电脑知识与技术??????研究开发
高性能集群计算系统的结构与设计探讨
王国明
（安徽理工大学计算机科学与技术系，安徽淮南２３２００１）
摘要：使用计算机集群系统进行并行计算是一种既经济叉高效的解决方案。开发资源丰富，成本低廉。计算机
集群系统是超级计算机发展的方向；本文较详细地论述了计算机集群系统的结构及主要部件的功能，以期引起业界研究人员的重视．在不久的将来能够开发出我们自己的集群产品。
关键词：集群计算；并行计算；体系结构；通信网络
中图分类号：ＴＰ３３８文献标识码：Ａ文章编号：１００９—３０“（２００５）３５—０１５８—０２
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１概述
早在２０世纪６０年代，ＩＢＭ公司就提出了集群计算系统．其基本思想是将大型计算机连接起来，提供成本合理的商业化并行计算系统．以满足各个领域并行计算的需要。但是，由于当时各种技术的限制（主要是软硬件成本较高），这种思想很难商业化。直到２０世纪８０年代．随着高性能低价位微处理器、高速网络和高性能分布式计算标准工具的出现与普及，集群计算系统获得了快速发展的物质基础。起初，人们为了获得高性能的计算系统．一方面不断增加处理器的运算速度、内存和磁盘的存储容量．另一方面将多个处理起连接起来，使用它们合在一起的计算能力．这就是并行超级计算机。这种技术受到成本和制造工艺的限制。其系统的灵活性及可发展空间很小．从而导致了并行计算从传统的专用超级计算机平台向着廉价而通用、松藕合、由单一或多个处理器的ＰＣ机或工作站构成的集群系统的方向发展，这是集群计算系统得以快速发展的社会背景。在２０世纪９０年代以后。相继产生了Ｂｅｏｗｕｌｆ、ＢｅｒｋｅｌｅｖＮ０ｗ、
ＨＰｖＭ、ＳｏｌａｒｉｓＭＣ四大集群环境。集群计算机在科学计算、工程计算、图象分析与处理、生命科学、金融服务、制
造业以及商业界等领域得到了广泛的应用。
ＢｅｒｋｅｌｅｖＮ０ｗ是基于Ｓｏｌａｒｉｓ（分布式操作系统）、
Ｇｌｉｎｕｘ和ｘＦｓ（无服务器网络文件系统）之上的工作站集群，节点间利用ＭｙｒｉＮＥＴ网络和活动消息进行信息传递，其主要特点是用大量生产的商品化工作站和最先进的基于开关网络部件构造大型并行计算系统。Ｂｅｏｗｕｌｆ是基于Ｌｉｎｕｘ和Ｇｒｅｎｄｅｌ（系统软件工具包）之上的ＰＣ机集群．采用ＴＣＰ／ＩＰ多个以太网完成节点间信息交换，主要特点是能够构造“最佳”性能价格比的集群系统。ＨＰＶＭ（高性能虚拟机）是基于ｗｉｎｄｏｗｓＮＴ、Ｌｉｎｕｘ和ＬｓＦ（负责分配器一负责资源管理）之上的Ｐｃ机集群，采用快速消息的ＭｖｒｉＮＥＴ网络进行节点间数据交换，主要特点是采用高带宽低延时的通信协议ＦＭ（快速消息）。ＳｏｌａｒｉｓＭＣ是基于ｓｏｌａｒｉｓ和全局层操作系统之上的ＰＣ机或Ｔ作站集群，用高速网络将计算节点连接起来，使用面向对象的框架在节点间进行通信．支持多个或多样网络相互连接。
２集群计算机系统体系结构
集群是一种并行或分布式处理系统，该系统是有两个或多个计算机（简称为节点）通过网络连接而成。节点可以是一台ＰＣ机、工作站或ＳＭＰ（共享存储的多处理机），分别构成ＰＣ集群（ｃ０Ｐ）、工作站集群和ｓＭＰ集群。每个节点都由独立的处理器、主存储器、辅助存储器、“Ｏ接口及操作系统。可以单独工作执行串行应用程序，也可以作为集群中的一个节点执行并行应用程序，栅同完成并行任务。计算机集群对于用户和应用程序而言就像是一个单一的系统，独立地拥有系统中的所有资源（处理器、内外存储器、Ｉ，Ｏ接口和外围设备等等），而不需要
收稿日期：２００５一０９—２１
作者简介：王国明（１９６５一），男，安徽淮南人，计算机系讲师，告肥工业大学在读硕士，主要从事计算机网络安奎噩集群计算研究。１髓Ｊ静＿ｌ－知识；｛直￥
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考虑这些资源是在本地还是远程。该系统能够提供一种价格合理、具有高性能和高可用性的并行计算方案。其系统结构如下图所示。
图１某群计算机体系结构图
主要包括多个低价格高性能计算机及运行在其上的操作系统、高性能网络／开关、网络接口卡（ＮＩＣ）、快速通信协泌与网络服务、集群中间件、并行编程环境与工具、消息传递接口、高速通信网络和应用程序（串行应用程序或并行应用程序）等软硬件组成。这些部件共同协调地完成并行任务，实现高性能集群计算。
３集群硬件平台
３．１集群中间件
集群中间件处于节点操作系统与用户环境之间．它与操作系统一起为所有节点提供访问系统资源的各种途径。集群系统的设计目标集中体现在支持应用程序时对资源管理、系统可扩展性和可用性的完全透明。中间件必须允许用户对系统结构不了接的前提下，能够容易且有效地使用集群系统中的资源．不需要考虑这些资源是在本地还是在远程。巾间件应提供一下主要服务。
（１）唯一地址空间：将属于集群的各节点内存作为共享内存，进行统一编址（包括Ｉ，Ｏ接口，也要统一编址）。
ｆ２）唯一用户界面：用户可以通过唯一ＧｕＩ（图形用户界面）使用集群。
（３１唯一进程空间：每个进程可以在同一个节点或不同节点生成子进程或与任意远程节点的其他进程交换信息。
（４）唯一作业管理：用户可以用透明的作业提交机制在任一个节点上提交作业，作业可以批处理、交互式或并行模式被调度执行。
（５）检查点设置：检查点机制使进程状态和中间结果得以定期保存，当节点失效时故障节点的进程可以在另一正在工作的节点上重新开始．而不会丢失计算结果。
（６）进程迁移：使集群间的节点负载达到动态平衡。
除此之外还包括单点管理和控制、唯一虚拟网络、唯一文件层次等功能。
３．２集群中的通信网络
通信网络是集群中摄关键的部分之一，是集群的主要瓶颈，它的速度、容量和性能直接影响着整个集群系统。在集群系统中常使用的网络平台有快速以太网、ＡＴＭ——异步传输模式、ｓｅｖｅｒＮＥＴ＿一系统网、
Ｍ蜘ＮＥＴ、ｓｃＩ——可扩展并发接口以及内存通道网络等等（详见计算机网络等资料）。在此详细介绍ｘｐｒｅｓｓ传输协议。
在集群系统中，应用程序数据流可能需要从一个处理器复制到一组处理器上，在这种复制（传输）过程中，传输控制协议ＴＣＰ在复制数据流时会给每个接受者建立一个连接，单独处理每个数据流；而ｕＤＰ协议可以利用组播完成数据流的复制，虽然提高了传输效率，但它提供的是不可靠的传输服务。这些都不能满足集群计算要求低延迟和快速通信的需要。ＸｐｒｅｓｓⅨＴＰ）传输协议支持可靠和不可靠传输组播服务、组播组管理、快速建立与拆除连接、支持高吞吐量、低延迟通信服务、具有优先级管理机制、速率与突发控制以及选择性重发等功能。ｘＴＰ传输协议可以单独或与其他传输协议一起运行在ＩＰ协议、ｃＬＮＰ协议、ＬＬｃ与ＭＡｃ协议、异步传输协议ＡＴＭ之上。传统的传输协议只支持单播——一个发送者与一个接受者直接通信，而组播组则是在一个发送者与多个接收者之间进行数据交换。这些接收者必须是已经注册成为数据接收者的应用程序。传统的传输协议需要交换六个数据分组，才能可靠地传输一个数据单元。其中两个用来建立和确认连接，两个用来发送和确认数据，两个用来关闭连接；而ｘＴＰ只用三个分组即可完成数据的交换，一个用来打开连接、发送数据和请求关闭连接，一个用来确认数据．一个用来确认连接关闭。
３．３集群中的内存储器
