平面交叉口空间优化设计

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课程名称—交通设计
第4讲 平面交叉口空间 优化设计
讲课人:陈茜
东南大学 SOUTHEAST UNIVERSITY
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交叉口空间设计内容
1、机动车道设计(结合车道功能) 2、非机动车交通的处理 3、行人过街横道设计 4、内部区域渠化设计
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1、机动车道设计
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机动车道功能划分
Pro.1 现状哪些转向的车流饱和度和延误较大? Pro.2 主要考虑哪些转向?是否需要设置左转或右转? Pro.3 各转向的机动车道理论上需要多少才能满足需求? Pro.3 现状的空间几何条件只能满足多少? Pro.4 现状约束下车道数只能是多少? Pro.5 出口道数的定性规定? Pro.6 在初始车道功能划分下信号配时方案? Pro.7 该方案下的评价调整车道划分? Pro.8 是否需要进行交通组织的优化?
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进口车道数的初步确定 供给与需求的协调与平衡 定性与定量结合 需求:设计交通量和与路段车道数相匹配所需要的进口
道车道数 ma
供给:根据初步确定的单车道宽度,进口道机动车道总
a 宽度和所能提供的进口道车道数 m
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ma 的确定
ma = Va V ≥ a C tlr 450
a m a ≥ nta + nla + n r
Va
C tlr
进口道的设计交通量 一条直左右进口机动车道的设计通行能力
a nta,nla,nr 分别为进口道所需的直行、左转、右转车道数
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左转车道的设置 ①采用完全的保护相位; ②在空间条件允许的情况下,左转交通量超过 100vph; ③如果左转交通量超过300vph,应当考虑设置2条专 用左转车道。
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直行车道的设置
进口道车道数不允许少于路段的车道数量。
交叉口内直行车道的数量与路段上连续的直行车道数目相一致
l n a f nu
l nta = nu
n a 交叉口进口车道数
l nu
交叉口上游路段的车道数
nta 交叉口进口直行车道数
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右转车道的设置 ①进口道的直行车道数要使得通过的交通量(包括与 直行共用车道的右转和左转交通量)不能超过 450veh/h/ln; ②当右转交通量超过300veh/h,并且相邻直行车道的 交通量超过300veh/h/ln,建议设置右转专用车道; ③当右转交通量超过600veh/h时,可设置2条右转专 用车道。
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右转交通量(veh/h)
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m a 的确定
根据相关的条件,初步确定进口道机动车道总宽度 和单车道宽度,并划定进口道所能提供的车道数 进口道每条车道的宽度可较路段略窄,取2.75- 3.25m; 在大车比例很小时可取2.75m
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协调 ma与 m a ,确定进口道车道的划分的初步方案
如果二者相差很大,则需要采取相应的措施来进行协调。
可以采取的措施?
若二者还是不能协调,则取进口道车道数为供给条件所能 提供的最大车道数,并初步划定车道的功能。
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可以采取的措施
包括调整道路横断面相关元素的尺寸和交通管制。在此阶段 建议仅采用前者来增大,例如加大道路中心线的偏移,压缩 出口道和分隔带,缩小单车道宽度,调整横断面的分布,占 用非机动车道和人行道,拓宽交叉口等。其中,相位的调整 也伴随进行。
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出口车道数的初步确定
新建及改建交叉口出口道车道数应与上游各进口道同一信号 相位流入的最大进口车道数相匹配,出口道每一车道宽不应 小于3.5m; 治理性交叉口,条件受限制时.出口道车道数可比上游进口 道的直行车道数少1条。治理性交叉口出口道每一个道的宽度 不应小于3.25m。
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根据进出口车道与道路现状的协调,确定车 道功能划分的初步方案 由于进口道和出口道共同占用机动车道,在机 动车道总宽度一定的情况下,一个增加则另一 个减小,进口道与出口道的匹配也是一个反复 调整的过程。
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进口道设计 左转车道设计 右转车道设计 出口道设计 调头通道设计
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左转车道设计 左转对交叉口运行的影响
增加了冲突
左转车辆对于行人和非机动车辆形成冲突,不仅影响其通行 能力,而且容易造成交通事故,这是因为两相位控制下允许通 行的左转车辆恰好与该相位放行的行人和非机动车在人行道 处形成冲突。
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左转和直行车辆以及对向交通产生复杂的相互作用
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在无专用左转信号的条件下,左转车通过路口的可能 方式有3 种: 一是利用初绿期通过路口; 二是恰好遇到直行车可穿越空挡,通过冲突点; 三是利用对向直行车全部驶离冲突点后剩余的绿黄 灯时间通过。
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分离左转车的优缺点
优点:提高交叉口安全性和运行效率 缺点:占用道路横断面空间资源或占用分隔带, 减少行人驻足区,增大信号周期等
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可视性
