ServeRAID-MR10M 阵列卡性能分析

ServeRAID-MR10M SAS/SATA 阵列卡性能分析

适用机型:

所有服务器

文档内容：

概述

ServeRAID-MR10M设计支持各种不同的商业应用，包括数据库，邮件服务器，文件服务器和web服务器，对于流媒体应用也可以获得良好的性能。

本文介绍了在Microsoft Windows Server 2003和Linux环境下使用Iometer和dd benchmark工具来测试ServeRAID-MR10M性能的方法，并且会与IBM MegaRAID 8480控制器进行性能的对比。本文分四个部分，第一部分简单介绍了测试工具和测试负载的概念，第二部分描述了测试的硬件和软件环境，第三部分提供了测试结果并且对结果进行了分析，第四部分根据性能图表分析了ServeRAID-MR10M的产品定位。

测试工具和负载

Iometer工具

Iometer是一个由Intel开发的、在Intel Open Source License维护下的硬盘性能测试工具，Iometer是系统下对存储子系统的读写性能进行测试的软件。可以显示磁盘系统的最大IO能力、磁盘系统的最大吞吐量、CPU使用率、错误信息等。用户可以通过设置不同的测试的参数，有存取类型(如sequential,random)、读写块大小(如64K、256K)，队列深度等，来模拟实际应用的读写环境进行测试。Iometer操作简单，可以录制测试脚本，可以准确有效的反映存储系统的读写性能，为各大服务器和存储厂商所广泛采用。如果需要更详细的信息请访问https://www.wendangku.net/doc/10184927.html,

Iometer是一个生成磁盘工作负载并记录测试结果的工具，主要用于测试服务器的磁盘和网络子系统，这里请注意不是用于测试个人桌面系统的磁盘和网络子系统，单线程的copy工具经常被用来测试服务器的磁盘子系统，可能有两个原因导致这种情况，首先copy工具很容易掌握，并且不占用大量的系统资源。其次，在大家进行磁盘benchmark测试的时候，并没有很好的理解服务器架构和桌面架构的不同。其实copy工具对笔记本和台式机来说是一个适合的磁盘性能测试工具，但是并不适合应用在服务器环境中。

个人电脑系统是设计在一个时刻只完成一个任务，在这方面个人电脑系统做的很好。事实上，在执行copy命令的时候，配置单个硬盘的个人电脑通常比一个配置多个硬盘磁盘阵列的服务器可以获得更好的性能。造成性能差距的原因是两种机器不同的设计理念，服务器是设计在同一时间并行的处理多个任务的，copy是一个单线程的工具，它必须等一个I/O操作完成后才能进行下一个I/O操作，因此多个磁盘的磁盘阵列方式并不能被有效的利用。

使用Iometer工具测试服务器磁盘性能是一个很好的选择。使用Iometer工具可以同时并行的发起多个I/O的请求，这种方式可以充分的利用磁带阵列中的所有磁盘的性能，与一个高性能的SMP应用利用磁盘阵列的方式类似。Iometer还提供了一个叫“outstanding I/Os”的参数，通过设置这个参数可以增加一个windows环境下磁盘子系统的负载，在本文中的测试结果都是通过增加“outstanding I/Os”队列的数量所取得的，这个数量通常都超过了我们生产环境中的值。在Linux环境中，可以通过增加多个“dynamo engines”来增加磁盘子系统的负载，本文中的结果也都是通过调整“dynamo engines”的数量来测得的。

在本文中我们使用的测试结果包括On-Line Transaction Processing

workload, Streaming Reads workload, Single-Threaded Sequential Read workload, Streaming Writes workload, Single-Threaded Sequential Write workload, Random Reads workload, and the Random Writes workload。下面会介绍一下这些测试结果。

On-Line Transaction Processing Workload

On-Line Transaction Processing (OLTP) workload是模拟一个数据库事务处理的工作负载。它定义了100%的随机访问，67%的读操作和33%的写操作。使用transfer request size为4K,8K,16K,32K 和64K。在Windows下outstanding I/Os设为1到128。在Linux下dynamo engines设为1到128。

Streaming Reads Workload

The Streaming Reads是类似与一个读敏感的流媒体应用，它定义了100%的顺序访问和100%的读操作，transfer request size是32K,64K,128K,256K,512K,1M和2M。在Windows下outstanding I/Os 设为1到128。

Single-Threaded Sequential Reads Workload

Single-Threaded Sequential Reads是测试读取单个文件的性能测试，虽然单个文件复制的benchmark不适合服务器的性能测试，但是仍然有一些用户会选择进行这个测试。它定义了100%顺序访问，100%读操作，transfer request size是64K,128K,256K,512K,1M和2M。在Windows下outstanding I/Os设为1。在Linux下dynamo engines设为1。

Random Reads Workload

Random Reads workload定义了100%的随机访问和100%的读操作，transfer request size是4K和8K。在Windows下outstanding I/Os设为1到128。在Linux下dynamo engines设为1到128。

Random Writes Workload

Random Reads workload定义了100%的随机访问和100%的写操作，transfer request size是4K和8K。在Windows下outstanding I/Os设为1到128。在Linux下dynamo engines设为1到128。

dd File Copy Benchmark

dd文件拷贝工具在linux上是一个很流行的评估I/O性能的工具，虽然dd命令测试方法并不适合服务器环境下的负载，但还是有一些客户选择使用它，下面我们介绍一下dd工具的测试方法，

在裸设备上运行dd命令测试

dd读测试

time dd if=/dev/sdb1 of=/dev/null bs=64K

time dd if=/dev/sdb1 of=/dev/null bs=256K

time dd if=/dev/sdb1 of=/dev/null bs=512K

time dd if=/dev/sdb1 of=/dev/null bs=1M

dd写测试

time dd if=/dev/zero of=/dev/sdb1 bs=64K

time dd if=/dev/zero of=/dev/sdb1 bs=256K

time dd if=/dev/zero of=/dev/sdb1 bs=512K

time dd if=/dev/zero of=/dev/sdb1 bs=1M

在ext3文件系统上的测试，

mount ext3分区

mount /dev/sda1 /drive1

运行dd测试

time dd if=/dev/zero of=/drive1/testfile.txt bs=64K

time dd if=/drive1/testfile.txt of=/dev/null bs=64K

rm /drive1/testfile.txt

time dd if=/dev/zero of=/drive1/testfile.txt bs=256K

time dd if=/drive1/testfile.txt of=/dev/null bs=256K

rm /drive1/testfile.txt

time dd if=/dev/zero of=/drive1/testfile.txt bs=512K

time dd if=/drive1/testfile.txt of=/dev/null bs=512K

rm /drive1/testfile.txt

time dd if=/dev/zero of=/drive1/testfile.txt bs=1M

time dd if=/drive1/testfile.txt of=/dev/null bs=1M

rm /drive1/testfile.txt

测试环境

ServeRAID-MR10M测试使用IBM System x3655，配置两个双核AMD Opteron 2218(2.60GHz)和2GB系统内存。

Windows测试环境使用Microsoft Windows Server 2003 Enterprise x64 Edition with SP1，windows阵列卡驱动版本为2.17.0.64。Linux环境为SUSE Linux Enterprise Server 10 (SLES10) with SP1 (64-bit)，Linux下驱动版本为00.00.03.13-2。

ServeRAID-MR10M微码版本为1.12.122-0393

EXP3000存储扩展柜ESM微码版本是0178，36.4 15rpm SAS硬盘微码版本为BA19，测试环境示意图如下：

Windows环境测试结果分析

本文中的测试结果都是在特定的操作系统和环境下得到的，在你的操作系统环境下得到的结果可能有很大的不同。下表是分别在12，24，48和120块36.4GB 、转速15k的SAS硬盘上，在平均响应时间为15ms和峰值的结果，在结果中我们看到IOps和MBps的测试值和响应时间有一定的联系，然而大多数服务器应用并不一直等待磁盘I/O操作的完成，从而影响整个系统的性能，所以平均响应时间15ms应该更接近我们实际应用中的环境。

RAID-5 Windows OLTP Workload Results

表1是RAID5 OLTP负载在不同transfer request下的测试结果，所有测试的配置条件都是相同的，只利用整个磁盘容量的8%进行测试，启用缓存write-back，I/O policy设为direct，stripe size 设为128K。

