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时间：2022-12-17 23:42:17
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篇1
一、我国财务管理的理论结构
我国的财务管理理论研究起步较晚，大约是从20世纪60年代才开始的。财务管理理论是根据财务管理假设所进行的科学推理或对财务管理实践的科学总结而建立的概念体系,其目的是用以解释、评价、指导、完善和开拓财务管理实践。
财务管理的理论结构，又可称为理论构成、理论框架、理论体系，是已经研究成熟的理论观点的合乎逻辑的构思，是财务管理理论的系统性概括。财务管理的理论结构是指财务管理理论各组成部分(或要素)以及这些部分之间的逻辑关系。根据王化成教授（2000）的观点，我国财务管理的理论结构可以这样设置：以财务管理环境为起点,财务管理假设为前提,财务管理目标为导向，是由财务管理的基本理论、财务管理的应用理论构成的理论结构。以下简要分析几个要素：
1、财务管理理论的逻辑起点
关于财务管理理论研究的起点，主要观点有：财务本质起点论、假设起点论、本金起点论、目标起点论、环境起点论等，尚无共识。笔者认为王化成教授提出的环境起点论是合理的，因为从财务管理的发展过程可以看出,理财环境对财务管理目标、财务管理方法、财务管理内容等其他要素具有决定作用,有什么样的理财环境,就会产生什么样的理财模式，财务管理总是依赖于其生存发展的环境。
2、财务管理的目标分析
多年来学者们提出的财务管理的目标有利润最大化目标、股东财富最大化目标、企业价值最大化目标和相关者利益最大化目标。还有人认为财务管理目标应当是多元的和具体的。近年来在我国以企业价值最大化作为理财目标获得了越来越多的认可和支持。汪平教授（2002）认为：企业价值最大化是截止到目前财务理论中最为合理(正确)的理财目标函数。通过这一目标函数,可以将理财行为与企业的持续发展紧密地联系在一起。企业价值是一个前瞻性质的概念,它反映的不是企业现有资产的历史价值或帐面价值,不是企业现有的财务结构,而是企业未来获取现金流量的能力及其风险的大小。
3、财务管理的假设
财务管理假设是财务管理实践主体在一定的社会经济条件下，对未确切认识或无法正面论述的财务现象，根据客观的正常情况或趋势做出的合理推断，是进行财务管理活动的前提。现有财务管理假设主要有：财务主体假设、持续经营假设、理性理财假设、资金市场假设等。
共同的认识是财务管理的假设并非一个而是一组，但对其组成持有不同看法。
二、西方财务管理理论的主要内容
理财学界普遍认为，1958年美国米勒教授和莫格迪莱尼教授关于资本结构无关论的研究论文的发表，标志着现财学的诞生。从那以后，现代西方财务管理理论大体包括这样一些内容：
1、有效市场理论
说明的是金融市场上信息的有效性，即证券价格能否有效地反映全部的相关信息。有效市场理论给财务管理活动带来了很多启示，如既然价格的过去变动对价格将来的变动趋势没有影响，就不应该根据股票价格的历史变化决定投资或融资；既然市场价格是准确和可靠的，对企业状况的人为粉饰也就不会长久地抬高企业的价值等。
2、证券投资组合理论
这一理论给出了关于证券投资组合收益和风险的衡量办法，即：在一定的条件下，证券投资组合的收益可由构成该组合的各项资产的期望收益的加权平均数衡量，而风险则可由各项资产期望收益的加权平均方差和协方差衡量。
3、资本资产定价模型
该理论用于对股票、债券等有价证券价值的评估。按照资本资产定价模型，在一定的假设条件下，某项风险资产，比如某股票的必要报酬率，等于无风险报酬率加上风险报酬率。
4、套利定价理论
该理论提出了一种比资产定价模型理论更为通用的定价学说和方法，是资本资产定价模型的扩展。这种理论认为，风险资产的报酬不只是同单一的共同因素之间具有线性关系，而是同多个共同因素具有线性关系，从而将资产的定价从单一因素模型发展成为多因素模型，这样就更好地适合了现实中的复杂情况。
5、资本结构理论
最初的理论认为，对于企业价值来讲，资本结构是无关的。在放宽了一些假设条件，进一步考虑个人所得税之后，得出的结论是：负债企业的价值等于无负债企业的价值加上负债所带来的节税利益，而节税利益的多少依所得税的高低而定，于是企业的资本结构仍与其价值无关。这些理论引起了很多讨论，产生了一些新的认识，诸如“权衡理论”、“信息不对称理论”等等。
6、期权定价理论
期权定价研究的是期权签出方补偿价格的确定问题。很多现资和融资活动都带有期权的性质，因此期权定价在投资、融资管理中有着重要的作用。
7、股利理论
股利理论是关于企业采取怎样的股利发放政策的理论，分为股利无关论和股利相关论两类论点。
上述理论支撑着西方财务管理的体系，但也在不断变化。20世纪80年代以来，一些理论认识有了新的进展。一类是针对以上理论的假设条件，其中一种被称为行为财务的新理论，将认知心理学引入财务研究，对于以上财务理论赖以生存的基本假设之一——理性预期假设，认为在经济社会中至少有部分市场参与者在某些时间不能完全理性行事，因为人们总会存在认知偏差。当这些认知偏差广泛存在并具有系统性时，就会影响证券价格。另一类是针对资本资产定价模型的。大量的实证研究证明，资本资产定价模型不完全，β系数不能完全解释资本资产的定价，最典型的是股票的账面价值与市场价值比可以很好地说明股票报酬率的变化，其解释力远高于β系数。
三、中、西方财务管理理论的比较
中、西方财务管理理论的差异，主要表现在以下两方面：
1、关于研究对象和内容
西方财务管理理论研究的对象是财务活动本身，着重研究资金筹集、投资行为（主要在市场上）和股利分配，研究工作偏重于财务管理实务。研究的内容是这些财务活动如何开展，具有哪些规律，如何去做会更好。而我国财务管理理论的研究对象主要是财务活动中的财务关系和财务概念，研究工作偏重于财务管理的上层建筑。研究的内容主要为：财务关系应当是怎样的；财务管理应当建立哪些概念，这些概念应当如何表述，相互关系如何等等。
2、关于研究方法
西方财务理论研究较多地采用实证的方法，上文提及的各种理论大都是以实证研究结果为依据建立起来的。我国财务理论研究以前则较多采用规范研究的方法，直到近几年才开始广泛应用实证研究方法。
尽管近年来我国财务管理理论研究已经取得了一定的成果，但是也仍然存在一些不足，主要表现在：对支撑财务管理理论的内外环境差异重视不足，缺乏对中国特有的财务管理环境的系统研究；研究内容仍主要局限于传统领域，缺少对人力资本、知识资本等新问题的分析与探讨；对集团化公司中存在的控制权问题和内部资本市场问题重视不够；基于投资者及管理层心理特征的行为财务研究还未展开等等。
因此，认清我国社会发展的趋势，立足于我国经济发展的现状，有选择地吸收西方财务理论的精髓，在研究理念、研究体系、研究内容上积极创新，是我国财务理论研究面临的道路。
【参考文献】
[1]王化成、佟岩、卢闯、刘亭立、黎来芳：2006：《关于开展我国财务管理理论研究的若干建议》，《会计研究》第8期。
[2]王化成：2000，《论财务管理的理论结构》，《财会月刊》第4期。
[3]王庆成：2004，《关于财务管理理论结构的思考》，《财会通讯》第8期。
篇2
所谓戏剧式结构，就是运用电影“重要的特殊条件”即电影特有的表现手段来组织和安排戏剧冲突的剧作结构样式。那么，它到底有哪些基本特征呢？
（1）情节因素的完整性。戏剧式结构的剧作，一般都以戏剧冲突推动情节的发展，造成一种环环相扣、步步进逼的态势，迫使冲突尖锐化。它不但要求整部剧作有一条包括开端、发展、、结局的结构要素在内的情节线，而且要求每一段（场）戏中也尽量做到有其开端、发展、、结局，造成一个个“小型的霹雳”（席勒语），以促使全剧大的到来。如影片《祝福》主要由出逃、被卖、重返鲁家、捐门槛到砍门槛等情节段落构成。就整体而言，出逃为其开端；被卖、重返鲁家，直到捐门槛为其发展；砍门槛为其，最后的死亡为其结局。戏剧式结构的情节就是如此既紧张激烈又曲折有致地向推进。因此，其情节必然如戏剧那样具有其完整性。
（2）段落布局的严整性。戏剧式结构既然讲究对情节进行紧张而曲折的安排和处理，它就要求按照因果关系，把段落与段落之间，层层递进地、合乎逻辑地连结起来，使之构成一个相互依存的严谨的整体，“任何部分一经挪动或删削，就会使整体松劲脱节”（亚里士多德语）如美国影片《魂断蓝桥》；要不是玛拉与罗依之间存在着“等级差距”，他们就用不着来回折腾求得批准，以致耽搁了教堂规定举行婚礼仪式的时间；要不是芭蕾舞团那位老太太不近情理，玛拉就不会失业；要不是玛拉失业和罗依的死讯，玛拉也就不会于绝望中沦落为；也就不会加深她与罗依之间的“等级差距”，也就不会导致她向罗依母亲吐露真情的。前一个段落是后一个段落的“果”，一环扣一环，使得段落布局异常严谨周密。
（3）叙述进程的顺时性。戏剧式结构的剧作，为了造成情节步步进逼，达到吸引观众的效果，必然要求严格按照时空顺序，组织和安排故事情节。即使在十分需要的情况下运用倒叙、插叙，甚至闪回的手法，也只能是对主要情节作必要的补充，绝不允许从根本上错乱情节发展的时空顺序。
在电影发展史上，戏剧式结构的作品占有非常重要的地位，直到今天的电影生产中，仍然占很重的比例，仍然受到广大观众的欢迎。它的优点和长处是不容忽视和低估的，这着重体现在：情节冲突是紧张而激越，人物性格鲜明而集中，情节表达单纯而强烈，符合通俗化大众化艺术的特点，适合广大观众的审美心理、审美趣味和审美习惯的要求。其短处在于：矛盾冲突线索单纯集中，结构严谨封闭，主题比较单薄，内涵不够丰满，难于反映复杂而丰富的社会生活，容易露出人工斧凿的痕迹。随着现代电影观念的变化，戏剧式结构也在不断发展，诸如戏剧冲突日趋生活化，封闭的叙事方式逐渐被突破，运用技巧注意隐而不露等等。
（二）散文式结构
顾名思义，它的特征与散文结构的特征密切相关。散文最突出的特征是“形散神聚”，具体表现有二：第一，散文选材广泛，表现自由。大至宇宙万象，小至一草一木，乃至人生的一段经历，一星冥想，都可以化为散文的笔墨。作者犹如骑着思想的野马，“思接千载，视通万里”，不拘格套，挥洒成章。第二，散文既不象小说那样通过故事情节塑造人物，也不象戏剧那样讲究矛盾冲突，它写事写人只需撷取看似零散的几个侧面，于小中见大，平中见奇，散中见整，使之“形散而神聚”，正是散文的这种特征，影响并规定了散文式结构的特征。
（1）情节的散淡性。散文式结构不象戏剧式结构那样把生活中的矛盾集中强化，也不把所有的人物围绕在一个中心事件的周围。前苏联著名导演罗姆说：散文式电影“不局限于一个主要的抵触，主要的冲突”，“而是把同等重要意义的许多现实与问题综合成一个总体去表现生活的复杂性，戏剧性不是浓缩在一起，而是被引入河道，分散成许多小溪和沟渠。影片《城南旧事》中三个故事是并列的，影片《市长》中十个故事也是并列的，它们都被“分散”成了条条“小溪和沟渠”，因而不可能形成“一个主要的抵触”和“主导的冲突”。当然，这类影片并非没有情节，它也需要一定的情节，不过，它所依赖的主要不是情节，而是情绪。它赖以塑造形象、体现主题、吸引观众的手段，不是情节的生动，而是情绪的积累，它不需要戏剧式那套结构样式，需要的是有助于情绪积累的结构样式，即场面的叠加。这样一来，线形的情节结构自然让位给了块状的场面结构。“冲突是悄悄地深藏不露地进行”（萨赫诺夫斯基语），戏剧式结构那种和结构局面也就成为多余的了。因此，这类影片的结构，总是着眼于细节刻划，以平稳均衡的画面，从从容容地去展示散点的日常生活事件。当然，这类影片也有，不过，它不是情节发展的，而是情绪积累所造成的，如《城南旧事》结尾处，在《送别》歌（影片中第七次出现）的变奏中，由小英子的大近景化成香山火红的枫叶，一组快速运动的红叶特写叠化镜头，就构成了影片的情绪，直到大片的红叶遮住了小英子远去的马车。影片到此虽然结束了。但是观众的心仍被那离情别绪激动得不能自己。这就是美的意境所产生的特殊的艺术魅力。
（2）段落布局的松散性。如前所述，戏剧式结构非常讲究段落之间严密的因果关系，其中的一部分行动必然是另一部分行动的因或果，要求形成尖锐而激越、集中而凝练的戏剧冲突。散文式结构则没有这种要求，它写人写事只需要抓住最能传神达意的几个侧面加以勾勒，在结构上不讲究段落之间的必然联系，只要求安排合理，过渡自然，能让剧情连续下去即可。有的影片仅以剧中人主观视点来穿针引线，如《城南旧事》；有的影片则似生活的原汤原汁，呈现出一种散点式的结构，如《似水流年》；有的影片甚至完全看不出有什么首尾贯穿的事件，如《市长》。这是散文式结构“贵散”的一面。但是它又有“忌散”的一面，如《市长》十个故事间虽无外部的联系物，却有着作者以其对陈老总深沉而炽热的爱作为内聚力，把这十个并不连贯的故事联成为一个艺术整体，从而产生叩人心弦的艺术效果。《似水流年》、《城南旧事》则是在“淡淡的哀愁，沉沉的乡思”意境追求中所体现出的民族感情把各种生活事件串连起来，使这两部影片都获得了不同凡响的艺术效果。
（3）叙述的顺时性。这一点似乎和戏剧式结构相似，不过，戏剧式结构运用顺时性叙述，完全是为了有利于戏剧冲突的连贯性，便于情节步步逼进，造成对观众的吸引力；散文式结构采用顺时性叙述则是为了强调纪实性，让观众看到现实生活的自然流程，有利于加强生活的实感。影片《市长》中未用过闪回镜头。《城南旧事》尽管有好几处写秀贞回忆她的情人思康，但主要是依靠秀贞讲述。
与戏剧式结构比，散文式结构的长处在于：第一，具有表现生活真实性的最大可能性。这种结构的影片不以戏剧冲突为剧作基础，不按照戏剧冲突律来组织情节，设置悬念，制造。相反，它主张用情节淡化来取代人为的强化；主张用开放式来取代有头有尾、头尾呼应的封闭式；主张多侧面、多层次、多场景、多穿插、多声部的叙述表现法来取代程式化的情节发展过程。正因为如此，它可以充分利用电影时空转换的自由，着力于生活细节描写，按照生活的自然流程表现生活，使它具有别类结构影片不可取代的真实性和艺术说服力。第二，具有调动想象力的最大可能性。这种结构的影片取材不受限制，表现不拘格套，在貌似松散的结构中寓有强烈而真挚的情感，在质朴淡雅的神韵中蕴含着隽永的意境。观众欣赏这种情节淡、节奏慢、意境深、情感浓的影片，可以化被动为主动，最大限度地调动其想象力，使之在有限的画面中，生发出丰富的联想、想象，甚至幻想，去领略其中无限的意蕴，从而获得最大限度的美感享受。
（三）小说式结构
劳逊说：“电影完全不象戏剧；相反，它很象小说。”电影和小说有极其相同的特点：在时空转换上，它们都享有极大的自由。凡小说家的笔力所能涉及到的时空，电影镜头几乎都能拍摄到，这就使得电影和小说的关系极其亲近。尽管在人物内心世界的刻划方面，对电影来说，在默片时期几乎是个“”，但随着有声电影的诞生，尤其是在“意识银幕化”的开拓创新上，电影借助蒙太奇技巧的发展，“”终被突破，电影几乎和小说同样享有了内心刻划的功能，为小说式电影开辟了更为广阔的前景。同时，由于小说本来就兼有戏剧的情节因素和散文的叙述因素，小说式结构几乎兼有了戏剧式和散文式的某些优势，因此，有人说小说式是介于戏剧式和散文式之间的结构样式，小说式结构的特征是：
（1）从情节结构来看，它近似戏剧式，也需要有一个完整的情节。但是它对情节的要求同戏剧式又很不相同。戏剧式注重情节，主要在于通过情节塑造形象，体现主题和吸引观众。因此，它要求组织高度集中和完整的情节结构，要求在剧作中前边出现的人、事、物，后边一定要有所照应和交代，否则，就破坏了情节结构的集中性和完整性，就是多余的“闲笔”。小说式影片要求剧作家把重点放在刻划人物性格上，情节要为塑造人物性格服务，不必脱离人物性格的塑造去追求情节结构的所谓完整性。因此，小说式结构在表现生活场景方面，除了主要生活场景之外，还需要表现众多的次要的生活场景和插曲；在表现矛盾冲突方面，除了主要矛盾冲突之外，还需要表现众多的次要矛盾冲突，让人物去面对生活中可能遇到的各种矛盾和情境，以便更细致深刻地展示出人物的内心世界，塑造出如同生活一样丰富和复杂的人物形象。正因为如此，戏剧式结构所认为的“闲笔”，只要能服务于人物性格的塑造，达到丰富作品内涵的目的，在小说式结构中不但是允许的，而且是完全必要的。
（2）从场面结构来看，它近似散文式，也需要有场面的积累。但是它对场面积累的要求同散文式又很不相同。散文式的场面积累，不在于交代情节，也不在于刻划人物性格，而在于创造意境以渲染一种“典型的情绪”。
篇3
张弦梁结构已经应用于若干实际工程中。二十世纪九十年代，在日本建造了十几座类型各异的以张弦梁为主要受力结构的场馆，其中GreenDomeMaebashi的平面尺寸达167×122m(2)。1997年建成的上海浦东国际机场候机楼是我国首次将张弦梁结构应用于超大跨空间结构中，其最大跨度达82.6m(3)；目前在建的广州国际会展中心也在屋盖体系中采用张弦梁结构，其最大跨度达126.5m；拟建的深圳会展中心，其张弦梁结构跨度也将达124m。张弦梁结构在我国的研究和应用尚处于初级阶段，本文拟简单介绍张弦梁结构的结构特征、成形过程和若干理论问题的研究现状，并在此基础上对需要进一步研究的课题提出建议。
张弦梁的结构特征：
张弦梁结构的整体刚度贡献来自抗弯构件截面和与拉索构成的几何形体两个方面，是种介于刚性结构和柔性结构之间的半刚性结构，这种结构具有以下特征：
⑴承载能力高
张弦梁结构中索内施加的预应力可以控制刚性构件的弯矩大小和分布。例如，当刚性构件为梁时，在梁跨中设一撑杆，撑杆下端与梁的两端均与索连接，在均布荷载作用下，单纯梁内弯矩;在索内施加预应力后，通过支座和撑杆，索力将在梁内引起负弯矩。
⑵使用荷载作用下的结构变形小
