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论文摘要:城市商业空间结构研究是商业地理学的核心。文章从商业活动载体和主体两方面深入分析国外城市商业空间结构研究的历程,回顾国内城市商业结构研究的进程,并进一步指出研究的薄弱之处与发展方向。
1引言
城市商业随城市的建立而出现,是城市的主要职能。城市商业空间结构是由商业活动载体和主体相互作用而形成的。载体即商业中心,是商业活动的主要承担者;主体即消费者和商业企业经营者,是城市商业活动的主要参与者。但由于一般均假设商业企业经营者追求利润最大化,故只重视消费者研究。城市商业空间结构研究一直以来是国内外城市商业地理学研究的重要课题,其研究历史已有几百年,理论、方法和研究成果也比较成熟。其研究领域广泛,主要集中于城市地域范围内各商业活动载体——商业中心的空间形态、等级体系、布局规律,以及商业活动主体——消费者空间行为、消费者空间分布状况。城市商业空间结构包括城市内部与城市体系空间结构,文章特指城市内部商业空间结构。
2国外研究理论和方法概述
地理大发现之后,世界各国商贸往来加强,各国各地物产资源、集散中心、交易市场的简单描述日益增多,给商业空间结构的研究奠定了良好基础。随着计量地理、行为地理、时间地理、运筹学等一系列科学理论和方法的引入,国外城市商业空间结构研究真正科学化,研究水平不断提升,逐渐形成统一的理论体系。作者将从商业活动载体和主体两个方面综述国外城市商业空间结构研究进展。
2.1城市商业载体的空间结构研究
商业中心作为商业活动的载体,是人们进行商品交易的场所。早期的研究注重从商品供给的角度考察商业中心在城市中的位置、商业中心的等级体系和不同商业职能的空间布局规律,归纳起来主要有以下3种研究成果。
2.1,1地租理论。杜能提出位置级差地租理论最早解释了商业中心布局于城市中心的原因。1961年,格苇斯(Getis)揭示了总零售量随离开地价最高的城市中心地带的距离增加而减少的规律,证实了土地地租变动及其与商业经济活动之间的关系的规律。20世纪60年代,加纳研究了商业中心的内部结构,在投标地租曲线上建立了不同商业中心的简明空间。1970年,司格特(P.Scott)用图表表示出租金梯度与商店类型的关系,认为通过分析城市土地利用结构和城市内部经济活动的生态位,可以确定商业中心的区位。
2,1,2基于中心地理论的研究。德国地理学家克里斯泰勒(Chifstaller,1933)提出的中心地理论是现代商业空间理论的基础,为商业空间结构研究提供了理论框架。德国经济学家廖士(Losch,1940)在其《区位经济学》中提出“经济地景模型”,创立了服从最大限度利润、以市场为中心的区位论和作为市场体系的经济景观,对城市市场经济区进行系统的研究,深化了中心地理论,构造了边界的无差别线模型。后来,墨苏(R.E.Murphy)和万斯(J.E.Vance)以建筑物高度及其商业职能为依据,界定了中央商业区的地域范围。
2,1.3空间分析学派。二战后,地理学界掀起了“数量革命”,复杂的计量方法和计算机技术的发展使得运用数学模型分析城市内部空间成为可能,空间分析学派随之产生发展。20世纪50年代末,贝利和加里森首次引入统计学中的回归方法,得出P=ABn。为中心地职能的设施数,P为中心地的人口数。参数A和B用回归的方法取得,当=I时的P值是门槛人口数。1965年,美国学者贝里(Berry)对芝加哥大都市区商业形态区位分布进行实证研究,提出“都市区商业问结构模型”。1981年,英国学者波特(Potter)引入多变量功能方程(multivariatefunctionalordination),运用统计分析方法和图表,分析商业区功能性质、区位、易达性、形态、发展规模及其与社会经济的密切关系一。
空间分析学派通过大量假设来简化问题,研究方法上由定性描述转为定量数据处理,借鉴统计学、数学分析及数量地理方法解释问题,促进了商业空间结构研究方法科学化。但过分追求技术、逻辑理论系统完美和空间分析的抽象化,使他们的研究脱离了实际的城市商业空间结构。
2.2城市商业主体空间分析
2.2.1消费者行为空间分析。从20世纪50年代末开始,学者们逐渐认识到空间学派将人地关系物化、忽视人的作用不切合实际,发现消费者行为对商业空间结构有重要影响。相关研究也开始注重从消费者行为方式和社会经济属性的角度来理解城市商业空间结构的形成与发展,强调消费者行为差异对商业空间结构的影响。
贝里和盖瑞逊(1958年)第一次将消费者行为纳入理论架构,首次对消费者前往最近的商业中心购物的假设提出挑战。美国的学者赖斯顿(Rushton)最先从消费者行为观点去研究城市商业空间结构问题,提出行为一空间模型,认为任何一级的中心地的消费者行为均有多样性。1970年,道斯(Dows)提出商业设施认知结构的程序,从商业设施潜在顾客的角度出发来判断大量的有关属性、看法、倾向性、评估变量等因素的重要性;1972年,大卫(Davis)提出了“购物中心层次性系统发展模型”,将消费者行为及其社会经济属性纳入购物中心的层次结构的形成和变化中;1982年,英国学者波特(Potter)完全从消费者的知觉和行为的角度来探讨零售区位的分布问题,提出信息场与利用场的区别。
2.2.2消费者空间结构研究——商圈分析。商圈是指特定商业中心吸引顾客的地理区域,也称商势圈,侧重从商业需求的角度考察消费者空间分布状况。1929年,美国学者威廉·莱利(WilliamJ.Reilly)首先创立了商圈测定法则——莱利法则,即:两个商业供给地,对于中间一个消费地消费者的吸引力与两个供给地人口成正比,与两个供给地距离平方成反比。由此引发了一系列探讨消费者空间分布法则的研究,派生出康帕斯法则、阿普波姆法则、加萨法则。
随着汽车普及,实际距离已不再有很强影响力,莱利法则及其派生法则在商业网点布置中常与现实不符。美国学者哈夫考虑了更多因素,构建如下的数学模型
式中:P,为居住在i地区的消费者选择商店聚集区购物的概率,S,为商店聚集区面积,,为从i地区到商店集聚区所需时间,为消费者从居住区到商店聚集区路程中购物障碍要素指标。
哈佛商学院(20世纪80年代)在实践中创立了饱和理论,通过计算零售商业市场饱和系数测定特定商圈内某类商品销售的饱和程度。一般来说,位于饱和程度低地区的商店,其成功的概率必然高于高度饱和地区。零售商业市场饱和系数(IRS)的计算公式为
式中:IRS为某地区某类商品零售饱和系数,C为某地区购买某类商品的潜在顾客人数,RE为某地区每一顾客用于购买某类商品的费用支出,RF为某地区经营同类商品商店的营业面积总数。
上述各种模型对于有效选择商店地址,研究商店顾客来源与分布特征提供了有力的理论指导,应用简单明了、省时省力。但是,影响消费者空间分布的因素众多,除模型中已经考虑的人口、距离等因素外,还受商店本身的竞争实力、所处商业中心的繁华程度、交通流量、竞争商店的位置、所在地城市规划等因素影响。新设商店要做出正确决策,在进行定量分析的同时,还必须与商圈实地调查结合起来,进行定性分析。
3国内研究概述
改革开放以来,中国城市商业空间结构研究逐渐兴起,主流是中心地理论的实证研究。20世纪80年代初,杨吾扬教授把中心地理论引入商业空间结构研究中。以北京市为例,把城市商业网点分成3级序列:市级、区级、街区级,用克里斯塔勒中心地理论分析了北京商业服务业空间结构现状,用范力农定理求“铜心”,成功地对中心地理论进行了试验性研究。高松凡论述了北京城市场的历史发展变迁,从历史地理学视角,运用中心地理论分析了自元大都以来历代北京城市场空间结构特点、演变过程及影响因素。
宁越敏教授实地调查了上海市城市中心区商业中心,首次建立了界定商业中心的一套指标。他选取了商业中心内商店数、商业中心的职能数等5个指标,对上海市61个商业中心进行了聚类分析,划分为3个级别5种类型,分析了影响上海市商业中心区位的因素,并提出了相应建议。吴郁文、谢彬等在研究广州市城区零售商业企业区位布局时应用了这种方法,增加大型综合商场、大饭店、宾馆职能单位数占商业中心职能单位总数的百分比这一指标,用6个指标对广州市30个商业中心类型及等级体系进行聚类分析。
20世纪90年代初,安成谋以兰州市为例,构建消费者购物模式:位于某一特定地区的一个商业中心,销售范围与消费者总开支成正比,与该商业中心规模成正比,与消费者花在购物途中的时间成反比,与这一中心与其他中心的竞争成反比。他划分兰州市3级商业中心区位格局,引入加权平均模型和希尔伯脱模式,分析兰州各市级商业中心的区位优势度,据此评价商业中心发展潜力。
暖等以商业行业为切入点,在实地调查的基础上,采用因子生态分析技术,定性与定量相结合,研究昆明市商业地域结构现状、存在问题,提出今后调整方向_1。阎小培、许学强等以广州市为例分别对其商业中心的区位格局及发展趋势、中心商业区进行了分析。仵宗卿开始深入城市商业空间结构的内部,探讨其形成机制和发展演变历程。
4国内研究评析
4.1消费者行为定量研究相对薄弱
整体上,国内学者对城市商业空间结构的研究,长期以来停留在以中心地理论为基础,分析商业网点的规模等级与空间分布。长期实行计划经济体制,商品流通自上而下调拨,加上基础数据库缺失,导致关于消费者行为空间分析的大部分研究只是局限于定性描述层面上,定量分析较少,制约了国内对城市商业空间结构研究的深入。目前,我国商业的宏观经济环境已发生了巨大变化,国内“买方市场”的出现使得传统业态的商业企业经营步履维艰,而加入WTO后外国资本大量涌人中国,必将对零售业市场带来极大的冲击,必然要求研究视角与指导思想作相应调整。
4.2新方法新手段的应用较少
从发表的论文看:朱枫,宋小冬,马才学等人分析了商业地理定位的构成要素,论述了基于地理信息系统的商业选址的技术路线。但总体上国内研究与新方法新手段的结合较少,GIS,GPS,RS等技术引入不足,缺乏对城市商业空间结构的科学模拟。
在研究方法上以静态均衡分析为主。国外相关研究为了构筑模型的需要,简化商业布局影响因素,一定程度上影响了国内学者的研究视角。事实上,商业受众多因素交叉影响。随着商业的进一步复杂化,静态均衡分析将显得越来越不合理。我们必须注重从动态、综合的角度去看问题,更好地把握商业布局众多影响因素的相互作用,了解商业空间结构规律。
4.3新型商业业态的影响提出了新课题
随着个性化、柔性化、多样化消费理念的渗透,厂商在迎合消费者喜好的驱动力之下,生产方式已由批量生产、内部资源整合、单独的市场竞争逐渐转向定制化生产、外部资源整合、供应链协同式竞争。这一系列的转变已促成流通企业质的转变。商业业态大致遵循着百货商店一杂货店一超市一巨型超市一便利店一专卖店一购物中心一仓储式商场一电子商业的轨迹演进,间接影响着我国城市商业的空间结构。
20世纪60年代,ShoppingMall随着轿车的普及率先在欧美等发达国家兴起。70年代,ShoppingMall逐渐被引入亚洲的日本、新加坡、台湾等发达地区。近年来在上海、北京、深圳迅速崛起,迫切需求专业知识指导国内商业地产投资机构和商铺投资者作出正确的投资选址经营决策,促进商业地产知识的普及。
近年新兴的虚拟商厦与电子商业是以计算机网络为基础,通过电子网络方式进行商品交换与行政作业全过程。因为它第一次实现了无店铺经营,造就了三维的空间市场(marketspace),企业可以突破地理位置的局限,摆脱空间距离的束缚,直接与消费者进行交易,真正实现了低成本、高效率与零库存,因而虚拟商厦与电子商业对城市的商业空间结构的影响将是深远而复杂的。这被视为商业业态的又一次革命。研究网络虚拟购物对传统的商业空间结构的影响机制、发展过程、预测未来发展趋势将有重大意义。
4.4商业分布离心化研究有待加深
(二)消费者行为消费者效用函数由柯布道格拉斯效用函数表示,所有劳动力的偏好是一致的,并消费同质产品。地区代表性消费者效用函数如(1)式所示。如果为消费者收入,是传统部门产品价格,而是制造业部门低端产品的价格,是制造业部门高端产品的价格,则消费者的预算约束为。
二、均衡分析
本文中的模型是在制造业部门使用服务部门产品的前提下展开的。当使用服务部门的产品时,制造业部门之所以在某区域集聚,是因为服务产业聚集在该区域,然后吸引制造业部门区位选择至此,而制造业部门集聚此地,又提供了大量的服务产品需求,因此又会吸引大量的服务业部门集聚,相互作用,不断循环。命题2企业异质性可以作为引起聚集的一种力量,更多的异质性企业更可能导致完全聚集的产生并在一定条件下保持稳定。相对于低效率服务企业而言,高效率服务企业由于自身单位投入系数较低而集聚在城市地区表现出的稳定性更高。
