设计布置（精选12篇）
设计布置 篇1
竖向布置是工厂总平面设计中的一个有机组成部分,它与总平面布置是紧密联系而不可分割的,特别是在地形起伏较大的坡地建厂,建、构筑物及设施位置的确定,除与符合设计要求的平面位置有关外,还受竖向标高关系的影响。所以,在考虑场地的地形利用和改造时,必须兼顾“平面”和“竖向”在布置上的要求,统一考虑和处理设计过程中的矛盾问题,才能保证工厂生产使用和基建的合理性、经济性。
竖向布置形式按设计整平面之间连接的方法不同,基本上可分为平坡式、阶梯式和混合式三种。具体采用哪种布置形式,必须与整个总平面设计和运输设计统一考虑,对于铁路工厂来说,运输方式是决定竖向布置形式的主要因素。
1 铁路工厂竖向布置的原则
铁路工厂主要以制造和修理机车、客车及货车车辆为主,其总平面布置除了按照其生产流程、朝向、风向及消防要求之外,很大程度上还须考虑各个车间之间的交通运输。大部件的运输如车体、转向架等均要考虑有轨运输来解决,因为整个生产流程均在铁路线上完成,所以总平面竖向布置一般以平坡式为主。平坡式一般适用于平地或地形坡度≤3%左右较为合适。当地形坡度在3%～10%之间为丘陵地区时,如果采用平坡式且要达到土石方量平衡,势必造成大填大挖和大量深基础情况。填方深度深则加深建构筑物的基础埋设深度,在南方地区如果挖方深度深容易形成地下水位变浅甚至流到地面,在设计建构筑物基础时需要做特殊处理。填挖方量过大在做土方工程时还需要考虑取土及弃土的地方,增加投资,在这种情况下采用阶梯式竖向布置较为合适。
2 铁路工厂生产特点
根据铁路工厂的生产特点,工厂可分为四大部分:1)前方车间,即为生产产品服务的车间。2)后方车间,即为前方车间服务的车间,如机械加工、机修、锻铸、动力运输和木工等车间。3)仓储。4)厂前区。前方车间之间的联系用有轨及迁车台运输,故这一区域只能用平坡式竖向布置,其余地区因用无轨运输,故可采用阶梯式布置,故铁路工厂在丘陵地区建厂一般均采用平坡式和阶梯式两种竖向布置的连合运用。
3 铁路工厂竖向布置
1)在设计竖向布置前,首先须根据地形图确定采用哪一种竖向布置的方式进行土方平整,确定厂区初平场地的标高,在确定厂区初平标高时同时要考虑以下三个因素:
①厂区附近是否有河流,如果有则厂区的地坪标高不小于该河流25年一遇的最高洪水位+0.5 m,保证厂区不会被水淹,同时要考虑厂区顺利排除雨水。如果厂区附近是小河沟,收集不到25年一遇的最高洪水位,则要求现场实地调查,并向当地居民中的老者了解情况,同时要考虑厂区最远处的雨水排入该河沟。
②如果厂区附近有城市型道路或规划道路,则根据与城市型道路连接点的标高按5‰～1%的上坡来决定厂区内的地坪标高,同时也要考虑厂区内的雨污水排入城市雨污水管网。
③如果厂区附近有河沟而没有城市道路或公路,则厂区地坪标高可根据附近铁路线的轨顶标高或附近车站的轨顶标高结合厂区的地形标高经过分析来决定厂区的地坪标高。
以上三种情况在最后决定厂区整平标高时均要考虑该地区地下水位的深度。
2)车间地面标高的确定:按铁路工厂的生产特点,在地形坡度为3%～10%的地区建厂,前方车间应采用平坡式布置,整个布置区域应设定一个标高为佳,利于车间之间铁路线的连接。在困难条件下,两车间之间的标高差不能大于1.5‰。后方车间中的变配电、锅炉房、空压站及水泵房,它们与主要车间之间的联系主要靠管道之间的连接,这些车间地面标高的确定按其所在位置的地形来确定。机械加工、机修等车间与主要生产车间之间的标高差也不能过大,根据其所处位置的地形标高按厂内道路纵坡不大于4%来综合考虑其车间的地面标高。小件物品仓库地面标高不宜与主要车间之间的高差过大,一般高差以1～1.2 m为佳,一般可以在库房外设站台来解决与主要车间的高差问题,否则需要增设垂直运输的设施,小件物品可采用电动葫芦。厂前区与主要车间之间没有物料及产品流程的关系,故可按其需要自由确定其各建筑物的地面标高。
1)厂区地面标高整坪成平地时,则车间地面标高=整坪地面标高+0.15 m。
2)厂区地面标高整坪成坡地时,则车间地面标高=车间所在地面的平均标高+0.15 m。
以上两种方法基本上解决了施工建构筑物基础挖出来的多余土方,作房心填土及车间到道路边的填方,既利于室外的排水,又减少土方的运输,达到车间附近该小区域的土方平衡。
3)车间散水坡至道路边的坡度确定:原则上以3‰～6‰为理想,但是考虑到厂区道路纵断面按锯齿形设计、坡长等因素,及车间引道的坡度陡缓,该坡度最小坡可设计成平坡,最陡坡度≤15‰左右为宜。
4)道路标高及纵坡、坡长的确定:厂内道路一般有两种形式选择,即城市型道路和郊区型道路。城市型道路采用暗管排水,其纵坡一般不小于2‰,其纵坡坡长不易过长,否则会影响到车间引道纵坡的陡与缓。城市型道路两侧可设人行道,既能使人流与货流分流,又比较美观。郊区型道路采用明沟排水,其纵坡可作平坡设计,施工简单。当厂内地坪标高与雨水排出口的标高高差较小时,用暗管排放且有困难时采用明沟排水往往是可行的手段,但在设计管线综合立面交叉时比较困难,同时路面上的明渠过多影响美观,而且人流与货流不易分流,安全性较差,故一般均选用城市型道路作为工厂主要道路的型式。
城市型道路标高=车间室外地坪标高-室外流水坡高差-道牙高度(一般为0.15 m)土道路横坡。
郊区型路面标高=车间室外标高-室外流水坡高差土道路横坡。
城市型路面纵坡一般按2‰设计,坡长采用60～70 m为佳,而且纵坡做成锯齿状纵坡,有利于与车间引道的连接和雨水口的设置及雨水的排放。
5)厂内铁路线的标高及纵坡的确定:厂内铁路线设计标准按《工业企业标准轨距铁路设计规范》要求,小于1.5 Mt/年按三级线路标准设计。
厂内铁路线分存车线及走行线。走形线纵坡可从0～6‰。停车线的纵坡为0～1.5‰为宜,不能大于1.5‰,坡长不限,但最短坡长不能小于50 m。股道间应设置排水侧沟(碴顶式或碴底式)排除股道间的雨水,一般四股道中间设一条排水侧沟为佳,两股道的碴底坡度不小于2%。
4 工程实例
某轨道客车集团为制造时速350 km动车组项目选址于经济开发区,规划面积大约151公顷,其地形为东高西低,最大高差可达到16.5 m左右,为了减少土石方量,且仓储与生产车间没有轨道和迁车台运输,故将整个厂区作成阶梯式竖向布置,中心库房与生产车间之间高差2.58 m,型材库与车体厂房之间高差1.49 m。生产车间之间如组装厂房、表面处理厂房、车体厂房和调试厂房之间由于有轨道和迁车台运输,所以这几个厂房所处的区域作成最大坡度不超过1.5‰的平坡式布置,组装厂房与表面处理厂房之间、表面处理厂房与车体厂房之间的坡度均为1.5‰。辅助车间像油脂油漆库、空压站、降压站等根据其所处的地形结合厂内道路纵坡确定其标高。厂前区位于厂区的南侧,因紧挨着厂区南侧的市政公路,为了达到视觉效果比较美观,将厂前区平行于市政公路方向作成与市政公路纵坡相近的坡度。所以整个厂区在阶梯式竖向布置里套用了平坡式布置,为两种竖向布置的结合运用。具体布置如图1所示。
5 结语
总之,铁路工厂因其交通运输的特殊,在厂区竖向布置设计时须根据地形特征结合生产工艺流程、运输、防洪排水、管线敷设及土石方工程具体分析,设计的合理与否会直接影响到整个工程的经济效益和社会效益,因此做好其设计是至关重要的。
参考文献
[1] 工业建筑总平面设计.北京:中国建筑工业出版社.
