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空间优化方案范文1
关键词：控制回路；存在问题；回路优化
中图分类号：TM56 文献标识码：A
断路器控制回路主要是实现断路器分、合闸、保护动作出口跳闸、重合闸、防止断路器跳跃等功能，一旦断路器控制回路出现异常，会导致断路器错误动作或者拒绝动作，将对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。紧水滩电站10.5kV线路断路器采用组合断路器柜模式，柜内空间狭小，电磁型继电器经常损坏，不利于检修维护，通过控制回路优化，解决以上问题。
1 原断路器控制回路工作原理
如图1所示：断路器合闸：监控远方合闸LCUH接点闭合，或者现地操作把手KK转向合闸方式，KK把手①②节点导通，或者重合闸继电器2ZJ动作，其5、3接点导通，且1LP在投入位置，经S5常闭接点1、2，S4的1、3接点，防跳继电器K1的常闭接点4、3，断路器辅助接点S1的常闭接点50、51，导通合闸线圈Y1，断路器合闸成功。此后，断路器辅助接点S1的常开接点20、21导通，防跳继电器K1动作，其常闭接点4、3断开合闸回路，并通过其常开接点6、7进行自保持，最终实现防跳跃功能。此时，断路器辅助接点S1的常开接点6、6’导通，合闸位置继电器HWJ动作，发送断路器处于合闸位置信号，并监视跳闸回路是否完好。断路器辅助接点S1的常开接点44、45导通，合闸指示灯HR显示红色灯亮，可以现场确认断路器处于合闸状态。
断路器跳闸：监控远方跳闸LCUF接点闭合，或者现地操作把手KK转向跳闸方式，KK把手③④节点导通，或者保护出口继电器1ZJ动作，其5、3接点导通，且2LP在投入位置，经断路器辅助接点S1的常闭接点6、6’，导通分闸线圈Y2，断路器跳闸成功。此后，断路器辅助接点S1的常闭接点33、32导通，跳闸位置继电器TWJ动作，发送断路器处于分闸位置信号，并监视合闸回路是否完好。断路器辅助接点S1的常闭接点56、57导通，跳闸指示灯HG显示绿色灯亮，可以现场确认断路器处于分闸状态。
2 存在问题
问题一：正常运行情况下，处于常励磁状态的电磁型继电器，易造成继电器线圈过热损坏。同时，在封闭环境下继电器散热较差，也容易损坏。
问题二：断路器组合柜内设备众多，除了HWJ、TWJ、1ZJ、2ZJ四个电磁型继电器外，还装有空气开关、电度表及变送器等设备，造成空间狭小，继电器装拆困难，缺陷处理需要停电时间较长，影响供电可靠性。
3 对策分析
鉴于当前存在的问题，准备利用SEL保护内部逻辑及开入、开出口替代四个电磁型继电器的功能，并从以下三个方面具体分析替代的可行性。
3.1硬件配置分析
SEL保护是一种集保护、监视、控制和故障定位于一体的保护装置，它含有多个光耦隔离开入口和保护开出口，开入口和开出口的1、0状态正好与继电器动作、返回状态相一致。通过逻辑方程，可对开入、开出和时间控制元件进行编程，实现各种继电器功能。
3.2参数分析
根据《继电保护和电网安全自动装置检验规程》规定，直流继电器的动作电压不应超过额定电压的70%，其下限也不宜低于50%额定电压。实测发现，开入口动作范围满足要求。跳、合闸线圈动作电流大于1.5A，开入口替代HWJ、TWJ继电器后，回路电流小于10mA，不会影响跳闸与合闸回路正常功能。重动继电器1ZJ、2ZJ主要用于增加接点容量和接点数量，SEL保护现有的开出口满足容量和数量的要求。
3.3逻辑功能分析
采用TWJ和HWJ的常闭辅助节点串联实现控制回路报警功能，可以通过保护逻辑方程来实现。
4方案设计
4.1控制回路设计
新设计回路原理说明如图2所示：断路器合闸：监控远方合闸LCUH接点闭合，或者现地操作把手KK转向合闸方式，KK把手①②节点导通，或者开出口OUT103导通，且1LP在投入位置，经S5常闭接点1、2，S4的1、3接点，防跳继电器K1的常闭接点4、3，断路器辅助接点S1的常闭接点50、51，导通合闸线圈Y1，断路器合闸成功。此后，断路器辅助接点S1的常开接点20、21导通，防跳继电器K1动作，其常闭接点4、3断开合闸回路，并通过其常开接点6、7进行自保持，最终实现防跳跃功能。此时，断路器辅助接点S1的常开接点6、6’导通，开入口IN103导通，发送断路器处于合闸位置信号，并监视跳闸回路是否完好。断路器辅助接点S1的常开接点44、45导通，合闸指示灯HR显示红色灯亮，可以现场确认断路器处于合闸状态。
断路器跳闸：监控远方跳闸LCUF接点闭合，或者现地操作把手KK转向跳闸方式，KK把手③④节点导通，或者开出口OUT104导通，且2LP在投入位置，经断路器辅助接点S1的常闭接点6、6’，导通分闸线圈Y2，断路器跳闸成功。此后，断路器辅助接点S1的常闭接点33、32导通，开入口IN102导通，发送断路器处于分闸位置信号，并监视合闸回路是否完好。断路器辅助接点S1的常闭接点56、57导通，跳闸指示灯HG显示绿色灯亮，可以现场确认断路器处于分闸状态。