三、指标选择与数据说明
(一)指标选择通常情况下,经济活动规模越大,所产生的规模经济和外部经济效应就越明显,也就越能吸引更多的企业集聚于此。因此,经济活动规模是衡量一个城市经济发展水平的重要指标。本文将指标体系共划分为两大类:一类是城市经济发展水平指标,主要从经济活动规模来描述;另一类是城市空间结构演变过程中的影响因素指标,是指影响城市空间结构演变过程中的一些外部因素,主要包括腹地的综合实力、贸易比率、人力资本水平、交通基础设施水平、信息基础设施水平、制造业集聚度、服务业集聚度、物流业集聚度以及宏观税率水平等指标。本文选取的研究对象是香港,香港以其优越的自然条件、自由的市场制度、发达的金融和物流服务以及完善的法律制度,已经成为全球公认的国际化大都市。香港不但拥有完备的交通基础设施以及信息基础设施,还提供较为完善的如融资、保险、经纪、仲裁与法律服务等中高端服务业。此外,很多国际知名的企业和国际组织总部都选择在香港经营业务。因此,选择香港作为新型城镇化的代表来分析城市空间结构演变的对象具有代表性。
(二)数据说明鉴于相关数据的可得性和时间的连续性,本文采用2001年-2012年香港的季度时间序列数据,相关数据来源于2001年12月至2012年12月的《香港统计月刊》。本文的计量分析主要使用以下变量,详细划分见表1所示的城市经济发展水平和影响因素的指标体系,计量软件为Eviews6.0。
四、实证分析
(一)平稳性检验基于VAR模型要求系统中各变量的平稳性要求,本文通过AugmentedDickey-Fuller检验方法对时间序列ftop、gdp、hum、infor、jem、zem、tax、trade、traf、yem进行平稳性检验,结果显示这些时间序列均为一阶差分平稳过程,具体见表2所示。
(二)协整关系检验下面采用Johansen最大似然法来对以服务企业机构数量比重为代表的城市经济发展水平和各演进影响因素进行协整检验。如表3所示,根据LR、FPE、AIC和HQ准则,确定VAR模型的最大滞后阶数为3阶,那么设定Johansen检验的滞后期为2。选择由ftop和gdp、infor、trade、traf、jem、yem构成的列向量有确定线性趋势且变量之间存在4个协整关系,具体见表4。协整关系方程表明在长期均衡关系中,以服务企业机构数量比重为代表的城市发展水平与腹地综合实力、信息基础设施水平、贸易比率、交通基础设施水平、服务业集聚度和物流业集聚度之间存在稳定关系。而人力资本水平和宏观税率水平对 服务企业机构数量比重的影响不具有显著性,此处暂不考虑这两种因素的影响。具体而言,腹地综合实力和贸易比率每增长1%分别会引起城市经济发展水平提高1.09%和1.57%;而信息基础设施水平和交通基础设施水平在长期内对中心城市表现出负向作用,即两个因素每增长1%会引起城市经济发展水平降低1.14%和2.00%;同样,企业异质性对中心城市长期发展的贡献也较大且均起到了负向作用,服务企业集聚度和物流企业集聚度的负向效应系数分别为-1.45和-2.18。
(三)误差修正模型的估计基于协整关系检验可知,变量城市经济发展水平(ftop)与腹地综合实力(gdp)、人力资本水平(hum)、信息基础设施水平(infor)、贸易比率(trade)、交通基础设施水平(traf)、服务业集聚度(jem)、物流业集聚度(yem)等因素之间存在长期均衡关系。因此,根据范晓莉(2012)[15]、郝寿义和范晓莉(2012)[16]的研究方法,在协整关系检验的基础上进一步建立中心城市的误差修正模型,探寻各演进影响因素与发展水平变量之间的短期动态关系,如式(37)所示。其中,误差修正项为,误差修正系数为-0.04,说明了城市经济发展水平增长率的误差修正项具有负向的修正机制,即发展水平增长率对长期均衡的偏离会对短期的发展水平增长率波动产生一个负向影响,但调整速度稍慢,不具有显著性。从ECM模型来看,短期内城市经济发展水平除了受自身增长率的影响外,还受到滞后一期的腹地综合实力的正向影响和滞后二期的腹地综合实力的负向影响。同时,滞后一期及二期的信息基础设施水平和服务企业集聚度的增长率对于发展水平增长率具有负向作用。而滞后一期贸易比率的增长对发展水平增长率短期内起到正向影响,短期正向效应系数为0.01。而滞后二期的交通基础设施水平的增长率对发展水平的增长影响也为正,短期效应系数为0.04。此外,滞后一期的物流业集聚度的提高则对城市发展起到了正向效应作用。
(四)脉冲响应与方差分解1.脉冲响应函数分析脉冲响应函数的结果显示,对于来自于“城市经济发展水平”自身的冲击显著为正,冲击响应在第一期为最大值并逐步下降,在第二期达到最小值后处于一种波动的状态;对于来自于“腹地综合实力”的一个标准差的冲击响应在前五期内呈现倒U型的负向效应,从第六期呈现稳步上升的正向影响;对于来自“信息基础设施水平”的一个标准差的冲击响应显著为正,从第一期至第五期均呈现稳定上升的正向影响趋势;而对于来自于“贸易比率”的一个标准差的冲击是显著为正的,在前五期呈现倒U型的波动状态后呈现稳定的正向效应影响;对于来自于“交通基础设施水平”的一个标准差的冲击响应显著为负,整体呈现先上升后下降的负向波动状态,且负向影响力度逐渐减弱;对于来自于“企业异质性”影响因素的一个标准差的冲击来说,在前二期内服务企业集聚的贡献为负,从第三期开始逐渐上升,直至第七期达到峰值,此后呈现平缓下降的正向影响趋势。而来自于“物流企业集聚”贡献在前三期内影响力度较弱,从第四期开始呈现U字型的负向影响,从第十五期以后转为稳定上升的正向影响趋势。综上所述,在短期内城市经济发展水平除了受自身发展水平的较大影响外,服务业集聚度和物流业集聚度的提高对城市经济发展水平带来较大的正向冲击效应。而信息基础设施水平在短期内对中心城市发展起到较强的促进作用,但长期内则表现为抑制作用。此外,贸易比率在短期内对中心城市的影响较弱,但在长期中表现出较强的正向影响力度;与之类似,腹地综合实力也主要在长期内利于城市经济发展水平的提高。2.预测方差分解分析在VAR模型的基础上对城市经济发展水平指标的预测均方误差进行分解。结果显示,短期内主要受到城市自身发展水平的影响,占比为81.36%,同时还受到服务业集聚度、贸易比率和交通基础设施水平高低的影响,占比分别为2.77%。6.46%和8.11%。长期而言,腹地综合实力、贸易比率、服务业集聚度是影响中心城市发展的最重要的因素,影响占比分别为7.39%、11.7%和9.97%,其中服务业集聚度的影响力度上升较快。此外,长期内交通基础设施水平仍发挥较大的影响作用,影响占比为9.7%,而信息基础设施水平和物流业集聚度的影响力较弱,但也呈现逐步上升的趋势。
(二)物流业省域空间集聚度测度方法关于地区产业集聚的度量方法较多,常用的有区位熵、集中系数、空间基尼系数和产业地理集中指数等指标。空间基尼系数是衡量产业空间集聚程度的指标之一,适合行业集聚的宏观分析,由PaulKrugman提出,当时用于测算美国制造业行业的集聚程度。[10]区位熵(LocationQuotient)又称专门化率,是典型的区域产业集聚的中观分析工具。所谓熵,就是比率的比率,它由哈盖特首先提出并运用于区位分析中。区位熵在衡量某一区域要素的空间分布情况,反映某一产业部门的专业化程度,以及某一区域在高层次区域的地位和作用等方面,是一个很有意义的指标。本文拟计算物流业空间基尼系数以判断物流业全省分布的均衡状况及年际变化趋势。其中,G为行业空间基尼系数,Si为i市物流业从业人数占全省该行业从业人数的比重,Xi为该市从业人数占全省总从业人数的比重。空间基尼系数的值介于0和1之间,其值越大,表示该行业在地理上的集聚程度越高。另外本文还选择区位熵系数来测度河南省各市物流业专业化程度。也就是通过测算各市物流产业从业人员比例与全省物流产业从业人员比例的比值来度量各市的物流集聚水平。区位熵是衡量产业专业化的重要指标,可充分比较不同城市物流产业集聚程度,确定该城市物流产业集聚状况在全省所处的位置。其中,ei为i市的物流产业从业人员数,e为i市的所有产业的从业人员数,Ei为全省的物流产业从业人员数,E为全省所有产业的从业人员数。区位熵系数LQ越大表明物流产业在该市集聚程度越高,说明该地区物流产业高度集中,专业化水平具有优势。
(三)河南省各市物流产业集聚度分析1.空间基尼系数分析根据空间基尼系数计算公式,计算得出表1。从表1可以看出,河南省物流业空间基尼系数呈“U”型变化态势,即在宏观层面上河南省物流业集聚程度在2010年降到低点后又逐渐回升。根据经验数据①判断河南省物流业在地理上的集聚程度仍然处于较高水平,地区不均衡现象明显。2.物流业区位熵分析根据区位熵计算公式,计算得到河南省18个省辖市物流产业集聚度系数。从表2可以看出,总体上看,2008—2012年,各市物流业的区位熵表现出以下特点。首先,各市物流业集聚水平极不均衡,差异悬殊。郑州、开封、洛阳、焦作四市物流产业集聚度高,拥有明显的专业化比较优势,尤其是郑州市,2008年集聚系数达到5.155,是最小值鹤壁市(0.184)的28倍。而鹤壁、濮阳、周口、驻马店四市的区位熵的5年平均值始终在0.5以下,物流专业化程度非常之低,构成另外一个极端。其次,各市物流业集聚水平具有明显的波动性,专业化差距在逐渐缩小趋稳,但2012年又明显拉大。区位熵中位数不断提高趋稳后又开始下降,而离散系数持续下降后又开始提升。在这种波动性的变化中,郑州的物流专业化优势是先降后升并一直维持在极端高位,开封、洛阳则出现了不同程度的下降,而焦作、平顶山、三门峡、南阳、信阳、周口、驻马店、鹤壁等市的区位熵在波动中呈现不同程度的提升,焦作市甚至从没有专业化优势变为具有较强的专业化优势。
二、河南省物流业集聚度与产业结构的关联分析
(一)物流业区位熵与若干经济指标的相关性分析为了探究各市物流业集聚度差异的深层原因,从统计年鉴中查阅(或计算)出下列指标值:2012年的各市GDP、三次产业增加值及百分比、三一产业比①、人均GDP、物流业从业人员数及人均薪酬等,以15市②数据为样本计算相关系数,代表性结果如表3所示。由表3可知,在1%的显著性水平上物流业区位熵与三一产业比高度线性相关,与人均GDP中度线性相关,与GDP、二产百分比、物流业人均薪酬无显著线性相关关系;物流业从业人数与GDP高度线性相关,与二产百分比呈中度负相关,而与三一产业比、人均GDP、物流业人均薪酬无显著相关关系;区位熵与物流业从业人数无关。
(二)区位熵与经济发展水平及经济结构的回归分析以2012年河南省15市物流业区位熵为因变量,以上述经济发展水平、产业结构等指标为自变量,鉴于可能存在多重共线性问题的考虑,应用SPSS18.0统计软件进行逐步回归,所得回归模型中仅有三一产业比一个变量,R2达到0.647,即三一产业比变动对各市物流业区位熵差异的解释力超过60%。回归方程如下:物流业区位熵=0.252+0.204×三一产业比t=4.881,P值=0.000回归系数0.204(见表4),三一产业比每增加一个单位,物流业区位熵就将上升0.204个单位。
(三)基于物流业区位熵与产业结构的各地市聚类分析为了进一步探究物流业区位熵与产业结构的内在关系,以2012年物流业区位熵、三一产业比、二产百分比为变量,进行系统聚类,类间距离的定义方法选择Ward方法,点间距离的定义方法选择平方Eu-clidean距离,分类结果见表5。进而,比较各组均值并进行方差分析。从表6可以看出:第一类别的四个市(洛阳、平顶山、焦作、三门峡)物流业区位熵平均值达到1.02,远高于全省平均水平,其三一产业比则高达3.36,二产百分比也达到了64%;第二类的6个市(安阳、鹤壁、新乡、濮阳、许昌、漯河)平均物流业区位熵0.6,三一产业比2.0,二产百分比64.29%,第三类别的5个市(南阳、商丘、信阳、周口、驻马店)区位熵0.52,三一产业比仅有1.26,二产百分比只有45.86%。纵向比较则发现,物流业区位熵与三一产业比变动方向一致,而区位熵与二产百分比之间则存在非线性关系,二产百分比高物流业区位熵不一定就高,二产百分比低区位熵一定就低。可以肯定的是三一产业比、二产百分比均低的地市物流业区位熵明显低于全省平均值,而这五个地市(南阳、商丘、信阳、周口、驻马店)恰恰是河南省工业基础最为薄弱、经济发展水平相对落后的农业大市。表7是对三类别指标值的方差分析,P值(Sig.)均为0.000,指标值在三类别之间差异显著,物流业区位熵与三一产业比、二产百分比之间存在必然的联系。由此,可以认为以物流从业人口为指标度量的物流业集聚程度与地市产业结构高级化之间存在着方向一致性,产业结构高级化的背后是从业人口的跨产业、跨地市的流动。回顾经济发展历程,我们可以看出,第一产业从业人口增加缓慢,第二产业从业人口增长较快,第三产业从业人口则迅速增加,即随着经济发展水平的提升产业结构高级化程度不断加强,从业人员从产业结构高级化较低(即三一产业比较低)的地市流向产业结构高级化程度较高的地市,从第一产业流向第二、三产业,甚至从第二产业进入第三产业。物流业是国民经济的基础性产业,物流业增加值占GDP的比重相对稳定,随着产业结构的高级化,物流业集聚程度相应提高。
