第一篇：優化設計方法在房屋結構設計的應用論文

摘要:隨著社會經濟水平的不斷提升，人們對于房屋的要求也不斷提高。起初房屋是提供人類居住活動的空間，隨著技術的進步，房屋不僅需要具有使用功能，更需要便于施工，具有安全、可靠、美觀、經濟、實用的特點。因此，在結構設計過程中應該充分考慮房屋的這些功能要求，充分利用有限的空間，提升住戶的體驗感。文章總結多年結構設計經驗，從實踐角度出發探究建筑結構設計優化方法。

關鍵詞:房屋；結構設計；優化方法

0前言

實用性與安全性是房屋結構設計的基礎，而隨著建筑技術的發展，現代建筑結構設計中不僅需要考慮房屋的安全性與實用性，還需要考慮房屋的美觀性與經濟性，同時還要兼顧施工的便利性，能夠按期的保質保量的將藍圖變成實物。因此，在結構設計過程中，必須對房屋結構設計進行優化，從而實現以上要求。筆者結合多年的工作經驗，總結房屋結構設計優化方法，為后續房屋結構設計優化提供借鑒。

1結構設計優化方法理論體現

結構設計優化主要是考慮房屋結構安全、實用基礎上使得其具有一定的美感。這種優化方案是通過一定的數學計算，將不同的結構設計方案進行對比分析，選擇最優方案作為最終的設計方案，從而實現預期目標[1]。從結構設計優化理論角度出發，房屋結構設計優化可以分為分部工程結構優化以及總體方案優化兩個方面內容。總體方案優化主要是對房屋的屋蓋系統、圍護結構、結構細部構造進行有針對性的優化設計。在優化過程中要充分考慮房屋的選型、布置、受力、造價、節能等方面，還需要綜合考慮實際施工過程中施工技術是否能夠滿足該設計要求、房屋建筑是否經濟，全方位、多角度的對房屋結構設計進行優化。隨著設計理念的不斷更新、建筑技術、建筑材料的不斷更新，在結構設計優化過程中也應該不斷地進行創新設計。結構設計人員應該時刻更新自己的知識儲備，緊跟時代潮流，在保證房屋安全性的基礎上實現結構形式的創新。在房屋結構設計過程中，設計人員應該盡可能縮小剛度中心以及質量中心的差異，所設計的房屋建筑平面盡量做到規則以及對稱[2]。同時，加強對房屋受力的分析，保證房屋在水平荷載作用下不會由于力的作用使得房屋出現扭轉的情況，能夠滿足用戶使用功能的情況下，盡可能使得垂直方向上受力構件能夠上下貫通。為了能夠提高房屋的經濟性能以及降低結構設計的難度，在設計過程中應該減少轉換層的設計。垂直方向剛度方面，結構設計優化中也需要重點關注，在剛度上應該形成逐漸變化而非突變的形式，突變會使突變部位應力集中，致使結構產生薄弱部位。

2結構設計優化的意義

房屋建筑結構設計優化不僅能夠提升建筑的美觀性，充分有效地利用有限的空間，同時可以有效地控制工程造價。對建設單位來說，所需要得到的是利用較少的投入，能夠獲得最大的效益，并且房屋具有足夠的安全性、可靠性以及科學性，這也是對結構設計優化的要求。根據大量的統計數據可以發現與傳統的房屋結構設計相比，運用結構設計優化技術能夠有效地降低工程造價6%~35%[3]。通過優化后的房屋結構設計可以使得每個部分相互協調，能夠有效地提高空間的利用率，同時可以根據房屋的特性選擇合理的建筑材料。在保證房屋安全系數的同時，能夠提高房屋的實用性與經濟性。

3結構設計優化技術應用步驟

3.1建立優化模型

對房屋整體結構進行優化時，通常情況下采用以下三個步驟完成:1）選擇合理的設計變量。結構設計優化人員應該重點選擇對房屋結構影響較大的參數作為設計的變量。例如約束控制的參數、目標控制的參數，具有包括結構可靠度、工程造價、損失期望值等指標。在結構優化過程中，對部分變化幅度不明顯、影響程度不高的參數或者部分采用特定的參數就能滿足要求,設計人員可以事先預定參數進行設計，這樣設計人員在計算、設計、編程的過程中可以大大的減少工作量。2）確定目標函數。在優化的過程中，設計人員需要設定能夠符合預定條件的鋼筋截面積、構件幾何尺寸以及其對應的失效概率，從而使得成本控制最優化。3）確定約束條件。房屋結構的安全性與可靠性是房屋結構設計的基礎，是優化的前提條件。因此在函數設定的過程中,必須設定相應的約束條件。房屋結構設計優化的約束條件通常包含以下幾個方面內容:尺寸約束、裂縫寬度約束、構件單元約束、結構強度約束、應力約束、可靠指標約束、結構體系約束、確定下條件約束、彈塑性約束、極限狀態約束等。在優化過程中，設計人員必須將實際項目情況的約束條件與假定的約束條件作對比，確保所設定的約束條件能夠滿足實際工程需求。

3.2方案設定、程序設計與結果分析

以可靠度為基礎的房屋結構設計優化具有非線性以及多條件、變量復雜的特點，在優化結構計算的過程中，通常情況下將具有約束性的優化轉化成為無約束性的優化函數進行計算。目前，我國結構設計優化中常用的計算方法有:復合形法、拉氏乘子法、Powell法等。隨著計算技術不斷應用于設計領域，將基于可靠度進行的房屋結構設計優化方案以及選用的符合工程實際情況的優化計算方法運用計算機語言編制相關的程序，從而提高優化設計的運算速度以及滿足結構優化的各項功能需求。在選定優化計算方法、建立相應的優化模型與優化程序的基礎上，對結構設計進行優化。設計人員通過所編制的程序對方案進行處理后，必須對程序運行的結果進行比較分析,選擇最佳的優化方案。在結果分析的過程中，結構優化人員必須對各個影響因素進行整體綜合性考慮，多角度、全方位地考慮優化方案。優化方案結果分析對結構設計優化及其關鍵，對結果進行有效的分析能夠從中選擇安全性、實用性、合理性以及美觀性有效協同的方案，同時，可以降低建筑施工難度，加快施工進度，降低建設投資。在優化過程中只考慮經濟效益，忽略對技術方面的考慮是不正確的，在優化的過程中應該將兩者相互統一，形成有機整體進行綜合優化。

