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多媒体机或基于Internet的教学环境是近几年各类学校大力的趋势,信息化校园已成为一所学校发展的必要条件。但由于受技术水平、开发人员素质、开发人员与一线教师的脱节等因素的制约,许多校园网的建设和使用仍停留在重普及轻运用的低水平上,基于信息化环境的建构主义学习的优势未能得到充分发挥。因此,如何运用建构主义学习理论去指导信息教育技术的设计是急需解决的重要之一,也是信息教学效果的关键之一。
1、网络教室设计应遵循以“学为中心”的理念
目前,多媒体网络教室正迅速地在学校普及,先进的设备给教师和学生都带来全新的感觉,其中最大的变化就是课堂教学丰富多彩,知识量增大,教师方便,学生喜欢。但是,教师还是教学活动的中心,是知识的传播者和灌输者;学生还是处于被支配地位,是外界刺激被动的接受者和输对象。先进的媒体则成了教师向学生灌输的新与手段,使“书灌”变成了“电灌”,并没有引起教学模式的重大变革。而在建构主义指导下的学习主要目的是为了满足学习者自身的需要。在学习过程中,学习者用发现、探索等方法进行学习,主动搜集和有关的信息,并对信息进行加工处理。
但是,在当前以学为中心的多媒体网络教室方案设计中,还存在一个盲区,看不到适合以“学为中心”的多媒体网络教室设计理念这类字眼,“以学为中心”被“以教为中心”所取代,似乎是只要教室化了,教师授课生动了,学生听课积极了就行了。我们认为这种现象是片面的,不应该把二者主次颠倒起来。因为多媒体网络教室作为一种先进的教学手段,应在营造以学为中心的情境、协作、会话等学习环境等要素中充分发挥应有的作用,对学生进行当前所学知识的意义进行建构有所帮助,在教学过程中能方便地让学生自己去动手、动脑,方便师生互动,而不只是掌握在教师手里的一个高级家庭影院。
在以“学为中心”的教学过程中,强调的是学生是认知主体、是意义的主动建构者,始终是把学生对知识的意义建构作为整个学习过程的最终目的。因此,在多媒体网络教室的设计和建设中,应紧紧围绕“意义建构”这个中心而展开,创设一个有利于学生进行意义建构学习的环境,整个网络教室不论是对学生的独立探索、协作学习还是教师的辅导都方便和实用。总之,网络教室中的一切设计思想和建设实施都要从属于这一中心,都要有利于为完成和深化对所学知识的意义建构服务。
2、网络计算机教室的设计全力支持合作性学习
建构主义认为,在同一认知水平上的其他儿童比成人更能促使儿童从自我中心解脱出来。学生之间彼此交流看法,可使他们不断了解他人的观点,使自己的学习信心和实践能力得到加强和培养。根据学生不同年龄段的知识储备,心理特征以及所学知识的内在,网络计算机教室的设计要支持“意义建构”这个合作学习特点,充分挖掘网络计算机教室设计在引发学生深入地进行调查,有效地进行批判性思考、创造性想象,以及增强学生实践能力等方面的教育教学功能,使之成为提高学生“意义建构”能力等方面的重要工具。促进同伴互教、小组讨论、小组练习、小组课题等合作性学习活动。
但是,现在往往是以一种固化思维在进行学校网络计算机教室的设计,多数还沿袭着几十年一贯制的设计方案,考虑的重点只是人机对话和教师控制的方便程度,很少从支持合作学习这一重心上去设计。我们强调网络计算机教室的设计应在支持合作学习上作为重要考虑因素,既注重人机交互活动对学习的,又强调利用计算机支持学生同伴之间的交互活动。在计算机网络通讯工具的支持下,学生们可突破地域和时间上的限制,进行同伴互教、小组讨论、小组练习、小组课题等合作性学习活动。同时协同学校有意识地提供一个合作学习公共数据库,支持学生用邮件、论坛、BBS、聊天室等发表自己的观点或响应他人的观点,学生既贡献自己的想法又共享他人的意见。
在现今,很注重团队精神和协作精神。建构主义认为,在共享集体思维成果的基础上达到对当前问题比较全面、正确的理解,最终完成对所学知识的意义建构。因此,在多媒体网络计算机教室的设计和建设中,同样应遵循“意义建构”这一中心,创设一个有利于学生进行合作学习的环境。在网络计算机教室里,当学生搜集完信息,可以方便地就自己的资料和结果进行分组讨论,发表见解,对学生的独立探索、协作学习还是教师的辅导都方便和实用。
3、网络课程教学环境设计不能只针对教师而忽略学生
建构主义认为,人们学习的最终目的是能够运用所学的知识解决实际问题,而网络教学的主要任务就是培养学生获取信息、传递信息、处理信息和信息的能力。与传统课程相比,网络课程最大的优势在于能方便快捷地访问大量相关的学习资源。在学校校园网建立起来后,教学资源库就成为了学校必需的软件建设部分。但是,从目前各大小软件商在学校推销的资源库来看,多数是针对教师备课的,也就是说,这些软件商的教育资源库开发思维还是停留在“以教为中心”而不是“以学为中心”,实际上是在不断地给“电灌”增加功率。他们并没有真正明白网络课程教学环境是为学习者提供的能够方便快捷地访问教学资源、完成学习、达到学习目标的辅助环境。而资源库的真正意义是为了帮助学习者能够顺利完成教学的学习而专门设置的每一知识点所需要的各种资料及性的学习方法等信息。这些内容的有机组合能促使学习者将原有的知识与将要学习的内容建立横、纵向的联系,有利于学习者的知识建构。
我们认为,教学资源的选择和组织应根据建构主义的指导,能帮助学习者发挥学习主动性。信息技术,特别是多媒体与机技术的,为学习者提供了极为丰富的化学习资源,包括数字化图书馆、电子阅览室、网上报刊、数据库、多媒体电子书等。面对无限的信息资源,在校园网软件建设中,我们应根据建构主义的学习模式,即明确主题、进入情境、独立探索、协作学习和效果评价等五个方面,按教学需要,选择典型性、代表性的资源加入到资源库当中,最大限度地满足学生不断的检索和各种资料的需求,并能方便地从中提取出自己需要的信息,使学习者能够用发现法、探索法等学习从各类资料中获取有益的信息,来完成课程的学习。例如类似现实世界的虚拟环境,再有就是可以与他人进行通信、交流的环境。使学生能够主动积极参与教学过程和达到交流,教师能够选择资源实现重组。
我们充分的看到,校园网的设计和建设应主要为学习者提供方便快捷的学习环境,不仅教师好用,而且学生能用。让他们在信息的获取、加工、管理、呈现和交流的实际过程中,掌握信息技术技能,感受信息文化,增强信息意识和责任。使他们能够利用信息技术提供的优越条件创设多样化的学习情境,营造一个和谐的协作学习氛围,熟练地运用信息技术解决学习中遇到的,学会利用信息技术进行学习。从而培养出具有创新精神、适应社会、具备终身学习能力的信息的合格公民。
【参考】
[1]余波汤向东,以建构主义学习理论为基础指导网络课程设计[J],军事学院,天津,《上海高校技术网》2004-5-26
2电气工程及其自动化的应用
2.1电气工程及其自动化技术在变电站的应用
电力设备运行的平稳、安全以及可靠是电气工程及其自动化技术的基本保障,所以对电力设备进行在线监控、系统保护以及调动控制等措施是必不可少的,但是由于社会经济的不断发展,科学技术的不断进步,变电站的电力设备也逐渐增多,并且电力设备之间的联通方式也越来越复杂,为了确保电网的安全运行,电业部门,投入了大量的人力物力和资金,将电气工程自动化技术引入到了变电站的设备控制之中,应用全微机化设备代替了原有的常规电磁式设备,应用计算机光缆或者电缆作为了电力信号电缆,使得变电站控制中心对变电站设备的控制变得快速而又安全。所以电气工程及其自动化也成为了变电站建设过程中的重要组成部分,进而保证了变电站的自动化调控模式的高效率,所以对变电站实施自动化改造是必不可少的。
随着我国IC产业的迅速发展,相应人才的需求量也日益增加。根据上海半导体和IC研讨会公布的数据,08年中国IC产业对设计工程师的需求将达到25万人,但目前国内人才数量短缺这个数字不止几十倍。例如我们熟知的威盛虽然号称IC设计人才大户,但相对于其在内地业务发展的需要还是捉襟见肘,其关联企业每年至少需要吸纳数百名IC设计人才,而目前培养规模无法满足。而在人才的需求中,应用型IC设计人才更加受到欢迎。
一、IC设计人才短缺
2008年,全国集成电路(IC)人才需求将达到25万人,按照目前IC人才的培养速度,今后10年,IC人才仍然还有20多万人的缺口。这是08年4月21日在沈阳师范大学软件学院举行的国家信息技术紧缺人才培养工程——CSIP-AMD集成电路专项培训开班仪式上了解到的。同样有数据表明,近日,从清华大学、电子科技大学、北京航空航天大学了解到,目前全国高校设有微电子专业总共只有10余个,每年从IC卡设计和微电子专业毕业的硕士生也只有二三百人。在国内大约仅有不足4000名设计师,而2008年,IC产业对IC设计工程师的需求量达到25万-30万人。有专家预测,到2008年底仅北京市IC及微电子产业就将超过2000亿元人民币,而到了2010年我国可能需要30万名IC卡设计师[1]。未来我国IC卡设计人才需求巨大。目前中国每年从IC设计和微电子专业毕业的高学历的硕士生只有数百人。中国现有400多所高校设置了计算机系,新近又特批了51所商业化运做的软件学院。但这些软件学院和计算机系培养的是程序员。中国目前只有十来所大学能够培养IC设计专业的学生。因此IC设计专业人才处于极其供不应求的状态。可以这样说,这是因为我国很大程度上是没有足够的IC设计人才。
专家指出,我国IC设计人员不足的一个重要的原因是IC设计是新兴学科,国内在此之前很少有大专院校开设IC设计专业,现在从事IC设计专业的人才,大部分是微电子、半导体或计算机、自动控制等相邻领域的理工专业毕业生,但是和实际的IC工作比起来,还是有差距,学校并不了解企业需要的是什么样的人才。所以,许多IC设计企业只能经常从应届毕业生中直接招聘人才再进行培训。此外,IC设计的实验环境要求,恐怕所有的高校都没有能力搭建。据了解,建一个供30人使用的IC实验室,光是购买硬件设备就需要15万美元。