张弦梁结构中的刚性构件与索形成整体刚度后，这一空间受力结构的刚度就远远大于单纯刚性构件的刚度，在同样的使用荷载作用下，张弦梁结构的变形比单纯刚性构件小得多。自平衡功能
当刚性构件为拱时，将在支座处产生很大的水平推力。索的引入可以平衡侧向力，从而减少对下部结构抗侧性能的要求，并使支座受力明确，易于设计与制作。
⑷结构稳定性强
张弦梁结构在保证充分发挥索的抗拉性能的同时，由于引进了具有抗压和抗弯能力的刚性构件而使体系的刚度和形状稳定性大为增强。同时，若适当调整索、撑杆和刚性构件的相对位置，可保证张弦梁结构整体稳定性。
⑸建筑造型适应性强
张弦梁结构中刚性构件的外形可以根据建筑功能和美观要求进行自由选择，而结构的受力特性不会受到影响。例如浦东国际机场屋盖上弦是焊接钢管组成的截面，结构外形如振翅欲飞的鲲鹏；广州国际会展中心屋盖上弦是空间桁架，结构外形如游曳的鱼。张弦梁结构的建筑造型和结构布置能够完美结合，使之适用于各种功能的大跨空间结构。
⑹制作、运输、施工方便
与网壳、网架等空间结构相比，张弦梁结构的构件和节点的种类、数量大大减少，这将极大地方便该类结构的制作、运输和施工。此外，通过控制钢索的张拉力还可以消除部分施工误差，提高施工质量。
张弦梁结构的成形过程
张弦梁结构的成形过程包括张弦梁刚性构件的装配、索内预拉力的施加和整体结构的安装就位等。只有在对索施加一定的预拉力之后，张弦梁才能成为具有整体刚度的承重结构，因此索内预拉力的施加是其成形的关键环节。
（一）张弦梁结构中索内预拉力的施加方法
对钢索施加预拉力的方法多种多样，在张弦梁结构中常用的有三种
⑴花篮螺丝调节法是通过调节索在两个固定点间的长度来施加预拉力，一般用于施加较小预拉力的张弦梁结构。浦东国际机场候机楼张弦梁结构小比例模型试验中即采用此法施加预拉力。
⑵张拉钢索法是通过锚具和千斤顶直接张拉钢索以施加预拉力，一般有两端张拉和一端张拉两种方法。两端张拉可以使预拉力沿索长的分布相对均匀，适用于跨度较大的结构。浦东国际机场候机楼和广州国际会展中心的张弦梁屋盖都是采用两端张拉来施加预拉力。
⑶支承卸除法是利用结构自重或附加在结构上的配重来施加预拉力。在结构安装后卸除支承，由于刚性结构的变形，将部分结构自重和配重传递给撑杆，通过撑杆对索施加拉力。单独采用支承卸除法来施加预拉力时必须预先对刚性构件起拱。
（二）索预拉力的施加方案
一般采用张拉钢索法对大跨度张弦梁结构施加预拉力。钢索可以在张弦梁结构各构件装配在结构支座处后一次张拉;也可以在临时支架上进行张拉，张拉完毕后再提升并滑移至结构支座处。对在临时支架上张拉的张弦梁结构，可能还有必要在其安装到结构支座处后再次张拉，即分批张拉。进行分批张拉的原因有二：其一，考虑到张弦梁整体刚度形成后的强几何非线性和屋面荷载尚未施加等因素，若在临时支架上将全部预拉力一次施加上去，可能导致结构变形太大，无法获得理想的几何位形；其二，对安装在支座上的张弦梁结构再次张拉可以调整几何位形方面的施工误差，提高施工质量。
张弦梁结构的若干研究重点：
虽然大跨张弦梁结构已经应用于诸多实际工程中，但是关于其理论和试验的系统研究尚鲜有涉足，并很少出现在可查的文献中。已有的研究包括：利用商用或自行编制的考虑几何非线性的分析程序，考察撑杆数目、矢跨比、梁弦刚度比、弦的预拉力和边界约束条件等参数对成形后的张弦梁结构性能的影响；对浦东国际机场候机楼张弦梁屋盖进行缩尺和足尺模型试验，比较全面地分析了张弦梁结构在张拉阶段和使用阶段的受力性能；通过地震振动台模型试验，初步分析了张弦梁结构屋盖系统在地震动下的反应特征。
（一）施工控制问题
张弦梁结构作为一种半刚性结构，其整体刚度由刚性构件截面尺寸和结构空间几何形体两方面共同组成，且具有整体刚度和几何形态与施工过程密切相关、结构成形前刚度较弱等特点，因而宜将张弦梁结构的施工阶段作为一个独立的过程进行详细分析。
⑴预拉力确定
索内引进预拉力的目的是形成必要的整体刚度并获得理想的几何位形。
首先，结构整体刚度必须保证：①张弦梁形成一个相对独立的结构，可以仅依靠结构支座支承其重量，此时索内拉力与结构自重互相平衡，To=Te；②索在任何外荷载作用下都不能松弛
其次，为了获得理想的几何形体，必须控制To的最大值。以浦东国际机场候机楼R2张弦梁屋架为例，张拉过程中，当张弦梁脱离临时支架后，每施加10KN的预拉力，张弦梁跨中顶部上拱50mm，且上拱速度逐步加快。张弦梁结构的上拱会带动支座的相对水平位移，即过多的上拱会影响结构的几何位形。张弦梁结构的上拱速率与刚性构件相对刚度和刚性构件的外形有关，刚性构件的相对刚度越大，曲率半径越大，上拱速度越小。
最后，最佳预拉力的确定在满足结构整体刚度和几何位形的前提下还要考虑其在使用过程中的性能，尽量减少刚性构件在使用荷载作用下的应力和结构的变形。
⑵放样几何的确定
张弦梁结构在成形过程中经历以下几种状态：①放样状态，此时所有构件内力均为0，亦称零状态，这个状态对应的几何参数就是工厂加工制作构件的依据；②位于放样状态和设计状态之间的过渡状态，对于在临时支架上张拉的张弦梁结构，该状态的受力为结构自重和索内预拉，张弦梁结构设计状态的几何条件一般是给定的。
⑶施工方案的选择
施工方案的选择除了考虑可以采用的设备之外，还要考虑结构自身的特点以及在不同施工状态下可能出现的问题。施工方案选择主要是确定索内预拉力施加方法（花篮螺丝调节法、张拉钢索法或支承卸除法）、张拉位置（临时支架处或结构支座处）、张拉方案（一次张拉或分批张拉）以及安装方法（一次吊装、提升并滑移到结构支座）。
对张弦梁结构施工状态的分析并选择施工方案是个复杂的分析决策过程，其复杂性体现在结构形体、边界约束和荷载都随施工过程变化。
（二）结构稳定问题
张弦梁的稳定问题有两类，一是结构中各结构构件，如上弦杆和撑杆的稳定问题；另一类是张弦梁作为一个整体结构的稳定问题。同其他钢结构杆件一样，张弦梁结构的上弦杆和撑杆受压时亦存在失稳问题。文献(30)对广州国际会展中心张弦梁结构的上弦杆的稳定问题进行了数值分析，结果表明在使用荷载作用下，上弦杆不会出现失稳破坏。
篇4
一、引言
随着我国钢材产量的逐年增加和高强度、高性能建筑结构用钢的大量生产，我国已进入了大力发展钢结构建筑的新时期。目前，普通钢结构建筑的受力性能分析和设计方法已比较成熟，轻型钢结构和普通钢-混凝土组合结构也处于进一步开发和完善阶段，而轻钢-混凝土组合结构的研究还比较少。轻钢-混凝土组合结构是一种由冷弯薄壁型钢和薄壁钢管与混凝土组合而成的新型结构体系。轻钢─混凝土组合结构具有轻钢结构的优点，同时由于混凝土的存在而提高了结构的刚度和稳定性，并增强了结构的防火性能。
二、轻钢-混凝土组合结构体系
（一）竖向承重结构
结构竖向承重主要以薄壁钢管混凝土柱为主。由于冷成型薄壁钢管的管壁较薄，管内部混凝土可防止钢管发生局部屈曲，还可根据其稳定性要求在管内纵向设肋，从而提高钢管的局部稳定承载力。同时钢管对混凝土有较强的约束作用，提高了混凝土的轴向抗压强度，因此，薄壁钢管混凝土柱的承载力高于钢管和混凝土的承载力之和。由于在钢管内浇筑了热容量较大的混凝土，发生火灾时能够吸收热量，从而延长了钢管的耐火极限。圆钢管轴向受力性能较好，其受弯性能及与其它构件的连接不如方钢管，但方钢管对混凝土的约束能力较差。因此可考虑采用六边形及八边形钢管，以便为梁﹑柱连接提供方便和保证。
（二）楼面结构
轻钢-混凝土组合建筑可选用多种楼面结构形式。它要求楼板必须有足够的刚度﹑强度和整体稳定性，同时应使楼板自重轻﹑厚度小，并提高施工速度。楼面结构可选用如下形式：
（1）压型钢板和混凝土组合楼板；
（2）密肋轻钢─混凝土组合楼板；
（3）现浇预应力钢筋混凝土楼板；
（4）混凝土预制叠合楼板。
其中优先选用1﹑2类型。其主要优点是：
（1）省去楼面模板支撑，节省投资，施工速度快；
（2）压型钢板与轻钢密肋中可布置设备管线，减少吊顶高度；
（3）平面刚度大，房屋有较强的整体性，抗震性能好。主﹑次梁可采用矩形钢管﹑双槽钢﹑冷弯U型卷边槽钢或H型﹑I字型焊接或热轧型钢。I字型钢可以是实腹的也可是空腹的，也可选用卷边槽钢－混凝土组合梁。梁板组合结构通过栓钉及剪力连接件形成整体，共同来承担楼面荷载。目前压型钢板与混凝土组合楼面结构在国内发展已比较成熟。
（三）支撑结构
（1）对于单层工业厂房轻钢─混凝土组合结构，由于采用薄壁钢管混凝土柱承受竖向荷载及吊车荷载，屋架及支撑均可采用轻型钢构件，因而其支撑布置方式与普通钢结构厂房类似。即采用柱间支撑及屋盖水平﹑垂直支撑来保证厂房及屋盖的整体稳定性。
（2）对于多﹑高层轻钢─混凝土组合结构体系，由于其侧向刚度较弱，为抵抗水平地震作用，减小层间侧移，宜在相应位置采用垂直支撑。为满足门窗开洞及其它方面需要，支撑的形式可以灵活多样，如X型﹑M型﹑W型﹑V型﹑单斜杆型﹑人字型支撑等。对位于地震区的通常的钢－混凝土组合梁楼盖宜采用偏心支撑，以便结构在地震作用下具有良好的延性及耗能性能。此外，若采用刚性梁柱节点，对于多层结构可以不设置支撑构件。
（四）维护结构
轻钢-混凝土组合结构与其它钢结构一样，应采用轻质维护材料。墙梁宜优先选用冷弯薄壁槽钢﹑卷边槽钢﹑卷边Z型钢。可采用轻型组合墙体，如：压型钢板加轻型保温隔层墙体﹑压型钢板夹芯板﹑玻纤增强水泥外墙板﹑钢网塑料墙板等。至于屋盖结构，一般采用有檁体系，亦可采用拱形波纹屋顶或轻型网架﹑轻型桁架加铺轻质保温层和彩色压型钢板。其特点是生产工厂化，制作机械化，施工方便﹑速度快﹑工期短。
三、轻钢-混凝土组合结构的发展现状
（一）国外研究现状
国外一些学者已进行了薄壁型钢混凝土组合梁及薄壁钢管混凝土组合柱的试验研究。组合梁中的薄壁型钢主要有冷弯U型型钢﹑百叶薄壁型钢和装配式薄壁型钢等形式。c～h类型均能与混凝土有效地结合，来共同承受外界弯矩和剪力。其中h类型为装配式截面，布置较为灵活，可适用于不同截面尺寸的轻钢组合梁，并可作为标准型材批量生产，但在浇混凝土之前必须用框架固定其形状。a、b类型为箱形薄壁型钢截面，与混凝土的粘结性能较差，一般只起到模板的作用。此外，还可根据实际需要，在薄壁型钢混凝土梁中配置一定数量的纵向钢筋，以进一步提高其抗弯刚度和极限承载力。
国外研究表明，薄壁型钢混凝土组合梁的承载力大小，取决于薄壁型钢与混凝土间的粘结力性能。粘结性能好才能使钢和混凝土两种材料共同工作，充分发挥材料的强度。而薄壁型钢的截面形状及表面有无刻痕是影响粘结力的主要因素。c～h类型，在充分咬合情况下，钢板与混凝土处于完全粘结状态，其应变相同，几乎没有滑移发生。对于不同形状的薄壁钢板，可取用不同的粘结系数，具体数值需要由试验确定。目前，轻钢-混凝土组合梁还正处于研究开发阶段。
薄壁钢管混凝土柱的研究目前主要集中在短柱上,重点研究圆形和方形截面短柱在轴压荷载作用下的力学性能，包括钢壁板的局部屈曲性能，而对于长柱构件在轴压和压弯荷载作用下的性能研究还未见相关报导
（二）国内研究现状
在国内，清华大学和哈尔滨工业大学正在进行轻钢-混凝土组合构件的研究工作。哈尔滨工业大学近期进行了薄壁型钢混凝土组合梁和短柱的试验研究。共对6根梁和22个短柱构件进行了静载试验观测，取得了较为理想的结果。下面对其组合梁、柱试验情况分别加以介绍。
1.薄壁型钢混凝土组合梁试验
薄壁型钢组合梁采用了3种截面类型。试验中所采用的6根梁跨度均为3m,截面尺寸为，梯形截面混凝土翼缘宽为550mm,翼缘高为80mm。每一种截面类型做两个试件，一个为素混凝土组合梁，另一个在下部配有钢筋。在试验中，采用三分点加载，使组合梁中部受纯弯作用。试验结果表明，其中b、c两种类型的粘结性能优于a种，而c种最好。组合梁达到受弯极限承载力时，梁顶部混凝土基本上达到或接近极限压应变，同时梁下部钢板也达到了极限拉应变。这说明该种梁截面类型薄壁型钢与混凝土的粘结性能能够满足受弯承载力要求。构件破坏时，粘结力的丧失与薄壁型钢和混凝土的屈服几乎同时发生。在钢与混凝土界面粘结破坏之前，构件处于弹性阶段。随着粘结的破坏，构件刚度逐步下降，但并不显著；当粘结全部破坏时，外包薄壁型钢与混凝土之间出现了滑移，刚度很快下降。随着滑移的增加，混凝土翼缘板开裂（未配筋试件）或梁腹部的混凝土被剪坏（配筋试件），最后导致构件破坏。由此可见，相对于配筋试件，未配筋试件具有更好的延性，说明薄壁型钢与混凝土间的粘结力对组合梁的承载力起控制作用。
2.薄壁钢管混凝土组合柱试验
在薄壁钢管混凝土短柱试验中，共选用圆柱、方形柱、和八边形柱三种截面类型，同时改变截面尺寸及钢材和混凝土强度进行构件的正交试验设计。钢管壁厚选用1mm和1.5mm，管径（圆形截面）及边长（方形、八边形截面）分别采用100mm、150mm和200mm,试件高度为400mm～1000m；混凝土标号采用C20～C30。试验结果表明，圆柱的受力性能最好，八边形柱次之，方形柱的受力性能最差。这主要是由于圆形钢管对混凝土的约束能力强于其他两种类型的缘故。圆形薄壁钢管混凝土短柱随着荷载的逐渐增大，柱中部首先突起，钢管达到屈服强度，进而出现褶皱，发生较大塑性变形，此时钢管与混凝土均达到极限强度，最后破坏现象为斜向剪切破坏。由于管壁较薄，方形钢管对混凝土的约束作用较小，强度较低。八边形钢管混凝土柱的承载力介于圆形和方形构件之间。比较之下，薄壁钢管混凝土组合柱宜优先选用圆形及八边形截面。
3.节点构造
在轻钢-混凝土组合结构体系中，最关键的部位就是节点。只有节点的构造措施和受力性能得到了解决，才有可能进行结构体系的研究。原哈尔滨建筑工程学院做过大量厚壁钢管混凝土柱节点的试验研究，并在实践中得到了应用，且编入了规范，取得了很好的成果。但是由于薄壁钢管的管壁较薄，易于变形，因此节点构造较难处理。暂时可以将薄壁钢管混凝土梁、柱节点分为刚接和铰接两种形式，对其进行尝试性的理论分析及试验研究，以确定节点的合理形式和局部构造。对薄壁钢管混凝土柱与钢梁相连接的情况，可在节点处的柱子部分局部采用厚壁钢管，上、下分别与薄壁钢管相焊接，这样钢梁与厚壁钢管的连接便可以采用规范中的传统形式进行设计。薄壁型钢混凝土组合梁与其他构件的连接则比较难以处理，可以考虑在混凝土中采用预埋型钢或钢筋来实现连接，但是该种连接形式的抗弯、抗剪等力学性能还有待于研究。根据以上设想，组合梁和八边形柱节点的刚接形式，其它截面柱可采取类似构造。其中，组合梁外的薄壁钢板与柱上外套厚壁钢管焊接，内穿双角钢，并且上部纵向钢筋穿过柱子，梁外钢板与厚壁钢管焊接，薄壁钢管混凝土柱内不配钢筋或少量配筋。组合梁截面可以采用各种截面类型。铰接节点为柱子中只有角钢穿过，组合梁支承于角钢之上，梁柱间既不焊接，也没有钢筋通过，但需设置柱间支撑以承受水平荷载。除轻钢混凝土组合梁、柱体系外，还可以采用薄壁钢管混凝土柱与I字形钢梁体系及钢筋混凝土柱与薄壁型钢组合梁体系，后两者节点连接则更为容易。
四、轻钢-混凝土组合结构发展的几个问题
（一）轻钢-混凝土组合构件的研究。
除压型钢板与混凝土组合板技术比较成熟外，其他轻钢─混凝土组合构件的研究目前仍较少。需对薄壁钢管混凝土柱的极限承载力及薄壁钢管的局部屈曲和不同类型冷弯薄壁型钢混凝土组合梁的受弯﹑受剪状况及整体﹑局部稳定性能进行理论分析和试验研究。
（二）轻钢-混凝土组合结构体系及构造措施的研究。
普通的钢─混凝土组合结构及轻钢结构都已进行了大量的科学研究，取得了丰硕的成果及丰富的实践经验，并制订了相应的规范和规程，我们可以借鉴以上两者的成果及经验进一步进行研究。其中梁柱节点的研究是关键。可进行薄壁钢管混凝土柱与冷弯薄壁型钢混凝土组合梁节点及薄壁钢管混凝土柱与热轧型钢﹑冷弯型钢梁节点的理论分析及试验研究。由于轻钢壁厚较小，一般只有几毫米，可考虑部分构件工厂焊接，部分构件采用现场螺栓连接。
（三）轻钢-混凝土住宅建筑的开发。
在大多数多﹑高层钢结构建筑中，均采用压型钢板─混凝土组合楼盖。如果同时采用薄壁钢管混凝土柱及轻钢混凝土组合梁作为主框架，则必将使结构的受力性能及防火性能得到改善，因此可考虑在钢结构及轻钢结构建筑中尽量多采用组合构件。可重点研究给排水管线及供电﹑供热管线与结构相协调问题，同时研究防火﹑保温﹑隔声及室内外装修等问题。
（四）轻钢-混凝土组合结构计算理论的研究。
在轻钢混凝土组合构件试验研究的基础上，可考虑进行轻钢─混凝土组合结构体系的受力性能与稳定性分析并同时对结构的抗震﹑防火性能进行研究。计算方法上，可由试验及理论分析所得各构件的力学指标及截面模量﹑参数，运用现有的通用计算软件对结构进行计算分析及设计。
（五）施工荷载及围护结构蒙皮效应的研究。
混凝土浇注前，施工荷载对薄壁钢构件变形的影响较大。可考虑在尽可能少设或不设脚手架，使薄壁钢构件的刚度足以承受施工荷载。此外，围护结构的蒙皮效应能够提高结构的承载力，其提高程度有待研究。
篇5
鉴于这一会议的论坛性质，以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳，提交与会专家考虑并审议。
一、土建结构工程的安全性
结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用（维护、检测）有关，而这些又与土建工程法规和技术标准（规范、规程、条例等）的合理设置及运用相关联。
1．我国结构设计规范的安全设置水准
对结构工程的设计来说，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准，总体上要比国外同类规范低得多。
1.1构件承载能力的安全设置水准
