已有建筑物 existing building
已建成二年以上且已投入使用的建筑物。2100433B
已有建筑物地基及基礎(chǔ)加固技術(shù)有哪些?如何分類
我國對既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)的全面研究還處于發(fā)展階段,也取得了一些成果,且發(fā)展迅速。簡單來說,建筑物地基加固的方法主要有擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積法、注漿加固法、高壓噴射注漿法、灰土擠密樁法、深層攪拌法、硅化法...
已有建筑物地基及基礎(chǔ)加固技術(shù)有哪些?如何分類
我國對既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)的全面研究還處于發(fā)展階段,也取得了一些成果,且發(fā)展迅速。簡單來說,建筑物地基加固的方法主要有擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積法、注漿加固法、高壓噴射注漿法、灰土擠密樁法、深層攪拌法、硅化法...
地基是指建筑物下面支承基礎(chǔ)的土體或巖體。作為建筑地基的土層分為巖石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。地基有天然地基和人工地基兩類。天然地基是不需要人加固的天然土層。人工地基需要人加固處理,常見有...
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旋噴樁在已有建筑物加固中的應(yīng)用——根據(jù)某廠房不均勻沉降的原因分析,制定出旋噴樁加固的具體措施,解決了廠房的不均勻沉降問題。經(jīng)加固后的觀測表明.效果良好。
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針對目前已有建筑物增層改造中對結(jié)構(gòu)檢測不夠重視的現(xiàn)狀,探討了結(jié)構(gòu)檢測的內(nèi)容、方法、部位。
對已有工作區(qū)內(nèi)建筑物調(diào)查內(nèi)容有哪些?
對已有的全部的工作區(qū)內(nèi)建筑物,特別是受損建筑物進(jìn)行調(diào)查等。
(1)建筑物位于不良的地質(zhì)環(huán)境內(nèi)并有變形標(biāo)志的;應(yīng)注意查明不良地質(zhì)因素在什么條件下有害于那一類建筑物,并調(diào)查各種防護(hù)措施的有效性,以便尋求更有效的防護(hù)措施。
(2)建筑物位于不良的地質(zhì)環(huán)境內(nèi),但無變形標(biāo)志:應(yīng)注意查明是否采用了特殊結(jié)構(gòu),或是否以往對工程地質(zhì)條件的評價過低,這對于重新評價該地區(qū)工程地質(zhì)條件及建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計有重要的意義。
(3)建筑物位于有利的地質(zhì)環(huán)境內(nèi),但有變形標(biāo)志:
應(yīng)注意查明是否是由于建材質(zhì)量或工程質(zhì)量問題造成的,以便證實與分析以往的工程地質(zhì)條件評價是否正確。
(4)建筑物位于有利的地質(zhì)環(huán)境內(nèi),無變形標(biāo)志:
還需注意查明是否采用了特殊結(jié)構(gòu),以致于將某些不利的地質(zhì)條件隱蔽起來了。
(一)基礎(chǔ)
基礎(chǔ)是建筑物的組成部分,是建筑物地面以下的承重構(gòu)件,它支撐著其上部建筑物的全部荷載,并將這些荷載及基礎(chǔ)自重傳給下面的地基?;A(chǔ)必須堅固、穩(wěn)定而可靠。
(二)地基
地基不是建筑物的組成部分,是承受由基礎(chǔ)傳下來的荷載的土體或巖體,建筑物必須建造在堅實可靠的地基上。為保證地基的堅固、穩(wěn)定和防止發(fā)生加速沉降或不均勻沉降,地基應(yīng)滿足以下要求:有足夠的承載力,有均勻的壓縮量,以保證有均勻的下沉;有防止產(chǎn)生滑坡、傾斜方面的能力。
(三)墻體
