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一、选题依据
软粘土是软弱性粘土的简称,又称软土,其特点是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性差。在荷载作用下,软粘土的承载能力低,地基沉降变形大,且存在较严重的沉降差异问题。为保证工程质量,在实际工程中软粘土地基应采取合理有效的方法处理。我国的软土主要分布在东南沿海及各大江大河的入海三角洲冲积平原地区,从北至南有天津塘沽、连云港、上海、宁波、温州、福州、珠海、深圳等地。内陆主要是湖沼或者山谷冲积而成,分布范围较小,不成片分布。因此,软基处理一直是人们十分关注的课题。
明达工业(太仓)有限公司软基处理工程为江苏省重点项目。明达工业(太仓)有限公司新建厂区位于太仓市浮桥镇,为通港路以北,滨江路以西的地块,拟建的一期工程,占地面积为447亩,平面为长方形。本工程为工业工厂,设施包括厂房、仓库、办公楼、宿舍楼、辅助建筑物等。
该拟建场地位于长江三角洲前缘,其地貌属于冲击平原类型。场地地势平坦,场地内分布有河网密布;场区地面标高在1.52~2.93m之间。地表浅层为软弱的淤泥质土,含水量大,孔隙比大,承载力低,变形量大。如果不对其进行处理,地基承载力达不到设计要求,而且会产生较大的不均匀沉降,影响将来场区的正常运营,必须采取合理有效的地基处理方法对其进行处理。
对于本工程,采用预处理动力固结法进行加固处理,预处理工艺采用真空降水,强夯法又称为动力固结法,故本次预处理动力固结法即为真空降水联合低能级强夯,可简称为降水强夯法。场区软土在真空降水下,一方面使地下水位下降,造成对土体的预压加固,使软土中的部分空隙水排出,空隙减小;另一方面又降低了软土的含水量,为后续的低能量强夯创造不发生橡皮土的条件。强夯法是一种经济高效的地基处理方法,利用夯锤自由落下的动能在土体中转化成很大的冲击波和高应力,从而提高地基承载力,降低压缩性,提高均匀性,改善起抵抗震动液化的能力等。
本项目为国家建设部科研攻关基金资助项目高能级强夯地基加固机理工法研究与专用机械研制(编号:04-2-016);现代建筑设计集团基金项目高能级强夯与预处理动力固结法研究(编号:2004-结-地-03)的一部分。
二、文献综述
国内外研究现状分析
1、强夯法
强力夯实法(简称强夯法)亦名动力固结法,是一种快速加固地基的方法。这种方法是60年代末法国梅那技术公司(Louis Menard Technique)首先开创的。它是将很重的锤一般为100~400kN)提起从高处自由落下(落距一般为6~40m),以冲击荷载夯实软弱土层,使地基受冲击力和振动,土层被强制压密,从而提高地基土强度,降低土层的压缩性,改善土的振动液化条件,以达到地基加固的目的。
强夯法自70年代开始工程应用以来,以其机械设备简单、施工组织管理方便、加固效果显著、工程投资少等优点,很快引起世界各国工程界的注意。如今强夯法加固地基的应用范围已由最初的砂性土和碎石土发展到处理各种杂填土、湿陷性黄土、一般粘性土、软土以及工业生活垃圾等各种地基,成为常用的经济简便的地基加固方法之一。
我国于1978年首次由交通部一航局科研所进行了强夯法试验研究;1979年8月又在秦皇岛码头堆煤场细砂地基进行了试验和强夯加固施工,效果显著;同年,中国建筑科学院在河北廊坊机械化研究所宿舍工程中也进行强夯法处理可液化砂土和轻亚粘土地基的野外试验研究,也取得了较好的加固效果。通过上述试验研究及实际工程应用,初步总结出一套适合我国情况的强夯工艺,在我国地基加固领域里填补了一项空白,促使了强夯法在我国的广泛应用。
强夯法的基本特征表现为:①强夯法处理后的地基可使土的压缩性明显降低,不同程度地提高了地基土承载力;②强夯处理能使地基强度趋向均匀,有效消除不均匀沉降;③与其他夯击法相比,强夯法夯击能量大,可根据地基处理要求来确定夯点间距、夯击能量及夯击方法,特别使地基深处土体性能得到改善;④施工中必要的夯击能量可以分几遍完成强夯法施工设备简单,无需加固材料,费用低,周期短,具有广阔的应用前景。值得注意的是强夯法的适用范围与其土质及地质构造均有关,条件适当时可以有效加固软基。由于对强夯加固软基的机理、效果、设计计算方法与工艺措施的研究仍不全面和透彻,故强夯工程实验与观测分析是必要的。
2、真空降水
真空堆载预压法是一种新型的地基处理方法,最早是瑞典皇家地质学院Kjellmen于1952年提出的。国内1958年天津大学就开始进行真空排水固结的室内试验研究。在早期,由于工艺上存在问题,导致真空预压未能在工程中应用。直到80年代,交通部一航局、天津大学和南京水利科学院等单位对这项技术进行室内和现场试验研究,取得了成功经验,膜下真空度可以达到85~92kPa,并成功地将这项技术应用于天津新港软基加固工程中。此后,真空预压法在工程中得到了推广应用。
目前,我国在抽真空设备的研制、真空预压施工工艺的改进、真空度和预压时间的控制、设计计算理论的发展等方面均取得了进步,解决了很多技术难题。真空预压已作为较成熟的技术在港口、公路、铁路、能源、房屋建筑工程中得到了成功应用。
3、真空降水联合低能级强夯法
真空降水联合低能级强夯法是采用由真空降水和低能级强夯两道工序组成的施工工艺,其中:真空降水是由改进后的真空井点对加固范围内的地基进行强排水,这种设备功率比常用轻型井点大得多,可产生较大排气量和较高的真空度,即使在渗透系数较低的粘土中,也能通过形成的新水头梯度来加快地下水的渗流;低能级强夯主要采用锤击,即通常的强夯法。通过对上述两道工序的多遍循环,可达到加固地基的目的。真空降水联合低能级强夯法的特点:一是夯击前采用真空降水,可降低地下水位、减小被处理土体的含水量和饱和度等,使地基受击后,地下水位以上土体可产生较大的压缩变形,地下水位以下土体可减小土体中的超孔隙水压力;二是夯击后采用真空排水,以加快超孔隙水压力消散,此外,结合每遍夯击的间隔时间,可尽量避免弹簧土的形成;三是通过调整夯击力等参数,使浅层地基达到较高的密实度;四是大面积加固,对地基有一定的降水预压作用。