新增防跳回路监视功能：当断路器处于合闸状态，S5常闭接点1、2，S4的1、3接点，断路器辅助接点S1的常开接点20、21闭合，开入口IN101导通，起到防跳回路监视作用。
4.2逻辑方程设计
（1）保护跳闸逻辑方程
TR=SV2T * 50P2 + SV6T * 50P6
（2）保护元件整定值
50P1P=100.00
50P2P=2.70
50P3P=OFF
50P4P=OFF
50P5P=OFF
50P6P=8.10
（3）保护时间元件
SV1 =50P1
SV2 =50P2
SV6 =！IN103
（4）控制回路断线逻辑方程
OUT107 =！IN102 * ！IN103 + ！IN101 * IN103
此逻辑方程还能实现防跳回路监视功能
（5）开出口逻辑方程
OUT103 =CLOSE （重合闸动作）
OUT104 =TRIP （保护跳闸）
OUT105 =TRIP
OUT106 =CLOSE
（6）保护事件记录逻辑方程
ER =SV1T + SV2T + SV3T + SV4T + SV5T + SV6T * 50P6 + CLOSE
FAULT =50P1 + 50P2 + 50P3 + 50P4 + 50P5 + 50P6
5效果检查
施工结束后，对保护各逻辑进行试验，并对操作回路的跳合闸、防跳等功能进行全面的试验，试验结果满足要求。断路器组合柜内取消了4个继电器后空旷了不少，运行操作更加便捷，检修人员也免去了继电器维修更换的繁琐工作，达到了预期的目标，还实现了断路器控制回路的防跳回路监视功能，这进一步提高了设备运行的可靠性。
结语
通过10.5kV断路器控制回路的优化改造，减轻了工作人员的工作量，降低了设备的维护费用，并实现了断路器控制回路的防跳回路监视功能，全面提高了操作回路可靠性。优化改造后，10.5kV断路器运行稳定，未发现异常情况。今后，将在紧水滩、石塘电站推广使用。
参考文献
[1] GB50062-92，继电保护和自动装置设计规范[S].
空间优化方案范文2
关键词：监控图像 传输延时 优化方案
监控系统是高速公路机电工程的一个重要组成部分，直接与道路使用者进行信息交流。监控系统分为信息采集子系统与信息子系统两个部分，而图像传输作为监控系统采集信息并向管理者提供直观影像过程中的重要环节，传输质量及实时性尤为重要。
以芜雁高速为例，芜雁高速监控系统含外场枪式摄像机13台，球形摄像机2台；传输设备为北京欧迈特全光数字传输系统；输出设备为横岗主线收费站屏幕墙22台监视器、操作终端显示器及监控视频存储阵列。通过网络进行视频录像机图像切换。
摄像机采集图像后，用SYV-75-3视频电缆传输至全光数字传输系统（远端机），转换成光信号，用光纤传输至横岗主线收费站监控机房中的全光数字传输系统（局端机）。局端机输出两类数据，一类通过视频接口以2MB/S的速率直接传输至监控机房电视墙上；另一类数据通过网口进入服务器，服务器上安装的软件控制、切换全光数字传输系统（局端机）上视频接口的输出，以实现对屏幕墙上图像的转换。同时在监控视频存储阵列上以800KB/S的速率保存视频。
1 系统延时原因分析
监控系统在实际应用中会出现延时现象。这是由于视频信号需经摄像机采集后经过视频电缆、编码器、光纤、解码器、视频电缆（或网线）及输出设备等环节。延时产生的原因有很多，主要有以下几方面。
1.1 编码效率 模数和数字的转换不仅耗时，而且也会消耗一定量的资源，图像经前端编码到后端解码显示，所需的时长是造成延时的一部分。芜雁高速使用的北京欧迈特全光数字传输系统采用H.264/MPEG2压缩算法，它可以把活动图像压缩成可用光纤直接传输或借助标准电信通信接口传输的N×2Mbps数据流进行传输。将图像压缩处理能够降低信号传输带宽，同时能减少资源消耗。但这种图像传输方式也存在一些问题，问题根源就在于图像压缩数字光端机有先天缺陷。压缩与解压图像信息需耗费一定的时间，因此这种传输方式通常会产生延时传输的问题，实时性差，而且经过压缩后图像会产生一定的失真。
1.2 传输链路和设备 在信号传输过程中，网络流量、所用传输线缆的质量、路由或交换次数与网络延时现象的产生息息相关。网络摄像机信号传输必须通过交换机完成，网络高清图像的质量在很大程度上取决于交换机的操作，比如交换机的时延、丢包率、背板带宽、交换容量、包转发率等，这些都会对数据交换的性能或延时产生决定性的影响。因此，我们在交换机和传输线缆的选择上必须谨慎务实，以确保图像传输质量达到预期要求。
1.3 解码设备的性能 解码设备通常指的是解码器或用于解码的客户端主机，解码效率主要取决于主机的配置，运用配置低劣的主机解码，出现停顿、延时等现象的概率更大。一般情况下，我们在编码或解码的过程中会人为施加缓冲，以确保图像处理流畅运作。
2 优化方案
减少网络传输延时问题也要根据不同方面原因，针对性的提出优化方案：
2.1 采用新一代的编码系统替代 例如使用非压缩数字图像光端机替代图像压缩数字光端机。
