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1 土木工程和混凝土的概括
1.1 土木工程
土木工程是指利用各種材料、設備和所進行的勘測、設計以及施工、保養、維護的一種技術型活動。土木工程包括三個基本屬性,分別是綜合性、社會性和實踐性。隨著科學技術的進步和社會的發展,土木工程這門學科的內涵越來越廣泛、種類越來越多、結構也漸趨復雜,是集勘查、設計和施工為一體的綜合性學科。
由于土木工程是伴隨著社會的發展而出現和發展的,不同時期的土木工程建筑體現了不同時期的社會經濟、文化水平和科學技術等,因此,土木工程具有社會性。同時,由于土木工程在實踐中不斷積累經驗和發展起來的,所以土木工程還具有很強的實踐性。
1.2 混凝土
我們所說的混凝土通常是指通過膠凝材料把收集好的材料膠結在一起的用于工程建設的一種復合型材料的統稱,混凝土又簡稱為砼?;炷恋闹饕牧鲜巧笆?,將砂石和水按一定的比例混合在一起,經過攪拌而成型的水泥質混凝土?;炷翉V泛應用與土木工程建筑中,是現代土木工程最主要的材料之一?;炷恋脑县S富,同時,混凝土的生產工藝相對簡單,其價格也較為低廉?;炷辆哂辛己玫目箟簭姸群湍途眯阅艿葍烖c。
2 土木工程建筑中混凝土產生裂縫的原因分析
2.1 水泥水化熱原因
水泥在攪拌水化的過程中會釋放出一定的熱量,在土木工程建筑中,由于混凝土的施工面積相對較大,混凝土結構的斷面厚度比較厚,導致其表面系數相對較小,阻礙了水泥熱量的散發而聚集在混凝土結構的內部,增加了混凝土結構內部的溫度,拉大了混凝土表面與內部的溫度差,造成混凝土出現裂縫。
2.2 混凝土的自縮原因
2.2.1 水泥因素導致混凝土自縮
在混凝土結構中,水泥硬化的過程需要消耗混凝土水分最多為 20%,而混凝土內部剩余的 80%是被蒸發掉的?;炷林兴值恼舭l具有一定的自縮值,當蒸發掉的水分超過了混凝土的自縮值,就會造成混凝土發生收縮,混凝土的自縮受其自縮值的影響。
2.2.2 外加劑導致混凝土自縮
在混凝土的施工過程中,采用高效減水劑加快混凝土的流動度是,會影響水泥的自縮值。高效減水劑對混凝土自身的自縮值并不會隨著材料的不同而產生不同的影響。但是干縮減水劑對混凝土的自縮值所產生的影響就相對較大,另外,向膨脹劑等都會對混凝土的自縮值帶來一定的影響。
3土木工程建筑中混凝土結構的施工技術分析
3.1 混凝土施工方案的設計原理
在土木工程建筑的混凝土施工設計中,一方面要進行合理適當的施工組織,另一方面,在混凝土的施工設計中要密切注意混凝土的溫度應力和自縮性,降低混凝土裂縫的概率?;炷两Y構的設計原理如圖所示。在混凝土施工的設計中,要保證混凝土施工的質量,就要加強混凝土的選材,采用補償收縮混凝土的 ZY 膨脹劑為基本材料,加強后澆帶混凝土超長澆筑結構的連續性。
3.2 混凝土施工技術分析
3.2.1 控制混凝土的溫度應力
要控制混凝土的溫度應力,可以從三個方面著手。
①減少水泥的用量。由于水泥在水化的過程中會釋放一定的熱量,然而由于受混泥土表面參數的影響,導致水泥的熱量無法充分釋放,聚集在混凝土內部,使得混凝土出現溫度應力。要減小混凝土的溫度應力,就可以從水泥含量方面考慮,減小水泥的用量,就可以相對減少混凝土內部的熱量,在混凝土的生產過程中,可以采用其他材料代替部分水泥,或者在加入一定量的高效減水劑等。同時還需要提高混凝土的攪拌技術,提高攪拌效果,保證混凝土內部的熱量能夠充分的釋放。
隨著科學技術的發展,水泥市場出現一些大壩水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等低熱水泥,這種水泥本身的熱量比普通水泥低,因此,也可以選擇低熱水泥,從而降低水熱現象而導致混凝土的溫度變化。
②控制混凝土的澆筑溫度。由于混凝土的澆筑溫度深受外界環境溫度的影響,一旦澆筑過程中混凝土的澆筑溫度發生了變化,就會影響混凝土的溫度導致混凝土產生溫度應力。因此,在土木工程建筑中,混凝土的澆筑盡量避免在夏天和高溫情況下澆筑,尤其是大面積混凝土的澆筑。在夏天和高溫天氣下進行混凝土的澆筑時,必須采取一定的降溫措施,對需要澆筑的混凝土采取合理的冷卻措施,把混凝土的澆筑溫度控制在一定的范圍之內。三是進行強制性降溫。為了保證混凝土的施工質量,減少和盡可能的避免混凝土問題的出現,對于由溫度造成的混凝土問題,在必要的時候可以采取強制性的降溫措施進行降溫,例如,可以在混凝土結構的內部預先鋪設好水管,再向水管中注入冷水,利用冷水降低混凝土內部的溫度。
3.2.2 降低地基對混凝土的約束
降低地基的約束力可以從兩個方面采取相應的措施。
①降低混凝土內部的約束力。混凝土結構內部的溫度應力增加了混凝土內部的約束力,要降低混凝土內部的約束力,可以采取減少和降低混凝土內部的溫度應力來降低混凝土內部結構中的約束力。而降低混凝土內部的溫度應力,上一部分的溫度應力控制措施中,已經進行了簡要的闡述。除了要盡量降低混凝土內部的溫度應力之外,可采用一定的保溫措施,如暖棚法、覆蓋法和蓄水法等,對混凝土的外部溫度采取一定的保溫措施,以減小混凝土內部與外部的溫度差,從而控制混凝土內部的溫度應力。
②減小外部地基約束力。在混凝土的澆筑中,大面積混凝土的澆筑過厚會導致地基產生約束力,要減低混凝土的厚度猜疑采用設置滑動層的方法,對滑動層進行設置,以減少外部約束力。
3.2.3 提高混凝土的抗裂性能
減少混凝土裂縫的產生,提高混凝土的抗裂性能可以采取四個方面的措施。
①摻合一定的添加劑。摻合添加劑能夠有效控制混凝土的自縮值,在加入添加劑的過程中,要嚴格根據混凝土外用添加劑的技術標準和規范進行添加。
②添加增強材料。在混凝土的生產過程中,可以添加適當的有機纖維、無機纖維或金屬纖維等,這些纖維具有一定的抗拉性能,提高混凝土的抗裂性能。
③控制好混凝土材料的比例?;炷恋馁|量和性能與混凝土材料的配比直接相關,普遍情況下,混凝土材料的配比要經過嚴密的計算和科學的技術手段獲取。在混凝土生產前,要讓技術人員對混凝土材料的配比進行試驗和驗證,在多種配比方式中,選擇最佳的配比方式,保證混凝土結構的強度。由于混凝土的施工在土木工程建筑中占據著重要的組成部分,因此,要保證土木工程建筑的質量,就必須保證混凝土結構施工的質量。本文對混凝土施工中常見的問題及其原因進行了簡要的分析,并提出了相應的解決措施??傊?,要嚴格把關混凝土的施工技術,才能減少混凝土問題的產生。
關鍵詞:
土木工程建筑;混凝土;施工技術
1土木工程和混凝土概述
土木工程是指通過專業技術對材料、設備進行運用,從而實現有效的勘測、施工、保養、維護等工作的活動。其通常具備三個基本屬性。第一,綜合運用性。由于土木工程涉及的學科知識較多,內容復雜,集中了建筑施工、設計、勘探等不同種類的內容。第二,社會實用性。主要是指在不同的歷史時期,土木工程也呈現出不同的特點,帶有不同的文化內涵,因此具有社會實用性。第三,實踐操作性。主要是由于土木工程是基于人類發展得歷史經驗上產生的,對人們的生活產生重要的影響,因此具有一定的實踐操作性?;炷磷鳛榻ㄖ┕さ闹匾牧希址Q為砼,其主要材料為砂石,通過膠凝材料將砂石等材料膠結在一起,攪拌、混合,從而形成的復合型建筑材料。混凝土具有價格低、制作簡便、強度較高等特點,因而受到建筑施工的廣泛青睞。
2土木工程建筑中影響混凝土結構施工技術的因素分析
在土木工程建筑中,人員龐雜,工序繁瑣,因此施工過程中也會產生眾多的問題。而混凝土對于建筑工程的質量和安全至關重要,必須從根本上解決混凝土結構施工技術問題,從而保證后續施工的順利進行。下面對土木工程建筑中影響混凝土結構施工技術的因素進行分析:配制方法不合格。在建筑施工過程中,由于各種紛繁復雜的原因,使得材料的進場檢查并不嚴格遵照規則進行,原材料的不合格為后期混凝土的制作埋下安全隱患,導致混凝土強度不夠,影響后期建筑質量。支撐系統的搭建不牢靠。施工人員存在經驗主義,在搭建支撐系統時過多的依賴經驗進行評判,而忽略了專項施工方案。這種不敬業,甚至違規的行為,使得支撐系統的搭建出現問題,為后期施工安全帶來很大的安全問題?;炷恋慕ㄖ宛B護工作落實不到位。在混凝土結構澆筑過程中,由于施工管理不到位,使得部分施工人員片面追求高速度,對混凝土的振搗不充分,或是不注重澆筑完成后的養護澆水,使得混凝土結構在終凝后的強度不過關,嚴重影響了建筑施工的進程。
3關于土木工程建筑中混凝土結構的施工技術
3.1混凝土的配制與攪拌(1)混凝土的配制。對于土木工程建筑來說,混凝土的配制需要嚴格按照比例進行,將水泥、砂石及摻和料等混合一定比例的水進行攪拌。不同的建筑施工對混凝土的配制要求也存在不同,故而也會產生不同的配合比,而配合比必須基于多次試驗來進行,從而保證用量的科學準確。同時,如果在配制過程中,砂石的含水量與實際要求的配合比之間存在一定的出入,依然需要測定相應的攪拌用量,保證在混凝土攪拌之前就達到最佳配合比。(2)混凝土的攪拌。在攪拌過程中,投料量、投料時間、順序等的不同都會對混凝土的質量產生影響,必須秉承適量原則,保證混凝土在最短時間內攪拌成功。首先,要確定科學的攪拌制度,對用量、攪拌時間、投放順序等都進行嚴格的規定。其次,規定攪拌最短時間。在攪拌過程中,砂漿的流失情況對于混凝土的質量會產生重要影響,應該嚴格控制砂漿的流失,并在投放過程中充分考慮配合比。最后,注意攪拌過程中的混凝土清潔,及時將攪拌好的混凝土卸載干凈,之后才進行繼續的攪拌,從而保證混凝土質地的均勻與強度。
3.2控制溫度應力對于混凝土結構施工中常出現的裂縫問題來說,溫度應力是關鍵。因此,在施工過程中應該時刻保持對溫度應力的控制,保證澆注溫度和內部溫度的適當性。首先,重視對混凝土澆筑溫度的控制,采取及時有效的措施對混凝土進行降溫。在澆筑過程中,應該盡可能的選擇低溫天氣,以更好的進行澆筑,應該盡可能的回避高溫作業。其次,如果在高溫天氣角度,就必須采取冷卻手段對混凝土進行及時冷卻。同時,也應該對原材料進行相應的降溫處理。最后,構造之前混凝土的強制性降溫。在一定條件下,應該在混凝土內部設置一定的水管,從而通過水管中的冷水對混凝土內部降溫,從根本上保證混凝土溫度的適宜性。通過有效控制溫度應力,保證混凝土的澆筑溫度和內部溫度都能夠處于科學的范圍內,減少混凝土出現裂縫的幾率。
3.3提高混凝土結構的抗裂性能首先,要提高混凝土結構的抗裂性,其根本就在于改變原材料的屬性,促進原材料之間的高度融合。第一,在原有材料的基礎上有針對性的增加增強材料,如金屬材料等,提升混凝土的抗壓性和抗裂性。第二,科學制定混凝土材料的比例。在進行正式的配制之前,應該進行多次試驗,從而保證混凝土的配比能夠滿足建筑所需。第三,在攪拌過程中,應該嚴格管理,按照標準化程序進行,保證攪拌工作的科學合理性。其次,摻雜降低混凝土收縮程度的添加劑。在使用添加劑的過程中,應該在專業人員的指導下進行,并在對多次膨脹率試驗的結果進行科學分析之后進行添加。同時,對于添加劑的選擇應該始終以增加混凝土抗裂性為主要標準。最后,使用配筋。在選擇配筋時應該注意選擇直徑或間距較小的。這主要是由于在土木工程建筑中,混凝土結構本身并不存在配筋,因而整體來看其間也存在一些薄弱部分,這些部分對于建筑的質量來說至關重要。因此,在這些部分使用一些溫度筋,從而鞏固這一部分的質量,從而增強混凝土的抗裂性能,提升建筑施工的整體質量。
4結論
隨著經濟的發展,我國建筑業的發展也顯而易見。然而,隨著時代的發展,建筑業也迎來其發展得瓶頸期,尋求技術突破成為其獲得持續發展的唯一出路?;炷磷鳛橥聊竟こ探ㄖ械闹匾牧?,其施工技術的創新與建筑的質量息息相關,必須制定嚴格的工藝標準和施工規則,加強施工管理,同時還應該做到與時俱進,時刻保持技術創新,促進建筑施工質量的有效提升。
參考文獻:
[1]張斯文.論土木工程建筑中混凝土結構的施工技術[J].中華民居(下旬刊),2014(03).