墻體和柱均是豎向承重構(gòu)件,它支撐著屋頂、樓板等,并將這些荷載及自重傳給基礎(chǔ)。墻的作用有:承重作用、維護(hù)作用、分隔作用、裝飾作用。對墻體的要求為:有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性;滿足熱工方面(保溫,隔熱,防止產(chǎn)生凝結(jié)水)的性能;具有一定的隔聲性能;具有一定的防火性能。墻體根據(jù)不同的分類有不同的名稱,主要有下面幾種分類。1.按在建筑物中所處的位置分為外墻和內(nèi)墻。外墻:外墻位于建筑物四周,是建筑物的維護(hù)構(gòu)件,起著擋風(fēng)、遮雨、保溫、隔熱、隔聲等作用。內(nèi)墻:內(nèi)墻位于建筑物內(nèi)部,主要起分隔內(nèi)部空間的作用,也可起到一定的隔聲、防火等作用。2.按在建筑物中的方向分為縱墻和橫墻。縱墻:是指沿建筑物長軸方向布置的墻。橫墻:是指沿建筑物短軸方向布置的墻,其中的外橫墻通常稱為山墻。3.按受力情況分為承重墻和非承重墻。承重墻:是指直接承受梁、樓板、屋頂?shù)葌飨聛淼暮奢d的墻。非承重墻:是指不承受外來荷載的墻。在非承重墻中,僅承受自身重量并將其傳給基礎(chǔ)的墻,稱為承自重墻;僅起到分隔空間作用,自身重量由樓板或梁來承擔(dān)的墻,稱為隔墻;在框架結(jié)構(gòu)中,墻體不承受外來荷載,其中填充柱之間的墻,稱為填充墻;懸掛在建筑物外部以裝飾作用為主的輕質(zhì)墻板組成的墻,稱為幕墻。4.按使用的材料分為磚墻、石塊墻、小型砌塊墻、鋼筋混凝土墻。5.按構(gòu)造分為實體墻、空心墻、復(fù)合墻。實體墻:是用黏土磚和其他實心砌塊砌筑而成的墻??招膲Γ菏菈w內(nèi)部中有空腔的墻,這些空腔可以通過砌塊方式形成,也可以用本身帶孔的材料組合而成,如空心砌塊等。復(fù)合墻:是指用兩種以上材料組合而成的墻,如加氣混凝土復(fù)合板材墻。
(四)柱
柱是建筑物中直立的起支持作用的構(gòu)件,它承擔(dān)、傳遞梁和板兩種構(gòu)件傳來的荷載。
(五)地面
地面是指建筑物底層的地坪,主要作用是承受人、家具等荷載,并將這些荷載均勻地傳給地基,常見的由面層、墊層和基層組成。地面的名稱通常以面層材料而命名。
(六)樓板
樓板是分隔建筑物上下層空間的水平承重構(gòu)件,主要作用是承受人、家具等荷載,并將這些荷載及自重傳給承重墻或梁、柱、基礎(chǔ)?;緲?gòu)造是面層、結(jié)構(gòu)層和頂棚。
(七)梁
梁是跨過空間的橫向構(gòu)件,主要起結(jié)構(gòu)水平承重作用,承擔(dān)其上的板傳來的荷載,再傳到支撐它的柱或墻體上,但圈梁主要是為了提高建筑物整體構(gòu)件的穩(wěn)定性,而環(huán)繞整個建筑物墻體所設(shè)置的梁。
(八)屋頂
屋頂是建筑物頂部起到覆蓋作用的維護(hù)構(gòu)件,由屋頂、承重結(jié)構(gòu)層、保溫隔熱層和頂棚組成。
(九)電梯
1.電梯的類型按使用性質(zhì),可分為客梯、貨梯、消防電梯和觀光電梯等。按行駛速度可分為高速電梯、中速電梯、低速電梯。消防電梯的常用速度大于2.5m/s,中速電梯的速度為1.5~2.5m/s,低速電梯的速度在1.5m/s。 2100433B
2018年全國科技活動周,北京軍事博物館的主場活動,國家納米科學(xué)中心任紅軒教授為前來參觀的學(xué)生們展示納米科技科普最前沿的“納米夢工坊”便攜科普教具產(chǎn)品,讓學(xué)生們感受納米科技的魅力。光明圖片/視覺中國
微納米材料經(jīng)900倍放大,頗似“小蘑菇”。光明圖片/視覺中國
化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的自我組合的納米“花朵”。光明圖片/視覺中國
【科學(xué)向未來】
納米技術(shù)是對100納米以下的物質(zhì)進(jìn)行探索和控制的技術(shù),這一尺度下,物質(zhì)會呈現(xiàn)出與宏觀物體和微觀粒子截然不同的特性。
經(jīng)過最近二三十年的快速發(fā)展,一些具有新奇特性的納米材料,如導(dǎo)電性能類似金屬銅的石墨烯,抗拉強(qiáng)度比同體積鋼高100倍的碳納米管,通過改變尺寸就可以控制發(fā)射光譜的量子點,具有隱身功能的超材料等不斷被發(fā)現(xiàn),繼而在醫(yī)學(xué)、能源、環(huán)境及信息,甚至軍事等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,納米技術(shù)為藥物的傳輸和疾病的治療提供了新的方式和途徑。借助納米載體,藥物可以克服人體的生物屏障,通過人為操控直接到達(dá)病灶區(qū),在提高局部藥物濃度增強(qiáng)治療效果的同時減少了對其他組織的損害,其優(yōu)勢在癌癥治療中比較明顯。目前部分針對癌癥的納米藥物已經(jīng)面市。
