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一、变形缝的特点
在工业与民用建筑中,由于受气温变化、地基不均匀沉降以及地震等因素的影响,建筑结构内部将产生附加应力和变形,如处理不当,将会造成建筑物的破坏,产生裂缝甚至倒塌,影响使用与安全。其解决办法有:加强建筑物的整体性,使之具有足够的强度与刚度来克服这些破坏应力,而不产生破坏;预先在这些变形敏感部位将结构断开,留出一定的缝隙,以保证各部分建筑物在这些缝隙中有足够的变形宽度而不造成建筑物的破损。这种将建筑物垂直分割开来的预留缝隙被称为变形缝。
变形缝的材料及构造应根据其部位和需要分别采取防水、防火、保温、防虫害等安全防护措施,并使其在产生位移或变形时不受阻、不被破坏(包括面层)。
二、建筑物变形缝的种类
1、伸缩缝
伸缩缝亦称温度缝,是指为防止建筑构件因温度变化而热胀冷缩使建筑物出现裂缝或破坏的变形缝。伸缩缝可以将过长的建筑物分成几个长度较短的独立的部分来减少由于温度的变化而对建筑物产生的破坏。在建筑施工中设置伸缩缝时,一般是每隔一定的距离设置一条伸缩缝,或者是在建筑变化较大的地方预留缝隙,将基础以上建筑构件全部断开,分为各自独立的能在水平方自由伸缩的部分,通过这些做法来使伸缩缝两侧的建筑物能自由伸缩。在具体的建筑施工中,伸缩缝设置的间距一般为60m,伸缩缝宽度在20~30mm之间。
2、沉降缝
沉降缝是指当建筑物的建筑基层土质差别较大或者是与建筑物相邻的其他部分的高度、荷载和结构形式差别较大时设置的变形缝,因为如果建筑物地基土质差别较大或者是与周围的建筑环境不统一,就会造成建筑物的不均匀的沉降,甚至会导致建筑物中一些部位出现位移。为了预防上述不良情况的出现,建筑物在施工过程中一般会在适当的位置设置垂直缝隙,把一个建筑物按刚度不同划分为若干个独立的部分,从而使建筑物中刚度不同的各个部分可以自由的沉降,沉降缝与伸缩缝不同,沉降缝可以从建筑物基础到屋顶在构造上完全断开,而伸缩缝则不能这样,同时沉降缝的宽度也可以随着建筑物地基状况和建设高度的不同而不同。
3、防震缝
防震缝是指将形体复杂和结构不规则的建筑物划分成为体型简单、结构规则的若干个独立单元的变形缝,变形缝的主要目的是为了提高建筑物的抗震性能。防震缝的高侧一般采用双墙、双柱的模式建造,缝隙一般是从建筑物的基础面以上沿建筑物的全高设置的。防震缝从建筑物的基础顶面断开并贯穿建筑物的全高。防震缝的最小缝隙尺寸一般为50―100mm。缝的两侧应有墙体将建筑物分为若干体型简单、结构刚度均匀的独立单元。
三、建筑物变形缝的设置方法
1、设置沉降缝
在具体设计工作中,对建筑物变形缝设置的难点就在于如何设置沉降缝。
(1)双墙做法。即缝两侧均为承重墙,其基础做法又分为二种情况:首先,采用偏心式基础。这种方式多用于一般荷载较轻、层数不高的砖混结构中,它要求地基土承载力比较高,这样基础断面尺寸不很大,基础适度的偏心不致影响整个结构。在保证缝宽尺寸的情况下,低层部分基础偏心层可能大一些,因为它的基础断面尺寸相对要小一些,使两侧基础偏心都较合理可行。
(2)墩式基础。这种做法必须设置基础梁,采用这种方法实施起来比较复杂。首先要把基础粱的位置、跨数、跨度确定下来,然后根据墙体能下来的荷载把梁的弯矩、剪力计算出来,再根据剪力的大小(支座处)与地基土承载力来确定各个墩的尺寸,墩与墩之间应完全分开,如果有必要各墩还应配筋。这种方法多用于偏心基础不能满足的砖混结构和一边砖混,一边为框架的混合结构形式。
2、悬挑做法
要求沉降缝一侧纵墙端部为悬挑基础,纵墙端部没有承重横墙,这种方式灵活性大、结构布置比较简单,适用于各种地基情况,但建筑构造处理比较复杂,它需在悬挑端设置轻质隔墙来减轻自重。实际上我们也可把悬挑基础做成悬挑梁,与墩式基础结合起来用,这样纵墙端部也可以是承重墙,它能更好地满足建筑物构造要求。
3、简支做法
即将两个独立单元建筑拉开一段距离,利用简支构件联结两边,来满足沉降要求。这种方式适用于在两个建筑物间做连廊 设计、施工均比较简单易行。
4、钢筋混凝土后浇带
这是近年在本地区应用于多层或高层框架结构的建筑中,后浇带就是在主楼(高层)与附房(低层)间在低层部位人为地留出一道800~1000mm宽的缝,待主楼的主体结构施工完成后,主楼处沉降已基本完成,方可将后浇带用高一级标号的混凝土浇筑。主楼越高,沉降完成的越好,越宜采用后浇带。
做后浇带的前提必须是项目所在地地基土的承载力比较高,压缩率比较小。后浇带应设置在粱或板的跨中弯矩和支座弯矩都较小的部位,尤其是梁,必须以梁为主要因素来考虑。后绕带的具置还应结合具体工程来定。
四、变形缝设置中应注意的防水问题
变形缝是屋面变形集中的部位,随着建筑物的使用,变形缝的宽度不断变化,所以不管屋面采用哪种防水材料,变形缝的构造和设防是一致的,即需要多道设防.并在缝的宽度变化时,不会造成防水层的破坏。根据变形缝的位置不同,变形缝分为高低变形缝和等高变形缝两种,等高变形缝又分为高出屋面等高变形缝、与屋面平齐变形缝和双天沟变形缝等。
高低变形缝的一边为立墙(高层),另一侧为屋面。这时屋面防水层如为卷材时,卷材应钉压在高层立墙上,并向缝中下凹,上部采用合成高分子卷材一边钉压在高层立墙上,一边直接粘到屋面防水层上,同时在表面用金属板单边固定予以保护。如屋面为涂膜防水层时,也应采用与卷材防水层相同的处理方法,并做好涂膜防水层与合成高分子卷材的搭接。
等高变形缝的高出屋面变形缝或双天沟变形缝,防水层均应做到高出屋面矮墙或天沟侧壁的顶面,然后在上部用合成高分子卷材覆盖,卷材中间下凹到变形缝内20~30mm,在凹槽内垫聚乙烯泡沫条,两边与屋面上翻的防水层搭按,宽度不少于100mm,然后再在顶部铺一层合成高分子卷材,两边应覆盖住前一层合成高分子卷材的搭接缝;上部再用细石混凝土或不锈钢盖板盖压。
五、结束语
每个建筑物都有各自不同的特点,是否需要变形缝,如何设置变形缝,应根据每个工程不同的建筑要求,结构形式及地理环境来考虑,尽可能采用合理、简单的做法,并能达到更为理想的结果。变形缝中的重点就是沉降缝,以上是笔者这些年来在处理建筑物沉降缝中的一点体会,希望通过总结以前的经验,能够在以后的结构设计工作中把变形缝处理得更完美。
中图分类号TU7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)33-0050-02
1 变形缝的产生
在工业与民用建筑中,由于受气温变化、地基不均匀沉降以及地震等因素的影响,建筑结构内部将产生附加应力和变形,如处理不当,将会造成建筑物的破坏,产生裂缝甚至倒塌,影响使用与安全。其解决办法有:加强建筑物的整体性,使之具有足够的强度与刚度来克服这些破坏应力,而不产生破坏;预先在这些变形敏感部位将结构断开,留出一定的缝隙,以保证各部分建筑物在这些缝隙中有足够的变形宽度而不造成建筑物的破损。这种将建筑物垂直分割开来的预留缝隙被称为变形缝。
2 建筑物变形缝的种类
2.1 伸缩缝
伸缩缝亦称温度缝,是指为防止建筑构件因温度变化而热胀冷缩使建筑物出现裂缝或破坏的变形缝。在建筑施工中设置伸缩缝时,一般是每隔一定的距离设置一条伸缩缝,或者是在建筑变化较大的地方预留缝隙,将基础以上建筑构件全部断开,分为各自独立的能在水平方自由伸缩的部分,通过这些做法来使伸缩缝两侧的建筑物能自由伸缩。在具体的建筑施工中,伸缩缝设置的间距一般为60m,伸缩缝宽度在2Omm~30L之间。
2.2 沉降缝
沉降缝是指当建筑物的建筑基层土质差别较大或者是与建筑物相邻的其他部分的高度、荷载和结构形式差别较大时设置的变形缝,因为如果建筑物地基土质差别较大或者是与周围的建筑环境不统一,就会造成建筑物的不均匀的沉降,甚至会导致建筑物中一些部位出现位移。为了预防上述不良情况的出现,建筑物在施工过程中一般会在适当的位置设置垂直缝隙,把一个建筑物按刚度不同划分为若干个独立的部分,从而使建筑物中刚度不同的各个部分可以自由的沉降。
2.3 防震缝
防震缝是指将形体复杂和结构不规则的建筑物划分成为体型简单、结构规则的若干个独立单元的变形缝,变形缝的主要目的是为了提高建筑物的抗震性能。防震缝的高侧一般采用双墙、双柱的模式建造,缝隙一般是从建筑物的基础面以上沿建筑物的全高设置的。防震缝从建筑物的基础顶面断开并贯穿建筑物的全高。防震缝的最小缝隙尺寸一般为5Omm~100mm。缝的两侧应有墙体将建筑物分为若干体型简单、结构刚度均匀的独立单元。
3 建筑物变形缝的设置方法
3.1 设置沉降缝
在具体设计工作中,对建筑物变形缝设置的难点就在于如何设置沉降缝。
1)双墙做法。即缝两侧均为承重墙,其基础做法又分为2种情况:首先,采用偏心式基础。这种方式多用于一般荷载较轻、层数不高的砖混结构中,它要求地基土承载力比较高,这样基础断面尺寸不很大,基础适度的偏心不致影响整个结构。在保证缝宽尺寸的情况下,低层部分基础偏心层可能大一些,因为它的基础断面尺寸相对要小一些,使两侧基础偏心都较合理可行。
2)墩式基础。这种做法必须设置基础梁,采用这种方法实施起来比较复杂。首先要把基础梁的位置、跨数、跨度确定下来,然后根据墙体能下来的荷载把梁的弯矩、剪力计算出来,再根据剪力的大小(支座处)与地基土承载力来确定各个墩的尺寸,墩与墩之间应完全分开,如果有必要各墩还应配筋。这种方法多用于偏心基础不能满足的砖混结构和一边砖混,一边为框架的混合结构形式。
3.2 悬挑做法
要求沉降缝一侧纵墙端部为悬挑基础,纵墙端部没有承重横墙,这种方式灵活性大、结构布置比较简单,适用于各种地基情况,但建筑构造处理比较复杂,它需在悬挑端设置轻质隔墙来减轻自重。实际上我们也可把悬挑基础做成悬挑梁,与墩式基础结合起来用,这样纵墙端部也可以是承重墙,它能更好地满足建筑物构造要求。
3.3 简支做法
即将两个独立单元建筑拉开一段距离,利用简支构件联结两边,来满足沉降要求。这种方式适用于在两个建筑物间做连廊 设计、施工均比较简单易行。
3.4 钢筋混凝土后浇带
这是近年在本地区应用于多层或高层框架结构的建筑中,后浇带就是在主楼(高层)与附房(低层)间在低层部位人为地留出一道800mm~1000mm宽的缝,待主楼的主体结构施工完成后,主楼处沉降已基本完成,方可将后浇带用高一级标号的混凝土浇筑。主楼越高,沉降完成的越好,越宜采用后浇带。
做后浇带的前提必须是项目所在地地基土的最载力比较高,压缩率比较小。后浇带应设置在梁或板的跨中弯矩和支座弯矩都较小的部位,尤其是梁,必须以梁为主要因素来考虑。后绕带的具置还应结合具体工程来定。
4 变形缝设置中应注意的防水问题
根据变形缝的位置不同,变形缝分为高低变形缝和等高变形缝两种,等高变形缝又分为高出屋面等高变形缝、与屋面平齐变形缝和双天沟变形缝等。
高低变形缝的一边为立墙(高层),另一侧为屋面。这时屋面防水层如为卷材时,卷材应钉压在高层立墙上,并向缝中下凹,上部采用合成高分子卷材一边钉压在高层立墙上,一边直接粘到屋面防水层上,同时在表面用金属板单边固定予以保护。如屋面为涂膜防水层时,也应采用与卷材防水层相同的处理方法,并做好涂膜防水层与合成高分子卷材的搭接。
等高变形缝的高出屋面变形缝或双天沟变形缝,防水层均应做到高出屋面矮墙或天沟侧壁的顶面,然后在上部用合成高分子卷材覆盖,卷材中间下凹到变形缝内20mm~30mm.在凹槽内垫聚乙泡沫条,两边与屋面上翻的防水层搭按,宽度不少于100mm,然后再在顶部铺一层合成高分子卷材,两边应覆盖住前一层合成高分子卷材的搭接缝;上部再用细石混凝土或不锈钢盖板盖压。
5 结论
每个建筑物都有各自不同的特点,是否需要变形缝,如何设置变形缝,应根据每个工程不同的建筑要求,结构形式及地理环境来考虑,尽可能采用合理、简单的做法,并能达到更为理想的结果。变形缝中的重点就是沉降缝,以上是笔者这些年来在处理建筑物沉降缝中的一点体会,希望通过总结以前的经验,能够在以后的结构设计工作中把变形缝处理得更完美。
参考文献
[1]混凝土结构设计规范 GB5001O一2OO2.
