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基本原理基本方法范文1
端粒酶(Telomerase)是由RNA和蛋白質組成的一種核糖白酶。人端粒酶RNA組分(hTR)于1995年被克隆,其中含有端粒重復序列的模板(5′-CUAACCCUAAC-3′);蛋白質組分具有RNA依賴的DNA多聚酶活性,結構尚不清楚。端粒酶能以自身RNA的模板區為模板復制合成端粒序列。在胚性細胞等增殖活躍的細胞中具有端粒酶活性,而在正常成熟體細胞中端粒酶失活,同時還發現絕大多數腫瘤細胞都呈端粒酶陽性,而在癌旁組織和正常組織陽性率很低,推測端粒酶可能是一個廣泛的腫瘤標志物[1]。因此近幾年端粒酶在各種腫瘤中的研究日益深入,同時促進了檢測方法的改進與完善。本文對其檢測方法綜述如下。
1基本原理
端粒酶在體外可以以其自身RNA的模板區為模板,在適宜的寡核苷酸鏈的末端添加6個堿基的重復序列,用聚丙烯酰胺(PAGE)凝膠電泳可顯示6個堿基差異的梯帶。1994年Kim建立了基于PCR基礎上的端粒重復序列擴增法(telomericrepeatamplificationprotocol,TRAP)。TRAP反應原理見下圖。
首先合成一個18nt的TS做上游引物,端粒酶結合TS末端的GTT并合成agggttag,然后每經過一次轉位合成一個ggttag的6堿基重復序列,端粒酶滅活后,加入一個24nt的CX做下游引物,經過多次變性-退火-延伸,擴增端粒酶延伸產物。
2.1標本來源手術摘除組織,針吸活檢組織,胸水,腹水,膀胱或胰管沖洗液,棉拭子所取分泌物和尿液(尚有爭議)等。
2.2端粒酶的提取方法早期采用超聲等物理破碎的方法在不同細胞中的提取效率差異較大,此后采用去污劑(如CHAPS)裂解的方法在少量細胞獲取了較穩定的端粒酶提取液?,F詳述如下:40~100mg冷凍(-70%℃)組織或104~106沉淀細胞用冰預冷的洗液[10mMhepes-KOH(pH7.5),1.5mMMgCl2,10mMKCI,1MmDTT]洗1次,10000g4℃離心1min,沉淀加200μl冷裂解液[10mMtris-HCI(Ph7.5),1mMMgC12,1mMEGTA,0.1mMPMSF,5mMβ-巰基乙醇,0.5%CHAPS,10%甘油],自動勻漿器冰浴中勻漿,450rpm,25min,16000g4℃離心20min,移取上清160μl,部分樣品用于蛋白定量,其余迅速冷凍,-70℃保存。端粒酶經小于10次凍融可保持活性穩定。部分學者對某些標本用0.5%Tween-20代替0.5%CHAPS獲得更好的效果[2]。
2.3TRAP擴增50μlTRAP體系包含20mMtris-HCI(pH8.3),1.5mMMgCI,63mM,KCI,0.005%Tween-20,1mMEGTA,50μMdNTP,0.1μgtS,1μgT4基因32蛋白,0.1mg/ml牛血清白蛋白,1~2μlCHAPS細胞提取液(含6μg)蛋白,0.2~0.4μl[α-32P]dGIP或[α-32P]dGIP(10μCi/μl,3000Ci/mmol),這一反應體系可同時滿足端粒酶Tap聚合酶的活性需要,23℃10min合成端粒酶延伸產物后,94℃3s滅活端粒酶,加入0.1μgcX和2UTaq酶,94℃30s,50℃30s,72℃1.5min擴增27個循環,25μl產物進行15%PAGE凝膠電泳。
2.4引物設計為了防止上、下游引物之間的結合,在CX引物上設計了3個不匹配堿基(見圖1*處),單鏈結合蛋白T4基因32蛋白可進一步避免引物之間的結合,TS和CX引物被廣為采用,在上述條件下,只有延伸了三至更多的GGTTAG片斷才有特異擴增,即得到從40bp開始的6bp差異的梯帶。Broccoli等以5′-GGCGCG(ACCCTA)3-3′代替CX引物,由于增加了G-C含量,可提高退火溫度,進一步避免引物間的結合,增加特異性[3]。Oncor公司設計RP引物代替CX引物,得到從50bp開始的6bp差異的梯帶[4]。
3擴增片斷的檢測
3.1同位素法Kim建立的方法即為同位素法,其應用最多。采用[α-32P]dGTP或dCTP摻入的報道很多,但部分學者用[γ-32P]dATP和T4激酶標記TS引物的5′端,發現更易于檢出低水平的端粒酶,同時更易定量[3,5]。PAGE凝膠電泳后在X-光片上放射自顯影或用Phosphoimager儀掃描測定3h。同位素法的優點是靈敏度高,100個永生化細胞27個循環即可檢出,缺點是存在放射性污染,且放射自顯影需8h至兩天以上時間,時間較長。
3.2染色法電泳后用SYBRgreen或EB染色,然后紫外燈下觀察或用CCD圖像系統測定[4,6,7]。EB在302nm紫外透射儀和桔紅色紫外濾光片下效果最好,可得與SYBRgreen相近的敏感性。染色法簡便,快速,靈敏度為100個永生化細胞30個循環,由于染色帶的信號強度不能精確反映其分子數(大片斷染色更強),因此染色法只能判定相對端粒酶活性,而不能測定端粒酶延伸產物的確切數量。
3.3熒光法加入10pmol熒光素標記(如FAM,FITC)的TS和/或CX引物擴增,經8%的變性PAGE凝膠電泳,DNA測序儀自動讀取數值,片斷管理系統軟件自動計算掃描曲線的峰高和峰面積,從上樣到出結果僅需90min。熒光系統極敏感,為避免過量擴增產物可能給出不可靠結果,要使用0.5~1.0μg的低蛋白量,擴增27個循環,由于片斷管理系統能自動檢出很微弱的熒光,因此不能精確測定低水平端粒酶活性[8~11]。熒光法的另一應用是于原位—TRAP分析,可以在細胞水平上檢出端粒酶活性,因此可以判定是哪些細胞、多少細胞具有端粒酶活性,而裂解提取法不能知其活性的細胞來源。原位分析在硅化玻片上進行,熒光顯微鏡下觀察結果。目前只用于新鮮標本,用凍存病理標本的實驗尚不成功,需改進方法防止凍融中胞內端粒酶的分散及增加標本的滲透性等[12]。
3.4ELISA法TS引物5′端標以生物素,PCR擴增后,將產物變性,加入地高辛標記的可與擴增產物的重復片斷特異結合的探針,雜交產物上的生物素與固定在微孔板上的卵白素相結合,而探針上的地高辛與過氧化物酶標記的抗地高辛抗體結合,然后加入底物,顯色后用酶標儀測定。ELISA法是寶靈曼試劑盒使用的方法,由于沒有電泳,因此觀察不到6bp差異的梯帶。
4質量控制
4.1排除假陽性設置以下四種對照(1)85℃10min滅活端粒酶;(2)端粒酶對RNase敏感,0.5μg/10μl提取液+1μgRNase,37℃,20min;(3)不加提取液;(4)不加CX或TS引物。以上實驗可排除引物二聚體或PCR污染。
