楼板计算的塑性铰线理论原理与运用
楼板计算的塑性铰线理论原理与运用
摘要
现浇钢筋混凝土楼板的内力计算有弹性理论与塑性理论两种方法,已制成现成的图表、手册可供查用。鉴于目前在现浇板的内力计算中,大部分人都采用弹性理论,塑性方法几乎弃置不用,而实际上大量的工程实践证明塑性理论的计算结果既是安全可靠的,又可以比弹性理论节约钢材25％左右。本文通过对弹、塑性计算理论的分析、比较,以及其实用范围的选择,来说明大量的、一般性的结构构件,均可以按塑性理论计算。这样的设计指导思想,更符合当前我国基本建设项目多、任务重而建设资金并不充足的国情。由于经典弹塑性理论中不包含任何材料内尺度参数，无法解释材料在毫米（多孔固体）、微米和亚微米（金属材料）量级时表现出来的尺度相关现象以及在薄膜塑性中出现的包辛格效应。本文基于连续介质力学框架下的微态弹塑性理论，研究了在毫米量级出现的弹性尺寸效应及在微米、亚微米量级出现的尺寸效应和包辛格效应。基于微态弹性理论及二阶梯度弹性理论，得到了含约束薄层简单剪切和单轴拉伸以及双材料剪切的解析解，并研究了两种理论之间的内在联系。微态理论中的耦合因子能扮演罚参数的角色，当其趋近于无穷大时，微态弹性理论退化至二阶梯度理论，但对于单轴拉伸问题，前者并不能在全域内完全退化至后者。数值计算结果表明基于微态弹性理论开发的有限元格式，可通过选取特定材料参数作为罚因子，用于近似求解二阶梯度理论的复杂边值问题。边界上施加的高阶边界条件及材料本身的不均匀性都能引起弹性尺寸效应。基于小应变各向同性硬化的微态弹塑性模型，数值研究了平压头和楔形压头的微压痕问题。推导了该模型的有限元计算格式，开发了二维平面应变单元，并嵌入有限元程序。直接将经典塑性流动模型的径向返回算法加以推广，得到适用于该模型本构的应力更新算法。
关键词：现浇钢筋混凝土楼板计算；弹性理论塑性理论；经济比较
目录
一、钢筋混凝土双向楼板肋梁楼盖设计任务书 (4)
1设计题目 (4)
2设计目的 (4)
3设计内容 (4)
4设计资料 (4)
γ（由于活荷载标准值可变荷载：楼面均布活荷载标准值6kN/m2，分项系数3.1
=
Q
γ。） (5)
4kN/m2大于等于4kN/m2。所以取3.1
=
Q
5设计要求 (5)
二、楼板的设计 (6)
1.平面布置和截面尺寸 (6)
2.荷载计算 (6)
3.按塑性铰线理论设计楼板 (8)
1)计算跨度 (8)
2)支座最大弯矩值 (9)
3)按塑性铰线理论配筋计算，如表2所示 (10)
4.按塑性理论设计楼板 (10)
1)A区格楼板弯矩计算 (11)
2)B区格楼板弯矩计算。 (12)
3)C区格弯矩计算。 (13)
4)D角区格弯矩的计算。 (13)
5)配筋计算。 (14)
三、支承梁的设计 (15)
1.纵向支承梁L-1设计 (15)
1)跨度计算 (15)
2)荷载计算 (16)
3)内力计算 (16)
4)正截面承载力计算 (20)
5)斜截面受剪承载力结算 (22)
2.横向支承梁L-2设计 (22)
1)计算跨度 (22)
2)荷载计算 (23)
3)内力计算 (23)
4)正截面承载力计算 (26)
5)斜截面受剪承载力结算 (27)
参考文献 (30)
致谢 (31)
一、钢筋混凝土双向楼板肋梁楼盖设计任务书
1设计题目
设计某多层工业厂房的中间楼面，采用现浇钢筋混凝土双向楼板肋梁楼盖。
2设计目的
（1）了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容；
（2）了解梁、楼板结构的荷载传递途径及计算简图；
（3）熟悉受弯构件梁和楼板的设计方法；
（4）了解内力包络图及材料图的绘制方法；
（5）掌握钢筋混凝土结构的施工图表达方式。
3设计内容
3.1结构平面布置图：柱网、楼板、及支承梁的布置。
3.2楼板的强度计算(按塑性铰线理论计算)。
根据楼面荷载，按塑性铰线理论计算楼板的内力，进行楼板的正截面承载力计算，并进行楼板的钢筋配置。
3.3楼板的强度计算(按塑性理论计算)。
3.4支承梁强度计算(按塑性铰线理论计算)。
计算梁的内力，进行梁的正截面、斜截面承载力计算，并对此梁进行钢筋配置。
3.5绘制结构施工图：
（1）结构平面布置图；
（2）楼板的配筋图(按塑性铰线理论计算)；
（3）楼板的配筋图(按塑性理论计算)；
（4）支承梁的配筋详图及其抵抗弯矩图；
（5）钢筋明细表及图纸说明。
4设计资料
4.1厂房平面示意图
生产车间的四周外墙均为承重砖墙，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mm×400mm，层高4.5m。建筑四周采用370mm承重墙，平面示意图见下图（暂不用考虑楼梯）。建筑四周采用370mm承重墙。支承梁短边跨度为5000mm，支承梁长边跨度为6000mm。
4.2建筑构造
楼盖面层做法：30mm 厚水磨石地面（12mm 厚面层，18mm 厚水泥砂浆打底），楼板底采用15mm 厚混合砂浆天棚抹灰。现浇钢筋混凝土楼板。
4.3荷载参数
永久荷载：包括梁、楼板及构造层的自重。钢筋混凝土的容重为25kN/m3，水泥砂浆的容重为20kN/m3，石灰砂浆的容重为17kN/m3，水磨石的容重为0.65kN/m2。
分项系数2.1=G γ（当对结构有利时0.1=G γ）。
可变荷载：楼面均布活荷载标准值6kN/m 2，分项系数3.1=Q γ（由于活荷载标准值4kN/m 2大于等于4kN/m 2。所以取3.1=Q γ。）
4.4建筑材料
（1）混凝土：C30。（2）钢筋：主梁及次梁受力筋可采用HRB400级或HRB500级钢筋，楼板内及梁内的其他钢筋可以采用HPB300级钢筋或HRB335级。
5设计要求
要求完成全部设计内容，编写设计计算书一份：包括封面、设计任务书、目录、计算书、参考文献、附录。要求概念清楚，计算完整、准确，成果尽量表格化，并装订成册。
绘制设计图纸一套，一张手绘图，其他CAD 绘图。采用1号或2号图纸，选择适当比例。要求内容完整，表达规范，字体工整，图面整洁。
二、楼板的设计
1.平面布置和截面尺寸
双向楼板肋梁楼盖由楼板和支承梁构成。双向楼板肋梁楼盖中，双向楼板区格一般以3~5m 为宜。支承梁短边的跨度为5000mm ，支承梁长边的跨度为6000mm 。根据
任务书所示的柱网布置，选取的结构平面布置方案如图1所示。
1图
楼板厚的确定：连续双向楼板的厚度一般大于或等于/505000/50100L mm ==,且双向楼板的厚度不宜小于mm 80，故取楼板厚为100mm 。 支承梁截面尺寸：根据经验，支承梁的截面高度
8/~14/L L h =，
梁截面高度为
(6000/14~6000/8)429~750mm mm =
故取450h mm =；截面宽度mm h h b 300~2002/~3/== 故取250b mm =；
2.荷载计算
100mm 厚钢筋混凝土楼板：20.125 2.5/kN m ?= 18mm 厚水泥砂浆打底：2/36.020018.0m kN =? 15mm 厚混合砂浆天棚抹灰：2/255.017015.0m kN =?
12mm 水磨石：20.65/kN m
恒荷载标准值：
22.50.360.650.255 3.765/k g kN m =+++=
活荷载标准值：
24/k q kN m =
24
1.3
2.6/2
q kN m '=?
