结构体系整体计算分析

2024-08-30

结构体系整体计算分析（共10篇）

结构体系整体计算分析篇1

本文以某仿古大殿为工程背景, 对其结构进行了分析, 结合屋面荷载的工程处理方法和结构模型特点, 利用平面图, 立面图及其数据信息, 计算得出结构所受的横向荷载和竖向荷载大小, 为仿古建筑结构的整体稳定性分析提供力学参照。

中国古建筑大殿成百上千, 其结构类型却不出其三, 本文考虑某典型仿古大殿的结构特点, 研究结构机理, 由此探索出古建结构的科学性与仿古建筑的可行性。

结构特点

仿古大殿屋顶采用重檐庑殿顶的形式, 整个结构气势宏大, 庄重规整, 阶基的气派使大殿体现了雄伟的气势, 抬高一米多的台基显示出了大殿的英武气势。本座大殿内的台阶是先连接一个大宽台, 通过其两旁的台阶连接殿外。大殿由柱主要支撑的柱网, 柱作为地面及地下进行传力, 大殿的墙不受力的本座大殿, 并且应用了斗拱。进行斗拱处理是中国建筑独一无二的结构处理方法, 它的结构采用的原理是将柱子上伸出悬臂梁托出檐部分的重量。它的作用分两个方面:一个作用是成为衡量结构构件的基本参数, 第二个是进行传力。

大殿中梁的总数为三根, 采取了抬梁式的建筑方法。梁柱之间, 采用榫卯这种刚性-铰接的连接方式, 使得结构在承受拉压弯曲及扭转方面更为合理。这样尽量分散集中荷载的作用, 结构变形则介于铰链连接和刚性连接两方式之间, 使其留出空间来进行。

此大殿的几个立面几乎相同, 正立面面对着佛像。楼阁整体上呈锥形, 这是因为外围的叠柱逐层内收。叠柱的其中一种形式是插柱, 在斗拱相连的地方较薄弱。尽管在众多仿古建筑里, 斗拱内核的童柱相比于下部的檐柱仍细得多。因此各层的主要承力柱都不是外围的檐柱, 檐柱仅仅承载外檐的自重。此大殿每一层的平面形式都是对称的矩形, 布局简单但实用性高, 对称结构最大的一个特点就是刚度分布均匀, 在抗震方面起着良好的效果。整体建筑在台座之上, 其中的石质纹理与木质纹理相辅相成, 突出了美感, 在感官上坚固稳重。楼层采用的是中空构架, 大殿中部空核, 用以安放佛像, 与现代的筒状结构类似。

大殿结构下层的立柱到上层变为了檐柱, 这样的设计方法不仅使得建筑物的造型更加优美, 而且可以使建筑物的重心降低, 大大增强其稳定性。内圈通柱为主要的承力柱, 承担楼板及屋面的自重和移动荷载。大殿采用中空构架, 因为楼板刚度比较小, 因此建筑的侧移刚度绝大部分都需通柱提供。钢筋混凝土仿古建筑很好的适用于此种结构。

结构分析

恒活荷载

材料情况:混凝土:C30;纵向受力钢筋:HRB335级;箍筋:HPB235级钢筋。

恒载:楼板的恒荷载=结构的自身质量+装修荷载。除楼板自重外, 恒载仅加面层荷载, 在古建中, 我们采用1.5KN即可。不上人屋面恒荷载 (琉璃瓦) 的质量及事项:

瓦垄数=1m/[正当沟长度+灰缝宽 (0.01m) ]=1/ (0.144+0.01) =6.49, 每垄筒瓦块数=1m/筒瓦长=1/0.304=3.29, 每m2筒瓦数量=6.49×3.29=21.3521, 每m2筒瓦重量=21.3521×2.0=0.427 k N/m2, 设定:瓦垄数为a;瓦块数为b;筒瓦数量为c, 筒瓦重量为M, 公式:c=a×b。其余常规荷载方法参考规范即可。

楼板面积及材料尺寸

第一层总面积:41800*22460mm

梁:400*600mm矩形混凝土梁;

柱:直径550mm混凝土圆形柱;

墙:200mm厚混凝土墙;

楼板:100mm厚混凝土现浇楼板。

第二层总面积:36500*17160mm

梁:400*600mm矩形混凝土梁;

柱:直径500mm混凝土圆形柱;

墙:200mm厚混凝土墙;

楼板:100mm厚混凝土现浇楼板。

第三层总面积:36500*17160mm

梁:400*600mm矩形混凝土梁;

柱:直径500mm混凝土圆形柱;

墙:200mm厚混凝土墙;

楼板:100mm厚混凝土现浇楼板。

第四层总面积:17160*6600mm

梁:400*600mm矩形混凝土梁柱;

直径:450mm混凝土圆形柱;

墙:200mm厚混凝土墙;

楼板:100mm厚混凝土现浇楼板。

周期折减系数 (TC)

框架:砖填充墙多0.6~0.7, 砖填充墙少0.7~0.8;框剪:砖填充墙多0.7~0.8, 砖填充墙少0.8~0.9;剪力墙1.0。该大殿主体为现浇梁柱框架结构, 其间有少量砖填充墙, 因此周期折减系数取0.75。

风荷载设计值的计算:

垂直作用在建筑表面单位面积上的风荷载标准值。

式中, ω0——基本风压值 (k N/㎡)

µs____风载体型系数

µz——风压高度变化系数

βz——z高度处的风振系数

由《荷载规范》附录D.5.3查出50年重现期包头地区的基本风压值ω0=0.45k N/m2, 由《荷载规范》第7.3节查得风载体型变化系数µs=1.3, 风振系数β=z1.0 (H<30 m) , 可取2号轴线横向框架, 其负荷宽度为3.3m。

数据表格及参考规范

结语

由此综上, 对于恒活荷载不上人屋面恒荷载:每平方米筒瓦重量为0.427 k N/m2;对于竖向荷载法, 当处于极限状态, 我们可采取荷载的标准组合, 频遇组合或准永久值组合。三组皆可计算出荷载效应组合值设计值, 周期折减系数取0.75;离地高度分别为5m, 10m, 15m, 20m, 对应的风荷载标准值分别为0.585k N/m2, 0.585k N/m2, 0.667k N/m2, 0.731k N/m2。这些参数作为重檐庑殿式仿古建筑的力学参考, 可以为仿古大殿的设计和结构整体计算提供理论依据。

结构体系整体计算分析篇2

悦读记·第五回：把握文章结构思路题应对方略

结构和思路，两种说法，其致一也。理清了文章的思路，也就等于把握住了文章的结构。从近几年全国各地的高考试题看，把握文章结构思路题主要有两种命题形式。

1关注某一句段在全文结构上的作用

(1)套用“常识”，灵活分析

解答“分析某一句段在全文结构上的作用”这样的题目实际上是非常机械的，套用“基本常识”来阐述一般都不会错。如果是开头段，常常是为下文作铺垫，或引出下文，或总领下文；如果是中间段，常常是承上启下，或与上文某一内容相照应，或为下文某一内容作铺垫；如果是结尾段，常常是总结上文，或与上文某一内容相照应。当然，仅仅套用这些“基本常识”，讲一些名词术语是不够的，还应表述具体。比如承上启下，究竟承了上面的什么内容，启了下面的什么内容，一定要联系文章内容讲清楚，不能给人机械套用的感觉。

如2007年高考语文江苏卷第16题：

“男人虽然不再要镰费胳膊，毕竟还是五黄六月，头顶一团火球，身上汗不断。早晨起大早，白天累一天，晚上一碰枕头跌进梦乡，摇不醒叫不应。麦天的日子，累人的日子。”这些叙写从全文结构上看有什么作用?

选文是雷抒雁的《麦天》，全文共8段。题干中的文字位于文章的中间——第4段的开头。按照“基本常识”，解题时需考察其前后文。细读原文发现，与此题相关的文字有：

(第3段)女人去看娘，男人守在家里忙麦收前的杂事。开镰前最后一集是“忙农会”，各类夏收物资一应俱全挤满市场……树朋下，男人们三个一堆，五个一团，聚在一起聊天。无非是说，今年麦子长得厚，吃苦的日子到了，脸上却掩不住心里的喜悦。先前，从甘肃来的麦客，早早就往关申赶。一路上从西往东，跟着麦熟先后，次第割过来，叫赶麦场……

(第4段)男人虽然不再耍镰费胳膊，毕竟还是五黄六月，头顶一团火球，身上汗不断。早晨起大早，白天累一天，晚上一碰枕头跌进梦乡，摇不醒叫不应。麦天的日子；累人的日子。妻子心疼丈夫，这些天，得把饭食做可口。先是锅盔、面，只两顿，男人就说：吃不进去，有些汤水便好；女人另想法子，买些精肉，配上黄花木耳菠菜豆腐，做成酸酸辣辣的臊子；然后，使出看家的本领，把面和硬揉匀擀薄切细，如同俗话说的“薄如纸细如线，下到锅里莲花转”。……

(第5段)新麦入囤，满屋子都是麦香、馒头香、锅盔香。忙了一季的男，人，长剌剌躺在坑上，望着麦囤；嘴里哼着秦腔。想啥?啥都不想，忙活了一年，身子脑子都该歇歇了。偶一抬头，望见窗外，黑云蒙蒙，淅淅沥沥落下雨点来，睡意使水一般弥漫上来。