4.2排除假陰性(1)以陽性細胞沉淀(106細胞)的裂解提取液為陽性對照進行TRAP分析可以排除由于試劑質量不好造成的假陰性。(2)組織提取液中Taq酶抑制物的存在會造成假陰性,為此Wright等加入一個150bp的內標準。內標準的獲得方法如下:設計TS加長引物:5′-AATCCGTCGAGCAGAGTTGTGAATGAGGCCTTC-3′和CX加長引物:5′-(CCCTTA)3CCCTAATAGGCGCTCAATGTA-3′,分別在TS和CX引物的3′端增加15個堿基,可與編碼鼠肌蛋白的97~132位氨基酸的堿基匹配,擴增后得到150bp產物,柱純化后備用。每個TRAP反應加入15ag內標為模板,TS和CX引物既可擴增端粒酶延伸產物,又可擴增150bp的內標,當無150bp擴增帶出現時說明存在Taq酶抑制劑,這對內標為眾多學者所采用。也有其它學者采用200bp或36bp的內標[4,8,14]。(3)稀釋提取液可降低酶抑制物濃度,擴增帶從無到有說明含酶抑制物。為了減少甚至排除某些標本中存在的抑制物的影響,許多學者在得到端粒酶延伸產物后進行酚-氯仿-異戊醇(25:24:1)抽提,酒精沉淀純化[14,15]。
5端粒酶活性的半定量檢測
由于端粒酶活性在少數正常組織細胞中有微弱的表達,而且與細胞的增殖活躍程度、腫瘤的惡變程度及預后等有關,因此半定量測定端粒酶活性在臨床應用上意義重大。簡便的方法是通過10倍稀釋提取液以有無6bp差異的梯帶產物為標準。在任何稀釋度下無產物為(-);不稀釋下有產物為(+);10倍稀釋下有產物為(++);100倍稀釋下有產物為(+++),還可再進行1000倍稀釋[16~18]。Wright等將內標引入后使端粒酶活性的半定量檢測成為可能,將6bp差異的梯帶強度總和和除以內標的強度進行標準化后,在10~11000個細胞間具有很好的線性關系,而無內標時在大于300個細胞即進入平臺。許多學者采用這種方法描述相對端粒酶活性[18,19]。Oncor試劑盒(1996年第2版)提供了更為準確的方法,用Phosphoimager儀掃描測定凝膠信號,TPG(TotalproductGenerated,總生成產物)單位=((x-x0)/c)/((r-r0)/c)×100(TSR8為0.1amol),其中x代表無熱滅活處理標本管中梯帶信號總和;x0代表熱滅活管信號;r代表TSR8質控管梯帶信號總和,TSR8是人工合成的寡核苷酸鏈,由于TS連接AG(GGTTAG)7構成;r0代表無標本的裂解液對照管信號;c和cR分別代表無熱滅活處理標本管和TSR8質控管中內對照的信號,每個TPG單位相當于1×10-3amol或600個TS引物分子30℃,10min延伸至少4個端粒重復序列的數量,在1~300TPG(相當于約30~10000個陽性對照細胞中所含端粒酶活性)范圍內成線性。
基本原理基本方法范文2
關鍵詞:生態城市;基本理念;建設規劃;模型方法
中圖分類號:Tu984 文獻標識碼:A 文章編號:1002-2104(2008)01-0155-05
隨著城市生態環境的普遍惡化和區域生態支撐能力的持續衰退,建設生態城市成為當代城市發展的一種新理念追求。國外諸多城市和都市區紛紛開展了生態城市建設的探索與實踐,如美國的伯克里、克里夫蘭和波特蘭都市區,丹麥的哥本哈根市,澳大利亞的懷阿拉市等。國內已有14省(區)百余座城市編制了生態城市建設規劃,其他省份也逐步將生態城市建設納入其發展議程。雖然生態城市的理論與實踐均已取得了蓬勃發展,但迄今全球尚未有一個公認的生態城市,甚至對于生態城市也沒有一個完整而清晰的概念??v觀國內城市編制的生態城市建設規劃,其所依據的思維觀念、基本原理和采用的模型方法多有缺失和弊端。因此,完善生態城市的概念內涵,探究規劃編制的基本原理和適宜的模型方法,乃是當前生態城市建設規劃中亟待解決的關鍵問題。
1 生態城市的基本理念與目標要求
從生態學的觀點來看,城市是一個人為改變了自然結構、物質循環和部分能量轉化的、受人類生產活動和消費需求影響的人工生態系統。她以人為本,即以人的生存、發展和可持續發展需要為核心,通過人類活動作用于自然界,且能與之和諧相處的社會一經濟一自然復合系統。
回歸于生態本征的城市發展要求用“生命原理”規劃和建設城市,而不再以“機械原理”裝備和污染城市。從可持續發展角度而言,協同人與自然、人與人之間的相依關系和能量轉化是實現城市可持續發展的根本。因此,建設生態城市,且能以其良好形象和功能帶動轄域內外的可持續發展,應具有以下幾個方面的內涵和目標要求:
(1)生態城市是一個中心城區與周圍城鎮和鄉村緊密聯系、與國內外都市相互競爭和補充的開放系統,既需以人口的適度聚集和持續宜居為基礎,又要以社會經濟與科教文衛的高度發展及其較強的輻射力帶動周邊鄉村和與其他城鎮的協同發展為宗旨。因此,生態城市的功能定位和建設要考慮到自然條件、經濟區位和轄域內外物流、資金、人流的聚散,以及政治、文化、科技的凝聚與輻射。即只有因地俱時地堅持以人為本和貫徹全面、協調、可持續的科學發展觀,正確處理好均衡與非均衡和“五個統籌”之間的相依關系,才能使城市轄域蓬勃、健康地持續發展。
(2)生態城市不僅僅涉及轄域內外自然生態系統中的空氣、水體、土地、森林、動植物、能源和其他礦產資源的供需保障,而且也與城市所處的人工環境系統、經濟系統和社會、文化系統的狀態有關。它是一個以人的發展需要和能動作用為主導、自然環境系統為依托、資源流動為命脈、社會體制和管理體系為經絡的復合機制系統。因此,應該和諧人與自然、人與人之間的相依關系,協同各行業和不同區位問的發展,在改善和滿足當代人生活質量提高的同時,也能為未來人口留下較充裕的拓展空間和良好的生態本底。
(3)生態城市既要保證經濟的持續增長,又要保障人們生活質量的不斷提高。即生態城市建設要有超前而合理的產業結構、土地利用結構、生產力和人口格局及其相伴的技術支持和資源配置結構,擁有優美的自然和人文景觀結構、便利的交通和通訊網絡,以及高效、和諧的服務、社會保障和調控體系,使城市經濟、社會系統與區域生態、環境系統協同有序地發展和良性循環。