在设置左转车道的情况下,受对向左转车辆的影响,左转车辆 与对向直行车辆间的可视性受阻,如果二者同时放行,则会造 成潜在的冲突。实际中,左转专用车道一般通过偏移中心线或 缩窄中央分隔带来设置,大大改善了左转与对向直行车辆间的 可视性。
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左转车道的设置与否主要从交叉口的运行效率和安全性两大 方面考虑。其中最关键的因素是本向交通(advancing)、左 转交通量、对向交通量(opposing)。
HCM2000
在空间条件允许的情况下,左转交通量超过100vph
美国NCHRP(全美公路合作研究计划)
(1) 左转交通量比例达10 %以上,且左转车辆严重影响车流的 流动。 (2) 设置左转专用车道后,直行及右转方向合计仍维持在2 车 道及以上者。
上海城市道路平面交叉口规划与设计规程
改建及治理交叉口,当每信号周期左转车平均流量超过3~5 辆时,应配以专用车道。
北京交管局
当左转弯流量大于该方向进口总流量的15%时应设置左转车道。
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左转车道设置原则
左转专用车道的设置方式必须 使直行车不能按原来的行驶路 线直接进入左转车道。 基本设计原则是使直行车不需 要车道变更即能通过交叉口, 而左转车应该通过车道变更才 能进入交叉口。
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左转车道设置方式
当中央分隔带足够宽时,在交叉口附近,通过缩窄中央分 隔带来设置左转专用车道
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消除中央分隔带,缩小车道宽度
当中央分隔带不够宽时,在交叉口附近,通过缩窄中央分 隔带并缩小车道宽度来设置左转专用车道
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对于无分隔带的道路,可以将进口道的车道稍向左偏移、缩小 车道宽度后设置。这时,将缩小出口一侧的车道宽度,同时全 面的缩小进口各车道的宽度,以确保左转专用车道的宽度。
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如果偏移中心线和缩小车道宽度不能满足要求的情况下,则要 结合在平面交叉口路口附近加宽,偏移直行车道。
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在有停车带的道路上,可以利用其宽度设置转弯车道。停车带 的宽度通常比左转车道的宽度要窄,仅仅消除停车带不能确保 左转专用车道的宽度。通常将消除停车带与偏移中心线、缩窄 车道相结合来设置左转车道。
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展宽段和展宽渐变段长度计算、展宽段线形
ls
ld La
v × ?w 3
(A) 左侧车道展宽
ld =
ls = 10 N
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进口道渐变段标线
书本P117?
A
B
l2≥2m
ld
ld
l2
ld =
v × ?w 3
ld1
ld2
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停车线设置
(1)停车线宜垂直于车道中心线设 置; (2)有人行横道时,宜在其后1-2m 处设置;对畸形交叉口或有特殊需 要时,停车线应后退更大的距离; (3)停车线位置不应对与之相交道 路流入的交通流构成影响,当相 交道路有左转专用车道,且相交道 路流入的左转交通流的转弯半径较 小时,其停车线位置可以较同一进 口道的直行午道的停车线后退2- 3m。
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左转待行区设计
左转专用相位又有前置、后置之别. 前置左转相位 (Leading Green) 指在交叉口对象冲突直行车辆 前放行左转车流,后置左转相位(Lagging Green) 指在交 叉口对象冲突直行车辆后放行左转车流
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转弯轨迹和转弯半径
当左转车辆与对向左转同时放行时,交叉口内部要提供足够 的空间,避免两个方向车辆的冲突。对于设置多条左转车道 的情况,不仅要避免对向转弯车辆的冲突,还要注意避免同 向不同转弯车道间转弯路径内的冲突。这要求在交叉口设计 时,合理设计转弯半径和车道宽度。同时,为了避免转弯车 辆发生冲突,转弯车辆距离车道线应满足一定的侧向净空的 要求,也能适应不同驾驶员操作特性不同的特点。
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侧向净空不小于0.6m,即同向 转弯车辆间的距离不小于 1.2m。 同样,为了保证同时放行的对 向转弯车辆间的安全,两个方 向外侧车道的外侧车道线间也 要保持一定的距离,建议2条 左转车道间不小于2.4m,3条 左转车道间不小于3.0m。如果 转弯路径的可视性良好,并且 速度低,则间隔可以适当减小
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转弯半径必须满足多条转弯车道同时有车辆并排转弯的需要。车辆在转弯 时会发生偏斜,根据设计车型确定转弯轨迹宽度,曲线半径和轨迹宽度共 同决定了交叉口内转弯占用的区域。转弯车道的宽度则等于轨迹宽度和侧 向净空之和。 转弯车道线(导流线)根据车辆的偏斜轨迹和车道宽度来确定。首先,根 据设计车辆和速度来确定内侧左转车道的半径。在满足转弯半径的前提 下,内侧车道的内侧车道线即定为转弯车辆偏斜的内侧轨迹线,内侧车道 的外侧车道线则为转弯车辆偏斜的外侧轨迹线加上侧向净空,依次可以画 出其它车道的车道线。
V2 R= 127(μ ± i h )
公式的涵义?
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进口道设计 左转车道设计 右转车道设计 出口道设计 调头通道设计
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右转车道设计 右转对交叉口运行的影响
临近的行人与非机动车冲突区
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① 右转机动车与侧向行人同相位放行导致两者冲突, 如冲突A; ② 绿灯末期过街或步速较慢的行人与下一相位右转机动车发生冲 突, 如冲突B; ③ 允许右转机动车红灯时通行而导致的右转机动车与同进口过街 行人的冲突, 如图C
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与右侧公交车的冲突
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实现预定轨迹的平面四连杆机构的优化设计

