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什么是先张法并说明其施工工艺流程
先张法是在浇筑混凝土前张拉预应力筋,并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上,然后浇筑混凝土,待混凝土强度达到不低于混凝土设计强度值的75%,保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时,放松预应力筋,借助于混凝土与预应力筋的粘结,对混凝土施加预应力的施工工艺,如图5.1所示。先张法一般仅适用于生产中小型构件,在固定的预制厂生产。 先张法生产构件可采用长线台座法,一般台座长度在50~1 施工简图
50m之间,或在钢模中机组流水法生产构件。先张法生产构件,涉及到台座、张拉机具和夹具及先张法张拉工艺,下面将分别叙述。
5.1.1 台座
台座在先张法构件生产中是主要的承力构件,它必须具有足够的承载能力、刚度和稳定性,以免因台座的变形、倾覆和滑移而引起预应力的损失,以确保先张法生产构件的质量。 台座的形式繁多,因地制宜,但一般可分为墩式台座和槽式台座两种。
5.1.1.1 墩式台座
墩式台座由承力台墩、台面与横梁三部分组成,其长度宜为50~150m。台座的承载力应根据构件张拉力的大小,可按台座每米宽的承载力为200~500kN设计台座。 (1)承力台墩 承浇钢筋力台墩一般埋置在地下,由现混凝土做成。台座应具有足够的承载力、刚度和稳定性。台墩的稳定性验算包括抗倾覆验算和抗滑移验算。 台墩的坑倾覆验算,其计算简图如图5.2所示,按下式进行计算: K1=M/M1=GL/(Pj*e1) 式中 K1-抗倾覆完全系数,应不小于1.50; M-倾覆力矩(N·m),由预应力筋的张拉力产生; Pj-预应力筋的张拉力(N); e1-预应力筋的张拉力合作用点至倾覆点的力臂(m); M1-抗倾覆力矩(N·m),由台墩自重和主动土压力等产生; G-台墩的自重(N); L-台墩重心至倾覆点的力臂; Ep-台墩左侧面主动土压力的合力(N),当台墩埋置深度很浅时,可忽略不计; e2-主动土压力合力重心至倾覆点的力臂(m)。 台墩的倾覆点O的位置,对于台墩与台面共同作用的台座,按实际情况,倾覆点应在混凝土台面的表面处,但考虑到台墩倾覆趋势使得台面端部顶点处有可能出现应力集中和混凝土面层的施工质量的影响,因此,倾覆点宜取在混凝土台面往下40~50mm处。 图5.2 承力台墩抗倾覆计算简图 图5.3 承力台墩抗滑移验算简图 台墩抗滑移验算,其计算简图如图5.3所示,按下式进行计算。 K2=N1/Pj 式中 K2-抗滑移安全系数,应不小于1.30; N1-抗滑移力,一般应有台面的抗滑移力N′,台面右侧面的被动土压力的合力Ep′和台墩自重产生的摩阻力F组成,其中以N′为主要抗滑移力,提供以下数据供参考: 当台面采用C10~C15混凝土时,厚60mm,台面每米宽抵能力取150~250kN; 当台面采用C10~C15混凝土时,厚80mm,台面每米宽抵抗能力取200~250kN; 当台面采用C10~C15混凝土时,厚100mm,台面每米宽低抗能力取250~300kN; 当采用混凝土台面,并与合墩共同工作时,一般可不进行抗滑移验算,而应验算台面的承载能力。 (2)台面 台面一般是在夯实的碎石垫层上浇筑一层厚度为60~100mm的混凝土而成。其水平承载力N′可按下式计算: N′=φ*Ac* fc/(K1* K2) 式中 φ-轴心受压纵向弯曲系数,取=1; Ac-台面截面面积(m2); fc-混凝土轴心抗压强度计算值(MPa); K1-台面承载力超载系数,取1.2; K2-考虑台面不均匀和其他影响因素的附加完全系数,取1.5。 台面伸缩缝可根据当地温差和经验设置,一般均为10m设置一道。也可采用预应力滑动台面,不留伸缩缝。预应力滑动台面,一般是在原有的混凝土台面或新浇筑的混凝土基层上刷隔离剂,张拉预应力钢丝后,浇筑混凝土面层,待混凝土达到放张强度后,切断钢丝台面就发生滑动。这种台面使用效果良好。 (3)横梁 台座的两端设置固定预应力钢丝的钢制横梁,一般用型钢制作,在设计横梁时,除考虑在张拉力的作用下有一定的强度外,应特别注意其变形,以减少预应力损失。
5.1.1.2 槽式台座
槽式台座由钢筋混凝土压杆、上下横梁及台面组成,如图5.4所示。台座的长度一般不超过50m,承载力可大于1000kN以上。为了便于浇筑涨凝土和蒸汽养护,槽式台座一般我低于地面。在施工现场还可利用已预制的柱、桩等构件装配成简易的槽式台座。 图5.4 槽式台座 1-压杆;2-砖墙;3-下横梁;4-上横梁