非压缩数字图像光端机在压缩处理图像时，先以A/D的形式转换模拟视频信号，然后将数据、音频等信号进行复接直接用光纤传输。为了确保视频信号能够完整、实时地传输，它通常具备较高的数据传输速率。我们都知道，光纤的带宽非常大，因此传输通道不会影响数据速率。用非压缩数字图像光端机压缩并传输图像信号，能够最大限度的保证图像的完整性和传输质量，同时也达到了实时传输的要求。由于采用数字传输技术，在设备中可以应用先进的通信技术（如光收发技术、复接技术等），来提高设备的稳定性，从而严格控制造价。
非压缩数字图像光端机应用了数字传输技术，图像传输质量有了保障；数字传输技术以及大规模集成电路的应用，不仅提高了图像传输的稳定性，而且有效解决了延时传输的弊病，实现了图像的实时传输。另外，这种压缩传输技术可以用一根光纤传输多路图像和音频、数据等多个信号，资源利用率大幅提高。
现阶段，利用非压缩数字图像光端机进行图像传输的方式能够做到单方向传输几十路乃至上百路图像，数字图像光端机对传输技术要求颇高，它对于多路图像传输技术的研究已相当成熟，但由于这种光端机入市不久，还未实现大批量生产，而且它造价稍高，因此应用到监控领域的时间还不长。即便如此，这种光端机在图像传输方面的优势已备受关注，尤其是非压缩数字图像光端机具有同类设备不可比拟的应用优势，如果大规模推广应用，其造价必定有一定程度的降低。
2.2 根据需要选择传输方式 业界现有的监控传输技术主要有六种，即微波传输、网络传输、宽频共缆传输、光纤传输、视频基带传输和双绞线平衡传输。高速公路监控系统采用的传输方式是视频基带传输和光纤传输。信息采集设备到光传输设备以及光传输设备到信息设备采用视频基带传输，其余皆采用光纤传输，有效的解决了传输带宽问题。笔者结合工作经验，对这六种传输方式的优缺点进行了分析和总结，具体情况如下：
①微波传输：基于调频调制/调幅调制的方式，通过高频载波搭载图像信息，并将其转换成支持控制传输的高频电磁波进行传输。优点：以高频载波搭载图像信息，动态实时传输广播级图像，无需投入大量人力、物力、财力来布线并进行线缆维护。缺点：这种微波传输方式仅支持直线传输，传输途中不允许有任何遮挡物，而且要避免电磁干扰，传输要求相当严格。此外，雨雪等天气状况也极易干扰Ku波段的传输效果。②网络传输：点位分散的城域间远距离监控传输可应用网络传输技术。它应用MPEG音视频压缩格式进行监控信号的传输。优点：它应用网络视频服务器作为监控信号上传设备，只需通过网络将远程监控软件安装在指定位置就可以实现图像的实时传输。其缺点是：远程监控需借助网络完成，网络带宽和信号传输速率会大大影响传输效率，因此这项传输技术仅仅适用于低画质、小画面图像的传输，而且图像处理不支持实时监控。③宽频共缆传输：采用调幅调制、伴音调频搭载、FSK数据信号调制等先进技术，可将四十路监控图像、伴音、控制及报警信号集成到“一根”同轴电缆中双向传输，大量节省材料成本及施工费用。缺点：采用弱信号传输，宽频调制端需外加AC220V交流电源，但目前大多监控点都具备这个条件。④光纤传输：通过把视频及控制信号转换为光信号在光纤中传输。优点：传输距离远、衰减小，抗干扰性能最好，适合远距离传输。缺点：对于几公里内监控信号传输不够经济；光熔接及维护需专业技术人员及设备操作处理，维护技术要求高，不易升级扩容。⑤视频基带传输：它通过同轴电缆（非平衡）直接实施模拟信号的传输。优点：短距离传输不仅造价低，而且能够最大限度的确保图像信号的完整性。缺点：三百米以上高频分量大幅衰减，图像的完整性和传输质量都大受影响；一路视频信号必须单独设置一根电缆，用于控制信号传输的电缆也要另外敷设。此外，其采用扩展性极差的星形的布线结构，会大幅增加线缆的布设总量，这非常不利于后续的维护。⑥双绞线传输（平衡传输）：适用于在复杂的电磁环境中进行百米传输。它以平衡对称的方式来传输监控图像信号。优点：结构简易，具有很强的抗共模干扰能力，而且易于布线，有利于造价控制。缺点：仅仅适用于百米信号传输，传输范围受限，而且一根双绞线仅能传输一路图像，不适用于大中型监控系统。此外，双绞线质地脆，易老化，因此只能用于室内布线；双绞线传输高频分量衰减较大，图像会出现严重的色差。
2.3 解码设备选用 解码设备的选用时根据编码设备匹配使用。不同厂家的编解码设备需配套使用，并由厂家提供技术支持，这将更好地为使用方提供优质的服务。
随着用户对图像传输质量要求的提高，从480P到720P再到1080P，传输数据量不断增加。例如30帧/秒的1080p图像信号所需要的带宽=1920×1080×16×30=995.328M，近似1G；从目前的传输介质来看，只有光纤传输才能够满足高清画质传输的需求，否则带宽过小就容易出现数据传输“排队”或“丢包”的问题，时延问题将会更加突出。在现有的传输技术下，需根据实际需要，综合考虑传输图像质量及时延，选取最佳的传输方案，才能使图像传输降低时延，又能满足用户对图像分辨率的要求。同时，随着新科技的不断出现，相信该矛盾会有更好的解决方案。
参考文献：
[1]李锦伟.高速公路监控系统图像传输的研究[J].交通与计算机，2004（02）.