(4)建設生態城市,應加強生態環境的保護與修復,使城市轄域及周邊具有多樣而合理的生物群落結構、豐富的生物能量積蓄和持續增殖潛力,以及較強的環境調節能力和美好的生態景觀;要加強人口數量的膨脹控制和人口素質的普遍提高,合理人口的消費結構和就業結構,使人口的生活消費在保障基本物質消費適度滿足后,轉向對服務、文化教育和環境享受的有序追求,以及適時地轉移人力資源于這些部門就業;須加強“三廢”治理和資源節約與高效利用,使社會生產和生活的消費需求與消費剩余不能超越人工參與下的生態環境的生產能力和消納能力,即不能因過度索取和污染而降低環境質量和使生態循環功能退化。因此,建樹資源節約型社會、增強生態環境的可持續支持能力、有序調控人口自身的生產,勢在必行。
(5)建設生態城市,應正確處理發展與穩定的相依關系,即以發展帶動社會穩定,以穩定促進城市有效發展。也就是說,只有通過高效的經濟發展,才能緩解就業壓力和消除貧困;只有堅持教育奠基、制度創新、科技進步和提高決策與管理水平,才能增強生態城市的發展活力和抵御社會、自然危機;只有合理收益分配,加強社會保障和法規體系建設,建樹全民共同富裕和平安互助道德規范,推進公眾參與、公平競爭的民主和現代文明進程,才能和諧人們之間的相依關系,保障生態城市穩定而有序地發展。因此,建構城市轄域不同層次需求的和諧型社會是以人為本、促進各項事業有序順利發展的基礎和保障。
2 生態城市建設規劃的原理
城市發展規劃通常由社會、經濟、生態環境和基礎建設四部分內容組成。前三部分的規劃內容既有聯系又有差別,形成了一種“交集”,而基礎建設規劃是上述三部分交集的“交集”(見圖1)。就是說,對于制定城市的經濟發展規劃、社會發展規劃或生態環境規劃,必須考慮到“兩兩”和“三者”之間的相依與制約關系;而對于城市的交通道路、房屋建筑、給排水系統、公共場所配備等基礎建設規劃,均要考慮到上述三個方面的需求和保障。相較而言,生態環境規劃則是城市有序發展和良性循環的基礎,其目標旨在能夠保障其經濟繁榮、景觀優美、環境清潔、人居舒適及其與外部地區自然環境的諧和。而生態城市建設規劃恰是上述多元集合、多邊規劃的綜合協同,這是城市轄域人與自然生態生命系統有序演化的基本需求,是社會經濟可持續發展和人口可持續宜居的根本需要。
系統的內在結構和外部環境決定著系統的功能輸出與狀態演化,這是認識城市發展的現狀和趨勢、解析城市的內外關聯和機制、制定城市發展規劃所需遵循的基本原理;處理好結構內部和結構之間的聯系,則是制定生態城市建設規劃成功的關鍵。城市作為一個有機關聯的多元復合系統,其產業結構、土地利用結構、生產力和人口的空間格局,以及社會結構是鏈接各子系統、各元素關系的中樞。
產業結構既是生產能力和消費需求的關聯映像,又決定著社會生產力的發展水平和影響著生態環境的演化狀態。城市的產業結構總是依據地域社會經濟的發展需要
和生態環境的支撐能力而變化,但不同的產業結構形態既決定著城市經濟和人口聚集的規模,又因相應的資源配置和能源消費結構影響著城市生態環境的質量及可持續支撐的潛力,進而亦帶動著技術、文化、教育和就業結構的協同調整。因此,改善城市和城市地區的生態環境必須依靠三次產業及其內部行業、產品結構和與之相伴的技術支持結構的有序調控,在促進經濟發展、滿足就業和生活消費需求的同時,借助技術創新和清潔型生產工藝的改造,帶動資源特別是能源消費的結構性轉移,以節約資源和提高資源的利用效益,減少污染排放和減輕環境的負荷壓力;并籍助經濟發展的反哺和科技、管理體系的創新,以尋求和利用更多的可再生替代資源,積極治理“三廢”污染,不斷改善和提高環境的質量。
“土地是財富之母”,這意味著不僅人們的基本生存資料來自土地的富有和對自然力的轉化,而且經濟的擴張空間、人口的聚集規模、景觀和生態建設的潛力均需要有限的土地資源和其可開發利用的強度來支撐。因此,城市的可持續發展需要依靠土地利用結構的合理調整,在保障工業、交通和城區第三產業發展、城鄉居住用地和基本農作耕地需求的同時,通過生態廊道建設和城鄉綠地面積的增加,以及林地面積的擴大和林分結構的優化,以增強自然抗災屏障和生態系統的消納、調節功能;通過自然保護區和人文景觀區面積的適度擴大,在保障生物多樣性、特有和瀕危物種繁衍與歷史文化名勝觀覽的同時,增強生態自養功能和陶冶人們的自然、文化情操。
地理空間的自然、人文特性和社會經濟的承載、調控能力,均需要因地制宜地合理產業和人口居住的格局,才能有效地促進經濟的發展,協同有序地改善生態環境。因此,制定生態城市建設規劃,必須立足于區位特征和依靠城市轄區內不同等級城鎮規模、商貿和居住功能的調整,工業轉型和格局的合理分布,以及建城區和工業園區內土地配置結構的優化與園林、綠地及空間隔離林帶的建設,旨在能持續主導其社會、經濟的有序發展,且使各建城區、工商業組團和村鎮居民點內經濟發展、人居舒適、環境消納和生態建設得以協同。
社會結構泛指社會政治體制、經濟體制、管理體系的制度性結構和人口、文化、消費類非制度結構。制度性結構是社會生產關系的集中體現,既依附于以產業結構、土地利用結構和生產力空間結構決定下的生產力發展需求。又調節、促進諸生產力結構和人文類非制度結構的優化,從而推動著地域社會經濟的健康發展。因此,生態城市的發展需要社會結構的有序調控和穩定支持。
值得強調的是,制定生態城市建設規劃應以上述幾大結構為主,而不宜圍繞狀態來制定,否則會舍本求末、無所適從。究其根源是在一定外部環境條件下,城市的內在結構決定狀態的適存和規模,決定效率和公平,進而決定著系統的能量輸出和演化。另則,所謂的量變和質變,事實上均取決于適應外部環境下系統結構的變化。亦就是說,在一定環境條件下只有系統的結構發生變化,才能引起系統質的變更和量的變化。這如同建造樓房一樣,建筑學家總是以特定環境條件和功能要求下的房屋結構的設計為主體,進而鏈接樓房的功能單元、要素和材料的合理配置。樓房功能不同,其主體結構也相異。即使同一整體功能要求,但內在結構的技術設計不同,其功能的強弱和外觀形象亦迥然有別。所不同的是,城市是一個更為復雜和多功能要求的動態、復合、開放系統,制定其發展規劃就是依據系統的主元結構現狀、潛力、外部影響和需求,進行未來發展的優化設計和抉擇。
因此,生態城市的建設規劃只有通過設計和調整產業結構及與之相伴的技術結構,在促進經濟發展和解決就業、貧富問題的同時引致資源或能源利用結構的改變,才能節約資源和解決環境問題;只有合理設計和調整土地利用結構,在促進三大產業、城鄉基本建設順利發展的同時加強植被建設,以保障土地資源綜合效益的提高;只有有序設計、調控生產力和人居的城鄉、局地格局,才能在促進經濟、人居規模效應的同時改善城鄉環境質量,減少面源污染,以有效保護水源和生物多樣性的繁衍;只有科學地設計生態景觀結構,使人文和自然景觀合理配置,才能美化城鄉環境和滿足人們的旅游觀賞需求;只有優化經營結構、管理結構、貧富差異結構、人口和人力資本培育結構以及投資結構等社會調控結構,才能促進經濟高效、社會穩定地發展。也就是說,一個生態城市的建設規劃,應以諸大結構的合理調整和協調進而實現生產方式和消費模式的轉變為主,根據外部市場的供給和需求、國家和省上的社會經濟發展需要,以及域內發展需求和自然環境、資源、技術、人才的支持狀況,調整城市轄域的內在結構,以揚長補短、增強整體發展功能和保障其可持續發展。