4結語

房屋結構設計優化是建筑結構設計中的重要環節，由于選擇最佳的結構設計方案不僅將先進的施工技術融入到設計之中，使得建筑更科學，同時能夠有效降低建設成本，提高房屋的經濟性。但是，房屋結構設計優化是一項綜合且復雜的系統性工程，需要設計人員具有較高的專業素養，較為豐富的結構設計經驗，同時能夠準確地把握當前的新施工技術、新型建筑材料。筆者結合多年的結構設計優化經驗，從優化的步驟、方法、程序設計等方面展開論述，為后續結構設計優化提供借鑒。

參考文獻:

[1]周宏偉.芻議房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用[J].四川水泥,2014(12):283+286.[2]張明,劉文斌,李闖,聶宏.優化驅動的起落架結構設計方法[J].航空學報,2015,36(3):857-864.[3]何冬霞.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的實際應用[J].中華民居(下旬刊),2013(10):18-19.

第二篇：荷載與結構設計方法論文

淺談建筑施工現場火災爆炸事故

及預防措施

余進

（長江大學工程技術學院城市建設系土木工程61203）

摘要：在建筑施工現場發生的各類生產安全事故中，火災事故所占的比例雖然不大，但如果防范措施不到位，處理不當，極易造成施工人員群死群傷和重大的經濟損失，并產生惡劣的社會影響。另一方面，這幾年隨著基建規模的不斷擴大，各地建筑施工火災事故的發生也日益頻繁。因此，加強施工現場火災事故的防范也越來越重要。隨著社會經濟的飛速發展，城鄉居民生活水平不斷提高、生活條件不斷改善，相應配套的公共、居住、生產等標志性建筑越來越多，建筑工地也隨之增加，新材料、新結構、新技術也廣泛的應用與現代建筑中，建筑施工現場出現了大量的火災隱患，如不加以監督整改，一旦發生火災，不僅會燒毀未建成建筑物和其周圍建筑物，而且會造成重大人員傷亡。因此，加強施工現場的消防安全工作，勢在必行。

關鍵詞：施工現場 火災 爆炸 先天性火災 焊割 煙頭點 敷設 著火三角形

0 序言

隨著我國現代化城市建設的快速發展，建筑施工工地成為當前城 市中最常見的作業場所。建筑工地是一個多工種，立體交叉作業的施工場地。施工現場存在火災隱患多、出入人員雜亂人為潛在火險因素多的特點。極易發生建筑工地火災，給國家財產和人民生產安全造成巨大損失。因此，認真研究火災發生機理，最大限度地減小傷亡事故，是每位消防工作者和安全工作者面臨的課題。通過分析對施工現場火災事故的各種因素及邏輯關系做出全面闡述，并根據施工現場火災事故的發生，發展過程，找出行之有效的防治措施，防止該類事故的發生。為施工現場的消防管理和監督提供理論依據，并且為該類事故的安全評價提供科學、可靠的參考依據。建筑施工現場火災事故的類型

1.1 焊割火災事故

在焊割火災事故中，危害性最嚴重的是容器焊割爆燃事故，往往導致作業人員當場死亡，嚴重的甚至引起整個廠房或生產系統爆炸，造成災難性后果。如油罐、液化石油氣罐、天然氣管道等的焊割作業，如果防范措施不到位，可能造成部分容器與作業場所周圍存在的爆炸性混合物濃度過高，一旦遇明火，將引起爆燃。

2000年5月，浙江溫嶺市某公司在對一已嚴重腐蝕的油罐進行動火檢修，由于未對油罐進行置換和清洗，油罐內的殘油和空氣形成爆炸性的混合氣體，在焊接過程中焊接火花引發油罐爆炸，造成6人死亡，2人受傷。在焊割作業前未認真檢查作業周邊環境，清除易燃品，又未制定有效的防范措施，焊接作業時產生的焊渣引燃易燃物，造成火災事故。

1999年，浙江寧波市某工地，作業人員在l 0層外墻處用電焊切割螺栓，被割下的螺栓和焊渣落在6層外架上，引燃毛竹腳手片，而工地又未按規定配備監護人員和滅火設施，致使火勢蔓延，最終造成外腳手架全部燒毀，造成直接經濟損失20余萬元，拖延工期近兩個月。

1.2電氣火災事故

建筑施工現場，場地大線路分散，施工機具、照明設備較多，且大多設置在室外，容易發生受潮、老化。一旦出現漏電短路或負荷過大等電氣故障時，就有可能引起火災，并造成無可挽回的損失。

2004年4月，浙江寧波市某工地作業人員在下班時未及時清理木工車間的木屑，且未切斷圓盤鋸的開關電源，由于開關受潮短路引燃木屑，導致火災事故發生。

1.3其他火災事故

對明火及防火重點部位管理不嚴，隨意拋擲煙頭、火柴梗引燃可燃物或電熱器具烤著可燃物造成火災事故，這類事故主要發生在食堂、宿舍、倉庫和木工制作場地等部位。

2003年，浙江寧波市某工地，由于食堂工作人員用火不慎，引燃彩鋼板活動房墻體內的泡沫填充材料，造成l 6間活動房及屋內生活用品全部燒毀，幸而是上班時間，未造成人員傷亡。建筑施工現場存在的火災隱患 2.1 施工現場臨時建筑物布局不合理 2.1.1 建筑物密集且耐火等級低

由于施工現場局限性強，人員多，現場內的辦公室、員工休息室、職工宿舍、倉庫等建筑相互毗鄰或者成“一”字型排列，并且這些建筑大都為臨時性，而且都是三、四級耐火等級簡易結構的建筑物；還有一些職工宿舍與重要倉庫和危險品庫房相毗連，甚至臨時建筑物相互間隔只是用三合板等材料簡易隔開；也有的職工宿舍只有一個安全出口，一旦失火，勢必造成嚴重后果。

