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一、七一九层单元住宅应设室内消防给水
《建筑设计防火规范》(GBJ16一87)指出:超过七层的单元式住宅、超过六层的塔式住宅、通廊式住宅，底层设有商业网点的单元式住宅应设室内消防给水。根据规范.七层半以上住宅或底层为商店的六层以上单元住宅，室内需设消防给水。近年来，随着人们生活水平的提高.对住宅室内装修要求也愈来愈高。住户搬进新居前一般要重新装修。吊顶、壁橱、组合家具、地毯及室内各种陈设均为易燃品，家用电器品种也不断增加。显然引起火灾的可能性有所增大。从保护人民财产和人身安全来讲，室内确实需配置消防给水设施。
二、室内消火栓和室内消防箱
单元式住宅，室内消火栓的位置都在楼梯间休息平台处。楼梯间面积狭窄，为了不影响住户搬运物件上下，消防箱应尽吊考虑暗装或半暗装，这得同结构配合。
现行《低规》‘朴定的室内消火栓不利于扑灭初期火灾。因为火灾时，要在短短的儿十秒至数分钟内扣上水龙带、水枪.展开20一25m长的水龙带，打开阀门，举起具有相当压力的水枪进行火火，这对未经过专门消防训练的人有一定困难，对妇女、老人、儿童就更为困难了。所以普通消火栓设备并不适用消防软管卷盘(少「’径灭火‘喉)取用方便·展开容易，·般居民均能使用只是出水鼠较小.但对初期火灾扑火还是很有用的。这总比居民无力或不会使用消火栓而用脸盆、水桶盛水火火有效得多。建议，住宅消防箱内’戊配置一套消防软管卷盘。并预留DN65消火栓l，以供消防队员使用(不宜预留DN50消火栓口，因省内各地消防队均配用DN65水龙带)
三、消防水量和水压
《建筑设计防火规范》指出，消防水箱，卜应储存10分钟消防用水室内消火栓的布置应保证有.两支水枪的允实水栓同时达到室内任何部位。水枪的充实水柱般不应小十7m。《低规》消防给水的设计思想是立足于自救.既要保证水量又要保证水压。由于建筑和结构的要求，水箱不可能抬得很高，所以一般的屋面水箱是难以保证建筑物顶部一、二层消防用水的水压。为达到消防要求，常用的做法有1、设消防水池、水泵、消火栓箱内增设消防水泵启动按钮。2、增设气压消防给水装置。这两种做法理论上是可行的.但在实际中却有困难。1、住宅改造区一般位于城市.黄金地带”，地价昂贵，难以找到适宜设消防水池、水泵地点。2、若采用气压消防给水设施，消防管网中长期承受高压，增加系统渗漏危险。3、与高层建筑和新建住宅区不同，住宅改造区规模不大，无专门管理机构。消防水泵、气压给水装置若长期不用.搁在一边。难以保证在消防时可以Lr:常使用。所以我认为七一九层住宅只要求消防水蛾而不要求其水压值。10分钟消防用水储于屋顶水箱中，初期火灾顶部一、二层消防水压不足，可否采取其它火火器材补救。10分钟后由消防车从室外消火栓取水经消防车水泵加压装置和水泵结合器进入室内消防管道火火。这种做法更适应实际情况。
四、消防水箱
1老路现状调查
由于是对原有公路改造，对老路现状调查十分重要，老路的现状直接影响到改造方案、工程投资。
1.1平、纵线形现状
本区域内老路一般建于20世纪六、七十年代，建造时一般无正规的平、纵线形设计，所以老路的平纵线形通常达不到设计要求，需要部分调整。只有对老路的平纵线形有基本了解，才能决定线形调整的幅度，一般情况下，对老路平面需测试弯道数、偏角大小、弯道半径、交点间距等，对老路纵断面需测试坡度、坡长等指标。老路如果线型较好或者可以通过微调能达标的，在平纵面设计中均考虑充分利用老路；如果老路线形极差，如弯道多、偏角大、半径小、交点间距极短，且受地形、地物的限制，则考虑改线。
1.2路基、路面现状
路基、路面现状调查包括路基、路面宽度、结构形式及近几年大修改造情况等。只有对老路路基、路面情况充分了解，在路面结构补强设计时才能心中有数，设计方案才能经济合理。
1.3弯沉测试
为评价老路路面结构的整体强度，应对老路面进行弯沉测试，对测试结果应根据弯沉值大小、路面结构情况分段整理计算，以便于下阶段路面结构补强设计。
1.4桥涵现状
区域内河网密集，一般公路上桥涵较多，对老桥涵拓宽改造还是拆除重建由老桥涵现状决定，所以应对老桥涵的跨径、净宽、荷载标准、结构形式、使用情况、是否为碍航建筑物、桥头接线线形等做充分、详细的调查，对大、中桥荷载标准不能确认时，应做承载能力试验。
2主要技术指标的选用
2.1公路等级
公路等级应根据公路网的规划和远景交通量，结合公路的功能、性质从全局出发综合确定。
2.2设计车速
设计车速一般根据公路等级采用，但是在实际应用中，应结合公路的功能、性质、交通组成等综合确定，特别是对于老路改造工程，应顺应地形地物，在保证行车安全、舒适的前提下，从经济合理的角度出发，灵活地选用。对位于城市出入口的一级公路，混合交通严重，车速不宜太快，可参照城市道路标准，采用80km/h的设计车速；对于二级公路，一般情况下应采用80km/h设计车速。
2.3路基标准横断面
路基横断面直接影响到工程的规模和投资，路基标准横断面应根据公路等级、交通量预测分析结果选择，同时又应综合考虑路段功能性质及交通组成，结合地形、地物、城镇规划，注意到绿化美化和环保，采用既能满足道路通行能力、与城镇规划相适应又经济合理、适应地形地物的横断面。
2.3.1一级公路路基标准横断面
区域内改造为一级公路的均为区域间干线公路，不但交通量大，而且本区域内一般公路沿线村庄密集，混合交通比较严重，根据《公路工程技术标准》和本地区经验，为适应集镇城市化的发展，一般采用快慢行道分开的三块板形式。快车道采用双向4车道，单向行车道宽2×3.75m，中央采用双黄实线分隔对向行驶的交通流，两侧各2m的绿化分隔带，2×5m慢车道，2×1m路肩，路基全宽为32m。见图1。
2.3.2二级公路路基标准横断面
二级公路路基横断面一般采用一幅路形式，宽度根据交通量及交通组成采用，一般分三种情况：⑴、如交通量较小，混合交通也不太严重，则路基全宽12m，路面宽9m；⑵、如交通量一般，混合交通一般，则路基全宽15m，路面宽12m；⑶、如交通量较大，混合交通也较严重，则路基全宽17m，路面宽14m，并且用车道线划分快慢行道。路肩可根据实际情况采用土路肩或采取硬化措施。
3路线线形设计
3.1设计原则
公路是一种带状构造物，在保证使用任务和经济合理的前提下，应尽可能保持较高的安全性和舒适性。公路线形是三维的立体线形，为方便设计施工操作，将其简化为平、纵、横三方面描述，线形设计应对这三方面进行综合设计，保持各要素间的协调一致，做到平面顺适、纵坡均衡、横面合理。公路的线形运用在很大程度上取决于工程投资与线形舒适性的平衡。在线形设计中应着重考虑线形的连续流畅和立体线形设计，并应顺应地形，地物，注意和环境协调一致，对于老路改造工程应灵活运用线形设计指标，在困难地段适当调整，在满足线形要求的前提下，充分利用老路。
3.2平面线形设计
平面线形设计时，在一般较为顺直的路段，尽可能采用较高的指标进行调整，以求改造后的良好行驶条件下；在较困难路段，应充分利用规范允许的曲线组合，在满足技术指标的前提下，充分利用老路；在老路线形极差且又受地形地物限制无法调整时，应考虑改线方案。
对于老路改造工程，路线定线时，应以老路为主要控制物，充分利用老路，同时还应将大型建筑物、大河等作为控制点。穿越城镇区时，应注意结合地方发展，尽量与城镇规划相协调。在平面线形方案初步形成后，应征求沿线地方政府及交通主管部门意见，尽量让路线方案使各方满意。
3.3纵断面设计
纵断面设计时，应注意以下几方面：
1、满足各控制点的高程要求
