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课题名称:钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发项目研究背景: 项目研究意义: 项目研究意义:课题名称:钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发项目研究背景:所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计,建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中,由若干构件,即组成结构的单元如梁、板、柱等,连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。编写算例使用建设部最新出台的《混凝土结构设计规范》gb50010-2002,该规范与原混凝土结构设计规范gbj10-89相比,新增内容约占15%,有重大修订的内容约占35%,保持和基本保持原规范内容的部分约占50%,规范全面总结了原规范发布实施以来的实践经验,借鉴了国外先进标准技术。 项目研究意义:建筑中,结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分,它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关,对发展新技术。新材料,提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。由于结构计算牵扯的数学公式较多,并且所涉及的规范和标准很零碎。并且计算量非常之大,近年来,随着经济进一步发展,城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化,更加剧了房屋设计的复杂性,许多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上,都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样,结构软件开发就显得尤为重要。 一栋建筑的结构设计是否合理,主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决,结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了,因此原来在学校使用的手算方法,将被运用到具体的程序代码中去,精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法,还要想到如何把这些做法用代码来实现,文献研究概况在不同类型的结构设计中有些内容是一样的,做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错,计算机也是如此的。 建筑结构设计统一标准(gbj68-84) 该标准是为了合理地统一各类材料的建筑结构设计的基本原则,是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范以及地基基础和建筑抗震等设计规范应遵守的准则。结构,以及组成结构的构件和基础;适用于结构的使用阶段,以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段。本标准引进了现代结构可靠性设计理论,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定,即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量,使设计的概念和方法都建立在统计数学的基础上,并以主要根据统计分析确定的失效概率来度量结构的可靠性,属于“概率设计法”,这是设计思想上的重要演进。这也是当代国际上工程结构设计方法发展的总趋势,而我国在设计规范(或标准)中采用概率极限状态设计法是迄今为止采用最广泛的国家。
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回答 我们知道,校园是老师和同学们工作、学习的场所,优良的校园环境,可以给我们以心旷神怡、美好的感觉我们的校园虽然面积不大,但绿化还算不错,绿树成荫、花香鸟语;教室外面、过道走廊张贴了古今中外的名人名言我们都在努力营造一个健康、和谐、催人奋进的环境,使同学们在优良环境中受到感染与熏陶,在潜移默化之中树立正确的世界观、人生观和价值观,让大家在优美、整洁、温馨的环境中一天天健康地成长,做一名文明的社会公民!可是,文明、和谐的校园里也存在着一些不和谐的音符:课余时间有的同学在教学楼、宿舍楼前的花池上摆起擂台,在万年青、千年矮上面练起梅花桩,好生生的桂花树、香樟、广玉兰也招来他们的摇、拽、踢、拉食堂开水房前的水龙头竟有大半被扭成冲天炮,为了啥?