计算框架

计算框架（精选十篇）

计算框架 篇1

关键词：高炉框架,整体计算

一、前言

在高炉工程的设计中, 结构专业设计的核心是高炉本体, 而在高炉本体的设计中, 炉体、炉顶框架是设计的重点部分。炉体、炉顶框架合理设计是保证高炉正常生产的关键。以前由于计算手段受限, 炉体、炉顶框架的计算只能分段进行, 致使计算误差较大, 也不能完整反映出整个炉体、炉顶框架的工作状况, 设计是半经验半计算分析的结果。随着计算机的迅猛发展, 现已能够对炉体、炉顶框架进行完整的分析。

本文从工程实例出发, 全面介绍了高炉炉体、炉顶框架的设计过程和计算方法, 从荷载入手, 采用SAP2000有限元计算程序, 对炉体、炉顶框架进行一阶分析, 调整杆件截面大小, 控制各层间和顶点位移。从计算结果来看, 完整反映出了炉体、炉顶框架的变形曲线, 与以前设计的大型高炉相比, 方案明显优化, 节省钢材, 具有明显的经济效果。SAP2000是一个应用有限元法的计算程序。有限元法是将结构离散成有限个单元, 分别计算每个单元的节点位移及节点应力, 配合一定的强度破坏准则来分析判断结构内部的应力应变状态。

二、高炉框架体系简介

高炉框架包括炉体框架和炉顶框架, 其中炉体框架又分下部框架和上部框架 (见图1-2) 。本文中标高2.400-27.200m的框架为下部框架, 标高为27.200-44.300m的框架为上部框架, 标高为44.300-85.160的框架为炉顶框架。下部框架的梁柱一般均采用箱型截面;上部框架的柱采用箱型截面, 除44.300标高的0°、180°侧的梁采用箱型截面外, 其余的梁和支撑均采用工字型截面;炉顶框架柱采用箱型截面, 梁采用箱型或者工字形截面。炉体上部框架和下部框架之间、炉顶框架和炉体上部框架之间均采用铰接连接。

三、框架荷载

炉体框架是高炉系统构筑物的主要组成部分, 它不仅支承与高炉冶炼有关煤气管道 (含导出管、上升管和下降管) 、热风围管、料罐、上料通廊、炉顶检修吊车荷载、炉体及炉顶各层平台等荷载, 而且还承受炉体四周的出铁场平台荷载、出铁场厂房屋盖荷载、吊车荷载、风荷载以及地震作用。和一般的高炉不同的是, 本工程设置了一个标高为8.000m的平台, 用以支承风口平台柱子、出铁主沟和泥炮荷载。上述荷载的永久荷载主要指建 (构) 筑物的自重、设备重、煤气管道, 热风围管的喷涂料、出铁场部分砂垫层及铺砖等。炉体空间框架荷载作用示意见图2。

四、内力分析方法

高炉框架由于冶炼工艺的需要结构形式和荷载分布比一般的钢框架结构复杂得多, 所以平面简化计算不能真实的反应结构受力情况。随着计算机技术的进步, 有限元理论分析计算在工程中得到广泛的应用和迅速的发展, 目前国内已开发出不少应用软件, 如PKPM、TBSA、3D3S、SAP2000以及国外研制的MARC、ANSYS、NASTRAN等有限元程序。

根据相关工程实例和相关文献, 高炉框架的计算采用一阶弹性方法计算足以满足工程设计精度的要求, 一阶弹性方法即分析中不关心结构的变形过程, 不考虑结构位移对内力产生的影响, 按未变形的结构建立平衡条件。在框架在平面内的稳定计算时, 柱的有效计算长度是按框架的失稳类型, 采用弹性稳定理论得到的柱的计算长度l0=µl (µ为柱计算长度系数, l为柱的几何长度) 来解决框架平面内的稳定问题。

本工程采用SAP2000有限元计算程序进行一阶分析。

五、荷载效应及杆件计算

1、高炉框架荷载效应 (杆件内力) 组合设计值按下式确定:

式中γG一永久荷载的分项系数;

γQi一第i个可变荷载的分项系数, 其中γQ1为可变荷载Q1的分项系数;

SGK一按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值;

SQK一按可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值, 其中SQ1K为诸可变荷载效应中起控制作用者;

ψci一可变荷载Qi的组合值系数;

n一参与组合的可变荷载数。

2、受弯构件的强度计算

(1) 在主平面内受弯的实腹构件, 其抗弯强度应按下式计算:

式中Mx、My一绕x轴和绕Y轴的弯矩 (对工字形截面:x轴为强轴, Y轴为弱轴) ;

Wnx、Wny一对x轴和y轴的净截面抵抗矩;

f一钢材的抗弯强度设计值。

取γx=γy=1.05

对Q345钢, 当厚度≤36mm时, 取f=290 N/mm2。:当厚度为37~50mm, 取f=290N/mm2。

(2) 在主平面内受弯的实腹构件, 其抗剪强度应按下式计算:

式中V一计算截面沿腹板平面作用的剪力;

S一计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩;

I一毛截面惯性矩;

tw一腹扳厚度;

fv一钢材的抗剪强度设计值。

对Q345钢, 当厚度≤36mm时, 取fv=170N/mm2;

当厚度为37~50mm, 取fv=155 N/mm2。

(3) 组合梁的腹板计算高度边缘处, 若同时受有较大的正应力、剪应力, 其折算应力应按下式计算:

式中σ、τ一腹板计算高度边缘同一点同时产生的正应力、剪应力, τ应按公式 (2—1) 计算,

式中In-梁净截面惯性矩;

y1-计算点至梁中和轴的距离。

3、轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算

(1) 轴心受拉构件和轴心受压构件的强度, 应按下式计算:

式中N一轴心拉力或轴心压力;

An一净截面面积。

(2) 实腹式轴心受压构件的稳定性应按下式计算:

式中ϕ一轴心受压构件的稳定系数, 按下列公式计算:

式中fy一钢材的屈服强度;对Q345钢取fy=345N/mm 2:

E一钢材的弹性模量为206x103N/mm2:

λ一杆件的长细比:

(3) 弯矩作用在主平面内的拉弯杆件和压弯构件, 其强度应按下列规定计算:

N+Mx+My≤f AnγxWnxγyWny

式中N-轴心压力;

Mx、My-绕x轴和绕y轴的弯矩;

An-净截面面积;

Wnx、Wny-对x轴和对y轴的净截面抵抗矩;

γx、γy-截面塑性发展系数, 取1.05。

(4) 弯矩作用在两个主平面内的箱形截面的压弯构件, 其稳定性应按下列公式计算:

式中ϕx、ϕy-对强轴和弱轴的轴心受压构件稳定系数:

ϕ按下列公式计算:

式中α1=0.65, α2=0.965, α3=0.300

l-杆件的几何长度;

E-钢材弹性模量为:206x103N/mm2;

fy-钢材的屈服强度 (或) 屈服点, 对Q345钢取fy=345N/mm2

ϕbx、ϕby-均匀弯曲的受弯构件整体稳定性系数:对箱型截面,

Mx、My-所计算构件段范围内对强轴和弱轴的最大弯矩;

W1x、W1y-对强轴和弱轴的毛截面抵抗矩;

βtx、βty、βmx、βmy-等效弯矩系数, 均取1.0。

六、计算结果分析

1、变形

通过计算结果分析, 从变形结果看, 变形比较协调。最大的变形发生在炉顶框架标高85.160处。下表给出比较典型的两种工况下的变形值。 (第一种工况S=1.2 (SG+SQ) +1.3γEh SEhk中, 活荷载和地震作用组合没有折减, 是因为活荷载多数是设备实际运行发生的荷载, 检修活荷载很少, 所以不予折减) 。

上表仅列出几个控制点的位移。对于框架允许的变形值, 规范没有作出明确的规定。在地震组合作用下, 《建筑抗震设计规范》上仅给出了层间位移的限制:即层间位移不大于h/300 (h为层高) , 从上表看均满足。各梁的挠度也能满足要求。

