个不可缺少的部分,其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。材料选择作为机械设计最关键的内容之一,其质量的好坏将直接关系到整个机械设计工作质量的好坏。 化工机械设计材料选择及应用:关于化工机械设计中材料的选择与应用探讨 摘要:化工机械已经在我国的化工生产中占据了重要的地位,化工机械设备的性能,尤其是其工作效率以及使用寿命都会对化工企业的经济效益造成重要影响。而材料的选择与应用作为化工机械设计的关键内容之一,对化工机械设备的性能以及使用寿命有着直接的影响,需要引起我们充分的重视。 关键词:化工机械设计;材料选择;材料应用 1引言 随着经济和科技的发展,我国的化工产业也取得了飞速的发展和进步,当前应用到化工生产中的机械设备无论从数量上还是从种类上都较过去有了一个显著的提高,这一方面提高了化工生产的效率,但同时也对化工机械的性能提出了更高的要求。现阶段,化工机械已经在我国的化工生产中占据了重要的地位,化工机械设备的性能,尤其是其工作效率以及使用寿命都会对化工企业的经济效益造成重要影响。 因为化工生产的特殊性,决定了化工机械设备往往长期处于一个比较密闭的工厂环境中,如果机械设备本身的材料再应用地不合理,那么就可能导致机械设备发生腐蚀现象,进而对机械设备的工作效率以及使用寿命造成严重的不利影响。鉴于此,我们必须加强对化工机械材料的选择与应用问题的研究,通过合理选择与应用材料来提高化工机械设备的防腐能力,以为化工生产工作的正常开展提供充分的保障。 2化工机械设计中材料的选择 2.1金属材料的选择 1.碳钢的选择 在当前应用到各领域工业生产的机械设备当中,碳钢凭借其优良的力学性能以及对环境腐蚀要求比较低的特性,在机械设计中取得了广泛的应用,化工机械设备自然也不例外。碳钢在常温下对液氨、浓硫酸以及NaOH溶液都具有良好的承装效果,所以在化工生产中,可以选择碳钢作为那些低浓度的浓硫酸、NaOH 溶液及含水量较低的液氨机械的材料。与其他金属材料相比,碳钢的价格比较低而且资源丰富,所以取得了广泛的应用,即使对于那些对抗腐蚀性能要求比较高的化工机械设备,也可以选择碳钢材料并喷涂不锈钢等措施后加以使用。 2.不锈钢的选择 因为化工生产的特殊性,所以化工机械设备在日常使用过程中将不可避免地会接触到酸、碱、盐等各类活性气体,如果机械设备材料的防腐蚀性能又不够好,那么设备的性能以及使用寿命必然会遭受严重影响。在这种背景下,不锈钢在当前的化工机械设计中取得非常广泛的应用。不锈钢不仅具有良好的抗腐蚀性能,而且还能有效避免铁离子的污染,因而正逐渐成为化工机械设计中所普遍采用的一种金属材料。 3.其他金属材料的选择 除了碳钢和不锈钢材料外,钦材和合金也是在化工机械设计中应用比较多的金属材料。一般而言,钦合金具有高比强度、高耐蚀性能等优点,可用于氯化盐、氯化物和强碱等场合使用的化工设备;而镍基合金则多用于那些对抗腐蚀性能要求非常高且工作在高温条件下的机械设备。 2.2非金属材料的选择 1.石墨的选择 石墨在经过一定的处理后可以形成不透性石墨,而不透性石墨在温度低于160℃、压力低于0.5Mpa的条件下可以长期适用,并且具有良好的抗腐蚀性能,可以用于绝大多数化工生产场合,对大部分腐蚀环境也都具有良好的适用性,例如沸点的稀硫酸、氢氟酸、盐酸等。此外,石墨材料还具有良好的热传导性,所以在制作热交换器时也使用地较多。但同时我们也应该看到,石墨材料的塑性以及抗拉强度都比较差,所以为了防止以石墨材料为主的化工机械设备出现损坏,一般需要使用其他金属材料制作设备外壳。 2.搪玻璃的选择 搪玻璃对各种浓度的无机酸、有机酸、有机溶剂及弱碱等介质均有极强抗腐性,通过将其与具有良好力学性能的碳钢材料相结合使用,可以得到良好的抗腐蚀性以及力学性能,是当前化工机械设计中的一个研究和应用热点。当然,搪玻璃设备也存在一些缺点,如在遭受机械冲击时极易发生破碎,在骤冷和骤热的变化过程中还可能发生脱瓷的问题等,这些缺点在选择应用搪玻璃材料时应该加以重视。 3.玻璃钢及塑料材料的选择 玻璃钢是一种增强型塑料,其相对密度在1.5~2.0之间,抗腐蚀性能优良,对水、大气以及普通浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都具有良好的抵抗能力。现阶段,在化工机械设计中,经常使用玻璃钢来作为通风管路、凉水塔外壳以及盐酸贮灌的材料,但玻璃钢材料也具有一些缺点,如其不能用作高温工作条件下的化工机械设备等。 3化工机械设计中材料的应用 1.追求适用性与经济性的统一 在化工机械设计中,材料的应用要追求适用性与经济性的统一。一方面,在机械设计中,材料的应用应以化工机械的制造工艺为标准,根据机械设备制造加工工艺的不同,应选择合适的材料。如切削工艺要求材料的应用应当符合切削作业的可操作性特征;铸造工艺要求材料的应用应当向高吸气、高收缩、高流动方向转变等。另一方面还应强调材料应用的经济性,有些材料虽然各方面性能都非常好,但其成本较高,全部采用可能会大幅度增加化工机械设备的成本,此时不妨在一些关键接触部位使用性能较高的材料,而其他部位选择性能较好而成本又较低的材料,以最大限度地对化工机械设备的加工制造成本进行控制。 2.做好防腐保护 在进行防腐处理时,首先要从材料的选择以及加工工艺上进行设计。如选择耐腐蚀性较强的材料,尽量减少形状非常复杂、易于积尘的零部件结构设计等,从而达到减缓腐蚀发生的目的。具体而言,化工机械设计中的防腐保护需要重点考虑以下几个方面的问题:(1)设备的结构尽量简单化。避免化工机械设备及其零部件的结构设计过于复杂,要对结构尽量进行简化,同时避免零部件装配时出现缝隙。(2)涂抹防锈漆。化工机械设备的表面应涂抹质量较好的防锈漆。(3)确保不存在水汽淤积现象。在对化工机械进行设计时,尽量避免出现凹孔,有的设备考虑到工作特性应设置专门的排水系统,以尽量减少水汽的淤积。(4)保证工作的连贯性。化工机械设备在加工制造过程中可能需要用到焊接工艺,此时一定确保焊接的连贯性,避免因焊接不连贯而造成的质量缺陷发生。现实中,机械加工制造过程中的不连贯之处往往可能成为缺陷点,而这些缺陷点恰恰是腐蚀容易发生的位置。(5)合理化的防腐处理。由于化工机械设备的缝隙处非常容易发生腐蚀现象,所以除了需要在设计阶段避免装配缝隙的出现外,在零部件间的主要结合位置应该进行一些合理化的防腐处理,以有效防止缝隙处腐蚀问题的出现。 3.强调节能性和环保性 近年来,我国的工业生产水平取得了突飞猛进的发展,但这同时也造成了对环境资源的大量消耗,当前应用于化工机械设计中的很多材料的储量已经极其稀少,有的甚至可能已经被开采殆尽。这就要求我们在进行化工机械设计时,要将材料应用的环保节能性考虑在内,不能一味地只追求化工机械的使用性能和工作效率,以达到促进化工产业乃至于整个社会实现可持续发展的目的。 4结束语 化工机械设备在化工生产中发挥着不可替代的作用,其使用性能和寿命对化工企业的经济效益有着非常重要的影响。而材料的选择与应用作为化工机械设计的关键内容之一,对化工机械设备的性能以及使用寿命有着直接的影响,需要引起我们充分的重视。 化工机械设计材料选择及应用:化工机械设计中材料的选择探讨 【摘 要】化工与人们的生活密不可分,无论是从物质生活的角度还是从精神生活的角度,都需要化工产品为之服务。在化工生产过程中,化工的机械设备在其中占据着重要的位置,相关机械设备的工作效率、材料的选择等方面都会对化工产业最终所产生的经济效益发挥重要的影响作用。其中材料的选择是化工机械设计最为关键的内容之一,其质量的好坏直接关系到整个化工机械设计工作质量的高低。基于此,论文针对如何在化工机械设计工作开展过程中选择好材料进行主要的探讨。 【P键词】化工机械;设计;材料 1 引言 随着社会生产力的发展,化学工业的生产进入到一个全面发展时期,新的技术与手段层出不穷,使得化学工业得到更大规模的生产和发展,为人们的生活和社会的发展增添了大量的物质财富,加快了社会发展进程。在化工机械设计过程中,选择优质且合适的材料至关重要。做好这一项工作,不仅有利于促进化工生产的发展,提高设备工作效率,而且也有利于提高整体的经济效应,促进发展。 2 在化工机械的设计过程中材料的选择探讨 在我国经济快速发展这一背景之下,资源的需求以及利用趋势日益上升,目前大多数用于机械设计的相关材料已经被大量开采,甚至于有些材料已经成为稀缺资源,因此,在化工机械设计过程中对于材料的选择方面更要慎重。在此讨论在化工解析设计过程中哪些材料是适合机械设备设计过程的,以此为后续的材料应用奠定基础。 2.1 对于载荷型材料的选择 在化工机械的设计过程中,一般来讲,对于材料的选择方面需要考虑材料的载荷性能,而从材料的载荷性能考虑的话,又可以分为两个方面。 一是在外载荷力的作用下,零部件出现扭转的情况时,应力大多集中在材料的表层,这就表明,材料的表面性能直接决定着零部件的控制效果。因此,在材料的选择方面,假若机械材料需要承受载荷力,就可以选择低碳钢渗碳或者是中碳钢调质的方式对材料进行加工,通过以上方法来确保机械产品的质量[1]。 二是对于一些能够承受压缩或者是拉伸作用的材料,载荷力一般是作用在零件的横切面,可以使得横截面的应力均衡受力,这就需要在化工材料的选择方面选择一些性能分布均匀的材料,以此来保障在机械设计的加工、生产等环节对材料进行高效作业,促进化工工业的发展。 2.2 对于碳素钢与合金钢型材料的选择 在化工机械的设计过程中,碳素钢是一种比较常用的材料,究其原因,正是因为碳素钢这一材料在价格方面比较实惠、加工的工艺也比较便利,从而被广泛使用。尽管碳素钢这一材料存在多个方面的优势,但是也存在碳素的韧性和强度比较差这一缺点,这就使得中等以上的材料不能被完全形成,正是由于这一缺点的存在促使碳素钢这一材料不能被广泛使用在化工机械设计过程中。 随着科技的进步与发展,可以在碳素钢中加入合金,从而形成一种新的材料,即为合金钢[2]。这一材料在淬透性、韧性、强度等方面都得到了较大的提高,并且由于合金的加入也提高了这一材料的耐磨性。 因此,在化工机械的设计过程中,为了充分利用材料,当遇到零部件横截面积大、材料外在荷力大以及需要对材料进行淬透时就可以使用合金钢这一材料,而其他情况则使用碳素钢就可以得到解决。 3 在化工机械的设计过程中材料的应用探讨 在了解化工机械的设计过程中所需要使用的材料之后,如何将所选择好的材料应用于化工机械中呢?为此,论文就针对于此,提出以下几个方面的探讨和研究。 3.1 经济性与实用性相结合,合理应用机械材料 针对化工机械设计材料的运用,首先要遵循经济性与实用性相结合的原则,为化工机械的设计奠定基础。材料运用的经济性与实用性的统一,需要充分考虑到两个方面的内容。 一是应用于机械设计中的材料要按照零部件的加工工艺标准,机械加工过程中所要使用的工艺技术也有多个种类,如切削工艺、铸造工艺、焊接工艺等,不同的工艺技术对材料的运用要求也是不同的,比如说切削工艺要求材料的应用符合切削工艺可操作性特征,因此,在材料的应用过程中要在工艺技术不同要求的基础上合理使用。 二是需要强调材料应用中的经济性,在化工机械设计^程中,在保障各项材料符合工艺要求的前提之下,科学合理地对材料加工成本进行有效的控制,从而为后续工作的顺利开展奠定基础[3]。 3.2 环保性与节能性相结合,减少机械材料的损耗 针对化工机械设计材料的运用,需要在使用的过程中遵循环保性与节能性相结合的原则,从而有效提高资源利用率。随着我国经济的快速发展,不断增长的经济与不断消耗的资源成为主要的一组矛盾,如果一味地追求经济效益,势必会给社会的发展带来不利的结果,因此,对于化工机械设计材料的选择,不仅要考虑到对环境的保护,也要考虑到成本的输出。在化工机械的设计过程中,做到环保性与节能性的统一,有利于促进我国生态环境社会的发展和建设,也是可持续发展对化工机械设计工作所提出的新要求。比如说,在机械设计铸件的环节中,就需要充分考虑这一环节所使用到的材料在环保方面的问题,在环保观念下尽可能地合理使用材料,在最大程度上节约原材料和成本,减少不必要的能源消耗,从而做好化工机械设计工作。 4 结语 机械设备是化工生产正常且稳定运行的一个先决条件,而在机械设计过程中对材料的选择和应用是机械设备设计中关键性的一个环节,也已经成为一个深受社会大众关注的问题,由此可见,做好化工机械设计中材料的选择,并且在此基础上进行合理的运用至关重要。为此,论文就以此为主要的讨论方向,针对在化工机械设计过程中如何做好材料的选择工作,并且在此基础上进行合理地运用,促进化工机械设计工作得到顺利开展,从而提高化工机械设备的工作效率,进一步提高化工生产的质量。 化工机械设计材料选择及应用:化工机械设计中材料的选择和应用 1材料的选择 1.1碳素钢与合金钢型 在机械设计过程中,碳素钢是一种比较常用的材料,因为碳素钢的价格比较经济,加工的工艺性稳定因而被广泛运用。但是碳素的韧性和强度比较差,中等以上形状的材料不能被完全淬透,这在一定程度上影响了对碳素钢的使用。因此,可以在碳素钢中加入合金,进而形成一种新的材料,即合金钢。机械设计中合金钢的淬透性、韧性、强度得到了很大的提高,并且由于合金的加入也提高了合金钢的耐磨性。然而只有在零件的横截面较大、材料外载荷应力较大以及需要对材料进行淬透的情况下才能够使用合金钢,而其他情况一般应当选择碳素钢。 1.2可回收和循环利用型 在机械制造领域内,金属材料的种类非常多,钢材就有100多种。导致在机械设计中,很难对材料进行分类,进而加大了回收利用的难度。因此机械设计的材料选择过程中,可以选择一些单一的合金系制作零部件,以有效提高对合金的回收和循环利用效率。 2材料的运用 2.1使经济性与实用性相结合 材料运用的经济性与实用性统一是机械设计中必须首先要考虑的问题。在材料运用的过程中应当注意两个方面的内容:一是在机械设计中材料的运用应以零部件的加工工艺为标准。机械加工中不同的加工技术,如切削工艺、铸造工艺、焊机工艺以及热处理工艺等技术对于材料的运用要求是不同的。切削工艺要求材料的应用应当符合切削作业的可操作性特征;铸造工艺要求材料的应用应当向高吸气、高收缩、高流动方向转变;焊接工艺要求材料的应用必须要体现出冷墩性和冲压性的特点;而热处理工艺则要求材料的应用应当符合氧化脱碳性、敏感性、淬透性等特征。二是强调材料应用中的经济性。机械设计过程中,在保障各零部件材料都能够符合各种加工工艺要求的前提下,应当合理地对机械材料的加工成本进行控制,然而为了实现材料应用的经济性,可以根据机械设计企业的自身发展水平,最大限度地对加工工艺和零部件的生产方式进行合理的控制。 2.2参照零件的制作工艺 在进行机械生产或是加工生产的时候,许多的加工技术对于材料的要求是不一样的。就比如说铸造工业就要求机械设计的材料要具备高流动、高收缩、高吸气的特点;焊接工艺却是需要考虑冲压和冷镦的特性是否良好;热处理工艺要在温度过高的时候,材料具备敏感性,在进行氧化的时候会脱碳;切削工艺又需要材料能够便于切削。在机械设计中,运用材料要参考机械材料零件的制作工艺。零件是组成机械最基本的载体,在进行零件选择的时候,一定要保障其在工作的环境下也能正常保持工作能力,也要考虑到零件的成本不能过高。工作能力是说零件要保持其持久的工作效力,也被称之为承受能力。零件不管在什么条件之下,一旦失去了工作能力就是失效。零件在进行设计的时候不仅要考虑到零件要具备足够的工作能力,还要在选择材料的时候尽量降低成本。零件也要保障制作工艺,尽量减少经济支出,零件的类型尽量能通俗化、标准化,将设计程序尽量简单化来降低生产成本。 2.3做好防腐保护 在防腐的时候,首先要从工艺上进行一些有助于防腐的设计。有时候机械设备的形状非常复杂,这就会导致一些如积尘一般明显的缺陷。平时看不出来,但很快这些地方就会被优先腐蚀。因此,为了避免这种现象,在进行化工设备的组合设计的时候,就要考虑到以下几个问题:(1)设备的结构尽量简单化。一切零件都尽量运用一种材质的金属,零件组合的时候也尽量不要留下缝隙;(2)涂抹防锈漆。设备的表面要涂抹质量较好的防锈漆,这也是比较关键的一环,好的防锈漆可以起到隔离空气和水汽的效果。在这里,还要注意设备的结构有时也会对防锈漆的涂抹产生一定的影响。也就是说,设备组合复杂的情况下,防锈漆的涂抹也会出现困难;(3)确保不存在水汽淤积现象。在进行设备设计的时候,尽量不要给水汽留下任何淤积的可能。也就是说,设计过程中,不要出现凹孔。有的设备必须出现,则应该设置一个排水系统;(4)保证工作的连贯性。化工设备在进行焊接的时候,一定哟尽量连续不中断,在连接的过程中也要避免各种质量上的缺陷。如果发生了缺陷,很有可能就从缺陷点这儿产生新的腐蚀现象;(5)合理化的防腐处理。因为设备的缝隙处是最容易被腐蚀的,因此对设备各个零件结合的地方要进行一些合理化的防腐处理。可以采取双面连续对接焊的方式让焊接的质量更高,这样也可以有效地避免缝隙处发生腐蚀。腐蚀在化工设备中并不罕见,化工设备在日常的工作中,经常与空气和水汽接触,发生化学反应后就会呈现出腐蚀的现象,而后就会对化工设备产生很大的危害。如果化工设备受到了腐蚀,其外表的色泽就会发生改变,内部性能也会受到一定的影响,而后设备的使用寿命缩短,工作效率下降,就会影响到整个化工工程的进度,影响化工企业的收益。因此,对化工设备腐蚀的研究是非常有必要的。在进行化工设备的结构设计的时候,要根据设备工作时候运行的效果以及应该具备的特点做到以下几点:第一,产品的结构应该具备耐腐蚀的特点,因为这是化工产品的生产要求;第二,化工设备工作的时候要尽量保证稳定流畅,不能因为部分零件被腐蚀导致整个的工作效率下降,不要让腐蚀大量积累,否则只会越积越多;第三,设备运行也要关注外力的保护作用,防止产生新一轮的腐蚀。 2.4强调节能性和环保性 近些年来,我国的经济正在腾飞,快速增长的经济也带动了资源的大量消耗。而用于机械方面的材料很多都被开采殆尽,有些资源已经是极其稀少。这时候,我们在进行机械设备的材料选择时,要更多地考虑到对环境的保护,也要考虑到成本的输出。在进行机械设备设计的时候,注意环保和节能也是为了实现可持续发展。如果一味地追求经济的快速发展,对那些不可再生资源大力地开采利用只会给未来的化工生产埋下更多的祸根,所以说,化工设备所选用的材料是否可以达到环保和节能的效果也是我们下一步研究的热点问题。就比如说机械设计铸件的环节,刚开始设计的5%的资金投入将决定以后生产中80%的资金投入。所以,在进行化工设备设计选择材料的时候,要考虑现阶段的节能与环保问题,有效地节约不可再生资源,节约成本,千万不要产生无效的浪费。 3结语 工业发展离不开化工机械设备,保证其正常运行是工程项目的正常生产和运作的前提与关键。而化工机械设备又离不开化工机械的设计,作为机械设计最关键的内容之一,材料选择的质量的好坏将直接关系到整个机械设计工作质量的好坏,因此要倍加注意,以保证机械设备的正常运行。 作者:时培玉 单位:黑龙江省龙凤区大庆石化公司化工二厂
土木工程建筑论文:土木工程建筑结构设计中的问题探析 一、地基承载力深度修正的问题 (1)当高层主楼采用筏板或箱型基础时,在主楼纵、横两个方向上,若B1、B2均大于2B0,才能考虑裙楼荷载对地基土产生的超载作用,将超载折算成土体厚度d2,(两侧超载不同时,取小值),此时d=d0+d2,若b1、b2中有一值大于2B0,而另一值小于2B0时,或均小于2B0时,裙楼荷载作为超载折算为土体厚度d2,当d=d0+d2≥d1时,取d=d1,当d=d0+d2<d1时,取d=d0+d2。 (2)当主楼采用柱下独立基础加防水板的形式时,则靠近地下室一侧的基础可考虑土的超载作用,d的取值同1,但主楼内的其他基础的埋深d=d0。合理确定用于深度修正的基础埋深值d,从而确定主体结构的地基承载力值fa,这样才能使结构的基础设计达到合理、经济,最优化。二、主次梁节点设计问题我们在工程设计的计算过程中不可避免地会出现主次梁相交的情况,时常会发现框架主梁扭矩很大,抗扭承载力不足,有些处理办法就是将次梁与主梁相交处设为铰接,释放扭矩,但这样处理是否合理,与实际的受力情况是否一致呢?个人以为:作为梁端铰接,就是要保证梁端有一定的转动能力;固接,就是要限制梁端的转动能力;而实际上没有完全的铰接也没有完全的固接,梁端铰接不能随意地人为设置。设置铰接梁,是允许此梁在两端形成朔性铰而产生裂缝,但是不会破坏,就是说形成朔性铰之后,此梁由超静定变成静定结构,结构设计一般都是超静定结构。这样一个破坏不会对整个结构体系影响很大,才能满足结构安全的冗余。如果主次梁截面相差较大,支座主梁对次梁约束不大的情况下可以设定为铰接,即使为铰接,《混凝土结构设计规范》10.2.6条对此做出了规定,要求上部配置构造钢筋,且构造钢筋截面面积不得小于下部钢筋的1/4,;如果主次梁截面相差不大,次梁高度只比主梁少50mm,这时候就不能完全忽略主梁对次梁的约束了,这种情况是最容易出现框架主梁配筋超筋、抗扭承载力不足。如何处理,首先我们应该考虑加高框架梁解决配筋超筋,加宽框架梁解决受扭不满足,如果条件所限不能加宽,那才可以看能不能铰接次梁了,但这里的铰是指的假想铰,而是要保证支座负筋首先屈服,造成内力的卸载和重分布,分布后达到和铰接类似的受力情况,此时的铰接就得要从构造措施上进行保证,现行国家标准图集《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(11G101-1)第86页针对非框架梁(即次梁)的配筋构造做出了明确的示意。结构设计最重要的原则是:结构设计建模要立足于结构自身,主要力学模型要与实际构件接近,以保证计算结果能够真实反映结构状况,这样才能保证结构的安全。 二、地下室嵌固端的选择问题 在有地下室的结构设计时,地下室的顶板是否作为上部结构的嵌固是很重要的。这不仅仅是关系到计算结构的内力的大小,而且在某些工程中会整体结构成为一个超限建筑,对结构设计造成难点。嵌固的概念,这里所说的嵌固应该是强度嵌固而非力学嵌固;力学嵌固——完全刚性的固定,嵌固点以下刚度无穷大,嵌固点无平动、转动,实现了完全的约束。而强度嵌固——柱的塑性铰出现在地上一层的下端,而不是出现在梁柱节点两侧的梁上,即强梁弱柱.实现的方法: (1)增大梁的抗弯能力; (2)增大地下室柱顶的抗弯能力; (3)满足规范的各项要求。嵌固端所在层楼板要求连续,这样才能保证水平地震力的传递。实际工程中常遇到地下室顶板开洞,甚至是大面积的开洞,此时必须要与建筑专业配合,避免将洞口设在主楼周边,开洞面积不宜大于嵌固端层楼板面积的30%,同时将洞口周边楼板加厚,以满足刚性楼板的要求。工程中还会碰到当地下室顶板的标高不一致的情况,以下沉式广场为代表,如果地下室顶板与地上一层高差小于层高的1/3,则只要地上一层的侧向刚度能满足规范要求,则地下室顶板可作为嵌固端,即使高差稍稍超过1/3层高,也可将主楼周边一跨的楼板适当抬高以满足高差,不过需进行加强处理:有错层部位加大梁的刚度,在错层处楼板加腋,以保证水平剪力的传递路径。 三、结语 建筑结构设计是建筑工程的开端,其需要设计师具有扎实理论功底和创新思维,以及严谨的设计工作态度。对于结构设计中出现的问题,设计师要积极采取相应的措施进行解决,保证建筑结构设计的合理性和科学性,以此来保证建筑结构的稳定性和建筑工程质量,推动建筑行业的不断向前发展。 作者:雍强 单位:煤炭科工集团杭州中宇建筑设计有限公司南京分公司 土木工程建筑论文:土木工程研究对建筑施工的影响 一、土木工程建筑施工管理重要性 当代中国建筑施工市场竞争激烈,为了能够在激烈的竞争中获得优势,企业必须针对建筑施工的特点,加大土木工程研究力度,提高建筑施工管理的质量,消除管理和质量的问题,降低建筑施工的风险。但是,目前我国建筑施工管理水平不高,直接影响到建筑施工的质量。同时,建筑施工市场的利润空间很大,有些企业为了获得更大的利润,在建筑市场会出现不正当竞争现象,严重扰乱了建筑市场。1.土木工程建筑施工进度管理在我国,建筑施工进度是有时间规定的,工程必须保质保量在规定时间内完工,否则,会按照相应的程序对工程资金进行调整。进度管理,如果能够按照合同规定,按时完成工程任务,需要对施工过程进行合理的管理和控制。管理人员需要定制科学完善的进度计划,计划不仅仅规定了建筑施工的时间,更是施工过程中每一项任务实施的标准。建筑施工计划需要对资源进行优化配置,对人员进行合理分配,科学控制施工进度和施工成本,对建筑施工的安全管理、组织协调进行研究。2.土木工程建筑施工质量管理近几年,我国建筑施工工程管理质量不断提高,施工企业逐渐意识到施工质量对于整个工程的重要性。土木工程研究发展直接关系到建筑施工工程质量,加深对土木工程的研究,对建筑施工的技术水平,质量提高都有一定的好处。企业需要对土木工程加大研究力度,全面提高建筑施工的整体质量和水平。其中,建筑施工的管理人员在建筑施工方面起到了更大的作用。施工管理人员对各项施工的具体人员加强管理,对施工过程的每一个细节都加强管理,仔细检查,一旦发现问题,及时认真指出问题结症所在,找到问题的原因,预防施工过程中出现的质量问题,为施工员工找到解决问题的具体方案。3.责任制研究土木工程中的责任研究,是指在建筑项目工程中,对每个项目工程进行统一细致的管理分配,将施工过程中的责任落实到具体工作人员的身上。这需要在施工过程中进一步减少生产关系,设立管理层,但是不能过于复杂,应尽量减少管理层,这样可以帮助施工责任更好的实施。建筑工程管理的重心就是工程责任的落实,这直接决定了工程的质量。如果在建筑工程中,每项工作的具体人员对自己的工作不能尽职尽责,粗心大意,不能控制施工风险,对施工单位和施工项目都是极大的危害,最重要的是危及到人们的生命财产安全。 二、土木工程建筑节能措施的研究 科学技术在进步,社会市场经济在发展。各个行业的能源消耗是巨大的,目前能源的消耗过快的同时,还存在着能量浪费的现象,浪费能源直接影响着市场经济的可持续发展。能源的可再生、可利用和能源的消耗已经是现在生存和发展的巨大问题。市场经济加速发展的同时,需要对我们的生活环境的保护加以重视。土木工程节能措施的研究是建筑施工发展的一个重要环节,节能已经成为改善环境的重要组成部分。近年来我国已经对建筑施工方面的节能措施进行了不断的研究,但是节能实施方案的落实还存在着一定的问题。主要有企业对建筑节能的认知度不够。在推行节能施工方面,企业是对节能型建筑还存在着一定问题。企业认为节能施工就会加大对施工的投资成本,但是减排不是为了降低企业的经济效益,而是为了建筑施工的可持续发展,让企业对建筑施工节能减排得到重要的认知也是我们研究的内容。 三、针对土木工程的研究,提高建筑工程的实施 不断的提高土木工程技术,将土木工程的研究成果在现实的应用中得到推广。搜集国内外已经具备的研究成果,对这些现有的研究成果进行推广。在土木工程技术在建筑工程的具体实施当中,要对土木工程在实践中的应用进行总结,不断的完善土木工程相应的技术,提高土木工程的实际应用的价值。土木工程技术还是要走创新路线,以创新科技为主导。建筑行业是历史悠久的行业,长期的建筑工程实施工作中表明,建筑行业的高薪技术一直处于缺乏的状态。但是现在的科学技术正在快速的发展,新型的科技不断的被推向经济市场。建筑企业应该在土木工程科学技术的提高上下功夫,敢于尝试新技术,才能更好的提高建筑工程的实施。 四、加强土木工程的研究,实际应用于建筑工程 在建筑工程的实施过程当中,施工人员是一个重要的实施环节。每个岗位的每位员工都肩负着重大的责任,虽然都是比较细微的工作,但是,这关系到整个工程的质量和人们的生命财产安全。各个岗位的工作人员不仅需要对自己的工作认真细心,同时,要对施工材料进行检验,排除劣质材料的使用,保证施工质量。工程管理不仅仅是对工程人员的管理和对工作的安排,更是对工程质量的验收,保证质量安全。施工人员需要不断给自己充电,加强岗位知识,不断学习,提高自身素质,了解最新的土木工程研究结果,并直接应用到建筑施工的过程中。 五、结语 时代在不断发展变化,建筑施工同样需要进行改革创新,不断加强土木工程的研究,完善建筑施工的管理,提高工程质量。建筑工程的发展直接推动着中国经济的发展,受到社会和媒体的关注。建筑工程是关系到人们生活的重大问题,关系到城市规划,关系到人民居住生活,所以,建筑工程的质量好坏关系到社会安定和谐。科技不断发展,要提高建筑施工的总体水平,营造良好的市场环境,需要不断对土木工程进行研究,将土木工程研究出的高新技术运用到实际的建筑工程当中。这是土木工程研究人员和企业施工人员共同努力的目标。 作者:王心陶 单位:成都西华大学 土木工程建筑论文:土木工程建筑中混凝土结构的技术分析 摘要:土木工程是对建筑工程、桥梁工程、水利工程、铁路工程、道路工程等各种工程的统称,混凝土结构是以混凝土为主、混合其它相关材料所形成的一种新型结构,是当前土木工程建筑中应用最为广泛的一种施工材料。本文对混凝土结构进行了简单介绍,分析了土木工程混凝土结构常见的问题和影响土木工程混凝土结构的因素,并就“土木工程建筑中混凝土结构的施工技术”这一内容进行了探讨和分析。 关键词:土木工程;混凝土;结构;施工技术 1混凝土结构及土木工程混凝土结构常见问题 1.1混凝土结构 混凝土结构主要指将水泥、水、砂、化学外加剂、石以及矿物质混合材料等按照一定的比例混合搅拌再进行相应的硬化处理而形成的人工材料,可以分为混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢管混凝土结构以及预应力混凝土结构等。混凝土结构具有以下特点:第一,与砖瓦结构等其它结构相比,混凝土结构的生产制作较为简单,对技术的要求不是很高,所需要的构成材料多为水泥、砂、石等基础性材料具有简单易找、价格低廉的优点,且混凝土结构具有良好的抗震能力以及适应自然灾害的能力,被广泛应用于我国当前的建筑行业。第二,混凝土是热的不良导体,混凝土结构的性价比较高,不仅具有良好的耐火性与耐久性,在一般环境下不会出现腐蚀现象,而且整体性较好,可塑性较高,尚未凝结的混凝土能够依据结构的不同而做成不同的形状,可以满足不同工程施工的要求。 1.2土木工程混凝土结构常见问题 当前土木工程混凝土结构中最为常见的问题主要是混凝土结构裂缝问题,这一现象产生的原因主要来源于以下几个方面:水泥水热化、水泥中的硅酸盐等掺合料、混凝土中的减水剂与膨胀剂等外加剂以及外界温度的变化等都会导致混凝土结构裂缝的产生。水泥在硬化过程中会消耗混凝土中的水分导致混凝土自缩,外界温差过大时会形成温度应力导致混凝土产生裂缝,干缩减水剂和膨胀剂的使用会增加混凝土的自缩值,这些原因都加剧了混凝土结构裂缝的产生。 2影响土木工程混凝土结构的因素分析 2.1水泥种类对混凝土结构的影响 水泥是土木工程混凝土结构的重要组成部分,水泥的种类会对混凝土的强度产生严重的影响,导致混凝土裂缝的出现。当前土木工程中较为常用的水泥主要为早强水泥和铝酸盐水泥,与其它水泥相比,这两种水泥的收缩相对较大,中热水泥的收缩则相对较小。此外,部分土木工程施工企业受经济利益驱使,过分重视经济利益,为了节约施工成本而选择存放时间过长的水泥或质量较差的水泥,或检测工作不合格,检测方法与检测技术较为落后,严重影响了混凝土结构的质量。 2.2施工技术对混凝土结构的影响 施工技术是影响土木工程建筑中混凝土结构质量的重要因素。在混凝土搅拌技术方面,在混凝土搅拌过程中,投料时间、投料量以及投料的顺序都会对混凝土结构的质量产生影响,且实际搅拌过程中存在不按照相关标准来进行,重复核算等问题,导致混凝土结构质量较差;在混凝土浇筑技术方面,当前施工单位在混凝土浇筑的过程中缺乏科学的指导,浇筑温度与面积过大,容易产生温度应力;在混凝土养护技术方面,当前许多土木工程施工单位与施工人员不重视养护工作,为了进一步加快施工进度而忽视了混凝土的养护工作,不能够依据养护标准与要求开展养护工作,严重影响了混凝土结构的质量。 2.3混凝土质量对混凝土结构的影响 混凝土质量也是影响土木工程建筑中混凝土结构的重要因素,而影响混凝土质量的原因则主要来自于以下几个方面:混凝土在运输过程中产生离析现象而导致混凝土不均匀,在荷载以及温度应力的作用下容易出现问题;混凝土搅拌过程中部分材料由于储藏时间过长或储藏条件较差,导致水泥等材料中的有效成分减少,混凝土的强度减弱,在施工时容易出现各种问题;混凝土配合比不合理,各种原材料所占比例不科学,影响了混凝土的质量。 3土木工程建筑中混凝土结构的施工技术 3.1加强施工设计与管理,提高混凝土结构质量 首先,建筑施工企业应当注意优化土木工程建筑混凝土施工设计方案,充分了解影响建筑中混凝土结构的因素,明确温度、搅拌工艺、水泥种类以及混凝土质量对混凝土结构质量的影响,在混凝土施工设计中密切注意混凝土的温度应力,严格控制水泥含量,尽量避开高温环境。此外,施工单位与施工人员应以施工图纸为依据,对钢筋的规格与型号进行检测,做好钢筋的养护和防锈工作,提高钢筋的质量。其次,施工过程中应当注意提高质量意识,选用质量较好的原材料,对水泥等易受环境影响的原材料应当注意加强保护,避免水泥过期、水泥受潮等现象的产生,杜绝为节约成本而使用劣质原材料的情况出现,通过严格计算和做混凝土强度试验来保证混凝土配合比的科学合理。此外,施工企业应当注意加强监督与管理工作,对混凝土结构原材料进行专业检测,严格控制质量,确保原材料质量能够满足工程的需要。最后,混凝土裂缝的产生是当前土木工程混凝土结构中较为常见的问题。为了有效避免这一问题,施工人员应当注意采取相应的措施提高混凝土结构的抗裂性。如,施工单位可以在混凝土结构原材料的基础上增加金属材料、有机材料等新材料,选用高性能混凝土、低强混凝土、轻质混凝土以及自密实混凝土,也可以通过掺加可以降低混凝土收缩程度的添加剂以及科学配制混凝土的比例等方法来提高混凝土结构的抗裂性。 3.2优化施工技术,提高土木工程施工质量 首先,建筑施工企业提高混凝土搅拌技术。建筑施工企业应当注意确立科学的搅拌制度,以适量高效为原则,对搅拌时间、原材料的投放量以及投放顺序进行明确规定,尽可能使搅拌时间最短。此外,在搅拌过程中应当注意保持混凝土的清洁,及时将搅拌好的混凝土卸载干净,尽可能地避免砂浆的流失,提高混凝土结构的质量。其次,建筑施工企业提高混凝土浇筑技术。混凝土浇筑技术是影响混凝土结构质量的重要因素,施工单位应当注意加强对混凝土浇筑工程的控制,在进行浇筑前,应先对预制好的混凝土试件进行监测,了解混凝土结构的质量,使用振捣器进行充分振捣,浇筑时应尽量避开高温浇筑,浇筑工程不应存在间歇,或在下层混凝土完成初凝之前完成浇筑进行适当间歇。在浇筑结束后,施工人员应对混凝土表面进行抹压。最后,建筑施工企业提高混凝土养护技术。当前土木工程建筑中较为常用的混凝土养护技术主要包括围水养护、浸水养护以及覆盖养护等。在实行混凝土养护时,施工单位与施工人员应当注意重视混凝土养护工作,严格依照养护标准与养护要求开展混凝土养护工作,依据混凝土的实际湿润情况确定科学合理的喷水养护频率,养护时间不少于14天,若冬天气温较低,建筑施工单位应适当调整养护方法,有效防止混凝土因受冻而导致混凝土结构的强度降低。 4结语 随着社会经济的不断发展与人民生活水平的不断提高,我国建筑业得到了很大的发展。混凝土作为土木工程建筑的重要材料,其施工技术可以有效提升土木工程建筑质量。水泥种类、混凝土搅拌技术、混凝土浇筑技术以及混凝土质量等因素都会影响混凝土结构的质量。因此,土木工程建筑施工单位与施工人员应当加强施工设计与管理,提高质量意识,优化混凝土搅拌技术、混凝土浇筑技术以及混凝土养护技术,提高混凝土结构的质量,提高土木工程建筑施工质量. 作者:王智锋 单位:紫金矿业集团股份有限公司 土木工程建筑论文:土木工程的结构与建筑节能技术研究 摘要:建筑结构影响建筑质量和使用者使用安全性,建筑节能技术能提高企业经济效益,因此探讨土木工程的结构与建筑节能技术应用具有重要作用。本文主要探讨了三点,介绍土木工程的结构设计的注意点、阐述建筑节能技术应用的重要意义、从施工过程、建筑本身、监督几个方面探讨建筑节能技术应用。 关键词:土木工程;建筑节能;结构 建筑结构不仅仅影响建筑的质量,还影响建筑使用者使用舒适度和安全性,当前建筑企业需要追求工程质量和社会信誉两个方面,因此企业需要高度重视土木工程结构设计相关工作。良好的建筑结构可以帮助企业赢得良好的形象和信誉。而建筑节能技术更是建筑行业的趋势,建筑节能技术不仅体现在建筑过程降低耗能,还体现在建筑施工过程能源消耗降低,因此对企业和消费者活动经济效益都有帮助,因此探讨建筑节能技术的应用更具有现实意义。 一、土木工程结构设计的注意点 1、选择合适的设计预案 设计预案是设计的基础,主要工作是选择基础结构和框架。在基础结构选择中,需要根据建筑抗震要求测定地震作用力,而后根据测定结果选择埋设或浇筑工艺,之后选择配筋构件。土木工程框架结构就由基础构件之间连接起来,这里主要考虑各个方向的压力和拉力,当前,框架结构以混凝土土刚性系统为首选。 2、注意配筋和板的设计 配筋和板之间结构设计需要根据不同长宽差距选择不同的设计计算方式,选择单向板实施设计计算(相差2-3cm),选择双向板计算(小于2cm)。板距计算是设计的另外一个重点,必须确保板距能承载相应的强度。 二、建筑节能技术应用的意义 建筑节能技术主要体现两个方面:建筑过程中的节能和建筑自身的节能。下面从两个方面阐述建筑节能技术的重要意义。 1、建筑施工过程中的节能 经济发展和城市化程度加深促进了我国建筑行业快速发展,建筑行业成为我国经济中最重要组成部分之一。与之同时,我国建筑量不断增加,而且增长速度极高,建筑工程数量的增加必然导致建筑能耗量不断攀升,根据不完全统计,从2013年起,我国建筑能耗量已经占据全球建筑能耗量的一半以上。这样情况不仅需要消耗大量能力,还可能污染我国居住环境。在建筑施工中实施各种建筑节能技术能有效降低能量消耗,对节能减排有重要意义。 2、建筑本身的节能技术的意义 建筑本身节能是指在建筑使用过程中可以有效降低能量消耗,例如,在我国北方,给建筑覆盖保温层,就可以在冬天取暖过程中,减少热量的需要。建筑保温对于建筑使用过程中功能的实现意义重大,可是就目前墙体保温技术来看,经过这么多年发展,有一定成果,可依然不能满足要求,而且技术进展有限。如果,新的建筑节能技术得以应用,而不再仅靠一种技术来实现建筑保温必然能更加有效降低能源消耗。 三、建筑节能技术应用的探讨 1、建筑施工过程中节能技术的探讨 1)改变错误的观念原来对建筑施工过程中节能技术认识有一定偏差,节能技术绝对不是降低建筑质量,偷工减料,而是合理安排施工进展、提高管理水平,使用高新节能技术,不仅不降低建筑质量,相反确实在新技术要求下进一步提高建筑质量。 2)采用新设备材料,提高设备使用效率在建筑施工过程中,积极使用新设备和新材料,利用现代技术来实现节能,例如,采用节水节能设备以便降低水源和电能的使用,并及时淘汰已经耗能较高的设备。尽量选取一些能耗较少的新材料,降低整个建筑的能力消耗,例如,在选用建筑材料中,进行选择自然加工量比较小的材料。建筑施工设备由专人负责管理,做到操作和保养相结合,做好日常维护工作,提高设备的完好率;对建筑施工设备实施分类管理,制定详细的设备操作流程,并培训操作人员,严格按照相关制度操作,有效提高建筑设备的使用率。 3)做好管理工作建设的管理是土木工程建设过程中比较重要的一个部分,做好管理工作也能有效降低能力消耗。具体做法如下:土木工程建设的施工单位必须对已经建造完成的节能建筑的节能结构及设施加以保护;应当严格的检查进入施工场地的门窗、保温材料、墙体材料以及照明设备等;严格根据规范要求来开展土木工程的建设施工,以确保土木工程能够达到节能减排的效果。 2、建筑自身节能节能的应用 除去保温层的使用,建筑自身节能应用还表现在门窗新技术的使用,当前门窗材料也在改进,应该采用较为保温的门窗建筑材料;门窗结构技术也得到改进,例如,三层窗户的构造有效降低热量散失。当前,大型建筑使用玻璃外墙也是节能新趋势,利用反光效果较高的玻璃作为外墙,冬天可以保证阳光直射,提高室内温度,而必要的遮阳材料可以减少阳光进入,在夏天可以实现隔热的效果。 3、节能技术使用的监督 目前我国建筑节能监管体制非常不完善,主要体现在如下一些方面:激励节能技术创新以及扶持节能技术的有关政策比较欠缺,有关部门的执法力度与立法力度严重不足,另外,建筑资源节约项目也没有全部得到落实。国家应该完善对建筑节能监督管理体制加,强力推进建筑节能工作的进展,相关部门则应当加大执法力度,将国家颁布的各项建筑节能法律法规严格落实好,并对相关的法律体制加以健全,进而建立一个具备较强约束力的监督管理体制。企业也应当对与建筑节能有关的控制管理体制加以完善,以推动建筑企业节能工作的顺利进行;此外,政府还应当适当地提供一些建筑节能技术方面的技术服务及政策支持,通过奖惩制度来对节能工作显著的企业进行表扬与奖励,同时,还应当对节能工作滞后的企业进行处罚。总之,企业需要关注影响建筑质量和使用效果结构设计中注意点,必须将这些注意点做好,以便提高建筑的安全性和稳定性。节能技术应用可以降低能耗,而节能技术应用还需要值得进一步探讨. 作者:岳洋 袁卉 单位:上海建工五建集团有限公司沈阳分公司 土木工程建筑论文:土木工程建筑混凝土结构施工技术研究 摘要:随着我国社会经济的发展,城市化进程不断加快,土木工程建筑行业随着社会发展项目也在不断增多。我国社会对土木工程的建筑品质要求格外严格。然而在土木工程的整个建筑行业中混凝土材料被广泛的应用,混凝土材料质量的高低直接影响土木工程的整体水平。本文深入的分析了土木工程当中混凝土开裂的主要原因,并从混凝土结构施工的角度实施了土木工程的施工技术设计,对提升土木工程的建设质量十分重要。 关键词:土木工程混凝土结构施工技术 1混凝土产生裂缝的原因 1.1水泥问题产生混凝土自我收缩 水泥物质是组成混凝土的主要物质,而在混凝土的具体应用过程中,水泥的硬化技术是保证混凝土质量的关键。在水泥硬化程序开始之后,水泥的硬化过程中容易造成的大量的水资源的消耗。因此,在进行水分控制的过程中,水分的蒸发度很有可能突破整体含量的五分之一,这就使得混凝土内部当中容易产生较多的物质能源消耗,并且不利于混凝土后续蒸发程序的实施。在水分蒸发工作开始的情况下,全部的水分蒸发活动都有可能在自缩值的影响之下发生变化,这就导致很多的混凝土在不受外部理想影响的情况下产生收缩,并最终减少整体质量。 1.2混凝土外加剂造成混凝土自缩 施工工艺在实施的过程中,必须保证全部的技术性因素可以在混凝土的处置过程中进行体积和质量的保护,这就需要很多的混凝土物质在受到外来物质影响的过程中比较容易产生混凝土流动速度的变化。除此之外,在进行水泥自缩值研究的过程中,必须充分保证全部的减水工艺可以在混凝土的处理过程中进行自缩值的控制。因此,在混凝土的水分变化足够均衡的情况下,很多自缩值的变化过程都有可能在原材料的影响之下产生影响性特点的变化,最终导致很多的混凝土资源难以在水资源减少的过程中形成自缩技术处理效能的下降。在自缩程序运行的过程中,需要根据后续的自缩值变化特点,对全部的影响性因素加以研究,切实保证全部的膨胀剂物质可以在混凝土资源变化过程中产生处理水平下降,最终导致混凝土发生自缩问题。 2土木工程中混凝土结构的处理技术设计 2.1根据固定原理实施混凝土施工方案控制 首先,必须对全部的混凝土结构变化原因进行分析,并以此为基础进行裂缝问题的控制,使全部的技术性因素能够在混凝土的裂缝产生的情况下形成有效的处理机制,充分保证全部的混凝土施工方案可以在固定的原理基础上加以实施。除此之外,必须根据全部的混凝土温度性能控制要求,对后续的混凝土裂缝产生因素加以设计,确保其能够充分适应混凝土自缩过程中的水泥处理要求,并保证全部的混凝土处理技术可以在施工设计方案的完善过程中得到更加有效的处理。在对后续的施工组织进行处理的过程中,必须充分结合后续施工组织的特点,对全部的技术性要求加以控制,使所有的混凝土施工活动可以在混凝土的温度调节过程中进行设计方案的优化,使全部的混凝土裂缝处理工作可以实现概率因素的有效控制。在进行混凝土施工结构控制的过程中,必须从自缩性因素的分析入手对全部的混凝土裂缝问题处理因素加以分析,切实保证全部的混凝土材质可以在基础性材料的选择方面进行收缩性因素的控制,并以此作为全部膨胀剂物质的制备基础,使混凝土资源的处置可以在浇筑技术的实施过程中进行结构处理连续性的增强。 2.2合理控制水泥资源的使用量 首先,要对混凝土结构控制过程中的水泥资源变化情况加以分析,使全部的水泥资源技术处理环节能够适应热量的释放需要。要保证热量因素在后续的释放过程中能够实现混凝土技术性参数的变化,使全部的混凝土表面施工技术可以在参数因素的影响之下产生影响性因素的浮动,并最终造成全部的热量性因素无法在水泥的热量发生变化的情况下受到温度应力的影响。务必保证水泥资源控制过程中的全部热量因素可以实现完整的释放性处理,并使后续的热量能够在混凝土资源的处理过程中实现有效的凝聚,以便全部的水泥资源使用工作额可以在数量和热量的共同调节之下进行辅助性物资的应用,使后续的生产活动能够在材料的合理支持下实现内部热量的有效控制,增强热量释放效率。在对减水剂等物质进行技术处理的过程中,要根据混凝土后续搅拌过程中的温度变化特点,对全部的混凝土浇筑程序加以研究,使后续的浇筑工艺可以在温度因素的控制之下实现建筑质量的提高,并以此作为提升建筑物混凝土浇筑工艺质量的基础。如果混凝土浇筑技术的应用需要在外部气温较高的情况下实施,则必须按照混凝土资源的热度释放特点进行浇筑温度的控制,避免实际浇筑过程中的温度变化同方案设计阶段的温度特点存在差异,切实保证全部的温度性因素能够在结构方面实现混凝土质量的保证。 2.3降低混凝土内部的约束力 要从混凝土的结构特点分析入手,对全部的温度应力因素加以研究,切实保证全部的温度应力因素可以在混凝土使用的过程中进行约束力的提升。除此之外,要从混凝土的内部约束力分析入手,对全部的温度应力控制程序加以研究,使后续的温度应力调整工作可以在控制程序的影响之下进行蓄水法的合理利用,有效的保证全部的温度应力因素可以在温度资源较为集中的环境下实施技术性处理,使全部的应用控制工作可以在蓄水法的有效影响之下进行约束力的合理控制。在进行混凝土内部温度资源调节的过程中,必须结合现有的温度变化特点进行保护措施的制定,使全部的约束力因素能够在外部温度的合理控制之下实现保温措施的设计,切实加强全部蓄水性资源的处理要求,使后续的外部温度控制活动可以使用暖棚等方式实现水资源的合理控制,保证混凝土的结构达到预期目标。 2.4增强混凝土的抗裂质量 首先,要根据混凝土已经产生的裂缝特点,对全部的混凝土抗裂性能实施分析,使全部的抗裂性能分析工作能够结合全部技术措施的优势加以处置。此外,要结合混凝土抗裂技术应用过程中的添加剂特点,对全部的添加剂进行自缩值的控制,有效保证全部的自缩值控制工作可以在外用添加剂的保护之下实现技术标准的优化。可以结合现阶段的有机纤维特点,对无机纤维的质量进行估测,保证全部的测量工作能够适应高强度材料的处理需求。 3结论 保证混凝土的施工结构质量,是提升混凝土施工技术科学性的基础,因此,对土木工程领域的混凝土结构特点进行完整的分析,并对相关结构改良计划实施科学的制定,能够有效保证全部的土木工程施工质量得到较大水平的提高。 作者:马俊斌 土木工程建筑论文:土木工程建筑施工技术及创新 摘要:近年来,我国在社会建设方面投入了很多的努力,由此也得到了相应的社会效益、经济效益。但是,从长远的角度来分析,土木工程的建筑,必须依靠长久的技术创新,才能在将来得到较大的发展,否则无法保持恒久的稳定。当下的情况虽然在整体上比较稳定,可是很多地方应用的土木工程建筑施工技术,都表现出了传统、老旧状态,这也是为什么很多地方的土木工程建筑总是会出现安全问题的原因。文章针对土木工程建筑施工技术及创新展开讨论,并提出合理化建议。 关键词:土木工程建筑施工技术创新 与一般的技术不同,土木工程建筑施工技术不仅仅是涉及到自身的专业领域,同时还要考虑到其他工作的执行,否则很容易导致工程的不协调。在现代化的建筑工作中,土木工程隶属于一种综合性的项目,涵盖了很多行业的工作。此时,要求土木工程建筑施工技术的创新,必须走多元化的路线。一方面,技术体系要更加的完整,能够针对不同的问题,选择应用相匹配的方式来解决;另一方面,技术操作手段要更加的灵活,在不同的环境下,可以运用差异化的技术手段来完成工作任务,不耽误工期和质量。由此可见,土木工程建筑施工技术的研究、拓展空间较大,日后需深入的探究分析。 1土木工程建筑施工技术的特点与现状 随着经济的飞速发展,各个地方的土木工程都得到了高度的重视,不仅政府和企业参与其中,很多地方的土木工程建设甚至是呈现为群体的趋势,虽然预期目标较好,但并不意味着所有的土木工程,都可以在效益、价值、口碑等方面获得多赢。目前,有很多的土木工程建筑,从开工阶段,就选择了错误的技术,自身的创新程度也不够,直接导致工程在具体的施工层面上,走向了恶性循环的道路,最终的损失惨重,对国家、社会、消费者都产生了恶劣的影响。针对土木工程建筑施工技术的特点、现状进行分析,可以更好的掌握今后工作方向,减少不利影响因素。 1.1特点分析 就土木工程建筑施工技术本身而言,其拥有的特点是比较多的,且在很多方面都产生了深远的影响。我国作为一个发展中国家,需要依靠完善的土木工程建筑施工技术,建设出较多的优质工程,提高社会基础设施建设水平的同时,还要将效益巩固。结合以往的工作经验和当下的工作标准,认为土木工程建筑施工技术的特点,集中在以下几个方面:第一,该项技术在应用过程中,基本上可以根据不同的工程特点,选择应用差异化的技术手段来完成。土木工程不仅仅是划分为大中小三种规模,同时还在商业工程、工民建筑、民用工程、社会工程等方面具有较多的类别,此时想要将技术更好的发挥,就必须选择灵活的手段来完成[1]。第二,土木工程建筑施工技术在研究的过程中,具体的方向比较多样。从我国的发展历程来看,越来越关注专业化水准,任何一项工作、技术的执行,都必须保持足够的专业态度、能力、体系,否则很容易对目标产生威胁。土木工程建筑施工技术的分支比较多样,每一个施工组成部门,都具有独特的技术内涵,所以后续的研究空间是比较大的。 1.2现状分析 建筑工程作为国家的支柱性行业,在很多方面都将产生较大的影响。土木工程建筑施工技术是建筑工程的核心,倘若技术本身出现了问题,那么后续的工作将会面临更加严重的隐患。综合来看,土木工程建筑施工技术的现状,突出表现在以下几个方面:第一,大部分的土木工程,其使用的技术内涵,并没有达到先进性的特点,该现象的发生,与经济因素具有密切的关联,难以在短期内得到彻底的改善,是一项长期的工作内容。第二,土木工程建筑施工技术的体系、理念等方面,都需要得到较大的革新[2]。我国当前走的是可持续发展道路,要求全国范围的所有工作予以积极的配合,才能在日后得到理想的成绩。可从土木工程的角度来看,施工技术保留在传统层次上更多一些,还没有开展大量的创新工作,导致对国家可持续发展造成了不利的影响。 2土木工程建筑施工技术的创新 在现阶段的工作当中,土木工程建筑施工技术的创新已经到了一个非常重要的阶段,必须从多个角度出发,实施持续性的创新,由此来完成整体技术体系的优化,从而将社会价值、国家价值提升,而不是仅仅着眼于个人的利益。 2.1强调创新理念 对于土木工程建筑施工技术而言,其在创新的过程中,主观上的创新理念是核心部分,也是重要的指导部分。建议在日后的工作当中,利用系列的手段和方法,进一步的强调创新理念。首先,土木工程建筑施工技术的实施,应该保持以民为本,绝对不能对周边的人文社会、自然环境、固有建筑物等造成不利影响,从而保持和谐技术的应用,由此来得到更多的认可、支持。其次,具体的技术手段实施,应以简洁、有效为主。以往所使用的技术,不仅在内容复杂,同时对工作人员的要求较高,与国内社会需求不符,导致很多工程表面上号称高技术、高水准,实际上的质量却并未提升[3]。第三,在理念创新的过程中,一定要将可持续发展融入进去。例如,土木工程建筑施工技术的使用,应将工程的使用寿命有效增加,日后的维护工作需要更加的便捷、高效,提高工程抵抗自然灾害能力的同时,还要为使用者提供更舒适的环境以及更多的功能帮助,这样才能更好的服务于社会。 2.2完善创新机制 土木工程建筑施工技术的创新工作中,客观上的创新机制是绝对不能忽视的。我们在主观上的态度明确后,需要将客观上的工作良好执行,否则无法在多个层面上有效开展工作任务,最终的成绩也会非常表面化。建议针对当前建筑施工企业发展的现状问题,企业在实际工作中应当建立完善的土木工程建筑施工技术创新机制,创立企业自己的团队,研发具有企业发展特色的土木工程建筑施工技术,形成企业内部发展的核心技术[4]。现如今,土木工程建筑施工技术更新换代的速度非常快,而企业内部的工作人员普遍面临着素质低下,专业的技术水平并不高的局限,这就要去企业在发展中要加强对各类人才的引进,并加强对现有员工进行专业技能的培训,开展各类培训课程,聘请各个技术领域的专家学者进行讲座,提高全体员工的综合素质;并在企业内部建立相应的鼓励奖励政策,对做的好的员工进行鼓励[5]。在工程施工的全过程中,企业要加强监督,保证各项技术完整落实。 3总结 本文对土木工程建筑施工技术及创新展开讨论,从已经掌握的情况来看,很多地方在技术创新方面都投入了较多的努力,整体上取得成果显著,改善了当地的土木建筑现状,跳出了固有的困境。日后,应针对技术创新、应用开展深入的研究,推动土木工程向前发展,为国家创造出更大的价值。 作者:阮锋 单位:江西省吉安市峡江县城乡建设局建筑工程质量监督站 土木工程建筑论文:土木工程建筑结构设计问题与策略 摘要:我国在现代化建设中,建筑行业在我国现代化建设中发展最为明显。建筑行业结构链条中最为重要的内容就是土木工程建筑,土木工程建设已经直接影响到了我国社会经济结构的稳定发展。因为土木工程建筑结构设计水平将直接影响到建筑行业实际施工水平及安全性能,已经成为我国判断建筑行业施工质量的重要评价标准。对于土木工程建设结构设计中存在的问题进行探索,对于增加土木工程建设设计水灵,推动土木工程建筑发展都有着重要的关键。本文就将以土木工程建筑结构设计作为研究对象,分析土木工程建筑结构设计中存在问题的原因,并在此基础上提出笔者本人的建议,希望能够推动土木工程建筑结构设计发展。 关键词:土木工程建筑结构设计问题与解决策略 虽然我国建筑事业已经取得了不错的发展,建筑技术和设计方面水平都得到了不断提升,但建筑结构设计中还是存在一些问题需要设计师去注意并解决,只有不断纠正和解决结构设计中的问题才能保证建筑结构的稳定性,保证建筑工程质量。 1土木工程建筑结构设计原则 1.1合理性 土木工程建筑方案在设计初期,就需要对于建筑结构提出基本要求,还需要保证工程建设中的安全性能。土木工程建筑结构设计合理性将直接影响工程在实际设计中的安全性能及工程质量。土木工程建设在刚开始设计的过程中,就需要对于建筑工程结构特点全面性分析,研究工程在实际施工中的现场情况,建筑工程地质特点,进而才能够保证土木工程建筑结构设计方案的科学性,让建筑工程设计方案能够在实际施工过程中确保符合,最终建设完毕的建筑物质量满足国家建筑物质量标准。土木工程建筑设计方案设计人员在实际设计过程中,需要对于建筑物周围的地质情况全面了解,进而保证整个建筑工程设计能够在科学的情况下建设。 1.2高效性 土木工程建筑结构设计方案在设计过程中,首先就是对于建筑物设计图标进行明确,保证设计方案在实际设计中能够有详细的数据资源作为设计保障,对于土木共产建筑结构全面性了解中,对于建筑物的全部信息有效整合,在土木工程建筑结构设计中将图标的高效性重点突出。土木工程建筑结构设计人员在实际设计中需要对于建筑物施工过程中的难点系统性分析,探索难点在实际建设中可能出现的謦欬能够,进而在设计土木工程建筑结构方案,保证设计方案拥有较高的精准性,防治出现核算上的失误。 1.3完整性 土木工程价值结构设计过程中,设计人员应该对于对于这个工程进行集中性考虑,防止出现缺陷或者设计不足的情况。设计人员在土木工程建筑结构设计方案设计完毕后,需要对于设计方案进行整体性分析,对于工程建设中的薄弱环境尤为关注,严格按照国家对于土木工程建筑结构设计要求进行审核,增加土木工程建筑结构设计的安全性能,工程施工现场也能够稳定进行。 2土木工程建筑结构设计中存在的问题 2.1图纸设计 图纸是工程在实际施工过程中的唯一依据,图纸在施工现象具有重要的作用,设计人员设计图纸的质量对于工程施工及建筑物质量有着直接性影响。我国建筑行业施工人员文化水平有限,因此对于设计图纸的重要性了解不足,在实际施工中会出现敷衍设计图纸要求的情况,对于设计图纸中的内容认识也有限,造成设计图纸并没有在工程实际中发挥出应有的效果,设计图纸在工程实际施工中落实水平较低,施工人员在实际施工中也缺乏专业性引领,对于工程质量有严重的影响。 2.2建筑选址 良好的选址在土木工程建筑结构设计中具有关键性作用,也是建筑工程基础。建筑选址如果较为稳定,那么就为后期的工程建设奠定了良好的建设基础,也能够提高整个建筑物的安全系数。土木工程建设物在选址中,由于缺乏专业性的指导,对于建筑工程施工中的安全性能有着直接性影响,也为建筑物留下的安全隐患。 2.3基地建设设计 土木工程建筑结构设计方案中国对于地质稳定性要尤为关注,对于地质稳定性能要进行保证,否则会影响整个建筑物的质量。对于基地建设影响最为明显的就是地下室设计,但是土木工程建筑结构设计人员为了保证基地建设质量,对于地下室设计已经开始有优化及完善。目前,部分土木工程建筑结构设计方案在设计设计中,对于地下室设计并没有严格按照地下室设计标准执行,地下室的墙体厚度及强度系数并不高,甚至部分土木工程建筑设计存在盲目性设计情况,对于地下室设计要求了解不足。如果基地建设存在安全隐患,那么将降低整个土木工程建筑设计的质量,土木工程建筑结构设计方面在实际施工中缺乏安全性能的保证。 3土木工程建筑结构设计的解决对策 3.1完善建筑结构设计 土木工程建筑结构设计人员对于建筑设计过程中,应该将工程质量最为核心内容,对于工程建筑经济成本进行最大化控制,保证工程建设经济成本在建设方可以承受的范围内。土木工程建筑投资者应该对于经济效益及建筑质量件的关联清晰认识,明确企业回报与建筑物质量间的关系,进而土木工程建筑结构设计人员才能够对于建筑图纸不断完善,在摆保证工程建设质量的前提下,尽量控制建筑经济成本,让建筑投资方对与工土木工程建筑结构设计满意。 3.2加强建筑项目各单位之间的交流 在土木工程建设结构设计方案在设计前期,设计人员应该与工程投资企业及施工负责人对于工程建设情况进行沟通,了解在土木工程建筑结构设计方案在实际设计中应该满足的要求,对于工程施工现场的实际情况进行掌握,了解建筑物周围环境特点,增加土木工程建筑结构设计方案的高效性。 3.3明确参数含义 土木工程建筑设计在施工阶段,需要大量的专业性术语,土木工程建筑结构设计人员在实际设计中就应该对于这类术语进行明确性标准。如果设计人员对于工程施工处理没有明确性标准,就有可能出现施工情况与设计图纸不吻合的情况,进而对于工程建设治理进行影响。工程在实际施工环节拥有明确的参数含义,对于工程图纸内容将会有着更加直观性的判断,设计人员在实际设计过程中就需要明确参数含义,对于部分参数可以针对性设计,在工程实际施工中重要参数界线进行明确,保证施工现场的工作人员能够对于参数中的真正含义明确了解,建筑在实际建设中也是依据设计方案设计,保证设计方案与真实施工情况相吻合。 4结束语 综上所述,土木工程建筑结构设计需要包含多个方面的内容,实际设计环节也较为复杂,设计人员在实际设计中具有一定难度,本文仅仅对其简单性阐述,希望能够推动建筑结构设计的完善。 作者:马俊斌 土木工程建筑论文:土木工程施工中绿色建筑材料的应用 摘要:进入21世纪以来,随着材料科学技术的不断迭代创新,大力发展绿色产业成为材料研发、生产制造的主流趋势。房地产业的发展增加了绿色建筑材料的应用市场容量,绿色建筑材料需求也极大提升。消费者对于无污染、节能环保住房理念的形成,逐渐改变了传统土木工程施工建筑材料的选择与成本的控制。大量绿色建筑材料在土木工程施工中的应用推广,对于我国建设节能环保建筑奠定了材料基础。为了更好的体现绿色建筑材料的价值,本文浅析了绿色建筑材料使用的必要性,总结了材料的主要类别,针对绿色建筑材料使用中注意的问题提出了科学的使用对策,旨在抛砖引玉以求金言。 关键词:土木施工绿色发展建筑材料应用研究 传统建筑材料的资源消耗较大,而且还会不可避免的造成一些环境污染,与国家所提倡的可持续发展理论所背驰。而绿色建筑材料是结合新材料技术的开发应用、生产制造的全过程无污染、无毒害、节能环保的新型建筑材料。安全性、环保性、生态性是绿色建筑材料的显著特点,部分绿色建筑材料还可以实现无限次的循环利用,并且加工和使用环节的能耗较低。土木工程施工中使用绿色建筑材料,不仅可以让消费者身体健康,还能为国家节能环保产业的推动带来动力。 1土木工程施工中应用绿色建筑材料的必要性 随着人们对生态、绿色建筑认识的不断提高,逐渐的加大了对绿色建筑材料的研发工作,低碳、节约、环保的绿色建筑材料逐渐得到了广泛的运用。 1.1消费者对于绿色建筑需求的提升 经济的快速发展,使得以牺牲生态环境为代价的现象越来越严重。随着人们物质生活水平的不断提升,人们对于自身的健康以及配套资源的利用更加注重绿色生态和节能环保。消费者对于绿色建筑需求的提升,很大程度上影响了土木施工中绿色建筑材料的开发与使用。消费者是建筑的直接付费者,只有不断加强绿色建筑材料在土木施工中的应用,才能得到消费者的接受与认可。 1.2建筑可持续发展的重要实现方式 我国实现中华民族伟大复兴中国梦的重要理论思想就是可持续发展战略。只有实现土木施工技术的可持续发展、建筑材料的可持续发展以及施工设备制造的可持续发展,才能实现整体建筑产业的绿色可持续发展,其核心就是绿色生态可持续。绿色建筑材料在土木工程施工中的应用,可以有效减少建筑行业产生的环境污染和对自然生态的破坏程度。绿色建筑材料的使用是建筑可持续发展的重要实现方式。 1.3符合国家的经济转型的整体要求 建筑行业有效带动了国家经济的全面发展与增长。随着国家对于节能环保产业的重视与要求,对于建筑行业的土木施工提出更高的绿色发展要求。绿色建筑材料在土木工程施工的应用,可以有效减少自然资源的浪费,提升建筑材料的高效梯级利用,并且实现建筑周期性的循环利用目标。大力推广绿色建筑材料是建筑行业发展转型的关键因素,符合国家经济转型的整体要求。 2绿色建筑材料的分类 由于绿色建筑材料在土木工程施工中应用体系还不是很完善,对于绿色建筑材料的分类并没有形成统一的标准。根据绿色建筑材料的定义以及特点,可以将绿色建筑材料划分为安全型、节能型、可循环型和健康型。安全型是指绿色建筑材料在生产端和使用端可以实现安全控制,建筑材料的性质稳定。节能型是指绿色建筑材料节能环保,可以有效提升材料的使用效率或减少建筑资源的浪费。健康型主要是指绿色建筑材料无毒害、无二次污染,可以有效保障人员的身体健康。根据建筑材料的性质特点可以划分为功能型、结构性和装饰型绿色建筑材料。功能型绿色建筑材料其突出特点就是在土木工程某一施工指标优势鲜明。现在许多高分子复合建筑材料,就属于功能型绿色建筑材料。结构性材料包括轻型钢材、防水木材、环保水泥等绿色建筑材料。装饰型材料包括涂料、保温材料、纳米除臭除菌材料等。本文选取第二种分类方式展开叙述。 3绿色建筑材料使用应注意的问题 3.1选材方面 由于绿色建筑材料的种类繁多,对于不同的土木工程施工要求和目标的具体情况,在使用绿色建筑材料时,需要注意材料性质以及功能的筛选。对于结构性绿色建筑材料,传统使用木材、石材和粘土砖较多,这些在生产时会产生大量的粉尘污染,竹制结构材料在土木工程施工应用,有效解决了上述问题。但是它的获取需要占用大量田地,因此在实际的应用绿色建筑材料中,需要多方面考虑,确定选材的种类以及施工使用量的占比。 3.2施工方面 由于绿色建筑材料在土木工程施工中实现绿色健康以及节能环保是以提升施工原材料成本为基础的,对于土木工程的施工会受很大的局限性。一些土木工程建设企业会结合自身的企业规模和市场竞争力综合进行考量,导致绿色建筑施工材料在具体的施工应用过程中,很难有效贯彻落实。绿色建筑材料的使用状况直接决定建筑的节能环保性能和安全健康性能,因此对于绿色建筑材料的应用经济性需要注意。 3.3验收方面 绿色建筑材料拥有良好的性能和质量,然而在实际的土木工程施工中发现,一些施工管理人员,为了获取非法的经济利益,不惜以次充好、以假乱真,严重影响了建筑质量及土木工程的建设指标和任务要求。同时,不同型号的绿色建筑材料实际展现的性能不同,在绿色建筑材料使用过程中,必须注意土木工程施工完成后相关指标的验收工作。切实保障绿色建筑材料行业健康发展,实现建筑行业的节能环保要求。 4科学的使用对策 目前我国建材工业的发展大多是以能源、资源的过渡消耗和环境污染为代价。因此,提高资源利用率保护我国生态环境是建材工业发展的必然要求。在土木工程建设中,绿色建筑材料引入建筑施工中,建造真正的“绿色生态建筑”已经成为现代建筑工程的一大热点。 4.1加强绿色建筑材料的顶端设计 结构性绿色建筑材料对于力学性能、重量等具有很好的优势,为了进一步科学使用绿色建筑材料,保障土木工程施工应用效果的体现,可以通过加强绿色建筑材料的顶端设计来实现。一方面,在进行绿色建筑材料选材时,需要明确土木工程对于材料的指标和具体要求。针对现有的材料进行筛选,推动建筑材料的综合性能研发产业的进步与发展。另一方面,及时将绿色技术与生产应用相结合,通过技术创新实现绿色建筑材料的工艺优化和创新应用。 4.2推动绿色建筑材料的施工应用 对于绿色建筑材料在土木工程施工方面的注意问题,需要有效解决绿色建筑材料的价格问题,有效控制开发与应用成本,提升绿色建筑材料的市场竞争力。一方面,从绿色建筑材料的生产端入手,打造高效的研发团队,提升绿色建筑材料开发工艺水平,以实现价值增长。扩大生产规模,降低绿色建筑材料生产成本。另一方面,扩大绿色建筑材料的应用范围,土木施工人员要及时结合不同项目特征,合理规划绿色建筑材料的可用性和实用性。 4.3提升绿色建筑材料的监管力度 首先,建立健全配套的监管体系。通过建筑行业的约束与建筑材料的使用规范来提升绿色建筑材料的生产质量和在土木工程施工的应用效果。对于违规材料的负责人员,及时给予惩罚处理。其次,加强施工人员综合素质的提升。对于土木工程中使用的绿色建筑材料要建立验收责任制,及时奖励发现质量不合格或施工存在的其他问题。最后,借助社会力量,加强公共监督。从绿色建筑材料生产端、销售端和使用端全方位进行监管,增强监管力度。 5结束语 随着节能环保理念深入人心以及经济转型的时代机遇下,绿色建筑材料拥有广阔的发展空间和市场需求。而绿色建筑材料研究、生产水平的不断提升,发展与使用绿色建筑材料已是必然趋势。绿色建筑材料在土木工程施工中的应用需要明确对材料的要求,加强使用中注意事项的解决,充分发挥材料的优势。注重绿色建筑材料在土木工程施工中的运用,以可持续发展的角度对待绿色建筑材料的研制和应用。 作者:周丽君 单位:温州医科大学附属眼视光医院 土木工程建筑论文:土木工程建筑节能重要性分析 摘要:随着我国经济的高速发展,综合国力在不断提高的同时,建筑业也进入了发展的加速期。特别是近年来,可持续发展的理念深入到了我国社会生活的各个方面,节能低碳成为了当今社会生活的重要主题。通过不断的技术创新来实现节能环保的理念对于土木工程建设而言意义重大。笔者对土木工程建筑节能的基本概念和内容进行了介绍,并且建筑节能的重要性进行了简要的分析。 关键词:土木工程;建筑节能;重要性 目前,能源问题短缺是人类面临的严峻生存问题之一,受到了世界各国的普遍关注,而建筑能作为能源总能耗中所占比重较大的一种能源,如何正确的对土木工程的方案进行合理规划,达到建筑节能的效果已经成为节能的重点。作为我国经济建设的基本物质基础,建筑节能的枯竭是我国乃至世界面临的问题。因此,如何利用现有的建筑能源,节能减耗具有十分重要的意义。 1建筑节能的概念及意义 土木工程过程中的建筑节能即在建筑的规划设计以及施工的过程中,应用节能减耗的理念,并且在建筑施工的过程中,采用节能的施工技术。另外,在建筑工艺,材料和设备的选择方面,也要以节能作为首选条件。通过设备与技术的结合,对建筑结构进行隔合理设计,提供其保温及隔热性能,提高空调制冷和制热的效率,通过各种举措加强建筑物内部用能系统的稳定性。在设计施工过程中,坚持可持续发展的理念,在保证建筑内部基本供热的情况下,减少由于空调制冷制热,照明系统以及热水供应等方面的能源消耗。换言之,所谓的建筑节能,就是在保证建筑舒适度的前提下,通过采用保温隔热效果良好的墙体材料,以及高能效比较高的采暖供暖设备,减少能源损耗,提高能源的利用率。 2建筑节能的重要性 2.1节能理念是促进人类社会发展的需要 当今社会,各个方面都在逐渐将节能减排的可持续发展理念贯穿到社会生活的各个方面以及各个领域,特别是在能源极度稀缺的情况下,大力发展节能理念更加是重中之重。与此同时,中国作为发展中国家,多种资源的人均占有量都处于极度匮乏的状态,不管是在水资源还是耕地资源的占有率情况也不容乐观,而众所周知,土木工程建筑材料种类众多,以钢筋水泥为主,根据调查,建筑工程每年消耗的实心砖大概相当于毁掉了十多亩良田。在钢材,水泥等的使用方面,消耗量甚至超出了发达国家,特别的,我国每年的能源的消耗竟超过了生产的速度,这种供不应求的高耗能的发展方式如果继续发展下去,势必会造成国家资源的紧缺,而国家为了改善这一状况,势必要采取一定的应急措施来例如对旧房屋进行节能改造,而这也就意味着更多的人力和物力的消耗,不利于我国国民经济的可持续发展。与此同时,随着社会的发展以及人民生活水平的提高,越来越多的人更加追求舒适的,整洁的生活环境,而要达到此要求,则需要加大建筑材料的选择重视程度,用新型的环保的建筑材料代替耗能较大的材料,力求通过改变人民的生活环境来进一步提高人民的生活水平。但要注意,在应用环保节能型建筑材料的同时,要对其进行科学合理的设计和使用,通过专业的技术设计使得新型建筑能源材料的效用能发挥到最大,在最大程度上减少建筑的耗能耗时情况。对建筑环境进行合理的规划和改造,为人民的生活水平的提高做贡献在一定程度上,可以说节能理念和技术是人类社会发展的需要。 2.2建筑节能有利于建筑行业的发展进步 土木工程建设涉及的环节较多,耗能情况也较为严重,根据统计,建筑能源的消耗几乎占全国耗能的百分之三十左右,由此可见建筑耗能程度之大。特别是随着我国现代化发展脚步的逐渐加快,由土木工程建设所造成的能源损耗将会更多。与此同时,随着经济社会的迅猛发展,人类对发展的过分求速,满足于经济高速发展所带来的诸多好处的同时,却忽视了此高速发展的表象下所带来的负面效应,给我国的能源利用埋下了诸多隐患。我国建筑不但能源消耗较高,对相关能源的利用率也较低,这就是建筑节能成为全社会节能工作之首。在建筑施工的过程中利用节能减排的技术,可以对旧的,耗能较高的技术进行改良,从而提高施工效率,加快施工的进程,同时减少工作过程中的能量消耗。可以说,建筑节能技术作为土木工程建设中较为先进的一项技术,对其进行大力发展不仅是当今社会的需要,也是社会发展的必然。特别的,通过建筑节能技术的合理应用,还能在保证较低的能源消耗的同时,有效的提高工程的质量水平。这是因为在土木工程的建筑施工过程中,如果工期拖的过长,就会在一定程度上加大人力,物力自己资源的损耗。而通过节能技术的应用提高了建筑效率,有效的缩短了工期,则使得建筑能源的损耗被大大降低。因此,大力发展建筑节能技术是我国建筑业赶超发达国家的重要举措,可以促进我国建筑业的发展。 2.3节能技术是土木工程建筑施工过程中必不可少的方式 之所以说节能技术是土木工程建设中必不可少的方式,这是因为土木工程建筑的主要目的就是要对现存的建筑能源进行合理的,高效的使用,并且结合相应的科学技术,对新型的能源进行开发和利用,对新的节能技术进行开发。建筑节能可应用到各个方面,首先,在对环境平面的规划方面,包括对建筑的选址,布局,间距以及绿化的各个方面的合理设计;在外形及围护结构等的选择方面则更是要慎重,在考虑到安全性能的同时,还要注意对其节能效果的考量;此外,还包括对楼地面,屋顶以及建筑节能型玻璃的选用等等。在这里要重点提出的是对照明技术的选用。首先,当今社会照明技术在不断的顺应时代的要求发展,照明科技水平越来越高。而在我国当今的建筑节能的情况下,节约电能是其中最为重要的一项内容。照明的耗电量占据非工业建筑耗电用量的一大部分,因此,减少照明的耗电量成为了建筑节能的一项重要内容。通过选用节能照明设备,以及安设照明自动控制系统等方案,减少电力能源的损耗,还能有效的降低由于设备故障而增加的维修费用。此外,还可加大太阳能等可持续能源的使用,众所周知,太阳能是一种用之不竭的能源,在建筑施工过程中用太阳能能源例如太阳能热水器等的使用,不仅能够有效的节约能源,还能减少城市污染。总而言之,在土木工程建筑的设计施工过程中,应用节能的理念,对各种施工技艺和施工工艺进行不断的改进,有效的节约能源,不仅提高了建筑施工的技术水平,也是土木工程建筑的施工过程中必不可少的方式。 结束语 总而言之,低碳节能作为当代人生活的重要方式,使得人们在关注建筑工程质量以及舒适程度的同时,也将更多的目光放到了建筑的节能方面,对土木工程建筑节能提出了新的要求。同时,建筑节能也是解决当今我国社会资源匮乏严重问题的重要举措,在促进了建筑业发展的同时,也极大的推动了我国施工技术的发展,有利于我国社会能源的可持续发展,还能有效的促进我国国民经济水平的提高。 作者:王丽娜 单位:大庆市城市排水公司 土木工程建筑论文:土木工程建设中建筑结构基础设计探析 现阶段,我国建筑行业取得到了较快的发展,但也必不可免地出现了一些问题,基础设计方面则表现的更为突出。因此,我们有必要对结构基础设计方面存在的问题进行探讨,推动建筑市场健康蓬勃发展。 一、结构基础设计中容易忽略的问题 1、结构基础设计前期容易忽略看规划总图 结构设计人员在设计前期应养成看规划总图的良好习惯,通过规划总图可以看出新建建筑与周边既有建筑、新建建筑之间的相对位置关系,这样可以从整体上把握结构基础采用的型式、埋深以及设计过程中该重点注意的问题。新建建筑周边若存在较近既有建筑,或者是两新建建筑间距较近且基础高差较大,那么设计人员在进行结构基础设计时应尤为注意。对于这种情况,设计人员应验算新建建筑基坑开挖是否会对周边相邻既有建筑的稳定性产生不利影响、验算两相邻新建建筑基础高差是否满足放坡要求,如果验算结果不满足要求,则应采取减小相邻基础高差、施打围护桩、与规划人员协调以调整相邻建筑间距等措施以保证结构安全。这个问题在设计过程中很容易被忽略,由这所引起的后果一般都较为严重,所以结构设计人员一定要引起足够的重视。 2、基础设计中容易忽略交代相邻较近建筑的施工顺序 一个住宅小区一般都包含多栋建筑,当同时进行基坑开挖和基础施工的过程中尤其应注意施工顺序。对于两栋相邻较近且基础高差较大的建筑,若先施工基础埋深较浅的建筑,则在开挖相邻深基础基坑前就应做好基坑支护,若待深基础开挖后再做基坑支护就有可能会出现问题。举个实际工程案例,一个基础底较深的单层水泵房,一个采用桩基础的18层高层住宅,两者基础高差近3米,自然地面下10米范围均为软土。高层住宅的管桩已经施打完毕,甲方为了赶工期,让施工方直接开挖单层水泵房的基坑,最后造成管桩整体往水泵房一侧的深基坑方向倾斜。如果在开挖水泵房深基坑前做好基坑支护,就可以避免这样的问题出现。因此,对于相邻较近且基础高差较大的建筑,建议在基础设计图纸中注明相应的施工顺序及应该需要注意的问题。 二、结构基础优化设计的探讨 1、注重基础选型比较,选取最合适的方案 结构基础关系到上部建筑的安全,基础选型受场地地质条件影响又较大。因此,基础选型应结合地质勘探报告,本着安全、经济、合理的原则综合考虑。对于高层建筑,场地地质条件较差的情况下可采用桩基础或桩筏基础;场地情况较好的情况下可采用筏板基础或地基处理+筏板基础,但对于建设方对工期要求较紧的情况,则可考虑采用桩基础。总之,结构基础选型应结合各方面因素综合考虑,选取最合适的方案。 2、合理选择地下室抗浮措施 对于层高较大、埋置较深的地下室,整体抗浮验算一般都较难满足规范要求,这就需要选择合适的抗浮措施。对于验算结果相差较大情况,则可考虑采用抗拔锚杆或抗拔桩予以解决;对于验算结果相差不大情况,建议采用增加地下室顶板或基础厚度或增加配重的方法予以解决,因为采用抗拔锚杆或抗拔桩,不光增加了施工工序、延长了工期,而且也相应地增加了造价。而建设单位都是比较注重工期和造价的控制,因此我们在选择地下室抗浮措施时也要综合考虑。 3、合理布置基础的沉降缝和伸缩缝 布置地下室基础沉降缝及伸缩缝时,应尽量避开集水坑、人防门、主体结构剪力墙,如果穿了这些部位则会导致施工较为麻烦,同时也会影响到结构的工程质量。这方面也应引起设计人员的足够重视。 三、结束语 综上所述,我国正处于经济转型的关键时期,建筑行业的发展面临着更大的机遇和挑战。与此同时,建设单位对于设计人员也提出了更高的要求,要求设计人员在设计过程中考虑的更加精细、全面、经济、合理。结构基础设计只是建筑结构设的计其中一小部分,本文从基础设计中容易忽略的问题和基础设计优化两方面进行了一些探讨,其他方面还有许多值得我们进一步探讨的,希望这些探讨能够对结构设计人员及其他工程师有所帮助帮和启发,也希望有助于我们的建筑市场更加健康蓬勃地发展。 作者:徐林 单位:合肥工业大学建筑设计研究院 土木工程建筑论文:土木工程建筑结构设计优化分析 0引言 随着城市化进程的加速,高层建筑迅猛增加,建筑物的商品化形势也逐渐加剧,一些房地产的投资商更关注利润问题,例如为了实现利润的最大化,要做好结构设计和规划。在这个过程中,相关人员应比较多种方案,从而保证建筑结构形式更加安全与合理。建筑设计形式应不断进行优化,经过一定时间的改进之后,使其能够具有经济性、节能性的特点。在实际施工中,要较好地限制设计的实施情况和建筑施工情况。相关人员应合理控制施工进度,但是当前建筑结构设计的一些问题并没有得到人们的广泛关注,缺乏有效的理论分析,建筑设计没有被大部分工人掌握。有些设计人员担心这种设计降低结构的安全度;另外,目前国家规定的设计费取费标准是以造价为基准的,这也让设计人员失去结构优化的主动性。因此,为了减少工程造价的成本,相关人员在设计中,对建筑的设计方案进行详细分析,重视其实施效果,始终坚持技术与经营效益相结合的理论手段,做好合理的规划,创造出最大的社会效益。本文以某办公楼为背景,对其结构优化设计进行了分析。 1结构设计中存在的问题 1.1建筑结构设计中的整体稳定性 在现在的土木工程中,高层建筑是非常多的。但是在高层建筑的施工中抗震的实施是一项必须的工作。那么,在高层建筑的抗震设计中,对其宽度参数的研究是非常重要的,同时也是保证建筑结构设计整体稳定性的一项重要内容。在这一内容上要特别注意基础的深埋程度,在一些建筑物的主楼和裙楼之间,如果用变形缝分开就会导致主楼的基础深埋度不够高,这样在发生地震的时候,建筑物就会产生整体滑移的现象,严重时会出现整体性的倾覆。 1.2楼层平面刚度的问题 建筑结构在设计的过程中,其如果出现了缺乏结构布置必要措施和基本结构概念的情况时,就会采用楼板变形的计算程序来对楼层的平面刚度进行计算。虽然从力学模型上来讲,此程序是成立的,但是在去顶楼板变形程度时,其计算的准确性却存在着一定的问题。经过研究发现,此问题的出现和结构设计中某些部位或构建在安全储备上过大的情况有一定的关系。在对这一问题的解决上,为了使程序的计算结果和实际中的真实受力情况不会出现根本性的误差,在设计的过程中可以通过将楼层设计成刚性的露面来进行。 1.3建筑结构设计的安全问题 建筑事故的产生和建筑结构的设计是否有着直接性的联系,也是建筑设计一直在重视的问题。在建筑结构设计的实际工作中,经常会出现盲目加大构建截面、增加钢量的现象,其不仅会造成很大的浪费现象,还严重的威胁着建筑结构设计的安全性。虽然我国在建筑结构上所设定的安全贮备是比较低的,但是从部分工程的材料用料上来说,其却高于国外的同类工程。从我国土木工程的结构设计方法上来看,自上世纪的50年代开始,在建筑中所使用的混凝土强度就比较低,施工的手段也比较落后,以此就导致着建筑安全施工不断的发生。从我国以前的很多建筑物上来看,自唐山大地震到汶川地震,其都经过了相关的考验,这就说明了建筑安全事故的产生和建筑结构的安全性是没有必然的联系的。 2建筑结构设计优化案例 2.1案例概况 本工程为一幢28层(地上27层,地下1层)的高层建筑,总建筑高度82.6m,根据《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗规》)GB50011-2010中表6.1.2,抗震墙结构高度小于80m时,抗震等级为四级,大于80m时,抗震等级为三级,确定为27层的设计方案,其中地上26层,地下1层。总建筑面积达到10138.19m2,高度达79.60m。 2.2计算参数的确定及计算软件的选取 2.2.1设计基本参数 本工程的设计基准期为50年,使用年限为50年,安全等级则为二级,地基设计等级为甲级。该建筑工程抗震设防烈度为6度,地震分组是第一组,设计的基本地震加速度选取0.05g,建筑抗震设防类别是丙类,场地类别Ⅲ类,抗震构造措施四级。工程场地的特征周期Tg=0.45s,水平地震影响系数的最大值αmax=0.04。工程所在地区基本风压为0.45kN/m2,地面粗糙为B类,风压的体形系数、风压高度变化系数以及风振系数都按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)的规定来确定,楼面活荷载标准值按《建筑结构荷载规范》进行取值。 2.2.2计算软件 在结构计算中,主要采用了PKPM软件,在高层建筑中应用这种软件,能够较好对有限元和计算软件进行分析,更好地对剪力墙进行设计,从相关数据显示,这种结构能够有助于单元的较好划分。在这个过程中,相关人员要总结不同洞口的排布方式,使建筑物结构各部位的受力情况得到有效的计算。 2.3计算分析 与多层建筑相比,高层建筑更容易受到多因素的影响,例如地震、风力,都会在一定程度上影响建筑设计的实施情况。如果施工建筑中,结构位移的变化较大,就可能导致结构出现扭转、产生裂缝,降低了建筑物的整体舒适度,严重的情况会导致建筑物的结构损坏。在建筑设计中,结构设计是重点内容,从实际情况来看,剪力墙的数据越多,其能够抵抗侧力的刚性就越大,这种会影响相关人员对结构的控制。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010(以下简称《高规》)可知,高度小于150m的剪力墙结构楼层层间最大位移与层高之比的限制为1/1000。设计时可以1/1050~1/2000作为层间位移比的目标限值,在保证建筑物安全富余的前提下减少不必要的剪力墙墙体,从而从整体上节约造价。根据计算分析,本工程楼层最大位移:X方向风荷载作用下的楼层最大层间位移角:1/1565;Y方向风荷载作用下的楼层最大值层间位移角:1/1274,满足位移角限值且合理的控制了结构的抗侧力刚度。《抗规》3.4.2规定:建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响,宜择优选用规则的形体。建筑的平面布置制约着剪力墙的布置,若建筑平面比较规则、凹凸少则用钢量少,反之则较多,平面形状是否规则不仅决定了用钢量的多少,还应对结构的抗震性能进行分析,例如平面宽度和长度都比较大的建筑物,其在两轴方向动力特性相差比较远,所以在水平力的作用下,构件的受力情况不均匀性会使结构产生扭转,增加单位面积用钢量。根据《抗规》3.4.3-1中扭转不规则规定:在规范水平力作用下,楼层的最大弹性水平位移大于该楼层两端弹性水平位移平均值的1.2倍为扭转不规则。在本工程中,根据计算结果数据分析,X与Y方向的最大层间位移与平均层间位移的比值均小于1.2,限制楼层位移比,关注的是结构设计承受的扭转效应。《高规》3.4.5规定结构平面布置应减少扭转的影响。结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比,A级高度高层建筑不应大于0.9。本工程前三阶振型周期表如表1所示,以平动为主第一自振周期T1=2.8134,以扭转为主第一自振周期Tt=1.9668,Tt/T1=0.6990<0.9,限制结构扭转周期与平动周期的比值,其目的是确保结构有一定的扭转能力,使结构具备必要的抗扭刚度。《高规》7.1.8规定:抗震设计时,高层建筑结构不应全部采用为短肢剪力墙结构。《高规》7.2.2条,抗震设计时,短肢剪力墙的设计应符合下列规定:其轴压比限值相应降低0.1;除底部加强部位外,其他各层短肢剪力墙的剪力设计值,一、二、三级抗震等级应分别乘以增大系数1.4、1.2和1.1;短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率,底部加强区部位一、二级不宜小于1.2%,三、四级不宜小于1.0%;其他部位一、二级不宜小于1.0%,三、四级不宜小于0.8%。以上要求加大了剪力墙的截面厚度及配筋率,不仅抗震性能较差,经济指标也不好(图1所示)。该工程剪力墙布置如图2所示,所有剪力墙均未使用短肢剪力墙,相关人员要了解剪力墙的容量,然后将其设计成L的形状或是T型的形状,从而保障剪力墙的稳定结构。在这个过程中,相关人员要做好侧向的刚度测量,确保建筑设计满足结构的本身指标,在一定程度上降低工程的资金投入。 3结语 本工程在结构设计中,选择了合理的结构设计软件,对基础、框架剪力墙以及抗震等结构进行了优化,达到技术与成本的均衡,满足了设计目标。从建筑结构设计角度出发,就是要尽力做到结构安全、经济效益和社会效益最大化,要处理好这些问题,涉及到建筑与结构方案、计算机软件应用、工作经验和技术先进等问题,加强这方面工作的研究和交流,就能使结构设计越做越好。前期阶段,进行多方案的对比分析,找到其中安全、经济、美观的平衡点。在优化过程中,采取办法减小构件截面,减薄板厚,采用较矮的梁高,合理地增大楼层净高,减少剪力墙等,这些做法不仅能减少混凝土用量,减轻结构自重,而且减弱了结构刚度,减小了地震力。建筑结构优化是在保证工程质量的同时去除无效的结构成本,达到最小的投入产出比,使建筑平面布置情况得到最大限度的满足,保证内部空间的高度符合人们的实际需求,并在外形和功能使用上得到合理的标准,最终实现建筑安全、经济和美观的完好统一。 作者:蔡准 单位:西安思源学院 土木工程建筑论文:土木工程建筑节能论文 1.我国土木工程建筑节能方面存在的问题分析 1.1在实际的施工过程中建筑节能意识薄弱重视不足 意识决定行动,目前在我国土木工程建筑领域内普遍存在的一个问题就是相关人员在实际的施工过程当中节能意识较为薄弱,对于建筑节能这一问题的重视程度也严重不足,这就导致一方面在实际施工过程中不注重能源的节约问题,肆意的挥霍和浪费能源,造成了能源的过度浪费;另一方面由于本身的思想意识薄弱,也就没有人会去考虑采用一些新的技术和手段,丧失了主观积极性,这在一定程度上加深了能源的浪费问题,使得能源浪费问题愈积愈深,形成了一种恶性循环,最终势必导致能源不足。 1.2技术相对落后 如果说建筑节能意识是实现建筑节能的基本前提,那么建筑节能技术则是实现建筑节能的决定性因素。可以毫不夸张的讲,土木工程建筑节能是一项极具专业性和综合性的系统工程,广泛涉及到多种学科的交融,对于专业性和综合性有着较高的要求,这就为有效实现节能的目的带来了一定的难度。建筑节能技术贯穿于土木建筑的整个过程当中,我们必须综合考虑从设计到施工再到维护、材料等一系列的问题。目前,就我国的土木工程建筑节能技术来看还较为落后,有一段很长的路要走。究其原因,一方面建筑节能技术在我国的起步较晚,经历和发展的时限还不够长,与发达国家建筑节能技术存在着较大的差距;另一方面我国从事建筑节能技术研究的技术力量还较为薄弱,具体表现为专业人员匮乏、设备不够先进、缺乏创新理念等多方面的缺陷。 2.土木工程建筑节能的必要性分析 在当前我国国民经济快速发展的良好态势下,人们的物质文化水平得到了大幅度提升,然而在经济快速发展和增长的背后却潜藏着巨大的能源和环境危机,直接引发了我国的能源匮乏、生态环境遭到破坏的问题,对于人们生活的环境造成了极大的破坏,不利于我国的长远发展,同时也与我国可持续发展的战略目标有所背离。相比较而言,在我国各个行业的能源和环境问题中,我国的土木工程建筑领域的能源和环境问题更为严重,这就提醒我们必须高度重视土木建筑工程的环保和节能问题。我们必须充分意识到只有实现能源、环境和经济发展和谐统一的发展才是健康的发展模式,才是先进的发展模式,才是有利于我国经济社会的可持续发展模式。有效实现土木建筑工程的节能问题对于不断促进我国的经济发展、全面提高人民的生活质量有着重要的现实意义。 3.有效实现我国土木工程建筑节能技术的措施探讨 3.1加强宣传力度强化思想认识提高环保节能意识 前面我们已经指出土木工程建筑节能意识薄弱是当前我国土木工程建筑节能中普遍存在的一个问题,同时也是我国建筑节能工程节能问题的基本问题,为了有效快速提高我国土木建筑工程节能技术,我们应该从最基本的问题入手。目前在我国,大多数人对于建筑节能这一问题并没有形成正确的认识,只是简单的将其归为开发商和相关管理部门的义务,认为和自己没有丝毫的关系,这一错误的认识在某种程度上助长了人们对于建筑节能的错误的意识形态。针对上述问题,我们应该要充分将人的因素考虑在内,加大节能意识的宣传力度,高度树立以人为本的发展理念,积极开展建筑节能知识宣讲活动,全面、有效的实现建筑节能知识的普及,扫除人们对于建筑节能的错误的认识和意识形态。 3.2深入研究强化技术创新理念合理选择材质 土木工程建筑节能技术是有效实现节能目的的关键所在,是土木建筑工程节能环节的灵魂和精髓所在,直接决定和影响着土木建筑工程节能的最终效果。因此,在实际的节能活动开展过程当中,我们应该将土木工程建筑节能技术与发达的科学技术和理念结合在一起,充分发挥先进的科学技术的优势,利用现代技术创新,为节能技术注入活力,不断提高建筑的性能和节能水平。因为土木建筑工程的节能贯穿于工程的整个环节当中,要真正实现土木建筑工程的节能,我们也应该将不浪费、合理配置资源的理念贯穿于整个工程当中,全面实现能源的最大化利用率,从根本上节约能源。当然,除了节约能源以外,我们还应该考虑到选材的合理性和科学性,要尽可能使用一些可再生的绿色资源和性能相对优良的建筑能源。 3.3完善管理机制加强过程管理 除了做好建筑节能的宣传和技术改进工作以外,加强对于建筑节能过程的监督和管理也是必不可少的环节,相关部门和负责人员应该不断完善土木工程建筑节能的管理机制,充分发挥自身的监督和督促作用,坚决避免和杜绝一切不利于节能的活动和行为的发生,对于违规人员应通过思想教育和制度处罚等多种措施进行处理,让其从根本上认识到自己的行为对于建筑节能造成的负面影响。另外,还应该注重对于建筑节能的过程管理,充分把好每一个环节的关,将所有的环节有机的统一和衔接起来,查漏补缺,为全面提升节能水平奠定坚实的基础。 4.结语 能源是经济建设的物质基础,是有效实现可持续发展的必要前提,在实际的建筑和施工过程中高度重视能源问题,通过引进一些先进的技术和手段实现能源的合理配置和有效运用是我们现阶段的重要工作内容之一。通过上面的论述,我们对现阶段我国土木工程建筑节能过程中存在的问题进行了深入透彻的分析并针对相关问题给出了具体的技术措施。不断提高土木工程建筑过程中的节能技术对于提高企业的竞争力和实现可持续发展战略有着双重的积极作用。 作者:任效鹏 单位:黑龙江新瑞工程造价咨询有限责任公司 土木工程建筑论文:土木工程建筑施工技术探究 1土木工程建筑施工技术的特点及现状 1.1土木工程建筑施工技术的特点 从专业的土木工程建筑施工行业来说,土木工程建筑施工技术具有固定性、流动性、多样性、协助性和综合性等多方面的特征。应当看到,在实际工作中,每一项建筑施工工程都是不一样一样的,它不仅受到具体环境的制约,还要根据工程项目的具体要求和功能方面的影响,所以说每一个工程项目它们都是各具特色的,对技术的要求也各不相同,技术水平的好与坏直接影响着工程质量。实际工作中,工程项目一旦确定了施工处则不会轻易改变的,除非是遇到非常特殊的情况。工程施工是一个相对来说比较复杂的事情,需要各个部门、公司的协调参与,对不同阶段的技术要求也是不一样的,资金投入也相对高。 1.2土木工程建筑施工技术的现状 在技术理论研究和实际工作的联系上看,理论研究与实际工作脱节,在实际工作中创新能力严重匮乏。在实际的工程施工中,起面临着对各方面知识的综合运用,比如说非线性分析、最优控制、反馈分析及材性分析等,这些分析都应当在实际工作中进行综合创新运用分析,而不是孤立的进行运用;另外,对于基础性理论研究和实用性理论研究方面,没有创新应用,存在传统的局限性,没有形成系统的集成和有价值的实践应用创新,限制了工程技术的创新发展。此外,在工程施工技术实际应用的标准存在局限性,在工程施工中,准备工作不充分,目标不明确,对于工程施工的要求马马虎虎,更不要说进行技术创新。最后,土木工程建筑施工技术创新需要有一个良好的管理团队,但是当前的建筑施工工程在管理上也存在管理漏洞,工程施工管理中出现问题,找不到相应的责任管理人,出问题不知道找谁,很多项目都是多个部门共同管理,到最后却推来推去,最终不了了之。施工的过程中,不注意质量管理,影响力技术创新的开发,对工程的质量和效率提高产生不利的影响。 2土木工程建筑施工技术创新的必要性 2.1创新是当前时展的主题 创新是时展的主题,在土木工程建筑施工技术上也不例外。应当看到近些年我国土木工程建筑施业发展速度惊人,伴随而来的是技术水平的迅猛提高,但是我们也应当看到,我国当前的技术水平与发达国家相比较,还是有很大的发展空间的,特别是在技术创新上,我国要走的路还很长。从当前的发展实践情况来看,我国土木工程建筑施工技术在自主创新上还不能够满足现实发展的需要。而对于建筑施工技术行业而言,企业要想获得更好的发展空间,就必须从技术创新角度进行出发,因为技术创新意味着企业能够为社会提供高品质高质量的产品,也才能够跟上时展的步伐。 2.2有利于企业提高自身的竞争能力 随着建筑施工行业的不断发展,企业发展在当前社会中面临着严峻的形式,传统的企业发展模式已经难以适应现在社会发展要求,建筑行业也面临着大洗牌的境况,企业的优胜劣汰也越来越明显。所以从企业可持续发展的角度来看,土木工程建筑施工技术创新是企业发展的重要手段之一,不断地将新技术应用到实际的工程建筑中,有利于企业降低生产成本,为企业争取更大的利润空间。 3土木工程建筑施工技术创新的策略 3.1强调土木工程建筑施工技术创新理念 市场经济全球化的不断发展,为建筑施工企业的发展带来了许多机遇同时也带来激烈的竞争,如此激烈的市场竞争中,不是所有的企业都能够生存下来的,在市场经济的洗牌中,企业只有紧跟时代的步伐,创新技术,才有可能获得更好的发展。所以,建筑施工企业除了要要雄厚的资本外,还应当拥有雄厚的技术实力和创新能力。在企业中普及技术创新理念,保障工程施工前、施工中、施工后,全过程全方位的技术创新,促进工程建筑施工的质量,在管理、施工环节进行技术创新,实现建筑工程技术的革新和企业经济效益的提高,使得技术创新能力转化成企业实实在在的利润增长,提高企业对外发展的速度。 3.2建立完善的土木工程建筑施工技术创新机制 针对当前建筑施工企业发展的现状问题,企业在实际工作中应当建立完善的土木工程建筑施工技术创新机制,创立企业自己的团队,研发具有企业发展特色的土木工程建筑施工技术,形成企业内部发展的核心技术。现如今,土木工程建筑施工技术更新换代的速度非常快,而企业内部的工作人员普遍面临着素质低下,专业的技术水平并不高的局限,这就要去企业在发展中要加强对各类人才的引进,并加强对现有员工进行专业技能的培训,开展各类培训课程,聘请各个技术领域的专家学者进行讲座,提高全体员工的综合素质;并在企业内部建立相应的鼓励奖励政策,对做的好的员工进行鼓励。在工程施工的全过程中,企业要加强监督,保证各项技术完整落实。 3.3加强对创新技术的应用 土木工程建筑施工技术是否先进,直接影响着工程的质量、企业的效益和成本控制问题。因此,在实际的施工过程中,施工企业要突破传统的技术观念,努力的实现技术创新,例如,在施工中会涉及到地基、混泥土、钢结构等方面的技术,实践中也会涉及到深基坑支护技术(包括桩锚支护体系、桩锚支护体系、在钻孔灌注桩时的旋挖工艺等等)创新、新型预应力技术创新、钻孔灌注桩技术和土木工程自动化方面技术的改革和创新。这些技术的创新和发展都会给企业带来良好的经济效益,同时新技术更加注重对环境的保护工作,企业在工程施工的过程中,加强对创新技术的应用,不仅能够促进企业的健康发展,更有利于降低工程对环境的不利影响,促进人与自然人的和谐发展。 4结束语 随着我国经济的不断发展,未来建筑施工行业对土木工程建筑施工技术水平要求也会越来越高,企业在自身的发展过程中,应当注重自身技术的革新。未来建筑施工行业技术必定向着高精专方向发展,如果企业不能够在不断发展的过程中,提高自身土木工程建筑施工技术的创新能力,将会影响到建筑施工工程的品质和质量,影响企业的竞争力,不利于企业的长久发展。 作者:张凌夫 土木工程建筑论文:建筑施工土木工程论文 一、土木工程建筑施工的监测质量的不合格 1.我国土木工程建立质量不高,主要体现在监理面窄,在监测土木工程建筑施工质量时,考虑的内容不全面。而我国在进行土木工程质量检测的过程中,主要是对验工计价和施工质量两方面进行监理。有的工程师由于能力不高,专业知识水平较低,且对于土木工程建筑施工质量的检测缺乏经验,对一些必要的规则也缺乏了解,往往造成了工程质量出现许多漏洞的现象产生,不仅对建筑日后的使用安全构成了威胁,还会给建筑单位和有关投资企业带来消极地社会效益。 2.土木工程建筑施工质量的责任制落实不明确土木工程建筑施工质量的责任制不仅和施工单位的施工管理工作有关,和项目开发时的设计质量也是密切相关的。比如,有些施工单位的建筑设计变更包死,设计做出了调整和变更,但施工单位经营管理却无法控制,就造成了施工单位偷工减料的现象发生。这也是为什么有些施工单位会用“拆东墙补西墙”的办法,在最大程度上减少亏损的原因。因此,在土木工程建筑施工过程中,应该明确各个部门的责任,从而确保土木工程建筑施工质量监测的工作能够更加顺利地开展。三、土木工程建筑管理的主要内容和措施 二、土木工程建筑的管理内容 1.施工质量管理土木工程建筑施工管理工作的重心就是定期对施工建筑进行质量监督和管理。施工质量的高低直接影响着企业的经济发展效益和人民的生命财产安全。在进行工程建筑施工前,一定要做好施工建筑的设计工作,详细的设计方案不仅是确保施工进度和施工质量的有力保证之一,也是影响工程投资和施工成本的原因之一。为跟上现代化发展的脚步,土木工程建筑的施工应及时接受现代先进的思想和理念,按照相关的制度,严格建立质量管理体系,并对土木工程建筑施工过程中出现的问题,给予及时的措施和实时的监测。 2.施工进度管理土木工程建筑的施工进度不仅影响着施工成本和施工质量,对企业的效益也有着重要的影响。因此,在土木工程建筑施工的过程中,对建筑的施工进度必须采取有效措施,进行必要的进度管理。此外,施工进度的保证在施工承包合同范围中,是施工单位和建筑企业必须要密切注意的。根据施工承包合同给出的施工时间和进度要求施工单位应对土木工程项目做出详细的施工计划,通过将项目细分为各个阶段,从而更加精确地估算出施工单位的工程进度。同时,在日常的施工管理工作中,也要适可加强对施工进度的管理力度,以便施工单位能够根据具体情况,及时做出相应地调整。 3.项目风险管理土木工程建筑施工管理工作中的风险管理主要是通过一些安全设施和防护措施在最大程度上减少事故的发生,确保施工人员的生命安全。完善的安全设施和先进的风险处置技术都能在一定程度上减少施工事故的发生,确保施工质量符合要求。在风险管理方面,投入资金务必要确保施工人员的安全,为其能够提供相对安全的操作环境,不能因为节省成本,就减少在风险管理方面的投资。因此,土木工程建筑施工当中,对项目进行风险控制和监督都变得十分重要。 三、解决施工管理问题的有效措施 1.完善有关土木工程建筑的法律制度我国土木工程建筑施工管理中存在着许多问题,主要是管理制度的不规范以及法律制度的不完善造成的。因此,建筑市场在进行项目施工时,要根据国家的有关方针政策,贯彻我国的法律法规,从而逐步规范对土木工程建筑的管理。需要注意的是,制定的法律法规不仅需要满足我国建筑行业的发展形势,还应确保土木工程项目的施工标准能够与国际专业施工规范相接轨,确保我国的建筑市场能够有更广阔的发展空间。 2.提升管理土木工程建筑工作人员的素质国内外许多施工实例都表明了,施工人员的素质高低能够在一定程度上影响整个项目的施工质量。因此,我国需要重视对这方面人才的培养,全面提升施工人员的素质。同时,我国也可向国外经验丰富的专家学习,通过学术的交流及研讨,不断扩充我国土木工程建筑的专业知识。严格的考核制度以及先进的施工管理理念和方法都是提高土木工程建筑施工管理水平的有效措施。 3.加强土木工程建筑现场管理的力度土木工程建筑施工的现场管理能够直观体现出施工管理水平的高低。现场施工管理首先要从现场的环境卫生做起,施工现场的脏乱现象必须要进行及时整顿,开展文明施工。这对企业制定的操作制度和现场施工管理的工作人员都提出了更高的要求。建筑企业不仅要使工作人员明确自身责任,还应要求施工管理人员应以一种严肃谨慎的态度,对待工作,切实做好项目各部分的管理工作。 作者:刘洋 土木工程建筑论文:高层住宅建筑的土木工程技术质量 1高层住宅建筑的技术分析与质量控制 一是对桩基础工程的技术分析。在高层住宅建筑中,桩基基础是建筑的关键,只有基础工程达到了建筑要求的标准,才能逐渐开展接下来的施工工程。目前,我国的高层住宅的桩基础工程存在着一些问题,为了避免这些问题,就要对技术进行深入分析。首先桩基基础在施工前要做好准备工作,在施工现场以及周边的地形环境,都要在施工前做好准备,勘察周边环境是为了掌握施工现场的自然条件,了解土层的力学特征,以为做好桩基基础做好充分准备。其次是要选择合理的沉桩、成孔方式。沉桩、成孔的方式决定了桩基工程的质量。而沉桩方式的选择也要根据施工现场的地质情况进行选择,每种沉桩的方式都有其利弊,所以要进行合理选择。二是对深基坑支护的技术分析。深基坑支护技术中的钢板桩支护,这种技术主要是根据钢板桩本身的柔韧性而适当采用,如果基坑深度达到7m以上,且这部分软土地层就不宜采用钢板桩支护,但如果在这些软土层中设置多层支撑就可以采用该技术;地下连接墙支护要采用一种特制的挖槽机械,利用这种机械来挖出沟槽,在沟槽内布置钢筋,以在其上浇筑混凝土;土钉支护是一种新的挡土技术,这种技术要依靠与土体之间的摩擦力,该支护方式不适合软土层,加之,其承受变形能力较弱,对于具有严格要求变形的基坑支护也更不适用;拱圈支护的优点是利用了混凝土的高抗压强度特性,该技术在施工上更为便利,节省了工期;深层搅拌支护是将水泥作为固化剂,之后用机械搅拌与软土剂强制拌合,使其逐渐硬化,形成高强度的水泥土挡墙。三是对转换层施工的技术分析。在高层住宅建筑中,转换层的功能是建立在建筑物内上部小空间与下部大空间之中,其中转换结构支撑技术由于其自重和施工负荷较大,因此,该技术更适用于转换层位置较高且结构自重及负荷较大的建筑中;钢筋工程的布置很艰难,在实际的操作中,应根据具体情况而采用稳定性较强的施工技术;混凝土工程中的温度控制是关键,要预防混凝土出现裂缝就要加强对温度应力的控制。 2结语 综上所述,高层住宅建筑在我国发展的很快,在建筑行业,高层住宅受到人们的认同,也得到了建筑行业的广泛关注。但在高层住宅建筑中,其施工技术有着很多的难点,也给技术质量控制带来了一定的难度。因此,高层住宅建筑中的技术质量控制成为重点,技术质量控制也是建筑工程中的关键,只有强化技术质量控制,才能确保高层住宅建筑工程的质量。 作者:张金玲单位:泰安市房产交易中心