第4段画线部分的核心文字是“麦天的日子，累人的日子”，在意思上分别与第3段的“今年麦子长得厚，吃苦的日子到了”、第5段的“忙了一季的男人，长刺刺躺在坑上，望着麦囤，嘴里哼着秦腔。想啥?啥都不想，忙活了一年，身子脑子都该歇歇了”相照应。正是由于“麦天的日子，累人的日子”，第4段才会写“妻子心疼丈夫，这些天，得把饭食做可口”。总之，如果要分析文章中间段落的文字在结构上的作用，把上下文的相关文字都看一看是很有必要的。

参考答案：①强调麦天男人的劳累，为写女人心疼男人作铺垫；②与土文男人“吃苦的日子到了”相照应；③与下文“忙了一季的男人，长刺刺躺在坑上……”一节的描写相呼应。

(2)仔细读题，巧对“变式”

细心的同学会注意到，有时命题者并不单纯考“某一句段在全文结构上的作用”，而是考“某一句段在全文中的作用”。我们不妨视后者为前者的一种“变式”。

碰到这样的题目，同学们就应考虑全面。一般来说，它包括内容、表现形式、文章结构等诸多方面的作用。当然，并不是每一道题目都要从这三个方面去写，但一定要从多方面去考察，有一点就写一点，以防遗漏。如：

第3段申的画线句子在文中起什么作用?

选文是欧阳斌的《生命的暗示》，相关文字如下：

清凉的秋雨送走了一个燥热的苦夏，燥热的心总算静默下来了。在这秋虫唧唧的黑色的秋夜里，我骤然从昏睡中惊醒。远方的钟楼上，响起了悠长的钟声。又一列火车隆隆驰过——

这一切意味着什么呢?是生命的暗示吗?

我在想，秋虫因何要昼夜而鸣?是因为它强烈的生命意识么?是因为它深谙生命的短暂，而必须高密度地显示自己的存在么?是因为它那生命的全部价值，都隐含在着微弱却令人感泣的生命绝响里么?那么人呢?仅仅因为生命比秋虫千百倍的绵长，就可以以生理需求为由，将千百个最美丽最令人激动的黎明慷慨地遗弃么?

有时，我们会觉得生命是一种痛苦的煎熬……

题目问的是“作用”，但没有指明是哪一方面的作用，这就需要从内容、表现手法、结构等方面去考虑。标题是“生命的暗示”，全文讲的是“生命”，开头却写秋虫的鸣叫。第3段的画线部分通过一组设问，由秋虫的生命过渡到人的生命，显得很自然，所以，画线句子起到引领下文的作用。这是在文章结构上的作用。从表现手法上看，画线文字的用了排比，显得很有气势。

参考答案：①引领下文，由秋虫及人，引发对生命意识和价值的思考；②运用排比，增强语势。

2关注全文的写作思路或全文的结构特点

这类题目主要是考查同学们对文章的整体把握能力。解题时，一要“进得去”，把文章真正读懂；二要“出得来”，看文章有高度，不要拘泥于局部的细节，要从整体上去把握。

如2004年高考语文湖北卷第20题：

本文以怀表为线索，可以分为三个层次，请分析这样安排的作用和好处。

该题的着眼点虽然是分析文章结构安排的“作用和好处”，但前提是弄清楚文章结构的特点，因而，它实际上是一道梳理文章思路的考题，考查对文章的整体把握能力。命题人为了降低难度，作了两个提示：第一个是“以怀表为线索”，第二个是“分为三个层次”。按照这样的提示考察全文，可以看得清清楚楚：原文共9段，前4段写修怀表的经过，第5段通过写怀表的来历来凸现父亲的精神，最后4段写怀表蕴涵的精神给作者的启迪。从文章的整体看，写表是为了写人，写修表的经过是为了引出表的来历，写表的来历是为了引出父亲的精神，写父亲的精神是为了写自己对人生的感悟。文章由物及人，由人及精神，一层跟着一层，环环相扣，非常紧凑。

参考答案：①作用：第一层写修

表的经过，为下文介紹表的来历作铺垫；第二层写表的来历，凸现父亲的精神；第三层写表的传承，突出作者对父亲的精神的感悟。②好处：由表及人，层次分明；环环相扣，严密紧凑。

这道题目由于题干中的两个“提示”降低了很多难度，但大多数时候命题者并不作“提示”，而是要求同学们自己去分析、把握。不过，从各地出现的真题看，如果没有此类提示，那么选文肯定在某一方面有鲜明的特点。比如，在结构安排上，或层进式，或总分式；或以时间先后为序，或以空间转移为序，或以逻辑推理为序，或以感情发展为序。在材料组织上，或以某一事物为中心，逐层推进；或由此及彼，由表及里，卒章显志。

如2008年高考语文江西卷第17题：

指出文章的结构方式，并作简要分析。

结构体系整体计算分析篇3

中国银川设施园艺园位于宁夏回族自治区银川市贺兰县;会展中心位于整个园区主入口前广场的中心位置,是展览区的核心建筑,也是园区规模最大的单体建筑。会展中心是一个由多个独立展厅和建筑装饰构件组成的群体建筑,由1～5号共5个独立展馆、展馆之间通道上部由张拉膜组成,建筑面积2万平方米,展馆均为一层大空间,适当部位增设夹层做设备用房和管理用房。每个展馆的结构形式相同,为钢筋混凝土框架主体,屋盖体系采用了单向张弦桁架的结构形式。张弦桁架跨度48 m,每榀张弦桁架间间距12 m,框架柱顶标高13.30 m,张弦桁架矢高5.1m,其中桁架高1.3 m,撑杆高度3.8 m,1/f=9.41。

会展中心实景如图1。

2 结构体系

会展中心外观设计要求美观大方,内部布局除了要满足一般会展功能要求外,还要满足独特的农业产品的生产和展示要求。通过对网架、桁架及张弦桁架等结构体系的综合比较,最终选择了张弦桁架结构。图2为1号展厅屋面结构布置图。

张弦桁架结构是由拉索、撑杆和钢桁架组成的平面内受力体系。在充分发挥索的抗拉性能的同时,由于还具有抗压和抗弯能力的钢桁架,使得张弦结构体系的刚度和稳定性能大为增加,桁架与拉索构成的受力体系,不存在平面内整体失稳的可能性,其刚度可以得到充分的应用。而平面外容易失稳,需要合理布置屋盖纵向支撑,保证各榀桁架的空间协同工作,本工程张弦桁架平面外稳定主要通过以下两种措施解决。

措施一、上弦设置次桁架。本工程张弦桁架上弦是弧线形,具有一定的平面外稳定性,但是由于曲线矢高较小,曲线比较平缓,需要给予其平面外的支撑。本工程在张弦桁架端部和跨中部位分别设置了同高度的边桁架和次桁架。利用边桁架、次桁架与主桁架的刚性连接提高了张弦桁架平面外的稳定性。

措施二、设置稳定拉索。即通过一根拉索将每榀张弦桁架跨中下节点与端部结构联系起来,确保撑杆下节点不会在荷载作用下发生平面外位移,保证张弦桁架平面外稳定。

屋盖体系平面内刚度由D=30 mm钢拉杆的水平支撑提供。

屋盖桁架由钢筋混凝土柱支撑并通过销轴节点与对应混凝土柱相连,节点力学模型为固定铰支座。为了避免拉索张拉力传递给混凝土柱,将预应力分成两个阶段施加。第一个阶段,张弦桁架地面拼装,在地面施加30%的预应力。第二阶段,张弦桁架吊装就位至混凝土柱顶后施加至100%设计张拉力。第二阶段张拉前只将一端的支座与混凝土埋件焊接固定,另一端暂时不焊接,形成滑动铰支座。待第二阶段预应力施加完毕后再将焊接支座,从而达到释放张拉力的作用。

3 结构分析与设计

工程结构设计使用年限为50年,建筑结构的安全等级[1]为二级,地基基础计算等级为乙级。该地区抗震设防烈度[2]为8度,设计基本地震加速度值为0.2g,Ⅱ类场地土[3],设计地震分组为第二组。根据《建筑工程抗震设防分类标准》[4]第6.0.7条,每个展厅的设计容纳人数少于5 000人,为丙类建筑。本工程为大跨度框架结构,框架的抗震等级为一级。

采用PKPM系列软件PMSAP[5]对下部钢筋混凝土框架结构进行计算,同时采用Midas/Gen[6]软件进行整体分析及钢结构设计。

3.1 钢结构张弦屋盖设计要点

上部屋盖体系采用MIDAS有限元软件整体建模计算。以1号馆为例。

张弦桁架由上弦桁架、撑杆、拉索组成。上弦为倒三角形桁架,上面两根钢管截面为Φ219×10,下面一根钢管截面为Φ245×9,腹杆为Φ102×4,竖向撑杆为Φ180×6,主索型号为Φ5×151,稳定索型号为Φ5×37。