2、强度

SG:恒荷载作用的荷载效应标准值;

SQ:活荷载作用的荷载效应标准值;

SW:风荷载作用的荷载效应标准值;

Sehk:地震作用的荷载效应标准值。

云计算应用框架 蜂巢平台 篇2

“扩展驱动模式”

许多软件都提供了插件机制，允许加载由第三方开发的插件，对主程序的功能起到补充作用。 但是在插件模式中，相比起主程序，第三方插件仅仅扮演着“二等公民”的角色，只能对主程序起到有限的影响和作用。 而在蜂巢的“扩展驱动模式”下，扩展才是真正的主角，系统的所有功能都是由扩展提供的。

并且，一个扩展可以增强另一个扩展，而不只是孤立地提供功能。因此，您的所有需求，都可以由一系列扩展的组合来达成。

网页自由布局

“视图”就是网页里的显示区块，蜂巢允许你以拖拽的方式，自由布置网页上的视图。 同时，蜂巢还允许你将任何一个网页中的视图合并到另一个网页中显示。

“拒绝修改源代码”

改变系统的行为，不应该通过“篡改”源代码来实现，那样会导致系统或扩展无法平滑升级。 蜂巢提供了多项特别的技术（类如：OOD/AOP、模版编织、可覆盖的类/包以及资源文件等等），来确保对扩展的增强可以避开修改源文件，无论是系统还是扩展都可以平滑升级。

面向二次开发

您过去使用的系统，即使开放源代码，其功能的设计也是封闭的，基于这些系统进行二次开发，不但困难，而且常常会破坏系统的稳定和健壮。 能够允许第三方开发者来扩展和增强系统的功能，是我们在设计蜂巢的系统时首要考虑的目标。蜂巢无论是源代码还是系统设计，都是开放的。

深度云计算

蜂巢也是一个实现在软件层次上的云计算应用框架：基于蜂巢开发的不同应用，能够做为一个系统共同工作。 无论是财务软件、OA系统、客户关系管理、仓储/物流，还是在线商城、BBS/社区、CMS、Blog，以及您自己开发的应用， 如果您一开始就采用了蜂巢，那么将这些应用整合成一个统一的系统，就不再是一项招标工程，您自己在周五下午就可以搞定，

以下是开发人员感兴趣的内容：

模版编织

模版编织和AOP很像，但它是针对网页模版的。蜂巢没有采用流行的PHP网页模版引擎，而是设计了一个更高级的模版引擎：能够定位到模版中的任何一个元素，并在其上“织入”另一段模版代码。 当你需要开发一个新扩展来增强某个扩展时，模版编织是一项非常有用的技术。

面向方面编程(AOP)

蜂巢实现了PHP语言的AOP方案，允许你在系统中定义执行点，并在执行点上“切入”一些新的代码，从而改变或禁用系统已有的行为。 AOP是蜂巢扩展和扩展直接主要的增强方案之一。

BEAN/POD 对象构建

BEAN/POD 对象构建是一种通过PHP数组(array)来配置对象内部属性的接口，它的目标是简化 OOP中的对象创建过程。 Controller/View/Model/Widget/Verifier 等等业务逻辑中常用的对象，都可以通过一个 bean config 规范的数组(array)来创建，这使得在蜂巢中开发很像某些 js 框架的习惯。

二次发布

蜂巢采用了开放的授权协议，而且还提供了一些用于打包扩展和制作发行版本的工具，您可以基于蜂巢开发属于您自己的成品，并以您自己的名称和Logo重新发布。

“代码即知识”

蜂巢提供了一个文档编译引擎，用于分析源代码并生成对应 API文档、WIKI，以及例子。 这使得蜂巢的开发文档、例子的编写工作变的轻松了。文档的时效性也更强――它们都是从当前版本的源代码中编译出来的。

计算框架 篇3

关键词 Track 高校 教师 计算机 角色定位

中图分类号：G71 文献标识码：A

0引言

计算机是门非常特别的学科，不仅是由于它的发展时间短，更是由于它的发展速度远超任一门学科。正是如此，计算机教师也与其它学科教师显著不同。因为其它学科教授方法太过陈旧，假如计算机教师照搬这种陈旧的方法，那么结果是计算机教师自身就不合格，就更不要指望教出能顺应时下计算机要求的学生。所以，转变计算机教师以前的角色，对计算机人才与计算机事业的发展作用不可小觑。

1Track简述

Track从提出到发展的时间距今仅有8年多，这么短的时间足以说明Track算是较新的教学法。之所以要研发Track教学法，根源目的是摆脱以往教学的套路，将学科内容、教学方法以及技术知识3者合理地整合，开创一套符合现实的新教学方法。当下这种新教学法已被用到不少高校中，教学结果充分说明新教学法让教学质量上了一个台阶。

2高校计算机的各种特征

第一、高校中、学生专攻计算机的时候，除了把计算机中最基本又最简单的知识学会，还必须对涉及软件、网络及硬件的各类知识都有所掌握。因此，高校计算机涉及到极为繁杂的知识体系。第二、计算机并非死记硬背就能搞懂的，它侧重于理解性学习，因而逻辑思维良好的学生学起来比逻辑思维差劲的学生学得更好。第三、计算机学习非常考验实践的能力，光背好理论知识没有实际意义，多动手、多熟悉、多操作才可能把计算机摸透。第四、信息性强是计算机一大鲜明特征，因而计算机学生要必备发布、抓取、管理、整合以及加工信息的最基础能力。第五、计算机学生不该仅限于学老师教的、书本上提的知识，更要把视野扩大到当下新兴知识及对应的技术上。上述能力不仅学生要必备，计算机教师在这些能力上更要显得功底深厚，才能成学生心服口服的优秀教师，同时这种教师教出的学生才有可能算得上优秀。

3基于Track框架下高校计算机教师角色定位

3.1教学知识的缺陷，计算机教师有待反思

站在教学知识的角度，实践的重要性更甚理论这一特征在计算机中最为突出。首先学生必须动手实践，其次学生必须常常动手实践，因为只有如此计算机学生才可能具备扎实的知识。现实是计算机教师中依旧有大量在延续过往教授理论、应付考试的传授模式。这跟Track教学法背道而驰，Track教学法倡导的是：授课中教师要少讲，把多余时间让给学生来实际操作，并依据学生实实在在的操作表现，教师反思自己设计教学方式的时候有哪些缺陷，这些缺陷对学生学习有哪些不利之处。

当然，仅仅反思缺陷是没有多大现实意义的，找出弥补教学缺陷的方式才是重中之重。这点需要教师敢想敢做，只要想到新方式就大胆尝试，然后再观察学生实际的操作表现，判定学生实践水平有无显著的提升。假如学生实践中没有提升，那么教师要果断放弃另寻新方法。假如学生实践中有提升，教师以后就积极运用此方法。不仅如此，教师最好将此方法告知其它教师，让其它教师都来使用，这对整个高校教学质量都有积极意义。当然，这样的教师也是现代需要的名副其实的学者型教师。

另外，实施Track教学法过程中，Track的专用量表也可派上用场。计算机教师借助量表，可随时对教学水平加以自测，测评结果会将教学缺陷完全显示出来。某些教师定位有偏差，对教学缺陷显得很茫然，完全不明白教学中有哪些缺陷，量表的使用能改善某些教师的这种茫然现状。

3.2内容知识的缺陷，计算机教师有待反思

上述提到：信息性强是计算机一大鲜明特征，因而计算机学生要必备发布、抓取、管理、整合以及加工信息的最基础能力。处理信息时，既然对学生都有这么高的能力要求，自然教师在这方面的功底也要足够深厚。

实施Track教学法之后，凡是涉及信息的教学时，教师可主动请学生评价，同时让同伴教师一起评价。教学中，学生、同伴教师都认为优秀的地方要继续延用，最好把这种优秀教学法多在其它教师中推广，让其它教师也有提升。当然，教学中缺陷之处也是重点。对学生、其它同伴教师提出的缺陷，要思考是怎样造成的，更要考虑什么样的教学办法能弥补这些缺陷。

