引論：我們?yōu)槟砹?3篇優(yōu)化設(shè)計論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
2.減速器齒輪箱體的優(yōu)化設(shè)計
本論文的優(yōu)化目的在于在齒輪箱結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度和剛度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行減輕重量，并完成合理均勻分布應(yīng)力的優(yōu)化工作。我們提出的優(yōu)化具體設(shè)計為：
第一步，針對結(jié)構(gòu)確定設(shè)計方案，并通過CAD軟件進(jìn)行建模。
第二步，通過CAD軟件和有限元分析軟件的連接傳遞到有限元分析軟件中，并獲得相關(guān)的應(yīng)力以及位移等參數(shù)。
第三步，據(jù)實際情況進(jìn)一步確定優(yōu)化目的，對設(shè)計進(jìn)行計算結(jié)果分析和比較，明確能夠修改的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
第四步，通過修改參數(shù)，重新進(jìn)行分析，并通過這種方法獲得結(jié)構(gòu)參數(shù)以及相應(yīng)的響應(yīng)值。并完成最佳參數(shù)的選取，同時得到更加科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)和尺寸。
我們做出的優(yōu)化主要是針對箱體的質(zhì)量的。即在外載荷不變而且不改變結(jié)構(gòu)布局的前提下，對齒輪箱進(jìn)行優(yōu)化。將重量當(dāng)作優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)，采取結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)能夠在確保質(zhì)量的情況下，有效節(jié)約成本，提高質(zhì)量。實現(xiàn)安全性、可靠性、節(jié)約型等多個層面的兼顧。因為結(jié)構(gòu)布局和材料是固定不變的，所以箱體結(jié)構(gòu)也是不發(fā)生變化的，僅僅是把箱體的具體部位厚度作為設(shè)計變量，用箱體工作結(jié)構(gòu)的最大位移作為狀態(tài)變量，把結(jié)構(gòu)的質(zhì)量當(dāng)作目標(biāo)函數(shù)。也可以說是在原設(shè)計的基礎(chǔ)上，不對其做大的調(diào)整和改變，僅僅是對結(jié)構(gòu)最大允許最大范圍進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到箱體最輕的優(yōu)化設(shè)計效果。引入邊界條件的方法，考慮邊界條件。在邊界條件發(fā)生改變時，場變量函數(shù)并不需要改變，這對于通用程序有大的簡化。
3.減速器優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型
3.1目標(biāo)函數(shù)
目標(biāo)函數(shù)為A=min{f(x)} =min{f(x1, x2,…, xn)}其中： A為減速器總的中心距離，也就是各中心距的綜合；x為設(shè)計變量(包含中心距和螺旋角以及齒數(shù)、模數(shù)等等)； n為變量的數(shù)目。
3.2約束條件
約束條件是用來判別目標(biāo)函數(shù)當(dāng)中變量的取值可行與否的規(guī)定，所以減速器優(yōu)化設(shè)計中提出的任何一個方案都必須滿足所有的約束條件的變量所構(gòu)成。在給出優(yōu)化設(shè)計的約束條件的情況下，需要從各個方面進(jìn)行周密的考慮。比如設(shè)計變量本身的取值要求；齒輪和零件的緊密程度等等。一般來說要充分考慮到以下幾個約束條件:
一是離散性約束。其中包括齒數(shù)，也就是每個齒輪的齒數(shù)需要是整數(shù)；模數(shù)：要求齒輪模數(shù)必須符合模數(shù)系列(GB1357-78)的要求；中心距：要以10mm為單位。
二是上下界約束。螺旋角：對于直齒輪應(yīng)當(dāng)為零，斜齒輪取8°~15°；總變位系數(shù)：因為總變位系數(shù)能夠影響齒輪承載能力，通常取0~0. 8。
三是強(qiáng)度約束。一般是指齒輪的齒面接觸強(qiáng)度和輪齒的彎曲強(qiáng)度，依據(jù)GB3480-83標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)，需要根據(jù)實際安全系數(shù)進(jìn)行實踐檢驗。
四是根切約束。為規(guī)避根切現(xiàn)象，規(guī)定出最小的齒數(shù)，其中直齒輪是17，斜齒輪是14到16之間。
篇2
《2009最新版防突細(xì)則》第四十九條中預(yù)抽石門揭煤鉆孔的最小控制范圍為兩個必要條件，意思不夠直接明確；鉆場設(shè)計繁瑣，且大部分鉆場設(shè)計工作者未能把鉆場設(shè)計與計算機(jī)緊密結(jié)合；鉆場鉆孔求值參數(shù)多，求值方法多，但卻未選擇最優(yōu)求值參數(shù)，導(dǎo)致設(shè)計鉆孔參數(shù)不夠精確。筆者針對以上情況以預(yù)抽石門揭煤鉆孔為例闡述了鉆孔最小控制范圍和最少最優(yōu)求值參數(shù)，以便精確、方便、快捷的設(shè)計鉆場鉆孔。
1、鉆孔最小控制范圍解析
《2009最新版防突細(xì)則》第四十九條（四）：預(yù)抽石門揭煤鉆孔的最小控制范圍是：石門和立井、斜井揭煤處巷道輪廓線外12m（急傾斜煤層底部或下幫6m），同時還應(yīng)保證控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線的最小距離不小于5m。
據(jù)以上規(guī)定可知石門揭煤鉆孔最小控制范圍為兩個充分必要條件，即：煤層傾角β＜45°時，最小控制范圍需滿足上、下幫巷道輪廓線外傾向12m和法向5m，左、右兩幫法向5m；β≥45°時，最小控制范圍需滿足上幫巷道輪廓線外傾向12m和法向5m，下幫巷道輪廓線外傾向6m和法向5m，左右兩幫法向5m。
根據(jù)煤層空間位置關(guān)系可知：sinβ=法向控制范圍/傾向控制范圍，煤層傾角β越小，法向5m所控制的傾向范圍越大。經(jīng)分析石門揭煤鉆孔最小控制范圍如圖表1所示。（注：asin(5/12)=24.6°,asin(5/6)=56.4°）
表1石門揭煤鉆孔最小控制范圍
煤層傾角范圍
上幫
輪廓線外
下幫
輪廓線外
左、右兩幫
輪廓線外
β≤24.6°
法向5m
法向5m
法向5m
24.6°＜β≤56.4°
傾向12m
法向5m
法向5m
β＞56.4°
傾向12m
傾向6m
法向5m
2、鉆場情況及鉆場設(shè)計
煤層厚2m，傾角β=30°；石門揭煤巷道高3m，寬5m，方位α0=195°。據(jù)《2009最新版防突細(xì)則》及表1設(shè)計石門揭煤鉆場如圖1。（為視圖清晰，抽采半徑假定為5m）
圖1預(yù)抽石門揭煤鉆場設(shè)計圖
3、最少求值參數(shù)
以28號鉆孔為例，預(yù)抽鉆孔立體及簡化圖如圖2所示。線EC為28號鉆孔線，面ABCD為水平投影面，線AC為鉆孔水平投影線，面ADHE為鉆孔鉛垂剖面，線ED為鉆孔鉛垂剖面線；α偏28鉆孔方位偏角，θ為鉆孔傾角，H為穿煤孔深等鉆孔參數(shù)。
圖2預(yù)抽鉆孔立體及簡化圖
由圖1中鉆場設(shè)計剖面圖，直角三角形AED除直角外有5個參數(shù)（三角形的3角3邊）均可用CAD量出；由圖1中鉆場設(shè)計平面圖，直角三角形ADC除直角外有5個參數(shù)均可用CAD量出。直角三角形ADC與AED有一條公共邊AD，所以兩三角形一共有9個參數(shù)，且均可量出，但量取參數(shù)是繁瑣的重復(fù)過程，為此需確定最少的參數(shù)并準(zhǔn)確的求取所需的鉆孔參數(shù)。
如圖2中28號孔空間立體簡化圖，經(jīng)分析：需求解α偏28、θ28和H28必須求解四面體ACDE，而把直角三角形AED和ADC解出，四面體ACDE即解出。直角三角形已知2個參數(shù)（除直角外）即可求解，求解兩個直角三角形需4個參數(shù)，因為直角三角形AED與ADC有一條公共邊，所以求解這兩個直角三角形僅需3個參數(shù)，且直角三角形AED與ADC各需至少一個參數(shù)（公共邊AD除外），即求解鉆孔α偏28、θ和H參數(shù)僅需3個參數(shù)。
4、最少求值參數(shù)種類
經(jīng)上分析：已知求解參數(shù)有9個，為計算鉆孔參數(shù)方便快捷僅需3個求解參數(shù)即可，直角三角形AED與ADC各需至少一個參數(shù)（公共邊AD除外），即一個三角形2個參數(shù)，另一個三角形1個參數(shù)（不包括公共邊）。
無公共邊最少求值參數(shù)種類：（C42-C22）×C41×C21
有公共邊最少求值參數(shù)種類：C41×C41
最少求值參數(shù)種類：（C42-C22）×C41×C21+C41×C41=56(種)
5、最優(yōu)求值參數(shù)
已知求解參數(shù)有9個：包括4個角度，5條邊。
結(jié)合圖1與圖2分析：
1）、方位偏角α偏可直接量出但每個鉆孔的偏角不一，且量取角度誤差較大；
2）、每個鉆孔的AC與DE不一，需一一量出；
3）、1、5……25號孔，2、6……26號孔，3、7……27號孔和4、8……28號孔的X(CD)各均相同；
4）、1-4號孔、5-8號孔、9-12號孔、13-16號孔、17-20號孔、21-24號孔和25-28號孔的Y（AD）和Z(AE)各均相同。
篇3
Keywords:middleschoolyard;thebuildingofteaching;sitedesign;integrality;harmonization