只为了方便自己能洗头,只为了刷牙不带杯子头发也许漂柔了一些,口腔也许清新了一阵,但你们的良知进了潲水桶,人格进了下水道有的同学在教室的课桌上、校园的墙壁上或在上学、放学路上乱写乱画;有的同学随手往教学楼下扔垃圾;有的同学把食品包装等垃圾随手乱扔乱弃;有的同学打扫卫生时为了少走几步路,图个自己方便,把垃圾倒在操场的垃圾桶里有的同学扫地时不提水、浇水,现场制造沙尘暴,伤己伤人伤机器(学校的电脑、投影机等电教设备寿命大打折扣)我们还看到在很多地方窗台和墙面长期不抹,很多位置扬尘和蛛网数月不除,莫不成待到地老天荒自己掉光?老师们、同学们!大家应该都看到了二(3)班同学在过道的黑板上写的倡议书提醒我们应该如何善待校园环境“学校是我家,环境优佳靠大家”这些话不仅仅是写在黑板上的标语,也不仅仅是挂在嘴上的一句口号,它应该是我们每个人付诸的行动,应该是我们每个人发自内心的一种爱护学校的责任我们每一个人都想在一个环境优美的地方学习和生活因为优美的环境让我们学会做人,更加文明在优美的校园环境中,我们沐浴着阳光,吸取着营养可优美的环境它不是从来就有的,它是我们每一个人去创建和维护的“鲜花还要绿叶扶,校园更需同学护”,作为学校一员的我们应该为学校的环境保护贡献一份力量,“关注自己一举一动,共创你我文明校园”,共同营造一个美丽温馨、干净整洁、积极向上的校园环境我希望,即将毕业的初三年级同学,要带头维护校园的干净和美丽,为低年级的弟弟妹妹做出榜样,让他们看到你们的实际行动,学到你们身上的责任心和做事的认真态度“大家添一份自觉。
一 当今地球环境状况不容乐观 马斯洛的心理需求论告诉我们,人类的需求是分层次的,从最低级生存需求到最高级的自我价值实现需求,都需要与外界事物进行关联,因此,当人类一方面享受着自己创造的文明成果时,另一方面又不断地品尝着自己亲手酿造的苦果:毫无无节制地滥用自然资源,破坏着生态平衡。人们因生产生活的需要对水、大气和土壤等人类生存环境造成了污染及破坏,导致可供利用的稀有物质资源越来越少,居住、饮食及生命健康已受到严重威胁,地球生物每年也有数千种消失……据世界卫生组织的估计,目前世界上25%的疾病与死亡是因环境问题造成的,全世界每年死亡的4900万人中的3/4是因环境恶化所致,其中儿童是最大的受害者。事实上,片面追求物质财富所导致的生态环境问题,不单是一个地区、一个国家的的问题,而是一个需要全人类共同面对,共同解决的重大问题。 我国是世界上人口最大的国家,经过多年的努力,我国经济得到了快速发展,但与经济快速发展同时出现的还有日益严峻的环境问题。2004中国环境科学研究院生态所王君英教授在《中国教育报》中从宏观环境角度出发,引用大量实地数据,分析了目前我国环境面临的11个方面问题。即水资源匮乏、水污染严重、用水严重浪费;大气污染严重;耕地数量日益减少且土地沙化、土壤酸化盐渍化严重;湿地减少且生态功能退化;森林与草地的数量和质量都在下降,水土流失严重;海洋污染加剧,海洋环境不容乐观;生物多样性受到破坏,物种减少;自然灾害频繁;农业、农村面塬污染严重,食品安全问题突出等等。面对如此艰巨的环境污染和生态失衡问题,我国政府也充分认识到环境污染问题潜在的巨大危害,在十六大、十七大中多次提及环境保护问题,号召全民进行节能减排,树立环保意识,倡导低碳生活,建设节约型社会等。当代大学生是未来国家经济建设的生力军,肩负着民族振兴的历史重任。面对长期艰巨的改善生态环境的任务,大学生应当首先树立先进的环保意识,从而带动整个社会进行环境保护、维护生态和谐。 二 对大学生进行环保意识教育的必要性 首先,加强大学生的环保意识教育有利于提高大学生基本素质。对大学生进行素质教育是高校办学的重点环节,而环保意识教育则是大学生素质教育中的重要内容之一,是提高大学生综合素质及道德素养的重要手段。一个高素质的人应该具备较高的环境意识,有为保护环境而不断调整自身经济活动和社会活动,协调人与环境、人与自身相互关系的实践活动的自觉性。21世纪环境意识将成为人类社会文明、发展进步的重要标志,环境意识也将成为21世纪人类必须具备的素质之一,培养大学生的环境意识正是新世纪发展的客观要求。 其次,加强大学生的环保意识教育有利于实现建设和谐社会的目标。构建社会主义和谐社会是我国“十一五”期间国家所提出的新课题。人与自然的和谐是和谐社会的重要特征。实现人与自然的和谐,除了要通过制定完备的环境保护法规,组建高素质的环境执法队伍,更重要的是要倡导人民大众转变思想,树立正确的环保意识。大学生只有在内心深处树立了尊重自然、保护环境的信念才能担负起建设人与自然和谐社会的重任,才能实现我国乃至全人类的可持续发展战略目标。 最后,加强大学生的环保意识教育有利于促进思想道德教育。通过环保意识教育,能使学生认识到环保问题是关系地球和人类未来的严重问题,树立全球意识和全球观念,认识到人的价值是为人类生存做出贡献,为全人类的根本利益而奋斗;能使学生学会自觉地关注身边的环境,关爱我们共同的家园,培养大学生的忧患意识,激发他们树立对自己、对国家、对世界和的责任意识;还能够培养学生对日常行为规范的自律意识,培养珍视和平及集体主义等美德。 