真空降水联合低能级强夯法的加固机理是以不完全破坏土体结构强度为前提,根据土体强度提高情况,逐步增加能量的动力固结。通过设置竖向排水和表面水层排水等主动排水法,使之在土体中形成微裂缝排水。因此,强夯能量的控制应掌握以下原则:激发土体孔压,并使土体产生微裂缝,但又不完全破坏土体结构强度,不形成橡皮土先轻后重,少击多遍,从上至下,逐步增大加固深度与范围。
4、强夯处理地基的检测
4.1静力触探试验
静力触探(cone penetration test)自1917年雅典正式以来,至今已有80年的历史。静力触探是通过一定的机械装备,将一定规格的金属探头用静力压入土层中,同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力,以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。
静力触探的主要优点是连续、快速、精确;可以在现场直接测得各土层的贯入阻力指标;掌握各土层原始状态(相对于土层被扰动和应力状态改变而言)下有关物理力学的性质,这对于地基在竖向变化比较复杂,而用其他常规勘探手段不可能,能大密度取土或测试来查明土的变化;对于饱和砂土、砂质粉土以及高灵敏度软粘土层中钻探取样往往不易达到技术要求,或者无法取样的情况;用静力触探连续压入测试,则显出其独特的优越性。但是,静力触探也有不足之处:不能对土层进行直接的观测、鉴别;由于稳固的反力问题没有解决,测试深度不能超过80m;对于含碎石、砾石的土层和很密实的沙层一般不适合应用等。
4.2瑞雷波检测技术
瑞雷波(面波)检测是一种新型的无损检测方法,通过在地表进行地层波速测试,瑞雷波在地面表层传播,频率不同,影响的地层深度也不同。因此,在同一地段测出一系列不同频率的波,就可得到一条频散曲线,通过频散曲线的分析、反演优化,可对地下构造进行解释。利用瑞雷波检测是基于瑞雷波的两个特性:一是在分层介质中传播时的频散特性;二是传播速度与介质物理性质的密切关联性。
4.3平板载荷试验
载荷试验是一种最古老的地基土原位测试技术,它实际上是模拟建筑物基础受荷条件的现场模拟试验。该方法是在刚性承压板上加荷,测定天然埋藏条件下地基土的变形,可测定地基土的变形模量、评定地基土的承载力及预估实体基础的沉降。对于不能用小试样试验的各种填土、含碎石的土等,最适宜于用载荷试验确定压力与沉降的关系。但载荷试验一般受荷面积较小,加荷影响深度不超过承压板边长(或直径)的2倍。试验点的数量≮3点,当其极差不超过平均值的30%时,可取平均值作为地基承载力标准值。平板载荷试验(PLT)只反映承压板下1.5~2.0倍承压板直径或宽度范围内地基土强度、变形的综合性状,但它是最直接、最可靠的试验方法,其他试验手段的结果均以载荷试验的结果为参考依据。
参考文献
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三、设计(论文)内容
1、软基处理技术的比选
软弱地基的加固处理,按其原理和作法的不同,可分为以下九类:换(填)垫层法、预压法、强夯法、振冲法、挤密桩法、砂石桩法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、托换法。适合本工程地基处理的方法有预压法、强夯法、碎(砂)石桩法、深层搅拌法等。
在同样满足地基设计要求的情况下,真空降水联合低能级强夯在造价上比其它常规软基处理方法要来的经济的多。并且真空降水联合低能级强夯具有工期短、加固效果好、工艺简单等优点。
2、方案设计
拟通过本次地基加固处理达到的目标是:
(1)地基承载力不小于120KPa,6m以内软弱层地基承载力提高30%以上,有效加固深度6m,影响深度8m。
(2)在50KPa均布荷载作用下,长期总沉降量小于30cm,不均匀沉降控制在1以内。
(3)处理过程消除沉降量不小于70cm。
在以上加固要求下,根据规范规定进行强夯工艺参数的设计。
3、施工过程的监测数据分析
3.1地面沉降观测
布置15m15m的地面沉降测点方格网,测量强夯前、第一遍强夯后、第二遍强夯后和满夯后的地面平均沉降情况。以动态了解土体加固效果,及时调整施工工艺和参数。
3.2孔隙水压力监测
强夯时地基土体受到冲击荷载发生瞬时的压缩和挤密,孔隙减少,孔压升高,随着孔压消散,土的有效应力增加。若土体的渗透性较差时,冲击产生的超孔隙水压力不易消散,就会在饱和细粒土中产生较大的超孔隙水压力,对地基构成潜在的不稳定因素,也降低了夯击的效率。通过孔隙水压力观测,以便及时了解强夯加固效果,调整确定最大夯击能,两个夯击点之间的间距以及前后两夯击遍数之间的间隔时间,确定最佳夯击击数等施工参数。
3.3地下水位监测
对降水及强夯过程中的地下水位变化进行动态观测,了解降水效果,根据实际情况确定最优降水方案。
4、夯后地基的检测
强夯处理的地基,其强度是随着时间增长而逐步恢复和提高的,因此在强夯施工结束后,应间隔一定时间方能对地基质量进行检测。其间隔时间可根据土的性质而定,时间越长,强度增长越高,对于碎石土和砂土地基,其间隔时间可取1~2周;对低饱和度的粉土和粘性土地基,可取2~4周。
在对强夯法加固后地基的检测,要求一般性工程场地采用两种或两种以上手段检测,对大型工程应进行大压板载荷试验。在检测数量方面,对于简单场地上的一般建筑物,每个建筑物地基的检测点不少于3处;对于复杂场地或重要建筑物,应增加检测点数。检测深度应不小于设计处理深度。
4.1钻孔取样及室内土工试验
4.1.1试验目的
取得土的含水量、孔隙比、压缩系数、压缩模量、渗透系数等指标。
4.2静力触探试验
4.2.1试验目的
通过贯入阻力的变化,达到了解土层工程性质的目的。