建筑工程水电暖通安装篇1 引言 水电暖通空调技术是当今建筑和家庭的重要组成部分,与人们的生活息息相关,它越来越受到人们的重视。国家和地方都有相应的安装标准。施工过程中安装液压暖通空调,但是,施工企业对水、电、暖通安装工程的不重视造成的问题总是很多。通过加强对水电暖通工程安装施工的技术控制,确保建筑结构的初期施工、设计审查、材料选择、施工过程、后期维护等建设工程的施工质量,为居民提供安全、舒适、便捷的生活环境。 1水电暖通工程存在的问题分析 在目前的水电暖通施工过程中,施工人员素质不高,对水电暖通施工领域了解不多。为了获得更多的经济优势,大多数开发商选择劣质材料,进出水管壁厚不够,镀锌管锌层太薄甚至冷涂管、铸管外壁粗糙,管径不足,短套管:PVC管没有标志,管材和管件颜色不一致,甚至在建筑工程中使用“排水管”。普通的材料有很多不符合规格。施工过程中,施工队对排水管坡度缺乏质量控制,出现倒坡现象。铸铁排水管的承口接口用水泥砂浆清理干净,镀锌管外螺纹或多或少连接,法兰连接螺钉外露。螺母长短不一,管道阀门选择不正确,安装时方向错误,主管道阀门位置不规则,都给后续维护带来了一定的困难。管道质量和建造质量问题导致开裂或生锈,导致用户不满和不适。安装施工人员对土建安装、水电系统知识知之甚少,室内给排水装置及附件的安装尺寸不符合标准设计要求。铸铁排水管检查接头本身质量差,安装位置不当。清扫口与墙壁的距离不符合我国规范的要求。地漏不防水,预设计装饰中的大部分地漏安装都没有回填。不知道大功率电源系统如何使用单独的电源系统,给用户的施工和使用留下了很大的隐患。在布线安装中,常见的PVC电热管粘合不良,天花板内的电线没有管子保护,一根管子有几根电线,几根分支乱穿,支线、灯具、插座不使用接线盒,不能规范操作。电路接地不可靠,一些主要装饰房屋项目上的管道只进入外壳。这违反了建设部《住宅工程竣工装修验收办法》,严重影响用户安全用电。水、电、暖、通风技术安装过程中缺乏质量控制,滥用劣质产品,部分工程无隐性控制。 2水电暖通安装施工原则 2.1安全性原则保证 安全是建筑施工的首要原则。笔者对国内水电暖通技术发展历程进行梳理,发现在材料选择和设备安装环节最容易出现问题。为确保施工安全,要选取质量达标且与建筑功能相匹配的材料,尽可能避免使用弯曲管道,做好弯管接口的处理工作,防止水分泄漏。同时要选择规格达标的电气设备,确保在用电时不出现事故。安全工作无小事,水电暖通安全尤其重要,每一个细小的环节都要考虑到,尽可能防患于未然。 2.2经济适用性原则 在确保施工安全的基础上,应合理把控工程建造的成本,选择质量高且价格适中的材料。水电暖通安装需要的部分材料价格不菲,为控制项目总体成本,应仔细分析材料的性价比。选取的水电设备不仅需要质量过硬,还要与建筑功能相匹配,能够保证电力供应和污水排放正常运行。此外,应选择使用寿命长的设备,避免因频繁维修造成较高的维护成本。建筑材料随着市场的波动其价格也有所变化,这些都要预先估量好。 2.3节能环保性原则 随着资源节约型和环保友好型理念的普及,建筑行业也更加重视节能环保,水电暖通的安装愈发凸显环保性能。如在安装各电力设备时,配备效率高、耗能低的变压器;规划供电线路时,选择导电性能强、长度合适的导线,避免电力损耗,实现电能的充分利用;设计水电暖通装置时,发挥太阳能、风能等新型能源的作用,减少传统能源的使用,降低对环境造成的破坏。 3建筑暖通安装技术要点 3.1施工前各个工种相互配合 水电暖通施工是一项工序繁多、内容庞杂的工程,需要应用各类专业知识,各部门要通力合作,加强配合,推进施工顺利进行。通风空调工程要同弱电、强电和管道协调统一,通常情况下有压管让无压管,小管道让大管道。隔热保温工程的施工要分系统开展,安装完毕后及时施压,只有验收合格后才可开展保温作业。且每一环节完工后都要开展全方位的质量检验,通过检验才可进入下一环节。 3.2暖通安装技术要点 (1)科学安装风口。风口安装是建设暖通工程的一项不可或缺的基础工作。在项目前期准备阶段,应做好勘察工作,为风口安装留下充足的安装空间,还要根据建筑物的基本功能、建筑周遭环境等要素确定通风管道和风口的具体位置。如在厅堂等空间较为宽阔的房间,需要保证空气的充足和畅通,所以在设计风口时,既要保证风口位置、开口大小的合理性,又要连接好通风管道和风口,确保水电暖通设施功能完备。此外,热水和制冷设备要集中安装在管道竖井中,可在井口上配备型钢支架,通过上下一致的吊线方式将卡架连接在一起,同时要把支管安装在预设的位置上,并用勾钉将支管固定好,保证稳定性。(2)水电暖通空调系统水管道的安装。在水电暖通空调设备中,水管道是必不可少的重要设施,其施工质量甚至决定了空调能否正常运转,发挥出应有的作用。在安装空调系统之前,要做好材料采购工作,选择材质良好、价格适中、大小合适的水管道。选择好恰当的水管道之后要对其进行焊接,使管道同建筑的性能和功能相匹配。焊接管道时务必保证焊接部位严丝合缝,不能留有空隙。在开展施工的途中,倘若管道的管壁较厚,应该把管端的焊口部位铲成坡口,避免水管之间连接不到位,留下较宽的缝隙。空调系统的水管道安装竣工后,应该对管道系统进行施压处理,保证管道是完好无损的,不会出现任何的缺口。施压测试中的水压要高于平常用的水压,压力值约为普通水压的1.25倍,这个压力值不会过大也不会过小,压力适中。压力测试合格后再清洁管道内壁,清理干净后才能投入使用。(3)电缆设备的安装。安装电缆设备之前要做好检查工作,不仅要检查外观是否存在破损,还要检查质量是否达标。电缆电桥架上的直线部分要放置滚珠,为了减小摩擦力,拐弯部分要安装滚轮作为辅助。在水平方向装配电缆时,要完全固定好电缆的拐弯部位和前后两端,避免出现晃动。铺设电缆不能出现交错情况,做到井井有条,层次分明。如果电缆的长度过长,应在中间部位做好固定,防止电缆摇晃,接入建筑物时应封闭好管口和出口。同时,在沟内的铺设应使电缆呈现蛇弯的形状,保证排列整齐。垂直铺设时应,同截面电缆先处理底部,再处理顶部。 3.3暖通空调设备的调试在设备正常运行 之前,应做好暖通空调设备的调试。调试设计多项内容的检查,通常情况下先进性单项检查,再开展系统检查。前者涵盖了螺栓、基础台座、电动机和风机等设备的检查,保证各部分没有漏洞后再系统检查通风机的转速、风俗和风力等要素,一旦发现问题,要立刻排查原因并拿出解决方案。 4建筑项目水电暖通安装建设期间的各种状况 4.1水电暖通安装人员素养有待提升 水电暖通安装在项目建设期间是一个重点环节,对建设人员的要求也较高。第一,水电暖通安装人员要有丰富的建设经验,水电暖通安装难度大,若是建设人员建设经验少,就会影响到水电暖通安装如期完工。第二,水电暖通安装建设是一个专业性很强的工作,建设人员需拥有水电暖通安装理论,不然水电暖通安装的质量就会受到负面影响。最近几年,建筑行业水电暖通安装领域蓬勃发展,需要的建设人员越来越多,不少的建筑项目水电暖通建设人员并未获得注册暖通设备工程师证书,使得该领域的从业人员水平参差不齐,影响到建筑行业的项目质量。建筑行业想要更为健康的发展,就需要注意到水电暖通安装领域发展遇到的问题,知晓水电暖通安装建设技术也是有着日新月异的发展,若是水电暖通安装人员不熟悉建设程序,必然会影响到项目水电暖通安装的速度。例,山东日照某建设单位,水电暖通安装期间没有意识到建设人员专业性、综合素养的重要性,具体表现为建设单位的建设人员不经系统的培训直接上岗,不了解水电暖通安装的专业知识,未获得暖通设备工程师证书。该情况,使得水电暖通项目建设质量不高。 4.2水电暖通安装原料不符合要求 建设设施和原料质量不符合要求,建筑项目水电暖通安装建设设施和原料质量直接影响到水电暖通安装的质量,甚至对企业的信誉也有一定的影响。建筑项目水电暖通安装建设设施和原料多数为其他企业生产的,这就导致建设设施和原料质量风险增大,稳定性受到影响,项目设施和原料质量不符合要求,是生产企业的技术有待提升导致的,也可能是采购人员品质有问题,因收了供应商的好处费,对于原料和设施把控不严,导致建筑项目水电暖通安装的质量出现状况。例,江苏某建设项目企业,开展高层建筑水电暖通施工,没有着重监管安装原料的质量,没有察觉原料由于建设人员收受“回扣”出现的质量不符合要求的状况。而这一状况使得建设企业于水电暖通安装期间,因为安装原料质量不符合要求导致建设水准受到负面影响。 5建设项目水电暖通安装建设状况的处理办法 5.1严把设计图纸的审核关设计 图纸是设计部门综合考虑建设地的环境及实际状况后设计的建设指导图,于建设期间起着至关重要的作用,所以水电暖通技术建设前,审核人员需仔细审核设计图纸,对图纸的内容逐一核查,剖析可能发生的错误或状况。而且,审核人员要和设计部门加大沟通力度,落实技术交底工作,相关部门加大配合力度,将建设前期的准备工作落实到位,确保建设期间暖通技术的使用是正确的,提升建筑暖通安装的水准。 5.2提升水电暖通安装人员的综合素养 如今社会竞争的核心之一就是人才的竞争,建设项目水电暖通安装人员的素养高低直接关系到建设的质量,水电暖通安装人员的素养越高则建设项目的水准就越高,这是一个正比的关系。所以,建设企业要正确认识到人才的重要:第一,可加大人才招聘力度,多渠道吸收人才进入公司,可在社会上高薪招聘,也可以通过校园招聘,发掘更多的人才且留住人才;第二,企业要重视建设人员的培养力度,可以采取多方式、多方面的培养,必要的话可采取考核的办法,务必提高建设人员的专业水准和综合素养,让建设人员知晓并掌握新技术,提升建设团队的整体水准。 5.3确保水电暖通安装原料和设施的质量 为确保水电暖通安装项目的质量,确保安装原料和设施的质量就是极为重要的。第一,采购程序加以规范。采购部门采购原料时,需要收集更多的厂家资料,将同类产品做纵向对比,挑选原料时必须选择有相关资质的生产商,确保价格低廉质量好;第二,采购环节结束后,需将原料科学放置,对于有特殊要求的原料一定要将其存放于满足其存放要求的环境里,避免因环境问题导致原料无法投入生产情况的出现,导致原料的损坏和建设成本的增高;第三,原料投入使用前需做抽验,相关部门需认真开展工作,一旦发现原料质量不符合要求,不得投入建设环节,严把建设原料的质量。此外,安装期间使用的设施质量也要重点把控。第一,需查看设施的有关参数,确保设施在安装期间能够正常运转;第二,需及时将老旧设施更新换代,在成本不超预算的前提下,可加大新设施引入力度,提升安装的速度。且设施的养护工作要加以重视,科学进行设施养护,能够明显增加设施的使用寿命,提高资源的利用率。 5.4提升建筑项目水电暖通安装技艺的水准 提升建筑项目暖通安装技术的水准需从以下几个方面入手:第一,不断引入先进的科学技术促使技术的提升,从项目的实际情况入手挑选建设技术,以促使建筑行业的良性发展。第二,落实安装技术交底工作,严把建设环节的重难点部分和细节部分,指导并监督建设人员依据建设流程开展工作,把控建设质量。第三,建设部门之间要加大沟通力度,对于建设期间可能发生的问题要重点把控,若是发生技术状况,各部门要积极配合,快速将问题解决,务必把损失降低。第四,监管部门要发挥自己的作用,将建设技术的监管工作落实到位,一旦察觉建设问题,第一时间汇报,依据应急办法修正建设问题,把控建设方向,确保建设质量。结束语暖通空调水电技术是土木工程的重要组成部分。暖通空调技术与人们的生活息息相关,一旦出现问题,就会严重影响人们的生活,甚至威胁到人们的生命财产安全。水电暖通安装建设技术在项目建设期间有着重要作用,需将技术管理工作落实到位,不断优化技术,水电暖通安装建设期间,依据相关原则,将各种可能出现的状况提前做好防治措施,一旦出现问题及时处理,提升水电装置的耐用性,确保人们能够顺畅使用水电。 作者:沈丹红 单位:江苏毕辉建设工程有限公司 建筑工程水电暖通安装篇2 引言 水电暖通是建筑工程中的重要组成部分,与人们的日常生活有着非常紧密的关系,所以也受到了人们的高度关注,国家以及各个地方都对这一方面有着非常严格的安装要求。但是,在实际施工过程中,水电暖通安装中仍然存在一定的问题,由于施工企业重视力度不够,导致非常严重的后果。所以,在实际安装过程中,就应该加大对安装技术的控制程度,确保建筑结构、初期施工、材料选择、施工过程、后续维护等多个环节的质量,为居民提供更加安全舒适的生活环境。工程概况河南省长垣市黄河滩区居民迁建二期工程项目,地处河南省新乡市长垣市浦东区景贤大道西侧,长孟路北侧。项目分为六个地块,D02地块、D03地块、D04地块、D05地块、D06地块、D07地块,项目共55栋楼,总建筑面积约为258079.54平方米,占地面积113976.6048平方米,地上7-15层,地下一层,结构形式为筏板基础+现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系。 1水电暖通安装处理原则 1.1安全性 安全性是建筑工程施工过程中首要遵循的原则,遵守安全原则,既能够保证工作人员的人身安全,又能够保证工程项目建设的总体质量。目前,建筑工程水电暖通安装过程中所表现出的安全问题,主要与安装和原材料等方面有着密切的联系。所以,在保证水电暖通安装安全性的前提下,还应该加大对原材料的重视力度,选择质量和性能都符合要求的材料,才能够保证水电暖通,安装质量结合施工现场的实际特点,科学设置电路,严格按照相关标准的规范完成安装工作。 1.2经济适用性 水电暖通安装过程中,应在保证安装质量的前提下,考虑工程项目的总体成本投入,尽量选择性价比高的材料,以往水电暖通安装过程中经常会选择价格较高的材料。但是,为了能够保证整个工程项目的经济效益得到最大化,就必须对施工材料的性能和价格进行全方位的对比和分析,水电安装过程中也应该严格按照工程项目建设的实际需求,选择质量和性能全部过关的材料,保证排水系统的通畅性。另外,选择水电暖通设备时,需要能够保证设备经久耐用,尽量降低维护的次数,这样才能够节约成本的投入,减少后续维护产生的费用。 1.3节能环保性 要想真正实现建筑行业的可持续发展,就必须严格按照节能环保的原则,水电暖通安装过程中,需要采取新型的节能环保型施工技术,选择给排水管道的时候需要以节约用水为目标;安装配电装置时尽量选择冲击性较强,适用性较高的设备,选择长短适中、电阻较小的导线,尽量减少运行过程中产生的损耗,尽量减少不必要的能源消耗。此外,在实际设计环节,还应该加大清洁型能源的使用力度,包括太阳能、风能等清洁型能源,转变以往水电暖安装过程中存在的不足之处,真正实现建筑行业的节能化发展。 2水电暖通安装工程施工技术要点 2.1通风口安装 水电暖通施工过程中,安装通风口的目的就是为了保证建筑物室内的空气流动性,营造更加舒适的生活环境,在设计通风口时需要确保在室内的厨房、卧室、卫生间、客厅全部留有通风口的位置,这样就能够及时排除不利于人体的有毒有害气体,保证室内的新鲜空气。另外,安装通风口时,其位置尽量不要与空气管道发生冲突,保证空气管道的正常使用。在正式开始安装通风口之前,需要提前了解实际安装方案,掌握通风口的安装参数,在保证不影响水电设备正常使用下完成通风口的安装工作。最后,完成安装工作以后,还应该对于安装质量进行严格的检查,防止出现不必要的安全隐患。 2.2空调系统水系统管道安装 在安装空调系统之前,需要进行材料的采购,尽量选择大小合适、价格适中、而且质量性能较好的管道材料,选择合适的管道材料以后还应该对其进行焊接。管道的实际使用性能和质量与整个建筑物的功能和性能有着紧密的联系。在焊接管道时,必须要保证焊接的位置,不会留下任何的孔隙,施工过程中,如果管壁相对较厚,在焊口的位置应做成破口,防止管道之间连接不顺畅留下缝隙。完成水管道安装工作以后,还应该对管道系统进行施压处理,保证管道的完整性,不会出现任何的缺口进行施压,测验过程中水压需要高出正常用水的水压,其压力值控制在普通水压的1.25倍,选择这一压力值不会过大也不会过小。完成压力试验以后,对管道内壁进行彻底的清理,保证全部清洁干净以后才能够投入到后续的使用。 2.3电缆设备的安装 在正式开始安装电缆之前,需要进行充分的检查工作,保证电缆的外观不会出现破损,同时还应该检查电缆的规格和质量,电架桥上的直线部分需要放置滚珠,以此来减少摩擦力。在拐弯的位置应安装滚轮作为辅助装置,在水平方向安装电缆时需要做好拐弯和前后两端的固定工作,防止出现电缆晃动。在铺设电缆的时候不能够出现交错的现象,需要严格按照层次分明的原则进行,如果电缆的长度过长,还可以在中间的位置做好固定,防止电缆出现摇晃。接入到建筑物时也应该做好管口和出口的封闭工作,在沟槽内铺设电缆的时候,需要保证电缆排列整齐,垂直铺设电缆时,首先需要处理好电缆铺设的底部,然后再处理顶部位置,保证电缆安装的顺利完成。 2.4暖通空调安装 在实际安装过程中,如果噪声过大,就会影响到住户的正常休息,一般来说,出现送风噪音主要是由于风管内的风速值,如果大于合理的范围内,而且没有进行加固处理,就会产生过大的噪音。因此,在实际施工过程中,需要保证风管截面和钢板厚度的一致性,严格按照相关标准的规定,科学控制好风速,对风管进行加固处理,将噪音控制在合理的范围内。进行保温作业时,应选择与其相符合的保温材料,优先选择具备防潮和保温性能的新型材料,例如铝箔矿棉材质,在实际操作过程中选择合适的胶水对其进行加固,保证风管外部的平整度,还可以使用塑料保温钉,将风管和保温材料进行紧密的粘合,控制好保温钉之间的距离,以此来达到良好的保温效果。 3水电暖通安装中存在的问题 3.1给排水问题 第一,从美观度方面来看,给排水工程安装过程中,如果选择明装管线的方式,美观度非常关键,同时也是施工过程中工作人员最容易忽视的问题,但是管线的布局一旦被确认就很难重新排列,即使是在这样的情况下也会出现过分关注某一部分的功能,而忽视了管线布局的现象,尤其是工期要求相对比较紧张的状况。第二,从整体结构来看,进行明装管道是很有可能会与整体的结构风格不一致,尤其是在安装支吊架时整体的结构不一致,只是整体看起来非常的不雅观,影响整体的美观度,甚至还会影响到整个建筑物室内的整体布局,影响居住人员的心情。第三,从保护措施来看,明装管线涉及到的工作面范围较大,而且活动范围广泛,需要加大对管道保温措施的关注度,而管道的保温以及外保护层在不注意的情况下很容易被交叉施工破坏,这一方面也需要加大注意力度。第四,从环保角度来讲,由于施工过程中使用到的施工材料种类相对较多,也需要投入较大的人工成本,所以应加大对施工现场的关注力度,尽量从节能环保的情况出发选择节能型材料,最大可能的优化居住环境。 3.2电气安装问题 电气安装也是水电暖安装中的重要组成部分,一般来说,主要是在墙体内部铺设电线,以此来完成整个电路系统,保证各种电气设备的正常使用。然而,在实际安装环节经常会出现配电箱、插座、开关等安装不合理或者安装错误的现象,无形之中加大了设备之间的安全隐患,而开关插座是人们日常生活和生产中必备的物品,如果其质量和性能不过关,再加上线路的位置不合理,很容易影响到建筑物的具体使用功能,同时建筑物施工过程中还应该安装与其相匹配的防雷接地装置,加大细节注意力度,确保在雷雨天气能够充分发挥起作用,保证建筑物内部电气设备的安全性。但是,在水电暖通安装过程中会存在很多的不确定性因素,需要相关工作人员从根本上提高自身的专业水平,掌握施工技术的关键点,结合施工现场的动态变化,作出相应的调整和完善,才能够保证建筑物总体的施工水平,切实提高水电暖通安装质量。 3.3暖通安装问题 暖通空调主要包括空气调节、采暖、通风三个作用,这也是目前我国应用最为广泛的空调模式。但是,在实际安装环节,由于暖通空调安装水平相对较低,很难配合暖通空调的发展需求,也在一定程度上影响了我国暖通空调安装的实际水平最为常见的问题,主要集中在以下两点:第一,暖通安装过程中,风管设计的风速值相对较高,风管断面尺寸与钢板厚度不一致,在风管加固过程中出现了问题,实际操作过程中产生极大的影响,就会导致暖通空调工作过程中产生较大的噪音,同时在调节风量的时候,阀门两边的风管其产生的噪音更大。第二,暖通空调安装质量问题。风管位置采取的保温措施不够理想,导致这种现象出现的主要原因是选择的保温材料质量不过关,很难满足实际设计的要求,没有严格按照相关标准的要求选择合适的材料厚度,保温材料时出现了较大的缝隙等,都会影响风管的保温性能。 4水电暖安装施工质量控制 4.1给排水问题应对措施 首先,任何一个完美的工程,都需要制定切实有效的管理措施和具备较高素质的施工团队。给排水工程施工过程中,既要保证管线的美观度,又应该满足建筑工程系统功能的使用要求,这两点都是必不可少的。所以,针对给排水工程进行管理,需要由以下几点内容组成:完善项目结构、组建相应的管理程序、突发事件应对措施;施工团队综合素质主要包含人员构成、均衡技术等级、经验时长、相互配合的默契程度以及相关工作人员的责任心。其次,组建专业水平过硬的施工团队,并且能够根据工程项目建设的实际情况,建立完善的管理工序,针对不同工程的实际状况以及各个方面都能够相互配合的施工团队,并且配备具备丰富经验和技术水平的工程师作为支撑,以此来保证给排水工程施工的总体水平。第三,需要相关工作人员对于线路明装部分的实际情况进行全面的分析,设计专业的图纸,并且结合现场的实际状况,在空间维度上对于明装管线部分进行相应的完善,同时要注意这一方案,在能够满足管线基础功能的前提下,需要对管线的总体布局进行合理优化,只有方案审批以后才能够进行安装。 4.2电气问题应对措施 第一,配电箱安装问题。为了能够更好的解决这一问题,在管线跨接的时候,可以充分发挥丝扣的作用,保证管道连接的牢固性,同时各个管道之间具备良好的平整度。在安装插座的时候,需要注意避开金属外壳,在连接地线的时候,应尽量减少一些技术操作,例如电焊切割,防止切割的位置不够平滑或者不够平整。第二,管线穿线不畅问题。要想从根本上解决这一问题,在实际作业过程中,电气工程安装过程中建议配备的管件外径为选择的配管弯曲半径的1/6倍,如果配管的长度不能够符合规章制度的要求,例如其长度过长,还应该对其分配过线和防止线路出现损坏等突发状况。第三,安装插座和开关。在插座和开关安装过程中,不仅要保证安装环节的安全性,还应该保证插座和开关安装不会出现松动的问题,固定开关的位置应尽量避免安装在门后,保证安全性。针对一些特殊的状况需要安装,在相对比较潮湿的环境下,还需要对插座和安装的位置做好防潮处理。 4.3暖通问题应对措施 暖通安装过程中,需要进一步严格验收标准进行精准的控制,例如严格控制风管内风速,保证钢板的厚度与风管断面尺寸相契合,严格按照矩形风管的长度和宽度,进行科学的加固处理。在选择保温材料的时候,也应该选则与之相匹配的材料,例如其抗压强度大、密度较小、具备良好的导热系数和吸湿性能的材料。另外,在选择粘接剂时,还应该保证保温材料与风管表面的结合度达到一定的强度,同时还需要注意做好风管的保护层和防潮层,可以选择铝箔或者胶贴纸对其进行修补。 4.4加强施工材料设备管理 第一,优化采购流程,在采购施工材料的时候需要货比三家,审查生产商的相关资质证明,尽量选择性价比最佳的材料。第二,完成采购工作以后,严格按照安装工作的要求,妥善安置安装材料,对于一些特殊规格的材料还应该放置在标准的环境内,防治由于环境因素影响材料的使用性能,造成材料的浪费,加大施工成本的投入。第三,在使用施工材料之前还需要进行抽样检测,相关部门应保持认真严谨的态度,检验不合格的材料坚决不能够投入到施工现场,严格把控施工材料质量关卡。安装过程中使用到的机械设备也应该进行精准的控制,首先,需要查看设备的运行参数,保证所有的设备都处于正常的运行状态。其次,即使淘汰老旧的设备,在施工企业条件允许的状况下积极引进新型的机械设备,以此来提高水电暖通的安装效率,同时对机械设备加大日常保养和维护,尽量延长使用年限切实提高施工效率。 4.5提升水工人员综合素质水平 水电暖通安装过程中,工作人员的专业能力直接决定了工程项目建设的总体水平,其安装人员的专业素养越高,项目的安装水准也就会越高。因此,施工企业需要全面认识到优秀人才的重要性,首先,可以加大优秀人才的招聘力度,从多个渠道吸引更多的优秀人才进入到企业,可以在社会上通过高薪招聘,也可以在校园内进行招聘,发掘更多的优秀人才留住人才。其次,企业还应该加大对人才团队的培养力度,通过多角度多方式的培养,还可以采取绩效考核的方式,从根本上提高施工人员的专业水平,确保施工人员都能够更加有效的掌握新型的技术手段,以此来提高整个安装团队的总体素质水平。结语水电暖通与人们的日常生活有着非常紧密的关系,一旦出现问题就会影响到人们的正常生活,甚至还有可能会威胁到生命财产安全。所以,在正式开始施工之前,工作人员应全面认识到水电暖通安装的重要意义,严格落实技术管理,不断的优化安装技术,严格按照相关的原则,对于施工中有可能遇到的状况进行提前预防,一旦出现问题,立即采取有效的应对措施,从根本上提高水电暖通装置的使用周期,为人们提供更加安全舒适的居住环境。 作者:王根营 单位:中铁十六局集团城市建设发展有限公司 建筑工程水电暖通安装篇3 引言 水电暖通工程是当前建筑住房重要的组成部分,和人们的生活息息相关,越来越引起建筑施工单位及人们的关注,国家及各地力都有相应的安装标准,但施工过程中水电暖通安装总是存在诸多的问题,往往都是由于建筑施工企业对水电暖通安装工程不重视引起的。加强对水电暖通工程的安装施工技术控制应从最初建筑结构设计,图纸审核,材料选择,施工过程及后期维护等各个环节严格控制,才能有效避免存在很多的质量通病,确保建筑工程的施工质量,给居民一个安全、方便、舒适的居住环境。 1水电暖通工程存在的问题分析 在当前的水电暖通工程施工过程中,施工人员素质较低,对于水电暖通工程施工掌握度不甚了解。为获得更多的经济效益多数开发商对材料选择大多数是以次充好,给排水管材管壁厚度不足,镀锌管锌层太薄,甚至用冷镀管,铸铁管外壁粗糙,管径不足,承口变短:PVC-U管没有标志,管材、管件色泽不一致、甚至将“普通用排水管”用在建筑工程上等存在很多材料不符合规范。施工人员施工过程中对排水横管坡度缺乏质量控制,出现倒坡现象,铸铁排水管承插接口用水泥砂浆抹口,镀锌管丝扣连接外游螺纹或多或少,法兰连接螺杆露出螺母长短不一,管道阀门选型失误,安装时出现朝向错误,主干管阀门位置不规范,都给后期维护带来一定的困难。管材质量及施工质量问题都会造成管道出现破裂或生锈等情况,引起用户不满和投诉。安装施工人员对土建安装及水电系统一知半解,对室内卫生器具及配件安装尺寸不符合标准图要求,铸铁排水管检查口本身质量差,设置位置不合理。清扫口离墙净距不符台规范要求。地漏无水封,初装饰工程地漏安装多数无堤位。对大功率负荷供电系统不知道采用单独供电的方法,给施工和用户使用留下重大隐患。在线路敷设施工中普遍存在PVC电管黏接不牢,进盒(箱)不顺直,吊顶上导线无穿管保护,一管多股、多支乱穿线、对线路的分支、灯具、插座不采用接线盒,不能规范操作。电气线路接地不可靠,有的初装饰住宅工程配管仅至分户箱,违背了建设部《住宅工程初装饰竣工验收办法》对用户安全用电带来严重影响。水电暖通工程安装过程中缺乏质量控制,滥用劣质产品,对部分工程不做隐敝工程验收,造成管线混乱,安全隐患较多,给后期维护增加困难。 2建筑工程水电暖通安装施工技术的原则 2.1安全原则 水电暖通安装施工的安全问题,主要体现在水电器具的材料以及安装等方面。使用质量合格的水管,在设计过程中,减少管道的弯道,在弯道接口处做好处理,避免管道出现漏水的现象。使用质量好的电气设备,可以提高用电的安全,建筑施工规划时,将电路合理地规划在墙体内,在实际施工过程中,严格按照标准进行安装,保证电路的接线正确,从而确保电气设备可以正常使用。 2.2经济适用原则 在建筑施工过程中,要遵照经济适用的原则,在保证建筑质量安全的情况下,尽量使用价格实惠的材料。水电暖通施工过程中,选用的水电装置,需要符合建筑施工的要求,具有较强的实用性和较好的质量,在实际操作过程中,保证供排水管道畅通无阻,确保正常用电,水电暖通装置还应该具有超强的耐久性。 2.3节能环保原则 节能环保是时代的主题,也是建筑行业需要遵守的原则,在水电暖通安装过程中,应用现代化的先进技术,达到节能环保的目的。供排水管道的规格要适中,以节约用水为原则,配电装置上选择冲击性强、适用效率高的变压器,导线可以选用电阻小、长短适中的电线,尽可能减少线路的损耗。公用区域的照明系统可以采用声控等装置,在需要的时候使用,减少用电的时间。 3建筑工程水电暖通安装施工的技术措施 3.1预防管道漏水的措施 管道漏水是水电暖通安装施工的常见问题,因此有必要在源头上进行预防,在建筑施工图纸设计阶段,充分考察施工地的实际情况,设计供排水的具体位置,规划合理的管道铺设位置,施工图纸上还应该体现出管道的坡度、长度及弯道位置,并核对管道坡度与建筑物的最大沉降量是否矛盾,具体分析后,如果发现问题,设计人员需要及时修改设计方案。 3.2预防管道堵塞的措施 在建筑施工阶段,为了防止建筑垃圾进入排水管道,可以使用麻绳或专用的橡皮塞将坐便器、浴缸、地漏等预留的排水口堵严,卫生器具安装时,对管道和卫生用具进行冲洗,防止内部有残留物,保证管道内部畅通。 3.3预防开关插座问题的措施 严格控制电器装置标高、位置、固定间距、固定高度等尺寸,三相插座接线时,应注意上面接地,左级接零线,右级接相线,接地线的颜色使用绿黄双色,与其他电线进行区分,各开关和插座之间严禁串联连接。开关和插座的质量一定要达标,防止出现质量问题,发生漏电现象。 3.4预防照明器具问题的措施 螺口灯头相线应该接在中心触点的端子上,零线应该接在螺纹的端子上,灯头应该选择绝缘材料,保证绝缘材料的外壳没有破损,不会出现漏电的现象。照明的吊灯重量过大时,可以用螺栓固定或者使用预埋吊钩,保证吊灯的稳定程度,并且保证导线远离灯具外壳,防止灯具外壳温度升高,烧坏导线,从而影响正确工作。 4结束语 水电暖通安装施工技术在整个建筑过程中起着至关重要的作用,做好技术管理工作,积极改进技术,水电暖通安装施工过程中,坚持安全原则、经济适用原则、节能环保原则,提前预防管道漏水、管道堵塞、开关插座、照明器具等问题,提高水电装置的耐久性,保证人们的生活可以正常使用水电。 参考文献: [1]葛国军.建筑工程水电暖通安装施工技术研究[J].建材与装饰,2017,(24):198-199. 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伴随着生活水平与人类素质的不断提高,对于口腔保健的认识也不断提升。传统的口腔修复技术如固定义齿修复和可摘义齿修复均对余留牙及周围软组织产生一定的影响,且出现发音异常与美观舒适问题。种植作为一种新兴的技术得到了广泛的关注并且随着临床应用的不断增加,其成功率也在不断提升。种植成功的决定性因素之一就是种植体材料的性能。 1钛及其合金 作为种植体材料首要因素就是对人体无毒无害。现阶段钛及其合金成为口腔临床上较为常用的种植材料。初期人们将其作为一种植入材料出现在临床上。而随着学者们的不断研究,钛及其合金进入口腔领域成为种植体材料的一种。钛及其合金具有良好的生物性能且对人体的危害较小,并且其成分与人骨相符合故而在临床上备受认可,近年来在口腔医学上的应用也不断提升。其作为种植体材料具有很多优势如不易腐蚀溶解、对牙髓无刺激和化学性能稳定不易变色等。从患者方面考虑,钛及其合金作为种植体植入体内既能填补缺失牙位又不影响食物本身味道,并且其耐腐蚀性与抗疲劳性也为后期口腔修复提供良好的保障,提高患者的舒适度。虽然钛及钛合金作为种植材料有巨大的优势但其也存在一些不足。如制作工艺复杂故而价格偏高、弹性较高与骨组织之间存在问题、表面活性较低、同时也会出现牙龈萎缩等问题影响美观。 2陶瓷种植体 在如今口腔临床上除去钛及其合金为主要材料的种植体,以氧化锆为主要材料种植体也备受关注。早期临床上出现过以氧化铝为材料的陶瓷种植体,由于其本身性质较脆且易折故而被淘汰。在不断研发的过程中,国外学者们发现氧化锆具有较强的韧性、机械强度较高且化学性能稳定,因此将其应用于口腔种植材料中。氧化锆作为一种新型种植体材料,其具有很大的潜力与研究价值,如由于其表面特性细菌不易沉积形成大量菌斑且具有较好的美学效果以满足患者的需求。近年来,在国外陶瓷种植技术已经走进口腔临床中,但由于表面处理等技术导致其可能发生老化等一系列问题,故而需要进一步研究深入。 3聚醚醚酮复合材料 聚醚醚酮简称PEEK,是由人工合成的一种高聚物,由于其优良的性能,故而被引进口腔医学领域成为一种具有研究价值的种植体材料。其力学性能良好且表面颜色与大多患者口内天然牙色相符合,并且其优良的机械性能、弹力性能与骨组织较为相配,故而可以减少许多术后不良反应。同时PEEK也具有抗氧化、抗疲劳、耐高温等优势。但是,由于PEEK本身性质的局限,其生物活性较差,所以需要对其进行更加具体细致的研究。 4高分子材料 高分子材料具有很多优良的性能并且制作工艺较为便捷。但其机械强度与生物性能稳定性较差,长时间使用易发生降解、老化故而存在许多争议。PMMA是目前在临床上较为常见的一种材料,有研究结果表明其该材料各项性能良好且价格合理。但由于缺乏临床实验,并未在口腔种植领域大范围推广。 5纳米材料 纳米材料是近年来新研发的一种材料,其独特的结构使其在不同领域都占据重要位置,同时也是科学领域的一个重要发现。如今,纳米材料走入医学,其众多优良的性能有待探究与实验,因此,纳米材料在口腔医学中拥有巨大的发展空间。并且有研究表明,纳米材料也将在口腔种植领域中崭露头脚。近年来,随着时代的不断进步,口腔也备受关注,人们对于口腔修复的认识也在不断提高。所以修复技术与口腔组织之间如何协调,并且术后发应是否良好都需要进一步研究。1965年Branemark(瑞典科学家)首次发表种植体与骨结合的演说,种植就成为一个炙手可热的名词。经过多年的研究与探讨,种植技术不断提升,种植材料也随着技术提升而不断完善。在种植过程中,如何选择种植体十分重要,其影响种植手术的成功。虽然金属合金材料与复合材料存在差异,但其最终目的都是让种植技术因种植体材料的完善而得到进一步的发展。故而在选择种植体材料时,要根据种植系统的不同与口腔个体差异选择合适的材料以缩短治疗进程、降低术后不良反应且未来预期良好。综上所述,在口腔医学领域中,材料是口腔修复与治疗主要手段,所以材料性能影响着口腔修复的效果。通过对不同种植体材料的应用分析,应该意识到国内种植体材料还存在许多不足。因此,应加强对种植材料的研究使更多的患者受益。
力学性能论文:水性聚氨酯胶粘剂力学性能研究 1实验部分 1.1材料与仪器 三乙胺(TEA),分析纯;甲苯二异氰酸酯(TDI-80),化学纯;聚己内酯二醇(PCL220N)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、1,4-丁二醇(BDO)、环氧树脂(E-44)、丙酮、松香均为工业级。D211-2水浴锅;JJ-1型电动搅拌器;XWW-20电子万能试验机。 1.2环氧树脂和松香改性的TDI水性聚氨酯胶粘剂的合成 将一定量的PCL220N、TDI-80加入三口烧瓶中,在75~85℃反应到一定程度后,加入一定量的扩链剂BDO进行扩链约1.5h,再降温至70℃左右,加DMPA(或E-44、TMP和DMPA),继续反应约4h至—NCO含量达到预定值后加入松香,搅拌均匀,然后冷却至40℃,在高速搅拌下加入三乙胺水溶液中和、乳化,即得产品环氧树脂和松香改性的TDI水性聚氨酯胶粘剂。 1.3力学性能的测试 材料的力学性能常用其拉伸强度来衡量。拉伸强度(TS)的测定:采用电子万能试验机,将样品制成哑铃状(样品的有效长度t为20mm,厚度为0.5mm,宽度W为10mm),在常温,拉伸速率为100mm/min条件下进行测定。其TS按下式计算[6-8]:TS=Fm/WT式中TS———拉伸强度,MPa;Fm———记录的最大力,N;W———裁刀狭小平行部分宽度,mm;T———试验长度部分的厚度,mm。 2结果与讨论 2.1环氧树脂用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响 当不含松香和三羟甲基丙烷(TMP)时,不同环氧树脂用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响见图1。由图1可知,环氧树脂的引入增加了水性聚氨酯的韧性,表现为软而韧的特性。随环氧树脂含量的增加,拉伸强度均先增加,后降低,当环氧树脂用量为5.73%时,改性TDI水性聚氨酯胶粘剂的拉伸强度达到最大,为1.94MPa。这是由于随着环氧树脂用量的增加,环氧树脂(E-44)中的环氧基和羟基通过反应将交联点引入聚氨酯主链,提高了聚氨酯的交联密度,同时聚氨酯分子链上苯环的数量也增加,从而使得改性TDI水性聚氨酯胶粘剂的拉伸强度增加;但是环氧树脂含量增大到一定程度后,再继续增大环氧树脂含量时,使聚氨酯的交联密度提高,而亲水性基团的数量不变,这样就降低了聚氨酯分子的亲水性,从而使分散颗粒变大,乳液稳定性下降,使得改性TDI水性聚氨酯胶粘剂的力学性能亦变差[6-7]。 2.2松香用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响 保持环氧树脂(E-44)含量为5.73%,改变松香的用量进行实验,其中松香用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响见图2。由图2可知,随松香含量的增加,其拉伸强度先增加,后降低。这是由于松香与聚氨酯有良好的相容性,可增加胶粘剂的塑性。当体系中松香含量较低时,松香所起的稳定作用超过其增塑作用,造成胶膜的拉伸强度有稍许上升,当松香含量增加到8.92%时,改性TDI水性聚氨酯胶粘剂的拉伸强度达到最大,为2.38MPa;但是再继续增加松香含量时,松香所起的增塑作用远大于稳定作用,从而造成拉伸强度快速下降[8]。 2.3三羟甲基丙烷(TMP)用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响 当环氧树脂含量为5.73%,松香含量为8.92%时,不同TMP用量时对TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响见图3。由图3可知,随三羟甲基丙烷(TMP)含量的增加,拉伸强度先增加,后降低。这是由于TMP虽然不利于聚氨酯的结晶,但能显著提高聚氨酯分子链的交联度。随TMP用量的增加,预聚体的内交联度增加,从而使得胶膜的拉伸强度较高,当TMP用量为2.68%时,产品的拉伸强度达到最大,为3.43MPa,同时曲线有一个明显的屈服点;而当TMP用量超过2.68%时,由于交联度太大,预聚物难以乳化,不能形成稳定的乳液[9]。 2.4n(—NCO)/n(—OH)比值对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响 当环氧树脂含量为5.73%,松香含量为8.92%,三羟甲基丙烷含量为2.68%时,不同n(—NCO)/n(—OH)比值对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响见图4。由图4可知,随n(—NCO)/n(—OH)比值的增加,拉伸强度先增加,主要是由于随着n(—NCO)/n(—OH)比值的增大,分子链中含有氨基甲酸酯基、芳基、脲基等刚性基团增加[10-12],当n(—NCO)/n(—OH)=1.23时,产品的拉伸强度达到最大为4.72MPa,当n(—NCO)/n(—OH)比值大于1.23后,产品的拉伸强度随着n(—NCO)/n(—OH)比值的增大而降低。 3结论 本实验合成了环氧树脂和松香改性的TDI水性聚氨酯胶粘剂,主要对其力学性能做了简单的研究,结果表明,环氧树脂、松香、TMP含量以及n(—NCO)/n(—OH)比值对环氧树脂和松香改性的TDI水性聚氨酯胶粘剂的力学性能影响较大。当环氧树脂含量为5.73%,松香含量为8.92%,三羟甲基丙烷含量为2.68%,n(—NCO)/n(—OH)比值为1.23时,TDI水性聚氨酯胶粘剂的拉伸强度达到最大值为4.72MPa。 作者:王孝华 李传强 汤琪 牟元华 单位:重庆交通大学 力学性能论文:材料力学性能课程改革思考 1建构主义理论及学生特点 1.1建构主义理论 建构主义理论创始人著名心理学家皮亚杰认为,学生是教学关系中的主体,教学应以学生为中心,教师应引导学生积极主动的探索、发现和对知识意义的主动构建[1]。皮亚杰认为,教师是学生学习的促进者,学生的学习是积极主动且不断地建构认知和知识结构的过程。建构主义理论认为学习是学生在原有经验的基础上主动进行意义建构的过程,这种过程要在实践中或者在学生与环境的相互作用中通过新旧知识间反复的相互作用而建构成的。在教学中教师不能把对知识的理解传递给学生,而是从学生原有的知识经验出发,引导学生从原有的知识经验中生长出新的知识经验,即教学的关键是向学生展示这些结论是如何得到的[2]。 1.2分析学生特点 现在的本科生自幼开始接受传统的以教师为主体的“填鸭式”教学,基本未接受过“启发式”教学等新的教学方法。他们在经过严格的应试教育和惨烈的高考竞争后进入大学,逐渐放松了紧绷的神经,普遍失去了奋斗的目标并且对学习渐渐放松。学生的状态大体分为三类[3]:(1)少数同学有长期的规划和学习目标,能够自觉努力地学习。(2)多数同学比较茫然,没有规划也没有努力的方向,随波逐流,学习上敷衍了事。(3)极少数同学彻底放松,对学习和未来前途都漠不关心,认为到了大学就应该轻松自在地享受生活,花费大量时间和精力去玩游戏或者谈恋爱,对学习完全是应付甚至厌学情绪严重,即使不能毕业也毫不担忧。离开了家长的呵护和老师的督促,多数学生不能合理的安排自己的学习和生活,更不能保证学习态度和学习热情。习惯了接受教师“消化”加工好的知识和方法,学生在大学的学习过程中对知识的归纳、总结能力以及在旧知识的基础上生长新知识点的建构能力和知识的迁移能力比较差。鉴于学生学习能力、学习状态和学习目标大不相同,本课程在讲授过程中,务必不能采用传统的灌输式教学,应该积极探讨新的适合本课程的教学方法和手段。 2改革教学方法及评价考核 2.1树立新的教学观 现代教育学倡导“以教师为主导,以学生为主体”的新型教育观,对大学教育也同样适用。在教学过程中,如何把以教师为主导的“教”与以学生为主体的“学”有效结合起来;老师如何能够引导学生在已掌握的知识和已有的生活经验的基础上构建起新的知识增长点;结合本门课的特点和学生特点,怎样能够更有效的引导学生学习本课等问题都需要教师深刻思考。 2.2采用多种教学方法 本课程工程应用性较强,单纯的讲授知识点,会增加学生理解的难度。多媒体课件的制作尤其重要,大量图片、动画的运用,能够对视觉、听觉形成有效冲击,有助于学生将枯燥的知识形象化。在讲解本门课程时,应较多的结合生活实际和工程实际,采用“举例法、对比法”等教学方法,引导学生构建新的知识要点。例如在讲解脆性的章节时,可以列举二战期间,美军8艘自由轮因脆性断裂问题失事等历史事件,形象具体的描述脆性的产生原因及危害,给学生直观的印象。根据各部分的教学目标和教学内容,精心设定题目请同学来回答,也可以布置作业来引导学生完成,从而考查学生对知识的掌握程度。在这个步骤上可以“因材施教”,即对于学习目标明确、学习能力突出的学生,给他们的题目或作业可以适当拔高,难度或深度更加突出;对于多数同学来说,采用数量、难度普通的题目;对于厌学或者对学习漠不关心的学生来说,即要努力培养其学习积极性,又要严格作业的规范,明确告之不能完成作业就会影响期末成绩的考核规定。由于《材料力学性能》涵盖的概念较多,也可在进行了一定的教学内容后总结各知识点,有利于学生深入理解。 2.3改革评价考核 对学生的评价考核,既要体现学生的学习能力的差别,又要体现其学习态度及平时表现的差别。这样的评价考核要求仅凭期末一张试卷是不能完成的。对学习态度端正、学习目标明确、学习能力突出的同学,考核成绩应对其有所肯定;对于学习目标不明确、随大流的学生,在调动其学习积极性的同时,应有平时表现的约束,督促其保持学习习惯;对于完全没有学习目标的同学,在培养其学习兴趣、督促其平时表现的同时,教师要经常找其谈心,帮助他们培养学习习惯。笔者根据多年教授《材料力学性能》课程的经验,建议期末试卷中增加附加题,得分以附加题目分值的40%计入总分;增加平时表现分数,建议占总分30%比例,70%比例为卷面成绩。增加平时出勤率的检查,该门课教学时长内累计旷课次数达5次及以上的同学,建议取消考试资格,重修后再参加考试。这些措施对优秀学生有鼓励作用,并且能督促学生出勤、端正其学习态度。 3优化教学内容 很多版本的《材料力学性能》教材是基于金属材料板块编写的,已经不再适应材料一级学科的教学要求,优化教学内容需要对三方面进行改革。 3.1修订教学大纲 复合材料是一种较为新兴的材料,与金属材料和无机非金属材料息息相关。随着复合材料的进一步发展,它与高分子材料的关系也会越来越密切。修订复合材料专业教学大纲,既要满足兼顾复合材料、金属材料、无机非金属材料和高分子材料的共性要求,又要满足以介绍金属材料和复合材料特性为主、以介绍无机非金属材料和高分子材料特性为辅的教学要求,且需要将各类材料有机的协调起来并融合到各个章节中去。在学习本门课程之前,学生应该学习了《材料科学基础》《材料力学》和《工程力学》,对于已学知识可以略讲或不讲,达到节约课时的目的。 3.2编写适合本专业的《材料力学性能》教材 《材料力学性能》所包含的概念公式较多,公式推导步骤也很繁琐。在编写教材的时候,既要注意到本课程与其他课程的联系,又要减少公式的推导步骤。太多的公式推导不利于学生对知识点的理解,不必要求学生掌握公示的推导过程。编写适合本专业的教材,难点是如何体现知识点的实际应用。例如讲授冷脆性时,可结合《金属材料与热处理》中钢的常存元素为开篇导语,复习五种常存元素对力学性能的影响。另外,还可以配图且采用小号字做知识延伸,将与材料力学性能有关的著名历史事件和日常生活的事例与本课程结合起来。例如泰坦尼克号的沉没,就是由于当时冶炼技术落后,钢板中的硫元素过多从而造成材料具有较高的冷脆性,在船体撞击冰山后导致了船体破碎、快速沉没等内容。这些看似不重要的知识延伸能都够直白的展现各知识点的工程背景,使知识不再抽象,调动了学生的学习积极性。 3.3整合实验课程内容 现行教材中涉及材料力学性能的实验总共三个,“拉压实验”、扭转实验和弯曲实验。这样的实验安排容易使学生将材料的各种性能割裂开来,认为各种力学性能的检测方法是彼此独立的[4]。虽然各种力学性能检测方法的适用范围、操作方法不同,但可以起到相互补充的作用。只有将不同的测试方法有机的结合起来,才能更好地理解材料力学性能。所以,该课程将三个实验合并为“材料性能综合实验”,安排在整体课程之后。此外,精心设计实验过程,合理安排实验报告的知识点等,都有助于调动学生实验课的积极性,从而形象直观的理解《材料力学性能》。 4结语 《材料力学性能》课程改革进行了多年,收效甚微。深化该课程的教学改革,不能仅停留在某一方面。探讨行之有效的教学方法,就要全面分析现在学生特点、结合现代教育理论、结合现代教学手段并对课程内容和教学大纲进行相应的调整。经过两年的探讨和教改尝试,复合材料专业《材料力学性能》的课改已经取得显著的成效,学生的学习积极性和对知识的掌握程度都有明显提高。在后续的教学过程中,我们将对新发现的问题继续进行改革,并以此课程为试点,逐渐推广并形成一套成熟完善的教学体系。 作者:张振亚 陈刚 杨睿 赵玉涛 单位:江苏大学材料学院 力学性能论文:TIG焊焊接接头的组织与力学性能 铝及铝合金材料具有密度低、强度高、导热性好、断裂韧性高等优点[1],已经广泛应用于航空航天和交通运输等行业.近年来,中国飞速发展的飞机和高铁制造行业,对性能优良铝合金材料的需求越来越大.AlCuMg硬铝合金是一种室温性能优良的高强铝合金,但因其焊接性能不佳,从而限制了其在工程中的应用.搅拌摩擦焊[2-4]和激光焊[5-6]的出现在较大程度上改善了AlCuMg硬铝合金的焊接质量问题.然而,这两种焊接方法的设备成本都很高,在发展中国家难以得到普及.因此,传统的交流TIG焊焊接方法依然具有较高的研究价值.已有研究[7-10]表明,AlCuMg硬铝合金TIG焊焊接接头主要存在焊接热裂纹、焊接接头软化、气孔和焊接变形等缺陷.本文采用典型的AlCuMg硬铝合金(2A12)进行了焊接实验.文献[7]表明,焊接硬铝合金2A12时主要采用抗裂性较好的ER4145、ER4043或BJ380A焊丝.其中,ER4145(Al10Si4Cu)焊丝的抗热裂能力很强,但焊丝及焊缝的延性很差.ER4043(Al5SiTi)焊丝的抗热裂能力较强,形成的焊缝金属的延性也较好.当ER4043焊丝用于钨极氩弧焊时,能有效防止焊缝金属产生结晶裂纹,但该焊丝抑制近缝区母材产生液化裂纹的能力较差.BJ380A(Al5Si2CuTiB)焊丝的主要成分与ER4043(Al5SiTi)焊丝基本相同,而且添加了较多的Cu元素及适量的B元素,因此,BJ380A焊丝能很好地防止焊缝的结晶裂纹以及近缝区液化裂纹的产生,但该焊丝在市场上的销量非常小,很难购买到合格的产品.综合比较后,本文选用了容易购买的ER4043焊丝.选用ER4043焊丝的另一个优点是在焊接过程中,母材中的部分Cu、Mg等合金元素可以过渡到焊缝中,使焊缝金属产生微合金化.已有研究[11]表明,微合金化能够增加由ER4043焊丝焊接得到的焊接接头的强度和塑性.本文将热影响区中的软化区域称为“过时效区”,而将热影响区中的硬化区域称为“固溶区”. 1实验材料及方法 实验母材为2A12硬铝合金,且其热处理状态为T4态,即经过了固溶(495~505℃)+自然时效处理.试板尺寸为150mm×60mm×4mm.实验采用ER4043焊丝,且其直径为12mm.母材与焊材的化学成分如表1所示.由于焊丝中Si元素的含量较高,可以有效地抑制焊接热裂纹的产生.采用自动送丝机构和自动行走机构配合交流TIG焊接电源进行焊接实验.在焊接过程中,利用琴键式卡具强制固定试板.焊前对母材坡口周围进行机械清理,同时注意保持焊丝的洁净.试板的坡口角度为60°,在焊接过程中需要使用引弧板和收弧板,且试板背面需加散热铜垫板.实验中采用单面单层焊接工艺.其中,焊接电流为140A;焊接电压为17V;焊接速度为15cm/min;送丝速度为250cm/min;钨极直径为32mm.焊缝正反面成型照片如图1所示.可见,由ER4043焊丝焊接得到的焊接接头成型良好.在外观检查合格后,再对焊接接头进行拉伸、硬度与金相试样的制备.金相腐蚀剂采用Keller试剂(1mLHF+15mLHCl+25mLHNO3+95mLH2O). 2实验结果与分析 2.1硬度曲线 采用维氏硬度计测量焊接接头的硬度曲线,由于焊接接头具有对称性,实验中只测量了焊接接头一侧的硬度值,结果如图2所示.由图2可见,焊接接头的硬度曲线中存在两个低点,一个位于热影响区的过时效区,另一个位于焊缝区.处于热影响区的固溶区的硬度值得到了提高,且几乎与母材的硬度水平相近,且固溶区与母材的硬度均约为140HV.近缝区的硬度值朝着熔合线方向呈现出较为剧烈的下降趋势,且近缝区的硬度从120HV下降到了90HV左右.熔合线区的硬度约为95HV.焊缝中心的硬度约为90HV,故该区硬度约为母材硬度的65%.处于热影响区的过时效区硬度约为120HV,且该区硬度约为母材硬度的86%. 2.2显微组织 图3为焊接接头各区域的显微组织.图3a为焊接接头的母材的显微组织.可见,该区域晶粒大小均匀,变形程度一致,并沿轧制方向有序排列.母材基体上散落分布着一些较大的黑色颗粒,这些黑色颗粒主要为固溶时未溶入母材的粗大S相(Al2CuMg)和杂质.图3b为位于热影响区中的固溶区的显微组织.可见,经腐蚀后该区域的金相图片发黑,且粗大黑色颗粒略微长大.造成固溶区金相图片发黑的原因是在焊接过程中,由于该区域温度高于人工时效温度,但是低于母材固溶温度,基体中的Cu原子发生聚集,使得过渡相(S′相)转变为粗大的S相,即出现过时效现象.这些弥散分布在基体中的S相被腐蚀剂腐蚀后会变黑,因此,固溶区的金相图片也同样发黑.另外,S相生成的同时基体也会变软,因而在金相试件的制备过程中很容易产生划痕.图3c为位于热影响区的固溶区的显微组织.可见,该区域晶粒变形程度低于母材,但依然沿着轧制方向有序排列.该区域基体中散落分布的粗大颗粒进一步长大并发生聚集.在焊接过程中,固溶区温度达到了母材的固溶温度,但是低于母材的固相线温度,因而平衡相(S相)重新溶入基体,并在冷却后形成了过饱和固溶体.随后在焊后自然时效过程中析出S′相.经过上述过程,该区域相当于经历了一次固溶处理,强度能够得到恢复,因此,该区域称为固溶区.图3d为近缝区的显微组织.可见,该区域晶粒呈等轴状,并未出现明显长大的晶粒.该区域发生了明显的晶界液化现象,散落分布的黑色颗粒已经全部溶入基体中.在焊接过程中,该区域温度达到了母材的固相线温度,因而可使母材中的低熔点共晶体和散落分布的粗大颗粒相发生熔化,而熔化后的低熔点共晶体会聚集到晶界,形成了粗大共晶体,从而降低了基体中合金元素的含量.越靠近焊缝,基体承受的温度越高,晶界形成的低熔点共晶体也就越多,基体中的合金元素含量也就越低,基体强度也就越低,因此,在硬度曲线上表现出硬度急剧下降的趋势.同时,虽然近缝区温度达到了母材的固相线温度,但是由于母材中由各种合金元素形成的弥散分布的细小强化相颗粒较多,限制了晶界的大范围移动,因而晶界只能进行平直化运动,因此,晶粒并未大幅度长大,只是形成了正常大小的圆润等轴晶.图3e为靠近熔合线的焊缝组织.可见,此区域为柱状组织,形成原因是在结晶过程中,该区域的温度梯度很大,晶粒平行于温度梯度方向的生长速度较快,而垂直于温度梯度方向的生长速度较慢,因此,最终形成了朝焊缝中心生长的柱状晶.图3f为焊缝中心的显微组织,该区域呈现出明显的枝晶组织,晶界处出现了大量低熔点共晶体聚集的现象.由于焊丝中的Si含量很高,在焊缝金属结晶凝固的过程中,Si元素和从母材中过渡而来的Cu、Mg等合金元素将会被排挤到晶界,因而在晶界形成大量的低熔点共晶体.这些低熔点共晶体一方面能够改善焊接接头的抗结晶裂纹能力,但另一方面也会降低焊接接头的塑性. 2.3TEM分析 图4为处于热影响区的固溶区的透射电子显微(TEM)图像.由图4可以观察到大量均匀分布的S′相,这些S′相是在固溶后的自然时效阶段形成的,可以对基体起到有效的强化作用.固溶区的脱溶序列可以表示为GP区—S″—S′—S(Al2CuMg)固溶区在受到焊接热循环作用后,基体中的平衡相(S相)会发生溶解,而分解出来的Cu、Mg原子将会重新固溶到基体中形成过饱和固溶体.随着温度的下降,过饱和固溶体中的Cu、Mg原子将会发生聚集,依次形成GP区、S″相和S′相.S′相为非平衡组织,是基体快速冷却后形成的可以在室温下长期存在的强化相,且与基体存在部分共格关系,因此,S′相能够产生较大的畸变能,并起到应变强化、弥散强化和化学强化的作用.S′相不但可以提高焊接接头的强度,而且也能提高其塑性,故S′相的强化效果最为理想.但是S′相在受热时容易聚集转变成S相,S相的尺寸较为粗大,与基体无共格结合,故其强化效果大大降低.这就是处于热影响区的过时效区硬度低于母材和固溶区的原因. 2.4拉伸实验 焊接接头的拉伸实验结果如表2所示.在拉伸实验中,拉伸试件大多断裂于焊缝中心区域.由表2可见,焊接接头的平均抗拉强度约为270MPa,为母材平均抗拉强度的60%.焊接接头的断后伸长率为65%,为母材的断后伸长率为176%.因此,焊接接头的平均抗拉强度和断后伸长率均大幅度低于母材. 2.5SEM与EDS分析 对近缝区和焊缝区的低熔点共晶体进行扫描电子显微(SEM)观察和能谱(EDS)分析,结果分别如图5和表3所示.图5a为近缝区晶界共晶体的SEM图像,可见亮灰色共晶体沿着晶界断续分布(如图5a中A区所示).结合能谱分析结果可知,该区域Cu元素的含量高达2671%,导致基体强度会由于Cu元素含量的急剧降低而随之降低.同时,存在于近缝区晶界的大量低熔点共晶体也会增加近缝区的液化裂纹敏感性.图5b~d为焊缝组织中具有不同形貌的低熔点共晶体的SEM图像.结合表5中的EDS数据可知,由于这些共晶体的Cu、Mg和Si元素含量各不相同,因此,这些共晶体应该是由不同成分的组元构成的低熔点共晶体.由图5b~d可见,焊缝组织存在大量的低熔点共晶体.在这些共晶体的共同作用下,焊缝金属在结晶过程中具有“愈合”作用,能很好地抑制结晶裂纹现象,但其塑性变形能力较差.这是因为在焊缝凝固后期,如果晶界处存在的低熔点共晶体较少,则容易被焊接拉应力拉开形成裂纹;如果晶界存在较多的低熔点共晶体,则被拉开的晶界可以及时得到足够的液体(低熔点共晶体)来补充,即起到“愈合”作用. 3结论 AlCuMg硬铝合金焊接接头的组织和性能变化较为复杂,焊接接头的各个区域均具有各自鲜明的特点,且AlCuMg硬铝合金焊接接头的焊接性能较差.本文选用ER4043焊丝对AlCuMg硬铝合金进行焊接,并研究了所得焊接接头的组织与性能.通过以上实验分析,可以得出如下结论:1)在焊接接头的过时效区,由于S′相转变为强化效果较差的S相,因此,该区域硬度值大幅度下降.2)焊后焊接接头的固溶区强度可以自行恢复,且在该区域能够观察到大量的S′强化相.3)近缝区晶界存在大量富含Cu元素的低熔点共晶体聚集现象,造成基体中合金元素的含量下降,并对基体硬度产生了明显的影响.4)利用ER4043焊丝焊接得到的焊缝组织存在大量的低熔点共晶体,这些低熔点共晶体在结晶过程中可以产生“愈合”作用,能够有效地抑制结晶裂纹,但同时也会降低焊缝的塑性. 作者:刘政军 刘继国 苏允海 单位:沈阳工业大学 材料科学与工程学院 力学性能论文:等通道角挤压力学性能研究 1实验材料和实验方法 1.1材料的制备 实验材料以铸造高纯铝(纯度为99.99%)作为实验对象。将材料加工为尺寸为15mm×15mm×90mm的长方体试样。将试样放入等通道角挤压模具中,采用石墨润滑剂,以1mm·s-1的速度,进行多道次的室温ECAP变形。其中ECAP模具通道的内角φ=90°,外角Ψ=20°。采用Bc路径反复挤压1~8道次。采用C路径反复挤压1~4道次。Bc路径是指前一次挤出的试样按同一方向旋转90°后进入下一次挤压。C路径是指前一次挤出的试样按同一方向旋转180°后进入下一次挤压。 1.2拉伸试验 对高纯铝多道次等通道角挤压后的试样进行拉伸性能测试,按照GB/T228.1—2010[9]制备拉伸试样,采用200kN型电子万能试验机进行拉伸试验。 1.3硬度实验 金属材料的硬度是其力学性能的主要参考之一,试样的晶粒越细,硬度越高,所以通过硬度值也可以反映出材料晶粒的尺寸变化。切取硬度试样,采用FM-700数字显微硬度计,对挤压后的试样进行显微硬度测试。 1.4热稳定性实验 为检测高纯铝经过ECAP实验后的热稳定性,设计两组实验:第1组将1~4道次的试样进行加热到100℃保温1h的退火实验;第2组将1~4道次的试样进行加热到200℃保温1h的退火实验,对退火后的试样进行拉伸试验和维氏硬度实验。 2实验结果与分析 2.1抗拉强度和伸长率分析 高纯铝经过ECAP实验后的拉伸力学性能见表1。可见高纯铝的抗拉强度在经过挤压后有了明显的提高,抗拉强度从第1道次到第3道次不断提高,升高趋势相似,在第3道次达到最大值为108MPa。在第4道次时抗拉强度出现下降趋势,如图1所示。这应该是由于第1次变形后高纯铝晶体内部晶粒减小且产生大量位错,使抗拉强度大幅度提高,随着应变量增加,抗拉强度不断提高。到挤压至第4道次时,位错被堆积和湮灭,位错数量有所下降,且保持稳定,进而出现动态回复和动态再结晶使强度下降[9]。在5道次挤压后,抗拉强度比前一道次略有提升,但随后几道次的抗拉强度还是呈下降趋势,在第6道次达到最低,为81MPa。高纯铝经过ECAP挤压变形后的伸长率在经过第1道次的挤压后明显下降,随着挤压道次的增加,试样的伸长率略有提升,但总体呈下降趋势并逐渐趋于稳定。这是因为经过第1道次挤压后高纯铝内部产生大量内应力,导致伸长率下降。 2.2硬度分析 经过Bc路径ECAP第4道次的挤压后高纯铝的硬度从最初的43.38HV提高到59.8HV,提高了37.8%。同样,C路径ECAP挤压至第4道次后,硬度也达到了54.6HV,提高了25.8%。可见从1道次至4道次晶粒在不断地细化。从图2看出,对比Bc路径和C路径可以发现在第3和第4道次挤压后,Bc路径挤压得到的硬度比C路径挤压后的硬度高。Bc路径在第2到3道次之间硬度剧烈提高,相比C路径硬度则均匀升高。 2.3热稳定性分析 高纯铝热稳定性的检测是通过对加热处理过的高纯铝进行拉伸试验和硬度测试。图3和图4分别是Bc路径和C路径制得的高纯铝退火后硬度,从图中可以得出,经过加热到100和200℃进行退火后,试样的硬度明显下降。对比可以发现,经Bc路径挤压的试样退火后,第3和第4道次比前两道次硬度下降的幅度大。而C路径则是第2和第4道次的硬度下降幅度大,而其他两道次退火后硬度下降较小。对比加热温度可以发现,加热到100和200℃后退火,对退火后的硬度没有太大的影响。图5是挤压过第5道次至第8道次的高纯铝试样,从图5中可以看到:高纯铝在经过较高道次的ECAP挤压后,试样经过200℃退火后,其抗拉强度下降;试样经过100℃退火后,抗拉强度在第6和第7道次均高于未经热处理的挤压试样。对比100和200℃退火,试样经200℃退火后的抗拉强度明显下降,下降幅度比100℃退火后大很多。可见退火温度不同对抗拉强度的影响不同。 3结论 (1)高纯铝在ECAP第3道次后抗拉强度达到最大值为108MPa,伸长率在第1道次后剧烈下降,由44%下降至18.3%,随后抗拉强度下降,随挤压次数增加趋于稳定。(2)高纯铝的硬度随着挤压道次的增加不断上升,到4道次后,Bc路径高纯铝硬度为59.8HV,C路径高纯铝硬度为54.6HV。(3)退火后高纯铝的的硬度和抗拉强度都有所下降,不同的退火温度对退火后硬度的影响几乎相同,而对抗拉强度的影响差别较大。 作者:高松松 王进 单位:青岛理工大学 力学性能论文:酚醛树脂炭力学性能研究 1实验方法 1.1原材料 ①多聚甲醛,分析纯,天津福晨化学试剂厂生产;②苯酚,分析纯,天津博迪化工有限公司生产;③氨水,分析纯,天津福晨化学试剂厂生产。 1.2热固性酚醛树脂的制备 根据反应中引入催化剂的不同,酚醛树脂可分为酸催化合成的热塑性树脂和碱催化合成的热固性树脂。其中,热固性酚醛树脂具有不溶不熔的特性。本文将使用热固性酚醛树脂为树脂炭材料的前驱体,具体的合成工艺如下:将多聚甲醛与苯酚按照1∶1.3的摩尔比混合后,加入到三口烧瓶中;将三口烧瓶置于水浴炉中加热至65~95℃,同时加入少量NH3·H2O,保持反应过程中体系的pH值在7.5~9.5;搅拌反应一段时间后得到粘稠状液体,即为热固性酚醛树脂。 1.3酚醛树脂炭的制备 将合成的热固性酚醛树脂模压固化(即树脂注入模具中,160℃固化48h以上脱模),再置于电阻炉中,在氮气保护下进行炭化处理(炭化温度为850~900℃),得到酚醛树脂炭材料。 1.4酚醛树脂炭结构与性能的表征 采用NETZSCHSTA409型热重分析仪表征酚醛树脂炭的前驱体———酚醛树脂在N2气氛下的热失重行为。采用JSM6700型场发射扫描电镜观察酚醛树脂炭的微观形貌。采用RenishawInVia拉曼光谱仪分析酚醛树脂炭的元素杂化态。采用CMT-5304电子万能试验机测定酚醛树脂炭的压缩强度。加载速率为0.5mm/min,试样尺寸为10×10mm3。并通过试样的压缩应力-应变曲线,分析试样的断裂失效机制。 2力学性能分析 2.1酚醛树脂炭的微观结构 高聚物材料的热分解温度定义为失重10wt.%所对应的温度[11]。固化后的酚醛树脂在N2气氛中的热失重曲线,酚醛树脂的热分解温度为239℃,失重5wt.%时的温度为211℃,至850℃时的残炭率为50.7%;酚醛树脂在237和543℃附近的两个阶段发生明显的失重现象;600℃后,酚醛树脂进行结构重排,有机芳环结构逐渐向无机结构演变。第一阶段的失重是因为固化反应过程中残余的低分子物质挥发及分子间的交联缩合而引起的;第二阶段的失重则是因为自由基裂解、大量分子链断裂、脱氢等非均相分解所致,该过程分解出CO、CO2、CH4等气体,同时释放大量的热量。在1348cm-1附近出现代表sp3杂化的无序乱层炭结构的D峰,而在1589cm-1附近出现代表sp2杂化的取向度较好的微晶石墨炭结构的G峰。根据D峰与G峰的强度比值判断材料中炭结构的类型。使用Origin8.0软件计算两峰的积分面积,得到ID/IG=2.15,大于1,表明酚醛树脂炭主要以非晶炭结构为主。从图2(b)可以看出,酚醛树脂炭主要由树脂炭基体、微孔和微裂纹组成。酚醛树脂在固化和炭化热处理过程中出现小分子逃逸,因而在炭基体中留下大量微孔,微孔的孔径为3~8μm。在炭化过程中酚醛树脂内部产生较大的热应力,在热处理结束后未得到完全释放,残余应力留在树脂炭基体中,从而形成一些宽度为1~2μm的微裂纹。 2.2酚醛树脂炭的压缩性能 酚醛树脂炭典型的压缩应力-应变曲线酚醛树脂炭的压缩强度为8.58MPa,酚醛树脂炭的压缩过程主要为弹性变形区,无屈服平台区。弹性变形区主要受静应力影响,反映了炭泡沫泡孔结构的强度特性,而屈服平台区主要反映了微孔孔隙结构被压垮的过程[3]。酚醛树脂炭的压缩应变较小,当应变达到4%左右,材料突然失效,曲线无屈服平台区,压缩断裂过程呈脆性断裂模式;应力-应变曲线出现一些“台阶”(图中箭头所示区域),表明在受压过程中,裂纹在材料内部发生多次偏转。由此可推测酚醛树脂炭的断裂过程(如图4所示):酚醛树脂在固化过程中残存一定的内应力,其在炭化阶段未得到完全释放,并在材料内部形成一定数目的微裂纹;这些微裂纹在受压过程中不断扩展-连通,形成更大的裂纹;当大裂纹在其生长方向上遇到基体相中的微孔,发生裂纹偏转和裂纹弯曲效应,并吸收少量裂纹扩展能。由于树脂炭基体的脆性较大,微孔的出现不足以吸收足够的裂纹扩展功,难以阻挡裂纹进一步扩展。随着载荷的不断增大,材料内部的大量长裂纹迅速扩展-连通,致使其发生脆性断裂,同时在应力-应变曲线上出现明显的瞬间应力衰减现象。通常情况下,吸收的总能量越低,材料的韧性越差。由图3可计算出酚醛树脂炭在压缩过程中吸收的总能量为0.135MJ/m3。而多孔树脂基炭泡沫断裂韧性最差的试样,其吸收的总能量为0.3018MJ/m3[3]。与该研究结果相比,树脂炭在压缩过程中吸收的总能量降低了55.3%以上。平台区是吸收能量的主要阶段,而树脂炭的压缩断裂呈现脆性断裂模式,其压缩变形主要以弹性变形区为主,因此在断裂过程中吸收的总能量较低,断裂韧性较差。 3结论 (1)采用碱催化法合成的热固性酚醛树脂,其热分解温度为211℃;酚醛树脂经固化-高温炭化热处理形成了以非晶炭为主,含有树脂炭基体、微孔和微裂纹的酚醛树脂炭材料。(2)酚醛树脂炭的压缩强度为8.58MPa,应变较小,仅为4%左右;压缩应力-应变曲线以弹性变形区为主,压缩断裂特征为脆性断裂模式。(3)酚醛树脂炭的断裂韧性较差,由于压缩应力-应变曲线无屈服平台区,压缩断裂过程中吸收的总能量较小,仅为0.135MJ/m3。 作者:赵毓梅 单位:西北工业大学 力学性能论文:980钢组织与力学性能探究 1试验材料和方法 试样采用980钢试样,尺寸为150mm×50mm×20mm,共制作4个试样,打钢印进行标记。试验使用炉膛为260mm×160mm×100mm的实验室箱式炉。热处理工艺为调质,即860℃×0.5h水冷10s转油冷至室温+620℃×1h回火,开炉门冷却至室温,工艺曲线如图1所示。对1号试样不进行调质,对2号试样进行一次调质,3号试样进行两次调质,4号试样进行三次调质,每次调质工艺相同。试样经打磨、抛光、4%硝酸酒精侵蚀后,于高倍金相电子显微镜下观察显微组织。按照GB/T228.1—2010《拉伸试验第一部分:室温试验方法》进行试样制作和拉伸试验;按照GB/T229—2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》进行试样制作和低温冲击试验。 2试验结果与讨论 2.1调质次数对力学性能的影响 980钢经过不同次数调质后的力学性能如表1及图2所示。结果表明,980钢经过第一次调质后,强度显著提高,但低温冲击吸收能量无明显提高。980钢经过第二次调质,强度与第一次调质相比无明显变化,低温冲击吸收能量显著提高。980钢经过第三次调质,强度与第一次调质相比无明显变化,低温冲击吸收能量略有降低。 2.2调质次数对显微组织的影响 为不同次数调质态980钢的显微照片。可以看出,980钢未进行调质时,组织为铁素体,晶粒度级别为7.0级,进行第一次调质后,组织为回火索氏体和残留奥氏体,晶粒度级别为7.5级,存在颗粒状碳化物。经过第二次调质,残留奥氏体基本消失,为回火索氏体,晶粒度级别提高到8.0级,存在少量颗粒状碳化物。当进行第三次调质时,组织为回火索氏体和粒状珠光体,晶粒度级别为8.0级。回火索氏体是铁素体与粒状渗碳体的混合物。回火索氏体使钢的脆性降低,冲击性能提高[3]。析出的细小颗粒状碳化物,作为第二相质点,可以阻碍晶界的迁移长大,所以,随着调质次数增加,晶粒细化。此外,淬火的冷却过程存在形核和核心长大的过程。淬火冷却时间受到控制,新的晶粒没有长大到原始晶粒尺寸时,重新进行加热后冷却,再一次进行形核和核心长大,在原始晶粒中形成多个细小的晶粒,晶粒得到细化。钢的冲击韧性与晶粒大小有关[4],韧脆转变温度T与晶粒直径d的关系可用公式T=K-lnd-1/3描述,因此,细化晶粒可以提高钢的冲击性能。从屈服和抗拉强度来看,经过第二次调质,980钢的屈服强度和抗拉强度明显提高,这可能与晶粒得到细化有直接关系。塑性变形过程中,由外加切应力直接引起滑移的晶粒只占少数,多数晶粒的塑性变形是由前面晶粒中的位错塞积群的应力集中所引起的,只有所有晶粒都进行了塑性变形,才会引起塑性变形的宏观效果,它的作用效果与晶粒尺寸有关。可见,通过细化晶粒,可以提高屈服强度和抗拉强度。 3结论 1)980钢经过第一次调质,屈服强度和抗拉强度明显提高,低温冲击吸收能量提高不明显,显微组织为回火索氏体和残留奥氏体。经过第二次调质,屈服和抗拉强度无明显变化,低温冲击吸收能量显著提高,显微组织转变为回火索氏体,晶界变得明显,晶粒得到细化。经过第三次调质,屈服强度、抗拉强度无明显变化,低温冲击吸收能量略有降低,显微组织为回火索氏体和粒状珠光体。2)980钢经过两次调质处理后,力学性能显著提高,效果最好。 作者:陈亮 单位:武汉船用机械有限责任公司 力学性能论文:高阻尼橡胶隔震支座力学性能研究 1力学性能试验研究 本实验所用的水平加载设备是美国MTS公司提供的动力液压伺服作动器,此作动器由MTS公司提供的FlexTestGT控制系统控制。同时FlexTestGT控制系统留有外部输入信号的接口,这样拟动力子结构实验中的数值子结构计算程序和DSP中控制程序就能和FlexTestGT控制系统连接进行数据信号交换。实验中使用的动力液压伺服作动器在动力加载时可以达到±1000kN,水平位移的范围是±300mm。竖向力由4个750kN的静力作动器产生,整个竖向加载是自平衡装置,大幅度的减少了设备的自重和加载过程中的摩擦力。本实验的试件为4件性能相同的新型高阻尼橡胶隔震支座,其平面尺寸和橡胶层数都为400mm×400mm×6层,橡胶每层厚度为20mm,橡胶层总厚度为120mm,橡胶的水平剪切弹性模量采用G12(1.2N/mm2)。 1.1试验方案 首先进行顺应变加载实验,实验中支座的竖向荷载为960kN(面荷载6N/mm2),并在实验中保持恒定。水平方向通过水平动力液压伺服作动器输入正弦激励波,为了研究频率对支座性能的影响,对3件新型高阻尼橡胶隔震支座分别输入频率为0.1Hz、0.3Hz、0.5Hz的正弦波,对于每一频率的正弦波其振幅分别按100%、175%、250%应变的顺序进行改变,每一应变往返进行6次。而每一振幅实验之间将支座静置24h,使其能恢复到弹性状态。其次,为了研究加载经历对新型高阻尼橡胶隔震支座的力学性能的影响,对未进行过实验的1件新试件进行逆应变加载实验。实验中竖向荷载还是保持960kN不变,水平方向输入频率为0.5的正弦波,其振幅按250%、175%、100%应变顺序进行改变,每一应变往返进行6次。同样对于每一振幅实验之间将支座静置24h,使其能恢复到弹性状态。 1.2实验结果及分析 顺应变与逆应变实验中得到的新型高阻尼橡胶隔震支座的滞回曲线如图1所示。并且根据每一频率下第2~第6回的滞回曲线按最大位移法计算在不同应变下的等效水平刚度与等效阻尼系数。其等效水平刚度、等效阻尼系数和加载频率、应变的关系如图2、图3所示。从图2中可以看出随着加载频率的增加,等效水平刚度有增加的趋势,大致上频率每增加0.01Hz,其等效水平刚度增加0.042(kN/mm)。但是实验结果等效阻尼系数随着频率的变化几乎没有多大的变化,这说明新型高阻尼橡胶隔震支座的阻尼性能是稳定的,与激励频率的相关性小。同时从图3中可以看出随着应变的增加,等效水平刚度与等效阻尼系数都变小。从逆应变滞回曲线可以看出,当新型高阻尼橡胶隔震支座首先经历了大应变变形后,小应变实验的初始刚度比顺应变实验结果降低了,同时等效水平刚度与等效阻尼系数也发生了变化。根据每一频率下第二回至第六回的滞回曲线按最大位移法计算逆应变实验的等效水平刚度和等效阻尼系数,并与顺应变实验结果进行对比,其结果如图4所示。可以看出,在顺应变实验中100%、175%应变的等效水平刚度比逆应变分别高25%、19%,而250%应变时两者却几乎相同。对于等效阻尼系数,逆应变实验结果均比顺应变的实验结果小,100%、175%、250%应变时分别小了7.3%、0.9%、16.9%。由此可见新型高阻尼橡胶隔震支座的等效水平刚度、等效阻尼系数与加载顺序有很强的相关性。 2隔震性能分析研究 (1)力学模型。在分析中采用了10m高的混凝土桥墩,桥墩基础的平面尺寸6.3m×6.3m,基础高度为2.0m,桥墩的断面尺寸为5.22m×2.4m,高度为9.5m,桥面的重量为714ton.实验的桥墩模型的1次振型为{0.08,0.133,0.991}T,其周期为1.27s,(2)橡胶隔震支座及其地震波。在本次分析使用的是板式橡胶支座NR,新型高阻尼橡胶隔震支座HDR.其平面尺寸都采用方形400mm×400mm,纯橡胶层总厚度为120mm,橡胶的剪切弹性模量为1.2N/mm2。其175%应变时的阻尼比设计值分别为0.04,0.21.采用针对2类场地的地震波L2T1Soil2,其最大加速度峰值为0.22g,地震波的标准输入时间间隔为ΔT=0.01.(3)实验结果及分析。10m高桥墩在L2T1Soil2地震波输入条件下,2种支座的地震反应滞回曲线如图7所示。为了定量的评价其隔震效果,从分析结果中直接得桥墩顶部的最大位移,桥面的最大位移,桥面的最大加速度,同时通过计算求得桥墩底部的最大弯矩,结果如表1所示。分析结果表面新型高阻尼橡胶隔震支座对桥梁有良好的隔震效果。 3结论 本文对新型高阻尼橡胶隔震支座的力学性能与对桥梁的隔震性能进行了实验研究。实验结果表明新型高阻尼橡胶隔震支座是速度相关型支座,加载频率对其等效水平刚度有较大的影响,但对其等效阻尼系数影响不大。通过分析精确的定量地验证了新型高阻尼橡胶支座对桥梁的减隔震效果。 作者:邵丽霞 单位:长安大学 力学性能论文:骨料对混凝土力学性能的影响 1引言 混凝土是以骨料为填料,以硬化水泥浆为基体组成的复合材料。骨料在混凝土中占其体积的70%~80%,是组成混凝土的骨架,骨料的粒径、颗粒形状、级配、弹性模量等均会对混凝土的强度、耐久性和抗渗性等产生重要影响,尤其对混凝土的力学性能影响较大。本文从混凝土宏观力学、断裂力学和细观力学三个方面总结分析骨料对混凝土力学性能的影响,期望为改善混凝土的力学性能和研制出高性能混凝土材料提供参考。 2基于混凝土宏观力学的影响研究 天然骨料粒径、种类和级配等对混凝土抗压、抗拉等性能的影响较大,轻骨料、再生骨料的粒径、替代率等对混凝土力学性能的也有较大影响。成振林等[1]通过实验发现粒径小的粗骨料,在相同浆体条件下,其混凝土抗压强度较低,在非连续级配中,当单粒径增大时,混凝土强度呈递减趋势;在连续级配中,最大粒径占量最多时,混凝土抗压强度最大;随着粗骨料粒径增大,抗压强度增加,粗骨料级配好,混凝土抗压强度较高。徐仁崇等[2]发现在相同水泥用量的情况下,使用大粒径碎石配制的透水混凝土抗压强度较低,但透水系数较高。何锦云等[3]认为小颗粒的骨料存在缺陷的几率小,可降低骨料与水泥石界面的应力差,增加与水泥浆的粘结面积,使粘结强度提高;大颗粒的骨料下沉速度快,造成混凝土内部分布不均匀,影响混凝土的强度,过小的颗粒影响粘结强度。李嘉进等[4]发现混凝土抗拉强度随骨料粒径的增大而降低,骨料最大粒径为150mm试件的抗拉强度,只有骨料最大粒径为40mm试件抗拉强度的80%左右,但是骨料粒径对抗压强度的影响不明显。田砾等[5]通过三点受弯和直拉试验,研究发现放大骨料最大粒径,并通过颗粒级配来调整界面过渡区的组成,在满足必要的力学性能要求下,可显著改善纤维增强水泥基复合材料的应变硬化特性。周立欣等[6]通过试验研究发现,骨料类型对早龄期混凝土抗压强度和弹性模量影响较小,对早龄期混凝土劈裂抗拉强度影响较大。周敏等[7]发现无论是由单粒级还是连续粒级配制的无砂大孔混凝土,随着骨料最大粒径的增大,抗压强度逐渐减小,在浆体总量相同的情况下,单粒级骨料抗压强度低,且最大粒径增加,强度降低。Jawahar等[8]发现不同粒径混合的粗骨料,对自密实混凝土的抗压强度影响不大,在粗骨料含量一定的情况下,最大粒径粗骨料含量越多,自密实混凝土弹性模量、劈拉强度越大,粗骨料含量越大,自密实混凝土弹性模量、劈拉强度越大。Vu等[9]发现无侧限压缩时,粗骨料粒径对混凝土强度影响不大,在高围压下,粗骨料粒径越大,对应极限变形的平均应变越小,在高围压和高偏压力条件下,粗骨料粒径越小,混凝土轴向切线刚度越大。李凤兰等[10]发现当粒径小的轻骨料所占混合比例多时,可获得强度高于普通混凝土而弹性模量低于普通混凝土的复合骨料混凝土,当粒径大的轻骨料所占混合比例与粗骨料比例相当或多时,复合骨料混凝土的抗拉强度明显降低。于本田等[11]过对混凝土强度和电通量的测试,采用灰色关联分析方法研究发现,粗骨料的紧密空隙率与混凝土不同龄期强度的关联度最大,破碎面所占比例和压碎指标值次之,针片状颗粒含量最小,故降低粗骨料的紧密空隙率,提高破碎面所占比例可使混凝土获得较高的抗压强度。对于普通混凝土,一般情况下,骨料粒径越大,抗压强度越大,抗拉强度越小,级配越好,抗压强度越高,非连续级配下,骨料粒径越大,抗压强度越大,连续级配中,最大骨料粒径含量越大,抗压强度越大,一定条件下,放大骨料最大粒径,可以改善应变硬化特征,对受高围压的混凝土,粗骨料粒径越大,对混凝土应变,刚度越有利。但是对其它类型混凝土,如对无砂大孔混凝土,骨料粒径越大,抗压强度越小,对轻骨料混凝土,粒径小的轻骨料含量越多,抗压强度越高,故骨料对不同混凝土的影响不同。 3基于混凝土断裂力学的影响研究 混凝土宏观力学性能的研究,很难揭示材料变形和破坏的物理机制,研究骨料对混凝土断裂参数的影响,分析骨料对混凝土内裂纹的扩展演化过程的影响,这些基于混凝土断裂力学理论的研究受到关注。林辰等[12]利用双参数模型研究发现对于高强混凝土最大粗骨料粒径增大,临界应力强度因子增大。吴智敏等[13]发现当骨料最大粒径Dmax≤40mm时,混凝土断裂韧度、断裂能随Dmax的增大而增大,当Dmax>40mm时,断裂韧度和断裂能随Dmax的增大而减小且趋于稳定,而临界裂缝尖端张开位移与Dmax无关。应荣华等[14]发现粗骨料可以较大地减小应力强度因子,其作用类似于加筋作用,粗骨料的粒径越大,粗骨料离裂纹尖端的距离越近,加筋作用也就越明显,裂纹尖端的应力强度因子降低的幅度越大,应力强度因子的值越小。朱亚超等[15]基于试验结果和改进的J积分计算方法,得出砂浆-骨料界面的ⅳ型断裂能随着砂浆基体强度的提高和骨料表面粗糙度的提高而提高。郑丹等[16]采用断裂力学方法分析了混凝土在拉压多轴情况下的破坏准则,结果表明拉压状态下的不同尺寸和骨料级配的混凝土试件抗拉和抗压强度均低于相应的单轴拉压强度,并且混凝土的骨料粒径越大,其双轴强度下降越大,最大骨料粒径对混凝土的双轴破坏准则并无影响。Zhang等[17]发现对普通强度的混凝土,骨料总含量一定时,小骨料颗粒导致高抗拉强度和急剧的峰后应力下降,骨料颗粒越小,峰后应力σ-w曲线越陡;但对高强度混凝土,对不同的骨料颗粒σ-w曲线基本相似,峰后应力σ-w曲线比普通强度的混凝土更陡,骨料颗粒越小,抗拉强度越高;对普通和高强混凝土,断裂能和特征长度随骨料颗粒的增大而增大。张海等[18]利用四点剪切加载的试验方法发现骨料不同,主要的断裂形式不同,骨料对混凝土断裂韧度影响较大;陶粒混凝土断裂韧度低于花岗岩和石灰石混凝土的断裂韧度。刘进宝等[19]基于稳定断裂试验,采用逆分析方法,发现断裂能随骨料粒径的增大而增大,表明骨料对裂缝有阻碍作用,随着骨料粒径的增大,骨料从基体中拔出的长度越大,最大黏聚裂纹宽度逐渐增大。郝彩哲等[20]发现不同骨料的混凝土断裂轨迹不同,骨料的强度越大,混凝土的断裂荷载越大,变形越小,也就是脆性越大,骨料不同,裂纹扩展的方式也不同,陶粒几乎完全断裂,花岗岩和石灰石少部分断裂。吴静等[21]认为弱化了的细集料-水泥石界面,细集料表面的初始缺陷将宏观分离裂缝诱导为均匀分布于砂浆基体中的弥散裂缝,增加了有效裂缝长度,也增大了断裂过程区,提高混凝土的断裂能和延性指数。通过断裂力学理论研究混凝土力学性能,发现粗骨料粒径越大,断裂韧度、断裂能、临界应力强度因子越大,表明粗骨料对裂缝的发展有阻碍作用,可以提高混凝土的延性和抗压强度,骨料越小,抗拉强度越高,峰后应力下降越剧烈,与骨料对混凝土宏观力学的影响一致。此外骨料强度越高,断裂荷载越高,变形越小,骨料表面越粗糙,断裂能越高,这些都提高了混凝土的强度,延性等。 4基于混凝土细观力学的影响研究 断裂力学研究宏观裂缝对混凝土性能的影响,但是无法分析宏观裂纹出现以前材料中微缺陷或微裂纹的形成及其发展对材料力学性能的影响,研究者将细观力学引入混凝土的研究。在混凝土细观力学的发展中骨料对混凝土力学性能的影响主要集中在细观力学数值模型建立,细观层次混凝土损伤研究两个方面。基于混凝土的细观结构,人们提出了许多混凝土细观损伤断裂的数值模型,如格构模型、随机粒子模型、随机骨料模型、随机力学特性模型等[22],数值模型仍不断改进发展。孙立国等[23]提出了一种新的高效投放算法,通过一次性随机投放形成同种骨料的所有三角形基骨料,然后在此基础上随机延凸,生成任意形状的随机骨料。李建波等[24]通过提出骨料粒径极值比阈值的方法,剔除奇形骨料颗粒,并针对骨料填充过程采取半人工干预方式,切实做到在保证骨料目标填充效率及成功率的条件下,兼顾骨料形状与分布的随机性。汪卫明等[25]把骨料当作刚体,砂浆当做弹性体考虑,骨料用块体元模拟,砂浆用有限元模拟,提出了运用于混凝土细观力学仿真分析的块体元-有限元耦合方法,可以大大地减少有限单元的数目,简化前处理,减少计算量。王旗华等[26]提出的混凝土三相结构细观模型生成方法,避开了复杂的侵入判定,提高了骨料的投放效率,综合应用的极坐标方法、布尔运算方法以及图层管理方法,使筛分简单、计算量小、有限元处理便捷。Chen等[27]应用自定义的3D细观离散单元法分析沥青混凝土的断裂性能,在建立的细观模型中,骨料的形状、颗粒级配、骨料含量通过定义的功能能容易的控制。梁听宇等[28]应用随机骨料模型,进行数值模拟,发现骨料随机位置对混凝土试件强度的影响比较小,对变形影响比较大,骨料尺寸对强度的影响比较大,混凝土骨料相对试件越小,其脆性越明显。琚宏昌等[29]运用Monte-Carlo方法模拟三相复合材料混凝土试件,采用各向同性的Mazars损伤演化模型描述混凝土细观各相弹性损伤退化过程,利用有限元方法分别进行了混凝土二、三、四级配圆形、多边形骨料试件的单轴拉伸数值模拟。试验结果表明,同一级配任意多边形骨料试件的极限承载力总体上要大于圆形骨料试件的承载能力;二、三、四级配混凝土试件强度依次递减;在应力-应变曲线的软化阶段,圆形骨料较多边形骨料试件软化曲线平缓;多边形骨料混凝土试件的脆性指数较圆形骨料混凝土试件的脆性指数高。唐欣薇等[30]对混凝土切口三点弯梁试验进行了数值仿真,分析了同级配不同骨料颗粒分布特征对裂纹扩展性态及宏观力学性能的影响。裂纹主要沿着骨料与砂浆界面扩展,当离开界面时,则从砂浆内部扩展,强度较高的骨料颗粒对微裂纹扩展有阻碍作用,断裂一般不发生在骨料内,数值仿真的力-位移曲线的应变软化段存在微幅波动现象。黄修山等[31]首先通过试验测定了数值模型中需要的砂浆、骨料强度和变形参数,在颗粒流数值平台上实现了砂浆、1~3mm、1~4mm和1~5mm粒组骨料数字混凝土单轴压缩虚拟实验,发现骨料对混凝土材料强度和变形特性具有明显的增强特性,骨料越大,微裂纹多绕骨料产生和发展,骨料粒径范围越大,越容易形成架空结构,造成应力应变曲线峰值附近的波动,形成次稳定和多级强化。Zhang等[32]运用骨料生成和打包算法建立了考虑混凝土非均匀性的数值模型,此模型表达了骨料分布的随意性,三点弯曲梁试验和数值分析发现骨料对断裂性能影响较大,裂缝不沿着原有裂缝发展,而是在附近呈Z字行分布,断裂方向上的骨料也破裂。王宝庭等[33]采用适宜极限分析及处理微裂纹行为的刚体-弹簧元法,以随机圆形颗粒模型代表混凝土的结构,模拟计算了混凝土试件的单轴抗压的本构特性,全级配混凝土试件的弹性模量与骨料的弹性模量的关系为二次曲线。黄俊等[34]用有限元方法模拟了轻骨料混凝土在单轴拉伸载荷作用下的破坏形式,发现轻骨料混凝土裂纹首先在轻骨料中萌生、扩展,断裂面扩展几乎不受骨料阻碍,破坏过程比较突然。骨料形状、颗粒级配、骨料分布、骨料含量、骨料和砂浆的模拟方法等都极大地影响了普通混凝土细观力学中数值模型的建立和处理,在数值模拟分析中,骨料粒径、强度越大,微裂缝多绕骨料产生和发展,骨料粒径范围越大,越易形成架空作用,任意多边形骨料试件的极限承载力大于圆形骨料试件的承载力等,可见骨料的粒径、级配和形状等影响了裂缝的萌生和发展,对混凝土细观力学性能影响同对混凝土断裂力学性能和宏观力学性能的影响基本一致。 5结语 本文从混凝土宏观力学、断裂力学和细观力学三个方面分析总结了骨料的粒径、颗粒形状、级配和密度等性能对混凝土的力学性能的影响。骨料特性影响了混凝土的抗压、抗拉强度等,影响了混凝土断裂形式、断裂参数、强度判据、数值模型,裂缝发展等,骨料对混凝土断裂性能、裂缝扩展、应力应变场变化等的影响和对混凝土宏观强度的影响基本一致。混凝土宏观力学、断裂力学和细观力学的研究,使人们从不同层面全面了解骨料对混凝土性能影响、混凝土的破坏机理及其复杂的应力应变场等,可为改善混凝土的力学性能和研制出高性能混凝土材料提供参考。 作者:王赟 单位:陕西理工学院土木工程与建筑学院 力学性能论文:钢渣混凝土性能及力学性能应用 1试验概况 1.1原材料 水泥:呼和浩特市冀东水泥厂生产的P·O42.5级水泥;细骨料:呼和浩特市产河砂;钢渣采用包钢转炉钢渣,本试验选取钢渣均经过热闷工艺,释放其膨胀性,符合混凝土粗骨料相关标准,经破碎筛选,粒径15~25mm。试验对比用天然碎石采用呼和浩特市大青山机制硬质花岗岩碎石,粒径15~25mm。水胶比为0.3、0.4时,使用聚羧酸高效减水剂;水胶比为0.6时,使用萘系减水剂。 1.2试验配合比 混凝土配合比共三种,分别为0.3、0.4、0.6;钢渣代碎石率(体积比)分别0、50、100%。1.3试验内容试验内容分为三类:一是骨料性能测试,具体依照JGJ52—2006《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》;二是混凝土拌合物坍落度及含气量测试,参照GBT50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》;三是钢渣代碎石混凝土的力学性能测试,参照GBT50081—2002《普通混凝土力学性能测试方法标准》。混凝土强度试件尺寸为100mm×100mm×100mm,采用试验室标准养护,压缩强度试验龄期分别为3、7、28、90d、半年及一年,劈裂抗压强度试验龄期为90d。 2试验结果与分析 2.1骨料性能测试结果 密度、含水率测试结果见表1。钢渣表观密度为3126.67kgm3,含水率为2.17%。碎石表观密度为2843.35kgm3,含水率为1.1%。钢渣表观密度及含水率均大于碎石。表2为钢渣与碎石压碎指标测试结果。有试验结果可知,钢渣压碎指标平均值为4%,碎石压碎指标平均值为7%,钢渣压碎指标小于碎石压碎指标。 2.2混凝土拌合物 混凝土拌合物含气量及坍落度试验结果见表3。当水胶比为0.3时,相同配合比条件下,钢渣代碎石混凝土的坍落度与普通混凝土相近。当水胶比为0.4时,要达到与普通混凝土相同流动性,钢渣代碎石混凝土减水剂用量需增大到普通碎石混凝土的2.3倍。当水胶比为0.6时,钢渣代碎石混凝土单独增加减水剂已无法调配出与普通混凝土相同的流动性,需要同时增加水的用量。观察不同钢渣代碎石率的混凝土含气量,可发现在同等水胶比条件下,钢渣代碎石混凝土含气量比普通混凝土含气量大,且随着钢渣代碎石率的增大,拌合物的含气量逐渐增大。随着水胶比的增大,钢渣混凝土拌合物含气量有进一步增大的趋势。 2.3硬化混凝土力学性能 2.3.1抗压强度 表4显示了混凝土抗压强度试验结果。表5是混凝土各龄期相对强度增长率。图1为混凝土抗压强度随龄期的发展曲线。期龄90d后,普通混凝土抗压强度增长率开始逐渐减小,不足8%;而钢渣代碎石混凝土增长率逐渐增大至15%左右,钢渣代碎石混凝土增长率明显大于普通混凝土。到180d时,同水胶比下钢渣代混凝土已和普通混凝土抗压强度非常接近。180d后,不同钢渣代碎石率混凝土抗压强度增长速率已逐渐趋于稳定,钢渣代碎石混凝土强度增长率仍大于普通混凝土。且同等水胶比下钢渣代碎石率越高,混凝土强度增长越快。 2.3.2劈裂抗拉强度 表6为90d劈裂抗拉试验结果,图2为不同水胶比钢渣代碎石混凝土与普通混凝土90d劈裂抗拉强度变化曲线。