与结构构件安全水准关系最大的二个因素是：1）规范规定结构需要承受多大的荷载（荷载标准值），比如同样是办公楼，我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤)，而美、英则为240和250公斤；2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小，前者是计算确定荷载对结构构件的作用时，将荷载标准值加以放大的一个系数，后者是计算确定结构构件固有的承载能力时，将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数，体现了安全储备的需要；而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数，体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载（如结构自重）的分项系数分别为1.4和1.2，而美国则分别为1.7和1.4，英国1.6和1.4；这样根据我国规范设计办公楼时，所依据的楼层设计荷载（荷载标准值与荷载分项系数的乘积）值大约只有英美的52%（考虑人员和设施等活载）和85%（对结构自重等恒载），而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力（与材料强度分项系数有关）却要比英美规范高出的10~15%，二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范，就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾，至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是，在其他建筑物的活荷载标准值上，与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同，比如钢结构的差距可能相对小些。
公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似，除车载标准外，荷载分项安全系数（我国规范对车载取1.4，比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%）与材料强度分项安全系数均规定较低。
尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低，但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的，这里的问题主要在于设计墨守陈规，在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。
1.2结构的整体牢固性
除了结构构件要有足够承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件，一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏，竟导致整栋楼的连续倒塌，也是房屋设计牢固性不足的表现。
1.3结构的耐久安全性
我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害，所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求，如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级，都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高结构构件承载能力的安全设置水准，在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。
2．调整结构安全设置水准的不同见解
我国结构设计规范的安全设置水准较低，与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是，能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求，而且业已历经了较长时间的考验，这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全储备较低，抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准，主要是基于客观形势的变化，是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础，要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要，有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论，在如何调整的问题上存在较大的意见分歧，这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解：
1）认为我国现行规范的安全设置水准是足够的，并已为长期实践所证明，而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉，在安全度上不能跟着英美的高标准走；安全度高了是浪费，除个别需调整外，总体上不必变动。
2）认为我国规范的安全度设置水准尽管不高，但在全面遵守标准规范有关规定，即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下，据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用，表明这些规范规定的水准仍然适用；但是理想的“三正常”很难做到，同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要，在物质供应条件业已改善的市场经济条件下，结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度，因为我国目前尚属发展中国家。
3）认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近，需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高，土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重，而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程（特别是建筑工程）造价中所占的比重现在已愈来愈低，材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要，但决不是没有风险，如果规范的安全水准较高，曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的，而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务，安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认，即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样，由于我们的施工质量总体较差，结构的安全性依然会有差距。
3、结构设计规范的概率可靠度设计方法
自1984年国家建委和国家建设部颁布了建筑结构设计统一标准以来，我国的建筑结构设计规范已从80年代末期起抛弃了传统的多安全系数设计方法，从而统一采用以概率理论为基础的可靠度设计方法；其它的工程部门如公路、铁路、港口、水利的结构设计规范也正在或计划作这样的转变。我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394并经过国内科技人员努力后得以实施的。将可靠度设计方法用于结构设计规范，在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势，但在工程内界则存在不同看法。尽管有了ISO2394，国外却鲜有重要或著名的结构设计规范已直接采用了可靠度设计方法，至今仍采用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法。在我国，对于建筑结构设计规范中的可靠度设计方法以及企图将我国各个行业的各种结构设计规范都用可靠度方法统一起来的做法，虽然工程设计界颇有微词，但学术界持赞成和肯定者是主流，不过仍不时有人对可靠度方法用于设计规范的适用性提出质疑。这次科技论坛上则较为集中地反映了对规范可靠度方法的意见分歧。
对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步，可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理，当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷，有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为，结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体，在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂，并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理；规范可靠度方法在我国十多年的实践表明，它并没有给结构设计的安全性带来明显实效，反而造成了安全概念上的某些混乱；对工程技术人员来说，结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题；现行设计规范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范，也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考，在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。
二、土建结构工程的耐久性
土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性，而且更多地体现在适用性上。
1、土建结构工程的耐久性现状
大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题，并非我国所特有，但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。
长期以来，人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到70年代末期，发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的时期内就出现劣化；据1998年美国土木工程学会的一份材料估计，他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题，仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无，而现在联邦政府每年为此的拨款只有50～60亿美元。另有资料指出，美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施，如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害，钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40，桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。而我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求，对混凝土保护层和强度的要求仅为2.5cm与C25，与上面提到的加拿大50年代水准一致。国内按这种标准设计的一座大桥，建成后仅8年，由于盐冻侵蚀，现已不得不部分拆除重建。我国建设部于80年代的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用25～30年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好，一般可维持50年以上，但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30～40年。桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用，使用十几年后就出现问题，有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害，东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料，密实度和抗渗性差，不耐地下水与机车废气侵蚀，开裂与渗漏严重；对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明，漏水的占50.4%，其中1/3渗漏严重，并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电，影响正常运行，而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策，如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。
耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训，还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥，仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥，其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3～4cm厚的保护层厚度。
有专家估计，我国“大干”基础设施工程建设的还可延续20年，由于忽视耐久性，迎接我们的还会有“大修”20年的，这个可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。
使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有：
1)由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准，导致水泥工业对水泥强度的不适当追求，使水泥细度增加，早强的矿物成份比例提高，这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值，而国外则同时还要求不高于规定的最高值，如果强度超过了也被认为不合格，这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。
2)工程施工单位不适当地加快施工进度，尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证，早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程，很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款，因为意味着工程质量有遭到损害的可能。
3)环境的不断恶化，如废气、酸雨，我国的酸雨面积已超过国土的30%。
当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例，修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命，在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走，很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文，本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段，国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料，而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外，工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法，对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂，而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段；又如，希望加大水泥用量来保证混凝土强度，而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。