4.2.2试验方法
试验时,用静力将探头以一定的速率压入土中,利用探头的传感器,通过仪器将探头的贯入阻力记录下来。
4.3瑞雷波(Rayleigh)测试
4.3.1试验目的
通过夯前、夯后瑞雷波测试,对比前后频散曲线变化,判定强夯有效加固深度和影响深度。
4.3.2试验方法
根据检测方案和测试内容布置激震器,在震源同一侧以一定间距布置检波器以接收波,在整个场区布置多条测线,根据DZ/T01701997《浅层地震勘查技术规范》的规定进行检测。瑞雷波现场测试工作于夯前、夯后分别进场1次,采集数据进行前后对比,比较夯前、夯后的不同。
4.4平板载荷板试验
4.4.1试验目的
通过试验确定地基承载力、压缩模量是否满足设计要求。
4.4.2试验方法
试验时,用一定面积的承载板向地基施加竖向荷载,观察地基变形和破坏现象。本次夯后共进行3组平板载荷试验,分夯间、夯点进行,试点编号分别为(夯间)、(一遍夯点)、(二遍夯点),测点布置见附录。载荷板面积为0.7m0.7m,最大加载量按设计要求地基承载力特征值的2倍加载,即为240kN。
载荷试验要求如下:
a.试验在夯后地面以下20~30cm处进行,保持试验土层的原状结构和天然湿度,在拟试压表面用超过10mm厚的中粗砂找平。
b.加荷等级为10级,最大加荷量为2倍设计荷载。每级加荷后按间隔5min、5min、10min、10min、15min、15min,以后为每隔半小时读一次沉降,连续两小时内,每小时的沉降量小于0.1mm时,可加下一级荷载。
c.在试验时出现承压板周围的土明显的侧向挤出或出现裂缝和隆起,沉降急剧增大,荷载~沉降曲线出现陡降段;或在某一荷载下,24h内沉降速率不能达到稳定标准;或s/b大于等于0.06(b为承压板宽度或直径),可以终止加载。满足其中一条时,其对应的前一级荷载定为极限荷载。卸载时按三倍加载分级进行,并测读残余沉降量。
d.承载力确定可按p~s曲线上有明确的比例界线所对应的荷载值,或取s=0.01b、0.02b、0.03b所对应的荷载值。
4.5检测结果分析
根据上述检测得出强夯后的各项指标,在加固深度、地基承载力等方面验算本次地基加固处理是否达到预期效果。
5、施工工艺与技术参数的优化
根据夯后的检测数据以及施工期间的检测数据,进行施工工艺以及技术参数的优化。
四、工作计划
20xx.4.16至20xx.4.22参考资料清单
20xx.4.23至20xx.4.29文献综述,英文参考文献翻译
20xx.4.30至20xx.5.7开题报告
20xx.5.8至20xx.6.10数据图表及结果分析
20xx.6.11至20xx.6.17论文初稿
20xx.6.18至20xx.7.1论文修改稿
20xx.7.2至20xx.7.6论文答辩
1.本课题的目的及意义,国内外研究现状分析
1.1本课题的目的及意义:
毕业设计是应届生毕业前的知识、综合素质训练的总结性的实践环节,是大学4年所学知识的综合性应用,同时也是对应届生素质和实践能力的一种培养。
我的毕业设计题目是云南省xxxxxxx办公楼设计,通过本课题的研究,了解框架结构的适用范围,掌握框架结构办公楼的主体构造形态、设计程序并且熟悉国家标准规范对于各种参数的规定,熟练掌握办公楼的设计程序、方法以及单体建筑的建筑设计、结构设计的设计深度和建筑施工技术、施工组织管理,对建筑设计和结构设计有了更深一步的理解。
同时,在毕业设计的过程中,我们得以把自己在大学四年里所学到的知识综合应用,并巩固、深化、拓宽所学过的基础课程、专业基础课和专业课知识,提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力以及锻炼自己的识图能力,从而提高自己的专业技术素质,提高熟练操作专业软件进行建筑设计的能力,以及掌握建筑施工图、结构施工图绘制的方法,为今后工作打下良好的基础。因此我们每一个毕业生都应该认真的努力完成自己的毕业设计,使自己成为社会需要的人才。
1.2国内外研究现状:
随着经济的发展、人们生活水平的提高、建筑要求的提升钢筋混凝土框架结构在建筑行业得到了迅速发展。随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化无论是工业建筑还是民用建筑在结构设计中遇到的各种难题也日益增多建筑结构设计是建设工程设计的重要环节是保障建筑结构安全、工作总结实现建筑使用功能的灵魂。
钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍,由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点;与钢结构相比又具有造价低材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此,在我国钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。
近年来,世界各地的钢筋混凝土多层框架结构的发展很快,应很多。钢筋混凝土多层框架结构作为一种常用的结构形式,具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的有点,目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中。随着社会的发展,多层框架结构的建筑越来越多了。但随着结构高度的增加,水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加,从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加,增加到一定程度时将给建筑平面布置和空间处理带来困难,影响建筑空间的正常使用,在材料用量和造价方面也趋于不合理。