三 大学生环保意识现状分析 1.大学生环保知识较为欠缺 目前,高校教育主要集中在基础课程和专业课程教育方面,涉及环境保护相关的课程开设的较为局限,根据上海师范大学教师陈源所做的调查现实,很多同学对废弃物资源化知识、废弃物无害化知识了解极少,既说不清其中化学机理的原委,也不明了掌握环保知识的重要意义。 2.大学生主动性不强 由于环境保护问题提出时间不长,很多学生对环保知识以及环境问题的危害后果知之甚少,加之学校教育方面的欠缺,致使部分大学生的环境保护主动参与意识不强。具体表现在:对废弃物减量化的意识、对废弃物分类的意识、节能减排意识、环保活动参与意识等方面。 3.大学生环保活动载体不多 目前,高校进行环境保护教育及环境知识普及的主要渠道是授课、讲座、社团活动以及媒体宣传等,从实际状况来看,高校的环保活动载体不够丰富,除缺乏必要的环境相关课程缺乏设置之外,环保类学生社团的建设也没有得到充分的支持,致使学生环保活动多以宣传知识为主,很难深入到实践动手环节,致使大学生对环境保护缺乏兴趣,进而影响环保意识地培养。 四 提高大学生环保意识的对策 1.加强环保理论知识的普及 首先,高校作为培养教育大学生的主阵地,应当从教育角度入手积极普及大学生环保知识。高校在进行专业培养计划制定时,要重视大学生环保意识的培养,对于非环境专业的学生要设立1~2门环境方面的必选选修课,如《环境学》、《生态学》等,同时还要开设一定数量的公共选修课,如《环境监测学》、《普通生物学》等,借此对大学生进行必要点环保知识普及,让大学生对环境问题有充分的认识,并对环境保护的基本条件和方式方法有一定地了解。 2.加强校园环保科技文化活动建设 校园环保文化活动对于提高大学生对环境保护的态度,环境观念的形成有着积极、可持续的影响。在重视课堂教学对学生进行环境知识普及及环保意识教育的同时,还要加强非教学方式的其他教育手段的开拓。首先,高校要充分利用世界环境日、世界地球日、世界无烟日、世界水日、世界粮食日等有关环境的纪念日和纪念主题进行环境科学知识的宣传;邀请环保专家学者到学校讲解环保的政策法规、现状和面临的问题、解决的途径等;其次,高校还可以与所在社区地方政府开展“环境共建”等大型活动,充分组织大学生与社会环保组织共同开展环境保护活动,如与社会环保团体同步进行“地球一小时”关灯活动等;再次,高校要充分发挥大学生创新能力强的特点,在大学生当中广泛开展环保知识、技能、设计等竞赛,如大连大学所开展的“节能减排设计大赛”、“宿舍省电比赛”、“环保创意大赛”等比赛,以此激发大学生对于环境保护的热情,进而增强环保意识。 3.加强高校内部环保社团建设 高校环保活动主要由校内环保社团发起,并组织开展,如今高校环保社团已成为中国环境保护事业的一支不可忽视的力量。近年来,我国各类高校基本都成立了自己的环境保护社团。他们通过开展各种各样的环保活动来宣传和保护环境,这对我国的环境保护事业起了积极的推动作用。但高校环保社团大部分都是自发组织缺乏专业指导、经费、物质等方面的支持,所以大多自生自灭。其所产生的积极影响和贡献并不明显。所以,高校应当重视环保社团的建设,加大经费及指导力度,开展的活动要突出“小、巧、精、智”,并且具有可操作性强、容易成功和见效的特点。如制作高校环保网站,在宿舍设定电池及固体废弃物回收点,设置固定环保知识宣传栏,组织大学生骑自行车外出宣传环保知识等。 总之,环境保护是全人类的责任与使命,大学生作为未来祖国建设的生力军和高学历人才群体,应当也非常有必要提高环境保护意识,为自然及生态的可持续发展尽到一份力量。同时大学生还应当在提高自己环保意识的同时,通过努力带动整个社会群体来关注环保事业,开展环保活动,最终将环境保护落到实处,形成人人关爱环境、人人节能减排的良好环保氛围。
是有的,你自己来拿吧,行不
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绿色建筑成本的案例研究——以上海为例摘要:近年来,绿色建筑进入了人们的生活,而绿色建筑的成本是影响其发展的第一关键因素。本文在对既有绿色建筑进行统计并研究的基础上,结合上海具有代表性的案例,对影响绿色建筑造价成本的因素进行分析总结,概括出影响绿色建筑成本的最大因素,同时对绿色建筑成本下降趋势做出预测。结论具有一定参考价值。关键词:绿色建筑;上海;增量成本