(四)关于郑州、开封、济源三市物流业区位熵与产业结构的补充分析在上述分析中郑州、开封、济源三市的物流业区位熵与产业结构的关系未被提及,依据相关数据整理出表8。如果按照聚类统计量中三一产业比、二产百分比进行划分,郑州应归入第一类地市,开封应属第三类,济源勉强列入第一类,但二产百分比极高,与第一类地市的相似性并不强。将三一产业比、二产百分比代入回归方程,可以预测三市2012年的物流业区位熵分别为3.505、0.581和1.143。郑州市物流业区位熵预测值低于实际值,但偏离不是很大,这一方面说明郑州市作为重要的铁路枢纽、公路枢纽、航空枢纽,物流总部经济和极化效应表现明显,另外也说明了三一产业比与物流业区位熵之间线性关系存在的客观性。开封市产业结构与南阳、信阳、驻马店等农业大市相近,但物流业区位熵的预测值与实际值偏离较远,可能是因为郑汴一体化、物流业从业人员薪酬差异大导致郑州物流业资源外溢所致,即高秀丽等[11]所说的“物流业之间存在显著的空间自相关”。近三年开封市物流业区位熵持续快速下降也说明开封市物流业专业化程度高的优势并不稳固,正在向三一产业比所决定的方向回归。济源市经济总量小,缺乏独立的经济体系,产业结构特殊,物流业区位熵变动剧烈,物流资源要素在与近邻焦作市之间的易流动性或许有助于解释这种现象。
(2)建筑物层数多、工作量巨大、施工技术难度大、高空作业危险性增大。对于在施工过程中高空安全问题、通讯交流、交通运输、工地废弃垃圾的处理等问题都是高层建筑施工中要克服的问题。
(3)建筑物的施工用地比较紧张。为了保证现场施工过程中交通的流畅,需要合理安排现场的临时施工建筑,并且合理分配材料的用量减少材料的堆积。充分利用半成品材料,例如:预制构件、现场加工的钢筋等商品。
(4)建筑物为了达到结构所要满足的稳定性,需要基础埋深地面5m以下。进行一层或两层的建筑施工的时候,要考虑地基的可靠性,同时这些楼层可以作为设备层及车库、辅助用房等。
2高层建筑施工质量控制对于高层建筑的施工从三方面来加以控制。
2.1测量要精准高层建筑的层数多,每一层带来的微小的偏差对这个建筑来说是不容忽视的。这就要求在每一层放线的过程中要仔细认真,在测量的过程中对于建筑物的轴网的控制、标高、垂直度的控制都要严格把关。测量数据的准确性将直接影响整栋建筑物的质量,因此在高层建筑施工中对于测量的要求应该经过多次严格的测量。
2.2对裂缝的控制高层建筑施工过程对混凝土的要求高,在现场浇筑时对于混凝土在水化硬化后产生的裂缝的控制很难控制。因此,在施工时控制裂缝的产生需要提前预防。例如:新浇灌混凝土内部温度差一定要控制在20℃以内,避免因内外温差过大使混凝土开裂。对混凝土的强度有更高要求。
2.3对于难以确定的问题要邀请专家组进行论证在高层建筑施工中时常会碰到一些意想不到的事情,对于这些比较特殊的问题不能仅凭自己的施工经验妄下结论导致工程事故的发生。如果施工方案不恰当,在基坑的施工挖掘过程中会导致基坑的坍塌。对于基坑的施工要求是一旦基坑的深度超过5m以上必须请具有丰富经验的施工人员和专家进行深基坑方案论证。对于浇灌完混凝土后对混凝土的养护也至关重要,混凝土在硬化的过程中需要大量的水分,保证水分的充足使混凝土在适宜的环境下完成硬化,另一方面避免水分蒸发过快,使混凝土内部产生收缩应力,使内部约束力过大,从而导致开裂。按照专家给出的支护方案才能进行组织施工。
3高层建筑施工技术
3.1深基础施工技术深基础施工技术是建筑结构施工中最重要的一项技术之一,也是施工技术较复杂、比较容易引发事故的施工重点部位。在施工时一定要保障施工的安全进行,要小心谨慎。
3.1.1地下水的处理对于解决地下水的问题,应该采取合理的方法。对于地下水的处理通常是根据地下水的深度、地下水所处的地质情况、地下水的状态等的不同情况从而制定不同的方法。在施工时常用的处理地下水的方法有单级、多级和喷射井点法、集水明排法。通过这些方法可以有效地控制地下水,从而使其基础施工、以及对基坑的保护起到一定的、有效的作用。如果基坑的水量通过上述方法排出时还不能正常施工,通常就要采用相应的截水措施。
3.1.2基坑的支护对于基坑的支护来说,应根据地质情况、地下水情况、土体周围的环境和设备处理条件制定相应的支护方案。通常采用的方法有:
(1)板桩支护。钢木混合板桩式支护结构、钢板桩支护结构。
(2)灌注桩支护。排桩结构、组合排桩结构、排桩或组合排桩加内支撑结构、排桩或组合排桩加土层锚杆结构。
(3)深层搅拌桩支护。
(4)土层锚杆。在具体运用时应结合地基的相关情况,尽量降低投资的成本。对于周围的土体来说,要想进一步对基坑的土体进行加固,就应该采取深层搅拌、灌浆、挤密的方法,这样可以防止由于边坡不稳定而引起的土体倒塌事故。
3.1.3开展信息化的施工信息化的施工给深基础施工带来了福音。在深基础施工过程中要进行详细的检测和分析,并目要提出相应的解决措施,这就需要利用信息化的施工技术。在很多施工案例中也可以证明,对于施工的质量和安全有着非常有效和必要的保障方法和手段就是对于深基础施工的全过程进行分析和监测。
3.2转换层施工技术在高层建筑中为了满足建筑物整体的刚度、稳定性等,在施工时要做出和平常相反的布置。为了陇调整体刚度,一般在建筑上层需要刚度较大的剪力墙,在下层需要换成刚度较小的框架柱。实现这样的结构形式,必须在建筑结构楼层中设置转换层。
3.2.1模板支撑体系的施工
(1)高层建筑转换层的作用是对高层建筑上下部荷载进行转换和保持平衡,其施工难度大而且相当复杂。
(2)为了使高层建筑结构施工顺利进行,需要选择一个合适的模板支撑体系。在模板支撑体系中有一次性制模支撑体系、载荷传递法支撑体系、结合浇铸法支撑体系等。具体的支撑体系的选用要根据现场的施工状况以及施工环境和施工特征来权衡。
(3)模板配置及支撑体系选用时,一般实施的步骤:画出排列图一讲解施工流程一讲解支撑、拆装、排列方法等。在清点现场支模材料的时候一定要确保材料的质量。
3.2.2转换层中钢筋的施工转换层中要确保钢筋在施工中准确地进行翻样和下料,这就要标施工人员必须仔细了解设计理念、文件资料以及相关的技术规定。另外还要准确地布置好钢筋的就位次序。转换层中钢筋的施工要注意的问题如下:
(1)预留钢筋定位控制中要确保预留钢筋截面小于转换层截面,确保楼面放线时剪力墙定位线、控制线以及梁的控制线都有放出,确保各种预留插筋布置施工时都严格按照技术标准执行。
(2)转换层的布筋难度大。主要是因为要布置大量的直径大的钢筋,而这些钢筋在梁柱节点处钢筋的绑扎和就位难度大。为了克服这一问题,在钢筋下料时必须严格按照钢筋的排列顺序进行,这样就减少了钢筋绑扎和就位的难度,进一步提高了施工的质量。
(3)转换层钢筋接头一般情况下都是采用螺纹连接或冷压套管及闪光对焊。然而为了解决弯头钢筋的旋转问题,一般采用螺纹接头的方法。
4高层建筑施工的安全管理
在高层建筑施工时为了确保工程在工期内按时完成,必须制定相应的规程以及管理模式。施工现场的安全问题也是要保障的问题,一定要把安全问题放在首位。高层建筑施工的安全管理从以下几点做起:
4.1实行责任管理制度建立完善的责任管理制度对于施工现场的安全起到至关重要的作用。以项日经理为首的安全管理组织是责任管理制度的一种常见形式。在项日经理的领导下开展安全管理活动,同时建立各级人员安全责任制度,明确每个人要承担的安全责任,同时定期检查安全责任落实情况,发现情况及时报告。
4.2安全教育与训练进行安全教育与训练是对施工人员的一次再教育,能让施工人员懂得如何防护、保护自己的生命安全。同时安全教育与训练是对施工人员行为控制的重要手段与方法。在进行安全教育与训练时要满足以下几点要求:
(1)安全教育与训练内容要合理,采取多种训练方式。
(2)安全教育与训练要作为现场施工人员的一种习惯,并且要作为一种制度进行实施。
2舰船指控设备结构型式的演变
自20世纪50年代开始,我国舰船指控设备完成了由机电指挥仪向数字化综合指控设备的演变,设备从以模拟计算机为主转变成以微型数字计算机为主。下面介绍指控设备上一些主要器件、部件和结构型式的演变。
2.1显示器的演变
目前,CRT显示器已被液晶显示器和LCD显示器替代。由于工作原理不同,液晶显示器、LCD显示器与CRT显示器有明显的性能差异,较圆满地解决了CRT显示器无法克服的在体积、重量、功耗、环保和电磁辐射等方面的缺点。
2.2计算机的演变
早期舰船用计算机的结构形式是:各插件模块通过槽口固定于开放式插件框架中,自带的楔形锁紧装置与槽口两侧壁紧固,其后部的电连接器通过盲插方式与印制大底板上的电连接器链接,大底板上的输入输出信号通过专用的转接板转接。现在取而代之的是全密封、全加固的抗恶劣环境加固机,不仅体积小、重量轻,而且具有良好的抗振、散热、电磁防护能力。
2.3功能部件的演变
鼠标、键盘、触摸屏等通用的功能逐渐被集成为全加固模块,通过预留接口与外部设备联系。尺寸被严格定义,实现了模块标准化、通用化设计。这类模块多采用整体设计和加工工艺,如真空钎焊、整体铸造和整体机加等,具有体积小、结构紧凑等特点,既能减轻重量,又保证模块有良好的适应性。
2.4整机结构型式的演变
显示器、计算机和功能模块的进步,导致了整机在重量、体积上都有了大幅度的下降,造型变得更加时尚、美观。由于各类模块标准化、通用化的实现,整机设计变得快捷、方便,在争取任务和任务立项时,根据特定的需求,短时间内可提供初步的技术方案,确定外形尺寸和重量等指标。表1给出了不同时期指控设备的结构型式。
3几个关键技术问题的现状
经过几十年的发展,指控设备的结构设计内容发生了较大的变化,不再有非线性齿轮、劈锥、传动链这类复杂结构,剩下的是台、柜造型、面板设计、壳体铸造等。台、柜、箱及其各层次设备已实现标准化、通用化和系列化。整机内部小到插件模块、通用模块、专用模块,大到显示器、计算机都实现了全加固设计,并通过严格的应力筛选试验,整机必须按国军标要求参加例行试验,通过抗振、散热和电磁兼容能力测试。结构设计及其可靠性测试方法和手段逐渐成熟,但也存在一些问题。
3.1隔振减振设计
隔振减振设计主要还是遵循传统的方法进行,以定性设计为主。即,对结构件做个初步的静力分析后,再根据使用环境和经验乘上一个安全系数,在设计阶段难以充分考虑动态激励带来的影响。设备的抗振能力主要靠环境试验来验证。这种设计方法带来的问题是:
1)由于无法准确把握设备内部重量及分布,台、柜、箱在设计上普遍存在刚强度整体有余、局部不足的问题。虽然在振动、冲击试验中也能发现一些问题,诸如在某个频段振动超标,在哪个频点共振幅值最大等,但不能具体定位,也不能准确评估共振带来的影响;
2)设备的重量和几何重心的位置,是在总装完成后靠称量才能最终确定,所以,通常是选择具有一定承载范围的减震器,在使用过程中需对承载量进行调节,给用户带来一定的麻烦。
3.2热设计
现役的指控设备从机箱到台、柜基本上还是通过风机散热,这是目前主流散热方式。对于发热量大的模块,如加固机,除了要解决自身的散热问题,还在台、柜内部设计专用风道,保证热量快速排除。其弊病是会造成电磁干扰且噪声较大;20世纪90年代,国外一些潜艇指控设备开始采用液冷散热,这种通过泵产生的动力推动密闭装置中液体的循环来实现散热的方式,具有较高的效率,且噪声较小,缺点是成本较高。近年来,国内也开始进行这方面的研究与试验。由于现行的热设计方法不能准确判断台、柜内部气流的走向,故无法实现对设备从芯片到整机实施有效的温度控制,仅仅是根据总功耗、单个风机的风量以及热源的位置来大略地确定风机的数量和进、出风口的位置,散热效率不高。
3.3电磁兼容设计