一般框架结构是由梁柱杆系构成,能够承受水平和竖向荷载作用的承重结构体系。在合理的高度和层数的情况下,框架结构能够用的承重结构体系。在合理的高度和层数的情况下,框架结构能够用的承重结构体系。在合理的高度和层数的情况下,个人简历框架结构能够结构的传力系统、传力方式,良好的结构方案是良好结构设计的重要前提。
对于本课题的办公楼均是在特定的历史、社会、经济和文化背景下形成和发展起来的,其建筑布局、空间形态、环境气氛都在不断的变化。今天办公楼作为生产和处理各种商务活动的信息场所,而正在成为社会生产的基础。为了适应这种社会的发展需求,也要求办公楼在形态和功能上要多样化。特别是近几年信息化技术的快速发展,更加速了这种变化的趋势。在进行建筑、结构设计时,国际上流行采用“三统一”的原则,即“统一柱面、统一层高、统一荷载”的模式设计。统一柱面可使办公楼根据人们的需要和功能要求实行相对任意分割,不至于因建筑柱面不同而在改变使用功能上受到制约;统一层高可使楼房采光效果好,空气流通顺畅,布局安排合理,水平运输畅通无阻,有利于使用功能的相互替代;统一荷载,打破了会议室和其他部门之间的明显界。
围绕着绿色生态和节能的主题,建筑形态会更加多样化,功能构成会更加丰富,更加强调人性化和令人身心愉悦的空间环境创造。办公楼设计时应充分考虑适应性、灵活性、高效性和人性化的设计理念,以充分展示建筑功能与建筑形象的亲和力与开放性,做到人及建筑与环境的和谐共处、永续发展,创造亲切宜人的建筑形象和舒适自然的办公环境。随着社会的发展,地图生态主义、智能化、人性化、个性化、现代化、功能复合化办公建筑的设计理念将是今后现代办公楼的一大发展趋势。
随着城市的发展与产业结构的升级,办公楼经济所占的比重快速增加,办公楼在城市中的地位与作用也越来越大,人们对办公楼设计使用提出了更高的要求。
具体来说办公楼发展趋势为:综合化、生态化、节能化、专业化、智能化、灵活性。下面具体谈谈其中几方面
综合化:如今,由于入住企业客户的实际生产和生活需求,使得仅仅具有单一功能的商用物业,很难满足国际化企业的商务需求,因此,高档办公楼的品质不仅仅反映在产品上,更加反映在其配套设施和管理服务上。
节能化:节能化也经历了从自然节能到系统节能、科技节能的发展过程,在一两年前,节能往往和自然生态联系在一起,充分利用自然采光通风,节省水电成为节能的关键词汇。随着写字楼规模不断扩大和科学技术水平的发展,节能已经和高端的节能材料、节能设计息息相关。不少写字楼项目都在节能方面做不断做出新的探索。
专业化:随着社会分工明确化、细分化速度的日益加快,办公楼客户的行业特性也更为突出。因此,某些行业对办公楼的特殊需求,为其度身订造了办公空间。办公楼的出现就来源于各行业办公等行业的特殊需求,其定义的要素包括,高大而开敞的空间,上下双层的复式结构,空间的流动性、自由性、开放性、艺术性,通常是业主自行决定所有风格和格局。
智能化:办公楼的智能化就是通过一系列领先技术的通讯自动化系统、楼宇自动化系统、办公自动化系统、保安自动化管理系统等的设备安装,使每栋楼都变成一个蕴涵有巨大能量的信息化坐标,而入驻企业可以随心所欲应用相关信息转换.这不仅指大厦的水、电、空调、电梯、消防、安保的精密监测与控制,而且通过语音与数据的高速通讯接入,使企业的办公效率得到全面提升,并在一栋楼里就可以完成全球化沟通。
2.本课题的任务、重点内容、实现途径
2.1课题任务:
对云南省xxxxxxxx办公楼进行建筑、结构设计两阶段的设计,能在教师指导下,独立完成所分担的设计的全部内容,包括通过参观,调研等实习手段,掌握设计的各种方案及实用要求、收集图纸资料及技术文献,分析计算、选择方案、绘制施工图、编写设计说明书。提交一份结构计算书和一套完整的建筑、结构施工图。
2.2重点内容:
2.2.1建筑设计:建筑部分完成建筑平面功能划分,建筑材料选用及建筑尺寸确定,防水、防潮、节能与保温等具体构造及做法,建筑构造等内容,包括平面设计;剖面设计;建筑体型及立面设计;楼梯细部、外墙剖面的节点设计;绘制建筑施工图,包括各层平面图、屋顶平面图、立面图、剖面图、详图若干、门窗明细表和设计说明。
2.2.2结构设计:本结构为钢筋混凝土框架结构(建筑面积3000至5000平方米心得体会,3至5层,层高3600mm至4200mm;地震分组为第三组;设计基本地震加速度值为0.15g;场地五;屋面活载为2.0kN/m2;场地类别三)。设计计算包括确定梁、柱截面尺寸及框架计算简图;荷载计算;荷载作用下的内力分析;荷载组合与内力组合;框架梁、柱截面配筋计算;柱下独立基础设计;绘制结构施工图。最后绘制设计图和编写说明书、计算书。
1、确定结构方案及形式,进行结构布置,并做结构布置施工图。
2、进行现浇板的设计计算,并完成现浇板配筋图。
3、计算标准框架(荷载统计计算、承载能力计算,正常使用极限状态验算)。要求首先取一品横向框架,手算出内力,完成截面配筋,并采用pikPM对手算结果加以验证。
手算时采用分层法和D值法计算,验算时采用pikPM系列软件或广厦结构设计软件。手算要求有清晰的计算书,验算的内容要求打印计算书和相关的图形。
4、计算框架柱下单独基础(地基承载力验算、基础承载能力计算等),
基础采用柱下独立基础或者是桩基础。
5、计算一部现浇楼梯(荷载效应计算,承载能力计算),并做楼梯的施工图。
2.3实现途径:
2.3.1认真阅读设计任务书,了解工程概况,根据房屋建筑功能、需要及用途,拟定设计方案。
2.3.2严格按照相关规范说明、充分应用有关结构设计的依据和资料、参考国内外优秀代表作品。
2.3.3结合规范及教师指导,进行结构手工计算。
2.3.4在指导老师帮助下,利用CAD、天正、pikPM等软件工具进行设计、计算、出图。
3.完成本课题所需工作条件(如工具书、计算机、实验、调研等)及解决办法
3.1所需的工作条件:
1.各种通用图集和设计规范,以及国家、地方的各种标准图集和设计手册,以及本专业的各类专业课程教材;
