基于性能设计要求

基于性能设计要求（精选九篇）

基于性能设计要求 篇1

1 工位布局

安检线各工位设备布置最为关键, 也最为困难。工位分布的设计原则有以下两点:第一要满足环境的需求, 即把检测工作对工作环境的污染降低到最小, 不要把烟度计、废气分析仪等检测是会产生污染的检测设备置于靠入口处, 检测时能让污染物可以排出室外;第二就是要把握工位节奏的均衡性, 各工位间在工作时不能相互干扰, 检测时间均衡, 能保证不出现逆向引车情况, 影响工作效率, 在检测本地区主流车型时不出现堵塞和排长队的现象。

按我国政府颁布的GB7258-20012标准等法规的规定, 机动车年检的安全检测项目有以下9点:1) 外观的完好;2) 柴油车烟度;3) 汽油车尾气;4) 车速表;5) 前轮侧滑;6) 制动力;7) 轴重;8) 前照灯;9) 喇叭声级。

在本文的研究中我们把检测线场设定为50米, 将其规划为三个工位区。

1.1 一区工位:主要检测废气、车速、烟度

1) 检测设备设定。五气废气分析仪各1台;1台车速表检测仪;1台不透光式烟度计;1台滤纸式烟度计。

2) 检测项目。a.在用点燃式发动机汽车排气污染物排放限值;b.在用压燃式发动机汽车排气烟度排放限值;c.点燃式发动机汽车排气污染物排放限值;d.车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排所烟度排放限值;e.喇叭声级数据。

3) 安装位置。在安全检测线入口两米处安装车速表检测仪;仪器小车布置在车速表检测仪左侧的两到三米处安装烟度计、废气分析仪。

1.2 二区工位:主要检测制动踏板力、制动、轴重

1) 检测设备。1台制动踏板力计;制动检测仪各1台;1台轴重检测仪。

2) 检测项目。a.车轮阻滞力;b.最大制动踏板力;c.驻车制动力;d.制动协调时间;e.轴荷及整备质量变化率;f.制动力及制动力平衡。

3) 安装布置。在距车速表检测仪15.5m处可以布置轴重检测仪, 制动检测仪与轴重检测仪的间距控制在14m, 两检测设备依次同方向排列。两设备左侧布置制动踏板力计, 并安装于仪器小车上。

1.3 三区工检测项目:侧滑和灯光

1) 检测设备。1台侧滑检测仪;1台声级计;1台灯光检测仪。

2) 检测项目。a.转向轮横向侧滑量;b.对近光光束检测前照灯照射位置;c.对远光光束检测前照灯的照射位置、发光强度。

安全检测线出口外墙2m处布置侧滑检测仪距, 在侧滑检测仪间距2.5m处安装灯光检测仪, 制动检测仪可距灯光检测仪22m处安装。

以上安全检测线的布置, 可以保证各工位节奏均衡, 检测时间相等, 使工作效率最大化。

1.4 小车线二工位

1) 检测设备:1台悬架测试仪。

2) 检测项目:汽车悬架的吸收率。

3) 安装位置:距轮重检测仪9.2m处, 车速表检测仪12m处。

2 局域网布局

就小型网络而言主要有以太网、令牌网, 相对而言以太网价格低廉、便于安装维护, 基带传输率为10Mbps或100Mbps, 能满足大多数用户装入量的要求, 目前使用最广。

可选择费用低廉的星形结构进行布局, 其特点是使用广泛、扩展容易、方便故障的处理。而在网络操作系统方面主要有Netware、Windows、Unix、Linux, 这四种网络操作系统, 它们对于全自动检测线网络通讯的需求都能满足, 但Windows当使用较为广泛, 操作更具有现代风格, 兼容性强。同时其上网方面, 维护和安装及管理方便, 在价格方面也很有优势, 同时使用人员也更容易接受, 因此可选择其作为网络安装。

2.1 硬件设计

1) 智能识别:由于车辆上线检测, 系统必须正确地识别每一辆车和它们的轴数, 否则就会产生数据错位现象。

2) 灯光动态跟踪控制:自动灯光测试仪是安检线目前普遍采用的仪器, 仪器共有五个自由度包括跟踪和左、右、上、下, 对于前照灯的光轴位置在一定范围内可以自动跟踪。

3) 多媒体提示信息:一机多屏幕显示和语音两个模块共同组成多媒体提示信息系统, 二者互不影响, 其都在主控机控制下独立运行。

2.2 软件设计

1) 监控程序设计:影响系统工作性能一个非常重要的因素就是系统监控程序, 系统监控程序逻辑错综复杂, 在车辆上线后, 各工位就需要马上开始工作。因此, 必须从整体入手设计这部分程序, 整体布局, 统筹安排每一步骤, 对工作次序逐级理顺, 协调各种逻辑关系, 做到万无一失。

2) 登录软件:对于登录软件的设计可以相对较简单, 它由主函数、查询函数、打印函数、修改函数、通讯函数、统计函数和键盘管理函数组成。在采用“软件握手”方式通讯函数中可以保证传递数据的准确性, 即进行两次输入, 两次都正确后再确认的处理, 这样保证其准确无误。

3 总结

为节省开支;最大效率的使用人力资源;保证检测工作的工作效率, 需要对工位进行合理的布置, 以科学、合理、适用的原则, 让检测的结果准确、科学、公正, 满足人们对机动车检测工作的需求。

参考文献

[1]蒲永峰.汽车检测与故障诊断[M].北京:清华大学出版社, 2009.

基于性能设计要求 篇2

1、离合器总泵的用途和功能

离合器总泵是将离合器踏板力转换成液压输出到离合器分泵，离合器分泵将液压转换成推力，推动离合器分离轴承从而使离合器实现分离。驾驶员踩下离合器踏板时，推杆推动总泵活塞使离合器总泵输出制动液，制动液通过油管进入分泵，由于离合器总、分泵系统是一个密封的型腔，随着总泵容积的压缩，总泵输出制动液给分泵，迫使分泵活塞推杆推动分离叉，将分离轴承推向前或直接推动分离轴承向前，与此同时随着驾驶员继续加力到踏板，离合器膜片弹簧传递到分泵上的负载力也增加，离合器总泵工作腔的液压也随之上升，最终使离合器分离；当驾驶员松开离合器踏板时，液压解除，分离轴承在离合器膜片弹簧力作用下逐渐退回原位，离合器又处在接合状态。由离合器踏板、离合器总泵，储存制动液的油壶、连接总泵分泵的油管、离合器分泵、离合器等组成的离合系统结构见下图 1。