表1显示出OLTP负载的性能随着ServeRAID-MR10M上配置硬盘数量的增加而上升。ServeRAID-MR10M支持扩展到216个硬盘，对于数据库应用，可以持续添加硬盘直到性能提升被控制器所限制，在表1的测试中120个硬盘已经达到了通过增加硬盘数量提升性能的峰值。

图1显示出在配置48块硬盘的情况下ServeRAID-MR10M和MegaRAID 8480在8K OLTP测试中性能相近，ServeRAID-MR10M的IOps峰值稍高，而MegaRAID 8480在低延时的情况下IOps稍高一点。在OLTP测试中ServeRAID-MR10M相比MegaRAID 8480有很大的优势，因为MegaRAID 8480不支持安装超过48块硬盘，所以在配置超过48块硬盘的情况下就只能选择ServeRAID-MR10M。根据图示我们发现ServeRAID-MR10M的性能峰值超过配置48块硬盘的MegaRAID 8480 102%。

RAID-5 Windows Streaming Reads and Streaming Writes Workload Results

图2是ServeRAID-MR10M和MegaRAID 8480在不同request size下RAID-5 streaming reads测试的性能图表

在图2中我们可以总结出3点，第一，在RAID-5 streaming read性能测试中ServeRAID-MR10M的峰值比MegaRAID 8480高68%，性能的提升是因为ServeRAID-MR10M的I/O处理器和内部总线进行了改进，所以ServeRAID-MR10M比MegaRAID 8480更适合流媒体应用。

第二，ServeRAID-MR10M达到测试的峰值必须充分利用可用端口，这意味着为了达到RAID-5 streaming read测试的峰值至少需要两个EXP3000扩展柜（每个SAS端口连接一个）。

第三，对于ServeRAID-MR10M，RAID-5 streaming read的峰值在block I/O为32K-64K的条件下即可达到，而一些竞争友商的阵列卡需要在block为128K或者更大的情况下才能达到。

图3是ServeRAID-MR10M和MegaRAID 8480在RAID-5 single-threaded read performance测试中的对比，在测试中我们发现在禁用read-ahead的情况下，两种阵列卡的性能测试结果是基本上相同。MegaRAID 8480阵列卡无论是否启用read-ahead RAID-5 single-threaded read performance测试的性能都不会有明显的提升。但是由于ServeRAID-MR10M在read-ahead算法上做了很大的改进，所以当开启read-ahead功能后测试结果有99%到393%的提升。

阵列卡默认的设置是禁用read-ahead的，因为大部分应用在这种情况下可以获得比较好的性能，开启这个参数对于单线程的顺序读取应用可以有很大的性能提升。

根据图4我们可以看到，在RAID-5 streaming write测试中，ServeRAID-MR10M的性能比MegaRAID 8480高45%到72%，ServeRAID-MR10M性能是大幅提升主要来自控制器内存速度的改进，另外ServeRAID-MR10M RAID-5 streaming write的峰值在连接一个单独EXP3000扩展柜的情况下就可以实现。

图5显示出，在单线程写操作测试中，ServeRAID-MR10M性能比MegaRAID 8480有37%到51%的提高。一些习惯用copy文件测试去衡量性能的人会对这个测试更感兴趣。另外如果启用ServeRAID-MR10M read-ahead，此测试性能会有2%到15%的降低。

RAID-5 Windows Random Reads and Random Writes Workload Results

表2包含了ServeRAID-MR10M不同负载下随机读取的性能测试结果，随机读写性能指标通常用来衡量类似产品之间的性能高低，而且这些测试与一些典型的生产环境也很接近。

根据表2我们可以看到，随着配置在ServeRAID-MR10M上硬盘数量的增加，随机读写的性能也持续增加。ServeRAID-MR10M支持最大配置216块硬盘，所以针对随机读写的负载，可以不断的添加硬盘来提升性能，直到性能提升受到控制器自身限制。当配置超过120块硬盘的情况下性能的提升将受到控制器的限制，而不再受硬盘数量的限制。

图6显示在配置48个硬盘的情况下，ServeRAID-MR10M和MegaRAID 8480在8K随机读负载下的性能很接近，ServeRAID-MR10M的IOps峰值略高，而MegaRAID 8480在低延迟下IOps值稍微高一些。因为MegaRAID 8480不能支持超过48块硬盘，所以ServeRAID-MR10M在超过48个硬盘的情况下性能要明显的高于MegaRAID 8480，它的峰值要高于配置48块硬盘的MegaRAID 8480 51%。

图7显示在配置48个硬盘的情况下，ServeRAID-MR10M和MegaRAID 8480在8K随机写负载下的性能很接近，ServeRAID-MR10M的IOps峰值略高，而MegaRAID 8480的写操作延时会低一些。因为MegaRAID 8480不能支持超过48块硬盘，所以ServeRAID-MR10M在超过48个硬盘的情况下性能要明显的高于MegaRAID 8480，它的峰值要高于配置48块硬盘的MegaRAID 8480 154%。

RAID-5 Linux OLTP Workload Results

下面介绍了Linux的测试环境，使用SUSE Linux Enterprise Server 10 SP2 64-bit操作系统，在一些测试用ext3文件系统代替默认的raiser文件系统，一些测试使用”blcokdev”命令调整Linux系统的read-ahead设定，加入“read ahead =16M”参数，用”blockdev –setra 16384 /dev/sdb”命令来增加每个阵列中的read-ahead设定。

表3是ServeRAID-MR10M在不同的request size下的OLTP测试结果，在所有配置中，每12个硬盘配置一个阵列，仅有磁盘总容量的8%被使用，负载同时的应用到多个阵列上，启用write-back 缓存，I/O policy设为direct，stripe size是128K。在表中我们分别可以看到平均响应时间是15ms和峰值的测试值，对比windows下的测试结果我们可以发现不同，在windows环境中平均响应时间是15ms的值只稍稍低于测试的峰值。

图8对比了Linux和Windows环境下配置120个硬盘的OLTP测试结果，Windows下的测试结果明显高于Linux下的结果，Windows下的响应时间也更低一些。

RAID-5 Linux Sequential Reads and Sequential Writes Iometer Workload Results

图9-12列举了ServeRAID-MR10M在不同的request size下使用Iometer测试工具，RAID-5 Linux sequential performance的性能。

根据图9和10我们可以得出一些结论，第一，当使用一个单独的阵列的情况下无法达到测试的峰值，至少需要2个阵列配置。第二，在使用blockdev设置Linux的read-ahead为16384后，读测试的性能有所提高。第三，Windows读测试的峰值比Linux高59%到112%。

根据图11和12我们可以得出一些结论，第一，当使用一个单独的阵列的情况下无法达到测试的峰值，至少需要2个阵列配置。第二，在使用blockdev设置Linux的read-ahead为16384后，写测试的性能没有明显增加。第三，Windows写测试的峰值比Linux高于34%到68%。

RAID-5 Linux Sequential Reads and Sequential Writes dd Workload Results

图13-15列举了ServeRAID-MR10M在不同的request size下使用dd测试工具，RAID-5 Linux sequential performance的性能，dd测试工具是一个单线程的读写操作工具。

根据图13和14我们可以得到的结论，第一，当使用一个进程去测试一个单独的阵列时，是无法得到测试的峰值的，对于dd测试，应该配置多个阵列来得到峰值。

第二，在顺序读测试中，我们无法简单的分析出使用ext3文件系统和使用raw裸设备之间的性能优劣。对于单个阵列，ext3文件系统的性能好于raw裸设备，而使用dd并行对两个阵列进行测试的情况下，raw裸设备的性能又好于ext3文件系统。当同时对十个阵列进行测试的情况就更加复杂，对于64K和256K transfer sizes，ext3文件系统的性能好于raw裸设备，而对于512K和1M transfer sizes raw裸设备的性能又好于ext3文件系统。所以当需要决定选择文件系统或者裸设备能在dd测试顺序读测试中获得更好的性能时，建议两种方法都进行测试，这样可以选择出在当前配置中哪种文件系统可以获得更好的性能。