1)有限元建模

采用通用结构软件MIDAS建立张弦桁架及下部混凝土的整体模型。张弦桁架为自平衡体系,在整体分析模型中,张弦桁架一端与柱铰接,另一端采用弹性连接释放径向约束。

2)单元类型

钢结构杆件采用梁单元,撑杆采用桁架单元,拉索采用只受拉桁架单元,幕墙、屋面采用板单元。

3)荷载

自重程序自动考虑,屋面荷载和风荷载采用面荷载直接施加,预应力采用初拉力施加。地震作用相关参数:Ch2001:分组为1,烈度为8(0.20g),场地=Ⅱ,多遇地震,Tg=0.35 s,阻尼为0.035。基本风压为0.65 kN/m2。

4)荷载组合

荷载组合使用程序自动生成组合。考虑竖向荷载、水平地震、竖向地震以及温度、预应力等作用。注意,风吸作用下有可能导致预应力拉索不收敛。由于本工程风吸作用小于屋面自重作用,因此可将风吸与自重叠加之后再施加给计算模型,即可避免不收敛。

5)计算结果(以1号馆为例)

图3为屋盖结构计算的前4个振型。从结果看,结构第1振型和第2振型均为屋面局部振型,第3振型和第4振型为柱和屋面钢结构整体振型。

钢结构最大应力比0.66,结构承载力满足要求。

3.2 钢筋混凝土部分结构设计计算要点

目前在进行大空间结构设计时,根据陈岱林等提出的建立力学模型时用抗弯刚度相等的钢梁等代网架进行简化分析[7],近似考虑桁架的刚度进行整体分析。张弦桁架的简化是根据《预应力钢结构技术规程》[8]中5.9.3的等效原则等效为实腹变截面H型钢屋面梁,在刚度上尽量与原结构接近。

1)整体模型的简化计算

由于会展中心比较空旷,屋面采用压型钢板,楼面连接弱,所以进行结构分析时不能采用刚性楼板假定,为了能够真实的反应楼板平面内刚度,分析时把楼板定义为弹性膜。荷载组合使用程序自动生成组合。考虑竖向荷载、双向地震力以及风荷载等作用。

计算完成后,与采用midas软件建模计算的结果比较。表1为两种模型计算的周期比较。

通过对表1的分析可以看出,这种按照等效刚度将张弦桁架简化为钢梁的近似方法,计算出的结构周期比较接近,说明采用的等效刚度模型计算分析是可行的。

2)结构位移的计算

在结构整体性能控制方面,规范规定了控制指标,周期比、位移比和层间位移比等都是重要的控制指标。而在计算这些指标时,一般都应该采用强制刚性楼板假定。位移比是建立在刚性楼板假定前提下的控制参数。本工程屋面定义了弹性膜,输出的结果是不能反映真实情况的。对于这种结构形式,明显不符合刚性楼板假定的情况,控制位移比和周期比也不一定有意义,这种结构可以用层间位移角作为位移的判断标准[9]。位移计算时通过位移的“详细输出”计算位移角。位移角的计算结果如表2。

4 柱设计

柱是框架的竖向构件,地震时柱破坏和丧失承载力更容易引起结构倒塌。设计时主要采取以下措施保证框架柱的延性:

1)采用大剪跨比柱,避免短柱

柱的破坏形态与其剪跨比有关。剪跨比大于2的柱为长柱,其弯矩相对较大,一般容易实现延性压弯破坏,剪跨比不大于2但大于1.5的柱为短柱,由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多,在地震作用下往往是因剪坏而失效,其抗弯强度不能完全发挥。

2)限制轴压比

轴压比是柱子设计时一个非常重要的参数,规范控制轴压比的设计目的是要求钢筋混凝土框架柱截面达到具有较好延性功能的大偏心受压破坏状态。以防止小偏心受压状态的脆性破坏,实现大震不倒的设计目的。本工程柱的轴压比在0.3左右。

3)提高纵筋配筋率和配箍率

提高柱纵筋配筋率可以提高柱的承载力,降低轴压比;配置复合箍筋,提高配箍率,可有效改善延性,推迟屈服。对角柱配Φ12@100的复合箍筋全长加密。

5 结论

1)将屋面的张弦梁桁架按等效原则等效为实腹钢梁使计算大大简化,结构计算体系基本可以满足设计要求,在结构设计上是可行的。

2)对于层数不多,比较空旷的建筑,结构变形采用刚性楼板假定,结果分析可能失真,位移比控制已没有意义。用位移角控制结构的变形比较合理。

3)预应力索设计十分重要。施工技术设计中应规定监控的指标和参数。

参考文献

[1] GB/T 50105-2001,建筑结构可靠度设计统一标准[S]

[2] GB 50011-2001(2008版),建筑抗震设计规范[S]

[3] 建筑地基基础设计规范,(GB 50007-2002) [S]

[4] 建筑工程抗震设防分类标准,(GB 50223-2008) [S]

[5] 北京迈达斯公司MIDAS理论手册[M],2004

[6] 陈岱林,赵兵,刘民易.PKPM结构CAD软件问题解惑及工程应用实例解析[M].北京:中国建筑工业出版社

[7] 中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部STS钢结构CAD软件[M],2008

[8] 预应力钢结构技术规程,(CECS 212:2006) [S]

结构体系整体计算分析篇4

【摘要】目前中高职衔接渠道不畅通已成为阻碍当下职业教育发展的基本问题，其中中高职课程体系衔接存在的问题也逐渐凸显出来。基于此，本文通过对药学专业中高职课程体系衔接进行有效分析，设计整体改善措施，以期促进中职和高职药学教育的协调发展，为高素质技术技能人才的培养提供可靠的支撑。

【关键词】药学专业中高职衔接课程体系整体设计

【基金项目】湖南省教育科学“十二五”规划2013年度课题“药学专业中高职衔接的课程体系研究”（编号：XJK013CZY070），主持人：吕毅。

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）35-0240-02

在药学专业中高职衔接中，最为重要的就是课程体系的衔接。据国内外研究表明，成功的中高职衔接都是将课程体系作为衔接的核心和重点，只有将课程体系进行合理的衔接，才能够极大的促进中高职教育的发展。只有建立完善的中高职衔接课程体系，才能更好的对人才进行培养。

1.中高职衔接存在的问题

现今我国中高职衔接模式主要分为两种，分别为五年贯通模式以及“3+2”分段模式。五年贯通模式就是职校直接招收应届初中毕业生，对其进行系统教育。而“3+2”分段则是学生先进行3年中职教育，再接受2年高职教育。相较于“3+2”模式，五年贯通教育的学生可塑性更强，教学效果更好。但当下的两种衔接模式均存在问题。首先是培养层次衔接不规范。现在很多学校仅是教授学生职业技能，但并未对企业的需求进行分析，這种盲目的培养会使得某些方面人才饱和，而某些方面人才缺失。其次就是五年制贯通模式课程体系的整体设计不够完善。课程体系是中高职衔接的核心，其内容应该满足职业标准的要求。而当下的教学内容较为“古老”，根本与当下的实际情况相悖，往往学生就职时发现大多数的操作设备均不会使用。最后就是教学方法衔接存在问题。目前很多教师仍然使用传统的灌输式教学方法，这会使得学生学习枯燥乏味，从而降低学生的学习效果。

2.药学专业中高职衔接课程体系的整体设计策略

2.1设计培养目标，改善教学制度

随着我国医药事业的不断发展，药学专业逐渐积累了行业优势，形成独具特色的专业。如何有效的对该专业中职和高职课程进行有效衔接，让学生掌握更加适合职业岗位的技术技能，是当下发展的最主要问题。针对该问题，我们需要对中高职人才培养目标和制度进行优化设计。首先目标方面，要明确药学专业的主要培养目标，该目标就是培养掌握必需够用的药学相关理论知识和实践操作技能，能从事药学服务、药品生产、药品质量管理及药品营销等岗位工作的技术技能人才。因此，学校需要对企业当下对人才的需求进行调查分析，制定符合企业需求、适应行业发展的教学内容和计划，来提高学生的综合素质。其次制度方面，传统的中高职模式制度还存在着缺陷，我们要以其为基础，对其进行改进。可以通过校企联合办学的方式进行学制的改革，将学制设计成为“2+1+1+1”，也就是先进行两年的基础知识与专业基础知识学习，然后让学生去企业进行初级实习，实习半年后再回校进行深入的专业核心知识学习，最后再进入企业顶岗实习。这样就能够让学生的理论知识和实践技能充分的融合，进而形成无缝衔接[1]。

2.2设计专项能力培养，完善综合课程体系

如何将中高职的课程进行合理有效的衔接，从而进行教学是衔接的重点之一。教师在教学中不仅需要避免简单叠加课程，还要对教学的对象、工作任务以及职业能力进行分析。以药学专业为例，教师可以将课程进行层次模块划分，如基础能力模块、专业能力模块以及职业核心模块。通过与企业合作编写校本教材，共同构建完善的课程教学体系。教学过程可分为三个部分。首先在学习初期让学生对基础知识和专业理论知识有一定认知。当学生职业能力逐渐增加后，对其进行职业素养教学和技术技能教学，让学生了解职业性质以及相关设备和技术应用知识。最后通过实践教学来对学生的实践能力进行培养。只有通过这三个阶段，才能让学生接受完善的职业化教育和训练，从而培养更好的职业素养[2]。

