界面设计的优缺点分析范文
时间：2023-11-15 07:06:30
界面设计的优缺点分析篇1
随着国家对基本医疗建设的投资力度的加大，不少设计行业的同仁加入到医疗建筑设计行业，由于对医疗建筑设计经验的缺乏，在医疗建筑规划设计当中，不少设计师会出现完全按照院方的要求去设计的情况，于是出现了大量的设计不合理，导致院方后续使用的过程中的各种不便利。从而导致各种资源的浪费，针对以上情况，我就以常德湘雅医院投标方案设计为例，通过对设计过程的分享，简要的对医疗建筑方案规划设计的基本思路做简要的分析与说明。
项目概况：
该项目位于湖南省常德市柳叶湖岩子堰村，月亮大道以北，沾天湖环路以南，金牛路以西？、银牛路以东，总规划用地面积约230亩。建设床位数为2200床，其中200床为VIP病床。主体医疗区建筑面积24W平方米，两层地下室，满足地上500辆停车，地下1500辆停车。
基地现状：
基地位于常德新区金牛路与月亮大道的交角处，用地平坦，由于北部山脉的影响，主导风向为东北风偏北风。
甲方要求：
1）沿月亮大道设置院区主入口；
2）实现现代化的绿色生态医院；
3）考虑医院的可持续发展。
存在矛盾：
1） 周边现状道路不利于组织医疗流程；
2） 作为旅游度假区的医院在限高80m的情况下，是近限高还是尽量降低建筑高度来设计病房楼？
设计分析与设计思路：
通过对基地的分析，我们着手于以下考虑
1）基地临两条城市主干道，院区主入口沿月亮大道设置，在金牛路上设置院区次入口，主要为探视或者行政后勤出入口；
2）住院主楼的位置有三种选择，第一是沿着银牛路呈正南北方向布置，第二是按照医疗流程将住院主楼设置于用地北侧，第三是沿着金牛路呈正南北方向布置；前两种布置方式有利于提高住院病房的环境质量，为患者提供一个安静的治疗休养环境，后者从城市建设的角度出发，有助于形成良好的城市街道景观与城市界面；
3）在绿色生态的考虑上，我们采用贯通式“医疗街”，来尽量实现门诊医技楼空间的自然通风采光。在医院街的设置上采用两种方式。
1）医院街呈南北向，2）医院街呈东西向。前者有利于形成医院的主轴线，将门诊医技楼住院楼紧密联系；后者有利于组织医院的次入口；
方案比较：
通过对基地的研究分析以及对当地气候条件的影响，我们做了以下尝试：
方案一优缺点分析：
缺点：
1）形成视觉错觉，影响对主入口的判别；
2）住院楼彼此有遮挡；
3）给人产生方向的错觉；
4）行政后勤用地紧张；
优点：
1）秩序感强，保证一期二期建设的完整性；
2）有利于组织医疗流程与医院次入口，保证探视流线的便捷性；
3）医院总体建筑比较低，适合旅游地区建筑的形态；
方案一草图
方案二优缺点分析：
缺点：
1）建筑覆盖率可能会超；
2） 建筑表情比较严肃；
优点：
1）将1500床主体楼按照80m限高设计，形成院区建筑中心；将剩余500床综合住院与200床的VIP诊疗中心打散形成副楼
2）整个院区基本呈中轴对称，形成医院端庄的形象；
3）有利于形成医院的秩序感，
4）能够有效的组织医疗流程与院区次入口，保证探视流线的便捷性；
方案二草图
方案三优缺点分析：
缺点：
1）医疗街南北设置不利于组织医院的次入口，探视入口相对较偏僻；
2）医疗流线较长，医院展开面较窄，对医疗流线的组织有影响；
优点：
1）医院布局较灵活，与基地契合；
2）院区住院包括行政后勤留有充足的弹性空间
3）充分利用基地，将基地价值最大化；
4）采用单护理单元与双护理单元结合的方式，形成医院错落有致灵活多变的界面，打破传统医院生硬的建筑布局；
方案三草图
投标最终成果展示：
总平面图
启发与反思：
此次投标方案项目，我们在不同的方面受到启发，同时也有我们要反思的地方：
1） 医疗建筑设计不是模式化的，呆板的，一成不变的，针对不同的地域与地段，相应的会有不同的形式与内涵与之相协调、匹配；
2） 建筑设计一定要以人的使用为出发点，尺度是首要考虑的问题之一；
3） 应该从不同的角度看问题，尝试用不同的方式方法解决存在的问题；
4） 设计与规划的前提是分析与解决问题的过程，而不是设计师自己挖坑自己再想办法填起来；
5） 在项目管理上，针对自身问题，在设计的过程与完成时，时间节点的控制上，需要留出时间应对意外情况的发生。
结语：
通过本次投标方案的锻炼，寻找一种不同方向的医院建筑规划设计的思路；因地制宜，经过不同方案的对比，分析对比出最适合的方案，努力做到规划设计的地域性与唯一性。
参考文献
[1] 《城市建筑》之医疗建筑 2010.07，ISSN 1673-0.32.
界面设计的优缺点分析篇2
关键词:索膜结构,找形分析,荷载分析,优化分析,协同分析
索膜结构雏形可追溯到古代游牧民族使用的帐篷结构。自1967年加拿大博览会德国馆创造性地大规模采用索膜结构以来,索膜结构以其丰富的建筑造型和优异的结构受力特性得到了广大建筑师、结构师的青睐,广泛应用于商业、体育、工业等大跨度建筑结构及户外设施、文化娱乐建筑等各种建筑小品中。其中具有代表性的有沙特的利雅得体育场、美国的丹佛新国际机场、英国的千年穹顶以及韩日世界杯比赛的体育场馆等。在索膜结构蓬勃发展的同时,一系列的设计、施工问题也随之产生。目前索膜结构的研究主要集中在找形分析、裁剪分析、荷载分析、及施工工艺等方面。与国外相比,国内索膜结构的研究和应用还比较落后。从上世纪80年代开始,国内个别高校和研究机构已致力于索膜结构的研究开发工作,并取得了很多成果。但是许多关键技术仍然只被一些发达国家所掌握。
1 索膜结构的特点
索膜结构是一种新型的空间结构形式,它通过施加预应力,使结构具有一定的刚度以承受各种荷载作用。概括而言,索膜结构有以下的优缺点。
(1)更自由的建筑形体塑造。多变的支承结构和柔性膜材使建筑物造型更加多样化,新颖美观,富有时代气息。
(2)更好的经济效益。膜结构屋面重量仅为常规钢屋面的1/30,降低了墙体和基础的造价。同时膜建筑奇特的造型和夜景效果有明显的“建筑可识性”和商业效应,其价格效益比更高。
(3)更短的施工周期。膜工程中所有加工和制作均可依照设计在工厂内完成,现场只进行安装作业。相比传统建筑的施工周期,它几乎可以缩短一半。
(4)更低的能源损耗。膜具有良好的透光性,透光率为7%―20%,可以充分利用自然光,减少能源消耗。并且具有良好的阻燃性和自洁性。
(5)更大跨度的建筑空间。由于膜结构自重轻,膜建筑可以不需要内部支承,这使人们可以更灵活、更有创意地设计和使用建筑空间。膜结构的主要缺点是耐久性差。现在的设计寿命只能达20年左右,处于临时性建筑与永久性建筑的转变时期;其次由于薄膜张力的连续性,局部的破坏就会造成整个结构破坏。