早期的纯机械设备和机电设备几乎不要做电磁兼容试验,然而,随着军械电子化程度的迅速提高,越来越多的电路被装入有限的空间,设备内外电磁信号纵横交错、密集重叠,功率分布不均匀;特别是电子战,其基本着眼点就是夺取“制电磁权”。电磁兼容设计在现代指控系统中的重要性可见一斑。电磁兼容设计涉及电器和结构等多个专业,综合性很强。虽然电磁干扰主要是电子元器件及其分布的问题,但与它们安装的位置、元器件屏蔽与密封的好坏、材料固有的屏蔽效能等紧密相关。经过多年的研究并结合试验,指控设备的电磁兼容设计已初具规模,并制定了一些设计规范。但是,由于设备内部安装的模块较多,很难直观地了解内部的电磁环境,一些问题在设计阶段很难被发现。而电磁兼容检测试验又是在设备出厂、功能调试完成后根据要求进行的,这时已到了研制的后期,等发现了问题,再针对超标项目实施解决方案,通常代价是昂贵的,会增加一些不期望的附加元器件。
4关键技术的发展趋势
从上节中可以看到:
1)指控设备结构设计的研制任务量大、周期长、成本高;
2)隔振减振、散热、电磁防护等关键技术的研究进入了瓶颈期,还停留在依靠经验或以往环境试验结果类比、亦或有限的公式估算上。置身于21世纪,这种设计方法已无法适应现代国防对产品快速、可靠、经济的要求。三维设计技术和仿真技术的发展与推广,为这些研究内容的突破提供了有力支持。它们与传统的经验设计方法的融合,将有助于提高研制效率,推动机械结构设计从定性到定性与定量相结合的转变。
4.1三维设计技术的应用
结构设计实现由二维向三维的转变可以说是革命性的,设计者借助计算机将设计思想转化为可视的、可修改、可分析的实体模型,为新产品研发、仿真分析及后续的演示带来诸多方便。
1)三维设计可以直观地反映整机内部各单元的装配关系,避免产生干涉等错误。
2)三维软件的参数化设计技术特别适于复杂结构件局部特征修改的快速设计。以机柜壳体为例,对于同一规格的不同机柜,壳体大部分设计特征是通用的,不同主要表现为:两侧壁上横向加强筋和走线凸台的高度位置,导销支架、前横梁支架安装位置以及后横梁的高度位置。如果利用三维软件参数化建模工具,在壳体三维模型构建过程中使用变量来控制上述特征的位置尺寸和约束关系,根据不同的机柜需求编辑这些参数,即可得到具有相似拓扑结构的壳体。
3)随着舰船装备量的加大,用户对设备的重量提出了严格要求。在设计阶段通过指定材质,可快速预测出整机的重量,避免了整机装配完成后再进行减重或配重处理。
4)根据台、柜、箱内部的重量分布,可较准确地地计算出设备的几何重心,并以此为依据确定隔振器的大小和安装位置,逐步实现由选择隔振器到定制隔振器的转变。
5)建立产品常用件、标准件数据库,在新产品设计时可直接调用,节省了人力、物力,避免了重复劳动。
6)仿真分析和演示系统需要三维模型的支持。以仿真为例,在国外设计和分析通常分属不同的部门,设计者考虑的是功能的实现,分析人员则是负责对设计的合理性和准确性做出评估。有了三维模型,分析人员可直接在三维模型上进行简化,开展分析,保证设计与仿真同步进行。
4.2基于仿真分析的隔振减振设计
仿真技术的引入,在方案论证阶段有助于快速了解整机的振动特性以及对外载的响应情况,为决策提供支持;在设计过程中能及时发现结构上的薄弱环节,尽量做到结构合理、加工量少、材料利用率高,在保证抗振能力的前提下,实现轻量化设计。国内很多研究机构和高校都开展了这项工作,并取得了良好的效果。应用较广泛的结构力学仿真软件有很多,如ANSYS、UGNX、ABAQUS等。建议组织专人开展这项研究,掌握模块、机箱和整机各层次设备的结构力学性能,提高指控设备机械结构设计的竞争力。
4.3基于仿真分析的热设计
随着电子技术的迅速发展,指控设备集成化程度不断提高,单位体积内产生的热量不断增加,而有效的散热面积却相对减少;一些发热量较大的功率器件和组件的热设计问题日显突出。如何有效降低传热路径上的热阻成为急待解决的问题,这需要可靠性高且工程化强的热仿真软件的支持。目前已广泛应用的计算机辅助热设计软件有FLUENT,ANSYS,ICEPAK等。这类软件可在短时间内获得复杂热分析方案的模拟结果,及时对元器件的布局、传热路径的设计是否合理做出判断。
4.4基于仿真分析的电磁兼容设计
相对抗振和散热,舰船领域的电磁兼容仿真研究更是鲜见。直到近年才有一些成熟的电磁兼容仿真分析软件被引入国内,如SEMCAD、EMC-A、IE3D-SI等,它们从电磁兼容三要素(干扰源、耦合路径、接收器)出发,与实际工程紧密结合,通过建立干扰源、接收器与多种传输路径的数学模型来模拟传导、辐射、屏蔽等电磁干扰现象,并提供发射机和接收机的端口库、滤波器库、频谱信号库、屏蔽材料库等,可在研制过程中对板卡、模块和台柜等各层次设备及设备间的抗干扰设计做出评估,便于及早发现问题,减少试验阶段的整改。
1 节点处梁瑞部钢筋过密
因结构计算的要求,框架结构节点处梁端部的钢筋过密,绑扎钢筋和振捣混凝土困难,容易出现以下质量问题:
1.1 钢筋间距太小,不符合构造要求,甚至多根钢筋并排放置,影响钢筋与混凝土之间的粘结力,不能充分发挥钢筋的抗拉强度;
1.2 节点核芯处钢筋纵横交错,混凝土振捣困难,易在核芯区形成蜂窝和孔洞
1.3 梁上部负弯矩钢筋较密,易在梁上部形成通常裂缝。
可采取下列预防措施:
1.4 对梁断面进行合理设计,保证梁的上部纵向钢筋的净距不小于30 mm和1.5d(为钢筋的最大直径),下部纵向钢筋最小净距不小于 25mm和 d。当钢筋为两排设计时,上下两排钢筋应避免交错;
1.5 根据规范规定框架结构的剪力主要依靠箍箭和混凝土承担,一般不设负弯起钢筋,这样也可减少节点和梁瑞部位的钢筋数量;
1.6 在钢筋绑扎过程中,受力钢筋尽量均匀布置,保证钢筋间距满足构造要求,尤其是在多肢箍的梁中,一定要先确定主筋的位置,在根据主筋的正确位置来确定箍筋的几何尺寸。
2 受力钢筋接头处理不当
由于轴心受拉和偏心受拉构件中的钢筋接头及有抗震要求的受力钢筋接头处理不当,容易出现下列问题:
轴心受拉和偏心受拉构件受力后将会导致接头处拉开,使构件产生裂缝,严重的会使结构失稳。
可采取下列预防措施:
2.1 钢筋接头形式必须严格遵照《混凝土结构工程施工质量验收规范》(gb50204一2002)中的有关规定执行;
2.2 轴心受拉和偏。已受拉构件中的钢筋接头均应焊接;
2.3 普通混凝土中直径大于 22mm的1级钢筋,以及直径大于25 mm的ⅱ、皿级钢筋的接头,均宜采用焊接;
对轴心受压和偏心受压柱中的受压钢筋的接头,当直径大于 32mm时,应采用焊接;
2.4 对有抗震要求的受力钢筋的接头,宜优先采用焊接或机械连接,当采用焊接时应符合下列规定:
2.4.1 纵向钢筋的接头,对一级抗震等级应采用焊接接头,对二级抗震等级,宜采用焊接接头;
2.4.2 框架底层往、剪力墙加强部位纵向钢筋的接头,对一、二级抗震等级应采用焊接接头,对三级抗震等级宜采用焊接接头。
2.5 按要求控制钢筋接头的位置,应符合下列规定:
2.5.1 无论是焊接或绑扎接头末端距钢筋弯折处,不应小于钢筋直径的10倍,且不应位于构件的最大弯距处;
2.5.2 钢筋接头不宜设在梁瑞、柱端的箍筋加密区范围内;
2.5.3 受力钢筋的接头位置在同一构件中要相互错开。
2.6 按规定控制钢筋接头的长度;
2.7 按规定控制箍筋的间距,
在绑扎骨架中非焊接接头长度范围内:
2.7.1 当搭接钢筋受拉时,其箍筋间距不大于5 d,且不大于 100mm。
2.7.2 当搭接钢筋受压时,其箍筋间距不大于10d,且不大于 200mm。
3 楼板实际厚度大于设计厚度
设计人员在设计过程中未考虑各种钢筋和预埋件、管道之间的交叉关系,造成楼板实际厚度大于设计厚度,产生下列病害:
3.1 不必要的加厚楼板,造成材料浪费;
3.2 楼板超厚,结构的实际荷载超过设计荷载,对结构的地基等方面造成隐患;
3.3 提高楼面标高,造成上部构件的尺寸或位置偏差,工业建筑造成设备安装困难。
可采取下列预防措施:
3.3.1 设计图纸中应重视构件的断面设计,根据构件的设计断面和各类钢筋的交叉关系确定钢筋的正确位置,并在图纸中予以注明;
3.3.2 设计单位各专业应注意配合处理好预埋管道与钢筋的关系;
3.3.3 浇筑混凝土前应认真核查模板标高与平整度,设置楼板上手标志,使混凝土浇筑有正确的依据。
4 梁、柱和板的混凝土强度等级不一致的现浇框架结构中,容易出现的质量问题
现浇框架结构中,因结构设计的要求,梁柱和板的混凝土常采取不同的强度等级。从构件的结构重要性和受力特征来看,这样处理是比较合理的。但从实际情况看,往往是弊多利少,容易出现下列问题:
4.1 一个浇筑平面内出现三种强度等级的混凝土,增加了施工难度,延长了施工工期,而且很可能由于管理不善,常会出现低强度低等级的板浇筑了高强度的混凝土,而高强度等级的梁或节点处浇筑了低强度的混凝土,造成质量隐患;
4.2 经常会造成一块楼板上四周设置施工缝、梁端部设置施工缝等不正确的施工工艺,处理不当,不但增加施工难度,而且造成质量隐患。
可采取下列预控措施:
4.3 结构设计时最好采用统一的强度等级,以简化施工工艺,并保证施工质量,但要多用一些施工材料;
4.4 柱采用一种混凝土强度等级,梁和板采用另一种混凝土强度等级,在节点处采取特殊措施,比如用钢筋网分割等办法,以保证节点处混凝土强度等级与柱的混凝土强度等级一致。在施工过程中,应由专人负责节点处混凝土的搅拌、浇筑和振捣。
5 钢筋混凝土保护层厚度取值误区
钢筋混凝土保护层的作用是保护钢筋不发生锈蚀,并保证钢筋的粘结锚固性能,所以应引起足够的重视。但由于规定的不明确或设计、施工人员的不重视,常会出现以下问题:
5.1 梁或柱中,只注意到主筋的保护层厚度,而忽略了箍筋的保护层厚度,造成箍筋外露或保护层厚度不足。
5.2 主次梁交叉处,主梁、次梁和板的钢筋关系处理的不明确,造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失,直接影响到构件的安全性。
5.3 地上部分与地下部分的柱子因所处的环境条件不同,根据规范要求,应采取不同的保护层厚度。设计人员常忽略这一差别,不进行专门处理,施工时会出现两种情况:一是都按正常环境条件处理,造成地下部分混凝土保护层厚度不足;二是地下部分按基础的环境条件处理,地上部分按正常环境处理,由于地下部分的保护层比地上部分的保护层厚度大,结果造成钢筋出地面后外撑,地下部分柱子的有效截面高度减小,形成安全隐患。
可采取下列预防措施:
5.3.1 正确处理构件内各类钢筋的相互关系,接钢筋的正确位置确定构件内钢筋的保护层及构件有效截面高度,并进行构件的截面设计。首先根据规范要求确定梁柱内箍筋的保护层厚度,即确定箍筋的正确位置,主筋的保护层厚度可采用a+d1(a为箍筋保护层最小厚度,d1为箍筋钢筋直径),并大于规范规定的最小厚度,以此确定主筋的正确位置;交叉部位钢筋的正确位置,可按上述办法确定;根据各种钢筋的正确位置,确定相关构件的有效截面高度并进行配筋计算,在施工图中标出相关构件中钢筋的正确位置。
5.3.2 正确区分同一构件所处的环境条件,区分对待不同环境下的混凝土保护层厚度。地下部分的柱子可将其断面加大,满足其保护层厚度的要求,同时保证柱子钢筋上下位置的一致性,满足钢筋受力要求。
1 节点处梁瑞部钢筋过密
因结构计算的要求,框架结构节点处梁端部的钢筋过密,绑扎钢筋和振捣混凝土困难,容易出现以下质量问题:
1.1 钢筋间距太小,不符合构造要求,甚至多根钢筋并排放置,影响钢筋与混凝土之间的粘结力,不能充分发挥钢筋的抗拉强度;
1.2 节点核芯处钢筋纵横交错,混凝土振捣困难,易在核芯区形成蜂窝和孔洞
1.3 梁上部负弯矩钢筋较密,易在梁上部形成通常裂缝。
可采取下列预防措施:
1.4 对梁断面进行合理设计,保证梁的上部纵向钢筋的净距不小于30 mm和1.5d(为钢筋的最大直径),下部纵向钢筋最小净距不小于 25mm和 d。当钢筋为两排设计时,上下两排钢筋应避免交错;
1.5 根据规范规定框架结构的剪力主要依靠箍箭和混凝土承担,一般不设负弯起钢筋,这样也可减少节点和梁瑞部位的钢筋数量;
1.6 在钢筋绑扎过程中,受力钢筋尽量均匀布置,保证钢筋间距满足构造要求,尤其是在多肢箍的梁中,一定要先确定主筋的位置,在根据主筋的正确位置来确定箍筋的几何尺寸。
2 受力钢筋接头处理不当
由于轴心受拉和偏心受拉构件中的钢筋接头及有抗震要求的受力钢筋接头处理不当,容易出现下列问题:
轴心受拉和偏心受拉构件受力后将会导致接头处拉开,使构件产生裂缝,严重的会使结构失稳。
可采取下列预防措施:
2.1 钢筋接头形式必须严格遵照《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204一2002)中的有关规定执行;
2.2 轴心受拉和偏。已受拉构件中的钢筋接头均应焊接;