由试验结果可知,不同替代率的钢渣代碎石混凝土与普通混凝土的劈裂抗拉强度随水胶比的变化趋势相同的,均随着水胶比的增大,劈裂抗拉强度不断减小。相同条件下,钢渣混凝土与普通混凝土劈裂抗拉强度无明显差异。 3结论 (1)钢渣与碎石在物理性质上存在的差异:钢渣表观密度和含水率比碎石大,压碎指标要小于碎石。(2)在相同配合比条件下,要配出与普通混凝土流动性相同的钢渣代碎石混凝土,需增大水和减水剂的用量;且随着水胶比的增大,所需水和减水剂用量逐渐增大;混凝土拌合物含气量随钢渣代碎石率的增加而增大。(3)与普通碎石混凝土相比,钢渣代碎石混凝土抗压强度早期增长率基本相同,长龄期抗压强度增长率大于普通碎石混凝土。(4)钢渣代碎石混凝土与相同配合比条件普通混凝土的劈裂抗拉强度接近。 作者:石东升 单位:内蒙古工业大学 力学性能论文:瓦楞纸板力学性能论文 1引言 近年来随着经济社会的发展和人们生活水平的不断提高,使得社会对物质产品消费不断提高,从而促进了作为商品重要包装形式的瓦楞纸板行业迅速发展,瓦楞纸板的需求量十分巨大。商品在流通过程中,瓦楞纸板这类纸质包装材料受到流通环境温度、湿度制约,其力学性质和动力学特性也直接受到环境的影响[1]。所以要求产品包装必须满足流通运输环境要求,保证产品的安全可靠性。在实际的流通运输环境下,引起瓦楞纸板力学性能变化的影响因素很多,温度和湿度的变化影响尤其显著,直接影响到瓦楞纸板包装物品的安全性和使用时限。王俊丽、李广生、肖文娟、程小琴等[2-5]通过在不同的含水率条件下瓦楞纸板力学性能的测定,得出瓦楞纸板的力学性能随纸板含水率的增加而下降。DongMeiWang[6]等人在不同温度下,研究温度对纸蜂窝夹层板的含水率的影响,结果表明瓦楞纸板的含水率随着温度的升高而下降;随着温度的变化,瓦楞纸板的含水率发生了变化,最终影响到瓦楞纸板的力学性能。在实际运输过程中,瓦楞纸板的力学性能在不同温湿度环境下的变化比较显著,但目前对瓦楞纸板在模拟运输环境下力学性能的研究却鲜有报道。当前,瓦楞纸板的种类繁多,不同类型的瓦楞纸板会有不同的力学性能。三层UV型瓦楞纸板的需用量非常大,已在精细产品、中小型和高档包装领域逐渐扩展,特别是在一些精密仪表、中小型家电、玻璃陶瓷器皿、医药、干鲜果品、饮料及礼品等的包装上体现得尤为明显。为了更好的解决三层UV型瓦楞纸板实际使用过程中出现的问题,为企业提供更多实际可行的借鉴方案,很有必要的对三层UV型瓦楞纸板的力学性能进行深入研究。 2材料与方法 2.1材料与仪器 实验材料:三层UV型瓦楞纸板,A型,克重为180g/cm2,南宁新大海纸箱厂。实验仪器:17-76型抗压强度测试仪,美国TMI仪器制造公司;LP-80U型恒温恒湿实验试验箱,广东宏展科技有限公司。 2.2实验方法 选择在流通环境下比较常见的温湿度。一般在车厢里面或集装箱内的温度为10℃-50℃,湿度为30%-80%。结合实验室相关条件,相对湿度选取40%、50%、60%、70%、80%、90%,100%的7个水平。温度选取20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃的7个水平。裁切100mm×25mm(长×高)的试样,试样采用GB/T22906.2-2008《纸芯的测定第2部分:试样的温湿处理》[7]进行试样温湿度处理。平压强度采用GB/T22906.9-2008《纸芯的测定第9部分:平压强度的测定》[8];边压强度采用GB/T6546-1998《瓦楞纸板边压强度的测定法》[9],粘合强度采用GB/T6548-2011,《瓦楞纸板粘合强度的测定》[10]。 3结果与讨论 3.1温湿度对瓦楞纸板力学性能的影响 3.1.1温湿度对瓦楞纸板平压强度的影响 不同湿度条件下,随着温度升高,各条曲线呈上下波动趋势,波动值在20℃-30℃和40℃-50℃范围内变化不大,在30℃-40℃范围内的变化大,说明三层UV型瓦楞纸板平压强度在温度为30℃-40℃时的影响大;引起这一变化的原因是在30℃-40℃时,在各相对湿度下,瓦楞纸板内的纤维之间容易散失水分,瓦楞纸板的含水率不高,纸板纤维间的氢键力作用比较大。相对湿度为80%时的曲线波动最大,说明温度对相对湿度为80%时的影响是最大的;相对湿度为100%时的曲线波动最小,说明当相对湿度达到最大值时,在各个温度条件下瓦楞纸板内的含水率都非常高,平压强度在此湿度下随着温度的变化比较小。当相对湿度为40%,温度在35℃-45℃时,瓦楞纸板的平压强度达到最大值,这是因为纸板内纤维之间的水分含量比较低,纤维之间的作用力比较大。不同温度时,当瓦楞纸板的相对湿度增加到70%-80%,瓦楞纸板的平压强度下降明显加快。影响瓦楞纸板平压强度主要因素是纤维的作用力,纤维间水分的含量直接影响着纤维间的相互作用力,当环境相对湿度增加到70%后,纸板纤维润胀达到最大程度,纤维间的氢键就会被破坏,使瓦楞纸板的平压强度下降。 3.1.2温湿度对瓦楞纸板边压强度的影响 不同湿度条件下,随着温度升高,各条曲线呈上下波动趋势,波动值在20℃-30℃范围内,变化大,在30℃-50℃范围内,波动值小。说明三层UV型瓦楞纸板边压强度在低温时容易受到温度变化的影响;引起这一变化的原因是当温度升高到25℃左右时,纸板纤维之间的作用力变小造成的;相对湿度为90%和100%时的曲线波动最大,说明在高湿度环境下,瓦楞纸板内随着温度的升高水分散失严重;从图可看出边压强度最大值范围出现在相对湿度为40%温度在35℃-45℃之间,这是因为在低湿高温的环境下,纸板内的水分含量低,水分对纸板结构力学造成的影响比较小,所以纸板结构力比较大。边压强度随着相对湿度的增大不断地变小。不同温度时,当瓦楞纸板湿度增加到80%,瓦楞纸板的边压强度下降更快,说明当瓦楞纸板的湿度到达80%以上时,瓦楞纸板的平压强度受湿度的影响加大,若湿度继续增加,瓦楞纸板就可能失效,在运输中就丧失了作为运输包装的保护产品的功能。 3.1.3温湿度对瓦楞纸板粘合强度的影响 不同湿度条件下,随着温度升高,各条曲线呈上下波动趋势,波动值在30℃-40℃范围内,变化比较大,说明三层UV型瓦楞纸板粘合强度对高温的影响是比较明显的,粘合强度主要的影响因素是粘合剂,在此温度范围内,水分的散失比较慢,导致粘合剂的含水量大,降低了粘合剂的粘合力。从图3还可以看出,随着湿度的增大,粘合强度都在不断下降。粘合强度的最大值范围出现在相对湿度40%,温度为40℃-50℃时,在高温低湿环境下,粘合剂的含水量比较少,粘合剂的粘合力比较大。当相对湿度大于70%时,三层UV型瓦楞纸板的粘合强度下降速率非常大,可能由于相对湿度大于70%时,水分增加较快,瓦楞纸板的粘合剂开始慢慢变软,粘合剂的粘合力不断下降,使得瓦楞纸板的粘合强度下降的速率变大。综合图1-图3所示,在温度为35℃-45℃的运输条件下,当相对湿度为40%时,三层UV型瓦楞纸板的三种力达到相对的最大值,在此条件下最适合物品的运输,可以更好的保护产品。对三层UV型瓦楞纸板力学性能影响比较大的是相对湿度,温度次之。 4结论 本文探讨了模拟流通环境中不同温度和湿度对三层UV型瓦楞纸板的力学性能的影响。研究表明,流通环境的相对湿度对瓦楞纸板的影响较大,温度对瓦楞纸板影响次之;当温度在35℃-45℃之间、相对湿度为40%的状态下,瓦楞纸板的力学性能达到最佳值,此时瓦楞纸板可以最大限度的保证产品的安全性。在运输流通环境下,保证相对湿度不超过70%,瓦楞纸板可以更好保护产品。但要探究其原因,还需要从微观层面,楞纸板的内在纤维的影响等因素进行深入研究,在未来的瓦楞纸板力学性能研究中需要结合结构力学,材料力学等进行细致地分析瓦楞纸板内在的影响因素,开展深层理论研究。 作者:黄剑宗 单位:广西大学轻工与食品工程学院 力学性能论文:汽车用钢连续退火力学性能论文 1试验材料及方法 试验原料为真空冶炼并锻造而成的锻坯,首先在锻坯上截取直径为4.0mm、长10.0mm的圆柱试样,采用热膨胀仪测得合金钢材料的A1和A3分别为710℃和930℃。采用二辊轧机将1200℃保温90min的锻坯热轧为厚度为3.0mm的热轧板,并对其依次进行酸洗、冷轧,最后得到厚度为1.2mm的双相钢冷轧薄板,其主要化学成分w(%):0.10C、1.35Si、1.88Mn、0.007P、0.0056S,余量为Fe。在冷轧钢板上沿轧制方向截取长220mm、宽60mm双相钢试样,并进行连续退火试验。根据实验测得的A1和A3,确定退火温度分别为735、760、785、810和835℃。将试样加热至退火温度并进行保温处理,保温时间为6min,然后将试样冷却至685℃后淬火到240℃,保温12min后冷却至室温。对工艺参数不同的退火板取样,利用热场发射扫描电子显微镜及EBSD技术对其进行显微组织观察和相结构分析,并采用电子万能试验机对其力学性能按照国标要求进行测试。 2试验结果及分析 2.1显微组织 图1是退火温度为735、760、785、810和835℃时双相钢连续退火后的组织。可以看出,不同温度条件下的退火组织均为马氏体和铁素体,无明显差异。同时发现马氏体(硬相)呈凸起岛状,且均匀分布在铁素体(软相)的晶界上,形成了由软相和硬相组成的双相组织[4]。通过ImagesProPlu和彩色金相图片对不同退火温度下马氏体的体积分数进行定量分析,研究组织中的相构成[5]。统计数据显示,马氏体的体积分数随退火温度的升高由13.8%增加至19.7%,且马氏体岛尺寸增大。这是由于在退火过程中,奥氏体随退火温度的升高逐渐增多;同时,C元素以及其他合金元素的扩散率也增大,奥氏体的尺寸增大。大部分奥氏体组织在淬火处理后转变为马氏体,增加了马氏体的体积分数以及尺寸。由图1还可以看到,马氏体岛中心位置颜色较暗,而与铁素体交界区域出现了光亮圈。这是因为C元素的热扩散速率较大,使其在连续退火过程中扩散较充分,使铁素体与奥氏体中的碳浓度达到了平衡状态。而Mn元素在奥氏体组织中的扩散速率小于其在铁素体组织中的扩散速率,导致铁素体与奥氏体的交界区域成为富Mn区,而淬透性与Mn的含量呈正比例关系,不同淬透性导致其内部较暗,而与铁素体的交界呈现光亮圈。 2.2相结构 退火温度分别为735℃和785℃时,汽车用高Si双相钢材料连续退火后的EBSD图像如图2所示。(采用黑色标记残余奥氏体,其他颜色标记马氏体和铁素体)可以看出,不同退火温度条件下双相钢组织中均得到了分布于铁素体晶界上的粒状残余奥氏体组织。这是由于双相钢材料中Si元素的含量较高,在退火过程可促进铁素体中C元素向奥氏体扩散,提高了奥氏体相中的含碳量;同时在冷却过程中Si元素还可以对碳化物的析出起到抑制作用,降低了奥氏体相中的碳损失。高碳奥氏体相的Ms点较低,因此具有较高的热稳定性,在室温条件下稳定存在并被保留。经测量,残余奥氏体的晶粒直径均小于1μm,稳定性较高。图3给出了双相钢在760℃时退火后的透射照片。可以看出,部分残余奥氏体组织呈薄膜状,分布于板条马氏体组织中。薄膜状奥氏体由于尺寸较小,同时周围包裹了马氏体束,提高了其成核所需表面能,因此增加了其向马氏体转变的难度。 2.3力学性能 表1给出了不同退火温度下双相钢连续退火后的力学性能。可知,随着退火温度升高,试验钢抗拉强度呈现先升高后降低。这是由于当退火温度高于735℃后,马氏体的体积分数开始急剧增加,抗拉强度也随之大幅提高;当退火温度超过785℃后,马氏体的体积分数不再增加,但在冷却阶段生成的铁素体体积分数逐渐增加,相比原始铁素体,新生铁素体的含碳量较高,导致马氏体的含碳量下降,抗拉强度也随之降低。传统低Si双相钢材料的抗拉强度为630MPa时,伸长率为23.0%。相比之下,退火温度为785℃时高Si双相钢材料的综合力学性能较高,抗拉强度为702MPa时,伸长率为25.5%,均高于传统低Si双相钢。伴随退火温度的升高,试验钢的屈强比未发生明显变化,最大为0.58,最小为0.44。传统低Si双相钢材料的屈强比为0.47,相比之下,除735℃退火外,双相钢的屈强比较低,因此其成型性能较好。这是由于钢中的Si元素不仅可以降低铁素体中C元素的含量,还可以对冷却及时效过程中碳化物的析出起到抑制作用,使C元素聚集在奥氏体中;此外,由于新生铁素体出现的无沉淀区降低了双相钢的屈服强度,因此其屈强比也随之下降。 3结论 (1)在汽车用高Si双相钢在连续退火后,铁素体晶界上均匀分布有岛状马氏体和粒状残余奥氏体,这是由于Si元素在退火过程中促进C元素的扩散,在冷却过程中抑制碳化物的析出造成的。(2)随着退火温度的升高,双相钢的抗拉强度呈现先升高后降低。当退火温度为785℃时,高Si双相钢的综合力学性能均高于传统低Si双相钢,有利于改善双相钢的成型性能。 作者:莫树懂 单位:广西交通职业技术学院 力学性能论文:混凝土力学性能试验研究 1原材料性能试验分析 1.1水泥 试验所使用的水泥是江西省生产的万年青牌P.O42.5,其细度为1.23。 1.2砂 采用武夷山当地的河砂,中砂,级配良好。 1.3粗骨料 采用武夷山当地产的碎石,表观密度为2867kgm2,最大公称粒径为40mm,级配良好。碎石的含水率小于0.2%。 1.4废弃混凝土 废弃混凝土集料(简称RG),是武夷山当地旧建筑物上拆下来的废弃混凝土块,经人工破碎筛分、分级,按一定的比例混合后,粒径为5~40mm,级配良好。 1.5矿渣微粉 矿渣微粉是福建三钢集团龙海分公司生产的,比表面积为450m2kg。 1.6水 武夷山当地的自来水。 1.7减水剂 选用福州君安建材有限公司生产的YS-A型混凝土高效能减水剂,减水率为15%。 2试验研究 2.1混凝土基准配合比 根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2011)的要求,按照强度等级C35设计混凝土基准配合比,水胶比为0.4,坍落度120mm,砂率取38%。 2.2矿渣微粉再生混凝土配合比 试验采用废混凝土等质量取代天然粗骨料,取代率分别为0,25%,50%,100%。在废混凝土取代率试验的基础上,掺入矿渣微粉等量取代水泥用量,取代率分别为0,30%,50%,70%。采用均匀设计法制定了16组试验方案。 2.3混凝土试件的制作 根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GBT50081—2002)(以下简称《标准》)的规定,试块采用150mm×150mm×150mm标准试模,按照试验方案制作成16组试块,分别测试7,28,60d的抗压强度和工作性能,每次确定的强度值取3个数据的平均值,故每组按照7,28,60d的养护龄期分别制作9个试块,总计144个试块。2.4流动性测试根据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GBT50080—2002)进行坍落度试验,测定不同组别混凝土拌合物的流动性。2.5抗压强度试验根据《标准》进行抗压强度试验,使用微机控制电液伺服压力试验机(HCT306A)进行试验,以0.5~0.8MPas匀速加压,试验分7,28,60d共3次进行,每次试验3个试块,抗压强度结果取平均值。 3试验结果分析 3.1流动性影响分析 以矿渣微粉和废混凝土掺量为变量,通过测试不同方案再生混凝土的坍落度值,得出对再生混凝土流动性的影响规律。当矿渣微粉取代率不变时,随着废混凝土掺量的增加,再生混凝土的坍落度呈现出比较明显的降低趋势;当掺入矿渣微粉后,再生混凝土的坍落度均有所提高;当废混凝土取代率不变时,随着矿渣微粉取代率的增加,再生混凝土的坍落度也有一定程度的提高。研究结果表明:废混凝土在破碎过程中产生很多的颗粒棱角,使其具有表面粗糙、孔隙率大和吸水性好的特征[5],进行混凝土拌制时,在水胶比不变的前提下,由于废混凝土自身要吸收水分,减少了实际用于拌合混凝土的水量,导致混凝土的流动性变差。而矿渣微粉是细微球状体,其颗粒直径比水泥细,且表面光滑,可以起到填充水泥颗粒空隙的作用,而且吸水量小[6]。因此,在水泥刚开始水化时,矿渣微粉包围着水泥颗粒,起到了减水剂的作用,降低了水化速度,提高了混凝土拌合物的流动性。 3.2抗压强度影响分析 本试验以矿渣微粉和废混凝土掺量为变量,通过测试不同方案混凝土的抗压强度值,得出每组方案对不同龄期混凝土抗压强度的影响规律。混凝土7d的抗压强度的变化规律:在废混凝土取代率不变时,当掺入矿渣微粉后,其抗压强度降低。这是由于矿渣微粉的水化速度慢,当水泥用量随着矿渣微粉的掺入而减少时,混凝土的早期强度会出现明显降低。混凝土28d和60d的抗压强度的变化规律:再生混凝土后期抗压强度相比7d的抗压强度高,能够达到设计强度等级C35。当废混凝土取代一定量天然骨料,混凝土强度有一定程度地提高,但随废混凝土取代率的提高,抗压强度呈下降的趋势。当取代率超过50%时,混凝土的抗压强度下降较快;当再生骨料取代率为50%时,掺入适量矿渣微粉,使再生混凝土的流动性得以改善,抗压强度影响不大,28d均能达到35MPa;当再生混凝土中矿渣微粉掺量为50%时,其抗压强度随着废混凝土取代率的增加而提高,28d最高达到40MPa。分析表明:废混凝土不仅棱角多,而且表面粗糙,具有粘结面较好、界面粘结强度较高的特性[7];另外,由于废混凝土的吸水性强,遇水后能很快湿润,促使其表面的许多微裂缝的立刻吸入水泥颗粒,使水化更加充分,形成致密的界面结构,在一定程度上补偿了废混凝土强度较低的缺陷;同时,矿渣微粉的细度比水泥颗粒细,起到了很好的填充作用,改善了再生混凝土的孔隙结构,使孔隙率降低,形成了密实充填结构[8];此外,由于废混凝土的吸水率较高,降低了混凝土的有效水胶比,提高了再生混凝土的抗压强度。 4结语 当再生混凝土中矿渣微粉掺量为50%,采用水泥标号为P.O42.5时,其抗压强度随着废混凝土取代率的增加而提高,28d最高达到40MPa。由此可见,矿渣微粉再生骨料混凝土既能节约资源,又能消耗大量的建筑垃圾,对于减轻环境污染十分有效。随着科学技术的快速发展,矿渣微粉再生骨料混凝土一定会成为可持续发展的绿色材料。 作者:谷艳玲 单位:武夷学院土木工程与建筑学院 力学性能论文:石灰石粉混凝土力学性能研究 1试验原材料及配合比 1.1试验原材料 水泥:采用P.O42.5水泥,其主要性能见表1。石灰石粉:密度2700kg/m3,需水量比95%,其化学成分见表2。细骨料:采用天然河砂,表观密度2640kg/m3,细度模数2.77。粗骨料:采用天然卵石,粒径分别为5~20mm、20~40mm,表观密度2670kg/m3,压碎指标6.6%。外加剂:采用Gk—4A固状缓凝高效减水剂和GK—9A固状引气剂。 1.2试验配合比 试验采用内掺法,以石灰石粉替代不同掺量的水泥然后按表3的配合比成型混凝土试件。试验以R0为基准配比,通过改变石灰石粉掺量,研究石灰石粉对碾压混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的影响。 2石灰石粉对碾压混凝土工作性能的影响 碾压混凝土工作性能按《水工混凝土试验规程》(DL/T5150—2000)进行测试。掺入石灰石粉后,碾压混凝土拌和物的VC值出现降低的趋势,但随着掺入量的增加降低幅度减小。不掺石灰石粉时R0配比的VC值为8s,当掺入石灰石粉时,配比R1、R2、R3、R4都降至5s以内,说明石灰石粉具有固体减水剂的作用,适当的石灰石粉对改善碾压土的工作性能有益。VC值的大小是决定碾压混凝土可碾性和层间结合技术的关键。随着石灰石粉的加入,碾压混凝土液化泛浆时间缩短有利于碾压混凝土的层间结合,这主要是由于石灰石粉的密度低于水泥密度。采用等量替代法大大提高了碾压混凝土中浆量的体积,同时提高了浆砂比。同时,把混凝土看作是一个连续的颗粒堆积体,石灰石粉中的细颗粒对碾压混凝土起到级配微调作用,从而改善碾压混凝土的工作性能[3]。 3石灰石粉对碾压混凝土力学性能的影响 碾压混凝土抗压强度、静力抗压弹性模量和极限拉伸值按《水工混凝土试验规程》(DL/T5150—2001)进行测试。配比编号为R1和R2的7d强度比基准配比R0强度高,28d时虽仍有提高但提高幅度不太明显,到了90d强度基本接近;配比编号R3和R4的早期强度和后期强度均比基准配比强度低。说明:当石灰石粉的掺量不超过20%时可提高碾压混凝土早期抗压强度,对碾压混凝土后期强度无不利影响;当石灰石粉的掺量超过20%时,随着其掺量加大,碾压混凝土各个龄期强度降低。同时,从表4中可知,随着石灰石粉掺量的增加,碾压混凝土的静力抗压弹性模量出现先降低后增加的趋势,而碾压混凝土的极限拉伸值则出现与其相反的趋势,即先增加后降低。这表明适当石灰石粉掺量对防止碾压混凝土坝的裂缝是十分有利的。混凝土可以视为连续的颗粒堆积体,石灰石粉的细度比水泥小,石灰石粉的细粉分散在水泥颗粒之间,起分散剂的作用,可以对碾压混凝土进行级配微调,使碾压混凝土内部更加密实。同时在水化早期,有大量的网状C—S—H生成,石灰石粉的支点咬合作用有利于水化物产生,从而加速了C3S的水化[4],这种作用在早期十分明显,故一定量的石灰石粉可提高碾压混凝土的早期强度,但随着掺量的增加,混凝土内部参与水化反应的水泥越来越少,从而影响了碾压混凝土的强度。由于石灰石粉的等量替代提高了碾压混凝土的浆砂比,降低了碾压混凝土的VC值,从而起到提高碾压混凝土极限拉伸值、降低碾压混凝土静力抗压弹性模量的效果。 4石灰石粉对碾压混凝土抗渗性能的影响 碾压混凝土抗渗性能按《水工混凝土试验规程》(DL/T5150—2001)采用逐级加压法进行测试,抗渗等级以每组6个试件中2个出现渗水时的最大水压力表示。抗渗等级按公式:W=10H-1计算。分别对5组试件90d龄期进行抗渗实验得出如下结果:R0试件的抗渗等级大于W10;R1、R2、R3、R4试件的抗渗等级均大于W12。碾压混凝土的抗渗性能是指碾压混凝土抵抗压力水渗透的能力,碾压混凝土的密实程度决定了其抗渗性能的高低,随着石灰石粉的掺入,碾压混凝土抗渗性能有一定程度的提高,这是由于石灰石粉的掺入起到了微填充的作用,阻断了碾压混凝土内部的毛细通道,提高了碾压混凝土的密实度,进而提高了碾压混凝土的抗渗性能。 5石灰石粉对碾压混凝土抗冻融性能的影响 碾压混凝土工作性能按《水工混凝土试验规程》(DL/T5150—2001)进行测试。不同石灰石粉掺量的碾压混凝土90d龄期200次快速冻融结果。随着石灰石粉掺量的增加,碾压混凝土的质量损失率增加,相对动弹模量降低。当石灰石粉掺量不超过20%时,碾压混凝土试件可达到200次冻融循环;当掺量达到30%时,只能达到150次冻融循环;当掺量达到40%时,只能勉强达到100次冻融循环。碾压混凝土抗冻性能的好坏与碾压混凝土用原材料、碾压混凝土内部的孔结构及碾压混凝土密实程度等因素有关系。目前常用的方法是提高碾压混凝土的密实度和掺加引气剂。由于石灰石粉中的细粉颗粒对碾压混凝土有级配微调的作用,在一定程度上提高了碾压混凝土的密实度[5-6],但随着石灰石粉掺量的增加,碾压混凝土中的含量明显降低,导致其抗冻性能降低。所以,在碾压混凝土中掺入适量石灰石粉,并合理调整引气剂的掺量,仍可保证碾压混凝土具备一定的抗冻融循环能力。 6结论 a.一定掺量的石灰石粉具有降低碾压混凝土VC值、改善碾压混凝土的工作性能的作用。b.当石灰石粉的掺量不超过20%时,可提高碾压混凝土早期抗压强度,对碾压混凝土后期强度无不利影响。当掺量超过20%时严重影响碾压混凝土的抗压强度。c.适当掺量的石灰石粉具有提高碾压混凝土极限拉伸值、降低碾压混凝土静力抗压弹性模量的作用,对防止产生碾压混凝土坝裂缝十分有利。d.石灰石粉的加入对碾压混凝土的抗渗性能无不利影响。e.石灰石粉的过量加入会大大降低碾压混凝土的抗冻性能,但若掺量合理并适当调整引气剂的掺量,碾压混凝土仍具有一定的抵抗冻融循环的能力。石灰石粉作为一种新型掺和料,在碾压混凝土中的应用显得尤为重要,其合理利用具有广阔的应用前景和良好的经济效益,符合变废为宝、节约资源、保护环境的可持续发展的思路。 作者:赵哲 单位:石家庄滹沱新区投资开发有限公司 力学性能论文:管线钢组织及力学性能应用 1有限元模型建立 对模型作如下假设:基体是连续相,填料粒子是分散的;填料粒子具有均匀性和周期性;填料添加比例为5%。根据假设,建立反映不同填料粒子分布形式的有限元模型。实验所用材料为建筑工业用X90管线钢,其化学成分如表1所示。对真空脱气工艺冶炼后的工业用钢连铸坯料进行轧制。采用MULPIC层流冷却设备对矫正后的轧制钢板进行热处理。并依据多相组织调控机理对层流冷却设备进行参数设置,试验板材尺寸为18mm×3000mm×12000mm。对试验钢板的轧制表面、沿宽度方面的截面和沿长度方向的截面分别取样,进行打磨和抛光处理。其中所使用的金相腐蚀液为3.5%的硝酸酒精溶液。采用Axiovert-200MAT型光学显微镜(OM)和FEIQuanta600型扫描电镜(SEM)对试验钢组织进行观察;使用H-800型投射电镜(TEM)对双喷薄后的试样进行微观形貌的观察;采用GenesisXM2对实验样品进行能谱分析(EDS)。 2试验结果及分析 2.1X90钢的组织分析 热处理前试验钢板厚度中层纵截面处的微观组织。可以发现,试验钢的原始奥氏体组织为长50.0~65.0μm,宽20.0μm的长条状扁平形晶粒,并沿着钢板轧制的方向分布。同时在其晶界处出现大量多边形的铁素体组织,尺寸范围为3.0~7.0μm。由于基体的相变温度受到钢内高能奥氏体晶粒的影响,因此随着奥氏体晶粒的长大,相变驱动力增加,促进相变发生。同时,生成的铁素体的力学性能、晶粒大小及相变过程中的动态也与原始奥氏体晶粒尺寸相关。在工程生产实际中,可以采用细化奥氏体晶粒尺寸的办法,达到增加其形变量和降低形变温度,优化X90管线钢材料的力学性能。与X70管线钢不同,X90管线钢的主要组织为粒状和板条的贝氏体、多边形的铁素体以及残留M/A。图2为试验钢不同位置光学和扫描电镜分析。可以发现,试验钢的基体组织为贝氏体、铁素体以及M/A构成的多相组织。准多边形铁素体在横、纵截面的试样中沿轧制方向呈带状分布。这是由于过冷处理增加了奥氏体晶界能量,促使铁素在轧后空冷过程中形核、生长;经挤压后,试验钢中贝氏体相互交错且取向不同,增大过冷处理的冷却速率不利于增加粒状贝氏体及M/A的数量。终轧厚度为18mm的试验钢板透射电镜分析如图3所示。其中,粒状贝氏体和板条贝氏体分布在准多边形铁素体周围。板条状贝氏体是在中低温的转变温度下制备得到的,其宽度为0.5μm,位错密度高,可提高钢强度。在试验钢板条束间隙中发现M/A相,该相在TEM图片中呈白色或黑色条状,如图3(d)和3(e)所示。另外,由于试验钢添加了0.09%的Nb元素作为晶粒细化剂,因此X90钢的晶粒得到了一定程度的细化。这是由于Nb可以抑制奥氏体晶粒的生长。 2.2力学性能分析 试验钢不同位置试样的力学性能测试结果如表2所示。可知,轧制钢板的最高屈服强度为653MPa,最低为609MPa;抗拉强度为713~723MPa;最大的屈强比为0.89。在低温的抗冲击实验中,DWTT重锤冲击实验的剪切面积不小于80%,冲击做功的范围在213~247J的范围内。X90第三代管线钢的具有较低的屈强比及较高的延展性能,可减少裂纹和开裂的产生,增加其在应用过程中的安全性能。 3结论 (1)建筑用X90第三代管线钢组织由板条和粒状的贝氏体、M/A以及准多边形的铁素体的多相组织构成。低密度的准多边形铁素体能够提高钢基体的韧性;含Nb析出物可抑制位错的滑移和扩展;夹杂在位错之中的极硬M/A可以提高钢的强度。(2)经热处理后,试验钢具有较低的屈强比,较高的延展性能,能有效减少裂纹和开裂的产生,提高材料的安全性能。 作者:申喆 单位:焦作大学 力学性能论文:铝硅合金力学性能探析 1实验方法 1.1合金成分 为使合金具备较高的抗拉强度、良好的充型能力及较高的耐磨性等性能,选择硅含量为18%。实际生产中,常将含铁量超过2.0%的回炉料,做废铝处理或给压铸厂回用,为增加高铁铝合金的回收利用率,同时保证良好的工艺性能和使用性能,将加入铁含量定为3%。根据文献报道[1-2],高铁铝硅合金中锰的最佳添加量存在差异,现有报道主要集中在w(Mn)/w(Fe)=0.5~1.1,锰和铁含量相同时对高铁含量铝硅合金中的富铁相具有较好的中和效果,因此选锰加入量为3%(即w(Mn)/w(Fe)=1.0)。有资料表明[3-4],随着铜含量增加,合金密度和热裂倾向增大,耐腐蚀性和铸造性能降低,根据合金的种类和用途的不同,所选铜的含量不一样,铜的含量取5%。 1.2热处理工艺选择 根据相关文献[5],T6处理对于铝合金效果最好,即固溶处理后再进行人工时效。该热处理工艺可使高温时出现的富铁相扩散于基体中。人工时效可使富铁相均匀化。固溶温度选择525℃,保温时间4h,淬火采用水介质,温度为70~80℃的水。人工时效选择温度180℃,保温5h。 2试验结果与分析 2.1抗拉强度检测方法与数据 零件试样按GB/T228-2010《金属材料拉伸试验室温试验方法》规定尺寸加工,在电子万能试验机上进行拉伸试验,高铁含量的铝硅合金在加入一定量的锰后性能有所提升,但提升幅度较小(抗拉强度由118MPa提升到135.2MPa,提升幅度为14.58%),不足以消除铁元素对合金的影响。在加入锰的基础上,加入铜后合金性能有较大提升(抗拉强度由135.2MPa提升到168.8MPa,提升幅度为24.85%),基本已经能够消除铁元素带来的不利影响。合金经过T6热处理后,可以使性能再次提升到193.1MPa,相对于不含铁的铝硅合金(Al-18Si)抗拉强度提升28.73%,有利于扩大合金使用范围,这对铝硅合金的回收再利用具有重大意义。 2.2合金SEM及EDS分析 图1为Al-18Si-3Fe-xMn合金中主要相的SEM形貌。图1(a)为未加锰时即Al-18Si-3Fe中长条状和细长的针条状富铁相的形貌,含铝、硅、铁分别为65.79%、21.42%和12.79%,不含锰。图1(b)和图1(c)为Al-18Si-3Fe-3Mn中富铁相形貌。图1(b)含铝0.85%,含硅99.15%,不含铁和锰。图1(c)含铝、硅、铁锰分别为64.77%、18.51%、8.68%和8.05%。当锰含量为零时,即Al-18%Si-3Fe合金中富铁相的组成元素为铝、硅、铁,可认为这些相为三元富铁相。当锰含量为3%时,富铁相组成元素为铝、硅、铁、锰,可认为这些相为四元富铁相。图中浅灰色的相为初生硅。Al-18Si-3Fe-3Mn-5Cu合金热处理前后主要相的SEM形貌和微区成分分析的位置,图2(a)含铝75.65%、铜24.35%,图2(b)含铝78.34%、铜21.66%。图2(a)中白色珊瑚状组织和图2(b)中白色组织是铝和铜组成的一种物相,铝和铜的原子比例分别为3.11和3.62,结合Al-Cu二元合金相图可以判定为Al2Cu相,虽然实际测得铝铜比大于2∶1,这是因为受到基体中α-Al的干扰和能谱仪电子束聚焦能力有限的影响。从图2可知,富铜相是以富铁相为核心方式析出和(Al+Al2Cu)共晶形式析出两种方式同时进行,这与文献[6]记载,当铜的质量分数大于1%时的析出方式吻合。从图2(b)中存在富铜相可以得知,部分富铜相尺寸较大,固溶处理并不能将其完全溶解。 2.3铸态组织结构观察与分析 从图3(a)和图3(b)可以观察到,Al-18Si合金中加入3%的铁后,出现粗大的双锥状富铁相,这种富铁相一般称为α铁相,双锥状富铁相对合金基体的割裂作用非常明显(合金强度从150MPa下降到118MPa)。从图3(c)可以观察到,在富铁含量的铝硅合金中加入3%锰可使富铁相和初生硅得到细化,富铁相形态由双锥状转变为三叶状、四叶状、块状、田字状和块状(即β相)。通过对相关文献分析[7-8],α铁相和β铁相都是通过δ高温铁相和剩余液相发生包晶反应生成,α铁相也可以通过包晶反应转变为β相。在平衡凝固过程中,δ高温铁相先析出。非平衡凝固组织中出现δ高温铁相,是由于在较大冷却速度下,δ高温铁相向β铁相的包晶反应变得困难,而不是较大的冷却速度抑制了β铁相的形核生长。在高温区,α铁相和β铁相分别通过包晶反应转变为β铁相,当冷却速度非常大时,包晶反应难以进行,而使δ高温相保留至室温。锰的加入,使α相从准稳定相转变为稳定相,L+αβ的包晶反应不再发生,L+δβ的包晶反应也受到抑制,L+δα的包晶反应受到促进。因富铁相由α铁相转变为β相,以及晶粒的细化,合金的抗拉强度得到一定提升(从118MPa提升到135.2MPa)。从图3(d)可以看到,在富铁含量的铝硅合金中加入3%锰的基础上加入5%铜后,合金中富铁相形态变化不大,Al2Cu相在富铁相周围析出。是由于Al2Cu相包裹了富铁相,从而减小了富铁相对合金基体的割裂作用,使得合金抗拉强度得到提高(从135.2MPa提升到168.8MPa)。Al-18Si-3Fe-3Mn-5Cu合金经过T6热处理后,富铁相和初生硅相边角被钝化,铸态下的CuAl2在固溶处理过程中,重新溶解入基体中,形成过饱和固溶体。此时,快速淬入70~90℃的热水中,溶质的扩散和重新分配来不及进行,CuAl2的形核和长大无法实现,从而得到过饱和的单相α固溶体。从图4可以看到,固溶处理后铜元素的分布明显均匀化,铜元素在单相α固溶体中有较大的过饱和度,共格界面处的基体晶格产生畸变,对基体起到强化作用。同时认为,由于高温下原子扩散作用增强,热处理后富铁相周边剩余的CuAl2相与富铁相结合更紧密,CuAl2相与基体结合部分更圆滑,因此更有利于消除富铁相对基体的割裂影响,提高合金强度。通过两种方式对合金的强化,合金的力学性能得到较大提升(从168.8MPa提升到193.1MPa)。 3结论 Al-18Si-3Fe合金中加入3%锰后,富铁相形态得到改善,能够小幅度提升(抗拉强度幅度为14.58%)高铁含量铝硅合金强度,但不能完全消除铁元素带来的不利影响。Al-18Si-3Fe-3Mn合金加入5%铜后,析出的Al2Cu相包裹富铁相,减小富铁相对合金基体的割裂作用,使得合金抗拉强度得到提高(从135.2MPa提升到168.8MPa)。Al-18Si-3Fe-3Mn-5Cu经过T6处理后,铜元素在单相α固溶体中形成较大的过饱和度,对基体起到强化作用,同时由于高温下原子扩散作用增强,热处理后富铁相周边剩余的CuAl2相与富铁相结合更紧密,CuAl2相与基体结合部分更圆滑。通过两种方式,合金的力学性能得到较大提升(从168.8MPa提升到193.1MPa),优于不含铁Al-22Si合金性能,实现铝硅合金的有效回收利用。 作者:李林鑫 单位:四川化工职业技术学院
1引言 对于现代土木工程,工程质量是否达标是确保其安全性和稳定性的主要因素,也影响工程的成本、经济效益和社会效益的重要因素。工程建设全过程中,涉及地基、建筑材料、施工工艺等方面,无论是已建还是在建工程,都需要进行试验检测工作。因此,本文从常见的技术措施入手,分析如何提升工程试验检测水平。 2试验检测的理论内容和重要性 通常情况下,土木工程的结构试验是对结构材料的计算和分析,然后将结果运用于之后的研究和施工过程中。对结构的检测包含多个方面,并且需要通过不同的测试方法对结构状态进行分析,结合工作性能进行客观评价,以判断内部结构的质量和可能存在的质量隐患等。而土木工程本身的工期长,且投资成本高,产生质量问题必然会带来严重的经济损失,并且很多建筑工程都与城市发展有关,例如,市政工程的基础设施建设,路桥工程等,需要长期使用,因此,要确保其质量符合实际使用的要求。只有通过不断地进行测试检验,才能对理论进行强化,对现阶段的技术进行优化和完善,为今后的建筑工程提供重要的数据资料。因此,施工开始前的试验检测工作,是有效判断施工是否会出现质量问题的重要环节,一旦出现问题,可以立即采取针对性的解决措施,减少后期维护和保养的成本,控制工程造价。 3试验检测常用试验 3.1抗震试验 结构抗震试验是室内常见试验,与拟动力试验类似,通过对结构构件施加低周反复作用,判断其是否会因地震出现严重的结构破坏或位移。 3.2地震模拟试验 地震模拟试验是在计算机的控制下,制造人工地震波,让结构模型承受模拟的地震作用,判断其是否会在地震作用下出现结构损坏,并根据实际结果对建筑工程进行合理的优化调整。 3.3结构检测 结构检测是在不影响结构的整体性能的前提下进行结构检测,例如,留置标准养护试块检测、混凝土强度回弹检测、楼板厚度与净高检测等,然后通过数据判定其承载能力,分析使用功能是否受损,结构是否保持稳定。 3.4钻芯检测 钻芯检测是通过专业的钻机设备从混凝土结构中钻取小部分芯样的检测样本,然后通过强度试验获取混凝土结构的整体强度,可以对存在的质量问题进行有效判断。目前,这也是常见的检测方式之一。 4案例分析 某公司取得了一段路桥工程新建项目,项目长度为12km,路基宽12m,路面宽8m,为平原3级公路。路面整体结构为15cm石灰稳定土基底层,0.5cm乳化沥青下封层和3cm沥青碎石。建成使用后,出现了路基下沉现象,路面破坏严重,伴有大面积龟裂和坑槽。对试验检测结果进行分析,发现施工时的灰土层设计标高不合理,后续的材料强度不够,同时因为材料堆放时间长,性能受损,在后续的碾压过程中未合理控制含水量,从而导致压实度不符合实际的施工要求。 4.1检测人员的素质 试验检测的主体是人,作为土木工程的专业技术人员,应具备建筑行业的专业知识。而在案例中出现的各类问题都是因为试验检测工作的缺失。因此,检测人员的技术问题应成为今后工作中应重点关注的问题。 4.2试验检测管理体系的缺乏 材料性能和灰土层设计标高是在施工环节中必须检测的内容,但是从我国现阶段的体系制度来看,很多检测机构并没有对相关工作细节进行明确标注,操作时缺乏管理体系和技术支持,且很多试验检测工作分工不明确,管理人员开展工作时受限于各种因素而出现了检测数据的偏差。 5如何提升试验检测工作的水平 5.1施工方案的合理规划 试验检测的流程较多,从初期的原材料取样和材质鉴定到设计实验,再到后期的施工指导与成品质量检验,都要进行合理规划。如果检测结果不合格,还需要针对性地分析原因,提出改进方案,再重新进行指导和检验工作。这一过程中应重点对材料质量进行管理,是降低成本、创造经济效益的重要方式。 5.2施工环节的调配试 验检测环节的规划离不开施工环节的合理调配。检测内容,不仅包含技术方面,还包括材料性能等多个方面的内容。施工环节中涉及很多方面的调配工作,例如,水电安装等。因此,施工单位应在展开试验检测前和各个部门做好交接工作,对施工区域内的测量工作要进行合理调配。 6结语 建筑工程试验检测工作对施工质量的提升有决定性作用,而我国也一直高度重视试验检测工作,出台了类似《建筑工程检测试验技术管理规范》等一系相关规范和标准,旨在提升试验检测水平。作为施工单位,应高度重视工程试验检测工作,并不断查漏补缺,从根源上保障施工质量,为我国未来的建筑事业更好地服务。
公路工程沥青施工篇1 1引言 在公路工程沥青路面施工中,其原材料不仅包含基础沥青,还包含碎石材料,通过摊铺、碾压及其他施工方式形成路面结构体系。为保障该路面结构的高温稳定性、低温抗裂性、水稳性以及耐疲劳性,需要对施工全过程开展试验检测工作。在此过程中,要选择科学合理的检测技术,以便掌握公路工程沥青路面的施工情况,及时发现问题,采取针对性的措施解决问题,为公路工程后期的运行奠定基础。 2公路工程沥青路面质量要求 2.1水稳性 在沥青路面运行过程中,水侵害问题一直以来都是其常见病害之一,导致沥青路面出现坑槽、剥离以及松散等问题,进而促使沥青材料间的黏结力降低,使路面剥离速度加快,出现水毁。基于此,水稳性是决定沥青路面是否能稳定运行的重要标准,决定路面的耐用性[1]。 2.2耐疲劳性 沥青路面在受到车辆荷载的持续作用后,自身应力会始终处于变化状态,路面在受到持续作用后的抗破坏能力便是耐疲劳性。当荷载作用次数到达一定程度后,沥青路面受到的应力会超出自身抗破坏力,进而导致开裂现象,影响行车舒适性及安全性。 2.3高温稳定性 高温稳定性指代的是沥青路面抗流动变形的特性。因为沥青面层在使用过程中的强度与刚度会随着温度的升高而弱化,受到行车荷载后容易发生病害,如波浪、车辙以及推移等,从而影响工程运行质量,因此,提高沥青路面的高温稳定性十分必要[2]。 2.4低温抗裂性 沥青面层在低温环境下的抗裂能力被称为低温抗裂性。环境温度的降低会导致沥青劲度不断增加,再加上外界车辆的载荷作用,一旦沥青面层内部应力无法释放,最终会导致应力超过沥青路面材料的抗拉强度,使沥青路面出现裂缝,直接破坏路面,为公路工程的可靠性与安全性埋下隐患。 3公路工程沥青路面现场试验检测内容与技术 3.1施工前及施工中检测 3.1.1集料检测技术 有关集料的检测内容有粗集料试验、细集料试验以及矿粉试验等。不同检测内容应用的技术有所不同,具体内容包括:1)粗集料试验,常见的试验有:筛分试验、含水率试验、针片状颗粒含量试验、压碎值试验等。2)细集料试验,常见的试验有:含泥量试验、砂当量试验、压碎指标试验等[3]。3)矿粉试验,常见的试验有密度试验、亲水系数试验、塑性指数试验等。 3.1.2沥青性能检测 为提高沥青性能,保障沥青与石料之间的高黏结关系,延长沥青路面使用寿命。需要对沥青开展试验检测,从其密度、黏附性入手。本文主要从沥青延度入手进行探究。在探究沥青延度时需应用延度仪设备,制作的试件在室温中冷却1.5h,刮刀处理后将试模连同底板放入规定试验温度的水槽中保温1.5h,再放入延度仪的水槽中,水面距试件表面应不小于25mm,在检测过程中需要对水温进行控制,并且保障水面无任何晃动情况,设备保持高稳定性。试验结果要多次测量与收集,单次检测结果不具有代表性,更不能为相关决策提供依据[4]。 3.1.3混合料检测技术 混合料检测指代的是对沥青路面原材料混合处理之后的状态检测。在沥青路面施工活动中,材料普遍为混合料,并且对混合料的抗剥落能力、抗车辙能力都有明确要求。1)马歇尔试验马歇尔试验作为沥青混合料的常见检测技术,能够辅助工作人员有序开展混合料配合比设计,严格把控沥青路面的施工质量。在试验准备阶段,首先,工作人员要结合沥青路面的施工实况制备混合料试件,常见的制备方法有击实法、轮碾法。需注意的是,混合料试件的成型指标会影响马歇尔性能检测结果,尤其是对孔隙率的影响相对较大。因此,在试件制备完成后,需对其高度进行测定,不满足高度要求的试件一律废弃处理[5]。若试件还未完全冷却就直接脱模,也会影响试件质量。完成试件制备工作后,需要将其放置在恒温水槽中保温,然后置于马歇尔试验仪上进行试验。2)车辙试验法车辙试验法有横断面尺法、基准尺测试方法、激光车辙仪测试方法。以激光车辙仪测试方法为例,该方法是在车辙横向位置设置红外线传感器,对车辙的坑洼程度进行连续监测。目前已广泛应用于道路工程车辙检验中。工作人员进行检测时,需要对压轮轴的压强进行测定,确保相关数值处于正常范围。之后,在高温环境下要保障压轮轴始终处于固定线路,以此明确沥青面层的稳定性[6]。此方法适用于测定沥青混合料的高温抗车辙能力,供沥青混合料配合比设计时的高温稳定性检验使用,也可用于现场沥青混合料的高温稳定性检验。 3.1.4沥青路面厚度检测 常见的沥青路面厚度检测方法有挖坑法、钻芯法、雷达法。公路工程沥青面层厚度通常为8~30cm,基层厚度范围为20~40cm。以雷达检测为例,该方法具有分辨率高、中心频率大的特点,但是探测深度较浅,属于浅部施工技术。在检测过程中,以脉冲形式为主向沥青面层发射电磁波,电磁波在同一介质中传播时会按照相应速度进行传播,但遇到不同介质将会发生折射现象[7]。以此对沥青厚度进行准确探测。 3.2施工后检测 3.2.1路面平整度检测 有关沥青面层平整度检测手段较多,如三米直尺法、连续式平整度仪法、激光平整度仪以及车载式颠簸累积仪法。1)三米直尺法在应用直尺法对路面平整度进行检测时,需明确测量方向,目测直尺底面与沥青面层之间距离,确定最大间隙位置。随后运用塞尺测量最大间隙距离,准确至0.5mm,以三米直尺与路面的最大间隙为测试结果。2)连续式平整度仪一般情况下,连续式平整度仪的标准长度为3m,测定间距为10cm,计算区间为100m,每隔100m输出一次结果。在测量过程中,要明确测量区间,将该设备置于路面起点,牵引设备后部沿着测量区间纵向行驶,横向位置要始终保持稳定。保障连续式平整度仪工作正常。需注意的是,该设备应匀速前进,速度以5km/h最佳,最大不超过12km/h。在测量过程中,需要每隔10cm测记位移值,每100m测量区间内的平整度标准差,区间平整度用式(1)计算:式中,σi为区间平整度计算值,mm;di为以100m作为一个区间,每隔一定距离采集的路面凹凸偏差位移值,mm;N为计算区间中用于计算标准差的测试数据个数,个。3)激光平整度仪激光平整度仪通常应用于无泥浆、无冰雪以及无严重车辙坑槽的沥青路面平整度测试上。激光平整度仪采集的数据是路面相对高程值,应以100m为计算区间长度用国际平整度指数(IRI)的标准计算程序计算IRI值,以m/km计,保留2位小数。 3.2.2抗滑性能检测 针对沥青路面抗滑性能检测工作,检测内容主要是车胎在制动情况下与面层产生的摩擦力度。抗滑性能的好坏直接影响着车辆能否安全行驶。1)横向力系数测试法因公路工程中横坡与路拱的存在,车辆在运行过程中不同轮胎的制动力有所不同。车轮在运行过程中极有可能存在横向侧倾现象,若要对车辆实际行驶状态进行测量,需测定其横向侧移阻力,进而得出沥青路面摩擦系数。根据实际应用情况来看,该方法不仅能测量路面横向力系数,还能反映其侧向摩擦系数,并且测试点位多,具有测量效率高的特点。2)制动距离法制动距离法,是指在已知车辆质量的情况下,测量其在湿润路面的制动距离,以此计算路面摩擦系数。但是根据实际应用情况来看,由于难以保障车辆完全制动,并且受环境影响因素较大,因此,该方法的应用具有一定的局限性。并且在高速状态下紧急制动安全性不高,因此,该方法并未被广泛推广。3)能量损失法该测量方法是一种基于能量守恒定律的抗滑性能测试方法,主要代表有摆式面层系数测定仪,通过明确摆锤末端橡胶皮克服摩擦力所做的功,反映沥青路面的抗滑性能。相较于其他方法,能量损失法具有成本低、操作简单的特点,但该方法受主观因素影响较大,因此,在测量精度方面还有待提高。 3.2.3路面弯沉检测 1)贝克曼梁弯沉试验此方法适用于测试路基及沥青路面的回弹弯沉,以便评价其承载能力。其原理是路基或路面在荷载作用下会产生垂直变形,卸载后能够恢复的变形数值便是路面的回弹弯沉结果。在试验过程中,当沥青面层厚度大于50mm时,回弹弯沉值应根据沥青面层平均温度进行温度修正,如果路面平均温度为(20±2)℃时,可以不进行修正。在试验过程中,要检查标准车制动性能以及轮胎气压是否符合要求,查看其是否符合规定轴重,车辆在行驶过程中要注意轴重不能发生任何变化。随后做好标记,将弯沉仪插入汽车后轮之间的缝隙,与汽车行驶方向一致,梁臂不能碰到轮胎。安放百分表于弯沉仪测定杆顶面上,随着车辆缓缓前进,百分表数值会发生变化。当表针转动到最大后,表针将会回转。读取最大数值与回转后的数值,而后进行计算,掌握路面弯沉值[8]。2)落锤式弯沉仪与贝克曼梁弯沉试验有所不同的是,贝克曼梁弯沉试验属于静态弯沉,但落锤式弯沉仪测量,能够模拟汽车行车荷载,对道路弯沉情况进行测量,由计算机完成弯沉数据采集工作,具有速度快与精度高的特点。因此,经常使用落锤式弯沉仪开展动态弯沉测定工作,同时也将其用于回弹模量的测量。结合当前弯沉测量情况来看,落锤式弯沉仪通常情况下有内置式与拖车式两种类型,内置式具有灵活轻便的特点,拖车式具有便于维修存放的特点。施工单位需结合实况选择合适的测量仪器,以便有效掌握动态荷载下的弯沉现象,为提高测量结果奠定基础。 4结语 综上所述,公路工程沥青路面要具有水稳性、耐疲劳性,高温稳定性以及低温抗裂性等特性。基于此,开展试验检测工作十分必要,从施工前、施工中、施工后入手,采取科学合理的检测手段,明确沥青面层抗滑性能、路面平整度,为保障公路工程施工质量奠定坚实基础。 作者:张冬梅 单位:商丘市智能交通建设监理有限公司 公路工程沥青施工篇2 如今,沥青路面凭借其良好的性能和施工便捷性已经得到广泛应用。而为了保证其施工质量,有必要结合工程实际情况,探究其施工技术与质量控制要点及策略。 1工程概况 某公路工程的总施工长度约1292m,其路面采用沥青路面,总摊铺长度约1156m,公路的横断面组成为:人行道宽6.5m+绿化带宽4.0m+车行道,宽15m+绿化带,宽4.0m+人行道,宽6.5m。路面结构层次为:AC-13I细粒式沥青混凝土,层厚4cm+AC-25I粗粒式沥青混凝土,层厚7cm+沥青下封层,层厚1cm+二灰碎石层,层厚30cm+石灰土层(10%),层厚20cm。 2下封层施工 (1)按照验收规范严格验收路面基层,当发现与设计要求不符的地段,应立即按照要求处理,然后将基层表面清理干净,为之后的下封层施工奠定良好基础。(2)下封层作业前召开技术交底专题会,明确人员岗位职责,使责任真正落到个人身上,并帮助作业人员明确自己承担的责任及负责的具体工作。(3)在汽车式洒布机的支持下逐步完成下封层的施工。 3拌和料拌和与质量控制 拌和料要用间歇式的拌和机来搅拌,开拌前,使集料预热,温度要维持在175~190℃,之后由热料提升斗把热料放到振动筛内,由振动筛各类筛网来筛分,再储存到相应热料仓内,这些筛网有以下几种规格:33.5、19、13.2和5mm。沥青掺加前也要预热,温度要维持在160~170℃[1]。预热后的集料与沥青以及矿料具体用多少主要和生产配合比有关,拌和期间最后再掺加矿粉,经搅拌促使拌和料完全均匀,沥青均匀的裹覆于粒料表面。搅拌持续时间要采用试验的方法进行确定,在拌和料出厂后,它的温度要维持在155~170℃[2]。 4混合料运输与质量控制 (1)将拌和完成的混合料从拌和楼中装载到运料车的过程中,每次卸完一斗料都要对运料车进行一次小幅的移动,这样做的目的是避免混合料中的粗细集料发生离析。(2)运料车的具体运量应比混合料生产及现场的摊铺能力均有一定富余,运料车进入现场后,将其停在与摊铺机相距30cm的前方,注意整个过程都不能和摊铺机之间发生碰撞。准备开始卸料时,运料车的驾驶员需将车辆档位挂在空挡,由摊铺机顶推作用持续前进。(3)拌和料要以最快速度运达,但期间要确保安全,进场后拌和料的温度要维持在145~165℃[3]。现场的质检人员或监理工程师还需要对混合料实施质量检查,倘若拌和料的料温或者是质量不能和要求相符,则一律禁止摊铺。 5混合料摊铺与质量控制 (1)拌和料摊铺需安排2台摊铺机执行,运行速度维持在2~4km/h。在摊铺下面层的过程中,需通过拉钢丝绳实现标高与平整度的控制,而摊铺下面层拌和料期间,需借助平衡梁使摊铺层厚及平整度达到要求。摊铺操作中,速度必须恒定,松铺系数采用试验方法选定。正常状况下开展摊铺作业时,料温需维持在140~160℃[4]。(2)摊铺时,运料车的驾驶员和摊铺机工人要加强配合,严防碰撞的发生,否则将引起偏位,而且还会导致大量拌和料撒到路面。拌和料供应要连续,如果混合料断供,则注意不可将摊铺机中的混合料全部用完,使料斗中仍然有一定数量的存料,避免送料板直接外露。若由于机械故障导致料斗中混合料结块,则要重新摊铺开始后将其铲除干净。摊铺机的操作人员应对摊铺边线进行严格控制,并做好熨平板的调整。现场检测人员要对混合料松铺厚度进行经常性的检查,每5m设置一个断面,并在每个断面上随机抽取3点进行检查,做好记录,并及时将信息反馈给摊铺机的操作人员。另外,还要按照50m的间距进行横坡检查,以确定摊铺后的平整度能否达到要求。(3)摊铺施工中施工人员应密切关注摊铺动向,如果发现横断面不满足要求或构造物的接头处存在缺料等情况,都应采用人工进行找补,由现场的工人来修补时,不能踩踏热料表面执行各类操作。当天施工完成后,都要做好成品保护,不可使用以柴油为燃料的清洗机械,以免漏油给路面造成污染。在摊铺机正式开始收料之前,需在料斗中均匀涂抹一层隔离剂,以此防止料斗的内壁和混合料发生粘结,同时还要在摊铺机的下方垫上一层塑料布,用于避免对路面造成污染。 6混合料碾压与质量控制 (1)混合料的碾压需选择适宜的压路机类型并通过适当组合来进行,使碾压达到理想成果。压路机配备数量要根据场地等情况选定。(2)混合料碾压主要分为三个阶段,第一阶段为初压,第二阶段为复压,第三阶段为终压。(3)初压需在摊铺完成后拌和料温度尚高时开始,期间严防推移及拉裂状况,碾压温度取决于拌和料内添加的沥青的稠度与所用压路机种类,需在之前的试验性摊铺与碾压施工中确定具体参数;碾压方向为以外侧为起点循序向内,为防止漏压,需采取叠压措施,重叠宽度一般为压路机轮宽度的30%,最后再路中心部位实施碾压,将这个路幅碾压完成后视为碾压完1遍[5]。如果路边缘处存在支档结构,如挡板或路缘石,则要紧挨着支档结构进行碾压。而如果没有支档结构,则可使用耙子先堆高混合料,再用压路机外侧轮进行碾压。碾压操作中,驱动轮要和摊铺机对准,行驶路线在开始碾压前就应该确定,施工中不能随意改动,一切不规范的操作都有可能引起推移等异常现象。(4)初压达到终止条件后即刻复压,复压的机具在没有特殊要求时为轮胎式压路机,碾压重复的遍数采用试验的方法来选定,一般不少于4~6遍,以混合料达到密实状态且没有显著轮迹为合格标准。(5)复压达到终止条件后即刻终压,终压的机具在没有特殊要求时为双钢轮压路机,碾压重复的遍数采用试验的方法来选定,一般不少于2遍,直到将路面上由于之前碾压留下的轮迹完全消除掉。(6)为防止碾压时混合料和压路机轮发生粘结,可以在施工开始前向压路机轮均匀洒水,但要注意洒水量不可过大,以免影响混合料的正常成型。压路机不可在还没有碾压完成的路段进行转向、调头与停车。若振动压路机必须在成型的路面上通过,则要提前将振动装置关闭。在压路机难以到达的部位,可由人工借助振动夯板将摊铺完成的混合料压实。 7结语 综上所述,沥青路面作为当前最常用的公路路面形式,其施工技术已经十分成熟。当前该工程的沥青路面施工已经完成,包含平整度、宽度、厚度、压实度等在内的各项指标都可以达到要求,验证了上述施工方法及质量控制的可行性、合理性及有效性,值得其它公路工程的沥青路面施工参考应用。 作者:马晋奎 单位:山西长晋高速公路有限责任公司 公路工程沥青施工篇3 1公路工程沥青路面施工现场试验检测目的 在公路项目施工作业中,沥青路面的质量十分关键,只有对现场实行试验检测,方可及时发现施工环节中潜在的问题,同时采取有效措施加以补救。另外,对沥青路面进行试验检测,还可以显著提升公路工程的总体安全性,减少因为质量缺陷而引起的意外事故,让人们的交通出行安全更有保障,因此必须做好沥青路面施工试验检测工作。 2热拌沥青混合料施工温度测试要点 2.1在运料卡车上测试施工温度 (1)混合料出厂温度或运送到施工现场的温度需要在运料卡车上进行测试,而且应每辆车辆进行一次测试。若运料卡车侧部有专门的温度测试孔(和底板之间的高度差值在300mm左右),则将插入式温度计直接放入测试孔中进行温度测量[1]。若运料卡车没有专门的温度测试孔,则可在运料车的混合料堆上方的侧向使用插入式温度计进行测量。其中,在拌和厂中测得的温度值即为混合料的出厂温度,而在将其运送到现场以后,测得的便是现场温度[2]。(2)在进行温度测试时,温度计的插入深度不得低于150mm,而且要直至温度计上的数值不再持续上升方可进行温度值的读取与记录,注意要将精度控制在1℃。 2.2在摊铺现场测试施工温度 (1)混合料摊铺温度需要在摊铺机的一侧拨料器前方混合料堆中进行测试。将温度计插入测试部位至料堆表面以下至少150mm,并且要跟着往前移动,若料堆向前滚动,则要将温度计拔出后再次插入,观察温度值的变化,直到其不再上升,便可进行温度值的读取和记录,将精度控制在1℃[3]。(2)在摊铺作业中,运输车辆向摊铺机进行卸料时,可使用红外摄像仪来检测整个料车内的温度场,通过温度场图片进行数据的记录,并且要将最高、最低温度登记下来,计算出最大温度差值,精确至1℃。 2.3在碾压现场测试压实温度 结合实际需求,随机选取初压开始、复压或终压成形等阶段的测点,对碾压施工中的混合料温度进行准确测量。(1)插入式温度计法。把插入式温度计插进公路路面沥青混合料压实层一半的深度位置,再将温度计周边受到扰动的混合料压实整平,观察温度计测量值的变化,到不再持续上升为止,将温度值读取记录下来,精度为1℃。在温度计读数结束之后,需要立刻将其拔出,然后插入下一测点的混合料内[4]。(2)非插入式温度计红外温度计法。使用非插入式温度计红外温度计对沥青路面的表面温度进行测试,这时测得的温度通常作为施工单位自行检查或施工作业的质量控制参考依据。在进行温度测量时,应直接对混合料表面连续进行至少3次测量,直到最后3次测得的温度差值不超过1℃时,将最后一次测得的温度记录下来,而且需要精确至1℃。(3)红外摄像仪法。使用红外摄像仪测量整个施工区域的表面温度,这时测得的温度主要是作为施工过程控制参考依据。在进行测试时,将红外摄影仪对准测试区域,通过摄像加以保存,通过温度场图片的形式将测量结果保存下来,并且要将最高、最低温度记录下来,并分析计算出最高温度差,精确度要控制在1℃[5]。 3沥青路面施工检测技术 3.1平整性检测技术 在沥青路面施工建设过程中,为了充分保证路面质量,应对路面平整性进行准确、全面的检测,较为常用的有下述几种检测技术。(1)3m直尺测试。①确定测试方法。需要采取单尺方法进行检测,并且检测部位需要设置在接缝部位。②选取测试位置。除了特别要求,需要将行车道一侧车轮痕迹(距离车道线0.8~1m)作为连续测试位置。若待测路面已经形成车辙,则要选取车辙中间部位作为检测位置。③清理路面检测而部位的碎石、杂物等。④把3m直尺沿着公路纵向放置在检测位置的路面上。⑤以目测的方式观察3m直尺底部和公路路面之间的间隙状况,以此得出最大间隙部位[6]。⑥把具有高度表现的塞尺放入间隙内,对最大间隙高度进行测量,或者使用深度尺在最大间隙部位测量直尺中顶端和地面之间相隔的深度,将此深度减掉尺高,便得到测试点的最大间隙高度。(2)连续式平整度仪测试。①把连续式平整度仪放置在待测公路路面的起点位置,确保测定轮处于轮迹带范围内。②在牵引车辆的后方,把连续式平整度仪和牵引车辆进行稳固连接,根据相关规范要求进行各项操作。③启动牵引汽车,沿着公路纵向行进,横向位置需始终维持稳定。④检查确定连续式平整度仪处于正常运作状态。对于连续式平整度仪的牵引速率,需要控制在匀速状态,而且需要沿着车道方向行进,速度保持在5km/h左右最佳,最高不可大于20km/h。(3)车载式颠簸累积仪。①在进行正式测试之前,需要使测试车以预先确定好的测试速度前进5~10km,根据设定的预热时间对测试系统进行预热处理。②将测试车停止在测试起点前方300~500m的位置,然后开启平整度测试系统程序,根据待测公路的现场技术特征设置相关参数。③驾驶人员在进入测试路段之前,需要维持标定时的车辆行驶速度,沿着正常的行车轨迹进入测试路段。④当进入至测试路段后,测试人员需要开启系统的收集与记录程序,在测试期间,必须及时、正确地把被测路面的起始点、终止点,以及其他要求进行特殊标记的测点位置输入系统中。⑤在测试车辆驶离测试路段之后,测试人员需要立即停止数据收集与记录的工作,并将仪器各部分恢复到初始状态。⑥测试人员需要仔细核查数据文件,保证文件内容的完整性与合理性,否则要求进行二次测试。⑦断开测试系统电源,此时测试工作已全部结束[7]。 3.2渗水性检测技术 (1)把塑料圈放置在公路路面的测点之上,然后用粉笔分别沿着塑料圈的外围与内侧进画圈,其中内外环中间的部分便是需要使用密封材料加以封闭处理的区域。(2)使用密封材料对环状密封部位加以封闭处理,在此过程中不得让密封材料进入内圈,若密封材料不慎进入内圈,则必须使用刮刀将其完全刮掉。然后把其搓揉成直径约为拇指大小的条状密封材料堆积在环状密封区的中间位置,而且要堆码成一圈。(3)把套环放置在道路表面的测点上,套环中心要尽可能与圆环中心重叠,再稍微施加压力,把套环压在条状密封材料表面。采取相同的方式把渗水仪放入套环中,并将其对准,再用力把渗水仪压在套环上,然后放上配件,以免压力水从底座和路面中间渗出。(4)闭合开关与排气孔,往量筒内注入水,直至超过100mL的刻度值,再将开关与排气孔打开,让量筒内的水下流,使渗水仪底端空气排出。在量筒内水面降低速度放缓之后,用手轻轻按压渗水仪,让其底端气泡完全排出。当水从排气孔内顺畅排出时,需要将排气孔与开关闭合,再一次往量筒内注水,直至水面达到100mL的刻度位置。(5)开启开关,当水面降低到100mL刻度位置时,需要立刻使用秒表进行计时,在计时3min之后,记录水量,从而结束测试。若计时未到3min,水面已经降低到500mL,则需要立刻记录水面降低到500mL时所耗时间,从而结束测试。若开关开启后,3min内水面不能降低到500mL的刻度值,则要求使用秒表记录测试3min内的渗水量,从而结束测试[8]。(6)在测试期间,若水从底座和密封材料内渗出,则代表底座和路面之间的密封性较差,这时的试验结果不具有参考价值。闭合开关,使用密封材料进行封堵,再次按照上述(4)、(5)的步骤进行测试。若依旧有水渗漏出来,则需要在相同纵向位置沿着宽度方向就近选取位置,并在此依照(1)~(5)的步骤进行测试。(7)测试期间,若水从外环圈外部路面渗出,则可采取人工方式,利用密封材料对外环圈外侧5cm范围进行密封处理,并按照(4)、(5)的步骤进行测试。若密封范围内不再有水渗出,则可判定该测试结果具有参考价值。(8)根据(1)~(7)的步骤,对3处测点渗水系统进行仔细测试。 3.3压实度检测技术 (1)钻取芯样。①钻取沥青路面的芯样直径不得低于100mm,而且若一次钻孔得到的芯样含有各个层位的沥青混合料,则需要按照结构组合状况,使用切割机把芯样沿着每层结合面锯开,然后进行分层检测。②钻孔取样需要在沥青路面充分冷却之后开展。对于普通的沥青路面,一般是在第2天进行取样,而对于改性沥青或SMA路面,则需要在第3天之后再进行取样[9]。(2)测试试件密度。①在水内使用毛刷将钻取的试件轻柔地刷洗干净,洗净表面附着的粉尘。若试件的边角处存在浮松颗粒,则需要细致地将其清理干净。②晾干洗净后的试件,或者使用吹风将其吹干,直到重量恒定。③根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20—2011)中的沥青混合料试件密度试验方法,测得试件密度。一般而言,可使用表干法测得试件毛体积相对密度。对于吸水率超过2%的试件,则需要采取蜡封法测得试件毛体积相对密度;对于吸水率不超过0.5%的特殊致密型沥青混合料,在进行检验检测时,可以使用水中重法对试件表观相对密度进行测试。④按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)中的有关规定,确定好标准密度。对于部分特别的路段,在进行压实度检测时,可采取核子密度检测仪对公路路面压实度进行检测,在使用该设备进行路面压实度检测工作前,应确保路面压实度质量和施工温度。只有当沥青施工温度小于检测标准时,才能使用核子密度仪测量路面的压实度,进而明确沥青路面压实度的具体参数值。 4结束语 总之,公路工程沥青路面施工现场试验检测属于一项十分关键的工作。由于沥青路面施工质量会直接影响公路路面质量,在具体施工作业中,应综合考虑沥青路面施工建设的实际状况,并根据路面施工的详细要求,选取适宜的试验检测技术,提升沥青路面施工水平,为人们提供更好的交通出行体验,促进公路事业的蓬勃发展。 参考文献 [1]黄新颜,沙爱民,邹晓龙,等.高模量沥青混合料的性能及适用场合[J].公路交通科技,2016,33(12):35-41. [2]关秀萍.公路工程沥青路面施工现场试验检测技术研究[J].青海交通科技,2020,32(3):116-118. [3]何永泰,李炜,雷俊安,等.不同温拌剂对沥青及混合料性能的影响研究[J].公路,2020,65(9):59-64. [4]马登成,马尉倘,吕春芬.沥青路面就地热再生施工工艺及质量控制[J].中外公路,2015,35(6):61-66. [5]董刚,刘义彬,郑南翔.沥青路面施工过程质量信息实时监控系统研究[J].公路交通科技,2015,32(11):27-32,40. [6]曹海宏.林拉公路沥青路面施工与质量控制研究[D].成都:西南交通大学,2017. [7]孙昌泉.缓释防冰沥青混合料制备及施工技术研究[D].西安:长安大学,2014. [8]武钰.公路工程沥青路面施工现场试验检测技术探析[J].公路交通科技(应用技术版),2019,15(9):52-53. [9]李世平.振动压路机压实度检测系统的应用研究[D].武汉:湖北工业大学,2018. 作者:刘小霞 单位:陕西交建公路工程试验检测有限公司
摘要: 环境污染和能源危机是汽车工业必须面对的两大挑战,电动汽车因其绿色环保的独特优势迎合了时代的发展;电池性能的好坏将直接关乎车辆安全性和续航里程性能。通过分析电动汽车不同种类电池的发展使用情况,对电动汽车电池技术未来发展趋势进行了展望。 关键词: 电动汽车;电池;使用现状;发展趋势 0引言 目前,环境污染和能源危机已成为世界范围的关注焦点和亟待解决的问题。随着新旧动能转换政策的出台,各行各业都在紧锣密鼓地研究开发新的清洁能源,电动汽车这一新型汽车应运而生。由于电动汽车绿色环保的独特优势迎合了时代的发展,得到了广泛的推广应用。众所周知,当前电池性能是制约电动汽车发展和普及推广的“瓶颈”,由于技术、材料、工艺等多方面客观因素的限制,电动汽车电池在应用过程中存在续航里程短、充电时间过长等不足,难以完全满足人们的使用需求,延缓了电动汽车发展和普及的步伐。因此,电动汽车生产企业应当重视电池应用的现存问题,切实提高电动汽车电池性能,为电动汽车的快速发展提供必要的技术保障。 1电动汽车的发展过程 电动汽车最早诞生于19世纪初叶,由于当时技术不够成熟,没有引起人们的重视。美国通用汽车公司在1996年利用铅酸电池技术研发电动汽车,1999年着手电动汽车电池的生产,但也因很多技术问题,没有得到行业的认可[1]。21世纪初,电动汽车得到进一步发展,此时的汽车主要动力电池升级为镍氢电池,该电池显著提高了电动汽车的续航里程。同一时期,日本丰田公司也利用镍氢电池技术开发了新一代电动汽车,该电动汽车是把电动机与内燃机相结合,称为混合动力汽车[2],HEV电动车能根据汽车运行的实际情况,利用转换动力能源而达到减少燃油消耗的目的。2006年锂离子电池出现,使电动汽车电池技术得到了丰富和进一步提升;锂离子电池的最大优势是提高了电动汽车电池的安全性,成为了镍氢电池的有力竞争对手,镍氢电池失去了部分优势[1]。锂离子电池因其良好的安全性能,被广泛应用在纯电动或者混合动力车中。 2电动汽车电池的使用现状 电池是电动汽车的关键部件,高性能电池是电动汽车稳定运行的前提和基础。电动汽车电池存在续航历程较短、单次充电所需时间较长、易发生自燃甚至爆炸的安全隐患等问题,难以满足长途出行的需要。电动汽车是以电能作为动力源的机械,电能仅通过汽车的蓄电池供给,电池占整车成本的30%左右,电池和芯片是电动汽车两项最关键技术,而电池性能将直接影响车辆续航里程。面对2020年北方地区40年难遇的极寒天气考验,电动汽车续航里程的表现着实让车主们大跌眼镜,交出了一份不合格的“答卷”。目前,电动汽车可用的电池中,应用最广泛的是化学电池。化学电池可分为蓄电池和燃料电池两类[3]。在电动汽车技术发展的过程中,车企曾经尝试采用多种不同类型的蓄电池,但出于对成本,技术和可靠性的考虑,目前绝大多数蓄电池已经被市场淘汰,如铅酸蓄电池、锰酸锂电池等。目前,市场上主流的蓄电池主要以锂离子电池为主,少数车企采用镍氢电池,如丰田公司。 2.1锂离子电池 锂离子电池的发展史并不算长,但40多年前诞生之初,就具有能量密度高、循环使用寿命长的优势,成为了目前电动汽车上最常用的电池。现在,电动汽车领域普遍配备的锂电池主要有磷酸铁锂电池、三元锂电池镍氢电池等,不同车用电池的特点也各不相同。 2.1.1磷酸铁锂电池 目前,磷酸铁锂电池已在国内电动汽车中普遍使用,其优势是安全可靠、循环充电次数多,标准充电条件下循环寿命达到1800次以上,并且使用成本低。良好的安全性可使其在390℃的高温下保持稳定;现已经过严格的安全测试,不易因过充、温度过高、短路或在恶劣的交通事故中产生爆炸或燃烧。其中比较典型的就是比亚迪和戴姆勒集团共同生产的腾势500电动车,用等供电性能下,磷酸铁锂的数量相对于锂电池更少。例如腾势汽车采用了144节磷酸铁锂电池,比起锂电池来说,电池的数量上少了很多,对于BMS电池管理系统负担要小一些。 2.1.2刀片电池 刀片电池又称为超级磷酸铁锂电池,由于它的排布方式就像刀片一样插入电池包内,所以称为刀片电池。该电池将动力电池的电芯加长,使单个电芯形状扁平、窄小,可通过多个“刀片”捆扎形成模组,通过技术改进,与磷酸铁锂电池相比,显著提高电池能量密度。但刀片电池的难点在于生产环节,要求在制造过程中保持极高的精度和速度,对极片的涂布和辊压工艺提出了很高要求。刀片电池利用电芯直接组成电池包,减少了模组结构和单体连接线束,提升了封装效率,进一步实现集成化。此外,由于刀片电池形状的特殊性和材料的稳定性,密集排布的刀片电池可以充当简单的结构件,进一步提升空间利用率。通过该技术,刀片电池的空间利用率由原来传统电池的40%提升到60%,其续航达到600km,而且同时具备高安全、长寿命的优势。 2.1.3三元锂电池 与磷酸铁锂电池相比,很多电动汽车普遍使用了三元锂电池,主要是因为三元锂电池具有能量密度较高、体重轻、低温充电性能好和续航里程更长的优势;其能量密度为200Wh·kg-1,即在相同条件下,三元锂电池的续航里程要比磷酸铁锂电池更长。同时三元锂电池还具有低温性能好、放电倍率高的特点。但三元锂电池的不足之处是稳定性较差。 2.1.4镍氢电池 采用镍氢电池的车型往往为混合动力汽车,其中典型的代表为丰田凯美瑞混动。镍氢电池的一大优势是稳定性比三元锂电池更高,其能量密度大约为70~100Wh·kg-1,电池单体电压通常为1.2V,仅为锂电池的1/3左右。因此在系统电压一定的情况下,其电池组的体积要比锂电池大很多。而且镍氢电池在循环充放电过程中容量会出现衰减,所以镍氢电池在控制系统设定上应主动避免过度充放电。 2.2燃料电池 燃料电池是未来理想的清洁能源之一。该类电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。其原理是将燃料和空气分别送进燃料电池,通过化学反应,产生电能,驱动车辆。而且,燃料电池用燃料和氧气作为原料进行反应的过程,尾气排放中的有害气体极少。但在实际应用中,燃料电池汽车很多技术亟待解决,目前,燃料电池汽车主要集中在商用车领域。该电池存在的缺点是燃料电池在与化学电池同样能量下,体积要大出几倍,即使像丰田公司,作为燃料电池技术走在行业尖端的车企,其量产出的乘用车Mirai的功率也仅为115kW,国内的燃料电池堆如果做到115kW,体积将会非常大,普通乘用车的空间难以容纳下。所以局限于我国目前的燃料电池技术,还是主要应用于商用车。 3电动汽车电池的未来发展趋势 人类社会的发展离不开创新,汽车工业更是在不断创新和超越中快速发展的,新能源汽车就已成为汽车工业的发展新趋势。近几年,在国家政策的大力扶持和推动下,我国新能源汽车行业发展迅猛。新能源汽车保有量从2011年的不到1万辆增长到了2021年的603万辆。目前,大多数汽车企业也纷纷向新能源汽车转型,并尽力为消费者打造优于燃油车的新能源产品。作为新能源汽车最重要的零部件,动力电池的市场需求也在急速扩张。而目前,充电时间长、电池能量密度小、续航里程短、低温续航衰减快,仍然是用户使用电动车担心和焦虑的问题。如何突破制约电动汽车电池发展的“瓶颈”,已成为业界不断开发和研究的重点。电池制造商也在着力让电池在不减少电能储备的情况下变得更轻小。 3.1超级电容器 超级电容器是一种新型的存储装置,也称为双电层电容器。该电容器可以实现电场能与电能的相互自由转换[3]。其基本原理是利用活性炭材料制作成的多孔电极,两个电极之间填充电解质溶液,当在电极两端施加电压,可以使电解质溶液形成集电层,相当于串联的两个电容器。另外,活性炭表面积比较大,电解质之间的距离小,致使超级电容器产生很大的电容量。该装置具有功率密度高、循环寿命长、工作温限宽、免维护、绿色环保等优势,展示出良好的发展前景。 3.2石墨烯电池 石墨烯电池被业界普遍认为最有可能取代三元锂电池的未来主力电池,是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间的活动特征,研发出的新一代电池。石墨烯这种材料的特点是导电性能好、重量轻、强度和韧性好,是非常好的特种新材料。在充电效率方面,石墨烯电池比传统电池提高了几十倍以上;使用寿命是锂电池的两倍,氢化电池的四倍;重量仅有传统电池的50%左右。华为在这个领域宣布过一项电池快充的技术,仅仅5min就能将3000mAh的石墨烯电池充满。由于其使用成本过高,目前难以推广使用。 3.3叠片工艺提升性能 汽车动力电池将朝着长电芯、大模组的方向发展,传统的卷绕方式电芯已经不能满足车规级动力电芯的形态要求,取而代之的是叠片工艺特征的电芯,由于叠片电芯尺寸灵活,不受卷绕卷针结构的限制,层叠使极片的界面平整度更高。叠片电池相比同类型卷绕工艺电池,能量密度能提升5%,循环寿命提升10%,成本降低15%,适合在动力电芯领域得到广泛应用。 4结语 综上所述,电动汽车的发展和普及是汽车工业发展的必然趋势,随着国家科技快速发展,许多新技术、新工艺、新材料在电动汽车领域实现了不断开发应用,未来电动汽车的电池技术必能突破续航里程短、充电时间长、性能不稳定等短板,迎来电动汽车产业的绚丽春天。 参考文献: [1]张美迪.电动汽车电池的现状及发展趋势[J].内燃机与配件,2019(15):230-231. [2]李雅菲.电动汽车电池的发展现状与趋势[J].内燃机与配件,2018(24):176-178. [3]郭艳.新规正式公布动力蓄电池的回收利用能否开启“蓝海”时代?(上)[J].资源再生,2018(7):16-23. 作者:李镢贵 韩民义 单位:济南工程职业技术学院
高层建筑工程外墙防渗漏施工篇1 1房屋外墙工程渗漏的原因 1.1墙体自身出现的裂缝问题 在房屋建筑施工中,由于一些原材料质量不合格或者是人员操作技术不符合规范,导致房屋建筑的外墙出现施工裂缝,出现渗漏现象。其具体原因主要包括:①进行混凝土技术施工过程中,没有完全振捣,使得混凝土的振捣密度达不到工程相关要求,在使用时,外墙就会发生渗漏现象;②在浇筑混凝土过程中,墙板与墙体同时施工,导致外墙施工不合理,比如外墙浇筑的混凝土得不到沉实,最终出现外墙裂缝;③后期对混凝土工程的养护不合理,没有注意混凝土的外墙养护技术,在养护过程中,没有对墙体进行洒水,尤其是在夏季,由于光照充足,温度较高,房屋建筑墙体内外具有较大的温度差,最终产生裂缝。 1.2不当的填充墙砌体砖施工导致出现裂缝 在外墙施工中,有一项操作技术是对外墙进行填充,材料是填充墙砌体砖。在进行填充墙砌体砖施工时,如果砂浆没有涂抹均匀,使其密度不高,也容易导致外墙发生裂缝;在施工过程中,如果没有使砌体砖充分浸湿,导致砂浆和砖体之间缺乏站粘性,在后期的使用过程中也会出现施工裂缝。另外,其他操作比如施工操作不当导致外墙梁底部出现裂缝,因为一些原因,没有在墙梁底部砌筑曹锁,使得砖块出现水平裂缝,缝隙不饱满,导致外墙发生渗漏。 1.3外墙抹灰层裂缝与穿墙打孔施工 外墙施工通常需要处理外墙洞口,如果处理不当就容易造成墙体渗漏。现阶段,我国的建筑工程施工大多会在进行装饰面砖施工之前抹一层砂浆,因为砂浆中的含沙量较高,如果人员在搅拌过程中没有控制好水和砂浆的比例,就会使得砂浆出现缝隙,当抹在墙体上时,产生空气,就会出现翘砖的现象。另外,如果人员不注意吕金合窗和排水管道的安装,也会出现渗漏问题,因为在这两者的施工中都会运用穿墙打孔技术,实际洞口如果和打孔的洞口存在误差,那么就会使得打出的洞口偏大,一些施工人员会选择用一些填充材料塞住洞口,但是这样会使得雨水进入墙体,久而久之出现墙体渗漏的现象。 1.4建筑物材料应用不合理 建筑材料的质量是影响外墙渗漏的重要因素之一。由于建筑材料所引起的外墙渗漏主要表现在:防渗漏材料的膨胀系数在不同的温度条件下有差异,在同一温度下,混凝土与砌体会发生不同程度的变形,产生的裂缝使得雨水渗入其中,时间一长就容易形成积水;在窗体的设计中,如果使用铝合金材料,那么它与钢材料的膨胀系数也是具有差异的,饰面砖的材料容易造成空腔问题,发生渗水;而防渗漏材料是建筑工程外墙施工中的基础措施,防渗漏材料质量的好坏直接关系着建筑工程外墙的质量。部分施工单位为了节省工程成本,使用质量不合格的防渗漏材料,或者偷工减料,出现不规范操作,比如用泥沙代替砂浆,在选择防渗漏材料时,没有严格按照规范要求操作,使得墙体出现渗水现象。 2外墙防渗漏施工技术在房屋建筑工程中的应用 2.1处理墙体的框架结构 对墙体的框架结构进行处理需要从建筑工程的外墙施工之前做起,在施工准备工作中,需要根据具体的施工标准,严格把控砌体砖的质量,砌体砖的干燥收缩值要保持在0.5mm之内,要具有一定的抗压强度,含水率不能过高;根据相关操作规范,要做好防水措施,尤其是要做好防雨措施,处理好砖块进场的质量,处理好墙体和房梁、柱的框架结构。在工程施工之前,使得砖体充分浸湿;在砌筑砖体时,要分开砌筑,分别砌筑不同密度的混凝土砌块砖;接下来就是处理墙体的框架结构施工,要把握砌筑高度,为了保证砖体不变形,需要施工人员等待7d,再进行辅助小型砌块施工,,按照具体的规范要求开展施工;在房梁和房柱的交接位置,需要先将凹凸不平的位置涂抹平整,将疙瘩剔除掉,为了保证浆体的严密性,需要利用1:1的水泥涂抹,避免因为交接处不严实而发生外墙渗水问题。 2.2外墙保温层的施工应用 做好房屋建筑外墙保温层的工作,需要先管理保温材料的质量,特别是要注意钢丝网和玻璃纤维的质量。在进行施工时,注意材料之间的连接,保证材料的防腐和防潮,尤其是在墙体的边角处和窗角处,要用钢丝网进行处理。在对保温层进行抹灰时,为了避免外墙出现开裂现象,要按照标准进行施工。为了提高抹灰层和保温层之间的连接度,需要使用相关保护材料,比如抗裂剂。抹灰工作要分别用两次进行,首先要进行抹灰凝结后再铺钢丝网,合格后再进行第二次涂抹,保证涂抹的厚度要均匀,避免发生涂抹层发生开裂现象。 2.3外墙装饰面的防渗漏处理应用 进行外墙施工时,首先需要做墙体清洁工作,清理掉墙体表面的杂质和污物等,再对墙体进行湿润处理,保证其具有较高的含水率。对墙面的拉毛处理可以用砂浆进行涂抹,保证涂抹层和墙体之间的连接度。在对外墙进行贴砖时,需要先清理掉砖体表面的杂质,待浸泡后对其进行干燥处理,为了防止出现真空裂缝现象,需要检查底灰,如果底灰出现真空裂缝现象,需要先进行处理再开始后续工作。在进行施工时,需要先保证砂浆的紧实度,在快料的周围,处理掉缝隙,再加入水泥浆。由于墙体的涂料饰面有一定的要求,所以要严格把控材料的规格和型号,使其与涂料饰面相互匹配,从而保证建筑工程外墙施工的质量。 2.4外墙的细节部分防渗漏施工处理 为了避免外墙体发生积水现象,需要将墙体上的窗台做成圆弧状,在外墙的底部浇筑混凝土,以提高外墙的防渗强度,保证房屋建筑的使用时间。防渗漏施工技术操作如下:①保证外墙的防水设计,所以需要先完成施工图纸的图纸会审工作,保证防水施工的每个细节都做到位,使施工人员清楚明白外墙的防水施工操作;②保证外墙面的设计具有一定的防渗性,要注意提前留出建筑的管道和安装孔的位置,安装完设备之后,在孔洞口进行防水密封操作,设计出的腰线、窗台位置需要满足一定坡度,保证防渗效果。在进行门窗施工中,需要先用砂浆压紧,再进行勾缝处理,对于塑钢性的门窗材料,要采用保温效果良好的材料填充,再用密封油膏进行紧实处理。在对女儿墙进行设计和施工时,要保证天顶具有一定斜度,四周的设计要高于中间,设计出反梁,可以采用聚氨酯的防水涂料涂抹在墙砖上,保证外墙具有一定的防水性。2.5把好防渗材料的质量关为了保证建筑工程外墙具有一定的防水性,需要从源头做起,严把材料的质量关。在材料的选择上,选择防水性较好,质量合格的材料;选择正规厂家生产和具有明确商标的材料;选择规格、尺寸和生产批号都符合生产实际需要的材料,人员需要充分了解防水材料的特性,并对质量进行严格管理,允许具有合格证明的材料进场,对材料进行随机抽查,禁止质量不合格的材料进场。提高建筑工程外墙的防渗透力,从而提高建筑工程的质量。 3结束语 总之,建筑施工外墙中的渗漏问题并不少见,需要引起相关人员和部门的重视,找到渗漏的真正原因,再提出切实可行的解决方案,具体问题具体分析,同时,要加强对防渗材料的监管,规范操作步骤,最终达到防渗漏的目的。 作者:余清江 谢丽锋 单位:河南隆耀建筑工程有限公司 高层建筑工程外墙防渗漏施工篇2 房屋在当前已经成为工程行业的重要产品类型,由于当前房建工程存在建设结构体系复杂、内部电气系统运行需求高的特点,为了保证建筑内部空间的电气系统运行安全、降低渗漏水问题导致房建结构腐蚀问题等,在房屋外墙施工中要采取防渗漏施工措施,以提升外墙结构的防渗性能。 1房屋外墙结构中出现渗漏问题的主要原因 1.1外墙墙体施工不当导致的裂缝渗漏 由于房建工程当中外墙是非常重要的承载与保护结构,在施工中必须保证其结构完整性,尽量避免发生裂缝病害,但是有部分房建施工团队在外墙施工中存在技术操作不当,导致外墙上存在裂缝,给水分渗漏提供了通道,其主要原因如下:其一,施工人员的技能水平不足,在施工中没有控制好振捣密度,导致混凝土结构总体密实度不足,结果造成了裂缝问题。其二,外墙施工所用的混凝土材料存在质量问题,或者在进行配合比试验时没有对外墙施工的性能需求进行判断,导致其配合比不科学,混凝土施工中出现了裂缝。其三,混凝土施工前对于结构养护需求认识不足,导致外墙施工中没有做好养护工作,造成混凝土结构内外膨胀率存在差异而发生了裂缝。1.2外墙砌筑施工中施工问题导致的裂缝渗漏外墙施工中也会需要砌体砖施工,如果施工作业中没有做好砂浆涂抹调整,保证砂浆平整,或者砂浆配合比不当,都会导致砌体砖砌筑施工中存在缝隙,从而给水分渗漏留下了空间,而如果砌筑中没有对砖体进行足够的浸润,也会导致砌筑施工中砖体黏连不到位,进而影响外墙施工作业质量,导致渗漏问题的出现。 1.3建筑材料防渗性能不足导致的渗漏 由于建筑工程中所用的主要资料就是建材,如果建筑材料不具有防渗漏性能,就会导致渗漏问题。比如在外墙施工中使用的门窗材料与墙体材料之间存在较大的膨胀系数差异,就会导致外墙在使用中发生门窗缝隙而导致渗漏问题,混凝土结构与砖砌结构之间也会由于材料不同而发生膨胀差异,在施工中要对这些材料差异进行综合考量,尽量降低发生渗漏的几率。 2外墙防渗漏技术施工融入房建项目的具体要点 2.1严格控制外墙墙体施工的细节 (1)在施工开始前,根据具体的验收标准,需要严格把控砌块的质量,选取的砌体的干燥收缩值必须小于0.5mm/m,抗压强度必须大于5MPa,在加工混凝土砌块的时候,其含水率必须控制在15%以内。(2)按照有关的标志规范,做好防雨准备,妥善管理进场后的砌块,做好墙体和梁、柱等地方的拉结筋构造。满足要求,在进行施工之前,充分地浸湿砖。(3)在开展砌筑的时候,分开砌筑不同强度以及干密度的加气混凝土砌块。(4)在开展框架结构的墙体施工时,其每天的砌筑高度必须有所控制,最好在1.4m内,当框架结构墙体砌筑到距梁底200mm处时,为了保证砌体的变形环节稳定,最好静待7d。在开展实心同材质辅助小型砌块的施工时,要按照具体要求对顶砖进行施工。(5)梁底和柱边等交接部位,要把泥疙瘩先削除掉,为了确保浆的填嵌密实,要利用1∶1水泥砂抹5mm厚的灰,避免因在交接处发生裂缝而引发外墙漏水。 2.2外墙保温层的施工处理 管理好保温材料的质量,特别是钢丝网和玻璃纤维的质量。在开展外保温层的施工时,注意材料的拼接长度,需要做好防腐环节,尤其是墙角处以及窗户边,要用加强网进行处理。在保温层抹灰施工技术操作中必须通过严格的规范化施工来尽量避免发生开裂问题,同时要通过使用合理的抗裂剂以及黏连剂来对图灰层与保温层之间进行黏连控制,以此来减少裂缝,施工中对于外保温层抹灰施工作业要进行分步施工,第一步要抹灰后进行铺网施工,保证抹灰施工固定好后再实行第二步的抹灰施工,二次抹灰控制好施工厚度,并对抹灰操作的力度进行强化,以防止后期抹灰层由于涂抹力度太小而出现空鼓。 2.3针对外墙结构开展严谨地防渗漏施工技术操作 对于外墙结构来说,最容易发生积水的结构就是窗台,要通过优化设计窗台坡度与弧度来防止技术问题的发生,并要针对外墙情况进行全面的防水设计,外墙设计需要综合考量墙体抗渗需求,在门窗结构施工过程中要通过砂浆填塞的方式做好门窗口的防渗施工,如果外墙结构中有需要处理的裂缝病害需要采取灌注浆的方式进行防渗。针对塑钢窗材料进行防渗填塞时要尽量选择质量有保障的保温材料,并使用密封油膏进行门窗缝隙的填塞。 2.4针对外墙施工材料进行严格的质控 由于建筑抗渗性能与建筑所使用的材料有极大的关系,在房建施工中针对外墙结构进行防渗漏施工时要确保材料本身的防渗效果。首先要根据外墙结构施工需要进行材料选择,在材料型号选择中要综合考量建筑结构的承载能力以及防渗性能,保证防渗漏材料的选择符合外墙施工需要。在施工管理中对外墙施工材料进行严格的质量管控,对于进场材料进行严谨的抽检以及质量资料审查,一旦发现有质量问题就要对材料进行退换,严禁存在质量问题的建筑与防渗材料进场。针对外墙混凝土材料进行前期配合比试验,确保混凝土施工所用材料的性能,进而降低裂缝出现率,提升外墙防渗效果。 3结束语 总之,渗漏问题是导致房屋结构稳定性下降、用电安全问题发生的重要因素,在外墙结构施工中积极运用防渗漏施工技术能够保证外墙结构的完整性与防水效果,为房建使用者提供安全的内部空间。防渗施工需要针对外墙墙体、饰面等结构进行施工技术优化,同时也应积极提升防渗材料质量,在实际施工中必须做好外墙防渗的质控,以提升房屋外墙结构的防渗效果。 作者:张汶乾 单位:中建新疆建工(集团)有限公司西北分公司 高层建筑工程外墙防渗漏施工篇3 1工程概况 某高层建筑项目中采取的是地面26层加地下2层的综合形式,总高度176m,建筑面积98206m2。地下2层施工作业均以钢筋混凝土为主要材料,地面施工中两侧使用劲性钢筋混凝土,并搭建钢结构将其作为中央结构。该结构的6~10层、22~24层、26~屋面1层较为特殊,采取的是钢桁架与抗震墙相综合的方式,外墙部分以金属玻璃居多。根据现场勘察资料得知,主要由粉质黏土、淤泥质粘土等构成。 2高层建筑外墙渗漏原因分析 2.1墙体自身问题 墙体自身使用状况欠佳是引发外墙渗漏的重要原因,由于高层建筑的特殊性,原材料质量不满足设计要求将导致墙体自重存在偏差,加上外力作用后续使用中极容易出现渗漏。具体而言,混凝土施工不到位或缺乏合适的振捣措施等均容易引发外墙渗漏现象。除此之外,在养护工作不到位的情况下也会出现裂缝,并伴随渗漏问题。 2.2材料问题 高质原材料是高效施工作业的基本前提,若所用材料的质量不满足设计要求也容易出现外墙渗漏现象。具体而言,高层建筑外墙施工中若在挑选防水材料时未考虑到温度膨胀系数的影响,实际应用中极容易引发外墙开裂现象,在降雨天气受到风压等因素的影响将出现渗漏。防水材料是提升结构抗渗漏性能的关键,但从实际情况来看多数施工单位一味压缩成本,将不符合质量要求的材料应用于工程中,或是在本该使用泥浆的区域使用泥沙材料,诸如上述问题均会对外墙防水性能造成不良影响,随之出现渗漏现象。 2.3施工问题 实际施工环节也容易影响外墙整体质量,若施工作业缺乏规范性或所选技术与工程适应性不足,外墙均容易出现质量问题,渗漏时有发生。此处以外墙抹灰施工为例,由于控制不到位使得外墙各区域的抹灰厚度不均,部分区域的抹灰层过厚,随之产生裂缝并进一步渗漏。此外,由于外墙洞口较为特殊,施工作业时若未得到合适的处理也会对外墙的防渗性能造成不良影响。 3高层建筑外墙防漏工程的技术分析 高层建筑领域,若要从根本上提升外墙抗渗能力必须选择合适的防渗漏施工技术,在其支持下避免出现外墙渗漏问题,给高层建筑的正常使用创造良好条件。实际工程项目中需要从高层建筑的基本特点出发,采取相适应的防漏工程技术。此项工作涉及到多方面内容,下文则对该技术的具体应用做进一步分析。 3.1外墙防渗漏施工 外墙的防渗漏处理,主要围绕如下4个部分展开:(1)窗下墙,该处钢筋混凝土应保持空心状态,当采取空心墙的方式后可与外墙同步浇筑,提升了整体结构稳定性。相邻钢筋网片间也应采取处理措施,即填塞PVC管。结束上述工作后展开规范化施工作业,确保定位准确性。还需注意绑扎应足够稳定,为后续浇筑作业创造良好条件,以免钢筋移动。(2)空调板与阳台板两个部分的降板施工作业。此环节中应充分考虑到模板标高与混凝土坡度,采取合适的控制措施,尤为关键的是空调板根部需得到针对性的处理。关于本工程空调降板施工工艺,具体如图1所示。(3)穿墙螺栓孔的封堵。根据施工情况支立模板钻孔时应调节好位置,使其略微向室外倾斜。以干硬性水泥砂浆为材料对剪力墙展开浇筑施工,必要时向其中掺入适量膨胀剂,在此类材料的作用下可提升填塞效果。(4)建筑外窗。在此区域展开防渗漏施工时应充分考虑到各项影响因素,诸如窗户规格与形式、外墙保温能力等,针对各工序实际情况为之采取针对性措施,全面确保施工质量。要求各道工序施工严格遵循标准化流程展开,窗台结构的施工应调节好窗台顶面坡向,逐步向外延展且预留的坡度要足够合理。外窗底框结构与窗台间易产生缝隙,该处可使用微膨胀水泥砂浆处理,以达到有效封堵缝隙的效果。此外,若要提升外窗施工质量,尤为关键的前提在于窗户自身的密封性足够优良,否则也会对防渗漏效果带来影响。 3.2外墙装饰面层施工 外墙面施工作业,考虑到整体防渗要求需从实际情况出发选择合适的技术。现阶段适用于外墙装饰面层的施工技术较多,根据本工程基本特点采取面砖镶贴的方式,具体工艺如图2所示。 3.3砌体工程防漏施工 外墙防渗漏效果在很大程度上取决于砌体工程,因此要通过合理的方式做好砌体工程防漏施工作业。现代化工程项目中对设备提出较高的要求,应选择高精度测量仪器及时检测砌体结构,调整好各层外墙边线使其达到共线的效果。砌体工程测量作业时有必要预留洞口,此项工作中应充分考虑到管线的规格,以此为基准确定合适的洞口大小。砌筑作业可使用专用砂浆,具体以干混砂浆为宜,其以水泥为基本材料,经过混合、晒洗处理后获得更为精细的砂浆料,根据施工需求确定合适用量,充分搅拌并转移至特定的包装中。此类材料亦可称为干粉砂浆,突出特点在于使用便捷,可省去加水搅拌环节且无须其他操作即可直接使用。根据施工部位的不同可在干粉砂浆材料的基础上做出灵活调整,诸如掺入适量胶粉可提升材料的和易性,使其具有足够的粘结能力,有效避免砌缝开裂现象,最终砌体工程的质量得到保障,减少使用过程中的渗漏概率。 3.4外墙抹灰防漏施工 外墙防渗漏施工中外墙抹灰是极为重要的收尾环节,此环节施工将直接影响到外墙的防渗漏水平,其重要性等同于前述所提及的任何一项施工作业。基于此施工人员需做好外墙抹灰作业,首先注重前期准备工作,将外墙上的杂物清理干净以提升结构平整性,此举是确保砂浆与外墙有效贴合的重要前提。为顺利抹灰,在此之前应展开质量验收,重点考虑竖向灰缝,在1:3水泥砂浆的基础上可掺入适量膨胀剂,以达到减小渗漏率的效果。根据砌体材料的不同所对应的砂浆性能也应做出调整,重点考虑配合比与强度两项指标,要与砌体特性相适应。抹灰作业时应提升各处的均匀性,不可出现各区域厚度不均的情况,否则会对墙体防渗漏效果带来不良影响;墙面应保持湿润状态,若过于干燥必须采取补水措施,满足此条件后抹灰施工质量将随之提升。 4结语 综上所述,外墙防漏工程是影响高层建筑整体稳定性的关键,做好外墙防渗漏施工极具必要性,可提升高层建筑安全性及确保使用效果。但从实际情况来看外墙防渗漏领域依然存在诸多问题,技术应用不到位、材料质量欠佳等屡见不鲜,严重威胁到高层建筑的安全。基于此,施工企业应从实际情况出发选择合适的防渗漏技术,根据各结构的基本特点,将其灵活应用于施工中,确保外墙防渗漏工程质量,给高层建筑的正常使用提供保障,为用户创造安全、舒适的使用环境。 参考文献 [1]俞红霞.高层建筑外墙防渗漏施工技术的应用研究[J].施工技术,2016(6):913-914. [2]鲍建闽.高层建筑外墙防渗漏施工技术的应用研究[J].建材与装饰,2016(3):163-165. [3]潘水平.高层建筑外墙防水防渗漏施工措施[J].建材装饰,2018(12):16-17. 作者:石迎春 单位:重庆杭虹建筑工程有限公司
