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【關(guān)鍵詞】土木工程建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;問題
土木工程是建造各類工程設(shè)計的科學技術(shù)的統(tǒng)稱,其主要內(nèi)容不僅包括設(shè)計、維修、施工等技術(shù)類活動,也包括房屋、道路、管道、橋梁以及電站和港口等一系列工程建設(shè)對象等,在工程項目建設(shè)中極為重要?,F(xiàn)階段,經(jīng)多項工程項目研究發(fā)現(xiàn),土木工程建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中仍存在諸多問題,不僅影響工程施工進度,甚至可威脅到建筑項目的安全性,后果嚴重。要想解決這一問題,需重視并有效設(shè)計土木工程建筑結(jié)構(gòu),防治以往結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的重點問題,以增強工程施工安全性,保證工程項目施工的順利開展。
1 土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的主要問題
1.1工程選址問題
工程選址是開展土木工程建筑項目的基礎(chǔ),與其結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)系密切,這就需要項目負責人員積極做好選址工作,保證工程項目結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學性與有效性。但是現(xiàn)階段,許多土木工程并不重視選址問題,甚至有些工程項目的建設(shè)方單純依賴于風水或迷信等,做不到科學選址,不僅可影響到項目結(jié)構(gòu)設(shè)計效果,嚴重者工程施工后期甚至可造成坍塌等,破壞性較大。
1.2基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題
土木工程建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是其重要組成部分,不僅與上述1.1中的工程選址聯(lián)系緊密,而且與工程施工方案也具有一定的聯(lián)系,而施工方案的選擇則是項目工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一項重要問題,目前許多土木工程施工方案的制定均無法完全實現(xiàn)其原有的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,尤其是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),其穩(wěn)定性與強度均未達標,嚴重影響工程結(jié)構(gòu)設(shè)計效果與實際施工質(zhì)量。
1.3房屋建筑中承重柱與構(gòu)造柱的區(qū)別問題
一般來講,在土木工程項目施工中,為了增強房屋建筑的抗震性能,需科學地對柱梁構(gòu)造進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計,避免形成裂縫,以提高施工質(zhì)量。但是在實際操作中,許多結(jié)構(gòu)設(shè)計者對承重柱和構(gòu)造柱認識不清,有的設(shè)計者甚至會把承重柱設(shè)計方式插入至構(gòu)造柱結(jié)構(gòu)設(shè)計中,導致構(gòu)造柱的有些設(shè)置喪失原有根基,一旦發(fā)生強震,工程結(jié)構(gòu)可發(fā)生劇烈沉降,且裂縫還會導致建筑物倒塌。同時,有些工程結(jié)構(gòu)設(shè)計將承重柱截面面積設(shè)計太小,當受到外力時,梁柱易發(fā)生開裂,影響工程質(zhì)量。
1.4環(huán)境因素影響問題
在對土木工程建筑進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,不僅需要考慮其耐久性與安全性,還需考慮工程施工地的土壤溫度與水土酸堿度等相關(guān)環(huán)境因素,但是部分建筑工程項目往往忽略這些關(guān)鍵內(nèi)容,導致結(jié)構(gòu)設(shè)計僅限于理論中,當實際施工時易發(fā)生安全事故,危害性較大。
2 對土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的建議
2.1施工前測量工程地基
