优化布置

优化布置（共12篇）

优化布置 篇1

学生的作业过程是学生的智慧、知识、能力、情感、态度、价值观等理想的生成过程和体现过程。因此，作业应当成为学生课外、校外的一种生活过程和生活方式，学生对待作业的态度也应该成为一种生活态度，在作业过程中体验幸福和快乐、苦恼和辛劳。这样作业就不再是强加给学生的负担，而是学生成长的一种自觉的生活需要、学习需要。所以，优化语文作业已成为亟待解决的问题。

一、注重语文作业的综合实践性

“语文是实践性很强的课程，应着重培养学生的语文实践能力，而培养学生的这种能力的主要途径也应是语文实践”。我们在设计作业时应让学生多与生活相联系，让他们感受到学习语文的价值和乐趣。尤其应让学生通过观察、讨论、演讲、演课本剧等形式来感受课文的思想内容。陶行知先生认为，教师不重在教，而重在引导学生要自己去学，不是坐而享教。“兴趣是最好的老师”，要想让学生愿意做作业，喜欢做作业，并相信自己能做好作业，教师就应当将那些传统意义上的作业加以改造，将其融于游戏、绘画、表演之中，使其具有一定的情境性，从而激发学生作业的兴趣。

比如在教学《孔乙己》一课的时候，学生对孔乙己最后的命运比较关心，我便让学生发挥主观能动性，给文章加一个结尾，次日上课的时候，让学生在讲台演讲。这样设计作业，趣味性强，学生乐学。又如在教《我的叔叔于勒》的时候，课后作业是编排小品，然后在全班表演，经过这样的编排与演出，学生对语文兴趣很高，因为他们知道语文作业不仅仅是机械的抄写，形式也可以多种多样。

二、注重语文作业的层次性

一个班级学生由于智力水平、思维能力、学习习惯、生活环境的差异所表现出来的学习能力是不尽相同的。因此，我有意识地设计作业的练习“超市”。因为一刀切的作业往往会导致“好的学生吃不饱，差的学生吃不了”，这必然会加重后进生的课业负担。如果能把作业分层，让学生自己选择作业，就可以发挥学生的学习主动性，提高作业的针对性，让学生的学业负担停留在适当的位置上。所以，语文家庭作业应针对学生的个体差异分层设计，设计A、B、C三类家庭作业：A类偏重于基础知识的巩固;B类介于A、C两者之间;C类偏重综合能力的运用。由于难度适宜，同学们都乐意完成作业，每个层次的学生都能享受到成功的快乐。

三、注重语文作业的延续性

课外作业是课堂教学的延伸，“生活即教育”，生活有多宽，语文就有多广。作业，作为课堂教学的外延，也应该是生活的外延。不要把语文作业仅仅封闭在课本内，仅为了语文课本服务，切断学生与社会、与家庭的联系。陶行知先生强调生活实践对于认识的基础地位，突出生活实践对于教育、学习、知识的决定性作用。基于语文具有开放性的特点，我们应在社会生活的大环境中培养学生的语文能力，让开放性作业成为连接课堂与社会生活的桥梁，使学生在实践中运用知识，“盘活”知识，并通过实践再学习、再探索，最终达到自身语文水平的再提高。因此，教师在布置作业对应该把语文学习与现实生活联系起来，让作业成为沟通语文教学与社会生活的桥梁，让作业生活化、社会化。

四、注重作业的探索性

探究式作业，是指学生独立地去探究问题、获得自主发展的一种作业形式。长期以来，学生习惯于从老师那儿去接受别人“已知”“已会”“已有”的东西，习惯于按老师设定的模式反复操练，逐步掌握由别人设计好的技能和方法。这样的接受性学习当然还是需要的，但是，它产生的“被动性”、一定程度上的“强制性”和“简单重复性”等不利因素，也是需要改变的。新课程积极倡导自主、合作、探究的学习方式。我们在课堂上常常看到旨在培养发展学生探究能力的问题情境，把这些问题延伸到学生的课外学习中，也就是探究性作业。

五、注重语文作业评价多元性

新课程理念提出，对学生的作业进行科学、全面的评价，能起到激励教育的作用。作业评价应将由对纯知识结果的关注转向对学生生命存在及其发展的整体关怀。作业的评价功能应重在帮助学生发现与发展潜能，认识自我、展示自我，促进学生生命整体的发展。另外，在评价方式上，应淡化单一的、终结性评价，注重作业对学生成长的教育发展功能。平时，我是这样做的。

1. 分层评价，鼓励为主。

对于分层布置的作业，采用分层评价。只要学生完成了相应层次的作业，便可以得到肯定。例如：做全对的，画上一个笑脸;书写工整的，加一颗五角星;有进步的，写一两句评语。一张张笑脸，一颗颗五角星，一句句富有期待、鼓励的话语，让学生体会到成功的快乐，更加喜欢做作业。

2. 多向评价，共同参与。

传统的作业评价是教师单向的评价，学生处于被动地位，思维处于“僵化”状态，不利于纠正学生错误与培养学生自主学习。我改变过去这种单一的评价形式为多向评价，让学生也参与到作业的评价中去。采用学生自评、小组互评、教师总评等多元多向评价，让学生通过这样的评价，及时纠正自己的错误，指出别人的错误，正确评价自己与他人，把评价权交给学生，真正培养学生主动探索的主体意识。同时，让家长参与到评价系统中，请家长对孩子在家中、社会上的表现作正确客观的评价。

3. 多次评价，体验成功。

对多数学生来说，很难一次就将作业做得很满意，而且也不易养成主动改错的习惯。每个学生都希望得到赞扬与鼓励，都希望获得成功，如果每次体验到的都是失败，他们就会变得心灰意冷。为此，我采取一次作业多次评价的方式。即：学生做完作业，自评、互评、师评后再进行修改，教师再次评价，若修改正确，则同样可以得到笑脸、五角星。这样多次评价一次作业，不仅有利于学生养成改错的好习惯，而且能让更多的学生获得成功的体验，从而增强自主性和自信心。

布置作业是一种艺术，也是一种创新。家庭作业是反馈、拓展教学效果的一种实践活动。语文教师不仅要让学生通过作业获得应当获得的语文能力，而且要让学生在人生最宝贵的学生时代能过上一段丰富多彩终身难忘的语文生活。总之，贯彻新课程标准，课堂是主阵地，作业是分战场。只有正确地理解作业的价值，改革作业的形式，落实作业的内容，重视作业的过程，以全面提高学生的语文素养为目标，还学生自主、开放、充满智慧和创造的人文作业，才能使语文教学实现真正的“人本回归”。

优化布置 篇2

2009年高考成绩已揭晓，我校高考再攀新高。各项指标创我校历史新高。熊伟杰同学以599分的优异成绩勇夺全县普高理科第一名，居全县理科第13名。黄溢桥同学美术联考成绩居全省第四名，在华中科技大学、中国地质大学美术校考中成绩居全国第一名。这一成绩的取得，得益于学校优化管理、以人为本、精细培养的高考备考工作；得益于高三全体教师团结协作、真情奉献、群策群力、努力拼搏，是三高全体师生不甘平庸、锐意进取、脚踏实地、辛勤耕耘的结果；更离不开各级领导、社会各界人士的关心、帮助和各位家长的大力支持。2010年的高考备战已拉开序幕，擂起战鼓，吹起号角，新一轮的挑战在即，我们三高人将秉承三高的优良传统，以百倍的信心和努力，团结拼搏，共创三里畈高中美好的明天！下面谈谈我校对2010届高三复习备考的一些想法。