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室内设计平面布置的技巧

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平面设计元素在空间中的运用摘要:为探究文字、图形、色彩元素在空间中运用的方式,使其更好地服务于人们的生活。分析平面设计元素在环境中应用的意义,探究平面设计元素在空间中使用的方式,并通过实例分析文字、图形、色彩三个设计元素在空间中的运用方式。得到平面设计元素在空间环境中应用的功能性。该方法及案例分析可以为空间规划,导视系统的布置提供参考。 关键词:平面设计;数字媒体;空间环境;视觉环境;设计元素 引言 空间环境设计一直是社会发展中面临的一个巨大挑战,随着当下科学技术的发展、数字媒体的广泛应用,平面视觉设计的应用也随之丰富起来。那么探究具装饰性的平面设计元素如何在空间中发挥其装饰性与功能性是一个非常重要的设计问题。将文字、图形、色彩三种平面设计元素打破传统设计方式运用到空间环境中,如何将平面设计元素如何更好地用以传递信息以及实现最佳的空间设计效果是一个值得思考的问题。由此,扩大平面设计的应用范围,改善人们对空间视觉感知力,对平面设计师来说也是一次尝试和探索。 一、平面设计的现状及发展趋势分析 平面设计(GraphicDesign)是以视觉作为沟通方式,将图形、文字、色彩等元素通过不同的设计手法进行创造,以平面媒介为载体的具有传递信息作用的视觉表现,因此也称为视觉传达设计。平面设计以在二维空间中的表现为主,有字体设计、海报、企业形象、包装设

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四杆机构的设计要求可归纳为三类,即满足预定的连杆位置要求、满足预定的运动规律要求、满足预定的轨迹要求。本案例中,要求曲柄作等速转动时,摇杆的转角满足预定运动规律()00E π 32 ??ψψ-+ =。优化设计时,通常无精确解,一般采用数值方法得到近似解。本案例将机构预定的运动规律与实际运动规律观测量之间的偏差最小设为目标,由此建立优化设计数学模型,并运用MATLAB 优化工具箱的相关函数进行求解。 三、要点分析 优化设计数学模型的三要素包括设计变量、目标函数和约束条件。依次确定三要素后,编写程序进行计算。 1.设计变量的确定 通常将机构中的各杆长度,以及摇杆按预定运动规律运动时,曲柄所处的初始位置角φ0列为设计变量,即 T 04321T 54321)()(?l l l l x x x x x ==X (1) 考虑到机构各杆长按比例变化时,不会改变其运动规律,因此在计算可取l 1为单位长度,而其他杆长则按比例取为l 1的倍数。若曲柄的初始位置对应摇杆的右极限位置,则φ0及ψ0均为杆长的函数,即 4 212 32 42210)(2)(cos arc l l l l l l l +-++=?(2)