引言:AutoCAD作為繪圖軟件已廣泛地應用到土木工程中.更多的專業人員把它作為繪圖工具使用,無論在建筑設計、施工、監理各環節中,都需要廣泛地運用AutoCAD。圖層在AutoCAD中是個難得的好工具,有了圖層這個工具,在AutoCAD中的繪圖、編輯、打印都變得“清晰”、“準確”、“高效”方便自如了。筆者長期進行“建筑CAD”課程的教學,深知熟練掌握圖層工具對繪制建筑工程圖起到事半功倍的作用,但是現行教材中對圖層的運用介紹甚少,很難讓學生對其有深刻認識,更談不上在實踐中靈活運用了。為了讓學生更好的掌握“圖層的運用”這個概念,針對教學中存在的的現實問題,筆者嘗試就新的CAD圖層教學方法進行探索與實踐。
(一)CAD圖層教學的現狀分析
如上所述,圖層命令在AutoCAD中是個難得的好工具。然而令人遺憾的是,目前,不論是教材還是市面上的很多CAD用書,對于圖層概念的介紹都只是停留在對圖層線型、顏色、線寬,開/關、鎖定/解鎖、凍結/解凍、打印/不打印等屬性的介紹,從而造成課堂教學也僅僅停留在對“圖層”命令的簡單介紹,很多時候只是孤立地在介紹“圖層”這個命令,對于“圖層”命令的作用以及如何運用“圖層”命令的分析和講解少之又少,以致于在后續繪制建筑工程圖環節學生根本不重視圖層工具,也不會運用圖層命令來編輯管理圖形,從而使繪圖效率和質量大打折扣!
教師在課堂教學中,也只是按照傳統的方法對基本命令進行講解,然后演示實例,學生把老師剛剛畫過的內容再練習一遍,因為建筑CAD軟件的圖層界面簡單明了,命令操作比較簡單,學生比較容易掌握,繪圖時也能夠按照教師講解的命令和步驟把圖形繪制出來,往往會造成教學效果很好的假象。但是在進入到后續的繪制建筑工程圖學習中,學生對圖層運用的弱點就會暴露出來,往往出現的狀況是:學生頭腦里毫無圖層概念,繪圖時沒有建立“圖層”的習慣;所有圖形都繪制在一個圖層,建筑工程圖繪制完成后沒有線型、線寬和顏色的區分,一旦要在圖形上進行某一環節的修改,就是牽一發而動全身,無從下手,學生感到繪制建筑工程圖很難,學習興趣逐漸降低,最后對CAD課程徹底失去信心,以致放棄。
(二)新的CAD圖層教學方法的探索
1.打破傳統教學模式,引入“任務引領”模式
根據《建筑CAD》課程標準,關于“圖層”章節的課時量僅為4課時,筆者根據多年的教學經驗,希望學生在這這四課時中能夠掌握:
①創建圖層的名稱、顏色、線寬、線型;
②能運用圖層開關、凍結、鎖定等性質管理圖形;
③能夠理解“圖層”概念的重要性,靈活運用“圖層”命令有效繪制出規范的工程圖紙,為后續課程打下堅實基礎,激發學生學習專業知識的興趣和積極性!
為了達到以上教學目標,就必須打破以往學生“照葫蘆畫瓢”的教學模式,教師可以在教學中嘗試“任務引領”型教學模式,即設置兩個由淺入深的任務,層層遞進,將“圖層”的基本屬性和建筑工程圖繪制的特點融入到任務中去,激發學生學習的好奇心,由被動學習轉為主動學習。
2.激發學生學習興趣,注重“任務內容”選擇
在“任務引領”型教學模式中,選擇合適的任務是非常重要的,它直接影響到教學的效果,任務的選定要由淺入深,看似簡單卻能包含盡量多的知識點,讓學生有興趣去完成任務,并通過完成任務掌握計算機繪圖知識,激發學生的學習興趣,調動學生的學習積極性,培養學生的學習能力,增強學生的自信心。
“圖層”課程中,教師可以設置2個任務,任務一可以設置得簡單易懂,容易上手,通過任務一讓學生了解“圖層”的基本屬性;任務二可以與建筑工程圖相結合,將圖層的運用融入到任務中去,讓學生充分明白圖層在繪制建筑工程圖中的作用。
(三)新的CAD圖層教學方法的實踐
筆者在課堂教學實踐中,運用“任務引領”教學法,安排了以下兩個由淺入深的任務讓學生完成:
①任務一:給蝴蝶置換圖層(請學生將“圖1”蝴蝶的樣子設置成“圖2”蝴蝶的樣子)要求:設置“觸角”“翅膀”“花紋”“身體”四個圖層,圖層顏色和線形可參照圖形,顏色也可自行決定,但是必須每個圖層的顏色不同。
該任務通過蝴蝶造型,讓學生首先對任務產生親切感,進而有興趣積極完成任務,在任務完成的過程中,先由教師講解“圖層”命令的基本屬性,再由學生融會貫通用“圖層”知識完成任務!
②任務二:根據要求給建筑平面圖置換圖層(教師給的圖3cad文件都在一個圖層)要求:依據要求為圖3設置八個圖層,給出圖層名(線寬,線型):“尺寸標注”(0.18mm) “文字”“門”(0.35mm)“窗”(0.18mm)“樓梯”(0.18mm)“墻”(0.7mm)“軸線”(0.18mm,線型-CENTER)“圖框”,其中每個圖層線寬、線型也要按照要求準確設置
該任務通過建筑平面圖,讓學生首先明白“圖層”命令與繪制建筑工程圖關系密切,讓學生養成建立圖層的習慣,在任務完成的過程中體會到用“圖層”命令管理圖形的方便性,為后續繪制建筑工程圖的課程做好鋪墊!
(四)新的CAD圖層教學方法的總結
“圖層”概念在以往的教學中僅僅停留在對“圖層”基本命令的簡單介紹上,而對于“圖層”命令的作用以及如何運用“圖層”命令的分析與講解顯得非常薄弱。
筆者嘗試以“任務引領”模式去教授“圖層”這個章節,出于對學生知識結構的思考,精心設計了兩個由淺至深的學習任務,從蝴蝶圖形引申到專業圖形,層層遞進講透“CAD圖層的運用”這個知識點。整個教學過程中,學生們由任務驅使帶著問題上機實踐,對知識點的理解非常透徹,學習的主動性得到充分發揮。
在后續的課程學習中,教師明顯能感受到學生對“圖層”命令的重視,能夠嫻熟的設置繪圖環境,能夠運用“圖層”命令來管理圖形,學生繪制工程圖的過程變得有條不紊,不再感到困難和吃力,相反學習的興趣還增加了!
(五)綜述
建筑CAD作為一門應用性與實踐性較強的課程,“圖層”又是掌握這門課程難得的好工具。這就要求教師要熟悉課堂教學內容,探索新的教學方法,把理論和實踐很好地結合起來,把學生放到主置,激發他們的學習興趣,提高他們的實際操作能力,熟練掌握和運用“圖層”這個好工具,從而使他們能夠真正的掌握CAD技能。
參考文獻:
在計算設計軟件日益豐富的今天越來越多的設計人員形成了一種錯覺,覺得結構設計很簡單,只需遵循規范、手冊、圖集,對計算結果稍加整理,就算完成了設計,淡化了在結構體系進行分析中的一些十分重要的力學概念,剛度概念就是其中之一。從宏觀上講,實際中的大多數建筑物都是一個空間上的超靜定彈性體,這種超靜定彈性體的一個根本屬性就是剛度,它往往對結構所受外部作用與內部應力的分布起著非常重要的作用,正確的把握剛度的概念,理解剛度對結構的作用的影響是做好結構概念設計的重要一步!
1、 剛度的概念與分析
剛度是結構整體或構件抵抗變形的一種能力,結構的抗彎剛度,抗扭剛度對結構往往影響較大,正確的把握剛度應從兩個方面入手——結構的幾何尺寸、材料分布與結構體系。無論結構整體還是結構構件幾何尺度與材料分布對她的分布起著決定作用,一個矩形截面的梁,其抗彎剛度與截面高度的三次方成正比,同理平面尺寸較大,材料分布邊緣化的結構的抗彎與抗扭剛度較大。不同的結構體系也對結構剛度有重要影響。在高層中,框架體系,框架—剪力墻體系,框筒體系,筒中筒體系常常被應用,他們的剛度也依次遞增,應根據不同的高度對剛度的要求合理的選擇。正確的把握各種結構體系的的剛度特征是我們正確選擇結構的重要依據。
2、 剛度對荷載和作用的影響
結構的外部作用主要來自基礎、風和地震,結構所受外部作用的大小也受結構剛度的重要影響。
2.1、剛度對基礎作用的影響
剛度對結構受基礎作用的影響主要表現在兩方面 :一方面剛度對土壓力影響基坑 支 護 和地下室外墻都承受土壓力作用,尤其是基坑支護結構,土壓力往往是設計時的控制荷載.適當增加圍護墻體和支撐剛度可以有效減小墻體的水平位移.但隨著剛度的增加,土壓力逐漸由主動土壓力向靜止土壓力發展,將使支護墻上的土壓力顯著增大.此外,大量的有限元分析和工程實踐表明,當剛度增加到一定程度時,再通過增加墻體和支撐剛度來減小位移作用不大,但土壓力和支護墻內力的增大卻更加顯著.另一方面剛度對基礎與上部結構協同工作的影響。我們在做上部結構設計時假定結構是固結在地面上的,而實際是基礎與上部結構是相互作用的,剛度對這種作用有重要影響。一般建筑基礎的變形總是成鍋底形。中部沉降多,外緣沉降少。在建造下部幾層時,基礎鋼筋應力不斷增長。建筑到四五層時鋼筋應力達到最高值,以后隨層數和荷載的增加應力又逐漸減小?;A的剛度越小,這種現象也明顯,因而在設計基礎時要重點關注。
2.2、剛度對風荷載的影響
風荷載是一種隨時間而波動的動力荷載,風作用在結構上,使結構受到雙重作用:一方面,風力使房屋受到一個基本穩定的風壓力;另一方面又使房屋產生風振.因此,比較柔的高層建筑,要考慮由風振產生的動力效應的影響。我國現行的《荷載規范》和《高層建筑規程》均提出了風振系數的概念,即柔度越大,風振系數越大,計算所得的風荷載標準值也就越大.因此結構的剛度會對風荷載的大小產生影響,剛度越大,風荷載越小.