2.3 普通混凝土中直径大于 22mm的1级钢筋,以及直径大于25 mm的Ⅱ、皿级钢筋的接头,均宜采用焊接;
对轴心受压和偏心受压柱中的受压钢筋的接头,当直径大于 32mm时,应采用焊接;
2.4 对有抗震要求的受力钢筋的接头,宜优先采用焊接或机械连接,当采用焊接时应符合下列规定:
2.4.1 纵向钢筋的接头,对一级抗震等级应采用焊接接头,对二级抗震等级,宜采用焊接接头;
2.4.2 框架底层往、剪力墙加强部位纵向钢筋的接头,对一、二级抗震等级应采用焊接接头,对三级抗震等级宜采用焊接接头。
2.5 按要求控制钢筋接头的位置,应符合下列规定:
2.5.1 无论是焊接或绑扎接头末端距钢筋弯折处,不应小于钢筋直径的10倍,且不应位于构件的最大弯距处;
2.5.2 钢筋接头不宜设在梁瑞、柱端的箍筋加密区范围内;
2.5.3 受力钢筋的接头位置在同一构件中要相互错开。
2.6 按规定控制钢筋接头的长度;
2.7 按规定控制箍筋的间距,
在绑扎骨架中非焊接接头长度范围内:
2.7.1 当搭接钢筋受拉时,其箍筋间距不大于5 d,且不大于 100mm。
2.7.2 当搭接钢筋受压时,其箍筋间距不大于10d,且不大于 200mm。
3 楼板实际厚度大于设计厚度
设计人员在设计过程中未考虑各种钢筋和预埋件、管道之间的交叉关系,造成楼板实际厚度大于设计厚度,产生下列病害:
3.1 不必要的加厚楼板,造成材料浪费;
3.2 楼板超厚,结构的实际荷载超过设计荷载,对结构的地基等方面造成隐患;
3.3 提高楼面标高,造成上部构件的尺寸或位置偏差,工业建筑造成设备安装困难。
可采取下列预防措施:
3.3.1 设计图纸中应重视构件的断面设计,根据构件的设计断面和各类钢筋的交叉关系确定钢筋的正确位置,并在图纸中予以注明;
3.3.2 设计单位各专业应注意配合处理好预埋管道与钢筋的关系;
3.3.3 浇筑混凝土前应认真核查模板标高与平整度,设置楼板上手标志,使混凝土浇筑有正确的依据。
中图分类号:O213.1 文献标识码:A 文章编号:
在建筑工程的施工中框架结构施工的质量管理与控制属于最重要的组成部分。尤其是近些年由于环境的影响,地震等众多自然灾害频繁发生,对建筑工程质量提出了更高的要求,而在建筑工程中,框架结构关系着建筑工程的稳定性。目前建筑框架施工中还存在一部分质量问题,因此要加强施工的质量控制,加强施工现场的管理,将不同的管理组织、方法以及手段结合起来,对建筑框架结构施工中的各个环节进行组织和协调。从而保证工程按照预定的时间完成施工,使得优质、安全生产目标得以实现。
1 现浇建筑框架架构施工中的常见问题
1、板面负弯筋被踩压变形及有效高度不足,在现浇建筑框架结构施工中,板面负弯筋被踩压变形和有效高度关系着混凝土结构的承载力,混凝土矩形截面受弯承载力是按照相关的混凝土结构设计规范公式计算。而目前在很多结构框架结构施工中,施工员在计算的时候其数值不够精确,或者一味的按照公式而没有根据实际的施工现场情况做相应的调整。当施工现场板面弯筋被踩压很低时,混凝土有效截面高度就比设计值小很多,其最大破坏弯矩也就随之降低,从而导致板面裂缝,影响结构安全。
2、节点柱柱箍筋安装质量差,通过大量的损害建筑调查发现,建筑结构最容易遭到破坏的地方是在梁柱节点处。比如说柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝,这一类也属于轻微的损伤,如果损伤比较严重则可能出现混凝土压碎崩落,柱内纵向钢筋弯成类笼形,导致框架的上边部分梁板出现倾斜。这主要是由于节点柱柱箍筋安装质量差,相关的配置不够完善和合理,或者箍筋捆的绑扎没有达到标准要求。致使后期投入使用的过程中节点处的弯矩、剪力和轴向力都比较大,最终导致了混凝土破碎或梁板倾斜。出现了这种问题往往对建筑的结构稳定性埋下了巨大的隐患,一旦遇到强烈的震动就很可能发生破损,这种问题也是建筑框架结构中最普遍的问题。箍筋与主筋绑扎不牢,还会造成节点内柱主筋发生移位,对它的修复也非常的困难,因此务必要在施工的过程中合理配置箍筋,箍筋捆的绑扎必须要达到标准要求。
3、混凝土水灰比控制不符合要求,水泥和水是混凝土的主要组成部分,将两者按照一定比例拌合,通过水化作用最终形成胶结材料。再加入松散的砂石骨料等相关材料最后干燥便形成了我们常用的混凝土。在混凝土的制作中水灰比的控制至关重要,水灰比越大 ,其收缩越大,但是这样制作的混凝土抗压强度就越低。目前还很多施工现场中经常出现水灰比控制不合理的现象,一些施工人员为了增加施工进度,在混凝土搅拌的过程中不注重混凝土的质量而随意增加水量或砂石骨料,使后期的工程投入使用不久便出现开裂等问题。
2现浇建筑框架架构施工中的质量控制
2.1 现浇建筑框架架构施工中的问题原因分析
1、缺乏质量安全意识,责任安排不明确,安全质量意识是建筑框架工程施工工作的关键,其质量直接关系着建筑工程的质量,间接关系着人们的生命财产安全。通过对施工中常见问题分析可以发现,出现这些问题最重要的因素是很多工程的施工人员和管理人员对这点并没有充分的认识,缺乏质量安全意识,为了赶工程的进度,而一味的将工作重心放在效率上,无视质量的控制,在进行施工的时候没有按照技术标准规范操作。另外是企业的各项规章制度基本落实不到位。建筑框架结构施工安全的关键点是施工的质量,如果工程施工的质量管理制度责任的界限变得模糊,当进行贯彻制度以及对责任制落实的时候,就会居于形式、走过场而已。
2、安全制度不完善管执行的力度不够,一些建筑企业的质量安全管理制度不够完善,对建立的制度也只是走走形式,并没有落到实处。对国家颁布的建筑工程质量管理法律条款几乎是无视,打出的那些所谓的安全生产的口号无非就是面子工程形式而已。
2.2 现浇建筑框架架构施工中的质量控制措施
要加强建筑框架结构施工中的质量控制首先是要完善相应的质量规范管理条例等相关制度,并加强监督,使得这些管理条例能落到实处,从而促使施工人员在施工过程中严格按照施工技术标准要求施工。针对于上述的几个常见质量问题可以从以下几个方面入手。
1、针对于板面负弯筋被踩压变形及有效高度不足的问题,可以在浇筑混凝土施工中,板上运输道搭设牢固到位,并且架空(这步操作主要是为施工过程中不会压到板负弯矩钢筋);其次在板负弯矩钢筋中根据板厚按照一定间隔设置马凳,将它与交叉点绑牢;最后是叮嘱施工人员在施工过程中尽量避免踩压板面,并安排专人在施工现场值班,尤其是要加强对板面的保护,如果被踩压,要立即对其进行复位。
2、针对于节点柱柱箍筋安装质量差的问题,最重要的是加强钢筋的绑扎,首先是要检查材料的质量是否符合标准要求;其次是筋在模板绑扎,整体就位时,应做好技术交底,理顺绑扎序:梁底部钢筋、箍筋骨、架立筋绑扎一放人模块内一核心区柱箍筋安装一梁负筋安装;如果框架梁比较大,且钢筋的分布也比较复杂,可以在绑扎的时候先在与柱相邻的地方预留一个方洞,为钢筋的绑扎留一部分空间,这样有利于施工员的方便操作。
3、最后是要加强土灰比的控制,最重要的是引起施工员对水灰比控制的认识和重视,严格按配合比施工,以确保混凝土质量。
3结束语
总而言之,建筑框架结构施工中的问题主要是一些操作上的细节问题,然而如果不引起对这些问题的重视和控制,则会引发严重的后果。因此,在建筑结构施工的质量控制中最重要的是控制施工操作规范,从各个细节入手,提高工程的质量。
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研究背景与概念界定
1.1城市区域形成.—城市区域化城市是区域发展的动力源,毕业论文即其节点区。随着城市发育水平的不断提高,其在区域经济发展中的地位不断上升,功能性作用逐渐凸显,经济力量与行政力最的耦合加快了城市化进程[1],同时,现达的交通网络和通讯手段使城市和区域之间联系更为紧密,使城市区域化成为可能。
城市区域化是区域发展的主要特征和目标,是一种广泛而复杂的地域过程。城市区域化的本质是城市一区域联系的加强,使城市一区域经济、空间一体化。随着城市生产与消费高度集中,人类活动与自然环境相互作用的范围扩展,程度加深,使区域形态由平面趋向于立体,区域的运行因子更加多维化.运行方式更加复杂化.城市发展的经济、社会与生态效应凸现。
1.2城市区城的概念拼析
经济全球化使全球城市之间的竞争日益加剧,硕士论文而地方化又直接导致了区域城市的协作。这种竞争与协作共同塑造了新的城市景观冈.从而促使城市与区域组成一个复杂的城市区域系统。城市区域是城市区域化和区域城市化共同作用的结果。目前,国内外对“城市区域”的研究,在空间上包括城镇密集区、城市群(体)、(大)都市区等不同层次。笔者指的城市区域是以城市体系为骨架,以中心城市为依托,与具有经济关联的和经济辐射的腹地城镇共同构成在产业发展、空间协调等方面具有紧密联系、互相协作的空间网络地域。
这一城市区域概念与国内外研究的都市区概念之间既有联系也有区别。从地理范围来看,“城市区域”比单核心的“都市区”要大,与“大都市区”的概念表述较为接近;从功能联系上看,城市区域更强调对区域化、一体化趋势的动态判段。
1.3城市区城空间结构的内涵界定
城市区域中每一事物、客体及其相互间产生的运动现象,都会形成一种空间态势,它们在整体中的结合关系便产生一种多重空间[3]。而对各类空间的考察分析,则强调空间结构中各
功能单元间的关联性,也强调各单元动态序列的空间变化。
笔者认为,城市区域空间结构是在特定的发展环境下,各功能单元(经济活动、城镇等)在城市区域内的空间分布状态,是具有一定功能的空间地域系统和空间组织形式,它是在长期经济发展与要素流动过程中人类活动和区位选择的结果。
城市区城空间结构具有整体性、有序性、时滞性、动态性等特征。区域内各个空间单元是一个相互联系、相互依赖的集合体。区域空间结构是在多种约束下的有序,其结构的形成存在着复杂的、非线性相互作用。且城市区域空间结构与经济发展速度相比具有明显的滞后性,在相对时间内,它表示一种静态结构,在较长时期内,则表示出一种动态的地域演化过程。
2城市区域空间结构的系统演化
2.,城市区城空间结构的模式演化
通过对国内外城市区域空间结构模式的系统分析,职称论文可以发现城市区域空间结构的模式一般呈现出由单核极化模式一双核整合模式、多核网络模式的空间组合演化过程。
2.1.1单核极化模式
单核极化模式空间结构是在城市区域范围内以一个中心城市为单一核心、集成城内外各种要素于中心城市的核心区、并与第二位城市存在较大差异的空间结构类型(图1)。并且,中心城市往往是区域的政治经济中心、管理决策中心、商务中心和研发中心。
在单核发育的初级阶段,主要以空间极化状态主导,促使区城内外各要素向城市区域单核集聚,功能仅辐射区域范围之内;在成长阶段,得到强化的单核继续极化区域内外的要素,但是功能辐射开始超出自身区域而服务于区域,辐射效应开始超过极化效应,逐步提升了单核的区域功能。
2.1.2双核整合模式
双核整合空间结构模式是在城市区城内.以近域内已经存在的两个中心城市或者远期有可能发展形成两个都市区为双核、整合互补性资源和共享性资源而形成的地域空间结构类型(图1)。从城市区域空间结构形成发展的全过程来看,对于整体发展水平较快的单核城市区域的空间组合,比较容易发育形成双核整合型的城市区域空间结构。
双核整合模式是城市区域地域空间结构系统成长时期的过渡性空间地域组合类型。英语论文在工业经济时期,由于资源开发利用方向的转变,导致了新工业城市的诞生,这是出现双核、多核的一个重要原因。而双核整合型空间地域组合类型向高一级空间结构跨越,则有两种可能:一是双核整合型得到了强化;二是双核整合型得到了补充和发展,形成了多核空间结构系统。
2.1.3多核网络模式
多核网络模式空间结构是在城市区域内存在多个(两个以上)中心城市、并有发达经济区以及完善有序的城镇群落系统作为支撑的地域空间结构类型(图1)。多核网络模式是工业化中后期的城市区域空间结构系统形成发展的必然产物,是空间结构系统成熟阶段的空间地域组合形式。
随着现代技术的发展,大城市之间开展更加广泛的技术合作与信息交流,使区域空间结构系统联系和组合形态发生变化,区域空间单元形成了多中心、多层次的网络化发展模式。中心城市的扩散效应表现在区域经济的增长以及空间结构的变化上,当地域邻近的中心城市辐射空间范围出现相互重盛时,必然会走向多核协调与城镇群落一体化融合的空间发展方向气
2.2城市区域空间结构的形态演变
通过对典型城市区域空间结构形态的考察,可以总结出空间结构大体呈现出由放射长廊形态—多轴线引导形态一同心圆圈层形态*反磁力中心组合形态的演化过程。而在特定的地城
