轻型材料

轻型材料（共12篇）

轻型材料 篇1

0引言

轻型木结构房屋的建筑材料与我国传统梁柱体系的木结构房屋不同,主要以小尺寸的规格材和板材为主,从而利于工业化生产和充分利用木材,这些建筑采用通过钉连接或齿板连接构成木结构的结构构件。轻型木结构的主要材料包括:规格材、特殊木材产品、工程木产品、木基结构板材和连接件,下文将分别作一叙述。

1规格材

多用于建造轻型木结构房屋的厚度在40(±2)mm～90(±2)mm之间的木材称为规格材(相应的加拿大尺寸为38 mm和89 mm)。规格材生产过程是先将已去皮的原木纵向切割为板块或方料,然后将这些粗制产品切边后,再次进行切割至特定的规格及长度。

木结构设计规范中的规格材要求截面尺寸以5 mm为模数,而加拿大进口规格材的截面名义尺寸均以2 ft为模数,因此规范规定当进口规格材的尺寸和规范要求的尺寸相差不超过±2 mm时,可按相应规格材等同使用。

2特殊木材产品

1)机械应力分级材(MSR):

机械应力分级材(MSR)的强度取值是经过机械应力分等设备定级的规格材,加拿大有生产,其生产应该符合NLGA《特殊产品标准2》。每根木材都经目测检查并用机械方式来测量其刚度。机械应力分级材比目测分级材的设计强度取值要高。

2)指接材:

指接材是将较短的规格材末端加工成指形并胶合在一起制成的。每根指接材的长度不限,可以在特殊和重要的场合应用。

3)方木:

方木一般用于梁柱式木结构而不是轻型木结构,其最小厚度为140 mm。中等木材均可用于制作方木,但是尺寸较大的方木往往只限于采用花旗松—落叶松或者铁杉—冷杉。

4)防腐材:

防腐材是指用化学防腐剂经加压处理可抵御真菌和包括白蚁在内的昆虫侵袭的木材。木结构设计规范第9章要求所有直接与砌体、混凝土接触的木构件都要进行防腐处理。

上述木材中机械应力分级材和指接材在我国规范中尚没有具体规定。

3工程木产品

工程木产品是经二次加工的木材产品和构件,它比传统的结构用木材有更广泛的用途。一般来讲,工程木产品的木材利用率高,并且更为坚固,可以加工成长度较长的构件应用于跨度较大的建筑中。工程木产品的设计和生产可以满足特殊的性能要求。工程木产品包括如下几种:

1)结构复合木材。

结构复合木材有以下两种:

a.旋切板胶合木(LVL):将经超声波定级的旋切单板顺木纹层叠胶合热压而成。b.平行木片胶合木(PSI):将经选择的旋切木片顺木纹胶合热压而成。

这类木材产品的抗弯强度和刚度分别是普通木材的3倍和1.3倍,其含水率较低,故安装后收缩很小。结构复合木材通常在轻型木结构和梁柱式结构中用作梁、过梁和柱。

这些产品没有统一标准,每件产品都有各自的设计指标。制造参数和产品质量是由制造商确定和控制,但必须经第三方认证机构进行质量审查。

2)工字形木格栅。

工字形木格栅由腹杆(用定向木片板或胶合板制成)和上、下翼缘(用目测分级木材、机械应力分级木材或旋切板胶合木(LVL)制成)组成。工字形木格栅具有产品尺寸稳定、强度高、重量轻、工程特性已知等特点。

工字形木格栅可以用来替代实木格栅,特别是对于楼盖系统,对屋盖系统来说,也可用工字形木格栅来替代椽条。工字形木格栅的规格很多,长度可达20 m。在轻型木结构房屋中适合用较长的格栅和椽条。

4木基结构板材

木基结构板材有两种:胶合板(Plywood)和定向木片板(OSB),可用作轻型木结构房屋的楼面板、墙面板和屋面板。这两种板材均是采用薄木板或薄木片热压胶合而成的,它们的规格相同,均使用防水结构胶,都属于经二次加工的木材产品。

1)胶合板(Plywood)。

胶合板是薄木板层叠热压胶合而成的。通常薄木板的木纹方向在胶合板中心线两侧是平衡的,胶合板的每一层(由单层或多层薄木板组成)与其相邻层交叉垂直放置(见图1)。胶合板每层之间交叉垂直放置,使其在纵向和横向两个方向上都有良好的强度和刚性,并且具有极好的尺寸稳定性。

用作覆面板的胶合板的厚度通常为9.5 mm,12.5 mm,15.5 mm和18.6 mm。最常见的胶合板尺寸为1 220 mm×2 440 mm。

2)定向木片板(OSB)。

定向木片板(见图2)是将白杨薄木片分层定向铺装,经热压胶合而成。面层薄木片的定向与板材的长度方向一致,使板材在纵向具有更大的强度和刚度。

加拿大制造的定向木片板的厚度一般为6 mm,9.5 mm,11 mm,12 mm,15 mm和18 mm,标准尺寸与胶合板相同。定向木片板可以在工厂切割成不同的尺寸,以满足当地市场或不同用途的需要。定向木片板的四边在工厂涂上保护层起防潮保护作用。定向木片板用作屋面板时,其粗糙的一面是为了提供一个安全、可靠的防滑表面。定向木片板在轻型木结构房屋中用作覆面板时,其使用方法基本上与胶合板相同。

5连接件

轻型木结构房屋中,金属连接是最主要的连接方式。连接件的作用是将各种结构构件和覆面材料连接在一起,并承担和分散荷载,帮助结构抵抗特殊荷载,如地震荷载和风荷载。连接件是房屋设计和房屋总体结构性能的一个基本部分。

轻型木结构中最常用的连接件有钉子、螺钉、U形钉、螺栓框架连接件和锚栓。底层墙体通过螺栓锚固于混凝土基础上,屋面板、墙面板通过钉子固定在规格材上,楼面板用钉子或螺钉,通常也结合结构胶加以固定。房屋框架各构件之间通常用钉子以及各种规格的金属连接板连接。

6结语

目前轻型木结构房屋的建筑材料除胶合板和规格材外,其他建筑材料多数依靠进口。随着我国经济速生林资源的扩大,这些建筑材料的本土化将会很快发展起来。

摘要：针对轻型木结构房屋的建筑材料与我国传统梁柱体系的木结构房屋的不同,指出其主要以小尺寸的规格材和板材组合成的木剪力墙、楼盖、屋架作为主要受力构件,从而利于工业化生产和充分利用木材。

关键词：轻型木结构,规格材,工程木产品,板材

参考文献

[1]薛小川,崔艳秋.轻型钢结构住宅体系及其应用前景[J].山西建筑,2007,33(7):85-86.

轻型材料 篇2

课程设计

题 目 轻型货车车架设计 班 级 M11车辆工程 姓 名

刘符利 学 号 1121111015 指 导 教 师 智淑亚

2014年12

摘要

本设计课题是关于轻型载货汽车的车架设计。所设计的车架结构形式是前后等宽的边梁式车架，其中纵梁和横梁的截面形状都采用槽型，纵梁与横梁通过焊接连接。本说明书涉及了现阶段载货汽车技术的发展趋势，以及国内外载货汽车车架的发展状。

关键词：轻型货车、车架、设计 绪论

1.1 概述

汽车车架是整个汽车的基体，是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架，对于这种金属构架式车架，生产厂家在生产设计时应考虑结构合理，生产工艺规范，要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷，保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。

车架作为汽车的承载基体，为货车、中型及以下的客车、中高级和高级轿车所采用，支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。为此，车架应有足够的弯曲刚度，以使装在其上的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小；车架也应有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命，纵梁等主要零件在使用期内不应有严重变形和开裂。车架刚度不足会引起振动和噪声，也使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些机件的可靠性下降。

本说明书只是叙述非承载式车身结构形式中单独的车架系统。承载式汽车，前、后悬架装置，发动机及变速器等传动系部件施加的作用力均由车架承受，所以，车架总成的刚性、强度及振动特性等几乎完全决定了车辆整体的强度、刚度和振动特性。设计时在确保车架总成性能的同时，还应对车架性能和匹配性进行认真的研究。车架结构很多都是用电弧焊焊接而成，容易产生焊接变形。在设计方面对精度有要求的部位不得出现集中焊接，或者从部件结构方面下工夫，尽量确保各个总成的精度。另外，与其他焊接方法相对比，采用电弧焊的话，后端部容易出现比较大的缺口，出现应力集中现象。所以，应对接头位置和焊接端部进行处理。

车架受力状态极为复杂。汽车静止时，它在悬架系统的支撑下，承受着汽车各部件及载荷的重力，引起纵梁的弯曲和偏心扭转。如汽车所处的路面不平，车架还将呈现整体扭转。汽车行驶时，载荷和汽车各部件的自身质量及其工作载荷（如驱动力、制动力和转向力等）将使车架各部件承受着不同方向、不同程度和随机变化的动载荷，车架的弯曲、偏心扭转和整体扭转将更严重，同时还会出现侧弯、菱形倾向，以及各种弯曲和扭转振动。同时，有些装置件还可能使车架产生较大的装置载荷。

随着计算机技术的发展，在产品开发阶段，对车架静应力、刚度、振动模态以至动应力和碰撞安全等已可进行有限元分析，对其轻量化、使用寿命，以及振

动和噪声特性也可以做出初步判断，为缩短产品开发周期创造了有利条件。

1.2 车架的发展

早期汽车所使用的车架，大多都是由笼状的钢骨梁柱所构成的，也就是在两支平行的主梁上，以类似阶梯的方式加上许多左右相连的副梁制造而成。车体建构在车架之上，至于车门、沙板、引擎盖、行李厢盖等钣件，则是另外再包覆于车体之外，因此车体与车架其实是属于两个独立的构造。这种设计的最大好处，在于轻量化与刚性得以同时兼顾，因此受到了不少跑车制造商的青睐，早期的法拉利与兰博基尼都是采用的这种设计。

由于钢骨设计的车架必须通过许多接点来连结主梁和副梁，加之笼状构造也无法腾出较大的空间，因此除了制造上比较复杂、不利于大量生产之外，也不适合用在强调空间的四门房车上。随后单体结构的车架在车坛上成为主流，笼状的钢骨车架也逐渐改由这种将车体与车架合二为一的单体车架所取代，这种单体车架一般以“底盘”称之。

关于单体车架，简单的说就是将引擎室、车厢以及行李厢三个空间合而为一，这样的好处除了便于大量生产，模组化的运用也是其中主要的考虑。通过采取模组化生产的共用策略，车厂可以将同一具车架分别使用在数种不同的车款上，这样也可节省不少研发经费。

除了有利于共用，车体车架也可以通过材料的不同来发挥轻量化的特性，例如本田NSX所使用的铝合金以及法拉利F50、Enzo所使用的碳纤维材料等。铝合金是80年代末期相当热门的一种工业材料，虽然重量比铁轻，但是强度却较差，因此如果要用铝合金制成单体车架，虽然在重量上比起铁制车架更占优势，但是强度却无法达到和铁制车架同样的水准。除非增加更多的铝合金材料，利用更多的用量来弥补强度上的不足。不过这样一来，重量必然会相对增加，而原本出于轻量化考量而采用铝合金材料的动机，当然也就失去了意义。也正因为这个原因，铝合金车架在车坛上并未成为主流，少数高性能跑车或是使用了强度更高的碳纤维，或是用碳纤维结合蜂巢状夹层铝合金的复合材料取代了铝合金。但是要用碳纤维制成单体车架，在制作上相当复杂且费时，成本也相对更高，所以至今仍无法普及到一般市售车上，而仅有少数售价高昂的跑车使用。

尽管铝合金车架鲜有车厂使用，不过用钢铁车架搭配铝合金钣件的方式，近年来却受到不少车厂的重视，这样的结构不仅可以保留车架本身的强度，同时也可以通过钣件的铝合金化来取得轻量化效果，在研发成本上自然也不像碳纤维制

的单体车架那样昂贵。

欧美从90年代开始逐渐提高了撞击事故的安全防护标准，这也是凸现出车架刚性重要的另一原因。许多车厂为了在撞击事故发生时能够确保车内乘员的安全，惟有针对车架以及车体进行全面强化，这也使得除了车架以外的强度有所改善，包括钣件厚度的改变以及各种辅助梁的增设也成为各厂惯用的手法。不过在这样的情况下，伴随而来的是车重相对增加，这也正是欧美日许多市售车的重量比起10年前、20年前增加不少的主要原因。

关于刚性的确保，大多数车厂在新车的设计阶段，都是利用电脑计算出车架的刚性需求，并以此作为设计依据。有些车厂在用电脑完成设计雏形后，还会再由专业的试车人员进行实际测试。

中国第一汽车集团凌源汽车制造有限公司汽车车架U型槽合数控冲孔生产线竞标成功。汽车车架U型槽合数控冲孔生产线是我公司继两年前成功设计制造了合肥江淮汽车厂汽车纵梁数控平板冲孔生产线的基础上，在汽车纵梁数控冲孔方面的又一标志性成果，填补了国内设计制造汽车车架U型槽合数控冲孔生产线的空白。汽车车架U型槽合数控冲孔生产线的设计制造成功，在汽车制造行业具有划时代的意义，标志着中国在汽车车架数控冲孔加工的生产设备方面达到了国际先进水平，降低了汽车制造行业购置汽车车架数控冲孔生产线的巨大费用，积极推动了中国汽车制造业的飞速发展，为中国汽车制造业早日与国际接轨奠定了基础。

我国的车架企业基本拥有剪切、冲压、焊接、铆接、油漆、机加工六大工艺能力和完善的检测手段、研究设计中心，具有16吨至3000吨的冷冲压能力，具备了开发、设计、生产各种类型车架。