2.3、剛度對地震作用的影響
地震作用是由質點受迫震動而引發的慣性力,因此,地震作用的大小和建筑物的質量、動力性能都有密切的聯系一方面,如前所述,剛度越大,往往要求用比較多的材料,使建筑物的質量越大;另一方面,剛度越大,結構自振周期越小,地震影響系數往往會較大.因此 , 結構剛度會影響到地震作用的大小.通常情況下,剛度越大,地震作用也就越大.
綜上所述,結構或構件剛度會對很多荷載、作用的大小產生影響.一般來說,除風荷載外,剛度越大,荷載和作用也就越大;而風荷載通常是剛度越大,荷載越小
3、剛度對內力的影響
一方 面 ,剛度對荷載和作用產生影響,也必然會對構件的內力產生影響;另一方面,結構中力的平衡、變形的協調以及由此產生的構件內力都是通過構件自身的剛度以及連接構件之間的相對剛度的大小來體現的.換言之,結構和構件的剛度都會直接影響到構件的內力大小和分布情況.
3.1 結構整體剛度對內力的影響
結構的整體剛度會對內力產生直接的影響.例如:建筑物基礎的剛度大小會影響到是杏滿足嵌固端假定,從而影響到基礎自身和上部結構的內力分布;上部結構平面布置時,剛度是否均勻會影響到是否產生扭轉效應;上部結構沿高度的剛度分布情況會影響到是否有薄弱層的存在。
3.2 構件剛度對內力的影響
高層建筑結構中,樓蓋對于結構的整體性起到非常重要的作用。樓蓋相當于水平隔板,它不僅聚集和傳遞慣性力到各個豎向抗側力的子結構,而且要使這些子結構能協同承受地震作用,特別是當豎向抗側力子結構布置不均勻或布置復雜或各抗側力子結構水平變形特征不同時,整個結構就要依靠樓蓋使各抗側力子結構能協同工作。因此樓蓋體系最重要的作用是提供足夠的平面內剛度和抗力,并與豎向各子結構有效連接。樓蓋體系剛度不足將直接影響各構件的內力分布!
3.3 構件間相對剛度對內力的影響
相互連接的構件間相對剛度對內力產生很大的影響.例如現澆樓蓋中,相互連接在一起的梁和板,如果梁的線剛度較大,則會使板的跨中彎矩減小;反之,如果采用較厚(線剛度較大)的板,則可能使梁產生較大的扭矩,梁和柱的線剛度比值更會直接影響到內力分布.一般情況下,相互連接的構件中,內力的分配是遵循“能者多勞”原則的,即剛度越大,分配的內力也就越大.至于剛度對變形的影響,一般來說,剛度越大,變性也就越小,增大剛度對減小變形是有利的.
4、剛度布置原則
1、剛度適中
結構剛度過大會引起結構在地震中承受更大的地震作用,剛度過小又會使結構所受風荷載增大,同時使結構在地震作用下變形過大,因而我們要通過選擇與優化得到結構合理的剛度,達到既節省材料又提高結構可靠度的目的。
2、剛度均勻
結構在平面與立面上剛度要均勻,平面上剛度不均勻會使結構質心與剛心不重合,在地震中產生對結構不利的扭轉。立面上的不均勻會使結構產生薄弱層,從而使結構更易損壞。
3、結構要有剛度梯度
結構中的構件對于結構來講有主次之分,我們應設定一種結構在地震中的破壞形態,有梯度的分配結構的剛度,合理加大結構重要構件的剛度與延性,削弱次要構件的剛度,使其在地震中更易屈服,從而達到耗能的目的。
5、剛度布置在概念設計中的應用高層結構設計中,風荷載和地震作用往往成為控制因素.此時剛度控制的難點是如果剛度大,則地震作用大;而降低剛度,雖然可以減小地震作用,但又會造成風荷載的增大
由此可見,合理的剛度梯度分配會使結構的安全性提高。
結語:
結構設計時不僅僅要確保安全,同時要滿足合理和經濟的要求.要達到這些目的,必須要從事物的內部因素— 剛度著手,即通過剛度控制,使結構體系剛度適中、剛柔相濟.這樣,不僅可以消除結構隱患,而且可以保證構件以至于整個結構在荷載作用下,受力合理并獲得最佳的經濟效益.
參考文獻
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引文:應當將一個良好的建筑環境作為一個整體系統,其現場管理應當將場地環境基本屬性的相互作用作為關鍵的一環。在某種程度上,其相關規劃和操作過程中的重點是主要結構部件和功能所能夠建立起的交互性能,這一過程的實現主要依托于對所有子系統細節的具體開發。在實際操作過程中,因為不同領域的專業作用不一樣,其細節的重要性也就不一樣,例如在結構工程中,所涉及的操作細節非常豐富。從建立和完善(或修改)整個過程應該是一個逐步發展的過程,并且一定要充實必要的元素和細節。因此, 我們在第一階段必須首先建立,專業人員的互相合作在這一階段是非常有幫助的,但并不確保百分百的操作性,只能形成一個整體思維的形式。在第二階段,我們為了避免不必要的損失,必須能夠識別的具體要求的方案和大量的關鍵部件性能可操作性。在這些具體操作中,所有的前提就是提供所有所需的良好的施工文件元素的設計細節。而這些細節操作的成功性均來自于結構材料的正確選擇和把控。
1.鋼筋混凝土
素混凝土是由水泥,水,細集料形成,粗骨料(碎石或卵石),空氣,通常還有其他外加劑。成品具有較高的抗壓強度,和較低的抗拉強度,其抗拉強度約為十分之一。因此,拉伸和剪切在截面的受拉區鋼筋已提供彌補在鋼筋混凝土構件中較弱的受拉區。正是這種偏差加強了木材或鋼的均勻性。對異結構構件鋼筋混凝土部分按一定比例合理的安排最佳使用的材料。這是因為混凝土可以很容易地通過放置和壓實濕混合物的組成成分得到任何所需的形狀適當比例,成品變強,經久耐用,而且,結合鋼筋,可以作為任何結構體系的主要構件。梁,柱,墻,澆筑完畢后,與鋼筋應清除鐵銹和其他有害物質。在深度,避免在濕混凝土的水分過分吸收。然后混凝土由高頻振搗器搗實。一定要記住,振動可能導致骨料的混凝土離析。如果干燥過快,表面裂紋的發生,這將導致混凝土表面由于未能達到充分水化而開裂。顯然,大量的參數必須結合準確的鋼筋混凝土構件,如幾何寬度,深度,面積加固,鋼筋,混凝土的應變,鋼筋的應力,等等。因此,在混凝土截面的選擇試驗和調整是必要的,基于現場的假設條件,構成材料的可用性,業主的特殊要求,建筑凈空要求,適用規范,環境鋼筋混凝土通常是現場人工復合材料,與在工廠中制造的標準梁柱部分鋼結構。
2.土方
土方的挖掘使用方式和成本的變化比任何其他分支土木工程發展的更迅速。目前大多數的方法是利用輪胎式機械設備進行開挖土方。以前大部分的是由窄軌鐵路運輸,現在比較少見,而主要的開挖方法,用正鏟,反鏟,拉鏟或抓斗。為了降低土方工程的費用,填方量應該等于挖方量,盡可能的減少同體積的土方的運輸和填方的二次搬運。輪胎式斗式鏟運機是不可缺少的設備。斗式鏟運機通常是非常強大的機器;許多制造商建立了容量8立方米鏟運機。最大的自行式鏟運機是19立方米鏟斗容量。因為它們還可以被用來進行混凝土或其他建筑材料的翻斗車可能是最常見的運輸設備。翻斗車自卸卡車之間的區別必須記住。翻斗車尖向前和司機坐在后面。自卸卡車很重,加強翻貨車,司機坐在前面,如果負載和負載被傾倒在他身后,所以他們有時被稱為后卸卡車。這些機械設備都是挖掘和運輸土方必不可少的工具。
3.結構的安全度
規范的主要目的是為了驗證安全結構并提供一般的原理和計算方法。"安全系數",根據現代的趨勢是獨立使用的材料性質和組合,通??梢远x為條件之間的比率。這個比值還的概率成反比(風險)結構的破壞程度。安全系數低則被認為結構的不安全。常見的定義。為達到"極限狀態",導致施工不能完成任務而設計的。有兩類極限狀態:(1)強度極限狀態,對應于的最大承載能力。例子包括屈曲或結構的整體失穩的地方;某些截面的失敗和隨后的結構轉化機制;疲勞失效;彈性變形或蠕變引起的幾何結構大幅改變或塑料;和結構敏感的交變載荷,火災和爆炸。(2)使用極限狀態,即結構的使用功能和耐久性。例子包括過度變形和位移不穩定;早期或過度振動大;腐蝕裂紋。
計算方法對不同安全條件驗證結構可分為:(1)確定的方法,其中主要的參數被認為是隨機參數。(2)概率的方法,其中主要的參數作為隨機參數。
另外,根據安全系數的計算方法不同,可分為:(1)許用應力法,其中應力計算在最大載荷與強度的材料按規定的安全系數降低。(2)極限狀態設計法,其結構可按其最大強度的基礎上。這種力量,通過理性的分析來確定,不應小于所需的計算荷載的總和等于設計荷載荷載(極限狀態)。應力對應的工作(服務)與無分裂活的和死的負載與規定值比較條件(使用極限狀態)。從第一個和第二個方法的四種可能的組合,我們可以得到一些有用的計算方法。一般來說,兩組合為準:①確定的方法,即采用容許應力。②概率的方法,利用極限狀態。概率方法的主要優點是,至少在理論上,這可能是科學的考慮安全的各種隨機因素,并確定安全系數。
概率的方法取決于:(1)相對于制作、安裝條件下材料強度的隨機分布(分散的機械屬性的值通過了結構);(2)對結構的橫截面的幾何不確定性(砂故障、缺陷由于結構的制作和安裝);(3)對預測的活荷載和作用在結構上的荷載的不確定性;(4)所使用的計算方法近似相關的不確定性(從實際應力的計算應力偏差)。
此外,概率理論意味著允許風險可以基于幾個因素,如:(1)對其失效破壞的建設和重力的重要性;(2)人的生命可以通過這次失敗的威脅數量;(3)修補結構的可能性;(4)結構的壽命預測。所有這些因素都對經濟和社會因素如相關:(1)建設的初始成本;(2)對施工期攤銷基金;(3)對因施工破壞的物理和材料成本;(4)對社會造成不良影響;(5)道德和心理的看法。
4.結束語
中圖分類號: F560.81 文獻標識碼: A
1引言:
相關距離是土性參數由點特性過渡到空間平均特性的關鍵,是隨機場理論具體應用于實際工程的一個非常重要的參數。對于土體空間的任意兩點它們距離越近相關性越大,距離越遠相關性越小,存在一個臨界距離,使得處于這個距離以內的兩點的土性相關性不為零,而處于這個距離以外的兩點的相關性為零,我們稱這個距離為相關距離。因此相關距離λ是衡量兩個相隔一定距離的物理量之間的相關程度的參數,兩點之間的距離小于λ時認為是強烈相關的,反之則認為基本不相關?,F在普遍認為相關距離λ是巖土的一種基本屬性,與沉積環境等等因素有關,是具有實際意義的土性指標。要想把隨機場理論應用于巖土參數的計算當中,區域土的相關距離的合理取值非常重要,同時也是一項基礎性的工作。目前已提出許多求解相關距離的方法,主要有相關函數法、遞推空間法、半變異函數法和平均零夸法等。
2工程實例
某場區勘察深度范圍內的土層屬于沖積沉積的土層,有第四紀新近沉積粉土、粉質粘土及粘土層、第四紀一般性沉積的粉質粘土層。土層概況如下:
第一層:耕植土,褐黃色,可塑,含植物根系,具有大空隙,厚度0.5m
第二層:粉土,褐黃色,可塑,飽和,稍密,振動析水,局部夾粉質粘土透鏡體。粒經較為均勻,繼配不良。埋深0.5米;厚度1.30米~1.80m。屬第四紀新近沉積土層。
第三層:粉土,褐黃色,可塑狀態,局部呈軟塑狀態,飽和,稍密,含粉質粘土薄層或透鏡體,局部含粘土團塊。粒經均勻,級配不良。在2.0m左右,鉆進中嚴重縮頸。埋深1.8~2.3m;厚度2.5~3.9m。屬第四紀新近沉積粉土層。
第四層:粉土,黑灰色,可塑~軟塑狀態,飽和,稍密,含粘土和粉質粘土透鏡體和有機質。粒經較為均勻,級配不良。埋深4.75~5.9m;厚度1.2~3.3m。屬第四紀新近沉積粉土層。
第五層:粘土,灰黑色,可塑,飽和,含青磚屑和瓦片。埋深6.5~8.7m;厚度0.5~1.5m。屬第四紀新近沉積粘土層。
第六層:粉質粘土,黑灰色,可塑~軟塑狀態,飽和,含青磚屑和瓦片,漢粉質粘土和粉土透鏡體。埋深7.5米~9.6m;厚度0.7~2.4m。屬第四紀新近沉積粉質粘土層。
3結果分析
根據勘察報告提供的靜力觸探資料,靜力觸探比貫入阻力取樣間距為0.1m,分別采用上述方四種方法進行土層相關距離的計算。通過對第二層粉土的詳細分析,比較各種方法的優缺點。
圖1 遞推空間法
圖2 相關函數法
遞推空間法的Γ(n)~n曲線如圖1所示,隨n值的增大,Γ(n)逐漸趨于平緩,隨著遞推次數的增加,構成樣本空間的數據越來越少,方差折減系數會逐漸趨于0,實際計算曲線只有前半段的數據是有意義的。
圖3 變異函數法
相關函數法計算結果整理如圖2,實測自相關函數曲線前半段逐漸趨向于穩定,而后半段曲線呈無規律變化,曲線的尾端出現異常點,這是因為后半段參與計算的數據間距過大計算精度降低所致。相關函數曲線后半部分出現小于零的點也是有意義的,這表示土層中相隔為h的兩點存在負相關性。相關函數的幾種擬合形式中,三角形和指數函數是對前面大于0的點進行擬合,充分利用了精度較高的前幾個點的數據。指數余弦型則對全段曲線進行擬合。計算發現自相關函數曲線并非有規律的指數余弦變化,振蕩規律性不明顯。
