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房屋设计论文

时间:2023-05-05 17:01:21

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇房屋设计论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

房屋设计论文

第1篇

钢筋混凝土房屋具有非常明显的不可逆性,落成之后后期修正的难度较大,因此必须要将全部的难点疑点集中在设计环节加以妥善解决。钢筋混凝土结构主要是由钢筋与混凝土按照一定的比例配合而成的,两者共同受力,是统一的工程结构,具有不可分割性。钢筋混凝土房屋的主要承重构件就是钢筋与混凝土,前者具有理想的抗拉性能,后者具有高度的抗压性能,不同材质的结合使用,能将抗拉性能与抗压性能融合于一体,增强钢筋混凝土房屋的梁柱、剪力墙、楼板等承载能力,产生良好的力学作用,是一种具有高度现实意义的房屋设计结构。

2钢筋混凝土房屋设计中存在的问题与对策分析

2.1基础结构方面

2.1.1地下室底板由于土地资源的紧张,业主为了最大限度地利用有限的土地资源,在进行钢筋混凝土房屋设计的过程当中,往往会选择加筑地下室,以扩充可使用的空间。对于存在地下室的钢筋混凝土房屋而言,如果在设计的过程当中不注重地下室楼板的承载能力,很有可能会造成建筑物发生沉降或者是倾斜的问题,增加安全隐患。当地下室楼板设计承载力与实际承载力误差大于20%的时候,混凝土底板就会出现裂缝,裂缝持续扩大,危及房屋与业主的安全。为了避免因地下室底板承载力不足而造成沉降,设计人员在进行设计的过程当中,可以着重在持力层与地下板之间规定要布置褥垫进行施工,降低附加应力的影响。

2.1.2防水功能钢筋混凝土房屋的防水功能主要立足于柱下承台的形式基础方面,受柱下承台的形式基础的制约,整个房屋的基槽地模形状往往会产生很大的变化,例如放坡、阴阳角等的位置与数量都会相应地改变与增多,增加防水工序的施工难度。为了进一步确保钢筋混凝土房屋的防水性能,提高业主的居住质量,设计人员需要就柱下承台的形式基础作出充分的调整,将自然因素纳入设计考虑的范畴,如雨季与旱季的防水性能的要求,关键在于绘制包络图,参照包络图的相关数据,对柱下承台的形式基础作出改变,使放坡以及阴阳角的位置与数量都趋于稳定,彰显钢筋混凝土房屋防水功能的规律性,降低施工难度。

2.1.3外墙配筋在以往的钢筋混凝土房屋设计工作当中,设计人员经常采用的都是底部固结和顶部铰接的计算模型以及单向板的计算方式,但是却忽略了钢筋结构的影响因素,如双向板、梁柱钢筋笼等方面,导致了计算结果与实际情况存在很大的误差,无法保证外墙配筋比例的合理性与科学性。鉴于此,由于在钢筋混凝土房屋设计当中,外墙配筋的计算方法多种多样,缺乏统一的标准,笔者建议设计人员先行建立统一的计算方法使用制度,明确使用底部固结和顶部铰接的计算模型以及单向板的计算方式的具体情况,缩小计算结果与实际情况的客观误差。

2.1.4独立基础钢筋混凝土房屋的独立基础主要是天然地基锥体独立基础,存在明显的基础坡面,在以往的设计工作当中,存在着的明显问题就是以1∶3的比例进行坡度规划。而1∶3的比例由于基础坡面的坡度过大,施工人员在进行混凝土捣实的时候,施工难度非常大,施工设备上不去,只能采用人工捣实的方法,施工效率低,捣实的质量不理想。为了克服基础坡面过大的问题,可以尝试如下两种的设计方法:一是按照1∶1的比例进行坡度规划,使坡度尽量保持平缓。二是直接废除椎体独立地基的设计方法,建议采用阶梯型基础的设计方法,以保证钢筋混凝土房屋独立基础的设计质量。

2.2上部结构方面

2.2.1挑梁与墙体钢筋混凝土房屋设计中挑梁与墙体部分的问题集中表现在挑梁变形与墙体外闪方面,因为钢筋混凝土房屋结构的受力情况不均匀,容易出现局部受力过大的问题。为了避免挑梁变形与墙体外闪,设计人员可以在挑梁端头设计的时候添加构造柱结构的设计,所谓的构造柱,即是通过在挑梁附近加筑一条梁柱,将每层的挑梁连接在一起,避免因局部受力过大而导致出现挑梁变形与墙体外闪的问题,其中的物理原理是:将本来集中在挑梁的压力通过构造柱卸载到各层结构当中,将压力分散,继而消除挑梁变形与墙体外闪的问题。

2.2.2梁柱强度以往的钢筋混凝土房屋设计工作普遍存在着“强柱强梁”的问题,“强柱强梁”即是立柱与横梁的强度过大,对整个房屋结构造成硬性破坏。鉴于此,为了减轻房屋结构的硬性破坏,设计人员应该采用“强柱弱梁”的设计方法,即是立柱的强度系数略高于横梁的强度系数,这种设计方法,主要是针对在强烈地震之下,将损失降到最低而产生的,根木目标在于避免梁柱同时倒塌,使整个钢筋混凝土结构的房屋瞬间崩溃,以保证梁先倒塌,柱后倒塌,提高钢筋混凝土房屋的抗震性能,具体内容可参阅《建筑抗震设计规范》(建标[2006377号])。

2.2.3钢筋保护层厚度钢筋混凝土构件的保护层厚度一直存在着取值过小的问题,旧版03G101标准图集规定的混凝土保护层是从纵筋的最外皮到混凝土边缘的距离,而新版11G101标准图集规定的混凝土保护层则是从箍筋的最外皮到混凝土边缘的距离,由于测量的具置发生了较大的变化,因此保护层的具体数值也要作出相应的调整,钢筋的混凝土保护层厚度从垫层顶面算起应大于42mm,对梁类构件为-7—+10mm;对板类构件为-5—+8mm,其中的合理误差在(1.00±0.85)之间。

2.2.4剪力墙目前,钢筋混凝土房屋设计中剪力墙部分普遍存在的问题就是单肢刚度偏大,并且布置非常不均匀,为梁板等构件的设计带来负面的影响,剪力墙单肢刚度偏大所造成的直接结果就是容易发生应力破坏。鉴于此,设计人员在进行第一级别刚度的剪力墙设计的时候,将其单肢刚度控制在4.5以上,同时总肢数应当在5以上,依照整体的框架结构,合理设计剪力墙。

3结束语

第2篇

关键词:房屋建筑;结构设计;问题

中图分类号:TB482.2文献标识码:A文章编号:

引言:

近些年来,建筑行业异军突起,一个城市的建筑行业直接标志着该城市的城市化水平,同时又对该城市人们居住和生活质量产生了直接影响,然而,当前建筑施工企业又不能够保证建筑工程的施工质量,这也就对人们的生命和财产安全产生了很大威胁。笔者认为,房屋结构设计直接决定了建筑物最终的施工质量。但是,在当前房屋结构设计领域中,存在着很多问题。下面论述了房屋结构设计中的常见问题。

1. 房屋结构设计中存在的问题1.1 一体化计算机程序的广泛应用并没有显著提高结构设计质量。(引1)

随着计算机辅助设计(CAD)技术的发展,计算方法日益精确化,制图方法中采用的平面表示法和各种标准图相继得到完善,建筑结构设计中存在的热点问题也随之发生了诸多变化,比如,结构整体内力计算和分析非常容易实现,而且出图速度快,节点及其他。

细部表达图纸量大为减少,长期困扰建筑结构设计的一些问题已经得到较好的解决,同时以前不那么重要的问题则上升为困扰结构设计师的热点和难点问题。一体化的计算机程序屏蔽了计算的过程,许多设计软件并没有明示软件内部的简化方法和软件的缺陷,使得一些计算和设计错误更难发现。

1.2 部分结构设计不合理如《建筑抗震设计规范GB50011-2010》第7.1.8条(强制性条文)规定“底部框架-抗震墙结构,上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐”。有些设计把底层设计成大空间,抗震墙很少,上部砌体抗震墙大部分与底部的框架梁或抗震墙不对齐,造成结构体系不合理,传力不明确;有些设计中抗震分类、场地类别选用错误,导致整个结构设计错误。一些混凝土构件,特别是悬挑构件的最小配筋率达不到要求,有的相差一半,有的甚至一半都达不到;有些设计中荷载取值没有按规范要求来确定,存在漏算错算现象;有些结构设计与提供的计算书不一致,结构强度远远低于计算结果,设计存在严重安全隐患。1.3 设计深度达不到规定要求由于设计人员没有对一般房屋尤其是多层房屋设计引起高度重视,盲目参照或套用其他的设计的结果;或是由于设计过程中对设计规范和设计方法缺乏理解.因此在设计人员制作图纸中存在“偷工减料”,设计粗糙,过于简单。

2. 结构设计中要遵循的基本原则

房屋结构设计的主要目的是使建筑物安全和房屋能够适应使用的要求,所以设计人员房屋在结构设计时要保证并遵循这四个基本原则:

(1)抓大放小;(2)多道防线;(3)刚柔相济;(4)打通关节。

前三道原则很容易理解,对于原则四,所谓关节,是指变化相聚之处,或变化出现的地方。 不同类型的构件相接处,同一构件截面改变之处,是关节。广义上,诸如结构错层之处,体量改变之处,转换层亦是关节。对于复杂的结构体系,关节的复杂性难于预测和控制,即使从理论上保证了每个组成构件的强度和刚度,但因关节的普遍存在,力量的传递往往不能畅通而出现集中甚至中断,破坏由此而发生。历次灾害表明,从节点开始破坏的建筑占了相当大的比例。所以理想的结构体系当然是浑然一体的----也就是没有任何关节的,这样的结构体系使任何外力都能迅速传递和消减。

3. 房屋结构设计地基与基础

3.1 纵观近些年的房屋结构设计质量,不难发现,很多低层房屋,(例如单建的物管用房、设备房等)并没有地质的详勘报告,只是单纯的依靠建设单位进行口头阐述或者是笼统的对附近建筑物基础设计资料进行参照就进行了施工图的设计,房屋结构的地基与基础设计必须要做到安全、合理、适用,要求设计人员必须要依据相关的地质勘察资料,统一的考察多个方面的易损,从而进行房屋结构设计上部结构方宁和基础类型的设计,单纯的凭地耐力这一个数据时不安全和不全面的,要求我们更加不能够盲目的认为将耐力容许值取小一些就万无一失了。

4. 楼板设计常见问题 楼板是建筑工程中的主要承重构件,是它将楼面,屋面的荷载传给其周围的墙或梁上,楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周,很容易出现设计质量问题,有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。 4.1 设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足,简单地将双向板作用单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向仅按构造配筋,造成配筋严重不足,致使板出现裂缝。 板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中,常常在楼板上布置一些非承重隔墙,故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。另外,板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶紧上部分的楼板、屋面板,这样会给上部的板增加了一个中间支承点,使其变为连续板,支承点上部出现了负弯矩,而在板的设计中又没考虑该部分的影响,致使板顶出现裂缝。 双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩,由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放,短跨方向的跨中钢筋应放在下面,长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面,计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小d(d为短向钢筋的直径)。有的设计为图省事或对板受力认识不足,而取两个方向的有效高度一致进行配筋计算,致使长跨有效高度偏大,配筋降低,使结构构件存在质量隐患,甚至出现开缝的现象。

5. 抗震结构设计房屋设计用从抗震要求出发,进行合理的结构设计。

5.1 一定要重视概念设计,这是抗震设计的首道防线。

5.2 对一般多层砌体住宅结构,应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系:纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续;楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处不宜采用无锚固的钢筋砼预制挑檐。

5.3 对钢筋砼多高层结构住宅,力求做到:框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置,以便各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力;框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态,除了控制抗震墙之间楼屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外,还需采取措施,保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接;结构布置应尽量采用规则结构,对复杂结构,可以设置防震缝。