2索膜结构的研究现状及存在问题
2.1找形分析
确定一个满足边界条件和预应力大小及分布的初始平衡形态的过程就是索膜结构的找形分析。在索膜结构的发展初期,找形分析主要是通过物理模型试验来完成,随着计算机技术的迅速发展,各种数值分析方法也都应运而生。目前,国内外在索膜结构找形分析中常用的方法主要有动力松弛法、力密度法、非线性有限元法、最小二乘法和控制点逼近法等。由于柔性结构的分析中存在内力判定和形状判定,所涉及到的内容以及成形准则仍未明确和完全解决,还存在着很多难点,比如关于复杂曲面和组合曲面的找形理论还比较少。因此找形分析研究的重点主要包括计算模型的改进、初始形态优化设计等方面。
2.2荷载分析
索膜结构初始平衡形状确定后,就应对其进行荷载分析。其目的是为了检查索膜结构在各种荷载组合作用下结构的刚度是否足够、膜面的应力与变形是否在容许范围内,以保证在敏感荷载作用下满足强度要求和正常使用要求。目前索膜结构的荷载分析主要使用非线性有限元法。早期的非线性有限元法一般采用直线索单元和三角形膜单元,并考虑几何非线性和索松弛、膜褶皱问题。近年来,许多学者在索膜结构的单元模型方面进行了研究,比如采用非线性曲面膜单元和曲线索单元;也有学者提出三维有限元分析方法。由于索膜结构质轻面薄,结构刚度很小,对风荷载比较敏感,所以耦合风振响应分析是索膜结构研究领域的难点。因此关于风和索膜结构的耦合响应以及可能产生的动力失稳问题需要进行深入的理论分析和风洞实验研究。
2.3优化分析
目前索膜结构的找形是根据设计经验假设一组该索膜结构初应力的分布,通常是为了获得极小曲面而假定一组等初应力的分布,然后用适当的计算方法得到在该初应力分布条件下索膜结构的初始形状。索与膜的初始应力如何确定,如何使膜结构处于设计所追求的最优状态的研究,并未深入地展开。国内方面,钱基宏基于最小变形能理论,提出“最优形态”的概念,建立了膜结构“形态优化”的最小变形能理论模型及求解方法;卫东等人结合遗传算法的基本概念提出适用于张拉膜结构的优化算法,并编制了相应的计算程序。作为有限元分析软件,ANSYS具有专门的结构优化程序,但目前利用ANSYS有限元软件进行索膜结构优化分析的研究很少,而对膜结构整体协同工作下的优化分析研究在国内外几乎是个空白。
2.4整体协同分析
张拉膜结构为柔性结构,在通常的设计中,为了计算的简便往往会将膜结构的计算与支承结构的计算分开,即先假设膜的边界固定,对膜结构进行计算并得到支座反力;然后将支座反力反作用于支承结构来计算支承结构的受力与变形。也就是说,在一般的设计中是没有考虑支承结构与膜结构的相互作用问题的。然而,膜结构与支承结构之间肯定是协同工作的,那么这种简化计算结果与实际情况就会产生偏差。目前对于两者的共同分析及膜结构的优化分析已逐渐得到设计人员的重视。《膜结构技术规程》(CECS 158: 2004)也指出在膜结构计算时,对于非刚性体系支承结构的膜结构应进行整体分析。国内外关于这方面的分析很少,考虑索杆与膜整体作用对受力性能的研究也才刚刚开始,已有的协同分析研究也只是限于结构的荷载受力和静力特性分析。而在整体模型与分离模型下对膜结构,特别是下部支撑结构有何影响,目前国内很少有学者在这方面进行研究。
3索膜结构的工程应用
索穹顶结构在近20年来才在工程中实现,但一经问世便成功地应用于一些大跨、超大跨度的结构中。在Fuller的张拉整体概念基础上,David Geiger创造性地提出索穹顶结构的概念,即以连续的拉索与分散的压杆构成整体结构。美国建筑师M・Levy对DavidGeiger的索穹顶结构技术做了进一步改进,他用菱形联方空间网格代替了David Geiger型索穹顶的单根辐射状径向脊索,使索穹顶结构的稳定性更好,刚度也大大提高,抵抗不对称外荷载或局部荷载的能力也有较大增强。1990年M・Levy设计完成的佛罗里达州太阳海岸穹顶直径达210 m,是世界上首座索穹顶室内足球场。目前世界上最大的索穹顶室内体育馆是1966年亚特兰大奥运会的Georgia穹顶。20世纪末建造的千年穹顶则集中体现了20世纪建筑技术的精华。
我国对膜结构的研究和应用与国外相比起步较晚, 1997年竣工的上海八万人体育场开启了我国大型膜结构之先河。近10年间我国索膜结构得到了飞速的发展,国内膜结构设计施工企业的相继成立,推动了索膜结构的发展。国内的一些建筑单位和高校也开始对膜结构进行全方位的研究。近两年我国还兴建了一些完全中国技术的膜结构:在北京顺义和鞍山相继建造了两个气承式空气膜的游泳馆;在苏州乐园建成了以悬挂膜和骨架支承膜相结合的音乐广场;秦皇岛欢乐海洋乐园膜结构工程是国内第一家开合式膜结构,设计施工要求都非常精确。另外,一系列的功能性标志性小品膜建筑,如深圳金海湾小品、昆明世博园工程都成为点缀景观的佳作。
但是与国外相比,无论在建筑设计理论或是膜结构全过程设计施工技术方面,国内的技术力量仍与世界先进水平存在着差距。主要表现在缺少有效的自主开发的膜结构设计软件,技术力量薄弱,专业性人员少;国内市场上目前还没有合乎建筑织物标准的膜材,膜材生产和加工还需要依靠国外,国内厂家生产的膜材的质量,耐久性及自洁性还不能达到国际标准;施工安装工艺经验不足,企业经营运作方面缺乏经验等。
4索膜结构研究的发展方向
张拉膜结构是通过给膜材直接施加预拉力使之具有刚度,并承担外荷载的结构形式。完整的张拉式膜结构一般由张拉薄膜、加劲索及支承结构三部分组成。目前对索膜结构形态分析仍停留在对初始形状成因的表面认识上,而未能深入研究如何确定最终状态下索膜结构的初始应力等参数。
我国的《膜结构技术规程》(以下简称《规程》)指出在膜结构计算时,对于非体系支承结构的膜结构应进行整体分析。但至于如何进行整体分析,采用整体对结构(包括膜结构与支承结构)会产生怎样的影响,《规程》暂无详细的说明。所以,对这种膜结构与支承结构的相互作用问题及整体协同工作下的形态优化深入研究,掌握结构的真实受力与变形情况,对于进行更为合理的设计具有重要意义。《规程》规定:“膜结构计算模型的边界支承条件应与支承点的实际构造相符合,对于可能产生较大位移的支承点,在计算中应考虑支座位移的影响,或与支承结构一起进行整体分析”。但如何进行整体分析,是否采用整体分析,对结构(包括膜结构与支承结构)会产生怎样的影响,《规程》暂无详细的说明。所以,对这种膜结构与支承结构的相互作用问题进行深入分析,掌握结构的真实受力与变形情况,对于进行更为合理的设计具有重要意义。
参考文献
[1]沈世钊.大跨度空间结构的发展-回顾与展望.土木工程学报,1998.