图 12、离合器总泵的工作原理

离合器总泵是一个单腔的柱塞泵，结构上也有高压腔（工作腔）和常压腔（通油杯），主要由活塞、推杆、缸体、主皮碗和副皮碗等配件组成。驾驶员的踏板力经过推杆做用在活塞上，活塞向前运动，制动液从出油孔排出，通过油管连接供给离合器分泵，离合器分泵是一个密闭腔，随着总泵输出排量的增加以及离合器膜片弹簧的反力从而产生液压。离合器总泵一个工作循环包括活塞的前进和后退两个动作，活塞前进过程关闭补偿孔后开始产生液压，活塞后退过程中输入力撤掉，液压回零。同时随着活塞返回时高压腔容积变化形成负压，利用大气压原理，制动液从油壶补到高压腔。活塞完全回位后，通往分泵管路中的制动液陆续返回，此时补油通道也完全打开，把多余的制动液返回到油杯。到此制动液充满整个高压腔，为下一个工作循环做好了准备。

图 2

离合器总泵和分泵的活塞截面积不同，结构上离合器总泵的活塞直径比离合器分泵的活塞直径小，利用制动液做为介质，实现输出力的放大功能，同时输出行程变小。

3、塑料离合器总泵的特点

塑料离合器总泵由于工程塑料及其注塑等工艺的应用，首先大大降低了离合器总泵的重量，这一点符合汽车轻量化的发展理念。汽车轻量化是发展方向，塑料应用是实现汽车轻量化的重要途径之一。每辆汽车塑料的用量是衡量汽车生产技术水平的标志之一。其次，塑料件采购注塑工艺生产，生产效率高。第三，减少了配件，降低了成本。第四，使用寿命长。塑料结构的离合器总泵可以更方便的实验固定皮圈式结构设计，皮圈内圈与活塞表面滑动密封，皮圈润滑条件好，不容易磨损，产品使用寿命更长。

4、性能参数及系统结构设计

4.1、最高工作压力

塑料离合器总泵的应用之所以越来越广泛，最主要的原因就是离合器总泵的最高工作压力较低，通常不大于2.8MPa。

4.2、补油通道的设计

之所以称为泵，首要任务是完成整个系统制动液的供给，同时又能补充制动液的损失。补油的原理如图 3，活塞的运动使工作腔的容积变化，在主皮碗的帮助下产生负压，同时主皮碗的外侧唇口又设计了均布的导油槽，外侧的的唇口在-10～30Kpa 反向吸力作用下变形，打开补油通道。

图 3

当活塞完全回位后，回油通道打开，多余的制动液返回到油壶。活塞前进，直到关闭回油通道的这段行程叫空行程。通常设计为 1.5±0.5mm。

4.3、主皮圈和副皮圈的设计

由于要实现补油的功能，所以主皮圈除了需要设计足够的过盈量外还需要兼顾反向补油压力，以利于实现补充制动液工作腔。主皮圈内圈的单侧过盈量 0.6mm，或者根据皮圈结构兼顾平滑性推荐 0.25～7mm 的参考范围。内圈大孔与活塞杆的单侧间隙为 1mm。主皮圈外圈的端径与缸体安装孔的直径一致或单侧小 0.15mm，外圈单侧过盈量 0.5mm。主皮圈与活塞的配合如图 3.4。

图 4

完美的副皮圈特性与主皮圈不同，要求能保持住 200KPa的反向压力，以保证在真空加注制动液的过程能顺便完成，同时能防止工作过程中空气的进入而导致的渗油。外圈的端径同安装孔尺寸一致，或单侧比孔大 0.2Max，内圈的底孔直径比活塞杆大 1mm（可以根据借用件的大孔尺寸设计外圈端径处的过盈量），内圈与活塞的单侧过盈量 0.5～0.7mm，外圈的单侧过盈量 0.5～0.7mm。设计时根据缸孔与活塞的配合间隙，皮圈结构等调整。副皮圈与活塞的配合如图 4。最终满足了以上条件，还要校核皮圈内唇口与活塞接触点到皮圈沟槽底部的悬臂尺寸，些尺寸对皮圈抵抗反向压力力的能力影响较大。主皮圈和副皮圈内主皮圈内唇口与活塞的接触面宽度 0.8～1.5mm 比较理想。主要为了保证活塞运动平滑性和皮圈耐磨性。

4.4、超声波焊接机的选用和焊线的设计

塑料离合器总泵通常采用超声波焊接结构，工作时焊接面承受 2KN 的力，同时要保证焊接面不漏油。焊接机可以选用 3.2KW 20KHz，行程 150mm 以上就能满足常规产品的生产需要。实际应用中剪切面宽度为 0.6mm，深度为 1.5mm，拉力测试可以达到 4KN 以上。理想的焊线设计如图 5。

图 55、塑料离合器总泵的性能要求和检测

5.1、常温低压状态密封性实验

试验装置如图 6，总泵加制动液，排尽空气，推动活塞在液压腔建立 0.8MPa±0.2MPa 液压，推杆 5 锁死，保持 30S±5S，读取压表 1 的液压值。液压降不超过 0.07MPa。

图 6

5.2、常温高压状态密封性实验

试验装置如图 5.2.1，总泵加制动液，排尽空气，推动活塞在液压腔建立 7MPa±0.3MPa 液压，推杆 5 锁死，保持 30S±5S，读取压表 1 的液压值。液压降不超过 0.3MPa。

5.3、工作耐久性

1）工作耐久性试验包括常温耐久性试验、高温耐久性试验和低温耐久性试验。试验依次按常温—高温—低温顺序循环。试验共 3 个循环。

2）调整测试装置，满足活塞动作程行程大于总泵行程的80%，工作腔内建立起 2.8MPa±0.3MPa 液压。保压时间不少于 0.60S。

3）试验其它要求及条件见下表。

表 1 工作耐久性实验要求和条件

参考文献

基于性能的抗震设计 篇3

关键词：抗震结构设计基于性能的抗震设计

0 引言

汶川地震、玉树地震和芦县地震使人们再次看到抗震结构设计的重要性，如何提高抗震性能又保证经济效益，是我们面临的一大问题。随着经济水平的提高，我国的超限高层建筑工程越来越多。这些工程在房屋高度、规则性等方面都不同水平地超过现行标准规范的适用范围，如何进行抗震设计缺少明确具体的目标、依据和手段，按照《全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会抗震设防专项审查办法》和《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》等的要求，需要根据具体工程实际的情况，进行分析、研究，必要时还要进行试验，从而确定采取比标准规范更加有效的抗震措施，设计者的论证还需要超限额审查，以期保证结构的抗震安全性能，这就提出了基于性能的抗震设计。