在修订规范的耐久性要求上，交通部于2001年颁布的港工混凝土结构防腐蚀技术规范已为其它土建工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验，尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需，另一方面则要安排系统的研究项目，加大耐久性研究工作的支持力度；混凝土结构的耐久性是当前国际上结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一，而我国在这一方面相当落后。混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件，需要考虑本国的特点，是不能完全依赖国外研究成果的。
重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床，水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5～1/6，而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥，与之相伴的是年耗20多亿方的砂石，长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料，而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土，所以耐久的混凝土正适应环境保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年，有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费，国际上近年来有要求将这些工程的最低工作寿命进一步延长的趋势，如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。
2．土建结构工程使用阶段的正常检测与维护
结构耐久性和使用寿命的概念，与使用阶段的检测、维护和修理不能分割，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用过程中，应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范，但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故，就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀，如果有定期的检测要求，这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程，强制规定必须定期检测；即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件，因其坠落后容易伤及公众，也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差，质量控制与质量保证制度不够健全，规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低，已建的工程中往往存在较多隐患，所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于土建结构工程的安全质量，虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定，但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度，还应以预防为主，通过例行检测及时发现问题。
现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治，也有大量已建的违章工程需要评估，更有许多工程发生病害需要诊断和加固，各地已涌现了不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍，并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要，但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估，要建立相应的法规和标准，要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度，在管理体制上予以规范。
从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看，需要有工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出，很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用，不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能，而且经济上算总账会很不合算。在发达国家，由于新建工程少，用于维修的费用往往更为主要，英国1978年的土建维修费上升到1965年的3.7倍，1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家，现在正大兴土木，可是过去建成的大量工程已经或过早老化。国内40％公路桥梁的桥龄已大于25年，加上进入90年代以后交通量猛增，超载严重，以往的设计标准又低，路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证，造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上，希望有关部门能加大已建工程维修的费用。
为加速路桥等公共工程建设，国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规，就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时的良好功能，对于设计工作寿命为100年的桥梁，至少还可正常使用70年，而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧的工程。
三、技术规范的作用与管理
这次科技论坛对于土建结构工程技术规范的定位、作用与管理也进行了讨论并提出了一些看法。
长期以来，受计划经济体制的影响，我们往往视技术规范为法，将规范的具体规定和要求等同于法律条文来对待。技术规范或规程，与各种技术条例、技术要求、工法、指南等技术文件一样都是技术标准，本身不具有法律作用，只当工程各方（业主、设计、施工企业）认同作为设计与施工的依据并在契约的基础上，才能作为法律仲裁的依据。将技术问题法制化并强制执行，不利于技术进步和创造性的发挥，反而容易成为推卸责任的借口。当然，政府部门从国家和公众的整体利益出发，需要在安全、环保等重大原则上对土建工程的设计施工提出必须满足的最低要求并制定相应的法规，但法规一般并不需要提供如何达到这些要求的具体技术途径和方法，后者是技术标准的任务。政府也可以原则认可或批准某些重要的技术规范或其中某些内容使用。
土建工程有着强烈的个性，需要工程技术人员针对具体特点去解决设计与施工问题。所以规范作为技术标准宜强调其指导性而不是强制性。如果规范条文看作为一般意义上的法律条文，就有可能束缚设计施工人员的主动创造性并阻碍新技术的应用。。我国土建工程在结构设计上与国外相比的最大差距就在于方案与技术上的创新，这与以往过分强调规范的法律地位从而形成所谓“结构设计就是规范加计算”的倾向不无关联。我国的技术规范在编写风格上也有模仿法律的倾向，极少提及使用者需要注意规范可能存在的某些不足之处或允许并鼓励使用者在某些问题上可以另辟蹊径。如果在设计施工中要取代规范中已经落后过时甚至有害的技术规定，则无异于违法行为。相反，只要墨守规范，即使出了事故，就可不负法律责任。这样就在客观上降低了对工程技术人员的业务技能要求与职责要求，不利于提高我国建筑企业和从业人员的素质以及参与今后的国际竞争。为了消除这些负面影响并杜绝钻规范条文的空子进行偷工减料，应有必要建立这样的共识并作出规定，即遵守了规范条文并不意味着就可免除法律责任。国外有些规范就是这样规定的。
企图不断加强技术规范的强制性来解决屡禁不止的工程事故，不是解决问题的有效途径。现在，有关主管部门将建筑结构设计规范中的部分条文抽出来，明确列为强制性条文，同时规定各个设计单位完成的设计，须通过有关部门或其授权委任的其他企事业设计单位的审查，而审查的主要内容就在于对照规范强制性条文的要求，其任务已类似于执法；这种做法是否明智似可商榷。我国土建工程事故频繁的原因，主要在于管理不善，特别是管理环节上的腐败；其次是施工操作人员素质低，又难以短期解决；过分强调规范的地位与作用，未能建立与规范配套的完整标准体系，比如缺乏指南、工法等更为详尽具体的技术文件，可以用来指导和规范设计与施工的各个具体环节，也有一定的关系。从设计角度看，出现事故主要不是由于没有按照规范强制性条文的规定，而是方案性的错误或忽略主要的设计条件；也有一些工程则因过去的设计标准过低，耐久性不足，在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。其实，要做到设计规范强制条文的要求最为容易，为此请专业人士审查似无必要。重要的工程设计应规定请专业单位全面审核，其要点也应在结构方案、构造方法与计算分析的原则上。从结构设计的国家规范中抽出的强制性条文不免支离破碎，个别条文的规定也不一定适合某些地区和某些工程的具体特点，反而造成麻烦。我国幅员广阔，各地经济发展很不平衡，技术力量悬殊，环境条件各异，客观上要求规范能给设计人员更多灵活性，少一些强制性，这样才能更好地在规范的指导下，根据工程的特点和具体条件去解决问题。总之，在规范标准上，要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范，在工程的安全性和耐久性标准上，可有不同的设置水准。比如上海、北京、广州这些大城市应该高些，在抗震防灾要求上，更应区别对待。全国性的规范订得愈详细，其适用性可能变得愈差，造成的混乱也可能愈多；特别象岩土工程那样的规范更是如此。
技术标准中的强制性越多，也意味着政府有关部门在具体技术问题上需要承担的责任越重，而这些本来不该是政府部门的职责。规范中的要求是最低要求，在安全设置水准上，政府需要干预的也应是保证公众安全的最低要求。对于土建结构的抗震设计，政府有关部门至今仍规定任何部门和个人不得随意提高抗震的设防标准(建抗586号文件)。事实上，如将商品房的抗震设防烈度提高1度，抗震能力可提高约1倍，而增加的房屋造价相当有限，在众多城市中可能仅及居民用于室内装修费用的几分之一。政府的这一规定无异于限制居民只能购置抗震安全质量标准最低的房屋，如果发生地震造成损害，有关部门如何解释？
规范等技术标准的管理体制亟待改善。建国以来，由政府部门负责统管并指定有关企事业单位分别承担每本规范编写和修订工作的做法已越来越不能适应当前的形势，有些在经费和人力上得不到保证，平时基本上没有专门人员去搜集了解规范使用中的问题并及时修改补充规范条文；面对新的结构型式、新的材料和新的工艺，规范的过时条文不但成为推广新技术的阻力，而且有被误用或盲目套用而造成工程质量安全事故。
发达国家有关土建结构工程的规范及与之配套的各类技术标准多由行业协会或专业学会编制及管理，规范的翻新周期短，不象我们要长达10年以上。我国的学会与协会重复设置，分工不明，并且至今还依附于某一政府部门，基本上只起到政府职能部门非官方代言人的作用，距离独立和富有活力的健全机构还差的很远，如何发挥这些机构在技术标准编写和管理中的作用也是值得探讨的一个问题。建议随着改革的深入，整顿合并有关的学会、协会，加强其职能，并逐渐成为技术标准编制管理的主体。
四、准备提交政府有关部门考虑的建议
为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性，这次论坛中提出了以下建议供政府有关部门考虑，：
1、桥梁、隧道、道路、港口等基础设施工程的混凝土结构耐久性，已是当前亟待采取措施应对的重大问题。否则，一些工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证，我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失，并将给生产和公众生活带来长期困扰。
建议国家建设部、交通部、铁道部主管土建工程设计标准的部门，能对工程的耐久性要求作重点审查，明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求，重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证；
建议国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持；
建议国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助；
建议中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中，联络国内有关专家，促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。
2、土建工程使用过程中的安全性，应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。对于重要土建工程，我国尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向，不利于工程寿命和投资效益。
建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物，在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此，需要制定法规，编制相应的技术标准；对于土建结构工程的检测与评估，需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。
建议政府有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上，根据需要，加大工程维修费的比例。
篇6
（nnnEngineer，No.8TiexiRd.Liaoyang,LiaoningCHINA111004）
KeyWords
Nuclearkey,nuclearring
Secondneutron
原子核的直观结构(I)
论文摘要
从根本上解决核力问题,进而得到一个自然界的普遍规律,即原子核是由质子与中子较均匀地相间排列,然后首尾相连而构成的核子环,围绕其自身的轴线高速转动而形成的壳层结构的带电液滴球核。核子环的成环张力是由核环上所有质子相互推斥提供的，这样就得到了原子核这个微观量子多体系的直观结构图象----核子环。
关键词：核键核子环次中子
AtomicNucleusLookingDirectlyStructure
ABSTRACT
Toattacktheproblemsofnuclearforceattheroot，thusobtainauniversallawofnature.Thatis,atomicnucleusisanuclearringformedby
protonsandneutronsalternatelyarrangeaskeysinamoreevenorder,thenthehead
andthetailconnect,andtheformingnuclearringcanself-rotateatahigh-speedaboutself-axis,sothatformingashellstructurechargedliquidsphericalnucleus.Theformingring
tensionofnuclearringisprovidedbyprotonsrepeloneanother.SoWehave
obtainedatomicnucleus,thearchitectureofmicroscopicquantummany-body,Lookingdirectlystructureimage-nuclearring.
原子核的直观结构(I)
原子核是物质结构的一个层次，它介于原子与粒子之间，是由质子与中子（统称核子）组成的非相对论量子多体体系。此量子多体体系的结构图象是由核内的质子与中子依靠一种短程的强相互作用力来维系的。这种核子间的强相互作用，称为核力或者强力。
目前，对原子核的结构及其运动规律的了解是“多侧面”的：它既具有“独立”核子在由其它核子构成的平均场中运动的性质，而又突出地具有核子间有强耦合的集体运动性质；它既是一个由核子构成的非相对论量子多体体系，而又反映介子、重子乃至夸克自由度的复杂介质；它既是一个有一定量子数的有序物质状态，而又表现出明显的统计性及在一定条件下具有量子混沌的行为，由于核力问题并没有根本解决，各式各样的核结构型虽在一定程度上从某些侧面成功描写了原子核结构所表现出的丰富多彩的多样性，但也都有各自的问题、困难和局限性。〔1〕