空间优化方案范文3
关键词：岩溶发育；人工挖孔桩；平板载荷试验
文献标识码：B
1 工程概况
本工程位于济南市高新区，整个场区共包括12栋商住楼，分别为18层、24层、32层高层建筑，2层地下室，建筑高度53.20-103.20米，建筑占地面积为 73530㎡ ，总建筑面积为21万㎡ 。本工程的抗震设防烈度为6度，设防类别为丙类，结构型式为剪力墙结构，抗震等级为三级［1］。场地类别为Ⅱ类，建筑物工程重要性等级为一～二级。
2 地质概况
2.1 区域地质
场区位于泰山隆起的西北翼［2］，大地构造上处于新华夏第二隆起带的鲁西隆起与新华夏第二沉降带的鲁西北坳陷的过渡带，是以古生代为主体的北倾单斜构造。区域内地壳中生代燕山期强烈活动，形成了NNW向的马山断裂、平安店断裂、千佛山断裂、东坞断裂和NNE向的炒米店断裂、港沟断裂等断裂构造。区域稳定性与上述断裂构造的复活性密切相关，其中与建筑场区相关的东坞断裂和港沟断裂为非活动性断裂。
2.2场地岩土层分布特性
场地内各岩土层分布及特征自上而下分述如下（地层剖面见图1）：
①杂填土（Q4ml）：灰色、杂色，松散，稍湿；层厚0.50-9.6m，平均2.80m。属高压缩性土。
②黄土（Q4pl+dl）：黄褐色，可塑～硬塑；平均层厚4.71m。属中压缩性土。
③粉质粘土（Q3pl+dl）：红褐色、棕黄色，可塑～硬塑；层厚1.00-8.50m，平均2.90m。属中压缩性土。
④碎石混粉质粘土（Q3pl+dl）：灰褐色、红褐色，中密，湿；层厚0.50-11.60m，平均3.54m。属中压缩性土。
⑤-1强风化白云质灰岩（O2）：青灰色，隐晶质结构，层状构造，节理裂隙及溶沟、溶槽很发育，充填粘土及方解石脉。岩石坚硬程度［3］为较软岩～较硬岩，岩石完整程度破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ～Ⅳ级。场区普遍分布，层厚1.20-18.40m，平均5.76m。
⑥-1强风化角砾状泥灰岩（O2）：浅灰黄色，碎屑结构，层状构造，溶孔较发育，呈蜂窝状，溶孔主要沿角砾位置分布。岩石坚硬程度为极软岩～软岩，岩石完整程度极破碎～破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。场区普遍分布，平均层厚4.60m。
⑥-2中风化角砾状泥灰岩（O2）：棕黄色，碎屑结构，层状构造，岩石坚硬程度为软岩～较软岩，岩石完整程度较破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ～Ⅳ级。平均厚度5.97m。
2.3 岩土参数
岩土主要参数取值见表1、表2：
各岩土层主要参数 表1
桩基设计岩土参数表 表2
3地基基础方案
3.1天然地基方案可行性
以5#商住楼（地上32层，地下2层，剪力墙结构）为例，基地持力层为②层黄土，其承载力特征值fak=130 kPa，按《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）中5.2.4式计算，修正后的承载力特征值fak=272 kPa。PK＞fak，不满足承载力要求［4］，须对其进行地基处理或采用桩基础。
3.2 桩基础方案设计及分析
该场地岩石破碎，岩溶裂隙发育，若采用钻孔灌注桩基础，在施工过程中对漏浆及卡钻的情况较难控制，成孔较困难。而本场地在勘察期间未见地下水，根据地区经验，本场地的地下水主要为岩溶裂隙水，且水量较小，容易控制，对人工挖孔桩基本无影响［5］。
对济南岩溶地区的高层建筑桩基础的设计，设计院往往为了控制沉降及安全考虑，直接将桩端持力层做在中等风化的岩层内，且不考虑桩侧摩阻力，按嵌岩桩进行计算。本例即采用人工挖孔桩，以⑥-2中风化角砾状泥灰岩为桩端持力层，承载力特征值［5］Ra=4500KN，桩径0.8m，桩长28.0-30.0m。
本例人工挖孔桩的设计从理论上计算是可行的，但是经过专家组论证，存在以下问题：
①桩长过长，桩径较小，施工较困难且安全得不到保证；
②应适当考虑桩侧阻力的作用。
专家组建议对桩基设计进行优化。
4桩基优化设计及检测
4.1桩基优化的目的