同时，唯有教师有着深厚的信息技术功底，学生也才会有深厚的信息技术水准。当下，信息能力是强还是弱不只表明计算机水平是高还是低，也对学生踏上社会后对于计算机能有的贡献是大还是小有决定作用。

3.3技术知识的缺陷，计算机教师有待反思

推陈出新是知识的一大特性，这种特性在任一门学科都会有体现，只是在计算机学科这种特性体现尤为明显。人们常常感慨：去年的新手机，怎么到了今年就不起眼了？或者3年前的新电脑，怎么到了今天就显得很古老似的。新知识很快淘汰旧知识，新技术很快覆盖旧技术，这都是计算机太快发展的充分体现。同样，高校课本有一鲜明现状就是三五年前的知识现在还在学习。其他学科相对来说知识更新不是那么快，学习三五年前的还说得过去。但是，计算机学科就坚决不能这么学习，因为指不定正在学习的旧技术，当下早没有使用，而是让新技术给覆盖掉。这样，即便学生学会这种旧技术，也在现实工作中派不上用场。

正是这样，计算机教师就坚决不能再继续用以往的办法，把课本知识说给学生听就完事。而要密切关注技术新发展、新动态，教学时遇到有新技术的地方，要特别把新技术告知学生，保证学生吸取最现实最新的知识。另外，鼓励学生抽空余时间自学新技术，遇到不懂的可向教师发问，与教师探讨，达到学生教师两者都提升的目的。

3.4 Track教学法的缺陷，计算机教师有待探索

上面已经谈到Track教学法出现到发展毕竟仅有8年多时间，短时间这种新教学法有两大问题很明显。第一问题是普及率不够高[3]。目前，仅有几所高校把Track教学法用到教学中[2]。所以，Track教学法在各大高校加以普及成了迫在眉睫的事情。尤其计算机教学，高校万万不可再继续以往的教学法，说得过一点这种教学法真的是拉学生后腿。所以，诸多计算机学生出社会就抱怨高校教的都是无用的计算机知识，找工作处处受阻碍。第二问题是Track教学法仍有缺陷[4]。现实是任何一种教学法不会一推出就非常完善，它总会有缺陷显露出来，Track教学法也不例外。所以，在未来的Track教学法利用中，要依赖教师的探索让Track教学法更为完善。同时，计算机教师是教师中探索能力最高的，要求计算机教师争做先锋，积极探索为实现完善的Track教学法做贡献。

4结束语

计算机是门非常特别的学科，不仅是由于它的发展时间短，更是由于它的发展速度远超任一门学科。正是如此，计算机教师不能照搬过陈旧的教学法，否则不仅教师自身算不上不合格，更不指望这种教师教出能顺应时下的计算机的要求。综上，本文侧重讲述了Track教学法下计算机教师的新定位，为计算机教师的教学方法提供参考。

参考文献

[1] 刘春媛.《TRACK框架下高校计算机教师角色定位》[J].现代计算机，2010，3（8）：53-58.

[2] 李海成.《网络环境下高校计算机教师的角色定位》[J].科技信息，2012，7（13）：13-28.

[3] 孔超.《高校计算机基础课程的信息化教学设计与实践研究》[D].安徽师范大学，2012.

[4] 翁竹华.《远程教育教师角色与素养研究》[D].华东师范大学，2013.

[5] 崔欢欢.《如何做一位优秀的高校计算机教师》[J].科技视界，2014（7）

[6] 娄淑敏.《高职计算机专业《网页设计》课程中教师的角色定位》[J].职业教育研究，2013（10）

钢框架稳定计算方法的探讨 篇4

1 规范规定的一阶和二阶分析设计法

按照现行的《钢结构设计规范》 (GB50017-2003) (以下简称“规范”) , 框架柱的内力可以按一阶分析计算, 也可以按二阶分析计算。由于框架柱同时承受弯矩和轴压力, 内力按一阶分析时, 框架柱的稳定性计算必须查表确定计算长度系数, 然后计算长细比, 进行稳定验算。

“规范”规定强度计算公式为:

式中, An为净截面面积, Wnx为对x轴的净截面模量, γx为截面塑性发展系数, P为构件轴力, Mx为构件最大弯矩。

弯矩作用平面内的稳定性按下式计算:

式中:, φx为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数, 由φx=μh/ix查表得到;μx是计算长度系数;W1x为受压纤维的毛截面模量;βmx为等效弯矩系数, “规范”对其取值有详细规定。

框架柱采用二阶弹性分析方法设计时, 要按照式 (3) 、式 (4) 进行强度和平面内稳定性计算, 但是此时的弯矩为二阶分析得到的弯矩:

式 (3) 、式 (4) 和式 (1) 、式 (2) 形式相同, 为了区别起见, 在式 (3) 、式 (4) 中的有关量中加上下标2, 表示与一阶分析的不同, 特别是, φx2由λx2查表得到, P2则近似取一阶分析的结果, βmx2=0.35+0.65M2/M1。

对于二阶弹性分析, “规范”允许采用近似二阶分析方法, 并有如下规定:

对的框架结构宜采用二阶弹性分析, 此时应在每层柱顶附加考虑假想水平力, 其中分别为第i层的总重力荷载设计值、框架总层数、钢材强度影响系数, 并且式中根号的值要小于1.0, 这条规定实际上是通过一个假想水平力来考虑结构初始缺陷的影响。

对纯框架结构, 当采用二阶弹性分析时, 各杆件杆端的弯矩MΠ可用下列近似公式进行计算:

M1b, M1s分别为假定框架无侧移、有侧移时按一阶弹性分析求得的各杆件端弯矩;α2i为考虑二阶效应第i层杆件的侧移弯矩放大系数;∑P为所计算楼层各柱轴心压力设计值之和;∑H为产生层间侧移△u的所计算楼层及以上各层的水平力之和;△u为按一阶弹性分析求得的所计算楼层的层间侧移;h为所计算楼层的高度。

上面所提到的两种计算方法就是规范推荐的一阶分析设计法 (即是计算长度计算方法) 和二阶分析设计法。

2 对计算长度系数法的评论

目前国内外的大多数国家均采用计算长度法进行框架柱的设计和整体稳定性验算, 框架柱的计算长度表示为相应的计算长度系数与框架柱的几何长度的乘积, 其计算长度系数通过确定框架柱的弹性稳定临界荷载得到。“规范”将框架分为无支撑纯框架和有支撑框架, 根据支撑抗侧移刚度的大小, 有支撑框架又可分为强支撑框架和弱支撑框架。根据不同的情况不同的支撑框架柱可分别选用有侧移框架柱和无侧移框架柱的计算长度系数μ。有侧移和无侧移框架柱的计算长度系数μ均为根据一定理想化的假定得到, 对于需要确定其计算长度的柱子以及与之相连的4根梁和上下两根柱的计算模型 (见图1、图2) , 采用如下理想化假定:

⑴有侧移框架柱确定计算长度系数μ时的基本假定:

(1) 梁与柱的连接均为刚接;

(2) AB柱与上下两层柱子同时失稳;

(3) 刚架屈曲时, 同层的各横梁两端转角大小相等, 方向相同;

(4) 横梁中的轴力对梁本身的抗弯刚度的影响可以忽略不计;

(5) 柱端转角隔层相等;

(6) 各柱的相等, 这里P是柱子的轴力, PE是柱子计算长度系数为1时的欧拉临界力;

(7) 失稳时各层层间位移角相同;

(8) 材料为线弹性材料。

⑵无侧移框架柱确定计算长度系数μ时同有侧移框架柱的基本假定大体相同, 只是在第c点:刚架屈曲时同, 同层的各横梁两端转角大小相等但方向相反。

多层框架有侧移失稳时柱计算长度系数采用“规范”附表D-2, 或者利用下面近似公式计算:

多层框架无侧移失稳时柱计算长度系数采用“规范”附表D-1, 或者利用下面近似公式计算:

虽然计算长度法被各国规范广泛采用, 也便于实际工程设计运用, 但计算长度法存在以下缺陷:

⑴不考虑节间荷载的影响, 按理想框架分支失稳求特征值的方法求解稳定问题;

⑵得不到失稳时框架的准确位移, 无法精确考虑二阶效应的影响;

⑶不能考虑结构体系中内力由于塑性局部开展而出现的内力塑性重分布, 因此计算长度法给出的是整个结构最终极限承载力的保守设计;

⑷不能精确地考虑结构体系内各构件之间的相互影响, 无法在给定荷载下可靠而精确地预测结构体系的破坏模式;

⑸需要花费大量的时间进行各构件的承载力验算, 包括计算长度系数的计算:

⑹由于采用计算机确定某根柱子的计算长度系数, 软件必须根据具体的情况做出很多的判断, 常常出现计算长度判断不准的情况。因此计算长度法在目前的情况下不便于基于计算机的分析和设计。

3 对于二阶分析设计法的评论

对结构在已变形状态下的平衡进行分析称为二阶分析, 也就是考虑变形对外力效应的分析。二阶分析方法有二阶弹性分析和二阶弹塑性分析, 分析时, 只考虑几何非线性, 则称为二阶弹性分析;分析时既考虑几何非线性, 又考虑材料非线性的, 则称为二阶弹塑性分析。由于其考虑了结构的整体失稳, 能比较好的反应该结构真实失稳状态, 采用二阶弹性分析的方法已经得到越来越多的认可, 但是对于二阶弹塑性分析设计目前还处在研究阶段, 还不能够运用于实际工程。

对于二阶弹性分析, 目前各国规范都规定了一个名义水平力, 其大小大致为竖向荷载的0.5%, 作用在相应的楼层处, 这种就是所谓的假想荷载法, 主要是用来近似考虑构件的初始缺陷。二阶分析只考虑了结构整体的二阶效应, 而单根柱子内部的P-δ效应仍然没有得到考虑 (除非单根柱子被划分成多个单元进入分析) , 所以还要计算每一个柱子的无侧移失稳, 因此虽然看上去二阶分析方法比较合理, 但稳定性计算的工作量并没有减少, 唯一的好处是计算长度系数取值简单了。理论上讲, 二阶分析只能采用荷载组合, 不能采用内力组合, 使得分析工作量成十倍地增加。

为什么内力采用二阶分析时计算长度系数取1.0?因为分析结构的稳定性就是要在结构变形以后的位置上建立平衡关系, 也就必须要考虑二阶效应。因此, 框架柱设计无论采用计算长度系数法还是二阶分析设计法进行稳定性设计时, 都必须考虑二阶效应的影响, 但是两种方法的考虑途径有所不同。计算长度系数法中的“稳定系数”可以近似地看作由以下三个步骤得到: (1) 考虑初始缺陷; (2) 进行二阶内力分析; (3) 进行最不利截面的强度计算。因此如果内力采用二阶分析方法确定, 又考虑了初始缺陷 (“规范”中的假想水平力) , 那么只要进行强度校核就可以了, 无需再进行稳定验算。但是考虑目前的二阶分析方法是近似的, 仅考虑了有侧移的P-△效应, 而没有考虑无侧移的P-δ效应, ;而且初始缺陷的影响也无法真实模拟, 为了安全起见, “规范”仍然规定取计算长度系数为1进行稳定性计算。因此可以说, 采用一阶分析内力的平面内稳定计算等效于采用二阶分析内力和考虑初始缺陷影响的强度计算, 既然是强度计算, 当然没有必要查计算长度系数, 稳定系数中已经部分地包含了二阶分析, 还包含了初始缺陷的影响。

4 结语

传统计算长度系数法直接以梁柱线刚度比作为参数得到计算长度系数, 非常方便。另一方面, 由于传统方法所考虑的因素太少, 使得该方法无论从概念上还是在结果的精度上都差强人意。于是, 便有改进传统方法的必要, 使之在保持简便的同时, 概念上更加清晰合理, 并且所得到的结果也能有令人满意的精度, 以后的发展方向还得从下面几点稍作改进:

⑴规范中规定的框架支撑形式太过于笼统, 只根据支撑强弱来划分, 建议根据支撑的形式分为剪切型支撑, 弯剪型支撑, 弯曲型支撑, 对不同的支撑形式的稳定性展开研究。

⑵目前的稳定性分析基本上都是建立在节点完全刚性或者理想铰接的基础上, 而对半刚性的连接研究相对较少, 日后应该对这方向有所侧重。

⑶为了考虑钢结构的整体失稳, 有必要考虑层与层的相互作用, 特别是对于弯曲型支撑, 考虑层相互作用的框架柱计算长度, 能够更好地反映结构失稳的整体性, 能够得到更满意的结果。

⑷为了进一步完善计算长度系数方法, 除了要对梁上分布荷载对框架的整体稳定影响研究之外, 对于不规则的框架 (几何尺寸不规则或柱上荷载不规则) 的整体稳定性能也应该开展深入的研究。

而对于二阶分析方法, 由于其考虑了结构的整体失稳, 能比较好的反应结构真实失稳状态, 但是由于其是一种新型的设计方法, 还有许多方面仍有待改进, 以后的发展方向还得从下面几点稍作改进:

⑴对于假想的水平力的取值问题, 该水平力主要是用来考虑结构初始缺陷的影响, 目前其大小主要是在同一阶分析方法设计的柱子承载力比较中确定的, 建议假想荷载的取值应同该框架的抗侧刚度相联系, 这样才能使二阶分析更加精确。

⑵目前的二阶分析方法主要还是局限在弹性的分析, 以后应该向弹塑性方向发展, 这样才能充分考虑材料的非线性。

⑶目前的二阶分析还主要局限在平面上, 以后的发展方向应该向空间钢框架结构进行弹塑性分析。

总的来说, 二阶分析和设计是一个正在发展和完善的新设计方法, 而且是一种精确的方法。可以预期, 在近期内计算长度法和二阶分析设计法这两种方法将并存, 并获得共同发展。今后, 随着结构分析和计算机技术的进步, 二阶分析将逐渐成为主要的设计方法。

摘要：稳定性在钢结构的结构设计中是必须考虑的一个重要问题, 钢结构的破坏主要是稳定性的破坏而不是强度破坏。本文通过分析多层框架的稳定性设计的两种方法, 对两种设计方法进行比较分析, 提出两种设计方法的发展方向。

关键词：稳定性,计算长度系数法,二阶分析法

参考文献

[1]钢结构设计规范中国计划出版社2003

[2]陈绍蕃, 钢结构设计原理.科学出版社, 2005.

[3]陈冀.钢结构稳定理论与设计.科学出版社, 2006

[4]童根树.钢结构稳定的新诠释.建筑结构, 2001 (5)

[5]童根树.钢结构设计方法.中国建筑工业出版社, 2007

计算框架 篇5

由于其截面的特殊性，在柱截面对称轴内受水平力作用时，弹性分析计算其翘曲应力很小，此时如同承受水平力的偏压构件，仍可按平截面假定分析，按砼设计规范计算，特别是在框剪，框筒结构中，对6度及其以下烈度区的Ⅰ、Ⅱ类场地，框架柱只承担水平风载的一小部分，如按一般偏压柱计算，误差较小，此时异形柱可用等刚度等面积代换成矩形柱后由程序进行整体分析。而在水平力较大，且水平力作用在非主轴方向，则翘曲应力不容忽视，按平截面假定误差较大，则应对异形柱框架结构进行有限元分析，决定内力和配筋位置及大小，

在进行内力计算和配筋计算时，宜选用带有异形柱计算功能的计算软件。现在有一些软件没有异形柱截面形式，如要用它进行计算，要先进行等刚度等面积换算成矩形柱，进行整体分析，得到双向内力后再进行异形柱的截面设计，其工作量相当大，且截面设计的可靠性不高。