1 传统的抗震设计方法局限性

按我国抗震规范进行抗震设计的建筑，其抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需要修理可继续使用，当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用，当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏，即“小震小坏，中震可修，大震不倒”的多级设计思想，但其实质是以保证人的生命安全为原则的一级设计理论。其设计方法采用：小震不坏采用结构线弹性验算；中震可修及大震不倒采用加强结构构造措施及薄弱层弹塑性验算。这样设计的建筑物可以避免主体结构倒塌而保证人的生命，但地震所造成的正常使用功能的丧失和巨大的社会经济损失，很可能会大大超出社会和业主可接受的程度。纵观现行抗震理论和设计方法中存在的问题，可总结如下：①对损失的控制不力，对业主的要求难以满足；②结构性能概念不明确，设计透明度小；③结构性能标准缺乏灵活性；④结构性能目标实现过程的误区。

2 基于性能的抗震设计PBSD（Perform Based Seismic Design）

2.1 概念。近年来，地震工程学者从不同的角度致力于抗震设计原理与方法的完善，其中最引人注目的进展是以结构性能评价为基础的抗震设计理论（Performance2based Seismic Design Theory）和基于结构性能的地震工程学（Performance2based Seismic Engineering）

美国ASCE-41 SEI对PBSD 的定义，在分析和设计中采用弹性静力和弹塑时程分析，基于不同设防水准地震作用，达到不同的性能目标。来实现一系列的性能水准，不同的结构形式采用不同的性能水准，建议采用建筑物层间变形来定义结构和非结构构件的性能，而且ASCE-41SEI适合于设计方法从线性静力延伸到弹塑性时程分析与多级性能水准结构的分析，可以利用随机地震动概念提出了许多种性能目标。

美国ATC-40对PBSD的定义为“基于性能的抗震设计是指结构的设计准则由一系列可以实现的结构性能目标来表示，主要针对钢筋混凝土结构并且建议采用基于能力谱的设计原理”。显然，ATC-40建议使用能力谱方法对钢筋混凝土结构进行抗震设计。

基于性能的抗震设计使抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡，是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，业主设计者可选择所需的性能目标，提出满足性能要求的方案论证（结构体系、详细分析、必要的试验、抗震措施）来通过专门评估。

2.2 性能目标。建筑物抗震设计的性能目标指某一设定地震地面运动（如在给定年限内超越概率63%、10%和2%—3%的小震、中震和大震）下建筑的预期性能水准。根据图1及图2，可把结构的性能水平分为以下四个阶段：

接近倒塌（Collapse Prevention,简称CP）

生命安全（Life Safety,简称LS）

基本运行（Immediate Occupancy,简称IO）

充分运行阶段（Operational,简称OP）

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2.3 分析方法。①大震静力弹塑性，又称Push-over方法，在水平位移控制下推覆结构，按一定荷载分布形式施加水平荷载，施加竖向荷载后作为初始状态，建立弹塑性模型，从而得到薄弱层和能力需求曲线交点（能力点）。②中震弹性，采用弹性分析程序对结构进行设计，通过设定内力调整参数及组合系数。③小震弹性。0.90.750.60.

450.30.150。④大震动力弹塑性，建立弹塑性模型，进行时程分析后可得结构的内力及变形响应。在施加竖向荷载后作为初始状态，对结构施加地震波，基于性能的设计方法的关键在于结构弹塑性分析方法，而基于纤维模型的弹塑性时程分析方法是目前最可靠且效率高的方法之一，但塑性动力时程分析计算结果受到地震波以及构件恢复力和屈服模型的影响大，且计算分析工作繁琐，只是能准确而完整地得出结构在罕遇地震下的反应全过程，要尽量使构件恢复力模型符合构件的实际特性，在设计重要高层建筑结构采用该法时，注意好各方面问题。

在这里还要提一下时程分析法中选取地震波的问题：时程曲线从地方地震设计部门提供的人工模拟曲线及实际记录时程曲线中挑选。这些时程曲线分析后得到的小震下（63%超越概率）的基底剪力与规范振型反应谱产生的小震下的基底剪力作了比较，发现满足规JGJ3-2002 Section 3.3.5的要求，即单个时程分析计算基底剪力结果应大于反应谱法结果的65%，时程分析的基底剪力结果的平均值应大于反应普法结果的85%。

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3 结语

3.1 基于性能的抗震设计是国际上一种发展趋势，超限高层结构设计采用基于性能的抗震设计理念和方法是可行的，有利于技术进步和创新。基于性能的抗震设计理论可完善简化的规范设计、为规范设计的不同性能水准提供一个有效的选择、改进已有建筑的评估和翻新、改进和完善区域损失估算、提高历史地震斟察的适用性、提高地震工程研究的效率等。

3.2 要不断总结震害经验，针对新结构、新技术进行试验和理论研究，对计算方法要不断改进完善。

参考文献：

[1]夏支贤，马健，申俊昕，张焱，翟红丽.云南龙江特大桥保山岸锚碇应力分析[J].价值工程，2013(08).

[2]翟红丽，王进，王承格.高地震区高速公路无伸缩缝半整体式桥梁的抗震研究[J].价值工程，2013(08).

[3]黄春霞.多层砌体房屋震害及抗震措施[J].价值工程，2011(03)

[4]欧阳平.浅析住宅建筑的抗震施工技术及应用[J].价值工程，2012(32).

[5]欧阳平.现代建筑玻璃幕墙概述[J].番禺职业技术学院学报，2006(02).

[6]陈洁.简述桥梁结构抗震设计与设防措施[J].价值工程，2013(10).

作者简介：

闫怀青（1963-），男，山东人，现任广空珠海办事处主任，学士学位，研究方向为生态军营建设、工程设计等。

基于性能设计要求 篇4

1 性能要求

二衬结构混凝土除了要满足普通混凝土的一般要求以外,还应根据其施工工艺、工作环境等因素满足以下要求:

(1)和易性:为保证浇注质量,二衬要求采用有压泵送混凝土,稠度、流动性、可塑性、抗分层离析泌水的性能应满足施工要求。

(2)强度:二衬混凝土重要的力学性能。水灰比、水泥品种和用量、集料的品种和用量以及搅拌、成型、养护,都直接影响混凝土的强度。

(3)变形:二衬混凝土在荷载或温湿度作用下会产生变形,为防止混凝土开裂应综合考虑混凝土的性能。

(4)耐久性:二衬混凝土要求具有良好的抗渗性和耐蚀性。在辽宁地区,特别是在水位变化的工程部位以及在饱水状态下受到频繁的冻融交替作用时,混凝土易于损坏,为此对混凝土要有一定的要求。

2 原材料选用

2.1 水泥

强度等级不低于42.5级,其品种应按图纸要求选用;当有抗冻要求时,应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥;满足最小水泥用量要求的前提下应尽量减少单位水泥用量,减小对混凝土收缩影响;不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。