各種具有特定癌癥治療功能的納米機(jī)器人相繼被成功研發(fā):能夠在60秒內(nèi)殺死癌細(xì)胞的納米機(jī)器人;可找到腫瘤,控制其代謝并能有效抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的DNA納米機(jī)器人;鎖定癌細(xì)胞并投遞藥物的納米機(jī)器人等等,納米技術(shù)的使用為非侵入性癌癥治療提供了一個良好的發(fā)展契機(jī),其商業(yè)化必將極大地提高患者的生存率。
此外,利用納米技術(shù)可以實現(xiàn)疾病的早期診斷及監(jiān)測。利用金納米粒子制備的生物條形碼可以將疾病生物標(biāo)記物的檢出底線降低106倍,極大地提高了疾病早期發(fā)現(xiàn)的可能性;利用石墨烯制備的皮膚貼片改變了傳統(tǒng)的手指穿刺測量血糖的方法,以非侵入的方式實現(xiàn)了對糖尿病患者血糖的監(jiān)測和管理。納米技術(shù)有力促進(jìn)了醫(yī)學(xué)發(fā)展過程中瓶頸問題的解決,成為醫(yī)藥研究領(lǐng)域必不可少的技術(shù)和武器。
能源領(lǐng)域,納米技術(shù)為綠色清潔能源技術(shù)的快速發(fā)展及應(yīng)用提供了新的思路,開辟了新的途徑。納米技術(shù)為鋰電池的發(fā)展帶來了新機(jī)遇。利用納米技術(shù),傳統(tǒng)鋰電池領(lǐng)域充放電過程中的安全性(利用硅納米線或者具有空心殼層結(jié)構(gòu)的S/納米TiO2等)及速度慢(應(yīng)用碳納米管等)、電池不穩(wěn)定(使用超薄二維BN/石墨烯復(fù)合材料等)等重大問題得以妥善解決。
目前針對鋰電池的納米材料的研究已經(jīng)完善并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,商業(yè)鋰電池的能量密度已達(dá)300Wh/kg,鋰電池動力汽車的續(xù)航里程可達(dá)470公里左右,隨著納米材料的進(jìn)一步發(fā)展,鋰電池性能的進(jìn)一步優(yōu)化,其能量密度有望達(dá)到500Wh/kg,實現(xiàn)800公里的續(xù)航目標(biāo)。超級電容器因為充電速度快,功率密度高等優(yōu)勢成為新能源汽車的“新寵”。納米技術(shù)可以幫助超級電容器減重,同時進(jìn)一步提升充電速度。近日一款由碳納米管制備的超級電容器問世,其充放電速度是傳統(tǒng)電池的1000倍,能夠在短短數(shù)秒中完成汽車充電,甚至比傳統(tǒng)汽車加油要快3倍,充電周期可以高達(dá)100萬次。一些性能更為優(yōu)越、更為輕質(zhì)、更為環(huán)保的應(yīng)用了納米技術(shù)的新穎超級電容器,如蛋殼膜超級電容器、海綿超級電容器還在不斷出現(xiàn)。一旦這些超級電容器成功商業(yè)化,將會給稀土市場產(chǎn)生一定的沖擊,也會給傳統(tǒng)電動汽車行業(yè)帶來顛覆性改變。
鈣鈦礦太陽能電池是近幾年新發(fā)展起來的能源轉(zhuǎn)換器件,中國科學(xué)家合成的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池實現(xiàn)了14.4%的最高光電轉(zhuǎn)換效率,有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率已提升到22.1%,接近單晶硅太陽能電池26.3%的光電轉(zhuǎn)化效率。隨著加工工藝的發(fā)展和成熟,應(yīng)用了納米技術(shù)的鈣鈦礦太陽能電池有望超過硅基太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率,其進(jìn)一步發(fā)展很有可能改變太陽能產(chǎn)業(yè)。