[2] 工业企业标准轨距铁路设计规范.北京:中国计划出版社
设计布置 篇2
1总则
1.1 适用范围
1.2 相关文件
2一般要求
2.1 现场条件
2.2 装置布置原则
3工艺单元布置
3.1 一般规定
3.2 主工艺单元布置
4设备布置
4.1 一般规定
4.2 泵
4.3 压缩机
4.4 塔和容器
4.5 换热器
4.6 空冷器
4.7 明火设备
5管廊
5.1 一般规定
5.2 高度
5.3 宽度和跨度
5.4 预留空间
5.5 管廊上通道
道路
6.1 一般规定
6.2 宽度
6.3 净高
6.4 路缘
6.5 转弯半径
6.6 死端
通道
7.1 一般规定
7.2 宽度
7.3 净高
7.4 架空通道
7.5 安全通道的其他要求
安全距离规定
8.1 一般规定
8.2 设备净距
总则
1.1 适用范围
本规定适用于石油化工装置布置设计。公用设施、辅助设施的设备布置设计可参照执行。1.2 相关文件
《建筑设计防火规范 》(1997年局部修订版)
GBJ 16-87 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 》
GB50058-92 《石油化工企业设计防火规范》(1999年局部修订条文)
GB50160-92 《石油化工装置基础设计(初步设计)内容规定》
SHSG 033-98 《配管设计规定》
A-A99-1999 一般要求
2.1 现场条件
装置设备布置时应考虑以下现场条件:(1)地质、地形条件(2)风向条件(3)周围环境条件(4)公用设施条件(5)气象条件(6)现有装置条件(7)装置预留需要 2.2 装置布置原则 2.2.1 安全
(1)设备、建筑物、构筑物的防火间距应符合《石油化工企业设计防火规范》和《建筑设计防火规范》;利用电能的设备和电动用的电器设备的布置,应符合《 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》,并符和安全生产和环境保护要求。
(2)根据全年最小频率风向条件确定设备、设施与建筑建筑物的相对位置。
(3)对具有能释放危险性介质的设备应集中布置,并尽可能与与其区域疯狂分开布置。(4)对于控制室、分析化验室等人员集中的建筑物应布置在非防爆区内。(5)道路的布置应便于消防车辆的通行,并应避免死端。2.2.2 工艺流程
满足工艺流程要求，按物流顺序布置设备，使设备布置经济合理方便操作和维修。2.2.3 操作
(1)经常操作的设备或操作人员经常到达的场所应考虑距控制室最近道路通畅，并按需要设置通道、平台、过桥、梯子等。
(2)控制室和变配电室应靠近道路,便于操作人员通行或事故人员容易撤离。2.2.4 维修
(1)对于需要拆卸内件 装卸催化剂或需要经常清理内部的设备,应考虑维修空间。(2)对于换热器、喷热器、过滤器等需要汽车吊车维修的设备,应考虑吊车的通道和场地。
(3)对于需要经常拆卸内、外部件的设备,应在其通道侧提供检修空间。2.2.5 施工
(1)装置布置设计一贯考虑大型设备或塔类设备施工时所需的吊装空间,以便设备安全就位。
(2)当设备的位置靠近界区时,设备从界区线外安装，应仔细检查，确认在安装时有无供其重设备的空间。
(3)对于交货周期长的设备应位于周围大部分设备安装完毕后，仍能安装的地方。2.2.6 经济
装置布置设计应满足全厂总体规划的要求，并使工艺单元及设备的不止紧凑和集中，尽可能节省用地、减少能耗、节约投资。2.2.7 外观
(1)建、构筑物和成组设备的布置应紧凑、协调、整齐、对称美观。(2)装置主管廊应整齐布置。
4设备布置一般规定
4.2 泵类布置
4.2.1泵类应尽可能靠近吸入容器，以使吸入管线最短。
4.2.2泵类应尽量布置在管廊下(管廊内,外侧),以减少装置占地面积。
4.2.3对于布置在管廊或钢结构下的泵,除以下情况外在泵的上方应设有检修梁和钓钩。
(1)当管廊下有检修车通道时。(3)当吊车可以接近时。
4.2.4布置在管廊下方或外侧时,不论是单排或双排,泵和电机的中心线宜与管廊走向垂直。4.2.5泵成排布置时,宜将泵端出口中心线对齐或将电机端基础边线对齐,泵的基础面宜高出地面300mm。4.3 压缩机
4.3.1
压缩机宜布置在被 抽吸的设备附近。
4.3.2
压缩机应安装在地面上,其管道和附属设备的布置应便于操作和维修,但下列情况除外:(1)当管道接口在压缩机底部时,压缩机可适当抬高布置,以便管子和管道附件安装在操作平台下方。
(2)当压缩机为蒸汽透平驱动,并带有蒸汽冷凝器时,压缩机可适当抬高布置,以便蒸汽冷凝器安装在蒸汽透平下方。
4.3.3
可燃气体压缩机宜露天布置或半敞开布置。在寒冷或多风沙地区可布置在厂房内,厂房内通风应符号先行的国家有关规范。4.4 塔和容器
4.4.1
塔和立式容器一般与装置内管廊上方无设备,可布置在主管廊两侧;如主管廊上方有设备，应布置在主管廊的一侧,另一侧布置检修场地与通道。
4.4.2
单排布置的塔和立式容器,当其平台单独布置时,宜中心线对齐;当联合布置时,宜中心线对齐或切线对齐。
4.4.3
卧室容器的布置应使管道尽量短,如有可能,应使卧室容器在靠近管廊侧的切线对齐。4.4.4
在有周期性处理催化剂或更换塔,容器和反应器的内件时,应在操作通道侧提供装卸催化剂或拆卸设备的空间。
4.4.5
除工艺要求或其他技术原因外,容器设备一般布置在地面上。4.5 换热器 4.5.1
一般规定
(1)除工艺要求和其他技术原因外,换热器一般布置在地面上。(2)一般情况下,换热器应靠近与其相连的设备。
(3)在确定换热器的位置时,应考虑维修所需的空间,并不影响道路和车辆通行。
(4)换热容器壳体直径2600mm管壳式换热器可以两台重叠布置;但壳体直径大于或等于1200mm的换热器不宜重叠布置。
(5)换热器之间,换热器与其他设备之间的净矩不应小于0.7m。
(6)操作温度高于物料自然点的上方,如无楼板或平台隔开,不应布置其他设备。4.5.2 浮头式换热器
(1)浮头式换热器的布置应使壳体封头背向管廊,以便维修时管束的拆卸。
(2)浮头式换热器的管束应考虑用汽车吊车抽出的方式,否则,应提供足够长的固定式吊车梁来抽出管束。
(3)布置在罐或框架下的浮头式换热器,壳程端部留有汽车吊车拆卸管程的空间.当换热器 布置在框架下,若不能使用汽车吊车拆卸时,应在换热器上方设置吊车梁或钓钩。
(4)浮头式换热器布置在地面上时,浮头端前方应有宽度不小于1.2m的空地;管箱端算器应留有比管束长度至少长0.6m的空地。
(5)浮头式换热器在框架上布置时,浮头端前方平台净空不宜小于0.8m;管箱前方平台净空不宜小于1.0m,并考虑管束抽出区所需的空间。4.5.2
固定管板式换热器
(1)固定官板式换热器布置时,应考虑维修,清理所需的空间。
(2)当固定管板式换热器需用汽车吊车拆卸至其他区域维修时,应考虑运输换热器所需要的通道空间。4.6 空冷器
4.6.1
空冷器应布置在主管廊或框架顶层,并在其一侧地面上留有必要的检修空地和通道。4.6.2
空冷器不应布置在操作温度高于物料自燃点的设备和输送或储存液化石油气设备的上方;否则,应采用非燃烧体的隔板隔开。4.6.3 空冷器的维修工作应用汽车吊车完成。
4.6.4 空冷器的布置应能使散发出的热空气不伤害或影响操作人员,并不影响临近设备的操作。
4.7 明火设备
4.7.1
明火设备一般布置在装置的边缘地区 靠近道路，并宜位于可燃气体 液化烃甲B类液体设备的全年最小频率风箱的下风侧。
4.7.2
为了安全操作，明火设备应尽可能集中布置。
4.7.3
在明火设备内管抽出方向，应留有足够的汽车吊车通行和检修场地。管廊
5.1 一般规定
管廊在装置内应处于联系尽量多的设备的位置。装置内管廊一般不超过三层。在罐区，一般采用低架管廊（管墩）设置。5.2 高度
管廊最小净空高度应满足下列要求：
(1)满足设备（如泵、换热器的封头等）维修时所需要的高度，最小为3m。(2)满足安装在管廊下容器和换热器等设备连接管道所需的高度。(3)满足维修时在管廊下车辆（如叉车）通行所需的高度。(4)满足机动车辆在管廊下通过所需的高度。(5)装置内管廊最小净空高度4.0m.5.3 宽度和跨度
5.3.1管廊的宽度主要由管道的数量和管井的大小以及仪表槽板电器槽板的宽度确定，一般不一大于10m。
5.3.2管廊的跨度是由敷设在其上的管道因垂直荷载所产生的弯曲应力和挠度决定，通常为6-9m.。
5.4 预留空间
主管廊留有10-20%的余量，其它管廊和低架管廊（管墩）应留有10%的余量。对于多层管廊来说，以上余量是对各层宽度总和而言，而不是指每一层的余量。5.5 管廊上通道
5.6 一般情况下，主管廊上应有0.6m宽的检修通道。道路
6.1 一般规定
6.1.1
现场道路的鬼火应满足卡车、汽车吊车和消防车辆等通行。6.1.2道路布置应尽可能采用环行贯通式。6.2 宽度
除另有规定外，道路的最小宽度规定如下：
(1)主要车行通道
6.0m(2)次要车行通道
4.0m 6.3 净高
除另有规定外，道路上最小净高规定如下：
(1)铁路
5.5m
(2)主要车行通道
4.5m
(3)次要车行通道
4.5m 6.4 路缘
对于道路两边，路缘外应留有至少1.0m宽的空间，以便于安装消防设施。6.5 转弯半径
除另有规定外，道路的转弯半径规定如下：
(1)主要道路之间火烛要道路与次要道路之间
9.0m(2)次要道路之间
6.0m 6.6 死端
道路应避免出现死端，反有消防车到达的区域，都应设有两条道路可以通行；否则，在道路的尽头应设有12m×12m的回车场地。7 通道
7.1 一般规定
7.1.1 在装置设施的操作和维修区域内，应设有操作人员通道。7.1.2 应考虑装置内消防通道和事故时撤离通道。
7.1.3 当通道垮过低架管廊（管墩）时，通道两侧应设栏杆。7.2 宽度
通道的最小宽度规定如下：
(1)地面上通道
0.8m(2)架空通道和楼梯
0.7m(3)管廊上通道
0.6m(4)跨越低架管廊（管墩）的通道
0.6m 7.3 净高
装置内管道的管底至人行通道路面的净高不应小于2.2 m 7.4 架空通道 7.4.1 一般规定
(1)对安装在一定高度需要操作和维修的元件，应设有平台用的直梯或楼梯。对于阀门、仪表、管口、弹簧支吊架等元件应按照配管设计规定设置操作和维修用的最小通道。
(3)所设置的平台、直梯和楼梯应符合通行和安全的要求。7.4.2平台用楼梯
(1)楼梯应作为进出建、物内主要操作去和功用场所最基本通道的主要方式。(2)对于下列平台，应设置斜梯：
a.框架顶层平台面积为50m2，以及等于或高于8.0m2的平台。
b.在事故情况下，有设备或仪表需要操作的平台。
c.高于地面或高于其他平台1.5m的平台、需经常操作的设备平台。
d.每天要取样一次或一次以上的高于 7.4.3平台用直梯
(1)直梯应作为进出容器平台、框架和炉子上辅助设施平台最基本通道的主要方式。(2)对于下列平台，应设置直梯： a.除7.4.2条以外的平台。
b.被有其他用语疏散方式的平台用直梯（见7.4.4条）。c.设备上平台用直梯。7.4.4 双通道要求
8.1.2 除另有规定外，两相邻设备间的安全距离应符合石油化工企业设计防火规范。8.2 设备净距
8.2.1 明火设备与输送可燃性介质的压缩机的间距最小为22.5m 8.2.2 如可能，明火加热器与空冷器的水平间距最小为20m，以尽量减少热风循环的可能。
2.4 压缩机厂房
2.4.1 压缩机厂房的火灾危险性分类，应按装置的生产特点确定（见附录A）。2.4.2 压缩机厂房的位置，应符合下列要求：