3 生態城市建設規劃的內容、過程與方法
生態城市建設規劃的主要任務:①摸清“家底”,即從城市發展的生態環境可支撐角度稔知生態環境的受損程度、污染危害及根源,洞悉人口和經濟發展的現狀與就業、分配和社會保障壓力,辨識轄域內外主要資源的保障能力、區域生態環境的可調節潛力,以及污染治理、生態補償的社會需求與經濟、技術的支撐能力;②主要從產業結構、土地利用結構、空間格局和社會結構調整角度,在保障經濟高效發展、社會穩定和人們生活質量持續提高前提下,如何節約資源、減少污染排放、加強生態屏障和消納能力的建設,以及有序地調控人口的齡級、素質、就業結構和定居規模,調節產業的發展方向和社會分配,完善城市基礎建設與保護文化遺產和自然物種;③在不同時空域規劃目標和方案確立的基礎上,從社會、經濟和生態環境調節機制與政策、法規、管理措施和擬建工程項目等方面,探索和制定切實可行的對策方略。
為了完成上述規劃任務和達到生態城市建設的目標要求,除遵循前述基本原理外,還需按照一定的過程進行系統分析和有序探索。在近年來進行的幾例生態市、縣規劃過程中,我們曾運用系統科學的方法論,以獨特的技術路線設計將規劃目標、內容、方法和過程融為一體(見圖2),既能使復雜的對象系統有機關聯,又使參研者清楚地知悉自己所承擔的任務及與他人工作的配合;既從規劃研究上保障了城市發展的整體性和各子系統規劃方案實施的協同性,又能順利而圓滿地完成預定的任務和實現即達的目標。
生態城市的規劃目標與方案因地域空間、產業、行業結構和時序演變而呈現出多維的合理組配,且需要適宜、協同和可操作的實施路徑與對策措施,以及階段評估和部門考核的指標、方法等。因此,選擇科學、適宜的模型方法尤為重要。在規劃過程中,不僅需要評價現狀和確定單一目標的一般統計學方法和時序、因果預測類模型,更須采用能夠反映多因素間相互依存和機制的關系結構及其動態演繹的模擬模型,以便能夠協同市域系統內在結構和主要狀態的關聯優化,且能為不同內外條件支持和可行策略實施下的多個規劃方案擇優提供充分的科學依據。近年來,我們利用美國著名生態環境學家T.H.奧德姆教授創立的系統生態學建模原理和模擬方法開展了幾例生態市、縣的建設規劃,所構模型見圖3。實踐表明,該模型以揭示多元復合開放系統的內在結構和狀態的非線性關聯機理為特征,依據變元之間的相依函數關系融多種模型方法于一體,對城市社會、經濟和生態環境的協同發展及不同發展模式和策略進行動態模擬、比較擇優,這恰恰符合城市系統發展的實際狀況與綜合決策需要,也使前述的規劃原理和研究范式得以科學的應用及完善。
在規劃編制的過程中,加強地方政府、民眾與外部專家的密切合作,既能保障規劃的質量、提高地方官員和民眾對當地發展的深層次認識及執行規劃的自覺性,而且能為地方培養一批規劃、決策和管理的人才,以便使其掌握先進的發展理念和規劃方法而有助于未來實施過程的調整和研究。另則,在規劃過程中借助報紙、網絡、電視等媒體和多層面、多輪次的咨詢研討,既充分吸取各級各部門官員和民眾的寶貴建議,又能讓其在參與中統一思想、增強責任,有助于真正實現決策和實踐的科學化與民主化。
基本原理基本方法范文3
關鍵詞:水分檢測 基本原理 方法
衣、食、住、行是我們每個人都離不開的基本需求,從他們的變化可以清晰地看到社會的飛速發展。近年來衣服的千變萬化意味著原材料的供不應求,而棉花是主要的原材料之一,因此,對于棉農來說,怎樣能夠快速的進行棉花的收購和檢驗,這是首要考慮的問題。棉花含水的多少影響棉花真實的重量和纖維的物理、化學性能,它與生產、收購、初加工、運輸、儲存及紡織使用等方面也有著密切關系,并且為了促進生產,保障棉農的利益以及正確的計算重量,水分檢驗是棉花檢驗的重要項目之一。
1 棉花水分的含義及指標
棉花水分是指棉纖維中含有的水分子。它有兩方面的內容:一是纖維大分子上的羥基(OH)所吸入的水分,亦稱為吸收水。二是由纖維的毛細管的作用、多層吸附作用于纖維表面的粘著作用而產生的水分,亦稱為吸附水。但由于吸收水只有在高溫條件下或借助于化學作用才能逸出,且其纖維結構亦會被破壞,因此,棉花水分多指吸附水而言,而且所謂棉花水分檢驗的對象也正是指吸附水。從棉纖維的內部結構來講,吸附水只能進入纖維內部的無定型區。而結晶度與取向度均較高的結晶區(定形區)水分子是不能進入的。所以棉纖維不會被水溶解。
棉花含水的指標用含水率或回潮率來表示。含水率指纖維內所含水的重量對濕纖維重量的百分比,用下面的計算公式:Wa=[(g0-g1)/g0]×100 其中:Wa指含水率(%);g0指濕纖維重量(g);g1指干纖維重量(g)?;爻甭手咐w維內所含水的重量對于干纖維重量的百分比,用下面的計算公式:W=[(g0-g1)/g1]×100 其中:W指回潮率(%);g0指濕纖維重量(g);g1指干纖維重量(g)。由以上的定義公式推導出二者直接的換算的理論公式:Wa=[W/(100+W)]×100或W=[Wa/(100-Wa)]×100,其中W指回潮率(%),Wa指含水率(%)。棉花含水率標準為10%,(相當于電測器回潮率9.66%)實際含水率不足或超過標準時,實行扣補。最高限度為12%,超過最高限度應攤曬整理。
2 棉花水分測試的基本原理
含水不同的棉花,具有不同的導電性能。棉花含水多,導電性能好,棉花含水少,導電性能差。在棉花兩端加上一定的直流電壓,采用電流表來量度通過棉花的電流,我們就可以從電流指針偏轉的大小來確定棉花含水率的高低。原理如下圖所示:
由圖可知,棉花是作為一個電阻串聯在電路中的。不同含水率的棉花具有不同的電阻值,棉花含水與電阻值之間的關系是一種非線性的負相關關系。棉花的阻值除因含水多少而有所不同外,棉花的密度,溫差和外加電壓的高低,對棉花的電阻值也有很大的影響。
3 棉花水分的檢驗方法
3.1 直接法:通過各種干燥方法,驅除棉花中的水分,前后稱重得到棉樣的濕重和干重,求得棉花回潮率。常用的干燥方法有:烘箱法。我國細絨棉國家標準規定采用烘箱法測定原棉回潮率。
烘箱法:①基本原理:取一定量的試樣,把其放入一定溫度的電熱烘箱內烘驗,直到試樣中的水分蒸發后試樣達到恒重,從烘干重量和原始重量的差異計算出原棉的回潮率。②試驗方法:在烘驗前應該把稱好的試驗試樣撕松,在進行這項工作之前需要在下面放一張紙,所有落在這種紙上的雜物和短纖維等都應該放回到試驗試樣里,并且在這個過程中發現的棉籽、油棉等雜物,都應該替換成同等重量的棉樣。最后把收集好的試驗試樣放入烘籃里,要求充滿其容積的1/2-2/3。