2.利用AutoCAD和天正绘图软件、天正、pikPM等软件工具;
3.收集适合课题的建筑、结构施工图作为参考,并在大学城完成与本课题相适应的建筑调研。
4.在设计老师的指导下纠正自己的错误,在于同学的交流中减少自己的问题。
3.2解决方案:
1.充分利用图书馆和网络资源,查阅相关的资料及规范;
2.利用设计指导老师提供或自己购买的相关软件;
3.多听取指导老师和同学的意见和建议。
3.3主要工具书、规范:
(1)建筑设计资料集(第四版),中国建筑工业出版社
(2)同济大学、重庆大学等合编《房屋建筑学》(第四版)中国建筑工业出版社,2007
(3)东南大学等合编.混凝土结构(第三版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
(4)《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
(5)《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
选题的目的和意义:
随着社会的进步、高新技术的发展,人类社会开始步入了崭新的知识经济时代。以人力资源和知识资本为中心的新经济是知识经济的核心。人力资本成了人类财富增长和经济进步的源泉。在竞争激烈的压力下,企业由原来的资本竞争逐渐转向人才竞争,因此人才战略对现今企业格外重要。而传统单一的人事管理已经无法满足企业对于人力资源新的管理要求,在客观上需要进行管理模式的变革。企业的人力资源管理部门所扮演的已不仅仅是简单的行政辅助角色,也不仅仅是企业经营战略的一个简单的执行者,其职能已逐步上升为一种具有重要战略意义的管理职能,成为首席执行官的战略伙伴。实现e―HR,可以使HR管理人员摆脱繁琐的事务性处理工作,把精力集中在具有战略性的项目上,以更好地吸引人才、留住人才、用好人才,从而最终实现提高企业核心竞争里的目标。
课题的历史背景和研究现状:
电子化人力资源管理最初诞生于信息化高速发展的美国。二十世纪五十年代,随着人力资源信息管理系统的出现,人力资源管理的电子化研究也初见端倪。最初的e化发展非常缓慢,直到二十世纪七十年代,电脑也只是应用在薪资记事簿上; 在接下来的二十五年中,电子化才开始超出薪资系统的范围逐渐成长起来。到1995年,人力资源管理开始与互联网正式接轨。截至目前为止,国外对电子化人力资源管理的研究已较为成熟,e―HR受到众多大型企业的追捧和应用,并在企业人力资源管理中体现出了不可比拟的优势。此外,有大量关于这方面的文章发表在美国《人力资源管理》、《training》、《雇员心理学》等学术期刊上。
而国内的电子化人力资源管理研究起步更晚,仅有的研究还只是从计算机软件技术角度出发,e―HR曾一度被等同为一个简单的人事管理系统和薪资计算器。从20xx年开始,越来越多的人力资源管理咨询公司、人力资源专家、学者开始加入e―HR的研究,并在各种期刊的和网站上发表了大量研究成果。国内的一些大规模的企业也在这种氛围下,开始尝试应用电子化人力资源管理。
初步设想:
本文主要在人力资源管理理论和电子商务理论的指导下,在剖析广州恒兴集团有限公司人力资源管理现状的基础上,分析实现e―HR的必要性以及实现后可带来的便利,并提出解决方案。
创新点:
把电子商务和人力资源管理相结合。
可行性:
1。 在理论研究,组织文章逻辑等方面能得到指导教师的指导。
2。 可在图书馆借到相关的参考书籍,此外,还可以通过图书馆的数字资源库查询到大量相关的文献。
参考文献:
[1]汪明艳,吴忠,王裕明。电子商务环境下的人力资源管理新模式[J]。商业研究,20xx,(07)。
[2]田雪飞。电子化人力资源管理――EHRM在西门子(中国)有限公司的实证研究[D]。四川大学,20xx。[3]周景丽。信息时代的人力资源管理――EHR[J]。科技信息(学术研究), 20xx,(30)。[4]朱礼义。e时代的人力资源管理[J]。湖北邮电技术,20xx,(02) 。
[5]胡峰。电子商务环境下的人力资源管理创新[J]。高校图书情报论坛,20xx,(04)。(主要内容:该文主要阐述了电子商务的发展给传统的人力资源管理带来了巨大的冲击。并指出在知识经济的时代,人力资源管理所面临的问题;转变传统的人力资源管理观念,推行人本管理将成为企业成败的一个关键。)
[6]李卉。透视eHR(电子化人力资源)管理[J]。江苏商论, 20xx,(02)。
[7]刘利。员工自助服务与人力资源管理信息系统的发展[J]。中华女子学院学报,20xx,(01)。
[8]周慧敏。 浅析电子商务环境下的人力资源管理[J]。科技情报开发与经济,20xx,(20)。 [9]杨会先。 对企业人力资源管理的几点思考[J]北京物资流通,20xx,(02)。
[10]杜军,鄢波。战略人力资源管理的深入思考[J]。人才资源开发,20xx,(09)。
[11]孙冬梅。A公司实施电子化人力资源管理系统(eHR)的案例分析及启示[D]。对外经济贸易大学,20xx。
摘要:3D打印是一种以数字模型文件为基础,通过逐层打印的方式来构造物体的增量制造技术。通过对学生关于校园3D打印普及程度的调研,发现3D打印技术在高校的推广还不够全面,分析3D打印在普及过程中的局限性。并且通过一次关于“海关历史文化建筑的三维重建”的校园3D打印实践,展示校园3D打印的完整流程。最后总结3D打印对学生学习的积极作用以及3D打印在文化宣传方面所带来的社会价值。
关键词:校园3D打印;局限性;3D打印实践;教育作用;社会价值
1引言