2.2 车架在实际环境下要面对的4种压力

要评价车架设计和结构的好坏，首先应该清楚了解的是车辆在行驶时车架所要承受的各种不同的力。如果车架在某方面的韧性不佳，就算有再好的悬挂系统，也无法达到良好的操控表现。而车架在实际环境下要面对4种压力。负载弯曲

从字面上就可以十分容易的理解这个压力，部分汽车的非悬挂重量，是由车架承受的，通过轮轴传到地面。而这个压力，主要会集中在轴距的中心点。因此车架底部的纵梁和横梁，一般都要求较强的刚度。非水平扭动

当前后对角车轮遇到道路上的不平而滚动，车架的梁柱便要承受这个纵向扭曲压力，情况就好像要你将一块塑料片扭曲成螺旋形一样。横向弯曲

所谓横向弯曲，就是汽车在入弯时重量的惯性（即离心力）会使车身产生向弯外甩的倾向，而轮胎的抓着力会和路面形成反作用力，两股相对的压力将车架横向扭曲。水平菱形扭动

因为车辆在行驶时，每个车轮因为路面和行驶情况的不同，每个车轮会承受不同的阻力和牵引力，这可以使车架在水平方向上产生推拉以至变形，这情况就好像将一个长方形拉扯成一个菱形一样。

2.3 车架设计的技术要求

为了使车架符合上述功用，通常对设计的车架有如下的要求： 2.3.1 必须有足够的强度

保证在各种复杂受力的使用情况下车架不受破坏。要求有足够的疲劳强度，保证在汽车大修里程内，车架不致有严重的疲劳损伤。

纵梁受力极为复杂，设计时不仅应注意各种应力，改善其分布情况，还应该注意使各种应力峰值不出现在同一部位上。例如，纵梁中部弯曲应力较大，则应注意降低其扭转应力，减少应力集中并避免失稳。而在前、后端，则应着重控制悬架系统引起的局部扭转。

提高纵梁强度常用的措施如下：

(1)

提高弯曲强度

选定较大的断面尺寸和合理的断面形状（槽形梁断面高宽比一般为3：1左右）；

(2)提高局部扭转刚度

注意偏心载荷的布置，使相近的几个偏心载荷尽量接近纵梁断面的弯曲中心，并使合成量较小；

在偏心载荷较大处设置横梁，并根据载荷大小及分散情况确定连接强度和宽度；

将悬置点分布在横梁的弯曲中心上；

当偏心载荷较大并偏离横梁较远处时候，可以采用K形梁，或者将该段纵梁形成封闭断面；

偏心载荷较大且比较分散时候，应该采用封闭断面梁，横梁间距也应缩小；

选用较大的断面；

限制制造扭曲度，减少装配预应力。(3)提高整体扭转强度

不使纵梁断面过大；

翼缘连接的横梁不宜相距太近。(4)

减少应力集中及疲劳敏感

尽可能减少翼缘上的孔（特别是高应力区），严禁在翼缘上布置大孔；

注意外形的变化，避免出现波纹区或者受严重变薄；

注意加强端部的形状和连接，避免刚度突变；

避免在槽形梁的翼缘边缘处施焊，尤其畏忌短焊缝和“点”焊。(5)减少失稳

受压翼缘宽度和厚度的比值不宜过大（常在12左右）；

在容易出现波纹处限制其平整度。(6)局部强度加强

采用较大的板厚；

加大支架紧固面尺寸，增多紧固数量，并尽量使力作用点接近腹板的上、下侧面。

2.3.2 车架的轻量化

由于车架较重，对于钢板的消耗量相当大。因此，车架应按等强度的原则进

行设计，以减轻汽车的自重和降低材料的消耗量。在保证强度的条件下，尽量减轻车架的质量。通常要求车架的质量应小于整车整备质量的10％。

本设计主要对车架纵梁进行简化的弯曲强度计算，使车架纵梁具有足够的强度，以此来确定车架的断面尺寸。（参照《材料力学》）另外，目前钢材价格暴涨，汽油价格上涨，从生产汽车的经济性考虑的话，也应尽量减轻整车的质量。从生产工艺性考虑，横纵梁采用简便可靠的连接方式，不仅能降低工人的工作强度，还能增强车架的强度。

2.4 车架结构的确定

2.4.1 车架类型的选择

车架的结构形式可以分为边梁式、中梁式（或称脊骨式）和综合式。而在有些客车和轿车上车身和车架制成一体，这样的车身称为“半承载式车身”，有的被加强了车身则能完全起到车架的作用，这样的车身称为“承载式车身”，不另设车架。随着节能技术的发展，为了减轻自重，越来越多的轿车都采用了承载式车身。下边先分别列举下各车架的特点。（1）

边梁式车架的构造

这种车架由两根纵梁及连接两根纵梁的若干根横梁组成，用铆接和焊接的方法将纵横梁连接成坚固的刚性构架。纵梁通常用低合金钢板冲压而成，断面一般为槽型，z星或箱型断面。横梁用来连接纵梁，保证车架的抗扭刚度和承载能力，而且还用来支撑汽车上的主要部件。边梁式车架能给改装变型车提供一个方便的安装骨架，因而在载重汽车和特种车上得到广泛用。其弯曲刚度较大，而当承受扭矩时，各部分同时产生弯曲和扭转。其优点是便于安装车身、车箱和布置其他总成，易于汽车的改装和变形，因此被广泛地用在载货汽车、越野汽车、特种汽车和用货车底盘改装而成的大客车上。在中、轻型客车上也有所采用，轿车则较少采用。

用于载货汽车的边梁式车架（图2-1），由两根相互平行但开口朝内、冲压制成的槽型纵梁及一些冲压制成的开口槽型横梁组合而成。通常，纵梁的上表面沿全长不变或局部降低，而两端的下表面则可以根据应力情况相应地缩小。车架宽度多为全长等宽。

图2-1 边梁式车架

X型车架是边梁式车架的改进，这种车架由两根纵梁及X型横梁组成，实际上是边梁式车架的改进，有一定的抗扭刚度，X横梁能将扭矩转变为弯矩，对短而宽的车架，这种效果最明显。车架中部为位于汽车纵向对称平面上的一根矩形断面的空心脊梁，其前后端焊以叉形梁。前端的叉形梁用于支撑动力、传动总成，而后端则用于安装后桥。传动轴经中部管梁通向后方。中部管梁的扭转刚度大。前后叉形边梁由一些横梁相连，后者还用于加强前、后悬架的支撑。管梁部分位于后座乘客的脚下位置且在车宽的中间，因此不妨碍在其两侧的车身地板的降低，但地板中间会有较大的纵向鼓包。门槛的宽度不大，虽然从被动安全性考虑，要求门槛有足够的强度和刚度。轿车要是使用边梁式车架，为了降低地板高度，可局部地减少纵梁的断面高度并相应地加大其宽度，但这使纵梁的制造工艺复杂化且其车身地板仍比采用其他车架时为高，当然地板上的传动轴通道鼓包也就不大了。所以X型车架较多使用于轿车。

还有周边式车架，这种车架是从边梁式车架派生出来的，前后两端纵梁变窄，中部纵梁加宽，前端宽度取决于前轮最大转角，后端宽度取决于后轮距，中部宽度取决于车身门槛梁的内壁宽，前部和中部以及后部和中部的连接处用缓冲臂或抗扭盒相连，具有一定的弹性，能缓和不平路面的冲击。其结构形状容许缓冲臂有一定的弹性变形，可以吸收来自不平路面的冲击和降低车内噪声。此外，车架中部加宽既有利于提高汽车的横向稳定性，又可以减短了车架纵梁外侧装置件的悬伸长度。在前后纵梁处向上弯曲以让出前后独立悬架或非断开式后桥的运动空间。采用这种车架时车身地板上的传动轴通道所形成的鼓包不大，但门槛较宽。这种车架结构复杂，一般在中、高级轿车上采用。

（2）中梁式车架（脊骨式车架）

其结构只有一根位于中央而贯穿汽车全长的纵梁，亦称为脊骨式车架。中梁的断面可做成管形、槽形或箱形。中梁的前端做成伸出支架，用以固定发动机，而主减速器壳通常固定在中梁的尾端，形成断开式后驱动桥。中梁上的悬伸托架用以支承汽车车身和安装其它机件。若中梁是管形的，传动轴可在管内穿过。优点是有较好的抗扭转刚度和较大的前轮转向角，在结构上容许车乾有较大的跳动空间，便于装用独立悬架，从而提高了汽车的越野性；与同吨位的载货汽车相比，其车架轻，整车质量小，同时质心也较低，故行驶稳定性好；车架的强度和刚度较大；脊梁还能起封闭传动轴的防尘罩作用。缺点是制造工艺复杂，精度要求高，总成安装困难，维护修理也不方便，故目前应用较少。（3）综合式车架

综合式车架是由边梁式和中梁式车架联合构成的。车架的前段或后段是边梁式结构，用以安装发动机或后驱动桥。而车架的另一段是中梁式结构的支架可以固定车身。传动轴从中梁的中间穿过，使之密封防尘。其中部的抗扭刚度合适，但中部地板凸包较大，且制造工艺较复杂。此种结构一般在轿车上使用。

车架承受着全车的大部分重量，在汽车行驶时，它承受来自装配在其上的各部件传来的力及其相应的力矩的作用。当汽车行驶在崎岖不平的道路上时，车架在载荷作用下会产生扭转变形，使安装在其上的各部件相互位置发生变化。当车轮受到冲击时，车架也会相应受到冲击载荷。因而要求车架具有足够的强度，合适的刚度，同时尽量减轻重量。在良好路面行驶的汽车，车架应布置得离地面近一些，使汽车重心降低，有利于汽车稳定行驶，车架的形状尺寸还应保证前轮转向要求的空间。

由于设计的是轻型载汽车车架，根据其特点选用边梁式车架。纵梁上、下表面为平直，断面呈槽形，其结构简单，工作可靠，不仅能降低工人工作强度，而且其造价低廉，有良好的经济性，将广泛地用于各种载货汽车、客车上。

选取的方案的优点： 边梁式车架由两根纵梁的若干根横梁组成，该结构便于安装驾驶室、车厢和其它总成，被广泛用在载重货车、特种车和大客车上。车架的设计

车架是一个复杂的薄壁框架结构，其受力情况极为复杂。本设计包括了结构形式的设计：车架的宽度的确定，纵梁形式的确定，横梁形式的确定，横梁与纵梁连接形式的确定。在车架设计的初期阶段，可对车架纵梁进行简化的弯曲强度计算，以及来确定车架的断面尺寸。下面是设计和计算的方法和步骤。

3.1 车架结构形式的设计

3.1.1 车架宽度的确定

车架的宽度是左、右纵梁腹板外侧面之间的宽度。车架前部宽度的最小值取决于发动机的外廓宽度，其最大值受到前轮最大转角的限制。车架后部宽度的最大值主要是根据车架外侧的轮胎和钢板弹簧片宽等尺寸确定。为了提高汽车的横向稳定性，希望增大车架的宽度。

通常，车架的宽度根据汽车总体布置的参数来确定，整车宽度不得超过2.5m，故往往很难同时满足上述要求。为了解决总体布置与加宽车架的矛盾，车架的宽度设计可采取以下措施：（1）将车架做成前窄后宽

这种结构可以解决前轮转向所需的空间与车架总宽之间的矛盾。此结构适用于轻型汽车、微型汽车和轿车。（2）将车架做成前宽后窄

对于重型载货汽车，其后轴的负荷大，轮胎的尺寸加大，后钢板弹簧片宽增加，同时为了安装外型尺寸大的发动机，常需减小前轮转向角，以便使汽车的总宽在公路标准的2.5m内，因此车架不得不采用前宽后窄的型式。

但根据本设计的要求，关于轻车车架结构设计，其载重设为1.7t，简化制造工艺，最好车架前后等宽。为了便于实行产品的三化，不少国家对车架的宽度制定了标准。本设计方案取车架的宽度为750mm。3.1.2 车架纵梁形式的确定

车架的纵梁结构，一方面要保证车架的功能，另一方面要满足整车总体布置的要求，同时形状应尽量简单，以简化其制造工艺。

从纵梁的侧视图看，纵梁的形状可分为上翼面是平直的和弯曲的两种。优点：结构简单，工艺性好；当上翼面为平直时，可使货厢底板平整，纵梁制造方便，大多数载货汽车车架纵梁都采用这种型式。当上翼面弯曲时，纵梁部分区段降低，地板高度相应降低，改善了整车的稳定性，且有利于上、下车，此种结构在轿车、微型汽车、公共汽车和部分轻型载货汽车上采用，其制造工艺复杂。

纵梁上表面应尽量做成平直的，中部断面一般较大、两端较小，与所受弯矩相适应。也有全长或仅中部及后部为等断面的。根据整车布置要求，有时采用前端或后端或前后端均弯曲的纵梁。

纵梁的断面形状有槽形、工字形、箱形、管形和Z形等几种。为了使纵梁各断面处的应力接近，可改变梁的高度，使中部断面高、两端断面低。槽形断面的纵梁有较好的抗弯强度，工艺性好，紧固方便，又便于安装各种汽车部件，故采用得最为广泛，但此种断面的抗扭性能差。从降低车架纵梁抗弯应力方面考虑的话，增大槽形断面的高度最有利，但使汽车的质心高度增加。增大上、下翼面的宽度，也可以提高纵梁的抗弯强度，但其值的增加又受到发动机、传动系统部件布置的限制。因此需综合考虑上述因素的影响，通常取高与宽的比值为2.8—3.5。由于重型载货汽车的发动机外型尺寸大，后轴负荷大，为了使车架做成前、后等宽，有的车架纵梁就采用Z形断面，我国黄河牌载货汽车的车架就是采用此种断面。这种纵梁和横梁的连接结构复杂，燃油箱的安装也不方便。重型载货汽车和超重型载货汽车的车架纵梁一般多采用工字形截面的型材或焊接成的箱形结构。箱形断面梁抗扭强度大，多用于轿车和轻型越野车。超重型越野车及矿用自卸车的纵梁形式多用钣料焊接而成，常为箱形或工字形断面。采用封闭断面纵梁构成的车架，其抗弯刚度大，通常客车的车架也是采用此种断面。纵梁的长度一般接近汽车长度，其值约为1.4—1.7倍汽车轮距。

