DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 交通建设工程安全政策与双控战略 为强化安全管理，规范从业行为，落实安全责任，交通行业相继推出了一系列法律法规及标准。政策是从源头上解决安全生产问题的有效手段。但是，交通类项目(尤其公路水运)建设工程起步较晚，行业政策还未进行顶层设计，适用于行业的安全风险基础研究还比较薄弱，距离标准化体系建设还有一定的距离。近年来，我国为规范安全生产风险辨识、评估与管控工作，防止和遏制安全生产事故制定了相关政策规定，可以分成以下3个方面。 2.1. 管理政策方面 我国在交通建设工程方面具有一些相应的安全管理政策。2010年，交通运输部决定开展公路水运工程“平安工地”建设活动，并依法重点对高速公路和大型水运工程项目进行考核评价 [ 4 ] [ 5 ]。同年，交通建设行业死亡率远低于全国建筑业平均水平，有效预防了生产安全事故的发生。此后，平安工地成为交通行业施工安全生产工作的重要载体。随着新《安全生产法》等法律法规政策的陆续出台，对建设工程施工安全提出了新的要求，也对平安工地赋予了新的内涵。2018年交通运输部印发《公路水运工程平安工地建设管理办法》，同时修订原《考核标准》 [ 6 ]。新办法突出体现：(1) 进一步强化了平安工地实施的主体责任，(2) 突出了《考核标准》的指导性，(3) 推行平安工地建设管理的信息化。总结了既有的经验与存在的不足，加强了平安工地建设管理的实效性和规范性。 2.2. 施工安全方面 在施工安全方面，我国相继出台了一系列办法与指南，建立了安全生产体系。2011年，交通运输部颁布了《关于印发交通运输企业安全生产标准化建设实施方案的通知》，要求交通运输企业全面开展安全生产标准化建设工作，实现企业安全管理标准化、作业现场标准化和操作过程标准化 [ 7 ]。2013年，交通运输部印发《交通运输企业安全生产标准化考评管理办法》，办法明确规定了交通运输企业安全生产标准化建设范围的5大类 [ 8 ]。2016年发布实施的《交通运输企业安全生产标准化建设评价管理办法》，对交通运输企业安全生产标准化的要求进行了完善 [ 9 ]。近期，交通运输部制定了《公路水运工程施工项目安全生产标准化建设基本规范》(目前处于征求意见阶段)，规定了公路水运工程施工安全生产标准化的术语和定义、一般要求和核心要求。 2.3. 风险管理制度方面 在风险管理制度方面，交通建设工程领域经历了一个从起步到快速推进的阶段。2008~2011年，交通运输部分别就“建立桥隧工程设计和施工安全风险评估制度并开展试点工作”召开了深入讨论会议，力求抓好交通安全工作，加强建设项目安全监管。相继印发了《关于建立公路水运工程建设安全监管长效机制的若干意见》和《关于在初步设计阶段实行公路桥梁和隧道工程安全风险评估制度的通知》等规定，明确要开展安全风险评估和安全监测工作，决定在施工阶段实行公路桥梁和隧道工程安全风险评估制度，形成系统施策，全面推进风险评估工作。之后，党的第十八次全国代表大会上明确了“建立隐患排查治理体系和风险预防控制体系”作为安全生产的重要战略部署，为全面推进交通运输安全生产风险管理和构建安全生产长效机制奠定了坚实基础。2014年，交通运输部出台了《交通运输部关于推进安全生产风险管理工作的建议》，并在2015年推行了《公路水运工程建设重大事故隐患清单管理制度》 [ 10 ] [ 11 ]。最近，还印发了《公路水路行业安全生产风险辨识评估管控基本规范(试行)》与《公路水运工程建设项目生产安全重大事故隐患判定指南(征求意见稿)》。
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user: 3. 风险管控与隐患排查一体化管理方法 风险预防控制与隐患排查治理体系是交通建设工程领域的重要战略部署 [ 12 ] [ 13 ]。理想情况下，如果预先想到而且应该做到的各种安全保障措施全部落实到位，各类事故是可以预防的。但是，现实操作中，一方面防控屏障都存在着不同程度的缺陷；另一方面是生产安全意识淡薄，安全责任不落实等原因，造成防控屏障上的缺陷太多，极易形成隐患，酿成事故。因此，加强工程中的隐患排查，中断事故链的进程，对事故预防具有重要作用。把风险控制在隐患形成之前，将隐患消灭在事故前面是追求的目标。事实上，安全风险分级管控体系和隐患排查治理体系是相互联系、相互支撑、相互促进的。如果人为将它们割裂，如设置两本台账、建立两套体系，不仅会浪费人物财力，还会影响对它们的查找、辨识与管理，而且也会因处理不当而造成巨大损失。更重要的是，如果不能建立起隐患与风险的内在联系，会造成隐患排查工作的盲目性，而风险评估则被束之高阁而无法落地。 风险管控与隐患排查一体化管理的核心是将隐患排查纳入全面风险管理 [ 14 ] [ 15 ]，为安全风险分级管控与隐患排查治理双重预防体系提供方法和技术途径。主要包括以下三个方面：(1) 把隐患作为第二类风险源，提供了一体化辨识的理论依据；(2) 风险分析、评估、排查的紧密结合，便于合理分配资源，进行风险管控，同时提高了隐患排查的针对性；(3) 风险管理与隐患排查的动态循环管理。隐患排查既是一体化管理的环节，又是持续改进全面风险管控的措施。 一体化管理方法可分为四个阶段，分别为风险辨识、风险分析、风险评估和风险控制。风险辨识就是找到可能发生风险事件的风险源，如：自然灾害、地质条件、技术方案等。风险识别是进行风险管理时首先要进行的工作。根据一定的方法，如事故总结法或WBS-RBS法等，选定风险源，作为风险管理的对象。风险分析是找出风险源的不安全因素，必须结合实际现场隐患排查进行，通常采用鱼刺图法、故障模式与影响分析(FMEA)、故障树(FTA)等方法。风险评估是将评价对象进行风险分级，确定风险等级，通常用检查表法、风险矩阵法等。风险控制是对评估结果采取相应的对策，可依据最低合理可行原理或安全分级控制匹配原理等理论。 具体地，一体化管理方法分为7个步骤，如图1所示。在此，我们给出了每个步骤应注意的重要事项。(1) 风险识别：风险源识别应结合隐患排查全面开展，重在全面、系统开展，要发动全员参与、全面覆盖、定期开展风险源的辨别。(2) 风险分析：致险因素分析是风险管控与隐患排查的结合点。一方面重在全面开展、重在认识固有风险，对风险源的致险因素进行系统的分析；另一方面对多发、普发隐患进行总结和分析。(3) 风险估测：重在客观、公正地对风险的可能性和严重程度做出正确估测。(4) 风险分级管控措施：要体现因险施策，对不同等级的风险制定有针对性的措施。(5) 控制措施预评价：对风险较大的关键作业环节，要进行专项安全检查，进一步完善风险控制措施。(6) 隐患排查治理：对剩余风险应加强过程风险防控措施的完整落实的检查，全面展开，及时处理，闭环管理。(7) 效果评估与持续改进：对多发隐患、普发隐患应进行致险因素分析，并做出相应的分类与反馈措施。若发现新的致险因素，或原有致险因素发生新的变化，应按照流程，重新开展评估。 图1. 风险管控与隐患排查一体化方法管理流程