中图分类号:[TM865]文献标识码:A
引言
盐城市位于江苏沿海中部,气候温和,资源丰富,属于北亚热带气候向南暖温带气候过渡的地带,常年雷暴日数在31.9天,雷电灾害是较为严重的。有时,因甲方对建筑物各部分功能的改变或供电、通讯、信息等附属工程设计的特殊要求而和原设计有较大的差异。因此,对于防雷工程公司的“设计方案”的审核即“专项审核”很有必要,这也是防雷工程最终进行竣工验收的主要依据。
一、设计审核中常见的问题分析
(一)原设计存在的问题
对于建筑设计部门在建筑物报建早期阶段给出的防雷设计,由于现场具体施工地块位置不明,防雷设计审核时,很少到现场进行实地考察。当我们接到工程公司的“设计方案”时,按规定应先到工地进行现场考察,发现不少施工设计都是因原设计图审时防雷设计存在问题,而这些问题大都是因为建筑设计部门未进行现场实地考察所致。
(二)建筑物环境不明导致防雷类别有误
建筑设计部门一般按照《GB5007-94的防雷设计规范》,依据建筑物年雷击次数及建筑物的长、宽、高计算来确定防雷类别,但是对建筑物的其他实际情况往往考虑不周。
(三)建筑物地质资料有误
某建筑物经现场检测,共用地网的接地电阻为13欧姆,远大于4欧姆的要求。经了解,原设计是参考了附近某楼栋的地质资料;实际上该建筑物地下为较深厚的沙石层或岩层,并非泥土层,单根引下线接地电阻都大于30欧姆。而工程公司提供的“设计方案”仍沿用原图审时的资料;据GB50057-1994和JGJ/T16-92的有关条款规定,我们在“专项审核”意见中明确提出了“防雷工程的接地网适当延长有效接地长度,并加降阻材料,必须把共用地网的接地电阻降到4欧姆以下”。
(四)防雷设计中容易被忽视的问题
一般来说,在建筑设计部门提供的防雷设计方案中对防雷工程设计的细节问题欠考虑,而防雷工程公司提供的“设计方案”又常被忽视;但由于这些问题被忽视,在建筑物受雷击时往往会产生严重的后果。我们在“专项审核”中经常遇到的上述问题有:
1、高层建筑防侧击雷
当建筑物高度超过滚球半径时,建筑物的侧面易遭受雷电侧击。按GB50057-1994第3.2.4条、第3.3.10条、3.4.10条要求,二类、三类建筑物滚球半径高度以上的室外较大金属物应实施等电位连接。
2、室外照明设备和航空障碍灯的SPD安装
在“专项审核”工作中发现,室外照明设备和航空障碍灯配电箱的防雷保护经常被忽视。从防雷区划分的角度,这些配电箱属于LPZOB区,完全暴露在没有衰减的空间电磁场中,雷电感应产生的过电压、过电流会沿着线路侵入到建筑物的供电系统中。
3、屋顶金属构件和电气设备的防雷措施
屋顶安装的广告牌、卫星接收天线、太阳能热水器、小型水塔等金属设施,由于初步设计时难以确定位置,经常在安装位置上没有预留接地端子,有的防雷工程公司在“设计方案”中也没有说明。
4、屋面直击雷防护装置
审核中发现有的“设计方案”中对屋面避雷带设计不符合GB50057-1994有关规定。主要是两种情况:
一是当屋面是斜屋面或层高不等的屋面时,没有将避雷带设计成闭合;二是避雷带网格尺寸偏大,不符合规范规定的要求。
二、建筑物设计功能变更
由于地产开发商为了追求利润最大化,建筑物的原设计功能的改变时有发生。因此,我们对防雷工程公司的“设计方案”进行审核时,必须了解建筑物的使用功能的最新情况。一般来说,防雷工程公司不会对此引起重视。根据G50057-1994 第2.0.3条第8款的规定,对宾馆、饭店、商场等特殊行业,只要N值达到0.06次//年以上,则应按二类防雷建筑设计。
三、通讯、信息、计算机网络等附属工程设计的特殊要求
随着IT技术的普及,新建的智能性大楼中,普遍采用计算机网络信息传输网络安防监控网络系统(以下统称信息网络系统)。这些网络和设备对雷电过电压、雷电感应非常敏感,极易遭受雷击造成整个系统的瘫痪。
考虑到雷电侵入信息网络系统的主要途径为电力线入侵计算机通信线路或监控信号线路入侵地电位反击电压经接地体入侵雷电感应等;据有关统计,雷电感应造成信息网络系统损坏的事故率占80%以上。据近近几年的智能性建筑信息网络系统的“专项审核”实践证明,应对此类工程的审核给予特别重视,尽量在审核前,先进行防雷风险评估,并对设计方案的每一环节把关。
四、设计工程公司不规范运作
在“专项审核”工作中,经常发现一些工程公司为了追求本公司经济利益在“设计方案”上存在不规范现象,对此,务必引起重视。
(一)为承包工程,故意降低建筑物的防雷类别
某资质为丙级的防雷工程公司,按照《中国气象局第10号令》只能从事3类防雷工程的设计和施工。该公司为了承包某幼儿园的防雷工程,在“设计方案”中将该原防雷审核审定的防雷二类擅自改为三类,防雷中心经审核后予以退回。
(二)为了追求工程利润,故意增设SPD (浪涌保护器)
例如,某防雷工程公司对一个普通民用住宅楼的防雷“设计方案”中,将地下室和每个楼层的配电箱、室内监控摄像头都安装了SPD,属于不必要的增设。
(三)没有提供建筑物供电线路的详细布局图,方案审核缺乏依据
SPD具有限压、泄放雷电流和瞬间等电位连接作用,按照有关规范的技术要求,供电线路和电气设备应安装SPD; 但是,设计方案必须提供选用的SPD技术参数、SPD安装的具置和供电线路的布局图(说明供电线路是埋地进入还是架空进入或是通过地下室供电槽架进入),这些数据是审核SPD安装是否规范的依据。但是不少工程公司没有提供上述资料数据,使得“专项审核”时不得不退回“设计方案”。
参考文献:
[1]. 林念萍, 钟万强,杨春 建筑物防雷设计审核中一些困惑性的问题探讨,.中国防雷. . 2009(1). :27~30.