5.1.2 张拉机具和夹具
先张法构件生产中,常采用的预应力筋有钢丝或钢筋两种。张拉预应力钢丝时,一般直接采用卷扬机或电动螺杆张拉机。张拉预应力钢筋时,在槽式台座中常采用四横梁式成组张拉装置,用千斤顶张拉,如图5.5和图5.6所示。 图5.5 电动螺杆张拉机 图5.6 四横梁式成组张拉装置 1-电动机;2-皮带传动;3-齿轮;4-齿轮螺母;5-螺杆; 1-台座;2、3-间后横梁;4-钢筋;5、6-拉力架; 6-顶杆;7-台座横梁;8-钢丝;9-锚固夹具;10-张拉夹具; 7-螺丝杆;8-千斤顶;9-放张装置 11-弹簧测力器;12-滑动架 预应力筋张拉后用锚固夹具将顶力筋直接锚固于横梁上,锚固夹具都可以重复使用,要求工作可靠、加工方便、成本低或多次周转使用。预应力钢丝的锚固夹具常采用圆锥齿板式锚固夹具,预应力钢筋常采用螺丝端杆锚固钢筋。
5.1.3 先张法施工工艺
先张法预应力混凝土构件在台座上生产时,其工艺流程一般如图5.7所示。 施工工艺现场
图5.7 先张法工艺流程图 预应力混凝土先张法工艺的特点是:预应力筋在浇筑混凝土前张拉,预应力的传递依靠预应力筋与混凝土之间的粘结力,为了获得良好质量的构年,在整个生产过程中,除确保混凝土质量以外,还必须确保预应力筋与混凝土之间的良好粘结,使预应力混凝土构件获得符合设计要求的预应力值。 对于碳素钢丝因其强度很高,且表面光滑,它与混凝土粘结力较差。因此,必要时可采取刻痕和压波措施,以提高钢丝与混凝土的粘结力。压波一般分局部压波和全部压波两种,施工经验认为波长取39mm,波高取1.5~2.0mm比较合适。 为了便于脱模,在铺放预应力筋前,在台面及模板上应先刷隔离剂,但应采取措施,防止隔离剂污损预应力筋,影响粘结。
5.1.3.1 预应力筋张拉
预应力筋张拉应根据设计要求,采用合适的张拉方法、张拉顺序和张拉程序进行,并应有可靠的保证质量措施和安全技术措施。 预应力筋的张拉可采用单根张拉或多根同时张拉,当预应力筋数量不多,张拉设备拉力有限时常采用单根张拉。当预应力筋数量较多且密集布筋,另外张拉设备拉力较大时,则可采用多根同时张拉。在确定预应力筋张拉顺序时,应考虑尽可能减少台座的倾覆力矩和偏心力,先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋。此外,在施工中为了提高构件的抗裂性能或为了部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力筋与张拉台座之间温度因素产生的预应力损失,张拉应力可按设计值提高5%。但预应力筋的最大超张拉值:对于冷拉钢筋不得大于0.95fpyk(fpyk为冷拉钢筋的屈服强度标准值);碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线不得大于0.80fpyk;热处理钢筋、冷拔低碳钢丝不得大于0.75(fpyk为预应力筋的极限抗拉强度标准值)。 预应力筋的张拉力方法有超张拉法和一次张拉法两种。 超张拉法:0-1.05con持荷2mincon 一次张拉法:0-1.03con 其中con为张拉控制应力,一般由设计而定。采用超张拉工艺的目的是为了减少预应力筋的松弛应力损失。所谓“松弛”即钢材在常温、高应力状态下具有不断产生塑性变形的特性。松弛的数值与张拉控制应力和延续时间有关,控制应力高,松弛也大,所以钢丝、钢绞线的松弛损失比冷拉热轧钢筋大,松弛损失还随着时间的延续而增加,但在第一分钟内可完成损失总值的50%,24h内则可完成80%。所以采用超张拉工艺,先超张拉5%再持荷2min,则可减少50%以上的松弛应力损失。而采用一次张拉锚固工艺,因松弛损失大,故张拉力应比原设计控制应力提高3%。 [例]某预应力空心板采用冷拔低碳钢丝фb4作为预应力筋,单根钢丝截面面积Ap=12.6mm2,fptk=700MPa,张拉控制应力бcon=0.7fptk,如采用一次张拉工艺;0-1.03бcon,则其单根钢丝的张拉力N=700×0.70×1.03×12.6=6.36kN。其张拉应力为72.1%fptk,小于75%fptk。 对于长线台座生产,构件的预应力筋为钢筋时,一般常用弹簧测力计直接测定钢丝的张拉力,伸长值可不作校核,钢丝张拉锚固后,应采用钢丝测力仪检查钢丝的预应力值。 