1、知识点回顾知识点回顾p直达声场、混响声场、扩散声场、混响时间的概念直达声场、混响声场、扩散声场、混响时间的概念p声源开始工作到停止工作室内声场的变化过程声源开始工作到停止工作室内声场的变化过程p平均吸声系数、混响时间、室内声压级、室内降噪量平均吸声系数、混响时间、室内声压级、室内降噪量的计算的计算室内吸声降噪室内吸声降噪p透声系数、隔声量、吻合效应的概念透声系数、隔声量、吻合效应的概念p单层均质墙隔声的频率特性单层均质墙隔声的频率特性p临界吻合频率、平均隔声量的计算临界吻合频率、平均隔声量的计算隔声隔声第五节第五节 噪声控制噪声控制技术技术隔声隔声0303多层墙的隔声特性多层墙的隔声特性020
2、2单层匀质墙的隔声性能单层匀质墙的隔声性能0101隔声概述隔声概述目录目录C ON T E N T0606隔声屏隔声屏0505隔声罩隔声罩0404隔声间隔声间 ( (一一) )双层隔声墙双层隔声墙 ( (二二) )多层复合板隔声多层复合板隔声多层墙的隔声多层墙的隔声特性特性双层隔声墙双层隔声墙二、隔声特性曲线二、隔声特性曲线 一、隔声原理一、隔声原理三、共振频率及隔声量估算三、共振频率及隔声量估算隔声原理隔声原理p增加墙的厚度，可增加隔声量，但不经济、隔声效果增加墙的厚度，可增加隔声量，但不经济、隔声效果也不理想。若将墙一分为二，中间夹一定厚度的空气也不理想。若将墙一分为二，中间夹一定厚度的空
3、气层，墙的层，墙的总质量不变，隔声效果比单层实心结构好总质量不变，隔声效果比单层实心结构好。p入射声波频率为入射声波频率为1003200Hz，单层墙平均隔声量单层墙平均隔声量为为213.5lg14 200kg/mRmm216lg8 200kg/mRmmp双层隔声墙：两层墙体间夹一定厚度的双层隔声墙：两层墙体间夹一定厚度的空气层空气层。双层隔声墙双层隔声墙(2-142a)(2-142b)隔声原理隔声原理l 空气与墙板空气与墙板特性阻抗不同特性阻抗不同，当，当声波透过声波透过第一层墙第一层墙时，造成声时，造成声波的两次反射，形成衰减，并波的两次反射，形成衰减，并且由于且由于空气层的弹性和附加吸空气
4、层的弹性和附加吸收作用收作用，使得声能衰减增大，使得声能衰减增大双层隔声墙双层隔声墙l 声波传至声波传至第二层墙第二层墙时，又造成声波的时，又造成声波的两次反射两次反射，使，使得透射声能再次减少，总的透射损失更大得透射声能再次减少，总的透射损失更大ABCD双层隔声墙双层隔声墙二、隔声特性曲线二、隔声特性曲线 一、隔声原理一、隔声原理三、共振频率及隔声量估算三、共振频率及隔声量估算隔声特性曲线隔声特性曲线双层隔声墙双层隔声墙Of0fc频率频率隔声量隔声量6dB/倍频程倍频程12dB/倍频程倍频程隔声特性曲线隔声特性曲线双层隔声墙双层隔声墙Of0fc频率频率隔声量隔声量6dB/倍频程倍频程12dB
5、/倍频程倍频程p 双层墙板作整体振动，此双层墙板作整体振动，此时空气层不起作用，隔声时空气层不起作用，隔声能力与同样重量的单层墙能力与同样重量的单层墙没有区别。没有区别。 隔声特性曲线隔声特性曲线双层隔声墙双层隔声墙Of0fc频率频率隔声量隔声量6dB/倍频程倍频程12dB/倍频程倍频程p 隔声量以每倍频程隔声量以每倍频程12dB的的斜率上升，充分显示出双斜率上升，充分显示出双层墙结构的优越性层墙结构的优越性 隔声特性曲线隔声特性曲线双层隔声墙双层隔声墙Of0fc频率频率隔声量隔声量6dB/倍频程倍频程12dB/倍频程倍频程p 进入吻合效应区后，在临界吻进入吻合效应区后，在临界吻合频率处又出现
6、一隔声量低谷；合频率处又出现一隔声量低谷；p 双层墙的临界吻合频率与吻合双层墙的临界吻合频率与吻合效应状况取决于两层墙的临界效应状况取决于两层墙的临界吻合频率。吻合频率。 隔声特性曲线隔声特性曲线双层隔声墙双层隔声墙Of0fc频率频率隔声量隔声量6dB/倍频程倍频程12dB/倍频程倍频程p 双层墙较单层墙优越的区双层墙较单层墙优越的区域主要在共振频率后域主要在共振频率后p 设计中尽量将共振频率移设计中尽量将共振频率移往人不敏感的频率区域往人不敏感的频率区域共振频率共振频率p入射声波法向入射时的墙板共振频率入射声波法向入射时的墙板共振频率0012112cfhmmp空气层越厚，双层墙的共振频率越低