在當(dāng)代教育事業(yè)不斷發(fā)展的大好形勢下，學(xué)校招生規(guī)模在擴(kuò)大，校園建設(shè)速度也在提高，在建設(shè)過程中面臨校園總體布局重新整合的問題，新舊建筑和諧共處的問題，以及實現(xiàn)校園建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的問題等。在既有環(huán)境中，一座新建筑的介入，建筑設(shè)計必須從建設(shè)基地特定的自然條件和人文環(huán)境出發(fā)，把新建筑視為既有環(huán)境中的一個重要組成部分，通過優(yōu)化設(shè)計要素進(jìn)行環(huán)境整合，只有這樣，才能在一定程度上體現(xiàn)環(huán)境的特殊性，才能表現(xiàn)建筑師對建筑與環(huán)境理解的個性化，從而體現(xiàn)建筑與自然的和諧關(guān)系，使得建筑風(fēng)格不僅兼具特定地域的環(huán)境特征和人文特色，又能提高校園整體可持續(xù)發(fā)展的適應(yīng)性。
1工程概況
南安職業(yè)中等專科學(xué)校（以下簡稱“南安職專”）位于福建省南安市城南，泉州市鯉城區(qū)通往南安市的308省道線南側(cè)。整個校園坐落于山丘之上，總體成北低南高的走勢。從校園的總體布局上看，其主軸線從北側(cè)的正大門始向西南方向至辦公樓前的圓形綠化島發(fā)生一次轉(zhuǎn)折，使得軸線呈正南方向貫穿整個校園，葉飛將軍教學(xué)樓（以下簡稱“將軍樓”）建設(shè)基地處于這段正南軸線的東側(cè)地塊。由于山丘地形的影響，建筑沿等高線布置，使得將軍樓建設(shè)基地東側(cè)的其它建筑不是呈南北座向。將軍樓是在校園中一座石構(gòu)教學(xué)樓被確認(rèn)為“危房”拆除后進(jìn)行原址重建的項目，由南安市愛國華僑黃仲咸先生捐資人民幣170萬元，委托華僑大學(xué)關(guān)瑞明先生主持設(shè)計。將軍樓的名稱取自南安籍愛國將領(lǐng)葉飛先生的姓名，反映出南安人民對葉飛將軍的紀(jì)念與緬懷。工程建設(shè)根據(jù)基地現(xiàn)狀與投資情況，建筑面積控制在2600m2±5%以內(nèi)，造價控制在650元/m2左右。
2基地條件
將軍樓建設(shè)基地位于校園主軸線的東南側(cè)，基地的正北側(cè)為一座現(xiàn)有的教學(xué)樓“仙都樓”；東北側(cè)緊挨著一座作為倉庫的平房，朝向南偏西55O；在倉庫背后且與之平行的是一座學(xué)生宿舍樓，形成了基地東側(cè)半圍合的形態(tài)?；匚鱾?cè)為運(yùn)動場，南側(cè)為擬建的教學(xué)樓用地。地面經(jīng)平整后，基地的室外標(biāo)高與北側(cè)的仙都樓一致（見圖1）。
3場地設(shè)計的探索
建筑的形成過程，是吸取有利因素和排除不利因素的過程。在設(shè)計中運(yùn)用節(jié)地設(shè)計思想，一方面為了能處理好建筑與其外部環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，另一方面也能充分利用空間，達(dá)到節(jié)約土地資源的目的，對場地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計就是要提高建筑空間的使用效率，使得平面布局合理，發(fā)揮建筑空間的最大效用。
3.1總體布局
從校園總體規(guī)劃圖中可以看出，將軍樓的選址位于教學(xué)區(qū)、宿舍區(qū)與活動區(qū)的空間節(jié)點上，針對建筑周邊的既有建筑和道路的情況，對建筑平面的外輪廓進(jìn)行限定，從而與環(huán)境建立起一種協(xié)調(diào)的關(guān)系，加強(qiáng)校園空間的整體性?？紤]到建筑物的功能要求、地段的具體條件以及建筑物本身的經(jīng)濟(jì)性，建筑總體平面采用集中式布置。一般來說，集中式布置較分散式布置更能節(jié)約用地，因為采用集中式布置，建筑場地、道路、日照與防火間距等所需的空地比較少，這樣，不僅能充分利用土地，并能兼顧之后的發(fā)展用地。具體的方法如下：
（1）對齊法：將軍樓的西側(cè)與仙都樓的西側(cè)對齊，使將軍樓角點B、F與仙都樓角點A處于同一條線上；
（2）平行法：根據(jù)設(shè)計規(guī)范要求，取d1值為25m，繪制與仙都樓平行的BC線；同樣方法繪制與倉庫平行的CD線，但d2值可以小于25m，根據(jù)建筑面積來計算具體取值；
（3）垂直法：直角作為教室空間的首選形狀，因此，南側(cè)邊界與東南側(cè)邊界的確定采用垂直法，令FEBF，DECD，可得出帶有三個直角的五邊形BCDEF，其中五條邊的長度待定（見圖2）。
3.2單體設(shè)計
葉飛樓幾乎是在學(xué)校教學(xué)區(qū)的邊緣處，經(jīng)過對建設(shè)地塊環(huán)境的仔細(xì)研究，設(shè)計時充分考慮四周建筑走向，從圖面上來看，建筑的主要形體圍合成了一個凹形空間，猶如一凹形容器——兼具與外部景觀間的最大滲透性和保持獨(dú)立的最大內(nèi)省性（見圖3）。
3.2.1流線分析
基于與四周環(huán)境的互動關(guān)系，流線分析主要是對出入口的分布及交通流線進(jìn)行設(shè)計，以此對人在空間環(huán)境中的活動行為加以協(xié)調(diào)組織。南面是采光通風(fēng)最好的朝向，建筑物的主入口放置這一側(cè)，并結(jié)合入口處預(yù)留的廣場空間，使之能與操場互相呼應(yīng)，建筑視野開闊。西北側(cè)臨著學(xué)生宿舍區(qū)，考慮另一入口放置在西北側(cè)，以便能組織人流疏散。兩個出入口節(jié)點的布置，加上以盡可能在南北側(cè)多布置功能用房的前提，平面水平方向上自然形成了Z字折線形的交通流線。隨著功能用房的疊加，豎直方向的交通核順應(yīng)而生，結(jié)合折線形水平流線的兩個轉(zhuǎn)折處設(shè)置樓梯，這樣，折線形水平流線與點狀豎直交通核構(gòu)成了立體的交通系統(tǒng)。
3.2.2空間布局
以流線為基礎(chǔ)的水平空間劃分是在適合使用要求的幾何網(wǎng)格上進(jìn)行的，教室標(biāo)準(zhǔn)平面選用7.2m×8.4m網(wǎng)格上進(jìn)行劃分。設(shè)計時首先保證教室朝南，出于對該地區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向為東南向的考慮，將衛(wèi)生間結(jié)合樓梯間放置在北側(cè)，減少了對主體教室的影響。這樣處理得到了五間完整的教室，并使得建筑平面布局更加完滿（見圖4）。
豎直方向空間布置采用功能分層的設(shè)計手法，一層設(shè)計成書庫及閱覽部分，便于大股人流疏散；二層以上布置成合班教室。在平面處理中，建筑體塊的東北角出現(xiàn)折形空間，與主體走向成35°偏角。為使得教室盡量能朝南采光通風(fēng)，在平面處理上設(shè)計四個折形窗，既滿足了這一要求，也豐富了立面效果（見圖5）。
3.2.3造型設(shè)計
基于建筑面積的控制，本方案的主體建筑層數(shù)設(shè)計為五層，在南面主入口的兩側(cè)突出的教室為四層，將軍樓的造型通過這樣對稱的形式達(dá)到一種平衡。這一中高兩底的形體構(gòu)成，是閩南傳統(tǒng)建筑交椅式建筑形象的縮影，是對傳統(tǒng)建筑文化的一個延續(xù)，加強(qiáng)了建筑形象的立體感。閩南地區(qū)春夏盛行偏南風(fēng)，秋冬盛行偏北風(fēng)，建筑采用外廊，既符合當(dāng)?shù)貧夂驐l件，也能達(dá)到節(jié)能的目的。
在處理新建筑與原有建筑的關(guān)系時，大致是通過空間、造型、色彩等方面來建立新建筑與原有建筑兩者之間的有機(jī)關(guān)系，使它們既有呼應(yīng)又互相區(qū)別。基于相對有限的基地和資金條件，將軍樓以實訓(xùn)中心樓的材質(zhì)和色彩為參照體系，力求使其與周圍的建筑環(huán)境和諧統(tǒng)一。在立面處理上，對窗與實墻的比例進(jìn)行探索。在窗墻的虛實變化之中，形象得以生動體現(xiàn)，為使其具有較大的表現(xiàn)力，特別是立面上折形走廊的處理，不僅適當(dāng)?shù)胤糯罅俗呃冉煌臻g，而且加強(qiáng)了立面上光影效果，增強(qiáng)了凹凸之感（見圖6）。
4結(jié)語
在校園規(guī)模不斷發(fā)展的過程中，為了創(chuàng)建一個良性的、可持續(xù)發(fā)展的空間形態(tài)，構(gòu)筑合理的、有效的空間以適應(yīng)多變的需求是勢在必行的。張錦秋先生在設(shè)計實踐中，逐漸體會到“和諧建筑”的理念包含兩個層次。第一個層次是“和而不同”，第二個層次是“唱和相應(yīng)”。“和”是指相異因素的統(tǒng)一，“同”是指相同因素的統(tǒng)一。[1]在汲取既有建筑風(fēng)格特征的基礎(chǔ)之上，通過創(chuàng)新的手法使得新建建筑風(fēng)格能做到雖有別于已有建筑，卻能與之相“和”的境界，從而達(dá)到和諧共生。
場地優(yōu)化設(shè)計，不但節(jié)約用地和提高平面布局的合理性，而且給建筑與其場地之間關(guān)系的處理提供了一種恰當(dāng)?shù)姆绞?。使得新舊建筑之間能進(jìn)行良性的對話，從而建筑與多變的校園環(huán)境達(dá)到和諧共生，大大提高了新建建筑在校園環(huán)境中的適應(yīng)性，這是本次方案設(shè)計過程中的一重大收獲和嘗試。
篇4
門蓋閉合過程中，門蓋與汽車殼體之間存在接觸非線性.同時，工作過程中汽車殼體的剛度不是恒定的，它隨著變形的大小而變化，即存在幾何非線性.因此本文作SOL601，106高級非線性靜力學(xué)分析.非線性分析和線性分析相比，非線性分析的計算時間和計算機(jī)存儲量要大得多，而且在數(shù)值計算方法和求解參數(shù)的設(shè)定上有較大區(qū)別[2].邊界條件包括載荷、約束和仿真對象[3].在門蓋的左右軸套上分別施加軸承力，力的大小為800KN，方向為沿著油缸的軸向，指向門蓋.在汽車殼體的底部作固定約束、門蓋的旋轉(zhuǎn)軸處作銷釘約束.同時，忽略門蓋組件各結(jié)合面之間的接觸變形，近似將各接觸部分看作剛性接觸，在FEM下為門蓋的各邊、面之間添加1D連接[4-5].門蓋與汽車殼體之間的接觸是非線性的，在仿真模型下，定義高級非線性接觸，汽車殼體作為“源區(qū)域”，門蓋底板作為“目標(biāo)區(qū)域”，“接觸參數(shù)”保持默認(rèn).有限元計算模型如圖3所示，分析結(jié)果如圖4所示（只顯示門蓋）.根據(jù)圖形可知門蓋最大等效應(yīng)力為170.76MPa.應(yīng)力主要集中在門蓋的左右軸套上，即油缸與門蓋連接處.門蓋的材料為Q235號鋼，屈服強(qiáng)度為235MPa，可見在該工況下門蓋滿足強(qiáng)度要求.