變異函數法和相關函數法的原理相同,曲線的擬合曲線的形式對相關距離的計算結果影響很大。平均零跨法計算方法簡便,但是要求完整連續的靜力觸探比貫入阻力變化曲線,并且對曲線上的異常點進行剔除。
通過分析發現當取樣間距足夠大時所求得的相關距離才是真實值。隨這取樣間距的逐漸增大方差折減系數逐漸趨于穩定,而當取樣過大的時候,樣本數減少導致統計誤差的增大。
邯鄲市各土層的相關距離列于下表:
表1 相關距離(m)
4 結論
本文采用靜力觸探試驗比貫入阻力指標,對上述各方法進行了對比分析探討,并計算了邯鄲市粉土層的相關距離,為土性剖面隨機場的建立奠定了基礎。在計算相關距離的各種方法中,遞推空間法簡便實用,物理意義明確。相關函數法和變異函數法源于相同的理論,合理的選擇計算形式是準確計算相關距離的要點。遞推空間法要求有連續的土性指標變化曲線,取值的人為因素較大。
參考文獻
[1] 閻澎旺等.土性剖面隨機場模型的平穩性和各態歷經性驗證[J].巖土工程學報,1995,3:1~9
[2] 現代應用數學編委會.概率統計與隨機過程卷.北京:清華大學出版社,2000
關鍵詞:
巖土工程專業;實驗性;實踐性;實戰性;教學改革
一、引言
如今,社會經濟結構的大調整對人才的要求也發生明顯的改變,為社會不斷輸送高素質人力資源的中國高等教育也正處在變革之中,在有限的社會資源與競爭日益激烈的環境影響下,一定程度上壓縮了學生的有限學習空間,使得培養的學生在專業知識水平和解決問題的能力方面遠遠滿足不了社會的需求。因此,分析當前巖土工程專業教學過程中存在的主要問題,強化實驗性、實踐性與實戰性教學改革,構建適合就業市場需求和行業發展需要的能力綜合型素質教學體系與模式,是所有承擔專業教學任務的教師不斷深入研究的課題。
二、當前巖土工程專業教學過程中主要存在問題
長期以來,巖土工程專業的教學過程一直存在著重理論、輕實踐的傾向,實踐教學管理松散、經費投入相對不足,教師的教學積極性和教學激情不高,學生的學習能力與實踐能力偏弱,從而影響了學生的培養質量。主要有以下幾種表現。
1.基本概念的實驗性教學日益淡化。巖土工程學科很多的基本概念、基礎理論和重要公式都是基于試驗規律的發現上升為統一的定律與定理,如果不重視基本物理模型試驗了解巖土工程的一些基本屬性,很難做到理解性的熟悉與掌握。一直以來,國內的高等教育在感性引領與客觀認知上傾注的投入嚴重不足,表現為實驗教學課程的學時設置不夠甚至沒有、相應配套經費的投入偏少甚至缺失、教學質量管理的松懈甚至淡化[1]。再加上擴招學生人數的增加,一線青年教師特別是實驗課教師由于教學經驗的不足,教學過程中很難提高教學積極性,學生的學習懈怠心理也被突出地放大,對巖土工程的基本概念模棱兩可、對學科專業的前景認知難以把握、對未來所要從事的行業要求缺乏信心等。
2.觀摩實習等實踐性教學逐漸壓縮。親臨現場的認識實習、參與工程的生產實習是巖土工程專業學生進行實踐性教學的主要方式,也是學生提升專業理解、增進行業認識的重要途徑。由于工程建設的實效性,實習基地可分為兩大類:一類是固定實習基地,這類基地的教學內容基本上是不變的,幾乎每屆學生都可以前往參觀學習,主要用于基礎性實習教學;另一類是臨時(動態)實習基地,這類基地是在實習準備階段聯系的,教學內容隨工程建設本身而變化,而且隨著工程建設的進度而變化,主要針對某一單項工程的實踐教學[2]。由于野外實習時間安排相對集中且短暫,再加上路途與安全等問題的考慮,導致部分學生不能全面仔細地觀察到項目施工現場的情況及細節,而且學校管理人力的限制不可能對每位學生的實際過程有效的監控,實習基地的偏少和時間的壓縮,必然不利于學生全面了解各類工程項目,學生的見識也得不到有效擴展。
3.處理問題等實戰性教學嚴重缺失。普通高校對學生的培養更注重的是對教科書中理論知識的反復考查,在了解最新學科領域和相關科技文獻方面微乎其微。因此,當學生進入高校開始接觸應用型基礎科學研究時,動手實踐能力普遍較差,科研能力基礎較薄弱。在這樣的背景下,若要培養學生們的科研能力,只能從最初步和最簡單的工作開始,在教師的引導下一點一滴地積累。恰巧,我們的大學課程開始又是以最基礎理論課開始,學生沒有真正地理解所學知識的基本概念,又由于實踐性教學環節的種種不足,導致學生的第一認識本身存在很多的疑惑,從感性認知到理性認知的過程相互之間的銜接被割裂。如參與科學研究時,研究的科學問題在哪里,什么是工程人員必須要把控的,研究出來的規律、結論等成果對現實有如何的指導意義,這些都是需要讓學生去了解的,當面對這些問題時,我們的學生往往腦海里是一片空白。
三、提出一些擬改革措施意見
基于目前普通高校中巖土工程專業本科生的實際教學過程中存在的問題,筆者通過調研及在教學科研中不斷總結,提出以下幾點解決問題的思考。
1.基本概念、理論的網格節點化教育教學。與傳統的結構、材料、力學等學科不同,巖土工程是一門綜合性較強的復雜體系學科,研究的對象如土、巖石本身的物理、化學與力學特性等就很多元,且涵蓋的內容十分廣泛,包括像房建、交通、港航、機場等實際工程中都有所運用。要讓本科學生達到掌握知識、運用技能和具備處理問題能力的教學目標,其本身是十分艱巨的任務。然而,萬丈高樓平地起,古樹千年幼成苗。我們巖土工程領域有很多杰出的大師,沒有一位不是對巖土工程專業學科基本概念高度重視,往往在談論浩大工程問題的時候,都是從一個小小的基礎理論為出發點,正所謂大海無邊百川融,只要把基本的理解問題解決了,就能找到關鍵的科學問題,大事就成功了一半。可見,日常教學中對基本概念的把握和吃透非常重要,從專業基礎課程(如土力學、基礎工程)開始,就把概念的由來給學生解釋清楚,如講解土的礦物成分、土中的水、黏土中的雙電離層等要準備一些教學道具模型,演示給學生看到具體的實物;再如講到土的密度、含水率、飽和度等抽象概念時,演示給學生看土的狀態與實物的對比定義過程??傊?,教師在教學過程中,一定是以學生接觸一種新鮮事物的角度接收過程來進行課堂的組織。把基本的概念、理論作為整張鋪開的網中的一個個節點來編織,形成一套認識、理解與掌握的全備知識接收過程的換位思考教學方法,在日常的教學中普及開來,配合以規律性的強化記憶、重點性的理解和針對性的訓練,學好一門課程。
2.實驗操作、認識實習、生產實習等實踐課程具體細則化流程操作。新世紀,高等學校學生中的主流群體基本是以獨生子女為主,個人經歷只是簡單地從家庭到學校,學習過程也僅限于從課堂到書本,缺乏生活歷練,動手能力十分有限。而且,高等教育由精英教育向大眾教育的轉變,學生的主動性和接收知識欲望也不強。同時,有的實踐性教學從屬于理論課,甚至是分開教學,實驗過程中往往前期準備工作已經完成,學生只需完成整個實踐過程的某幾個步驟,缺乏全局的統籌和重點的把握。教學大綱中對實踐性教學本身已經作了明確的課時、內容與目標要求,如果按照專業建設去執行,理應達到較好的效果。實際的情況是,我們培養出來的學生動手能力很差,畢業以后到了工作崗位角色適應能力不足。通過調研分析發現,目前各高校在實踐教學的操作管理過程中雖存在一些限制性因素,如實踐經費不足、實習基地偏少、師生比例過高、儀器設備陳舊等條件限制,但最關鍵的還是對實踐教學的管理不到位,落實過程中缺失具體細則化的流程操作。舉例說明,對于學生認識實習、生產實習的兩種考核,一般高校都是讓學生提交一份實習報告,實習單位以章蓋戳等證明,考核效果并不理想。筆者思考,可以通過項目考核的形式來完成對實習過程與效果的鑒定,并以匯報答辯的形式進行打分,同時兼顧接收單位的日??己伺c實習評價三者結合以達到對學生的客觀評價,填補管理上的作假漏洞。這樣學生有驅動力去執行實踐課程的要求,并且得到的結果也能令人信服。
3.針對性研究課題的獨立訓練與團隊協作。要培養學生認識問題、分析問題和解決問題的能力,結合巖土工程學科的特點,要讓學生進入實戰化的針對性課題訓練。由于現行教育制度的不足,學生在進入高校開始課題訓練時的科研能力基礎較為薄弱,但是存在很大提升空間。在基礎課程學習的過程中既要開始積極的引導,將課堂教學內容與實踐工程活動相結合,專業教師和課輔老師可以激發他們的學習興趣。學生能力的培養是個系統工程,需要科研教學平臺、指導教師和學生三個方面的互動,才能取得良好的效果。筆者思考,需要建立針對性研究課題的獨立訓練與團隊協作的方式,充分利用一些公開或個人的師資資源,鼓勵學生利用閑暇時間積極參與科研項目團隊,既要明確具體的負責任務,又要加強課題組成員的合作。例如:學?;驅W院可以設立一些學生創新科技項目基金,選拔一些品學兼優的學生,以第一負責人或項目參與人的身份承擔一些實踐科研類的課題;或者,有明確研究課題或經費充足的教師吸收本科學生參加自己科研團隊,分配學生協助查閱相關文獻,參與進行相關試驗工作;另外,給予學生一些方向性的指導,幫組學生自主地發現或理解一些科學問題,自主設計一些科學試驗方案以解決提出的科學問題,教導學生在科技論文寫作過程中的一些方法與技巧;還可以讓學生參與一些生產性的橫向課題,讓學生參與到實際生產項目活動中,加強了學生的社會溝通能力與協作能力,提高了學生的工作能力。
四、結語
新時代下,對高等教育培養學生的能力素質要求越來越高,如何全面提高學生的認識問題、分析問題與解決問題的能力,是我們高等院校當前面臨的一項艱巨而又緊迫性工作,如何加強巖土工程專業實驗性、實踐性和實戰性教學環節,充分調動學生學習的主動性、積極性,提高其適應新形勢下的工作能力,是我們基礎教學工作者應該積極思考的問題。對巖土工程專業的實際教學過程的一些改革,必須使學生更深刻地認識到有效性求學的重要性,進一步提升學生專業素養與專業水平,提高學生實踐動手能力和創新能力,為新時期巖土工程建設提供更多高素質的合格人才。
作者:呂偉華 張永興 單位:南京林業大學土木工程學院
Abstract The natural bearing capacity of foundation engineering construction engineering geological design parameters. Correct evaluation of the foundation carrying capacity is to ensure construction safety, the premise of the economy, but now the design specifications of a number of terms on the value of bearing capacity of foundation, different rules with different values of bearing capacity of foundation is the same in the same industry in this specification different versions, the foundation bearing capacity of the existence of different, this paper described the engineering of several common foundation of the concept of carrying capacity values, define and determine, with a view to a correct understanding of the engineering staff several bearing capacity of foundation help and analyze the characteristics of several foundation bearing capacity values and various established foundation bearing capacity method.