把烘箱電源打開,等到其溫度升至105℃±3℃時,就可以把準備好的烘籃放入其中,并在箱內的溫度到達規定溫度的時候記錄時間。90分鐘后關閉電源。進行第一次的箱內稱重工作,做好記錄,稱完后,據關閉電源1分鐘時重新打開電源,等到箱內的溫度重新到達規定的溫度后進行續烘,如此15分鐘之后,再要要求進行第二次稱量。直到兩次稱量的結果差異不超過后一次重量的0.05%,則后一次重量視為恒重。
試驗結果計算:
試樣回潮率Ri=[(Gi-Gio)/Gio]×100(i=1、2……n)其中:Ri指第i個試驗試樣回潮率(%);Gi指第i個試驗試樣濕重(g);Gio指第i個試驗試樣干重(g)。
平均回潮率R=ΣRi(i=1、2……n)/n,其中:R指平均回潮率,(%),n指試驗試樣數。
3.2 間接法:凡是不驅除棉花中的水分,不損壞試樣,并利用棉纖維的某些性質,如電阻、介電常數等,在棉花回潮率不同時,具有不同數值特性,通過標定這些特性與棉花所含水分的關系,就可間接測量而直接讀出棉花所含水分的數值。常用的間接法有電學測定法(電阻測濕儀、棉包回潮率在線測試系統、電容測濕儀)。我國細絨棉國家標準規定:批樣檢驗時,采用烘箱法或電測器法測定原棉回潮率,以烘箱法為準;逐包檢驗時使用回潮率在線自動檢測裝置在線測試棉花回潮率,以烘箱法為準。
電測器法:首先必須了解棉纖維在不同的回潮率下它的電阻值是不同的,棉纖維的這種特性,如果能夠保證其他的實驗條件是相同的,只需要測量棉纖維的電流大小就可以計算出棉花的回潮率。測定儀的方框圖:
4 棉花測試方法的對比
很多的因素都會影響棉花的水分,這些影響因素中既有內部原因,也有外部原因。其中內部因素是指棉花本身的微觀結構。棉花是一種纖維素纖維,這種物質的大分子上具有很多的親水集團,能夠吸附很多的水,并且棉纖維里存在著結晶區和非結晶區,由于非結晶區的分子排列非常的紊亂,水分子很容易就可以進入。此外影響棉花回潮率的內部因素還有纖維素的伴生物,因為其具有很強的吸水性。
棉花的放置環境和放置方式是影響棉花回潮率的外部因素。棉花被放置在不同的位置它的回潮率是不同的,而不同密度的棉花吸水能力是不同的,說明棉花的放置方式對棉花的回潮率也有著很重要的影響。
4.1 兩種方法的測試原理及特點:①烘箱法測試原理:這種測試方法的原理是取一定量的試樣,把這些試樣放入電熱烘箱內烘驗,并且對烘箱的溫度進行了規定,直到烘驗到試樣達到恒重,從烘驗后得出的試樣重量和原始試樣重量的差異就可以計算出棉花的回潮率。這種測試方法的特點是根據棉花回潮率定義的公式,把需要的各項數據都先得出,然后直接計算出棉纖維的回潮率。它的優點是不受環境變化的影響、測試結果也比較科學可靠。缺點是測試時間較長,工作效率不高等。②HVI法測試原理:讓被測試棉花和HVI儀器中的水分感應元件進行接觸,儀器就會把試樣的含水情況傳送到水分測試運算單元,由其計算出最終的回潮率數值。整個過程有電腦運算是該測試方法的特點,它的優點是工作效率高、不僅節省人力,還節約時間,缺點是這種測試方法得出的結果受自身儀器大小的限制,一般都只能代表一部分棉樣的回潮率,所以采取這種測試方法的時候必須進行多次測試取平均值。
4.2試驗
4.2.1 試驗設備:Y802A型八籃烘箱是烘箱法所采用的儀器;M-1000型HVI是HVI法所采用的儀器。
4.2.2 試驗方法:選擇不同性質的20批棉花進行比對測試,要求每批棉花的質量必須大于等于2kg,然后把這些棉花分成重量相等的兩份,分別進行HVI測試和烘箱。并且為了減少環境變化帶來的誤差,應該保證各棉花試樣是在相同的溫濕度條件下同時進行的測試。
烘箱法:依照GB/T 6102.1-2006《原棉回潮率測試法 烘箱法》規定要求,應該稱取8份50g的棉花樣品,適當加以開松后,依次放入烘箱的8個轉籃。開啟烘箱,進行測試。每隔一定的時間對樣品進行稱重一次,直到樣品重量不再發生變化,達到恒重狀態。通過用鏈條天平稱量記錄下樣品的恒重G0。分別計算每個轉籃中樣品的回潮率,以8個轉籃中樣品的平均回潮率作為烘箱法測試的樣品的最終回潮率。
HVI法:選擇HVI模塊測試中的長/強模塊程序進行測試,測試過程應該嚴格按照GB/T 20392-2006《HVI棉纖維物理性能試驗方法》規定要求進行。從樣品中取出兩份20g左右的棉花,分別放入HVI儀器的兩個取樣器進行測試,電腦將取兩個數值的平均結果作為本次試驗的最終結果。取出測試完畢樣品,另取不同部位的棉花進行測試。重復上述步驟10次,將10次試驗得到的回潮率數值平均后,即為利用HVI法測得的樣品的最終回潮率。
4.3 數據分析方法。當完成這20批棉樣的測試后,會得出這20批樣品的回潮率數據。把這些數據以數據點的形式在平面直角坐標系中呈現出來,然后觀察它的分布趨勢,可以發現它是呈直線分布趨勢,所以可以用一元線性回歸法進行分析。
計算公式
兩者的關系依據直線回歸原則可以表現為:
Y=a+bx(a-常數項,b-回歸系數)
根據以上20批棉樣的回潮率測試結果進行計算,可以得到直線回歸方程:
Y=0.05+0.99x
4.4 結論和建議
4.4.1 通過比較分析不難發現,兩種方法測量的棉花回潮率的結果大體相同,可以采用直線回歸方程來體現兩者的關系。所以,在實際的檢測工作中,不僅可以采用烘箱法進行測量,HVI法測試棉花回潮率也是科學的。
4.4.2 采取HVI法測試棉花回潮率比采取烘箱法更加的簡單快捷,更加的有效率,因為HVI法測試棉花回潮率每次只需30秒,即使需要多次測試,也不過幾分鐘的時間,而傳統的烘箱法測試一批棉花的回潮率需要大概90分鐘。
4.4.3 GB/T 6012.1-2006《原棉回潮率測試法 烘箱法》要求回潮率的有效數值必須保存到小數點后兩位,而通過HVI測試方法得到的回潮率結果的有效數位只是小數點后一位,所以采用HVI方法測試棉花回潮率時應該進行多次試驗取平均值作為最終結果。
4.4.4 采用HVI測試方法測定棉花回潮率,必須注意對HVI儀器的清潔保養,尤其是對水分感應元件和水分電路板的保養,應該保證它們一直處于最佳工作狀態。
棉花水分檢測的原理理解和測試方法的對比對于今后棉花水分檢驗儀器的研發起到了舉足輕重的作用,進一步提高我國棉花收購市場的公平、公正。
參考文獻:
[1]韓剛.原棉水分電測器的原理及應用指南[M].陜西科學技術出版社.
[2]《中國纖檢》2013年3月(下).