6.构造柱的设计

6.1一般来讲,在砖混结构中,构造柱除可以提高墙体的坑剪能力之外,还可以与圈梁联结在一起形成对砌体的约束,这样的设计不仅可以限制墙体裂缝的开展,同时还可以维持竖向承载力,提高结构的抗震性。应避免在结构设计中,将构造柱作为承重柱使用的作法。这是由于如果构造柱一般生根于地梁中,没有另设基础,如果将构造柱作为承重柱使用,会造成构造柱提前受力,降低了构造柱对墙体的约束作用,柱底基础的局部承压强度必然不能满足整体设计要求,柱底基础一旦发生冲切或局部承压破坏,就会出现裂缝。尤其是在结构遭遇地震作用时,应力会集中早构造柱位置,导致构造柱首先遭到破坏,这样一来,构造柱不但起不到应有的作用,反而会成为房屋结构中的薄弱部位。因此,设计人员必须保证承重大梁下的柱子应按承重柱进行设计,若遇特殊情况,如梁上荷载较小,也可将构造柱布置在承重梁下方,但构造柱对下墙体的承压和抗弯强度作用都不应考虑在柱承范围之内。

7.结束语

综上所述,房屋结构的设计工作需要设计人员和建筑工程中所有的工作人员全力配合,才能从根本上消除设计质量的隐患。建设工程是一种特殊商品,工程投资大、建设周期长,其工程设计质量不仅关系到工程的投资效益、使用要求,而且直接关系到人民群众的生命财产安全。针对当前设计质量状况,设计单位应加强内部的质量管理,设计管理部门要加大对设计质量的监督管理,结合施工图设计审查、专项检查、质量抽查等工作,加强对业主、勘察、设计单位的市场监管力度。特别是设计单位在进行房屋结构设计时必须在满足国家设计规范要求的前提下,加强房屋结构的概念设计和地基设计,才能提高房屋结构设计水平,确保房屋设计质量不断提升,以使房屋的结构设计工作做到更安全、更合理。

参考文献:

[1] 韩建平,邹新磊,罗熠,王洪涛. 汶川地震甘肃严重影响区砖混房屋震害特点及鉴定加固[A]. 第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅰ)[C], 2010 .

第3篇

论文摘要:本文主要对砌块结构几种常见墙体裂缝进行深入研究,通过对裂缝产生原因的分析,并结合本人多年参与现场施工管理所积累的些许经验,提出了一系列有针对性的技术防治措施,并指出了相关施工注意事项,以期通过加强对施工过程的质量控制,从而来达到防范和控制墙体裂缝的目的。

砌块房屋建成之后,由于在使用过程中的种种原因,可能会出现各种各样的墙体裂缝。然而,在一般情况下,墙体裂缝基本上可分为受力裂缝和非受力裂缝两大类。各种荷载直接作用下墙体产生的相应形式的裂缝称为受力裂缝。而砌体收缩、温湿度变化、地基沉降不匀等引起的裂缝是为非受力裂缝,又称变形裂缝。对此,为了能让我们更清楚地了解非受力裂缝,本文将重点讨论由温度和收缩变形所引起的两类墙体裂缝。

1 非受力墙体裂缝的产生原因

温度变形所引起的裂缝。混凝土小型砌块砌体的线胀系数为10×10-6/℃,比砖砌体的大一倍,因此,小型砌块砌体对温度的敏感性比砖砌体高,更容易因温度变形引起裂缝。由于温度变形引起的墙体裂缝的形状和部位砌块房屋和砖砌体房屋是相类似的,只是带有砌块的特点而已。

多层砌块房屋的顶层墙体和砖砌体房屋一样是最容易出现温度裂缝的。尽管混凝土砌体墙体的线胀系数与顶盖混凝土板的线胀系数没有差别,但在夏季阳光照射下两者之间还是存在一定的温差。夏季在阳光照射下,屋面上表面最高温度可达40℃~50℃,而顶层外墙平均最高温度约为30℃~35℃。屋顶和顶层外墙存在10℃~15℃的温差。在寒冷地区,屋盖结构层上面依次设有隔气层、保温层、找平层和防水层。顶盖结构有保温层的保护,它与外墙的温差按理应有所减少。但是,可能保温层不够厚,或防水层渗漏,保温层浸水,降低了保温隔热效果,这时两者温差还是有可能引起墙体的开裂。

在实际工程中我们发现,单是保温层上的水泥砂浆找平层(厚20mm,实际施工时往往超厚)在外界温度变化下的伸缩变形也能将外墙推裂。因为按现有的建筑构造定型节点图,砂浆找平层一直铺到女儿墙根部,不但不断开不留空隙而且在边端还要加厚,堆成三角形(便于做泛水)。找平层虽薄但在平面内还是有相当大的刚度,其上面的卷材防水层是没有隔热效果的,夏季阳光直接照射下找平层伸缩导致墙体开裂就不足为奇了。在顶盖与外墙存在一定温差下,导致两者温度变形不协调,产生墙体裂缝。当外界温度升高时,混凝土顶盖变形大,墙体变形相对较小,使屋盖受压,墙体受拉、受剪。在房屋顶层两端受力最大,往往沿窗口对角线方向呈现八字裂缝,还会在顶盖标高处墙体产生水平裂缝(顶盖板推外墙),有女儿墙时,还会使女儿墙开裂或外倾。

这种温度裂缝是有明显的规律性:两端重中间轻,顶层重入下轻,阳面重阴面轻。由于顶盖的温度伸缩也会引起与外纵墙相连的顶层横墙的开裂,一般位于大棚下靠近外墙处出现斜向裂缝。顶层墙体开裂裂缝形态与圈梁设置方法有明显的关系,但仅靠圈梁的设置并不能阻止墙体裂缝的产生。顶层圈梁上直接铺设屋面板时,当屋面板坐浆与圈梁结合较好时,圈梁下仍可能出现斜裂缝。如果结合较差,有可能产生水平裂缝。

收缩变形所引起的裂缝。黏土砖是烧结而成的,成品干缩性极小,所以砖砌体房屋的收缩问题一般可不予考虑。

小型空心砌块则是混凝土拌合物经浇筑、振捣养生而成的。混凝土在硬化过程中逐渐失水而干缩,其干缩量因材料和成型质量而异,并随时间增长而逐渐减小。以普通混凝土砌块为例,在自然养护条件下,成型28d后,收缩趋于稳定,其干缩率为0.03%~0.035%,含水率在50%~60%左右,砌成砌体后,在正常使用条件下,含水率继续下降,可达10%左右,其干缩率为0.018%~0.07%左右,干缩率的大小与砌块上墙时含水率有关,也与温度有关。

对于干缩已趋稳定的普通混凝土砌块砌体,如再次被浸湿后,会再次发生干缩,通常称为第二干缩。普通混凝土砌块在含水饱和后的第二干缩,其稳定时间比成型硬化过程的第一干缩时间要短,一般为15d左右。第二干缩的收缩率给为第一干缩的80%左右。砌块上墙后的干缩,引起砌体干缩,而在砌体内部产生一定的收缩应力,当砌体的抗拉、抗剪强度不足以抵抗收缩应力时,就会产生裂缝。因砌块干缩而引起墙体裂缝,这在小型砌块房屋是比较普遍的。在内外墙、在房屋各层均可能出现。干缩裂缝形态一般有几种,其一是在墙体中部出现的阶梯形裂缝,其二是环块材周边灰缝的裂缝,其三在外墙多反映在窗下墙,出现竖向均匀裂缝,其四在山墙等大墙面由于收缩还会出现竖向、有的是水平向裂缝。收缩裂缝一般多表现在下部几层,这是由于墙面的收缩变形受基础及横墙的约束所致。有的砌块房屋山墙大墙面中间部位,出现了由底层一直伸到3、4层的竖向裂缝。

由于砌筑砂浆的强度等级不高,灰缝不饱满,干缩引起的裂缝往往呈发丝状而分散在灰缝隙中,清水墙时不易被发现,当有粉刷抹面时便显露出来。干缩引起的裂缝宽度不大,且裂缝宽度较均匀。砌块上墙时含水率较大,经过一段时间后,砌体含水率降低,便可能出现干缩裂缝。即使已砌筑完工的砌体无干缩裂缝,但当砌块因某种原因再次被水浸湿后,出现第二干缩,砌体仍可能产生裂缝。

2 非受力裂缝的防治措施

砌块房屋温度、收缩裂缝的产生涉及砌块生产、房屋设计、施工质量等诸多方面,因此裂缝的防治也应从各个方面、诸多环节采取措施才能见效。从房屋设计方面来说,除了应遵循《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》JGJ/T12004墙体防裂的主要措施条款外,还可根据实际情况采用以下砌块房屋变形裂缝的防治措施:

鉴于混凝土砌块砌体的线胀系数比砖砌体大一倍,因此砌块房屋温度伸缩缝的最大间距应该比砖砌体房屋短,砌体结构设计规范修订组已拟出修改方案,即将规范中伸缩缝的最大间距表数值乘以0.75后采用,例如砖砌体的间距为50m,砌块房屋的伸缩缝间距则为37m左右,有的地区拟改为35m,因为恰好相当于住宅楼两个单元的长度,处理方便一些。

温差产生裂缝主要在房屋顶层,前面温度应力计算表明,采用再高的砂浆强度也难以抵抗温差产生的拉、剪应力。所以考虑降低温差的措施和采取“抗”、“放”结合的策略才是较好的方案。增加房屋盖保温性能,防止屋面渗漏,这是建筑节能的需要,同时也可达到降低屋盖结构层温差的目的。增加顶层圈梁的平面布置密度,加强顶层内外纵墙端开间门窗洞口周边的抗力(门窗洞边设钢筋混凝土芯柱,设钢筋混凝土窗台梁)。一句话:用配筋的方法来抵抗温度应里。在屋盖承重板的适当位置设滑动支座,则是“放”的有效措施。但应考虑抗震构造允许的范围内。例如,做成允许微动而不滑走的构造,滑动支座纵横向错开,或只设两端部开间屋面板的滑动屋,削弱屋面板与圈梁的连结等等。

改变屋顶建筑构造定型图的做法,将砂浆找平层与周边女儿墙断开留出溜槽,用松软防水材料填塞,找平层本身宜分割成4m×6m左右的分格块,这种措施不影响房屋使用功能,而至少能缓解顶层温度变形的危害。

作为顶层砌体墙体,最好考虑设间距为两、三个开间的局部墙面控制缝,此时顶盖的构件和圈梁可连通,虽然不如国外每开间设缝的效果,但必能大大缓解温差作用。

砌块墙体收缩引起的裂缝主要表现在底部1、2层,因为基础的约束比较强。砌块墙体的收缩应力相当于温差30℃左右的温度应力,所以收缩裂缝开展比温差变形还要严重。除了增强底层砂浆强度、用芯柱加强洞口边、窗下墙带配水平钢筋网片、灌实砌块孔洞等之外,也宜考虑设置墙面的控制缝。

结束语

由上述可知,砌体结构楼房,由于在建造过程中以及建成后受外部环境、材料本身特性以以及工艺砌造水平的影响大,因此,才给这些非受力墙体裂缝的存在和发展留下了可乘之机。对此,只有当我们仔细地去分析每一种墙体裂缝的产生原因,并在施工过程中加以克服、引起注意,这样才能从根本上有效地去防范裂缝,从而达到控制和处治的目的。

参考文献

[1]《混合结构房屋屋顶墙体裂缝原因分析》肖四喜《焦作工学院学报》2000年02期.

[2]赵从会,等.常见的墙体裂缝原因及预防[J].山西建筑,2004(3).

