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優(yōu)化設(shè)計與優(yōu)化方法

時間:2023-05-30 15:13:53

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優(yōu)化設(shè)計與優(yōu)化方法

第1篇

關(guān)鍵詞: GPS工程控制網(wǎng);優(yōu)化設(shè)計;布設(shè)方法

中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:

目前,工程控制網(wǎng)主要應(yīng)用于城市控制測量、軍事工程測量、形變監(jiān)測、礦山、公路、鐵路控制網(wǎng)測量等等,隨著GPS技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用也越來越廣泛。近十年來的實踐證明,GPS測量在工程控制網(wǎng)的布設(shè)中具有效率高、費用低、工期短、精度高等優(yōu)越性。

GPS工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計

1.GPS網(wǎng)精度的評定

對于GPS網(wǎng)的精度要求,主要取決于網(wǎng)的用途和定位技術(shù)所能達到的精度,精度指標通常是以相鄰點間弦長的標準差來表示,即

式中 ——GPS基線向量的弦長中誤差,mm;

——GPS接收機標稱精度中的固定誤差,mm;

——GPS接收機標稱精度中的比例誤差系數(shù),ppm;

——GPS定位網(wǎng)中相鄰點間距離,km。

用于城市或工程的GPS控制網(wǎng)可根據(jù)相鄰點的平均距離和精度參照《全球定位系統(tǒng)城市測量規(guī)程》中二、三、四等和一、二級要求,見下表。

GPS網(wǎng)的主要技術(shù)要求

2.GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計

1).點連式

點連式是指相鄰?fù)綀D形之間僅有一個公共點的連接,所構(gòu)成的網(wǎng)形抗粗差定位能力差,網(wǎng)的幾何強度也較弱。如圖2-1所示。

圖2-1 點連接示意圖

2).邊連式

邊連式是指相鄰?fù)綀D形之間通過2個公共點相連,即同步圖形由1條公共基線連接,用邊連式布網(wǎng)方式布設(shè)的GPS網(wǎng)的幾何強度較高,具有良好的自檢能力,能夠有效發(fā)現(xiàn)測量中的粗差,具有較高的可靠性。如圖2-2所示。

圖2-2 邊連接示意圖

3).網(wǎng)連式

所謂網(wǎng)連式布網(wǎng)方法,是指相鄰?fù)綀D形之間有兩個以上公共點相連接,相鄰?fù)綀D形之間存在相互重疊的部分,即某一同步圖形的一部分

是另一同步圖形中的一部分。網(wǎng)連式作業(yè)強度很高,但作業(yè)效率低。

4).邊點混合連接式

邊點混合連接式是指把點連式與邊連式有機

地結(jié)合起來,組成GPS網(wǎng)以保證網(wǎng)的幾何強度,提高網(wǎng)的可靠指標,它實際上是點連式、邊連式和網(wǎng)連式的一個綜合應(yīng)用。這樣既減少了外業(yè)工作量,又降低了成本,是一種較為理想的布網(wǎng)方法。

圖2-3 邊點混合連接示意圖

3.GPS網(wǎng)的基準設(shè)計

GPS網(wǎng)的基準設(shè)計,一般主要是指確定網(wǎng)的位置基準問題。確定網(wǎng)的位置基準,通??筛鶕?jù)情況,選取以下方法:

1)選取網(wǎng)中一點的坐標值并加以固定,或給以適當?shù)臋?quán);

2)網(wǎng)中的點均不固定,通過自由網(wǎng)偽逆平差,確定網(wǎng)的位置基準;

3)在網(wǎng)中選若干點的坐標值并加以固定;

4)選網(wǎng)中若干點(直至全部點)的坐標值并給以適當?shù)臋?quán)。

二、GPS控制工程網(wǎng)的布設(shè)方法

1.點位分布

當測區(qū)范圍較大時(幾百平方公里),為保證控制網(wǎng)點的整體精度,應(yīng)使用經(jīng)典大地測量方法布設(shè)控制網(wǎng),控制網(wǎng)點要與高等級控制點構(gòu)成圖形,并且控制網(wǎng)點與點之間也要構(gòu)成圖形,如精度要求較高時,點與點之間應(yīng)構(gòu)成直接邊。當布設(shè)的點位不均勻時,即點間距離差別較大時,在施測過程和數(shù)據(jù)處理中應(yīng)分別進行。無論測區(qū)是面狀還是線狀,都應(yīng)首先根據(jù)點位分布情況選擇若干點做一骨架網(wǎng),然后再利用該網(wǎng)進行工程網(wǎng)的布設(shè),也就是分成二級控制。由于許多工程完成后需要用常規(guī)測量進行測量,因此布點時根據(jù)需要確定點位的位置,并考慮其圖形結(jié)構(gòu)。

2.基線長度對點位坐標精度的影響

邊長對點位精度的影響基本上隨著邊長越長其影響越大的趨勢,當邊長超過40公里時,其誤差明顯有增大的趨勢,在高程方向趨勢更為明顯。分析其原因,一是電離層的影響,隨著基線長度的增長,電離層影響增大。二是沒有進行網(wǎng)平差,缺少了網(wǎng)的控制,致使X, Y方向誤差增大。

在布設(shè)GPS工程網(wǎng)時,若采用隨機處理軟件、廣播星歷,不能對電離層影響進行修正時,網(wǎng)的邊長不易超過40公里。

3.已知點分布對控制點精度的影響

在GPS控制網(wǎng)的布設(shè)中,已知點的選擇是非常重要的,己知點的選擇不同,其控制網(wǎng)點的精度也不一樣:一個工程網(wǎng)的已知點應(yīng)選3-4個高等級控制點,高等級控制點應(yīng)布設(shè)在控制網(wǎng)的周圍,盡可能形成等邊三角形,只有這樣才能保證整個控制網(wǎng)點精度的統(tǒng)一。已知點的選擇應(yīng)避免成直線狀,其點間距離應(yīng)大于工程網(wǎng)點與點間的最大距離。如果整個控制網(wǎng)沒有己知點,做自由網(wǎng)平差時其固定點的選擇應(yīng)選在整個網(wǎng)的中心點或選擇網(wǎng)的質(zhì)心(即所有點X, Y方向的平均值)。

4.坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換

用GPS測量布設(shè)工程控制網(wǎng)時,獲得的是WGS-84坐標系統(tǒng),這就需要將GPS測量的WGS-84坐標轉(zhuǎn)換成地方坐標。 坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的方法一般根據(jù)測區(qū)范圍的大小和精度要求而定。

1)空間強制符合法

例如測區(qū)內(nèi)已知點坐標為“北京五四坐標系”,平差前首先將這些點的大地坐標轉(zhuǎn)換成直角坐標,平差時以這些已知點作為固定點,與GPS觀測值一起平差。這樣在平差過程中,同時完成了WGS-84空間直角坐標系向“五四坐標系”的轉(zhuǎn)換。然后,將平差后的大地坐標投影到高斯平面上。

此種方法只使用于小面積的測區(qū)。

2)空間平差空間轉(zhuǎn)換法

本方法是首先將GPS觀測量在空間坐標系下進行平差,求出已知大地點上的空間直角坐標,然后利用己知大地點上的兩種坐標(WGS-84和北京54),用轉(zhuǎn)換模型求出空間轉(zhuǎn)換參數(shù),而后利用轉(zhuǎn)換參數(shù)求解其它點的北京54坐標,這樣就將平差后的結(jié)果轉(zhuǎn)換到了北京54坐標系上,最后將此結(jié)果投影到高斯平面上。

GPSG工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計對整個測量工程施工有著非常重要的影響,不同精度、不同面積的控制網(wǎng)有不同的布設(shè)方法,在GPS控制網(wǎng)布設(shè)中其方法不同,作業(yè)效率不同,費用也不同。采用正確的布網(wǎng)方法,能夠提高作業(yè)效率,降低作業(yè)成本。

參考文獻

[1] 彭先進.測量控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計[M].武漢測繪科技大學出版社,1991.

[2] 卓健成.工程控制測量建網(wǎng)理論[M].成都:西南交通大學出版社,1996.

[3] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范(GB/T18314—2001)[M].2001.

第2篇

關(guān)鍵詞:建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化策略方法

Abstract: in order to improve the engineering construction investment effect, from the construction site selection and engineering general layout began, until finally the design of the structural components, and should be made more campaign plan, choose the advanced technology, reasonable economy the optimal design of, or to the existing design scheme is optimized, so it can more reasonable in economy.

Keywords: building engineering design optimization strategy method

中圖分類號:S611 文獻標識碼:A文章編號:

引言

工程設(shè)計階段是項目建設(shè)過程中最具創(chuàng)造性、經(jīng)濟性和思想性的階段,是人們充分發(fā)揮主觀能動性,在技術(shù)和經(jīng)濟上對擬建項目的實施進行全面安排的階段。工程設(shè)計對于擬建項目的工程質(zhì)量、建設(shè)周期、工程造價以及在建成后能否獲得較好的經(jīng)濟效果起著決定性的作用。據(jù)有關(guān)專家分析,設(shè)計費用一般只相當于建筑工程全壽命費用的l%以下,但是它對工程造價的影響程度卻達到75%以上。當一個工程項目的初步設(shè)計確定以后,大到工程規(guī)模、建設(shè)規(guī)劃、結(jié)構(gòu)形式和建筑標準,小到建筑用料、構(gòu)件配件和設(shè)備的種類型號及數(shù)量基本上被決定了,工程項目投資方案也基本定型。因此,在做出項目投資決策后,控制工程造價的關(guān)鍵在于設(shè)計。優(yōu)化設(shè)計方案、加強設(shè)計階段工程造價控制,對提高工程投資效益、降低建設(shè)工程成本,有著極其重要的意義。本文簡單介紹一下建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化的途徑。