1.应不止在分成和大气污染叫嚣的地段： 2.空压站和空分厂房（含空气吸入口），应不止在口气比较气节的地方，且位于烟尘、水蒸气或有害气体排出的上风侧；
3.应远离有方针要求的竟么仪表和设备，远离有仿躁声要求的控制市化验室、办公室等。
2.4.3 可燃气体压缩机厂房与控制室、变配电室、化验室、办公室等的防火间距，应符合下列要求：
1.当可燃气体为甲类时，应不小于15m； 2.当可燃气体为乙类时，应不小于9m。
2.4.4 可燃气体压缩机厂房与明火设备的防火间距，应符合下列要求：
1.当可燃气体为甲类时，应不小于22.5m； 2.当可燃气体为乙类时，应不小于9m 2.4.5 氯气压缩机和氢气压缩机不得布置在同一厂房内。2.4.6 当工艺生产要求辅助用房（如控制室、配电室、维修间、办公室等）和压缩机厂房健在一起时，宜集中布置在厂房山墙的一端。当生产要求必须沿厂房纵向布置时，可集中布置在厂房一侧，但毗邻长度，不应超过厂房长度的1/3。2.4.7 当专用控制室或电压不大于10KV的专用配电室，与可燃气体压缩机厂房毗邻设置时，其隔墙应采用防火墙，并应通过门斗或走廊与厂房相连接。控制室、配电室的外门窗应位于爆炸危险区范围之外，且应有自己直通室外的疏散楼梯或安全出口。位于爆炸区域内的控制室 配电室 应采取正压机械送风。
2.4.8 可燃气体压缩机厂房内不应设置办公室、休息室等，如生产要求必须毗邻本厂房设置时，应采用一、二级耐火等级建筑并应采用防火墙隔开，办公室等房间的外门窗应位于爆炸危险区范围之外，并设置自己直通室外的疏散楼梯或安全出口。2.4.9 压缩机厂房的耐火等级不应低于二级。
2.4.10 压缩机厂房宜采用单曾（含操作平台）单跨建筑，必要时亦可设计成单曾双跨建筑。2.4.11 可燃气体压缩机厂房，宜设计成蔽开式建筑。
2.4.12 封闭或蔽开式压缩机厂房各层平面的安全出口均不应少于二个，切其中一个应为封闭楼梯间，蔽开式疏散楼梯净宽不应小于800mm，坡度不应大于45°。
厂房内最员工作点到外部出口或疏散楼梯的距离：甲类厂房不应大于25m，乙类厂房不应大于50m。厂房内最员工作点到外部出口或疏散楼梯的距离：甲类厂房不应大于25m，乙类厂房不应大于50m。
2.4.13 可燃气体压缩机厂房，当生产、环境必须采用封闭式建筑时，应符合下列要求：
1.泄压面积与厂房体积的比值（m/2m3）
a.甲类可燃气体压缩机厂房体积的比值不宜小于0.15；当厂房内采取机械通风或设备采取密闭等有效措施时，其比值可不消于0.10；
b.乙类可燃气体压缩机厂房体积的比值不一小于0.10；当厂房内草区机械通风、正压通风或设备采取蜜蜂等有效措施时，其比值可不小于0.08；
c.当爆炸介质威力叫强或爆炸压力上升速度狡狯的厂房没，应精良家大比值。
2.泄压面积应采用易于脱落的门窗或易于泄压的轻质墙体 轻质屋顶。作为泄压面积的屋顶和墙体，其面积密度不一超过60Kg/m2，普通玻璃不得作为泄压面积。其建筑构造应利于泄压，泄压屋顶下面宜加保护网。
2.4.14 压缩机基础与厂房的结构及配电室、控制室承重结构、操作室平台应脱开布置。2.4.15 压缩机厂房主要承重结构宜采用钢筋混凝土结构。采用钢结构时，应做耐火保护层，耐火保护层高度，应至操作平台以上4.5m，耐火层的内货极限不应低于2h。
2.4.16 压缩机厂房屋盖，应采用非燃烧体的轻型结构，顶屋顶承重构件为钢屋架时，应做耐火保护层，耐火极限不应低于0.5h。
2.4.17压缩机厂房操作平台的形式，应根据使用要求确定：
1.检修部位和固定仪表盘部位的平台，宜采用钢筋混凝土结构，切应用颜色趋奉表明检修平台的荷载重量；
2.供操作通行用部位平台，宜设计成可拆卸的钢平台或通风良好的刚塑料篦子板平台。
22.4.18 面积大于300m 的操作平台，应设置不少于2个楼梯，楼梯间距不宜大雨30m，竟宽不应小于800mm，坡度不宜大于45°。
2.4.19 厂房操作平台、安装孔的栏杆，应设置踏脚板。
2.4.20 压缩机厂房高位油槽位置，不得布置在厂房屋架部位。
2.4.21 采用桥式吊车的可燃气体压缩机厂房，当其厂房长吨大雨54m，宜设置两个吊车梯。2.4.22 氯气压缩机厂房应社隔离操作室，操作室应设有直接通往室外的安全出口，观察窗应采用固定的密闭窗，并采用安全玻璃。2.4.23 压缩机厂房应组织良好的自然通风，坚信好窝风死角。具有下列条件致意的厂房，屋顶应设置笔锋田庄、风帽或草区其他排风措施：
1.厂房内可能塞法氯、氧化氮等有毒气体； 2.查昂内可能散发有依然易爆危险性气体；
3.封闭式厂房或操作平台以上为封闭的厂房，且跨度等于或大雨18m时；
4.炎热地区的封闭式厂房内，机组每小时的发热量超过23w/m3 或其他地区超过时。2.4.24 散发较空气轻的可燃气体的甲、乙类压缩机厂房，其无聊官衔和电缆宜采用全部或局部轻型屋盖作为泄压措施，厂房上部宜采用天窗、高侧窗或其他通风措施，顶棚应尽量平整。
2.4.25 散发较空气重的可燃气体的甲、乙类压缩机厂房，其物料管线和电缆宜架空辐射，当设地沟时，沟内应用非燃烧体材料填塞密封，沟盖板应固定密闭，地沟应米更至本厂房外出口1m处。
2.4.26 散发较空气中的有还气体的压缩机茶馆放，沿外墙底部宜设置百叶窗。
2.6 泵房
2.6.1 泵房的位置及朝向应根据工艺流程确定，宜为南北向。
2.6.2 生产装置和储运设施泵房的耐火等级不应低于二级、按火灾危险性分类属甲、乙级的泵房应为单层建筑。
2.6.3 生产过程使用或产生液化烃（含气态）的甲A类泵房，引独立设置，并宜采用敞开式或半敞开式，当采用封闭式建筑时，应按防报厂房实际，并符合以下要求；
1.泵房宜采用钢筋混凝土柱承重的框架或排架结构，大概采用钢柱时，应覆盖耐火极限不低于1.5h 的防火保护层；
2.池压面积与泵房体积的比值不一小于0.15m2/m3，当工艺设计采取了设备密闭、减少泄露、加强通风等措施时，不一小于0.10；
3.宜采用轻质屋盖、轻质墙体几猛窗作为泄压面积。
2.6.4 甲、乙A类火灾危险性分类不同的可燃液体泵，应分配布置在不同的房间内，其中间隔应为防火墙，防火墙两侧的门窗距离，不应小于4.5。
2.6.5 甲、乙类泵房与想林的其他房间火灾危险性分类不同时，其中间隔应为防火墙，同一建筑物内，人员集中的房间应不止在火灾危险性叫嚣的异端，不应布置在甲、乙A类泵房之间。
2.6.6 甲、乙A类泵房与变配电室、控制室或其他可能产生火花的房间想林时，其门窗之间的距离应按国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92的有关规定执行。
2.6.7 操作室应进靠泵房。甲、乙A类泵房与操作室之间不得设直通门，甲A类泵房与操作室之间不得设观察窗，必须设置时，观察窗应符合隔声、防火、防报要求。
2.6.8 泵房的门应向外开启，甲、乙、丙类泵房的安全疏散门，不应少于两个；但面积小于60m2 的乙B、丙类泵房，可设一个门。
2.6.9 甲、乙A类泵房的地面，不应设地沟或地坑，并宜在侧墙下部采取通风措施。2.6.10 泵房地面应设有不小于0.5％ 的坡度，颇向排水口。
有效课外作业设计和布置 篇3
2紧跟教学目标，课外作业设计的多样性和趣味性。托尔斯泰说过：“成功的教学所需要的不是强制而是激发学生兴趣”。根据教材的要求和学生实际情况，具体制定每堂课的教学目标，然后针对目标选择和编制作业任务，保证总目标的落实。作业任务设计要多角度、多形式、多题型、多用性，既要有听说口头作业，又要有读写書面作业，既要有语言知识作业，又要有语言实践作业，使基础知识、基本技能、运用能力都得到训练，而且教师在设计作业时，要能设计学生感兴趣的话题和形式。学生感兴趣的作业，不仅可以激发学生的好奇心，提高学生学习英语的积极性，还可以培养学生思维的灵活性、敏捷性。
3根据个体差异，课外作业设计的阶梯性和层次性。《英语课程标准》指出：教师要把凡是学生能够自己独立做的事情都给学生留出空间，让学生有时间，有机会去选择，去决定、去思考、去体验、去感悟、去创造、去实践和去应用。学生是完成作业的主体，他们是不同的个体，他们对事物的体验、兴趣各不相同。实施素质教育必须承认个性差异。因此，英语作业在考虑共性的同时，也应兼顾学生的个性。设计的作业，尽量从学生的实际出发，考虑学生原有的基础，依据其最近发展区，建立多层次的弹性作业结构，以适应不同层次学生的需要，以确保“优等生吃的精，中等生吃的好，后进生吃的饱”。尤其在八年级下开始，课文中出现了reading部分，长长的reading部分，对于那些学习有点难度的学生来说，可以说是云里雾里。所以在此阶段，作业设计更应强调个体差异，设计的作业要有阶梯性和层次性。
4顾及学生时间，课外作业设计的科学性和有效性。英语学习是潜移默化、日积月累的漫长过程，如果过多无效地占用学生的学习时间，学生就容易出现应付厌倦的情绪，从而对英语作业“打折扣”。作业，并不是越多越好，机械性抄写的作业，不仅不会取得理想效果，也会增加学生的作业量。而且有些时候，教师为了应付考试，希望学生“做题做到熟练”，买了许多教辅用书，如AB本，课时冲浪等。学生每天完成一课时的内容，这样的作业，既没有针对性，也缺乏科学性和有效性。教师在布置作业时，要顾及学生的学习时间，控制学生的作业量，要循序渐进，精选精练，不能无效地占用学生的学习时间。
新目标英语每单元有3个听力，为了达到听力的落实，教师在布置作业时，经常让学生回家再重新听几遍录音，也有些教师让学生把听力材料抄写几遍，以达到巩固。对于课文中听力材料的布置，不妨让学生把听力材料重新加工，把它变成一段文章输出，或者让学生将听力材料中有关此单元语法功能的句子找出来。这样，即可以减少学生的作业量，同时也有助于学生加深对听力材料的理解，增强作业的科学性和有效性。
5仔细研读教材，课外作业设计的文化性和情感性。语言，来源于语言背后深厚的文化底蕴。语言教学，不能脱离文化而单纯教会语言，那样的语言，也是没有生命力的。在语言中，包含着许多的文化知识，而在新目标英语教材中，也蕴含着极其丰富的文化现象，除此之外，教材中也有许多情感教育的内容。教师在教学过程中应该仔细研读教材，充分挖掘教材内容，加强学生的文化性和情感性教育。如学生在学习的生日、爱好的表达之后，可以让学生去调查了解身边的人，包括同学、教师和家长的情况，有助于加深学生们对于周围的人和事的关爱；在学了关于动物的话题之后，可以让他们去思考如何关心、爱护动物。
车门限位器布置设计 篇4
车门限位器作为车门系统的一个关键部件,对车门开关舒适性和驾乘人员出入车辆方便性起到重要作用,其一般安装在车门上下铰链之间,具有以下两个方面的功能:一是提供车门开关档位,使车门在开关过程中有2-3个定位点;二是保证汽车停在规定的坡道上时能保证车门在某一定位点停住,不自开不自关闭。
车门限位器一般由5部分组成:安装支架、轴销、限位器盒(包含弹性元件)、臂杆以及缓冲垫1,其结构如图1所示。
1安装支架2轴销3限位器盒4臂杆5缓冲垫
2、车门限位器设计
在进行车门限位器设计时,安装支架和限位器盒等零部件通常借用现有车型的成熟,只对臂杆新设计。限位器的设计是在车门钣金、A柱、B柱钣金以及铰链、玻璃升降器等零部件设计完成之后进行的,其涉及的内容主要有:
限位器的布置;
限位器臂杆轨迹设计;
限位器臂杆形状设计。
下面就从上述3个方面详细论述车门限位器设计方法。
2.1 车门限位器的布置
限位器的布置通常需要遵循以下原则2:
1)限位器旋转轴线与铰链轴线平行,且一般与铰链轴线距离在45mm以上;
2)限位器最大开启角度比铰链最大开启角度小3度;
3)限位器臂杆运动过程中与限位器盒夹角小于5度;
4)限位器盒与玻璃、导槽等部件间距不小于5mm;
5)限位器运动过程中相对于铰链轴线的力臂不小于60mm;
6)限位器臂杆运动过中程与车门玻璃等运动件间距不小于10mm、与玻璃导槽等固定件间距不小于5mm。
2.2 车门限位器臂杆轨迹设计
将车门限位器布置完成后,开始限位器臂杆轨迹设计。因为在车门开关过程中,限位器的臂杆绕自身的中心旋转,同时臂杆还随安装在车门上的限位器盒一起运动,所以限位器臂杆的轨迹是一条较复杂的复合曲线。通常利用3D软件(CATIA、UG等)采用有限元近似模拟得到,即将限位器臂杆轨迹按照车门旋转角度平均划分为若干段,然后分段拟合,最后求出完整轨迹曲线,划分的段数越大,最后得到的轨迹曲线越精确,下面按车门开启角度为70度,平均分为10段为例求取臂杆轨迹曲线:
在上图中,A为铰链轴线,B为限位器轴线,C为限位器盒中心点在车门关闭状态时的位置,DE为限位器盒安装平面方向,CF为直线DE的垂线(通常CF与BC重合)。下面详细描述限位器臂杆轨迹曲线求作过程。
1)将DE、CF绕A点旋转10等份(每次旋转角度7度,即限位器盒随车门一起绕铰链轴线旋转),得到D1E1、D2E2…D10E10和C1F1、C2F2…C10F10。
2)以B点为圆心通过C、C1…C10作辅助圆,分别与C1F1、C2F2…C10F10交于G1、G2…G10,剪除多余部分得到C1G1、C2G2…C10G10。
3)从C10F10开始,将C10G10绕B点旋转到C9点,依次类推得到折线CC10。
4)连接BC,将折线BC10光顺,得到限位器臂杆轨迹曲线(通常布置时使BC上DE)。
臂杆宽度与所选用限位器盒的限位器臂杆宽度相同,通常为12mm-14mm,得到臂杆轨迹后,进行限位器运动间隙检查(限位器臂杆运动过程中与车门玻璃等运动件间距不小于10mm、与玻璃导槽等固定件间距不小于5mm),如不符合要求,则需重新布置限位器,求取新的臂杆轨迹进行限位器运动间隙检查直至满足要求。
2.3 车门限位器臂杆形状设计及力学计算
限位器臂杆形状关键尺寸通常如下图3所示,通过控制θ和H数值确定限位器臂杆形状。
车门开关过程与限位器受力关系如图4所示。
车门重力在车门开启平面上的分解如图5所示。
G：车门关闭时重心位置G’:车门开启α时重心位置D:车门重心到铰链轴距离α:车门开启角度η:车门关闭时,重心到铰链轴的垂线与y平面的夹角G1、G2:车门重力在车门开启平面上的分力
根据以上受力关系,利用开启力矩平衡:F×S=Mc+Mg+2N
关闭力矩平衡:F×S=Mc-Mg+2N原理来计算设计限位器的臂杆形状。
具体设计过程及计算公式如下:
车门开启力:F=(Mc+Mg+2N)/S
车门关闭力:F=(Mc-Mg+2N)/S
限位器力:Fc=K(δH)(μ+θ)(-μθ)
限位器力臂:
限位器力矩:Mc=2LFc车门自关力:
α-车门开启角度
μ-限位器滑块与臂杆摩擦系数
β-铰链轴线后倾角
γ-铰链轴线内倾角
λ-驻坡角度
η-车门关闭时重心到铰链轴线与y平面的夹角
N-铰链单件转动阻力矩
Wc-轮距
Hcs-左右车轮中心高度差
下面就某一车型为例进行限位器臂杆形状设计及力学计算:此过程利用Excel表格的函数功能,将各参数及公式编写成Excel函数进行计算。
2.3.1 设计输入,如表1。
注:20%坡度约为11.3°。
2.3.2 设计计算及评价,如表2。
注:当F水平在目标值F范围内时,水平结论OK;当Mc>Mg驻坡时,驻坡结论OK。
2.3.3 设计计算结果,通过计算可输出满足要求的θ、H值,如表3。
通过以上θ、H数据即可通过CATIA等3D软件建立限位器臂杆形状模型。
3、结论
本论文概述了车门限位器的布置、轨迹设计及其力学的计算方法,并应用具体车型的具体实例阐述了在车门限位器的设计方法及思想。基于此设计方法,我们建立了车门限位器设计计算Excel模板,可以应用于此类型的所有车门限位器的设计及计算,方便我公司后期各车型车门限位器的设计与开发工作。
在本次论文中,借助了CATIA、Excel等应用软件。
摘要：车门限位器作为车门系统的一个关键部件,对车门开关舒适性和驾乘人员出入车辆方便性起到重要作用。本文主要结合自身设计工作经验,阐述了常用限位器的基本布置和设计原理及方法,充分利用CATIA及EXCEL等工具建立了设计计算标准模型,希望能够使大家在同类车门限位器设计方面的理解和掌握有所助益。
关键词：限位器,布置,轨迹
参考文献
[1]古正气.《轿车车身》[M].人民交通出版社.2002.144-147.
港口规划布置课程设计 篇5
一、目的要求
通过《港口规划与布置》的学习和课程设计实践技能训练，让学生进一步了解港口码头布置原则和方法，掌握建筑施工图设计的技能，培养学生综合运用设计原理去分析问题、解决问题的综合能力。
二、设计条件：
1.水文资料:
设计高水位：79.50m
设计低水位：74.00m
2．气象、地质条件：属大陆性季风气候，水域条件较好，全年通航期近365天，铁路、公路、航运交通发达，可属天然良港。
3.工程地质：砂石。
4.运输货种：袋装粮食、杂货。
5.船型尺度：
船型---1500t驳船；船长---70.00m；船宽---13.00m；型深---2.30m；吃水---1.60m
6.机械设备：流动轮胎吊。
三、设计说明：
1.本码头设计为顺岸式河港码头平面布置图。
由于本地区气象地质条件较好，是天然良港，所以宜采取码头前
沿线大体上与自然岸线平行的布置方式，即顺岸式布置,而且此种布置对水流及泥沙冲淤变化影响甚小，船舶靠离码头也较方便，港区
1后方也较易获得所需的陆域面积。顺岸式码头线几乎是天然河流中唯一合理的布置。因此，本设计采用顺岸式布置。
2.4个驳船泊位
码头是港口生产的中心，一个港口可同时停靠码头进行装卸作业的船舶数量，即泊位数，是港口的主要规模之一。港口其他设施的规模一般均与码头泊位数量配套或相互协调。本港区码头采用4泊位设计。
码头前沿高程为80.0m；吞吐量为40万吨；岸线长度为498m，泊位长度为455m，陆域纵深为270m；绿化面积为1.66万㎡，陆域总面积为10.80万㎡；绿化率为15.37％；排水坡度5‰；陆域设施包括：4个流动轮胎吊、仓库、堆场、道路、变电所、维修车间、办公楼、供水调节站、食堂等。
四、设计计算:
布置港口陆域时，需首先确定有关设计高程值。河港中有关的陆域设计高程值有设计高水位、码头前沿设计高程、港口陆域设计高程。设计高程值的确定与港口所处河段水位特性、河岸地形及河岸高程有极大关系。一般情况下，合理的设计高程应使港区所受的淹没损失尽可能减少，船舶装卸作业方便，同时又不致因高程过高或过低而导致土石方工程量太大。
（1）码头前沿高程
码头前沿高程等于设计高水位加上0.1~0.5m的超高值，一般在风浪较大河段取较大值。本设计中，码头前沿高程取值为80.0m。
（2）码头前沿水深的确定
码头前沿水深，即泊位水深，通常是指在设计低水位以下的深
度。由停靠本泊位的设计船型满载吃水和必要的富裕水深构成。船舶在码头前航速很小，一般不超过0.2m/s，几乎不存在因船舶航行增加船舶吃水的现象。因此，富裕水深主要考虑水深误差，波浪引起的船舶垂直升降，配载增加的吃水等因素。码头前沿水深可用下式计算：
D=T+Z1+Z2+Z3+Z
4式中：D —码头前沿设计水深（m）；
T—设计船型满载吃水（m）数值为1.6m；
Z1—龙骨下最小富裕深度（m）数值为0.5m；
Z2—波浪富裕水深（m）数值为0m；
Z3—船舶因满载不均匀而增加的尾吃水（m）数值为0.15m；
Z4—备淤深度（m）数值为0.5m。
由以上数据确定码头前沿水深D为2.30m。
（3）航道水深的确定
港口水域的合理布置，应是各水域组成部分的水深、面积足够，位置恰当，流态良好，以利船舶在港内锚泊、调度、靠离码头及进出港口方便。
与确定码头水深相比，航道水深需要考虑船舶航行时船体下沉增加的富裕水深，即：
D=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z
4式中：D —航道设计水深（m）；
Z0—船舶航行时船体下沉增加的富裕水深（m）数值为0.10。由以上数据确定D为2.40m。
(4)码头泊位长度及岸线长度确定
码头泊位长度应满足船舶安全靠离、系缆和装卸作业的要求。它一般由船长L和船与船之间的必要间隔所构成。确定间隔要考虑系缆要求，船舶靠离安全、方便。
连续设置多泊位的端部泊位，其一侧相当于单个泊位，由于相邻泊位允许交叉带缆和出现压缆现象。泊位长度Lb：
端部泊位Lb=L+1.5d
中间泊位Lb=L+d
式中：L—— 船舶长度（m）；
d——间隔（m）根据规范，d可以取15m。
故泊位长度Lb为455m；岸线长度为465m。
（5）库场面积
A=E/(qKk)
式中：A—库场总面积（㎡），q—单位有效的货物堆存量(t/m2)，可参考表一 取值为0.7； Kk—库场总面积利用率，为有效面积占总面积的百分比（%），参考表二 取值为75；
E—库场所需容量（t）。
库场所需容量按下式估算：
E=Qb·KBK·Kr·tdc/Tyk
式中：Qb—年货运量（t）取值为40万；
KBK—库场不平衡系数（%），取值为70；
Kr—货物最大入库场百分比（%），取值为0.75；
tdc—货物平均堆放天数（天），取值为8；
Tyk—库场年营运天（天），取值为365。
库场所需容量为0.46*104t。
进而得出，库场面积为8767m2。由于实际当中要有富余的库场面积，扩大约2~3倍。最后取29400 m2。堆场面积为7800 m2，仓库面积为21600 m2。其中堆场4个，仓库8个。
（7）港区道路宽度
港口道路包括港外道路及港内道路两部分。港外道路按港口公路货运量大小分为两类：
Ⅰ类：公路年货运量（双向）等于或大于2.0万t的道路； Ⅱ类：公路年货运量（双向）2.0万t以下的道路。
港内道路按其重要性分为以下三种：
主干道（路面宽度9.0~15.0m）：全港（或港区）的主要道路，一般为链接港区主要出入口的道路；
次干道（路面宽度7.0~9.0m）：港内码头、库场、生产辅助设施之间交通运输较繁忙的道路；
辅助道路（路面宽度自定义）：库场引道、消防道路以及车辆和行人均较少的道路。
由以上可知，本设计中主干道取15.0m，次干道取9.0m。
（8）排水设计
雨水设计流量的确定为符合现行国家标准《室外排水设计规范》(GB 50014)的有关规定，确定排水坡度为5‰
（6）绿化设计
《规范》规定港口工程应进行绿化设计。新建港口绿化系数应符合现行行业标准《港口工程环境保护设计规范》(JTJ 231)的有关规定。本设计绿化面积为1.66万㎡，总陆域面积为10.80万㎡，绿化率为15.37%，符合要求。
五.结论:
通过本次课程设计我学会了：
1.进一步了解了港口码头布置原则和方法。
2.掌握了建筑施工图设计的技能。
3.提高了综合运用设计原理去分析问题、解决问题的综合能力。附表：
初中历史与社会的作业布置设计 篇6
关键词：作业布置设计；现状；对策
作业布置设计作为巩固学生学习成果的重要手段，广大教师必须充分认识到历史与社会学习过程中，作业布置设计这一环节的重要意义。然而通过现实考察，笔者发现，在作业布置设计上，广大教师的表现并不完全令人满意，为有效地解决这些问题，笔者根据自身的教学经验，有针对性地提出解决策略。