因此，我们如何才能用简单、单一的描述来说明原子核这个体系的性质及其运动规律呢？如何使各种核模型统一起来呢？也就是说，各种核子究竟是按一种什么样的规律组合在一起的，原子核的真实直观结构是怎样的，这是从根本上解决核力问题的关键。以下论述是本文作者的一种大胆尝试！
一、核子间核力作用的饱和性
由于核子是有内部结构的粒子，我们把它们想象成象原子或离子那样，能够相互成键。我们把各种核子间形成的核力（近似地说是静态的，与核子速度无关，但存在与速度相关的力），统称为核键，即核子间通过传递、交换兀介子而相互成键（兀介子的静止能量比核内核子的动能大得多），从而出现了兀介子云的叠，就像电子云的重叠那样。这是一种短程吸引力，作用范围小于是10-15米，既使在这么小的范围内，键长也是变化的，一般中子与质子之间形成的核键的键长较短，中子与中子、质子与质子之间形成的键长较长。在原子核内，具有最短键长的核键的单个键能即为核子平均结合能。（8-8.5Mev）。一般成键后的不同核子不能互相转化。
核子间的成键与原子成键相似，很具有饱和性。就是说，一个核子同直接与之接触的不同类核子有核力作用后，同其它核子无核力作用。一个质子最多只能同两个直接与之接触的中子成键，而质子成键达完全饱和键态，即
H，空间平面直观结构可能为“”（-中子，-质子）。而一个中子最多也只能同两个直接与之接触的质子成键达完全饱和键态，即He，空间平面直观结构为“”。中子（质子）之间成键不具饱和性，一个中子同直接与之接触的中子都能成键，但结合得不紧密，是一种弱的束缚，易因中子的激发而被自动破坏。
二、原子核的直观结构
既然核子成键具有饱和性，那么它们是怎样组成稳定的原子核的呢？原来，原子核并不是那种单纯的“核”，而是由质子和中子较均匀地相间排列成键，然后首尾相连而构成的核子环，围绕其自身的轴线高速转动而形成的壳层结构的带电液滴球核。由于核子都集中在核子环上，因此核内是空心的，即原子核具有空虚的质心。核环转动形成的球形核就象乒乓球一样，形成的椭圆形核就象蛋壳一样。核环的成环张力是由核子环上所有质子相互推斥提供的。这样，原子核外观表现为质子间的较大库仑斥力，使核环伸张，内观则表现为核子间的核力，这种强力使核子一个拉着一个，使核收缩，从而产生核的表面张力，但核的表面张力远大于质子间的斥力，之所以能维持平衡，是因为核力具有饱和性的缘故。另外，因核的转动使核子产生离心力。原子核内的斥张力及离心力同核的表面张力的相互抗衡，维持着原子核空间结构的相对稳定存在。
在核子环上，每个核子只与它两侧的核子有核力作用，形成两个核键达饱和，而与其它的核子一般不再有核力作用。这就是核力在原子核内的饱和性，正由于这种饱和性，使原子核这个多体体系的性质从复杂归于简单、单一，核子环成为环上任一核子运动的平均场。
三、原子核的运动形式
原子核的核环上质子均匀排列的空间有序性，与核外电子的规则排布相联系。核子环的自转是环上所有核子独立运动有矢量和，即单粒子运动必须服从或服务于统一的整体转动，这是综合模所描述的——核子在核内单粒子运动与集体运动相耦合。原子核作为一个微观量子体系，核子环的集体转动并非像流体那样作非旋转动，它的集体转动是指原子核势场空间取向的变化。〔2〕
由于核子环整体向一定方向自转（顺时针或逆时针），质子也都相应做环系运动，从而产生环系电流，这样就使原子核中显示出质子的正电移动性——质子流。因此，它们的统一运动产生了相同的磁场，这样核环就有了较固定的旋轴线——核轴线（沿磁极方向，就象地磁线一样）。中子也同样产生中子流，中子流与质子流，它们占据着各自的量子轨道（能级），虽然通过核子——核子相互作用，不断地交换着能量、动量和角动量，但它们大体上保持着相对的独立性，即从总体上看，它们近似地保持着原来的运动状态，这正是独立粒子模型，即壳模型所描述的。核子的高能级轨道是与轴线垂直的核的腰部，核子的低能级轨道是轴线附近的核的端部。这样，核内核子表现出两重性——粒子空穴性，核内核子的填充状态是一种轨道运动的几率分布，不再以费米面作为占据或空缺的自然分界线，这是引入准粒子时所描述的。而核子环转动所形成的相对薄的表面及核子环的变形使核物质有低的可压缩性，正是液滴模型的两个基本假设。〔3〕
核子环上的核子大体上可看成是在同一个平面上，圆面的转动形成了旋转球体的原子核。核环上的核子时时刻刻都在平衡形状附近做或强或弱的形状振动，这种振动从外观上看是原子核体积不怎么变化的表面振动。如果因个别核子的动能（破坏核环形状的）太大，迫使核环发生形变，离开原来的平衡形状，成为椭圆环，它们在转动时就成为椭球体，这样就形成了某些原子核电荷分布的非球对称，而是具有旋转椭圆球的对称性。正是由于核子绕轴线转动形成的对称性，使核子在轨道上运动具有如下特点：在同一能级的轨道上，可能运动着核子环上对应着的一对质子或一对中子。也就是说，在同一量子轨道上运动着一对核子。
四、原子核的稳定性
在原子核中，质子与中子的有机组合构成了原子核真实的直观结构。在核环上有多少个核子，就应有多少个核键，如12C核环上有12个核键，13C则有13个核键。这些核键是一个统一的整体，破坏一个原子核，必须给予其核子环上应有的若干个核键的总能量——总结合能E总。
一些稳定的原子核（包括基态核）的平面直观结构（可能的轴线）如下图所示：
HeLiLiBe
同它们结构相似的又如12C、13C、14N、15N、16O、17O、20Ne、23Na、32S、40Ca等等。
一般情况下，原子核最稳定的结构是中子与质子均匀相间排列的核子环，且N=Z。它们是“具有高度的中子-质子对称性的球形自轭核”，它们的核环上任一核子都达到了完全饱和键态，中子与质子结合得很紧密，电荷分布为球对称，如奇奇核14N和偶偶核16O等。在这样的核环上加入（或去掉）一个或几个中子成键，在核环一处或几处出现了剩余相互作用，即相同核子间出现了不饱和核力，核圆环可能因此变形为椭圆环，从而形成了近球形核。以上正是平均场理论所描述的。〔4〕
对于中子数多于质子数较多的中等核及重核，它们的核环上可每相隔两个中子再排列一个质子，形成的核也是稳定的，即Z≤N≤2Z。但核环上最多一处可排列三个相连的中子，如果中间的那个中子不稳定，具有很大的动能（使核环发生形变的，而非转动的动能）。核环为阻止自身的形变，在核的表面张力作用下，会迫使其发生β-衰变，使其衰变成质子，然后与两侧的中子恰形成饱和核键而达到稳定。或者，此中子虽无大的形变动能，但受到核环上强大的表面张力的压迫、冲击，达到弱作用范围，也会发生β-衰变，这就是重核的β-衰变。
在饱和的核环一处去掉一个中子（可加入一个质子），会使两个质子直接作用，达到了弱作用范围，其中的一个质子会发生β+衰变，衰变成一个质量仅次于质子的中性新粒子——次中子，然后重新形成核键。但次中子是不稳定的，它能吸收光子（γe+e），而转变成中子，如发生β+衰变后的重核伴随着正负电子对的吸收现象，就反映了次中子的这一特性。如果质子不发生β+衰变，也可通过俘获K电子使其中的一个质子转变成中子而重新形成稳定的核键。可见，中子与质了在原子核内互相限制、彼此制约，并且中子在原子核内的作用就是起到连接质子的作用。当中子数少于质子数时，原子核就会不稳定，会发生β+衰变或K俘获。虽然核自由中子会发生β-衰变，但在原子核内与质子成键后的束缚中子不会发生ββ-衰变，这是饱和核力作用的结果。
当核环上的中子与中子直接相连时，两个中子成键均未饱和，出现剩余相互作用，可仍与外来的低能量的中子形成弱的核力，但不在弱作用范围内，不会发生β-衰变。这个中子没有能力加到核子环上去，而是在核环形成很长的核键，因量子运动而形成核的中子晕或核的中子皮，如11Li、11Be、14Be的中子晕及6He、8He的中子皮，这些具有中子晕的或中子皮的原子核是一种弱束缚态的密度不均匀的体系。﹝5﹞
对于重核，中子与中子直接连接处较多，剩余相互作用较大，在核内起主导作用，当核环变形为梭形时，在核的两端尖部会引起α衰变，使核环向圆环状恢复，这样就会发射α粒子。核子环能够变形，与转动频率有关。在较低角动量时，原子核形成一个中等形变的扁椭圆形状，随着角动量的增加，原子核具有长椭球形变或三轴形变。当角动量继续增加时，核环将在剩余相互作用下发生裂变，此时剩余相互作用能克服质子间的斥力及转动引起的离心力，使核子重新组合成两个或多个子核环。以上是由原子核的转动液滴模型所描述的。﹝6﹞
千变万化的核反应，就是使核环上局部的核子间原来的核键被破坏，并重新形成更强的新核键的过程，同时通过发射粒子（或γ射线）进行退激发，使新结合的核环向圆环状恢复（斥力作用），这样就产生了新的稳定的核。在低能时，核反应为熔合蒸发、转移和电荷交换反应；高能时，核反应为散裂、多重碎裂和裂变反应。
五、结束语
真理往往就是那样朴素，重要的是人们要善于发现它。我希望能有更多的人接受本文思想精华，再付诸于实践，我相信对核物理的发展将带为质的飞跃！
附参考文献
1～6丁大钊、陈永寿、张焕乔原子核物理进展
上海：科学技术出版社1997，559
原子核的直观结构（续篇Ⅱ）
五、核反应过程图示浅析
我们知道核反应是遵守质量数和电荷数守恒的，而且核反应不能凭空任意发生，这是由轰击粒子的能量及结构和靶核的结构性质所决定的。由于核子环上的核子都在一个平面上（核子间的表面张力与质子间斥力相抗衡的结果），并且保持圆环状，这样靶核成为一个理想的核子环。由于它的轴线处的核子（端部）在旋转动能最小的低能级轨道上，易与外来粒子结合，成为发生核反应的主要反应道；而与轴线垂直的核环的腰部核子转动动能很大，不易同外来粒子结合成键，如果能够结合，轰击粒子需要更高的能量。由此可以看出，核反应的随机性很大，从而使核反应复杂多变。轰击粒子与靶核的碰撞形式有非弹性的正碰和切碰两种，并且碰撞是随机的。对于能量很高的粒子（速度远大于核环自旋速度），原子核往往表现出通透性，即粒子当时并未碰到核子环面上的核子，只是快速地通过了核子环空虚的中心。
原子核的结构无法从实验中直接看到，但可以从实验结果中反馈出来。以下核反应均为实验所得的结果（大多数反应为熔合蒸发反应，打出准粒子）。由于核反应在瞬间即能完成，可视为核子环的自旋暂时停止（定像），轰击粒子与核子环共面，这样就可以把核反应过程显示在平面上了。一些低能核反应的类型如下：
（一）α粒子所引起的核反应
⑴N+HeO+H，产生的新核是稳定的。正碰过程如下图（注意核子间的相对位置关系，核子间应以饱和成键为原则，使其行为遵守能量最低原理）：
图114N（α，P）17O
在氮-14核轴线上有两种核子——一个质子和一个中子。在此反应道上，α粒了是与其中的质子发生了正碰。氦核的中子首先与轴线处的质子成键，氦核的两个质子也立即与轴线处质子两侧的中子分别同时成键，而原氦核的另一个中子与它本身的两个质子并未解脱核键。这样使新核环16O的核子达到全饱和键态。迅速解脱核键的氘核（接受到α粒子传给的较大动能）与核子环对面轴线处的核子发生第二次碰撞，氘核的质子把轴线处的中子旁边的一个质子撞出核外，而取代了它的位置，并首先与轴线附近的那个中子（非轴线上的中子，高能级优先成键）成键而使质子达饱和（H型），这样就完成了核子环上相同核子的替换过程，我们把这一过程称为核子替换。原氘核的中子随后挤入核子断环，在核表面张力作用下，接合成新的核子环。从而形成了稳定的氧-17核。飞出核外的质子与轰击粒相比，已损失了绝大部分的动能。这个核反应现象可以从布拉凯特的充氮云室照片中看到，分析径迹情况可知，分叉的径迹即为质子的径迹。这已由上图中显示出来。类似此反应的又如B+HeC+H，若这类反应发生的是切碰，则会直接释放氘粒子，无二次碰撞反应，如He+CN+H，产生的14N核是稳定的。
⑵B+HeN+n，在此反应道上，α粒子进攻的是10B核轴线上的中子（正碰），第二次碰撞发生核子替换打出一个中子。但新核13N不稳定，因为有两个质子直接相连成键，原氘核的质子有较大的远离核心的动能，在核的表面张力和斥力的直接作用下，易达到弱作用范围，会发生β+衰变或K俘获。新核衰变方程为NC+e+γe或N+eC+γe。产生的碳-13核是稳定的。整个过程如下图：
图210B（α，n）13N及13N的β+衰变或K俘获
⑶Be+HeC+n，在此反应道上，α粒子必须正碰铍-9核轴线上的中子，产生稳定的碳-12核，如图：
图39Be（α，n）12C
⑷Al+HeP+n，PSi+e+γe或P+eSi+γe。在此反应道上，α粒子必须正碰铝-27核轴线附近两个相连的中子之一。如图4
图427Al（α，n）30P及30P的β+衰变或K俘获
⑸Na+HeMg+H,此反应与⑷并不矛盾，在此反应道上，α粒子正碰的是钠-23核环上的质子，产生的镁-26核（核环上三个中子不一定直接相连）是稳定的。如图5
图523Na（α，P）26Mg
⑹Li+HeB+γ,这是个α粒子的全融合反应。在此反应道上，第二次碰撞时，氘核的质子有能力把对面核子环上中子与中子形成的较弱核键击破并与其中的一个中子成键，而没有发生核子替换打出质子。断环接合成新的稳定的硼核，同时释放成键键能γ光子。如图6
图67Li（α，γ）11B
（二）中子所引起的核反应
⑴N+nB+He，在此反应道上，入射中子把氮核环上的中子击入核内，同时与两个质子成键达饱和。进入核内的自由中子动能减小，已没有能力发生核子替换，而是挤压对面的核子环，使其变形，从而被两个质子（仍与另一个中子成键）捕获重新成键达饱和，这样就产生了一个系统能量很低的全饱和键态的α轻粒子飞出核外，余下的核子恰能接合成稳定的硼-11核。如图7
图714N（n，α）11B
⑵N+nC+H，CN+e+e。正碰过程如下图
图814N（n，P）14C及14C的β-的衰变
从上图可以看出，在此反应道上，入射中子碰撞的是氮核环上的质子，它代替了击入质子的位置，而自由质子与对面核环上的质子有较大斥力作用，使其有能力发生核子替换（也可能切碰发生反应，直接撞出质子，无二次碰撞），而决不能产生α粒子。这样，一个质子从新核中被蒸发出来。但是，由于轰击中子破坏了原来较强的饱和核键，而形成的是三个中子直接相连的较弱不饱和核键，并仍具有入射方向上的较大动能而不稳定，受到核表面张力的压迫而达到弱作用范围，易发生β-衰变，转变成的质子恰能与其两侧的中子重新形成稳固的饱和核键（符合能量最低原理，是原子核要求体系稳定的具体体现），从而产生了新的稳定的氮-14核。
⑶Al+nNa+He,NaMg+e+e。正碰如下图
图927Al（n，α）24Na及24Na的β-衰变
这样，此过程中就有三种射线释放（α、β、γ射线）。若此反应是切碰发生的，则直接蒸发出两个中子，即Al+nAl+2n。又如Be+nBe+2n,BeHe+He,虽然8Be为全饱和键态的核环，但由于它的核环太小，核子在振动时就有可能碰到一起重新组合成键，恰能形成两个饱和的α轻粒子，这种裂变为8Be核所特有。
（三）质子所引起的核反应
⑴F+HO+He，产生的新核是稳定的，正碰过程如下图：
图1019F（P，α）16O
⑵Ni+HCo+He，产生的新核是稳定的，正碰过程如下图：
图1158Ni(P,a)55Co
⑶Si+HP+n，在此反应道上，是切碰发生的（若正碰则打出α粒子），蒸发出的中子是硅-30核环上三个直接相连的中子中间的那个。产生的磷-30核环为全饱和键态，是稳定的。这种切碰也可能发生掇拾反应，如Li+HLi+H等反应。
（四）氘核所引起的核反应
⑴Al+HMg+He,产生的新核是稳定的，正碰如下图：
图1227Al（d，α）25Mg
⑵C+HB+He，产生的新核是稳定的，正碰如下图：
图1312C（d，α）10B
⑴与⑵也可能是切碰打出α粒子，可根据蒸发出的粒子方向来判断它们是如何碰撞反应的。
⑶Cl+HAr+2n,此反应是切碰的削裂反应，氘核的质子打出37Cl核环上三个直接相连的中子中间的那个，并与两侧的中子成键达饱和。氘核的中子解脱核键后沿原方向继续前进。产生的新核是稳定的。这样就有两个中子被蒸发出来。
⑷Mg+HAl+n，此反应是切碰的削裂反应，氘核的质子被核环上直接相连的两个中子捕获成键达饱和，它的中子解脱核键后继续沿入射方向飞出。与此类的反应又如Be+HBe+n,C+HC+H。但有的削裂反应后的新核会发生β衰变，如C+HN+n，NC+e+γe；P+HP+H，PS+e+e。
（五）光致反应
高能γ光子也能破坏核键而击出各种粒子，如切碰击出中子的反应：
O+γO+n；Mg+γMg+n产生的新核都是不稳定的，会发生β+衰变。如果蒸发出α粒子，则是光子正碰核环上的中子，此中子与对面核子不发生二次碰撞反应而产生的。光致反应还能切碰击出P、d、t等轻粒子，实质就是光子切割下核子环的一小片断产生的。
（六）中等离子间的高能反应
中等离子可被加速器加速而轰击核靶，会产生用轻粒子无法获得的不稳定同位素，如Ca+SKr+3n，在此反应道上，由于正碰截面小，轰击离子动能太大，核环上的一个中子把动能直接给同一直线上的靶核的两个对称中子，从而打出三个中子。正碰如下图：
图1440Ca（32S，3n）69Kr
由于新核环上有三处为质子与质子直接相连，会发生三次β+衰变，由于有两处在核的腰部，因转动动能较大，高能量的质子与质子在核表面张力作用下，不会立即达到弱作用范围内，会延缓衰变的现象。又如Si+NiY+3H，正碰如下图，产生的新核是稳定的。
图1528Si（58Ni，3P）83Y