[2]那向谦.索膜结构基本体系与建筑设计.建筑学报,2001(2).
[3]廖士骏.膜结构今昔面面观.世界建筑,1999.
界面设计的优缺点分析篇3
【关键词】博物馆APP；视觉艺术元素；界面设计
中图分类号：G122 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2016）11-0226-02
移动应用程序与博物馆内容的创造是一个迅速发展的区域，尤其是它们先进的计算能力和连通性。对于博物馆来说，它是在不断探索与当前潜在用户交流的新策略，其最有吸引力的特性之一是它打开了新的方式，观众可以通过个人设备进行选择和熟悉其特点，不仅可以如同身临其境的参观，而且还可以进行之前和之后的访问，在这种条件环境下，为用户的选择开辟了文化内容传播的新的可能性，为终身学习文化交流的内容提供了一种方便、快捷、高效、充满乐趣的方式。
一、博物馆APP发展现状及存在不足
随着移动技术的不断发展，以及智能手机功能的增加，手机APP已渗透到生活的各个方面，使得用户更容易访问和接触所感兴趣的内容，对于年轻人来说，博物馆APP再熟悉不过了。从故宫博物院推出首款博物馆APP以来，博物馆APP逐渐走进大众的视野，用手机“逛”博物馆不再是奢望，而是变成了一种真实存在的实体。2013年5月，国内第一款博物馆APP“胤G美人图”正式上线，这款软件在当年还荣获了“DFA Award”亚洲最具影响力优秀设计奖。
与以往类似的应用程序相比，“每日故宫”的主题设计更加明确，每天一幅高清藏品图，可供用户畅快欣赏。用户使用手机或iPad智能移动设备，可以方便快捷地查询展览和展品信息，并享受多种交互式的服务。事实上，近年来国内许多博物馆已经开发出自己的应用程序，如北京鲁迅博物馆APP、三峡博物馆APP、国家博物馆APP等，虽然这些APP的下载量与其他社交类的APP下载量是不可比拟的，但结果已经相当不错了。
相对于国外博物馆APP来说，国内的博物馆APP就显得有些不成熟。以“每日故宫”为例，“每日故宫”LOGO与界面设计简洁、精致、文雅，但整体有些许的单调，每日推送的藏品仅仅只是图片而已，缺乏对藏品的背景和资料的详细介绍，使得界面显得有些空洞乏味，缺少生机，让缺少对文物了解的用户欣赏起来有些吃力，甚至会失去兴趣，长久下来也就失去了对它的耐性。虽然此款APP整体设计感较强，但在交互体验上缺乏与用户的沟通，没有切实从用户的角度出发，界面中出现许多不合理的设计。
通过对200名使用手机博物馆APP的用户进行问卷调耍针对APP的使用人群进行了调研，并根据167份有效调查结果进行分析，我们发现，年轻用户是使用博物馆APP的主力人群。调查表明，20-40岁之间的用户人数最多，占总人数的71%。通过用户研究可以及时了解用户的真实需要和心理需求，解决用户的实际问题，切实做到以用户为中心，从而更接近用户的心理。
二、基于博物馆APP界面设计及视觉艺术元素的分析
不同APP启动界面用意不同，风格也不同。或简单、或复杂、或简陋、或华丽。 一个APP进入启动界面时，首先映入眼帘的便是其整个的设计风格。作为功能的导航界面和对用户视觉形成的第一冲击，让APP启动界面的设计发挥着重要作用。启动界面的本意是以友好用户界面的方式来掩饰后台的缓冲加载，让用户用平和等待的心情进入正常应用界面。由于启动界面会出现跳转，因此设计风格要给用户呈现出整体一致的视觉体验，这样有利于传达产品整体的品牌形象。下面以每日故宫APP和卢浮宫APP（以下简称“卢浮宫”）为例来分析。
在web中，由一个页面跳转到另一个页面基本都是通过A标签来实现的。当然不排除也有一些是由按钮、弹窗等来达到页面跳转的效果。而APP中界面设计跳转的方式则通过三个方面来表现，即内容扩展、多态按钮、批量操作。
就色彩方面来说，“每日故宫”主要采用明黄色，典雅的背景和中式元素的图标，给人一种视觉上自然舒适的感受，界面设计上色彩的使用是非常精致优美的，并带有一缕缕清新的历史风。“卢浮宫”的色彩则以黑色为背景，界面采用卢浮宫中的名画组合而成，整体给人一种高端、庄重、典雅的感觉，在这里，用户可以欣赏古埃及、古希腊、古罗马及文艺复兴时期不同的艺术流派，接触达芬奇、米开朗基罗、卡拉瓦乔、提香、伦勃朗、等大师的旷世名作，以及艺术家们的八卦趣闻。整体的色调以及简洁的界面设计，带给用户一种近距离接触世界名画的实感。
在功能图标排版设计方面，“每日故宫”与“卢浮宫”整个界面无过多的图标，设计得简洁明了、主次分明。“每日故宫”的界面采用大量留白，给用户带来一种宁静和安祥的视觉感受；“卢浮宫”的整个界面则显得尤为低调，主界面纯黑色的背景上依次摆放大师的名作，给人一种高贵、典雅的视觉感受。
相对主界面的设计而言，列表界面的设计就比较繁琐，因其主要的目的是处理大量的信息，使信息更加清晰明了，以达到用户能够快速了解其主要内容。列表界面担任着信息的展示工作，因此在设计过程中，要更加注重界面信息功能栏及信息标题的展示大小及布局方式，同时对界面色彩进行了大胆的运用。
列表界面设计根据产品定位不同而存在很多形式，优秀的列表界面的整体设计是要时刻明确“产品的重心能够让用户一目了然，引导用户去阅读和学习”的设计定位，从这一点来看，“每日故宫”与“卢浮宫”的列表界面都是值得肯定的。“每日故宫”是每日推送一款精美的藏品，用户可以边欣赏故宫藏品，边品味中华民族浓厚的文化底蕴和文化情怀。“卢浮宫”则是采用界面左右滑动的方式，根据自己的喜好选择自己感兴趣的内容进行了解。从这一角度而言，“每日故宫”每日设定一款藏品显得略微死板一些，缺少自由的交互体验，而“卢浮宫”的设计就显得成熟一些，与用户之间的交互体验更加理想化。
“每日故宫”与“卢浮宫”默认的都是大图模式，用户可以通过手势对图片进行放大或缩小，但“每日故宫”中有些藏品图即使收缩到最小，也无法看到整个藏品，“卢浮宫”却没有这种状况出现，而且利用手势来进行操作远远没有按钮那么容易被用户发现。“每日故宫”文物页面的下方有个心形按钮，用户可以根据自己的喜好来表达是否喜欢此款藏品，点击一下表示“喜欢”，但在功能菜单中却没有设计“收藏”按钮，而且大部分藏品图中缺少对作品的背景或信息介绍。有的藏品图中有一个小旋转的齿轮，点击之后会弹出一个页面对作品进行介绍，但齿轮设计得太小且不明显，很难被用户发现，也没有提供其他的方式供用户使用，藏品的信息介绍过于简单，使用户不能真正了解作品。对于用户来说文物信息的详细介绍是最核心的交互体验了，而“每日故宫”大部分文物甚至没有配备介绍，核心体验没有做到细致，足以体现出此款APP的功能设计做得不够深入。
与“卢浮宫”相比，“每日故宫”虽存在诸多不足，却有一个小小的亮点――记事本功能。记事本界面的功能分为三个部分：心情的选择，文本框输入，收起记事本的箭头。收起箭头的方向和用户的习惯性动作一致，在这一点上“每日故宫”交互体验做得很合理，因而不会使用户产生心理行为的偏差。在心情选择上则有两个选项造型，一个是龙的造型，另一个是人物造型，其造型设计的风格简洁一致，采用的是极简线描的中国风，无处不体现着中国传统风格的精髓，给用户一种古色古香的视觉感受，无形之中添加了些许小乐趣。但欠缺考虑的是，在文本输入上没有可以收起输入键盘或确定文本的选项按钮，用户只能通过点击收起记事本的箭头来结束输入，而且带着不安的心理进行下一步操作。这部分没有从用户的角度来进行设计，缺乏与用户沟通的交互体验。