2.1.2 易燃、可燃材料多，火災蔓延速度快

一些建筑企業雇傭外來民工，吃住在工地，生活中使用的物品多數為可燃的，無形中大幅度增加了施工現場的火災荷載，尤其是因施工需要，有的施工現場仍然采用木制等可燃性的腳手架和易燃材料的安全防護物，特別是裝修現場既堆放有大量的可燃性裝修材料，又存放有油漆等易燃易爆危險物品，一旦發生火災，勢必造成猛烈燃燒，迅速蔓延。

2.1.3 建筑施工現場的消防安全條件較差

一些建筑工地沒有配備必要的消防器材，隨意堆放建筑材料，堵塞了消防車道，還有的在明火作業區堆放易燃、可燃材料，以及危險物品庫房混用。

2.1.4 先天性火災隱患

有的建筑物未經消防部門審批，擅自施工，有的雖然經過消防審批但施工單位按著建設單位的意圖擅自改變局部的平面設計，還有一 些單位裝修時遮擋消防設施，減少安全出口、疏散出口和疏散走道設計時凈寬度和數量，從而留下了先天性火災隱患。

2.2 施工現場職工消防安全意識談薄

部分施工單位負責人的消防安全意識淡薄，消防安全素質較差，不知道自身的消防安全職責。在進行施工現場檢查時，大部分施工負責人認為一切都是建設單位的事，根本與自己無關，消防部門不應該管，主觀上舍不得投入資金，購置必備的消防器材。同時施工單位雇傭臨時民工流動性大，沒有經過嚴格的管理和消防安全知識培訓，消防安全意識淡薄，不了解、不掌握基本的消防知識，不會利用滅火器撲救初期火災，不會報警、不會組織人員疏散，尤其是施工時間短、作業分散的民工，很難落實消防安全管理工作。

2.3 施工現場消防安全管理不到位

雖然大部分施工工地消防安全管理制度健全，但也只是掛在墻上，沒有真正落到實處，而個別的工地連消防安全制度也沒有，更談不上消防安全管理了，施工負責人只重視施工進度和施工質量，忽視消防安全管理，突出表現在：

2.3.1 用電量大、電氣線路敷設不規范

隨著機械化水平的提高，施工現場機械化操作和用電量大幅度增加，違章安裝電氣設備、私拉亂接電氣線路現象較為嚴重，也用的直接將配電裝置安裝在可燃木制構件上。

2.3.2 普遍存在違章使用明火的現象

施工期間，經常使用電焊、氣焊和用明火來熬瀝青，進行電焊、氣焊的工作人員無證上崗，操作時不采取必要的安全措施，甚至在火災危險場地沒有事先辦理動用明火審批手續，特別是一些改擴建以及建筑內部裝飾裝修工程，沒有嚴格的消防安全管理，甚至邊營業邊施工，不計后果。

2.3.3 施工單位忽略煙頭點火源管理

施工現場辦公室；民工宿舍；建筑材料堆場；可燃、易燃物較多，并且雇傭的臨時民工、外來人員吸煙的隨意性強，一旦將煙頭丟棄在火災危險等地方，時間一長，極易造成火災。

2.3.4 忽視易燃易爆化學物品的管理

施工單位經常使用氧氣、乙炔；同時民工食堂大部分臨時采用液化石油氣作燃料，一旦使用管理方法不當，造成易燃易爆化學物品泄漏，遇到明火，極易造成群死群傷火災事故。

2.3.5 忽視意外火災

這種火災是由于不能預見或忽視管理引起的，主要是管理不到位，發生民工私仇、泄憤等放火案件火災。

施工現場存在的火災隱患，給國家和人民群眾的生命財產安全帶來極大威脅，為預防施工現場火災事故的發生，筆者認為應采取以下有效措施。建筑施工現場火災危險源的識別

根據經典的著火三角形原理，燃燒的發生必需具備可燃物，助燃物，和點火源三要素，在施工現場火災中助燃物即為空氣可以不考慮。由此可以看出，施工現場火災事故的發生必須具備可燃物和點火源兩個條件。同時燃燒的產生并不意味著一定發生火災，只有在燃燒失去控制的情況下，火災才發生。因此火勢的蔓延也是施工現場火災事故所考慮的一個重要方面。

3.1 引發起火的易燃、易爆，可燃物

建筑工地存放著大量的屋面墻面保溫材料、建筑裝修材料、油氈紙、草墊子、油漆等可燃材料及汽油、柴油、油漆等易燃、可燃液體。同時建筑工地中的作業棚、倉庫、宿舍、辦公室，廚房等設施，絕大多數都是用可燃材料搭設而成的臨時建筑，耐火等級低。另外，施工時遺留的廢刨花、鋸末、油氈紙頭也都是易燃、可燃物。

3.2 觸發起火的點火源

施工現場明火作業特別多，在工程施工高峰期間，電焊、氣焊、熬制瀝青、噴燈、煤爐，以及在冬季施工中，水、砂子、河石等均要用火加熱，還有工人宿舍、休息室內的取暖、食堂的用火用電等。施工現場臨時電氣線路多，缺乏系統正規的設計，電氣線路縱橫交錯。同時由于管理不力，電氣線路老化現象較多，容易發生漏電短路，超負荷用電等火災隱患。施工現場人為起火因素多。由于建筑施工的工藝特點，各工序之間都相互交叉、流水作業，建筑工人常處于分散、流動狀態，亂動機械，亂扔煙頭現象時有發生。

3.3 火勢蔓延因素

建筑工地內低耐火等級的臨時建筑多，而且往往相互連接，缺乏應有的防火距離，所以一旦起火，尤其遇到風天，蔓延非常迅速。一 般工地往往只有臨時消防水源，在某些重要臨時設施附近放置幾個手提式滅火器，不可能設置比較完善的施工現場消防設施，并且施工人員的消防常識大多比較匱乏，所以很難及時地將發生的火災遏制在初起階段。防范措施的制定和采取