2.2 集料

(1)粗集料

因地制宜,优先选用传统的非活性碎石,尽量避免使用发生碱-集料反应(AAR)的集料;根据泵送管路的内径,尽可能选用较大粒径的碎石。严格控制含泥量以及针、片状物含量,粒径以5～31.5mm为宜,最大不超过40mm,级配范围满足设计要求。

(2)细集料

采用级配良好的中砂,细度模数应为3.0～2.3,粒径小于0.315mm的颗粒含量所占比例宜为15%～20%,严格控制含泥量在3%以内。为方便混凝土的运输、泵送和浇注,满足混凝土抗渗要求砂率宜取35%～40%。

2.3 水

最好选用饮用水。当采用其他水源时,应按国家现行《混凝土拌和用水标准》(JGJ63)的规定进行检验

2.4 掺和料

建议采用掺加优质粉煤灰(主要结构应掺用Ⅰ级粉煤灰)和膨胀剂的双掺技术,等量替代水泥,以减少水泥用量。

(1)粉煤灰比表面积小,需水量低,不仅能有效降低混凝土的干燥收缩值,还可以改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性。在水泥中掺入原状或磨细粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥的水化热,推迟水化热峰值的出现,减少绝热条件下的温升,有利于控制温度裂缝的产生。粉煤灰的掺加在水工大体积混凝土施工中应用比较广泛,由于认识、技术上的原因,目前在山岭隧道施工中应用较少。

(2)掺加适量的膨胀剂可以补偿混凝土的收缩,增加密实度,提高混凝土防渗抗裂能力。

2.5 外加剂

高效减水剂能够有效减少拌和用水,降低水化热,延缓水化热释放速度,从而提高混凝土施工和易性,减少温度裂缝;但掺量过多或产品质量不稳定,会引起混凝土拌和物在短时间内坍落度损失过大,甚至引起混凝土开裂。施工时必须慎重选择外加剂的品种和掺量。

3 配合比设计要点

根据性能要求,二衬混凝土配合比设计应重点考虑以下几个方面:

3.1 抗渗

(1)抗渗等级等于或大于P6级的混凝土(简称抗渗混凝土),宜优选强度等级不低于42.5级的水泥,其品种应按图纸要求选用;当有抗冻要求时,应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

(2)粗集料的最大粒径不宜大于40mm,其含泥量不得大于1.0%,泥块含量不得大于0.5%。

(3)细集料的含泥量不得大于3.0%,泥块含量不得大于1%。

(4)外加剂宜采用防水剂、膨胀剂、引气剂或减水剂;掺用引气剂的抗渗混凝土,其含气量宜控制在3%～5%。

(5)水泥用量(含掺和料)不宜小于320kg/m3。

(6)砂率宜为35%～40%;灰砂比宜为1∶2～1∶2.5。

(7)抗渗混凝土的最大水灰比符合表1的规定。

(8)抗渗混凝土的抗渗性试验,应符合如下规定:

①抗渗水压值应比设计值提高0.2MPa;

②试配时,应采用水灰比最大的配合比作抗渗试验,试验结果应符合下列要求:

Pt≥P/10+0.2

式中:Pt—6个试件中4个未出现渗水时的最大水压力(MPa);

P—设计要求的抗渗等级。

3.2 泵送(有压泵送)

(1)不宜选用火山灰质硅酸盐水泥。

(2)粗骨料最大粒径:泵送高度小于50m时碎石最大粒径不宜大于管径的1/3;粗骨料应采用连续级配,且针片状颗粒含量不宜大于10%。

(3)泵送混凝土宜采用中砂,其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应小于15%,通过0.160mm筛孔的含量不应小于5%。

(4)泵送混凝土应掺用泵送剂或减水剂,并可适量掺用粉煤灰或其他活性掺和料。当掺用粉煤灰时,其质量应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)中规定的Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰的要求(主要结构应掺用Ⅰ级粉煤灰)。

(5)泵送混凝土拌和物的坍落度不应小于80mm。

(6)泵送混凝土水灰比不宜大于0.60。

(7)泵送混凝土水泥用量不宜小于300kg/m3。

(8)掺用引气型外加剂时,其含气量不宜大于4%。

3.3 环境水对混凝土侵蚀的防护措施

配合比设计参照表2、表3。

关于表3的说明:(1)C3A为铝酸三钙(3CaO Al2O3)。(2)溶出型侵蚀类型不宜使用抗硫酸盐水泥。(3)当最大水灰比小于或等于0.5时,均应掺用减水剂。如不掺用,则水泥用量应比表列数量增加10%;当水灰比大于0.5,且无抗冻性要求而掺外加剂(减水剂或引气剂)时,水泥用量可减少10%。(4)具有高水头压力又有耐腐蚀要求时,不宜选用矿渣硅酸盐水泥。

4 结束语

谈基于性能的结构抗震设计理论 篇5

近年来,随着科学技术及社会经济的迅猛发展,人们的生活节奏及要求也日渐增长,但是不可预测的地震等自然灾害的频繁发生给人类的生命安全带来巨大的威胁,且已有的财产损失也越来越严重,如何避免或控制结构的震害及财产的损失、改进现有的抗震设计方法成为现代建筑行业科研人员及结构工程师面临的首要难题。因此,基于性能的结构抗震设计方法应运而生,由于其合理的抗震设计原理、科学的抗震设计准则等而受到结构工程研究者的好评,并将其作为今后结构抗震设计的主要设计理论,代表着未来结构抗震设计的发展方向[1]。

1 结构抗震理论的发展历程

随着人们对工程地震学的深入研究,工程结构的抗震理论从最初的静力计算理论开始,认为建筑物结构所受到的地震作用与结构的动力特性以及地震波的频谱特性、场地条件等因素都没关系,其大小可用一个水平力等效,这显然不能真正反映结构在随机地震动作用下的响应情况;弹性反应谱计算理论通过对单自由度体系结构在多次地震作用下的响应情况进行统计和整理,得出了工程结构周期与地震响应(位移响应、加速度响应、速度响应等)之间的关系曲线,但此设计理论假定结构处于弹性状态,且只能给出结构反应的峰值,而不能给出全过程;后来的动力计算理论即克服了反应谱理论的缺点,可以比较准确地反映结构在地震荷载作用下的响应全过程,但其根本宗旨还是基于结构的承载力(强度);为此,20世纪90年代,美国科学家和工程师提出了基于性能的抗震设计理论,综合考虑了结构在地震作用下的最大响应值、地震波的持时、频谱特性,以及结构的滞回耗能和阻尼耗能,场地条件等因素,在某种程度能够反映结构在地震作用下的损伤累计和性能劣化[3],建立了具有多样化、具体化和个性化的抗震设计理论。