多根预应力筋同时张拉时,应预先调整初应力,使其相互之间的应力一致。预应力筋张拉锚固后,实际预应力值与工程设计规定检验值的相对允许偏差应在+5%以内。在张拉过程中预应力筋断裂或滑脱的数量,严禁超过结构同一截面预应力筋总根数的5%,且严禁相邻两根断裂或滑脱。先张法构件在浇筑混凝土前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。预应力筋张拉锚固后,预应力筋位置与设计位置的偏差不得大于5mm,且不得在于构件截面最短边长的4%。张拉过程中,应按混凝土结构工程施工及验收规范要求填写施加预应力记录表,以便参考。 施工中应注意安全。张拉时,正对钢筋两端禁止站人。敲击锚具的锥塞或楔块时,不应用力过猛,以免损伤预应力筋而断裂伤人,但又要锚固可靠。冬期张拉预应力筋时,其温度不宜低于-15℃,且应考虑预应力筋容易脆断的危险。
5.1.3.2 预应力筋的放张
预应力筋放张过程是预应力的传递过程,是先张法构件能否获得良好质量的一个重要环节,应根据放张要求,确定合宜的放张顺序、放张方法及相应的技术措施。 (1)放张要求 放张预应力筋时,混凝土强度必须符合设计要求,当设计无专门要求时,不得低于设计的混凝土强度标准值的75%。放张过早由于混凝土强度不足,会产生较大的混凝土弹性回缩而引起较大的预应力损失或钢丝滑动。放张过程中,应使预应力构件自由压缩,避免过大的冲击与偏心。 (2)放张方法 当预应力混凝土构件用钢丝配筋时,若钢丝数量不多,钢丝放张可采用剪切、锯割或氧-乙块焰熔断的方法,并应从靠近生产线中间处剪断,这样比在靠近台座一端处剪断时回弹减小,且有利于脱模。若钢丝数量较多,所有钢丝应同时放张,不允许采用逐根放张的方法,否则,最后的几根钢丝将承受过大的应力而突然断裂,导致构件应力传递长度骤增,或使钩件端部开裂。放张方法可采用放张横梁来实现。横梁可用千斤顶或预先设置在横梁支点处的放张装置(砂箱或楔块等)来放张。 粗钢筋预应力筋应缓慢放张。当钢筋数量较少时,可采用逐根加热熔断或借预先设置在钢筋锚固端的楔块或穿心式砂箱等单根放张。当钢筋数量较多时,所有钢筋应同时放张。 采用湿热养护的预应力混凝土构件宜热态放张,不宜降温后放张。 图5.8为采用楔块放张的例子。在台座与横梁间设置楔块5。放张时旋转螺母8,使螺杆6向上移动,而使楔块5退出,达到同时放张预应力筋的目的。 楔块坡角应选择恰当,角过大,则在张拉时容易滑出,反之, 角过小,则放张时楔块不易拔出。角的正切应略小于楔块5与钢块3、4之间的摩擦系数,即 tan≤ 式中 -摩擦系数,一般可取0.15~0.20。 若张拉后横梁对钢块3、4的正压力为N,放张时拔出楔块5所需之竖向力(即螺杆6所受的轴向力)为Q,则: Q=N(+COS2-sin2) 根据Q值的大小,即可选择螺杆及螺母。 图5.8 用楔块放张预应力筋示意图 图5.9 砂箱构造图 1-台座;2-横梁;3、4-楔块;5、钢楔块;6-螺杆; 1-活塞;2-套箱;3-进砂口; 7-承力板;8-螺母 4-套箱底板;5-出砂口;6-砂 楔块放张装置宜用于张拉力不大的情况,一般以不大于300kN为宜。当张拉力较大时,可采用砂箱放张。图图5.9的砂箱是按1600kN设计的一个例子,它由钢制套箱及活塞(套箱内径比活塞外径大2mm)等组成,内装石英砂或铁砂。当张拉钢筋时,箱内砂被压实,承担着横梁的反力。放松钢筋时,将出砂口打开,使砂缓慢流出,从而达到缓慢放张的目的。采用砂箱放张,能控制放张速度,工作可靠,施工方便。箱中应采用干砂,并有一定级配,例如其细度通过50号及30号标准筛的砂,按6:4的级配使用,这样既能保证砂子不易压碎造成流不出的现象,又可减少砂的空隙率,从而减少使用时砂的压缩值。减小预应力损失。 (3)放张顺序 预应力筋的放张顺序,应符合设计要求;当设计无专门要求时,应符合下列规定: 对承受轴心预压力的构件(如压杆、桩等),所有预应力筋应同时放张; 对承受偏心预压力的构件,应先同时放张预压力较小区域的预应力筋,再同时放张预压力较大区域的预应力筋; 当不能按上述规定放张时,应分阶段、对称、相互交错地放张。以防止在放张过程中,构件产生弯曲、裂纹及预应力筋断裂等现象。 放张后预应力筋的切断顺序,宜由放张端开始,逐次切向另一端。
编辑本段先张法的有关规定
对先张法预应力混凝土构件,《公桥规》的规定如下。 先张台座现场
1、台座
先张法墩式台座结构应符合下列规定:
(1)
承力台座须具有足够的强度和刚度,其抗倾覆安全系数应不小于1.5,搞滑移系数应不小于1.3.