納米摩擦發(fā)電機(jī)是納米技術(shù)在機(jī)械能發(fā)電領(lǐng)域的新應(yīng)用。利用它可以收集傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)不容易獲取的機(jī)械能,比如摩擦能、風(fēng)能、海浪能、機(jī)械振動等。目前,已有部分利用納米摩擦發(fā)電機(jī)的產(chǎn)品問世,如,自供電智能鞋、摩擦電空氣凈化器等。作為一種全新的綠色能源供給技術(shù),納米摩擦發(fā)電機(jī)將為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中微能源供應(yīng)問題提供全新的解決方案,可以為大尺度的“藍(lán)色能源”(海洋能)提供一種全新的技術(shù)方案,在普適化便攜式電子產(chǎn)品的電源供應(yīng)方面有廣泛的應(yīng)用前景。利用了納米技術(shù)的納米摩擦發(fā)電機(jī)有可能引領(lǐng)技術(shù)革新并深刻改變?nèi)祟惿鐣?
由此可見,納米技術(shù)不僅改變了人們認(rèn)識世界的角度,將人們的視野聚焦到100納米以下的范圍,催生了新的研究領(lǐng)域和技術(shù)(如自旋電子學(xué),納米壓印光刻技術(shù)等),還為其應(yīng)用領(lǐng)域開辟了新的天地,為瓶頸問題的解決提供了有效途徑,為傳統(tǒng)行業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇,同時其衍生的新產(chǎn)品和新方法形成了巨大的新興市場,其進(jìn)一步的發(fā)展非常有可能引發(fā)生產(chǎn)革命和消費(fèi)革命。
各國納米技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略和行動
納米技術(shù)作為一項新興技術(shù),首先受到了美國的高度關(guān)注。2000年美國率先發(fā)布國家納米計劃,加強(qiáng)其在開展納米尺度的科學(xué)、工程和技術(shù)開發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。隨后,世界上幾乎所有的工業(yè)化國家都加快了推進(jìn)納米技術(shù)戰(zhàn)略和研究計劃的步伐,韓國、俄羅斯、中國、越南、以色列等新興工業(yè)化國家和發(fā)展中國家也紛紛根據(jù)本國國情制定了系列納米發(fā)展戰(zhàn)略和計劃。
比如韓國,2002年發(fā)布了“納米技術(shù)開發(fā)行動計劃”,支持納米核心技術(shù)的開發(fā)并培育納米技術(shù)領(lǐng)域的專家;2008年發(fā)布了“面向先進(jìn)一流國家的李明博政府的科學(xué)技術(shù)基本計劃”,將納米基礎(chǔ)機(jī)能性材料技術(shù)等領(lǐng)域列為重點培育技術(shù),希望憑借這些技術(shù)的發(fā)展使韓國躋身于七大科技強(qiáng)國之列。隨后韓國又出臺了一系列研究計劃,如每五年修訂一次的“納米技術(shù)綜合發(fā)展計劃”等,以“把韓國發(fā)展成為以技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的納米技術(shù)領(lǐng)先國家”為發(fā)展藍(lán)圖,促進(jìn)納米技術(shù)在本國的發(fā)展。
德國2004年發(fā)布了納米技術(shù)新戰(zhàn)略,提出“德國創(chuàng)新向納米技術(shù)進(jìn)軍”的戰(zhàn)略計劃,促進(jìn)納米技術(shù)應(yīng)用潛力的開發(fā);隨后德國頒布了系列“納米技術(shù)行動計劃”,希望利用納米技術(shù)解決其制定的高新技術(shù)戰(zhàn)略中能源、交通、健康等領(lǐng)域中的關(guān)鍵問題,提高德國企業(yè)的競爭力,擴(kuò)大自己在歐洲的領(lǐng)先地位。
中國也制定了納米技術(shù)發(fā)展的計劃。2001年,科技部聯(lián)合國家多部委發(fā)布了《國家納米科技發(fā)展綱要》,并成立了國家納米科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會,提出加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、攻克關(guān)鍵技術(shù)及培養(yǎng)骨干人才等任務(wù)目標(biāo)。各部委分別通過國家的“973計劃”、“863計劃”等對納米新材料和新技術(shù)的研發(fā)進(jìn)行了支持。