第三，当transfer sizes为512K或更高，单个阵列，两个阵列配置裸设备的情况下，dd顺序读测试在配置Linux read-ahead为16384后可以获得更好的性能。还应该注意的是此测试的峰值是在配置10个阵列使用默认的Linux read-ahead设置的情况下获得的。因此，使用更大的Linux read-ahead可能在绝大多数情况下获得性能的提升，但不是在任何配置下都可以，只有在实际测试中才能确认在当前配置下哪种Linux read-ahead对性能是更有利的。

最后我们看到Windows下的Iometer测试结果比Linux dd测试结果要高22%到202%。

根据图5我们可以得出以下结论，第一，RAID5 dd 顺序写测试的峰值是在使用raw裸设备的情况下得到的，使用ext3文件系统无法达到测试的峰值，在dd RAID5 顺序写测试中，使用raw裸设备的测试结果普遍高于使用ext3文件系统的。第二，在使用单个阵列进行测试时，如果将Linux read-ahead设为16384，性能会有少量的下降。但是在对多个阵列同时进行测试的情况下，使用16384的Linux read-ahead可以获得性能的提升。最后，Linux dd顺序写测试使用raw裸设备的峰值要稍微高于Windows Iometer测试的结果，大约高4%左右。

RAID-5 Linux Random Reads and Random Writes Workload Results

表4包含了随机读8K，32K，64K和随机写8K，32K，64K负载的测试数据，随机读写性能指标通常用来衡量类似产品之间的性能高低，而且这些测试与一些典型的生产环境也很接近。

与表2在Windows下随机读的测试结果不同.Linux下随机读测试的平均响应时间为15秒和峰值时的测试值有很大的距离。在随机写测试中这两个值在8K负载下相差不大，但是在32K和64K测试中差距就很大了。

Getting the Best Out-of-the-Box Write Performance

像任何其他使用电池的电气设备一样，ServeRAID-MR10M阵列卡的电池在正常运行前必须进行充分的充电。ServeRAID-MR10M电池的初始化操作包括一次电池的完全充电，一次完全放电和另外一次完全充电，这个初始化操作将花费数个小时的时间才能完成。电池初始化的操作将影响ServeRAID-MR10M的写操作性能，因为默认的情况下在电池完成初始化进入完全操作状态之前，write-back缓存功能是禁用状态。如果需要在电池初始化之前实现好的写测试性能，有下面两个选择：

第一是在系统配置ServeRAID-MR10M后，让电池在前一天晚上通宵进行初始化操作，然后第二天早上开始收集性能数据。当电池完全初始化后将自动开启write-back缓存功能，所以写测试的性能将可以充分发挥。

第二是在MegaRAID Storage Manager开启“Use Write Through for failed or missing battery”参数（如下图所示）。使用这个参数后将在电池损坏或者未完成初始化的情况下，依然保持write-back

缓存功能持续开启，从而保持在写测试中的高性能。但是在测试结束后将服务器部署在生产环境中，我们还是建议应该不选择这个参数，因为这样可以更好的保护缓存中的数据。

总结

ServeRAID-MR10M阵列卡可以支持多种的商业应用，包括数据库服务器，邮件服务器，文件服务器和web服务器等等，在流媒体服务器方面ServeRAID-MR10M也可以获得很好的性能。ServeRAID-MR10M对比前一代产品MegaRAID 8480阵列卡有着很多优势，下面就做一个简单的对比

·在8K OLTP性能测试中测试结果高8%到102%

·Streaming Reads性能测试高68%

·单进程顺序读测试高99%到393%

·Streaming Writes性能测试高45%到72%

·单进程顺序写高37%到51%

·随机读测试高-9%到51%

·随机写测试高0%到154%

23武汉绿地中心伸臂桁架层施工

武汉绿地中心伸臂桁架层施工 唐碧波，李家洪 （中建三局第二建设工程有限责任公司，湖北武汉，430074） 摘要：武汉绿地中心作为典型的超高层钢-砼组合结构体系，钢结构桁架的设置无疑是不可缺少的，其中伸臂桁架作为核心筒与外框的连接，其重要性不言而喻。而超高层工程从组织管理、施工工艺等方面带来的各种影响也会改变伸臂桁架的施工条件，提高施工难度。针对伸臂桁架施工的种种问题，本文重点介绍深化设计、顶模改造及结构施工等关键技术，总结超高层伸臂桁架施工经验，为类似工程提供参考。 关键词：武汉绿地中心、伸臂桁架、超高层结构、顶模 1 引言 1.1 项目结构概况 华中第一高楼武汉绿地中心，建筑高度636m，为“钢骨巨型柱框架+型钢混凝土核心筒+伸臂桁架”结构体系，该体系由以下几个部分组成：内置异形型钢混凝土巨柱、内置型钢或钢板（钢骨柱）的钢筋混凝土核心筒、连接核心筒与外框的伸臂桁架、约束结构变形的环带桁架以及对应楼层结构钢梁、组合楼板。其中，四道伸臂桁架分别位于F34-F36、F63-F65、F97-F99、F116-F118。 1.2伸臂桁架概况 项目伸臂桁架层为焊接H型钢，纵跨2~3个结构层，将核心筒与外框巨型柱之间通过角部Z型桁架相连，形成一个稳定整体。每道伸臂桁架共存在12处连接点。伸臂桁架结构由上弦杆，Y型斜撑以及下弦杆组成，最大截面尺寸：上弦杆H1000*1000*60*60，下弦杆 H1000*1000*60*60，斜腹杆H1300*1000*100*100及H500*500*65*65，材质均为Q345GJB。 伸臂桁架层示意图 2 施工重难点 项目采用低位顶升模架体系，核心筒施工早于外框结构施工，故核心筒钢板墙与伸臂桁架的连接采用预埋牛腿形式。但由于连接伸臂桁架的牛腿尺寸较大，对钢板墙、钢筋、顶模附属设施等施工均有影响。因此，合理的工序安排将是确保伸臂桁架能够顺利安装的重点。 伸臂桁架的复杂节点主要存在于核心筒钢板墙与桁架牛腿连接处，不仅是钢结构的分段分节需要深化加工，而且钢结构焊接时也需要临时加固，以防止变形或偏位；同时，该处钢筋密集，绑扎难度大、模板如何优化处理也是工艺的关键。 3 关键施工技术 针对上述施工难题，项目部提前充分考虑节点优化、交叉作业等问题，对各专业、各工序进行合理安排。本文将以第二道伸臂桁架（跨越3个结构层）施工为例，重点讲述伸臂桁架层施工所遇到的问题及解决措施。

隔震结构的基本原理及动力分析

隔震结构的基本原理及动力分析 摘要：本文根据现行的《建筑抗震设计规范》，介绍了隔震结构的基本原理、实用范围和设计与分析方法，并通过一隔震结构的设计实例说明隔着结构的优越性。 关键词：基础隔震；地震响应；时程分析法； 引言 目前，我国和世界各国普遍采用的传统抗震方法是将建筑物设计为“延性结构”，通过适当控制调整结构物的自身刚度和强度，使结构构件(如梁、柱、墙、节点等)在强烈地震时进入非弹性状态后具有较大的延性，从而通过塑性变形消耗地震能量，减轻建筑物的地震反应，使整个结构“裂而不倒”，这就是“延性结构体系”[1~3]。它的设防目标是“小震不坏”、“中震可修”、“大震不倒”。实践证明，这种方法对减轻地震灾害起到了积极作用，但是这种传统的结构抗震方法有其明显的不足，随着我国经济的高速发展，对建筑功能要求越来越高，结构的形式越来越多样化、复杂化，很多重要的建筑（电力、通讯中心、核电站、纪念性的建筑、海洋平台等）结构及内部设备的破化将造成巨大的经济损失。对这类建筑的抗震性能提出更高的要求——结构不允许进入塑性工作阶段，因此采用传统抗震方法很难满足此类建筑抗震要求。面对新的社会要求，各国地震工程专家一直寻求新的结构抗震设计途径，以隔震为代表的“结构振动控制技术”便是这种努力的结果[4~6]。 1、隔震结构的基本原理 结构隔震体系是指在建筑物上部结构的底部与基础面之间设置某种隔震装置，使之与固结于地基中的基础地面分离开来的一种结构体系[6]。隔震结构的基本原理可以用图1进一步阐明。图中三条曲线表示不同的阻尼大小，为普通中低层建筑的自振周期，为隔震层建筑的自振周期。 （a）加速度反应谱（b）位移反应谱 图1隔震原理 从图中可以看出，结构自振周期延长，结构的地震加速度反应减小，地震位移反应增大；结构阻尼增大，结构的地震加速度反应和位移反应均减小。隔震系统的水平刚度远远低于上部结构的抗侧刚度，因此，结构的自振周期大大延长，

