混凝土结构设计规范 (6)

6.5 受冲切承载力计算

6.5.1 在局部荷载或集中反力作用下不配置箍筋或弯起钢筋的板，其受冲切承载力应符合下列规定（图6.5.1）：

（a）局部荷载作用下；（b）集中反力作用下

图6.5.1 板受冲切承载力计算

1－冲切破坏锥体的斜截面；2－计算截面；3－计算界面的周长；4－冲切破坏锥体的底面线

F l≤（0.7βh f t＋0.25σpc，m）ηu m h0（6.5.1-1）

公式（6.5.1-1）中的系数η，应按下列两个公式计算，并取其中较小值：

η1＝0.4＋1.2/βs（6.5.1-2）

（6.5.1-3）

式中：F l——局部荷载设计值或集中反力设计值；板柱结构，取柱所承受的轴向压力设计值的层间差值减去柱顶冲切破坏锥体范围内板所承受的荷载设计值；当有不平衡弯矩时，应按本规范第6.5.6 条的规定确定；

βh——截面高度影响系数：当h 不大于800mm 时，取βh为1.0；当h 不小于2000mm 时，取βh为0.9，其间按线性内插法取用；

σpc,m——计算截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值，其值宜控制在1.0N/mm2～3.5N/mm2范围内；

u m——计算截面的周长，取距离局部荷载或集中反力作用面积周边h0/2 处板垂直截面的最不利周长；

h0——截面有效高度，取两个方向配筋的截面有效高度平均值；

η1——局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数；

η2——计算截面周长与板截面有效高度之比的影响系数；

βs——局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值，βs不宜大于4；当βs小于2 时取2；对圆形冲切面，βs取2；

αs——柱位置影响系数：中柱，αs取40；边柱，αs取30；角柱，αs取20。6.5.2 当板开有孔洞且孔洞至局部荷载或集中反力作用面积边缘的距离不大于6h0时，受冲切承载力计算中取用的计算截面周长u m，应扣除局部荷载或集中反力作用面积中心至开孔外边画出两条切线之间所包含的长度（图6.5.2）。

图6.5.2 邻近孔洞时的临界界面周长

1－局部荷载或集中反力作用面；2－计算截面周长；3－孔洞；4－应扣除的长度

注：当图中l1大于l2时，孔洞边长l2用代替

6.5.3 在局部荷载或集中反力作用下，当受冲切承载力不满足本规范第6.5.1 条的要求且板厚受到限制时，可配置箍筋或弯起钢筋。此时，受冲切截面及受冲切承载力计算应符合下列条件：

1 受冲切截面

F l≤1.2f tηu m h0（6.5.3-1）

2 配置箍筋、弯起钢筋时的受冲切承载力

F l≤（0.5f t＋0.25σpc,m）ηu m h0＋0.8f yv A svu＋0.8f y A sbu sinα（6.5.3-2）

式中：f yv——箍筋的抗拉强度设计值，按本规范第4.2.3 条的规定采用；

A svu——与呈45°冲切破坏锥体斜截面相交的全部箍筋截面面积；

A sbu——与呈45°冲切破坏锥体斜截面相交的全部弯起钢筋截面面积；

α——弯起钢筋与板底面的夹角。

注：当有可靠依据时，也可配置其他有效形式的抗冲切钢筋（如工字钢、槽钢、抗剪锚栓和扁钢Ｕ形箍等）。

6.5.4配置抗冲切钢筋的冲切破坏锥体以外的截面，尚应按本规范第6.5.1 条的要求进行受冲切承载力计算，此时，u m 应取配置抗冲切钢筋的冲切破坏锥体以外0.5h0 处的最不利周长。

6.5.5 对矩形截面柱的阶形基础，在柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力应符合下列规定（图6.5.4）：

（a）柱与基础交接处（b）基础变阶处

图6.5.5 计算阶形基础的受冲切承载力截面位置

1－冲切破坏锥体最不利一侧的斜截面；2－冲切破坏锥体的底面线

F l≤0.7βh f t b m h0（6.5.5-1）

F l＝p s A（6.5.5-2）

b m＝b t＋b b/2（6.5.5-3）

式中：h0——柱与基础交接处或基础变阶处的截面有效高度，取两个方向配筋的截面有效高度平均值；

p s——按荷载效应基本组合计算并考虑结构重要性系数的基础底面地基反力设计值（可扣除基础自重及其上的土重），当基础偏心受力时，可取用最大的地基反力设计值；

A——考虑冲切荷载时取用的多边形面积（图6.5.5 中的阴影面积ABCDEF）；

b t——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长：当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；

b b——柱与基础交接处或基础变阶处的冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的下边长，取b t＋2h0。

6.5.6 在竖向荷载、水平荷载作用下，当考虑板柱节点计算截面上的剪应力传递不平衡弯矩时，其集中反力设计值F l应以等效集中反力设计值F l,eq代替，F l,eq可按本规范附录F 的规定计算。

6.6 局部受压承载力计算

6.6.1 配置间接钢筋的混凝土结构构件，其局部受压区的截面尺寸应符合下列要求：

F l≤1.35βcβl f c A ln（6.6.1-1）

（6.6.1-2）

式中：F l——局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值；

f c——混凝土轴心抗压强度设计值；在后张法预应力混凝土构件的张拉阶段验算中，可根据相应阶段的混凝土立方体抗压强度f cu'值按本规范表4.1.4-1 的规定以线性内插法确定；

βc——混凝土强度影响系数，按本规范第6.3.1 条的规定取用；

βl——混凝土局部受压时的强度提高系数；

A l——混凝土局部受压面积；

A ln——混凝土局部受压净面积；对后张法构件，应在混凝土局部受压面积中扣除孔道、凹槽部分的面积；

A b——局部受压的计算底面积，按本规范第6.6.2 条确定。

6.6.2 局部受压的计算面积A b，可由局部受压面积与计算底面积按同心、对称的原则确定；对常用情况，可按图6.6.2 取用。

图6.6.2 局部受压的计算底面积

A l—混凝土局部受压面积；A b—局部受压的计算底面积

6.6.3 配置方格网式或螺旋式间接钢筋（图6.6.3）的局部受压承载力应符合下列规定：

F l≤0.9（βcβl f c＋2αρvβcor f yv）A ln（6.6.3-1）

当为方格网式配筋时（图6.6.3a），钢筋网两个方向上单位长度内钢筋截面面积的比值不宜大于1.5，其体积配筋率ρv应按下列公式计算：

（6.6.3-2）

当为螺旋式配筋时（图6.6.3b），其体积配筋率ρv应按下列公式计算：

ρv＝4A ss1/（d cor s）（6.6.3-3）

式中：βcor——配置间接钢筋的局部受压承载力提高系数，仍按本规范公式（6.6.1-2）计算，但公式中A b应代之以A cor，且当A cor大于A b 时，取A cor=A b；当A cor不大于混凝土局部受压面积A l的1.25 倍时，βcor取1.0；

α——间接钢筋对混凝土约束的折减系数，按本规范第6.2.16 条的规定取用；

f yv——间接钢筋的抗拉强度设计值，按本规范表4.2.3 条采用；

A cor——方格网式或螺旋式间接钢筋内表面范围内的混凝土核心截面面积，应大于混凝土局部受压面积A l，其重心应与A l 的重心重合，计算中按同心、对称的原则取值；

ρv——间接钢筋的体积配筋率；

n1、A s1——分别为方格网沿l1 方向的钢筋根数、单根钢筋的截面面积；

n2、A s2——分别为方格网沿l2 方向的钢筋根数、单根钢筋的截面面积；

A ss1——单根螺旋式间接钢筋的截面面积；

d cor——螺旋式间接钢筋内表面范围内的混凝土截面直径；

s——方格网式或螺旋式间接钢筋的间距，宜取30mm～80mm。

间接钢筋应配置在图6.6.3 所规定的高度h 范围内，方格网式钢筋，不应少于4 片；螺旋式钢筋，不应少于4 圈。柱接头，h 尚不应小于15d，d 为柱的纵向钢筋直径。

（a）方格网式配筋（b）螺旋式配筋

图6.6.3 局部受压区的间接钢筋

A l—混凝土局部受压面积；A b—局部受压的计算底面积

A cor—方格网式或螺旋式间接钢筋内表面范围内的混凝土核心面积

7.1 裂缝控制验算

7.1.1钢筋混凝土和预应力混凝土构件，应按下列规定进行受拉边缘应力或正截面裂缝宽度验算：

1一级裂缝控制等级构件，在荷载标准效应组合下，受拉边缘应力应符合下列规定：

σck－σpc≤0 （7.1.1-1）

2二级裂缝控制等级构件，在荷载标准效应组合下，受拉边缘应力应符合下列规定：

σck－σpc≤f tk（7.1.1-2）

3三级裂缝控制等级时，钢筋混凝土构件的的最大裂缝宽度可按荷载准永久组合并考虑长期作用影响的效应计算，预应力混凝土构件的最大裂缝宽度可按荷载标准组合并考虑长期作用影响的效应计算。最大裂缝宽度应符合下列规定：

ωmax≤ω1im（7.1.1-3）

对环境类别为二a 类的有压力混凝土构件，在荷载准永久组合下，受拉边缘应力尚应符合下列规定：

σcq－σpc≤f tk（7.1.1-4）

式中：σck、σcq——荷载标准组合、准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力；

σpc——扣除全部预应力损失后在抗裂验算边缘混凝土的预压应力，按本规范公式（10.1.6-1）或公式（10.1.6-4）计算；

f tk——混凝土轴心抗拉强度标准值，按本规范表4.1.3-2 采用；

ωmax——按荷载的标准组合或准永久组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度，按本规范第7.1.2 条计算；

ω1im——最大裂缝宽度限值，按本规范第3.4.5 条采用。

7.1.2在矩形、Ｔ形、倒Ｔ形和Ｉ形截面的钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件及预应力混凝土轴心受拉和受弯构件中，按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度（mm）可按下列公式计算：

（7.1.2-1）

（7.1.2-2）

（7.1.2-3）

（7.1.2-4）

式中：αcr——构件受力特征系数，按表7.1.2-1 采用；

ψ——裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数：当ψ＜0.2 时，取ψ＝0.2；当ψ＞1.0 时，取ψ＝1.0；对直接承受重复荷载的构件，取ψ＝1.0；

σs——按荷载准永久组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力或按标准组合计算的预应力混凝土构件纵向受拉钢筋等效应力；

E s——钢筋弹性模量，按本规范表4.2.4 采用；

c s——最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离（mm）：当c s＜20 时，取c s＝20；当c s＞65 时，取c s＝65；

ρte——按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率；对无粘结后张构件，仅取纵向受拉钢筋计算配筋率；在最大裂缝宽度计算中，当ρte＜0.01 时，取ρte ＝0.01；

A te——有效受拉混凝土截面面积：对轴心受拉构件，取构件截面面积；对受弯、偏心受压和偏心受拉构件，取A te＝0.5bh＋（b f－b）h f，此处，b f、h f 为受拉翼缘的宽度、高度；

A s——受拉区纵向钢筋截面面积；

A p——受拉区纵向预应力钢筋截面面积；

d eq——受拉区纵向钢筋的等效直径（mm）；对无粘结后张构件，仅为受拉区纵向受拉构件的等效直径（mm）；

d i——受拉区第i 种纵向钢筋的公称直径；对于有粘结预应力钢绞线束的直径取为；其中d p1为单根钢绞线的公称直径，n1为单束钢绞线根数；

n i——受拉区第i 种纵向钢筋的根数；对于有粘结预应力钢绞线，取为钢绞线束数；

υi——受拉区第i 种纵向钢筋的相对粘结特性系数，按表7.1.2-2 采用。

注：1对承受吊车荷载但不需作疲劳验算的受弯构件，可将计算求得的最大裂缝宽度乘以系数0.85；

2对按本规范第9.2.15 条配置表层钢筋网片的梁，按公式（7.1.2-1）计算的最大裂缝宽度可适当折减，折减系数可取0.7；

3对e0/h0≤0.55 的偏心受压构件，可不验算裂缝宽度。

表7.1.2-1 构件受力特征系数

类型αcr

表7.1.2-2 钢筋的相对粘结特性系数

注：对环氧树脂涂层带肋钢筋，其相对粘结特性系数应按表中系数的0.8 倍取用。

7.1.3在荷载准永久组合或标准组合下，钢筋混凝土构件、预应力混凝土构件开裂截面处受压边缘混凝土压应力、不同位置处钢筋的拉应力及预应力筋的等效应力宜按下列假定计算：

1截面应变保持平面；

2受压区混凝土的法向应力图取为三角形；

3不考虑受拉区混凝土的抗拉强度；

4采用换算截面。

7.1.4在荷载准永久组合或标准组合下，钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力或预应力混凝土构件受拉区的等效应力也可按下列公式计算：

1钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力

1）轴心受拉构件

σsq＝N q/A s（7.1.4-1）

2）偏心受拉构件

（7.1.4-2）

3）受弯构件

（7.1.4-3）

4）偏心受压构件

（7.1.4-4）

（7.1.4-5）

e＝ηs e0＋y s（7.1.4-6）

（7.1.4-7）

（7.1.4-8）

式中：A s——受拉区纵向钢筋截面面积：对轴心受拉构件，取全部纵向钢筋截面面积；对偏心受拉构件，取受拉较大边的纵向钢筋截面面积；对受弯、偏心受压构件，取受拉区纵向钢筋截面面积；

N q、M q——按荷载准永久组合计算的轴向力值、弯矩值，对偏心受压构件不考虑二阶效应的影响；

e'——轴向拉力作用点至受压区或受拉较小边纵向钢筋合力点的距离；

e——轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离；

e0——荷载准永久组合下的初始偏心距，取为M q/N q；

z——纵向受拉钢筋合力点至截面受压区合力点的距离，且不大于0.87h0；

ηs——使用阶段的轴向压力偏心距增大系数，当l0/h 不大于14 时，取1.0；

y s——截面重心至纵向受拉钢筋合力点的距离；

γf'——受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值；

b f'、h f'——分别为受压区翼缘的宽度、高度；在公式（7.1.4-7）中，当h f'大于0.2h0 时，取0.2h0；

2预应力混凝土构件受拉区纵向钢筋的等效应力

1）轴心受拉构件

（7.1.4-9）

2）受弯构件

（7.1.4-10）

（7.1.4-11）

e p＝y ps－e p0（7.1.3-12）

式中：A p——受拉区纵向预应力钢筋截面面积：对轴心受拉构件，取全部纵向预应力钢筋截面面积；对受弯构件，取受拉区纵向预应力钢筋截面面积；

N p0——计算截面上混凝土法向预应力等于零时的预加力，应按本规范第10.1.13 条的规定计算；

N k、M k——按荷载标准组合计算的轴向力值、弯矩值；

z——受拉区纵向普通钢筋和预应力钢筋合力点至截面受压区合力点的距离，按公式（7.1.4-5）计算，其中e 按公式（7.1.4-11）计算；

α1——无粘结预应力筋的等效折减系数，取α1为0.3；对灌浆的后张预应力筋，取α1为1.0；

e p——N p0的作用点至受拉区纵向预应力和普通钢筋合力点的距离；

y ps——受拉区纵向预应力和普通钢筋合力点的偏心距，应按本规范第10.1.13 条的规定确定。

7.1.5在荷载标准组合和准永久组合下，抗裂验算时截面边缘混凝土的法向应力应按下列公式计算：

1轴心受拉构件

σck＝N k/A0（7.1.5-1）

σcq＝N q/A0（7.1.5-2）

2受弯构件

σck＝M k/W0（7.1.5-3）

σcq＝M q/W0（7.1.5-4）

3偏心受拉和偏心受压构件

σck＝M k/W0＋N k/A0（7.1.5-5）

σcq＝M q/W0＋N q/A0（7.1.5-6）

式中：A0——构件换算截面面积；

W0——构件换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩。

7.1.6预应力混凝土受弯构件应分别对截面上的混凝土主拉应力和主压应力进行验算：

1混凝土主拉应力

1）一级裂缝控制等级的构件，应符合下列规定：

σtp≤0.85f tk（7.1.6-1）

2）二级裂缝控制等级的构件，应符合下列规定：

σtp≤0.95f tk（7.1.6-2）

2混凝土主压应力

对一、二级裂缝控制等级的构件，均应符合下列规定：

σcp≤0.60f ck（7.1.6-3）

式中：σtp、σcp——分别为混凝土的主拉应力、主压应力，按本规范第7.1.7 条确定。

此时，应选择跨度内不利位置的截面，对该截面的换算截面重心处和截面宽度突变处进行验算。

注：对允许出现裂缝的吊车梁，在静力计算中应符合公式（7.1.6-2）和公式（7.1.6-3）的规定。

7.1.7混凝土主拉应力和主压应力应按下列公式计算：

（7.1.7-1）

（7.1.7-2）

第6章-船舶运动控制系统建模应用

第6章 船舶运动控制系统建模应用 6.1 引 言 数学模型化(mathematical modelling)是用数学语言(微分方程式)描述实际过程动态特性的方法。在船舶运动控制领域，建立船舶运动数学模型大体上有两个目的：一个目的是建立船舶操纵模拟器(ship manoeuvring simulator)，为研究闭环系统性能提供一个基本的仿真平台；另一个目的是直接为设计船舶运动控制器服务。船舶运动数学模型主要可分为非线性数学模型和线性数学模型，前者用于船舶操纵模拟器设计和神经网络控制器、模糊控制器等非线性控制器的训练和优化，后者则用于简化的闭环性能仿真研究和线性控制器(PID, LQ, LQG, H ∞鲁棒控制器)的设计。 船舶的实际运动异常复杂，在一般情况下具有6个自由度。在附体坐标系内考察，这种运动包括跟随3个附体坐标轴的移动及围绕3个附体坐标轴的转动，前者以前进速度(surge velocity)u 、横漂速度(sway velocity)v 、起伏速度(heave velocity)w 表述，后者以艏摇角速度(yaw rate)r 、横摇角速度(rolling rate)p 及纵摇角速度(pitching rate)q 表述；在惯性坐标系内考察，船舶运动可以用它的3个空间位置000,,z y x (或3个空间运动速度 000,,z y x &&&)和3个姿态角即方位角(heading angle)ψ、横倾角(rolling angle)?、纵倾角 (pitching angle)θ (或3个角速度θ?ψ&&&,,)来描述，),,(θ?ψ称为欧拉角[4](见图6.1.1)。 显然T ],,[w v u 和T 000],,[z y x &&&以及T ],,[r q p 和T ],,[θ? ψ&&&之间有确定关系[4]。但这并不等于说，我们要把这6个自由度上的运动全部加以考虑。数学模型是实际系统的简化，如何简化就有很大学问。太复杂和精细的模型可能包含难于估计的参数，也不便于分析。过于简单的模型不能描述系统的重要性能。这就需要我们建模时在复杂和简单之间做合理的折中。对于船舶运动控制来说，建立一个复杂程度适宜、精度满足研究要求的数学模型是至关重要的。 图6.1.1的坐标定义如下：000Z Y X O -是惯性坐标系(大地参考坐标系)， 为起始 位置，0OX 指向正北，0OY 指向正东，0OZ 指向地心；o -xyz 是附体坐标系，为船首尾之间连线的中点，ox 沿船中线指向船首，oy 指向右舷，oz 指向地心；航向角ψ以正 北为零度，沿顺时针方向取0?～360?；舵角δ以右舵为正。对于大多数船舶运动及其控制问题而言，可以忽略起伏运动、纵摇运动及横摇运动，而只需讨论前进运动、横漂运动和艏摇运动，这样就简化成一种只有3个自由度的平面运动问题。图6.1.2给出图6.1.1经简化后的船舶平面运动变量描述。 船舶平面运动模型对于像航向保持、航迹跟踪、动力定位、自动避碰等问题，具有足够的精度；但在研究像舵阻摇、大舵角操纵等问题时，则必须考虑横摇运动。本章根据刚体动力学基本理论建立船舶平面运动基本方程，据此进一步导出状态空间型(线性和非线性)及传递函数型船舶运动数学模型，并考虑了操舵伺服系统的动态特性和风、浪、流干扰的处理方法。这些结果将作为设计各种船舶运动控制器的基础。计及横摇的四自由度船舶运动数学模型参见文献[5]。

运动控制MATLAB仿真

大作业: 直流双闭环调速MATLAB仿真 运动控制技术课程名称： 名：姓电气学院院：学 自动化业：专 号：学 孟濬指导教师： 2012年6月2日

------------------------------------- -------------学浙大江 李超 一、Matlab仿真截图及模块功能描述 Matlab仿真截图如下，使用Matlab自带的直流电机模型： 模块功能描述： ⑴电机模块（Discrete DC_Machine）：模拟直流电机 ⑵负载转矩给定（Load Torque）：为直流电机添加负载转矩 ⑶Demux：将向量信号分离出输出信号 ⑷转速给定（Speed Reference）：给定转速 ⑸转速PI调节（Speed Controller）：转速PI调节器，对输入给定信号与实际信号

的差值进行比例和积分运算，得到的输出值作为电流给定信号。改变比例和积分运算系数可以得到不同的PI控制效果。 ⑹电流采样环节（1/z）：对电流进行采样，并保持一个采样周期 ⑺电流滞环调节（Current Controller）：规定一个滞环宽度，将电流采样值与给定值进行对比，若：采样值＞给定值+0.5*滞环宽度，则输出0； 若：采样值＜给定值—0.5*滞环宽度，则输出1； 若：给定值—0.5*滞环宽度＜采样值＜给定值+0.5*滞环宽度，则输出不变 输出值作为移相电压输入晶闸管斩波器控制晶闸管触发角 ：根据输入电压改变晶闸管触发角，从而改变电机端电压。GTO⑻晶闸管斩波．⑼续流二极管D1：在晶闸管关断时为电机续流。 ⑽电压传感器Vd：测量电机端电压 ⑾示波器scope：观察电压、电流、转速波形 系统功能概括如下：直流电源通过带GTO的斩波器对直流电机进行供电，输出量电枢电流ia和转速wm通过电流环和转速环对GTO的通断进行控制，从而达到对整个电机较为精确的控制。 下面对各个部分的功能加以详细说明： （1）直流电机 双击电动机模块，察看其参数：

混凝土结构设计规范41864

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010主要修订内容 1.完善规范的完整性，从以构件计算为主适当扩展到整体结构的设计，补充结构抗倒塌设计的原则，增强结构的整体稳固性。 2. 完善承载力极限状态设计内容，增加以构件分项系数进行应力设计等内容。 3. 钢筋混凝土构件按荷载效应准永久组合计算裂缝宽正常使用极限状态设计，钢筋混凝土构件按荷载效应准永久组合计算裂缝宽度，预应力构件稍放松；调整了裂缝宽度计算中的构件受力特征系数取值。 4.增加楼盖舒适度要求，规定了楼板竖向自振频率的限制。 5. 完善耐久性设计方法，除环境条件外，提出环境作用等级概念。 6. 增加了既有结构设计的基本规定。增加了既有结构设计的基本规定。 7. 淘汰低强钢筋，纳入高强、高性能钢筋；提出钢筋延性（极限应变）的要求。 8. 补充并筋（钢筋束）的配筋形式及相关规定。 9. 结构分析内容适当得到扩展，提出非荷载效应分析原则。 10. 对结构侧移二阶效应，提出有限元分析及增大系数的简化方法。 11. 完善了连续梁、连续板考虑塑性内力重分布进行内力调幅的设计方法。 12. 补充、完善材料本构关系及混凝土多轴强度准则的内容。 13. 构件正截面承载力计算：“任意截面”移至正文，“简化计算”移至附录。 14. 截面设计中完善了构件自身挠曲影响的相关规定。 15. 修改了受弯构件的斜截面的受剪承载力计算公式。 16. 改进了双向受剪承载力计算的相关规定。 17. 补充在拉、弯、剪、扭作用下的钢筋混凝土矩形截面框架柱设计的相关规定。 18. 修改了受冲切承载力计算公式。 19. 补充了预应力混凝土构件疲劳验算的相关公式。 20. 增加按开裂换算截面计算在荷载效应准永久或标准组合下的截面应力。 21. 宽度大于0.2mm 的开裂截面，增加按应力限制钢筋间距的要求。 22. 挠度计算中增加按荷载效应准永久组合时长期刚度的计算公式。 23. 增加了无粘结预应力混凝土受弯构件刚度、裂缝计算方法。 24. 考虑耐久性影响适当调整了钢筋保护层厚度的规定，一股情况下稍增，恶劣环境下大幅度增加。 25. 提出钢筋锚固长度修正系数，考虑厚保护层、机械锚固等方式控制锚固长度。 26. 框架柱修改为按配筋特征值及绝对值双控钢筋的最小配筋率，稍有提高。 27. 大截面构件的最小配筋适当降低。 28. 增加了板柱结构及现浇空心楼板的构造要求。 29. 在梁柱节点中引入钢筋机械锚固的形式。 30. 补充了多层房屋结构墙体配筋构造的基本要求。 31. 补充了二阶段成形的竖向叠合式受压构件（柱、墙）的设计原则及构造要求。 32. 完善装配式混凝土结构的设计原则以及装配式楼板、粱、柱、墙的构造要求。 33. 提出了预制自承重构件的设计原则；增补了内埋式吊具及吊装孔有关要求。 34. 补充、完善了各种预应力锚固端的配筋构造要求。 35. 调整了预应力混凝土的收缩、徐变及新材料、新工艺预应力损失数值计算。 36. 调整先张法布筋及端部构造，后张法布筋及孔道布置的构造要求。

混凝土抗冻等级

创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者：别如克* 混凝土抗冻等级 混凝土抗冻性一般以抗冻等级表示。抗冻等级是采用龄期28d的试块在吸水饱和后，承受反复冻融循环，以抗压强度下降不超过25％，而且质量损失不超过5％时所能承受的最大冻融循环次数来确定的。GBJ50164—92将混凝土划分为以下抗冻等级：F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等九个等级，分别表示混凝土能够承受反复冻融循环次数为10、15、25、50、100、150、200、250和300次。抗冻等级≥F50的混凝土称为抗冻混凝土。 抗渗等级是以28d龄期的标准试件，按标准试验方法进行试验时所能承受的最大水压力来确定。GB 50164《混凝土质量控制标准》根据混凝土试件在抗渗试验时所能承受的最大水压力，混凝土的抗渗等级划分为P4、P6、P8、P10、P12等五个等级,相应表示能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0及1.2MPa 的静水压力而不渗水,抗渗等级≥P6的混凝土为抗渗混凝土。维勃稠度法采用维勃稠度仪测定。其方法是：开始在坍落度

筒中按规定方法装满拌合物，提起坍落度筒，在拌合物试体顶面放一透明圆盘，开启振动台，同时用秒表计时，当振动到透明圆盘的底面被水泥浆布满的瞬间停止计时，并关闭振动台。由秒表读出时间即为该混凝土拌合物的维勃稠度值，精确至1s。混凝土拌合物流动性按维勃稠度大小，可分为4级：超干硬性（≥31 s）；特干硬性（30～21 s）；干硬性（20～11 s）；半干硬性（10～5 s）。 创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者：别如克*

船舶运动控制概述

船舶运动控制概述 随着经济全球化的加剧，现代物流业飞速发展，市场对进出口的需求越发的加大，造成了与之相应的航运自动化的繁荣发展，各种新的控制算法不断地应用于传播控制以提高营运的经济效益。作为大连海事大学自动化专业的学生，我们有必要了解船舶相关的知识，包括船舶运动控制，船舶控制系统，船舶导航等的相关知识。并将储备的知识运用到以后的学习与工作中。 一、欠驱动船舶的控制器设计 首先我们先来聊聊船舶的驱动。由于船舶动力驱动结构具有非完整约束和典型的欠驱动特性,而且航行条件的变化、环境参数的严重干扰和测量的不精确性等又使船舶运动呈现出大惯性、长时滞、非线性等特点,采用传统的船舶控制方法已经不能满足控制要求,必须探索新的船舶控制方法。 欠驱动系统是指由控制输入向量空间的维数小于系统广义坐标向量空间维数的系统，即控制输入数小于系统自由度的系统[1]。欠驱动船舶模型一般都具有非线性运动方程的形式，欠驱动船舶模型一般都具有非线性运动方程的形式，欠驱动船舶模型一般都具有非线性运动方程的形式，约束都是不可积的微分表达式,属于非完整系统。 研究欠驱动船舶的控制器设计也具有非常重要的现实意义。一个欠驱动船舶以较少数目的驱动器来完成航行任务,降低了系统的费用及重量,提高了营运效益,同时也会因控制设备的减少而降低船舶机械故障的发生率,使系统运行更加稳定而易于维护。更为重要的是,欠驱动控制同时对船舶完全驱动系统提供了一种备份控制技术。如果全驱动系统遇故障不能正常运行时,可采用欠驱动船舶控制策略,利用仍在工作的控制器对船舶进行有效控制,增大设备出现故障时系统的可靠性。 正是由于上述原因,对欠驱动船舶的控制研究得到了广泛重视并成为控制领域的研究热点之一[2]。作为一种特殊的非线性控制方法,欠驱动船舶控制技术的发展目前还存在着很多问题,有待于更多的科技工作者致力于深入的研究。为了促进欠驱动船舶控制技术的发展,本文在查阅有关资料的基础上,对欠驱动船舶数学模型、控制方法及其发展做了较为详细的综述,并对该领域存在的问题以及可能的发展方向进行了探讨。 如果把船舶作为一个刚体来研究,则船舶的运动有六个自由度,称之为横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡和垂荡。考虑常规船舶水平面运动的控制,所关心的主要是船舶在水面上的位置和航向,而且就低重心的普通船舶而言,垂荡、纵摇和横摇对其水平面运动影响甚微,可以忽略。因此水面船舶的六自由度运动就可以简化为沿x方向前进、y方向横移及绕z轴旋转(艏摇)的三自由度运动。由于船舶的推进装置仅装备有螺旋桨推进器和船舵,也就是说系统只有2个控制输入(前向推力和旋转力矩),但需要同时控制船舶在水平面运动的3个自由度,因此对常规船舶平面运动的控制研究可归结为欠驱动控制问题。 上述的船舶的控制问题 ,船的质量和阻尼矩阵都假定为三角阵 ,船舶模型参数和环境干扰的不确定性也被忽略 ,都是在理想的条件下对船舶进行镇定Π跟踪控制。

混凝土抗冻性浅析

混凝土抗冻性浅析 混凝土的耐久性是混凝土抵抗气候变化、化学侵蚀、磨损或任何其它破坏过程的能力，当在暴露的环境中，能耐久的混凝土应保持其形态、质量和使用功能。混凝土的耐久性研究内容包括:钢筋锈蚀、化学腐蚀、冻融破坏、碱集料破坏。混凝土的抗冻性作为混凝土耐久性的一个重要内容，在北方寒冷地区工程中是急待解决的重要问题之一。 我国地域辽阔，有相当大的部分处于严寒地带，致使不少水工建筑物发生了冻融破坏现象。根据全国水工建筑物耐久性调查资料，在32座大型混凝土坝工程、40余座中小型工程中，22%的大坝和21%的中小型水工建筑物存在冻融破坏问题，大坝混凝土的冻融破坏主要集中在东北、华北、西北地区。尤其在东北严寒地区，兴建的水工混凝土建筑物，几乎100%工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。除三北地区普遍发现混凝土的冻融破坏现象外，地处较为温和的华东地区的混凝土建筑物也发现有冻融现象。 因此，混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要问题之一，严重影响了建筑物的长期使用和安全运行，为使这些工程继续发挥作用和效益，各部门每年都耗费巨额的维修费用，而这些维修费用为建设费用的1～3倍。美国投入混凝土基建工程的总造价为16万亿美元，据估计今后每年用于混凝土工程维修和重建的费用估计达3000亿美元。 2.外加剂改善抗冻耐久性技术研究动态 2.1引气剂 长期的工程实践与室内研究资料表明:提高混凝土抗冻耐久性的一个十分重要而有效的措施是在混凝土拌合物中掺入一定量的引气剂。引气剂是具有增水作用的表面活性物质，它可以明显的降低混凝土拌合水的表面张力和表面能，使混凝土内部产生大量的微小稳定的封闭气泡。这些气泡切断了部分毛细管通路能使混凝土结冰时产生的膨胀压力得到缓解，不使混凝土遭到破坏，起到缓冲减压的作用。这些气泡可以阻断混凝土内部毛细管与外界的通路，使外界水份不易浸入，减少了混凝土的渗透性。同时大量的气泡还能起到润滑作用，改善混凝土和易性。因此，掺用引气剂，使混凝土内部具有足够的含气量，改善了混凝土内部的孔结构，大大提高混凝土的抗冻耐久性。国内外的大量研究成果与工程实践均表明引气后混凝土的抗冻性可成倍提高。 美国是最早开始研究引气剂的国家，自1934年在美国堪萨斯州与纽约州道路工程施工中发现引气混凝土，至今已有半个多世纪。挪威1974年首次在大坝中使用引气剂，经过20年运行后，掺引气剂的混凝土表面完好无损，而未掺引气剂的混凝土则已遭受较严重的冻融破坏。我国这方面的工作始于50年代。我国混凝土学科创始人吴中伟教授，在50年代初期就强调了混凝土抗冻的重要性，并创先研制了松香热聚物加气剂(引气剂)，应用于治淮水利混凝土工程，开创了

砼抗渗与抗冻等级

抗渗性 砼抗渗等级如分5级：P4、P6、P8、P10、P12， 砼抗渗等级如分4级：P6、P8、P10、P12， 抗渗等级≥P6的混凝土称为抗渗混凝土 抗渗砼试块规格175x185x150 据我所知关于抗渗等级的规定，在不同的规范是有不同的要求。《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）与《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2002）上都有规定，但两者是有矛盾的。具体见GB50108-2001第4.1.3条和JGJ 3-2002第12.1.9条。 GB50108-2001 第4.1.3条防水混凝土的设计抗渗等级应符合表4.1.3 的规定。 表4.1.3 防水混凝土设计抗渗等级 工程埋置深度(m) 设计抗渗等级 <10 S6 10~20 S8 20~30 S10 30~40 S12 JGJ 3-2002第12.1.9条高层建筑基础的混凝土强度等级不宜低于C30。当有防水要求时，混凝土抗渗等级应根据地下最大水头与防水混凝土的比值按表12.1.9采用，且不应小于0.6Mpa。必要时可设置架空排水层。 表12.1.9 基础防水混凝土的抗渗等级 最大水头H与防水混凝土厚度h的比值(H/h) 设计抗渗等级(Mpa) <10 0.6 10~15 0.8 15~25 1.2 25~35 混凝土的抗渗性以抗渗等级来表示。抗渗等级是以28ｄ龄期的标准抗渗试件，按规定方法试验，以不渗水时所能承受的最大水压力来表示，划分为P2、P4、P6、P8、P12 等等级，它们分别表示能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.2 MPa的水压力而不渗透。 抗冻性 混凝土抗冻性一般以抗冻等级表示。抗冻等级是采用龄期28d的试块在吸水饱和后，承受反复冻融循环，以抗压强度下降不超过25％，而且质量损失不超过 5％时所能承受的最大冻融循环次数来确定的。GBJ50164—92将混凝土划分为以下抗冻等级：F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等九个等级，分别表示混凝土能够承受反复冻融循环次数为10、15、25、50、100、150、200、250和300次。

《混凝土结构设计规范》

为方便了解规范修订的变化并提出意见，将本次修订的主要内容简述如下：为方便了解规范修订的变化并提出意见，将本次修订的主要内容简述 1 完善规范的完整性，完善规范的完整性从以构件计算为主适当扩展到整体结构的设计，补充结完整性，从以构件计算为主适当扩展到整体结构的设计，适当扩展到整体结构“ 构方案”和“结构抗倒塌设计”的原则，增强结构的整体稳固性。构方案”结构抗倒塌设计” 的原则，增强结构的整体稳固性。 3 完善承载力极限状态设计内容，增加以构件分项系数进行应力设计等内容。 钢筋混凝土构件按荷载效应准永久组合计算裂缝宽正常使用极限状态设计，钢筋混凝土构件按荷载效应准永久组合计算裂缝宽 度，预应力构件稍放松；调整了裂缝宽度计算中的构件受力特征系数取值。度，预应力构件稍放松；调整了裂缝宽度计算中的构件受力特征系数取值。 4 增加楼盖舒适度要求，规定了楼板竖向自振频率的限制。 5 完善耐久性设计方法，除环境条件外，提出环境作用等级概念。完善耐久性设计方法，除环境条件外，提出环境作用等级概念除环境条件外，提出环境作用等级概念。 6 增加了既有结构设计的基本规定。增加了既有结构设计的基本规定。既有结构设计的基本规定 7 淘汰低强钢筋，纳入高强、高性能钢筋；提出钢筋延性（极限应变）的要求。淘汰低强钢筋，纳入高强、高性能钢筋；提出钢筋延性（极限应变）的要求 8 补充并筋（钢筋束）的配筋形式及相关规定。补充并筋（钢筋束）的配筋形式及相关规定及相关规定。 9 结构分析内容适当得到扩展，提出非荷载效应分析原则。结构分析内容适当得到扩展提出非荷载效应分析原则。适当得到扩展， 10

对结构侧移二阶效应，提出有限元分析及增大系数的简化方法。侧移二阶效应，提出有限元分析及增大系数的简化10 对结构侧移二阶效应，提出有限元分析及增大系数的简化方法。 11 完善了连续梁、连续板考虑塑性内力重分布进行内力调幅的设计方法。 12 补充、完善材料本构关系及混凝土多轴强度准则的内容。 “ 任意截面”“ 简化计算”13 构件正截面承载力计算：任意截面”移至正文，简化计算”移至附录。 截面设计中完善了构件自身挠曲影响的相关规定。14 截面设计中完善了构件自身挠曲影响的相关规定。 修改了受弯构件的斜截面的受剪承载力计算公式。15 修改了受弯构件的斜截面的受剪承载力计算公式。 改进了16 改进了双向受剪承载力计算的相关规定。 17 补充在拉、弯、剪、扭作用下的钢筋混凝土矩形截面框架柱设计的相关规定。扭作用下的钢筋混凝土矩形截面框架柱设计的相关规定 修改了受冲切承载力计算公式。18 修改了受冲切承载力计算公式。 19 补充了预应力混凝土构件疲劳验算的相关公式。 20 增加按开裂换算截面计算在荷载效应准永久或标准组合下的截面应力。 21 宽度大于 0.2mm 的开裂截面，增加按应力限制钢筋间距的要求。 22 挠度计算中增加按荷载效应准永久组合时长期刚度的计算公式。挠度计算中增加按荷载效应准永久组合时长期刚增加按荷载效应准永久组合时长期刚度 23 增加了无粘结预应力混凝土受弯构件刚度、裂缝计算方法。增加了 24 考虑耐久性影响适当调整了钢筋保护层厚度的规定，一股情况下稍增，恶劣考虑耐久性影响适当调整了钢筋保护层厚度的规定，一股情况下稍增，恶劣适当调整了钢筋保护层厚度的规定，一股情况下稍 环境下大幅度增加。

混凝土抗冻性研究

冻融循环对钢纤维混凝土的影响研究 摘要：混凝土的抗冻性是寒冷地区混凝土工程设计的重要指标，特别是混凝土在含水量较高时的冻融环境作用下，其内部极 容易形成水、冰、骨料的多相损伤介质,不均匀冻胀力和冻胀变形所引起的巨大破坏作用，对混凝土强度和结构安全性将产 生显著的影响。在混凝土中掺入钢纤维是提高混凝土阻裂能力的有效途径。随着我国经济和技术发展，钢纤维混凝土应用得 到了逐步推广。因此，开展对钢纤维混凝土抗冻融性能研究具有重要意义。 关键词：混凝土；冻融；钢纤维；机理；影响 1.混凝土的抗冻性研究 冻融破坏：混凝土在饱水状态下因冻融循环产生膨胀压和渗透压，两者共同反复作用，导致混凝土结构破坏。即由于混凝土孔隙中的水由于冰冻膨胀引起结冰膨胀压和体积膨胀导致周围未结冰水向外迁移引起渗透压。混凝土盐冻破坏：在冻融循环条件下，由于使用除冰盐引起混凝土路面的剥蚀开裂破坏现象[1]。 1.1混凝土的冻融破坏的机理 Selleck[2]等人认为，冻融循环产生的破坏作用在混凝土中形成均匀分布损伤，这种损伤一般是细小微裂缝，虽然微裂缝存在不致使混凝土立即破坏，但是微裂缝经过进一步损伤发展，在混凝土中形成宏观裂缝，导致混凝土破坏。李金玉等[3]认为混凝土在冻融破坏过程中宏观特性主要表现在密实度和强度降低，其中最敏感的是抗拉强度和抗折强度。混凝土冻融破坏力随着冻结温度降低和冻结速率加快而增强。随着冻融次数增加，混凝土中伴随微裂缝出现和发展。 Mohamed0.A.[4]等人认为，水结冰膨胀挤压未冻结水导致孔内体积不足而产生压力。如果这种水压不能释放，包含冰和未冻结水的毛细孔会扩张。当水压超过基体抗拉强度时，就会产生破坏。他认为引气剂可以释放这种压力从而提高混凝土抗冻融性。Litvan[5]认为，当混凝土表面存在盐时将导致水分向其表面迁移，当这些水结冰时将起到冰塞作用，从而产生破坏压力。曹建国[6]认为试件表面降温速度比内部快，因此在降温时造成混凝土内部出现拉应力，并且水冻结时体积膨胀造成混凝土内部出现应力。 1.2混凝土冻融破坏研究的意义 建国以后，我国兴建了大量的混凝土工程，随着运行时间的加长，混凝土结构的冻融破坏问题日益突出，这不仅影响正常的生产和工作，甚至危及到工程的安全运行。经调查发现，混凝土冻融破坏不仅发生在“三北”等严寒地区，在长江以北黄河以南的中部地区也广泛存在。在美国，据1980年报道，有56万座公路桥因使用除冰盐引起混凝土冻融剥蚀和钢筋锈蚀，其中有9万座需要大修或重建，仅1978年一年，经济损失己达63亿美元[7]。 混凝土冻融破坏是混凝土结构老化病害主要问题之一，严重影响混凝土建筑物长期使用和安全运行，为使这些工程继续发挥作用，每年都要消耗巨额维修费用。在寒冷地区冻融循环导致混凝土耐久性降低而破坏，最终表现为裂缝的出现和发展。因此，开展对混凝土冻融性能研究具有重要理论意义、实用价值和经济效益。 2.钢纤维混凝土 纤维混凝土是继钢筋混凝土、预应力混凝土之后的又一次重大突破。由于纤维和混凝土共同作用，使混凝土具有一系列优越的性能，因而受到国内外工程界极大关注与青睐。纤维混凝土已广泛应用于各工程领域，在建筑、交通、水利、矿山、冶金、军事、耐火材料工业等方面都在研究应用。

船舶转心在操船实践中的运用

船舶转心在操船实践中的运用 惠州港引航站陈国平张曾华 0引言 船舶转心是指船舶作旋回运动时，船舶的回转中心。转心的位置是旋回中某瞬时的旋回中心，因此转心又称为“瞬时转动中心”。可以把船舶运动看作成一个保向斜航运动和绕转心的旋回运动的合运动。船舶转心是一个动态的点，在船舶无左右横倾时，对水运动速度V及船舶方型系数C将直接影响转心在船舶首尾线上的位置。当船舶对水前行时，船舶转心移至重心之前，速度V越大则转心前移得越多，反之亦然。对于船长和吃水相同的船舶，方型系数CB越小其转心前移越多；由于军舰的方型系数较小，因而其转心的位置越靠前移，不利于船舶旋转，因此需要安装多部推进器，加以克服。当在离转心越远处对船舶施加外力，则船舶越容易旋转；而在转心附近处对船舶施加外力，则船舶旋转效应差，越接近转心处，旋转效果越差。 在船舶掉头、侧推使用、船舶避让、拖轮协助等多方面都涉及船舶的转心。把握好船舶的转心，利用好转心的作用，能给船舶操纵带来许多方便；但是，如果对转心利用不好，则会给船舶驾驶带来麻烦。 1船舶转心的变化规律 船舶运动的同时推开其周围的流体，而周围的流体又来填充之前被船舶所占据的空间。当船舶相对于水向前运动时，紧贴船艏处的水在瞬时被加速(即水压力很大)，当该水流速度达到与船速相同时，可把水看作是一个与船舶融合在一起的一个整体，即无形中增加了船舶的虚拟质量或称附加质量。而船尾处由于水流(伴流)速度已经被提起来了，即加速度很小，其水压力也就很小，因此其产生的附加质量就小得多。船舶在静止的情况下，船舶转心随船舶重心变化而作同向变化；当船舶相对于水向前运动时，相当于船艏处增加了重量，重心前移，船舶转心也就自然向前移动。至此，我们可以得出以下转心变化规律的解释：船舶对水运动速度越快，其顶流的一面船舶受到的水压力越大，产生的附加质量也就越大，重心朝顶流面移动，船舶转心也就朝顶流面移动。所以，当船舶对水向前运动，则船舶转心移至重心之前，相对速度越快，转心前移越多；船舶对水朝后运动时，船舶转心移至重心之后，且对水运动速度越快，船舶转心后移也越多。在研究船舶转心时，通常不考虑风压力的影响。其实风压力对船舶转心的变化也是有一定影响的，由于空气密度远小于水密度，其所能产生的附加质量要小得多，因此研究转心变化规律时，对于船舶就只需要考虑水压力的影响即可。2转心的运用实例 2.1拖轮协助船舶旋回掉头时转心的运用 见图1所示:①至④为拖轮的四个作用点，既可拖也可顶，当船 舶对水朝前运动时，即SPD >0，当利用拖轮来控制船舶朝有转右时， 我们来比较①至④四个作用点的旋回效果(朝右转向则图示中①和④ 为顶推点，②和③为拖拉点)。由于船舶朝前运动，转心前移至 接近船艏位置，③和④的作用力臂远大于①和②的作用力臂，因此③ 和④的作用效果远大于①和②的作用效果。而一般施加的拖力其效果 仅为顶推力的70%左右。因此，我们很容易得出以上四点受力的旋回 效果的大小顺序为:④>③>①>②。图1拖轮作用位置图

船舶动力定位技术简述

1.动力定位技术背景 1.1 国外动力定位技术发展 目前，国际上主要的动力定位系统制造商有Kongsberg公司、Converteam公司、Nautronix公司等。 下面分别介绍动力定位系统各个关键组成部分的技术发展现状。 1．动力定位控制系统 1)测量系统 测量系统是指动力定位系统的位置参考系统和传感器。国内外动力定位控制系统生产厂家均根据船舶的作业使命选择国内外各专业厂家的产品。位置参考系统主要采用DGPS，水声位置参考系统主要选择超短基线或长基线声呐，微波位置参考系统可选择Artemis Mk 4，张紧索位置参考系统可选择LTW Mk，激光位置参考系统可选择Fanbeam Mk 4，雷达位置参考系统可选择RADius 500X。罗经、风传感器、运动参考单元等同样选择各专业生产厂家的产品。 2)控制技术 20世纪60年代出现了第一代动力定位产品，该产品采用经典控制理论来设计控制器，通常采用常规的PID控制规律，同时为了避免响应高频运动，采用滤波器剔除偏差信号中的高频成分。 20世纪70年代中叶，Balchen等提出了一种以现代控制理论为基础的控制技术-最优控制和卡尔曼滤波理论相结合的动力定位控制方法，即产生了第二代也是应用比较广泛的动力定位系统。 近年来出现的第三代动力定位系统采用了智能控制理论和方法，使动力定位控制进一步向智能化的方向发展。智能控制方法主要体现在鲁棒控制、模糊控制、非线性模型预测控制等方面。 2001 年5 月份，挪威著名的Kongsberg Simrad 公司首次展出了一项的新产品—绿色动力定位系统（Green DP），将非线性模型预测控制技术成功地引入到动力定位系统中。Green DP 控制器由两部分组成：环境补偿器和模型预测控制器。环境补偿器的设计是为了提供一个缓慢变化的推力指令来补偿一般的环境作用力；模型预测控制器是通过不断求解一个精确的船舶非线性动态数学模型，用以预测船舶的预期行为。模型预测控制算法的计算比一般用于动力定位传统的控制器设计更加复杂且更为耗时，主要有三个步骤：1.从非线性船舶模型预测运动；2.寻找阶跃响应曲线；3.求解最佳推力。控制器结构如图所示[1]： 图1.1Green-DP总体控制图

抗冻混凝土材料选择的浅谈

抗冻混凝土材料选择的浅谈 摘要：抗冻混凝土又称为冬期施工混凝土,即在低温条件下施工的混凝土.我国在《混凝土结构工程施工及验收规(GB50204-2002)中规定:根据当地多年气温资料,室外日平均气温连续五天稳定低于5℃时,混凝土结构工程的施工应采用冬期施工措施。抗冻混凝土的实质是指在自然负温气候条件下,采取防风丶防干和防冻等施工措施,使混凝土的水花和凝结硬化能够按照预期的目的,最终使混凝土的强度满足设计和使用的要求。 关键词：抗冻混凝土，材料选择 抗冻混凝土对材料的选择如下: 对水泥的选择。 冬期施工混凝土所用水泥品种和性能,主要取决于混凝土养护条件、结构特点丶结构使用期间所处环境和施工方法。在一般情况下,冬期施工混凝土应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。当硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥缺之,需要选用其他品种水泥时,应注意其中的掺合料对混凝土抗冻性、抗渗性等性能的影响,也可选用经过技术鉴定的早强水泥,但在水泥中掺加早强挤时,要进行相关试验合格后方可使用。 有条件的工程可用特种快硬高强类水泥来配制冬期施工混凝土.但采用掺外加挤冬期施工方法时，冬期施工混凝土是不能选用高铝水泥的，这是因为铝水泥因重结晶而导致混凝土强度的降低，对钢筋混凝土中钢筋的保护作用也比硅酸盐水泥差的缘故。 对与厚大体积的混凝土结构物，如水坝、反应堆、高层建筑物的大体积基础等，则选用水化热较小的水泥，以避免温差应力对结构产生不利影响。 总之，冬期施工混凝土对水泥的选择应注意下方面：1.优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不得选用火山灰质硅酸盐水泥；2.如果选用矿渣硅酸盐水泥，应同时考虑采用蒸汽养护；3.所用的水泥强度度不应低于32.5 MPa;4.水泥用量最低不小于300kg%m3，厚大体积混凝土的水泥最小用量，应根据实际情况确定。 对骨料的选择。 冬期施工混凝土所用的骨料分为细骨料和粗骨料。细骨料宜选用色泽鲜艳、质地坚硬、级配良好、质量合格的中砂，其含泥量不得大于 1.0%；粗骨料宜选用经15次冻融值试验合格的坚实级配花岗岩或石英岩啐石，其坚固性指标应符合现行国家标准的规定，不得含有风化的颗粒，含泥量不得大于 1.0%，泥块含量不得大于0.5%.

《混凝土结构设计规范》GB50010

《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 3基本设计和规定 1.1.8未经技术鉴定或设计许可，不得改变结构的用途和使用环境。 1.2..1根据建筑结构破坏后果的严重程度，建筑结构划分为三个安全等级。设计 时应根据具体情况，按照表3.2.1的规定选用相应的安全等级。 表3.2.1 建筑结构的安全等级 1.1.3混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值?ck、?tk应按表4.1.3采用。 表4.1.3 混凝土强度标准值（N/mm2） c t 表4.1.4 混凝土强度设计值（N/mm2） 的强度设计值应乘以系数0.8；当构件质量（如混凝土成型、截面和轴线尺寸等）确有保证时，可不受此限制； 2.离心混凝土的强度设计值应按专门标准取用。 1.2.2钢筋的强度标准值应具有不小于95％的保证率。热轧钢筋的强度标准值系 表示。预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标根据屈服强度确定，用? yk 准值系根据极限抗拉强度确定，用? 表示。 ptk 普通钢筋的强度标准值应按表4.2.2－1采用；预应力钢筋的强度标准值应按

表4.2.2－2采用。 各种直径钢筋、钢绞线和钢丝的公称截面面积、计算截面面积及理论重量应按附录B 采用。 表4.2.2-1 普通钢筋强度标准值（N/mm 2） 2 当采用直径大于40mm 的钢筋时，应有可靠的工程经验。 表4.2.2-2 预应力钢筋强度标准值（N/mm 2） 称直径Dg ，钢丝和热处理钢筋的直径d 均指公称直径； 2 消除应力光面钢丝直径d 为4～9mm ，消除应力螺旋肋钢丝直径d 为4～8mm 。 4.2.3普通钢筋的抗拉强度设计值?y 及抗压强度设计值?′y 应按表4.2.3－1采用；预应力钢筋的抗拉强度设计值?py 及抗压强度设计值?′py 应按表4.2.3－2采用。 当构件中配有不同种类的钢筋时，每种钢筋应采用各自的强度设计值。 表4.2.3-1 普通钢筋强度设计值（N/mm 2） 300 N/mm 2取用。 表4.2.3－2 预应力钢筋强度设计值（N/mm 2）

水泥混凝土抗冻性试验方法

水泥混凝土抗冻性试验方法水泥混 凝土抗冻性试验方法（快冻法） 1、目的、适用范围和引用标准 本方法规定用快冻法测定水泥混凝土抵抗水和负温共同反 复作用的能力。 本方法适用于以动弹型模量、质量损失率和相对耐久性指数作为评定指标的水泥混凝土抗冻性试验。本方法特别适用于 抗冻性要求高的水泥混凝土。 2、试样制备 （1）试样制备应符合T0551的规定。 采用100mm x 100mm x 400mm 的棱柱体混凝土试 件，每组3根，在试验过程中可连续使用。除制作冻融试 件外，尚应制备中心可插入热电偶电位差计测温的同样形 状、尺寸的标准试件，其抗冻性能应咼于冻融试件。（2）也可以是现场切割的试件，尺寸为100mm x 100mm

x 400mm。 3、试验步骤 （1）按T0551《水泥混凝土试件制作与硬化水泥混凝土现场取样方法》规定进行试件的制作和养护。试验龄期如无特殊 要求一般为28d。在规定龄期的前4d, 将试件放在20C± 2C的饱和石灰水中浸泡，水面至少咼出试件20mm （对 水中养护的试件，到达规定龄期时，可直接用于试验）。 浸泡4d后进行冻融试验。 （2）浸泡完毕，取出试件，用湿布擦去表面水分。按T0564 《水泥混凝土动弹性模量试验方法（共振仪法）》测横向基频。并称其质量，作为评定抗冻性的起始值，并做 必要的外观描述。 （3）将试件放入橡胶试件盒中，加入清水，使其没过试 件顶面约1mm-3mm （如采用金属试件盒，则应在试件 的侧面与底部垫放适当宽度与厚度的橡胶板或多根直径 3mm的电线，用于分离试件和底部）。将装有试件的试件 盒放入冻融试验箱的试件架中。 4、按规定进行冻融循环试验，应符合下列要求： （1）每次冻融循环应在2h-5h完成，其中用于融化的时间不得小于整个冻融时间的1/4。 （2）在冻结和融化终了时，试件中心温度应分别控制在 -18 C±2C和5± 2C .中心温度应以测温标准试件实测温

船舶操纵

目录 第一章船舶操纵性能 第一节船舶旋回性 （三副：船舶旋回性和舵效） 第二节航向稳定性和保向性 （三副：船舶航向稳定性） 第三节船舶的变速运动性能 （三副：船速与冲程） 第四节船舶操纵性试验基本知识 第五节IMO船舶操纵性衡准适用的船舶和基本内容 第一章船舶操纵性能 第一节船舶旋回性 大副知识点1：船舶旋回运动三阶段 【典型考题】 1．直航船操一定舵角后，其转舵阶段的______。 A．横移速度较小，横移加速度较小 B．横移速度较小，横移加速度较大 C．横移速度较大，横移加速度较大 D．横移速度较大，横移加速度较小 参考答案：B 解析：第一阶段亦称转舵阶段，船舶从开始转舵起至转至规定舵角止一般约8-15s，横移加速度v 和旋回角加速度r 均较大，旋回角加速度在此阶段可达最大值。由于船舶运动惯

性的原因，船舶重心G 基本上沿原航向滑进，横移速度v 和转向角速度r 变化绝对值不大。 2．船舶操舵后，在转舵阶段将______。 A ．出现速度降低、向转舵一侧横倾现象 B ．出现速度降低、向转舵相反一侧横倾现象 C ．出现速度增大、向转舵一侧横倾现象 D ．出现速度增大、向转舵相反一侧横倾现象 参考答案：A 解析：在舵力转船力矩M δ的作用下，船首有向操舵一侧回转的趋势，重心则有向操舵相反方向的微量横移，与此同时，船舶因舵力位置比重心位置低而出现少量内倾。因此，该阶段也称为横移内倾阶段。 3．直航船操一定舵角后，其过渡阶段的______。 A ．转向角速度为变量，角加速度为常量 B ．转向角速度为常量，角加速度为变量 C ．转向角速度为变量，角加速度为变量 D ．转向角速度为常量，角加速度为常量 参考答案：C 解析：第二阶段亦称过度阶段，诸指标均为变量。该阶段中，船舶的旋回角速度、横移速度和漂角均逐步增大，水动力F w 的作用方向由第一阶段来自正前方，逐渐改变为来自船首外舷方向。由于水动力F W 作用点较重心更靠近船首，因而产生水动力转船力矩M δ，方向与舵力转船力矩MJ 一致，使船舶加速旋回；与此同时，随着旋回角速度的不断提高，又会产生不断增大的船舶旋回阻矩，从而使旋回角速度不断降低，角速度的增加受到限制。 【点评1】阶段中船舶的运动特点是： 1）船舶降速明显。其首要因素是船舶斜航时水动力F w 的纵向分力F wx 的增加，如图（a ），其次是舵力P n 的纵向分力P nx ，旋回运动产生的离心力Q 的纵向分力Q x 以及旋回中推进效率的下降。 2）由反向横移变成向操舵一侧正向横移。原因是船舶在旋回中，随着漂角β的增大，水动 力F w 不断增大，而舵力却有所下降，以致F W 的横向分力大于P n 的横向分力。 3）船舶出现外倾并逐渐增大。其原因是舵力横向分力P ny 、水动力横向分力F wy 以及旋回中产生的离心力的横向分力Q y 作用于船舶垂直方向的不同位置，构成了力矩，从而使船舶由初始阶段的内倾变为外倾。如图（b ）所示。 【相关考题】 4．直航船操一定舵角后，其过渡阶段的______。 A ．横移速度为变量，横移加速度为常量 B ．横移速度为常量，横移加速度为变量 .C ．横移速度为变量，横移加速度为变量 D ．横移速度为常量，横移加速度为常量 参考答案：C 解析：见本知识点点评1

船舶运动控制的舵机仿真改进

第４７卷 ２０１８年７月 一一一一一一一一 一一一一一 船海工程 ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ 一一 一一一一一一一一一一一一 Ｖｏｌ.４７ Ｊｕｌ.２０１８ 一 一一 ＤＯＩ:１０.３９６３/ｊ.ｉｓｓｎ.１６７１￣７９５３.２０１８.Ｓ１.０３３ 船舶运动控制的舵机仿真改进 张志恒?张显库?周韬 (大连海事大学航海学院?辽宁大连１１６０２６) 摘一要:基于大连海事大学校船 育鲲 轮海试数据?在已有舵机特性的基础上增加了小的航向偏差不操舵环节和舵效维持环节?建立非线性Ｎｏｍｏｔｏ模型和ＭＭＧ模型?进行仿真验证?仿真发现?在风浪流干扰作用下?在舵机特性中增加舵效维持环节模拟操舵响应缓慢特性?操舵频率和操舵幅度更符合航海实践?操舵效果与海试舵效基本一致?结果表明?用舵效维持模拟船舶操舵响应缓慢的特性更符合海试操舵效果? 关键词:船舶工程?船舶运动控制?仿真?零阶保持器?舵机 中图分类号:Ｕ６７５.７９一一一一文献标志码:Ａ一一一一文章编号:１６７１￣７９５３(２０１８)Ｓ１￣０１５４￣０７ 收稿日期:２０１８－０３－１１修回日期:２０１８－０４－１１ 基金项目:国家自然科学基金(５１６７９０２４)?中央高校 青年教师基本科研业务费(３１３２０１６３１５) 第一作者:张志恒(１９９１ )?男?硕士生研究方向:船舶运动控制和鲁棒控制 一一海洋运输是交通运输的重要方式?船舶运动控制是海洋运输研究的热点?实船实验是理论应用于实践验证的重要环节?但船舶实验成本较高?所以仿真实验成为研究者进行科研的重要手段?理论研究是更好工程应用的前提?本研究基于大连海事大学校船 育鲲 轮海试试验?根据舵角反馈器记录数据的特点?改进现有船舶运动控制仿真?本研究结合海试数据二船长经验及文献[１￣６]对航海操舵进行如下总结? １)船舶如果不是在受限水域掉头或紧急避让?多数不采用大舵角?通常用小舵角来抑制船舶偏转?用中等舵角来进行转向或正常避让? ２)根据经验?航海实践中好的海况不操舵的 航向偏差一般限定为?０.５?~?１.０??恶劣海况不操舵的航向偏差一般限定为?３?~?５?? 文献[７]采用自适应神经网络控制算法?船舶航向跟踪控制效果良好?但操舵频繁?文献[８]研究了二阶非线性多智能体系统的输出反馈同步控制?舵机操舵幅度小?操舵频繁?文献[９]基于ＲＢＦ神经网络对２艘船舶进行仿真控制?但舵角在?０.１?范围内频繁操舵?文献[１０￣１２]的操舵频率为每次０.３~３ｓ?对船舶航向保持控制 效果良好?但操舵频率较高?不符合航海实践?在航海实践中?舵机具有大惯性二舵角饱和和舵角速率限制二小的航向偏差不操舵二操舵频率低等特性?船舶运动的大惯性特点?时间常数为几十秒甚至是几百秒?操舵响应缓慢?在响应过程中舵角把定(维持)某个状态等待船舶状态调整?本研究以大连海事大学校船 育鲲 和 育鹏 为例?分别采用非线性Ｎｏｍｏｔｏ模型和ＭＭＧ模型进行仿真验证?基于Ｎｏｍｏｔｏ模型?给出了包含舵机惯性环节二舵角饱和和舵角速率限制特性的非线性模型?在此基础上?分别增加了小的航向偏差不操舵环节二时滞环节以及零阶保持器(Ｚｅｒｏ－Ｏｒｄｅｒ－Ｈｏｌｄｅｒ?ＺＯＨ[１３])环节的仿真对比效果?基于ＭＭＧ 模型?给出了包含舵机惯性环节二舵角饱和和舵角速率限制特性模型以及增加零阶保持器环节模型的航向保持控制和操舵的对比效果? １一准备工作 为了仿真研究中舵效更接近航海实践?对舵 机加入了小航向偏差不操舵二舵角维持(或舵角时滞)二舵机惯性环节二舵角饱和和舵角速率限制等特性?舵机仿真结构见图１?结合航海实践?小的航向偏差取?１.０??舵角维持(每间隔操舵一次)设定为１０ｓ?舵机惯性为一阶惯性环节１ Ｔｒｓ＋１?Ｔｒ ＝５ｓ?舵角范围为－３５?~３５??舵角速率范围为－５?/ｓ~５?/ｓ? 舵角维持环节和时滞环节对系统的响应产生干扰?控制输出不能很好地跟踪控制输入?根据文献 ４ ５１