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user: 4. 工程应用——以隧道为例 本文结合典型隧道工程的专项风险评估工程案例加以具体分析。 4.1. 工程简介 该隧道由左右分离的两座隧道组成，左右洞测设线间距15~24.5 m，其中，左线隧道长度为2305 m，右线隧道长度为2325 m，山顶最大高度为454.2 m，最大埋深约255 m。该工程洞口工程、洞身开挖及洞身衬砌主要施工方案如下。 (1) 洞口工程：明洞部分采用钢筋混凝土结构做支撑体系，拱部回填土石、表层采用粘土隔水，并植草种灌木绿化，衔接部分坡土石方采用人工配合机械开挖、锚喷，并及时刷坡方式，主体进洞采用超前大管棚施工。 (2) 洞身开挖：V级围岩采用台阶分部法、IV级围岩采用上下台阶法、III级围岩采用全断面法开挖等。 (3) 洞身衬砌：采用先仰拱、再拱墙方式。仰拱一次灌注，并和侧墙墙基、初期支护一起构成封闭环。侧墙和拱部混凝土由洞口向里施工，混凝土泵送入模，采用模板台车附着式振动器及插入式振捣器联合振捣。 4.2. 风险分析 结合隧址地质条件、工程特点、施工工艺和现场勘查的风险辨识，运用系统安全工程中鱼刺图分析的方法，以隧道施工中的潜在事故为主线，全方面系统分析引发潜在事故的末端因素，结合现场实际进行要因确认，确定各潜在事故的致险因子，从而逐一对施工过程可能出现的潜在事故进行预防。通过单位作业筛选，对隧道主体施工中最常见的洞口工程坍塌、洞身开挖坍塌、人工挖孔抗滑桩施工等典型工程事故进行鱼刺分析，结果如图2所示。 图2. 典型事故鱼刺分析图。(a) 洞口工程坍塌事故；(b) 洞身开挖坍塌事故；(c) 人工挖孔抗滑桩施工事故 4.3. 风险估测 通过对隧道工程全部单位作业的分解整理，运用鱼刺图风险分析的方法，对可能导致事故的致险因子进行分析，重点分析致险因子、可能受到事故伤害的人员类型、事故发生的原因、人员伤害程度等。在此基础上，运用LEC评价法，对隧道各项单位作业事故类型进行逐一评价。此外，选用UDEC模拟检算了事故发生的可能性。再根据现场调研及专家咨询，经过评估专家小组讨论得出风险估测结果。 (1) 人的因素与安全管理引发事故可能性评估 [ 16 ]。根据相关要求，对项目安全管理评估指标体系进行评估，计算折减系数。对不同围岩对洞身开挖坍塌和洞身开挖放炮及火药爆炸事故进行评估，同时对洞口坍塌和人工挖孔抗滑桩进行评估，给出评估结果。 (2) 洞身开挖坍塌事故风险估测。按照围岩等级情况不同，分别对不同区段坍塌事故的风险等级进行估测。结合现场实际，经评估小组论证，该隧道坍塌事故造成人员伤亡的等级为2级(较大)，直接经济损失等级为3级(重大)，遵循就高原则。 (3) 离散元数值模拟检算洞口坍塌事故。选取ZK27 + 070典型断面进行检算，结果表明洞口开挖初期支护措施做不及时或已支护但封闭不及时，都会造成该隧道左线洞口坍塌，其可能性为3级(可能)。 (4) 隧道施工安全风险分布。对人工挖孔抗滑桩施工事故进行风险预测，该段人工挖孔抗滑桩施工事故造成人员伤亡的等级为1级(一般)，直接经济损失等级为2级(较大)，按照就高原则，该段人工钻孔抗滑桩施工事故造成的严重程度等级为2级。 4.4. 风险管控 根据风险评估结果，按照风险接受准则，提出风险控制措施。隧道工程及高速公路工程施工安全风险接受准则为：I级，可忽略；II级，可接受；III级，不期望；IV级，不可接受。重大风险源需根据不同的风险等级，提出分级控制措施，实施安全监控、安全技术、应急预案、停工整顿。各等级风险管理对策见表1。 Table 1 The management strategies of the classifying risk 风险等级 风险控制对策 一般 风险源 管理 制度 安全 防护 安全 警示 安全 教育 现场 管理 重 大 风 险 源 I级 管理 制度 安全 防护 安全 警示 安全 教育 现场 管理 安全 监控 II级 管理 制度 安全 防护 安全 警示 安全 教育 现场 管理 安全 监控 安全 技术 III级 管理 制度 安全 防护 安全 警示 安全 教育 现场 管理 安全 监控 安全 技术 应急 预案 IV级 管理 制度 安全 防护 安全 警示 安全 教育 现场 管理 安全 监控 安全 技术 应急 预案 停工 整顿 表1. 风险分级管理对策 该隧道工程由于所处的工程施工点、水文地质条件及结构设计等特点，在施工过程中存在风险等级为高度及以上的重大危险源，主要分布在洞口工程、洞身钻爆法开挖、洞身初期支护及上覆地表冲沟发育地段等作业过程中。随着工程的不断推进，在工程地质条件、施工方案、施工人员等发生重大变化的条件下，应更注重事故风险致因的控制。
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user: 5. 结语 构建安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制，是遏制交通建设工程中施工事故的重要举措，是解决当前安全生产领域“认不清、想不到、管不到”突出问题的关键途径，是实现源头治理的根本之道。本文将隐患排查治理纳入全面风险管理，提出了风险管控与隐患排查一体化管理理论与方法，提高了隐患排查的针对性、高效性和主动预防的科学性。
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user: 摘 要 在我国城镇化和机动化大发展的历史进程中，传统的街道空间设计更多的以机动车通行效率为优先考量，往往忽视了人的本源需求，从而导致交通拥堵、环境污染等一系列城市病问题。再者，常规的道路设计缺乏“完整街道”的统筹设计，从而导致无障碍设施不完善、服务设施缺失等街道品质低劣问题。在全球街道空间重塑浪潮驱动和国家多重政策引导下，回归人性化的街道设计已得到了城市规划、设计及建设领域的一致认同。本文通过人性化理论的研究梳理，探析街道空间人性化设计策略，并以光谷中心城奥山青和城街区街道设计为例展开分析，以期对街道人性化设计提供理论支撑和实操经验参考。 关键词 :人性化，街道设计，精细化，交通稳静化 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 当你想到一个城市时，你脑海中出现的是什么？是街道 [ 1 ]。街道是城市最基本的公共产品，是城市居民关系最为密切的公共活动场所，也是城市历史、文化的重要空间载体 [ 2 ]。但传统的道路设计以机动车通行为优先考量，往往忽视了人的本源需求，从而导致交通拥堵、环境污染等一系列城市病问题。在全球街道空间重塑浪潮驱动和国家多重政策引导下，加强街道建设、改善居民出行环境、提供绿色交通、重塑活力街道，成为城市建设的重点工作 [ 3 ]。由此，探析街道空间的人性化设计显得尤为重要。 1.1. 概念的界定 人性化是一个协同城市化一起出现的词汇，它使人们更加关注“人”这个个体本身。