工程施工前,可先采用計算機與GPS技術(shù)對工程地基進行科學測量、核算,確保工程施工的可行性與安全性。同時在高樓作業(yè)時需快速發(fā)展管理信息系統(tǒng)MIS技術(shù),并結(jié)合計算機以輔助CAC科技,完善高樓建筑施工系統(tǒng)及其相應(yīng)的管理體制,在減少經(jīng)濟投入的基礎(chǔ)上,保證建筑質(zhì)量。
2.2結(jié)合力學知識,于工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中融入施工工藝
當前環(huán)境下,隨著先進科學技術(shù)研究的逐漸深入與施工技術(shù)的不斷革新,傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)無法滿足目前土木工程建筑項目施工的需要,所以在現(xiàn)階段的工程施工中,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需在傳統(tǒng)施工技術(shù)的基礎(chǔ)上,增添新元素,充分結(jié)合力學知識,并將先進的施工工藝融入至結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,不斷更新設(shè)計方法,防治工程質(zhì)量問題。
2.3選用適當?shù)慕ㄖ牧?/p>
現(xiàn)階段,由于建筑材料市場在不斷發(fā)生變化,材料的利潤逐漸減小,同時人們?nèi)粘I钏街饾u提升,社會大眾對房屋建筑質(zhì)量的要求越來越高。這種情況下,土木工程建筑也迎來了新的挑戰(zhàn),施工材料是土木工程建筑的基礎(chǔ)原料,所以其建筑材料的選用十分重要,可在施工過程中有選擇性地選用安全性較高的新型材料,以保證工程項目的施工質(zhì)量。
2.4充分應(yīng)用先進科學技術(shù)
21世紀是新知識經(jīng)濟的時代,土木工程建筑也要隨之發(fā)展,保持與時俱進,就目前情況來看,土木工程建筑行業(yè)中已經(jīng)出現(xiàn)了許多新型的高科技產(chǎn)品以及繪圖工具等,均大大提升了工程建筑結(jié)構(gòu)性能,且科學、精準的設(shè)計施工圖紙能夠有效減小施工誤差,減少意外情況,同時還可優(yōu)化工程項目施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計,增強其可行性與安全性。另外,在工程項目進行施工時,還需增強施工信息化建設(shè),科學管理結(jié)構(gòu)設(shè)計程序,選用適當?shù)氖┕げ牧?,并把握合理的施工進度,提前做好工程預(yù)算工作,保證工程施工的順利進行,以盡量縮短工期,保障施工質(zhì)量。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:火電基建工程圖紙資源
一、引言
火電建設(shè)工程中各種資源的配置即具有很強的特殊規(guī)律,對工程建設(shè)的成敗有至關(guān)重要的作用,絕不容忽視?;痣姀S建設(shè)工程有其固有的行業(yè)特點,其需要的資源可以分為資金、人力、機具、設(shè)備、材料、圖紙,以及施工場地、空間和道路等,缺少任一資源都會對工程建設(shè)造成重大影響。本文就圖紙資源的特點及配置進行分析。
二、設(shè)計工作及圖紙資源的特點
圖紙資源是設(shè)計單位取得必要的設(shè)計基礎(chǔ)資料后,經(jīng)過設(shè)計過程完成的,圖紙是指揮現(xiàn)場施工的必須條件,沒有施工圖紙,就無法制定施工組織設(shè)計方案,無法組織材料、人力以及機械,更無法進行驗收和質(zhì)量控制。筆者在火電基建工程實踐中總結(jié)了設(shè)計工作的特點:
1.設(shè)計周期長,時間跨度大。由于火電建設(shè)工程系統(tǒng)復(fù)雜的特性,設(shè)計工作量很大,而且各專業(yè)之間相互配合很多,許多卷冊還需要結(jié)合現(xiàn)場實際進展進行設(shè)計變更,故設(shè)計周期很長,一般從初步設(shè)計開始到施工圖基本完成要經(jīng)過初步設(shè)計、司令圖設(shè)計、施工圖設(shè)計、竣工圖設(shè)計等階段,前后至少兩年時間,其中施工圖設(shè)計高峰就需要經(jīng)過六至八個月時間。
2.設(shè)計進度受基礎(chǔ)資料的影響很大?;痣姽こ痰脑O(shè)計需要設(shè)備廠家的資料才能開展,設(shè)備廠家向設(shè)計單位提交設(shè)備的大小、接口尺寸、動靜荷載、電負荷等參數(shù),設(shè)計單位才相應(yīng)設(shè)計設(shè)備的位置、基礎(chǔ)、連接管道、電源等。假如在設(shè)計過程中上述設(shè)備沒有訂貨,或者設(shè)備廠家沒有向設(shè)計院提交資料,設(shè)計工作自然無法進行。