4.1 建立健全和落實消防安全責任制

施工現場必須建立健全消防安全責任制，并成立領導小組。施工企業、工程項目部和施工班組要層層簽定消防安全責任書，覆行各自消防安全管理職責。項目部應根據工程的規模配置1名以上的兼職消防員，有條件的工地，可以建立一支經過培訓的義務消防隊伍。項目部還必須建立防火制度、動火審批制度、消防安全檢查制度、危險品登記保管制度、職工消防安全教育制度等，并認真貫徹落實。

4.2 認真編制和執行消防專項安全方案

項目部要根據工程的情況，確定防火重點部位和重點環節，制定相應的措施和火災事故應急預案，編制消防專項安全方案，繪制消防設施平面布置圖，并將該圖與工地的“五牌一圖”放在一起。在消防設施平面布置圖中，應當明確消防設施的位置、類型和數量，還應標明疏散通道。在進入施工前，還應制訂防火、防爆安全計劃，劃分防火責任區，并落實到各班組。項目部在進行安全教育和安全技術交底時，應當將消防專項安全方案的內容和消防制度也作為培訓和交底的內容，傳達到每一個施工人員。4.3 嚴格火源管理

項目部應加強現場火源的管理，嚴格動火審批制度。在食堂、倉庫、材料堆場、木工制作場地等重點部位應設立明顯的《嚴禁煙火》等防火、防爆標志；易燃、易爆物品應專人負責管理，并建立臺帳資料；氧氣瓶、乙炔發生器等受壓易爆器具，要按規定放置在安全場所，嚴加保管，嚴禁曝曬和碰撞；氧、氣焊場所應遠離料庫、宿舍；施工現場應禁止在具有火災、爆炸危險的場所動用明火，因特殊情況需動用明火作業的，應根據動火級別按規定辦理審批手續．并應在動火證上注明動火的地點、時間、動火人、現場監護人、批準人和防火措施等內容；施工現場還應設置固定的吸煙室，杜絕游煙現象。

4.4 消防設施的配備和保養

項目部在對滅火器配置的設計計算時，應先確定配置場昕的危險等級、火災種類以及要保護面積所需的總滅火級別，然后根據各設置點的具體要求、準備選用的滅火器種類、滅火器規格來確定配置數量，根據配置場所的固定消防設施情況進行修正。根據要求，建筑物每層樓梯口、腳手架每排上下通道處應配置不少于一個滅火器；當建筑施工高度超過3 0m時．應配備足夠的消防水源和自救的用水量，立管內徑約在2″（約合50mm）以上，每層設置消防水源接口，并有足夠揚程的高壓水泵保證水壓；在食堂和餐廳，應根據面積大小分別配備一個以上的滅火器：在倉庫、生活區、辦公區、木工制作場地、模板堆場等重點部位也必須配置足夠的滅火器。

目前施工現場大多選用干粉滅火器，干粉滅火器根據其昕采用的 滅火劑種類不同分為A B C和B C兩種。其中A B C類采用的是磷酸銨鹽，因其對固體可燃物具有粘附作用，所以可用來撲救包括含碳固體可燃物(即A類火災)所有類型火災。B C類干粉采用的是碳酸氫鈉，因其對固體可燃物不具備粘附作用而不適宜于撲救A類火災。而目前工地中配置的干粉滅器幾乎都是屬于B C類，包括模板堆場、木工制作場地等存在A類火災隱患的重要場所。這樣一旦發生A類火災，勢必造成不應有的損失。因此，工地在確定滅火器種類時，必須根據不同的作業條件和環境，合理配置。

除了正確配置滅火設施外，還應指定經過培訓的專人進行定期檢查和保養。如干粉滅火器，應定期檢查壓力顯示表，指針是否指在綠色區域。如指針已在紅色區域，則說明內部壓力已泄漏無法使用．應趕快送維修部門檢修：每半年還應檢查干粉是否結塊，儲氣瓶內二氧化碳氣體是否泄漏。

4.5 加強對消防重點環節的防范 4.5.1 焊割作業

在進行焊割作業前，除按規定辦理動火審批手續．并根據要求對作業環境進行檢查，采取相應的防護措施外，還必須對作業人員進行針對性的安全技術交底和班前教育。在焊接作業時，應先對焊炬的射引性能、是否漏氣等進行安全檢驗，符合要求后再點火；點火時，應先開乙炔，點燃后再開氧氣并調節火焰；熄火時，應先關乙炔后關氧氣，防止火焰倒襲和產生煙灰；如發生回火現象，應急速關閉乙炔．再立即關閉氧氣，倒襲的火焰在焊炬內會很快熄滅，然后再開氧氣，吹 出殘留在焊炬內的煙灰一切割作業時，割炬使用的安全要求，與焊炬基本相同，但應注意在切割開始前，應清理工作表面的漆皮、鐵屑和油污等，防止銹皮等雜物爆濺傷人：在正常工作停止時，則應先關氧氣調節手輪，再關乙炔和預熱氧氣手輪。

4.5.2 油漆、木工作業

油漆、木材均為易燃物品，因此油漆和木工作業也是防火的重點環節。項目部應在油漆、木工作業部位設置防火標志：該處的施工機械、照明設備和配電線路均應符合防火、防爆要求，并應通風良好。在作業時，嚴禁動用明火，并應嚴格控制室內溫度、粉塵濃度(木工作業)和有毒、可燃蒸氣濃度(油漆作業)。

4.5.3 電氣設備的防火

施工現場的電氣設備應做到防雨、防潮，并根據安裝部位的特點采取相應的措施。一是要正確選用電氣設備，在具有爆炸危險的場所應按規范要求選擇防爆電氣設備，在食堂、試塊養護室等潮濕場所應采用防潮燈具。二是應選擇合理的安裝位置，保持必要的安全距離，如照明燈具表面高溫部位應當遠離可燃物，碘鎢燈、高壓汞燈不應直接安裝在可燃構件上，碘鎢燈及功率大的白熾燈的燈頭線應采用耐高溫線穿套管保護等等；三是應按規范要求對電氣設備的金屬外殼等部位，做可靠的接零或接地保護，防止漏電導致火災危險；四是要加強日常維護保養，保證電氣設備的電壓、電流、溫升等參數不超過允許值，電氣設備保持足夠的絕緣能力，電氣連接良好，確保電氣設備的正常運行。消防部門要規范執法、依法監督、嚴把審批關，避免留下先天性火災隱患