为了全面、确切的表述“人性化”的概念，本文引入“马斯洛需求层次理论”，其由西方人本主义心理学创始人马斯洛(A. Maslow)提出，他将人类需求像阶梯一样从低到高按层次分为五种，分别是：生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现需求。 由此，本文认为街道人性化设计，应该从人的本源需求出发，通过物质和精神两个层次的空间形态塑造，来满足人们对街道空间生理、心理和物质的需求，最后形成街道空间精神层次的愉悦感和归属感。 1.2. 相关理论研究 根据资料解析，现有街道空间人性化设计主要从物理空间、功能设计、街道要素等三个方面展开，但对人性化缺乏概念界定，同时设计方法相对单一，缺乏体系化的研究。 物理空间方面：陈果，张霁 [ 4 ] 认为人性化的街道设计包括亲切宜人的街道尺度、安全舒适的步行空间、因地制宜的空间格局和丰富多样的底界面。林文勇 [ 5 ] 认为应充分注重步行系统的设计，加大建筑退距，提高步行和景观空间的尺度等。 功能设计方面：陈泳等 [ 6 ] 认为人性化的街道应着重解决慢行优先、舒适宜人、活力多元等方面的问题。熊文等 [ 7 ] 从车辆还路于人、提升热力空间、业态服务民生、文化修复和民心修补五个方面进行了分析。 街道要素方面：杜洪波等 [ 8 ] 和王晓巍 [ 9 ] 认为人性化的街道需要更加人性化的道路横断面和交叉口设计、交通稳静化措施及慢行系统优化等；杨梦杉 [ 10 ] 认为人性化街道空间尺度要素包括宽高比、贴现率、开敞的场所空间；张秋梅 [ 11 ] 认为城市街道家具人性化设计应该包括物理、心理、社会层次和对人群细分的关怀。
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user: 2. 街道空间的人性化设计策略 街道由“街”和“道”组成，“道”指的是供街道使用者通行的空间，重点强调机动车通行效率的功能，为街道空间满足使用者物质层面需求的基本要素；“街”指的是供行人休憩、交往的驻足空间，重点强调慢行所需的场所功能，是街道空间满足使用者精神层面需求的重要要素。 2.1. 舒适宜人的空间尺度 通常街道空间尺度是街道临街建筑立面、建筑前区及道路红线红线空间组成的“U”型空间关系。但是笔者认为除街道空间本身尺度外，还应提供合适的街道外部尺度空间。舒适宜人的空间尺度是建立物理层面通行需求的基础条件，但更多的是给使用者精神层面提供的舒适感和愉悦感。 (1) 街道外部尺度空间 相较于大发展时期形成的“大街坊、宽马路”的城市空间形态，小尺度空间具有更易使人产生安定感、私密性、亲切感和归属感的优势 [ 12 ]。 (2) 街道本身的尺度空间 卢原信义认为，街道的宽高比D/H = 1时，人平视即可辨清界面全高的极限值，这个比例将有助于塑造一个尺度宜人、具有亲切感的街道空间，同时也满足街道的日照要求。以街道的宽高比D/H = 1为界，D/H值的变化会形成不同空间围合感(见图1)。 图1. 不同宽高比下的空间围合感(图片来源：街道的美学) 当我们无法避免街道宽度巨大的时候，可以运用绿化、小品等手法，将街道断面进行功能分区，弱化超大的空间尺度感 [ 13 ]。 2.2. 安全有序的通行空间 明确人–自行车–公共汽车–小汽车的优先等级是人性化街道设计的基础，提供安全有序的通行空间是街道设计基本功能，是使用者物理层面需求得以满足的基础条件。 (1) 在保障通行功能基础上，适度缩窄机动车道宽度 结合戴继峰等 [ 14 ] 对街道定义的阐述，本文研究的街道不包括非开放式界面为主、交通性功能主导的道路。由此，为了保障基础机动车通行功能的基础上，可通过适度缩窄机动车道宽度，释放空间为行人和非机动车使用。 (2) 采用小转弯半径，提升路口慢行和景观空间 国内外在大型居住区、商业区采用小转弯半径效果显著。在有效约束行车速度、缩窄过街距离的同时，可释放部分空间为慢行等待区和景观隔离所用。美国城市交通协会《城市街道设计指引》提出，标准的路缘石半径应为10~15英尺(约3.0~4.6米)，最小可为2英尺(约0.6米)，城市街道应避免超过15英尺(约4.6米)的路缘石半径 [ 15 ]。 (3) 通过稳静化措施降低车行速度，保障慢行安全 交通稳静化理念倡导将街道空间回归行人使用，对街道实施物理限速、物理交通导向，来改善社区居住及出行的稳静化环境 [ 16 ]。 2.3. 功能完善的服务设施 街道设施首要应满足设施本身的功能需求，其人性化设计就是要最大限度地消除由于身体不便带来的障碍，兼顾人性的弱点和差异，更多的考虑老年人、残疾人、儿童等弱势人群的使用。结合城市地理环境、气候情况，街道设计可通过拓展过渡性停留空间、空中连廊、自动扶梯、连续的的建筑遮蔽设施、完善的无障碍的设置，提升街道空间使用舒适性。这是物理层面的需求，但可通过美学设计为使用者提供精神层面的愉悦感。 2.4. 活力突出的街道场所 场所感是街道空间人性化设计的重要属性，但是现在的街道设计更多的是没有情趣的通行通道，缺乏安全感的设计排斥市民停留驻足，造成使用者“只有路，而没有街道”的疏离感。是街道空间使用者精神层面获得满足的重要组成部分。 (1) 场所空间的多元性 既具有引导性又有变化和节奏的街道空间可以缓解步行者的心理疲劳。街道设计可通过开和有序的底界面营造不同的边界场所；同时，结合建筑结构的外挑或建筑实体的内凹形成的建筑灰空间合理安插过渡性停留空间 [ 17 ]；可结合建筑对外沟通出入口、公交站点、商业门店、交叉口三角地等营造不同的室外公共场所。 (2) 场所空间的可参与性 街道场所空间的可参与性主要体现在步行可达性和空间的互动性。其中步行可达性主要来自街道本身的可达性、连通性、人行道的愉悦体验度和步行空间的丰富度 [ 17 ]。互动性主要通过有意识的空间布局增强场所的自发吸引力，如POI热点、城市IP节点。 (3) 独特的街道事件 有历史记忆的街道因为存在历史事件的遗风，它们更有基础来营造和延续活动事件，进而成为提升街道品质的“闪光点” [ 12 ]。如北京天安门广场的升国旗仪式、英国王宫卫队换岗仪式等。街道设计中可通过场地设计为连续性事件提供基础，如下沉式广场、抬高式阶梯、戏剧看台等。 2.5. 可持续的生态环境 (1) 微气候设计 做好气候防护和微气候设计是处理城市生态问题的重要方面，其目的是通过改变环境物理条件，提高公共空间的舒适度 [ 12 ]。如下凹绿地、雨水花园等海绵措施；人行广场、人行道的透水铺装等；此外，通过建筑立面色彩、温暖材质等传递的心里感受，可对寒冷气候起到一定的舒适调节作用。 (2) 设施可持续设计 设施的可持续设计主要体现在可再生材料的使用、垃圾分类收集、杆件一体化设计等方面，是“生产节约型”和“生态环保型”两型社会建设的重要组成部分。 2.6. 历史文化沉淀 街道空间是体现一个城市文化内涵，反应当地居民人文精神的重要载体。街道设计要充分结合建筑整体风貌，提炼隐含在其中的形态、色彩和文化要素，并充分运用到街道设施、场所、标志物的设计中。 2.7. 公众参与 街道空间为人所用，最直接的使用者就是该区域的居民，同时需要投资者、规划者、设计者、实施者和管理者通力协作、共同协商。开展公众参与能够满足多样化人群的使用需求，使得街道空间成为真正的城市物质文明、生态文明、精神文明建设的重要基地。