(2)
横梁须有足够的刚度,受力后挠度应不大于2mm。
(3)
在台座上铺放预应力筋时,应采取措施防止弄脏预应力筋。
(4)
张拉前,应对台座、横梁及各项张拉设备进行详细检查,符合要求后方可进行操作。
2、张拉
(1)同时张拉多根预应力筋时,应预先调整其初应力,使相互之间的应力一致;张拉过程中,应使活动横梁与固定横梁始终保持平行,并应抽查力筋的预应力值,其偏差的绝对值不得超过按一个构件全部力筋预应力总值的5%。 (2)预应力筋张拉完毕后,与设计位置的偏差不得大于5mm,同时不得大于构件最短边长的4%。 (3)预应力筋的张拉应符合设计要求,设计无规定时,其张拉程序可按先张法预应力筋张拉程序的规定进行。 (4)张拉时,预应力筋的断丝数量不得超过钢丝总数的1%。(钢筋不容许断筋)
3、放张
(1)预应力筋放张时的混凝土强度须符合设计规定,设计未规定时,不得低于设计的混凝土强度等级值的75%。 (2)预应力筋的放张顺序应符合设计要求,设计未规定时,应分阶段、对称、相互交错地放张。在力筋放张之前,应将限制位移的侧模、翼缘模板或内模拆除。 (3)多根整批预应力筋的放张,可采用砂箱法或千斤顶法。用砂箱放张时,放砂速度应均匀一致;用千斤顶放张时,放张宜分数次完成。单根钢筋采用拧松螺母的方法放张时,宜先两侧后中间,并不得一次将一根力筋松完。 (4)钢筋放张后,可用乙炔一氧气切割,但应采取措施防止烧坏钢筋端部。钢丝放张后,可用切割、锯断或剪断的方法切断;钢绞线放张后,可用砂轮锯切断。 长线台座上预应力筋的切断顺序,应由放张端开始,逐次切向另一端。
带传动是利用传动带作为_____,依靠传动带与带轮之间的_____来传递运动和动力的
带传动是利用传动带作为(中间挠性件),依靠传动带与带轮之间的( 摩擦力或啮合)来传递运动和动力的。
相关知识:
1、带传动
带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同,有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动,也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。
带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力,且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点,在近代机械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低,但传动比不准确(滑动率在2%以下);同步带传动可保证传动同步,但对载荷变动的吸收能力稍差,高速运转有噪声。 带传动除用以传递动力外,有时也用来输送物料、进行零件的整列等。
2、摩擦力
阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力叫做摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。
摩擦力分为静摩擦力、滚动摩擦、滑动摩擦三种。
一个物体在另一个物体表面发生滑动时,接触面间产生阻碍它们相对运动的摩擦,称为滑动摩擦。滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的大小和压力大小有关。压力越大,物体接触面越粗糙,产生的滑动摩擦力就越大。
3、啮合
啮合指两个齿轮间的咬合。机械上齿轮的啮合形式又分为外啮合和内啮合。
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潜艇的级别划分
舰级"是一个专业用语,是指在同舰种的舰艇中, 按排水量、主要武器装备、推进方式或服役年代等划分的舰艇,不完全是按大小来区分的,多将第一艘舰艇的名字代表某一个舰级。如:俄罗斯的巡航导弹核潜艇共有4个级别7个型号,其中“奥斯卡—2”型核潜艇库尔斯克号可以这样描述:
舰类——核潜艇
舰种——巡航导弹核潜艇
舰级——奥斯卡级
舰型——奥斯卡级第2型(即改进型)
舰名——库尔斯克
舰号——K-141
有的国家不叫“级”,只叫“型”,如我国潜艇的33型、035型常规潜艇、091型攻击核潜艇等,而不叫33级、035级、091级等。元级、汉级、基洛级等都是北约国家给我国潜艇起的名字,或是引进国的叫法,不是我国规范的叫法。宋级就是我国的039型常规潜艇,汉级就是我国的091型核潜艇(如果是改进型就写为091G型),基洛级就是我国的877型,以此类推。
如果是某一艘船,如我国第一艘091型攻击核潜艇,就是:091型长征1号艇(舷号401)