第4篇

为保证住宅建筑项目能够顺利连续推进,确保建筑方的利益和建筑物的质量,在建筑工程进行中采用全面的质量管理对建筑过程进行质量控制是目前建筑管理中应用较广泛的管理手段。通过介绍全面质量管理的特点,结合防水工程的实际情况,探究建筑防水施工工艺在住宅建筑工程项目中的应用。

关键字:防水;地下室;屋面

中图分类号:TU57文献标识码: A

一、防水工程施工的特点

根据防水功能要求和防水层所处的工作环境条件,防水工程具有自己的特点。防水功能要求高的部位,要求做到滴水不漏。防水层所处的工作环境条件差,施工层面可能在地下、地上、室内,施工的建筑部位可能是地下的构筑物、屋面、墙面、楼地面。因此,其质量不但受防水材料、施工部位等的影响,还受大气自然环境、自身结构变形和相邻层次质量等条件的影响。

材料品种多,随着科学技术的不断发展,防水材料日益丰富,不同的材料有各地的特点,施工时应根据不同的质量要求选择不同的材料。

施工工期长,由于防水工程施工工艺复杂,工程量大,质量要求高,施工时间一般较长。

薄弱部位多,施工缝,变形缝,后浇带,螺栓,阴阳角等节点都是防水薄弱部位,需要采取不同的防水措施,才能达到防水的目的。

二、地下室工程防水

各种房屋的地下室及不允许进水的地下构筑物,其墙与底面长期埋在潮湿的土中或浸在地下水中。为此,必须做好防潮和防水处理,在高层建筑中,由于深基础的设置或建筑功能的需要,一般设有一层或数层地下室,其对防水功能的要求就较高。

1.地下卷材防水施工

地下室卷材施工一般铺贴在建筑结构的外侧,由于防水层处于迎水面,在水压力的作用下紧贴在结构上,因此防水效果好,不宜脱落,渗漏的可能性较小,这种做法称为“外防水”。外防水施工有“外贴法”和“内贴法”两种方法,外贴法是先在垫层上铺贴底板卷材,然后进行结构混凝土施工,再将里面卷材防水层直接铺设在需防水结构的外墙外表面上;内贴法是浇筑混凝土垫层后,在垫层上将永久性保护墙全部砌好,将卷材铺设在永久性保护墙和垫层上,再进行结构混凝土施工的方法。

(1)卷材铺贴要求。地下防水层及结构施工时,地下水位要设法降至底部最低标高下300mm,并防止地面水流入,否则应设法排除,卷材防水层施工时,气温不宜低于5度,最好在10-25度进行,卷材长、短边接头宽度应不小于100mm,上下两幅卷材压边应错开距离不小于1/3幅宽。

(2)卷材的搭接缝以及附加补强胶条的粘结必须牢固,封闭严密,不允许有皱折、孔洞、翘边、滑移或存在渗漏水隐患的其他外观缺陷。

2.注重防水构造施工的质量控制

(1)底板和墙的交接处严禁留施工缝,如需留设,则一定要留设在墙身距底板500左右处,而且最好呈槎(凸)形;

(2)设金属止水板时,宽度和厚度要符合规范要求并按要求焊接接头,为锚固牢靠,两边应做好短锯齿状;

(3)变形缝处的橡胶止水带,一定要使两边的拉铁丝固定在钢筋上,浇注混凝土时严防从一侧倾倒,振捣时两边均匀插振,以确保止水带的准确位置;

(4)穿墙套管,一定要在中部位置焊上金属止水盘,并预埋准确;支模用的穿墙螺栓也要在中间焊接金属止水盘,拆模后抹灰前要贴墙割断,并用油漆防腐。凡容易形成渗水通道的地方均应焊上金属止水盘。

3.刚性防水附加层

地下室工程以钢筋混凝土结构自防水为主,并不意味着其他附加防水层的做法不重要,因为大面积的防水混凝土难免会有缺陷,另外防水混凝土虽然不透水,但透湿量还是相当大的,故对防水、防湿要求较高的地下室,还必须在混凝土的迎水面做刚性或柔性附加防水层。

(1)刚性防水层与基层之间应设置隔离层,减少因结构变形对刚性防水层产生不利影响,常用隔离层材料为低强度砂浆或干铺卷材等。

(2)刚性防水层与山墙女儿墙以及突出屋面交接处变形复杂,易于开裂而造成渗漏,故应在这些部位留设缝隙,并用柔性密封材料进行处理,以防渗漏。

4.聚氨酯涂膜防水施工工艺

聚氨酯涂膜防水材料是双组分化学反应固化型的高弹性防水材料。

(1)为了防止地下水或地表滞水的渗透,确保基层的含水率能满足施工要求,在基坑的混凝土垫层表面上,应抹20mm左右厚度的无机铝盐防水砂浆,要求抹平压光,不应有空鼓、起砂、掉灰等缺陷。立墙外表面的混凝土如有水泡、气孔、蜂窝、麻面等现象,应采用加入水泥量15%的高分子聚合物乳液调制成的水泥腻子填充刮平。阴、阳角部位应抹成小圆弧。

(2)底板、墙板和顶板防水施工一般先后进行。每个部位施工前,宜先根据防水施工面积、施工工艺和方法、施工人员数量和施工功效等合理划分施工区域,先涂布距上料点远的部位,后涂布近处。

三、建筑防水施工工艺在住宅项目中的应用

随着经济的发展,各类工业生产的规模不断扩大,伴随着产品的诞生,大量酸性尾气不断向空气中排放,造成我国大部分地区出现酸雨现象,因此,对住宅建筑屋面及墙面的防水技术提出了更高的要求。下面从防水材料,房屋设计技术,防水施工技术三个方面对建筑防水施工工艺在住宅项目中的应用进行简单的阐述。

(1)选用性能好的防水材料

随着经济、工业和技术的发展,屋面建筑的防水技术也有了较好的改进,防水材料的性能也越来越符合质量标准的要求,这对于提升屋面防水建筑施工技术有很大的促进作用。性能较好的防水材料,对于积水的腐蚀可以有效的进行抵抗,从而保证建筑物的质量,防止漏水、渗水问题的发生。同时,性能较好的防水材料还可以提高建筑物的抗腐蚀能力,对屋面建筑物进行有效的保护,提高建筑物的质量,延长建筑物的使用寿命。

(2)对屋面排水系统进行合理设计

屋面的排水系统设计直接关系到积水是否可以顺利排出,减少对建筑物的腐蚀,因此,对屋面排水系统进行合理有效的设计,必然可以改进屋面防水建筑施工技术,及时排走污水,保证建筑物不被污水腐蚀。屋面排水系统的合理设计,是提高屋面防水建筑施工技术的有效措施,而防水建筑施工技术的进步,对于稳定人们的生活,促进建设行业的发展有着直接的决定作用。所以,合理设计屋面排水系统,是提高屋面防水建筑施工技术的直接影响因素。只有设计出科学合理的排水系统,才能够有效的排除积水,为保证建筑物的质量提供有效的防护措施,达到延长建筑物使用寿命的目的,同时也能更好的促进建筑物的良性发展

(3)建立健全防水建筑施工技术质量体系

“无规矩不成方圆”,科学合理的质量管理体系是对施工质量的强有力保证,只有建立健全关于屋面防水建筑施工技术的质量监管体系,对屋面防水建筑施工技术进行严格要求,才能够保证防水技术符合质量标准,才能够防止漏水、渗水等关乎建筑物质量的问题发生。对屋面防水工程施工严格的进行质量控制,是保证屋面防水建筑施工技术符合质量要求,提高建筑物质量,保证建筑物使用年限的决定性因素。建立健全的防水建筑施工技术质量监管体系,必将提升防水工程建设的质量,从而有效提高建筑物的质量,为建筑行业的快速发展保驾护航。

四、结束语

加强对建筑地下室和屋面防水施工的管理,可以有效的保障房屋建筑的施工质量,同时也可以减少因屋面渗漏造成的经济损失,同时又可以保证人们的正常生活秩序,从而提高人们生活水平和质量,保证社会的安全稳定发展。只有保证了社会发展的稳定,才能够更好的推动国民经济的发展,达到实现国民经济健康良性发展的目的。

参考文献:

[1]高纯 大坡度薄板屋面施工技术 [期刊论文] 《施工技术》 ISTIC PKU -2005年10期

第5篇

关键字:砖混房屋结构;抗震;设计

Abstract: The multi-storey brick masonry is the most widely used of building a building structure; it has a selection of convenient, simple construction, short construction period and low cost. Shock resistance are the important factors should be considered when the housing and construction design, this paper explores the multi-storey brick and concrete housing structure should be noted that in the seismic design process.Key words: brick masonry structure; earthquake; design

中图分类号:TU973+.31文献标识码: A 文章编号:

砖混房屋结构是目前我国多层建筑中应用最广泛的建筑形式,据统计,我国民用住宅建筑中大量采用这种形式。砖混结构是指采用砖(包括普通砖、多孔砖、混凝土小型空心砌块等)和混合砂浆砌筑而成的建筑结构。多层砖混房屋的建筑材料及连接方式是决定建筑抗震性能的主要因素。汶川地震是我国近年来破坏性最强的地震灾害,汶川地震中倒塌的学校大都是砖混结构,砌体结构材料的整体性差是导致校舍坍塌的主要原因。因此,在房屋的抗震设计过程中,我们主要是考虑建筑的整体性、抗剪能力以及结构的延性。根据现行建筑抗震设计规范、砌体结构设计规范,从建筑结构设计角度出发,多层砖混房屋抗震设计应注意以下几个方面。

一、控制砌体房屋的层数及总高度

实践证明,砌体房屋的层数与它的地震程度成正比关系,即房屋的总高度越高,那么发生地震时,它的破坏性也越大。因此,在建筑的设计过程中,我们要适当控制建筑的高度设计。我国多层砌体房屋的总高度及层数应满足现行建筑抗震设计规范(GB50011—2010),见表7.1.2:

建筑房屋底部的倾覆力随层数及高度的增加而增大,当倾覆力矩增大到一定程度,就会使底部墙体产生过大的压力或剪切力而被破坏。因此,减少房屋层数是改善其抗震性设计的一个有效途径。

二、合理布置建筑平面和立面

建筑平面和立面的设计是房屋设计中的主要内容。抗震设计中,应尽量遵循建筑平面规则、立面简洁的原则,使得结构质量中心和刚度中心一致。如果房屋的平面和立面设计不规则,那么建筑的结构质量中心和刚度中心不重合。一旦发生地震,由于地震产生的扭转效应,这样会加大地震的破坏力度。结构设计时,对于体型不规则的房屋,我们要注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。房屋平面布置时轮廓凹凸尺寸及楼板局部开洞口均不应过大,具体规范有要求,另外设计的时候,应该尽可能的降低房屋的重心,不采用错落的立面。虽然按照人们的习惯,建设设计的造型应该力求新颖,但是考虑到抗震设计要求,通常建筑设计不应采用严重不规则的设计方案。对于体型复杂,平面又特别不规则的建筑,我们通常将建筑布局分割成几个相对规则的小单元,然后在适当的部位设置防震缝。在实际的建筑设计中,在满足使用功能要求的前提下,设计师应尽可能的兼顾建筑造型,使建筑的平面和立面尽可能设计得比较规则、简洁,从而提高房屋建筑的抗震性。

三、合理布置纵墙和横墙

纵、横墙体是多层砖混房屋的主要承重构件,合理布置纵、墙体能有效提高房屋抗震性能。多层砖混房屋的纵、横墙体布置应力求均匀,使得纵横墙共同承担房屋荷载 。我们看到在农村地区的许多多层砖混房屋采用纵墙或横墙承重,非承重方向的约束墙体少,这样的房屋空间刚度和整体性较差,抗震能力大大降低低。墙体布置时,我们应在两个方向适当布置纵横墙混合承重,这样一来限制了纵、横墙的侧向变形,增强房屋整体性和空间刚度,对抗弯、抗剪都非常有利。我们通常采用纵墙贯通的平面布置方式,某些特殊情况下,纵墙不能贯通布置时,我们可以采用在纵、横墙交接的地方适当增设构造配筋,必要的时候还可以每隔一定高度放置水平拉结构筋。另外应注意房屋纵横墙上不宜开设大洞口。