基本原理基本方法范文4
關鍵詞:城鎮規劃;原則;方法
中圖分類號:TU984文獻標識碼: A
引言
城鎮化建設關系著我國千千萬萬的農村居民的發展,未來我國的城鎮化建設工作的開展,要有步驟有重點的進行,提升城鎮化建設的質量,合理規劃城鎮化建設的整體步驟,改變城鎮化管理的工作方式,更好的實現人民的安居樂業。
一、城鎮規劃的一般原則
1、“因地制宜”的原則
每個地區都有其獨特的地形、地貌、水文地質,規劃者應該注重發揮這些自然條件,結合當地的社會環境,城市歷史規劃出適宜人居的城市格局,在城鎮規劃建設中要立足于原有基礎上,不能單純為了經濟收益與其他城市攀比。
2、科學發展觀
科學發展觀要求以人為本,城鎮規劃的目的就是要讓城鎮的居民在這座城市中能有舒適的宜居環境。因此,規劃部門應該堅持“以人為本”的原則,通過征求居民的意見以及綜合各方面的環境因素,打造出具有活力的城市,讓城市經濟社會得到發展。
3、可持續發展戰略
在注重城市建設的同時,要堅持開發與節約的方針,提高資源利用率。城市總體規劃和土地利用總體規劃都應該在區域規劃的指導下,相互協調和制約,遵循合理用地、節約用地,保護生態環境,促進經濟、社會和空間協調發展的原則。對于一些高投入、高能耗、重污染的工業應該杜絕,才能減少城市污染提供良好的城市環境。
4、市政公用設施工程規劃的內容
城鎮的給水工程應該根據用水量標準,合理選擇水源地,確定供水能力取水方式和給水管網及配水管網的布置。城鎮排水功能上的雨水排水系統、污水排放與處理系統組成,要確定排水制度、排水區域、雨水量估算、污水總量估算、排水管網系統規劃布局以及污水處理廠布局。
對于垂直結構的規劃,應該結合城鎮用地合理選擇,從分利用自然地形,解決城鎮規劃用地的各項控制標高問題,讓城鎮道路的縱坡度既能配合地形又能滿通上的要求,合理組織城鎮用地的地面排水,合理組織好城鎮用地的土方工程。
5、景觀系統規劃的原則
確定城鎮景觀系統規劃的指導思想和規劃原則,對于城鎮景觀資源要善于發掘與分析評價確定城鎮景觀的特色,研究城鎮用地的結構布局與城市景觀的結構布局,對于城鎮背景、制高點、景觀軸線要制定城鎮景觀控制區,確定需要保留、保護、利用和開發建設的城鎮戶外活動空間。
二、目前城鎮規劃面臨的主要問題
1、城鎮的經濟發展水平普遍低下,市場觀念狹窄
我國大多數城鎮的職能構成還停留在為周圍農村提品交換、物資集散的初級階段。農村與城市的二元結構占主導地位,農村經濟型城鎮在數量上占絕對多數,經濟發展以農業為主,作為城鎮集聚所需求的二、三產業仍處在次要地位,產業結構還在一、二、三或者一、三、二的階段。城鎮的市場發育處于低層次的階段,長期得不到改善。多限于與上一級和下級的市場之間的交換,而未在更大的環境中尋求發展機遇與空間,沒有形成跳躍式的發展。
2、城鎮規劃工作滯后于城鎮發展,規劃思路和作用有待完善
經濟全球化和信息社會的出現,對城市和區域的空間結構產生了重大影響,城市體系結構發生著巨大的變化,原有的城鎮(市)體系結構被打破,世界城市體系的不斷形成和發育,促使國家和地區的城鎮體系變得更加開放。一些地方在編制城鎮體系規劃過程中,沒有重視經濟全球化的宏觀背景對城鎮體系規劃的重要影響,忽視區域城鎮發展的特點和真正應解決的問題,不顧區域城鎮和經濟發展階段的發展目標,就區域論區域,片面追求區域城鎮體系的完整,而沒有充分考慮到其作為一個整體參與更大范圍的區域所產生的多方面的影響,忽視了城鎮體系規劃的本質和規劃編制的意義。
3、城鎮規劃的難度大大增加
在全球經濟一體化和區域經濟一體化背景下城鎮規劃研究的范圍擴大了。而且因為城鎮、區域之間相互聯系更為緊密、競爭更加激烈,人口、資本、技術等的流動性大大增強,不確定因素增多,城鎮的發展規模(用地和人口)在區域中的地位很難確定,城鎮規劃的難度大大增加。加上外來人口大量涌人,流動性增強,有的地方外來人口數量要超過本地人口數量,甚至出現了移民城鎮,城鎮人口預測難度增大。城鎮住宅除了滿足不斷增長的市民的需求還要滿足大量外來投資者、外地人士生活、工作、商務活動的要求。以往根據城鎮人口未來發展來確定城鎮用地規模的傳統城鎮規劃方式受到挑戰。
三、加強城鎮規劃管理主要措施
1、建立健全實施規劃管理機制
為切實發揮城鎮體系規劃的作用,在努力提高規劃的科學性和可操作性的同時,必須加強城鎮體系規劃的實施管理。城鎮體系規劃在體現宏觀規劃的政策性、指導性和戰略性的同時,要加強規劃文本的規定性和條款性,提高規劃執行的力度。
城鎮化建設是政府治理國家進行國家建設的一個重要組成部分,把城鎮化的規劃納入到市場運作軌道上來,在市場經濟條件下,健全整體的規劃機制,實現對地區城鎮化科學有效的管理。
當前我國城鎮化建設工作中,地方政府的人員配備還存在很大的欠缺,特別是,城鎮化建設管理機制還沒有實現全面的運作。因此,在這樣的情況下,國家的城鎮化建設工作的開展,就需要建立一個全面的城鎮化工作管理機制,完善城鎮化建設的工作組織體系,落實城鎮化建設中的各項責任問題,全面分析城鎮化建設的具體問題,針對性的提出解決對策。通過這樣全面系統的城鎮化建設工作機制的實現,以更好的實現我國的城鎮化建設工作。
2、強調城鎮化建設中的工作重點
在城鎮化建設的工作中,要有重點的實施城鎮化建設,加大對重點扶持項目的投入力度。城鎮建設的重點仍是基礎設施和住宅建設,主要是一路二水三防洪四綠化和住宅小區的建設。建設的思路就是在“量”的提高上,重點是“質”的突破。城市水、路、熱、氣、訊、綠化是城市的基礎設施,要加大建設力度。
具體到城鎮化建設工作的具體實施,需要在建設中祝好對基礎設施的建設,加大對基礎設施建設工作的投入力度,對于關系到人民群眾生產生活的具體設施建設,進行重點管理。其中改善群眾的居住條件,是城鎮化建設工作的實施中一個非常重要的問題,城鎮化建設中,要實現對群眾基本生活的保障,實現群眾安居樂業,就要提升他們的居住水平,城鎮住宅建設關鍵在于變革現有城鎮住房分配體制,培育個人直接支付的住房消費市場,實行住房分配貨幣化。同時注重對城鎮生活住房建設的全面規劃,強調新城鎮建設中,居民住房建設的綠化作用。因此,在這樣的情況下,管理好新型的城鎮化發展下的新城鎮,就要有一個重點的管理工作格局,更好的推進,對城鎮化管理工作的實現。
3、強化基礎設施建設,實現整體全面的發展格局
在當前的城鎮化建設的過程中,以“可持續發展”要求為指導,發展特色經濟、改善生態環境三個方面開展城鎮規劃建設工作,用科學規劃、分類指導、突出重點、有序推進的發展思路,努力強化中心城市功能,提高城鎮集聚能力和建設水平,積極發展小城鎮,形成以城帶鎮、以鎮帶村、整體協調發展的格局。
整體協調發展格局的實現,需要綜合全面的系統的管理,協調好村鎮的發展,提高小城鎮的發展水平。同時,協調好城鎮化發展過程中的資源和環境發展之間的發展情況。強化基礎設施的建設,加大城鎮化建設過程中的基礎設施建設投入力度,促進基礎設施對人民生活的服務水平。這是城鎮化建設中最重要也是最基礎的工作。同時,做好城鎮化建設,實現城鎮化建設的整體協調,實現資源環境,基礎設施和經濟發展水平的整體協調,是推進城鎮化建設工作的協調發展重點。
結束語
總之,建設城鎮和管理城鎮是城鎮規劃的根本社會作用,也是其基本依據,是保證城鎮土地合理開發利用及正常經營活動的前提和基礎,是實現城鎮社會經濟發展的目標和綜合性手段。所以加強城鎮規劃管理迫在眉睫。
參考文獻
[1]雷峻.城市規劃管理中存在的問題及對策[J].中華民居,2014,(02).