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user: 3. 街道设计案例 3.1. 基本概况 (1) 项目背景 光谷中心城位于东湖国家自主创新示范区(以下简称：东湖示范区)的中部，规划定位为“具有国际吸引力的城市功能中心、科技金融创新中心”，中心区规划面积23.5平方公里，规划控制总常住人口25万人。 奥山青和城街区位于光谷中心城北核心区，为高新大道—松涛路—三泰街——朝曦路围合的闭合区。在着手开展街道设计之初，该片区道路及其周边项目地块均已办结相关审批审查手续，并已动工建设(见图2)。但基于新城品质建设需要和大领导决策，提出要打破常规思路，开展完整街道设计和落实品质街道建设，设计介入的阶段的特殊性对街道方案的制定、项目建管均提出了新的挑战。 (2) 项目概况 光谷中心城为典型的“小街区，密路网”，城市设计通过街墙出入口、高标准贴现率、固定建筑退让空间、塔楼位置和高程限定等控制城市空间形态。奥山青和城街区总面积约10公顷，规划基本为金融保险用地，道路红线宽15~20米，建筑退让红线5米(见图3)。 3.2. 方案构思 结合光谷中心城的路网格局特点，梳理中心城顶层规划要点，按照“安全性、以人文本、完整街道、精细化设计”原则，结合道路沿线建筑、景观方案及街区功能特征，对活动需求、景观需求、交通功能需求进行定性分析，提炼人本需求所产生的活动类型。将退界空间与道路空间统筹设计，结合活动类型和街道空间尺度，在合理布局物理层面的通行空间、绿化空间和设施空间的基础上，拓展街道场所空间设计，以满足街道使用者精神层面的舒适感和愉悦感。 3.3. 设计策略 (1) 道路红线与退界空间综合考虑，保障安全有序通行空间 结合街墙控制要求和建筑内外交流开口，设置了路内停车和落客区；同时设置独立非机动车道，并通过绿化带进行机非分隔，此外，借用建筑退界空间保障人行道的通行净宽。 图2. 奥山青和城街区卫星影像图(2017年6月) (图片来源：项目组拍摄制作) 图3. 光谷中心区(城)路网格局(数据来源：光谷中心区总体城市设计) 同时，在基本物理空间功能满足的基础上，强化人性化设计，通过路段路拱(见图4)、抬高车行出入口、缩小路缘石转弯半径等稳静化措施，降低街道车速，保障出行安全。 图4. 交通稳静化措施效果图(数据来源：项目组绘制) (2) 完善服务设施，一体化市政杆件设施，打造智慧街区 结合街道空间形态、建筑风貌、商业进出口和平面景观布局等，合理布设街道休憩、环卫、小品等设施。根据功能需求分析，对沿线杆件进行梳理，取缔不必要的标牌或改变设置形式；同时进行多杆合一设计；通过智慧照明杆件，集成包括WIFI、视频监控、环境检测、信息发布、公共广播等智慧模块。即在保障基本的设施功能需求的基础上，融入智慧化城市设计，提升街道使用者精神层面的使用需求。 (3) 场所塑造，打造活力商业街道 通过道路红线范围内的铺地材质重新设计，调和地块之间的铺地景观差异，打造一体化铺地景观。通过商业连通广场、商业内街入口雕塑小品的设置，提升商业活力；通过商业外摆空间、绿化集中式景观座椅的设置，塑造街道休闲交往场所(见图5)。即结合街道商业性区位特性，拓展场所设计提升街道使用者精神层面的使用需求。 图5. 商业连通广场设计(数据来源：项目组绘制) 3.4. 小结 基于前期城市设计控制条件限制及道路建设的特殊阶段，街道设计在上述策略方面能够较好的体现街道的人性化设计，同时通过乔木种植弱化宽高比过大产生的压抑感受。但是在街道微气候方面考虑有所欠缺，如未考虑海绵城市设计。同时，考虑到该街区为新建项目，在公众参与方面，主要通过与规划者、设计者、建设者、项目开发者进行有效对接，对街道的真正使用者缺乏公平性。
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user: 4. 结语 街道空间为人所用，街道设计应该从“人”的本源需求出发，通过物理空间的打造和精神层面的塑造，以满足人们对街道空间生理、心理、物质和精神的需求。本文提出的街道空间设计策略从街道空间、功能、景观、活力、文化等多方面统筹考量，解析基本物理需求，同时通过拓展场所和提炼文化，为街道使用者提供精神层面的愉悦感，从“马斯洛需求层次理论”角度来看，能够充分体现“人性化”设计理念。 但是，街道设计是一个多项目主体参与、多目标任务的综合体，设计方案受项目开发企业、上层规划条件、项目管理能力、项目实施水平等多方面的限制较大，完美的街道设计方案不是方案本身的尽善尽美，而应该是均衡多方利益与需求的“平衡体”。
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user: 摘 要 根据波士顿房价数据集中的变量使用R软件对波士顿房价建立线性回归模型，对回归方程和回归系数进行显著性检验，针对违背基本假设的情况使用Box-Cox变换后再建立模型。为适当精简方程使用Lasso回归，但其建立的模型回归系数很小，原因是此数据中的变量并没有多重共线性，与使用R软件判断结果一致。最后，数据中的响应变量与其相关系数的绝对值大于0.5的自变量建立线性回归方程，并对房价进行预测。由于波士顿房价的分布范围会随着影响因素的变化而发生变化，且中位数具有一定的稳健性，因而我们对房价的中位数建立回归模型，即分位数回归模型。 关键词 :线性回归模型，Box-Cox变换，Lasso回归，预测 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 波士顿房价数据集是统计的20世纪70年代中期波士顿郊区房价的中位数，统计了当时教区部分的犯罪率、房产税等共计13个指标，统计出房价，试图能找到指标与房价的关系并进行预测。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 变量名称与建模目的 2.1.1. 变量名称简介 分析波士顿房价数据集(Boston House Price Dataset)可知影响响应变量MEDV的因素可能有13个，以下为各个属性的介绍，见表1。 Table 1 Introduction of related variable 变量缩写 变量含义 RIM 城镇人均犯罪率 ZN 占地面积超过25，000平方英尺的住宅用地比例 INDUS 每个城镇非零售业务的比例 CHAS Charles River虚拟变量(如果是河道，则为1；否则为0) NOX 一氧化氮浓度(每千万份) RM 每间住宅的平均房间数 AGE 1940年以前建造的自住单位比例 DIS 加权距离波士顿的五个就业中心 RAD 径向高速公路的可达性指数 TAX 每10，000美元的全额物业税率 PTRATIO 城镇的学生与教师比例 B 1000 (Bk-0.63)^2其中Bk是城镇黑人的比例 LSTAT 人口状况下降% MEDV 自有住房的中位数报价，单位1000美元 表1. 