最新研究指出:到2010年中国半导体市场将占世界总需求量的6%,位居全球第四。未来几年内中国芯片生产有望每年以42%的速度递增,这大大高于全球10%的平均增长速度。仅就IC卡一项来看,我国IC卡设计前景广阔。身份证IC卡的正式应用,将是十亿计的数量,百亿计的销售额,此外读卡机及其系统将有成倍的产值。半导体理事长俞忠钰说,2002年全国的IC设计单位已达到了240家,根据北京市发展微电子产业的建设规划,到2010年,北京市要逐步建成20条左右大规模高水平的芯片生产线,200家高水平的IC卡专业设计公司。据预测,北京市IC产业将超过2000亿元。巨大的商机也同时带来了市场对IC卡设计人才的巨大需求。
二、应用型IC设计技术人才需求日切
IC产业飞速发展,现在的焦点已经移到了IT产业的核心技术IC设计上。据北京半导体协会负责人董秀琴表示,IC卡设计工程师在软件行业是现在公认的高收入阶层。目前我国IC卡人才缺口巨大,在我国的高等教育里,这一块发展十分缓慢。按照中国现在的市场行情,一个刚毕业、没有任何工作经验的IC设计工程师的年薪最少也要在8万元左右。为什么会出现这样的情况呢?董秀琴讲,这是因为一方面是现有IC设计人才的严重缺乏;另一方面是国内外市场对IC卡设计人才尤其是合格的IC设计师的大量需求。
由此我们可以看出,对于应用型的设计人员来讲,是备受集成电路行业欢迎的。例如常见的EDA公司、IC设计服务公司、IC设计公司和IDM或Fundry4种类型的公司需要那些IC设计人才呢?他们需要的是熟悉IC设计的技术支持工程师,涵盖IC设计的所有方面,通常包括:系统设计、算法设计、数字IC前端逻辑设计与验证、FPGA设计、版图设计、数字IC后端物理设计、数字后端验证、库开发,甚至还有EDA软件的开发与测试,嵌入式软件开发等,其中对IC物理设计工程师的需求量会多一些[2]。
目前,需求量最大、人才缺口最大的主要有模拟设计工程师、数字设计工程师和版图设计工程师三类。另外,设计环节还需要工艺接口工程师、应用工程师、验证工程师等。IC版图设计师的主要职责是通过EDA设计工具,进行集成电路后端的版图设计和验证,最终产生送交供集成电路制造用的GDSII数据。版图设计师通常需要与数字设计工程师和模拟设计工程师随时沟通和合作才能完成工作。一个优秀的版图设计师,即要有电路的设计和理解能力,也要具备过硬的工艺知识。模拟设计工程师作为设计环节的关键人物,模拟设计工程师的工作是完成芯片的电路设计。由于各个设计企业所采用的设计平台有所不同,不同材料、产品对电路设计的要求也千差万别,模拟设计工程师最核心的技能是必须具备企业所需的电路设计知识和经验,并有丰富的模拟电路理论知识。同时还需指导版图设计工程师实现模拟电路的版图设计。
由此我们可以看出,在IC人才的需求中,应用型IC设计人才的需求更大,而且他们也是推动集成电路产业迅速发展的生力军。
三、以社会需求为导向,培养应用型IC设计人才
国家对IC卡设计人才培养也很重视。据北京半导体协会卓洪俊部长说,到2010年,全国IC产量要达到500亿块,销售额达到2000亿元左右,将近占世界市场份额的5%,满足国内市场50%的需求。同时,国务院颁布《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》的18号文件,支持和鼓励软件和IC产业加速发展,加快IC设计人才培养。
IC人才需求问题的解决首先还是从高校开始,2001年,清华大学微电子研究所开设了“集成电路设计与制造技术专业”第二学士学位班,2001年的IC专业二学位班已经有64名学员在读。清华大学还分别与宏力半导体、有研硅、首钢合作培养IC人才。2002年,成都电子科大也开始招收“微电子技术专业”的二学位学员,同时扩招微电子专业的本科生。为了更好地实施学校加速IC人才培养的战略,电子科大还成立了微电子与固体电子学院,并建立了面积为1500平米的IC设计中心。同济大学开始实施IC人才培养规划,提出了“研究生、本科生、高职生”的多层次培养体系。
作为人才培养的摇篮,高校在这一方面应进一步加快改革,制定可行的、新的人才培养计划,以社会需求为导向,加强教学、实验和实训投入,多渠道、多方式地进行应用型IC设计人才的培养。
(二)深入挖掘区域文化我国传统文化博大精深,从传统文化的角度来看创新有着很大的困难,区域文化作为传统文化的一个重要作用,区域文化在教育创新上可以充分的利用起来,从区域文化进行艺术设计教育的创新。这样既可以彰显艺术特色就可以为创新做很大的贡献。
二、探索跨学科的培养模式
(一)综合纳入边缘学科综合学科课程的学习,有利于帮助艺术设计教育的学生拓展思路,设计教育出更多更新颖的作品。艺术设计教育是一门很广的学科,覆盖了很多的领域,与其他的学科有很大的交叉性,在与其他学科的交叉学习中不仅可以让学生掌握基本的专业知识,还可以拓展其他方面的知识,让学生们得到综合的发展,这对于艺术创造有着巨大的推动作用,对于学生思路的发展有着举足轻重的作用。
(二)开展社会实践活动在艺术创造的过程中,学生不仅要有丰富的专业知识和创新的思路,社会实践也是创造力发展的一个重要的方面,在社会实践的过程中,学生们的灵感来源于实践,取材来源于实践,创作也在实践当中,这就在很大程度上做到了理论与实践的结合,发挥了学生的创新创作的积极性。在社会实践过程中,强调学生的分析问题和解决问题的能力,有开阔的思路,在实践中是最容易找到灵感,当然也是发现问题最多的,在实践中,就能通过自己实践解决这些问题,加强与同学之间的交流与合作,培养学生的合作能力和创作能力。
三、加强整体师资队伍建设
一、数字IC设计方法学
在目前CI设计中,基于时序驱动的数字CI设计方法、基于正复用的数字CI设计方法、基于集成平台进行系统级数字CI设计方法是当今数字CI设计比较流行的3种主要设计方法,其中基于正复用的数字CI设计方法是有效提高CI设计的关键技术。它能解决当今芯片设计业所面临的一系列挑战:缩短设计周期,提供性能更好、速度更快、成本更加低廉的数字IC芯片。
基于时序驱动的设计方法,无论是HDL描述还是原理图设计,特征都在于以时序优化为目标的着眼于门级电路结构设计,用全新的电路来实现系统功能;这种方法主要适用于完成小规模ASIC的设计。对于规模较大的系统级电路,即使团队合作,要想始终从门级结构去实现优化设计,也很难保证设计周期短、上市时间快的要求。
基于PI复用的数字CI设计方法,可以满足芯片规模要求越来越大,设计周期要求越来越短的要求,其特征是CI设计中的正功能模块的复用和组合。采用这种方法设计数字CI,数字CI包含了各种正模块的复用,数字CI的开发可分为模块开发和系统集成配合完成。对正复用技术关注的焦点是,如何进行系统功能的结构划分,如何定义片上总线进行模块互连,应该选择那些功能模块,在定义各个功能模块时如何考虑尽可能多地利用现有正资源而不是重新开发,在功能模块设计时考虑怎样定义才能有利于以后的正复用,如何进行系统验证等。
基于PI复用的数字CI的设计方法,其主要特征是模块的功能组装,其技术关键在于如下三个方面:一是开发可复用的正软核、硬核;二是怎样做好IP复用,进行功能组装,以满足目标CI的需要;三是怎样验证完成功能组装的数字CI是否满足规格定义的功能和时序。
二、典型的数字IC开发流程
典型的数字CI开发流程主要步骤包含如下24方面的内容:
(1)确定IC规格并做好总体方案设计。
(2)RTL代码编写及准备etshtnehc代码。
(3)对于包含存储单元的设计,在RTL代码编写中插入BIST(内建自我测试)电路。
(4)功能仿真以验证设计的功能正确。
(5)完成设计综合,生成门级网表。
(6)完成DFT(可测试设计)设计。
(7)在综合工具下完成模块级的静态时序分析及处理。
(8)形式验证。对比综合网表实现的功能与TRL级描述是否一致。
(9)对整个设计进行Pre一layout静态时序分析。
(10)把综合时的时间约束传递给版图工具。
(11)采样时序驱动的策略进行初始化nooprlna。内容包括单元分布,生成时钟树
(12)把时钟树送给综合工具并插入到初始综合网表。
(13)形式验证。对比插入时钟树综合网表实现的功能与初始综合网表是否一致。
(14)在步骤(11)准布线后提取估计的延迟信息。
(15)把步骤(14)提取出来的延迟信息反标给综合工具和静态时序分析工具。
(16)静态时序分析。利用准布线后提取出来的估计延时信息。
(17)在综合工具中实现现场时序优化(可选项)。
(18)完成详细的布线工作。
(19)从完成了详细布线的设计中提取详细的延时信息。
(20)把步骤(19)提取出来的延时信息反标给综合工具和静态时序分析工具。
(21)Post-layout静态时序分析。
(22)在综合工具中实现现场时序优化(可选项)。
(23)Post一alyout网表功能仿真(可选项)。
(24)物理验证后输出设计版图数据给芯片加工厂。
对于任何CI产品的开发,最初总是从市场获得需求的信息或产品的概念,根据这些概念需求,CI工程师再逐步完成CI规格的定义和总体方案的设计。总体方案定义了芯片的功能和模块划分,定义了模块功能和模块之间的时序等内容。在总体方案经过充分讨论或论证后开始CI产品的开发。CI的开发阶段包含了设计输入、功能仿真、综合、DFT(可测试设计)、形式验证、静态时序分析、布局布线等内容。而CI的后端设计包括布局、插入时钟树、布线和物理验证等内容,后端设计一般能在软件中自动完成,如SIE软件就能自动完成布局布线。