建筑方面论文:对建筑工程技术方面的研究 摘要:随着时代的发展科技的进步,人们对于日常生活质量有了更高的要求。为了满足人们的要求,建筑工程技术需要不断的进行发展与革新,采用一些新型的科学技术,只有这样才能够顺应时代的不断发展并且满足人们现阶段对于住房更高的要求。这也是建筑工程得以发展的最根本原因。在建筑工程中,施工技术是形成工程最为基本的环节之一。因此提高建筑工程的质量,最为关键的步骤就是提高建筑工程中的技术。本文简单介绍了建筑工程中的建筑施工技术,并且结合目前建筑工程的发展趋势,对未来建筑施工技术的发展趋势进行探讨,希望能够为相关的部门与单位提供一些参考与帮助。 关键词:建筑工程;施工技术;现状;发展趋势;研究 1概述 在建筑工程中,最为重要的是工程的质量。只有保证工程质量,才能保证建筑的使用功能,提高建筑的使用年限,并且促进建筑工程的发展。而纵观建筑工程,能够保证工程质量最重要的部分便是提高建筑工程的施工技术。通过不断提高施工技术,不仅能够提高施工效率,加快施工进程,而且能够解决之前建筑施工中存在的难题,从而保证建筑工程的质量。本文对建筑工程的技术方面进行了简要的研究,并且提出了建筑工程技术的发展趋势。 2建筑施工技术的发展现状 建筑施工技术是整个建筑工程技术中的一个重要技术,它直接关系着建筑工程的质量。因此,建筑施工技术需要不断革新,这样才能满足时代的发展的要求和满足人们的住房要求,也才能进一步的提高建筑工程的质量。建筑业是我国的国民经济支柱产业之一,因此对于建筑行业的施工技术而言更需要不断的进行技术方面的改革与革新,才能满足人们不断发展的需求。建筑施工质量控制与管理也需要不断的进行加强,只有这样才能更好的实现整个工程的施工。建筑施工技术的分析主要有以下几个方面: 2.1混凝土施工技术 在建筑工程中,混凝土施工技术是十分重要的。随着我国建筑的快速发展,建筑施工技术得以不断的有所提高,但是在许多方面还需进行进一步发展与研究,研发出更新的更科学施工技术。经过我国多年的建筑实践,已经形成了一套较为完整的混凝土支模技术工艺。比如全钢大模板在很多建筑工程中都得到了广泛应用。这种模板特点是刚度大,表面较为光滑,能够承受很大的来自于混凝土侧压力。目前,钢木模支模体系还是我国主要采用的混凝土支模工艺,这种体系在有些方面难以满足工程要求。混凝土作为建筑工程材料,为了能够使混凝土发挥出其作用与其独有的特性,就必须采用更为先进的施工技术,才能够更好的完成混凝土施工,进而完成整个工程。 2.2防水技术 建筑工程中的防水技术也是一项重要的技术,这项技术对建筑物的使用期限有着直接影响。因此在施工过程中应该采用先进科学的防水技术来进行防水,保证工程的施工质量。随着我国建筑的不断发展,防水技术的发展得到了快速的发展与广泛关注。防水技术内容主要有两个方面,一个是屋面防水,另一个则是地面防水。无论是哪一种防水,防水材料的选择都是十分重要的,并且还需考虑多种影响因素,对防水进行综合性的治理,这样才能更好的进行应用防水技术,保证建筑的施工。目前,我国的建筑防水主要采用的还是较为传统的防水技术,与现代建筑工程要求有一定的差距的。因此,需要结合已有的防水技术进行技术创新,并且对影响防水技术施工的相关因素进行综合考虑,保障工程质量。 2.3基础施工技术 在建筑工程中主要的基础施工技术包括深基坑支护技术与桩基技术等,正是这些基础施工技术存在,才会使得建筑工程得以进一步的进行施工。因此基础施工对于建筑工程质量的影响不言而喻。然而我国建筑行业起步较晚,一些基础施工没有成熟完整的技术与步骤,许多技术都还在研究与探索之中,提高现有的基础施工技术的主要方式就是对已有的存在问题的基础施工技术进行研究,结合建筑工程的特点,推出更为先进的基础施工技术,保证建筑工程施工的更好进行。 2.4混合结构工程 由于我国现代建筑发展的相对较晚,很多的施工技术并没有形成一个完整的体系。虽然近些年来建筑工程施工技术得到了很大的发展与提升,工程中混合结构也得到了越来越多的应用,但是与一些发达国家的建筑结构相比还有较大的差距。现阶段我国建筑工程中采用的结构主要是是钢筋与混凝土的混合结构。这种混合结构有很大的优势,能够满足现阶段人们的要求,但是随着科学的发展与社会的进步,人们对房屋建筑工程的要求越来越高,人们对于工程结构的要求也在逐渐提高,钢筋混凝土的混合结构逐渐不能满足人们的需求。因此,需要研究出更科学合理的工程结构,以便能够满足人们对于现代建筑的要求。 3建筑施工技术的发展方向 3.1逐步实现工业化 随着建筑的不断发展,建筑工业化的水平也得到了很大的提高,但距离人们对于建筑工程的要求还有一定差距。随着科学方面的发展,建筑工程中的相关技术进一步的成熟,建筑在发展传统生产方式的基础之上,逐步实现建筑的工业化水平。主要体现在建筑设备的自动化等方面。不仅能够加快建筑工程的施工速度,而且能够大大节省建筑施工的人力,降低建筑工程的施工造价。 3.2节约型的施工技术 以往的建筑工程中由于很多因素的影响,往往会剩下一些尚未使用的建筑材料,这些建筑材料有些能够回收再利用。但是一般情况而言,那些剩下的建筑材料都没有经过一些措施被回收利用,更不要说被再次使用,这是建筑工程中很大的浪费。针对现阶段如此严重的材料浪费情况,未来的建筑工程的发展方向应该是节约方向。一方面采用节约型的建筑工程技术,以达到降低工程成本的目的。另一方面,则对一些剩下的建筑材料进行系统的回收再利用,降低建筑工程中浪费的现象。 3.3形成完整的技术体系 我国的建筑工程一般而言都是采用各个分开的施工技术,并没有形成完整的技术体系,往往是根据施工进度的不同而采用不同技术进行建筑工程的施工。对于建筑工程而言如果没有对工程施工进行整体规划,或者是工程没有形成完整的技术体系都会对建筑工程的施工质量有所影响。一旦在施工过程中出现了突发情况,应用零散的技术难以对此进行有效的解决。因此对于建筑工程而言,形成完整的技术体系是非常重要的。不仅是为了能够在建筑施工中的每一步都有所依据,而且能够在出现突发状况的情况之下进行及时的解决。未来的建筑工程施工技术的发展方向会趋向于更加完整的技术体系。一方面对建筑工程的施工进行整体的把控,另一方面也是为了能够进一步提高施工技术,方便进行施工技术的管理。只有这样才能够不断的发展建筑工程施工技术,保证建筑工程质量。 4总结 在建筑工程中,最为重要的是工程的质量。只有保证工程质量,才能保证建筑的使用功能,提高建筑的使用年限,并且促进建筑工程的发展。而纵观建筑工程,能够保证工程质量最重要的部分便是提高建筑工程的施工技术。通过不断提高施工技术,不仅能够提高施工效率,加快施工进程,而且能够解决之前建筑施工中存在的难题,从而保证建筑工程的质量。 通过对混凝土施工技术方面、施工中的防水技术、基础施工技术方面、混合结构工程方面等建筑工程技术的分析,分析了我国现阶段建筑工程施工技术存在的不足与问题,并且据此提出了我国施工技术的发展方向。工业化、节约型、拥有完整技术体系的建筑工程施工技术将会是我国建筑工程未来发展方向。筑施工技术需要不断革新,这样才能满足时代的发展的要求和满足人们的住房要求,也才能进一步的提高建筑工程的质量。 建筑方面论文:建筑人性化方面设计小思――以南昌市长桥医院为例 摘要:医院建筑中病人应该如何生活?这个问题本身就是伦理的反思,安藤忠雄说过建筑的一半依赖于思S;另一半则源自于存在与精神。长桥医院的外观效果主要是基于其存在与精神构思--瀑布,自然象征的力量,水势由梳至密,再由密到梳,呼应了环境由平静到景观广场的热闹,再到内庭院的安静,寓意帮人回归健康。体块的整体设计来源于中国伦理哲学中的四合院 “院落”建筑。 关键词:长桥医院 人性化 可识别 以人文本 过渡空间 引言-建筑通哲-人性化 耶鲁大学教授卡斯腾・哈里斯提出了一个跨学科的问题:“建筑的伦理人性化功能”。医院建筑中病人应该如何生活?这个问题本身就是伦理的反思,近期笔者参与了一个医院设计项目,其建筑设计中的细部伦理让我叹为观止。 一、设计人性化的体现 1、项目概况:该工程位于南昌市高新区,总建筑面积为25263.88平方米,地上十层,地下1层,建筑高度41.95米,为框剪结构,抗震烈度为7度,耐火等级为1级,屋面防水为1级。 2、外观设计中的精神化 安藤忠雄说过建筑的一半依赖于思S;另一半则源自于存在与精神。长桥医院的外观效果主要是基于其存在与精神构思--瀑布,自然象征的力量,水势由梳至密,再由密到梳,呼应了环境由平静到景观广场的热闹,再到内庭院的安静,寓意帮人回归健康。体块的整体设计来源于中国伦理哲学中的四合院 “院落”建筑,如图一中庭采用玻璃屋顶,是传统与现代的完美结合,后面高层的“住院部”与前面“门诊”的房,通过它们的意向围合,达到建筑与自然的“融合”贯通。 “上帝存在细节之中”,这句话也反应在长桥的入口设计,医院标志系统的设计在有效引导车流、人流、指示方位等方面发挥着重要作用,医院入口前庭设计中,急诊、门诊、停车场各功能入口的标志设计易醒目突出,使患者易于识别。医院外观与室内充分利用材质的美感,浅黄色石材与浅灰色铝塑板配以室内诊室木墙面为病人、医院创造了精致细腻、体质入微的视觉美感。入口没有像传统医院设计一样设计台阶,而是满足所有病人进出方便的“坡道”设计,体现该医院的人性化细节。 3、 功能与空间设计中的人性化 医院建筑功能的首要人性化气质在于其公共空间为患者提供一个可识别性,长桥医院为例满足患者心理,如图四中其急诊、门诊部人性化设计的有层次、有规律、前后有序、主次分明。在门诊大厅利用如中庭天窗中传达的光线差异、门诊与住院的体型高差差异等淋漓尽致的表达可识别的规律性。其二为先验性,长桥医院设计充分利用人民在生活中的行为导向经验。人们按系统寻求目标,迅速获取内科与外科的区分与识别。长桥设计中充分让人们先找大目标门诊、病房楼,特别是一层平面中西北角的急诊人民凭借先验性经验判断急诊中的 定位、隔离与挂号的独立一体的生活规律,大目标无误再找中目标,像各相关科室,如二层的血检、三层的彩超等,之后再找小科室,就是该科室内的诊室或病房。其三为单纯性,长桥医院设计的主要流线单纯,造型新颖,空间模式、交通流线简单明确,方向性强,路口不杂乱,长桥医院设计中1-4层基本是以环形中庭为交通流线,四层以上体块简洁,走道为一字内廊式,着实让患者和医生 “过目不忘”。细节设计色彩对不同功能的具体分区,病人不易迷失方向,长桥医院中每层的护士站均采用了不同的颜色,有红、黄、绿、篮 ,代表医院所处地南昌的“红色之都”。 门诊大厅此处的色彩用淡雅、高明度、低彩度的调和色,以获得统一协调的基调和令人心平气和的氛围。当然还有各种形象鲜明的“环境小品”色彩的点缀。给医院更增加了人性化情怀。 长桥医院的另一功能体现在它的区位性,如独立性,大的科室位置明显,易识别、空间无遮挡,住院部从5层以上具有其有强烈的中心性与排他性,一层平面西部的药房与东北的放射科,自成一区,交通功能无干扰,具有独立尽端,不存在明显的穿套。其二为相近性,如三层的彩超、肺功能、脑电图等相近近布置,利用同一个候诊厅。其三为闭合性,大多专属领域的门都是常闭性,不光是考虑医院功能中的闹与静、洁与污,也考虑防火、隔烟等功能。其剖面功能布局对表现其区位性可见一斑。 二、结语:源远流传的人性化医院设计要满足总体的统一和“折射” 兼收并序的困难的统一而不是排除异端的容易的统一,部件与片段,与总体结合起来产生一种连续性、就像现代主义与后现代主义的结合包容、古典建筑与浪漫型建筑完美结合是一种总体的统一。而医院建筑设计的空间的伦理应该是如现代主义说倡导的理念,现代主义认为室内外应该是 “流动空间“,室内外为圆滑过渡甚至相连、相同,室外应无条件的表现室内。同时也兼顾后现代主义如文丘里提倡的矛盾性与复杂性,主张隔离空间,如患者的隐私心理,以及室内外要畅通为主。医院的绿化环境、声、光等因素是促进病人心理与生理恢复的“折射”细节,因此,新形式下的医院建筑公共空间环境设计更注重综合考虑病人的心理、行为等多方面因素,通过使用绿化、色彩、 材质等手段对病人最佳的视觉、听觉、嗅觉、触觉之刺激,以产生良好的心理效果。 建筑方面论文:基于性能的抗震设计在建筑结构方面应用研究 摘 要:本文简要介绍了基于性能的抗震设计方法在一些典型建筑结构方面的应用,并结合相关研究分析了各种方法的异同。 关键词:性能;抗震;建筑结构 基于性能的抗震设计理论是20世纪90年代初由美国学者提出,按此理论设计的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。基于性能的抗震设计作为一种更合理的设计理念,代表了未来结构抗震设计的发展方向,引起了各国广泛的重视。我国国家自然科学基金“八五”重大项目“城市与工程减灾基础研究”的有关专题就开始涉及到这方面的研究。国家自然科学基金“九五”重大项目“大型复杂结构体系的关键科学问题和设计理论”的一些专题包含了这方面的部分内容。中国建筑科学研究院工程抗震研究所联合国内部分高校和研究所开展了“我国2000年工程抗震设计模式规范”的研究,并于2000年《建筑结构学报》第一期介绍了这方面的研究成果。 目前,基于性能的抗震设计思想已经渐渐为许多建筑结构的设计、施工、维护所采用。 一、大跨度悬臂桁架结构 范峰等在研究了悬臂桁架结构的强震失效机理的基础上,详细介绍了基于性能的抗震评估方法――增量动力分析(Incremental Dynamic Analysis,IDA)的基本原理和具体实施步骤,阐述了IDA方法相关参数的确定原则,并利用该方法对悬臂桁架结构进行了有效的抗震性能评估,从概率的角度评价了悬臂桁架结构在未来遭遇地震时的可靠性。 二、钢筋混凝土高墩 李正英等根据钢筋混凝土高墩的地震反应特性,确定采用曲率延性系数作为性能参数,并给出桥墩在地震作用下曲率延性系数对应各性能水准的量化值。分别以位移延性系数、位移角限值以及曲率延性系数作为性能评价指标,采用增量动力分析法对桥墩进行抗震性能研究。 三、桥梁结构 邹永旺,贺国京在分析方法的基础上,应用统计的强度折减系数模型,基于概率分析方法,应用随机地震作用模型考虑地震作用的随机性,评估桥梁结构在确定性烈度的地震作用下和年基准期内的抗震可靠度。 穆哲,杨光辉对红旗村黄河大桥进行了Pushover分析和抗震能力评估,最后分析了现有加载模式和非线性分析的差异。Pushover分析方法是一种用于预测地震动作用下将复杂的动力弹塑性问题简化为静力弹塑性问题的近似方法,主要讨论结构在地震动作用下所受到的变形和力。其基本原理是:在结构分析模型上施加某种方式的荷载(如模态荷载、均匀荷载、倒三角形荷载等)来模拟地震水平惯性力。 抗震性能目标规定为在给定设计地震动水平下结构超过规定的抗震性能水平的条件概率,以期解决我国公路桥梁的抗震设防目标长期没有规定预期的可靠度的问题;采用一次二阶矩法,建立基于需求能力系数的抗震性能设计的极限状态方程,该方程同时考虑结构地震需求和抗震能力的不确定性。 四、RC框架结构 崔双双,吕大刚采用静力能力谱方法、动力能力谱方法和时程分析方法,对所设计的RC框架结构进行分析,研究不同强度需求谱作用下结构整体抗震性能系数的需求值。针对“侧向连续倒塌”失效模式,采用基于备用荷载路径的Pushover方法、静力能力谱方法、IDA方法和位移需求能力系数法,分别从强度、耗能以及变形的角度,对所设计结构的抗侧向连续倒塌能力进行研究,并将基于承载力的鲁棒性指标分别拓展到基于谱加速度和变形的鲁棒性指标。针对“竖向连续倒塌”失效模式,采用考虑构件失效加载方案的Pushdown分析方法和考虑构件失效时长的竖向IDA分析方法,分析损伤结构在初始屈服状态、整体屈服状态和承载能力极限状态时的抗竖向连续倒塌能力,并得到其相应的抗竖向连续倒塌鲁棒性指标。 杨伟,欧进萍等在基于性能的抗震设计理论研究的基础上,针对Park Ang提出的双参数损伤模型,首先研究了其简化的计算方法;在已有的“规范设计+损伤验算”的损伤设计理论基础上(这种损伤性能设计方法是将规范设计方法中的弹塑性变形验算改为损伤性能验算),进一步研究钢筋混凝土结构直接基于损伤性能的抗震设计方法。研究了基于Park Ang损伤模型的弹塑性反应谱(“损伤谱”,损伤谱综合考虑了结构最大位移反应和结构累积滞回耗能的耦合作用)。 马倩等针对传统能力谱法以基本振型为振动控制向量的缺陷,研究了高阶振型对结构动力反应的影响,详细推导了考虑高阶振型影响的结构动力方程;对钢筋混凝土框架进行了模态能力谱分析(简称MPA法)和时程分析,所得层间位移角曲线与倒三角、多振型楼层惯性力组合以及基本振型加载下的结果对比显示,高阶振型对高层结构的动力反应影响明显,采用模态能力谱法能有效提高结构性能评价的精度。 五、火电厂主厂房框排架结构 尹龙星等探讨静力弹塑性推覆(Pushover)分析方法在不规则结构分析中的适用性,论证多维空间推覆方法和考虑高阶振型对火电厂主厂房框排架结构的影响。研究不同加载模式下结构能力曲线和破坏模式的区别,并分析了不同状态下结构内力、变形、塑性铰分布与时程分析结果的差异。利用ATC40能力谱法和改进能力谱法对框排架结构进行抗震性能评估,探讨能力谱法用于不规则结构时的可行性,同时对比分析两种方法在评估过程中的优缺点,给出不同状况下的应用建议。基于性能的抗震设计是未来结构抗震设计的发展方向,基于损伤性能的抗震设计方法是其中重要的一部分内容。 六、总结 目前在结构中常用的基于性能的抗震设计分析方法主要包括:基于位移的设计方法、基于损伤性能的设计方法、基于能量的设计方法、综合设计方法、基于可靠度的设计方法等,基于位移的抗震设计方法大致有控制延性的方法(能力设计方法)、能力谱法和直接基于位移法。另一说法,目前在结构中常用的基于性能的抗震设计分析方法主要包括基于静力的分析方法、基于动力的分析方法、能力设计方法、结构易损性分析方法、综合设计法。基于静力的分析方法主要包括能力谱法、位移修正系数法、设计谱方法、适应谱推覆分析方法(Pushover法)、模态推覆分析方法(模态Pushover法)以及Ay-Dy格式地震需求谱等。基于动力的分析方法主要包括弹塑性时程分析法、增量动力分析法(IDA)、蚁群优化法等。(作者单位:大连理工大学建设工程学部) 建筑方面论文:关于民用建筑电气设计在安全方面的应用分析 摘要:众所周知,电气设计的安全问题是十分重要的,它不仅仅是为了以后人们日常生活的安全着想,同时也是为了保证建筑工程的安全。因此民用建筑的电气设计在确保基础功能之后,还需要多加考虑电气工程的安全问题。本文将结合实际的建筑案例,对民用建筑电气设计在安全方面做简单的应用分析。 关键词:民用建筑;电气设计;安全设计 1 概述 随着我国经济的迅猛发展,我国的城市化进程越来越快。随之而来的便是同样发展迅速的民用建筑。如果是传统的民用建筑,那么遮风挡雨的功能便已足够。然而时代的进步带给民用建筑的不仅仅只有发展,更有越来越齐全的功能。电气工程正是其中之一。但是对于很多民用建筑来说,电气设计很大一部分来自于经济效益的驱动,真正的安全问题却很少被人重视。这样一来,电气设计中存在的安全隐患便不在少数。为了能够规范民用建筑中的电气设计,对于电气设计在安全方面的应用分析是十分必要的。 2 民用建筑及电气设计 2.1民用建筑的特点 随着时代的发展,民用建筑的高度和面积都在不断的增大。纵观现有的国内民用建筑可以发现,现在的民用建筑一般都在30米以上。由于地表的面积有限,所以民用建筑面积的扩增不得不依赖于民用建筑的高度。因此民用建筑很大的一个特点就是高。 2.2电气设计的特征 在日常生活,我们会用到的电气设备非常多,成为了工程设计中的主导因素。其中包括有日常使用的照明设备,电梯设备,以及给排水设备、锅炉房设备,消防设备等等。其中尤以消防设备和日常使用的照明设备消耗的电量最多,在电气设计时要尤为注意。因此电气设计的特征就是根据电气供给的设备不同,对每一种设备都要有合理安全的设计。 2.3电气设计的基本原则 在保证了电气设备能够正常使用的情况下,如何控制电气设计实施过程中资金的使用以及尽可能的降低成本,成为了非常需要关注的问题。这不仅仅是对于经济方面有利,同时在另外一种程度上也是尽可能的保护环境,贯彻落实科学发展观。第二,安全性原则。安全性对于任何工程来说都是第一位的,电气设计也不例外。因此在进行电气设计的时候一定要注意安全性的问题。只有这样,才能保证电气设计实施的顺利进行,保证施工人员的安全,保证整个工程的顺利完工。电气设计的安全性不可忽视,施工过程中的安全性同样重要,因此在实施电气设计的时候还要注意时时检查,保证安全。第三,可靠性原则。在电气设计的特征中有一条:需要消耗大量的电量。因此在进行电气设计的时候要充分考虑到这个特征,保证电气设备能够在充足的电量下运行,保证电气设计的可靠性。 3 民用建筑电气设计在安全方面的应用 3.1模数化配电箱的选用原则 模数化配电箱是在民用建筑中用途最为广泛的配电箱。不仅如此,模数化配电箱的型号一般也都会选择PZ30,但是严格来说,这个型号的模数化配电箱是不能够使用的。PZ20才是更为正确的选择。要正确选用,就要分清这两种配电箱有什么不同。首先,PZ30是更为专业的,是专业人员才能够设计使用的,一般用在工厂等的生产场所。而PZ20则更加亲民化一些,是普通的非专业人员就可以设计使用的,一般用在民用建筑中。对于后者,安全保护是更为重要的,比如说配电箱的主开关是隔离开关,并且设置有端子外罩。不仅如此,为了防止人们不小心触碰到配电箱,还在电路连接处设置了障板。这些措施的设置都是能够保证人们日常使用安全的,而前者则不会有这些保护措施。 3.2灯座的选择及导线的保护 很多民用建筑中都忽视了导线的敷设保护这样的安全问题。尤其是在一些旧房改造项目中。在很多的旧房改造电气设计中,都采用了直敷布线的方式,这种方式的后果就是在没有任何保护措施的情况下,进入到地面距离1.4m的高度直接装照明开关。其实这样是非常危险的。而暗敷线路在按照最近路线敷设的时候则又因为房屋的面层不够厚而造成了处理线路管线交叉方面的难度。我国《低压配电设计规范》中有明确指出,当导线垂直敷设至地面低于1.8m的时候,应该进行穿管保护。为了能够解决这个问题,可以采用暗敷,不要采用最近的线路,而是顺着墙缝这样的方式进行敷设。这样一来,就可以将交叉的问题放置在墙缝中,而照明线的问题则可以通过安装线盒的方式来处理。 灯座选择是另外一个问题。我们都知道在入住之前的装修中,我们一般都会将灯座布置在灯位的地方,节约是一方面,同时也是为了能够更加环保。因此选择紧凑型荧光灯成为了一个很好的选择,安全问题能够有很好的保障。 3.3特殊场所的电气设计 在民用建筑中,所谓特殊场所,就是指的浴室。因为浴室中的水汽会因为洗澡等原因而十分重,这样一来很容易发生事故。如果在浴室中活动,一不小心触碰到了电压,那么就会因为水汽问题导致十分严重的后果。所以,电气设计的安全应用在这一方面显得尤为重要。那么在安全设计中都有哪些原则呢?首先,配电箱一定不要与浴室共墙体。因为浴室中水汽很大,会慢慢的渗入到墙体中,进而进入到配电箱中,发生安全事故,对人们的安全造成很大的威胁。其次,不能将开关等设备安装在浴室中。不能安装的原因还是水汽的问题。但是很多民用建筑在浴室中安装防水的开关设备,其实这样还是不符合国家的安全规定并且有很大的安全隐患的,如果能够避免还是尽量避免为好。因为虽然说是防水开关,但是防水效果如何,我们无从知晓。为了住户们的生命财产安全,我们还是严格按照国家的规定进行设计施工,这样才能够最大程度的保障人民的安全。浴室的照明问题也是需要引起重视的,在电气设计中,要将浴室的照明与民用建筑中其他的照明分开设计,除此之外,还要对浴室照明采用漏电保护措施,以防因为水汽问题造成安全事故。 3.4负荷问题的长期考虑 我们知道,如果电气设备长期处在超负荷状态下,那么就会加速线路的非绝缘性,导致安全事故的发生。因此在尽可能保证电气设备不处在超负荷状态下之外,我们也应该从电气设计方面预防事故的发生。因此,为了负荷问题的长期考虑,我们在选择电缆的时候,要用发展的态度来选择,在开关选取的时候,按照常使用的负荷强度进行选择。整定电流在开关的选取中是不错的选择,因为它不仅考虑到了负荷的使用,还考虑到了它的发展。除此之外,回路分配也是需要考虑的问题,因为它对于电线电缆的负荷方面有着重大的影响作用。在电气设计的时候也要多加注意。近些年来我国出现了新型的耐火电线电缆,为了负荷问题的长期考虑,可以选择这种新型电线电缆,但是注意一定要符合国家的相关规定。 4 总结 在民用建筑中,电气设计的安全问题对于整个建筑的使用都是非常关键与重要的,不仅仅是为了保证建筑的正常使用,更是为了保证人们的生命财产安全。因此,在电气设计中,要严格遵照国家的相关规定进行设计,这是非常重要的一个方面,另外,设计师们也要能够始终秉承着对国家负责,对人民负责,对社会负责的态度进行设计施工。电气设计在民用建筑中的安全是建筑设计中非常重要的一部分,它的成功意味着建筑施工的成功,也是促进建筑不断发展的不竭动力,同时也是保障人民日常生活安全的重要举措。 建筑方面论文:浅析民用建筑电气设计在安全方面的问题 摘要:现代化的建筑主要包含电气、建筑与暖通等部分,尤其电气设计对于建筑设计至关重要,其设计建筑使用便利性和安全性,同时对于电气设计报价与施工有着指导性作用。文章主要分析了电气安全设计原则与内容,通过实例分析电气设计的问题,并提出解决措施,以期保障人们的生命财产安全。 关键词:民用建筑;电气设计;安全 由于我国地势起伏比较大,导致导线架设难度加大,尤其一些较为偏远的山区,经常会出现安全事故,导致输电有效性与可靠性得不到保障,严重者还会威胁到人们的人身财产安全。因此,在我国建筑电气安全设计中,电气设计工程师应充分发挥自身的专业水平,认真做好建筑电气的质量、安全等工作,同时建筑电气的安装应与相关的安全要求与标准相符合,以便降低电气事故的发生率。 一、建筑电气设计中安全原则与内容 (一)建筑电气安全设计原则 安全性原则。在建筑电气的安全设计中,应该首先分析和研究各系统和使用设备的安全潜力、并对可能的安全措施进行经济比对,选用先进技术和方案,减少和降低与建筑物功能无关的能源消耗,从而提高建筑电气安全水平。 实际性原则。在建筑电气安全设计的环节中,设计人员应对安全的实际性原则进行充分、仔细考虑,如对于建筑电气设计中安全所需的材料、设备等,使其使用与选择一定要遵循实际、实用性原则,以便从源头上开始安全工作。 适用性原则。建筑电气安全设计的适用性原则,主要体现在建筑工程竣工后,其不仅能够给建筑物中的各种设备提供运行动力,还要能为居民的日常生活提供方便、舒适的生活环境;然后在以上问题的基础上对供电设计进行节优化,继而促进建筑电能的有效利用。 (二)建筑电气设计的主要内容 1. 设备自动化监控电脑系统。在建筑电气设计的过程中,需要设置自动化的监控系统,以便及时发现故障,从而减少人力劳动、提高经济效益。 2. 确定变电所位置。由于建筑用电量比较大,工作人员在对变电所的位置进行确定时,应使高压与负荷中心的距离越短越好,尽可能的深入负荷中心,只有这样才能有效达到节约电能的目的。 3. 电气照明。建筑装饰与照明之间有着非常密切的关系,两者相辅相成,因此在建筑电气照明中,应将功能与艺术进行有效结合,可有效节约电能。同时电气照明的照度设计、眩光控制、灯具造型及布置等,或者选择具有高光效点光源,对于建筑电气的安全十分有利。 二、民用建筑电气设计安全问题实例分析 (一)工程概况 某建筑总面积大约有62000平方米,主要包含四栋楼,地下有一层,而地上有二十五层,其中,二号楼为22层、三号楼为二十四层、四号楼为二十四层。一到两层作为商铺,而三层以上是住宅,四栋大楼排列成L形。 (二)该建筑常见的安全事故发生原因 1. 线路故障 电路线路的荷载超过极限会致使电力传输的能力弱化,导致热量不断增加,使得电路老化速度增快,甚至于引燃附件易燃物与导线绝缘体。另外,在设计部分电气线路时,没有充分考虑周围环境因素,如:空气潮湿、多灰尘与温度的环境,容易使线路运行安全受到影响。 2. 电气设备的故障 部分老旧建筑物配电系统的可靠性比较差,甚至于部分配电系统与质量要求不符,不能保证电力设备运行的安全性,如果电气设备发生常见故障,设备没有及时响应,也就不能及时解决故障,严重影响了电力传输的安全性。 3. 短路与过载的问题 短路与荷载是致使民用建筑发生电气火灾的常见因素,一般包含绝缘导线互相钩挂、缠绕,从而引发短路;如果电路设备使用时间过长,绝缘层因为潮湿或者是高温等原因会丧失绝缘的能力,容易引发短路的事故。 三、安全设计民用建筑电气的对策 (一)对供配电系统进行合理设计 对于建筑供配电系统进行合理设计,应对以下几方面进行充分考虑。对于变压器的台数与容量进行合理控制与选择。如在上述的建筑中,该项目所在地具有冬暖夏凉特点,因此在此建筑中采用分设变压器的方法,空调需要设置两台变压器,这样可随季节的不断变化而灵活切换,不仅可以降低能耗,而且能够保证空调运行的安全性。此外,在建筑电气安全设计中,配电系统应根据建筑的实际情况进行规划,同一等级的配电级数不易多于三级,以便保证配电系统运行的安全性与可靠性。 (二)合理选择模数化的配电箱 目前,民用建筑用途比较广的配电箱就是模数化的配电箱,模数化的配电箱型号通常是PZ30,但严格来说该型号模数化的配电箱应用并不广泛,最佳的选择是PZ20。要想正确使用配电箱,需要准确区分各种配电箱的异同点。其中,PZ30比较专业,主要用于工厂;PZ20则比较亲民,普通人员就能够设计与使用,主要用在民用的建筑中。与此同时,对于PZ20的保护也比较重要,例如:配电箱主开关为隔离的开关,同时设有端子的外罩。此外,为避免人们触碰配电箱,需要在电路的连接位置设置障板,有效保障人们使用的安全。 (三)合理选择照明系统 在建筑照明系统的选择中,应对与不同的地点采用不同的光效果,如在室内场所可选用荧光灯或功率较小的高压钠灯做光源;在空旷的室外场所可选择高强光气体放电灯做为照明光源。此外,在进行灯具选择上应尽量避免选择手动开启的灯具,采用手动控制的照明方式,以便灯具出现故障时,可以及时进行维修。目前建筑中常用的灯具是智能化照明控制系统以及具有安全装置或镇流器的灯具(详细情况如表1所示)。智能照明控制系统可在不同的地方根据不同的环境自动调控光源,从而可有效实现建筑电气安全设计与节能设计的目的。 (四)降低线路损耗 因为线路存在电阻电抗,在进行电能传输时,会产生电能损耗,同时产生的电能损耗与线路的负载大小以及长度有一定的关系。因此在建筑电气安全设计中,应尽最大可能减少导线电阻,提升系统的功率系数,主要措施如下所示。 第一,为降低线路阻抗,在进行建筑电气安全设计中,尽可能选择铜导体或者是电导率较大材质。 第二,尽可能缩短供电路径,对于配电箱与电气用房的位置进行合理的规划与选择。 第三,在线路的引接过程中,尽可能减少导线的长度。 第四,在进行导线截面选择时,应按经济条件、电流指标来确定,可适当增加导线的截面。 (五)特殊场所的电气设计 在民用建筑中,所谓特殊场所,就是指的浴室。因为浴室中的水汽会因为洗澡等原因而十分重,这样一来很容易发生事故。如果在浴室中活动,一不小心触碰到了电压,那么就会因为水汽问题导致十分严重的后果。所以,电气设计的安全应用在这一方面显得尤为重要。首先,配电箱一定不要与浴室共墙体。因为浴室中水汽很大,会慢慢的渗入到墙体中,进而进入到配电箱中,发生安全事故,对人们的安全造成很大的威胁。其次,不能将开关等设备安装在浴室中。不能安装的原因还是水汽的问题。但是很多民用建筑在浴室中安装防水的开关设备,其实这样还是不符合国家的安全规定并且有很大的安全隐患的,加之,人们无法真正了解防水效果如何。因此,为了住户们的生命财产安全,需要严格按照国家的规定进行设计施工,这样才能够最大程度的保障人们的安全。 四、结语 综上所述,建筑电气安全设施是建筑行业以后发展的必然趋势,建筑电气中存在较大安全潜力。因此在建筑电气安全设计中,设计人员应采用先进设计技术、安全设备以及合理的措施,同时依据相关安全标准进行建筑电气安全设计,同时做好配电系统的安全措施,将照度标准控制在合理的范围类。这样不仅可以节约能源、降低对环境的影响程度,还可为人们提供一个安全、健康、舒适的生活或工作环境,继而促进我国建筑可持续地发展。 (作者单位:河北拓为工程设计有限公司) 建筑方面论文:建筑暖通施工中的技术方面问题的剖析 [摘 要]现代建筑中都安装了采暖和通风设备,提高了人民的生活水平和工作环境。近年来,暖通工程质量受到越来越多人的关注。为了提高暖通安装质量,需要施工技术人员认真做好施工计划,严格按照现行规范、设计要求进行施工。建筑暖通工程系统复杂,一般在整个建筑工程的后期进行。因此,在进行建筑工程暖通施工中注意对于暖通施工技术的应用以及暖通施工技术要点的把握。 [关键词]建筑工程 暖通施工 技术 分析 经济的不断变化与发展推动了整个国民经济的建设发展,伴随着人们生活水平的不断提高,对于建筑施工质量要求也越来越高,暖通施工作为建筑施工中最关键的建筑施工要素之一,为了确保其建筑物的质量,必须做好供暖设施与通风设施的施工问题,文章重点通过对暖通施工技术进行分析与讨论,提出了暖通质量对建筑物整体的重要影响。 1 施工过程中应注意的问题 在供暖干管设置中,如果出现坡度设置不合理,应该从以下两个方面进行检查:①检查施工时管道是否变弯,固定穿墙管道时未控制好坡度;②管道支架施工时没有注意标高,导致施工出现倒坡,或者支架的间距设置过大,使得管道中间部位出现下凹,形成局部反坡,使得管道内积水或存气,影响到供暖管道的正常工作。散热器支管坡度施工不合理时,应该检查管道安装是否存在测量误差,因此在施工中可以采用先安装散热器,后安装立、支管,这样可以很好的解决这个问题。在管道安装完成后,需要对管道进行防腐、保温处理,但是由于管道施工完成后,空间狭小,防腐保温施工不方便。为了解决这个问题,应该改变施工工序,在管道安装前,先对管道进行防腐、保温处理,安装完成后,对管道连接处进行小范围补充施工,如此,一方面可以工厂式对管道进行防腐保温施工,降低成本,另一方面加快了管道施工进程。 2 暖通施工技术的重要性 人们在选择住房的时候,已经不单纯选择一个可以居住的地方,而是选择一个适合自己生活,能够享受健康和舒适的空间,住房对于人们来说有了更多的意义,所以在选择的时候,建筑物的暖通设施建设也成了重要的依据。如果暖通施工的时候出现问题,在装修之后,会出现二次返工的现象,不仅浪费了资源,也增加了建筑成本,危害了建筑的质量。如果供暖和通风的技术不够规范,很容易导致建筑物的漏水、表面浸泡、室内空气不流通现象。同时,随着我国城市化进程的不断推进和人们需求的增多,建筑耗能也随之不断增多,因此,在资源短缺的今天,暖通施工中也应努力提高施工技术,以节约能源,降低消耗。并且,切实提高暖通施工技术,也会对建筑物的质量产生积极的影响,对施工单位节约成本、降低返工率也有着重要的意义。 3 暖通安装注意事项 检查预留工程的到位情况,主要是预留洞的位置是否准确,大小是否符合设计要求和工艺要求,设备、基础的预埋件是否正确,制作材料是否合格。在预留孔洞位置都明确的情况下,在混凝土浇灌前也要复查一遍,以防遗漏。若发生遗漏,需在剪力墙上开洞,这不仅破坏了原墙结构,浪费了人力物力,同时留下了安全隐患。预留好的孔洞要注意保护,以防 人或物体跌入其中,同时要防止被其他工种占用或封堵。因此,在暖通安装工程施工过程中,对于成百上千的预留孔洞、预埋件,要特别注意。 风管的制作符合设计要求,对金属、非金属、复合材料的风管制作和安装区分要求的不同。对常用的金属风管,检验规格尺寸符合设计要求风管的咬口和法兰连接符合规范。圆形风管、矩形风管、不规则风管的加固和管件的制作必须符合规范要求,注意净化空调系统风管的特殊要求。防腐、保温工程的质量控制。要求保温材料粘贴牢固、接口严密,隔气防潮层要严密。水管、风管在穿墙穿楼层处和技术缝处保温层连续紧密,管道和作垫用的木条防腐要合格。 4 建筑暖通工程施工技术要点 4.1 采暖方式 水暖是地板辐射采暖的其中一种,也是目前最流行的一种采暖方式,它比起电暖还是相当有优势的。水暖是通过地面盘管,管道里有循环流动的热水,通过地板辐射层中的热煤,均匀加热整个地面,利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导,来达到取暖的目的。热量通过我们地板传到室外,这部分损失掉的,地板采暖一定不能用于内保温的房子。外保温跟散热器采暖没有大的区分,没有本质上的差异。地板采暖同地区、舒适度有关,东北地区太冷,为了达到采暖的热损失要求,必须增加地板表面的温度,增加了我的供损温度,比如脚底 35 度,头上 25 度,这样人就会不舒服。德国有一个标准,地板表面的温度不允许超过 30 度,超过 30 度对我们人体有严重的伤害。 4.2 管线工程综合设计原则 根据管道性能和用途的不同,仔细分类,给水管道包括生活用水,消防用水 排水管道包括生活污水,生活废水等其他的排水。热力管道,包括采暖,热水供应,空调空气处理设备中所需的蒸汽或者热水。空气管道:包括通风工程、空调系统中的各类风管,以及某些生产设备所需的压缩空气管。供配电线路或电缆:包括动力配电、照明配电、弱电系统配电等,其中弱电部分包括共用电视天线、通信、广播及火灾报警系统等。合理布置各专业管线,提高建筑物有效使用空间能为我们将来各种的后备工作留有余地。 4.3 设备安装要点 暖通空调系统设备噪声超标与处理噪声在我们的日常生活中无时无刻不存在,如果暖通给我们一个舒适的环境,但是却让我们置身于设备的噪声中,那我们真是哭笑不得啊。而暖通技术中最容易产生噪声的就是空调末端设备运转。由于风机盘管技术比较成熟,国内许多厂家的风机盘管产品噪声指标都能达标。而大风量空调机组的情况却不尽如人意,往往噪声实测值比厂家提供的产品样本参数高出不少。因此,设计中要标出对设备噪声参数的要求,对设计时采用大风量空调机组应考虑隔声措施。当空调设备进场时应及时开箱检查,大风量空调机组未安装前最好进行通电试运行,发现噪声超标应及时更换、退货或修改完善消声措施,避免工程进人调试阶段才发现空调机组噪声超标而造成返工情况。及时的发现问题,解决问题。特别是在设备安装,水管安装,风系统的安装都要注意用防噪声的工艺,以确保各种情况引起的噪声。 4.4 保温施工技术关键 暖通施工的关键也包括保温施工,保温工艺质量欠佳,则系统运行时会引起冷凝水滴漏,既浪费能源,又破坏系统正常运行。水系统施工是暖通保温的难点,施工方在监理人员的要求下,严格依照程序在安装顶棚龙骨前及管道试压合格后完成保温施工。垫木不配套或与管道的孔隙过大、垫木和保温材料粘接不密实及阀门保温层覆盖范围不达标等,都是是施工时易出现的质量问题。暖通管道施工完成后留有很多穿墙和楼板预留洞,安装单位往往不会对其自行封堵,一旦封堵达不到要求,会引起漏风,无法进行换气及排净废气或导致新风量不足。所以为防止遗漏,监理人员应对有关单位进行监督,及时封堵。 4.5 供暖及调试 供暖前期,地暖外网系统为独立系统不得和其他系统并用。地暖系统注水时应注意注水的速度不能过快,以免带进过多的空气造成系统排气不畅。注水时应松开分水器上的放风阀。使系统内的空气排出直至清水流出后冉将放风阀关闭。地暖系统在注水时应一个单元或单层楼注水,检查进、回水阀是否开启,以上须有施工人员在场,直到全部注满,系统处于正常运行状态为止。 5 结束语 总之,在进行民用建筑工程的暖通施工中,不仅要注意对建筑暖通工程的施工技术的合理应用,还应注意结合建筑暖通工程的施工要点,对建筑暖通工程施工工艺以及施工技术的把握,以保证建筑工程暖通施工质量,减少对于人们生活影响,保障人们生活的质量。 建筑方面论文:建筑钢结构方面的设计 伴随着改革开放脚步的加快,城市化建设的步伐也在不断的进步与发展,建筑行业的建设中,由于钢材料具有自重轻、强度高、性能强等特点,被广泛的应用在建筑行业的施工中。当前建筑钢结构方面的设计中存在着深度与创新等方面的技术与原理的相关问题,以及对建筑钢结构设计技术与理论中焊接柱残余力稳定性技术、构建恢复力技术、抗震设计、大跨度工业厂房钢结构设计技术的研究。 随着建筑工程技术的不断发展,建筑钢产业也随之迅速的发展。在建筑工程中混凝土结构与钢结构是建筑工程的重要组成部分。由于混凝土在建筑中存在的问题使其受到了不少的限制和约束,为了进一步的改善和解决存在的这个问题,就需要加强对建筑钢结构的设计进而的使其取代混凝土结构在建筑工程中的地位。它虽然被广泛的应用在各个建筑工程的领域里,但是建筑钢结构的设计仍然存在一些问题需要去解决。 建筑钢结构设计简介 当前在建筑工程中建筑钢结构的设计存在一些问题,给钢结构建筑带来了很多的缺陷和安全问题。大多数企业在推广钢结构的同时却忽视了钢结构所存在的问题以及带来的不便,这需要我们加强对建筑钢结构的设计,要使钢结构设计具有深度、创新性以及能够克服物理原理的矛盾的能力。 建筑钢结构设计是对建筑钢结构稳定施工与顺利的运作提供的一种保障。建筑钢结构设计的首要原则是务必要确保和保证建筑工程的安全和稳固性,还要考虑它能够为工程企业所带来的经济效益并且有效的避免由于建筑的稳定性而导致的建筑物倒塌,要和其他材料有效的并且密切的结合来保证和确保建筑工程的安全与稳定。 当前建筑钢结构设计中存在的问题分析 1.结构设计缺乏深度 在我国的建设局相关的法律条文中明确的指出,由专门的设计单位完成关于建筑钢结构的专业设计工作。由于一些设计单位他们的设计水平不够和能力不足,当然设计出来的建筑钢结构质量也是不合格的。在实际的钢结构设计中大多数的设计工作人员都是刚迈出校门的设计生在进行设计建筑钢结构。他们大多数缺少实践经验,再加上对在课本上所学到的理论知识掌握不好、理解的不透,死学书本上的理论知识,没有很好的和实践进行结合。为了应试而完成的设计缺乏创造性和自主性,他们的钢结构结构设计深度不强。在简单的建筑钢结构设计中,不太注重细节不会深入的考虑工程的安全性和稳固性。目前一些采用全铸钢和全焊接的方式,甚至让加工厂承担重要的设计环节,他们没有考虑过自己找的加工厂会不会将其再转给其他的加工厂,他们的设计是否能够保证专业性。这就有可能降低建筑的质量和安全。对于结构设计缺乏深度的这个问题,设计单位要加强对建筑工程钢结构设计的专业性,即可通过招聘优秀的设计者,从而保证设计的质量。 2.缺乏创新性设计 在复杂的建筑工程中,有些设计缺乏创新性太过于传统。由于设计者的经验不足和缺乏自信心,导致设计一直很传统以及没有创新性和自主性。假设缺少和实际情况的对比,随意增加相关的系数一直采用同样的钢材进行焊接技术,或者取消焊接这都会把建筑钢结构复杂化,反而增加了建筑工程的成本和花费,十分不划算。这一系列假设的问题都有可能出现,所以设计单位要加强设计队伍的专业性和创新性,只有不断地对设计进行创新才能够有能力去挑战较复杂的建筑设计项目,否则只会停留在简单的设计中,无法突破传统的限制和局限性。 3.与物理原理相矛盾 钢材料物理性质是具有较强的导热性,为了确保建筑的室内温度的保温情况,要综合考虑建筑钢结构的设计,又由于热量不但能从建筑的外部传到内部,还可通过窗户玻璃传递,所以要求测量建筑的外围所能吸收热量的最大值。要想确保建筑的室内温度的保温情况就要有好的设置,才能保证效果。当人在建筑物内讲话的时候,建筑物会对声音发生反射。所以,在建筑音乐厅之类的建筑应该把这一点考虑进去,否则不能控制音乐带来的噪声,将严重的影响人类的正常休息以及日常生活。 建筑钢结构设计技术与理论 1.焊接柱残余应力稳定性技术 焊柱在焊接过程中所产生的相变应力、加工热力以及热应力远远超出本身能够承受的极限,导致在焊柱冷却后内部还有残余的应力,这种在焊柱焊接冷却后残留在焊柱内部的情况从宏观的角度看叫焊接柱残余应力。焊接柱残余应力是建筑钢结构设计技术中经常用到的,已被展开全面的研究。在焊接的过程中由于温度的不均匀导致的某些部位变形影响技术的稳定性。有些文献给出了应该利用进数值积分的方法计算焊接柱残余应力对稳定性产生一定的影响。 2.构建恢复力技术 在构建恢复力技术时会涉及到恢复力特性曲线,恢复力特性曲线是指恢复力随着变形的变化而发生变化的一种特殊性曲线。使用恢复力特性曲线建造恢复力模型,利用这种模型对建筑物进行抗震分析,非常的有效果。还可以经常采用反复静荷载试验的方法确定恢复力的特性曲线。到目前为止,钢结构的恢复力模型的研究处于比较成熟的阶段,它是原创性和开辟性恢复力模型的先驱开发者,为构建恢复力技术提供了基础和保障。 3.抗震设计 我们都知道地震给我们的生产生活所带来的影响,对于我们来说安身之所很重要。所以,建筑的抗震设计是非常重要的工作。根据近些年来地震的频繁出现,提醒着我们的设计单位应该加强设计,并对设计要有所创新,有所突破。尤其表现在抗震方面。如果抗震技术做不好,当地震来临的时候,会给人们的生命财产带来巨大的损失。抗震设计是建筑工程的重要问题,涉及到安全性与建筑的质量性能。基于建筑钢结构的特点进行抗震设计,按照钢结构的节点、体系、构件的延性分类。根据小震延性原理,确定小震的级别,再实施小震不坏、大震不倒的预算。避免由于地理环境的因素对建筑及人类带来的影响 传统的钢性结构设计是对网壳、网架以及管结构理论进行的有效分析、设计方法、软件等方面都已经达到比较成熟的阶段,使用广泛。典型的网壳、网架节点,平面、空间圆形、方形钢管节点、铸钢接点、其他节点的强度和抗震性的研究设计都有所突破,是大跨度钢结构设计的重要技术。现代的柔性结构设计是对张拉、索膜结构理论上的分析、设计方法、软件也逐渐趋于成熟状态。这种设计方法既能满足了对设计的需求,又能在市场上打破 4.大跨度工业厂房钢结构设计技术 大跨度工业厂房钢结构分为两种体系:一种是传统的刚性结构;另一种是现代的柔性结构。传统的刚性结构设计是对网壳、网架以及管结构理论上的的分析、设计方法、软件等方面已趋于较成熟的阶段,使用广泛。例如:典型的网壳、网架节点,平面、空间圆形、方形钢管节点、铸钢接点、其他节点的强度和抗震性的研究设计都有所突破,是大跨度钢结构设计的重要技术。现代的柔性结构设计是对张拉、索膜结构理论上的分析、设计方法、软件也逐渐趋于成熟状态。这种设计方法既能满足了对设计的需求,又能在市场上打破国外垄断体系。 柔性结构设计的无应力、预应力状态与使用状态的研究为张拉、索膜结构的设计及施工在某种程度上提供了理论;而风工程、风致振动的研究又为索膜结构提供了支持。这几项研究的应用都为拓展柔性结构设计的应用作出了很大的贡献。 结束语 综上所述,随着建筑工程技术的不断发展,推动了建筑钢结构设计的发展。为了更好的解决建筑钢结构设计中存在的问题,要求设计单位加强设计者的专业性,提高对设计的深度,不断地进行建筑钢结构设计的创新,克服物理与原理之间的矛盾。建筑钢结构的设计要与建筑行业在实际中的情况相结合,采用科学有效的设计技术,提升建筑钢结构的设计水平,推动建筑行业的发展。 建筑方面论文:建筑设计对于适应气候方面的策略及方法研究 【摘要】建筑与气候之间的关系其实是密不可分的,一个建筑在设计时,不仅仅要考虑到居住者的舒适程度,还要协调人类自身与环境之间的可持续发展。建筑设计要想达到适应气候的程度,就必须要从引起气候变化的各个因素出发来具体分析。本文对适应气候的建筑设计进行说明与阐述,并针对现阶段的问题进行策略分析和专门研究。 【关键词】建筑设计、气候变化、适应、策略及方法 一、气候与建筑微气候 所谓气候,就是某一地区一个相对长时间内大气的统计特征,一般包括气象要素的平均值和变率,通常的气候定义就是指大气的平均状态。微气候是研究一个有限区域范围内的气候状况,每一小范围内的地域都有各自不同的微气候,主要是由领域范围内风力。太阳辐射等作用而成。而建筑微气候则是指建筑这块领域的气候环境,它的主要研究对象是建筑室内外的气候变化特征。 二、适应气候的传统居民建筑 《礼记・礼运》中提到,“昔者先王未有宫室,冬则居营窟,下则居增巢。”上古人类为了“上避风雨,下避野兽”,将洞穴和树巢作为栖身之地,这也是人类最早的房屋建筑,气候因素在这长久过程中,深深地影响和刺激着先人们。而后,随着生产力的逐渐发展,人类在不断地生产实践中通过积累的经验,创造和发明了真正的房屋,直到现在人们居住的越来越舒适的房屋建筑。在一定程度上,气候对建筑设计的发展有着正面的激励作用,就是在这不断适应气候变化的过程中,建筑设计越来越全面、越来越丰富多彩。 三、建筑设计适应气候的原则 (一)宏观层 宏观层面的建筑设计,主要是研究气候环境对建筑的布局和空间构造形态方面的影响。各种不同气候要素相互作用之间会形成特殊的气候状况,在这个层面上,气候对人类的影响具有决定性的作用,是不可改变的,人类对这种气候除了适应别无他法,因为它决定了人类的活动范围和生活方式。所以,在这种被动的情况下,必须找到一些方法让设计出的建筑能够改变这一现状,这就有了如下原则: 1.在不同的地域范围内,要根据气候因素的不同,对它们整体进行科学具体的分析,对于气候对建筑的影响好坏要区别对待,选择正确合适的建筑地址; 2.为了优化建筑群体的空间环境,要对自然地形和气候准确捕捉,进行建筑群体优化组合; 3.在建筑设计时,选择合理布局的方式顺应不同气候变化的影响,可以充分利用水体、地形、植被等其他环境因素。 (二)中观层 中观层面的建筑设计,主要是研究建筑室外微气候和外部空间结构形态情况。建筑微气候的环境直接影响了人们的舒适感程度,为了不再被动的去顺应气候的变化,获得更适宜的居住环境,必须要对微气候进行改善,要遵循的原则有: 1.可以利用空气流体力学的原理,在建筑设计时考虑内外部的空气交换,而这个可以通过建筑组合来完成; 2.改善建筑外部的环境,通过绿色植被及水流等帮助室外微环境净化得以清新; 3.室外建筑之间要有一定的过度空间,建筑设计时要考虑组合优化建筑布局。 (三)微观层 微观层面的建筑设计,主要是研究建筑内部的空间布局是否合理、建筑材料的选用是否对建筑室内微环境有影响。人们以生物舒适感为出发点,通过现有掌握的技术,设计建造出更适宜人类生活的室内微环境,设计原则: 1.微观层面最注重的还是居住的舒适感,这不仅要求室内温度要适宜,建筑设计的空间结构还要符合人们的物理需求; 2.在设计建筑朝向方面要注意采光问题,尽量保持建筑能够采光良好,空气能够循环流通; 3.建筑设计时采用的材料必须经过筛选,要与建筑地的气候充分适应才行; 4.在建筑内部,可以通过设计摆放绿色植物来达到净化空气的作用,提高建筑微环境的品质。 五、建筑设计对于适应气候的重要性 人类的生活离不开气候,气候的质量好坏直接会影响人类的生产活动。建筑,从某个层面来说也是一种用来调节气候的方式,通过适应气候的变化对建筑进行设计,从而为人类不断创造出更适宜的生存环境。举个例子来说,像处在亚热带地区的城市,它的建筑空间和建造材料本身就是一种资源,只要在建筑设计中对它们进行充分的利用,在一定程度上能构造出建筑微环境,这对建筑适应气候变化也有一定作用。建筑设计在处理城市生态环境方面有积极作用,它通过设计出不同形式的建筑改善环境气候恶化的问题。在中国,房屋建筑的朝向一般是坐南向北的,这样的设计可以有冬暖夏凉的优势,人类无法改变四季气候的变化,但可以通过设计建筑来改善这一被动局面,不断设计出更舒适的建筑居住环境。 六、建筑设计对于适应气候方面的策略分析 对于建筑设计,总而言之就包括三个主要方面:建筑外部环境、建筑内部环境以及建筑设计本身,只要把这三者有机结合就可解决这一方面的问题,但这过程并不像嘴上说说那么简单,也不是没有专家研究过,可结果总不是那么让人满意,最终最适应气候变化的建筑设计还没有完全被提出,人们还需要继续在这条路上探索才行。无论在这条道上怎么走,建筑设计最基本的目标还是建筑居住的舒适程度,为了调节各方面关系,必须从以下两个方面来具体分析: 第一,基于建筑设计的基本点,舒适度是最终的考虑因素,因此建筑在设计时要充分考虑它与人体舒适度的关系,通过分析气候与人体适应的矛盾性,制定出合理的解决方案,力使建筑设计让人类完美适应不同的气候特征; 第二,建筑在设计时整体的协调才是最科学的,这不仅需要考虑建筑内部环境,外部环境也同样重要。譬如日照强弱、昼夜温差变化、湿度是大是小等都是不可或缺的考虑因素,在建筑设计之前就应该充分去了解它们的变化特点,这样对后期的设计也有很大帮助。 七、适应气候的建筑设计方法 (一)建筑设计的选址要合理 一个合适的建筑地址会给建筑和自然一种默契的感觉,同时也为建筑本身打下了夯实的基础。合适的建筑选址可以让建筑与当地环境相互适应、相互调节,给居住者营造一个舒适安逸的环境。在我国,除了气候条件复杂外,地形也是相对比较复杂的,这就造成了局部区域气候的多样性。气候会对建筑选址产生影响,因此在建筑选址时一定要综合考虑各种因素,充分利用地形对气候的有利作用,减少气候对建筑造成了不利影响。 (二)建筑设计的布局要合理 合理的建筑布局包括建筑的朝向、间距以及建筑群体之间的关系,可以通过利用气候环境的特点,改善建筑建成以后对自然环境造成的破坏,为实现自然与建筑之间和谐可持续发展创造了有利条件。合理的布局,可以为创造适宜的建筑微环境提供基础,在选择建筑布局时,要考虑当地的气候环境,结合不同区域气候环境的特点,建造出最适合生存的居住环境。 (三)建筑设计要适应当地气候条件 气候条件的好坏直接会影响建筑本身,建筑会存在的意义也在一方面彰显了气候的重要性。人类之所以会发明创造建筑,在一定程度上是希望能够改善气候变化的现状,为了更加能在不同气候环境下舒适的生存。只有建筑适应了当地的气候,才能达到它设计存在的意义,人类才能更好地在建筑中感受到舒适度。 结语 气候与建筑之间的关系是密不可分的,要想使设计建造出的建筑能够完美适应气候环境变化,必须从气候的本身研究出发,具体问题具体分析。在建筑设计的实际过程中,充分考虑每一个与气候有关的因素,努力创造出更适宜的居住型建筑环境。 建筑方面论文:建筑钢结构方面的设计 伴随着改革开放脚步的加快,城市化建设的步伐也在不断的进步与发展,建筑行业的建设中,由于钢材料具有自重轻、强度高、性能强等特点,被广泛的应用在建筑行业的施工中。当前建筑钢结构方面的设计中存在着深度与创新等方面的技术与原理的相关问题,以及对建筑钢结构设计技术与理论中焊接柱残余力稳定性技术、构建恢复力技术、抗震设计、大跨度工业厂房钢结构设计技术的研究。 随着建筑工程技术的不断发展,建筑钢产业也随之迅速的发展。在建筑工程中混凝土结构与钢结构是建筑工程的重要组成部分。由于混凝土在建筑中存在的问题使其受到了不少的限制和约束,为了进一步的改善和解决存在的这个问题,就需要加强对建筑钢结构的设计进而的使其取代混凝土结构在建筑工程中的地位。它虽然被广泛的应用在各个建筑工程的领域里,但是建筑钢结构的设计仍然存在一些问题需要去解决。 建筑钢结构设计简介 当前在建筑工程中建筑钢结构的设计存在一些问题,给钢结构建筑带来了很多的缺陷和安全问题。大多数企业在推广钢结构的同时却忽视了钢结构所存在的问题以及带来的不便,这需要我们加强对建筑钢结构的设计,要使钢结构设计具有深度、创新性以及能够克服物理原理的矛盾的能力。 建筑钢结构设计是对建筑钢结构稳定施工与顺利的运作提供的一种保障。建筑钢结构设计的首要原则是务必要确保和保证建筑工程的安全和稳固性,还要考虑它能够为工程企业所带来的经济效益并且有效的避免由于建筑的稳定性而导致的建筑物倒塌,要和其他材料有效的并且密切的结合来保证和确保建筑工程的安全与稳定。 当前建筑钢结构设计中存在的问题分析 1.结构设计缺乏深度 在我国的建设局相关的法律条文中明确的指出,由专门的设计单位完成关于建筑钢结构的专业设计工作。由于一些设计单位他们的设计水平不够和能力不足,当然设计出来的建筑钢结构质量也是不合格的。在实际的钢结构设计中大多数的设计工作人员都是刚迈出校门的设计生在进行设计建筑钢结构。他们大多数缺少实践经验,再加上对在课本上所学到的理论知识掌握不好、理解的不透,死学书本上的理论知识,没有很好的和实践进行结合。为了应试而完成的设计缺乏创造性和自主性,他们的钢结构结构设计深度不强。在简单的建筑钢结构设计中,不太注重细节不会深入的考虑工程的安全性和稳固性。目前一些采用全铸钢和全焊接的方式,甚至让加工厂承担重要的设计环节,他们没有考虑过自己找的加工厂会不会将其再转给其他的加工厂,他们的设计是否能够保证专业性。这就有可能降低建筑的质量和安全。对于结构设计缺乏深度的这个问题,设计单位要加强对建筑工程钢结构设计的专业性,即可通过招聘优秀的设计者,从而保证设计的质量。 2.缺乏创新性设计 在复杂的建筑工程中,有些设计缺乏创新性太过于传统。由于设计者的经验不足和缺乏自信心,导致设计一直很传统以及没有创新性和自主性。假设缺少和实际情况的对比,随意增加相关的系数一直采用同样的钢材进行焊接技术,或者取消焊接这都会把建筑钢结构复杂化,反而增加了建筑工程的成本和花费,十分不划算。这一系列假设的问题都有可能出现,所以设计单位要加强设计队伍的专业性和创新性,只有不断地对设计进行创新才能够有能力去挑战较复杂的建筑设计项目,否则只会停留在简单的设计中,无法突破传统的限制和局限性。 3.与物理原理相矛盾 钢材料物理性质是具有较强的导热性,为了确保建筑的室内温度的保温情况,要综合考虑建筑钢结构的设计,又由于热量不但能从建筑的外部传到内部,还可通过窗户玻璃传递,所以要求测量建筑的外围所能吸收热量的最大值。要想确保建筑的室内温度的保温情况就要有好的设置,才能保证效果。当人在建筑物内讲话的时候,建筑物会对声音发生反射。所以,在建筑音乐厅之类的建筑应该把这一点考虑进去,否则不能控制音乐带来的噪声,将严重的影响人类的正常休息以及日常生活。 建筑钢结构设计技术与理论 1.焊接柱残余应力稳定性技术 焊柱在焊接过程中所产生的相变应力、加工热力以及热应力远远超出本身能够承受的极限,导致在焊柱冷却后内部还有残余的应力,这种在焊柱焊接冷却后残留在焊柱内部的情况从宏观的角度看叫焊接柱残余应力。焊接柱残余应力是建筑钢结构设计技术中经常用到的,已被展开全面的研究。在焊接的过程中由于温度的不均匀导致的某些部位变形影响技术的稳定性。有些文献给出了应该利用进数值积分的方法计算焊接柱残余应力对稳定性产生一定的影响。 2.构建恢复力技术 在构建恢复力技术时会涉及到恢复力特性曲线,恢复力特性曲线是指恢复力随着变形的变化而发生变化的一种特殊性曲线。使用恢复力特性曲线建造恢复力模型,利用这种模型对建筑物进行抗震分析,非常的有效果。还可以经常采用反复静荷载试验的方法确定恢复力的特性曲线。到目前为止,钢结构的恢复力模型的研究处于比较成熟的阶段,它是原创性和开辟性恢复力模型的先驱开发者,为构建恢复力技术提供了基础和保障。 3.抗震设计 我们都知道地震给我们的生产生活所带来的影响,对于我们来说安身之所很重要。所以,建筑的抗震设计是非常重要的工作。根据近些年来地震的频繁出现,提醒着我们的设计单位应该加强设计,并对设计要有所创新,有所突破。尤其表现在抗震方面。如果抗震技术做不好,当地震来临的时候,会给人们的生命财产带来巨大的损失。抗震设计是建筑工程的重要问题,涉及到安全性与建筑的质量性能。基于建筑钢结构的特点进行抗震设计,按照钢结构的节点、体系、构件的延性分类。根据小震延性原理,确定小震的级别,再实施小震不坏、大震不倒的预算。避免由于地理环境的因素对建筑及人类带来的影响 传统的钢性结构设计是对网壳、网架以及管结构理论进行的有效分析、设计方法、软件等方面都已经达到比较成熟的阶段,使用广泛。典型的网壳、网架节点,平面、空间圆形、方形钢管节点、铸钢接点、其他节点的强度和抗震性的研究设计都有所突破,是大跨度钢结构设计的重要技术。现代的柔性结构设计是对张拉、索膜结构理论上的分析、设计方法、软件也逐渐趋于成熟状态。这种设计方法既能满足了对设计的需求,又能在市场上打破 4.大跨度工业厂房钢结构设计技术 大跨度工业厂房钢结构分为两种体系:一种是传统的刚性结构;另一种是现代的柔性结构。传统的刚性结构设计是对网壳、网架以及管结构理论上的的分析、设计方法、软件等方面已趋于较成熟的阶段,使用广泛。例如:典型的网壳、网架节点,平面、空间圆形、方形钢管节点、铸钢接点、其他节点的强度和抗震性的研究设计都有所突破,是大跨度钢结构设计的重要技术。现代的柔性结构设计是对张拉、索膜结构理论上的分析、设计方法、软件也逐渐趋于成熟状态。这种设计方法既能满足了对设计的需求,又能在市场上打破国外垄断体系。 柔性结构设计的无应力、预应力状态与使用状态的研究为张拉、索膜结构的设计及施工在某种程度上提供了理论;而风工程、风致振动的研究又为索膜结构提供了支持。这几项研究的应用都为拓展柔性结构设计的应用作出了很大的贡献。 结束语 综上所述,随着建筑工程技术的不断发展,推动了建筑钢结构设计的发展。为了更好的解决建筑钢结构设计中存在的问题,要求设计单位加强设计者的专业性,提高对设计的深度,不断地进行建筑钢结构设计的创新,克服物理与原理之间的矛盾。建筑钢结构的设计要与建筑行业在实际中的情况相结合,采用科学有效的设计技术,提升建筑钢结构的设计水平,推动建筑行业的发展。 建筑方面论文:绿色环保理念在建筑施工设计方面的应用 摘 要:随着时代的进步,我们越来越注重环保意识。这不仅单单体现在生活品质环保的追求上,还体现在建筑施工设计中。绿色环保意识被越来越多的人追求与倡导,它不仅能提高建筑施工的品质,还能提高其效率。文章将结合我国建筑施工现状的特点,从而来说明绿色环保理念在建筑施工设计方面的应用。 关键词:绿色环保;建筑施工;节能环保;经济效益 1 我国建筑施工设计的现状 随着房地产市场的激烈竞争,绿色建筑也随之得到认可与重视。它将会是人们逐渐追求的对象。因此,如何将绿色环保理念应用到建筑施工中将是建筑的一大亮点,这会提高建筑的竞争优势,吸引人的眼球。可是,在我国国内,绿色环保理念在建筑施工设计方面的应用仍得不到普遍的重视,一般建筑仍然占主导地位。施工环境的现状也日益严重,时刻遭受着威胁与挑战。 1.1 片刻追求市场的经济效益 我国的建筑市场的发展还在起步阶段,目前大多数投资者主要投资一般建筑,这只是追求短期的经济利益,并没有好好地遵循“以人为本”与“人和环境”的建筑设计理念,他们只考虑到了市场的短期需求,没有充分考虑到市场的供应正随着需求的增多而增加。当建筑量超过需求时,一般建筑的优势不再满足需求者的要求。只有真正绿色环保的建筑大楼才能被推崇。 1.2 能耗厉害 对一般建筑而言,建筑施工中的能耗量是庞大的。它不仅降低资源的利用率,还污染环境,破坏生态。在我国,施工者更多的是注重利益结果,希望短期创造巨大的财富。可与此同时忘记了保护环境的重要性,忘却了环境带来的经济效益。我国建筑中还是主要以煤为主要原料,大量使用煤使其对环境造成一定的压力。 1.3 缺乏专业的绿色环保建筑队伍 绿色建筑比一般建筑复杂化、系统化、综合化。它需要专业的队伍进行实地勘察,对施工各方面都有一定的绿色经验认知。而当前的建筑队伍缺乏相关的知识,不具有绿色建筑经验,对新型材料的掌握也不够成熟。即使建筑队伍有绿色环保的意识,也无法准确地将理论与实际相结合运用。 1.4 建筑施工中管理体系的不完善 建筑施工过程中没有相对完善的管理体系,对施工过程中的材料、电、资金以及人员的安排等没有有效地分配。管理人员散漫、管理制度的落后往往导致施工工期的延迟。 2 误区――具有绿色环保理念的绿色建筑不意味着高价与高成本 绿色建筑像是一个新宠儿被开发商宠着,它被开发商用很多的新词捧着,并且轰炸式的广告让人不得不觉得绿色建筑是高档建筑。其实不然。绿色建筑不是一定要用大量的金钱堆积而成的。它可以是一个在山林中的农家住宅,贴近自然,惬意舒适;可以是一个窑洞,靠着它的地理特征,冬暖夏凉。只要建筑中或在施工过程中透着绿色环保的理念,给人舒适安逸感觉,安全性能高的建筑,都能称之为绿色建筑。绿色环保理念的体现不是用钱体现的,而是用智慧表现的。在施工中小小的注意细节就能为建筑平添一份绿色。 3 绿色环保理念在建筑施工设计方面的应用 绿色建筑施工设计需要设计者以“绿色环保”为理念,“可持续发展”为远见,“节能环保”为目标,注重施工过程中的技术优化,争取规划的合理,资源的节约以及环境的保护。以下就是绿色环保意识具体对施工的应用。 3.1 总体规划与布局 建筑施工的规划与布局,不是纸上谈兵,它需要勘察施工现场,对其进行测量与分析,然后制定合理的施工图。在制定完施工图后,不能直接对施工地区进行施工,施工开始前需要对施工区域进行划分,划分可根据区域的性质(住宅区,商业区,办公区等)。然后在作业区附近做好隔离措施,避免造成人员与财产的伤亡与损失。同时,有效及时地隔离能够减少对作业区外围的环境破坏。 3.2 科学规划土地,节约土地资源 目前,我国土地的开发日益频繁。可在这背后,土地资源也随着不合理的开发大量流失。因此,绿色环保施工的方面之一就是土地的合理规划。 做到土地资源的节约,首先第一步就是科学地规划土地,这样可以避免施工过程中对土地的不重视,从而减少土地资源浪费的影响。对总体的施工环境的土地进行功能性划分,提高施工过程中土地的使用目的。对作业区的土地要减少用地死角,杜绝过度占地,合理科学地依据施工图纸及现场勘测情况进行土地利用。在此基础上,不能大规模地破坏原土地上的绿色植被,破坏其生态系统,应在施工过程中积极保护,并在施工后对其进行一定地复原与修复。对施工外的生活区,应及时隔离,减少对外的占地面积,减小对施工周围环境的影响。 3.3 环境提供的可再生能源的使用――太阳能 在施工过程中,可以充分利用太阳能等可再生能源。在施工区内,可以通过设置太阳能装置来进行发电、取暖等,这样可以减少施工中的用电量,科学环保。在此基础上,还可以将太阳能理念积极地落实到建筑中去。例如,当前空调的使用越来越频繁,无疑使得氟利昂的使用对环境遭受巨大的压力,全球变暖等环境问题威胁着我们。我们将太阳能的结合到建筑本身中,可以减少空调的取暖使用量。再者,我们可以在建筑时注重建筑自己的通风原理,从而设置通风系统,也可以减少空调使用率。积极合理使用环境提供的可再生能源――太阳能,会让建筑充满魅力。 3.4 积极使用节能材料,提高材料的利用率 对于材料的使用,应该分为两方面。一方面是减少材料的浪费,提高材料的利用率;另一方面是根据资金的现状来积极使用新型节能材料。在施工过程中要合理规划材料的购买情况,并且对其认真做好入库情况。当材料出库时,应对材料量及用途进行严格的审查和记录,对材料的使用进行限额管理,避免其在中途的大量浪费。对于材料的保管,不应只注重钢筋、水泥等重要材料的保管,还应包括周转材料的使用和保管情况。有效地保管周转材料,可以有效降低工程施工中的材料的累积折旧,不影响建筑施工的进度。积极使用节能材料则要求有一支专业的建筑施工队。他们有长远科学的眼光,在施工中会引进科学的施工技术(例如闪电对焊等),而且他们注重的是品质与效率的追求,追求的是绿色建筑,会凭着施工的总预算等积极采用节能材料,使得建筑更加追求绿色环保。 3.5 注重施工中的节水与节电 建筑施工中用水量和用电量是十分大的。对于施工中的用水、用电都要节约,若能循环利用应该要进行二次利用。用水节约体现在施工生活区的用水限量,合理分配用水单位,减少水的浪费,例如采用腹膜保护在平面结构上等;用电节约指的是对电量进行限额,在建筑施工过程中要选择用电节省的机器设备,减少大功率、高耗电的机器设备的使用。二次循环则主要体现在用水上,对于一些已用过水进行循环使用,例如可以废水利用――洒水除尘等。 3.6 回归自然,舒适惬意的生活环境 建筑的建造不再只是单纯地满足人的居住,它们带来地是更多的生活享受。真正的绿色环保建筑是将人的感受充分考虑在建筑施工中,用天然无刺激的建筑材料,居住区的功能分工明确,环境舒适,室内空气清新,室外绿意盎然,充分体现人与自然和谐相处。 4 结束语 随着时代的进步,具有绿色环保理念的建筑将是建筑行业可持续发展之道。它能提高社会的经济效益,改善人们的生活水平,促进人与自然和谐相处。所以,注重绿色环保理念在建筑施工设计方面的应用对建筑施工有着非凡的意义。 建筑方面论文:试论绿色建筑设计关键方面 摘要:文章从保证人在最大程度的减少能源损耗、科学使用资源、减少对环境造成的影响、适用性机经济性等几个方面对绿色建筑设计关键方面进行论述。 关键词:绿色建筑;建筑设计 建筑事业是一个资源机能源消耗非常大的行业,对于外界环境的污染也是非常大的,伴随着人们环保意识的逐渐增加,绿色建筑开始变为人们所关注的一个事业。但是,有的标榜着“绿色”的建筑因为设计及经管的不科学,不光浪费了很多的钱,而且也没能达到很好的环保节约能源的目的。 1、保证人类的健康 绿色建筑设计的关键性工作是保证使用人员的健康,要确保室内空气质量、热环境、噪音和电磁场辐射等方面对人体带来的影响。在设计的时候一定要尽最大的力量选用低毒或无毒材料,譬如墙和吊顶使用无毒或低毒性涂料,建材无甲醛或Voc含量最少,采用陶瓷、硬木等硬装修地面等;选择材料、建筑系统和机械系统时尽量减少木制品、地毯、涂料、密封膏、织物等潜在的对健康不利的污染物,合理组织自然通风,设置进风口和必需的出风口,引风入室。改善室内热环境,包括温度、湿度、辐射温度和气流等,提高人体舒适性。提高水质量,有条件的可以选用直饮水。合理进行自然采光,即满足人类健康的需要,又满足视觉美学的需要,同时达到节能的效果。通过改进细部设计和建造方法,以及采用吸声材料来提高建筑的隔音效果。 2、最大限度降低能耗 2.1减少建筑材料生产运输过程中的能耗 在建筑设计进行中,不单单要关注运用中节约能源,还需要兼顾包含在建筑原料中的能源损耗数量。在满足建筑的运用性能及结合构造安全的前提下,一定要争取选择使用生产损耗较低的建筑原材料,以及钢材、铝材这些回收利用率较高的建筑材料,实现建筑的可持续。为减少运输过程中的能耗和污染,应尽可能的选用地方性的材料。 2.2减少建筑使用过程中的能耗 在建筑建成后使用过程中会消耗大量的能耗,所以应重点从建筑本身来做好节能设计,可通过建筑体形设计达到节能效果,如平面布局、平面形状、进深、体形系数、表面面积系数、长宽比和朝向等因素,都与建筑的节能效果有很大关系。合理设计建筑的墙体、门窗、屋顶、热缓冲区及有效遮阳,提高外围护结构的保温隔热性能,也对建筑节能有着重大意义。 3、合理利用资源 3.1清洁能源的利用 太阳能是一种资源丰富的清洁能源,在建筑中可将强太阳能的利用,如设计并建造太阳能光电屋顶、太阳能电力墙和太阳能光电玻璃,将太阳能转化为建筑本身需要的电能和热能。此外,风能也是一种开发利用较为方更的一种清洁能源,除了建筑的自然通风外,还可以安装风力发电和风力致热设备,将风能转化为建筑内可直接使用的能源。 3.2回收利用旧建筑材料 加大旧建筑材料的回收利用,尽可能地降低能源和物质投入及废弃物和污染物的产出,这是绿色建筑体系最重要的内在机制。可将建筑拆除过程中的建筑材料,如木地板、木制品、混凝土预制构件、铁器、钢材、砖石、保温材料等,经过加工和改造,在满足规范和设计要求的条件下,利用到新建筑中。 3.3可再生材料的利用 建筑中加大木材、废纸/纤维保温材料等可再生材料的利用,不仅较少建筑的投资,还可减轻人类过度开采自然资源引发的生态问题。 4、降低环境负荷 在进行绿色建筑设计的过程中,应注意减轻对自然环境的破坏,减少环境污染,使建筑产生的建筑垃圾、固体、污水与气体等污染物带来最小的环境负荷。 4.1选择环境负荷小的建筑材料 建筑生产过程中会消耗大量的资源和能源,并带来较高的环境污染。建筑师在对材料进行选择时,应具备生态和经济的意识,选择对环境造成的负荷小的材料,如生态水泥、绿化混凝土、高性能长寿建筑材料、家居舒适化和保健化建材等。可使用预制模数构件来减少建筑垃圾。 4.2采用合理的施工方法 建筑设计要充分考虑施工过程中带来的污染,在建筑的造型设计、材料选用和工艺设计都应便于施工,减少施工的能耗和降低其带来的环境负荷。 5、使建筑长寿多适 5.1选用耐久性材料,延长建筑使用寿命 设计中选用耐久性较好的建材,以延长建筑的使用寿命,最好做到建筑材料的使用寿命与建筑同步,减少材料的更换、维护,从而节约费用。 5.2采用灵活多适的设计手法 建筑师在设计中应充分预见到建筑可能根据用户的不同要求而改造,采取适应性改变、灵活性设计等策略,提高建筑的使用寿命和使用效益,以提高整体资源利用率,减少寿命周期的能源资源消耗和环境影响。例如,设计两所住宅建筑,在材料和工艺都相同的情况下,设计者采用不同户型的话,一种自适应性又差,可能在巧年后无法满足使用功能,无法改造只有拆除重建,而另一所由于可以灵活变换户型而得到更长时间的使用,相比之下,在相同的时间内,后者生命周期中耗费的资源和产生的污染比前者要少很多。 6、满足经济合适性原则 人们通常认为绿色建筑比普通建筑的投资成本要高很多,这也是其推广的最大障碍之一,其实从长远来看,如果加强绿色建筑的管理,采取综合性的设计,可大大降低建筑的建造和后期运行的费用,取得较好的经济效益和社会效益。 其实,绿色建筑因能源、资源的节约可以很好的减少建造和运用成本,其自适应性设计也会显着降低后期的哦维护和改造费用,并降低环境成本,其整体效益是非常可观的。在绿色建筑设计中应选择环境性和经济性平衡的建筑材料,并建立整体建筑系统投资优化的概念,从设计、建造和使用运行都全局来考虑其经济效益。 7、结语 总得来讲,绿色建筑可以提升运用的舒服性,减少资源及能源在建筑当中的损耗情况,同时减少对外界环境的不良影响,对于提升建筑的经济利益,消除能源危害,实现人类社会的可持续发展有非常关键性的作用,所有的建筑工作能源一定要在建筑设计当中把握绿色建筑设计的关键方面,有效实施环保节能设计概念,实现经济效益及环境保护双赢的局面。 建筑方面论文:刍议建筑电气方面的问题分析 摘要:随着社会经济的快速发展和建筑行业的不断进步,在很大程度上促进了建筑电气工程建设行业的快速发展。然而,建筑电气各方面中,依然存在着一些问题,本文将对这些问题进行分析研究,并在此基础上提出一些行之有效的应对措施。关键词:建筑电气;问题 一、常用电气主要设备和材料问题 1、电气设备的主要质量问题 。①使用非国标产品,无产品合格证、生产许可证、技术说明书和检测试验报告等文件资料;②导线电阻率高、机械性能差、截面小于标称值、绝缘差、温度系数大、尺寸每卷长度不够数等;③电缆耐压低、绝缘电阻小、抗腐蚀性差、耐温低。绝缘层与线芯严密性差;④动力、照明、插座箱外观差,几何尺寸达不到要求,钢板塑壳厚度不够,影响箱体强度,耐腐蚀性达不到要求;⑤开关、插座导电值与标称值不符,导电金属片弹性不强,接触不好,易发热,达不到安全要求,塑料产品阻燃低、耐温、安全性能差等。 2、 电气主要设备和材料问题的原因分析电气材料市场混乱,假冒伪劣产品和无证产品多。采购人员识别真假能力差,缺乏电气材料专业知识,把关不严。 3、 针对问题,应对措施分析。①施工企业领导要高度重视起来,加强采购人员素质,把好材料质量关。可通过市场考查的方法,直接到有一定生产规模、信誉好、产品质量过硬的厂家进货,减少中间环节。② 电气设备、材料进入施工现场后,首先检查货物是否符合规范要求,核对设备、材料的型号、规格、性能参数是否与设计一致。清点说明书、合格证、零配件,并进行外观检查,做好开箱记录,并妥善保管。③对主要材料,应有出厂合格证或质量证明书等。对材料质量发生怀疑时,应现场封样,及时到当地有资质的检测部门去检验,合格后方能进入现场投入使用。 二、建筑电气安全的主要危险因素1、触电危险。触电危险是指由于工程人员在电气设备的设计、安装上的疏忽,以及在系统运行过程中疏于维护或操作不当,造成的设备或线路等出现的过热、绝缘失效以及PE线断线等故障,从而对用户或工作人员的人身安全构成的威胁。2、电气火灾或爆炸。电气火灾危险是指由于设计过程或运行中存在的不合理、不规范操作造成供电系统中出现的运行短路、过载、铁芯短路、发热等故障,导致局部系统过热,从而带来的火灾或爆炸隐患。3、静电危害。静电维护由于系统缺乏必要的检修及维护,或接地、跨接装置的不完善,以及工作人员的静电防护不合格等造成的静电或静电火花危害。4、雷电危害和电磁维护雷电危害是指由于电气系统中缺乏必要的防雷措施,或防雷装置的设计施工存在缺陷等因素,导致建筑在雷电环境下存在安全隐患。电磁维护是指由于高频设备参数调整不当,屏蔽设备缺陷,或外界环境因素导致人体长期处于电磁场照射下,给工作人员的健康造成的危害。三、建筑电气工程质量问题及应对措施1、塑料管线敷设常见问题。接口不严密,有漏水、渗水现象。恨弯处出现扁,凹,裂等缺陷。预防措施:购置PVC管时,需购置相应的接头、螺接等附件,以及适应不同管径的冷弯弹簧,以备很弯时使用。管与管连接一定要用接头并涂粘结剂。偎弯时使用与管径匹配的冷弯弹簧,必要时可将垠弯处局部均匀加热,均匀用力,弯成所需弧度,减少出现扁、凹、裂现象。PVC管连接形式有两种:可采用同径管插人法连接,将一头加热胀出承插口,插人深度易为管外径的1.1一1名倍;套接法连接,套管长度易为管外径的1.5一3倍,管与管的对口处应位于套管的中心。两种连接方法在连接处均应涂专用胶合剂。管子连接禁止用异径管相连接,如需变径可通过接线盒、箱解决。2、导线的接线、连接质量和色标问题。多股导线不采用铜接头,直接做成“羊眼圈”状:与开关、插座、配电箱的接线端连接时,一个端子上接几根导线;线头裸露、导线排列不整齐,没有捆绑包扎:导线的三相、零线(N线)、接地保护线(PE线)色标不一致,或者混淆。预防措施:多股导线的连接,应用镀锌铜接头压接,在接线柱和接线端子上的导线连接只宜1根,如需接2根,中间需加平垫片;导线编排要横平竖直,剥线头时应保持各线头长度一致,导线插入接线端子后不应有导体裸露。铜接头与导线连接处要用与导线相同颜色的绝缘胶布包扎;采购人员要按现场需要配足各种颜色的导线,施工人员应分清相线、零线(N线)、接地保护线( PE线)的作用与色标。3、箱与盒安装常见问题。箱、盒安装标高不一致;箱盒开孔不整齐;铁箱变形;现浇板内箱、盒移位;安装电气后,箱、盒内赃物未清楚干净。预防措施:(l)严格按照室内地面标高确定箱、盒标高;(2)铁箱、盒开孔严禁使用电气焊,应用专用工具打孔,以防箱盒变形;(3)现浇板内箱盒应先放稳,用带丝固定好,以防浇注混凝土时箱、盒移位;(4)穿线前,先将箱盒内灰渣清除,以保证箱盒内干净。4、灯具、吊扇安装问题。灯位安装偏位,不在中心点上;成排灯具的水平度、直线度偏差较大;吊链目光灯链条不平行,引下的导线未编叉;吊扇的吊钩用螺纹钢加工,成型差;钟罩不吸顶,接线盒外露;阳台灯底盘铁板大落,生锈;天花吊顶的筒灯开孔太大,不整齐。预防措施:安装灯具前,应认真找准中心点,及时纠正偏差:按规范要求施工,成排灯具安装的偏差不应大于5mm,因此,在施工中需要拉线定位,使灯具在纵向、横向、斜向均为一直线:预埋吊扇挂钩时,应用不小于中8的镀锌圆钢与板内的钢筋固定在一起,不准采用螺纹钢,吊钩加工成型应一致,且刷防锈漆,吊扇的钟罩能够吸顶且将吊钩和接线盒遮住,成排的吊扇应成一直线,偏差小于等于5mm;日光灯的吊链应相互平直,不得出现八字型,导线引下应与吊链编叉在一起。阳台灯具的底盒铁板厚度I 0.5mm,油漆表面均匀平滑,能很好地起到防锈的作用。玻璃罩不能太薄,以免安装时破裂;天花吊顶的筒灯开孔要先定好坐标,除要求平直,整齐和均等外,开孔的大小要符合筒灯的规格,不得太大,以保证筒灯安装时外圈牢固地紧贴吊顶,不露缝隙。 5、配电箱的安装、配线。箱体与墙体有缝隙,箱体不平直;箱体内的杂物未清理干净;箱壳的开孔不符合要求,特别是用电焊或气焊开孔,严重破坏箱体的油漆保护层和箱体的美观;落地的动力箱接地不明显,重复接地导线截面不够;箱体内线头裸露,布线不整齐,导线不留余量。预防措施:认真将箱内的沙浆杂物清理干净;订货时严格标定尺寸,按尺寸生产,使箱体的“敲落孔”开孔与进线管相匹配,如不匹配,必须用机械开孔或送回厂家重新加工;动力箱的箱体接地点和导线必须明确显露出来,不能在箱底下焊接或接线,箱体内的线头要统一,不能裸露,布线要整齐美观,绑扎固定导线要留有一定的余量,一般在箱体内要有10cm~15cm的余量。 结语建筑电气安全的管理工作是一项综合性较高的工作,一方面既与技术人员的专业水平相关联,又与建筑工程的统一组织管理密切相关。在建筑的初期规划设计、施工过程中,应充分重视电气安全的综合措施,既要做好安全管理工作,同时也要保障各技术措施的有效施行,确保建筑产品的电气安全。建筑电气工程的质量,对于建筑工程的使用功能、竣工后运行的安全可靠程度、投资效益的体现等都起着举足轻重的作用,对于一项建筑电气工程而言,从开工到竣工,施工现场质量管理工作自始至终都起着至关重要的作用。 参考文献:[1]张谦.建筑电气工程中存在的质量问题与对策[J].才智,2011(24) [2]江萍浅.谈建筑电气工程施工中常见一些问题及预防措施[J].建筑与装饰,2012(11). 建筑方面论文:建筑电气施工技术方面问题的思考 摘要:随着各种建筑工程越来越多,人们对建筑功能的要求日益提高,电气技术也得到了长足发展。但在我国当前的建筑电气施工中,仍普遍存在着以下问题:缺乏健全的电气施工规范和标准,使得电气工程的设计、施工、质量监管、竣工验收等环节的工作不能规范化和标准化,而且很多智能化电气设备在验收时缺乏测试,不能保证工程质量。下文中笔者首先介绍了建筑电气施工技术的要点,进而有针对性的提出了电气施工技术对策,以供理论参考。 关键词:建筑电气;施工技术;控制思考 引言 建筑电气工程作为整个建筑工程的核心,主要包括强电系统和弱电系统两个部分,在建筑中起到提供能源和动力的作用,是整个建筑系统的心脏。在追求自动化和智能化的趋势下越来越受到投资者的重视,在建筑业中的地位也越来越高。具体来讲,建筑电气工程施工包括架空线路及杆上电气设备安装,变压器和箱式变电站的安装,成套配电柜、控制柜(屏、台)和动力、照明配电箱(盘)安装,低压电动机、电加热器及电动执行机构检查接线,柴油发电机组安装,不间断电源安装,低压电气动力设备试验与试运行,裸母线和封闭母线和插接式母线安装,电缆桥架安装和桥架内电缆敷设,电缆沟内和电缆竖井内电缆敷设,电线导管、电缆导管和线槽敷设,电线、电缆穿管和线槽敷设,槽板配线,钢索配线,电缆头制作、接线和线路绝缘测试,灯具安装,开关、插座安装,建筑物照明通电试运行,接地装置安装,避雷引下线和变配电室接地干线敷设,接闪器安装和建筑物等电位连接等。 一、建筑电气工程的特点 1、关系着生命财产安全 建筑电气工程与人们的日常生活联系较为密切,在工作和生活中都难免与电气工程发生一些接触。因此,建筑电气工程的质量影响着人们日常生活和工作的安全,如果一旦引发了电气事故,就会直接威胁到人们的生命财产安全,损害其社会效益。 2、与其他工程紧密配合 建筑电气工程在施工的时候与其他工程需要相互协调和沟通,如土建工程、建筑装饰工程等等,存在着工作面多次轮换交接的现象,互相之间的协调和沟通尤为重要。由于建筑工程的建筑结构不同、造价不同,因此建筑电气工程所采用的工艺、材料和方法也不尽相同,对于建筑电气工程的质量要求也不同,需根据实际情况来进行分析。 3、自动化、智能化 由于人们生活水平的日益提升,各种家用电器数量和种类都有所增加,并且增添了很多具有自动化和智能化的家居。同时,建筑内部的门禁识别系统、保安系统、监控系统等都越来越自动化,因此建筑电气工程也日益向着自动化和智能化的方向发展。 二、建筑电气施工过程中存在的问题及控制对策 1、施工过程中存在的问题 1.1避雷装置安装问题 在总配电箱的进线位置处,采用TN-S接地系统时,没有进行重复接地;没有将设备的接地地排和接地干线之间进行有效的连通;每个支架间的距离太大;没有在屋面金属物上做防雷接地措施;敷设避雷带时,采用普通的元钢进行,搭接长度与要求不符,带间与引线下线采用的是单面焊接或者对焊的方式,导致焊接口出现了严重的锈蚀。 1.2配电箱盒问题 没有将箱盒表面附着的锈斑进行处理,由于没有对箱盒进行固定处理,从而导致了位置出现偏移;箱盒内有太多的管子口,柱子内部及现浇混凝土墙面的箱盒凹陷太深,从而发生了歪斜;接线盒、吊钩坐标、配电箱体的位置出现了明显的偏移,没有根据图纸进行设置;没有较强的工作责任心、态度不够谨慎;上述所述的问题是导致配电箱盒发生问题的关键因素。 1.3开关、插座的盒与面板的安装、接线与要求不相符 通常存在以下三方面的问题:首先,线盒预埋太深,各标高不等;面板与墙体间不够密实,出现了缝隙,面板受到了胶漆的污染,不够平整;其次,开关、插座的零线与相线、PE保护线之间存在了串接的现象;另外,开关、插座的导线线头裸露在外面,固定螺栓发生了松动。 2、建筑电气施工控制对策 2.1加强工程验收力度,构建完善的质量保证体系 要想确保工程具有较高的质量与良好的使用功能,在工程验收过程中,对于与规范要求不相符的应不予验收,在进行绝缘与接地测试过程中必须根据设计要求进行。对于竣工后的工程,具体验收内容是:对下引线的连接、接地极的埋设、接地线连接、避雷网埋设、接地线连接等各环节进行全面细致的检查。另外,承建单位还应配备专业的电气监督人员参与到现场的管理中,严格根据建筑电气安装施工标准要求进行,严格要求施工设计。工程发包单位应聘请承建资质高的单位负责电气工程施工。 2.2对施工过程质量进行严格的监督管理 必须将质量管理贯穿到电气施工的全过程之中,经常性的对整改的项目进行全面的检查,每个月汇报一下质量情况,每周开展一次大的检查;检查的主要内容涵盖了原材料、安全用电、安装部位、使用功能等各个环节阶段,如发现问题,应令其及时的整改;着重对土建与电气专业之间的配合、预埋与穿线工序脱节这两项问题进行检查;将分段检查与整体检查有机的结合,以确保电气施工工程具有良好的效应。 2.3防雷接地措施 应做到以下几点:首先,搭接焊位置处的焊缝应饱满、平整,以提高焊接质量;其次,管理人员必须进一步加强管理力度,严格检查每道工序,与要求不相符的焊缝应及时的进行补焊,同时将覆盖的焊渣清理,并涂抹一层防锈漆;另外,《电气装置安装工程接地施工及验收规范》中有明确的规定,避雷引下线的连接应采用搭接焊的方式进行,焊接的长度应是圆钢直径的六倍,所以,不允许采用螺纹钢搭接钢筋。 2.4提高建筑电气安装水平,增强认识 要想确保建筑电气工程具有高质量,就必须要求每位电气施工人员必须具备上岗证书,责任心强,电气安装与电气管理人员的业务素质必须要高,必须充分的认识到电气工程在建筑中具有的重要位置。 三、建筑电气施工技术的要点 3.1防雷接地的施工技术 建筑的柱内是避雷引下线的主钢筋,应采取科学合理的方式将基础接地线与主接地线进行有效的焊接。对于引下线,应将圆钢折成U形状进行焊接,引下线所需要的钢筋数量可以按照主筋的规格进一步明确。在搭接焊施工过程中,应采取双面施焊的方式进行,镀锌圆钢焊接长度不可小于其直径的六倍;镀锌扁钢应采取三面施焊的方式处理,焊接长度应是其宽度的两倍。当遭到绝缘破坏时,可能带电但实际施工过程中不带电的电缆外皮、金属外壳、支架等应与接地系统连接起来。 3.2配电箱安装技术 施工中应清晰地标注配电箱箱面的编号,并保持箱内外整洁,连接导线,负荷出线和电源进线与电气元件的连接务必要牢固。配电箱开关箱内的金属箱体,金属电器安装板以及电器的正常不带电的金属底座外壳等必须通过54线端子板与54线做电气连接,金属箱门与金属箱体必须通过采用编织软铜线做电气连接,导线与电气元件接线端子连接时,要按照相关的规范要求,要达到牢固紧密的质量要求,并必须配装弹簧垫圈。最后是配电箱与外部设备的连接技术,既要遵循连接规范,又要保障配电箱外部环境的安全。导线连接施工要紧密牢固,箱体的保护接地接线端子和中性线接线端子必须安全可靠。 3.3管路敷设设计 在敷设管路时,除了自行检查外,还应互相进行检查,以确保管路的畅通。在管路连接、管口处理、保护层弯曲半径等过程中,必须做好技术交底工作。线缆敷设的基本原则是:在分线盒位置处,当各种电压回路交叉时,应使用金属隔板方式将其隔开并处理;如果在同一线槽内,强电回路必须将施工电源同时切断;如果在同一路径内,应将各种绝缘回路导线设置在同一线槽内;线槽内导线的总截面不能超过线槽内截面的三分之一;线缆敷设完成之后,应进行全面的检查与检测。管路敷设前,施工人员必须根据设计要求开展管路敷设工作,并且还要充分的掌握施工图纸。当混凝土垫层达到二十四小时后,应将用来封堵的塑料盖装置进行及时的拆除,对管路线槽内的积水及杂物进行全面的清理,以确保线槽内的整洁干燥。 结语 随着我国建筑行业的飞速发展和电气工程技术的不断进步,电气工程作为建筑工程中的重要组成部分,在建筑施工和建设中起到了关键作用。因此,对建筑电气工程的施工技术进行有效的控制,提高施工的要求,降低劣质施工对后期电气工程使用中的影响,确保电气工程能发挥其作用,就需要加强对建筑电气工程的管理。 建筑方面论文:关于建筑工程管理方面质量控制探讨 摘要:建筑工程质量控制是一个涉及面很广且复杂的课题,它并不是简单的因果关系,它是通过全过程和全方位的管理这个循环过程来实现的,这种循环也不是简单的循环,而且每一次循环都不同,后一个循环比前一个循环更精彩、更优秀、更典型。对于工程质量控制,自身应提高素质,加强各参建方配合,并树立工程质量意识,必能大大提高建筑工程质量。 关键词:建筑工程;工程管理;质量控制 引言 建筑工程管理中的质量控制指的是建筑工程在实施的全过程,管理人员通过一系列的方法与手段对建筑工程进行制约与监督,保证建筑工程顺利完工。近几年,我国建筑工程行业发展速度日益加快,建筑规模不断扩大,建筑工程质量问题早已成为当今社会关注的热点。我国建筑工程行业在工程质量控制方面积累了丰富的经验,但仍有问题需要提出与解决。本文主要研究我国建筑施工行业在工程质量控制方面发展现状,针对其出现的问题提出相应的解决策略,为我国建筑施工行业在工程质量控制方面的进一步发展提供借鉴。 一、影响建筑工程质量的因素 对于建筑工程产品质量,它与一般的产品质量相比较,建筑工程质量具有影响因素多、隐蔽性强、局限性大、对社会环境影响大、建筑工程项目周期长等特点这些特点,影响建筑工程质量的因素归纳起来主要有五个方面,即材料、人,机械、方法和环境,五种因素。 1、材 料 材料泛指构成工程实体的各类建筑材料、构配件、半成品等,它是工程建设的物质条件,工程材料选用是否合理、产品是否合格、材质是否经过检验、保管使用是否得当等,都将直接影响工程的质量。 2、施工机械设备 施工机械设备是实现施工机械化的重要物质基础, 是现代化工程建设中必不可少的设施, 对工程项目的施工进度和质量均有直接影响。因此, 必须综合考虑施工现场条件、建筑结构形式、机械设备性能、施工工艺和方法、施工组织与管理、建筑技术经济等各种因素, 着重从机械设备的选型、主要性能参数和使用操作要求等三方面予以管理。此外尚应按现行施工管理制度要求, 工程所用的施工机械、模板、脚手架, 特别是危险性较大的现场安装的起重机械设备, 不仅要对其设计安装方案进行审批, 而且安装完毕交付使用前必须经专业管理部门的验收, 合格后方可使用。同时, 在使用过程中尚需落实相应的管理制度, 以确保其安全正常使用。 3、工艺方法 工艺方法是指施工现场采用的施工方案,包括技术方案和组织方案。前者如施工工艺和作业方法,后者如施工区段空间划分及施工流向顺序、劳动组织等。在工程施工中,施工方案是否合理,施工工艺是否先进,施工操作是否正确,都将对工程质量产生重大的影响。大力推进采用新技术、新工艺、新方法,不断提高工艺技术水平,是保证工程质量稳定提高的重要因素。 4、环境条件 环境条件是指对工程质量特性起重要作用的环境因素,包括:工程技术环境,如工程地质、水文、气象等;工程作业环境,如施工环境作业面大小、防护等;工程管理环境,主要指工程实施的合同结构与管理关系的确定等;周边环境,如工程邻近的地下管线、建(构)筑物等。环境条件往往对工程质量产生特定的影响。 二、建筑工程质量的全过程控制 (一)设计阶段 首先委托具有相应资质的设计单位进行设计,重视设计前期工作,配合搞好现场测量和勘察,使设计符合工程建设的实际,尽可能完善、准确。其次在设计过程中实行设计监控,以便及时对设计方案、设计质量进行检查。最后及时组织专家对设计进行审查,提出审查意见,根据审查意见进行设计修改,并为工程建设提供准确、详细的设计图纸。 (二)招标阶段 工程招标时,必须注重对施工单位资质的审查,包括人员素质、技术力量、施工业绩、社会信誉等多个方面。重点是审查施工单位是否具有类似工程施工的经历和经验,在以往的工程施工中是否出现过质量控制方面的问题,是否发生过质量事故等,以确保施工单位的综合能力符合建设单位的要求。 (三)施工阶段 1、施工准备阶段的质量控制 施工准备是施工阶段不可缺少的重要环节,准备工作的充分与否对施工质量有着直接影响。建立健全管理机构,制定施工管理和质量检查办法等,保证管理机制的良好运行。及时组织设计、监理和施工单位进行设计交底,组织相关单位的技术人员进行质量管理上岗培训,确保满足工程建设的需要。 2、对监理单位的质量控制 建设监理制实施以来,工程建设质量明显提高,工期和投资控制有了保障。为确保工程建设项目的顺利实施,使监理单位能够有效控制工程项目质量,建设单位要严格按照基本建设程序和监理合同的要求开展工作,并赋予监理工程师相应的权力,使监理工程师能够较好地履行监理合同所规定的各项职责,达到控制工程质量的目的。 3、对施工单位的质量控制 建设单位对施工质量的控制主要是通过工程监理进行,工程监理依据监理合同对工程项目实施全过程、全方位的监理,通过控制人员、材料、工器具、工艺方法和影响工程质量的因素,使施工单位的工程质量活动完全处在监理控制之中,达到控制质量的目的。通过现场质量检验、落实检验方法、参与分部工程和隐蔽工程验收等措施来控制工程建设质量。 3.1按照工程重要程度,单位工程开工前由企业或项目技术负责人组织全面的技术交底。工程复杂、工期长的工程可按基础、结构、装修几个阶段分别组织技术交底。各分项工程施工前.应由项目技术负责人向参加该项目施工的所有班组和配合工种进行技术交底。 3.2测量控制。测量控制点的复核对于给定的原始基准点、基准线和参考标高等的测量控制点应做好复核工作,经审核批准后,才能据此进行准确地测量放线。施工测量控制网的复测场地平面控制网和主轴线的桩位是整个场地内建筑物、构筑物定位的依据,准确地测定和保护好桩位是保证整个施工测量精度和顺利进行施工的基础。 3.3材料控制。对供货方质量保证能力进行评定建立材料管理制度对原材料、半成品、构配件进行标识材料的检查验收。 3.4工序的质量控制 在施工过程中,测得的工序特性数据是有波动的。工序管理的实质是工序质量控制,是为把工序质量的波动限制在要求的范围内所进行的质量控制活动,一旦工序质量波动超出允许范围,立即对影响工序质量波动的因素进行分析,针对问题采取必要的管理措施,使工序质量 处于稳定受控状态。 4、竣工阶段 竣工验收是工程施工全过程的最后一道工序,是全面考核施工质量的重要环节。严格按照验收规程进行工程验收,发现质量问题,责令有关单位限期处理。建设单位应加强对工程扫尾工作的管理力度,由监理单位督促施工单位按期完工,确保工程顺利通过验收。缺陷责任期是工程内在的、隐蔽的质量问题容易暴露的时期,通过试运行,有些质量问题会暴露出来,形成质量缺陷。实际中,要加强该阶段的质量控制,发现问题后及时查找原因,分清责任,限期处理,并对各种修补工作进行检查和验收,保证修复质量,确保向建设管理单位交付一个合格的工程。 结语 总之,在工程建造时质量是最重要的因素,也是是基本建设投资效益实现的主要保证,有效的控制建筑工程管理的质量也是保证工程质量的一种手段,建筑工程质量是指参与建筑工程的建设者在整个建设过程中,为了保证建筑工程实体质量所从事工作的水平和完善程度,包括社会工作质量、生产过程工作质量。工程质量是建筑工程中常见的质量问题,它的存在不仅影响了建筑的美观甚至影响到它的使用功能及结构安全,在建筑工程时我们要在过程中控制质量,还要对施工人员组织的管理的控制。 建筑方面论文:建筑工程施工技术及管理方面的分析 摘要:现代建筑技术的开发和应用,给我国的建筑业得发展注入了新的生机和活力。为我国将来的建筑业发展做出更新更大的贡献,让建筑业更上一个台阶。本文主要分析了现代建筑工程施工技术中存在的一些不足,以及主要的解决措施。 关键词:建筑工程;施工技术;解决措施 1、建筑工程施工技术存在的问题 1.1 模板存在的问题 在建筑工程施工中,模板的使用是一个十分重要的环节。一般情况,采用木模当作模板,在梁木模施工中,大多数的部门都不会进行模板的设计,而相关的负责部门也没有对此设计与施工有严格规范的规定,这就导致施工当中模板出现的问题十分的普遍,在建筑工程施工中我们不难发现,有时梁的跨度很大,但是其宽度却很小,,下面使用支柱支撑。但是如果当梁的跨度远远超过了其自身所承受的最大值时,必须将梁的底模进行起拱设计,这样可以有效防止建筑物的梁部出现跨中下垂的现象。 1.2 混凝土施工存在的问题 一般在建筑施工单位,在钢筋下面一般都不会安放预制垫块,这个垫块其实就是一个保护层。预制垫块在使用时必须用混凝土,这样才可以保证保护层不会出现薄厚不一的状况。有一些施工企业,为了保护建筑混凝土固有的保护层,将楼板钢筋网面与钢筋骨架向上提,这样不但无法对钢筋混凝土的保护层进行有效的保护,还会早曾钢筋网面与骨架逐渐走位,使建筑物的整体结构变形弯曲,给建筑施工带来安全威胁。在建筑工程施工过程中,一些建筑承包商为了加速建筑工期,在混凝土没有完全的定形时,就在混凝土上方堆放重量较大的负载物,从表面来看,混凝土貌似没有遭到严重的破坏,但是却会导致混凝土的土质变得稀松、裂开,很可能的影响到整个建筑物的质量安全。 1.3随意开凿槽洞问题 在房屋建筑施工中建筑工人为了安装水电等线路管道,健在墙上,梁柱地板等部位随意开槽凿洞,这种现象十分普遍。特别是房屋装修阶段,甚至还有施工人员为了方便竟然将承重墙凿去一大半的墙面;还有的还在柱梁上随意的开凿。特别是在厨房和卫生间,在安装水管的时候施工者大面积的凿开地面,而且开凿的时候会凿断受力钢筋,这样的话楼板的承载力就会大大的下降,从而导致房屋的安全性大大的降低。出现这种情况主要还是施工和安装不同步。 2.施工技术分析 2.1深基坑围护施工 2.1.1围护结构构成:通过计算,工程人员规划围护结构由以下几个方面构成:①地下连续挡土墙:考虑到工程基坑深度及周边建筑实例,采用c30混凝土做成地下连续挡土墙结构,长33m、厚1m。②钢筋混凝土圈梁、围檩及支撑:c30混凝土,共三道。将第1道支撑标高控制在最小范围内,根据地下室及挖土机械特点,确定支撑标高,支撑设计要满足围护结构的稳定需要,南北向采用混凝土对撑,周围采用混凝土边桁架和角撑。③立柱:材料选择工程钢管桩,为省时省工,尽量使用原工程桩进行支撑平面布置。 2.1.2施工技术措施分析:①土体加固:因土抗剪能力小,成槽前,用a700mm水泥土搅拌桩对槽壁两侧进行加固处理,以确保成槽的质量;采用劈裂注浆技术对坑内被动土进行加固处理,提高其抗剪能力。②降水:利用轻型井点降水方法降水2周;采用20m长的喷射井点,对深层土体进行降水,使土体固结,从而使土体抗剪能力得到响应提高。开挖时,地下水降至基坑以下约1m时,施工效果最好。③利用支撑作栈桥:该工程施工场地狭小,仅有一条宽约5m的公用施工道路位于建筑西侧。为此,利用第1道支撑南北向的对撑,设计2个施工栈桥,宽12m左右,和公用道路连通,使问题得到解决。未解决基坑出土困难问题,在栈桥完工后,2道栈桥靠近南侧各设置1台qtg260起重机,最后出土量达4000m3/d。 2.2地下室外墙防水层施工 2.2.1施工流程:按照设计要求,需要在地下室外墙迎水面和底板底部设置防水层,并要着重考虑防水层端部、节点及贯穿部位的防水工作。本工程围护结构与地下室外墙之间供施工人员进行外墙防水层施工地空间十分有限,为此,工程设计人员决定在地下室结构前进行防水层施工。 2.2.2防水层施工:①底板工程桩端防水层施工:先清理工程桩周围垃圾、杂物,使其表面洁净平整。涂防水涂膜于桩周围宽10cm左右的位置,并1层涤纶布环桩粘贴,然后重复均匀涂3~4层涂膜,贴网眼麻片于最后1层涂膜上。②地下室墙体与垫层接缝处防水施工:底板下防水层施工完成后设置f c板保护层。墙体与垫层接缝处,先将涂膜刷在涤纶布上,涤纶布与墙体及垫层防水层搭接,考虑上部结构的沉降,在墙体及垫层阴角处预留一定长度。 2.3地下室预应力混凝土桁架施工 2.3.1预应力混凝土桁架施工:建筑地下1层两简体间c、d、e、f轴各有1榀预应力混凝土桁架,其中上弦杆采用后张法施加预应力,每根上弦杆配4束钢绞线,施加4000kn的有效应力,超张拉103%。采用4根大梁对称张拉,每根梁内4孔进行对称对角张拉。施工过程中,张拉时必须保证顶板受力均匀,避免先浇混凝土导致约束受力不均,故先不浇捣桁架竖腹杆和斜腹杆,等到上弦梁板中应力稳定后,再进行竖腹杆、斜腹杆的支模及混凝土浇筑施工,并且混凝土后浇桁架不会容易出现裂缝。 3.建筑施工技术管理优化措施 3.1建筑工程整体管理制度优化 落实并完善与工程施工相关的各种技术标准、规范、规程和文件要求。建立和健全技术管理组织机构和技术责任制度。实行技术责任制的目的是保证各技术岗位都有技术负责人,防止和杜绝施工中责任不清或无人负责现象。同时可以充分发挥技术人员的积极性和创造性。 认真落实技术交底和技术档案管理制度。图纸会审要求要有组织、有领导、有步骤地进行。未经会审的施工图纸不得用于施工。技术交底工作可分级进行,分级管理,目的是使全体参与职工做到心中有数,避免盲目施工。对于重点工程、重点部位、特殊工程、“四新”技术应用工程更需要做详细的施工技术交底。技术档案管理包括交建设单位保管的竣工资料部分和施工单位保存的施工组织与管理方面的技术档案,均应按照档案管理要求进行搜集、整理和归档。测量、试验和工程变更管理。 3.2施工阶段技术优化管理措施 在施工准备阶段.所做的技术准备工作是为了创造有利的施工条件,从而保证施工任务得以顺利进行,它的主要工作内容及基本任务是了解和分析建设工程特点、进度、要求,摸清施工的客观条件,编制施工组织设计,并制定合理的施工方案,充分及时地从技术、物资、人力和组织等方面为工程创造一切必要的条件,使施工过程连续、均衡地进行,保证工程在规定的工期内交付使用,使工程施工在保证质量的前提下,做到提高劳动生产率和降低工程成本。而施工组织设计是指导工程项目进行施工准备和施工的基本技术条件。 总结: 建筑工程施工管理的目标就是在确保合同规定的工期和质量要求的前提下,力求降低工程施工成本,追求施工的最大利润。要达到保证工程质量、保证按期交工,同时,还要力求降低工程施工成本,就要在工程施工管理过程中抓好技术管理工作。现代建筑技术的开发和应用,给我国的建筑业得发展注入了新的生机和活力。