相关变量的介绍 本例是属于回归模型的案例，在数据集中包含506组数据。通过对波士顿房地产数据进行初步的观察并分析找出影响房价中位数的因素，希望建立一个能够预测房屋价值的多元线性回归模型。 2.1.2. 多元线性回归模型的一般形式 设随机变量y与一般变量 x 1 ， x 2 ， ⋯ ， x p 的线性回归模型为 y = β 0 + β 1 x 1 + β 2 x 2 + ⋯ + β p x p + ε 式中， β 0 ， β 1 ， ⋯ ， β p 是 p + 1 个未知参数， β 0 称为回归常数， β 1 ， ⋯ ， β p 称为回归系数。y称为解释变量(因变量)， x 1 ， x 2 ， ⋯ ， x p 是p个可以精确测量并控制的一般变量，称为解释变量(自变量)。 ε 是随机误差，并且假定 { E ( ε ) = 0 var ( ε ) = σ 2 2.2. 问题解决方法与知识依托 在本例中我们使用R软件解决相应问题。部分代码见参考文献 [ 1 ]。 2.2.1. 预处理 首先将数据导入R软件中，为了消除量纲不同和数量级差异带来的影响，就需要对数据进行标准化处理，然后用最小二乘法估计未知参数，求得标准化回归系数。 样本数据的标准化公式为： x i j * = x i j − x ¯ j L j j / n ， i = 1 ， 2 ， ⋯ ， n ; j = 1 ， 2 ， ⋯ ， p y i * = y i − y ¯ L y y / n ， i = 1 ， 2 ， ⋯ ， n 式中 L j j = ∑ i = 1 n ( x i j − x ¯ j ) 2 是自变量 x j ( j = 1 ， 2 ， ⋯ ， p ) 的离差平方和。用最小二乘法求出标准化的样本数据的经验回归方程，记为： y ^ * = β ^ 1 * x 1 * + β ^ 2 * x 2 * + ⋯ + β ^ p * x p * 式中， β ^ 1 * ， β ^ 2 * ， ⋯ ， β ^ p * 是y对自变量 x 1 ， x 2 ， ⋯ ， x p 的标准化回归系数。 2.2.2. 回归参数的普通最小二乘估计 即寻找参数 β 0 ， β 1 ， ⋯ ， β p 的估计值 β ^ 1 ， β ^ 2 ， ⋯ ， β ^ p ，使离差平方和 Q ( β 0 ， β 1 ， ⋯ ， β p ) = ∑ i = 1 n ( y i − β 0 − β 1 x i 1 − ⋯ − β p x i p ) 2 达到极小。 当 ( X ′ X ) − 1 存在时，即得回归参数的最小二乘估计为： β ^ = ( X ′ X ) − 1 X ′ y 2.2.3. 回归方程、回归系数的检验 1) F检验 对多元线性回归方程的显著性检验就是要看自变量 x 1 ， x 2 ， ⋯ ， x p 从整体上对随机变量y是否有明显的影响。 原假设 H 0 : β 1 = β 2 = ⋯ = β p = 0 构造F检验统计量如下： F = S S R / p S S E / ( n − p − 1 ) 当原假设成立时，F服从自由度为 ( p ， n − p − 1 ) 的F分布。 当 F > F α ( p ， n − p − 1 ) 时，拒绝原假设 H 0 ，否则认为在显著性水平 α 下，y与 x 1 ， x 2 ， ⋯ ， x p 有显著的线性关系，即回归方程是显著的。 2) t检验 检验 x j 是否显著等价于检验 H 0 j : β j = 0 ， j = 1 ， 2 ， ⋯ ， p 如果接受原假设，则 x j 不显著；如果拒绝原假设，则 x j 是显著的。 据此可以构造t统计量 t j = β ^ c j j σ ^ 式中 σ ^ = 1 n − p − 1 ∑ i = 1 n e i 2 2.2.4. 违背基本假设情况的检验 1) 异方差性 违背了回归模型的基本假定，即 var ( ε i ) ≠ var ( ε j ) ，当 i ≠ j 时 诊断方法：绘制残差图 等级相关系数法 解决方法：多元加权最小二乘估计BOX-COX变换 2) 自相关性 违背基本假设，即 cov ( ε i ， ε j ) ≠ 0 ，当 i ≠ j 时 诊断方法：图示检验法 自相关系数法DW检验 解决方法：迭代法 差分法BOX-COX变换 2.2.5. 多重共线性 1) 共线性诊断 ① 方差扩大因子法 c j j = 1 1 − R j 2 作为方差扩大因子的定义，证明见参考文献 [ 2 ]，当 V I F j ≥ 10 时，说明自变量 x j 与其余自变量之间有严重的多重共线性。(注意：有些教材认为 v i f > 4 即存在多重共线性。详见参考文献 [ 3 ]。) ② 条件数 记 X ′ X 的最大特征根为 λ m ，称 k i = λ m λ i ， i = 0 ， 1 ， ⋯ ， p 为特征根 λ i 的条件数。 通常认为 0 < k < 10 时，设计矩阵X没有多重共线性； 10 ≤ k < 100 时，存在较强的多重共线性； k ≥ 100 时，存在严重的多重共线性。 2) 解决方法 剔除不重要的解释变量，在此例中我们将看到不显著的回归系数，当回归系数不显著时，剔除变量。 由于样本量足够大，因而增大样本量已经无法解决问题。 岭回归，详见参考文献 [ 4 ]。 主成分回归与偏最小二乘估计。 2.2.6. Lasso回归 Lasso回归又称为套索回归，并提供了从零开始到最小二乘拟合的系数和拟合的整个序列。Lasso是一种收缩估计方法，其基本思想是在回归系数的绝对值之和小于一个常数的约束条件下，使残差平方和最小化，从而能够产生某些严格等于0的回归系数，进一步得到可以解释的模型。R语言中有多个包可以实现Lasso回归，这里使用lars包实现。