计算框架 篇6

【关键词】微课框架  高职计算机教学  基础课程

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）32-0211-01

信息技术的快速发展，促使计算机在各行各业中的应用范围不断扩大，使用频率也在提升，于是计算机技术人才也日益成为社会广泛需求的人才类型。另一方面，在我国现行的教学体系当中，高职院校以培养对接社会的技术应用型人才为主要目标，因此加强对高职院校学生的计算机应用能力的培养，不仅是高职院校生存和发展的必然需要，亦是社会人才需求的必然选择。而微课的出现，恰恰成为能够助力高职院校推动计算机课程展开的有利渠道，因此如何利用微课进行计算机课程教学，突破计算机教学当中原本存在的窘境与障碍，就成为一个十分重要的问题。

一、高职计算机基础课程教学存在的问题

首先，传统高职计算机基础课程教学无法充分调动学生的积极性，导致学生课堂参与度较低。枯燥的课堂设计、陈旧的教学模式，让师生之间的关系拘泥于“讲”与“学”的单方面主动模式之下，并不利于学生主观能动性的发挥。

其次，现阶段所涉及的教学内容具有普遍性，不能满足学生的个性化差异。不同的学生必然拥有不同的计算机基础，而泛式教育在对学生个性的培养上显然缺乏契合性，而这本身也违背了因材施教的原则。

第三，课程评价形式单一，缺乏综合性和全面性。评价亦是课堂教学的重要组成部分，而单一的、仅以测验成绩为准则的评价模式，会造成对学生错误学习方向的驱动性，即“为测验而学习”，这样不利于对学生潜能的开发，更让学生将计算机学习变成一种任务，缺乏情感上的投入。甚至部分成绩非常优秀的学生，因为这种考评模式，失去了能够突显个人优势的评价元素，这也必然会影响到他们的积极性和学习热情。

二、高职计算机基础课程教学中微课优势

微课的主要形式，是将之前制作好的一些短小精悍的教学视频，利用网络或共享等现代科技技术，让学生可以在课下或其它时间，根据个人的学习状况和学习需要，更为合理和自由地进行自主学习。同时由于微课视频一般只有十分钟左右，其更有助于学生集中注意力，避免因为时间过长对学生造成观看注意力的消耗。另一方面，和传统课程模式相比，单个微课视频存在的形式并不是循序渐进、由表及里、由浅入深的阶梯式教学设计，而是针对某一个教学重点或理解难点，展开的有针对性的内容教学，所以其在内容上更为精确、在容量上更为适当。最后，资源容量小，一堂十分钟左右的微课其内存大多维持在几十兆左右，适于手机等各种移动终端，学生可不受时间、空间限制地观看和学习。

三、微课框架下高职计算机基础课程的生成

（一）微课堂教学模式建构

在微课教学理念的指导下，高职院校计算机基础课程的生成，需要构建有别于传统的教学模式，进而达到提高教学效果、改善传统教学环境的目的。

首先，课前自主学习阶段。自主学习能力是高职院校学生所应必备的一种基础性的学习能力之一，教师理应从提升学生自主性的角度，将微课很好地融入到教学模式的设计之中。一方面，教师需要在课前对本堂课所涉及的教学内容进行深入分析，明确其中的重点和难点，形成一定的教学思路，并根据此制作成微课视频;另一方面教师还可以根据不同学生的学习现状和接受特点，制作出具有一定的差异性和梯度性的微课视频，为不同的学生分配不同的教学内容和视频资源。而在统一共享平台当中，学生也可以自主选择适合自己或为自己所需要的视频内容，让课前的自主学习更加完善。

其次，课堂互动阶段。对于每一位学生而言，兴趣无疑是最好的老师，而在真实的课堂上，师生之间的良性互动将会对提高学生的学习兴趣及参与度具有非常直观的作用。教师可以利用微课实现与学生之间的良性互动，及时了解学生在自学过程中所面临的问题，以有限的核心教学视频作为教学设计的课堂线索，区别对待共性问题、个性问题，旨在以最短的时间完成对更多问题的处理。将传统的课堂教学过程转化为针对问题的定向答疑和破解过程。同时教师在进行课堂规划时，也要为学生预留出一定的互动参与时间，组织学生在微课后展开讨论，对学生自主探究的问题展开探讨和帮助指导。

第三，课后总结和反思过程。这个环节存在的意义在于帮助学生有效地对知识进行系统的整合和弥补，为接下来新的教学内容的学习奠定基础。一方面学生要根据课堂教学内容，借助微课视频进行有效的知识内化，通过不断的复习和巩固，及时记录学习过程中产生的问题和疑惑，及时与教师或其他同学进行沟通加以解决;另一方面，反思并不是单纯针对学生而展开的环节，教师本身也要在课堂当中、在教学结束之后展开反思，归纳学生在学习和接受知识过程中出现的问题，并基于此对微课和教学模式进行适度的调整和优化。

（二）微课堂生成实施要点

第一，微课资源的选择要切合教学主题，切中课堂要点。严格意义上来说，微课只是一种教学形式，是对传统课堂的延伸，因此在教学知识点呈现的选择上，教师需要充分结合教学目标和内容要求，选择有代表性的内容，让学生能够在短时间内容明确教学主题，快速进入状态。

第二，多元化的微课资源尝试。虽然现阶段很多教师在课堂上应用的微课是以“视频”的形式存在的，但是当教师足够了解现代信息技术的应用特色和资深优势时，动画影像、网页以及PPT等都可以纳入到教学过程中来，让学生拥有更多的选择。

第三，将微课和教学情境相融合。由于计算机本身具有强大的虚拟功能，因此在教学实践当中融入创设情境的模块也拥有一定的可能性，它可以帮助教师将生活当中随处可见的素材运用到教学环节当中，应用到微课资源当中，让学生融入情境，迸发出更多的思维火花。

最后，有效加强期末考评设计。教师在利用微课开展计算机基础课堂教学模式的设计过程中，也应让学生感受不同层次的操作练习，让学生可以根据自身的学习状况，根据自我的发展意向来进行选择，同时纳入多样化的考评模式，比如通过小组完成的学习成果展开小组内考评，根据学生的进步程度展开阶段性考评，等等。

四、结语

总而言之，微课框架下高职计算机基础课程的构建不仅是符合计算机学科特点的教学模式，同时还是符合学生自身成长需要以及学习需要的必然选择。因此，高职院校的计算机教师应合理选择微课的应用形式，帮助学生更好地理解和学习计算机语言，提升学生的计算机应用能力。

参考文献：

[1]高力勋，何林海.高职计算机基础课程微课设计[J].课程教育研究：外语学法教法研究， 2014（5）：40.

[2]孙昊.高职院校计算机基础课程对微课教学的适应性[J].新疆职业教育研究， 2015， 6（1）：43-45.