自1990年以来,世界各国在役潜艇的总数大约减少了50%,从20世纪90年代初期的约800艘,减少到2002年初的400艘左右。在同一时期,世界各国核潜艇的数量削减得更多,从330艘锐减到140艘。目前,世界上只有美、俄、英、法、中拥有核潜艇。从1974年开始,印度已经踏上努力研制核潜艇之途,并计划在本世纪第一个十年中取得成果。此外,巴西曾经执行的核潜艇计划却由于财政紧缩和缺少重大的技术进步而停止。有专家预计,在今后20年或更长时间内,可能不会增添新的核潜艇国家。
美国海军
寂静的水下舰队
美国现役“俄亥俄”级战略核潜艇的服役时间平均预计为44年,因此,到21世纪20年代,美国海军不需要替换该级艇。其中被改装的4艘“俄亥俄”级预期服役到2027到2028年。到2008年之际,“俄亥俄”号将作为第一艘巡航导弹核潜艇重新服役,该艇上的24个导弹发射筒将有22个被改为每个可装载7枚战术“战斧”导弹的发射筒,另外两个则作为9人用的设闸室,用于66名(紧急情况时可增至102名)“海豹”队员进出潜艇的进出口。此外,甲板上还能携带两个干式甲板输送装置或先进的“海豹”分队输送潜艇(或两种输送装置各携带一个)。被改装的4艘“俄亥俄”级核潜艇将对核反应堆重新更换核燃料,装备最新式的传感器和通信系统。除了4艘预计被改装成巡航导弹核潜艇之外,其余14艘“俄亥俄”级中的“阿拉斯加”号已于2002年2月完成改装,装备了“三叉戟”D-5型弹道导弹。
美国2002年在役的攻击型核潜艇总数为53艘,但美国海军首脑认为,完成其全球任务最少需要62艘。尽管在将近60年的时间里,美国核潜艇还没有击沉过敌人的舰艇和潜艇,但它已是美国情报收集工作的重要组成部分,并被证明是一个非常有用的对陆攻击巡航导弹发射平台。惟一限制其发展的就是高昂的造价。“弗吉尼亚”级首制艇于1998年订购时,造价为42亿美元,到2002年初,其建造费用已增加了3.41亿美元,这就限制了每年订购一艘的速度。如果“弗吉尼亚”级的建造按计划完成,美国将最终只有约30艘攻击型核潜艇。为此,美国海军试图用两种途径来提高攻击型核潜艇的战力水平,一种是对役龄较长但仍很有效的“洛杉矶”级换装核燃料,另一种则是将建造“弗吉尼亚”级的速度提高一倍。但由于资金有限,这两种途径不可能同时进行。而且,建造30艘“弗吉尼亚”级的计划可能难以实现,这是由于“弗吉尼亚”级之后的新型核潜艇的设计已经开始。
“弗吉尼亚”级的首制艇于2004年6月建成服役,该级的第四艘“北卡罗莱纳”号将于2007年底建成服役。然而,其第五艘将不会在2010年之前加入现役,此后,可能会以每年一艘的速度继续建造“弗吉尼亚”级核潜艇。
2004年,“海狼”级的第三艘,同时也是该级最后一艘的“吉米·卡特”号将服役。虽然水下排水量9137吨的“海狼”号和“康涅狄格”号核潜艇被美国海军用做攻击型核潜艇,但“吉米·卡特”号却与前两艘略有不同。该艇全长138.1米,水下排水量为12139吨,舯部有一个长度为30.5米的舱段,可容纳50名“海豹”队员及其装备。此外,该艇还具有特殊的情报收集能力,可以取代退役的“鲟鱼”级最后一艘“鲷鱼”号。
俄罗斯
局面混乱的核潜艇力量
目前俄罗斯潜艇兵力的训练状态和物质条件非常窘迫。自1996年以来,俄罗斯没有建造过新的核潜艇,在过去10年也仅仅造了两艘,4座潜艇建造厂目前处境艰难。 因此,8艘“基洛”级常规潜艇的合同分配使得这4家建造厂闹得不可开交。
俄罗斯战略核潜艇现已仅存12艘,其中“台风”级1艘,“D-Ⅳ”级6艘、“D-Ⅲ”级5艘,而“D-Ⅲ”级的最后一艘将于2005年底退役。在1990年后期经过大修之后,“台风”级首制艇于2000年10月被命名为“德米特里·东斯科伊”号,并于2002年6月26日被拖离北德文斯克造船厂的修理车间。据新闻媒体报道说,在纪念仪式举行之后,该潜艇又被拖回厂内。经过整修后的“德米特里·东斯科伊”号战略核潜艇于2002年底重新服役,用作新的BULAVA-30型潜射战略弹道导弹的试验平台。据悉,这艘核潜艇在2005年前将不能用于作战巡逻,届时“台风”级惟一一艘可作战巡逻的“谢维尔斯塔尔”号可能已经退役。