3.各個工程的設(shè)計具有不可復(fù)制性。由于地質(zhì)條件、氣候環(huán)境、燃料品質(zhì)和設(shè)備廠家的不同,主輔設(shè)備的參數(shù)和建筑物的結(jié)構(gòu)顯然不可能完全相同,系統(tǒng)配置也有多種方案可供選擇。而且由于原始場地條件的差異,各廠附屬系統(tǒng)的布置位置也不可能完全一樣,需要根據(jù)實際情況進行設(shè)計。
三、圖紙資源配置
1.圖紙資源的特性
圖紙資源即設(shè)計院或設(shè)備廠的設(shè)計成果,是一類特殊的資源,其設(shè)計特點決定了其設(shè)計工作需分步進行,圖紙是隨著建設(shè)進度分批提供的,不可能在施工前將圖紙全部設(shè)計完成。施工中一旦某個環(huán)節(jié)卡殼,現(xiàn)場就有可能出現(xiàn)停工待圖現(xiàn)象。從工程施工的角度講,圖紙資源相對工程是唯一的,到位得越早,越有利于施工方案和材料的準備,且其到位得早對其他資源的配置也沒有負面影響。
盡管當前設(shè)計院由于工程較多比較繁忙,但相對而言,設(shè)計工作的彈性遠比設(shè)備制造要大,制約其到位的主要因素還是設(shè)備的招標定貨和提供設(shè)備資料的早晚。這些都需要項目公司超前策劃,加強過程監(jiān)督,才能保證設(shè)計進度,使圖紙資源按要求配置到位。
相對設(shè)計單位的設(shè)計圖紙,設(shè)備廠家的圖紙也是影響工程進度的重要資源。不過廠家設(shè)備一般都是成型產(chǎn)品,圖紙相對穩(wěn)定,其交付進度是有所保障的。
2.火電工程建設(shè)各資源的配置關(guān)系
(1)圖紙資源與材料資源的關(guān)系
圖紙資源與材料資源之間是因果關(guān)系。要想使材料按時到場,圖紙必須提前到位。按照電力建設(shè)的慣例,圖紙應(yīng)先于施工開始前三個月到場,以便項目公司和電建公司準備甲乙供材料。尤其對于一些制作工期較長或非通用的材料,更需要提前準備。而且圖紙中的設(shè)計錯誤對材料準備的影響也很大,在實際工程中,由于設(shè)計本身錯誤或設(shè)備廠家資料錯誤導致的圖紙和材料清冊錯誤很常見。
(2)圖紙資源與機械工器具資源的關(guān)系
對于施工工藝較復(fù)雜的分項工程,根據(jù)設(shè)計圖紙的要求,會制定出不同的施工方案,必然涉及到機械和工器具的需求。比如某些混凝土預(yù)制件的制作,預(yù)制件的大小和形狀的設(shè)計要考慮最終整體強度、接縫處的二次灌漿等因素,單個預(yù)制件越大就越需要大的起重工具完成吊裝。再如煙道支架等,某些工程設(shè)計采用鋼支架,某些工程設(shè)計采用采用混凝土支架,后者就需要準備澆筑混凝土用的模板。所以圖紙資源制約工器具資源的配置,也需要圖紙盡早到場以便盡早準備。
(3)圖紙資源與人力資源的關(guān)系
除材料和機械工器具外,根據(jù)圖紙要求制定的施工方案也會對施工人員的數(shù)量、素質(zhì)提出要求。尤其是一些需要特殊工藝的項目,會要求特殊的人員施工。比如高溫高壓管道的焊接,要求必須使用有相應(yīng)材質(zhì)焊接資質(zhì)的焊工完成,不同的防腐工藝、也需要不同專業(yè)的施工人員完成。
(4)圖紙資源與場地道路資源的關(guān)系
在火電廠為提高土地利用率和降低投資,在設(shè)計中會盡量減少空余場地的面積,廠區(qū)內(nèi)道路、通道和空地的面積很小,而且這些場地也會布置地下管道、溝道等。所以基建施工場地分為兩類,一類是在建設(shè)區(qū)域外租賃來的場地,一般用于組裝、制作、物資存放、辦公、生活;另一類則是通過科學的施工組織設(shè)計,合理安排工序,臨時占用一部分建設(shè)用地,作為另一部分施工作業(yè)的施工場地,用于機械布置、現(xiàn)場物資中轉(zhuǎn)、施工作業(yè)。道路資源也同樣,除正式道路外,在施工期間根據(jù)施工要求,也會在建設(shè)用地中開辟一些臨時性通道。故而良好的設(shè)計會充分考慮到施工需要,使場地能夠周轉(zhuǎn)使用。
(5)設(shè)備資源與圖紙資源的關(guān)系
對于同一設(shè)備,不同的廠家設(shè)計制造的產(chǎn)品,也有不同規(guī)格、接口尺寸、重量和控制方式,所以設(shè)計院在設(shè)計系統(tǒng)圖紙時,必須掌握設(shè)備的具體資料,才能將各設(shè)備連接等系統(tǒng)。設(shè)備資料是設(shè)計圖紙的前提條件。
關(guān)鍵詞:土建工程 混凝土 施工技術(shù) 作用