2.3课程内容设计

在中高职课程体系衔接过程中，课程内容衔接是极为重要的因素。因此必须要明确课程定位。例如药学专业的专业核心课程《药物分析技术》，中职的课程定位是面向车间分析岗位，侧重点在于原料方面。高职则是面向车间分析组以及QC、QA现场岗位，侧重点在成品的化学分析操作上。高校则是完全面向QC、QA现场岗位，侧重点在成品质量标注修订方面[3]。根据中职与高职对课程定位的不同，对课程内容进行项目化分析，重组课程内容，使中职与高职相同课程的内容实现有效衔接，内容逐层递进，避免重复，以达到教学目的。通过实现课程内容的有效衔接，以促进课程体系的衔接。

综上所述，当下我国中高职课程体系衔接还存在很多问题。必须要借鉴先进经验，对问题进行合理分析，制定解决策略。只有这样才能使中高职课程体系衔接更加完善，从而提高中高职教学质量和效率，打通职业教育进升的立交桥。

参考文献：

[1]潘伟男，邓水秀，吕毅，张燕琴等.药学专业中高职衔接的职业能力标准体系研究[J].职业教育研究，2015（5）：49-51

[2]张一帆，胡冬梅.药剂专业中高职衔接课程体系的整体设计[J].教育教学论坛，2015（47）：216-217

[3]严一章，熊其兴.中高职课程体系衔接的现状及优化策略研究[J].河北软件职业技术学院学报，2015，17（4）：41-44

作者简介：

计算机网络安全体系结构分析篇5

运行系统安全, 即保证信息处理和传输系统的安全。它侧重于保证系统正常运行, 避免因为系统的崩溃和损坏而对系统存贮、处理和传输的信息造成破坏和损失, 避免由于电磁泄漏, 产生信息泄露, 干扰他人, 或受他人干扰。网上系统信息的安全。包括用户口令鉴别, 用户存取权限控制, 数据存取权限、方式控制, 安全审计, 安全问题跟踪, 计算机病毒防治, 数据加密等。网上信息传播安全, 即信息传播后果的安全, 包括信息过滤等。它侧重于防止和控制非法、有害的信息进行传播的后果, 避免公用网络上大量自由传输的信息失控。网上信息内容的安全。它侧重于保护信息的保密性、真实性和完整性, 避免攻击者利用系统的安全漏洞进行窃听、冒充、诈骗等有损于合法用户的行为。本质上是保护用户的利益和稳私。

2 网络安全应具有的特征

计算机网络安全特征主要表现在系统的保密性、真实性、完整性、可靠性、可用性、不可抵赖性、可控性等方面。保密性:是指网络信息不被泄露给非授权的用户、实体或过程。即信息只为授权用户使用。保密性是在可靠性和可用性基础之上, 保障网络信息安全的重要手段。真实性:是指用户的身份是真实的, 防IE伪装和欺骗等行为的发生。完整性:是指网络信息未经授权不能进行改变的特性;即网络信息在存储或传输过程中不被偶然或蓄意地添加、删除、修改、伪造、乱序、重放等破坏和丢失的特性。可靠性:是指系统能够在规定条件和规定的时间内完成规定功能的特性。可靠性是网络系统安全的最基本要求之一, 是所有网络信息系统的建设和运行的基本目标。可用性:是指网络信息可被授权实体访问并按需求使用的特性;即网络信息服务在需要时, 允许授权用户或实体使用的特性。不可抵赖性:也称作不可否认性, 在网络系统的信息交互过程中, 确信参与者的真实同—性;即所有参与者都不能在通信过程完成后否认或抵赖曾经完成的操作和承诺。数字签名技术是解决不可否认性的手段之一。可控性:是指对网络信息的传播及内容具有控制能力的特性, 不允许不良内容通过公共网络进行传输。

3 网络信息安全体系结构

由于计算机网络的开放性、互联性、广义的多样性和终端分布不均匀性, 致使网络信息系统易受黑客和病毒等不轨行为攻击。所以, 设置网络信息安全和保密是十分重要的问题。但对整个网络系统来说, 拥有基本的安全措施还不够, 还应该有一个完整的网络信息安全体系结构来保证, 才能使系统满足开放环境下的网络信息安全可靠地运行。

3.1 网络信息安全体系结构框架

通常情况下, 网络安全的层次结构主要考虑安全控制、安全服务和协调层等内容。在网络信息系统中, 通常是指对信息实体对象、平台、用户、接口模块互联设备以及存储和传输的信息操作或进程进行控制和管理。系统安全控制单元层次包含的内容如下:

物理安全性。物理安全性指在物理实体 (设备、环境、介质) 层次上对存储和传输的网络信息的安全保护。

网络安全性。网络安全下体现在网络环境下, 能够提供各种安全访问控制、安全连接、安全传输信息的功能。

系统安全性。系统安全性指网络系统能够抵御病毒及黑客等不法行为对网络的攻击。

协议层次。网络信息安全体系结构中对应开放互连模型中的协议层次, 除了会话层外, 其余各层都有安全属性功能, 主要是加密与鉴别认证功能最突出。

3.2 网络信息安全机制

网络信息安全机制定义了实现网络信息安全服务的技术措施, 包括使用的可能方法, 主要就是利用密码算法对重要而敏感的数据进行处理。安全机制是安全服务乃至整个网络信息安全系统的核心和关键。

3.2.1 安全服务方案

ISO对信息系统安全体系结构制定了开放系统互连 (OSI) 基本参考模型 (ISO7498) 。模型提供了以下五种基本的安全服务方案。

1) 鉴别 (Authe ntication) , 包括对等实体鉴别和数据源鉴别, 它提供了通信对等实体和数据源的验证。2) 访问控制 (Access Control) , 为防止非授权使用系统资源提供保护。3) 抗否认否认 (Non–re pudiation) , 一是带有源证据的抗否认服务, 二是带有交付证据的抗否认服务。4) 数据加密 (Data Confidentiality) , 主要三位了保护系统之间数据交换的安全性。5) 数据完整性 (Dataintegrity) , 防止非法用户对正常交换数据的破坏和防止交换过程数据丢失。

3.2.2 安全机制

为了实施五种可选的安全服务功能, ISO又提出了以下安全机制, 这几类安全机制可作为网络信息安全基本机制来操作。

1) 加密机制 (Encryption m e chanis m s) 。加密是提供数据保密的基本方法, 用加密方法和认证机制相结合, 可提供数据的保密性和完整性。2) 数字签名机制 (Digitalsignature mechanisms) 。数字签名是解决信息安全特殊问题的一种方法, 适用于通信双方发生以下情况的安全验证:一是伪造;二是假冒;三是篡改;四是否认;3) 访问控制机制 (Access controlmechanisms) 。访问控制是处理主体对客体访问定权限设置的合法性问题, 一个主体只能访问经过授权使用的给定客体。4) 数据完整性机制 (Data integritymechanisms) 。数据完整性主要是解决数据单元的完整性和数据单元序列的完整性。5) 鉴别交换机制 (Authentication mechanisms) 。鉴别交换是在通信过程中, 以双方互换约定信息方式确认客体身份机制。常用方式有:口令鉴别确认、数据加密确认、通信中的“握手”协议, 数字签名等。6) 通信业务填充机制 (Traffic padding mechanisms) 。该机制的目的是对抗非法攻击者在传输信道上监听信息以及非法进行流量和流向分析。7) 路由控制机制 (Routing controlmechanisms) 。在复杂的网络环境中, 路由控制机制在于引导信息发送者选择代价小且安全的特殊路径, 保证数据能从源节点出发, 经选择路由, 安全到达目标节点。8) 公证机制 (Notarization mechanisms) 公证机制在于解决通信的矛盾双方因事故和信用危机导致责任问题的公证仲裁, 公证机制要设立公证机构, 他是各方都信任的实体。

为了支持系统要求和不同的安全级别, ISO7498-2中还提出了可信功能、安全标记、事件控制、安全审计跟踪和安全会服务五种安全机制。

摘要：随着计算机网络技术和信息处理技术的迅速发展, 网络应用范围的扩大, 反过来又给网络带来了更多风险, 计算机网络面临越来越多的安全威胁, 网络与信息系统的安全与保密问题显得越来越重要, 为了构造起行之有效的信息系统安全的防卫体系, 下面对计算机网络安全体系的结构做一简单分析。

关键词：计算机网络,安全体系,结构分析

参考文献

[1]石志国等.计算机网络安全教程.清华大学出版社, 2007.

[2]张基温.信息安全实验与实践教程.电子工业出版社, 2005.