Key words foundation bearing capacity value; load test; theoretical calculations; situ test
中圖分類號:TV223文獻標識碼:A 文章編號:
1 前言
我國在以往工程建設中,較多地出現過以下幾種地基承載力值:地基承載力基本值 ,承載力標準值 ,承載力特征值 ,地基容許承載力,地基極限承載力。由于各承載力概念上的差別,其確定方法也不同,這給巖土工程勘察、工程設計和施工人員造成很大的不便。本文詳細介紹地基承載力的定義、概念及其確定方法,以期對工程人員正確認識幾種地基承載力有所幫助。
2 幾種承載力的定義
地基承載力基本值,是指按有關規范(鐵路、公路行業規范常見)規定的一定的基礎寬度和埋置深度條件下的地基承載能力,通常是根據室內試驗及其它原位測試綜合確定[1,2],也可以根據室內試驗測定的地基土的某些物理力學性質指標來查取承載力表來確定?!督ㄖ鼗A設計規范》(GBJ7-89)也曾使用過地基承載力基本值這個概念
地基承載力標準值與地基承載力設計值都是按概率極限狀態原則設計提出的,標準值是指按有關規范規定的標準方法試驗并經統計處理后的承載力值, 設計值等于標準值除以分項系數,按照概率極限狀態設計的原理,抗力分項系數是大于1的[3],因此設計值必然小于標準值。
地基承載力特征值是《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)提出的,指由載荷試驗測定的地基土壓力變形曲線線性變形段內規定的變形所對應的壓力值,其最大值為比例界限值 ,但是規范中又提出地基承載力特征值可由其他原位測試、公式計算、并結合經驗值等方法確定[4],按其基本屬性仍然是強度條件下的地基承載力,因此這種承載力并不一定滿足建筑地基的容許變形值,還要根據建筑地基基礎設計等級及與地基容許變形值配合使用。
地基容許承載力,是指作用在基底的壓應力不超過地基的極限承載力,并且有足夠的安全度,而所引起的變形又不超過建筑物的容許變形,同時滿足強度和變形要求的地基單位面積上所能承受的荷載就定義為地基容許承載力,取極限荷載除以安全系數(一般為2)得到地基容許承載力。
地基極限承載力,是指使地基土發生剪切破壞而即將失去整體穩定性時相應的最小基礎底面壓力,一般是在鋼塑體假定的基礎上考考鋼塑體的極限平衡條件得到的半理論半經驗公式[5],或是從原位的載荷試驗得到。
3 地基承載力的確定
確定地基承載力的方法主要有三種:① 理論計算法;②現場原位測試法;③按規范查表法。
3.1理論計算法
理論計算法是以土的強度理論為基礎,根據地基土中塑性變形區發展范圍以及整體剪切破壞等不良情況在一定的假設條件下通過公式推導,主要有臨塑荷載計算公式、控制塑性區計算公式、極限承載力計算公式三種。
3.1.1臨塑荷載計算公式
臨塑荷載fcr是指在外荷作用下,地基土剛出現剪切破壞(即開始由彈性變形進入塑性變形)時的臨界壓力[5],由下式計算:
3.1.2控制塑性區計算公式
大量建筑工程實踐表明,采用上述臨塑荷載作為地基承載力往往偏于保守。當建筑地基中發生少量局部剪切破壞,但只要塑性變形區范圍控制在一定限度(此塑性區一般規定為其最大深度不大于基礎寬度的1/4),并不影響建筑物安全。這樣還可以提高地基承載力,降低工程造價。當偏心距小于或等于0.033倍的基礎底面寬度時,在滿足變形要求的條件下,可根據土的抗剪強度指標按下式確定地基承載力特征值[4]:
式中 γ ――基礎底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度;
γm――基礎底面以上土的加權平均重度,地下水位以下取浮重度;
d――基礎埋置深度(m),一般自室外地面標高算起;
fa――由土的抗剪強度指標確定的地基承載力特征值;
Mb、Md、Mc――承載力系數,按建筑地基基礎設計規范GB50007-2002表5.2.5確定;
b――-基礎底面寬度大于6m時按6m取值對于砂土小于3m時按3m取值
Ck――基底下一倍短邊寬深度內土的粘聚力標準值
3.1.2極限承載力計算公式
作用在地基上的荷載較小時,地基處于穩定狀態。隨著荷載的增大,地基中產生局部剪切破壞的朔性區也越來越大。繼而地基中的塑性區將發展為連續貫通的滑動面,地基喪失整體穩定性而破壞。此時地基承受的荷載達到極限值[5]:
式中 γ、γo――分別為基底以下和基底以上土的平均重度,地下水位以下取浮重度(KN/);
d――基礎埋置深度,一般自室外地面算起;
CK――基底下持力層內粘聚力標準值(KPa);
Nr、Nr、Nr――承載力系數, 按高層建筑巖土工程勘察規程JGJ72-2004表A.0.1-1確定
ζr、ζq、ζc――基礎形狀系數,按高層建筑巖土工程勘察規程JGJ72-2004表A.0.1-2確定
3.2現場原位測試法
原位測試在確定地基土承載力方面有重要意義,無數實踐經驗和理論計算表明,原位測試的代表性好、測試結果精度較高,因而較為可靠。
3.2.1載荷試驗確定地基承載力
用載荷試驗確定地基承載力被認為是最可靠、有效的辦法。它適用于各類地基土。規范規定,對于設計等級為甲級的建筑物,必須做現場載荷試驗以確定其承載力特征值[4]。載荷試驗相當于在工程原位進行的縮尺原型試驗,能比較直觀地反映地基土的變形特性,該法具有直觀和可靠性高的特點。
地基靜載試驗主要應繪制p-s曲線,但根據需要,還可繪制各級荷載作用下的沉降和時間之間的關系曲線以及地面變形曲線。
例如圖3.2-1所示:
圖3.2-1某地基靜載試驗的荷載~位移曲線(p~s曲線)
OA段為彈性階段,曲線特征為近似線性,基本上反映了地基土的彈性性質,A點對應的荷載稱為臨塑荷載;
AB段為塑性發展階段,曲線特征為曲率加大,表明地基土由彈性過渡到彈塑性,并逐步進入破壞;
BC段為破壞階段,曲線特征為產生陡降段,C點對應的荷載稱為破壞荷載,C點荷載的前一級荷載(不一定是B點)稱為極限荷載。
若繪出的p~s曲線的直線段不通過坐標原點,可按直線段的趨勢確定曲線的起始點,以便對p~s曲線進行修正。
《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002附錄C、D有對于確定地基承載力的相關規定[4]。
3.1.2靜力觸探試驗確定地基承載力
靜力觸探法求地基承載力一般依據的是經驗公式。這些經驗公式是建立在靜力觸探和載荷試驗的對比關系上。用靜力觸探法求地基承載力要充分考慮土質的差別,特別是砂土和粘土的區別。另外,靜力觸探法提供的是一個孔位處的地基承載力,用于設計時應將各孔的資料進行統計分析以推求場地的承載力,此外還應進行基礎的寬度和埋置深度的修正。
圖3.1-2 靜力觸探示意及其曲線
(a)靜力觸探示意及土層剖面(b)靜力觸探曲線
我國對使用靜力觸探法推求地基承載力已積累了相當豐富的經驗,經驗公式很多。在使用這些經驗公式時應充分注意其使用的條件和地域性,并在實踐中不斷地積累經驗。
鐵路部門提出的經驗公式(見《鐵路工程地質原位測試規程》)如下[6]:
對于Ql~Q3沉積的老粘土地基,比貫入阻力ps在2700~6000kPa的范圍內時采用如下公式計算地基的基本承載力0:
0=0.1ps
對于Q4一般粘性土地基的基本承載力0采用下式計算:
0=5.8ps0.5-46
對于軟土地基的基本承載力0采用下式計算:
0=0.112ps+5
對于一般砂土及粉土地基的基本承載力0采用下式計算:
0=0.89ps0.63+14.4
上列各式的單位均為kPa。
相應的深、寬修正系數如下表:
表2-2由貫入阻力ps定寬、深修正系數k1和k2
3.3按規范查表法
該方法是根據室內土工試驗測定的地基土的物理力學性質指標平均值,然后查取承載力表以確定其承載力。這一方法主要優點是使用方便,但存在很大的弊端。承載力表是用大量的試驗數據,通過統計分析得到的,但我國幅員遼闊,不同地區的地質條件存在很大的差異,所以這種統計分析在全國范圍內沒有普遍適應性。利用查表法確定承載力,在很多地區可能會偏于保守,也可能會偏于不安全。前者會造成浪費,后者可能會造成工程隱患。隨著設計水平和對工程質量要求的提高,變形控制已是地基設計的重要原則,所以新規范(2002規范)取消了承載力表,勘察單位可根據試驗和地區經驗確定承載力。目前,大部分城市和地區都根據地區巖土特點編制了地方規范。
4 結束語
在實際工作時,我們可能會用到許多不同的勘察設計規范,而在不同的規范中又有不同的地基承載力值的定義,僅僅是名稱的不同還是有實質性的差別?不同的地基承載力值的定義反映了我國巖土工程標準化存在的問題。
比較以上三種確定地基承載力的方法,理論計算法有成熟的理論基礎,但存在參數選取方面的問題,并且這些計算公式是在一定的假設條件下建立的,這也造成了計算值與實際值不符;載荷試驗直接在原位測試地基土承載力,但是載荷試驗的局限性在于費用較高,周期較長和壓板的尺寸效應等;靜力觸探方便、快捷,對土層的擾動小,測試連續進行,測試成本低,數據的重現性好,但是靜力觸探的除了對于硬土層難以穿越外,主要的還在于測試手段較為單一,無法控制應力路徑和應變路徑,測試過程和對測試結果的解釋對經驗的依賴性過強因而較難把握等等;查表法由于在全國范圍內沒有普遍適應性,已被新規范(2002規范)取消,只是在如:鐵路規范,公路規范中還在運用??偟膩碚f,在地基土比較均勻時,以載荷試驗得到的地基承載力較為可靠,若采用其他方法配合使用,則可以較準確的提供地基設計參數。在工程建設中,一般由勘察單位提供設計單位地基承載力基本值或承載力特征值,設計單位根據基礎形式及建筑物的具體要求對承載力基本值進行深度和寬度修正,然后進行地基和基礎的設計。
參考文獻
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一、研究目的、方法、程序