一、初中《历史与社会》的作业布置现状与问题
在推行新课改之后，历史与社会学科开始使用闭卷考试的方式进行学生学习情况考查，这样十分明显区别于传统开卷考试的模式下，该门课的分数实际上是折成50%后，才计入中考成绩。历史与社会在全部教学分值中的下降以及考试形式中的明显改变，使得许多教师在作业布置设计上不得不改变以往并不上心的教学方式，传统“漫不经心”的态度对待学生的课后作业、作业内容上不加选择，自始至终都是一种形式，要么就是随便拿一张卷子让学生进行回答，甚至干脆就不布置历史与社会的课后作业态度已经无法适应新形势下的转变，然而具体应当怎么办？部分教师由于无法适应这种转变，而不加选择地使用了“题海战术”，这样不仅仅大大地影响了学生的学习积极性，更加忽视了作业提高学生学习能力的作用，以至于严重影响学生的学习效率。
二、初中历史与社会作业布置设计的策略探讨
1.教师在布置作业的同时，必须坚持有的放矢
坚决杜绝课后作业布置的随意性，是广大教师进行作业布置设计的一项重点问题。笔者认为，在教学中课后作业应当分为基础知识巩固、提升学生课文知识领悟能力、为下节课学习做准备三大部分，因此教师在进行作业设计的过程中，必须对以上三方面的内容进行有效组合。举例说明，在学生结束对巴黎这个城市的学习之后，教师除了对巴黎这个城市的特点进行作业设置之外，还添加了巴黎与华盛顿有什么共同之处这一作业内容，学生通过总结，不仅能够对前面的教学知识进行回顾，也可以在学习诸如班加罗尔、蔚山城市中对于现代化的文明城市有初步的理解，提升他们对文明城市的总结能力，该种开放性与探究性兼具的作业布置策略在提升学生学习能力中有着十分积极的作用。
2.教师在布置作业的过程中，必须秉承文精神进行作业设置
作业布置设计一定要是教师留给学生的吗？其实不然。作业不仅仅是教师留给学生的，也可以是学生留给教师，然后教师再传递给学生。笔者认为，在进行知識学习的时候，教师完全可以提前让学生进行预习，根据自己不懂的地方，提出问题并上交给教师，教师在对问题进行分析之后，通过课堂中的有效引导，最后再将这些问题反馈给学生，让学生进行解答。
作业布置设计作为教学环节中最为重要的构成部分，其重要性不仅仅体现在对教学内容的全面总结以及突出教学重点上，更在于通过课堂作业，让学生能够及时地温故知新，在加强对课堂知识领悟的同时，能够在解决问题的过程中，全面对课堂知识进行梳理，从而获得更新的知识，充盈自身的知识储备，为今后的学习做好必要的前期准备。广大教师只有在采用科学的作业布置方法之后，才能真正提升学生的学习水平，必须对这一环节给予充分重视。
参考文献：
毛科科.如何提高初中历史与社会学科作业的有效性[J].读与写，2009（6）.
泵站水机设备选型与布置设计 篇7
我国西部地区干旱少雨, 农田灌溉主要依靠电力提灌工程完成。通常泵站单级扬程30～80 m, 水泵单机流量1～ 3 m3/s, 百万亩大型灌区泵站设计流量在30 m3/s左右。泵站设计在灌区规划设计中居于非常重要的地位, 而水机设备的选型及布置设计是泵站管网布局设计的一项重要内容, 它对于泵站技术改造, 安装施工, 运行管理等均具有非常重要的现实意义。
1 问题的提出
泵站安装施工及试运行期间曾经出现过一些问题, 有水机设备自身的问题也有选型不当或配置不合理出现的问题。主要反映在以下几个方面。①水泵流量、效率低于设计值, 叶轮、泵体密封环等过流部件使用寿命短;②水泵配套电动机过载;③进、出口阀门无法启闭;④出水缓闭止回阀发生爆裂;⑤运行期间水泵向进水侧位移致使水泵法兰拉裂, 水泵报废。以上问题给泵站安全运行造成困难。
2 原因分析
调研分析多年来泵站安装施工及运行统计资料发现, 许多问题与泵站水力机械设备选型及管网布置设计有直接关系。
(1) 水泵选型。
由于额定扬程低于装置扬程, 水泵运行时实际工况点左移, 引起流量下降, 达不到设计值;由于选用了切削叶轮外径的水泵, 引起水泵效率下降, 能耗上升;由于扬黄工程选用了清水泵, 叶轮的水力形线不符合黄河含泥沙水质流态, 材质抗汽蚀耐磨蚀性能较差, 导致叶轮、泵体密封环等过流部件使用寿命短;计算时未充分考虑黄河含泥沙水质特征及水泵运行时实际扬程, 流量, 效率的变化, 致使轴功率、配套功率偏小, 电动机运行时过载。
(2) 阀门选型。
泵站水泵进、出口选用了闸阀, 单面受压时摩擦阻力大, 致使铜螺母失效, 阀板脱落, 阀门无法启闭。出水缓闭止回阀由于慢关角度小, 行程短, 依靠水压缓闭机构控制慢关时间, 误差大, 无法有效控制水锤升压, 致使调试或运行期间躲不过水锤波, 引发阀门爆裂, 水淹泵房的重大事故时有发生。
(3) 装置布置设计。
由于未设计伸缩器, 无法消除管道安装焊接应力, 致使强度薄弱部位如水泵出水法兰拉裂;由于水泵进水侧设计了柔性穿墙套管, 水泵出水侧管道设置了自由式套管伸缩器, 水泵运行时在指向进水侧的推力作用下导致水泵发生位移, 造成水泵与电动机同轴度超差, 机组振动, 无法投入运行。以上这些看似简单的问题在运行中对提灌工程产生的整体影响却是重大的。
3 解决问题的途径
3.1 水力机械选型方面
3.1.1 水泵的选型
和其他形式的水泵相比, 单级卧式双吸中开式离心泵具有性能曲线平缓、高效区宽、运行平稳、安装检修方便等特点, 在高扬程泵站得到广泛应用。选型时应考虑下列技术内容。
(1) 性能参数。
水泵的额定扬程应等于或略大于水泵装置扬程, 此时, 水泵实际运行工况点处于额定点附近或右移, 在高效区, 水泵的实际流量等于或略大于额定流量, 有利于泵站流量的控制和调配。通过切削叶轮外径调节扬程的水泵效率会下降, 应尽可能避免选用或控制切削量[1]。水泵的额定流量应满足水泵装置流量的设计要求, 流量的调整应通过改变叶轮设计试验验证, 以不引起效率下降为宜。额定转速应优先选用较低转速, 有利于泵的安全经济运行[2]。技术改造的泵站选用额定转速时应结合水泵装置特征综合考虑, 提速应慎重。水泵效率高且高效区效率曲线平缓。水泵装置汽蚀余量NPSHa应大于水泵允许汽蚀余量NPSHr, 并留有0.5 m的余量[3], 技术改造的泵站选型时应校验此参数, 以防水泵运行时发生汽蚀。轴功率的计算应考虑水泵运行时实际扬程、流量、效率的变化及泵站流量调节需求, 通常随着运行时间的增加, 水泵的流量和效率是逐渐下降的, 为了确保流量, 水泵的实际流量要略大一些;扬黄泵站还应考虑水质的允许最大含泥沙量;并联运行的水泵应校验单机运行时轴功率, 为配套功率提高可靠依据, 确保电动机运行时不过载。
(2) 材料及结构。
泵体和泵盖材料应具有良好的抗汽蚀耐磨性能。壁厚除满足强度要求外, 应考虑一定的磨蚀量[4]。扬黄泵站水泵叶轮的形线应符合黄河含泥沙水质流态, 并经过实验验证, 应具有良好的抗汽蚀耐磨蚀性能和可修复性能。经过多次试验改进的钢板焊接叶轮[5]具有良好的技术经济性能。单蜗壳泵泵轴的设计在进行强度验算的同时, 应考虑提高泵轴的刚度, 校验零扬程大流量启动泵轴的挠度增加值[6], 以合理控制口环间隙, 既要防止运行时叶轮与泵体密封环接触摩擦抱轴, 还要确保容积效率。扬程在50 m以上、流量在1 m3/s以上的单蜗壳式离心泵由于零扬程大流量启动时, 作用在泵轴上的径向推力大, 应选用滑动轴承支承型结构。运行实践表明, 滚动轴承的使用寿命较短。
3.1.2 进水口阀门的选型
双偏心或三偏心蝶阀, 操作力矩小, 密封良好, 运行安全可靠, 克服了闸阀、拍门的固有缺陷, 适用于进水阀门, 选型时应考虑下列技术内容。
(1) 性能参数。
公称压力的选定应考虑运行实践中存在的实际问题, 既水泵检修关闭进水阀门期间, 由于水泵出水侧阀门密封故障会发生回水, 进水阀门阀后压力有可能会上升到水泵的工作压力, 甚至将并联的相邻机组关阀水锤波传递过来, 这种情况运行实践中已经发生过, 并且造成阀门爆裂。因此公称压力不得小于水泵的额定扬程。公称通径应按水泵进水管道经济流速1.5～2 m/s[7]选取, 流阻系数小。
(2) 材料及结构。
黄河水质工况下主密封副应具备良好的防锈蚀功能和密封性能以及可修复性能, 轴部密封应具备防泥沙防锈蚀功能, 运转灵活不卡轴。传动机构采用双蜗杆结构, 启闭灵活省力。
3.1.3 出水口阀门的选型
高扬程泵站的运行实践证明, 液控缓闭蝶阀具有良好的启闭性能, 良好的密封性能, 较小的流阻系数, 能够满足GB/T 50265-97《泵站设计规范》中关于停泵阀门关闭后, 主水泵最大倒转速度和最大历时, 阀后压力管道最大水锤波升压的相关要求。克服了电动闸阀单面受压时启闭力矩大、启闭行程难以控制、铜螺母脱落影响启闭、泵站事故失电时无法自动关闭等缺陷;克服了逆止阀流阻系数大, 不能有效控制启闭水锤波的缺陷;克服了缓闭止回阀慢关行程短, 慢关时间不稳定, 无法有效控制水锤波等缺陷;具有操作阀和安全阀的功能, 选型时应考虑下列技术内容。
(1) 性能参数。
公称压力应选择大于水泵额定扬程的压力等级。公称通径应按水泵出水管道经济流速2～3 m/s选取。流阻系数小。
(2) 材料及结构。
黄河水质工况下主密封副应具备良好的防锈蚀功能和密封性能以及可修复性能, 轴部密封应具备防泥沙防锈蚀功能, 运转灵活不卡轴。可靠的可调一阶段开启, 可调快、慢关两阶段关闭功能、泵站事故失电自动关闭功能, 有效控制泵站停机关阀引起的水泵倒转速度和历时以及阀后水锤波升压。
3.2 水泵装置布置设计
水泵装置布置设计应从设备安装, 安全运行, 检修维护等方面综合考虑。泵房前池挡墙设置刚性穿墙套管, 用来承受水泵运行时产生的指向进水侧的推力, 解决水泵运行时向前池方向位移问题。同时具有防渗作用。泵房后墙设置柔性穿墙套管使水泵出水侧压力管道沿管轴方向处于自由状态, 便于调整水力机械及金属压力管道温度应力引起的伸缩量。在进水阀门与水泵之间, 出水阀门与水泵之间设置半固定式套管伸缩器, 其作用:①在管道安装时松开调整螺栓, 使其处于自由状态, 以消除焊接应力, 解决由于焊接应力引起的设备位移或拉伤问题, 紧固调整螺栓可以使半固定式套管伸缩器处于刚性状态, 具备传递管轴方向的压力或拉力的功能;②便于水泵和进、出水口阀门的检修拆装。图1是水泵装置布置侧面图, 反应了水力机械选型及布置思路。
下面结合甘肃、宁夏、内蒙古部分高扬程泵站设计及技术改造, 简要介绍水力机械选型和水泵装置布置设计情况。
水泵采用了适合黄河含泥沙水质运行工况的黄河系列单级卧式双吸中开式离心泵, 配用了钢板焊接叶轮, 运行平稳, 安全可靠, 效率高, 使用寿命长。进水阀门设置了手动双蜗杆型双偏心法兰蝶阀, 替代了闸阀和进水拍门。出口阀门设置了液控缓闭蝶阀, 替代了电动闸阀, 缓闭止回阀。前池挡墙设置了刚性穿墙套管, 后墙设置了柔性穿墙套管, 水泵进、出水侧与进、出水阀门之间设置了半固定式套管伸缩器, 解决了设备安装, 安全运行, 检修维护等方面实际问题, 效果良好。
4 结 语
(1) 由于认识上的差异和运行经验的局限性, 在水力机械的选型上出现失误, 不能实现设计意图, 会给业主带来难以挽回的损失。因此, 高扬程泵站水力机械选型是一项技术性、综合性很强的工作。
(2) 高扬程泵站水力机械布置应综合考虑设备安装、安全运行、检修维护等方面。
(3) 以上观点是在总结多年来高扬程泵站水力机械的选型与装置布置设计及运行实践基础上形成的。对于泵站设计、技术改造、安装施工、运行管理均具有一定的借鉴作用。
参考文献
[1]栾鸿儒.水泵及水泵站[M].北京:中国水利水电出版社, 2007.