= 24
1.2 3.765 1.37.118/2
g kN m '=?+?=
21.2 3.765 1.349.718/p kN m =?+?=
作用在楼板上恒荷载均匀布置，活荷载按棋盘式布置。如图二所示
图二
3.按塑性铰线理论设计楼板
此法假定支承梁不产生竖向位移且不受扭，并且要求同一方向相邻跨度比值
75.0max
0min
0≥l l ,以防误差过大。 当要求各区格跨中最大弯矩时，活荷载应按棋牌式布置，它可以简化为当支座固支时
2q g +作用下的跨中弯矩与当内支座绞支时2q
±作用下的跨中弯矩之和。
支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得，即内支座固支时q g +作用下的支座弯矩。 所有区格按其位置与尺寸分为A ，B ，C ，D 四类，如图三所示，计算弯矩时，考虑钢筋混凝土的泊松比为0.2.
图三
1)计算跨度
跨度计算规定： 边跨：
=++22o n a b l l
且++22
o n h b
l l ≤（楼板）
1.025+2
o n b
l l ≤（梁）
中间跨
=o c l l
且 1.1o n l l ≤（楼板）
1.05o n l l ≤（梁）
A 区格楼板计算：
()05>1.05 1.0550.25 4.98755x l m l m m ==?-=≈ ()06 1.05 1.0560.25 6.0375y l m l m =<=?-=
B 区楼板计算：
0.250.250.1250.12 4.94>++=4.932222
x n h b
l m l m +=--
+= ()06 1.05 1.0560.25 6.0375y l m l m =<=?-=
C 区格楼板计算：
()05>1.05 1.0550.25 4.98755x l m l m m ==?-=≈
0.250.250.1260.12 5.94>++=5.932222
y n h b
l m l m +=--
+= D 区格楼板计算：
4.93x l m =（同B 区格楼板）
5.93y l m =（同C 区格楼板）
1) 跨中弯矩计算
m =（弯矩系数'g ?+弯矩系数'q ?）20x l ?
当μ=0.2时：
x x y m m m μμ=+ y y x m m m μμ=+
计算结果如表1所示。
2)支座最大弯矩值
A —
B 支座：1
=(-15.57-17.67)=-16.62/2x m kN m m '?
A —C 支座：1
=(-13.46-13.78)=-13.62/2y m kN m m '?
B —D 支座：1
=(-16.46-17.48)=-16.97/2x m kN m m '?
C —
D 支座：1
=(-17.01-20.10)=-18.56/2
y m kN m m '?
3)按塑性铰线理论配筋计算，如表2所示
表2按弹性理计算论楼板的配筋计算表
按塑性理论计算 弯矩计算
4.按塑性理论设计楼板
钢筋混凝土为弹塑性体，因而塑性铰线理论计算结果不能反映结构刚度随荷载而变化的特点，与已考虑材料塑性性质的截面计算理论也不协调。塑性铰线法是最常用的塑性理论设计方法之一。塑性铰线法，是在塑性铰线位置确定的前提下，利用虚功原理建立外荷载与作用在塑性铰线上的弯矩二者之间的关系式，从而写出各塑性铰线上的弯矩值，并依次对各截面进行配筋计算。基本公式为：
''''''
2122()(3)12
x y x x y y x y x M M M M M M g q l l l +++++=+-
令：
y x l n l =
y x
m m α=
''''
"'y y
x x y x y y
m m m m m m m m β====
考虑到节省钢筋和配筋方便，一般取 1.5 2.5β= 。为方便使用阶段两个方向的截面
应力较为接近，宜取21
()n
α=。
采用通长配筋方式。
x x y M m l =
''x x y M m l = ''''x x y M m l =
y y x M m l =
''y y x M m l = ''''y y x M m l =
带入基本公式，得：
2(1/3)
8()
x x pl n m n n βαβα-=+++
先计算中间区格楼板，然后将中间区格楼板计算得出的各支座弯矩值，作为计算相邻区格楼板支座的已知弯矩值，依次由外向内直至外区格一一解出。对边区格、角区格楼板，按实际的边界支承情况进行计算。此处采用通长配筋方式（即分离式配筋），对于连续楼板的计算跨度的计算公式：
当两端与梁整体连接时，0n l l =；
当一端搁支在墙上另一端与梁整体连接时，0l 取（+2
n h
l ）与（+2n a l ）的较小值。
其中：0l —楼板的计算跨度；
n l ——楼板的净跨度；
h ——楼板的厚度；
a ——楼板在墙上的支承长度。
1)A 区格楼板弯矩计算
计算跨度：
050.2 4.8x n l l m ==-= 060.2 5.8y n l l m ==-=
00 5.8
1.214.8
y x
l n l =
=
= 22
11()(
)0.681.21
n α===，β取为2.0 2(1/3)
8()
x x pl n m n n βαβα-=
+++ 29.718 4.8(1.211/3) 4.33/8(1.2120.68 2.0 1.210.68)
KN m m ?-==??+?++
0.68 4.33 2.94/y x m m KN m m α==?=?
2.0 4.338.66/x x x m m m KN m m β'''===-?=-?（负号表示支座弯矩）
2.0 2.94 5.88/y y y m m m KN m m β'''===-?=-?
2)B 区格楼板弯矩计算。
计算跨度：
050.2 4.8x n l l m ==-=
0/260.10.120.1/2 5.83y n l l h m =+=--+=
00 5.83
1.214.8
y x
l n l =
=
= 22
11()(
)0.681.21
n α===，β取为2.0 将A 区格楼板算得的短边支座弯矩 5.88/y m KN m m ''=?，作为B 区格楼板的
'y m 的已知值，则：
'2
2
9.718 4.8 5.888
2
8
2
(1/3)(1.211/3) 5.01/1.212 1.210.68
y x m pl x n m KN m m n n βα
?--?--=
=
=?++?++
0.68 5.01 3.41/y x m m KN m m α==?=? 5.88/y m KN m m '=-?（负弯矩表示支座弯矩）
0/y m KN m m ''=?
2 5.0110.02/x x x m m m KN m m β'''===-?=-?
3)C 区格弯矩计算。 计算跨度：
0/250.10.120.1/2 4.83x n l l h m =+=--+=
060.2 5.8y n l l m ==-=
00 5.8
1.204.83
y x
l n l =
=
= 22
11()(
)0.691.20
n α===，β取为2.0 将A 区格楼板算得的长边支座弯矩8.66/x m KN m m ''=?作为B 区格楼板的x m '的已知值，则：
2'
2
9.718 4.83 1.208.66
8
2
8
2
(1/3)(1.201/3) 5.92/0.692 1.20.69
x x
pl nm x n m KN m m n αβα
??--?--=
=
=?++?++
0.69 5.92 4.08/y x m m KN m m α==?=? 8.66/x m KN m m ''=-?（负弯矩表示支座弯矩）
0/x m KN m m ''=?
2.0 4.088.16/y y y m m m KN m m β'''===-?=-?
4)D 角区格弯矩的计算。 计算跨度：
0/250.10.120.1/2 4.83x n l l h m =+=--+= 0/260.10.120.1/2 5.83y n l l h m =+=--+=
00 5.83
1.214.83
y x
l n l =
=
= 22
11()(
)0.681.21
n α===，β取为2.0 该区格的支座配筋分别与B 区格楼板和C 区格楼板相同，故支座弯矩x m '，
y m '已知，则：
'2
'2
9.718 4.83 1.2110.02
8.168
2
2
8
22
(1/3)(1.211/3)7.78/1.210.68
y x x m pl nm x n m KN m m
n α
??--
-
?---=
=
=?++0.697.78 5.37/y x m m KN m m α==?=?
0/x m KN m m ''=?
0/y m KN m m =?
'10.02/x m KN m m =-?
'8.16/y m KN m m =-?