面向大数据的计算框架研究 篇7

关键词：大数据,云计算,实时计算,批处理,流计算,自适应性

1 引言

随着各网络服务的不断涌现及物理信息融合系统 (GPS) 、云计算 (Cloud Computing) 和深度学习 (Deep Learning) 技术的快速发展, 人们从网络上获悉信息的途径越来越广泛, 数据的体积和速率成几何倍增长, 大数据具有5个特性:Volume规模性、Velocity高速性、Value价值性、Variety多样性以及Veracity真实性, 简称5V特性。

大数据的应用主要分为流处理 (Stream Processing) 和批处理 (Batch Processing) 两方面。流处理是直接处理 (Straight-Through-Processing) , 批处理是先存储后处理 (Store-Then-Process) [1]。

流处理是将源源不断的数据组成数据流, 只要有新数据来就进行及时处理, 不需要做持久性操作, 有代表性的系统有Google Dremel、Yahoo S4, 对于不同级别的响应时间选择不同, 在线使用流计算, 近线使用批处理。目前使用的大数据处理框架主要有Dryad和Map Reduce, 一般用来进行大规模数据分析, 满足不了数据的实时性, 因为数据的价值性会随着时间流逝而减弱。我们期望能对最新的数据做出分析并给出相应的结果, 从而达到实时计算。因此, 我们常用的应用有网页点击分析及金融中的高频交易分析[2]。

2 实时计算相关技术

2.1 实时计算

实时计算是指对只读 (Read Only) 数据进行的即时数据获取和计算, 在线计算的实时级别分在线需要使用流计算 (秒级/毫秒级别) , 近线一般采用批处理 (分钟/小时级别) 以及离线 (天级别) 三级。

在批处理方面, Map Reduce (MR) 是非常有效的工具, 在大数据分析和处理方面都得到了认可, 但它适应于集群上大数据的批处理, 对实时处理大规模流数据并不适应, 所以无法满足各企业和集团的应用, 所以相关实时性优化技术开始迅速发展。

2.2 Google的计算框架技术

Google是目前云计算和大数据处理的佼佼者, MR是Google为搜索引擎技术提出的大数据处理框架, 是真实事物存在的表现形式, 对于大量数据的传递和相同数据的不间断操作, MR会产生序列化和反序列化开销, 所以Google提出Pregel计算框架并开发了Dremel“交互式”数据分析系统, 能在短时间内处理大量数据, 补充了MR查询和实时性能不足的缺点。Dremel中的数据是压缩友好的列式存储, 在进行分析的时候只扫描需要数据即可, 从而减少了CPU和磁盘的访问量, 发挥了CPU和磁盘最大的效能, 另外将Web搜索和并行DBMS技术进行结合, 借助“查询树”的定义把复杂的查询分成若干小块, 进行较简单的查询[3]。

2.3 Yahoo的S4计算框架

S4 (简单可扩展流系统的首字母简称:Simple Scalable Streaming System) 是一个通用的、分布式的、分区容错的、可扩展的、可插拔的流式系统。能够解决数据采集和机器学习算法中搜索应用环境的存在问题, 能够在用户查询响应中提供结构化的Web查询结果并且插入点击付费模式的广告信息, 是一个低延迟、可扩展的流处理引擎。

Yahoo公司的于S4框架, 能够开发持续数据流处理的应用, 能以最小的开销和支持在实际流量中测试在线算法成为可能。生产环境的主要需求是可扩展性 (以最小的代价通过增加更多的机器来提高吞吐量的能力) 和高可用性 (在存在系统故障的情况下不需要人工介入仍然能持续提供服务的能力) 。S4的设计特点有以下几个方面:

2.3.1 参与者模式Actor Model

S4架构采用Actor模式, 使其可以在普通机型构成的集群中进行分布式处理, 而且集群内部并不使用共享内存, 这种模式能够提供封装和地址透明语义, 所以允许大规模的数据并发, 并且提供了简单的编程接口。

2.3.2 分散及对称结构Decentralized and Symmetric Architecture

除遵循Actor模式之外, S4也参照了MR的相关模式。S4采用对等架构, 能够简化部署和运维, 使其达到更好地稳定性和扩展性, 在集群中所有处理节点都是等同的, 无中心控制。该架构能使集群的扩展性增强, 节点的处理原则上无限制;也没有单点容错的问题[4]。

2.3.3 部分容错机制Partial Fault-Tolerance

Zookeeper服务的集群管理层能将自动路由事件从失效节点传递到其他节点。另外节点之间的通信采用“Plain Old Java Objects” (POJOs) 模式, 使应用开发者不需要写Schemas或使用哈希表在节点之间发送Tuples。

3 网易大数据平台技术

3.1 网易大数据平台结构

网易大数据系统平台自下至上分为五个层次, 基础设施层、数据准备和计算层、资源调度层、数据分析及数据模型层、数据展示及门户层, 该平台最底层是基础设施层, 采用网易数据中心的私有云计算平台。如图1所示:

3.2 网易ETL计算的技术框架

网易的实时计算的计算框架采用批处理相关技术, 采用Hadoop全套的生态系统来描述数据的提取、转换及加载处理过程, 以HDFS存储, 提供HIVE计算并同步到平台展现。主要的步骤如下。

3.2.1 ETL作业监控

用户通过调整配置文件的方式来控制作业的启动时间及执行条件, 根据作业配置信息, 检测作业执行状态, 并生成运行日志, 向不成功的作业负责人发送错误报警邮件[5]。

3.2.2 ETL功能模块

该模块的执行流程分为源日志的同步与拆分、ODS层、DW层的计算及数据加载, 通常前一阶段的数据输出作为后一阶段的数据输入。

3.2.3 ETL日志监控

该模块主要完成日志质量的监控, 通过XML文件定义源日志格式, MR程序在计算ODS过程中检查源日志质量, 并进行标记并发送错误报警邮件。

3.3 网易大数据Spark技术应用

Spark技术代表着未来数据处理的新方向, 是UC Berkeley AMP lab开源的类Hadoop Map Reduce的通用并行计算框架, 它基于Map Reduce实现分布式计算, 拥有Hadoop Map Reduce所具有的优点[6]。不同的是, Job的中间输出和结果可以保存在内存中, 不再需要读写HDFS, 能更好的适用于需要迭代的Map Reduce的算法中。

在网易大数据平台中, 数据存储在HDFS中以提供Hive的数据仓库计算和查询, 为提高其实时性能, 公司采用Impala和Shark结合的混合实时技术, Impala技术比Hive提高3-90倍, Shark比Hive快40倍, 图2和图3分别测试了其计算能力和实时查询性能, 在数据实时查询系统中, Impala在数据处理方面的速度比HIVE达到3-30倍的加速比, Shark比HIVE达到1.5-15倍的加速比, Impala和Shark引擎相比, Impala比Shark快一些, 但Impala对旧Hive的数据不兼容, 而目前的大数据应用中都是Hive的组织方式, 相比而言Shark可以完全兼容旧的数据, 因此在目前的数据结构中必须采用Impala和Shark混合的数据处理模式。

4 总结

“大数据”一词是当前IT业界热词。提高数据的反应时间需要技术做支撑和保障, 在此研究了几个网站数据系统, 证明目前采用Impala和Shark所构建的混合实时计算框架具备良好的扩展性、兼容性等。该框架适用于门户网站的实时计算框架, 该计算框架可以根据数据特征, 自适应的选择计算引擎来提升实时性能并对基于大数据的实时分析系统进行性能分析。

参考文献

[1]O’Reilly Radar Team.Planning for Big Data[B].O’Reilly Media, Inc., Sebastopol, CA, 2012.

[2]孟小峰, 慈祥.大数据管理:概念、技术与挑战[J].计算机研究与发展, 2013 (1) :146-169.

[3]李建中, 刘显敏.大数据的一个重要方面:数据可用性[J].计算机研究与发展, 2013 (2) :1147-1162.

[4]王健宗, 谌炎俊, 谢长生.面向云存储的I/O资源效用优化调度算法研究[J].计算机研究与发展, 2013 (8) .

[5]Reynold S.Xin, Josh Rosen, et al.Shark:SQL and rich analytics at scale.SIGMOD Conference 2013:13-24.