近年来,一门新的边坡防护技术得到了迅速的发展,那就是边坡生态修复。目前,不同类型的边坡可以采取不同的方法进行边坡生态修复,常见的方法有液压喷播、厚层基材喷射植被护坡、植被混凝土护坡绿化、边坡TBS植被护坡绿化、三维植被网喷播植草等。在生态修复的开始一段时间内,这些方法可以促进植物旺盛生长,能够很好的保持水土不流失,但是一段时间过后,植物生长就会逐渐衰退,很难保持植物群落的稳定性。主要是因为在边坡生态修复的过程中缺乏植物群落的多样性,使用的草本植物比较多,使用的灌木、藤本植物比较少;另一方面还因为基质材料没有较好的适应性,不具备持久性。
恢复边坡原来就有的生态功能、构建稳定性良好、持续长久的植物群路是边坡生态修复核心目的。所以,在边坡生态修复过程中,既要考虑边坡在短时期内的水土流失控制要求和一些自然灾害的影响,还要考虑植物群落未来的演替类型,依据边坡的实际情况、采用的生态修复方法及植物群落未来的演替类型,科学设计目标植物群落。当前,草本植物是边坡生态修复过程中采用的主要建群种,植物群落类型非常单一,没有足够的群落稳定性。本文依据边坡生态修复施工实践和植物群落演替规律,在目标植物群落分类的基础上,提出了边坡生态修复的设计原则,总结了近几年工作实践中几类边坡生态修复植物群落类型设计方法。
一、边坡生态修复中植物群落类型设计原则
边坡生态修复中植物群落类型设计必须符合一个总的原则,就是构建与地理位置、自然环境相吻合的植物群落,而且要与周边环境相互协调。具体来讲要符合以下5个设计原则:
(一)与自然环境相协调的原则。在边坡生态修复过程中,设计的植物群落类型要与所处区域的自然环境相符合,做到所修复的植被协调于原有的植被。所以,确定植物群落类型之前,要详细调查当地的气候生态条件及植被情况,依据调查的实际情况选择生物特性适合的植物群落物种,合理的进行组合搭配。
(二)注重植物物种的安全性。选择的植物群落类型要与边坡的类型互相吻合,同时要保证植物物种不破坏边坡的稳定性,不危害边坡周边的环境。要尽量多的选用当地的植物物种,少用或杜绝使用外来植物物种,避免物种侵入造成的危害。
(三)坚持植物群落的多样性。由草本植物、乔木、灌木多物种组合的植物群落具有较强的稳定性,如果物种相对单一,就难以保持植物群落的稳定性。所以,设计植物群落类型时要在水平结构、垂直结构和时间结构上合理搭配草本、乔木、灌木等多种物种,保证植物群落中物种的多样性,保持植物群落的稳定性。
(四)提高植物群落的实际功能。采用工程手段,对边坡原有的植物群落类型进行恢复是边坡生态修复的主要目的,主要是防治边坡的水土流失,保护边坡进一步稳定。依据不同边坡的特点,设计时要考虑植物群落类型的特性和功能,多选择保持水土效果较好、固坡能力强、耐旱的植物物种。
(五)保证植物群落的景观特色。设计植物群落类型还要考虑植物群落所带来的景观效果。在满足边坡保护的功能基础之上,要设计景观价值较高的植物物种,以保证植物群落所带来的观赏价值。
二、边坡生态修复中植物群落类型的设计方法
依据边坡生态修复中目标植物群落类型设计原则,本文结合工作实践的实际,浅谈几种边坡生态修复中植物群落类型的设计方法。
(一)公路(铁路)边坡生态修复中植物群落类型设计方法。对于市区周边的公路(铁路)边坡而言,要求必须有良好的景观效果,所以,选择的植物群落类型就必须与周边的环境协调一致,选择具有观赏价值的花草和灌木,设计外观,合理搭配物种的外观形状和颜彩,体现群落的自身特点。
对于离市区较远的公路(铁路)边坡而言,最好是设计成灌草型植物群落,尽量避免使用乔木。由于乔木具有较大的重量,使用乔木会造成边坡不稳的问题,由于高度较高,对司乘人员的视野造成影响,容易引发交通事故。要选择水土保持能力强、根系发达、耐干旱的植物物种,合理搭配垂直结构,满足多物种、景观效果良好的植物群落。
(二)滨水岸坡生态修复中植物群落类型设计方法。陆地与水体连接的纽带是滨水岸坡,能够防止地面污染物流进水体。良好的岸坡植物群落能够对污染物的含量进行有效过滤,减少污染物,吸收径流中的大量有机物,改善河流的水质,减少藻类和浮游植物的繁殖数量。在设计选择滨水岸坡的植物群落类型时,不但要考虑美化环境、保护河岸的功能,还要考虑减少对河水的污染作用。
对于水上的坡面而言,减少污染物流进河水、保护边坡稳定是植物群落的主要作用。所以,要选择设计灌草型的植物群落类型,选择使用根系发达的物种,多使用能够吸附污染物的草本植物和小灌木,保证与周围环境协调一致,合理搭配花卉,构建成一个休闲娱乐景观区域。
对于水下坡面而言,由于浸泡在水中的时间很长,没有较好的光通量,所以要选择设计根系发达、耐水淹的植物群落类型,最好选择还具有降解水中污染物的沉水植物,不但能够护岸固坡,还能够对库岸进行净化,过滤流进江中的地表径流,对有机物进行吸收和转化,净化水体,防止过多的有机物流进水体而导致富营养化,从而抑制浮游藻类在水体中的大量繁殖生长,提高水体透明度。
(三)废弃地边坡生态修复中植物群落类型设计方法。因为石壁非常的陡峭,而且表面十分光滑,昼夜温差比较大,没有松散的基质和土壤,不能对边坡实施有效的保水保肥措施。所以,选择设计植物群落类型时,是否合理的选择了植物物种对能否成功进行生态修复起着非常重要的作用。
石壁的坡度大小、岩石性质和岩石表面粗糙程度是此类边坡生态修复设计植物群落类型的依据。一般情况下,主要是选择草本型植物群落,在石壁的空穴处和平台处选择小灌木和藤本植物物种,对周围环境进行简单点缀。
开挖坡顶的边坡生态修复,主要是在山顶上修建种植槽,将种植土回填,在修建好的种植槽内设计灌木和垂吊藤本植物物种,下垂的藤本植物可以覆盖一些的岩石,防止水土流逝,具有鲜活生动的景观效果。在坡脚位置的种植槽内,可以选择带花的、具有攀缘能力的植物物种,构建美观的植物群落景观。
三、结束语
当前的边坡生态修复与传统的边坡绿化已截然不同,主要涵盖了修复边坡生态的功能,植物群落的类型也发生了重大的改变,主要以物种的多样性为主,丰富了群落类型。在边坡生态修复过程中,设计适合实际的植物群落类型,将发挥群落的生态功能,改善边坡区域环境的生态结构,提高社会效益。
参考文献:
[1]杜芳,卢广霞.大同市生态修复存在问题与对策[J].山西水利.2006(05)
[2]何建华.对生态修复有关问题的思考和探讨[J].山西水利.2005(06)
[3]张健全.生态修复技术在水库水土保持中的应用[J].资源开发与市场.2011(06)
中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(c)-0091-01
当前蓄能电厂应用的防误闭锁系统均采用通用的电气五防闭锁系统,该系统设计思路和主要应用方向均是针对开关站、变电站等设计的,与抽水蓄能电厂生产实际有较大的差距。
对于电厂来说,厂内的高低压电气设备操作管理工作同样适用该规定要求。但不同于变电站、开关站的是,电厂除了电气设备操作之外,还有大量的机械类设备操作工作。对于机械类设备操作来说,其闭锁逻辑关系虽没有电气设备那样严格和复杂,但涉及到了很多高压油、水、气系统,其操作的危险性很大,如出现误操作则可能酿成严重后果。而对于北京十三陵蓄能电厂这类全地下式厂房的蓄能电厂来说,如对机械类设备操作把关不严,误操作而导致产生水锤、阀门崩损、管路跑水等情况则很可能产生人员伤亡、设备损坏、水淹厂房等恶性重大事故。因此,防范机械类设备的误操作对于电厂安全生产来说非常重要。
1 实际应用中的安全隐患
在电厂综合性检修过程中存在大量机械设备。机械设备本身没有实现逻辑闭锁,只能靠人为判断进行操作,设备开启和关闭顺序也存在危险点,检修时做到可控、能控难度较大。造成误入间隔、误开关机械设备等安全隐患。
2 解决方法
在充分吸收近几年以来的防误管理工作经验基础上,分析和研究了现有电气五防系统的工作机制和流程控制方法,认为完全可以以此为基础来研制一套更为完善的、能够涵盖机械与电气设备的综合防误系统。
结合蓄能电厂生产实际,对电气、机械等各类设备进行综合分析,形成完整的闭锁逻辑方案。并针对性的分析主要设备情况,研究和设计符合现场应用实际的闭锁装置和闭锁方法,最终形成一套完整的闭锁管理方案。在此基础上,进一步优化现有的防误管理和相关的生产管理流程,将各类主要设备纳入防误管理系统中,实现全厂设备防误功能的集中管理、整体控制、规范流程、标准统一。主要内容如以下几点。
(1)结合抽水蓄能电厂生产实际,建立和完善防误闭锁体系,形成一套完整的机械电气综合防误闭锁系统解决方案,实现对电厂的机械设备和电气设备操作过程的综合防误闭锁功能。
(2)扩展现有电气防误闭锁系统应用范围,研究机械电气综合防误闭锁系统的应用方法,从技术角度和管理方法两方面,解决抽水蓄能电厂安全生产过程中,机械和电气操作环节存在的闭锁逻辑不完整,防误管理不能覆盖全部生产设备的问题,并充分考虑事故应急响应过程中的特殊操作需求。
(3)主要由防误系统、防误主机(含模拟屏)、电脑钥匙、机械编码锁、机械锁具等功能元件组成,防误闭锁装置闭锁的设备安装有阀门、事故闸门、检修闸门、涉及的油、水、气系统的管路,上述设备是通过微机锁具(电编码锁和机械编码锁)实现闭锁的,对上述设备须由软件编写操作闭锁规则。
(4)在防误闭锁系统的闭锁中加入机械作业逻辑闭锁,首先对电厂内所有阀门、事故闸门、检修闸门、球阀系统、以及涉及的油、水、气系统等逐一增加定义。定义中包括以上设备的实际位置,现场加装唯一编码电编码锁。当模拟操作位置与实际位置不一致时通过防误闭锁装置强制闭锁,禁止操作。以此解决机械措施操作中,误入操作间隔问题。其次对机械措施中设备间存在的操作顺序、操作条件加以干预,由软件编写操作闭锁规则,每项操作必须符合闭锁规则才能操作。以此解决误开关阀门、误解除或投入与其它设备的闭锁的安全问题。
所述机械作业同一对象现场同时悬挂一个警示牌。
所述机械作业同一对象现场同时加挂一把编码锁。
所述机械作业包括所有阀门、事故闸门、检修闸门、球阀系统、以及涉及的油、水、气系统等电厂正常运行的一切机械设备。
在原有防误闭锁系统的逻辑闭锁中加入机械作业逻辑闭锁,同时采取对同一对象现场存在唯一位置标识,从软件模拟到现场都能防止误入间隔和误开关阀门、误解除或投入与其它设备的闭锁,非常直观的对机械措施操作加以控制,有效使检修作业的安全风险控制关口前移。
3 具体实施
实施方案如以下几点。
(1)闭锁用具要求:采用防锈材料,防水、防冻、防腐,经久耐用,体积小巧,安装牢固。闭锁器件应提供一定比例的备件。
(2)闭锁范围:在原有电气设备基础上增加机械设备的油、水、气系统。
新防误闭锁系统的组成:由防误主机(含触摸模拟屏)、电脑钥匙、机械编码锁、电气编码锁等功能元件组成。
(3)厂内机械设备,现地采用编码锁具和锁链,具备防锈、防冻、防腐功能,且安装牢固。能实现强制闭锁。应能在操作屏上反映出设备实际状态。
4 系统运行使用情况
自2011年9月本项目中的机械电气综合防误闭锁应用系统投入应用以来,已实现了全厂主要的电气设备和机械设备的防误闭锁功能,并在综合性检修项目中能够有效的对交叉措施进行控制,防止因交叉措施管理隐患产生误操作。
投入应用以来在10kV厂用电方式切换、220kV厂高变停送电、变频器定检措施等操作工作中,以及属于综合性检修工作的4#机组C级检修、3#机组D级检修系列操作中,均使用了该系统作为防误保障,从实际应用情况来看,该系统的各功能和设备性能能够达设计要求。
从其设计功能和现场应用情况来看,在现场能够有效地形成电气、机械设备的综合防误体系,并能有效的对交叉措施进行控制。