2 基于性能的结构抗震设计

2.1 概念及基本思想

基于性能的结构抗震设计概念由美国加州大学伯克利分校以及美国联邦紧急救援署于1995年提出的,并于2003年写进了美国规范——《建筑物及设施的性能规范》。它是从宏观的定性的设计目标向具体量化的多指标转变,并根据建筑物的用途、特性以及业主的不同要求确定结构的性能目标,从而提出不同的抗震设防标准,使建筑物在未来的不同等级的地震作用下达到预期的设防目标[4]。同时,选用合理的抗震性能目标和结构措施进行设计,使建筑物满足各地的性能目标要求,在未来可能的地震作用下,建筑物遭受的破坏程度以及财产损失是业主可以接受的。

2.2 核心内容

基于性能的结构抗震设计理论的核心内容主要包括确定抗震设防标准、划分结构的抗震性能水准以及性能目标、确定基于性能的抗震设计方法等。

地震设防标准就是基于一定的设计基准期,按照不同强度的地震在基准期内重复发生的概率(超越概率)。现行规范将抗震设防烈度水准宏观分为小震(多遇烈度)、中震(基本烈度)和大震(罕遇烈度)三个烈度水准。现有的基于性能的抗震设防水准分为“正常使用”“可使用”“生命安全”“结构倒塌”等四个性能水准。

性能目标主要是在综合考虑结构功能与用途、重要性、投资与效益、历史价值、震损后的修复难易程度等因素的基础上,确定结构在不同地震作用下反映的最大响应值[5]。我国现行规范抗震设计目标为“小震不坏、中震可修、大震不倒”。

基于性能的抗震设计方法主要包括基于位移的设计方法和基于能量的设计方法。从目标位移出发,根据结构变形与刚度的关系,以及位移与强度的关系,求出结构的刚度矩阵,并且求出结构对应的强度,至此完成结构设计;基于能量的设计方法主要是从输入结构的能量以及结构耗散的能量出发,选取合理的计算参数,并对结构在反复地震作用下的损伤程度进行定量计算,以为了弥补其他设计方法不能进行非线性分析的缺陷。文献[6]即是根据这个思想,提出了一种基于能量的古建筑木结构抗震性能分析。

2.3 存在的问题及研究趋势

基于性能的结构抗震设计理论在国际上得到了广泛的认可,可满足业主不同的需求,也为设计者提供了灵活的选择空间。但是,由于研究时间不长,尚有许多问题值得深入研究,主要有以下几个方面:

1)如何准确划分量化结构的抗震设防水准与性能目标[7];

2)如何选取准确的计算模型和地震动参数;

3)如何将结构可靠度理论应用到基于性能的结构抗震设计理论中去;

4)如何进一步考虑场地特征对设防水准的影响;

5)如何考虑长周期结构侧向力分布模式及高阶震型的影响。

3 结语

本文主要对基于性能的结构抗震设计理论进行了简要分析,从概念、基本思想、核心内容、目前存在的问题及未来的研究趋势等几方面展开了分析,为基于性能的结构抗震设计理论的发展提供理论支持。

参考文献

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基于性能设计要求 篇6

简约的系统结构

百通10GX预端接布线系统具有两个核心组件:10GX预端接电缆组件和10GX RJ45模块化耦合器。具有卓越的可靠性和性能, 能够充分发挥预端接铜缆布线解决方案的潜力。百通10GX预端接布线系统的服务承诺是:“Pre-Term Made Easy (预端接更简便) ”——节省大量安装时间和成本, 工厂端接性能和百分百的可靠性。

百通10GX预端接布线系统订制过程简单灵活, 易于布放的10GX电缆组件和即插即用的10GXRJ45模块化耦合器, 使得用户可以节省90%的安装时间和劳动成本, 并几乎不需要任何测试与故障排查。

10GX预端接电缆组件

百通10GX预链接电缆组件采用超耐用的电缆, 结合电缆和粘连线对技术制成, 具有浮动屏蔽层和两个护套保证结构稳定性和始终如一的电气性能。

百通突破性的粘连线对电缆是一项专利设计的结果, 该设计将各根绝缘导线沿其纵轴粘连在一起。这一独特的物理特性带来统一的导线对导线间距和始终如一的电气性能。粘连线对电缆组件可以保持其物理完整性, 由此即使在安装和使用过程中受到操作应力也可保证电气性能, 这意味着终端用户的故障和停机时间更少。

相比之下, 操作电缆组件和模块线缆的应力会使非粘连线对电缆的物理结构改变。当组件和线缆受到挤压并在路径和电缆管理组件中弯曲, 大部分拉力被施加在电缆内的绞合线对上。因此非粘连线对难以保持始终如一的中心性。此外, 电缆的任何纽绞也会改变一个线对导线间的关系。基于上述原因, 非粘连线对电缆的电气性能在使用一段时间以后可能会下降。

百通的Dual-Flex技术克服了10G以太网布线最大的一个挑战:作为在近距离范围内多个连接的结果, 要满足6A类最小通道长度性能要求。

基于性能的抗震设计理论研究评述 篇7

1 基于结构性能抗震理论的发展概况

基于性能的抗震设计是基于性能的地震工程的一部分内容。基于性能的抗震工程理念可以追溯到地震工程学的开始[1]。20世纪六十年代, 美国加利福尼亚结构工程师协会和波特兰水泥协会对基于性能的抗震工程提出了新的观点。

1964年美国的Alaskan地震和1971年的San Fernando地震, 使美国的抗震规范进行了修订以加强建筑物在遭受地震作用时的安全性。对规范进行大量修订是在1984年的Loma Prieta地震和1994年的Northridge地震后。七十年代中期, 美国国家自然科学基金会和国家设防水平局资助进行了新的抗震设计方法的研究。到了八十年代, 美国的海陆空三军总部出台了一个关于重要建筑的抗震设计手册[3], 手册里提出了一些和现在的基于结构性能的抗震设计理论非常相近的理论。这些抗震设计理论和1996年出台的升级版本可以看作是现在的基于结构性能的抗震设计理论的雏形。1995年, 美国加利福尼亚结构工程师学会的Vision 2000委员会提出了基于性能的抗震设计思想, 并建立了新的结构性能设计体系的框架。此后, 美国和日本自1999年起每年进行专题讨论, 就基于性能的抗震设计理论框架、性能水准、结构设计和分析方法等内容进行学术交流。从而使得这种新的设计思路及围绕这一思路所需解决的一系列问题成为目前抗震工程及抗震设计研究的中心课题之一。

