基于子结构模型的约束PEC柱(强轴)抗火性能研究

18抗震性能设计

18抗震性能设计 抗震性能设计 一、规范规定 《建筑抗震设计规范统一培训教材》中指出： 抗震性能化设计仍然是以现有的抗震科学水平和经济条件为前提的，一般需要综合考虑使用功能、设防烈度、结构的不规则程度和类型、结构发挥延性变形的能力、造价、震后的各种损失及修复难度等等因素。不同的抗震设防类别，其性能设计要求也有所不同。 鉴于目前强烈地震下的结构非线性分析方法的计算模型和计算参数的选用尚存在不少经验因素，缺少从强震记录、设计施工资料到设计震害的详细验证，对结构性能的判断难以十分准确，因此在性能设计指标的选用中宜偏于安全一些。

建筑的抗震性能化设计，立足于承载力和变形能力的综合考虑，具有很强的针对性和灵活性。针对具体工程的需要和可能，可以对整个结构、也可以对某些部位或关键构件，灵活运用各种措施达到预期的性能目标——着重提高抗震安全性或满足使用功能的专门要求。例如，可以根据楼梯间作为“抗震安全岛” 的要求，提出确保大震下楼梯间具有安全避难通道的具体目标和性能要求；可以针对特别不规则、复杂建筑结构的具体情况，对抗侧力结构的水平构件和竖向构件分别提出相应的性能目标，提高其整体或关键部位的抗震安全性；对于地震时需要连续工作的机电设备，其相关部位的层间位移需满足设备运行所需的层间位移限值的专门要求；其他情况，可对震后的残余变形提出满足设施检修后运行的位移要求，也可提出大震后可修复运行的位移要求。建筑构件采用与结构构件柔性连接，只要可靠拉结并留有足够的间隙，如玻璃幕墙与钢框之间预留变形缝隙，震害经验表明，幕墙在结构总体安全时可以满足大震后继续使用的要求。还可以提高结构在罕遇地震下的层间位移控制值，如国外对抗震设防类别高的建筑，其弹塑性层间位移角比普通建筑的规定值减少20%~50% 。

钢结构的八大基础知识

钢结构的八大基础知识 钢结构的八大基础知识 一、钢结构的特点 1钢结构自重较轻 2钢结构工作的可靠性较高 3钢材的抗振（震）性、抗冲击性好 4钢结构制造的工业化程度较高 5钢结构可以准确快速地装配 6容易做成密封结构 7钢结构易腐蚀 8钢结构耐火性差 二、常用钢结构用钢的牌号及性能 1炭素结构钢：Q195、Q215、Q235等 2低合金高强度结构钢 3优质碳素结构钢及合金结构钢 4专门用途钢 三、钢结构的材料选用原则 钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一 定条件下出现脆性破坏，根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。

《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号，是在条件许可时的首先选择，并不禁止其它型号的使用，只要使用的钢材满足规范的要求即可。 四、主要钢结构技术内容 高层钢结构技术 根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构，其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。钢构件质轻延性好，可采用焊接型钢或轧制型钢，适用于超高建层建筑；劲性钢筋混凝土构件刚度大，防火性能好，适用于中高层建筑或底部结构；钢管混凝土施工简便，仅用于柱结构。 空间钢结构技术 空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观，施工速度快。以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架及网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。具有空间刚度大，用钢量低的优点，在设计、施工和检验规程，并可提供完备的CAD。除网架结构外，空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。 轻钢结构技术 伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。由5mm以上钢板焊接或轧制的大断面薄壁H型钢墙梁和屋面檩条，圆钢制成柔性支持系统和高强螺栓连接构成的轻钢结构体系，柱距可从6m到9m，跨度可达30m或更大，高度可达十几米，并可设轻型吊四。用钢量20～30kg/m2。现已有标准化的设计程序和专业化生产企

混凝土结构抗火设计综述

混凝土结构抗火设计综述 向贤华勘察、设计 混凝土结构抗火设计综述 向贤华 (铁道第四勘察设计院城建院 武汉430063) [摘 要] 总结归纳了国内外混凝土结构抗火设计研究的现状、混凝土结构的火灾反应,在指出目前我国结构抗火设计方法存在的缺点的基础上,提出基于计算的结构抗火设计方法,并针对现阶段的研究状况,对结构抗火设计有待进一步研究的问题提出了自己的见解。 [关键词] 混凝土 结构 火灾 反应 结构抗火 设计 1 前言 频繁发生的建筑火灾,往往造成人类财富和物质资源的巨大损失,甚至人员的惨重伤亡。特别是近年来,随着建筑物高层化、大规模化及用途的复合化的发展,在火灾防治水平不断提高的同时,火灾的防治难度也在不断加大。目前,对火灾的防御和研究主要集中在建筑防火和结构抗火两个方面。 50年代,前苏联首先颁布了耐热钢筋混凝土的设计暂行指示( -151-56/M C ),之后,美国消防协会(1962)、FIP/CEB(1979)、瑞典(1983)、法国(1984)相继颁布了钢筋混凝土抗火的设计标准。 70年代,我国冶金工业部建筑研究总院等单位编制了冶金工业厂房钢筋混凝土结构抗热设计规程!,该规程给出了60~200?范围内的设计计算方法、设计措施、材料指标及有关规定,这是我国第一部有关钢筋混凝土结构抗火设计规程。80年代中期开始,为了制订科学合理的建筑结构抗火设计规范,清华大学、同济大学、西南交通大学等单位对钢筋混凝土结构的高温材料模型、构件和结构在高温下的反应以及灾后评估修复等问题进行了研究,并取得了较为丰富的成果。到目前为止,我国已有GB9918-88建筑构件火灾试验!和DBJ08-219-96火灾后混凝土构件评定标准!两部与混凝土结构抗火有关的技术规 范[1,2]。 随着国内混凝土结构抗火研究的深入,制定混凝土结构抗火设计标准已成为必然趋势。 2 混凝土结构进行抗火设计的必要性 2.1 火灾对混凝土结构的破坏 对于混凝土结构,虽然其耐火性能比木结构和钢结构好,但实际发生的火灾实例表明,混凝土结构在火灾作用下承载力降低、结构失效以致于倒塌的危险依然存在。主要原因是:在火灾引发的高温作用下,钢材和混凝土的强度、弹性模量以及两者之间的粘结力等均随温度升高而降低,甚至有时还会发生混凝土的爆裂。这些材性的严重劣化,必将导致构件的承载能力下降、变形增大。另外,结构受火时受火面温度随周围环境温度迅速升高,但由于混凝土的热惰性,内部温度增长缓慢,截面上形成不均匀温度场,而且温度变化梯度也不均匀,导致不均匀的温度变形和截面应力重分布,这些变化都足以危及结构的安全性,甚至导致结构失效。 2.2 结构抗火设计的内容 建筑防火主要是利用建筑的防火措施(如防火分区、消防设施的布置等)、建筑的防护设施(如防火门、防火墙)和结构防护设施(如防火涂料、防火板等)达到其减少火灾发生的概率,避免或减少人员伤亡以及减少火灾直接经济损失的目的。而进行结构抗火设计的意义为[3]:

关系模型的完整性约束

关系模型的完整性约束 关系模型的完整性约束是对关系中数据的约束，其目的是保证在对关系中的数据进行操作时保持数据的有效性和一致性。关系模型中包括了3类完整性约束，即实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。 1．实体完整性 实体完整性（Entity Integrity Constraint）规则：若属性A是关系R的主属性，则属性A的值不能为空值。 实体完整性规则具体说明如下： （1）使用“Null”表示空值，表示的不是空格值，而是表示“不知道”、“不存在”或“无意义”的值。 （2）实体完整性规则是针对基本关系的。一个基本表通常对应现实世界的一个实体集。 （3）实体完整性规则可以保证实体是可区分的。如果主属性取空值Null，就表明实体集中存在不可标识的实体，即存在不可区分的实体，这显然违背了现实世界。 （4）实体完整性规则可以保证实体的唯一性。关系中使用主码作为唯一性标识，因此，不允许主码中的属性出现重复值。 例如，学生档案表中的学号是主属性，学号属性不允许为空值，而其他属性，如“性别”为空，则仅仅表明该学生的这些特征值还不清楚，但不影响该元组所表达的意义和它所具有的唯一性。 2．参照完整性 参照完整性（Referential Integrity Constraint）规则：若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码K s相对应（基本关系R和S可以是不同的关系），则对于关系R中每个元组在F上的值必须取空值（F的每个属性值均为空值）或者等于关系S

中某个元组的主码值。 例如，有学生档案、专业两个关系，其关系模型表示如下： 学生档案（学号，姓名，性别，年级，专业编号） 专业（专业号，专业名称，所属学院） (1)外码和参照关系 设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码。如果F与基本关系S的主码K s相对应，则称F是基本关系R的外码（Foreign Key），并称基本关系R为参照关系（Referencing Relation），基本关系S为被参照关系（Referenced Relation）。需要说明的是，R的外码F与S的主码K s必须来自于同一个域。 例如，专业关系的专业号与学生档案的专业编号相对应，因此专业编号是学生档案关系的外码。同时，学生档案关系是参照关系，而专业关系是被参照关系。 (2)参照完整性规则 上例中，专业编号是学生档案关系的外码，它的值将参照专业关系的主码（专业号）属性。它的取值只能是： ●空值：表示该学生至今还未分配专业； ●非空值：该值只能来自于专业关系的专业编号属性中的某一个值。 3．用户定义的完整性 用户定义的完整性（User-Defined Integrity Constraint）是针对某一具体关系数据库的约束条件，它反映的是某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。数据库管理系统（DBMS）都应该提供定义和检验这类完整性机制，以便统一检验和处理这种约束，而不再由应用程序来提供这个功能。 例如，人员的“性别”属性的取值只能是“男”或“女”，“成绩”属性的取值范围在0～100之间。因此，当用户向关系表中输入数据时，如果某个属性定义了约束，数据库管理系统（DBMS）会自动检测输入值是否符合约束条件，若不符合，数据库管理系统（DBMS）会拒绝该值的输入，从而保证了数据输入的合理性。

建筑结构抗火设计研究

建筑结构抗火设计研究 摘要：阐述了建筑火灾的危害性，揭示目前我国结构抗火设计的缺点，提出基于计算的结构抗火设计方法，并指明了结构抗火设计方法有待进一步研究的问题。 关键词：建筑火灾;抗火设计;材料性能 1 火灾的危害性 我国的火灾次数和损失相当严重，据公安部消防局统计，2000年全国共发生火灾189185起，死亡3021人，伤残4404人，直接财产损失15.22亿元。我国的火灾次数和火灾损失都呈上升趋势，我国未来的火灾形势不容乐观。迅速采取有效措施，抑制火灾上升的势头，已成为党、政府和全国人民普遍关心的问题。

近几十年来，我国的高层建筑发展非常迅速，建筑结构火灾的问题也日益突出，这些都迫切需要进行结构抗火性能的研究。现代建筑中大部分采用钢筋混凝土结构和钢结构作为承重结构，根据已有的研究成果，钢筋混凝土结构在火灾(高温)下钢材和混凝土的强度、弹性模量等均随温度升高而下降，一般混凝土材料在400度以上、钢材在300度以上，其力学性能严重恶化，高温下材料性能的变化是结构的承载力和耐火极限严重下降的一个主要原因。另外结构受火时受火面温度随周围环境温度迅速升高，但由于混凝土的热惰性，内部温度增长缓慢，截面上形成不均匀温度场，而且温度变化梯度也不均匀，导致不等的温度变形和截面应力重分布，这些变化都足以危及结构的安全性，某些情况下会导致结构失效。 2 建筑结构抗火性能研究回顾 结构抗火设计的目的是保证建筑构件和结构具有足够的耐火时间，防止火灾时出现局部倒塌甚至整体倒塌。