多品种生产时，常使不同轴距、不同装载质量的系列车型采用内高相同的槽形断面纵梁，通过变化钣料厚度或翼缘宽度获得不同强度。

根据本设计的要求，再考虑纵梁截面的特点，本方案设计的纵梁采用上、下翼面是平直等高的槽形钢。纵梁总长为4815mm。优点：有较好的抗弯强度，便于安装汽车部件。

3.1.3 车架横梁形式的确定

车架横梁将左、右纵梁连接在一起，构成一个框架，使车架有足够的抗弯刚度。汽车主要总成通过横梁来支承。

载货汽车的横梁一般有多根横梁组成，其结构和用途不一样。(1)

前横梁

通常用来支承水箱。当发动机前支点安排在左右纵梁上时，可用较小槽型和Z型断面横梁。对于前部采用独立悬架的轿车，为了改善汽车的视野，希望汽车头部高度降低，固需要将水箱安装得低些，可将前横梁做成宽而下凹的形状。当发动机前支点和水箱相距很近时，前横梁常用来支承水箱和发动机前端，此时需采用断面大的横梁。(2)

中横梁

通常用来作传动轴的中间支承。为了保证传动轴有足够的跳动空间，将其结构做成上拱形。在后钢板弹簧前、后支架附近所受到的力或转矩大，则要设置一根抗扭刚度大、连接宽度大的横梁。(3)后横梁

后横梁采用中横梁形式。

本设计课题是关于轻型车车架结构设计，所以采用开口断面比较合适。本次设计一共采用大小共8根横梁，各根横梁的结构及用途如下：

第一根横梁断面形状为槽型，用来支撑水箱，其中间设有多个圆形孔，目的是让空气可以流到发动机底部，也有助于发动机的散热。

第二根横梁为发动机托架，为防止其与前轴发生碰撞几干涉，故将其安排放在发动机前端，其形状就是近似元宝的元宝梁，此种形状有较好的刚度。

第三根横梁为驾驶室的安装梁。用于驾驶室后部的安装，断面形状为槽形。第四根横梁用作传动轴的支承，其断面形状为槽形，为了保证传动轴有足够的跳动空间和安装空间，将其结构做成上拱形。

第五、七根横梁分别在后钢板弹簧前、后支架附近，它们所受到的力或转矩都很大。它们的断面形状也是采用槽形。

第六、七根横梁不仅要承受各种力和力矩的作用，还要作为安装备胎的的安置机构。它们的断面形状为槽型。

第八横梁为后横梁，其将左、右纵梁连接在一起，构成一个框架，使车架有足够的抗弯刚度。其断面形状为槽形。3.1.4 车架纵梁与横梁连接型式的确定

纵梁和横梁的连接方式对车架的受力有很大的影响。大致可分有以下几种：(1)

横梁和纵梁的腹板相连接

这种连接型式制造工艺简单，连接刚度较差，但不会使纵梁出现大的应力，一般车架的中部横梁采用此种连接方式。

(2)

横梁同时和纵梁的腹板及任一翼缘（上或下）相连接

这种连接方式制造工艺不很复杂，连接刚度增强，故得到广泛应用。但后钢板弹簧托架上的力会通过纵梁传给后钢板弹簧的前横梁，使其承受较大载荷。因此在设计钢板弹簧托架时应尽可能减少悬架伸长度，使载荷作用点靠近纵梁弯曲中心。当偏心载荷较大时，可将该处纵梁做成局部闭口断面；也可将横梁穿过纵梁向外延伸，将载荷直接传给横梁。(3)

横梁同时和上、下翼缘相连接

这种连接形式具有刚性较好的加强角撑，可产生良好的斜支撑作用，使整个车架的刚度增加，且其翼缘外边不致因受压而产生翘曲。车架两端的横梁常采用这种形式和纵梁相连接。但此种连接方式制造复杂，当转矩过大时，纵梁翼缘上会出现应力过大的现象，这是由于纵梁截面不能自由翘曲所致。横梁和纵梁的固定方法可分为铆接、焊接和螺栓连接等方式。

大多数车架用搭铁板通过铆钉连接。这种方法成本低，适合大批量生产，其刚度与铆钉的数目及其分布有关。

焊接能使其连接牢固，不致产生松动，能保证有大的刚度。但焊接容易变形并产生较大的内应力，故要求焊接质量要高，主要在小批量生产或修理时采用。

螺栓连接主要在某些为了适用于各种特殊使用条件的汽车车架上采用，以使装在汽车车架上的某些部件易于拆卸或互换。但此种连接方式在长期使用时，容易松动，甚至发生严重事故。一般汽车车架横梁与纵梁的固定不采用此种方法。

紧固件的尺寸和数量要和横梁大小相适应，铆钉分布不要太近。当利用连接板的翻边紧固时，应加大连接板的宽度和厚度，紧固孔应尽可能靠近翻边处，以防连接损坏。

本设计方案中，横梁与纵梁的连接形式大体都使用焊接连接。

总之，车架结构的设计要充分考虑到整车布置对车架的要求及企业的工艺制造能力，合理选择纵梁截面高度、横梁的结构形式、横梁与纵梁的联接方式，使车架结构满足汽车使用要求。以达到较好的经济效益和社会效益。

3.2 车架的受载分析

汽车的使用条件复杂，其受力情况十分复杂，因此车架上的载荷变化也很大，其承受的载荷大致可分为下面几类：

3.2.1 静载荷

车架所承受的静载荷是指汽车静止时，悬架弹簧以上部分的载荷。即为车架质量、车身质量、安装在车架的各总成与附属件的质量以及有效载荷（客车或货物的总质量）的总和。3.2.2 对称的垂直动载荷

这种载荷是当汽车在平坦的道路上以较高车速行驶时产生的。其大小与垂直振动加速度有关，与作用在车架上的静载荷及其分布有关，路面的作用力使车架承受对称的垂直动载荷。这种动载使车架产生弯曲变形。3.2.3 斜对称的动载荷

这种载荷是当汽车在崎岖不平的道路上行驶时产生的。此时汽车的前后几个车轮可能不在同一平面上，从而使车架连同车身一同歪斜，其大小与道路不平的程度以及车身、车架和悬架的刚度有关。这种动载荷会使车架产生扭转变形。3.2.4 其它载荷

汽车转弯行驶时，离心力将使车架受到侧向力的作用；汽车加速或制动时，惯性力会导致车架前后部载荷的重新分配；当一个前轮正面撞在路面凸包上时，将使车架产生水平方向的剪力变形；安装在车架上的各总成（如发动机、转向摇臂及减振器等）工作时所产生的力；由于载荷作用线不通过纵梁截面的弯曲中心（如油箱、备胎和悬架等）而使纵梁产生附加的局部转矩。

综上所述，汽车车架实际上是受到一定空间力系的作用，而车架纵梁与横梁的截面形状和连接点又是多种多样，更导致车架受载情况复杂化。车架的制造工艺

4.1 车架梁的制造工艺

4.1.1 纵梁

图 4-2 纵梁断面

(1)

产品特征

断面形式 ：等断面、变端面； 长度形式 ：直线式； 料厚：纵梁 5.00、8.0mm； 纵梁长度：4815(2)

工艺特点 a 工艺流程

第一种模式 ：剪切一用模具落料；中孔一用模具压弯成形一装配一油漆。第二种模式 ：剪切一用模具落料冲工艺孔一用平面数控冲孔机冲孔一用模具压弯成形一装配一油漆。

第三种模式 ：剪切一用平面数控冲孔机冲孔一折弯成形一装配一油漆。第四种模式 ：单倍尺卷料一辊压成形一切断一用三面数控；中孔机 ；中孔一等离子切割局部外形一喷丸。b 生产设备

机械压力机 ：3000、3500、4000、5000t ；平面数控； 中孔机、三面数控； 中孔机、折弯机；

采用模具生产和平面数控冲孔机模式的工艺，一般受产品结构、压床吨位(一般为3000、3500、4000、5000t)限制。不能采用强度过高的高强度钢板，即屈服强度在350-560N/mm以下的高强度钢板 ；纵梁和纵梁加强板的长度不易太长，应控制在10000mm左右。材料厚度与材料长度成反比，控制在8mm以下为好。采用辊压成形模式的工艺，在购买设备时就已将材料参数即屈服 强度设定在350-700N，mm以下，可以选择屈服强度在700/mm以下的材料，长度不限，厚度控制在10mm以下。纵梁和纵梁加强板用材受设备、工艺模式、产 品结构影响，材料强度级别范围也有所不同。一般来说开发纵梁和纵梁加强材料时应结合其工艺条件，从材料的使用范围入手，确定合理的高强度钢板强度开发范围，从而适用不同的工艺模式。还应研究高强度钢板 回弹消除问题、可适用的焊接方式和 匹配的焊条、对模 具材料的强度要求、适用油漆方式等相关参数，从而提高材料的应用空间。

4.1.2 横梁

货车车架上一般有5到11根横梁，其用途和结构各不相同。不同条件的汽车横梁其结构型式变化较大。目前，汽车车架上使用的梁通常以槽形式和拱形居多。这是因为槽形式横梁曲刚度和强度都较大，且便于制：拱形横梁具有较大的连接度、截面高度较低，可以让开下空间的优点。汽车横梁一般都是采用冲压加工方法生产。(1)产品特征

厚度 ：5.0、6.5、7.0mm 长度 ：740mm 抗拉强度：370-610 N ／ mm；

形状 ：槽形式横梁、拱形式横梁等，如图4-

3、4-4

图 4-3 拱形横梁

图 4-4 槽形横梁

(2)工艺特点 a 工艺流程

槽型式横梁 ：剪切一修边冲孔(或落料冲孔)一成形一冲孔(按需)一装配一油漆。

鳄鱼1b式横梁：剪切一成形一修边冲孔一装配一油漆。b 设备

机械压力机 ：800t、1250t、3000t。近年来,为了满足用户经济性、大吨位要 求，横梁材料厚度由4.0-6.0mm变为6.5-1.0mm,抗拉强度也由370-510MPa提高到590-610MPa以上。复杂形状 的横梁应用较多。既要有一定的强度又要有良好的成形性能是横梁用材的基本要求。同时，受压力机吨位、模具制造业水平限制，未将高强度钢板应用在成形复杂的横梁上。对于横梁用材的开发应针对横梁 的产品特性，结合工艺技术水平，在满足强度要求的前提下重点提高材料成形性能和焊接性能。还要开展高强度钢板 的极限拉伸速度 的研究，这是由于商用车横梁一般都是在机械压力机 上生产，依据高强度钢板的极限拉伸速度来控制机械压力机的生产速度。从而减少横梁破损的发生。c 连接板

厚度 ：4.0mm； 长度 ：110mm；

抗拉强度 ：510-640N／ mm； 形 状 ：平板

连接板用于连接横梁和纵梁，增强纵梁的强度。以压弯件为主，材料主要为高强度钢板。对材料的成形性能要求不高，但要求材料的压弯回弹小。

4.2 焊接工艺

4.2.1 焊接工艺分析

(1)车架结构材料采用的是16Mn，焊接性好，加之材料厚度适中，在合理的装焊工艺条件下，一般不容易产生气孔和裂纹，不需要采用特殊的焊接工艺措施和焊后热处理。

(2)车架是整车的载体，车架的焊缝主要承受汽车运行过程中的动载作用，而车架刚性大，焊后接头的收缩力较大，因此必须选用合理的焊接方法及工艺参数，控制线能量。

(3)对于车架纵梁和横梁而言，焊接分布并非完全对称，所以要合理安排焊接顺序，尽量采用对称焊和从中间向两头释焊，以减少焊接变形。

(4)控制零部件尺寸即互换性，保证装配间隙均匀，以减少因收缩不均所造成的变形。

(5)夹具设计时要合理留有收缩余量及装配间隙，综合处理好车架焊后接头应力与总体变形这对相互矛盾的问题，在保证满足设计尺寸要求的条件下，接头焊后存在的应力愈小愈好。

4.2.2 焊接方法和焊接参数的选择

由于二氧化碳气体保护焊成本低,生产效率高,抗锈、抗氢和抗裂纹能力强，焊后不用清渣，变形小，易于操作，适于全位置焊，因此焊接方法采用半自动二氧化碳气体保护焊。

4.2.3 焊接工艺流程

焊纵梁加强梁-纵梁焊后矫形-零部件组焊-车架补焊-车架装配-车架矫形-车架检验-车架涂装

4.3 涂装工艺

提到汽车防腐，人们很 自然会想到车身、车箱等外露冲压件。其实汽车的防腐是对整车而言，尤其是汽车的重要件和保安件，对不允许在寿命周期内出现腐蚀导致的性能下降和结构损坏。车架是商用车关键的总成之一，于它位于车下