5)配筋计算。
由于双向配筋，两个方向的截面有效高度不同。考虑到短跨方向的弯矩比长跨方向的大，故应将短跨方向的跨中受力钢筋放置在长跨方向的外侧。因此， 跨中截面：
0x h =201002080h mm mm -=-=（短跨方向） 0301003070y h h mm mm =-=-=（长跨方向）
支座截面：
080h mm =。
对A 区格楼板，考虑该楼板四周与梁整浇在一起，整块楼板内存在内拱作用，使楼板的内弯矩大大减小，故对其跨中弯矩设计值应乘以折减系数0.8。近似取
0.95s γ=。计算配筋截面面积的近似计算公式为0
0.95s y M
A f h =
。
表3按塑性理论计算楼板的配筋表
三、支承梁的设计
按塑性铰线理论设计支承梁。双向楼板支承梁承受的荷载如图四所示。计算梁的内力，进行梁的正截面、斜截面承载力计算，并对此梁进行钢筋配置。
图四双向楼板支承梁承受的荷载
1.纵向支承梁L-1设计
1)跨度计算 边跨：
110.370.4
50.1850.2522n a b l l m ++=+
=--+= 11.025 1.025(50.1850.2)0.2 4.932n b
l m +=?--+=
取小值1 4.93l m =。 中跨：
取支乘中心线间的距离
25.0
l m
=，
平均跨度：
(4.93 5.0)/2 4.965m
+=, 按等跨连续梁计算。
2)荷载计算
由楼板传来的恒荷载的设计值： 1.2 3.765527.11/
g kN m
'=??=
由楼板传来的活荷载的设计值： 1.34531.2/
q kN m
'=??=
梁自重：0.25(0.450.1)25 3.125/
kN m
?-?=；
梁自重均布荷载设计值： 1.2 3.125 3.75/
g kN m
=?=。
纵向支承梁的计算图如图五所示。
图五
3)内力计算
将g’、q’转化为均布荷载：
55
27.1116.94/88g g kN m '''=?=?=
55
31.219.5/88
q q kN m '''=?=?=
a) 弯矩计算：222102030M k gl k g l k q l ''''=++(k 值由附表查得)。 边跨:
2
20 3.75 4.9391.14gl kN m =?=? 22016.94 4.93411.73g l kN m ''=?=? 22019.5 4.93473.95q l kN m ''=?=?
中跨:
2
20 3.75593.75gl kN m =?=? 22016.945423.5g l kN m ''=?=? 22019.55487.5q l kN m ''=?=?
平均跨：
220 3.75 4.96592.44gl kN m =?=? 22016.94 4.965417.59g l kN m ''=?=? 22019.5 4.965480.7q l kN m
''=?=?
纵向梁弯矩计算如表所示
表4纵向支承梁L-1弯矩计算表
b) 剪力计算：102030V k gl k g l k q l ''''=++(k 值由附表查得)。 边跨：
0 3.75 4.9318.48gl kN =?= 016.94 4.9383.51g l kN ''=?= 019.5 4.9396.14q l kN ''=?=
中跨：
0 3.75518.75gl kN =?= 016.94584.7g l kN ''=?= 019.5597q l kN ''=?=
平均跨：
0 3.75 4.96518.62gl kN =?= 016.94 4.96584.11g l kN ''=?= 019.5 4.96596.82q l kN
''=?=
纵向支承梁L-1剪力计算如表4-2所示。
表5纵向支承梁L-1剪力计算表
波浪理论及其计算原理
第七章波浪理论及其计算原理 在自然界中，常可以观察到水面上各式各样的波动，这就是常讲的波浪运动。波浪是海洋中最常见的现象之一，是岸滩演变、海港和海岸工程最重要的动力因素和作用力。引起海洋波动的原因很多，诸如风、大气压力变化、天体的引力、海洋中不同水层的密度差和海底的地震等。大多数波浪是海面受风吹动引起的，习惯上把这种波浪称为“风浪”或“海浪”。风浪的大小取决于风速、风时和风区的太小。迄今海面上观测到的最大风浪高达34m。海浪造成海洋结构的疲劳破坏，也影响船舶的航行和停泊的安全。波浪的动力作用也常引起近岸浅水地带的水底泥沙运动，致使岸滩崩塌，建筑物前水底发生淘刷，港口和航道发生淤积，水深减小，影响船舶的通航和停泊。为了海洋结构物、驾驶船舶和船舶停靠码头的安全，必须对波浪理论有所了解。 当风平息后或风浪移动到风区以外时，受惯性力和重力的作用，水面继续保持波动，这时的波动属于自由波，这种波浪称为“涌浪”或“余波”。涌浪在深水传播过程中，由于水体内部的摩擦作用和波面与空气的摩擦等会损失掉一部分能量，主要能量则是在进人浅水区后受底部摩阻作用以及破碎时紊动作用所消耗掉。 为了研究波浪的特性，对所生成的波浪或传播中的波浪加以分类是十分必要的。 一般讲，平衡水面因受外力干扰而变成不平衡状态，但表面张力、重力等作用力则使不平衡状态又趋于平衡，但由于惯性的作用，这种平衡始终难以达到，于是，水体的自由表面出现周期性的有规律的起伏波动，而波动部位的水质点则作周期性的往复振荡运动，这就是波浪的特性。 波浪可按所受外界的干扰不同进行分类。 由风力引起的波浪叫风成波。 由太阳、月亮以及其它天体引力引起的波浪叫潮汐波。 由水底地震引起的波浪叫地震水波 由船舶航行引起的波浪叫船行波。 其中对海洋结构安全影响最大的是风成波。 风成波是在水表面上的波动，也称表面波。风是产生波动的外界因素，而波动的内在因素是重力。因此，从受力来看，风成波称为重力波。 视波浪的形式及运动的情况，波浪有各种类型。它们可高可低，可长可短。波可以是静止的一一驻波（即两个同样波的相向运动所产生的波），也可以是移动的——推进波（以一定的速度将波形不变地向一个方向传播的波），可以是单独的波，也可以是一个接一个的一系列波所组成的波群。§7-1 流体运动的基本方程
大数据结构的基本概念
实用标准文档 文案大全第1章数据结构基础 结构之美无处不在： 说到结构，任何一件事物都有自己的结构，就如可以看得见且触摸得到的课桌、椅子，还有看不见却也存在的化学中的分子、原子。可见，一件事物只要存在，就一定会有自己的结构。一幅画的生成，作家在挥毫泼墨之前，首先要在数尺素绢之上做结构上的统筹规划、谋篇布局。一件衣服的制作，如果在制作之前没有对衣服的袖、领、肩、襟、身等各个部位周密筹划，形成一个合理的结构系统，便无法缝制出合体的衣服。还有教育管理系统的结构、通用技术的学科结构和课堂教学结构等。试想一下，管理大量数据是否也需要用到数据结构呢？ 本章知识要点： 数据结构的基本概念 数据类型和抽象数据类型 算法和算法分析 1.1 数据结构的基本概念 计算机科学是一门研究数据表示和数据处理的科学。数据是计算机化的信息，它是计算机可以直接处理的最基本和最重要的对象。无论是进行科学计算，还是数据处理、过程控制、对文件的存储和检索以及数据库技术等计算机应用，都是对数据进行加工处理的过程。因此，要设计出一个结构良好而且效率较高的程序，必须研究数据的特性、数据间的相互关系及其对应的存储表示，并利用这些特性和关系设计出相应的算法和程序。 计算机在发展的初期，其应用围是数值计算，所处理的数据都是整型、实型和布尔型等简单数据，以此为加工、处理对象的程序设计称为数值型程序设计。随着计算技术的发展，计算机逐渐进入到商业、制造业等其他领域，广泛地应用于数据处理和过程控制中。与此相对应，计算机所处理的数据也不再是简单的数值，而是字符串、图形、图像、语音和视频等复杂的数据。这些复杂的数据不仅量大，而且具有一定的结构。例如，一幅图像是一个由简单数值组成的矩阵，一个图形中的几何坐标可以组成表。此外，语言编译过程
第一性原理简介