计算机体系结构软件模拟技术分析篇6

1 目前我国计算机体系结构软件模拟技术应用中所出现的问题

1.1 软件模拟技术在开发上难度相对比较大

由于计算机体系结构是一个内容极为复杂的工程, 如果将当前的计算机里的所有晶体管与电路全部通过模拟技术来完成, 那显然是不科学、不现实的, 所以, 只能针对局部采取相对的结构简化方法, 并在其中按照一定的层次来进行分配, 从而最大程度简化了计算机体系机构。但是, 在同等的状态下, 计算机的体系结构虽然被简化, 还是比较复杂的。所以相关的编程人员为了能够有效解决这个难题, 可以使用C语言当中的功能语言来开发相关的模拟软件, 但是由于这种方式下所开发下来的模拟软件与其他方式所开发的模拟软件相比, 有着不可替代的优势, 例如在使用的过程当中, 出现错误的情况较少, 还能在很大程度上减少能源资源以及开发时间的消耗问题, 由于软件模拟技术通常上都是在原本的模拟器的基础上来进行开发与研究的, 很多都没有真正遵守步骤来进行开发[1]。

1.2 当前我国在对软件模拟技术当中的模拟器的实际运行效果还有待提升

当前, 把计算机体系结构软件模拟器的开发主要分为以下几种:目标体系的构建;模拟器结构的设计方案;真正实现模拟器的使用。以上这几种阶段当中的目标体系的构建都是针对于相关迷你软件的研发, 也是在开发的过程当中, 必不可少的一个环节。但是, 这个软件真正的运行结果却是不尽人意的。而上文中第二阶段的缺陷问题主要是发生在它的细节上, 虽然在这个过程当中, 都能够明确理解计算机的整体结构目标, 但是很容易在一些小细节上出现严重的问题。综上所述, 从软件模拟技术的开发与运行的结果上来看, 一定要注重一些细节问题, 这样才能最大程度减少整个模拟器在运行过程当中所出现的问题[2]。

1.3 软件模拟技术所开发的模拟器在运行时间上存在的问题分析

在计算机体系结构软件模拟技术的使用过程当中, 开发者应对模拟的运行状态进行实时监控, 并且要对模拟器运行后的结果进行及时的总结与分析。然而在模拟器运行的过程当中, 需要针对于时钟周期的状态下, 这样也就表明, 在对模拟器运行状态的把握上, 会出现一定的问题。关于模拟器在设计与运行的时间, 要对其进行动态指令运行相关的内容进行再次设计, 以寄存器的状态为主要出入手点[3]。

计算机体系结构软件模拟技术在应用的过程当中, 由于数据信息的数量比较庞大, 所以在处理的过程当中, 耗费的时间就较多, 这样在很大程度上影响了模拟器的速度。可以以SMARTS软件模拟器为例, 它在正常运行的状态下, 正常的运行速度大约为11MIPS, 但是如果在处理一些相关的数据信息时, 速度就会下降, 大约为6MIPSU。此外, 模拟器在运行的过程当中, 一定会受到很多参数的设置问题的影响, 那么参数设置的好与坏, 也在很大程度上影响整体的系统性能。从这一问题来看, 有效使参数设置与系统的整体性始终处于一致的状态, 这样才能最大限度避免对整个系统的影响[4]。

2 提升计算机体系结构软件模拟技术的有效方法分析

2.1 按照不同的运行状态减少相应模拟器的运行参数

要想有效提升计算机运行速度, 就一定要针对于不同计算机在运行过程当中, 所具有的一些代表性的测试参数, 适当对相应的模拟器进行程序的调节, 合理有效地减少模拟器运行当中的参数, 以此最大程度提高模拟器的运行效果, 这样也能很好节约一些程序设计所占用的时间, 更可以进行一些模拟器参数的选取, 合理有效地将这些参数设计在模拟器的当中, 并执行出最终的运行结果, 而如果参数可以在相对应的模拟器当中找寻到, 那么就可以保留此参数, 反过来, 如果在相应的模拟器当中找寻不到, 那么就需要删除此参数。还可以通过减少运行参数的方式, 这样不仅能够很好提升了整体的运行速度, 还能最大程度减少在测试过程当中所出现的误差情况, 使错误率降到最低的程度。

2.2 减少模拟器运行过程当中指令的数量

计算机作为当今社会信息传播最重要的途径之一, 在运行的过程当中, 因需要消耗很多的数据, 所以, 编程者想对计算机运行过程进行全面性的模拟, 那么就一定需要在这些程序当中加入很多的运行指令, 以此来满足相关的运行要求, 而这些运行指令也正是在运行当中所耗费大量时间的关键地方。为了能够有效处理这一情况, 在选取指令时, 首先要了解各个指令之间的差异性, 并充分了解其效果, 然后在保证不影响大体的情况下, 来进行筛选。当前, 在主要指令的选择上主要有以下两种方式:直接筛选确定指令;通过相关统计学的方式来筛选确定指令。

3 结语

随着我国信息的传播量大大提升, 对于计算机体系结构的要求也在逐渐增多, 并对我国网络技术的未来发展与进步的要求也逐渐变得更加严格, 尤其是对于计算机功能的要求, 更是前所未有的严格, 这也就意味着, 只有最大限度提高我国计算机的功能, 才能满足当代社会对其的严格要求, 而软件模拟技术的应用很大程度推动了我国计算机的发展进程。

摘要：随着我国社会经济不断的发展以及科学信息技术的逐渐提升, 这在很大程度上提高了对我国信息化的要求, 在这个背景下, 结构软件模拟技术应运而生, 软件模拟技术就是为了能够很好地使用与推广计算机体系上的结构, 这样不仅能改善计算机整个运行的状态, 还能最大限度提升计算机的运行功能, 相比传统的计算机技术, 软件模拟技术能节省掉很多开发计算机软件所用的成本、时间。

关键词：计算机,体系结构,软件模式,技术应用

参考文献

[1]喻之斌, 金海, 邹南海.计算机体系结构软件模拟技术[J].软件学报, 2008 (4) :1051-1068.

[2]陈虹.浅谈计算机体系结构软件模拟技术[J].电脑知识与技术, 2013 (8) :1952-1953.

[3]吴明珠.计算机体系结构软件模拟技术[J].计算机光盘软件与应用, 2013 (7) :248-249.

浅谈高层钢结构体系的计算及分析篇7

钢框架结构与混凝土框架结构相比, 有很多不同之处。一方面钢材比混凝土材质更为均匀、各方向的力学性能几乎一样, 这些有利于结构的分析计算;另一方面, 钢材强度较高, 在相同承载力下钢构件的截面可以减小很多。这是钢结构的一个优点, 但同时也产生一些问题:构件截面的抗弯刚度EI、抗扭刚度GIt、抗翘曲刚度EIw均小于混凝土构件的各个刚度值。刚度小就意味着抗变形的能力比较差, 容易产生较大的变形。[1,2,3,4,5]

1 荷载效应的计算

我国《钢结构设计规范》对框架结构的内力计算作规定, 但公式只限于弹性分析, 而且一般采用一阶弹性分析。由于钢框架结构P-Δ 效应较大, 采用一阶弹性分析显得保守, 这时宜采用二阶分析。国内外学者对钢框架结构二阶效应进行了研究, 比较成熟的分析方法有两种:塑性区法和塑性铰法。这两种方法都对材料进入塑性阶段给出了研究结果。但由于计算工作量大, 难于在实际结构设计中推广。

本文按照我国钢结构设计规范 ( GB50017-2014) 中的设计方法, 通过PKPM软件, 对常用的钢结构体系进行分析, 从而找出结构性能比最好的结构体系。[1,2]

2 PKPM计算分析

2.1 结构模型

现以昆明某小区12 层钢结构住宅为背景, 建筑方案为: ( 高层) 地下1 层, 地上12 层, 出屋面楼梯、电梯间1层;层高为地下3.6m, 地上12 层每层均为2.9m, 出屋面4.1m;室内外高差:0.45m;地上结构总高度:0.45+2.9×12=35.25m;结构方案为:楼板采用现浇混凝土平板, 预应力槽形叠合板, 楼面预留70mm建筑做法, 轻骨料混凝土填充;主体结构材料为钢材:Q235;混凝土强度等级:钢管混凝土柱C40, 其他C30;钢筋:HPB300 级、HRB400 级。基础采用钢筋混凝土桩基础; 填充墙采用200mm厚加气混凝土砌块。抗震设防烈度分别考虑7 度和8 度, 设计基本加速度值为0.10g和0.20g, 设计地震分组为第二组, 场地土特征周期值选取0.40s。

结构类型分别考虑钢框架-支撑结构和钢框架-混凝土筒体结构两种, 结构平面布置如图1 和图2 所示, 其三维模型如图3 和图4 所示。柱子采用方钢管柱和钢管混凝土柱两种类型。

2.2 计算结果比较

通过PKPM计算, 将两种结构计算结果进行比较, 期中用钢量对比如表1所示, 层间位移角对比如表2所示, 应力比对比如表3所示。

通过以上分析可以看出, 无论是7度设防区还是8度设防区, 采用钢管混凝土柱的结构用钢量少, 在水平荷载作用下的层间侧移也比较小。说明钢管混凝土柱的使用效果更好, 在高层钢结构中表现更好。此外, 从应力比对比结果来看, 钢框架-混凝土筒体结构各类构件的应力比比较高, 说明构件的承载力更能够充分发挥。

3 结论

本文对高层钢结构常用的结构体系进行了分析与对比。从分析结果可以得出以下结论:

3.1 用钢量

无论是钢框架-支撑结构还是钢框架-混凝土筒体结构, 采用钢管混凝土柱的用钢量都比较小。 7 度时两种结构的用钢量比为1:0.96, 8 度时两种结构的用钢量比为1:0.92, 两种结构的用钢量相当。若是考虑经济性, 在结构中采用钢管混凝土柱可以大大降低成本。

3.2 抗侧移性能

7 度、8 度时, 两种结构类型都可以满足水平侧移要求, 钢框架-混凝土筒体结构更优。两者的侧移不仅满足了规范规定的限值, 而且满足了住宅精装修的要求。

3.3 安全性能

钢框架-支撑结构和钢框架-混凝土筒体结构都能满足安全性能的要求, 两种结构的构件应力比都比较大, 构件的承载力能够充分发挥。

综上所述: 钢管混凝土柱的受力性能要强于方钢管柱, 在8 度区, 用钢梁比后者少了8%左右, 优势相当的明显。对于钢框架-混凝土筒体结构, 在两个方向上筒体都属于强支撑体系, 所以安全性能全面高于其他结构类型。

摘要：由于钢结构住宅具有较高的科技含量, 建筑安装造价也相应高于其它类住宅。但结合考虑住房率、土地使用效率等因素, 钢结构住宅属值得推广的新型住宅结构体系。本文通过对目前高层钢结构住宅采用何种结构体系进行了有益的研究和探索, 在计算过程中考虑地震荷载和风荷载, 研究成果对于推动钢结构住宅的发展和完善具有一定的指导意义和参考价值。

关键词：高层钢结构住宅,结构计算及分析,地震荷载,风荷载

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.GB50017-2014, 钢结构设计规范[S].北京:中国计划出版社.