部，易受路面沙石冲击和各种使用环境介质侵蚀。车架是整车的主要骨架，如防腐处理不好，于腐蚀致性能下降或结构损坏，果将不堪设想。由于车架外露的部分很少，易引起人们的注意，生锈蚀不易被发现，所以，确保高质量涂装至关重要。然而，多年来，我国汽车行业对车架的涂装并没有给予足够的重视，甚至有人认为，车架 是中厚板件，腐蚀了只是难看一些，不会引起结构损坏。如果整车设计寿命很短且行驶速度不高的话，种观点似乎还能站住脚，但在人们对汽车高速行驶可靠性和耐久性的要求越来越高的今天，我们必须真对待车架的防腐问题。

车架主要用于载货车、客车和客货两用车等商用车，多由热轧钢板冲压结构件铆接、焊接或螺栓连接而成。我国目前根据生产规模、设备条件不同，其涂装工艺差别较大，归纳为大批量生产和小批量生产两大类。大批量生产工艺是钢板剪切落料-化皮／防锈-压-焊接／铆焊-脂-化-泳或浸漆-干，个别根据需要增加一道面漆。我国大部分载货车生产厂都采用这种工艺。结论

汽车性能的优劣不仅取决于组成汽车的各部件的性能，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合，取决于车架的布置。从技术先进性、生产合理性和使用要求出发，正确选择性能指标、质量和主要尺寸参数，提出车架总体设计方案，为各部件设计提供整车参数和设计要求，保证汽车主要性能指标实现，使零部件通过合理的车架布局更好的结合在一起，使整车的性能、可靠性达到设计要求。

在这次设计我感到自己在各种技能和知识层面上有很多不足的地方，同时自己也学习到很多新的知识。如 CAD 制图，这是以前很少接触和使用的实用知识，在这次课程设计中我能学以致用。虽然中间的过程是辛苦的但是收获的喜悦是无法用言语所能表达的，总的来说这次课程设计让我收获颇丰，为我即将到来的工作打下了坚实的基础。

参考文献

[1] 刘鸿文 材料力学-4版.北京：高等教育出版社，2004 [2] 毛昕 画法几何及机械制图.北京：高等教育出版社，2004 [3] 濮良贵 纪名刚 机械设计.北京：高等教育出版社，2006 [4] 陈家瑞 汽车构造（下册）.北京：机械工业出版社，2008 [5] 龚寒微主编 汽车现代设计制造：北京：人民交通出版社，1995 [6] 过学迅主编 汽车设计．北京：人民交通出版社，2005 [7] 吴宗泽 机械零件设计手册．北京:机械工业出版社，2003 [8] 武田信之（日）著，载货汽车设计．人民交通出版社，1997 [9] 陈家海著 重型汽车车架设计，川汽科技，1999年第2期 [10] 吴憩棠著 商用车技术发展趋势，东方时评，2004年第47期

车迷　轻型越野，赞！ 篇3

造成轻型越野车热卖，主要是因为它能够满足车主在拥挤的都会交通中释放自己、享受悠闲心情的需求。对时髦女生而言，到底有多少厉害的越野性能，其实并不重要，重要是够man够cool!

橘黄小虎子

路虎的神行者2，在轻型越野车里，几乎是最受女孩青睐的一款。外形确实不错。不张扬，很有性格。内敛。也有活力。更适应城市里驾驶。在安全性能上也是煞费苦心，车身的扭转刚度足够强，无论公路或野外行驶都不会有麻烦。

它还采用前后独立悬挂，并引入了包括RSC(防翻滚稳定控制系统)在内的多种先进的车辆稳定控制系统。此外，除低配车型外，其他车型都标配了路虎独门的“全地形反馈系统”，驾驶者可以方便地设定四轮驱动系统的工作状态，令野外驾驶更加轻松。

强大的操控感

神行者2配备了2006年面世的新型3.2升直6发动机。强劲的发动机带来卓越的运动性能。车内视野不错。座椅可调节范围比较大，各种身形的人应该都能找到舒服的位置。刹车很灵敏。只是油门的反应偏慢，大脚踩下去后，很明显的延迟后才能感觉动力源源不断地输出。

与同级别车型相比，神行者的最大特点就是拥有独特的越野血统，但说实在的，其卓越的越野性能主要归功于先进的电控系统，而不完全靠驾驶者的技能，因此作风并不“硬朗”。也许对大多数人而言，城市才是神行者2真正的家。若真的要挑缺点的话，或许就是58万人民币过于“辣手”，还有就是非常“吃油”。

你还能选择

以下四款车也是不错的选择，四轮驱动、价格在20万元左右。

北京现代途胜售价：20万元评价：款式稍老了些

途胜外观上非常敦实，内饰设计及空间安排偏向传统，后门可分两极开启(FLIP-UP掀启式)，紧急情况下可通过开启后窗轻松放入或取出物品，照顾了力量较小的女性顾客。

三菱欧蓝德售价：15万-21万元评价：性价比高

外形时尚，个性十足。其整车工艺质量在同档次合资产品中属中上乘!内饰虽简单。但细节没有明显缺陷。4G64发动机血统比较纯正，技术也很成熟。目前在某些交易市场，欧蓝德2.4手动时尚车型的最低市场成交价格已经到了15.3万元左右。比较实惠。

斯巴鲁森林人售价：26万元评价：同型车中口碑较好

森林人2007款2.0X手动型从车型上看。低矮的车身更接近旅行车。2，0X手动挡只能保证最低的舒适性需要：有空调，有电动窗以及单碟CD，仅此而已。让人意外的是，真皮座椅竟然是标准配置。空间方面。森林人却比其外观尺寸显得要大，这与其方正实用的车厢空间有关。

东风本田CR-V售价：23万元评价：目前还属于新款车

轻型材料 篇4

复合材料具有比传统金属结构材料更优越的综合性能,可用于轻小型飞机或无人机整体成型制造。复合材料防火适航标准对于飞机投入生产及应用尤为重要。因此,正确合理的复合材料防火适航验证方法十分必要。

2复合材料防火适航验证方法

2.1国内外相关适航标准

表1列出了有关复合材料的飞机适航标准。

美国FAA咨询通报AC20-107B(2009)是目前国内外有关复合材料适航审定的一份较系统、较完整的文件,为复合材料飞机结构制定了一个可以接受但不是唯一的验收方法。通报将复合材料结构验证分成:材料和制造验证、静力结构验证、结构的疲劳和损伤容限验证、结构的颤振验证和其他方面的验证。

2.2复合材料防火适航验证试验

2.2.1适航标准明确要求的试验项目

①舱内复合材料(座舱、行李舱、货舱等内部材料)

a.复材可燃性及燃烧蔓延性测试(CCAR 25附录F第I部分)

b.复材抗火焰烧穿性试验(CCAR 25附录F第III部分)

c.复材热释放速率测试(CCAR 25附录F第IV部分)

d.复材发烟特性试验(CCAR 25附录F第V部分)

②结构复合材料(机身、机翼、燃油箱等)

a.复材可燃性和火焰传播特性测试(CCAR 25附录F第VI部分)

b.复材抗烧穿性试验(CCAR 25附录F第VII部分)

2.2.2国内外已进行的试验项目

①复材燃烧特性相关测试

(2)碳纤维复材暴露于火焰时的抗压失效研究

(3)飞机复材烟气毒性的研究

2.2.3轻型飞机复合材料防火适航验证的试验项目

结合现行适航标准以及相应的试验项目,得知适航标准无论是CCAR-25还是FAA以及FAR均对机身材料的防火适航做出了一定的规定,但是对于复合材料,没有给出明确的规定,故复合材料防火适航标准验证方法亟待给出。在验证实验中本文主要是对轻型飞机的机身部分进行了防火适航验证实验。验证方法如下:

①复合材料可燃性及燃烧蔓延性测试

氧指数、水平燃烧、垂直燃烧、倾斜燃烧试验。

(2)复合材料热释放速率测试[1]

采用锥形量热仪测试。

(3)复合材料热分析测试[2]

分析复合材料受热和燃烧过程中结构和成分的变化,研究复合材料受热分解和燃烧特性,揭示、解释复合材料燃烧过程及机理:热重法、差热法。

3轻型飞机适航验证测试方案

本文主要针对复合材料应用比例较大的轻型飞机提出适航验证测试方案。

(1)由于结构和飞行高度等限制,轻型飞机的某些部位可以不经阻燃处理,所以其对应位置的防火性能指标可以相应降低。

(2)对于轻型飞机,防火要求需要着重考虑的提供飞机的主要动力和能源的部位,一旦发生火灾事故,造成的火灾危险是最大的,且由于轻型飞机的结构特点,空间较为紧凑,火势一旦蔓延,对人员的损伤较大,因此,提出以下测试方法:

①火势蔓延速度测试。采用垂直水平燃烧,根据不同构件的不同位置环境测量相应的燃烧速度;并且根据构件离座舱和火灾危险性较大的部件的位置相应减少燃烧速度的要求范围[3]。

②热释放速率测试。测试目标位置一旦发生火灾事故时,材料燃烧所释放的热量,可以通过采用锥形量热法,测得相应工况下其燃烧所释放的热释放速率,工况根据其所在位置,材料全部燃烧所释放的最大辐射强度确定。

③燃烧、热解机理测试[4]。测试材料的燃烧、热解机理,以了解材料在不同阶段的反应状态,如在哪一温度范围内,化学或物理反应较为容易等。采用TG、DTG法并结合热解动力学进行分析测试。

④烟气、毒性测试。测试关键部位在燃烧过程中的生烟量、生烟速率、烟密度、CO产率等参数,采用锥形量热仪和烟密度箱进行测试,如果增加毒气成分,可以配合相应的气体分析仪。

⑤氧指数测试。由于轻型飞机的飞行条件限制,其某些部位材料本身可以不用经过阻燃处理,因此其相应的极限氧浓度就可以降低。

4结论

本文根据复合材料防火适航验证试验,提出轻型飞机的适航验证相关测试方案,为适航验证提供一定的理论支持,本文能够为轻型飞机适航审定工作提供一定的理论参考。

参考文献

[1]郝权,蒋曙光,位爱竹等.锥形量热仪在火灾科学研究中的应用[J].能源技术与管理,2009(01):72-75.

[2]刘振海,徐国华,张洪林.热分析与量热仪及其应用(第2版)[M].北京:化学工业出版社,2011:17-26.

[3]亓延军.常用有机外墙外保温系统火灾特性研究[D].合肥:中国科技大学,2012(09).

轻型木结构建筑的优点 篇5

轻型木结构建筑的优点

第一，具有很高的耐久性：

只要合理建筑，轻型木结构可以说是现有房屋结构中最经久耐用的结构之一，轻型木结构抗沉降、抗干、抗老化，具有显著的稳定性。如果使用得当，木材则是一种稳定、寿命长、耐久性强的材料。

第二，具有施工周期短的特性：

轻型木结构所有结构构件和连接件都是标准化生产的。因此，其施工安装速度远远快于混凝土和砖结构。即使不使用预制构件，一般性的木结构住房由有经验的建筑工人建造，也比建筑同样规格的砖混住房要快得多。使用预制构件，建造时间可以进一步缩短。

第三，具有抗震性强：

砖混建筑在大地震中历来很难逃脱倒塌的命运。而轻型木结构房屋则不同，因其自身质量轻，所以地震时吸收地震力少，在地震时的稳定性已经得到反复验证，即使强的地震使整个建筑物脱离其基础，而其结构却完整无损。

第四，具有设计布置灵活的特性：

轻型木结构因其材料和结构的特点，使得平面布置更加灵活，为建筑师提供了更大的想象空间没有任何其他建筑体系能够提供如此天衣无缝的室内碗柜、隔板和衣橱，从而大幅度节省购买家具的费用。

第五，保温节能性非常好：

轻型木结构的保温节能性能优于其他任何材料建成的结构形式。木材本身就是出色的绝热体,在同样厚度的条件下，木材的隔热值比标准的混凝土高16倍，比钢材高400倍，比铝材高1600 倍。所以，轻型木结构住房的取暖费用比较低，冬暖夏凉。

第六，防火性 能：

防火性能主要取决于房屋中用于构成屋顶、墙壁和地板各部分的整体材料。轻型木结构的各组成部分加上防火石膏墙板，很容易达到与砖石结构建筑相同的防火性能。例如：在日本对一幢木结构房屋进行了一次火灾试验。试验中模拟发生地震，摇晃房屋，然后用火将其点燃。这时，该房屋表现出了极为出色的性能，展示了轻型木结构建筑的超级性能水平。即使是建造经济型木结构房屋，其抗火灾能力也不低于两个小时。

第七，环保 特 性：

柔性轻型屋面施工工艺 篇6

【关键词】柔性轻型屋面；PVC卷材；施工工艺

柔性轻型屋面设计多采用高聚性或高分子卷材作施工材料，相比于由砂浆或混凝土等刚性材料施工而成的屋面，柔性轻型屋面的柔韧性质更好，更加容易适应结构的变形和胀缩，并且不容易出现开裂现象，防水防渗性能更好。鉴于柔性轻型屋面所具有的诸多优点，以及其在现代大面积建筑屋面结构中的频繁应用，有必要对其施工工艺以及施工注意事项作相关探析，以保证建筑屋面结构的施工质量。

0.工程概述

某展览馆屋面采用压型钢板以及PVC防水可塑性柔性材料建成，工程占地总面积约20万平方米，工程纵向长达168米，横向跨度为70米。屋顶为管桁架结构，桁架间檩条间距4m，屋面支撑层采用镀铝锌压型钢板，并充当次檩条，支撑层以上为无纺布、玻璃丝棉带铝箔防火层、PE膜隔汽层、挤塑聚苯板保温层、无纺布、PVC防水层。屋面设有排水天沟、虹吸雨水排水系统、溢水口、突出屋面的防排烟天窗及防雷系统等。