结构优化设计是在满足规范要求

结构优化设计是在满足规范要求、保证结构安全和建筑产品品质的前提下,通过合理的结构布置、科学的计算论证、适度的构造措施,充分发挥材料性能、合理节约造价的设计方法。结构优化设计在当前竞争日益激烈的建筑设计市场成为大势所趋。如何在满足建筑功能的前提下,保证结构安全并控制含钢量成为摆在结构设计工程师面前的现实课题。本文总结了以往的设计经验,参考了相关文献,给出了结构优化设计的步骤和一些具体措施,供设计人员参考。 1结构优化设计的步骤 笔者认为,结构优化设计的合理步骤应该是:①在方案阶段,通过与建筑专业的充分沟通,对建筑的平面布置、立面造型、柱网布置等提出合理的建议和要求,使结构的高度、复杂程度、不规则程度均控制在合理范围内,避免抗震审查,为降低含钢量争取主动权;②在初步设计阶段,通过对结构体系、结构布置、建筑材料、设计参数、基础型式等内容的多方案技术经济性比较,选出最优方案,整体控制含钢量;③在具体计算过程中,通过精确的荷载计算、细致的模型调整,使结构达到最优受力状态,进一步降低用钢量;④在施工图阶段通过精细的配筋设计抠出多余钢筋,彻底降低含钢量。 在进行多方案的技术经济性比较时,应综合考虑材料费、模板费、基坑开挖降水支护费用、措施费、施工难易、工期长短等因素,与甲方协商后择优选用。 2结构体系与布置优化 结构体系和布置对造价影响很大,应予重视。 1)应根据建筑布置、高度和使用功能要求选择经济合理的结构体系。比如,异形柱框架比普通框架用钢量大,在可能的情况下尽量采用前者;短肢剪力墙比普通剪力墙含钢量高,在可能的情况下尽量采用后者。 2)应选择比较规则的平面方案和立面方案。尽量避免平面凸凹不规则或楼板开大洞,控制平面长宽比,合理设缝,使结构刚度中心与质量中心尽量靠近。竖向应避免有过大的外挑或内收,同时注意限制薄弱层、跃层、转换层等不利因素,使侧向刚度和水平承载力沿高度尽量均匀平缓变化。 3)应选择合理、均匀的柱网尺寸,使板、梁、柱、墙的受力合理,从而降低构件的用钢量。柱网大则楼盖用钢量大,柱网小则柱子用钢量增大,应根据建筑实际情况和经验合理布置。例如,住宅中小开间结构中墙柱的作用不能得到充分发挥,过多的墙柱还会导致较大的地震作用,可考虑采用大开间结构体系,既节约造价,又便于建筑灵活布置。 4)应选择经济合理的楼盖体系。楼盖质量大,层数多,占整体造价比重高,对楼盖的类型、构件的尺寸、数量、间距等应进行对比分析,选择最优的方案。一般住宅宜采用现浇梁板楼盖,预应力楼盖的预应力钢筋容易被二次装修破坏,井字梁楼盖影响室内美观,均不推荐。办公楼等大空间结构宜采用十字梁、井字梁、预应力梁板方案。双向板比单向板经济,应多做双向板。板的厚度,双向板宜控制在短跨的1/35,单向板宜控制在短跨的1/30,此时板易满足强度和变形要求,经济性好。 5)剪力墙结构的优化空间很大,应下大力气优化。剪力墙的布置宜规则、均匀、对称,以控制结构扭转变形。在满足规范和计算的前提下应尽量减少墙的数量,限制墙肢长度,控制连梁刚度,剪力墙能落地的就全部落地不做框支转换层,平面能布置成大开问的尽量布置成大开间,墙体的厚度满足构造要求和轴压比的要求即可。连梁刚度太大时可通过梁中开水平缝变成双梁、增大跨高比等措施降低连梁刚度。尽量少用短肢剪力墙,限制“一”字墙,少做转换。 6)降低含钢量的小技巧:①楼电梯间不宣布置在房屋端部或转角处。因其空间刚度较小,设在端部对抗扭不利,设在转角处应力集中。②框架结构层刚度较弱时,加大柱尺寸或梁高都可显著增大层刚度,而提高混凝土强度效果不明显。③柱的截面尺寸,多层宜2层~3层

平面设计常用表现手法有哪些

平面设计常用表现手法有哪些每当翻开一本版式明快,色彩跳跃,文字流畅设计精美的杂志,你都有一种爱不释手的感觉,即使你对其中的文字内容并没有什么兴趣,有些精致的广告也能吸引住你。这就是平面设计的魅力,那么平面设计常用表现手法有哪些呢,一起来看看! 形象是物体的外部特征,是可见的。形象包括视觉元素的各部分,所有的概念元素如点、线、面在见于画面时,也具有各自的形象。 平面设计中的基本形:在平面设计中,一组相同或相似的形象组成,其每一组成单位成为基本形,基本形是一个最小的单位,利用它根据一定的构成原则排列、组合、便可得到最好的构成效果。 1.组形:在构成中,由于基本的组合,产生了形与形之间的组合关系,这种关系主要有: 2.分离:形与形之间不接触,有一定距离。 3.接触:形与形之间边缘正好相切。 4.复叠:形与形之间是复叠关系,由此产生上下前后左右的空间关系。 5透叠:形与形之间透明性的相互交叠,但不产生上下前后的空间关系。 6.结合:形与形之间相互之间结合成为较大的新形状。

7.减却:形与形之间相互覆盖,覆盖的地方被剪掉。 8.差叠:形与形之间相互交叠,交叠的地方产生新的形。 9.重合:形与形之间相互重合,变为一体。 渐变是我常常听说的一种效果,在自然界中能亲身体验到,在行驶的道路上我们会感到树木由近到远、由大到小的渐变。 渐变的类型: 重复的类型: 1.基本形的重复:在构成设计中使用同一个基本形构成的图面叫基本形的重复,这种重复在日常生活中到处可见。例如:高楼上的一个个窗子。 2.骨格的重复:如果骨格每一单位的形状和面积均完全相等,这就是一个重复的骨格,重复的骨格是规律的骨格的一种,最简单的一种。 3.形状的重复:形状是最常用的重复元素,在整个构成中重复的形状可在大小、色彩等方面有所变动。 4.大小重复:相似或相同的形状,在大小上进行重复。 5.色彩重复:在色彩相同的条件下,形状、大小可有所变动。 6.肌理的重复:在肌理相同的条件下、大小、色彩可有所变动。 我们一般所说的空间,是指的二维空间。空间感表现手

机械结构优化设计

机械结构优化设计 ——周江琛2013301390008 摘要:机械优化设计是一门综合性的学科,非常有发展潜力的研究方向,是解决复杂设计问题的一种有效工具。本文重点介绍机械优化设计方法的同时,对其原理、优缺点及适用范围进行了总结,并分析了优化方法的最新研究进展。关键词:优化方法约束特点函数 优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立