近年來我國科技水平在不斷提高,各式各樣新型的建材也如雨后春筍般涌現(xiàn)出來,這就為為土建工程施工技術(shù)水平的提高提供了充分的保障。近年來,各種新型建材的使用給傳統(tǒng)的土建工程施工技術(shù)帶來了較大的改變,它們不但解決了原有的傳統(tǒng)施工技術(shù)無法解決的難題,還研發(fā)出了新的施工技術(shù)和施工設(shè)備,這類新的施工技術(shù)大大提高了原有的施工效率。伴隨著鋼筋混凝土式施工技術(shù)的使用,使混凝土材料在現(xiàn)代土建工程建設(shè)中占有越來越重要的地位,其應(yīng)用范圍也在迅速擴大,。
一、混凝土施工。
混凝土施工就是在工程設(shè)計圖紙的前提下,對鋼筋進行制作綁扎、固定和模版擺放、使用質(zhì)量符合國家標準的原材料、按一定的配比進行拌制、運輸、澆筑、養(yǎng)護等,并在工程進行的同時對各個環(huán)節(jié)進行全過程質(zhì)量檢驗和控制。 由定義我們不難看出混凝土施工不是單一的一項施工技術(shù),而是多種土建工程技術(shù)的有機結(jié)合,其中包括:鋼筋工程施工技術(shù)、混凝土模板工程、混凝土施工技術(shù)。而混凝土施工技術(shù)在建筑工程過程中是最核心、最重要的施工技術(shù)?;炷帘旧砭哂休^高的耐久性和較大的強度,因此混凝土拌制物是極具可塑性的,它與鋼筋能夠非常完美的結(jié)合在一起,形成抗震、耐久、堅固且經(jīng)濟的建筑構(gòu)成物,現(xiàn)代土建工程中這種高性能混凝土替代了原有的普通混凝土,這種新型混凝土技術(shù)的使用為土建工程的施工提供了有力的質(zhì)量保障,因此我們不難看出混凝土施工技術(shù)在土建工程中占有多么重要的地位,所以混凝土施工技術(shù)的過程就顯得尤為重要。
二、混凝土施工技術(shù)過程分析。
1)混凝土材料質(zhì)量控制土建工程中混凝土的拌制對水的要求具有極高的標準,水中不能含有影響質(zhì)量的任何有害物質(zhì),如:工業(yè)廢水、生活污水、池塘沼澤均不能作為拌制混凝土用水,拌制混凝土用水的基本要求是PH值大于4,硫酸鹽含量小于1%,不含有影響水泥正常凝結(jié)核硬化的雜質(zhì)的水系。同時在拌制混凝土過程中水泥的質(zhì)量控制也很重要,土建工程中通常使用的是水泥品種中的通用水泥,使用水泥時,根據(jù)水泥品種的強度及其特性合理的使用水泥,這樣既保證的工程的質(zhì)量又可以大大的節(jié)約水泥的使用量,降低工程成本。骨料的質(zhì)量控制也是混凝土拌制的一部分,通常1立方米的混凝土就需要拌制 1. 5立方米的松散砂石骨料。由此不難看出拌制混凝土的過程中,對砂石骨料有很大的需求量?;炷恋乃嗟挠昧?、強度和混凝土的要求取決于骨料的質(zhì)量,它直接影響了工程建筑物的造價和質(zhì)量。因此,在土建工程中應(yīng)做好統(tǒng)籌規(guī)劃,完善混凝土拌制過程中水、水泥、砂石骨料等原材料和比例問題,在保障經(jīng)濟利益的同時做到工程質(zhì)量最大化。
2)把砂、石、水泥、、礦物摻、外加劑和料和水按照一定的比例進行混合,通過攪拌使其均勻的混合成為均質(zhì)的混凝土就是混凝土的配料與攪拌混凝土的制作過程。在攪拌步驟前應(yīng)注意水泥的出場日期、品種、級別等,對其強度、安定性以及其他的指標進行復(fù)檢,要使用符合國家標準的水泥,在使用前應(yīng)注意的是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,嚴禁使用含氯化物的水泥。實驗設(shè)計應(yīng)在每次混凝土制作前進行,設(shè)計出相應(yīng)配合比不能使用經(jīng)驗配合比。 選擇合理的攪拌機可以拌制出均勻優(yōu)質(zhì)的混凝土,同時還要按照一定的步驟進行攪拌,即一次投料量、攪拌時間和投料順序等。
3) 運輸高性能混凝土及混凝土的澆筑與傳統(tǒng)混凝土的區(qū)別主要在于增加了多種礦物摻合料和超塑化劑,其配方也比以往混凝土技術(shù)復(fù)雜得多,現(xiàn)代建筑的層數(shù)及跨度都對混凝土的性能提出了更高更強的要求,因此混凝土攪拌完成后的澆筑步驟就顯得尤其重要。分層澆筑是一般的混凝土澆筑所采取的步驟,以保證施工間隙在澆筑層級之間的0存在,每層混凝土的逐層澆筑是以200~300mm為單位區(qū)間從低開始,澆筑時要控制好速度,保持勻速的同時要防止碰撞發(fā)生,,在混凝土澆筑過程中,應(yīng)用經(jīng)緯儀隨時觀測,發(fā)現(xiàn)偏差及時糾正。 保持混凝土的均質(zhì)是混凝土運輸過程中的重要注意事項,以防止產(chǎn)生流動性減少、砂漿流失、泌水、分離等現(xiàn)象。混凝土的運輸量應(yīng)與混凝土的澆筑量相平衡,以保證澆筑工作的連續(xù)性。雙輪手推車是混凝土運輸?shù)闹饕侄魏头绞?,自卸汽車或混凝土攪拌運輸車也是混凝土運輸?shù)某R娛侄危欢笮凸こ叹蛻?yīng)該采用多采用塔式起重機混凝土垂直運輸?shù)却笮蛯I(yè)設(shè)備進行運輸。