纵断面控制点一般有桥梁、相交道路、城镇等。桥梁设计高程应满足桥下通航净空要求及设计洪水频率要求的泄洪断面要求；对立体相交的道路要满足本路和被交路的行车净空要求，对平面交叉的道路要顺适衔接；路线穿越城镇时应尽量和地形、地物相一致。
2、充分利用老路路面结构
在一般路段，路线的纵断面设计与路面结构的补强设计是相辅相成的，纵断面拉坡时，应尽量拟合老路，避免大填大挖。在老路路面情况较好时，为充分利用老路路面结构，尽量不要开挖老路，使补强厚度最大限度地接近填高。
3、其它
老路改造纵断面设计时，为充分利用老路，一般纵坡较碎，坡长较短，但在有条件时，还应尽可能取较高的指标，以求良好的行驶条件，并适当注意平纵组合，使纵断面方案不但经济合理，而且有良好的线形。
4路面结构补强设计
路面结构补强设计时，应根据原老路路面结构具体处理。
4.1旧水泥混凝土路面
当老路路面为水泥混凝土路面时，一般先测试混凝土板块弯沉，根据弯沉测试结果综合路面其它情况先对老路面进行处理。当老路面较好时，对老路面不予处理；当老路面一般时，对混凝土板块进行钻孔压浆处理；当老路面较差时，应新浇砼板块。在对老路面处理后，一般要在上面加铺补强层。本地区一般采用沥青面层作为老路面的加铺层，这种形式的路面结构能吸收两种材料的优点，“刚柔相济”，即旧水泥砼提供了稳定、坚实的基层，沥青路面提供了行驶舒适的面层。为防止和延缓旧水泥混凝土板的反射裂缝的发生，通常要在旧水泥混凝土裂缝和接缝位置铺设土工格栅、土工布或粘贴改性沥青油毛毡。有条件时沥青表面层采用改性沥青SMA结构，其防反射裂缝的效果更好。
4.2旧沥青路面
旧沥青路面对病害较严重路段应根据实际情况处理。当面层、基层裂缝较严重时，应开挖处理，然后在沥青补块上铺设玻璃纤维格栅；对较大的沉陷，应查明原因，翻挖处理。一般路段利用老路路表弯沉测定结果，计算出代表弯沉值，并反算成老路路面当量土基回弹模量，再按弹性层状体系理论计算加铺补强层厚度。在加铺前需刨毛老沥青面层。
4.3旧碎石路面
对泥结碎石、级配碎石路面改建成高级路面时，一般将旧路豁松、打碎，掺灰处理，使其成为底基层，然后再根据弯沉情况加铺补强层。
5桥涵改造设计
对老路改造工程，桥涵一般需拆除重建或拓宽改造，决定桥涵拆除重建还是拓宽改造主要从以下几个方面考虑：
1、原桥涵是否满足设计荷载标准，不满足，能否通过适当加固达标；
2、原桥涵是何种结构形式，服务年限多长，使用状况如何，利用价值是否大；
第二章总体方案的设计
2.1设计任务本设计任务是对CA6140普通车床进行数控改造。利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制，纵向（Z向）脉冲当量为0.01mm/脉冲，横向（X向）脉冲当量为0.005mm/脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架。2.2总体方案的论证对于普通机床的经济型数控改造，在确定总体设计方案时，应考虑在满足设计要求的前提下，对机床的改动应尽可能少，以降低成本。（1）数控系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统、连续控制系统。由于要求CA6140车床加工复杂轮廓零件，所以本微机数控系统采用两轴联动连续控制系统。（2）伺服进给系统的改造设计数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。因为开环控制具有结构简单、设计制造容易、控制精度较好、容易调试、价格便宜、使用维修方便等优点。所以，本设计决定采用开环控制系统。（3）数控系统的硬件电路设计任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础，性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件，软件才能有效地运行。在设计的数控装置中，CPU的选择是关键，选择CPU应考虑以下要素：1.时钟频率和字长与被控对象的运动速度和精度密切相关；2.可扩展存储器的容量与数控功能的强弱相关；3.I/O口扩展的能力与对外设控制的能力相关。除此之外，还应根据数控系统的应用场合、控制对象以及各种性能、参数要求等，综合起来考虑以确定CPU。在我国，普通机床数控改造方面应用较普遍的是Z80CPU和MCS-51系列单片机，主要是因为它们的配套芯片便宜，普及性、通用性强，制造和维修方便，完全能满足经济型数控机床的改造需要。本设计中是以MCS-51系列单片机，51系列相对48系列指令更丰富，相对96系列价格更便宜，51系列中，是无ROM的8051，8751是用EPROM代替ROM的8051。目前，工控机中应用最多的是8031单片机。本设计以8031芯片为核心，增加存储器扩展电路、接口和面板操作开关组成的控制系统。2.3总体方案的确定经总体设计方案的论证后，确定的CA6140车床经济型数控改造示意图如图所示。CA6140车床的主轴转速部分保留原机床的功能，即手动变速。车床的纵向（Z轴）和横向（X轴）进给运动采用步进电机驱动。由8031单片机组成微机作为数控装置的核心，由I/O接口、环形分配器与功率放大器一起控制步进电机转动，经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现车床的纵向、横向进给运动。刀架改成由微机控制的经电机驱动的自动控制的自动转位刀架。为保持切削螺纹的功能，必须安装主轴脉冲发生器，为此采用主轴靠同步齿形带使脉冲发生器同步旋转，发出两路信号：每转发出的脉冲个数和一个同步信号，经隔离电路以及I/O接口送给微机。如图2－1所示：
第三章微机数控系统硬件电路设计
3.1微机数控系统硬件电路总体方案设计本系统选用8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片2764EPROM，作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址，采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展，分别接键盘的输入、输出显示，8255接步进电机的环形分配器，分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外，还要考虑机床与单片机之间的光电隔离，功率放大电路等。其硬件框图如图3－1所示：图3－28031芯片内部结构图各引脚功能简要介绍如下：⒈源引脚VSS：电源接地端。VCC：＋5V电源端。⒉输入/输出（I/O）口线8031单片机有P0、P1、P2、P34个端口，每个端口8根I/O线。当系统扩展外部存储器时，P0口用来输出低8位并行数据，P2口用来输出高8位地址，P3口除可作为一个8位准双向并行口外，还具有第二功能，各引脚第二功能定义如下：P3.0RXD：串行数据输入端。P3.1TXD：串行数据输出端P3.2INT0：外部中断0请求信号输入端。P3.3INT1：外部中断1请求信号输入端。P3.4T0：定时器/计数器0外部输入端P3.5T1：定时器/计数器1外部输入端P3.6WR：外部数据存储器写选通。P3.7RD：外部数据存储器读选通。在进行第二功能操作前，对第二功能的输出锁存器必须由程序置1。⒊信号控制线RST/VPD：RST为复位信号线输入引脚，在时钟电路工作以后，该引脚上出现两个机器周期以上的高电平，完成一次复位操作。8031单片机采用两种复位方式：一种是加电自动复位，另一种为开关复位。ALE/PROG：ALE是地址锁存允许信号。它的作用是把CPU从P0口分时送出的低8位地址锁存在一个外加的锁存器中。外部程序存储器读选通信号。当其为低电平时有效。