1 实验题目的拟定
一个实验题目中应该体现出该实验的性质是验证性实验还是探究性实验。所以验证性实验的题目应写成“验证……”;探究性实验应写成“探究……”。
探究性实验的题目中的格式一般为“探究自变量对因变量的影响”
【例1】在用生长素促进某植物枝条生根的实践过程中,发现枝条生根情况不一,分析其原因,认为可能与生长素的浓度有关。请据此拟定一个相关研究的课题,要求写出课题名称及相关研究中的观察指标和影响这一指标的因素。
解析:显然可以确定生长素的浓度为自变量,枝条生根情况为因变量。
答案:探究生长素浓度对该植物枝条生根的影响观察指标:生根数量(或长度)影响这一指标的因素:生长素浓度。
2 实验结论
实验结论是由实验结果推出自变量和因变量之间的关系
【例2】为了验证“植物主茎顶芽产生的生长素能够抑制侧芽生长”,某同学进行了以下实验:
①选取健壮、生长状态一致的幼小植株,分为甲、乙、丙、丁4组,甲组植株不做任何处理,其他三组植株均切除顶芽。然后乙组植株切口不做处理;丙组植株切口处放置不含生长素的琼脂块;丁组植株切口处放置含有适宜浓度生长素的琼脂块。
②将上述4组植株置于相同的适宜条件下培养。
回答下列问题:
(1)各组植株侧芽的预期生长情况分别为:甲组_____;乙组_____;丙组_____;丁组_____。
(2)比较甲组与乙组的预期结果,能够说明__________。
(3)比较乙组和丙组的预期结果,能够说明__________。
(4)比较丙组和丁组的预期结果,能够说明__________。
(5)顶芽产生的生长素抑制侧芽生长的原因是__________。
解析:如甲组和乙组之间的自变量是顶芽是否存在,因变量是侧芽是否受抑制,所以结论应该为顶芽可以抑制侧芽的生长。同理可以分析出乙组和丙组及丙组和丁组的结论。
答案:(1)生长受抑制 生长 生长 生长受抑制 (2)顶芽生长抑制侧芽的生长 (3)琼脂块对侧芽生长没有影响 (4)对侧芽生长起抑制作用的是生长素 (5)顶芽产生的生长素向下运输、在侧芽处积累较多,侧芽对生长素浓度比较敏感,使侧芽生长受到抑制
3 实验设计思路
实验设计思路是指实验设计的大致过程,通常包括如何控制自变量,怎样控制无关变量,怎样检测因变量等。在写实验设计思路时要“上看实验器具,下看实验步骤”。
值得提醒的是,有些实验思路中仅写3种变量的控制是不完善的,还要具体考虑题目的信息。总之,实验设计思路可以看成是实验步骤的浓缩。
4 实验假设
实验假设是指在探究性实验中对所要研究的问题提出的一种解释
例题:探究生长素是否具有延缓叶片衰老的作用。
实验假设就是:生长素具有延缓叶片衰老的作用(或生长素不具有延缓叶片衰老作用)。
5 实验原理
是整个实验的设计的依据,支持自己设计的实验结果出现的科学依据。也就是正因为该科学依据的存在才能导致设计的实验出现结果。
【例3】为了验证胰岛素具有降低血糖的作用,以小鼠活动状况为观察指标设计实验。
某同学的实验方案如下:
①将正常小鼠随机分成a、b两组,观察并记录其活动状况。
②a组小鼠注射适量胰岛素溶液,b组注射等量生理盐水。
一段时间后,a组小鼠会出现四肢无力,活动减少,甚至昏迷等低血糖症状,b组活动状况无变化。
③a组小鼠出现低血糖症状后,分别给a、b两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后,a组小鼠低血糖症状缓解,b组活动状况无变化。
该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。
请回答:
(1)该实验原理是什么?
(2)分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因。
(3)胰岛素在血糖平衡调节中的作用是什么?
6 结果分析
6.1 验证性实验的结果分析是指解释该实验结果出现的原因
【例4】为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗,请用所提供的实验材料与用具,在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上,继续完成实验步骤的设计和预测实验结果,并对你的预测结果进行分析。
实验材料与用具:烟草幼苗、试管两支、nahco3稀溶液(为光合作用提供原料)、真空泵、暗培养箱、日光灯(实验过程中光照和温度等条件适宜,空气中o2和co2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计)。
实验步骤和预测实验结果:
(1)剪取两小块相同的烟草叶片,分别放入盛有等量蒸馏水和nahco3稀溶液的两支试管中。此时,叶片均浮在水面。
(2)用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后,敞开试管口,可观察到叶片均下沉到试管底部。
(3)______________。
分析预测结果:__________。
分析预测的结果:__________。
(1)光照下,nahco3稀溶液中的叶片进行光合作用,释放出来的氧气多于消耗的氧气,叶肉细胞间隙的氧气增加,叶片上浮。而蒸馏水中缺乏二氧化碳和氧气,叶片不能进行光合作用和呼吸作用,叶肉细胞间隙缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部。
(2)黑暗中,nahco3稀溶液中的叶片呼吸作用,消耗了叶肉细胞间隙中的氧气,放出二氧化碳溶于nahco3稀溶液中,叶肉细胞间隙缺乏气体,叶片下沉。蒸馏水中缺乏氧气,叶片不能进行呼吸作用,叶肉细胞间隙仍缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部。
6.2 探究性实验的结果分析是指若……则……进行多种情况的的讨论
那么作为一个探究性实验的多种结果的讨论究竟讨论几种情况才最合适,教师可以根据实验的假设情况进行讨论。有几种假设就可以预测出几种相应的结果和结论。
【例5】探究性实验的结果分析
下图是一种可以测定呼吸速率的密闭系统装置
(1)关闭活塞,在适宜温度下,30 min后读取有 色液滴向______(左佑)移动的距离
(2)为了使测得的数据更准确,必须进行矫正。矫正装置的容器和小瓶中应分别放入
(3)生活中发现,受到机械损伤的樱桃易烂。有人推测易烂与机械损伤引起樱桃呼吸速率升高有关。请结合测定呼吸速率实验装置,设计实验探究机械损伤对樱桃呼吸速率的影响。
①实验假设
②实验步骤_______。
第一步:按装置图中所示进行操作,30分钟后,记录有色液滴移动距离a。
第二步:__________。
第三步:_________。
④结果分析:__________。
解析:该实验的可能会出现的假设
①一定程度的机械损伤对樱桃的呼吸速率无影响
②一定程度的机械损伤对樱桃的呼吸速率有促进性影响
③一定程度的机械损伤对樱桃的呼吸速率有抑制性影响。
因为可以出现三种实验假设所以就会预测出三种相应的实验结果和结论,所以该实验的结果分析应该分析三种情况。
答案:
(i)左 (2)等量的消毒死的樱桃:等量的20%naoh 5 ml
(3)②机械损伤会引起樱桃的呼吸速率升高/机械损伤和樱桃的呼吸速率无关/机械损会使樱桃的呼吸速率降低。(书写任意一种情况)
③第二步:将装置中的樱桃进行机械损伤,放入该装置,30min后记录有色液滴的移动距离为b。
第三步:比较a,b的大小。
④结果及结论:如果a=b;则无影响。
如果a>b;则抑制。
如果a
8 写操作步骤
实验操作的表述从形式上看,应分步、分组。分组时要标号,同时注意单因子变量原则。分步原则上是三步:第一步实验准备(选材料分组编号),第二步实验进行(交代自变量是怎样控制的),第三步实验现象观察及记录(交代因变量是怎样测定的)。三步中要时刻交代清无关变量时怎样控制均衡的。
例:以下是验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关的实验步骤。
雷电是自然界中一种强大的电脉冲波,主要包括为直击雷、云闪、电磁脉
冲以及球形雷,云闪对人类几乎没有影响而电磁脉冲则是对电子设备影响较大,
直击雷和球形雷对人类、电子设备以及物体等等都是会造成严重损害,所以一般在雷电天气中,电子设备、电力设备都是需要做好防雷措施。
1 高层建筑物防雷的特点
高层建筑防雷与接地工程设计一般是针对建筑物屋顶部分,在建筑物上部占高度20%并超过30~60米部分和建筑物30~60米以上的部分还应考虑侧击雷,以加强高层建筑在雷雨天气中的安全性,保障建筑物内部的通信设备、电力设备的安全性,雷电波入侵建筑的途径有两种:一种是直击雷;另一种是感应雷,雷云破坏性很强, 主要原因是雷云所蕴藏的能量在极短的时间释放出来,瞬间电压峰值通常可达几万伏甚至几百万伏, 电流峰值可达几十KA 乃至几百KA ,并伴随产生电效应、热效应或机械力等一系列的破坏作用。
图 1 建筑物防雷区域划分示意图
根据GB50057―2010和IEC6131221,如图1应将建筑物需要进行保护的空间划分为不同的防雷区,以区分各部分LEMP的严重程度和相应的防护对策。从电磁兼容(EMC)的观点来看,由外到内可分为LPZ0A区、LPZ0B区、LPZ1区、LPZn+1区(n=1,2,3…)几级保护区。IEC61312定义了防雷的保护分区,根据保护分区的要求需要在每个分区的交界处,安装相对应的防雷器,在LPZ0B区与LPZ1区的交界处安装B级(即第一级)防雷器,在LPZ1区与LPZ2区的交界处安装C级(即第二级)防雷器,在LPZ2区内的备前端安装D级(即第三级)防雷器,其工作原理为利用分级的防雷器,层层泄放雷电感应的能量,遂级减低浪涌电压。
2 高层建筑防雷与接地设计中存在的问题
2.1 高层建筑物雷击风险评估不全面
针对高层建筑物的雷击风险评估一定要做全面,一般的雷击风险评估包括设备情况、建筑物使用情况、建筑物所处的气象、土壤、地理等等方面的情况,不可以简单的通过建筑物使用性质以及建筑物的高度来确定高层建筑的防雷类别。针对高层建筑物的雷击风险评估报告则是综合各方面因素来确定的,以保障高层建筑物安全为第一位。
2.2 接闪器选取问题
高层建筑的接闪器类型,位置以及数量选取对于整个建筑物的接地网设计至关重要,一般选取接闪器的保护半径方式为滚球法,选择的滚球支撑点是避雷针尖,滚球支撑面是地面,根据电场中距离越近、放电越容易的工作原理来实现对接地网的设计,同时又根据整个建筑的尺寸、楼面情况,设置好建筑避雷带(连接地网)但是这样导致实际的高度和计算出来的高度存在着很大误差。
2.3 电磁脉冲造成内部过电压的问题
在高层建筑中的弱电设备,在雷雨天气中容易受到闪电电磁脉冲的影响,导致高灵敏的电子系统在运行时常常会出现程序运行错误、数据错误、无故重新启动等问题,严重的还将造成用电设备的永久性损坏,闪电电磁脉冲入侵弱电设备,导致电子设备内部瞬间电压,直接导致内部的元件损坏,导致设备运行故障。
2.4 错误的对建筑物防雷的等级与类别的定性
高层建筑物的防雷级别与类别是根据现有国标《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010来确定的,但是在一些高层智能建筑防雷设计中,设计人员对于建筑实际真正的防雷级别与类别未能正确的判断,在建筑物等效面积计算,年平均雷击密度误差,建筑物在地理情况取修正系数选择不合理,导致实际的采取的相应的防雷措施存在不少的问题。