2 基于结构性能抗震设计理论

2.1 基于结构性能抗震设计理论的研究内容

基于结构性能的抗震设计理论是以结构抗震性能分析为基础, 根据设防水准的不同, 将结构的抗震性能划分为不同的等级。除了抗震设计方法, 基于性能的抗震设计理论还包括目标性能的确定, 主要包括以下三个方面:

2.1.1 地震设防水准

在设计基准期内, 定义一组参照的地震风险和相应的设计水平, 是基于性能设计理论的一个重要目标。文献[3]认为基于性能的设计理论应追求能控制结构可能发生的所有地震波谱的破坏水准, 为此, 需要根据不同重现期选择所有可能发生的对应于不同等级的地震动参数的波谱, 这些具体的地震动参数称为地震设防水准, 分为常遇、偶遇、罕遇和稀遇地震, 并给出了其重现期和超越概率。

2.1.2 结构的性能水平及其量化指标

结构的抗震性能水平表示结构在特定的某一地震水准下一种有限程度的破坏, 主要用结构易损性、结构功能性和人员安全性来表达。文献[4]提出按照不同的地震动水平将结构的性能水准分为四级, 即功能完好、功能连续、控制破坏与损失、保证安全。文献[5]提出了简化的三级性能水准, 即可继续使用、修复后可再使用、保证安全。

2.1.3 抗震设计的目标性能

结构抗震设计的目标性能是针对某一地震设防水准而期望达到的抗震性能等级。我国抗震规范的目标性能实际是:小震不坏, 中震可修, 大震不倒。

2.2 基于性能的抗震设计方法

基于性能的抗震设计主要有以下三种方法。

2.2.1 位移影响系数法

位移影响系数法的基本原理:认为非线性SDOF体系的最大位移等于具有相同阻尼和刚度的弹性SDOF体系的最大位移乘以一个和强度折减系数R、周期Te等有关的位移修正系数:

式中:Δi, δe分别为非线性和线性体系的最大位移;CR=C0C1C2C3为位移修正系数;C0为反映等效单自由度体系 (SDOF) 位移与建筑物顶点位移关系的修正系数;C1为利用弹性位移估计弹塑性位移的修正系数;C2为反映滞回环形状对最大位移反应影响的调整系数;C3为反应效应对位移影响的修正系数;Sa为SDOF体系的等效自振周期和阻尼比对应谱加速度反应;Te为结构等效自振周期。

2.2.2 直接基于位移的方法

国内外学者提出了适用于不同类型结构的基于位移的抗震设计方法。

基于位移的计算方法需要对结构的期望位移最大值进行计算, 然后进行结构设计, 使结构和构件的变形能力超过期望位移最大计算值。

基于位移限值的迭代计算方法与基于位移的计算方法相似, 不同的是结构的位移限值是给定的, 进行结构设计时, 需对结构体系进行反复修改, 直到计算分析的位移值小于位移限值, 整个设计过程需要迭代计算。

直接基于某一限值位移的方法是从某一给定的目标位移出发开始结构设计, 并得到结构的需求强度、刚度等, 最后得到满足某一设计地震水平的目标位移。

2.2.3 能力谱方法[6]和改进的能力谱方法

能力谱法的一个显著特点是:使用线性等效的方法。该方法对结构在地震作用下的“需”与“供”较为明确, 有助于结构性能目标的选取。

3 目前基于结构性能抗震设计方法需要解决的问题

3.1 抗震设防水准的完善

目前世界各国各种规范文件对抗震设防水准的规定, 有的用四种地震风险水平, 有的用三种。对于多遇地震我国的地震设防水准偏低, 就会导致在第一阶段抗震设计时, 设计强度和弹性变形偏小, 而对于常遇地震和罕遇地震则与美国规范持平。因此, 结合我国的经济水平及地震区域的分布特点, 提出更完善的抗震设防水准是当前地震工作者的一项重要任务。

3.2 结构抗震性能指标的量化与细化及多重指标的研究

目前对于基于性能的抗震设计, 主要还是采用基于位移或变形的设计方法。由此产生三个问题:一是如何将业主对结构的抗震性能要求量化为具体的变形指标;二是控制指标的细化问题;三是多重指标的使用, 有的学者[7]认为仅仅采用变形作为结构抗震性能的控制指标是不够的, 应该使用两个或多个性能参数。

3.3 抗震设计方法的进一步改进

位移影响系数法只是一种衡量结构整体抗震水平的评估方法, 无法提供具体楼层和主要构件的损坏情况。另外, 该方法需要确定的系数较多, 每一个系数取值的变化都会对结果产生较大的影响, 使计算结果与结构的实际最大非线性位移会产生较大的误差。

直接基于位移的方法采用的是替代结构, 由于替换结构的刚度是对应于最大位移时的割线刚度 (或初始刚度) , 其周期一般比弹性结构的周期长 (或小) 许多。近年来的研究表明, 近场强震效应、结构构件的滞回特性等对结构位移反应谱具有较大的影响。

在能力谱方法中, 需要将原型多自由度结构体系转化为等效单自由度体系, 这对于多高层结构体系来说, 将产生比较大的误差;通常的能力谱方法都只适用于规则结构, 对于抗侧刚度沿结构高度方向分布不均匀的结构体系或楼层平面内扭转反应比较明显的结构体系, 该方法是否适用需要进一步研究。

4 结论

本文通过回顾基于性能的抗震设计理论的提出背景和发展历史, 总结了基于性能的抗震设计理论研究内容和设计方法, 提出了目前基于性能的抗震设计理论研究中存在的主要问题, 为今后进一步研究指明了方向。

摘要：本文回顾了基于性能的抗震设计理论的提出背景和发展历史, 总结了基于性能的抗震设计理论研究内容和设计方法, 提出了目前基于性能的抗震设计理论研究中存在的主要问题和今后需要进一步研究的方向。

关键词：基于性能的抗震设计理论,抗震研究,抗震设计方法

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基于性能设计要求 篇8

现有的“三水准, 两阶段” (即:小震不坏, 中震可修, 大震不倒) 的抗震设防目标是以保障生命安全为主要设防目标的。而核电结构物的损坏不但造成严重的经济损失, 更严重的是对社会和人的心理造成严重的负面影响。在这样的背景下, 基于性能的抗震设计理论被提出来了。本文针对核电常规岛主厂房结构, 利用基于性能的抗震设计理念进行结构设计。

1 基于性能抗震设计的理念

美国SEAOC组织对基于性能抗震设计的描述是“性能设计应该是选择一定的设计标准, 恰当的结构形式, 合理的规划和结构比例。保证建筑物的结构与非结构的细部构造设计, 控制建造质量和长期维护水平, 使得建筑物在遭受一定水平地震作用下, 结构的破坏不超过一个特定的极限状态”[1]。