VPP：当EA为高电平且PC值小于0FFFH时CPU执行内部程序存储器中的程序。当EA为低电平时，CPU仅执行外部程序存储器中的程序。XTAL1：震荡器的反相放大器输入，使用外部震荡器时必须接地；XTAL2：震荡器的反相放大器输出，使用外部震荡器时，接收震荡信号；（2）片外三总线结构单片机在实际应用中，常常要扩展外部存储器、I/O口等。单片机的引脚，除了电源、复位、时钟输入以及用户I/O口外，其余的引脚都是为了实现系统扩展而设置的，这些引脚构成了三总线形式：⒈地址总线AB地址总线宽度为16位。因此，外部存储器直接寻址范围为64KB。由P0口经地址锁存器提供16位地址总线的低8位地址（A7～A0），P2口直接提供高8位地址（A15～A8）。⒉数据总线DB数据总线宽度为8位，由P0口提供。⒊控制总线CB控制总线由第二功能状态下的P3口和4根独立的控制线RST、EA、ALE和PSEN组成。其引脚图如图3－3所示：3.1.28255A可编程并行I/O口扩展芯片8255A可编程并行I/O口扩展芯片可以直接与MCS系列单片机系统总线连接，它具有三个8位的并行I/O口，具有三种工作方式，通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送或中断传送方式完成CPU与设备之间的信息交换。8255A的结构及引脚功能：1、8255A的结构8255A的内部结构如图3－4所示。其中包括三个8位并行数据I/O端口，二个工作方式控制电路，一个读/写控制逻辑电路和一个8位数据总线缓冲器。各部分功能介绍如下：（1）三个8位并行I/O端口A、B、CA口：具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。可编程为8位输入、或8位输出、或8位双向寄存器。B口：具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位输入或输出寄存器，但不能双向输入/输出。C口：具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器，C口可分作两个4位口，用于输入或输出，也可作为A口和B口选通方式工作时的状态控制信号。（2）工作方式控制电路A、B两组控制电路把三个端口分成A、B两组，A组控制A口各位和C口高四位，B组控制B口各位和C口低四位。两组控制电路各有一个控制命令寄存器，用来接收由CPU写入的控制字，以决定两组端口的工作方式。也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或置“1”。（3）读/写控制逻辑电路它接收来自CPU的地址信号及一些控制信号，控制各个口的工作状态。（4）数据总线缓冲器它是一个三态双向缓冲器，用于和系统的数据总线直接相连，以实现CPU和8255A之间信息的传送。
参考文献：
[1]王润孝，秦现生.机床数控原理与系统.西安:西北工业大学出版社,2000
[2]李华，MCS-51单片机实用接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,1993
[3]李圣怡等，Windows环境下软硬件接口设计.长沙:国防科技大学出版社,2001
[4]顾京，数控加工编程及操作.北京:高等教育出版社,2002
[5]周伟平，机械制造技术.武汉:华中科技大学出版社,2002
茂名热电厂原用的直流系统屏为老式直流系统屏(同一屏为双母线结线，采用直流发电机及硅充电装置)。从超过30a的运行情况来看，主要存在的缺点或不足之处如下。
1.1双工作母线结线布置复杂
因直流屏采用双工作母线结线，6根直流母线水平布置于屏顶上(根据控制、信号音响的需要，直流母线上还设有8根小母线)。在同一块屏上，有两组母线的馈线回路或电源与馈线回路相混合布置。当设备出现接触不良等缺陷时，往往因结线复杂和设备间距小，而使缺陷难以处理。
1.2仪表和灯光信号难以维护
老式的直流屏，其屏的正面都不采用活动门的型式。这样，装于屏面上的仪表、信号灯等设备，往往损坏后不能更换。
1.3直流发电机维护工作量和耗能大
茂名热电厂原使用同轴电动直流发电机组及GVA型硅整流装置担负直流系统经常负荷及作为蓄电池的核对性充电设备。配有1台Z2-17，15kW的直流发电机，由J2-62-4，17kW的电动机带动，当直流电机持续运行时，电动机月耗电量约12MWh，影响节能降耗，且整流子碳刷易冒火花，需经常维护。当使用GVA型硅充电装置担负直流系统的经常负荷时，由于硅整流装置不能自动调节输出，直流系统负荷突变时(如汽机启动直流油泵)，若不及时调整硅装置的输出，将会导致母线电压偏低，致使蓄电池过放电，严重时影响继电保护装置的正常工作。当蓄电池进行核对性放电时，因硅装置为不可逆式，无法作为蓄电池的放电负载，蓄电池须在空母线的前提下另接电阻作负载进行放电，而母线的倒闸操作较复杂，容易出现错漏。
1.4绝缘监察装置动作灵敏度低
老式直流系统屏采用电磁式绝缘监察装置反映直流系统的接地状况。从茂名热电厂多年的运行情况来看，该装置能正确反映单极明显的接地现象，但当两极的绝缘都下降时，却不能准确反映。
2新直流屏的设计原则
茂名热电厂为早期发电厂，机组控制模式采用原苏联早期形式，即电气系统采用集中控制，60年运的1号、2号机组，机、炉采用分散控制，70年代的3号、4号机组，机、炉采用集中控制。因此，对于现代机组普通采用的单元机组独立的直流系统方式将无法实现，只能根据该厂的实际情况，采用全厂统一布置的直流系统方式。
2.1接线方式
新的直流屏采用单母线分段的接线方式，两组蓄电池经联络刀开关进行连接。为防止两组蓄电池并列运行，联络刀开关与蓄电池电源刀开关之间应设有闭锁措施。
2.2屏上设备布置
做到简单清晰，电源(充电设备和蓄电池)、馈线、事故照明装置布置于各自的屏上。带有仪表及灯光信号的屏面，使用活动门的型式。
2.3充电装置
选用可控可逆式硅充装置，实行负荷自动跟踪，保证直流母线的电压质量。当蓄电池进行核对性放电时，硅装置工作于整流的逆变状态，蓄电池不用另接电阻作为放电负载。
2.4蓄电池组
原则上选用免维护密封式蓄电池，当原GGM-800型蓄电池组经校验后，仍满足直流系统的要求时，可暂不更换。
2.5绝缘监察装置和馈线开关
原则上选用90年代技术先进、成熟可靠的设备。例如，选用由CMOS集成电路组成的ZJJ-1型绝缘监察装置，该装置在直流两极绝缘均等下降时都能正确动作发信。
3新直流系统屏的设备选型
3.1直流系统负荷
经统计，直流系统各类负荷如表1。
因茂名热电厂为中型火力发电厂，且与系统相连，所以蓄电池事故放电时间考虑为1h。对于汽轮机油泵，因为是高温、高压机组，故其事故计算时间为1.0h，直流油泵的K值取0.8，密封油泵的K值取0.7计算。冲击负荷考虑为1台最大合闸电流的断路器合闸。
3.2蓄电池组的选择
3.2.1按事故持续放电状态选择
tj=KkQsg/Isg=1.1×307Ah/306A=1.1h
式中tj——GGM型蓄电池假想时间，h；
Kk——可靠因数，取1.1；
Qsg——事故负荷计算容量，Ah；
Isg——事故放电电流，A。
查《电力工程设计手册》(西北电力设计院、东北电力设计院主编)中P769曲线表，得Idj=16.8A，则
Qe≥36Isg/Idj=(36×306/16.8)Ah=658Ah
