主次关系

主次关系（精选9篇）

主次关系 篇1

随着教育改革的不断深化, 原有的教学观念和教学方法已不能适应新的教育形势。作为一名初中数学教师, 更应当树立新的教育理念, 不断寻求新的教学方法。最近几年, 我在“发挥学生的主体作用”方面进行了积极的探索, 并且在教学实践中取得了良好的效果。我在数学教学中主要是从以下几方面做起:

一、调动学生主体的学习动机

在影响学习效果的许许多多变量中, 学习动机是起着关键作用的一个变量。它是学习活动的催化剂, 并且具有一定的情感性因素。只有具备了良好的学习动机, 学生才能认真思考, 主动探索未知领域。实际教学中, 我常常向学生介绍数学发展史、数学家故事、趣味数学等, 以激发学生的学习动机。例如:我在讲解 (a+b) n的展开式时, 就向学生介绍关于杨辉三角的故事, 激发了学生主动探究的欲望。

为了激发学生的学习动机, 我经常用的方法有: (1) 用贴近学生生活的实例引入新知。既能化难为易, 又使学生倍感亲切。 (2) 提出问题, 设置悬念。 (3) 组织竞赛, 设置愉快情景等。坚持做到这些, 逐步强化学生的学习动机, 从而调动学生的主体意识。

二、让学生主体参与实践活动

1. 让学生多观察。

数学虽不同于一些实验性较强的学科, 能让学生直接观察实验情况、得出结论, 但数学概念的概括抽象、数学公式的发现推导、数学题目的解答论证, 都可以让学生多观察。

2. 让学生多思考。

课堂教学中概念的提出与抽象、公式的推导与概括, 题目解答思路与方法的寻找, 问题的辨析、知识的联系与结构等, 都需让学生多思考。

3. 让学生多讨论和多动手。

课堂教学中, 教师的质疑和设问可讨论, 问题怎样解决可讨论。通过讨论, 学生可以充分发表自己的见解, 达到交流进而共同提高的效果。

三、重视学习方法对学生主体的作用

在教学中, 通过方法指导, 可以不断强化学生的主体意识。教学过程是一个师生双边、统一的活动过程。在这个过程中, 教与学的矛盾决定了教须有法、教必得法, 学才有路、学才有效。否则, 学生只会效仿例题, 不能举一反三。因此, 在教学中教师不能忽视“学生”这个主体, 要尽可能地使教学设计贴近学生的“最近发展区”, 引导学生积极、主动地学习。即通过设计适当的教学程序, 引导学生从中悟出一定的方法。

四、让学生在合作学习中发挥主体作用

“动手实践、自主探索、合作交流是学生学习数学的主要方式”。让学生在合作交流、与人分享的氛围中, 学会参与, 学会倾听, 学会尊重他人, 从而体现“学生为主体”的教育新理念。例如:在执教“一次函数的图象和性质”一节内容时, 我设计了如下环节: (1) 六人一组, 每人任画一个一次函数的图象; (2) 观察、比较所画的图象, 你们认为是什么图形? (3) 找出你们所画图象的函数的k、b的值。再在同一坐标系中画出k相同的正比例函数的图象, 观察它们之间有什么关系? (4) 根据k的值进行分组, 比较函数的图象, 你们由此发现k对函数图象有什么影响? (5) 根据b的值进行分组, 比较函数的图象, 你们由此发现b对函数图象有什么影响? (6) 总结出, 当k, b取不同值时, 一次函数分别经过哪些象限。学生在我的引导启发下, 通过合作、讨论, 很快认识了一次函数的性质。在这个合作学习的过程中, 学生都“动”了起来, 没有“旁观者”, 很好地发挥了学生的主体作用。

摘要：随着教育改革的不断深化, 原有教学观念和教学方法已不能适应新的教育形势。初中数学教师, 更应当树立新的教育理念, 不断寻求新的教学方法。近几年, 我在处理师生主次关系方面进行了积极的探索, 并且在教学实践中取得了良好的效果。

关键词：数学教学,教学方法,教育改革,教育形势,教学观念,教育理念

主次要分清 篇2

其实,学生所提到的班主任,也是他们的数学老师。工作严谨认真,多年被评为学校先进班主任。我在想,这问题出在哪儿呢?就出在,没有分清主次。

每周都有一节班会课,是专门用来处理班务的。而且,大量的课余时间完全可以解决好班级上的一些事务的,完全没有必要每节上数学课前都要先讲班级事务,而且还训斥为主。那学生当然就没有好心情来听数学课了。

想起《资治通鉴》上一个小故事。说是唐太宗有一次要派朝廷大员出使,主要任务就是册封西突厥可汗。可使者临出发前,唐太宗在交待完正事之后,又让使者顺便买一批好马回来。可是魏徵认为不妥。

按理说,皇帝要求使者完成任务后买些马也不算过分的,毕竟当时交通不便,另派官员去买马费时费力,顺带办事效率更高呀。可魏徵认为,朝廷出使是非常严肃的事情,不能让堂堂使者既当政治家,又当采购员。问题的严重性在于,如果使者还兼做其他次要的工作,很容易引起突厥人的误解。

如果再严重一点,突厥首领会认为,唐朝使者主要任务是来采购名马的,而册封之事可能只是次要的事情,是顺带着做的。那么,主要的政治大事册封就会失去应有庄严的意义。

这个小故事也是提醒我们,做事情一定要分清主次,否则,就有可能达不到应有效果甚至适得其反。

我进一步想到我们的课堂教学。在新课程理念之下,现在的课堂不少老师追求热闹了,注重生成了,强调外延了。这无疑是好事,但也在有意无意之中出现了主次不分的现象。

有些教师一味强调“自主”,讲什么,由学生来定,教师完全跟着学生走。他们对学生完全听之任之,口口声声说是“以学生为主体”,是“尊重学生的意见”,是“满足学生的需要”,这种做法其实恰恰背离了新课标精神。如果是这样的话,那么教师作为跟学生对话中“平等中的首席”位置就失去了。这是师生在课堂上的角色位置主次不分。

还有,新课标提出了要拓宽学生的学习空间,增加实践机会,培养创新精神和实践能力,将书本学习与实践学习紧密结合的新的综合性学习理念。有些教师为了体现这一理念,在开展新课程倡导的自主学习、研究性学习时,将教学目标定位于全方位地了解科学知识、文史知识、文化知识等,往往要求学生花大量的时间和精力搜集资料,将语文课上成了其他课,完全淡化了语文教学目标。这是学科性质定位的主次不分。

另外,还有一种倾向就是课堂拓展。按理说,应在立足文本的基础上,突破文本的限制,对文本进行有效的拓展与超越,因为教材提供的文本是有限的,“教材无非是个例子”,学生阅读能力的提高、语文学习能力的发展最终必须超越课堂、超越文本。而现在的有些语文课堂完全走样了,一味强调向文本外延伸,似乎延伸得越远就越精彩,越符合新课程理念。这是文本分析领悟的主次不分。

事实上,延伸也应该围绕课文的主题和教学目标、教学重点和难点。任何离开课文的拓展延伸都是空中楼阁,不着边际的。为了拓展,将课上到野外去,新是新了,却没了原则和规矩;为了创新,囫囵吞枣学习课内知识,忙于拓展中的表演和作秀,新是新了,却多了几分浮躁。应该说只有文字才是教学之本,才是语文教学的主要凭借,也才是最好的课程资源。拓展延伸是为深入理解教学内容服务的,不能让内容为拓展延伸服务。正如于漪所说:“离开文本去过度发挥,语文课就会打水漂。”

叶圣陶先生早在30年代就曾指出:“我们以为杂乱地把文章选给学生读,不论目的何在,从来是文科教学的大毛病。文章是读不完的,与其漫然的瞎读,究不如定了目标来读。”加涅也认为:“设计教学的最佳途径,是根据所期望的教学目标来安排教学工作,其原因是教学是为了特定的教学目标。”

因此说,课堂教学一定要分清主次。否则不但体现不出新课程精神,反而会误人子弟,甚至是贻害学生。

主次关系 篇3

出现这一问题的一个重要原因, 是我们教师自身没有理解主次矛盾和矛盾的主次方面的科学内涵及二者的关系。我曾经在一次教学观摩中, 听到一位老师这样告诉学生:“复杂事物的性质是由主要矛盾的主要方面决定的。”这就使学生更难把主次矛盾和矛盾的主次方面区别开来。

笔者认为, 要正确理解、巧妙区分主次矛盾和矛盾的主次方面, 我们首先必须从主次矛盾和矛盾的主次方面的概念入手, 搞清楚什么是“复杂事物”、什么是“一个矛盾”。

教材对主次矛盾是这样解释的:在一个复杂事物中, 存在多个矛盾, 而每一矛盾在这个矛盾关系中所处的地位和作用是不同的, 其中有一个矛盾居于主导地位、起决定作用, 它的存在决定着事物的存在和发展方向, 我们把这一矛盾称为主要矛盾;其他矛盾则处于从属地位, 不能决定事物的存在和发展方向, 我们把这些矛盾称为次要矛盾。矛盾的主次方面问题是研究一个矛盾的两个方面。这两个方面在这一关系中的地位和作用是不同, 我们把其中居于支配地位、起着主导作用的方面叫做矛盾的主要方面, 事物的性质主要是由取得支配地位的矛盾的主要方面决定的;而处于被支配地位、不起主导作用的方面称为矛盾的次要方面, 它只是影响事物的性质。