1.主管部門應(yīng)加強對優(yōu)化設(shè)計工作的監(jiān)控

作為《建設(shè)工程質(zhì)量管理條例》配套文件之一的《建筑工程施工圖設(shè)計文件審查暫行辦法》已由建設(shè)部頒布施行,它的實施將對控制設(shè)計質(zhì)量提供重要保證,但《辦法》中規(guī)定的審查主要針對設(shè)計單位的資質(zhì)、設(shè)計收費、建設(shè)手續(xù)、規(guī)范的執(zhí)行情況、新材料新工藝的推廣應(yīng)用等方面的內(nèi)容,缺乏對方案的經(jīng)濟性及功能的合理性內(nèi)容的審查要求。因此,為保證設(shè)計方案優(yōu)化工作的順利開展,建設(shè)主管部門在執(zhí)行《辦法》的同時,還要制定設(shè)計方案優(yōu)化的評定標準和具體實施細則,并增加專業(yè)技術(shù)人員配備和審查力度,對各階段設(shè)計成果進行全面審查。既要審查技術(shù)可行性,又要審查經(jīng)濟合理性。具體來說,“初步設(shè)計”可由規(guī)劃部門審查,“技術(shù)設(shè)計”由業(yè)主會同上級主管部門和有關(guān)中介咨詢服務(wù)機構(gòu)審查,“施工圖設(shè)計”由建設(shè)主管部門屬下的審圖中心審查。第二,建設(shè)主管部門應(yīng)加強對設(shè)計市場的管理力度,嚴格通過資質(zhì)管理、人員注冊、設(shè)計招標、圖紙審查等環(huán)節(jié)來規(guī)范設(shè)計市場,力求減少無證設(shè)計和越級設(shè)計。三是利用主管部門的職能,不斷總結(jié)推廣標準規(guī)范和標準設(shè)計,適時公布合理的技術(shù)經(jīng)濟指標及考核指標,為設(shè)計方案優(yōu)化的進行提供良好服務(wù)。設(shè)計單位在向業(yè)主提供“初步設(shè)計”、“技術(shù)設(shè)計”、“施工圖設(shè)計”文件時,業(yè)主應(yīng)通過合同約定讓設(shè)計單位同時提供與之相對應(yīng)的“設(shè)計總概算”、“修正總概算”、“施工圖預(yù)算”,以便為主管部門考核設(shè)計方案的經(jīng)濟性和業(yè)主作相關(guān)決策時提供直接依據(jù)。

2.推廣標準化設(shè)計

標準化設(shè)計又稱定型設(shè)計、通用設(shè)計,是工程建設(shè)標準化的組成部分。各類工程建設(shè)的構(gòu)件、配件、零部件、通用的建筑物、構(gòu)筑物、公用設(shè)施等,只要有條件的,都應(yīng)該實施標準化設(shè)計。采用標準化設(shè)計的優(yōu)點有:設(shè)計質(zhì)量比一般工程設(shè)計質(zhì)量高;可以提高勞動生產(chǎn)率,加快工程建設(shè)進度;可以節(jié)約建筑材料,降低工程造價。

3.建立必要的設(shè)計競爭機制

為保證設(shè)計市場的公平競爭,設(shè)計經(jīng)營也應(yīng)采用招標投標。

3.1作為業(yè)主,應(yīng)明確設(shè)計招標雖需多支付設(shè)計費和增加前期準備時間,但設(shè)計方案優(yōu)化可節(jié)省更多的投資。為此,各地首先應(yīng)成立合法的設(shè)計招標機構(gòu)。

3.2各地方主管部門應(yīng)制定相應(yīng)規(guī)定,確定項目設(shè)計招標范圍,對符合條件的項目必須進行設(shè)計招標。

3.3業(yè)主對擬建項目應(yīng)有明確的功能及投資要求,必須編制完整的設(shè)計招標文件。

3.4招標時應(yīng)對投標單位的資質(zhì)信譽等方面進行必要的資格審查。

3.5應(yīng)組建健全的評標機構(gòu)和制定合理的評標方法,這樣既可保證公平競爭,又可對業(yè)主在項目建設(shè)上的隨意性加以限制

現(xiàn)階段,建筑設(shè)計雖有各種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件,但建筑構(gòu)件、建筑配件的構(gòu)造做法仍需設(shè)計人員人為確定,并在此基礎(chǔ)上手工計算出構(gòu)件所承受的各種荷載。荷載的大小,直接決定了結(jié)構(gòu)布置形式和構(gòu)件的形狀大小及材料用量,從而也就直接決定了工程造價的高低。例如商品住宅現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面,一般構(gòu)造做法為:板底粉刷,現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)層,板頂找平層。通過適當改變施工工藝,構(gòu)造做法可改為:板底局部批膩子,現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)層隨搗隨抹光,這樣既簡化了構(gòu)造做法,減小了荷載,又實實在在地節(jié)約了人工和材料,降低的工程造價也是顯而易見的。事實充分說明,設(shè)計方案的優(yōu)化不僅僅是總體和全局的優(yōu)化,還體現(xiàn)在細部構(gòu)造上。因此,從某種意義上來說,能否做到設(shè)計方案優(yōu)化,也是設(shè)計單位是否具有市場競爭實力的具體表現(xiàn)。設(shè)計單位欲提高自身競爭能力,在內(nèi)部管理上應(yīng)把設(shè)計質(zhì)量同個人經(jīng)濟收入掛鉤,促使設(shè)計人員加強經(jīng)濟觀念,把技術(shù)與經(jīng)濟統(tǒng)一起來,改變以前設(shè)計過程中不算賬,設(shè)計完了概算見分曉的現(xiàn)象,由“畫了算”變?yōu)椤八阒嫛?。并通過室主任、總工程師和造價工程師層層把關(guān),確保設(shè)計既滿足功能要求,又力求經(jīng)濟合理。

4.實施限額設(shè)計

所謂限額設(shè)計,就是按照批準的設(shè)計任務(wù)書及投資估算控制初步設(shè)計,按照初步設(shè)計總概算控制施工圖設(shè)計,同時各專業(yè)在保證達到使用功能的前提下,按分配的投資限額控制設(shè)計,嚴格控制技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計的不合理變更,保證總投資限額不被突破。投資分解和工程量控制是實行限額設(shè)計的有效途徑和主要方法。限額設(shè)計是將上階段設(shè)計審定的投資限額和工程量先分解到各專業(yè),然后再分解到各單位工程和各分部工程而得到的,通過層層限額設(shè)計,實現(xiàn)對投資限額的控制與管理;同時也實現(xiàn)了對設(shè)計標準、工程數(shù)量與概預(yù)算指標等各方面的控制。限額設(shè)計是設(shè)計階段控制工程造價的重要手段,它能有效地克服和控制“三超”現(xiàn)象,使設(shè)計單位加強技術(shù)與經(jīng)濟的對立統(tǒng)一管理,能克服設(shè)計概預(yù)算本身的失控對工程造價帶來的負面影響。

4.對設(shè)計人員實施獎懲

4.1 懲罰措施建立相應(yīng)的法律法規(guī)約束,并在設(shè)計委托合同中明確一定的懲罰,可以使設(shè)計方懂規(guī)矩、辨是非,促使其改過,具有一定的警告作用

4.2 激勵措施在設(shè)計委托合同中,明確一定的激勵措施,使利益激勵能更好調(diào)動設(shè)計人員的工作主動性、積極性、實施有效的激勵,可以激發(fā)設(shè)計人員的工作熱情,使其自覺提高工作水平與質(zhì)量。

4.3從思想上端正設(shè)計人員的態(tài)度,加強其職業(yè)道德教育:(1)建筑設(shè)計人員要努力提高自身的政治思想水平,在處理建筑設(shè)計事務(wù)中,堅持客觀立場,一切從實際出發(fā),以客觀事實為依據(jù)。(2)加強對建筑設(shè)計人員的誠信教育,必須讓每一位建筑設(shè)計人員都明白,一流的專業(yè)技術(shù)不是走向成功道路的唯一條件,而一流的道德水平才是建筑設(shè)計人員完善境界的基本要素。

5結(jié)束語

設(shè)計方案優(yōu)化,是確保工程造價更趨合理和經(jīng)濟的先決條件。設(shè)計方案優(yōu)化,既要把握全局和總體方案的優(yōu)化,又要關(guān)注建筑細部設(shè)計的優(yōu)化。通過設(shè)計方案優(yōu)化來控制建設(shè)投資是一個綜合性問題。在設(shè)計實務(wù)中,工程設(shè)計人員應(yīng)正確處理技術(shù)與經(jīng)濟的對立統(tǒng)一,既要反對片面強調(diào)節(jié)約,忽視技術(shù)上的合理要求,使項目達不到功能要求的傾向,又要反對重技術(shù),輕經(jīng)濟、設(shè)計保守浪費的現(xiàn)象,要利用價值工程的原理來進行設(shè)計方案分析,以提高價值為目標,以功能分析為核心,以系統(tǒng)觀點為指針,最大程度上確保設(shè)計方案優(yōu)化,從而最終達到節(jié)省建設(shè)投資的目的。

參考文獻:

[1]周耀?。疁\談設(shè)計階段的投資控制[J].建筑經(jīng)濟,2009

[2]伍晏,夏萍,周以大.運用價值工程法則,優(yōu)化方案設(shè)計,合理降低建筑造價[J].建筑施工,2009

第3篇

關(guān)鍵字:建筑設(shè)計;方案優(yōu)化;策略與方法

中圖分類號: TU2 文獻標識碼: A

引言

建筑設(shè)計的理念是著眼于持久的長期價值,它通過良好的功能與適用性的產(chǎn)品,在很長一段時間里,能夠給消費者帶來很高的價值。因此在目標要求、市場要求、銷售要求、材料要求、結(jié)構(gòu)及其要素的合理選用與商品生命周期間的配合下。形成了最佳配比和系統(tǒng)優(yōu)化的組合,避免了資源的浪費及增加無效的投入。