基本原理基本方法范文5
【關鍵詞】橡膠支座;隔震技術;結構設計
1.引言
日本東北地區宮城縣北部于北京時間3月11日發生了里氏9.0級強震。震源深度達20余公里,該次地震引發了海嘯,導致核物質泄漏,近1/3自來水被污染,造成了大量人員傷亡。地震頻發的日本一直被公認為世界的抗震強國。在本次強震中,日本雖然損失慘重,但多數堅挺不倒的高層建筑物,以頑強的形象,展示了日本較強的抗震能力。這些高層建筑之所以能在多次特強地震中屹立不動,這與日本房屋建筑上的防震技術和措施密不可分。為了抵御地震的破壞,日本的高層建筑普遍采用了一種地基地震隔絕的技術。這種技術,就是在建筑的底部安裝彈性橡膠墊,或者摩擦滑動承重座緩沖裝置來抵抗地震。
2.橡膠支座的分類
2.1 公路橋梁板式橡膠支座
公路橋梁板式橡膠支座分為板式橡膠支座和四氟滑板式支座。
板式橡膠支座由多層橡膠與薄鋼板鑲嵌、粘合、硫化而成。它具有足夠的豎向剛度以承受垂直荷載,且能將上部構造的壓力可靠地傳遞給墩臺;有良好的彈性以適應梁端的轉動;有較大的剪切變形以滿足上部構造的水平位移;具有構造簡單、安全方便、節省鋼材、價格低廉、養護簡便、易于更換等特點。
聚四氟乙烯滑板式橡膠支座簡稱四氟滑板式支座,是于普通板式橡膠支座上按照支座尺寸大小粘復一層厚2-4mm的聚四氟乙烯板而成。四氟滑板式支座除具有普通板式橡膠支座的豎向剛度與彈性變形,且能承受垂直荷載及適應梁端轉動。對于30米的大跨度橋梁、簡支梁連續板橋和多跨連續梁橋可作活動支座使用;對于連續梁頂推、T型梁橫移和大型設備滑移可作滑塊使用。
2.2 球冠圓板式橡膠支座
球冠圓板式橡膠支座在平面上各向同性,并以其球冠調節受力狀況。不但適用于一般橋梁,也適用于各種布置復雜、縱橫較大的立交橋及高架橋,其坡度使用范圍為3~5%,也可根據不同坡度需要調整球冠半徑。球冠圓板式橡膠支座分為球冠圓板式橡膠支座和聚四氟乙烯球冠圓板式橡膠支座。若在支座底面粘貼一塊與支座平面尺寸相同的聚四氟乙烯板則稱為聚四氟乙烯球冠圓板式橡膠支座。
2.3 坡型板式橡膠支座
隨著交通運輸業的發展,各種斜橋越來越多,梁橋坡度從1~4%不等,有的特殊橋梁設計坡度甚至達8%左右。斜橋由于傾斜或橋面逐漸升高,就給支座的設計準則增添了更多的因素,一部分垂直于橋面的作用力作用于支座的剪切面上,如果設計未迎合這些力的需要,支座就會產生過大變形,影響其使用性能和壽命。
以往對梁體縱坡1%
由此,坡型支座應運而生。目前,支座生產廠家可根據設計使用要求,加工制造不同規格、不同坡度、不同彈性模量(形狀系數)的坡型板式橡膠支座。
坡型支座安裝、施工時只按普通板式橡膠支座的安裝方法既可。無須準備楔塊或對梁底做相應處理,省工省料,施工方便。
2.4 GPZ盆式橡膠支座
盆式橡膠支座是由鋼構件和橡膠構件組合而成的新型橋梁支座。它具有承載力大,水平位移量大、轉動靈活等特點。與同類的其他型號盆式支座和鑄鋼輥軸支座相比,具有重量輕、結構緊湊、構造簡單、建筑高度低,加工方便、節省鋼材、降低造價等優點,是適宜于大跨徑橋梁使用的較理想的支座。
2.5 TPZ型橋梁盆式橡膠支座
TPZ型盆式橡膠支座由聚四氟乙烯板、橡膠墊板、鋼盆和滑動頂板組成。具有承載能力大、水平位移量大、轉動靈活等特點,且重量輕、結構緊湊、構造簡單、建筑高度低,加工方便、節省鋼材、降低造價等優點,是適用于支座承載力為1000KN以上的大跨徑橋梁使用的較理想的支座。
3.隔震技術原理
傳統的房屋上部結構和地基牢牢地連在一起,地震時地面運動的能量經過地基毫無障礙地傳輸到上部房屋結構,使房屋發生震動和變形,當結構變形過大,達到某個極限時,房屋便發生破壞甚至倒塌。建筑隔震減震技術是通過在建筑物底部或某高度處設置側向剛度較小且變形能力大的隔震裝置,以減小地震對上部樓層的能量輸入,從而減小上部樓層的地震響應。早在一百多年前,人類就曾利用滾木、球和沙等作為隔震裝置實現了建筑隔震減震[1],但直到約30年前夾層橡膠隔震墊發明后,現代建筑隔震技術才開始在實際工程中逐漸得到推廣應用。目前,隔震建筑已經被地震國家廣泛接受。
由于隔震支座組成的隔震層的水平向大變形運動能消耗掉大部分地震能量,減輕上部結構所受到的慣性地震作用,有效降低地震引起的結構加速度反應,減小層間剪力及相應的剪切變形。如圖2.1所示:
圖2.1 傳統結構和隔震結構對比[2]
我國自1993年在汕頭建成首幢橡膠墊隔震建筑以來,橡膠墊隔震裝置已在多地的工程中得到應用。建筑結構采用隔震措施后,與相同的非隔震結構相比,將具有較長的周期(通常是原周期的2-3倍)。根據反應譜理論,層數較少的非隔震結構周期較短,地震作用較大,而隔震建筑的周期明顯延長,使得地震作用顯著減小。這是目前對隔震建筑原理的一般解釋,并由此認為隔震建筑一般適用于層數不多的建筑[3]。
4.橡膠隔震支座結構設計方法
4.1 隔震結構分布設計
《規范》中采用分部設計方法和水平向減震系數這兩個概念來考慮隔震結構。隔震結構分部設計法是將隔震體系分為上部結構、隔震層、下部結構以及基礎四個部分[4]。
4.1.1 上部結構設計
上部結構的設計是利用水平向減震系數來實現的。水平向減震系數定義為設防烈度下,結構隔震與非隔震時各層層間剪力比的最大值,它代表了采用隔震設計時的減震效果。
(4.1)
式中ψ為剪力比的最大值;Qgi、Qi分別為設防烈度下結構隔震與非隔震時第i層的層間剪力。
為提高抗震設防目標,設計時水平向減震系數φ取層間剪力比最大值1/0.7倍,且不宜低于0.25。
(4.2)
4.1.2 隔震層的設計
隔震層的設計應根據預期的水平向減震系數和位移控制要求,選擇適當的隔震支座以及為抵抗地震微震動與風荷載提供的部件組成隔震層。隔震層的平面布置應對稱,并設置在受力較大的位置。
隔震層的驗算包括豎向的承載能力和水平向的位移。《規范》規定:隔震支座永久荷載和可變荷載組合的豎向平均壓應力設計值:甲類建筑不應超過10MPa,乙類建筑不應超過12MPa,丙類建筑不應超過15MPa,且支座中不宜出現拉應力。隔震支座在罕遇地震下水平位移,應符合下列要求:
(4.3)
4.1.3 下部結構及地基基礎設計
下部結構墻、柱地震作用和抗震驗算,應采用罕遇地震下隔震支座底部的豎向力、水平力和力矩進行計算。隔震建筑地基基礎的抗震驗算和地基處理仍應按本地區抗震設防烈度進行。
4.2 隔震結構概念設計
隔震結構概念設計主要包括兩個方面,隔震層剛度的設計和上部結構強度的設計。
4.2.1 隔震層剛度的設計
隔震層總體剛度范圍的估計是隔震概念設計中最重要的方面。在確定隔震層的總體剛度范圍以后,才可以選用合適的隔震支座,估計結構反應的其它參數,繼而進行隔震層和上部結構的初步設計。隔震建筑可簡化成單質點模型,根據單質點模型將隔震結構加速度反應衰減比η表達成:
(4.4)
式中Xs為結構加速度反應;Xg為地面加速度輸入;ω為場地特征頻率;ωn為隔震結構的固有頻率。
根據式(4.4)可以估算出隔震層總體剛度的上限值,超過該值將達不到所要求的隔震效果,而總體剛度的下限值由(4.5)式估算,小于此下限值時,隔震層會因剛度太小產生較大的位移而不安全。