3 加强高层建筑防雷工程设计措施
3.1 加强建筑物雷击风险评估
建筑物雷电防护等级是根据建筑物雷击风险评估报告来确定,所以对于高层建筑物的雷击风险评估是极为重要的,首先需要根据雷电防护等级来确定电源线路的过电压保护,常见的电源过电压保护器的参数设置安装与使用应该符合2~4级的SPD电源保护器的安装标准,电源过电压保护器应安装在低压供电线路上,这种电源保护器的设置能够有效的保护高层智能建筑内部的通讯设备和计算机网络设备,而且能够有效的预防电压袭击时出现“盲点”,对于高层建筑物外的电子设备,例如照明灯等,同样需要安装SPD电源保护器,防止因雷击导致过载电流从外部线路流入建筑物内部的设备,加强对高层建筑物内部电子设备的保护。
3.2 加强高层建筑物的防雷装置
传统的避雷针在引雷后通常会引发二次雷击效应和地电位反击现象,为了解决这个问题,可以采取选用提前放电式避雷针或者阻抗型接闪器、避雷针来解决,通过提前放电式的避雷针的,有效的解决了二次雷击与地电位反击为题,加强了整个建筑物的防雷效果,同时还可以在高层建筑物中增加引下线数量、建立可靠经济的笼式避雷网,降低接地电位,减少接地电阻值和磁场集中程度等等方式,提高高层建筑物自然屏蔽能力,除此之外,针对高层建筑中的不同电子、电力设备,通过设置接地网来降低雷击对设备的损坏,提高电力、电子设备的安全性。
3.3 分级保护信息系统和电源系统
在高层建筑防雷工程设计中,除了需要设置综合地网之外,还需要防止暂态过电压对设备的损坏,所以在一般的电子设备中,通常采取低压电气装置内部的绝缘配合标准IEC664-1合理设置好电源系统,对精密电子设备和计算机设备(包括UPS电源)采取电源过压保护器的快速响应模块解决这个问题已,实现对抑制暂态过电压的。
3.4 解决建筑物防雷的等级与类别的定性错误的问题
对建筑物防雷等级与类别定性问题,这首先需要加强对建筑物防雷评估人员的鉴定能力,之后获取建筑物当地准确的雷暴日,同时还需要考虑建筑物的地理因素,综合上述几种情况全面分析,确定建筑物的防雷等级和采取的防雷措施,保障建筑的安全。
4 结束语
综合上述,通过对高层建筑物防雷与接地工程设计所存在的问题进行全面的分析,并提出了相应的解决措施,这对在加强高层建筑物安全性中起着直接性作用,而设计单位也应该重视建筑工程施工过程中汇总出防雷与接地工程存在的问题,提高对建筑物防雷与接地工程设计能力,使得居民放心居住、促进我国建筑行业的进一步发展。
[Abstract]Anaphylactoid reaction (AR) is the most common adverse reaction of injection formulations, however, there are obvious drawbacks in available methods for AR detection A novel in vitro detection method for AR was established based on fluorescent labeling and high content screen (HCS) system in present study With the use of RBL2H3 cells degranulation model, positive cell count was determined with specific cellular membrane fluorescent dye FM464 labeling vesicle recycle, and total cells count was determined with specific nucleus fluorescent dye Hochest 3334, and then the ratio of cells degranulation after drug stimulation was calculated In order to verify the reliability of this HCS method, positive drug Compound 48/80 was first used to confirm the consistence of HCS method with the traditional βhexosaminidase release test and the Evans blue staining ears test in mice The results showed high consistence between HCS method and traditional testing methods, and the HCS method showed higher sensitivity than the other two tests Then 30 samples of Danhong injection (DHI) with clinical allergy symptoms further were used to confirm the reliability of this HCS method The HCS results showed high consistence with the clinical report, and the HCS method had the advantage in reducing the interference by drug color Therefore, this HCS method is reliable, sensitive, simple and highthroughput method in detection of AR, applicable for the AR evaluation of injection formulations, and can provide guidance for safety of clinical application in clinical practice
[Key words]anaphylactoid reaction; injection; high content system; cell degranulation
doi:10.4268/cjcmm20161024
类过敏反应是药物注射剂最常见的不良反应。药物注射剂因绝对生物利用度高导致不良反应的风险性增高[1],据报道临床类过敏反应占超敏反应的77%[2],反映了类过敏反应发生的广泛性;中药注射剂引发的过敏性休克中有3/4属于类过敏反应[3],反映了类过敏反应发生的严重性;因此,预测药物注射剂类过敏反应对指导临床安全用药非常必要。
类过敏反应是机体首次接触类过敏原就会诱发肥大细胞/嗜碱性粒细胞脱颗粒,释放过敏介质引起过敏症状,有别于过敏反应需经致敏阶段和IgE抗体介导,但两者在细胞脱颗粒引起过敏症状方面相同,在临床药物不良反应报道中常将两者混淆[46]。目前由于类过敏反应发生机制尚不清楚,缺乏特异性检测方法[45],现有检测方法借鉴了过敏反应检测,包括在体和体外检测2类。在体检测方法采用动物直接给药,通过观测过敏症状、测定血清生化指标、评价血管通透性等方式判断类过敏反应发生[1,45,7],优点在于接近临床反应状况,是目前预测药物类过敏反应的常用方法,不足之处在于动物用量大、症状评价主观性强、不同种属动物对同一药物反应差别大、费用高昂等。体外检测方法采用药物直接刺激细胞,通过检测释放的过敏介质、观测细胞脱颗粒形态改变、监测细胞脱颗粒过程等方式判断细胞脱颗粒的发生[78]。过敏介质测定多采用比色法,药物颜色对比色法测定干扰大,由于中药注射液多数具有颜色,因而限制了其应用;采用中性红、甲苯胺蓝和阿利新蓝等染料染色计算细胞脱颗粒率,由于染料特异性低导致检测结果准确率低;采用透射电镜观察脱颗粒细胞形态改变虽然准确率高,但实验成本高、操作复杂且不能动态观察,适用于研究机制但不适用于高通量筛选;采用标记囊泡特异蛋白方法,如Annexin V[9]或CD63[10],特异性高但实验程序操作复杂,不适用于高通量筛选,因此,有必要发展简单、快速、灵敏且特异的类过敏反应高通量监测方法来预测药物安全性。
高内涵筛选(high content screen, HCS)系统是基于荧光显微成像技术进行图像定量分析的自动化平台,能够在细胞结构和功能完整条件下检测药物对细胞多种功能活动的影响,本研究基于高内涵平台建立类过敏反应检测方法;细胞脱颗粒是类过敏反应的核心环节,包括囊泡转运、定向、锚定、融合和回收等步骤[11],本研究采用RBL2H3细胞脱颗粒模型,应用膜特异荧光染料FM464标记细胞脱颗粒囊泡回收,在HCS系统检测药物注射剂所导致细胞内荧光强度增加来反映细胞脱颗粒状况,通过细胞核荧光染料Hochest 33342标记细胞核进行细胞计数,计算细胞脱颗粒率来预测类过敏反应发生,从而建立一种预测注射剂类过敏发生的HCS检测方法。
1材料与方法
11试剂与仪器
大鼠嗜碱粒性白血病细胞(RBL2H3)(中国科学院典型培养物保藏委员会细胞库,Cat No TCR 7);MEM酚红(Lot No1645771)/无酚红 (Lot No 1663883)培养基,胎牛血清(Lot No1205330)(Gibco公司);荧光染料FM 464(Lot No 1614994, Invitrogen公司);荧光染料Hoechst 33342 (Lot No #4082,Cell Singaling Technology公司);Compound 48/80(Lot No 014M4062V),β氨基己糖(Lot No SLBL1919V) (Sigma公司);伊文思蓝(Lot No 619C047,北京索莱宝公司);丹红注射液(国药准字Z20026866,菏泽步长制药有限公司);高内涵Operetta及Harmony分析软件(PerkinElmer公司);Flex Station 3 多功能酶标仪器(Molecular Devices 公司);48/96孔透明微孔板及96孔黑色微孔板(Corning公司)。
12细胞培养及实验动物
RBL2H3细胞,在37 ℃,5% CO2条件下用MEM完全培养基(89%MEM培养基,10%胎牛血清,1%双抗)培养,当细胞生长汇合度达到80%时按照1∶5进行传代,约3 d传代一次。
ICR小鼠,SPF级,,体重20~22 g,购自军事医学科学院,许可证号SCXK(军)20120004,饲养温度(25±2)℃,相对湿度40%~60%。本实验操作经由天津国际生物医药联合研究院动物福利伦理委员会批准实施(TJABJY2012001)。
13建立类过敏反应HCS检测
为了建立类过敏反应的HCS检测方法,采用Compound 48/80作为工具药优化高内涵检测条件。
131优化荧光染料FM464染色浓度和染色时间RBL2H3细胞接种于96孔黑色微孔板中培养24 h,为了优化染色浓度,考察FM464在10,20,40,50 mg・L-1染色效果;为了优化染色时间,FM464与细胞共孵育时间在15,30,45,60 min时进行HCS检测。FM464激发波长520~550 nm,发射波长650~760 nm,在高内涵Operetta系统获得图像信息,采用Harmony分析软件进行图像分析。实验每次3个复孔,通过3次重复实验(n=9)确定,细胞实验设计除特殊强调外均与此相同。