三、IC开发过程介绍
IC开发过程包括设计输入、功能仿真、综合、可测试性设计DFT、形式验证、静态时序分析、布局、插入时钟树、布线、物理验证等内容,下面分别进行详细介绍。
设计输入:一般包括图形与文本输入两种格式。文本输入包括采用verilog和vHDL两种硬件描述语言的格式,verliog语言支持多种不同层次的描述,采用硬件描述语言主要得益于采用综合器来提高设计效益;图形输入一般应该支持多层次逻辑图输入,主要应用在一些专门的电路设计中,但是图形输入耗时费力且不方便复用。
功能仿真:功能仿真的目的是为了验证设计功能的正确性和完备性。搭建的测
试环境质量和测试激励的充分性决定了功能仿真的质量和效益,仿真工具也是比较多,而且功能比较齐全。
综合:所谓综合,就是将设计的HDL描述转化为门级网表的过程。综合工具(也可称为编译器)根据时间约束等条件,完成可综合的TRL描述到综合库单元之间的映射,得到一个门级网表等;综合工具可内嵌静态时序分析工具,可以根据综合约束来完成门级网表的时序优化和面积优化。
可测试性设计DFT:目前大多数CI设计都引入可测试结构设计,一般在电路初步综合后可进行DFT设计。典型的DFT电路包括存储单元的内建自测BIST电路、扫描链电路和边界扫描电路。BIST电路是为了测试而设计的专门电路,它可以来自半导体生产厂商,也可以用商用的工具自动产生。扫描链电路一般是用可扫描的寄存器代替一般的寄存器,由于带扫描功能的寄存器的延时与一般的寄存器并不一致,所以在综合工具进行时序分析时最好就能考虑这种“附加”的延迟。边界扫描电路主要用来对电路板上的连接进行测试,也可以把内部扫描链的结果从边界扫描电路引入。
形式验证是一种静态的验证手段,它根据电路结构静态地判断两个设计在功能上是否等价,从而判断一个设计在修改前和修改后其功能是否保持一致。
静态时序分析:静态时序分析是CI开发流程中非常重要的一环。通过静态时序分析,一方面可以了解到关键路径的信息,分析关键路径的时序;另一方面,还可以了解到电路节点的扇出情况和容性负载的大小。
布局:布局被认为是整个后端流程最关键的一步,布局首先是在满足电路时序要求的条件下得到尽可能小的实现面积,其次布局也是把整个设计划分成多个便于控制的模块。布局的内容包括把单元或宏模块摆放到合适的位置,其目的是为了最大限度地减小连线的RC延迟和布线的寄生电容效应,此外,良好的布局还可以减小芯片面积和降低布线时出现拥赛现象的几率。
插入时钟树:时钟树又称时钟网络,是指位于时钟源和它所有扇出的寄存器时钟输入端之间的BUFFER驱动逻辑,时钟树通常根据物理布局情况生成。时钟树的插入关键在于如何控制时钟信号延时和时钟信号扭曲,因为较大的延迟对解决电路的保持时间问题不利,较大的时钟扭曲往往增加寄存器锁存不稳定数据的几率。但是时钟信号延迟和时钟信号扭曲问题是对矛盾,如果设计对两者都要求比较严格的话,时钟树的插入往往需要考虑比较多。
布线:布线分为两个阶段完成:预布线和详细布线,预布线时版图工具把整个芯片划分为多个较小的区域,布线器只是估算各个小区域的信号之间最短的连线长度,并以此来计算连线延迟,这个阶段并没有生成真正的版图连线。详细布线阶段,布线器根据预布线的结果和最新的时序约束条件生成真正的版图连线。但是如果预布线的时间比布局运行的时间还要长,这就意味着布局的结果是失败的,这时候就需要重新布局以减少布线的拥赛。
布局布线完成之后,EDA工具根据布局布线的结果产生电路网表,产生真正的互连线延迟数据,这样以前综合工具DC根据线负载模型计算出来的延迟数据与这些互连线延迟数据相比是不够精确的,因此把这些版图提取出来的互连线延迟数据反标给DC重新进行综合优化,如果生成的网表满足了时序、面积及功耗要求后就生成电路版图,电路版图经过验证就可以制成芯片。超级秘书网:
没有氧气,金属的大气腐蚀不会发生。有资料证明,镀锌的铁钉泡在脱氧的海水中几十年仍保持光泽。金属表面上吸附的水膜相当薄,大气中的氧易溶于其中并扩散到金属表面阴极区,使氧的进极化过程进行甚为顺利,故氧在大气对金属腐蚀中常起着主要作用。
1.2温度:输电线路铁塔在大气腐蚀中,当相对湿度处于临界面状态以上时,反应速度才随温度的提高而增加。
每当温度提高10℃,腐蚀速度增加一倍。如果温度急降时,相对湿度大大增加,甚至产生凝露,就会促进腐蚀。例如在昼夜温差大的地区或季节,环境温度大幅度下降,金属表面就很容易凝结水膜而锈蚀。
1.3大气中污染物:大气中除了水汽和空气以外,还含有各种各样的污染杂质,并且因地区而异。
气体杂质如:SO2、氮的氧化物、CO2、HCl等。海洋大气中包括有含盐分的粒子。在工业地区,固体的尘埃每月每平方公里上落降数量达数十吨之多。这些尘埃包括有腐蚀性的与非腐蚀性的,有促进腐蚀作用的各种粒子。
2输电设备防腐的由来
镀锌角铁塔是输电线路常用铁件材料,已有相当长的历史应用。另外其它镀锌件也在逐渐扩大应用范围,如钢管杆、钢管组合塔、镀锌横担、金具、镀锌灯杆等。一般镀锌件表面在涂装前,施工单位一般要做一下擦净油污的简单表面清洁、除锈工作后就涂以普通的油漆,如醇酸磁漆,油性红丹漆等,这样的涂装效果就很差,使用不久后就发生脱落。许多应用部门并未了解镀锌件表面漆膜剥落的原因,往往认为是油漆质量不高,而不知是选择涂料和涂装工艺不当所引起。油脂类涂料或醇酸涂料均含有干性油,含许多双健,在钴、锰皂等催化下迅速氧化而干燥成膜,但它们成膜后氧化作用并不停止,还在缓慢地进行。由于氧化作用,会产生许多副产品物醛和羧酸,包括蚁酸。这类酸能与锌元素起反应,生成如蚁酸锌的盐类,具有一定的水溶性,而使体积膨胀许多倍,这样就造成涂膜的附着力下降,结果是涂膜的大片剥落。
3输电设备防腐方案的设计关键
3.1材料的选择
正确地选择防腐材料对于输电线路的防腐蚀是非常重要的一个环节,由于广东地区多数是潮湿海洋性气候,所以只有选择耐潮耐碱、耐酸及抗击紫外线曝晒的涂料,才能使设备得到有效的保护。
3.2防腐蚀结构涂层的设计
涂层的结构形式对输电线路因化工大气、酸、碱、引起的大面积腐蚀、缝隙腐蚀等关系很大。应根椐设备所处实际环境状况及结合涂料的准确数据来制定涂层的结构,目前比较流行的主要采用3~4层,由面漆、中间漆和底漆组成。常用的底漆包括红丹防锈底漆、环氧富锌防锈底漆;常用的中间漆包括J6502铝铁氯化橡胶中间防锈中间漆、环氧云铁防锈中间漆;常用的面漆包括醇酸磁漆、氯化橡胶面磁漆、丙稀酸面磁漆。针对高压输电线路所处的地理位置和气候情况,杆塔的防腐工作必须要多道涂层才能满足防腐蚀的要求,并且底漆、中间漆、面漆设计要根椐周边环境的工业及污染状况而定。
4现场的对比分析
根据以往的施工经验,我们选择设计了三种不同的防腐方案,于2004年9月份分别在110kV碧开线和碧开线文冲支(同塔双回路)上进行了实验对比:方案A——底漆:红丹防锈底漆两遍;面漆:醇酸磁漆面漆两遍。用于110kV碧开线#01~#04铁塔防腐。方案B——底漆:环氧富锌防锈底漆一遍;中间漆:J6502铝铁氯化橡胶中间防锈中间漆一遍;面漆:氯化橡胶面磁漆两遍。用于110kV文冲支线#01~#05铁塔防腐。方案C——底漆:环氧富锌防锈底漆一遍;中间漆:环氧云铁防锈中间漆一遍;面漆:丙稀酸面磁漆两遍。用于110kV文冲支线#06~#09铁塔防腐。
4.1方案A
4.1.1红丹防锈底漆的技术特点红丹:又名铅丹,分子式Pb3O4,含有2%~15%的PbO。红丹应用历史悠久,从19世纪中叶起就一直作为缓蚀材料使用,至今仍未衰败。它和亚麻油配制的油性底漆具有良好的防锈性能,对于被涂装的铁塔金属表面处理要求不高,涂在铁塔带锈带油状态下的表面仍有很好的防锈效果。(1)红丹防锈底漆的优点①红丹防锈漆主要是靠晶格离子的交换作用在阳极区和阴极区均起缓蚀作用。红丹防锈漆在阴极区的作用是能破坏新生的过氧化氢,抑制钢铁表面不再氧化。红丹在水和氧的存在下,能与油性漆料生成铅皂,进一步分解成短链产物后,具有很好的缓蚀作用。②红丹具有很高的氧化能力,在与钢铁表面接触时,能使表面氧化成Fe3O4的均匀薄膜,使钢铁表面钝化而防腐。(2)红丹防锈底漆的缺点①油漆的毒性和对环境的污染。红丹防锈漆含有大量的铅化物,不仅在油漆生产和施工中会引起工作人员的慢性铅中毒,而且在去除旧红丹漆膜时会造成环境严重的污染。②红丹防锈漆的油性基料耐碱性差,不耐盐雾、海水的浸渍或化学品溅滴。而且漆膜交联度低,不耐酮类、酯类、芳烃等强溶剂,红丹防锈底漆只能配套醇酸面漆涂料,不可与强溶剂的环氧、聚氨酯等涂料配套,以免咬起,故红丹防锈底漆只能适宜于城乡的普通钢结构、江河的桥梁等,不宜适用于海洋环境、化工厂的镀锌钢结构上。③由于红丹防锈漆含有铅类重金属,不可用于铝、镁、镀锌的输电铁塔等轻型金属表面上,以免引起电偶腐蚀。4.1.2醇酸磁面漆的技术特点醇酸磁面漆是以醇酸树脂以多元醇和多元酸的酯为主链,以脂肪酸为侧链构成的。醇酸脂中含植物油的百分数不同而分为短油度(45%以下)、中油度(46%~60%)和长油度(61%)。醇酸磁漆价格便宜,原料宜得,在国内涂料总产量中约占25%~30%。自干醇酸涂料品种众多,应用面广泛。有代表性的户外醇酸品种有CO4-42各色醇酸磁漆,CO4-53醇酸防锈底漆。其中用于输、变电设备的醇酸磁漆耐久性只能达到3年左右,抗紫外线、抗酸雨能力较差。4.1.3应用与效果2007年10月对110kV碧开线#01~#04段进行检查、检测发现漆面颜色变淡,失去光泽,小部分脱落,漆面硬度变软,有部分经摩擦起粉状,防腐功能明显降低,综上所述,方案A的防锈周期是三年左右。