一、精心安排，加强复习备考的计划性

l、认真研究”两纲”与教材，分析近几年高考试题的特点，把握高考命题的趋向，科学地制订备考计划。

制定高考复习计划的依据有三个：一是“两纲”(即教学大纲和考试大纲)，二是教材，三是近几年高考试卷。我们在高三第一轮复习开始之前，就认真地组织了两次集中研究。一是组织高三各学科的备课组长一起学习研究“两纲”，制订2010届高三的复习计划；二是各学科备课组长组织本学科教师认真研究教材与今年的高考试卷，分析今年高考命题的特点，分析本届高三学生的实际情况，学科地制订各学科复习备考的目标和计划，这样，避免了复习计划的盲目性，加强复习的针对性。年级组还定期召开备课组长会议，对所制订的教学计划与实际的教学进度对行核对，对于不能很好完有成教学计划的组别提出及时的整改措施。

2、整体部署，科学安排，夯实基础

①从2009年8月份到2010年3月下旬为第—轮复习，第一轮复习的目标是夯实基础，使学生对教材中的基本知识结构、基本概念和基本规律有清晰的认识。

在复习过程中，我们坚持基础性、系统性、全面性、全体性、层次性的原则，在构建学科知识体系的同时，兼顾能力渗透。讲，要突出重点，抓住关键，突破难点；练，要讲求效果，克服简单重复。

在学法指导上，我们要求学生以课本为本，充分发挥课本的主导作用，防止以资料替代课本的倾向。要求学生弄清每个章节的知识点和要求，弄清基本概念，基本规律的来龙去脉与运用，以及章节内容之间的联系。要求学生看书与练习相结合，看书与练习时间比例大约为3 ：7，根据普高学生特点，练习以中低档题为主。复习中要求学生备好两个本：一是错题本，二是笔记本，错题本就是把平时的考试和练习题中那些做错的和不会做的题搜集起来，认真分析错误的原因：是属于知识缺陷，理解错误，还是自己一时疏忽看错了题，或是计算失误书写不当等，自己有何感受和启发，都详加评述和记录，以备常看。笔记本不仅是课堂笔记，更重要的是要将所学过的知识用自己的理解进行整理，总结形成自己所能理解的体系。这一过程是将书本由厚读薄的，形成网状的知识结构的过程。

第一轮复习的关键是落实，我们要求师生基础训练点点落实，每复习完一个单元进行一次测验，每月我们还将组织一次月考，以此检查复习效果。为了落实我们还特别注意对不同层次的学生的分层指导，我校根据学生的不同情况办了四种层次的教学班，避免了“吃不饱”与“吃不了”现象。

②从3月下旬到4月下旬为第二轮复习，这一轮复习的目标是对知识进行横向联系，构建知识网络。主要是专题讲座形式，辨析各知识块内的基本概念间的相互联系，对主干知识进行梳理、串联，构成知识系统和知识网络，也就是通过二轮复习，对所学知识进行综合归纳，连成线、结成网、形成树。第二轮复习我们把目标瞄准中档题，从二轮复习开始，我们每周训练两套文（理）科综合训练题，每周作一套学科内限时训练题。要求做到能力训练步步提高，专题训练层层落实，综合训练融会贯通。

③5月为第三轮复习，这一轮复习的目标是提高应试能力，为强化训练阶段，也是高考前的冲刺训练，主要进行学科内的综合和学科间的综合测试及临考模拟等综合训练。重点是重要概念及相互关系的辨析，重要规律的应用，进一步总结解题的方法与技巧，培养分析和解决综合、复杂问题的能力，进一步提高思维能力。同时，这阶段还要加强学生应试技巧，做题程序、审题方法的指导，让学生满怀信心去参加高考。

二、加强研究，提高复习备考工作的针对性

为使整个高考复习有实效，就要十分重视整个复习备考过程中的研究工作。

1．研究考题，总结规律，寻找突破口：从历年高考试题的整体研究中找共性，从近几年各类高考试题的研究中找趋势，从对相同考点试题的对比研究中找变化，从各种模拟试题的集中研究中找动态和新意，从而跳出凭经验、走老路，程式化复习的框框，开拓性地抓复习备考。我们向高三老师发放了《近五年全国各地高考试题汇编》（分学科版），人手一份，要求老师认真作一遍，并进行认真分

年级组的教学管理工作主要抓备课组工作，年级一般一个月开一次备课组长例会，研究布置教学工作，检查复习情况核对教学进度。各备课组长是该学科教学、教研的第一责任人，负责本学科的集体备课和教学工作的落实以及新上高三教师的培养，各备课组每周固定时间进行集体备课，每次集体备课都有中心发言人，集体备课要求要“五备”（备考纲、备教材、备重难点、备练习、备学生），在统一认识的基础上，相同层次班级努力做到教学要“五统一”（目标、内容、进度、资料和练习）。备课组另一项重要工作是做好单元测试和月考试卷的命题，在命题前备课组要对试卷的知识点覆盖范围、能力要求、难点设置等进行研究，增强训练的科学性、针对性和前瞻性。每套训练题确定一人命题，备课组长审题，避免试卷的知识性错误。

年级组的学生管理工作，通过班主任这一条线来实行，主要是抓好班主任和学生干部工作。

四、发挥优势，抓好“三小块”

体育、音乐、美术是我校的传统优势学科，抓好这三小块的工作，对于学生基础差、底子薄农村普通高中升学来讲，可以说是一条捷径。我校本届高三共有“三小块”学生近百人，为了搞好这项工作，学校分管教学的副校长和一名分管体音美专职教务副主任亲自抓这项工作，主要负责体、音、美教学的总体管理，包括学科教学及对专业训练督查等，帮助专业教师明确形势，强化奉献精神，树立全局观念，加强与班主任、文化课教师的联系，目标同向，形成合力，共同提高。用体、音、美学科优势推动学校教育教学质量的提高。本学期是专业考试前体音美学生训练的关键时期，暑假我们就到武汉去考查各培训点硬件和师资情况，为学生强化训练选好培训点，并派一名班主任驻汉负责学生的管理、指导工作。针对特长生的文化基础，我们还为美术、音乐生配备了教学经验丰富的文化课教师，制订出适合特长生的教学计划，选择好了适合特长生的训练题，以保证每个特长生文化考试都能达到高考要求，争取专业、文化双过线，在此基础上我们还将加强志愿填报的指导，尽量使我们的工作作得更圆满，为我校2010年高考争光添彩。

以上是我们高三年级复习备考的一些思路与将要进行的一些具体做法，各兄弟学校也带来了很多教学教研、备考工作的先进理念和先进的教学经验，我们定当不断学习，继续努力争取使我们的备考复习工作做得更完善，使我校2010年高考取得更优异的成绩。