城市濱水空間是以城市中自然水資源和陸地相接的區域所形成的場域。其獨立的邊緣性的位置特征,使其具有陸地空間和水體空間兩方面的優勢,含有更加豐富的地域文化歷史內涵。是自然生態系統和人工建設系統相互交融的城市公共開敞空間[1];改善城市濱水區環境,增強城市濱水地帶的活力和吸引力,使濱水重新成為城市的核心地區,實現濱水地區經濟、社會、環境等方面綜合的可持續發展。本文以寧波市三江口的休閑者調查問卷為研究基礎,從這一角度探討濱水區休閑游憩功能的開發問題。
2012年9月28號(星期五) 對三江口濱水空間進行了實地考察,并于2012年10月8日(星期四)至2012年10月27日(星期二)對閑者進行了四次問卷調查。調查員當場回收問卷。此次調查共發放問卷180份,內容涉及休閑者當日在三江口濱水空間的行為規律,休閑者日常休閑活動情況,以及休閑者的基本屬性等內容。被調查者回答一份問卷平均需要2--5分鐘?;厥諉柧斫泴徍耍玫接行柧砉?45份(有效率82%)。本文中如無特殊說明,所有的百分比均以此為基數計算得出。
二、調查結果分析
(1)使用者不同年齡段
在145個調查樣本中,10-18年齡段人數為5人,這個年齡段基本處于上課的時間,所以人數很少。年齡段人數多的主要集中在19-45,其中以19-30的人數最多有82人。需要指出的是調查時間開始為早上9點,許多晨練的老人已經離開三江口濱水空間,所以46歲以上年齡段的人數只有21人。
(2)本異地人的活動頻繁程度
調研將活動的頻繁程度劃分為四塊:每天,一周3-4次,一月3-4次和一年3-4次。由圖標可以看出:首先,總體次數的偏少,可以看出當今社會的壓力,人們能夠屬于自己的時間日漸偏少。另外,本地人與異地人進行比較,本地人一般一個月會來3-4次,而異地人更多的是一年3-4次。異地人一個月3-4次比本地人少17%,這是符合正常的人口比例的。同時一年3-4次的異地人,又在寧波的異地人與旅游人員組成,由此可以看出,三江口濱水空間已經成為了旅游線路上的一點。希望有關部門能夠繼續加大宣傳力度。
(3)使用者不同出行時間下交通方式的對比
從表三可以看出,使用者在不同出行時間下更趨向選擇經濟效率并舉的公交車作為交通首選方式,并且所占比重很大。出行時間越長,選擇步行的比重越小,然而起伏不大,始終在20%-30%的比重上下。有少部分的人因出行時間超過20分鐘而選擇出租車,但出于經濟考慮,選擇出租車的比重很小。另有一部分人選擇自駕,出行時間越長,自駕人數越多,但比重不大。在時效方面,將近80%的人群會在一小時以內到達濱水空間,從此來看,三江口濱水空間的交通還是比較便捷的。另有23%的人群由于交通方式選擇的差異,到達濱水空間的時間會花費1小時以上。
(4)不同抵達方式的使用者對方便程度的評價
從表4可以看出,以步行和自行車的使用者對方便程度的評價較高,自駕和公交車次之,公交車和自駕車的各方面數據大致持平。而以出租車出行的評價結果較鮮明,可能是因為是出于經濟支出的考慮,全部的使用者都認為方便程度一般,這個問題也關系到城市交通體系的完善和普及,應考慮到偏僻地區的出行需求。從圖里也可以了解到,從總體上講,公交的出行方式占主導地位。人們更愿意用經濟又便捷的方式抵達濱水空間。
(5)不同年齡段對濱水空間的總體滿意程度
從表5中可以看出,不同年齡段人群對濱水空間的總體滿意度隨年齡增長大體是上升趨勢。青年群體(10—30)對濱水空間的總體滿意度明顯低于中老年人(31以上),其中因素可能包括青年人物質追求標準與審美要求都高過中老年群體,中老年心態、處事上都趨于平和,不過分苛求環境的完美度。
三、現存問題、改造目標與改造措施 1、現存問題 在我們調查觀察所得,寧波三江口濱水空間逗留的人并不多,很多是匆匆路過,有一部分是因為旁邊是影都來看電影而等待在此處的。經過調研問卷,發現了一些問題。寧波三江口沒有任何碼頭的標志性性建筑特點,僅本地人和住在周圍的少許人知道,缺乏本土特色(文化地域特色方面:11%很突出、21%突出、48%一般突出、20%不突出);水邊照明較好,但是內部游玩的地方照明效果不是很好(夜間照明情況:11%十分滿意、48%滿意、26%一般、1%不滿意、1%很不滿意、13%夜間未來過);需增加娛樂設施和可觀賞性的景觀設施,噴泉的特色不足(沿江景觀、植物造景滿意度:13%十分滿意、54%滿意、31%一般、1%不滿意、1%很不滿意);在現狀保持的情況下,適當增加可供休息的座椅(現有座椅、亭子的實用性:30%挺實用的、61%數量太少、9%設計不實用)。
2、改造目標——回歸空間的公共屬性 “空間是社會的一個切面,跨越社會的所有領域,是社會存在與運作的展現和結果,空間一開始已然是社會空間”[2]。城市濱水空間的設計應該符合人的活動規律,保證人在使用公共空間時的安全,建議將人流活動密集的空間部分特別是商業街的空間設置成步行空間,人車分流,保證人使用的安全,并在空間中布置便于使用、符合人的尺度要求、形式多樣的設施使用。讓市民在四季都可以看到城市濱水區的綠色景觀,欣賞到濱水區的絢麗多彩,使濱水區在任何季節都散發出獨特的吸引力。根據人員分布及人的活動規律設計綠地、標志物、水體景觀、鋪裝等點狀、面狀空間,提供多樣的空間滿足人的多種需求。這些布置可以極大地滿足市民休息、觀景以及親水等功能的需求,提高城市濱水空間的親和力和吸引力,讓游人也能夠融入自然、體驗自然、回歸自然。城市濱水空間的公共屬性已成為社會的共識,公共空間的大眾化程度成為判斷社會發展和文明程度的象征。
3、改造措施
(1)恢復自然型的河道形態 城市濱水地帶親水空間設計的核心目標是構建人與水的親和關系,讓人能夠接近水岸[3]。三江匯流的濱水帶,通過大量水生植物的栽植,凈化濱水區的水質。在甬江上建大閘后,要投入極嚴格、落實的污水處理措施,而且要引起全社會公眾重視公德,要動員給各方力量嚴格執行,能達到水清目的,否則農田及城市污水排入興建甬江大閘后形成的庫區,庫水會迅速富營養化,可能日趨變黑變臭,除影響漁業外,反給三江口的美景添了一個不應有的污點。而且建甬江大閘后,姚江閘的江面鎖滿水葫蘆的場面,可能移到了三江口,豈不是大煞風景。目前甬江每天兩個潮有3800萬立方米的進潮量,大量進出口的海水對沿江工農業、生活排入污水稀釋要比建甬江閘后污水排入相對靜止的蓄水庫的稀釋作用強得多。
(2)構建多形式生態駁岸 硬質型駁岸缺乏透氣性和透水性,隔斷了駁岸土體與其上部空間的水氣交換和循環,調節空氣溫度和濕度的能力也就比較差,在一定程度上弱化了濱水空間的空氣環流過程[4];生態駁岸技術的應用早已成為國際上少數發達國家在治理城市內河優先選擇的方法,符合現代人對于自然空間的渴望和向往。生態駁岸可描述為“通過使用植物或植物與土木工程和非生命植物材料的結合,減輕坡面及坡腳的不穩定性和侵蝕,同時實現多種生物的共生與繁殖”[5];駁岸上的植物群落具有涵蓄水分、凈化空氣的作用,可在植物覆蓋區形成小氣候,改善水體周邊的生態環境。
(3)布置豐富的親水活動場地及設施 實踐過程中發現,具有廣泛參與性的“親水規劃設計,幾乎是濱水區設計能否成功的關鍵”[6]。針對游人對配套服務設施的滿意度評價結果,建議采取以下措施:①健身娛樂設施。在適當區域增加健身設施,擴大休閑區的服務功能,滿足不同年齡段人群的需求。②休息設施。根據景觀節點的位置合理地布置座椅的數量,深化設計細節,原有花池平臺表面進行人性化的設計,創造出符合人體尺度和結構比例的椅面,利用材質、色彩強化座椅的概念和增強吸引力。有效利用植物遮陰的功能,合理提供給游人多種休息方式,增加休閑區的親和力。③廁所。對現有標志系統進行調整,使其更加突出,將廁所前的植被樹木進行整修,使廁所的標識更為醒目,便于尋找。
(4)濱水道路與環境小品設計 主要景觀游路沿河岸布置并與城市道路連接,道路寬度3~5m,是環繞整個水系景觀和各個景點的主要車行道路,應急通行防洪、救護車輛、消防車輛等,在道路兩邊種植行道樹,形成巨大的樹蔭,并通過具有形式感的景觀造型將各個區域連接起來,形成一個整體。鋪裝以石材、木材等天然材料為主。河道沿線為了方便使用者,可以增加各項服務設施,滿足大家的需求。例如游戲空間、音樂噴泉、各種造型的座椅、健身器材等,其設施的造型應盡量體現出美觀、實用、樸素、自然的風格,材料以石材、木材、混凝土仿木等自然元素為主。 四、總結 寧波三江口景觀工程的實施將打造一條生態自然的三江口景觀帶。它不僅是城市水系的保護帶,還改善了周邊的人居環境,同時形成了新的旅游休閑活動場所,進一步體現了濱水地帶景觀建設的社會效益及廣泛影響。本文在實地考察與調研的基礎上,較全面地總結了三江口濱水空間主要人群的相關信息,并同時提出了改進意見,希望研究成果能夠對城市濱水空間今后的規劃工作產生一定的參考價值。
參考文獻:
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一、建筑企業多元化發展動因
(一)建筑企業多元化發展必要性一般來講,企業選擇的發
展途徑有兩種:一是專業化發展,一是多元化發展。前者是指企業通過從事符合自身資源條件與能力的某一領域的生產經營業務來謀求企業的不斷發展,這種發展通常被認為可以擁有專業及技術優勢,但可能會難以適應市場多樣化及整合服務的需求,同時單一產業受周期影響較大。而后者則被認為是克服專業化發展問題的最佳手段,它是指企業同時經營兩種以上基本經濟用途不同的產品或勞務的一種發展途徑,是企業發展到一定階段為尋求長久生存和持續發展而采取的一種成長或擴張行為。建筑施工行業具有很強的周期性,發展受宏觀經濟影響較大,這是由施工企業行業特點所決定的。這種行業性質是建筑施工行業的根本屬性之一,靠一般的管理手段難以化解,一直是施工企業發展中所面臨的最大挑戰。從這個意義上講,施工企業通過多元化,形成一個產業組合,各產業的發展周期不同,則可以在很大程度上解決施工企業所面臨的先天性的大周期、深波動的問題。
(二)建筑業多元化發展優勢具體表現在:
(1)分散經營風險。建設項目具有高投入、周期長的特點,一個建設項目的完成,往往需要大量的投資和數年的建設期。目前承包商在與業主的博弈中,往往處在弱勢的地位,這就造成了較大的融資、時間風險落在承包商一方。承包商往往需要為項目進行長期墊資,這嚴重影響了承包商的資金鏈,對承包商拓展市場來講是極為不利的。多元化經營中,承包商可以從其他相對穩定的經營項目中汲取資金,為主營業務的發展提供強有力的支持。此外,經驗數據也表明,經營范圍越大,經營活動越分散的企業,利潤率波動也越小。因為通過把收益互不相干的經營活動聯結在一起,可以降低企業對外部某種或多種因素的依賴,降低企業發展受行業周期性波動的影響。