3優(yōu)化設(shè)計
有限元分析的最終目的是進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，現(xiàn)在需要對門蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的目標(biāo)是模型的重量最小[6-7].約束條件是在不改變門蓋模型網(wǎng)格劃分、邊界約束和載荷大小，并能滿足強(qiáng)度要求的前提下，控制最大等效應(yīng)力值不超過材料屈服強(qiáng)度的70%（約165MPa）.
3.1筋板的布置
根據(jù)分析結(jié)果可知，應(yīng)力主要分布在左右軸套處，大部分的筋板受力極小，因此，可通過布置筋板的分布進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計.為便于加工和裝配，門蓋筋板布置采用均勻分布的方式.設(shè)計變量為筋板的數(shù)量，原結(jié)構(gòu)中單行設(shè)置的筋板數(shù)量為10，考慮減重的目標(biāo)及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，取筋板數(shù)量為3-7.圖5為筋板數(shù)量與門蓋最大應(yīng)力和位移關(guān)系，圖6為不同筋板數(shù)量對應(yīng)底板的應(yīng)力分布圖.結(jié)果表明筋板數(shù)量對門蓋的最大應(yīng)力（軸套處）影響較小，對門蓋底板的應(yīng)力分布位置影響較大.底板最大應(yīng)力發(fā)生在門蓋油缸軸線方向上的臨近筋板與主橫筋板接觸處，最大應(yīng)力為N=4時σmax=61.52MPa.綜合考慮最大應(yīng)力、最大位移和底板的應(yīng)力分布，以及實現(xiàn)減重的目的，確定新結(jié)構(gòu)的筋板數(shù)量為4.
3.2筋板厚度的優(yōu)化
3.2.1靈敏度分析
靈敏度分析是為優(yōu)化設(shè)計做鋪墊.通過靈敏度分析可以確定模型各參數(shù)對輸出結(jié)果影響的大小.在模型校正過程中重點考慮對輸出結(jié)果影響較大的參數(shù)，排除那些對輸出結(jié)果影響很小的參數(shù)，這將在很大程度上減小模型校正的工作量，提高優(yōu)化設(shè)計的效率[8-9].NX高級仿真中幾何優(yōu)化模塊下提供了全局靈敏度解算方案.設(shè)計目標(biāo)為門蓋的重量最小，約束條件為門蓋的最大應(yīng)力，設(shè)計變量為筋板厚度.為便于加工與安裝，門蓋結(jié)構(gòu)中相同結(jié)構(gòu)的尺寸應(yīng)保持一致.筋板厚度參數(shù)主要包括底板厚度T1、主橫筋板厚度T2、橫筋板厚度T3、豎筋板厚度T4、軸套厚度T5、前板厚度T6、門蓋耳套幫板厚度T7和其他筋板厚度T8.對上述筋板厚度進(jìn)行全局靈敏度分析，獲得各參數(shù)對設(shè)計目標(biāo)影響的全局靈敏度曲線，最后將所有靈敏度曲線調(diào)整到一幅圖表中進(jìn)行比較，根據(jù)各參數(shù)的全局靈敏度曲線的斜率大小判斷設(shè)計參數(shù)對設(shè)計目標(biāo)的靈敏程度，最終確定T1、T2、T3、T4.根據(jù)各參數(shù)對約束條件的影響曲線，確定T5.全局靈敏度曲線如圖7所示.由圖7（a）可知底板、主橫筋板、橫筋板及豎筋板的厚度對門蓋的重量影響較大，其中底板的影響最大.由圖7（b）可知軸套的厚度對約束條件的影響最大.為提高門蓋強(qiáng)度以及減輕門蓋的重量，主要對底板、主橫筋板、橫筋板、豎筋板厚度進(jìn)行減小，同時適當(dāng)增加軸套的厚度.
3.2.2尺寸優(yōu)化
尺寸優(yōu)化是建立在數(shù)學(xué)規(guī)劃論的基礎(chǔ)上，在滿足給定條件下達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)[10].NX高級仿真結(jié)構(gòu)優(yōu)化的解算器采用的是美國Altair公司的AltairHyperOpt，它擁有高效、強(qiáng)大的設(shè)計優(yōu)化能力.結(jié)合以上分析結(jié)果，進(jìn)行筋板數(shù)量等于4時筋板厚度的優(yōu)化分析.在“幾何優(yōu)化”對話框中作如下設(shè)置：①定義目標(biāo)：重量定為最小；②定義約束：門蓋上的最大等效應(yīng)力為165MPa；③定義設(shè)計變量見表1；④控制參數(shù)：選擇最大迭代次數(shù)為20.經(jīng)解算，找到最佳方案：底板厚度由原來的52mm修改為45mm，主橫筋板厚度由原來的50mm修改為45mm，橫筋板厚度由原來的25mm修改為20mm，豎筋板厚度由原來的20mm修改為16mm，軸套厚度由原來的34.5mm修改為35.2mm，為了便于生產(chǎn)，將軸套的厚度圓整為35.5mm.優(yōu)化后與優(yōu)化前的分析結(jié)果對比見表2.從計算結(jié)果可看出，優(yōu)化后的門蓋強(qiáng)度得到明顯提高.另外，重量由原來的10496kg降低為8786kg，減重17.2%，取得了優(yōu)化設(shè)計的預(yù)期效果.
篇5
2.1基于過程模擬與控制的高邊坡穩(wěn)定性評價及災(zāi)害控制方法研究
高邊坡巖土體具有地質(zhì)體所具備的地質(zhì)過程特性，對巖石進(jìn)行的高邊坡穩(wěn)定性評價的主要目的就是對邊坡變形破壞的過程以及機(jī)制進(jìn)行闡述，并且基于地心力學(xué)來對問題進(jìn)行刻畫，實際上這種對巖石高邊坡進(jìn)行的穩(wěn)定性評價更具體說來應(yīng)該是一個變形穩(wěn)定性的問題。對變形穩(wěn)定性的分析是指對高邊坡的變形以及相關(guān)的破壞情況、破壞機(jī)制進(jìn)行研究，并且結(jié)合數(shù)學(xué)、力學(xué)以及計算機(jī)技術(shù)，利用數(shù)值模擬的方法來對邊坡變形的過程進(jìn)行模擬演示，并且對變形過程進(jìn)行控制，基于這種模擬研究的結(jié)果對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行相關(guān)評價。變形穩(wěn)定性分析的過程是在對應(yīng)力環(huán)境、變形特征、破壞模式、潛在滑面位置進(jìn)行模擬分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，但目前對于穩(wěn)定性系數(shù)以及推力值的估計還缺乏足夠的理論支持，沒有形成一個成熟、準(zhǔn)確的計算方法。
2.2重點高邊坡穩(wěn)定性評價
對需要重點進(jìn)行研究的邊坡要隨時進(jìn)行施工跟蹤，要注意對實際施工中遇到的巖體結(jié)構(gòu)以及邊坡變形的情況進(jìn)行足夠精確、細(xì)致的描述，并且要積極收集邊坡以及施工過程中的反饋信息，對具體的坡體情況進(jìn)行分析，根據(jù)上述資料以及研究分析，來建立相應(yīng)的地質(zhì)模型來反映控制性結(jié)構(gòu)面空間展布特征，并且要根據(jù)具體邊坡結(jié)構(gòu)的實際特征來進(jìn)行計算方法的選擇，用來研究邊坡變形的破壞模式以及穩(wěn)定性情況。土質(zhì)邊坡、散體結(jié)構(gòu)以及破裂結(jié)構(gòu)邊坡的穩(wěn)定性大多都會受到最大剪應(yīng)力面的控制，因此，對這類邊坡的邊坡開挖過程進(jìn)行研究分析，就要在對潛在滑動面的位置的判斷基礎(chǔ)之上進(jìn)行，并且根據(jù)強(qiáng)度穩(wěn)定性分析來對相應(yīng)的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行評價，為支護(hù)設(shè)計的優(yōu)化提高有效的參數(shù)。
2.3重點高邊坡支護(hù)優(yōu)化設(shè)計
在對邊坡支護(hù)進(jìn)行優(yōu)化中，要由對變形破壞的過程進(jìn)行模擬來研究邊坡開挖過程的不同變形階段，由地質(zhì)體所處的演化階段以及變形破壞機(jī)制來對支護(hù)方案進(jìn)行篩選，要按照具體的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行靜力學(xué)設(shè)計，要按照數(shù)值模擬的結(jié)果來研究地質(zhì)體以及治理工程結(jié)構(gòu)之間的相互作用，并由此來進(jìn)行方案的優(yōu)化設(shè)計。高邊坡優(yōu)化設(shè)計要建立在精準(zhǔn)的地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上，利用控制過程技術(shù)來完成，而且還需要特別關(guān)注邊坡的穩(wěn)定性評價，根據(jù)原有的設(shè)計方案進(jìn)行改進(jìn)。邊坡優(yōu)化要注意變形控制以及災(zāi)害控制，要將采用適宜的支護(hù)措施來是變形控制在允許范圍之內(nèi)，要結(jié)合反饋信息以及穩(wěn)定性分析結(jié)果來進(jìn)行有針對性的優(yōu)化。
篇6
1.2軸向應(yīng)力彎曲載荷
當(dāng)管柱發(fā)生彎曲時，由于狗腿度所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力會產(chǎn)生附加的軸向力，計算中考慮了彎曲應(yīng)力產(chǎn)生的附加軸向力的影響。
1.3三軸應(yīng)力
當(dāng)三軸應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度時，就會引起管柱屈服失效。三軸安全系數(shù)是材料屈服強(qiáng)度與三軸應(yīng)力的比值，只是為了與單軸破壞準(zhǔn)則（屈服強(qiáng)度）進(jìn)行比較而設(shè)立的一個理論值。
2海上生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計實例分析
海上高溫高壓氣井生產(chǎn)管柱需要滿足氣井全壽命周期內(nèi)壓力溫度的變化，同時需重點分析高溫高壓氣藏的應(yīng)力敏感、井筒承壓能力、現(xiàn)有海上施工工藝的成熟度、海洋作業(yè)環(huán)境以及后期修井措施等問題，確保施工作業(yè)的順利進(jìn)行、氣井開發(fā)的安全高產(chǎn)。陸地高溫高壓氣田常規(guī)射孔生產(chǎn)聯(lián)作一趟下入的管柱形式能否滿足海上氣田生產(chǎn)和修井要求，還需進(jìn)行進(jìn)一步分析。以東方氣田D2井為例，對一趟下入式和兩趟下入式生產(chǎn)管柱分別進(jìn)行了深入的分析。東方氣田D2井的目的層為黃流組，壓力因數(shù)1．50～1．93，地溫梯度4．17℃／100m，完鉆井深3358m，177．8mm（7in）尾管回接完井。