1.建筑設(shè)計方案優(yōu)化的風險與原則

建筑設(shè)計方案優(yōu)化的初衷往往都是好的,但是否所有的優(yōu)化工作都能夠?qū)崿F(xiàn)目標呢?一些建設(shè)單位和設(shè)計單位雖然投入了大量精力、時間進行方案優(yōu)化,但由于工作方法不當,往往出現(xiàn)調(diào)改了一個地方,卻引發(fā)更多相關(guān)問題的現(xiàn)象。 因此,為了實現(xiàn)優(yōu)化目標,達到理想的優(yōu)化效果,在建筑設(shè) 計方案優(yōu)化過程中,如下幾條原則是應(yīng)該嚴格遵循的:

1.1堅持并充分發(fā)揮專業(yè)人員的主導作用

優(yōu)化不成反遭劣化的原因可能來自多方面,但非專業(yè)因素過多地干預(yù)甚至主導優(yōu)化過程是其中一項主要原因,一方面是建設(shè)單位的參與熱情或領(lǐng)導的主觀意愿不知不覺中影響或壓制了建筑師的創(chuàng)作空間:另一方面,中標單位也常常存在任務(wù)完成式的被動工作心態(tài)“既然已經(jīng)中標了 業(yè)主單位說怎么改就怎么改吧! ”結(jié)果是系統(tǒng)思考不足引發(fā)更多的問題,造成方案的劣化。雖然建筑設(shè)計方案優(yōu)化是一項需要多方參與、博采眾長的 活動,但同時也是一項專業(yè)性極強的工作。為確保優(yōu)化方案的科學性與合理性,來自各方面的的意見與建議必須要經(jīng)過建筑師 的整理、甄別與過濾后,通過專業(yè)的設(shè)計手段與技術(shù)舉措加以落實。建筑師要摒棄任務(wù)完成式的消極態(tài)度。積極承擔起方案優(yōu)化的主導責任。同時,建設(shè)單位要給予建筑師以充分的信任與授權(quán),并在工作程序、機制上給予保證。

1.2識別并堅持中標設(shè)計方案的精髓,避免顛覆性的修改

設(shè)計招投標制度對中標方案的法律地位是有明確規(guī)定的,且大型重要項目的中標方案一般都經(jīng)過了建設(shè)單位高層領(lǐng)導的認可,所以不能敞開來優(yōu)化,而是應(yīng)該充分挖掘、識別、提煉出原有中標方案的亮點,在保持原有方案精髓的基礎(chǔ)上開展設(shè)計優(yōu)化。

2.建筑工程設(shè)計方案的優(yōu)化分析

由于建筑工程設(shè)計方案對工程投資有著重要的意義,因此,加強建筑工程設(shè)計方案的優(yōu)化已經(jīng)成為現(xiàn)代工程建設(shè)的重要工作,是影響投資收益、建筑施工質(zhì)量與成本控制的關(guān)鍵。

2.1建筑工程設(shè)計方案現(xiàn)狀分析

目前我國的建筑工程設(shè)計方案主要是本著對投資方要求負責的理念進行,有關(guān)部門僅對圖紙等進行簡單的審核,這就造成對建筑工程設(shè)計方案缺乏必要的考核與評價。而且投資方?jīng)]有認識到方案設(shè)計對投資的影響,僅注重投標價與標底價的差距,沒有認識到設(shè)計方案的優(yōu)化對投資的影響。因此導致在投標過程中方案審核不細、概算粗略、要求出圖時間緊、刻意壓低設(shè)計費用。種種原因?qū)е铝私ㄖこ淘O(shè)計方案沒有得到足夠的重視,設(shè)計方案的優(yōu)化也無從談起,最終導致工程投資超標的現(xiàn)象屢屢發(fā)生。針對這樣的情況,建筑工程投資企業(yè)必須認識到建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化的重要性,認真審核投標方設(shè)計方案,通過對設(shè)計方案的優(yōu)化達到降低工程投資、提高工程造價管理水平的目的。

2.2如何提高我國建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化水平

建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化水平的提高不僅僅是提高投資方對設(shè)計方案的認識,還要通過國家主管部門提高監(jiān)管力度、提高設(shè)計監(jiān)理推廣、完善有關(guān)法規(guī)、強化綜合性設(shè)計方案優(yōu)化等多方面工作共同提高我國建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化水平。通過建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化不能夠單純的強調(diào)節(jié)約投資,應(yīng)從綜合性考慮出發(fā),注重設(shè)計的科學性、技術(shù)的先進性,以提高設(shè)計價值目標為基礎(chǔ)、總體效益為出發(fā)點,達到建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化效果。

3.建筑設(shè)計方案優(yōu)化的策略與方法

3.1通過設(shè)計招投標和方案競選優(yōu)化設(shè)計方案

建設(shè)單位就擬建工程的設(shè)計任務(wù)通過報刊、信息網(wǎng)絡(luò)或其他媒介公告,吸引設(shè)計單位參加設(shè)計招標或設(shè)計方案競選,以獲得眾多的設(shè)計方案;然后組織評標專家小組,采用科學的方法,按照經(jīng)濟、適用、美觀的原則,以及技術(shù)先進、功能全面、結(jié)構(gòu)合理、安全適用、滿足建筑節(jié)能及環(huán)境等要求,綜合評定各設(shè)計方案優(yōu)劣,從中選擇最優(yōu)的設(shè)計方案,或?qū)⒏鞣桨傅目扇≈幹匦陆M合,提出最佳方案。

3.2運用價值工程優(yōu)化設(shè)計方案

價值工程(Value Engineering),又稱價值分析,是一門技術(shù)與經(jīng)濟相結(jié)合的現(xiàn)代化管理科學。價值工程中的“價值”是功能與成本的綜合反映,其表達式為:價值(V)= 功能(F)/成本(C)。在設(shè)計過程中,利用價值工程對設(shè)計方案進行經(jīng)濟比較,對不合理的設(shè)計提出意見,運用價值工程原理,對方案實行科學決策,對工程設(shè)計進行優(yōu)化,使設(shè)計項目的產(chǎn)品質(zhì)量,也就是產(chǎn)品最終價值體現(xiàn)在經(jīng)濟效益和社會效益中。由此可見,設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣是價值工程應(yīng)用的最好體現(xiàn)。在工程設(shè)計中應(yīng)用價值工程,對資源合理配置,增加設(shè)計產(chǎn)品的科技含量和價值均具有重大的意義。

3.3實施限額設(shè)計,優(yōu)化設(shè)計方案

所謂限額設(shè)計,就是按照批準的設(shè)計任務(wù)書及投資估算控制初步設(shè)計,按照初步設(shè)計總概算控制施工圖設(shè)計,同時各專業(yè)在保證達到使用功能的前提下,按分配的投資限額控制設(shè)計,嚴格控制技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計的不合理變更,保證總投資限額不被突破。投資分解和工程量控制是實行限額設(shè)計的有效途徑和主要方法。限額設(shè)計是將上階段設(shè)計審定的投資限額和工程量先分解到各專業(yè),然后再分解到各單位工程和各分部工程而得到的,通過層層限額設(shè)計,實現(xiàn)對投資限額的控制與管理;同時也實現(xiàn)了對設(shè)計標準、工程數(shù)量與概預(yù)算指標等各方面的控制。限額設(shè)計是設(shè)計階段控制工程造價的重要手段,它能有效地克服和控制“三超”現(xiàn)象,使設(shè)計單位加強技術(shù)與經(jīng)濟的對立統(tǒng)一管理,能克服設(shè)計概預(yù)算本身的失控對工程造價帶來的負面影響。

3.4推廣標準化設(shè)計,優(yōu)化設(shè)計方案

標準化設(shè)計又稱定型設(shè)計、通用設(shè)計,是工程建設(shè)標準化的組成部分。各類工程建設(shè)的構(gòu)件、配件、零部件、通用的建筑物、構(gòu)筑物、公用設(shè)施等,只要有條件的,都應(yīng)該實施標準化設(shè)計。采用標準化設(shè)計的優(yōu)點有:設(shè)計質(zhì)量比一般工程設(shè)計質(zhì)量高;可以提高勞動生產(chǎn)率,加快程建設(shè)進度;可以節(jié)約建筑材料,降低工程造價。

4.結(jié)束語

現(xiàn)代建筑工程設(shè)計方案要求的提高對建筑工程施工企業(yè)有關(guān)部門的工作人員提出了更高的要求,要求施工企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員不斷提高專業(yè)技術(shù)與管理水平,以全過程、全面性施工管理理念對就建筑工程設(shè)計方案進行審核與優(yōu)化,積極與設(shè)計單位進行溝通,為提高投資效率、提高施工質(zhì)量奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻:

[1]劉鴻鈞.論建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化[J].建筑工業(yè)資訊,2008,10.

[2]趙佟鑫.建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化重點[J].建筑科學技術(shù),2009,5.