在这里我们必须搞清楚什么是“复杂事物”、什么是“一个矛盾”。一般来说复杂事物是相对于简单事物来说的。那么, 这是不是说复杂事物包含着许多矛盾, 而简单事物只存在一个矛盾呢?这样的理解显然是不科学的。首先, 辩证法认为联系是事物存在的条件, 任何事物内部、事物之间都存在联系, 而联系的内容就是矛盾。这就是说再简单的事物都必须与其他事物存在对立统一的关系, 才能存在。其次, 由于事物层次的无限性, 可知事物内部不可能只存在一种对立统一关系。那么, 我们如何理解“复杂事物”和“一个矛盾”呢?我们必须用辩证法的思想来分析, 即相对地看问题。多个矛盾相对于“一个矛盾”来说是复杂事物, 而“一个矛盾”是我们把某一事物看成一个整体, 在这个整体中包含着即对立又统一的两个方面。例如, 我们说过去一年我校各项工作取得长足的发展, 但也存在一些问题。这就体现矛盾的主次方面辩证关系的原理。这就是说, 我们把学校工作看成一个整体, 即看成一个矛盾, 把取得成绩看成一个方面, 把存在问题看成另一个方面。显然, 学校这个矛盾体包含许多矛盾, 只是我们仅仅从研究学校发展得失的角度, 把它看成一个整体来全面地认识它。而当我们说学校的各项工作必须紧紧围绕教学这个中心环节, 同时搞好宿舍管理、学生文明礼仪教育等工作时, 这一观点体现善于抓住主要矛盾, 同时兼顾次要矛盾的哲学道理。这就是说, 我们在研究如何搞好学校教育教学工作时, 就把学校教育教学的诸多问题及其相互关系看成是复杂的矛盾群体。由此可见, 主次矛盾和矛盾的主次方面中的“复杂事物”和“一个矛盾”是相对的, 不是绝对的, 是因实践的需要而确定的特殊研究对象或角度的问题。也就是说主次矛盾和矛盾的主次方面, 是我们选择的不同的研究角度。

第二, 正确理解、巧妙区分主次矛盾和矛盾的主次方面, 还须明白主次矛盾和矛盾的主次方面研究的目的不同, 或者说两者使用的领域不同、方法论意义不同。“主次矛盾”一般用于解决问题, 属于改造世界领域;“矛盾的主次方面”一般用于分析、判断、评价问题, 属于认识世界领域。

研究主次矛盾问题, 是为了在分析和解决复杂的矛盾关系时, 做到善于抓住主要矛盾, 突出重点, 又不忽视次要矛盾:既要防止主次不分, 又要防止“单打一”。

例1:我国现代化建设, 必须坚持以经济建设为中心, 同时搞好民主法制建设、精神文明建设。

这就是说现代化建设, 有许多工作要做, 既有许多矛盾要解决, 而集中精力搞好经济建设, 就是抓住重点解决主要矛盾, 它能为民主法制建设、精神文明建设等次要矛盾的解决创造条件。

例2:我国经济发展过程中, 必须以“三农”问题为重中之重, 始终牢牢把握。

农业是国民经济的基础, “三农”问题是关系社会稳定、国家长治久安的根本问题。解决好“三农”问题, 就是在经济发展过程中抓住主要矛盾, 它能为其他次要矛盾的解决奠定坚实的基础, 维护社会的稳定和巩固国家的长治久安。

再如前面提到的学校的各项工作, 必须围绕教学这个中心环节展开, 同时兼顾德育、体育等工作。

以上的事例都是运用主次矛盾关系原理来解决实际工作中的问题。在实践中, 如果遇到要解决问题, 一般就用主次矛盾关系原理, 分清主次矛盾, 找出解决问题的具体措施。

研究矛盾的主次方面, 是为了在认识问题时, 分清主要方面, 善于识大体, 顾大局, 又不忽视矛盾的次要方面, 使事物沿着正确的方向发展。矛盾的主次方面原理一般用于判断、分析、评价问题。

例3:当前绝大多数共产党员是清正廉洁的, 但是也有极少数腐化堕落分子, 必须引起足够重视, 坚持反腐倡廉, 维护党在人民群众中的形象。

这是对党风的分析、评价, “绝大多数共产党员是清正廉洁的”, 是主流, 是矛盾的主要方面, 它决定党风的性质;“极少数腐化堕落分子”是支流, 是矛盾的次要方面, 它影响党风的性质, 因此必须坚持反腐倡廉。

例4:我国经济制度以公有制为主体, 坚持多种所有制共同发展。

在我国现阶段, 存在着公有制经济和非公有制经济。公有制为主体决定我国经济是社会主义性质的经济。这是对我国经济制度性质的判断。

例5:我国大陆 (主体) 坚持社会主义制度, 港、澳、台保留原有资本主义制度。

这是对我国社会制度性质的判断。

例6:当前绝大多数台湾同胞是愿意回到祖国怀抱的, 但也有极少数台独分裂分子, 图谋分裂租国。

这是对台湾形势的分析、判断。

例7:张军同学是一个性格豪爽、心直口快、热情助人的好同学, 虽然他学习成绩不很优秀。

这是对人物的分析、评价。

例3到例7是教学中运用矛盾主次方面关系原理来分析、判断、评价问题的常用案例。教学中要教会学生举一反三。

第三, 正确理解、巧妙区分主次矛盾和矛盾的主次方面, 还要学生掌握主次矛盾关系原理用于“解决问题”时和矛盾的主次方面关系原理用于“分析、判断、评价问题”时, 它们使用的不同的关键词。

一般来说, 主次矛盾关系原理用于“解决问题”时, 常使用“重点”、“关键”、“中心”、“重中之重”、“首要”、“最重要”、“突破口”等关键词。而矛盾的主次方面关系原理用于“分析、判断、评价问题”时, 多使用“主流”、“支流”、“主体”、“绝大多数”、“极少数”、“实质”、“性质”、“优势”等关键词。

看人分主次，识才观大节 篇4

春秋时期，晋平公有一次在西河乘船游玩。船到中游，他忽然叹气说：“唉，怎样才能得到真正的贤士与我共同享受这种快乐呢？”船夫固桑上前说：“您现在如果真的喜欢人才的话，那贤士就会到来的。”晋平公说：“固桑啊，我的门下有食客三千多人，如果早晨的食物不足了，下午我就到市场上收租；晚上的食物不足了，我早晨就到市场上收租。我都这样做了，还能说我不喜欢人才吗？”固桑回答说：“鸿鹄能够高飞冲天，然而它所依靠的只是翅膀上粗壮的翎毛。至于它肚皮下和后背上的毛，增加或减少一把，不会影响飞的高低。不知您的食客们，是翅翎呢，还是腹背上的细毛呢？”晋平公听了后没有再说什么。a应该说，这个船夫水平很高，他道出了一个看人看事的基本方法，那就是要分清主次，看主流。

识别人才，无论是面向一个团队，还是面对人才个体，都需要分清主次，抓重点，看主流。对一个团队，需要注意发现、培养、保护骨干人才。因为，只有稳定和重用骨干人才，才能使他们真正发挥“翅翎”的作用，带动整个单位、整个事业腾飞；也只有稳定和重用骨干人才，才能培养出更多优秀人才，带出一支好队伍。如果是看一个人，那同样需要分清主次，看主流，看大节；大节不亏，就可以根据才能大胆使用。对于小节问题要具体问题具体分析，有些属于过失性的小错误，过而能改，要相信人家自己能教育自己；有些属于品行有亏的问题，可以采取适当方式给予提醒、教育和引导，但不能以小过而掩大德，对人才全盘否定，弃而不用。

刘邦的孙子淮南王刘安，召集了一批文人著《淮南子》一书，其中在《汜论训》篇中说道：“现在有些君主在评论他的臣子时，不考虑他们的大功，不看他们总的表现，而专看他们在细小问题上是不是做得好，这是一种失去优秀人才的做法。所以，人有厚德，无问其小节；享有盛誉的人，就不要挑剔他细小的过错……人总是有缺点和短处的，这是人之常情，我们只要看他大的表现就可以了；虽有小的过失，也没有什么妨碍。若是大的方面不好，虽有小的善行，也不能提拔重用。”a