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伸臂桁架、腰桁架，超高层钢结构设计要点 在外框柱与核心筒之间设置伸臂桁架的主要目的是减小结构侧移，它的机理是提高水平荷载作用下的外框架柱的轴力，从而增加框架承担的倾覆力矩，同时减小了内核心筒的倾覆力矩。它对结构形成的反弯作用可以有效的增大结构的抗侧刚度，减小结构侧移动，一般情况下也会减小外框架的剪力分担比。对于框架核心筒结构，设置伸臂桁架后减小侧移显著，而对于筒中筒结构而言，减小侧移的效果很小。

在结构周围设置腰桁架的作用作用是使各框架柱承受的轴力均匀变化，因此也可以达到提高外框架抗倾覆力矩的能力以及减小侧移的目的，但是不如伸臂有效。在框架核心筒结构中，视外框柱的数量和布置方式，可以设置腰桁架，也可以不设置；由于腰桁架可以减小框筒结构的剪力滞后，因而在筒中筒结构中，腰桁架可以加大结构的整体刚度并减小其侧移。 结构可以根据具体情况，仅设置一种或者同时设置以上两种构件，设置了伸臂桁架、腰桁架的楼层可统称为加强层。 设置加强层后，造成结构沿高度方向刚度不均匀，刚度突变带来内力突变，因此在加强层及上下相邻层构件的内力会出现较大的改变，设置是方向性的改变，加强层的刚度越大，内力突变的程度也越大，这种突变会产生薄弱层效应。

因此，在结构抗风设计中，采用伸臂桁架、腰桁架的效果很好，它可以采用刚度大的加强层，以形成较大的抗侧刚度。 而在抗震设计的结构中，应尽可能的减小出现薄弱层形成的不利效应，因此可以不设置加强层时，就不必设置加强层，需要设置加强层时，也不宜采用刚度过大的伸臂和腰桁架，以避免加强层范围出现过大的刚度突变。 沿高度可以布置一个楼层（一道）或多个楼层（多道）的伸臂桁架和腰桁架。研究表明，多道伸臂桁架减小侧移的效果优于一道伸臂桁架，但是伸臂结构数量与减小侧移并不成正比，当设置四道以上的伸臂桁架时，减小侧移的效果就不再明显。

并联复合隔震结构的地震响应和滞回特性分析

ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＶｏｌ畅４４，Ｎｏ畅１，２０１４ 工业建筑　２０１４年第４４卷第１期　并联复合隔震结构的地震响应和滞回特性分析 倡 袁　颖１ 　周爱红１ 　杨树标２ 　何国峰 １ （１．石家庄经济学院勘查技术与工程学院，石家庄　０５００３１；２．河北工程大学土木工程学院，河北邯郸　０５６０３８） 摘　要：在建立并联复合隔震结构运动微分方程的基础上，通过数值模拟，计算并研究了不同加速度峰值下，给定摩擦承压比的多自由度并联复合隔震结构的自振周期、最大基底剪力、最大基底剪力系数、最大层间位移、层间速度、层间加速度等地震响应以及隔震层的滞回特性，并与普通抗震结构、夹层橡胶垫隔震结构、摩擦滑移结构进行了全面对比分析和讨论。结果表明：并联复合隔震结构由于充分利用了复合隔震支座的优点，能够显著降低结构的地震响应，并且具有优良的滞回耗能特性。 关键词：并联复合隔震；摩擦滑移隔震；夹层橡胶垫隔震；地震响应；滞回特性 ＤＯＩ：１０．１３２０４／ｊ．ｇｙｊｚ２０１４０１００７ ＳＥＩＳＭＩＣＲＥＳＰＯＮＳＥＡＮＤＨＹＳＴＥＲＥＴＩＣＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＰＡＲＡＬＬＥＬ ＣＯＭＰＯＳＩＴＥＩＳＯＬＡＴＥＤＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＹｕａｎＹｉｎｇ１ 　ＺｈｏｕＡｉｈｏｎｇ１ 　ＹａｎｇＳｈｕｂｉａｏ２ 　ＨｅＧｕｏｆｅｎｇ １ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｃｏｎｏｍｉｃｓ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００３１，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｎｄａｎ０５６０３８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｍｏｔｉｏｎｆｏｒｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｓｏｌａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｆｏｒｍｕｌａｔｅｄｆｉｒｓｔｌｙ．Ｔｈｅｎ，ｔａｋｉｎｇｔｈｅｍｕｌｔｉ－ｄｅｇｒｅｅｏｆｆｒｅｅｄｏｍｓｐａｒａｌｌｅｌｉｓｏｌａｔｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈａｇｉｖｅｎｆｒｉｃｔｉｏｎｂｅａｒｉｎｇｒａｔｉｏｆｏｒａｎｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｖｅｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｐｅａｋｖａｌｕｅｓ，ｓｕｃｈａｓｎａｔｕｒａｌｐｅｒｉｏｄｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｂａｓｅｓｈｅａｒ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｂａｓｅｓｈｅａｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ， ａｎｄｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄｓｔｕｄｉｅｄｂｙｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｆｏｒｄｉｎａｒｙａｓｅｉｓｍｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｉｓｏｌａｔｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｌａｍｉｎａｔｅｄｒｕｂｂｅｒｂｅａｒｉｎｇｓａｎｄｉｓｏｌａｔｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｆｒｉｃｔｉｏｎｓｌｉｄｉｎｇｂｅａｒｉｎｇｓｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｏｍｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓｗｅｒｅｍａｄｅｔｈａｔｔｈｅｉｓｏｌａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｓｏｌａｔｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｕｌｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙｄｕｅｔｏｔｈｅｆｕｌｌｕｓｅｏｆｔｈｅｍｅｒｉｔｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｓｏｌａｔｅｄｂｅａｒｉｎｇｓ，ａｎｄｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗａｓａｌｓｏｅｘｃｅｌｌｅｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｓｏｌａｔｉｏｎ；ｉｓｏｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｆｒｉｃｔｉｏｎｓｌｉｄｉｎｇｂｅａｒｉｎｇ；ｉｓｏｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｌａｍｉｎａｔｅｄｒｕｂｂｅｒｂｅａｒｉｎｇ；ｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ；ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ 倡国家自然科学基金项目（４１２０４０７５）；国家大坝工程技术研究中心开放基金资助项目（ＮＤＳＫＦＪＪ１２０１）。 第一作者：袁颖，男，１９７６年出生，博士，副教授，硕士生导师。电子信箱：ｙｕａｎｙｉｎｇｓｏｎ＠１６３．ｃｏｍ收稿日期：２０１３－０５－１５ 近十几年来，在世界范围内，地震频发，比如 ２００１年印度７畅９级地震，２００４年的印尼９畅０级地震，２００５年巴基斯坦７畅８级地震，２００７年秘鲁７畅５级地震，２００８年中国汶川８畅０级地震，２０１１年日本９畅０级地震等，造成了巨大的人员伤亡和经济损失。在目前水平下，对地震进行准确预报很困难，因此，对建筑物进行结构抗震设计和设防以保证建筑物和人民生命财产安全是十分必要的。 隔震技术是工程抗震领域中的研究热点，在结构底部安装隔震支座是一种行之有效的减震方法。从２０世纪６０年代末起，国外学者开展了相关的研 究工作，并取得了很多研究成果［１－５］ 。世界上许多国家都修建了隔震建筑，日本和美国等国家的有些 隔震建筑还经受过强震考验，隔震效果明显，并取得 了巨大的经济效益和社会效益［６－７］ 。我国自２００１年将隔震消能技术写进了ＧＢ５００１１—２００１枟建筑抗震设计规范枠以来，隔震理论和应用的研究也得到 了迅速发展［８－９］ 。 本文在以往工作基础上［１０－１２］ ，对并联复合隔震体系进行了理论分析，建立了并联复合隔震的力学