第4篇

【關(guān)鍵詞】工程設(shè)計;多目標優(yōu)化;非劣解集

多目標最優(yōu)化是門研究多目標最優(yōu)化問題的重要學科,它的研究對象是多數(shù)值目標函數(shù),目的是為了實現(xiàn)在固定區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)最優(yōu)函數(shù)值。多目標最優(yōu)化問題由V.Pareto在1896年首次提出;在1951年,Koopmans在分析上產(chǎn)與分配效率時引入有效解,進一步推動了多目標最優(yōu)化的發(fā)展;20世紀60年代起,人們開始廣泛關(guān)注多目標最優(yōu)化問題,并設(shè)計了多種多目標最優(yōu)化問題解決方案。

一、多目標優(yōu)化方法的種類

優(yōu)化設(shè)計可以提高工程設(shè)計的整體水平,因此備受設(shè)計人員的喜愛。優(yōu)化的目的不同,采用的優(yōu)化方法也有所不同。

(一)評價函數(shù)法。評價函數(shù)法應(yīng)用簡單,只需建立評價函數(shù)就能用單目標優(yōu)化取代多目標優(yōu)化問題。根據(jù)評價函數(shù)法的形式對它進行分類,能分為多種類型:P模理想點法、線性加權(quán)法以及最短距離法等。這些評價方法具有不同的形式,但卻具有相似的原理。

(二)逐步寬容約束法。評價函數(shù)法雖然應(yīng)用簡單,但卻很難在現(xiàn)實環(huán)境中構(gòu)造。要使復(fù)雜的多目標優(yōu)化問題轉(zhuǎn)變成簡單的單目標優(yōu)化問題,還可以采用逐步寬容約束法。這種方法是選取多目標中的一個目標,通過限定其他目標的選值范圍,構(gòu)成一個單目標優(yōu)化問題。在使用時不斷改變其他目標的取值,記錄函數(shù)值的變化情況,最后選出最優(yōu)函數(shù)值。

(三)目標規(guī)劃模型。目標規(guī)劃模型的原理是:分別計算每個目標的最優(yōu)函數(shù)值,計算各目標最優(yōu)點與計算設(shè)計點的正負偏差和,通過偏差和確定優(yōu)化工程設(shè)計的最佳方案。

(四)多目標遺傳算法。遺傳算法發(fā)展較迅速,它主要應(yīng)用于含有多變量、多參數(shù)和多目標的數(shù)值求解。多目標遺傳算法以遺傳算法為基礎(chǔ),經(jīng)過多年發(fā)展,已經(jīng)出現(xiàn)了NCGA、NPGA、SPGA等多種形式。其中,NCGA方法在傳統(tǒng)遺傳算法的基礎(chǔ)上優(yōu)化了加速收斂過程。

(五)多目標模糊優(yōu)化算法。多目標模糊優(yōu)化算法應(yīng)用廣泛,它通過對設(shè)計特征進行詳細分析,劃分優(yōu)化涉及的可行域,給設(shè)計人員提供優(yōu)化空間。這種方法充分考慮了工程設(shè)計中的模糊因素,算法的核心就是模糊的設(shè)計變量、模糊的約束條件、模糊的目標函數(shù)。

二、多目標優(yōu)化方法的特征及決策方法

優(yōu)化工程設(shè)計,是為了提高設(shè)計的整體性能,不可能保證每個設(shè)計目標都能得到最好的實現(xiàn)。例如,在優(yōu)化過程中,一個設(shè)計目標達到最佳函數(shù)值,但其他的設(shè)計目標卻處于較差的狀態(tài)。優(yōu)化目標之間存在的矛盾關(guān)系,給優(yōu)化方案的評判帶來一定困擾;不同設(shè)計目標有不同的度量標準,難以比較各自的優(yōu)化效果;不同設(shè)計人員對優(yōu)化方向的定位不同。因此,針對多目標的優(yōu)化進度不同,引入了非劣解理論。

非劣解,是指采用不同的優(yōu)化方案得到的解的集合。每個解都有自己的優(yōu)化方向,不能僅通過數(shù)據(jù)進行比較。多目標優(yōu)化的最優(yōu)解其實是不存在的。設(shè)計人員根據(jù)個人意愿,在非劣解中選擇優(yōu)化方法的過程就是多目標決策。

(一)二元相對比較法。首先,以各分目標對非劣解集合滿意度為參考依據(jù),建立矩陣;然后,使用 截矩陣概念,選擇綜合滿意度最高的非劣解。

(二)模糊關(guān)聯(lián)度。模糊關(guān)聯(lián)度是對理想解與非劣解接近程度的反映,通過對非劣解相對理想解的隸屬度進行計算,解決物理量綱影響問題。非劣解一般情況下都是在理想解周圍對稱分布,所以可以選用具有對稱分布特征的隸屬函數(shù),計算非劣解與理想解關(guān)聯(lián)度的值,關(guān)聯(lián)度值最大的非劣解就是最優(yōu)非劣解。

三、實例分析多目標模糊優(yōu)化設(shè)計

首先,根據(jù)約束的模糊性,建立多目標模糊優(yōu)化模型;然后,使用 最優(yōu)水平截集法,轉(zhuǎn)化模糊約束的規(guī)定區(qū)間為普通集合;再然后,計算優(yōu)化函數(shù)在普通集合范圍內(nèi)的最大值與最小值;構(gòu)造子目標函數(shù)的模糊目標集;以字母表的相對重要性未依據(jù),判斷多目標模糊優(yōu)化的最優(yōu)解。

四、分析不同優(yōu)化方法的優(yōu)化特點與效果

線性加權(quán)法:通過改變優(yōu)化目標的權(quán)系數(shù),得到相應(yīng)的非劣解。然后根據(jù)非劣解計算得到Pareto的前沿。

逐步寬容約束法:首先處理優(yōu)化目標,將它轉(zhuǎn)化成約束條件,進而簡化優(yōu)化問題。然后通過漸次放寬目標約束條件手段,計算得到Pareto的前沿。在本方法使用中,應(yīng)合理選擇優(yōu)化目標范圍作為約束條件。

P模理想點法:使用不同的P值進行計算,分析計算結(jié)果可知,P值對優(yōu)化結(jié)果影響較小,試驗后取得的優(yōu)化結(jié)果很相似。極大模理想點法與P模理想點法具有相同的優(yōu)化目標系數(shù)1,計算取得的非劣解在線性加權(quán)法(0.5,0.5)范圍內(nèi)。

目標點法:參考點的選擇很重要,能對優(yōu)化結(jié)果產(chǎn)生直接影響。選取參考點,首要考慮的就是Pareto前沿,參考點位置離Pareto前沿越近,優(yōu)化結(jié)果和Pareto前沿越相符。但是這種方法對設(shè)計者的要求較高,設(shè)計者不僅需要有豐富的知識儲備和設(shè)計經(jīng)驗,還要對工程有全面了解。在初期設(shè)計中,設(shè)計者缺乏對工程項目問題的具體分析,不適宜使用這種方法。

NCGA方法:該方法在取得Pareto前沿的同時,還能計算可行域范圍的可行解,對工程設(shè)計有很大的促進作用。

兩個多目標決策方法:進行懸梁臂優(yōu)化時,具有較大的優(yōu)化結(jié)果差別;進行發(fā)動機系統(tǒng)優(yōu)化時,優(yōu)化結(jié)果相似。主要是因為發(fā)動機系統(tǒng)優(yōu)化運用到的兩個目標值具有相同的數(shù)量級,懸臂梁優(yōu)化運用到的兩個目標值數(shù)量級差距很大。二元相對比較,是對非劣解之間進行比較;模糊關(guān)聯(lián)度法通過求解理想解和非劣解的關(guān)聯(lián)度,判斷最優(yōu)非劣解。這兩種方法的優(yōu)化原理完全不同。

第5篇

關(guān)鍵詞:高層建筑;混凝土;結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號:TU208文獻標識碼: A

引言

近年來在我國建筑行業(yè)的發(fā)展過程中,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計作為其中重要的內(nèi)容,它的質(zhì)量問題不僅對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性有著嚴重的影響,還使得建筑物的功能無法得到充分的發(fā)揮。因此我們在對建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時,就要對設(shè)計技術(shù)進行嚴格要求,只有這樣才能使得工程施工的質(zhì)量得到進一步的保障。

一、高層建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)選型

1、概念設(shè)計

為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有良好的抗震能力,需要設(shè)計人員在設(shè)計時采用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計。這種設(shè)計方式對建筑師以及結(jié)構(gòu)設(shè)計師有很高的要求,必需嚴格地遵守結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的規(guī)范規(guī)程以及各項規(guī)定,設(shè)計過程中需要對建筑結(jié)構(gòu)進行全面的分析,不能僅僅依靠計算來進行設(shè)計。在進行結(jié)構(gòu)體系設(shè)計時,需要對結(jié)構(gòu)選型以及平面布置的規(guī)律提高重視程度,選用具有較好的抗震能力以及抗風性能,并且經(jīng)濟性較高的結(jié)構(gòu)類型,并要對結(jié)構(gòu)進行計算簡圖的設(shè)計,保證結(jié)構(gòu)的地震力有合理的傳遞,并保證在兩個主軸方向有相近的動力特性。另外,概念設(shè)計可以保證高層建筑受到中等級地震后可以通過修復(fù)繼續(xù)使用,而在遇到高等級地震時可以保證不倒。為保證“中震可修,大震不倒”的目標,需要專家對設(shè)計提出具體指標,對建筑的穩(wěn)定性以及彈性進行完善的設(shè)計。此外,水平地震對高層建筑有雙向的力,在進行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計時應(yīng)考慮到建筑物各個方向上的受力情況。

2、結(jié)構(gòu)選型

在進行結(jié)構(gòu)選型時需要考慮三方面的問題:結(jié)構(gòu)規(guī)則性問題、結(jié)構(gòu)超高問題以及嵌固端設(shè)置問題。高層建筑的結(jié)構(gòu)規(guī)范新舊版本有著很大的不同,在新規(guī)范中,對于結(jié)構(gòu)的限制條件也有所增加。并且,新規(guī)范明文規(guī)定建筑不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案。因此,結(jié)構(gòu)工程師需要在執(zhí)行新規(guī)范時多注意不同之處,避免施工設(shè)計時處于被動狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)的總高度在抗震規(guī)范以及高度規(guī)范當中都有著嚴格的限制,新規(guī)范中對于超高問題有了新的規(guī)定,增加了除了a級高度建筑以外的b級高度建筑。所以在進行結(jié)構(gòu)選型時需要注意控制超高問題。高層建筑往往帶有地下室,因此結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師需要對嵌固端設(shè)置進行重視。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

1、側(cè)向力具有重要的影響

側(cè)向力的影響主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)內(nèi)力、結(jié)構(gòu)變形和建筑物土建造價三個方面。在低層建筑主要是用于承受自重、活載和雪載等垂直力以及風地震之類的水平力,其中由于水平荷載對建筑結(jié)構(gòu)的影響不大,甚至可以忽略;在多層建筑中,水平荷載的影響比低層建筑大;然而在高層建筑中,水平荷載和地震力是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點。