罗田县三里畈高中

巧妙布置作业 优化物理教学 篇3

一、培养学生观察能力的观察型作业

观察是认识事物、学习知识的基本方式，是学习和研究物理现象的一种重要的科学方法。通过观察型作业可以使学生学会观察的方法，养成仔细观察的品质并提高观察能力，同时也能提高学生的思维能力。在实际教学中，教师可有意识地布置观察作业，要求学生写出观察内容，观察结果，通过观察提出问题。例如：学习了“声音是由物体的振动产生的，声音的特征，噪声等知识”后，布置观察生活中的声源，控制噪声的具体方法；学习了《温度计》后，引导学生观察体温计，找出并归纳出温度计与体温计的区别；学习了《物态变化》后，让学生观察生活中的有关现象，并判断出是何种物态变化；学习了《摩擦力》后观察生活中哪些摩擦是有益的，哪些是有害的，各用了什么方法增大或减小摩擦，并做好记录，这样可以使学生深深地体会到物理、生活、社会的密切联系。

二、培养学生实验制作能力的实验型作业

实验一是项综合活动，可谓是动手又动脑，它能提高学生的学习兴趣，同时也是培养学生动手能力、创新思维能力的重要途径。教师可把课本上的某些作业改为实验型的作业。如：水瓶琴的作业改为制作水瓶琴；学习《平面镜》后制作万花筒、潜望镜；学习《质量》后制作小天平；学习物体的浮沉情况后制作潜水艇。在制作过程中不仅让学生体会到劳动创作的艰辛与快乐，而且可以培养学生的创造性思维能力。

三、培养学生知识梳理能力的小结型作业

知识的梳理，可以使知识更加系统化、条理化、明了化，便于记忆、掌握不同知识间的联系和区别，有利于加深对知识的理解，有利于培养学生的概括能力。为此，在学习了“声音的特征”后，梳理音调与响度的区别；学习了“蒸发和沸腾”后 ，整理它们之间的相同点和不同点。每一章学完后，引导学生对所学基础知识、典型习题进行小结，将小结内容写在笔记本上。

四、培养学生的探究能力的探究型作业

培养学生的探究能力是新课程理念下对物理教学的要求。因为探究型作业不仅能提高学生思维的逻辑性，敏捷性，严谨性，而且能培养学生的创造能力、合作能力，激发学生学习的兴趣，所以安排学生利用控制变量法，合作探究影响弦乐器音调高低的因素；影响液体蒸发快慢的因素；“坐井观天，所见甚小”通过探究说明影响青蛙视野范围的因素。

五、培养学生画图表达能力的画图型作业

画图表达物理问题，可以使知识变得更加直观、形象，也可以考察对知识的理解表达能力。所以学习“回声”后，为了使学生能清楚题目所给的条件，并进行相关计算，让学生画图，从而体会“来回”的问题；学习“物质的熔化和凝固”后，为了使学生更清楚晶体与非晶体的区别，画出它们的图像；学习沸腾后，为了能更清晰表达沸腾前后温度的变化，画出它的图像；学习温度计后，画温度计，并写出所画的示数等，这样可以培养画图的规范性，还可以体会物理与数学的密切联系。

六、培养搜查知识能力的搜查型作业

现在物理学科更能体现出“生活、物理、社会”密切联系的特征，另外物理课本知识的广度也大大增加，这样不仅开拓了学生的视野，也激发了学生的求知欲，探索欲，及学习物理的兴趣 。为此在教学中可布置了搜查型作业，如为培养学生克服困难，艰苦探索的精神，布置搜索一些科学家探索发明的故事；学习噪声后搜索有关噪声的资料，认识噪声的危害；学习日食月食后，搜索日食月食的相关资料照片，体验自然的奇妙等。

七、沟通情感的沟通型作业

作为教师，不仅要传道授业解惑，更重要的是育人。所以在物理教学中，教师不仅利用课外时间与学生谈心了解他的学习、生活等，还可以布置沟通型作业，如：在作业上写出自己的理想，自己的苦恼，对教师的看法、意见或建议等，教师在学生的作业本上写上鼓励、督促、提醒、表扬的话语，使学生感到教师的关心关爱，以加深师生的情感，从而使教、学关系更为融洽、和谐。

“教学有法，教无定法”作业的形式很多，在教学中，只要做个有心人，就一定会有更多更好的发现 。在实施新课程标准的大背景下，要树立新的初中物理作业观，使学生的创新能力在这里得到发展。总之，合理适时布置不同形式的作业，巧用作业，会使物理教学更加丰富多彩。

(责任编辑 易志毅）

抽采钻孔的优化布置探析 篇4

1工作面瓦斯情况

112147轻放工作面是黄沙矿-500 m水平南翼的第1个工作面, 煤层厚度3.9～4.6 m。走向长为1 198 m, 倾斜长平均为105 m, 煤层倾角19°～28°。煤层瓦斯含量在14.11～15.36 m3/t, 瓦斯压力为0.42 MPa, 瓦斯流量衰减系数α为0.011 3 d-1, 煤层透气性系数λ为12.76 m2/ (MPa-2·d-1) , 属于高透气性容易抽采煤层。工作面掘进时单头瓦斯涌出量为4.0～7.5 m3/min。工作面掘进初期, 主要通过加大风量来排放瓦斯, 掘进300 m后1个工作面安装有2套BDF2×22 kW局部通风机, 供风量为900 m3/min, 降低工作面瓦斯浓度效果并不明显, 回风瓦斯浓度在0.55%～0.75%。并且在大面积落煤时多次发生瓦斯超限断电现象, 既费时又费力, 严重影响掘进进度, 同时又给生产带来不安全隐患。为此, 需对巷帮钻场钻孔参数进行优化。

2钻孔抽采工艺参数

在瓦斯抽采初期, 由于没有合理布置抽采钻孔, 钻孔抽采煤层瓦斯效果差, 表现在煤层瓦斯抽采率低。因此, 主要从改进钻孔抽采工艺参数方面考虑。

(1) 调整布孔密度, 确定合理的钻孔间距。

对于每一个钻孔而言, 其有效影响范围是有限的。因此, 在一个钻场内增加布孔密度、减小钻孔间距, 往往可提高煤层瓦斯抽采率, 但同时又会增大工作量。所以, 应在确定最佳钻孔间距的前提下, 增加布孔密度。最佳钻孔间距与钻孔有效排放瓦斯半径R有着直接的联系, 如图1所示。

从图1可以看出:图1a中钻孔间距过大, 存在没有抽采的空白区;图1b中钻孔间距过小, 钻孔没有充分发挥作用;图1c是最佳的钻孔间距选择。确定钻孔最佳间距时, 其关键参数在于确定钻孔有效排放半径。通过在抽采断面上布置钻孔, 对其中1个钻孔进行抽采, 分别观察其他钻孔瓦斯压力的变化情况, 通过在规定抽瓦斯时间内, 能将测压孔的瓦斯压力降低到容许数值的方法, 测得钻孔有效排放瓦斯半径 (图2) 。根据现场测定得知, 黄沙矿2#煤层瓦斯抽采有效半径在2.0～3.0 m。钻孔孔底间距应小于或等于钻孔有效排放瓦斯半径的2倍。

根据矿山压力规律及新掘巷道煤帮深处瓦斯赋存情况 (图3) , 以及测试结果及其他工作面抽采经验, 确定112147工作面掘进时, 边抽边掘瓦斯抽采的最佳钻孔间距为3.5～4.0 m;结合该矿打钻设备情况, 最终确定钻场间距为50 m;钻孔控制巷道轮廓线外不小于8 m, 钻孔终孔位置全部落在巷道轮廓线10 m的范围内。