目标函数和约束条件,并使目标函数获得最优值一种现代设计方法,目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。优化设计是20世纪60年代初发展起来的,它是将最优化原理和计算机技术应用于设计领域,为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新方法,就可以寻找出最佳设计方案,从而大大提高设计效率和质量。因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域,它已广泛应用于各个工业部门。优化方法的发展经历了数值法、数值分析法和非数值分析法三个阶段。20世纪50年代发展起来的数学规划理论形成了应用数学的一个分支,为优化设计奠定了理论基础。20世纪60年代电子计算机和计算机技术的发展为优化设计提供了强有力的手段,使工程技术人员把主要精力转到优化方案的选择上。最优化技术成功地运用于机械设计还是在20世纪60年代后期开始,近年来发展起来的计算机辅助设计(CAD),在引入优化设计方法后,使得在设计工程中既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案,又可加快设计速度,缩短设计周期。在科学技术发展要求机械产品更新日益所以今天,把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来,使设计工程完全自动化,已成为设计方法的一个重要发展趋势。 优化设计方法多种多样,主要有以下几种:1无约束优化设计法;无约束优化设计是没有约束函数的优化设计,无约束可以分为两类,一类是利用目标函数的一阶或二阶导数的无约束优化方法,如最速下降法、共轭梯度法、牛顿法及变尺度法等。另一类是只利用目标函数值的无约束优化方法,如坐标轮换法、单形替换法及鲍威尔法等。此法具有计算

平面设计中的空间表现

平面设计中的空间表现 空间是一个比较抽象的概念,但对于我们来说并不陌生,它充斥着我们生活的每一个部分,我们每一个人都生活在这样一个三度空间的世界里。小到我们上课的教室、校园,大到整个地球、无限大的宇宙,都符合空间这个概念。 平面设计中的空间是有限的,怎样在有限的平面空间中创造无限的遐想空间是设计师绞尽脑汁所要达到的审美情趣。 一、平面性空间 多个形象(只有高度和宽度)并置于画面中,与画面平行,各形象之间无前后远近之分,形象无厚度,并且包围这些形象的空间没有深度,这样的空间形式称为平面性空间,也称二维平面空间。平面性空间是多种空间形式中最单纯的一种,它的存在条件必须通过形态之间的空隙来体现。画面中的造型要素和空间要素,都采用平面的语言形式来表达,因而平面性空间关系显得格外单纯和强烈。 1、基本形之间关系的表现能够表达平面性空间。 形与形的分离、相遇、透叠、联合、减缺、差叠、重合都能表现平面性空间,但是形与形的重叠体现了形之间的前后或上下关系,带有空间纵深感,是三维立体空间的表现。

2、图底转换。 由于视线在图与底之间来回转换,使图与底的意义也随之转换,当原来的图退隐成为底时,原来的底则赫然成为图,这种图与底之间的反复转换,使画面中平面性空间的表现具有双重意义。当图与底面积相当时,立场的争夺非常激烈,由此带来图与底的不定性、波动性和它们之间的不断转换,无休无止。由图底转换带来的动感与意趣使单纯的平面性空间显现出变化莫测的空间效果,增强了画面的可读性,使作品增添趣味和神秘感,视觉传达更具冲击力。 二、幻觉性空间 幻觉性空间是指,形象在画面中不与画面平行,并具有高度、宽度和厚度的立体感,在平面设计中,表现出长、宽、高三度空间关系的即是幻觉性空间,也称三维立体空间。在幻觉性空间里,形象之间有远近、前后之分,画面中的空

平面连杆机构的优化设计教案

平面连杆机构的优化设计 【教学目标】 1.了解连杆机构优化设计的一般步骤 2.掌握连杆机构优化设计的方法 【教学重点】 1.掌握连杆机构优化设计的方法 【教学难点】 1.掌握连杆机构优化设计的方法 【教学准备】 多媒体课件、直尺、圆规。 【教学过程】 一、以工程实际案例引入课题 实例1:飞机起落架(结合最近美国波音飞机频繁失事的新闻) 实例2:汽车雨刮器 说明:平面连杆机构的实用在生产生活中随处可见,是机械设计当中常见的一种机构。 二、定义回顾 【提问】平面四杆机构的基本形式有哪些? 【预设】机械原理是本科第四学期的课程,学生可能记不全,要引导性地带大家回忆。 【答案】曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构 三、回顾以前所学习的连杆机构设计方法,对比引入优化设计。 新课教授 一、曲柄摇杆机构再现已知运动规律的优化设计

1.设计变量的确定 决定机构尺寸的各杆长度,以及当摇杆按已知运动规律开始运动时,曲柄所处的位置角φ0 为设计变量。 [][] 1234512340T T x x x x x x l l l l ?== 考虑到机构的杆长按比例变化时,不会改变其运动规律,因此在计算时常l 1=1 , 而其他杆长按比例取为l 1 的倍数。 ()()22212430124arccos 2l l l l l l l ???++-=??+???? ()221243034arccos 2l l l l l l ψ??+--=?????? 经分析后,只有三个变量为独立的: [][] 123234T T x x x x l l l == 2.目标函数的建立 目标函数可根据已知的运动规律与机构实际运动规律之间的偏差最小为指标来建立,即