2.1井筒溫度預(yù)測分析
利用Wellcat軟件對洗井結(jié)束、開始生產(chǎn)、開始生產(chǎn)后關(guān)井、生產(chǎn)1a后、生產(chǎn)10a后這5種工況的井筒溫度進(jìn)行了預(yù)測和分析。由于地層與井筒和井筒內(nèi)流體的傳熱作用，隨著深度的增加，流體和井筒的溫度是增加的，并最終趨向于井底的地層溫度。開始生產(chǎn)時從井口到井底的溫度變化是最小的，但是溫度是最高的。生產(chǎn)10a后井口溫度明顯降低，這是由于長時間生產(chǎn)造成地層壓力降低導(dǎo)致產(chǎn)量降低，并最終導(dǎo)致井口溫度明顯降低的顯著原因。
2.2射孔生產(chǎn)聯(lián)作一趟下入式生產(chǎn)管柱受力分析
D2井射孔聯(lián)作一趟下入式生產(chǎn)管柱?；谝陨?種工況下的井筒溫度分布，利用Well－cat軟件分別計算了初始狀態(tài)、管柱下放、生產(chǎn)封隔器坐封、環(huán)空打壓驗封、過提、管柱內(nèi)加壓射孔、生產(chǎn)初期、穩(wěn)定生產(chǎn)期、關(guān)井、油管掏空、油管泄漏等不同工況下生產(chǎn)管柱的受力情況。
2.3射孔生產(chǎn)聯(lián)作兩趟下入式生產(chǎn)管柱受力分析
考慮到氣藏的高壓特性和海上作業(yè)的安全風(fēng)險，生產(chǎn)管柱若采用上部封隔器一道密封難以保證長期生產(chǎn)的井筒完整性，一旦封隔器密封失效，油套管環(huán)空連通，井筒全部充斥高壓氣，事故風(fēng)險極高。所以，推薦D2井采用兩趟下入式生產(chǎn)管柱，雙封隔器坐封，形成兩道環(huán)空屏障，保障井筒安全，管柱類型為射孔聯(lián)作式生產(chǎn)管柱。第一趟管柱利用鉆桿將射孔槍送入井底，送入到位后坐封頂部封隔器，脫手。第二趟下入生產(chǎn)管柱，下部插入密封，再投堵坐封生產(chǎn)封隔器，然后管柱內(nèi)加壓射孔。該管柱類型的主要特點是射孔管柱和生產(chǎn)管柱需要兩趟下入工序，完井工期相對多，射孔作業(yè)后，射孔槍留在井內(nèi)；但對于氣井長期生產(chǎn)管柱設(shè)置雙重密封，井筒安全更可靠。后期壓力衰竭，上提上部生產(chǎn)管柱進(jìn)行修井操作，簡單易行。基于5種工況下的井筒溫度分布，計算多種可能工況下生產(chǎn)管柱的受力情況。分析結(jié)果表明在各種工況條件下的生產(chǎn)管柱強(qiáng)度校核均可以滿足設(shè)計要求。管柱內(nèi)加壓射孔工況下生產(chǎn)封隔器以上管柱受拉，以下生產(chǎn)管柱受壓，兩封隔器之間管柱受壓最為嚴(yán)重，井口受拉最為嚴(yán)重。加壓射孔時管柱強(qiáng)度安全系數(shù)大于臨界安全系數(shù)，此時軸向安全系數(shù)為1．661，接近臨界安全系數(shù)。因此在這一工況操作時，要嚴(yán)格注意封隔器有可能發(fā)生解封以及油管破壞的風(fēng)險。
2.4環(huán)空密閉空間流體膨脹分析
D2井生產(chǎn)管柱上部采用油管攜帶式封隔器，下放至2651m；下部采用插入密封式封隔器，下放至2920m（兩者之間相差269m）。這樣出現(xiàn)了封隔器以上的油套環(huán)空和兩個封隔器之間兩個密閉區(qū)域。以下對環(huán)空密閉空間流體膨脹情況進(jìn)行了分析。由環(huán)空密閉空間溫度變化引起密閉壓力變化結(jié)果：區(qū)域1（0～2651m），環(huán)形空間由于溫度升高引起的圈閉壓力為69．8MPa，可以在生產(chǎn)過程中通過井口放壓控制壓力；區(qū)域2（2651～2920m），密閉環(huán)空流體膨脹壓力上升19．20MPa，通過強(qiáng)度校核，發(fā)現(xiàn)流體膨脹不會對油管及封隔器產(chǎn)生破壞。常規(guī)射孔生產(chǎn)聯(lián)作一趟下入式管柱和兩趟下入式生產(chǎn)管柱形式在不同工況條件下均能夠滿足海上氣田開采要求，但考慮海上作業(yè)條件和風(fēng)險承受能力，并結(jié)合后期井筒安全保障和修井作業(yè)難度，推薦海上高溫高壓氣田采用射孔生產(chǎn)聯(lián)作兩趟下入式生產(chǎn)管柱。
3認(rèn)識與建議
1）油管和井下工具應(yīng)根據(jù)地層壓力、流體性質(zhì)及產(chǎn)能情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，滿足井下溫度和壓力的要求，同時確保在高溫高壓的地質(zhì)條件下滿足生產(chǎn)的需要。在滿足安全和工程需要前提下，高溫高壓氣井盡量減少井下工具數(shù)量。
篇7
1.2液壓控制元件
液壓控制元件主要包括定量泵、溢流閥、平衡閥以及換向閥。下面對上述元件在液壓控制中的動態(tài)特性進(jìn)行分析。
2液壓控制過程的優(yōu)化設(shè)計
2.1改進(jìn)遺傳算法
基于上節(jié)獲取的液壓過程數(shù)學(xué)模型，采用改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法，使得交叉概率與變異概率可自動隨適應(yīng)值變化，獲取數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解，為塑造液壓控制過程的仿真模型提供可靠的依據(jù)。
2.2基于simulink的液壓控制過程的仿真模型
對液壓控制過程中所涉及到的元件進(jìn)行數(shù)學(xué)建模后，即可通過Simttlink提供的仿真模塊對所有元件的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述，一個子模塊可描述一個元件。再將所有組成元件的Simulink仿真子模塊之間相應(yīng)的輸入輸出相連。Simulink可為液壓控制過程的仿真建模提供需要的全部子模塊。所以，本文首先塑造能夠反映所有元件特征的微分方程，再通過Simulink對其進(jìn)行描述。同時通過Simulink中非線性模塊對液壓控制過程中常見的某些非線性因素進(jìn)行保存，從而獲取存在非線性環(huán)節(jié)的仿真模型，使得液壓控制過程的仿真模型更加精確。前文所述的元件子模塊均未經(jīng)封裝，在對液壓控制過程進(jìn)行仿真時，若需調(diào)整某個參數(shù)值，只需打開其所處的子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)過封裝的元件子模塊，可通過一個參數(shù)對話框?qū)崿F(xiàn)與外界的通信，更加便于使用，適用于已經(jīng)定型的仿真模塊。
3仿真實驗分析
本實驗依據(jù)自適應(yīng)交叉與變異概率思想，采用群體規(guī)模是100，最大進(jìn)化代數(shù)是200的改進(jìn)遺傳算法完成優(yōu)化。給出每個變量的取值范圍，獲取優(yōu)化參數(shù)值集，分別采用優(yōu)化后與優(yōu)化前的參數(shù)值完成液壓控制過程中幾個元件的仿真，獲取動態(tài)響應(yīng)仿真曲線。
篇8
2.1綠色建筑的規(guī)劃階段的設(shè)計優(yōu)化
在規(guī)劃階段，分析場地中的氣候資源特點，結(jié)合計算機(jī)模擬的方法，從空間布局和朝向選擇上對建筑的熱、聲、光、風(fēng)場等進(jìn)行優(yōu)化。建筑設(shè)計項目一旦通過報規(guī)，是很難進(jìn)行修改調(diào)整。如果前期倉促定案，會造成先天不足，是很大的缺憾。成都西南交通大學(xué)歸谷低碳小區(qū)日照強(qiáng)度計算圖，通過總平面設(shè)計的優(yōu)化分析，對建筑物平面布置和體型的調(diào)整，優(yōu)化建筑的陰影分布，保證充足的日光進(jìn)入每一棟建筑內(nèi)，日照效果達(dá)到最好。對建筑物進(jìn)行通風(fēng)模擬，以確定最佳的布局方式，并優(yōu)化室內(nèi)外空間布局，形成穿堂風(fēng)，使建筑物達(dá)到最好的通風(fēng)條件。該項目的室外風(fēng)環(huán)境CFD模擬風(fēng)場。
2.2建筑氣候適應(yīng)性與設(shè)計優(yōu)化
在深入分析不同經(jīng)典綠色建筑的基礎(chǔ)上，通過對不同氣候區(qū)建筑設(shè)計創(chuàng)作的研究，發(fā)現(xiàn)地域建筑的創(chuàng)新與發(fā)展都涉及到建筑基本屬性。如功能與空間、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造形式、室內(nèi)外物理環(huán)境、經(jīng)濟(jì)投入、地域風(fēng)格等，反映出安全、經(jīng)濟(jì)、舒適、美觀等性能特征在建筑創(chuàng)作中的主導(dǎo)地位。建筑外觀是在順應(yīng)氣候、地形、地貌等自然條件，按照人的傳統(tǒng)、文化、習(xí)俗和審美等的要求，作用于建筑，是地域建筑給外界的最直觀的表達(dá)方式；建筑的功能是在滿足工作與生活需求這一共性的基礎(chǔ)上，對文化、、工作與生活習(xí)慣等個性特征的滿足；環(huán)境問題是人工環(huán)境帶給人體最直觀的感受，它的好壞直接影響人體健康，也會導(dǎo)致資源、能源利用的差異；經(jīng)濟(jì)性決定了選取材料和技術(shù)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，這一制約因素發(fā)揮著決定性作用；除此以外，與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展是目前以及很長一段時期內(nèi)任何建筑都必須面對和解決的難題之一，尊重自然，強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的建筑產(chǎn)業(yè)是當(dāng)務(wù)之急。通過對不同建筑的功能、文化、氣候適應(yīng)性研究，認(rèn)為綠色建筑最顯著特點之一是建筑的氣候適應(yīng)性。遵義市科技館效果圖，遵義市屬于中亞熱帶高原濕潤季風(fēng)區(qū)，氣候溫和、夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒。但地處山區(qū)，海拔高差較大，氣流、降水以及氣候具有典型的山地氣候特征。