三国时东吴的国君孙权，有一次与大将陆逊谈论周瑜、鲁肃和吕蒙，其中在谈到鲁肃时，孙权是这样说的：“周瑜将鲁肃推荐给我，我和鲁肃一交谈，他便提出了建立帝王之业的重大方略，这是我生平的第一大快事。后来曹操收降了荆州的刘琮，更加壮大了自己的势力，扬言要统帅数十万大军，水陆并进，攻下江南。我请来全部文臣武将，咨询应该采取的对策，开始没有一个人能回答出合适的办法，当我问到张昭、秦松时，他们都说应该派遣使节带上我的书信去迎接曹操向其投降。鲁肃当即驳斥，认为不可，劝我马上把周瑜召来，把军队交给他指挥，逆江而上击败曹操。这是我生平第二快事。而且鲁肃决定计策，其眼光远远超过了古代的苏秦和张仪。后来虽然他劝我将荆州借给刘备，这是他的一个短处，但是这一短处不足以损坏他的两个长处。圣人周公从来不对人求全责备，所以我对鲁肃是忘其短而贵其长，常常将他比作东汉光武帝刘秀的大功臣邓禹。”a孙权对鲁肃的看法可以说是功过分明，但他在对鲁肃进行总的评价时，却是“忘其短而贵其长”，不以一次次要的错误而损害其主要的功劳和长处，这说明孙权会看人。

宋太宗赵光义想任命吕端当宰相，有人提出不同意见说：“（吕）端为人糊涂。”太宗不以为然，说：“（吕）端小事糊涂，大事不糊涂。”结果，吕端担任宰相后，“为相持重，识大体，以清简为务”，非常称职。有一件事很能说明“吕端大事不糊涂”：西夏首领李继迁带兵侵扰西部边境，保安军（今陕西志丹一带）奏报说抓获了他的母亲。太宗召枢密副使寇准商量，打算杀了李母，以此惩戒李继迁的叛逆行为。吕端知道后，马上进见太宗说：“从前项羽抓住刘邦的父亲太公，要烹了他，以此来要挟刘邦，而刘邦却说：‘你要烹的话，希望分给我一杯肉汤。’凡是图谋天下大事的人都不顾及自己的亲人，更何况李继迁这种叛逆之人呢？陛下今日杀了他母亲，明日能抓住他吗？若抓不住，那就是白白地与李继迁结下仇怨，更加坚定了他反叛的决心。”太宗问：“那该怎么办呢？”吕端说：“以我愚见，可以把他母亲安置在延州，派人养护起来，以此招降李继迁。他虽不会马上投降，但还是可以牵住他的心，而他母亲的生死命运也掌握在我们手中。”太宗拍着大腿叫好说：“如果不是你提醒，几乎误了我的大事。”于是用了吕端的计策。李母后来病死在延州，李继迁不久也死了，李继迁的儿子最终纳贡归顺了宋朝，史书说：“这是吕端的功劳。”a由此可见，吕端在军国大计上表现得确实是卓尔不群，这也就证明宋太宗注意“大事不糊涂”而忽略“小事糊涂”的看人方法是正确的。

以上几个实例表现了古人在看人方面的智慧：“人有厚德，无问其小节”；人有大功，可以“忘其短而贵其长”；人能“大事不糊涂”，就可以忽略其“小事糊涂”。总之，看人主要是看其在大德、大节、大功、大事上的表现，而在小节、小事上的表现有时可以忽略不计。若将这些思想概括起来，一言以蔽之，即看人要“看大节，略小节”。

那么，究竟什么是大节，什么是小节呢？这恐怕要用一句“套话”，即“具体问题，具体分析”，要具体看表现的性质（在哪些方面的表现）、表现的程度（是突出还是一般，是严重还是轻微）以及当时的用人环境（是战争时期还是和平时期）等。

一般来说，历史上凡属大节问题，都涉及儒家思想在做人、做官方面的基本要求。如做人是否诚实守信，是否行为端正，善恶是非是否分明等；做官还要加上在忠君、爱国、爱民以及清正廉洁等方面的表现，如唐朝在考核官员时突出强调在德政、清廉、公平、勤政四方面的要求。b一些不属于做人做官基本要求的缺点过错，一般也就属于小节问题了。

同属于一个方面的问题，大小程度不同，有的严重，有的轻微，有的属于一贯，有的纯属偶然，也会决定大节、小节的划分。孔子的孙子子思客居卫国时，向卫君推荐苟变，说：“这个人的才能可统帅五百辆战车作战，您可以任命他做军队统帅，得到这个人就可以无敌于天下了。”卫君说：“我知道这个人是个将才，然而他当小吏的时候，有一次向百姓征税时吃了人家两个鸡蛋，因为这个原因没有用他。”子思说：“圣明的君主用人，就好像高明的木匠使用木材一样，‘取其所长，弃其所短’。所以兩手合抱那么粗的名贵木材，虽有数尺腐朽的地方，好木匠也不会抛弃它的，为什么？因为木匠知道无用的只是很少的一部分，用它最终可以做成难以计算价值的器物。现在国君您处在战国之世，在选用猛将勇士的时候，却因为他吃过人家两个鸡蛋，就抛弃这种能够御敌保国的将才，这样的事可千万不要传到邻国去。”卫君听后一再拜谢：“感谢您的教诲！”b看来，卫君很注意廉政问题，但他不懂大节与小节的区别。在征税的时候吃了纳税人两个鸡蛋，严格说起来是属于不够廉洁的问题，但这与贪污受贿行为有着本质区别，因为这个事很小，又非一贯，因而明显属于小节问题，尤其是放在这个不可多得的将帅之才身上，只是白璧微瑕而已。

有时，用人环境的不同，也会影响大节、小节的划分。一般来说，和平年代对人才的要求会更加全面严格，对于介于大节、小节之间的问题往往有偏严的倾向；而战争年代出于战争形势的考虑和争夺人才的需要，对有特殊作用或特殊才能的人往往从宽，将介于大节、小节之间的问题归入小节。三国时期，诸葛亮对有关问题的认识和处理方法就给后人留下了有益的启示。据《资治通鉴》卷六十七载，法正原来依附益州牧刘璋，后为刘备献策攻取蜀地，受到刘备重用，任蜀郡太守、尚书令等职。法正这个人心眼太小，“一餐之德、睚眦之怨，无不报复”，对于过去曾经诋毁伤害过他的，他已擅自杀了数人。于是有人劝诸葛亮向刘备报告，制止法正的专横。而诸葛亮善于从大局出发考虑问题，指出当时刘备正处于“北畏曹操之强，东惧孙权之逼”的不利环境下，认为法正就像“辅翼”一样辅佐刘备“翱翔”，这时怎能因为小的过错而让法正感到自己的权力受到限制，且已不被信任了呢？当年毛泽东同志点阅《资治通鉴》看到此处，留下了重要批语：“观人观大节，略小故。”并在诸葛亮分析当时不利形势的几句话旁边画了粗线。这说明毛泽东同意诸葛亮的看法，同意要根据环境来衡量大节和小节问题。当然不能说环境决定大节与小节的划分，但应承认环境对于大节、小节的划分有一定甚至相当大的影响。如果在和平年代，为泄私愤擅杀数人恐怕就不是什么小节问题了。

由此可见，在区分大节、小节问题上，古人同样表现出了高度的智慧，他们并没有为大小之分划出一个或若干固定的框，而是具体问题具体分析，多角度看问题：看在哪些方面发生过错，分清问题的性质；还要根据当事人的全面情况，在相对比较中区分大小；还要联系具体环境，结合不同背景区别对待。这完全是辩证的

方法。

钢结构主次梁铰接连接的设计方法 篇5

美国AISC规范LRFD设计方法对此类节点的验算要复杂得多。除了要考虑梁轴力对节点的影响，对此连接节点还要进行次梁腹板的剪切屈服、剪切撕裂、拉伸屈服、拉伸撕裂、块体剪切、螺栓孔承压；连接板的剪切屈服、剪切撕裂、拉伸屈服、拉伸撕裂、弯曲屈服、弯曲撕裂、螺栓孔承压、屈曲验算和在弯曲和受剪共同作用下的连接板验算；螺栓承载力验算和连接板与主梁间焊缝的验算。本文将着重对此展开并举例论述。

1 剪切屈服验算

对于没有加劲肋的梁腹板，其剪切设计强度Fv为：

式中，h为腹板净高度，可以保守取两翼缘的净距；tw为腹板厚度；E为钢材弹性模量；fy为钢材屈服强度；Aw为腹板剪切面面积；ΦV为屈服状态下的剪切抗力系数，取0.9;Vn为名义剪切强度。

2 剪切撕裂验算

剪切撕裂设计强度按式(2)计算。

式中，fu为钢材极限强度；Anv为剪切面净截面面积；Φv为极限状态下的剪切抗力系数，取0.75。

3 拉伸屈服验算

构件的拉伸设计强度应取毛截面受拉屈服强度和净截面受拉撕裂强度中的较小值。有：

式中，Ag为受拉截面毛截面面积。

4 拉伸撕裂验算

拉伸撕裂验算按式(4)计算。

式中,Ant为受拉截面净截面面积。

5 块体剪切验算

块体剪切是由一个破坏面上的剪切强度和与其垂直的单元拉伸强度的总和所决定的一个临界状态。除了梁上翼缘被切除时需要验算梁端连接的块体剪切强度外，其他类似情况下，比如受拉构件和节点板，也需要对此进行验算。当一个方向单元的承载力由净截面的极限撕裂强度决定时，垂直方向的单元应采用毛截面的屈服强度来计算。块体撕裂强度ΦRBs按下面的公式计算。