背景下发育的城市区域空间结构形态,可能是上述形态模式的组合或衍生[5]。
2.2.1放射长廊形态
放射长廊型的城市区域空间结构组合形态,一般是由于城市区域中心城市沿某种地理要素扩展.如交通道路、河流以及海岸等,城市区域的城镇呈“串珠”状发展形态(图2)。中心城市向外集中发展,形成放射走廊地带,城市区域内城镇沿长廊间隔分布,长廊之间为楔形开敞空间。这种模式的城市区域,要素流动集中发生在中心城市与各个城镇之间。
放射长廊空间结构形态的形成得益于现代高速交通运输方式的发展,交通、河流以及海岸成为城市区域的主要通道和发展“骨架”,也是决定城市区域中城镇之间的“距离”,而城市
区域空间的基础设施可以沿放射长廊布局。同时,要素资源在放射长廊进行空间流动—集聚与扩散,医学论文并将原有的城镇联系起来,从而促进放射长廊空间结构形态的形成与发展。
2.2.2轴线引导形态
轴线引导型空间结构形态是在城市区域内以主要交通基础设施为轴线呈辐射状扩展,空间城镇群体的构成形态为放射珠串状(图2)。这是空间结构不稳定的空间形态,其进一步向心发展将形成圈层型形态。轴线引导空间结构形成的前提条件是城市区域的中心城市已经具有若干条对外交通通道,并且中心城市的向心集聚发展已经形成了高负荷、低效能的负面效应。
轴线引导模式的形成机理体现在以下方面:①此类模式形成于城市区域一体化发育初期,城市职能是一种均质的“溢出”;②因为轴线方向具有交通的便捷性,使城市发展沿着轴线方向的扩展速度较快;③城市不同方向城镇的资源察赋、产业发展特色突出,使得城市职能扩散具有很大的空间方向异质性,导致各扩展轴线的功能趋向于适宜性布局,在整体形态上趋于多向生长。
2.2.3同心圆圈层形态
这种形态的城市区域,中心城市处于城市区域内城镇群体空间的中心位置,中心城市环绕着多个均质圈层,城市区域空间向各个方向发展。而其他城镇则根据发展阶段的变化在离中心城市不同距离的纵深位置呈同心圆状分布(图2)。在城市区域中,中心城市的圈层化空间拓展与布局是伴随着城市发展规模的扩大、功能的增强而不断进行着的。在圈层布局的墓础上,出现了许多次级中心城市,依其与中心城市和所在区域的联系密切程度,形成了次一级的交通中心。围绕着这些中心,次一级的工业、服务业等获得了发展,从而完善次一级中心城市的功能。依此类推,在城市区域空间范围内,各城镇依托与中心城市的区位临接程度以及经济联系程度呈现同心圆圈层分布形态。
2.2.4反磁力组合形态
反磁力空间组合模式是在离中心城市一定距离处集中培育一个与中心城市引力相抗衡的城市反磁力中心(图2)。这种空间结构模式是在城市区域的中心城市之外另辟新城,这种不连续的空间作用方式在空间形态的演变中是由从不连续演化通过相互吸引又发展为连续的过程。
产生跳跃式发展的主要原因是中心城市由于要素的过度集聚,产生交通拥挤,城市空间因土地稀缺而无法扩展,由此产生了集聚不经济。而为了有效地减弱中心城市的绝对凝聚作用,需要培育B(第二位)城市,从而促进城市区域空间形态与环境的整体优化[6]。
2.3城市区域空间结构的功能演进
城市区域空间结构的功能是城市区域空间结构内部关系和外部关系中所表现出来的特性和能力。由于城市区域所处的发育阶段的不同,则呈现出不同的功能,依据空间结构构成要素的多样性及其高度交织程度的不同使其衍生出指示功能、组织功能、优化功能和载体功能。
2.31指示功能
城市区域空间结构直接反映区域经济发展水平,其对区域整体发展程度和质量具有指示功能。区域经济越发达.区域城市化水平越高,区域城镇密度也越大、空间结构发育水平也越高。在生产力水平低下的农业社会.经济发展非常缓慢,城镇之间联系松散,此时区域内的城镇未形成空间结构。进入工业社会,经济发展速度快,城镇之间的联系日益紧密,城市区域空间结构产生,同时也体现了区域经济发展水平的提高。
中心城市是城市区域内创新要素高度聚集的空间地域,其创新功能是区域空间结构中最强的,因此,中心城市的创新功能是衡量城市区域功能等级以及整体发育水平的核心体现。
2.3.2组织功能
组织功能是城市区域通过空间结构这一组合形式,把城市区域内的城镇、交通、能源等经济要素连接起来,使各种经济活动在城市区域空间结构框架内进行。如随着区域经济发展水平的不断提升,中心城市的集聚和扩散功能对于区域发展起到日益重要的推动作用。城市区域空间结构的形成促进中心城市与周围地区资源、人才、资金、技术、信息等要素的合理流动及区域要素的整合,为城市区域空间结构系统的整体发展奠定基础,充分提高城市一区域发展要素的利用效率。
城市区域空间结构的完善,其组织功能也不断增强,从而促进中心城市区域支撑度的增强。通过城市区域空间结构系统的建立,中心城市的发展空间进一步扩张,整体功能也进一步放大从而使中心城市在区域中的核心带动作用也越来越强大。
2.3.3优化功能
优化功能是城市区域空间结构具有使区域经济效应最大化的作用,合理的城市区域空间结构能够实现区域生产要素合理流动,从而推动区域经济结构调整和完善,使区城获得满意的经济效益、社会效益和生态效益。
通过城市区域空间结构的完善.将促使中心城市日益严重的“城市病”问题得到缓解。通过近域城镇发育水平的增强,将促使中心城市产业等功能得到有效疏散,从而使大城市“消肿”;同时,墓础设施空间结构系统的建设也将促进区域基础设施网络的形成,既促进城市基础设施向区域的伸展,又大幅度提高基础设施综合利用效率,优化区域空间结构的空间支撑功能。并且,城市区域生态空间结构的形成将有利于区域生态环境整治,优化城市区域的空间整体生态功能。
2.3.4载体功能
当城市区域空间结构发育到较高阶段后,其调整与优化将为城市区域产业结构升级起到日益强大的空间载体支撑。城市区域空间结构的优化有利于中心城市产业结构优化。它可以为实施中心城市“退二进三”的城市用地调整战略提供发展空间,为中心城市!换发展新兴产业提供空间支撑。
城市区域的空间结构的整合强调地区内城镇发展的互补性和城镇职能共享,同时突出个性特点,主要表现在城镇职能互补、产业互补、资源互补、重大基础设施的共建和共享。城市区域空间结构的整合强调内部各城市之间的优化组合。在日益竟争激烈的环境下,空间结构载体功能的发挥将避免重复与浪费,从而加强组合城市的整体实力以参与更大范围的竞争。
3城市区域空间结构演化的驱动机制
城市区域空间结构的形成和演化是城市区域内部、外部各种力量相互作用的物质空间反映。这一过程的实现需要有动力的牵引,各种动力在相互作用之后的辐合力体现为区域空间结构的重组或扩展。总的来看,导致城市区域空间结构的形成和演化的力量主要包括资源环境及其地域组合、科技进步、要素集聚与扩散、产业结构升级以及制度与规划引导等方面。
3.1资派环境的空间约柬
3.1.1自然环境条件制约
自然环境条件是城市区域空间结构形成发育的物质基质,也是空间系统运动的自然动力因素。在自然环境条件系统中,对城市区域空间结构的形成影响较大的主要是地貌、地形和水文等条件。在不同的历史阶段,不同的地域空间层次,这些自然环境条件对城市区域空间结构的形成存在较大差异。一般来说,不同地域的自然条件组合分布,直接影响着城市区域空间结构形态的发育。平原地区城市区域的空间结构形态表现为团块状(如北京市),山地丘陵地区城市区域的空间结构形态表现为分散组团状(如重庆市),而沿海地区城市区域的空间结构形态上表现为带状(如大连市)等。
自然环境对城市区域空间结构演化的作用途径主要是影响城市区域的产业空间分布。光、水、土等自然条件影响一产空间分布,而地形、地势以及气候条件的适宜性影响着工业布局;同样,河流、气温等条件影响房地产、生态旅游等三产空间分布。城市区域产业空间布局的形成,将推动区域要家以及经济活动的集聚与扩散,从而驱动城市区域空间结构演化。
3.1.2资源禀赋及其地域组合
资源禀赋及其地域组合是城市发育和区域经济的发展的物质基础,是城市区域空间单元相互作用的基础性动力。资源分布范围广、相互组合良好、位置和交通条件好的地域,便于资
源的开发利用,有利于城市区位的选择,进而会促使城市及城市区域空间结构的形成和演变,并带动其周围地区经济的发展,使城市区域空间单元相互作用的强度进一步增强。
区域内自然资源要素是城市迅速发展和区域空间结构演化的前提条件,同时,资源的地域分布状态也影响着城市区域空间结构。在不同的历史时期,由于资源集赋的不同,导致不同资源开发利用的区位指向存在很大差异,从而影响着城市区域形成发展的空间结构类型。如我国东北地区依托煤炭、铁矿等资源的开发,在铁路及沿海港口形成了一批近代城市,如鞍山、抚顺、大庆等城市,同时,特殊的资源地域组合也促进了东北地区特色城市体系的形成,东北多数城镇都是在资源开发的基础上形成的,而交通通道建设的区位选择也由资源案斌与组合差异决定。由此可见,丰富的自然资源及其组合开发是区域空间结构形成的基础性动力。
3.2技术进步的支雄效应
3.2.1交通技术的创新驱动
在一定的社会经济条件下.技术进步在城市区域空间结构演化过程中起着关键作用,其中交通运输技术的发展改变粉城市空间拓展的方向。城市区域空间结构变化的主要影响因家是空间地域的联系关系与作用程度,而这很大程度上取决于该地域的空间可达性。在交通技术不断创新的背景下,空间可达性随交通技术的创新而变化,在某一特定时间,交通网络的结构和功能的提升将促进城市区域空间单元之间交往的便捷程度的提高,即交通技术创新决定了区域的空间可达性。
城市区域空间结构演化在交通技术创新背景下,始终遵循由单一化向复杂化转变的增长方式。新技术支撑下的新型交通通道牵引人口、工业向远离中心的方向与城镇发展,随着发展轴的极化及其不均匀分布,原有的环状空间扩展格局被打破,代之以轴线模式以及网状模式等空间结构形式。随着城市区域交通网络的不断分异,主要放射线间可达性较差区域不断得到填充,地域活动的均质性逐渐形成,表现在空间形态上,极化结构、轴线结构消失,城市区域空间一体化格局日益形成。
3.2.2信息技术的作用机制
信息技术作为对空间结构的作用效应主要体现在以下两方面门:①联动效应。信息技术的不断发展与城市区域的发展呈,现一种联同共进的趋势,在城市区域空间上表现为信息空间的扩展与城市区域空间延伸的复合。现代信息通道的布局建设主要集中在交通发达的城市及连接各城市的交通走廊;②衍生效应。信息技术的进步会不断促进城市及其区域经济的发展。如移动通讯的发展使城市之间的空间联系变得更有吸引力,促进城市与辐射区域以及各城市之间经济交往日益紧密,从而强化城市区域空间结构整体效应的发挥。
信息技术创新对城市区域空间结构演化的作用方式,主要表现在促进城市区域空间结构的分散与集中。信息技术使以大集聚为特征的传统都市模式得以改变,城市郊区以及中心城市附近特色城镇的吸引力不断上升,促使中心城市功能实现大规模的空间梯度转移,进而推动城市规模的扩大化。同时,由于通讯和交通方式的进步,将促使区域内其它城镇也将依托其自身的优势承担不同的区域功能,城镇之间的联系将更为密切,城市区域空间结构将由单一中心向多中心结构演化。
经济效应的推动下,联系密切而且接受资金、技术、信息等生产要素便利的“优区位”地区城市之间以及相互辐射区域之间将形成的互动整合发展的态势。依托交通通道的载体作用,城市区域空间单元之间会逐渐实现社会、经济、文化的整合,进而推动城市区域空间结构的不断演化。
当集聚经济发展到一定阶段后,将会出现集聚不经济,此时扩散效应将逐渐发挥其重要作用。随着扩散效应的不断增强,城市区域资金、技术、信息等要素将呈现出合理化的空间流动,长期的要素与产业的扩散会强化中心城市的辐射带动功能,进而会促进城市区域其它功能空间以及各城镇整体发展质量的提高,从而带动城市区域空间单元网络化联系的形成与作用强度的提高。
3.3要素集聚一扩散机制
3.3.1集聚一扩散的作用方式
城市区域空间结构的形成与演化是一种复杂的社会、经济和文化的整合过程。这个过程不仅包含了要素的空间聚集,而且还包含了要素的空间扩散,它是空间聚集和空间扩散这两种运动形式的藕合。城市区域空间单元之间的相互联系和相互作用的主要内容是人口、资源、资金等.这些要素的集聚与扩散过程就是城市区域空间结构的形成与演变过程,要素的集聚与扩散影响城市区域空间结构的整体功能。
城市区域空间的集聚与扩散是经济和人口分布的空间动态变化倾向。但这一过程相当复杂,往往在集聚过程中有扩散,在扩散过程中有集聚,其主要倾向因地因时而异,并随一定条件的变化而相互转化,而且由集聚或扩散过程所引起的空间密度、形态和结构方面的具体变化也呈现出多样化。集聚的发展和高度的集聚化,会导致集聚的扩散。因此,城市区域空间结构的发育程度直接受制于“集聚力”和“扩散力”。而这两种力的强弱与要素的空间集聚与扩散强度密切相关。