[2]郑添, 王恒华.多高层钢结构住宅结构体系的优选研究[D].东南大学硕士学位论文, 2005.

[3]陈骥.钢结构稳定理论与设计[M].北京:科学出版社, 2003.

[4]崔钦淑, 欧新新.PKPM系列程序在土木工程中的应用[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[5]李星荣, 张守斌.PKPM结构系列软件应用与设计实例[M].北京:机械工业出版社, 2007.

结构体系整体计算分析篇8

现在,学校内的网络已经具有较强的专业性。同时,我国的很多高等院校,除了采用校园网之外,还会设置专门的视频监控网络、一卡专网等多种不同的网络。这样,多种不同的软件和硬件系统就能够对网络资源进行综合利用;多种不同类型网络的服务器和资源相互交叉,造成了网络上所存储资源的利用率较低,导致了前期基本建设费用与后期维护管理费用成本的不断攀升;同时,网络机房的能耗与空间也难以满足低碳时代人们对节能减排的基本要求。

在这种情况下,如果能够构建基于云架构的统一网络基础设施,就能够通过对各种虚拟化技术的广泛应用,在网络环境下形成统一的计算资源池、网络资源池、安全资源池以及存储资源池等,这样,就能够根据学校的相关业务或者用户需要情况进行系统的分配,从而实现在相同的校园网络内广泛提供科研、教学、服务、管理等类型不同的应用与业务。此外,云计算作为网络环境中的新技术,使得信息化条件下的院校网络具有明显的优势。正是考虑到此,文中重点对基于云计算的高等院校校园网的体系设计与实现技术进行具体探讨。

2 云计算中的关键技术

在云计算环境中,各种类型的商业模式主要由产品的生态形式所决定,而产品则是由技术所决定。所以,商业模式难以脱离技术约束。而由技术所带来的信息对称,则能够对个体行为的非理性进行控制,也就容易导致经济运行模式具有破坏性的重建。而这种变革会推动我国逐渐成为云计算时代全球商业模式的主导者。在云计算环境下,对商业模式构成决定性作用的因素主要为相关云计算中的核心技术与关键技术。

而结合云计算理念的基本功能,可以将云计算体系中的关键技术概括为:(1)云计算操作系统,这是整个云计算体系中的关键与核心,在具体的云计算中起到了对大型数据中心、跨数据中心硬件资源进行调度、管理的枢纽性作用,能够对云计算环节中的安全和效率起到关键的作用;(2)云校园网。作为一种网络应用模式,已经成为按需分配、按需使用信息化服务的使用与交付模式。不仅如此,由于云校园网还是一个系统化的应用平台,能够为整个学校的教学科研业务、教学过程中的计算机网络基础设施与公共服务等提供支撑。(3)对云校园网的可信特征分析。从整个学校的业务管理部门与学校领导的角度来看,主要为基于IT而开展的低风险业务;从管理员的角度来看,主要为整个IT系统能够管控和追溯;从国家政策与法规的角度来看,主要为其信息安全能够符合国家与相关行业的政策要求。从广大用户的角度来看,则更加侧重于信息服务的高度可依赖性。对于传统的校园网络而言,在发生网络病毒入侵的情况下,容易导致整个网络的瘫痪,给广大用户造成严重的影响。不过,由于云校园网中主要采用基于权限管理的策略,所以,就应该在使用的过程中对其权限管理策略进行优化,从而能够为网络用户带来较强的安全性。

3 云计算环境下的院校网络体系结构设计

现在,我国高等院校的校园网络中的数据,主要通过公共互联网、虚拟专网以及自行建网等方式来实现。下面简单分析这几种网络体系的结构。

3.1 自行建网

对于网络的安全性要求比较高的院校,都会选择自行建网的方式来组建自己的网络环境。这种网络的最大特点,就是能够根据自己的需求来建设网络,并实现网络运行的自行维护。不过,对于那些生产环境比较恶劣、分布比较分散的高校来说,要自行构建自己的校园网络,其难度一般都比较大。

3.2 公共互联网

这里,公共互联网就是Internet,其应用已经非常广泛,且使用成本也比较低,但整个应用的安全性较差。现在,很多公司都能够为用户提供丰富的网络接入与认证方式,能够根据校园网的不同场景来选择不同的接入与认证方式。这里,在高校的学生宿舍与家属区,可以采用PPo E的接入与认证方式,此类认证方式的安全性比较高,也符合此类用户的使用习惯。相应的,对于校园网中的公开接入场景,可以采用IPo E免认证的内网资源访问方式。对于无线环境中的网络接入,通常采用Web认证方式,能够较好地保证无线智能终端的兼容性。

3.3 虚拟专用网

采用虚拟化技术,能够将网络上的逻辑资源进行隐藏处理,使用户不需要对其中的细节信息进行了解,这样,用户就能够虚拟的网络环境,实现真实网络环境中的全部或者部分功能。比如,利用PEF能够提供基于用户身份的安全认证,提高系统控制与系统流量的综合管理能力。此外,Aruba公司的RAP技术,主要是为了实现校园网络的远程数据传输而设计,不会造成客户端的管理费用与其他开销的增加。这样,就使得该技术逐渐成为网络远程维护人员、远程站点与业务连续性应用的代表,在Aruba中所采用的执行策略,能够通过防火墙为校园网络的完整与安全提供保护。

4 院校网络体系结构的方案与实施

4.1 网络出口设计

在我国教育领域内,其网络的应用能力与资源的利用率都在不断提升,就使得针对城市信息化系统服务平台进行部署成为该领域发展的趋势。在实施过程中,可以在原有的基本建设基础上,进一步建设能够覆盖整个城市范围、基于云计算的教育信息化服务系统或者平台,可以通过专业的技术人员对其进行维护、管理的基础上,为网络用户提供全面的计算、应用软件、数据存储、信息服务等多种不同的信息资源和标准化服务。对于每个学校来说,需要对信息平台中的基础教学资源进行不断的补充和丰富,同时,该信息化服务平台还应该将本区域中的优质教育资源进行优化与整合,且能够为区域中的所有用户终端提供共享服务。此外,在高校的信息化服务平台中,还应该根据不断变化的实际需要,建设全新的、能够面向服务的大型数据服务中心,并进而为本区域中的所有网络终端提供服务。各种类型的网络用户终端,只要通过网络访问,就能在教育信息化服务平台中找到感兴趣的教育资源与信息服务。

4.2 基于VPN的应用

现在,WALLSSL VPN中所提供的Web界面,为用户提供了更加简化的远程访问与策略管理,同时,还能够在管理过程中,为用户提供全方位的上下文相关的帮助信息,不仅能够为终端用户的使用提供方便,还能够有效减少IT部门的技术支持。此外,还能够实现在所有防火墙中的无缝集成,且并不需要在其中安装专用的VPN客户端,能够有效降低相关技术人员对其进行安装部署与日常维护中的工作量。还能够为基础的网络用户访问校园网中的各种服务和应用程序等资源提供支持,使得用户的访问范围大幅扩大。比如,通过在校园网中部署千兆级别的高端SSL VPN,并将其具体部署在相关系统的核心交换机上,从而面向整个互联网以更加安全的方式发布图书资源、办公自动化平台以及学术资料数据库等资源。这样,身处外地的学校师生,也能够通过互联网线路直接接入到SSL VPN中,从而对SSL VPN中所发布的信息资源进行实时访问。针对学校中原有部署的Radius服务器、人事数据库服务器,为了能够从根本层面确保终端用户帐号的使用规范与统一管理,从而有效避免需要对多个不同帐号、密码进行记忆的麻烦,可以在搭建SSL VPN平台的过程中,采用相关数据库联动的技术方式,对终端用户的认证模式进行设置。在系统的认证安全性上,还可以采用图形校验码、密码中包含数字与字母的方式来提高系统的安全。为了确保服务器接入过程中的高度安全,可以采用相应的客户终端安全检查策略,要求用户的操作系统满足一定的版本,能够有效避免主机操作系统中漏洞给校内资源的安全性所导致的风险。

5 测试分析结果

在测试过程中,所采用主的是报文延迟方式,就是在两个不同的主机之间进行相应报文的延迟测试过程。

网络拓扑主要采用测试主机分别位于不同网段的方式;测试工具主要为Ping命令和net测试工具。

测试方式就是对两个主机之间的平均报文延长时间进行统计。下面的表1中,对测试结果进行了汇总。

从上面的测试结果能够发现,两台主机之间的平均报文延时会随着网络中的负载加重而增长,且能够达到部署网络安全体系所需要的相关指标。

6 结论

在本该文中,对云计算领域中的关键技术进行了简单说明,并对基于云计算环境的院校网络结构进行了设计与分析。在对文中相关研究内容分析的基础上,可以看出云计算技术具有较大的网络运算优势,且由于其技术应用的不断成熟,肯定能够在我国高等院校的网络资源建设与扩容改建中发挥日渐重要的作用。

参考文献

[1]胡迟.企业信息化建设中的策略选择[J].中国科技投资,2009,10(2):21-23.