三、混凝土施工過程的常見問題及解決方法
在水泥攪拌過程中水泥極易產(chǎn)生問題的過程是水化放熱的過程,在水化過程中,由于水化速度太快,其溫度收縮的程度變大,進而影響了水泥水化結(jié)構(gòu)物的整體質(zhì)量,因此在原材料的預(yù)選與配比攪拌過程中,應(yīng)選取可以降低混凝土絕對溫升的水泥、摻合料及外加劑,進而減少水化過程,避免產(chǎn)生溫縮裂縫。
混凝土的配比與搭配過程中也會遇見許多問題,由于混凝土的質(zhì)量強度的數(shù)值總是分散不一的,因此在混凝土的制作過程中,混凝土受到原材料的配比與施工條件的同時制約,會導致不規(guī)范的施工和不合適的配比的現(xiàn)象發(fā)生,對建筑結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生毀滅性的打擊。因此應(yīng)該優(yōu)化混凝土配合比根據(jù)實際操作的原材料進行配合比設(shè)計,不要根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置配比,避免造成不必要的影響。結(jié)束語在現(xiàn)代的土建技術(shù)中,混凝土施工技術(shù)已經(jīng)越來越不可替代了,它在土建工程中具有毋庸置疑的重要性,可以推進現(xiàn)代建筑行業(yè)的高速發(fā)展也唯有對混凝土技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。
總之,我們還應(yīng)該對現(xiàn)行的混凝土施工技術(shù)做進一步的研發(fā)和改進,從而推進我們現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展,在保證工程質(zhì)量的同時,盡可能的作到降低成本,降低能耗,減少原材料的浪費,為今后我國的建筑事業(yè)做出貢獻。
參考文獻:
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會議收到論文報告58篇并印發(fā)了文集,有140人參加會議,在第一天的大會和第二天的分組會上分別有17位和26位專家作了報告,另外還安排了半天時間進行自由發(fā)言和討論。會議氣氛熱烈,取得了預(yù)期的效果,不同觀點之間也進行了較為充分的交流。
鑒于這一會議的論壇性質(zhì),以下僅就會上提出的一些問題及建議作一歸納,提交與會專家考慮并審議。
一、土建結(jié)構(gòu)工程的安全性
結(jié)構(gòu)安全性是結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力,是結(jié)構(gòu)工程最重要的質(zhì)量指標。結(jié)構(gòu)工程的安全性主要決定于結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工水準,也與結(jié)構(gòu)的正確使用(維護、檢測)有關(guān),而這些又與土建工程法規(guī)和技術(shù)標準(規(guī)范、規(guī)程、條例等)的合理設(shè)置及運用相關(guān)聯(lián)。
1.我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準
對結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計來說,結(jié)構(gòu)的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性、結(jié)構(gòu)的整體牢固性與結(jié)構(gòu)的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范在這些方面的安全設(shè)置水準,總體上要比國外同類規(guī)范低得多。
1.1構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準