取代尚未获得成功的GROM(SS-NX-28)计划的BULAVA-30型导弹,是陆基SS-25 TOPOL-M导弹的改进型。俄罗斯计划用12枚BULAVA-30型导弹装备其正在建造的惟一一艘新一代战略核潜艇———“尤里·多尔戈鲁基”号。“尤里·多尔戈鲁基”号于1996年11月2日开工,工程代号为955,型号设计名称为“博列依”级战略核潜艇。与此同时,越来越多的迹象表明,目前俄罗斯已经停止了“尤里·多尔戈鲁基”号的建造,而是转向完成“阿库拉-Ⅱ”级第三艘的建造。该艇最初被命名为“美洲狮”号。目前俄罗斯打算将该艇进行改进设计,在舯部增加一个具有12个导弹发射筒的舱段,用于装备和发射BULAVA-30型导弹。这艘经过改进的新核潜艇被重新命名为“尤里·多尔戈鲁基”号,可能于2005~2006年建成。如果资金允许,在北德文斯克尚未建成的“阿库拉-Ⅱ”级的第4艘“猞猁”号可能也要进行相同的改进设计与建造。目前在役的6艘“D-Ⅳ”级计划服役到下个10年,但是“D-Ⅳ”级中还有另一艘K-64号曾经被提议于2001年2月作退役拆除处理。然而,俄罗斯海军2002年夏季提出一项新的建议,重新为K-64号换装核燃料,并把它改装成巡航导弹发射平台。这项建议明显是针对美国“俄亥俄”级改装成巡航导弹核潜艇而提出的。然而,目前俄罗斯只有一艘“D-Ⅳ”级可供改装,而且改装费用可能很高,因此对俄罗斯来说,这项改装可能是不切实际的。
“奥斯卡-Ⅱ”级(代号为949A)的第13艘艇“伏尔加格勒”号(K-135)于1999年9月下水。该艇的下水最初是为了在北德文斯克造船厂的建造车间腾出位置,但是据俄罗斯最近公布的一些资料表明,之所以使“伏尔加格勒”号核潜艇下水,主要是俄罗斯希望尽快让这艘19400吨的巡航导弹核潜艇替代“库尔斯克”号。
尽管俄海军官员们一再声称惟一的“亚森”级(代号885)的“北德文斯克”号攻击型核潜艇即将建成,并且在2001年再次为该艇投入了少量资金,但是从1993年12月在北德文斯克开工至今,这艘11800吨的核潜艇的建造仍无多少进展。“阿库拉-Ⅱ”级的第2艘“猎豹”号的服役时间一再拖延。2001年12月4日,俄罗斯曾声明说,“猎豹”号将是“阿库拉-Ⅱ”级的最后一艘。这一声明使得外界加重了对“美洲狮”号和“猞猁”号将被改装成战略核潜艇的猜测。然而,时间到了2002年7月,由于俄罗斯政府还有2000万美元的欠款,因此“猎豹”号还停留在造船厂中。除此之外,还有两艘分别于1989年和1991年在共青城开工建造但尚未完工的“阿库拉-Ⅰ”级攻击型核潜艇。据说它们于2002年2月被印度租用5年,费用50亿美元,租用期大约从2005年开始。但是,俄罗斯目前尚无将这两艘艇建成的计划。尽管其中的一艘———“涅尔帕”号已完成82%的建造量,并且其装备的反应堆在20世纪90年代中期就已开始运行,然而由于造船厂不断出现财力不足的情况,这两艘艇最终很可能卖给别国。
英国
急待扩充的核潜艇舰队
随着4艘“前卫”级战略核潜艇于1993~1999年期间相继建成服役,在今后10年或更长的时间内,英国已无必要制定这4艘艇的替代计划。然而,尽管英国已在1997年订购了首批3艘“机敏”级攻击型核潜艇作为“快速”级的替代艇,但是英国拥有12艘攻击型核潜艇兵力的形势仍显得十分紧迫。英国目前拥有7艘“特拉法尔加”级和5艘“快速”级攻击型核潜艇,但这不足以完成英国海军的任务,并且英国政府对于最初增加订购另外3艘“机敏”级的许诺,已经放慢了兑现的步伐。水下排水量为7200吨的“机敏”级比计划的2005年后期交付推迟了12~18个月。到2005年后期,两艘“快速”级将退役,另外两艘“快速”级将于2006年退役,比第2艘“机敏”级预期的交付时间要早一年。这样,届时英国的攻击型核潜艇兵力将减少到9艘。“快速”级的最后一艘核潜艇将在2010年退役。进一步影响英国核潜艇兵力水平的是“特拉法尔加”号在2007年退役,以及“图布伦特”号在2008年退役。它们的退役时间比第3艘“机敏”级的服役时间要早一年。而最后的两艘“特拉法尔加”级核潜艇到2020和2022年继续服役可能是不现实了。这样一来,英国的攻击型核潜艇兵力将有可能下降到只有6艘的水平。
法国
稳步发展的核潜艇力量
随着常规动力的“阿戈斯塔”级“乌埃桑”号潜艇于2001年7月的退役,法国的潜艇兵力全部都由核潜艇组成。尽管从1990年开始,法国在役核潜艇的数量一直是10艘,但战略核潜艇与攻击型核潜艇的比例却从1990年时的6∶4变成了4∶6。在4艘战略核潜艇之中,分别于1976年和1985年服役的“可畏”级中的“无敌”号和“不屈”号,将被“凯旋”级的第3艘和第4艘,即2004年服役的“莱维吉兰特”号和将于2010年服役但尚未开始建造的“可怖”号所取代。“可怖”号将成为“凯旋”级中第一艘装备M51型战略导弹的核潜艇。该弹发射重量55吨,最大射程为7000千米,能携带4枚TN-75分导式弹头。M51导弹被略加改装之后,将装备于“凯旋”级的其他3艘。