3.3.2集聚一扩散的作用效应
要素的空间集聚与扩散将引起区域空间发展重心的转移,造成地区空间极化的重构和区域内部关联及区际联系的序列重组。集聚经济的形成和变动是由微观主体(居民、厂商)和其他有关的社会经济要素在城市区域空间配置所决定的,在集聚
3.4产业结构升级的驱动
3.4.1产业结构升级的驱动模式
产业结构升级的驱动方式是城市区域空间地域扩展在社会经济系统运动上的外在表现法则,是城市区域空间结构演化的直接动力。产业经济增长的速度、规模、方式等则直接影响着城市区域的空间地域扩展的速度、规模、方式等,进而对城市区域空间结构演化产生重大影响。
在不同历史发展阶段,不同产业形态对特定历史时期的城市区域空间地域扩展与空间结构演化的作用也是不同的。在农业经济社会.由于产业经济增长总量较小,关联性弱,所以,对城市区域空间地域扩展的推动力量就弱,空间结构演进较慢;在工业经济社会,以资源为依托的大工业经济增长总t较大,关联性强,所以,空间地域扩展规模较大,空间结构演化速度也较快;而在信息经济社会,以知识信息资源为依托的现代产业系统,对区域空间地域扩展的推动力更强,出现了网络化空间结构趋势,从而推动城市区域空间结构的更新和重塑.加速了城市区域的整合演化进程[8]。
3.4.2产业结构升级的驱动机理
产业结构整合化驱动城市区域空间结构重组。产业结构整合化是产业要素、部门结构重组、一体化发展过程,产业结构整合化将促进产业的聚集与规模效应的发挥,进而促进城市区域空间结构功能的调整与优化。城市区域空间单元以产业联系为纽带,通过空间政策调整在城市区域内发展成职能相对突出的空间组团,形成主核带动下的多中心城市区域空间格局。
产业结构知识化驱动城市区域空间结构演化。留学生论文产业结构知识化,就是建立区内相互依存的产业联系体系,形成一种“技术生物链”,[9]。对于城市区域己有的产业发展重视相关产业的网络体系的建立,努力形成大中小企业密切配合、专业分工与协作完善的城市区域空间布局网络体系。同时,现代新型产业的柔性生产方式,拓宽了中心城市的空间辐射范围,而“硅谷”型卫星城镇是城市区域高新技术产业空间区位的主要选择。由此可见.现代产业的空间扩散强化了城市区域节点城市间合理化的功能布局,进而促进了城市区域空间结构的优化。
3.5制度创断与规划引导
3.5.1制度创新机制
城市区域空间结构演化是由市场担纲主导的过程,但在现实的市场经济中还无法排除政府的作用。政府通过区域范围统一的制度建设,保证各种生产要素的合理流动,使城市区域经济保持常态运行,从而对城市区域空间结构演化产生重大影响,如对城市区域空间土地制度的统一建设,城市区域土地使用制度改革使区城各项功能空间逐渐按地价合理安排,从而使城市区域空间结构发生重组并形成城市新区或新型城市。
城市区域的制度创新使城市一区域之间的要素转移更加顺畅,使城市区域空间单元间的生产要素优化配置得以顺利进行,加速空间协调发展。城市区域统一的制度建设,将加速城市与区域一体化发展进程,提高区域整体发展水平,为城市区域空间结构的优化提供支撑。同时制度与文化融合将有利于城市区域空间管治与协调,实现区域的整合发展,进而促进城市区域空间结构的有序演变。
3.5.2规划引导机制
城市区域空间结构的形成发展是一个自组织的演化过程[10]。气但在这个过程中,也离不开人为的调控与引导。而空间结构调控主要是通过城市区域的规划和管理来实现。规划指向主要是离心化与向心化相结合的引导。在城市区域,规划要求强化区域整体发展水平.包括城市区域各级中心、次中心的规划布局协调等,产业与基础设施网络等在城市区域内部地域空间上实现合理配置,进而促进城市区域空间布局的优化调整。
规划引导对城市区域空间结构的完善具有积极的促进作用。通过对欧美一些国家城市区域发展过程的考察发现,这些国家针对区城空间发展过程中面临的诸多问题,对城市区域采取了一系列规划调控,如开展区域规划等,对于强核心的城市区城,主要采用“分散化集中型”等形式来构建城市区域空间发展框架,如莫斯科城市区域的空间规划,通过规划新的次级中心和开敞空间,促进了单核心向多核心的空间结构转变,进而促使城市区域空间结构达到一个新的平衡。
综上所述,城市区域空间结构的形成与演化,工作总结是多种因素共同作用的结果,其作用机制模式如图4。
4结语
城市区域空间结构研究主要是从空间的角度探索城市形态和城市区域空间网络组织以及空间结构的增长原理。笔者认为,城市区域空间结构是由于区域内的各个城镇相互作用和相互联系所形成的城镇空间分布形式,其形成和演化是城市区域内外部各种力量祸合的物质空间反映。
虽然城市区域空间研究受到学术界及各级政府的高度重视,并进行了大量的实践研究工作,但缺乏系统的理论指导,使实践工作带有较大的盲目性。通过对城市区域空间结构的演化路径进行系统研究,并总结空间结构演化的驱动机制模式.将会为城市区域空间系统研究提供一种新视角。同时,对指导新时期城市区域空间结构优化的规划实践也有一定的借鉴价值。
当然,为了保障城市区域空间结构的有序演进及其功能的不断增强,还应该强化对空间结构的调控,根据城市区域空间要素单元相互作用的阶段和状态,通过利益机制,采用经济、法律、行政等手段,对城市区域空间地域系统运动进行有目的性的干预和影响,以实现空间结构要家与系统的有机辆合、结构与功能的相互促进、阶段与状态的高度统一,使之最终按照城市区域空间结构变化运动的客观规律演进。
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[7]媒士谋等.中国城市样[M].合肥:中国科技大学出版社.2001,41~42.
中图分类号:F59 文献标识码:A 文章编号:1006-0278(2014)01-162-02
近十几年来,我国旅游发展突飞猛进,不仅在整个国民经济中日显重要,而且在许多省、市、县成为当地的龙头产业、支相产业和新的经济增民点。作为旅游的客体――旅游资源是旅游经济活动得以开展的基础,是激发旅游动机的吸引物,是旅游供给的重要内容。在比较利益的驱动下,景区建设日益提到的各级政府和经济主体的议程。在各种类型的景区中,乡村地区自然生态景区是激发旅游者产生的主导资源之一,也是激发人类旅游的最早、最持久的资源。
一、国内研究进展
国内关于旅游与土地利用研究才刚刚起步,主要发端与森林公园、风景名胜区规划、设计实践中存在的旅游发展与森林公园、风景名胜区土地利用规划的矛盾。为了解决旅游设施用地与森林公园、风景名胜区的保护与发展,旅游用地被作为一个问题提出与研究。目前有关硕士、博士论文数据库中能查到的最早的关于旅游与土地利用的文献为1988年,截止2007年,中国优秀硕(博)士学位论文全文数据库涉及到旅游用地相关问题的论文达50余篇,硕士论文占绝大部分,博士论文不到10篇,充分反映了我国尚未对旅游与土地利用问题引起足够的重视。从已发表的所以相关硕博论文和期刊可以看出,我国对旅游用地的研究起步较晚。就研究案例来看,主要集中在风景名胜区、森林公园、度假区的用地研究方面,所占比例达50%以上,其他类型的旅游用地研究较少。就研究内容来说,主要集中在规划设计方面,所占比例为30%左右,其他内容较少。而把旅游资源开发作为影响土地利用的驱动力的研究还不是很多。涉及旅游资源开发和土地利用的研究也主要集中在旅游用地评价、旅游度假区的研究、旅游用地管理和持续利用、景观房地产、旅游与地价的关系、旅游用地的分区和结构,引景空间的研究、复垦与旅游。等方面。其中代表性成果有左冰、梁栋栋、陆林、吴必虎、李江敏、席娅、张凤英等人的研究论文。
左冰(2004)《土地利用变化的旅游驱动力研究》,该文从土地资源利用方式、形态及其价值变化剖析了旅游作为土地利用变化的驱动机制,并根据区域旅游资源分布基础和旅游需求类型,总结了旅游用地的空间分布形态;梁栋栋、陆林《古村落型旅游地土地利用的初步研究》、《旅游用地的初步研究》、《贫困地区旅游开发的土地利用》、《山岳型宗教旅游地的土地利用分析》等,主要从旅游用地的特点、原则、土地利用结构发生的变化,指出了土地利用中存在的问题,并提出了相应的对策;吴必虎等的《中国优秀旅游城市空间分布及动力机制研究》、《旅游吸引物空间结构分析》、《中国城市周边乡村旅游地空间结构》、《区域旅游系统空间结构的模式与优化》、《北京环城游憩带旅游地类型与空间结构特征》、《大城市环城游憩带(ReBAM)研究》诸文,主要从土地利用特征和空间结构进行了研究,指出了不同类型旅游地的空间分布规律。李江敏、张立明(2005)在《基于环城游憩带建设的城郊土地利用研究》一文中则分析了环城游憩带的发展现状及趋势和城郊土地发展利用现状,指出了城郊土地利用中存在的问题,就环城游憩带建设对土地利用的要求,以实现环城游憩带建设与城郊土地利用两者良性互动为目的,提出了新的发展背景下城郊土地永续利用的途径。
二、国外研究进展
关于旅游资源开发与土地利用关系问题的研究,国外是于20世纪30年代开始的。1930年,美国学者麦克默里(McMurry)在《美国地理学者联合会年刊》(Annals of the Association of American Geographers)上发表了旅游地理学的开世之作――《游憩活动与土地利用的关系》一文,首次讨论了土地利用与消遣娱乐的关系,明确指出旅游业是一种独特的、重要的土地利用形式。从此,与旅游业发展相关联的土地利用问题成为地理学者们关注的问题。20世纪60年代,克罗森等人(Clowson etal,1960)研究了户外娱乐休闲活动的分类方式,根据人们出游距离与休闲需求类型,确立了一种简单的土地资源利用模式。后来,Hammes(1994)研究了旅游度假村的开发与土地市场的关系,明确指出,随着旅游度假村的开发,当地的土地市场会受到影响而发生明显变化,土地级差地租的空间格局也随之变化。Wesley S.Roehl and Daniel R.Fesenmaier通过对美国旅游地土地利用改变与旅游地的居民态度进行研究,发现旅游地的居民对旅游开发的态度是消极的。Fache(1995)将北欧的度假村发展划分为三个阶段,同时根据设计思想不同,将度假村的空间模式划分为三种不同类型。“土地多样利用国际研究组”(ISGMUL,The international studyGroup on Multiple Use of land)的研究者们则描述了多目标乡村土地利用规划与旅游景观设计的新思路和新方法。D.Pearce(2001)从旅游交通的角度对旅游电车轨道的发展对土地利用的影响进行了研究。Fossen&Lafferty(2001)以夏威夷与昆士兰作为对比案例来探讨不同的土地管制方式对旅游发展的影响,并分析在旅游发展过程中不同的土地利用政策所导致的土地利用结果。Mccarthy(2004)在探讨马耳他的历史港口城市的旅游导向的滨水区开发时,发现历史港口城市新的旅游导向的土地利用形式的出现带来了自然、经济与社会福利的变化。Yalc inKuvan(2005)以土耳其Antalya-Belek作为案例调查以旅游为目的森林的使用情况。发现林地的使用与转化是旅游发展的重要内容。旅游发展在自然资源上的消极环境影响表现在土地利用的变化,土耳其迅速出现的大众旅游,在没有考虑保护与可持续利用自然与文化资源的前提下,被地方政府积极鼓励与支持,由此造成了森林区域的严重环境问题。
Abstract:This paper describes the basic theory of the beam string structure during the static analysis and structural form-finding. Static analysis of the relevant string theory describes the definition of a beam string structure (the definition of the zero-state form, the initial state and loading state), the performance of beam string structure, highlighting the initial prestressed beam string structure concept, the size distribution and the principle of prestressing - local analysis.