[2]关醒凡.现代泵技术手册[M].北京:宇航出版社, 1995.
[3]GB/T 5656-2008, 离心泵技术条件 (Ⅱ类) [S].
[4]刘宜.浅谈引黄工程水泵结构特点及参数的选择[J].甘肃水利水电技术, 1995, (2) .
[5]李效龙, 穆界天.抽黄河含砂水双吸离心泵采用钢板焊接叶轮的实验研究[J].水泵技术, 2007, (3) :32-34.
[6]赵万勇.大型离心泵的结构与运行[J].中国给水排水, 2001, (7) :56-61.
[7]GB/T 50265-97, 泵站设计规范[S].
数学有效作业的设计与布置 篇8
一、先进的教学理念是有效作业设计的前提
传统作业的设计立足于教师的教,通常把作业的功能定位于“知识的巩固”与“技能的强化”上,导致作业陷入了题型呆板、形式单调、内容封闭的误区,致使学生在写作业时没有了积极性,变成为了完成而完成,从而严重禁锢了学生的思维和潜能发展,这有悖于“学生为主体,教师为主导”的理念。现代教学强调作业的有效性,充分体现学生主体性,教师起主导作用。在课堂教学中,教师应善于创设教学情境,给学生主动选择的空间,使学生的主体性得到充分发挥。对于作业的设计和布置,教师也应倡导学生的主体性。可见,教师需要掌握先进的教学理念,这是前提。
二、精心的习题设计是有效作业实施的关键
1. 丰富数学作业的形式
传统教学观认为,布置作业就是为了让学生掌握知识,目的就是为了提高分数,其更注重的是教学的结果,而不是过程,这导致“题海战术”的风靡,长此以往大大削弱了学生对学习的热情,不利于学生的身心健康发展。相比传统教学观,现代教学更注重学生在学习过程中的实践,以及探讨过程中情感的丰富和价值观的形成。教师不要让学生只为了实现教学目标而写作业,也不要只为了应付考试而设置作业,而应以培养学生的能力为首要任务,所以在设计和布置有效作业时可采用合作与研究性作业。
2. 注重数学作业的设计与编排
初中数学作业设计在呈现形式上比较单一,“就题讲题,就题论题”成了常态,这种教学缺乏开放性,长此以往不利于对学生思维的培养。初中数学习题的设计可以所学知识点为基础,以发散性的形式呈现,其核心是一个概念、一个定理、一个图解,甚至是一个实例。教师应围绕一个核心知识,变换题目条件、结论和表达形式,通对该题的联想、类比、拓展和引申,进行多方位多角度的联系,设计从一道题所引发的一系列问题,重在归纳以某个知识点引申出的一系列题型,变传统作业为探究性作业,给予学生自我学习、启迪思维的平台。对此,我设计了“关于一道题引发的一系列问题”的有效作业模式,由简入难,由浅入深,起到解一道题懂一类题的作用,提高学生学习效率,激发学生学习兴趣,培养探索精神,使学生学会知识梳理,懂得将题型归类的思想。例如,在学习相似三角形性质的应用时,教师设计“关于一道题引发的一系列问题——三角形内接矩形”专题,利用一道几何解析题,让学生解题并做各种变式练习,通过一题多变,学习相似三角形有关知识,从而体现作业的有效性。
三、多样的评价方式是有效作业落实的保证
试析汽车进气系统的设计布置 篇9
关键词：汽车进气系统,具体设计,布置方式
0 引言
汽车发动机设有进气系统, 进气系统集成了各类的零部件, 例如空气滤清器、增压器、连接管路和冷却器。在进气系统中, 发动机气缸可以导入混合的气流。从基本性能来看, 进气系统可以保障发动机具备干燥清洁的气流, 进而维持发动机的顺利运行[1]。在早期运行中, 发动机内部如果缺少适当的进气系统, 那么通常就会表现出较大的磨损和油耗, 与此同时也增大了发动机排放烟气的总量。由此可见, 为了适当布置发动机的进气系统, 发动机的设计人员就需要从全面角度入手, 通过联合开发的方式来杜绝进气系统在运行时的各类故障。针对进气系统的布置方式, 也应当予以全方位的改进。
1 设计汽车的进气管路
对于发动机而言, 进气管路可以用来提供洁净的气流, 保障发动机能够获得足够的气流。由此可见, 在设计和布置进气管路的过程中, 设计人员有必要缩短管路的整体长度, 通过这种措施来减轻阻力。在设计管道走向的过程中, 也需要确保管道的平直。进气管路是用来连接空气滤清器和进气口的, 因此需要保障管路的刚度适中。如果刚度不足, 那么其他的构件就容易压扁进气管路, 进而导致发动机缺少充足的进气量[2]。
通常情况下, 设计人员可以选择T字形的卡箍用来连接进气接管。这是因为T字形的接口有利于避免漏气。如果卡箍不够严密, 那么不畅的空气流通将会导致短路, 进而减损空气滤清器本身的性能。对于发动机而言, 进气管路可以为其提供气流, 这种状态下的进气管需要确保足够的弯曲度和长度, 以此来减小流入的空气阻力。在连接发动机和中冷器的过程中, 胶管应当保持充足的余量, 这样做有助于防控漏气。如果布置了较长的中冷管, 那么还需要设置中间的支架, 这样做是为防止中冷管突然脱落。 (图1)
对于进气系统而言, 发动机应当保证适中的进气温度, 最好不要超出15℃。因此, 安装管路的同时也有必要考虑外温。如果设置了过高的进气温度, 那么不断下降的空气密度就会恶化发动机的排气, 进而干扰了柴油机发挥效应。在最大限度内, 进气系统应当确保低于5k Pa的阻力;针对中冷发动机而言, 需要限制于6k Pa的阻力范围内[3]。在加装了报警装置之后, 发动机一旦超出特定的阻力限度, 系统就会显示明确的报警信息, 提醒用户对于系统加以维修。
2 布置原始的进气口
进气系统是否具备合理的进气性能, 这种现象直接关系到整车的振动、振动噪声的排放以及其他的性能。同时, 进气系统也需要设置原始的排气口。具体在布置进气口时, 应当遵循如下的基本思路:
首先, 设计人员需要尽量确保在较高的位置上布置进气口, 以此来避免进气口落入灰尘或者雨雪。如果进气口暴露在外侧, 则应当加装过滤雨雪的装置, 确保及时吸收水分。这样做, 有助于保护内部的发动机, 防止进气系统流入雨水。
其次, 在进气口周围, 应当避免存在其他的遮挡物, 这样做是为了减小整体的阻力[4]。在机仓的内部, 发动机和散热器通常会排放较强的热风, 进气口应当避免吸入过多的热风和废气。同时, 在布置进气口时, 也应当避开车辆的负压区。
第三, 针对前置客车或者长头的载货车而言, 原始进气口不能与滤清器进气口相互混淆, 这是因为两种进气口的混淆会造成较大危害。在安装滤清器的同时, 应当确保滤清器高于底盘的车架, 以此来杜绝排尘口吸入行驶中的路面积水。在设计过程中, 设计人员应当从全方位的角度入手, 针对原始进气口设置全面的保护措施。
3 设计空气滤清器
在进气系统中, 用户需要经常保养空气滤清器。出于保养方便的考虑, 最好在便于保养的部位设置空气滤清器。在布置管道时, 最好设置较短的滤清器管道, 以此来减轻滤清器受到的外界阻力。具体而言, 布置汽车的空气滤清器需要注意如下的关键点:
3.1 设计滤清器的基本原则
对于中型或者轻型的载货车、前置发动机的大客车来讲, 通常在汽车前轮的后侧放置空气滤清器。这种情况下, 汽车前面罩或者车身温度较低的部位应当连通进气系统, 通过进气口的管道来确保二者的顺利连接。某些货车的车头很长, 对于这类车型的进气系统应当延伸于前方的驾驶室, 最好位于低温的上部位置。针对平头货车, 进气口通常布置于顶部或者驾驶室的后侧。在进气口的上方需要增加滤网罩盖或者防雨设施。此外, 在安装空滤器的管路时, 应当保证管路距离地表特定的高度, 以此来避免空滤器渗入地表的积水[5]。
3.2 不同类型的滤清器布置方式
针对长头的载货车:通常情况下, 可以在发动机仓的内部设置空气滤清器。某些载货车属于重载车辆, 对此最好在车头的侧面放置滤清器。平头货车通常在车身外侧设置滤清器。某些驾驶室本身就包含了通气的通道, 这种情况下应当布置外露的吸气口。
针对大型或者中型客车:对于前置客车而言, 通常可以把滤清器布置于车架前悬的位置上。需要注意的是:不可以垂直安装滤清器, 这是因为在车辆行驶过程中的滤清器很容易频繁振动, 螺母脱落因此导致进气管发生短路。此外, 在发动机的内部机仓中也不适合布置滤清器的进风口, 这样做是为防止路面积水或者杂物堵住进风口。
4 结论
汽车如果缺少合理的进气系统, 那么汽车发动机通常会消耗较多的油量, 并且容易遭受磨损。在多数情况下, 设计和布置的进气系统都与发动机的整体性能密切相关。为了改进设计, 发动机设计的相关人员有必要引入新时期的设计技术, 通过联合开发的措施来优化进气系统的构架。针对特定的汽车型号, 应当配备合适的进气系统。只有完善设计, 才能从根源上杜绝进气系统频繁发生的故障, 进而解决发动机在正常运转中的各种难题。未来的设计实践中, 相关人员还需要不断摸索经验, 从而服务于汽车进气系统整体性能的提高。
参考文献
[1]李春荣.浅谈汽车进气系统的设计布置[J].内燃机, 2012 (02) :19-21, 25.