工业建筑施工技术的发展之微探:工业建筑施工现场进度管理与控制 摘要:随着我国经济的不断发展,各类工程项目的建设也在如火如荼的进行。工业建筑工程的进度管理是建筑工程项目管理的重要组成部分,也是工程管理中影响因素比较多、比较复杂的问题。因此,需要各个相关部门之间的紧密配合,有效沟通,不仅能够有效地执行施工计划,还能够根据变化及时作出可行调整。管理者更要做到科学调度,统筹安排,采取积极有效的措施,以此对施工进度进行有效控制。 关键词:工业建筑;施工现场;进度管理;控制 一、工业建筑项目进度的影响因素 1、技术因素 当前存在这样一种情况即施工人员的专业素质不高,使得技术不能过关,从而使操作缓慢,就无法在规定的时间完成工程量,长此以往,这将会导致工程量无法按期完成。 2、非自然因素 施工人员处于主观原因而故意拖延工程进度,那么就会使得施工就无法顺利开展。这些都是人为因素,大多是双方出现矛盾所致,进而延误了工期。 3、资金因素 资金是保证工程可以如期完成的重要因素。一旦工程因为资金缺乏而停止施工之时,如若再想筹集资金运转将会是一件十分困难的事情。同时当工程停止后,那就需要支付现场设备闲置以及窝工等费用。因此资金能否及时到位是一件十分重要的事情。 4、工程节点不合理 工程节点安排不合理,那么则会使得流水线工作中断,一旦上道工序没有按时完成,那么就会影响到下道工序没有工作面,进而出现断档的状况,使得工程延期。 5、自然因素 如果工程建设处在多雨或者多风等恶劣天气频发的季节,那么就会直接影响到高空作业等工程没有办法如期开展,因此在工程建设时,也应该将气候、天气等因素考虑在内,可以保证工程能够如期的展开。 6、施工现场条件的变化 地质条件和水文地质条件与勘查设计的不符,如地质断层、溶洞、地下障碍物、软弱地基以及恶劣的气候、暴雨、高温和洪水等都对施工进度产生影响、造成临时停工或破坏,虽然发生以上情况可能性也不能算高,但一旦发生就会严重影响进度。 二、提高工业建筑施工进度控制与管理的有效措施 1、确定合理的符合客观实际的工期 确定合理的符合客观实际的工期,编制施工进度计划,这一点就是要求在接到土建施工项目的时候,工程师应该对所施工的工程项目的规模以及工程量及工程的复杂程度来计算出需要投入的资金,需要用的工期以及实现的可能性。还有一个方面就是需要对当地的气候以及地址等条件进行科学的分析,经过多方面的结合考虑,最终得到一个切合实际的工期,从而做好对施工进度的控制及管理。在编制施工进度计划时,应重点考虑以下几方面的内容:所动用的人力和施工设备是否能满足完成计划工程量的需要;基本工作程序是否合理、实用;施工设备是否配套,规模和技术状态是否良好;如何规划运输通道;工人的操作水平如何。 2、建高效团队,实施科学管理 有必要在项目开始时就选择建立一支高效的项目团队――包括项目经理部的领导和主要成员。在进度管理上以项目经理为进度目标责任中心,对进度目标合理分解,使责任分配到人。制定严格的考核体系,对成员进行有效的激励。在管理理念和管理手段上下功夫,向管理要进度要工期。营造一个积极的工作氛围,保证进度目标的实现。 3、强化质量和安全管理 项目的安全管理工作不仅直接影响着工程能否顺利进行,而且直接关系着生命财产的安全。一方面要制定非常详细的安全施工方案,对具体细节亲自确认现场,另一方面严格按照公司的安全程序执行各种特种作业审批,并实时每天多次现场巡查,纠正及时与施工人员沟通,促使现场施工始终将安全工作放在首位。工程质量的好坏不仅关系装置能否一次顺利投产试车成功,而且直接关系着装置长周期运行。要始终严把工程质量关,不仅对全部到货设备、材料进行检验,检验合格的才能投入使用,而且组织进行了多次各种形式的质量大检查活动,通过各种措施,抓质量、促进度,保证了工程建设的质量管理始终处于受控状态。 4、主要工期的管理要点 4.1为了避免出现返工、返修、窝工以及防止重大伤亡事故的发生,应该要加强安全管理和质量管理工作,建立起安全生产体系以及质量保证体系,及时发现问题并且纠正。 4.2主楼主体结构完成后,应及时组织流水平行交叉施工,指导各专业分包班组分层投入相应的施工人员进行施工。 4.3对施工所使用到的材料、设备应该要加强计划性的管理,编制设备材料进场的时间以及对业主提供的特殊设备、材料应该同时进行验收,同时应该将验收情况在24h之内以书面的形式通知业主,对其他设备材料应该采取定向定型采购订货,应该确保供应的及时性,以及减少浪费以及延误工期的现象出现。 4.4在施工前还应该了解设备的各项技术要求以及安装的参数。当设备到场之后应该及时组织有关人员时行验收、验证、清点、同时确保设备安装的质量;当设备的吊运到位后就应该制定出具体的吊装方案。 5、做足施工准备工作 5.1依据现行的建设管理机构,根据新工程项目的需求。进一步落实项目法人责任制。选择有丰富的建设管理经验、组织协调能力强、作风正派的工作人员组建项目领导机构,组成精干的施工队伍。 5.2为了解决施工疑难问题,施工人员要精心做好图纸会审、设计交底等工作,及时编制施工预算;明确技术质量要求,结合有关资料及现场具体情况。编制施工案及分项工程组织设计,满足不同阶段施工要求;做好技术交底,落实施工工艺,明确施工程序;编制施工劳动力计划、机具计划,安排施工阶段进场等。 5.3加大地方政府的行政调控力度。工程涉及行政法律问题的,充分依靠当地政府,解决问题要注意策略,要讲政策、摆事实,讲清道理,以取得相互理解。 6、目标分解并落实责任人 对整个工程项目的总进度需要制定一个计划表,制定需要根据工程合同条款,这种做法也是对施工进度计划的一个审核标准,在工程项目中的施工进度计划按照总计划表来确定施工设计还有材料设备等方面的进度计划,对资金的安排及各资源运转进行安排。提前做好控制目标的体系建立工作,并且进行责任分工和综合协调。不仅对总目标需要进行分解,而且还需要对各分部确定目标,并且落实责任人。 7、施工现场建筑材料的控制 为此若想在施工环节确保建筑工程施工进度,就必须确保建筑施工材料的质量符合工程施工建设质量标准,根据工程施工的进度安排,工程建设单位要根据工程设计中所阐明的主要材料规格及其型号进行市场调查,并做好采购工作,确保材料质量。同时还要根据工程预算对建筑材料用量的初步规定进行采购,施工过程中管理工作人员要对材料的使用情况做好统计工作,及时的掌握材料用量与需求的变化情况,在保障材料质量的前提下,确保材料补给充足,为确保建筑工程项目施工的顺利进行奠定坚实的基础。 8、做好计量工作及时支付工程款 制定资源需求计划需要在前期做好相关预备准备工作,监理单位应该对工程预付款及进度款及时进行办理,确保资金顺利投入到各个控制目标中。建立一个严格的奖惩制度,这样也能够对工期如期完成有着一定的作用,在保证质量的前提下提前竣工应该予以奖励,如果无故延误工期等造成工程项目不能够如期竣工交付使用的话,可追究其赔偿责任,适当的做一些惩罚。 结束语 伴随着我国经济的持续高速发展,城市化的步伐也在不断加快,同时也就预示着建筑工程这一行业的发展良机的到了,同时进度控制在城市建设之中起着特别重要的作用。其实,建筑施工项目并不是如我们想象中的那样的简单,它包含有复杂的施工工艺、大量的建筑材料储备、施工机具以及人员计划进场安排等,一旦任何一个环节出现不协调的现象,那么就会对施工现场进度控制带来影响,这也是当前众多的建筑企业都在面临着的问题。 工业建筑施工技术的发展之微探:综述民用和工业建筑施工中质量控制 【摘 要】市场经济的发展,民用以及工业建筑规模不断得到扩张,人们对生活质量水平的要求越来越高,对相关建筑施工中的质量控制有了更加严格的要求,为了实现日常建设施工质量的提升,我们需要完善建筑施工的相关环节。 【关键词】建筑工程;混凝土施工;质量控制;问题研究;管理深化 前言 在日常建筑施工过程中,混凝土质量的保证有利于提高建筑工程的质量,混凝土质量保证系统是一个相对比较复杂的系统,在此其中,我们只有做好混凝土整体运作环节的有效控制,才能有利于混凝土建筑材料质量的提升,才有确保建筑工程的顺利展开。 一、关于工民建筑混凝土施工质量的基础控制 目前来说,工民建筑系统中,混凝土环节是其必要组成部分,广泛应用于日常民用建筑、渡槽、大坝、办公楼等的建筑环节,有利于促进建筑结构的安全。在此其中,影响混凝土施工质量的环节是比较多的,比如施工技术水平,原材料的质量,施工人员的素质等。 工民建混凝土施工的质量控制便成为业内人士关注的重点,笔者结合自己多年来的实际工作经验,对影响混凝土施工的因素进行分析,并提出提高混凝土质量措施和控制办法,谈谈自己的看法,供业内人事参考。对于现代工业与民用建筑来说,原材料的质量及其波动,对混凝土质量及施工工艺有非常大影响。为了保证混凝土的质量,在生产过程中,一定要对混凝土的原材料进行质量检验,全部符合技术性能指标方可应用。如果粘土、淤泥在砂中超过3%,碎石、卵石中超过2%,则这些极细粒材料在集料表面形成包裹层,妨碍集料与水泥石的粘结。它们或者以松散的颗粒出现,大大地增加了需水量。 骨料中含有害物质,超过规范规定的范围内,则会妨碍水泥水化,降低混凝土的强度,削弱骨料与水泥石的粘结,能与水泥的水化产物进行化学反应,并产生有害的膨胀的物质。在混凝土生产过程中,对原材料的质量控制,除经常性的检测外,还要求质量控制人员随时掌握其含量的变化规律,并拟定相应的对策措施。如砂石的含泥量超出标准要求时,及时反馈给生产部门,及时筛选并采取能保证混凝土的其它有效措施。 二、工民建混凝土施工质量控制第二步――混凝土的科学配制 1. 工民建混凝土施工配合比的换算 工民建混凝土配合比,需满足工程技术性能及施工工艺的要求,才能保证混凝土顺利施工及达到工程要求的强度等性能。改善混凝土性能,提高混凝土强度,达到工程各部位对混凝土各种性能的要求,在混凝土中掺入不同类型的外加剂,改善混凝土性能的科学配制,优化混凝土的配合比,在施工中效果明显。科学配制混凝土,早期强度明显提高,加快模板周转,加快施工速度,其技术、经济综合效益十分显著。 2. 工民建混凝土施工配合比的调整 试验室所确定的混凝土配合比,其和易性不一定能与实际施工条件完全适合,或当施工设备、运输方法或运输距离,施工气候等条件发生变化时,所要求的混凝土坍落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求,需将混凝土含水率及用水量做适当调整(保持水灰比不变)。 3.混凝土配合比 需满足工程技术性能及施工工艺的要求,才能保证混凝土顺利施工及达到工程要求的强度等性能。按通常的配制方法使混凝土达到上述工程技术性能是困难的,为改善混凝土性能,提高混凝土强度,达到工程各部位对混凝土各种性能的要求,在混凝土中掺入不同类型的外加剂,改善混凝土性能的科学配制,优化混凝土的配合比,在施工中效果明显。 三、混凝土施工质量控制第三步――工地试验室监督控制 混凝土质量控制的好坏与试验室的工作是分不开的。首先使用的原材料要符合要求,特别是砂、石材料变异性较大,试验室人员必需按照技术规范的要求,经常取样进行检验,不符合要求的材料杜绝使用。试验室必需根据工程结构各部位对混凝土性能的要求进行各项试验,提出性能好,成本低的混凝土配合比。水灰比是影响混凝土强度的一个主要因素,所以,每天工地进行混凝土搅拌前,试验室必需检验砂、石料的含水量,调整混凝土的用水量,以控制混凝土的水灰比,施工中当混凝土坍落度大于规定的范围时,不准入仓浇筑。因为若配制混凝土的原材料质量得到控制,称量准确,则坍落度变化大的原因必然是混凝土中水量的增多,这样则水灰比变化大导致混凝土强度的降低。所以在混凝土浇筑过程中工地试验室人员一定要经常进行混凝土坍落度的检验,坍落度符合要求才能入仓。 四、工民建混凝土施工质量控制第四步――提高混凝土和易性 和易性是混凝土拌和物的流动性,粘聚性,保水性等多种性能的综合表述。当混凝土拌和和易性不良时,则混凝土可能振捣不实或发生离析现象,产生质量缺陷。混凝土的和易性良好,混凝土易振实,且不发生离析,能够获得均质密实良好的混凝土浇筑质量。通常一些人配制混凝土选用低水量、低坍落度,强调以振实工艺来保障混凝土质量,其实这样易产生蜂窝,孔洞等质量缺陷。实践表明,和易性良好的混凝土才便于振实,且应具有大些的流动性或可塑性,以利于浇筑振实,且应具有较好的粘聚性和保水性,以免产生离析,泌水现象。现在通过掺高效减水剂来提高混凝土的和易性。 五、工民建混凝土施工质量控制第五步――混凝土的浇筑振捣 工民建混凝土配合比设计、原材料的质量、配料准确、搅拌均匀运输,浇筑振实成型,养护等整个施工环节中,浇筑振实成型是主要的环节。在混凝土浇筑成型时,由于没有振实所产生的外观上的气孔、麻面、蜂窝、孔洞、裂隙等质量问题,易引起重视,但由于振捣不良,所产生的内部蜂窝、孔洞所导致的内在质量问题,人们容易忽视。而混凝土内在质量缺陷,同样引起混凝土结构物的破坏。所以,混凝土振捣应引起施工人员(特别是混凝土振捣工)足够重视,质检员应采取相应的有效措施,使混凝土振捣良好。 六、工民建混凝土施工质量控制第六步――预防混凝土缺陷的发生 混凝土质量的好坏,除外观上的蜂窝、麻面缺陷外,主要是混凝土强度能否达到要求,当混凝土强度达不到工程要求时,监理人员只能要求拆毁重作。而确定混凝土强度常是在混凝土浇筑后28天进行,并得出结论。所以每一位负责质量的人员必需注意预防质量缺陷的发生或尽早地发现施工中可能出现的缺陷,以不误时机地采取补救措施,所有的施工人员,监理人员都应当随时监控混凝土的配制、搅拌、浇筑和养护等过程。监理人员、承包商质检人员按时检查配制的混凝土材料是否符合规范规定的要求,检查施工中混凝土的成份是否符合设计要求的配合比,运输、浇筑和养护是否符合施工工艺规定;同时要检查是否按时做混凝土坍落度实验等,坍落度是最简易、最快速判别混凝土质量的指标,坍落度过大,过小将会产生振捣不实,出现蜂窝、孔洞、发生离析、分层或强度是否按技术规范的要求做混凝土强度试验,并检查试验结果。特别是7d龄期的强度表明28天强度有可能低于该工程部位所要求的强度时,应及时查明原因并在强度不合格工程部位停止混凝土施工,等到28天试件测验后再定。工民建混凝土工程质量的好坏,是由设计人员、监理人员和施工人员共同努力的结果。 七、结语 对工民建混凝土施工的质量控制方法谈的自己的看法。总之,要保证混凝土的施工质量,必须采用先进的施工设备、先进的施工方法和科学的管理手段,严格控制每道施工工序,认真把好每道关,要精心施工,才能打造更高标准高质量的工程。我们专业技术人员更要加强质量观念的认识,不断在实践中锻炼自己,提高自身专业水平和自身素质,用知识用技术武装自己,为城市发展做出自己的贡献。 工业建筑施工技术的发展之微探:我国工业建筑施工技术的发展趋势研究 摘 要:经济的快速发展,直接促进社会的不断进步,于是我国的建筑行业也得到了一定发展,而工业建筑的发展尤其可观。但是其在发展的过程中也出现了许多问题,如建筑的耗能较高,因此,深入研究建筑施工技术已经成为当前工业建筑发展中的首要问题。笔者根据多年的工作经验,对我国工业建筑施工新型技术的使用情况进行详细分析,并在此基础上探讨了工业建筑施工技术的发展趋势。 关键词:工业建筑施工技术;新技术;新材料 1 前 言 工业建筑一直是我国土木建设中非常重要的一部分,随着经济的发展,其逐渐受到了社会各界人士的高度重视。目前我国工业建筑施工技术和国外技术相比,还存在较大差距。从某个角度而言,工业建筑可直接推动社会经济的发展,尤其是新技术的使用更是能使工业建筑得到更好的发展。现阶段,我国工业建筑施工技术的整体水平虽然有所上升,但是少数技术的发展依旧停留在原地。因此,对我国工业建筑施工技术进行深入研究很有必要。 2 我国工业建筑施工技术的发展现状 现阶段伴随建筑业的快速发展,在一定程度上也直接推动了工业建筑施工技术的发展。建筑施工技术在内容上主要由4个部分组成,分别为电梯、土建、采暖卫生和煤气工程以及消防,每个部分的传统施工技术均得到了发展。自从改革开放政策实施后,我国工业建筑施工技术发展越来越开,呈现了繁荣的景象,由此呈了大量规模大与结构新颖的工业建筑。和传统对比,建筑施工技术难度也不断增大,安全性在一定程度上也被提高,可以提现我国建筑施工技术的进步。但是还是有少数施工技术和国外发达国家对比,差距很大,由此需要我国相关专家们对工业建筑施工技术进行研究,不断开发出新型技术并且将其投入使用中,从而推动我国建筑业的发展。 3 目前我国新技术的使用情况 目前,我国新技术是施工方面的应用,主要表现在装饰工程及结构工程中的应用: 3.1 装饰工程中主要技术的应用情况 (1)随着新形势的形成,装饰行业树立的市场竞争意识越来越强,根据我国工业建筑标准不断提高,大部分建筑企业更改了企业经营战略,大量引进与使用国外技术含量高的新型施工技术,致使装饰行业应用大量的新技术,大量工业产品被使用在装饰工程中,涌现了像复合性材料装饰、木制品、金属材料装饰以及玻璃制品装饰等技术,导致装饰施工从根本上发生了改变。 (2)新技术所具备的时代感越来越强,产品精度不断被提高,工程质量有所提高,且还具有工期短等优点,于是新技术因施工时间被减少以及没有污染的优势而被广泛应用到在装饰施工中。 (3)装饰施工中的新技术主要包括石材干挂技术、金属幕墙技术、石材毛面铺设整体研磨技术、组合式单体幕墙技术、微晶玻璃与陶瓷复合技术、木制品部品集成技术以及点式幕墙技术等,不用油漆,固定方式及连接方式的改变,都在环保方面占据一定优势。 3.2 结构工程中主要技术的应用情况 (1)新型防水材料的应用。过去使用的防水材料主要是沥青,目前随着专家们的坚持不懈,越来越多新型防水材料使用在工业建筑中,像新型防水涂料、密封膏以及高分子卷材等。防水施工逐渐朝冷作业发展,而综合机械化整体水平随之也越来越高。尤其是水泥基渗透非结晶型防水材料,其载体为高强度水泥,通过更改微硅粉以及有活性物质两者的性质而产生,在此基础上,我国还研究了像结构修补砂浆与混凝土外加剂等新型材料。 (2)清水混凝土技术的应用。混凝土施工广泛应用新技术及新材料,因为人口越来越多,人均可用空间受到影响,呈现降低的趋势,为了给人类创造更多的居住空间,高层建筑发展锐不可挡。随着高层建筑工艺要求越来越高,导致浇钢筋混凝土结构不断被使用在建筑施工过程中。现浇钢筋混凝土技术当中的清水混凝土技术比较先进,其可以把原始浇筑面当做装饰性表面,非常质朴自然,能够充分显示人与自然和谐共处的理念。此外,清水混凝土技术的应用,还使工程的工期得到了一定缩短的同时,并增加了建筑的强度,使工程的施工成本得到了一定降低。 (3)防水混凝土技术的应用。防水混凝土结构在内容上主要指密实性高且防水效果好的整体式混凝土,其功能以承重为主,同时兼有抗渗与围护的功能,在一定程度上还能够符合耐侵蚀以及冻融的要求。此外,其施工还比较简单,这样就能使工期得到一定缩短,从而可使整个工程的造价有所降低。 4 我国工业建筑施工技术中对新型节能建筑材料的应用情况 (1)高效节能门窗的应用。我国工业建筑的空间都是比较大的,而从建筑物而言,门窗对热量的传递有着非常重要的作用,把其节能门窗应用在工业建筑的施工中,可在很大程度上使门窗的密封性能及保温性能得到有效改善,从而可使整个工业建筑物实现有效节能。目前,新型门窗材料主要包括UPVC等塑料型材,此类才来可使热量的传递及渗透量都得到有效减少,此外,太阳能辐射也较其他材料少。另一方面,新型门窗通常都为平开窗型,这样的窗型可使门窗的安全性及密封性都得到一定改善,而且还能节约材料,具有良好的环保及节能性能。 (2)新型节能保温屋面及墙面的应用。一般而言,和普通居住用地相比,工业建筑所占的空间是比较大的,因此,新型保温材料及新型复合墙体在工业建筑施工技术中的应用是非常重要的,把它们应用在工业建筑施工技术中,可使工业建筑在保温方面的性能得到有效保证,此外,复合墙体还可使墙体的耗热及传热情况得到一定降低,从而可使墙体承受更多的重力。 5 我国工业建筑施工技术的发展趋势探究 (1)越来越重视智能化施工技术的应用。随着先进科学技术的不断,计算机技术及网络信息技术在工业建筑的施工中也得到了更多应用,今后,随着计算机技术及网络信息技术的进一步发展,它们在工业建筑中施工技术中的应用将会逐渐形成智能化的生产与管理体系。如建筑材料的运输与验收、施工设备的维护与运作、工程竣工后的检查与验收等都会逐渐形成一体化及智能化的网络系统,此外,施工过程中的整个流程都会逐渐实现信息化,这样通过对施工现场的总线进行设置,就可以以自动化的方式对整个建筑工程进行实时而有效的控制与管理。从某些角度来说,智能化在工业建筑施工技术中的应用,在一定程度上体现了科技在建筑领域中的科学及有效应用,当施工技术发展到一定程度后,就可把工业建筑施工中每个环节的信息进行有效汇总,从而可对施工中的各项进度进行合理控制,这样就可使工业建筑施工的安全得到一定保证,另一方面,通过智能化及自动化的实时控制与管理,还可使工业建筑的施工技术都能更加科学、精确、高效(图1为某工业建筑的智能化施工管理示意图)。 (2)越来越重视建筑施工技术向工业化发展。为了使工业建筑的施工技术都具备一定的高效性及精确性,施工过程中,必须利用先进的技术对传统的施工模式进行不断更新与突破,因此,工业化发展必然会逐渐成为工业建筑施工技术未来的发展趋势。工业化发展指的是把工业模式中互换性与流水性都融入到工业建筑领域中,从而使工业建筑的作业模式实现系统性,其从建筑材料的生产到主体结构的建造,再到建筑中相关基本构件的维护,都将会逐渐形成程序化生产,且都使用工业生产的形式来完成每个施工环节。工业化的施工模式,不仅能使施工技术在应用的过程中井然有序,而且还能使工业建筑的整体施工效率得到一定程度的提高。目前,工业化的施工技术在工业建筑中的应用还没有得到比较有效推广,但是由于其模式具有一定的优越性,因此,工业建筑施工技术必然会朝着工业化的趋势发展。 (3)强调使用高新技术,以提高建筑施工的效率。对工业建筑行业的发展进行详细分析可知,近几年来,高新技术在工业建筑中的应用已越来越广泛,且其在工业建筑及其施工技术中都有着非常重要的作用,因此,为了促进工业建筑的进一步发展,高新技术在工业建筑施工技术中的应用已逐渐成为一种发展趋势,高新技术的应用,使工程的施工效率得到一定提高的同时,也使整个工业建筑工程的施工质量得到了有效保证。受到先进科学技术的影响,目前,精密化、集约化、长寿化、多元化、电力化以及智能化已逐渐成为我国的工业建筑施工技术发展的重要方向,且施工材料方面,也已逐渐向多功能化方向机高科技含量的技术指标方向发展,上述因素都会使工业建筑的整体质量得到一定提高,且还会使工业建筑的施工更加高效[3]。 (4)重视以绿色生态的方式开展施工作业。近几年来,随着我国社会经济的迅速发展,我国对建筑的要求已逐渐趋向绿色生态,现阶段,许多建筑项目在设计中,都已开始融入某些生态元素,且在施工的过程中,也取得了较好效果。在今后的发展中,我国的工业将会越来越重视绿色生态,而且还会以生态绿色为理念开展相关的施工。如对建筑材料进行选择时,为了减少建筑材料对生态环境的不良影响,会更加注重低耗、长寿、高能、优质以及生产及废旧后能够进行科学而有效降解的材料,这样对生态环境进行有效保护的同时,也能在一定程度上对资源进行节约,此外,还可使资源的循环利用得以实现。在施工的过程中,选用技术时,会充分考虑到其对生态环境及能源利用的影响,把高新技术应用在施工过程中的同时,会和绿色生态进行科学而合理的结合,以把工业建筑和其周围的生态环境进行密切结合,从而使工业建筑体现出和生态环境的统一与和谐。 6 结 语 施工技术对工业建筑工程质量有着非常重要的影响与作用,为了促进工业建筑的发展,施工过程中,除了要使用先进的技术,还应注意和生态环境及工业生产的需求进行密切结合,这样才能建造出符合人们要求的现代工业建筑,本文主要就我国工业建筑施工技术的发展趋势作了相关分析,以此为工业建筑的相关研究提供参考。 作者简介:陈信寨(1975-),男,本科,工程师,主要从事工程建设管理工作。 工业建筑施工技术的发展之微探:对工业建筑施工技术的几点思考 摘要:随着我国经济的发展,社会的发展,在工业建筑中,工业文明对人类社会的进步与发展有很大的影响,需要提高自身的条件,为了更好的工业生产,本文分析了工业建筑的现状和创新施工技术。 关键词:建筑施工;工业建筑;施工技术 一、目前工业建筑施工的技术存在问题 (一)混凝土的施工技术现状 在一个工业建筑工程,混凝土施工技术可以在很大程度上发挥到重要的作用,凝土的施工技术就直接决定着浇筑这个环节的质量怎么样。专家调查以及在实践中已经证明,在现代的工程施工中,混凝土可以说是其一种著名的建筑材料,混凝土的这种材料其质量的好坏与高低就直接与工程的成败有着关系,但是在实际的施工的操作过程中,混凝土作为一种浇筑材料,其在质量方面还能够存在着很大的提升的空间。此外,在施工中的队伍其素质的水平高低、以及施工的技术与工艺水平等等都在很大程度上影响着施工的发展,这些都已经成为关键的、牵肘的因素。但是施工相关人员没有安装规定的要求来把关混凝土的质量问题,而且在施工中也没有采取一种科学的施工设备以及手段,在工序方面还很难能够去满足一些高标准的关于施工的要求,这些因素都对于混凝土的浇筑技术产生了消极的影响以及制约。 (二)桩基施工的技术现状 在建筑的施工中,桩基有着很好的优点与特性,沉降小、稳定性大、以及承载能力好,等等,这些特点就能够对于软土地基的一些建筑物给予满足。桩基施工中,其类型有很多,常见的一般是包含两种,一种是灌注桩的施工,一种是预制桩的施工。对于在建筑施工中,这两种技术的应用,就能够体现出其比较先进性的一面,但是也因为操作不是很适当的原因,而经常会产生一些负面的不良影响。例如说,预制桩在其制作方面,桩基的质量就可能会因为工序的一些问题而不能够得到保证,这就意味着不能够进行正常的使用。而桩基是在建筑整个过程中的一个基础与根本,但是如果是质量不能够过关的话,就可能会对建筑物的稳定性产生不好的影响。然而桩基础的隐蔽性特点,在施工中相关的技术人员就可能不能够按部就班按照规范要求实施,这就意味着对于偷工减料的一些行为不能够进行控制,也不能落实技术规章的相关制度,桩基的施工就不能为建筑工程的相关质量大好基础。 (三)防水施工的技术现状 对于工业建筑物来说,其是一种较为特殊的建筑物,所以其在防水等要求方面都会比普通的一些民用工程要高,目前来说,在该项技术的运用方面,就体现在新型的防水材料的增长速度方面。此外,技术也不能跟上材料的更新换代。目前来说,防水材料的主导产品主要是以沥青的防水卷材料。然而在实际的运用中,这种材料尽管是已经解决了一些难题,比如说抗腐蚀等,但是对于在施工的效率以及正确性方面还有待提高。 二.建筑施工的技术创新 (一)混凝土浇筑技术创新 这是工程创新的一个基础性内容,具体包含以下几点: 在进行浇筑之前,应该将准备充分的做好,要有到位的设备、人员、以及施工的材料,要制定预算的方案以及标准,合理的安排施工。 第一,搅拌技术方面。对于搅拌来说,其应该要掌握相关的技术,它直接影响着成料的质量问题,而传统的技术并不能够满足于施工的要求,所以在技术这方面,应该可以这样来进行改革:首先,结合着砂石以及气候的相关含水量,给予调配,如果是雨水比较多,就可以增加一些测定的次数。其次,搅拌车在进行作业之前应该适当的进行空车的搅拌测试,如果能够正常的使用,就经水泥以及砂石进行搅拌。再次,对砂石以及水泥进行磅秤的标量,搅拌机对于每一盘的材料其用量是确定的,应该在进场时按照标准进行过称检查。最后就是要根据材料已经规定的相关顺序来一次的添加水、砂子、水泥、石子。还要保持以水泥与水为主,石子为辅。 第二,对于混凝土的浇筑。首先,在浇筑之前,在构造柱的根部,其缝隙应该铺上水泥砂浆,要保证砂浆要在5厘米与10厘米之间,而且混凝土的配合要与砂浆的配合要一致;其次,混凝土要用塔吊吊扣来进行盛放,采用人工,将混凝土捣入进模内而不是直接的用吊车将混凝土倒入进模内中;再次,在构造柱内已经将混凝土捣入之后,就应该及时的进行搅拌,均匀之后再继续添加,搅拌之间的间距要规定其深度为60厘米。最后就是要求在浇筑的过程中,相关的负责人应该做好记录。 (二)桩基的技术创新 首先是灌注桩的技术创新。即先将桩位予以确定,在成孔之后再将钢筋骨架予以注入,在混凝土浇筑进孔,形成桩基。在实际中最常用的方法就是泥浆的护壁成孔,主要有以下程序:首先是钻孔,在钻孔达到标准之后在进行清孔,放入浇筑的混凝土以及钢筋笼。钻孔的过程中,要注入泥浆护壁,防止坍塌。而且要注意,泥浆的密度不能小于水的密度,对于壁内的水压要及时的增加,避免孔壁的坍塌。 其次是预制桩的技术创新。有以下四点:第一,制作。为了使得场地保持干燥,在制作之前,就应该先将排水管道予以疏通,将现场的场地进行平整。在浇筑中,要保证不间断,还要保证钢筋网以及主筋的整体性,要保证桩基的密实平整。第二是起吊。在起吊的过程中,其时间要结合着混凝土的相关强度,能够起吊的前提是强度达到了百分之七十以上。而且吊点数量的多少还应该要结合着桩基长度确定。第三阶段是运输。要检查好桩基的质量、强度、以及长度,要根据实际的运输距离来选择不同的运输方式,比如说支座、筒垫、以及平板等。第四,就是要打桩。要做好准备性工作,确定好水准点、轴线、技术的交底工作、复查人员是否到位等。要控制好打桩的深度、力度、还有桩锤落的相关距离,而且要随时的进行记录,并要做好相关的验收依据。 (三)防水施工的技术创新 目前来说,就传统的施工技术来看,根据其存在的状况以及分析,相关的专家认为,在施工中要采用一些防水能力较强、密实性也较好、以及使用的方法也较为简单的这种材料。比如说,防水混凝土,对于这种材料来说,其防水的能力很强,而且密实性也不差,在施工中,就能够起到一种抗渗、承重、以及维护的功能,而且能够抗腐蚀、防冻等等。防水技术的创新应该要考虑到以下:成本造价的高低、材料的来源是不是很充足、操作的程度是不是简单、工程的进度能不能加快等等。而且随着环境保护观念的发展,对于这些防水材料能不能做到环保等等,这些都是应该要考虑到的。 三、结束语 综上所述;在工业建筑的施工中,很多技术还有待于进步与创新,这就要求相关的技术工作人员,做好自己的本质工作的同时,要积极的探求新的措施与手段,要进行创新发展,更好的促进工业建筑服务于社会。
通过对道路施工状况的分析,道路建成之后会暴露在自然环境之中,受到风吹雨打、阳光暴晒等自然现象的腐蚀,同时也承受较大的车辆荷载,这种现象的出现会对道路使用寿命造成影响。因此,在现阶段道路施工的过程中,施工人员应该认识到高性能混凝土材料使用的状况,针对新型路桥施工方案,进行材料的综合性运用,逐渐提高道路施工的耐久性以及抗腐蚀性,延长道路的使用寿命,并提高工程施工的整体性能,避免施工混凝土材料的过度消耗,为道路工程项目施工方案的优化提供保障。 1高性能混凝土的特点 1.1材料耐久性 在城市化进程背景下,车流量逐渐增多,对施工质量提出了较高的要求。通过对混凝土工程设计状况的分析,应该将材料使用作为重点,结合混凝土的基本性能,逐渐提高混凝土施工性能,保障道路施工的稳定性。在高性能混凝土施工中,结合工程建设状况,可以提高工程质量,并延长道路的使用寿命,改善传统工程施工中存在的限制性问题,优化工程施工状况,提升施工的整体价值。 1.2材料抗压强度大 对于道路施工中的抗压强度而言,作为评价混凝土的重要指标,可以充分保障施工的质量。将高性能材料运用在路桥工程中,可以充分保障道路施工的抗压强度,而且,与传统混凝土相结合,不会增加工程结构的自重。 1.3环保性能较好 高性能混凝土施工中,可以实现节能降耗的施工目的。而且,在道路施工中,可以将绿色施工作为重点,提升混凝土的整体性能。同时,在高性能混凝土使用中,可以提高工程强度,并减少材料用量,节约施工能源,缩短施工周期,并逐渐提高工程造价管理的整体价值。 2高性能混凝土施工要点 2.1施工前的准备 在道路工程施工的过程中,应该选择适合的混凝土搅拌场地,结合工程项目设计的实际状况,进行混凝土拌合机项目的设计。在施工进度优化中,需要在施工前进行材料的准备,并对材料的选择进行检测以及调整。对于施工人员,在施工前需要准备好施工材料,根据水泥性能,提高施工质量,并检查混凝土的凝结时间、细度以及安全性。同时,在道路施工设计中,需要结合施工材料,进行图纸的设计,并针对图纸边线、中心线等进行放样,结合缩缝、胀缝、纵坡转折点以及起止点进行桩位的确定。 2.2浇筑工艺 通过对混凝土浇筑施工工艺的分析,其作为施工中较为重要的环节,需要按照设计、施工要求进行施工方案的优化,提升实验选择的优势性,而且,在浇筑混凝土之前,需要确定模板的强度、尺寸以及钢筋的预埋状况。例如,在道路混凝土施工的过程中,通过运料车可以将混凝土送到浇筑位置,结合工程施工技术,进行道路涂抹,提高施工的质量。同时,在钢筋网片安装中,厚度不能超过25cm,需要一次安装到位,对于厚度大于25cm的模板,需要进行两次安装,在边缘处可以进行钢筋的合理处理,并提高钢筋混凝土的刚度,保障浇筑工艺施工的合理性。 2.3振捣技术 通过对混凝土混合料浇筑状况的分析,应该针对振捣状况,进行振捣器项目的设计,并通过插入式振捣器以及平板式振捣器的施工优化,进行施工方案的合理选择,展现工程项目施工的稳定性,在振捣技术运用中,需要来回拉2次~3次,及时赶出气泡,保证道路施工的稳定性。 3道路桥梁工程中高性能混凝土的运用 3.1道路施工中的技术运用 对于高性能混凝土而言,存在着高性能、高体积、稳定性以及耐久性的特点,将其运用在道路工程施工之中,可以提高道路施工的整体性能,并增加工程强度,提高道路的力学强度。研究中发现,在道路桥梁混凝土材料使用中。对于施工人员,在工程施工中,不仅需要提高路基施工的质量,而且也需要解决道路混凝土的强度,减少水泥用量。同时,在道路施工的过程中,为了提高工程的整体质量,应该提高高性能混凝土的使用质量,施工人员也应该根据道路混凝土的特点,结合高性能混凝土的特性,进行技术的优化,并改变以往混凝土施工工艺,针对坍落度需要达到施工标准,提升道路高性能混凝土使用的价值性,促进现代道路项目设计的稳定性。 3.2桥梁工程高性能混凝土运用 结合高性能混凝土施工状况,将其运用在桥梁施工中,可以长时间保持道路力学性能,使得在恶劣的条件下提高力学性能,并保障道路施工的稳定性、强度性。对于这种施工状况而言,在道路施工中可以提高施工的整体强度,并提高经济效能以及使用性能,提高工程项目施工的整体质量。由于桥梁工程结构相对复杂,在施工设计中跨径长,所以,需要提高混凝土的强度,优化混凝土性能,充分保障主梁工程设计的合理性。因此,在现阶段桥梁施工中,结合高性能混凝土工程的施工状况,可以提高桥梁结构,并加强混凝土质量,加固桥梁结构,增强桥梁的使用寿命。 3.3高性能混凝土在工程施工中的运用 对于高性能混凝土而言,对搅拌设备的要求相对较高,所以,在使用中需要选择卧轴式搅拌设备,在短时间内获得高性能的搅拌。而且,在高性能混凝土材料运用中,需要保证拌合物稠度,控制含水量,并结合拌合物的稠度,保障搅拌均匀性,使稠度符合施工要求,提升混凝土的整体质量。在制备后,应该使用罐车运输以及浇筑的方法,进行泵送工程处理,为施工提供便利性的操作技术,增大混凝土工程的密实度,并加入减水剂,增强混凝土的结构强度,提升混凝土的流动性。 4结语 在现阶段公路工程项目设计的过程中,通过高性能混凝土的运用,可以提高工程施工的整体质量,并保障道路施工的稳定性。而且,在道路工程设计中,设计人员应该将道路设计作为重点,结合工程施工模式,进行技术运用,提升工程施工的整体质量。通常状况下,在高性能混凝土运用中,应该通过不同施工状况,进行混凝土施工方案的优化,展现道路工程设计的稳定性。
建筑防水施工工艺研究:高层建筑防水施工工艺及预防措施 摘要:高层建筑的防水比一般建筑工程防水的要求更严格,它是建筑产品的一项重要使用功能,既关系到人们居住和使用的环境、卫生条件,也直接影响着建筑物的使用寿命。建筑物的防水工程,按其工程部位科分为地下室、屋面、外墙、室内厨房等防水工程。下面我们简单探讨一下施工工艺及防御措施。 关键字:高层建筑 防水 地下室 厕浴间 屋面 一、地下室工程防水 各种房屋的地下室及不允许进水的地下构筑物,其墙与底面长期埋在潮湿的途中或浸在地下水中。为此,必须做好防潮或防水处理,在高层建筑中,由于深基础的设置或建筑功能的需要,一般设有一层或数层地下室,对其防水功能的要求就较高。 1.地下卷材防水施工 (1)卷材铺贴要求。地下防水层及结构施工时,地下水位要设法降至底部最低标高下300mm,并防止地面水流入,否则应设法排除,卷材防水层施工时,气温不宜低于5度,最好在10-25度进行,卷材长、短边接缝宽度应不小于100mm,上下两幅卷材压边应错开1/3幅宽。 应特别注意阴阳角部位、穿墙管以及变形缝部位的卷材铺贴,这是防水薄弱的地方,铺贴比较困难,操作要仔细,增贴附加卷材层,并采取必要的构造加强措施。 (2)卷材的搭接缝以及附加补强胶条的粘结必须牢固,封闭严密,不允许有皱折、孔洞、翘边、滑移或存在渗漏水隐患的其他外观缺陷。 2.注重防水构造施工的质量控制 (1)底板和墙的交接处严禁留设施工缝,如需留,则一定要留设在墙身距底板500左右处,而且最好呈槎(凸)形; (2)设金属止水板时,宽厚度要符合规范要求并要焊接接头,为锚固牢,两边应做好短锯齿状; (3)变形缝处的橡胶止水带,一定要使两边的拉铁丝固定在钢筋上,浇注混凝土时严防从一侧倾倒,振捣时两边均匀插振,以确保止水带的准确位置; 穿墙套管,一定要在中部位置焊上金属止水盘,并预埋准确;支模用的穿墙螺栓也要在中间焊接金属止水盘,拆模后抹灰前要贴墙割断,并用油漆防腐。凡容易形成渗水通道的地方均应焊上金属止水盘。 3.刚性防水附加层 地下室工程以钢筋混凝土结构自防水为主,并不意味着其他附加防水层的做法不重要,因为大面积的防水混凝土难免会有缺陷,另外防水混凝土虽然不透水,但透湿量还是相当大的,故对防水、防湿要求较高的地下室,还必须在混凝土的迎水面做刚性或柔性附加防水层。 (1)刚性防水层与基层之间应设置隔离层,减少因结构变形对刚性防水层产生不利影响常用隔离层材料为纸筋灰麻刀灰低强度砂浆或干铺卷材。 (2)刚性防水层与山墙女儿墙以及突出屋面交接处变形复杂,易于开裂而造成渗漏,故应在这些部位留设缝隙,并用柔性密封材料进行处理,以防渗漏。 4.涂膜防水施工 聚氨酯涂膜防水施工工艺 聚氨酯涂膜防水材料是双组分化学反应固化型的高弹性防水材料。 (1)为了防止地下水或地表滞水的渗透,确保基层的含水率能满足施工要求,在基坑的混凝土垫层表面上,应抹20mm左右厚度的无机铝盐防水砂浆,要求抹平压光,不应有空鼓、起砂、掉灰等缺陷。立墙外表面的混凝土如有水泡、气孔、蜂窝、麻面等现象,应采用加入水泥量15%的高分子聚合物乳液调制成的水泥腻子填充刮平。阴、阳角部位应抹成小圆弧。 (2)通有穿墙套管部位,套管两端永带法兰盘,并要安装牢固,收头圆滑。 (3)涂膜防水的基层表面应干净、干燥。 二、外墙及厕浴间防水 1.构造防水施工 构造防水施工即在外墙板的四周设置线型构造,加滴水槽,挡水台等,放置防寒挡风条,形成压力平衡空腔,利用垂直或水平减压空腔作用切断板缝毛细管通路,根据水的重力作用,通过排水管将深入板缝的雨水排除。 构造防水施工工艺 (1)吊装前,又能够将垂直缝中灰浆清理干净,保持平整光滑,并对滴水槽和空腔侧壁满涂防水胶油以道。 (2)首层外墙板安装前,应按防水构造要求,沿外墙做好现浇混凝土挡水台,即在地下室顶板圈梁中,预埋插铁,配纵向钢筋,支模板后浇筑混凝土。 (3)外墙板安装前,应做好油毡聚苯板的材质粘贴工作和塑料挡水条的裁制工作,泡沫聚苯板应按设计要求进行裁制,其长度可比层高常50mm,油毡条的裁制长度比楼层高度长100mm,宽比泡沫聚苯板略宽一些,然后将泡沫聚苯板粘贴在油毡条上。 2.材料防水施工工艺 (1)嵌填法与刷涂法施工。除丁基密封胶适用刷涂法外,多数密封膏适用嵌填法,即用挤压抢将筒装密封膏压入板缝中。 (2)压入法施工。压入法是将防水密封材料事先轧成片状,然后压入板缝之中,这种做法可以节约筒装密封膏的包装费,降低材料消耗。 2.厕浴间防水施工 建筑工程中的厕浴间,一般都不知有穿过楼面或墙体的各种管道,这些管道具有形状复杂、面积小、变截面等特点,在这种条件下,如果继续沿用石油沥青青纸胎油毡或其他卷材类材料进行防水的传统做法,难以形成一个弹性与整体的防水层,现多用涂膜防水或抹聚合物水泥砂浆防水取代各种卷材做厕浴间防水的传统做法,从而保证了厕浴间的防水工程质量 三、屋面及特殊建筑部位防水施工 1.屋面防水施工 目前,常见的屋面防水形式多为合成高分子卷材防水、聚氨酯涂膜防水组成的复合防水构造,或与刚性保护层组成的复合防水构造,其施工工艺与一般多层的屋面防水相同。 防水涂膜施工完后,即铺设合成高分子卷材和油毡,施工中应注意以下几个方面: (1)由于设计要求屋面找坡层按2%坡度放坡,因此卷材铺设时应平行于屋脊自下而上的铺贴,卷材搭缝必须严密,缝口应顺水流方向搭接,其宽度不应小于50mm,上下屋接缝应左右错开250mm,在铺大面积防水卷材之前,应将檐沟,管道口、雨水口处的附加防水布铺好后由屋顶的低处向高处进行大面积的铺贴。 (2)屋顶卷材遇到女儿墙时,应将卷材沿墙上卷,高度应低于250mm,然后固定在墙上预埋的木砖和木块上,并用1:3水泥砂浆做坡水。 (3)凡管道等伸出屋面的构件必须在屋顶上开孔时,为了防漏水应将卷材向上翻起,抹以水泥砂浆或再盖上镀锌铁皮起挡水作用,泛水高度不超过200mm。 (4)卷材防水层应粘结牢固,无空鼓、损伤、滑移,翘边、起泡、皱折等缺陷。 (5)防水层施工完毕后,必须作蓄水试验合格后开始进行下道工序。 2.特殊建筑部位防水 (1)对基层的要求及处理。楼层地面或屋顶游泳池、喷水池、花园等基层应为全现浇的整体防水混凝土结构,其表面要抹水泥砂浆找平层,要求抹平压光,不允许有空鼓、起砂、掉灰等缺陷寻在,凡穿过楼层或立墙的管件(如进出水管、水底灯电线管、池壁爬梯、池内挂钩、制浪喷头、水下音响以及排水口等),都必须安装牢固、收头圆滑。做防水层施工前,基层表面应全面泛白无水印,并要将基层表面的尘土杂物彻底清扫干净。 (2)涂膜防水层的施工。涂膜防水层应选用无污染的石油沥青聚氨酯防水涂料施工,该品种的材料固化形成的涂膜防水层不但无毒无味,而且各项技术性能指标均优于煤焦型聚氨酯涂膜。 (3)细石混凝土保护层与瓷砖饰面层的施工。在涂膜与卷材复合防水层施工完毕,经质监部门认真检查验收合格后,即可按照设计要求或标准规范的规定,浇注细石混凝土保护层,并抹平压光,待其固化干燥后,再选用耐水性郝、抗渗能力强金额黏结强度高的专用胶黏剂粘贴瓷砖饰面层。 要特别注意的是,在进行保护层施工的过程中,绝对不能损坏复合防水层,以免留下渗漏的隐患。 关于高层建筑防水工程施工的要点还有很多,在此不一一叙述,但每个工程管理人员都应该引起足够的重视。重视这细节部位的施工质量控制,严格落实各项防水施工质量的控制措施,只有这样,高层建筑防水施工才能做的更完美。 建筑防水施工工艺研究:建筑防水工程细部施工工艺 【摘要】在建筑施工过程中,很重要的一个环节就是防水施工,因家居防水渗漏而引起的纠纷也一直不断。本文对建筑防水工程细部施工工艺进行阐述。 【关键词】建筑防水工程;细部施工;工艺 在建筑施工过程中,很重要的一个环节就是防水施工,因家居防水渗漏而引起的纠纷也一直不断。一般家居渗漏多产生于两个方面:一是外部来水。隐患来自于窗台,阳台等处,原因是门窗安装时,门窗与四周墙壁之间的防水密封材料本身不抗变形或施工工艺不规范;二是厨房卫生间的防水没有做好,造成楼上往楼下漏或门里往门外漏,墙里往墙外渗漏等现象,给人们的生活造成极大的不便,且很难根治。 1 建筑防水施工工艺流程 清理基层―涂刷基层处理剂―节点处理― 铺EVA防水卷材―卷材搭接与卷材收头处理―质量验收 1.1 清理基层:表面应平整、干净、干燥,细部构造应达到设计要求,如有缺陷应进行处理,合格后方可进行防水施工。 1.2 涂刷基层处理剂:自粘防水卷材基层处理剂开桶后应充分搅拌,用滚刷均匀的涂刷于基层(参考用量为0.2kg/m2)。待基层处理剂完全干燥后铺贴自粘防水卷材。 1.3 节点处理:管根部位如雨水管、穿樯管等部位的管根需先做密封处理后,再铺贴附加层;转角部位如阴阳角、平立面转角铺贴附加层;伸缩缝、施工缝等部位铺贴附加层。附加层的水平面和垂直面宽度均应≥250mm. 1.4 铺EVA防水卷材:先确定卷材铺贴顺序和方向,并在基层弹线,然后铺贴卷材。铺贴自粘防水卷材时,先揭下隔离纸,将有粘性的一面沿基准线铺贴,随揭隔离纸(膜)随即滚压卷材的表面并挤压出空气,以确保初始粘结强度。卷材纵向搭接缝要顺直,搭接缝宽度30 ~50 mm,用滚筒用力压实,确保防水卷材之间粘接牢固。 1.5 卷材搭接与卷材收头处理:卷材采用搭接方式,通过卷材高分子层搭接焊接,将两幅卷材搭接在一起。无论是水平收头,还是垂直收头,应对收头边处采用配套密封胶密封,卷材在立面收头时,应用金属压条固定,再用配套密封胶将金属压条上口和固定螺钉密封。 1.6 质量验收:防水层验收合格,进行下一道施工程序。自粘防水卷材出现破损或鼓泡时,应将破损部分清洁干净后,用大于破损部位边缘100 mm的卷材修补压实封口。 2 常见细部施工方案 2.1 变形缝 用于伸缩的变形缝宜不设或少设,可根据不同的工程结构类别及工程地质情况采用诱导缝、加强带、后浇带等替代措施。用于沉降的变形缝宽度宜为20~30mm,用于伸缩的变形缝宽度宜小于此值,变形缝处混凝土结构的厚度不应小于300mm,变形缝的防水堵漏措施可根据工程开挖方法。 诱导缝的作用在于沿结构纵向长度设置若干“接缝”,接缝处纵向钢筋的含量为纵向钢筋总量的30%。当结构因温差或混凝土干缩等原因引起内力变化时,使诱导缝先行开裂,从而控制了混凝土结构随意出现裂缝的情况。 诱导缝间距一般控制在20~30m,可根据施工季节、温度的不同作相应调整,诱导缝的防水堵漏构造可按变形缝处理。 变形缝两侧应平整、清洁、无渗水,并涂刷与嵌缝材料相容的基层处理剂,嵌缝应先设置与嵌缝材料隔离的背衬材料,并嵌填密实,与两侧粘结牢固,在缝上粘贴卷材或涂刷防水堵漏涂料前,应在缝上设置隔离层后才能进行施工。 变形缝止水材料通常有以下几种:橡胶止水带、塑料止水带、氯丁橡胶止水带和金属止水带等。选择止水带的基本要求是:适应变形能力强、防水堵漏性能好、耐久性高、与混凝土粘结牢固。 止水带的构造形式有埋人式、可卸式、粘贴式等,目前采用较多的是埋人式。根据防水堵漏设计的要求,有时在同一变形缝处,可采用数层、数种止水带的构造形式。 埋入式(橡胶止水带)变形缝构造 2.2 后浇带 后浇带(也称后浇缝)是对不允许留设变形缝的混凝土结构工程(如大型设备基础等)采用的一种刚性接缝。 混凝土后浇留带留设的位置、形式及宽度应符合设计要求。其断面形式可留成平直缝或阶梯缝,但结构钢筋一般不能断开;如必须断开,则主筋搭接长度应大于45倍主筋直径,并应按设计要求加设附加钢筋。留缝时应采取支模或固定钢板网等措施,保证留缝位置准确、断口边缘混凝土密实,留缝后要注意保护,防止边缘毁坏或缝内进入垃圾杂物。 后浇带处混凝土浇筑,应在其两侧混凝土浇筑完毕后、设计规定的间隔时间进行(一般不少于六个星期,高层建筑应在结构顶板浇筑混凝土14d后),浇筑前应将接缝处混凝土表面凿毛并清洗干净,保持湿润,并刷水泥净浆,然后用符合设计要求的混凝土进行浇筑,并振捣密实,混凝土养护时间不应少于28d。 2.3 预埋件、穿墙管道 在预埋件的端部应加焊止水钢板,在穿墙管道外加套管并加焊止水环进行防水堵漏处理。预埋件、穿墙管道均应预先固定、周围混凝土应仔细浇捣密实,保证质量。 2.4 卫生间门口部位 卫生间的防水可以说一直以来人们的重视程度较高,因为其经常处在一种有水的环境下,特别是马桶底部、地漏处、给排水管道根部等部位一直是人们的高度关注的部位。但是,对于卫生间门框下部的渗漏问题,还没有引起人们的足够重视。 2.4.1 发生原因: (1)门框安装好后,在后序施工中,使其产生震动,造成门框与下面的防水层及防水保护层脱离。 (2)门框与墙体的缝隙没有填塞密实,使防水找平层在此产生裂缝。 2.4.2 控制措施 (1)安装门框时,在靠近门框底部增加固定点,保证在此部位门框与墙体连接牢固。同时,门框安装好后,要注意避免对其产生大的震动,做好成品保护。 (2)门框与墙体之间的缝隙要采用砂浆填塞密实,而且填塞砂浆中适当掺入建筑胶,使其不容易产生裂缝。同时,在门框与墙体的接缝处另加一层防水油膏,对此部位的防水进行加强。 2.5 墙外保温在外窗的收口部位 随着建筑节能要求的不断提高,外墙外保温技术逐渐被大多数工程所采用,外保温在外窗收口部位的雨水渗漏问题也随之而来,雨水顺着保温的收口部位渗漏至保温的空气层内,进而沿着外墙渗透至室内。 通过研究发现,产生这个问题的主要原因是保温收口处比较薄弱,如果此处施工质量控制不好或者成品保护工作没有做好,极易产生渗漏问题。但是要想通过提高施工时的质量意识和成品保护意识来解决此问题比较困难,因为随着时间的推移,此处一直是一隐患部位。于是通过分析和实践,认为如下做法可以为此问题的解决提供一种方案。即在施工主体结构时在外窗四周浇筑凸出的混凝土边框,其凸出厚度为设计的保温层厚度 此种做法犹如给外墙保温在外窗的收口部位加设了一个环箍,对其进行了加强,避免了由于此处破坏引起的渗漏。 建筑防水施工工艺研究:浅议建筑防水工程常见材料及施工工艺 摘要:建筑防水工程是保证建筑物的结构不受水的侵袭、内部空间受水的危害的一项分部工程,在整个建筑工程中占有重要的地位。随着国家产业政策的出台,逐步淘汰落后的产品和生产工艺,新型防水材料生产和应用比例进一步提高,本文就建筑防水工程目前的新型材料及施工工艺技术进行研究,为建筑防水工程向加强节约资源、降低能耗和减少排放方向发展提供一些探讨的思路。 关键词:建筑防水工程,防水材料,施工工艺 随着国民经济持续快速稳定增长及房地产行业的快速发展,建筑防水行业也充分享受了经济增长和建筑业繁荣的成果,整个行业获得了快速发展的契机。新型防水材料及新的应用技术层出不穷,而防水材料的应用领域也在不断拓宽,建筑防水行业获得了快速发展。 建筑防水工程涉及到建筑物的地下室、墙地面、墙身、屋顶等诸多部位,其功能就是要使建筑物或构筑物在设计耐久年限内,防止雨水及生产、生活用水的渗漏和地下水的浸蚀,确保建筑结构、内部空间不受到污损。 一、防水工程常见材料及施工工艺 建筑防水工程的分类一般有三种方式,一种是从施工工艺上分类,一种是从施工部位分,还有一种是以施工材料划分。按照施工工艺分类,一般分为结构自防水和防水层防水两大类。结构自防水又称躯体防水,是依靠建筑物的底板、墙体、楼顶板等材料自身的密实性以及采取坡度、伸缩缝等构造措施和辅以嵌缝膏,埋设止水带或止水环等,起到构件自身达到防水的作用。而防水层防水则是采用不同材料的防水层防水在建筑物结构的迎水面以及接缝处使用不同防水材料作成防水层,以达到防水的目的。其中按所用的不同防水材料又可分为①刚性防水材料,如涂抹防水砂浆、浇筑掺有外加剂的细石混凝土或预应力混凝土等;②柔性防水材料,如铺设不同档次的防水卷材,涂刷各种防水涂料等。结构自防水和刚性材料防水均属于刚性防水;用各种卷材、涂料所做的防水层均属于柔性防水。 防水材料品种繁多,按其主要原料分为4类:①沥青类防水材料。以天然沥青、石油沥青和煤沥青为主要原材料,制成的沥青油毡、纸胎沥青油毡、溶剂型和水乳型沥青类或沥青橡胶类涂料、油膏,具有良好的粘结性、塑性、抗水性、防腐性和耐久性。②橡胶塑料类防水材料。以氯丁橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚异丁烯和聚氨酯等原材料,可制成弹性无胎防水卷材、防水薄膜、防水涂料、涂膜材料及油膏、胶泥、止水带等密封材料,具有抗拉强度高,弹性和延伸率大,粘结性、抗水性和耐气候性好等特点,可以冷用,使用年限较长。③水泥类防水材料。对水泥有促凝密实作用的外加剂,如防水剂、加气剂和膨胀剂等,可增强水泥砂浆和混凝土的憎水性和抗渗性;以水泥和硅酸钠为基料配置的促凝灰浆,可用于地下工程的堵漏防水。④金属类防水材料。薄钢板、镀锌钢板、压型钢板、涂层钢板等可直接作为屋面板,用以防水。薄钢板用于地下室或地下构筑物的金属防水层。薄铜板、薄铝板、不锈钢板可制成建筑物变形缝的止水带。金属防水层的连接处要焊接,并涂刷防锈保护漆。 二、新旧防水材料优劣对比及施工工艺 目前我国防水材料己形成SBS、APP改性沥青防水卷材、高分子防水卷材、建筑防水涂料、刚性防渗和堵漏材料等高中低档品种和功能比较齐全的完整系列,并形成材料、生产、设备制造、防水设计、专业施工、科研教学、经营网络为一体的工业化体系。 传统建筑防水材料存在着对温度敏感、拉伸强度和延伸率低、耐老化性能差的缺点:特别是用于外露防水工程,高低温特性都不好,容易引起老化、干裂、变形、折断和腐烂等现象。这类防水材料目前规定采用三毡四油的防水做法,以适当延长其耐久年限。但是这种施工工艺增加了防水层的厚度,特别是对于屋面形状复杂、凸出屋面部分较多的屋顶来说,施工难度很大,施工质量也难以保证,维修保养也非常困难。 而新型建筑防水材料不仅材料新颖,而且施工方法也更为简单易行。新型建筑防水材料主要有合成高分子防水卷材、高聚物改性沥青防水眷材以及防水涂料、防水密封材料、堵调材料、粘绍材料、刚性防水材料等。建设部制定了一系列综合治理的措施,制定了发展、推广、应用建筑防水新材料和防水施工新技术的政策法规。大批种类繁多、门类齐全的新型防水材料已陆续投入使用,新型的施工工艺也逐渐成为防水工程施工主流。 1、通用型防水涂料(GS 防水涂料) 通用型防水涂料,也叫GS防水涂料,其特点是:刚性防水材料,突出粘结性能。主要采用于建筑工程的卫生间和厨房的防水防潮处理。两种材料混合后发生化学反应,既形成表面涂层防水,又能渗透到底材内部形成结晶体阻遏水的通过,达到双重防水的效果。施工时主要用于填涂较狭小的缝隙空间等不易于其他防水材料涂刷的位置。 2、JS防水涂料 JS防水涂料,是指聚合物水泥防水涂料,是由聚醋酸乙烯酯、丁苯橡胶乳液、聚丙烯酸酯等合成高分子聚合物乳液及各种添加剂优化组合而成的液料和由特种水泥、级配砂组复合而成的双组分防水材料,是当前国家重点推广应用新型理想的环保型防水材料。这种防水材料既有无机材料耐久性好的特点,有具有有机材料弹性高的特点。 3、聚合物水泥基涂料 既包含无机水泥,又包含有机聚合物乳液,这种防水材料既可作墙面防水剂,也可内掺于水泥制成高效防水水泥沙浆。由于两者为有机和无机结合,优势互补,刚柔相济,抗渗性提高,抗压比提高,综合性能比较优越,达到较好的防水效果。其特点是:渗透力极强,可渗透到建筑物内部形成永久防水层;防水层透明无色,不变色,不影响建筑物原设计风格。 建筑防水施工工艺研究:浅谈新型建筑防水材料与施工工艺 【摘 要】长期以来我国都一直使用纸胎石油沥青防水卷材作为主要的建筑防水材料,但是作为一种柔性防水材料,纸胎石油沥青防水卷材有自己的缺陷和不足,比如说,不能延伸很容易就被撕裂,不能经过高温烤晒,再加上施工的工艺比较繁琐、不利于环境保护等等诸多问题导致这种纸胎石油沥青防水卷材已经逐渐不能适应我国建筑行业的防水和环保需求了。 真正新功能的防水材料不仅要考虑其可变性、耐劳性,更加要考虑它的耐水性、耐腐蚀性以及环保性能,但是任何一种单一的防水材料要完全解决以上所提出的问题都是很困难的,就目前来看,尽管我国的防水材料还不能完全达到完美的标准,但是较之以前已经有了很大的发展,如APP改性沥青防水卷材、SBS改性沥青防水卷材和聚氯乙烯防水卷材,其中部分材料的性能已经能和国际上先进的防水技术相媲美。 【关键词】防水卷材;建筑行业;新功能 目前在我国应用比较广泛的新型建筑防水材料总共有五种:1.高聚物改性沥青类防水卷材;2.合成高分子防水卷材;3.防水涂料;4.密封材料;5.刚性防水材料。在下面的内容里,笔者将从种类的特点和施工要求两个方面进行阐述。 一、防水工程新材料的选择及应用特点 1、高聚物改性沥青类防水卷材 应用率最高的是高聚物改性沥青类防水卷材,它的主要主要特点有以下几点: (1)高聚物改性沥青类防水卷材主要是以SBS、SBR、APP、AIA0等高聚物改性后的沥青为涂盖层[1]。不同的改性剂对沥青产生的改性效果是不一样的,比如说:APP、APAO能对沥青的耐温性能有所提高,最高高温耐性可达130℃,而最低低温耐性也能达到零下10℃;如果是SBS和SBR两种高聚物和沥青搭配会使沥青具有更强的耐低温性,最低温度可达零下25℃,而最高温度也可达到100℃。改性剂对沥青的高低耐温性能的改善,不但能够使卷材应用范围有所扩展,而且还能提高沥青的生命力,延长其使用寿命。 (2)高聚物改性沥青防水卷材厚度可分为2、3、4mm不等。 (3)新型改性沥青防水卷材是以玻纤胎、聚乙烯膜、聚酯胎、玻璃织物、铝箔和黄麻织物等做胎体的。 (4)高聚物改性沥青防水卷材的施工方法也有所改变,因为它的厚度一般都比较厚,只需要做成单层或者双层就可以达到防水的要求。一般来说如果是2mm的卷材可以使用一般的冷粘法进行施工,如果是3mm或者4mm,一般可以使用热溶施工的方法进行施工。 (5)使用高聚物改性沥青防水卷材,可以降低涂卷材的工作温度,还具有节能和延长使用寿命的功能。 2、合成型高分子卷材 合成树脂类卷材和合成橡胶类防水卷材都属于合成型高分子卷材,它们都具有同样的功能,即质量轻、具有高延伸率和高强度,而且还有很好的耐温性能,统一都适用于热熔法和单层冷粘法进行施工。 3、建筑防水涂料 建筑防水涂料分为高聚物改性沥青类防水涂料和合成高分子防水涂料两种,本身是液体,但是经过涂刷之后就变成了固态防水层。它和防水卷材的特点大不一样,比如说由于形成固化层之后不产生缝隙因此防水性比防水卷材要好;操作起来比较方便,可以适应各种形状的防水基面;另外温度适应性强、粘结强度高、施工速度快、维修方便等也都是它的优点。防水涂料的应用比较广泛,除了适用于地下防水工程和屋面防水工程之外,还应用在一些屋面防水和墙面防水的保护层上,甚至对于维修材料和辅助材料也能产生功效。然而防水涂料最擅长的是解决一些防水要求较高、面积狭小、构造较为复杂而且穿墙管道很多的工程防水问题。防水涂料的突出性能体现在它具有高防水性,只要是使用防水涂料的地方,无论是厕所、浴室还是厨房,都可以使基层连接处形成完成严密的包封达到整体防水的良好效果。 4、密封材料 密封材料实际上就是一种将防水剂或合成高分子乳液等按照一定掺加比例,与水泥砂浆进行充分渗配,从而使其产生能够堵塞毛细孔的不容物的防水砂浆。通常情况下,要制成这种防水砂浆需要有金属类防水剂、金属皂类防水剂等防水剂的参与。而且防水砂浆的防水能力受到参与渗配的防水剂的种类、掺入量、还有施工工艺的影响。尤其在粘结性能方面极为关键,只有粘结性能得到保障,才能够达到预期的防渗效果。 5、刚性防水材料 刚性防水材料可以可分为防水混凝土和防水砂浆两大类。它是一种利用外加剂和合成高分子材料,跟混凝土或水泥砂浆进行合理配制,从而起到堵塞毛细孔、抑制孔隙率增长、增加防水层密度,形成一定抗渗防水能力的防水材料。 防水混凝土主要应用在建筑物地下的主要防水措施,它根据建筑物的防水等级分别被应用在不同的防道口的防水层。一般来说防水混凝土可以分为三种:第一种是不需要添加任何外加剂,而只靠调整混凝土中的砂、石、水泥和水的配合比就能达到防水要求的混凝土防水方式,这种混凝土的抗渗能力较差;第二种,依靠防水剂、早强剂、减水剂等外加剂的添加来提高防水性的,这种防水混凝土的抗渗性有所提高;第三种是通过加入UEA等微膨胀剂,使混凝土具有微膨胀性能,从而对混凝土内部的收缩起到平衡作用,这种混凝土不但具有防水性能还能具有抗裂性能,在三种混凝土中功能性最强。值得提出来的是外加剂的加入量控制、产和的均匀度以及进行施工的工艺操作流程都能对混凝土的质量产生影响,所以在进行施工的时候一定要认证观察,细心留意。 二、防水工程的影响因素 因为建筑防水工程的部分不同,因此具体的防水功能要求和施工工艺也不相同,在进行工程设计的时候应该综合以下几个因素进行考虑: (1)建筑物的重要程度、使用功能和防水耐用年限等等都是进行防水构造设计时应该考虑的因素,应该对以上几个因素进行等级划分,已达到不同的防水设防要求。 (2)建筑物所处地理位置的水文、地质、大气环境还有建筑结构等环境因素都能对建筑防水工程产生影响。在做防水工程的时候应该根据实际情况选择最佳方案。 三、防水工程的施工工艺 1、原则 在做防水设计的时候应注重以下原则: ①防水层必须是具有整体性; ②尤其要注意在工程节点构造处的防水性能; ③以防排结合作为指导,采用多道防水设计; ④根据实际的情况采用最适合的防水材料和实施方案。 2、施工工艺要点 目前在我国防水工程中应用比较广泛的是高聚物改性沥青类防水卷材、合成高分子防水卷材和防水涂料三种,其他类型的防水材料都是在次三种的基础上进行相应的辅助作用以加强防水的效果,现将建筑防水工程的施工工艺要点列举如下: (1)材料在进行入库验收之前,为了保证其质量一定要进行取样检测以测试其物理性能和化学性能,只有检查合格的材料才能投入使用; (2)在进行施工前一定要对基层的杂物进行清洁,保证基层没有尖锐突出; (3)正常情况下,要保证施工基层的干燥性,如果条件所限必须在潮湿的环境下进行施工,那么须在基层涂抹隔离剂或进行烘干; (4)基层与突出的屋面结构的交接处和转角出应做成圆弧形并满足规范要求。 (5)保证施工基层的平整,如果有气泡要在施工时进行平熨; (6)如果使用热熔法进行施工,一定要注意用火安全,最好在现场配备灭火筒、氧气瓶和乙炔瓶; (7)当施工完成之后应,要进行24小时试水实验,一旦发现渗漏要及时查清渗漏原因,进行修复之后在加倍进行试水实验;如果未发现渗漏则立即在上面安排保护层,避免因为长时间外漏造成损坏; (8)进行保护层施工时要对防水卷材进行保护; (9)下雨期间尽量不要施工,以避免在此湿润的环境下施工造成的质量隐患。 四、总结 根据上面的分析,各种防护材料的性能特点不一样,因此在选择防水材料的时候一定要根据实际情况而定,选择适合的防水材料不仅可以提高建筑的整体防水性能,还能够延长建筑外层的使用寿命。
结构设计毕业论文:建筑空间结构设计及优化 [摘要]随着人民生活水平的不断提高,其对于建筑空间设计的需求也随之提高,城市建筑空间结构要不断优化。本文以建筑空间结构设计的特征出发,针对建筑空间结构设计中的问题及其优化手段进行分析,并给出相应的设计与优化措施。 [关键词]建筑;空间结构;优化;设计 建筑业的发展,促使了设计理念的改变。设计人员应针对建筑空间结构实施合理的设计,持续优化调整建筑空间结构,从而实现建筑设计的实用、经济、美观、安全的目标。设计人员应不断分析并研究建筑空间结构设计的优化问题,促使建筑设计能够充分彰显人们的生活品质,并符合生活需求。 1我国建筑空间结构的设计特征 1.1空间结构的架构材料多样化 在建筑发展的推动下,我国建筑中的架构材料也呈现出多样化特征。以往多是碳素钢作为基础材料,目前部分建筑企业开始用不锈钢与铝合金等新型架构材料。此类新型的建筑空间结构材料具备良好的装饰、防腐、承重等性能,因此有着十分广阔的运用前景,同时也得到了较为普遍的应用,这有利于加快我国建筑空间架构的发展步伐。 1.2空间结构形式比较 丰富建筑空间结构形式单一,就很难对所有建筑用途都适用,影响到建筑水平。具有比较丰富的空间结构形式的建筑,既能吸引人们的注意力,又能体现出建筑物的水准与建筑风格。正因如此,建筑设计师在设计建筑空间结构时已注重采用多样建筑风格相结合的形式,这种设计方法逐步变成当前建筑空间结构设计的潮流。 1.3受到外力的影响 由于我国可用土地面积不断减少,加上土地价格不断增加,房价呈现出不断上涨的趋势。因此,在设计建筑空间结构时,设计者需要综合考虑结构的实用性、稳定性、成本、节能性、安全性、环保性以及整体的协调性等因素。建筑结构因此也产生较大变化。比如,目前在空间结构的建设过程中,要把地震、风力等因素纳入到考虑范围,把建筑空间结构的动力问题视为建筑空间结构设计的核心内容。 2建筑空间结构设计中存在的问题 2.1内部空间个性化 建筑空间结构内部设计的完美与否主要是由业主的审美观念与个性化思维决定的,在不同的发展阶段,人们的思维方式与审美观念都有一定的差异,所以建筑结构设计要将不同发展阶段业主的要求纳入考虑范围,做到在充分利用建筑内部空间的同时,为业主预留一定的建筑内部空间,实施个性化设计与改造的空间,满足住户要求。 2.2建筑高层化 随着我国城市化步伐的逐步加快,建筑正朝着高层化的趋势发展。建筑业主除了居住这一目的,还希望通过建筑高层化设计来实现自己对于厨卫面积、采光、通风等基本要求。比如,低楼层住户怎样才能依靠结构设计接收到南向采光、怎样设计空中庭院使住户实现室内外自然景观的共享、怎样才能最方便地为建筑厨卫提供卫生防疫方面的工作等。 2.3经济环保性 在可持续发展战略的影响下,我们应适当提升能源、土地以及材料等的利用率,在设计建筑结构过程中,要尽可能地重视资金和材料的节约。建筑结构设计也需紧跟步伐,高度关注环保。要坚持环保适用、安全经济的原则,准确把握建筑在结构设计方面的整体概念设计。 3建筑空间结构设计和优化的措施 建筑企业在面对空间结构的特性与问题时,应采用如下应对策略,不断加大力度,针对建筑空间结构实施优化与设计,提升建筑空间结构的优化与设计水准,不断加强优化效果,如此才能在确保建筑使用安全的同时,推动我国建筑行业迅速、稳定地发展。 3.1优化空间结构设计理念 (1)中庭空间结构设计优化。目前,中庭空间结构模式在我国运用较为普遍,多出现于高级的高层建筑设计中。中庭空间结构模式具有彰显中央大厅气派、营造舒适休闲氛围、给人以轻松愉悦感受的作用。这种空间结构模式很受欢迎,由于工作紧张程度与环境因素的影响,现代职场人士偏爱于采用中庭空间结构模式,以缓解紧张情绪,同时通过喷泉、植物等的设置,创造出一个自然、宽松、舒适的环境。 (2)内核空间结构设计优化。内核空间模式把卫生间、电梯、设备房等集中在一起,彻底变革了传统设计中古板的空间结构布置与随意性。这种空间模式很巧妙地集中了建筑体的几何中心、重心与刚度中心,减少了建筑体的扭转矩与剪切应力,既提升了建筑体的刚度与强度,又增强了建筑体的抗震稳定性与安全性。然而,该模式对自然灾害发生时人们逃生极为不利,因此逐渐被淘汰。 (3)底部空间结构设计优化。底部空间结构是目前使用最广泛的一种空间结构设计模式,其多用于商业大厦。底部空间结构多运用地下结构对结构布局进行优化,不断拓展建筑体的空间。 (4)多核空间结构设计优化。经过一系列的发展,多核空间结构逐步确定并完善。该空间模式在空间布局上,尽可能地扩大建筑体底层的空间,为室内人员的活动提供方便;在结构上,该空间模式对增强建筑体的强度极为有利,可确保建筑体的稳定性;在采光方面,该结构模式能创造良好的采光效果,利于实现生态环保、节能的目标。 3.2建立建筑材料验收管理制度 质量好的建筑材料是确保建筑工程质量良好的前提条件。为此,(1)要建立健全物资入库验收管理制度,严格控制材料质量,做好材料入库管理工作;(2)要建设并健全原材料验收制度,验收技术文件的有关规定要求,有效确保工作的顺利开展。如今,我国一些建筑在施工时由于材料管理制度只停留在表面上,且比较简略,不利于建筑材料的质量控制。 3.3确保建筑空间结构的施工安全 通常情况下,在建筑空间结构进行安装的过程中均要用到脚手架,而且脚手架的负荷会随着安装时间的拉长持续增加。所以,作为施工人员,应在建筑空间结构施工过程中严格确保脚手架的刚度,避免脚手架由于变形出现下沉的情况,从而严重影响到建筑空间结构的安装工作的开展。例如,在不断优化建筑空间结构设计的时候,设计者要对脚手架进行科学、合理的设计,并严把质量关,在使用脚手架前,务必要开展专业的试压测试工作,严格把控好脚手架的刚度问题,才能有效地防止建筑空间结构在施工过程中出现安全事故,进而为建筑空间结构安装的顺利与安全性作保障。对于建筑企业而言,其应充分满足必要的消防需要,将防火涂料涂抹到建筑空间结构中的钢结构外表上,但必须注意涂料与涂料之间的相容性问题,并使用与底层相配套的防火涂料。 3.4加大力度管理结构的焊接工作 焊接工艺既是建筑空间结构架构中的关键构成要素,又是建筑空间的结构设计与优化过程中的重要环节。实际上,建筑空间结构设计要不断强化管理焊接工艺的力度。比方说,要求建筑企业针对焊接工人是否具备专业焊接技术、是否持证上岗进行严格检查等。在焊接重要部位或者实施大型焊接过程中,要率先开展焊接试验工作,确保工艺流程与焊接手段是正确的、合理的、科学的。如此,才能确保焊接工作的顺利开展,确保建筑物的使用安全与使用质量。 4结语 建筑空间结构的设计作为建筑业的关键构成要素,为人们工作、休闲娱乐、生活以及学习带来许多便利的同时,也推动了社会的发展进程,因此设计师应该不断优化设计方案,提高设计理念。 作者:黄新 单位:邵阳市第二建筑设计院 结构设计毕业论文:土木工程结构设计安全性及经济性分析 摘要:近年来,土木工程在我国的经济建设中发挥了重要的作用。与此同时,它的结构设计的安全性和经济性也越来越受到人们的广泛关注。所以,怎样在土木工程建设中提高结构设计的安全性和经济性,就成为了整个建筑行业研究与探索的重要课题,也直接影响着我国建筑行业的可持续发展。 关键词:土木工程;结构设计;安全性;经济性 随着我国经济的迅猛发展,土木工程在整个建筑行业所占的比重也越来越大,同样,因为土木工程结构设计出现漏洞而导致的事故也逐年增多,给人们的生命和财产造成了巨大的损失。所以,为了减少这一现象,就要求土木工程结构设计人员能够在保证土木工程结构设计安全性的前提下,还能最大程度上的降低建筑成本,这对于整个土木工程行业设计人员来说,是一个严峻的考验。 1土木工程结构设计的现状 土木工程结构设计是否合理,不仅会影响到后期工程施工的进度,还直接对工程的安全性和经济性产生不良后果。近几年来,大型桥梁的建设以及高速公路的迅猛发展,都为我国经济的整体发展带来了巨大的帮助,这就促使土木工程建设中的结构设计人员能够充分地考虑各种因素,来加强土木工程结构设计的安全性和经济性。目前,我国的土木工程结构设计中还存在着一些问题,主要表现在以下几个方面。 (1)土木工程结构设计不规范。相较于其他国家,我国现有的土木工程结构设计的标准较低,也不规范,比如说,建筑工程的使用年限、土木工程结构的牢固性和实际承载力等这些相关的标准都低于其他国家,这就使得我国的土木工程建设质量从根本上就达不到安全使用的标准,造成安全事故的频繁发生。 (2)土木工程结构设计的稳定性差。在一些土木工程的安全事故中,结构设计的稳定性差就是重要原因之一。结构设计的稳定性,是整个土木工程建设质量的前提和基础。在结构设计中,只要有一个地方出现稳定性差的问题,根据土木工程结构自身具有的延展性,就会对整个土木工程的稳定性造成影响。 (3)土木工程结构设计缺乏耐久性。土木工程结构设计中的耐久度不高,也是我国土木工程建设中常见的问题之一。我国幅员辽阔,南北地域差异大,而气候的差异也直接提高了对整个土木工程结构设计行业的要求。而有些设计人员在进行土木工程结构设计时,忽视了环境气候对土木工程的影响,使土木工程的使用寿命大大缩短。 (4)土木工程结构设计的抗震效果差。近年来,我国的地震灾害时有发生,所以,为了加强土木工程结构设计的抗震能力,国家对土木工程结构设计中的抗震系数又有了新规定。但在实际的土木工程结构设计中,有些设计人员只是一味的追求经济性,而忽视了对承重墙荷载力的实际测试,一旦发生地震,这些工程结构根本无法抵抗剧烈的震动,造成墙体开裂甚至是坍塌,进而造成严重的后果。 2提高土木工程结构设计安全性的措施 (1)在进行土木工程结构设计前,应该选择行业内有资质的设计单位来进行设计。这些设计单位往往具有丰富的设计经验和先进的设计设备,设计人员的专业综合素质也相对较高,他们能够充分考虑到土木工程结构设计中遇到的各种问题,结合实际,为以后的土木工程结构设计打下坚实基础。 (2)在进行土木工程结构设计中,应当对已有的设计理念进行反复的论证和提高,并且对一些概念性设计随时保持思路清晰。目前,概念结构设计已经成为保证整个土木工程结构设计是否安全可靠的主要设计思想。打个比方来说,在对建筑材料的选择中,进行全面的安全性评估,同时,可以利用精准的计算对概念结构设计进行核对,以此来获得更具有可行性的结构模式,进而提高整个土木工程结构设计的安全性。 (3)在土木工程结构设计中,要对涉及到的所有数值进行全面而准确的计算。要运用更科学合理的管理方法对整个土木工程结构设计的项目进行细致划分,并且逐个的对所有子项目进行核对,争取不遗漏任何一个项目的计算内容。这就使整个土木工程结构设计的安全性得到了保证。 (4)在土木工程结构设计中,设计人员要简单而准确的对设计文件进行细节说明。由于土木工程结构设计的施工人员专业素质参差不齐,针对一些重要的提示内容或细节,设计人员应该选择通俗易懂的语言来进行表述,尤其是一些较为复杂的设计,更应该将其中每一个环节的具体设计思路和施工工艺加以说明,进而在后期的土木工程结构设计施工中,保证安全性和设计人员的安全预期相一致。 (5)在施工过程中要严格控制对土木工程结构设计出现的变更。土木工程结构设计,是一项非常严谨的系统工程,其中每一个结构之间的关联是非常紧密的,牵一发而动全身,只要某一个结构因为客观因素需要改变时,不仅会影响这个结构的施工工艺和性能,还会对与之相关联的其他结构造成影响。所以,在设计之初,要考虑到可能发生的所有问题,并提出解决方案,尽可能的适应现有的施工条件,以此来减少因设计不合理而造成的损失。 3提高土木工程结构设计经济性的措施 (1)为了提高土木工程的经济性,可以在土木工程结构设计之初就对整个成本进行控制,最常见的就是招投标,它可以利用设计方案、施工成本等综合性评估来选择最能实现经济性预想的施工单位,以此来降低土木工程结构设计的成本。选择一些有资质的施工单位,尽量避免假公济私的行为,并且综合考量它的结构设计方案,在保证工程安全质量的前提下保证低成本,极大地减少了土木工程的总体投资,提高了土木工程结构设计的经济性。 (2)在进行土木工程结构设计时,设计人员应该采用灵活的设计思路以及方式。尽量避免使用标准图来作为设计的参考资料,尽管参照这些标准图可以大大减少设计的难度和时间,并能够有效规避设计错误带来的风险,但是,由于这些标准图往往都建立在高标准的基础上,而高标准就代表着高成本。因此,在土木工程结构设计中,要求设计人员应当利用本身所具备的专业技能,在保证工程结构安全可靠的前提下,设计出合理的结构方式,同时还能够最大限度的降低施工成本。 (3)在整个土木工程结构设计中,应该全面系统的考虑到所涉及的安全因素和数据参数,比如材料、面积、布局、所需钢筋数量等,这些因素单独拿出来可能很微小,但是却会对整个土木工程结构设计施工的安全质量和经济性造成影响。打个比方来说,如果对施工材料的价格或者数量没有一个充分的了解,就会在以后的施工过程中造成材料的浪费或者影响。而关于结构构件,在设计之初就应该考虑到它本身的极限载荷量和其他参数,并将土木工程结构设计中的所有参数尽可能的进行合并和统一,以此来控制土木工程结构设计的经济性。 (4)加强与有关部门的沟通与合作。在土木工程结构设计中,不仅仅会涉及到单纯的施工环节,还会需要大量的辅助性资料和工作。比如说地质勘探获得的资料和数据、材料检验检测数据等等,这些环境气候、地质结构等客观因素会对结构设计的标准化和安全需要产生非常严重的后果。因此,为保证结构设计的经济性,需要设计人员能够与各个相关部门进行沟通与合作,并获取设计所需的全面性资料和数据,来辅助提高整个土木工程结构设计的经济性。 4结语 土木工程结构设计是保证整个土木工程安全性和使用功能的基础,也是整个土木工程项目耗费资源最大的体系。因此,在当今土木工程建设行业中,就要求土木工程结构设计人员能够在保证工程结构设计安全性的前提下,也要充分考虑到整个结构设计的经济性。所以说,只有土木工程结构设计的安全性和经济性得到保障,才能使整个土木工程建设行业有一个更好的发展前景,从而为我国经济建设的可持续发展打下坚实的基础。 作者:张璐 单位:北京国科天创建筑设计院有限责任公司保定分公司 结构设计毕业论文:建筑工程地下室结构设计分析 摘要: 地下室是建筑的重要组成部分,地下室的结构设计好坏和施工质量,直接关系到建筑整体的性能。建筑工程在设计过程中,必须重视地下室的结构设计,以保证建筑整体的质量。本文对建筑工程地下室的结构设计进行了分析和探讨,希望对相关建筑设计工作者有所帮助。 关键词:建筑工程;地下室;结构设计;分析探讨 从目前来看,一般较高的建筑都设有地下室,而且随着建筑技术的不断发展,建筑的地下室层数也在逐渐增加,可以说,建筑工程地下室结构的设计,一直是建筑设计中不可缺少的一部分内容,也是在设计过程中相对较难的内容。对建筑工程地下室设计中的重点和难点的讨论,有助于提升行业内建筑设计工作者的地下室结构设计能力,提升建筑的整体质量,也有助于提升我国建筑工程设计中地下室设计的整体能力。地下室在设计中,需要关注多个关键点,即重点考虑的问题,只有正确处理和应对这些设计中的关键点,才能真正实现建筑地下室结构设计的质量提升。在此,将地下室结构设计中的关键点分析如下: 一、地下室平面结构设计 地下室平面结构设计,是建筑地下室设计中的一个关键点,但是这个关键点的影响相对较小,只需要保证足够的承重能力和空间布置合理度即可。例如建筑地下室平面结构设计是基于建筑占地面积、和建筑户型分配设计的,在居民楼的设计中,地下室平面结构设计应当在合理程度上压缩每个房间的空间,使地下室尽量具有更多的房间,使更多的住户可以使用,而酒店的地下室平面结构设计则完全不同,应当设计出停车场,在保证足够承重的情况下,尽量设计出足够大的停车空间。地下室平面结构设计应当在综合考虑开发商意图、承重能力、建筑功能等的基础上进行,才能保证其设计的科学性、合理性。 二、地下室抗震性能设计 现代建筑在设计中,越来越多地考虑了抗震性能,在地下室的结构设计中,也需要重点考虑抗震性能,尤其是在一些地震多发的地区。地下室的抗震性能设计,应当保证地下室的足够深度,越高的建筑,其地下室的埋藏深度应当越深,以提升其抗震性能。另外,地下室的抗震性能高低也和地下室的墙壁结构、材料有关,相关建筑设计师在进行地下室设计的过程中,应当根据实际的建筑设计图纸,应用科学的方式对地下室的墙壁进行加固,使地下室的抗震能力达到预期的标准。另外,地下室的顶板和上层建筑是牢固贴合的,地下室的抗震等级应当和地上部分的建筑的抗震等级相同,例如,建筑地上部分的抗震等级是二级,那么此建筑的地下室部分的抗震等级也应当达到二级,以保证发生地震时建筑整体的稳定性,不至于因为地下室的抗震性能过低而使建筑发生坍塌。 三、地下室的抗渗、抗浮性能设计 建筑在使用过程中,除了可能遭遇地震发生的情况外,也可能遭遇大雨和水分下渗的情况,因此,对于建筑地下室的抗渗、抗浮设计也是非常重要的,同时保证建筑整体质量和安全性的重要内容。具体来说,应当采取以下措施来提高建筑地下室的抗渗、抗浮性能:在相关建筑设计条件允许的情况下,适当提高建筑基坑底部的设计高度,这样可以在一定程度上起到抗浮、抗渗作用;尽量应用无梁楼盖和宽扁梁进行施工,宽扁梁和无梁楼盖的应用,可以有效地降低地下室部分的高度,降低抗浮水位,增加建筑的抗浮、抗渗性能;增加地下室部分的重量,可以采用基板加载、边墙加载和顶板加载的办法,这种方式相对容易实现,在施工过程中的应用也非常简单、方便;设计抗拔桩,这种方法的应用非常常见,效果也非常好,最好使抗拔桩嵌入到坚硬的地下岩石层中,并对抗拔桩进行灌浆处理,使抗拔桩更加稳固,增加地下室的抗渗、抗浮性能。 四、地下室结构超长的情况处理 在很多情况下,地下室的结构设计都可能出现超长的情况,超出40m~50m的情况还是比较常见的,这种情况的出现,对于提升地下室的质量是不利的,因此,必须采取适当的方法应对这种情况。在这种情况下,地下室虽然受到温度、湿度等的影响较小,但是很容易受到周围环境带来的压缩力和约束力,进而产生裂缝,因此,最重要的问题就是如何采取有效的手段控制地下室在结构超长的情况下产生的裂缝。一般来说,可以采取增设后浇带的方法,普通的后浇带宽度设计为80cm~100cm即可,钢筋在后浇带的保护下不容易断裂,而在超长的情况下,后浇带的宽度应当适当改变,根据钢筋搭接需要的最低尺寸和搭接需要的操作空间来实际确定。此外,也可以采取如在混凝土中掺入微膨胀剂、设置膨胀加强带、提升钢筋混凝土抗拉力等方法来防止地下室在结构超长情况下的裂缝产生,增加地下室质量。 五、地下室外墙结构设计 地下室外墙结构设计的重点,是混凝土、水、钢筋的比例问题,以保证地下室外墙能够承受足够的建筑上层压力。具体来说,建筑物地下室的外墙所需承受的压力来自两个方向,一个是竖直方向的,一个是水平方向的,竖直方向的压力来自于建筑物地下室上层的质量带来的压力,水平方向的压力来自于建筑物周围土层的压力。另外,在大风天气,也会给建筑物的地下室带来一定的压力增加,建筑设计工作应当充分考虑到建筑地下室在不同的条件和情况下的压力承受情况,通过合理的设计保证建筑物地下室外墙在多种情况下都可以保持足够的荷载能力。在对建筑地下室需要承受的水平方向和竖直方向的压力进行相对准确的估计后,再对建筑地下室外墙施工所用的混凝土、水以及钢筋的比例进行合理规定,确保地下室外墙抗压能力,同时也保证成本不要超过预算。 六、地下室的顶板结构设计 地下室的顶板,是地下室和建筑上层连接、贴合的地方,其质量和性能高低关系到建筑物地下室和上层建筑的整体功能协同性,因此,对于地下室顶板的设计也应当重视。对于地下室顶板结构的设计,应当在充分考虑设备管线高度和保护土层的基础上进行。地下室顶板的结构设计,其承载力数值应当通过合理的计算获得,充分考虑建筑的高度、建筑的功能、建筑需要面对的恶劣环境等。对于一些特定功能的建筑,其地下室还需要考虑防爆性,使建筑地下室的爆动荷载达到消防车作用板面的爆动荷载,以保证建筑地下室的在遭遇爆炸是能够起到稳定建筑整体的作用。地下室顶板的结构设计,需要根据建筑功能是实际情况,以精确的荷载计算结果为基础进行。相关建筑设计人员,在进行地下室顶板结构设计的过程中,应当重视这一点,充分考虑地下室顶板设计需要考虑的因素,以免由于考虑不充分而造成设计漏洞,引发严重后果。 结语 现阶段,我国的建筑设计和施工领域的发展日新月异,而此时,人们对于建筑的各种功能要求也越来越高。在这样的情况下,建筑地下室这一对建筑质量、功能影响重大的设计内容,就需要引起相关建筑设计工作人员的重视。在建筑地下室的设计中,建筑设计人员应当充分考虑各种影响因素,制定地下室设计的功能目标,通过合理、可行的手段,对地下室的相关结构进行良好的设计,通过对地下室结构的合理设计,提升建筑整体的质量,增加建筑的稳定性和其他相关功能。 作者:孙迪 单位:郑州市人防工程设计研究院 结构设计毕业论文:市政给排水管道工程结构设计研究 一、现场踏勘 给排水管道距离比较长,有些管道要穿越城镇密集区,有些要跨越山脉和河流,还有的会横跨公路和铁路,因此地形条件比较复杂,对其进行现场勘查就十分有必要。如果不及时勘查地形或者地貌情况,那么对于管道的结构设计就会考虑不全面,对于给排水工程的整体质量也会产生一定的影响。在进行现场勘查时,结构设计人员应当同给排水和概预算等专业设计人员一同参谋,并选择合适的线路,根据当地的实际情况在施工图纸中进行科学设计,还要注意对个别疑难地进行重点勘查和设计。现场踏勘这一工序在市政给排水管道工程结构设计中是必须可少的,而且是非常重要的工序,需要专业设计等人员积极参与,并进行选线工作,踏勘以后提出专业意见以供给排水平面设计参考,从而保证管道结构设计的科学性和规范性。 二、测量和地勘要求 1.勘探点距和钻孔深度。根据要求,勘探点要在管道的中线上布置,而且不能偏离中线太远,最多为3m,间距一般为30-100m,根据不同的地形条件选择不同的间距,对于地形复杂而且变化较大的地段,间距应当小些要密集一些,深度要达到埋设深度以下并在1m以上,遇到河流的话要继续钻,达到河床最大冲刷深度以下2-3m。 2.提供勘探成果要求。提供的勘探成果要求主要有:第一,要认真查明管道埋设深度范围内的地层形成原因、岩石的特征以及厚度;第二,要划分沿线地质单元;第三,要对沿线的滑坡、泥石流、坍塌等地质灾害容易发生的地域范围、发展趋势以及对管道可能造成的影响进行深入调查;第四,要调查岩层的产状和分化破碎程度对管道产生影响的全部断裂带的性质及其分布特点;第五,查明沿线井、泉的分布和水位具体情况;第六,对跨越河流的岸坡稳定性进行调查,并查明河床和两岸地层岩性及洪水可能淹没的范围;第七,要查明沿线的施工条件、水文地质遗迹地下水对混凝土和金属管道的腐蚀程度,并提供专业设计参数和建议;第八,针对开挖坡度和软弱地基处理提供建议;第九,要对地震效应和液化进行评价。 三、管道设计内容 1.结构形式。管道的结构形式主要根据管道的用途,也就是看是用作给水还是排水,是处理污水还是雨水以及工作环境、流量、水文地质情况以及经济指标等经过专业人员分析以后提出相对比较科学的参考意见。一般而言,承压管道大多采用预应力钢筋混凝土管、玻璃钢管、钢管、铸铁管或者现浇钢筋混凝土箱涵;而非承压管大多采用混凝土管、砌体盖板涵、钢筋混凝土管和现浇钢筋混凝土箱涵等。在具体的实施中根据具体情况而定,当污水管道的口径相对比较大时,最好采用现浇钢筋混凝土箱涵,对于过河渠、公路和铁路等特殊地段的非承压管也可采用光管的形式,对于比较大型的工程也会采用盾构造结构形式。 2.结构设计。根据管道的规格、地面载荷、埋置深度和地下水位等情况通过试验来计算管道的刚度和强度,并对其进行复核,并提供管道壁厚、管道等级和结构配筋图。对于特殊要求需要进行加固的管道,可以采用管廊、混凝土或者钢筋混凝土包管等措施来加固。当遇到钢管计算出的壁厚缺乏经济性的问题时可以使用加助的方法进行处理,在具体实施中应当根据具体情况来确定指标。 3.敷设方式。对于管道的敷设方式选择应当根据地面地下障碍物和埋置的深度来确定,一般常用沟埋式的敷设方式,另外还有上埋式、顶管和架空等方式。当使用购买时的敷设方式具有难度时,可以选择顶管和架空等敷设方式。总之,设计结构不同对敷设方式的选择也不同,要根据实际情况进行合理选择。 4.抗浮稳定。在管道敷设时会遇到地下水位比较高或者施工期间连续下雨的情况,因此给排水管道结构设计人员一定要高度重视管道的抗浮稳定,根据专业计算采取相应的措施来抗浮,从而保证管道工程的质量。 5.抗震设计。在进行市政给排水管道工程结构设计时尤其要重视对抗震的设计,要尽量避开对抗震不利的场地和地基,实在无法避免的就应当根据工程的重要性进行综合考虑。为了满足抗震的设计要求,尽量选择抗拉、抗折、延展性好并且强度高的钢管,一般选择钢筋混凝土结构的管道,并做好钢管的防腐蚀措施从而保证管道的质量。 四、管道结构设计中需要考虑的问题的问题 1.管道渗漏问题。市政工程给排水管道设计中应当考虑的问题之一就是管道的渗漏,管道的渗漏可能由多方面的原因造成的,概括来讲,主要有两方面原因:一方面,管道材料自身的问题,为了降低成本而使用一些不合格、砂眼和弯头质量不过关的材料,在使用的过程中由于达不到工程规定的要求,因此很容易造成管道的渗漏;另一方面,施工的组织管理存在缺陷,在施工过程中如果不对监督施工状况进行及时的监督,施工人员就会放松警惕,安全和质量意识就会下降,这样就很容易造成管道接口由于缺乏严格密封导致管道渗漏。针对此,在今后的管道设计和施工中应当根据不同的施工环境来选取不同材料的管道,从而降低管道漏损的概率。在管道材料中经常使用球墨铸铁管和玻璃钢夹纱管,这些材料具有管壁厚、环向刚度大和耐腐蚀等优势,尽管成本比较高,但是使用寿命很长,因此成为优先选择的材料。此外,要加强对施工过程的监督,不断增强施工人员的质量意识,一旦出现问题要及时纠正,从而保证管道的施工质量。 2.管道堵塞问题。市政工程给排水结构设计中应当考虑的问题还有管道的堵塞,管道堵塞也是经常发生的问题。管道一旦堵塞,污水和雨水等将得不到及时的排泄,给人们的日常生活造成很大不便。具体来讲,管道内部很容易进入地面上的垃圾,经过水流的作用以后会在弯头等处汇集,由于清理不及时,这些垃圾就会淤积起来,最终导致管道堵塞。因此针对垃圾堵塞管道的情况,在今后的给排水工程施工过程中,如果不进行安全工作那么可以用麻袋缠缚在管道的接口处,在它的上面盖上木板,这样垃圾就不会进入到管道内。再者如果不慎垃圾进入管道造成堵塞,要及时换管道,还应当对周围地区的管道及时进行检查,从而减少必要的损失;另一方面,还要优化管道的设计,可以适当增大管道的内径,从而减少管道堵塞的发生。 3.给排水管道设计中的其他问题。在给排水管道设计中除了上述量大需要注意的问题以外还应当注意在用户管线出口建立格栅、在检查井底设置沉淀地以及在检查井内设置闸槽等问题,只有这样才能保证给排水管道设计更加科学合理,才能保证整体施工质量。 作者:李书林 结构设计毕业论文:煤矿机械无轴承行星传动结构设计研究 0引言 随着煤机设备朝大功率、大规格和大扭矩方向发展,产品可靠性和寿命的要求也越来越高,而受井下空间尺寸的限制,齿轮传动要求的功率体积比越来越大。行星轮传动装置采用多个行星轮同时传递载荷,实现功率分流,具有传动比大、体积小、重量轻、效率高、振动小、噪音低的优点,得到越来越普遍的应用。 1使用现状 传统的行星传动装置一般采用双轴承支撑行星轴,轴承或置于行星轮内,或置于行星架中,见图2,轴承不可避免地要占用有限空间内的径向尺寸,在有限空间内布置轴承就需要减小减小行星轴直径或行星轮、行星架外壁壁厚,在具体设计计算中,在一定空间尺寸限制下,很难同时满足行星轮或行星架、行星轴强度及轴承寿命要求。目前,国内为提高行星传动系统功率体积比,设计中往往采用去内圈或外圈的滚动轴承及行星轴充当内圈、行星轮内孔充当外圈的滚珠轴承方式。在空间尺寸紧张、转速较低的情况下,采用薄壁滑动轴承的结构。但在功率、体积矛盾日益突出的情况下,行星轴的径向尺寸加大10mm,甚至是5mm对强度的影响也不可忽视:比如一根直径50mm的轴,其抗弯截面模量是直径45mm轴的1.37倍,那么在弯矩相同的情况下,其应力值仅为直径45mm轴的72%左右。因此,采用无轴承行星传动结构,可在有限空间内合理分配行星轴、行星轮、行星架的空间尺寸,均衡各零件强度,提高行星传动的整体可靠性。 2无轴承行星传动结构 无轴承行星传动结构,见图5,行星轴与行星架固定,无轴承支撑,行星轮与行星轴相对旋转,行星轴兼具轴承的功能。该结构充分利用有限空间,提高行星传动功率体积比。国外先进煤机制造商已有使用该技术的相关的产品问世,并在实际生产中得到了很好地应用,中国目前尚未发现有使用无轴承行星传动结构的国产矿用齿轮箱,该项目的研究在国内尚属空白。无轴承行星传动的关键在于合理分配行星轴、行星轮、行星架的空间尺寸,均衡各零件强度,提高行星传动的整体可靠性。设计过程中,首先利用经典力学理论计算齿轮寿命和强度、行星轴强度,并调整行星轴直径,保证二者均满足设计要求,然后利用有限元软件进一步分析行星轮、行星轴和行星架,优化结构,使行星架强度与行星轮、行星轴强度均衡,提高行星组件体积功率比。无轴承行星传动行星轮与行星轴、行星轴与行星架之间的配合关系也是关键环节。行星架的孔的加工难度高于行星轮的孔的加工难度,正常情况下,行星轴与行星架配合按基孔制,行星轴与行星轮配合按基轴制。行星轴与行星架固定,安装定位键,防止行星轴与行星架发生相对旋转,这样行星轴与行星架可选较松的配合,便于装配,只需满足定心要求即可。行星轮与行星轴相对旋转,应选择间隙配合,但间隙太大,影响齿轮啮合及均载效果;间隙太小,行星轮与行星轴之间无法形成油膜,行星轴磨损严重,影响行星轴使用寿命。另外,无轴承行星传动的原理上是一种滑动摩擦,工作部件温度较高,必须考虑行星轴的热膨胀量对配合间隙的影响。在设计时,行星轮孔的公差要加入热膨胀量,热膨胀量的值可按下式计算:σ=dtε,(1)式(1)中,σ为行星轴的热膨胀量,mm;d为行星轴的直径,mm;t为环境温度,℃;α为材料热膨胀系数。行星轮与行星轴配合关系影响润滑油膜形成质量,初步确定后必须按润滑方式研究部分进行详细校核,合理调整。 3结语 煤矿井下条件恶劣,巷道底板不平整,经常有较多煤泥水,承载能力相对较低,因此,行走齿轮箱必须提供充足的动力,保证整机可靠运行。在井下工业性试验期间,项目组对应用无轴承行星传动结构行走齿轮箱进行功率、振动等方面数据的采集,并分析实时采集的数据,结果显示无轴承行星传动装置动力输出稳定。 作者:石涛 单位:中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 结构设计毕业论文:智能扭力扳手机械结构设计 0引言 扭力扳手是一种能够实时反馈并控制拧紧力矩的常用工具,可以施加准确的拧紧力矩。现有的扭力扳手都要先设定所需扭矩值再进行拧紧操作,这要求操作者对螺栓所需扭矩值有一定的掌握。对此,课题组研制了一款根据螺栓规格自动设定所需扭矩值的智能扭力扳手。该智能扭力扳手可实现自动识别螺栓规格,辅助设置相关参数,自动计算螺栓的许用扭矩,采用扭矩传感器采集施加的扭矩值与许用扭矩值比较,达到许用值时扳手手柄出现微动失效,及时卸载并提示不再加力。机械机构部分主要实现自动计算许用扭矩和加力达到所需值时及时卸载失效,防止因用力过猛损坏零部件。 1设计思路 智能扭力扳手由控制系统和机械结构2部分组成。机械结构部分主要包括无级定位夹持机构和过载微动失效机构。夹持机构不但要适应不同规格的螺栓,还要实现关联螺栓规格与所需扭矩值的传感器功能。因此选用无级定位的方式既能实现夹持装置活动端任意位置定位,用于夹持不同规格的螺栓,并且在加力时保持稳定,又可通过活动端与电位器关联实现开口大小的检测;过载微动失效机构实现过载后在电磁铁的驱动下实现扳手头部和手柄连接铰链的轻微转动,及时减小施加载荷,并提示操作者不再加力。 2设计原理 (1)无级定位夹持机构 夹持机构用于夹持螺栓六角头,为了适应不同规格的螺栓,夹持开口大小必须可调。传统的活动口扳手的调整是利用蜗轮蜗杆机构实现的,利用蜗轮蜗杆机构的反向自锁实现活动端的定位,但是这种机构传动效率低,扳手开口调节较慢。本文所设计的无级定位夹持机构通过滑块在定位轨道中滑动调节开口大小,调节大小一步到位,效率较高,利用接触面的摩擦力实现定位,稳定可靠。 (2)夹持机构原理分析 无级定位夹持机构由扳手头主体、滑块、活动端、销轴等几部分组成。如图1所示,滑块与活动端通过销轴铰接,滑块在扳手头主体的导槽中滑动,活动端的下表面在导轨上表面上滑动,活动端中间部位的三角形凸起用于夹持螺栓头的定位。 (3)过载微动失效机构原理分析 由于智能扳手控制系统的输出电压最大为12V,低电压电磁铁的电磁力是有限的,因此利用钢珠的滚动摩擦系数低特性,实现大载荷微动机构的低电压驱动。过载失效机构原理。该机构由扳手头部、联接销轴、扳手手柄、卡栓、复位弹簧、钢珠、锁紧套、电磁铁等零部件组成,扳手头部和手柄通过联接销轴铰接,卡栓圆柱面有凹槽来配合钢珠并在锁紧套的作用下将卡栓定位。电磁铁为动力元件,不通电时,锁紧套在复位弹簧的作用下将钢珠和卡栓锁紧,卡栓的上表面与扳手头部下表面相接触,铰接处无法转动。当拧紧螺栓时,控制系统检测施加的扭矩值并与所需值比较,当到达所需扭矩值时,给电磁铁通电,锁紧套在磁铁吸力的作用下向下运动使钢珠和卡栓解脱,卡栓解脱后在施加扭矩的作用下铰接处发生转动,转到头部与手柄壁接触为止。扳手拧紧螺栓过程中力量较大,小电压驱动的电磁铁力量比较小,此机构巧妙的运用钢珠摩擦系数小的特性,使用较小的驱动力使扳手在施加扭矩值达到所需值后及时卸载,有效防止扭矩值的进一步增大。 3仿真与优化 (1)有限元仿真 扳手头部夹持机构受力较大,运用大型有限元分析软件ANSYS对其进行静力学仿真,验证设计的合理性,并根据仿真结果进一步对模型进行优化。装配体的有限元分析计算中,需要考虑各零件之间的接触问题,本设计中接触面之间的摩擦系数是重要参数。因此,首先要建立合理的力学模型,正确设置各接触面的接触类型及摩擦系数。扳手拧紧螺栓时,夹持端面会受到被夹持件的反作用力。对夹持机构的夹持接触面施加法向载荷,模拟螺栓的拧紧过程,有限元网格划分模型如图4所示。该扳手的使用范围为M5~M24。经计算,拧紧M24的普通六角头螺栓需要施加260Nm的扭矩,M24的螺栓六角头对边距为36mm,需要2个夹持面各施加大小约7kN的力。因此,分别对2个夹持端面施加法向载荷,大小均为7kN,设置活动端和滑块与扳手主体的摩擦系数为0.3,在机构与手柄联接处施加固定约束。 (2)结构优化 仿真结果显示,该机构设计模型存在严重的应力集中现象,受力不均匀,这是由于模型设计中形状突变造成的,可通过结构优化改善此问题。根据各个零件的应力云图,各个零件分别做以下优化:①扳手主体。在夹持头与主体联接突变处,添加肋板进行加固,并将突变处更改为圆角过渡;②活动端。