机械结构优化设计

机械结构优化设计 ——周江琛 2013301390008 摘要:机械优化设计是一门综合性的学科,非常有发展潜力的研究方向,是解决复杂设计问题的一种有效工具。本文重点介绍机械优化设计方法的同时,对其原理、优缺点及适用范围进行了总结,并分析了优化方法的最新研究进展。关键词:优化方法约束特点函数 优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立

目标函数和约束条件,并使目标函数获得最优值一种现代设计方法,目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。优化设计是20世纪60年代初发展起来的,它是将最优化原理和计算机技术应用于设计领域,为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新方法,就可以寻找出最佳设计方案,从而大大提高设计效率和质量。因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域,它已广泛应用于各个工业部门。优化方法的发展经历了数值法、数值分析法和非数值分析法三个阶段。20世纪50年代发展起来的数学规划理论形成了应用数学的一个分支,为优化设计奠定了理论基础。20世纪60年代电子计算机和计算机技术的发展为优化设计提供了强有力的手段,使工程技术人员把主要精力转到优化方案的选择上。最优化技术成功地运用于机械设计还是在20世纪60年代后期开始,近年来发展起来的计算机辅助设计(CAD),在引入优化设计方法后,使得在设计工程中既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案,又可加快设计速度,缩短设计周期。在科学技术发展要求机械产品更新日益所以今天,把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来,使设计工程完全自动化,已成为设计方法的一个重要发展趋势。 优化设计方法多种多样,主要有以下几种:1无约束优化设计法;无约束优化设计是没有约束函数的优化设计,无约束可以分为两类,一类是利用目标函数的一阶或二阶导数的无约束优化方法,如最速下降法、共轭梯度法、牛顿法及变尺度法等。另一类是只利用目标函数值的无约束优化方法,如坐标轮换法、单形替换法及鲍威尔法等。此法具有计算

平面设计常用表现手法

平面设计常用表现手法 每当翻开一本版式明快,色彩跳跃,文字流畅设计精美的杂志,你都有一种爱不释手的感觉,即使你对其中的文字内容并没有什么兴趣,有些精致的广告也能吸引住你。这就是平面设计的魅力,它能把一种概念,一种思想通过精美的构图、版式和色彩,传达给看到它的人。其实只要掌握一些平面设计的规律,灵活运用,我们也能做出美妙的设计。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔朧。 本系列文章将用图文并茂的方式向您介绍十余种平面设计的常用手法,希望对您有所帮助。 一、基本概念 (一)、平面设计 平面设计是将不同的基本图形,按照一定的规则在平面上组合成图案的。主要在二度空间范围之内以轮廓线划分图与地之间的界限,描绘形象。而平面设计所表现的立体空间感,并非实在的三度空间,而仅仅是图形对人的视觉引导作用形成的幻觉空间。聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅。 (二)、平面设计的术语: .和谐:从狭义上理解,和谐的平面设计是统一与对比两者之间不是乏味单调或杂乱无章的。广义上理解,是在判断两种以上的要素,或部分与部分的相互关系时,各部分给我们的感觉和意识是一种整体协调的关系。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒東。 .对比:又称对照,把质或量反差很大的两个要素成功的配列在一起,使人感觉鲜明强烈而又具有统一感,使主体更加鲜明、作品更加活跃。酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭钯。 .对称:假定在一个图形的中央设定一条垂直线,将图形分为相等的左右两个部分,其左右两个部分的图形完全相等,这就是对称图。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔肤。 .平衡:从物理上理解是指的重量关系,在平面设计中指的是根据图像的形量、大小、轻重、色彩和材质的分布作用与视觉判断上的平衡。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍杂。 .比例:是指部分与部分,或部分与全体之间的数量关系。比例是构成设计中一切单位大小,以及各单位间编排组合的重要因素。厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩龔。 .重心:画面的中心点,就是视觉的重心点,画面图像的轮廓的变化,图形的聚散,色彩或明暗的分布都可对视觉中心产生影响。茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐鈞。 .节奏:节奏这个具有时间感的用于在构成设计上指以同一要素连续重复时所产生的运动感。 .韵律:平面构成中单纯的单元组合重复易于单调,由有规律变化的形象或色群间以数比、等比处理排列,使之产生音乐的旋律感,成为韵律。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘聾。(三)、平面设计的元素 .概念元素,所谓概念元素是那些不实际存在的,不可见的,但人们的意识又能感觉到的东西。例如我们看到尖角的图形,感到上面有点,物体的轮廓上有边缘线。概念元素包括:点、线、面。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞曉。 .视觉元素:概念元素不在实际的设计中加以体现,它将是没有意义的。概念元素通常是通过视觉元素体现的,视觉元素包括图形的大小、形状、色彩等。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥龅。 .关系元素:视觉元素在画面上如何组织、排列,是靠关系元素来决定的。包括:方向、位置、空间、重心等。 .实用元素:指设计所表达的含义、内容、设计的目的及功能。