式中Qe——蓄电池的10h放电容量，Ah；
Idj——单位容量蓄电池在放电假想时间内所允许的放电电流，A。
选用720Ah的蓄电池即可。原选用的蓄电池为GGM-800型可满足要求。
3.2.2按最大冲击电流选择
Qe≥0.78(Isg+Ich)=［0.78×(306+235)］Ah=422Ah
根据计算结果，蓄电池的容量按事故持续放电状态下计算选择。原运行的GGM-800型蓄电池组仍满足负荷的要求。
3.2.3直流电压水平校验(以GGM-800型为例)
a)按事故放电初期，蓄电池突然承受放电电流的电压水平验算：
Kcho=Iso/C10=609A/800Ah=0.76h-1
式中Kcho——单位容量蓄电池放电初期放电系数，h-1。
查GGM型蓄电池短时冲击放电曲线表得：
表1直流系统各类负荷
负荷名称计算容量
/kW经常负荷
/A(事故负荷)/(初期Iso/A持续Is/A冲击Ich/A)事故时间
/h事故放电
容量/Ah
经常负荷7.2333333—133
事故照明25—114×0.6114×0.6—168
通信备用电源3—14×0.514×0.5—17
热工备用电源3—14×0.514×0.5—17
直流油泵80×0.8—728×0.5291×0.5—1146
直流密封油泵20.1×0.7—260×0.591×0.5—1146
断路器合闸电流————235——
合计—33609306235—307
Kcho=0.76h-1时，Ucho=1.86V，则直流母线电压为
N.Ucho=106×1.86V=197.16V＞0.85Ue
式中Ucho——单位容量电池冲击负荷初期端电压，V；
N——浮充电池个数；
Ue——直流母线额定电压，V。
b)按事故放电末期，蓄电池再承受冲击负荷时的电压验算：
Km=Is/C10=306A/800Ah=0.38h-1
Kchm=Ich/C10=235A/800Ah=0.29h-1
式中Km——单位容量蓄电池持续放电系数，h-1；
Kchm——单位容量蓄电池冲击放电末期放电系数，h-1。
查有关曲线得Uchm=1.72V，则直流母线电压为
N.Uchm=106×1.72V=182.32V
0.80Ue＜N.Uchm＜0.85Ue
式中Uchm——单位容量蓄电池冲击负荷末期端电压，V。
从计算结果来看，选取蓄电池为800Ah时，按事故放电的末期，蓄电池再承受冲击负荷时，母线电压为182.32V，能满足断路器的合闸电压要求，但难以满足直流油泵的运行要求(直流油泵运行允许电压范围为(-10%～+10%)Ue间)。蓄电池的容量应选大一级为宜，即C10=1000Ah。但上述校验为运行中的极端情况，运行中出现的概率极少，当出现时可通过调整蓄电池组的放电个数来满足直流油泵的运行。故原选用的GGM-800型蓄电池可满足要求。但原用的GGM-800型Ⅰ、Ⅱ组蓄电池运行时间已达10a以上，受蓄电池自放电、过放电及电极纯化等影响，蓄电池阴、阳极板脱落渗液严重，电池难以满足充电，可靠性大大降低。因此，利用改造机会将Ⅰ、Ⅱ组蓄电池更换为英国进口的VH34-1000型免维护蓄电池。
3.2.4蓄电池的个数
蓄电池个数为：N=230/1.85=124，其中基本电池数为88个，端电池数为36个。
3.3充电设备的选择
3.3.1核对性充电设备
3.3.1.1充电设备的额定电流
a)按事故放电后进行充电的要求选择充电设备，计算公式为：
Ic=1.1Qsg/t+Ijc=1.1×307Ah/12h+33A=61A
式中Ijc——浮充电设备的工作电流，A；
Ic——充电设备应具备的输出电流，A。
b)考虑核对性充放电，按最大充电电流选择，
Ic=0.1Qe+Ijc=(0.1×800+33)A=113A
故充电设备的额定输出电流应大于113A。
3.3.1.2充电设备的输出电压范围
对有端电池的直流系统，充电设备的电压应满足蓄电池充电末期的电压选择。即：
Uc=N×Ucm=124×2.4V=297.6V
式中Uc——充电设备输出电压，V；
Ucm——蓄电池满充电端电压，V。
取最大一级，即360V。
充电设备容量：Pc=IcUcm=113A×360V=41kW。
不考虑选用直流发电机，应选用的硅整流装置为KGCfA-150/360，则额定输出电流为150A，最高输出电压为360V。
3.3.2浮充电设备
浮充电设备持续负荷电流Ifc为Ifc=0.0042Qe+Ijc=(0.0042×1000+33)A=37.2A
浮充电设备正常工作容量Pfc为Pfc=IfcUcm=37.2A×360V=14kW
二、北京老四合院传统“灰”与现代“彩”的融合
色彩是建筑的活力与生机，没有色彩，建筑将会失去光辉，只剩下单调的躯壳。建筑色彩是城市景观中的重要部分之一，是城市色彩的主角。建筑色彩设计彰显了一座城市的魅力与文化内涵。北京作为中华人民共和国政治、经济、金融、文化、交通和国际交流的中心，是快速发展的现代化大都市，鳞次栉比的高楼拔地而起，放眼望去，各种颜色交相辉映，时尚绚丽的色调是目前北京新城区的色彩样貌。以冷灰色为主调的老四合院建筑，与这个现代气息浓厚，建筑色彩斑斓的北京显得方枘圆凿。因此，关于老四合院建筑色彩的改造我们应进行多方面考虑，使北京老四合院传统“灰”与现代“彩”有机融合，既体现传统文化又融入了现代元素。例如：南池子大街和菊儿胡同老四合院色彩的改造已取得了较为显著的成效。
1.南池子大街新四合院的色彩改造南池子地区的改造工程，是北京市在历史文化街区开展的首个以四合院改造为主的改造项目，也是北京市对传统四合院维修、改造、保护利用的探索性试点工程。又由于南池子坐落于世界著名历史文化遗产———故宫的建设控制地带以内，其街区本身又是全市重要的历史文化街区，使得南池子地区的改造工程，始终是社会关注的焦点。各界人士分别从故宫传统环境的延续、胡同的保护、原有四合院、居民居住条件的改善、提高生活环境水平等多角度给予评价。杨梦杉改造后的南池子大街，全部建筑仍以北京传统民居的青灰色为基调。大部分建筑都是灰色外墙，红漆大门，黄色门钱，白色的石质门墩，青蓝等色彩装饰的建筑构件。这些色彩的运用是依据从前传统建筑的色彩规律进行改造的，改造后的新建筑与老四合院原本清幽淡雅的气质衔接自然、浑然一体。今天的南池子大街，建筑色彩总体保持了原有的冷灰色调，但建筑色彩的明度大大提高，相比传统街区整体显得炫彩、亮丽。
2.菊儿胡同新四合院的色彩改造古朴典雅、青砖红檐的菊儿胡同，东起交道口南大街，西止南锣鼓巷，居住着200多户居民。它犹如一道亮丽的风景，镶嵌在古老的京城。菊儿胡同三号、五号、七号曾是清光绪大臣荣禄的宅邸，由此可见，菊儿胡同是一处充满历史文化色彩的地方。自1978年，吴良镛先生带领的清华城市规划教研组对北京市旧城区整治展开了调研工作，通过一系列的局部翻新、改建、扩建，整体更新以及内部整治、清理、装修等改造措施，大大改善了居民的住房条件和传统居住区内生活、工作与就业环境，形成了一个功能多样、新旧建筑并存的混合居住区，进一步维护了北京旧城区传统“胡同加四合院”的城市肌理及“大干道—大街坊—小胡同”的街巷体系，为北京旧城居住区的更新改造作出有益且成功的尝试。改造后的菊儿胡同新四合院，建筑整体仍以“灰”为主色调，屋顶一改青色面貌，由黑瓦搭建，原本青砖堆砌而成的清一色灰墙，现粉刷为白色墙壁，建筑体不时以稳重的暗红色修饰细部，提醒人们这是一组既谦逊又不失活力的建筑群。以红、黄、蓝、绿等色修饰部分建筑构件，使整个胡同的建筑色彩在继承传统的基础上焕然一新。从建筑形式上看，菊儿胡同新四合院参考了江南传统民居明朗亲切的色调，融入了一抹来自水乡的清新秀丽，将江南的建筑形式迁移到北方，通过与地域文脉的碰撞与交融，营造出新的场所氛围，同样的粉墙黛瓦，在这里却饱含着皇城脚下的大气与严整，并同北京旧城区的肌理实现了统一，使居住环境注入了新时代的气息，保持了传统建筑文脉的延续性，是中国南北传统民居文化的融合与升华。这种改造是基于对地域特色、周围环境、建筑色彩等方面综合考虑而定位的。改造后单一的灰色基调并没有让人觉得枯燥乏味，通过加入时尚、艳丽的元素，运用灵活多样的手法让新四合院呈现出崭新的面貌。