为保证5#楼挖孔桩基施工可行，安全可控，拟对超长挖孔桩进行优化。考虑岩土工程勘察报告岩土层物理力学参数不理想，建议通过现场测试手段获取桩基设计修正参数，同时也为后期项目积累经验，提供数据，从而实现安全基础上的优化。
4.2优化设计及检测方案
原设计方案桩长较长，优化后的桩长设定为18m，为了实现在桩长变短的前提下不降低桩的承载力，拟采用扩底桩型式。原方案未考虑桩侧阻力的作用，现方案拟进行桩侧和桩端注浆，以提高安全储备。
1、检测点布置
在5#楼选择4颗桩位进行相关实验：①号点（41轴交F轴）、②号点（31轴交1/C轴）、③号点（9轴交1/C轴）、④号点（37轴交1/C轴），以上检测点桩长均取18m。
2、检测项目及目的
①物探检测
在每根桩的桩底标高处采用雷达探测［6］，确认桩端持力层下5m范围内［6］无溶洞及较大的裂隙。
②深层平板载荷实验，确定桩端阻力，检验校核设计
在试桩挖至桩底标高（有效桩长18m）后，然后采用深层载荷板进行桩端持力层承载力检验，及时提供数据，校验设计。
若深层载荷板检验数据较为理想，将检测点桩位桩端扩大头扩大至1.5米［5］，浇筑检测点桩；如荷载板实验结果不理想，通过桩身注浆，提高护壁与桩身摩阻力增加安全储备。
③单桩承载力检测，验证优化结果，保证桩基安全
考虑单桩承载力值较大，静载堆载工作量大，周期较长，成本较大，为加快速度，减少成本，拟采用静力自平衡法和静载两种方法互相校验的方式检测桩基承载力。当检测点桩位桩浇筑完成并达到强度后，对②、④号点进行自平衡检测，对①、③号点进行静载检测。
监测点桩基承载力检测过程中，对桩身侧阻、桩端沉降进行检测，为后续工程建设采用非嵌岩桩设计提供数据和经验。
3、测试仪器布置
测试仪器根据检测点周边勘察孔确定，挖桩过程中请施工、勘察单位记录不同岩土层的厚度，对检测仪器安装位置根据地层情况及时调整，以下标高只是示意，有待修正。
1）、①号试桩位于结构平面41轴与F轴的交点，采用静载荷试桩，在土层交界面处及桩底上0.5米的截面对称设置两个钢筋应力计，共5个截面，需10个为钢筋应力计，布置情况如图。在桩顶对称布置位移传感器（2个）
2）、②号试桩位于结构平面图的31轴与1/C轴的交点，采用自平衡检测，在土层交界面处及桩底上0.5米的截面对称设置两个钢筋应力计，共5个截面，需10个为钢筋应力计，布置情况如图。在桩顶和荷载箱上、下面对称布置位移传感器（共6个）。
3）、③号试桩位于结构平面图9轴与1/C轴的交点，采用静载荷试桩，在土层交界面处及桩底上0.5米的截面对称设置两个钢筋应力计，共7个截面，需14个为钢筋应力计，布置情况如图。在桩顶和加载箱上下顶面对称布置位移传感器（共6个）。
4）、④号试桩位于结构37轴与1/C轴的交点，采用自平衡检测，在土层交界面处及桩底上0.5米的截面对称设置两个钢筋应力计，共个4截面，需8个为钢筋应力计，布置情况如图。在桩顶和荷载箱上、下面对称布置位移传感器（共6个）。
4、 数据分析
通过对4颗试桩的深层载荷板试验，可以看出⑤-1层的桩端阻力标准值均大于3800kPa。在没有进行桩侧注浆的情况下，采用静载荷试验测出的扩底桩的单桩承载力特征值达到了设计要求。后期施工过程中和竣工后的沉降观测结果表明建筑物沉降量和整体倾斜满足规范要求。故本方案的优化设计是可靠的，且具有极大的经济和工期优势。
5 结语
（1）对于岩溶地区的高层建筑物的桩基础，对单桩持力层采用物探方法探明其有无溶洞及大的裂隙是必要的和可靠的。
（2）对于岩溶地区的高层建筑物的桩基础，可以强风化岩石作为桩端持力层，只要确认桩端下一定深度内无溶洞及大的裂隙，其单桩承载力能够得到保证，且建筑物的沉降也能控制在规范要求的范围内。
（3）扩底桩用于持力层较好、桩较短的端承型灌注桩，可取得较好的技术经济效益。
（4）人工挖孔桩设计，单桩承载力计算应考虑桩侧阻力的发挥作用。
参考文献：
［1］中华人民共和国建设部.GB50011-2010 建筑抗震设计规范 ［S］.2010.
［2］宋明清，王沛成，山东省区域地质［M］，济南：山东省地图出版社.2003.
［3］中华人民共和国建设部.GB50021-2001 岩土工程勘察规范 ［S］.2009年版.
［4］中华人民共和国建设部.GB50007-2011 建筑地基基础设计规范 ［S］.2011.