Key words:beam string; Long Span Structure; pre-stress.
中图分类号:K826.16文献标识码:A 文章编号:
1引言
随着空间大跨结构理论的发展,以及人们对建筑美观的要求,张弦梁这种结构形式得以应运而生。张弦梁结构是由上弦刚性构件和下弦柔性拉索两类不同类型单元组合而成的一种结构体系,通常将其归类“杂交体系”范畴。从受力形态上来看,张弦梁结构又通常被认为是一种“半刚性”结构。
由于其自重轻,受力合理,因此在工程上的应用越来越广泛。根据单榀张弦梁结构的不同布置形式,可分为单向张弦梁结构、双向张弦梁结构和多向张弦梁结构,其中单榀张弦梁结构的性能对整个结构的性能起主要作用,因此充分了解单榀张弦梁结构的性能非常重要。本文主要介绍了张弦梁结构在进行静力分析和结构找形时的基本理论方法。
2张弦梁结构的形态定义和力学性能
2.1 张弦梁结构的形态定义
张弦梁结构像悬索结构等柔性结构一样,根据张弦梁结构的加工、施工及受力特点,通常将其定义为零状态、初始态和荷载态三种
零状态:结构体系拉索张拉前的状态,实际上是构件加工和放样形态,通常也叫结构放样态。在这个状态中结构不受预应力和自重作用。
初始态:拉索张拉完毕后,结构安装就位的形态,通常也叫预应力状态。初始态是建筑设计所给定的基本形态,即结构竣工后的验收状态,这个状态中结构受预应力和自重作用。
荷载态:体系在初状态的基础上,承受其它外荷载之后的受力状态。
以上三种状态的定义,对张弦梁结构来说具有现实意义。对于张弦梁结构零态,主要涉及到结构构件的加工放样问题。张弦梁结构的初始形态是建筑设计给定的基本形态,即结构竣工后的验收状态。实际施工时,张弦梁结构的上弦构件按照零形态给定的几何参数进行加工放样,那么在张拉拉索时,由于上弦构件刚度较弱,拉索的张拉势必引导撑杆使上弦构件产生向上的变形。当索张拉完毕后,结构各构件的形状将达到初始态从而满足建筑设计的要求。
2.2张弦梁的结构性能
如果不考虑拉索超张拉在结构产生预应力的话,平面张弦梁结构的受力特性实际上相当于简支梁的受力特性。
从截面内力情况来看,张弦梁结构与简支梁一样需要承受整体弯矩和剪力效应。根据截面内力平衡关系易知,张弦梁结构在竖向荷载作用下的整体弯矩由上弦构件的压力和下弦拉索的拉力所做形成的等效力矩来承担。由于张弦梁结构通常只布置竖向撑杆,且下弦拉索不能承受剪力,从两根竖向撑杆之间截面内力平衡关系来看,整体剪力基本由上弦构件承受。因此上弦构件除了承受基本弯矩效应产生的压力外,还承受剪力及由剪力产生的局部弯矩效应。
对于张弦梁结构的下弦拉索来讲,由于通常采用半平行钢丝束或钢绞线等高强度材料,因此与采用普通型钢的桁架结构下弦构件相比,其可以承受更大的拉力,这也是该类结构适用于大跨度屋盖的一个主要原因。
3张应弦梁结构初始态预力分布与大小的确定
3.1张弦梁结构初始态预应力分布
在进行张弦梁结构的设计分析时,首先要确定张弦梁结构初始态预应力分布和大小,然后才能确定结构零状态几何以及进行后续荷载态的分析。在这个确定预应力分布的过程中,体系几何形状也即初始态构型是己知的,因此此过程是单纯的“找力”分析。
文献[1]对大型索杆梁体系的初始态预应力分布的确定进行了研究,提出了基于上部梁系和下部索杆体系分开的结构分块的局部分析法,文献[2]对该方法进行了进一步简化并应用于弦支穹顶结构的初始态预应力分布的分析。
3.2预应力施加的大小的确定
关于预应力大小的合理取值,不仅是结构分析的问题,还牵涉到建筑形状、施工工艺等方面,其影响因素很多,所以预应力值的确定很复杂。文献[3]- [7]对此进行了研究并提出了取值原则甚至计算公式。
根据预应力在结构中的作用,并结合以上讨论,可以得出预应力大小合理取值的两个主要原则:
(1)尽量减小外荷载产生的上弦弯矩,使结构中内力分布合理,改善结构受力性能;
(2)当结构所受风荷载效应大于恒荷载效应时,尽量保证拉索不出现受压而松弛,使各构件继续保持协同工作。
3.3 张弦结构的找形分析
张力结构的传统分析方法是从确定的一个初始态开始的。习惯上是根据建筑要求和经验使结构曲面具备一定的初始刚度。但是仅此而获得的结构刚度是不够的,这就必须对索杆结构或索膜结构施加预应力,使结构进一步获得刚度,以在各种不同的荷载条件下索杆结构的任一索段均满足强度要求及稳定条件。含有索单元的张弦结构存在找形问题。所谓找形是传统力学问题的逆问题,它是要求满足平衡条件的形状而不是满足协调条件的平衡,即以几何零状态为基础对预应力态和加载态进行形状判定和力判定,确定施加预应力以后结构的几何位形及内力分布。
4结论及展望
本文主要介绍了张弦梁结构在进行静力分析和结构找形时的基本理论方法。重点介绍了张弦梁结构初始预应力的分布和预应力大小的确定原理—局部分析法。
但是仅仅掌握这些理论方法远远不够。现在单榀张弦梁结构在工程上的应用越来越广泛,充分了解单榀张弦梁结构的性能非常重要。今后还需做进一步的研究工作:应用SAP2000软件,对静力作用下影响张弦梁结构受力性能的参数进行分析,讨论其相互之间的影响规律;应用SAP2000软件,对地震作用下的张弦梁结构进行动力分析,分别进行反应谱分析和时程分析并进行比较,以研究张弦梁结构的抗震性能;考虑张弦梁结构的几何非线性和材料非线性对结构受力性能的影响等等。
参考文献:
[1]刘开国.大跨度张弦梁式结构的分析[J].空间结构,2001.7(2):39-43
[2]杨睿.预应力张弦梁结构的形态分析及新体系的静力性能研究[D].浙江大学硕士学位论文,2002
[3]沈世钊,大跨空间结构若干理论问题研究[J].苏州城建环保学院学报,2000,13(3)25-29
[4]范峰,支旭东,沈世钊,黑龙江省国际会议展览体育中心主馆大跨钢结构设计[A].第十届空间结构学术会议论文集[D].2002:806~811
[5]刘开国.大跨度张弦梁式结构的分析[J].空间结构,2001,7(2):39~43
[6]杨瑞,董石麟.张弦梁结构中预应力的作用及合理取值[A].第二届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C].2002:372~378
Abstract: the city is a kind of human activity effect is strong landscape, its internal material flow, energy flow and information flow, population flow, very active. In recent years, the rapid development of economy and the rapid development of urbanization, serious disorder the natural evolution of the landscape structure, urban landscape inflation and the natural landscape of the contradictions of shrinking broken increasingly fierce, the urban morphology and the sustainable development become urban geography and urban planning research hot spot. Based on the analysis of landscape ecology view of urban landscape and landscape ecology connotation, the urban landscape overall planning and urban landscape ecological planning characteristics of content, this paper expounds the principle of planning and design for reference, and put forward according to the principles of landscape ecology research planning design method and way.
Keywords: landscape ecology; urban landscape; research
中图分类号: P901 文献标识码: A 文章编号:
引言:当今世界,环境问题日益突出,生态学随之迅猛发展,成为时代背景。在这样的生态浪潮激荡下,城市景观结构研究成为了城市地理学和城市规划研究的核心内容,传统的城市空间结构着眼于地理学、社会学、经济学和规划学的脉络而展开。自20世纪80年代以来,景观生态学在城市景观领域的研究逐渐兴起,它引起了对描述、解释和规划景观结构的传统方法的重新思考,也为城市空间结构研究的传统研究和科学交叉提供了新的视角,在一定程度上给予景观规划理论原则上的指导,甚至为景观规划的研究与实践提供方法论。
一、景观与景观生态学的概念分析
景观生态学中景观(Landscape)概念的引入将地理学家采用的表示空间的“水平”分析方法和生态学家使用的表示功能的“垂直”方法结合起来。弗曼(1995)对景观的解释是由相互作用的重复出现的生态系统或土地利用类型的空间镶嵌组成的异质区域。它具有空间异质性,是实在的地理实体,即包括自然和人文要素的系统整体。
景观生态学是1939年由德国地理学家C.特洛尔提出的,对其最简单的表述就是研究在一个相当大的区域内,由许多不同生态系统所组成的整体(即景观)的空间结构相互作用、协调功能及动态变化的一门生态学新分支。它给生态学带来新的思想和研究方法,由此应运而生的“生态景观”强调重视景观的生态效益、利用绿色景观改善城市生态系统等。
城市景观整体规划特征
从景观生态学的角度看,城市是典型的以人类干扰为主的景观,是一种连续的景观,城市主体的研究以城市地域社会为对象,探讨人类活动与城市的互动关系。
总结国内外相关的研究成果不难发现,城市景观绿化是对城市公园系统、绿地系统和城郊风景区的规划与管理,城市是其对象与主体。城市景观格局亦有其特殊性,主要表现在以下几个方面:首先,城市景观组分类型中以高密度的人类活动为主体,强调以人为本,突出人性化原则;其次,城市景观组分的空间分布主要受人类有目的的规划、建设、活动的决定性影响;第三,城市景观组分的内涵性重组和外延性扩张行为非常频繁;第四,城市景观组分的镶嵌性分布特征十分突出,相互之间的功能联系一般通过发达交通系统中的能流、物流和人流来实现;最后,城市景观具有生态脆弱性和破碎性,城市景观主要靠人为输入或输出不同性质的能量和物质来协调和维持,变化极快且对人类调控存在高度依赖性,城市功能的连续性和完整性都很脆弱,一旦人类活动失调,就很容易导致城市生态衰退。另外,城市交通系统网络将城市切割成许多大小不等的斑块,城市景观要素斑块之间及其与城市外部之间的,与人类活动相关的能量和物质流同速率很高,而城市景观中的“自然”生态过程受阻,提高城市景观生态连通性,就成为维持城市景观生态过程和环境功能的基础。
三、城市景观生态规划的内容与设计原则
李团胜(1998)认为城市景观生态规划的内容应该包括环境敏感区的保护规划、绿色空间体系规划以及城市外貌与建筑景观规划。由此总结生态规划主要包括如下内容:收集和调查城市景观生态的基础资料:对城市进行景观生态分析与评价,即从景观生态学角度分析城市景观的要素、结构、功能,这是做好景观生态规划的基础性工作;拟定城市景观生态规划;最后,提出合理城市规划的原则,对城市空间及景观布局进行合理规划。
城市景观是一系列生态组成的具有一定结构与功能的整体,在规划中应把景观作为一个整体单位来思考和管理,实现优化利用。此外,在城市景观规划中应遵循合理安排城市空间结构,相对集中开敞空间,组织和谐的土地利用,保持和恢复景观生态过程与格局的连续性,维护自然斑块之间的联系,以绿色生态空间体系建设为中心的保护环境敏感区等规划原则。
城市景观生态规划与设计
从方法论的角度上看,城市景观生态规划是就对景观中一系列的生态进行整合规划,此种整合是在整体和生态设计观念基础上的创造。与柯布西耶“光明城市”的伟大理想不同,整合思想的核心是对现成结构的把握及改良,此种思想与可持续发展的环境理想不谋而合。
在整合理念的基础上进行城市景观生态规划,总目标是改善城市景观结构与功能、提高城市环境质量、促进城市景观的持续发展。具体有如下目标:①生态稳定性。即维持城市景观的生态平衡,景观的结构功能保持一致性和连贯性。②通达性。有效地确保城市生活的方便,各斑块间有廊道共同,交通易于到达。③舒适性。从自然生态和社会心理两个方面去创造一种能融合技术与自然于一体的理想环境。④美观性。通过景观规划使景观结构适量有序又富于变化,符合大众的审美要求并富含文化特征。
五、总结
现代城市景观是文化和自然的载体,它在百年间的历史演进中,承载着民族艺术追求、实用性理念与时尚精神。在突飞猛进的城市设计浪潮,冲击着现代城市的景观设计的迅速发展,它将对未来全球化的城市景观设计的形成和趋势产生重大影响。本文结合景观生态学的原理和方法进行城市景观的规划与设计,构建现代城市景观结构生态优化模式,对于指导城市空间结构的改造和重建过程,以及维护社会经济和自然环境的和谐发展具有重要意义。
参考文献:
[1]李秀珍 肖笃宁著:《城市环境与城市生态》 1995年 第2期 维普资讯网。