2、結(jié)構(gòu)的剛度要適宜

建筑高度的增加,會增加建筑的側(cè)向位移。所以在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,不僅要注意結(jié)構(gòu)的強度,還要使結(jié)構(gòu)的剛度適宜,以確保結(jié)構(gòu)既可以保持合理的自振頻率,又可以控制好水平力作用下的層位移的范圍。

3、結(jié)構(gòu)的延性要保持良好

高層建筑結(jié)構(gòu)相對于低層建筑所要承受的荷載要大些,并且地震對高層建筑的影響也比低層建筑大。要想提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,就要從結(jié)構(gòu)的承載力和變形能力兩個方面入手。只有確保了結(jié)構(gòu)強大的變形能力,才能減小地震對建筑物的損壞,避免建筑物倒塌。要想達到這樣的效果,首先要保證結(jié)構(gòu)具有足夠的強度,然后是提高薄弱部位的變形能力,使結(jié)構(gòu)具有很好的延性。

三、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的具體方法

1、高強砼和高強鋼筋的合理使用

在建筑施工過程中,鋼的花費在建筑總花費中占有很大的比重。因此,對于鋼的用量要進行嚴格控制,合理地使用高強鋼筋,避免過度用鋼造成建筑施工資金不足或緊張。同時對于地基較軟弱的高層建筑,合理布置高強砼和高強鋼筋并優(yōu)化構(gòu)件截面尺寸,不僅可以減少造價,還可以減輕地基載荷,方便施工。建筑物的自重越大,地震對其破壞的程度就越大,所以還可以通過減輕建筑自重來降低地震對建筑物的損壞,而合理使用高強砼和高強鋼筋可以有效地減輕自重,達到降低造價和降低地震對建筑物破壞的程度。

2、注重剪力墻的平面布置

具體的要從以下幾項做起:

(1)剪力墻的布置要遵循周邊均勻和相對集中的原則,當然前提是要保證建筑的使用功能。通常情況下剪力墻的位置是布置在建筑物的樓梯間、電梯間處以及平面形狀變化及恒載較大的部位,其間距也要控制好,間距過大或過小都不可以。

(2)剪力墻墻肢截面要簡單規(guī)則,不宜太復(fù)雜,同時剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度也要適宜。

(3)短肢剪力墻的數(shù)量不宜太多,因為較多的短肢剪力墻沒有聯(lián)合剪力墻的效果好,特別是全部為短肢剪力墻的情況決不能發(fā)生。

3、注重結(jié)構(gòu)抗震性能

合理設(shè)計混凝土筒體的承載力和延性,這里特別強調(diào)了混合結(jié)構(gòu)體系的高層建筑。為了保證高層建筑的抗震性能,型鋼柱的設(shè)置位置與設(shè)置方法要根據(jù)建筑高度的不同而選擇適用的。在混合結(jié)構(gòu)體系的高層建筑,7度抗震設(shè)防且房屋高度不大于130m時,宜在樓面鋼梁或型鋼混凝土梁與鋼筋混凝土筒體交接處及筒體四角設(shè)置型鋼柱;7度抗震設(shè)防且房屋高度大于130m及8、9度抗震設(shè)防時,應(yīng)在樓面鋼梁或型鋼混凝土梁與鋼筋混凝土筒體交接處及筒體四角設(shè)置型鋼柱。要想通過剛性連接框架平面內(nèi)柱與梁的方法增強框架的剛度和水平承載力,降低水平作用力使樓層側(cè)移的可能性,可使用以下方法:一是設(shè)置外伸桁架加強層;二是采用分段拼裝外伸桁架與筒體剪力墻剛接的方法;三是均勻布置貫通性的剛接桁架與抗側(cè)力墻體。

4、混凝土的養(yǎng)護

大體積混凝土的養(yǎng)護工作對保障混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全有著不可忽視的作用,必須得到重視。而在大體積混凝土的具體施工過程中,很多施工人員恰巧會忽略對混凝土的養(yǎng)護工作,只注重對混凝土的澆筑施工,致使大體積混凝土產(chǎn)生裂縫,從而給建筑結(jié)構(gòu)的日后使用埋下安全隱患。并且如果沒有及時處理裂縫問題,使裂縫繼續(xù)擴大,就會對建筑結(jié)構(gòu)的使用性能和安全性能造成惡劣影響。因此結(jié)束大體積混凝土的澆筑工作后,必須及時對混凝土進行養(yǎng)護。施工季節(jié)不同,養(yǎng)護手段也不盡相同。夏季施工時,由于溫度較高,因此應(yīng)該可通過灑水濕潤來養(yǎng)護混凝土;冬季施工時,由于溫度很低,因此可通過保溫保濕措施來養(yǎng)護混凝土,另外,當環(huán)境溫度低于5℃時應(yīng)暫停大體積混凝土的澆筑工作,待溫度達到5℃之后,再繼續(xù)進行澆筑工作。在對混凝土進行養(yǎng)護期間,應(yīng)時刻關(guān)注混凝土的內(nèi)外溫差情況,可通過循環(huán)水流量及進口的水溫的調(diào)節(jié)來對內(nèi)外溫差進行控制,將其控制在5℃范圍內(nèi)。大體積混凝土的養(yǎng)護時間應(yīng)在十四天以上,如情況特殊,則應(yīng)結(jié)合實際情況將養(yǎng)護時間適當延長。

結(jié)束語

在建筑業(yè)高速發(fā)展的今天,高層建筑在城市建設(shè)中越來越普及。完善高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計可以保證高層建筑的質(zhì)量與性能,從而促進我國城市的建設(shè)以及建筑業(yè)的發(fā)展。因此,在現(xiàn)代建筑過程中,需要嚴格對高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,對高層建筑中影響建筑整體穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行完善與提高,確保建筑工程的質(zhì)量。

參考文獻

[1]張慶國,丁海英.完善高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討[J].科技與企業(yè),2013(10):254.

第6篇

【關(guān)鍵詞】橋梁設(shè)計;問題 ;優(yōu)化方法

一.橋梁設(shè)計中存在的問題

1. 對設(shè)計規(guī)范認識不足

設(shè)計人員對規(guī)范的依賴性太強,定規(guī)范為唯一的標準,不考慮道路交通發(fā)展和小概率事件的發(fā)生,沒有充分考慮規(guī)范以外的提高耐久性的構(gòu)造及手段。設(shè)計人員在設(shè)計中是要以規(guī)范為依據(jù),但規(guī)范給出的僅是一個基本的要求,更多的細節(jié)問題都需要設(shè)計人員自己去考慮。1.2 設(shè)計中具體細節(jié)注意不夠

雖然設(shè)計的細節(jié)是繁瑣的,但重要的部分設(shè)計,需要設(shè)計人員不斷學習和積累經(jīng)驗。設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合橋梁所在地區(qū)的材料實際供應(yīng)情況進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。

1.3設(shè)計人員素質(zhì)不強,理論基礎(chǔ)不扎實

參與橋梁設(shè)計的工作人員不但要完善工程力學知識體系,必須有良好的設(shè)計水平,對做好工程設(shè)計的全部過程及相關(guān)細節(jié)考慮周全,才能確保設(shè)計成果的安全性與可靠性。而實際上,設(shè)計人員往往做不到全面的考慮。除了設(shè)計不能滿足工程規(guī)范外,一些設(shè)計人員無法正確認識結(jié)構(gòu)本身的特點,設(shè)計經(jīng)驗不足而無法對于結(jié)構(gòu)可能面臨的使用環(huán)境、外在腐蝕、風雪冰凍、地震泥石流、過往車量載重情況以及工程用料本身的老化等因素所造成的影響做出預(yù)測。

1.4基礎(chǔ)設(shè)計中常見問題分析

常見問題是:橋梁基本地質(zhì)鉆探數(shù)據(jù)缺乏或不滿足設(shè)計要求,往往發(fā)生在中、小型橋梁設(shè)計中。橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計是非常重要的。地質(zhì)鉆探資料是橋梁地基基礎(chǔ)設(shè)計的重要依據(jù)之一,橋址處應(yīng)進行工程地質(zhì)勘察,提供的勘察資料應(yīng)正確反映地形、地貌、地層結(jié)構(gòu)、影響橋梁穩(wěn)定的不良地質(zhì)、巖土的物理力學性質(zhì)及地下水埋藏等詳細情況。橋梁每個墩、臺至少應(yīng)有一個地質(zhì)鉆孔,鉆孔深度應(yīng)在樁尖持力層以下3~5m。沒有工程地質(zhì)勘測資料的基礎(chǔ)設(shè)計,既不能保證橋梁上部構(gòu)造的安全和正常使用,又不能付諸施工,達不到施工圖設(shè)計深度的要求。為了避免這一問題的發(fā)生,設(shè)計人員應(yīng)該對相關(guān)規(guī)范有所了解,并及時與建設(shè)方、勘察單位溝通,得到滿足設(shè)計要求的地質(zhì)勘探資料,使橋梁設(shè)計滿足承載能力的需要,達到穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟,合理的目的。

1.5 橋梁配筋設(shè)計不合理

常見問題是:橋墩普通鋼筋混凝土帽梁設(shè)計中,帽梁的主拉應(yīng)力鋼筋(斜筋)的起彎點布置不合理,斜筋間距偏大;橋墩鋼筋布置中,梁支座下的牛腿構(gòu)造僅配置了主拉應(yīng)力斜筋,但斜筋未與水平向或豎直鋼筋焊接,形成了“浮筋”;預(yù)應(yīng)力混凝上空心板的懸臂翼緣板長度為1.5m,懸臂翼板的頂層僅配置了橫橋向的主要受力鋼筋,未配置順橋向的縱向分布鋼筋,構(gòu)造不夠合理;連續(xù)梁中間支承附近的腹板內(nèi)未設(shè)縱向加強鋼筋。