楼梯对框架结构计算模型的影响 篇8

在以往工程设计中, 在对结构计算模型输入时, 由于模型输入的条件所限楼梯构件经常被忽略。结构工程师通常将楼梯荷载换算成楼面荷载, 将板厚改为零后同普通楼板一样输入计算模型, 然后对楼梯构件单独取出独立计算, 未考虑楼梯与整体结构的共同作用。这样的计算处理方式实际上是与《建筑抗震设计规范》GB50011-2001 (2008版) 第3.6.6.1条规定:“计算模型的建立、必要的简化计算与处理, 应符合结构的实际工作状况;计算中应考虑楼梯构件的影响”相违背的。其条文说明中指出:“考虑到楼梯的梯板具有斜撑的受力状态, 对结构的整体刚度有较明显的影响, 建议在结构计算之中予以适当考虑。”

应该说2008年的汶川地震对我们做结构的工程师来说应该有极深的警示与启发, 尤其是在地震中大量的楼梯构件的破坏, 更加应该引起我们的注意。楼梯是重要的逃生通道, 楼梯构件的破坏将意味着生命线的终结。作为结构工程师, 我们有责任从灾难中总结经验教训, 并及时的应用到未来的设计中。

本文中将结合工程实例, 比较与讨论楼梯构件按照简化方法 (常规做法) 与斜梁模型输入法对结构整体计算产生的影响, 以及在设计中对楼梯构件及与其相连的结构构件应该采取的加强构造措施。

2 工程简介

工程名称:某电器厂办公楼

工程概况:结构地上五层, 框架结构, 抗震设防烈度7度 (0.10g) , 抗震设防丙类, 基础埋深2.1m, 结构高度21.7m

计算软件:PKPM (08) SATWE (结构空间有限元分析设计软件)

3 结构建模计算与结果分析

3.1 结构建模

结构整体建模同常规方式建模, 这里详细介绍楼梯构件的模型建立。

3.1.1 斜梁模型

楼梯构件按斜梁模型——梯板按斜梁建模, 截面尺寸与梯板实际尺寸一致, 平台梁按层间梁输入, 梁上荷载按楼梯荷载换算得到。

3.1.2 简化模型 (常规输入法)

楼梯间内板厚输为零, 楼梯荷载换算成楼板荷载输入到梯间内。

3.2 结构计算结果分析

3.2.1 基底剪力 (表1) 。

3.2.2 周期 (表2) 。

3.2.3 地震作用下梯板内力。

从地震力计算结果看, 梯板轴力不可忽略。在地震的反复作用下, 梯板交替成为拉弯、压弯构件, 我们通常按平板设计的方法没有涵盖梯板的最不利受力状态, 可能存在安全隐患。

小结

从上诉计算结果看:楼梯构件对结构刚度有一定贡献, 对框架结构的影响较大;由于楼梯构件对结构刚度的贡献, 结构在地震作用下将受到更大的地震力, 内力计算与配筋时宜考虑到这方面的影响;楼梯间在平面布置上的不对称, 造成结构刚度平面分布不均匀, 扭转效应增大, 设计时宜考虑楼梯间对扭转的影响;框架结构的梯板在地震作用下产生轴力较大, 在地震反复作用下, 梯板交替处于拉弯、压弯状态, 建议在梯板设计时考虑水平荷载作用产生的轴力影响。

对与梯板相连的平台梁、平台板构件宜加强构造要求。在5.12地震中由于梯板的拉力, 部分平台梁与平台板脱离, 还要注意平台梁的剪扭破坏。对于框架结构, 楼梯间框架柱宜形成框架短柱;有些休息平台梁是从柱中挑出的, 应加强梁柱节点的构造要求。

本文仅考虑了几种简单楼梯平面布置的情况, 供结构设计人员参考, 并希望与广大设计工作者进一步交流经验。

摘要：《建筑抗震设计规范》GB50011-2001 (2008版) 第3.6.6.1条规定:计算模型的建立、必要的简化计算与处理, 应符合结构的实际工作状况;计算中应考虑楼梯构件的影响。在其条文说明中指出:考虑到楼梯的梯板具有斜撑的受力状态, 对结构的整体刚度有较明显的影响, 建议在结构计算之中予以适当考虑。为保证结构设计的安全, 能够抵御地震灾害的不利影响, 通过工程实例计算分析比较。总结出楼梯构件在地震作用下对结构产生的影响, 以及在结构设计中应该采取的措施。

异型柱框架结构的扭转效应计算 篇9

《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ 149--2006有如下规定：

“异形柱结构的地震作用计算，应符合下列规定：在计算单向水平地震作用时应计入扭转影响；对扭转不规则的结构，水平地震作用计算应计入双向水平地震作用下的扭转影响。”

关于这条规定，规范第二部分的条文解释如下：国内外历次大地震的震害、试验和理论研究均表明，平面不规则，质量与刚度偏心和抗扭刚度太弱的结构，扭转效应可能导致结构严重的震害，对异形柱结构尤其需要在抗震设计中加以重视。条文中所指“扭转不规则的结构”，可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011有关规定的条件 (即扭转位移比大于1.20) 来判别，此时异形柱结构的水平地震作用计算应计入双向水平地震作用下的扭转影响，并可不考虑质量偶然偏心的影响；而计算单向地震作用时则应考虑偶然偏心的影响。

根据规范规定及结合条文分析，我们不难得出如下结论：对于扭转规则结构（即扭转位移比不大于1.20），可仅计算单向地震作用，同时考虑偶然偏心来计算结构的扭转效应；对于扭转不规则结构（即扭转位移比大于1.20），应计算双向地震作用来考虑扭转效应，此时可不再考虑偶然偏心。很显然，根据规范的条文理解，计算双向地震作用应该是比计算同时考虑偶然偏心的单向地震作用更为不利。

但是笔者通过进一步分析设计过的多个异形柱框架结构项目发现，对于一般较规则的异形柱框架结构，在地震力作用下，只考虑偶然偏心并计算单向地震作用时异形柱框架结构的内力往往比只计算双向地震作用但不同时考虑偶然偏心时的内力还要大，尤其是边榀柱配筋的差别尤其明显。

关于偶然偏心计算，《建筑抗震设计规范》GB50011-2001有如下规定：

“建筑结构估计水平地震作用扭转影响时，应按下列规定计算其地震作用和作用效应：1.规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应应乘以增大系数。一般情况下，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用；当扭转刚度较小时，宜按不小于1.3采用。”

据此规定我们不难理解考虑偶然偏心时结构边榀内力较大的现象，因为规范本来就是用放大边榀内力的方法来近似考虑偶然偏心作用的。但是也不难看出，这种方法是具有一定局限性的。因为按上面分析《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ 149-2006相关条文得出的结论，计算双向地震作用应该是比计算同时考虑偶然偏心的单向地震作用更为不利的，同时规范应该是认为考虑双向地震作用能更准确地计算结构在地震力作用下的扭转效应，但是通过实际工程的计算结果表明，只考虑偶然偏心并计算单向地震作用往往比只计算双向地震作用但不同时考虑偶然偏心更不利，所以这个结论的前半部分显然不能成立。而结论的后半部分通过分析规范的计算公式及相关条文解释，笔者认为应该是成立的：就是考虑双向地震作用能比考虑偶然偏心更准确地计算结构在地震力作用下的扭转效应。

通过以上分析得出的结论，笔者认为在异形柱框架结构的设计工作中，对于扭转规则结构（即扭转位移比不大于1.20），当采用考虑偶然偏心来计算结构的扭转效应时，如果边榀梁柱配筋太大，造成设计及施工困难，可改为计算双向地震作用来考虑扭转效应。这里有一个原因是考虑双向地震作用能比考虑偶然偏心更准确地计算结构在地震力作用下的扭转效应，还有一个很重要的原因就是异形柱框架结构节点相对薄弱的固有特性。为了更好的说明这个问题，举个简单的工程实例，七度区，二类场地土，2层异形柱框架结构，柱肢厚度和梁宽度均为200mm，考虑偶然偏心时边榀柱纵筋和梁纵筋往往都需要配到22mm、25mm直径钢筋，有时配筋甚至大到用25mm直径钢筋都配不下。假设节点处梁柱配筋均为2根22mm直径的钢筋，柱保护层厚度取30mm，节点混凝土厚度只剩下200-4x22-2x30=52mm，这还是最理想的状态，算上施工误差，50mm都很难保证，这么小的一块节点如何保证施工质量？就算施工队水平真的很高，能保证施工质量，这样的节点在地震作用下能做到强节点吗？笔者对于这种结构的抗震延性持有很大的怀疑态度。

作为一个合格的结构设计工程师，不能生搬硬套规范条文，而应该是理解和利用规范条文来指导结构设计工作；结构设计师应该多下工地，多了解现场情况，千万不能天马行空，设计出来的结构虽然满足了规范要求，但是实际可行性却很差。

摘要：笔者通过对比多个本人设计的一般框架结构和异形柱框架结构项目后发现, 异形柱框架结构对地震力的扭转效应较一般框架结构要敏感得多, 通过进一步分析笔者还发现, 对于一般较规则的异形柱框架结构, 在地震力作用下, 只考虑偶然偏心时异形柱框架结构的内力往往比只考虑双向地震时的内力还要大, 本文就此问题探讨规范相关条文的合理性及提出相关设计的合理化建议。

关键词：异形柱,扭转不规则,偶然偏心,双向地震

参考文献

[1]《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006.