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user: 4. 讨论 4.1. 响应变量与部分自变量的回归模型 1) 通过计算自变量与响应变量的相关系数，可以发现与响应变量有较大相关关系的有RM、PTRATIO、LSTAT三个变量，因此对其建立线性回归模型。 方法与上同，经过Box-Cox变换后的回归方程 R 2 = 0 .7167 ， σ ^ = 0.3975 。 回归方程为： y y = 4.889430 + 0.228333 RM − 0.072931 PTRATIO − 0.061199 LSTAT 2) 回归系数的解释 RM增加，MEDV也会增加。因为随着房屋数量的增加，相对房屋价格应该会减小。 LSTAT增加，MEDV会减小。因为低收入者多的地方，他们居住的地区房屋价格会低一些。 PTRATIO增加，MEDV会减小。因为师生数量比表明了一个地方教育发展状况，比值越大，说明该地区缺老师，教育状况较差，因此该地区房价也会低。 4.2. 利用回归模型对自有住房的中位数MEDV进行预测 假设王某是一个在波士顿地区的房屋经纪人，使用此模型对客户进行评估他们想要出售的房屋的中位数报价，王某会建议每位客户的房屋销售价格大约为多少？客户的信息见表5，建议见表6。 Table 5 Information collected by three customer 自变量 客户1 客户2 客户3 房屋内房间数 5 4 8 人口状况下降% 17% 32% 3% 城镇的学生与教师比例 15:1 22:1 12:1 表5. 三个客户收集到的信息 Table 6 Suggests that the mean of the median house price i 客户1 客户2 客户3 17.83637 6.365289 43.99365 表6. 建议房价中位数的均值为 4.3. 模型分析 虽然模型的误差标准差较小，但是模型的拟合优度一般，可能是线性回归模型不合适，也有可能采集的数据不能充分解释响应变量的值，应该尝试建立非线性模型或其他模型提高拟合优度；数据中可以看到异常值，既不能盲目删除，也不应该置之不理，应具体分析，具体情况具体讨论。 4.4. 使用性探讨 1978年采集的数据，在考虑通货膨胀的前提下，由于相关的政策发生了变化，因此在今天不适用； 以上数据所采集的变量，不能够完全描述一个房屋，房屋价值还受房屋外观、新旧程度等因素的影响； 像波士顿这样的大城市，回归模型仅适用于它本身，不能适用于其他乡镇。
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user: 摘 要 本文研究了5种不同结构类型聚羧酸高性能减水剂对C60高性能混凝土耐久性能的影响，主要研究不同厂家的聚羧酸高性能减水剂对C60高性能混凝土耐久性(抗冻性、抗碳化性等性能)的影响。研究结果表明：不同种类的聚羧酸高性能减水剂对C60高性能混凝土抗冻性和抗碳化性影响不同，其中：掺A聚羧酸高性能减水剂的抗冻性最好，掺B聚羧酸高性能减水剂的抗碳化性能最好；掺B聚羧酸高性能减水剂的密实性能最好。 关键词 :聚羧酸高性能减水剂，C60高性能混凝土，抗冻性，抗碳化性，密实性 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 与普通高效减水剂或高性能减水剂(萘系列、氨基磺酸盐等)相比，聚羧酸系高性能减水剂由于其分子结构的可设计性、无甲醛合成、安全性和环保性，且具有不易交联，可操作性强，分散性好，减水率高，坍落度保持率高，水泥相容性好等性能，成为目前混凝土所用能减水剂的研究热点 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。从合成方法上讲，聚羧酸系高性能减水剂(PR)可分为以下三种 [ 5 ] [ 6 ]：可聚合单体的直接共聚、聚合后的功能化、原位聚合和嫁接。K. Yamada、任元军、J. Plank等人 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 研究了聚羧酸系高性能减水剂分子结构与其对混凝土各种性能的关系，沙胜男、李国波、张明、T. Nawa等人 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 对聚羧酸高性能减水剂的化学机理进行了研究。 本文研究了C60高性能混凝土掺聚羧酸系高性能减水剂后耐久性能(抗冻性和抗碳化性等性能)，从而为C60高性能混凝土在工程中的应用提供一定的技术指导和建议。
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user: 2. 试验材料、试验仪器、设计方案 2.1. 试验材料 水泥：PO42.5，为上海海螺水泥集团有限公司；矿渣：S95级，为上海钢铁集团有限公司；粉煤灰：二级，江西南昌电厂；砂，河沙，细度模数2.5，含泥量2.0%，含泥量0.3%，由上海浦东新区采砂有限公司生产；石：5 mm~10 mm和10 mm~25 mm两种级配搭配的碎石，江苏省昆山市钢城区石料加工厂产。5种聚羧酸高性能减水剂A、B、C、D、E分别为分子结构为5碳的501母液、分子结构为6碳的501母液、分子结构为5碳的608母液、分子结构为6碳的608的母液、分子结构为5碳的702母液；其中，501母液采用奥克501单体，608母液采用奥克608单体，702母液采用奥克702单体；这5种母液都为江苏苏博特新材料股份有限公司研发而成。引气剂，进口产品，德国科莱恩化工(中国)有限公司。其水泥、矿渣和粉煤灰的化学成分见表1所示。 2.2. 试验仪器 混凝土搅拌机，HX-60，沧州路成仪器设备有限公司；混凝土振动台，ZP-1，河北沧州路成仪器设备有限公司；压力机，CMT-5504，中国美特斯工业系统有限公司；电脑全自动砼快速冻融试验仪，DDR-9，沧州鑫科建筑仪器有限公司；全自动混凝土碳化实验箱，THX-2，浙江光年知新仪器有限公司；抗压强度试件试模、抗冻性试件试模等等。 Table 1 Chemical composition analysis of PO425 and fly ash and sla 名称 化学成分(w)/% SiO 2 CaO Fe 2 O 3 Al 2 0 3 SO 3 K 2 O Na 2 O MgO P 2 O 3 Loss PO42.5 20.01 60.12 3.03 4.64 - 1.11 0.18 1.39 - 3.16 粉煤灰 53.18 3.37 5.49 29.05 0.14 1.75 0.31 1.78 - 2.50 矿渣 32.97 36.02 6.36 13.95 0.42 - - 6.82 0.27 1.07 表1. PO425和粉煤灰和矿渣的化学成分分析 2.3. 设计方案 对比5种不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂，研究其对C60高性能混凝土的耐久性(抗冻性和抗碳化性等性能)性能的影响。其C60高性能混凝土配合比及初始坍落度和含气量见表2所示。 Table 2 Experimental results C60 mix ratio and initial slump and gas content of high performance concret 编号 胶凝材 料/kg 粉煤灰/% 矿渣 /% 掺合料/% 水灰比 砂率 减水剂 减水剂 /% 引气剂/% 坍落度/mm 含气量 /% 1 # 416 6.67 13.33 20 0.30 0.38 A 1.2 0.02 210 2.8 2 # 416 6.67 13.33 20 0.30 0.38 B 1.2 0.02 210 3.0 3 # 416 6.67 13.33 20 0.30 0.38 C 1.2 0.02 215 2.7 4 # 416 6.67 13.33 20 0.30 0.38 D 1.2 0.02 205 3.2 5 # 416 6.67 13.33 20 0.30 0.38 E 1.2 0.02 200 3.6 表2. C60高性能混凝土配合比及初始坍落度和含气量的试验结果