当fuAnt≥0.6fuAnv，有：

当fuAnt<0.6fuAnv，有：

其中Φ=0.75,

式中，Agv、Agt分别为剪切面和拉伸面毛截面面积；Anv、Ant分别为剪切面和拉伸面净截面面积。

在实际的工程计算中，RBS通常可以保守地简化为：

6 螺栓孔承压验算

承压型和摩擦型连接都应进行承压验算。对滑移控制的连接不允许使用扩大孔和沿受力方向的长槽孔。

一个螺栓孔的设计承压强度为Fp=ΦRn,Rn按下面公式确定。

1)对与荷载方向性无关联的标准孔、扩大孔、短槽孔或者短边与荷载方向平行的长圆孔，在正常使用荷载下，当考虑螺栓孔的变形时，有：

当不考虑螺栓孔的变形时，有：

2)对短边与荷载方向垂直的长圆孔，有：

式中，Rn为连接材料的名义承压强度；fu为参与连接构件材料的最小抗拉强度；Lc为沿受力方向，螺栓孔边缘与相连螺栓孔边缘或者连接构件边缘间的净距；d为名义螺栓直径；t为连接构件厚度；Φ为承压抗力系数，对于边距不小于1.5db(螺栓直径)和中心距不小于的情况，取0.7 5。

7 弯曲屈服强度

弯曲屈服强度按式(8)计算。

式中，S为构件截面矩；e为偏心距。

8 弯曲撕裂强度

弯曲撕裂强度按式(9)计算。

9 连接板屈曲验算

弯曲屈曲强度Fa按式（10）计算。

式中，K为计算长度系数，见表1;l为侧向无支撑长度；r为绕屈曲轴线最小回转半径。

注:为固定端;为铰支端;为滑动端;为自由端

1 0 弯曲和受剪共同作用下的连接板验算

对称截面在弯曲和轴力共同作用下按下面所列要求计算。

1)当时Pu/(ΦPn)≥0.2时：

可以简化为：HFa+98(VxFBx+VyFBy)≤1.0(12b)

2)当Pu/(ΦPu)<0.2时：

可以简化为:式中,Pu为设计轴力;Pn为名义受拉或受压强度;Mu为设计弯矩;Mn为名义弯曲强度;X、Y分别为弯曲强轴和弱轴;Φ、Φt为轴力抵抗系数,且Φ=Φt;Φb为弯曲抵抗系数。

1 1 螺栓承载力验算

螺栓群承载力由偏心荷载作用下的螺栓群承载力系数和单个螺栓承载力决定。螺栓群承载力系数含义为螺栓群中充分发挥作用的螺栓个数，其值根据剪力和轴力的合力与竖向夹角、偏心距及螺栓群数量查AISC规范的附表确定。需要说明的是，对竖向夹角和偏心距与表中不符的情况不能按线性插值查表确定，因为这样可能会偏于不安全，只能按下一级系数较小的取值。即：

其中rv=fvAvNs

式中，C为螺栓群系数；rv为单个螺栓抗剪强度；fv为螺栓材质剪切强度；Av为螺栓有效抗剪截面；Ns为剪切面。

表2为AISC附表的部分内容，图1为对应的偏心荷载作用下螺栓群布置。

注:括号内数据为对应的英制单位,in。

1 2 连接板和主梁间焊缝的验算

与国内规范类似，只考虑连接板与主梁腹板两侧的焊缝，通常为角焊缝。焊缝设计强度由焊材强度、焊脚高度及焊缝长度决定。

对于受力方向沿焊缝方向，即为侧面角焊缝时，有：

式中，l为焊缝长度；D按16进制计算的焊缝高度；fExx为焊条强度等级。

对于受力方向与焊缝方向有角度时，可以乘以强度放大系数(1+0.5sin1.5θ)，θ为受力角度。对于正面角焊缝，强度增大系数为1.5。对同时承受平行与垂直焊缝的作用力时，按平方根原则考虑。

1 3 结语

AISC规范全面阐述了主次梁之间采用单连接板和螺栓铰接连接节点的计算，对于相关的工程设计可以根据具体情况和我国设计规范的要求参考本例进行相应的验算，其方法对我国现行设计手册也有一定的补充和借鉴作用。

摘要：在钢结构设计中,主次梁之间采用单连接板和螺栓的铰接连接方式是最为普遍的一种连接方式。但在我国现行规范及相关在钢结构设计中对此类节点计算的介绍和要求比较简单。通过阐述美国AISC钢结构设计规范的LRFD设计方法对钢结构主次梁采用单连接板的螺栓铰接连接计算要求,对该类型节点设计进行论述,弥补现行国标和设计手册对此类节点论述的不足,并为相关工程计算提供参考。

关键词：主次梁,单连接板,螺栓铰接连接,AISC规范

参考文献

[1]ChenWF,KimE.LRFD.Steel Design Using Advanced Analysis[M].Boca Raton:CRC Press,Inc.,1997.

主次梁交接处受力分析与施工监理 篇6

关键词：主次梁,交接处,受力分析,施工监理

随着当前经济的高速发展,社会的不断进步,人们生活水平得到提高。房屋建筑是人们日常生活中不可缺少的一部分,因此对房屋建筑的使用功能、安全与耐久性的需求也越来越高,从而使房屋建筑向多层、高层结构不断发展。建筑结构一般采用混凝土结构形式,而以钢筋混凝土结构居多。房屋建筑由于人们对其使用功能需求的多样性,以至于在建筑平面上进行许多大小不一的空间分格,那么在楼层结构平面布置上就会出现较多的钢筋混凝土主、次梁,来承受外部传来的荷载。而主、次梁交接处是承受各方传来荷载的汇集部位,应力集中且易突变,属于危险截面处,若设计与施工不加以注意,容易发生质量事故。因此,在其交接处加强施工监理的检查验收力度是十分必要的。

1 主次梁交接处受力分析

房屋建筑结构在竖向荷载作用下,受力传递路线一般是:荷载(含恒载、活载)→楼板→次梁(或主梁)→主梁→柱(或墙)→基础→地基。

1.1 次梁传来内力分析

次梁在荷载作用下,在其支座处产生负弯矩,支座边缘处产生最大剪力,因轴力很小,可以忽略不计。因此,在主次梁交接处,次梁传来的内力应是负弯矩与剪力。在次梁截面设计时,此处应作为危险控制截面,要考虑负弯矩与剪力同时作用下的截面计算。

1.2 主梁内力分析

主梁本身在荷载作用下,产生弯矩与剪力,轴力很小,可以忽略不计。而次梁传来的剪力,则成为主梁上的集中力,也会产生弯矩和剪力。此时,主次梁截面交接处会出现内力集中、弯矩迭加、剪力突变的现象。那么主梁截面设计时,该处同样必须作为危险控制截面来计算。

1.3 主次梁交接处的截面破坏特征

1.3.1 正截面破坏特征

主次梁交接处的内力由主梁承担,梁从开始受荷到破坏,其受力过程经历弹性工作、带裂缝工作和破坏三个阶段。正截面破坏阶段则是主梁的承载力极限状态,是截面设计的依据。具有正常配筋率的适筋梁,其破坏特征是受拉钢筋首先屈服,受压混凝土边缘纤维随着受拉钢筋的塑性变形发展达到极限压应变而压碎。主梁破坏前裂缝与变形急剧发展,有明显预兆,属于延性破坏。主梁破坏前裂缝与变形不明显,破坏前无预兆警告,破坏突发性强,属于脆性破坏,必须拒绝发生。

1.3.2 斜截面破坏特征

主次梁交接处的主梁受到集中荷载后,经历斜裂缝出现前、斜裂缝出现后与破坏三个阶段。破坏阶段梁截面的斜裂缝向集中荷载作用点发展,使剪压区高度减小,混凝土在剪应力和压应力作用下达到复合应力极限强度,梁被破坏。在破坏时,纵向钢筋拉应力一般低于其屈服强度,而与斜裂缝相交的箍筋则往往受拉屈服(箍筋配置少时)。梁斜截面主要有斜拉、剪压、斜压三种破坏形态,破坏前梁的变形很小,不明显,均属于脆性破坏,危害较大。

1.4 主次梁交接处的截面设计

根据主次梁交接处的正截面所受弯矩、剪力及其破坏特征,该处应当配置纵向受力钢筋、箍筋与吊筋(见图1)。另外,还要合理选择梁截面形状与尺寸、混凝土强度等级、钢筋直径和数量,来提高梁的正截面抗弯、抗剪能力,保证梁结构的使用安全。

2 主次梁交接处施工监理

主次梁交接处有模板安装、钢筋安装、混凝土浇筑三个工序施工,属于关键部位和工序。在监理规划或细则中,预先确定为质量控制点,便于在监理过程中加以重点控制。

2.1 梁模板安装施工监理

2.1.1 审查模板工程施工方案

承包商向监理提交的模板工程施工方案,一般由专业监理工程师进行审核,总监理工程师审查批准实施。审查的内容有模板设计计算、制作和安装;目前桂林市通常采用木模板面板、木方条,钢管支撑的模板安装体系以及管理方面的措施。模板设计计算审查包括梁底支撑木方、面板、支撑钢管材料,钢扣件抗滑移、支撑立杆稳定性与地基承载力的内容是否正确。梁模板制作与安装的审查主要是一些技术、构造方面的要求,是否达到施工规范规定的标准。管理方面措施的审查,有承包商制定的模板制作、安装质量与安全保证措施,是否有针对性和行之有效。