四、增强砌体房屋的刚度及整体性

前面已经提到增强房屋整体性和空间刚度能够改善房屋抗震性能,多层砖混房屋结构的抗震性设计主要是加强空间刚度结构体系的整体刚度和整体稳定性。楼板要有较大的水平刚度,采用现浇钢筋混凝土楼板能够大大增加房屋水平刚度。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖是目前应用最广泛的抗震构件,具有整体性好、水平刚度大的优点,而且可以消除滑移、散落等问题。采用现浇钢筋混凝土楼板及屋盖设计后,不仅房屋的整体性和刚度得到很大加强,而且对平面上墙体对齐的要求也可以适当放宽。因为砌体结构是以剪切变形为主的,这种情况下,层间变形是我们可以控制的。较强的楼板及屋盖还是良好的荷载传递的良好构件,当上下墙体不对齐时,现浇楼板及屋盖能起到一定的传递水平力的作用。总之,现浇楼板及屋盖是一种较理想的抗震构件,而且在适当的部位增设构造柱,配置些构造钢筋,能够提高房屋结构整体的稳定性,从而提高房屋抗震能力。

五、适当位置布置房屋圈梁和构造柱

圈梁的布置是多层混转房屋抗震设计中一种有效的抗震措施。在多层砖混房屋中设置水平圈梁,可增加内外墙的连接,从而提高房屋的整体性。设置圈梁以后,可以使楼盖与纵、横墙构成整体的箱形结构,这样可以增加预制板的稳定性,防止预制板的散落,使砖墙出平面倒塌的可能性大大降低,以充分发挥各片墙体的抗震能力。设计的时候,圈梁一般作为边缘构件,它对装配式楼、屋盖在水平面内有约束作用,可以提高楼盖、屋面的水平刚度。圈梁和构造柱一起可以限制墙体裂缝的开展,提高墙体的抗剪能力。另外圈梁的设计还可以减轻地震时地基不均匀沉陷造成的地表裂缝的影响。

五、增加墙体面积与提高砂浆强度

震害调查表明,墙体面积越大,砂浆强度等级越高,多层砖混房屋的抗震能力就越强,因此,提高墙体面积和砂浆强度能够减轻地震的破坏程度。实验证明,若是6层砖混房屋,上面几层的地震作用较小,底下一层、二层的地震影响比较大,抗震计算不满足要求,如果改变墙体的承载面积,如将部分的240mm宽的承重墙改为360mm,提高砂浆的强度等级,如将砂浆等级从M5体高到M10,则能够使抗震满足要求。同样的,高层建筑也可以通过增加底部墙体面积和提高砂浆强度提高房屋的抗震性能。

七、墙段内设置水平钢筋

在抗震演算过程中,多层砖混房屋的底层往往不容易满足抗震要求,因此,我们要采取适当的措施增强底部的抗震能力。

我们常采用的方法是在抗震力不够的承重墙内配置水平钢筋,使得地震力由砌体和水平筋共同承担。而且在墙内设置水平筋可以减少墙体的脆性,增加延性,从而提高抗震能力。实验表明,水平钢筋宜采用HPB235、HRB335钢筋,配筋率不应小于0.07%,也不宜大于0.17%,间距不应大于400mm;钢筋锚固长度不宜小于180mm。

八.其他措施

以上内容是多层砖混房屋建筑抗震设计总体时应该注意的总体方向,下面再介绍一些设计过程中要注意的细节问题。例如,控制房屋的高宽比;多层砖混房屋的楼梯间应设置在每个单元中部,不能靠近山墙处,对于突出屋顶的楼梯间设计,构造柱应延伸到顶部与顶部圈梁连接。如果需要设置电梯,电梯对楼板有较大的削弱作用,布置时应尽量避开端角和凹角。如果是纯框架结构,那么电梯井不应采用钢筋混凝土井筒。房屋的局部尺寸应满足抗震规范的限值要求。对于高层建筑,设计的时候不能错层,即不能将层高不同的两部分结合在一座建筑中,这样抗震效果很差。我们应采用防震缝分开为两座单独的建筑,主楼和裙楼的关系要鲜明的表达出来,而且要联合得牢固。

总之,地震是破坏程度极大的自然灾害,给国家和人民带来巨大的损失,我们要吸取汶川地震的教训,防患于未然,建筑设计必须考虑房屋的抗震性。本文从八个方面,对多层砖混房屋结构抗震设计过程中应该注意的问题进行了总结,仅供同行参考。

参考文献:

[1]G B 50011-2010,建筑抗震设计规范

[2]刘纪陆;;基础隔震结构的精确求解方法[J];四川建筑科学研究;2006年06期

[3]李扬;李自力;;铅芯橡胶支座参数对隔震储罐地震响应的影响[J];四川建筑科学研究;2009年04期

[4]李慧;魏彪;杜永峰;李永祥;;框支剪力墙的阻尼器耗能减震方法研究[J];四川建筑科学研究;2010年01期

第6篇

关键词:东北传统民居;取暖措施演变;新挑战;生态循环

中图分类号:B845文献标识码: A

通过在东北满族民居所处自然环境因素影响下,对民居建筑取暖措施演变过程研究。在建筑空间结构方面进行分析,包括满族民居建筑的平面布局形式,以及建筑墙体及其他构件的分析,对东北满族民居取暖措施演变过程进行较详细的分析。以及在满族民居的基础上衍生出更为系统的皇家取暖措施。在满族民居现有的基础上,现代居住者对民居空间品质提出新的要求。在对承载历史文化的东北满族传统民居的基础上营造一个具有良性生态循环系统和民族特色的现代居住环境。

一、地域自然气候特点、成因要素

东北地区是我国地理位置中维度最高的一个区域,此区域主要受温带的大陆性季风气候干扰,主要的气候特点可概括为:寒冷的冬季持续时间长,温暖、潮湿的夏季持续时间短。因为极地的西伯利亚寒流的作用,东北地区的冬季吹西北风且,使得气候寒冷而干燥,也因此东北地区与位于相同的纬度的其他地区比较,屈居最寒冷之首。而因为低纬度的海洋湿热气流的作用,东北地区的夏季温度则比位于相同纬度的其他地区高。由此可见,较之同纬度的其他地区,我国的东北地区的每年温差是最大的,早春多为寒潮,夏季短促炎热,冬季寒冷、干燥且持续时间长。受这些自然环境的要素的影响,关于东北民居的建筑结构,其平面布局同其他地区的平面布局产生了明显的差异。在与同纬度的其他地区作相比时不难发现,我国东北地区的冬季阳光辐射较大,日照的时间通常比较长,故太阳能资源非常丰富,所以东北民居在抵御严寒冬季汲取太阳能方面做出了许多相应的措施。

二、简要论述东北地区满族房屋的采暖措施

东北满族民居采暖措施的形成与发展深受其所处当地寒冷的气候因素的影响。东北满族一年有一半的时间是冰雪覆盖,防寒是民居应该具备的最基本的功能之一,受当时取暖技术限制,先民只能被动的适应自然。为抵御寒冷的气候,民居主要以地穴式和半地穴式为主,地下部分的深浅直接影响了民居冬季御寒保暖性,富户人家的居室不仅大而且深,不仅抵御了寒冷的气候,同时也防止了野兽的侵袭。满族居民在建造房屋时借鉴汉族的取暖方式,结合当地特点建造出了具有东北地域特色的取暖措施,包括墙体的应用,门窗的处理以及火炕技术的改善等。通过这些方法改善漫长而寒冷不适宜居住的冬季环境。

三、简要论述东北地区满族房屋的采暖设备与方法

(一)与东北地区气候条件相适应的满族房屋的分布及格局

东北满族民居采用疏松的行列式布局形式,这种布局的特点在于很大部分的建筑中均可位于良好的朝向,使得大部分的建筑物可获取充足的日照时间、采光且有利于通风。建筑大多坐北朝南,主要的出入口设在南面,目的是为获取更多的阳光,以此适应漫长的冬季对采光的需求。冬季,在来自北方冷空气的作用下,位于北向位置的墙体对寒冷季风起到阻隔的作用,建筑北面外墙开口大小直接影响了室内的散热量,北面墙体开口越大,室内空气的对流速度越强,较大的空气流通加大了室内散热量,因此东北满族民居建筑北向开口很少。

(二)火炕在东北地区满族传统民居的演变历程中发挥的影响

在满族房屋的设计建造中,取暖是房屋建设的重中之重,同时建筑内部空间格局从平面布局到墙体的厚度及墙面的开口采光等一系列的建筑语言都与适应寒冷气候、采光取暖息息相关。满族人在建造房屋过程中借鉴汉族的取暖方式,结合当地特点建造出了具有东北地域特色的主要取暖方式:火炕。在满足人民的居住历史中,火炕起到了不可忽视的影响作用,火炕的发明使满族先民离开了穴居方式。这样的影响效力持续到了十九世纪初。在东北房屋里,火炕是主要的采暖工具,仅仅富户有使用火炉。火炕的进一步优化为暖阁,在皇家里为以采用。

(三)火炕在东北地区满族民居室内布局中所在的意义

1、火炕是东北满族居民室内取暖的最主要设备,在满族居住空间中火炕在室内的平面布局中占据了很大部分的面积,火炕在满族人家来说不仅仅是寝居,也是人们白天室内活动的主要空间,为人们提供了舒适的活动空间。对于不经常使用,对室内热环境要求不高的室内空间,墙体也不是很厚,采暖也主要靠火盆。火炕的出现是满族民居从冬穴夏巢的居住模式发展到定居地面的关键因素。

2、生产力的快速发展,由于当时传统满族民居中不具备集中供暖,所以每家各自使用火炕进行采暖,火炕是提升室内温度的主要设备。其中富裕的民户也同时使用火盆或者火炉取暖。回旋式烟道是火炕的普遍设计样式,即火炕的炕洞一端与灶台连接,而另外的一端则与直通墙外烟囱,使用灶台来做饭的同时,烟道里的余热得到了最充分利用,辅助对炕的表面进行加热。

3、用火炕来进行采暖的方式对室内的布局产生了相应的影响,其中,卧室、起居室厨房等均以火炕而彼此联系。对生活需要的不断发展,采暖的方式发生了变化,进而厨房随之与起居室分离开来,与卫生间重新组合,灶台间开门兼做门斗,以阻隔室外寒冷空气进入卧室,人们经过灶台间进入卧室,是进出东西屋的通道,灶台间设有做饭、烧炕取暖的四个灶,有的人家在外屋设一道与北墙平行的墙体,将房间分为南北两部分,其中,南间是主要的生活间,而北间也叫做“倒闸”。更有利于在冬季保持室内温度。

(四)特殊门窗的处理手法在满族民居中的应用

东北满族房屋的大多数门窗多位于南面,这样的设计保障了充足的采光有利于更好的通风。因此,位于南面的窗户较大,而位于北面的窗户则相对狭小。另外,窗户外面用以窗户纸,采光不会受到干扰而阻止了大风雪进入室内,窗户纸的物理效应还可以使屋内墙体不会受冷热的气流换替而脱落。房门主要采用两个门,即内门和外门,更能够阻挡室外的冷风。

(五)墙体保温在东北满族民居取暖中的应用

1、厚重的墙体

墙体在满族居室中不仅是分割空间的作用,同时也是保温隔热的重要环节。东北居民对墙体的保温性方面具有独特的做法。为抵御由西北方向入侵的冬季西伯利亚寒流影响,民居建筑朝北墙体最厚,其次是南墙,再次是山墙,室内隔墙由于不承重普遍较薄,经济条件差的用泥草墙,经济状况好的用木板墙。

2、复合材料墙体

东北地区的满族民居中罕有单一使用一种材料的情况,即使以一种材料为主,也会同时涂抹、添加泥土等一系列的保护措施,大多是几种材料组合而成。传统民居墙体,技术水平、经济条件等的限制,节约砖的用量首当其冲,采用只在墙体的内、外两侧进行砌砖,墙的中间部分则用碎砖并灌以白灰浆达到粘合的效果,与单一砖墙保温性能相比抵御冬季的寒冷气流更为有效。

3、关于火墙的应用

墙体是中空的被称之为火墙,这种采暖设施最早由满族人发明,与灶台相连,取暖与做饭两用。一般设置在炕边上,中空的部分作为烟道,弥补了单纯靠火炕提高室温、供热取暖的不足,火墙在室内取暖的应用增加了室内散热接触面,使室内温度分布更加均匀,提高了室内活动空间的舒适度。火墙外观上与室内的隔墙基本相同,室内的空间大小决定了其高度、长度。火墙的内部涂有沙子和泥,抹光时用抹布着沾水,用以强化烟道内的烟气流动,从而加快升温,外表面涂刷白灰和石膏,减轻雨水的冲刷。