[2]贾培培.Saa S变革中小企业信息化管理模式[J].企业管理,2008,14(6):97-98.

[3]方华.云计算在医疗中的应用[J].中国医疗器械信息,2008,18(8):63-64.

结构体系整体计算分析篇9

[关键词] 计算机管理系统关键技术结构体系

计算机管理系统主要应用于各类计算机商务领域和计算机实验室（包括网吧），实现计算机管理的信息化和网络化，为此系统的开发必须遵循安全可靠、稳定、维护性好等原则，以便于系统既能满足目前的需要，又能适应将来扩展的需要。

一、系统设计关键技术分析

为了使系统能很好地满足计算机实验室管理的需要，根据调查和分析，系统的设计和研发必须考虑以下关键问题。

1.安全性

计算机实验室管理系统不同于一般的管理系统，它是集信息管理、网络控制和财务管理于一体的综合性管理系统，其中安全性要求最高的还是财务管理方面。为了提高实验室的利用效率，为使用者提供优质学习平台，各个计算机实验室都会在业余时间对外开放，所以在设计机房管理系统时，我们把安全性作为首要考虑因素。

系统的安全性包括系统本身的安全和数据的安全。系统必须既能够防止恶意的攻击，又能防止因误操作引起的数据错误。系统安全主要包括以下几个方面：

(1)如何防止使用者绕过客户端的登录界面。因为使用者一旦绕过登录界面，就会造成管理失控现象的发生，这样就不能有效地对使用者进行正常的控制和管理，整个系统形同虚设。

(2)如何防止使用者正常登录以后拔掉网线。若登录后再拔掉网线，则客户端和服务器的信息交流就会中断，管理人员同样不能对使用者进行管理，造成和绕过登录界面同样的后果。

(3)如何防止对系统的恶意攻击。如果服务器在实验过程中遭到恶意攻击，造成服务器数据的丢失或系统的瘫痪，就会给实验带来灾难性后果，直接影响到正常的实验课上课工作，造成教学事故。

(4)网络传输中数据的安全。由于对计算机和使用者的管理都是通过网络来进行的，所以网络中数据传输的安全就显得非常重要。一旦网络中的数据被截或被修改，则整个系统的功能就会紊乱，严重的会造成系统的瘫痪，带来的后果不可预测。

(5)数据库的安全。数据库中记录着整个系统正常运行时的所有数据，包括使用者的收费信息、上机记录、机房中每台计算机的信息、使用者和管理员的信息等。这些信息都是系统正常运行的保证。因此必须要保证这些信息的绝对安全。

2.系统速度

系統速度主要包括使用者登录的速度、控制消息传输的速度、使用者用机的上网速度以及服务器对各种消息的响应速度。系统速度的快慢对系统的性能有很大的影响。如果使用了计算机实验室管理系统后，造成使用者上机速度缓慢或控制信息响应很慢，则系统就失去了它的实用意义。

3.网络延时

计算机实验室管理系统中管理人员对机房的管理是通过远程控制来实现的。远程控制就是将被控制对象与控制器在地理位置上进行分离，采用一定的通信手段，来实现控制信息和反馈信息的传输。计算机实验室管理系统是基于Internet的远程控制系统，而Internet的设计初衷是为了满足资源共享，注重信息传递的准确性和传送的信息量，而非信息传递的实时性，因此不能保证远程控制系统中运动信息的实时传递。实验表明，在信息传递的过程中将产生较大的延时和一定的延时不确定性。这种情况很容易造成控制信息和数据的丢失，对网络安全和系统速度都有很大的影响，并严重影响基于Internet远程控制的性能。因此网络延时也是系统设计时不能忽略的一个重要因素。

4.合理设计数据库

系统开发时主要涉及两大问题：网络和数据库。而数据库是所有信息保存的场所，它的设计是否合理直接影响到系统软件的质量，影响到软件对数据访问的速度。建立数据库需要考虑以下几个问题：

(1)数据的一致性。由应用程序产生工作编码，要保证不同工作任务具有不同编码，工作编码具有惟一性。

(2)合理冗余。如果数据冗余低，数据的完整性容易得到保证，但增加了表间连接查询的操作，为了提高系统的响应时间，合理的数据冗余是必要的。

(3)合理选择数据的类型。数据类型的合理选择对于数据库的性能和操作具有很大的影响，因为不同的数据类型所占用的存储空间、运算速度都不一样，所以对数据类型的选择是否合理对程序性能的优劣有很大影响。

(4)数据规范化存储。规范化的数据存储不但有利于我们养成良好的数据库设计习惯，提高程序的质量，而且对日后的数据库维护也有很大的益处。

5.进程同步

保证数据能够被正确使用。系统客户端登陆到服务器时，必须使用进程同步技术保证登录数据能被服务器正确验证。

6.合理运用新技术

图1C/S模式

在开发软件过程中，如何合理运用新技术应该遵循以下三个原则:

(1)创新原则，体现先进性；

(2)经济原则，体现实用性；

(3)前瞻性原则，体现发展性。

二、C/S （Client/Server）体系结构

C/S模型可分为传统的C/S结构和三层C/S的结构。传统的C/S结构就是两层的C/S结构，它的基本思想是把集中在一起的应用划分成功能不同的两个部分，分别在不同的计算机上运行，通过它们的分工合作来实现一个完整的功能。在这两部分中，一个为服务器程序，用来响应和提供固定的服务；另一个为客户机程序，用来向服务器提出请求和要求某种服务。在系统中，服务器端运行的是服务器程序，而其他的运行的是客户机程序如图1所示。

三层的C/S结构，又称多层分布式应用系统，如图2所示。就是在客户层和数据库管理系统层之间添加一个中间层（应用程序服务器），该中间层负责完成C/S模式下的各种业务规则数据的处理任务。客户端的应用程序只需要向应用程序服务器发送简单命令，来提交用户的需求。增加中间层后，系统的性能得到了很大的提高。

图2三层C/S结构

系统的结构类似于三层的C/S结构，其中的服务器模块对管理客户端模块而言具有中间层的作用。

C/S模型具有以下特点：

首先，性能强，在C/S模式中，客户端有一套完整的应用程序，在出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能，并可以在子程序间切换；

其次，具有强壮的数据操纵和事务处理能力；

再次，具有严密的数据安全性和完整性约束，提供了更安全的存取模式；

然后，降低网络的通信量；

最后，在内部局域网小范围内可以实现高速控制。

三、计算机商务系统和实验室管理系统的总体结构

经反复研究和论证，结合机房管理的实际情况，将计算机实验室管理系统分为4个模块较为合适，各模块之间的结构采取C/S模型。各模块分别是：服务器模块、使用者客户端模块、售票客户端模块和管理客户端模块。

1.服务器模块

图3机房管理系统服务器端功能结构图

对各客户端发来的信息进行响应，并通过对客户端信息的分析，来进行各种事务处理。服务器具有直接访问数据库的功能，各种客户端对数据库的访问都是经过服务器来完成的。超级用户也可以通过对服务器的操作来完成对各种客户端的控制。服务器端功能结构框图如图3所示。

2.使用者客户端模块

完成使用者登录信息的验证，使得使用者必须通过信息验证才能正常使用计算机。此外它具有使用者密码更改、余额查询、游戏控制等功能，并定时向服务器发送在线确认信息，如图4所示。

图4机房管理系统使用者端功能结构图

3.售票客户端模块

完成售票员登录信息的验证、将使用者购买机票的信息传送到服务器中，此外还具有售票员和使用者密码的更改、机时比率的设置与更改等功能如图5所示：

图5机房管理系统售票端功能结构图

4.系统的C/S结构

图6机房管理系统管理员端功能结构图

5.管理客户端模块

使用对象是一般的机房管理人员，他们可以通过管理端向服务器发送指令，服务器通过响应这些指令来完成管理人员对机房的管理。

结构体系整体计算分析篇10

关于结构体系可靠度的研究最早起于20世纪60年代, 研究的主要方法为失效模式法和稳定构形法[1]。而大部分的体系可靠度研究采用的是失效模式法, 这种方法关键在于找寻结构的失效模式或失效机构。寻找失效模式的方法大致有两种, 一种是基于失效树失效图建立的, 另一种是荷载增量法[2]。由于结构体系包含太多不确定因素, 因而无法得到一个精确的可靠度数值, 所以体系可靠度计算方法大多采用近似的方法, 主要方法有区间估计法和PNET法[3]。