3.老四合院建筑色彩的继承与发展建筑的色彩不仅具有本身的特性，同时还是一种文化信息的传递媒介，它彰显了人类附加在其上的内涵，在一定程度上代表了区域、城市、国家的文化。灰色调是北京老四合院民居建筑的标志性色彩，这种色彩蕴含着一定的哲学思想，它承载着北京千年的历史文化积淀，映射了北京地域、环境及民俗文化，体现了极高的史学价值。四合院的灰色调颇具艺术特征，它是由文化、地域和建筑层级等多方面来决定的。目前北京大部分改造后的新四合院仍然以灰色调为主，一方面再现了历史，同时延续了建筑的文脉，尽可能还原一个原汁原味的古都风貌，其建筑色彩内涵得到充分的继承与发展。
三、老北京四合院建筑色彩改造中存在的问题
对历史旧街区的改造工程仍在继续，改造取得了一定的成效，但也存在问题，如建筑色彩原真性的缺失，人性化、个性化设计有待提高等。
1.建筑色彩原真性的缺失主要表现在色彩属性差异和色彩三要素的差异两方面。例如南池子大街的色彩在局部处理上，存在着诸多问题。改造后建筑某一部分的色彩尽管与原来部分颜色相同，但色彩明度及饱和度存在差异。这种色彩属性的差异使建筑本身艺术思想发生异变，减弱了南池子大街朴实淳厚的街区特色。如，改造后的建筑构件虽然按原有色彩样貌进行了修饰，但是色彩属性存在差异，与之前建筑的色彩略显明亮、艳丽，那种淳朴、谦逊的品格略逊一筹。
2.建筑色彩独特性的流失不同的时代，不同的民族和环境，在文化方面存在一定差异，反映在建筑上，其风格、色彩也有所不同。因此，老四合院建筑色彩体系是其独有的。若改动这种体系，建筑将会发生质的变化。例如菊儿胡同老四合院建筑，改造后的色彩虽然较为成功，能很好的融入环境，但却存在一些问题。图2改造后南池子大街及四合院图3改造前菊儿胡同及四合院一方面，建筑改造前后的色彩存在差别，新四合院无法再现传统四合院的原有风貌。通过查阅资料了解到传统四合院的色彩原貌———青砖灰瓦的青灰色调。改造后四合院建筑整体虽然仍为灰色调，却由青灰色调变为灰白色调，在原有青灰色墙面外再粉刷一层白色涂料，这使得新形成的灰白色调较之前的青灰色调传达出截然不同的建筑韵味，带给我们别样的视觉体验与色彩感受。另一方面，新民居建筑色彩失去了独特性。菊儿胡同特有的青灰色建筑色调，使它区别于其他民居形式。改造后的菊儿胡同四合院建筑色彩趋向于灰白色调，这种色调是江南民居建筑的主要色调，使新四合院建筑失去了原本特有的色彩面貌和所蕴藏的文化内涵。
平沙落雁及延伸段是兰州市南滨河路重要的交通节点改造工程，是进出兰州市以及连接市区各路段重要的枢纽通道之一。北侧紧邻黄河，是人们休闲、娱乐、旅游观光的重要区段。是兰州市黄河风情线重要的组成部分，具有兰州“外滩”的美名。道路沿线有许多非常有名的旅游景点，是兰州市人民引以自豪的生态路、景观路。也是兰州市每年举行大型国际“马拉松”赛事的重要比赛场地。具有很高的使用价值和观赏价值，是兰州市迈出国门，走向世界的重要的宣传窗口。城市景观照明设计是利用灯光的照明效果塑造城市的夜间形象，通过对山水、江河、道路、桥梁、广场、建筑物、构筑物、园林、雕塑、小品、历史文化古迹和遗址等诸多具体景观的照明设计，丰富城市的空间感和动态感。科学而合理的景观照明设计，是解决平沙落雁及延伸段交通节点改造工程夜间照明朝着巩固、完善、提高等方面发展的关键因素，是形成一幅和谐、优美、宁静的夜景画面的基础，是景观照明设计前提，是实现兰州市景观照明系统化、实现兰州市景观照明灯光建设可持续发展的决定因素。
（二）指导思想
景观照明是通过人为的设计和创作，让其在灯光作用下显得更有艺术感，或者说更加有美感，让普通的夜晚弥漫出不一样的文化气息。平沙落雁交通节点工程是兰州市“畅交通”工作中的重要组成部分，该工程效地改善兰州市交通环境，缓解城市环境污染，提升城市品位，带动兰州市的经济发展。平沙落雁景观照明以“景观、文化、生态、绿色”为主旋律，将与南滨河风情线、兰州水车园、历史人文雕塑相得益彰，有利于提升主城区城市品牌形象，对打造特色景点、品牌旅游有着重要作用。
（三）技术亮点
平沙落雁及延伸段交通节点改造工程新建城市高架与原有路段连接，路况复杂多变，属于城市道路的高危路段。本项目照明工程采用新型钢管护栏灯具有效的解决了高杆/低杆照明引起的安装维护不方便、抗台风差、对周围居民造成严重的光污染等问题。新型钢管护栏灯实现了路面照明，又成为城市夜景中一道独特的风景，其亮灯形成的近线性灯带对驾驶员还有良好的路型诱导作用，保障了驾驶员与乘客的安全。有机地将道路照明功能、景观照明功能、护栏防撞功能合三为一。新型护栏灯采用LED光源，耗电量较小，可大幅度降低电费50%左右。LED灯具环保效果较好，LED灯具中不含汞和氙等有害元素，利于回收和利用，而且不会产生电磁干扰普通灯管中含有汞和铅等元素，这些都是对人体有害的物质。而道路照明采用的高压钠灯中的电子镇流器会产生电磁干扰，影响其他电器的正常运作，长时间的电磁干扰也会对人体健康造成一定影响。
二、景观绿化设计
（一）城市道路景观绿化设计
结合城市道路环境特点、工程特点、构造物分布与选形、路基断面布设形式及景观规划定位等因素，确定如下城市道路景观设计内容：
1.人行道景观。根据沿线用地性质不同进行有区别的设计。结合地面道路及高架桥的空间形态，景观打造以开敞式为主，让沿线的景致和景深成为一道优美风景线。其中行道树设计应注重树形及分支点的选择，体现高大挺拔。主要树种选择有大叶香樟、银杏等。
2.分车带绿化。分车带设计注重简洁通透，以时令草花、修剪整形灌木和球类植物为主，展现沿线道路的整洁大气，注重桥下植物耐阴性的选择。
3.节点景观。节点景观设计应将建筑、场地、绿化结合，统一考虑，打造富有特色的现代城市景观，并注重与地块现有景观的衔接与融合，复铺装则延续原有地块的铺装形式。
4.环境小品。灯饰、椅、凳、桌、花盆、花池、花架、标识牌、护栏以及亭、廊、雕塑等以精美灵巧的造型来点缀空间，起到画龙点睛的作用。如北滨河路黄河风情线上不同路段布置了风格各异的小品雕塑并精心配制灯饰，形成了一系列既相互独立，又协调统一的游憩空间。5.绿化树种选择。针对兰州市地处高海拔严寒地区，气候干燥，降水少、蒸发强烈常年干旱少雨的地理气候特点，在植物配置上以适宜兰州市气候、土质的常绿树种如：侧柏、针叶松、黄杨等为基调树种，保持一年四季绿意盎然的景观效果，适当搭配一些开花有色树种如：红花紫荆，榆叶梅、月棘等，让兰州市黄河风情线更富生机。
（二）城市桥梁景观设计
在保证结构强度的前提下，追求的是流线畅舒展的总体线型和自然的曲线。桥梁的夜景亮化综合采用泛光照明、LED点状照明和带状照明营造炫丽多彩的桥梁夜景效果。在高架桥两侧防撞墙外侧设置花槽，种植景观植物，增加绿化率。高架桥立柱下种植爬藤植物，为垂直绿化的生长提供空间。
（三）地下人行通道桥景观设计
静宁路十字路口北侧与东侧、金昌路十字路口西侧与北侧路口、平沙落雁西侧（原通道加长）、南滨河路、读者大道、平凉路北口处人流量较大，需要设置地下人行通道解决行人横向同行问题，分别设1～5m的通道桥，净宽5.0m，通道两侧设人行梯道。