1.工程屋面结构的施工难点

（1）由于展览馆的占地总面积较大，工程的屋面面积也随之变大，从而造成实际施工时，面临着作业面大，施工复杂的难题。再加上展览馆内所聘请的施工人员过多，施工工序又极容易产生交叉，更加增大了施工现场的管理难度。且因为展览馆需要尽快投入运行，屋面结构的施工需要尽快完成，所以工期紧也是其施工管理中的一大难点。

（2）屋面结构的节点连接形式比较复杂，并且施工过程中会涉及到幕墙、钢结构、避雷、虹吸防水等多种工艺，这便要求屋面施工技术需要同时满足建筑物受力均匀、防水防渗、保温避雷等多种要求，在一定程度上增加了施工难度。

2.展览馆柔性轻型屋面的施工技术分析

施工难点中提到本工程屋面结构施工时，需要满足建筑物受力、防水、防渗、保温、避雷等多种必须要求，现针对上述所提出的这些要求，设计出一套较为可行的屋面施工方案。具体内容如下：

2.1穿孔吸声压型钢板

穿孔吸声钢板既要满足设计强度和刚度要求，重量轻，同时又要达到设计要求的吸声效果。该屋面采用1mm厚W600型镀铝锌穿孔压型板。最小屈服强度为350MPa，铝锌含量200g/m2（锌95%，铝5%），加工成截面形式为波峰宽70mm、开口宽245mm、肋高130mm、波距300mm的波形，同时板肋开直径约6mm的吸声孔。开孔率为25%。

压型钢板与檩条间采用2.5mmx3.0mm自攻钉固定在60mmx30mmx3mm的矩形钢管主檩条上。间距300mm。

一般情况下，用于屋面结构施工的压型钢板都是先在工厂制作完成，然后经由运料车运至施工现场，采用施工现场所配备的全自动化数控压板机进行压型与制作。这种采用机械化作业，严格控制钢板截面规格和尺寸大小的制作方式，可以有效降低人为造成的计算失误，保证钢板材料的质量。

2.2挤塑聚苯板

挤塑聚苯板作为屋面保温层，兼有防火功能，同时也是屋面上部荷载传力层和防水基层，厚度要求不小于80mm，强度不小于250kPa，耐火等级B1级，密度30-32g/m3，热导率不大于0.028，吸水率不大于1.0%。固定件间距根据设计要求和现场情况通过计算确定，聚苯板规格2400mrnx640minx40mm，每块板上固定8个专用固定件。

展览馆屋面结构施工中，安装智能天窗时需要布置的管线数量比较多，如果不对管线进行合理的布置和敷设，轻者会影响屋面结构的整体美观效果，严重者则会直接造成管线危害，给建设单位带来一定的经济损失。本项工程采用嵌入方式对屋面的管线进行布置，将管线嵌入进挤塑聚苯板的底部，并保证聚苯板表面的平整，使其不对屋面结构的整体效果产生影响。

2.3防水卷材

屋面防水卷材为外露式，既要满足防水功能，又要考虑柔性屋面跨度大、温度变化大等引起的较大伸缩和耐老化、抗紫外线等要求。本工程采用2层1.5mm厚增强型PVC防水卷材，拉伸强度大于10 MPa，耐低温-20℃，热处理尺寸变化率不小于2%。

2.4屋面天窗

由于屋面结构的施工设计图纸只提供了屋面天窗的安装位置，以及天窗安装完成后的外形构造和大小尺寸，所以就需要施工人员在实际施工时候对天窗进行深化设计，使其能够符合电动开启、烟感雨感以及消防联动控制等多方面功能需求，并且在设计时要充分考虑进屋面应该具备的保温防水性能，以保证屋面结构实用功能和美观价值的同时体现。

3.屋面结构的关键施工技术

3.1压型钢板安装

安装前须设置控制点。用汽车式起重机将压型钢板运至屋面指定位置，再由人工逐块安装并调校准确。安装时注意防止倾斜和变形，相邻板间保持顺平，两板接缝的叠合长度控制在5～8cm。每隔300mill用专用自攻螺钉钉紧。

3.2挤塑聚苯板铺装

无纺布、玻璃丝棉及PE膜等材料铺设完成后，开始铺装挤塑板。为减少接缝，尽量用标准整块，不足整块须裁剪时，先弹线用小刀将聚苯板裁剪整齐。在聚苯板周边涂密封胶，用力推挤使之与相邻板粘合，上下两层板缝须相互错开1/3板宽。自攻钉安装前，应先弹出控制线，保证自攻钉均在压型钢板的波峰上且间距为300mm。

3.3 PVC防水卷材铺贴

卷材应平行于屋脊铺贴。铺贴前根据卷材宽度及搭接长度弹控制线。先进行预铺，把卷材按控制线展平顺直并适当剪裁，尽量减少接头，接头至少错开30cm。专用固定件沿长边固定，间距300mm。卷材搭接长度长边不少于120mm。短边不少于80mm。在平面上用自动热风焊机将相邻两卷材搭接部位焊接在一起，宽度25mm。边角及其他无法用自动热风焊机的部位用手提式热风焊机随焊随压密实。焊接缝的结合面应干净，无水、油及其他附着物。檐口收口部位U形压条固定后，用专用密封胶密封，完成后防水表面应顺平，无皱纹，排水顺畅。

4.工程的质量检查

完成所有屋面结构的施工工序之后，为了保证其结构的施工质量，需要做好所有施工项目的检查工作。一般来说，在对工程进行质量检查时，必须协同业主、监理单位以及屋面幕墙制作厂商三方一起，并在检查过程中记录下实际的检查结果。大面积屋面结构工程的检查项目一般可包括以下几个部分：（1）屋面结构节点连接的牢固性，检查其连接点的连接质量；（2）检查所安装屋面结构的表面是否存有间隙，保证屋面的无缝性；（3）检查屋面和建筑主体结构之间，所安装的保温防水材料，保证其安装质量；（4）检查屋面防雷装置以及接地装置的安装质量，切实保证建筑工程的使用安全。

5.结束语

综上所述，柔性轻型屋面用于大面积空间建筑施工时，在施工过程中需要把握好压型钢板的安装、挤塑聚苯板铺装、PVC防水卷材的铺贴等三个工序的施工，并在施工完成后做好施工质量的检查，切实保证大空间建筑屋面结构功能的发挥。

【参考文献】

[1]建筑工程施工手册（第4版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[2]CB50017-2003.钢结构设计规范[S].

轻型三角挂篮设计 篇7

关键词：挂篮,设计,特大桥,箱梁

1 工程概况

五广客运专线沪蓉高速特大桥全长为2 261.69 m。跨越关凤公路及沪蓉高速公路,其上部构造为1-(40+72+40)m,1-(60+100+60)m三向预应力钢筋混凝土连续箱梁。梁体为直腹板单箱单室、变高度、变截面结构,采用挂篮施工。

2 挂篮设计方案选定

在参考现有挂篮设计资料、总结挂篮悬臂浇筑施工经验的基础上,结合工程的特点,决定采用受力简单明确、加工及拼装容易的轻型三角挂篮,行走方式和平衡方式选用滚动式和自锚式。

挂篮主要由主梁、主横梁、吊带、底模平台、挂篮后锚固设施、挂篮走行设施、外模、内模组成。

3 挂篮设计

3.1 设计原则

挂篮材料基本使用型钢,考虑到挂篮需要周转使用,为了便于装拆,各杆件间均为销接或栓接。

3.2 结构参数

1)箱梁节段长2.5m～4.0 m。

2)箱梁顶宽13.4m,箱梁底宽6.7 m。

3)箱梁高度变化范围在3.6m～7.85 m之间。

3.3 设计荷载

由混凝土浇筑分段及每段混凝土方量可知,在浇筑第一个4 m节段时承重三角架将承受最大荷载,混凝土重量按均布荷载计,按前后吊点及混凝土分布位置可得,前吊点荷载P1=0.443P混凝土=64 t,挂篮上横梁、前吊杆系由前支点承受,其余纵横梁及模板系由前后吊点平均分摊,前吊点承受挂篮模板重P2=22 t。

因此,每一片三角架前吊点承受荷载P=(P1+P2)/2=43 t。

3.4 挂篮结构的主要技术特征

1)挂篮主桁。

主桁结构为两个三角形,接近受力图,主受力结构为两侧三角,中间平联为结构稳定的构造桁片。受力三角的纵梁采用2Ⅰ36b工字钢,是压弯构件。立柱用2[28b槽钢,斜拉杆采用2□180 mm×18 mm锰钢带。

2)吊杆及锚固系统。

挂篮所有锚固、吊杆均采用Ⅳ级Φ32精轧螺纹钢。模板后锚点需采用手动千斤顶施加50 kN～100 kN预应力,以保证节段混凝土接口平顺。

3)行走系统。

立柱底座下设置两片2 cm厚钢板,挂篮靠钢板及钢板上的滚轴前移,靠后锚横梁上反力滚轮平衡。走行装置构造简单,外侧模、底模可一次就位,内模也能整体抽拉就位。

4)模板系统。

外模采用大块组合钢模,内模采用30 cm×150 cm 钢模一次拼装成型。

3.5 挂篮主桁计算内力

1)挂篮计算模型及轴力图、弯矩图、位移图见图1～图4。

2)内力计算结果见表1,表2。

3)应力计算:

a.纵梁(2Ⅰ36b工字钢),每根工字钢:

A=8 364 mm2,I=165 740 000 mm4,W=921 cm3。

σ弯=M/W=52 991/1 842=29 MPa<[σ]=215 MPa。

σ压=N/A=445 492/16 728=27 MPa<[σ]=215 MPa。

b.立柱(2[28b槽钢),每根工字钢:

A=4 562 mm2,I=51 184 000 mm4,W=366 cm3。

σ=Nmax/A=785 159/9 124=86 MPa<[σ]=215 MPa。

c.斜拉杆(2□180 mm×18 mm钢板):

A=3 240 mm2,I=8 748 000 mm4,W=97 cm3。

σ=Nmax/A=612 051/6 480=94 MPa<[σ]=345 MPa。

挠度计算:f=15.4 mm。

其中混凝土产生的挠度f=15.4×32/43=11.5 mm。

4)截面强度验算。

结论:主桁各部件断面配置是安全的。

5)三角架抗倾覆计算。

已知:支点反力R=P×5.3/6.1=373 kN。

本挂篮后锚采用4根Φ25精轧螺纹钢筋,考虑最少时锚固3根Φ25精轧螺纹钢筋,Φ25精轧螺纹钢筋为980级。

抗倾覆安全系数K=481×3/373=3.9。

4 挂篮的主要特点

1)可简便的调升标高,控制挠度,保证线性。

2)受力结构明确,杆件受力以轴力为主,实际应力与理论值较接近。

3)挂篮材料以型钢为主,现场加工杆件少,可提高加工进度。

4)挂篮杆件均以销接或栓接连接,装拆方便、省时,工人劳动强度低,并且能重复利用。

5)挂篮平联中间以法兰连接,只需更换中间短杆和两端节点板,即可适应不同的梁宽,使挂篮有很强的通用性。

5 结语

由于连续梁在中小跨径的桥梁中较为常见,而它的施工工艺又以挂篮悬臂浇筑最为成熟而且常用。连续梁的形式大同小异,其长宽高等截面尺寸均在一定的范围内。本套挂篮以通用性为出发点进行设计,可以适应一般常见的箱梁截面,且杆件均为销接或栓接,便于装拆和运输,提高了挂篮的使用次数,能获得较好的经济效益。

参考文献

柔性轻型屋面施工工艺 篇8

1 工程概述

某展览馆屋面采用压型钢板以及PVC防水可塑性柔性材料建成, 工程占地总面积约20万平方米, 工程纵向长达168米, 横向跨度为70米。屋顶为管桁架结构, 桁架间檩条间距4m, 屋面支撑层采用镀铝锌压型钢板, 并充当次檩条, 支撑层以上为无纺布、玻璃丝棉带铝箔防火层、PE膜隔汽层、挤塑聚苯板保温层、无纺布、PVC防水层。屋面设有排水天沟、虹吸雨水排水系统、溢水口、突出屋面的防排烟天窗及防雷系统等。

2 工程屋面结构的施工难点

(1) 由于展览馆的占地总面积较大, 工程的屋面面积也随之变大, 从而造成实际施工时, 面临着作业面大, 施工复杂的难题。再加上展览馆内所聘请的施工人员过多, 施工工序又极容易产生交叉, 更加增大了施工现场的管理难度。且因为展览馆需要尽快投入运行, 屋面结构的施工需要尽快完成, 所以工期紧也是其施工管理中的一大难点。

(2) 屋面结构的节点连接形式比较复杂, 并且施工过程中会涉及到幕墙、钢结构、避雷、虹吸防水等多种工艺, 这便要求屋面施工技术需要同时满足建筑物受力均匀、防水防渗、保温避雷等多种要求, 在一定程度上增加了施工难度。

3 展览馆柔性轻型屋面的施工技术分析

施工难点中提到本工程屋面结构施工时, 需要满足建筑物受力、防水、防渗、保温、避雷等多种必须要求, 现针对上述所提出的这些要求, 设计出一套较为可行的屋面施工方案。具体内容如下:

3.1 穿孔吸声压型钢板

穿孔吸声钢板既要满足设计强度和刚度要求, 重量轻, 同时又要达到设计要求的吸声效果。该屋面采用1mm厚W600型镀铝锌穿孔压型板。最小屈服强度为350MPa, 铝锌含量200g/m2 (锌95%, 铝5%) , 加工成截面形式为波峰宽70mm、开口宽245 mm、肋高130mm、波距300mm的波形, 同时板肋开直径约6mm的吸声孔。开孔率为25%。