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绿色催化剂的应用及进展摘要]对新型绿色催化剂杂多化合物的研究进展进行了综述,主要介绍了杂多化合物在催化氧化、烷基化、异构化等石油化工领域的研究现状,并对其应用和发展前景做了总结和评述。[关键词]杂多化合物;绿色化工催化剂;展望随着人们对环保的日益重视以及环氧化产品应用的不断增加,寻找符合时代要求的工艺简单、污染少、绿色环保的环氧化合成新工艺显得更为迫切。20世纪90年代后期绿色化学[1,2]的兴起,为人类解决化学工业对环境污染,实现可持续发展提供了有效的手段。因此,新型催化剂与催化过程的研究与开发是实现传统化学工艺无害化的主要途径。杂多化合物催化剂泛指杂多酸及其盐类,是一类由中心原子(如P、Si、Fe、B等杂原子及其相应的无机矿物酸或氢氧化物)和配位原子(如Mo、W、V、Ta等多原子)按一定的结构通过氧原子桥联方式进行组合的多氧簇金属配合物,用HPA表示[3-6]。HPA的阴离子结构有Keggin、Dawson、Anderson、Wangh、Silverton、Standberg和Lindgvist 7种结构。由于杂多酸直接作为固体酸比表面积较小(<10 m2/g),需要对其固载化。固载化后的杂多酸具有“准液相行为”和酸碱性、氧化还原性的同时还具有高活性,用量少,不腐蚀设备,催化剂易回收,反应快,反应条件温和等优点而逐渐取代H2SO4、HF、H3PO4应用于催化氧化、烷基化、异构化等石油化工研究领域的各类催化反应。1杂多酸在石油化工领域的研究进展随着我国石油化工工业的快速发展,以液态烃为原料制取乙烯的生产能力在不断增长,而产生的副产物中有大量的C3~C9烃类,其化工综合利用率却仍然较低,随着环保法规对汽油标准中烯烃含量的严格限制,如何在不降低汽油辛烷值的情况下,生产出高标号的环境友好汽油已是我国炼油业面临的又一个技术难题。目前,催化裂化副产物C3~C9烃类的催化氧化、烷基化、芳构化以及C3~C9烃类的回炼技术已成为研究的热点。因此,催化裂化C3~C9烃类的开发与应用将有着强大的生产需求和广阔的市场前景。1催化氧化反应杂多酸(盐)作为一类氧化性相当强的多电子氧化催化剂,其阴离子在获得6个或更多个电子后结构依然保持稳定。通过适当的方法易氧化各种底物,并使自身呈还原态,这种还原态是可逆的,通过与各种氧化剂如O2、H2O2、过氧化尿素等相互作用,可使自身氧化为初始状态,如此循环使反应得以继续。用杂多酸作催化剂使有机化合物催化氧化作用有两种路线是可行的[7]:①分子氧的氧化:即氧原子转移到底物中;②脱氢反应的氧化。将直链烷烃进行环氧化是生产高辛烷值汽油的重要途径之一。Bregeault等[8]研究了在CHCl3-H2O两相中,在作为具有催化活性的过氧化多酸化合物的前体的杂多负离子[XM12O40]n-和[X2M18O62]m-以及同多负离子[MxOy]z-(M=Mo6+或W6+;X=P5+,Si4+或B3+)的存在下,用过氧化氢进行1-辛烯的环氧化反应时,负离子[BW12O40]5-、[SiW12O40]4-和[P2W18O62]6-都是非活性的,并且许多光谱分析法表明它们的结构在反应过程中没有发生变化。[PMo12O40]3-表现出很低的活性,而[PW12O40]3-、H2WO4和[H2W12O42]10-都表现出高活性。反应中Keggin型杂多负离子[PW12O40]3-被过量的过氧化氢分解而形成过氧化多酸{PO4[WO(O2)2]4}3-和[W2O3(O2)4(H2O)2]2-,而这两种活性物种在环氧化反应中起到了重要的作用。2烷基化反应石油炼制工业上,烷烃烷基化、烯烃烷基化及芳烃烷基化反应是生产高辛烷值清洁汽油组分的环境友好工艺。但以浓硫酸和氢氟酸作为催化剂的传统烷基化工艺因氢氟酸的毒性和浓硫酸的严重腐蚀性受到了很大的限制。C4抽余液是蒸气裂解装置产生的C4馏份经抽提分离丁二烯后的C4剩余部分,其中富含大量的1-丁烯和异丁烯。如何利用C4抽余液中的异丁烯和1-丁烯是C4抽余液化工利用的关键。异丁烯是一种重要的基本有机化工原料,主要用于制备丁基橡胶和聚异丁烯,也用来合成甲基丙烯酸酯、异戊二烯、叔丁酚、叔丁胺等多种有机化工原料和精细化工产品。1-丁烯是一种化学性质比较活泼的a-烯烃,其主要用途是作为线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚单体,也用于生产聚丁烯、聚丁烯酯、庚烯和辛烯等直链或支链烯烃、仲丁醇、甲乙酮、顺酐、环氧丁烷、醋酸、营养药、农药等。特别是自20世纪70年代LLDPE工业化技术开发成功以来,随着LLDPE工业生产的蓬勃发展,国内外对1-丁烯的需求与日俱增,已成为发展最快的化工产品之一。刘志刚[9]等用浸渍法制备了Cs+、K+、NH4+的SiPW12杂多酸盐类和SiO2负载的SiPW12杂多酸,在超临界条件下评价了它们对异丁烷和丁烯烷基化的催化作用。结果表明,它们的活性和选择性大小顺序是当阳离子数相同时,Cs+盐>K+盐>NH4+盐。(NH4)5H5SiW12O40尽管催化活性不高,但对C8产物的选择性达到48%;C5H5SiW12O40具有很高的催化活性,但其对C8产物的选择性却只有47%。3异构化反应汽油的抗爆性用异辛烷值表示,直链烃异构化是生产高辛烷值汽油的重要手段。C5~C6烷烃骨架异构化旨在提高汽油总组成的辛烷值,反应受平衡限制,低温有利于支链异构化热动力学平衡。