空间优化方案范文4
一、引言
随着社会的发展以及技术的进步，无论是国家有关节约政策的号召，还是制造企业降低成本的实际需要，都要求设计人员用更系统、更科学的设计思路和方法，在保证产品高质量的前提下，使用尽量少的材料，以最大限度地节约成本。而引入仿真优化技术是实现这些目的的较好手段。
仿真优化技术源于马克思威尔理论和米歇尔桁架的研究，在过去的十几年中，许多工程师在结构优化的理论研究和工程应用方面作了相当多的努力。尤其在汽车行业，许多公司为了改善产品、提升性能，在节能、减重等方面做了大量的努力，在应用上取得了很多成果。
而在传统结构优化设计流程中，往往优化工作是在详细设计完成并形成完整数字模型后，CAE工程师才根据数字模型进行优化并提出优化方案，设计人员根据优化方案调整后往往再次由C A E工程师进行优化，优化后再设计。即“设计―论证―再设计”的模式，这样一方面会消耗大量的时间，一方面详细设计已经完成，往往由于开发周期的限制，一些大的改动已经不能接受，由于种种限制，优化得到的并不是真正的最优方案。
Altair公司的Solidthinking-Inspire应用于设计周期的最前端即概念设计阶段，由设计工程师使用，根据构件的受力、支撑等因素，利用优化技术获得材料的最佳承力结构，并在此基础上进行详细设计。由于早期奠定了良好的基础，后期C A E工程师优化过程中也不会出现很大的问题，既节省了大量反复的工作，减少了开发周期，又保证设计出最优方案。
二、叉车转向桥的结构设计
下面将通过叉车转向桥设计的实例，来看看Inspire如何应用到设计中。
1.定义设计空间与非设计空间
所谓设计空间就是优化前的初始结构，在优化过程中不改变非设计空间，通过优化计算，挖掉设计空间中的多余部分，所剩部分构成的形状被认为是结构优化的结果。设计空间一般选取优化对象所占据的最大可能区域，以充分挖掘优化潜力，同时要保证约束及载荷能够有效传递到结构上，以及结构的工艺性。
定义叉车转向桥桥体设计空间时，由于转向桥受载后，转向节与上桥体压紧，与下桥体分离，因此主要承载为转向桥上桥体。下桥体只受主轴变形后的弯矩作用，同时因为直接在转向节上加力，避免了手工移置载荷带来的误差（图1），因此在设计空间中建立了转向节的模型并定义为非设计空间。根据叉车轮距并考虑避让横置油缸位置，建立“工”字结构作为设计空间（图2）。红色部分为设计空间，白色为非设计空间。
（1）定义非设计空间。
上桥体和转向节连接，下桥体和转向节之间留有间隙，模拟上桥体主要受力，下桥体受弯矩的真实受载情况；并合理布置支撑轴位置，在保证最小离地间隙的前提下获得更好的整车稳定性（图3）。
（2）添加形状控制。
添加对称约束，保证优化后桥体左右对称；添加中心向两侧拔模，防止中间出现空洞不利于制造（图4）。红色为左右对称约束，蓝色为中心向两侧拔模。
2.添加载荷和约束
在Inspire中，需要定义部件所承受的受力及约束条件，也可以同时定义在多种工况下进行优化，以保证构件在不同工况下均符合要求。
在本项目中，约束位置为桥体中心支撑轴，为防止完全约束两端导致刚度过大的问题，放开一端轴向约束，在转向节上加载载荷，叉车转向桥受力最大的工况主要有最大侧向力工况和最大垂向力工况（图5），因此由两种工况联合优化。
3.生成结果及结果解读
运行后即生成了优化结果，之后设计师便可根据这些结果进行解读（图6），即以Inspire结果为参考，利用三维设计软件设计产品，虽然再次回到了传统设计手段上，但有了前期这个结果作为依据，设计过程也就更加有的放矢。
4.获得最终设计
考虑转向桥桥体受力特点、可铸造性、转向油缸布置、转向时与各部件是否干涉等问题，笔者设计了转向桥桥体（图7）。
再根据设计得到的转向桥模型，由CAE工程师进行详细的优化，得到最终方案（图8），在保证结构强度的前提下，掏除部分材料，降低了成本，同时也提高了可铸造性。
5.结果论证
经过CAE仿真分析，最终方案强度、刚度均符合要求，并且由于结构布局良好，所需材料也少于传统设计，减少了成本，提高了可靠性（图9和图10）。
空间优化方案范文5
关键词：民用建筑；层次分析法；优化改进
随着各种新型结构和材料的引进和运用，结合我国现状研究高层住宅的抗震性能已成为一种趋势，这也是国民经济健康发展和国计民生的重要保证。研究高层和超高层房屋的抗震性和经济性涉及因素多,必须对方案从整体上进行综合评价,建立正确的决策模型,从而得到客观合理的优劣排序，并在此基础上对各建筑结构方案进行优化改进。
1传统民用建筑结构方案初选
1．1多层砖混结构房屋
特点：砖混结构中的“砖”，是指一种统一尺寸的建筑材料，也包括其他尺寸的异型黏土砖、空心砖等。 “混”是指由钢筋、水泥、沙石、水按一定比例配制的钢筋混凝土配料，包括楼板、过梁、楼梯、阳台。这些配件与砖做的承重墙相结合，所以称为砖混结构。砖混结构住宅一般以多层 （24米以下，住宅10层以下）住宅为主，其抗震性能比起以下三者相对弱一些。
1.2框架结构房屋
特点：由钢筋混凝土浇灌成的承重梁柱组成骨架，再用空心砖或预制的加气混凝土、陶粒等轻质板材作隔墙分户装配而成。墙主要是起围护和隔离的作用，由于墙体不承重，所以可由各种轻质材料制成。
1.3剪力墙结构房屋
特点：剪力墙是用钢筋混凝土墙板来承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用剪力墙来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。剪力墙结构在高层（10层及10层以上的居住建筑或高度超过24米的建筑）房屋中被大量运用。