2013年,中國科學(xué)院啟動“納米先導(dǎo)專項”,希望利用納米技術(shù)促進(jìn)長續(xù)航動力鋰電池和納米綠色印刷等產(chǎn)業(yè)技術(shù)的變革性創(chuàng)新,同時培育和推動一批納米核心技術(shù)在特定能源、環(huán)境與健康領(lǐng)域中的應(yīng)用,解決若干制約國家骨干行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸問題,帶動新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;2016年,科技部發(fā)布“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃,將新型納米功能材料、納米光電器件及集成系統(tǒng)、納米生物醫(yī)用材料、納米藥物、納米能源材料與器件、納米環(huán)境材料等的研發(fā)作為重大專項進(jìn)行研究部署。
在各類項目和計劃的支持下,我國納米技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢良好,已經(jīng)成為世界納米技術(shù)研發(fā)大國,貢獻(xiàn)了全球超過三分之一的納米科技論文,約占全球一半的納米專利申請。我國的部分基礎(chǔ)研究躍居國際領(lǐng)先水平;首次化學(xué)合成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型納米材料石墨炔,不僅在能源、光電子器件等領(lǐng)域展示出了巨大的應(yīng)用潛力,在國際上產(chǎn)生了重要影響,且正在全球范圍內(nèi)形成新的研究方向;在國際上首次提出了“納米限域催化”概念,成功實現(xiàn)了甲烷一步轉(zhuǎn)化直接生產(chǎn)低碳烯烴。這項成果顛覆了90多年來煤化工一直沿襲的費(fèi)托路線,被業(yè)界譽(yù)為“煤轉(zhuǎn)化領(lǐng)域里程碑式的重大突破”,在國際學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界形成了重大影響;首次合成了性能超越傳統(tǒng)硅基的5納米柵長碳納米晶體管,將晶體管性能推至理論極限;研發(fā)的新型“腫瘤捕手”-多肽納米材料,實現(xiàn)了對循環(huán)腫瘤細(xì)胞的高效富集和檢測,其性能顯著高于國內(nèi)外同類型材料;首次合成了接近單根碳納米管理論強(qiáng)度的超長碳納米管管束,其拉伸強(qiáng)度超越了目前全世界范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的所有其他纖維材料。
我國已經(jīng)建立了國際性納米技術(shù)學(xué)術(shù)據(jù)點——國家納米科學(xué)中心,并在蘇州建成了大型產(chǎn)官學(xué)工業(yè)園區(qū)-蘇州納米科技協(xié)同創(chuàng)新中心,以促進(jìn)納米技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。我國納米科技應(yīng)用研究與成果轉(zhuǎn)化的成效也已初具規(guī)模:我國已經(jīng)成功研發(fā)出22納米及以下集成電路技術(shù)研發(fā)的工藝平臺(全球只有英特爾公司量產(chǎn));已經(jīng)建成了世界上第一條真正實現(xiàn)規(guī)?;⒌统杀局苽涓咂焚|(zhì)石墨烯的生產(chǎn)線,最近我國還啟動了首條全自動量產(chǎn)石墨烯有機(jī)太陽能光電子器件的生產(chǎn)線;已實現(xiàn)40納米,28納米系統(tǒng)級芯片工藝的試生產(chǎn);突破傳統(tǒng)版材電解氧化的工藝路線,建成世界上首條無電解氧化工藝600萬平方米納米綠色版基示印刷范線;我國已建成年產(chǎn)達(dá)10萬平米的超材料板生產(chǎn)線;能大幅降低空氣中有害氣體的納米空氣凈化器已進(jìn)入實用化生產(chǎn)階段。
總之,納米技術(shù)的發(fā)展方興未艾,未來的納米技術(shù)將作為一項通用技術(shù)在更多的領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
(作者:張超星,系中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院助理研究員;冷伏海,系中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院研究員)