4.2方案B
4.2.1环氧富锌的特点它是用环氧树脂、超细锌粉、填料和混合有机溶剂制成组分一,使用时按比例加入组分二,使用时按比例混匀。在被涂金属表面不能完全清除锈蚀后,不能做到完全渗入表面的不规则部位时,采用环氧富锌防锈底漆能提供优良渗透及保护性能。锌做为一种牺牲金属,保护了钢铁不受腐蚀。4.2.2J6502铝铁氯化橡胶中间防锈漆的特点它是由氯化橡胶加入氧化铁红等颜料经研磨后加入铝银浆、助剂及有机溶剂调制而成。漆膜干燥快、耐水、防潮,具有良好的防腐性和防锈性。4.2.3氯化橡胶磁面磁漆的特点它是由天然橡胶或合成的异戊橡胶降解后氯化而得,呈白色粉末。氯化橡胶磁面磁漆有优良的耐水性、耐候性,在防腐及其它方面得到了广泛应用。由于制造过程中需要大量四氯化碳,产生大量四氯化碳蒸汽,带来污染问题,有致癌的报道,处于不发展状态。国外采用其它氯化烯烃树脂代替氯化橡胶。4.2.4应用与效果2007年10月对110kV文冲支线#01~#05段进行检查、检测发现漆面颜色光亮,未发现脱落现象,漆面硬度正常,经摩擦不会起粉状,防腐功能完好。2009年9月又对110kV文冲支线#01~#05段进行检查、检测发现漆面颜色变淡,失去光泽,小部分脱落,漆面硬度变软,有部分经摩擦起粉状,防腐功能明显降低,综上所述,方案B的防锈周期是五年。
4.3方案C
4.3.1环氧富锌防锈底漆的特点它是以环氧树脂、超细锌粉、填料和混合有机溶剂制成组分一,使用时按比例加入组分二,使用时按比例混匀。在被涂金属表面不能完全清除锈蚀后,不能做到完全渗入表面的不规则部位时,采用环氧富锌防锈底漆能提供优良渗透及保护性能。锌做为一种牺牲金属,保护了钢铁不受腐蚀。4.3.2环氧云铁防锈中间漆的特点它是以环氧树脂、云母氧化铁粉、防锈颜料、有机溶剂调制为甲组分,由聚酰胺树脂液组成乙组分。云母氧化铁简称云铁。它的主要成分是a-Fe2O3,一种特殊形状的赤铁矿,呈薄片状的结晶体。它的耐碱性好,但对酸较为敏感,颜料很容易为所有的涂料基料和溶剂所润湿,且水溶性很低。4.3.3丙稀酸面磁漆的特点它是以(甲基)丙烯酸及苯乙烯为主的含双健的单体,在一定条件下通过自由基聚合的高聚物。该涂料具有极高的装饰性、突出优点是耐候性好,在长期暴晒下,涂层保光、保色性好,在航空航天器材、汽车工业、户外输、变电设备等方面得到广泛应用。国内定型产品有B04-11各色丙稀酸磁漆(自干)、B04各色丙稀酸烘干磁漆。4.3.4应用与效果2007年10月对110kV文冲支线#06~#09段进行检查、检测发现漆面颜色光亮,未发现脱落现象,漆面硬度正常,经摩擦不会起粉状,防腐功能完好。2009年9月第二次对110kV文冲支线#06~#09段进行检查、检测发现漆面颜色稍为变淡,未发现脱落现象,漆面硬度正常,漆面经摩擦不会起粉状,防腐功能完好,2012年9月份第三次对110kV文冲支线#06~#09段进行检查、检测发现漆面颜色变淡,未发现脱落现象,有小部分漆面澎胀,漆面硬度正常,漆面经摩擦不会起粉状,对环境污染影响较少,防腐功能开始下降,综合上述,方案C的防锈周期达八年以上。
5选择涂料的实用性和经济性
正确的选择材料对于输电线路的杆塔防腐是非常重要的一环,在选择涂每条输电线路之前,都要确定使用该涂料的预定寿命。通过对材料组成、使用检测情况、经济指标等一系列的分析比较,丙稀酸是一种防腐性能优异、保色、保光性能良好的环保型涂料,有效耐用时间已证实了这方面的性能优势,虽然比普通涂料昂贵一些,但有效地减少设备的维护周期。它一次性投资相比普通涂料高,但保护设备耐蚀时间最长,是氯化橡胶磁漆的2倍,是普通涂料的3倍。防腐工程成本,环氧丙稀酸漆每吨塔材的防腐成本是普通醇酸磁漆1.6倍,是氯化橡胶磁漆1.2倍。
关键词:地域文化,现代包装艺术设计,影响,消费
随着工业技术的发展,越来越多的产品出现在消费者的面前。包装作为产品流通过程中的重要环节,除了要保证产品安全运输销售之外,还要促进产品的营销。产品包装的成本、环保、吸引力等因素,决定了现代包装艺术设计水平的高低。如何合理运用地域文化来塑造产品形象,让现代包装成为沟通企业和消费者的重要桥梁,是当下包装设计师应注意的问题。
一、地域文化与现代包装艺术设计
1、地域文化的概念
由于的不同自然环境条件和社会环境条件的影响,人类在发展的过程中,不同地域、不同民族有其独有的语言、习俗、审美、文化等等,我们将其称之为地域文化。地域文化是地区发展的过程中文化的积累和沉淀,它是特定区域内人文与环境的结合,对地区的发展有着传承的作用。
2、现代包装艺术设计的概念
现代包装设计以确保产品的安全流通、促进产品的营销为目的,通过图像、色彩、形体、文化、材料等手段来制作产品的包装。现代包装主要分为工业包装和商业包装两种,产品的工业包装主要是为确保产品的安全运输,产品的商业包装主要以吸引客户消费为目的。作为一个复杂的专业设计概念的现代包装艺术设计,是产品流通销售中的最后一个环节,也是最重要的一个环节,现代包装设计水平的高低,关系着产品能否吸引消费者去购买,更是一个企业、产品的形象。
3、地域文化与现代包装艺术设计的关系
文化与设计之间相互连接、相互作用,设计是文化的体现,而文化是设计表现的基本手段。现代包装设计是为了将保护产品的流通运输,突出产品的优点吸引消费者进行购买,达到产品销售的目的。随着社会经济的发展,越来越多的产品出现在消费者面前,单凭产品质量的优劣很难在产品竞争中脱颖而出,达到销售的目的。如何抓住消费者的购买需求,吸引消费者的注意力已经成为各个企业最关注的问题。将地域文化运用到现代包装设计中,把地域文化与现代防护技术相结合,形成独特的产品包装风格展现给消费者并区别于其他同类型产品,让消费者一目了然,使产品具有生活化、人性化、个性化、地域化等特征。此类型的包装更能吸引消费者的注意力,有利于产品的流通销售,实现企业的盈利。具有地域文化特色的产品包装,不仅能吸引消费者的购买欲望,更能传递产品形象和企业文化,得到消费者的认可,为产品以及企业日后的发展做了品牌的铺垫,满足消费者物质以及精神的双重需求。
二、地域文化在现代包装艺术设计的应用
地域文化在现代包装艺术设计中应用的原理设计师在设计产品包装时,可以通过材料的选择,准确表达出产品的地域文化或地方特色,在结合传统文化的同时,提倡创新精神,将传统地域文化与现代时尚元素相结合,设计出独一无二、易为现代消费者接受的产品包装。中国地域宽广,人口众多,五十六个民族以及各个地域都各有其独特的地域文化。包装设计师在设计产品包装时,要准确表达出产品的地域文化特色,让消费者直观的了解到产品的地域文化,满足消费者对包装的情感需求,并且要具有独特性、代表性,避免与市场上其他同类产品在企业文化信息上产生混淆,尤其是对于一些地域性的特产,更应注意这一点。以黄山头酒的包装为例,企业将其定位为楚文化第一酒,所以在产品的包装上,融入了大量的楚地文化。设计师将黄山头酒瓶身设计为编钟造型,外包装和瓶身的颜色选用了传统的中国红,将传统地域文化与现代防护技术完美结合。现今,黄山头酒已成为湖北酒业的代表,这与它在包装上的成功有着必然的关系。在包装产品的材料选择上,要结合产品本地的风俗习惯、产品特性,以凸显地域文化特征为目标,同时考虑材料制作的技术工艺、制作成本、是否环保等问题。其中,若同时能在包装用料上展示地域文化特征将会使产品更具有地域性。比如说,青岛的海产品包装时多在包装上印有大海,这与青岛临海的地域环境有关;景德镇的土产品多用瓷器样式来包装,这与景德镇瓷器在全国中有较大知名度有关;云南的过桥米线包装上多印有竹楼,这与云南的地域建筑文化有关。合理的选择材料还要考虑材料的成本,就像我们不能用景德镇的瓷器去包装海产品一样。现代包装艺术设计时要尽可能的把制作成本降低,保证产品正常运输流通和达到宣传目的的要求下,控制包装成本就可以降低产品的生产流通成本,更好的服务于民。现代包装设计应紧跟时代潮流,引领消费时尚。随着社会的快速发展,消费者的审美以及关注热点一直在不断变化,所以在设计产品包装时,要把握流行时尚,抓住消费者的心理,从而让产品顺利销售。在产品的包装形式上,现代包装艺术设计应准确的表达出产品的特性、用途,凸显产品的性质。以“老君眉”茶为例,如果消费者从包装上把“老君眉”茶误认为是玫瑰花茶,那么不管产品设计多么精良,包装多么华丽,没有准确的向消费者传递产品性质,就是一个失败的包装。另外在现代包装设计内容上,要注意不同的形象在不同地域、不同人群所表达的含义,结合消费者的风俗习惯以及消费需求等多方面因素来设计产品包装。如回族人不吃猪肉,对猪有忌讳,那么产品包装设计师在设计清真产品包装时就不能用猪的形象;如幼儿多喜欢卡通人物形象,所以在儿童的产品包装设计上可采用以漫画、插画等形式来表现。
三、地域文化在现代包装艺术设计中应用的现状
1、地域文化在现代包装艺术设计中各国应用现状