浅谈城市道路平面交叉口的优化设计

浅谈城市道路平面交叉口的优化设计 发表时间:2018-09-27T10:47:28.483Z 来源:《防护工程》2018年第10期作者:邵帅 [导读] 在城市新城区,通过上位规划定位,设计阶段对交叉口进行合理的梳理分类、展宽设计、竖向设计,以增大交叉口通行能力,对整个城市的交通通行具有关键的作用。本文就城市道路交叉口设计出现的典型问题进行分析,并在此基础上提出相应的改进措施,优化平面交叉口设计,寻求提高交叉口通行能力的方法。 邵帅 中国市政工程西南设计研究总院有限公司四川成都 610000 摘要:随着我国城市化进程的不断加快,大量人口集中进入城市,使原有城市道路交通系统承担着更大的压力,城市道路交叉口作为城市道路系统的重要节点,其规划、设计与建设的质量直接影响着城市道路交通系统的运行。实际工程中,在城市旧城区,对既有交叉口合理改造,以提高既有交叉口通行能力,在城市新城区,通过上位规划定位,设计阶段对交叉口进行合理的梳理分类、展宽设计、竖向设计,以增大交叉口通行能力,对整个城市的交通通行具有关键的作用。本文就城市道路交叉口设计出现的典型问题进行分析,并在此基础上提出相应的改进措施,优化平面交叉口设计,寻求提高交叉口通行能力的方法。 关键词:城市道路;平面交叉口;通行能力;优化设计 1、引言 城市平面交叉口主要有十字形交叉、T形交叉、Y形交叉、X形交叉、环形交叉、错位交叉、多路交叉等形式。其中,环形交叉、错位交叉、多路交叉等交叉口受车辆行驶相互干扰范围较大等影响,在城市新城区中基本已不设置,Y形交叉、X形交叉口受车辆行驶视距影响,已较少设置。同时在旧城区中亦对以上提及交叉口逐步进行改造,故现新建及改造后成型的交叉口基本为十字形交叉口或T形交叉口。城市平面交叉口设计的核心是合理的梳理交叉口各方向交通流,减少车辆行驶相互干扰,并快速通过交叉口路段,提高交叉口通行能力。 2、平面交叉口设计问题分析 2.1城市旧城区 ①.城市旧城区交通,已通过多年运行,部分区域交通流向趋于稳定,通过大量的监测数据,可更为合理的对整个区域的交通组织方式进行梳理,但实际运行依然沿用原有交通组织方案,未能有效提高交叉口通行能力。 ②.随着城市旧城区的逐步改造,出现新的交通密集性区域,但交通组织方式未作相应调整,例如个别交叉口路段出现左转车流量大于直行车流量的情况,交叉口依然为直行车道数大于左转车道数,导致大量左转车辆停滞,或车辆违章行驶,在交叉口范围由直行车道强行并入左转车道,出现擦挂、追尾等交通事故,进一步降低车辆通行能力。 ③.交叉口基本未进行拓宽设计,在车流量较大的情况下,造成严重的交通拥堵。 ④.住宅小区及商业服务区出入口设置不合理,人为增加T形交叉口,增加车辆行驶相互干扰区域的面积,由于出入口车辆进出的停滞,导致正常路段车辆行驶的停滞。 ⑤.雨水口的设置不合理,导致交叉口排水不畅,交叉口出现大量积水情况。 2.2城市新城区 ①.上位规划时,不重视区域的交通流量分析,后期设计无相应的区域交通组织概念,具体到各个交叉口设计中,未根据不同的交通流量进行不同的交叉口设计。导致部分交叉口未充分利用,部分交叉口又特别拥堵。 ②.交叉口拓宽方式过于简单,例如部分城市交叉口设计只对进口道进行右转拓宽,直行或左转车道未做相应增加,而常规右转车道又通常为“常绿”通道。交叉口拓宽未起到应有的作用,未能合理的提高交叉口通行能力。 ③.交叉口设计未充分考虑各专业间的配合,例如在平原城市交叉口竖向设计中,交叉口各个方向的设计纵坡均较缓,整体设计交叉口竖向亦较为缓和,道路雨水口设置的位置及大小是收集道路交叉口雨水的关键,如按常规设置雨水口方式,可能出现雨水口位置及大小设置不合理,导致交叉口排水不畅,又重复出现城市旧城区交叉口积水情况。又如,在城市中,存在大量的分离式立交,桥墩位置的设置将直接影响交叉口中车辆行驶的安全,不合理的布置将阻碍交叉口车辆的正常行驶或影响视距,增加交通安全隐患。 3.平面交叉口的优化设计 ①.城市道路交通系统是一个复杂的组织体系,交叉口的设计需要在大区域交通组织的前提下进行。无论是旧城区的交叉口改造还是新城区的交叉口新建,均必须以严谨的交通流量数据作为设计的基础。 城市旧城区,通过多年的交通运行,大量的监测数据能够显示交通需求量的要求。在大数据支撑的情况下,考虑对交通量较大的城市主干路(如环线道路、长放射性道路)进行分离式立交改造,保证主线车流正常行驶,通过两侧辅道与被交道路进行交通转换。也可在交通量较大的城市主干路设置“绿波带”系统,保证主线交通流的顺畅。考虑在交叉口密集区域,对部分交叉口车辆左转限时或直接禁止左转,实施单向交通等方式,在大区域范围内实现各道路交通流的转换。 城市新城区,道路交叉口的设计必须以严谨的交通量预测为依据,准确的确定各方向交通流量,根据流量确定交叉口的拓宽方式、车道的分配数量。同时由于交通量需要的可变性,在设计中需预留后期改建的空间,提高交叉口通行能力。 ②.交叉口的拓宽设计是提高交叉口通行能力最直接的方式,如何更大的挖掘交叉口通行潜力是交叉口设计的重点和难点。平面交叉口的交通组织和渠化方式应根据相交道路等级、功能定位、交通量、交通管理条件等因素确定。 城市旧城区,由于用地条件的限制,部分交叉口不能进行交叉口拓宽改造,需要在现有红线内解决交叉口的增设车道问题。以成都市双桥路与经华北路交叉口为例,双桥路为城市次干路,标准车行道为3.0m(非机动车道)+4×3.5m(机动车道)+3.0m(非机动车道)=20m,主交通流向,经华北路为被交道路,次交通流向,交叉口需要在不突破20m车行道宽度情况下在双桥路增设一条左转车道。根据相关规范要求,在交叉口范围内,将交叉口进口道压缩为2.85m,出口道压缩为3.25m,受用地红线限制,将非机动车道压缩为2.5m,保证单向非机动车道数不应小于2条,宽度不应小于2.5m的规范要求,则可压缩出专用左转车道宽度2.8m。