4、对民居外墙的防冻处理

传统的东北民居构筑墙体时均采用夯土墙的类型,这是因为在东北,白昼和夜晚的温度差异较大,水分自然会在墙体中存留。如此差异明显的温差会将墙体的水分冻结,从而体积膨胀,在反反复复的冻结和融化融的过程中,墙体的开裂指数明显增大,外墙体的有效期随之虽短。对此,加入富有弹性的稻草可以扩充砌块之间的空隙,从而减小了水分对墙体的破坏。在提高保暖性能、减少柱子损害方面,在东北地区的满族房屋设计中,通常将柱子的外墙陷在墙体的内部,这样冷桥便不会产生,柱子的使用得到了最大的保护。

(六)如何在东北地区的满族民居中应用屋面

从建筑单体看,同一建筑平屋顶的外表面积最小,散热量最小。在综合考虑东北满族民居气候影响背景前提下,采取坡度较缓的硬山顶构造形式,有利于冬季屋面积雪的适量保存,使雪本身作为一种有效的自然保温层,对冬季建筑单体起到一定的保温作用。在通过对日照、风、雨、雪的综合关系及建筑单体的保温性以及防水的性能等方面综合考虑地基础上,建筑屋面的主要材料以瓦顶和草顶为主。

瓦屋面横向与纵向紧密整齐排列、青砖采用仰面铺砌的处理手法是为解决雨水天气或冬季积雪消融时雨水能顺利排泄,考虑到瓦面的单薄感屋面坡两端做两垅或三垅合瓦压边加强瓦面的厚重感。在满族民居房檐位置以双重滴水瓦的处理方式,既对瓦屋起到了装饰作用,又提高了屋面的排水速度。同时还能避免由季节交替产生的冻融造成瓦屋脱落存在安全隐患现象。

虽然满族房屋的单体草屋顶屋檐苫草要薄,但屋脊苫的草需要加厚,这是考虑到了冷风和雨水的因素。

东北满族民居的墙体很厚,但是屋顶单薄,屋顶隔热和保温性能非常差,而屋顶的展开面积大不利于整体保温。针对这种情况室内屋架上做有天棚,是屋架和天棚之间形成独立的间层以阻隔冷空气。有的天棚上放置锯末或草木灰,再往天棚下裱糊较厚层的纸张,进一步加强保温效果。

(七)如何在东北地区的满族民居内应用地烟囱

在多种多样的满足房屋样式中,烟囱都是需要树立在地面的。如果烟囱选择在屋顶,雨水往往会在底部泄出或者渗漏,而立在地面,则避免了这个缺点。而其,烟囱不要贴近房屋本身,选择用一道矮墙在中间隔离,且这个矮墙内设有烟道。满足房屋采暖需要大火,烟量较大,矮墙延长了烟道的距离,更有利于有效的采暖和良好的通烟。另外冬季多雨雪,满足人民便将火炕设计有三处通口。第一个通口设在灶膛,此处进入燃火原料,第二个通口设于灶膛连接火炕的烟道,第三个则是设立烟囱与火炕的烟道。当灶膛中的火点燃,热烟顺着第二个通口成功直通火炕的内部,随之升高了火炕的温度,屋内得到供暖,第三个通口不会将过量的热烟存在室内,热烟顺畅的经此到达烟囱处。另外,烟囱的设计也十分科学,将一个深坑设计在烟囱的最下方,这样既有利于热烟的排放,还可防止室外的风雪灌进室内。

(八)浅谈火炕的使用在满族房屋内使用的生态价值

火炕的发明和应用可以作为东北满族民居地域技术的代表,同时也是满族居住文化的标致。火炕的使用基本不需要成本,主要材料都是随处可见的自然资源,加热与做饭同步,每天做饭的同时,大部分的热能进入到火炕,能源能充分的利用,节省燃料、取暖的性能好且保持持久。解决了东北地区燃料紧缺的问题,火炕清理出来的炕土,是上等的庄稼肥料,非常环保生态。因此它成为了东北满族民居生活中不可取代一直被应用的取暖设施。

结论

东北满族民居保暖措施由最开始的穴居,到借鉴汉族火炕,慢慢由穴居移到地面,实现地面居住。火炕的使用成为了满族居民由地下到地面的转折点。满足居民以火炕为原型,延伸发展出其他的室内保暖、取暖的方法以及措施,不断提高满族居民冬季防寒保暖的居住条件。随着现代社会的发展,满族居民对居住环境提出了更高的诉求,这在一定程度上对东北传统民居取暖措施提出了新挑战,希望通过新的技术手段解决这个问题。为满族居民冬季取暖提供更好的居住环境。

参考文献:

[1].韩聪.《气候影响下的东北满族民居》.哈尔滨工业大学建筑学硕士学位论文.2007

[2]..周立军.于立波.《东北传统民居应对严寒气候措施的讨论》.

[3]. 刘嘉麒. 《东北地区自然环境历史演变与人类活动的影响研究》

[4]. 刘治保 .《论东北传统民居对现代居住设计理念的启示》

[5]. 王岸英 .《满族火炕考辨》.《黑龙江民族丛刊》。2002(04)

[6]. 汝军红 .《辽东满族民居建筑地域性营造技术调查_兼谈寒冷地区村镇建筑生态》

[7]. 王玉..辽宁满族民居建筑特色研究.苏州大学.2007.P30-P32.

第7篇

关键词:建筑设计;形式随从功能;重要性;设计原则;统一

中图分类号:TU2文献标识码: A

在建筑设计中,形式服从功能,功能创造形式,这是我们向往的理想建筑。因此,在保证建筑具有实用功能的同时,我们应尽可能地使建筑符合人们不断发展的审美需要。并结合本地的环境、气候等条件,创造出更多体现时代特点和民族风格的建筑。

1 建筑功能与形式的概述

体现建筑核心价值就是满足建筑功能,主要包括建筑物提供人们使用需求和精神需求。建筑设计最直接的目的就是建筑功能,由于使用人群不同,不同的建筑有不同的功能,在进行建筑设计时,要考虑到功能和目标的需求,保证建筑功能得到有效的利用,两者结合才能实现完美的空间设计。建筑形式离不开设计思想,只有运用精确的处理技术,才能实现功能和形式完美结合。建筑思想的形成比较早,组成形式比较复杂,包括功能主义和形式主义,以建筑功能为核心就是功能思想,要认识事物的本质和用途,然后实现建筑物功能。形式主义的思想是建筑的核心,可以反应建筑的本质。

建筑运动的兴起来源于建筑功能,早期是通过形式改变建筑功能的。事实上建筑功能和形式之间存在复杂关系,不能将建筑设计简单化,在进行建筑设计中需要运用辩证思维。在建筑设计过程中设计师要充分考虑到影响建筑功能的要素,同时把建筑形式也考虑到其中,在建筑设计时要充分了解建筑物的功能关系,做到两者互相依存。所以在设计时注重建筑形式的同时也要考虑到建筑功能,把两者结合起来,做到协调发展。从古至今,建筑功能和形式相结合的案例数不胜数,在我国古代房屋设计中,房屋的顶部的设计采用曲线设计,上部高耸挺立,檐部则是平缓舒展,没有使用斜面人字形屋顶。这种设计的排水效果非常好,在形式利用屋顶曲线设计,达到了很好的视觉效果。

2 建筑设计中的重要性体现形“形式随从功能”

建筑师在设计中关心建筑功能,在外在形式基础上,对技术、功能等方面要有理性的认识,不能仅停留在形式方面,建筑是为了满足人们的居住要求。建筑本身不是一种艺术品,而且还要有实际功能。在现实生活中的建筑都有一定的功能价值,人们很难发现建筑的实用价值。建筑功能在人们的生活中有重要的使用价值,也是建筑中最根本的功能。任何建筑如果失去了使用价值就没有存在的意义,建筑功能给人们提供了各种服务,给人们的生活带来了便利。但是随着人们需求的增加,要求建筑具有更强大的功能,建筑形式就开始逐渐落后于功能,建筑形式和功能之间开始有了隔阂。因此要求建筑形式具有一定的调节功能和应变能力,使本来陷入僵局的关系得到缓和,甚至再次出现默契。如果二者的关系已经陷入“僵局”,就要考虑寻求新的建筑形式来与之相适应,并不是一味的迁就。相应地,旧的形式就要给功能新的选择机会,让它自己主宰自己的命运,而不是一味的按自己的意愿行事。

3 建筑设计中的功能美和形式美体现“形式随从功能”

对于建筑设计应该注重功能美还是形式美,这两者的争论由来已久。在20 世纪,建筑功能对形式起决定作用是现代主义建筑的一个较为突出的特点。早期现代建筑运动的先驱沙利文就提出了“形式追随功能”的口号,然而密斯将其颠倒过来,变成了“功能追随形式”。当代先锋建筑师有的提出“形式追随文化”,有的提出“功能追随反形式”等莫名其妙的口号。建筑设计的功能美更多体现在建筑本身的使用价值上,包含了建筑能够带给人们使用要求和人们在使用的过程中产生的艺术审美的精神反应。建筑设计的功能美是建筑设计的最直接的目的。 后来,现代主义建筑的代表人物如勒・柯布西耶等都强调满足功能要求是建筑设计的首要任务。

建筑设计的形式美主要是指建筑体的外部形态和内部的空间所带给人们的审美感受,形态与空间、材料与构造以及场地与环境是它的主要内容。不同的建筑在三要素的构成上有着不同之处,通常意义上来讲,好的建筑应该是形式美和功能美的统一。除了要在功能上满足完善、完美的要求,还要满足人们的物质精神需要。人们之所以去设计和建造一个建筑,最重要的原因在于其能够直接或者间接的满足人们的精神需要或者物质需要。其中,物质需要往往占据了很重要一部分。对于那些脱离了人们正常的实际使用的建筑,其自身存在的价值也会随之降低。

建筑设计的功能美和形似美并不是相互对立的两面,它们之间的关系更像是骨与肉,是相互依赖的不可分割的两部分。形式是对功能的体现,功能是建筑设计的核心部分,而形式又对功能有着一定的反作用。通常看来,在美学成分的角度上,建筑的形式美似乎在建筑的美学成分中占据着主导的地位,但其实我们对一个物体的美的感觉往往是在于这个物体本身的概念,所以在建筑的设计中,我们对美的感受不应该脱离开建筑物本身的属性和功能而孤立存在。

4 建筑设计的设计原则体现“形式随从功能”

4.1建筑设计的最初定位要从实际功能出发。建筑功能本质上来说其能够有效地体现建筑物使用价值,主要内容是有建筑物给人们提供的各类使用要求以及大众在使用建筑物时的精神需求。对于建筑设计而言,其最为直接的目的就是建筑的功能,介于目标人群以及使用性质有所不同,不同建筑都有各自不同的功能要求和目标。在进行建筑设计时必须要考虑到不同的功能目标和要求,必须要保证这些功能的实现。建筑设计领域中不同时期的创作,建筑的设计理念是不同的。设计理念中一定要要实现功能和建筑的关系,功能决定形式的建筑设计,建筑和人们的生活、工作联系紧密,它取决于设计中的每个步骤,最关键的步骤就足设计定位,要将建筑功能放在首位,以种新的建筑形式来满足人们的需要。

4.2以人为本,坚持功能美为核心。建筑的设计应该坚持以人为本的原则,并且把功能美放在重要的位置。因为建筑的使用主体还是不同的人群。建筑的设计过程往往是一个矛盾的、错综复杂的过程。设计者必须清楚的认识到要确保人们的使用方便和在使用过程中的审美需要,才能创造出满足人们使用和审美需要的功能美与形式美统一的建筑。

5 功能美与形式美的统一体现“形式随从功能”