2.1.2 模板工程的监理检查

梁模板制作、安装施工完后,监理对主次梁交接处进行检查验收。除了检查梁底钢管支撑系统外,还应重点检查交接处梁截面的宽度、高度是否与设计一致;底面、侧面模板应平直、牢固,测量的数据应当在规范允许偏差内为合格。另外,主梁与次梁交接口模板安装应牢固,接缝严密。

2.2钢筋安装的监理检查

主次梁交接处截面的钢筋安装有上、下部纵向钢筋,箍筋与吊筋,这些钢筋的规格、数量、形状、位置要达到设计图纸与施工验收规范的质量标准。重点检查纵向钢筋(次梁)锚固长度,主梁纵向钢筋的上下每排筋、每排各根钢筋之间的净距要不小于25 mm;吊筋绑扎安装位置正确,允许误差在±20 mm以内,并且绑扎牢固,不松动走位;另外要注意检查吊筋斜段下料加工是否正确,一般来说斜段钢筋与梁轴线夹角取45°,但梁高大于800 mm时,则夹角取60°;交接处箍筋加密根数不能缺少,并且布置沿主梁方向穿通。绑扎位置应准确,每根箍筋弯折角沿主筋方向应错开布置绑扎。箍筋加密区段长度,必须与设计图纸要求一致。

2.3混凝土浇筑施工监理

主次梁交接处混凝土浇筑是最后一道梁成型的工序,属于关键工序,应当实行旁站监理。在混凝土浇筑过程中,旁站监理人员要坚守在浇筑地点进行监督浇筑。按规定要做好混凝土坍落度试验,达到设计配合比要求,同时见证取样做试块。要求承包商的施工操作人员对混凝土振捣密实,一般采用插入式振动棒,做到快插慢拔,直到混凝土不下沉、不冒气泡为止。还要检查在振捣混凝土时,钢筋(特别是吊筋、箍筋)是否变形、走位,模板是否漏浆、胀模等。若出现上述情况,监理人员应及时督促承包商进行整改到合格,从而使截面尺寸正确,混凝土外观质量和强度得到保证。

3结语

由于从事房屋建筑工程设计与施工监理多年,认识到主次梁交接处在建筑结构中的重要性,熟知该交接处的受力情况和破坏形态的危害性。因此在现场施工监理工作中,思想上特别重视此处的施工质量,且运用前述的监理检查程序、方法和质量标准要求,在所监理后使用的许多工程项目中未出现任何质量问题,效果非常显著,实现了监理质量控制的预定目标。

参考文献

[1]熊丹安,鄢利华,熊海燕.建筑结构[M].广州:华南理工大学出版社,2003:4.

主次关系 篇7

关键词：BP神经网络,肾炎诊断,逐步分析法,主次元素

0 引言

传统的肾炎诊断模型有Fisher判别模型、Logistic判别模型、模糊模式识别法等。Fisher判别模型是运用距离判别和费希尔判别,通过对人体内各元素的含量分析来确定就诊人员是否患肾炎[1,2];Logistic判别模型主要在流行病学中应用较多,比较常见的情形是探索某疾病的危险因素,根据危险因素预测该疾病发生概率[3];模糊模式识别是在模式识别中引入模糊数学方法,用模糊技术来设计机器识别系统,可简化识别系统的结构,更广泛、深入地模拟人脑思维过程,从而对客观事物进行更为有效的分类与识别。

本文研究是通过化验人体内各元素含量的一些指标来协助医生进行肾炎诊断的数学建模问题。在已知健康人和肾炎患者各自体内微量元素的基础上,采用某医院化验的30名肾炎患者(编号1~30)、30名健康人(编号31~60)及30名待诊断者(编号61~90)体内的Zn、Cu、Fe、Ca、Mg、K、Na 7 种微量元素的含量作为基础研究数据。对于就诊人员,要快速、合理、准确地诊断其是否患有肾炎,必须有一种或几种简单可靠的方法来分析化验出的各元素含量是否符合健康指标,同时筛选出影响患病的主次元素。在做检查时可以相对减少一些元素的化验,以节省时间、提高检查者的满意度与医院效益。

1 BP神经网络诊断模型

输入层、隐含层、输出层设计如图1所示。首先选取40组样本数据,作为网络的输入和目标样本,其中有患肾炎和不患肾炎状态的各20组数据,分别对应类别1和0。然后设计网络结构,根据Kolmogorov定理[4],采用一个N*2N+1*M的三层网络作为状态分类器,其中N=7表示输入特征向量的分量数,M=2表示输出状态类别的总数。

三层BP模型建立如下[5,6,7]:

(1)初始化:给每个连接权值Wij、Vjt。阈值θj与γt赋值区间(-1,1)内的随机值。

(2)随机选取一组输入样本Pk和目标样本Tk,其中:

(3)用输入样本Pk、连接权Vjt和阈值θj计算隐含层各单元的输入sj,再用sj通过传递函数计算隐含层各单元的输出bj。

(4)利用隐含层的输出bj、连接权Vjt和阈值γt,计算输出层各单元的输出Lt,然后通过传递函数计算输出层各单元的响应Ct。

(5)利用网络目标向量Tk、网络的实际输出Ct,计算输出层的各单元一般化误差dtk。

(6)利用连接权Vjt、输出层的一般化误差dt和隐含层的输出bj计算隐含层各单元的一般化误差ejk。

(7)利用输出层的一般化误差dtk和隐含层各单元的输出bj来修正连接权Vjt和阈值γt。

(8)利用隐含层各单元的一般化误差ejk、输入层各单元的输入Pk来修正连接权Wij和阈值θj。

综上所述,得到BP神经网络判别模型[13]为:

2 主次元素判别模型

首先对数据进行处理,分别求出患病的化验结果和健康的化验结果各元素的均值和标准差,并对两组进行成对双样本t检验[8]。由,其中、sD分别为两组样本各元素差值的均值和标准差,显著度α=0.05。经过Excel处理后,如表1所示。

由表1可知,Ca、Mg的P值几乎为零,极其显著,即它们对总体的影响很大,其它元素影响略小。通过“逐步判别法”确定影响肾炎患病的主次元素,诊断时可剔除次要元素以减少化验指标,主次元素的判断模型[9]为:

(±σ)

3 模型求解

3.1 BP诊断模型求解

在预测慢性病的发展趋势和诊断中,Fisher模型和Logistic模型的应用较为广泛。模型中有肾炎患者和健康人两个样本,分别设定已确诊为肾炎病人的1~30号病例和已确诊为健康人的31~60号病例的化验结果各前20号为训练样本,其中1~60号为测试样本。分别对Fisher模型[10]、Logistic模型[11]、BP神经网络模型3 种方法用Matlab编程进行检验,检验结果如表2所示。

3种检验结果的准确率都在90%以上,其中BP神经网络在稳定时准确率为100%,准确率最低的Logistic判别法的准确率也有93.3%,说明3种方法在检验时都有一定的可靠性与准确性,值得医生借鉴参考。

BP神经网络判别法准确率虽然高,但不是很稳定,这也是BP神经网络检验方法的缺点[12]。通过检查原始数据发现,除3种方法自身的差异外,元素含量的判断对结果也有一定影响。

3.2 BP模型验证实验

根据上述讨论的结果,直接采用3种判别法对患病未知的30名就诊人员进行判别,得到就诊人员是否患病的诊断结果如表3所示。

从表中可以看出,6名就诊人员(63号、66号、67号、75号、79号、87号)的诊断结果存在差异。根据不同元素对诊断结果的影响,可以发现就诊人员检验的几种元素中,部分元素的检验结果存在较大差异。比如Cu元素和Ca元素在不同就诊人员的检查结果中差异较大,说明这两种元素在肾炎诊断中是比较重要的元素,是医生判断就诊人员是否患肾炎的重要依据。相对而言,K元素和Zn元素在检验结果中含量差别不是很大,对就诊人员的诊断结果几乎没有影响,说明这两种元素不是关键元素。上述结果说明,对部分元素含量的误判会导致对病号是否患病的误判,从而造成3种诊断方法存在差异。

3.3 主次元素判别模型求解

(1)取患病者和健康人有关数据各20个作为样本,用最小二乘法求其线性回归方程:以及SST 、SSR 、SSE和相关系数r ,通过Matlab软件求得的各项系数的值如表4所示。