1.安全性。安全性是地下通道环境设计的基础和前提，结构计算、抗震设计、地下通道防排水设计、照明设计等安全可靠。通道内部和出入口适当距离，布置醒目的标识牌，对行走安全起到很好的保障作用，并在在此基础上对其标识牌进行个性化设计。特别是进行夜景设计时，通过各种灯光色彩来渲染环境和烘托气氛。
2.舒适性。通道处入口是地下空间和地上空间的交换节点，也是人们视觉明暗变换的过度段。设计采用浅灰色钢化夹胶玻璃、钢结构驳爪风雨篷，可以有效缓冲光线明暗变换而产生眼睛的不适感。
3.内饰材料。（1）墙面材料运用干挂大理石等装饰材料体现空间的延伸，让封闭的地下空间具有通透性。墙面砖施工缝横平竖直，自然形成一种韵律感。（2）地面材料采用耐磨、抗压、防水、抗腐蚀、防滑的花岗岩石材。局部采用套色处理。（3）地下通道楼梯是主要的交通枢纽之一，踏步的踏面两侧设计凹槽，避免积水。（4）顶棚设计采用亚光白色雅克力板吊顶，明快而富于变化。顶棚的高度结合空间功能高低错落，赋予流动感。并结合照明灯具的选择，引导人流方向。
把握工程教育要面向工程实际的基本原则。对于机械制造装备设计过程，不仅仅关注结构与功能原理的实现，也要从经济性、安全性、环境保护与节能减排等方面将其视为一个系统的工程技术项目来加以考虑，全方位引导学生培养运用所学知识解决实际工程问题的能力，正确认识工程对于客观世界和社会的影响。教师对于学生的要求更多地集中在培养学生的学习主动性、对问题的深入探究和钻研精神以及追求创新的态度和意识。这就对教师本身在知识结构、教育教学技能、教学与管理艺术等方面提出了更高的要求，要不断更新自身教育理念，与时俱进。
2教学内容的改革与优化
课程教学内容要面向机械设计制造及自动化专业工程教育认证目标，以培养行业认可的复合型工程人才为导向，突出学校与学科专业特色，紧随生产与社会的发展，与相关产业与领域的需求相结合。以此为原则，保留原有教学内容中的经典核心部分，删减或剔除与专业认证目标不相符合的内容。针对湖南科技大学机械设计制造及自动化专业面向矿山机械、工程机械及数控机床产品设计制造的专业培养特色，教学内容中适当增加矿山机械装备与工程机械装备的设计方法与过程，对于金属切削机床的设计着重讲解数控机床的主传动系设计、进给传动系设计与典型部件设计，减少普通机床设计相关内容。机床控制系统设计重点介绍数字控制技术原理与设计过程，其它控制方式酌情删减或剔除。同时教师在授课过程中应结合自身研究方向，增补介绍反映本专业前沿发展现状和趋势的有关新材料、新工艺、新技术和新装备的内容，使教学内容做到融经典、基础、实用、前沿于一体。适当淡化教学内容中的深奥理论知识，增强应用与实践，增加实验与实践教育环节时长，以激发学生的学习兴趣。可以更多地与企业生产实际相结合，与企业沟通联系，创造机会让学生深入企业生产一线，直观接触与动手实践，深入理解机械制造装备的设计原理与方法。强调对重点和难点的把握，精心组织，讲深讲透，如金属切削机床的工作原理、几何表面成形原理和机床主传动系设计过程、夹具定位方案的设计与分析等。对于物流系统设计和机械加工生产线的总体设计，则可以采取学术讲座的形式加以介绍。
3教学方法的突破与创新
面向工程教育专业认证需求，教师要实现教学方法与手段的不断突破与创新，以提高教学质量。教学方法要针对工程实际，可以更多地采用案例分析、综合设计、小组学习、项目训练等方式，培养学生主动学习和团队合作能力，提高工程意识和设计技能。教师也要深入研究当前国内外工程教育的发展形势，将国际上最新的科学思想和科学成果传递给学生。在教学过程中教师要有效利用多媒体教学资源，使知识直观化、形象化，激发学生学习兴趣，调动主观学习积极性。如为使学生对于装备制造业有清晰的认知，激发学生对于机械制造装备设计课程学习的热情，在绪论中详细介绍制造业与装备制造业的内涵，多方搜集资料，以详实的图片、文字、视频和数据资料深入透析装备制造业的地位与作用、我国装备制造业迄今所取得的成就以及面临的机遇与挑战，鼓励学生为我国装备制造业的发展与进步贡献自己的力量。为训练学生的独立分析与思考能力，教师也在课堂上提出问题或布置课后作业，启发学生去思考并分组讨论，教师再进行归纳总结和点评，让学生能够主动参与学习。在机械制造装备设计课程教学中可根据教学难点与重点，有针对性地开展专题讨论与专题作业。讨论与作业的形式也需多样化，以便于活跃学生思维，增强创新意识。
4考核评价机制的多元化
为检验课程教学效果，考核评价必不可少。在常用的平时考勤、课堂作业与期末考试成绩的考核评价机制基础上进行多元化拓展，以助于提高学生的学习积极性，培养创新态度和意识。针对机械制造装备设计课程教学特点，采取“日常课堂教学考核+创新实践考核+期末闭卷考试”模式。日常课堂教学考核从考勤、课堂讨论、课堂作业等方面进行综合评定，重点考查学生的学习态度、学习纪律性与主观能动性等;创新实践考核结合实验教学进行，考察学生的创新思维和创新能力、实践动手能力等;期末闭卷考试适当增加主观题和应用型试题比重。通过考核评价机制的多元化拓展，全面准确地反映学生学习效果。
中图分类号：J59 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2013）09-0196-01
一、关于融侨文体中心建筑外观改造设计总体说明
（一）融侨文体中心建筑外观改造现状背景分析
近年来，随着经济的飞速发展，人们对于旧建筑外观改造的需求越来越大，如何在不改变原始建筑结构的基础上对其建筑外观进行改造，并运用简约的设计手法和先进的环保建筑材料，且采用尽可能少的装饰成为该建筑外观改造的重点。融侨文体中心改造前原始建筑外观如图1-1。融侨文体中心位于滨海城市福建省福州市大学城闽江学院，是一所全日制多科性本科大学，以“崇尚完美，追求卓越”为校训，背靠旗山，前倚湖畔，依山傍水，该建筑外立面以黄色为主，白色为辅，顶部为蓝色调，材质以瓷砖贴面及白色玻璃窗为主，整体布局与正对面图书馆结构相一致，均采用对称形式。融侨文体中心主要用于举行庆典活动、大型会议、迎新晚会及健身等场所。
（二）融侨文体中心建筑外观改造设计存在的不足点
融侨文体中心从地域性、文化性、生态性、时代性着手分析存在的不足点，进而有针对性的进行改造。首先，从地域性出发，由于该建筑位于大学校园境内，大学生拥有着年轻积极向上且阳光活泼的形象，该建筑在表现形式上过于传统、单一，缺乏代表性；其次，从文化性入手，高等教育本着以教育为主的方针，营造充满书香之气的胜地成为重中之重，该建筑在表现手法上缺乏这种文化氛围；再次，从生态性而言，该建筑在材质运用不够低碳环保；最后，从时代性来讲，与时俱进正是当下大学生所应具备的精神，该建筑设计表现手法缺乏创新和现代感。
（三）融侨文体中心建筑外观改造设计目的
校园是育人的空间，环境是无声的课堂，交流是最直接的老师。创造一个富有文化品位，且宜于交流的校园环境正是本设计努力的目标。在高校教育中，师生之间，学生之间情感和信息交流成为了主导，环境为交流互动的发生提供了场所，环境的积极与否会抑制或促进互动的发生，好的环境能够激发学生的热情和求知欲，起到环境育人的作用即“寓教于境”。
随着现代大学建筑的发展，在继承传统建筑风格的基础上同时也在不断的创新与发展。在我国各类大学建筑中，大学建筑已成为反映大学教育风格的一种特性。它不但影响着学校的环境，还肩负着一个时代、一个地区的建筑水平。通过融侨文体中心建筑外观改造的设计，从而延长建筑使用寿命、节约能源，并使得建筑重新焕发生机。建筑应符合大学生青春活力、积极向上的形象。打造成为既具有时代感、现代感，又具有文化气息的校园环境。在改造过程中只有把握了该建筑所处环境，才能发挥地域性优势，取其精华，去其糟粕，修旧如旧，再现辉煌，才能在校园环境危机时期唤醒广大高校师生对环境的重视，才能在使校园的文化得到传承和发展。