(2) 改进布孔方式, 合理确定钻孔位置。

在煤层中布置抽采钻孔时, 要以煤层瓦斯流动状态最佳为原则, 从而达到提高钻孔瓦斯抽采效果的目的。一般情况下, 围绕每个钻孔都有1个抽采半径;在一定抽采时间内, 把所有的钻孔都布置在同一个抽采半径内, 不能充分发挥每个钻孔的作用, 一般以三角形或多角形布置。

(3) 增加抽采钻孔在煤层中的深度, 对提高抽采瓦斯量效果显著。

表1为112147运料巷试验的测定结果。从表1可以看出, 抽采瓦斯量随着钻孔深度的增大而逐渐增加。

(4) 增加抽采钻孔的直径, 有助于提高抽采瓦斯量。

钻孔直径大, 钻孔暴露煤的面积大, 有利于瓦斯的涌出。根据测定结果, 钻孔由Ø42 mm提高到Ø120 mm, 钻孔的暴露面积增大, 而钻孔抽采量增加到2.7倍。结合黄沙矿的现有设备, 选定钻机为ZL-380型, 钻孔Ø89 mm。

(5) 增加抽采钻孔数量, 加大抽采瓦斯量。

每个钻场由最初的3个钻孔增加到6个孔, 经2个钻场对比可知, 抽采量增加1.86倍 (其他参数一样) 。

综上实测结果结合相关资料, 最终确定112147工作面掘进期间, 瓦斯抽采钻场间距、钻孔间距、钻孔深度、钻孔直径见表2。钻场、钻孔布置如图4、图5所示。

3效果分析

以112147运料巷施工完第2#和第14#钻场时瓦斯抽采情况为例, 对抽采效果进行对比 (表3) 。

优化布置 篇5

pH计在湿法烟气脱硫工程中的布置及优化

根据石灰石/石膏湿法脱硫工艺的特点及要求,分析pH值在湿法脱硫中的.重要作用,重点阐述pH计测量装置在实际工程运用中的布置方案及其优缺点,并提出其合理的优化布置设计,以供脱硫工程设计人员在pH计选型和布置时参考.

作 者：程永新 CHENG Yong-xin  作者单位：中南电力设计院,武汉,430071 刊 名：湖北电力 英文刊名：HUBEI ELECTRIC POWER 年，卷(期)：2009 33(6) 分类号：X701.3 关键词：湿法脱硫   pH计   腐蚀   磨损   冲洗  

优化初中数学作业的布置与评价 篇6

[关键词]初中数学 教学 作业布置 评价

中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2016.09.012

数学学科是初中义务教育阶段的一门重要学科。数学学习是学生掌握和运用数学知识，提高数学素养和综合素质，更好认识和改造世界的重要手段，是学生获得更好成长发展的重要组成部分。完善初中数学教学对于学生具有非常重要的意义。作业是检验学生学习成果和教师教学成果的重要手段，也是巩固学生所学知识、提高学生应用能力的重要措施。可以说，作业环节是教学活动必不可少的环节。我们认为，完善初中数学教学的作业布置与评价，非常必要。同時，完善初中数学教学的作业布置与评价，也有利于初中数学教学的更好开展，促进我们的教学取得更好的实效。下面我将结合自身的教学实际，对初中数学教学作业布置和评价的相关问题与大家共同探讨。

作业的布置要放入整个教学过程中。主要的意思有两层：一是认识到作业在整个教学过程中的重要性。只有认识到了作业在整个教学过程中的重要性，才能在布置作业的时候更为严谨。传统的应试教育模式下，教师也比较热衷布置作业，但教师在布置作业的时候随意性强，一般是重复性的作业，数量大，难度随意，效率不高，作业布置起不到应有的效果，所以，不能说是认识到了作业布置的重要性。作业对于我们的教学过程而言，占据着重要角色，没有作业的教学过程是不完整的。倘若只注重形式，不注重质量，作业布置不合理，起不到检验、巩固、反馈的目的，教学过程也是不成功的。作业，既要实现巩固基础的目的，又要实现提高学生能力的更高层次目的，要有各种难度层次的递进，要实现难度层次优化的组合，既要注重质量，也要注重形式，才能有效的检验学生的学习成果、教师的教学成果，也才能为下一步的教学和学习提供有益的指导。

二是保持作业布置与整个教学过程的整体一致性。要想达到良好的教学效果，首先就要制定明确的目标，为教学提供整体的方向，坚持目标的核心地位，在整个过程中围绕既定的目标，不断的完善和整合各种资源，从而实现目标。整个的教学过程保持目标的明确、一致，所有的教学环节应该是完整统一的，每一个教学环节都是为完成整个的教学目标和要求而存在和开展，作业的布置同样也不例外，要服务和服从于整体的教学目标。适应教学目标的要求，是科学合理的作业的首要和基本标准。知识与技能、过程与结果、情感态度与价值观是我们教学三个基本维度的目标，在作业布置的过程中，就要合理的体现出这些目标。既要注重巩固学生学习的基本知识，又要注重提升学生的能力，既要让学生体验做作业的探索和实践过程，也要让学生体会学有进步、学有成效的乐趣，同时，还要在作业布置的过程中，激发学生的学习兴趣、调动学生的学习积极性，让学生产生良好的作业体验。

作业的布置要尊重学生的实际情况。学生是教学活动的对象，是教学活动的主体，是教学目标的出发点和落脚点，是教学活动面临的最大的动态实际。所以，教师在布置作业时，要根据学生的实际情况，优化设计，精心挑选，做到适时、适度、适量，为学生量身布置，这样布置作业，作业会更加科学合理，更具有可操作性，也才能促进教学的实效。在这里，想要强调的是，要根据不同学生的学习情况，设定适应不同层次学生的作业。传统的“一刀切”的简单做法，常常会有优等生吃不饱、中等生吃不好、待进生吃不消的情况，倘若能在作业布置前，就对学生的实际学习情况有确切的掌握，对学生的学习潜力有合理的预期，为不同层次的学生设置能够达到的目标，作业布置将会发挥更好的作用。我们认为，作业布置可以既有一些固定的“规定动作”，也可以设置不同的灵活的“自选动作”。“自助餐”的提供要尽可能多样化，既要有巩固性的作业，也要有探索性的作业，既要有学生可以单独完成的作业，也可以提供可供小组合作学习探讨的作业。在作业的选择上，要坚持老师和学生的结合，教师可以提供备选方案，而学生则对方案具有最终选择权。当然了，也可以进一步提高学生的自主性和主动性，让学生自己给自己、自己给学生布置作业，让学生在分析解决问题的同时，锻炼发现问题的能力。

作业的评价要更及时、更全面、更科学。在以往的教学过程中，我们的评价往往是滞后的，而且往往是缺乏针对性的，方法也过于单一，往往是只有教师对学生进行评价，标准更是过于简单，不是对就是错，除了分数就是等级，事实证明，效果并不理想，这也为我们教学目标的达成带来很大的阻碍。所以，改进作业评价，发挥出作业评价的积极作用，也是非常必要的。教学目标是明确而具体的，是多层次丰富的，我们的作业评价也要有更强的目标性和针对性，也应该立足于学生知识的巩固、能力的提高、综合的发展，也要与多元目标相一致，积极探索多元化的科学方法和多样化的灵活手段，更好的实现对教学成功的检验和反馈，更好的促进教学过程的改进和优化。