1.4钢结构房屋
特点：钢结构是以钢材为主要结构材料。钢材的特点是强度高、重量轻，同时由于钢材料的匀质性和强韧性，可有较大变形，能很好地承受动力荷载，具有很好的抗震能力。一般的超高层建筑（100米以上）或者跨度较大的建筑通常应用钢结构。不过，由于钢结构建筑的造价相对较高，目前应用不是非常普遍。
2.4各方案的总排序
表4-10各方案总排序
因素
方案 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Wi 排序结果
0.321 0.160 0.107 0.160 0.107 0.080 0.065
A1 0.355 0.261 0.429 0.048 0.077 0.107 0.063 0.230 3
A2 0.284 0.087 0.214 0.238 0.385 0.160 0.313 0.240 2
A3 0.203 0.130 0.214 0.286 0.308 0.092 0.187 0.207 4
A4 0.158 0.522 0.413 0.428 0.230 0.641 0.437 0.351 1
3.建筑结构优化
3.1传统建筑结构的优劣态势和改进空间分析
3.1.1砖混结构
优劣态势：由于砖混结构的材料成本低，建造简单，故其造价相对较低，施工较容易。但由于砖混结构是由钢筋混凝土配料与由粘土砖、空心砖等做的承重墙结合，故其抗震能力和耐用性相对较差，结构自重偏大，空间布置也不灵活。
改进空间：由于砖混结构是传统的房屋结构，发展较其他结构快，技术已经达到几乎完全成熟，故砖混结构改进空间很小。
综上，砖混结构各方面相对其他传统建筑结构较弱，且几乎没有改进空间。
3.1.2框架结构
优劣态势：根据层次分析法，框架结构建安成本低于剪力墙结构和钢结构，且耐用性好，但框架结构最大的缺点就是施工过程繁琐复杂，抗震能力相对钢结构和剪力墙结构较弱。
改进空间：由于现阶段各种减震结构的设计和应用很多，将其应用于框架结构中可以有效增强框架结构的抗震能力，故框架结构的改进空间相对砖混结构较大。
综上，框架结构抗震能力较弱的缺点可以通过应用合适的减震设计来改进。
3.1.3剪力墙结构
优劣态势：根据层次分析法，剪力墙结构的结构自重偏重，大大影响其建设高度；且由于剪力墙结构布置不灵活，致使其适应性弱于框架结构和钢结构。
改进空间：针对剪力墙结构布置不灵活的缺点，框架―剪力墙结构可以弥补。它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合，吸取了各自的长处，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗力性能。这种结构的住房有很好的抗震性。而使用自重较轻的材料构成剪力墙可以弥补剪力墙结构自重较大的缺点。
3.1.4钢结构
优劣态势：与传统的住宅相比，由于钢结构导热快，比热小，随着温度的升高，钢材的机械力学性能迅速下降，未加防火保护的钢结构，遭遇火灾只需10几分钟时间，自身温度就可达540℃以上，故钢结构有不耐高温且易腐蚀的缺点。
改进空间：针对钢结构易腐蚀和不耐高温的缺点，可以通过钢结构构件防火来弥补，以减轻钢结构在火灾中的破坏，避免钢结构在火灾中局部倒塌造成灭火及人员疏散的 困难；尽可能延长钢结构到达临界温度的过程，以争取时间灭火救人；避免钢结构在火灾中整体倒塌造成人员伤亡；减少火灾后钢结构的修复费用，缩短灾后结构功能恢复周期，减少间接经济损失。
综上，通过提高钢结构的防火防腐性能可以改善钢结构，其改进空间较大。
3.2优化传统民用建筑结构
3.2.1框架结构房屋
优化方案：根据框架结构优劣方案和改进空间的分析，可以通过应用合适的减震设计来改进。由于框架结构房屋主要是由框架承重，利用限制屈曲支撑（BRB）这种新型耗能减震构件代替传统的钢支撑可以降低框架结构房屋在地震中的结构位移，大大消耗地震能量，减轻结构中的扭转变形。
3.2.2框架-剪力墙结构房屋
优化方案：为了增强剪力墙结构的空间布置灵活程度，可以将剪力墙结构和框架结构结合起来形成框剪结构。而框剪结构中的框架-核心筒结构，不仅由于建筑采用框架结构得以获得宽敞的使用空间，而且十分有利于结构受力。为了弥补传统剪力墙自重较重的缺点，我们可以摆脱传统材料的束缚，使用钢板剪力墙。钢板剪力墙是20世纪70年展起来的新型抗侧力结构，其主要是提供结构的侧向刚度、抗剪强度和抗震延性。钢板剪力墙由周边框架和内嵌钢板组成，具有自重轻、安装方便等特点，这刚好弥补了传统剪力墙自重大的缺点。
3.2.3钢结构房屋
优化方案：为了克服钢结构建筑不耐火的缺点，可以使用防火板材和防火涂料来对钢结构实施防火保护。目前市场上防火涂料品种繁多，效果也不尽相同。超薄型钢结构防火涂料是使用较广泛的新型材料，该类防火涂料在受火时缓慢膨胀发泡形成致密坚硬的防火隔热层。针对钢结构易被腐蚀的缺点，常用喷锌或喷铝，加重腐蚀涂料构成长效防腐结构，或者用配套重防腐涂料涂装防护。
4结论
砖混结构的建造技术已经相当成熟，改进空间较小；框架结构针对施工过程繁琐复杂，抗震能力相对较弱的缺点，采用在建筑抗震能力较弱部位布置BRB支撑的方法来进行改进，具有一定的改进空间；剪力墙结构布置不灵活的缺点通过与其它结构结合改进成为框架-核心筒结构进行改进，剪力墙自重大的缺点使用钢板剪力墙减轻自重；钢结构易腐蚀并且不耐高温，通过使用超薄型钢结构防火涂料及喷铝涂层加防腐涂料封闭的方法来改善。