[2]张红岩, 陈珂, 刘岩.轻型工程自卸车进气系统设计布置[J].专用汽车, 2012 (05) :57-59.
[3]王丽华, 赵玉珍.汽车进气系统传递分析及优化研究[J].黑龙江科技信息, 2012 (15) :40.
[4]刘义智, 何健.客车发动机进气系统的设计[J].客车技术与研究, 2012 (04) :36-38.
浅谈汽车总布置设计方法 篇10
1 周边结构完整性
布置首先要考虑的是整个布置的结构完整性, 周边结构缺一不可。重要结构的缺失都将导致整体布置方案推翻;细小结构的缺失将导致整体布置的调整。对整车开发的时间和金钱都是巨大的浪费。
例如, 在布置转向柱时, 遗漏了转向角度传感器, 将导致转向柱布置的轴向尺寸减小。在修正该问题时, 首先考虑的是保证整车性能, 那么首先需要保证人机控制硬点, 进而可能导致组合开关, 时钟弹簧, 巡航开关, 点火锁等一系列结构的布置和结构更改, 甚至可能导致转向柱溃缩尺寸的变更, 进而需要调整整个仪表板的造型结构。
2 间隙尺寸要求
间隙是布置的基础, 同时, 布置的目的也是要在保证各类性能和结构的同时, 在生产和装配误差累计的状态下, 保证零部件之间的间隙, 防止整车零部件产生一些装配困难和零件干涉等问题。
一般情况下, 采用静态零件之间间隙5mm, 动态零件间的极限状态下间隙10mm, 无固定的软管之间间隙15mm。该尺寸仅是一般状态下的经验值, 根据各公司实际的工艺生产能力及设计时的尺寸链计算可以进行调整, 并非唯一值[1]。
3 整车布置性能需求
3.1 装配工艺性
车辆的装配工艺性是整车设计中首先要考虑的问题。无法装配等于无法生产, 那么车辆也没有了设计的意义。
整车装配工艺性, 首先要考虑的整车各系统总成的装配顺序。其中, 线上装配的零部件需要尽可能的操作方便, 工序尽可能的减少。因为操作的困难程度及工序的增加将增大整车的生产节拍, 影响整车生产线的生产能力。另外, 所有零部件的设计装配顺序与装配操作方式应尽可能的与现有生产线 (或规划生产线) 保持一致, 仅局部调整, 这样才可减少不必要的生产投资[2]。
其次, 需要考虑每一个零部件的装配操作空间。即, 对每一个零部件的安装工具及操作空间, 进行空间尺寸校核, 保证正常的装配可行性。
3.2 维修保养方便性
车辆设计上, 处于成本和各部件的性能要求考虑, 每一个零部件的耐久性并不一定相同, 有的结构和零件设计耐久上, 与整车同寿命, 如仪表梁等;有些则有对应的耐久里程。另外, 车辆的制造和设计也并不会完全吻合, 这样部分零部件也会发生一些设计之外的故障。因此, 车辆的维修保养方便性是布置时的一个重要考虑项目。
首先, 需要根据车辆的零部件故障率, 区分易损件和非易损件。易损件的维修拆卸方便性是必须要进行保证的, 一般情况下, 需尽可能保证该零部件在拆卸尽可能少的零部件的状态下, 完成拆卸。
其次, 需要日常进行维护保养的零部件, 需要方便的进行操作和保养。如, 空滤的滤芯更换, 制动液的加注等。此外, 维护保养的时间和周期也是需要考虑的问题。如洗涤液壶的容积定义, 过小则维护的周期过于频繁, 过大则加注的时间过长易产生操作疲劳。
3.3 操作方便性及空间舒适性
车辆的作用是给人的生活带来方便, 车辆的使用过程中, 同样要考虑车辆操作的舒适性和方便性需求 (包括装配和维修保养) 。主要考虑人体的尺寸大小, 各关节操作的舒适角度 (包括视野的角度等) , 以及不同的操作力的大小等。此项性能在不同的公司往往有着相应的标准, 布置时, 需要进行设计参照分析。
3.4 结构通用性
整车设计时, 考虑整车的成本, 往往会对各类零部件有一些通用自身已有车型或供应商其他车型结构的需求。对于此类零部件的布置, 需要特别注意尽可能的不对其结构进行修改, 若需要进行任何局部修改, 则需要确认该更改对其他共用车型结构无影响。其中尤其需要注意的是, 左右置车型的通用问题, 这个 (往往需要左置与右置车方案的同步设计考虑[3]。
3.5 其他整车综合性能
此外, 还需要考虑整车的通过性等外部尺寸要求, 碰撞安全及储物空间的要求等。
4 法规需求
车辆上市前, 需要进行公告和法规认证工作, 否则将无法进行上市销售工作。不同的地区和国家有不同的法规要求, 如中国的国标, 欧洲的EEC和ECE, 俄罗斯的GOST等。车型的目标市场不同, 需要满足的市场法规也不相同。在布置过程中, 需要针对对应的法规作对应的布置结构设计。
5 零部件结构性能需求
最后, 布置时需要考虑各专业的结构性能需求, 如车身刚强度、线束管路的折弯、电器件间的电磁干扰、转向柱的压溃和调整等问题。不同的专业有不同的设计需求。布置时, 一般需要与各专业进行一个初步的了解沟通, 以此进行布置。布置完毕时, 再次将布置数据向各专业进行结构确认, 方能保证布置正确与完整。
6 结束语
经过上述步骤, 布置完成后, 组织进行统一的布置评审, 即可完成相应的布置方案设计。
总布置方案设计是一个车辆各项结构性能因素综合考虑的工作, 布置时, 需要尽可能的考虑清楚各项结构和性能需求。以上基本梳理了布置过程中需要考虑的各类布置因素, 在考虑以上因素的同时, 对结构性能的了解和熟悉程度也将对布置过程产生重大的影响, 需要各位设计师注意。
参考文献
[1]宋凯.汽车车身结构概念设计关键技术研究[D].长沙:湖南大学, 2010.
[2]赵尚义.基于典型截面的汽车总布置设计方法研究[J].装备制造技术, 2008 (8) :53-56.
浅谈GIS平面布置图设计 篇11
关键词:GIS设备平面布置
中图分类号:TM734文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0102-01
1 前言
气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的平面布置图设计是变电站设计中的一部分。GIS平面布置图设计时,根据用户提供的房屋结构和GIS设备所处的空间范围,按主接线图配置设备。最终提供给用户的平面布置图不但要满足各设备具有的各自功能,而且在有限的空间范围内能合理有效的配置,以便做到使用、巡视、维护、检修方便容易。
2 GIS平面布置图设计的步骤及要点
2.1 确认用户技术规范内容
2.1.1 主接线图
根据用户要求进行主接线的绘制,绘制中应核对用户提供的主接线和协议中的供货表,要求两者统一。
2.1.2 安装地点和相应注意事项
(1)户内还是户外
(2)户外时,应确认下列事项
①进出线门框架和GIS安装地点所在位置的空间关系;②架空线的相序;(③污秽条件、空气湿度;④海拔高度;⑤当地最低和最高温度;⑥阳光辐射、覆冰厚度、风速等;⑦抗震等级。
(3)户内时应确认的事项
①GIS室的大小和横梁的位置;②设备入口和搬运、巡视通道的宽度;③GIS设备的最大外形尺寸;④架空线的相序;⑤污秽条件、空气湿度;⑤海拔高度;⑥室内最低温度;⑦抗震等级。
2.1.3 GIS各组成元件的参数和差异
(1)应确认按标准设备的额定值(特性)配置是否足够,用户是否有特殊要求,是否需要进行开发试验。(2)本地区温湿度、海拔高度、污秽等级和抗震条件的内容确认和预防措施。
2.2 设备选型
根据技术规范的额定参数,选择相关设备。元件的布置应依据“结构尽量简单、布置尽量紧凑、设计尽量减少零部件品种”的原则进行。
2.3 GIS设备平面布置图设计的要点
GIS设备安装地点和主接线以及与此相适应的组成设备一经确定,便可进行平面布置图设计,平面布置图设计的主要内容如下。
2.3.1 设计平面布置图时,首先对设备的配置应进行研究,研究标准配置的适用程度,尽可能的参照传统的配置实例,以求在有限的空间范围内合理地容纳GIS。同时由于套管、变压器线路受到进线门框架和机房条件的制约,必须固定配置在某一处,不能自由配置,需要作些变更方可适用时,此时设备配置的优先顺序为：
(1)进线用的套管;(2)变压器用的线路;(3)CT、PT、隔离、接地开关;(4)电缆头(根据电缆仓的位置配置);(5)母线。
2.3.2 根据用户要求策划规定各线路的设备排列,研究各线路的平面配置,设计适合于安装空间的合理的总配置图,确认在安装空间内可容纳GIS的侧视图。然后进行间隔断面图的绘制。具体需要注意事项及要点如下:
(1)应预先规划用户的检修通道。(2)元件的布置应依据“结构尽量简单、布置尽量紧凑、设计尽量减少零部件品种”的原则进行。(3)布置图中尺寸应按照用户要求执行。(4)核对套管对雨搭、房梁等的外绝缘距离；绘制平面布置图时应严格控制核算产品的绝缘距离是否足够,确认是否需要根据海拔进行修正。(5)对用户布置的对产品有影响的元件需表示出其位置及外形尺寸,(6)对大的工程应考虑基础伸缩缝的位置。(7)对共箱母线较长的工程应考虑在适当位置放置波纹管,以满足基础沉降和产品热胀冷缩变形的要求。(8)对电缆终端等开孔应避免开到产品梁上等。(9)对于断路器、电压互感器、避雷器,应确保安装和拆卸用的空间。
2.3.3 电流互感器(CT)的配置
CT用于计测和保护变压设备,所以其配置必须连同其保护范围一起加以考虑,配置方法一般如下:
(1)CT的配置应根据变电站构成设备及其保护范围来考虑,一般基本上配置在断路器的前后。(2)CT的配置有时会置于母线和断路器之间,有时则比断路器更靠近线路侧,为了不让CT故障演变为母线故障,后者更可取。
2.3.4 根据用户的主接线图,考虑运行、检修和扩建等事项
对于双母线或双母分段方式、多线路的重要的枢纽变电站,应考虑运行、检修和电站扩建上的停机条件等因素,必要时要设置可拆卸母线和过渡气室。
2.3.5 GIS的现场耐电压
对于GIS在现场安装后的耐电压试验方法及其可能性应预先研究确定。
2.3.6 设计构架、主母线、设备的自立架等的支撑部分的详细尺寸和载荷分布情况,并制图。具体需要注意事项及要点如下：
(1)GIS设备所包括的各个标准元件的载体,要承受设备的重力,考虑支撑是否能满足GIS设备在各载荷作用下所进行的拉伸、收缩、移动等,考虑支撑是否合理,新结构承重、抗弯强度是否足够,保证设备的安全可靠性。(2)支撑按功能特性分,可分为:固定支撑、滑动支撑。