3D打印(3Dprinting,又称三维打印)是一种快速成形技术,它以数字化模型为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式构造物体。3D打印技术早在20世纪90年代中期就已出现,[1]由于其在制造工艺方面的创新,被认为是“第三次工业革命的重要生产工具”。同时,2013年版的《地平线报告》首次将3D打印的教育应用列入了“待普及”的新技术清单,并对3D打印作了较为详细的介绍,报告的编纂者认为,该技术将会在4-5年内普及。[2]2014年1月,经国务院批准,由原航空航天部林宗棠部长倡导的“中国3D打印创新培育工程”项目正式启动,该项目计划在全国青少年中播种10万颗3D打印创新种子,并专门成立中国3D打印创新培育工程组委会。[3]显然,3D打印技术在教育领域拥有无法代替的创新潜力和广泛应用的前景,但是在距离“中国3D打印创新培育工程”项目启动有一年多时间的今天,校园3D打印的普及情况如何呢?3D打印的意义和价值是否能被学生所认知?为了探索这些问题,上海海关学院的3D项目团队进行了一次打印海关历史文化建筑的实践探索,并且在此次实践的基础上对校园3D打印这个新的教育应用进行分析,挖掘3D打印背后的教育意义和社会价值。
2校园3D打印的环境氛围调研
本研究选取了来自全国各高校的150位本科生进行问卷调查,共发放问卷150份,回收116份。问卷统计结果如下:通过调查数据发现,81%的在校本科生没有使用过3D打印机,53.1%的在校本科生反映其身边只有少数人使用3D打印技术,而又27.4%的在校本科生反映其身边完全没有人使用3D打印技术,在表3的阻碍个人使用3D打印技术的因素统计中,认为因学校没有3D打印机的约占30.1%,认为因不懂三维制图的约占33.6%,认为因打印技术不成熟的约占28.3%。通过以上数据可以看出3D打印技术在高校的推广仍处于初级阶段,大部分同学对3D打印只是停留在听说和了解的阶段。当前3D打印仅仅是试水教育行业,国内仅有少数高校配备了3D打印机,未达到在教学活动中创新应用的层面,3D打印技术在高校的推广仍处于初级阶段,还存在许多阻力:①3D打印机的配备代价高昂,目前全球热度最高的桌面级打印机MakerBotReplicator2的售价在2万到3万之间。②国内的开放性3D打印社区很少,专业的三维模型素材库以及模型共享平台也有所缺失。③入门级3D打印机的工作效率很低,一个不太复杂的小物体都要数小时才能打印出来。[4]④建模软件的学习对于非工科专业的学生有一定难度。在整体上,3D打印机在学校的普及还需要一个过程。同时,我国在3D打印技术的培训与推广方面,与其他国家相比还有差距,需要进一步推动新技术的学习,这需要教育行政部门、企业和学校共同努力。
33D打印的实践探究
3.1三维建模
通过扫描仪获取对象的三维数据,并且以数字化方式生成三维模型、也可使用3dsmax、Maya、AutoCAD、ZBrush等三维建模软件建立三维数字化模型。下图为项目组成员利用3dsmax软件所建的江海关大楼模型的一部分的布线图,转换为stl文件格式之后就可以进行打印了。
3.2分层切割
将3D模型stl文件输入电脑中,通过打印机配备的专业软件,我们将江海关模型切分成一层层的薄片,每个薄片的厚度由喷涂材料的属性和打印机的规格决定。[5]
3.3打印喷涂
加热头把3D打印材料(ABS树脂、PLA)加热到临界状态,呈现半流体性质,以层层叠加的'形式,每层在计算机的控制之下,根据分层切割中每层的二维图形所形成的运动轨迹,喷头将材料挤压出来,凝固形成薄层,然后在这一层的基础上进行新的一层的打印,层层堆积,形成三维实物模型。
3.4后期处理
模型打印完成后表面一般会比较粗糙,需要抛光、修整、上色等等,才能完成模型的制作。
4本次实践探究活动的总结
4.13D打印对学习的积极作用
第一,提高学生的空间想象能力和创造力。[6]3D打印分为3D建模阶段和3D打印阶段,建模阶段考察学生的空间想象能力,无论是创新的构思还是有现实参照的模型构建,均需要学习者在脑海里先形成立体的模型,然后在脑海里进行模型分解,再一步步通过建模软件构建出来。在建模过程中,学习者的空间想象能力、设计能力和思维能力等得到全面发展和提高。第二,提高学生的动手能力和数据收集能力。在江海关建模的准备过程中,我们除了进行实地考察、图片收集,还从谷歌地图上对江海关大楼进行了尺寸测量,利用江海关大楼各部分之间的比例在3dsmax上面进行建模操作。在后续的3D打印阶段则需要学生的实践操作,其中可能进行多次的模型修改和打印调试,整个建模过程提高了学生的观察能力、数据收集能力和动手能力。第三,激发学习热情。在江海关的建模过程当中,学生除了对3D建模技巧的学习与熟悉,还对江海关的建筑外形和结构也有深入的分析与学习,在一步步将海关大楼各个建筑结构实现的过程中,也是这个学习过程的不断的自我突破,通过一次次建模挑战来引导学生的学习积极性,激发了学生的学习热情。
4.23D打印的社会价值
第一,形象、直观地表现一种文化。如通过本次海关3D模型的展示,我们可以对具有海关历史文化底蕴的关徽、海关大楼等形成立体的认识。第二,创新文化宣传模式。采用3D打印技术,把海关文化中相对应的实体打印成为物件,让观众一开始就能看到产生了解的兴趣,用客观事实代替主观想象,可以使社会公众中各阶层人群对海关文化有更多层次的认识和体会。第三,有助于文化的传承与发展。此次实践探索过程中,项目小组成员多次对海关历史建筑进行考察,收集了大量的图片和文字资料,填补了网络上的这部分历史文化资料的空白,同时将历史遗留的文化建筑进行3D重建后进行保存,有利于后人地对海关历史文化有更好的认识和探索。
参考文献:
[1]Walters,P.&Davies,K.3Dprintingforartists:researchandcreativepractice.
[2]NMC.NMCHorizonReport:2013HigherEducationEdition[EB/OL].2013-O5-22.
[3]解艳华.3D打印走进北航[N].人民政协报,2014-12-03(11).
[4]李青,王青.3D打印:一种新兴的学习技术
[5].远程教育杂志,2013