在活动端中间部位销轴上方的突变处进一步加固,将圆角过渡更改为肋板,在活动端与主体接触摩擦面位置受力较大处,对通槽中无干涉位置进行实体填充,直角改为圆角。 4结语 针对智能扭力扳手的总体方案,设计了其机械机构部分。巧妙的运用钢球组合机构解决了小力驱动控制大力机构的微动,分析了夹持机构利用摩擦力实现无级定位的可行性。并运用ANSYS软件对夹持机构的受力进行了静力学分析,根据结果进行结构优化,优化后各部位的应力值满足设计要求。机械结构的设计满足了智能扭力扳手的设计需求,智能扭力扳手能有效解决技术资料在工程实际中运用较少的问题,能够快速准确地施加拧紧力矩,智能化程度进一步提高。 作者:赵排航 王克印 黄海英 陈玉昆 单位:军械工程学院 结构设计毕业论文:高层混凝土建筑抗震结构设计研究 0引言 随着城市化进程的加快,城市人口的增加,高层建筑逐渐成为了建筑行业的发展趋势。而在高层建筑的发展过程中,高层建筑的安全问题也逐渐凸显了出来,如何提高高层混凝土建筑的抗震性能成为建筑行业需着重考虑的问题。但在提高高层混凝土建筑抗震性能时应首先明确高层混凝土建筑抗震结构设计的要求,才能抓住抗震设计的核心,提高高层混凝土建筑的抗震性能。 1高层混凝土建筑抗震结构设计的要求 高层混凝土建筑在抗震结构设计中应保证建筑在遭受强震的过程中不倒,在中等地震中经过维护还能继续使用,在轻微的地震中保持稳固,将损坏降低到最小。高层混凝土建筑抗震结构设计要达到抗震设计的要求,应做到刚柔并进,综合考虑建筑的受力情况,做好强剪弱弯的设计,并根据高层建筑结构的特点,进行具体的设计,保证高层混凝土建筑抗震结构设计符合要求。 1.1综合性要求 在对高层混凝土建筑进行抗震结构设计时应注意建筑的刚度设计要求,利用物理学中的力学知识合理判断结构设计中的力学特点,了解机械设备的运行、建筑材料的要求以及具体的施工场地。根据这些因素确定混凝土建筑结构设计中的刚度值,充分考虑各部分的建筑结构的连接设计,在设计过程中根据实际情况予以不断调整,逐渐提高高层混凝土建筑抗震结构设计的性能,使抗震结构的设计能够抵抗强等级的地震,即使建筑结构在发生轻微变形的情况下,建筑也能通过自我的调整,保证建筑的安全性[1]。 1.2具体要求 高层混凝土建筑抗震结构设计在规划设计环节,需要充分考虑各方面的因素,尤其应着重考虑关键部分的连接点作用与不同构件的受力情况,设计人员应根据要求,保证各连接点与构件在地震中能发挥其作用。而在刚度方面,应注意刚度值的具体要求,若高层混凝土建筑的刚度值过低,建筑在强震中会受到严重的破坏,直接损坏建筑的主体结构,而在地震过后余震的作用下,建筑很可能会直接倒塌。除了混凝土建筑抗震结构设计中的刚度值问题,建筑的延展性也应引起重视,保障建筑的强度与刚度在合理的范围内,促进高层混凝土建筑抗震结构设计效用的发挥。 2地震发生过程中高层混凝土建筑的破坏特点 2.1地基破坏特点 高层混凝土建筑在地震发生过程中,若地基的土层较软弱,地基会因土体的液化而发生沉降,进而破坏地基,造成建筑上部结构发生倾斜,最终使得建筑在地震作用下发生坍塌;除此之外,高层建筑若在一些危险地带修建,尤其是在一些泥石流、滑坡等多发地段,在地震发生时,危险地带在地震的作用力下会产生二次性伤害,导致建筑的基础发生不均匀沉降,引发建筑裂缝的产生,并在共振效应下,损坏建筑的上部结构,引发无可挽回的结果。 2.2结构体系破坏特点 高层混凝土建筑为框架填充墙结构时,在地震的作用力下,建筑整个平面中的内框架柱上部容易引发剪切型的破坏,窗洞会因窗下墙的作用引发短柱性的损坏。但建筑若为框架剪力墙结构则不易遭受严重的破坏。而在底框结构中,由于底层的刚度较低,在地震的影响才会遭受严重的破坏,并且使用的若是框架填充墙结构,底层的框架为敞开式的,在没砌墙时刚度也较低,也易遭受严重的破坏。 2.3刚度破坏特点 高层混凝土建筑的主体结构一般使用的是矩形平面结构,一旦发生地震,建筑内的电梯井会产生偏心作用,因此在强扭转振动下会加重地震的作用力,加重破坏程度。而对于一些不对称的平面结构中,地震产生的扭转振动会严重影响结构的稳定性,造成建筑的损毁。 2.4构件破坏特点 不同的构件有不同的抗震性能。在高层混凝土建筑的框架剪力墙结构中,板与梁更容易遭受破坏,而剪力墙的窗台下部位置也容易产生交叉裂缝;但框架柱由于设置了螺旋箍筋,加大了层间的位移角,因此,在地震作用下不易遭受破坏。 3加强高层混凝土建筑抗震结构设计的方法 3.1做好建筑主体结构的基础设计 建筑主体结构的基础设计是建筑结构抗震性能提高的最基本问题,因此应重视建筑基础的设计。在设计过程中应注意将结构相同的单元设置在地基性一致的地面上,并保持结构一致,对于地基位置上较软弱的土层应进行处理,以免承载力的不同引发地基沉降,并运用适当的处理方法增加地基础结构的刚度,加强基础承载力的同时,使承载力保持在一致的水平上。并且应注重底框的运用,因为底框虽然经济实用,运用用途广,但结构体系分布不均匀,易引发结构的不均匀变形,甚至在严重的地震作用下,造成建筑部分开裂。因此,在使用底框时应在设计时增加一些措施以使底框能保持较均匀的刚度,避免不均匀造成变形的出现。 3.2增加抗震防线的设计 高层混凝土建筑的抗震结构并不是由某一部分构成的而是由不同的延性分体组成的,并且不同的延性分体并不是单独的工作,例如框剪结构是由剪力墙和框架分体组合而成的多肢剪力墙结构体系,在通力合作下能在余震过程中发生作用,增加建筑的抗震性能。而增加抗震防线的重要性在于即使一道防线破坏,另一道防线也会继续发生作用,减轻地震对建筑的破坏。因此,设计人员应建立一个由多构件组合而成的抗震防线体系,保证同一平面内的主要构件屈服,其他的抗侧力部件能在发生弹性时,延长主体结构屈服的力度与时间,保证主体结构较强的延性以及抗侧移性。此外,在设计过程中,若有的构件出现抗侧移值过大的状况,减弱了其他构件的强度,应适当增强构件的抗侧移能力,在设计中注意多重抗震防线的设计[3]。 3.3综合多种抗震计算方法 在对高层混凝土建筑抗震计算中,位移计算的正确性不容忽视,并且应对结构设计方案进行定量分析,控制主体结构的变形量,保证在中、低地震等级中,建筑的主体结构不会发生变形。在计算主体结构的承载力过程中,应对高烈度地震中结构的层间位移以及延性位移进行实时性的计算,具体算出建筑构件位移与结构变形间的关系,得出建筑主要构建的变形值,并对建筑截面的应变情况予以分析,计算得出构建的合理构造值,最大限度的降低主体构件在地震发生中的破坏程度。 3.4抗震的加固设计 在高层混凝土建筑抗震结构设计中,因主要构件应满足一定的延性要求,在楼层较高时,通过调节轴压比以增强构件的延性,但轴压比又不应过小,否则会造成结构短柱,延性也会受到影响,在高强度的地震作用下,造成建筑的坍塌,因而应进行加固设计。首先,在地震的加固设计中应选择螺旋复合箍筋,因为螺旋复合箍筋能有效地提高建筑中柱子的抗冲击力,从而提高短柱的抗震能力。其次,框架柱的抗剪能力应与强剪弱弯以及剪压比相对应,并且柱子顶端的抗弯能力应在强柱弱梁值的范围内,使短柱在强柱弱梁或强剪弱弯时也不会破坏剪切性,增加建筑的抗震力度。最后,因为短柱的抗剪性较弱,在地震中常出现在抗弯能力还没起作用时已发生了剪性破坏,所以在设计过程中应减少短柱的抗弯能力,使其与抗剪力保持平衡,在地震发生时满足短柱的抗弯屈服。但为了减弱短柱的抗弯强度,将柱子沿竖向设缝的情况,将其划分成多个分体柱,并利用通缝或分隔板等连接键,增加建筑构件的抗震性能,促进建筑的抗震加固设计。 4结语 高层混凝土建筑抗震结构设计的重要性是不言而喻的,只有明确抗震设计的要求并根据具体建筑结构的抗震特点,才能在设计的过程中结合建筑各体系的破坏特点,有针对性地提高高层混凝土建筑的抗震结构设计,减轻地震对高层混凝土建筑结构的破坏,从而保障人们的生命财产安全。 作者:李璐 单位:太原理工大学建筑设计研究院 结构设计毕业论文:高层混凝土建筑抗震结构设计探析 随着我国人口的快速增长,城市中需要建设大量的高层建筑才能满足城市人口的居住需要,还可以满足商业和企业的不同需要。其中抗震结构设计是保证高层混凝土建筑的重要结构,也是未来我国建筑业的主要设计结构。 1高层混凝土建筑的结构特点 高层混凝土建筑的定义是建筑高于28m,并且层数大于10层的混凝土建筑。高层混凝土结构属于竖向的悬臂结构。高层混凝土建筑结构受到的水平载荷和垂直载荷的影响,并产生弯矩和轴向力,建筑的高度跟轴向力呈线性关系。高层混凝土建筑的层数与水平位移,跟弯矩是呈上升曲线的关系,且轴向力与高度的比例关系是正比例。 2高层混凝土建筑抗震结构设计的优化 2.1结构尺寸的优化。 在结构几何形状和材料都规定好的条件下,计算出满足各种条件下的最优构件截面,其实就是对结构构件尺寸进行设计,使其造价最低化。2.2结构体系的优化。结构体系的优化先从结构概念设计开始,使结构平面布置满足对称、规则,立面和竖向规则,侧向刚度均匀变化。与此同时,通过定量的分析和计算对关系到体系整体性能的设计参数进行优化。 2.3结构功能的优化。 建筑的使用功能如何对结构和造价的影响较大,取决于工程建设完成后使用者对本项目有着怎样的使用功能要求,在能够满足用户整体功能要求的条件下对结构功能方面进行设计优化。 2.4结构体系选择的优化。 对于高层建筑来说,可以选择的结构形式有很多,例如框架结构、剪力墙结构等。由于对结构的要求很多,结构的选型也十分复杂,需要综合各方面的因素进行确定,并且需要结构、建筑、经济上各方面的协调平衡,才能对结构体系进行优化选择。 2.5基于最优设防烈度的抗震结构优化设计。 在确定了结构类型、布局和材料后,抗震结构还需要确定抗震设防水平,先进行设防水平选择在进行结构尺寸优化,这就是基于最优设防烈度的抗震结构优化设计。 3高层混凝土建筑抗震结构设计的方法 3.1改进结构设计方案。 高层混凝土建筑抗震结构设计方案需要满足我国现行的建筑工程抗震方面的标准和规范,主体结构需要能抵御空间的变形,并且在结构进行延伸变化时可以进行恢复,以抵消在高层混凝土建筑结构变形时所产生的不利形变,保证高层混凝土建筑的稳定性。在评价地震作用对高层混泥土结构所产生的影响时,需要进行科学合理的分析,考虑各结构部分,最大限度的控制高层混泥土各部分的受力情况,使建筑的抗震性能得到提升,需要特别注意的是高层混凝土的竖向结构受力,使高层混凝土建筑可以满足相关的刚度设计要求,受力更加平衡,保证高层混凝土建筑结构抗震性能和稳定性符合要求。此外,还需要考虑高层混凝土建筑位置的地质情况,在设计抗震结构时考虑防震,对于高层混凝土建筑的关键部分的施工应十分注意,尽可能的降低高层混凝土建筑所承受的重力,使其建筑受力均匀,符合重力的变化规律,避免高层混凝土建筑产生过多的水平力和竖向力的不均匀,从整体上提高对高层混凝土建筑的抗震性能。 3.2科学选定建设位置。 高层混凝土建筑的选址也十分重要,对建筑的抗震性能有着很大的影响,应综合分析项目区域的地质灾害情况。所以在高层混凝土建筑的选址上应做到科学合理,对于高层混凝土建筑周围的环境及地质情况也要考虑其中。选取的原则是:高层混凝土建筑应避免临近电厂、变电站等区域,减少周围环境对建筑的不良影响;高层混凝土建筑还需要远离丘陵和山坡,因为这些区域的抗震能力较低,不利于抗震设计。 3.3高层混凝土建筑结构参数设计合理。 应用模拟软件对高层混凝土建筑发生地震时的受力情况进行模拟,来选择科学的结构参数,分析结构的受力特点。通过对高层混凝土建筑的质量检测、施工工艺、地质等情况的充分掌握,在对高层混凝土建筑进行抗震结构设计,充分的了解抗震结构设计要点,对抗震设计进行合理优化,在影响高层混凝土建筑抗震结构设计的主要部分需要进行说明,这对于提高高层混凝土建筑的抗震结构设计是十分有帮助的。此外,对于高层混凝土的抗震结构设计还应建立数据库,这样可以方面设计人员对以往工程设计资料的查找,在高层混凝土建筑结构受力研究时可以参照以往相似工程,对于力学模型的建立也是十分有用的。高层混凝土建筑结构参数包括扭转角度和震动周期等,众多的结构设计参数在高层混凝土建筑抗震结构设计时都需要互相协调和仔细分析,以保证参数的科学合理。 3.4控制扭转效应。 地震会对建筑产生水平力、竖向力和扭转力,这种各方向力的综合作用下,会对建筑物产生严重破坏,造成建筑物的损坏。地震的发生具有突然性和随机性,因此地震的发生难以预测并且需要面对很多未知因素的影响,所以在高层混凝土建筑结构抗震设计时,不能仅对水平力和竖向力进行防护,还需要对扭转力作用进行考虑,对抗震结构的位移进行要求,并测定最大和最小位移结构的刚度,保证混凝土建筑的整体位移具有一致性,对于高层混凝土建筑抗震结构设计中的每一部分都符合要求,对建筑的整体抗震性能进行分析,如发现隐患应及时的改正,尽可能的保证高层混凝土建筑的抗震性能。 结束语 随着我国社会的高速发展,抗震结构的应用也越来越广。由于居民对高层混凝土建筑质量上的要求越来越高,因此在建筑工程的实际设计和施工过程中应采取更加安全的抗震结构,这不仅能够满足国家相关法律法规的安全抗震要求,一定程度上还可以提高经济效益和社会效益,对于建筑行业的健康高速发展起到了至关重要的推动作用。 作者:郭辉 单位:北京华宇工程有限公司 结构设计毕业论文:建筑工程结构设计现状与发展 随着经济社会的发展及人们生活水平的提高,人们对建筑提出更高的要求,建筑不仅作为人们赖以生存的场所,同时美观性、实用性以及安全保障程度都会成为用户重点考虑的因素。因此建筑企业及相关设计人员必须对建筑结构设计工作足够重视。 1建筑结构设计的特点 1.1结构设计的延性特点 在实际的使用中,引发建筑物变形的主要因素有风力、地震和沉降。我们在进行建筑结构设计时一定要确保高层建筑不会受变形而出现损坏甚至倒塌的情况,就要执行一些具体的措施来保证建筑物的结构延性和建筑结构的安全性。 1.2结构设计的水平荷载问题 设计低矮的建筑时,我们通常考虑竖向的荷载因素,相对高层建筑而言竖向的荷载掌控虽然十分重要,但是起决定性作用的则是水平的荷载。因此,在设计高层建筑结构的时候,无论是竖向荷载还是水平荷载都要进行仔细的考虑,才能增强建筑结构的水平荷载能力、安全性和稳定性。 1.3结构设计的侧移变形问题 由于高层建筑可以有效的节约土地资源,所以在建筑业中成为重要的发展趋势。由于高层建筑的水平荷载非常大,而且还会因建筑的高度增加继续增大。一旦有外力的影响,高层建筑的变形就会不可避免的出现了,从而严重影响建筑的安全性能。进行建筑结构设计时,要最大限度的提高建筑强度,保证良好的刚度和强度,避免发生侧移变形。 2建筑结构设计中存在的安全隐患 2.1对建筑结构设计的认识不足 由于有关职能部门不够重视存在于建筑结构设计的问题,也缺乏监控建筑物抗震功能的设计。因此,一些不良的企业就会出现投机取巧的心理,不按章程和规范来进行建筑结构的设计,为建筑的安全造成严重的隐患,从而对生命财产带来严重的威胁。建筑结构设计的合理与否直接影响建筑的安全性,因此进行建筑结构设计首先就要认真分析建筑结构设计的实际工作,对建筑结构设计的各个要点认真考虑,才能真正提高建筑结构的设计水平和安全性。 2.2建筑结构设计的不合理 建筑结构作为建筑工程的主要框架,建筑结构设计的安全性对居住人群的安全和建筑工程的质量产生直接的影响。建筑结构设计的不合理主要表现在以下三个方面:第一,设计人员没有充分发挥专业知识和设计经验或者忽略施工规范的细节,使建筑结构设计不符合实际需求设计,从而导致建筑结构存在的安全威胁。其次,设计人员忽视建筑结构的安全性能,不重视建筑的质量。再次,由于利益的驱使,有些设计人员明知建筑结构的设计存在问题却示而不见,那么建筑工程的施工就会经常发生事故。 2.3结构设计中的偷工减料现象 偷工减料的现象在建筑工程结构设计经常发生,具体表现在:第一,建筑企业在利益的驱动下,不顾建筑工程的安全性和整体的质量,采取偷工减料和过度节约的方式,以攫取高额的利润。例如,对钢筋的使用,我国相关的规定明确钢筋的配筋率,建筑工程一定要采用标准的钢筋配筋率。第二,规模小的建筑企业,为了减少建筑工程项目资金成本的支出,选择了强度高、脆性大和韧性小的冷轧变形钢筋,严重影响了建筑物的抗震性能,建筑结构设计的安全风险大大增加了,严重影响了建筑工程的质量。 3提高建筑结构设计安全性的对策 3.1不断创新建筑结构设计的模式 概念设计的主要内容工程概念。方案的制定要尊重客观规律,从整体上来控制设计对象。建筑结构的设计水平的提高,表现在设计的成品在水准、经济和结构形式上要比现有的成品更具优势。结构设计工程师要在不断更新和变化的建筑结构技术中提高自身的能力,并积极攻克现实中的各种难题,做到精益求精,这样就会大大提高建筑结构的设计水平。目前住建部推出的“四新”技术是切实的从经济效益出发,有效的帮助提高建筑结构的设计水平。 3.2建筑结构设计人员的质量意识和安全意识要加强 建筑结构设计人员要保证依章办事就应该充分了解规章制度的内容,在实践中不断的进行反思与总结并吸取经验教训。建筑结构设计人员要保证建筑物的抗震性,就要运用科学的设计理念和方法;建筑企业通过培训来增强应当加强建筑结构设计人员的质量意识和安全意识。通过采取以上措施来提高并确保建筑结构设计的安全性。 3.3建筑结构设计人员的专业素质和技能要提高 现阶段建筑结构的设计在形式和内容上都不同于以前的建筑结构设计,对技术的要求也越来越高;为了适应着中发展趋势,建筑结构人员通过拓展知识的广度和开拓视野的方式来增强建筑结构设计的深度。 4结语 提高建筑结构设计的安全性,可以更好的提高建筑物的整体质量,也更好的保障人民生命财产的安全,使建筑工程项目顺利进行。提高相关设计人员的质量和安全意识,培训和提高结构设计人员的专业水平等都是有助于保证建筑结构设计的安全性,确保建筑业的可持续发展。 作者:徐峰 单位:苏州城发建筑设计院有限公司 结构设计毕业论文:高层混凝土建筑抗震结构设计 近年来,我国建筑行业得到前所未有的发展,并且建筑领域逐渐地向高层方向发展,众多高层混凝土建筑工程如雨后春笋般出现。高层混凝土建筑结构设计中抗震结构设计是非常重要的环节,同时也是结构设计的难点。主要是因为高层混凝土建筑的人口相对密集,一旦发生地震灾害,高层混凝土建筑抗震性能较低而发生坍塌,将会造成严重的人员伤亡与经济损失,同时造成恶劣的社会影响,这对建筑行业的健康、可持续发展是非常不利的。因此,在进行高层混凝土结构设计时,应该充分的认识到抗震结构设计的重要性,为高层建筑居民的生命和财产安全提供可靠的保障。 1高层混凝土建筑抗震结构设计的要求分析 ①在进行高层混凝土建筑抗震结构规划与设计时,应该经过精确的计算与分析,合理的掌握结构刚度,充分的了解施工现场的地质条件、所有设备的运行参数、建材的性能以及物理力学知识,以此确定高层混凝土建筑结构的整体高度大小,并设置科学的连接,以此实现对刚度的合理调整。为了提高高层混凝土建筑的抗震能力,应该尽可能的将建筑波动受力控制在地质支撑范围以内,即当高层混凝土建筑基础结构出现变形之后,抗震结构通过自身的调节,能够尽可能的降低整体结构的变形幅度,然后通过有效的维护工作,保证高层混凝土建筑的安全和使用价值。 ②在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,设计人员应该正确的分析关键部位或者重要部件和其他部件之间连接点的受力状况,通过合理的计算,采取有效的措施进行调整,以此提高高层混凝土建筑的抗震能力,当地震灾害发生之后,能够最大限度的降低地震给建筑物带来的损失。此外,通过对当地历年的地震灾害进行分析,如果高层混凝土建筑采用柔和刚度设计,当地震灾害发生之后,将会导致主体内部结构遭到损坏,在余震的作用下,会导致建筑结构发生连锁反应,对建筑结构造成持续破坏,最终导致建筑倒塌。对此,在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,应该充分的研究与分析混凝土抗震结构,以此保证高层建筑的结构刚度满足相关的设计规范,同时强化建筑结构的延伸性,进而提高高层建筑的抗震性能,最大限度的降低地震灾害给建筑造成的损失。 2高层混凝土建筑抗震结构的优化设计 ①在进行高层混凝土建筑工程建设施工之前,应该对施工现场进行勘察,尽可能的避免选择在地震因素或者灾害多发地,科学、合理的选择建筑位置,对于提高高层混凝土建筑的抗震性能具有非常重要的作用。同时,高层混凝土建筑周围不应该存在变电所、发电站等安全指数不稳定的地区,同时避开低洼沼泽、陡峭山坡等抗震效果差的地区。 ②在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,应该坚持均匀、对称、规整等原则,高层混凝土建筑各个楼层在水平地震作用下会发生侧移,主要包括整体转动、整体平移、剪切变形以及整体弯曲变形,对不同的建筑结构应该采用针对性的措施控制结构的变形。为了降低结构侧移,应该采取以下措施:采用弯双重抗侧力体系,减小框架的梁距与柱距,采用竖向支撑的交错布置方式,采用立体构件取代传统的平面构件;利用倾斜里面和扭转体型,采用围护结构提高建筑的抗震能力;适当的增加建筑的宽度;在进行抗震设计过程中,有目的、有意识的控制厚薄层,这样既能够提高建筑结构的抗震性能,又不会使薄弱层发生变形,这是提高高层混凝土建筑整体抗震性能的有效措施。 ③在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,为了提高其抗震性能,应该设置多道抗震防线,主要是因为地震灾害经过强烈的震动后,会伴随多次余震,如果高层混凝土建筑只设置一道抗震防线,将会由于损伤累积导致建筑倒塌。地震作用下高层混凝土建筑的性能主要取决于钢筋混凝土的抗变形能力,地震对发区域的高层混凝土建筑,其抗震设计应该采用延性框架,同时加强结构局部薄弱区的刚度与承载能力,以此保证高层混凝土建筑的整体性与抗震能力,尽可能降低地震作用对建筑造成损害。通过设置多道抗震防线,能够有效的避免建筑结构出现薄弱区。同时,通过加强概念设计,加强薄弱部位,重视结构的延性设计,合理的控制钢筋的锚固长度,特别是直线段锚固长度,同时考虑温度应力对建筑抗震性能的影响,通过全方位的考虑,设置多道抗震防线,能够显著的提高高层混凝土建筑的抗震性能。 ④在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,应该重视消能减震与隔震措施。目前,我国以及世界各国都采用了延性结构体系,主要是因为延性结构通过对建筑物的刚度进行调控,当地震灾害发生之后,建筑结构构件进入延性的塑性状态,以此起到降低地震作用力,削减地震对高层建筑造成的损坏。延性结构虽然能够吸收地震能量,但是随着建筑高度的增加,其消耗地震能力的作用越来越小,不能很好的起到耗能减震的作用,传统的延性结构体系已经不能够很好的满足现代高层混凝土建筑的抗震要求。 ⑤充分考虑位移,尽可能的降低输入地震能量。在进行高层混凝土建筑抗震设计时,应该充分的考虑位移问题,设计人员应该根据高层建筑结构设计规范,重视计算承载力,然后采用弹性策略,系统的分析与计算建筑结构力,在分析相关数据的前提下,考虑横向弯矩,展开深层次的设计;通过减少建筑自重,能够有效的降低建筑在水平方向的侧移,通过考虑多个方面的因素,能够有效的提高高层混凝土建筑的抗震性能。为了降低地震输入能量,在高层混凝土建筑设计过程中,应该充分的考虑地震预期作用,全面的分析、预算和计算变形问题,尽可能的提高建筑构件的承载能力,同时考虑地震时间层的位移侧移和综合位移之间的延性比,这样能够显著的提高高层混凝土建筑的抗震性能,保证建筑结构的安全性与稳定性。 3结语 总而言之,高层混凝土建筑在现代建筑中占据很大的比例,为了保证高层建筑居民的生命和财产安全,必须充分的认识到高层混凝土建筑抗震结构设计的重要性,根据高层混凝土建筑项目的实际状况,应用先进的抗震设计理念、科学的抗震结构形式以及相关抗震措施,不断的提高高层混凝土建筑的抗震性能,当发生地震灾害时,为人们的逃生提供宝贵的时间。同时,加强高层混凝土建筑结构抗震设计,对促进整个建筑行业的健康、可持续发展具有非常重要的作用。 作者:郑欢 单位:河南省城乡建筑设计院有限公司 结构设计毕业论文:机械结构设计中的创新设计探析 时代的发展与社会的进步对创新提出了进一步的要求。创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,对于机械结构设计来说也同样如此。对于设计者来说,在机械结构设计中进行创新是一项非常具有挑战的任务。只有充分了解机械结构创新的必要性,才能取得最佳的设计效果。 一、新时期机械结构设计中创新的必要性分析 时代的发展与科学技术的进步对机械结构设计的思想与理念提出了新的要求。新时期,如何使机械结构设计满足社会发展与人们日常的工作与生活的需求成为必须迫切思考的问题。解决这一问题的有效途径就是机械结构设计过程中融入创新精神与创新理念。创新并不是凭空创造,而是在现有理论与实践的基础上进行有效的发展。对于机械机构设计来说,设计者就是要思考如何利用已经存在的现代机械设计理念,将其与创新思维相结合,从而实现不同构件、模块的优化组合,以便制造出能够满足人们需求的机械结构部件。新时期机械结构设计创新就是要求设计者能够从机械结构设计的内在规律入手,不断实践。 二、基于变元法的机械结构设计创新 (一)机械结构设计时进行材料变元 机械结构设计离不开材料的科学选择,可以说机械结构创新的成败决定了合理的材料选择。比如说在设计液浮式陀螺时,如果马达定子壳所使用铝质材料,而将合金钢作为转子轴的材料,那么因为其膨胀系数的不同导致其在运行时可能因为定子与转子轴向尺寸的变化,导致液浮式陀螺马达运行故障。所以设计时就必须重视材料变元的科学运用,合理利用材料。 (二)机械结构设计时进行数量变元 众所周知,完整的机械结构是一个成熟的系统,包含各种不同的零件,这些零件虽然作用不同但是都发挥着作用。在设计时,设计人员就必须不断计算,并将计算结果与机械结构设计相比对,及时改进。如果发现机械结构设计中存在冗余零件结构,则需要及时更换淘汰。对于机械结构设计的创新就要求设计人员及时调整机械结构的零部件,确保结构设计的科学、合理。设计时可以减少零件或者将部分零件合并,通过减少了零件的数量,提高其互换性,从而提高了机械结构的性能。比如说铸件的结构性装必须简单,此时就应该采用直线型的轮廓。而螺纹连接结构中,要想避免螺丝松动问题,就可以把螺钉、垫圈以及弹簧垫片功能整合,减少零件数量并满足功能。 (三)机械结构设计时进行位置变元 机械结构设计过程中如果调整零件的位置,则可能导致机械结构产品的整体性能发生变化。在一些机械设备中,其传动装置的齿轮要求必须贴合无间隙,但是在加工过程中往往做不到这样的要求,齿轮的孔距难以得到有效的控制。虽然可以采取其他的设计形式,但是可能又会受到空间的限制。所以设计师必须通过位置变元,以此来不断调整机械机构各零部件之间的孔距与距离,进而实现创新,改善性能。 (四)机械结构设计时进行尺寸变元 机械结构设计创新时还应该保证机械结构产品的外观、外形尺寸以及安装等属性与要求。所以说,设计者必须保证机械结构设计时的尺寸变元,不断找到最佳的零件应用尺寸,实现零件应用方案的优化。除了要注重零件的性能外,还应该对零件的外形、尺寸进行一定的变化或者修正,保证机械结构运转的正常。在平时对机械结构设计时,应该尽量缩小零件的尺寸并且将机械结构设计模块化,以便内部零件的不断协调运行。这样可以直接缩小机械结构的外形。 (五)机械结构设计时进行形状变元 设计人员要关注机械结构中零件表面极其整体形状、轮廓等,通过设计实现零件形状的改变,从而改善机械结构的性能、外形或者功能。例如在设计某一机械结构时,要求其发挥弹簧压力压紧零件,就可以在设计时将弹簧类型(压簧、拉簧、扭簧、板簧等)和被压零件形状(圆柱面、平面、螺旋面、球面等)进行反复组合,在所得到的各种方案中选择最佳组合。 (六)机械结构设计时进行连接变元 机械结构设计中的连接方式与方法比较多,不同的机械结构需要选择不同的连接方式。所以设计人员要具有将不同连接结构以及连接方式进行相互调换、调整以及改变的思维,从而获得众多不同类型的机械结构类型。比如说一些机械部件需要经常拆卸,在选择连接结构时就应该选用一些既能够连接可靠也能够便于拆卸的连接结构。这种类型在生活中可以经常看到,尤其是手机机盖或者儿童玩具产品中较为多见。 (七)机械结构设计时进行工艺变元 使用不同工艺方法装配起来的机械结构可能其性能也不同,在进行机械结构设计时应该考虑到这一点,否则可能出现机械结构产品无法满足设计需求的局面。设计人员所要做的就是要熟练掌握各种加工工艺,并能够在此基础上进行反复试验。通过仔细分析,找到零件结构工艺中可能存在的问题,从而提出相应的修改意见。在一些机械结构设计与推广中,一些机械结构的加工与制造可能与传统方法不同,设计人员需要予以极大的关注,以便其能够保证机械结构的质量与性能。 结语 综上所述,机械结构设计创新具有非常重要的意义,是满足人们需求,促进社会进步与发展的不竭动力。对于设计者来说,要不断探寻机械结构设计的创新点,不断优化结构设计,利用创新思维、创新理念替代传统设计理念与方法。这就要求设计者必须具备高昂的斗志、敏锐的观察力以及源源不断的灵感,最重要的则是要有较高的专业素质。只有这样才能不断创新机械结构设计,满足社会与生活的需要。 作者:乔石 邵婉 单位:烟台北方星空自控科技有限公司 结构设计毕业论文:机械结构设计中运动力学的应用 0引言 工业经济虽然在知识经济时代的来临和冲击之下,逐渐走向了式微的发展阶段,但这并非意味着在社会生活和经济生产中,已经失去了往昔的主导地位,仍旧存在着不可忽略的价值和功能,并在国家复兴的进程中,具有强大的助推作用。作为传统工业部门中的代表,机械制造业不但在经济发展的助推中,作用绝非可有可无,而且在当前科技创新的研究领域中,其平台作用也是不可小觑。在机械结构的设计原理中,运动力学在其中的干预作用最大,在物理学的实验活动中,也最受研究人员的重视和关注。 1机械结构设计的在应用中的技术要素 作为机械结构设计环节中的重要组成部分,结构设计中的关键要素,正是促进技术革新的重要手段之一。伴随着科研活动中的理论基础的日益夯实和技术应用范围的日趋扩大,物理学中的相关原理也逐渐拥有了充足的用武之地,在实际机械结构的设计中,不断满足着机械结构的符合要求,并促进生产水平的解放和提升。在机械结构设计层面的几何要素上进行分析,机械结构的设计原理,秉持着其精密的设计技术的指导和应用,在零部件之间能够实现咬合力的提高,并实现位置关系的明确定位和精密确定。在这种几何要素的关系体系之内,机械结构设计中最为关键的因素,便是不同的面,在这些不同的面上,通过完善和优化的考量,来保证在零件的不同接触面上,都可以进行合理的安排。 2运动力学在机械结果设计中的应用 运动力学在机械结构设计中的应用价值,主要体现在2个方面: (1)在零部件的链接方面。在这一环节中,诚如上文中论述的那样,存在着直接链接和间接链接的差别,由于存在着应用方面的差别,所以在运动力学的应用潜力上,也存在着截然相异的表现。但是作为机械设计中的核心要素,运动力学所产生的抽象指导上,从根本上也是如出一辙。例如,利用力矩的变化,通过计算不同联接点的摩擦力和压力,从而可以了解到不同的节点的压力和零件的材料选择等。在力学计算和相应的选择性指标的衡量下,构成决定零件的选材和位置的排列组合等等,都体现出这一点。 (2)在机械零件的操作过程中,一旦发生损耗等相关问题,运动力学的理念和技术原理同样存在着必要的指引作用,特别是在行动与摩擦之后产生的损耗之后,借助运动力学的相关理论,便能够依照运动做工,实现计算机的损耗系数,并且对零件的损耗程度进行相应的预定,还能够在根本上实现材质遴选的科学性。总之,充分利用运动力学,是保证机械结构设计的基础,也是未来的发展方向。 3运动力学在机械结构中的设计准则 3.1满足力学要求的设计准则 在进行机械产品结构设计过程中,必须要考虑到材料力学、弹性力学、疲劳力学等相关的力学准则,并且在此基础上,通过相应力学的强度计算法则,实现设计合格化的机械产品,积极引用在生产活动之中。在运动力学的物理学术体系中,疲劳力学便是一个值得参照的对象。由于其与轴承、齿轮以及轴的使用寿命等存在着直接的关联,因此在设计过程中,研究人员通常会依据不同机械零件的载荷变化,实现力学计算的灵活化处理,进而实现产品结构的优化,并延长机械产品的使用寿命和利用周期。由于零件的截面尺寸的变化,能够带动其内应力变化适应能力的提高,这便能够使得各截面的强度相等。而按等强度原理设计的结构,材料才可以得到充分的利用,提高经济效益。 3.2创新机械结构的设计理念 如今的机械结构创新设计活动,大体是指采用机械结构设计变元法,通过针对机械结构设计中相关因素的遴选和改变,以实现机械结构在实用层面上的技术革新和理念创新,以便满足于应用上的诸多需求。在这种呼之欲出的科研背景之下,创新型结构在便利性和经济性等多方面上均能够优于传统设计结构的主要原动力,就是近年来推出的变元法。这种机械结构的设计法则主要包括多种装配原理,例如数量变元、形状变元、材料变元、位置变元以及装配联接变元等等,在变元中实现机械结构设计方案的革新,并在数学模型的引导和助推下,计算和测试其结构性能,便能够选择出最优化的机械结构设计。 4结语 通过对运动力学的理论阐释及对其在机械结构设计应用中的使用角度和应用范围进行深度分析,便可得知运动力学对机械设计应有所具有的非比寻常的指导作用和干预影响。由于机械产品的使用在当今经济活动中,与运动设备之间的联系越发紧密,因此在机械结构的设计活动中,需要机械运动理论的深度化透析和研究,并且紧随市场需求的步伐,进行相应的技术改革与理念创新,为国家的机械制造业提供更为便捷的服务。 作者:卫江 王胜 单位:陕西广播电视大学 结构设计毕业论文:新型能量回收缓速器机械结构设计分析 0引言 缓速器是一种辅助刹车机构,采用非干摩擦制动方式,通过作用于原车的传动系统而减轻原车制动系统的负荷,使车辆均匀减速,增强车辆的安全性和可靠性,停修时间短,可提高运输效率、车辆使用经济性以及驾驶舒适性,也保证了驾驶员与乘客的安全。传统电涡流缓速器制动时,将车辆的动能转变为热能散失,在我国标准的ECE15工况下,制动所消耗的能量占整个刹车系统的56%~92%。本文针对该问题,设计了一种具有能量回收功能的新型缓速器。 1新型能量回收缓速器机械结构设计 新型能量回收缓速器由缓速器发电装置、控制器和储能装置构成。根据传动轴直径及实际汽车安装空间限制最终确定新型能量回收缓速器电机尺寸为长300mm,宽450mm,高300mm。控制器箱体为长40mm,宽100mm,高20mm。蓄电池壳体长40mm,宽100mm,高40mm。 1.1发电装置设计 缓速器发电装置主要由电机构成,电机安装在车辆主变速器后的第一传动轴上。电机由于质量较重,在顶部设计了四个固定座,用螺母固定在车架,减轻对传动轴的压力。缓速器电机在发电时同时会产生涡流现象,所以安装位置尽量选在空气流动较好,易于散热的第一传动轴上。根据汽车实际能安装空间,保证散热面积的情况下,最终确定新型能量回收缓速器电机尺寸为长300mm,宽450mm,高300mm。 1.2控制器设计 控制器的形状为盒体,内部安装有逆变电路、功率模块驱动和保护电路。在控制器右侧设计一块固定板,长40mm,宽100mm,厚10mm,在固定板四个角上设有四个螺孔,用于固定。控制器电压为36V,工作过程中要求有较高的稳定性,所以安装在汽车车架右侧,用螺钉固定。控制器盒体长40mm,宽100mm,高30mm。 1.3储能装置设计 储能装置由蓄电池和四个功率IGBT管子组成。IGBT是绝缘栅场效应管和大功率晶体管(GTR)的复合器件,其被放置在储能装置盒中,储能装置盒右侧同样设置四个螺孔,用螺母固定安装在控制器后面的车架上。储能装置盒的尺寸为长40mm,宽100mm,高40mm。通过对以上零部件的设计,安装到客车或货车车体后的装配图。 2结论 本文对新型能量回收缓速器的结构及形状尺寸进行了设计和研究,并通过Solidworks软件绘制了新型能量回收缓速器的效果图和装配图。新型能量回收缓速器具有节约能耗、缓速效果好等优点,同时解决了传统缓速器散热问题,未来拥有很好的市场前景。 作者:蔡袁琦 曹建波 鄂世举 文欢 沈娟亚 单位:浙江师范大学工学院 结构设计毕业论文:绝对式光栅尺的机械结构设计分析 0引言 随着我国加工制造业的发展,数控机床的应用越来越广,对数控机床定位精度与重复定位精度的要求也越来越高,传统的半闭环控制系统也越来越难满足用户的使用需求。基于半闭环控制系统的数控机床具有明显的缺点:无法控制机床传动机构所产生的传动误差、高速运转时传动机构所产生热变形误差,以及加工过程中因传动系统磨损而产生的误差,而这些误差已经严重影响到数控机床的加工精度及其稳定性。直线光栅尺对数控机床各线性坐标轴进行全闭环控制,消除上述误差,提高机床的定位精度、重复定位精度以及精度可靠性,作为提高数控机床位置精度的关键部件正日益受到用户的青睐[1]。直线光栅尺分为增量式光栅尺与绝对式光栅尺,安装绝对式光栅尺的数控机床在机床重新开机后无需执行参考点回零操作,就立刻重新获得各个轴的当前绝对位置值,可以马上从中断处开始继续原来的加工程序,大大地提高数控机床的有效加工时间。在全闭环的高档数控系统中已经普遍使用绝对式光栅尺和绝对式光栅编码器,在西方发达国家采用绝对式光栅位移传感器的占数控机床的80%,目前国内的全闭环高档数控机床中采用绝对式光栅传感器的也接近30%[2]。国际上生产绝对式光栅尺的厂家有德国的HEIDEN-HAIN(海德汉)、西班牙的FAGOR(发格)、日本的MITU-TOYO(三丰)、英国的RENISHAW(雷尼绍)。相比之下,国内目前没有绝对式光栅尺的产品,但是已经有部分研究所、高校以及企业先后开展了绝对式光栅尺的研制工作,其中中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的研究工作最为突出,其研制出的JC09型绝对式光栅尺样机实现了与华中数控HNC-818B世纪星加工中心数控装置对接,并应用在长二机床厂的XH714立式加工中心上[3]。本文将对绝对式光栅尺的工作原理以及绝对式光栅尺的机械结构做相关的研究。 1绝对式光栅尺的工作原理 绝对式光栅尺的工作原理如图1所示,LED光源发出的光经过透镜后形成平行光,经主光栅与指示光栅后照射到ASIC光电器件上,将光信号转换成电信号并通过信号处理器计算出位置值,最后通过通讯接口将位置值输出到后续设备上。其中主光栅由两条码道组成,一条码道为绝对码道,即下方不规则的码道,通过该码道可以实时读取绝对式光栅尺的绝对位置;另外一条码道为增量码道,即上方周期为20μm的规则码道,通过该码道可以实现信号的高细分,提高光栅尺的分辨力。图2为主光栅的实物图,上方为增量码道,下方为绝对码道。指示光栅由两部分组成,一部分为增量窗口,由增量码道组成;一部分为透明窗口。ASIC器件也分为两部分,上面接收增量信号,下方接收绝对信号。 2结构设计方案 为绝对式光栅尺原理样机整体结构图,为绝对式光栅尺原理样机内部结构侧视图,从图中我们可以看到,光栅尺主要由尺壳、主光栅、密封条和读数头这几部分组成,其中读数头包括照明机构、指示光栅滑架、指示光栅、滑架体与滑架体盖,读数头实物图如图5所示。绝对式光栅尺整体采用封闭式结构,铝制尺壳保护主光栅、读数头免受灰尘、切屑和切削液的影响,密封条保持尺壳的密封,同时在滑架体与滑架体盖间也要加入密封橡胶,防止切削液的渗入。尺壳在制作时采用的是拉制型材的方法,除了满足读数头和主光栅的安装空间外,尽量做到外形足够小,型材拉制出来后变形较小,可以满足使用需求。主光栅粘接在尺壳上,指示光栅粘接在指示光栅滑架上,ASIC光电器件粘接在指示光栅上,后续处理电路固定在滑架体与滑架体盖中。指示光栅滑架与主光栅间采用五轴承滚动机构,通过五个轴承在主光栅上的滚动,保持其长期可靠的运行,为了保证读数头在运行过程中指示光栅滑架与主光栅不发生离位,在这里采用六弹簧的定位机构,分别为两个拉伸弹簧、两个压缩弹簧、两个扭转弹簧,压缩弹簧的作用是通过施加压力将指示光栅滑架下方的三个轴承压紧在主光栅上,扭转弹簧的作用是将侧方的两个轴承压紧在主光栅上,拉伸弹簧保证指示光栅滑架在纵向上的受力,六个弹簧使得光栅尺的读数头具有较强的自适应性。在机床上使用光栅尺时,光栅尺的安装分为两种,一种是将尺壳固定在机床的静止部件上,将读数头固定在机床的运动部件上;另外一种是将尺壳固定在机床的运动部件上,将读数头固定在机床的静止部件上,一般选择第二种安装方式,因为读数头上连接有电缆线,当读数头运动时,电缆线也要随之运动,对排线会有一定的要求,实际使用时可根据机床实际使用环境选择适当的安装方式。当尺壳与读数头发生相对运动时,尺壳中的主光栅与读数头上的指示光栅也发生相对运动,从而进行位置测量。 3结束语 随着我国加工制造业的进一步发展,绝对式光栅尺的需求量会越来越大,每个高档数控机床都需配备三个轴的绝对式光栅尺,不容小觑。摆脱国外产品垄断,加快自主研发是当前的首要任务,目前中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研发的绝对式光栅尺已小批量应用到国内的一些数控机床厂家,正逐步向产业化迈进,同时,我们也自主研发了绝对式光栅尺母尺刻划曝光系统[4]及绝对式光栅尺母光栅刻划装置[5]。希望在不久的将来,我们国家生产的高档数控机床上都能配备有我们自己的绝对式光栅尺。 作者:杨帆 单位:中国科学院 结构设计毕业论文:建筑抗震结构设计研究 引言 最近我们国家的很多地区都发生了地震,地震造成的损失也非常大,地震中有很多建筑房屋发生倒塌的情况,因为这种原因造成了人员的伤亡和财产的损失是非常巨大的。因为建筑物自身的局限性,所以只要是有地震发生,就会产生很大的危害。所以对于建筑物的抗震性进行优化是非常有必要的。 一、建筑结构抗震性能可能出现的问题 目前,我国的建筑物在建设的过程中使用的抗震方法多为等效斜撑,这种方法对于抗震十分有效,可是它的精度却很低,这也就造成了在实际运用上的局限性。我国的很多相关研究人员有提出运用非线的有限元角度对建筑模型进行填充,但是这种方式的施工过程太过复杂,并不是十分适合建筑物。所以,在进行抗震设计的过程里,我们还是需要对抗震性能进行理论上的掌握。并且在进行抗震设计的过程中对于周期修正系数的去进行是确定的。 二、相关的抗震设计 1.参考建筑结构的主要构造去进行抗震的设计 通常的情况,运用钢筋混凝土框架结构的时候,是运用对钢筋混凝土构件的截面尺寸进行控制的方式,还有就是最小配筋率去对抗震设计进行实现。建筑的砖混结构,通常比较常见的组成方式有对房屋的整体高度以及建筑的层数和层高进行限制的作用;在建筑的横纵墙里去进行钢筋混凝土构造柱的设立,同时还需要设置一些防震缝。在我国的建筑结构抗震设计的规范中也有一些相关强制性的条例。 2.按照建筑结构的性能目标去对建筑物进行抗震设计 在建筑物进行抗震设计的时候,主要目的就是使其在出现地震的时候可以很好的抗震。所以在对建筑物进行设计的时候要对建筑物所要建设地区可能发生的地震的强度进行衡量然后将其作为抗震设计的标准。并且要将对建筑物本身的内部的结构不造成破坏去对建筑物的抗震的性能进行确认。建筑物在没有进行抗震设计的部位上也要求应该具备一定的抗震的性能,只有做到这样才能够在出现地震的时候使建筑物处于一个可以承受的弹性中。 3.参考相关的建筑场地去进行抗震的设计 建筑的结构整体上应该有着非常好的抗震性,同时对于建筑物的建筑场地也要选择一个比较稳定的地点,同时在建筑物上还需要设置抗震层。然后还要对建筑物的周围环境和建筑物附近的建筑物进行安全性的思路和设计。在对建筑结构的场地进行规划的时候,还需要从能够对建筑上部结构的位移进行适应的特点以及性能方面去进行考量。 三、具体的建筑结构抗震设计的一些方式 1.基础性防震措施应用 (一)地基隔震 地基的隔震主要的作用是在建筑的地基还有土层之间所建立的一个缓冲层,这个缓冲层的主要作用是如果头地震发生的时候可以减小建筑和土层之间的震动,并且对震能的进行吸收,这样的一种方式能降低地震对建筑物的损害。目前,我们国家比较常用的地基隔层主要是沥青的原料隔震层。 (二)基础隔震 基础隔震是在建筑结构的抗震设计里面比较主要的一点,在抗震方式的选择上,为了减弱地震对建筑物的上部结构的伤害,还应该在建筑物的上部结构和基础位置的接触点上建立隔震层,预防地震力从地基的方向朝上部的结构进行传播。 (三)间层隔震 间层隔震是为了能够对地震的冲击剩下的力进行吸收而建立的,间层的隔震的建立可以对震力进行起到进一步削减的作用,这样的一个方式就可以使地震对建筑物的破坏更加减弱。间层的隔震通常都是安装在原始的结构层上,这也是我们国家使用的比较久的一种抗震措施,它的优势就是操作简单。 (四)悬挂隔震 悬挂隔震是运用悬挂的方式,把建筑物全部或者是部分的结构与地面脱离,从而实现在地震出现的时候,可以减少地面的震动以及和建筑物之间的震力。当前,此样的一种抗震的方式一般都是被用在很多大型的钢结构建筑里,这种抗震的效果十分的明显。 2.机敏减震支撑体系 机敏减震支撑体系是集合了现代科技技术的防震系统,主要是运用活塞的运动原理,去对建筑的结构进行设计的。在发生地震灾害的时候,可以对建筑结构中的内金额外能够通过不断的滑动来消减地震的破坏力进行保障,从而降低震力破坏以及消耗地震作用力的传导。当前,这一技术还在不断的研究以及完善中,相信在不久的将来就会被有效的使用,给我国的建筑抗震设计水平的提升做出贡献。 3.效能减震技术应用 效能减震是对地震所出现动能的消耗,以此去对地震能的传导大小进行减弱,从而对建筑物的破坏程度进行降低。当前,我们国家在这样技术上通常都是选择消能器以及阻尼器,这两种器械都可以实现地震能量的有效消耗以及吸收,降低震力对建筑主体产生的损坏,以此去对建筑主的体结构安全以及结构的稳性定进行保护。 结束语 我们国家当前的科学技术水平对于可能出现的地震的地点和时间以及地震的强度是不没办法做到非常精准的预知的,在加上人们对于地震的一些知识掌握的还不是很全面,所以,在对建筑物进行设计的时候对建筑物的抗震性能进行强化是十分有必要的。准确的施工抗震的原则以提升建筑的承载力和刚度还有延性为目标,并且对结构体型的简单和结构受力以及传力途径进行直接的保证,使得整体结构和结构的构件全都可以起到作用,从设计上去对建筑结构在地震作用下的安全性和人民的生命及财产进行保障。 作者:张靖孟 单位:海南元正建筑设计咨询有限责任公司重庆分公司
1混凝土质量检测的内容和方法 在水利工程的施工质量要求中,对整体的建筑抗压性和结构的稳定性能的要求是很高的,因为混凝土的整体结构和稳定性使得现在的一些大工程在施工时,都会选择混凝土作为基础的建筑材料,混凝土本身在制作的过程中受人为的因素干扰比较大,因为它是一种人工合成材料。基于混凝土的质量会不受控制的情况,而水利施工又是关乎着国家大计和人民生活的重要工程,所以在混凝土的施工过程中,利用混凝土的检测试验对混凝土进行质量检测和整体控制变得尤为重要。在混凝土质量检测时主要分为两方面的内容,一方面是对混凝土的成品的质量进行基本检测,看一看混凝土的抗压性能,受钢筋腐蚀后的耐腐蚀程度和紧实程度。另一方面是对混凝土制作的原材料进行检测,看看是否符合整体的需求标准。在混凝土的质量要求中,最重要的就是混凝土的抗压性,因为混凝土是建筑中的主体材料,在建设过程中还要受建筑本身的重量压迫和横风的影响,所以对成品的整体抗压性能要着重要求。在建筑水利枢纽这种大工程里,在水坝的建筑中选择使用混凝土不仅要承受水坝的自身的重量,还要在承受几十米的水位落差形成的压力,这种重量承受能力可想而知有多大,所以在水利工程的建筑中,对混凝土的整体质量要求是很高的。在检测混凝土抗压性能好不好的时候,可使用的方法有很多。我们最常用到的就是回弹法,这种利用混凝土的表面弹性对混凝土进行抗压性能的检测换算,这种操做起来简单而且成本低,但是精确度就不是太高。相比精确度来说,精确度做高的检验方式就是钻芯法,主要操作是在混凝土的表面钻取混凝土的芯,从而对混凝土内部的整体抗压性能进行检测研究,这样获得到的混凝土的抗压性能准确率是很高的,但是也有一些负面的影响,就是会破坏建筑物的整体结构。因为混凝土是人为加工的,所以即便混凝土是一种很好的建筑材料,但是在具体的施工过程中,还是会出现结构不稳定。钢性程度过强的状况,为了解决这个问题,增强混凝土的整体结构强度,在使用混凝土的时候一般都和钢筋一起使用。在对混凝土进行强度检测的时候,往往对混凝土中间中间穿插的钢筋结构的锈蚀程度也进行一些检测。在现在检测中,经常使用的方法就是半电池电位检测法来检测钢筋腐蚀的情况。利用铜线把处于混凝土中的钢筋结构与锈蚀测定的仪器链接在一起,利用不同介质中,电压产生的变化情况,来判断刚进的结构情况和整体的锈蚀程度。在混凝土中密实度也是会直接的影响混凝土建筑结构强度和自身承受能力的一个主要因素,特别是在很多大型的建筑施工过程中,建筑本身就存在着很大的体积重量,这时候要是建筑底部的混凝土结构密实度达不到建筑要求,就会给建筑的内部结构造成重大影响,使建筑底部的结构变得松化甚至是瓦解。现在对于混凝土的密实度的测量中,经常被采用的方法是弹性波测试方法,这种声波的测试方法,使用声波在介质中传播时,只有均匀介质中才会产生直线传播的物理原理。在检测中,一旦出现了裂缝或者空洞的结构变形情况时,声波会因为介质的不均匀形成漫射,就可以根据不同声波的变化情况检测到具体问题。通过声波的频率和波段的变化,更好的了解混凝土的紧密程度。 2混凝土质量控制的目标和内容 要想确保使用在建筑工程中的混凝土各项质量指标都达到工程的施工标准,在混凝土的生产和使用过程中确保质量目标的实现,严把每一个施工环节,做到工程的全程监管和检验,从混凝土生产到运输,最后投入工程使用,各个环节都不能放松。在对混凝土的生产环节监管的时候,要密切注意生产过程中原材料的质量,混凝土是用很多材料进行比例混合搅拌的主要的原材料就是水泥、粉煤灰、骨料,所以要对这几种材料进行严格的把控监管。在混凝土比例调配中,因为都是人为的操作,所以对混凝土中的材料配合比例的影响比较大。材料的比例出现偏差的时候,也就影响了混凝土的整体强度,因此给主要材料的混合搭配比例是很重要的。为了解决这个问题,在施工之前就要对建筑单位的结构和需要的混凝土结构强度进行了解,然后配比好适合工程强度的搭配比例,在以后的配比中,严格按照这个比例进行整体的质量生产。在生产过程中,为了更好的达到使用标准,也要相应的实行监管检验制度,如果出现了问题,将具体问题落实到具体的负责人身上,以此来保证人员的责任达到标准。保证在施工中混凝土的生产质量符合工程用料标准。在混凝土生产过程里,很容易出现一些机械问题引起的生产故障,不仅耽误进程,还会影响混凝土的生产质量,给整个工程的施工带来严重的质量影响。因此在混凝土的整体生产过程中要时刻关注混凝土生产机械的工作情况,机械的故障问题会导致生产的缓慢,故障发生的时间长了会延误到整个工期,影响工程的正常进度。混凝土完成了整体的生产后,为了更好的控制质量,要对混凝土成品进行检测,检查各项的材料对比含量,检查混凝土在硬结后的结构强度和整体抗压性、密实度是否符合要求标准,做到每一道工序都严格到位,为混凝土的出品把好做后一道工序。 3混凝土生产质量的控制方法 在水利建筑工程施工中,由于工程量巨大,会需要很多的施工工人,在众多的工人中,我们一定要严把工人的职业素养和专业技能的掌握情况。在招工中,注意工人的职业技能,在是施工中注意培养混凝土的生产人员,做好人员安全防范意识的培养,提高工人技术技能,从而提高混凝土的生产质量。在原材料的选择上,要严格把控原材料的质量问题,只有原材料质量过关,才能保证整体施工的过程安全有效,保证整个水利工程以主要材料的安全使用。没有好材料是建筑不出来好的工程的。在原材料的选择上,积极了解周围市场,选择性价比高的原材料,不仅提升质量,还能为工程节约成本。严格把控原材料从采购到检测再到运输的这几个工序,做到把控到位,控制整体的材料来源和施工。在建筑工程施工的过程中,尤其水皮工程这种大工程的施工现场,会有很多的大型设备,在建筑施工前要对设备的整体性能进行检测,确保设备在施工中能保持做良好的状态,减少因设备故障引起的工期问题,在使用中,尽量使用性能好,质量好的设备,保证混凝土的质量。 4总结 综上所述,是本文对水利工程中混凝土检测试验及其质量控制措施展开的研究和讨论,本文从混凝土质量检测的内容和方法为入手点,进而研究混凝土质量控制的目标和内容,通过研究讨论总结了控制混凝土质量的方法。在水利工程这样的重大工程施工过程中,一定要保证整体工程的施工质量,最基本的混凝土的质量会更加是关键,因此要运用科学的方法积极的采取措施,保证工程高质量严要求的完成。
0引言 路基路面施工是公路工程建设的重要组成部分,也是质量控制的关键。调查显示,部分施工人员责任心不强,没有严格落实相应的管理制度与措施,对出现的质量和安全隐患也没有及时排查,最终可能导致不必要损失出现,难以保证路基路面工程质量和施工效益,有必要采取完善措施。 1公路路基路面施工管理的作用 施工管理是路基路面工程建设的重要内容,也是必须重视和关注的问题。作为施工单位,有必要制定健全的管理制度与措施并严格执行和落实相关规定,更好规范工程施工,让公路工程建设取得更好效果。 1.1规范公路工程现场施工 如果管理制度不健全,施工过程中没有严格落实管理制度与措施,很难以有效约束施工人员各项工作,影响工程质量和效益提升。为弥补这些不足,施工单位有必要深入公路工程施工现场巡视和检查,根据现场具体情况制定健全的管理制度与措施。然后严格执行各项规定,更好约束和规范路基路面现场施工。 1.2预防质量和安全事故发生 路基路面施工复杂,工序繁多,需要大量施工材料。如果忽视现场管理,不仅导致施工现场秩序混乱,还可能引发质量和安全事故,延误施工进度,降低工程质量和效益。作为施工单位,在路基路面施工中有必要制定健全的管理制度与措施,然后严格落实各项规定,加强施工全过程管理。进而确保工程施工顺利进行,预防质量和安全事故发生。 1.3提高工程建设质量和效益 一旦出现质量和安全事故,不仅会延误路基路面施工进度,还会导致不必要索赔出现,降低工程效益。而在工程建设中,施工单位通过制定健全的管理制度与措施,加强施工原材料管理,重视安全、质量、进度、施工机械设备管理,有利于更好规范和约束路基路面施工。让施工人员严格遵循规范要求开展工程建设,确保施工任务按时完成,最终实现提高路基路面工程质量和效益的目的。 2公路路基路面施工管理的不足 尽管加强施工管理,落实相应的管理制度与措施,有利于更好约束和规范公路路基路面施工,对保证工程质量和效益也具有重要意义。但不能忽视的是,目前部分管理人员忽视该项工作,没有严格落实相应的管理制度与措施,制约施工管理水平提高,存在的问题表现在以下方面。 2.1材料管理的不足 要想提高路基路面工程施工效果,加强材料管理是必要的。作为施工单位和工程建设人员,应该提高对材料管理的思想认识,从可靠的单位采购材料并严格检测和验收,保证材料质量合格。但部分施工人员没有严格落实这些规定,导致不合格的粗细集料、水泥、外加剂、钢筋等被用于路基路面施工,最终影响工程质量提升。 2.2安全管理的不足 部分施工管理人员将工作重心放在如何提高工程质量和效益方面,对施工安全管理重视不够,未能根据路基路面施工需要,建立健全完善的安全管理制度。或者安全管理责任制没有落实,安全管理人员数量配备不足,未能按要求加强路基路面施工现场巡视和检查,也没有及时排除安全隐患。最终可能导致安全事故发生,给路基路面施工带来不必要损失。 2.3质量管理的不足 质量管理是路基路面施工非常关键的环节,也是重要内容。但调查显示,部分施工单位在路基路面施工中,没有根据项目工程建设具体情况,制定健全的质量管理制度,甚至照搬其它项目质量管理措施,导致相关规定不能很好发挥作用。此外,质量管理制度不健全,没有严格落实质量管理责任制,忽视材料质量管理,不注重路基路面施工每道工序质量管理。进而可能导致质量缺陷发生,难以提高工程建设效益。 2.4成本管理的不足 施工预算被忽视,或者预算方案不合理,未能对资金使用情况作出科学合理安排。在路基路面施工过程中,忽视成本动态管理与控制,人工费、材料费、机械费控制不到位,甚至出现超支现象。最终加大施工成本,对整个工程施工带来不利影响。 2.5施工机械管理的不足 部分施工单位对机械设备管理的重视程度不够,没有采购最先进的施工机械,或者忽视施工机械养护维修,对存在的缺陷没有及时修复,制约施工机械综合性能提升。此外,部分施工单位在施工机械采购和租赁方面资金投入不足,忽视采用最新施工机械,制约工程建设效率提升,甚至可能导致延误工期的情况发生。 3公路路基路面施工管理的对策 为预防质量缺陷发生,提高路基路面施工管理水平,增强路基工程的稳定性与可靠性,确保路面平整度和外形美观,施工单位有必要采取以下管理措施。 3.1材料管理对策 提高对施工材料管理的重视程度,确保材料质量合格,为提升路基路面施工效果奠定基础。根据工程建设需要,从供货及时到位,质优价廉的供应商采购原材料,使其有效满足施工需要。加强粗细集料、外加剂、钢筋、水泥、沥青等原材料试验检测,详细掌握施工材料综合性能,确保各项指标合格。制定完善的材料管理制度,严格材料验收和发放。对于不合格的材料,不允许将其运往施工现场。对施工现场材料也要抽检并重视防潮防水,使其在路基路面施工中更为有效地发挥作用。 3.2安全管理对策 提高对施工安全管理的重视程度,将其摆在重要位置。建立健全的安全管理制度并严格执行和落实,有效约束和规范路基路面施工安全管理各项活动。严格落实安全管理责任制,明确施工安全管理人员具体职责,让他们严格按要求开展安全管理。加强路基路面施工现场巡视和检查,及时排除可能存在的安全隐患,防止发生安全事故,保证施工现场秩序良好。一旦出现安全事故,应该立即采取控制措施,尽量降低损失。 3.3质量管理对策 构建完善的路基路面施工质量管理体系,健全相关制度并严格执行和落实,实现路基路面施工质量管理的制度化与规范化。明确施工人员质量管理具体职责,让他们遵守质量管理制度开展工程施工。注重每道工序质量管理,确保路基路面施工每道工序质量合格。路基施工中,一般采用分层填筑和碾压方式,每层厚度在20~30cm之间为宜。路面施工中,提高混合料配合比设计水平,加强混合料拌和、摊铺、碾压、养生质量控制,保证路基压实度和路面平整度,提高工程质量和施工效果。 3.4成本管理对策 重视施工预算,按要求认真编制施工预算方案,有效指导路基路面施工。加强人工费、材料费、机械费控制,避免成本超支。重视施工成本动态管理与控制,及时做好对比分析工作,对存在的不足适当采取调整措施,提高成本控制水平。严格审核设计变更,确保设计变更符合施工规范要求,避免成本增加。加强合同管理,严格遵循合同规定,认真履行义务,避免出现不必要索赔,实现对成本的有效控制。 3.5施工机械管理对策 提高对施工机械管理的重视程度,制定健全的管理制度与措施,确保路基路面施工现场秩序良好,机械设备性能得到最佳发挥,让工程建设取得更好效果。适当增加资金投入,租赁或购买综合性能良好的施工机械设备,使其有效满足路基路面施工需要。重视施工机械养护维修,建立完善的养护维修和管理制度,及时排除可能出现的故障。从而让施工机械设备处于良好性能和运行状态,使其在路基路面施工中更为有效地发挥作用。 4结语 施工管理是路基路面工程建设的重要内容,受到管理人员普遍重视和关注。作为施工单位,在公路工程建设中,应该重视现场调查,详细掌握公路工程建设基本情况,制定健全的管理制度与措施,明确管理人员具体职责,加强材料、安全、质量、成本和施工机械管理。从而避免安全和质量事故发生,防止出现不必要损失,提高资金利用效率,让公路工程建设取得更好效果,也为车辆安全顺利通行提供保障。
为保障电力系统的安全性、有效性,从而最大化电力系统价值,本文将深入分析在电力系统中电子技术所发挥的作用和应用。 电力对人类社会的发展、经济的增长而言有着保障性的作用。之所以这么说是因为电力是当前社会最重要的能源之一,电力能源对于社会的稳定发展、安全发展有着重大的意义。为了充分发挥电力系统带给社会发展的作用,以及带给人们生活的便利性价值,我们就必须要深度分析,以此掌握仍旧潜藏的电力系统问题。从而更好的解决电力系统中的故障和问题。 一、电子技术的发展 电子技术中电路交流技术与插件制造技术是最重要的技术。电子插件制造技术共经历了三个发展阶段,第一个阶段为半控型。该时期具有代表性的产品为二极管和晶闸管。因有着较低的能耗和较小的体系,所以能够充分完善电路的性能,大幅提高了电气设备使用效率。第二个阶段为控制型。该时期已经具备了自动关断功能,故被广泛的应用于电路开关,完善了电路系统。第三个阶段为复合型,其标志为电路集成,内容包括保护电路、动力、控制、功率器件集成。复合型有着更为紧凑的结构和更小的体积,使得电子器件具备了智能化、模块化、高频化、集成化特点,有着更加突出的环保性和节能性能力。 二、电力系统现存问题 (一)缺少规范性的临时用电管理 很多企业生产中都会应用临时接通用电方法,这种不规范的用电方式,很容易引起用电事故发生。不仅影响到企业自身的实际效益,甚至会带给整个电路系统极大的不良威胁。 (二)忽视电气设备质量和材料选型控制 有些企业在选择电力设备时候并没有重视材料和型号的仔细挑选,而是站在经济性的角度选择和应用。因此经常会出现材料质量不合格、型号不合适的问题。一些企业的无底线降低成本,只选用最便宜的材料和设备,不仅会带给电力工程极为不好的影响,同时也无法再满足用户的用电需求。一旦出现功率过大、电压过高的情况就会造成非常严重的安全事故,威胁人们的生命与财产。 (三)不重视接零保护 很多企业都仅仅重视自身利益,追求工作效率,因此会刻意减低工作成本。从现状来看许多电力系统都没有安装TN-S系统。在一些施工人员专业水平低,缺少安全认知和安全意识的作用下,作业人员也没有重视机灵保护。所以才会在实际用电中时常发生用电安全事故。没有予以防护足够的重视必然会加大事故发生几率,这对电力系统的发展是极为不利的问题。 (四)缺少安全管理的态度 由于电力作业本身属于特种作业,所以电力作业中工作人员必须具备优秀的专业化素质,这样才能够减少操作失误带来的不良影响。作业中必须实时监护,以此提高作业有效性、作业效率。可是就现状来看,当前我国存在严重的专业人员空缺问题,为了弥补这些岗位空缺,电力系统不得不雇佣了大量水平较低的作业人员。这些工作人员因缺少安全意识所以在实际操作中经常会贸然作业影响作业有效性,甚至会引发安全方面的问题。一些工作人员因本身的技术水平有限,并不能第一时间发现系统问题,带给电力系统管理很大的隐患和损失。 三、电力系统中电子技术的体现与应用 (1)发电。发电主要有四方面体现。首先是静止励磁,它指的是将晶体管整流并自励方法科学应用替代励磁机。这所带来的效果便是结构变得更加简便且获得了更好的性能,另外也实现了成本的有效降低,大幅提高了系统可靠性与安全性。因省略了励磁机惯性环节,所以性能和调节速度也得到了优化。其次是变速恒频主要用于水力发电与风力发电,电子技术在二者之中的应用能够让电流保持频率恒定,以便发电机保持最大效率运作,提升发电机功率。另外是太阳能发电中电子技术是以大功率转换器身份出现的,能够提高发电机功率。最后的变频调速方面指的电子技术可以在提高风机水泵工作效率的同时发挥节能的效果。 (2)输电。输电主要有三方面体现。首先是在高压直流电中晶体管是代表性元件,有着较好的稳定性和电容量,对电力系统稳定运行有着极好的促进作用。远距离输电、海底输电中有着不错的实用性,以低成本和高时效完成输电。其次是柔性变流输电,电子技术的应用能够帮助其改进与调节众多参数,从而实现功率、电压的合理分配与控制。在降低能耗的基础上减少成本。最后是静止无功率补偿器的应用。电子技术能够有效减少输电损耗,降低设备容量,从而实现有功负载和无功负载的平衡,稳定电压,提高供电量。 (3)节能。节能方面主要体现在两方面,首先是电能使用效率。电子技术的应用可以有效提发电效率。在保障了发电量的同时减少了电流输送中出现的损耗问题,能够为无用功提供良好补偿,进而提高电能使用率。这对保障电力质量而言是重要的前提,对电力企业的进一步发展与扩大效益都有着很好的推动效果。其次是变负荷电动机调速。电子技术能够科学调控变负荷电动机,为其提供节能功能的支持,提高电力系统运行质量。当然需要意识到的是目前我国对于该技术仍旧停留在研究和探索阶段。许多技术细节仍旧不够成熟,有待进一步的完善和总结。 四、结语 通过总结与分析得出,面对社会不断的发展需要,我们就必须要处理好电力供应问题。而实现这一目的的前提便是找出当前潜伏在电力系统中的隐患和安全问题,予以其正常运行更多的关注。为了最大化电力系统效益,近些年越来越多的电子技术渐渐被引入电力系统,为电力系统带来了更为稳定、更为安全的保障。当然以未来视角来看,我国电力系统仍旧不够成熟,仍有许多环节和问题需待改善。只有结合社会对电力需要不断的完善与改进电力系统,才能够充分发挥电子技术、电力系统的作用。在推进我国电力事业可持续发展的同时,为人们带来更加便利、舒适的生活。
住宅建筑论文:我国钢结构住宅建筑业正在启动 摘要:随着我国钢结构住宅的技术和规范的日益完善,钢结构住宅凭借高性价比和工业化生产的优点,成为了建筑业的一匹“黑马”。在城市化进程高速发展和人居环境日益提升的今天,钢结构住宅表现出了良好的发展前景。 关键词:钢结构住宅 工业化 市场化 1. 钢结构住宅成长的外部环境 我国的钢结构住宅起步比较晚。上世纪90年代,国家建设部和国家经贸委一致通过,将"轻型钢结构住宅建筑通用体系的开发和应用"作为我国建筑业用钢的突破点,并正式列入国家重点技术创新项目。这一举措为我国的钢结构发展奠定了基础。 进入21世纪,随着我国城市进程的加快和人民生活水平的提高,住宅也成为第一为消费。国家也把发展住宅建设作为拉动国民经济增长的重要环节。同时也出台了一系列的辅助政策。2000年5月建设部建筑用钢协调组在京召开了"全国建筑用钢技术发展研讨会",会上成立了钢结构专家组,讨论了国家建筑钢结构产业"十五"计划和2010年发展规划纲要及建筑钢结构工程技术政策。并确定"十五"期间应以住宅钢结构为发展重点。2002年11月5日建设部建筑金属结构协会钢结构委员会组织钢结构专家组召开"钢结构住宅产业研讨会",总结示范工程经验,带动全国住宅钢结构体系的发展和提供整体建设水平。2003年4月6日中国建筑金属结构协会钢结构委员会与北京国瑞通信息技术有限公司联合举办了"2003年上海钢结构住宅产业与住宅科技博览会",在会上,通过展示近年钢结构住宅的试点、示范工程和钢结构配套体系的科研成果,总结经验、加强信息交流,并加大了钢结构住宅的宣传力度。这些条件都极大地促进了我国钢结构住宅建筑产业的快速发展。 2. 钢结构住宅“钱景”诱人 90年代以来,国家政策大力支持、建设部积极推广钢结构住宅的发展和应用。国务院1999年指示:发展钢结构住宅,扩大钢结构住宅的市场占有率,加速住宅产业化过程;国家经贸委在《2000年建筑业技术发展方向和重点》中明确:要建立现代化住宅产业工业体系,重点进行轻钢结构体系、住宅节能体系和新型建筑材料的开发;国家建设部和冶金工业局已于1999年发出通知,要求各省市在建筑钢工程中推广应用国产H型钢,并出台了相关政策。我国钢结构住宅产业化已蓄势待发。 从1999年北京埃姆思特钢结构住宅技术有限公司引进美国MST式轻钢结构住宅样房到现在,全国各地钢结构住宅如雨后春笋般破土而出。北京、上海、天津、山东、安徽、广东等地建了大量低层、多层、高层钢结构住宅试点示范工程.这些试点示范工程的成功,体现钢结构住宅发展的良好势头。 我国钢结构虽有十年的发展历史,但钢结构住宅目前还只是刚起步,而在美国、英国等国家发展和应用钢结构建筑已有上百年历史,如日本的钢结构建筑占建筑总面积的50%左右,韩国约占20%。美国等国家建筑业用钢材占国家钢材产量的比例高达50%,而我国建筑用钢仅占钢材产量比例的20%。钢结构建筑在整个建筑中所占比重,发达国家达到50%以上,但在我国却不到5%,建筑钢结构用钢量只占我国钢产量的1.5%~2%,差距十分巨大。因此中国钢结构市场的要求及产业的发展具有广阔的前景。 就浙江省而言,浙江房产是全国房产的领头羊。在全国房产中具有举足轻重的作用。休闲永远是浙江人生活的主题,住宅的个性化永远是我们不变的住居理念。钢结构住宅宽敞的空间恰好提供了一个DIY的平台。因此这样一个以自我为中心的生活主题,势必会成为浙江人的新贵。如今,由于国家的宏观调控作用,房市出现了前所未有的低迷。在这个时机推出钢结构住宅,利用钢结构住宅的优势来吸引市民目光,刺激消费,增加市场的购买力,有着事半功倍的作用。这是一个千载难逢的机会。 3. 钢结构住宅的优点 轻钢结构住宅是目前最具有发展潜力的环保节能型住宅,在欧美及日本等经济发达国家已被普及性推广,它不仅代替了传统的住宅模式,而且完全使用工业化生产的建材,集众多优点于一身,是二十一世纪人类社会居住环境的最佳产品。 1) 替代传统的红砖及混凝土。钢结构住宅突破了中国“秦砖汉瓦”式的传统建造模式,被誉为“第四次住宅革命。它工业化程度高,便于形成标准的建筑体系,实现了构件的工厂化和施工的机械化生产。 2) 节能效果好,不仅高于木结构住宅,而且比砖混住宅节能60%以上。建筑服务期满拆除时,钢结构材料可全部回收。 3) 钢结构住宅强度大,抗风、抗震性能好。特别是在地震区,钢结构住宅同砖混结构住宅比较,具有压倒性的优势。 4) 外形设计自如,室内大空间无梁无柱,跨度可达12米。这也是钢结构住宅的最大的优点。钢结构宽敞的空间正好给了业主一个根据自己的爱好来布置自己的生活空间,再也不用因为承重墙、构造柱来影响房子个性化的设计。 5) 地基及基础的处理非常简单,且由于主体和基础中设有防潮层,防潮效果会更加突出。 6) 施工速度快、周期短、全天候施工,不受季节影响,施工周期短,钢结构的自重轻,干式施工无污染、无燥音。是环保型建筑的典范。 7) 户内的有效平面增大,比相应的砖混和钢筋混凝土结构提高了6%。增大了有效的生活空间。 8) 保温隔热隔音效果突出。 4. 工程实例 目前北京、天津、山东、安徽、上海、广东等地新建了大量的钢结构住宅试点示范工程。这些工程深受当地居民的欢迎,取得了显著的成绩。如:北京亦庄经济技术开发区青年公寓。建筑面积:12万 ?,由6栋单身公寓(10万?)和公共建筑(锅炉房食堂等)(2万?)组成。地点:北京亦庄经济技术开发区。用途:开发区单身职工居住。结构型式:混凝土核心筒+钢框架。梁柱:热轧H型钢,楼板:组合混凝土压型钢板,外墙:粉煤灰砌块+加气混凝土板,内墙:防火石膏板+轻钢龙骨。防火措施:加气混凝土板+石膏板+薄型防火涂料。现场用工:2.52工日 / ?、而砖混结构为7~8工日 / ?。是砖混结构的1/3。工程造价(达到粗装饰):1150元/ ? 。和砖混结构造价持平。用钢量: 37 ? / ?(仅为200元/ ?,是总造价的17.4%)。 钢结构吊装:一栋住宅楼仅用20天(670吨)。施工工期:仅为砖混结构的一半。 我们从上面例子可以看出,无论是从材料、造价还是工期,钢结构住宅都具有很明显的优势,因此,如何推广钢结构住宅,让广大的市民了解,接受,喜欢钢结构住宅就显得尤为重要。 5. 钢结构住宅应注意的几个问题 1、钢结构住宅建筑要以建筑设计为主导,其他专业紧密互动配合。钢结构住宅建筑除要遵循住宅建筑设计一般原则外、要注重解决: (1)如何发挥钢结构的优势?梁跨度可增大、开间更灵活、为住户创造更大的空间。但又如何避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板。 (2)要解决钢结构住宅建筑防火、防腐蚀问题。特别是在多雨的浙江,防腐、防锈工作处理的好坏直接影响到钢结构住宅的推广。 2、选择和开发外墙板,是钢结构住宅建筑推广中的关键问题之一。除满足外墙板的各项技术要求外,还要做到墙板原材料应地之宜、工厂化生产、运输、安装连接方便。 3、钢结构要做到安全合理、节点构造方便可靠、并为构件制作、运输、吊装创造条件。 4、建筑设备与钢结构住宅配合,是住户首先遇到的问题。因此如何采用先进的技术来开发适合于钢结构住宅的各项设备是我们必须要解决的问题。 5、钢结构住宅的造价是房地产开发商最关心的问题。钢结构住宅应定位于中、高挡住宅,钢结构住宅建筑是一项系统工程,应从设计、制造、运输、安装、维修和管理等环节着手加强管理和协调,从而达到降低成本,提高综合经济效益的目的。 眼下,我国钢结构住宅的发展所需的技术和规范都基本得到了解决,目前的主要矛盾已不是也不是能不能做的问题,要不要做的问题,而是要如何把它做好、做精的问题。萧山在国内享有“钢结构之乡”的美誉。因此我们要用可靠的质量和良好的服务来打响钢结构住宅起航的第一炮,带动浙江乃至全国钢结构住宅的发展,并逐步把钢结构住宅市场化和工业化。钢结构住宅建设的热潮已经来临,把握市场就要抓住机遇,在提倡环保和节能的今天,钢结构住宅必定会引领未来房市的发展。 住宅建筑论文:地板供冷置热通风复合系统在住宅建筑的应用 摘要:从城市气象参数入手,论述地板供冷与置换通风结合的必要性,并以实验方式验证了地板供冷置换通风复合系统可以在住宅内达到比较好的空调效果。 关键词: 地板供冷 置换通风 气象参数 露点 竖直温度梯度 低温热水地板辐射供暖在欧洲已有多年的应用和发展历史,至1994年为止,法国约有20%的住宅建筑中装设了该系统,在德国为41%,奥地利为25%,瑞士为48%.近年来在我国,尤其是北方地区,使用量日益增加。北京、山东、黑龙江等还相继出台了相关的地方法规。与此同时政府有关部门、业主、厂家、设计单位等各方面对于同时使用地板供冷的兴趣也与日俱增,这意味着将减少供冷、暖的初投资和运行费,扩大使用地域,也将进一步推动地板供冷(暖)的发展。 一、地板供冷与置换通风结合的必要性 地板供冷系统只能承担室内显热负荷,当室内湿负荷较大,室内空气露点温度高于地板温度时,地板将会出现结露现象。 以地面温度与室温温差5℃计算,采用地板供冷时室内空气温度应低于30℃的保证率,北京为92%,济南为89%,南京为66%.应该说明,限于经费,北京、济南的气象参数取近3年的平均值,南京气象参数是201年的统计结果,而不是10年以上的统计值,但所获得的结果均具有参考价值。另外,要保证室温与地板温度之差为5℃左右,围护结构必须有较好的保温性能。采用地板供冷系统后,房间围护结构温度降低,人体辐射散热量增大,人体的实际感受温度会比室内实际空气温度降低2℃,所以室内空气温度30℃时相当于采用传统空调方案时房间温度为28℃。对于气候比较干燥的北方地区,地板供冷系统可以在不发生结露的情况下取得比较好的降温效果,如北京、济南;而对于长江中下游地区、沿海地区城市,由于空气湿度较大,不发生结露的保证率则较低,如南京。所以在这些地区,要在房间内取得比较好的空调效果,必须增加一套除湿系统,以降低房间内空气的湿度。 置换通风系统是一种舒适、节能的空调系统。如果将其与地板供冷系统配套使用,将会较好地弥补地板供冷系统的不足。干燥新风的送入,可以改善室内卫生条件,提高空调降温效果,同时降低室内空气露点温度;地板供冷的水温也可随之降低,满足负荷较大房间的需求;另一方面,置换通风系统可以在近地面处形成一层干燥的空气层,即空气湖,防止室外渗入的热湿空气直接与冷地板接触,从而防止出现结露现象。 单独的置换通风系统通常运用在高大建筑中,才能充分发挥其室内热力分层带来的节能效益,而在住宅建筑中,通常层高较低,排风与送风的温度差值不是很大,使得这一特点并不明显。而与地板供冷系统联合使用后,冷负荷的承担主要由后者实现,从而可减小置换通风系统送入的 风量,提高了排风与送风的温度差,继续发挥其室内热力分层带来的节能效益。 在地板供冷置换通风复合系统中,置换通风系统送入的新风量主要是根据湿负荷及人体所需新风量确定,仅承担很小的一部分室内冷负荷(一般不大于10%),设备体积和风管尺寸减小,所以在地板供冷系统的基础上,设备的初投资和运行费增加不大。地板供冷置换通风系统的优点还可体现以下在几个方面: 1.为冬季供暖、夏季供冷的居住建筑提供了又一种可能的末端系统形式,改变了住宅建筑内只能靠送风降温的情况。扩大了地板供冷(暖)系统的使用地域,使其可应用于长江中、下游等冬冷夏热地区,也使置换通风这一舒适、节能的系统可在住宅建筑中得到广泛推广; 2.不存在空调病的问题,地板供冷系统以辐射换热为主,更好地符合人体散热的特点;置换通风系统送风速度低于0.5m/s,送风量小,吹风风险值(draughtrisk)为零,避免了人在睡眠当中因吹风引起的种种不适; 3. 提供稳定的房间温度,冷却地板可根据室内负荷在一定的范围内调节供水温度,从而使提供的制冷量在一定范围内可随着室内负荷的变化而变化,当房间负荷减小时,其提供的冷量也小,当房间负荷大时,其提供的冷量也相应地增大,冷却地板的这一特点使得房间的温度比较稳定。另外,地板供冷系统首先冷却房间围护结构,蓄冷量较大,短时间的开门或开窗对室内温度基本无影响; 4.全新风的空调系统风管截面积大、占用建筑空间大,有时还与建筑的梁相碰,难于布置,为此采用地板供冷可避免这一问题,而置换通风系统传送最小新风量,设备尺寸较小,同时置换通风器的布置比较灵活,可以设计为1/4圆柱靠墙角布置,也可以设计为1/2圆柱贴墙布置等方式; 5.由于地板供冷使用的水温高于常规空调系统,为蒸发冷却、深井水、地热(冷)等节能冷源的使用提供了条件,同时热泵/制冷机蒸发温度的提高增大了其制冷系数,提高了效率,为家用热泵/制冷机等设备的开发利用提供了潜在市场。 二、地板供冷置换通风复合系统的实验研究 1.实验室概况 实验室位于南京师范大学紫金校区内,共两层,一层层高2.75m,二层层高2.85m.每层由测试房间和补偿套间两部分组成。测试房间使用面积约为18m2,地埋管采用双回路布置方式以尽量均匀地面温度,冷源为国产的分体式风冷热泵冷水机组,额定制冷量5.8KW,机组配用进口全封闭涡旋式压缩机,功率为 2.34KW,轴流风机功率为0.1KW.新风经除湿机降温减湿后由置换通风器送入,除湿机在名义工况下(干球温度27.0℃,湿球温度21.2℃),除湿量为3.2kg/h,置换通风器可使得送风均匀,送风速度低于0.5m/s.补偿套间用于模拟外界大气环境,套间内装有暖风机、加湿器各一台。暖风机加热功率可12KW,加湿器加湿量6kg/h. 2.实验结果 以一楼房间为实验对象,补偿套间温度34℃,相对湿度69%,此时对应露点温度27.6℃。据去年气象参数显示,室外露点温度高于27℃发生时数的百分比7月为4%,8月为 0.8%.实验中,热泵自动运行、启停控制,出水温度高于17℃时压缩机启动,低于14时压缩机停转。除湿机也采用自动运行、启停控制,环境湿度大于 55%时自动启动,小于45%时自动停止。置换通风系统送风量为546m3/h,送风温度24.6℃,排风温度26.3℃。 3.实验分析 (1)地板供冷系统可以有效降低房间内温度,而置换通风系统可进一步降低房间内温度,复合系统在房间内能取得比较好的空调效果,此实验中,工作区内的空气温度为24.6℃-26.4℃; (2)实验中发现,房间内各处的露点温度并不是一致的,一般而言,房间下部的露点温度要低于房间上部的露点温度。而近地面处空气的冷却也不是等含湿量的过程,随着近地面处空气温度的降低,其相对湿度增加,随含湿量的降低,露点温度有所减小。据质量守恒定律分析,房间上部的含湿量将增大,实验过程中确实感觉无置换通风时房间内有点闷; (3)尽管置换通风系统送入的新风温度(24.6℃)高于地表面温度(22.0℃),但仍可以降低近地面处空气露点温度1.1℃,而此时地面温度仅降低0.3℃,排除上面所述原因,可解释为置换通风在近地面处形成空气湖的缘故; (4)地板供冷使得房间内产生竖直温度梯度,根据ISO7730标准,t1.1-t0.1≤3℃时,人体舒适性可以得到保证。该实验中t1.1-t0.1= 2.1℃,符合标准要求。相关研究认为,置换通风的特点之一是在房间内产生竖直温度梯度,但是本实验中,两个系统同时运行后,并不会使温度梯度加大。基于温度的简单加和平均考虑,复合系统的温度梯度值应介于两个系统单独运行产生的温度梯度值之间。 住宅建筑论文:浅谈现代生态住宅小区的建筑设计 摘 要:近年来,由于人们对环境保护工作的重视度不断增加,生态住宅的理念得以提出,这必将成为我国现代住宅发展的趋势。文章从发展现代生态住宅的必要性入手,分析了生态住宅设计的要点,并进一步对现代生态住宅的建设设计方案进行了具体的阐述。 关键词:生态住宅;建筑;节能;设计 前言 随着科学技术的不断进步,社会得以快速的发展,由于在经济、环境和能源发展问题的矛盾越来越突出,为了使各方面得以协调的发展,国家分布了相关的政策和法规,从而引导未来住宅应向生态住宅的方向发展。生态住宅设计中需要从多个角度对住宅室内外的环境进行有效的评估,所以需要各专业人员的协调配合,从而确保能够设计出优质、高效的生态住宅。 1 发展现代生态住宅的必要性 1.1 时代与社会发展的需要 可持续发展是我国的基本战略,是当前社会发展的主旋律,可持续发展即是以保护环境为前提的,所以进行生态环境建设是不仅是可持续发展的前提,同时也是可持续发展的基础,所以可持续发展战略的实施与生态环境质量是息息相关的,只有确保生态环境的质量,才能为我国可持续发展增加动力支持。现代生态住宅建筑的提出,是使人们生活在一个环境优美、舒适和和谐的环境中,从而推动生态环境的保护和建设。 1.2 节约能源和资源的需要 目前在我国社会的总能耗当中,住宅建设的能耗还是占据较大的比例,这不利于节能目标的实现,所以建设生态住宅,通过对项目用地进行合理规划,建筑体系的科学化,从而提高土的使用率,增加建筑的容积率和使用寿命,而对于建筑材料,生态住宅所需要的都是节能型材料和可再生资源,所以对于能耗大的建筑材料进行淘汰,实现能源和资源的节约。 1.3 提高居民生活质量的需要 生态住宅的建设,可以更好的满足当前人们对生活环境舒适、健康、美观的要求,由于生态住宅是建立在保护环境美好的前提下的,所以居民区的废弃物可以做到再生和循环利用,尽量做到零排放和零污染,充分减少了居住环境受污染的几率。生态住宅利用自然的原材料,避免了有害建筑材料对人们的伤害,可以使人们居住环境更为舒适和安全。 2 生态住宅设计要点 2.1 住宅区风环境设计 风环境是生态住宅设计中必须要考虑的一个因素。因为长期以来在进行住宅设计时,设计人员往往考虑更多的是住宅平面的功能、美观和空间利用设计,而对于风环境对人的影响考虑的较少,这就导致在风速较大时,人们要受到风的侵袭,而当夏天天气炎热时,室内通风不畅,不利于居住的舒适度要求。所以进行生态住宅设计时,需要充分考虑到高层及高密度建筑群中的风环境所对人带来的影响。确保室外具有良好的风环境,使人们居住的更为舒适。 2.2 绿化、水景设计和防止居住区热岛现象 住宅区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关系,同时还和住宅区建筑周围的辐射系统有关。受到住宅设计中建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率和水景设施等因素的影响,住宅区室外气温有可能出现“热岛”现象。“热岛”现象在夏季的出现,不仅会使人们高温中暑的机率变大,同时还促使光化学烟雾的形成,加重污染,并增加建筑的空调能耗。合理地建筑设计和布局选择高效美观的绿化形式及水景设置,可有效地降低热岛效应,获得清新宜人的室内外环境。特别值得指出的是,生态住宅不等于简单地提高绿化率,如果住宅区绿化仅仅使用大规模绿地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来,不仅不能充分发挥林地在改善室外热环境方面的巨大作用,还会把大量的金钱浪费在绿地浇灌上,可谓得不偿失。 在绿化系统设计中除了避免以上误区外,还应做好两个方面的工作:一是合理选择和搭配绿化植物和水景设置,要与整个小区的热环境设计协调起来。二是设计中要以人为本。 2.3 日照、遮阳与采光 建筑的自然采光对于人们的身体健康和工作效率有较大的提高,特别是在我国北方冬季,对自然采光更有严格的要求。这就需要在建筑设计时需要充分的考虑到遮挡问题,遮挡主要来自于建筑外型所导致的建筑围护结构实质接受的太阳辐射量减少,会对建筑物的热环境带来一定的影响,所以需要在设计时对于建筑的凹凸变化进行注意。 3 现代生态住宅的建设设计方案 3.1 建筑山墙能处理 在设计过程中考虑到小区地形特点,住宅西山墙较多,因此如何解决西晒问题是较突出的一个问题。比如某办公建筑的主入口为西向,因此如何有效地防止西晒成为建筑生态策略的重要组成部分。为了防止西晒,采用缓冲层的概念设计,即在西向主入口处建立一面大尺度的防晒墙,这是一面与建筑完全脱开的混凝土实墙。在炎热季节,可以最大限度地遮挡西晒的直射阳光。同时,防晒墙与建筑主体之间宽达4.5m的空隙具有较强的拔风作用,利于室内外空气的互动。 在住宅建筑设计中,建筑师仿照“双层表皮”原理,在西外墙上做构架处理,即从每层圈梁上挑梁与从地面升起的柱一起形成一道西外墙构架,在每层构架上设置连梁,沿梁柱构架种植爬藤类植物,可形成西山墙的一道绿色屏障。该绿色屏障与西墙之间又形成通风井,这加强了西外墙的散热性能,并且可以从立柱侧为构架上的爬藤植物浇水。这种应用在住宅中的“双层表皮”做法造价较低,既降低了夏季热辐射对西墙的影响,又改善了室内热环境,美化了建筑。 3.2 建筑外墙保温 建筑外墙需要做成节能墙体,即内保温墙体和外保温墙体。长期以来,内保温节能墙体应用的范围较广,但在应用过程中发现内保温墙体极易形成冷桥现象,影响了保温性能,同时由于内保温是在室内墙面进行的,不仅占有室内的空间面积,而且内墙面发生虚鼓时也不利于二次装修的进行。所以目前的建筑进行保温墙体选择时,通常都会利用外保温墙体,尽管外保温墙体在经济性方面不如内保温墙体,但其有效的规避了所有内保温墙体的不足之处,具有较好的热效率,而且无论是新建设房屋还是节能改造建筑都具有较好的适用性,性能上更为优越。 3.3 水资源循环 水环境建设是现代生态住宅小区建设的重要内容之一,水环境在住宅小区中占有重要地位,在住宅内要有室内给水排水系统,以供给合格的用水和及时通畅的排水,住宅小区内要有室外给水排水系统、雨水系统。大面积的绿地及区内道路也需要用水来养护与浇洒。这些系统和设施是保证住宅小区优美、清洁、舒适的重要物质条件。其中,雨水回收利用是水环境规划中的一个重要内容,是节约水资源、补充地下水、改善小区环境的途径之一。 3.4 太阳能利用 目前各种清洁能源开始发展起来,而且也开始进行广泛的应用。这其中最为成熟的当属于太阳能技术,太阳能热水技术、太阳房、太阳能光辅发电等,目前利用太阳能进行发电技术还不完善,处于起步阶段,而太阳能热水技术已最进入成熟阶段,所以在住宅设计时,可以在屋面统筹上对太阳能热水系统进行考虑,避免出现二次投入的问题。 4 结束语 现代生态住宅的建设是我国可持续发展战略的具体体现,也是人类住宅的发展趋势,所以在设计时要具备以健康环保、以人为本的生态理念思想,从而在设计上确保生态住宅更能满足人们宜居的需要,实现环境与人的和谐统一。 住宅建筑论文:建筑住宅中工程监理的重要作用分析 摘 要:建筑住宅中质量不仅关系建筑项目的投资成果和工程的适用性,而且与人民群众生命财产的安全紧密相关。随着我国现代化建设事业的蓬勃发展,建筑规模不断扩大,如果出现工程质量问题的话,会直接影响公共的安全和利益,所以,相关部门要切实保障建筑工程中的质量监理问题,保证建筑安全。 关键词:建筑住宅;工程质量监理;特点 整体上,我国的建筑工程质量在不断上升,但是必须承认的是,现在还存在大量在建或者己投入使用的住宅建筑还存在很多质量问题,严重危害着住宅建筑结构及安全使用功能,给居民的生命和财产安全带来极大的威胁。而随着住宅建筑工程管理的规范化和现代化,工程监理的作用也显得日益突出,如何发挥监理工作在不同时期的作用,对于提高住宅建筑施工工程质量具有重要的现实意义。 1 住宅建筑工程监理的特性 1.1 复杂性 住宅建筑工程监理涉及多方面的内容,它在具体的监理过程中表现出明显的复杂性,而且诱发建筑质量以及安全的因素也是不确定的。就建筑施工现场的实际情况而言,机械设备、施工原材料以及施工人员等都会直接或者间接的诱发建筑工程安全质量问题,这些都从某种程度上增加了建筑工程质量的不确定性和复杂性。有时,在同类性质的建筑施工项目中,工程监理工作也不能一概而论,要依据实际情况确定具体的监理方案。由此可见,要提高住宅建筑工程的监理水平,必须将监理工作的复杂性放在首要位置。 1.2 不可逆性 住宅建筑工程要确保其安全质量,一旦发生意外或者质量问题,将造成不可挽回的严重后果。轻则延误施工周期,增加成本支出;重则留下工程隐患,给国家带来严重的经济损失,威胁人们的生命财产安全,不利于社会主义和谐社会的建立。 1.3 常发性 住宅建筑工程的施工质量问题频繁发生,例如房屋漏水、建筑材料裂缝等问题就属于一般常发性问题,同时,这一类问题会随着时间的变迁而经常变化。 2 住宅建筑施工工程的具体监理流程 要切实保障项目工程的有效建立,就必须从源头着手,加强安全质量监管。首先我们必须了解住宅建筑工程项目的监理流程:(1)在施工前的准备阶段,监理人员要熟悉设计文件的各部分,认真核实施工图纸的各细节,并参与到技术交底环节中;同时,对于建筑施工工程的施工方案要落实到位,出示科学合理的审批文件;除此之外,要加强对开工准备的监督检查;(2)加强对土方工程的监督管理;(3)加强对条形基础和井桩基础等基础工程的监理;(4)加强对混凝土、横板工程,钢结构工程等主体工程的监理;(5)做好后期监理工作,保证装饰工程的美观实用,同时要着力保证门窗、涂料以及楼地面的质量安全。只有这样,才能从各环节加强建筑工程的监理监管,保证建筑工程施工方案、放样测量资料、施工工艺、关键程序以及质量处理等合乎规范,切实保障建筑工程的整体施工质量。 3 建立的方法和过程 在住宅建筑工程施工监理过程中,根据不同的试验检测内容可以实习不同的监理方法。一般有以下几种:见证取样、平行检验、对施工检验进行旁站监督、委托第三方检测。 住宅建筑工程监理分为若干过程,主要包括施工图纸的审核、工程准备阶段对设计文件的熟悉、对施工方案的审批、参与技术交底以及开工前的准备工作等。在具体的建筑施工阶段,要加强对基础工程、土方工程、装饰工程以及主体工程的监督和管理,同时全面加强对分部的审查、施工方案的审批以及施工资料的核对和测量,保证设计方案和施工严格按标准执行,除此之外,对于重点部门、隐蔽工程或者关键工序要着重监管,切实加强对施工环节中质量问题的监管。 4 住宅建筑质量安全的重要性 质量安全是住宅建筑工程着重考虑的核心环节之一,它在一定意义上决定了工程建设的成效,而且对于稳定社会秩序、维护人民生命财产安全起着至关重要的作用。由此可见,要保证建筑工程项目的顺利进行,就必须牢牢把握安全生产这一环节。在具体的施工环节中,监理人和施工者要严格执行相关的安全施工规范,从源头上保证建筑工程施工质量安全。 住宅建筑工程不同于一般的施工工程,它具有施工周期长、管理难度大、工作范围广等基本特征。在具体的施工过程中,监理人员要有步骤、有计划的开展工作。如何在有限的时间内最大限度的满足 程施工质量,提高工程达标水平,需要监理人员不断提升自身素质,制定针对性强的政策措施: 4.1 建立并完善组织机构 要建立完善的岗位责任制,将责任落实到每个个体。监理人员为了保证正常施工,必须根据项目具体实施进度确定岗位责任制,使每一个员工各尽其职,以便全方位、多层次的加强对项目工程的监督和管理,保证监理工作的有序进行,避免摩擦和纠纷,提高工作效率。 4.2 要切实加强试验设备和仪器的投入 要保证监理工作的有序进行,必须以强有力的数据资料作为支撑,而要有效获取数据资料就必须依靠先进仪器设备检测。监理单位要加大资金投入,保证各种仪器设备的到位,以便工程监理人员利用这些检测仪器对各个阶段的工程质量进行检测分析,取得检测数据,对各项工程质量做好有效的控制。 4.3 切实做好质量控制工作,提高工程质量 监理单位要切实保证在建工程的施工质量,就必须从以下四个方面着手:开工审批、原材料质量监督、工程测量以及最后的工序检验报告。原材料质量监督主要是指全面加强对原材料来源以及质量的监管,施工单位自行购置砂、生石灰以及水泥等材料时,必须派专人亲自验货,只有符合安全生产标准并复查合格后才能进场投入使用。对于抽检不合格的原材料,责令其立即出场,从源头上保证建筑施工材料的质量安全,进一步消除可能存在的安全隐患。开工审批即建筑施工的各施工部门要在开工前提供书面申请,在保证申请报告齐全、真实的基础上,严格审查建筑工程的技术方案、质量保障措施以及试验标准等,在现场监理和标段试验监理审批合格后,申报组长审查通过。工程试验质量关是指在具体的施工检验时,要保证自检资料的可靠、真实,严厉惩处弄虚作假行为。工序报检报验关就将施工全过程置于监理的监视下,每道工序施工时必须报检,完工时必须报验。排除了施工单位的弄虚作假、投机取巧。 4.4 督促施工单位安全作业和执行质量自检制度 在建筑施工过程中,有些施工人员受自身素质的局限,单纯注重工期以及成本控制,忽视了安全生产和管理。众所周知施工安全责任的主体是施工企业,有些施工企业在施工安全管理过程中忽视安全生产设施的投入,为了最大限度的增加经济收益,不愿意配备相关的安全保护装备,这时监理需要履行安全生产监督的职责,督促施工单位在考虑企业发展的同时,承担必要的社会责任。 5 结语 住宅建筑工程质量不仅关系到人们的使用体验,还折射出项目工程的投资效果,除此之外,对居民的生命和财产安全起着重要作用。随着我国现代化建设事业的蓬勃发展,建筑规模不断的扩大,如果出现工程质量问题的话,会直接影响公共的安全和利益,因此,做好建筑中工程质量监理工作具有非常重要的意义。 住宅建筑论文:住宅建筑常见结构设计误区分析 【摘 要】本文主要针对当前房屋建筑结构设计中一些常见却又常被人们忽视的错误进行了剖析,指出了错误的原因和后果,并给出了一些设计建议和构造的要求。 【关键词】安全;结构抗震;承载力 1. 地基与基础方面 1.1 多层房屋建筑无地质详勘报告,仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。地基与基础设计要做到合理,安全适用,设计人员必须依据地质勘察资料,统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构方宁设计,仅凭地耐力这一数据是不完全面的,也是不安全的,更不能盲目地把耐力容许值取得小一些就认为成无一失了。 1.2 采用换土垫层进行软弱地基处理,不进行换土垫层设计,只凭经验处置。有时设计者软弱地基的危害认识不足,只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力,没有进行垫层宽度和厚度计算,既不安全,又不经济。 1.3 民用建筑中柱,梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时,在计算梁、柱和基础的负荷 时未按现行设计规范舸用荷载乘折减系数计算其荷 载值,因而荷载值准确。 2. 砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用 在砖混结构中,构造不但能够提高墙体的坑剪能力,而且构造柱与圄梁联结在一起,形成对砌体的约束,这对于限制墙体裂缝的开展,维持竖向承载力,提高结构的抗震性能有着重要的作用。 在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种作法将引起以下几个问题。 2.1 构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低构造柱对彻底的拉结和约束作和,而且结构一旦遭遇地震作用时,在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而成为房屋 结构中的一个薄弱的部位。 2.2 构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压被出现裂缝。本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁 上荷载和跨度都比较小时,构造柱也可布置于梁下,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足,方可在梁下布置构造柱。 3. 承重柱截面高度设计过小 这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计得误认为六度设防就是不设防,不图受力分析方便,他们故意把柱子的截面高度设计得过小,使梁柱的线刚度比加大(因一些结构设计手册中规定:当梁柱的线刚度比大于4时,计算简图中梁柱节点可简化为铰支)。把梁简化为铰支梁,柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析,但却给房屋结构埋下了隐患。