不可否认的是，“每日故宫”仍是一款质量较好的APP，整体布局效果良好，设计精美，界面精致简洁，充满人文气息，充分体现了浓厚的民族特色，且结构清晰明了，框架采用大量隐喻手法引导用户亲自去探索，从视觉的角度完全体现了产品的特色和浓重的文化底蕴。
三、结语
故宫APP不是快速消费品，时间是它最好的良药，慢慢积累以呈现出最完美的状态，这样才能给用户不一样的视觉体验与感受。故宫是一个国家文化精髓的聚集地，而故宫APP亦要体现出这种精髓，数字产品没有实物，它的生产是在代码的演变中产生而来的，但它是为用户服务的。 APP是一个将数据转化为视觉的一个过程，使其在用户面前呈现出藏品的原貌，让用户摆脱传统欣赏藏品的束缚，更好地感受它在文字和图片之外的真实美感。用可视化界面设计的方式让用户方便观察与交流，从而改变传统的沟通方式，相信今后博物馆APP不仅仅只是页面的精美与独特，而在用户体验上也会更加成熟，这也是设计者们设计的首要目的与为之奋斗的方向。
参考文献：
[1] 林迅.新媒体艺术[M]. 上海：上海交通大学出版社， 2011.
[2] 谢湖伟.移动数字阅读发展趋势研究[J]. 出版科学，2013，（21）： 7-10.
[3] 关梦觉，周峰.浅谈手机界面视觉设计的发展趋势[J].美与时代， 2013，（2）：105-109.
[4] 邓念.数码产品界面的视觉信息传达设计研究[D].武汉：武汉理工大学， 2012，51-54.
[5] Josh Clark. Designing Great Iphone Apps[M]. Sebastopol： O’Reilly Media，2012，43-67.
作者简介：
第一作者：赖守亮（1976-），男，湖北广水人，湖南工业大学包装设计艺术学院副教授，艺术学博士，硕士生导师，研究方向：数字艺术的创作与理论；
界面设计的优缺点分析篇4
关键词：教育装备 装备管理 分析及研究
中图分类号：G482
文献标识码：C
DOI：10.3969/i.issn.1672-8181.2015.03.097
1 教育装备管理系统现状调查
“教育技术装备”简称“教育装备”，教育装备曾叫做教学仪器设备，随着发展不再是简单的桌椅等物体形式和简单的教具，也包含了数字系统以及各种的信息化的软件。目前我国的教育装备研究还停留在发展阶段，属于我国新的研究领域。教育装备管理系统是提高学校经济效益的重要手段之一，此系统的使用，可以充分发挥装备为一线教学服务作用，做到装备管理规范，设备利用率高，统计报表便捷准确。同时有利于对本地装备应用水平的监督、指导及管理等，从而推动装备应用管理工作数字化和网络化的高效开展。我们要重视教育装备系统的使用效益。除了重视教育装备系统的主系统还要加强对配套保障系统的重视。
2 教育装备管理系统现状
2.1 硬件建设、投资状况现状
我国现在对于教育装备管理系统的投入相当的大，例如仅仅以2002-2003年度期间，投入资金为210亿；投入实验室仪器设备市场资金达到60亿元。截止到2002年年底，教学科研仪器设备资产总值仅我国高校就达到625.6亿元，实验设备资产仅中小学专业总值达到470亿元。信息化教育教学基础设施在西部的各试点省份的农村中小学也基本实现了。2003年底，工程投入：191542.8万，中央投入：100000万，地方配套，91542.8万，中央投入的98000万用于三种模式的设施建设，另外2000万用于教学资源的开发，而这只是百亿工程开始的10个亿，国家将继续追加100个亿。必须要进行合理的规划以及管理才可以保障这些装备以及投资的进行，得以充分发挥现有资源的优势。
2.2 目前普及的软件情况
通常现在用的代表性的软件有四种，分别为：长春宏岩电脑有限责任公司开发的教育装备统计系统、浙江大学开发的中小学教育技术装备综合统计系统、河南科技电子科技有限公司开发的方生中小学教育装备管理系统以及启迪信息技术公司于2001年研制的教育装备管理系统。
通过对比可知：
第一，对于教育装备的系统理论不够重视。目前系统的注重点在于装备的本身，注重装备建设初期的情况。这些系统是以设备的统计报表为主，而试验人员管理、操作标准、装备使用配套情况、使用维护情况、系统规划建设、折旧、退役等都没加以具体的设计说明，缺乏全系统、全寿命、全费用思想理论的指导。
第二，目前装备管理系统有点乱，通讯接口的标准也没有统一，无法进行互相关联，实现不了数据的共享。
第三，（C/s（客户/服务器）模式是基础，此模式的最大缺点为用户之间的交流信息不流畅，不利于信息
的反馈，还需要专门的客户端安装程序，分布功能不强，兼容性能弱，开发工具的不同跟代码的编写也有很大的差异。教育部目前统一了标准，为浙江大学的中小学教育技术装备综合统计系统，虽然统一了各地的教育装备统计格式，报表接口实现了规格化，但是这个系统并没有实现教育装备体系的整个管理协调。当前的重点在于需要一个更加完善的软件管理平台。
3 教育装备管理系统对策研究
3.1 为了保障管理系统的科学性，必须要加强教育装备系统的研究
有了理论的支持，才能站稳脚步。教育装备管理系统的核心是装备的全系统、全系统以及全费用，目的是为了达到教育装备的费用效能最优化。
3.2 利用完善科学的系统开发方法
第一，原型系统开发方法：在短时间内，用户与系统分析设计人员合作开发一个原型，但是功能并不完善，通过实践不断地进行改进。它的开发过程主要是反复的：分析、设计、编程、运行、评价。
第二，面向对象系统开发方法：把对象作为一个独立的团体，隐藏内部的细节，把实体抽象为问题空间中的系统，把外界的干扰降低到最小。它的开发过程是：需求分析、确定对象、详细设计。
第三，结构化系统开发方法：首先对软件平台在整体上进行设计，然后再进行系统的设计确定计算机和网络的配置方案，其目的在于进行系统的测试以及实施和维护。
上边的三种方法都有各自的优点，新产品开发的时候应该结合三种方法的优点，使系统做到最优。
3.3 选择先进的构建模式
要想保障系统的生存与发展，必须选择先进的构建模式，让整个系统的信息能正常的交流，达到用户能够方便及时的参与进来的目的，使用范围也随之扩大。在B/S（浏览器/服务器）模式的设计技术的基础上已经越来越完善，较为明显的特点在于分布性，在浏览查询方面也比较快捷方便，只要增加网页便可增加服务器的功能。维护方法也比较简单，通过改变网页便可令所有用户同步更新，操作简单，共享性达到最优。所以B/S模式性能最优，值得推广。
3.4 界面设计方面要吸引用户
界面设计要尽量的简捷化，方便操作，要符合认知规律。系统界面对于平台的应用和普及有着很关键的作用，所涉及的方面也很广，涉及到了计算机科学、心理学、设计艺术学、认知科学以及人机工程学。在设计过程中需要注意几点：在确定用户的基础上，遵循使信息量最小的原则减少用户的负担，增加操作提示以及帮助，尽量保持与用户熟悉的模式相同在实际操作界面，借鉴以前的经验，达到用户的要求。在界面上要求字体的选择，颜色的设计以及信息显示的位置都要从视觉心理学的角度出发，让界面更加的美观、简洁、大方，增加系统认知度。
当前，信息化的发展突飞猛进，这也体现在了对于人才的培养、教育的发展方面，教育准备系统作为基本的物质保障作用尤为的突出，教育装备系统在我国是新的研究领域，还存在很多的问题，理论体系也存在很多的缺陷，要想建立一个理想的系统应用平台还需要不断的探索和研究，要开发出一套合理的装备管理系统，为教育装备信息化的实现提供管理平台，从而促进整个教育的现代化进程，实现教育的均衡化发展。
参考文献：
【1】曹惠芳.教育信息化视野下的教育技术装备管理研究【D】.南京师范大学，2007.