1.6橋梁設(shè)計環(huán)節(jié)對于橋梁載重能力設(shè)計不足

橋梁設(shè)計過程中,橋梁載重能力有兩種極限狀態(tài):承載能力與正常使用。前者有兩層涵義,既包括超出橋梁的承載極限之后,結(jié)構(gòu)的整體或者某個部位的穩(wěn)定性就會受到破壞,又指在重復(fù)荷載的情況下,橋梁混凝土構(gòu)件超出疲勞極限而喪失其穩(wěn)定性。當前,有些相關(guān)規(guī)范指出在橋梁的設(shè)計工作中對重復(fù)荷載產(chǎn)生的破壞可以不予考慮,這一點對于橋梁主梁的設(shè)計非常有效,但是橋梁的其它部位如果對此也直接忽視的話,對于橋梁的安全性、耐久性而言將產(chǎn)生非常不利的影響。

二.相關(guān)問題

2.1重視橋梁工程設(shè)計人員專業(yè)素質(zhì)的提高

設(shè)計人員的重要性無需贅述,但橋梁工程整體設(shè)計工程又非常復(fù)雜,對于設(shè)計人員專業(yè)素質(zhì)要求也相應(yīng)比較嚴格。橋梁設(shè)計人員除了要有相關(guān)力學理論以及設(shè)計素質(zhì)之外,對于工程可能面臨的到各種影響也應(yīng)當考慮到。

2.2在設(shè)計中從多方面考慮提升橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

橋梁施工以及后期使用期間,不可避免會受到外界自然環(huán)境的侵蝕,更要承受車輛荷載長期考驗,再加上建筑材料本身性能的不斷下降,橋梁結(jié)構(gòu)的某些部位就會出現(xiàn)損傷。要避免這類問題,就須從設(shè)計階段進行著手以提升橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性,具體可以從以下方面改進:增加混凝土構(gòu)件保護層的設(shè)計厚度,延長其使用年限;科學設(shè)計所需建材標準,比如高性能環(huán)氧瀝青能夠增強混凝土結(jié)構(gòu)的密實度、耐磨性以及其結(jié)構(gòu)剛度,再如高屈服的帶環(huán)氧涂層的鋼材韌性、耐腐蝕性都比較強;重視結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計,橋梁應(yīng)當設(shè)置有抗剪拉、防滲透的防水層面,如橋面鋪裝層上面,如伸縮縫部位的排水構(gòu)造等等。

2.3在設(shè)計時應(yīng)充分考慮到橋梁使用中的荷載能力

車輛過橋時導致橋梁超載的具體情況并不完全一樣,有些是由于橋梁本身使用年限過長,已經(jīng)處于超齡負載使用期,有些是由于橋梁運營過程中的車流量走出了設(shè)計時的承受量;還有可能是車輛所運貨物超出其自身的荷載量。在國內(nèi)橋梁運輸中,前者較少,后兩種相對更多。超載現(xiàn)象會造成橋梁的疲勞損傷,更嚴重會導致橋梁結(jié)構(gòu)的損毀。再加上因此而導致的各種結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷無法修復(fù),會導致即便在正常荷載范圍內(nèi)橋梁運行也無法處于良好狀態(tài),進而造成橋梁安全與耐久性下降。基于此,相關(guān)工作人員在橋梁的設(shè)計階段就應(yīng)當充分考慮到這方面的問題,并做出相應(yīng)的預(yù)防性設(shè)計。

2.4加強完善橋梁配筋設(shè)計

梁的主拉應(yīng)力區(qū)配置斜筋起彎點的規(guī)定,主要目的是保證斜截面彎度不小于正截面的彎度效應(yīng),所以應(yīng)嚴格按規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行靠近支點的第一排彎起鋼筋頂部的彎折點,簡支梁或連續(xù)梁邊支點心位于支座中心截面處,懸臂梁或連續(xù)梁中間支點應(yīng)位于橫隔板靠跨徑一側(cè)邊緣處,以后各排彎起筋的梁頂部彎折點,應(yīng)落在前一排彎起鋼筋的梁底部彎折點處或彎折點以內(nèi);主拉應(yīng)力鋼筋中“浮筋”是禁用的鋼筋形式,由于其兩端未與主筋相焊接,不能形成有效的握裹力及錨同構(gòu)造,所以也不能形成主抗拉應(yīng)力的效應(yīng),因此彎起鋼筋不得采用浮筋;分布鋼筋的作用,是將荷載分配傳遞給受力鋼筋,分擔混凝土收縮和溫度變化引起的拉應(yīng)力,固定受力鋼筋的位置,故應(yīng)按規(guī)范規(guī)定設(shè)置分布鋼筋;板內(nèi)應(yīng)設(shè)垂直于主鋼筋的分布鋼筋,分布鋼筋直徑不小于8mm,其間距應(yīng)不大于200mm,截面面積不宜小于板的截面面積的0.1%,在主鋼筋的彎折處,應(yīng)布置分布鋼筋。連續(xù)梁中問支承點附近受力較為復(fù)雜,支座邊緣常有局部拉應(yīng)力產(chǎn)生,在腹板和底板中設(shè)置間距較密的縱向短鋼筋,有利于防止箱梁局部裂縫的展開,在支點附近剪力較大區(qū)段和預(yù)應(yīng)力混凝上梁錨固區(qū)段,腹板兩側(cè)縱向鋼筋截面面積應(yīng)予增加,縱向鋼筋間距宜為100~150mm。

三.總結(jié)

在橋梁工程設(shè)計中,橋梁的安全隱患是十分關(guān)鍵的。因此,橋梁中的隱患已成為急需要解決的問題,要積極借鑒成功的經(jīng)驗和做法,除了加強施工質(zhì)量管理外,要從橋梁設(shè)計理念、結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造的角度做好防患設(shè)計。

參考文獻:

[1] 謝賢.淺談橋梁設(shè)計存在的問題及解決對策[J]. 科技信息. 2011(19).

[2] 陳志亮.淺談橋梁設(shè)計存在的問題及相關(guān)對策[J]. 科技資訊. 2008(02).

第7篇

關(guān)鍵詞:高層建筑;設(shè)計方法;抗地震能力;抗倒塌能力

在抵御地震災(zāi)害時,建筑物建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能發(fā)揮著重要作用。因此,進行建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒坍能力設(shè)計已成必然趨勢,然抗地震倒塌設(shè)計中存在很多的影響因素,施工設(shè)計人員要全面把握建筑結(jié)構(gòu)的實際情況,根據(jù)建筑的情況及等級從而確定不同的抗地震倒塌設(shè)計方案,提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌的性能,加強建筑物的安全性及穩(wěn)定性。

1 建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力

對建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)科學的基本概念的研究工作,不難看出,一個復(fù)雜的建筑物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的功能取決于這個建筑物的整個性能。針對這樣的情況,不難看出,一個建筑物的整體性能才是整個建筑物工程的核心部分。對于建筑物結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計來說,首先,進行設(shè)計的過程之中,要根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)對于系統(tǒng)的整體性抗震要求進行設(shè)計,以便于依托于建筑物的整體性能發(fā)揮出優(yōu)異的抗震性能,也有利于整個建筑物系統(tǒng)之中的每一個部件都發(fā)揮出應(yīng)有的作用,保證整個建筑物的抗震性能的發(fā)揮;其次,建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)部的構(gòu)件的性能也有利于建筑物整體性能的發(fā)揮,只有無數(shù)個組成建筑物結(jié)構(gòu)的構(gòu)件發(fā)揮出應(yīng)有的作用,才能有效的保證建筑物的整體性能。

對于建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計思想,由于整個建筑物結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性,與此同時,正給建筑物的總體的功能也和組件構(gòu)成整體的構(gòu)成方式和組成方式有著較大的聯(lián)系。例如,即使一個建筑物所使用的建筑物組件全部相同,但是,構(gòu)成這個建筑物的組件的組成方式卻不相同,其所表現(xiàn)出來的抗震的總體性能也不盡相同。在這樣的背景下,如果一個建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是依托于各個組件之間的相互配合而體現(xiàn)出抗震性能的,那么如果這些組件之中的相互依托的特性會導致整體的下降,則稱之為整個建筑物結(jié)構(gòu)的抗震效果不是特別理想。

2 提升建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的對策

在上文之中已經(jīng)提到,為了提升建筑物結(jié)構(gòu)的抗震安全性能,首先要保證的就是建筑物結(jié)構(gòu)的整體性能,并在保證建筑物整體安全性能的基礎(chǔ)之上,盡可能的提升建筑物的意外安全貯備能量。具體的來說,提升建筑物抗地震倒塌能力的設(shè)計方法可以通過完善建筑結(jié)構(gòu)的第二階段抗震設(shè)計的方法來完成,也可以通過提升建筑物的整體性能來加強建筑物結(jié)構(gòu)的整體牢固性,進而有效的提升建筑物結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力。

2.1 完善建筑結(jié)構(gòu)的第二階段抗震設(shè)計

截至目前為止,我國的房屋建筑質(zhì)量安全標準依然在使用三水準抗震設(shè)防目標(具體的來說就是小震不壞,中震可修,大震不倒)的要求,為了達到這一目標,可以在建筑物結(jié)構(gòu)的構(gòu)建過程之中使用二段設(shè)計的方法完成建筑物結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計工作。具體的來說,二段設(shè)計主要分成以下兩個階段進行:

第一個階段主要是按照抵抗較小幅度的地震強度的要求來進行對建筑物結(jié)構(gòu)的抗震計算,在這一節(jié)果斷,主要是完成建筑物結(jié)構(gòu)的基本抗震安全儲備功能。