因为这样做忽略了梁柱间的刚结作用,即忽略了柱对消化酶的约束弯矩,加之以柱截面的配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯强度必然不足,从而柱子而梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性饺。这样在正常使用情况下,柱子已开始带饺工作。这不但影响了房屋 的耐久性,而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是,这样的结构一理遭遇地震作用时,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。 4. 在框架结构设计中,只注意了横向框架的设计而忽视了纵向框架 现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算,各方面的地震和用应由该方向的抗侧力构件来承担。说是说,在框架结构设计中,纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对以于非抗震设计,而纵向地按普通的连续梁进行设计,梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法不答合框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用,在实际设计中经常出现梁的 座负筋,跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。 5. 悬挑梁的梁高选用过小 设计者往往只注意了对梁的强充和倾覆进行验算,而忽略了对梁手挠度的验算。梁高选用过小,引起梁截面的受压区应力过高,在正常使用状态下,梁截面受压区产生非线性徐变。梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随着挑梁变形的回大而加宽,影响了房屋的正常使用。据笔者观察,这种挑梁的变形发展到后期,梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近剪弯作用的影响,竖向裂缝向下延伸发展为斜裂缝,此时梁已接近破坏,当为托墙挑梁时,梁过大的挠度引起梁上境况体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿斜向延伸,缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利。悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁高小时,截面的相对受压区高度较大,梁的延性减 小,在竖向地震作用下易发生脆性破坏,失去承载力。 6. 连续梁按单梁进行设计 这种情况多发在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷 重一般较小,没有引起设计得的重视,左图受力分析方便,设计得把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计,致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝,进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时,问题将会变得更加严重。因为该梁一般直接暴露在室外,受环境温度影响较大。当环境温度变化时,梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束,在梁内产生收缩应力,该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处,引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通,梁承载力降低,直接影响了使用安全。 7. 楼板设计常见问题 板是建筑工程中的主要承重构件,是它将楼面,屋面的荷载传给其周围的墙或梁上,楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周,很容易出现设计质量问题,有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。 7.1 设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足,简单地将双向板作用单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向仅按构造配筋,造成配筋严重不足,致使板出现裂缝。 7.2 板承受线荷载时弯矩计算问题,在民用建筑中,常常在楼板上布置一些非承重隔墙故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。另外,板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌砌顶紧上部分的楼、屋面板,这样会给上部的板增加了一个中间支承点,使其变为连续板,支承点上部出现了负弯矩,而在板的设计中又没考虑该部分的影响,致使板顶出现裂缝。 7.3 双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩,由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放,短跨方向的跨中钢筋应放在下面,长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面,计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小d(d为短向钢筋的直径)。有的设计得为图省事或对板受力认识不足,而取两上方向的有效高度一致进行配筋计算,致使长跨有效高度偏大,配筋降低,使结构构件存在的质量隐患,甚至出现开明缝的现象。 总之,我们设计工作者应按规范相应的构造要求严格执行,才得以从根本上消除设计质量的隐患。 住宅建筑论文:高层住宅建筑施工质量监理 摘要:随着我国城市化建设进程的不断加快,建筑工程的发展也日新月异,各类建筑工程不断增多,随之也对工程建设提出了更高的要求。本文就高层住宅建筑施工质量监理进行了探讨,结合某具体工程实例,从桩基、剪力墙、现浇混凝土楼面、砌体工程四个方面详细阐述了建筑工程施工所采用的质量预控、监理方法和措施,旨在为此类工程施工质量的监理提供参考。 关键词:高层住宅建筑;监理;施工质量 高层住宅的质量是整个高层住宅行业的生命线,为了确保高层住宅建筑工程的质量,必须对其进行监理控制。工程质量监理控制是整个高层住宅工程管理系统中的重要环节,在促进、保证工程质量的作用方面发挥着重要作用。对于高层住宅建筑的监理工作不仅仅要从监理制度和规范方面进行完善,更要加强对重点的控制,实施全过程的监理和质量管理,这样才能从本质上确保建筑工程的质量。 1工程概况 该工程地上18层,地下1层,层高2.9m;工程结构设计使用年限50a,结构安全等级为2级剪力墙结构;墙宽200mm,现浇楼面板厚度12mm,均为c30混凝土;抗震设防烈度为6度,标准设防类别,建筑构件耐火等级为1级。地基基础为乙级,工程采用先张法预应力高强混凝土空心方桩hkfzab400(240)14,14(13、12)a,边长400mm,桩长有28m、27m和26m3种,共计840套桩。内外填充墙厚度200mm蒸压加气混凝土块,抗压强度a3.5,体积密度b05。 2桩基工程施工出现的问题及监理方法、措施 2.1加强图纸会审监理意见 监理组根据业主提供的高层住宅图纸,提出了监理对设计图纸存在问题的质疑。其一,接桩焊缝是2级,焊缝探伤是按gb50205—2002,抽检20%;或是按gb50202—2002执行,重要工程抽检10%。其二,工程桩静载检测是哪些桩?如何配桩?其三,设计试桩工艺锤击或者静压与工程桩应一致。静压的终压标准(标高,压桩力,稳压下沉量)是什么?停锤标准(标高,贯入度)是什么?设计未明确。其四,打桩顺序、沉桩速率有无设计要求?(软土层厚3m~7m深)桩身质量控制抗弯、抗裂检验是否按j10687—2006抽检?其五,桩身的极限承载力是多少?涉及到沉桩时桩身允许抱压力,以免超过极限值破坏工程桩。设计明确答复上述问题,有利于沉桩施工质量控制,明确了实施标准。 2.2强化施工测量放样监理独立复核 施工单位进场后,对建设单位提供的建筑红线桩位、定位点和高程点进行复核,与建设单位对现场的坐标点和水准点进行交接验收,签字记录;发现误差过大时,应与建设单位、规划单位、设计共同协商处理,确认后方可正式实施桩位号放样。组成平面轴线控制网,设置控制桩,施工测量成果上报监理组。监理组在独立复核中发现施工单位的设置仅有两个高程控制点,不符合gb50026—2007《工程测量规范》一个测区范围不应少于3个点的规定;要求施工单位增加设置两个,形成闭合线路,使高程测量精度满足误差要求,后续高程控制达到较好的效果。 2.3重点进行静压沉桩质量监理旁站 沉桩施工前,首先要求施工单位进行桩基工程施工方案编制,经总包单位审核合格后报监理组。监理组重点审核了施工方案中桩机的选择、压桩力型号、桩机质量及配重、压桩机的最小边桩距、最大压桩力;关注桩机施工行走路线,避免压坏、压偏已施工的桩;沉桩质量中间验收标准,沉桩异常情况处理,桩基工程质量通病防治施工措施。 在本工程静力压桩控制标准设计要求保证有效桩长桩尖进入持力层、以实际沉入桩尖高程为控制标准时,监理组明确要求施工单位用彩笔标识在桩身并用水准仪复查,确保进入桩尖进入持力层。 3剪力墙钢筋、混凝土施工质量问题及监理控制 3.1剪力墙钢筋原材料及安装施工问题及监理平行检查 剪力墙钢筋原材料按照业主要求需优选厂家,数量控制在5家之内,对高层住宅结构质量控制起到了关键作用。监理组人员对进场钢筋进行平行检查,做好钢筋进场纪录,由业主代表和监理见证人员进行取样送检。 剪力墙钢筋安装时,监理组平行检查发现施工单位对暗柱在基础内插筋至板底、梁底,弯钩长度为12d且不少于150mm,能够较好地做到;而在拐角暗柱施工时,剪力墙身外侧水平分布钢筋在转角处存在断开的问题。要求施工单位整改为剪力墙外侧水平分布筋应伸至对边弯折为墙宽+15d+lae以上,内侧钢筋伸至对边弯折15d 。 标准层剪力墙钢筋安装时,监理组明确要求施工单位做到:墙身水平筋在基础内根数间距不大于500mm且不少于两道水平分布筋与拉筋,上部墙底第一根水平筋距基础顶面为水平分布筋间距的1/2;剪力墙层高范围内最下一排水平分布筋距底部板顶50mm,最上一排水平分布筋距顶部板顶不大于100mm,并同时设置拉筋;特别是墙顶有暗梁部位,不得省去水平分布筋,剪力墙拉筋间距不得设置过大。 3.2剪力墙混凝土施工质量问题及监理巡查、旁站 由于高层住宅工程防火需要,外窗间、楼梯间设置了剪力墙。巡查中发现一处剪力墙混凝土施工缝有夹层、胀模,预留洞口不顺直。为此监理组召开剪力墙混凝土质量专题会议,要求施工单位加强人员质量管理意识,进行剪力墙施工质量技术交底;召开模板工、瓦工一线人员会议,集思广益,采取措施,做到在剪力墙施工缝处继续浇筑混凝土时,已浇筑混凝土抗压强度不小于1.2mpa,施工缝处墙体模板牢固地固定在已浇筑混凝土100mm~200mm处,墙体下部1.5m部位模板对拉螺栓间距不大于450mm,强调设置垃圾清扫口,冲洗和清理垃圾杂物,全部清理干净后封闭;浇筑施工缝墙体混凝土前,施工缝先铺一层50mm厚1∶3水泥砂浆。当监理组检查发现剪力墙垂直度控制差时,要求施工管理人员加强施工缝接茬质量控制,加大模板垂直度的控制;模板刚度、强度不足时,要及时更换,保证剪力墙实体质量达到验收规范要求。4现浇混凝梁板施工质量问题及监理措施 4.1现浇板厚、层高施工质量问题及监理平行检查 施工单位施工钢筋混凝土现浇板时,能够按照厚度120mm,厨房、浴厕、阳台板厚度90mm的设计要求施工。但是,在楼面现浇板面有一处标高控制不理想,主要是板面高程标识数量不足。监理组要求施工中每层现浇板模板支撑完成后,施工员为木工班组提供每层不少于3个基准高程点,全面检查模板几何尺寸,测量、校正模板的标高和平整度;监理组人员平行检查每层标高、轴线,后续板面控制较好,为住宅分户验收合格奠定了基础。 4.2现浇板混凝土裂缝质量通病防治施工措施及监理预控 按照苏dgj32j16—2005《住宅工程质量通病控制标准》,监理组编制了住宅工程质量通病监理细则,重点强调了现浇板混凝土裂缝控制措施:建筑物两端端开间及变形缝的现浇板设置双层双向钢筋φ10@100;其他开间设置双层双向钢筋,钢筋直径φ10mm,间距150mm;外墙阳角处设置放射形钢筋,钢筋数量为7×φ10,长度2m;在现浇板的板宽急剧变化、大开洞削弱等易引起应力集中处,钢筋直径φ8mm,间距100mm,并在板的上表面布置纵横两个方向的温度收缩钢筋;现浇板中的线管必须布置在钢筋网片之上(双层双向配筋时,布置在下层钢筋之上),交叉布线处采用线盒,沿预埋管线方向应增设φ6@150、宽度450mm的钢筋网带。 按照业主要求,通知在建单位加强商品混凝土质量控制。监理组提醒施工单位重视商品混凝土质量控制,要求施工单位考察数家混凝土质量控制强的优选厂家,实地考察厂家是否选用级配良好的中粗砂和石子,尤其是抗渗、抗裂掺料是否通过试验确定掺量。政府质量监督站规定:现浇板粉煤灰掺量不应超过水泥用量的20%。监理组要求施工单位派专人监督商品混凝土的配比,现场加强坍落度抽检,同条件试块见证制作。试验表明,混凝土每增加20mm坍落度,混凝土用水量增加50kg/m3;混凝土用水量影响现浇板裂缝是最主要、也是最关键因素。 监理组旁站人员严格要求商品混凝土坍落度高层住宅不大于180mm,每50m3混凝土抽检坍落度一次;现场抽检坍落度过大时,坚决要求施工单位进行混凝土退货处理。监理组要求施工单位进行质量通病防治技术交底,在混凝土初凝前进行二次振捣,在混凝土终凝前进行两次摸压。强调在混凝土浇筑完毕后的12h以内,对混凝土加以覆盖和保湿养护;不过早进行后续施工,不在现浇板上吊运、堆放重物;48h后吊运、堆放重物时,采取保护措施,铺设模板,减轻对现浇板的冲击。 5填充墙蒸压加气混凝土块砌体裂缝质量控制及监理措施 (1)加强原材料蒸压加气混凝土砌块质量监理 蒸压加气混凝土砌块为水泥胶凝增强的块材,以28d强度为标准设计强度。龄期达到28d之前,含水量较高,自身收缩较快;28d后收缩趋缓,龄期越长,其体积越趋于稳定。为了有效控制砌体收缩裂缝,监理组检查施工单位进场砌块, 要求龄期最小28d;检查蒸压加气混凝土砌块厂家生产合格证和产品性能检测报告,抗压强度是否达到a3.5,体积密度是否达到b06;砌块的规格尺寸允许偏差为:长±4mm,宽±2mm,高±2mm。 (2)砌体专用粘结剂和混合砂浆使用的监理控制 本工程高层住宅砌体采用混合砂浆m5,砌筑砂浆水泥和砂需见证取样送检。要求施工单位采用中粗砂,严禁使用山砂和混合粉。山砂和混合粉含泥量一般较大,不但会增加砌筑砂浆的水泥用量,还能使砂浆的收缩值增大、耐久性降低,影响砌体质量产生收缩裂缝。每天抽查现场拌制的各组份材料重量,杜绝使用石灰王、脱水石膏和消石灰粉;检查水泥混合砂浆是否在4h内用完。 结尾 综上所述,工程质量监理控制是整个高层住宅工程管理系统中的重要环节,在促进、保证工程质量的作用方面发挥着重要作用。为了确保高层建筑的施工质量,必须对工程施工的各个环节、各个方面做好施工监理,采取科学有效的管理措施和管理方法,确保建设工程质量。从而为推动我国城市化进程和我国建筑业的健康发展贡献力量。 住宅建筑论文:关于住宅建筑的抗震施工技术及应用的分析 摘 要:加强建筑物的抗震基础,考虑建设抗震施工来作为其安全规范的重要指标,本文根椐影响建筑抗震性的因素进行分析,探讨建筑施工过程中的重要的技术应用,在建筑设计过程中,不同的建筑结构楼盘需要根椐抗震标准进行建筑,建筑结构的工程师也会保证其抗震的相关性能,本文结合笔者进行工作的相关经验,然后论述与其抗震性能相关的建筑结构形式以及影响的相关因素。 关键词:抗震施工技术;住宅建筑;建筑结构;居住环境 如何使建筑工程的抗震施工的相关技术在城市建设过程中发挥出重要的作用,已经成为城市建设当中重要的课题,我国还处于两大地震带,是多地震的国家,做好建筑工程的抗震施工意义更大。 1、关于建筑工程当中抗震施工技术的重要性 经过历次证明,房屋的倒塌大部分是由于地震灾害所造成的,这主要是因为大多数的建筑缺乏相对规范管理,而且其房屋的质量比较差,不仅不能抵挡强烈地震,而且一般在6级左右的中强地震,会出现比较强的震感,引起房屋损失,人身伤害。目前在众多建筑工程中,会出现再生钢材现象,但是因为钢筋抗拉强度达不到工程技术相关要求。所以提高房屋的抗震性能,能够避免一些地震灾害。以图1为例,在设计住宅时,需要在框架的节点上增加附加的钢筋,保证建筑架构的稳定性。 图1:住宅室内外针对抗震的设计 2、最常见的抗震结构性能的相关比较 就现在而言,我国的民用建筑最为常见的建筑结构包含了:钢结构、砖混结构、框架结构和砖木的结构,这些结构的建筑在抗震性有着一些区别。 2.1关于钢结构建筑的抗震性能 钢毕露构建筑是21世纪绿色的建筑,其独特的可循环使用建筑结构比较符合现在发展节能省地建筑,同时满足经济持续健康的发展。钢结构的建筑,首先是重量轻而且强度高,如果用钢结构构建住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一,所以其使用面积比钢筋混凝土的住宅要提高大概4%,其次是抗震性比较好,如技术钢材料具有匀质性和强韧性,会发生较大的变形,而且有可能承受比较大的动力荷载,一般情况下具有非常好的抗震性。根椐国内外震后调查,钢结构的建筑倒塌数相对比较少,而且从理论上看,钢结构的建筑比框架和砖混结构要结实得多,而且使用的年限也会比较长。 2.2关于砖混结构的构建筑抗震性能 砖混结构一般是由砖墙进行支撑、现浇以及预制钢筋混凝土构成,由于建筑质量有所不同,其抗震性也会有较大差异,所以砖的抗压性较差,在遇到六七度的地震时,会造成局开裂和慢慢散落,其裂缝会扩大。有些建筑的施工质量比较好,砖的形状和砂浆强度比较高,这类房屋在10度地震情况下极易破坏。 一般情况下这种结构的房屋容易发生问题,比如跨度大的横梁和楼梯间的墙体和较大洞口的墙体,在地震发生时,住房需要避开类似结构的部位和构件,可以进入结构相对稳定的空间,如厕所或者是小厨房。 对比砖混结构的抗震性能,明显好于砖砌体的相关结构,砖混结构在唐山地震中经受住了考验,这种结构相对比较实惠,冬暖夏凉。 3.住宅建筑抗震技术的应用和建议 根椐近年来,住宅的建筑抗震技术及相关的应用在慢慢完善,但是根椐实施过程中,我国仍然面临着许多弊端,所以需要根椐实际的工作,加强住宅建筑的抗震性。 3.1加强宅建墙体的抗震性 一般情况下住宅的建筑墙体框架结构是住宅的建筑抗震施工技术的关键,它属于围护构件的相关承重的范围,其所产生的抗震性能,是取决于建筑材料的质量,同时也需要考虑建筑承重的结构的连接,以及建筑地基的状态。在实际的抗震施工技术和应用中,需要在抗震施工中采用高标号的水泥,严格控制砂浆的比例,同样的墙体通过砂浆粘结构成墙面整体。 3.2加强住宅建筑的构造柱的抗震能力 抗震施工技术中,关于构造柱和圈梁的施工占有非常重要的位置,需要进行加强和改进其技术,所以在众多的砖混结构我们需要根椐住宅的要求,通过合理的设计构造柱和圈梁,从而保证其抗震的性能,可以实现住宅的最大的抗震的能力和相关的效果,需要特别注意构件之间的连接,注重强有力的施工的要求,这样两者就共同构成了其住宅的建筑的骨架,这样可以充分发挥有效约束的墙体的作用。以图二为例,需要根椐墙体构造柱的设置重点加强抗震的能力。 3.3加强住宅建筑的框架节点的抗震性能 住宅建筑的框架的节点,需要充分发挥连接的框架和梁之间的重要作用,所以框架的节点需要符合抗震的相关标准,这样才能提高整体的抗震。如果框架的节点遭到破坏,那么就会导致住宅的建筑整体建筑的结构就会发生严重的移位,所以我们根椐框架的节点的抗震技术施工的现实和重要,所以全面加强框架的节点,在实际的抗震技术在施工的进程,需要将混凝土慢慢浇筑到梁底的标底,然后将框架节点连同梁板进行完美的浇筑,所以施工队伍需要不断地加强抗震施工技术应有识,坚决拒绝施工的隐患。 结束语 根椐大多数对于地震等自然灾害进行了解,所以我们和抗震有关的建筑设计的情况进行探寻和摸索,根椐现在的情况,其搞垮的相关设计还没有达到科学的程度,尤其是我国人口的分布相对比较广泛,所以单纯的依靠建筑来提高抗震性不是很科学,也不全面,这样不仅不能减少地震的损失。根椐我国发生地震的损伤来看,我们需要非常重视建筑结构的良好的抗震性能,同时还要加上强大的室内抗震设计,一起实现建筑的抗震,保证建筑物自身质量和功能的完整性。 住宅建筑论文:谈建筑防雷设计在民用住宅上的应用 作者:李军虎 扈英磊 张金萍 张文松 摘要介绍了平顶山民用普通住宅建筑防雷设计,包括安装接闪器、引下线、接地装置,合理处理电缆进出线、低压架空线及架空金属管道等,分析了民用住宅的防雷措施,以为民用住宅的防雷设计提供参考。 关键词民用住宅;防雷设计;河南平顶山 目前,平顶山市楼房越来越多,民用住宅建筑一般以一梯二户、二梯四户及三梯六户类型为主,其结构一般为人工挖孔桩基础、框架结构,层数为八九层,楼总高一般在35m以内。由于各设计单位对防雷规范的把握深度及理解程度不尽相同,因而设计图纸也五花八门,给施工单位的施工及当地防雷检测部门的监督管理造成很大困难,有的甚至让甲方重复建设,造成资源的浪费。因此,设计出一个既符合国家规范,又便于施工、管理的规范化住宅的防雷模式,很有必要。笔者根据实际设计经验及在施工监理过程中遇到的问题,结合当地防雷检测部门的要求,就一般民用建筑住宅的防雷设计作如下探讨。 1民用住宅防雷设计 (1)住宅建筑防雷等级的确定。在着手建筑物防雷设计时,首先要确定建筑物的防雷等级。《建筑物防雷设计规范》(gb50057-97)指出,对建筑物防雷类别的划分,除了由建筑物的功能定性外,第2、3类防雷建筑,还取决于建筑物的预计年雷击次数。按照《规范》,以上3类民用住宅年预计雷击次数均大于0.06次/年且少于0.30次/年,均应划为第3类防雷建筑物[1]。 (2)接闪器的设计宜利用避雷带与避雷小针相结合组成接闪器系统。避雷带采用镀锌圆钢(φ12),由间距为15m、高为0.2m的支持卡(φ12)固定于屋面、墙壁及楼梯顶上,同时在屋面阳角处及梯屋顶四角上另加设高0.5m的避雷小针(φ16),并在屋面加设不小于20m×20m的避雷网格。这样的设置,既美观大方,又经济实惠,而且实践也证明防雷效果非常理想[2]。 (3)接地装置引下线设计利用建筑物柱内对角主筋作防雷引下线(φ≥12),利用建筑物基础作自然基础接地体,不仅可以节约钢材,而且比较安全。引下线主筋从上到下通长焊通,其上部(屋顶上)应与接闪器焊接,下部与基础焊接,并分别与各层板筋、梁筋及桩笼纵筋、螺旋箍筋、地梁面筋焊接通,构成完整的电气通路。 利用建筑物钢筋做为引下线施工时,应配合土建施工按设计要求找出全部钢位置,用油漆做好标记,保证每层钢筋上、下进行贯通性连接,随着钢筋逐层串联焊接至顶层。由于利用建筑物钢筋做引下线,是从上而下连接一体,因此不能设置断接卡子测试接地电阻,需在距室外护坡0.5m处的柱子外侧,另焊一根圆钢(φ≥10)引至柱外侧的墙体上,作为防雷测试点。每根引下线处的冲击接地电阻不宜大于5ω。 (4)接地装置利用建筑物的基础作接地装置,具有经济、美观和有利于雷电流场流散,以及不必维护和寿命长等优点。由于平顶山市住宅大部分均是采用人工挖孔柱基础,条件符合《规范》3.3.5条中的第二款,混凝土内基础也能满足利用钢筋混凝土作为自然基础接地体的要求,因此建议推广使用[3]。 利用柱基础作接地体时,对建筑物地梁的处理是很重要的一个环节。地梁内的主筋要和柱基础主筋连接起来,并要把各段地梁的钢筋连成一个环路,这样才能将各个基础连成一个联合接地体,而且地梁的钢筋形成一个很好的水平地环,综合成一个完整的接地系统,其接地电阻≤4ω。 (5)等电位连接及防雷电波侵入这部分过去往往很容易被忽视。新《规范》对等电位及防雷电波侵入有明确规定,因此应十分重视该部分内容。 总等电位联结的作用在于降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差,并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害,它应通过进线配电箱近旁的总等电位联结端子板与进线配电箱的pe(pen)母排;进出入建筑物的金属水管及煤气管道等作等电位连接。 2防雷电波侵入措施 (1)对电缆进出线,应在进出端将电缆的金属外支、钢管等与电气设备接地相连。当电缆转换为架空线时,应在转换处装设避雷器;避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地,其冲击接地电阻不宜大于30ω[4]。 (2)对低压架空进出线,应在进出处设置避雷器与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上,当多回路架空进出线时,可仅在母线或总配电箱处装设一组避雷器或其他形式的过电压保护器,但绝缘子铁脚、金具仍应接到接地装置上。 (3)进出建筑物的架空金属管道,在进出处应就近接到防雷或电气设备的接地装置上,其冲击接地阻不宜大于30ω。 住宅建筑论文:建筑节能技术在住宅工程施工中的应用 【摘 要】建筑节能是住宅工程建设未来发展的新趋势,也是促进我国经济可持续发展的重要举措。本文介绍了建筑外墙节能施工技术方法和门窗节能措施,结合工程实例探讨了建筑节能技术在住宅工程施工中的应用,取得了良好的效果,以供同行参考借鉴。 【关键词】住宅工程;节能技术;节能措施;围护结构 1.前言 随着城市化进程的不断较快,人们物质生活水平日益提高,对住宅工程的品质和节能环保要求越来越高。目前,城市建筑数量不断增加,由于许多住宅工程的建筑面积比较大,夏季受到的太阳辐射比较多,若没有采取有效的措施,就会导致建筑能耗的增加。因此,在实际施工中,建筑设计人员应充分考虑到建筑施工的差异性,重视住宅建筑节能设计工作。这不仅可以提高能源利用效率而达到节约能源、减少能耗的目的,并且对缓解我国能源压力和促进社会可持续发展具有重要作用。本文主要围绕住宅工程内外墙、窗体和屋面等方面分析了建筑节能技术,使其能够更好地应用于我国建筑工程施工当中。 2.对外墙进行节能施工的技术方法 2.1 对建筑物外墙的防水保温效果产生制约的因素 1)建筑物室内的保温层位置若安放不合理,在一定程度上会制约防水的效果。在实际施工中,部分用户会选择价格比较低廉的设备,包括自保温、内保温和夹心保温等。 2)外保温措施的彻底使得建筑结构容易出现裂缝。 3)附近的两种材料发生变形的速度有差异会出现裂缝。如加气混凝土和水泥砂浆在同等温度下发生变形的速度存在着4到5倍的差距,加气混凝土和普通的混凝土在同等温度下发生变形的速度存在着8倍的差距。 4)外保温中透气防水系统的好坏会制约建筑物的防水效果。外墙中的保温层以及防护层统称为外保温系统。 2.2 对外墙进行保温应注意的事项 在节能建筑中,最重要的一点就是对外墙的保温,保温一般分为内侧和外侧。如果是在外侧进行保温,那么能够有效节约面积,保温的成效也不错,然而粘结性能差,成本比内侧的高;内侧保温应用的技术含量不高,然而保温成效相对较差。在现实的施工中,要结合工程的现实状况采用适当的措施。 1)外墙保温工作而准备阶段。只有当页岩烧结多孔砖保证有28天的养才能被允许进入施工场地,与此同时要对页岩烧结多孔砖实施外观检查,倘砖的高度没有达到-4毫米,长宽大于±3mm是不能直接进行使用的。另外,对于进入施工场地的砖要实施分类,在尚未使用的时候要在其上浇水,保持湿润。要高度熟悉图纸中的内容才能够进行砌筑,砌筑工一定要有充足的经验。 2)对外墙进行保温的现实办法。最初阶段要进行杂物的清理,依据图纸中的相关规定对门窗和中线的位置进行清理,同时将水准线标注在其上,砌筑要从转角处开展。在砌筑没有开始时应先用1∶3的水泥砂浆进行铺砌,梅花丁的砌筑更为合适。就构造柱以及圈梁窗台板而言,罗汉槎使用先三退然后再三进的措施更为合适,想要不出现浪费的现象,那么就应该在砌筑的时候使用满条满丁的方法。 3)选取合适的保温材料。在进行内置式的保温措施时,一定要在内墙的表面添加平薄板、粉刷钢丝网层、纤网面层等防护设备。在具体施工时,墙面粘贴一定要湿度适中、平整、清洁。另外,确保施工水不会出现下渗的情况。施工时要有顺序的进行,从角落进行施工。针对外侧保温而言,在墙体上一定要用粘结荆或者是锚固件把聚苯乙烯板、水泥聚苯板、玻璃棉板和岩棉板等稳定住。假设保温层使用的是聚苯板时,将玻纤网耐碱聚合物当成是面层是非常好的。 4)成品保护外墙保温层。在吊放脚手架或者是安装模板时,对于施工现场的管理是十分有必要的,一定要避免与砌筑完毕的墙体发生碰撞。还应该保证预埋件、暖卫和电气管线的安全,避免出现损坏。砂浆的稠度一定要恰到好处,避免迸溅到墙上。 3.门窗节能措施 3.1 提高住宅外窗的气密性 如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料、弹性密闭型材料、密封膏以及边框设灰口密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。 3.2 门窗工程节能施工质量控制要点 1)门窗固定在砌块上严禁用射钉枪固定; 2)框与墙体间缝填嵌的材料宜采用发泡聚苯乙烯(或聚苯板条)等弹性材料,并应嵌满压实,表面应光滑,平整无裂缝,缝隙表面用嵌缝油膏嵌实。 3)中空玻璃的安装时余隙,嵌入深度要符合最小安装要求。玻璃安装时的弹性止动片应安装在玻璃相对的两侧,间距不应大于300mm,压条连续镶入槽内时,第一个弹性片应距槽角50mm。 4.建筑节能工程实例 4.1 工程概况 试点工程为某职工住宅楼,该住宅楼为独单元7层,共14户,结构类型为小砌块结构,总建筑面积2200m2。 4.2 影响住宅用电能耗的主要因素及节能潜力分析 住宅楼用电主要有以下四部分组成: 1)楼梯公共照明:公共楼梯平台每层安装一盏40w的普通白炽灯,安装有感应自熄开关,耗电相对有限,建议改装节能型白炽灯。 2)家庭照明用电:家庭照明用电目前大多已采用节能灯具。 3)家庭电器用电:住户室内照明灯具及家庭电器类型较多,是住宅用电能耗的主要因素,但节能改造难度较大,建议由住户自行改装为节能型灯具及改用能耗较低的节能型电器。 4)家庭空调用电:室内房间一般安装分体式空调挂机,客厅安装分体式空调柜机。夏季空调用电是居住建筑主要能耗之一,同时也是研究节能改造技术的主要内容。外围护结构是影响空调用电负荷的主要因素,因此,建议对住宅楼外围护结构热工性能进行检测分析,并且建议住户安装能效比符合节能设计标准要求的空调机。 4.3 外围护结构热工性能分析 住宅楼原屋面采用南方地区常用的砖砌架空混凝土板做隔热层,外墙为190mm厚单排孔普通混凝土小型空心砌块,东、西、南面外墙贴灰白色条形陶瓷墙砖,西墙采取了在外墙外挂架空钢筋混凝土遮阳格板的隔热措施。屋面及东、南、北向外墙传热系数采取现场实测方式取得,但其热惰性指标无法由现场检测得出,因而采取理论计算方式取得。西外墙由于采取遮阳隔热措施,其传热系数无法由现场实测得出正确的数值。因此,西外墙传热系数亦通过计算方式取得。经现场实测和理论计算,改造前住宅楼屋面及外墙、外窗热工性能参数如下。 1)屋面 由现场实测获得屋面的传热系数k=3.34w/(m2·k),架空隔热层当量附加热阻r附=0.3(m2·k)/w,则屋面总热阻值为:r0=1/k+r附=1/3.34+0.3=0.599m2·k/w,由此可经计算获得屋面实际传热系数k0=1/r0=1/0.599=1.67w/(m2·k)。 2)外墙 由现场实测获得东、南、北向外墙传热系数k=2.94w/(m2·k);西向外墙采取外挂架空混凝土板遮阳隔热措施后,经理论计算,其当量附加热阻为r附=0.3m2·k/w,则西向外墙总热阻值为:r西=1/k+r附=1/2.94+0.3=0.64m2·k,由此可经计算获得西外墙实际传热系数k=1/r西=1/0.64=1.56w/(m2·k)。 3)外窗 外窗为普通铝合金单片透明玻璃窗,外窗自身遮阳系数sc=0.8。考虑阳台等遮阳措施,通过节能软件计算,外窗综合遮阳系数sw=0.74。 5.围护结构节能改造方案 5.1 屋面节能改造技术方案比较 屋面现状调查分析:原屋面防水层及架空混凝土隔热板均基本完好,屋面防水层无渗漏现象;经结构验算,屋面结构可满足节能改造所增加的荷载要求。针对原屋面的构造特点,提出两种节能改造技术方案,分别为增加屋面保温隔热层或增加种植屋面系统。通过比较,种植屋面系统构造及施工方案最简便,且符合绿色生态建筑的发展趋势,是屋顶节能改造的优选方案。但该构造系统的实际效果如何,仍有待今后的试验、检测和分析研究。 5.2 外墙节能改造技术方案比较 外墙现状调查分析:经实地查看发现,外墙砖黏结较牢实,经检查未发现空鼓或脱落现象;南北外墙面及外窗安装有大面积不锈钢防盗网,不易拆除;西墙外遮阳板构造牢固,未有松动现象。对外墙的节能改造,一般有内保温和外保温两种方案。 1)外保温方案 由于南面及北面外墙防盗网太多,外墙改造存在较大困难;西面外墙已有遮阳隔热措施,且k 2.0,符合地方节能设计标准要求;而东面外墙k 2.0,不符合地方节能设计标准要求,因此,可重点改造东面外墙。根据气候特点,外墙外保温材料可选择的范围有:泡沫玻璃保温隔热体系、evb干粉保温砂浆、 粉聚苯颗粒保温砂浆等。采用evb干粉保温砂浆和胶粉聚苯颗粒保温砂浆,均需清除原有外墙砖,工程量较大,且保温砂浆做外墙外保温层有易于开裂的风险;而采用泡沫玻璃保温隔热体系作为外保温层,可用特殊配比的膏状黏结剂直接粘贴在外墙砖上,施工比较简便。 2)内保温方案 由于住宅楼已建成多年,外墙做内保温将破坏住宅室内装饰,施工不便,对住户生活环境影响较大,因此,内保温方案基本不可行。 综上分析,采取外墙外保温方案是比较可行的节能改造方案,而且根据住宅楼外墙面的现状,可以只对东面外墙进行节能改造,保温隔热材料选用施工简便的无机环保材料——泡沫玻璃保温隔热体系。 6.结语 建筑节能是实现我国可持续发展战略的重要手段,能够大大节约能耗,提高能源利用率。因此,在建筑节能设计过程中,应结合地质条件和气候资料进行综合设计,尽量选用自然采光、自然通风的形式,同时施工人员还应严格按照有关的规范条文进行施工,加强施工单位各部门间的合作,做好工程各质量点的验收,以建造出环保的住宅建筑。 住宅建筑论文:住宅建筑电气设计节能分析 1住宅建筑电气节能设计的基本原则 质量永远是任何一项工程建设的核心,因此住宅建筑电气节能设计也必须是立足于确保设计质量的前提下,现代住宅建筑电气节能设计应该遵循以下几点原则:(1)将节能和设计相互融合。在建筑电气节能设计的过程中,首先对于必须损耗的能源部分应该满足,确保能够正常使用建筑物内各种机械设备。对于供电,还应该注重可靠、安全的基本原则,达到相应的电力要求后,应该进一步优化、改进配电设备设计,使能源能够得到充分利用。(2)充分利用各种先进技术。在住宅建筑电气节能设计中应该积极采用各种先进的技术手段尽可能减少一些不必要的能源损耗,比如通过控制空调的风量以及空调的温度,在展厅减少工艺照明的用电量,减少线路上的电阻等等。(3)注意经济因素。在建筑电气节能设计的过程中,应该将其实际的经济效应充分考虑进来,千万不可一味的强调节能,而使运营成本增加。 2新时期下住宅建筑电气设计的几种途径 2.1关于变压器节能设计 在变压器设计的过程中,主要包括两部分能源损耗,一是负载损失(和负载成平方比),二是空载损失(和负载无关)。如果变压器存在负载的情况下,不仅仅会有固定的铁损,同时还有因为电流穿过1次、2次线圈电阻时的损耗。为了减少电压器在短路情况下造成的损耗,应该充分考虑变压器短路电流及其损耗之间的内在平衡关系,进而选择一种合适的短路阻抗变压器。一般情况下,变压器的空载损耗主要是指铁芯的涡流损耗以及漏磁耗损,在变压器设计的过程中应该尽量选用油浸变压器、干式变压器等节能型变压器,这样可以有效减少有功损耗。其次,随着功率因数以及最大负荷利用时间的改变,电压器的容量也会有所改变,在选择电压器的时候必须满足所有用电设备总用电量的实际要求,而且尽可能避免长时间使变压器处于一种超负荷运转状态,这样有利于延长变压器的使用时间。 2.2关于照明设备的节能设计 现在家家户户都使用照明设计,在住宅照明设计中可以采用以下几种节能措施:(1)提高灯具在单位面积内的有效安装功率。通常体育场、车间以及厂房等地方相对比较高,而且建筑面积也相对较大,这种情况下应该按照室外照明系统,可以应用一些高效气体作为放电光源(如高压钠灯、金属卤化物灯等)。如果是常规普通的室内照明设计,可以应用紧凑型荧光灯,或者也可以采用高效发光荧光灯。(2)可以采用光源用电附件,具有很好的使用性能,但能源消耗相对比较低。比如,电子变压器、电子触发器、节能型电感镇流器以及电子镇流器等。(3)尽可能利用自然光源。(4)进一步优化控制灯具的方式,可以采用节能型装置或者节能型开关,这样也有利于节约用电。 2.3关于电动机的节能设计 提高电动机工作效率,增加电动机功率因数是减少电动机电能损耗的主要方式。在电动机设计过程中,首先应该明确负荷属于连续性质还是断断续续的性质,最终选择一种最省电的电动机。若负荷属于间断的性质,而且在负荷较轻的情况下,电动机工作无法停止,可以安装一个调速装置,主要是为了在额定负荷下,可以确保设备应用的电源是最为常用的,确保电动机始终在额定转速下进行运行。但是处于运转低俗时,可以选择逆变器变频装置,也可以其他的调速方式进行调速。假如负荷连续的情况下,应该检查电动机实际输出功率是否满足各种负荷,如果随着风机、泵的平方减少,其负荷也减少的情况下,在轻载的过程中可将阀门以及风门打开,在低速运转时,选择调速电动机也有利于减少能耗。 3新时期下关于住宅建筑电气设计的几点节能措施 3.1选择高效低能耗设备,尽可能提高能源有效利用率 在设计建筑电力系统的过程中,最先应该考虑采用高效节能产品,最大限度的减少电力系统本身的能源损耗。(1)针对供配电系统,应该综合考虑用电设备的特点、供电分布、供电距离以及负荷容量等多方面因素进行设计,使整个供配电系统便于操作、简单、安全可靠。尽可能在负荷中心附近建立变配电所,这样可以大大减少配电半径,降低线路传输的损耗。(2)应该选择合理的变压器台数以及容量,确保负荷因为季节出现变化时,可以灵活自如的投切变压器,确保变压器的安全、经济运行,这样有利于减少消耗一些不必要的电能。(3)应该将系统功率因数尽可能提高,使线路上的无功传输减少,进而实现节能效果。 3.2应用智能化建筑设备监控系统 可以借助现代先进的智能控制技术监控给排水、空调等专业建筑设备的实际运行情况,进而达到节能的目的。建筑设备监控系统以及照明设计监控系统的功能主要包括以下几个方面:(1)控制受控机组以及设备的开启和暂停操作,还有应该进行必要的连锁操作。(2)对于各种机电设备的工作运行状态以及故障报警信号进行实时监测并且储存,同时应该实时监测、搜集建筑设备系统的流量、压力、温湿度等主要参数,还可以对变配电系统的功率因数、电流、电源电压、主要的开关状态等进行监测。(3)根据事先预定的系统控制程序,自动的调节被控参数在最佳状态,确保系统能能够在相关设计要求的范围内正常运行。(4)采用各种综合措施使系统能够处于节能运行状态。(5)控制机组的台数,进一步优化机组的实际运行状态。(6)不仅具有自动控制的功能,同时也具有就地操作、提供远程操作的功能。 4结语 总而言之,节能设计已经成为新时期下住宅建筑电气设计的重要任务,住宅建筑电气设计采用节能措施,可以大大减少建筑工程的能源损耗,也可降低建筑工程建设资金,可以为我国节能建设事业做出很大的贡献。现代住宅建筑设计师应该树立节能设计理念,采用各种先进的节能措施实现电气节能设计,确保建筑用电设备以及供配电系统能够低耗、经济运行,尽可能节约电能。 作者:卢岚 单位:广西河池市金石设计咨询有限公司 住宅建筑论文:绿色建筑住宅施工技术分析 1对于绿色建筑中需要用到的一些施工技术进行简单的介绍和说明 在这个层面之上,我们要注意到技术水平的提升,当然也要注意到绿色建筑施工之中的员工的环保概念的全面的提升,让员工的意识发生改变之后,对我们今后的建筑设计施工工作都是很有利的。现在要提到的第三点就是对于节约以及工程质量的考虑,绿色建筑的施工之中对于成本的控制以及节约都是很重视的,而且在此基础上还要注意到能够保证工程的质量,做到这两方面的兼顾是工程施工中一个很重要的要求。最后一点就是我们在绿色建筑的施工中要关注到施工的管理,并采取更多的有效措施来加强对于施工的管理和建设,例如施工之中产生的一些垃圾我们在进行管理的过程中一定要进行及时、定时的清理。 2简析绿色建筑施工之中所使用的一些比较关键的技术要点 2.1绿色建筑施工之中对于环保方面的相关技术要求 绿色建筑施工之中绿色当然是一个不能够被忽略的重点,对于建筑施工技术中的绿色以及环保方面的要求也是比较高的,接下来我将对环保中的一些技术要点提出详细分析。施工过程之中不能忽略了光污染的问题,对于光污染的严格控制是很重要的一个方面,在光污染带来的危害越来越严重,是人们很关注的一个方面。在有必要进行电焊等施工时,如果环境条件允许,应该把施工地点选在人烟稀少的地方,切忌装备好防护措施,减少不必要的光污染,夜间施工时,若不必使用强力照明灯就尽量不使用,一定要使用的话要加较大的灯罩,严禁把灯光照向施工以外的地方。现在的情况之下,我们不仅要考虑到光污染、噪声污染也是我们施工之中需要注意到的问题,噪声污染往往会对附近具名的生活带来很大的影响,我们在施工的时候,对于设备、施工时间的选取都要做出很详细的思考才行。其次对于环境之中的粉尘污染我们也必须重视,施工现场导致的众多的灰尘为我们的生活带来了很多的困扰,所以我们在施工的时候对于材料的选取,以及施工的方式都要重视,注意不要造成过多的灰尘的产生。在施工的时候我们需要注意到在安装结构以及一些装饰时,施工地段不能扬起较多灰尘,当然了施工中我们也可以考虑使用低音吸尘器进行相关粉尘的清理,在一些易产生尘土的设备运行时,一定要安排相关人员进行灰尘清理。接下来需要提到的是关于水污染的问题,大家都知道我国的很多地方都会出现水资源匮乏的问题,那么在建筑的施工过程之中注意到对水资源的保护就是一个很重要的方面了,绿色建筑的施工不应该为环境带来很高的伤害。我们还需要注意到的就是对于土壤资源的保护,水土流失的问题在我国现在的很多地方都会经常发生,那么我们在施工的过程之中也要加以注意,我们要对生态系统的平衡有一个很好的保护,要注意制备的种植和保护。之后我们还需要注意到的一个问题就是对于施工现场的管理,我们要保证施工的环境是干净清洁的,这对于施工施工来说是很重要的,定期的垃圾清理不仅能优化环境还能为施工人员带来更好的心情。最后需要注意到的一个方面就是对于施工现场的保护,施工现场的资源、设施等都是在我们施工中需要注意到的东西,必须进行保护,还有一些特殊的地区存在低下文物,那么我们就要格外重视对文物的保护,这是好的社会责任感的体现。 2.2对于施工材料中需要使用到的技术要点进行的相关说明 第一,我们在绿色建筑施工中要注意使用的材料的损耗率,提高材料的利用率是绿色建筑施工中一项重要的观念和想法,低损耗不仅能够节约经济成本,对于环保来说也是很好的。第二,我们在对施工材料购买的过程之中,要使得材料更利于人们进行存储和管理,如果要达到这个要求严格按照事先的计划进行购买和存储就是很必要的了,这样做还能是我们在存储的时候减少材料无故消失的情况的产生。第三,我们在进行采选材料之前,应该对材料的实用性和耐用性进行详细的考虑,并且我们还可以对施工的工序进行合理的优化,高强度的建筑材料的使用也能更符合绿色建筑施工的要求。 2.3对于能源以及土地的利用中需要注意到的技术要求 在我们进行绿色建筑住宅施工的时候,相关施工单位以及施工人员应该做好节能环保概念的宣传,提倡绿色环保,有效的提高能源利用率,对资源进行和里的开发和利用是很重要的一个方面。当然了,我们在对资源的合理利用的过程之中也需要充分的考虑到当地的实际情况,考虑到自然条件例如气候、光照等因素对资源带来的影响对于绿色建筑中的资源利用是很重要的。对于施工中所使用的土地来说,合理地开发和利用是我们在进行施工之前就应该详细考虑的一个问题,而且我们还需要考虑到在施工的过程之中对于施工土地的临时保护以及施工时的总体的布局。 2.4在绿色建筑开展施工管理工作是需要注意到的技术要点 无论是对于施工人员的管理,还是施工场地的管理。在绿色建筑的施工过程中都是需要加以重视的,我们要对施工场地加以保护防止意外的发生,我们也要对员工进行培训和考核,提高施工能力。除此之外,在绿色建筑的施工之中,我们还要加强组织和规划的能力,要建立更为完善的奖惩制度激励和员工的行为,加强对员工和施工现场的管理。 3结语 在科技发展的今天,人们的文明水平道德水平也在不断提升进步,当高楼不断林立的时候,人们察觉到身边的环境也在变得越来越糟,渐渐地,绿色环保的意识深入人心,那么绿色建筑住宅的施工技术的研究就变得更加重要了,它可以提高生活和工程的质量和水平。 作者:赵玉坤 单位:北京城建北方建设有限责任公司 住宅建筑论文:BIM技术在住宅建筑设计的应用 一、BIM技术在当前国情下存在的背景和现状 (一)国家政策的扶持和BIM技术的研究 建筑行业发展的主要方向和必然趋势是建筑信息化,我国相关领导人在“十二五”发展规划期间就提出了全面提高建筑行业信息化水平的要求,并倡导将BIM协同等技术应用在工程技术中。近年来,随着国家对BIM技术重视的提高及对该项目投资力度的加大,我国在对这项技术的研究方面也取得了一些成果。如:清华大学张建平完成了对“基于IFC的建筑工程4D施工管理系统”的研究,并将其应用到国家体育场等多个大型复杂工程中;清华大学和中国建筑科学研究院建立了完基于IFC的BIM的框架体系。BIM技术在市场研究方面也得到了关注与支持,2009年,Autodesk公司组织编制了“BIM建筑信息模型在中国市场的研究报告”,报告中详细说明了BIM在中国建筑行业的发展前景,并对BIM在建筑工程领域的使用和完善进行了帮助指导。 (二)BIM技术在应用方面的现状 通过对BIM技术研究的深入,我国在该项目上获得了许多令人欣慰的成果。尤其是在2005年,沈阳建筑设计院将Re-vitArchitecture软件运用到大型重大工程项目中,例如北京奥运会国家游泳中心、上海世博会等建筑物的施工规划方案都融入了BIM技术,这对我国建筑行业不断向着科学性、先进性的方向发展起了很大的促进作用。①对BIM软件的开发利用方面。BIM相关软件是以BIM技术为理念制作的专业软件。在国外,AutodeskRevit系列、BenetlyBuilding系列ArchiCAD等专业软件已经普遍被运用到了建筑行业中,然而,目前在我国这些软件并没有得到普及,一切还处在初级阶段。②BIM技术支持方面。近几年国内出现如北京柏慕进业、鲁班咨询等一些提供BIM技术支持和管理方面的服务。③国内院校方面。在最早研究BIM的国家,他们的课堂积极的引进BIM技术,并不断地探索和完善这项技术。而在我国,对培养这些专业人才的重视程度和资金投入还远远不够,落后于西方发达国家,如:2012年4月华中科技大学才开始招收首届BIM方向的工程硕士。因此,国家相关部门和高等院校要更加重视BIM技术的学习和推广,并增加资源投入。 二、BIM在住宅建筑设计应用中存在的问题 (一)建立BIM模型的方法 确立建模软件是建立BIM模型的必要前提。Revit和Tekla这2个系列软件是目前最常见和使用率最高的软件。RevitAr-chitecture和RevitMEP可以帮助建立住宅楼的建筑模型和水电模型,TeklaStructure可以用于建立住宅楼的结构模型。将相关构件做成具有参数意义的构件是在建模过程中的首要步骤,这样可以使构件库更加规范化,从而更方便、更效率的实现建模的目的。模型建好后,通过Revit软件将建筑模型和水电模型转换成IFC格式文件,再将其导入到TeklaStructure软件中,这样就形成了最终的BIM模型。 (二)Revit在单元式户型中的应用 每个住宅项目的设计都是基于固定几种形式的单元户型,不同楼栋的设计也是根据符合其特点的单体形式来完成的,或者是结合同样的户型,将其进行加工处理,从而形成具有不同风格特征的建筑样式。在住宅建筑的建造中,也可以使用Revit来建立三维户型组,实现标准单元模型或标准户型的创建,将部分组合成整体,构建出不同的楼栋单体,然后对局部进行修正和完善,形成各种建筑单体在立面上的具体表现形式。此种工作模式,可以有效地防止大量重复制图的情况出现,使工作不再存在冗余性,更加快捷,大幅度的提升了设计效率。长此以往,为后期的住宅设计积累更多完备的内部户型库,大大提高工作效率。 (三)开放式的3D节点视图 在施工绘图初期,呆板地以以往的样本为基础进行修改和临摹是大部分设计人员的绘图方式,之后听取有资历的设计师的意见和建议,再进行相关改正和创作。长此以往,设计人员就无法真正地理解相关建筑的构成,也不能深入地体会到建筑物存在的复杂性,更不会指导建筑物按照此种方式设计的必要性和意义,这样是很不利于设计人员整体水平的提高的。而使用Revit软件设计建筑图纸的方法不同于以往的设计方式,将二维节点转变为三维节点,使图形的复杂性降到最低,不仅直观反映其构造,更容易看懂,还能提高学习的效率,方便学习和应用。 (四)BIM目前存在的问题 ①Revit虽在制图上实现了需求,但在软件之间的互相融合应用方面存在着不足。实际的设计中,无论是模拟建筑环境、计算施工图过程中的结构荷载还是对规划好的方案进行斟酌和修改,都需要在设计和研究的过程中与相关软件结合起来,使流通接口更加开放有利于减少重复工作和信息丢失,也能保证数据信息在传递时的完整性。②目前Revit中存在的突出问题主要表现在剖面、立面图纸构建交接的不完善,构建之间接合关系对自动生成的剖面、立面中存在的问题显示的不够直观、明显,可能导致隐藏的问题不能得到解决。③尽管随着BIM技术的不断发展,建筑行业落后的绘图习惯得到改善,但但设计图纸的交付标准并没有得到优化。二维图纸的交付方式还是决定了BIM三维图设计的方式,这必然不能使三维图形的直观性得到完美展现,降低了设计师的工作效率,同时也阻碍了BIM技术的发展。因此,建立一个三维设计的标准并不断更新完善是势在必行的。 三、结束语 BIM技术的发展,在我国建筑行业引起重大的波动,对我国目前的建筑行业所存在的问题有重要的意义。在住宅建筑中的应用,还需要不断地努力,加大人才的培养,技术的革新,对我国未来长效住宅领域做好坚实的基础,实现从业人员的不断探索和创新。 作者:王娇 单位:贵州交通职业技术学院 住宅建筑论文:老龄社会住宅建筑设计论文 1老龄社会下我国养老模式的趋势 目前老年居住模式主要有居家养老和社会养老两种,其中居家养老是以家庭居住为核心的养老模式;社会养老则是指老年人居住在老年性服务机构安度晚年的模式。我国现行的主要养老模式是居家养老,而且多项调查显示,绝大多数老年人乐于接受的养老方式正是居家养老,这就证明,我国在进入老龄化社会后老年居住模式的主流趋势仍然是居家养老。由此可见,作为建筑设计人员,研究探讨新形势下老龄住宅建筑的合理性和人性化是必要而迫切的。 2老龄社会住宅建筑设计原则 2.1老年人在生理、心理、社会方面的特殊需求 步入老年以后,人的心理和生理发生了老化现象,主要表现有身体各项机能的变化(机能衰退、体力下降);感觉功能的变化(反应迟钝、行动迟缓);心理功能特征的变化(敏感、承受能力差,易产生孤独感和被抛弃的消极心理,有强烈参与正常社会生活的心理)、生活结构的变化(对亲人、环境和一些专门服务与设施的依赖性变强)等。 2.2老年社会住宅建筑的设计原则 建筑设计应当以人为本,当人不能适应环境的时候,就要让环境适应人,我们要把人的需要始终放在设计首位。老年住宅要以上述特殊需求为依据,在建筑的各个细节中体现安全、便利、舒适和健康的原则,让有自主行动能力的老人能够更长久地生活自理,让行动略有不便的老人能够减少对别人的依赖,让生活不能自理的老人便于接受照顾。 3老龄社会住宅建筑外部环境设施 3.1道路系统 1)车行道路: 主要考虑外部救援时无阻碍和延迟,如道路宽度应全程适合消防车和救护车通行;机动车道路应设置减速带和手控红绿灯等。 2)步行道路: 全程采用无障碍设计。如尽量不用台阶而用坡道解决地面高差问题,以满足需要以轮椅代步的老人的需求;坡道表面进行防滑处理;坡道上安装防跌落的保护设施等。 3)地面铺装: 应选用有弹性、防滑、不易脱落损坏并易于清扫的材料。保证一定的粗糙度,以使轮椅的轮子、拐杖、助行器等能贴牢地面而不易于滑动;地面还应有良好的排水系统以免雨天打滑。 3.2绿地环境系统 1)休闲活动场: 老年活动场地宜分成动态活动区和静态活动区。动态活动区以健身活动为主,外围应有大树及休息设施,以利于老年人活动后休息。静态活动区主要供老人们晒太阳、下棋、聊天等,可利用大树荫、廊、花架等,保证夏季有足够的遮荫,冬季有足够的阳光。 2)景观小品计: 老年人各项生理机能下降,对安全要求高于年轻人,在设计时应特别注意安全防护要求。 3)植物配置: 植物选择应迎合老年人心理特点,多选择老茎生花的紫荆、深秋红叶和花开百日的紫薇以及青松等可以激发老人遐想的植物,焕发其生命活力。 4)环境可识别性: 由于视力和记忆力的衰退,老年人容易迷失方向,因此要加强环境的可识别性,在环境细部的处理上可设计醒目的标志牌。如路标、导游图、指示牌、雕塑等来加强老年人对环境的可识别性。 3.3公共服务设施居住区内的公共服务 设施既是家庭生活的延伸和补充,也是进一步满足物质和精神需要的重要渠道,种类包括医疗、教育、文化、体育、商业等,本文着重探讨老年人经常使用部分应注意的设计事项。 1)医疗门诊: 保障老年人的健康保健、紧急急救,医疗服务设施非常重要。为适应居家养老,社区门诊应建立辖区内60岁以上老人的健康档案,以配合日常生活服务、紧急医疗及事故救助的需要;并配设从事老年常见病患诊治的专业医护人员,为社区老人日常生活提供服务;建筑物对外部分应能供担架和轮椅出入。 2)体育设施: 在社区中应设置一些适合老年人活动的体育设施,如单杠、压腿杠、乒乓球台等,以满足锻炼需求。 3)文化设施: 老年人对精神充实更加渴望,因此要有一些文化设施如宣传栏、展示栏,展放一些报纸、科普知识、老年人保健知识等。 4)公共厕所: 应充分考虑老年人的如厕方便,在重点绿化区和室外活动较集中的地段及组团绿地中合理布局必要的公厕、洗手间。在具体作法上要注意无障碍设计,例如室内外高差不宜超过150mm;地面防滑不得积水;标志清晰不受遮挡;在专用厕位内设呼叫器、挂物钩和足够的轮椅回转空间等。 4老龄社会住宅细节设计 4.1楼层选择 为老龄住宅选择楼层位置要考虑几项因素,便于老年人独自或护理者协助外出和往返;遇有停电和电梯故障时减少麻烦;遇有急病求医时能乘担架外出;遇有紧急事故发生时利于紧急疏散。综合看老龄住宅的楼层还是以低为好,具体建议为:处于自主行动期的适合楼层最多不超过9层;处于介助期的适合楼层不超过4层;处于介护期的适合楼层首选1层,最多不超过4层。 4.2公用部分 弱势居民家门口的小环境要保持方便和低风险,这就要求相关设施环环相扣联成整体,形成保护系统。例如出入口实行人车分流;出入口平台的宽度、高度无障碍;出入口设声控照明设施;公共走廊、户门和电梯轿厢尺寸应能容急救担架进入;电梯厅净宽应大于1800mm,满足轮椅回转等等。 4.3套内空间 1)起居室和餐厅: 老人随着年龄的增长在家停留的时间也会增长,因此设计一个称心如意的休闲空间能使他们身心获益。起居室的规模最小应大于15平米;电视墙避免正对采光口,方便日间看电视;起居室与餐厅尽量靠近或集中,并在老人会客、进餐的位置留出轮椅席位。 2)卧室: 老人活动能力随年龄增加而减退,停留在卧室的时间也会增长,最终卧室将成为他们全天使用的生活空间,因此老龄住宅卧室设计至关重要。老人卧室应向阳;应有开阔视野和良好日照,窗外5m以内不应有树冠遮挡;卧室至户门的全程应使担架水平通过;在安放好主要家具后要留出不小于1500mmX1500mm的轮椅回转空间;卧室内灯开关及电源、电视、电话等插座位置应能适应床位变更;床头设置紧急呼救的固定按键等。 3)厨房: 厨房是正常和弱势居民使用差别最为明显的部位。高龄和残障者对狭小空间环境的利用和适应程度较低,因此在设计老龄住宅厨房时考虑以下几点:地面没有高差;通道应能通过助行器或轮椅;洗池、操作台高度在770mm—800mm范围内(常人操作高度在810mm—830mm范围);灶具应为电热方式,避免可燃气体等。 4)卫生间: 卫生间的使用频率会随着老人年龄的增长而增加,并且是老年人意外事故的高发区,因此在卫生间中出现救助的问题应予以重视,布置厕位、浴位和洗漱位时要减少或消除引发意外事故的环境因素。卫生间门宽应大于800mm;地面采用高度防滑材料;厕位靠墙一侧设安全抓杆;抓杆上方设呼叫器;坐便器高度应比正常人坐便器高出200mm;浴位设置不应临近窗户;浴位旁应设安全抓杆和坐凳;洗漱盆的高度应在700mm-780mm范围内(常人洗漱盆高度在780mm-850mm范围)等 5)阳台: 直射阳光和良好视野对增进身心健康有积极作用,尤其对户外活动日趋减少的老年人帮助更大,因此阳台的作用十分特殊。为保证具备轮椅回转,阳台深度应在1200mm-1500mm之间;许多老年人有在躺椅或轮椅上晒太阳的习惯,而阳台的实体栏板太高会形成较大的阴影区,所以应以栏杆、扶手或安全玻璃来保障安全而将实体部分降低,而且最好使用竖向栏杆和扶手。 5结束语 对人整个生命期的尊重,是社会文明和进步的体现,也反映了一个国家的文化传统和道德准则,同时在某种程度上反映了一个国家经济的发展水平。 作者:张红梅 单位:山西省第二建筑设计院 住宅建筑论文:建筑师住宅建筑设计论文 1中小住宅建筑设计中可能出现的问题 随着经济的快速发展,人们的物质生活水平得到了较大的提升,对于居住环境及户内品质都有了更高的要求。开发商在这种新市场行情下,若想取得更大的市场份额,就要将“低建筑密度、高绿化率”作为定位目标。即使在“90平方米,70%”的政策环境下,也要努力做到这一点。但是现阶段最常面对的问题就是:若单层建筑面积较小,在容积率不改变的情况下,楼栋数和楼层数就会增加,楼栋数的增加就意味着楼间距会有所缩小。同时还要综合考虑每个地方的日照标准,要保证各栋楼达到国家要求的最低日照时间,就要对楼栋数量以及楼层数进行严格的控制。所以楼栋数、楼栋间距和容积率之间务必要取得较好的平衡。但为了实现在一定容积率的前提下的“低建筑密度、高绿化率”的设计目标,那么就需要放弃一梯两户或一梯三户等不经济的设计。由原本一梯最多四户转变为一梯最少四户,增加单栋建筑面积,减少楼栋数量。就最简单的住宅项目来讲,将底层的建筑面积设置为S1,建筑用地总面积设置为S2,总建筑面积设置为S,容积率为2,建筑密度为20%,这样即为:S1=0.2,S2=252,S=10S1,能够建设10层;在项目容积率低于2的情况下,可以按照小高层项目进行设定开发,能够保证较低的建筑密度。相反,若项目设定为高层住宅,容积率就是主要的考虑因素。小高层的消防标准相对较低,楼内公共交通面积要求较小。高品质、大户型的住宅项目一般会选用一梯两户作为主要户型。楼栋间间距的大小,取决于楼房建筑的高低,楼房建筑高度和楼栋间距是呈正相关关系。在建造低容积率的开发项目时,就要求设计者在设计的过程中达到“低建筑密度,高绿化率”的居住环境要求。低容积率的开发项目,在技术上的要求也没有那么严苛,所以也不存在一些根本性的技术问题。目前我国的基本国情就是人口众多,但是人均土地资源紧缺,在城市开发过程中,各地政府都在贯彻节约土地资源这一基本政策。在城市土地公开招标的文件中,很多都会要求中小户型占到一定的比例,以满足经济实力较弱的刚需群体的需求。当前建筑开发商面临的首要问题就是如何在既保证住宅品质的前提下又能够解决好高容积率这个问题。 2高容积率的中小户型住宅建筑设计 2.1总平面布置 总平面布置的基本要求就是在“低建筑密度,高绿化率”的开发理念下,为居民营造优越的居住环境。要想使此目标得以实现,需要从以下几个方面着手:首先就是做到最大可能的减少楼栋数。在平面上就应该适度地考虑如何加大单层的建筑面积,争取做到每栋单元能够达到六户左右的同时,还能够做到可以多单元拼接,使楼栋间布置更加合理、组合更加灵活。这么做的优点不仅可以体现在增加单栋建筑面积上,还体现在居民用户公摊面积比例大大降低。其次就是充分利用建筑高度上限,增加建筑层数,同时合理设置建筑层高,若在每层原有的基础上再降低2cm左右,这样一栋建筑物就可以多出两层的建筑面积。向上增加层数和平面上加大单层建筑面积这两种方法相比较之后会发现,竖向上增加层数此种方法优于平面上加大单层建筑面积方法,究其原因是一旦使用加大单层建筑面积和降低层高这两种方法,就不可避免地以牺牲住宅品质为代价。户均建筑面积的降低是规划指标是否变动的基础和前提,通常情况下,户均建筑面积的降低,就会带动总户数的增加,总户数的增加必然也会导致规划指标的增加。随着各方面的增加,建筑商会面临一系列的问题,其中最主要的问题就是车位数的增加。停车位的增加,必然导致居民居住环境的下降,要想解决此类问题,小区建设者应该以地下停车位为主,地面停车位为辅,争取最大限度地降低车辆对小区居民生活的影响。 2.2建筑单位综合性设计分析 2.2.1建筑面积公摊比例研究分析 理性购房者对于建筑面积公摊比例是比较重视的。力争将其控制在15%以内,若高于20%,购房者就会很难接受。18层以上高层设计,一梯2户、4户中,每一层公共交通面积大约设计为40m2或者是70m2。根据每一户建筑面积90m2计算,建筑面积公摊比例分别为22.22%、19.44%。因此说,90m2以下中小型住宅单元若想控制公摊面积,最好是选用一梯5、6的户型。同时,建筑设计需要对电梯、楼梯、过道等公共交通空间进行综合优化,以使其面积低于上述标准。通过降低公共交通面积的方式降低建筑面积公摊比例是建筑设计首要思考的。 2.2.2精细化户型设计分析 现代住宅主要由客厅、书房、卫生间、卧室、餐厅、阳台等组成,通过适度的联系空间进行组合,这样才能保证动静分区。根据不同的产品定位以及客户所需,进行差异化和针对性的户型设计是十分必要的。但是在“90平方米,70%”的政策要求下,住宅的户型设计只是满足这些还是远远不够的,而是要求建筑师在限定的面积内设计出高品质的户内居住空间。建筑师在设计过程中应重视对人的行为方式和人体工程学进行综合性思考。应将灶台、洗菜池、冰箱、洗衣机、洁具三大件等小元素纳入户型设计的综合考量之中。住宅内每一寸空间都需要进行精细化的设计,这样才能保证在户型设计过程中,做的面积可控、功能齐全、尺度适当、空间整齐。 2.2.3避免出现无效空间 随着相关条例的出现,以往房地产发展过程中备受关注的“大与豪”设计理念已经转变为舒适、自由的新理念。要去除户型设计中“大与豪”的弊病,就应该将其中的无效空间去除掉,所谓的无效空间就是:空间在压缩或是消除之后所具备的功能不会消除。 (1)客厅: 在降低无效空间的选择上,客厅是最有潜质的。客厅的主要功能就是视听。客厅内安装壁挂式彩电已是流行趋势,电视视距最佳为3.54m。U型沙发长边大约为3.8m。试听空间只有在3.5m~4m之间才是舒适的。所以适当地压缩客厅面宽可减少无效空间,同时也不会对客厅空间的功能完整性造成太大影响。 (2)卫生间: 卫生间内功能完善。很多情况下,业主很难接受马桶正对门的设计方式,但是要是马桶不正对门设计的情况下,布置方式就会增加无效空间。在设计上到底是迁就业主的喜好还是坚持科学合理性设计,这是一个很难的选择。 (3)厨房与餐厅: 厨房长边开门和餐厅并联,此种方式两者之间有着较短的距离,联系也是相对比较便捷的。U型灶台布置占用面积较小,有着较高的操作效率。方正的餐厅空间更加适合餐桌的放置,无效空间最小。 (4)阳台: 阳台所具备的功能,除去晾晒以及养鸟种花等功能之外,不同的家庭会根据自身爱好丰富阳台内容。在同样的面积上,大面宽小进深的阳台所具备的使用功能更加全面。 (5)卧室: 卧室除了摆放床、床头柜之外,还需要考虑衣柜的位置。若卧室空间过于局促,在设计上,应考虑尽量设计低窗台凸窗,因其不计入建筑面积,又能拓展室内空间,开阔视野。 3结语 相关文件出台之后,各地区政府对于“90平方米,70%”这一政策标准进行了深一层次的细化,现阶段内很多开发商会通过打擦边球的方式增加赠送面积,相关政府部门会加大控制力度。房地产行业现在已经进入了全品质时代,住宅商品房需要增加卖点才能保证销售量。在新的政策环境下,住宅户型设计的灵感以及创新需要有所提升。所以说,房地行业已经进入了全新的设计时代,建筑师需要不断地提升自身素质才能保证不被市场淘汰。 作者:杨儆 单位:厦门华旸建筑工程设计有限公司 住宅建筑论文:我国高层住宅建筑设计论文 1高层建筑设计的基本方法 1.1剪力墙的设计 据有关部门的相关规定,在设计中需要充分考虑到各种具体的条件,必去剪力墙的受力特点和区别等等,合理的剪力墙及拥有分布均匀特点的墙体,其建筑的钢心和质心是在同一个地方的。目前来说,很多高层建筑剪力墙数量多分布广,为了确保工程的经济适用和安全性能,需要严格控制剪力墙的钢筋配置。 1.2地基的基础设计 工程造价的决定性条件是地基的基础设计。所以地基的基础设计必须保证万无一失,步步惊心。高层建筑的基础结构设计人员要想确保有这完善的基础设计,要实施因地制宜政策,根据当地的条件和相关建筑政策调整设计内容。 1.3荷载组合要求 采用点算程序化计算设计出地基承载力及各荷载组合的特点。当风荷载及地震效应导致高层住宅边角地方竖向作用力大时,如果短期荷载等同于永久荷载,边角的竖向结构就会偏大,而中间又是在原有的小值之上,地基墙体就会受力不均产生裂缝。组合地震作用及重力荷载时,应增大承载力,同时提高承载力的特征值在组合重力荷载和风荷载时。在设计时,设计人员要最大程度地降低地基变形和差异变形。 1.4消防设计情况及其对策 高层建筑的外部尺度的规划是十分重要的。一般来说,高层建筑消防相关的供水系统主要由消防水池和自动喷水装置构成。消防水池主要是用于存储一定量的水源以供火灾放生的紧急使用,具体的设置位置和设置数量应该依据实际的情况和相关规定执行。而在实际中,常常会发现水池设置位置不当或水池点设置过多或过少等问题,这些都会造成实际的安全隐患,或者对于水资源的浪费。因此,消防水池的布局与数量,必须依据实际的建筑情况,进行合理规划。而自动喷水装置只要是指各楼层设置的灭火器及烟雾探测喷水器。这样的消防系统应该加大设置力度,力求做到每一层都有足够的数量。同时,还需要格外注意在地下室,楼梯拐角等容易忽略的死角位置设置足够的探测喷水器以避免意外的发生。 2高层建筑基础设计中常见的问题 2.1主梁有次梁处附加筋问题 基础结构设计当中,在梁下部的作用力点附以钢筋,做到集中荷载由另加的横向钢筋结构来承重。梁截面高度范围不同,加不加筋对于主梁来说选择也不同,当主次截面相差很大时,主梁就不用加钢筋了,因为荷载较小,没有必要。反而如果相差不大,次梁荷载相对来说较重,就需要添加附加钢筋来分担次梁的承重,实现安全性。针对箱、筏基础底板跳板的阳角问题,如果说底板的钢筋是双排并且两个方向同时有的话,阳角不能够决不允许添加辐射筋。 2.2弹回再压缩设计 开挖基坑时,会有一部分基地反弹受到约束,那就是摩擦角范围内的坑边的基地。然而坑中心地基没有周围其他东西的影响,基土是可以实现反弹的,针对回弹部分,人工可以进行清除工作。不过并不是所有的坑基中心都需要人工清理,针对小基础的坑底,坑底约束力较大,回弹可忽略不计。 2.3梁、板的计算跨度 梁板结构的意思是,用刚性支座梁,放在梁的中心线位置,这时候梁板就相当于截面板。如果梁是扁的的话,高度和厚度基本等同,长度和弯矩选择梁中心位置即可,同时加上两者的较大值配筋。 3高层建筑设计的提升方法 3.1环境因素 一个建筑是否与周围的环境相融合是很重要的,符合我国古代天时地利人才能和的思想。充分考虑当地的气象水文和地质因素,深入了解影响工程质量的各种环境因素,在做完调查研究工作之后再开展各项设计活动。水文地质是一个在设计中很容易忽视的部分,然而它的地位却不容撼动,地下水对岩层土层有着直接的重要影响,建筑物的稳定性和耐久性受到地下水文地质的影响比较大。尤其是高层住宅建筑,关乎到很多人的生命安全,更是要充分研究考察选址的地下水文和地质情况。 3.2优化建筑位置及朝向设计 建筑选址是很重要的一个环节,需要考虑到城市其他设施的空间布局,把对城市的影响最大化。建筑物的位置选择和朝向设计是设计师要考虑的首要因素,人们的生存依赖于阳光,在明亮的环境中更有助于培养愉悦舒适的心情,在建筑设计时,依照当地的自然环境,让建筑物朝向光照时间长的方位,这样就可以减少用户在用光方面资源的消耗和浪费。提前设计好日影图,使建筑物最大程度上接受太阳的照射,以此来确定建筑物的位置和走向。由于我国大部分的地区都在北半球,因此建筑物坐北朝南的情况居多,建筑体南面的开窗要尽可能大,而其他防卫的窗户面积越小越好。减少热能的损耗,使得用户在不实用空调暖气等设施的情况下,也可享受怡人的温暖。 3.3优化围护结构墙体设计 现代的高层建筑需要有通风,透光,保温三个最基本的条件要求。为了实现室内室外环境的完美统一,最大程度上降低对能源的消耗,在围护结构墙体设计方面,也需要建筑师大下功夫。一般来说可选用的产品主要有玻璃幕墙,高分子吸湿除潮材料等。在科学的基础之上选择墙体设计材料,减少了建筑成本,同时延长了高层建筑物的使用年限。 3.4运用当代科学技术的新设计 当前,低碳式高层建筑设计主要运用的设计手法有以下几种,如利用物联网,数字化技术,仿生学特色来发展建筑行业的低碳式理念。这些新理论新技术的应用,提高了高层建筑设计理念,确保建筑物的质量和效果。 4结语 高层建筑设计直接关系到建筑物的质量,不管是针对造价来说还是建筑物最终的质量安全来讲,而选择结构选型具有复杂性,要综合考虑各种因素,最终做出合理选择。不断创新,逐渐形成一个体系,服务于高层建筑的选型。设计高层住宅时,充分考虑实用,美观,经济,安全四大要素,服务于广大人民群众。 作者:易红伟
铁路客运论文:铁路客运专线建设的成本管理 摘要:铁路客运专线是仅供旅客列车实用的铁路线路,分为高速和快速两类。铁路客运专列适用于我国流动人口规模大、区域跨度大的国情,为跨区域的商务、旅游等人员流动提供了有利支撑。铁路客运专线得劲建设需要经过严格科学的可行性分析,同时要基于现有的铁路线路资源,实现投入产出的最大化。因此,铁路客运专线建设与一般新建铁路线路存在一定差异,其建设成本管理的影响因素也不同。本文通过分析铁路客运专线建设成本的组成及影响因素,探讨了铁路客运专线建设成本的管理措施。 关键词:铁路;客运专线;规划;控制 一、铁路客运专线的主要用途及规划 铁路客运专线是以高速和快速技术为支撑,实现大运量和高效能的旅客输送,从而为区域间经济、文化、旅游等活动的效益提升提供提供时间和空间基础。2016年全国铁路客运量27.7亿人次,其中动车组发送14.43亿人次,单日发送旅客最高达1442.7万人。这样的客运规模是其他任何一个国家都无法比拟的。我国铁路客运专线规划布局为“四纵”和“四横”,以及其他几个中重要路段,根据经济发展阶段有序推进建设,促进了区域腾飞和协调发展,为未来的全面建设小康社会打下良好基础。铁路客运专线建设的重要意义包括:第一,实现客货分离,大幅提升铁路运输能力。在已有货运线路的基础上,根据区域经济发展情况进行规划,新建或拆分实现客运和货运线路的分离,提升客运专线的速度从而匹配两种类型运输需求的发展规律。一般而言,随着区域经济社会的发展,铁路线路类型从货运专列为主,发展到客货共线为主,到最后的客运专线为主。预计到2020年,我国铁路客运、货运的需求分别将达到40亿人次和40亿吨,但年均增长率上客运为7%,货运为4%,通过客运专线建设能够集中客运班列,提升客运速度,同时也释放出更多空间为货运需求增长提供保障。第二,客运专线能够提升经济核心的辐射能力和要素的流动速度。区域经济发展中的发动机是区域核心的集聚作用和辐射作用,只有在良好的交通基础设施基础上,才能够实现更高效的要素集聚和扩散,区域内部以及区域周边的要素交换才能更加密集,从而实现从量的积累到质的飞越。而其中人和关键物资的交换是关键要素,铁路客运专线能够大大加快人员的流动,从而为制造、商业、文化的集聚带来人口支撑。第三,客运专线建设能力和经验的积累,能够转化为我国交通基础设施建设走出去的产品和服务。客运专线特别是高速客运专线已经成为各国发展的主要目标之一,其经济价值对于任何一个制造国或者技术输出国而言都是巨大的吸引力。实践已经证明我国高速客运专线的建设能力已经转化为我国对外贸易发展的重要动力之一。 二、铁路客运专线建设成本的主要内容及影响因素 铁路客运专线建设成本主要包括基建、轨道铺设、站点新建或改造、客运专列及相关设备采购。快速客运专线建设可以大范围采用原有的铁路线路,只要在关键交叉路段或站点进行变线控制即可将实现专列的提速,而高速客运专列则由于运输速度的大幅提升,对线路的走向、线路基础和轨道的质量等都有全新的要求,因此必须大规模新建轨道、控制系统以及站点。影响铁路客运专线建设成本的主要因素包括:一是客运专线的设计规格。客运专线的设计规格决定了轨道基础设施的最小曲线半径、坡度、岩土、用料、牵引电力等项目的标准。按照设计规格以及相应项目参数标准,进行实地勘验后确定的线路,就成为该客运专线建设成本评估的基础。我国客运专线建设区域跨度大、载客量规格高,而我国地貌特征包括了平原、丘陵、高原、江河湖泊等,专线各段的成本影响因素存在较大差异,因此不能用统一的基准价进行评估,而应当分段按照最新的价格基线或者实地考察后获取更加准确的造价基准数据。二是建设技术能力和经验。进行广域高速和快速客运专线的建设,需要以成熟的建设技术和设备为基础,包括桥梁、隧道、环保等多个方面。尤其是在我国地理环境复杂的背景下,与平原为主的地域相比,不确定因素对建设成本的影响非常明显。随着我国高速客运专线建设里程数和区域覆盖范围不断提升,建设技术能力和经验已经处于世界领先地位,但在西部、东北这样地理环境特殊的区域,在实际建设中仍然存在很多难关需要去攻克。因此在做客运专线建设成本评估是,切勿一切都已经验而论,必须要具体项目具体分析。三是建设人力和原材料成本。铁路建设对于任何一个国家而言都是巨大的投资,在我国这样全国范围内进行高速和快速客运专线的建设规划下,其投入的人力、资金和原材料是天文数字,任何一个西方国家都没有过先例。在我国劳动力和原材料价格还处于低位时,举全国之力进行大规模铁路客运专列建设是正确的选择。当然,做好建设过程中的要素成本管理也是铁路客运专线建设成本管理的核心内容之一。四是建设过程中的成本管理效率。铁路客运专线建设成本管理贯穿始终,除了保证在勘测设计阶段的成本预算的科学性外,建设过程中的成本管理也十分关键,直接影响实际交付成本的偏离值。建造过程中的成本管理包括施工现场管理、物料管理、工程计划管理等多个方面,高效的建设过程成本管理能够减少天气、意外、价格变化等因素对成本的影响,甚至能够通过创新管理提升建设效率,降低建设成本。 三、铁路客运专线建设成本管理措施 铁路客运专线建设项目的规划、可行性研究以及是审批一般都由国家中央层面统一管理,地方政府作为承建方和管理方,对项目的具体实施负责。本文认为铁路客运专线建设成本管理应当注意以下几个方面:首先,应经过充分科学的可行性分析和论证。铁路客运专线的建设不能仅仅从成本角度去考量,而应以铁路专线假设带来的经济效益和社会效益入手,作为铁路客运专线建设的依据。只有能够最大程度优化区域内以及区域间的资源配置,满足当前以及未来较长时期的客运需求,能够激活经济社会发展的活力,那么该建设规划就是可行的。不能为了某些集团或个人的利益而放松对铁路客运专线建设科学论证的严谨性和严肃性把握。具体而言,铁路客运专线建设成本评估的应将区域发展规划、城市规划等作为核心参照,建设成本评估的依据如路线、站点、规格等指标都应与发展规划匹配,并且作为刚性的影响因子。其次,落实充分的实地勘测和成本预估。铁路建设区域覆盖范围广,面对的地质、水文、气候、人文环境复杂,任何一个因素都会对建设成本产生影响。因此,必须在实地勘测和线路、站点的规划设计阶段,经过反复和交叉的测量、计算和试验论证,才能最终确定建设体量、投入要素规格的计算逻辑和结论。在实际操作过程中,任何一项成本数据有需要有依据材料作为支撑,并由相关责任人签字确认。最后,应建立统筹的建设成本管理机制。铁路客运专线建设尤其是高速专线建设,一般都是多段同时开工,但建设周期仍然较长,在建设过程中,不仅投入要素价格会发生变化,地理环境、气候也会对工程产生影响,此外技术发展带来的设备和工具更替也会影响建设成本。因此铁路客运专线建设过程中应当将工程、技术、规划、商务、财经等团队的核心人才纳如进来,建立统筹一体的成本管理团队。但同时也要注意不能将成本管理责任归属进行分散,特别是定位到责任人时,应尽量避免因人员流动而导致无法跟踪回溯。此外,在确保工程质量和进度的基础上,为实现成本的进一步降低,建设方还可以应用创新的商业模式,引进优质社会资源,例如联合优质民营企业进行联合建造运营。在本管理工具方面,可以探索通过运用信息和网络技术实现实时动态监控,特别是系统性的成本管理软件的应用上,应当与物联网技术、通信技术结合,实现成本数据以及影响因子变化的实时、远程采集,并能够进行自动化统计演算以及直观地呈现。 作者:杨建军 单位:中国铁路南宁路集团有限公司 铁路客运论文:铁路客运站建筑空间论文 1铁路客运站建筑空间的构成 铁路客运站交通功能空间既可以根据各部分的功能划分为运输业务办理空间、交通联络空间、交通集散空间;还可以根据交通主体的活动特征划分为运载工具站场、客运业务办理空间、旅客(行包)交通转换空间。后者对于单一交通模式的铁路客运站而言,以铁路站场、旅客站房和站前广场的形式表现;对于铁路客运综合交通枢纽而言,则演化为各种方式的运载工具站场、客运业务办理空间(含候车空间),以及不同方式间的衔接转换空间。 2铁路客运站交通功能分区建筑空间形式演变 19世纪50年代以后,铁路客运站根据旅客活动特点不同,明确划分为铁路站场、旅客站房和站前广场3大功能区域[1-2]。 2.1铁路站场建筑空间形式的演变 铁路站场是铁路客运站设计的基础,是铁路运载工具到发、停留、作业、整备、检修的场所,同时也是旅客乘降和行包装卸的地点,受到列车长度影响,站场形状为狭长形。我国铁路客运站多采用通过式站场布置,如图1所示。为减少对城市的干扰,多设在城市边缘。全部旅客列车到发线采用贯通式,两端连通正线。站场中部为并列布设的线路(主要为站内正线、旅客列车到发线)及旅客站台(含雨棚),两端为道岔汇聚的咽喉区(连通区间正线),站台之间通过跨线设备(天桥、地道、平过道)相连接并连通至站房。多条铁路线路引入时,多利用站外进出站线路进行交叉疏解,合并或并行引入地面车场,站场两端进路交叉干扰严重,站场规模大,咽喉能力紧张。国外大城市铁路客运站多采用尽端式站场布置,可以深入城市中心布设;旅客列车到发线为尽端式,一般多线平行引入,咽喉能力大,站场能力大。早期铁路正线引入城市采用沿地面铺设的方式,铁路客运站站场亦为地面铺设。随着铁路建设工程技术的发展,铁路客运站站场可以采用高架或地下的建设模式以减少对城市的分隔或与城市交通的交叉干扰。由于高速铁路新型客运站衔接的线路方向、列车种类增加,为解决站场内不同线路、不同方向、不同类型列车到发流线间交叉干扰问题,站场设计出现2种趋向:一种是我国高速铁路建设过程中出现的采用多车场单层平面布设的站场设计模式,如图2所示;另一种是国外高速铁路建设过程中出现的将不同方向线路及车场布设在不同空间层面形成立体站场模式,如德国柏林中央火车站。综上所述,铁路客运站站场建筑空间形式可以归纳为单个车场:平面布设(地面站场(传统模式)、高架站场、地下站场);多个车场:单层平面布设(地面站场、高架站场)、多层立体布设。 2.2旅客站房建筑空间形式的演变 旅客站房是铁路客运站设计的主体,是办理售票、候车和行包邮件承运、交付及保管的地点。传统铁路客运站站房内设有客运用房、技术办公房屋和职工生活用房3类房屋。客运用房主要包括售票厅、候车室、行包房、小件寄存处、问讯处、进出站口、广厅等;技术办公房屋主要包括运转室、信号楼、站长室、广播室、电视监控室、公安室及各生产段办公室等。早期的旅客站房以候车空间、售票空间、进站广厅为主体空间,餐饮、商业、旅馆、文化娱乐等服务空间从无到有,设置在进站广厅和候车室附近。随着客运站功能的演变,站房内部功能空间的结构比重及配置方案发生变化,站房由单层平面设置发展为多层立体叠合布局,相对封闭的功能空间向开敞通透的开放式大空间转变,呈现从复杂、大规模朝紧凑、简化、高度复合演变的趋势[3-4]。2.3站前广场建筑空间形式的演变站前广场是铁路客运站与城市交通的结合部,同时是铁路客流、行包流及城市道路机动车流集散的场所,通常由站房平台、旅客活动地带、人行通道、车行道、公交站点、停车场、绿化、建筑小品等部分组成。早期的客运站建筑设计实践中,站前广场均为露天平面布置,通过前后分流或左右分流的设计手法,分割广场平面来组织站前广场交通,将车流与人流组织到站前广场不同区域。这种平面布局的方式会导致人车混杂、交通混乱的局面。20世纪90年代以来,随着国民经济实力的逐步提高,我国许多新建、改建的车站站前广场都成功地采用了立交方式,如深圳站、广州东站、北京西站和杭州站等。新建大型高速铁路客运站的建设使传统意义的“站前广场”呈现一种新的建筑形态,即建筑内部各种方式间旅客交通集散转换的“换乘大厅”。 3铁路客运站总体建筑空间布局演变 综观铁路客运站总体建筑空间布局的演变历程,可以将其划分为5个阶段,即以站场空间为主体的阶段;站房、站场、站前广场平面布局阶段;站房、站场、站前广场立体布局阶段;交通综合体建筑空间布局阶段;城市综合体建筑空间布局阶段。其中,前3个阶段均为面向单一运输方式的铁路客运站建筑空间形式,是一种相对自我封闭的交通建筑形式。在不同的国家或地区,铁路客运站建筑空间形式发展的历程及所处的阶段存在差异。 3.1以站场空间为主体的建筑空间布局阶段 最早期的铁路客运站是以站场为主体空间的建筑空间布局形式。由于客运站功能单一,规模很小,因而建筑形式也非常简单,以轨道、站台及为旅客遮挡风雨的站棚为建筑特征,基本上没有特定的空间形式可言。 3.2站房、站场、站前广场平面布局阶段 19世纪50年代以后,铁路客运站逐渐发展成为具有“城市门户”作用的标志性建筑,并形成站房、站场和站前广场3段式平面布局模式[5]。铁路站场与铁路网相连通,为减少对城市的干扰,布置在客运站远离城市的一侧;旅客站房布置在站前广场与站场之间,一般为位于站场靠近城市一侧(通过式客运站)或一端(尽端式客运站),并朝向城市方向,以方便客运业务的组织及旅客进出车站;站前广场作为铁路旅客集散场所,衔接城市交通工具到发、停留站点及城市道路交通系统。 3.3站房、站场、站前广场立体布局阶段 站房、站场、站前广场由平面布局发展到立体布局经历了平面布局—局部立体布局—立体布局的过程。 (1)旅客站房与铁路站场的空间整合。旅客站房由单层结构向多层结构发展,在站房立体化发展的过程中,站房高层候车室向站场方向延伸,与跨越站场的天桥相融合,形成高架候车室架设在站场之上的空间组合模式。城市发展过程中,为解决站场两侧旅客多方向进站问题,又进一步形成了在站场两侧分别设置主副站房,中间连通跨越站场的高架候车层的空间布局模式。我国1987年底建成的上海站首次采用“南北开口、高架候车”的线上式布局[6],即为这种布局形式的体现。高架候车厅的设计形式具有缩短旅客进站上车行程及节约城市用地等显著优点,现在已经成为我国大型和特大型铁路客运站的主要设计形式,1996年5月修订实施的《铁路旅客车站建筑设计规范》对此予以确认[7]。这一变化完成了站房的主要空间(候车室)与站场的整合。 (2)站前广场与旅客站房的空间整合。站前广场在由平面布置向立体布置发展过程中,站前广场与站房的界限被打破,站房建筑融合入站前广场的立体交通系统中。这种设计打破了铁路和城市市政在用地之间、投资主体之间的界限,实现了站前广场(包括机动车道路)与站房建筑(包括高架候车室)空间整合。(3)站前广场、站房、站场的空间整合。单一模式铁路客运站各功能区之间的建筑空间整合发展到一定阶段,开始突破原先因投资渠道不同而形成的条块分割的桎梏,将站房、站前广场、站场作为一个有机整体,利用地下、地面、高架3个层面来组织流线,实现了3者之间的空间整合。建筑师从只承担站房的建筑设计,转而向外——站前广场、向内——站场方向延伸,与城市规划、铁路站场设计专业的沟通和协调加强。“把客运站建筑放在铁路与城市交通这个综合体的大系统内进行思考”、“从方便旅客换乘出发,模糊以致化解站房、广场、站场3部分的界限”[8]。 3.4交通综合体建筑空间布局阶段 综合交通运输体系的发展,使铁路客运站建设纳入综合交通枢纽建设中,更加注重与城市道路、城市轨道交通、公路、航空、水路等交通方式的结合[9-10]。为了在较长时期内能够适应多方向、多方式、大规模客流交流的需要,客运站建筑设计上通过立体化布局实现相关交通方式的集中配置,将各种交通运输方式的站场、站房及方式间的衔接过渡空间(站前广场、换乘大厅)都纳入同一大型交通建筑内,从而形成全新的交通综合体建筑空间布局模式,以单体交通建筑或综合交通建筑群的形式加以体现。我国新建大型高速铁路客运站尚处于交通综合体建筑空间布局阶段。 3.5城市综合体建筑空间布局阶段 城市综合体建筑是迄今为止铁路客运站建筑空柏林新中央火车站间形式发展的最高阶段,在国外(西欧国家、日本)的开发项目中比较常见。与交通枢纽型的铁路客运站相比,铁路客运站城市综合体的建筑空间具有复合与复杂的特点,是多功能交叉并存的立体空间系统。除处理各种交通方式之间的旅客换乘问题外,还综合了商业、服务业、办公、居住等功能。然而,铁路客运站综合体的空间组织并不是传统城市交通建筑与其他功能单元的简单叠加,而是重构成为拥有系统、层次和序列的新型复合空间有机体。铁路客运站城市综合体建筑的形成是建立在高效的综合交通转换效率的基础上。 4结束语 建筑的功能在一定的时期内相对稳定,对应的建筑空间形式具有类似的特征,如作为单一方式的城市对外客运交通港站,虽然铁路客运站、长途公路客运站、航空机场、港口客运站的建筑形式各异,但具有类似的建筑空间布局,均由客运站场、旅客站房、旅客集散区域3个部分组成。然而,建筑的功能要求不是一成不变的,功能的发展变化味着新的要求与原有的空间形式之间必然要从相对的统一逐渐发展成为冲突、对抗。随着矛盾的日益尖锐,最终必将导致对旧的空间形式的否定,形成新的建筑空间形式。铁路客运站的建筑形式由单一方式客运交通港站发展成为客运综合交通枢纽,以及进一步发展成为城市综合体建筑,其实质是客运站功能在发生变化,并进而导致客运站建筑空间形式发生根本性的转变。 作者:夏胜利 杨浩 单位:北京交通大学 铁路客运论文:公路运输与铁路客运对比 一、铁路客运服务的现状分析 1.客运基础设施投入不足 最近几年,国家对高铁建设投资较大,高铁车站环境都很好。但对于绝大多数的既有客运站,基础设施投入较少,候车环境、车站周边环境与治安相对较差。 2.客运服务人员素质偏低 目前铁路客运服务人员主要来自高职毕业生、复转军人及社会招聘人员,员工素质普遍不高,服务意识不强。 3.客运服务理念差 到目前为止,铁路部门虽然已经加大了客运服务力度。但随着铁路的六次提速,行车密度不断加大,铁路职工的收入水平较低而工作强度却越来越大,所以有些员工的主动服务意识越来越弱,甚至有些员工的精神状态低迷,在引导和组织旅客乘降方面服务态度不好。 4.客运服务方式落后 每到春运、暑运和节假日,大量的旅客出行会选择铁路,铁路经常会出现“一票难求”的现象,因此会依然以“铁老大”自居,不去在细节上改变,服务方式落后。 二、公路旅客运输的优势 我国公路路网发达;旅客可以就近下车,出行方便。并且票价灵活,且根据乘车次数还和酒店预定房间及预定机票相联系,有相应的优惠政策。 三、提高铁路客运服务质量的研究 (一)加强铁路自身建设,提高客运服务 1.调整运输生产布局,提高服务质量 铁路应在不断推进列车提速的过程中,全面调整运输生产布局,促进服务质量和经营管理水平的进一步提高,使列车开行方案、动力资源配置、乘务制度、维修体制改革等有新的突破,以此带动运输产品结构的全面优化。同时,根据市场需求调整席别比例;优化旅客列车到发时刻和停站时间;发展电子商务等。使铁路客运产品更加贴近市场需求,更具有市场竞争力。 2.改革运输管理体制,制定合理的票价体系 按照国家发展和改革委员会、铁道部等有关规定,在政策允许的范围内,灵活利用票价政策杠杆。根据市场状况,适时浮动票价。如考虑某线客流的变化情况,适当下放该线的客运票价管理权限,以使铁路局能根据客流波动及节假日等不同情况,及时调整铁路客票价格,以适应运输市场激烈竞争的需要。 3.转变思想观念,提高服务质量 由于铁路运能从整体上不能充分满足市场需求,因此,长期以来形成了购票难的局面。随着高速公路网的形成和开通运营,铁路购票难的局面已逐渐缓解。为此,铁路必须更新观念,以市场为导向,改革传统的客运管理体制和运行机制,努力提高服务水平,使铁路在激烈的市场竞争中立于不败之地。 4.大力实施铁路运输市场营销策略 调整营销战略,在牢牢抓住中长途客流的基础上,争取短途客流。铁路部门必须充分利用现有资源,对既有线进行改造,最大限度扩充既有线输送能力。同时,充分利用代销点、网络订票、电话订票,使旅客更方便购票,更好地利用铁路短途运输资源。 (二)提高服务理念,进行人性化服务 1.采取个性化服务 铁路运输对中短途客流不具有优势的原因,主要是购票、进站、候车程序繁琐,等候时间较长;并且由于铁路部门经常调图,致使很多旅客对列车到发时间不清楚,直接影响旅客的行程安排。针对这种情况,铁路部门应相应开展个性化的服务。 (1)短途旅客实现零距离对接。对车站进行改造,把长短途客流的购票、候车、进站和出站进行隔离分开。设置专用的购票、候车场所及进出站通道,以方便短途旅客的换乘,大大缩短了旅客的乘降时间,实现零距离对接。 (2)针对不同旅客实行差异化管理。在站车服务上实行差异化战略,努力满足不同旅客的需求,对来不及购票的旅客允许直接上车补票,且不收取手续费,在旅客心目中塑造一种与众不同的良好形象。 (3)方便旅客的行程安排。旅客到窗口买票时,如果难以决定行程方案,计算机系统会根据旅客的乘车日期、到站、返回日期等信息自动生成多种行程方案组合(包含相应的票价)供旅客选择。快车组合票价较贵,快慢车组合则相对便宜。在列车上,旅客可免费获得车次别的旅客列车时刻表。该时刻表的内容包括本次列车所有到站的换乘列车时刻,以及每个到站所能提供的诸如汽车、自行车出租、行李搬运、旅游咨询等各种服务提示,为旅客合理安排行程提供了很大的方便。 (4)推行沿途发售无座车票。为解决长期存在的沿途上车有座旅客与始发上车无座旅客间的纠纷,对短途线路,沿途车站由一律发售有座车票改为发售无座车票,实行车内座位“先到先得”。 2.加大基础设施建设,提供人性化的服务设施 (1)开放式的乘降。对客流量较大的车站,最好设有类似地铁的自助检票系统,列车上有少量列车员查票。使客流上下车、进出站疏解非常迅速。 (2)实用的硬件设施。站台上应设自动售货机、推送行李的小车、SOS求助设施等随时为旅客提供服务。一些车站还配备了行李自动寄存系统、铁路出租汽车服务。车站在醒目位置设有垂直电梯,所有台阶处均有坡道或自动扶梯。列车车厢过道、通过台地面平整,残疾人厕所空间宽敞,极大地方便残障人士、年老体弱者、携带孩子和笨重行李旅客的出行。 (3)提供周全的客运服务信息。一是车站都装有醒目的引导揭示,为旅客提供城市交通、售票、列车编组、列车时刻等各种详细的服务信息,使乘坐列车的旅客能最大限度地利用好各种运力资源。二是在站台上端显示屏上及时显示将要或目前正在办理的列车信息,包含车次、始发终到站、本站到发时间、列车正晚点情况等,如晚点会显示晚点时间数。三是列车应有醒目的席位使用显示,让旅客一目了然。 (三)发挥综合交通体系效能,实现各交通方式的无缝衔接 不同交通方式间的良好衔接是为旅客提供良好服务,发挥综合交通整体效能的关键。要主动和地方政府协商,统筹规划城市交通,抓住城市交通一体化机遇,积极与城市交通企业联合,创建零距离换乘机制。实现铁路与城市地铁、轻轨、公交等设施的互联互通,最大程度地方便旅客换乘,实现快速集结和疏散,通过合作达到多赢,形成方便快捷、各种交通方式有机衔接的综合交通体系。 四、结语 铁路部门如果能够主动加强自身建设,充分对现有资源进行调整,从细节入手,充分考虑短途旅客对出行的要求,尤其铁路具有的安全优势,同时进行人性化服务,相信,会有越来越多的旅客选择铁路的。 铁路客运论文:铁路客运成本控制的思考 摘要:在目前社会经济的不断发展中,人们的生活水平得到了提高,人们外出的机会越来越多,在外出中一般选择的交通工具大多是铁路运输,这样的选择对铁路部门而言确实是增加了客流量。客运量的不断增加给我国的铁路运输带来了极大的发展空间,各大城市也是希望通过火车站的建设带动当地经济的不断发展。但是,铁路建设是一个重大的问题,建设铁路也是一个庞大的工程,铁路的兴建需要有严密的规划。也正是这些原因的存在,对铁路建设成本的控制也成为了重要的问题。对于铁路客运成本的控制主要是取决于对运营成本规律的把握以及相关成本的计算方法的掌握。在此,本文通过搜集整理大量文献资料,从理论研究入手,阐明了铁路客运成本的相关理论概念。详细描述了明确铁路客运成本的重要性,深入研究了如何对铁路客运成本进行控制,期望中国铁路客运稳定迅速的发展。 关键词:铁路;客运;成本;控制 一、铁路客运成本的界定及构成 (一)铁路客运成本的界定 所谓铁路客运成本主要是指客运企业为了能够完成一定的客运运输量而必须要支付的一切与运营有关的费用。 (二)铁路客运成本构成 为了计算,控制和分析铁路客运成本、用于改善管理,铁路客运成本可以划分为可变支出与相对不变支出。 1、固定设备成本 固定设备成本包括线路、车站、桥涵、隧道、通信、信号、电化设备、自动控制等设备的维修费、折旧费。在这类成本中,一部分(线路、桥涵、隧道、接触网等)与运量有关,一部分关系较少。铁路设备的种类繁多,技术性能多样,技术更新换代周期各异,使用环境工况不同,因之使用寿命长短不一。当前计算折旧按资产总值规定一个百分数的办法是不切合实际的,应按不同的资产分别规定其折旧率。固定设备成本应分别摊人客(货)列车成本中。 2、移动设备成本 移动设备成本包括客运机车、客车,客车备品的购置、更新费等。韶8型电力机车每台约850万元。东风4(大力)型内燃机车每台约650万元。25型空调车软卧245万元,硬卧241万元,硬座234万元。一列电力牵引的空调列车购置费约需5000余万元。运营费包括:能源消耗,机车、客车维修成本。客车各项消耗备品和乘务员的工资等项。列车投资的利息也应计算在内。 3、管理成本 为管理、指挥客、货运输,铁路局、站、段等各单位的开支应按规定办法分摊到客(货)列车成本中。 二、铁路客运成本的作用 (一)厘定客运票价 当前铁路客运票价按全国统一基价计算是不合理的。它是计划经济体制的办法。完全不能适应社会主义市场经济体制和各铁路局实行资产经营负责制和自负盈亏的情况。各局、各线、各区段的造价、维修费、运营费悬殊颇大,成本不同,客运业务怎能按统一票价出售。因之,全国各线应按线路修建成本、维修费、运营成本、能耗等因素划分为若干区段,以平原线成本定为1,将各段成本折算出不同的系数,计算运价时逐段叠加,以符实际。 (二)正确开拓市场 当前的问题是:每次列车上座率达到百分之几才能保本,达到多少才能盈利?只有在弄清各次列车的真实成本后,才能订出合理的运价和计算盈亏。铁路运价的下限是成本,上限是旅客负担能力。运价订在这二者之间才是合理的。亏本的列车要停开。 (三)改进客运收入跨局分配办法 当前客运收入跨局分配办法是按各局的换算人公里计算。并未考虑到各局、各线路,运营工况,能耗等成本的差异和各类(次)列车的差异,仅以列车购置费和能耗两项而论,高速(摆式列车),准高速列车的运营成本与普通客车相比差异颇大。 三、铁路客运成本的计算 (一)实算方法 对于实算方法而言主要是一种逐项分析的方法,把列车中实际发生的不同成本费用数额进行逐一的相加,计算总和,得出的总和也就是列车的开行总成本。成本主要包括直接成本支出和付费支出。运用实算的方法对列车中收入的成本进行计算,由于是对不同事项的汇总,进而更好的得出总的收入成本,在做法方面比较的细致,从一般理论而言,这一方法计算出的结果真是可靠,对控制铁路成本以及制定合理的运价有着重要的意义。 (二)作业成本计算法 通常为了获得某项产品就需要有一定的作业过程,作业过程就是将所消耗掉的各种资源价值通过一定方法转换到最终产品中去,因此,作业过程就是联系资源与最终产品之间的纽带。而作业成本法的计算就着重于作业,因此为了计算出生产的最终产品的成本,就需要将所有作业所消耗掉的所有资源的成本加起来。作业成本计算法是经济学领域的一种成本计算普遍适用方法,利用作业成本法计算出来的运营成本是动态的、与实际经营活动过程密切相关的一列开行车辆所需要的成本。高速铁路运营支出科目设计内容为线路及建筑物、设备、运输、其他、资本成本五类: 1、线路及建筑物类支出科目 具体包括正线、站线、牵引供电设备、通信设备等的日常和大修维修费用、牵引供电和通信设备系统维护人员费用、设备折旧费、养路机械日常维修费、道岔日常维护费和更换费用、高架和隧道折旧费、其他固定设备折旧和维修费用、房屋建筑折旧费。 2、设备类支出科目 设备类支出科目包括列车车辆各种修程的维修费、车辆及其设备折旧费、车辆基地折旧费、综合检测专用列车维修和折旧费用。 3、运输类支出科目 包括与运营有关的服务费用、电力支出费用、乘务员工资、列车物资能耗费、综合调度中心运行费用。 4、其他类支出科目 包括车站其他费用、车辆检修作业其他费用等。 5、资本成本支出科目 四、铁路客运成本的控制 (一)建立成本监控体系 在组织构架上,应设立专门的成本控制机构。这已在成本控制中普遍实行。目前的成本主管因其不是真正的成本控制者而没有真正的管理权限,只是行使成本核算职能,主要工作就是核算成本和汇报成本状况,并不实施监控职能。因此,运营企业不但要设立专门机构和人员,更要赋予其相应的监控权限,以保证其行使更重要的监控职能。此外,还应建立相应的监控制度。 (二)精确计算成本 在铁路运输的不断发展中,相关部门应该根据发展需要制定一套适合目前社会发展的铁路运营成本管理体系,明确经济效益发展的会计体系,并以此为主轴,重新设计运营指标和统计体系。这样才能从运营指标和统计数字中反映出管理效率和经济效益,达到三位一体,互为表里。 (三)降低用电消耗 影响列车牵引用电的因素主要有列车编组辆数、列车满载率、列车加速起动、进出站坡度等,设计运营组织、设备选型和线路设计等方面。铁路交通系统内部空气环境由通风和空调系统两部分控制,影响环控用电的因素主要有夏季最热月平均温度、全年平均温度、高峰小时列车对数与编组辆数乘积等。 (四)实行定额管理 定额是企业在生产经营活动过程中,应该遵循的标准或者应达到的水平,定额管理是企业参照定额制定的内容和标准来对实际运营操作进行严格控制,使人力、物力、财力达到很好配置的一种企业管理方法。铁路实行定额编制后,企业在以后运营过程中,严格执行定额标准,可以防止浪费和不合理的开支,同时,提高劳动生产率,提高设备利用率以及减少原材料、人力、物力消耗,降低成本。通过将企业的实际物资消耗、人员消耗等与定额对比,可以反映企业自身实力和管理水平,参考运营支出定额,结合实际物价水平、劳动力价格、政策因素等,可以对将要建设的项目进行价格评估。由于维持我国铁路交通企业的正常运营需要一定的政府补助,实行定额管理也可以为政府补助力度提供参考,所以,随着我国铁路交通建设的大发展,实行定额管理具有十分重要的意义。 (五)对成本进行有效控制 道路旅客运输本身就是一个投资项目,而且是一个长期的投资项目,从投入到盈利都要有一个过程,道路客运企业应该根据不同的客运路线指定不同的投资计划,实行相应的项目管理。而营运企业根据项目的生命周期,从车辆投资开始到车辆淘汰为止,合理的计算资金的流入和流出,进而分析项目的合理性可行性。在众多备选方案中选出最优的方案。从项目管理的角度分析,应重点关注以下因素:前期投资(具体包括车辆购置成本、线路投标成本等);运营成本(包括燃油成本、道路通行费及管理成本等);营运收入;修理成本支出(包括R常保养与维护及大修理支出);车辆更新点时机选择。在这个过程中,应该树立效益型成本控制的理念,在项目的不同阶段根据各自的阶段特点实行不同的方法。另外,还应注意选择合适的时间更换车辆。客运车辆在为达到报废年限的时候,就应该考虑更换。因为这要考虑这个行业的特点。车辆累计行驶时间与维修成本成正比例关系,车辆的使用时间越长其维修成本就越高,车辆故障的频率就越高。所以就应该在维修成本和车辆的更换成本两者之间寻找最佳的更换时间,从而降低在这个方面的成本损耗。 五、结论 综上所述,我国铁路总公司的正式成立承担着重要的企业职责,同时也标志着国有铁路改革拉开了一个非常重要的序幕。在此,相关管理部门也是提出了鼓励和引导能够已发合规的进入到铁路规划的领域。在这样的开放背景下,怎样更好的对铁路成本进行计算以及控制成为了非常重要的问题。铁路成本属于一个比较复杂的系统工程,主要是针对客运业务开展的,涉及到的内容也是极其庞大和丰富的。要对铁路的客运成本进行精确的计算,对相关的收益好亏损进行计算,在这样的基础上做好铁路成本的客运控制。 作者:王双平 单位:武汉铁路局襄阳客运段 铁路客运论文:铁路客运专线轨道工程施工技术研究 一、铁路客运专线轨道工程的概述 我国铁路客运专线是双线的电气化客运专线,其创造了我国客运专线之最:一是最早利用了一次铺设跨区间无缝线路设计,二是其施工技术的时速最长。对于施工过程的钢轨接头,铁路客运专线采用了铺轨机组和长钢轨焊接等的先进技术。采用这一先进的技术——一次性铺设跨区间无缝线路设计和施工技术有着很大的优点,不仅仅提高了轨道铺设的精度,还减少了对轨道的振动和冲击力,从而保证了轨道铺设和技术建设的质量。自从铁路客运专线轨道施工过程采用了一次性铺设跨区间无缝线路设计和施工技术这一先进技术之后,确保了施工设备的精良和高效,列车的运行速度达到了200km/h以上,并且铁路客运专线的全部路线都很安全。总而言之,轨道施工设备的配套在铁路轨道施工中有着很重要的地位,是保证其质量的关键。 二、铁路客运专线轨道工程建设的技术路线 1.移动设备或者固定设备应有兼容性 移动设备或者固定设备应该具有兼容性的特点,更重要的是本线旅客列车和跨线旅客列车共线运行要具备其运输组织条件,同样,正线双方向行车也是如此。 2.线路基础设施和不容易改建的设备要适应长远的发展要求 不容易改建的建筑物和设备应该根据近期的运量和其运输的性质设计。对于路基、桥涵、隧道、轨道等各种不同类型的结构物的设计要满足各种不同的要求,比如稳定性、强度、刚度、耐久性等等,除此之外,还要使各类结构物更加协调统一,从而达到车、线、桥的组合具有良好的动力的特性的目的。 3.严格按照国家节约能源、节约用水、节约材料 等有关方针政策执行要合理科学的利用太阳能、风能、地热能等可再生的能源,做到因地制宜,从而提高能源、资源的利用率,减少污染。还要做到不仅要满足运输生产和安全防护方面的要求,在此基础上,更要节约用地、科学用地,少占耕地、统一规划。同时,要把重点放在生态环境、自然景观和人文景观保护上,对水土保持、防灾减灾和污染防治工作以及生态环境敏感区、湿地保护引起重视。 4.选线设计时要绕避高填、深挖等有关路基工程 选线设计不仅要绕避高填等路基工程,还要对不良地质条件地段进行绕避,无法绕避时,应采取适当措施进行解决,例如,采用桥涵通过。要按照行车的速度快慢、沿线地形地质的条件好坏、输送能力的好坏和用户需求等决定铁路客运专线的最小曲线半径、最大坡度、动车组类型、到发线有效长度、运输调度方式、列车运行的控制方式,并对其进行经济技术的比较和选择。 三、铁路客运专线建设和技术的特点 1.建设的标准高 我国铁路客运专线建设有着标准高的特点。主要表现在一下方面,所有线路都是是以200~250km/h及以上的标准设计和建设的,甚至有的线路可以达到350km/h的高速。在可以正常运营后,更要达到高速度、高安全、高密度、高舒适度的要求,从而在世界水平中领先。除了优点,我国铁路客运专线建设的实践和经验还明显不足,工艺水平跟世界水平还有很大差距,甚至许多关键技术还不成熟,需要我们更加深入的调查研究。 2.建设的任务艰巨 我国的16条铁路客运专线而且是高等级客运专线只用了4年左右的时间并且一次性建成开通,这在我国铁路客运建设史上是第一次,在世界上也是很罕见。由于客运专线的桥梁总长大约占线路的40%以上,隧道则占20%左右,许多桥梁和长大隧道工程都需要在复杂的地质条件下修建,这更增加了施工难度。再加上专线建设项目比较集中,给的建设时间又比较短,这就需要我们在有限的短时间内对所需的各种施工检测设备进行制造和研发。这样艰巨的建设任务,对我国铁路客运建设无疑是个严峻的挑战。 3.建设技术的难度大 我国铁路客运专线建设刚刚起步,跟世界其他发达国家相比还很稚嫩,许多新技术和新情况从来没有遇到过,这使得建设的技术的难度比较大。首先,专线设计的关键技术比较复杂众多,像桥梁隧道结构技术、无砟轨道技术、系统集成技术、精密控制测量技术等等。然后,是技术的标准比较落后,有些技术条件还在在研究中,没有完全编制出来。最后,是专线建设工程的地质条件复杂。总之,这些都使得我国铁路客运专线建设的技术难度增大。 四、铁路客运专线轨道工程建设的关键技术 1.对路基沉降的控制和填料改良 众所周知,路基在铁路客运专线工程中发挥着重要作用,是承受轨道重量和列车荷载的基础。所以,客运专线对路基的沉降、硬度、耐久性、平顺性等方面的要求更高。除了高速列车作用下时地基的弹塑性和刚度、路基的稳定性和变形控制之外,各种不同土质的地基处理和其之后的沉降控制,路桥、路隧和路堤的处理技术都是铁路客运专线轨道工程建设技术的关键之处。 2.隧道的开挖和衬砌 铁路客运专线隧道和一般普通的铁路隧道有着很大区别,其的开挖断面比较大。所以,铁路客运专线的隧道工程施工的中心环节便是,在不良的地质条件下像易破碎、浅埋的周围岩石等,确保隧道开挖后周围岩石能够稳定,使施工的安全能够得到确保,使施工的质量能够得到保证。 3.无砟轨道 虽然有砟轨道和无砟轨道都能起到使高速列车安全行驶、运营的作用,但这两种轨道在技术上和经济上等方面还是有很大的不同的。所以,要按照我国的基本国情和基本的道路情况来选择最适合我国的轨道结构,这样才能达到最佳的技术和经济的双重效益。当今,世界上新建的高速铁路90%以上都是使用无砟轨道。因此,为了与我国国情相符合,并且经过严密的技术和经济方面的研究分析,从2005年开始,我国铁道部门引进了无砟轨道。 4.高速道岔 除了上述的几种技术之外,高速道岔也在铁路客运专线建设中发挥着同样重要的作用,其结构和状态对列车的安全和平稳运行、旅客的舒适性有着很巨大的影响。为了满足我国铁路客运专线工程建设的需要,自2005年,我国铁道部门对高速道岔的设计理论和材料研发等方面进行了研究和试验。 五、对铁路客运专线轨道技术发展的展望 1.建立覆盖全国的铁路客运网络 我国的铁路客运专线运营里程将高达7000多km,而且其时速都在200km及以上,可见,铁路客运专线网络将初步形成并且即将完美建立。 2.建立铁路客运专线成套的技术体系 随着铁路的实践,我国铁路客运专线建设越来越具有了中国的铁路特色,我们要坚持并且发展这种特色,走自主创新之路。把原始创新和引进的创新新技术相结合,取其精华,去其糟粕,不断实现我国铁路客运专线建设的创新发展。建立完善具有中国特色的创新的铁路客运专线成套的技术体系。 3.基础理论的研究取得了巨大的成就 我国铁路客运专线建设在很多方面都取得了不小的成就和进展:客运专线轮轨关系、结构物可靠性、车—线—桥动力耦合分析、空气动力学效应分析理论、弓网关系、耐久性设计等等。 4.构建完善铁路客运专线安全技术体系 我国铁路建设全面掌握了多方面的像综合检测技术、安全监测技术等方面的技术,并且综合检测技术在全国铁路的范围内得到了广泛应用。 5.加强提高了铁路客运专线人才队伍建设 培养一大批具有世界先进水平的专线技术人才是我国铁路客运专线建设的一大主要目标之一,从而使我国铁路客运专线建设在世界达到领先水平。 作者:王宜柱 单位:中铁十六局集团有限公司 铁路客运论文:铁路客运专线通信技术论文 一、铁路客运专线的通信网络基础平台 数据网、通信网和计算机网络基础平台共同组成了通信网络基础平台,其中涉及多种通信业务,一方面可以发挥传送外部业务系统信息的作用,另一方面还能够提供IP数据互联服务,这类服务在实效性较差的特点,但可以保障专业通道服务的安全性能。 铁路客运专线的通信网络基础平台中的通信网能够为实现汇聚层的高效连接,不会对接入、宽带共享进行限制,应用环形拓扑设计原理,使铁路两旁光纤形成环形,进一步增强网络的安全性;而数据网又可以划分为接入层、汇聚层及骨干层三个部分,接入层及汇聚层的路由器分别设置在铁路通信站、车站站房或枢纽位置,具有接入远端用户数据业务的及汇聚数据等功能[2]。 这些功能都以业务接入网的汇聚及专线透传性能为基础;域名、局域网、广域网及IP地址设计是计算机网络设计的关键要素,其中在铁路工作站通过综合布线方式构建的局域网,可以共享通信链路及网络,广域网可以实现客运专线调度所同铁路客运沿线基层站链路的连接。 二、铁路客运专线通信网络基础平台的通道要求与接口设计 在铁路客运专线中应用通信技术,在构建的通信网络平台基础上,可以将广域连接交换变为现实,使得低速数据传输的稳定性大大增强,同时还可以进行相应的视频监控和管理,加强多种业务之间的联系,使信息交换平台、网络互联更加高效化和安全化[4]。 针对网络系统中的可变宽业务、固定带宽业务,前者可以在基于SDH的多业务传送平台中借助传输通道完成,而后者需要将MSTP设备在原有基础上进一步增强调度及承载性能,GSM-R移动通信平台承载多种铁路业务应用系统,为运输调度指挥、设备维护及安全管理提供移动语音通信、短消息、电路域及分组域数据传输业务[5]。铁路客运专线通信网络基础平台的通道要求详见表1。 三、结语 通过对铁路客运专线中通信技术的应用,可以更加详细的了解铁路客运专线通信系统平台构架,正确的掌握平台组网方式,并研究铁路客运专线通信网络基础平台的通道要求与接口设计,使通信技术在铁路客运专线中的作用得到充分的发挥,推动铁路客运专线通信系统平台融合的研究,为我国铁路通信事业的发展做贡献。 作者:梁奋兴 单位:太原铁路局通信段 铁路客运论文:铁路客运性能设计改进 本文作者:齐红军 单位:陕西铁路工程职业技术学院 高性能混凝土是基于混凝土结构的“耐久性”提出来的新型混凝土,代表了近期混凝土的技术发展方向。高性能混凝土是在传统混凝土中加入了超塑化剂和其它外加剂以及矿物细掺料(如粉煤灰、矿粉等),并采用低水胶比。它具有良好的工作性、体积稳定性,较高的力学性能(如抗压、抗折、抗拉强度)和高耐久性(如高抗渗性、抗冻融循环、抗碳化和抗化学侵蚀等),可以满足一定的使用需求。近20年来,在世界范围内掀起了以耐久性为基本要求的高性能混凝土研究的小高潮,并提出了“按服务年限或按耐久性设计混凝土”的理念。高性能混凝土配合比设计的目标是要同时兼顾耐久性、强度、工作性、体积稳定性以及经济性的要求来确定各组分的合理用量,以保证在设计使用年限内的结构安全和正常使用功能。随着混凝土中多种矿物掺合料和外加剂的掺入,混凝土组分多样化,以及混凝土的性能要求的提高,相应地混凝土配合比设计亦更为复杂化。影响混凝土配合比的因素与配合比各组成材料之间存在着非常复杂的非线性关系,基于经典的半经验半定量的配合比设计方法难以配制出组分复杂、具有高性能的混凝土。本文拟寻找新的途径,快速、可靠、准确地设计出满足上述要求的混凝土配合比。 1客运专线高性能混凝土配合比设计技术方案 根据客运专线混凝土耐久性的要求,混凝土配合比设计采用以下技术方案:1)低水胶比,高流动度,选择工作性最优时的砂率。2)不同混凝土强度等级、不同环境条件下混凝土的最大胶凝材料用量、最大水胶比应满足规范要求。在满足设计强度的情况下,水泥用量与胶凝材料浆体体积应尽可能低。3)采用粉煤灰和矿渣粉双掺,一般情况下矿物掺合料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%。4)选用减水效果好及保坍能力强的高效减水剂,提高混凝土耐久性能。5)混凝土的入模含气量应满足要求。按照以上技术方案和C50设计要求,结合实际工程应用中的其它因素综合考虑,选择配合比设计试验参数,见表1。 2原材料的试验与检验 1)水泥。试验采用亚东水泥股份有限公司生产的P.O42.5水泥,物理性能如表2所示。P.O42.5水泥所有性能均符合GB175—1999及《客运专线预应力混凝土制梁暂行技术条件》和《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》指标要求。2)矿粉。试验所采用的矿粉来自武钢华新水泥有限责任公司,其性能指标如表3。3)粉煤灰。试验采用阳逻Ⅰ级粉煤灰(干排),经检测其物理性能(如表4)符合GB1596所规定的Ⅰ级粉煤灰的要求。4)细骨料。试验采用巴河河砂,颗粒级配满足要求,筛分试验结果如表5,细度模数为3.0,中砂;河砂的其它性能如表6。5)粗骨料。试验采用阳新碎石,粒级符合5.0~26.5mm的连续级配,最大粒径为26.5mm,颗粒级配及主要物理性能分别见表7与表8。6)外加剂。试验分别选用格雷斯(中国)有限公司生产的高效减水剂ADVA180,江苏博特新材料有限公司生产的JM-PCA(I)混凝土超塑化剂,上海诚城外加剂有限公司生产的LEX-gH高效减水剂(掺入量分别为胶凝材料的0.6%,1.0%,1.0%),其性能指标见表9。此三种减水剂均为聚羧酸系高效减水剂,产品性能符合GB8077—2000所规定的技术指标要求。7)拌合水。采用洁净的自来水。 3高性能混凝土配合比优化方案 在进行C50高性能混凝土配合比优化时,主要通过调节各胶凝材料量之间的最优组合。在确保混凝土工作性、强度等级的前提下,尽可能地提高混凝土的耐久性指标,以实现设计使用年限100年的要求。具体体现在智能可视化数学模型上,就是以混凝土的工作性为约束条件,强度与耐久性指标为优化目标。配合比主要控制参数:胶凝材料总量、粉煤灰掺量和矿粉掺量(砂率、水灰比根据试配的结果做略微的调整)。以表10的控制参数设计配合比。通过试配,确定了基准配比为胶凝材料∶砂∶石∶水∶外加剂(每m3混凝土材料用量,单位kg/m3)=462∶692∶1178∶146∶2.31,外加剂选用ADVA180,再掺粉煤灰、矿粉设计了以下12组配合比,并通过试验测试,采集混凝土各项性能指标,作为优化设计的样本数据。在满足混凝土工作性,以及56d抗压强度的条件下,将降低56dCL-扩散系数和电通量指标为目标值,以充分提高混凝土的耐久性能。结合客运专线高性能混凝土的性能要求,选取配合比主要控制参数,在满足混凝土工作性的条件下,将采集的混凝土性能指标作为样本数据。利用智能可视化技术,分别以56d抗压强度与电通量值、56d抗压强度与氯离子扩散系数为目标值,通过映射得到样本数据的分布和目标函数等值线,确定出一个平稳的最优目标区域。然后,根据等值线的分布规律可展现出样本数据集操作空间的特征,预测优化后混凝土的配合比A为,水泥∶粉煤灰∶矿粉∶细集料∶粗集料∶水∶ADVA-180高效减水剂=312∶115∶35∶692∶1178∶146∶2.31;配合比B为,水泥∶粉煤灰∶矿粉∶细集料∶粗集料∶水:ADVA-180高效减水剂=300∶115∶46∶692∶1178∶146∶2.31。硬化混凝土的56d抗压强度为75MPa,电通量为234.5C,C1-扩散系数为23.4×10-14m2/s,其性能指标达到了充分提高混凝土耐久性的要求。 4推荐混凝土配合比 根据客运专线C50高性能混凝土设计方案,为了分析不同掺量下粉煤灰、矿粉对混凝土渗透性的影响,将粉煤灰、矿粉等量取代水泥分别占胶凝材料总量的15%,30%,40%和50%,并将粉煤灰和矿粉复掺;另外,选掺引气剂,调整引气量(掺量分别为0.05‰和0.10‰)来分析引入的微气孔对混凝土抗渗透性能的影响。在上述原则下进行配合比设计,再结合砂率、用水量、外加剂掺量的调整,进行混凝土试配,以配制出具有良好工作性的配合比,其结果参见表11。5结语高性能混凝土在铁路客运专线中已被广泛采用,克服高性能混凝土引起的性能缺陷,确保客运专线工程的100年使用寿命,意义重大。在高性能混凝土配合比设计中,宜将胶凝材料用量控制在500kg/m2以下。配合比中水胶比、砂率、外加剂等因素会对混凝土的强度、和易性、坍落度等不同方面造成一定的影响。选择合理的施工配合比及施工控制措施,使混凝土达到最密实状态,不但有助于降低工程成本,提高混凝土强度,而且因混凝土内部空隙少,能抵抗外来腐蚀介质的侵入,保护钢筋,大大提高混凝土耐久性,确保工程质量。 铁路客运论文:铁路客运专线委托运输管理协议浅谈 【摘要】委托运输管理协议作为铁路客运专线委托运输管理的基础性法律文件,是铁路局受托开展运输管理工作以及结算委托费用的基本依据。文中从铁路客运专线委托运输管理协议的内涵出发,从协议框架结构、委托内容、经济关系三方面对现行的铁路客运专线委托运输管理协议进行了系统分析,结合委托运输管理工作实际,剖析了现行铁路客运专线委托运输管理协议在实践中存在的问题,提出了完善协议的相关建议。 【关键词】铁路客运专线;委托运输;协议;思考 目前合资铁路已经成为我国铁路运输的新经济增长点,它不仅能够有效的缓解我国铁路运输供求的矛盾,同时还能够拉动地方经济的增长与发展,为完善全国路网、扩大运能、推进铁路投融资改革做出了重要贡献。根据原铁道部《关于新建合资铁路委托运输管理的指导意见》(铁政法〔2011〕149号)要求,铁路客运专线开通运营均实行委托运输管理。铁路客运专线委托运输管理协议作为约定委托方(铁路客运专线合资公司)和受托方(铁路局)基本权利义务的法律文件,是开展委托运输管理工作和结算双方费用的基础性依据。规范和完善委托运输管理协议对明确和落实双方管理责任、减少委托运输管理工作中的分歧具有重要的现实意义。 1铁路客运专线委托运输管理的内涵 ①铁路客运专线合资公司通常是由中国铁路总公司授权铁路局作为项目出资人与地方政府、大型国有企业或其他投资者共同出资建设和经营铁路客运专线的合资公司,其形式属于合资铁路公司范畴。 ②铁路客运专线委托运输管理是指依据国家和中国铁路总公司(原铁道部)有关铁路运输管理等法律法规和规章制度,本着平等自愿、互利共赢的原则,经委托方(铁路客运专线合资公司)和受托方(铁路局)友好协商一致,将铁路客运专线运输生产业务全部委托或部分委托给铁路局实行专业化管理,实现资产所有权和生产经营权相分离,铁路客运专线合资公司负责资产经营,铁路局以及下属各站段作为受托的铁路运输生产专业管理单位,根据铁路客运专线合资公司下达的预算和生产任务指标,完成受托的运输管理和设备养护维修工作,并收取委托管理费用。 ③委托运输管理模式经过近年来的实践验证,其有利于发挥铁路局规模经营的优势,有利于强化专业管理,保障运输安全,已经被2003年以后新组建的大多数合资铁路公司,特别是铁路客运专线合资公司普遍采用。 2铁路客运专线委托运输管理协议的实质 铁路客运专线委托运输管理协议属于委托合同的范畴,是明确协议双方权利义务的法律文件。在铁路客运专线项目开通运营之前,铁路客运专线合资公司作为委托方必须与承担委托运输管理工作的相关铁路局签订委托运输管理协议,以协议来约定委托运输管理的范围、内容、双方责权,规定收入、费用发生和结算方式,划分安全管理责任,以及双方履责期间的劳动用工、土地管理和知识产权等有关事项,通过协议将铁路客运专线的运输生产工作委托相关铁路局完成。 3铁路客运专线委托运输管理协议的系统分析 3.1协议框架结构分析 目前,铁路客运专线合资公司与铁路局签订的铁路客运专线委托运输管理协议,是依据原铁道部2012年6月公布的《合资铁路委托运输管理协议示范文本》和《合资铁路委托运输管理专项管理实施细则示范文本》,并结合各铁路客运专线项目的具体特点而协商制订的。铁路客运专线委托运输管理协议内容主要有主协议和附件两部分。主协议包含“委托管理的工作内容、甲方的权利和义务、乙方的权利和义务、收入费用和结算、安全管理、劳动用工、保密条款、知识产权、其他相关约定、不可抗力、违约责任、协议变更和解除、争议解决、附则”共计十四章。附件包含了《委托运输管理专项管理细则》、《委托运输管理相关资产清单》、《清算项目、单价或金额明细表》、《委托运输管理管界说明》四个文件。其中的《委托运输管理专项管理细则》涵盖了安全管理、行车组织、客货运、调度指挥、工务、信号、通信、供电、车辆、机务、信息、房建、用地、统计、消防、综合治理、收入和费用结算等合计19个专业部门的工作内容。 3.2委托业务范围分析 在铁路客运专线委托运输管理协议中,委托运输管理工作内容集中体现在协议第一章,主要包含运输组织管理、运输设施管理、运输移动设备管理、运输安全管理、运输收入管理、铁路用地管理、统计管理和其他内容共计8个方面。归纳总结起来,可大致分为四部分内容:一是铁路客运专线合资公司委托铁路局开行列车工作(其中包含调度指挥、运输组织、列车开行方案等相关业务);二是铁路客运专线合资公司委托铁路局进行设备养护维修工作(包含日常养护维修和单项收费的业务);三是铁路局与铁路客运专线合资公司共同委托第三方的业务(公司可直接向第三方委托,亦可由铁路局向第三方委托,铁路局负责安全监管);四是其他委托事项(包含路风、用地、综合治理等)。然而由于此部分表述的较为宽泛且专业性较强,如果没有对应的具体内容作为支撑,铁路客运专线合资公司在协议的谈判和协商阶段会很容易提出质疑,从而阻碍双方协商的进程。 3.3经济关系分析 3.3.1铁路局具有多重身份 在铁路客运专线委托运输管理模式下,铁路局作为一个运输企业,除了承担自身管辖范围内的运输经营职责外,还具有多重身份:在投资方面,是铁路总公司(原铁道部)的出资人代表,代表铁路总公司(原铁道部)履行出资人职责和保障投资权益;在铁路客运专线合资公司层面,作为公司股东,行使股东权利;在委托运输管理方面,是委托协议中的受托方,承担着相应的运输管理和运输安全责任。铁路局的多重身份问题,导致铁路局在铁路客运专线委托运输管理协议谈判中既是谈判方,又是利益共同体,处于左右为难的被动地位,难以像独立的第三方受托人那样,作为完全市场主体维护自身权益。 3.3.2收入和清算模式 在委托运输管理模式下,铁路客运专线合资公司取得收入有两种方式:一是由公司担当客车,并相应取得票款收入。在此模式下,公司向铁路局支付开行列车和设备养护维修费用。二是由铁路局担当客车,公司收取路网使用费,主要包括线路使用费和接触网使用费。在此模式下,公司向铁路局主要支付设备养护维修费用。因此,铁路客运专线合资公司的收入方式也会影响双方签订的委托运输管理协议的基本内容。 4铁路客运专线委托运输管理协议在实践中存在的问题 4.1委托运输管理费用包含的工作项目不明确 铁路客运专线委托运输管理协议虽然在主协议第一章中列出了委托运输管理八个方面的主要内容,其基本涵盖了委托运输管理全过程和各专业的工作项目。但是在履行协议过程中,委托方和受托方均认为此部分章节内容还需进一步细化。由于委托运输管理费用包含的日常工作项目不明确,导致委托运输管理日常工作项目、单独收费项目以及需委托第三方的工作项目边界不清,此问题已引起铁路客运专线合资公司地方股东的普遍关注,在协议实施执行阶段又成为双方的主要分歧点。结合几年来铁路客运专线委托运输管理工作的实践,总结委托运输管理日常工作事项未能及时明确的原因大致有以下三点:一是铁路总公司(原铁道部)层面尚未印发委托运输管理费用包含对应工作项目的指导性文件;二是由于铁路客运专线的运输组织模式和设备养护维修模式有别于普速铁路,且铁路局对铁路客运专线运输管理工作时间不长、处在摸索阶段,短时间内难以对相关工作予以全面、具体的界定;三是铁路局受托运输管理各系统工作的独立性较强,涵盖各专业的相关标准还有待于进一步的统一和明确。 4.2委托第三方实施的工作项目分散且内容不全 在铁路客运专线委托运输管理协议中,需委托第三方实施的工作项目分散在主协议和专项管理细则的各专业内容中,表述较为分散,包含的内容不全面。协议中未能约定委托第三方的具体范围,难以约束受托方的行为,增加了委托方的工作难度。鉴于目前尚无准确界定是否归属委托第三方工作范围的评判标准,在一定程度上影响了委托运输管理协议执行的难度。委托第三方实施的工作项目分散和内容不全的主要原因在于:一是铁路客运专线属于新生事物,采用的新标准、新技术、新设备较多,铁路局作为受托方能够独立承担的铁路客运专线运输管理的工作内容和工作界面难以在短时期内全部明确;二是委托运输管理中存在某些工作项目需要相关资质或行政许可等特殊要求,必须选聘具备相关资质和条件的企业承担对应工作;三是受工作强度、直接收益等方面的因素影响,存在相关受托站段将不愿承担的工作项目交给第三方企业承担的可能性。 4.3涉及单项收费的工作项目不确定 在铁路客运专线委托运输管理协议中,将“铁路基本建设、设备重点病害整治、大中维修、更新改造、灾害复旧、专项整治以及安全技术设备投入等”列为委托方单独付费的项目,由铁路客运专线合资公司与铁路局另行签订协议,委托相关站段组织实施并及时清算费用;公司对铁路局提供的危及运输安全而先行实施项目备忘录予以确认,并支付相关费用。由于单项收费项目的定义和范围难以准确界定,铁路客运专线合资公司担心铁路局在委托运输管理费用和单项付费项目上存在重复收费的问题,导致铁路局与公司对已发生单独付费项目的定性问题上经常产生意见分歧。单独付费项目上的争议和分歧,已成为影响铁路客运专线合资公司股东会审议批准年度财务预算方案的一项重要因素。双方分歧的主要原因在于:一是铁路客运专线合资公司在运营初期经营结果普遍不理想,而公司年度需要支付的水电费、牵引电费、银行利息等成本财务均为刚性支出难以压缩,并且由于铁路局既承担委托运输管理工作又具有股东身份,往往会导致公司其他股东提出应以铁路局减少收取委托运输管理费用,来支持铁路客运专线合资公司发展的不当诉求。二是在财务预算年度中,单独付费的项目能否发生难以准确预测,将适度的费用预算纳入委托运输管理费用科目中难度较大;三是由于在委托运输管理协议的主协议和附件中,尚无完整的单独付费项目名称,因此铁路客运专线合资公司对是否应纳入单独付费项目范围,还是纳入委托运输管理日常工作范围存在不同理解。 4.4铁路客运专线合资公司无法提供委托管理相关资产清单 铁路客运专线合资公司的委托资产清单是双方签订委托运输管理协议与核定基本工作量的基础性资料,是铁路客运专线合资公司的基本“家底”。在委托运输管理协议正式签订时应由公司提供给铁路局,并进行资产清点和交接。但目前实际情况是铁路客运专线合资公司没有能力提供相关资产清单,这就导致出现公司资产边界不清的问题,给委托运输管理工作的正常开展和费用结算造成了一定影响。分析其原因大致有以下几点:一是采取委托运输管理模式的铁路客运专线合资公司机构编制和人员普遍较少,建设期的公司机构编制未将此工作落实到具体部门,同时又缺乏相关专业技术人员;二是提前谋划经营的意识不强,存在认为实施委托运输管理模式就是将公司经营全盘交给铁路局管理的认识误区。三是受到国铁项目工程建设后由国铁全盘接管的老旧思想影响,未能实现铁路客运专线合资公司掌控经营主导权的市场主体意识和思想转变。 5关于优化委托运输管理协议的相关建议 5.1将委托运输管理费用包含的工作内容、单项收费和委托 第三方的工作事项进行整理并单列为协议附件鉴于委托运输管理费用包含的工作内容、单项收费和委托第三方的工作事项是委托运输管理协议的主要实质内容,是铁路局收取委托运输管理费用的结算基础,也是协议双方关注的焦点问题。建议铁路总公司出台铁路客运专线委托运输管理费用包含对应工作项目的指导意见,按照统一的标准进行整理和归类,列出委托运输管理费用应包含的工作内容、单项收费内容和委托第三方工作项目的范围,作为委托运输管理协议的附件。 5.2利用铁路客运专线项目开通前的适当时机形成设备清单 鉴于铁路客运专线项目开通运营之前,项目施工单位尚未撤离,设备也尚未交付给受托运营单位———铁路局。这是能够盘清公司设备数量的最佳时机。建议在铁路客运专线联调联试和试运行阶段,由铁路客运专线合资公司组织各施工单位按照各标段对拟移交设备进行清点、对账和验收,形成铁路客运专线合资公司交付铁路局承担委托运输管理工作的设备清单。 5.3制定适应市场化需求的委托单价和清算办法 一是建议铁路总公司出台铁路客运专线委托运输指导性清算单价范围,同时考虑地域差异允许一定的浮动,给铁路局与铁路客运专线合资公司谈判中留出谈判空间。二是组织对现行的清算办法进行修订和完善,形成规范透明、符合市场规律的铁路运输和服务清算规则。要把各铁路局作为企业参与清算,而不是把国铁作为一个主体参与清算。三是在收入清算单价、安全投入、养护维修等一系列容易产生分歧的事项上,铁路客运专线合资公司受自身条件的限制,可考虑委托专业机构作为独立的第三方中介机构,对委托运输管理费用进行评估、测算和监督。 5.4制定委托和受托方共同认可的高铁技术和管理标准体系 目前,铁路局各专业部门陆续制定了铁路客运专线委托运输管理各专业的技术和管理标准,但铁路客运专线合资公司对这些专业标准并未完全认可,在工作层面上仅可作为铁路局单方确定的标准或规定执行。在委托运输管理工作中双方出现意见分歧时,无法作为公认的依据进行协商。建议铁路总公司在既有专业技术、管理和工作标准的基础上,整合出台专门的铁路客运专线技术和管理标准体系,作为委托运输管理协议的附件来替代目前的《专项管理细则》内容。 作者:罗纲 单位:郑州铁路局企业管理和法律事务处 铁路客运论文:铁路客运箱梁预制场设计探讨 近年来,为适应铁路客运专线建设的快速发展,满足建设工期的要求,控制运输费用和其他成本,桥梁建设工程采用的简支整孔箱梁,多数采取以现场制梁场制造、架桥机桥位架设为主、桥位现浇和移动模架造桥为辅的方法,改变了传统工厂化的生产模式。这样一来,就需要在施工现场建设预制梁场。所以建设现场预制梁场已成为现阶段铁路客运专线建设中的重要临时工程之一。那么,建设现场箱梁预制场如何选址与布置,满足生产箱梁和施工架设的需要,并有效控制建场成本,成为工程建设中需要解决的新课题,本文在此进行分析与探讨。 1预制梁场的选址 施工现场建设预制梁场的选址,应在综合考虑预制梁场供应范围的基础上,全面考虑箱梁桥跨与梁型布置、架设时间与速度、地质状况及桥跨两端路基工程等因素。为此,预制梁场选址应遵循以下原则:(1)预制梁场应尽量选择在孔跨布置较为集中的位置,一般应位于供梁范围的中部。另外,为方便制梁场的平面布置,应尽量布设在桥梁的直线地段。(2)为方便大型制梁设备的进出梁场和砂石等原材料的供应,制梁场应尽量选择在等级较高的公路附近,保证较好的运输条件。(3)预制梁场应尽量选择在地形和地质条件较好的地方,避免产生大量的填挖土方,减少地基处理发生的费用。(4)梁场的供梁半径要合理,减少箱梁的运输距离,有效降低运梁费用,并提高运架梁的施工效率。(5)尽量在铁路用地红线内布设制梁场,减少征地拆迁,并少占耕地。(6)为保证雨季的施工安全,应考虑防洪排涝条件。预制梁场选址在满足以上原则的条件下,还应综合考虑经济、技术等方面的因素,并通过现场勘察和设计方案比选确定最佳位置。 2预制梁场的平面布置 预制梁场应布设生产区、生产辅助区、办公和生活区。其中生产区布设制梁区、存梁区、提梁区;生产辅助区布设砂石料存放区和清洗区、混凝土拌合站、构件存放区、钢绞线存放区、材料库、锅炉房和存煤场、试验室和配电房等;办公和生活区主要布设办公区、停车场、生活区和其他配套设施。 2.1平面布置原则 预制梁场的平面布置,应遵照技术先进、经济合理、环保、安全、规模适中,以及能满足生产和供梁要求的原则,并力求结构紧凑、生产工艺流程合理。且满足以下布设条件。(1)生产区和生活区分开,但又能进行有机联系。(2)生产区要结构紧凑,并按生产工艺流程分区划块,尽量减少中间环节的作业量。要有足够的作业空间和活动空间,减少相互间的干扰。(3)为保证安全生产,压力容器、高压变电器和发电房远离人流密集区。(4)预制梁场的建设规模要满足制梁周期和架梁进度的要求,条件许可时可选用双层存梁方式。(5)梁场内尽量减小箱梁的移动次数和移动距离,箱梁数量大于300孔时不宜采用移梁小车移梁。(6)设计时要考虑给排水系统、供电系统、运输系统。(7)污水、废水的排放和生活垃圾的处理要符合环保要求。 2.2预制梁场规模的确定 2.2.1制梁台座的确定制梁台座的数量取决于制梁设备的配置、制梁工序、制梁周期及制梁效率等因素。目前,通常采用的制梁工艺有外侧模固定式和外侧模移动式2种。根据以往所建梁场统计数据和制梁工艺,每月按30d计算,一个台座每月可以预制箱梁5~7孔,也就是说预制1孔箱梁需要4.3~6d,根据以往建场和运架梁经验,外侧模固定式台座可取5,外侧模移动式台座可取5.5。那么制梁台座数N可按式(1)计算:N=ηT(1)式中:η———按计划确定的一个预制梁场1d预制的箱梁数量(榀/d);T———预制每榀箱梁占用单个制梁台座时间(d•个/榀)。如一个预制梁场计划1d预制2榀箱梁,则一个预制梁场的最少制梁台座数N=η×T=2×5=10(个)。其他数据可按表1查询。表1中的数据是按正常生产条件计算出来的,没有考虑影响生产箱梁效率的特殊因素。实际制梁中,生产效率还与搬移梁设备、气候条件、砂石料质量及配合比、混凝土配合比等因素密切相关。所以,还应根据现场条件、施工组织设计和计划,通过分析计算确定预制梁台座数量。2.2.2存梁台座的确定在制梁台座完成箱梁预制后,需搬移到存梁台座上,然后完成终张拉、压浆、封锚、静载试验以及检验批次等工作,但存梁台座布置的合理性将直接影响到箱梁的预制和运架。所以,存梁台座的数量M一般由存梁占用台座的最短时间和架梁的进度来确定。其计算式为:M=ηT''K(2)式中:T''———预制每榀箱梁占用单个存梁台座的时间(38~45d•个/榀);K———存梁系数,单层存梁时取1,双层存梁时取0.6~0.7。根据《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ213—2005)的要求,在混凝土强度满足要求的前提下,制梁阶段混凝土龄期最小为10d;另从单台座制梁周期考虑,箱梁在制梁台座上完成混凝土灌注及强度达到80%设计强度后完成初张拉的龄期为3d,则箱梁在存梁台座存放7d可满足混凝土10d龄期的要求。另根据《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)的规定,箱梁全长和跨度及梁上拱等指标在终张拉后30d进行测量并验收。终张拉及压浆约1d,同时须考虑静载试验以及检验批次的要求,终张拉及压浆开始后有30d的存储时间要求。所以,计算可得箱梁在存梁台座上最少存放时间T''=7+1+30=38d。根据已建工程项目,箱梁存梁周期可按38~45d考虑。当超过45d时,宜采用双层存量(K=0.65),以达到节约用地、减少成本的目的。综合考虑制梁台座和架设速度的关系,如果每天架设一榀箱梁,则需要5~6个制梁台座。制梁台座和存梁台座之间的比例,可根据制梁工艺流程的作业时间以及存梁方式决定。根据对已建工程项目的统计,单层存梁时,制梁台座与存梁台座之比一般为1/8~1/9;双层存梁时,制梁台座与存梁台座之比一般为1/5~1/6。 2.3预制梁场总体平面设计 2.3.1预制梁场平面布置预制梁场平面,应针对制梁台座和存梁台座进行布置,其他配套设施应围绕制梁台座和存梁台座进行布置。根据国内外铁路建设工程预制梁场的规划布置经验,预制梁场的布置有横列式和纵列式2种方式。横列式布置时,台座的长度方向垂直于线路方向;纵列式布置时,台座的长度方向顺线路走向。横列式布置的箱梁在上桥前需水平旋转90°,运梁车需调头,比较适合预制梁场距离线路较远的情况,而纵列式布置比较适合预制梁场靠近线路的情况。另外,横列式布置和纵列式布置还要考虑预制梁场的长与宽的比例等情况。不管采用那一种布置方式,台座的具体排列方式主要取决于箱梁移出台座的方式。2.3.1.1采用滑移台车出梁时当采用图1所示,台座呈“一”字形单列布置时,箱梁初张拉后,拆除一侧外侧模,由滑移台车将箱梁从制梁台座上顶起并横移至存梁台座上,箱梁装车另需配备提梁机(制梁台座和存梁台座呈纵列式布置)。图1滑移台车出梁台座布置2.3.1.2采用900t轮胎提梁机或轮轨提梁机出梁台座可采用图2所示的单列、双列、三列(也可多列)布置。箱梁初张拉后,900t提梁机纵跨制梁台座,将箱梁直接提吊出台座,并存放到存梁台座上。提吊不同制梁台座中的箱梁时,提梁机需要横移转向。2.3.1.3采用450t轮轨提梁机出梁当预制梁场采用纵列式布置,台座采用如图3所示的双列布置时,2台450t轮轨提梁机可横跨2列制梁台座,将箱梁直接提吊出台座,并存放到存梁台座上。2.3.2存梁台座的存梁方式存梁台座的存梁方式主要有单层存梁和双层存梁2种方式。但取决于采用什么方式移梁,若采用提梁机移梁,2种存梁方式均可采用;若采用移梁小车移梁,只能选择单层存梁方式。在条件许可的前提下,为节省用地,应优先选用双层存梁方式。但需要合理安排存梁位置和顺序,考虑双层存梁方式对施工工序和工期造成的影响,并满足底层箱梁张拉压浆完成后,双层存梁支点位置达到设计条件。同时在双层存梁过程中需要加强监控并及时采取相应措施以保证箱梁质量。总之,存梁方式应结合预制梁场的总体布置、技术条件、用地面积和地质条件、工期要求、工程造价等因素综合比较后确定。 3工程实例分析 商丘至合肥至杭州铁路客运专线(以下简称商合杭客运专线)建设工程,为满足桥梁工程建设的需要,经现场勘察拟在商丘至亳州段设一处雷庄预制梁场,下面对雷庄预制梁场的选址和平面布置进行阐述与分析。 3.1雷庄预制梁场的选址 拟设雷庄预制梁场位于河南省商丘市虞城县雷庄村西侧,既有京九线和新建商合杭客运专线的东侧,新建亳州特大桥的的直线地段,在供梁范围内运梁距离相对较短。该预制梁场占地面积12hm2,以耕地为主,其他附着物较少,且地势较为平坦,高差较小,基本没有拆迁工作量和填挖土方。拟建预制梁场内的所需道路,可以利用原农田内南北方向和东西方向既有水泥碎石道路经过整修作为便道,方便运输原材料进场。梁场北侧紧邻011乡道,通行条件较好,可以作为运输道路。经调查拟建预制梁场附近的王楼电力变电站设计容量较为富余,可以架设临时供电线路作为施工用电来源。并调查发现拟建预制梁场范围内有多处原农田灌溉水井,深约20m,经水质化验可以作为施工用水水源,也可以新打水井供施工用水和预制箱梁用水。 3.2预制梁场平面布置 根据初步设计阶段的施工组织设计,雷庄预制梁场主要供应亳州特大桥等所需680孔双线箱梁,并确定该预制梁场每天预制2榀箱梁,以满足工期的需要。所以,根据以上所述平面布置原则,该梁场首设生产区,制、存梁台座按纵列式布置。生产辅助区、办公区和生活区围绕生产区进行布置。根据以往经验,将制梁台座设计为外侧模移动式,并按5d生产1孔箱梁考虑,共布设10个制梁台座。预制完的箱梁在存梁台座上的存放时间按40d考虑,采用双层存梁方式,共布设52个存梁台座。如果外模板设置数量与制梁台座数量相等,活动式内模板按2个制梁台座共用1台考虑,共设外模版10套,活动式内模板5套。由于亳州特大桥属于长大桥梁,故将预制梁场设置在桥梁中部。配备1台900t轮胎式搬梁机进行移梁,配备2台450t提梁机直接提梁上桥,桥上配备1台900t运梁车运输箱梁。 4结束语 在铁路客运专线建设中,现场箱梁预制场的设计和建设不仅关系到梁场的建设投资、箱梁的生产质量和施工质量等,还对新建铁路的施工组织、建设工期起着决定性的作用。所以,本文就现场修建预制梁场如何进行选址,如何根据供梁孔数合理确定制梁台座和存梁台座数量及平面布置进行了阐述。并结合某客运专线建场实例验证了所述方法的合理性。 作者:付朝阳 单位:铁道第三勘察设计院集团有限公司 铁路客运论文:铁路客运专线物资管理论文 1招投标管理工作的规范开展 规范地开展招投标管理工作,是提高物资管理水平,减少腐败行为的重要基础。在招投标工作开展的过程中,要本着公平、公正与公开的原则,有组织、有计划地落实各项招投标管理制度。在招投标工作开展初期,要对招标的相关内容进行公示。在评标的过程中,要采取内部公开的形式,并且积极、主动地接受有关方面的监督,保证阳光招标的实现。在评标的过程中,各个评委要本着实事求是的心态来做好评比。对于购货商的竞争能力、质量水平、服务能力、信誉等进行综合的考量,真正地将优胜劣汰的原则和市场调节机制的优势进行发挥。在招投标过程中,要做好有效的监管,并且严格避免出现暗箱操作情况。 2提高质量监管能力 在开展治理监督控制的过程中,要采取阶段性的质量验收制度,严格做好质量把关,提高实时检测力度。在开展施工之前,要对于施工中所选用的物资材料的产地、类别、名称、规格、进货日期、数量、存放地点等信息进行明确,并且填制相关的通知单据(附好相关质量检测验收证明)。在施工过程中,要做好相关信息的反馈,对于物资材料是否符合施工建设标准和相关质量标准进行严格检查,与相关质量监督部门进行有效地配合。取样试验部门要在接收到质量检验通知之后,第一时间对于物资材料的质量进行检验,并且确认合格证书无误。在施工现场的质量控制上,还要做好阶段性的验收,提高监理工作的开展效果。对于抽样检测结果不符合质量标准的物资,要执行报废处理,并且落实相关责任,对于抽样检测中出现的不规范与弄虚作假行为进行严格的查处与问责。对于未通过质量检验的物资材料,要通知供应商,并且根据相关采购合同进行清退。 3动态控制现场管理 在物资现场管理工作的开展过程中,要本着全过程动态化的管理理念,实现跟踪式的管控。在物资入场之前,要对于存储库房进行提取准备和管理,避免出现由于潮湿、淋雨等问题造成物资保管不善。针对于不同类别、规格的物资管理和储备上,要做好分门别类,并且明确地进行标示,避免出现混用与错用的问题。在物资领用管理的过程中,要做好领用手续的审核,并且严格地执行定额的领用制度。在领用过程中,要做好相关材料的记录,并且对领用记录进行汇总,交由专人进行结算和统一管理。在现场施工的过程中,要对于物资的质量进行严格控制,并且对于一些不符合质量标准的物资进行停工使用。在没有获得确切的质量标准依据时,不得使用质量水平不明的物资。对于物资质量管理工作开展的过程中,要严格对质量问题进行统筹管理,并且明确不同部门的检点和管理责任,分工协作地实现现场的有效控制。 4控制腐败行为 在物资管理工作开展的过程中,腐败行为的有效控制是物资管理工作开展的重点内容。在铁路客运专线建设的过程中,腐败行为极其容易滋生,必须要加强监督管理和教育宣传工作,提高物资管理人员的思想道德水平和自律性。对于参与投标和物资管理的人员,要加强法律法规的教育,通过提高其法律法规意识,让其认识到犯罪成本,约束其思想和行为,对于招投标与采购过程中的违法违纪行为进行遏制。各个层级的监督管理部门,要严格依据国家的相关规定,设置科学、公开、透明的监督管理制度,对于物资管理的整个环节和过程进行规范化管理。物资管理人员和部门要对于相关纪委监察工作进行积极的配合,并且积极主动地做好申报和汇报工作,廉洁自律。 5加强人才的培养 在物资管理工作开展的过程中,要加强相关工作人员的专业素质。物资管理人员还必须树立集体主义思想,顾全大局,坚持个人利益服从国家利益、眼前利益服从长远利益、局部利益服从整体利益的理念。在开展相关工作中,不断地参与物资采购管理的学习和培训工作,并且深入到铁路工程建设现场和基层,了解实际物资管理工作中的需求。只有打造一支作风硬朗、业务素质高、思想意识先进、公正廉洁的物资管理队伍,才能真正的提高物资管理工作的开展成效。 6结束语 总而言之,物资管理工作的开展水平是其中重要的决定因素,要想真正的提高铁路客运专线的发展建设效果,就必须采取科学有效的对策,对于物资管理工作中容易出现的一些问题和隐患进行有效地解决。在客运专线发展建设的过程中,物资管理工作的有效开展,对于实现对铁路工程项目质量控制和投资管理有着至关重要的意义。物资管理工作开展的过程中,要加强培养和教育,提高物资管理工作人员的思想觉悟水平和业务素质,真正的提高物资管理工作的时效性。 作者:刘连涛单位:中铁十二局集团第一工程有限公司 铁路客运论文:高速铁路客运论文 1精密测量原理及研究 高速铁路精密工程测量技术标准,旨在按照铁建工程的质量要求设计出平面及高程控制网的精度指标,提高行车的稳定性和舒适度。铁轨的几何线形参数应该符合平顺、高精度的设计要求。因此,在测量铁轨几何线性参数时,轨道的内、外部几何尺寸都应该作为被测项目进行严格控制。内部几何尺寸是轨道的轨向、轨距、水平以及轨道纵向高低和方向的参数,这是铁轨自身的几何尺寸。外部几何尺寸,顾名思义,是指轨道在空间三维坐标系中的坐标和高程。铁轨内、外部几何尺寸的测量实际是对轨道的相对定位和绝对定位。为了达到平顺性的要求,铁轨必须采用高精确度的几何线形,一般控制在±1mm~2mm以内。测量控制网的精度,在进行线下工程施工放样的过程中,应该兼顾敷设铁轨时的精度指标,尽量缩小铁轨几何参数和目标位置之间的误差。这就要借助由各级平面高程控制网构成的测量系统来逐步实施。另一方面,要严格参照铁轨勘测、施工和运维规范布置精密测量控制网,以确保铁轨的各项技术参数符合线下工程空间位置坐标及高程要求。 2精密测量步骤 应用轨检小车的传感器、全站仪、0级轨检尺,配合计算机和无线通讯系统,按精度指标测定轨向、轨距、水平、高低等技术参数,对铁轨的实际位置进行精确定位。 2.1工艺流程 2.1.1工前检查观测轨检小车每一次离轨并重新上轨时的运行状态,将轨距测量轮松开,对超高测量传感器进行微调。 2.1.2精测过程 ①调入与管段相关的测量控制点和线性要素数据文件,备作后用。 ②设定全站仪自由设站点的坐标、方位及横轴中心高程。轨检小车距全站仪10m~70m。通过前后各三对连续CPIII(CPIII控制网又名基桩控制网,是高速铁路测量最基本的控制网)基标上的棱镜,自动平差、计算确定位置。按指定方位调整测站位置,使之能够对后方两对控制点进行交叉观测。建议布置2台全站仪备用,尽量缩短测量时间。 ③根据观测结果设定轨检小车上棱镜的绝对位置X、Y、Z。 ④全站仪在轨检小车移动到下一测点时,自动照准、施测,并自动记录轨检小车移至该点的钢轨的精确坐标。 2.2注意事项 ①在视域开阔的环境中开展精密测量工作。精测所用设备精密度非常高,白天外界温度及日照条件都可能使精测数据产生误差,因此建议轨检小车夜间作业。 ②仪器应架设轨道中心于小车棱镜在一条线上,避免光学折角产生的误差影响。 ③安装精测系统时,切忌在必须被拧紧的部位安放瞄准器等零部件。 ④轨道内侧的轨距测量轮重约12kg。安装轨检小车传感测量轮时,测量轮一定要完全脱离轨道,现场人员要注意安全。 ⑤严禁使用轨检小车运载重物,以免破坏车体,降低其测量精度。 3精密测量时的精度控制 在现场作业时,必须严格控制测量精度,比如测量仪器误差、设站精度等,以确保所测数据达到精度要求。3.1控制仪器误差按照精测要求,选择精度等级较高的全站仪施测。全站仪测角标称精度≤1°,测距标称精度≤2mm+2ppm。全站仪先校准再使用。施测前,先在仪器中设定气压和温湿度,实现测量中的气象改正。3.2控制设站精度根据现场条件,采用8~12个控制点自由设站,即便现场条件不允许,也必须选择6个控制点,按照“盘左一遍,盘右一遍”的标准,至少完成一个测回。自由设站后,在具体结果中,对每个测站的精度和该测站所用CPIII控制点位相对精度进行控制。假设某一控制点的X、Y、H其中误差精度出现了大幅度的偏差,须立即诊断原因,剔除平差,若精度不够,需要进行补测。检查发现现场控制点点位发生位移或破损,应剔除该点。 4精密测量技术未来发展方向 最近几年,精密测量技术发展迅速,测量成果喜悦。随着光机电一体化、系统化的发展,光学测量技术有了迅速发展。利用光学原理开发的非接触测量机及各种装置非常多。如非接触三坐标测量系统Zip250系一种高速、高精密、高刚性新型测量机。载物台额定载重量25kg,X、Y、Z刻度尺分辨力均为0.25μm。整机装配了DSP处理器和CCD摄像机,充分满足了高速图像测量及处理要求,并且能够和接触式测头配合施测。比如,在线路测量时,通过这些仪器可实时测量并显示所测信息。就目前来看,在铁建工程中应用精密测量技术,无论从技术角度还是从经济角度,都具有非常好的前景。在未来社会,精密测量技术还可以应用到各个领域,其发展方向为:一是测量精度从微米级向纳米级延伸,逐步提高测量分辨力。二是测量范围由点及面,也就是说精密测量会从长度方面逐步延伸到形状方面,整体测量精度大幅提高。三是继图像处理技术在精测工程中成功应用后,会有遥感技术等许多新技术不断涌现,将大大改进测量精度。四是随着标准化体制的确立以及测量不确定度的数值化,精测的工艺流程将逐步细化,精确度也会逐步提高。 5结论 在全国铁路大提速的建设要求下,高速铁路线路测量系统的科研攻关力度不断加大,对改善铁路客运服务质量来说意义重大。笔者基于精密工程测控要求,对高速铁路线路精密测量的方法和原理进行了详细的分析。为了进一步提高铁轨测量精度,使其线性参数达到高精密度指标,从构建控制网开始,到精调作业,期间的每一个环节都要严密布控,按规定控制测量偏差,确保铁路安全平稳地运行。 作者:王江单位:中国中铁航空港集团第一工程有限公司 铁路客运论文:防洪影响铁路客运论文 1壅高影响补偿措施 该桥位附近浦阳江的防洪标准为50a一遇高水位10.16m加安全加高0.80m得10.96m。根据浦阳江该堤段的设计施工图及2013年12月实测的地形资料,浦阳江左岸堤顶(防洪墙)高程在11.05~11.10m,右岸为10.95m左右,基本达到了50a一遇防洪标准,建桥使水位抬升约0.02m左右,控制在堤顶安全超高的10%以内,在左岸已建有0.20m左右防洪墙、右岸也建有1.00m高防洪墙的现状情况,可暂时不考虑对堤防进行加高补偿。根据浦阳江治理工程规划,因桥梁工程建设引起的水位壅高可考虑在下一轮堤防建设或者维护整修时考虑。 2堤脚冲刷补偿措施 桥址断面的冲刷幅度较大,桥址断面的冲刷直接影响河势的稳定以及河道两侧堤防的安全,需采取一些有针对性的预防措施。考虑到桥墩对堤脚冲刷的影响以及与主流的关系,边墩离堤脚距离宜为边墩宽度(直径)的3~4倍。以减少桥墩冲刷坑对堤防稳定的影响。桥墩应避开主槽,既有利于通航,也有利于河势稳定。对于桥位断面及其下游河段受冲刷影响的岸滩应采取防冲措施,以确保堤防的安全。采用抛石保护是比较切实可行且经济的措施。在桥位断面下游约120m的冲刷范围内进行抛石护堤脚,根据现状水下地形状况,可在堤脚前沿预堆抛石防护层至高程4.0m,面宽8m,平均每延米需抛石约30m3。同时要求,建桥后加强对桥墩局部冲刷观测,发现问题及时采取补救措施。 3施工期破坏修复 由于浦阳江特大桥桥墩离堤防较近,施工时会引起堤防护面、堤顶等部分的局部损坏,根据桥梁施工的实际破坏情况,桥梁施工期对外坡护面、堤顶路面等局部造成的破坏进行补偿修复。对右岸建有堤防的桥墩下游侧堤顶路面采用沥青修复,长度140m,桥墩处堤防外坡干砌块石护面局部损坏进行修复,长度为57m。 4结论和建议 沪昆铁路客运专线萧山特大桥桥墩占用浦阳江水域引起该河段50a一遇洪水位壅高约0.02m,水位壅高在堤顶超高值的10%以内,且现有堤防高程仍然满足设计高程,对水位壅高值带来的防洪影响可暂时不补偿,待下一轮堤防建设时考虑。桥墩占用河道水域引起最大冲刷深度达3.5m,可通过底脚抛石防冲进行补偿。桥梁建设施工期引起的堤顶路面以及护面的破坏应纳入工程补偿措施。桥梁桥墩占用河道过水面积占整个行洪断面的6.5%,建议调整线路桥墩布置,减少桥墩占用该河道的桥墩数量、桥墩形状,使桥梁的阻水面积控制在5.0%以内。 作者:陈立军杨柏焕单位:杭州市萧山区浦阳江流域管理处杭州市萧山区义蓬街道办事处 铁路客运论文:严寒地区铁路客运论文 1施工过程需要注意的问题 箱梁的作用主要是承受桥梁的重量,箱梁之间主要是由混凝土连接的,没有接线与隔板阻挡,所以箱梁的整体性不高。在东北严寒地区,预制箱梁一定要把加强箱梁质量的工作放在第一位,由于箱梁各个部位的厚度不够,在施工过程中很容易出现失误,所以施工的过程中一定要注意改进相关技术,对施工人员的技术也要多加培训,使其在建造箱梁的时候能依据不同的气候温度注意创新与改进。 2东北严寒地区铁路客运专线大吨位施工的特点 东北三省的特点是冬季较长,并且温度非常寒冷,属于我国最冷的地区之一。所以其铁路客运专线的路基由于受到周期性的环境影响,路基很容易出现冻胀的情况。而到了温度上涨的季节,路基上半部分的土地开始融化,下半部分却还是冷冻的状态,使得这两层之间出现了格挡,而这种缺陷很容易使工程出现问题,但是这种气候的影响情况却很难得到解决。由于这种气候的影响,使得东北很多地区的土质并不理想,这些土质在铁路客运专线周围分布的很广,这会使得路基出现下沉的情况,必须对这部分松土软土进行处理,才能保证铁路客运专线大吨位箱梁的施工可以顺利的进行。东北严寒地区另一个影响预制箱梁的因素是排水工程,由于天气比较寒冷,如果不注意排水的话,很容易使影响土质,发生冻害,影响工程施工进度,并且对预制箱梁造成更大的难度。 3预制箱梁施工关键技术 3.1模板工程施工技术 在预制箱梁的过程中,要保证箱梁的尺寸大小统一,所以在选择模板的时候,一定要注意选择那些刚度、强度比较好,而且稳定性能比较高的模板,这样的模板相对比较容易安装与拆卸,这样可以缩短工程施工的时间,并且比较省力,可以有效提高员工的工作效率。最后选择的模板要注意满足设计的要求,有允许一定的误差范围便于修改。 3.2张拉台座 20m箱梁设计23根φj15.24钢绞线,单根张拉力195.3KN,整体张拉力P=195.3×23=4491.9KN。重力式台座一般适用于1000~2000KN的张拉力,就张拉力而言,槽式台座较合适,但不利于大型钢模的拆装。故采用重力式和槽式组合台座,即在重力式墩之间设传力柱,并设横向联系。传力柱一部分埋于地下,另一部分作为预制箱梁的底模的基础。这个方案同时解决了地基较软,箱梁自重大,松张起拱容易压坏底模的问题,而且省去了底模基础,节约了成本。 3.3混凝土施工工艺 由于箱梁混凝土为耐久性混凝土,对原材料要求高,按标准及技术条件的要求对水泥、粉煤灰、外加剂、砂、石、水进行检验,以满足箱梁的各种性能要求。混凝土施工配合比由试验室提供,按批量测定混凝土工作度,以便及时对混凝土进行调整。采用混凝土输送泵配合液压式布料机连续灌注,一次成型,灌注时间为6h,振捣以插入式振捣棒为主,附着式振捣器为辅。每层混凝土的浇筑高度不超过30cm,混凝土从梁腹板两侧对称下料,新旧混凝土间隔时间一般不大于混凝土的初凝时间,同一断面混凝土灌注顺序为先腹板根部后底板,再腹板上部,最后顶板,由一端向另一端进行。蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温4个阶段。升、降温速度不得大于10℃/h。当混凝土达到张拉强度和弹模要求后开始降温。拆除保温设施时,保证混凝土温度与环境温度之差不超过15℃。整个蒸汽养护过程采用3台多点全自动报警测温仪分别对梁体芯部、表层、环境温度进行监控。蒸汽养护完成拆模后,为防止混凝土表面开裂,对箱梁顶面洒水并覆盖养护,侧面涂刷养护剂保水养护。 3.4张拉施工工艺 箱梁张拉分几个阶段进行,即在制梁台位上进行预张拉和初张拉,在存梁台位上进行终张拉。预应力张拉采用两端整体张拉,双向控制法,以张拉力为主、伸长量作为校核。张拉时,应按“对称、均衡”原则进行,相同编号的钢束应左右对称进行。在第一跨箱梁张拉时要对锚头、孔道等引起的摩阻损失进行实际测定,根据实测结果计算张拉控制力,并与设计单位协商进行修正。 4注意事项 4.1模板 箱梁制定的过程中,模板的选择很重要,并且在按照模板的过程中,要注意箱梁之间预留缝隙,预留压缩量,并且施工人员在操作的过程中要将侧模的中线位置确定好。 4.2钢筋和钢件 钢筋绑扎时要预留振捣点和各种预埋件位置;各种U形筋制作时要取负误差,以确保钢筋保护层厚度;与预埋件、通风孔、泄水孔、锚锭板发生冲突的钢筋,在下料加工时就要考虑调整,改变其尺寸,同时预埋件胎具要加大预留孔;安装支座预埋钢板时要控制好高程,规范要求4块板之间高程误差允许为1mm。 4.3混凝土浇筑 要保证箱梁的质量,就必须选用高效能的混凝土,并且要依据混凝土不同的浇灌位置,并且结合东北地区的严寒的天气选择不同的坍落度。由于东北地区气候非常寒冷,在浇灌箱梁底部时,混凝土坍落度要较上部调大一些。将混凝土倒入模板时,要将混凝土的温度调的稍低一点,而且不能选择温度较高的天气浇灌,混凝土的试验结果没有出来,则不能将其导入模板中,可以安排工作人员检查模板底部浇筑的混凝土是否合格,要保证其呈现饱满的状态。 5结束语 综合所述,东北严寒地区铁路客运专线大吨位预制箱梁施工的影响因素注意是天气,要注意排水,防止土质发生冻害,预制箱梁施工的关键技术主要是模板施工技术、张拉台座技术以及混凝土施工技术以及预应力施工技术等。提高箱梁的施工质量必须不断完善这些工艺技术,这就对施工人员的素质与水平也有了更高的要求,只有不断的改革与创新,才能是箱梁更适应严寒的气候。 作者:高辉单位:中铁建大桥工程局集团第一工程有限公司 铁路客运论文:基于优化设计的高速铁路客运论文 1“空间句法”理论是由英国伦敦大学的比 尔•希列尔(BillHillier)教授及其领导的小组,经过近20年的不断探索和研究,在20世纪70年代末形成的一套完整的空间型态构成分析技术。空间句法理论结合相关软件进行分析,可以得到空间深层的句法特征值,用于评价空间组织的合理性。空间句法可以运用构形关系分析所有空间元素,包括点、线、凸空间和视域范围。以一套普通住宅户型平面分析为例,空间句法模型的建立流程可以简述为以下三步:(a)将平面进行空间尺度划分与空间分割;(b)建立小尺度空间连接图;(c)形态分析变量计算(通常将集成度通过颜色分级显示,颜色越深的线所代表的空间集成度越高)。空间句法中包含有多种分析变量,其中最基本的有五种分别是:空间的连接值,控制值,深度值,集成度,以及智能值。 2空间句法理论在高速铁路客运站内部空间组织研究中的适用性 高速铁路客运站的内部空间巨大,功能多样,人流混杂,设计者在处理这类大型交通建筑时,通常只能依靠前人的成功案例和自身的实践经验,遵循规范进行设计,由于在人流组织和空间组构的合理性方面缺乏足够的经验,势必会造成一些误差。将空间句法理论应用于高速铁路客运站内部空间组织的分析时,从五个形态变量中提炼出集成度和智能值这两个主要指标,用以量化评价空间的可达性和可理解性:集成度越大,说明各空间的紧密程度越高,空间布局越紧凑,使用者来往其中就越方便;智能值越高,说明空间易于被认知和理解,使用者在空间系统中就不易迷失方向。空间句法的分析方法,通过对空间的可达性和可理解性的量化解析,加之其自身具有的实证性与预测性,应用于已建成的高速铁路客运站中,可以总结经验指导此后类似的设计;应用于方案分析阶段,可以帮助认知空间组织的合理性,预测方案的实际效应,避免客运站建成后无法弥补的设计偏差。 3基于空间句法理论的高速铁路客运站内空间组织分析方法 本文运用空间句法的分析方法对高速铁路客运站内部空间旅客流线进行分析,由于空间句法只适用于分析同一平面上的连续空间,因此只对建筑主体的站房部分进行分析。具体分析过程如下:(1)将各层平面图简化,留下墙体与空间的图底关系;(2)由于分析的对象是客运站内部空间的流线,故运用轴线分割法将各层平面进行空间尺度划分;(3)结合GIS软件计算出各轴线的连接值和集成度,再运用SPSS统计软件得到空间系统的Rn-Cn关联图(集成度integrationvalue和连接值connectivityvalue的关联图)及智能值;(4)根据上述结果,重点对进、出站旅客流线,以及进站厅、出站厅、候车厅和售票处等主要功能空间的集成度和智能值等进行分析,最后归纳出高速铁路客运站优化后的空间组织模式。 4实例分析——以广州南站为例 广州南站为华南地区的高速铁路综合客运站,包含有地铁、公交车、私家车、出租车以及城际巴士等多种交通转换方式的到达站点,城市人口规模大,日均旅客流量达到74000人次,空间的立体式布局亦具有全国站性客运中心的代表性,故本文以广州南站为例,通过空间句法的方法对其空间组织进行分析。 4.1广州南站空间组织现状分析由于本文篇幅有限,本文只选择高架层作为案例进行分析。以空间轴线为基本要素,遵循空间句法理论用最少且最长的轴线覆盖整个空间系统,并且穿越每个凸状空间的原则,将广州南站的高架层平面分别进行空间分割,高架层平面分割为75条轴线。通过平面轴线分割图的图面分析,结合GIS软件计算出各轴线的连接值和集成度,得到高架层平面的空间轴线特征值。将数据导入SPSS统计软件,得出空间系统的Rn-Cn关联图(集成度integrationvalue和连接值connectivityvalue的关联图)及智能值。可以发现:高架层的智能值只有0.330,由于安检口将候车厅和东西出入口完全分隔开,导致进入高架层的人流被阻隔,影响了本层空间整体的智能值。但是候车厅内部开敞的大空间中,各轴线连接值与集成度的正比关系较强,即连接值大的空间集成度也大,因此候车厅内的连接性较好。 4.2广州南站空间组织优化设计与验证根据上述分析,对广州南站的高架层进行优化调整,为了加强入口空间和候车厅之间的联系,将安检口的数量增加,并与候车厅的主要通道对应设置,减少由入口区到安检口的空间转折,有效提高了入口区域的集成度,优化后,东入口的主要轴线由边缘单元变为中间单元,并使整层空间的集成度和智能值都得到了提高。优化设计后空间轴线的平均连接值由3.41上升为3.48,平均集成度由1.64上升为2.08,平均智能值由0.33上升为0.362,这说明各方面的指标都有了显著地提升,优化设计取得了良好的效果。 5结语 本文通过理论研究与实例分析相结合的方法,对高速铁路客运站的内部空间组织进行研究:首先,通过对高速铁路客运站功能和流线组织的一般规律进行梳理,再引入空间句法的分析方法,完成了对高速铁路客运站内部空间组织的量化分析。在分析过程中,提取空间句法中的连接值、集成度和智能值这三个评价指标来量化分析空间的可达性和可理解性。连接值和集成度越大,说明各空间的紧密程度越高,空间布局越紧凑,使用者来往其中就越方便;智能值越高,说明空间易于被认知和理解,使用者在空间系统中就不易迷失方向。利用这三个评价指标可以评价高速铁路客运站内部空间组织的合理性,准确找出可达性高,可理解性好的位置,预测人流的运动模式,再对不合理的位置进行调整,达到优化客运站平面布局的目的。 作者:李哲石磊高视之单位:中南大学土木工程博士后流动站中南大学建筑与艺术学院 铁路客运论文:视频安全监控系统下的铁路客运论文 1视频安全监控系统的有效功能 1)具有现场监控功能。 全天候对客运售票、进出站、站台组织、平交道口等关键岗位进行适时监控,发现生产过程中存在的违章违纪现象,及时纠正,降低了较大生产事故发生的可能性。 2)具有调查取证功能。 对旅客和铁路工作人员之间的票款交易、服务过程进行记录并储存,一旦发生纠纷和事故,方便调查取证,还原真相,有助于实事求是的处理问题。 2客运视频安全监控系统的主要效果 1)旅客投诉及违章作业明显减少。 一线人员文化层次、脾气秉性、工作态度各有不同,现场远程视频监控的设置,施加了强大的心理压力,在很大程度上提高了职工的责任心、自控力和工作积极性。 2)管理监督效果明显提高。 监控系统通过不同客运生产处所的摄像机,将现场的视频画面集中传送到监控室,管理人员不用亲临现场就能同时对多处生产现场实时监督和管理,真实掌握一线客运职工的工作动态,监控效果更为明显,提高了工作效率。 3)便于调查和明确事件主体责任。 由于生产过程录像被存储备份,即使发生了一些不可预测的服务纠纷、物品被盗、运输安全事件,也便于在发生以后第一时间内还原真相,明确主体责任,找出发生的原因,快速解决问题,避免今后类似事件的重复发生。 4)降低客运管理成本。 远程视频监控减少了客运专业人员的劳动强度,节省了大量的外出费用,同时也可以节省工作时间,有效降低了各种支出成本。 3视频监控系统在现实应用中存在的问题 1)硬件建设范围不普及。 虽说建立了部分客运视频监控系统,但实事求是的说,该系统还处于初级阶段,离全方位、立体化监控还有很大差距。主要表现在:在担当的客车上、客流量较小的客运站以及客运站一些偏远关键岗点还未纳入视频监控系统;视频安全监控系统的画面质量、音频效果还需要提高。 2)监控队伍知识不熟练。 在现实中,客运使用人员对监控系统原理、设备构造知识掌握少,操作、维修能力不强,一旦发生设备问题,不能及时解决,恢复正常;维修主管人员客运专业知识不了解,对监控关键岗位、人员、时间把握不准,日常维护维修有时影响正常使用。 3)设备管理体系不完善。 铁路视频监控系统涉及众多业务部门,包括公安、运转、客运、货运等部门。由于专业分割明显,关联度较低,功能侧重点也不同,加之投资采取“谁投资、谁负责”的原则,因此网络互联不充分,资源不能进行最大化整合,共享程度不高。同时监控方法不科学,主动性差,侧重事后监控。 4视频监控系统在客运管理实践中的有效应 视频监控系统只是为客运管理提供了一个平台和手段,其效果的发挥最终还是要依靠各级管理人员和监控人员的主观能动性。 1)建设一系列完整的视频监控系统。 客运视频监控系统尚处于初级阶段,系统建设还很不完整、完善。当务之急是提高科技保安全意识,开拓思路,加大投资。要联合信息管理部门,组织开发担当客车车内、车外视频监控系统,对车内秩序、车门管理、乘务室、行李架码放、车外两侧进行全天候监控;对所有客运站站台、进出站通道、查危作业以及客运站的平交道口等偏远、关键岗位安装视频监控系统,实现全方位监控;联系调度监控室,进行沟通协调,实现与行车安全监控系统的并网,统一管理、协调、合作,实现立体综合监控。 2)打造一支精练的视频监控队伍。 有了先进的视频监控设备,并不一定有先进高效的客运管理成绩。这就要求我们对操作视频监控系统的工作人员进行视频监控系统的有效及时的培训。只有我们工作在一线的监控工作人员业务精通、责任心强,才能在我们的实际监控工作当中掌握监控操作技巧,善于发现各种问题,并且及时纠正各种违反我们铁路管理制度的行为,使我们的视频监控系统充分发挥先进的,科学的管理作用。 3)建立一套科学的视频监控方案。 要对所有客运站、担当客车进行实时监控,工作量很大,如果不建立一套科学的监控预案,不仅监控人员忙不过来,而且监控效果也犹如大海捞针,不能随时掌握和发现问题。因此还要建立一套科学、合理、适合现场实际需要的监控方案。比如,不同客运站监控重点不一样,客车、客运站监控内容不一样,对恶劣天气下的监控要求不一样,对关键岗位、关键时间段的监控频率不一样,对重点车站、重点人员的监控要求也不一样等。在制定监控方案中要注意掌握监控规律,提高监控效率。 4)形成一条环环相扣的管理链条。 要建立专门组织机构,明确职责范围和岗位程序、标准。要建立视频监控系统使用管理办法,包括系统管理、使用、量化指标及考核、系统维护、资料保管等内容。实行监控日志制度,监控中心在监控过程中发现客运人员违章行为,除第一时间向当事人发出警示信息外,还要向所属车站、车间值班干部通报,以便及时消除安全隐患。同时还要将当天所有客运违章行为、设备的不正常情况汇总,书面通知业务科室和值班段领导。车站、车间接到违章通知后,及时整改并反馈有关信息。建立视频监控系统基础资料,包括例会总结分析制度、提前预警制度等,通过这种环环相联的管理链,保证现场违章行为得以及时发现和查处纠正。 5结语 视频安全监控系统对于我段来说是一项重要的安全管理的手段和方法,通过我们的应用,的确在规范作业、纠纷处理、事故调查等方面收到了良好的效果。但是我们也清醒的认识到视频安全监控系统的功能还没有充分发挥出来,还需要我们在视频监控系统的新技术的应用上不断探索,还需要加强创新管理的方式。只要不断地去实践和总结,视频安全监控系统一定能够为旅客运输整体工作带给更大的安全保障。 作者:赵进军刘立宾单位:邯郸车务段客运室邯郸车务段内邱站
建筑工程绿色节能施工篇1 绿色节能施工是指在工程建设中,在保证质量、安全等基本前提下,通过科学管理和技术进步,最大限度地节约资源与减少对环境负面影响的施工活动。绿色节能施工的主要作用是实现“四节一环保”,即节能、节地、节水、节材和环境保护。近年来,绿色节能施工在建筑工程中得到了广泛的应用。 1在建筑工程中应用绿色节能施工技术的重要性 1.1降低项目施工成本,改善生态环境 建筑企业在工程建设过程中应用绿色节能施工技术,不仅可以提高自身的经济效益,还能够对生态环境起到保护作用。在建筑工程施工过程中,绿色节能施工技术的成本非常低。在绿色节能施工技术的支持下,建筑企业能够对施工材料进行多次利用,从而提升项目的经济效益。目前,建筑施工质量有所提高。但是,建筑施工过程中存在严重的生态环境问题。例如,施工产生的大量污染物会破坏生态环境;建筑能耗过大,在一定程度上造成了资源的短缺。绿色节能施工技术主要是应用一些节能环保材料进行建筑施工,不仅能有效减少建筑工程建设所产生的污染物,还能够解决不可再生能源短缺问题。因此,在建筑工程施工过程中,建筑企业要积极应用绿色节能施工技术,满足社会和群众对节能环保的需求,推动自身的转型升级。 1.2提高建筑工程质量 绿色节能施工技术的使用可以提高整个工程项目的施工质量。绿色节能施工技术通过科学合理地解决施工过程中所遇到的问题,转换传统建筑理念,在一定程度上保证了建筑结构的安全性和稳定性,提高了建筑工程施工的质量和效率。建筑企业应用这项技术,能减少施工过程中一些不必要的成本。与其他技术相比,这项技术的成本较高,但从长远发展角度来看,节能环保技术能够降低建筑企业的生产成本,进一步提高建筑企业的经济效益。此外,随着国内经济水平的不断发展,科学技术的不断进步,目前绿色节能施工技术也越来越成熟,符合建筑工程的施工标准。因此,建筑企业在建筑工程施工中应用这项技术,能够极大程度地提高建筑工程的质量,满足当今时代和社会的发展要求。 1.3提高建筑的美观性与舒适感 随着社会的快速发展,人们对建筑的要求也在不断提高,尤其是建筑美观性和舒适度等方面。建筑企业在工程项目中运用绿色节能施工技术,能够满足人们的需求。例如,在门窗外墙建设中应用这项技术,能够有效增强外墙保温效果,提高人们居住环境的舒适度。另外,绿色节能施工技术属于新兴技术,其能有效提高工作效率,确保整个建筑的美观性,实现建筑与环境相协调,减少环境污染,从而为人们营造非常舒适的居住环境。 2建筑工程中常见的绿色节能施工技术 2.1节水施工技术 建筑工程施工会用到非常多的水资源,用过后的水都会直接排入污水处理装置当中,经过处理后再被排放到外界环境中。这种废水处理方式既会对周边环境带来一定负面影响,又在一定程度上造成了水资源的浪费,不符合绿色节能理念。因此,建筑企业要在建筑工程施工过程中加强节水技术的应用,提高水资源的利用率,减少废水对环境的污染。例如,施工人员不能将基坑降水过程中抽取的地下水直接排放到外界环境当中,而是应将其收集起来,用于搅拌混凝土。施工人员还可以利用收集的雨水来对施工现场进行喷洒降尘或者冲洗建筑设备。此外,钻孔过程中所产生的废水,在经过沉淀、过滤后,可直接用于其他对水质要求不高的施工作业中。 2.2墙体保温节能技术 建筑墙体保温效果对人们的生产生活有着非常重要的影响。建筑工程施工过程中,若墙体保温材料的材质为聚氨酯泡沫类型的塑料,则施工人员可以采用喷涂技术。在实际喷涂前,施工人员要全面了解保温材料的特性,并做好墙体表面清洁工作,确保墙体表面平整且没有任何杂物,避免因墙体和塑料之间出现空隙而影响墙体的保温效果或降低墙体保温材料的使用年限。在墙体保温工作中,干挂工艺在规模较大的商业建筑墙体中的应用比较广泛,这种工艺有着良好的防水功能。但是,干挂工艺的施工成本比较高,且容易受到施工现场各方面因素(如易燃易爆物品等)的影响,在安全性、稳定性方面存在一定的隐患。在实际施工过程中,施工人员一般都会对墙壁进行加厚处理,以此保证建筑物内部温度。绿色节能施工技术的使用可以在原来建筑墙壁厚度的基础上,保证建筑温度不会降低,减少建筑施工成本以及外界因素对施工的干扰。施工人员在墙体保温工作中使用绿色节能施工技术,能够有效保证墙体温度,降低室内渗漏水问题发生的概率,从而提高建筑实际使用寿命。 2.3节材技术 建筑材料成本在建筑工程施工总成本中的占比较大,其也是工程项目施工中最重要的开支。所以,在应用绿色节能施工技术的过程中,施工人员需关注建筑材料费用,合理应用更科学的节材技术,尽可能节约施工材料,提高资源的利用率,降低建筑施工成本。绿色节能型施工材料的使用是节约建筑材料的关键,在实际施工过程中,施工人员需要根据施工现场的实际状况,加大对绿色节能型施工材料的使用,不断对相应的施工工艺以及技术进行改进,对一些可回收利用的施工材料进行整理和保存,从而减少建筑垃圾,保护自然生态环境。施工人员还可以在施工过程中应用可循环利用的建筑模板,在混凝土完全凝固后再对其进行拆除。这些建筑模板在经过一定处理后再保存起来,以供下次使用,这样可以有效节约模板材料。 2.4太阳能技术 太阳能作为一种可再生资源,具有无污染、安全的优点。随着科技的快速发展,国内建筑企业已经开始大量使用太阳能技术,太阳能技术逐渐成为绿色节能施工中不可缺少的一项技术。太阳能技术,是指把太阳的光能和热能收集起来,并且将其转化成其他能量的一种高新科技,这项技术实际上是利用太阳能来完成储存热能和供暖的。太阳能的储存设备安装简单,操作便捷,所以建筑企业经常会利用太阳能技术开展施工工作。目前,国内的太阳能技术水平越来越高,一些建筑企业开始用太阳能来代替传统能源,这能够降低传统能源的损耗,减少资源的浪费,解决燃料燃烧导致的空气污染问题,对我国建筑行业的长远稳定发展有着很重要的现实意义。建筑楼层顶部是建筑结构当中最容易受到自然条件(如光照、雨水、积雪等)影响的部位,所以顶部对防水、保温以及隔热性能的要求较高。如果建筑楼层顶部的隔热性能较差,那么顶部住房就会出现冬天特别冷、夏天特别热的情况。在实际施工过程中,建筑企业可以考虑在顶部应用导热性好的建筑材料,或者在顶部的保温层以及防潮层之间增加一层保温防潮复合材料,以有效提高顶部的保温防潮功能。建筑企业还可以在建筑顶层安装太阳能板,这样可以将太阳能转化为电能,用于楼栋内部的空调制冷或采暖。 3优化绿色节能施工技术的对策 3.1不断开发、利用可再生能源 现阶段,太阳能是最具利用价值的自然资源,这种自然资源除了具备无污染、开发空间大的优点以外,还具有投资效益高的优点。我国很多住宅楼都已经开始利用太阳能热水器,为住宅楼提供所需的能源。风能作为国内近几年来不断开发利用的一种资源,其潜能非常大。但风能在应用过程中对自然环境的要求非常苛刻。在一些常年风力很强的沿海区域,风能的应用较为广泛。目前,一些风力非常强的山区也逐渐开始应用风能。但是,从整体来看,我国的风能开发能力有待提高。所以,建筑企业需要加大对风能的开发和利用,进一步落实绿色节能施工理念。建筑企业还需要加强水能的利用。与其他国家相比,我国淡水资源总量比较丰富,但因为国内的人口数量较多,所以人均淡水资源占有量较少。在这种情况下,建筑企业需要对施工用水进行反复利用,或者将雨水作为施工用水,从源头上节约水资源。 3.2加强景观结构设计 在建筑工程施工过程中,景观结构设计是一项很重要的工作,其对群众居住环境具有直接影响。建筑企业在景观结构设计过程中,要保证景观的美观性、舒适性、安全性和环保性,使其能跟附近建筑融为一体。所以,工程设计师应根据建筑的外观以及工程的实际情况来合理应用节能环保技术。比如,在开展道路景观设计工作期间,设计师要按照道路功能要求来设计景观;在人行道两边种植一些观赏性的植被,对附近环境进行美化,也可在人行道两边种植草坪,降低植被对人们视野所造成的不利影响,减少安全事故发生的概率。 3.3构建节能建筑信息机制 我国的建筑施工水平有待进一步提高。对于一些潜在的风险问题,施工单位通常以预防为主,很少从源头上加以解决。在建筑施工过程中,建筑企业的忧患意识不足,风险监测以及评估工作没有做到位,服务和反馈机制的落实力度不足。信息服务网络以及信息反馈机制的构建,能够帮助建筑企业实现绿色节能技术的发展目标。建筑企业要学习国际先进企业的成功案例,同时根据自身的实际发展状况,组织行业专家以及优秀技术工作人员进行沟通交流,以形成具有一定指导意义的信息机制。 3.4建立循环水泵供暖系统 采暖施工是建筑工程施工过程中的重要环节,许多建筑企业通常都会选用集中采暖或地热供暖的方式,无论是哪一种方式都需要使用热电系统。这不仅会增加不可再生能源的损耗,还会对生态环境产生非常大的影响,不利于我国的可持续发展。循环水泵供暖技术是通过设置循环水池来把雨水和地下水或者废水储存在循环水池中,并将这些水作为热源,对建筑物进行供暖。这样除了能够提高室内取暖效率以外,还能有效控制污水的排放,提高水资源的循环利用率,降低能源损耗。 3.5持续开发建筑幕墙以及门窗节能技术 施工人员在建筑幕墙中使用绿色节能施工技术,可以提升幕墙保温效果,降低保温材料的损耗,减少幕墙传热过程中的热量流失。建筑幕墙的保温效果与保温材料的导热度以及可见光投影比例等都有很大的联系,所以在应用绿色节能施工技术的过程中,施工人员要结合施工中的实际情况,合理选择保温材料,提高节能技术水平。在门窗施工过程中,施工人员需要主动使用绿色节能施工技术,制订有效的施工计划,优化设计方案,应用节能环保型的门窗材料,这样在提高建筑质量的同时,还能降低材料的损耗。 4结语 随着社会的进步,绿色节能成为国家、建筑企业和人民群众共同追求的目标。因此,建筑企业要大力发展绿色节能施工技术,加强技术创新,使建筑施工符合绿色发展理念,推动自身的转型升级,保障社会的可持续发展。 作者:朱琳 单位:甘肃第三建设集团有限公司 建筑工程绿色节能施工篇2 1在建筑工程中应用绿色节能施工技术的意义 1.1降低施工成本,改善生态环境 建筑工程领域的绿色节能技术应用是行业现代化、可持续发展的必然要求,因为绿色节能施工要求下,建设单位要求施工企业尽量要通过先进绿色节能技术的应用来减少施工中的资源和能源消耗,通过新型环保材料的应用来实现帮助建筑工程项目实现经济、社会和环保效益的目标。从资源能源利用的角度,绿色节能技术的应用可以使得整体的施工成本得以降低,从根本上避免资源不合理利用所造成的能耗,最大程度上实现工程现场环境的保护。此外,因为可持续背景下建设单位最好能够实现各种材料的循环利用,也就节约了部分的材料费用,对工程经济效益的提升极为重要。 1.2提高建筑工程质量 在工程领域,绿色节能技术属于新的技术,在工程建设领域的应用可以促进工程质量目标的实现,发挥各种的技术优势。绿色节能技术是在传统施工技术基础上的改良和创新,因为从节能性和绿色性的角度进行了技术创新,也就克服了传统施工技术下的诸多限制,从根本上转变工程理念的同时也提升了整体结构的质量,兼具多方面的工程效益。因为绿色施工中非常强调施工的细节处理,也就保障了项目实施的规范化,在整个建筑工程领域,建设单位保持着较大的竞争力。 1.3提高了建筑工程的美观性和舒适度 绿色节能施工要求下非常强调门窗、屋面等的节能环保性,因此,建设单位在项目实施的过程中,需要与设计单位和施工单位协商,在满足基本美观性和舒适度的基础上,也需要重视各种节能技术的应用,不仅使得不同主体和部门之间的配合性和协调性有所增强,更是使得工程项目的功能效益得以提升,整个建筑工程可以与周边的环境保持高度的协调性和一致性。 2现阶段绿色节能施工存在的问题 2.1资源不合理消耗 虽然当前的建筑工程市场上,人们对绿色节能的关注度显著提升,但部分工程企业由于缺乏对建筑节能环保性的关注,在一些施工作业开展的过程中依旧存在着资源的不合理利用情况,导致资源浪费并未完全消除。因为建筑工程项目实施中的资源需求量和消耗量是非常庞大的,如果要保障工程项目实施中资源的合理利用和配置,建设单位与施工单位、设计单位等需根据工程建设的总体要求,做好全面的资源规划,确定每一个施工环节的资源利用指标,在后续的项目实施中,严格执行资源规划中的相关规定。但就当下的工程项目来看,建设单位并未就工程资源开展全面的规划,项目实施中常常会将一些钢材、设备设施等随意堆放在工程现场,导致整个现场的布置混乱,施工作业无法高效开展。 2.2没有建立完善的管理制度 现阶段,随着国家对建筑行业绿色化发展的重视,有关部门陆续出台了相应的实施准则和评价标准,这些准则和标准的出台给项目实施中的绿色节能技术选择和应用提供了切实的指导[4]。虽然建设单位在建筑工程项目实施中与其他主体就节能绿色施工达成了一致性意见,但在绿色节能技术的实施过程中,并未建立起完善的管理制度,缺乏相应的制度指导和约束,有关的标准和准则缺乏有效的考核,影响了建设单位绿色化目标的实现。因为建筑工程项目的总体规模庞大,涉及的施工流程和要素繁多,项目实施中常常会受到诸多因素的干扰,尤其是管理制度的不完善,导致各个工程部门的绿色节能施工缺乏制度约束,常常存在着不规范的施工行为。 3绿色节能施工技术的应用 3.1门窗节能 整个建筑工程项目实施中,门窗施工的技术难度相对较大,主要是由于门窗处于建筑结构中的特殊部位,保温施工相对困难,尤其是对外窗而言,如果建设单位没有就热交换进行相应的意见交换和处理,可能会导致过多的热量从外窗散失。门窗热量损耗的影响因素相对较多,多以传热系数、气密性、窗墙面积比为主,为提高门窗节能环保性,建设单位需从这些影响因素出发。门窗节能技术的应用可以使得门前的隔热能力和气密性都有所增强,减小对流作用下的热损耗。根据开启方式的不同,门窗包含了推拉窗、平开窗和固定窗,三者相比较,推拉窗和平开窗的对流交换现象非常明显,如果从节能性的角度出发,因为固定窗是直接在墙体中进行窗框设置的,也就可以使得其节能效果可以达到预期。但如果要从传热系统的角度来分析,窗户传热系统要远远超过外墙传热系统,如果要达到良好的节能效果,在满足室内通风和采光的要求下,建设单位需注重对窗墙比例的科学控制。整个建筑的节能性还与窗墙面积比、朝向有着直接的关系,由于这些影响因素的存在,建设单位在项目实施时,需加强对窗户朝向的规划。现阶段,随着人们对建筑节能环保性关注的提高,市场上包含了越来越多的节能材料,断热铝材、塑料型材等均是门窗施工时可选择的节能材料,其中,断热铝材因为其节能性非常好,在当下的建筑市场上应用最多。 3.2光照节能 太阳能资源属于清洁能源,是当前节能环保领域应用最多的能源,在建筑工程项目的实施过程中,建设单位应加强对太阳能资源的利用。从节能环保的角度出发,太阳能在建筑工程中的应用,除了可以给建筑提供足够的热量外,还可以为室内提供一定的自然光源,在利用太阳能实现节能时,要将太阳光伏组件设置在屋顶,通过该组件可以将太阳能向电能转化,满足了人们的用电需求。此外,太阳能资源利用中,还表现为太阳能热水器,通过分户式太阳能热水系统的安装,可以给人们的热水使用提供便捷。 3.3墙体保温节能 建筑工程结构中的墙体面积非常大,墙体的能耗非常高,因此,绿色节能施工要求下,墙体保温节能也尤为重要。传统的墙体保温下,主要是通过抹灰、涂抹保温材料、贴合保温材料等方式来提高墙体保温性能的,这些保温处理方式下,随着建筑工程使用年限的日渐延长,保温材料受到外部环境因素的侵袭,出现了开裂、老化等问题,整体的保温性能大大降低。而在当下的节能施工下,墙体保温节能技术不仅有了一定的发展,可选择的墙体保温材料也越来越多,尤其是外墙保温性能的提升使得人们在室内对空调的依赖性大大降低,节约了空调使用时的能耗。近年来,随着建材市场的快速发展,内外墙节能材料的出现克服了传统保温处理的限制,尤其是空心砖在承重墙中的应用不仅提高了结构可靠性,更是使得整体的保温性能得以增强,能耗大大降低。 3.4屋盖保温节能 屋盖同样是建筑工程结构中的重要构成,这一结构相对特殊,因为屋盖是光照时间最长的,且受到了雨水的严重侵蚀,因此,无法的节能设计尤为重要。在很多的建筑工程项目实施中,人们往往会将屋盖设计出一定的角度或者圆形,这些特殊形状的屋盖可以有效对部分的太阳辐射光起到一定的遮盖作用,实现对室内温度的科学调节。为提升屋盖节能性,屋盖设计时最好选用导热系数偏小的环保材料。在建设单位条件允许的情况下,还可在屋盖上种植一定的绿植,绿植种植不仅提升了屋盖的美观性,更可以发挥绿植生长的作用,使得太阳光对屋面的辐射度大大降低,提供更为舒适、健康的居住环境。 3.5水资源节约 建筑工程项目实施中的水资源需求量相对较大,再加上给排水同样是建筑施工中的重点环节,在项目实施的过程中,需注意水资源的节约。首先,从项目建设中的水资源消耗来看,材料稀释、工程养护和冲洗都存在着较大的水资源消耗,如果要减少项目实施中不必要的水资源使用,建设单位和施工单位应该从水资源节约的角度,注重水资源的重复利用,对于有严格水质要求的环节,使用特定的水质,但对于一些没有水质要求的环节,就可以使用污水回用等,设置污水处理装置或者雨水收集装置,实现污水和雨水的高效利用。其次,从给排水系统的设计来看,应从节水角度来开展设计,从源头上控制水资源的使用和消耗。传统的建筑工程中多以一次性排水系统为主,系统运行时的水资源浪费严重,如果从节能环保的角度出发,可以进行多层次水循环利用系统的设计来实现生活污水和生活废水的区分,将这些污水、废水完全收集并存储以后,经由过滤等净化处理的中水可被应用植物灌溉、公厕用水,水资源利用率得以提升。 3.6地面节能 随着建筑行业的现代化发展,轻量化成为了建筑工程领域人们关注的重点,部分工程项目在体量减小的同时却面临着严重的能耗问题。因此,针对这一情况,建设单位在混凝土施工中通过保温层的增设,有效控制了地面的热量损失。传统的工程领域,多使用的是复合硅酸盐板等材料,这种保温材料的性质特殊,呈现出明显的遇水膨胀特性,耐久性相对较差,随着时间的延长,该种保温材料出现了明显的地面开裂问题,难以持续发挥其保温作用。近年来,随着建材市场上材料种类的增多,泡沫玻璃等成为了人们更倾向于选择的地面保温材料,这种保温材料的生产是将废旧玻璃作为原料的,在其中添加了一定的发泡剂和改性剂以后置于高温环境下烘焙获得的,这种泡沫玻璃的导热系数小、密度小且耐久性好,在地面保温中的应用优势突出。 3.7固体废料利用 施工现场一系列施工作业的进行伴随着大量固体废料的产生,在当下的发展条件下,因为人们对节能环保性的关注度日渐提升,为有效促进节能减排目标的实现,建设单位在项目实施中应强调混凝土、钢筋等固体材料的循环利用,根据现场所产生的固体废料做好相应的分类,经由再次加工来实现废料的循环利用。 4结语 可持续发展是当下建筑行业关注的重点,各个建设单位在参与建筑工程项目的实施过程中,要将绿色节能的理念渗透到全部的项目实施过程中,注重环保材料和节能工艺的应用,提升建筑工程的综合效益。 作者:陈业 单位:重庆市城市建设土地发展有限责任公司 建筑工程绿色节能施工篇3 1阐述绿色节能施工技术 建筑业的快速发展,对于我国当今社会经济建设有非常好的推动作用。然而,在长时间发展期间,却存在很多能源耗损的情况,建筑企业要加大对工程项目建设期间的合理把控,把控建设全过程对生态环境所造成的不利影响。所谓的绿色建设,则表示工程项目施工期间需要制定更加科学的施工方案,保证每一项资源都能得到有效运用,降低工程项目建设期间所造成的环境污染等危险,满足长远稳定发展的预期目的。建筑行业在发展过程中需要广泛宣传和推广绿色节能施工技术,这样不仅可以将企业在当今市场中的竞争力提高,而且还能达到当今环保的有关需求,还能满足每项资源高效率以及合理的运用,更有利于工程项目与社会、人和自然和谐共处共同发展。 2建筑工程中运用绿色节能施工技术 2.1屋顶节能技术运用在工程中 由于节能减排的大力推广和运用,目前,在国内使用最多的一种节能技术之一就是屋顶节能技术,这种技术的设计工作也是非常重要。由于屋顶建筑最容易受到损害的原因是风吹日晒,先进的环境保护节能技术的设计能够从最佳科学层面对屋顶坡度进行设计,选择的材料可以运用最新的环境保护材料。因为国内南方地区夏季降水量非常大,因此研发了屋顶积水以及储水系统,在雨水非常大的情况下,雨水就会自动进入到蓄水系统,在此之前,需要先通过屋顶的排水系统。日常用水过程中会优先选择使用续集到的雨水,如用这些雨水可以冲刷卫生间等,这样可以节省很多水费,并且也充分利用了雨水,同样是节约能源和降低排放的最优方式。工程项目施工期间,由于需要用到的电能很高,电费占据整个工程项目费用的很大一部分,所以,环保节能技术更有利于建筑有关部门处理和设施建设环节的电费有关问题。近几年,由于我国开始大量运用太阳能技术,住宅楼屋顶的高效太阳能收集系统也是把太阳能转变为电能,从而为建筑物提供所需要的能源。 2.2科学使用墙体保温节能技术 对于建筑物而言,墙体保温功能的好坏很大程度上会对其室内的温度造成一定影响,因此,建设方在开展墙体绿色节能建设过程中,一定要提高对墙体保温施工环节当中的重视度。科学解析保温系统的安装过程,能够将其规划为建筑墙体保温内外侧区域,实际建设期间,若运用墙体外安装保温层的方法,除了在一些方面拓展了建筑物室内的面积,还将建筑物室内的空间使用率提高。在此期间有可能会被外界环境等各项因素所影响,造成墙体保温系统功能的作用在发挥过程中还会被各类问题所影响,若建筑方在室内安置保温系统,尽管可以避免这种系统不会被外界因素影响,但保温效果却很差。由此建筑企业在安置建筑保温系统过程中,一定要根据有关标准和各个区域的实际状况,考虑各个方面内容,采用科学并且满足当地气候和所在地理区域等有关标准的保温系统设置方法。 2.3电气系统节能技术 建筑工程施工过程中,电气系统是其中能源耗损的重要阶段,因此电气系统的节能技术同样至关重要,同时也是减少建筑物能源耗损的重要环节。设计电气系统过程中牵涉到变压器、照明系统以及线路这几个方面。其中,变压器在设计期间一定要选择高导磁的优质设备,运用这种设备的功能将其中能源耗损降低,这样可以减少密闭连接等过程中能源耗损。针对线路设计来说,在此期间的线损是造成能源损耗非常高的重要因素。近几年,建筑物的层数越来越高,间接将电阻和线损加强,造成线路能源耗损情况有所提高。对线路设计过程中,需要挑选一些电阻值很小的导线,并且要尽量将其线路长度缩短,减少线路损失。对照明系统进行节能过程中经常用到的,有以下对策:①使用自然光开展照明。设计过程中电气设计员工需要跟建筑专业进行相互配合以及协调,尽量使用自然光,有利于室内人工照明和自然光的有机结合,这样可以降低人工照明的各项投入。②使用节能灯具。使用高效的电子镇流器以及电子变压器等,当做公共场所的照明设备,同时还要运用无功补偿的灯具,从而减少能源的耗损情况。此外,还要适量的使用太阳能等可再生能源,使用这种能源能够有效将建筑电气当中的能源耗损情况降低。 2.4门窗施工 对建筑门窗开展节能设计是一项很重要的工作内容,门窗的紧密性好坏直接会对热损耗造成一定影响,因此,需要将这项工作的有关设计做好。对门窗进行设计过程中,最重要的就是科学选择材料。目前,在快速发展的高功能材料和新型材料,在这个方面有着非常关键的推动作用。①选择门窗材料期间,需要合理把控热传导系数,内容比较低的导热系数的材料,更有利于开展隔热和保温操作。因此对材料进行选择期间,需要对这方面进行性能测试,选择最适合的材料,这样才可以将其性能提高。②所选择的门窗玻璃材料也会对建筑物的采光以及透光功能等造成一定影响,这就要求节能设计过程中,也要对这些因素进行全面考虑。现阶段住宅楼内里使用最多的就是真空玻璃,这种玻璃在隔热系数和透光方面有着非常显著的优势,跟住宅楼的整体融合性也非常强。其次,设计门窗期间,具体的参数还要开展更加准确的测量和设计,在尺寸方面的误差会造成门窗的结构缝隙之间无法把控,同样会对后面工程项目的建设质量造成一定影响。对门窗开展节能设计是一个综合性非常强的全过程,根据其位置,通风采光等各项工作进行协调,将整体的能源损耗情况降低。 2.5在房建施工中积极应用水循环绿色技术 房屋建筑工程当中运用绿色施工水循环技术,这种技术的运用很大程度上能够提高水资源的使用率,达到房屋建筑绿色环保目标。施工方需要严格根据设计标准开展排水管和水落管的铺设建设,从而满足对雨水和污水集中处理,然后运用循环系统对其分别采取对应处理技术运用,处理好之后的水资源为房建绿化进行灌溉,以及道路清洁等提供用水,这样可以将水资源使用率提高,缓解水资源缺乏和社会发展之间出现的矛盾,用这种技术可以达到对房屋建筑工程的绿色发展。 3结语 总之,建筑业作为国民经济中非常重要的一项支柱,绿色节能技术是建筑行业将来发展中的必然趋势。工程项目发展期间,需要科学合理地运用绿色节能施工技术,探寻人和社会、自然等这些元素之间的统一和谐。科学把控建筑工程施工对自然资源的损耗而言,不仅可以将其建设期间对环境所造成的污染降低,而且还能满足建筑工程节能环保的目的,将为人们营造一个健康且舒适的生活、工作环境,推动当今现代社会的健康稳定发展。 参考文献: [1]王辰龙.节能环保技术在土木工程施工中的应用研究[J].建材发展导向(上),2019(9):288. [2]郭延庆.房屋建筑工程中应用绿色节能施工技术的研究[J].消费导刊,2020(4):31. [3]温楚光.刍议建筑装饰设计施工中的节能环保技术[J].装饰装修天地,2019(16):28. 作者:潘传龙 单位:秀山县西川建筑工程有限公司