【2】薛鹏.基于绩效改进的信息化教育装备的管理研究【D】.首都师范大学，2006.
界面设计的优缺点分析篇5
关键词：混凝土；配合比；设计理论；分析；思考
0前言
混凝土的发明距今已有一百多年的历史，其使用对于提高人类建筑房屋的质量产生了重要的影响。然而，在混凝土的配置过程中，由于组成成分的多样性以及对不同环境所要求混凝土配置的复杂性，使得混凝土配合比的确定以及执行一直是相关工作人员关注的重点问题。只有对众多的混凝土配合比理论进行分析，并能够对当前混凝土配合比设计中存在的问题采取针对性的措施，才能够不断提高混凝土的质量，从而促进交通工程以及工民建项目的进一步发展。
1各种混凝土配合比设计方法概述
在现代混凝土的使用过程中，为了简化设计的准确性以及提高设计水平，对混凝土所用原材料一般主要考虑水、粗细骨料、胶凝材料以及混凝土外加剂四种。在实际的设计过程中，混凝土配合比的设计也就是求解出水、胶凝材料、粗骨料以及细骨料的组成未知数。可以根据所有求的适配强度，通过质量法或者是体积法建立一个整体恒定方程，从而就能够将混凝土配合比的设计转化成求解用水量、水灰比以及砂率三个参数了。当前常见的混凝土配合比的设计方法主要有以下四种。
1.1美国ACI方法
通过对比分析，可以发现，美国的ACI方法具有操作简单的优点，各种配合比的参数只要通过相关表格的查找就能够获得。但是，该种方法获得的各种参数的选择理论依据比较单薄，说服力不强。此外，该种方法对于材料性状的敏感性也比较差。该种方法是混凝土配合比设计最为典型的方法之一。
1.2英国BRE方法
与美国的ACI方法相比，英国的BRE方法在参数的选择上具有相似性，但是，英国采取的方法，其选择使考虑的因素更多。例如，在水灰比的选择过程中，其考虑到了长期的力学性质与短期的力学性质。砂率的选择中考虑到了小于0.6mm的细骨料量。然而，这种方法的缺点也比较明显，主要是通过图表来获得一定的参数，容易产生普适性的误差。如果单独从图表选择的方法中进行比较，则该种方法是很优秀的，此外，如果能够增加数学方法，则其在混凝土配合比设计中将会更加出色。
1.3法国Dreux方法
法国的Dreux方法具有自身的优点，主要表现在各个级配参数的设计比较细致。例如，在用水量的选择时，考虑到了耐久性问题，而在计算砂率的时候，则综合考虑了级配、水泥用量以及最大粒径等。不过，Dreux方法中的级配曲线设计中存在一定的局限性。在实际的操作过程中，级配曲线的设计往往不尽如人意，因此，一般不能够通过改善级配曲线的制作方法来提高混凝土配合比设计的水平。
1.4中国混凝土配合比设计方法
我国现行的配合比设计方法更注重的是经验性设计。在规范中，试图展示一个简单易行的设计方法。对于幅员辽阔的中国，这样一个普适的方法已经十分优秀。但是，应该注意到，这样的配合比设计方法理论基础相对薄弱，经验性选择居多，并且计算结果偏差很大。具体表现在，强度公式引起的误差波动，其次用水量与砂率的选择依据也并不充分。
2混凝土配合比设计中存在的问题
2.1工作性设计较欠缺
根据对多种较优质的混凝土设计方法进行比较分析，可以发现，大都缺乏对工作性的设计。而工作性设计对于混凝土工程的质量以及工程施工都具有重要的影响。然而，由于对混凝土流变性理论研究不够，使得现行的混凝土设计方法中缺乏工作性的设计。
2.2混凝土强度理论不完善
与工作性相比，研究人员杜宇强度理论的分析和研究较为深入。常见的强度理论计算公式主要包括保罗米公式以及Larrard的MTP公式等。这些计算公式的方法大都是基于固体力学以及数据回归分析进行相关的模型求解的，在此基础上再结合相关的参数进行科学合理的修正。然而，随着矿物外加剂的使用以及多种骨料的渗入，混凝土的复杂性已经发生了巨大的变化，因此，如何将新增加的因素放置到既有的混凝土的强度理论中，成为相关工作人员研究的一个重要课题。
3混凝土配合比设计的创新方法
3.1完善强度模型
在混凝土的使用过程中，其破坏主要分为裂缝的产生、发展以及贯通的过程，所以，为了进一步完善混凝土的强度模型，相关工作人员应该建立“裂缝产生”以及“裂缝在基相中传播”两个控制因素。混凝土的裂缝受到界面区域的影响最大，因此，界面强度是混凝土裂缝的主要控制条件，此外，基相承载破坏的能力控制了裂缝的传播情况。因此，在混凝土强度的设计过程中，要能够从物理作用与化学作用两个方面对混凝土界面的强度进行分析和研究，从而确保混凝土强度能够满足路桥以及工民建工程等的实际需要。
3.2建立工作性模型
在混凝土工作模型的建立过程中，可以使用“砂浆—粗骨料”的体系分割方法，可以将混凝土的流动性转化为粗骨料的相对运用过程，其中的剂是砂浆。因此，混凝土的流动性能就能够通过粗骨料的运动能力表现出来。而粗骨料的运动水平主要是由粗骨料之间的相互摩擦造成的。在实际的混凝土之中，优质的砂浆以及相关的介质能够在很大程度上减少粗骨料之间的损耗，从而可以提高混凝土的流动性。与此同时，水分对于粗骨料的湿润作用也能够在很大程度上提高粗骨料的运动能力。
结束语