在注重建筑的功能美方面,我们要在建筑的设计初期注重建筑的实用功能。建筑有着其功能的性质,而不仅仅是一个人的设计作品,这就要求我们对待建筑的设计要有特殊的态度。建筑提供给我们的是一个供人类生活、休息和工作的地方,因此在决定建筑的外在表现形式时要使其满足需要和愿望,建筑真正的美恰恰体现于功能相适应的形式里。建筑的形式美在建筑的美学成分中并不是一个主导的地位,而是建筑的功能美

6 结束语

综上所述,对建筑进行设计时能够实现建筑形式美与功能美的和谐统一是建筑师不懈的追求。设计时,保证建筑形式美符合功能是一方面。相对于居住人群来说,充分满足人们对物质及精神方面的追求也是很重要的。

参考文献:

第8篇

这篇建筑工程毕业设计的开题报告分析的关键词是开题报告,建筑工程毕业设计,

1.课题名称:

钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发

2.项目研究背景:

所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计,建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中,由若干构件,即组成结构的单元如梁、板、柱等,连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。

编写算例使用建设部最新出台的《混凝土结构设计规范》gb50010-xx,该规范与原混凝土结构设计规范gbj10-89相比,新增内容约占15%,有重大修订的内容约占35%,保持和基本保持原规范内容的部分约占50%,规范全面总结了原规范实施以来的实践经验,借鉴了国外先进标准技术。

3. 项目研究意义:

建筑中,结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分,它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关,对发展新技术。新材料,提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。

由于结构计算牵扯的数学公式较多,并且所涉及的规范和标准很零碎。并且计算量非常之大,近年来,随着经济进一步发展,城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化,更加剧了房屋设计的复杂性,许多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上,都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样,结构软件开发就显得尤为重要。

一栋建筑的结构设计是否合理,主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决,结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了,因此原来在学校使用的手算方法,将被运用到具体的程序代码中去,精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法,还要想到如何把这些做法用代码来实现,

4.文献研究概况

在不同类型的结构设计中有些内容是一样的,做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错,计算机也是如此的。

建筑结构设计统一标准(gbj68-84) 该标准是为了合理地统一各类材料的建筑结构设计的基本原则,是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范以及地基基础和建筑抗震等设计规范应遵守的准则,这些规范均应按本标准的要求制定相应的具体规定。制定其它土木工程结构设计规范时,可参照此标准规定的原则。本标准适用于建筑物(包括一般构筑物)的整个结构,以及组成结构的构件和基础;适用于结构的使用阶段,以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段。本标准引进了现代结构可靠性设计理论,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定,即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量,使设计的概念和方法都建立在统计数学的基础上,并以主要根据统计分析确定的失效概率来度量结构的可靠性,属于“概率设计法”,这是设计思想上的重要演进。这也是当代国际上工程结构设计方法发展的总趋势,而我国在设计规范(或标准)中采用概率极限状态设计法是迄今为止采用最广泛的国家。

结构的作用效应 常见的作用效应有:

1.内力。

轴向力,即作用引起的结构或构件某一正截面上的法向拉力或压力;

剪力,即作用引起的结构或构件某一截面上的切向力;

弯矩,即作用引起的结构或构件某一截面上的内力矩;

扭矩,即作用引起的结构或构件某一截面上的剪力构成的力偶矩。

2.应力。如正应力、剪应力、主应力等。

5.变形。作用引起的结构或构件中各点间的相对位移。变形分为弹性变形和塑性变形。

6.应变:如线应变、剪应变和主应变等。

极限状态 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态可分为两类:

1.承载能力极限状态。结构或结构构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形的极限状态:

(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);

(2)结构构件或连接因材料强度被超过而破坏(包括疲劳破坏),或因过度的塑性变形而不适于继续承载; (3)结构转变为机动体系;

(4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)。

2.正常使用极限状态。结构或结构构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态。出现下列状态之一时,即认为超过了正常使用极限状态:

(1)影响正常使用或外观的变形;

(2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);

(3)影响正常使用的振动;(4)影响正常使用的其它特定状态。

结构设计的基本任务,是在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡,力求以最低的代价,使所建造的结构在规定的条件下和规定的使用期限内,能满足预定的安全性、适用性和耐久性等功能要求。为达到这个目的,人们采用过多种设计方法。以现代观点看,可划分为定值设计法和概率设计法两大类。

1.定值设计法。将影响结构可靠度的主要因素(如荷载、材料强度、几何参数、计算公式精度等)看作非随机变量,而且采用以经验为主确定的安全系数来度量结构可靠性的设计方法,即确定性方法。此方法要求任何情况下结构的荷载效应s(内力、变形、裂缝宽度等)不应大于结构抗力r(强度、刚度、抗裂度等),即s≤r。在20世纪70年代中期前,我国和国外主要都采用这种方法。

2.概率设计法:将影响结构可靠度的主要因素看作随机变量,而且采用以统计为主确定的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性的设计方法,即非确定性方法。此方法要求按概率观念来设计结构,也就是出现结构荷载效应3大于结构抗力r(s>r)的概率应小于某个可以接受的规定值。这种方法是20世纪40年代提出来的,至70年代后期在国际上已进入实用阶段。我国自80年代中期,结构设计方法开始由定值法向概率法过渡。

面向对象编程

使创建windows程序较为容易的关键技术是面向对象编程,或oop。这种技术可以创建可重用组建,它是程序的组成模块。

几个定义

控件 提供程序可见界面的可重用对象。控件的示例有文本框、标签和命令按钮。

事件 由用户或操作系统引发的动作。事件的示例有击键、单击鼠标、一段时间的限制,或从端口接收数据。

方法 嵌入在对象定义中的程序代码,它定义对象怎样处理信息并响应某事件。例如,数据库对象有打开纪录集并从一个记录移动到另一个记录的方法。

对象 程序的基本元素,它含有定义其特征的属性,定义其任务和识别它可以响应的事件的方法。控件和窗体是visual basic中所有对象的示例。

过程 为完成任务而编写的代码段。过程通常用于响应特定的事件。

属性 对象的特征,如尺寸、位置、颜色或文本。属性决定对象的外观,有时也决定对象的行为。属性也用于为对象提供数据和从对象取回信息。

5.设计主要内容

本软件适用于现浇钢筋混凝土多层、多跨的框架的设计。毕业设计要完成的工作包括:

1.平面钢架分析程序的改造

对结构力学教研室版平面钢架分析程序进行修改和补充。要求:

(1) 编写自动生成节点坐标和单元节点编号的程序,或以图形方式输入计算简图。

(2) 修改程序,使之适合多工况内力计算; (3) 根据输入、输出数据的特点,设计适当的人机界面。输出应可选的显示各构件端力和内力图。

2.编写钢筋混凝土多层多跨框架机构的构件设计程序

(1) 根据有关的规范,应明确计算的各种荷载(恒载、楼屋面活载、风荷载和地震作用等)的计算方法,在次基础上编写自动生成各种荷载作用下的结点荷载和单元荷载的程序。

地震作用按底部剪力法确定。自振周期用经验公式确定。

(2) 计算各种荷载单独作用时框架各杆件的内力。计算结构存放在各自的杆端力(随机)文件中。

对竖向荷载下的梁端弯距进行塑性调幅。

(3) 在(2)中产生的杆端力文件基础上,分别计算各种可能的荷载组合下,梁、柱控制截面的内力。计算结果存放在适当的文件中。

(4) 从(3)生成的文件中选出最不利组合,同时给出截面配筋。

梁、柱截面配筋的确定应考虑抗震设计的要求。

3.位移。作用引起的结构或构件中某点位变(线位移)或某线段方向的改变(角位移)。

4.挠度。构件轴线或中面上某点在弯短作用平面内垂直于轴线或中面的线位移。

(5) 部分编程较熟练的同学可根据计算结果和构造规定,用auto-cad vba 绘制梁、柱配筋图。

5.成果形式

本毕业设计的成果应包括:

1.可运行的、并能给出正确计算结果的源程序

在存放源程序的软盘中,应至少有一个算例的数据文件,可在基本不需另外键入数据的前提下,显示正确地运行结果。

2.软件使用手册

这是为用户准备的关于软件使用方法、操作步骤和其他必要的文字材料。

3.软件说明书

这是软件作者的工作档案,是软件维护的基本资料。其中应包括:

(1) 软件所依据的工作档案、力学和工程结构模型的较为详细的描述,主要的计算公式及其使用的符号的含义,重要算法的文字说明:

(2) 程序的结构:模块的划分的情况、各模块相互之间的关系及各模块的功能;

(3) 带有较为详细的注释的源程序文本。其中应注明各标识符的含义(尽可能的采用通用公式中的符号)。各程序段的功能、相应的数学公式和特殊算法的说明; (4) 为使他人根据软件说明书读懂你的程序所必需的其他资料。

(5) 部分编程较熟练的同学可递交梁、柱配筋图纸一张。

4.对自己所编程序的评价

(1) 对算例计算结果的合理性进行必要的分析;

(2) 总结软件设计过程中的经验和及教训,提出设计改进意见。

以上各项资料处源程序文本以软盘形式提交外,其余均用计算机打印。

6.进度计划

第一周 毕业实习,参观工程,收集资料 。

第二周 需求分析:描述计算机模型,编些初步的软件说明书。

第三周 软件设计:选择模块划分的方案

第四周 模块设计:数据输入界面设计(梁柱截面数据)

或 数据输入界面设计(可视化图形输入)

第五周 数据输入界面设计(框架数据、附加荷载)

第六周 模块设计:荷载计算(恒载、活载),相应的内力计算

第七周 荷载计算(风荷载、地震作用),相应的内力计算

第八周 模块设计:梁配筋计算

第九周 梁荷载组合,确定梁配筋

第十周 梁荷载组合,确定梁配筋

第十一周 模块设计:柱配筋计算

第十二周 柱荷载组合,确定柱配筋

第十三周 柱荷载组合,确定柱配筋

第十四周 软件测试 或用autocad vba 绘制梁、柱配筋图;

第十五周 软件测试

第十六周 整理源程序,编写软件说明数和用户手册

第9篇

[论文摘 要] 高峰体验课程是为即将毕业的本科生开设的一种能够总结、评估和整合其大学经验的课程。通过该课程的学习,学生可以综合、拓展、批判和应用所学的专业知识,同时增强动手实践能力和培养自我成就感。美国高校高峰体验课程的成功经验为我国大学生实践能力的培养提供了宝贵借鉴。

高峰体验理论是马斯洛在研究“自我实现的人”的过程中提出来的。他指出,高峰体验是人的一种情绪体验,这种体验可能是瞬间产生的压倒一切的敬畏情绪,也可能是转瞬即逝的幸福感,甚或是欣喜若狂、如醉如痴的感觉[1]。这种感觉能使人与世界融为一体,达到道家所说的“天人合一”的境界。另外,在高峰体验的过程中,个体常常能感到自己可以理解世界的本质与奥秘,从而增强个体的自信心与能力。

20世纪80年代中期以来,美国掀起了全面教育改革运动,这使得研究型大学的本科教育成为人们关注的焦点之一。当时,研究型大学的本科教育中存在着诸多问题,特别是在本科毕业的最后阶段,没有一种课程能使他们对以往知识加以综合利用,大多数学生毕业后不懂得在实践中运用自己以往所学的知识,因此学校、社会都呼吁要改善研究型大学的课程安排,增强教学的探索性、创造性和实践性,以及学生对知识的整合能力,同时发展学生的智力和创造力[2]。这要求学校为本科生营造一种高峰体验经历,即在本科生最后一个学期或最后几个学期,使他们集中在一个专业课题上,综合以往所学的知识和技能解决课程中遇到的问题,同时培养他们的自信心和沟通能力。

当前,我国大学教育也存在重理论轻实践,忽视学生的情感体验等现象,而这一时期的大学生从心理特征上讲,对自我角色、自我能力的认同感十分强烈。因而个体在经历高峰体验时,会表现出对自我力量的高度肯定,所以有必要引入高峰体验课程,培养学生的实践能力和自信心。