集群互连结构首先要确定集群内存模式，也称为编程模式。其一是共享内存模式，在共享内存模式中有一个共有全局地址空间，使得集群网络对于进程是透明的；虚拟内存管理硬件和软件主要用来将虚拟地址映射到本地或远程物理地址中去，共享内存的互连结构可以将远程内存页映射到本地应用程序之中。其二是分布式内存模式．在分布式内存模式中使用消息传递软件使得网络对应用程序是可见的；通过发送，接收ＡＰＩ（应用程序接口）调用．将数据发送到其它节点或接收其它节点传来的数据。与共享内存模型相比，用户必须明确地调用通信例程才能发送或接收数据。
４集群中的软件平台
４．１操作系统
操作系统能够为每个进程分配要执行的任务、内存、微处理器以及其它系统资源。在集群系统中常用的操作系统如下。
（１）Ｌｉｎｕｘ操作系统
Ｈｎｕｘ是一个类似于ｕｎｉｘ的操作系统。它可以方便地运行在Ｉｎｔｅｌ８０Ｘ８６平台上，提供ｕｎｉｘ的强大功能．易于修复错误、改善系统性能，其典型的功能有抢占式多任务、请求页面虚拟内存．同时支持多用户，因此，在集群系统中非常受欢迎。
（下转第１６８页）
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ｉ“ｄａＩａｌＤⅡ司＆０ｘｌ０）ｐｕｔｐｉｘｅｌｏｒ＿ｚｂ＋３，ｙ』ｂ，ＲＥＤ）；ｉ《ｄａｔａｌＤ】【ｉ】＆０ｘ０８）ｐｕ’ＰｉｘｅＩ（ｘ—ｚｂ＋４，ｙ』ｂ，ＲＥＤ）；ｉ取ｄ砒ａ１嘲【ｉ】＆ｏｘ０４）ｐｕｔｐｉｘｅｌ（ｘ—ｚｂ＋５，ｙ—ｊｂ，ＲＥＤ）；
岬ａｔａｌ【ｊ】【ｉ】＆０ｘ０２）ｐｕｔＰｉｘｅｌ（ｘ』ｂ＋６，ｙ＿，ＲＥＤ）；
ｉ“ｄａｔａｌＵ］［ｉ】＆Ｏｘ０１）ｐｕｔｐｊｘｅｌ（ｘ＿ｚｂ＋７，ｙ＿出，ＲＥＤ）’
ｙ一出＝ｙ—ｚｂ＋１；
ｘ＿出＝ｘ—ｚｂ一２４；１
ｒｅｔｕｍ；１
４结束语
目前，关于解决人机界面中的汉字显示有着诸多的方法，例如采用汉字字符模块及汉字字符集库等方案。但这些方式对使用大量汉字信息的系统有优势．在小系
统中．这种解决方案占用资源太多．性能价格比不高。采用上述方案，在极小的开销下解决了实际问题，能够完全满足现实的需要。
参考文献
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业出版社，１９９９．
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ｆ３１陆爱明．单片机和图形液晶显示器接口应用技术［Ｍ］．北京：电子产品世界，２００１．
（上接第１５９页）ｆ２１Ｓ０１ａｒｉｓ操作系统
Ｓｏｌａｒｉｓ是ｓｕｎｓｏｎ公司开发的基于Ｕｎｉｘ的多线程（线程是单处理器或多处理器常用的编程方式．可以有效地使用系统资源）多用户操作系统。它支持Ｉｎ－ｔｅｌ８０ｘ８６和ｓｐａｒｃ平台。其网络支持包括ＴｃＰ／ＩＰ协议栈和分层特征，编程环境包括ｃ和Ｃ＋＋编译器，支持分布式计算，可以存储和搜索分布式信息。
（３）Ｗｉｎｄｏｗｓ
ＮＴ
ｗｉｎｄｏｗｓＮＴ是Ｍｃｍｓｏｆｔ公司推出的抢占式、多任务多用户的３２位操作系统，内置了ＩＰｘ，ｓＰＸ、Ｔ蜘ⅥＰ、Ｎｅｔ．ＢＥｕＩ和ＡＰＩ等协议，是一个使用最普遍的网络操作系统。
４．２编程环境
集群中的每个用户可以使用不同的编程工具。开发、调试、测试、描述、运行和监控自己的分布式程序。因此．集群环境应该包括接口、ＡＰＩ和传统开发工具等等．
共同为用户提供丰富的开发环境。如通用编程语言ｃ、
Ｃ＋＋、Ｆｏｎｍｎ和Ｊａｖａ、简单的ＲＰＣ和Ｐｅｄ语言等等．通用消息传递接口ＭＰＩ和ＰｖＭ等等。
ＰｖＭ：并行虚拟机。其功能是可以使由不同网络连接起来的异构计算机的集合作为一致而灵活的并发计算资源，既是应用环境又是消息传递库。
ＭＨ：消息传递接口。是消息传递的详细说明。用作为
明确的消息传递分布存储并行计算机的标准．该接口试图
建立一个实用的、可移植的、有效的、灵活的消息传递标准。
４．３管理软件
Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ．ｎｅｔ软件用来提高并行处理器的可访问
性。大多数传统的控制者一工作者代码是用ｃ或ＦＯＲ．ＴＲＡＮ编写的，并使用消息传递库（ＭＰＩ或ＰｖＭ）来提供控制者一工作者之间的进程通讯。其主要缺点是程序员需要了解消息传递、数据传递、分布式管理和安全的内在机制，最终用户仍需掌握一些并行任务计划器来请求资源，以便运行应用程序。Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ．ｎｅｔ平台消除了这些障碍，使用户或程序员可以采用面向对象的方法完成任务。每个工作者是一个对象或ｗｅｂ服务，控制者是一个标准的ｗｅｂ接口或桌面应用，网络集群体系找到最合
１６８
１掣电奠抽识｛技木
适的资源来实例化对象或服务。
并行虚拟文件系统ＰｖＦｓ是ｃｌｅｍｓｏｎ大学的并行虚拟文件系统项目组为运行“ｎｌｌｘ操作系统的ＰＣ集群用户创建的一个开放源代码的并行文件系统。ＰＶＦｓ将数据存储到多个集群节点的有的文件系统中，多个用户端可以同时访问这些数据。其主要优点是：提供一个全局命名空间、将数据分配到多个磁盘上、允许使用不同的用户界面、可以包括其它Ｉ，０接口来满足大型文件的需要。
５结束语
高性能计算集群综合了多台计算机或节点的计算
能力，集群的存储空间在各个节点上聚集了巨大的资源用作主存和磁盘空间。用一种有效的方式来开发利用这些资源为用户应用程序服务，是集群计算的最大挑战之一。不断成熟的软件和硬件技术，意味着基于集群的计算系统与专用并行计算平台之间的差异越来越小。集群
计算提供了一种经济高效的替代超级计算机的解决方案．因此，集群系统就是未来的超级计算机。在国际市场
上使用集群系统进行的并行计算已引起学术界和工业界的高度重视。然而。面对集群系统，我们显得非常幼
稚。计算机集群系统能做什么？是如何构成的？最终对
高性能并行计算有怎样的影响？这些都要求我们的更多学者和研究人员投入更多的精力．来关心计算机集群系
统的发展．使之为我们提供更多更优质的服务。
参考文献：
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［４］Ｔｈｅ
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［５】Ｐ眦ｌｌｅｌ
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万方数据
XXXX 高性能计算平台建设方案 XXXXX 2013年4月
目录 1 概述 (2) 1.1 背景概况 (2) 1.2 建设内容 (3) 1.3 设计原则 (3) 2 总体架构 (5) 3 高性能计算平台硬件系统 (6) 3.1 平台架构图 (6) 3.2 主要设备选型 (8) 3.3 Cluster集群系统 (9) 3.4 计算节点 (10) 3.5 管理节点 (10) 3.6 I/O存储节点 (11) 3.7 网络系统方案............................................................................... 错误！未定义书签。 3.8 管理网络 (12) 3.9 监控网络 (12) 3.10 存储系统 (12) 4 高性能计算平台软件系统 (13) 4.1 64位Linux操作系统 (13) 4.2 集群管理软件 (14) 4.3 作业调度系统 (14) 4.4 并行文件系统 (15) 4.5 集群并行计算环境 (15) 4.6 标准库函数 (16) 4.7 标准应用软件 (16) 5 项目经费预算 (17) 5.1 经费来源 (17) 5.2 经费支出预算 (17) 附页——高性能计算平台技术参数要求 (18)