近年来，随着各类建设工程项目开展的不断深入，对于施工技术工艺水平也提出了更高的要求。作为施工材料的重要组成部分，混凝土材料的配合比的设计关系到工程质量的可靠性、耐久性及经济性。因此，相关工作人员应该加强对各种混凝土配合比设计理论的分析，在此基础上结合工程的实际情况，设计出最佳的混凝土配合比方案，从而为优秀的工程施工项目奠定坚实的基础。
参考文献
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[2]范孟岭，杨永俊，林丽玲.常用配合比储备及应急设计控制[A].中国混凝土进展2010[C].2010
界面设计的优缺点分析篇6
关键词：流变特性；锚喷支护；悬吊理论
1 工程概况
1.1 工程概况
高家梁井田位于鄂尔多斯万利矿区南部，鄂尔多斯市东南约8km处，设计年产量600万吨，是一个新开发的矿区。正在建设中的高家梁煤矿主井口底板标高1398.506m，坡度-14度，净断面积17.3m2、毛断面积19.2m2；副井筒井口底板标高1398.702m，坡度-5.5度，净断面积 17.8m2、毛断面积20.5m2；风井井口底板标高1398.318m，坡度-20度，净断面积 17.3m2、毛断面积18.9m2。顶设计成圆拱形，净断面半径为2500mm。
1.2 软岩斜井锚喷网支护数值模拟对比分析
高家梁煤矿斜井分主、副、风井，文章以副井为研究对象进行数值模拟的对比。高家梁副井的际支护为两帮及拱顶为锚喷网支护，底板每施工10m将泥化的砂岩清除，清除泥化砂岩的厚度为300mm，换为300mm厚片石砂浆基层，其上再浇300mm 厚C30混凝土面层。本节先拟用全断面锚喷网支护（底板拟喷射300mm混凝土，并设置4根锚杆）进行数值模拟，与实际采用的支护方式进行对比，分析两者的优缺点。
1.3 全断面锚喷网支护数值模拟
采用ADINA中的Native建模方式，计算区域左右两侧和上下两侧分别向外延伸斜井高度和跨度5倍，取50m×50m。支护结构包括喷射混凝土及锚杆。岩石以及喷射混凝土采用平面四节点等参单元，锚杆采用rebar单元。
在有限元计算中，边界条件分为应力边界条件和位移边界条件，应力边界条件在ADINA中由设置外载荷来实现，位移边界条件由设置模型边界约束来实现。本模型只有位移边界条件。在水平方向上，Y向的边界上关闭Y-Translation自由度（图中字母C表示），以模拟远离斜井左右的土体边界没有位移，垂直方向上，模型下表面边界关闭Z-Translation自由度（图中字母B表示），以模拟远离斜井的深层土体没有竖直方向的位移。
开挖分两次开挖，第一次挖去上半部分，然后加载支护。第二次挖去下半部分，然后加载支护；喷射混凝土厚度：0.2m，底板喷射混凝土厚度为0.3m。围岩、混凝土以及锚杆计算参数根据前文试验测定结果，整理如表1.1所示。
将制作好的试样放在10KN拉力材料试验机上进行加载，并绘制拉力―变形曲线；然后根据试验结果设计正交试验，确定最佳配比；得出结果后，重新制作试件；然后再将试样放在拉力材料试验机上进行加载并分析结果。
1.4 试验结果全断面锚喷网支护模拟后处理分析
利用ADINA里的云图，可以清楚的看到斜井位移及应力的变化情况，进而对支护前后斜井的变化情况进行分析。
开挖完成后会出现一定的应力集中现象，在锚杆支护完成后应力集中现象更加明显，通过ADINA后处理导出各点的应力数值，可知支护完成后最大有效应力为6.4×106Pa左右，最大剪应力为3.5×106Pa左右，两者均在合理变化范围之内。
通过支护前后对比分析可知，支护结构对围岩应变有显著的控制作用，尤其是底板4根锚杆对竖向应变的控制非常明显，斜井横向应变以井口为中心，左右对称，应变值相近，支护后横向最大应变为3.5×10-4，竖向最大应变5.4×10-4。
锚喷网支护对斜井围岩变形有显著的控制作用，尤其是竖向位移，开挖完成为打锚杆前，底鼓现象比较明显，底板进行锚喷网支护后有效的控制了底鼓，但顶板下沉控制不是很明显，横向位移两帮收敛值相近，以井口为中心左右对称。
2 数值模拟对比结果分析
软岩斜井采用锚喷网联合支护结构，改变了围岩内部应力，变被动支护为主动承载，原来需要一定强度支架支撑的岩体变成了支护结构的主体，充分利用了岩体的自身强度。锚喷网是一种主动支护形式，可以有效地保证斜井的使用断面。锚喷网支护形式具有机械化程度高、施工速度快、综合效益好、工人劳动强度低、能充分发挥围岩自承能力等优点。
通过全断面锚喷网支护与实际采用的锚喷网+混凝土支护的数值模拟对比分析可知，全断面锚喷网支护能有效控制围岩变形，且底板底鼓明显减小，斜井最大位移也明显减小，但通过现场实际检测，锚喷网+混凝土支护能够有效控制围岩变形，且此支护方式要比全断面锚喷网支护施工简单，且节约成本。综合考虑，采用锚喷网+混凝土的支护方法是比较理想的选择。
3 结语
文章通过数值模拟分析对比，可知拟采用的支护措施与实际采用的支护措施各有优缺点，拟采用的支护措施在控制围岩的变形上比较理想，这也是实施支护的目的所在；实际采用的支护措施会造成一定的底鼓现象，但经济效益和可推广性较强，在能够保证围岩变形在控制范围之内的基础上，实际采用的支护方法有较大的优势。
参考文献
[1] 华心祝，吕凡任，谢广祥.锚注软岩巷道流变研究[J].岩石力学与工程学报，2003，22（02）：297-303.