建筑場地在海拔1500m以上的山地，以石作為造型理念，采用半覆土建筑形式，以厚重實體回歸自然，由西向東，由南向北逐漸延伸入土中，整個體量從屋面到松林做到自然過渡，渾然一體。利用地下土壤的熱穩(wěn)定性和地下溫度的恒溫性，體現(xiàn)出建筑的地域特色，具有創(chuàng)新的理念。建筑設(shè)計按照被動優(yōu)先的原則，通過計算機(jī)模擬，采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱、遮陽，充分利用自然采光、加強(qiáng)自然通風(fēng)等技術(shù)措施，來減少建筑能耗，提高建筑的功能要求和室內(nèi)舒適度。護(hù)結(jié)構(gòu)主要為非透明實體圍護(hù)結(jié)構(gòu)，以減少夏季強(qiáng)烈的太陽輻射對建筑室內(nèi)過熱和空調(diào)能耗的增加，同時滿足科技館建筑室內(nèi)采光與照明對科技作品、藝術(shù)作品的功能要求。半覆土建筑形式對場地內(nèi)地形地貌進(jìn)行最大限度的保護(hù)，避免進(jìn)行大開挖，大填方。對場地內(nèi)的水系和現(xiàn)有植物進(jìn)行利用。景觀專業(yè)對現(xiàn)有水系和植物的利用，包括現(xiàn)有竹林，樹木，灌木等等。結(jié)合給排水專業(yè)設(shè)置雨水蓄積方案，確定雨水蓄積的方式和位置，雨水蓄積同時作為景觀水景，同時滿足功能和綠色建筑對水資源節(jié)約的要求。瓦努阿圖國家會議中心效果圖，瓦努阿圖位于南太平洋，最熱月平均氣溫為26.4℃，最冷月平均氣溫為21.6℃，年平均氣溫24.1℃。全年太陽高度角較大，直接輻射強(qiáng)。氣候溫和濕潤，屬于典型的低緯度海洋性氣候。建筑設(shè)計尤其注重遮陽、通風(fēng)。利用海洋性氣候條件下海陸風(fēng)的晝夜變化特點，增強(qiáng)自然通風(fēng)效果。地形對風(fēng)向和風(fēng)速的修正以符合項目所在的背景風(fēng)場。利用種植屋面良好的隔熱機(jī)理和熱穩(wěn)定性，完全消除太陽輻射得熱，實現(xiàn)超低能耗的運(yùn)行方式，營造健康舒適的室內(nèi)環(huán)境。晝夜海陸風(fēng)和建筑平面通風(fēng)流線，采用外挑屋面遮陽結(jié)合采光設(shè)計，具有遮陽功能的走廊和挑檐，在減小空調(diào)負(fù)荷，降低空調(diào)能耗的同時，可實現(xiàn)自然光亮度、均勻度滿足使用要求，并有效控制眩光，最大限度減少晝間人工照明用電等。項目建成后，結(jié)合綠色運(yùn)行手段，可望稱為低緯度海洋性氣候地區(qū)低能耗綠色建筑的典范。從以上工程實例可看出，具有氣候適應(yīng)性的建筑將有利于氣候的自調(diào)節(jié)作用，這也是自古以來人類總結(jié)出的、今天流行的被動節(jié)能技術(shù)設(shè)計方法。因此，通過被動式自然能源的應(yīng)用，對建筑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，利用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱、自然通風(fēng)等將室外溫度波的衰減、延遲特性、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面平均輻射溫度（MRT）的日平均值和波幅值控制在人可接受的范圍內(nèi)。這種被動與主動相結(jié)合的節(jié)能技術(shù)，盡可能延長基本熱舒適時間，減少采用主動干預(yù)室內(nèi)熱環(huán)境的方式實現(xiàn)熱舒適環(huán)境時間，也就是說盡量減少空調(diào)和采暖時間，是氣候適應(yīng)性節(jié)能建筑的核心，也是我國綠色建筑的技術(shù)路線和方向。
2.3建筑形態(tài)設(shè)計與節(jié)能設(shè)計
綠色建筑設(shè)計與一般設(shè)計的根本性區(qū)別在于采用量化分析的方法代替感性認(rèn)識，可以說沒有定量化的分析就沒有理性綠色建筑的誕生。采用計算模擬分析手段來推敲設(shè)計策略對建筑能耗的影響，進(jìn)而優(yōu)化建筑設(shè)計。成都雙流機(jī)場T2航站樓，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)屋面與外墻沒有明顯的分隔，而是屋頂由一個圓柱穹頂直接落地，屋頂采用透明材料和金屬夾芯板形成虛實相間的“竹節(jié)蟲”。對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工與節(jié)能設(shè)計受到很大的限制，屋頂中天窗的比例高達(dá)28%，帶來較大的空調(diào)負(fù)荷和高昂的運(yùn)行費(fèi)用，需對屋蓋方案進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)過模擬分析并與建筑設(shè)計進(jìn)行交互優(yōu)化調(diào)整，實現(xiàn)整體節(jié)能?？梢钥闯龇桨敢?、方案二、方案四較方案三的裝機(jī)負(fù)荷大34.9%、9.5%、23.9%，遮陽系數(shù)不同時的負(fù)荷，當(dāng)SC=0.6)時，四種方案分別為30.2%、8.2%、0.0%、21.0%；當(dāng)增加玻璃的遮陽系數(shù)由0.6降低到0.5，三個方案的裝機(jī)負(fù)荷可分別減小6.7%、9.3%、8.3%由此帶來設(shè)備初費(fèi)用降低，機(jī)房面積減小400～2500m2，管道費(fèi)用減少3％～15％左右。因此，我們在定量的計算模擬分析有時甚至糾正感性認(rèn)識的錯誤。比如我們在采用能耗分析軟件研究發(fā)現(xiàn)的西向水平遮陽措施對改善西向房間的熱工性能也有很大的幫助，糾正了通過感性認(rèn)識一般認(rèn)為的西向水平遮陽措施對房間遮陽幫助不大的認(rèn)識，進(jìn)而可調(diào)整相應(yīng)的設(shè)計策略。節(jié)能的同時為建設(shè)方節(jié)約投資，在投標(biāo)方案競爭中定量地體現(xiàn)出設(shè)計方的技術(shù)水平和服務(wù)意識。
2.4采光遮陽與建筑設(shè)計
由于建筑進(jìn)深大，側(cè)窗采光造成內(nèi)部采光不好，均勻性差，根據(jù)成都冬季日照率低和夏季太陽輻射特點，為保證大部區(qū)域白天不需人工照明，設(shè)置采光通風(fēng)遮陽天窗，以及玻璃幕墻頂部通風(fēng)遮陽措施，保證了候車廳深部空間日間自然采光滿足亮度和均勻度要求，并在候車廳不同部位的環(huán)境平均輻射溫度控制在27℃以下，使侯車大廳處于舒適性范圍，同時降低空調(diào)能耗。由此，在西側(cè)玻璃幕墻和天窗應(yīng)采取遮陽措施。下圖給出了采用傾角為10°的百葉遮陽措施后外進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射特征曲線圖，由圖可看出，采用百葉遮陽后，可以大幅消減對進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射，從而改善夏季室內(nèi)的熱舒適度，降低了空調(diào)能耗。
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1.2行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不健全
目前,城市道路排水系統(tǒng)上下游管道直徑參數(shù)取值不當(dāng),在城市化進(jìn)程加快的今天,如今的城市排水能效受到諸多因素的影響,有氣候的因素,有經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡因素和道路工程自身因素等,如今的市政排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)沒有能夠適應(yīng)現(xiàn)在的城市路面系統(tǒng),排水管網(wǎng)直徑參數(shù)或大或小,排水專用管道與市政其他管道的管線讓線沖突與高程出現(xiàn)誤差,造成排水性能的降低都是規(guī)范要具體規(guī)定和嚴(yán)格實施的具體內(nèi)容。
1.3排水設(shè)計無分層設(shè)計,混合排流現(xiàn)象造成排水負(fù)擔(dān)
城市排水來源有天然雨水和城市生活污水,而目前城市排水系統(tǒng)一般都是污水與雨水混合排水,這會給排水管道造成過重的排水負(fù)擔(dān)。在發(fā)生特大降水時,這種負(fù)擔(dān)將會轉(zhuǎn)變?yōu)榕潘畨毫?使得降水無法排離城市路面,造成道路大面積或者片區(qū)大面積積水,行車在比較低的地段時候由于積水較厚將會淹沒行車和行人,同樣的現(xiàn)象在北京洪災(zāi)中出現(xiàn)過。
1.4排水系統(tǒng)設(shè)計思維固化,排水渠道單一
城市排水思路固化的表現(xiàn)是將積水排到地面下或者排出去,而如果能合理循環(huán)利用降水可以緩解城市排水管網(wǎng)的排水壓力,并且給需要水的地方供水,不需要水的地方排水,這就是雨水排水循環(huán)系統(tǒng)的工作原理。目前排水循環(huán)系統(tǒng)不僅體現(xiàn)在城市排水設(shè)計中,也存在于市政建筑排水設(shè)計中,如現(xiàn)在建筑中水回用技術(shù)將生活污水和自然用水循環(huán),一方面可以節(jié)約用水,一方面可以緩解市政排水負(fù)擔(dān)。
1.5排水應(yīng)急措施不當(dāng),信息預(yù)測不準(zhǔn)確
現(xiàn)在是互聯(lián)網(wǎng)時代,對一些市政應(yīng)急措施的預(yù)測應(yīng)及時、有效、快捷、方便。如在一些降水多發(fā)城市和社區(qū)應(yīng)分區(qū)進(jìn)行降水的實現(xiàn)預(yù)測,在城市建設(shè)和規(guī)劃初期就可以確定該片區(qū)的排水能力和應(yīng)采取的排水措施,這將得益于如今高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù),從目前情況來看,由于多數(shù)城市對市政排水系統(tǒng)設(shè)計的不夠重視,很難在計算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)方面采取有效的控制和預(yù)測方案,在排水管網(wǎng)的設(shè)計與規(guī)劃、運(yùn)行、調(diào)度、后期維護(hù)管理環(huán)節(jié)存在諸多弊端。
2世界著名城市排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計案例