一、高峰体验课程的内涵

在高等教育领域中,高峰体验课程也被称为高级研讨会。杜瑞尔(R. J. Durel)将其定义为“在一系列课程的最后阶段开设的登峰造极的课程或者体验,具体目标是把相对零散的知识整合为一个整体。作为一种结束学业的课程,它为学生提供了一种成功的体验和对未来生活的憧憬。”[3]威基纳(T. C. Wagenaar)认为,高峰体验是“一种极点体验,通过学习这种课程,学生可以综合、拓展、批判和应用所学的专业知识”[4]。克伦吉尔顿(J. R. Crunkilton)等人则将其定义为“有计划的学习体验,要求学生合成先前学习的内容,并把新知识与既有知识整合,以解决模拟的或者真实的问题”。[5]根据以上几个定义,我们可以看出,高峰体验课程是在美国研究型大学本科阶段的最后一个学期或几个学期开设的,主要是指集中在一个专业项目上,充分利用前几年的学习,来达到对整个学科的理解和实践。高峰体验课程强调的是学生的以往经验和学习过程,而不仅仅是课程内容。该种课程旨在培养学生发现问题、应用既有知识和技能解决问题的能力,以及批判性思维能力和表达问题能力;同时,在这一过程中还要培养学生的自信心、合作能力和与人沟通的技巧。在某种意义上,高峰体验课程是所有本科生课程中最重要的部分。

二、高峰体验课程指南

在具体实施过程中,高峰体验课程应遵照以下指南。

第一,高峰体验课程应该建立自己的核心课程。该课程要求学生在能够运用自己所学知识的基础上,在其他课程中获得知识。

第二,高峰体验课程特征是综合的、广泛关注的、多学科的以及跨文化的。

第三,该课程内容侧重于伦理的和实质性的问题,比如一些对整个世界和人类都产生影响的事件。

第四,高峰体验课程主张培养学生的批判性思维。它提倡学生运用超越传统的方法和观点学习知识,在高峰体验课程中,教师通常会采用严格的方法和手段来审查学生的学习。

第五,该课程包括一个严格的写作部分,这一部分要求尽可能是一个整体事件,包括整个事件的所有因素。

第六,高峰体验课程为教师提供了一个开展创新教学的独特机会,该课程鼓励跨学科教学和团队教学。[6]

三、高峰体验课程的实际应用

目前,美国研究性大学普遍开设高峰体验课程,教学方法也呈现多种形式,主要包括讲授、个案研究、实践锻炼、团队项目研究、书面交流、口头交流、班级讨论与汇报、个人研究项目和口头汇报。其中,团队项目研究是一种寓教于乐的活动方式,其实施过程充分体现了大学本科阶段研究性学习的体验性特征,教育者在教学活动中有意识地为学生创造和提供合理的外在刺激因素,并适时给予激励和指导,以促进学生产生一定的相关体验,从而增强个体的自信心和能力。

下面以一门跨学科的高峰体验课程为例。该课程主要为建筑专业的学生开设,同时也允许房地产专业的学生进行选修,课程名称为“地点开发”。在教学中,该课程鼓励学生培养自学能力、沟通能力、团队合作能力以及批判性思维。该课程是在项目实践中完成的,由建筑专业的学生通过在做中学,来了解房地产开发的各个过程,如市场调查、选址和选址分析、项目可行性分析、地点设计、房屋设计、评估、调度、融资,以及工程竣工等一系列知识。作为一门房地产专业的选修课,这门课程涉及到房地产开发和商业开发等知识领域。由于一个班通常有12~20个学生,所以建筑专业和房地产专业的学生可以在同一时间和地点上课,每周2个课时,每课时2个小时,每门课程3个学分。在课程教学中,讲座和实验几乎各占一半内容,并且都由同一个教师任教,教学方式包括开设讲座、邀请嘉宾、投放视频、安排任务、学生展示和实地考察等。

以下是具体的工程实例介绍。2006年春季,指导教师选定一处位于威利斯顿路盖恩斯维尔西南地段的房产,其大小为95英亩,土地的价格为190万美元。此房产是一个家庭住宅,由于面积较大,教师决定将它分成六个平均领域,由六个学生团队模拟六个开发公司。在这之前,学生被要求通过荣格性格测试以了解他们的性格类型。根据该测试结果、学生的成绩等背景信息,指导教师把他们分成六个团队。小组成立后,由各个学生团队自己决定每个人在其所属团队的角色和责任。每个小组成员负责土地开发的不同方面,如领导小组、项目经理、财务经理、销售代表等。每个小组都要模拟一个开发公司,每家公司负责开发约15.8 英亩房产。通过分成六个部分,并由每一团队负责一块较小的土地,这略微降低了学生的工作量。而指导教师需要协调各个学生团队在开发过程中的所有活动,特别是涉及到地点分析和设计房屋等项目。学生被要求使用可持续发展原则设计施工项目,最终“产品”是设计整合所有这六个项目,并写出书面报告。[7]

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此次高峰体验课程完成后,教师以下列标准评价学生:课堂参与(出席、测验、短文)占10%,中间有两个小测验各占10%,期末考试占10%,项目任务完成情况占60%。

这种基于团队项目的实践课程,鼓励学生走出课堂,面向社会,面向生活,所以能激发学生的兴趣和创造力,同时也培养了学生的人际沟通能力,对学生日后走向实际的工作岗位有重要的意义。其评价标准的多样性,使高峰体验学习不是仅仅关注学习的结果,而是更加关注学生在学习过程中所产生的学习体验和个性化的创造力表现,所以能给学生营造一种宽松、和谐的学习氛围,使学生能真正展示自己的才能。

四、高峰体验课程对我国大学实践课的启示

马斯洛认为,人在经历高峰体验时能够最好地发挥和运用自己的智能和创造力。当个体经历高峰体验时,会有一种强烈的成就感和自我满足感。我国现在的大学本科教育,更多侧重学科知识的讲解和传授,对学生主体情感缺乏足够关注。另外,教学方法也局限于教师讲授,学生只是被动接受,参与度并不高,主观体验更是少之又少,动手实践能力和创新能力都比较差,这也因此出现学生的弃学厌学现象。

上述美国研究型大学高峰体验课程经验告诉我们,在教学过程中,教师应该使学生能够像一名数学家那样思考数学,像一名历史学家那样思考历史。换言之,要体现出学生的知识获得过程,要注重揭示这一过程,而不是只看其结果。下面通过教学目标、教学过程、教学方法来揭示美国研究型大学高峰体验课程对我国大学实践课的启示。

1. 明确大学本科实践课的教学目标,选好教育教学的主题

明确教育目标是开发人的智力、培养人才的推动力。明确教育目标也是提高教学效果中不容忽视的一个重要问题。选好教育教学主题就是在即将开展实践教育的同时也要选取能让学生“心动”的主题,最好能使之贴近学生生活实际,让学生在没有开始体验之前就已蠢蠢欲动,增强学生的主动性,这样才会使实践课更加丰富多彩。

2. 注重教育教学过程,增强教学过程的实践性

教学过程是一个不断发现、探索新知的过程,同时也是学生创新精神和能力得以提高的过程。在大学本科的实践课当中,要注重教育教学的过程。当遇到新的问题时,教师不能熟视无睹,而是要以学生为主体,耐心细致地引导学生进行探究活动,进一步增强教学过程的实践性,让学生在实践中体验学习的乐趣。

3. 优化教学方法,增强学生学习的主动性

巴班斯基把教学方法分成三大类,分别是组织和自我组织教学活动、激发和形成学习动机的方法、检查和自我检查的方法。教学方法的选择应与教学目标相适应。教学方法不是一成不变的东西,教师可以采取任意一种教学方法去达到教学目标。在开展大学本科的实践课中,教师的教学方法要有策略化和灵活化特征,使学生产生体验高峰课程的学习热情,关注学生主体的情感体验。

知识的获得过程不可能只由一种单纯的学生的接受性学习来完成,还需要学生的亲自实践,需要学生亲自体验科学真理的认识过程,只有通过这样的学习,学生才能更好地获得知识和创新知识,而且只有通过实践内化了的知识,才能培养学生的兴趣,发展学生的批判能力、创新能力,激发他们的自我成就感。我国近几年一直在努力培养学生的创造力和实践能力,然而由于缺乏有效的方法,结果收效甚微,美国研究型大学的高峰体验课程为我们开展相关实践课提供了借鉴。

参考文献

[1] 汤丰林.高峰体验及其价值——马斯洛思想研究之三[J].甘肃教育学院学报,1998,14(3):62-64.

[2] 刘宝存.美国研究型大学的高峰体验课程[J].中国大学教育,2004(11):60-61.

[3] R.J.Durel.The Capstone Course:A Rite of Passage[J].Teaching Sociology,1993(21):223-225.

[4] T.C.Wagenaar. The Capstone Course[J]. Teaching Sociology,1993(3):209-214.

[5] K.H Nisson, J.R. Fulton Tomas.The Capstone Experience Course in Agriculture Curriculum[EB/OL].[2006-01-08] agecon purdue edu/cab/research/articles/The Capstone Experience Course Pdf 2004/05/19.

第10篇

会议收到论文报告58篇并印发了文集,有140人参加会议,在第一天的大会和第二天的分组会上分别有17位和26位专家作了报告,另外还安排了半天时间进行自由发言和讨论。会议气氛热烈,取得了预期的效果,不同观点之间也进行了较为充分的交流。

鉴于这一会议的论坛性质,以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳,提交与会专家考虑并审议。



一、土建结构工程的安全性

结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力,是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。



1.我国结构设计规范的安全设置水准

对结构工程的设计来说,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准,总体上要比国外同类规范低得多。



1.1构件承载能力的安全设置水准

与结构构件安全水准关系最大的二个因素是:1)规范规定结构需要承受多大的荷载(荷载标准值),比如同样是办公楼,我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤),而美、英则为240和250公斤;2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小,前者是计算确定荷载对结构构件的作用时,将荷载标准值加以放大的一个系数,后者是计算确定结构构件固有的承载能力时,将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度,在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数,体现了安全储备的需要;而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数,体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大,表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载(如结构自重)的分项系数分别为1.4和1.2,而美国则分别为1.7和1.4,英国1.6和1.4;这样根据我国规范设计办公楼时,所依据的楼层设计荷载(荷载标准值与荷载分项系数的乘积)值大约只有英美的52%(考虑人员和设施等活载)和85%(对结构自重等恒载),而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力(与材料强度分项系数有关)却要比英美规范高出的10~15%,二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范,就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾,至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是,在其他建筑物的活荷载标准值上,与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同,比如钢结构的差距可能相对小些。

公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似,除车载标准外,荷载分项安全系数(我国规范对车载取1.4,比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%)与材料强度分项安全系数均规定较低。

尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低,但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的,这里的问题主要在于设计墨守陈规,在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。



1.2结构的整体牢固性

除了结构构件要有足够承载能力外,结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力,或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度,用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果,可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件,一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏,竟导致整栋楼的连续倒塌,也是房屋设计牢固性不足的表现。

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1.3结构的耐久安全性

我国土建结构的设计与施工规范,重点放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用(如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害,所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级,都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高结构构件承载能力的安全设置水准,在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。



2.调整结构安全设置水准的不同见解

我国结构设计规范的安全设置水准较低,与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是,能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求,而且业已历经了较长时间的考验,这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就;但是,由于安全储备较低,抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准,主要是基于客观形势的变化,是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础,要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要,有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论,在如何调整的问题上存在较大的意见分歧,这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解:

1)认为我国现行规范的安全设置水准是足够的,并已为长期实践所证明,而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉,在安全度上不能跟着英美的高标准走;安全度高了是浪费,除个别需调整外,总体上不必变动。

2)认为我国规范的安全度设置水准尽管不高,但在全面遵守标准规范有关规定,即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下,据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用,表明这些规范规定的水准仍然适用;但是理想的“三正常”很难做到,同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要,在物质供应条件业已改善的市场经济条件下,结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度,因为我国目前尚属发展中国家。

3)认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近,需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高,土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重,而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程(特别是建筑工程)造价中所占的比重现在已愈来愈低,材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要,但决不是没有风险,如果规范的安全水准较高,曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的,而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务,安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认,即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样,由于我们的施工质量总体较差,结构的安全性依然会有差距。

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3、结构设计规范的概率可靠度设计方法

自1984年国家建委和国家建设部颁布了建筑结构设计统一标准以来,我国的建筑结构设计规范已从80年代末期起抛弃了传统的多安全系数设计方法,从而统一采用以概率理论为基础的可靠度设计方法;其它的工程部门如公路、铁路、港口、水利的结构设计规范也正在或计划作这样的转变。我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394并经过国内科技人员努力后得以实施的。将可靠度设计方法用于结构设计规范,在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势,但在工程内界则存在不同看法。尽管有了ISO2394,国外却鲜有重要或著名的结构设计规范已直接采用了可靠度设计方法,至今仍采用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法。在我国,对于建筑结构设计规范中的可靠度设计方法以及企图将我国各个行业的各种结构设计规范都用可靠度方法统一起来的做法,虽然工程设计界颇有微词,但学术界持赞成和肯定者是主流,不过仍不时有人对可靠度方法用于设计规范的适用性提出质疑。这次科技论坛上则较为集中地反映了对规范可靠度方法的意见分歧。

对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步,可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理,当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷,有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为,结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体,在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂,并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理;规范可靠度方法在我国十多年的实践表明,它并没有给结构设计的安全性带来明显实效,反而造成了安全概念上的某些混乱;对工程技术人员来说,结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题;现行设计规范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范,也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考,在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。

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二、土建结构工程的耐久性

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土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力,这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。

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1、土建结构工程的耐久性现状

大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题,并非我国所特有,但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。

长期以来,人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到70年代末期,发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的时期内就出现劣化;据1998年美国土木工程学会的一份材料估计,他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题,仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无,而现在联邦政府每年为此的拨款只有50~60亿美元。另有资料指出,美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施,如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害,钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40,桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。而我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求,对混凝土保护层和强度的要求仅为2.5cm与C25,与上面提到的加拿大50年代水准一致。国内按这种标准设计的一座大桥,建成后仅8年,由于盐冻侵蚀,现已不得不部分拆除重建。

我国建设部于80年代的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25~30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好,一般可维持50年以上,但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30~40年。桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重,由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差,许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落,需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用,使用十几年后就出现问题,有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害,东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料,密实度和抗渗性差,不耐地下水与机车废气侵蚀,开裂与渗漏严重;对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明,漏水的占50.4%,其中1/3渗漏严重,并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电,影响正常运行,而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策,如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。

耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训,还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥,仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥,其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3~4cm厚的保护层厚度。

有专家估计,我国“大干”基础设施工程建设的还可延续20年,由于忽视耐久性,迎接我们的还会有“大修”20年的,这个可能不用很久就将到来,其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。

使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有:

1)由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准,导致水泥工业对水泥强度的不适当追求,使水泥细度增加,早强的矿物成份比例提高,这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值,而国外则同时还要求不高于规定的最高值,如果强度超过了也被认为不合格,这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。

2)工程施工单位不适当地加快施工进度,尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证,早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程,很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款,因为意味着工程质量有遭到损害的可能。

3)环境的不断恶化,如废气、酸雨,我国的酸雨面积已超过国土的30%。

当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例,修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命,在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走,很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文,本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段,国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料,而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外,工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法,对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如,顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂,而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段;又如,希望加大水泥用量来保证混凝土强度,而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。

在修订规范的耐久性要求上,交通部于2001年颁布的港工混凝土结构防腐蚀技术规范已为其它土建工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验,尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需,另一方面则要安排系统的研究项目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土结构的耐久性是当前国际上结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一,而我国在这一方面相当落后。混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件,需要考虑本国的特点,是不能完全依赖国外研究成果的。

重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床,水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5~1/6,而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥,与之相伴的是年耗20多亿方的砂石,长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料,而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土,所以耐久的混凝土正适应环境保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年,有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费,国际上近年来有要求将这些工程的最低工作寿命进一步延长的趋势,如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。

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2.土建结构工程使用阶段的正常检测与维护

结构耐久性和使用寿命的概念,与使用阶段的检测、维护和修理不能分割,对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用过程中,应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范,但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故,例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故,就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀,如果有定期的检测要求,这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程,强制规定必须定期检测;即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件,因其坠落后容易伤及公众,也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差,质量控制与质量保证制度不够健全,规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低,已建的工程中往往存在较多隐患,所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于土建结构工程的安全质量,虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定,但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度,还应以预防为主,通过例行检测及时发现问题。

现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治,也有大量已建的违章工程需要评估,更有许多工程发生病害需要诊断和加固,各地已涌现了不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍,并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要,但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估,要建立相应的法规和标准,要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度,在管理体制上予以规范。

从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看,需要有工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出,很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用,不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能,而且经济上算总账会很不合算。在发达国家,由于新建工程少,用于维修的费用往往更为主要,英国1978年的土建维修费上升到1965年的3.7倍,1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家,现在正大兴土木,可是过去建成的大量工程已经或过早老化。国内40%公路桥梁的桥龄已大于25年,加上进入90年代以后交通量猛增,超载严重,以往的设计标准又低,路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证,造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上,希望有关部门能加大已建工程维修的费用。

为加速路桥等公共工程建设,国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规,就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时的良好功能,对于设计工作寿命为100年的桥梁,至少还可正常使用70年,而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧的工程。

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三、技术规范的作用与管理

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这次科技论坛对于土建结构工程技术规范的定位、作用与管理也进行了讨论并提出了一些看法。

长期以来,受计划经济体制的影响,我们往往视技术规范为法,将规范的具体规定和要求等同于法律条文来对待。技术规范或规程,与各种技术条例、技术要求、工法、指南等技术文件一样都是技术标准,本身不具有法律作用,只当工程各方(业主、设计、施工企业)认同作为设计与施工的依据并在契约的基础上,才能作为法律仲裁的依据。将技术问题法制化并强制执行,不利于技术进步和创造性的发挥,反而容易成为推卸责任的借口。当然,政府部门从国家和公众的整体利益出发,需要在安全、环保等重大原则上对土建工程的设计施工提出必须满足的最低要求并制定相应的法规,但法规一般并不需要提供如何达到这些要求的具体技术途径和方法,后者是技术标准的任务。政府也可以原则认可或批准某些重要的技术规范或其中某些内容使用。

土建工程有着强烈的个性,需要工程技术人员针对具体特点去解决设计与施工问题。所以规范作为技术标准宜强调其指导性而不是强制性。如果规范条文看作为一般意义上的法律条文,就有可能束缚设计施工人员的主动创造性并阻碍新技术的应用。。我国土建工程在结构设计上与国外相比的最大差距就在于方案与技术上的创新,这与以往过分强调规范的法律地位从而形成所谓“结构设计就是规范加计算”的倾向不无关联。我国的技术规范在编写风格上也有模仿法律的倾向,极少提及使用者需要注意规范可能存在的某些不足之处或允许并鼓励使用者在某些问题上可以另辟蹊径。如果在设计施工中要取代规范中已经落后过时甚至有害的技术规定,则无异于违法行为。相反,只要墨守规范,即使出了事故,就可不负法律责任。这样就在客观上降低了对工程技术人员的业务技能要求与职责要求,不利于提高我国建筑企业和从业人员的素质以及参与今后的国际竞争。为了消除这些负面影响并杜绝钻规范条文的空子进行偷工减料,应有必要建立这样的共识并作出规定,即遵守了规范条文并不意味着就可免除法律责任。国外有些规范就是这样规定的。

企图不断加强技术规范的强制性来解决屡禁不止的工程事故,不是解决问题的有效途径。现在,有关主管部门将建筑结构设计规范中的部分条文抽出来,明确列为强制性条文,同时规定各个设计单位完成的设计,须通过有关部门或其授权委任的其他企事业设计单位的审查,而审查的主要内容就在于对照规范强制性条文的要求,其任务已类似于执法;这种做法是否明智似可商榷。我国土建工程事故频繁的原因,主要在于管理不善,特别是管理环节上的腐败;其次是施工操作人员素质低,又难以短期解决;过分强调规范的地位与作用,未能建立与规范配套的完整标准体系,比如缺乏指南、工法等更为详尽具体的技术文件,可以用来指导和规范设计与施工的各个具体环节,也有一定的关系。从设计角度看,出现事故主要不是由于没有按照规范强制性条文的规定,而是方案性的错误或忽略主要的设计条件;也有一些工程则因过去的设计标准过低,耐久性不足,在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。其实,要做到设计规范强制条文的要求最为容易,为此请专业人士审查似无必要。重要的工程设计应规定请专业单位全面审核,其要点也应在结构方案、构造方法与计算分析的原则上。从结构设计的国家规范中抽出的强制性条文不免支离破碎,个别条文的规定也不一定适合某些地区和某些工程的具体特点,反而造成麻烦。

我国幅员广阔,各地经济发展很不平衡,技术力量悬殊,环境条件各异,客观上要求规范能给设计人员更多灵活性,少一些强制性,这样才能更好地在规范的指导下,根据工程的特点和具体条件去解决问题。总之,在规范标准上,要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范,在工程的安全性和耐久性标准上,可有不同的设置水准。比如上海、北京、广州这些大城市应该高些,在抗震防灾要求上,更应区别对待。全国性的规范订得愈详细,其适用性可能变得愈差,造成的混乱也可能愈多;特别象岩土工程那样的规范更是如此。

技术标准中的强制性越多,也意味着政府有关部门在具体技术问题上需要承担的责任越重,而这些本来不该是政府部门的职责。规范中的要求是最低要求,在安全设置水准上,政府需要干预的也应是保证公众安全的最低要求。对于土建结构的抗震设计,政府有关部门至今仍规定任何部门和个人不得随意提高抗震的设防标准(建抗586号文件)。事实上,如将商品房的抗震设防烈度提高1度,抗震能力可提高约1倍,而增加的房屋造价相当有限,在众多城市中可能仅及居民用于室内装修费用的几分之一。政府的这一规定无异于限制居民只能购置抗震安全质量标准最低的房屋,如果发生地震造成损害,有关部门如何解释?

规范等技术标准的管理体制亟待改善。建国以来,由政府部门负责统管并指定有关企事业单位分别承担每本规范编写和修订工作的做法已越来越不能适应当前的形势,有些在经费和人力上得不到保证,平时基本上没有专门人员去搜集了解规范使用中的问题并及时修改补充规范条文;面对新的结构型式、新的材料和新的工艺,规范的过时条文不但成为推广新技术的阻力,而且有被误用或盲目套用而造成工程质量安全事故。

发达国家有关土建结构工程的规范及与之配套的各类技术标准多由行业协会或专业学会编制及管理,规范的翻新周期短,不象我们要长达10年以上。我国的学会与协会重复设置,分工不明,并且至今还依附于某一政府部门,基本上只起到政府职能部门非官方代言人的作用,距离独立和富有活力的健全机构还差的很远,如何发挥这些机构在技术标准编写和管理中的作用也是值得探讨的一个问题。建议随着改革的深入,整顿合并有关的学会、协会,加强其职能,并逐渐成为技术标准编制管理的主体。

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四、准备提交政府有关部门考虑的建议

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为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性,这次论坛中提出了以下建议供政府有关部门考虑,:

1、桥梁、隧道、道路、港口等基础设施工程的混凝土结构耐久性,已是当前亟待采取措施应对的重大问题。否则,一些工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证,我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失,并将给生产和公众生活带来长期困扰。

建议国家建设部、交通部、铁道部主管土建工程设计标准的部门,能对工程的耐久性要求作重点审查,明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求,重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证;

建议国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持;

建议国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助;

建议中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中,联络国内有关专家,促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。

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2、土建工程使用过程中的安全性,应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。对于重要土建工程,我国尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向,不利于工程寿命和投资效益。

建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物,在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此,需要制定法规,编制相应的技术标准;对于土建结构工程的检测与评估,需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。

建议政府有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上,根据需要,加大工程维修费的比例。

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3、完善技术标准体系与管理体制,发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用;逐步淡化技术规范条文的强制性质;鼓励编制地方性规范(标准)和企业标准,适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异,并鼓励科技创新和技术进步。