如果反应碰撞截面增大，并且为切撞则会打出两个质子与两个中子，如Ca+GeSn+2H+2n，在此反应道上，因能量太高，碰撞后中子与质子之间的核键被破坏，蒸发出来的核子全部为激发态（不易成键），即单个的质子与单个的中子，而不是d、α粒子。产生的新核环为全饱和键态，是稳定的。切碰过程如下图：
图1640Ca（64Ge，2P2n）100Sn
（七）重核的衰变
篇7
一、保险投资客观上需要建立有效投资机制
所谓保险投资机制是指保险投资活动的运行机制和管理制度的总称，包括保险投资的内部组织结构、投资决策原则、风险控制方式等。保险投资机制建立的目的在于提高保险投资的收益，降低投资风险。
保险公司的承保业务与投资业务是现代保险业的两个重要特征，其中保险投资业务已经成为现代保险公司生存和发展的重要手段。一方面，保险投资业务的发展，将扩大保险公司的盈利，增加保险公司偿付能力和经营的稳定性。同时，保险公司收入的增加，将使保险公司有能力降低保险费率，减轻被保险人的负担，提高保险公司的竞争能力。我国保险业如果没有投资收益作为基础，加入WTO后，在承保业务上是很难与国外保险公司进行价格（费率）竞争的。另一方面，保险投资业务的发展和获利可以弥补业务上亏损，维持保险公司的生存和发展。如1987年英国两大保险公司保险业务亏损分别为0．64亿英镑和1．08亿英镑，而投资利润为2.04亿英镑和2．49亿英镑，盈亏相抵后，还有不小的综合盈利。从近期国际保险业的发展特点来看，保险公司的主要收益已经从传统的承保收益逐步转移为投资收益，如美国的产险业务自1978年以来连续21年出现承保亏损，主要收益来自于投资收益。
我国保险投资的资金使用率低、投资工具少，使保险投资的收益水平非常低，这限制了我国保险业的发展和竞争能力的提高。为了推进我国保险业的发展，我国政府和有关部门正致力于保险投资环境的改善，丰富和发展保险投资工具，降低保险投资的限制。从近几年来看，保险投资的建设步伐大大加快，1998年保险资金进入同业拆借市场，1999年10月同盛基金向保险公司实行走向配售，标志着我国的资本市场向保险公司开放。现在，有的保险公司允许购买基金的比例已从总资产的5％上升到15％。而投资连结保险可以100％进入资本市场购买投资基金。可以预见，随着经济环境的改变，资本市场将会不断向保险公司开放，我国的保险投资将得到较大的发展。
由于保险经营是一种负债经营，因而保险资金的运用除了考虑投资的收益外，还必须保证投资的安全性。因此，市场的开放，投资工具的增加和投资规模的不断扩大，客观上需要保险公司进一步加强投资机制的建设，提高化解风险的能力，保证保险资金实现安全性和投资收益的协调。
二、保险投资模式和组织结构分类
保险投资模式与保险投资组织结构是紧密联系的，也就是说，一定的保险投资模式必须建立与之相适应的投资组织结构。保险投资的模式主要有三种：集权投资模式、分散投资模式、分权投资模式。
1．集权投资模式。集权投资模式是与投资决策高度集中相对应的，即统一决策，集中交易。这种投资模式的特点在于投资主体单一，决策机制简单迅速，易于统一管理。但投资决策权的过度集中，使得决策风险增大。
集权投资模式适用于投资品种较少，投资规模不大的市场。但当投资品种较多，资金规模大时，这种模式就不可能进行协同配合、规模投资。
与集权投资模式相对应的组织结构是“直线式”的简单组织结构。我国现阶段保险投资一般都是采取这种组织结构。
2．分散投资模式。分散投资模式是集权投资模式相对立的一种模式，投资的决策权完全由各个职能部门负责行使，即各个职能部门根据市场的情况自行决定投资工具和投资数量。这种模式的优点在于能避免决策权过度集中所带来的决策风险。但是，过度分散的决策和投资增加了管理上的难度。与这种模式相对应的组织结构是扁平式的结构框架。
3．分权投资模式。这是一种介于集权投资模式和分散投资模式之间的一种投资方式。日常性的投资决策由各个职能部门行使。资金管理的总部负责在各个职能部门之间的协调管理，并仅对在一些重大项目进行投资决策。这种模式的投资主体是多元化的，即形成了总部与职能部门两个层次的投资决策主体。与这种模式对应的组织结构为事业部或超事业部制的组织结构。
三、我国保险投资模式的选择
投资模式的选择要综合考虑当前的状况和未来发展速度，采取适当超前的投资模式。从我国的实际情况来看，分权投资模式应是一种重要选择。主要是基于以下原因：
首先，我国保险业的发展决定了保险投资资金规模将会不断扩大。从我国保险的深度和密度来看，1998年我国保险深度为1．4％，密度为100元。而同期有的发达国家的保险深度为10％，密度超过5000美元。发展中国家如印度的保险深度为5％，密度为100美元。可见，我国保险业仍处于起步发展阶段。随着我国经济的快速发展，保险经济的不断壮大，我国保险业将会得到很大的发展，可以利用的资金将会越来越多。
其次，金融市场逐步完善，投资工具不断增加。我国证券市场、外汇市场、房地产市场正不断发展，如国债规模1997年为1898亿元，1998年为2993亿元，1999年为3817亿元，平均增长速度为43％。我国的证券投资基金虽说只有36只，但在国家政策的引导下，开放式基金即将推出，定向募集资金也有可能成为保险投资的又一选择。这些都为保险投资提供了多层次的投资工具。同时各种法律、法规不断完善，投资结构逐步趋于合理，使保险投资的外部环境得到不断改善。
另外，对保险投资的限制不断减少。WTO的加入，我国金融市场的建设速度大大加快，为保险投资的大规模进入提供了良好的条件。同时，也促进了我国保险投资模式尽快与国际运作模式的接轨。
因此，保险投资规模的扩大，投资工具的多样化客观上对保险投资的决策方式、专业分工上提出了更高的要求。但分散决策和专业分工必须建立在统一管理、相互协调的基础上。因而，采取分权投资模式是比较合理的选择。
四、对基金投资组织结构的的划分
事业制是保险投资的基本结构，事业部的划分主要是根据业务的特点来进行。如国债、外汇、实业投资等。由于保险资金进入资本市场较晚，对基金投资业务的划分上，国内保险公司存在一定的差异。现有的划分方式主要有两种，一种是集权投资模式，即成立专门的基金投资部门，负责统一对基金进行投资。在基金数量不断增加的情况下，这种模式最大的问题在于难以对基金进行深入的分析。另一种是分散投资模式，在基金投资部门设立多个小组，一般是36个投资小组，每组负责对一个基金进行投资。这种模式对基金虽能进行较深入的把握，但人员需要较多，而且划分过细还会增加管理和协调上的难度。为了避免这两种模式的缺点，可以根据基金的投资特征进行设计。
1．以基金管理公司来划分
我国的基金管理公司有10家，因此，可以划分为10个小组，每个小组负责对基金管理公司旗下的基金进行投资。这种划分方式有利于对基金管理公司的管理水平、经营思路、投资特点进行跟踪分析。
2．以基金的投资风格进行划分
按基金的投资风格进行划分，可以划分为6类。即积极成长型、稳健成长型、中小企业成长型、资产重组型、优化指数型、科技型。按基金投资风格进行划分，有利于投资风险把握，如中小企业成长型基金的风险相对就高，而稳健成长型基金的风险就相对较低。因此，可以根据基金的不同风险进行资金的分配。在市场热点切换较快时，也可根据市场上不同板块的热点变化，及时地选择相对应的基金进行投资。五、保险投资的风险控制
风险控制是现代金融企业管理的重要内容，保险投资的风险控制主要体现在事前风险控制、事中风险控制、事后风险控制。
1．事前风险控制就是避免事故或损失的发生，这种风险控制的主要内容一般有：建立防范风险的机制；建立风险预警机制。
（1）建立防范风险事故发生的机制主要包括：一是组织控制。就是要加强部门之间的合作与制衡。美国的组织控制一般设有：投资决策部门、交易执行部门、结算部门、风险控制委员会、内部审计部门、监察稽核部门。我国的保险投资要在决策部门、交易部门、清算部门相互分离相互制约的基础上，逐步建立和完善风险控制、监察稽核部门。同时，逐步建立分散决策、统一交易的投资体制。二是操作控制。包括投资限额控制、操作标准化控制、业分隔离控制。三是报告制度。临时或定期向风险控制部门及上级部门报告。四是违规行为的监察和控制。包括设立基金投资限制表、员工行为的监察等。五是建立投资的内部会计控制。这是保证交易正确记录、会计信息真实、完全、及时的系统与制度，主要是为了避免人为篡改或大意疏漏造成的记帐不实或定价不合理而导致的会计信息不准确。
篇8
中图分类号：TP301
一、前言
随着非线性科学理论研究和应用的不断发展，混沌理论正日益受到关注。前不久美国上映的新影片“蝴蝶效应”曾创北美票房纪录。影片的片头语称：“北非的蝴蝶扇一扇翅膀有可能使得半个世界以外的地方刮起台风。”(AbutterflyflappingitswingsinNorthAfricacancauseatyphoonhalfaworldaway.)。这段话是科学家对混沌特性的描述语言，即“蝴蝶效应”应属于混沌学(Chaos)。它反映了因果关系，意思是小小的扰动（原因变化）可能引起完全不同的结果。当然电影要谈的并不是混沌学，但它在一定程度上为混沌的普及起到一定的推波助澜的作用，使混沌从最初的科学家谈论的名词进入到社会的方方面面，为更多的人所认识。
现代的科学意义上的混沌是个难以精确定义的概念，不同领域的科学家往往对其有不同的理解，至今对混沌概念还没有公认的严格的定义。李－约克的定义是用三个方面的本质特征来对混沌进行刻画的，即“有界”、“非周期”和“敏感初条件”[1]，而在有限性制约下的物理混沌仍具有这三个本质特征。所以，我们认为可以这样来界定混沌概念，“混沌是确定性非线性系统的有界的敏感初条件的非周期行为”，只要能确定系统处于混沌状态，那么行为(或状态)主体就是确定性的非线性系统，而且它一定具有“有界”、“敏感初条件”和“非周期”三个本质特征；反之，任何一个确定性的非线性系统，只要它表现出“有界”、“非周期”和“敏感初条件”的特征，那么就可以认为该系统处于混沌状态。
归纳起来，它具有如下的特征[2]：混沌具有内在的随机性；混沌具有分形的性质；混沌具有标度不变性，是一种无周期的有序；混沌现象还具有对初始条件的敏感依赖性。
目前，公认的通向混沌的主要道路有三条[3]：倍周期分岔，阵发混沌和准周期进入混沌。与之对应的是非线性方程中三种不同类型的分岔——倍周期分岔、切分岔和霍普夫分岔。本文对其中的倍周期分岔道路进行分析与研究,重点是从微观的角度在更深入的层面上揭示混沌图像的深层细节，以填补传统的混沌图像生成方法中看不到图形内部结构的空白。
二、倍周期分岔过程
系统运动变化的周期行为是一种有序状态，它在一定的条件下，系统经倍周期分岔，就会逐步丧失周期行为而进入混沌。这种周期加倍增加，最后进入混沌的过程称为倍周期分岔，它是通向混沌的主要道路之一。
下面以逻辑斯蒂模型[4]
为例来说明倍周期分岔，其中1<<4是人们感兴趣的参数的取值范围。一个看似简单的系统，随着参量的不同会表现出截然不同的行为周期区。
当0<<1时，在线段[0，1]内任选一个初值，迭代过程迅速趋向一个不动点
O（），下面不在发生变化。当时，从初值出发的迭代过程总是离开不稳定的不动点O趋进稳定的不动点A。即系统仍将有一个稳定的迭代结果。
当3<<=1+=时，O点仍是不稳定的。而A点由稳定变为不稳定。于是系统出现两个稳定的迭代结果和，这叫周期2解。=3是系统变化的第一个分岔点。当3.449<<3.545=时，周期2的两个值又不稳定，各自产生一对新的不动点，此时在四个值上跳动，这叫周期4解，=3.545是系统变化的第二个分岔点。依次类推，系统经过一系列分岔点，，等，直到=3.569945672,最后丧失周期行为，使系统进入混沌。由此可见，混沌否定有序的过程，是系统经过一系列分岔最后完成的。
系统进入了混沌状态（如图1所示）此时系统的状态不再具有规律性，而是发生随机的波动，使图1右侧的大部分区域被涂黑了，仔细观察发现，混沌区域并非一片涂斑，而是有粗粗细细的白色“竖线”，称为周期窗口，随着参量μ的增大（如）时，混沌突然消失，系统出现周期三的稳定状态，接着倍周期分岔以更快的速度进行，再次进入混沌状态。如果将周期窗口放大，发现其结构与分岔图的整体结构具有相似性，而且是一种无限嵌套的自相似结构。Fig.1Logisticbifurcationmap
可以看出，通过改变系统参量，使系统进入混沌的第一种模式是倍周期分岔，即由不动点周期二周期四…无限倍周期进入混沌状态。当然通向混沌的道路不只于此，第二种通向的道路是：从平衡态到周期运动，再到拟周期运动，直到进入混沌状态。第三种通向混沌的方式是阵发（或间歇）道路，即系统在近似周期运动的过程中，通过改变参量，系统会出现阵发性混沌过程，随着参量的调整，阵发性混沌越来越频繁，近似的周期运动越来越少，最后进入混沌。
三、图形展示分岔过程
对一维逻辑斯蒂映射的计算表明，随着参数的增长，一维逻辑斯蒂映射发生一系列的倍周期分岔，但倍周期分岔在一临界点时终止，此后，每次迭代得到的值是随机地出现的，说明系统已从周期运动进入到了非周期运动，或称混沌运动。
其参数在（0，）区间内为周期区。其内有一个正的周期分岔序列（如图2至图6）。从周期到，各分岔点之间的间隔比有一极限
计算间距比由此得到表1中的结果。
其参数在区间(,4)中为混沌区。其内有一个反的周期的混沌带序列。混沌带并非乱成一片，其实混沌区中也有不少的周期窗口。窗口区内还有混沌，窗口的混沌区内还有窗口。这种结构将无穷地重复，往往有无穷多的层次，而且每一层次都有上一个层次的重复，这是一种自相似的结构。
在混沌区内，从参数最大的开始，=4时，迭代后其的数值充满整个[0，1]区间，从0到1称为“单片”混沌。当从4逐渐减小时，开始混沌仍然是单片的，只是的数值分布的范围略小于从0到1之间的整个区间（如图7）。但当减小到小于时，由单片混沌变为两片混沌，即数值分布在两个区间内，且每次迭代时的数值从其中一个区间跳到另一个区间（如图8）。当值再减少到时，则两片混沌又分为四片混沌（如图9）。随着的继续减小，将依次继续发生4分为8，8分为16等等。这种倒分岔过程一直进行到为止。其分岔过程和间距比值如表2.2所示。
这里应指出，由于在参数区间存在一个周期的正周期分岔序列，而在区间存在一个反的周期为的混沌带序列，因此它们从两边收敛到同一个参数处。
虽然混沌系统具有复杂性和不可预测性，但期间也蕴涵着某种规律性[5]，（一）混沌系统中普遍存在奇怪吸引子，无论系统的动态特性多么复杂以及初始状态如何不同，系统的状态最终会回到吸引子区；（二）系统状态的终态集具有精巧的几何结构，奇怪吸引子具有无限嵌套的自相似性；（三）在通往混沌的道路上，倍周期分岔点的收敛速率是一普适常数。上面讨论的logistic映射，费根鲍姆常数[6]，而费根包姆普适常数又是一切倍周期分岔所共有的，它反映了倍周期分岔通向混沌的规律性。
四、研究意义
了解如何通向混沌是很有意义的。有时候我们需要人为地制造混沌，如保密通讯，但一些时候，我们又不允许系统出现混沌，这都要求我们对通向混沌的道路了如指掌。我们了解到，混沌学已经融入了整个科学体系中。从历史发展的角度看[7]，在横向上，它将各个学科连接起来，抹平了由于社会分工而造成的行业鸿沟，使混沌理论具有更广泛的适用性；纵向上，它不仅进一步运用数学工具，开展深一层次的理论分析，而且，已经渐渐开始将一部分成果转化为生产力（如混沌的控制和同步等）。如今，摆在我们面前的是一幅有序和混沌交替出现又同时并存的世界。声学混沌，光学湍流，化学反应的混沌变化，太阳系中行星的混沌轨道，地震的混沌特征，长时期天气的“蝴蝶效应”，虫口数目的混沌更迭，电子线路中的噪音输出及电力网的复杂振荡等等都无不与这门新学科相联系。探索复杂性，揭示生命现象的奥妙，混沌行为的启发将使人类自身健康状况改善，经济学学者正试图应用混沌理论来寻求商业周期中隐藏的有序性，以改善经济数据的短期预报......可谓大千世界皆混沌；混沌即进一步细分了我们的研究客体，同时又统一了我们的研究方式，混沌理论的发展必将带来新的技术革命。在理论方面，混沌综合了很多数学分支，如测度论、泛函分析、拓扑、分形几何等等。在技术上，一方面实验物理学家们正在不断地扩大对混沌的研究领域，另一方面，他们正在试图驾驭混沌：他们用种种方法将系统稳定在混沌区的一个周期轨道上；他们还设法使两个混沌的系统同步化，从而实现利用混沌的保密通讯。
五、结论
倍周期分岔是许多非线性动力学过程中的常见的现象，也是进入混沌的一种重要方式。本文先以逻辑斯蒂模型为例，说明一个由单峰映射描述的动力学系统可以通过倍周期分岔，以费根鲍姆常数的收敛速度从周期运动走向混沌。本文着重讨论了倍周期分岔道路的全过程,从微观的角度在更深入的层面上揭示混沌图像的深层细节，以填补传统的混沌图像生成方法中看不到图形内部结构的空白。
参考文献：
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[6]H．舒斯特，混沌学引论，四川教育出版社，1994
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篇9
一、概况
高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史，1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。
超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平，也是建设部门财力雄厚的象征。
我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史，并在设计和施工中积累了不少经验，已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98。