1.课题名称:
钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发
2.项目研究背景:
所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计,建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中,由若干构件,即组成结构的单元如梁、板、柱等,连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。
编写算例使用建设部最新出台的《混凝土结构设计规范》GB50010-2002,该规范与原混凝土结构设计规范GBJ10-89相比,新增内容约占15%,有重大修订的内容约占35%,保持和基本保持原规范内容的部分约占50%,规范全面总结了原规范发布实施以来的实践经验,借鉴了国外先进标准技术。
3.项目研究意义:
建筑中,结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分,它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关,对发展新技术。新材料,提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。
由于结构计算牵扯的数学公式较多,并且所涉及的规范和标准很零碎。并且计算量非常之大,近年来,随着经济进一步发展,城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化,更加剧了房屋设计的复杂性,许多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上,都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样,结构软件开发就显得尤为重要。
一栋建筑的结构设计是否合理,主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决,结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了,因此原来在学校使用的手算方法,将被运用到具体的程序代码中去,精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法,还要想到如何把这些做法用代码来实现,
4.文献研究概况
在不同类型的结构设计中有些内容是一样的,做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错,计算机也是如此的。
建筑结构设计统一标准(GBJ68-84)该标准是为了合理地统一各类材料的建筑结构设计的基本原则,是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范以及地基基础和建筑抗震等设计规范应遵守的准则,这些规范均应按本标准的要求制定相应的具体规定。制定其它土木工程结构设计规范时,可参照此标准规定的原则。本标准适用于建筑物(包括一般构筑物)的整个结构,以及组成结构的构件和基础;适用于结构的使用阶段,以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段。本标准引进了现代结构可靠性设计理论,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定,即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量,使设计的概念和方法都建立在统计数学的基础上,并以主要根据统计分析确定的失效概率来度量结构的可靠性,属于“概率设计法”,这是设计思想上的重要演进。这也是当代国际上工程结构设计方法发展的总趋势,而我国在设计规范(或标准)中采用概率极限状态设计法是迄今为止采用最广泛的国家。
结构的作用效应常见的作用效应有:
1.内力。
轴向力,即作用引起的结构或构件某一正截面上的法向拉力或压力;
剪力,即作用引起的结构或构件某一截面上的切向力;
弯矩,即作用引起的结构或构件某一截面上的内力矩;
扭矩,即作用引起的结构或构件某一截面上的剪力构成的力偶矩。
2.应力。如正应力、剪应力、主应力等。
3.位移。作用引起的结构或构件中某点位变(线位移)或某线段方向的改变(角位移)。
4.挠度。构件轴线或中面上某点在弯短作用平面内垂直于轴线或中面的线位移。
5.变形。作用引起的结构或构件中各点间的相对位移。变形分为弹性变形和塑性变形。
6.应变:如线应变、剪应变和主应变等。
极限状态整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态可分为两类:
1.承载能力极限状态。结构或结构构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形的极限状态:
(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);
(2)结构构件或连接因材料强度被超过而破坏(包括疲劳破坏),或因过度的塑性变形而不适于继续承载;
(3)结构转变为机动体系;
(4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)。
2.正常使用极限状态。结构或结构构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态。出现下列状态之一时,即认为超过了正常使用极限状态:
(1)影响正常使用或外观的变形;
(2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);