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user: 3. 试验结果与分析 3.1. C60高性能混凝土抗冻性的研究 5种不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂对C60高性能混凝土抗冻性能影响的试验结果见表3所示。 从表3中可以看出：5种不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂对C60高性能混凝土抗冻性影响差别非常大，主要是对混凝土相对动弹性模量影响最大，对混凝土质量损失影响不大。从表3中还可以看出：掺A聚羧酸系高性能减水剂的C60高性能混凝土抗冻性能最好，其高性能混凝土冻融循环次数可达到300次；其次，就是掺B和E聚羧酸高性能减水剂，其高性能混凝土冻融循环次数可以达到275次；最后，掺D聚羧酸高性能减水剂的效果最差，其C60高性能混凝土抗冻冻融循环次数仅175次。其主要原因：由于5种聚羧酸系高性能减水剂所用单体分子结构和聚合原理有一定的差别、合同配方和合成工艺存在一定差别，从而导致合成的聚羧酸高性能减水剂的分子结构和混凝土性能(与胶凝材料适用性、硬化浆体中气泡尺寸、硬化浆体结构致密性等)存在较大的差别，最终导致其5种聚羧酸系高性能减水剂对C60高性能混凝土抗冻性性能影响不同。 Table 3 Experimental results C60 frost resistance of high performance concret 编号 减水剂 检测指标 25次 50次 75次 100次 125次 150次 1 # A 相对动弹性模量 /% 99.8 98.9 99.3 99.0 98.9 98.3 质量损失 /% +0.22 +0.12 +0.32 +0.12 +0.22 +0.32 2 # B 相对动弹性模量 /% 99.8 99.6 98.7 98.0 96.3 91.2 质量损失 /% +0.22 +0.31 +0.17 +0.38 +0.42 +0.26 3 # C 相对动弹性模量 /% 96.3 94.2 90.7 86.5 79.2 72.6 质量损失 /% +0.10 +0.22 +0.23 +0.17 +0.28 −0.14 4 # D 相对动弹性模量 /% 98.3 96.4 95.1 92.8 91.2 87.4 质量损失 /% +0.12 +0.20 +0.44 +0.31 +0.18 −0.18 5 # E 相对动弹性模量 /% 96.8 96.2 93.4 89.6 86.1 81.5 质量损失 /% +0.32 +0.22 +0.16 −0.14 −0.75 −0.29 表3. C60高性能混凝土抗冻性能的试验结果 3.2. C60高性能混凝土抗碳化性的研究 1) C60高性能混凝土碳化深度的研究 5种不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂对C60高性能混凝土碳化深度影响的试验结果见图1。 从图1中可以看出：5种聚羧酸系高性能减水剂对C60高性能混凝土抗碳化性影响差别较大；且随着碳化时间的延长，其C60高性能混凝土碳化深度逐渐增加。从图1中还可以看出：掺B聚羧酸高性能减水剂的C60高性能混凝土各碳化时间下的碳化深度数值最小，说明掺B聚羧酸高性能减水剂的C60高性能混凝土抗碳化性最好；其次，就是掺A或E聚羧酸高性能减水剂的C60高性能混凝土各碳化时间下的碳化深度数值稍微大点，说明掺A或E聚羧酸高性能减水剂的C60高性能混凝土抗碳化性稍微差点；最后，掺C聚羧酸高性能减水剂的C60高性能混凝土各碳化时间下的碳化深度数值最大，说明掺C聚羧酸高性能减水剂的C60高性能混凝土抗碳化性最差。 主要因为是：C60高性能混凝土加入不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂后，将会在混凝土中引入数量不等同的大、小气泡，不同程度地增加其混凝土内部的孔隙率，虽然这些孔隙可以改善其混凝土内部结构，但它们将为CO 2 气体的进入提供方便，为碳化反应提供环境条件；且碳化时间越长，CO 2 气体的进入和碳化反应越容易进行。 图1. C60高性能混凝土碳化深度的试验结果 图2. C60高性能混凝土碳化前强度的试验结果 图3. C60高性能混凝土碳化后强度的试验结果 2) C60高性能混凝土碳化前后强度的研究 5种不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂对C60高性能混凝土未碳化或碳化后强度变化的影响分别见图2和图3所示。 从图2中可以看出：针对C60高性能混凝土抗压强度而言，无论3 d、7 d、14 d或8 d，5聚羧酸系列高性能减水剂对其的影响差别不明显；其中：掺E聚羧酸高性能减水剂的抗压强度最高，掺C聚羧酸高性能减水剂的抗压强度最低。对比图2和图3结果表明：五种不同结构类型的聚羧酸减水剂对C60高性能混凝土碳化前后的抗压强度有不同的影响；加A或C或D或E聚羧酸高性能减水剂的C60高性能混凝土碳化后强度不同程度下降，加B聚羧酸高性能减水剂的C60高性能混凝土碳化后强度提高；而加C聚羧酸高性能减水剂的C60高性能混凝土碳化后强度下降最明显。 图4. C60高性能混凝土硬化28 d后SEM分析 综合所知：结合高性能混凝土碳化深度和碳化前后强度变化的试验结果，5种不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂中B的C60高性能混凝土抗碳化性能最好。 3.3. C60高性能混凝土SEM分析 5种不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂对C60高性能混凝土硬化后28dSEM影响的分析图见图4所示。 从图4中可以看出：5种不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂对C60高性能混凝土28d硬化浆体结构影响差别较大，即混凝土内部结构的孔隙率大小、水泥浆体-骨料界面层厚度、结构致密度等差别较大；这主要是因为：5种不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂的分子结构不同，导致硬化混凝土中气泡均匀度不同、气泡大小分布和数量不同、浆体颗粒间距不同，等等，最终导致硬化后整体结构致密性有一定的差别；其中5种不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂中B的结构最密实。