传统文化与现代防护技术相结合的现代包装设计,反映了一个地区、一个民族、一个国家独特的地域文化。我国产品包装设计师要更好地在产品包装设计中凸显我国独特的文化,展现和发扬中华民族独特的民族风貌,需借鉴国外先进的包装设计经验,取其精华,融合中华特色地域文化,将其应用在现代包装设计中。日本的现代包装设计一直是各国学习效仿的对象。首先,日本的包装提倡材料的环保性。日本是一个自然资源匮乏的岛国,为保护仅有的生态资源,国家大力倡导环保,所以我们在市场上看到的日本产品包装,大到空调、冰箱,小到毛巾、茶叶,大多都采用可回收的环保材料,这种绿色包装已成为日本现代包装设计的标志。其次,日本现代包装设计的严谨性也是我们要学习的地方。日本产品包装大多没有浮夸的造型,但无论何种产品都有着严谨性的结构和丰富的表现形式,包装材料虽然朴实,却能通过设计和精致的制作工艺实现高品质。最后,日本的产品包装不仅很好的融合了现代包装的设计语言,还能赋予包装浓郁地域传统文化。现在日本市场上的产品包装主要分为两大类,一种是具有国际时尚语言的包装,另一种是有着浓郁大和民族特色的日本传统包装。在日本传统包装设计中,日本包装设计师并不是生搬硬套的将日本传统文化用在产品包装上,而是融入现代时尚元素,让消费者一方面能从产品包装中领略到日本的地域文化,另一方面又让日本包装设计走在时尚的前沿,在发扬日本传统地域文化的同时,又使产品包装设计具有时代的特征。欧美的设计引领时尚的发展,欧美各国都有其独特的地域文化以及审美观点,所以在包装设计风格上各有不同。法国产品的包装展现了法式“浪漫”与“优雅”的包装风格,法国人浪漫的生活和情怀世界闻名。在法国,一个成功的包装设计必须具有浪漫元素,例如:法国娇兰,创立于1828年,187年来,法国娇兰为世人带来不断的惊喜,并在世界上同类的产品脱颖而出,成为世界顶级的化妆品牌,除了产品质量外,还与它的包装设计有关。对于娇兰而言,每一款产品都有着精致美丽的包装,其包装形式是展现产品灵魂的重要载体,是表达情绪,创造愉悦,彰显个性品味的体现。成功的包装设计必须考虑消费者的审美观点,法国娇兰的包装将法式的贵族气息和浪漫生活方式的融入到设计的美感中去,使产品的包装成为具有法国特色的时尚风格。德国的包装设计注重包装的严谨性,这与德意志民族严谨的工作和生活态度有着必不可分的联系。在德国,产品的包装设计更注重实用性,设计常以简练的文字、图形、色彩构成表达出产品的特性,形成了德式包装独有的极简风格。在包装结构设计上,德国人更注重对产品的保护,将审美与实用相结合。造型美观大方又注重实用性的德国现代包装设计,值得我们借鉴,提升我国产品包装设计的严谨性。美国是近年来迅速发展起来的资本主义国家,在多元化、多民族的美国倡导自由、轻松的设计理念,所以在包装设计上更注重表现形式的幽默感和人性化。美式的诙谐通过电影得到了有效的传播,变得通俗易懂,他们追求的是可以轻松、自由展现自我的生活方式,这一地域文化特征在包装设计上得到了完美的体现。如美国迪斯尼电影里卡通人物形象,受到全世界人民的喜爱,当消费者看到这些形象在产品包装上出现,会带给我们快乐的体验,并会对这一产品产生购买欲望,从而达到产品销售的目的。
2、地域文化在现代包装艺术设计中国内应用现状
中国地域广阔、民族众多,不同的地域、民族有着不用的地域文化,一个地区的地域文化是这个地区形象的展现。我国具有浓郁地域文化特色的产品包装实例有很多,在包装中添加地域文化元素,能更好地展现产品的特色以及当地的文化特征。例如水井坊世纪典藏酒的包装设计为例,在酒的内部设计上,瓶身造型为水井的形象,突出了水井坊的名称,酒瓶底座的包装材料为四川特有的乌木,突出了四川的地域文化特征。在酒的外部设计上,外部包装造型为古代编钟形象,且在外部包装材料选择上,采用了青铜合金,整个外部包装形象具有浓郁的中国传统文化特色。包装设计师在设计产品包装时,要根据产品的特性和消费者的审美需求,结合地域文化特征来设计包装。我们在学习国外先进的现代包装设计时,要取其精华弃其糟粕,不能全部按照别国的模式来设计中国特色产品的包装,应结合我国人民的审美观点,将中国地域文化体现到产品的包装设计上。
四、地域文化对现代包装艺术设计的影响
地域文化是一个特定区域发展的过程中人文与环境的积累沉淀。现代包装设计中色彩、图形、材料以及文化的运用,都深刻体现了地域文化对现代包装设计的影响。在现代包装设计中,色彩的运用是最醒目的体现。地域文化中,不同的色彩代表不同的含义,比如,红色在中国代表喜庆、温暖、祥和,过节团圆时中国人民都会张灯结彩,整个国家沉浸在红色的氛围中。但在欧洲国家,红色代表着恐怖、血腥,是不吉利的颜色。所以针对不同的地域文化,在设计产品包装时,要结合当地风俗、审美来进行包装色彩的选择。在现代包装设计中,图形的运用最能直观地展示产品形象。图形的设计包括企业形象设计以及包装上的图案设计,经典的图形设计可以使消费者更容易记住所要购买的产品品牌。比如,消费者对海尔最直观的印象就是两个小男孩的图形标志,在海尔的标志图形设计中加入剪纸等传统民间工艺的元素,能准确展示出中国地域文化。在现代包装设计中,包装材料的选择变得越来越重要。随着社会工业的发展,生态资源日渐匮乏,全世界都在倡导环保,倡导可持续的设计理念。设计师在选择包装材料时,既要考虑材料加工成本,又要考虑材料的安全性与环保性。合理的选择包装材料,能更好的突出地域特征,如云南的特产的包装材料多为竹子,云南省是我国乃至世界公认的竹类种质资源大省,用当地的竹子作为特产的包装既能体现云南的地域文化,又符合人们提倡的环保主题。在现代包装设计中,文化元素的融入更能引起消费者的共鸣。中国传统文化讲究道德、正统、稳重,所以中国人较含蓄、沉稳。西方文化讲究自由、浪漫、平等,所以西方的设计热情且富有创造力。产品包装设计师需要利用地域文化的侧重点,设计出具有地域特点的产品包装,引起消费者的共鸣。
五、结语
地域文化可以通过色彩、图形、材料等方面融入现代包装设计。在我国,产品的包装设计不仅起到保护产品的作用,更应该结合时代传承和弘扬中华优秀传统文化和美学精神。中国特色产品的包装还应肩负起活化传统工艺与地方产业的使命,包装设计需将传统工艺与新材料、新技术相结合,研发出具有中国特色、符合现代人审美的包装。
随着社会主义市场经济体制的逐步完善,我国经济进入了持续高速发展的阶段。经济的繁荣带动了社会各个行业的发展,也使得人才的需求日益增加。为了适应社会需求,高等教育规模不断扩大,呈现出由精英教育向大众教育迈进的发展趋势。而艺术设计作为热门学科,全国艺术设计类考生逐年攀升,全国兴起了艺术设计的热潮。然而,艺术设计教育在我国,只有短短的二十几年的历史。由于现代设计教育在我国的历史比较短,发展还不够完善,与国际先进水平相比还有一定的差距,加上这几年的扩招,实际教学过程中存在着一些问题。诸如:培养目标不够明确,教育思想和方法比较陈旧,课程体系和教学内容不够完善,教学质量有待提高等。所以,我们一定要静下心来重新审视艺术设计理论,研究艺术设计教育。
笔者从事艺术设计教育十多年,目睹了社会主义市场经济体制对艺术设计教育的巨大影响,以及艺术设计教育对市场经济的反作用,以自己切身体验谈谈对艺术设计教育的一些思考。
一、顺应市场需求,转变教学思路
社会主义市场经济体制是要让市场在资源的优化配置中起主导作用。随着我国社会主义市场经济体制的逐步完善,学校也被逐步推向市场,并逐步向产业化方向转化,这也是在市场经济体制运作下完成教育资源优化配置的必然要求。由原来的国家包培养、包分配,逐步转向交费上学,毕业后自主择业。这就必然要求我们改革培养模式,改革教学内容和课程体系,制订新的教学管理制度以适应社会和学生的多样化选择。我国的艺术设计,是随着市场经济在中国的兴起而兴起的,是为了适应市场经济的需要而产生的。应该说,艺术设计在中国从诞生的那天起,就与市场经济发生了割不断的联系。
因此,面向市场需求,随时调整专业设置和课程设置是高校艺术设计教育改革的首要任务。再以理念的突破和更新为先导,在教育实践上引起巨大的变革,在当前实施素质教育的实践过程中,构造并树立系统的现代教育观念。高校要扎扎实实地办学,不懈地努力,应努力培养高素质、复合型、一专多能、紧贴市场需求的人才。要基础知识与技能培训并重,全方位提升学生素质,从而造就适应市场需要的职业英才。同时,在硬件设施基本完善后,逐步控制学校的规模把工作重心转移到强化内部管理机制、增强凝聚力和竞争力上面来,努力为学生创造良好的学习环境和生活环境,为将来的生活和就业打下坚实的基础。
二、打破文理界限,培养宽口径人才
我国艺术设计教育脱胎于纯美术教育,原来只在艺术院校和轻工院校里设置,现在综合大学、工科院校和师范院校中也纷纷开设设计专业。在现行的教育体系中,艺术设计教育基本上按照两种模式进行。一种是在综合性大学、专业美术院校和师范院校;另一种是在各种工科院校,如建筑、机械、轻工、纺织等。前者偏重美术理论和美术基础训练,后者偏重不同专业的工艺与专业技术训练。这一点可以从开设的不同的课程上明显看出来。这两种教育模式本来可以互相借鉴,互相补充,但因为现存的教育管理体制,如一些综合性大学隶属教育部门,一些专业美术院校隶属文化部门,一些工科院校隶属各产业主管部门。我国的高校招生,历来分文理两大类,演变到今天,这种体制已经波及到基础教育的中学分科问题。而艺术设计学科,也因为这个招生体制,被人为地割裂开来。所以,以文科考试进入美术院校的学生,得不到良好的工艺与技术训练,以理工科考试进入工科院校的学生,得不到良好的美术理论和美术基础训练。这个问题早已经在我们的社会上,即学生就业的工作岗位上反映出来。
在这个问题上,笔者认为我们可否转变一下思维方式,打破文理科界限,把艺术设计教育统一起来,不论其设在什么学校,工科也好,文科也好,都用一个标准确定教育对象和教学方法。这样既能避免学生接受知识上的偏差,也能衡定各类学校的师资和教学水平。同时,也使学生来源得到合理配置。现在,由于实行“三加X”考试,这一点在招生上基本上没有障碍,主要是思想再解放一点,把这种选择学生的方式再向前推进一步,就可以达到这一目的。在市场经济的作用下,社会分工越来越细,对人才的要求也越来越高,同一个专业同一个班毕业的同学找工作的差异性越来越大。高校已经成为一个提高个人综合素质和修养的平台,具有较高综合素质的人才日益受到社会的青睐。这一现象逐渐受到高校教育工作者的重视,提倡学科合并交叉,培养适应多项工作的宽口径人才成为艺术设计教育新的发展方向