(3)影响正常使用的振动;
(4)影响正常使用的其它特定状态。
结构设计的基本任务,是在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡,力求以最低的代价,使所建造的结构在规定的条件下和规定的使用期限内,能满足预定的安全性、适用性和耐久性等功能要求。为达到这个目的,人们采用过多种设计方法。以现代观点看,可划分为定值设计法和概率设计法两大类。
1.定值设计法。将影响结构可靠度的主要因素(如荷载、材料强度、几何参数、计算公式精度等)看作非随机变量,而且采用以经验为主确定的安全系数来度量结构可靠性的设计方法,即确定性方法。此方法要求任何情况下结构的荷载效应S(内力、变形、裂缝宽度等)不应大于结构抗力R(强度、刚度、抗裂度等),即S≤R。在20世纪70年代中期前,我国和国外主要都采用这种方法。
2.概率设计法:将影响结构可靠度的主要因素看作随机变量,而且采用以统计为主确定的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性的设计方法,即非确定性方法。此方法要求按概率观念来设计结构,也就是出现结构荷载效应3大于结构抗力R(S>R)的概率应小于某个可以接受的规定值。这种方法是20世纪40年代提出来的,至70年代后期在国际上已进入实用阶段。我国自80年代中期,结构设计方法开始由定值法向概率法过渡。
面向对象编程
使创建Windows程序较为容易的关键技术是面向对象编程,或OOP。这种技术可以创建可重用组建,它是程序的组成模块。
几个定义
控件提供程序可见界面的可重用对象。控件的示例有文本框、标签和命令按钮。
事件由用户或操作系统引发的动作。事件的示例有击键、单击鼠标、一段时间的限制,或从端口接收数据。
方法嵌入在对象定义中的程序代码,它定义对象怎样处理信息并响应某事件。例如,数据库对象有打开纪录集并从一个记录移动到另一个记录的方法。
对象程序的基本元素,它含有定义其特征的属性,定义其任务和识别它可以响应的事件的方法。控件和窗体是Visual Basic中所有对象的示例。
过程为完成任务而编写的代码段。过程通常用于响应特定的事件。
属性对象的特征,如尺寸、位置、颜色或文本。属性决定对象的外观,有时也决定对象的行为。属性也用于为对象提供数据和从对象取回信息。
5.设计主要内容
本软件适用于现浇钢筋混凝土多层、多跨的框架的设计。毕业设计要完成的工作包括:
1.平面钢架分析程序的改造
对结构力学教研室版平面钢架分析程序进行修改和补充。要求:
(1)编写自动生成节点坐标和单元节点编号的程序,或以图形方式输入计算简图。
(2)修改程序,使之适合多工况内力计算;
(3)根据输入、输出数据的特点,设计适当的人机界面。输出应可选的显示各构件端力和内力图。
2.编写钢筋混凝土多层多跨框架机构的构件
(1)根据有关的规范,应明确计算的各种荷载(恒载、楼屋面活载、风荷载和地震作用等)的计算方法,在次基础上编写自动生成各种荷载作用下的结点荷载和单元荷载的程序。
地震作用按底部剪力法确定。自振周期用经验公式确定。
(2)计算各种荷载单独作用时框架各杆件的内力。计算结构存放在各自的.杆端力(随机)文件中。
对竖向荷载下的梁端弯距进行塑性调幅。
(3)在(2)中产生的杆端力文件基础上,分别计算各种可能的荷载组合下,梁、柱控制截面的内力。计算结果存放在适当的文件中。
(4)从(3)生成的文件中选出最不利组合,同时给出截面配筋。梁、柱截面配筋的确定应考虑抗震设计的要求。
(5)部分编程较熟练的同学可根据计算结果和构造规定,用Auto-CAD VBA绘制梁、柱配筋图。
5.成果形式
本毕业设计的成果应包括:
1.可运行的、并能给出正确计算结果的源程序
在存放源程序的软盘中,应至少有一个算例的数据文件,可在基本不需另外键入数据的前提下,显示正确地运行结果。
2.软件使用手册
这是为用户准备的关于软件使用方法、操作步骤和其他必要的文字材料。
3.软件说明书
这是软件作者的工作档案,是软件维护的基本资料。其中应包括:
(1)软件所依据的工作档案、力学和工程结构模型的较为详细的描述,主要的计算公式及其使用的符号的含义,重要算法的文字说明:
(2)程序的结构:模块的划分的情况、各模块相互之间的关系及各模块的功能;
(3)带有较为详细的注释的源程序文本。其中应注明各标识符的含义(尽可能的采用通用公式中的符号)。各程序段的功能、相应的数学公式和特殊算法的说明;
(4)为使他人根据软件说明书读懂你的程序所必需的其他资料。
(5)部分编程较熟练的同学可递交梁、柱配筋图纸一张。
4.对自己所编程序的评价
(1)对算例计算结果的合理性进行必要的分析;
(2)总结软件设计过程中的经验和及教训,提出设计改进意见。
以上各项资料处源程序文本以软盘形式提交外,其余均用计算机打印。
6.进度计划
第一周毕业实习,参观工程,收集资料。
第二周需求分析:描述计算机模型,编些初步的软件说明书。
第三周软件设计:选择模块划分的方案
第四周模块设计:数据输入界面设计(梁柱截面数据)
或数据输入界面设计(可视化图形输入)
第五周数据输入界面设计(框架数据、附加荷载)
第六周模块设计:荷载计算(恒载、活载),相应的内力计算
第七周荷载计算(风荷载、地震作用),相应的内力计算
第八周模块设计:梁配筋计算
第九周梁荷载组合,确定梁配筋
第十周梁荷载组合,确定梁配筋
第十一周模块设计:柱配筋计算
第十二周柱荷载组合,确定柱配筋
第十三周柱荷载组合,确定柱配筋
第十四周软件测试或用AutoCAD VBA绘制梁、柱配筋图;
第十五周软件测试
第十六周整理源程序,编写软件说明数和用户手册
第十七周编写软件说明书和用户手册,形成毕业设计全部文件,准备答辩。
第十八周毕业答辩
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