第二個階段是對建筑物結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌設(shè)計過程,在這一階段,由于涉及的地震的復(fù)雜的方方面面,我國對于這一方面的研究還停留在比較初級的階段,難以對具體的設(shè)計參數(shù)進行有效的計算。截至目前為止,我國的抗震規(guī)范規(guī)定只有對某一類具有著特定功用的建筑物有著具體的第二階段設(shè)計,對于一般的建筑物依然停留在第一階段的結(jié)算設(shè)計階段之上。盡管完成第一階段設(shè)計之后,已經(jīng)可以初步的滿足小震不壞,中震可修,大震不倒的要求,但是,由于很多的參數(shù)沒有進行具體的設(shè)計計算,其發(fā)揮出來的功用明顯不如完成第二階段設(shè)計的建筑物好。針對這樣的情況,就需要我國的相關(guān)部門盡快完善相關(guān)的法律法規(guī),要求在特定區(qū)域的建筑物務(wù)必滿足兩段設(shè)計的需求,以便于充分的保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

2.2 重視建筑結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)的建立

為了充分的保證建筑物結(jié)構(gòu)的抗震性能,還需要為建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)置一套合理的構(gòu)成形式。一般情況下,如果建筑物難以構(gòu)建起來一套合理的建筑物體系結(jié)構(gòu),難以規(guī)范的布置建筑物的內(nèi)部構(gòu)成,就會嚴重影響到建筑物的總體結(jié)構(gòu)性能(具體的來說,其集中體現(xiàn)在未有效設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱等方面),一旦建筑物結(jié)構(gòu)又是縱墻承重、外挑走廊的教學樓,在地震發(fā)生的情況下,造成的后果是不堪設(shè)想的。針對這樣的情況,就需要在進行建筑結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)的建立的過程之中,重視對系統(tǒng)的科學方法的應(yīng)用,考慮整個建筑物的整體的抗震性能。具體的來說,首先要保證在進行建筑物建筑體系的制定的過程之中,要優(yōu)化相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計;其次,要注重對建筑物的抗震措施的選擇;最后,還要注重對可能出現(xiàn)的抗震計算問題進行計算,以便與應(yīng)對隨時可能出現(xiàn)的復(fù)雜情況,提升建筑物的整體抗震性能。

2.3 重視對建筑結(jié)構(gòu)的整體性能的研究

為了有效的構(gòu)建建筑物的整體抗地震倒塌體系,就需要從系統(tǒng)科學的角度進行對建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程。在具體的設(shè)計過程之中,要高度重視對建筑物整體抗震性能、建筑物穩(wěn)定性能、建筑物牢固性能的提升。在上文之中已經(jīng)提到了,根據(jù)系統(tǒng)的科學設(shè)計思想,即使建筑物在建筑的過程之中,使用的建筑構(gòu)件全部是質(zhì)量安全的組件,也不能夠有效的保證建筑物結(jié)構(gòu)的整體安全性能,如果建筑物的結(jié)構(gòu)組織之間出現(xiàn)了不能滿足建筑物整體性能的情況,就很有可能從建筑物整體上體現(xiàn)出易損性的特點,最終導致一旦出現(xiàn)地震情況,建筑物結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)一定的問題。針對這樣的情況,就需要在研究系統(tǒng)的科學設(shè)計思想的基礎(chǔ)上,重視對建筑網(wǎng)整體性能的研究,形成一套合理的整體性結(jié)構(gòu),提升建筑物的整體性能,并通過提升建筑物的整體性能提升建筑物的抗震能力。

2.4 優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)件提升結(jié)構(gòu)性能

根據(jù)地震破壞原理,地震產(chǎn)生的橫波以及混合波對建筑結(jié)構(gòu)具有較強的破壞作用,因此在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,應(yīng)高度重視建筑結(jié)構(gòu)局部與構(gòu)件的設(shè)計,確保高層建筑的主體結(jié)構(gòu)與其余構(gòu)件的有效、穩(wěn)定連接,重點加強對高層建筑的后砌墻的連接設(shè)計與框架設(shè)計。例如,在框架設(shè)計中,要嚴格遵循“弱梁強柱與鋼梁柔柱”等原則進行設(shè)計,提升受力構(gòu)件的安全性,進而提高高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能與抗倒塌能力。

3 結(jié)語

總體來說,優(yōu)化建筑物結(jié)構(gòu)的抗震性能,保障人民的生命財產(chǎn)安全起著著重要作用,本文結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)整體性的建筑思想,討論了應(yīng)該如何將建筑物抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計思想應(yīng)用到實際的建筑物構(gòu)建過程之中去。經(jīng)過研究,本文的結(jié)論主要體現(xiàn)在以下幾個方面:首先,要保證建筑物結(jié)構(gòu)的抗震性能首先要完善建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計;其次,設(shè)計完成之后才能夠進行對建筑物抗震措施的構(gòu)想;最后,要提升建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的方法,重視建筑物的整體性結(jié)構(gòu),提升建筑物的抗震強度。

參考文獻

[1] 陳維東.高層建筑結(jié)果抗震設(shè)計存在的問題及對策[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2013(4).

[2] 龐豐博.建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計存在的問題及對策研究[J].城市建設(shè)理論研究,2012(33).

第8篇

【關(guān)鍵詞】高中英語作業(yè) 幸?;O(shè)計 途徑和方法

作業(yè)是教學過程當中存在的重要的學習的方式,高中英語教師能夠通過布置作業(yè),掌握學生所學的英語語言知識掌握以及運用的情況,根據(jù)相應(yīng)的信息反饋,從而調(diào)整教學的重心,保障教學的有效性。在高中英語作業(yè)布置的過程中,應(yīng)該注重學生的感受,增加作業(yè)的趣味性、多樣性,從而提升學生完成作業(yè)的積極性,使其能夠高效率的完成,提升教學的效率和質(zhì)量。

1. 布置作業(yè)的重要意義

作業(yè)主要是為了充分的利用課內(nèi)以及課外的學習的時間,提升學生學習的效果和學習的效率,主要的是由教師來按照相應(yīng)的學習的目標和課堂學習的內(nèi)容來制定作業(yè)任務(wù)。其能夠有效的使學生鞏固課堂所學習的知識,并且還能夠訓練學生的解題能力,有助于學生獨立解決問題的能力。同時教師還能夠通過學生作業(yè)反饋出來的信息,了解到學生掌握知識的情況,從而有利于教師做出教學的總結(jié)。此外學生可以通過完成作業(yè),養(yǎng)成良好的自學習慣,并且還對課堂學習的知識進行了鞏固,在發(fā)現(xiàn)沒有掌握知識的時候可以和教師進行良好的溝通交流,以便于知識的學習。

2. 高中英語作業(yè)布置中存在的問題

首先,在作業(yè)布置的過程中,只是注重量化的原則,通常情況下布置作業(yè)的數(shù)量比較大,其隨意性比較強,教師在布置作業(yè)的時候沒有針對學生學習的實際情況來進行作業(yè)的合理布置,并且在布置作業(yè)的時候非常機械。此種題海戰(zhàn)術(shù)就會導致學生產(chǎn)生嚴重的厭學心理,不利于學生作業(yè)的完成,同時也沒有產(chǎn)生很好的效果。其次,在高中英語作業(yè)的布置當中過多的注重書面作業(yè),沒有進行口語作業(yè)的布置,這樣就不利于英語語言類學科的學習。還有就是沒能夠有效的體現(xiàn)出作業(yè)反饋的功能,在題海戰(zhàn)術(shù)的情況下,只是注重了作業(yè)的數(shù)量而沒有注重內(nèi)容的考核,相應(yīng)的教師的考核和評價只是流于形式,不利于學生綜合能力和自主學習能力的提升。

3. 提升高中英語作業(yè)幸?;O(shè)計的有效措施

3.1靈活運用特殊性作業(yè)

英語本身就是一門實踐性很強的語言類學科,相應(yīng)的記憶量要求是比較大的,英語單詞的記憶是英語學習中的一個重點和難點。針對此種情況就可以設(shè)置特殊性的作業(yè),讓學生準備一個記錄陌生單詞的記事本,對于不熟悉的單詞進行記錄,方便其復(fù)習。并且還可以對于一些優(yōu)美的英語句子進行抄錄,進行閱讀和朗誦,提升學生的語言應(yīng)用能力。對于比較容易出錯的句子也要進行抄錄,在不斷的復(fù)習中,就能夠有效的掌握學習的知識。這樣沒有時間和任務(wù)限制的過程中,學生的自由空間也比較大,這樣就不會給學生造成壓力,這樣就能夠使學生養(yǎng)成積累學習的習慣。

3.2注重層次性作業(yè)設(shè)計

教師在布置作業(yè)的時候,應(yīng)該考慮到學生之間的差距,在布置作業(yè)的時候應(yīng)該采用分層次的方式??梢苑譃橐韵氯齻€層次:第一個層次的作業(yè),主要的是為了鞏固課堂的知識而進行設(shè)置的,要求每一名學生都必須要做;第二個層次的作業(yè),主要的是對于知識的靈活應(yīng)用的能力要求比較的高,高中英語教師在布置這類作業(yè)的時候,應(yīng)該對學生進行適當?shù)闹笇?,保障大多?shù)的學生都能夠完成;第三層次的作業(yè),主要的是對學而有余的學生來設(shè)計的,可以鼓勵學生看一些課外的英語方面的書籍和聽英語方面的廣播等。這樣注重學生不同層次的發(fā)展,分層次可以充分地發(fā)揮學生學習的能動性,使其學生厭學的現(xiàn)象很大程度上減少,保障學生學習的效率和質(zhì)量。

3.3加強英語實踐性作業(yè)

在高中英語的教學過程中,課文包含了比較多的閱讀資料,其內(nèi)容涉及的范圍也比較的廣泛,其中包含了日常生活、異域風情、科學探索以及文化藝術(shù)等多個方面的內(nèi)容,這樣寬廣的知識面和詞匯量為學生的時間性的作業(yè)設(shè)計提供了大量的素材。教師就可以根據(jù)文章的內(nèi)容組織對話表演、采訪報告以及調(diào)查討論等實踐性質(zhì)比較強的作業(yè),從而提升學生的學習積極性,促使教學效率和質(zhì)量的提升。

總結(jié)

總而言之,在高中英語作業(yè)布置和設(shè)計的過程中,應(yīng)該注重學生的感受,充分的體現(xiàn)出以人為本的理念,充分的調(diào)動學生的積極性,提升英語教學的效率和質(zhì)量。

【參考文獻】

[1]方愛君.高中英語作業(yè)的優(yōu)化設(shè)計[J].英語教師,2010,05(01):81-86.