(4.5)
式中Dk為近場系數;Fek為結構總水平地震作用標準值;uh為隔震層允許的水平位移。
4.2.2 上部結構強度的設計
隔震建筑上部結構概念設計與抗震結構基本上相同,應避免應力集中,選擇有利房型,設立多道防線等,不同的是上部結構強度設計上存在差異。由于隔震建筑上部結構的地震反應比同一環境下抗震結構要小,因此可以減小梁柱的尺寸和配筋,但材料過分節省時,就可能達不到使用隔震結構提高建筑地震安全性的目的。所以,必須按規范規定,使得隔震建筑安全等級高于抗震建筑。
5.橡膠隔震支座的發展展望
從20世紀90年代初開始,我國鐵道部交通部建設部先后頒布了橡膠支座的產品標準,生產廠家應嚴格按照產品標準生產。然而,由于橡膠支座的生產利潤高,出現了一哄而上,生產廠家日益增多的情況。橡膠隔震支座發展至今已較為成熟,但仍存在不夠完善的地方。其中包括:(1)選用用的橡膠材料和金屬板材料的品種規格不規范,不遵守國家產品標準規定。構造不合理,許多橡膠層厚度不均勻金屬板厚度層數不規范制作工藝不合理表現在橡膠層與金屬板粘接力不夠。一些生產廠家不了解橡膠支座的技術性能不懂生產工藝盲目生產。(2)橡膠支座隔震效果對體型基本規則的低層和多層建筑比較有效,而對于高層建筑效果不大,通常情況下不隔震時基本周期小于1.0s的建筑采用隔震方案效果較佳;而目前為了節約土地資源,有效利用上部空間,高層建筑越來越多,研制出一種新型的用于高層隔震的橡膠隔震裝置已非常有必要。(3)工程中運用的橡膠隔震支座都是為了減小結構水平向地震作用而設計的,對結構豎向地震作用幾乎沒有減震效果。對于沒有豎向隔震能力的的隔震結構,尤其是大跨度、長懸臂以及高聳結構,在豎向地震作用下,上部結構可能會產生較大的軸向拉壓力,這種拉壓力可能會導致結構的破壞。如何既能水平向隔震,又能對豎向減震的多維隔震支座已倍受關注。
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基本原理基本方法范文6
摘要:外語是一門實踐性很強的學科, 僅僅依靠有限的課堂教學和自主學習平臺,將難以充分發揮網絡教學資源的優勢。因此,應采取多渠道的管理方式,改變傳統外語課程對語料資源的開發與利用不足狀況,試圖為外語資源開發開辟新的前景。
關鍵詞:外語資源 管理系統 基本原則 管理
高校外語課程教學改革的不斷展開使課程資源的重要性日益顯現出來,但由于教師對課程資源的概念接觸不多,重視不夠,傳統外語課程對語料資源的開發與利用依然不足,致使外語教學呈現出不應該有的呆板局面。本次研究著重提出了外語資源管理系統開發的基本原則及管理方式,試圖為外語資源開發開辟新的前景。具體表現如下:
1.基本原則:
第一、開放性?,F代外語教師的教育職能已不能局限于課堂教學和教授課本,網絡豐富的學習資源要求教師具有資源管理能力,進行網絡課程資源的多維聯系,以滿足學生多樣化學習與全面發展的需要。同時,教師還要對零散的網絡資源進行組合,使之體現外語教學的針對性、目的性。因此,外語教師應培養自身的開放性資源意識,努力選擇具有外語特色的課程資源,將鮮活的現實與現有教材融合為課程的統一體,積極為學生創設語言實踐的環境,多方面提高學生的語言能力。
第二、安全性。系統的安全性是指可靠性和穩定性原則,外語教學資源庫中有許多課件、視頻素材是大數據量資源,因此,外語教學資源庫中的信息數據有著較高的安全性要求。這要求系統必須支持大數據量的使用記錄,優化體系結構,具有較強的多媒體數據的處理能力。在網絡運行時,安全性有兩個基本要求:一是系統要通過多種安全措施保證數據的安全;二是系統必須具有較強的數據備份和恢復功能,應使用目前市場上流行數據庫的標準接口。
第三、創新性。由于目前各學科教學資源的建設呈無序狀態,很多高校在組織資源建設時,只注重數量,忽視質量,因此,外語教學資源庫的建設應當制定可操作的資源評價指標體系,突出外語資源的教育特性和外語課程標準對資源的要求,并以素質教育和創新教育為基本出發點。外語教學資源的整合應符合《教育資源建設技術規范》、各專業教學大綱和課程標準,應以激發學生的學習興趣和學習動機為主要目標,并能全面服務于外語教學,易于操作。
2.管理方式:
外語是一門實踐性很強的學科, 僅僅依靠有限的課堂教學和自主學習平臺,將難以充分發揮網絡教學資源的優勢。因此,應采取多渠道的管理方式。
第一、靜態管理。靜態資源是指存儲在數據庫中的資源,包括教材內容、教輔材料、教學大綱、習題分析、問題解答、電子教案、試卷、論文、學術成果、教學策略等。靜態管理是對靜態資源的管理,是指運用靜態資源支持外語直觀教學與實驗教學,根據教學需要輔助生成動態資源,包括網絡備課、測評等,靜態管理也可以通過存儲在數據庫的標識鏈接調用各種資源,如對各種動畫、幻燈片、錄像視頻、音頻、網絡課程、課件等的調用。
第二、整合管理。信息資源整合管理是對教學需要的各種類型信息資源經選擇、剪切、排版、整合鏈接、下載后可直接脫機應用的資源,并支持各種環境下的外語網絡教學與多媒體課堂教學。信息資源整合管理應以資源為媒介,對文獻、數字、知識、實物等信息整合, 教師及管理人員要在紛繁復雜的網絡信息中整理出有用的分門別類的知識,實現系統資源與信息的綜合集成,達到信息資源優化配置的目的。網絡搜索引擎的使用能使網絡信息達到有序化的程度,但網絡搜索引擎屬于綜合性網絡檢索工具,針對性不強,難以實現信息選擇的有效性,檢索出來的信息量雖然非常大,而與需求相關的實用信息卻很少,在滿足教學需求方面效果不佳。因此,教師及管理人員要與網絡技術人員合作,共同完成整合任務,共同對網絡信息資源進行選擇、整理和加工,組織外語教學可利用的網上信息資源,并將其儲存在數據庫中,形成具有外語教學特色的整合管理系統。
第三、自主平臺管理。應用平臺的先進性應以其是否方便、實用為判定標準。采用可擴展標記語言(XML)技術進行網絡學習平臺的開發,能給外語教學帶來實用。XML 是新一代網頁標記語言,是SGML 的一個優化子集,它以一個統一、開放、基于文本格式的模式來描述和交換數據。XML具有簡單性、可擴展性、互操作性和開放性的特點。網絡教學平臺既包括支持網絡教學的硬件設施又包括了支持網絡教學的軟件系統。自主平臺管理模式中,學生或教師,在不同的地點和不同的時間,通過無線設備與移動設備和無線通信網絡獲取學習資源,與他人進行交流。該系統具有兩方面優勢,一方面,它以教學資源庫為核心,設計的教學資料庫在處理課文的每個步驟中都設有不同級別的活動或練習,學生可以根據自己的情況在資源庫里選擇適合自己水平的活動或練習。另一方面,自主平臺管理能夠實現外語教學資料的應用價值,使校園充分利用多媒體網絡教室、數字語音室、電子圖書室、計算中心機房和校園網絡平臺??梢姡灾髌脚_管理符合外語教學的實際需要,實現了大學外語的分層次教學,體現了高校外語教學網絡資源整合的意義。
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