2.1 建筑火灾发展过程研究 建筑火灾发展过程研究的目的是掌握建筑火灾发展规律，主要了解气体温度变化及烟气运动等规律，从而再现已发生火灾和预测未来火灾的情况，为建筑防火设计和结构抗火设计提供科学依据。 对建筑火灾发展过程进行实验研究是一种较为直接、可靠的途径。它一方面可以给出供计算用的一些经验、半经验性的模型，另一方面可以为人们从一般原理出发提出的理论和计算模型提供检验手段和可靠依据。1972年，在美国国家科学基金资助下，美国哈佛大学现代火灾科学之父Howard Emmons教授与工厂联合研究公司对建筑火灾发展过程进行合作研究，其中进行了两次足尺实体试验。这项研究取得了三方面的重大成果：实验方面，使用了新的仪器和数据处理方法，建立了现代火灾实验标准；理论方面，建立了现在广为知晓的区域火灾模型；数值方面，为哈佛大学的火灾模拟软件提供了可靠的数据支持。 2.2 建筑材料高温下热工性能和力学性能研究

《钢结构基本原理》作业解答

《钢结构基本原理》作业 判断题 2、钢结构在扎制时使金属晶粒变细，也能使气泡、裂纹压合。薄板辊扎次数多，其 性能优于厚板。 正确错误 答案：正确 、目前钢结构设计所采用的设计方法，只考虑结构的一个部件，一个截面或者一个1 .局部区域的可靠度，还没有考虑整个结构体系的可靠度 正确答案： 、柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力，此水平反力应由底板与砼基础间的20 摩擦力或设置抗剪键承受。 答案：正确 计算的剪力两者中的较、计算格构式压弯构件的缀件时，应取构件的剪力和按式19 大值进行计算。 答案：正确 、加大梁受压翼缘宽度，且减少侧向计算长度，不能有效的增加梁的整体稳定性。18 答案：错误 、当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载，且该处又未设置支承加劲肋时，则17 应验算腹板计算高度上边缘的局部承压强度。 答案：正确 、在格构式柱中，缀条可能受拉，也可能受压，所以缀条应按拉杆来进行设计。16 答案：错误 .愈大，连接的承载力就愈高15、在焊接连接中，角焊缝的焊脚尺寸 答案：错误 、具有中等和较大侧向无支承长度的钢结构组合梁，截面选用是由抗弯强度控制设14 计，而不是整体稳定控制设计。 答案：错误 、在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度计算是以截面弹性核心几乎完全消失，13 出现塑性铰时来建立的计算公式。

答案：错误 1． 12、格构式轴心受压构件绕虚轴稳定临界力比长细比相同的实腹式轴心受压构件低。 原因是剪切变形大，剪力造成的附加绕曲影响不能忽略。 答案：正确 11、轴心受力构件的柱子曲线是指轴心受压杆失稳时的临界应力与压杆长细比之间 的关系曲线。 答案：正确 10、由于稳定问题是构件整体的问题，截面局部削弱对它的影响较小，所以稳定计算 中均采用净截面几何特征。 答案：错误 9、无对称轴截面的轴心受压构件，失稳形式是弯扭失稳。 答案：正确 8、高强度螺栓在潮湿或淋雨状态下进行拼装，不会影响连接的承载力，故不必采取 防潮和避雨措施。 答案：错误 7、在焊接结构中，对焊缝质量等级为3级、2级焊缝必须在结构设计图纸上注明，1 级可以不在结构设计图纸中注明。 答案：错误 6、冷加工硬化，使钢材强度提高，塑性和韧性下降，所以普通钢结构中常用冷加工 硬化来提高钢材强度。（） 答案：错误 5、合理的结构设计应使可靠和经济获得最优平衡，使失效概率小到人们可以接受程 度。（） 答案：正确 4、钢结构设计除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项 系数设计表达式进行计算。（） 答案：正确 3、钢材缺口韧性值受温度影响，当温度低于某值时缺口韧性值将急剧升高。（）答案：错误 一、名词解释

建筑结构抗火性能研究回顾及展望

建筑结构抗火性能研究回顾及展望① 刘永军1,2,李宏男3 (1.沈阳建筑工程学院土木工程系,辽宁沈阳110168; 2.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,安徽合肥230027; 3.大连理工大学土木工程系,辽宁大连116024) 摘要:火灾产生的高温可使建筑结构严重破坏甚至倒塌,为了保证建筑结构具有足够的抗火能力,必须进行建筑结构抗火分析和设计。各国学者对建筑结构抗火性能进行了大量研究,取得了丰硕的成果。本文简要介绍火灾科学的产生及发展的进程,重点回顾建筑结构抗火性能研究的进展,进而对今后发展进行了展望。 关键词:建筑结构;抗火性能;结构分析;热反应 中图分类号:T U352.5 文献标识码:A 文章编号:167222132(2004)022******* 0　引言 火灾产生的高温可使建筑结构严重破坏甚至倒塌。调查结果表明,从1970年至现在,全世界至少有25幢4层以上的建筑在火灾中整体倒塌,其中9至20层的4幢,21层及以上的6幢。例如:湖南省衡阳市珠晖区的八层永兴综合楼,底层是钢筋混凝土框架结构仓库,上面为砖混结构,2003211203早晨8时37分,在火灾中突然倒塌,夺走了20名消防官兵的宝贵生命;南昌万寿宫商城,底部两层框架结构商场,上部7层住宅,1993205213发生火灾,2个小时后,整个建筑物倒塌,致使603人无家可归;20002072 19,埃及亚力山大市一个纺织厂的6层钢筋混凝土厂房发生火灾,9个小时后,突然倒塌,夺去27人的生命。图1是该厂房倒塌后的景象。 人类很早就对火灾研究发生了兴趣,有据可查的有组织的研究活动可以追溯到19世纪。美国对火灾研究较早[1,2],1890年成立了国家消防协会(National Fire Protection Ass ocia2tion),同年建立了保险商实验室(Underwriters Laboratories);1901年国家标准局(National Bur2eau of Standards)成立;1974年,美国组织了防止及控制火灾联合行动,并在国家标准局成立了火灾研究中心(Center for Fire Research); 1990年,火灾研究中心和建筑技术中心(Center for Building T echnology)合并成今天的建筑与火灾研究实验室(Building and Fire Research Laboratory),继续对火灾科学和工程问题进行全面研究。此外,波特兰水泥协会以及哈佛大学、麻省理工学院、伯克利加州大学、马理兰大学、伍斯特理工学院等也在积极参与火灾研究。2001年9?11恐怖袭击以后,美国组织了大规模的研究调查队伍,并且展开了一系列的国际合作。 英国的火灾研究历史,可以追溯到1897年[3],在当时的不列颠防火委员会(British Fire Prev2ention C ommittee)和火灾保险委员会(Fire O ffices’C ommit2 tee)的主持下,英国的火灾试验场在Regens Park建成,在该试验场可以进行各种构件抗火性能和材料燃烧性能的试验。1918年,火灾工程师协会(Institu2 tion of Fire Engineers)成立;1935年,火灾保险委员会新的火灾试验炉在Boreham2w ood建成;1947年,组建了火灾研究所;1968年,在卡丁顿建立了目前世界上独一无二的火灾实验室(图2),可以对高达十层的建筑结构的抗火性能进行足尺试验研究。目前爱丁堡大学、谢菲尔德大学、帝国大学等也在积极开展火灾研究。 加拿大、瑞典、挪威、新西兰、澳大利亚、日本等国也对火灾问题进行了广泛研究,并取得了大量成果。在我国,公安部四川消防科学研究所在1972年率先开展建筑构件抗火性能研究,于1973年建立了两座燃烧试验炉,对梁、板、柱、墙、屋面板等的耐火等级进行试验研究。进入20世纪80年代,中国建筑科学研究院、同济大学、清华大学、江苏省建筑科学研究院、西南交通大学等单位对建筑材料的热工性 第24卷第2期2004年6月 防灾减灾工程学报 Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering V ol.24N o.2 Jun.2004 ①收稿日期:2003212208;修回日期:2004201212 作者简介:刘永军(19662),男,副教授,博士后。主要从事建筑结构抗火性能及有限元软件等方面的研究。

关系模型的数据结构

关系模型的数据结构 关系模型源于数学，它用二维表来组织数据，而这个二维表在关系数据库中称为关系。 关系数据库是表的集合 用关系表示实体以及实体间的联系的模型，称为关系模型，下面我们来看看关系模型中的基本术语 1.关系 关系就是二维表，它满足以下几个条件 1）关系表中的每一列都是不可再分的基本属性。（有子属性，分开了，不是关系表） 2）表中的各属性不能重名 3）表中的行、列次序并不重要，即交换列的前后顺序（比如将性别放在年龄前面）不影响其表达的一个语义。 2.元组 表中的每一行数据称为一个元组，它相当于一个记录值 3.属性 表中的每一列是一个属性值的集合，列可以命名，称为属性名，属性与前面讲到的实体属性（特征）或记录的字段意义相当。 关系表中的每一行数据不允许完全相同，因为存储值完全相同的两行或多行数据并没有实际意义 4.主键 主键也称主码或主关键字，是表中用于唯一确定一个元组的一个属性或最小属性组。 主键可以由一个属性组成，也可以由多个属性共同组成。 如表所示，学号就是此学生基本信息表的主键，因为它可以唯一地确定一个学生。而表所示的关系的主键就由学号和课程号共同组成，因为一个学生可以选修多门课程，而且一门课程也可以有多个学生选修，因此，只有将学号和课程号结合起来才能共同的确定一行记录。通常称由多个属性共同组成的主键为复合主键。表的主键与其实际应用语义有关，与表设计者的意图有关，如表，用（学号，课程号）作为主键在一个学生对一门课程只能有一次考试的前提下是成立的，如果设定一个学生对一门课程可以有多次考试，则用（学号，课程号）作主键就不够了，因为一个学生对一门课程有多少次考试，则这个值就回重复多少遍，如果是这种情况，就必须为这个表添加一个“考试次数”列，同时作为主键 有时一个表中可能存在多个可以作主键的属性，比如，对于学生信息表，如果能够保证姓名肯定不重复的话，那么姓名也可以作为学生基本信息的主键，如果表中存在多个可以作为主键的属性，则称这些属性为候选键属性，相应的键称为候选键，从中选一个作为主键都是可以的。 5.域 属性的取值范围称为域。例如，大学生的年龄假设在14~40岁范围内，则学生的“年龄”属性的域就是（14~40）

建筑结构抗火设计

建筑结构抗火设计 1 火灾的危害性我国的火灾次数和损失相当严重，据公安部消防局统计，2000年全国共发生火灾189185起，死亡3021人，伤残4404人，直接财产损失15.22亿元。我国的火灾次数和火灾损失都呈上升趋势，我国未来的火灾形势不容乐观。迅速采取有效措施，抑制火灾上升的势头，已成为党、政府和全国人民普遍关心的问题。近几十年来，我国的高层建筑发展非常迅速，建筑结构火灾的问题也日益突出，这些都迫切需要进行结构抗火性能的研究。现代建筑中大部分采用钢筋混凝土结构和钢结构作为承重结构，根据已有的研究成果，钢筋混凝土结构在火灾(高温)下钢材和混凝土的强度、弹性模量等均随温度升高而下降，一般混凝土材料在400度以上、钢材在300度以上，其力学性能严重恶化，高温下材料性能的变化是结构的承载力和耐火极限严重下降的一个主要原因。另外结构受火时受火面温度随周围环境温度迅速升高，但由于混凝土的热惰性，内部温度增长缓慢，截面上形成不均匀温度场，而且温度变化梯度也不均匀，导致不等的温度变形和截面应力重分布，这些变化都足以危及结构的安全性，某些情况下会导致结构失效。 2 建筑结构抗火性能研究回顾结构抗火设计的目的是保证建筑构件和结构具有足够的耐火时间，防止火灾时出现局部倒塌甚至整体倒塌。 2.1 建筑火灾发展过程研究建筑火灾发展过程研究的目的是掌握建筑火灾发展规律，主要了解气体温度变化及烟气运动等规律，从而再现已发生火灾和预测未来火灾的情况，

为建筑防火设计和结构抗火设计提供科学依据。对建筑火灾发展过程进行实验研究是一种较为直接、可靠的途径。它一方面可以给出供计算用的一些经验、半经验性的模型，另一方面可以为人们从一般原理出发提出的理论和计算模型提供检验手段和可靠依据。1972年，在美国国家科学基金资助下，美国哈佛大学现代火灾科学之父Howard Emmons教授与工厂联合研究公司对建筑火灾发展过程进行合作研究，其中进行了两次足尺实体试验。这项研究取得了三方面的重大成果：实验方面，使用了新的仪器和数据处理方法，建立了现代火灾实验标准；理论方面，建立了现在广为知晓的区域火灾模型；数值方面，为哈佛大学的火灾模拟软件提供了可靠的数据支持。 2.2 建筑材料高温下热工性能和力学性能研究建筑材料在高温下的热工性能参数以及力学性能参数是研究建筑结构在火灾中反应的基础。材料的热工性能参数包括热传导系数、比热容、质量密度以及热膨胀系数等。影响混凝土热传导系数的因素有骨料类型、水分含量、混凝土的配合比以及温度等。试验表明，随着温度的升高，混凝土的热传导系数逐渐减小，混凝土的热膨胀系数与骨料类型等因素有关，并且还受试件尺寸、加热速度等外部条件影响，不同研究者得出的结果差异较大。相对于混凝土的力学性能来说，混凝土的热工性能研究还较少，但热工性能参数对结构分析结果影响还是比较大的，这方面还有很多工作要做。 2.3 建筑构件内温度场研究材料的力学性能与温度密切相关，所以，搞清构件内部各点的温度变化过程是计算构件及结构在火灾中结构反

基于性能的抗震设计

基于性能的抗震设计是近年来提出并备受关注的一种新的抗震设计思想。下面先从回顾传统抗震设计思想入手，进而引出这种新的抗震设计思想的发展轨迹及其主要问题。 1 传统抗震设计思想及方法 考察目前世界各国抗震设计规范，大多数国家均以“小震不坏、中震可修、大震不倒”作为抗震设计思想，我国2001年的新的《建筑抗震设计规范》也是如此。为实现上述三水准抗震设防要求，各国采取了不同的设计方法，但均大同小异。我国是采用二阶段抗震设计方法来保障对大量的一般工业和民用建筑实现其三水准的抗震设防要求，同时以此方法为基础通过对建筑物进行抗震重要性分类（甲、乙、丙、丁四类）来区别不同类别的建筑并采取相应的修正方法来满足不同的抗震设防要求。这二阶段设计方法是：第一阶段进行强度验算，即取第一水准烈度（小震）的地震动参数，用弹性反应谱计算结构的弹性地震作用及效应，并与其他荷载效应组合，对构件截面进行抗震承载力验算，以保证必要的强度可靠度要求；再通过合理的结构布置和有关的构造措施，保证结构具有必要的变形能力。第二阶段进行弹塑性验算，即对特别重要的建筑和地震时易倒塌的结构，要按第三水准烈度（大震）的地震动参数进行薄弱层（部位）的弹塑性变形验算，并采用相应的构造措施以满足“大震不倒”的设防要求。 归纳起来，传统抗震设计思想及其方法具有如下五个特点： （1）三水准抗震设计思想是以保障人民生命安全为基本目标的，因此与现代建筑所蕴含的经济、社会、政治等多方面功能无法适应。 （2）三水准抗震设计思想对结构的功能要求规定过于泛化，因而无法满足投资者、业主或环境对其功能上的“个性”要求。 （3）三水准抗震设计思想对三级设防水准小震、中震、大震用不同的50年基准期内的超越概率（分别为%、10％和2％～3％）来定义，且以各地地震基本烈度为基础反映，在应用上不方便。 （4）二阶段抗震设计方法中对地震作用（包括弹性和弹塑性）的计算是以加速度反应谱作为其基本的表达方式，它无法解决地面运动长周期成分所引起的结构的速度和位移响应问题。 （5）二阶段抗震设计方法所采用的基于概率的极限状态设计思想其可靠度只局限在构件层次，且采用分项系数来保证可靠度。显然，由此得到的结构体系的可靠度会分布在一个很大的范围内。 基于现有建筑结构抗震设计规范的缺陷及存在的问题,为了更好地满足社会和公众对结构抗震性能的多种需求,美国联邦紧急救援署(ＦＥＭＡ)和国家自然科学基金会(ＮＳＦ)资助开展了一项为期6年的行动计划,对未来的抗震设计进行了多方面的基础性研究,提出了基于性能的抗震设计理论,包括设计理论的框架、性能水准的定性与定量描述、结构非线性分析方法。日本、新西兰、欧共体、加拿大、澳大利亚相继开展了基于性能的结构抗震设计理论的研究。2000年11月15日,这些国家的地震工程研究人员汇集日本国土交通省建筑研究所,就基于性能的结构抗震设计理论的概念性框架、荷载与反应、抗震设计等主要内容进行了学术交流。可以肯定地说,基于性能的结构抗震设计理论已成为这些国家地震工程研究的热门课题。我国在该领域的研究是近几年的事,主要集中在如何消化国外研究成果,这在新的《建筑结构抗震设计规范》中得到了一定程度的体现。我国工程抗震界普遍认为,中国21世纪的抗震设计规范应顺应国际发展,发展适合国情的基于性能的结构抗震设计理论。 2 基于性能的抗震设计概念 如上所述，传统的抗震设计思想及方法无法满足人们对结构抗震功能的深

模型预测控制

云南大学信息学院学生实验报告 课程名称：现代控制理论 实验题目：预测控制 小组成员：李博（12018000748） 金蒋彪（12018000747） 专业：2018级检测技术与自动化专业

1、实验目的 (3) 2、实验原理 (3) 2.1、预测控制特点 (3) 2.2、预测控制模型 (4) 2.3、在线滚动优化 (5) 2.4、反馈校正 (5) 2.5、预测控制分类 (6) 2.6、动态矩阵控制 (7) 3、MATLAB仿真实现 (9) 3.1、对比预测控制与PID控制效果 (9) 3.2、P的变化对控制效果的影响 (12) 3.3、M的变化对控制效果的影响 (13) 3.4、模型失配与未失配时的控制效果对比 (14) 4、总结 (15) 5、附录 (16) 5.1、预测控制与PID控制对比仿真代码 (16) 5.1.1、预测控制代码 (16) 5.1.2、PID控制代码 (17) 5.2、不同P值对比控制效果代码 (19) 5.3、不同M值对比控制效果代码 (20) 5.4、模型失配与未失配对比代码 (20)

1、实验目的 （1）、通过对预测控制原理的学习，掌握预测控制的知识点。 （2）、通过对动态矩阵控制（DMC）的MATLAB仿真，发现其对直接处理具有纯滞后、大惯性的对象，有良好的跟踪性和较强的鲁棒性，输入已 知的控制模型，通过对参数的选择，来获得较好的控制效果。 （3）、了解matlab编程。 2、实验原理 模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)是20世纪70年代提出的一种计算机控制算法，最早应用于工业过程控制领域。预测控制的优点是对数学模型要求不高，能直接处理具有纯滞后的过程，具有良好的跟踪性能和较强的抗干扰能力，对模型误差具有较强的鲁棒性。因此，预测控制目前已在多个行业得以应用，如炼油、石化、造纸、冶金、汽车制造、航空和食品加工等，尤其是在复杂工业过程中得到了广泛的应用。在分类上，模型预测控制(MPC)属于先进过程控制，其基本出发点与传统PID控制不同。传统PID控制，是根据过程当前的和过去的输出测量值与设定值之间的偏差来确定当前的控制输入，以达到所要求的性能指标。而预测控制不但利用当前时刻的和过去时刻的偏差值，而且还利用预测模型来预估过程未来的偏差值，以滚动优化确定当前的最优输入策略。因此，从基本思想看，预测控制优于PID控制。 2.1、预测控制特点 首先，对于复杂的工业对象。由于辨识其最小化模型要花费很大的代价，往往给基于传递函数或状态方程的控制算法带来困难，多变量高维度复杂系统难以建立精确的数学模型工业过程的结构、参数以及环境具有不确定性、时变性、非线性、强耦合，最优控制难以实现。而预测控制所需要的模型只强调其预测功能，不苛求其结构形式，从而为系统建模带来了方便。在许多场合下，只需测定对象的阶跃或脉冲响应，便可直接得到预测模型，而不必进一步导出其传递函数或状

钢结构基本原理全面详细总结!

钢结构基本原理复习总结 一．填空题 1、影响结构疲劳寿命的最主要因素是构造状态、循环荷载和循环次数。 2、钢材的机械性能指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、 Z向收缩率和冲击韧性。 3、荷载作用点的位置对梁的整体稳定有影响，相对于荷载作用于工字形截面简支梁受拉翼缘，当荷载作用于梁的受压翼缘时，其梁的整体稳定性将降低。 4、某工字形组合截面简支梁，若腹板的高厚比为100，应设置横向加劲肋，若腹板高厚比为210，应设置纵向加劲肋。 的杂质元素。 6、在轴心受压构件中，确定箱形截面板件满足局部稳定的宽（高）厚比限值的原则是构件应力达到屈服前其板件不发生局部屈曲（或局部屈曲临界应力不 低于屈服应力，或不先于屈服），确定工字形截面确定板件宽（高）厚比限 值的原则是构件整体屈曲前其板件不发生局部屈曲（或局部屈曲临界应力不 低于整体屈曲临界应力或等稳定或不先于整体失稳）。 7．衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。 9.钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击韧性。

12．对于缀条式格构柱，单肢不失稳的条件是单肢稳定承载力不小于整体稳定承载力。 13.薄板的强度比厚板略高。 14．角焊缝的最小计算长度不得小于和焊件厚度。 15．承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是。 。 16．在螺栓连接中，最小端距是 2d 17．在螺栓连接中，最小栓距是 3d 。 18．普通螺栓连接,当板叠厚度∑t〉5d时 (d－螺栓直径),连接可能产 生栓杆受弯破坏。 19．单个普通螺栓承压承载力设计值，式中表示受力方向承压构件总厚度的较小值。 20．普通螺栓连接靠螺栓杆传递剪力；摩擦型高强度螺栓连接靠摩擦 力传递剪力。 21.手工焊焊接Q235钢，一般采用 E43 型焊条。 22.焊接结构在焊缝附近形成热影响区,该区材质存在缺陷。 23.侧面角焊缝连接或正面角焊缝的计算长度不宜。 24.承压型高强度螺栓仅用于承受非动力荷载结构的连接中。 25.采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用 E50 焊条。 26．格构式轴心受压构件的等稳定性的条件绕虚轴与绕实轴的长细比相同。 27．双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是弯曲屈曲。

MATLAB模型预测控制工具箱函数

M A T L A B模型预测控制 工具箱函数 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

M A T L A B模型预测控制工具箱函数 系统模型建立与转换函数 前面读者论坛了利用系统输入/输出数据进行系统模型辨识的有关函数及使用方法，为时行模型预测控制器的设计，需要对系统模型进行进一步的处理和转换。MATLAB的模型预测控制工具箱中提供了一系列函数完成多种模型转换和复杂系统模型的建立功能。 在模型预测控制工具箱中使用了两种专用的系统模型格式，即MPC状态空间模型和MPC传递函数模型。这两种模型格式分别是状态空间模型和传递函数模型在模型预测控制工具箱中的特殊表达形式。这种模型格式化可以同时支持连续和离散系统模型的表达，在MPC传递函数模型中还增加了对纯时延的支持。表8-2列出了模型预测控制工具箱的模型建立与转换函数。 表8-2 模型建立与转换函数 模型转换 在MATLAB模型预测工具箱中支持多种系统模型格式。这些模型格式包括： ①通用状态空间模型； ②通用传递函数模型； ③MPC阶跃响应模型； ④MPC状态空间模型； ⑤MPC传递函数模型。

在上述5种模型格式中，前两种模型格式是MATLAB通用的模型格式，在其他控制类工具箱中，如控制系统工具箱、鲁棒控制工具等都予以支持；而后三种模型格式化则是模型预测控制工具箱特有的。其中，MPC状态空间模型和MPC传递函数模型是通用的状态空间模型和传递函数模型在模型预测控制工具箱中采用的增广格式。模型预测控制工具箱提供了若干函数，用于完成上述模型格式间的转换功能。下面对这些函数的用法加以介绍。 1．通用状态空间模型与MPC状态空间模型之间的转换 MPC状态空间模型在通用状态空间模型的基础上增加了对系统输入/输出扰动和采样周期的描述信息，函数ss2mod()和mod2ss()用于实现这两种模型格式之间的转换。 1）通用状态空间模型转换为MPC状态空间模型函数ss2mod() 该函数的调用格式为 pmod= ss2mod(A,B,C,D) pmod= ss2mod(A,B,C,D,minfo) pmod= ss2mod(A,B,C,D,minfo,x0,u0,y0,f0) 式中，A, B, C, D为通用状态空间矩阵； minfo为构成MPC状态空间模型的其他描述信息，为7个元素的向量，各元素分别定义为： ◆minfo(1)=dt，系统采样周期，默认值为1； ◆minfo(2)=n，系统阶次，默认值为系统矩阵A的阶次； ◆minfo(3)=nu，受控输入的个数，默认值为系统输入的维数； ◆minfo(4)=nd，测量扰的数目，默认值为0； ◆minfo(5)=nw，未测量扰动的数目，默认值为0； ◆minfo(6)=nym，测量输出的数目，默认值系统输出的维数； ◆minfo(7)=nyu，未测量输出的数目，默认值为0； 注：如果在输入参数中没有指定m i n f o，则取默认值。 x0, u0, y0, f0为线性化条件，默认值均为0； pmod为系统的MPC状态空间模型格式。 例8-5将如下以传递函数表示的系统模型转换为MPC状态空间模型。 解：MATLAB命令如下：

钢结构的八大基础知识

钢结构的八大基础知识！ 一、钢结构的特点 1 钢结构自重较轻 2 钢结构工作的可靠性较高 3 钢材的抗振（震）性、抗冲击性好 4 钢结构制造的工业化程度较高 5 钢结构可以准确快速地装配 6 容易做成密封结构 7 钢结构易腐蚀 8 钢结构耐火性差 二、常用钢结构用钢的牌号与性能

1 炭素结构钢：Q195、Q215、Q235等 2 低合金高强度结构钢 3 优质碳素结构钢与合金结构钢 4 专门用途钢 三、钢结构的材料选用原则 钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。

《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号，是在条件许可时的首先选择，并不禁止其它型号的使用，只要使用的钢材满足规范的要求即可。 四、主要钢结构技术内容 高层钢结构技术 根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构，其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。钢构件质轻延性好，可采用焊接型钢或轧制型钢，适用于超高建层建筑；劲性钢筋混凝土构件刚

度大，防火性能好，适用于中高层建筑或底部结构；钢管混凝土施工简便，仅用于柱结构。 空间钢结构技术 空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观，施工速度快。以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架与网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。具有空间刚度大，用钢量低的优点，在设计、施工和检验规程，并可提供完备的CAD。除网架结构外，空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。 轻钢结构技术 伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。由5mm 以上钢板焊接或轧制的大断面薄壁H型钢墙梁和屋面檩条，圆钢制成柔性支持系统和高强螺栓连接构成的轻钢结构体系，柱距可从6m到9m，跨度可达30m或更大，高度可达十几米，并可设轻型吊四。用钢量20～30kg/ m2。现已有标准化的设计程序和专业化生产企业，产品质量好，安装速度快，重量轻，投资少，施工不受季节限制，适用于各种轻型工业厂房。 钢混凝土组合结构技术 以型钢或钢管理与混凝土构件组成的梁、柱承重结构为钢混组合结构，近年来应用范围日益扩大。组合结构兼有钢与混凝土两者的优点，整体强度大、刚性好、抗震性能良好，当采用外包混凝土构造时，更具有良好的耐火和耐腐蚀性能。组合结构构件一般可降低用钢量15～20％。组合楼盖与

混凝土结构抗火性能研究

混凝土结构抗火性能研究 摘要：由于城市的密集化程度越来越高，人口持续增长，多高层现代建筑（多以钢筋混凝土建筑居多）也越来越多，从而导致建筑火灾频繁发生，后果也越来越严重，造成人类生命及财产蒙受重大损失。因此有必要研究钢筋混凝土结构的抗火性能。 近年来，国内外开展了高温（火灾）下的钢筋混凝土材料、构件及相应结构的受力性能的实验研究及理论分析，并取得了一些成果，现就钢筋混凝土结构抗火性能研究内容、设计以及现状与发展做简单介绍。 关键字：混凝土抗火内容、设计、发展 0 引言 火灾给人类的生命财产造成极大的损失,火灾造成的经济损失仅次于干旱和洪涝,而发生的频度则位居各种灾种之首。目前,钢筋混凝土结构是我国主要建筑结构形式之一。尽管钢筋和混凝土材料属于热惰性材料,但由于火灾的高温作用,材料性能将严重劣化,在结构中将发生严重的内(应)力重分布,使结构性能大大削弱,危及结构的安全。建筑结构特别是钢筋混凝土框架结构在火灾中坍塌的事故时有发生,往往造成重大的人员伤亡和财产损失。研究钢筋混凝土结构的抗火性能十分必要和迫切。 1混凝土结构抗火理论研究内容 混凝土结构抗火的全过程分析包括三部分:室内火灾温度场分析、构件和结构内部温度场分析和抗火性能分析。本文主要介绍后两部分的

研究。 1.1混凝土构件和结构内温度场 1.1.1求解方法概述 为进行高温下的结构性能分析,一般先进行构件和结构内温度场分析,由于结构的内力和变形一般不影响热传导过程,因而可对温度场进行独立分析。构件和截面温度场由于受诸多因素如材性离散、边界条件处理等影响,理论分析较为复杂。以前的温度场确定主要通过试验实测,即通过在构件中预埋热电偶,积累大量数据绘制成相应的表格供查找参考。热传导方程是一个非线性抛物型偏微分方程,在用数值解法求解的过程中,除上文提到的空间有限元和时间有限差分结合法外,还有空间差分和时间差分结合法、空间有限元和时间有限元结合法等。目前研究者对温度场的计算对象均集中在构件如墙板、柱、梁等,由于热传导问题实际上是三维问题,这大大增加了理论求解的难度,因而研究者根据构件形状、受火条件等对计算模型进行简化,从而变为二维问题甚至一维问题。 钢筋混凝土墙片和平板的火灾温度场计算较简单,其温度场是火灾燃烧时间t和计算点距受火面距离h的函数,它可按照一维无限大平板热传导问题进行解析求解,也可进行一维差分和有限元求解。在目前的研究中,一般假定梁柱构件内部温度沿纵向一致,因而直接选取横截面,将温度场视为火灾燃烧时间t、计算点离高边和宽边距离的函数,按二维热传导问题计算。由于热传导方程只表明构件内部各点间的热量迁移规律,因而需先确定构件温度的初始条件和边界条件,

建筑结构抗火性能分析

建筑结构抗火性能分析 【摘要】如果发生火灾，火灾高温将严重恶化结构材料的性能，结构构建的内力分布也会被重新改变，产生显著的结构变形。结构材料的承载力将会减弱，危机建筑物安全。因此，科学地设计建筑物抗火结构，形成完善的、可靠的抗火设计方案，是学术界和工程界普遍关注的问题。 【关键词】结构；抗火；设计 火灾给人类带来的损失是巨大的，其中，建筑物火灾的发生频率和造成的损失远高于其他形式的火灾。目前，我国的建筑物随着经济的发展也在快速发展，高层、多层、多功能建筑物越来越普及，建筑物内的人口密度也在不断提高，发生火灾时造成的危害也就越大。本文将对建筑物结构抗火性能进行分析和建议。 1.以往的建筑结构抗火性能研究情况 1.1对建筑火灾发展过程的研究 研究建筑火灾发展过程的目的，就是掌握建筑火灾发生的原因和规律，了解火灾发生过程中的气体、温度等的变化，预测未来发生火灾的可能性，从而为科学地设计建筑物抗火结构提供依据。 1.2对高温下建筑材料的受力性能的研究 高温下建筑材料易发生形变，材料的力学性能也会随之发生变化。高温下材料的热工性能和力学性能是人们研究的重要课题。热工性能主要包括比热容、热传导系数、热膨胀系数等。混凝土的骨料类型、温度、水分含量和各材料的混合比都会影响混凝土的热传导性能。混凝土的热传导系数随着温度的升高而下降，其它几种因素的影响也会越来越小。与混凝土的力学性能研究相比，对其热工性能的研究较少，因此在这方面还有很大的研究空间。 1.3对建筑构件内部的温度场的研究 材料的温度与力学性能有密切的关系。研究材料内部各点的温度变化过程能为计算构件及结构在火宅中的反应提供依据。建筑火宅如果发生，释放的热量将会通过热辐射、热对流等传到方式传递到建筑物表层，再通过热传导传递到构件内部。构件内部的温度场会随时间变化，一般可以通过傅立叶热微分方程计算构建内部的温度分布情况。混凝土的导热系数和比热容与温度具有函数关系，且环境因素会影响边界条件，因此火灾发生时构建内部的温度场是非线性瞬态问题。 1.4对建筑结构抗火性能的实验研究 人们已经对梁、柱、板等建筑构件进行过抗火性能测试和研究，并得出了配