二、高层及超高层结构体系
对于高层及超高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过60m为超高层建筑。
对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。
高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号S或SS）。
>东南科技研发中心，建筑高度100m，柱网为8.4m，抗震设防烈度为6度，采用框架—剪力墙或框—筒结构体系较为经济合理，这种结构体系的剪力墙或筒体是很好的抗侧力构件，常常承担了大部分的风载和地震荷载产生的水平侧力，总体刚度大，侧移小，且满足玻璃幕墙的外装饰要求。
三、材料的选用
钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件。
目前宝钢投入生产的有B400RNQ和B490RNQ两种型号的耐火钢，其物理力学指标、化学性能及抗冲击韧性和可焊性，都能达到结构钢的要求。普通钢材当达到600℃的高温时已完全丧失承载能力，宝钢生产的这两个品种钢材当达到600℃时其屈服强度还有150～220Mpa。
一般高层和超高层建筑当采用框—剪、框—筒结构体系时的经济性统计为：钢结构造价=钢材费用（约占40%）+制作安装费用（约占30%）+防火涂料费用（约占30%），防火涂料所占总造价的比重较大。如果使用高强度耐火钢虽价格略有上升，但防火涂料价格有较大幅度下降，可望部分抵消由此带来的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。
四、制作与安装
(一)统一测量仪器和钢尺量具
建造一幢超高层大楼，涉及到土建、钢结构、玻璃幕墙和各类设备的安装，使用的测量仪器和使用的钢尺必须由国家法定的同一计量部门由同一标准鉴定。
高层、超高层建筑施工周期较长，尚需定期对测量仪器和钢尺量具进行定期校验以保证建筑物各项指标符合规定的指标。
一般以土建部门的测量仪器和钢尺量具为准。
(二)定位轴线、标高和地脚螺栓
钢柱的定位轴线可根据场地的宽窄，在建筑物外部或内部设置控制轴线。本工程高度在100m，设置二个控制桩，以供架设经纬仪或激光仪控制桩的位置，要求以能满足通视、可视为原则。
钢柱的长度以满足起重量的大小和运输的可能性，一般为2～3层为一节，对每一节柱子安装不得使用下一节柱子的定位轴线，应从地面控制轴线引到高空，以保证每节柱子安装正确无误，避免产生累积误差。
柱脚与钢筋混凝土基础的连接，一般采用埋入式刚性柱脚，地脚螺栓是在安装就位第一节钢柱时，控制平面尺寸和标高的临时固定措施。
(三)钢柱的制作与安装
钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件，在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。
100m高的超高层钢柱一般分为8～12节构件，钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度，即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换，要求对每节钢柱应编号予以区别，正确安装就位。
矩形或方形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊，不允许采用其他如在箱板上开孔、槽塞焊等形式。
钢柱标高的控制一般有二种方式：
1.按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格，这种制作安装一般在12层以下，层高控制不十分严格的建筑物。
2.按设计标高制作安装。一般在12层以上，精度要求较高的层高，应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。
无论采用何种安装方式，都应在翻样下料制作过程中充分表达出来，并应符合设计要求的总高度。
(四)框架梁的制作与安装
高层、超高层框架梁一般采用H型钢，框架梁与钢柱宜采用刚性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。
框架梁应按设计编号正确就位。
为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿)，悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝，腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁（短牛腿）连接，上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。
由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接板可开椭圆孔，椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0（d0为螺栓孔径），并应保证孔边距的要求。
框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度，需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的精确长度。
框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接，目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接。施工时先焊下翼缘再焊上翼缘，先一端点焊定位，再焊另一端。
腹板则采用高强度螺栓连接，要充分理解设计时采用摩擦型还是承压型高强螺栓。采用摩擦型高强螺栓的摩擦系数应选用合理。
采用高强螺栓群连接时，孔位的精度十分重要。目前制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔，前者精度低，后者精度高，应优先考虑采用后者。当采用模板制孔时，应保证模板的精度，以确保高强螺栓的组装孔和工地安装孔的精度要求。如果孔位局部偏差，只允许使用铰刀扩孔。严禁使用气割扩孔，若用气割扩孔，则应按重大质量事故处理。
高强螺栓群应同一方向插入螺栓孔内，高强螺栓群的拧紧顺序应由中心按幅射方向逐层向外扩展，初拧和终拧都得按预先设定的鲜明色彩在螺帽头上加以表示。
五、楼盖的设计
篇10
富有创造性思维的学生往往具备这样几个特征：兴趣广泛而又专一；有强烈的好奇心和探求心理；能独立选材，题材新颖、风趣，审美感强；对环境的感受力高，能观察到别人容易忽略的事实；心智活动思路畅通，审美敏捷；能见微知著，举一反三，触类旁通；能提出卓越的见解，有内在的评鉴力，观点明确，立意高远。这样的学生在写作时就能体现出自己的创新能力。而要使自己成为一个富有创造性思维的学生，写出富有创新意识的议论文，在安排结构上我们可以从以下几方面入手：
一是凸现别致的外观美。这里的外观美指的议论文结构形式的变化。文章讲求内容与形式的完美统一，如何将自己所选择的材料用最适当、最新颖的形式表现出来，是我们行文前首先要认真思考并切实加以解决的问题。内容充实甚至新颖、外观死板的文章是很难“出彩”的；相反，材料一般但形式新颖的文章，一定程度上却能以外观来弥补内容上的某些不足，这是不争的事实。像我们在安排议论文的结构时，都知道用并列式和递进式，但如何恰当地使用呢？各人都有不同的看法。这就需要我们多探索、多实践，在尝试中走向成熟，那么在写作时创造出别致的外观美的文章也就顺理成章、水到渠成了。
二是凸现动人的感性美。这里感性美指的文章内容与结构的统一。请不要以为这“动人的感性美”是记叙文的“专利”。在写议论文时，我们很多同学除了列举几个老掉牙的事例之外，恐怕再也无所作为了。那么，我们有没有想过借助于描写来加强表达的效果呢？2003年满分作文《因为亲近，所以美好》中就写道：“心灵上的共鸣使我们感到事物的美好。看飞流直下三千尺，我们感受到的是一种豪迈；看傲雪青松屹立北风，我们感受的是不屈不挠；看一轮明月高挂天空，我们想到的是‘但愿人长久，千里共婵娟’。事物本也无情，是我们心灵上的亲近使我们感到它们是如此美好。因此，古往今来多少文人墨客，看到雁排长空，虎啸深林，鱼跃水面，落英缤纷，秋雨梧桐都能发出心底最深处的一声长叹。”这段文字在结构上前半部分是并列式，后半部分是递进式。加上生动的描写，使文章充满了灵性。
三是凸现深刻的理性美。具有一定的理性美，能够有效地提升作文的层次，使我们的文章上升到一定的高度。体现在结构上就是要合理布局，巧妙安排。如有一位同学在读了《精卫填海》这篇寓言后写道：“精卫的努力是徒劳的，因为它的力量实在太微小了，可它为了实现自己的目标，衔木石不止，填海不止，顽强地拼搏着。这是一种执着精神，一种在困境中追求、在凄迷中奋进的可贵气质。正是在执着的追求中，精卫显示了它的价值。我们无论干什么，无论在哪里，有所执着，才能对常人眼中的得失、毁誉不预计较，为了心中的目标，默默不懈地努力。这样，才会有一种笑傲人生的旷达和洒脱。”这段文字充满理性美。结构上采用的是递进式，与文章主旨是一致的。
这就告诉我们，议论文在结构上应该具备什么条件才能创新,只有有创新的文章，才是成功的佳作，才更吸引读者的目光。
篇11
采用行星针轮摆线啮合付的一齿差原理和结构的液压马达，又称它为外行星传动机构，它的产生对开拓液压技术应用范围将是一次重大的突破。它的技术优势明显，具体可分为：优化的液压机械技术、优化的结构创新设计和具有领先的应用技术和较大的拓展性技术。对此可进行不断的开拓和创新。
可以预见，此结构在不久的将来，应用范围一定会越来越广，对解决中国能源的紧迫感有重大作用。应用此技术对国民经济发展中节能、节省资源和降低制造成本也会产生一定的影响，对扩大液压机械的应用开拓是一项重大的贡献。本课题研究内容和任务，就是以一种新型结构的液压泵和马达液力转换能量方式，取而代之是一种大功率，高效率，小体积，低价格的马达。
关键词：摆线马达液力转换机构配油机构孔销机构
TheStructureDesignOfExtrasolarplanetscycloidMotor
Abstract
Rapiddevelopmentofscienceandtechnologyoftoday,machineshavelargelyreplacedhumanlabor,liberatingthepeopleoftheclassmanualforfurtherindustrialdevelopmentintostreamsofmomentummoretotheprogressofmankindmadeanindeliblerole.However,whilethemachineryintheindustrialdevelopmentofmankindhaveapivotalrole,wehaveanewprobleminfrontofus,howdopowersource,Howcanwemakebetteruseofthenaturalresourcesaroundus?Wanghumanprogressinthefaceoftheladderisajointseriesofemergingissues--howtogenerateaconstantsupplyofpower?Tosolveaseriesinvolvingthesourceofpower,motors,motor,theinternalcombustionengine,aseriesofpumppowergeneratoronthebreedandhealth.Hydraulicmotorsisliketheheart,asteadysupplyofenergyconversionandenergy.ForthedevelopmentofITindustrieshasmadeindeliblecontributions.Usingneedlesroundcycloidplanetarymeshingpayatoothdifferenceprincipleandstructureofhydraulicmotors,alsocalledextrasolarplanetsdrive,Itsappearanceonthepioneeringapplicationofhydraulictechnologywillbeamajorbreakthrough.Itstechnicaladvantagesareobvious,concretecanbedividedinto:optimizationofhydraulicmachinerytechnology,theoptimumstructurewithinnovativedesignandtheapplicationofleadingtechnologyandthedevelopmentofmoretechnology.Thiscanbecarriedoutcontinuouslyandinnovation.Itcanbeforeseenthatthisstructureinthenearfuture,theapplicationwillbecomewider.Chinatosolvetheenergyofurgencyamajorrole.Applicationofthistechnologytothedevelopmentofthenationaleconomyenergy,saveresourcesandreducethecostofmanufacturingwillhaveadefiniteimpactHydraulicmachinerytoexpandtheapplicationdevelopmentisamajorcontribution.Theresearchcontentandthetaskistoanewstructureofthehydraulicpumpmotorsandhydraulicenergyconversion,Insteadofahighpower,highefficiency,smallsize,lowpriceofmotors.
Keyword：cycloidmotorHydraulicConverterDistributionoilsectorKongmarketingagencies
液压马达
20世纪，由于电力工业的飞发展，工业领域中满目所见、充耳所闻皆是电马达的旋转和轰鸣，因此，人们大大忽视了液压马达的存在。
其实，电马达由于受磁饱和的限制，在每平方厘米上只能产生数十牛顿的电磁力，其数量级仅为0.1MPa；而液压马达的工作压力通常为10MPa数量级，两者相差几十甚至数百倍。因此，电此，电马达扭矩很小而转速很高，一般都要通过减速机构方能驱动负载。
液压马达，尤其是低速大扭矩马达，均可直接驱动负载。液压马达力密度大，在同等功率输出情况下，其重量、尺寸仅为直流电马达的5%~20%，相对质量很轻，所以转动惯小，启动、制动、反向运转快速性及低速稳定性好，并可方便地实施无级调速，这些令电马达无法相比的优点，使得近20年来液压马达和液压技术在全世界都得以迅速地推广应用和深入普及，人们在实践中也越来越感到液压马达的重要性。
世界上经济技术发达国家，一贯重视液压马达的研究、开发、制造和应用，并不断进步和获得新的成果，而且论著颇丰。相比之下，我国由于技术基础较为薄弱，人们的认识水平也远远不及先进国家，国人对于液压马达的论述专著极为罕见，对于液压马达实用技术方面专著更可谓“蹋破铁鞋无觅处”。
到目前为止，液压马达的种类已是层出不穷，有高速液压马达，低速液压马达，摆动液压马达，还有如定量液压马达，变量液压马达，单作用液压马达，多作用液压马达等，而摆线马达则是属于低速液压马达中的子种类——多作用液压马达中的一种，而单单摆线液压马达也分为好多种：双定子叠加式盘配流摆线液压马达，集成式摆线液压马达，BMR（2）轴配油摆线液压马达，BM式摆线液压马达，外形星针轮式摆线液压马达。
摆线齿轮马达BM是我国机械部重点企业、江苏省液压气动密封件协会大批量制造的行星转子式摆线齿轮液压马达。它是一种利用行星减速机械原理的内啮合摆线齿轮马达。这种马达自1955年发明以来，随即传入我国，以其独特的优点获得迅的发展。这种优点表现为：结构简单、体积小、质量轻、转矩大，单位质量功率远比其他类型的液压马达。另外，这种马达的转速范围宽、使用可靠、低速稳定性好、价格低廉。目前全世界的年产量已超过百万台，被广泛应用于塑料机械、工程机械、农业机械、煤矿机械、起重运输机械、渔业机械及专用机床等设备中。而且，采用传统机械能量转换方式，不但要储备一定功率，变速时对主机部击很大，影响其寿命，又多耗约7%油料。本课题研究内容和任务，就是以一生中新型结构的液压泵和马达液力转换有量方式，取而代之。这种新型结构的液压马达，为一齿差“外行星针轮摆线的传动原理机构，能满足船舶大范围性能的工况要求，其特点：可选各主参数值范围大，比功率值大。总效率，体积小，重量轻和价格低。”
此摆线马达是一个小体积，大功率的摆线马达
液压马达习惯上是指输出旋转运动的,将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置.