(2)產生協同效應。建筑企業擁有大規模的固定資產、廣布的項目機構、眾多的相關人才,這些都是其豐富的內部資源;同時,建設項目的業主方來自各行各業,這有助于承包商在工程項目建設過程中與政府、采購、金融、保險等相關方的接觸溝通,使其保持良好的關系,這些都是建筑企業豐富的外部資源。發展多元化,可以充分整合建筑企業的內部優勢,合理配置企業的內部資源,發展具有優勢的相關產業。此外建筑企業可以通過與相關伙伴方的合作關系,向伙伴方可提供支持的產業發展,開拓新市場。
(3)提升企業盈利能力。建筑業屬于勞動力密集型產業,由于從業者眾多,行業內競爭激烈,且建筑業處于產業鏈末端,總體來講建筑企業的整體潤率低下。目前我國建筑施工業的利潤水平僅有2%~3%,而負債率則高達65%,經營所得幾乎只能維持企業生存之需。建筑企業若想發展壯大,增強企業競爭力,必須尋求提高收益的途徑。只有保證較好的收益率,擁有較強的盈利能力,企業才有發展的動力。建筑企業可以采取多元化的經驗戰略,進入一些如房地產、建筑材料等利潤率較高的產業,提升企業盈利能力。
二、建筑企業多元化經營模式及風險
(一)建筑企業多元化經濟模式主要包括:
(1)橫向多元化。企業結構和參與產業的橫向多元化,即企業向與現有產品、技術、市場毫無關聯的經營范圍擴展。
(2)縱向多元化。建筑企業除了做傳統的普通民用、公共建筑施工以外,通過縱向擴大土木工程領域的業務范圍來擴大企業規模提高經濟效益。
(二)建筑企業多元化經營風險主要包括:
(1)資源配置風險。
由于建筑行業在發展過程中形成了自身行業技術特點,集中在了混凝土、鋼構、施工組織等核心競爭力上,這與其他大多數行業的核心競爭力不具交集,甚至可以說是壁壘很高。如果建筑企業要進入其他領域,需要鑄造一些全新的核心競爭力。建筑企業資源沒有有效整合的情況下,多元化發展必然導致企業將有限的資源分散到每個發展的產業領域,新投資的產業會通過財務流、物流、決策流、人事流給企業即有產業經營帶來全面影響,從而對原有業務產生影響,無法與相應的一元化經營的競爭對手競爭。
(2)資金風險。建筑企業處在整個產業鏈的下端,所以利潤率是很低的,盈利能力不強。而在發展多元化的過程中,初入新市場一定有一個高投入低產出的拓展過程。如果建筑企業在多元化的過程中片面“求大”,而不是“求強”,結果會使企業資產規模的增長速度遠遠超出其銷售收入和凈利潤的增長速度,需要輸血的項目多,而能夠造血的項目少,投入大于產出。這對于利潤率低,資金需求量高的建筑企業來說,無疑嚴重影響了企業的資金流,發生資金鏈緊張甚至斷裂。這會造成企業規模與效益的嚴重失衡,使企業陷入“規模不經濟”的困境。
(3)管理和文化沖突。建筑企業在不同的業務領域經營會造成管理理念上的沖突,不同業務單位的業績評價、集權與分權的界定,各職能部門協作的矛盾會導致企業在管理上面臨風險。如果是通過并購形成的多元化發展,不同企業文化存在融合風險,而企業文化沖突對企業經營往往是致命的。
三、建筑企業多元化經營風險應對策略
(一)樹立風險意識,加強內部管理,建立完善的經營決策程序。
首先,建筑企業應樹立風險防范意識,對承攬工作要做到有準備、有選擇、有論證。對外地的工程更應慎之慎,要對合作方的資信能力、財務情況、品質信譽、資金保障程度等進行調查論證,然后根據企業的經營戰和自身實力決定是否參加投標。其次,建筑企業應當建立和完善企業的各項管理制度,健全企業內部控制制度,樹立工程項目事前、事中、事后的全過程控制的管理理念。這些制度包括工程項目評審制度、合同管理制度、會計核算單位和成本控制制度、資金管理制度、應收賬款管理制度、內部經濟承包責任制。最后,建筑企業的領導班子要建立民主科學的經營決策機制,重大投資事項經班子集體研究決定,董事長或總經理對本單位的經營風險負責。
(二)提高核心競爭力
對選擇多元化經營的建筑企業來講,穩定而具有相當優勢的主營業務是多元化經營的前提條件。如果主營業務不佳,企業不僅缺乏足夠的資源在新領域建立優勢,甚至會使原有建設領域的經營受到牽連而威脅到企業的生存。建筑企業在進行多元化的過程中,不應放下建筑企業專業化的傳統與優勢,而應重視發展企業的核心競爭力,加強相關部分的技術投入,不斷進行創新,做到多元化中的差異化,有自己的獨特競爭力。
(三)發展周期互補產業
建筑企業在多元化的過程中,不應僅以做大企業為目標,而應在詳細可行性研究的情況下,避免浪費企業資源和進入同建筑行業周期相同的產業。如果主營業務與多元化產業同時進入蕭條時期,這對規模較大的建筑企業來說影響是十分嚴重的。建筑企業在多元化的過程中應充分考察市場,發展與建筑行業周期互補的產業,盡量規避市場周期變化帶來的風險。在業務拓展過程中,建筑企業還應充分考慮自身品牌、客戶等相關資源,率先進入一些與建筑行業相關性較強的行業,如房地產、物業管理等行業。充分利用現有資源與自身在產業鏈中的技術、信息等多種優勢,建筑企業應向產業鏈上下游拓展,使企業的經營范圍囊括完整的產業鏈。這樣能保證建筑企業在具有行業優勢的前提下,最大程度拓展企業的經營范圍,提高企業的收益。
(四)強化內部審計作用,拓展內部審計責權目前,建筑企業
內審部門作用主要停留在監督和威懾方面,為保證企業全面風險
管理監控體系的正常運行,有必要擴展內部審計的責權,關注重
點轉移至各個風險管理構成要素能否在全面風險管理體系中正常運行,業務流程是否滿足防范風險的需要,各種量化管理的內部模型是否有效等。通過持續的監控活動,來實現對風險管理的評價,并對發現的問題及時采取措施作出優化。
(五)加強人性化管理
人性化管理是重視人的本質和人性發展的管理方法,首先要尊重人,許多建筑企業把發現和發揮下屬的才能并委以重任,作為對下屬的最大尊重。
參考文獻:
中圖分類號:F062.4文獻標識碼:A文章編號:1001-8409(2013)06-0006-04
1引言
PPP項目是實現公共項目建設資金的融資模式,也是公共產品的一種供給方式。PPP模式是伴隨著公共項目需求的多元化而產生的私人部門和公共部門合作。早在17世紀英國領港公會和私人投資者合作建造燈塔[1],開始了公共項目公私合作的實踐。英國財政大臣肯尼斯·克拉克為了提升基礎設施水平、解決公共服務的資金匱乏和公共部門缺少有效性及資金效率等問題,率先提出“公私合作”的概念。1984年我國以BOT(Build-Operate-Transfer,建設-運營-移交)方式建設的深圳沙頭角B電廠是我國嘗試實踐基礎設施公私合作的標志。
近年來,我國學術界形成了大量可供借鑒的研究成果,但至今PPP概念的認識仍存在多種解析,難以形成有效的制度。研究內容側重于風險與利益分擔,方法研究實效不足;研究范圍廣泛,政策促進的運行機制不足。因此,結合我國的制度背景,探索我國公共項目公私合作模式的本質、理論基礎和實現途徑,對進一步推動我國PPP理論研究和制度創新具有重要意義。
2PPP概念及特征研究
2.1國外PPP定義研究
PPP即公私合作伙伴。西方發達國家在PPP項目推廣方面建立了成熟的制度體系,得益于理論研究與實踐經驗的結合。理論研究成果主要從4個角度:一是關系性合約理論,Tony Bovaird認為PPP是新型的合作伙伴關系及聯盟,與交易契約關系是有區別的,具有關系契約的特點,相應的治理方式也應吸收關系契約的治理原則。二是從交易成本經濟學角度,Michael Essig和Alexander Batran提出了PPP交易成本的作用和關系合約中信任的重要性。三是產權經濟學觀點,Peter Scharle提出了私人部門參與政府提供公共產品的產權是怎樣起作用的,即何種產權安排導致聯合剩余最大。四是把PPP看作一個社會博弈,Grout認為把PPP的現象、經驗和討論放到更廣的博弈視角的環境中,有利于更好地理解。
基于理論研究成果和豐富的PPP項目實踐,各國對PPP的科學內涵解釋,如加拿大PPP國家委員會的定義:PPP是指公共部門和私人部門之間的一種合作經營關系,它建立在雙方各自經驗的基礎上,通過適當的資源分配、風險分擔和利益共享機制,最好地滿足事先清晰界定的公共需求;聯合國培訓研究院的定義:PPP涵蓋了不同社會系統倡導之間的所有制度化合作方式,目的是解決當地區域內的某些復雜問題;標準普爾認為PPP是公共部門與私人部門之間長期合約關系的媒介,包括風險分擔和多部門之間的專有技術人才和融資共享,從而達到理想的政策結果。
PPP概念的本質在于:①明確了PPP是公共部門與私人部門之間的伙伴關系,是PPP區別于其他項目融資模式的關鍵點。②定義了這種合作伙伴關系是關系性的契約形式,契約實現的是公共需求目的,而非單純的商業利益關系。③提出了PPP項目公私合作的實現,需要有長期的、有效的公共政策或制度的規范。④明晰了公共部門和私人部門合作基礎是基于共有產權關系以及合作期間的資源配置、風險分擔和利益共享,實現公共項目理想的政策結果。
2.2國內PPP概念內涵解釋
我國城市公共項目建設的傳統模式一直是由政府行政指令性管理,從項目立項、建設到運營都是由國家或地方政府部門統籌管理。改革開放以后,1999年深圳沙頭角B電廠順利移交,實現了基礎設施BOT項目融資;2000年我國頒布了“建設項目業主制”;2005年試行了政府項目“代建制”等系列體制的改革;2008年成功運用PPP模式實現國家體育場館建設與運營等,不斷深化了公共項目投融資管理體制改革。迄今為止,對PPP的認識及解釋一般借鑒國外釋譯,我國學術界對于PPP的概念仍有歧義,如表1所示。