三、广泛吸纳社会力量,积极整合教育资源
随着社会主义市场经济的不断发展,社会对艺术设计专业人才的需求越来越大,艺术设计专业办学规模也随之不断扩大。然而,有限的教育资源和师资力量始终是制约我国艺术设计教育深入发展的瓶颈。一方面,高校要有计划地引进或培养既有系统的理论修养,又有丰富艺术设计实践经验的“双师型”教师;另一方面,要广泛吸纳社会力量,充实艺术设计的师资力量,可以采取长期或短期聘用的方式,邀请国内外室内设计行业的精英或专家来校讲学、授课,力争将最新的行业知识和信息传达给学生。
经过近二十年的发展,艺术设计教育在软硬件方面已经取得了长足的发展,但是,仍然无法满足经济高速发展和办学规模不断扩大的需要。高等院校为了要办出质量和特色,以培养大批适应市场需求的的高级人才,使出了浑身解数,以致有些高校因为基础建设的不断扩大,而债台高筑。短时间内,仅仅依靠高校自身力量已经无法满足社会对人才的需求。根据艺术设计应用性极强的特点,我们要把设计教育从大学的课堂里解放出来,交给企业家,作为企业发展的武器,交给民众,成为生活的必需。积极整合教育资源,坚持多样化办学,拓展以学养学,滚动发展之路,最终变“学校办社会”为“社会办学校”,主动适应社会经济发展的全面需要。令人欣慰的是,许多高校已经先行一步,积极与企业取得联系,将企业变成了高校实验室和实习基地。学校解决了实验场地的问题,降低了教学成本,企业也取得了很好的经济效益,达到了双赢的目的。
四、校企联手,促进就业
高校毕业生就业历来都是学生和家长十分关注的问题,尤其是随着高等教育的普及以及高校连年的大规模扩招,高校毕业生的就业形势日益严峻,并呈现出“两高一低”的现象,据有关资料统计:一高是指毕业生总人数高:2003年212万,2004年280万,2005年338万;二高是指待就业毕业生总人数高:2003年52万,2004年69万,2005年已经达到了79万。一低是指毕业生签约率低:据教育部的统计,2005年应届毕业的338万普通高校学生中,在毕业时的签约率仅为33%,即使到了2005年末,仍有近1/4的毕业生还没有找到工作。
二、河南省书籍设计现状分析
书籍设计由西方辞典中广泛应用的“BookDesign”发展而来,主要包括书籍装订或封面装帧、排版设计、编辑创意设计三个内容。当前河南省的书籍设计的基本特点为:随着科学技术的进步和人们生活水平的提高,河南省书籍设计开始重视改变销售方式、利用新工艺和新材料等,更多关注书籍整体的审美感受,利用科技、艺术等手段加强书籍设计过程中的创新,使其产生标新立异的宣传效果,如河南省对电子手、立体书等的开发,就很好地将创意与高新技术结合起来。在书籍设计的表现形式上,河南省也作出了一系列创新,入采用不同装帧形式的书籍样式,包括活页装、散装、精装、半装等;此外,在书籍设计新观念的支撑下,对于不同主题内容的书籍实行不同风格的样式,如科普类书籍常通过色彩渐变和虚化的手法营造虚幻的视觉感受,以凸显科技内涵等。同时,河南省书籍设计更注重通过文本信息的采集、调控、接受等环节来实现对文本信息的高效传播。在书籍整体设计上追求形态美、意境美、材质美、体量美和细节美等,强调在书籍设计中融入现下流行的时尚元素,并准确把握时代特征。但是,也应该看到,当前河南省书籍设计在本土化、综合化及市场化等方面仍存在一些问题和不足,对文化市场带来一定的冲击和影响。
三、河南省书籍设计中存在的问题和不足
当前河南省书籍设计虽有着良好的发展势头,但仍不能忽视书籍设计过程中因部分因素的不成熟和有待发展,而导致河南省书籍设计面临众多问题和不足。1、设计者方面。部分书籍设计者对我国汉字设计的内涵关注不够,汉字的设计水平滞后,这必然会对河南省书籍设计的整体审美带来一定的负面影响。同时,设计者不能及时对读者群体细化的反应做出灵活应对,如河南省是一个农业大省,今年来,农民读者群日益形成和发展起来,但并没有专门针对农民群体设计的书籍形态。另外,部分设计师的综合表现技巧和对设计的责任感程度较低,也是影响河南省书籍设计的一个重要因素。2、在更深层次上。首先,受经济市场中一些仅重视经济利益的出版商及盗版者的影响,书籍自身的文化属性越来越单薄,市场上粗制滥造的书籍不管在印刷、装订还是内容上,都毫无价值可言,这种文化与市场的矛盾严重影响到书籍的文化内涵。其次,随着河南省书籍设计对本土化的知识文化体系的深入挖掘,一些投机设计者为了依附这一趋势,来获得相应的利益,而在书籍设计中大肆砌传统符号,造出喧嚣粗糙的书籍作品。另外,河南省一些书籍设计者受日本、韩国和西方设计界的影响,设计风格完全外化,丝毫不能体现出本民族的特点,造成本土与国际的冲突。
四、“文化强省”背景下完善河南省书籍设计的对策与建议
针对上述河南省书籍设计存在的问题和不足,在全面建设“文化强省”的背景下,应从以下几个方面进行革新:第一、提升汉字的设计内涵。要求设计师深入挖掘汉字所蕴藏的传统文化精神,从中收集设计元素和灵魂,用具有鲜明时代特征的形式表现河南本土文化特色,实现汉字的再设计。第二、强化书籍设计个性特征。当今时代以“和谐”为生活主题,以“创新”为发展理念,在此基础上,书籍设计也应该紧扣时代读者群细化现状体现个性特征。第三、全面提升书籍设计师的专业素养。要求设计师具有一定的内在文化涵养及创意水准,能准确把握时代脉搏,运用高新技术加强设计创新,实现艺术与技术的共同发展。第四、提升书籍设计师的公益责任意识。要求不断强化设计师对读者的责任意识,为书籍选择恰当的市场定位,另外还要求出版者、读者和其他相关单位不断加强节能环保意识,实现书籍使用的可持续性。第五、全面协调文化与市场的矛盾。积极调和书卷气和商品性,用书籍文化支撑书籍的销售环节。
1.1设计理论本文设计一个108位前导0计数器电路,采用2位分组的并行计数算法,电路设计原理如下:如图2所示,前导0计数电路将数据位宽平分为高半位和低半位两个部分,然后分别对两部分前导0个数进行计算,在下一级计数逻辑对上面两个计数器结果进行汇总.当n=2时,相当于4位前导0计数电路;当n>2时,相当于2n位前导0计数电路.
1.24位前导0电路设计如图3所示,Count[1:0]可以表示Data[3:0]不全为0时前导0个数;当Data[3:0]全为0时,前导0的个数为4,Count[1:0]最多也只能表示3,因此需要Z信号作为Count的拓展位[4].当Data[3:0]全为0时,前导0个数是4,拓展位Z=1,count[1:0]=2′b00,Z与Count[1:0]组成3位二进制计数值,为3′b100,正好可以表示Data[3:0]全为0时前导0的个数4.
1.38位前导0电路设计8位前导0电路是在两个4位前导0得出的计数结果后再做一次选择,对前面两个4位前导0的计数结果进行汇总.8位前导0的电路结构如图4所示.图4中,左上方电路计算高4位前导0个数,右上方电路计算低4位前导0个数.当高4位全为0时,则需将高4位前导0个数与低4位前导0个数相加;当高4位不全为0,则只需输出高4位前导0个数即可.当Data[7:0]不全为0,Count[2:0]即可表示前导0的个数;当Data[7:0]全为0,则Count[2:0]=3’b0,Z=1,构成二进制1000可以表示成8个0.从8位前导0电路结构,再结合4位前导0电路结构,由此找出前导0电路设计规律,为108位前导0电路设计提供结构的拓展.将8位前导0电路结构进行模块层次化,如图5所示.图5所示,浅灰色模块(四端口模块)是1个NR2D和1个INVD,深灰色模块(三端口模块)是1个AN2D,上一级的白色模块是3个MUX2D,下一级白色模块(五端口模块)是5个MUX2D.在大位宽前导0电路设计中,每向下增加一级模块,模块的个数就会增加一倍,白色模块的MUX2D就会增加2个,浅灰色和深灰色模块的逻辑单元不变.
1.4108前导0电路设计将64位、32位和12位这三个前导0电路进行拼接,组成的108位前导0电路结构如图6所示.如图6所示,从上到下分别是第一级模块、第二级模块、第三级模块、第四级模块、第五级模块、第六级模块、第七级模块.各个模块的内部逻辑电路如图7所示,其中白色模块n(n≥2)是指模块的级数。
2电路优化
2.1Z信号树逻辑优化图6中深灰色模块(三端口模块)是Z信号树逻辑模块,Z信号树经过优化之后如图8所示.
2.2Count树逻辑优化图6中白色模块(五端口模块)构成Count树,Count树由MUX2D逻辑单元构成.由于MUX2D标准单元存在传输管,导致标准单元延时大,以及单元驱动能力弱的情况[5].因此需要将传输管逻辑单元优化成速度快、稳定性好的CMOS互补逻辑单元。将MUX2D传输管逻辑单元通过逻辑换算,使之成为互补的CMOS逻辑单元,可以有效提高Count树的计算速度和稳定性.根据Count树中白色模块(五端口模块)所处的模块级数,分奇偶两种情况分别进行逻辑换算和重组,优化之后的逻辑结构如图9所示.从图9发现,优化后的逻辑电路中有反相器存在,并且随着模块级数增加,反相器个数也在增加.因此有必要将反相器提取出来,以一个大尺寸的反相器来代替这些分散的反相器,这样既可以满足驱动的需要,也可以用来减少面积.于是进一步优化之后的电路结构如图10所示.
2.3单元尺寸优化在同一级有关联的相邻两个模块,由于扇出不同造成负载不一样,因而不同模块内部单元尺寸的调整顺序也不一样.108位前导0电路逻辑单元尺寸调整的顺序如图11所示.从图11可以看出,首先优化第1条路径的尺寸,按照阿拉伯数字依次增大的顺序,依次进行不同路径的模块单元尺寸调整,最后优化第13条路径.每条路径都是顺着箭头的方向,对各个模块依次进行单元尺寸的调整.