日本是臺風(fēng)多發(fā)國家,東京地下排水系統(tǒng)設(shè)計就是為了避免城市遭受臺風(fēng)和雨水的寢室而設(shè)計和修建的。東京地下排水系統(tǒng)92年開工,06年竣工,歷時14年工程堪稱世界最先進(jìn)的地下排水系統(tǒng)。其排水標(biāo)準(zhǔn)5～10年一遇,地下開挖一系列的混凝土立坑,極大提高了雨水的蓄存能力,東京地下排水系統(tǒng)的河道深度高達(dá)60m。東京設(shè)有降雨信息系統(tǒng),通過對雨水的數(shù)據(jù)的收集與統(tǒng)計,合理進(jìn)行排水調(diào)度。古羅馬下水道建設(shè)2500年至今仍在使用,渠道系統(tǒng)巖石砌筑,將暴雨造成的河流從羅馬城排除,渠道系統(tǒng)最大達(dá)3×4m的截面尺寸,從古羅馬城廣場直通臺伯河。巴黎的下水道設(shè)置了地面上的標(biāo)路牌,因此可以看出巴黎對地下排水工程的重視程度。巴黎降水頻繁,但據(jù)報道并沒有出現(xiàn)城市因降水而導(dǎo)致的交通堵塞和積水現(xiàn)象。巴黎下水道處于地面以下50m,水道縱橫交織,總廠2347km,規(guī)模遠(yuǎn)超巴黎地鐵,因此足以可見排水的速度與能效。
3市政排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計對策
3.1平面管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計
已定平面管徑與埋深的確定優(yōu)化方法分為直接與間接優(yōu)化。直接優(yōu)化是指對各種參數(shù)的調(diào)節(jié)與對比來求得最優(yōu)化的解決方案。間接優(yōu)化是指建立數(shù)學(xué)模型,選擇最優(yōu)化的管徑與埋深組合方案。如常用的遺傳算法、線性與非線性規(guī)劃法、動態(tài)規(guī)劃法。管線的優(yōu)化設(shè)計要遵循滿足排水功能和效能的前提下,使排水的工程量小。管線的布置和管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的重要部分。布線原則如下。(1)排水的干管和支管盡量直線型布局不要有彎曲現(xiàn)象。(2)布線利用地形與地勢的因素,結(jié)合污水廠的設(shè)置和重力系統(tǒng)將污水排出。(3)合理的管線埋深(4)管線的長度最優(yōu)化與挖方的最優(yōu)化可采用動態(tài)優(yōu)化的方法進(jìn)行最優(yōu)方案的選擇。例如排水線的引入。(5)管線平面布置方案也可以采取不同管段坡度、管道長度、挖方量三種權(quán)重計算,最后根據(jù)平面布置方案選擇合理的管徑和埋深,造價成本的控制也是此過程中需要注意的。
3.2管道設(shè)計的優(yōu)化
排水管道的設(shè)計可以采用德國對青島地下排水管道的造型,蛋形型管材截面形似鴨蛋,設(shè)計上寬下窄,排水管道順暢,污水無法積存與管內(nèi),管道的上部分是水泥,下半部分是水泥上貼了層瓷瓦,可以起到防腐蝕的效果。排水管道設(shè)置反水閥,被水沖刷了的贓物只能進(jìn)入水斗,而不會進(jìn)入排水管道,不會造成管道堵塞,贓物也便于清理,反水閥同時也可以避免管道臭氣散發(fā)到空氣中。
3.3排水系統(tǒng)設(shè)計與計算機(jī)信息系統(tǒng)的結(jié)合
在市政排水設(shè)計中,為了發(fā)揮排水的效能,應(yīng)結(jié)合計算機(jī)信息技術(shù)來改善排水的各個環(huán)節(jié)。如設(shè)置降雨信息系統(tǒng),收集城市雨水和降雨頻次數(shù)據(jù),以便于各片區(qū)排水調(diào)度。利用信息系統(tǒng)的預(yù)測與統(tǒng)計的結(jié)果,在一些容易發(fā)生積水和浸水的路面和片區(qū)設(shè)置雨水調(diào)整池。
3.4城市排水與市政基礎(chǔ)建設(shè)
提高行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以便于采取比較恰當(dāng)?shù)氖虑昂褪轮刑幚怼Ｔ诔鞘惺姓ㄔO(shè)中,地下工程的排水可以設(shè)置雨水蓄存措施,如在地下開挖混凝土立坑,同時在下水道內(nèi)設(shè)置高馬力水泵,提高疏通地下水的能力。城市路面工程的鋪裝設(shè)計中,采用透水性能強(qiáng)的路面鋪裝層,可以加強(qiáng)雨水的地下滲透能力,分擔(dān)排水管道的排水壓力,減少地表徑流,還可以大大補(bǔ)充表層地下水資源。排水基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)考慮修建地下暗渠和地上明渠。并定期和不定期對城市大小河道進(jìn)行梳理和整治。
3.5排水系統(tǒng)的后期修養(yǎng)與維護(hù)
法國巴黎下水道設(shè)計中,排水道兩旁設(shè)置寬約1m的供檢修人員通行的便道。維修人員可以定期對下水道的排水泵房、排水管道和其他排水設(shè)施的修理和圍護(hù),保證排水工作能順利進(jìn)行。對市政排水系統(tǒng)的維護(hù)人員應(yīng)該進(jìn)行定期和不定期的技術(shù)培訓(xùn),使他們能夠及時掌握世界排水優(yōu)秀工程中的新經(jīng)驗、新做法、新的維護(hù)手段。這對保證城市道路和地下排水工程的順暢進(jìn)行提供了更好的保障。
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機(jī)械成本控制。土方工程施工時，根據(jù)施工組織設(shè)計中土方開挖方式、開挖機(jī)械的型號、噸位，直接套用定額可算出費(fèi)用。在定額中，不同容量的挖掘機(jī)，配備不同的自卸汽車，單價不相同，這就要結(jié)合施工組織設(shè)計提供的哪種方案經(jīng)濟(jì)合理，再結(jié)合施工企業(yè)機(jī)械設(shè)備裝備情況,以提高機(jī)械的效率為目的選定最優(yōu)的土方開挖施工方案。以本工程路基土方開挖為例，經(jīng)分析，容量相同的挖掘機(jī)配不同噸位的自卸汽車運(yùn)土,噸位大的自卸汽車土方單價高；噸位相同的自卸汽車配不同容量的挖掘機(jī)運(yùn)土，容量大的挖掘機(jī)土方單價低。施工組織設(shè)計根據(jù)工期要求、施工現(xiàn)場條件來配備施工機(jī)械；工程成本的計算又為優(yōu)化施工組織設(shè)計提供可靠依據(jù)。隨著工程機(jī)械化施工程度的不斷提高,機(jī)械使用費(fèi)在工程成本中的比重日益增長。因此,加強(qiáng)施工機(jī)械成本管理和核算,努力控制機(jī)械費(fèi)用,對降低工程成本有著重要的意義。
采用“四新”技術(shù)。應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備,既可以提高生產(chǎn)力,又可以控制成本。比如:大體積混凝土通倉澆筑、碾壓混凝土筑壩及用土工布代替土石壩反濾料等新技術(shù)、新材料、新工藝,即可加快施工進(jìn)度,節(jié)省材料消耗,減少設(shè)備數(shù)量,又可降低工程造價。
1.2優(yōu)化施工組織設(shè)計要點
優(yōu)化施工組織設(shè)計是對施工活動實行科學(xué)管理的重要手段，它具有戰(zhàn)略部署和戰(zhàn)術(shù)安排的雙重作用。它體現(xiàn)了實現(xiàn)基本建設(shè)計劃和設(shè)計的要求，提供了各階段的施工準(zhǔn)備工作內(nèi)容，協(xié)調(diào)施工過程中各施工單位、各施工工種、各項資源之間的相互關(guān)系。施工組織設(shè)計與成本控制同等重要，二者并非想互獨(dú)立的，二者是密切聯(lián)系，相互確定的關(guān)系；工程成本的高低除了與預(yù)算知識有關(guān)外,其實很大程度上取決于施工組織、施工方案的先進(jìn)與否,不同的施工組織、施工方案所反映的成本是不一樣的。從本次研究的兩個實例中就可以看出，對于施工組織設(shè)計來說，施工方案和人、材、機(jī)管理都對施工成本有足夠的控制能力。施工組織編制質(zhì)量是控制成本的關(guān)鍵；優(yōu)化施工組織是控制成本的基礎(chǔ)；采用新技術(shù)、新工藝是控制成本的主要手段。從這些方面考慮就必須對施工組織設(shè)計中施工方案、人工（費(fèi)）、材料（費(fèi)）（單價，采購材料形式）、機(jī)械（費(fèi)）等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計控制。
2. 施工組織設(shè)計控制工程成本的策略
2.1合理選擇施工方案
施工方案的選擇是決定整個工程全局的關(guān)鍵，施工方案一經(jīng)選定，整個施工的進(jìn)程、現(xiàn)場狀況、人員及機(jī)具的需要量及布置情況也就基本確定，施工方案的合理性，經(jīng)濟(jì)性，直接影響著概預(yù)算的高低和定額的查用，施工方案由與相應(yīng)的設(shè)計階段配套的施工組織設(shè)計文件提供，重點對施工方案進(jìn)行認(rèn)真分析，服從工期、質(zhì)量、技術(shù)要求，降低成本，選擇合理的施工方法、施工機(jī)械、施工順序，進(jìn)行流水施工的組織。預(yù)算編制人員要依據(jù)設(shè)計圖紙準(zhǔn)確地計算出與設(shè)計圖紙相對應(yīng)的工程量。當(dāng)設(shè)計圖紙深度有限時,還需要編制人員對設(shè)計進(jìn)行延伸和細(xì)化,也就是說,不但要把圖紙上的項目計算出來,還要計算出圖紙中雖未做交待但實際會發(fā)生的項目。例如:采用腳手架類型,各種施工機(jī)械的性能與特性,以及建筑工程本身特點及施工中的特殊要求等。另外，對于材料成本的控制，鑒于建筑產(chǎn)品的特點和建筑工程概算的種類,施工設(shè)計這應(yīng)該根據(jù)由大到小,由整體到局部的原則對工程項目進(jìn)行多層次的分解和劃細(xì),相反計算造價時先求出每一基本構(gòu)成要素的工料機(jī)消耗量和價值,然后根據(jù)設(shè)計文件等,匯總計算出整個建設(shè)項目的造價。
2.2合理進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計