为达到最大的异构化油产率,C5~C6烷烃异构化应在尽可能低的温度和高效催化剂存在下进行。烷烃骨架异构化是典型的酸催化反应,最近发现有较多的固体酸材料(其酸强度高于H-丝光沸石)可用于轻质烷烃骨架异构化,其中,最有效的有基于杂多酸(HPA)的催化材料和硫酸化氧化锆、钨酸化氧化锆(WOx-ZrO2)。2绿色催化剂绿色化学对催化剂也提出了相应的要求[1,2]:(1)在无毒无害及温和的条件下进行;(2)反应应具有高的选择性,人们将符合这两点的催化剂称之为绿色催化剂。由于一些杂多酸化合物表现出准液相行为,极性分子容易通过取代杂多酸中的水分子或扩大聚合阴离子之间的距离而进入其体相中,在某种意义上吸收大量极性分子的杂多酸类似于一种浓溶液,其状态介于固体和液体之间,使得某些反应可以在这样的体相内进行。作为酸催化剂,其活性中心既存在于“表相”,也存在于“体相”,体相内所有质子均可参与反应,而且体相内的杂多阴离子可与类似正碳离子的活性中间体形成配合物使之稳定。杂多酸有类似于浓液的“拟液相”,这种特性使其具有很高的催化活性,既可以表面发生催化反应,也可以在液相中发生催化反应。准液相形成的倾向取决于杂多酸化合物和吸收分子的种类以及反应条件。正是这种类似于“假液体”的性质致使杂多酸即可作均相及非均相反应,也可作相转移催化剂。陈诵英[10]等用二元杂多酸为催化剂,双氧水为氧化剂,醋酸为溶剂,催化氧化三甲基苯酚(TMP)合成三甲基苯醌(TMBQ),这与传统方法先用发烟硫酸磺化TMP,然后在酸性条件下用固体氧化剂氧化得到TMBQ相比,能减少排放大量废水以及10 t以上的固体废物,且其摩尔收率可达86%,大大提高了原子利用率。刘亚杰[11]等采用一种性能优良的环境友好的负载型杂多酸催化剂(HRP-24)合成二十四烷基苯。HR-24属于一种大孔、细颗粒、强酸性的固体酸催化剂,大孔和细颗粒有利于大分子烯烃的扩散,且不容易被长链烯烃聚合形成的胶质堵塞孔道,而强酸性可使催化剂在较低温度下就具有较高的催化活性。实验表明,在反应温度和压力较低的情况下(120℃和1~2 MPa),烯烃的转化率和二十四烷基苯的选择性都接近100%。Furuta等[12]采用Pd-H3SiW12O40催化乙烯在氧气和水存在下氧化一步合成了乙酸乙酯,简化合成工艺,与绿色化学相适应。刘秉智[13]以活性炭负载磷钼钨杂多酸为催化剂,用30%双氧水催化氧化苯甲醇合成苯甲醛,苯甲醛收率可达8%。与国内同类产品的生产工艺相比,其具有催化活性好,反应条件温和,生产成本低廉,催化剂可重复使用,对设备无腐蚀性,不污染环境,是一种优良的新型合成工艺路线,具有一定的工业开发前景。3展望虽然绿色化工催化剂理论发展逐渐得到完善,但大多数催化剂仍停留在实验阶段,催化剂性能不稳定,制备过程复杂,性价比低是制约其工业化应用的主要原因,但从长远角度考虑,采用绿色化工催化剂是实现生产零污染的一个必然趋势。环境友好的负载型杂多酸催化剂既能保持低温高活性、高选择性的优点,又克服了酸催化反应的腐蚀和污染问题,而且能重复使用,体现了环保时代的催化剂发展方向。今后的研究重点应是进一步探明负载型杂多酸的负载机制和催化活性的关系,进一步解决活性成分的溶脱问题,并进行相关的催化机理和动力学研究,为工业化技术提供数据模型,使负载型杂多酸早日实现工业化生产,为石油化工和精细化工等行业创造更大的经济、社会效益。[参考文献][1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13]王恩波,胡长文,许林多酸化学导论[M]北京:化学工业出版社,1997,170-195.夏恩冬,王鉴,李爽杂多酸氧化-还原催化应用及研究进展[J]天津化工,2007,21(3):20-Aubry C,Chottard G,Bregeault J,et Reinvestigationof epoxidation using tungsten-based precursors andhydrogen peroxide in a biphase medium[J]Inorg C,1991,30(23):4 409-4 刘志刚,刘植昌,刘耀芳SiW12杂多酸盐在C4烷基化反应中应用的研究[J]天然气与石油,2005,23(1):17-陈诵英,陈蓓,王琴,等环境友好氧化催化剂杂多酸的应用[J]宁夏大学学报,2001,(2):98-刘亚杰,温朗友,吴巍,等负载型杂多酸催化剂合成二十四烷基苯[J]石油炼制与化工,2002,33(12):18-Futura M,Kung H HApplied Catalysis A:General[J],2000,201:9-刘秉智固载杂多酸催化氧化合成苯甲醛绿色新工艺[J]应用化工,2005,(9):548-Anastasp,Will IGreen Chemistry TheoryandPractice[M]Oxford:Oxford University Press,TThe atom economy:a search for synthetic effi 2ciency[J]Science,1991,254(5037):1 471-1 Misono M,Okuhara TChemtech[J],1993,23(11):23-KCatal Rev-Sei E[J],1995,37(2):311-温朗友,闵恩泽固体杂多酸催化剂研究新进展[J]石油化工,2000,(1):49-