公安消防部門在依法實施消防監督檢查過程中發現的未經審批而擅自施工的單位要限期補辦有關手續，嚴格依照法定程序，依據國家的法律、法規、規章以及技術標準進行有效的科學監督管理，最終達到消除火災隱患目的。合理規劃施工現場的消防安全布局，最大限度地減少火災隱患

6.1 要針對施工現場平面布置的實際，合理劃分各作業區，特別是明火作業區、易燃、可燃材料堆場、危險物品庫房等區域，設立明顯的標志，將火災危險性大的區域布置在施工現場常年主導風向的下風側或側風向。

6.2 盡量采用難燃性建筑材料，減低施工現場的火災荷載。6.3 民工宿舍附近要配置一定數量的消防器材，大型建筑工地應設置消防水池以及必要的消防通訊、報警裝置。施工單位要認真貫徹落實《機關、團體、企業、事業單位消防安全管理規定》，實行嚴格的消防安全管理

7.1 確定法定代表人或者非法人單位的安全負責人，對施工現場的消防安全工作全面負責，成立義務消防安全組織，負責日常防火巡查 工作和對突發事件的處理，同時指定專人負責停工前后的安全巡視檢查，重點巡查有無遺留煙頭、電氣點火源、明火等火種。

7.2 對雇傭的臨時民工必須經過消防安全教育，使其熟知基本的消防常識，會報火警、會使用滅火器材、會撲救初期火災，特別是要加強對電焊、氣焊作業人員的消防安全培訓，使之持證上崗。7.3 加強施工現場的用火管理。要嚴格落實危險場地動用明火審批制度，氧氣、乙炔瓶兩者不能混放，焊接作業時要派一監護人，配齊必要的消防器材，并在焊接點附近采用非燃材料板遮擋的同時清理干凈其周圍可燃物，防止焊珠四處噴濺。

7.4 在民工宿舍、員工休息室、危險物品庫房等火災危險處設立醒目的嚴禁吸煙等消防安全標志，必要時設置吸煙室或指定安全的吸煙地點。

7.5 加強施工現場的用電管理。施工單位確定一名經過消防安全培訓合格的電工正確合理地安裝及維修電氣設備，經常檢查電氣線路、電氣設備的運行情況，重點檢查線路接頭是否良好、有無保險裝置、是否存在短路發熱、絕緣損壞等現象。火災事故應急措施

8.1 施工現場萬一發生火災事故，火災發現人應立即示警和通知項目現場負責人，并立即使用施工現場配備的消防器材撲滅初起之火，項目現場負責人接到報警后，要立即組織項目義務消防隊進行滅火，并安排人員疏散，轉移貴重財物到安全地方，撥119電話報警、接警，同時通知公司領導和保衛部。

8.2 在滅火時要根據燃燒物質、燃燒特點、火場的具體情況，正確使用消防器材。

8.2.1 施工現場發生火災，絕大多數都是由于燒焊作業或遺留火種引燃竹木等固體可燃物而引起的。對于這類火災，可用冷卻滅火方法，將水或泡沫滅火劑或干粉滅火劑(ABC型)直接噴射在燃燒著的物體上，使燃燒物的溫度降低至燃點以下或與空氣隔絕，使燃燒中斷，達到滅火的效果。

8.2.2 如遇電器設備火災，應立即關閉電源，用窒息滅火法。用不導電的滅火劑，如二氧化碳滅火器、干粉滅火器(ABC型或BC型均可，下同)等，直接噴射在燃燒著的電器設備上，阻止與空氣接觸，中斷燃燒，達到滅火效果。

8.2.3 如遇油類火災，同樣可用窒息滅火方法，用泡沫滅火器、二氧化碳滅火器、干粉滅火器等，直接噴射在燃燒著的物體上，阻止與空氣接觸，中斷燃燒，達到滅火的效果。嚴禁用水撲救。

8.2.4 如遇貴重儀器設備、檔案、文件著火，可用窒息滅火方法，用二氧化碳等氣體滅火器直接噴射在燃燒物上，或用毛氈、衣服、干麻袋等覆蓋，中斷燃燒，達到滅火的效果，嚴禁用水、泡沫滅火器、干粉滅火器等進行撲救。

8.3 撲救火災爆炸事故，應遵循如下原則：

從上向下、從外向內，從上風處向下風處。

8.4 當事故現場火災危及到和身燒傷，即緊急把傷者隔離火源，并 把火撲滅，輕度燒傷可即包扎處理。中、重度燒傷者馬上送醫院治療，并進行醫學觀察。

9結論

9.1 加強施工現場易燃、易爆、可燃材料的管理，及時清理作業遺留的可燃廢渣，并遠離火源，電源。在含有易燃物品作業場地嚴禁吸煙和動用明火。

9.2 加強對明火作業、電氣焊割等過程的管理。

9.3 加強對電氣線路和電氣設備的規范安裝和日常檢查管理。9.4配備完善的消防設施和消防器材。

9.5 加強對施工隊伍管理和消防安全培訓，提高員工的消防安全意識和消防技能。

致謝

本論文得以順利完成，我衷心感謝楊金招老師，您為人隨和熱情，治學嚴謹細心。在我遇到問題的時候，總能及時而又耐心地指導我，幫助我，鼓勵我，撫慰我焦急的情緒。

從論文選題到收集資料，從寫稿到修改期間經歷了喜悅、煩躁、痛苦和彷徨，在寫作論文的過程中心情是如此復雜。如今，伴隨著這篇論文的最終成稿，復雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點成就感。我知道，這些都我無不飽含著楊老師的心血和汗水。再次感謝您深刻而細致地指導，幫助我開拓研究思路，理清寫作方向，最終使我的論 文得以順利完成。