工程進(jìn)入施工階段必須對細(xì)節(jié)的施工過程進(jìn)行合理地規(guī)劃，首先要規(guī)劃施工的設(shè)備、人員。對于人員的控制首先要進(jìn)行人員的動員和安排布署。組建項目經(jīng)理部，與業(yè)主或監(jiān)理取得聯(lián)系，開展息息相關(guān)業(yè)務(wù)工作；前期施工人員10天內(nèi)到達(dá)施工指定地點，著手臨建和施工準(zhǔn)備工作；首批投入施工的機(jī)械設(shè)備15日內(nèi)到達(dá)施工地點，保養(yǎng)維修，做好施工前的準(zhǔn)備工作。人員的準(zhǔn)備有利于縮短施工工期，進(jìn)行合理化的人工控制，避免出現(xiàn)高薪緊急聘任的情況，并由此引發(fā)人員成本的增長。而對于設(shè)備的控制則要以就近就便的方式進(jìn)行材料設(shè)備的運(yùn)輸，然后對施工設(shè)備進(jìn)行合理地控制保養(yǎng)，以此來降低施工成本。例如：人員就近采用汽車、火車運(yùn)送至現(xiàn)場；設(shè)備就近由汽車、火車、船運(yùn)送至現(xiàn)場。
2.3合理進(jìn)行技術(shù)控制
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如何在眾多形式的擋土墻中選擇一種適合現(xiàn)場條件的檔土墻結(jié)構(gòu)是當(dāng)前必須研究的課題。檔土墻作為一般攔土結(jié)構(gòu)物，常用在閘壩的翼墻和渡槽、倒虹吸的進(jìn)出口邊墻及其他路堤擋土部位等。對這類工程的優(yōu)化設(shè)計問題往往易被忽視。我們的實踐表明，各類擋土墻的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益有著相當(dāng)大的差別。本項研究，從工程實際出發(fā)，意圖在如減壓式擋土墻、重力式擋土墻、懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻等四種結(jié)構(gòu)中進(jìn)行雙向優(yōu)選，即進(jìn)行本類的優(yōu)選設(shè)計和各類之間的優(yōu)選比較，最后確定一種技術(shù)、經(jīng)濟(jì)狀況最優(yōu)、現(xiàn)場適應(yīng)性最好的擋土墻方案用于本工程?，F(xiàn)將研究過程介紹如下。
1.2課題研究思路
該課題的研究思路分三步的研究思路。
第一步，首先確定方案比選的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。過去人們的觀點認(rèn)為擋土墻形狀各異，結(jié)構(gòu)不同，各有優(yōu)缺點，要比較相當(dāng)困難。實際上任何形式的擋土墻功能都是擋土攔土，因此研究認(rèn)為，它們的正常擋土狀態(tài)就應(yīng)當(dāng)是一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，而這個正常的擋土狀態(tài)正是現(xiàn)行的規(guī)范狀態(tài)，在規(guī)范狀態(tài)下這些參與比選的各類擋土墻是處在同一個設(shè)計水平上，因而可以比較。
第二步，確定優(yōu)化設(shè)計的風(fēng)險決策方法。眾所周知，任何擋土墻的穩(wěn)定性特征值都是擋土墻背填土物理力學(xué)特性的函數(shù)，同時又受地基結(jié)構(gòu)特性的約束；對于擋土墻的經(jīng)濟(jì)造價，又與結(jié)構(gòu)特征相關(guān)的工程量及市場物價相關(guān)的分析單價密不可分。顯然，這些都是描述擋土墻特征的隨機(jī)變量。鑒于擋土墻具有上述特點，因此可以認(rèn)為每類擋土墻也是離散隨機(jī)變量，采用數(shù)學(xué)期望準(zhǔn)則和優(yōu)勢比較準(zhǔn)則完全能夠?qū)⒑x散隨機(jī)變量的各個方案進(jìn)行優(yōu)劣比較，按照定義，離散隨機(jī)變量的一切可能值Xi與對應(yīng)的概率P（ζ=Xi）的乘積之和稱為數(shù)學(xué)期望，記為Mζ。如果隨機(jī)變量只取得有限個值：X1、X2、X3、……Xi，而取得這些值的概率分別是P（x1）、P（x2）、P（x3）……P（xi）則
Mζ=X1P（x1）+X2P（x2）+X3P（x3）……XiP（xi）
運(yùn)用到風(fēng)險決策中來，以Mζ值最小為最優(yōu)方案。
優(yōu)勢比較準(zhǔn)則實際是將方案的技術(shù)效益或造價進(jìn)行比較。當(dāng)方案Ⅰ的隨機(jī)變量S1、S2、S3、……Si與方案Ⅱ的隨機(jī)變量S1、S2、S3、……Si對應(yīng)相減，其值為“0”或“+”值，則方案Ⅰ有優(yōu)勢；若相減后其值為“0”“0”“+”“-”或“0”“0”“-”“-”，則方案Ⅰ不存在優(yōu)勢。
第三步，選取擬比較的能反映方案特性的隨機(jī)變量可能值。研究認(rèn)為，方案的規(guī)范狀態(tài)，擋土墻的墻基應(yīng)力，墻基對圍巖的擾動度參數(shù)——擋土墻的寬高比B/H和相對避擾度、工程造價及相對效益A等值，基本能描述擋土墻的特征，而且這些變量在分析過程中都能一一取得。故以它們作為研究比較的隨機(jī)變量是合理的。
第四步，搜索各類擋土墻的規(guī)范狀態(tài)并按數(shù)學(xué)期望準(zhǔn)則和優(yōu)勢比較準(zhǔn)則分別考核各個待選方案。選出最優(yōu)秀方案。
2各類擋土墻的設(shè)計指標(biāo)
2.1確定計算擋土墻的土壓力理論
目前計算土壓力的理論有多種，而各種理論又用各自不同的假設(shè)分析方法來求算土壓力。根據(jù)初步篩選，除減壓式擋土墻外，其余重力式擋土墻，懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻背墻頂與墻踵連線傾角均大于臨界角εer，本工程εer=45-ψ/2。盡管一些方案的墻背可能出現(xiàn)第二滑裂面，盡管采用的計算公式可能出現(xiàn)誤差，為方便起見確定統(tǒng)一采用郎肯主動土壓力理論來計算各類擋土墻的主動±壓力。初步分析估算，計算誤差不會導(dǎo)致大方案比較結(jié)果出現(xiàn)錯位。
有關(guān)郎肯主動土壓力計算公式詳見圖2。
2.2現(xiàn)行規(guī)范（SD133-84）指標(biāo)與現(xiàn)場地質(zhì)的物理力學(xué)特性。
現(xiàn)行規(guī)范（SD133-84）指標(biāo)與現(xiàn)場地質(zhì)的物理力學(xué)特性見表1。
2.3四種擋土墻的現(xiàn)行規(guī)范狀態(tài)的計算成果
根據(jù)前述2.1和2.2節(jié)確定的數(shù)學(xué)模型和物理力學(xué)指標(biāo)，無論用手算方式還是計算機(jī)搜索都可得到現(xiàn)行規(guī)范狀態(tài)下的擋土墻計算成果。詳見圖2、表2和表3。
表2中的“GF”是“規(guī)范”二字的漢語拼音縮寫；“圍巖相對避擾度”意思指“圍巖避免擾動的相對程度”，此相對值越大表明圍巖受擾動越小，反之則越大。
3擋土墻優(yōu)化設(shè)計的風(fēng)險決策
3.1按數(shù)學(xué)期望準(zhǔn)則的風(fēng)險決策
采用數(shù)學(xué)期望準(zhǔn)則風(fēng)險決策之前先將表2中的第（2）項和第（5）項、表3中的第（12）項集中到表4來，并認(rèn)為表中所有隨機(jī)變量X1、X2、X3的概率P（x1）、P（x2）、P（x3）值均為0.333，則可算出a、b、c、d各方案的數(shù)學(xué)期望Mζ值，詳見表4。
由表4可見，減壓式擋土墻Mζ值較小，而懸臂式擋土墻的Mζ值較大。比較結(jié)果表明，減壓式擋土墻在這四種擋土墻方案中為最優(yōu)方案。
3.2按優(yōu)勢比較準(zhǔn)則的風(fēng)險決策
在進(jìn)行優(yōu)勢比較準(zhǔn)則決策之前，先將表2中的第（3）項第（6）項和表5中的第（13）項集列成表5并進(jìn)行優(yōu)勢比較。詳見表5。
將表5中各個隨機(jī)變量相互比較發(fā)現(xiàn)，減壓式擋土墻對其他三類擋土墻比較均得到“0”“0”“+”“+”，表明減壓式擋土墻方案比較優(yōu)秀，為首選方案。重力式擋土墻和扶臂式擋土墻方案對懸臂式擋土墻，比較結(jié)果也顯示“0”“0”“+”“+”，表明該兩者也有一定優(yōu)勢，可作為備選方案。
總之，無論采用數(shù)學(xué)期望準(zhǔn)則還是采用優(yōu)勢比較準(zhǔn)則分別對減壓式擋土墻，重力式擋土墻、懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻進(jìn)行分析，結(jié)果基本一致。在規(guī)范狀態(tài)下，減壓式擋土墻方案對圍巖土擾動較小、較好地適應(yīng)現(xiàn)場受限制的地形條件、工程量及造價較低，是被考核的四個擋土墻方案最具優(yōu)勢者。
4減壓式擋土墻在黃壁莊水庫除險加固工程混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用。
4.1減壓式擋土墻設(shè)計應(yīng)注意事項
混凝土標(biāo)號應(yīng)為C20以上。進(jìn)行配筋計算時宜取安全系數(shù)K≥1.4。并且墻底不得有虛土。
4.2減壓式擋土墻的施工
注意墻體分段施工程序：先澆筑Ⅰ墻基底板——Ⅱ垂直墻體下半部分——Ⅲ減壓平臺以下的土方回填夯實——Ⅳ澆筑減壓平臺——Ⅴ澆筑垂直墻體上半部——Ⅵ減壓平臺以上回填。
4.3減壓式擋土墻應(yīng)用效果
在儲料場的兩端，總長4×40m=160m，墻高8.4m，墻基寬2.51m的減壓式擋土墻于1998年11月建成投入運(yùn)用。當(dāng)儲料7000m3時，減壓平臺以上儲料高度h＞4m，墻頂變形2mm，墻基變形為0，運(yùn)行正常。此種結(jié)構(gòu)應(yīng)用在儲料場工程，減壓平臺可以代替部分混凝土硬化地面的工程量，一舉兩得，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益明顯。
5結(jié)語
本項研究采用數(shù)學(xué)期望準(zhǔn)則和優(yōu)勢比較準(zhǔn)則對不同類型擋土墻方案進(jìn)行風(fēng)險決策獲得滿意的效果，使工程實際中提出的問題得到解決，是對擋土墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的有益嘗試。
減壓式擋土墻是本項風(fēng)險決策研究比選的出的優(yōu)秀擋土墻方案。在黃壁莊水庫工程應(yīng)用結(jié)果表明，它的擋土效果與其他重力式擋土墻、懸臂擋土墻和扶壁式擋土墻相當(dāng)，而工程造價僅為其他三類擋土墻的57%—81%、對圍巖的擾動影響僅為其他三類擋土墻的41%—44%，對受限制的土基條件適應(yīng)性較好，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益明顯。宜作閘壩翼墻及一般渠系建筑物進(jìn)出口過渡段工程的選擇方案。