化学所面临的挑战 1 化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没 化学是一门中心科学,化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学(central science)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaid science)而不受重视。 2 化学正被各种各样的环境污染问题所困扰 化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。 2 绿色化学是应对挑战的必然 科学不但要认识世界和改造世界,还要保护世界。化学也如此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓。 1 绿色化学的概念 绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动的防止化学污染,从而在根本上切断污染源,所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。 2绿色化学的产生及其背景 当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,这是绿色化学的最初思想。1989年,美国环保局又提出了“污染预防”的概念。 1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年,美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995年,美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。 3 绿色化学的核心内容 原子经济性是绿色化学的核心内容,这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是: 原子利用率= (预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100% 如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法,即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成,2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%,体现了原子经济性,减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。 4 绿色化学的12项原则和5R原则 为了简述了绿色化学的主要观点,PTAnastas和JCWaner曾提出绿色化学的12项原则,这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。 Ⅰ.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。 Ⅱ.讲原子经济——应该设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。 Ⅲ.较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法,使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。 Ⅳ.设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。 Ⅴ.溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料(如溶剂或析出剂)当不得已使用时,尽可能应是无害的。 Ⅵ.设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。 Ⅶ.用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之变坏。 Ⅷ.尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。 Ⅸ.催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。 Ⅹ.要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。 Ⅺ.防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。 Ⅻ.特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。 为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求,人们又提出了5R理论: Ⅰ.减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率、减少损失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量,必须排放标准以下。 Ⅱ.重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。 Ⅲ.回收——Recycling 回收主要包括:回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。 Ⅵ.再生——Regeneration 再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。 Ⅴ.拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。 3 绿色化学的发展前景 1反应原料的绿色化 即反应原料符合5R原则。 2原子经济性反应 在基本有机原料的生产中,已有一些原子经济性反应的典范,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。 3高效合成法 不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。 提高反应的选择性———定向合成 如不对称合成。 环境友好催化剂 例如在正己烷的裂解反应中,固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性,更小的腐蚀性。 物理方法促进化学反应 如微波引发和促进Diels Alder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。 酶促有机化学反应 酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。 8溶剂 化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。 计算机辅助绿色化学设计和模拟 在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。 10环境友好产品 如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。 绿色化学为化学的发展注入了新的活力,在21世纪化学必将大有可为。
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目前,在一般民用建筑中,砖混结构房屋因其造价相对较低,且具有较好的隔热、隔音性能,仍被广泛采用。但其砌体强度较小,结构自重大,砂浆和砖石之间的粘结力较差,抗拉、抗弯和抗剪强度较低,砌体易于开裂。砌体裂缝不仅种类繁多,形态各异,而且较普遍,轻微者影响建筑物美观,造成渗漏水,严重者降低建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。因此,正确分析原因、切实加以防治十分必要,十分迫切。造成砖混结构砌体开裂的原因很多,但其主要原因有两点:一是温度变化;二是地基不均匀沉降。本文就如何防止砖混结构墙体开裂谈一些看法。 一、温度变化引起墙体开裂的原因剖析 当温度变化时,由于材料热胀冷缩,房屋各部分构件将产生各自不同的变形,引起彼此制约而产生应力。因屋面混凝土与墙体的线膨胀系数不一致,屋面变形较大;当屋盖和墙体之间构造处理不当,会使墙体受拉,当其剪力和拉应力大于砌体的抗剪抗拉强度时,墙体便被拉裂。这类裂缝普遍是在建筑物的(特别是那些纵向较长的)顶层两端内外纵墙上,其形态呈“八”字或“X”型,且显对称性,但有时仅一端有,轻微者仅在两端1~2个开间内出现,严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类型缝对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝、隔热层的房屋,更易发生。温差裂缝的轻重程度与屋顶保温情况、室内外温差和施工质量有关,如砌体砂浆标号太低,在以往的设计中只考虑砌体的抗压强度,砂浆标号越到上层越低。另外,当房屋越高,温度变化时变形越大,墙体开裂情况越严重。 