【參考文獻】

【1】 霍然，楊振宏，柳靜獻.火災爆炸預防控制工程學.北京：機械工業出版社，2007.8 【2】 張國順.燃燒爆炸危險與安全技術.北京：中國電力出版社，2003 【3】 魏伴云.火災爆炸危險安全工程學.武漢：中國地質大學出版社，2004 【4】 許成祥，何培玲.荷載與結構設計方法.北京：北京大學出版社，2013.8 【5】 白國梁，劉明.荷載與結構設計方法.北京：高等教育出版社，2003 【6】 王學謙.建筑防火安全技術.北京：化學工業出版社，2006 【7】 消防技術規范匯編.北京：中國計劃出版社，1999 【8】 中華人民共和國國家標準.建筑結構可靠度設計統一標準（GB 50068-2001）.北京：中國建筑工業出版社，2001 【9】 中華人民共和國國家標準.建筑結構荷載規范（GB 50009-2001）.北京;中國建筑工業出版社，2006

第三篇：減速器設計方法優化策略論文解讀

減速器設計方法優化策略論文

摘要：減速器是各類機械設備中廣泛應用的傳動裝置。減速器設計的優劣直接影響機械設備的傳動性能。本文通過對兩種減速器主要優化設計方法的分析，提出了減速器設計中應考慮的約束條件、目標函數和變量等。關鍵詞：減速器優化設計

傳統的減速器設計一般通過反復的試湊、校核確定設計方案，雖然也能獲得滿足給定條件的設計效果，但一般不是最佳的。為了使減速器發揮最佳性能，必須對減速器進行優化設計，減速器的優化設計可以在不同的優化目標下進行。除了一些極為特殊的場合外，通常可以分為從結構形式上追求最小的體積(重量)、從使用性能方面追求最大的承載能力、從經濟效益角度考慮追求最低費用等三大類目標。第一類目標與第二類目標體現著減速器設計中的一對矛盾，即體積(重量)與承載能力的矛盾。在一定體積下，減速器的承載能力是有限的；在承載能力一定時，減速器體積(重量)的減小是有限的。由此看來，這兩類目標所體現的本質是一樣的。只是前一類把一定的承載能力作為設計條件，把體積(重量)作為優化目標；后一類反之，把一定的體積(重量)作為設計條件，把承載能力作為優化目標。第三類目標的實現，將涉及相當多的因素，除減速器設計方案的合理性外，還取決于企業的勞動組織、管理水平、設備構成、人員素質和材料價格等因素。但對于設計人員而言，該目標最終還是歸結為第一類或第二類目標，即減小減速器的體積或增大其承載能力。

一、單級圓柱齒輪減速器的優化設計

單級主減速器可由一對圓錐齒輪、一對圓柱齒輪或由蝸輪蝸桿組成，具有結構簡單、質量小、成本低、使用簡單等優點。但是其主傳動比i0不能太大，一般i0≤7，進一步提高i0將增大從動齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動齒輪熱處理困難。單級主減速器廣泛應用于轎車和輕、中型貨車的驅動橋中。單級圓柱齒輪減速器以體積最小為優化目標的優化設計問題，是一個具有16個不等式約束的6維優化問題，其數學模型可簡記為： minf(x)x=[x1x2xj(x)≤0(j=1，2，3∧，16)

3x

4x

5x

6]T∈R6S.t.g采用優化設計方法后，在滿足強度要求的前提下，減速器的尺寸大大地降低，減少了用材及成本，提高了設計效率和質量。優化設計法與傳統設計密切相關，優化設計是以傳統設計為基礎，沿用了傳統設計中積累的大量資料，同時考慮了傳統設計所涉及的有關因素。優化設計雖然彌補了傳統設計的某些不足，但該設計法仍有其局限性，因此可在優化設計中引入可靠性技術、模糊技術，形成可靠性優化設計或模糊可靠性優化設計等現代設計法，使工程設計技術由“硬”向“軟”發展。

二、混凝土攪拌運輸車減速器的優化設計 1.主要參數

混凝土攪拌運輸車攪拌筒(罐)的設計容積為8～10m3，最大安裝角度12°，工作轉速2～4r/min和10～12r/min(卸料時的反向轉速)；減速器設計傳動比131∶1，最大輸出轉矩60kN·m，要求傳動效率高、密封性好、噪聲低、互換性強。2.2結構設計主要包括前蓋組件、被動輪組件、第一級行星輪總成、第二級行星輪總成、機體中部組件和法蘭盤組件6大部分。機體間采用螺栓和銷釘連接與定位，機體與內齒圈之間采用彈性套銷的均載機構。為便于用戶在使用時裝配與拆卸，減速器主軸線與安裝面設計有15°的傾角，法蘭盤軸線可以向X、Y和Z方向擺動±6°，并選用專用球面軸承作為支承。軸承裝入行星輪中，彈簧擋圈裝在軸承外側且軸向間隙≤0.2mm，減速器最大外形尺寸467mm×460mm×530mm，總質量(不含油)為290kg。2.傳動系統設計

該減速器采用3級減速方案：第一級為高速圓柱齒輪傳動，其余兩級為NGW型行星齒輪傳動。其中，第二、三級分別有3個和4個中空式行星輪，行星輪安裝在單臂式行星架上，行星架浮動且采用滾動軸承作為支承；第二級行星架與法蘭盤之間采用鼓形齒雙聯齒輪聯軸器連接，混凝土攪拌運輸車減速器對齒面接觸疲勞強度、齒根彎曲疲勞強度和齒面磨損等要求十分苛刻，因此合理地選擇變位系數和進行修形計算十分重要。

三、減速器優化設計的數學模型 1.目標函數

對于C型問題，目標函數是A=min{f(x)}=min{f(x1，x2，…，xn)}式中：A——減速器總中心距，即各級中心距之和；x——各設計變量(包括各級中心距、模數、螺旋角、齒數、齒寬和變位系數等)；n——設計變量的個數。對于P型問題，目標函數是P=max{f(x)}=max{f(x1，x2，…，xn)}。式中：P——減速器的許可承載功率；x——同C型；n——同C型。2.約束條件