“评价的结果应具有激励导向作用，更应具有发展的眼光看待学生。”这是我们的课程标准对于作业评价的要求，也是我们在作业评价中的指针。要想更好的发挥激励导向作用，就要多一些引导和鼓励，少一些批评和指责，更多的去发现学生的进步。比如，不能只从横向上比较学生，而是也要关注学生自身的发展，有纵向的比较，不能只是看到学生的分数而是也要看到学生的努力，不能只看到学生的缺点，而是要多挖掘学生的潜力。学生的发展本就是动态的，我们要用发展的眼光看待学生，同时，也要引导学生用发展的眼光认识自己，创造更好的自己。在作业评价的具体过程中，可以调动和运用学生的积极性，创新作业评价的形式，完善作业评价的过程，先让学生对作业进行自评，学生与学生之间进行互评，教师再进行集中点评。学生在自评的过程中，就又是一个检验的过程，在互评的过程中，就又是一个学习的过程，教师的点评则要更有针对性。

输油管布置的优化模型 篇7

关键词：输油管布置,费马定理,极值定理,最低费用

某油田计划在铁路线一侧建造两家炼油厂,同时在铁路线上增建一个车站,用来运送成品油。油田设计院希望建立管线建设费用最省的一般数学模型与方法。本文主要针对两炼油厂到铁路线距离和两炼油厂间距离的各种不同情形,以及考虑共用管线费用与非共用管线费用不相同的情形,提出适当方案,为实际工作者提供理论依据和参考。文献[1—3]分别介绍了数学建模的思想方法及建模案例。

1问题分析

本文以管线建设费用最少为目标函数,针对两炼油厂到铁路线的距离和两炼油厂间距离的各种不同情形进行设计方案,考虑了共用管线与非共用管线每千米建设费用不同两种情形。将实际问题可转化为在坐标系上找一点使得该点到两厂的距离及其纵坐标之和达到最小,进而确定车站建立的位置,并求出输油管布置的最低费用,方法是通过建立直角坐标系,列出一个二元目标函数,转化为求二元函数的最小值问题。

2符号说明

a:炼油厂A到铁路线的距离(单位:千米);b:炼油厂B到铁路线的距离(单位:千米);c:炼油厂A到两区域分界线的水平距离(单位:千米);r:两炼油厂A、B间的水平距离(单位:千米);x:共用管道起点的横坐标;y:共用管道起点的纵坐标;c1:炼油厂A、B到两炼油厂AB结点所用管道每千米的费用(单位:万元/千米);z:铺设管线的总费用(单位:万元);Z:铺设管线的总长度(单位:千米);α:表示附加费用(单位:万元);c3:A、B两厂公用管道费用。

3模型假设

(1)假设在郊区铺设管线时忽略树木保护、群众反响等问题。

(2)假设管线在铺设过程中无任何油管损坏。

(3)不妨假设a≤b。

(4)在问题一中假设A、B两厂非公用管道的费用相同,设为c1万元/千米。

4模型建立与求解

如图(1)所示建立直角坐标系,在该模型中c1<c3,根据题意该问题转化为求费用目标函数的最小值问题,建立费用目标函数如下:

$\begin{array}{l}\min z=c{}_1(\sqrt{x{}^2+(a-y){}^2}+\sqrt{(r-x){}^2+(b-y){}^2})+c{}_{3}y(1)\\ \frac{\partial z}{\partial x}=\frac{c{}_{1}x}{\sqrt{x{}^2+(a-y){}^2}}+\frac{c{}_1(x-r)}{\sqrt{(r-x){}^2+(b-y){}^2}}=0。\end{array}$

即$\frac{a-y}{x}=\frac{b-y}{r-x},\theta {}_1=\theta {}_2$。

求目标函数在0≤x≤r,0≤y≤a区域上的最小值。

情形1:在边界y轴上,即x=0,0≤y≤a时,代入方程(1)得:

$z(0,y)=c{}_1(a-y)+c{}_1\sqrt{r{}^2+(b-y){}^2}+c{}_{3}y=c{}_{1}a+c{}_1\sqrt{r{}^2+(b-y){}^2}+(c{}_3-c{}_1)y$。

$z^{\prime }(0,y)=\frac{c{}_1(y-b)}{\sqrt{r{}^2+(b-y){}^2}}+c{}_3-c{}_1=0$。

解得

$y=b-\frac{r(c{}_3-c{}_1)}{\sqrt{2c{}_{1}c{}_3-c{}_3^2}}‚z(0,0)=c{}_{1}a+c{}_1\sqrt{r{}^2+b{}^2}$。

$z(0,a)=c{}_{1}a+c{}_1\sqrt{r{}^2+(b-a){}^2}+(c{}_3-c{}_1)(b-a)$。当c3-c1>c1时,z′=(0,y)>0单调递增,在(0,0)点取最小值。

情形2:在边界FD上,x=r,0≤y≤a,代入方程(1)得:

$z(r,y)=c{}_1(\sqrt{r{}^2+(a-y){}^2}+b-y)+c{}_{3}y=c{}_{1}b+c{}_1\sqrt{r{}^2+(a-y){}^2}+(c{}_3-c{}_1)y$。

$z(r,0)=c{}_{1}b+c{}_1\sqrt{r{}^2+a{}^2}$。

z(r,a)=c1b+c1r+c3a-c1a=c1(b+r-a)+c3a。

$z^{\prime }(r,y)=\frac{c{}_1(y-a)}{\sqrt{r{}^2+(a-y){}^2}}+c{}_3-c{}_1=0$。

解得:$y=a-\frac{r(c{}_3-c{}_1)}{\sqrt{2c{}_{1}c{}_3-c{}^2}}$。

再将点$(r,0),(r,a),(r,a-\frac{r(c{}_3-c{}_1)}{\sqrt{2c{}_{1}c{}_3-c{}_3^2}})$代入到z(r,y)中,确定最小值点。

若c3-c1>c1,即c3>2c1时,z′(r,y)>0,函数单调递增,则z(r,y)在点(r,0)处取得最小值。

情形3:在边界x轴即OD上,即0≤x≤r,y=0代入方程(1)得:

$z(x,0)=c{}_1(\sqrt{x{}^2+a{}^2}+\sqrt{(r-x){}^2+b{}^2})$。

$z(0,0)=c{}_{1}a+c{}_1\sqrt{r{}^2+b{}^2}‚z(r,0)=c{}_{1}b+c{}_1\sqrt{r{}^2+a{}^2}$。

$z^{\prime }(x,0)=c{}_1\left(\frac{x}{\sqrt{x{}^2+a{}^2}}+\frac{x-r}{\sqrt{(r-x){}^2+b{}^2}}\right)=0$。

$\frac{x}{\sqrt{x{}^2+a{}^2}}=\frac{r-x}{\sqrt{(r-x){}^2+b{}^2}}$。

$\frac{1}{\sqrt{1+\left(\frac{a}{x}\right){}^2}}=\frac{1}{\sqrt{1+\left(\frac{b}{r-x}\right){}^2}}$,即$\frac{a}{x}=\frac{b}{r-x}$。

解之得:$x=\left(\frac{ar}{a+b}\right)$。

代入得:

$z(x,0)=z\left(\frac{ar}{a+b},0\right)=c{}_1$$\sqrt{\left(\frac{ar}{a+b}\right){}^2+a{}^2}+\sqrt{\left(r-\frac{ar}{a+b}\right){}^2+b{}^2}$。