二、温度变化引起墙体开裂的预防 为了防止温度变化引起墙体开裂,可根据具体情况采取下列措施: 适当调整温度伸缩缝间距。设计规范《砌体结构设计规范》GB50003-2001中对有保温层或隔热层的屋楼盖规定每50米设一道伸缩缝,无保温层或隔热层的屋[ABC论文坊: ]盖规定每40米设一道伸缩缝,这个规定是从整体结构考虑的,但对温差较大且温度变化频繁地区和严寒地区的房屋及构筑物不适用,特别对于冬天有严寒,夏天有酷暑的地区,伸缩缝的最大间距除应满足《砌体结构设计规范》GB50003-2001中的规定外,伸缩缝的间距不宜大于 当房屋的屋盖和楼板不在同一标高时,如错层房屋,应在错层处纵横墙相交点设置钢筋混凝土构造柱并设双道圈梁与构造柱相连,以帮助墙体抵抗拉剪应力。 适当加大屋面层圈梁和房屋四角构造柱的配筋和提高顶层砌体的砂浆标号。 当有女儿墙时,女儿墙的抗风构造柱应与楼层的构造柱上下连通。 在建筑物的两端的1~2个开间内或总长1/4范围内的屋面板底设置滑动支座,让其自由伸缩。 做好屋面保温隔热层,这是最关键的一点。传统的做法是设一道架空隔热板,但效果不理想,笔者建议采用种植屋面和储水屋面,或者使屋面做成太阳能集热器,把太阳能转化为电能或其他能量,这样既符合可持续发展战略,又能取得非常理想的隔热效果。 三、基础不均匀沉降引起墙体开裂的原因剖析 砖混结构房屋墙体开裂的另一个主要原因是建筑工程基础不均匀沉降引起建筑物横向不规则变形,当建筑物的主体刚度较差,基础不足以调整因沉降差而产生应力时,便会使砖砌体的薄弱部位产生不同程度的拉应力和剪应力,当砌体的抗拉抗剪强度不足以抵抗变形应力时,墙体便会产生裂逢,基础不均匀沉降引起的裂缝一般在建筑物下部,由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。当长条形的建筑物中部沉降过大,则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝,且首先在窗对角突破。反之,当两端沉降过大,则形成的两端由下往上的倒“八”字缝,也首先在窗对角突破,还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝。当某一端下沉过大时,则在某端形成沉降端高的斜裂缝。当纵横墙交点处沉降过大,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的水平缝。当外纵墙呈凹凸形时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致在此处产生水平推力而组成力偶,从而导致此交接处的竖缝。引起基础不均匀沉降的原因主要有如下几点: 房屋建于土质差别较大的地基上; 建筑物基础深浅不一; 房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度差别较大及基础处理不当造成不均匀沉降; 建于软弱土质上,如在淤泥、淤泥质土、杂填土上,即使上部结构均匀,但由于压缩模量较小,强度较低,变形较大,因荷载差异也会引起不均匀沉降; 建筑物平面形状复杂,立面变化过大,长度过大等,也会产生不均匀沉降。 四、基础不均匀沉降引起的裂缝预防 根据以上原因,在建筑设计和施工过程中,应结合地基基础的具体情况,做好以下预防措施: 当房屋建于土质差别较大的地基上,或房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度、地基基础的处理方法等有显著差别时,应在差异部位设置沉降缝,将其划分成刚度较好、长度变化较小的几个单元,可以减少因基础不均匀沉降在样体内引起的应力,避免墙体裂缝。规范规定《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的沉降缝宽度一般应大于5厘米,为避免上部结构在地基沉降后相互顶撞,房屋较高时应加宽,最大可达12厘米以上。 加强门窗洞口外的刚度,将门窗洞口上的钢筋混凝土过梁与内墙钢筋连接起来,形成一个连续过梁,以增强房屋整体刚度。 尽量避免用软弱土层做持力层,若无法避免,可调整上部结构刚度,或采用筏式基础,以减少建筑的沉降。 房屋的纵墙宜贯通,横墙的间距不宜过大,一般小于建筑宽度的5倍左右。 对于地基持力层不均匀的建筑物,应根据实际情况,将局部基础适当加深或加宽,或局部设计成板带基础,降低基底应力,尽量达到地基均匀沉降。 在施工过程中应尽量避免对地基土的扰动,做好排水处理,完工后建筑物四周做好散水坡及排水地沟,避免地表水浸泡基础而引起局部下沉。 设计时严格按规范设置构造柱和圈梁,必要时可增加圈梁道数,以增加上部结构的刚度,当建筑物屋层较高且大时,在窗顶增设一道圈梁,效果更好。 总之,在房屋建设中,除施工时严格按设计和规范操作外,设计人员还应根据建筑物的特点、当地的地质条件和气候特征等做好设计工作,严把设计关,就一定能够降低和防止砖混结构墙体开裂的现象发生
结合以下给定的专业论文方向进行自拟,的