132优化Compound 48/80的 HCS检测浓度为了优化Compound 48/80刺激细胞脱颗粒浓度,设立对照组、Compound 48/80终浓度100,150,200,500 mg・L-1组,在37 ℃与细胞共孵育30 min进行HCS检测。采用FM464特异染色囊泡膜回收来确定阳性细胞数,采用 Hoechst 33342特异染色细胞核确定细胞总数,Hoechst 33342 激发波长360~400 nm, 发射波长410~480 nm,经HCS系统检测后计算细胞脱颗粒率。
为了计算细胞脱颗粒率,首先根据文献结果[13]确定了对照组RBL2H3细胞基础细胞脱颗粒率
14类过敏反应HCS检测方法与传统检测方法的一致性考察
为了考察类过敏反应HCS检测方法的可靠性,以Compound 48/80为工具药,与传统β氨基己糖苷酶释放率测定方法和整体动物耳廓蓝染方法进行比较。
141采用β氨基己糖苷酶释放率测定方法考察HCS检测方法的可靠性RBL2H3细胞5×104个/孔接种于48孔透明微孔板中培养24 h,为了测定Compound 48/80刺激β氨基己糖苷酶释放率,实验设置空白对照组、Compound 48/80 100,200,300,500 mg・L-1组及01% Ttition X100全酶组,与细胞共孵育30 min后收集细胞培育液,放入预冷Eppendorf管,在4 ℃,2 000 r・min-1条件下离心10 min,取上清液贮存在-20 ℃备用。
为了检测β氨基己糖苷酶含量,取96孔透明微孔板,每孔加入上清液50 μL,1 mmol・L-1 β氨基己糖苷50 μL,在37 ℃孵育15 h,最后加入01 mol・L-1 Na2CO3/NaHCO3缓冲液终止酶促反应,采用多功能酶标仪Flex Station 3 测定波长405 nm处吸光度(A),计算β氨基己糖苷酶的释放率[12]。β氨基己糖苷酶释放率=(A实验组-A调零孔)/(A总酶组-A调零孔)× 100%。
142采用整体动物耳廓蓝染方法考察HCS检测方法可靠性ICR小鼠随机分为5组,每组5只动物(n=5),对照组为5%葡萄糖溶液、Compound 48/80 包括100,200,300,400 mg・kg-1组,尾静脉注射给药,注射体积按20 mL・kg-1计算,受试药物用5%葡萄糖溶液稀释以保证给药体积相同,所有动物均给予04%伊文思蓝(EB),给药30 min后观察小鼠耳廓蓝染情况,蓝斑面积/耳廓面积≥1/8 视为出现蓝染现象,计算以下指标:反应率=耳廓蓝染动物数/组内动物总数×100%,耳蓝染率=蓝染耳数/总耳数×100%。
为了进一步量化EB渗出量,采用光吸收法测定鼠耳EB含量。ICR小鼠给药30 min后脱颈椎处死,沿耳根剪下双耳,剪碎用1 mL丙酮生理盐水(7∶3)混合液浸泡过夜,超声萃取1 h后,3 000 r・min-1离心15 min,取上清液于610 nm处测定光吸收度(A),根据制定的EB标准曲线计算小鼠双耳EB渗出量。
15采用临床报告过敏症状DHI样品考察HCS方法的可靠性
为了考察HCS方法在中药注射液类过敏反应检测方面的应用,菏泽步长制药有限公司提供了临床报告过敏症状的丹红注射液(Danhong injiection,DHI)样品30批次进行HCS检测,实验设空白组、阳性药Compound 40/80 150 mg・L-1、DHI原液稀释10×,50×,100×,500×,750×,1 000×组,在37 ℃孵育30 min进行HCS检测。
16数据分析
采用SPSS 160软件进行统计分析,实验结果进行单因素方差分析(Oneway ANOVA),事后比较采用Dunnett′s 检验,各组均与空白对照组进行比较,实验结果均采用±s表示。
2结果
21建立类过敏反应HCS检测方法
为了优化FM464染色浓度,在FM464激发和发射波长条件下,空白对照组不显示荧光,不同浓度FM464染色效果显示,10 mg・L-1染料对膜染色较浅,20~40 mg・L-1染料染色细胞轮廓清晰,50 mg・L-1染料导致细胞形态发生改变,且胞内有染料累积,影响药物评价效果(图1),因此选择20 mg・L-1作为染色最佳浓度。为了优化HCS检测时间,在FM464与细胞共孵育15,30,45,60 min分别进行扫描,发现在60 min内荧光不淬灭,细胞膜轮廓清晰(图2),本实验选择30 min作为HCS检测时间。
采用Compound 48/80诱发细胞脱颗粒证实,在100~500 mg・L-1胞内荧光强度呈剂量依赖性增强(图3),选择150~200 mg・L-1作为应用HCS进行类过敏反应检测时的阳性药浓度。
22类过敏反应HCS检测方法与传统检测方法一致性考察
221采用β氨基己糖苷酶释放率测定方法验证了HCS检测方法的可靠性采用Compound 48/80诱导RBL2H3细胞脱颗粒,通过测定细胞外液中β氨基己糖苷酶释放量计算其释放率,结果显示Compound 48/80在100~500 mg・L-1呈现剂量依赖增加(图4),在200 mg・L-1开始与空白组比较有显著性差异,在500 mg・L-1时,释放率达到17%,因此,从过敏介质释放角度验证了HCS方法的可靠性。
222采用整体动物耳廓蓝染方法验证了HCS检测方法的可靠性小鼠尾静脉注射Compound 48/80后观察鼠耳廓蓝染现象,结果表明5%葡萄糖组未发现鼠耳蓝染现象,反应率在100 mg・kg-1高于耳蓝染率,在200 mg・kg-1及以上剂量情况下两者一致,给药剂量达到300 mg・kg-1后反应率和耳蓝染率均达到100%(表1)。
为了量化小鼠耳廓EB渗出量,光吸收法测定结果显示,随Compound 48/80剂量增高,EB渗出量相应增高(图5),在300,400 mg・kg-1时,与葡萄糖组相比具有显著性差异。相比较而言,观察反应率/耳蓝染率较EB渗出量敏感。总体而言,从整体动物耳廓蓝染模型角度验证了HCS方法的可靠性。
23采用临床报告过敏症状DHI样品验证了HCS方法的可靠性
231考察DHI自身颜色对HCS检测方法的影响由于DHI为红棕色透明液体,首先考察了DHI在荧光染料FM464和Hoechst 33342检测条件下对荧光检测信号影响,发现DHI稀释10~1 000倍能够降低FM464荧光强度(图6),但不影响Hoechst 33342识别细胞核进行细胞计数,因此在定量计算DHI引起的细胞脱颗粒率时,DHI自身颜色对FM464荧光强度影响必须加以考虑。
232DHI诱发RBL2H3细胞脱颗粒计算方法的确定由于DHI能够降低FM464荧光强度,本研究基于4批正常DHI样品在不同浓度下与FM464相互作用数据,初步确定了DHI在不同稀释倍数下对FM464荧光强度降低系数(表2),根据下述公式计算DHI在不同稀释倍数下确定脱颗粒阳性细胞荧光强度标准,用于分析相应浓度下DHI类过敏样品细胞脱颗粒率。Flu标准=Flu对照组×A丹红降低FM464荧光强度系数。
23330批次临床报告过敏症状DHI样品HCS检测30批次临床报告过敏症状DHI样品在10~1 000倍稀释范围进行检测(n=9),其中典型样本(15号样品)HCS检测细胞脱颗粒图(图7)和细胞脱颗粒率结果(图8)。根据细胞脱颗粒率判定30批次DHI样品阳性率(表3),此结果提示临床报告过敏症状的DHI样品,通过HCS检测方法检出了高于86%的阳性率。
方法与类过敏反应发生情况更接近,因此,本研究建立的HCS检测方法首先适用于特定类过敏反应检测;如果用于过敏反应检测,需先采用过敏原致敏动物,收集相同致敏动物血清用于培养RBL2H3细胞,当再次给与过敏原刺激细胞时血清抗体会介导细胞脱颗粒反应。
方法学验证结果提示HCS检测方法与β氨基己糖苷酶释放率测定方法结论一致,验证了HCS方法的可靠性,鉴于两者均属于体外检测方法,在灵敏度方面HCS方法更灵敏,如Compound 48/80 100 mg・L-1 HCS方法检测细胞脱颗粒率>40%,与对照组有显著性差异(图4),在500 mg・L-1时,HCS方法检测结果细胞脱颗粒率可达到>90%;但在Compound 48/80 100 mg・L-1 β氨基己糖苷酶释放率只有5%,与对照组无显著性差异(图5),在500 mg・L-1时只达到17%。这种现象可以从理论上得到解释,细胞脱颗粒可同时释放多种过敏介质,包括组胺、β氨基己糖苷酶、类胰蛋白酶等,因各种过敏介质本身释放量不同,加之测定方法灵敏度不同,导致检测单一过敏介质β氨基己糖苷酶释放率有其局限性;与之相对应,所有细胞脱颗粒过程均存在囊泡回收现象,采用膜特异荧光染料标记囊泡回收现象,从理论上较检测单一过敏介质释放率灵敏度要高。在实际工作中,采用过敏介质释放评价类过敏反应常需要同时测定数种过敏介质,增加了工作量和试验成本;相比而言,囊泡回收是囊泡释放之后的关键步骤,采用特异细胞膜染色法较之中性红和甲苯胺蓝等染料的特异性强,因而可靠性和准确性更高。HCS检测方法与动物耳廓蓝染方法结论一致,证实了HCS方法的可靠性,由于两者剂量单位不同,无法比较两者间灵敏度高低,但显然基于细胞水平的HCS检测方法比动物耳廓蓝染方法在动物使用、操作便捷和高通量筛选方面具有显著优势。30批次临床报告过敏症状DHI 样品HCS检测结果与临床观察结果符合率在866%,考虑到临床报告过敏症状样品的实际情况较复杂,其中可能包括了类过敏、过敏反应或药物毒性反应等情况,本实验结果属于与临床观察符合度较高水平。
测试样品自身颜色是比色法测定的重要干扰因素,实验结果提示HCS方法抗干扰能力强于比色法。过敏介质测定多用比色法,包括组胺Elisa检测法、β氨基己糖苷酶和类胰蛋白酶检测法等,由于中药注射液多数具有颜色,会对试验结果存在严重干扰,本研究在测定临床报道过敏症状DHI样品对β氨基己糖苷酶释放率影响时,确证了DHI自身颜色,尤其在稀释倍数低时对测试结果存在严重干扰,因此比色法在这种情况下的应用受到限制。HCS检测方法同样受到测试样品自身颜色干扰,在DHI样品测试中,本研究采用考察正常DHI样品对FM464荧光强度影响,计算出不同稀释倍数DHI降低FM464荧光强度转换系数,用于确定同等条件下脱颗粒细胞计数标准,从而获得类过敏反应样本在同样稀释倍数下的脱颗粒阳性细胞数,基于DHI初步实验结果提示荧光检测法比光谱吸收比色法在对抗测试样品自身颜色干扰能力强,提示HCS检测方法适用范围可能较比色法更广泛,同时考虑到中药注射液化学成分复杂,需要结合具体研究对象进行系统考察。
总之,Compound 48/80结果显示HCS方法结论与传统过敏介质检测方法β氨基己糖苷酶释放率、整体动物耳廓蓝染反应结论高度一致,证明高内涵检测方法可靠;基于30批次临床报告过敏症状DHI样品检测结果证实HCS方法与临床观察结果高度一致,表明HCS方法能够用于预测药物临床类过敏反应。因此,本研究建立了一种简单、灵敏、高通量检测药物注射剂的类过敏反应高内涵检测方法。
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[9]郭薇,陈玉川,刘水平,等. 一种定量检测肥大细胞脱颗粒的新方法[J]. 上海免疫学杂志,2002,22(1):39.