3性能比较
在108位前导0电路设计完成过后,提取电路设计的网表进行PT分析,通过PT分析获得到时序和面积结果.然后分别与传统前导0计数器的RTL级代码[6]进行DC综合的结果,以及8位分组的RTL级代码进行DC综合的结果进行比较,如表1所示.通过比较发现,传统前导0的RTL级代码进行DC综合的时序和面积都太大,相对而言8位分组前导0的RTL级代码进行DC综合的时序却要比它要好得多,这也是当前一直使用8位分组前导0的RTL级代码的原因.然而本文设计的2位分组的108位前导0电路,进行PT分析的时序比8位分组DC综合的时序少了19%,但面积却比8位分组的差了20%.由于计数器的运算速度对浮点加法的运算是至关重要的,在面积相差不大的情况下这个电路设计仍然是非常成功的.
具体内容如下:
1.结构设计说明
主要是设计依据,抗震等级,人防等级,地基情况及承载力,防潮做法,活荷载值,材料等级,施工中的注意事项,选用详图,通用详图或节点,以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。如:正负零以下应采用水泥砂浆,以上采用混合砂浆。等等。
2.各层的结构布置图,包括:
(1).预制板的布置(板的选用、板缝尺寸及配筋)。标注预制板的块数和类型时,不要采用对角线的形式。因为此种方法易造成线的交叉,宜采用水平线或垂直线的方法,相同类型的房间直接标房间类型号。应全楼统一编号,可减少设计工作量,也方便施工人员看图。板缝尽量为40,此种板缝可不配筋或加一根筋。布板时从房间里面往外布板,尽量采用宽板,现浇板带留在靠窗处,现浇板带宽最好≥200(考虑水暖的立管穿板)。如果构造上要求有整浇层时,板缝应大于60。整浇层厚50,配双向φ6@250,混凝土C20。应采用横墙或横纵墙(横墙为主)混合承重方案,抗坍塌性能好。构造柱处不得布预制板。建议使用PMCAD的人工布板功能布预制板,自动布板可能不能满足用户的施工图要求,仅能满足定义荷载传递路线的要求。对楼层净高很敏感、跨度超过6.9米或不符合模数时可采用SP板,SP板120厚可做到7.2米跨。
(2).现浇板的配筋(板上、下钢筋,板厚尺寸)。尽量用二级钢包括直径φ10的二级钢。钢筋宜大直径大间距,但间距不大于200,间距尽量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂缝均可满足要求)。跨度小于2米的板上部钢筋不必断开,钢筋也可不画,仅说明钢筋为双向双排φ8@200。板上下钢筋间距宜相等,直径可不同,但钢筋直径类型也不宜过多。顶层及考虑抗裂时板上筋可不断,或50%连通,较大处附加钢筋。一般砖混结构的过街楼处板应现浇,并且钢筋双向双排布置。板配筋相同时,仅标出板号即可。一般可将板的下部筋相同和部分上部筋相同的板编为一个板号,将不相同的上部筋画在图上。当板的形状不同但配筋相同时也可编为一个板号。宜全楼统一编号。当考虑穿电线管时,板厚≥120,不采用薄板加垫层的做法。电的管井电线引出处的板因电线管过多有可能要加大板厚。宜尽量用大跨度板,不在房间内(尤其是住宅)加次梁。说明分布筋为φ6@250,温度影响较大处可为φ8@200。板顶标高不同时,板的上筋应断开或倾斜通过。现浇挑板阳角加辐射状附加筋(包括内墙上的阳角)。现浇挑板阴角的板下应加斜筋。顶层应建议甲方采用现浇楼板,以利防水,并加强结构的整体性及方便装饰性挑沿的稳定。外露的挑沿、雨罩、挑廊应每隔10~15米设一10mm的缝,钢筋不断。尽量采用现浇板,不采用予制板加整浇层方案。卫生间做法可为70厚+10高差(取消垫层)。8米以下的板均可以采用非预应力板。L、T或十字形建筑平面的阴角处附近的板应现浇并加厚,并双向双排配筋,附加45度的4根16的抗拉筋。现浇板的配筋建议采用PMCAD软件自动生成,一可加快速度,二来尽量减小笔误。自动生成楼板配筋时建议不对钢筋编号,因工程较大时可能编出上百个钢筋号,查找困难,如果要编号,编号不应出房间。配筋计算时,可考虑塑性内力重分布,将板上筋乘以0.8~0.9的折减系数,将板下筋乘以1.1~1.2的放大系数。值得注意的是,按弹性计算的双向板钢筋是板某几处的最大值,按此配筋是偏于保守的,不必再人为放大。支承在外墙上的板的负筋不宜过大,否则将对砖墙产生过大的附加弯距。一般:板厚>150时采用φ10@200;否则用φ8@200。PMCAD生成的板配筋图应注意以下几点:1.单向板是按塑性计算的,而双向板按弹性计算,宜改成一种计算方法。2.当厚板与薄板相接时,薄板支座按固定端考虑是适当的,但厚板就不合适,宜减小厚板支座配筋,增大跨中配筋。3.非矩形板宜减小支座配筋,增大跨中配筋。4.房间边数过多或凹形板应采用有限元程序验算其配筋。PMCAD生成的板配筋图为PM?.T。板一般可按塑性计算,尤其是基础底板和人防结构。但结构自防水、不允许出现裂缝和对防水要求严格的建筑,如坡、平屋顶、橱厕、配电间等应采用弹性计算。室内轻隔墙下一般不应加粗钢筋,一是轻隔墙有可能移位,二是板整体受力,应整体提高板的配筋。只有垂直单向板长边的不可能移位的隔墙,如厕所与其他房间的隔墙下才可以加粗钢筋。坡屋顶板为偏拉构件,应双向双排配筋。
(3).圈梁、构造柱布置及其剖面详图。圈梁要浇圈闭合拉通,穿过中间走廊,并隔一定距离将截面加强。注意圈粱(包括地基圈梁)在外墙楼梯、入口等处可能被截断,应在相应位置附加一道并满足搭接长度。坡屋顶为双层圈梁。单层空旷房屋层高超过4米宜在窗顶处增加一道圈梁。说明圈梁、构造柱纵筋的搭接及锚固长度。构造柱箍筋在上下端应加密。说明构造柱生根何处,当地面为刚性地面时,应将构造柱伸至基底。较大洞口两侧宜加构造柱(2.4米以上)。构造柱与下层相同的,可不标构造柱编号,但应在图中说明。圈梁、构造柱纵筋宜采用一级钢筋。为减少圈梁受温度变化的影响,和清水砖墙的立面效果,360外墙圈梁的外侧宜有120砖墙。设置构造柱后必须设置圈梁或暗圈梁。设置圈梁不一定设构造柱。斜交砖墙的交接处应增设构造柱,且构造柱间距不宜大于层高。建筑四角包括阴角,考虑到应力复杂和应力集中,应增大截面和配筋。请参照《设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术规程JGJ/T13-94》
(4).过梁布置。核算圈梁下的高度是否足够放预制过梁,如果不够,则应圈梁兼过梁或圈梁局部加高。尽量采用过梁与圈梁整浇方式。此法方便施工并对抗震有利。当过梁与柱或构造柱相接时,柱应甩筋,过梁现浇。过梁配筋不得过小,以考虑地震时过梁上墙体出现裂缝不能形成拱的作用。当有大梁压在过梁上时,过梁一般用较大截面,兼梁垫用。过梁支承长度改360,并应验算过梁下砌体的局部承压。360墙可用一120矩形过粱加一120带挑沿过粱。现浇过梁荷载取值参见《砌体结构设计规范GBJ3-88》
(5).雨蓬、阳台、挑檐布置和其剖面详图。注意:雨棚和阳台的竖板现浇时,最小厚度应为80,否则难以施工。竖筋应放在板中部。当做双排筋时,高度<900,最小板厚100;高度>900时,最小板厚120。阳台的竖板应尽量预制,与挑板的预埋件焊接。雨棚和阳台上有斜的装饰板时,板的钢筋放斜板的上面,并通过水平挑板的下部锚入墙体圈梁(即挑板双层布筋)。两侧的封板可采用泰柏板封堵,钢筋与泰柏板的钢丝焊接,不必采用混凝土结构。阳台的门联窗处窗台应使用轻体材料砌筑,方便以后装修时凿掉。挑板挑出长度大于2米时宜配置板下构造筋。挑板内跨板上筋长度应大于等于挑板出挑长度,尤其是挑板端部有集中荷载时。内挑板端部宜加小竖沿,防止清扫时灰尘落下。当顶层阳台的雨搭为无组织排水时,雨搭出挑长度应大于其下阳台出挑长度100。挑板配筋应有余地,并应采用大直径钢筋,防止踩弯。挑板内跨板跨度较小,跨中可能出现负弯距,应将挑板支座的负筋伸过全跨。
(6).楼梯布置。采用X型斜线表示楼梯间,并注明楼梯间另详。尽量用板式楼梯,方便设计及施工,也较美观。
(7).板顶标高。可在图名下说明大多数的板厚及板顶标高,厨厕及其它特殊处在其房间上另外标明。
(8).梁布置及其下的梁垫布置。也可在梁支座处将梁加宽至500来代替梁垫。
(9).板上开洞(厨、厕、电气及设备)洞口尺寸及其附加筋,附加筋不必一定锚入板支座,从洞边锚入La即可。板上开洞的附加筋,如果洞口处板仅有正弯距,可只在板下加筋;否则应在板上下均加附加筋。留筋后浇的板宜用虚线表示其范围,并注明用提高一级的膨胀混凝土浇筑。未浇筑前应采取有效支承措施。住宅跃层楼梯在楼板上所开大洞,周边不宜加梁,应采用有限元程序计算板的内力和配筋。板适当加厚,洞边加暗梁。
(10).屋面上人孔、通气孔位置及详图。
(11).在平面图上不能表达清楚的细节要加剖面,可在建筑墙体剖面做法的基础上,对应画结构详图。
3.基础平面图及详图:
(1).在墙下条基宽度较宽(大于2米,部分地区可能更窄)或地基不均匀及地基较软时宜采用柔性基础。应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素,适当加宽基础。
(2).当基础上留洞、首层开大洞的洞口宽度大于洞底至基底高度时,如要考虑洞口范围内地基的承载力,洞口下基础应做暗梁。或将基础局部降低。
(3).素混凝土基础下不必做垫层,但其内有暗梁时应注明底部钢筋保护层厚为70,或做垫层。地下水位较高时或冬季施工时,不得做灰土基础。刚性基础一般300厚。
(4).建筑地段较好,基础埋深大于3米时,应建议甲方做地下室。地下室底板,当地基承载力满足设计要求时,可不再外伸。地下室内墙可采用砖墙,外墙宜用混凝土墙。每隔30~40米设一后浇带,并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。不应设局部地下室,且地下室应有相同的埋深。地下室顶板应考虑施工时材料堆积荷载。
(5).地面以下墙体如被管沟消弱较多,应考虑抗震的不利影响,地下墙体宜加厚。
(6).抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设缝。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。
(7).新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础,其基础间的净距应不少于基础之间的高差的1.5至2倍。
(8).条形基础偏心不能过大,柔性基础必要时可作成三面支承一面自由板(类似筏基中间开洞)。一般情况下,基础底部不应因荷载的偏心而与地基脱开。
(9).当有独立柱基时,独立基础受弯配筋不必满足最小配筋率要求,除非此基础非常重要,但配筋也不得过小。独立基础是介于钢筋混凝土和素混凝土之间的结构。