从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。因为它们具有同样的基本结构要素--密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。
但是，由于液压马达和液压泵的工作条件不同，对它们的性能要求也不一样，所以同类型的液压马达和液压泵之间，仍存在许多差别。首先液压马达应能够正、反转，因而要求其内部结构对称；液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。因此，它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承；其次液压马达由于在输入压力油条件下工作，因而不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起动转矩。由于存在着这些差别，使得液压马达和液压泵在结构上比较相似，但不能可逆工作。
液压马达按其结梅类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。额定转速高于500r／min的属于高速液压马达，额定转速低于500r／min的属于低速液压马达。高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调节(调速及换向)灵敏度高。通常高速液压马达输出转矩不大所以又称为高速小转矩液压马达。低速液压马达的基本型式是径向柱塞式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式，低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低(有时可达每分钟几转甚至零点几转)，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大，所以又称为低速大转矩液压马达。
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目录
前言5
1．概述7
1．1液压马达7
1．3摆线马达的相关问题8
2．摆线及其相关的问题14
2．1问题的提出14
2．2摆线的定义与研究历史14
2．4摆线的两个重要性质16
2．5摆线的其他有关方面17
3．摆线轮的结构与工作原理及其分析计算19
3．1概述19
3．2啮合原理20
3．3摆线轮的啮合特性22
3．4摆线针轮作用力的理论分析27
3．5摆线针轮的齿面接触强度的理论分析30
4.摆线轮机构及其相关部分机构的方案设计及其计算33
4．1参数方案选择设计33
4．2实际参数设计计算37
5．其它部分设计分析42
5．1参数选择分析与计算42
5．2柱销与孔的作用力分析44
5．3螺栓分析与计算46
5．4轴承的设计计算49
5．5壳壁主要部分的设计计算52
5．6封密装置的设计分析53
结束语55
篇12
一、引言
自进入20世纪90年代以来，我国钢结构建筑的发展十分迅速，特别是一些代表城市标志性高层建筑的建成，为钢结构在我国的发展揭开了新的一页。如世界第三高的上海88层、高420m的金茂大厦业已竣工，现已投入运营。据称世界第一高度的上海浦东环球金融中心，95层高460m，建筑面积为31万m2，现正在加紧建设中。由外商投资的大连总统大厦，正在加紧筹建之中，共95层，据称建成后其高度将名列世界前茅。
轻钢结构的发展则更是如火如荼，特别在工业厂房的建设中则更为迅猛。从钢结构制造加施工企业数量的大幅增长就可窥见一斑，如上海市的钢结构制造和施工单位已由原来的几十家一下子发展到现在的400多家，单上海的宝钢地区就有近百家的钢结构制造厂。大好形势下，如何因势利导，抓好设计和施工质量，这是当前一个十分迫切的问题。本文拟就轻钢结构的优点、材料选择和设计中的注意点、塑性设计及腹板屈曲后强度的利用和蒙皮效应等作一概略介绍，利于读者对轻钢结构有一个比较全面的了解。
二、轻钢结问及其适用范围
所谓轻钢结构通常是指由下列钢材所构成的结构：①冷弯薄壁型钢结构；②热轧轻型钢结构；③焊接或高频焊接轻型钢结构；④轻型钢管结构；⑤板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合柱而构成的结构。
1．适用范围
根据我国目前情况来看，这种结构由于其用度广、优势明显，已大量应用于单层工业厂房、多层工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。对单层工业厂房而言，通常以H型钢，采用焊接连接作为梁柱，以C形或Z形轻钢板作檩条，屋盖系统或楼面系统用压型彩色钢板作面层，上面可浇混凝土，压型钢板既可作为钢筋，必要时也可以再配钢筋。墙面围护也可采用单层或夹层压型钢板，夹层板内部可充填各种保温层。
2．主要优点
⑴施工周期短：轻钢结构的最大优点是所有构件均可以由工厂制作现场拼接安装，对一般规模较小的工业厂房仅需45d至2个月，而若采用钢筋混凝土建筑则要8～12个月左右。
⑵综合经济效益好：由于施工周期短，可以提前投入使用，提前获取投资效益；更由于采用色彩鲜艳的彩色压型钢板，美观华丽，改善了周边环境的动态感；因为建筑物本身的自重轻，一般情况下不需要做桩基，可以节省投资；由于采用了聚苯已烯泡沫夹心板或单板加保温棉等措施后，使保温、隔热和隔章等效果良好。彩色钢板是以镀锌为基板又用硅酮作为表面，经两除两烘加工而成，耐久性也较好，根据目前我国的市场价格，轻钢结构的造价已经低于钢筋混凝土结构，当厂房的跨度越大时，其优势更为明显，这也是它赖以竞争的一大优势。
⑶抗震性能好：由于钢结构属于柔性结构、自重轻，因而能有效地降低地震响应及灾害影响程度，极有利于抗震。我国是一个多地震区国家，在地震区建筑中应多多推广应用钢结构，必可大大减少地震灾害和人员伤亡。唐山地震的惨痛教训应予记起。目前，天津市已正式启动轻钢结构住宅。
⑷宜于拆卸搬迁：一旦业主对所造厂址不满意或外界环境发生意想不到的变化，则整个建筑可在很短时间内拆迁，损失极小，而所有这些是钢筋混凝土建筑所无法具备的。
正是由于轻钢结构的诸多优点，而且随着近年来防火、防腐新产品的不断出现，已较好地解决了轻钢结构抗腐蚀性差的缺点，使得它在工业厂房以及民用设施中获得了广泛的应用。
三、材料选择和设计中的注意事项
轻钢结构作为普通钢结构的衍生结构，其基本计算理论和后者基本相同。详细情况可参见上海市标准DBJ08-68-97《轻钢结构设计规程》和中国工程建设标准化协会标准CECS102：98《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》，这里仅着重强调几点：
⑴在用材上应优先采用“H”形钢，它受力合理，拼接方便，加工容易。对于承重结构宜用Q235钢和低合金钢中的16Mn、15MnV或15MnV钢，但需注意Q235-A钢的含碳量不作为交货条件，可焊性无保证，故不宜采用作焊接结构。对于板厚大于25mm的梁翼缘与柱，现场焊接的梁柱节点不宜用Q235-B.F，应尽量选用Q235-B或Q235-B.b，对于特别重要结构宜选用Q235-C或Q235-D。
⑵对厚度为17～40mm的Q235钢的设计指标比现行GBJ17-88《钢结构设计规范》中的规定值提高5Mpa（上海标准），焊缝强度也作了相应调整。
⑶考虑了技术进步因素，将主要受力构件的壁厚调小了，即在现行GBJ18-97《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中的主要受力构件的壁厚不小于2mm调整为不小1.5mm，框架梁柱构件不小于3mm。
⑷在风荷载作用下，门式刚架的侧移按GBJ18-87《冷弯薄壁型钢结构技术规范》规定为柱顶高度的1/150。但在这2个规程中均作了细化规定并作相应调整，但具体数值不尽相同。设计者在使用时宜予以注意。
⑸在设计刚架、屋架和檩条等时，应考虑由风吸力作用所引起构件内力变化的不利影响。此时永久荷载分项系数取为1.0。这一规定主要是考虑到当设计的刚架、屋架、檩条在屋面材料较轻的情况下；若受风吸力作用，构件内力将会变号，会出现拉杆变为压杆的情况。在内力变号时永久荷载起减载作用，叵合肥市将永久荷载分项系数取为1.2，则会造成结构可靠度的降低，导致不安全因素。
四、结构或构件的塑性设计及腹板屈曲后强度
轻钢结构允许采用塑性设计，但仅适用于不直接承受动力荷载的固端梁、连续梁以及由实腹构件组成的单层和2层框架结构。采用塑性设计的结构或构件，按承载能力极限状态设计时，应采用荷载的设计值，考虑构件截面内塑性的发展及由此引起的内力重分布，用考虑P-效应的塑性铰理论或简单的塑性铰理论进行内力分析。按塑性设计时，钢材和连接的强度设计值应按规程的有关条款规定的数值乘以折减系数0.9。塑性设计截面板件的宽厚比也应符合有关规定。
门式框架上“工”字形截面构件的腹板允许考虑屈曲后程度，下面我们试通过单向受压四边简支扳回曲后的中面应力分布情况来说明为什么板屈曲后仍能继续承载，且承载力还能显著提高。板屈曲后只要板的四边保持直线，则载荷边的压应力分布为非无均匀分布，两边应力较高，中间应力较低；非载荷边产生垂直于边线的应力，其中部为拉应力。由于拉应力的作用限制了板屈曲变形的发展，提高了板的刚度，因而板屈曲后仍能继续承载。卡门最先提出了有效宽度的概念，即将板件受压边马鞍形应力分布图用二块等效的应力图形代替L等效应力图形的应力水平为fyc于是有
Pu=fybet
Pu=∫σ(x)dx
式中：Pu为板的极限承载力；fy为钢材的屈服强度；be为有效截面宽度；t为板件的厚度。
当Pu通过理论分析和实验确定后，就可用有效宽度来表达受压板件屈曲后极限强度，并进而采用有效截面来考虑板件局部屈曲的影响。利用板面屈曲后的强度进行结构设计最早见机结构中，因为飞机结构设计是在保证一定可靠度的前提下以减轻结构重量为目标。在普通房屋建筑钢结构设计中一般不允许板件产生局部失稳。而冷弯薄壁型钢，其特点之一就是壁薄，壁厚不大于6mm，以极少的材料加工成为宽展的截面，以提高构件的截面刚度和整体稳定承载力，为此，不得不突破钢结构设计规范（GBJ17-88）中对板件宽厚比限值的规定，允许板件产生局部失稳，进而利用屈曲后强度的提高。
轻钢结构门式刚架是主要的承重结构，一般是采用实腹型变截面的柱和梁组成。门式刚架的形成可以单坡、双坡和多坡，多跨建筑的中间柱多采用较接的摇摆柱。门式刚架工字截面钢构件中腹板以受剪为主，抗弯作用不如翼缘有效，增大腹板的高度，可使翼缘抗弯能力发挥得更为充分。但是，在增大腹板高度的同时，如果厚度增之过大，则腹板耗钢量太多，也是不经济的。因此，先进的设计方法是采用高而薄的腹板，而是还有相当可观的屈曲后强度可以利用。在主要为均布荷载起控制作用的结构中，在允冲击、疲劳、振动等荷载的条件下，可充分利用结构受力板件的屈曲有效截面来分析压弯杆件腹板的稳定性，从而使其腹极高厚比限值可以大幅度提高。根据天津大学所作的试验证明，当荷载超过理论计算的屈曲临界载限多时腹板才呈现凸曲变形，且凸曲变形都不大，故适当利用屈曲后强度是可行的。
五、蒙皮效应
压型钢板因其重量轻、强度高、外形美观、安装便捷等优点，而广泛应用，国外不仅用手工业厂房，且很多民用建筑也用它做屋面板和墙板等围护结构。
所谓蒙皮效应是指压型钢板在其平面内的抗剪能力，可称为受力蒙皮作用。如将压型钢板与构件进行可靠连接，则此蒙皮效应可使围护结构同时成为结构的重要组成部分，参与整个结构体系工作，为与之相连的受压、受弯压构件提供连续侧向支撑，从而提高这种构件的刚度及稳定承载力。
美国的设计规范引进了蒙住支撑的设计方法。我国《冷弯型钢受力蒙皮结构设计规范》尚在编制中。
1．蒙皮支撑的轴心受压构件
假设在蒙皮的支撑作用下，构件在荷载作用下没有弯曲变形、没有截面的扭转而仅有轴向压缩变形，则我们称蒙皮可为构件提供完全支撑，此情况下的屈服压力记作Py，则
为考察各种因素对蒙皮支撑构件性能的影响，对该非线性问题用有限元法，取如下构件作分析对象，构件外形尺寸为160mm×50mm×20mm×2.75mm的冷弯薄壁卷边C形槽钢，材料屈服强度为Py=270Mpa，假定荷载的初始偏心为构件几何长度的1/1000，构件长度为3.60m，两端铰接。压型钢板与构件用自攻螺钉相连。当压型钢板之间无连接件时蒙皮抗剪刚度为QL，当荷载偏心距ey=L/1000，ez=L/1000时，对应于不同的蒙皮抗剪刚度值Q，计算了构件跨度中截面转角及剪心的位移，从图中可以看出蒙皮抗剪刚度的变化，并未使构件跨中截面的转角有太大的差别。这说明蒙皮抗剪刚度的增大，并不能增大对构件扭转的约束作用。但是蒙皮抗剪刚度的增大，即能有效地减小构件的侧向变形。必须指出：以上的结果是在不考虑蒙皮对构件提供的扭转约束，即令扭转约束值F=0时所得出的结果。F值因次为N·mm/（mm·rad）。但实际结构中蒙皮总是可以为构件提供不同程度的扭转约束作用，如不考虑这一有利因素，势必会使计算结果过分保守，试验和计算结果都表明，蒙皮为构件提供的扭转约束作用可有效地减小构件的扭转变形，显著提高轴压构件的稳定承载力。通过理论计算所得出
（ey=L/1000，ez=-L/1000）（ey=L/1000，ez=-L/1000）
侧向变形υ（cm）曲线的蒙皮对构件影响。其FL=1437.2N·mm/（mm·rad）是由试验确定。
六、结语
当前，我国钢结构（含轻钢结构）发展的形势很好，我国钢结构年产已超过1亿t，可以预言，21世纪将是钢结构快速发展时期，长期以来，由混凝土结构、砌体结构一统天下的格局将被打破，从事钢结构制造、施工企业前景宽阔，各建筑设计院也面临着新的机遇和挑战。但是，以下几点仍需各方加以重视。
1．应加大推广钢结构建筑的宣传力度
目前，钢结构行业的竞争非常激烈。这种竞争，不仅来自于各行业，、各企业之间，更重要的还来自于钢结构和钢筋混凝土结构这两种建筑之间的竞争。日本等发达国家，钢结构建筑要占整个建筑的50%以上，而我国只占5%还不到。差距甚远。
对于钢结构与混凝土结构的造价问题，应有一个全面、综合的认识，不能笼统地认为钢结构造价比混凝土贵，从而排斥于比较方案之外，这一点对广大设计人员尤为重要。事实上一个高层建筑的工程总投资、包括工程造价、动迁费、征地费等方面，工程造价只占工程总投资的50%。而工程造价又包括结构造价、装饰费、设备费等，结构造价只占工程造价的30%左右。而结构造价又分上部结构和基础造价，上部结构造价仅占基础造价的50%～70%。而钢结构只是指工程的上部结构，在工程总投资中仅占10%还不到。因此，高层建筑采用钢结构与采用混凝土结构间的差价所占工程总投资的比例将更小，一般不到工程总投资的4%。如果再考虑到采用钢结构因其自重轻、基础造价低；因其强度高、可啬建筑有效使用面积；施工速度快及抗震性能好等诸多优点，那么钢结构的优势是不言而喻的。
2．推广应用住宅钢结构应提到重要位置
建筑钢结构虽然发展很快，但在住宅领域还是空白。全国每年要建数千万平方米的住宅建筑，但采用钢结构的几乎没有。当然这和我国传统思想、观念以及对钢结构的认识偏差有关。可喜的是，天津市政府已率先垂范，决定于今年启动轻型钢结构建筑，将建设10万m2的轻钢住宅，其示范效应将不可低估，希望各地有关职能部门及广大设计人员应有超前意识，作出响应，对轻钢住宅建筑的发展作出应有贡献。
3．应积极提高各钢结构制造、施工企业、设计院所等技术人员的业务水平