（四）融侨文体中心建筑外观改造设计理念
校园环境是校园文化建设的重要场所，是体现校园文化的载体。同时，校园环境的建设是校园文化建设的重要组成部分。紧紧抓住校园这一地域特点，体现地域环境的独特性，是融侨文体中心建筑外观改造设计的基本理念，这个理念在融侨文体中心的运用逐步加大。融侨文体中心建筑外观改造设计反对大拆大建，从闽江学院的历史、地域、文化、环境以及现展理念等方面寻找创作根源、提炼设计元素。设计强调突出自身建筑的形象和特点，注重装饰性与实用性相结合。设计理念是“时代感、简约、自然、低碳环保、可持续发展”，从这几个角度展开。
（五）融侨文体中心建筑外观改造设计材料运用
设计材料以“金灿灿的麦垛”组成，质朴中夹杂着现代感，这些麦垛采用天然麦秸秆压制成的板材建成。内墙用的秸秆板会随着时间变色，这正是本设计的初衷，通过这个过程向广大师生传达尊重自然的重要性。希望人们接受自然材料的全部，既有新生时金色的可爱，也有衰老时灰变的沧桑，更是给以青年一代需珍惜时光。
（六）融侨文体中心建筑外观主入口改造设计
融侨文体中心主入口首先是人流量最大的区域，其次是整个建筑外观的重要组成部分，因此在设计中应宽敞明亮，确保人流畅通。在改造设计中取其精华，弃其糟粕。首先在原始的基础上延伸其入口，并采用立体构成中渐变的手法，给人较强的视觉冲击力。
（七）融侨文体中心建筑外观改造具体说明
融侨文体中心改造后的建筑外观体现为以下几点：首先，从地域性而言，闽江学院整体景观呈圆轴线分布，因此，在此改造设计中，以“圆”为切入点，摒弃了原有中规中矩的八边形建筑结构，采用简约的圆柱形替代，在不改变原有建筑的前提下进行外立面改造，起到节约能源的作用；其次，整体外观围绕“圆”的形式展开设计，以圆弧的顶部、圆柱形建筑、椭圆的玻璃门窗为主，无形起到相互呼应的作用。在色调上，舍去原有以黄、蓝色调，运用金灰色为主，大红色为辅，使得冷暖色调得到很好地结合，冷冷地外建筑面与入口处暖暖地大红色形成呼应，此时的红色同时起到点缀作用。
二、结语
经过改造后的融侨文体中仍存在颇多不足，比如，融侨文体中心的整体空间没有得到充分利用，在设计手法不够现代、新颖，存在设计死角没有处理好；外观材质的表现上也没能够合理的表现出现代与校园环境的融洽，脱离整体校园建筑的呼应。通过本次对融侨文体中心建筑外观的改造设计，从这一过程中受益匪浅，对设计有了新的认识，对建筑改造和创新有了新的体会，对知识进行了笼统的结合和运用，懂得了如何去收集资料，同时，更加深刻地认识到设计无处不在，与人类息息相关。
参考文献：
[1]柳建华、顾勤劳编著.建筑公共空间景观设计.中国水利水电出版社，2008年5月第一版，2008年5月第一次印刷.
[2]曹宏岗、高黎主编.立体构成.南京大学出版社，2010年2月第一版，2010年2月第一次印刷，书号：ISBN 978-7-305-06717-4.
[3]李保峰、李纲编著.建筑表现技法.湖北美术出版社，2002年2月第一版，2005年11月第四次出版，书号：ISBN 7-5394-1223-2/TU.4.
满应力优化设计
满应力设计是通过划分结构设计区和选择关键元的方法实现的。设计区中包括若干个有限元件，从诸元中选出有代表性的元件作为关键元，只对关键元进行强度比再设计。计算时可将结构分为设计区和非设计区。每个设计区受一个变量控制，通过再设计得出各设计区中诸关键元新的尺寸A（k）ij后，再从中选出最大的作为该区的统一变量D（k+1）ij（i∈某区，j∈该区的关键元），然后考虑最大、最小变量约束，再进行下一轮迭代，这就是通常所说的结构元件尺寸（A）与设计变量（D）之间的耦合关系。对非设计区，将不指定关键元，在设计中该区元件尺寸不作改变。
满应力设计的初始设计值取工程估算法估算的初步值，设76个设计区、646个关键元、164个设计变量。表1给出了满应力设计结果。结果表明，经7次迭代收敛，结构质量明显下降，结构减质量24.478kg（14.3%）。经过满应力设计后，各设计区尺寸得到调整，主要体现在缘条面积下降（有的还退回最小限），蒙皮局部厚度增加，总体分布合理。
数学规划法优化设计剪裁
在满应力设计的基础上，用数学规划法进行多约束优化设计，获取满足各种设计要求的最终设计，具体来说是将优化设计归结为求解下述数学规划问题：寻找一组设计变量其中：（fX）为依赖于设计变量向量X的目标函数；gj（X）为性状约束函数；xLi和xUi分别为设计变量xi的下限与上限；m表示设计变量数；n表示约束数。进行数学规划法设计首先要确定约束限，需要把满应力设计结果值返回分析模型，根据再分析结果确定约束限。这里考虑把主翼盒设计成强缘条薄蒙皮的结构形式，初始141.23kg的结构质量也可以接受，因此将满应力设计结果值返回时，局部调整设计变量的下限，使缘条面积不再下降。结构进行再分析，计算结果为：U245653mm，f16.8Hz，η0.81，vF252.3m/s，W141.23kg。
从满应力设计结果，结合结构质量要求、强度要求、以及颤振包线，最终规定出数学规划法设计的约束限为：1）位移约束1个，翼尖后缘点的Y向位移值U245≤628mm；2）振动约束1个，f1≥6.9Hz；3）静弹约束1个，内、外副翼俯仰效率η≥0.815（Ma=0.8，13km）；4）颤振约束1个，vF≥300m/s（海平面）。
数学规划法设计设有50个设计区、122个设计变量（设计区为主翼盒段的上下蒙皮、纵向梁缘条和梁腹板）。表2给出了在位移、振动、颤振约束下的最小结构质量设计结果。可见，经4次迭代后，全部满足约束条件，结构质量仅增加10kg左右，而位移降低72.3mm，颤振速度提高了47.66m/s（占18.9％），充分表明优化设计后结构效率明显提高。多约束优化变量收敛后，从优化尺寸分析看，内外翼转折部蒙皮的±45°和0°铺层厚度都明显增加，这种尺寸分布可以提高结构的弯曲和扭转刚度，对综合满足多种约束条件有利。为进一步说明±45°、0°和90°铺层比例对结构弯曲和扭转频率的影响，详细分析了在相同铺层厚度的情况下，机翼振动、颤振特性随蒙皮不同铺层比变化情况，见表3。
表3中f1、f2、f3、vF分别对应结构的一弯、二弯、一扭频率和颤振发散速度，可以看出，在相同铺层厚度的情况下提高±45°铺层比例，可有效提高结构的扭转频率，从而提高结构的颤振速度。
1基于振型的位移公式推导
振型是结构空间位移的坐标基，所有位移都可通过振型进行展开。同理，内力和应力也可由振型展开，据此可定量化反映结构某方向上的变形状态。结构位移的展开公式如下，设结构的位移表达式为其中，s为位移空间向量;v为位移的幅值，即最大值。式(1)展开的关键是s向量的推导，假定s向量可展开为在式(2)两侧前乘Tr，并利用振型展开的正交性，可以得到利用式(3)和式(4)可将任意空间向量展开成以结构振型为坐标基的空间向量之和的形式。
2基于振型的位移展开
(1)平面问题的振型展开某5层框架结构，如图1所示，每层的质量和刚度均为m和k，结构的位移有以下两种形状，应用本结构的振型加以展开。利用以上推导出来的公式，可求出A和B展开以Φ为坐标基的式子AT和BT，见下页式(7)和式(8)所示。