压型钢板与檩条间采用2.5mmx3.0mm自攻钉固定在60mmx30mmx3mm的矩形钢管主檩条上。间距300mm。

一般情况下, 用于屋面结构施工的压型钢板都是先在工厂制作完成, 然后经由运料车运至施工现场, 采用施工现场所配备的全自动化数控压板机进行压型与制作。这种采用机械化作业, 严格控制钢板截面规格和尺寸大小的制作方式, 可以有效降低人为造成的计算失误, 保证钢板材料的质量。

3.2 挤塑聚苯板

挤塑聚苯板作为屋面保温层, 兼有防火功能, 同时也是屋面上部荷载传力层和防水基层, 厚度要求不小于80mm, 强度不小于250k Pa, 耐火等级B1级, 密度30~32g/m3, 热导率不大于0.028, 吸水率不大于1.0%。固定件间距根据设计要求和现场情况通过计算确定, 聚苯板规格2400mrnx640minx40mm, 每块板上固定8个专用固定件。展览馆屋面结构施工中, 安装智能天窗时需要布置的管线数量比较多, 如果不对管线进行合理的布置和敷设, 轻者会影响屋面结构的整体美观效果, 严重者则会直接造成管线危害, 给建设单位带来一定的经济损失。本项工程采用嵌入方式对屋面的管线进行布置, 将管线嵌入进挤塑聚苯板的底部, 并保证聚苯板表面的平整, 使其不对屋面结构的整体效果产生影响。

3.3 防水卷材

屋面防水卷材为外露式, 既要满足防水功能, 又要考虑柔性屋面跨度大、温度变化大等引起的较大伸缩和耐老化、抗紫外线等要求。本工程采用2层1.5mm厚增强型PVC防水卷材, 拉伸强度大于10MPa, 耐低温-20℃, 热处理尺寸变化率不小于2%。

3.4 屋面天窗

由于屋面结构的施工设计图纸只提供了屋面天窗的安装位置, 以及天窗安装完成后的外形构造和大小尺寸, 所以就需要施工人员在实际施工时候对天窗进行深化设计, 使其能够符合电动开启、烟感雨感以及消防联动控制等多方面功能需求, 并且在设计时要充分考虑进屋面应该具备的保温防水性能, 以保证屋面结构实用功能和美观价值的同时体现。

4 屋面结构的关键施工技术

4.1 压型钢板安装

安装前须设置控制点。用汽车式起重机将压型钢板运至屋面指定位置, 再由人工逐块安装并调校准确。安装时注意防止倾斜和变形, 相邻板间保持顺平, 两板接缝的叠合长度控制在5~8cm。每隔300cm用专用自攻螺钉钉紧。

4.2 挤塑聚苯板铺装

无纺布、玻璃丝棉及PE膜等材料铺设完成后, 开始铺装挤塑板。为减少接缝, 尽量用标准整块, 不足整块须裁剪时, 先弹线用小刀将聚苯板裁剪整齐。在聚苯板周边涂密封胶, 用力推挤使之与相邻板粘合, 上下两层板缝须相互错开1/3板宽。自攻钉安装前, 应先弹出控制线, 保证自攻钉均在压型钢板的波峰上且间距为300mm。

4.3 PVC防水卷材铺贴

卷材应平行于屋脊铺贴。铺贴前根据卷材宽度及搭接长度弹控制线。先进行预铺, 把卷材按控制线展平顺直并适当剪裁, 尽量减少接头, 接头至少错开30 cm。专用固定件沿长边固定, 间距300 mm。卷材搭接长度长边不少于120mm。短边不少于80mm。在平面上用自动热风焊机将相邻两卷材搭接部位焊接在一起, 宽度25 mm。边角及其他无法用自动热风焊机的部位用手提式热风焊机随焊随压密实。焊接缝的结合面应干净, 无水、油及其他附着物。檐口收口部位U形压条固定后, 用专用密封胶密封, 完成后防水表面应顺平, 无皱纹, 排水顺畅。

5 工程的质量检查

完成所有屋面结构的施工工序之后, 为了保证其结构的施工质量, 需要做好所有施工项目的检查工作。一般来说, 在对工程进行质量检查时, 必须协同业主、监理单位以及屋面幕墙制作厂商三方一起, 并在检查过程中记录下实际的检查结果。大面积屋面结构工程的检查项目一般可包括以下几个部分:a.屋面结构节点连接的牢固性, 检查其连接点的连接质量;b.检查所安装屋面结构的表面是否存有间隙, 保证屋面的无缝性;c.检查屋面和建筑主体结构之间, 所安装的保温防水材料, 保证其安装质量;d.检查屋面防雷装置以及接地装置的安装质量, 切实保证建筑工程的使用安全。

结束语

综上所述, 柔性轻型屋面用于大面积空间建筑施工时, 在施工过程中需要把握好压型钢板的安装、挤塑聚苯板铺装、PVC防水卷材的铺贴等三个工序的施工, 并在施工完成后做好施工质量的检查, 切实保证大空间建筑屋面结构功能的发挥。

参考文献

[1]建筑工程施工手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社, 2003.

[2]CB50017-2003.钢结构设计规范[S].

新型轻型直流输电研究 篇9

关键词：轻型直流输电,电压源换流器 (VSC) ,PWM

0 引言

1954年, 世界上第一个高压直流输电投入商业运行, 该高压直流输电采用汞弧阀换流;随着科技的发展, 20世纪70年代, 换流器普遍采用晶闸管和移相换流技术, 多用于远距离、大功率输电。然而, 采用晶闸管和移相器的换流器不但价格昂贵, 而且在受端电网还需要旋转电机, 当逆变角小于熄弧角时, 易发生换相失败;此外, 还存在换流电压谐波含量高、功率性能指标低等缺点。

针对采用晶闸管换流技术的高压直流输电的不足, 研制开发了轻型直流输电 (HVDC Light) 系统。轻型直流输电技术采用电压源换流器 (VSC) 和绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 。电压型换流器采用脉宽调制 (Pulse Width Modulation, 简称PWM) 控制方式, 无需任何换相电压。绝缘栅双极晶体管是具有自关断能力的全控型器件, 开关速度快、频率高、损耗小。

轻型直流输电控制和运行方式简单、输出电压波形好、功率因数高, 在小功率传输时有较好的经济性, 具有广阔的应用范围和良好的发展前景。

1 轻型直流输电的基本原理

1.1 轻型直流输电构成

轻型直流输电是一种以电压源换流器和绝缘栅双极晶体管为主要部件发展起来的新型直流输电技术, 其主要构成如图1所示。

送端和受端均采用电压源换流器 (VSC) , 两侧换流器具有相同的结构。换流器由换流桥、换流电抗器、直流电容器和交流滤波器组成。换流桥的每个桥臂由几十个到几百个IGBT串联而成。换流电抗器是电压源换流器 (VSC) 与交流侧能量交换的纽带, 同时也起到滤波的作用。直流电容器的作用是为逆变器提供电压支撑、缓冲桥臂关断时的冲击电流、减少直流侧谐波。交流滤波器的作用是滤除交流侧谐波。另外, 轻型直流输电的传输线路一般采用地下电缆, 对周围环境的影响较小。

1.2 脉宽调制电压源换流器

通常组成电压源换流器的换流阀是由具有关断能力的器件 (如IGBT、IGCT、GTO等) 与一个反并联二极管所组成, 二极管不仅是负载向直流侧反馈能量的通道, 同时也起到使负载电流连续的作用。

电压源换流器的交流侧输出电压是由直流母线电压经过换流阀的通断形成的, 其交流输出电压能够通过改变方波电压的宽度或者直流电压的幅值进行控制, 也可采用每周通断多次的方法进行换流。这种每周通断多次的换流器, 可通过更改方波电压脉冲的宽度或直流母线电压的幅值改变其交流侧输出的电压, 同时还可以很好地消除低次谐波。PWM电压源换流器就是这种每周通断多次的换流器。目前全世界已经运行的轻型直流输电工程均采用由IGBT和二极管组成的非对称可关断换流阀及三相全波桥式回路的PWM电压源换流器。

电压源换流器是一种自换相换流器, 它不需要交流系统提供换相电压, 直接与交流系统同步连接, 既能够作为整流器运行, 也能够作为逆变器运行。当有功功率从交流系统传向直流系统时为整流运行, 反之则为逆变运行。对交流系统来说, 它像一个发电机 (逆变运行) 或电动机 (整流运行) , 而且可以连续、快速地调节有功和无功, 同时还因其交流是快速可控的, 不会增加系统的短路容量。

1.3 PWM控制

大功率高频IGBT的问世, 使得采用脉宽调制技术成为可能。IGBT的控制极具高阻抗, 要求的触发功率小;其由于通断频率高, 切换时间短, 从而降低了通断损耗;同时在上千赫兹的通断频率下, 串联元件仍能得到良好的均压。因此, 由IGBT组成的PWM电压源换流器在轻型直流输电工程中得到了广泛的应用。

图2给出了一个三相桥式电压源换流器U相接线图, 其中可关断器件V1和二极管V1′组成U相的一个桥臂;V4和V4′组成U相的另一个桥臂;N表示直流电压的中点;L为换流电抗器;F为交流滤波器。

图3给出了当fs=9f0 (fs为载波频率, f0为基波频率) 时, SPWM电压源换流器的工作原理图。

目前, 在轻型直流输电工程中采用fs=1 950 Hz。为了方便分析, 假定fs=9f0, 当f0=50 Hz时, 则fs=450 Hz, 换流阀的通断由高频三角形载波与正弦波参考电压的交点来确定。负斜率的三角波与U相参考电压的交点产生一个使阀V1导通和阀V4关断的控制脉冲 (见图3中a0、a2, …, a2M) ;正斜率的三角波与U相参考电压的交点则产生一个使阀V1关断和阀V4导通的控制脉冲 (见图中3 a1、a3, …, a2M+1) 。U相对直流侧中点N的电压UUN是幅值为Ud/2的不同宽度的一系列方波电压脉冲。当fs=9f0时, 交流电压每周波有9个不同宽度的电压脉冲。每周波的电压脉冲数随fs的升高而增多。

2 谐波及功率分析

从图3可知, 换流器的交流侧输出电压含有基波和谐波, 其谐波次数与通断频率有关。假定谐波次数为fn, 则有:

式中, k1为通断频率的倍频数 (此处为9) ;n和k2为正整数。

通常k2最大取2, 因为当k2>2时, 其谐波的幅值很小, 可以忽略不计。一方面, 当载波的通断频率为基波频率的奇数倍时, 其交流侧输出电压脉冲与参考电压的正弦波过零点是对称的, 从而消除了偶次谐波;另一方面, 采用三相桥式换流器, 也将不存在3次谐波。所以, 对载波的通断频率为基波频率奇数倍的三相桥式换流器而言, 其交流侧电压除偶次和3次谐波以外, 它只含有其他各次谐波次数。当fs=9f0时, 其谐波次数为5、7、11、13、17、19……。其中, 5次和13次较小, 当n=1和k2=2的情况下, 它们可忽略不计。而当采用上千赫兹的通断频率时, 低次谐波将会自动消失。

换流电抗器L上的基波电压决定了换流器转换的功率。假定换流器交流侧的基波电压为Ug;换流交流母线电压为UB;Ug与UB之间的相位差为δ;换流电抗为x, x=wl。当忽略换流电抗器的损耗时, 换流器与交流系统之间交换的有功功率P和无功功率Q, 可分别用式 (2) 和式 (3) 表示:

从上面2式可知, P和Q可通过改变δ和Ug进行控制。通常换流器的直流电压为常数, 其交流输出电压可通过改变参考电压的幅值和相位来实现, 其最大值将受直流电压的限制。

3 轻型直流输电的特点及应用场合

首先, 它能够减少换流站的设备和简化换流站的结构。虽然换流站增加了换流电抗器和直流电容, 但它可省去换流变压器、无功补偿设备、平波电抗器、直流滤波器以及简化了交流滤波器, 且它也不需要快速通信设备。总体而言, 换流站不但减少了设备, 而且结构也得到了简化。对于小容量、低电压换流站来说, 可采用模块化结构, 从而降低造价、提高可靠性、缩短工期 (常规直流输电的工期约为3年, 而轻型直流输电的工期仅为1年) , 在经济上具有较强的竞争力。

其次, 由于采用了新型换流器, 因此输电工程具有良好的运行性能, 如:两端换流站可独立、快速地进行有功和无功的调节来适应交流系统的要求;不增加系统的短路功率;可向无源的负荷点送电;谐波性能好等。

轻型直流输电的应用场合如下:

(1) 向远方的孤立负荷点送电。如向沿海小岛供电, 采用轻型直流输电和新型海底电缆可以代替小岛上的柴油发电机。

(2) 向城市供电。随着各地工业化的发展, 城市的用电量急增, 架设新的线路走廊发生困难, 因此, 采用轻型直流输电和新型材料的地下电缆是一种值得考虑的解决办法。

(3) 随着环保型可再生能源的开发 (如风力发电、太阳能光伏发电等) , 这种小型电站的接入系统问题可采用轻型直流输电解决, 在技术和经济上都具有明显的优势。对于风力发电站来说, 轻型直流输电可输送发电站的有功功率, 同时也可以提供电站所需的无功功率;为了优化风能的利用, 允许发电站在不同的频率下运行 (丹麦已运行工程, 其风力电站的频率可在30～65 Hz之间变化) 。

(4) 离岸发电的联网。一般在海洋石油的开发中, 会燃烧许多天然气。如果能够利用这些天然气就地发电, 再采用轻型直流输电和海底电缆将电能输送到电网中, 将会带来可观的经济效益, 大大减少能源的浪费。