界面设计的优缺点分析篇7
关键词：axure；糗事百科；原型设计
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）30-0160-03
1 web网站原型设计重要性
在web网站正式上线前，经历需求收集、获取评估，开发等阶段，在开发阶段前期，需要做原型设计，做原型设计的工具，一般选择axure。一个网站除了满足用户功能和内容的需求外，用户体验也相当重要，一般网站的用户体验的好坏直接关系到这个网站用户的转化率（购买、注册或者分享网站链接），一次糟糕的用户体验，可能导致用户再也不访问网站，这从原则上来说，该网站彻底丢失了一个用户。网站原型设计是开发前一个重要的交互设计，通过高保真的原型设计，可测试每一个功能的交互设计，从用户体验的有用、可用、能用等角度及“别让我等”、“别让我想”以及“别让我烦”等方面对上线前网站进行多种体验，进而为进一步的开发提供较好的设计流程和业务流程，提高用户的用户体验。
2 需求分析
糗事百科以糗友真实糗事为主题的笑话网站，话题轻松休闲，在年轻人中十分流行。在糗事百科中可以查看他人的糗事并与网友分享自己亲身经历或听说到的油菜、杯具、草蛋、有意思的、不顺心的等各类情形的生活糗事，并且可以左右排名。糗事百科有效地满足了用户生活糗事的本质需求，符合用户寻找娱乐、放松等方面的表面需求。当今社会年轻人的压力很大，除了去网吧、酒吧以及KTV等线下释放压力外，处于时间和金钱的考虑，很多年轻人愿意在网站寻找释放压力的平台，糗事百科定位年轻人，提供释放压力的平台，正好满足了用户的本质需求和表面需求。
为了让读者对其了解更加清晰，本文以年轻人用户实例和用户需求为实例进行研究。
用户实例：
用户需求：
1）功能需求。需求一个娱乐交流的平台，通过平台可以看到一些有趣的事情，释放工作的压力。在这个平台中，可以看文字，图片，视频，最重要的是，不仅可以通过这平台获得娱乐，更主要的是，通过它还可以分享糗事，把糗事一些有趣的事情分享给大家。网站根据用户糗事的多少，给用
2）交互需求。打开网站可以通过瀑布流的方式，查看各种有趣的糗事和有趣的事，在下拉的过程中，可通过糗事文字的热量自动排名和推荐。
3 功能模块
通过对上文的分析，本文对其功能模块的划分主要集中在以下部分。
通过上图分析可知，糗事百科的功能主要集中在图片，文字以及视频部分，热门主要是对图片、文字以及视频根据评论量，支持数以及反对数做加权所得进行排名，进而推送出来的。
热门：此部分主要是对图片、文字以及视频进行推送，给用户找到其他人最喜爱的或者比较关注的话题视频或者事情。在推送时间的间隔上，选择8小时和24小时进行推送。
图片部分：主要根据图片的点击率和图片受关注度等因素对用户进行推送，以便给用户更好的用户体验。
文字部分：最热部分文字部分也同样采取根据系统采集到用户对文字支持数、反对数以及其他因素综合而得，进行推送。最新部分主要是通过用户糗事通过的时间早晚而在前端进行展示的部分。
视频部分：视频部分和图片、文字具有相同的推送原理，都是根据用户对视频的点击和关注量进行排序。
4 竞品分析
通过对糗事百科和其他竞品类网站分析，总结出有关糗事百科竞品分析的，在竞品选择上，本文以内涵段子作为和糗事百科竞品分析的对象。下面是竞品分析部分。
糗百和内涵段子二者在产品逻辑和功能上非常相似。内涵段子是一个以搞笑，娱乐内容为主的 UGC 社区。用户产生，审核并消费内容。 作为一个典型的信息类产品，它的功能如下）：
信息来源――用户主动投稿，可以是文字、图片、视频的格式；评论功能。
信息加工――用户主动审核；后台专题编辑；评价会影响信息排序（热门评论）。
信息发现――新内容常刷常有；分类，内容专题。
信息消费――文字呈现，图片呈现支持长图、Gif 图，视频播放；评价、分享功能。
除此之外，内涵段子还加入了社交元素。因此它还有如下功能：
关系发现――附近人，推荐段友功能。
关系建立――关注功能。
关系互动――私信，段友圈功能。
关系解除――取关，黑名单，举报功能。
内涵段子与糗事百科对比
（内涵段子，以下略）优点1：信息来源――独有内容
内涵段子有后台编辑专门推出的“吧”（专题）供用户找到感兴趣内容。热门评论的推出让用户有更多看点。
优点2：信息发现――内容推荐机制更优
新内容常刷常有，用户体验更优；订阅专题、段友圈等可以使用户更方便地发现自己感兴趣的内容。
优点3：信息消费――细节体验优化
在信息消费环节，内涵段子没有楼层间推广、电商引导和游戏推荐等影响体验的功能。
缺点1：信息来源――没有匿名功能
在获取信息来源方面，糗百提供匿名功能。满足内容者“爆猛料”时的后顾之忧。可以获得更多信息来源。
缺点2：信息来源――没有大V概念，纯UGC产品
糗百加入了“里屋”功能即大 V 概念，以“人”来代替“专题”使用户的兴趣内容和社交有了联系，也使信息来源更加丰富也更容易把控。
缺点3：信息消费――细节体验优化
糗百的新糗事实时提醒，好笑/不好笑个性化按钮，全软件统一的“便便”元素，以及“再生”（重复播放数）这一日系源头的文案设计，都显得比内涵段子要更贴近网友。
缺点4：社交功能――社交概念更弱
在社交方面，糗百除了附近人，还有任意门、糗友秀等功能帮助用户更快发现关系。“摇一摇”诚意加的方式更有趣，糗百的“糗友”传统和文化也更深厚。相比之下内涵 段子的“关注”、“段友圈”功能没有体现强化的社交关系。
5 交互设计
在交互设计方面，糗事百科主要体现在以下方面：
注册界面：
在注册界面并没有注册提示，而采取邀请制和第三方账号登录的机制，这样的用户体验很好地避免注册流程的繁琐性，用户只需要运营第三方的账号就可以登陆并且糗事。
菜单栏下拉框
在每一个菜单栏下拉框下都有相应的子菜单，糗事百科在子菜单的选择上，采取“少即是多”、“快既是慢”等原则，菜单栏简约，极简，只有2-3选项，这减少了用户选择的时间成本，并且菜单栏选择上，文字都是较常见的，便于读者理解。
内容信息结构安排
内容在结构的安排上可看出，主要由三个模块组成，用户名、内容、内容操作区。
在内容操作区由两部分组成，既评论区和分享区。这样的设计减少用户视觉上的寻找成本。
6 原型图
上文通过对糗事百科需求分析 、竞品分析等进行了总结，并对糗事百科功能进行了分析和评估，总结出了目前糗事百科大概框架，为了让用户对糗事百科的整体框架有一个比较深入的了解，本文用axure制作出了糗事百科的原型图，以便读者更好地了解。
通过用axure制作糗事百科原型图，在糗事百科原型图首页，主要有三部分组成，导航栏、内容栏以及信息栏等部分组成。
登录注册界面
在登录注册界面可看出登录注册界面原型设计。
7 结语
本文以基于axure web网站原型设计为研究对象，在研究的过程中，以糗事百科Wie研究对象，在研究的过程中，首先，对糗事百科的用户群进行了分析和定位，在定位的基础上，获得用户的需求，为了让用户对需求更加清晰明了，采取用用户实例的方式，对用户的各种属性特征进行了分析和总结。通过对用户需求整体和总结，整理出了糗事百科的功能模块，主要由热门、图片、文字、视频等菜单组成，进而设置出糗事百科的功能点，以便更好地满足用户的需求。在交互设计方面，糗事百科采取了良好的交互设计，保障了用户较好的用户体验。在交互设计时，糗事百科采取了“少即是多”、“快即使慢”的设计原则，保障用户较好体验，在设计交互体验时，采取“别让我等”、“别让我想”以及“别让我烦”的设计准则，保证糗事百科web版在设计方面较好的用户体验。在设计原型时，采取了axure为原型设计工具，在原型设计的过程中，很好地考虑到了用户的交互设计，以便更好地满足用户的需求。