从式(7)、式(8)可以看出，对于位移形式较为简单的A式，第一振型占主导地位，各自由度处几乎占总反应的80%以上;相对较为复杂的B式，第一振型占总反应的比例有所下降，但仍以第一振型为主。所以对于中、低高度类型结构，传统的Pushover方法具有一定的使用价值。(2)空间位移的振型展开假定某3层5榀3跨规则框架结构，如图2所示，长度方向5跨40m，宽度方向为3跨13m，层高3m。坐标轴方向:长度方向为x轴，宽度方向为y轴，高度方向为z轴。混凝土强度等级为C40。
结构除承担自重外，另外沿X轴和Y轴正方向每层梁柱交点施加集中荷载。对结构进行动力特性分析，前5阶频率和振动形态如图3所示。取结构中某一榀框架柱空间位移值，用前8阶振型展开，并观察各方向上位移量所占比例。某柱的位移分量为:［1．45E－03，2．00E－03，－5．45E－05，－2．24E－04，1．95E－04，0;1．92E－03，2．59E－03，－6．73E－05，－1．31E－04，1．7E－04，0］，表示单元i端和j端自由度位移，分别为每端的3个平动和3个转动，共12个位移量。位移用前8阶振型展开式如式(11)所示。
从式(11)可以看出，由前8阶振型的位移展开式基本上达到了总位移的80%以上，满足一般结构设计精度的需要，故用振型指导概念设计仅需观察前几阶振型即可。
基于振型的概念设计
对于一般建筑，概念设计时，平面和空间布置尽可能规则、刚度连续;在振型上，前几阶振型以平动或弯曲振型为主，推迟或减小剪切振型、扭转振型、局部振型和耦合振型。结构的变形主要表现为4种情况:平动变形、纯扭变形、平动耦联变形和平扭耦联变形。平动和扭转振型方向因子计算公式如下。平动振型方向因子:当结构的外形确定后，平动振型方向因子和扭转振型方向因子完全确定。振型方向因子的大小决定了各阶振型中不同方向上变形状态及所占比例，对分析结构在荷载作用下的力学性能具有重要意义。图2中框架结构振型方向因子如表1所示。
由于本框架横向宽度13m，纵向长度40m，前两阶振型为平动振型，分别为纵向和横向变形;第3阶振型为弱平动耦联，同时伴有扭转变形;第4阶基本上还表现为横向平动;第5阶为较强的平动耦联，伴有扭转变形。因此，在结构设计时，要注意角柱的配筋，同时边柱的配筋也要引起注意，防止扭转破坏。利用振型指导结构概念设计的步骤如下:
(1)建立结构模型，对其进行动力特性分析，结构频率避开场地特征频率、设备工作频率和人的敏感频率等范围，满足适用性和安全性要求。
(2)观察结构振型模式，利用振型方向系数量化各阶振型中不同方向上变形量，判断结构的变形状态。
(3)对于某些不规则结构的角柱和边柱，鉴于其变形的特殊性，应采取必要的构造措施，防止脆性破坏。
(4)对于特别不规则结构，应加强某些楼层或某些杆件的构造措施，提高结构的延性性能。
结论
利用结构振型为坐标基，对任意位移进行展开，进而利用振型方向因子对各振型不同方向上的变形值进行量化，得到以下结论:
(1)任意位移均能以振型为空间坐标基进行展开，并且根据结构的规则程度，仅需前几阶振型就能满足工程精度需要。
实施建筑结构概念设计阶段中，应优选结构方案，确保其经济适用性、切实可行性。应统筹考量工程实际需求、建设状况、环境特征、供给材料、建设条件。同时还应做好水电专业的良好协作交流，进行科学的结构选择、方案规划。应确保建筑构件基于承载极限实现共同工作、受力、体现良好的耐久性。还应做好基础结构规划，良好处理其同上部结构的实际关系，通过整体设计，优化设计效果。另外还应在概念设计实践中引入现代化设计思维，优选计算简图，基于整体结构规划，组合设计，统筹考量，合理布设。应不断积累设计经验，明晰应用程序相关技术状况、适用范围，不应过分的依赖电脑软件，而应做好全面的结果分析、科学核对，进而确保作出正确的分析判断。
建筑结构概念设计实践优化策略
1树立良好的规划设计目标，优化设计方案
为优化设计效果，应在实践设计中树立良好的规划设计目标，优化解决矛盾问题，寻找良好的平衡点，促进投资、成本运行以及效益收入目标的有效平衡。应基于良好的结构概念设计确保投资费用的合理应用，成本费用的有效降低，以及收入效益的最大化创设。针对影响投资建设因素的众多特征，例如土地、结构、装饰费用、智能体系、暖通空调、水电系统成本与消防服务体系费用等，均会对投资效益形成综合作用，因此应做好良好的优化控制、细化分析、综合管理，实施有效的工程维护、运营管理。应以业主普遍接受的投资规划与运营成本范畴，创设最大化效益。还应全面考量产出与投入的相关问题，创设良好的结构概念设计效果。
2优化完善设计约束
建筑工程结构概念设计会综合受到工程功能性、安全性、环保舒适性等因素约束限制，怎样满足这些约束需求，并有效的节约成本投入，创设良好的设计效益，应是我们主力探讨的重要问题。一般来讲，建筑结构实践设计中呈现的约束包括条件、隐性与规范约束等。
相关条件的约束来自于工程实际影响条件与业主需求约束。工程面临的现实条件约束包括环境条件、工程规模、政府规划策略等，业主需求则更加细化，包括建筑工程总体高度、各结构尺寸、具体投入造价，局部工程功能等。规范约束具有强制性特征，涉及到各类工程建设指标，例如建筑工程宽高、长度、混凝土工程强度、消防标准、抗渗防震级别等。针对上述约束条件，建筑结构概念设计阶段中，应科学遵循其约束标准。而对于隐性约束，则可实施有效的优化控制。即应通过概念设计的综合掌握，衡量隐性约束条件，不应不良忽视。
例如对于北向房屋，由于其阳光投射少，因此可将其优化设计为储藏室、卫生间等功能场所，而将地势优越、享受阳光良好的部位设计为居室、办公室等。还可位于相同面积的场所进行更为合理科学的户型规划设计，进而体现概念设计优越性，做好良好的约束条件优化完善。
3科学引入虚拟现实规划设计理念，优化设计效果
建筑结构概念设计中，应优化引入虚拟现实规划设计理念，基于环境条件，科学利用相关工程结构知识体系、数据库系统、组件库，进行虚拟三维结构模型设计，体现良好的真实感、创造优质的防震模拟效果。利用该技术设计策略，可随意进行工程结构更新、整改，依据业主需求进行优化设计，重复计算、参数变更设定以及实时动态分析。还可基于方案的不同比选、设计结果的多次校验实施良好的一致修改，进而促进建筑结构概念规划设计的完善优化，创设良好的实践设计效果，并为提升后续工程建设水平、强化工作效率、提供技术方案参考作出重要贡献。
建筑结构概念设计实践应用
1抗震结构概念设计
地震灾害难以预防检测，因此更应做好建筑结构概念优化设计，由宏观层面实施有效的抗震结构强化，做好计算结果的科学分析，核准薄弱构造，引入强化措施，创设良好的经济实用设计效果。应在结构概念设计中优选良好的地基条件与场所，杜绝地面变形对建筑工程产生的不良影响，降低直接损失。
同时应做好基础规划设计，相同结构单元不应规划于各异地基结构中，应激发地基潜能。工程体型结构应做到清晰简单、良好均匀、规则布设，进而有效预防地震灾害形成的变形作用，并造成对建筑工程的扭转作用与集中应力破坏影响。结构体系规划应做到科学有序，规范合理，确保抗侧构件的对称良好。还应进行抗震防线的有效布设，杜绝薄弱结构环节的产生。建筑结构构件应做到安全连接，具有良好的抗变强度能效。应体现优质的空间统一性，强化平面互连，并具有良好的竖向刚度。结构概念设计中还应完善实施非结构构件的优化处置，杜绝不利作用。
2高层建筑工程结构概念科学设计
高层建筑工程实施结构概念设计阶段中，应基于其工程受力特征，进行结构方案的科学取舍。高层建筑属于竖向悬臂体系，其受到水平荷载作用要超过垂直荷载很多，因此应对水平荷载进行科学的结构概念控制设计。应确保高层建筑应对水平荷载的剪力作用、弯矩影响以及相关压、拉影响应力符合有效的刚度、强度要求，令其伴随工程高度的提升形成的侧向变形作用合理控制在良好的结构范畴标准中。