随着建筑技术的不断发展,建筑的结构和形式也开始朝多样化发展,无论是审美还是使用功能都有了很大的飞跃。而多门式刚架轻型钢结构作为轻型钢架结构中的一种,在现代建筑行业得到了很大的发展。在门式刚架轻型钢结构房屋设计方面,也有了很高的要求。这就需要设计人员根据工程的实际情况,充分掌握门式刚架轻型钢结构房屋设计的特点、适用范围、结构形式等,同时,还需要对门式刚架的塑性设计与计算、节点设计和支撑布置等方面的知识有充分的了解。
1.刚架特点
刚架结构是梁柱单元构件的组合体,形式种类多样。根据不同的建筑,又有不同的使用范畴。一般而言,单跨、双跨或多跨的单、双坡门式刚架,在单层工业与民用房屋的钢结构中,应用较多。
单跨、双跨门式刚架的斜梁和柱常为刚接,而柱的底部多数为铰接。在工程需要的情况下,在多跨刚架中间柱与斜梁的连接部,可以考虑采用铰接。而多跨刚架,通常需要采用双坡或单坡屋盖,如果工程有需要,也可采用由多个双坡单跨相连的多跨刚架形式。
与屋架结构相比,门式刚架的整个构件的截面尺寸较小,这样就方便我们更好、更有效地利用建筑空间,不仅能够有效的降低房屋的高度,也可以有效的减小建筑体积,同时也对建筑造型起到美观作用。
一般的门式刚架用于跨度为9~36m、柱距为6m、柱高为4.5~9m,而且设有起重量较小的悬挂吊车的单层工业房屋,或者公共建筑。需要架设桥式吊车时,其起重量控制在20t以内,属于A1~A5中、轻级工作制吊车;而在设置悬挂吊车时,起重量控制在3t以内。
2.结构形式
从类型上看,门式刚架的结构形式有很多种。按构件体系分,有实腹式与格构式;按横截面形式分,有等截面与变截面;按结构选材分,有普通型钢、薄壁型钢、钢管或钢板焊成。一般来说,实腹式刚架的横截面是工字形,当然,也有少数是z形;而一般而言,格构式刚架的横截面是矩形或者三角形。
2.1建筑尺寸
通常情况下门式刚架轻型房屋钢结构的尺寸应该满足下列规定:1)门式刚架的跨度取值标准为,横向刚架柱轴线间的距离。2)门式刚架的高度的取值标准,应该是地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度。当然,具体的高度需要安装使用要求的内净高确定。3)在柱的轴线选择上,一般可以通过柱下端中心的竖向轴线。如果是工业建筑边柱的定位轴线,则应该考虑取柱外皮。斜梁的轴线可取通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。4)门式刚架轻型房屋的檐口高度,应该按照地坪至房屋外侧檩条上缘的高度来取定。其最大高度,一般由地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度决定,而房屋侧墙墙梁外皮之间的距离,则为宽度应取的距离,长度则按照两端山墙墙梁外皮之间的距离作为标准取值。
通常来说,门式刚架的跨度应该为9~36m,如果边柱的宽度不等,那就需要把外侧对齐。而一般的高度应该在4.5~9.0m之间,如果有桥式吊车时,就不能超过12m。间距,也就是柱网轴线在纵向的距离一般要采用6~9m。挑檐长度可根据使用要求确定,但是通常是在为0.5~1.2m之间取值,其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。
2.2结构平面布置
(1)门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度必须要满足这两个规定:1)纵向温度区段不大于300m;2)横向温度区段不大于150m。当然,这只是参照值,如果有计算依据和需要时,温度区段长度可根据工程的实际需要适当加大。
(2)在多跨刚架局部抽掉中间柱,或者边柱处需要考虑布置托架梁。
(3)屋面檩条的布置应考虑天窗、屋面材料、采光带、通风屋脊、檩条供货规格等因素的影响,屋面压型钢板厚度和檩条间距应按计算确定。
(4)山墙可设置由抗风柱、斜梁、墙梁及其支撑组成的山墙墙架,或采用门式刚架。
3.门式刚架的塑性设计与计算
3.1门式刚架荷载
门式刚架的荷载一般有三类:一是屋面结构等的自重,即永久荷载;二是屋面活荷载和雪荷载中的较大者;三是风荷载。在一般的弹性设计中,可以根据各类荷载单独计算刚架中的内力,最后再有目的的对各个构件进行内力组合,求出最不利的内力设计值。而在塑性设
计中,找到结构中形成机构的塑性铰位置,进而求得构件截面的塑性弯矩M,是机构分析的目的。当然,在实际的计算中,避免对分析结果进行叠加,而是要首先进行荷载组合,然后才能进一步对每种组合进行内力分析。
因为屋面部分风荷载的体型系数是负值,风力为吸力,其方向是与屋面活荷载或雪荷载相反的,所以,在进行无吊车荷载的门式刚架设计时,需要考虑的荷载基本组合为两个:1)永久荷载+屋面活荷载(或雪荷载);2)永久荷载+屋面活荷载(或雪荷载)+风荷载。要特别强调的是,对于“永久荷载+风荷载”,通常情况下不需要进行控制组合,只有当风荷载特别大,而且可能产生内力变号的情况下,才有必要进行考虑。
3.2门式刚架的机构分析
利用简单塑性理论进行刚架内力分析的方法很多,本文只介绍较为常用的静力法。所谓的静力法,指的是通过求解静力平衡方程,来确定塑性铰位置和塑性弯矩的方法。具体的步骤是:1)为了形成静定结构,应该去除构件中的超静定赘余反力,然后绘制荷载作用下此静定结构的弯矩图。2)把赘余反力作用在静定刚架上,然后在根据具体要求画出由赘余反力产生的弯矩图。3)把前面的两弯矩图叠加,求得成机构的塑性铰位置,求得截面的最大全塑性弯矩MP。按照唯一性原理,塑性分析的唯一结果,也就是在破坏情况下的弯矩分配
必须要同时符合平衡、机构、屈服这3个条件。
根据上述静力法的分析,一定可以使得平衡条件和机构条件得到满足,当然,如果找错了塑性铰位置,那就很有可能在所确定的塑性铰位置以外的其他截面上产生大于MP的弯矩,此时,也就完成背离了屈服条件。所以,求得MP后,还需要进行检查,确保构件的任何一个截面的弯矩的绝对值不超过MP。
3.3门式刚架的截面设计
一般来说,在完成通过内力分析确定截面的塑性弯矩MP后,就可以接着进行截面的初选。尽管门式刚架的柱子和斜梁都是压弯构件,但是,根据相关的原理,我们在进行截面的初选时,仍然可以将它们各看做受弯构件,也就是要忽略轴力的影响。而对于纯弯构件,在荷载使梁处于全塑性工作阶段的背景下,截面上的应力图形为两块矩形,形成塑性铰,截面上的弯矩为全塑性弯矩,简称塑性弯矩,记为 (式中: 为塑性截面模量, 为截面形状系数,Wp为弹性截面模量,对工字形截面 =1.10~1.17,随截面尺寸不同而变化)。引入荷载分项系数和抗力分项系数后,得 。由此可求得所需构件截面的弹性截面模量: ,由 即可初选构件的截面。
参考文献:
[1]朱勇军.门式刚架轻型钢结构设计初探[J].建筑知识.2001(02)
[2]张遥.浅谈门式刚架轻型钢结构工业建筑设计的入门之道[J].武汉勘察设计.2012(10)
一、房屋建筑设计应坚持的原则
1、地方性原则
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,居住环境的质量问题己引起人 们的普遍关注。而住宅建筑外观的色彩作为塑造建筑形象和美化居住环境的重 要手段,也越来越为人们所重视。近年来,我国许多城市虽然呈现出以米黄、浅 红、深棕、浅绿、天蓝等为色彩基调的丰富多彩的建筑外观格局,多彩的颜色丰 富着人们的视线,丰富着城市的美观。但是,在大部分住宅建筑外观颜色的选择 上,却没有考虑当地城市的地方特色,缺乏整体感、无规则,色彩的选择上也无 推敲、生冷、火爆,缺少文化品位。色彩是一个都市的文化象征,是一个城市建筑语言和形体的表现,能直接反映这个城市的整体风貌和历史文脉,生活居住建筑又是城市色彩的主要组成部分。住宅建筑的外立面好比人的脸面,或清新,或 淡雅,或稳重,或温馨,或热烈……对于楼盘而言,好的色彩除可为城市风景增添色彩外,更能吸眼球,增加卖点,提升楼盘的附加值。
2、低碳环保原则
如今不少国家房屋建筑均开始利用太阳能来进行能量的供给,这不仅实现了资源的节约,还做到了无污染。因此,进行房屋建筑的设计过程中也应当遵循低碳环保的原则,设计时应考虑所设计区域的生态情况,以保护及恢复原始生态为原则,借助于植被来进行环保设计。
3、多层建筑设计原则
由于多层建筑结构体系多层设防,因此,实际应用的结构中多数均采用的是超静定结构体系。此结构体系无论在什么样的情况下,所有抵抗外力结构都协同进行工作,如果此时局部构件的设计存在一点点缺陷将会直接影响到局部构件的载荷能力,甚至造成局部构件发生损坏。进行高层建筑设计过程较为复杂,因此,设计师应当对局部破坏对于整体垮塌的影响进行考虑,并及时发现设计过程中存在的安全隐患。不同种类的构件之间相互连接,同一种构件截面发生改变的地方都可能形成所需设计的节点。节点时刻都存在,这也反映了结构体系的不断变化。一旦荷载突然来袭,对于较为复杂的体系而言,节点复杂性无法预测,但是,各节点普遍存在,负载传递不顺畅而导致载荷集中现象的发生,并直接造成其无法传递,这样将会导致建筑整体结构体系遭到破坏,而对于单一性的构件而言,其力量的传递过程既合理又可控。
二、房屋建筑设计中需要注意的问题
1、房屋设计的空间适应性
比如房屋套型在功能空间不相互借用的情况下最小使用面积不应小于30,若相互借用时使用面积不应小于22。双人卧室使用面积不应小于9,单人卧室使用面积不应小于5,兼起居室的卧室不应小于12,无直接采光的餐厅、过厅其使用面积不应大于10,卧室、起居室的室内净高不应低于2.4m等等。设计空间在最大限度考虑居住舒适性的同时,还要考虑设计的规范要求。房屋的根本要求就是适用,房屋性能要能够适合居住者的生理需求以及形体功能的需求。可持续发展是全球性的命题, 房屋建筑设计的可持续发展要随着时代的发展而不断的变化。比如说高科技的智能化电视技术的广泛使用,家庭不仅仅只是我们的生活空间,同时也是我们的工作场所,在装有电子装置的房屋空间里,人们可以随意的使用网络、电话以及电视等。房屋建筑的适用性不仅能够满足人们对于平面布局的要求,又能够随着生命周期发生变化或是家庭居住模式的改变进行一系列的调整,因此就需要采用更加灵活可变的大空间结构体系来完成。一般大城市里常常会采用大柱网的框架结构体系或是板柱结构体系。