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界面设计的优缺点分析篇8
关键词:反射波法；基本原理；钻孔灌注桩；判定依据；缺陷波形；检测
中图分类号：U443.15+4 文献标识码： A 文章编号：
随着我国城市建设的发展，在沿海软土地的工程建设中，钻孔灌注桩凭借着质量优、承载能力强、造价低廉的优点而被广泛应用。但钻孔灌注桩从钻孔开始到完成混凝土的灌注要经过多道施工工序，受地质条件、施工管理、机械设备、技术水平、原材料及配合比等因素的影响很大，在施工过程中稍有不慎极易发生断桩事故或出现严重缺陷。由于桩基深埋于地下,隐蔽性极强，极难发现质量问题，因此，为确保工程质量，桩基检测就显得尤为重要。桩基检测方法一般有静载荷试验、钻孔取芯法、反射波法。低应变反射波法因其具有检测快速、仪器轻便、测试成本低廉、测试周期短、测试信号分析简单、对桩身无损,非常适用于检查桩的完整性，检测是否存在缩径、扩径、夹泥、断桩、空洞、离析、沉渣等缺陷。
1检测原理
低应变反射波法以一维波动方程为理论基础，把桩简化为一维弹性均质直杆、纵向振动模型，通过桩顶瞬态激振，给予桩身纵向应力波，应力波在沿桩身向下传播过程中，当遇到桩身混凝土波阻抗发生变化时，如桩身几何尺寸(缩、扩颈)、截面材料物理性质变化(离析、夹泥)等，纵向应力波在其界面就会产生入射、反射及透射。因此，根据入射、反射及透射波的波形、相位、振幅、频率及波的到达时间等特征即可判定桩身混凝土的完整性、缺陷程度及位置范围。
2成桩完整性判定
2.1判定依据
根据应力波在杆纵向传播遇波阻抗发生变化时，在其界面将发生入射、反射和透射，其波速与波阻抗之间存在下列关系:
Vr=－FVi
Vt=ΨTVi(1)
式中，Ψ=(ρc1Vc1A1)/(ρc2Vc2A2)，为2种介质的波阻抗比；F=(1－Ψ)/(1+Ψ)，反射系数；T=2/(1+Ψ)，透射系数；Vc、ρ、A为2种不同波阻抗发生变化处质点运动速度、密度和截面面积；Vi、Vr、Vt分别为入射、反射和透射波波速。
2.2缺陷类型
由式(1)可知，Ψ、T恒为正，即透射波和入射波方向始终一致。下面通过讨论反射系数F的变化来讨论反射波的情况，并结合地质、施工资料及波形特征等因素来判定桩的缺陷类型。
2.2.1无缺陷桩
完整性良好的桩因介质、截面均匀，无波阻抗变化，不发生波的反射，即Ψ=1，F=0，则有Vr=0、Vi=Vt，说明质点以不变的波速向前传播。
2.2.2有缺陷桩
(1)Ψ＞1，即ρc1Vc1A1＞ρc2Vc2A2，则F＜0，即反射波与入射波同相位。其中又分为以下两种情况:
①若A1=A2，则ρc1Vc1＞ρc2Vc2，即桩身截面积不变，则应力波由密度大、传播速度快的介质向密度小、传播速度慢的介质传播，桩下部发生了断桩或离析；
②若ρc1Vc1=ρc2Vc2，则A1＞A2，即桩身材料性质不变，则桩身截面发生了变化，应力波由截面积大向截面积小的方向传播，桩发生缩颈。
(2)Ψ＜1，即ρc1Vc1A1＜ρc2Vc2A2，则F＞0，即反射波与入射波反相位。其中又分为以下两种情况:①若A1=A2，则ρc1Vc1＜ρc2Vc2，即桩身截面积不变，则应力波由软材料向硬材料方向传播；②若ρc1Vc1=ρc2Vc2，则A1＜A2，即桩身材料性质不变，则桩身截面发生了变化，应力波由截面积小向截面积大的方向传播，桩发生扩颈或桩底嵌固。
2.3缺陷位置的判定
桩身缺陷位置按下列公式计算
(2)
式中―测点至桩身缺陷的距离，m；
Δt―时域信号第一峰与缺陷反射波峰间的时间差，ms；
―幅频曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差，Hz；
Vc―桩身波速，m/s，无法确定时用桩身平均速度替代。
3 应用中的注意事项
如何获得真实的实测波形图，成为反映桩身施工质量的关键。为尽量避免干扰波的影响，在检测中应注意以下事项。
3.1桩头处理
桩头混凝土不密实，会导致激振信号振荡，所采集波形与浅部缺陷波形类似，以致形成误判。因此，桩顶应凿至坚硬、密实、新鲜混凝土面并打磨至水平。
3.2传感器的耦合
传感器可用黄油、橡皮泥、石膏等材料耦合，粘结应尽量薄，且安装后的传感器必须与桩顶面垂直、牢固、不得有裂缝或浮动砂砾存在，以免影响信号的真实性。
3.3激振点及传感器位置
实践证明，对于钢筋混凝土灌注桩，以桩中心为激振点、距中心点2R/3处为传感器安装点，能更好的获得反映桩的真实波形，避免因激振点与安装点距离过近而出现负向反冲波，进而掩盖桩身浅部缺陷，给分析带来困难。
同时，激振点及传感器位置应避开钢筋笼主筋的影响，避免由钢筋笼主筋与素混凝土交界面处因波阻抗变小而误判为断桩或离析。
4工程应用实例
4.1工程概况
某道路DK365+676.48～DK365+739.50路基段DK365+729.50～DK365+739.50采用C20钻孔灌注桩加固，共40根，桩长3.0～11.0m，桩径0.6m，桩间距2.0m，按正方形布置，桩体配8根HRB335φ16mm钢筋笼，其长度由桩顶进入桩体不小于5m(桩长＜5m时，钢筋笼长度按实际桩长计)，单桩承载力设计值为511kN。桩体伸入地层共2层，分别为全、强风化千枚岩，σ0=200～300kPa，地下水为基岩裂隙水，不发育。
4.2检测方案
本次桩基完整性检测设备采用RSM-PRT低应变仪，传感器为加速传感器，耦合剂为黄油；凿去被检测桩桩顶浮渣，直至露出坚硬、密实的新鲜混凝土面，打磨至水平；激振点位置选择在桩顶中心，每根桩呈“十”字形在2R/3处布置4个检测点，确保每根桩检测点所检测的有效信号点数均大于3个，如图1所示。
图1激振点及传感器安装点布置示意
4.3数据分析
本次共检测桩4根，并通过所配套的时域分析软件对数据进行处理分析。对所检测桩中具代表性波形分析如下。4－3号桩设计桩长7.0m，测设波形如图2所示。
图2无缺陷波形
图2中波形曲线平滑，2L/Vc时刻前无缺陷反射波，且桩底反射波明显，Δt=3.11ms，Vc=4676m/s，由式(2)计算L=7.27m，与设计桩长吻合，则桩结构完整性良好。
3－2号桩设计桩长9.0m，测设波形如图3所示。
图3缺陷波形
由图3可知:Vc=3262m/s，波形曲线在2L/Vc=5.52ms时刻前出现轻微缺陷反射波，且桩底有弱反射波，Δt=5.90ms，由式(2)计算L=9.60m，与设计桩长基本吻合。缺陷波出现位置处传播时间差为Δt=2.02ms，则l=3.30m。根据反射波同相位、桩底有弱反射波，可判定距桩头3.30m处存在离析或夹泥，与在此处灌注时换混凝土罐车的施工记录相吻合。
5结束语
通过检测实践，我们发现，低应变反射波法虽然简变、快捷，可以较准确的检测桩是否发生缩颈、扩颈、断桩、离析等缺陷，还可进一步确定缺陷的程度及位置范围。但同时，应用中也需要检测人员不但掌握检测方法的基础理论，熟悉仪器操作及数据采集，了解测试方法的局限性，注重实践经验的积累、有丰富的经验才能做出正确的判断。
参考文献
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