1.1 结构性能水准

结构的性能水准表示建筑物在特定的某设防地震等级作用下预期破坏的最大程度, 根据结构的破坏程度可将结构的性能水准分为4个等级[2,3]:

(1) 基本完好:结构在地震后基本完好 (含完好) , 一般不需修理或稍加修理即可继续使用。 (2) 轻微破坏:地震后结构薄弱部位和重要部位轻微损坏。修理后可继续安全使用。 (3) 中等破坏:地震后结构, 部分构件中等损坏, 进入屈服, 有明显裂缝, 需要采取安全措施。经过修理、适当加固后才可继续使用。 (4) 严重破坏:结构在地震下发生明显损坏, 多数构件中等损坏, 进入屈服, 有明显裂缝, 部分构件严重损坏;但整个结构不倒塌, 人员会受到伤害。

2 主厂房性能目标的确定

根据我国现在的抗震设计规范以及业主的要求, 对主厂房结构拟采用以下抗震设计目标, 计算方法以及抗震构造措施[4,5]:

(1) 7度多遇地震下, 结构完好, 进行弹性设计, 满足性能水准A;可不考虑地震内力调整系数;抗震构造措施为四级抗震; (2) 7度设防烈度下, 轻微破坏, 进行不屈服计算, 满足性能水准B;允许有些选定的部位进入屈服阶段, 但不得发生剪切等脆性破坏;抗震构造措施为三级抗震; (3) 7度大震下中等破坏, 进入有限屈服状态, 进行非线性分析计算, 满足选定的变形要求, 采用性能水准C;应进行非线性计算;抗震构造措施为二级抗震。

3 工程实例

3.1 工程概况

本工程为某核电常规岛主厂房结构, 主体结构为钢筋混凝土结构, 依次由MX汽机房A轴排架、MA汽机房平台框架、MB辅助间横向框架和防甩结构组成。主体结构分为三层:中间层、运转层和屋面。屋架部分采用钢桁架结构。靠近核岛部分设置了防甩结构。该主厂房采用SAP2000进行空间整体建模分析, 模型如图3:

3.2 主厂房计算分析

相应于不同的抗震性能目标, 采用不同的计算方法和构造措施, 计算得出以下结果:

3.2.1 对应于性能目标 (1) , 结构完全处于弹性范围内:柱最大压应力为13Mpa, 底板最大拉应力为1.8Mpa, 结构各部分均处于弹性状态;各楼层的最大层间位移角为1/1412, 满足抗震规范要求的不大于1/550。

3.2.2 对应于性能目标 (2) , 7度中震弹性计算结果:梁的剪压比为0.07, 柱剪压比为0.04, 均小于现行标准对剪压比的限制要求0.15, 有效的避免了结构出现脆性破坏的可能;同时柱的最大轴压比为0.69, 满足抗震规范要求一级抗震等级的框架结构不大于0.7的要求。

3.2.3 对应于性能目标 (3) , 7度罕遇地震下, 结构进入非线性阶段, 要对结构进行弹塑性分析, 根据《建筑抗震设计规范》[6]推荐的静力弹塑性分析方法 (Pushover分析方法) 对主厂房进行非线性分析。

计算结果表明:主厂房结构能够满足大震下的抗震目标的要求, 从X, Y向能力谱-需求谱曲线 (图4, 图5) 中可知, 能力谱与需求谱有交点, 况且性能点处于能力谱的弹性范围内, 满足设防标准要求。

抗震设计规范要求大震下框架结构层间位移角最大值为1/50, 现求得性能点处层间最大位移角为1/190, 满足大震下塑性变形的要求。

4 总结

4.1 基于性能的抗震设计方法完全可以应用于实际工程结构中, 根据业主和使用者的不同使用要求, 提供相应的性能水准和性能目标, 同时给设计人员提供了发挥自我才能的广阔空间和前所未有的挑战;这种抗震设计理念是未来结构抗震设计的必然趋势。

4.2 基于性能的抗震设计现在还很少应用于工程结构, 一方面结构性能较难确定, 存在很大的主观设想, 设计人员很难把握, 理论方面需进行更深层次的发掘;另一方面计算过程的复杂性, 必须具有行之有效的计算软件以达到业主和使用者对建筑功能要求。

参考文献

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基于性能设计要求 篇9

本文介绍了试件以及材料与界面的粘结方式,通过压力试验机对试件进行推出实验,对实验时的现象和试件损坏状态实行解析,记录抗剪承载力,对不一样的结合面粘结损坏情况再次进行验证,获取不同情况对界面粘结性能的影响程度。详细分析了界面Ⅰ相关方式、保温材料、混凝土强度、粘结面积及胶层厚度对界面粘结性能的影响,给出相关的实验结果。分析结论如下:界面Ⅰ的粘结方式、混凝土强度和粘结面积对界面的粘结性能基本不产生影响,在进行屋面保温设计的过程中,需采用的保温材料是PUR,且胶层厚度越小越好。

1 界面粘结性能分析方案

1.1 试件设计

所采用的试件的大小为200 mm×200 mm×200 mm,如图1所示。图1中标注的1代表适合增强水泥复合平板,用于建筑施工。该板和标注为5的保温层的连接面为界面Ⅰ,如图1中的标注2;保温层和标注为4的混凝土之间的连接面为界面Ⅱ,如图1的标注3所示。

1.2 材料和界面的粘结方式

保温层选择挤塑型聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)和聚氨醋(PUR)两种材料。前者的厚度为50 mm,后者的厚度为40 mm。

市面上的混凝土一般有C30普通混凝土和SCC30自密实混凝土。

界面Ⅰ包括环氧树脂和聚氨醋发泡剂两种粘结形式。

界面II使用的保温材料主要包括自然表面、开槽表面、涂覆新拌环氧树脂表面、机械连接、聚氨醋发泡剂粘结等五种连接方法。其中,开槽表面示意图如图2(a)所示,机械连接示意图如图2(b)所示。

依据上述材料和界面粘结方式的分析,进行表1所示的实验。每类试件的数量是3个。

1.3 实验方案

选择压力试验机对全部试件进行推出实验,用图3进行描述。对试验进程中的现象与试件改变状态进行分析,记下抗剪承载力,同时对不同结合面的粘结破坏状态进行复验,从而获取不同工况对界面粘结性能的影响程度。

2 结果与讨论

经实验获取的抗剪承载力如表2所示。

2.1 界面Ⅰ粘结方式不同对粘结性能的影响

在保温层类型、界面Ⅱ粘结方式、同样的混凝土类别的情况下,界面Ⅰ粘结方式为环氧树脂粘结的试件(H-P-F-Zi)和界面Ⅰ连接方式为聚氨醋发泡剂粘结的试件(F-P-F-Zi)的实验现象如图4、图5所示。