确定min$z(0,0),z(r,0),z\left(\frac{ar}{a+b},0\right)$得最小值,可确定最小值点。

情形4:在边界AF上,即0≤x≤r,y=a代入方程(1)得

$z(x,a)=c{}_1\sqrt{x{}^2+0}+\sqrt{(r-x){}^2+(b-a){}^2}+c{}_{3}a=c{}_{1}x+c{}_1\sqrt{(r-x){}^2+(b-a){}^2}+c{}_{3}a$。

$z(0,a)=c{}_{1}a+c{}_1\sqrt{r{}^2+(b-a){}^2}+r(c{}_3-c{}_1)(b-a)$。

z(r,a)=c1a+c1(b-a)+c3a=c1b-c3a。

$z^{\prime }(x,a)=c{}_1+c{}_1\frac{x-r}{\sqrt{(r-x){}^2+(b-a){}^2}}>0$,单调递增,故在(0,a)处取得最小值

$z(0,a)=c{}_{1}a+c{}_1\sqrt{r{}^2+(b-a){}^2}+r(c{}_3-c{}_1)(b-a)$。

情形5:在开区域AODF中,

$z=c{}_1(|AC|+|BC|)+c{}_{3}y=c{}_1|BE|+c{}_{3}y=c{}_1\sqrt{r{}^2+(b-2y+a){}^2}+c{}_{3}y$。

$z^{\prime }(x,y)=\frac{-2(a+b-2y)c{}_1}{\sqrt{r{}^2+(b-2y+a){}^2}}+c{}_3=0$。

$2c{}_1(a+b-2y)=c{}_3\sqrt{r{}^2+(a+b-2y){}^2}$。

4c${}_1^2$(a+b-2y)2=c${}_3^2$r2+c${}_3^2$(a+b-2y)2。

$(a+b-2y){}^2=\frac{c{}_3^{2}r{}^2}{4c{}_1^2-c{}_3^2},a+b-2y=\frac{c{}_{3}r}{\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}}$。

$2y=a+b-\frac{c{}_{3}r}{\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}},y=\frac{a+b-\frac{c{}_{3}r}{\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}}}{2}$。

$\begin{array}{l}z{}_{\min }=c{}_1\sqrt{r{}^2+\left(a+b-a-b+\frac{c{}_{3}r}{\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}}\right)}+\\ c{}_3\frac{a+b-\frac{c{}_{3}r}{\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}}}{2}=c{}_1\sqrt{r{}^2+\frac{c{}_{3}r}{\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}}}+\\ \frac{c{}_3\left(a+b-\frac{c{}_{3}r}{\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}}\right)}{2}。\end{array}$

再计算最小值点(x,y):

直线BE的方程为y-b=k(x-r),

$k=\frac{a+b-2y}{r}=\frac{\frac{c{}_{3}r}{\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}}}{r}=\frac{c{}_3}{\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}}$。

$\begin{array}{l}\text{将}y-b=\frac{c{}_3}{\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}}(x-r),\\ y=\frac{a+b-\frac{c{}_{3}r}{\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}}}{2}\text{代}\text{入}‚\end{array}$

求得:$x=\frac{(a-b)\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}+c{}_{3}r}{2c{}_3}$。

即(x,y)=$\frac{(a-b)\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}+c{}_{3}r}{2c{}_3},\frac{a+b-\frac{c{}_{3}r}{\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}}}{2}$

为区域内使原目标函数的最小值点,将车站建立在$\left(\frac{(a-b\sqrt{4c{}_1^2-c{}_3^2}+c{}_{3}r)}{2c{}_3},0\right)$处,使得建设费用最省。在实际应用中,给定a、b、c、c1、c3的值后,代入到情形1—情形5中的各最小值表达式中,确定它的最小值。

参考文献

[1]汪国强.数学建模优秀案例选编.广州:华南理工大学出版社,2001

[2]张郭军.数学建模.北京:高等教育出版社,2003

相邻结构阻尼器优化布置研究 篇8

地震是一种威力巨大的地质灾害现象。1976年的唐山大地震给唐山带来了毁灭性的灾害, 2008年的汶川地震也是同样几乎摧毁了一切。地震发生后, 城市建筑物都无法再使用, 这不仅仅是由于地震作用使得建筑物倒塌, 也有相当一部分是在地震发生时, 建筑物之间相互碰撞使建筑物损伤, 不再符合使用要求。我国大部分区域都是处在地震带上, 地震时有发生, 为更好保证相邻结构之间不因碰撞而产生更大的损伤, 已经有专家研究在相邻结构之间布置阻尼器起到耗能减震作用, 但并未形成完整理论。我国采用的基于规范的设计要求可以保证单栋建筑在设定的大震作用下不发生倒塌, 保障人们的生命财产安全;中震作用后经过一定的修缮和加固后仍可继续使用, 减小经济损失;小震作用下建筑物不发生损坏, 不影响人类的正常生活生产。这些抗震设计要求和所采取的措施可以满足生命安全要求, 一定范围内可以减小经济财产损失, 但在建筑功能多样化的城市, 简单的三级设防无法满足所有建筑的抗震需求。因此, 笔者在导师带领下, 开始进行相邻结构阻尼器优化布置研究。

2研究现状

本文主要研究相邻结构在配置阻尼器的情况下对地震作用的响应。首先, 建立一个10层 (结构一) 与6层 (结构二) 的相邻的有限元结构模型。并对模型做了一些假设: (1) 结构质量集中在楼层, 楼层刚度无穷大, 相邻结构都简化成多自由度剪切型模型; (2) 两结构平面对称, 只考虑水平向沿结构对称面的地震波作用; (3) 结构各层高度一致, 且阻尼器在同一层高楼板处将相邻结构水平连接; (4) 由于两结构之间的间距很小, 忽略地震波空间变化特性, 假设两结构地震波输入相同。

本文所用模型为西安某高校行政办公楼, 结构1为10层混凝土框架, 结构2为6层混凝土框架, 结构平立面布置均匀, 为简化计算两结构各取其中一榀框架建立二维模型。如图1。

所用到的处理数据运用到的主要工具———Opensees程序。Opensees建立的结构模型是由节点、约束、材料、纤维单元、荷载和质量集合而成。将我们建立的模型按照程序的要求, 分解为上述要素, 编写程序。

接着, 运用优化设计两步法, 先确定阻尼器数量不变, 分别为布置1层、2层、3层、4层、5层、6层6种情况, 然后用排列数列举出在不同位置配置阻尼器的方式。在此基础上, 穷举出所有阻尼器布置方式。接下来, 运用Opensees计算机程序, 分别计算从布置1层到布置6层的不同布置位置的情况, 我们选取了10条地震波, 每条地震波有0.1g到2.0g连续20个强度, 对应的地震信息如表1。

然后分别对每种阻尼器布置方式进行激励, 计算出结构的刚度 (stiff) 、力 (force) 、顶层位移 (disp) 、层间位移角 (drift) 、加速度 (accel) 以及阻尼器性能 (damper) 等。然后进行数据处理, 现阶段, 主要处理顶层位移及层间位移角, 分别比较结构一与结构二在不同地震波作用及不同配置阻尼器方式下结构的响应, 试选取其中10条地震波, 每条选取一个中震 (1.0g) 一个大震 (2.0g) , 在相同的方向移动, 在相同的地震波及强度下比较同种数量不同布置位置的最优方式。

以层间位移角为损伤指标, 选取比较具有代表性的1.0g和2.0g地震强度。布置1个阻尼器时, 布置在结构1第4、6层具有一定减震耗能作用;在结构2第4、5层具有一定减震耗能作用。