深圳平安金融中心结构方案比较分析报告

深圳平安金融中心结构方案比较分析报告 中建国际（深圳）设计顾问有限公司

2008-12-8 目录一.建筑结构体系构成 二.结构工作性能 三.结构方案的优缺点 四.结论

一、建筑结构体系构成 按建筑结构体系的不同，分为推荐结构方案和结构概念方案。以下分别对两种不同方案的结构构成特点进行分别论述。 1、推荐结构方案结构体系构成 1.1 外筒 外筒由四组矩形钢管V 形支撑、八根矩形钢管混凝土角柱以及四组“［”型矩形钢管混凝土框架共同形成空间外筒结构体系，既承受垂直荷载又提供了强大的抗侧刚度。 图1和图2分别给出了外筒结构构成的平面示意图和三维示意图，表1给出了外筒结构构件尺寸沿楼层变化。 外外TU B E 900X 48外外外-外外外外外外外 900X 900X 50C 80 图1 外筒构成平面示意图 角梁 矩形钢管混凝土外框柱

(a) 矩形钢管混 凝土框架(b) 矩形钢管 V形支撑 (c) 矩形钢管混 凝土角柱 (d) 外筒结构体系 图2 外筒构成三维示意图

表1 外筒结构构件尺寸沿楼层变化 注：H×B×TC**——矩形钢管混凝土角柱截面长边边长×短边边长x钢管壁厚(混凝土强度等级) hxbxt——矩形钢管混凝土框架柱截面长边边长×短边边长x钢管壁厚 h1xb1xtwxtf——H形框架裙梁的截面高度×截面宽度×腹板厚度×翼缘厚度 1.2 内筒 内筒由在四角及门洞口设置型钢的现浇钢筋混凝土剪力墙组成（如图3）。通过在内筒关键受力部位设置型钢，改善了内筒的工作性能。内筒门洞处采用800mm高的连梁，其跨高比在L/3~L/5之间，这些跨高比较大的连梁在罕遇地震下呈现弯曲破坏，可改善整体结构的延性性能。 增加内筒外侧墙体厚度，减小内侧墙体厚度即在获得较大的结构抗侧刚度又有效减少结构墙体占用的使用空间，且随着楼层墙厚逐渐减小，尽可能为建筑提供更多的有效使用空间。

地震工程学心得体会

精心整理《地震工程学》课程总结? 1.对所学内容的综述? 1.1结构地震反应分析的方法? 结构地震反应分析的方法很多，下面主要介绍反应谱理论和时程反应分析法? 绍。 也并不是一次地震动作用下的反应谱，而是不同地震反应的包线。 1.1.2?? 时程分析法? 时程分析法又称作动态分析法。它是将地震波段按时段进行数值化后，输入结构体系的振动微分方程，采用逐步积分法进行结构弹塑性动力反应分析，计算出结构在整个强震时域中的振动状态过程，给出各个时刻各杆件的内力和变形以及各杆

件出现塑性铰的顺序。? 时程分析法计算地震反应需要输入地震动参数，该参数具有概率含义的加速度时程曲线、结构和构件的动力模型考虑了结构的非线性恢复力特性，更接近实际情况，因而时程分析方法具有很多优点。它全面地考虑了强震三要素；比较确切地、具体地和细致地给出了结构弹塑性地震反应。? 1.1.3地震信号频域分析? ???? X(f）， 1.2? 1.2.1 （1) ??(2 （3 ?（4 性和有效性；? ?? （5）验证抗震理论、结构地震反应分析方法、结构振动控制算法等的可靠性和适用性。? 1.2.2? 结构抗震试验的实施程序? ??

（1）确定研究目标和试验方法，含试验目的、试验设备和试件的采用、需要测量的物理量等；? ?? （2）荷载施加，含与试验设备相关的荷载施加方式和加载规则等；? ?（3）测点布置和数据采集，含各类传感器和数采设备的采用、测点数量的选择；? ??（4）数据分析，含测试数据的常规处理和特殊分析。? （1 ? （2 ????旨在 （3 ?? 入下结构或构件的地震反应，研究和验证结构地震破坏机理、破坏特征、抗震能力和抗震薄弱环节。 ?（4）振动台试验? ?????振动台试验是利用振动台装置进行的结构强迫振动试验，是地震工程研究中最重要的实验手段之一。?

桁架结构分析

2013-2014年度学生研究计划（SRP）“桁架结构模型结构优化及试验” 结题论文 姓名骆辉军 学院土木与交通学院 专业土木工程（卓越全英班） 学号 201230221450 指导老师范学明 时间 2014年10月

一.实验背景 随着科学技术的发展和计算机软件技术的应用，应用相关的软件来进行桁架结构模型的优化已经可以成为现实。桁架结构中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。在桥梁结构中，桁架结构也应用广泛。只受结点荷载作用的等直杆的理想铰结体系称桁架结构。它是由一些杆轴交于一点的工程结构抽象简化而成的。合理地设计桁架结构，就能够最大限度地利用材料的强度，起到减轻桁架重量，节省材料的目的，从而也能为工程实际应用提供相关的依据和参考。 但桁架的结构模型形式千变万化，仅仅从理论上分析桁架的受力特征和破坏特征，而不进行相应的试验研究是无法取得实质性的进展的。正是基于这样一个原则，我们需要在理论研究的基础上通过试验来优化桁架的结构模型，在各式各样的桁架结构中挑选出受力合理的结构，最大限度地使材料的强度得以利用。 研究桁架结构模型优化的意义 桁架结构中，各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活，应用范围非常广。桁架梁和实腹梁（即我们一般所见的梁）相比，在抗弯方面，由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端，增大了内力臂，使得以同样的材料用量，实现了更大的抗弯强度。在抗剪方面，通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递给支座。这样无论是抗弯还是抗剪，桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥，从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。更重要的意义还在于，它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态，使我们能够直观地了解力的分布和传递，便于结构的变化和组合。 由于杆件之间的互相支撑作用，且刚度大，整体性好，抗震能力强，所以能够承受来自多个方向的荷载。而且具有结构简单，运输方便等优点，其应用于各个工程领域。古代木构建筑，而今的2008北京奥运会的主体育馆鸟巢；太空中的大型可展天线，地面上的跨海大桥，随处都可见到桁架的身影。由于桁架的结构模型千变万化，不同的桁架结构形式对桥梁或者屋架的受力特征有很大的影响，因而，研究桁架结构模型的优化具有重大的意义。 二．实验的相关资料 1.桁架结构的常见构造方式 桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构，即一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。 桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。其主要结构特点在于，各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活，应用范围非常广。桁架梁和实腹梁（即我们一般所见的梁）相

计算流体力学常用数值方法简介[1]