分析图4、图5可知,两种试件的破坏均出现在界面II,界面Ⅰ处没有明显破坏现象。

另一组界面I为聚氨酯发泡剂粘结的试件(F-P-Z-Pu)的破坏图如图6所示。

分析图6可知,F-P-Z-Pu的破坏两次都发生单模板,界面Ⅰ没有被破坏,剩下的部位也未有的破坏现象。上述三组试件的承载力统计图用图7进行描述。

在本实验中,界面的试件都是图I中环氧树脂粘结的试件,只要连接面都覆盖饱满,都没有出现单模板和保温层脱离的现象,说明界面Ⅰ的粘结方式对界面粘结性能的影响不大。

2.2 保温材料对粘结性的作用

在相同的条件下,对PUR和XPS两种保温材料的其他试件进行抗剪承载力分析,发现:

(1)界面II在自然层面粘结的情况下,不同的保温材料的试件都从界面II开始损坏的,但损坏的方式有差异:保温层是PUR的试件(H-P-Z-Zi)最终破坏的是保温材料,界面II滑移的代表保温层是XPS的试件(H-X-Z-Zi)最终出现。对实验后的界面II进行剥离分析,如图8所示,可以看出PUR和混凝土粘结效果优于XPS。因为XPS较大的密实度,所以虽然二者在破损坏形式上有差异,可是其抗剪承载力相差不大,用图9进行描述。

(2)在界面II出现在开槽表面粘结和机械连接的情况下,保温材料一般都是XPS的试件破坏通常出现在界面II,由于开槽表面增加了XPS和混凝土间的粘结,导致提高了其抗剪承载力;而保温材料是PUR的试件则因为界面I滑移过大没有有效体现其抗剪潜力,如图10所示。

(3)在界面II是在有环氧树脂的情况下,保温材料是PUR的试件(H-P-H-Zi)的一般出现在保温层,界面破坏I一般完好。但是保温材料是XPS的试件(H-X-H-Zi)不仅保温材料破坏严重,而且界面I滑移,两种试件的抗剪承载力如图11所示。

通过上述分析可知,保温材料和界面粘结性能有很大的影响。保温材料是PUR的试件粘结性能优于XPS,然而由于实验选择的PUR的密实度较低,而XPS的密实度较高,所以XPS具有较好的抗剪效果。

2.3 混凝土强度对界面粘结性能的影响

类别是SCC30的混凝土的强度为60,类别是C30的混凝土的强度为40,将其他条件相同,只有混凝土强度不同的两种试件H-P-F-Zi和H-P-F-Pu作为研究对象进行实验,两种试件的抗剪承载力比较结果用图12进行描述。

分析图12可以看出,混凝土强度为60的试件抗剪承载力较混凝土强度为40的试件抗剪承载力略高一些,但并不显著,说明混凝土强度对界面粘结性能基本不产生影响,这主要是因为混凝土强度只能够使界面粘结力中的化学胶结力发生变化,但化学胶结力对界面粘结力的影响很小,基本可以忽略不计,因此,混凝土强度对界面粘结的影响不明显。

2.4 粘结面积对界面粘结性能的影响

为了分析粘结面积对界面粘结性能的影响,将抗剪粘结强度作为衡量指标,对同一粘结面积试件的抗剪粘结强度取平均值,整理后的数据如表3所示。

分析表3可以看出,随着粘结面积的逐渐增加,抗剪粘结强度并没有显著的变化,平均值最小为0.243 MPa,最大为0.277 MPa,差值只有3.4,因此,界面粘结性能与粘结面积之间无明显的关系,基本不受粘结面积的影响。

2.5 胶层厚度对界面粘结疲劳性的影响

在胶层厚度不同的情况下,对界面抗剪粘结强度进行统计分析,得到的结果用表4进行描述。

分析表4可以看出,随着胶层厚度的逐渐增加,8次实验的界面抗剪粘结强度平均值逐渐减少,胶层厚度的增加使界面粘结滑移的刚度逐渐降低,延性增加,所以界面应力分布不均,使得界面粘结性能随胶层厚度的增大而逐渐降低。

2.6 采用保温设计与不采用保温设计的墙体材料的热工性能比对

墙体材料的热工性能代表保温隔热能力,是影响建筑节能效果的关键因素。热工性能指标很多,本文选取其中的重要指标:热导率λ、热阻R、蓄热系数S。热导率λ反映了材料传导热量的能力,热导率λ越大,材料的传导热能力越强;热阻R与热导率λ相反,热阻R越大,材料的传导热能力越弱;蓄热系数S是(热导率λ、密度ρ和比热容c)的复合参数,蓄热系数越大,墙体材料表面温度波动越小,本文将采用保温设计与不采用保温设计的墙体材料的热工性能进行对比,结果如表5所示。

分析表5可知,在热导率方面,采用胶层厚度小的PUR保温材料的热导率远大于不采用PUR保温材料的热导率,说明采用PUR保温材料提高了材料的传导热能力;在热阻方面,采用胶层厚度小的PUR保温材料热阻远小于未采用PUR保温材料的热阻,说明采用PUR保温材料提高了材料隔热保温性能;在蓄热系数方面,采用胶层厚度小的PUR保温材料的蓄热系数远远高于未采用PUR保温材料,说明采用PUR保温材料可以降低墙体材料表面温度波动。

3 结论

针对上述分析结果,可得出以下结论。

(1)所有界面I是环氧树脂粘结的试件,只要粘结面涂覆层均匀饱满,都没有出现单模板和保温层脱离的现象,说明界面Ⅰ的粘结方式对界面粘结性能的影响不大。

(2)保温材料和界面粘结性能有很大的影响。保温材料是PUR的试件粘结性能优于XPS,然而由于实验选择的PUR的密实度较低,而XPS的密实度较高,所以XPS具有较好的抗剪效果。

(3)混凝土强度只能够使界面粘结力中的化学胶结力发生变化,但化学胶结力对界面粘结力的影响很小,基本可以忽略不计,因此,混凝土强度对界面粘结的影响不明显。

(4)随着粘结面积的逐渐增加,抗剪粘结强度并没有显著的变化,因此,界面粘结性能与粘结面积之间无明显的关系,基本不受粘结面积的影响。

(5)随着胶层厚度的逐渐增加,抗剪粘结强度平均值逐渐减少,胶层厚度的增加使界面粘结滑移的刚度逐渐降低,延性增加,所以界面应力分布不均,使得界面粘结性能随胶层厚度的增大而逐渐降低。

通过上述界面粘结性能分析结果可知,在进行屋面保温设计的过程中,需采用的保温材料是PUR,且胶层厚度越小越好。

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