(5) 非同步运行的独立电网之间的联网。采用轻型直流输电能够十分方便地调节有功功率和无功功率, 改善系统的运行性能, 提高电能质量。

(6) 推动多端直流输电系统的发展。电压源换流器的直流侧电压极性总是不变的, 因此能方便地并联许多换流器, 可形成类似交流系统的多端直流网络。

4 结语

本文介绍了一种新型高压直流输电———轻型直流输电, 主要对轻型直流输电的主要结构、运行原理和控制方式进行了分析。在分析基本原理的基础上, 和传统的高压直流输电进行了对比, 指出了轻型直流输电技术在分散资源利用及整合方面的优势, 最后总结了轻型直流输电的特点及应用场合。由此可以预计, 随着智能电网和新能源的发展, 轻型直流输电将在未来得到更广泛的应用。

参考文献

[1]Asplund G.Appliacation of HVDC Light to power enhancement.IEEE Power Engineering Society Winter Meetng[J], 2000 (4) :2489～2503

[2]Asplund G, Eriksson K, Svensson K.HVDC Light_DC transmission based on voltage sourced converters[J].ABB Review, 1998 (1) :4～6

[3]Nikolas Flourentzou, Vassilios G.Agelidis, Georgios D.Demetriades.VSC-Based HVDC Power Transmission Systems:An Overivew[J].IEEE Transactions on Power Electronics, 2009, 24 (3) :592～602

[4]张桂斌, 徐政, 王广柱.基于SVC的直流输电系统的稳态建模及其非线性控制[J].中国电机工程学报, 2002, 22 (1) :17～22

[5]武娟, 任震, 黄雯莹, 等.轻型高压直流输电的运行机理和特性分析[J].华南理工大学学报, 2001, 29 (8) :41～44

轻型复合墙板的应用研究 篇10

为节约土地和实现可持续发展,建设部颁布了建设节能省地型住宅体系的政策,国内工程建设中全面禁止或限制使用黏土砖,许多住宅采用框架结构或剪力墙结构,并选用质轻、保温的加气混凝土砌块作为围护墙。但加气混凝土砌块墙体自身无法满足建筑节能65%的要求,需要在外侧贴保温材料(使用寿命约为15年),后期维护极不方便,成本较高。为克服以上不足,应运产生了CL(Composite Lightweight)结构节能住宅体系。CL复合墙板是由内外两侧钢筋混凝土板、中间夹有50~90 mm厚的聚苯板,以及连接内外两侧混凝土板的斜向钢筋组成的承重墙板,墙板与异型柱框架协同工作,形成空间剪力墙结构,使得整体结构的抗侧刚度较大,抗震性能较为优越。CL复合墙板体系具有保温隔热、自重轻、保温层与主体同寿命、得房率提高5%~8%、施工周期短、综合经济指标高等优点。但CL复合墙板体系在应用中仍存在许多问题,期待深入研究。

1 CL复合墙板应用中存在的问题

1.1 设计理论不完善

国内许多学者对CL复合墙板进行了系统的试验研究,并基于试验结论提出了许多建设性意见。李升才等提出了CL复合墙板弯曲开裂强度的计算公式以及抗弯承载力计算公式,用开裂强度来控制构件设计,并应使结构有足够的承载力来抗震;试验发现CL复合墙板与边框能很好地协同工作,抗震承载力很高,水平力的分配取决于两侧混凝土复合层的刚度[1,2,3,4,5]。成全喜等基于轴心受压试验得出了复合墙板受压承载力的强度与稳定验算公式[6]。张同亿等根据抗震试验研究结果发现,CL复合墙板在斜钢丝拉结作用下,能较好地共同工作,层等厚墙板的抗震性能优于不等厚墙板,轴压力能提高开裂荷载与极限承载力,并提高构件的初始刚度[7,8,9,10]。

但现行的CL复合墙板体系设计仍套用了剪力墙结构理论或异形柱框架理论,没有考虑复合墙板的空间协同作用,导致结构设计的抗侧刚度过大,地震力加大,而且使得建造成本升高。为推广CL复合墙板应用编制的CL技术规程滞后于工程应用,无法与结构体系的真实情况相符[11]。规程中的抗震设计方法与试验得到的CL复合墙板抗震性能不符,且规程中借用其它规范公式和设计软件进行结构设计,存在安全隐患;对于忽略较薄侧混凝土的承重作用,只取较厚侧混凝土厚度作为CL复合墙板厚度的规定,也不合理[12]。

1.2 施工技术不完善

(1)现场湿作业太多。由山东华新房地产开发有限公司开发的泰安奥林匹克花园均采用CL墙板体系,已建成约25万m2,节能效果与舒适度得到了住户的充分肯定。但奥林匹克花园的CL复合墙板均采用现场浇注混凝土,模板支设工程量较大,且有现场污染,导致工期较长,难以体现CL复合墙板施工速度快的优势。部分现浇CL复合墙板拆模后发现有蜂窝麻面、混凝土不密实(见图1)等现象,部分墙板底角处还出现了露筋,严重影响了构件的强度和使用寿命。

(2)部分节点构造不完善。CL复合墙板网架板的钢丝网为Φ3~5@50 mm,斜钢丝为Φ3~3.5@100 mm,上下、左右两块网架板连接时采用不小于Φ6@200 mm的钢筋搭接连接,搭接长度200 mm。这使得网架板由连续连接变为间断连接,导致部分应力集中,对延缓裂缝扩展不利。模板多采用竹胶合板和木板,没有形成模数化设计,施工速度慢,模板难以快速周转。因CL复合墙板采用自密实混凝土浇注,由于钢丝网及保温层的影响,拆模后墙面不平整而影响外观,且需凿毛补平。门窗洞口的网架板安装、切割与加固方法欠缺,相应的节点构造和加固措施不配套,使得门窗洞口周边形成冷桥,施工质量难以保证。

(3)施工效率不高。CL复合墙板的网架板均采用工厂加工,运抵现场后进行组装、连接、切割等,耗费了大量人工与时间,而且现场安装精度无法得到保证。CL复合墙板网架板内的管线埋设未在工厂内完成,而是在施工现场由工人随意切割、预留,导致部分网架板破坏或无法承载。CL复合墙板网架板没有形成模数化、标准化和系列化的设计与加工,是半人工半机械完成的,与住宅产业化仍相去甚远。

1.3 保温节能效果有待提高

CL复合墙板网架板的钢丝网为Φ3~5@50 mm,连接内外两侧混凝土板的腹丝为Φ3~3.5@100 mm,较厚一侧墙体为2层钢丝网,因此整个CL网架板为2层钢丝网Φ3~5@50+空间Φ3.0~3.5@100 mm腹丝。为避免冷桥的产生,两侧混凝土板用聚苯乙烯板加以阻断,但为满足受力要求,混凝土板用腹丝连接,使得腹丝成为CL复合墙板的冷桥。经现场施工和后期应用发现,个别聚苯板内有水分存在,分析其原因,主要为:(1)CL复合墙板没有干透,混凝土浇筑时的水分仍残留在聚苯板内;(2)雨季外墙板的混凝土不密实或防水涂料破损、失效,导致雨水进入聚苯板,不能尽快排除;(3)Φ3~3.5 mm的腹丝形成冷桥,在聚苯板内形成冷凝水。

2 CL复合墙板应用的改进建议

2.1 完善设计理论

(1)根据国内学者的研究成果,参考已有理论模型,结合数值分析结果,建立CL复合墙板的弯曲开裂强度计算公式、抗弯承载力计算公式和受压承载力的强度与稳定验算公式。

(2)充分考虑CL复合墙板与边框的协同作用,根据墙板两侧混凝土复合层的刚度来计算确定地震水平力的分配。用开裂强度来控制构件设计,使结构有足够的承载力来抗震。完善层等厚CL复合墙板的分析与振动台试验研究,提出相应的抗震设计方法。

(3)系统进行CL复合墙板的试验研究和大量的参数分析,编制真正适用于CL复合墙板的设计技术规程,开发适合CL复合墙板的设计分析软件,为CL复合墙板的推广应用扫清技术障碍。

2.2 形成配套施工技术

(1)CL复合墙板改用预制墙板。为有效减少现场湿作业,加快施工效率,降低施工污染以及减少模板损耗,可以将现浇CL复合墙板改为工厂预制。常用的CL复合墙板预制有一侧预制、一侧现浇和整体预制2种[13]。一侧现浇一侧预制CL复合墙板施工工艺需要较大预制场地、整体性差、工序多和质量控制点多;整体预制的CL复合墙板则具有精度高、质量好,安装与施工速度快的优势,有效解决现场污染与随意施工等问题,而且符合住宅产业化的发展趋势。整体预制墙板应用较少,可能与整体预制墙板自重较大,运输与吊装难度大,墙板与梁、柱、楼板的连接节点较为复杂有关。若通过优化设计和节点研究,提出合理的构造措施,确保墙板与现浇混凝土梁柱等成为有机整体;并切实解决好运输与吊装问题,预制墙板则具有广阔的发展前景。

(2)完善节点构造。2块CL复合墙板网架板的连接可以采用网片连接,搭接长度满足混凝土结构设计规范要求即可;CL复合墙板与混凝土梁、柱连接时,可以直接将网架板的钢丝网插入梁、柱,满足受力要求即可。现场浇筑CL复合墙板的模板宜采用大钢模板,阴角处采用定型角模,角模采用加厚的钢板,保证拆模后角模不变形。大模板安装前,先安装阴角模板,角模位置找准后用铅丝临时固定,角模应刷适量的脱模剂以利拆模,在角模和大模板接触面贴海绵条封浆。大模板安装前,若基层不平应先找平,找平后吊装就位大模板,根据控制线先上紧根部一排螺栓及水平钢管,并在满堂架上加固,然后再调整整块大模板[14,15,16,17]。带有门窗洞口的网架板,洞口网架切割与加固应在工厂完成,运抵现场后支设模板浇筑混凝土即可。

(3)提高施工效率。CL复合墙板的网架板、相应的切割及与梁、柱连接的钢筋或钢丝网片均需在工厂完成,并实行预拼装;CL复合墙体网架板内的管线埋设应根据设计图纸在工厂内完成,避免在施工现场由工人随意切割;形成模数化、标准化和系列化的CL复合墙板设计与加工,提高精度和施工效率,并大幅降低成本。

2.3 改进CL复合墙板

为了切实提高CL复合墙板的保温节能效果,提高舒适度,需要从施工、应用及墙板结构设计三方面加以改进。(1)CL复合墙板混凝土浇筑完毕后,进行充分的通风和晾晒,使其干燥以利保温;(2)做好CL复合外墙的防水设计和施工,避免雨水进入墙板而影响聚苯板的保温效果;(3)通过优化设计和试验研究,改变连接两侧混凝土板的腹丝布置方式,以大幅减少因腹丝形成的冷桥,增强节能效果。

原CL复合墙板的结构如图2所示,改进的CL复合墙板的结构如图3所示。

由图2、图3可知,2种墙板的钢丝网均为Φ3@50 mm,原CL复合墙板的腹丝为空间网架结构,腹丝为Φ3@100 mm;改进的CL复合墙板腹丝为平面桁架结构,腹丝为Φ3@100mm。墙板的两支承边各设混凝土边梁,宽度为250 mm,高度与墙板厚度相同,为190 mm,以实现复合墙板与边梁的刚性连接。边梁中预埋带内丝的Φ16套筒螺栓(等间距布置),方便与台架连接固定。墙板用混凝土为C25,钢丝为冷拔低碳钢丝,聚苯乙烯泡沫板夹芯层的密度为16 kg/m3。

表1为改进前后2块墙板的钢丝用量比较。

由表1可知,改进复合墙板的腹丝根数比原CL复合墙板少了60%,大大减少了冷桥效应,保温效果更好;改进复合墙板比原CL复合墙板的斜钢丝用量减少了55.7%,总用钢量减少了14.7%,使得成本大大降低。

为了验证改进复合墙板的承载力不低于原CL复合墙板,进行了抗弯承载力试验研究。经对墙板抗弯承载力试验研究发现,2种墙板的开裂荷载基本相同,改进前后分别为9.1 k Pa和9.21 k Pa,而抗弯极限承载力却有较大差异,原CL复合墙板的抗弯极限承载力为10.10 k Pa,而改进复合墙板为11.54 k Pa,两者相差14.26%。由此试验结果可知,改变腹丝的布置方式,对复合墙板的开裂荷载基本无影响,但改进复合墙板的抗弯极限承载力却有大幅提高[18]。

3结论

通过CL复合墙板的应用研究,针对墙板设计、施工存在的问题,从设计理论、施工配套技术和节能保温效果等方面提出了改进措施和建议,并对改进的复合墙板进行了抗弯承载力试验,试验研究得出结论如下:

(1)改进的复合墙板采用平面桁架腹丝,比原CL复合墙板空间网架腹丝减少跟数60%,大大减少了冷桥效应;腹丝用量减少55.7%,总用钢量减少14.7%,使得成本大大降低。

轻型柴油车的冬天？ 篇11

虽然大众已经在四处道歉，但对于美国政府所提出的大众排放超标指控，还是有很多德国民众和“大众粉”表示“不服”，他们认为这是一场美国佬精心策划的阴谋，其目的是要整倒大众汽车，进而打击德国的汽车工业，甚至是德国的经济。

这些人认为，早在一年之前，美国交通部已经知晓大众柴油车利用软件控制尾气排放造假一事，但却迟迟不见动静，最后美国人选择披露此事的时间是欧洲规模最大的车展——法兰克福博览会期间，以及大众新款帕萨特即将登录美国市场之时，这说明所谓的“指控”是蓄谋已久的。那么，美国为什么要打击大众的轻型柴油车（也就是柴油轿车）？有分析认为，其背后有几个原因：第一，美国汽车工业几乎不生产柴油轿车，而只生产高油耗的汽油车；第二，通过打击大众集团打击德国经济，进而打击欧洲经济。