第一性原理是什么 第一性原理怎么用 1什么是第一性原理 根据原子核和电子互相作用的原理及其基本运动规律，运用，从具体要求出发，经过一些近似处理后直接求解的算法，称为第一性原理。广义 的第一原理包括两大类，以Hartree-Fock自洽场计算为基础的从头算和 （DFT计算。 从定义可以看出第一性原理涉及到量子力学、、Hartree-Fock自洽场、等许多对我来说很陌生的物理化学定义。因此我通过向师兄请教和上网查资料一点点的了解并学习这些知识。 2第一性原理的作用 以密度泛函理论（DFT）为基础以及在此基础上发展起来的简单而具有一定精度的局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）的第一性原理电子结构计算方法，与传统的解析方法一样，不但能够给出描述体系微观电子特性的物理量如波函数、态密度、费米面、电子间互作用势等，以及在此基础上所得到的体现体系宏观物理特性的参量如结合能、电离能、比热、电导、光电子谱、穆斯堡尔谱等等，而且它还可以帮助人们预言许多新的
物理现象和物理规律。密度泛函计算的一些结果能够与实验直接进行比较一些应用程序的发展乃至商业软件的发布，导致了基于密度泛函理论的第 一原理计算方法的广泛应用。 密度泛函理论（DFT）为第一性原理中的一类，在物理系、化学、材料科学以及其他工程领域中，密度泛函理论（DFT及其计算已经快速发展成 为材料建模模拟的一种“标准工具”。 密度泛函理论可以计算预测固体的晶体结构、晶格参数、能带结构、态密度（DOS、光学性能、磁性能以及原子集合的总能等等。 3第一性原理怎么用 目前我所学到的利用第一性原理的软件为Material Studio 、VASP软件。其中Materials Studio （简称MS是专门为材料科学领域研究者幵发的一款可运行在PC上的模拟软件。使化学及材料科学的研究者们能更方便地建立三维结构模型，并对各种晶体、无定型以及高分子材料的性质及相关过程进行深入的研究。模拟的内容包括了催化剂、聚合物、固体及表面、晶体与衍射、化学反应等材料和化学研究领域的主要课题。 模块简介 Materials Studio 采用了大家非常熟悉的Microsoft标准用户界面， 允许用户通过各种控制面板直接对计算参数和计算结果进行设置和分析。 目前，Materials Studio 软件包括如下功能模块： Materials Visualizer: 提供了搭建分子、晶体及高分子材料结构模型所需要的所有工具，可以操作、观察及分析结构模型，处理图表、表格或文本等形式的数据，并提供软件的基本环境和分析工具以及支持Materials Studio 的其他产品。是Materials Studio 产品系列的核心模块。 Discover: Materials Studio 的分子力学计算引擎。使用多种分子力学和动力学 方法，以仔细推导的力场作为基础，可准确地计算出最低能量构型、分子体系的结构和动力学轨迹等。
水闸渗透计算
【例4-1】 某水闸地下轮廓布置及尺寸如图4-28所示。混凝土铺盖长10.50m ，底板顺水流方向长10.50m ，板桩入土深度4.4m 。闸前设计洪水位104.75m ，闸底板堰顶高程100.00m 。 闸基土质在高程100.00～90.50m 之间为砂壤土，渗透系数K 砂=2.4×10-4 cm/s ，可视为透水层，90.50m 以下为粘壤土不透水层。试用渗径系数法验算其防渗长度，并用直线比例法计算闸底板底面所受的渗透压力。 （一）验算地下轮廓不透水部分的总长度（即防渗长度）。 上游设计洪水位104.75m ，关门挡水，下游水位按100.00m 考虑，排水设施工作正常。根据表4-2，可知砂壤土的渗径系数0.5=C ，作用水头为 ()m 75.400.10075.104=-=?H 故最小防渗长度为 ()m 75.2375.40.5=?=?=H C L 地下轮廓不透水部分的实际长度为 4.42 5.17.0 6.0414.15.08.7414.15.06.09.0?++++?++?++=实L 2、3 ……、17 依次按实际间距标于线上。 2. 在此直线的起点作一长度为作用水头 4.75m 的垂线 1-1′, 并用直线连接垂线的顶点 1′与水平线的终点17 。1′~17 即为渗流平均坡降线。
3. 在各点作水平线的垂线与平均坡降线相交，即得各点的渗透压力水头值。准确的渗压水头值可用比例公式计算求得。 4. 将1、2、3、……、17 各点的渗压水头值垂直地画在地下轮廓不透水部分的水平投影上，用直线连接各水头线的顶点，即可求出铺盖和底板的渗压水头分布图[ 图 4-28 (c ) ] 。 【例4-2】 用改进阻力系数法计算例4-1中各渗流要素。 （一）阻力系数的计算 1.有效深度的确定 由于 )m (5.205.10100=+=L ， )m (0.600.9400.1000=-=S ，故 542.30 .65.2000<==S L ，按式（4-19）计算e T )m (5.95.9000.100m 72.13242.36.15 .20526.150 00=-=>=+??=+= T S L L T e 故按实际透水层深度m 5.9=T 进行计算。 2.简化地下轮廓 将地下轮廓划分成十个段，如图4-29（a ）所示。 3.计算阻力系数[ 图4-29（b ）] （1）进口段：将齿墙简化为短板桩，板桩入土深度为0.5m ，铺盖厚度为0.4m ，故)(9.04.05.0m S =+=，m T 5.9=。按表（4-3）计算进口段阻力系数01ξ为 48.044.05.99.05.144.05.12 /32 /301=+? ? ? ???=+?? ? ???=T S ξ （2）齿墙水平段：021==S S ，m 6.0=L ，m 6.8=T ，按表（4-3）计算齿墙水 平段阻力系数1x ξ为 ()07.06 .86 .07.0211==+-= T S S L x ξ （3）齿墙垂直段：m 5.0=S ，m 1.9=T 。按表（4-3）计算齿墙垂直段的阻力系数 1y ξ为 06.01.95.014ctg ln 214ctg ln 2 1 =?? ? ??-=??? ??-= ππππξT S y （4）铺盖水平段：m 5.01=S ，m 6.52=S ，m 75.10=L ，按表（4-3）计算铺盖 水平段阻力系数2x ξ为 ()()71.01 .96.55.07.075.107.0212=+?-=+-= T S S L x ξ （5）板桩垂直段：m 6.5=S ，m 1.9=T ，根据表（4-3），板桩垂直段阻力系数2y ξ为
噶米数值计算的基本概念
课程名称 _______ 计算方法 ____________________ 实验项目名称 数值计算的基本概念（误差） _____________________________ 一.实验目的和要求 1?了解误差的种类及其来源； 2. 了解算法的数值稳定性的概念。 二.实验内容和原理 分析应用题要求将问题的分析过程、 算法的分析等写在实验报告上。 2-1分析应用题 函数sin x 有幕级数展开 3 5 7 X + X x , s i IX = x - 3 ! 5 ! 7 ! 利用幕级数计算sinx 的Matlab 程序为 fun cti on s=powers in(x) % POWERSIN. Power series for sin(x) % POWERSIN(x) tries to compute sin(x) from a power series s=0; t=x; n=1; while s+t~=s s=s+t; t=-x A 2/(( n+1)*( n+2))*t; n=n+2; end 1) 解释上述程序的终止准则； 当t=0时，程序终止。 2）对于X =M /2,11二/2,21二/2，计算的精度是多少？分别需要计算多少项? 实验成绩 _______ 指导老师（签名） 日期 2011-9-9 Matlab 源程序、运行结果和结果的解释、
dx X nx + 5 1—0 - 计算的精度是10 °6 。 分别计算11次，37次，60次。 fun cti on s=powers in(x) % POWERSIN. Power series for sin(x) % POWERSIN(x) tries to compute sin(x) from a power series s=0; t=x; n=1; m=0; while s+t~=s s=s+t; t=-x A 2/(( n+1)*( n+2))*t; n=n+2; m=m+1; end m 2-2分析应用题
第一性原理计算原理和方法
第二章 计算方法及其基本原理介绍 化学反应的本质是旧键的断裂和新建的形成，参与成键原子的电子壳层重新组合是导致生成稳定多原子化学键的明显特征。因此阐述化学键的理论应当描写电子壳层的相互作用与重排，借助求解满足适当的Schrodinger 方程的波函数描写分子中电子分布的量子力学，为解决这一问题提供了一般的方法，然而，对于一些实际的体系，不引入一些近似，就不可能求解其Schrodinger 方程。这些近似使一般量子力学方程简化为现代电子计算机可以求解的方程。这些近似和关于分子波函数的方程形成计算量子化学的数学基础。 2.1 SCF-MO 方法的基本原理 分子轨道的自洽场计算方法 (SCF-MO)是各种计算方法的理论基础和 核心部分，因此在介绍本文计算工作所用 方法之前，有必要对其关键的部分作一简 要阐述。 2.1.1 Schrodinger 方程及一些基本近似 为了后面介绍各种具体在自洽场分子轨道(SCF MO)方法方便，这里将主要阐明用于本文量子化学计算的一些重要的基本近似，给出SCF MO 方法的一些基本方程，并对这些方程作简略说明，因为在大量的文献和教材中对这些方程已有系统的推导和阐述[1-5]。 确定任何一个分子的可能稳定状态的电子结构和性质，在非相对论近似下，须求解定态Schrodinger 方程 ''12121212122ψψT p B A q p A p pA A pq AB B A p A A A E R Z r R Z Z M =??????? ?-++?-?-∑∑∑∑∑∑≠≠ （2.1） R AB =R 图2-1分子体系的坐标
其中分子波函数依赖于电子和原子核的坐标，Hamilton 算符包含了电子p 的动能和电子p 与q 的静电排斥算符， ∑∑≠+?-=p q p pq p e r H 12121?2 (2.2) 以及原子核的动能 ∑?-=A A A N M H 2121? (2.3) 和电子与核的相互作用及核排斥能 ∑∑≠+-=p A B A AB B A pA A eN R Z Z r Z H ,21? (2.4) 式中Z A 和M A 是原子核A 的电荷和质量，r pq =|r p -r q |，r pA =|r p -R A |和R A B =|R A -R B |分别是电子p 和q 、核A 和电子p 及核A 和B 间的距离（均以原子单位表示之）。上述分子坐标系如图2.1所示。可以用V(R,r)代表(2.2)－(2.4)式中所有位能项之和 ∑∑∑-+= ≠≠p A pA A B A q p pq AB B A r Z r R Z Z r R V ,12121),( (2.5) ● 原子单位 上述的Schrodinger 方程和Hamilton 算符是以原子单位表示的，这样表示的优点在于简化书写型式和避免不必要的常数重复计算。在原子单位的表示中，长度的原子单位是Bohr 半径 A == 52917725.042220e m h a e π 能量是以Hartree 为单位，它定义为相距1Bohr 的两个电子间的库仑排斥作用能 2 1a e Hartree = 质量则以电子制单位表示之，即定义m e =1 。 ● Born-Oppenheimer 近似 可以把分子的Schrodinger 方程(2.1)改写为如下形式
水闸计算案例
xxxx防洪挡潮闸重建工程 水工结构设计计算书 审核： 校核： 计算：
目录 一、基本设计资料 (1) 1.1 堤防设计标准 (1) 1.2 水闸设计标准 (1) 1.3 特征水位 (1) 1.4 结构数据 (2) 1.5 水闸功能 (2) 1.6 地基特性 (2) 1.7 地震设防烈度 (3) 二、闸顶高程计算 (4) 2.1 按《水闸设计规范》中的有关规定计算闸顶高程 (4) 2.2 按《堤防工程设计规范》中的有关规定计算堤顶高程 (5) 2.3 闸顶高程计算结果 (7) 2.4 启闭机房楼面高程复核计算 (8) 三、水闸水力计算 (9) 3.1 水闸过流能力复核计算 (9) 3.2 消能防冲计算 (11) 四、渗流稳定计算 (21) 4.1 渗流稳定计算公式 (21) 4.2 闸侧渗流稳定计算 (22) 4.3 闸基渗流稳定计算 (24) 五、闸室应力稳定计算 (28) 5.1 计算工况及荷载组合 (28) 5.2 计算公式 (29) 5.3 计算过程 (31) 5.4 计算成果及分析 (31) 六、闸室结构配筋计算 (32) 6.1 基本资料 (32) 6.2 边孔计算 (33) 6.3 中孔计算 (50) 6.4 胸墙计算 (50) 6.5工作桥配筋及裂缝计算 (52) 6.6 闸门锁定座配筋及裂缝计算 (53) 6.7 水闸交通桥面板计算 (56) 七、翼墙计算 (57) 7.1 计算方法 (57)
7.4 计算成果 (59) 7.5 配筋计算 (59) 八、其他连接挡墙计算 (60) 8.1 埋石砼挡墙计算（具体计算详见堤防设计计算书案例） (60) 8.2 埋石砼挡墙基础处理 (61) 8.3 中控楼浆砌石墙计算（具体计算详见堤防设计计算书案例） (62) 九、上下游护岸稳定计算 (63) 9.1 计算断面的选取与假定 (63) 9.2 计算工况 (63) 9.3 计算参数 (63) 9.4 计算理论和公式 (64) 9.5 计算过程（具体计算详见堤防设计计算书案例） (65) 9.6 计算结果 (65) 十、施工围堰计算 (66) 10.1导流级别及标准 (66) 10.2围堰顶高程确定 (66) 10.3围堰稳定计算（具体计算详见堤防设计计算书案例） (67) 十一、基础处理设计计算 (69) 11.1 闸室基础处理设计计算 (69) 11.2 翼墙基础处理设计计算 (73) 十二、闸室和翼墙桩基础配筋计算 (75) 12.1 计算方法 (75) 12.2 计算条件 (75) 12.3 第一弹性零点到地面的距离t的计算 (75) 12.4 桩的弯距计算 (76) 12.5 桩顶水平位移Δ计算 (76) 12.6 配筋计算 (76) 12.7 灌注桩最大裂缝宽度验算 (78)
波浪理论的计算方法
波浪理论的计算方法 1)第一浪只是推动浪开始 2)第二浪调整不能超过第一波浪起点 比率: 2浪=1浪0.5或0.618 3)第三浪通常是最长波浪，但绝不能是最短(相对1浪和5浪长度) 比率: 3浪=1浪1.618, 2或2.618倍 4)第四浪的调整不能与第一浪重迭(楔形除外) 比率: 4浪=3浪0.382倍。 5)第五浪在少数情况下未能超第三浪终点，即以失败形态告终 比率: 5浪=1浪或5浪=(1浪-3浪)0.382、0.5、0.618倍。 6)A浪比率: A浪=5浪0.5或0.618倍。 7)B浪比率: B浪=A浪0.382、0.5、0.618倍。 8)C浪比率: C浪=A浪1倍或0.618、1.382、1.618倍。 1、波浪理论基础 1) 波浪理论由8浪组成、1、3、5浪影响真正的走势，无论是下跌行情还是上升行情， 都在这三个浪中赚钱； 2) 2、4浪属于逆势发展（回调浪） 3) 6、7、8浪属于修正浪（汇价短期没有创新低或新高） 2、波浪理论相关法则 1) 第3永远不是最短的浪 2) 第4浪不能跌破第2浪的低点，或不能超过第2浪的高点 3) 数浪要点：你看到的任何一浪都是第1浪，第2浪永远和你真正的趋势相反； 4) 数浪规则：看到多少浪就是多少浪，倒回去数浪； 3、相关交易法则 1) 第3浪是最赚钱的一浪，我们应该在1、3、5浪进行交易，避免在2、4浪进场以 及避免在2、4浪的低点或者高点挂单，因为一旦上破或者下坡前期高点或者低点，则会出现发转，具体还要配合RSI和MACD指标进行分析；
4、波浪理论精华部分 1) 波浪理论中最简单的一个循环，或者说最小的一个循环为两浪循环，即上升浪或下跌浪+回调浪 2) 每一波上升浪或下跌浪由5个浪组成，这5浪中有两次2T确认进场； 3) 每一波回调浪由3个浪组成，这3浪中只有一次2T确认进场； 4) 波浪和移动均线共振时，得出进场做多、做空选择，同时要结合4R法则以及123法则进行分析 波浪理论图解 2011-10-21 19:14 每位投资者都希望能预测未来,波浪理论正是这样一种价格趋势分析工具,它根据周期循环的波动规律来分析和预测价格的未来走势。波浪理论的创始人——美国技术分析大师R.N.艾略特（1871～1948）正是在长期研究道琼斯工业平均指数的走势图后,于二十世纪三十年代创立了波浪理论。投资者一走进证券部就会看到记录着股价波动信息的K线图,它们有节奏、有规律地起伏涨落、周而复始,好像大海的波浪一样,我们也可以感受到其中蕴涵的韵律与协调。我们特别邀请到了研究波浪理论的资深专家杨青老师来与读者们一起“冲浪”。 1、基础课波浪理论在技术分析中被广泛采用波浪理论最主要特征就是它的通用性。人类社会经济活动的许多领域都遵循着波浪理论的基本规律,即在相似和不断再现的波浪推动下重复着自己。因为股票、债券的价格运动是在公众广泛参与的自由市场之中,市场交易记录完整,与市场相关的信息全面丰富,因此特别适于检验和论证波浪理论,所以它是诸多股票技术分析理论中被运用最多的,但不可否认,它也是最难于被真正理解和掌握的。专家导读：被事实验证的传奇波浪波浪理论的初次亮相极富传奇色彩。1929年开始的全球经济危机引发了经济大萧条,美国股市在1929年10月创下386点的高点后开始大崩盘,到 1932年仲夏时节,整个市场弥漫着一片绝望的气氛。这时,波浪理论的始作俑者艾略特给《美国投资周刊》主编格林斯发电报,明确指出长期下跌的走势已经结束,未来将会出现一个大牛市。当格林斯收到电报时,道琼斯30种工业指数已经大幅飙升,从邮戳上的时间看,电报就在道琼斯30种工业指数见底前两个小时发出。此后道琼斯指数在9周内上涨了100％,而且从此开始一路上扬。 但是波浪理论在艾略特生前却长期被人们忽视,直到1978年,他的理论继承者帕彻特出版了《波浪理论》一书,并在期货投资竞赛中运用波浪理论取得了四个月获利400％以上的骄人成绩后,这一理论才被世人广泛关注,并开始迅速传播。 2、波浪周期及实例解读 0 && image.height>0){if(image.width>=700){this.width=700;this.height=image .height*700/image.width;}}> 专家解读：五浪上升三浪下降组成完整周期一个完整的波动周期,即完成所谓从牛市到熊市的全过程,包括一个上升周期和一个下跌周期。上升周期由五浪构成,用1、2、3、4、5表示,其中1、3、 5浪上涨,2、4浪下跌；下跌周期由三浪构成,用a、b、c表示,其中a、c浪下跌,b 浪上升。与主趋势方向（即所在周期指明的大方向）相同的波浪我们称为推动浪,
第一性原理计算方法讲义
第一性原理计算方法讲 义 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
第一性原理计算方法 引言 前面讲述的有限元和有限差分等数值计算方法中，求解的过程中需要知道一些物理参量，如温度场方程中的热传导系数和浓度场方程中的扩散系数等，这些参量随着材料的不同而改变，需要通过实验或经验来确定，所以这些方法也叫做经验或者半经验方法。而第一性原理计算方法只需要知道几个基本的物理参量如电子质量、电子的电量、原子的质量、原子的核电荷数、布朗克常数、波尔半径等，而不需要知道那些经验或半经验的参数。第一性原理计算方法的理论基础是量子力学，即对体系薛定额方程的求解。 量子力学是反映微观粒子运动规律的理论。量子力学的出现，使得人们对于物质微观结构的认识日益深入。原则上，量子力学完全可以解释原子之间是如何相互作用从而构成固体的。量子力学在物理、化学、材料、生物以及许多现代技术中得到了广泛的应用。以量子力学为基础而发展起来的固体物理学，使人们搞清了“为什么物质有半导体、导体、绝缘体的区别”等一系列基本问题，引发了通讯技术和计算机技术的重大变革。目前，结合高速发展的计算机技术建立起来的计算材料科学已经在材料设计、物性研究方面发挥着越来越重要的作用。 但是固体是具有～1023数量级粒子的多粒子系统，具体应用量子理论时会导致物理方程过于复杂以至于无法求解，所以将量子理论应用于固体系统必须采用一些近似和简化。绝热近似（Born-Oppenheimei近似）将电子的运动和原子核的运动分开，从而将多粒子系统简化为多电子系统。Hartree-Fock近似将多电子问题简化为仅与以单电子波函数（分子轨道）为基本变量的单粒子问题。但是其中波函数的行列式表示使得求解需要非常大的计算量；对于研究分子体系，他可以作为一个很好的出发点，但是不适于研究固态体系。1964年，Hohenberg和Kohn提出了严格的密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）。它建立在非均匀电子气理论基础之上，以粒子数密度()r 作为基本变量。1965年，Kohn和Sham提出Kohn-Sham方程将复杂的多电子问题及其对应的薛定谔方程转化为相对简单的单电子问题及单电子Kohn-Sham方程。将精确的密度泛函理论应用到实际，需要对电子间的交换关联作用进行近似。局域密度近似（LDA）、广义梯度近似（GGA）等的提出，以及以密度泛函理论为基础的计算方法（赝
水闸的概念及计算
第八章水闸 § 8-5 闸室的布置和构造 教学内容 底板、闸墩、工作桥、交通桥 、底板 按形状分：有水平底板、低实用堰底板（上游水位高，流量又受限制） 河宽、孔多。需用横缝将闸室分成若干闸段（每个闸段可分为一孔、两孔、三孔） 按底板与闸墩的连接方式分：整体式、分离 式 整体式 闸底板与闸墩浇筑成整体，墩中分缝。 （也有闸室底板中间分缝的） 底板形式 实心底板 箱式底板：地基承载力较差,30 40kpa 适用于松散地基，地震烈度较高的地区 分离式 单孔底板上设双缝，将底板与闸墩分 开 适用：坚基，紧密的地基上，不会产 生不均匀沉降。 底板顺水流方向的长度：满足上部结 构布置，结构强度和抗滑稳定要求。 材料：常用混凝土、浆砌石、少筋混凝土。 作用：分隔闸孔，支承闸以及上部结构。 材料：砼或浆砌石。 外形轮廊：过闸水流平顺，侧向收缩小, 以加大过水能力。 分方形、三角形、半圆形、 流线形。 高程：上游高出最高水位并有一定超高。长 度：与闸底板顺水流长度相同。 上、下游侧：铅直或10:1?5 :1竖坡。 闸墩厚度：满足强度，稳定要求，决定于工作门槽深度和门 槽颈部厚度。 门槽颈部厚度最小值为0.5m 门槽深0.3m 槽宽0.5?1.0
缝墩：1.2?1.5 检修门槽与工作门槽之间须保持 胸墙与检修门槽之间也应留足 三、 闸门 检修门---平门----位置：上游侧 平门 工作门--弧门--位置： ① 上游侧 ② 下游侧（利用水重帮助闸室稳定） 闸门顶部高程：应高于可能最高蓄水位。 四、 胸墙 固定式、活动式 作用：减少闸的高度，减轻立门重和降低对启闭机重量的要求。 布置位置：置于门后--闸门紧靠胸墙，且止水效果好而简单；门前 ---止水结构复杂，易于磨 损，有利于启闭，钢丝绳不易磨损？ 顶高程：顶与闸墩齐平。 底梁梁底高程： 满足堰流的要求，堰顶高程 +堰顶 下游水深+ （0.2m ）。 厚度：不小于 0.15?0.2m 结构形式：板式、梁板式。 支撑方式：固接、简支 五、交通桥及工作桥 一般设在水闸下游一侧 交通桥 有时设在水闸上游一侧，利用水重，帮助闸室 稳定（葛洲坝） 工作桥：安装启闭设备 初步确定桥高时，平面门可取门高的二倍 再加1.0?1.5m 的超高值，并满足闸门能从闸门 中取出检修的要求。若用活动式启闭机，桥高 可低些，但亦应大于1.7倍门高。升卧闸门的桥 高为平面直升门高的70%。弧形门则视闸门吊 点位置等情况而定，一般要比平面门的工作桥 低得多。 六、分缝方式及止水设备 1.分缝 水闸沿垂直水流方向每隔一定距离， 必须设置沉降缝予以分开， 以免闸室因地基不均匀 沉降及伸缩变形而产生裂缝。 缝的间距岩基上不宜超过 20m ，土基上不宜超过 35m ，缝宽2? 3cm 。 除了闸室分缝外，凡相邻结构荷重相差悬殊或结构较长、 面积较大的地方，都需设缝分 开。如在铺盖与水闸底板连接处、翼墙与边墩及铺盖连接处、 消力池底板与闸底板、翼墙连 1.5? 2.0m 净距。 1.0m 以上的间距。
闸室的结构计算
第一节概述 一、概念 水闸是调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，主要依靠闸门控制水流，具有挡水和泄（引）水的双重功能，在防洪、治涝、灌溉、供水、航运、发电等方面应用十分广泛。 二、水闸的类型 ⒈按担负的任务（作用）分： 节制闸（拦河闸）：拦河兴建，调节水位，控制流量。 进水闸（渠首闸）：在河、湖、水库的岸边兴建，常位于引水渠道首部，引取水流。 排水闸（排涝闸、泄水闸、退水闸）：在江河沿岸兴建，作用是排水、防止洪水倒灌。 分洪闸：在河道的一侧兴建，分泄洪水、削减洪峰洪、滞洪。 挡潮闸：建于河流入海河口上游地段，防止海潮倒灌。 冲沙闸：静水通航，动水冲沙，减少含沙量，防止淤积。 排冰闸：在堤岸上建闸防止冬季冰凌堵塞。
⒉按闸室结构分 （1）开敞式：闸室露天，又分为有胸墙；无胸墙两种形式 （2）涵洞式：闸室后部有洞身段，洞顶有填土覆盖。（有压、无压） ⒊按操作闸门的动力分 （1）机械操作闸门的水闸 （2）水力操作闸门的水闸 三、水闸等级划分及洪水标准（以平原区水闸枢纽为例） 1、工程等别及建筑物级别 平原区水闸枢纽工程是以水闸为主的水利枢纽工程，一般由水闸、泵站、船闸、水电站等水工建筑物组成，有的还包括涵洞、渡槽等其它泄（引）水建筑物，应根据水闸最大过闸流量及其防护对象的重要性划分等别。 其中水工建筑物的级别应根据其所属枢纽工程的等别、作用和重要性划分。
平原区水闸枢纽工程分等指标表 工程级别ⅠⅡⅢⅣⅤ 规模大（1）型大（2）型中型小（1）型小（2）型最大过闸流量5000500～10001000～100100～20<20 防护对象的重 要性 特别重要重要中等一般 水闸枢纽建筑物级别划分表 工程等别永久性建筑物级别 临时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物 Ⅰ134 Ⅱ234 Ⅲ345 Ⅳ455 Ⅴ55 2. 洪水标准 平原区水闸的洪水标准应根据所在河流流域的防洪规划规定的防洪任务，以近期防洪目标为主，并考虑远景发展要求，按下表所列标准综合分析确定。 水闸级别12345 洪水重现期 设计100～5050～3030～2020～1010 校核300～200200～100100～5050～3030～20 四．水闸的组成及各部分的功用
水闸设计计算书
分水闸典型设计（哈拉苏9+088桩号处分水闸） (1)工程建设内容及建筑物现状 此次可行性研究设计防渗改建的2条干渠和1条支渠，需要拆除重建的水闸主要有节制闸和分水闸。 库尔勒市博斯腾灌区是一老灌区，田、林、路、渠和居民点等已形成了一套完整的体系，灌排体系也已经较为合理，各干支渠上的节制闸、分水闸布置位置、形式及闸底板高程基本合理。为保证各分水口分水流量、与下游渠道连接顺畅、减小占地等因素，所需改造的分水闸和节制闸仍保持原节制分水闸桩号、分水方向及分水角度不变。 (2)水闸设计 根据节制、分水闸过流、分水流量大小，按宽顶堰流计算孔口尺寸。节制分水闸均采用整体开敞式结构，节制闸与分水闸间采用圆弧形直挡墙连接。节制闸上下游连接段均采用扭面与渠道连接，根据消能计算结果和闸后渠道的实际情况，小流量的节制闸后不设消能设施，但为了确保工程运行安全，在流量较大的闸后按常规在设置0.5m 深消力池。分水闸后采用扭面与渠道连接，扭面及挡土墙为素混凝土结构和浆砌石结构，扭面扩散角小于12°。各节制分水闸闸室均采用C25钢筋混凝土结构，闸室后侧设0.6m宽工作桥，闸门槽及启闭机排架均采用整体式金属结构。经计算，其抗倾覆、抗滑动稳定以及基底应力等，经计算均能满足要求。 闸室基础为砂砾石，但是根据地质评价为冻胀土，因此在闸及上下游渐变段底部均换填30cm厚砂砾石，以减小地基沉降及防止段冬季建筑物基础冻胀变形，侧面亦采用砂砾石回填，减小冬季的侧向冻土压力。 （3）闸孔过流能力计算 根据闸前水深和布置形式，采用宽顶堰流公式进行计算。 Q=σs·m·n·B·（2g）1/2·H03/2 式中Q——渠道的过水流量；
波浪理论与时间周期
波浪理论的时间周期来计算未来市场的转折点 如果知道在历史上某个商品期货的平均DELTA转折点，就能够提高预测转折点精确度。更进一步，以下问题…在什么位置，前后浮动两天，【预测的DELTA】有最高精确度？前后浮动三天呢？四天呢？如何评价每个转折点的精确度呢 输出标题表示它是ITD，并且给出你输入的日期。第一个作为例子被打印的商品是咖啡。它的转折点是三个。每个转折点旁有如下五列： 日期：这是转折点日期，它总是平日。（如果你输入星期日，星期六，将输出最近的平日）。 AR：特定转折点的精确度。17表示从这个转折点到所有前期出现这个点的距离是天。很显然，AR越小，转折点越精确。 *2：这是转折点出现在给定日期两天内的概率。 *3：这是转折点出现在给定日期三天内的概率。 *4：这是转折点出现在给定日期四天内的概率。
DELTA转折点有多精确？ 经过观察25个商品市场超过200年的DELTA现象，其平均中短期波动如下： （1）51%的概率，DETLA转折点将出现在投影点两天内。 （2）68%的概率，DETLA转折点将出现在投影点三天内。 （3）81%的概率，DETLA转折点将出现在投影点四天内。 所有的ITD转折点的平均精确度（AR）是27。这意味着每个DELTA 转折点离预定日期的平均距离少于三天。我知道，宣称未来所有ITD 转折点将保持这个精确度，它听起来是难以相信的。我坚信这一点，因为我已经对超过200年的日线数据和超过300年的周线和月线数据，进行了研究。 精确度将会一直保持的原因，是市场跟随DELTA现象。DELTA现象是市场运动的根本原因。观察液体市场最明显，它虽然也在运动，但是更像是跟着DELTA转折点震荡。DELTA是市场运动的本质。 DELTA转折点的精确度，可以通过观察来改善。如果一个转折点出现的早，它可能被漏掉。但是，如果转折点出现的晚，它就不会被
第一性原理计算
实验一、第一性原理计算 1. 实验目的 (1) 掌握第一性原理和密度泛涵的计算方法； (2) 学会使用Visualizer 的各种建模和可视化工具； (3) 熟悉CASTEP 模块的功能。 2. 实验原理 CASTEP 是基于密度泛涵理论平面波赝势基础上的量子力学计算。 密度泛涵理论的基本思想是原子、分子和固体的基本物理性质可以用粒子密度函数进行描述。可以归纳为两个基本定理： 定理1：粒子数密度函数是一个决定系统基态物理性质的基本参量。 定理2：在粒子数不变的条件下能量对密度函数变分得到系统基态的能量。不计自旋的全同费米子的哈密顿量为：H T U V =++ 其中动能项为：()()T dr r r ψψ+=??? 库仑作用项为：11'()(')()(')2 ' U drdr r r r r r r ψψψψ++=-? V 为对所有粒子均相同的局域势u(r)表示的外场影响：()()()V dru r r r ψψ+=?粒子数密度函数为： ()()()r r r ρψψ+=ΦΦ 对于给定的()r υ，能量泛函[]E ρ定义为： []()()E dr r r T U ρυρ=+Φ+Φ ?；[]F T U ρ=Φ+Φ系统基态的能量： ' ''''[]''''[][]()()[][]()()[] E T U V G E F dr r r E G G F dr r r E G ρρυρφρυρρΦ=Φ+Φ+ΦΦ==+>?=+=? 3. 实验内容 材料的电子结构计算； 4. 实验设备和仪器 (1) 硬件：多台PC 机和一台高性能计算服务器。 软件：主要利用Materials studio 软件包里的Materials Visualizer 和CASTEP 模块 5. 实验步骤
水闸的概念及计算
水闸的概念及计算
第八章 水 闸 §8-5 闸室的布置和构造 教学内容 底板、闸墩、工作桥、交通桥 一、底板 按形状分：有水平底板、低实用堰底板（上游水位高，流量又受限制）。 河宽、孔多。需用横缝将闸室分成若干闸段（每个闸段可分为一孔、两孔、三孔） 按底板与闸墩的连接 方式分：整体式、分离式 ● 整体式 闸底板与闸墩浇筑 成整体，墩中分缝。（也有闸室底板中间分缝的） 底板形式 ? ?? ???--kpa 4030较差，箱式底板：地基承载力实心底板适用于松散地基，地 震烈度较高的地区 ● 分离式
单孔底板上设双缝，将底板与闸墩分开 适用：坚基，紧密的地基上，不会产生不均匀沉降。 底板顺水流方向的长度：满足上部结构布置，结构强度和抗滑稳定要求。 二、闸墩 材料：常用混凝土、 浆砌石、少筋混凝土。 作用：分隔闸孔，支承闸以及上部结构。 材料：砼或浆砌石。 外形轮廊：过闸水流平顺，侧向收缩小， 以加大过水能力。 分方形、三角形、半圆形、流线形。 高程：上游高出最高水位并有一定超高。 长度：与闸底板顺水流长度相同。 上、下游侧：铅直或10:1～５:1竖坡。 闸墩厚度：满足强度，稳定要求，决定于 工作门槽深度和门 槽颈部厚度。 门槽颈部厚度最小值为
0.5m 门槽深0.3m 槽宽0.5～1.0 缝墩：1.2～1.5 检修门槽与工作门槽之间须保持 1.5 ～2.0m 净距。 胸墙与检修门槽之间也应留足1.0m 以 上的间距。 三、闸门 检修门---平门----位置：上游侧 工作门-- 弧门 平门 --位置： ① 上游侧 ②下游侧（利用水重帮助闸室稳定） 闸门顶部高程：应高于可能最高蓄水位。 四、胸墙 固定式、活动式 作用：减少闸的高度，减轻立门重和降低对启闭机重量的要求。 布置位置：置于门后--闸门紧靠胸墙，且止水效 果好而简单；门前--- 止水结构复 I —I
第一节第一性原理计算方法综述
第一性原理计算的理论方法 随着科技的发展，计算机性能也得到了飞速的提高，人们对物理理论的认识也更加的深入，利用计算机模拟对材料进行设计已经成为现代科学研究不可缺少的研究手段。这主要是因为在许多情况下计算机模拟比实验更快、更省，还得意于计算机模拟可以预测一些当前实验水平难以达到的情况。然而在众多的模拟方法中，第一性原理计算凭借其独特的精度和无需经验参数而得到众多研究人员的青睐，成为计算材料学的重要基础和核心计算。本章将介绍第一性原理计算的理论基础，研究方法和ABINIT软件包。 1.1 第一性原理 第一性原理计算( 简称从头计算，the abinitio calculation) ，指 从所要研究的材料的原子组分出发，运用量子力学及其它物理规律，通过自洽计算来确定指定材料的几何结构、电子结构、热力学性质和光学性质等材料物性的方法。基本思想是将多原子构成的实际体系理解成为只有电子和原子核组成的多粒子系统，运用量子力学等最基本的物理原理最大限度的对问题进行”非经验”处理。【1】第一性原理计算就只需要用到五个最基本的物理常量即( m o.e.h.c.k b ) 和元素周期表中各组分元素的电子结构，就可以合理地预测材料的许多物理性质。用第一性原理计算的晶胞大小和实验值相比误差只有几个百分点，其他性质也和实验结果比较吻合，体现了该理论的正确性。
第一性原理计算按照如下三个基本假设把问题简化： 1．利用Born-Oppenheimer 绝热近似把包含原子核和电子的多粒子问题转化为多电子问题。 2．利用密度泛函理论的单电子近似把多电子薛定谔方程简化为比较容易求解的单电子方程。 3．利用自洽迭代法求解单电子方程得到系统基态和其他性质。以下我将简单介绍这些第一性原理计算的理论基础和实现方法：绝热近似、密度泛函理论、局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)、平面波及赝势方法、密度泛函的微扰理论、热力学计算方法和第一性原理计算程序包ABINIT。 1．2量子力学与Born-Oppenheimer 近似固体是由原子核和核外的电子组成的，在原子核与电子之间，电子与电子之间，原子核与原子核之间都存在着相互作用。从物理学的角度来看，固体是一个多体的量子力学体系【2】，相应的体系哈密顿量可以写成如下形式： H (r,R) E H(r ,R) (1-1) 其中r,R 分别代表所有电子坐标的集合、所有原子核坐标的集合。在不计外场作用下，体系的哈密顿量日包括体系所有粒子( 原子核和电子) 的动能和粒子之间的相互作用能，即 H H e H N H e N (1-2) 其中，以是电子部分的哈密顿量，形式为： 22 1 e2 H e(r) r2i 1 e(1-3)
水闸设计计算
一、初步设计 兴化闸为无坝引水进水闸，该枢纽主要由引水渠、防沙设施和进水闸组成，本次设计主要任务是确定兴化闸的型式、尺寸及枢纽布置方案；并进行水力计算、防渗排水设计、闸室布置与稳定计算、闸室底板结构设计等，绘出枢纽平面布置图及上下游立视图。 二、设计基本资料 1. 概述 兴化闸建在兴化镇以北的兴化渠上，闸址地理位置见图。该闸的主要作用有： 防洪：当兴化河水位较高时，关闸挡水，以防止兴化河水入侵兴化渠下游两岸农田，保护下游的农田和村镇。 灌溉：灌溉期引兴化河水北调，以灌溉兴化渠两岸的农田。 引水冲淤：在枯水季节，引兴化河水北上至下游的大成港，以冲淤保港。 7.0 北 至大成港 9.0 渠 化 11.0 兴 闸管所 兴化闸 兴化 河 兴化镇 闸址位置示意图（单位：m） 2.规划数据 兴化渠为人工渠道，其剖面尺寸如图所示。渠底高程为0.5m，底宽50.0m，两岸边坡均为1:2。该闸的主要设计组合有以下几方面：
11.8 0.5 50.0 兴化渠剖面示意图（单位：m） 2.1孔口设计水位、流量 根据规划要求，在灌溉期由兴化闸自流引兴化河水灌溉，引水流量为300m3/s，此时闸上游 水位为7.83m，闸下游水位为7.78m；在冬季枯水季节由兴化闸自流引水送至下游大成港冲淤保 港，引水流量为100m3/s，此时相应的闸上游水位为7.44m，下游为7.38m。 2.2闸室稳定计算水位组合 （1）设计情况：上游水位10.3m，浪高0.8m，下游水位7.0m。 （2）校核情况：上游水位10.7m，浪高0.5m，下游水位7.0m。 2.3消能防冲设计水位组合 （1）消能防冲的不利水位组合：引水流量为300m3/s，相应的上游水位10.7m，下游水位为 7.78m。 （2）下游水位流量关系 下游水位流量关系见表 3.地质资料 3.1闸基土质分布情况 根据钻探报告，闸基土质分布情况见表 层序高程（m）土质情况标准贯入击数（击） Ⅰ11.75～2.40 重粉质壤土9～13 Ⅱ 2.40～0.7 散粉质壤土8 Ⅲ0.7～-16.7 坚硬粉质粘土 （局部含铁锰结核） 15～21 Q（m3/s）0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 H下（m）7.0 7.20 7.38 7.54 7.66 7.74 7.78