7、。空气层越厚，双层墙的共振频率越低。 (2-143)双层隔声墙双层隔声墙隔声量估算隔声量估算p平均隔声量为平均隔声量为2121216lg8 200kg/mRmmRmm p工程估算双层墙隔声量的经验公式工程估算双层墙隔声量的经验公式1216lg16lg30RmmfR2121213.5lg14 200kg/mRmmRmmp 空气层附空气层附加隔声量加隔声量(2-144)双层隔声墙双层隔声墙(2-145a)(2-145b)图图2-29 双层墙附加隔声量与空气层厚度的关系双层墙附加隔声量与空气层厚度的关系 空气层厚度空气层厚度/cm双层隔声墙双层隔声墙隔声量估算隔声量估算 ( (一一) )双层隔声墙双
8、层隔声墙 ( (二二) )多层复合板隔声多层复合板隔声多层墙的隔声多层墙的隔声特性特性概述概述多层复合板隔声多层复合板隔声p多层复合板多层复合板：由几层：由几层面密度或性质不同面密度或性质不同的板材组成的的板材组成的复合隔声构件。复合隔声构件。p结构结构：通常用金属或非金属的坚实薄板做：通常用金属或非金属的坚实薄板做面层面层，内侧内侧覆盖阻尼材料，或覆盖阻尼材料，或填入填入多孔吸声材料或空气层等组成。多孔吸声材料或空气层等组成。p特点：特点：多层复合板具有多层复合板具有质量轻、隔声性能良好质量轻、隔声性能良好，广泛，广泛应用于多种隔声构件中，隔声门（窗）、隔声罩、隔应用于多种隔声构件中，隔声门
9、（窗）、隔声罩、隔声间的的墙体等。声间的的墙体等。多层复合板隔声多层复合板隔声隔声性能隔声性能p多层复合板多层复合板隔声量隔声量比组成它的同等质量的单层板有明比组成它的同等质量的单层板有明显改善，其原因有：显改善，其原因有：l 使用厚度或材质不同的多层板，可以使用厚度或材质不同的多层板，可以错开共振与临界错开共振与临界吻合频率吻合频率，改善共振区与吻合区的隔声低谷现象，改善共振区与吻合区的隔声低谷现象多层复合板隔声多层复合板隔声l 分层材料的阻抗各不相同，使声波在分层材料的阻抗各不相同，使声波在分层界面上产生分层界面上产生多次反射多次反射，阻抗相差越大，反射声能越多，透射声能，阻抗相差越大，反
10、射声能越多，透射声能的损耗就越大的损耗就越大l 夹层材料的夹层材料的阻尼和吸声作用阻尼和吸声作用，致使声能减弱，并削弱，致使声能减弱，并削弱共振与吻合效应共振与吻合效应( (一一) )组合墙平均隔声量计算组合墙平均隔声量计算隔隔声间声间( (二二) )孔洞缝隙对墙板隔声的影响孔洞缝隙对墙板隔声的影响( (三三) )门（窗）的隔声和孔洞处理门（窗）的隔声和孔洞处理( (四四) )隔声间降噪计算隔声间降噪计算 隔声间：隔声间：把噪声源封闭起来把噪声源封闭起来，使噪声很少传出去；把，使噪声很少传出去；把需要安静的需要安静的场所用隔声结构围闭起来，使场所用隔声结构围闭起来，使外界的噪声外界的噪声很少传
11、进去。很少传进去。隔隔声间声间组合墙平均隔声量计算组合墙平均隔声量计算p组合墙：具有门、窗等不同隔声构件的墙板组合墙：具有门、窗等不同隔声构件的墙板p平均隔声量：平均隔声量：p组合墙的透声系数：各组成部件透声系数的平均组合墙的透声系数：各组成部件透声系数的平均值，称作平均透声系数值，称作平均透声系数1 1221121SSSSSSniinninniiSS110lg( )R(2-146)(2-147)隔声间隔声间S1、R1例：某例：某240mm厚的砖墙，面积为厚的砖墙，面积为S1=20m2，隔声量，隔声量R1=50dB；墙上开一门，墙上开一门， S2=2m2， R2=20dB ；设有观察窗，；设有
12、观察窗， S3=1m2， R2=40dB 。求：此组合墙体的平均隔声量。求：此组合墙体的平均隔声量。S2R2S3R3隔声间隔声间结论：结论：一个理想的隔墙，如果有一个理想的隔墙，如果有1%1%的孔隙，其隔声量不会的孔隙，其隔声量不会超过超过2020分贝。对隔声结构上的孔隙必须做密封处理。分贝。对隔声结构上的孔隙必须做密封处理。孔洞缝隙对墙板隔声的影响孔洞缝隙对墙板隔声的影响假设在一个理想的隔声墙上（假设在一个理想的隔声墙上（墙墙=0），有一个占墙面积约），有一个占墙面积约1%的孔隙（的孔隙（ 孔孔=1），则墙体的平均隔声量为），则墙体的平均隔声量为？dB 20dBp由于由于声波的衍射声波的衍射
13、，孔洞和缝隙对隔声墙板的影响大，孔洞和缝隙对隔声墙板的影响大门的隔声门的隔声p前提前提l 保证有足够的保证有足够的隔声量隔声量l 保证门的开启机构保证门的开启机构灵活方便灵活方便p措施措施l 隔声门做成双层轻便门，在两层间加隔声门做成双层轻便门，在两层间加吸声处理吸声处理，采用多层复合结构；采用多层复合结构； l 门缝的密封门缝的密封方法：根据隔声要求和门的使用条件方法：根据隔声要求和门的使用条件确定。确定。 隔声间隔声间隔声间隔声间门的隔声门的隔声27o 5）定义构件属性）定义构件属性o 在绘图之前，必须先定义构件属性。以墙在绘图之前，必须先定义构件属性。以墙构件为例，单击构件工具栏的构件为
14、例，单击构件工具栏的“墙墙定义构定义构件属性件属性”按钮，进入按钮，进入“属性管理属性管理”窗口。窗口。o 选择选择“新建新建砖石墙砖石墙”，默认墙编号，默认墙编号=nq-1，墙厚，墙厚=240，内，内/外墙外墙=内，如图内，如图8.23所示。所示。o 在在“构件做法定义构件做法定义”窗口，双击窗口，双击“项目编项目编号号”，在弹出的，在弹出的“项目指引项目指引”窗口选择窗口选择“定定额额”选项卡，选择砖墙定额子目选项卡，选择砖墙定额子目354，确，确认后退出。所选定额返回到认后退出。所选定额返回到“构件做法定义构件做法定义”窗口中，同时，双击窗口中，同时，双击“换算换算”栏可以对该栏可以对该
15、项子目进行换算。项子目进行换算。o 重复重复步，定义步，定义“外墙外墙”属性属性qi-3，墙厚，墙厚=370，内，内/外墙外墙=外。外。2829o 单击单击“属性管理属性管理”窗口中的窗口中的“确认确认”按钮按钮，退出，退出“属性管理属性管理”窗口，这样就完成了对窗口，这样就完成了对墙构件的属性定义。墙构件的属性定义。o 其他构件的属性定义方法同上，一种构件其他构件的属性定义方法同上，一种构件有多个属性项目时，在有多个属性项目时，在“属性管理属性管理”窗口中窗口中一次性定义完成。比如柱构件，有不同截面一次性定义完成。比如柱构件，有不同截面尺寸的柱，则可定义多个柱属性：尺寸的柱，则可定义多个柱属
16、性：zu2，zu3，zu4，6）绘制构件属性定义好之后）绘制构件属性定义好之后，就是画图了，利用软件提供的画图工具，就是画图了，利用软件提供的画图工具，将构件图元绘制到轴网上。对于不同类型的将构件图元绘制到轴网上。对于不同类型的构件，软件提供了不同的画法及智能布置方构件，软件提供了不同的画法及智能布置方法。如墙，可以通过画线的方式绘制，也可法。如墙，可以通过画线的方式绘制，也可以选择按轴线自动生成，以下分别说明。以选择按轴线自动生成，以下分别说明。30o （1）画墙）画墙o 画外墙，单击墙构件工具栏右侧的属性下拉画外墙，单击墙构件工具栏右侧的属性下拉列表框，列表框， 选择选择“qi-3外外墙墙
17、”，再单击，再单击“墙墙画画”，光标定位到轴线，光标定位到轴线上的（上的（A，1）点，单击左键，这时墙的第一）点，单击左键，这时墙的第一个端点确定；移动光标到（个端点确定；移动光标到（A，3）坐标点，）坐标点，再次单击左键，墙第二点确定，同时一堵墙再次单击左键，墙第二点确定，同时一堵墙也显示在绘图区中。其他墙依此继续画出。也显示在绘图区中。其他墙依此继续画出。外墙画完转换到内墙时，从构件工具栏的属外墙画完转换到内墙时，从构件工具栏的属性列表中选择性列表中选择“内墙内墙”，当前墙属性为内墙，当前墙属性为内墙，按照刚才的方法，画出全部内墙。，按照刚才的方法，画出全部内墙。31o （2）智能布置墙）
18、智能布置墙o 智能布置是为了提高画图效率而提供的一种智能布置是为了提高画图效率而提供的一种快速画墙的方法，系统提供了可按轴线生成快速画墙的方法，系统提供了可按轴线生成、按梁线生成、按墙线生成、按梁线生成、按墙线生成3种方式，由于当种方式，由于当前只有轴线，所以我们选择按轴线生成（见前只有轴线，所以我们选择按轴线生成（见图图8.24），选择），选择“内墙内墙”，单击构件工具栏，单击构件工具栏“墙墙布布”按钮，鼠标框选需要布置墙的轴按钮，鼠标框选需要布置墙的轴线，确认后轴线上自动生成墙。线，确认后轴线上自动生成墙。323334o 1）新建工程）新建工程o 单击欢迎界面上的单击欢迎界面上的“新建工程
19、新建工程”，进入新，进入新建工程界面，如图建工程界面，如图826所示。所示。35o 输入输入“工程名称工程名称”及工程的相关工程概况及工程的相关工程概况，如图，如图827所示。所示。36o 单击图单击图8.27中的中的“下一步下一步”按钮，进入按钮，进入“计算规则计算规则”设定，如图设定，如图8.28所示。所示。37o 单击图单击图8.28中的中的“下一步下一步”按钮，进入按钮，进入“楼层设置楼层设置”设定，如图设定，如图8.29所示。所示。381.电路中不含互感和受控源的情况电路中不含互感和受控源的情况(相量法相量法) SS()kkkkkUZ IIU 111S1S1SSSS000000000
20、00000000000kkkkkbbbbbZUIIUZUIIUZUIIU 按定义写开按定义写开 kUSkUkIekI Zk kIS二、支路方程的矩阵形式二、支路方程的矩阵形式 2.电路中含有互感的情况电路中含有互感的情况 设第设第k条、条、j条支路有耦合关系，编号时把它们相邻的编在条支路有耦合关系，编号时把它们相邻的编在一起（设两个电流都为一起（设两个电流都为流入同名端流入同名端）：）： eeSSSSeeSSSSj()j()jj()()kkkkjjkkkkkjjjkjjkkjjjjkkkjjjjUZ IM IUZIIMIIUUM IZ IUMIIZ IIU ()()()11e1S111S1S1
21、22e2S222S2S2eSSSbbbbbbbbUZ IUZIIUUZ IUZIIUUZ IUZIIU 其余支路电压、电流的关系为：其余支路电压、电流的关系为： 111S1S1222S2S2SSS0000000000j000j00000kkjkkkkjjjjjbbbbZUIIUZUIIUZMUIIMZUIIZUII SSSkjbUUUSS()UZ IIU 故回路电流方程不变，只是阻抗阵故回路电流方程不变，只是阻抗阵Z不再为对角阵，不再为对角阵， 其非对角线元素的其非对角线元素的第第k行、第行、第j列列和和第第j行、第行、第k列列的两个元的两个元 素是两条支路的互阻抗。互阻抗前的素是两条支路的互
22、阻抗。互阻抗前的“” ，电流流入同电流流入同名名 端的对应取端的对应取“ ”，反之取，反之取“”。 仍可统一写为仍可统一写为 3.电路中含有受控源的情况电路中含有受控源的情况 deS()kkjjkjjjUr IrIISdS()kkkkkkUZIIUU而而 这时含有受控源的支路阻抗这时含有受控源的支路阻抗 Z 为非对角阵，非对角线为非对角阵，非对角线上的元素是与受控电压源的控制系数有关的元素。因支路方上的元素是与受控电压源的控制系数有关的元素。因支路方程的右端加上受控电压源，故支路阻抗阵变为：程的右端加上受控电压源，故支路阻抗阵变为： kU ISkSkUkIekI Zk+ dkU12kkjbZZ
23、ZZrZk j 取回路电流（连支电流）为未知变量。取回路电流（连支电流）为未知变量。 0 SkSkkkkkUBIBZIBZUBSkkSklkIBZUBIBBZT SkSkkkkUIIZU)(回路方程矩阵形式回路方程矩阵形式 支路电压与支路电流的关系支路电压与支路电流的关系 代入上面方程，整理后得代入上面方程，整理后得 SkU. Zk+- -kU. kI. SkI. ekI. +- -lSllUIZ 回路矩阵方程回路矩阵方程（回路电压源相量）（回路电压源相量）Zl（回路阻抗阵）（回路阻抗阵）三、回路电流方程的矩阵形式三、回路电流方程的矩阵形式 13.2列出图示电路矩阵形式回路电流方程的频域表达式
24、。列出图示电路矩阵形式回路电流方程的频域表达式。 124356+- -U2Z3Z6 IS6+- -Z2Z5Z1+- - U2US1TS6S00000II111000001101000011fB652321000000000000000000000000000000ZZZZZZZ 画出有向图，给支路编号，选树画出有向图，给支路编号，选树(1,4,6)。TS1S00000UU 6523121121Tff000ZZZZZZZZZZZBBZlTS66S1S1SSSIZUUIBZUBUlS66S1S15326523121121000IZUUIIIZZZZZZZZZZSlU计算计算Zl 和和 。矩阵形式回
25、路电流方程的频域表达式为矩阵形式回路电流方程的频域表达式为13-3列出图示电路矩阵形式回路电流方程的复频域列出图示电路矩阵形式回路电流方程的复频域表达式。表达式。R1C2L3L5uS4uS5*M12435 画出有向图，给支路编号，选树画出有向图，给支路编号，选树(1,4)。 TS5S4)()(000(s)sUsUU0)(sI110000110100011fB532100000000000000100000)(sLsMsMsLsCRsZ 计算计算Z(s)UlS(s)。5311121Tff001)()(sLsMsMsLRRRsCRBsZBsZlTS5S4S4fS)()()(0)()(sUsUsUs
26、UBsUl)()()(0)()()(001S5S4S45325311121sUsUsUsIsIsIsLsMsMsLRRRsCR矩阵形式回路电流方程的复频域表达式为矩阵形式回路电流方程的复频域表达式为小结小结列写回路电流方程矩阵形式的步骤如下：列写回路电流方程矩阵形式的步骤如下：(1)画有向图，给支路编号，选树。画有向图，给支路编号，选树。(2)写出支路阻抗矩阵写出支路阻抗矩阵Z(s)和回路矩阵和回路矩阵Bf。按标准。按标准 复合支路的规定写出支路电压列向量复合支路的规定写出支路电压列向量)()()(sUsIsZlSll(4)写出矩阵形式回路电流方程的复频域表达式写出矩阵形式回路电流方程的复频域
27、表达式SlllUIZ或或TlBZBZ (3)求出回路阻抗矩阵求出回路阻抗矩阵。 1.什么是复合支路什么是复合支路？ 2.矩阵形式回路电流方程的矩阵形式回路电流方程的列写中，若电路中含有无伴电列写中，若电路中含有无伴电流源，将会有何问题？流源，将会有何问题？ 13.4 节节点电压方程的矩阵形式点电压方程的矩阵形式一、复合支路一、复合支路ekI 元件电流元件电流 支路电流支路电流 kI 受控电流受控电流 dkI 支路的复导纳（阻抗）支路的复导纳（阻抗） )(kkZY 支路电压支路电压 kUSkU 独立电压源独立电压源 SkI 独立电流源独立电流源 按复合支路的规定，电路中不允许有受控电压源，也不允
28、许按复合支路的规定，电路中不允许有受控电压源，也不允许存在存在“纯电压源支路纯电压源支路”。 复合支路规定了一条支路可以最多包含的元件数，可以缺少复合支路规定了一条支路可以最多包含的元件数，可以缺少某些元件，但不能缺少阻抗。某些元件，但不能缺少阻抗。 dkISk .UZk (Yk)+- -k .Uk .ISk .Iek .I+- -矩阵形式矩阵形式)(100111ddddStuLiuLCRCtituLCLC RuLCuS(t)+- -uCiLiCuR+- -+- -+- -LiR(4)把状态方程整理成标准形式。把状态方程整理成标准形式。对于简单的网络，用直观法比较容易，列写状态方程的步骤为：对
29、于简单的网络，用直观法比较容易，列写状态方程的步骤为：(1) 选择独立的电容电压和电感电流作为状态变量；选择独立的电容电压和电感电流作为状态变量；(2) 对只接有一个电容的节点列写对只接有一个电容的节点列写KCL方程；对只包含一个电感方程；对只包含一个电感 的回路列的回路列KVL方程；方程；(3)列写其他必要的方程，消去方程中的非状态变量；列写其他必要的方程，消去方程中的非状态变量；直观编写法的缺点：直观编写法的缺点： 1)编写方程不系统，不利于计算机计算。编写方程不系统，不利于计算机计算。 2)对复杂网络的非状态变量的消除很麻烦。对复杂网络的非状态变量的消除很麻烦。 步骤：步骤： (1)选择
30、一个树，也称为特有树，它包含电容和电压源，选择一个树，也称为特有树，它包含电容和电压源， 而不包含电容和电流源。而不包含电容和电流源。 (2)对包含电容的单树支割集列写对包含电容的单树支割集列写KCL方程。方程。 (3)对包含电感的单连支割集列写对包含电感的单连支割集列写KVL方程。方程。 (4)列写其他必要的方程，消去非状态变量。列写其他必要的方程，消去非状态变量。 (5)整理并写出矩阵形式。整理并写出矩阵形式。2.系统法：对于比较复杂的电路，仅靠观察法列写状态系统法：对于比较复杂的电路，仅靠观察法列写状态方程有时是很困难的，有必要寻求一种系统的编写方程有时是很困难的，有必要寻求一种系统的编
31、写方法。简单的说，系统编写法就是寻求一个适当的树，方法。简单的说，系统编写法就是寻求一个适当的树，使其包含全部电容而不包含电感。对含电容的单树支割使其包含全部电容而不包含电感。对含电容的单树支割集用集用KCL可列写一组含有可列写一组含有的方程。对于含电感的的方程。对于含电感的用用KVL可列写出一组含有可列写出一组含有的方程。的方程。这些方程中含有一个导数项，若再加上其他约束方程，这些方程中含有一个导数项，若再加上其他约束方程，便可求得标准状态方程。便可求得标准状态方程。dtduCdtdiL单连支回路运单连支回路运13.7 列写如下图所示电路的状态方程。列写如下图所示电路的状态方程。+_1F+_
32、+_uSiSuiLiC1 1 0dd1SiiituLC01SLiiu0dd1SuuutiCL01SCuui对图示的两个树支，按基本割集列写对图示的两个树支，按基本割集列写KCL方程方程 对图示的两个连支，按基本回路列对图示的两个连支，按基本回路列KVL方程方程SSSSddddiuiuLutiiuiuCituLCLLLCCCSS11111111ddddiuiutituLCLC整理得整理得矩阵形式状态方程为矩阵形式状态方程为 1.状态方程系统列写法的步骤是状态方程系统列写法的步骤是什么？什么？ 2.如何选取特有树？如何选取特有树？13.7 应用实例应用实例计算机辅助电路分析计算机辅助电路分析 电路
33、的矩阵表示电路的矩阵表示 用计算机程序分析电路时，应根据电路图写出这些电路数据，用计算机程序分析电路时，应根据电路图写出这些电路数据，在程序运行时，从键盘将这些数据输入计算机，或者将这些数据在程序运行时，从键盘将这些数据输入计算机，或者将这些数据先存入到某个数据文件先存入到某个数据文件( (例如例如D.DAT) )中，让计算机从这个文件中中，让计算机从这个文件中自动读入这些数据。自动读入这些数据。o 单击图单击图8.33中的中的“下一步下一步”按钮，进入按钮，进入“箍筋设置箍筋设置”设定，如图设定，如图8.34所示。所示。57o 2）建立轴网）建立轴网o 单击左侧的构件布置栏中，弹出如图单击左
34、侧的构件布置栏中，弹出如图835所示的直线轴网设置界面。所示的直线轴网设置界面。58o 选择图选择图8.35中的分别输入轴距、跨数、起中的分别输入轴距、跨数、起始轴号、终止轴号数据。始轴号、终止轴号数据。o 3）点构件绘制点构件的分类如图）点构件绘制点构件的分类如图8.36所示。所示。o （1）绘制柱）绘制柱o 单击左侧构件布置栏中的，然后在左侧的单击左侧构件布置栏中的，然后在左侧的“属性定义栏属性定义栏”中，对构件的类型和名称进中，对构件的类型和名称进行选择，如图行选择，如图8.37所示。所示。o 按照图纸，在轴网上点击柱，即可绘制柱按照图纸，在轴网上点击柱，即可绘制柱，如图，如图8.38所
35、示，三维图形如图所示，三维图形如图8.39所示。所示。59o 墙洞布置：单击左侧构件布置栏中的，鼠墙洞布置：单击左侧构件布置栏中的，鼠标在该界面变成标在该界面变成“十十”形，将鼠标移动至墙形，将鼠标移动至墙体上，单击鼠标左键即可完成墙洞的布置，体上，单击鼠标左键即可完成墙洞的布置，如图如图8.47所示，钢筋三维图形如图所示，钢筋三维图形如图8.48所示所示。60616212345678 (2) 支路排列顺序为先连支后树支。支路排列顺序为先连支后树支。 约定约定: (1) 回路电流的参考方向取连支电流方向。回路电流的参考方向取连支电流方向。 基本回路矩阵基本回路矩阵Bf选选 2 、 4、5、8为
36、树支，连支为为树支，连支为1、3、6 、7。 01101000111001001111001011010001fB17386254b1b3b6b7支路支路 回路回路 = 1 Bt ElBt1.用矩阵用矩阵A描述的基尔霍夫定律的矩阵形式描述的基尔霍夫定律的矩阵形式(1)KCL的矩阵形式的矩阵形式以节点为参考节点以节点为参考节点Aib = 1 1 1 0 0 0 0 0 0 - -1 1 1 0 0 0 0 0 0 - -1 - -1 1n-1个独立方程个独立方程矩阵形式的矩阵形式的KCL:Aib = 0二、用矩阵二、用矩阵A、Q、B表示的基尔霍夫定律的矩阵形式表示的基尔霍夫定律的矩阵形式1234
37、567(2) KVL的矩阵形式的矩阵形式矩阵形式矩阵形式 n3n2n1nT100100110010011001001uuuuA n3n3n3n2n2n2n1n2n1uuuuuuuuu矩阵形式的矩阵形式的KCL：07655435421iiiiiiiiii矩阵形式的矩阵形式的KCL：Qf ib =0 (1)KCL的矩阵形式的矩阵形式取（取（2，3，6）为树，）为树， 1234567Q2Q1 Q37654321bf111000000111000011011iiiiiiiiQ2.用用矩阵矩阵Qf 描述的基尔霍夫定律的矩阵形式描述的基尔霍夫定律的矩阵形式 电路中的（电路中的（n-1）个树支电压可用（）个
38、树支电压可用（n-1）阶列向量）阶列向量表示，即表示，即T1)t(t2t1t.nuuuutTfbuQu(2) KVL的的矩阵形式矩阵形式， ， ， ， bt3t3t3t2t1t2t1t2t1t1t3t2t17654321tTf100100111011010001001uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuQl个独立个独立KVL方方程程矩阵形式的矩阵形式的KVL：Bf ub= 03. 用矩阵用矩阵Bf表示的基尔霍夫定律的矩阵形式表示的基尔霍夫定律的矩阵形式123456701100000011011000011100000011766532432217654321bfuuuuuuuuuuuu
39、uuuuuuuB(1) KVL的的矩阵形式矩阵形式(2)KCL的的矩阵形式矩阵形式独立回路电流独立回路电流1234567b44332323211432176543211000110001000010011001110001iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiilllllllllllllllli矩阵形式的矩阵形式的KCL：ib=Bf TilQ Qi 0 QTut u 小结：小结： ul Btut A B Ai 0 BTil i KCL KVL ATun u Bu 0 13-1电路的有向图如图所示，电路的有向图如图所示，(1)节点为参考写出节点为参考写出其关联矩阵其关联矩阵A，(2)以实线
40、为树枝，虚线为连支，写以实线为树枝，虚线为连支，写出其单连支回路矩阵出其单连支回路矩阵Bf (3)写出单树支割集矩阵写出单树支割集矩阵Qf。123456789(1)以节点为参考节点，以节点为参考节点，其余其余4个节点为独立节点个节点为独立节点的关联矩阵的关联矩阵A为为(2)以实线以实线(1,2,3,4)为树枝，虚线为树枝，虚线(5,6,7,8,9)为连支，其为连支，其单连支回路矩阵单连支回路矩阵Bf为为123456789(3)以实线以实线(1,2,3,4)为树枝，虚线为树枝，虚线(5,6,7,8,9)为连支，其为连支，其单树支割集矩阵单树支割集矩阵Qf为为1234567891.对于一个含有对于
41、一个含有n个节点个节点b条支路的条支路的电路，关联矩阵电路，关联矩阵反映了什么关联反映了什么关联性质？性质？ 2.对于一个含有对于一个含有n个节点个节点b条支路的电路，回路矩条支路的电路，回路矩阵反映了什么关联性质阵反映了什么关联性质？ 3.对于一个含对于一个含有有n个节点个节点b条条支路的电路，支路的电路，割集矩阵反映割集矩阵反映了什么关联性了什么关联性质质？ 4.对于一个含有对于一个含有n个节个节点点b条支路的电路，用条支路的电路，用矩阵矩阵A、Qf、Bf表示的表示的基尔霍夫定律的矩阵形基尔霍夫定律的矩阵形式分别是什么？式分别是什么？75o （2）布置板筋布置板筋的前提条件是布置好）布置板
42、筋布置板筋的前提条件是布置好板，板筋的分类如图板，板筋的分类如图8.64所示。所示。76o 布置受力钢筋：布置受力钢筋：o a.单击左侧的构件布置栏中，在属性定义栏单击左侧的构件布置栏中，在属性定义栏中选择钢筋的类型，然后在活动布置栏中选中选择钢筋的类型，然后在活动布置栏中选择布置板筋的方向，鼠标移动到图形界面鼠择布置板筋的方向，鼠标移动到图形界面鼠标变成标变成“口口”形，如图形，如图8.65所示。所示。77o b.鼠标选择板，单击鼠标左键即可完成受力鼠标选择板，单击鼠标左键即可完成受力钢筋的布置，如图钢筋的布置，如图8.66所示，三维图形如图所示，三维图形如图8.67。7879o 布置支座钢
43、筋：布置支座钢筋：a.单击左侧构件布置栏中单击左侧构件布置栏中的，鼠标变成的，鼠标变成“十十”形，如图形，如图8.68所示。所示。8081o 如图如图8.15所示，单击所示，单击 按钮，退出系统按钮，退出系统。828.2建筑工程工程量计算建筑工程工程量计算o 软件建筑工程工程量的计算是一个非常烦琐软件建筑工程工程量的计算是一个非常烦琐的工作，大致有以下几个过程：手工算量的工作，大致有以下几个过程：手工算量手工表格算量手工表格算量计算器表格算量计算器表格算量计算机表计算机表格算量格算量计算机图形算量。目前，普遍采用计算机图形算量。目前，普遍采用的是图形建模算量，而且大部分可以显示三的是图形建模算
44、量，而且大部分可以显示三维视图。维视图。o 目前市场占有率比较高的建筑工程工程量计目前市场占有率比较高的建筑工程工程量计算软件有上海神机软件有限公司开发的算软件有上海神机软件有限公司开发的“神神机妙算四维算量软件机妙算四维算量软件”、北京广联达软件股、北京广联达软件股份有限公司开发的份有限公司开发的“广联达图形算量软件广联达图形算量软件”、上海鲁班软件有限公司开发的、上海鲁班软件有限公司开发的“鲁班算量鲁班算量软件软件”、深圳市斯维尔科技有限公司开发的、深圳市斯维尔科技有限公司开发的“三维算量软件三维算量软件”等。等。83o 各公司软件操作起来各有特点，但其基本原各公司软件操作起来各有特点，但
45、其基本原理均是建立三维模型图，设定计算规则，软理均是建立三维模型图，设定计算规则，软件自动计算工程量并形成报表。下面就以件自动计算工程量并形成报表。下面就以“神机妙算四维算量软件神机妙算四维算量软件”为例讲述软件的操为例讲述软件的操作方法，读者可以在该公司网站下载学习版作方法，读者可以在该公司网站下载学习版对照练习。对照练习。“神机妙算四维算量软件神机妙算四维算量软件”操作操作流程如图流程如图816所示。所示。o 下面我们通过下面我们通过10个步骤绘制几个简单的构件个步骤绘制几个简单的构件，快速地熟悉图形算量软件的整个操作流程，快速地熟悉图形算量软件的整个操作流程。o 1）启动软件双击桌面快捷
46、方式，启动图形算）启动软件双击桌面快捷方式，启动图形算量软件。量软件。84o 2）新建工程）新建工程o 单击主菜单单击主菜单“图形算量图形算量新建图形算量新建图形算量”，在弹出的，在弹出的“新建工程新建工程”对话框中输入对话框中输入工程文件名，工程文件名，单击单击“打开打开”按钮，如图按钮，如图8.17所示。所示。85o 进入工程主界面，定义工程信息，单击构进入工程主界面，定义工程信息，单击构件工具栏上的件工具栏上的“系统系统工程信息工程信息”按钮，在按钮，在弹出的对话框中输入工程名称、建设单位等弹出的对话框中输入工程名称、建设单位等工程信息，如图工程信息，如图8.18所示。所示。86l个独立
47、个独立KVL方方程程矩阵形式的矩阵形式的KVL：Bf ub= 03. 用矩阵用矩阵Bf表示的基尔霍夫定律的矩阵形式表示的基尔霍夫定律的矩阵形式123456701100000011011000011100000011766532432217654321bfuuuuuuuuuuuuuuuuuuuB(1) KVL的的矩阵形式矩阵形式(2)KCL的的矩阵形式矩阵形式独立回路电流独立回路电流1234567b44332323211432176543211000110001000010011001110001iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiilllllllllllllllli矩阵形式的矩阵形式的
48、KCL：ib=Bf TilQ Qi 0 QTut u 小结：小结： ul Btut A B Ai 0 BTil i KCL KVL ATun u Bu 0 13-1电路的有向图如图所示，电路的有向图如图所示，(1)节点为参考写出节点为参考写出其关联矩阵其关联矩阵A，(2)以实线为树枝，虚线为连支，写以实线为树枝，虚线为连支，写出其单连支回路矩阵出其单连支回路矩阵Bf (3)写出单树支割集矩阵写出单树支割集矩阵Qf。123456789(1)以节点为参考节点，以节点为参考节点，其余其余4个节点为独立节点个节点为独立节点的关联矩阵的关联矩阵A为为(2)以实线以实线(1,2,3,4)为树枝，虚线为树枝
49、，虚线(5,6,7,8,9)为连支，其为连支，其单连支回路矩阵单连支回路矩阵Bf为为123456789(3)以实线以实线(1,2,3,4)为树枝，虚线为树枝，虚线(5,6,7,8,9)为连支，其为连支，其单树支割集矩阵单树支割集矩阵Qf为为1234567891.对于一个含有对于一个含有n个节点个节点b条支路的条支路的电路，关联矩阵电路，关联矩阵反映了什么关联反映了什么关联性质？性质？ 2.对于一个含有对于一个含有n个节点个节点b条支路的电路，回路矩条支路的电路，回路矩阵反映了什么关联性质阵反映了什么关联性质？ 3.对于一个含对于一个含有有n个节点个节点b条条支路的电路，支路的电路，割集矩阵反映
50、割集矩阵反映了什么关联性了什么关联性质质？ 4.对于一个含有对于一个含有n个节个节点点b条支路的电路，用条支路的电路，用矩阵矩阵A、Qf、Bf表示的表示的基尔霍夫定律的矩阵形基尔霍夫定律的矩阵形式分别是什么？式分别是什么？13.3 回路电流方程的矩阵形式回路电流方程的矩阵形式 kUSkUkIekI Zk kIS一、复合支路一、复合支路 第第k条支路条支路 , kkUI 第第k条支路的阻抗，只能是单一的电阻、电感条支路的阻抗，只能是单一的电阻、电感 或电容，不允许是它们的组合。或电容，不允许是它们的组合。阻抗上电压、阻抗上电压、 电流的参考方向与支路方向相同电流的参考方向与支路方向相同。 kZS