(10).基础圈梁在建筑入口处或底层房间地面下降处应调低标高。当基础圈梁顶标高为-0.060时可取消防潮层。当地基不均匀时基底应增设一道基础圈梁。
(11).基础平面图上应加指北针。
(12).基础底板混凝土不宜大于C30。
(13).在软土地基上的建筑应控制建筑的总沉降量,在地基较不均匀地区应控制建筑的沉降差,砖混结构对差异沉降很敏感。因建筑的实际沉降和计算值是有差异的,很难算准,所以应从构造上入手,采用整体性强的基础形式。
(14).可用JCCAD软件自动生成基础布置和基础详图。应注意,在使用砖混抗震验算菜单产生的砖混荷载生成基础图时,其墙下荷载为整片墙的平均压力,墙体各段的荷载差异较大时,荷载较大处的墙下基础是不安全的,应人工调整。生成的基础平面图名为JCPM.T,生成的基础详图名为JCXT?.T
请参照《建筑地基基础设计规范GBJ7-89》和各地方的地基基础规程。
4.暖沟图及基础留洞图:
(1).沟盖板在遇到楼梯间和电线管时下降(500),室外暖沟上一般有400厚的覆土。
(2).注明暖沟两侧墙体的厚度及材料作法。暖沟较深时应验算强度。
(3).基础留洞大于400的应加过梁,暖沟应加通气孔
(4).基础埋深较浅时暖沟入口底及基础留洞有可能比基础还低,此时基础应局部降低。
(5).首层有门洞处不能用挑砖支承沟盖板
(6).湿陷性黄土地区或膨胀土地区暖沟做法不同于一般地区。应按湿陷性黄土地区或膨胀土地区的特殊要求设计。
(7).暖沟一般做成1200宽,1000的在维修时偏小。
5.楼梯详图:
(1).应注意:梯梁至下面的梯板高度是否够,以免碰头,尤其是建筑入口处。
(2).梯段高度高差不宜大于20,以免易摔跤
(3).两倍的梯段高度加梯段长度约等于600。幼儿园楼梯踏步宜120高。
(4).楼梯折板、折梁阴角在下时纵筋应断开,并锚入受压区内La,折梁还应加附加箍筋
(5).楼梯的建筑做法一般与楼面做法不同,注意楼梯板标高与楼面板的衔接。
(6).楼梯梯段板计算方法:当休息平台板厚为80~100,梯段板厚100~130,梯段板跨度小于4米时,应采用1/10的计算系数,并上下配筋;当休息平台板厚为80~100,梯段板厚160~200,梯段板跨度约6米左右时,应采用1/8的计算系数,板上配筋可取跨中的1/3~1/4,并不得过大。此两种计算方法是偏于保守的。任何时候休息平台与梯段板平行方向的上筋均应拉通,并应与梯段板的配筋相应。
(7).注意当板式楼梯跨度大于5米时,挠度不容易满足。应注明加大反拱。
6.梁、柱详图:
(1).梁上集中力处应附加箍筋和吊筋,宜优先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下,架在板上的梁,不必加附加筋。
(2).折梁阴角在下时纵筋应断开,并锚入受压区内La,还应加附加箍筋
(3).梁上有次梁时,应避免次梁搭接在主梁的支座附近,否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭,或增加构造抗扭纵筋和箍筋。
(4).有圆柱时,地下部分应改为方柱,方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋宜使用井字箍,并按规范加密。角柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。幼儿园不宜用方柱。
(5).原则上柱的纵筋宜大直径大间距,但间距不宜大于200。梁纵筋宜小直径小间距,有利于抗裂,但应注意钢筋间距要满足要求,并与梁的断面相应。布筋时应将纵筋等距,箍筋肢距可不等。
(6).梁高大于300,并与构造柱相连接的进深梁,在梁端1.5倍梁高范围内箍筋宜加密。端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁,梁端支座可按简支考虑,但梁端箍筋应加密。
(7).考虑抗扭的梁,纵筋间距不应大于300和梁宽,即要求加腰筋,并且纵筋和腰筋锚入支座内La。箍筋要求同抗震设防时的要求。
(8).反梁的板吊在梁底下,板荷载宜由箍筋承受,或适当增大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。
(9).挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同,挑梁的自重占总荷载的比例很小,作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋,每个都不一样,难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时,注意要附加箍筋或吊筋。
(10).梁上开洞时,不但要计算洞口加筋,更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承载力不足。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。
(11).梁净高大于500时,宜加腰筋,间距200,否则易出现垂直裂缝。挑梁出挑长度小于梁高时,应按牛腿计算。
(12).梁应按层编号,如L-1-XX,1指1层,XX为梁的编号。
7.关于墙体问题:楼梯间的墙体水平支撑较弱,顶层墙体较高,在8度和9度时,顶层楼梯间横墙和外墙宜沿墙高每隔500设2φ6的通长筋,9度时,在休息平台处宜增设一钢筋带。顶层,为防止墙体裂缝,可采取如下措施:保温层聚苯板由45加厚。为防止聚苯板在施工时被踩薄,可用水泥聚苯板代替普通聚苯板。圈梁加高,纵筋直径加大。架设隔热层,不采用现浇板带加预制板(为了解决挑檐抗倾覆)的方式。顶部山墙全部、纵墙端部(宽度为建筑宽度B/4范围)在过梁以上范围加钢筋网片。构造柱至洞口的墙长度小于300时,应全部做成混凝土的,否则难以砌筑。小截面的墙(<600)如窗间墙应做成混凝土的。否则无法砌墙或受压强度不够。注意:在砖混结构中(尤其是3层及以下),可以取消部分横墙,改为轻隔墙,以减轻自重和地震力,减小基础开挖,也方便以后的房间自由分隔,不必每道墙均为砖墙。多层砌体房屋的局部尺寸限值过严,一般工程难以满足,在增设构造柱后可放宽。
8.重点注意:
(1).抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。大开间房屋,应注意验算房屋的横墙间距。小进深房屋,应注意验算房屋的高宽比。外廊式或单面走廊建筑的走廊宽度不计入房间宽度。应加强垂直地震作用的设计,从震害分析,规范要求的垂直地震作用明显不足。
(2).雨蓬、阳台、挑沿及挑梁的抗倾覆验算,挑梁入墙长度为1.2L(楼层)、2L(屋面)。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时,扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。
(3).梁支座处局部承压验算(尤其是挑梁下)及梁下梁垫是否需要(6米以上的屋面梁和4.8米以上的楼面梁一般要加)。支承在独立砖柱上的梁,不论跨度大小均加梁垫。与构造柱相连接的梁进行局部抗压计算时,宜按砌体抗压强度考虑。梁垫与现浇梁应分开浇注。局部承压验算应留有余地。
(4).由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时,应验算构件的最小配筋率。
(5).较高层高(5米以上)的墙体的高厚比验算,不能满足时增加一道圈梁。
(6).楼梯间和门厅阳角的梁支撑长度为500,并与圈梁连接。
(7).验算长向板或受荷面积较大的板下预制过梁承载力。
(8).跨度超过6米的梁下240墙应加壁柱或构造柱,跨度不宜大于6.6米,超过时应采取措施。如梁垫宽小于墙宽,并与外墙皮平,以调整集中力的偏心。
(9).当采用井字梁时,梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁或构造柱。
(10).问清配电箱的位置,防止配电箱与洞口相临,如相临,洞口间墙应大于360,并验算其强度。否则应加一大跨度过梁或采用混凝土小墙垛,小墙垛的顶、底部宜加大断面。严禁电线管沿水平方向埋设在承重墙内。
(11).电线管集中穿板处,板应验算抗剪强度或开洞。竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。
(12).构件不得向电梯井内伸出,否则应验算是否能装下。
(13).验算水箱下、电梯机房及设备下结构强度。水箱不得与主体结构做在一起。
(14).当地下水位很高时,砖混结构的暖沟应做防水。一般可做U型混凝土暖沟,暖气管通过防水套管进入室内暖沟。有地下室时,混凝土应抗渗,等级S6或S8,混凝土等级应大于等于C25,混凝土内应掺入膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法(阶梯式、企口式或加金属止水片),一般加金属止水片,较薄的混凝土墙做企口较难。
(15).上下层(含暖沟)洞口错开时,过粱上墙体有可能不能形成拱,所以过粱所受荷载不应按一般过粱所受荷载计算,并应考虑由于洞口错开产生的小墙肢的截面强度。
(16).突出屋面的楼电梯间的构造柱应向下延伸一层,不得直接锚入顶层圈梁。错层部位应采取加强措施。出屋面的烟筒四角应加构造柱或按97G329(七)P3地震区做法。女儿墙内加构造柱,顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高,均加构造柱,并应加密。错层处可加一大截面圈梁,上下层板均锚入此圈梁。
(17).砖混结构的长度较长时应设伸缩缝。高差大于6米和两层时应设沉降缝。
(18).在地震区不宜采用墙梁,因地震时可能造成墙体开裂,墙和混凝土梁不能整体工作。如果采用,建议墙梁按普通混凝土梁设计。也不宜采用内框架。
(19).当建筑布局很不规则时,结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置,并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状),此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚,并双层配筋。
(20).较大跨度的挑廊下墙体内跨板传来的荷载将大于板荷载的一半。挑梁道理相同。
(21).挑梁、板的上部筋,伸入顶层支座后水平段即可满足锚固要求时,因钢筋上部均为保护层,应适当增大锚固长度或增加一10d的垂直段。
(22).应避免将大梁穿过较大房间,在住宅中严禁梁穿房间。
(23).构造柱不得作为挑梁的根。