水面排水量为2410吨的“红宝石”级攻击核潜艇,是世界排水量最小的核潜艇,该级的6艘于1983~1993年期间相继建成服役。“红宝石”级计划于2012~2022年期间被6艘水面排水量为4100吨、水下最高航速为25节的“梭子鱼”级攻击型核潜艇取代。“梭子鱼”级将装备4具533毫米鱼雷发射管,共携带18枚鱼雷,或SCALP对陆攻击巡航导弹和MM39“飞鱼”反舰导弹。“梭子鱼”级装备一座150兆瓦的K-15型压水反应堆,为一个41500轴马力的推进电机提供动力,推进系统采用泵喷推进器。然而,“梭子鱼”计划已经比预计的时间推迟了两年,并且由于资金严重不足,在2005年之前该级首制艇的建造工作将不会开始。由于第二艘航母被批准建造,法国海军面临日益增大的压力,因此,“梭子鱼”级的建造数量很可能减少,或者该计划将被拖延。按照法国海军的计划,“梭子鱼”级将服役到2050~2060年。长达半个世纪的服役时间将需要一个非常严格的设计。
印度
核潜艇俱乐部新成员
被印度称为“先进技术潜艇”计划的核潜艇研制工作始于1974年,其宗旨是立足于印度国内研制。这项计划可能需要很长的时间才能得出成果。按计划,印度准备建造5艘核潜艇。目前,印度打算在研制的核潜艇上装备射程为1000千米的潜射AGNI-2型弹道导弹(该弹替代了较早的SAGARIKA计划),并加装由鱼雷发射管发射的印度-俄罗斯BHRAMOS(PJ-10)型巡航导弹。这种潜射巡航导弹是俄罗斯3M-55ONIKS型导弹(北约称其为SS-NX-26)的改进型,2001年6月在印度进行了第一次飞行试验。BHRAMOS巡航导弹的射程为300千米,可携带500千克的战斗部。其战斗部最终可能是一个由印度自行研制的核弹头。
目前印度已经对核潜艇的建造事宜进行了安排,核潜艇的耐压艇体分段在孟买的马扎冈建造,在维萨卡帕特南的海军舰艇修造厂进行组装。该舰艇修造厂曾经于2001年下水一艘可潜式驳船,用于“先进技术潜艇”计划中导弹发射试验。据说,俄罗斯的科技人员已经参与了该项计划的各个方面。印度第一艘核潜艇的水下排水量为9400吨,长度为124米,可能于2006~2007年下水,2009年服役。
独立基础承台一般多高
独立基础的设计首先是确定基础高度及阶梯
尺寸, 常规设计时采用试算法, 即先按经验假定基
础高度, 得到基础的有效高度, 然后进行基础混凝
土的冲切承载力验算, 直至抗冲切力稍大于冲切
力为止。要得到基础的最小高度及合理的台阶尺
寸, 往往需要多次的试算, 尤其对初学者或缺乏经
验者来说, 试算法的工作量就更大。由于冲切承
载力的验算过程较烦琐, 在工程设计时, 设计者通
常会假定偏大的基础高度, 使验算通过即可, 而不
再进行优化试算求基础最小高度。阶梯形独立基
础台阶尺寸的确定更是如此。基础高度及阶梯尺
寸直接关系到基础的工程量, 影响工程造价。在
沿海软土地区, 通常浅基础以地表硬壳层为持力
层, 因此为满足软弱下卧层承载力要求和控制沉
降, 须最大限度地减小基础高度, 做到/ 宽基浅
埋0。可见, 寻求简单快速地确定基础最小高度及
合理的台阶尺寸意义重大。本文的工作旨在规范
要求的基础上, 求得形式简单且便于应用的计算
公式及表格, 使独立基础设计达到准确、快速、经
济合理。
1 规范要求
矩形独立基础在柱荷载作用下, 如果基础高
度或阶梯高度不足, 一般先沿柱或台阶短边一侧
发生冲切破坏, 因此规范[1] 要求
F1 [ 0. 7Bhpf 1 bmh0 ( 1)
式( 1) 右边部分为混凝土抗冲切力, 左边部分
为冲切力
F1 = pjA1 ( 2)
式中Bhp ) 受冲切承载力截面影响系数, 当基础高
度h [ 800mm时取1. 0, 当h \ 2000mm时取0. 9,
其间按线性内插取用; f t ) 混凝土轴心抗拉强度设
计值; bm ) 冲切破坏锥体上、下边长bt、bb 的平均
值; h0 ) 基础有效高度; Al ) 冲切力作用面积, 见
图1( b) 及图1( c) ; pj ) 相应于荷载效应基本组合
的地基净反力, 中心受压时取平均值, 偏心受压时
取最大值pj max。
2 计算公式推导
当沿柱边冲切时, 有bt = bc, 而且在大多数情
况下, 基础长宽比l/ b 在2. 0 以内, 冲切破坏锥体
底边落在基础底面积之内, 这时bb = bc + 2h0, 如
图1( b) 所示。于是
bm = ( bt + bb) / 2 = bc + h0 ( 3)
A1 = ( l/ 2- a c / 2- h0) b- ( b/ 2- bc/ 2- h0) 2
( 4)
将式( 3) 、( 4) 代入( 1) 式得
pj [ ( l/ 2- ac / 2- h0) b- ( b/ 2- bc / 2- h0) 2]
[ 0. 7Bhpf t ( bc + h0) h0 ( 5)
令 k = 0. 7Bhpf t / pj ( 6)
则式( 5) 可整理为
h20
+ bch0 -
Gb2
c
4( k + 1) \ 0 ( 7)
G= ( 2n - 1) X2 - 2( m- 1) X- 1 ( 8)
G称为尺寸影响系数, 式( 8) 中n = l/ b; m=
ac / bc ; X= b/ bc。