参考文献
[1] 邹晶,李元齐. 钢结构住宅体系在我国的发展现状及存在问题[J]
[2] 徐涛．对高层建筑结构设计的分析[J]
空间优化方案范文6
【关键词】城市建设；综合开发；规划方案；开发模式
一、城市规划管理环节的加强
为了实现城市系统的内部各个环节的有效协调，我们要进行城市规划管理的稳定运行。在这一过程中，我们要实现基础设施配套系统的健全，以满足城市的经济建设的需要。我们要实现城市整体规划方案的建立，选择出一套城市综合效益最高的规划方案，促进选址地点的有效选择，确保其建设地点及其相关基础设施环节的稳定进行。城市建设的进行，要遵循其设计方案的具体要求。我们要确保设计方案的规范性，科学性、可预见性、合理性，避免出现施工过程中的设计方案的改变。在此环节中，我们要按照设计方案的具体要求，进行绿地资源、道路系统、环保配套设置等的有效规范管理，实现其城市整体系统的稳定运行。确保其城市建设系统的不断深化，为此我们要进行城市基础配套设施的优化。
二、完善基础设施的具体措施
1.目前来说，我国的城市基础设施建设系统依旧是不完善的，它受到诸多因素的影响，改革开放以来，其得到了不断完善，也暴露出了一些问题，随着市场经济体制的深化，这些问题的不利影响越来越大，因此我们要进行城市建设的有效规范，实现对其资金的有效应用，确保其城市建设的稳定发展，促进城市基础设施建设的健全。这一目的的实现，离不开对资金筹集环节、项目投资环节、项目建设计划等的有效应用。我们要进行城市建设过程中的基础建设及其配套设置的资金投入，实行其资金投入比例的平衡，以有利于基础设施环节的稳定运行。
基础设施的健全，离不开城市建设的有效规划，因此我们要进行针对城市实际发展水平的配套建设的规划，确保其资金的有效规划，确保其施工质量的提升，避免出现豆腐渣工程，以保证基础设施的质量的提升，满足社会经济的发展需要。因此我们要确保资金的有效投入，以保证先进技术设备的应用，满足人们对于城市高经济建设水平的需要。
2.在基础建设施工过程中，我们要确保生活项目环节与生产项目环节的有效协调，促进地下设施环节与地上设施环节的有效协调，促进附属工程环节与主体工程环节的稳定运行，确保其城市的经济环境的稳定发展，促进城市的整体功能的有效发挥。在实际工作中，影响城市功能正常发挥的因素是很多的。在城市建设中只管主体工程不管附属工程，只搞地上建设不搞地下建设，只顾生产不顾生活等现象不断发生。这些现象，割裂了城市各种建设之间的紧密联系，是造成目前城市建设中各项配套设施上不去的主要原因。因此堵零星建设的口子，是实现城市综合开发的有效途径。
3.国家经济的发展，离不开城市经济的发展，城市的基础建设是城市建设关键部分，我们要进行相关基础建设模式的更新，实现其相关规划方案的稳定运行，根据实际施工情况，进行年度计划的有效编制。促进远期目标的顺利实现，促进城市基础设施的稳定运行。近几年在城市基础设施建设方面加大了投入力度。前几年，建成的污水处理厂，较好的解决城市的海水污染，改善了海滨环境。对市区道路的硬化、绿化方便了群众生活，美化了市容市貌。我县即将投资建设的生态垃圾处理厂一期工程也即将破土动工。
4.为此，我们要进行人居环境方案的优化，确保其土地资源与经济建设的有效协调，实现对其土地的有效应用，满足其经济价值的深化需要。在此过程中，我们要实现对发展商的相关环节的优化，促进其土地利用与四周环境的有效深化，促进其环境调研环节的深化，实现市场调查的广泛深入，以有利于其产品开发定位的顺利运行。在这里要非凡考虑开发的合理性，不能急功近利，竭泽而渔。非凡应控制容积率。规划批准的容积率是一个上限，发展商应根据自己的产品定位确定一个合理的数值。容积率的提高在一定范围内可以提高收益率，但超过了一定界限，环境质量明显下降，带来产品质量大幅度下降，造成整个楼盘销售危机。国外许多城市在对于城市开发项目的治理上，把能够改善这一区域的城市环境，提高其土地和周边地产的价值，作为城市开发所追求的重要目的之一。
做好项目决策环节的优化，促进其经济建设与环境效益的有效结合。在此过程中，我们要实现规范方案与建筑空间形体的有效协调。促进其城市建设的内部相关环节的有效协调。确保房地长事业的稳定发展，促进对城市空间的有效应用，满足城市经济建设的发展需要，确保城市基础建设系统的健全，促进城市综合效益的提升。注重城市整体空间肌理的保护和重新塑造，中国目前处于前所未有的城市建设过程中，规模浩大，速度空前，城市以往逐步发展生长，形成的空间结构遭到破坏。因而在城市设计中，应非凡重视建筑群的整体和城市全局在空间上的有序与协调。欧洲国家在战后大规模重建过程中，也经历了这样的过程，或说走过这样的弯路。
5.我们要进行从景观建设环节到建筑建设环节的统一设计，确保这两者的有效协调，实现城市的环境质量的提升，有利于人们生活水平的提高。为了达到这一目的，我们要进行建筑群体环节至建筑装饰细节的有效统一，确保其规划方案的有效实施。实现对其规划形态的优化，促进城市空间环节和功能布局环节的稳定协调，促进其建筑设计与景观设计的规范。通过精心的设计，创造从室内到室外，从私人空间到开放空间、到城市公共空间这样一系列舒适宜人的空间，提高整个城市环境质量。从国外的经验来看，城市环境空间的不仅要满足城市功能的要求，如居住、工作、交通等，同时它也是城市文化的载体，规范影响看社会行为和城市生活。艺术设计与新技术并重，建筑是工程技术与艺术与手工艺的统一。
三、结语
城市建设综合效益的提升，离不开对其基础经济建设的深化，这需要引起相关管理者的重视，以满足城市经济的发展需要。
参考文献