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user: 4. 结论 1) 就C60高性能混凝土抗冻性而言，5种不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂中A的抗冻性效果最好。 2) 5种不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂对C60高性能混凝土抗碳化性能(碳化深度和碳化前后强度变化情况)影响差别较大，其中掺B聚羧酸高性能减水剂的抗碳化性能最好。 3) 根据C60高性能混凝土SEM分析，5种不同结构类型的聚羧酸系高性能减水剂中B的密实性最好。
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user: 摘 要 力学性能是装配式墙板的重要性能之一，不同的构造形式对墙板的力学性能有着不同程度的影响。本文设计了一种方便砌筑的带突肋(抗剪键)的新型砌块，并采用Ansys Workbench有限元软件，对传统砌块砌体、新型砌块砌体、端部加角钢的新型砌块砌体结构在剪压复合作用下的受力性能进行了分析对比，旨在探索一种新型砌块砌体受力体系。研究结果表明：与传统砌体相比，新型砌块砌体和端部加角钢的新型砌块砌体的总变形、等效应力、剪切应力和等效应变都有所增加，但相比于总变形和等效应变而言，等效应力和剪切应力增加显著，说明新型砌块砌体在剪压复合作用下，具有良好的承载能力和较好的变形能力。 关键词 :装配式结构，新型砌体，有限元分析，力学性能 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着经济社会的发展以及装配化的快速进行，装配式住宅受到建筑业的普遍关注，其中钢结构由于预制程度高、施工方便等优点，成为了装配式建筑中的主要发展对象，但目前装配式结构大多是钢骨架，而一个完整的建筑只有钢骨架是无法满足使用功能的，因此，与之配套的墙板体系应运而生。 国内外一些学者对墙板的受力性能做了相关研究，Narayanan N et al. [ 1 ] 认为砌体的抗剪强度主要取决于砂浆和砌块之间的粘结强度；一种带暗支撑的水平叠合剪力墙 [ 2 ] 呈现出良好的整体性，具有和全现浇剪力墙相当的承载力；对于钢板混凝土组合墙体 [ 3 ]：增加钢板厚度可明显增加组合墙体的承载力和耗能能力；而对于加气混凝土承重墙 [ 4 ] 而言：砌块强度的变化对墙体水平承载能力的影响较为明显，而粘结强度的增加对水平承载能力的影响不明显。另外，有研究表明，十字形截面 [ 5 ] 在水平荷载作用下，随着高宽比的增加，墙体的受力状况从以剪切为主转变为以弯剪为主。高淑玲等 [ 6 ] 设计了不同“抹灰 + 砌筑”组合的墙体，研究了ECC和PVA纤维砂浆对砌体抗剪性能、刚度以及延性的提升效果。结果表明：相比于传统抹灰砂浆砌体墙，PVA纤维抹灰砂浆使墙体抗剪强度提高了12%，ECC抹灰砂浆砌体的抗剪强度提高了50%，二者均表现出较好的抵抗变形能力；同时，一些学者 [ 7 ] 指出自保温暗骨架承重墙的破坏分为弯曲型、剪切型、剪切–弯曲型三种，并提出了自保温暗骨架承重墙的抗震设计建议与构造措施。 在上述背景下，本文建立了三种非线性有限元的砌体模型，对比了传统砌块砌体、新型砌块砌体和端部加角钢的新型砌块砌体在剪压复合作用下的力学性能。旨在为新型砌块砌体的设计提供思路，同时解决装配式住宅中配套的墙板问题。
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user: 2. 精细化有限元模型的建立与参数设置 2.1. 建模理论 本模型采用von-mises屈服准则，通过弹性本构矩阵、初始损伤准则及损伤演化准则的定义来描述界面的应力–应变关系。界面出现损伤前，忽略法向和切向刚度的耦合，通过式(1)、(2)所示弹性方程矩阵确定界面应力与截面位移的关系 [ 7 ]： t = [ t n t s t t ] = [ K n n K n s K n t K n s K s s K s t K n t K s t K t t ] [ δ n δ s δ t ] = [ k n 0 0 0 k s 0 0 0 k t ] { δ n δ s δ t } = K δ (1) k n = E u E m h m ( E u − E m ) ， k s = k t = G u G m h m ( G u − G m ) (2) 式中，k n 、k s 、k t 为界面法向拉应力及两个切向剪应力；δ n 、δ s 、δ t 为三个应力分量对应的相应位移；E u 、E m 分别为砌块和砂浆的弹性模量，G u 、G m 分别为砌块与砂浆的剪切模量 [ 8 ]；h m 为砂浆厚度。 接触面裂缝不断发展的的结果是界面单元刚度和承载能力逐渐减小，最终界面内聚力完全丧失致使块体分离。本文采用下式所示的损伤准则，当接触面应力满足式(3)时，接触面开始出现破坏 [ 9 ]。 ( F n F n f ) + ( F s F s f ) ≥ 1 (3) 式中：F n 、F s 分别为砌块接触面的正应力和剪应力；F nf 、F sf 分别为砌块接触面的容许正应力和容许剪应力。 2.2. 非线性有限元模型的建立 本文采用Ansys Workench界面进行模型的建立与求解，与传统操作界面相比，Workbench界面更加直观，简便。首先在Engineering Date设置中添加混凝土材料，然后在Geometry中添加草绘并采用添加冻结的方法建立砌块模型，这样可以防止各砌块交叉接触的部位形成整体，最后将砌块组装成整片墙体并设置为混凝土材料。在模型中引入接触单元来模拟砌块砂浆的作用，接触类型选择摩擦形接触(Fricitonal)，摩擦系数取0.7 [ 10 ]。 2.3. 非线性有限元模型的收敛控制 由于砌块与砂浆接触面之间的非线性和砌体材料的非线性原因，需要使用非线性迭代法求解，在非线性迭代求解过程中，通常会遇到分析设置不准确而导致的计算不收敛问题，从而影响仿真过程。因此，本文采用以下设置方法来保证计算结果能有效收敛。 1) 网格尺寸：几何建模完成后，首先要对模型进行网格划分，网格质量的好坏直接影响最终的计算结果，网格尺寸过大会导致计算结果误差较大，尺寸过小会导致计算难以收敛或结果不正确。因此本文采用规则的六面体网格，设置网格尺寸为20毫米，保证模型的网格选取及尺寸大小满足计算结果和精度要求。 2) 荷载数：荷载步主要是为了满足灵活方便的施加不同种类荷载的要求而产生的，荷载步过大或过小都会影响最终的计算结果。本文采用分级加载制度，竖向荷载在0~10 kN之间均匀加载，水平循环荷载在上皮砖上从0~10 kN之间往复加载，每级增加1.25 kN。 3) 其他设置：通过激活分析选项中的弱弹簧、大变形、自动载荷步和非线性控制中的线性搜索选项，在不影响计算精度的前提下加速计算的收敛速度，提高计算效率。