其中,r≈1,由上表比较可得:|F6|最小,且|F6|<F0.01(7,32)。因此,考虑剔除x6,即K元素。

(2)剔除x6后,重复以上过程。

由上表比较可得:|F1|最小,且|F1|<F0.01(6,32)。因此,考虑剔除x1。

(3)剔除x1后,重复以上过程。通过Matlab求解可知r≈1,说明可以剔除x1。

由上表比较可得:|F3|最小,且|F3|<F0.03(5,32)。因此,考虑剔除x3。

(4)剔除x3后,重复以上过程。通过Matlab求解可知r≈1,说明可以剔除x3。

由上式比较可得:|Fj|均大于F0.01(4,32)。因此,无需再剔除元素。

综上述,回归方程为y=β2x2+β4x4+β5x5+β7x7,即Cu、Ca、Mg、Na是影响肾炎患病的主要元素,剔除的3种元素为K、Zn、Fe,说明这3种元素是影响肾炎患病的次要元素。通过对元素差异和就诊人员是否患病的关系进行分析,K、Zn、Fe 3种元素对就诊人员是否患病的判断影响不大,这和剔除方案的结论一致,说明剔除方案具有可行性。

4 结语

本文以协助医生进行肾炎诊断为背景,根据Kolmog-orov定理构建了BP神经网络判别模型,并与Fisher判别法和Logistic判别法的预测结果进行对比,结果表明BP神经网络判别模型精度高、算法稳定,性能优于Fisher判别法和Logistic判别法,可为肾炎诊断提供一种新的方法和途径。同时,文中采用 “逐步分析法”建立线性回归模型,筛选出影响肾炎患病的主次要元素,有助于检查时减少次要元素的化验,以节省时间、提高检查者的满意度和医院效益。本文建立的模型不仅可以用于肾炎的辅助诊断,还可应用到其它通过体内元素含量来判断是否患有某种疾病的辅助诊断。

参考文献

[1]MIKA S,RATSCH G,WESTON J,et al.Fisher discriminant analysis with kernels[C].Madison:Proc of the 1999IEEE Signal Processing Society Workshop,1999.

[2]赵峰,张军英,梁军利.一种核Fisher判别分析的快速算法[J].电子与信息学报,2007(29):1731-1734.

[3]HOSMER,DAVID W,STANLEY LEMESHOW.Applied logistic regression[M].New York:John Wiley and Sons,1989.

[4]王志明.Kolmogorov定理的一个变形[J].数学杂志,2008,28(4):393-398.

[5]ZUPAN J,GASTEIGEN J.Neural networks:a new method for solving chemical problems or just a passing phase[J].Anal Chim Acta,1991,248(1):1-30.

[6]于山,王海霞,马亚文.三层BP神经网络地震灾害人员伤亡预测模型[J].地震工程与工程振动,2005,25(6):113-117.

[7] 应海,杨原,朱尔一,等.人工神经网络在癌症的元素分析辅助诊断中的应用[J].计算机与应用化学,1999,16(2):115-120.

[8] 申希平,丁建生,李娟生,等.在SPSS中利用均数和标准差做两独立样本t检验[J].现代预防医学,2007,34(21):4066-4069.

[9] 梁国业,廖键平.数学建模[M].北京:冶金工业出版社,2004.

[10] 陈峰,祝绍琪.基于Fisher准则的判别分析[J].中国卫生统计,1994,11(3):5-8.

[11] 尹建杰.Logistic回归模型分析综述及应用研究[D].哈尔滨:黑龙江大学,2011.

主次关系 篇8

1 铰接节点类型

最常用的铰接节点类型有如下三类:

第一种类型是将主梁上的连接板 (单板) 外伸, 次梁吊装后直接与外伸板连接, 这种做法的优点是:构件加工及现场安装简单方便, 工厂在主梁上加工好节点板后到现场直接与平直的次梁腹板连接, 次梁加工简单, 安装相对方便。缺点是:次梁会使主梁受扭, 而钢梁对扭矩很敏感, 《钢结构设计规范》4.2.5条规定:“梁的支座处应采取构造措施, 以防止梁端截面的扭转。”而实际操作起来防止扭转比较困难, 具体的构造措施如何实施, 规范也未给出明确指示, 所以应尽量减少对钢梁产生扭转影响。同时, 连接板一般在工厂直接焊接在主梁上, 这样就极不方便构件的运输和加工摆放。运输时外伸部分容易碰撞变形, 而变形会给安装找正带来麻烦, 变形即使矫正, 也不能保证螺栓连接处的接触面积 (栓接) 。

第二种类型是将次梁的腹板伸入到主梁内与连接板 (单板) 连接。这样做的优点是:次梁伸入主梁内部后, 可使主梁的偏心距离减小, 从而降低主梁的附加扭矩。缺点是:施工安装不便, 因为次梁腹板外伸后次梁的计算长度变长, 详细长度尺寸有大有小不容易把握, 安装容易出现偏差, 同时次梁构件加工比较麻烦, 需在工厂做翼缘板的切割, 间接会对施工工期产生不利影响, 经济性较第一种差。

第三种类型是第二种类型的进一步改进, 连接板由单连接板变为双连接板。优点除上述第二种类型所具有的外, 其最大优点就是节点域强度比较容易满足。如次梁高度较小时, 第一、第二种类型连接板角焊缝不容易满足, 同时由于强度要求, 连接板也会比较厚, 而变成双连接板后焊缝数量增加 (如果是栓连, 螺栓摩擦面为两个) , 节点处受力比较容易满足, 同时双板的厚度也不会太厚, 比较合理。由于增加了一个连接板, 工程造价会有稍微提高, 但与其设计效果相比, 此方法更具有适用性。

以上三种铰接连接型式中, 次梁与主梁之间靠腹板与连接板的连接来传递剪力, 而腹板与连接板的连接既可以使用焊接也可以使用栓接, 在实际设计时一般设计人员很少去仔细的比较两者的不同, 但相对而言本文认为栓接连接更合理一些。因为梁、柱等构件连接一般都是在施工现场进行, 如果梁柱节点和梁梁节点全部使用焊接, 整个工程的焊接任务会很繁重, 同时焊接会延长吊车的使用时间, 相应的工期也会因焊接工程量的繁重而延长。大部分现场焊接肯定是高空作业, 其焊缝强度必须考虑进行折减, 尤其是对一些精度要求较高或者施工存在难度的构件。而在一般的工程设计中, 设计人员并未考虑此部分的影响, 故在设计中高空作业的焊缝强度折减应引起重视。相应的栓接也存在高强度螺栓价格比较贵的情况, 故连接方式不一样对工期和工程经济性等会有不同方面的影响, 这就需要设计方与其他各方协商后确定。

2 刚接节点类型

钢结构主次梁连接一般均做成铰接节点 (如上述型式) , 刚性连接对于主次梁连接来说设计和施工都比较麻烦, 万不得已的时候一般不用, 但在如下情况时, 主次梁做成刚接节点更加合理和经济:1) 次梁跨数较多, 荷载较大;2) 结构为井字梁;3) 次梁带有悬挑梁。次梁和主梁做成刚接节点可使次梁成为连续梁, 从而节约较多的钢材, 并可以减少梁的挠度。

最常用的刚接节点类型有如下两类:

这两种连接节点的不同之处在于上下翼缘板的连接方式相异, 第一种类型是主次梁翼缘直接剖口焊接相连, 第二种类型是在翼缘板上下均加盖盖板。第二种类型的连接型式更方便现场施工, 其避免了翼缘板的剖口焊接, 极大地减少了现场焊接工程量, 去除了现场焊接焊缝强度等级无法保证的因素, 这种做法美中不足的是盖板的厚度是高于梁顶标高的, 有时会影响结构的使用要求, 与第一种类型相比较而言, 第二种做法更具有合理性和经济型。

刚性连接节点的腹板连接常见做法为腹板坡口焊接或者高强螺栓连接, 与铰接节点相同, 根据现场的实际情况高强螺栓连接是具有优势性的, 故在条件允许时应首先选择腹板连接型式为栓接。

3 结论

以上通过对主次梁铰接和刚接常用类型的分析可得, 在实际工程设计中, 设计人员应结合业主、施工等各方意见, 经合理分析后选择切实可行的节点连接方案, 可使结构设计更加趋于安全、合理、经济、完美。

摘要：次梁铰接和刚接常用类型经合理分析后选择切实可行的节点连接方案, 可使结构设计更加趋于安全、合理、经济、完美。

关键词：主次梁铰接,刚接,连接

参考文献

[1]钢结构设计规范.GB 50017-2003.中国计划出版社, 2003.

[2]万叶青, 袁鑫.钢结构连接与节点.人民交通出版社, 2012.

[3]钢结构工程施工质量验收规范.GB50205-2001.中国计划出版社, 2001.