1概述 1.1背景概况 20世纪后半期，全世界范围掀起第三次产业革命的浪潮，人类开始迈入后 工业社会——信息社会。在信息经济时代，其先进生产力及科技发展的标志就是 计算技术。在这种先进生产力中高性能计算机（超级计算机）更是具有代表性。 时至今日，计算科学（尤其是高性能计算）已经与理论研究、实验科学相并列，成为现代科学的三大支柱之一。 三种科研手段中，理论研究为人类认识自然界、发展科技提供指导，但科学 理论一般并不直接转化为实用的技术；实验科学一方面是验证理论、发展理论的重要工具，另一方面，它是在理论的指导下发展实用技术，直接为经济发展服务；计算科学的发展也有相当悠久的历史，只是在计算机这一强大的计算工具问世之前，计算只能利用人类的大脑和简单的工具，计算应用于科学研究有天然的局限性，限制了它作用的发挥；随着计算机技术的发展，使用科学计算这一先进的技术手段不断普及，逐渐走向成熟。科学计算可以在很大程度上代替实验科学，并能在很多情况下，完成实验科学所无法完成的研究工作。科学计算也直接服务于实用科技，并为理论的发展提供依据和机会。在许多情况下，或者理论模型过于复杂甚至尚未建立，或者实验费用过于昂贵甚至不允许进行，此时计算模拟就成为求解问题的唯一或主要手段了。 目前，高性能计算已广泛应用于国民经济各领域，发挥着不可替代的重要作用： a) 基础学科中深入的知识发现，问题规模的扩大和求解精度的增加需要更 高性能的计算资源。例如，计算立体力学、计算材料学、计算电磁学。 b) 多学科综合设计领域中大量多部门协同计算需要构建高性能的综合平 台。例如，汽车设计、船舶设计。 c) 基于仿真的工程科学结合传统工程领域的知识技术与高性能计算，提供 经济高效地设计与实践方法。例如，基于仿真的医学实践、数字城市模拟、核电、油田仿真工具、新材料开发、碰撞仿真技术、数字风洞。
高性能计算集群(HPC CLUSTER) 1.1什么是高性能计算集群? 简单的说，高性能计算(High-Performance Computing)是计算机科学的一个分支，它致力于开发超级计算机，研究并行算法和开发相关软件。 高性能集群主要用于处理复杂的计算问题，应用在需要大规模科学计算的环境中，如天气预报、石油勘探与油藏模拟、分子模拟、基因测序等。高性能集群上运行的应用程序一般使用并行算法，把一个大的普通问题根据一定的规则分为许多小的子问题，在集群内的不同节点上进行计算，而这些小问题的处理结果，经过处理可合并为原问题的最终结果。由于这些小问题的计算一般是可以并行完成的，从而可以缩短问题的处理时间。 高性能集群在计算过程中，各节点是协同工作的，它们分别处理大问题的一部分，并在处理中根据需要进行数据交换，各节点的处理结果都是最终结果的一部分。高性能集群的处理能力与集群的规模成正比，是集群内各节点处理能力之和，但这种集群一般没有高可用性。 1.2 高性能计算分类 高性能计算的分类方法很多。这里从并行任务间的关系角度来对高性能计算分类。 1.2.1 高吞吐计算(High-throughput Computing) 有一类高性能计算，可以把它分成若干可以并行的子任务，而且各个子任务彼此间没有什么关联。因为这种类型应用的一个共同特征是在海量数据上搜索某些特定模式，所以把这类计算称为高吞吐计算。所谓的Internet计算都属于这一类。按照Flynn的分类，高吞吐计算属于SIMD（Single Instruction/Multiple Data,单指令流-多数据流）的范畴。 1.2.2 分布计算(Distributed Computing) 另一类计算刚好和高吞吐计算相反，它们虽然可以给分成若干并行的子任务，但是子任务间联系很紧密，需要大量的数据交换。按照Flynn的分类，分布式的高性能计算属于MIMD （Multiple Instruction/Multiple Data，多指令流-多数据流）的范畴。 1.3高性能计算集群系统的特点 可以采用现成的通用硬件设备或特殊应用的硬件设备，研制周期短； 可实现单一系统映像，即操作控制、IP登录点、文件结构、存储空间、I/O空间、作业管理系统等等的单一化； 高性能（因为CPU处理能力与磁盘均衡分布，用高速网络连接后具有并行吞吐能力）； 高可用性，本身互为冗余节点，能够为用户提供不间断的服务，由于系统中包括了多个结点，当一个结点出现故障的时候，整个系统仍然能够继续为用户提供服务； 高可扩展性，在集群系统中可以动态地加入新的服务器和删除需要淘汰的服务器，从而能够最大限度地扩展系统以满足不断增长的应用的需要； 安全性，天然的防火墙； 资源可充分利用，集群系统的每个结点都是相对独立的机器，当这些机器不提供服务或者不需要使用的时候，仍然能够被充分利用。而大型主机上更新下来的配件就难以被重新利用了。 具有极高的性能价格比，和传统的大型主机相比，具有很大的价格优势； 1.4 Linux高性能集群系统 当论及Linux高性能集群时，许多人的第一反映就是Beowulf。起初，Beowulf只是一个著名的科学计算集群系统。以后的很多集群都采用Beowulf类似的架构，所以，实际上，现在Beowulf已经成为一类广为接受的高性能集群的类型。尽管名称各异，很多集群系统都是Beowulf集群的衍生物。当然也存在有别于Beowulf的集群系统，COW和Mosix就是另两类著名的集群系统。 1.4.1 Beowulf集群 简单的说，Beowulf是一种能够将多台计算机用于并行计算的体系结构。通常Beowulf系统由通过以太网或其他网络连接的多个计算节点和管理节点构成。管理节点控制整个集群系统，同时为计算节点提供文件服务和对外的网络连接。它使用的是常见的硬件设备，象普通PC、以太网卡和集线器。它很少使用特别定制的硬件和特殊的设备。Beowulf集群的软件也是随处可见的，象Linux、PVM和MPI。 1.4.2 COW集群 象Beowulf一样，COW（Cluster Of Workstation）也是由最常见的硬件设备和软件系统搭建而成。通常也是由一个控制节点和多个计算节点构成。
钢结构设计计算公式及计算用表 为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和材性。 承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。当采用其他牌号的钢材时，尚应符合相应有关标准的规定和要求。对Q235钢宜选用镇静钢或半镇静钢。 承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。 对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于0℃但高于-20℃时，Q235钢和Q345钢应具有0℃C冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-40℃冲击韧性的合格保证。 对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证，当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。 当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用Z向钢时，其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313的规定。 钢材的强度设计值（材料强度的标准值除以抗力分项系数），应根据钢材厚度或直径按表1采用。钢铸件的强度设计值应按表2采用。连接的强度设计值应按表3~5采用。
结构设计原理复习题 一、选择题 1、混凝土强度等级按照（ ）确定 A 、立方体抗压强度标准值 B 、立方体抗压强度平均值 C 、轴心抗压强度标准值 D 、轴心抗压强度设计值 2、同一强度等级的混凝土，各种强度之间的关系是（ ） A 、c f ＞cu f ＞t f B cu f ＞t f ＞c f C 、cu f ＞c f ＞t f D 、t f ＞cu f ＞c f 3、在测定混凝土立方体抗压强度时，《桥规》（JTG D —2004）采用的标准试件尺寸为（ ） 的立方体。 A 、mm 100 B 、mm 150 C 、mm 180 D 、mm 200 4、混凝土棱柱体抗压强度用符号（ ）表示 A 、c f B 、cu f C 、t f D 、s f 5、分别用mm 150和mm 200的立方体试件进行抗压强度试验，测得的抗压强度值为（ ） A 、mm 150的立方体低于mm 200的立方体 ； B 、mm 150的立方体高于mm 200的立方体 ； C 、mm 150的立方体等于mm 200的立方体 ； D 、mm 150的立方体低于mm 200的立方体 ，是因为试件尺寸越小，抗压强度就越小； 6、同一强度等级的混凝土，棱柱体试件的抗压强度与立方体试件的抗压强度关系是（ ） A 、立方体抗压强度与棱柱体抗压强度相等 B 、立方体抗压强度高于棱柱体抗压强度 C 、立方体抗压强度低于棱柱体抗压强度 D 、无法确定 7、混凝土双向受压时，其强度变化规律是（ ） A 、一向混凝土强度随着另一向压应力的增加而增加 B 、一向混凝土强度随着另一向压应力的增加而减小 C 、双向受压强度与单向受压强度相等 D 、双向受压强度低于单向受压强度 8、混凝土弹性模量的基本测定方法是（ ） Ａ、在很小的应力（c c f 3.0≤σ）下做重复加载卸载试验所测得 Ｂ、在很大的应力（c σ＞c f 5.0）下做重复加载卸载试验所测得 Ｃ、应力在0=c σ～c f 5.0 之间重复加载卸载5~10次，取c σ=c f 5.0时所测得的变形值作为混凝土弹性模量的依据 Ｄ、以上答案均不对 9、混凝土的线性徐变是指徐变变形与（ ）成正比。 Ａ、混凝土强度 Ｂ、时间 Ｃ、温度和湿度 Ｄ、应力 10、《公路桥规》中规定了用于公路桥梁承重部分混凝土标号分为（ ）等级。 Ａ、8 Ｂ、10 Ｃ、12 Ｄ、13 11、在按极限状态理论计算钢筋混凝土构件承载力时，对于有明显流幅的钢筋，原则上都是以（ ）作为钢筋强度取值的依据 Ａ、屈服极限 Ｂ、比例极限 Ｃ、弹性极限 Ｄ、抗拉极限强度 12、对于无明显流幅的钢筋，结构设计时原则上都是以（ ）作为钢筋强度取值的依据 Ａ、比例极限 Ｂ、条件屈服强度 Ｃ、弹性极限 Ｄ、抗拉极限强度 13、钢筋和混凝土材料的强度设计值（ ）强度标准值。 Ａ、等于 Ｂ、小于 Ｃ、大于 Ｄ、不确定 14、钢筋的塑性变形性能通常用（ ）来衡量。 Ａ、屈服极限和冷弯性能 Ｂ、比例极限和延伸率 Ｃ、延伸率和冷弯性能 Ｄ、抗拉极限强度和延伸率
高层建筑结构设计 教案 山东大学 土建与水利学院 薛云冱
目录 第一章：高层建筑结构体系及布置 (2) §1-1 概述 (2) §1-2 高层建筑的结构体系 (7) §1-3 结构总体布置原则 (9) 第二章：荷载及设计要求 (12) §2-1 风荷载 (12) §2-2 地震作用 (13) §2-3 荷载效应组合及设计要求 (14) 第三章：框架结构的内力和位移计算 (15) §3-1 框架结构在竖向荷载作用下的近似计算—分层法 (15) §3-2 框架结构在水平荷载作用下的近似计算（一）—反弯点法 (16) §3-3 框架结构在水平荷载作用下的近似计算（二）—改进反弯 点（D值）法 (17) §3-4 框架在水平荷载作用下侧移的近似计算 (18) 第四章：剪力墙结构的内力和位移计算 (20) §4-1 剪力墙结构的计算方法 (20) §4-2 整体墙的计算 (22) §4-3 双肢墙的计算 (23) §4-4 关于墙肢剪切变形和轴向变形的影响以及各类剪力墙划 分判别式的讨论 (24) §4-5 小开口整体墙的计算 (29) §4-6 多肢墙和壁式框架的近似计算 (30) 第五章：框架—剪力墙结构的内力和位移计算 (30) §5-1 框架—剪力墙的协同工作 (30) §5-2 总框架的剪切刚度 (31) §5-3 框—剪结构铰结体系在水平荷载下的计算 (32) §5-4 框—剪结构刚结体系在水平荷载下的计算 (33) §5-5 框架—剪力墙的受力特征及计算方法应用条件的说明 (36) §5-6 结构扭转的近似计算 (36) 第六章：框架截面设计及构造 (36) §6-1 框架延性设计的概念 (36) §6-2 框架截面的设计内力 (37) §6-3 框架梁设计 (39) §6-4 框架柱设计 (42) §6-5 框架节点区抗震设计 (47) 第七章：剪力墙截面设计及构造 (49) §7-1 墙肢截面承载力计算 (49) §7-2 连梁的设计 (53)
高性能计算中心机房设计方案
目录 1.1 总述 (3) 1.1.1 设计目标 (3) 1.1.2 需求分析 (3) 1.1.3 系统特点 (3) 1.1.4 高性能机房建设方案 (4) 1.2 空调系统 (6) 1.2.1 选型分析 (6) 1.2.2 空调配置 (6) 1.2.3 空调特点与优势 (7) 1.2.4 空调性能参数 (8) 1.3 机柜系统 (9) 1.3.1 机柜配置 (9) 1.3.2 机柜特点 (9) 1.3.3 机柜规格参数 (10) 1.4 机柜配电系统 (10) 1.4.1 配电模块配置 (10) 1.4.2 配电模块规格 (11) 1.5 行级监控系统 (11) 1.6 场地条件需求 (13) 1.6.1 摆放要求 (13) 1.6.2 机房环境 (13) 1.6.3 室外场地 (13) 1.6.4 UPS (14) 1.6.5 电源接入 (14) 1.6.6 接地 (14) 1.7 配置清单 (14) 2
高性能计算中心机房设计方案 1.1总述 1.1.1设计目标 高性能计算中心的建设和稳定高效运行，需要一套可靠的信息系统基础设施作为支撑保障，确保高性能计算中心机房各种电子设备的高效、稳定、可靠运行。 本方案提供一套易管理、易维护、便于扩展、高效节能的机柜级制冷、配电、布线及监控系统一体化解决方案，与高性能计算IT设备配套集成一站式服务。 1.1.2需求分析 本项目高性能计算中心IT设备总功耗不超过31KW，可用设备装机空间为126U。 根据IT设备功耗及装机空间需求，配置机柜、机柜行级空调、行级配电及监控系统，确保设备散热良好、气流组织有序、系统高效节能、易于控制管理。 1.1.3系统特点 本机房方案采用曙光云座C1000系统整体解决方案，提供机柜、空调、配电和监控四个子系统模块整合的一体化方案，做到给用户一个全面的、先进的、功能满足要求的一站式解决方案，并适应高性能计算应用对机房基础设施的节能性、扩展性、智能性及建设周期的新要求。 曙光云座C1000系统具有以下几大优势。 3
高性能计算集群项目采购需求 以下所有指标均为本项目所需设备的最小要求指标，供应商提供的产品应至少大于或等于所提出的指标。系统整体为“交钥匙”工程，厂商需确保应标方案的完备性。 投标商在投标方案中须明确项目总价和设备分项报价。数量大于“1”的同类设备，如刀片计算节点，须明确每节点单价。 硬件集成度本项目是我校校级高算平台的组成部分，供应商提供的硬件及配件要求必须与现有相关硬件设备配套。相关系统集成工作由供应商负责完成。 刀片机箱供应商根据系统结构和刀片节点数量配置，要求电源模块满配，并提供足够的冗余。配置管理模块，支持基于网络的远程管理。配置交换模块，对外提供4个千兆以太网接口，2个外部万兆上行端口，配置相应数量的56Gb InfiniBand接口 刀片计算节点双路通用刀片计算节点60个，单节点配置2个CPU，Intel Xeon E5-2690v4（2.6GHz/14c）；不少于8个内存插槽，内存64GB，主频≥2400；硬盘裸容量不小于200GB，提供企业级SAS或SSD 硬盘；每节点配置≥2个千兆以太网接口，1个56Gb InfiniBand 接口；满配冗余电源及风扇。 刀片计算节点（大内存）双路通用刀片计算节点5个，单节点配置2个CPU，Intel Xeon E5-2690v4；不少于8个内存插槽，内存128GB，主频≥2400；硬盘裸容量不小于200GB，提供企业级SAS或SSD硬盘；每节点配置≥2个千兆以太网接口，1个56Gb InfiniBand接口；满配冗余电源及风扇。 GPU节点2个双路机架GPU节点；每个节点2个Intel Xeon E5-2667 v4每节点2块NVIDIA Tesla K80GPU加速卡；采用DDR4 2400MHz ECC内存，每节点内存16GB*8=128GB；每节点SSD 或SAS硬盘≥300GB；每节点配置≥2个千兆以太网接口，1个56Gb/s InfiniBand接口；满配冗余电源及风扇。 数据存储节点机架式服务器2台，单台配置2颗Intel Xeon E5-2600v4系列CPU；配置32GB内存，最大支持192GB；配置300GB 2.5" 10Krpm
名词解释： 高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物。 2. 房屋高度：自室外地面至房屋主要屋面的高度。 3. 框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。 4. 剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 5. 框架—剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。 6. 转换结构构件：完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。 7. 结构转换层：不同功能的楼层需要不同的空间划分，因而上下层之间就需要结构形式和结构布置轴线的改变，这就需要在上下层之间设置一种结构楼层，以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换，这种结构层就称为结构转换层。（或说转换结构构件所在的楼层） 8. 剪重比：楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。 9. 刚重比：结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力 P效应的主要参数。 10. 抗推刚度（D）：是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 11. 结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。 12. 主轴：抗侧力结构在平面内为斜向布置时，设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向，若结构产生的层间位移与层间剪力作用的方向一致，则这个方向称为主轴方向。 13. 剪切变形：下部层间变形（侧移）大，上部层间变形小，是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的变形特征是呈剪切型的。 14. 剪力滞后：在水平力作用下，框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外，翼缘框架主要是通过承受轴力抵抗倾复力矩，同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形，使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减，这种现象称为剪力滞后。 15. 延性结构：在中等地震作用下，允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰，这时结构进入弹塑性状态。在这个阶段结构刚度降低，地震惯性力不会很大，但结构变形加大，结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构，称为延性结构。 16. 弯矩二次分配法：就是将各节点的不平衡弯矩，同时作分配和传递，第一次按梁柱线刚度分配固端弯矩，将分配弯矩传递一次（传递系数C=1/2），再作一次分配即结束。填空：1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002) 规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物 称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋 面的高度。2．高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用， 技术先进，经济合理，方便施工。 3．复杂高层结构包括带转换层的高层结构，带加强层的高 层结构，错层结构，多塔楼结构。 4．8度、9度抗震烈度 设计时，高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震 作用。 5．高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系，剪力墙 结构体系，框架—剪力墙结构体系，筒体结构体系，板柱 —剪力墙结构体系；水平向承重体系有现浇楼盖体系，叠 合楼盖体系，预制板楼盖体系，组合楼盖体系。 6．高层结构平面布置时，应使其平面的质量中心和刚度中 心尽可能靠近，以减少扭转效应。 7．《高层建筑混凝土结 构技术规程》JGJ3-2002适用于10层及10层以上或房屋高 度超过28m的非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震 设计的高层民用建筑结构。 9 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪 力墙结构、框架—剪力墙结构。 1．地基是指支承基础的土体，天然地基是指基础直接建造 在未经处理的天然土层上的地基。 2．当埋置深度小于基础底面宽度或小于5m，且可用普通开 挖基坑排水方法建造的基础，一般称为浅基础。 3，为了增强基础的整体性，常在垂直于条形基础的另一个 方向每隔一定距离设置拉梁，将条形基础联系起来。 4．基础的埋置深度一般不宜小于0.5m，且基础顶面应低于 设计地面100mm以上，以免基础外露。 5．在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏 形基础，其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或 桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的 1/18—1/20。 6．当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时，高层建筑 的基础埋深应大于裙房基础的埋深至少2m。 7．当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时，宜在裙 房一侧设置后浇带，其位置宜设在距主楼边柱的第二跨内。 8．当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝和后浇带 时，应进行地基变形验算。 9．基床系数即地基在任一点发生单位沉降时，在该处单位 面积上所需施加压力值。 10．偏心受压基础的基底压应力应满足maxpaf2.1 、af 和2 min maxppp 的要求，同时还应防止基础转动过 大。 11．在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布 较均匀，且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时，地基反 力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算。当 不满足上述要求时，宜按弹性地基梁计算。 12．十字交叉条形基础在设计时，忽略地基梁扭转变形和 相邻节点集中荷载的影响，根据静力平衡条件和变形协调 条件，进行各类节点竖向荷载的分配计算。 13．在高层建筑中利用较深的基础做地下室，可充分利用 地下空间，也有基础补偿概念。如果每㎡基础面积上墙体 长度≮400mm，且墙体水平截面总面积不小于基础面积的 1/10，且基础高度不小于3m，就可形成箱形基础。 1．高层建筑结构主要承受竖向荷载，风荷载和地震作用等。 2．目前，我国钢筋混凝土高层建筑框架、框架—剪力墙结 构体系单位面积的重量（恒载与活荷载）大约为12～14kN ／m2 ；剪力墙、筒体结构体系为14～16kN／m2 。 3．在框架设计中，一般将竖向活荷载按满载考虑，不再一 一考虑活荷载的不利布置。如果活荷载较大，可按满载布 置荷载所得的框架梁跨中弯矩乘以1.1～1.2的系数加以放 大，以考虑活荷载不利分布所产生的影响。 4．抗震设计时高层建筑按其使用功能的重要性可分为甲类 建筑、乙类建筑、丙类建筑等三类。 5．高层建筑应按不同情况分别采用相应的地震作用计算方 法：①高度不超过40m，以剪切变形为主，刚度与质量沿高 度分布比较均匀的建筑物，可采用底部剪力法；②高度超 过40m的高层建筑物一般采用振型分解反应谱方法；③刚 度与质量分布特别不均匀的建筑物、甲类建筑物等，宜采 用时程分析法进行补充计算。， 6．在计算地震作用时，建筑物重力荷载代表值为永久荷载 和有关可变荷载的组合值之和。 7．在地震区进行高层建筑结构设计时，要实现延性设计， 这一要求是通过抗震构造措施来实现的；对框架结构而言， 就是要实现强柱弱梁、强剪弱弯、强节点和强锚固。 8．A级高度钢筋混凝土高层建筑结构平面布置时，平面宜 简单、规则、对称、减少偏心。 9．高层建筑结构通常要考虑承载力、侧移变形、稳定、倾 复等方面的验算 问答： 1．我国对高层建筑结构是如何定义的？ 答：我国《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3—2002)规定：10层及10层以上或房屋高度大 于28m的建筑物称为高层建筑，此处房屋高度是指室 外地面到房屋主要屋面的高度。 2．高层建筑结构有何受力特点？ 答：高层建筑受到较大的侧向力(水平风力或水平地 震力)，在建筑结构底部竖向力也很大。在高层建筑 中，可以认为柱的轴向力与层数为线性关系，水平力 近似为倒三角形分布，在水平力作用卞，结构底部弯 矩与高度平方成正比，顶点侧移与高度四次方成正 比。上述弯矩和侧移值，往往成为控制因素。另外， 高层建筑各构件受力复杂，对截面承载力和配筋要求 较高。
本技术涉及数据处理技术领域，具体地说，涉及一种基于人工智能网络的高性能计算系统及方法，包括集群计算服务器、SMP计算服务器、I/O存储节点服务器、管理节点服务器、大容量存储设备、网络交换设备和网络基础平台。本技术通过集群计算服务器中多个节点同步计算，提高运算效率和处理速度；通过SMP计算服务器采用对称多处理技术，一台电脑同时由多个处理器运行操作系统的单一复本，并共享内存和一台计算机的其他资源。虽然同时使用多个CPU，但是从管理的角度来看，它们的表现就像一台单机一样。系统将任务队列对称地分布于多个CPU之上，从而极大地提高了整个系统的数据处理能力，所有的处理器都可以平等地访问内存、I/O和外部中断。 权利要求书 1.一种基于人工智能网络的高性能计算系统，其特征在于：包括集群计算服务器(1)、SMP计算服务器(2)、I/O存储节点服务器(3)、管理节点服务器(4)、大容量存储设备(5)、网络交换设备(6)和网络基础平台(7)； 集群计算服务器(1)采用一组计算机作为一个整体向用户提供一组网络资源，其中单个的计算机为集群计算服务器(1)的节点；
SMP计算服务器(2)为一台计算机采用多个处理器运算操作系统； I/O存储节点服务器(3)用于连接后台的大容量数据存储设备(5)和集群计算服务器(1)； 管理节点服务器(4)用于承接外部用户接入、访问集群系统，进行程序编译、调试、并行计算任务的分发与布署。 2.根据权利要求1所述的基于人工智能网络的高性能计算系统，其特征在于：管理节点服务器(4)安装有集群管理软件，用于主节点对整个集群计算服务器(1)进行管理和作业调度工作。 3.根据权利要求1所述的基于人工智能网络的高性能计算系统，其特征在于：大容量存储设备(5)采用磁盘阵列作为存储设备，大容量存储设备(5)的网络存储结构包括DAS直连式存储、NAS网络存储设备和SAN区域存储网络。 4.根据权利要求3所述的基于人工智能网络的高性能计算系统，其特征在于：NAS网络存储设备采用NAS服务器，NAS服务器的网络吞吐量相对值： throught i＝t i/t m(t m≥t i,i＝1.2.3...n)； 其中throught i表示第i个NAS服务器的网络吞吐量相对值；t i表示第i个NAS服务器的网络吞吐量；t m表示与第i个NAS服务器同组的各个NAS服务器中的最大的网络吞吐量值； 按照下列同时确定NAS服务器的综合负载权重： w i＝f(cpu i,throught i)＝(1-c i)a×t m/t i,(t m≥t i,i＝1.2.3...n)； 其中，w i表示第i个NAS服务器的综合负载权重；cpu i表示第i个NAS服务器的剩余CPU利用率；throught i表示第i个NAS服务器的网络吞吐量相对值；c i表示第i个NAS服务器的CPU利用率；a为设定系数；t m表示与第i个NAS服务器同组的各个NAS服务器中的最大的网络吞吐
《结构设计原理》复习题 一、填空 1．按加工方式不同，钢筋分为（）、（）、（）、（）四种。2．（）与（）通常称为圬工结构。 3．梁内钢筋主要有（）、（）、（）、（）等。 4．随着柱的长细比不同，其破坏型式有（）、（）两种。 5．根据张拉预应力筋与浇筑混凝土构件之间的先后顺序，预应力混凝土分为（）、（）两类。 6．钢筋与混凝土之间的粘结力主要有以下三项组成（）、（）、（）。7．按照配筋多少的不同，梁可分为（）、（）、（）三种。 8．钢筋混凝土受弯构件主要有（）和（）两种形式。 9．梁内钢筋主要有（）、（）、（）、（）等。 10．（）、（）、（）称为结构的可靠性。 11．钢筋的冷加工方法有（）、（）、（）三种。 12．结构的极限状态，根据结构的功能要求分为（）、（）两类。 13．T形截面梁的计算，按（）的不同分为两种类型。 14．在预应力混凝土中，对预应力有如下的要求（）、（）、（）。15．钢筋混凝土梁一般有（）、（）、（）三种不同的剪切破坏形式。16．预应力钢筋可分为（）、（）、（）三种。 二、判断题：（正确的打√,错误的打×。） 1．混凝土在长期荷载作用下，其变形随时间延长而增大的现象称为徐变。（）2．抗裂性计算的基础是第Ⅱ阶段。（）3．超筋梁的破坏属于脆性破坏，而少筋梁的破坏属于塑性破坏。（）4．增大粘结力、采用合理的构造和高质量的施工、采用预应力技术可以减小裂缝宽度。（）5．当剪跨比在[1, 3]时，截面发生斜压破坏。. （）6．预应力损失是可以避免的。（）7．整个结构或结构的一部分，超过某一特定状态时，就不能满足结构功能的要求，这种特殊状态称为结构的极限状态。（）8．箍筋的作用主要是与纵筋组成钢筋骨架，防止纵筋受力后压屈向外凸出。（） 9．采用预应力技术可杜绝裂缝的发生或有效减少裂缝开展宽度。（）10．为了保证正截面的抗弯刚度，纵筋的始弯点必须位于按正截面的抗弯计算该纵筋的强度全部被发挥的截面以内，并使抵抗弯矩位于设计弯矩图的里面。（）11．偏心距增大系数与偏心距及构件的长细比有关。（）12．钢筋混凝土梁的刚度是沿梁长变化的，无裂缝区段刚度小，有裂缝区段刚度大。（）13．钢筋按其应力应变曲线分为有明显流幅的钢筋和没有明显流幅的钢筋。（）14．因为钢筋的受拉性能好，所以我们只在受拉区配置一定数量的钢筋而在受压区不配置钢筋。（）15．当轴向力的偏心较小时，全截面受压，称为小偏心受压。（） 越大越好。（）16．有效预应力 pe
一.单选题 1.地震荷载：结构物由于地震而受到的惯性力、土压力和水压力的总称。由于()震动对建筑物的影响最大，因而一般只考虑水平震动力。 (分数:10分) 标准答案:A 学员答案:A A.水平 B.内力 C.垂直 D.分布荷载 2.筒中筒结构体系是由内筒和外筒两个筒体组成的结构体系。内筒通常是由()围成的实筒，而外筒一般采用框筒或桁架梁。 (分数:10分) 标准答案:C 学员答案:C A.框架 B.筒中筒 C.剪力墙 D.框架--剪力墙 3.空气流动形成的风遇到建筑物时，就在建筑物表面产生压力或吸力，这种风力作用称为()。 (分数:10分) 标准答案:C 学员答案:C A.分布荷载 B.集中荷载 C.风荷载 D.应力荷载 4.()是高层建筑广泛采用的一种基础类型。它具有刚度大，整体性好的特点，适用于结构荷载大、基础土质较软弱的情况。 (分数:10分) 标准答案:A 学员答案:A A.箱形基础 B.独立基础 C.筏板基础 D.条形基础 5.()复杂，不规则，不对称的结构，不仅结构设计难度大，而且在地震作用的影响下，结构要出现明显的扭转和应力集中，这对抗震非常不利。 (分数:10分) 标准答案:C
学员答案:C A.大门形状 B.立面形状 C.平面形状 D.屋顶形状 6.两个以上的筒体排列在一起成束状，成为成束筒。成束筒的抗侧移刚度比()结构还要高，适宜的建造高度也更高。 (分数:10分) 标准答案:B 学员答案:B A.框架 B.筒中筒 C.剪力墙 D.框架--剪力墙 7.板式结构是指建筑物宽度较小，长度较大的平面形状。因平面短边方向抗侧移刚度较弱。一般情况下()不宜超过4。当抗震设防等于或大于8时，限制应更加严格。 (分数:10分) 标准答案:A 学员答案:B A.高宽比 B.长宽比 C.长高比 D.窗墙比 8.精确计算表明，各层荷载除了在本层梁以外以及与本层梁相连的柱子中产生内力外，对其它层的梁、柱内力影响不大，为此，可将整个框架分成一个个()来计算，这就是分层法。 (分数:10分) 标准答案:B 学员答案:B A.单独框架 B.单层框架 C.独立柱、梁 D.空间结构 9.当框架的高度较大、层数较多时，柱子的截面尺寸一般较大，这时梁、柱的线刚度之比往往要()，反弯点法不再适用。 (分数:10分) 标准答案:B 学员答案:B A.大于3 B.小于3 C.大小于2 D.小于2
设计资料 北京地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。车间跨度21m，长度144m，柱距6m，厂房高度15.7m。车间内设有两台150/520kN中级工作制吊车。设计温度高于-20℃。采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，8cm厚泡沫混凝土保温层，1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板。屋面积灰荷载0.6kN/m2，屋面活荷载0.35 kN/m2，雪荷载为0.45kN/m2，风荷载为0.5kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm，混凝土标号为C20。 一、选择钢材和焊条 根据北京地区的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。焊条采用E43型，手工焊。 二、屋架形式及尺寸 无檩屋盖，i＝1/10，采用平坡梯形屋架。 ＝L-300＝20700mm， 屋架计算跨度为L ＝1990mm， 端部高度取H 中部高度取H＝H +1/2iL＝1990+0.1×2100/2＝3040mm， 屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm（按L/500考虑）。 为使屋架上弦承受节点荷载，配合屋面板1.5m的宽度，腹杆体系大部分采用下弦间长为3.0m的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式。 屋架杆件几何长度（单位：mm） 三、屋盖支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑。在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆，支撑布置见附图2。图中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2，山墙的端屋架编号为GWJ-3，其他屋架编号均为GWJ-1。
结构设计原理练习题C 一、单项选择： 1、下列破坏形态中属于延性破坏的是： （ ） A ：超筋梁的破坏 B ：剪压破坏 C ：适筋梁的破坏 D:小偏心受压破坏 2、轴心受压柱中箍筋的主要作用是： （ ） A ：抗压 B ：约束钢筋不屈曲 C ：抗剪 D ： 防裂 3、同截面尺寸、同种材料的梁，只是钢筋用量不同，则承载能力关系：（ ） A ：超筋梁>适筋梁>少筋梁 B ：适筋梁>超筋梁>少筋梁 C ：少筋梁>适筋梁>超筋梁 D ：超筋梁>少筋梁>适筋梁 4、螺旋式间接钢筋的体积配筋率为 （ ） 0: s A A bh :sv v A B bs 11111112:s s n l A n l A C l l s + 14:ss cor A D d s 5、截面尺寸满足抗剪上限要求则不会发生： （ ） A ：剪压破坏 B ：斜拉破坏 C ：斜压破坏 D ：少筋破坏 6、先张法特有的应力损失是 （ ） A ：钢筋与孔道摩擦引起的应力损失 B ：台座与钢筋温差引起的应力损失 C ：钢筋松弛引起的应力损失 D ：混凝土收缩引起的应力损失 7、部分应力构件的预应力度： （ ） A ：0=λ B ：0λ< C ：1>λ D ：10<<λ 二、填空 1、构件按受力特点分 、 、 、受扭构件。 2、混凝土的强度设计值是由强度标准值 而得。 3、结构能满足各项功能要求而良好的工作叫 ，否则叫 。 4、 < f sd A s 时定义为第二类T 梁。 5、由于某种原因引起预应力钢筋的应力减小叫 。 三、判断正误 1、剪压破坏是延性破坏而斜拉破坏是脆性破坏。 （ ） 2、在轴心受压件中混凝土的收缩和徐变都会引起钢筋的压应力增长。 （ ） 3、ηe 0 >0.3h 0 时为大偏心受压。 （ ） 4、施加预应力不能提高构件的承载能力。 （ ） 5、局部承压面下混凝土的抗压强度比全截面受压时高。 （ ） 四、简答 1、什么叫开裂截面的换算截面？为什么使用换算截面？画矩形截面全截面换算截面的示意图。 2、 钢筋和混凝土之间的粘结力来源于哪几方面？ 3 、简述后张法施工过程？它有哪些优、缺点？ 4、简述等高度梁只设箍筋时的抗剪钢筋设计步骤。 五、计算题 1、T 形截面尺寸' '1200,200, 120,1000,f f b mm b mm h mm h mm ====采用C30混凝 土（MPa f cd 8.13=），HRB335级钢筋（MPa f sd 280=），Ⅰ类环境条件，56.0=b ξ，
华师大高性能计算集群作业调度系统简明手册 华师大高性能计算集群采用曙光的Gridview作业管理系统，其中集成了torque+Maui，是十分强大的作业调度器。下面将依次介绍华师大的的作业调度系统的设定，使用，以及相关作业调度命令 一：华师大作业调度系统队列策略设定 由于华师大的超级计算中心共分三期建设，其作业调度设定较为复杂： CPU 节点名 (pestat 可查看) 节点Core 个数 队列备注 第一期E5450 b110-b149 b210-b229 8(2*4) mid1,huge 第二期E5640 b310-b339 b410-b439 8(2*4) mid2, hugeA(需申请) 其中hugeA队列提交后 需经批准 第三期X5675 ,GPU(c2050 ) a110-a149 a210-a249 a310-a339 a410-a447 12(2*6) mid3,small,ser ial,gpu hugeB(需申请), shu(私有队列) itcs(私有队列) 其中hugeB队列提交后 需经批准 shu和itcs为私有队列， 不向公共用户开放 在命令行输入cchelp 可以查看详细的华师大的作业调度系统策略，如下 二：作业调度系统的使用
华师大计算中心共有两个登陆节点login(59.78.189.188)和login1(59.78.189.187)，供用户登陆提交相关作业。一般来说，可直接使用命令行提交作业。不过为了规范和易于管理，建议使用PBS脚本进行作业提交，提交命令为qsub **.pbs(pbs脚本文件)。 下面将简要的分别给出串行作业和并行作业的PBS样本(已放至/home/目录下)，仅供参考，更多高级功能，请自行查阅相应手册。 1.串行作业pbs脚本样本 #PBS -N test \\表示该作业名称为test。 #PBS -l nodes=1:ppn=1 \\表示申请1 个节点上的1 颗CPU。 #PBS -j oe \\表示系统输出，如果是oe，则标准错误输出(stderr)和 标准输出(stdout)合并为stdout #PBS –q serial \\表示提交到集群上的serial 队列。 . /job>job.log 为提交的作业。 2.并行作业PBS脚本样本
1、某现浇多层钢筋混凝土框架结构，地层中柱按轴心受压构件计算，柱高H=6.4m ，承受轴向压力设计值N=2450kN,采用C30级混凝土，HRB335级钢筋，求柱截面尺寸（设配筋率 '0.01,1ρ?==），并试计算需配置的纵向受力钢筋。 （已知：2 14.3N/mm c f =，21.43/t f N mm =，'2300/y y f f N mm ==） 附表：钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数? 设配筋率' 0.01,1ρ?==，由公式知 正方形截面边长396.7b mm ==，取b=400mm 。 （2）求稳定系数 柱计算长度0 1.0l H =， 06400 16400 l b ==，查表得0.87?=。 （3）计算配筋 由公式知 2、某梁截面尺寸b×h=250mm×500mm ，M=2.0×108N·mm ，受压区预先已经配好HRB335级受压钢筋2φ20（' s A =628mm 2 ），若受拉钢筋也采用HRB335级钢筋配筋，混凝土的强度等级为C30，求截面所需配置的受拉钢筋截面面积s A 。 （已知：2 14.3N/mm c f =，21.43/t f N mm =，'2300/y y f f N mm ==，1 1.0α=， ,max 0.55,0.399b s ξα==） 解：(1)求受压区高度x 假定受拉钢筋和受压钢筋按一排布置，则' 35mm s s a a == 且' 2235mm 70mm s x a >=?= (2)计算截面需配置的受拉钢筋截面面积 四、计算题 1、已知某屋架下弦，截面尺寸b=220mm ，h=150mm ，承受轴心拉力设计值N=240kN ，混凝土为C30级，纵筋为HRB335级，试计算需配置的纵向受力钢筋。 （已知：2 14.3N/mm c f =，21.43/t f N mm =，'2300/y y f f N mm ==） 参考答案： 解：,u N N =令 2、已知梁的截面尺寸b=250mm ，h=500mm ，混凝土为C30级，采用HRB400级钢筋，承