令 K= 1+ G/ ( k + 1) ( 9)
F = ( K- 1) / 2 ( 10)
则由式( 7) 求得
h0 \ Fbc ( 11)
3 计算公式应用
3. 1 确定基础高度
首先根据混凝土强度等级和地基净反力由式
( 6) 求得k ( 偏安全地取Bhp = 1. 0) , 根据
基底和柱截面尺寸由附表1 直接查得或由式( 8) 求
得G, 然后就可经式( 9) 、( 10) 、( 11) 的简单计算求
得基础最小有效高度h0, 从而确定基础最小高度
h( 有垫层时h = h0 + 45mm) 。
3. 2 确定台阶尺寸
当600 [ h < 900 mm时, 阶梯形基础分二级;
当h \ 900mm 时, 阶梯形基础分三级。以二级阶梯
形基础为例, 首先根据h 和每级高度300 ~ 500mm
的构造要求, 确定第一级高度h1( 通常取h1 =
h/ 2) , 从而确定h01 = h1- 45mm( 有垫层时) 。将上
述公式中的ac、bc 换为a 1、b1, 见图1( c) , 保持k、n、
m不变( m可根据情况自行调整) , 取X= 2. 0 ~ 2.
5( 三级基础取X= 1. 5 ~ 2. 0) , 由n、m、X查表1
得G, 从而可由式( 9) ~ ( 11) 计算求得所需的最小
有效台阶高度h01min, 它只要不大于h01 即可。通过
调整X取值, 可使h01min 尽可能接近h01, 进而根据
X、m 值得到合理的台阶尺寸a 1、b1。
3. 3 算例
某单层工业厂房柱阶梯形独立基础, 偏心受
压, 已知l @b = 3. 6m@3. 0m, ac @bc = 600mm @
400mm, pjmax = 240kPa, 混凝土强度等级C20, f t =
1100kPa, 试确定该独立基础最小高度及合理的台
阶尺寸。
1) 基础高度确定: 取Bhp = 1. 0, 由式( 6) 得k
= 0. 7 @1. 0 @1100/ 240 = 3. 21; 由n = l/ b =
3. 6/ 3 = 1. 2, m = a c/ bc = 600/ 400 = 1. 5, X=
bc / b = 3000/ 400 = 7. 5, 查表1 得G= 70. 25。
由式( 9) 得K= 1+ 70. 25/ ( 3. 21+ 1) = 4. 21, 由
式( 10) 得N= ( 4. 21- 1) / 2 = 1. 61, 再由式( 11) 得
h0 \ 1. 61 @400 = 644mm, 则h \ h0 + 45 =
689mm, 取h = 700mm。
2) 台阶尺寸确定: 取h1 = h/ 2 = 350mm, 则
h01 = 305mm; 取X= 2. 5, 则b1 = b/ X= 1200mm。
由X= 2. 5、n = 1. 2、m= 1. 5 查表1 得G= 5. 25。
同上, 求得K= 1 + 5. 25/ ( 3. 21+ 1) = 1. 5, N=
( 1. 5- 1) / 2 = 0. 25, 则h01min = Nb1 = 0. 25 @1200
= 300mm, 小于并接近于h01, 合理。故台阶尺寸宜
取b1 = 1200mm, a 1 = mb1 = 1800mm。
4 结语
本文的公式( 11) 及表1 不仅能快速地求得柱
下钢筋混凝土独立基础的最小有效高度及最小高
度, 而且能比较方便快速地确定阶梯形独立基础
的合理台阶尺寸, 与试算法相比, 效率和准确性大
大提高, 很容易实现基础埋深和基础工程量最小
的目的, 从而达到降低基础工程造价、控制基础埋
深与做到/ 宽基浅埋0 等技术经济效果。
参考文献:
[ 1] GB 50007- 2002, 建筑地基基础设计规范[S] .
[ 2] 莫海鸿, 杨小平. 基础工程[M] . 北京: 中国建筑工业
出版社, 2003.
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公式[ J] . 南昌航空工业学院学报( 自然科学版) , 2002,
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[ 4] 吴能森, 谢成新. 基底压力分布对扩展基础冲切承载
力影响的研究[ J] . 西北建筑工程学院学报, 2002, 19
( 1) : 20- 25.
房地产开发商税收成本占总成本的比例?
应该在20%-30% 根据销售征收的营业税及附加和印花税等占成本的应该在8%左右,土地增值税和所得税根据开发项目不同,利润不同得出的税额不同,至少在10%以上。
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