主次关系 篇9

目前,我国城市配电网存在网架结构薄弱、电压合格率普遍较低、供电可靠性低等问题[1]。同时,随着主动配电网研究[2]中分布式发电DG(Distributed Generation)的广泛接入,其不确定性给网架规划带来新挑战,如何构建具有较强适应性的配电网网架具有重要意义。

近年来,国内外学者对配电网网架规划进行了大量的研究。文献[3]构建以投资、维护、网损总费用最低为目标函数,考虑电压降落和电力平衡等约束的配电网规划模型;文献[4]以总体负荷矩最小为目标函数综合考虑变电站规划和配电网线路规划的数学模型;文献[5]基于设备全寿命周期成本,考虑规划方案初始投资、运行维护成本、停电成本、报废成本,建立了配电网多阶段网架规划模型。然而文献[3-5]未考虑实际负荷点的地理信息情况。实际上,空间负荷信息对配电网规划具有较大的影响,不宜忽视。文献[6]探索考虑地理信息的网架规划研究,利用GIS坐标系统标示规划区域,进而辅助动态馈线路径的寻优,但2点间仅考虑直线距离。传统配电网规划方案往往一次计及全部负荷节点,某种程度上加大了求解难度,尤其当配电网规模达到一定程度且DG渗透率较高时,问题复杂度进一步增加,故而在网架规划中可考虑分区的方法。文献[7]提出了用于孤岛划分的分区方法,对网架规划具有一定的参考价值;文献[8]运用分区对模型降维,得到了较好的应用效果,但仅考虑辐射状网络结构,可靠性有待提高。此外,主动配电网背景下DG的渗透率逐渐提高,DG主要以具有较强波动出力特性的风电和光伏为主被纳入规划[9,10],其出力时序性在传统规划中较少涉及。由上可知,传统配电网网架规划中依靠分区的方法,可减少决策变量,降低计算维度,避免陷入局部解,且随着网络中DG渗透率的增长,网络分层与分区有效结合可明确整个配电网层级关系,快速进行负荷溯源,充分挖掘各区DG的潜在利用率和负荷资源的均衡配置,提高配电网综合规划品质。

配电网规划包含众多内容,本文从网架结构着眼,在变电站容量、位置既定的情况下提出一种基于负荷聚类分区及DG时序特性的主次网架规划方法。首先,基于勒贝格公式的K-means聚类方法对供区进行最优分块,并引入等效负荷点概念,对多个具有不确定性的负荷和DG的不确定性进行聚类;其次,充分考虑负荷和DG的时序出力特性,建立花瓣式结构的主级网架,并运用雨刷摇摆搜索算法进行求解;然后,以等效负荷点为电源点构建辐射状次级网架,并以失负荷总量最小为目标进行联络设计;最后,通过算例仿真验证分层模型的有效性。

1 配电网主次网架结构

配电网供区通常具有负荷点数目庞大且布局离散的特点,本文针对单一变电站供电半径内各负荷进行分区处理。假设已知规划年负荷位置和初始容量、DG的安装位置和容量变化,配电网网架规划分层分区模型结构见图1(横轴X、纵轴Y表示地理尺寸)。

该网架为双层结构,图中三角形表示变电站,即电源点;叉形点为等效负荷点;圆圈表示实际负荷点。定义等效负荷点的地理位置为子区聚类中心,主级网架由电源点与等效负荷点间的连线构成,如图1中4条虚线所示;次级网架为表征实际负荷点与等效负荷点连接关系的供电路径,如图中实线所示。由图可知,构建主次网架的特点包括:配电网结构层次分明,脉络清晰,便于运行人员管理调度;实现主次有别,各层各区可按各自需求合理规划,提高设备利用率,并降低投资;缩短源荷间电气距离,提升电压水平;分区可等效区域内负荷/DG的随机波动,且实现规划决策模型降维。

此外,为缩短线路长度,降低建设成本,本文网架基于最短路径原则构建。有研究表明,线路长度与线路故障次数呈现一定的正相关性[11],长度的削减可进一步缩减维修和运行成本。

2 配电网主次网架的规划方法

2.1 基于地理信息的负荷及DG聚类分区

由图1知,在获取规划年负荷及DG二维地理信息基础上,结合聚类理论合理划分供区,并将聚类中心视为等效负荷点,用以代替各子区内的负载情况。一般而言,规划区内子区数越多,则整个供区的供电能力就越强,但随着子区数的增加,供电能力的提升幅度将逐渐降低,反而造成结构复杂性的增加和经济性的下降[12,13];另一方面,过多的子区数会增加线路总长度,增大建设投资。因此,有必要在分区前确定最优分区数目。

现有聚类分析算法大体可分为基于划分、基于层次、基于密度、基于网格和基于模型的方法[14]。其中,K-means算法是一种启发式划分方法,具有简单、快速的优点,从而得到广泛应用。配电馈线一般沿公路和楼房的边缘布线,布置限制在类矩形网中,K-means聚类的勒贝格公式计算的是2点间横坐标的差值和纵坐标的差值之和,较好地反映了线路走向和实际长度[15]。以式(1)为目标函数,获取最优子区数M及分区结果,式(2)为勒贝格公式。

其中,Dni为第n个实际负荷点和第i个聚类中心的距离;ΔXij、ΔYij分别为节点i和节点j间横坐标差值和纵坐标差值;Dio为变电站至第i个聚类中心的距离;Si为i子区内实际负荷点的集合;M为总子区数;SM为聚类中心的集合。式(1)前半部分表明实际负荷点到所属聚类中心的距离和,后半部分阐明聚类中心到变电站的距离之和。其中,DG的处理方法与负荷点一致。

结合K-means算法的聚类分区步骤如图2所示。

2.2 主级网架的构建方法

2.2.1 时序模型

DG出力具有不确定性和波动性的特点,研究表明[16,17]时序出力对规划的最终结果有一定的影响,故而本文在主级网架构建中应充分考虑等效负荷点的时序性,包含负荷节点的波动性和DG出力的不确定性,采用蒙特卡罗抽样获得时序数据。

a.负荷。

本文在文献[18]的负荷模型基础上扩展延伸,考虑不同负荷类型特性差异,分别将需求水平因子细分为24种日因子和12类月因子,计入负荷波动和增长,可实现以小时为时间粒度,模拟任意时间尺度负荷量的功能。因此,负荷类型为m的节点i在t时刻的负荷量可描述为:

其中,SDi,m,base为负荷类型为m的节点i的基准负荷;MFm,t和DFm,t分别为m型负荷在t时刻对应的月需求水平因子和日需求水平因子;αm为负荷年增长率;T为年份;R为波动因子,通常取0.9~1.1。

b.风电出力。

风机的实际输出功率主要受风速的影响。在规划研究中,风速通常认为符合威布尔分布,根据历史气象数据可以得出规划区的风速时序特性曲线,按月分析求得12组形状参数kt和比例参数ct,可得t时刻改进的概率密度函数:

其中,vt为t时刻抽取的风速;kt和ct分别为t时刻对应的形状参数与比例参数。风电的输出功率Pt与风速vt之间的函数关系可描述为[19]:

其中,vrated、vincut、voutcut分别为额定风速、切入风速和切出风速;Prated为额定功率。

c.光伏出力。

光伏发电的基本原理是根据光生伏打效应,利用光伏板组件将太阳能转化为电能。光伏电池板在t时刻的输出功率模型利用式(6)计算[20]:

其中,PSTC、rSTC分别为标准测试条件下光伏电池组件的最大输出功率和辐射强度;rt为t时刻实际辐射强度,其数值参考当地历史气象数据;q、Tt、Tτ分别为功率温度系数、电池温度和参考温度。

2.2.2 主级网架模型

现有馈线系统主要有辐射状、环状、网状3类。辐射状网架成本低且易于控制,但供电可靠性差;网状馈线系统有非常高的可靠性,但造价也相应大幅提高,且运行分析复杂;环状结构在投资成本不显著增大的同时供电可靠性能达到较高的水平[15];花瓣式结构[21]由于集合多环状网特点,具有高可靠性而得到应用,本文采用此结构搭建主级网架,并采用“闭环设计,开环运行”模式,馈线按50%的负荷设计,其基本结构如图3所示。图中三角形代表变电站/电源点,其余各点均为等效负荷点。虚线表示此线路配备常开开关,将回路中两侧总负荷量差值最小的线路设置为常开状态,可使正常运行状态下线路的负荷较为均衡。

考虑到配电网复杂多样的运行工况,本节根据模拟所得时序场景数据,统计分析得到各等效负荷点数值,进而构建主级网架,基本步骤如下。

首先,确定各等效负荷点的数值,采用时序数据场景削减[22]的方法实现。统计求取模拟时段中各等效负荷点对应的最大总负荷量和总DG安装容量,分别十等分制成10×10的框格,以1 h为时间粒度逐个将场景计入相应框格,一个时序场景计为1 h,统计各框格的持续小时数。等效负荷点数值的获取用如下公式表述:

其中,Dm为第m个等效负荷点的数值;K为场景削减后的场景总数;εk为场景k的权重;αk和βk分别为场景k下的负荷百分比和DG百分比;n、p分别为在m子区内的负荷节点总数和DG节点总数;di,t为第i个负荷节点在t时刻的负荷需求值,此处求和后应取最大值;gj为第j个DG的安装容量;tk为场景k所表征框格的持续小时数;ttotal为总模拟小时数。以图4为例,箭头所指圆柱表示负荷需求在总量40%~50%区间内,DG出力值为安装容量0~10%的场景的统计持续小时数是712 h,用式(8)求得权重,在计算等效负荷点数值时用αk=50%和βk=10%表征此框格内的场景集。

其次,确定花瓣式结构的“瓣”数。选定主级网架的线型,If为其载流量,运用式(9)确定回路数:

其中,Dm为第m个等效负荷点的数值;n为供区内等效负荷点总数;Un为额定电压;α为馈线裕度;表示向上取整。式(9)中分母表示单条线路的额定容量,该式表示至少需要Nh条线路才可供应电力。

最后,采用均质线路构建主级网架。以线路负荷方差最小为目标将所有等效负荷点均衡划分至不同环形回路中,以提升线路利用率,降低网架损耗,平衡电压水平。主级网架模型如下所示,模型采用2.2.3节中所述雨刷摇摆搜索算法求解。

其中,Nh为花瓣中含有的回路数;H为回路h中等效负荷点集合;S为变电站出线间隔数。其中,模型中采用平方的算式一方面可保证结果非负,另一方面可理解为惩罚因子,使得求解所得各回路负荷量更均衡。

2.2.3 雨刷摇摆搜索算法

本文以雨刷摇摆搜索算法求解主级网架模型,图5为该算法实施步骤。左上图为网架初态,设定主级网由3个环网组成,X轴为基准线,直线1、2、3与其夹角分别为θ1、θ2、θ3,利用3条分割线将供区均分为A环、B环、C环区,其中A环区为θ1~θ2范围,B环区为θ2~θ3范围,C环区为θ3~θ1范围;为搜索出最优结果,如右上图所示,3条分割线以旋转角度Δα的整数倍左右摇摆,按式(10)计算得到最优结果,重新确定3个环的范围;左下图计算结果显示,3条分割线的位置均发生变动,部分等效负荷点所属环有别于初态。运用该算法得到最优结果后,即可构建花瓣式主级网架,见图5右下图。主级网架构建成本为线路总长度(含虚线)与单位长度造价的乘积。

2.3 次级网架的构建方法

次级网架将等效负荷点视为电源点(非变电站),采用各子区并行同步方式进行构建。首先将实际负荷点以辐射状结构连接于所属等效负荷点,继而于各子区内部设置联络,故同区应采用均质线路连接。各子区可按负荷需求选定线型,依据式(12)确定次级线路应满足的最低电流值,选线原则为所选线路额定电流不小于该计算结果,即所选线路容量应满足该区负荷需求。

其中,If,m为m分区的计算电流值;β为线路电流裕度。

2.3.1 辐射状网架模型

次级网架单区域构建决策的数学模型如下,其中2点间距离依旧采用式(2)计算。

其中,Em为子区线路集合;S为实际负荷点集合;n为节点总数;xij为0/1变量,代表线路ij的连接情况,1为连接,0为不连接;Cij和Lij分别为所选线型的单位造价和线路ij的长度;Iij和Ijp为线路电流,i为j的父节点,p为j的子节点;dj为节点j的负荷;Ui和Uj分别为节点i和j的电压;Iij(max)为线路ij的最大额定电流值;Un(max)为节点最大额定电压值;Rij为线路阻抗。式(14)表述电力电量平衡,式(15)、(16)确保网架连接为辐射状,式(17)表述线路的电压降,式(18)、(19)为线路电流约束和节点电压约束。该模型是0-1整数规划模型,采用粒子群算法求解得出路径寻优方案,得到连接矩阵X即可完成辐射状网架构建。其中,常数矩阵L包含了各节点间的地理距离。

2.3.2 联络设置策略

在辐射状网架基础上,次级网络各子区内部需加设联络线以提高电力传输的可靠性,其设置目标为使子区内失负荷总量最小。任意选取子区内两实际负荷点连接作为联络线,即对于n个节点的区域,共有Cn2种连接方案,每种方案依据式(21)求得失负荷总量Etotal,选择Etotal最小的方案设置联络。

其中,Mt为子区内线路总数(不含联络);P为线路单位长度故障率;Lm为线路m的长度;n为实际负荷点总数;Em,j为线路m切除后节点j的失负荷量,若节点j在线路m切断后不受其影响或可通过联络进行负荷转供,则Em,j=0。此外,若某子区的实际负荷点均直接连接于等效负荷点,没有多点串联的情况,则不考虑加设联络。

3 算例分析

3.1 算例数据

算例采用33节点的待规划区,网架电压等级为10 k V,首端电压设置为1.05 p.u.,将其设计于100×100的坐标系中,代表实际建设区域为1 km2的范围。负荷和分布式发电出力时序模型采用2.2.1节所构建模型,各实际负荷点的坐标、负荷有功功率初始值、无功功率初始值、负荷类型、负荷年增长率见表1,其中,节点0为电源点。分布式发电接入类型、接入节点及容量信息见表2,其中,风速服从威布尔分布,其额定风速、切入风速和切出风速分别设置为13.5 m/s、3 m/s、25 m/s;光照强度参考值、电池温度参考值、光伏板的功率温度系数分别为1000 W/m2、25℃、0.002 5。架空线参数信息见表3。

3.2 算例实施

(1)聚类分区。

以实际负荷点二维坐标为输入数据,运用式(1)、(2)计算不同分区数下的结果,如图6所示。当分区数M=6时存在最优解,可将6个聚类中心作为等效负荷点(节点a—f),并统计各区的实际负荷点信息,结果见表4。

(2)时序模拟。

运用负荷、DG时序模型模拟规划年节点的全年数据,此数据涵盖负荷的增长、DG安装容量的变化。图7展示了24 h内不同负荷类型的时序需求、风机时序出力和光伏时序出力;图8为单负荷、单风机和单光伏时序模拟抽样的数据示意图,用于展示全景信息。

(3)构建主级网架。

各实际负荷点聚类结果如表4所示,统计前一步骤所得时序模拟数据,由式(7)、(8)计算求得各等效负荷点(节点a—f)的数值,见表4功率列结果。

经计算,供区的负荷总量为6337+j1086 k V·A。主级网架拟定采用JKLYJ-10/240型线路铺设,查询表3可知该线型的If=0.6 k A,同时设置馈线裕度α=0.5,依据式(9)求解回路数为2。运用雨刷摇摆搜索算法确定主级网架。

首先为两“雨刷”设置初始位置。如图9左图所示,将过变电站节点的横轴设置为基准轴,则雨刷1、2与基准轴的夹角分别为θ1、θ2,将供区分为M环区(θ1~θ2)和N环区(θ2~θ1),初态下M环区有2个等效负荷点d、e,N环区有4个等效负荷点a、b、c、f。2条分割线以旋转角度Δα=5°的整数倍左右摇摆,按式(10)计算求取最优解。最终结果如图9右图所示,雨刷1、2的位置均发生变动,M环区含有等效负荷点a、c、e,N环区含有等效负荷点b、d、f。两环形回路的连接如图9所示,其中虚线代表常开线路,其设置原则为线路两侧总负荷量差值最小,故将联络线设置于c、e间和b、f间。

(4)构建次级网架。

次级网架建立前必先选定线型。结合式(12)计算各子区线路需满足的最低电流值,结果见表5,其中,线路电流裕度β=0.75,依据计算结果在表3中选定各区适宜线型。

用粒子群算法求解辐射状网架模型得到各区连接矩阵,建立辐射状网架如图10所示。

依据2.3.2节策略,将在A、B、E、F 4个子区的次级网架中设置联络,以A区为例说明:该区共有5个实际负荷点,则有C52=10种联络设置方案,按照式(21)计算失负荷总量,筛选出Etotal最小方案,得到联络设置位置。完成以上设计,最终得到的主次网架接线如图11所示。

3.3 对比分析

为说明主次网架特点,将其与IEEE 33节点标准接线方式(如图12所示)作对比分析。依据式(12)计算得线型为JKLYJ-10/240,时序模拟两者全年的运行,分析仿真数据,对比电压水平、网架损耗和网架建设投资等指标。

由于全年数据量过于庞大,故着重展示2种接线结构某天的电压平均值和最低值,如图13所示,其中,实线代表主次网架的计算结果,虚线代表标准接线网架的结论。直线为平均电压值,带三角形的线条为最低电压值。表6为2种网架各指标的计算结果。

根据以上计算结果,可得如下结论。

a.对比图11和图12可知,主次网架是双层结构,主级网为提高供电可靠性采用环形回路设计,组成花瓣式结构,次级网以失负荷量最小的目标加设联络,进一步提升网络可靠性;而标准接线模式为单层辐射状网架,仅在线路末梢少量考虑联络。

b.据表6分析可知,主次网架可依据各子区负荷需求的差异设置不同线型,同时,双层网架采用不同的线路铺设,相比于标准接线模式,其经济性有一定的提升。此外,总网损及其方差数据表明,主次网架不仅有更少的平均网损,并且网损更集中于平均值附近,进一步表征了该网架较少出现网损特别严重的场景,其在网损方面的表现更优。

c.电压方面,据图13显示,主次网架在此24 h内的电压平均值和最低值均高于标准接线模式下的电压水平,表明主次网架在电压方面的性能较优。表6中电压均值和方差的结果亦表明,即使在长时间尺度下,主次网架同样具有较高的电压值和较稳定的电压。这主要得益于主次网的构建方法,由网架层次对比可知,主次网的6层网架明显低于18层的标准接线网络,使得源荷间的电气距离减小,提升了电压质量。

4 结语