[2]仲娟.高中英語作業(yè)布置存在的問題探析[J].中學英語園地(教學指導),2012,16(32):241-247.

第9篇

[關(guān)鍵詞]礦井通風系統(tǒng);優(yōu)化設(shè)計;綜述;發(fā)展方向

中圖分類號:TD724 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)33-0042-01

礦井通風系統(tǒng)是礦井設(shè)計的重要內(nèi)容之一,它的運行,直接影響到礦井的建設(shè)速度、投入運營以后的壽命以及建設(shè)資金花銷的數(shù)據(jù)。不僅如此,而且礦井投入生產(chǎn)之后,對礦工的工作環(huán)境和技術(shù)投入效益都有著深遠的影響。所以,礦井通風系統(tǒng)的建設(shè)、優(yōu)化和方向一直是專業(yè)人員研究和探討的重點之一。也因此出現(xiàn)了一些令人欣慰的研究成果,但總體比較籠統(tǒng),許多問題還有待探討,本文針對礦井通風系統(tǒng)的建筑、優(yōu)化以及發(fā)展方向做了闡述,將倆hi益弊總結(jié)了出來,共同探討,吸取更優(yōu)秀的見著。

一、礦井通風系統(tǒng)設(shè)計的基本特點

1、礦井通風系統(tǒng)是礦井投入后安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)保障,也是正常運行時一個重要的環(huán)節(jié),有的法律文獻銘文規(guī)定,每個礦井必須有完善的人性化的通風系統(tǒng),例如《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》等。礦井的主要作用就是向礦井下面輸送新鮮的空氣,稀釋和排出有毒的有害的有危險性的氣體以及粉塵等,時刻調(diào)節(jié)礦井深處的空氣質(zhì)量,是一個良好的循環(huán)系統(tǒng),時時刻刻為工作人員提供一個清潔健康的工作環(huán)境,讓礦井下面能夠安全有效的運行和生產(chǎn),所以,大凡礦井通風系統(tǒng)必須符合簡單的系統(tǒng),先進的技術(shù),安全高效,經(jīng)濟實惠等諸多特點。

礦井通風系統(tǒng)一直是跟著世界的前進的步伐不斷優(yōu)化不斷實現(xiàn)完善的一個發(fā)展過程,隨著礦產(chǎn)資源枯竭,金屬地下礦山資源愈來愈少,礦山開采越來越遠和深,不斷的開采,礦井下面的巷道就得發(fā)生變化,采空區(qū)的巷道就得廢棄,以前的通風系統(tǒng),也跟著被廢棄,失去作用,或者,出現(xiàn)疏風不足的嚴重現(xiàn)象。這就危害到了井下工作人員的生命和健康,影響到了井下開采的正常運行。這就要求相關(guān)部門,及時的組織人員改變現(xiàn)狀,優(yōu)化和挖掘新的巷道,必須是的通風系統(tǒng)能安全有效的解決它所承擔的事情。

2、國內(nèi)外礦井通風技術(shù)的發(fā)展狀況。礦井通風系統(tǒng)時保證礦井下面能正常有效運行的重要措施,也是曠工健康安全的保障之一。礦井通風的目的就是為礦井下面提供安全舒適的工作的環(huán)境,這是相較別的通風系統(tǒng)投入成本最低的系統(tǒng),這一系統(tǒng),是利用風,使空氣流動,達到驅(qū)散和稀釋井下的有害氣體和粉塵等。

一五五六年,德國著名學者阿格里格拉在《論冶金》中就講述了手動風箱的通風原理;一八三七年我國明朝學者宋應(yīng)星在《天空開物》中描述了使用竹筒排放礦井里有害氣體和粉塵的方法;十七世紀歐洲利用火爐通風的方法施行井下通風;十九世紀開始機械通風;到了二十世紀六十年代以后,隨著計算機的應(yīng)用和普及,整個系統(tǒng)開始由計算機操作和監(jiān)控,使得技術(shù)、理論和經(jīng)驗都取得了巨大的成果。

3、國內(nèi)外礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化的研究成果。隨著科技的發(fā)展,礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)化和發(fā)展也主要集中在計算機這方面,計算機數(shù)值和調(diào)試。國內(nèi)外專家對通風系統(tǒng)的優(yōu)化研究成果只要集中在礦井通風網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)研究、礦井通風系統(tǒng)安全可靠性研究、礦井通風系統(tǒng)方案優(yōu)選等方面。

二、礦井通風網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的調(diào)節(jié)研究

蘇聯(lián)學者E.羅戈夫于一九六五年提出來礦井通風網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論。隨著科技不斷進度,后繼有許多學者在他的基礎(chǔ)上不斷挖掘、進步和完善。

1、 礦井通風系統(tǒng)的阻力研究

何為礦井通風阻力,就是指影響分風和能耗情況等。在礦井通風系統(tǒng)的日常運行中,要經(jīng)常性的對礦井通風阻力進行檢測和匯報,將數(shù)據(jù)記錄成冊,以便于分析和研究。礦井的阻力只要集中在巷道的面積和巷道的支護形式等。要不斷對這些進行調(diào)節(jié)優(yōu)化,使通風阻力不斷降低。降低通風阻力的措施主要是增大巷道面積或改善巷道支護形式。

2、 礦井通風系統(tǒng)風量調(diào)節(jié)研究

風量調(diào)節(jié)是屬于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的部分。就是通過計算機對巷道的阻力對風量進行分配的過程。這些手段,有力的避免了風量分配不合理,滿足了不同生產(chǎn)線的不同需求,隨著時間推移,礦井開采的深度和寬度不斷加深擴大,原有的通風網(wǎng)絡(luò)數(shù)、巷道和風量等數(shù)據(jù)都會隨著變化,需要及時的記錄數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)對接和調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)。

普遍見到的風量調(diào)節(jié)法,就是減阻和增能,就是減低阻力大的巷道的阻力,增大阻力大的巷道風量。通過數(shù)據(jù)記錄研究,按需分風。反之也是一樣的,增大阻力小的巷道阻力,降低阻力小的巷道風量。如何調(diào)節(jié)礦井巷道的風量?主要是通過調(diào)整主風扇機,來達到這一目的。如何讓調(diào)整主風扇?就是通過調(diào)節(jié)風機的葉輪轉(zhuǎn)速和葉片安裝角度,使得風機的風壓被改變,風量也就跟著被改變,從而改變達到了調(diào)整主風扇的目的。

3、 礦井通風系統(tǒng)安全可靠性研究

礦井通風是否有效的運行,直接影響著礦井的安全生產(chǎn)和高效運作。這就是礦井通風系統(tǒng)對礦井安全生產(chǎn)、管理以及運作的可靠性??煽啃栽礁?,相對它的安全、生產(chǎn)率、管理等都更好。礦井的通風系統(tǒng)的可靠性指的是有效的按照數(shù)據(jù)給礦井下面輸送空氣,使的礦井下面空氣質(zhì)量達到合格,保證礦井下面開采工作有效的進行。

國內(nèi)外學者對礦井通風系統(tǒng)可靠性做了不少的研究,研究成果表明,影響可靠性的因素可分為風流穩(wěn)定性、礦井通風構(gòu)筑物、礦井通風動力系統(tǒng)等等。研究理論有度算法、風路、意外事故等等。研究的方法由有使用結(jié)構(gòu)法、事故樹法。布爾代數(shù)等等。

三、礦井通風系統(tǒng)方案優(yōu)選研究

1、優(yōu)選評價指標的研究

隨著時光流逝,隨著礦井下面不停不歇的開采,礦井的深度和寬度不斷加深擴大,通風系統(tǒng)的規(guī)模也越來越大,也愈來愈復(fù)雜。從事這方面的工作人員和學者對它的研究從沒有間斷過,都各有利弊,不被公認。

2、方案優(yōu)選理論的研究

礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化理論是結(jié)合方案,考慮了各種相互影響的因素,從而確定技術(shù)是否合理,抗災(zāi)能力是否有效,經(jīng)濟效益是否良好等。它屬于外部優(yōu)化。

四、國內(nèi)外通風系統(tǒng)優(yōu)化研究發(fā)展趨勢

1、設(shè)計支持系統(tǒng)研制

隨著生產(chǎn)持續(xù),礦井規(guī)模加大,通風系統(tǒng)不斷復(fù)雜,通風系統(tǒng)的管理也就愈來愈麻煩。所以很有必要建立一套智能的反應(yīng)快的通風管理系統(tǒng)。要完成這個系統(tǒng),不是一件簡單的事,即便資金雄厚,技術(shù)上也很難達到,而且,還的考慮人工、代價和流程等。計算機技術(shù)的使用,使得礦井通風系統(tǒng)向現(xiàn)代化技術(shù)不斷發(fā)展,計算機的控制技術(shù)具有自動監(jiān)控和自動檢測管理的功能,因此,特別有利于建立一套智能全自動的管理系統(tǒng)。

2、自動檢測理論

隨著礦井的壽命不斷增長,礦井的規(guī)模不斷擴大,深度不斷加深,礦井通風系統(tǒng)也愈來愈復(fù)雜,巷道的數(shù)量和長度都相應(yīng)的增加。尤其礦井采用了多級機站通風系統(tǒng),系統(tǒng)的管理也就越來越龐大和艱難。所以再繼續(xù)采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測管理已經(jīng)不合理,不劃算了。需要大量的人工來完成這一項工作,這其中的人工費可是一筆不可小覷的開銷。隨著計算機的應(yīng)用和普及,計算機管理監(jiān)測系統(tǒng)的趨勢已經(jīng)勢不可擋。