2、房屋设计的安全性
房屋的安全性表现在结构的安全、防火、防盗、防滑、防坠等。结构的安全性应主要保证结构的稳定性和抗地震力破坏的可靠性。防火疏散是高层房屋设计的重点,按不同等级安全要求保证底层疏散出口的数量、消防电梯的设置、防烟前室的设置、通风排烟措施等。关于防盗问题,建设部曾发文,要求分户门为防盗门,防止从房屋建筑的附件如落水管、阳台、楼梯入口上部的雨蓬等处攀越入户。目前不少房屋为了防盗窃,开始将底层外窗设置防护栏杆,继而上升到二、三层,甚至到顶层,造成不安全因素。如火灾发生,室内人员无法从窗口外逃,消防人员也难以从窗口进入室内灭火救人,因此,需要综合解决这类问题。防坠有二种可能:一是防护不周,发生人体坠落;二是没有遮栏,物品下坠伤人。在设计时,要注意栏杆和上人屋面或平台围栏的设计,在楼梯梯段空隙之间也要采取措施,比如楼梯栏杆的垂直杆件间净距不应大于110,以防止小孩子钻出发生意外。为防止物品下坠,如花盆从阳台上掉下,设计时应考虑搁置花盆台板宽度、栏杆高度以及单元出入口处的安全措施。总之,近年来我国城镇化步伐正在加快,房屋建设空间巨大,任重而道远。为了满足人们居住需求,房屋建设要与时俱进,在考虑到居住的舒适性和安全性的同时,还要考虑到建筑材料的节能性和环保性,以满足人们不断提升的“绿色”房屋要求,从而最终建设出更多更好的现代化房屋。
三、现阶段房屋设计的思考
在房屋大环境设计时确定的市场定位,决定了房屋户型面积指标,由此也同时确定每户的起居室、卧室、卫生间、厨房面积大小及设备的配备档次。随着面积的合理分配,各房屋之间的合理安排,设计人员应该更深入细致地研究与人们生活息息相关的每一个细节。比如,研究门的位置、开启方向、门洞边的尺寸,以利家具布置;研究空调室内机、室外机位置、高度、预留孔洞的大小,以利安装;研究室内各种电源、电视、电话插孔的数量和位置,以利作用。
房屋小环境的发展性,也就是考虑不同住户不同时期的要求,不仅仅是把室内隔墙全部做成轻质隔墙,装修时可能打掉就能解决的,还应考虑暖气、各种管线的位置能适应灵活分隔的需要,不能改动的立管应尽量靠近结构墙布置。另外,努力将人体工程学应用到房屋设计中,这点是房屋产业人性化的一个表现。人体工程学就是为了最大限度地满足人们对安全和舒适的要求,而系统地研究人的行为、习惯等人体因素的科学。人体工程学可以应用到设计的各个环节, 应用得越广泛,设计就会使人觉得越安全越舒适。在考虑经济条件及美化室内设计的前提下,建议推广管道井的做法使卫生间、厨房内的“蜘蛛网”不复存在。
随着人民环保意识的提高,很多地区在房屋建筑总体规划和单体设计中,对建筑物的空间及朝向都做了系统的设计,以满足冬季室内光的要求,这不仅能够充分利用太阳能,还能改善房屋住宅建筑室内热环境,是一种最基本的节能措施。在住宅建筑设计中主要空间朝向南、南偏东、南偏西是比较合理的设计,这是基本节能设计在房屋建筑设计中的应用。
结束语
现代社会是科技发展社会,智能化应用到了很多方面,建筑行业也不例外,现代建筑和计算机网络、监控还有通信方面都有联系,智能化建筑中具有信息管理科学、设备高度控制和使用安全方便等优点,这些都是信息化发展的必然要求,智能化房屋和家居等会是未来发展的主要方向。
【参考文献】
一、房屋建筑设计应坚持的原则
1、地方性原则
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,居住环境的质量问题己引起人 们的普遍关注。而住宅建筑外观的色彩作为塑造建筑形象和美化居住环境的重 要手段,也越来越为人们所重视。近年来,我国许多城市虽然呈现出以米黄、浅 红、深棕、浅绿、天蓝等为色彩基调的丰富多彩的建筑外观格局,多彩的颜色丰 富着人们的视线,丰富着城市的美观。但是,在大部分住宅建筑外观颜色的选择 上,却没有考虑当地城市的地方特色,缺乏整体感、无规则,色彩的选择上也无 推敲、生冷、火爆,缺少文化品位。色彩是一个都市的文化象征,是一个城市建筑语言和形体的表现,能直接反映这个城市的整体风貌和历史文脉,生活居住建筑又是城市色彩的主要组成部分。住宅建筑的外立面好比人的脸面,或清新,或 淡雅,或稳重,或温馨,或热烈……对于楼盘而言,好的色彩除可为城市风景增添色彩外,更能吸眼球,增加卖点,提升楼盘的附加值。
2、低碳环保原则
如今不少国家房屋建筑均开始利用太阳能来进行能量的供给,这不仅实现了资源的节约,还做到了无污染。因此,进行房屋建筑的设计过程中也应当遵循低碳环保的原则,设计时应考虑所设计区域的生态情况,以保护及恢复原始生态为原则,借助于植被来进行环保设计。
3、多层建筑设计原则
由于多层建筑结构体系多层设防,因此,实际应用的结构中多数均采用的是超静定结构体系。此结构体系无论在什么样的情况下,所有抵抗外力结构都协同进行工作,如果此时局部构件的设计存在一点点缺陷将会直接影响到局部构件的载荷能力,甚至造成局部构件发生损坏。进行高层建筑设计过程较为复杂,因此,设计师应当对局部破坏对于整体垮塌的影响进行考虑,并及时发现设计过程中存在的安全隐患。不同种类的构件之间相互连接,同一种构件截面发生改变的地方都可能形成所需设计的节点。节点时刻都存在,这也反映了结构体系的不断变化。一旦荷载突然来袭,对于较为复杂的体系而言,节点复杂性无法预测,但是,各节点普遍存在,负载传递不顺畅而导致载荷集中现象的发生,并直接造成其无法传递,这样将会导致建筑整体结构体系遭到破坏,而对于单一性的构件而言,其力量的传递过程既合理又可控。
二、房屋建筑设计中需要注意的问题
1、房屋设计的空间适应性
比如房屋套型在功能空间不相互借用的情况下最小使用面积不应小于30O,若相互借用时使用面积不应小于22O。双人卧室使用面积不应小于9O,单人卧室使用面积不应小于5O,兼起居室的卧室不应小于12O,无直接采光的餐厅、过厅其使用面积不应大于10O,卧室、起居室的室内净高不应低于2.4m等等。设计空间在最大限度考虑居住舒适性的同时,还要考虑设计的规范要求。房屋的根本要求就是适用,房屋性能要能够适合居住者的生理需求以及形体功能的需求。可持续发展是全球性的命题, 房屋建筑设计的可持续发展要随着时代的发展而不断的变化。比如说高科技的智能化电视技术的广泛使用,家庭不仅仅只是我们的生活空间,同时也是我们的工作场所,在装有电子装置的房屋空间里,人们可以随意的使用网络、电话以及电视等。房屋建筑的适用性不仅能够满足人们对于平面布局的要求,又能够随着生命周期发生变化或是家庭居住模式的改变进行一系列的调整,因此就需要采用更加灵活可变的大空间结构体系来完成。一般大城市常常会采用大柱网的框架结构体系或是板柱结构体系。房屋内部的各个房间的布置和联系要合理,只有这样才能够营造一个舒适方便的家庭生活。
2、房屋设计的安全性
房屋的安全性表现在结构的安全、防火、防盗、防滑、防坠等。结构的安全性应主要保证结构的稳定性和抗地震力破坏的可靠性。防火疏散是高层房屋设计的重点,按不同等级安全要求保证底层疏散出口的数量、消防电梯的设置、防烟前室的设置、通风排烟措施等。关于防盗问题,建设部曾发文,要求分户门为防盗门,防止从房屋建筑的附件如落水管、阳台、楼梯入口上部的雨蓬等处攀越入户。目前不少房屋为了防盗窃,开始将底层外窗设置防护栏杆,继而上升到二、三层,甚至到顶层,造成不安全因素。如火灾发生,室内人员无法从窗口外逃,消防人员也难以从窗口进入室内灭火救人,因此,需要综合解决这类问题。防坠有二种可能:一是防护不周,发生人体坠落;二是没有遮栏,物品下坠伤人。在设计时,要注意栏杆和上人屋面或平台围栏的设计,在楼梯梯段空隙之间也要采取措施,比如楼梯栏杆的垂直杆件间净距不应大于110L,以防止小孩子钻出发生意外。为防止物品下坠,如花盆从阳台上掉下,设计时应考虑搁置花盆台板宽度、栏杆高度以及单元出入口处的安全措施。总之,近年来我国城镇化步伐正在加快,房屋建设空间巨大,任重而道远。为了满足人们居住需求,房屋建设要与时俱进,在考虑到居住的舒适性和安全性的同时,还要考虑到建筑材料的节能性和环保性,以满足人们不断提升的“绿色”房屋要求,从而最终建设出更多更好的现代化房屋。
三、现阶段房屋设计的思考
在房屋大环境设计时确定的市场定位,决定了房屋户型面积指标,由此也同时确定每户的起居室、卧室、卫生间、厨房面积大小及设备的配备档次。随着面积的合理分配,各房屋之间的合理安排,设计人员应该更深入细致地研究与人们生活息息相关的每一个细节。比如,研究门的位置、开启方向、门洞边的尺寸,以利家具布置;研究空调室内机、室外机位置、高度、预留孔洞的大小,以利安装;研究室内各种电源、电视、电话插孔的数量和位置,以利作用。
房屋小环境的发展性,也就是考虑不同住户不同时期的要求,不仅仅是把室内隔墙全部做成轻质隔墙,装修时可能打掉就能解决的,还应考虑暖气、各种管线的位置能适应灵活分隔的需要,不能改动的立管应尽量靠近结构墙布置。另外,努力将人体工程学应用到房屋设计中,这点是房屋产业人性化的一个表现。人体工程学就是为了最大限度地满足人们对安全和舒适的要求,而系统地研究人的行为、习惯等人体因素的科学。人体工程学可以应用到设计的各个环节, 应用得越广泛,设计就会使人觉得越安全越舒适。在考虑经济条件及美化室内设计的前提下,建议推广管道井的做法使卫生间、厨房内的“蜘蛛网”不复存在。
随着人民环保意识的提高,很多地区在房屋建筑总体规划和单体设计中,对建筑物的空间及朝向都做了系统的设计,以满足冬季室内光的要求,这不仅能够充分利用太阳能,还能改善房屋住宅建筑室内热环境,是一种最基本的节能措施。在住宅建筑设计中主要空间朝向南、南偏东、南偏西是比较合理的设计,这是基本节能设计在房屋建筑设计中的应用。
参考文献: