单层及多层厂房的结构改造设计

'单层及多层厂房的结构改造设计摘要：本文结合工程实例，对原有单、多层厂房改建为多层商业办公楼的改造设计进行较为系统的总结，详细阐述了基础和上部结构各设计阶段的主要受力特性、设计与计算，以及设计和施工中的主要技术问题。关键词：结构改造；粘贴型钢加固法；粘贴碳纤维加固法1引言近年来，我国的建筑发展14 迅速，建筑占地与土地资源不足的矛盾也日渐明显，旧建筑的改造利用就成为当前一种较好的解决方式。在旧建筑的改造建设中，由于受场地、原有建筑功能、层数的增加、原有结构及新旧规范等诸多因素的影响，在改造工程的设计中，出现了竖向作用和水平作用增大，导致原有结构构件的承载力不足和结构整体刚度的不均匀。同时，由于新旧构件的材料和强度的不同，新旧构件的连接因此也成为工程改造中的一大关键技术。2工程概况本工程位于上海市卢湾区，为一机械制造厂，建于80年代中期，原建筑共有四个单体（以下简称1＃、2＃、3＃、4＃）。现因甲方需要，将四个单体通过走廊连接为一个商业使用的整体。2＃与3＃楼不改变原有建筑的使用功能，主要是1＃与4＃楼的建筑功能改变较大，其结构也就相应做了较大改造。14 1＃楼原为多层框架结构厂房（见图1），其中⑴～⑺轴为四层，层高自下而上分别为8m、5.6m、5.1m、4.5m；⑺～⑽轴为三层，层高分别为13.6m、5.1m、4.5m（其中一层在8.9m处设有一台10T吊车），原有楼面结构设计活荷载均为12KN/m2。现根据建筑功能需要，在⑴～⑺轴4.0m标高处增设一个楼层，在⑺～⑽轴2.95m、8.0m处各增设一个楼层。4＃楼原为单层排架结构厂房（见图2），建筑高度为20.4m，净高为18.4m，厂内设有一台10T吊车，柱间设有两道支撑。现根据建筑功能需要，将原有建筑改造成五层办公楼，层高分别为2.8m、4.3m、4.2m、4.2m、2.8m。根据原有结构情况，现设计考虑与原有结构脱开，在原有建筑内新建一个四层框架结构。3基础结构改造设计14 1＃楼原设计采用450×450桩基础，设计承载力较大，经过整体计算之后，新增加夹层后的结构能满足现有规范要求，基础承载力和沉降变形也能满足现有规范要求。另外，考虑到原有在1＃楼的(1~10)轴外设置了一个室外平台（平台下为车库），根据建筑的要求，需要将平台与1＃楼进行连接（见图1）。在进行结构设计时，如果将室外平台层的梁直接与(1~10)轴处的柱子连接将会对1＃楼整体结构产生影响，同时对室外平台也不利。鉴于此，结构设计是在(1~10)轴处另外增加了一排室外平台框架柱（立在原有桩基础承台上）。经计算，原有桩基础有较大富余，对原有基础影响很小，同时又解决了上述矛盾。4＃楼原有基础采用天然条形基础，由于在原有建筑内新建一个四层框架结构，如采用天然基础，则基础沉降不能满足现有规范要求，且对原有基础会产生很大的影响。根据施工现场和经济技术等条件，现设计采用桩筏复合基础。桩采用静压锚杆桩，施工时采用逆做法施工，即待基础筏板和上部两层施工完毕后再进行锚杆桩的施工。这样既能缩短施工工期，又能满足结构设计要求，为整个工程项目创造了很大的经济效益。4＃楼的筏板采用500mm厚，锚杆桩采用250×250，桩长为20m。平面布置（见图3）。内部四层框架结构承载力较大，在边缘处又受原有建筑结构空间的影响，因此，筏板在边缘处的柱抗冲切难以满足要求，在设计中增设了筏板的抗冲切钢筋。14 4上部结构改造设计4.11＃楼结构加固处理1＃楼原为一机械加工厂，原设计为框架结构，楼面活荷载均较大（12KN/m2）。经有关检测单位鉴定，原有结构的柱砼强度等级为C18，原有结构在设计中按照6度设防要求考虑。改造后须作为办公建筑，现根据建筑功能布置需要，增设一夹层，同时在12m的跨中不得设置砼柱。依据现有建筑功能布置，现设计采用了PKPM2006年3月版本的软件进行了整体计算，经计算分析，原有结构的位移、配筋量、刚度等参数均能满足现有改造结构的要求，但是原有结构的构造是按照当时的规范要求进行设计的，未能满足现有规范的要求。主要有以下两个方面：一是原有柱无箍筋加密区；二是在增设夹层处上下无箍筋加密区。现设计综合经济和技术多方面的考虑，柱采用了外粘型钢加固法（见图4）。这样既能满足结构构造要求，同时又能满足节约经济的要求。14 在1＃楼新增加的夹层处，由于跨度较大（为12m），见图1，若采用混凝土结构，则梁断面很大（至少需要1m高的梁），对建筑的净高会有很大的影响，对原有砼柱的影响也很大，而且与原有砼柱难以连接（植筋数量很大），原有结构的整体性将受到很大影响。现设计采用了钢梁与压型钢板-现浇混凝土楼板组合结构，钢梁与原有柱采用铰接连接。根据现有规范规定，与原有混凝土柱采用后锚固连接时，其混凝土强度等级必须高于C20（原砼经鉴定为C18）。鉴于此实际情况，钢梁与原有柱连接采用了增设砼牛腿，同时在牛腿及其上下各800mm处采用粘钢加固，以增强其抗震变形能力（见图5）。牛腿设计在本工程的设计中也是一个不容忽视的。在设计中，考虑到牛腿处水平方向受力相当于一个悬臂构件的受力，在牛腿处的水平植筋就必须保证能达到23d(一般情况下为15d)。根据现场实际情况，植筋要满足达到23d是有一定困难。综合各方面的因素，在设计此牛腿时，我们采用了以下处理方案：一方面，对于规范[2]中牛腿的裂缝控制要求，采用了如下公式进行计算，能满足规范对牛腿的裂缝控制要求，同时，由竖向力14 所引起的局部压应力也小于；另一方面，对于牛腿的配筋强度要求，考虑到植筋不一定能充分达到预期设计要求，从安全的角度出发，在设计中，牛腿的纵向受力完全由粘贴的钢板来承受，其计算公式仍能采用根据力矩平衡条件[3]推导的公式进行计算，即，经计算，能满足结构计算要求。4.24＃楼结构加固处理14 4＃楼由于建筑立面的要求，原有结构为排架结构，原有设计的柱间支撑对建筑立面的门窗产生了影响。若直接拆除柱间支撑，则原有结构就成为不稳定结构体系。现设计考虑到原有结构荷载减少较多（吊车取消），纵向荷载主要就是风荷载和本身自重产生的地震作用，现设计将在维护结构中采用了框架结构体系，使原有外围结构形成一个框排架体系，这样既能使原有结构形成一个稳定体系，又能增强外围结构的抗震变形能力（见图2）。在内部新增的框架结构是作为一个新建建筑物来考虑，新建的部分与原有结构之间设置了变形缝。经采用PKPM2006年3月版本的软件进行了整体计算，现设计的框排架结构均能满足现有建筑结构规范要求。考虑到原有结构设计只是按照6度设防要求计算，现设计采用了粘贴碳纤维加固法对原有柱进行了加固。5结束语5.1建筑物的加固设计应与建筑物的抗震鉴定、抗震加固、强度加固相结合，施工时应先加固后加层。5.2建筑物的结构加固应结合建筑物的使用功能要求，综合分析各种加固方法的经济性，而后采取相应的加固方法。5.3在对原有建筑物进行加固时，应充分考虑不同材料的连接节点处理，并采用合适的结构处理方法进行计算，以保证整个结构的安全。5.4在对原有建筑物进行加固前，应从结构概念角度把握整体结构的稳定、强度等，然后采用相应的加固方法并应用结构软件进行分析，之后再进行相应的处理。14 参考文献：[1]混凝土结构加固设计规范.GB50367-2006.[2]混凝土结构设计规范.GB50010-2002.[3]天津大学，同济大学，东南大学主编，混凝土结构（下册），2000.14 作物品质生理生化与检测技术试题专业：作物栽培学与耕作学姓名：马尚宇学号：S2009180一、名词解释或英文缩写1.完全蛋白质与不完全蛋白质完全蛋白质：completeprotein含有全部必需氨基酸的蛋白质即为完全蛋白质。不完全蛋白质：incompleteprotein不含有某种或某些必需氨基酸的蛋白质称为不完全蛋白质。2.加工品质和营养品质加工品质：processingquality包括磨面品质（一次加工品质）和食品加工品质（二次加工品质）。磨面品质指籽粒在磨成面粉的过程中，对面粉工艺所提出的要求的适应性和满足程度。食品加工品质指将面粉加工成面食品时，给类面食品在加工工艺和成品质量上对小麦品种的籽粒和面粉质量提出的不同要求，以及对这些要求的适应性和满足程度。营养品质：nutritionalquality指其所含的营养物质对人（畜）营养需要的适应性和满足程度，包括营养成分的多少，各营养成分是否全面和平衡。3.氨基酸的改良潜力(氨基酸最高含量－平均含量)/平均含量×1004.简单淀粉粒和复合淀粉简单淀粉粒：小麦、玉米、黑麦、高粱和谷子，每个淀粉体中只有一粒淀粉称为简单淀粉粒。复合淀粉：水稻和燕麦中每个淀粉质体中含有许多淀粉粒，称为复合淀粉粒。5.淀粉的糊化作用和凝沉作用糊化作用：淀粉粒不溶于冷水，若在冷水中，淀粉粒因其比重大而沉淀。但若把淀粉的悬浮液加热，到达一定温度时（一般在55℃以上），淀粉粒突然膨胀，因膨胀后的体积达到原来体积的数百倍之大，所以悬浮液就变成粘稠的胶体溶液。这一现象，称为“淀粉的糊化”，也有人称之为α化。淀粉粒突然膨胀的温度称为“糊化温度”，又称糊化开始温度。凝沉作用：淀粉的稀溶液，在低温下静置一定时间后，溶液变混浊，溶解度降低，而沉淀析出。如果淀粉溶液浓度比较大，则沉淀物可以形成硬块而不再溶解，这种现象称为淀粉的凝沉作用，也叫淀粉的老化作用。6.可见油脂和不可见油脂可见油脂：经过榨油或提取，使油分从贮藏器官分离出来，供食用或食品加工等利用的油脂，如花生油，菜籽油等。不可见油脂：不经榨取随食物一起食用的油脂，如米、面粉、肉、蛋、乳制品等含有的油脂。7.必需脂肪酸和非必需脂肪酸必需脂肪酸：为人体健康和生命所必需,但机体自己不能合成,必须依赖食物供应，它们都是不饱和脂肪酸。非必需脂肪酸：是机体可以自行合成，不必依靠食物供应的脂肪酸,它包括饱和脂肪酸和一些单不饱和脂肪酸。8.沉淀值和降落数值沉淀值：sedimentationvalue小麦在规定的粉碎和筛分条件下制成十二烷基硫酸钠（SDS）悬浮液，经固定时间的振摇和静置后，悬浮液中的面粉面筋与表面活性剂SDS结合，在酸的作用下发生膨胀，形成絮状沉积物，然后测定该沉积物的体积，即为沉淀值。降落数值：fallingnumber14 指一定量的小麦粉或其他谷物粉和水的混合物置于特定黏度管内并浸入沸水浴中，然后以一种特定的方式搅拌混合物，并使搅拌器在糊化物中从一定高度下降一段特定距离，自黏度管浸入水浴开始至搅拌器自由降落一段特定距离的全过程所需要的时间（s）即为降落数值。降落数值越高表明的活性越低，降落数值越低表明α-淀粉酶活性越高。1.氨基酸化学比分和标准模式氨基酸的化学比分：食物蛋白质(Ax)中各必需氨基酸的含量与等量标准蛋白质（Ae）中相同氨基酸含量的百分比，即为化学比分。标准模式：FAO/WHO根据人体生理需要在100g优质蛋白中氨基酸应该达到的含量（g）。2.面筋和面筋指数面筋：wheatgluten面粉加水揉搓成的面团，在水中反复揉洗后剩下的具有弹性和延伸性的物质，主要成份是谷蛋白和醇溶性蛋白，是小麦所特有的物质。面筋指数：优质面筋占总面筋的百分比。代表了面筋的质量，与面团溶张势，与拉伸仪的拉伸面积和面包体积都显著正相关，面筋指数低于40%和高于95%都不适合制作面包。一、简答题1.简述品质测试中精密度、正确度和准确度的关系。精密度是指在相同条件下n次重复测定结果彼此相符合的程度。精密度的大小用偏差表示，偏差越小说明精密度越高。准确度是指测得值与真值之间的符合程度。准确度的高低常以误差的大小来衡量。即误差越小，准确度越高；误差越大，准确度越低。应当指出的是，测定的精密度高，测定结果也越接近真实值。但不能绝对认为精密度高，准确度也高，因为系统误差的存在并不影响测定的精密度，相反，如果没有较好的精密度，就很少可能获得较高的准确度。可以说精密度是保证准确度的先决条件。当已知或可以推测所测量特性的真值时，测量方法的正确度即为人们所关注。尽管对某些测量方法，真值可能不会确切知道，但有可能知道所测量特性的一个接受参考值。例如，可以使用适宜的标准物料或者通过参考另一种测量方法或准备一个已知的样本来确定该接受参考值。通过把接受参考值与测量方法给出的结果水平进行比较就可以对测量方法的正确度进行评定。正确度通常用偏倚来表示。2.简述作物品质的控制因素、制约因素和影响因素。作物品质的控制因素主要是生物遗传（遗传因素）、品种特性（非遗传因素）等。作物品质的制约因素主要是栽培（土壤结构和耕作栽培方法）、气候（降雨和数量、光照度和温度）等。作物品质的影响因素主要是病虫害（锈病、腥黑穗病、根腐病和赤霉病）、收获（收获延后、收获期雨淋、热损伤）、贮藏（霉变、虫蛀）等。3.麦谷蛋白和醇溶蛋白质电泳各用什么方法，简述主要步骤。麦谷蛋白电泳使用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳，即SDS-PAGE技术。该方法的基本原理是蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS溶液中与SDS分子按比例结合，形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物。这种复合物由于结合大量的SDS，是蛋白质丧失了原有的电荷而形成仅保持原有分子大小为特征的负离子集团。由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的，电泳时，蛋白质分子的迁移速度只取决与分子大小。主要步骤如下：样品提取制胶电泳（恒流）检测（染色、脱色和保存）（1）样品提取①从待测的小麦样品中取一粒种子，用样品钳夹碎，倒入已编号的1.5ml离心管中，在管上标明重量，待测。②按1:10的比例加入50%异丙醇提取液(mg:μl），在60-65℃水中水浴20-30min。③第一次水浴后。取出离心管，放置在室温条件下提取2h，期间振荡几次。④将离心管1000rpm离心10min，弃去上清液，再按1:10比例加入50%异丙醇提取液进行第二次水浴。14 ⑤第二次水浴后，室温下提取2h，1000rpm离心10min，弃去上清液。⑥按1:7的比例加入HMW-GS样品提取液，搅拌均匀，至于60-65℃水浴2h，中间振荡1-2次。⑦提取液10000rpm离心10min取上清液，4℃冰箱保存备用。（2）制胶①擦板：先用自来水将板的正反面洗净擦干，然后用酒精和Repel试剂将玻璃板内面擦拭干净。②封槽：将玻璃板底部先用凡士林封住，擦干净后再用橡皮膏粘紧。③灌胶第一步：按分离胶贮液所需比例配分离胶，然后灌胶，将板倾斜一定角度防气泡出现，灌完分离胶立即在胶的表面加正丁醇压平。第二步：待分离胶与正丁醇之间形成明显界限后，用滤纸吸出正丁醇，把配好的浓缩胶倒入分离胶上面，灌胶后立即插入样品梳。（3）加样①10000rpm，10min离心备用样品液②待浓缩胶交联后小心取出样品梳，用弯管注射器迅速冲洗样品孔2-3次，所用冲洗液为稀释1倍的电极缓冲液。③样品孔内加电极缓冲液，用50μl微量注射器点样，每样品孔内加8μl样品提取液，两端加标准样品。（4）电泳将玻璃板装入电泳槽，对于16×20cm玻璃板，在恒流条件下电泳14h。红线插电源正极，黑线插电源负极。（5）染色电泳完毕，把浓缩胶切去，用充分吸水蓬松的毛笔在胶的一角小心挑起，靠重力作用小心取下胶板，放入塑料盘内，加入400ml10%三氯乙酸染色液和10ml考马斯亮蓝。（6）脱色、照相将染过色的胶放在自来水中脱色即可，脱色时间越长，蛋白带越清晰。醇溶蛋白电泳使用酸性-聚丙烯酰胺凝胶电泳，即A-PAGE电泳。其原理如下：A-PAGE电泳使用相同孔径的凝胶、相同缓冲系统的样品缓冲液，为连续电泳，只用分离胶，不用浓缩胶，使用恒压电泳。主要步骤如下：样品提取制胶加样电泳染色脱色保存A-PAGE电泳时，样品称重夹碎放入0.5ml的离心管中按1:5的比例加入提取液，振荡提取。电泳时，采用恒压500v，恒温15-18℃电泳。电泳时间一般为45-55min，时间的确定为甲基绿迁移至底板所需时间的4倍。，染色需要过夜，脱色时使用蒸馏水脱色。连接电源时，接线与SDS-PAGE电泳接线相反，电泳槽黑线（负极）连接电泳仪正极，红线连接电泳仪正极。1.简述A、B、C型淀粉粒的形成过程。A型和B型淀粉粒在发育时，子粒中先形成A型淀粉粒，而后再形成B型淀粉粒，不论A或B型淀粉粒，在其发育的过程中，都是首先形成小淀粉粒核，随后淀粉分子在核表面的沉积形成成熟淀粉粒。在花后4d或之前，最初的球形淀粉粒开始在淀粉体中形成，并成为A-型淀粉粒的核，核再通过葡聚糖聚合体的逐步积累而生长，最终形成A-型淀粉粒。B-型淀粉粒首先在A-型淀粉粒和淀粉体膜之间出现，然后膜向细胞质突出并收缩释放出B-型淀粉粒。C-型淀粉粒在花后21d开始合成。2.简述质构仪在食品物理特性方面的应用。（1）在面粉品质评价中的应用14 质构仪拉伸试验参数中的拉伸距离与面团的流变学特性指标有很好的相关性，拉断力与拉断应力能较好地反映面粉吸水率的大小，拉伸距离对反映面粉筋力强弱有很好的预测性，质构仪拉伸试验参数中的拉断力与拉断应力与面粉粘度特性指标有密切关系。质构仪测定的拉伸面积、拉伸阻力、延伸度和拉伸比例可用于评价面团的强度、弹性和延伸性，可以较全面地评价和确定面粉的品质和适用范围。（1）在面条、面包和馒头等面类食品品质评价中的应用与面条感官评价指标呈显著相关的质构仪TPA指标为硬度、弹性、胶着性和恢复性，TPA硬度和胶着性能较好反映面条感官适口性。TPA硬度和胶着性能部分反映面条表观状态和韧性，TPA弹性和恢复性能部分反映面条粘性和光滑性。除粘着性外，不同品种间煮熟面条的质构仪指标差异显著，表明TPA硬度、弹性、粘聚性、胶着性和咀嚼性均可反映品种间面条的质地结构差异，可作为评价面条结构特性的客观量化指标。所以，质构仪TPA指标硬度能较好地反映面条的软硬度和总评分。馒头面包等面类食品同样如此。（2）在大米品质评价中的应用由于大米弹性、黏着性、硬度、黏度与大米的蒸煮指标之间存在显著的相关性，因此可以用质构仪测定的弹性、黏着性、硬度、黏度来代替蒸煮指标中的碘盐值、膨胀率、米汤干物质、吸水率来评价大米的食用品质。（3）在肉制品品质评价中的应用肉的弹性可使用质构仪的一次压缩法测最大力、或一次压缩法测外力作功值的方法进行测定，两种方法的弹性测量值与感官对照值都有很好的相关性。（4）在酸奶品质评价中的应用通过质构仪的A/BE反挤压装置测定的一系列力的变化可以反应出酸奶的不同特性。正的力值和面积越大，说明酸奶越稠厚、内聚力越大，对活塞下压时的抵抗力越大，也说明酸奶爽滑性、细腻度越差；负的力值说明酸奶对活塞的附着性，即力的绝对值越大，奶粘性越大，活塞上提时粘在其上的越多，一般较稠的酸奶粘性较大。（5）在果蔬品质评价中的应用在水果中的应用主要包括测试其成熟度、坚实度、果皮或果壳的硬度、果实的脆性及果皮或果肉的弹性等;在蔬菜中的应用主要指测试其成熟度、硬度、酥脆度、弹性、断裂强度、韧性、柔软性以及纤维度等。（6）在其他食品品质评价中的应用除上述食品外，还可用于蜂蜜、果酱、米线、饺子等多种食品品质的评价，其测定的结果具有较高的灵敏度和客观性。1.用中文标注粉质图谱和RVA图谱上的主要品质指标。(见试卷)一、综合题结合个人研究方向，设计一个作物品质的研究方案。硕士研究生的开题题目是《不同畦长和畦宽对冬小麦耗水特性和产量的影响》，试验以济麦22为供试材料，在山东省兖州市小孟镇史家王子村进行大田试验。试验设3个畦宽，分别为1.0m、1.5m和2.0m；每个畦宽设4个畦长，分别为10m、20m、40m和60m。随机区组设计，3次重复。不同畦宽间隔离带宽2m，不同畦长间隔离带宽1m。各处理均在拔节期和开花期灌水，除畦首外，浇前和浇后沿灌水水流方向每隔10m取一个点，测定该点处0-200cm土层土壤相对含水量。灌水时，当水流前锋达到畦长长度的90%位置时，停止灌水，记录灌水量和灌水时间。根据试验处理，拟对取点处的成熟籽粒样品进行品质测定。品质测定指标包括以下内容：（1）籽粒容重。（2）面筋含量和面筋指数14 （3）吹泡仪参数测定（4）粉质参数（5）糊化参数（6）蛋白质含量根据测定的品质指标结果以及产量和水分利用效率的综合指标选择最适宜的畦田畦长和畦宽组合，为小麦的节水高产栽培提供理论依据和技术支持。14'