本項研究的思路可供同類工程建設(shè)參考。
參考文獻(xiàn)
篇12
1.2液壓缸活塞導(dǎo)向裝置的設(shè)計
在此產(chǎn)品中，導(dǎo)向軸是關(guān)鍵零件，它在螺旋槽中的運(yùn)動較為重要，不能太過于松動，松動會造成鎖緊功能消失，并且間隙過大會影響旋轉(zhuǎn)的準(zhǔn)確角度，因此要保證導(dǎo)向軸在槽內(nèi)運(yùn)動自如，又要保證間隙小。經(jīng)過一段時間的試驗，最后采用將導(dǎo)向軸的外形設(shè)計成橢圓形(已獲專利)，采用數(shù)控車削加工，效果較好，完全保證其在旋轉(zhuǎn)槽中順利運(yùn)動。定位銷中螺旋槽采用帶圓弧形狀設(shè)計，由于此螺旋槽的加工難度大，采用一般機(jī)床難以加工，采用數(shù)控車銑中心加工效果較好，且表面光潔。將此夾具裝配后，轉(zhuǎn)動靈活、定位準(zhǔn)確。
1.3液壓缸密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計
用于旋轉(zhuǎn)夾緊油缸的液壓油防滲裝置在液壓缸的工作過程中相當(dāng)重要，作者采用的是對導(dǎo)向套內(nèi)部進(jìn)行改進(jìn)，在防塵圈內(nèi)側(cè)增加一槽，并裝入“O”型密封圈。裝配好后的液壓缸，外界灰塵進(jìn)入缸內(nèi)的可能性減少，液壓油不產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象，運(yùn)動自如，液壓系統(tǒng)的壽命提高3倍。此裝置已獲專利。穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)活塞桿。由于活塞桿長期作往復(fù)運(yùn)動，其失穩(wěn)現(xiàn)象較為頻繁，現(xiàn)在活塞桿外圓處增加一支撐環(huán)，并填入支撐環(huán)材料。裝配好后的旋轉(zhuǎn)夾緊機(jī)構(gòu)，往上提升穩(wěn)定，未發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，運(yùn)動自如，使整個液壓系統(tǒng)的壽命提高3倍。
1.4液壓缸密封材料的設(shè)計
氟橡膠是含有氟原子的合成橡膠，具有優(yōu)異的耐熱性、耐氧化性、耐油性和耐藥品性，它主要用于航空、化工、石油、汽車等工業(yè)部門，作為密封材料、耐介質(zhì)材料以及絕緣材料。分子結(jié)構(gòu)中含有氟原子的合成橡膠，通常以共聚物中含氟單元的氟原子數(shù)目來表示，如氟橡膠23是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。由于氟橡膠耐高溫、耐油、耐化學(xué)腐蝕，采用氟膠作為防塵圈，對高溫的適應(yīng)性增強(qiáng)，外界灰塵不易進(jìn)入缸內(nèi)，使液壓缸在超高溫狀態(tài)(大約200℃)下工作可靠。
2應(yīng)用效果
此產(chǎn)品能在高溫環(huán)境(相對于液壓缸來講200℃較高)中工作，可用較輕質(zhì)量的液壓缸提升金屬冶煉中的爐蓋及高端裝備的動作，產(chǎn)生的壓力較大，效果顯著。
3結(jié)論
由于此產(chǎn)品開發(fā)中采用了液壓與機(jī)械相結(jié)合的技術(shù)，利用了兩者的優(yōu)點，避免了兩者的缺點，特總結(jié)如下:
(1)操作方便省力，大大降低工人勞動強(qiáng)度。采用旋轉(zhuǎn)夾緊液壓缸，為爐蓋的起升提供了穩(wěn)定的動力與控制;
(2)使用這種旋轉(zhuǎn)夾緊液壓缸，滿足產(chǎn)品的需要的同時成本大大減少;
篇13
1.尊重學(xué)生的主體需求理念?，F(xiàn)代高校化學(xué)教學(xué)使用多媒體教學(xué)技術(shù)，主要目的在于使用先進(jìn)的教學(xué)技術(shù)促進(jìn)學(xué)生掌握化學(xué)知識，深入研究化學(xué)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生掌握完整的化學(xué)理論知識體系。2.運(yùn)用刺激反映的教學(xué)規(guī)律。從本質(zhì)上來說，在課堂上使用多媒體技術(shù)，實際上是增加了課堂教學(xué)的信息源，這對于學(xué)生掌握化學(xué)理論知識，給學(xué)生提高有效的教學(xué)渠道有重要意義。3.符合學(xué)生認(rèn)知水平的理念。現(xiàn)代多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)環(huán)境下的高校化學(xué)教學(xué)，可以實現(xiàn)線上線下的有機(jī)聯(lián)系，可以給學(xué)生提供個性化的教學(xué)環(huán)境，能夠促進(jìn)學(xué)生深入的掌握化學(xué)知識。在認(rèn)知主義教學(xué)理論的指導(dǎo)下，化學(xué)教學(xué)在多媒體條件下優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，更強(qiáng)調(diào)圍繞著學(xué)生的需求選擇進(jìn)行教學(xué)，教師不只是信息的單向傳遞者，而且還要根據(jù)學(xué)生的主動需求，給學(xué)生提供他們需求的信息。
二、多媒體環(huán)境下化學(xué)教學(xué)設(shè)計原則
1.課件內(nèi)容要有選擇性。在多媒體環(huán)境下給學(xué)生呈現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容要有選擇性，注重從學(xué)生的學(xué)習(xí)需求出發(fā)，能夠在課件中呈現(xiàn)出化學(xué)基本原理，化學(xué)實驗的設(shè)計思路，以及化學(xué)教學(xué)的創(chuàng)新思想，注重把化學(xué)理論知識與化學(xué)學(xué)習(xí)方法融為一體。大學(xué)化學(xué)課堂使用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)，更注重反映課本沒能體現(xiàn)的知識內(nèi)容，注重結(jié)合課本充實各種化學(xué)實驗，實現(xiàn)各種圖表、關(guān)鍵知識點與化學(xué)公式的總結(jié)。特別是隨著高校化學(xué)知識的深入復(fù)雜，化學(xué)多媒體課件應(yīng)當(dāng)充分借助動畫、視頻等有效的教學(xué)形式，著力通過課件建立線上線下聯(lián)系，形成完善的課堂教學(xué)溝通體系。2.課件形式要有豐富性。只有提高多媒體課件形式的豐富性，才能提高課件對學(xué)生的吸引力，著力吸引學(xué)生參與到化學(xué)教學(xué)的全過程。多媒體課件是直觀的教學(xué)載體，通過多媒體課件來演示教學(xué)內(nèi)容，可以讓學(xué)生獲得更深刻直觀的印象，可以讓學(xué)生記住化學(xué)實驗演示的過程。為了達(dá)到最佳的課件演示效果，應(yīng)實現(xiàn)新舊教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，注重在歸納總結(jié)等一般思維的基礎(chǔ)上，全面豐富課件教學(xué)的形式。
三、利用多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)注重事項
1.多媒體教學(xué)不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)。多媒體技術(shù)不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)活動，高?；瘜W(xué)課堂仍然要發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，注重通過師生的有效溝通，引導(dǎo)學(xué)生主動的思考和解析化學(xué)問題。多媒體課件可以把復(fù)雜的問題直觀化、簡單化和有效的分解。多媒體課件不能代替板書，不能代替教師講授的過程，只有圍繞著有效的師生互動探討，才能激發(fā)學(xué)生的思路，促進(jìn)學(xué)生主動的學(xué)習(xí)化學(xué)知識，發(fā)揮教師的實際指導(dǎo)作用。2.圍繞網(wǎng)絡(luò)豐富精品資源庫。網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)師生有效互動的平臺，教師可以在互聯(lián)網(wǎng)或移動互聯(lián)網(wǎng)的客戶端為學(xué)生推送各種有價值的學(xué)習(xí)信息，教師也只有注重使用網(wǎng)絡(luò)渠道獲得精品教學(xué)信息，才能幫助學(xué)生掌握化學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的前沿知識內(nèi)容，從而不斷提高學(xué)生的綜合能力，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)前沿化學(xué)知識的實際需求。學(xué)生學(xué)習(xí)離不開各種資源的支持，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為學(xué)生獲取資源的重要渠道。但是，學(xué)生辨識網(wǎng)絡(luò)資源質(zhì)量的能力稍差，還需要教師的有效引導(dǎo)把握，能夠由教師推薦給學(xué)生豐富有效的化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，從而促進(jìn)學(xué)生全面提高學(xué)習(xí)能力水平。
隨著現(xiàn)代多媒體和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)多媒體已經(jīng)成為課堂教學(xué)的重要載體，只有注重使用網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)，才能發(fā)揮出現(xiàn)代教學(xué)手段的作用，全面提高化學(xué)課堂教學(xué)水平，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。
【參考文獻(xiàn)】