概念解讀的差異性客觀存在,有人譯為“公私合作經營”、“公私合作關系”和“公私伙伴關系”等,但對公共項目而言,“公私伙伴關系”解釋更適合PPP運營特征。重要的是需要明晰我國混合經濟體制下的“伙伴關系”結構,即中國式伙伴關系的特殊性與國際通用慣例的有機統一?;锇镮是我國“公共部門”發起主體或投資主體,包括政府及政府管理部門、公用事業部門、事業單位等;伙伴Ⅱ是我國“私人部門”投融資合作主體,界定為企業集團、公司或個人等;伙伴Ⅲ是監督主體,包括社會公眾、專業咨詢組織和政府監管人。概念的另一個核心點就是“合作模式”,即2010年國務院 “新36條”中明確提出“鼓勵和引導民間資本”參與基礎設施建設。為此,公私合作將通過企業與政府簽訂的協議或合同文件實現,通過專業的、系統的合約制度安排確認伙伴關系,提高公共項目的資源配置效率或生產力,實現公共項目的“物有所值”[8]。
因此,中國的PPP概念是:公共部門和私人部門為提供公共產品或服務、實現特定公共項目的公共效益而建立的項目全生命期關系性契約的合作伙伴、融資、建設和經營管理模式。
2.3PPP的本質
本質是指事物所固有的根本屬性。PPP項目基本的活動是對公共工程項目以關系型契約方式合作融資、合作建設、共同經營和項目移交的全過程。王守清認為項目融資專指狹義的項目融資,即“通過項目融資”,而非廣義的為項目融資。韓顏超認為PPP 項目的本質是公共部門和私人部門選擇集擴大的過程,也是公共部門和私人部門之間進行優勢能力交換的過程。李曉東認為其本質在于公共部門和私營部門間實現優勢互補的過程,同時也是基礎設施建設中公共部門與私營部門相對參與程度實現帕累托最優的過程[9]。PPP的產生源于“公共項目”(Public Project)供給的基本屬性,根據C V Brown和P W Jackson的觀點,社會物品可分為公共物品(Public Goods)和私人物品(Private Goods)兩類,公共物品來自于公眾需求,因此必須由政府提供。正是由于形成了政府提供的公共項目,公共產品的經濟特性體現在公共項目的自然壟斷性、公益性、公共產權屬性和外部性。
認識PPP本質的目的不在于它如何提供公共項目,而是在這種提供方式下如何實現滿足公眾利益的最佳效果,即PPP實現了政府資源和社會資源式的零和競爭,相比有很大的優勢[11],厘清PPP項目合作中形成的復雜的契約關系和保障PPP項目成功的系列法律法規、管理機制、激勵機制、合同體系等在內的制度框架創新。
因此,我國PPP的本質一方面包含公與私的內涵,另一方面包括合作主體廣泛性的外延。在合作本質上,通過建立新型的伙伴契約關系,在規范的合作規則和運行機制下,為公眾提供公共產品或服務,從而形成一致和明確的PPP定義,為政府促進PPP項目的政策制定、機制設計和管理體系建設提供理論依據。
3PPP項目風險與分配研究
PPP項目投融資決策成功的必要條件之一是設計合理的風險分配和風險分擔。由于PPP項目通常都是投資規模大、技術復雜、建設周期長、涉及面廣、發揮社會效益長和社會公眾影響大的公共工程項目,因此PPP項目融資風險與分配研究十分重要。
3.1風險管理及評價方法研究
公私雙方合作存在明顯的利益沖突,是PPP項目產生風險的基本因素。崔軍歸納了項目融資風險要素的主要風險類別及風險承擔的原則。王要武、孫成雙提出了動態項目風險管理框架。金德民提出的項目風險集成管理模式具有現代風險管理意義。PPP項目風險評價方法研究始于近幾年,李勝等運用模糊綜合評價法對BOT項目風險進行評估。劉曉君等根據TBT原理,提出對基礎設施項目的投標風險、財務風險、建設風險、市場風險和投資環境風險進行有效管理的若干措施;陳玲在專家打分法、統計概率法等風險分析論述的基礎上,提出了基礎設施項目風險的基本管理程序;尹貽林在PPP項目風險分擔研究中提出風險分擔方法主要有矩陣法、類比法、統計分析法和數學模型法。
3.2風險分擔研究
國內學者從不同的角度研究了PPP模式運用過程中的各種風險及合理分配問題。王守清在其研究中提出的風險分配觀點具代表性,論證了我國PPP 項目外匯風險、政治風險等的主要表現,提出了PPP 項目風險分擔的三條原則,對公共部門和私人部門談判PPP項目具有實際指導作用。李啟明提出了風險分配的9 條原則。尹貽林認為PPP項目的風險分擔通常是在若干主體之間通過風險轉移的方式進行,主要是通過復雜的合同安排來實現,同時指出了PPP 項目風險分擔研究存在的三個薄弱環節,即風險分擔的過程評價、風險分擔比例的確定以及風險分擔與其他方面的關聯關系。
以上研究表明:第一,研究都是將公私合作作為統一模式,不區分公私合作中所有權不同的具體形式,特別是不同模式之間風險分配有怎樣的異同[10],仍有待深入探索具體規則。第二,PPP項目是現代關系性契約形式,而非單純的商業合同。第三,風險評價方法研究注重理論上可行,但實踐的簡便性、操作性和實用性不足。第四,對政府宏觀政策性風險研究以及如何推進政府有效的PPP項目公共政策與創新機制研究程度不夠,成為有效推進PPP項目的主要矛盾。
4PPP項目治理理論研究
國外項目治理的概念是秉承Williamson的交易成本經濟學框架而提出的。公共項目治理是通過一套制度體系來建立并維持項目交易中的一種良好秩序的過程。至于項目治理的結果,從宏觀角度來看即在項目交易市場中營造了一種體制環境,從微觀角度來看即在項目交易內部建立和維持了一種良好的秩序[11]。然而,公共項目不同于企業的盈利項目追求利潤最大化。公共項目是政府為了滿足公眾需求而發起的,其追求的是公共利益,其治理目標不能局限于某一方的利益,而應為公共項目眾多利益相關者的利益服務,以達到利益相關者之間關系的協調和利益的趨同,從而最終實現項目價值的目標[12]。對于確定的公共項目,治理分為內部治理與外部治理,內部治理的基本特征是以產權為主線的內在制度安排,其治理載體就是項目組織;而外部治理則是以競爭為主線的外在制度安排,其治理載體是市場體系[13]。
我國公共項目治理的主要代表性研究有:尹貽林教授團隊從政府、項目公司角度探索了項目治理理論與實踐方法,構建了治理模式;丁榮貴教授從管理學的角度更加關注多組織合作項目的治理[14];沙凱遜教授探討的是建設項目或者建筑市場制度層面的問題 [15]。他們的研究有效提出了PPP項目公司共同建設、運營和管理的機理、機制和實踐方式,為防范合作風險、指導有效合作提供了理論依據。在宏觀政策層面尚未開展PPP項目治理機制研究,缺乏PPP制度系統的頂層設計。
國際經驗表明,公共項目治理機制是制度控制運行的一種管理模式,主要有三個方面:①政府政策和管理組織機制創新;②建立社會有效的獨立監督和公眾參與機制;③項目公司內部建立科學的合作治理機制。
5政府管理機制與監管研究
從概念界定到治理研究,政府作為PPP模式中公共利益的集中代表,既是項目發起者和參與者,又是項目的監管者。明確政府在PPP項目全生命周期中伴演的“雙重”角色和具備的“雙重”職能,是探索政府在PPP項目中定位與管理的前提。
5.1政府的管理職能
我國對特許經營項目及壟斷產品定價沿用成本定價輔以價格聽證,PPP項目適當價格管制會使社會經濟效率提高。趙宇等人討論了壟斷行業進入博弈及其管制績效評價,管制對社會福利和消費者剩余的影響。何壽奎、傅鴻源在分析PPP項目政府監管現狀的基礎上,提出健全監管體系、合理確定政府監督邊界、科學選擇監管途徑,以推進公共項目PPP模式的健康發展。
5.2政府的激勵措施
任志濤分析了我國基礎設施領域公私伙伴關系,研究了信息不對稱條件下政府部門和民營部門之間委托—關系的目標函數,并對公私伙伴關系下的激勵問題進行了博弈分析。王守清等認為政府激勵措施包括政府投資贊助、政府對融資的協助、政府擔保、稅收減免優惠和開發新市場,私營部門充分肯定各種激勵措施的有效性,其中稅收減免措施得分最高,政府投資贊助得分最低。
5.3政府的定位
PPP 模式下的參與方主要有政府、私營企業和公眾,其總目標是三方滿意。盡管三方在PPP項目中所關注的目標有著很大的不同,但三方的目標體系并不是完全獨立的,而是交叉在一起,只是三方對同一目標的重視程度不同[16]。因此,政府在PPP項目上必須定位于促進、主導和管理的功能,同時又是參與合作的一方,只有明確政府的目標才能促進PPP項目的實施。
現有研究表明,我國政府參與PPP項目的主體表現在地方政府或政府部門,或政府授權融資平臺,是有條件的公私合作,容易形成政府公司對公共資源的壟斷,缺乏有效的競爭,不利于PPP項目的可持續發展。因此,PPP項目的政府管理有必要從兩個方面進行研究:其一,理論上明晰政府在PPP中的定位、責任和管理主體,科學分離政府的參與者和監管者職能;其二,運行上探索建立中央政府與地方政府層級的PPP政策指南、運行機制和有效的監管機制。
6小結和未來研究方向
6.1小結
我國的PPP研究盡管開始時間相對較晚,但發展十分迅速。在經歷了理論引進、經驗介紹、初步研究過程之后,近年來針對我國PPP模式的研究無論是在量上還是在質上都有較大提升。許多研究已不再簡單停留在理念層面,而是將其應用到公共項目建設實踐的理論分析框架中,出現了一些較有深度的研究成果,PPP的研究也因此更趨深入??傮w而言,我國PPP項目融資研究與實踐持續了10年的歷程,在PPP的概念與本質理論分析研究方面已經有了比較清晰的界定;在風險與分配研究方面已經做了比較系統性的研究;在治理理論研究方面開始了初步的嘗試;在政府管理機制與監管研究方面已經有了比較全面的研究,但我國公共項目PPP模式的研究尚處于起步階段,研究的系統性和深入性仍顯不足。
6.2未來研究方向
“十二五”期間是我國民生保障、城市建設和社會經濟可持續發展的重要時期,因而也是我國PPP項目的重要發展階段。加強我國公共項目公私合作模式的研究,對于促進我國城市建設發展具有重要的理論意義和實踐價值。未來的PPP項目研究主要關注以下幾個方面:第一,在市場經濟條件下,我國PPP項目合同管理理論與實踐合同體系形式的研究。第二,目標利益關系方面,PPP項目中政府、私人部門與公眾利益三者間關系的理論梳理值得進一步探索。第三,合作的機制建設方面,政府各層級公私合作機制如何建立。第四,PPP準入門坎研究,即我國對公共項目公私合作過程中所涉及到的私人部門準入的具體條件的論證。因此,理論突破和制度創新不僅是我國實現PPP項目制度化的有效途徑,更是為社會和廣大公眾有效提供公共產品與服務的現實需要。
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