以上猜测是否属实，我们无从知晓，但有一点可以肯定的是，大众“排放门”事件对于轻型柴油车未来的发展产生了极为不利的影响，目前，各国政府也纷纷加强了对于轻型柴油车的监管，这是否预示着轻型柴油车的冬天即将来临？

双重标准？

事实上，随着汽车尾气污染的日益严重，对于汽车尾气排放的控制势在必行，世界各国早在上个世纪的六、七十年代就对汽车尾气排放建立了相应的法规制度，并通过严格的排放法规（标准）推动了汽车排放控制技术的进步。欧洲和美国的汽车排放标准是目前世界上比较主流的两套排放标准体系，我国的汽车排放标准主要就是参考欧洲的体系建立的。其他的国家，如韩国、日本，甚至印度也都有自己的排放标准，不过这些标准由于历史等原因并没有形成大的影响力。

这其中，美国的《清洁空气法案》被认为对柴油轿车设置了严苛的空气排放标准，而欧洲的柴油车标准又被评论为对轻型柴油车“过于宽松”。业内人士告诉记者，在欧洲，柴油轿车的NOX的排放限制值制定得比汽油车高，欧洲从欧1机动车排放标准起就对轻型柴油车网开一面，以氮氧化物为例，同基准质量的柴油轿车与汽油轿车相比，欧1时是1.4倍，欧2时是1.8倍，欧3、欧4、欧5时NOX的排放限值对于柴油车的限值标准进一步大幅度放松，始终是同标准汽油车的三倍多，到2014年9月欧洲实施欧6时，柴油轿车是NOx是80毫克/公里，汽油轿车是60毫克/公里，总算是基本一致，但这只是实验室认证试验的要求，对于柴油轿车的实际道路工况并没有过多要求。

而欧洲之所以放宽对柴油轿车的环保要求，其中最关键的原因是欧洲的燃油价格高，因此欧洲的排放标准将燃油经济性置于最重要的位置，通过放宽轻型柴油车的NOx排放限值，可以使更加省油的柴油车在市场上存在。相反，在油价相对较低的美国，排放法规实施“燃料中立”原则，即从2004年起，美国就要求轻型汽油车和柴油车或其它燃料车都执行同一标准限值，这就要求乘用柴油车要同时配置DPF和SCR/LNT装置才能排放达标，这至少相当于欧6的要求，这就导致了柴油车的价格远高于汽油车，也使得乘用柴油车在美国的市场份额极小。日本的情况与美国类似，不过日本汽车企业是采用混合动力技术路线来获取汽油车的低油耗。也就是说，大众的这些轻型柴油车之所以能够在美国市场“畅销”，主要的原因就是，他们不但“达到”了严苛的美国排放标准，而且价格便宜，动力十足，因此受到了追捧。

不过，对于美国人提高柴油车排放标准的举动，也有人认为，打着环保旗帜的美国是因为自己不生产柴油轿车，只生产SUV，所以他们用高门槛来限制和排挤外国柴油轿车进入美国市场。而对于他们自己的强项——SUV，美国人就巧妙地另外设立标准，将SUV列为卡车类，然后再设置一个宽泛得多的排放标准，“可见美国人是双重标准的”。

在排放标准的选择上，韩国就是典型的“双重标准”。在2007年之前，韩国汽柴油乘用车一直都实施美国排放标准，但是由于美国排放法规实施“燃料中立”原则，使得韩国按美国标准生产的柴油轿车虽然优于欧洲标准，但由于成本过高，销售价格居高不下，在美国或欧洲市场都没有竞争力；另一方面欧洲企业生产的柴油轿车虽然有竟争力，可欧洲柴油轿车因为不达美标，不能出口到韩国市场，按照贸易对等原则，为扩大出口争得一部分欧洲柴油轿车市场，韩国的汽车企业游说国会和政府，在韩国并行实施美国和欧洲标准，即汽油车实施美国标准，柴油车实施欧洲标准。

轻型柴油车的未来在哪里？

随着大众“排放门”事件不断发酵，目前已经有一些欧盟成员国开始针对持续的空气污染问题采取了法律行动。法国总理曼纽尔·瓦尔斯（Manuel Valls）表示，法国将逐渐淘汰柴油私家车，并建立汽车污染识别系统。据了解，法国政府计划于明年出台一套汽车废气污染排放识别系统，瓦尔斯认为这将有助于地方政府限制污染最严重的机动车进入市区。瓦尔斯表示，“法国人一直对柴油引擎有所偏爱，这是一个错误，我们会逐渐从观念上和实践中加以改正。”目前有 80%的法国车主都驾驶柴油车。法国政府还宣布把针对柴油的国内能源产品消费税（TICPE）提高0.02欧元/升（相当于人民币0.15元/升）。此外，法国政府正在制定计划，在已实施污染防治的地区，鼓励更多的车主更换柴油引擎。法国能源部长塞戈莱纳·罗亚尔（Segolene Royal）曾表示，弃柴油车改开电动车的车主可以获得最高10000欧元的奖励。巴黎市长伊达尔戈计划到2020年，在法国首都全面禁止柴油机动车上路，以减少巴黎地区的环境污染。挪威奥斯陆市议会正在考虑提高柴油车进入城区所需缴纳的准入费，价格从4欧元增加到12欧元。

此外，意大利米兰市中心区域将明令禁止欧0、欧I、欧II以及欧III排放标准的柴油车驶入，对于装配了柴油过滤系统的欧III标准柴油车以及采用其后排放标准的车辆收取5欧元准入费。从2017年开始，将会进一步对没有配备净化装置的欧IV排放标准车型实施禁令。伦敦市长鲍里斯·约翰逊表示，他将全力推动关于向进入伦敦市中心区的柴油车额外征收10英镑附加费的倡议。英国议会环境评估委员会近日发表报告，建议政府全面取缔柴油汽车，以减少空气污染。

有消息称，受大众事件影响，欧洲将进一步加强对于柴油车的实验室测试和实际的排放的监控。到2017年，欧洲甚至会采用实际工况测试的检测方式。那么，轻型柴油车究竟还有没有未来？近日，在英国汽车投资局首席执行官、英国皇家汽车俱乐部基金会主席Joe Greenwell访华之机，记者采访了Joe Greenwell，请他分享了对于柴油车的未来的看法。

问与答：

记者：您对于大众的“排放门”事件有什么样的看法？

Joe Greenwell：实际上在大众出事之前，汽车工业对于空气质量问题一直非常关注。比如说特别是在颗粒物排放方面以及氮氧化物的排放方面非常重视。

此外，我们对于实验室测试和实际的排放之间的关系也非常重视，英国政府是进行更加切合实际的排放测试的主要推动者之一。在10月份，欧盟刚刚通过了从2017年开始要推行新的更具有实际操作性的排放标准测试的方式。许多国家和英国在这个问题上态度一致，这是个值得关注的问题。相关的标准应该是基于数据让司机有自信，测试的时候是从某一段时间之内算排放值。

记者：用实际道路测试，而不是之前只是用实验室的数据？

Joe Greenwell：将来的测试会更加准确反映实际路况的运行情况。欧洲提议是2017年新的车型都要实行新的方法，2018年所有的注册车辆包括旧车、在用车和新车都要开始实施。

记者：这样一来，是否会大幅度增加汽车企业的生产成本和测试成本？

Joe Greenwell：关于这个问题，我没有听到根本性反对的声音。因为汽车制造商也很清楚，将来我们需要采用新的测试循环的方式来减少实验室测试和实际路况测试之间的差距。现在我认为这个观点是比较清楚的。监管机构也很希望把这个程序尽快进行推动。我们英国认为在这个问题上已经有相当的共识了，这个共识就是需要这样做，而且要尽快使用新的方法。这样汽车生产商通过测试得出来的数据，可以让司机知道是有可信度的。

记者：对于柴油车，这样的排放法规是否太严苛？柴油车是否还有未来？

轻型砌块墙体的质量控制 篇12

1 砌块墙体产生裂缝的原因分析

1.1 砌块本身材质的问题

非承重混凝土小砌块主要是轻骨混凝土, 由于容重轻, 用作非承重墙体时较以前墙体通用的红砖有较大的优越性。但也存在缺点, 首先是收缩率比粘土砖大, 随着含水量的降低, 材料会产生较大的干缩变形。这类干缩变形在施工中引起不同程度的裂缝;其次是砌块受潮后会出现二次收缩, 干缩后的材料受潮后会发生膨胀, 脱水后会再次发生干缩变形, 引起墙体发生裂缝;第三是砌块砌体的抗拉及抗剪切强度只有粘土砖的1/2;四是砌块质量的不稳定性。以上几点都是引起不同类别、不同程度的墙体裂缝现象的原因。

1.2 构造设计的问题

首先, 设计者往往重视结构自身强度的设计, 而容易忽视防治该通病出现的针对性设计。其次, 设计者对新型材料的应用不熟悉, 其表现主要有以下一些问题: (1) 非承重混凝土砌块墙是后砌填充围护结构, 当墙体的尺寸与砌块不配时, 难以用砌块完全填满, 造成砌体与混凝土框架结构的梁板柱连接部位孔隙过大容易开裂; (2) 门窗洞及预留洞边等部位是应力集中区, 无采取有效的拉接加强措施时, 会由于撞击振动容易开裂; (3) 墙厚过小及砌筑砂浆强度过低, 会使墙体刚度不足容易开裂; (4) 墙面开洞安装管线或吊挂重物均引起墙体变形开裂 (5) 与水接触墙面未考虑防排水、泛水和滴水等构造措施使墙体渗漏。

1.3 砌筑和抹灰施工问题

由于以往施工单位在砌墙施工时一直以砌筑粘土砖墙为主, 对采用新型轻质砌块后砌筑和抹灰施工方法没有掌握, 又缺少必要的专业知识培训和实践经验不足, 更没有很好总结施工中的经验和教训, 再加上施工中的施工方法、施工工具和砂浆等都沿用了粘土烧结砖的一贯做法, 对日砌筑高度、湿度控制缺乏经验, 以致于在施工过程中存在水平灰缝、竖向灰缝不饱满, 减弱了墙体的护拉抗剪强度, 同时人工砌筑水平的不稳定也是导致墙体出现裂缝的原因。

2 砌块墙体裂缝的控制和防治措施

2.1 控制裂缝的原则

防止轻质材料墙体裂缝的产生, 要在材料生产、设计、施工三方面着手, 根据不同材质的砌块执行相应的砌体规范、标准, 并制定具体的措施。

2.2 砌块质量的控制

轻质砌块的质量性能有抗压强度、收缩、抗冻、抗碳性等指标, 对于墙体裂缝的产生影响最大的是收缩性, 而相对含水率是反映收缩性的重要指标。为此, 要求该种砌块材料必须经28天养护方可出厂, 且使用单位必须坚持产品验收, 杜绝使用不合格产品。

2.3 设计构造的控制措施

预防新型轻质砌块墙体裂缝, 必须以建筑设计为重点。如果没有针对材料的特殊性, 采用适合的砌筑砂浆和相对的构造措施。仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施, 必然造成墙体出现较严重的裂缝。设计者可根据《非承重混凝土小型砌块砌体工程技术规程》、《非承重混凝土小型砌块砌体构造》及有关规范的要求, 结合建筑使用功能、各种材料的特性, 采取有效的构造措施, 方可避免墙体开裂渗漏。

2.4 施工的控制措施

2.4.1 一般刚出厂的轻质砌块稳定性较差。

由于砌体的干缩变形较大, 干缩变形的特征是早期发展比较快, 以后逐渐变慢。因此, 使用前应确保材料已达到使用龄期, 体积已基本稳定, 干缩变形较小。

2.4.2 轻质砌块使用前对含水率有苛刻的要求, 要严格按不同砌块控制上墙时含水率。

除要选用含水率符合标准的产品外, 在砌块上墙前必须要做好防水措施, 尽量避免雨期施工淋湿砌块, 造成墙体因收缩开裂。

2.4.3 必须根据轻质砌块干缩变形相对较大的特点, 采取正确的施工方法和控制措施。

重点是砌块的砌筑方法及洞口处理两方面, 主要有以下要点:

A施工现场的砌块应按规格堆放, 堆放高度不宜过高 (一般不超过1.6米) , 并应采取防雨措施防止雨淋, 砌筑前, 砌块不宜洒水淋湿, 以防相对含水率超标。

B砌筑时应尽量采用主规格砌块, 并应清除砌块表面污物及底部毛边, 尽量对孔搭砌, 砌体的灰缝应横平竖直, 灰缝应饱满, 以确保墙体质量。

C对不同材料严格控制不同的日砌高度, 墙顶3M高的砌体必须隔日盯紧砌筑, 避免引起接合部位开裂。

D不能随意砍凿砌块, 禁止采用不同材料混砌, 否则容易造成墙体开裂。

E砌块与混凝土柱连接处及施工预留洞后填塞部位增加拉接钢筋, 锚固钢筋必须要展平砌入水平灰缝。

F严格控制墙体孔洞预留及开槽的处理, 避免削弱了墙体强度, 对洞边空心砌块应填实及加设边框等处理, 以确保墙体的整体性。

3 结语

综上所述, 各种轻质砖墙体开裂的原因较多, 但是, 只有严格执行有关砌体规范, 从生产、设计、施工各方面层层把关, 采取有效的控制措施, 针对砌体开裂精心施工, 才能消除新型砌块墙体开裂的质量通病。

摘要：用新型砌块砌筑的墙体出现裂缝现象, 是我国墙体材料革新后产生的一种质量通病。本文针对以上质量通病原因进行剖析并提出几点防治措施。