約束條件是判斷目標函數中設計變量的取值是否可行的一些規定，因此減速器優化設計過程中提出的每一個供選擇的設計方案；都應當由滿足全部約束條件的優化變量所構成。對于減速器來說，在列出優化設計的約束條件時，應當從各個方面細致周全的予以考慮。例如，設計變量本身的取值規則，齒輪與其它零件之間應有的關系等等。減速器優化設計應考慮以下約束條件：（1）設計變量取值的離散性約束 齒數：每個齒輪的齒數應當是整數；模數：齒輪模數應符合標準模數系列(GB1357-78)；中心距：為避免制造和維護中的各種麻煩，中心距以10mm為單位步長。

（2）設計變量取值的上下界約束

螺旋角：對直齒輪為零，斜齒輪按工程上的使用范圍取8°~15°；總變位系數：由于總變位系數將影響齒輪的承載能力，常取為0~0.8。（3）齒輪的強度約束

齒輪強度約束是指齒輪的齒面接觸疲勞強度與輪齒的彎曲疲勞強度，這兩項計算根據國家標準GB3480-83中的方法進行。強度是否夠，根據實際安全系數是否達到或超出預定的安全系數進行檢驗。（4）齒輪的根切約束

為避免發生根切，規定最小齒數，直齒輪為17，斜齒輪為14~16。（5）零件的干涉約束

要求中心距、齒頂圓和軸徑這三者之間滿足無干涉的幾何關系。對于三級傳動的減速器(如圖1)，干涉約束相當于兩個約束：第二級中心距應大于第一級大齒輪齒頂圓半徑與第三級小齒輪頂圓半徑之和；第三級中心距應大于第二級大齒輪頂圓半徑與第4軸半徑之和。而二級齒輪傳動類推。

四、結語

機械優化設計是在常規機械設計的基礎上發展和延伸的新設計方法，而減速器的優化就是其中之一，是以傳統設計為基礎、沿用了傳統設計中積累的大量資料，同時考慮了傳統設計所涉及的有關因素。在實際應用中已產生了較好的技術經濟效果，減少了用材及成本，提高了設計效率和質量，使減速器發揮了最佳性能。參考文獻：

[1]孫元驍等著.圓柱齒輪減速器優化設計.機械工業出版社，1988.[2]胡新華.單級圓柱齒輪減速器的優化設計[J].組合機床與自動化加工技術，2006.[3]陳立平，張云清，任衛群等.機械系統動力學分析及ADAMS應用教程.清華大學出版社，2005.[4]梁曉光.優化設計方法在齒輪減速器設計中的應用[J].山西機械，2003.[5]范順成，馬治平，馬洛剛.機械設計基礎.機械工業出版社，2002.[6]馬曉蕓.混凝土攪拌車減速器制造專家[J].商用汽車雜志(CommercialVehicleMagazine)，2007，(8)：84-85

第四篇：多媒體在多高層房屋結構設計課程教學中的應用

多媒體在多高層房屋結構設計課程教學中的應用

摘要：

針對多高層房屋結構設計課程內容雜、難點多且學時有限的特點，探討多媒體教學手段在該課程教學中的應用，闡述了多媒體教學手段的優勢；同時也指出應緊扣教學目的選用恰當的技術手段。

關鍵詞：多媒體；教學手段；多層建筑；高層建筑；結構設計；教學研究

中圖分類號：G6420；TU9732 文獻標志碼：A 文章編號：

10052909（2014）02013303

一、課程背景

多高層房屋結構設計課程是土木工程專業重要的專業主干課程，筆者所在學校是在四年制本科教學的第七學期開設的。該課程主要講述多高層房屋建筑的結構設計原理、方法及構造要求等知識，是后續畢業設計環節結構設計部分必不可少的重要內容，與畢業設計的教學效果密切相關。更為重要的是，通過該課程的學習，可引導學生建立正確的結構設計概念，為學生畢業后的專業發展打下堅實基礎。該課程教學質量的好壞，直接影響土木工程專業本科生的專業素質，關系到畢業生的就業與未來發展，是體現高校土木工程專業辦學質量的一門重要課程。

多高層房屋結構設計是建立在科學試驗和工程實踐基礎上的應用學科，具有綜合性和應用性的特點。隨著人類生產力水平的不斷提高，在大量的工程實踐過程中，越來越多有代表性的多高層建筑如雨后春筍般地不斷涌現，其結構體系不斷發展，所涉及的計算問題日趨復雜，設計所用軟件功能日益強大，這些都極大地豐富了多高層房屋結構設計課程的教學內容。多高層房屋結構設計課程內容雜、難點多，而學時又在壓縮，應如何提高教學效率，確保教學質量，對這一問題已有許多思考和研究。筆者結合自身的教學實踐，就多媒體教學手段在多高層房屋結構設計課程教學中的應用作了探討，取得了一些實效，也有一些體會。

二、充分發揮多媒體在教學中的優勢

在現代多媒體技術的支持下，多媒體教學手段一出現就表現出一些突出優勢。教學中應充分利用其優勢，以提高教學效果[1]。

（一）激發學生的學習興趣，培養其創造性思維

傳統教學手段很難生動形象地展示現代建筑的發展，而多媒體教學與生俱來的技術優勢恰恰在于能夠綜合利用多種媒體，實現視覺與聽覺的結合，用形象與聲音來呈現教學內容。多媒體教學不僅可以讓學生直觀地了解歷史經典建筑和現代優秀建筑，還可以大膽想象和展示未來建筑結構的發展，使學生對專業前景有更形象的認識，這樣學生就能更積極地投入課程學習，也更樂于追求與眾不同的創新思維。

（二）提高教學效率，節約課程學時

與先修的混凝土結構設計原理等課程不同，多高層房屋結構設計課程有大量復雜的圖形和公式，這部分內容是傳統教學手法

較難處理的。例如，D值法公式推導過程中需要用到的中間梁柱單元變形分析圖（見圖1），雖然這個圖形在多高層房屋結構設計課程的眾多圖形中并不算太復雜，但如果要求教師在授課過程中在黑板上手繪，則不僅需要耗費大量的時間，而且繪制出來的圖形也難以保證規范。而學生既要看教材上用單一的黑色所繪制的變形圖，還要看教師在黑板上的公式推導，這樣一來不僅教學效率低，教學效果也不好。