计算流体力学常用数值方法简介 李志印　熊小辉　吴家鸣 (华南理工大学交通学院) 关键词　计算流体力学　数值计算 一　前　言 任何流体运动的动力学特征都是由质量守恒、动量守恒和能量守恒定律所确定的,这些基本定律可以由流体流动的控制方程组来描述。利用数值方法通过计算机求解描述流体运动的控制方程,揭示流体运动的物理规律,研究流体运动的时一空物理特征,这样的学科称为计算流体力学。 计算流体力学是一门由多领域交叉而形成的一门应用基础学科,它涉及流体力学理论、计算机技术、偏微分方程的数学理论、数值方法等学科。一般认为计算流体力学是从20世纪60年代中后期逐步发展起来的,大致经历了四个发展阶段:无粘性线性、无粘性非线性、雷诺平均的N-S方程以及完全的N-S方程。随着计算机技术、网络技术、计算方法和后处理技术的迅速发展,利用计算流体力学解决流动问题的能力越来越高,现在许多复杂的流动问题可以通过数值计算手段进行分析并给出相应的结果。 经过40年来的发展,计算流体力学己经成为一种有力的数值实验与设计手段,在许多工业领域如航天航空、汽车、船舶等部门解决了大量的工程设计实际问题,其中在航天航空领域所取得的成绩尤为显著。现在人们已经可以利用计算流体力学方法来设计飞机的外形,确定其气动载荷,从而有效地提高了设计效率,减少了风洞试验次数,大大地降低了设计成本。此外,计算流体力学也己经大量应用于大气、生态环境、车辆工程、船舶工程、传热以及工业中的化学反应等各个领域,显示了计算流体力学强大的生命力。 随着计算机技术的发展和所需要解决的工程问题的复杂性的增加,计算流体力学也己经发展成为以数值手段求解流体力学物理模型、分析其流动机理为主线,包括计算机技术、计算方法、网格技术和可视化后处理技术等多种技术的综合体。目前计算流体力学主要向二个方向发展:一方面是研究流动非定常稳定性以及湍流流动机理,开展高精度、高分辩率的计算方法和并行算法等的流动机理与算法研究;另一方面是将计算流体力学直接应用于模拟各种实际流动,解决工业生产中的各种问题。 二　计算流体力学常用数值方法 流体力学数值方法有很多种,其数学原理各不相同,但有二点是所有方法都具备的,即离散化和代数化。总的来说其基本思想是:将原来连续的求解区域划分成网格或单元子区

桁架结构体系..

桁架结构体系 在本小节中我们要给大家介绍桁架结构体系的组成、优缺点及适用范围；桁架结构体系的合理布置原则及及受力特点。 桁架结构组成:一般由竖杆，水平杆和斜杆组成（图1-23）。 图1－23 桁架结构 在房屋建筑中，桁架常用来作为屋盖承重结构，这时常称为屋架。 用于屋盖的桁架体系有两类： （1）平面桁架，用于平面屋架； （2）空间桁架，用于空间网架。 这两类桁架的共同特点是它们都由一系列只受同向拉力或压力的杆件连接而成。作为桁架结构的整体来说，它们在荷载作用下受弯、受剪；但作为桁架结构中的杆件来说，只承受轴向力，不承受弯矩、剪力和扭矩。 桁架结构的最大特点是，把整体受弯转化为局部构件的受压或受拉，从而有效地发挥出材料的潜力并增大结构的跨度。 桁架结构受力合理、计算简单、施工方便、适应性强，对支座没有横向推力，因而在结构工程中得到了广泛的应用。 屋架的主要缺点是结构高度大，侧向刚度小。 结构高度大，增加了屋面及围护墙的用料，同时也增加了采暖、通风、采光等设备的负荷，并给音响控制带来困难。侧向刚度小，对于钢屋架特别明显，受压的上弦平面外稳定性差，也难以抵抗房屋纵向的侧向力，这就需要设置支撑。 桁架是较大跨度建筑的屋盖中常用的结构型式之一。在一般情况下，当房屋的跨度大于18m时，屋盖结构采用桁架比梁经济。屋架按其所采用的材料区分，有钢屋架、木屋架、钢木屋架和钢筋混凝土屋架等。钢筋混凝土屋架当其下弦采用预应力钢筋时，称为预应力钢筋混凝土屋架。目前，我国预应力钢筋混凝土屋架的跨度已做到60多米，钢屋架的跨度已做到70多米。

一、桁架结构的型式与受力特点 屋架结构的型式很多: （1）按屋架外形的不同，有三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、折线型屋架、平行弦屋架等。 （2）根据结构受力的特点及材料性能的不同，也可采用桥式屋架、无斜腹杆屋架或刚接桁架、立体桁架等。 我国常用的屋架有三角形、矩形、梯形、拱形和无斜腹杆屋架等多种型式，见图1-24。 图1-24常用的屋架型式 （a）三角形屋架（b）平行弦屋架（矩形）（c）梯形屋架（再分式） （d）拱形屋架（e）下撑式屋架（f）无斜腹杆屋架 尽管桁架结构中以轴力为主，其构件的受力状态比梁的结构合理，但在桁架结构各杆件单元中，内力的分布是不均匀的。屋架的几何形状有矩形的（即平行弦屋架）、三角形、梯形、折线形的和抛物线形的等等。它们的内力分布随形状的不同而变化。 在一般情况下，屋架的主要荷载类型是均匀分布的结点荷载。我们首先分析在结点荷载作用下平行弦屋架的内力分布特点，见图1-25。然后，引伸至其它形式的屋架。 从图1-25中可以得出如下结论： （1）弦杆轴力：

数值分析常用的插值方法

数值分析 报告 班级： 专业： 流水号： 学号： 姓名：

常用的插值方法 序言 在离散数据的基础上补插连续函数，使得这条连续曲线通过全部给定的离散数据点。插值是离散函数逼近的重要方法，利用它可通过函数在有限个点处的取值状况，估算出函数在其他点处的近似值。 早在6世纪，中国的刘焯已将等距二次插值用于天文计算。17世纪之后，牛顿、拉格朗日分别讨论了等距和非等距的一般插值公式。在近代，插值法仍然是数据处理和编制函数表的常用工具，又是数值积分、数值微分、非线性方程求根和微分方程数值解法的重要基础，许多求解计算公式都是以插值为基础导出的。 插值问题的提法是：假定区间[a，b〕上的实值函数f（x）在该区间上 n＋1 个互不相同点x 0，x 1 (x) n 处的值是f（x ），……f（x n ），要求估算f（x）在[a，b〕 中某点的值。其做法是：在事先选定的一个由简单函数构成的有n＋1个参数C ， C 1，……C n 的函数类Φ(C ，C 1 ，……C n )中求出满足条件P（x i ）＝f（x i ）（i＝0，1，…… n）的函数P(x)，并以P(x)作为f(x)的估值。此处f（x）称为被插值函数，x 0，x 1 ，……xn 称为插值结(节)点，Φ(C 0，C 1 ，……C n )称为插值函数类，上面等式称为插值条件， Φ（C 0，……C n ）中满足上式的函数称为插值函数，R（x）＝ f（x）－P（x）称为 插值余项。

求解这类问题，它有很多种插值法，其中以拉格朗日(Lagrange)插值和牛顿(Newton)插值为代表的多项式插值最有特点，常用的插值还有Hermit 插值，分段插值和样条插值。 一．拉格朗日插值 1.问题提出： 已知函数()y f x =在n+1个点01,, ,n x x x 上的函数值01,, ,n y y y ，求任意一点 x '的函数值()f x '。 说明：函数()y f x =可能是未知的；也可能是已知的，但它比较复杂，很难计算其函数值()f x '。 2.解决方法： 构造一个n 次代数多项式函数()n P x 来替代未知（或复杂）函数()y f x =，则 用()n P x '作为函数值()f x '的近似值。 设()2012n n n P x a a x a x a x =+++ +，构造()n P x 即是确定n+1个多项式的系数 012,,,,n a a a a 。 3.构造()n P x 的依据： 当多项式函数()n P x 也同时过已知的n+1个点时，我们可以认为多项式函数 ()n P x 逼近于原来的函数()f x 。根据这个条件，可以写出非齐次线性方程组： 20102000 201121112012n n n n n n n n n n a a x a x a x y a a x a x a x y a a x a x a x y ?+++ +=?++++=??? ?+++ +=? 其系数矩阵的行列式D 为范德萌行列式： () 200021110 2 111n n i j n i j n n n n x x x x x x D x x x x x ≥>≥= = -∏

建筑结构耐火性能分析示范文本

建筑结构耐火性能分析示 范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

建筑结构耐火性能分析示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 本节介绍了主要的建筑结构形式以及各种建筑结构耐 火性能的特点、影响建筑结构耐火性能的主要因素、火灾 下建筑结构及构件极限状态的定义、建筑结构耐火时间计 算模型的选取方法及计算步骤、钢结构和混凝土结构的耐 火时间计算方法、整体结构耐火时间计算的方法和步骤 等。 一、影响建筑结构耐火性能的因素 （一）结构类型 1.钢结构 钢结构是由钢材制作结构，包括钢框架结构、钢网架 结构和钢网壳结构、大跨交叉梁系结构。钢结构具有施工 机械化程度高、抗震性能好等优点，但钢结构的最大缺点