室内设计方案流程

室内设计方案流程 1、量尺寸; 2、平面布局; 3、建模; 4、材质; 5、灯光; 6、渲染; 7、PS后期。 你需要懂的软件有CAD,PS,3DMAX.还要懂渲染软件VRay CAD: 专业的设计软件.用本软件来绘制室内设计平面图、立面图、轴测图、节点图、大样图等全套施工图。是最基础也是最重要的软件. 3DS MAX: 是三维建模软件.它能将CAD设计出来的平面图做成三维立体效果.有很强的真实感觉.是建筑行业必不可少的软件. VRay 专业的渲染软件。主要用于效果图后期渲染。可以达到照片级效果,也是必学的软件之一. Photoshop: 主要用在后期,做图片的润色.在室外设计中特别重要. 下面几个软件是你起码要学的: AutoCAD: 通过介绍CAD软件在室内设计领域内的基本用途,基本操作方式,并通过多种有代表性的室内设计案例的绘制,使学员按照行业规范利用计算机及应用软件来绘制室内设计平面图、立面图、轴测图、节点图、大样图等全套施工图。 CAD制图基本流程: 1、设置单位(中国一般为:毫米)和比例 2、设置图形界限(与单位一起在格式菜单里) 3、窗口缩放

4、建立图层(墙线、轴线、图块等层) 5、设置线性和文字样式等 3DS MAX: 介绍3D软件在制作建筑装饰效果图中的操作知识、操作技巧,及在室内设计领域中的应用,并详细讲述有代表性的室内设计部件绘制及局部和整体效果图的绘制,学成后学员能通过该软件将自己的设计方案绘制成逼真的建筑装饰效果图。3d制图基本流程:设置单位、建模、附材质、贴图、布置灯光、渲染Lightscape 该软件是一个功能较强的可视化设计软件,它同时提供了较强的图块和灯光处理功能,是一个专业的光照模型系统及专业的渲染软件。主要用于效果图后期渲染。 Photoshop 主要介绍该软件在绘制室内设计效果图后期处理及操作方法,包括灯光、色彩、照明等方面。 室内设计根据设计的进程,通常可以分为四个阶段,即设计准备阶段、方案设计阶段、施工图设计阶段和设计实施阶段。 1、设计准备阶段 设计准备阶段主要是接受委托任务书,签订合同,或者根据标书要求参加投标;明确设计期限并制定设计计划进度安排,考虑各有关工种的配合与协调; 明确设计任务和要求,如室内设计任务的使用性质、功能特点、设计规模、等级标准、总造价,根据任务的使用性质所需创造的室内环境氛围、文化内涵或艺术风格等; 熟悉设计有关的规范和定额标准,收集分析必要的资料和信息,包括对现场的调查踏勘以及对同类型实例的参观等。 在签订合同或制定投标文件时,还包括设计进度安排,设计费率标准,即室内设计收取业主设计费占室内装饰总投入资金的百分比。 2、方案设计阶段 方案设计阶段是在设计准备阶段的基础上,进一步收集、分析、运用与设计任务有关的资料与信息,构思立意,进行初步方案设计,深入设计,进行方案的分

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