[2]《建筑抗震设计规范》GB50011-2001.

计算机视觉系统框架结构探讨 篇10

1 计算机视觉系统理论框架

1.1 三维重建理论框架

美国科学家D·Marr教授最先开始提出三维重建理论框架, 三维重建框架理论是把视觉过程通过信息处理技术转变为信息过程, 在转变过程中进行三维重建, 作用计算机处理技术从三个方面对人类视觉系统进行模拟, 分别为理论方面, 表示方面和算法方面, 创造出了与人类视觉系统所不同的全新视觉过程, 计算机在某些程度上有着比人类大脑更快更精确的信息处理能力, 通过视觉获取二维图像, 在信息转换处理中模拟出三维结构, 推测出物体三维中的位置, 扩展了人类的视觉范围, 使人类可以从看到更加丰富的二维三维图像。

1.2 主动视觉理论框架

主动视觉理论框架是较为成熟的理论框架, 框架包括选择注意点、控制凝视点、手与眼相配合, 将视觉融入机器人结构, 这充分体现了主动视觉理论框架要求人的视觉与四肢活动相协调, 也与三维重建的框架有着明显的区别, 人的视觉具有主观能动性, 人会自己的需要调节视角获取图像信息, 人眼的视野范围很大, 但是在我们并不会注意到全部事物, 而是信息经过大脑的信息处理对一些感兴趣的场景加以特别注意, 是基于目的的主动视觉理论, 根据视觉的主观要求, 设置摄像机的各项参数和观察点, 使其完成特定视觉目的, 调节摄像机的位置, 焦距等数据使摄像机对想选择的特定点进行感知。控制机制分为锁定和转移, 锁定是只对需要的目标进行跟踪, 转移是继续锁定下一步的关注点

1.3 基于知识的视觉理论框架

基于知识的视觉理论框架是指人类的视觉系统可以自动的将二元物体和三元物体进行转换, 计算机的视觉系统与人类视觉系统的不同之处是在于它根据人的视觉系统来模拟但是可以直接对二维物体的信息进行处理, 省略转换步骤, 实现二维向三维的直接跨越, 提高了计算机系统的工作效率, 基于知识的视觉理论框架, 很大程度上推动了计算机视觉系统的发展, 视觉系统发挥视觉作用是不需要三维计算的, 对于计算机模仿人类视觉功能没有实质性帮助作用。极大的增加了计算机视觉系统信息处理的效率。构建基于知识的视觉理论框架, 对计算机视觉系统的发展具有重要的推动作用。

2 构建计算机视觉系统框架新思路

计算机视觉系统是计算机与人结合的重要进步, 计算机视觉系统框架对于计算机视觉的研究有着指导意义, 计算机系统框架包括三维重建理论框架、主动视觉理论框架以及基于知识的视觉理论框架等计算机视觉系统理论框架, 三种框架有着各自不同的目的, 三维重建理论框架将视觉以三维重建为目的, 主动视觉理论框架则以人的主观意识来进行特定的选择, 基于知识的理论框架可以根据知识的引导实现二维向三维的转换, 三种视觉理论框架有着各自独特的优势, 同时也存在着一定的缺陷和不足。在其发展的过程中, 弊端也逐渐暴露出来, 在对这些缺陷和不足进行完善改进的过程当中, 计算机视觉系统框架开始根据新的发展思路进行构建, 以满足时代发展的要求。

2.1 早期处理

由于计算机视觉系统依赖着计算机技术的发展, 所以计算机技术的好坏很大程度影响着计算机视觉系统, 21世纪以来, 我们国家在计算机领域取得了瞩目的成就, 人工智能已开始应用于各个领域, 但目前计算机视觉系统作为发展不成熟的领域, 它的完善很大程度取决于计算机视觉系统功能, 图像的早期处理是计算机视觉系统的重要组成部分, 也是根本步骤, 从早期视觉处理开始, 包括对图像进行的预处理、图像的分割以及图像的二维识别, 完成上述步骤后再进行简单的处理, 就能使图像处理结果达到事半功倍的效果, 可见早期处理对于图像质量的重要性, 早期处理完成后, 需要开始进行中后期的处理, 后续步骤是实现二维和三维模式识别的重要步骤, 也是将二维和三维加以区别的必不可少的步骤, 对二维和三维的信息进行整合处理, 迅速做出反应, 极大的丰富了计算机视觉系统的功能, 早期处理作为基本步骤之一, 它的完成对后面的程序有着铺垫的作用。注重图像的早期处理可从根本上提升图像的质量。

2.2 模型库的建设

计算机视觉系统的运行需要依赖特定的物体才可以进行, 并不是凭空想象出来的物体而是以具体的物体为原型, 将各种物体的信息记录下来形成模型库, 将所建立的模型库与视觉信息库结合起来, 即可实现对物体进行抽象性表达, 计算机视觉系统也模仿人类获取知识的行为进行信息采集, 称为模型库, 并根据计算机视觉系统对视觉信息处理整合, 将其归纳到信息库当中。模型库和信息库的建立, 贮存了大量的视觉信息, 使计算机可以产生各种视觉效果, 丰富了人类所看到的世界, 信息的分类整合提高了计算机视觉系统的工作效率, 让计算机更快速高效的完成图像的处理, 极大的提高了计算机视觉系统的工作效率, 完善了计算机视觉系统。

2.3 结合现实实际

人类的视觉系统在进行视觉感知活动当中, 往往是根据个人需要以及视觉范围内的物体来决定的, 具有一定的目的性。对所处的环境和场景, 对其中存在的物品的视觉记忆, 渐进式的进行恢复。这是计算机视觉系统新的发展方向, 是更加接近于人类视觉系统模拟, 在视觉信息处理过程当中, 能够获得更加完整和清新的图像。真正与实际相互结合, 将人类的视觉活动更加准确的“移植”到计算机视觉系统框架结构当中, 真正满足人工智能的发展需求, 可以更好的替代人体来进行视觉活动。使计算机视觉系统更加形象准确的进行视觉信息处理, 对计算机视觉系统框架结构的改进与创新具有重要的意义。

3 结论

计算机功能的拓展和完善, 在多个领域的应用当中有着良好的体现。人工智能是计算机技术一个新的发展应用, 计算机视觉系统是一个新的发展方向, 形成对人体视觉功能的模拟, 建立模拟库和信息库, 建立计算机视觉系统构架。其主要功能是替人类执行和分担需要发挥视觉功能的工作。提升工作效率, 节约了人力资源。使人类看到更加充实的世界, 通过三种视觉理论系统的构建, 根据计算机视觉系统发展新思路, 对计算机视觉系统结构框架进行完善, 极大的推动了计算机视觉系统发展。

摘要：随着科学技术的发展, 人工智能已经逐步走进了我们的生活, 计算机视觉系统的发展日渐成熟, 计算机系统一方面帮助人们更好的完善人类视觉的隐藏功能, 另一方面也让人们更好的理解了人们视觉形成的原理, 模拟人类的视觉形成, 计算机视觉系统框架对于计算机视觉的发展有着不可取代的作用, 本文综合分析了计算机视觉系统框架的, 对其未来的发展提出了一些新的思路。

关键词：计算机,视觉系统,框架结构

参考文献

[1]田思, 袁占亭.计算机视觉系统框架的新构思[J].计算机工程与应用, 2012 (6) .