以相同的实验方法, 分别在布置2~5个阻尼器时, 结果如下:布置2个阻尼器时, 在结构1布置16层具有一定减震耗能作用, 在结构2布置25、26层具有一定减震耗能作用, 如图2、图3。

同时, 我们也对其他布置情况做出相关计算, 并将以上数据制成表格, 对以上各布置不同层数的的最优结果见表2。

3结论

通过比较不同布置数量得出更优布置方式, 我们认为布置数量越多减震耗能效果越不明显, 宜选择较少布置层数, 而且在底层以及顶层都布置有阻尼器时减震耗能作用效果更优, 从而总结出两点:一、以层间位移角为损伤指标时, 在相同的阻尼器布置数量情况下, 一般情况下, 在不同的布置数量之间可看出, 在底层和顶层同时布置有阻尼器, 是更优的选择。

摘要：现代城市建筑物之间紧密相连, 当发生地震灾害时, 建筑物之间就会相互碰撞, 造成更大的损失。因此, 如何防止相邻结构之间碰撞具有重要意义。在结构之间加上减震耗能的阻尼器装置, 比较结构在控制与未控制条件下结构的各项性能, 从而得出最优化的阻尼器布置方式。

关键词：顶层位移,层间位移角,阻尼器

参考文献

[1]Maxwell模型连接相邻结构地震易损性研究.

[2]张挣鑫.斜拉桥拉索参数振动的半主动控制及MR阻尼器优化布置研究[D].中南大学, 2013.

民用建筑隔震装置优化布置研究 篇9

1 隔震理论分析

工程实践中多质点体系较为常见, 简化模型如图1, 在一般情况下, 隔震装置的竖向刚度远远大于其水平刚度, 所以在进行动力分析时, 可以近似认为隔震结构只作平动, 而忽略其竖向变形引起的摆动。

针n对质点的模型, 运用达朗贝尔原理, 考虑各质点的动力平衡, 可以得到任意时刻t时的运动方程:

undefined

其中undefined为n×1的矩阵, 分别表示这n质点在t时刻的加速度, 速度和位移矢量:

undefined

[M], [K], [C]为n×n的矩阵, 分别表示体系的质量矩阵, 刚度矩阵和阻尼矩阵:

undefined

在确定的地震加速度undefined的情况下, 引入连续性条件即可求解微分方程可以得到每一时刻各质点的加速度、速度和位移。建筑物在地震作用下的状况可运用ANSYS软件的时程分析技术进行分析, 而其中采用完整的系统矩阵计算瞬态响应的Full法效果较为理想。

2 框架结构有限元模拟

2.1 有限元模型的建立

以六层框架办公楼为例, 柱截面尺寸为1100mm×1100mm, 主梁截面尺寸500mm×800mm, 次梁截面尺寸400mm×600mm, 楼板厚度100mm, 未隔震时基本自振周期为T=0.6s。底层平面布置情况见图2。

在ANSYS中, 柱和梁选用三维弹性梁单元Beam4, 楼面板选用Shell63弹性壳体单元。ANSYS中虽然没有现成的隔震支座单元, 但由于隔震支座的力学模型可简化为水平x, y方向上的弹簧加阻尼器以及竖直方z向上的弹簧。由于ANSYS提供了Combin系列的弹簧单元, 这样我们可以用若干弹簧单元组合来实现隔震支座单元处的模拟。在水平方向上选用Combin40单元, 竖直z方向选用Combin14单元构成隔震支座单元。水平x, y, 方向上的参数有等效刚度Ku, 屈后强度Kd, 屈服力Qd以及结构阻尼C。取Combin40单元实常数为, K1=Ku, K2=Ku-Kd, FSLIDE=Qd, 连接Combin40单元的两个节点坐标相同, GAP=0。建立隔震建筑有限元模型如图3。

2.2 模型计算工况

分析隔震效果和比较不同隔震支座布置方案, 共分3种工况进行计算:

工况一:底层柱均未布置隔震支座和阻尼器;

工况二:建筑外围底层柱布置阻尼器和隔震支座, 中间柱只布置隔震支座;

工况三:底层柱均布置阻尼器和隔震支座。

2.3 计算结果

三种工况下的前三个振型的自振频率如下表1所示

对应三种工况, 选取EL-Central波, 截取前8s作为地震加速度输入, 运用ANSYS中的ADPL 语言编程求解可以得到各种工况下的各层层间位移最大值如表2。

三种工况下ANSYS分析得到的顶层位移、顶层速度、顶层加速度的时程反应图4、图5、图6。 (黄色曲线代表工况一, 粉红色曲线代表工况二, 蓝色曲线代表工况三)

3 结论

框架结构采用基础隔震体系, 通过在基础顶面设置柔性橡胶垫降低了结构的水平刚度从而增大了结构的自振周期, 使之远离地震频率段以免发生共振。基础隔震结构在地震作用下隔震层以上部分作为整体运动, 结构位移主要发生在隔震层, 以上各层层间位移较小, 阻尼器的设置可以有效地降低结构隔震层侧移。阻尼器在满足结构侧移限值要求下可以合理设置, 从而进一步降低结构的自振频率。

参考文献

[1]汶川地震建筑震害调查与灾后重建分析报告[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[2]龚思礼主编.建筑抗震设计手册 (第二版) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

[3]李乔, 赵世春.汶川大地震工程震害分析[M].成都:西南交通大学出版社, 2008.

[4]赖永标, 胡仁喜, 黄书珍.ANSYS11.0土木工程有限元分析典型范例[M].北京:电子工业出版社, 2007.

剪力墙布置位置的设计优化 篇10

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

[1]焦安亮,黄延铮.超高层住宅建造及运营经济性研究[Z].2012.

[2]杨太生.建筑结构基础与识图[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[3]GB50011-2010,混凝土结构设计规范[S].

优化布置 篇11

关键词：初中生物；作业；优化布置；方法

我们经常看到老师为学生的作业问题发火，有时甚至要把家长叫来一起训斥；我们经常听到教师埋怨说：“辛辛苦苦批改好的作业发下去，学生连看都不看就塞进书包。”作为初中生物老师，我也很熟悉这样一种情况：一堂课上下来很出彩，但到了一节课的尾声，如何巩固教学成果即课后作业的布置却鲜有创意，多数是抄写或背诵，或布置一些练习册。很多教师也觉得上新课还好，可以让学生抄抄写写，巩固一下。没上新课就犯难了，特别是周末、假期，拼拼凑凑罗列一大堆作业来达到一定的量。这样传统的布置生物作业的方式，随着时代的变化出现了一些弊端，我们结合以上出现的问题，寻找并分析了它的原因，探讨并总结了如何优化生物作业的方法。

一、初中生物作业死板、枯燥、无新意的原因，

1、缺乏科学性，比较随意。也许大家与我一样，遇到过这样的学生：经常不按时、按质、按量完成作业，考试却名列前茅。如果是这样，那么就说明布置的作业没有多大用。我做过一个“作业调查问卷”，有一位家长这样写道：布置作业宜少而精。给我启发很大。很多老师习惯性地布置一些重复的作业。初衷目的是好的，但学生会因为要应付事而不是老师想象的结果。还有一些作业并没有明确的训练目标，也没有针对性，不管其中的题目学生做过没做过，会还是不会，也不管是否太难，认为作业越多越放心，甚至有时老师布置作业是根据自己的心情而定，缺乏质的考虑，这样导致作业成了学生的负担，使学生怕做作业，劳而无功，还会引起学生不做作业、抄作业的现象。