2.3.7 构成GIS的各设备组装和操作上的检查要点,避免干涉,应按有关图纸逐一确认。为了满足设备总组装不出现不能组装、干涉、手柄不能操作等现象,检查部位通常如下：
(1)按有关图纸确认设备和构架支撑类立体交叉部位是否畅通无阻。(2)隔离、接地等手动操作柄操作是否方便。(3)检查附属于设备的阀门、管路系统是否接触到构架之类。(4)检查构架、巡视平台是否接触到设备之类,是否影响操作手柄的操作。(5)就地操作箱门的开、关是否受阻。(6)电缆桥架是否接触到设备之类。
2.3.8 对总装配图,应进行确认检查。
2.3.9 编制GIS平面布置图的明细,主要包含如下图纸。
(1)远期和本期的主接线和总体平面布置图；(2)本期气室分布图和监视图,包含GIS各设备的容积和气体量；(3)远期和本期的地基图和接地端子示意图；(4)母线可拆卸结构和波纹管的配置图；(5)GIS设备外形尺寸图；(6)滑动支撑图；(7)载重图；(8)检修巡视平台示意图；(9)检修吊钩图；(10)规格明细表。
3 结语
随着GIS设备在系统内的大量应用,以及变电站所处位置的不同,如何合理科学的设计GIS平面布置图,就是个科学严禁多学科交叉的过程。只有科学的设计,才能够最终给电力用户提供使用、巡视、维护、检修方便容易的产品。
参考文献
剪力墙布置位置的设计优化 篇12
由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构称为剪力墙结构(Shearwall Structure)。
剪力墙结构中的墙体既承受竖向荷载，又承受水平荷载，其中承受平行于墙面的水平荷载是墙体的主要作用。剪力墙平面内的刚度很大，而在平面外的刚度很小，对于剪力墙的侧向稳定，各层楼盖对它的支撑起着很重要的作用。在水平荷载作用下，墙体的工作状态如同一根底部嵌固于基础顶面的直立悬臂深梁，墙体的长度相当于深梁的截面高度，墙体的厚度相当于深梁的截面宽度，墙体属于压、弯、剪复合受力状态。在抗震设防区，水平地震作用也是主要的水平荷载，因此剪力墙有时也称为抗震墙。
根据墙体的开洞大小和截面应力的分布特点，剪力墙可划分为正截面剪力墙、整体小开口剪力墙、联肢剪力墙和壁式框架等类型。不同类型的剪力墙具有不同的受力状态和特点。
剪力墙结构的主要优点有施工速度快、室内布置方便、抗震性能好，用于住宅时，室内没有外凸的柱角，方便家具的布置和分隔，有利于分户、防火、防盗、隔声。剪力墙结构的主要缺点是由于墙体间距的限制，空间灵活性差，和框架、框架—剪力墙等其他结构形式相比，经济性并无优势，墙体(除隔墙外)、楼板都是钢筋混凝土现浇而成，材料消耗量很大，整个建筑结构自重较大。
2 剪力墙结构的成本分析
随着城市化进程的加快和经济建设的快速发展，我国高层建筑的高度也在不断增高，每一个新的高度就有一个新的建设投入，这为高层建筑建设成本的确定带来难度。
在7度抗震区(0.20g)，结构高度不超过100 m的高层建筑中，剪力墙结构的用钢量一般在45 kg/m2～90 kg/m2左右。剪力墙墙体及端柱用钢量所占比例较高，即竖向构件所占的比例一般超过60%。超高层建筑是我国近年来发展起来的新型建筑形式，超高层钢板剪力墙结构在我国也已出现(天津津塔高336.9 m)。超高层建筑通常采用全剪力墙结构、筒体结构、钢结构或钢结构与前两种结构形式的混合结构。一个45层、建筑高度在130 m左右的超高层住宅建筑，钢筋总用量为90 kg/m2～105 kg/m2，混凝土总含量约为0.75 m3/m2～0.90 m3/m2。考虑模板技术、混凝土泵送技术、垂直运输设备和各项降效等因素，其结构部分的造价约为1 400元/m2～1 500元/m2，其中地下部分约占40%，地上部分约占60%。对比高层住宅，其钢筋含量高出约20 kg/m2～35 kg/m2，混凝土含量高出约0.15 m3/m2～0.3 m3/m2，结构工程造价约高出550元/m2～650元/m2。
剪力墙材料用量是整个结构材料用量的核心，在满足安全适用的前提下，如何使剪力墙的材料用量更经济是结构设计师研究探讨的重要课题。剪力墙结构的设计优化也是首先从减少剪力墙结构材料的角度考虑的。影响剪力墙材料用量的几何因素主要是墙肢的长度和厚度，在设计中为了保证结构为一般剪力墙结构，剪力墙的长度须按规范要求进行设置，一般不宜减短。同时，结构的刚度与剪力墙长度的三次方成正比，与厚度的一次方成正比，因此减小剪力墙截面厚度既可以有效减少材料用量，又不至于严重削弱结构的刚度。一般来说，剪力墙的设计应在满足稳定性的前提下，尽量减薄，也就是在满足刚度等要求的前提下，达到减少剪力墙材料用量、节约造价的目的。
3 剪力墙布置位置的优化
剪力墙的布置方式很大程度上决定了剪力墙的刚度及刚度的分布，确定剪力墙的布置原则是剪力墙结构设计和结构设计优化的第一步。现通过如图1所示的简单模型来说明剪力墙的布置方式决定了剪力墙结构的刚度，从而得到调整与控制剪力墙结构体系刚度的思路和方法，得到剪力墙布置的原则。
如图1a)所示，墙体在x方向没有刚度，图1b)中抵抗中心与力作用中心不重合，抗扭刚度很差，所以图1a)，图1b)的剪力墙不利于对水平力的抵抗，图1d)中，剪力墙形成筒体，这种布置方式能很好地抵抗任何方向的水平作用力，图1c)，图1f)中剪力墙的布置都有利于抵抗任何方向的水平作用力和扭转，图1g)中相互垂直的剪力墙可以抵抗剪力，但抗扭能力差。所以在下面例图中，图1c)，图1e)，图1f)是相对较好的布置形式。
通过对以上简单模型的分析，可以得出剪力墙结构中剪力墙的布置原则为“周边、对称、成对、封闭”，按照此原则去布置剪力墙可以得到较大的平面刚度和抗扭刚度。把这种思路用于结构工程设计中，可优化剪力墙布置的位置。
4 剪力墙布置位置的设计优化
根据统计，在7度抗震区，高层剪力墙结构的住宅标准层中，单位面积含钢量中，剪力墙墙身用钢量约为45%～65%，剪力墙边缘构件(即暗柱)用钢量约占30%～50%，因此，从用钢量可以看出，剪力墙的钢筋用量占总用钢量的份额较大，其中又以暗柱钢筋量最大，因此在设计中，设计人员应特别注意剪力墙的布置，减少不必要的暗柱设计。
剪力墙布置的是否合理直接关系到整个结构的经济指标，在设计中为做好剪力墙的布置时，应采取如下思路和措施:1)剪力墙布置的一般位置。平面形状凹凸较大处，是结构的薄弱部位，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。剪力墙不应设置在墙面开大洞的部位，当墙有洞口时，洞口宜上下对齐。剪力墙应双向布置，形成空间结构，特别是在抗震设计中，不应只在单向布置剪力墙，应使两个方向刚度尽量接近。剪力墙的抗侧刚度和承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构自重，增大剪力墙结构的可利用空间，剪力墙不宜布置太密，应使结构具有较为适宜的侧向刚度。为避免施工困难，不宜在变形缝两侧同时设置剪力墙。2)强周边，弱中部。也就是剪力墙宜布置在建筑物的周边附近，以使它充分发挥抗扭作用，必要时可利用房间窗台设置高连梁以加强刚度。在楼(电)梯间，平面形状变化及静载较大的部分应设置剪力墙。楼、电梯间等竖井的设置，宜尽量与其附近的框架或剪力墙的布置相结合，使之形成连续、完整的抗侧力结构。3)剪力墙的布置宜多均匀长墙(长度不大于8 m)，少短墙。要注意选择在对结构承受水平及竖向荷载有利的隔墙位置设置剪力墙，尽量拉大剪力墙间距，避免在较小的间距内布置多道剪力墙。通过加长墙肢的长度，减少墙肢的数量，使结构的侧向刚度增加，边缘构件数量减少，并且由于墙间距的拉大，增加了建筑平面布置的灵活性。设计中应体现使其结构竖向和水平向具有合理的刚度及承受荷载的分布，尽可能将剪力墙的墙肢截面高度稍大于8倍墙厚，符合一般剪力墙的要求。剪力墙也不必按开间布置，两间合并布置为大开间剪力墙也是不错的选择。4)多L形、T形、十字形墙肢，少复杂形状。剪力墙尽可能设计成“L”形、“T”形，有利于剪力墙结构的稳定性，同时能形成较好的侧向刚度。在同样满足规范各项指标的情况下，更能减轻结构自重，减少结构构件，有利于降低工程投资。根据工程经验，对于“L”形、“T”形剪力墙，当一个方向的墙符合一般剪力墙要求时，另一个方向的墙肢不宜过短，较小的墙肢常常会出现较大的配筋，一般宜控制在1 m左右，使墙端暗柱配筋接近构造配筋为宜。5)墙肢应沿高度均匀变化。剪力墙厚度应沿结构高度均匀变化，不宜采取在上部为控制成本而减少剪力墙设计数量的设计方法，此做法会使层刚度变化加大，不利于抗震，同时也不一定经济。宜在结构底部合理设置较厚的剪力墙，厚度随结构高度增加而均匀变化，此做法也满足底部楼层层高较大的要求，避免为保证墙体稳定性而人为增加墙厚的情况。6)各墙肢轴压比宜接近。各墙肢的轴压比宜基本接近并尽量靠近相应结构抗震等级轴压比限值。剪力墙受剪承载力较大，绝大多数情况下抗剪不起控制作用，实际工程设计中剪力墙截面可由轴压比控制，以保证剪力墙的延性。同时各片墙体的轴压比宜尽量均匀，这样可保证各层各片绝大多数剪力墙都均匀受力，处于抗震构造配筋状态。
总之，随着城市化发展以及建筑用地的紧张，高层建筑将日益增多。剪力墙结构具有整体性好，侧向刚度大，抗侧力性能好的特点，而且没有梁、柱外凸，便于房间内部布置。剪力墙结构形式在高层建筑，尤其是住宅中的使用越来越多，对高层建筑设计要力求合理性与经济性，剪力墙结构设计中有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，才能设计出安全又经济适用的优秀作品。
摘要：结合剪力墙结构的主要特点,对剪力墙结构进行了成本分析,并着重阐述了对剪力墙的布置位置进行优化的具体思路及方法措施,以期达到既降低建筑成本又保证高层建筑安全适用的目的。
关键词：剪力墙,成本,布置位置,设计优化
参考文献
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