由于体系可靠度理论还不成熟以及地震作用下结构体系反应复杂, 目前还不能得到明确的结构失效概率。因此关于结构体系抗震可靠度没有形成固定、精确、简便, 实用的计算方法。随着基于性能与基于位移的抗震设计越来越受到重视, Pushover分析被广泛运用于结构抗震性能评估当中。欧进萍等[4]考虑结构抗力和地震作用的随机性, 提出了评估结构体系抗震可靠度性能的概率pushover分析法;吕大刚等[5,6]提出了FORM有限元可靠度分析方法和结构非线性抗震可靠性分析的统计矩半解析法。这些方法把可靠度分析与Pushover结合起来, 考虑地震作用与结构的随机性, 但相对来说, 分析计算过程比较复杂, 相关因素考虑得不全面, 计算效率较低, 不便于实际工程的应用。

1 Pushover分析及失效模式

1.1 Pushover分析原理

Pushover分析法也称为弹塑性静力分析方法, 是对结构分析模型逐渐增加沿结构高度为某种规定分布形式的侧向力或侧向位移, 直到结构达到目标位移或倾覆为止。Pushover分析能得到结构在静力作用下的弹塑性性能, 且不受地震波影响, 不但可以很好地反映结构的整体变形, 还可以很清晰地反映局部的塑性变形机制, 通过结合结构可靠度分析, 可以表示结构完整的失效路径[7]。

1.2 结构体系失效判定

基于Pushover分析原理, 可以利用结构的侧向位移作为破坏的判别标准。《建筑抗震设计规范》[8] (GB50011-2010) 中规定对于钢筋混凝土框架结构在大震下的弹塑性层间位移角限值为1/50, 可以利用结构模型的层高设置控制结构倒塌的限值的最大层间位移。

由于钢筋混凝土框架结构具有弹塑性, 当其构件应力状态达到弹塑性阶段时会在构件截面就会出现塑性铰。在水平地震作用下, 塑性铰不断生成, 当塑性铰达到一定数目时, 就会形成各种机构从而致使结构倒塌, 此时结构处于极限状态。

结合结构位移限值与塑性铰之间的联系:当结构顶层或层间位移达到位移限值时, 结构体系就会破坏, 此时所有的塑性铰都已出现。事实上当所有塑性铰出齐时, 结构并没有因此而倒塌, 结构仍可继续承受荷载, 但是各截面出现的塑性铰过程是单向的不可逆转的, 那么在结构受力过程中各塑性铰会以固定不变的先后顺序出现, 先出现的塑性铰其失效概率要比其他的要大, 所以结构上最后一个塑性铰出现时的状态即可等效于结构最终破坏的塑性铰状态, 而最后出现失效的塑性铰即可认为是结构体系的破坏[9]。因此可以将塑性铰出现的先后顺序进行组合, 每一个组合就可以近似认为是结构体系的主要失效模式。

2 混凝土框架体系可靠度计算方法

2.1. 结构体系失效功能函数

在外荷载作用下, 当超静定钢筋混凝土结构发生塑性变形, 结构中生成塑性铰时, 结构的工作状态发生变化, 会引起内力重分布。因此, 在分析截面可靠度过程中应考虑其实际影响[10]。结构的截面内力可以用式 (1) 表示。

式中:aij为在rj截面的单位弯矩在截面i处产生的弯矩;bij为集中力Pj方向相同位置单位集中力在截面i处产生的弯矩;Pj为外荷载;Mri为塑性截面抗力矩。

那么这些截面的极限状态方程可用下式表示

如果当第r个杆端截面的塑性铰生成时, 结构形成机构并在此时失效, 那么就可以认为杆端截面失效等价于结构体系失效, 则结构体系失效的极限状态方程与最后一个塑性铰所处r截面的极限状态方程相同, 均可由式 (2) 表示。

式中, Gk为结构体系失效状态, t为组合的主要失效模式个数。

2.2. 结构体系失效模式识别

当结构体系失效时, 可根据塑性铰的出铰顺序, 位置及个数可以组合成结构体系的失效路径或失效模式, 但是结构体系在进行Pushover分析时, 每一荷载步得到的塑性铰有很多个, 因此如果按照失效树来寻找失效路径, 其数量巨大甚至引发组合爆炸。事实上只有为数不多的失效模式对结构体系的可靠度有显著的影响, 这些失效模式称为主要失效模式。为了找出主要失效模式, 本文采用塑性铰截面之间的相关性来确定失效模式, 并根据截面相关性的大小取舍一些塑性铰, 从而减少失效模式的个数。具体方法如下:

令塑性铰失效截面的功能方程为:

在结构体系的Pushover分析的第r荷载步时, 有m个塑性铰生成, 这些塑性铰失效截面的可靠指标分别为β1, β2, ……βm, 其失效概率Pf1=φ (-βi) , 按照大小排序Pf1≥Pf2≥……≥Pfm, 将失效概率最大的截面作为第一代表失效截面, 然后按照下式 (5) 分别求出其他截面与第一代表失效截面的相关系数。

选取界限相关系数ρ0=0.5, 当ρ1, j≥ρ0时, 可以认为这两个截面完全相关, 则这一截面可由第一代表失效截面代替;当ρ1, j<ρ0时, 可认为两截面完全不相关, 不能由第一代表失效截面代替, 此截面参与下一轮失效截面的选择。去除第一代表失效截面, 从剩余的截面里选择最大失效概率的截面, 重复上面步骤, 直到找到所有的代表失效截面。按照此方法找出所有荷载步中代表失效截面, 将这些截面按照先后顺序进行组合, 即可得到结构体系的失效路径或失效模式。

2.3 结构体系抗震可靠度计算

在地震作用下框架结构因为侧移过大或是层间位移过大而失效, 在一定的条件下, 可以看作是一种串联失效模式。在求得结构的主要失效模式后, 对于整个体系的抗震可靠度计算, 可以采用PNET法。

3 算例

采用本文提出的结构体系可靠度分析方法, 以3层混凝土框架结构为例求解其体系可靠度。结构计算简图如图1所示, 采用的混凝土等级为C30, 纵筋采用HRB400板厚均取120 mm, 楼面和屋面活载均为2.0 k N/m2, 场地类别为II类, 设计地震分组为第2组, 抗震设防烈度为8度。结构配筋结果和各层质量采用PKPM软件计算得到, 截面尺寸与配筋如表1。根据PKPM的配筋结果在SAP2000中建立二维框架模型, 并建立pushover分析工况。

经过软件分析后得到结构的Pushover曲线如图2。由图可知结构失效时基底剪力301.8k N。将基底剪力按各层质量比分配到各层得到水平集中荷载P1, P2, P3。由Pushover分析得到塑性铰的出铰顺序。根据前面失效模式识别方法, 得出主要失效路径见表2, 并建立极限状态方程, 其随机变量的平均值, 变异系数及分布类型见表3。

根据本文提出的方法求出各失效模式的可靠指标, 其结果见表4。从表4可以看出功能函数Z1对应的可靠指标最小, 因此选择功能函数Z1所对应的失效模式为第1失效模式, 由失效模式相关性可知, 第3, 5, 7失效模式与第1失效模式的相关系数ρi1>ρ0, 因此可以认为第3, 5, 7失效模式与第1失效模式高级相关, 它们均可以由第1失效模式代表。依此原理, 可以确定失效模式1, 8为代表失效模式。

根据PNET法, 可以求出混凝土框架结构体系抗震失效概率为

可靠度指标为

采用宽界限法测得的混凝土框架结构体系抗震失效概率为

对比宽, 窄界限方法算得的结果, 本文方法得出的结果与之十分接近, 具有很高的精度。

4 结论

本文结合Pushover分析方法, 将结构位移限值作为结构抗震的极限状态认为在水平地震作用及塑性铰的作用下结构失效, 并根据塑性铰的出铰顺序, 提出一种识别结构主要失效模式的方法, 找出主要失效模式并建立功能方程, 算出结构体系的可靠度。本文的失效模式识别方法考虑了截面之间的相关性, 更符合工程实际, 计算简便易操作, 能有效找出结构体系的主要失效模式。所提出的计算方法简便易行, 具有较高精度, 能近似得到结构在地震作用下的体系失效概率, 能够反映实际的破坏情况, 有助于结构的设计分析。

参考文献

[1]马宏旺.钢筋混凝土框架结构抗震可靠度分析与设计研究[D].大连:大连理工大学, 2001.

[2]Moses F.Structural system:reliability and optimization, Compute:Structure, 7 (2) , 1977, 283~290.

[3]范文亮, 李杰.非完全相关荷载下钢筋混凝土框架结构体系可靠度分析[J].计算力学学报, 2009, 5 (26) :620-626.

[4]欧进萍, 侯钢领, 吴斌.概率Pushover分析方法及其在结构体系抗震可靠度评估中的应用[J].建筑结构学报, 2001, 6 (12) :81-86.

[5]吕大刚, 于晓辉, 王光远.基于FORM有限元可靠度方法的结构整体概率抗震能力分析[J].工程力学, 2012, 29 (21) :1-8.

[6]吕大刚, 宋鹏彦, 于晓辉, 等.基于矩法的结构非线性整体抗震可靠性分析[J].建筑结构学报, 2010, (S2) :119-124.

[7]孙海.结构体系抗震可靠度的优化与控制研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学, 2009.

[8]GB 50011-2010建筑抗震规范[S].

[9]彭顶.基于体系可靠度的砖砌填充墙对框架抗震性能影响的研究[D].长沙:湖南大学, 2012.

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