是耐火性能较差，需要采取涂覆钢结构防火涂料等防火措施才能耐受一定规模的火灾。在高大空间等钢结构建筑中，在进行钢结构耐火性能分析的基础上，如果火灾下钢结构周围的温度较低，并能保持结构安全时，钢结构可不必采取防火措施。 2.钢筋混凝土结构 钢筋混凝土结构是在混凝土配置钢筋形成的结构，混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，二者共同承担荷载。当建筑结构耐火重要性较高，火灾荷载较大、人员密度较大或建筑结构受力复杂的场合时，钢筋混凝土结构的耐火能力也可能不满足要求。这时，需要进行钢筋混凝土结构及构件的耐火性能评估，确定结构的耐火性能是否满足要求。 3.钢-混凝土组合结构 （1）型钢混凝土结构。型钢混凝土结构是将型钢埋入

关于抗拔对于基础隔震结构对地震响应的效果研究

关于抗拔对于基础隔震结构对地震响应的效果研究 Panayiotis C. Roussis, M.ASCE1 摘要：不利的拉力或上拔力会对隔震系统和上部结构带来不利的影响，而隔震 支座在一定条件下会出现这种不利的的拉力或上拔力。本研究报告是根据XY 摩擦摆（FP）滑移隔震系统做出的关于抗拔对于隔震结构对地震响应的影响的 研究。作为新一代隔震硬件，抗拔的FP隔震装置——XY- FP能够凭借它具有 承受拉力的特性对上部结构提供抗拔力。为了更好的理解隔震装置的拉拔或拉 力现象以及他们对结构性能和隔震系统的影响，进行了对隔震的实际建筑受双 向水平地震激励的非线性时程分析。分析采用了增强版的3D-BASIS- ME（有 限元）程序，这个程序曾做过改进，新增了能够模拟XY- FP隔震装置拉力特性 的单元。结果表明：通过增加隔震系统摩擦力，XY-FP隔震装置中的拉力，不 管是对整个隔震系统响应还是上部结构响应没有任何显著的影响。 DOI: 10.1061/ASCEST.1943-541X.0000070 CE数据库主题词：基础隔震；抗拔力；拉力；非线性分析 前言 隔震设备硬件显著的发展以及与之平行的分析模型和实验验证技术领域的研究 的发展已经促进了隔震装置被越来越多的认可。最根本的隔震的基本原则包括 通过提供额外的灵活性和耗能能力来防止去耦结构对水平地面的破坏，从而在 地震事故（1999年的naeim和kelly）中减轻结构振动和破坏的严重性。然而，在一定的条件下（例如：有较大高宽比的细长的上部结构和在支撑柱和挡墙下 有合并支座的结构），隔离支座能承受不良的拉力或拔力，以防它们的发生可 能会对隔离系统和上部结构产生有害的影响。尤其是，拔力的出现（在滑动支 座和合梢固定橡胶支座中）可能导致上部结构的倾覆或隔离支座的毁坏（由于

伸臂桁架和腰桁架加强层设计小结

.加强层是否对筒中筒结构也有作用? 答:一般的加强层主要应用于梳柱的框架核心筒结构,对于密柱深梁的筒中筒结构则效果没那么显著.但是现代的高层建筑已经很少采用密柱深梁的形式,因此加强层的作用实际上还是有的! 2.为什么一般在设置伸臂桁架的加强层也同时要设置环桁架呢? 答:这是因为与伸臂相连的框架柱会受到巨大的内力作用,造成可能与旁边无伸臂相连柱之间产生的变形差异,设置环桁架则可以很好的调整有伸臂相连和无伸臂相连柱的内力和变形差,形成一个均匀的外框架. 加强层的优缺点: 1.对于抗风控制的结构而言,设置加强层一般利大于弊,因为加强层可以提供很大的刚度,是一种有效的抗风力体系. 2.对于抗震设计的高层而言,设置加强层则很容易形成相对的薄弱层,产生刚度和承载力突变,但是流行的设计观点是采用有限刚度的设计理念,即加强层不能太强,以期在满足整体刚度要求的情况下,减小局部的突变. 3.设置一道伸臂它的效率是最高的,但是也会造成很大的刚度和内力突变,因此对于抗震设计而言,一般宜多不宜强.同时不要在顶部设置加强层,因为这样可以尽量避免顶部柱受拉. 伸臂桁架和腰桁架加强层设计小结 HiStruct 在外框柱与核心筒之间设置伸臂桁架的主要目的是减小结构侧移，它的机理是提高水平荷载作用下的外框架柱的轴力，从而增加框架承担的倾覆力矩，同时减小了内核心筒的倾覆力矩。它对结构形成的反弯作用可以有效的增大结构的抗侧刚度，减小结构侧移动，一般情况下也会减小外框架的剪力分担比。对于框架核心筒结构，设置伸臂桁架后减小侧移显著，而对于筒中筒结构而言，减小侧移的效果很小。 在结构周围设置腰桁架的作用作用是使各框架柱承受的轴力均匀变化，因此也可以达到提高外框架抗倾覆力矩的能力以及减小侧移的目的，但是不如伸臂有效。在框架核心筒结构中，视外框柱的数量和布置方式，可以设置腰桁架，也可以不设置；由于腰桁架可以减小框筒结构的剪力滞后，因而在筒中筒结构中，腰桁架可以加大结构的整体刚度并减小其侧移。 结构可以根据具体情况，仅设置一种或者同时设置以上两种构件，设置了伸臂桁架、腰桁架的楼层可统称为加强层。 设置加强层后，造成结构沿高度方向刚度不均匀，刚度突变带来内力突变，因此在加强层及上下相邻层构件的内力会出现较大的改变，设置是方向性的改变，加强层的刚度越大，内力突变的程度也越大，这种突变会产生薄弱层效应。 因此，在结构抗风设计中，采用伸臂桁架、腰桁架的效果很好，它可以采用刚度大的加强层，以形成较大的抗侧刚度。 而在抗震设计的结构中，应尽可能的减小出现薄弱层形成的不利效应，因此可以不设置加强层时，就不必设置加强层，需要设置加强层时，也不宜采用刚度过大的伸臂和腰桁架，以避免加强层范围出现过大的刚度突变。 沿高度可以布置一个楼层（一道）或多个楼层（多道）的伸臂桁架和腰桁架。研究表明，多道伸臂桁架减小侧移的效果优于一道伸臂桁架，但是伸臂结构数量与减小侧移并不成正比，当设置四道以上的伸臂桁架时，减小侧移的效果就不再明显。 伸臂设置的位置不同，其减小侧移的效果也不相同，研究表明，当沿高度仅设置一道伸臂桁架时，可以设置在结构的2/3H处减小侧移效果最好，而要减小内筒倾覆弯矩则越靠下越好；设置两道伸臂桁架时，其中一道可设置在0.7H高度处，另一道大约设置在0.5H处。一般的高层结构设计中，伸臂桁架设置位置需要

聚丙烯的结构、性能和应用分析

聚丙烯的结构、性能和应用 一、聚丙烯（聚丙烯）的结构 聚丙烯是一种高分子化合物，是一种通用合成树脂（或通用合成塑料），由于它是烯烃的聚合产物，因而又是一种聚烯烃树脂。 聚丙烯的结构是指高聚物内部组织，它有两层意义：一是指聚丙烯分子内部的组织和形态，称为分子结构，二是指这些大分子聚集在一起的形态，称为聚集态结构。 1.聚丙烯的分子结构 对一般的单烯烃聚合物可用通式（2-CH2）n表示。 R 当-R为CH3-时即为聚丙烯，按CH3-在分子中的排布（位置、配向、次序等）不同，可分为三种立构异构体，即等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯，等规聚丙烯所有的甲基都排在平面的同一侧。 间规聚丙烯的甲基有规则的交互分布在平面的两侧。 无规聚丙烯的甲基无秩序地分布在平面的两侧。 在三种立体异构体中，等规和间规聚丙烯都属于有规聚丙烯，有规聚丙烯的结晶度高，根据X射线对结晶性聚丙烯的研究，测得其分子链的等同周期为6.5