相比傳統教學手段，多媒體教學能將多種信息媒體有機集成為一個系統，實現快速的切換，這樣更有利于提高教學效率，節約課程學時。

（三）課堂教學生動形象，變難為易

在多媒體教學中，對于類似圖1的圖形，很容易通過添加動畫效果來逐步展開分析，清晰地呈現計算公式的來龍去脈。同時，還能讓學生體會到在解決問題過程中所體現出來的思維邏輯性。由于這些圖形往往對應教學中的重點與難點，利用多媒體教學手段，不僅有助于學生更深入地理解知識點，有效化解教學內容中的難點，還能訓練學生解決問題的能力。這樣的講解效果遠遠好于教材上死板的圖形和公式。

三、多媒體教學中應注意的問題

（一）合理取舍教學內容

多媒體技術能夠將大量信息系統集成起來，可以進行信息之間的快速切換。需要注意的是，多媒體技術雖然能極大地提高教學效率，但另一方面卻可能使學生陷入信息的海洋，易于疲勞，難以跟上教學節奏。因此，在多媒體教學過程中，應合理地確定每一堂課教學內容的多寡以及信息之間的切換速度，同時密切注意學生在課堂上的反應。如果發現學生反應變慢、思維跟不上等情況時，應適當放慢講課節奏[2]。

（二）突出重點

傳統教學中，緒論這部分內容一般不作重點講解，教師會將學時更多地分配到后面的主要章節，教學重點相對容易突出。而在多媒體教學中，為吸引學生的注意力教師往往在多高層房屋結構設計課程的緒論部分展示大量的工程實例圖片、模型、動畫以及視頻等資料，提高學生的學習興趣，從而自覺不自覺地在這一部分投入比較多的時間，占用了主要章節的課時，導致教學重點的淡化。在這一方面，多媒體教學需要更多地借鑒傳統教學的有益經驗，合理分配學時，突出教學重點[3]。

（三）教學手段應服務于教學目的

無論傳統教學還是多媒體教學都是一種手段，應當服務于教學目的。多媒體教學不應為了吸引眼球而一味賣弄技術，應根據教學目的的需要合理選擇教學手段，發揮好各種媒體的優勢。在一些多媒體課件比賽及講課比賽中，為了取得好的成績，不少參賽者傾向于選擇能夠盡情發揮多媒體優勢的章節作為參賽內容，而不去涉及教學中的難點和重點。這樣下去，很容易背離教學目的，誤入“為了多媒體而多媒體”的歧途。

四、結語

多高層房屋結構設計課程教學內容龐雜且學時有限，在教學過程中合理應用多媒體教學手段，不僅能夠提高教學效率，有利于壓縮學時，也能更好地激發學生的學習興趣，培養學生的創造性思維；還能使課堂教學更為形象生動，有效地化解教學難點。但是，值得注意的是，在實際應用中，應當圍繞教學大綱合理地組織教學內容，突出重點，緊扣教學目的來選用恰當的多媒體技術手段，以免給人賣弄技術之嫌。參考文獻：

[1]公維林.多媒體教學在《建筑施工技術》教學中的應用[J].中國科技信息，2006，18（10）：228-229.[2]李果.土木工程專業課程多媒體教學質量探討[J].高等建筑教育，2009，18（6）：150-152.[3]李書進，厲見芬.結構力學多媒體教學的策略與思索[J].高等建筑教育，2010，19（1）：131-135.

第五篇：荷載與結構設計方法原創論文1

荷載與結構設計方法經典論文

作者姓名、指導教師姓名、摘要、關鍵詞、圖表名、參考文獻內容用楷體；正文、圖表、頁眉、頁腳中的文字用宋體；英文用Times New Roman字體。工程結構是指用建筑材料建筑的房屋 摘要： 關鍵詞： 風荷載

4.1 基本風速和基本風壓

風的強度常用風速表示。當風以一定的速度向前運動遇到建筑物、構筑物、橋梁等阻礙物時，將對這些阻礙物產生壓力，即風壓。

風荷載是工程結構的主要側向荷載之一，它不僅對結構物產生水平風壓作用，還會引起多種類型的振動效應。確定作用于工程結構上的風荷載時，必須依據當地風速資料確定基本風壓。風的流動速度隨離地面高度不同而變化，還與地貌環境等多種因素有關。

為了設計上的方便，可按規定的量測高度、地貌環境等標準條件確定風速。對于非標準條件下的情況由此進行換算。在規定條件下確定的風速稱為基本風速，它是結構抗風設計必須具有的基本數據。

4.2 風壓高度變化系數 地面粗糙度等級低的地區，其梯度風高度比等級高的地區低。根據實測結果分析，大氣邊界層內平均風速沿高度變化的規律可用指數函數來描述。

地面粗糙度分為A、B、C、D四類。A類是指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區，取地面粗糙度指數αA =0.12，梯度風高度300m。B類是指田野、鄉村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉鎮和城市郊區，取地面粗糙度指數 αB =0.16 C類是指有密集建筑群的城市市區，取地面粗糙度指數 αC =0.22 D類是指有密集建筑群且房屋較高的城市市區，取地面粗糙度指數 αD =0.30。

4.3 風荷載體系系數 中風荷載體型系數為正值，代表風對結構產生壓力作用，其方向指向建筑物表面；風荷載體型系數為負值，代表風對結構產生吸力作用，其方向離開建筑物表面。當多個建筑物，特別是群集的高層建筑，相互間距較近時，宜考慮風力相互干擾的群體效應，使得房屋某些部位的局部風壓顯著增大。設計時可將單體建筑物的體型系數 乘以相互干擾增大系數，該系數參考類似條件的試驗資料確定；必要時宜通過風洞試驗得出。

4.4 順風向風振 實測資料表明，順風向風速時程曲線中，包括兩種成分：一種是長周期成分，其值一般在10min以上；另一種是短周期成分，一般只有幾秒左右。根據上述兩種成分，應用上常把順風向的風效應分解為平均風(即穩定風)和脈動風(也稱陣風脈動)來加以分析。

4.5 橫風向風振 空氣在流動中，對流體質點起著重要作用的兩種力：慣性力和粘性力。空氣流動時自身質量產生的慣性力為單位面積上的壓力