2、缺乏多变性，比较机械。一到要放假，我的学生还没等我布置作业，就已经知道作业要写什么，甚至还有个别学生早已经写完了。这说得好听叫训练有素，说得难听就是作业形式内容单一固定。反思一下：我们布置的作业有多少是针对学生的实际情况设计的呢？究竟有多大效果呢？老师们给所教班级布置作业大体都一样，不管何种水平的学生都做统一的作业，没有考虑学生的层次以及接受能力，枯燥乏味，脱离生活实际。有的老师似乎将作业本的整洁度作为作业评价的首要条件，甚至抄错了的地方老师也没仔细看出来。有的学生作业虽乱但相当有灵气，可并没有得到老师给予特殊鼓励，反而因为乱而受到批评。长此以往，学生必将害怕出错或乱而不敢创新，從而将作业变成“作秀”，千人一面，毫无新意，学生也就对作业布置出现了审美疲劳，失去了做作业的兴趣。从而谈作业而色变。

3、缺乏探究性，比较被动。生物教师通常会在背诵，听写的作业中要求家长签字，主要是为了让家长督促学生，以免学生偷工减料。可是时间一长，很多学生就会不签或自己签，这其实也是一种无声的抗议。有的学生家长天天在签字时都会帮助检查。

二、初中生物优化作业布置的要素

作业是教学的延伸和补充，是对单位时间所学知识的复习和巩固。是教师用来检查教学效果和指导学生学习的一种教学手段。作业布置，是一种艺术，是一种创新。只要我们在具体的教学过程中，围绕教学要求，拓展视野，从听说、读写、玩演、视听等多角度入手，根据实际情况，因时而异，因事而异，因人而异，精心设计形式多样的作业，这样才能达到改革作业目的，这样才能最大限度地拓展学生学习生物的空间，真正减轻学生的课业负担。这样的作业才能适应当今的素质教育改革和新课程进一步推进的要求，才能真正培养学生的能力，提高学生的学习效率。因此，我结合自己的教学实践，将生物作业的布置进行了如下几点优化：

1、作业布置要有目的性和针对性。针对不同的教学内容，根据学生不同的基础，设计布置合理的作业。从学生的实际情况出发，可根据学生的基础，布置作业时分层次设计，由易到难，由基础题到扩展题，再到提高题。也可根据学生在学习中某些方面的误区来设计作业，以求查漏补缺，扫除一知半解。

2、作业布置要有趣味性。选择一些切近生活，富有较强时代气息的内容，把课堂和课本中学到的生物真正和生活结合起来，锻炼和提高学生对知识运用能力，要使学生乐于运用所学的生物，采用最佳方式让学生轻松愉快地参与实践。依据“学生能用所学生物知识做什么”的思想设计作业，使学生通过亲身体验、感知、理解和交流。

3、作业布置要有实用性。我设计了一些实践型作业。

地铁隧道无线监控节点布置及优化 篇12

本文主要研究最优监测点感知最有价值结构信息, 用最少的传感器节点获取最大信息, 基于有效独立法法进进行行节节点点布布置置。。通通过过有有限限元ANSYS构建地铁隧道模型和对模型进进行行模模态态分分析析获获取取较较优优的的节节点布置方案;对已得到的节点布置方案进进行行优优化化分分析析。。

1 隧道运动模型和有效独立法节点布布置置

建立地铁隧道运动方程:

B是输入为传感器位置矩阵。ωi频率, φi为振型向量, 方程解的矩阵形式由特征频率和固有频率组成:

为广义模态位移表模态坐标, q的模态坐标公式:

M与K对称正定, M与K及特征频率是正交的。考虑阻尼的模态坐标为:, 解得方程:

由模态叠加原理, n自由度的传感器识别m目标振型的响应:

噪声信号{N}服从高斯分布, 期望为0, 方差为。对模态坐标解做最小协方差估计, 协方差矩阵P:

其中Q为Fisher信息矩阵, 当Q取最大用时, 模态坐标的解的协方差最小。设模态Ф各列线性无关, Q是对称正定矩阵, 则Q的特征值{λ}是正定、实数, 特征向量{φ}是归一化的。构造矩阵E:

E是幂等矩阵, 特征值为1或0, E的秩等于E的迹, 对角线元素表示节点对Ф的贡献。当表示第i个节点无法识别响应模态, 为无效节点。反之是有效节点。迭代计算移除对角元素最小的测点, 再迭代计算节点位置排序, 直到节点布置最优, 最大程度保证了模态矩阵Φ的线性无关性。流程图如图1:

2 地铁隧道监测节点优化布置模型

2.1 构建地铁隧道衬砌结构模型

上海多处于软土地层, 地铁隧道采用盾构隧道结构。管片的拼接采用通缝拼装形式, 材料为C55预制钢筋混凝土、抗渗等级S10。衬砌结构模型厚度为0.35m, 外径6.2m, 内径5.5m, 隧道顶部埋深6.89~26.8m, 最小曲率半径349.851m, 本文取其长约160m部分构建模型。

2.2 地铁隧道衬砌结构模型有限元分析

模型采用整体建模, 不考虑管片通缝拼接。设土体正常固结, 平均有效自重应20k N/m3;混凝土浮容重力16k N/m3, 列车对轨道施加力15k N。对隧道进行块分析, 划分网格, 计算隧道各阶振型, 本文仅考虑模型的前4阶振型如图2:

表2给出前4阶振型的固有频率。

3 节点布置方案及优化分析

3.1 节点布置方案

经有限元软件模态分析计算得各阶振型下的位移数据和频率, 将数据代入matlab的有效独立法搜索程序, 经搜索计算后得到各阶振型下的节点布置方案如表3。

3.2 节点布置方案优化

上文针对隧道结构特性布置节点, 分析其结构特性能较好的获取观测点, 是一种白盒监测方法。在网络无法负载过多节点以及考虑网络能耗的情况下, 要对节点进行优化。

将节点si在p感知精度定义为si在点p所感知的事件。距离si为0处, si始终可检测发生事件, 随距离增加, 感知精度随之减小, 当采样距离小于感知有效距离R, 节点对测点采样失效。

根据24个节点二维坐标位置画维诺图, 黑圆圈表节点有效监测区, 图3红色圆圈表示节点使冗余的, 显然红色节点监测区域被其他节点监测区完全覆盖。

4 实验与总结

地铁隧道监控系统由四倍分组成:监控采样系统、数据传输系统和数据处理系统, 整体系统图如图4。利用监测对象的结构特性布置节点有利于监测的有效性, 利用监测型号的概率分布及节点的有效监测范围去除冗余节点能较好的提高效率。

摘要：节点布置对隧道结构健康监测十分重要, 直接影响监控系统的有效性。节点过密集, 将产生冗余信息;节点过稀疏, 不保证监测信息的完整性, 即最优节点布置是通过最少的节点获取最大的感知信息。本文利用有限元软件ANSYS构建地铁隧道模型, 划分网格进行模态分析, 基于有效独立法算法计算节点布置位置;对已得节点布置方案进行空间概率相关性分析, 画节点维诺图 (Voronoi Diagrams) 判断节点是否冗余。

关键词：地铁隧道,结构健康监测,传感器布置,有效独立法,空间相关性,维诺图

参考文献

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