×10-10m，C-C键角为109°28′,C-C原子间键距为1.54×10-10m，据此设想出等规聚丙烯的三重螺旋结构。 以上所述均指聚丙烯的均聚物，聚丙烯聚合物中还有共聚物，如以丙烯为主要单体，以少量乙烯为第二单体（或称共聚单体）进行共聚而成的聚合物，共聚物按其立体结构的规整性又可分为无规共聚物和嵌段共聚物，制取共聚物的目的是为了改善均聚物的某些性能（如耐寒、耐温、抗冲性能等）以满足特殊用途的需要。 2.聚丙烯的聚集态结构 高分子的链结构是决定高聚物基本性质的主要因素，而高分子聚集态结构是决定高聚物本体性质的主要因素，也就是说，其使用性能直接取决于加工成型过程中高分子所形成的聚集态结构。 聚丙烯和其它高分子一样，是由很多大分子聚集在一起的，分子间存在着相互作用，通常之间的作用力包括范德华力和氢键，使聚丙烯的大分子聚集在一起，并赋予它特定的性能，大分子聚集态通常有下述两种情况： （1）无定形态 当很多分子在一起时，如果分子间杂乱无章，没有一定次序地相互堆在一起，这种结构称为无定型形态，这种结构比较疏松，密度低，分子容易运动，强度也低。 （2）结晶态 很多分子有相互排列得很多整齐或一部分排列的很整齐，形成三维有序的结构，称为结晶态。 丙烯聚合过程中，由于采用立体定向聚合催化剂，能使丙烯进行配位定向聚合，得到立体构型很规整的等规立构聚丙烯（等规聚丙烯含量达到95%以上），因此能够很好地结晶，其结晶形态有α、β、γ、δ和拟六方晶形五种。最普通的α晶态，属单斜晶系，晶格参数为： α=6.50×10-10m b=20.96×10-10m c=6.50×10-10m β=99°20′

超高层建筑钢结构伸臂桁架的施工技术浅析

超高层建筑钢结构伸臂桁架的施工技术浅析 发表时间：2019-07-30T10:17:52.357Z 来源：《防护工程》2019年8期作者：李杰王文胜曹天祥[导读] 随着城市化进程的快速发展，城市用地资源日渐紧张，建筑工程高度逐渐提升。高层建筑工程对于结构安全性的要求比较高。北京市机械施工有限公司北京 100045 摘要：近年来，我国建筑工程结构愈加复杂化，趋向于高层及超高层方向发展。结合超高层建筑的具体构建进行分析，除了钢混结构的应用，钢结构的有效施工处理同样也是比较关键的方式，钢结构的施工构建对于具体施工技术的要求相对比较高。伸臂桁架施工技术作为当前我国超高层建筑钢结构施工中比较关键的一类技术手段，应该在具体操作中予以严格把关，关注各个具体施工细节和关键要点，优 化超高层建筑钢结构整体构建效果。 关键词：超高层建筑；钢结构伸臂桁架；施工技术 引言 随着城市化进程的快速发展，城市用地资源日渐紧张，建筑工程高度逐渐提升。高层建筑工程对于结构安全性的要求比较高。钢结构伸臂桁架施工便捷、机械化程度较高，已经逐渐得到推广和应用。因此，对高层建筑工程钢结构伸臂桁架施工技术的应用方式进行详细探究具有十分重要的现实意义。 1钢结构伸臂桁架施工技术的应用优势伸臂结构的刚度相对较大，主要在外柱与内筒的连接施工当中运用，在超高层建筑项目工程施工当中，应当按照建筑高度从一层到多层展开伸臂构件的安置施工，在超高层建筑工程项目施工当中应用伸臂结构，可以使外框架柱的轴力获得相对较大的提高，而且还能在最大程度上保证侧移位置减小，这也是在超高层建筑项目中常用的钢结构办法。在建筑工程项目中，使用钢结构伸臂桁架的时候，主要是以钢材为建筑材料。而在施工真正开展的时候，经过对型钢及钢板等工程材料的运用，可以制成钢桁架、钢梁及钢柱等结构，与此同时，针对各结构件而言，能够使用铆钉、焊接或螺栓等展开连接。其中，伸臂桁架分段示意图如图1所示。 图1 伸臂桁架分段示意图 1.1保障超高层建筑的稳定性与安全性 超高层建筑较之其他建筑对技术的要求要高很多，其不仅要有高标准的质量要求，更要有抵御其他力作用的高性能。钢结构施工技术虽然使得高层建筑各方面施工水平有很大提高，但是还远远不够，需要更加稳固与安全的伸臂桁架施工技术进行配合，才能延长建筑的使用年限，保障建筑使用者的安全。钢结构伸臂桁架施工技术有效地解决了传统施工技术中的倾斜、沉降等质量问题，不仅提升了超高层建筑的安全性，还提升了超高层建筑的美学价值，更使得超高层建筑整体结构更加稳定与安全。 1.2提高超高层建筑社会性、经济性、生态性 对于传统的超高层建筑项目来说，通常对于施工材料的选择较为困难，且传统的施工技术相对之后，而且在后续对于建筑养护过程中会花费大量的人力财力。在超高层建筑工程项目的施工当中钢结构伸臂桁架这一施工技术被广泛运用，这种建筑施工技术可以在很大程度上促进结构稳定，而且技术水平较一般来说更为先进，还可以避免对施工周边生态环境的破坏，使单位成本获得了较大的下降，进而使施工单位的经济效益获得提升。就建筑公司而言，其具备的经济性十分可观，在提高其在社会上影响力度的同时，使超高层建筑工程在建筑市场当中的竞争能力获得了较高的提升。 2超高层建筑钢结构伸臂桁架的施工技术 2.1测量校正 在超高层建筑钢结构伸臂桁架施工处理中，为了更好提升整体施工效果，注重前期测量放线工作以及校正处理是关键前提条件。针对测量校正工作的开展，相关人员需要重点围绕着整个设计方案以及施工图纸进行详细分析，切实把握好钢结构伸臂桁架施工的具体要求，如此也就必然可以较好优化后续施工效果，体现更强施工指导作用。当然，这种测量校正工作往往还需要重点关注于整个超高层建筑钢结构的各个方面，避免在任何角度形成较为严重的偏差问题。比如外壁定位线就是比较核心的内容，需要相关测量放线人员为具体施工需求进行严格把关，从垂直度方面进行有效控制，优化三角标识。在后续施工操作中涉及到的标高以及位移控制中，同样也需要进行严格把关，促使测量校正比较规范，能够结合行业要求的偏差值进行严格控制，在位移方面形成较为理想的质量保障效果。在测量校正工作落实中，注重垂直偏差的有效修正同样也是比较关键的要点，需要借助于螺旋千斤顶等设施进行规范操作，保障垂直度较为可靠准确。 2.2桁架构件检测 在超高层建筑钢结构伸臂桁架施工技术操作中，技术人员往往还需要切实把握好桁架构件的严格控制，促使桁架构件能够体现出较强的应用性能，避免应用劣质构件参与到伸臂桁架施工中去。在桁架构件入场时，不仅仅要详细审查桁架构件的相关合格证等资料，还需要重点做好探伤检测工作，针对每个批次的桁架构件进行抽检，如此也就必然可以较好促使整个超高层建筑钢结构具备更为理想的稳定性效果。当然，针对具体桁架构件的具体尺寸进行详细检测，按照设计方案的具体要求进行把关，同样也是伸臂桁架施工技术手段应用的重要条件，应该在具体施工前进行详细核对。

结构抗震课后习题答案解析

《建筑结构抗震设计》课后习题解答建筑结构抗震设计》第 1 章绪论 1、震级和烈度有什么区别和联系？震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。 2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？规范将建筑物按其用途分为四类：甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）。 1 ）标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。 2 ）重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为 9 度时应按比 9 度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 ）特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为 9 度时应按比 9 度更高的要求采取抗震措施。同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。 4 ）适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为 6 度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3.怎样理解小震、中震与大震？ 小震就是发生机会较多的地震，50 年年限，被超越概率为63.2%；中震，10%；大震是罕遇的地震，2%。 4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？ 建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则；抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。