與結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全水準關(guān)系最大的二個因素是:1)規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)需要承受多大的荷載(荷載標準值),比如同樣是辦公樓,我國規(guī)范自1959年以來均規(guī)定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現(xiàn)已確定在新的規(guī)范里將改回到200公斤),而美、英則為240和250公斤;2)規(guī)范規(guī)定的荷載分項系數(shù)與材料強度分項系數(shù)的大小,前者是計算確定荷載對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用時,將荷載標準值加以放大的一個系數(shù),后者是計算確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件固有的承載能力時,將構(gòu)件材料的強度標準值加以縮小的一個系數(shù)。這些用量值表示的系數(shù)體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)構(gòu)件在給定標準荷載作用下的安全度,在安全系數(shù)設(shè)計方法(如我國的公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范)中稱為安全系數(shù),體現(xiàn)了安全儲備的需要;而在可靠度設(shè)計方法(如我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范)中稱為分項系數(shù),體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數(shù)或分項系數(shù)越大,表明安全度越高。我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定活荷載與恒載(如結(jié)構(gòu)自重)的分項系數(shù)分別為1.4和1.2,而美國則分別為1.7和1.4,英國1.6和1.4;這樣根據(jù)我國規(guī)范設(shè)計辦公樓時,所依據(jù)的樓層設(shè)計荷載(荷載標準值與荷載分項系數(shù)的乘積)值大約只有英美的52%(考慮人員和設(shè)施等活載)和85%(對結(jié)構(gòu)自重等恒載),而設(shè)計時據(jù)以確定構(gòu)件能夠承受荷載的能力(與材料強度分項系數(shù)有關(guān))卻要比英美規(guī)范高出的10~15%,二者都使構(gòu)件承載力的安全水準下降。日本與德國的設(shè)計規(guī)范在某些方面比英美還要保守些。一些發(fā)展中國家的結(jié)構(gòu)設(shè)計多根據(jù)發(fā)達國家的規(guī)范,就如我國解放前和建國初期的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法參照美國規(guī)范一樣。至于中國的香港和臺灣,至今仍分別以英國和參考美國規(guī)范為依據(jù)。這里需要說明的是,在其他建筑物的活荷載標準值上,與國外的差別并沒有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結(jié)構(gòu)在安全設(shè)置水準上與國際間的差距并不相同,比如鋼結(jié)構(gòu)的差距可能相對小些。
公路橋梁結(jié)構(gòu)的情況也與房屋建筑結(jié)構(gòu)類似,除車載標準外,荷載分項安全系數(shù)(我國規(guī)范對車載取1.4,比國際著名的美國AASHTO規(guī)范的1.75約低25%)與材料強度分項安全系數(shù)均規(guī)定較低。
盡管我國設(shè)計規(guī)范所設(shè)定的安全貯備較低,但是某些工程的材料用量反而有高于國外同類工程的,這里的問題主要在于設(shè)計墨守陳規(guī),在結(jié)構(gòu)方案、材料選用、分析計算、結(jié)構(gòu)構(gòu)造上缺乏創(chuàng)新。
1.2結(jié)構(gòu)的整體牢固性
除了結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠承載能力外,結(jié)構(gòu)物還要有整體牢固性。結(jié)構(gòu)的整體牢固性是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)某處的局部破壞不至于導致大范圍連續(xù)破壞倒塌的能力,或者說是結(jié)構(gòu)不應(yīng)出現(xiàn)與其原因不相稱的破壞后果。結(jié)構(gòu)的整體牢固性主要依靠結(jié)構(gòu)能有良好的延性和必要的冗余度,用來對付地震、爆炸等災(zāi)害荷載或因人為差錯導致的災(zāi)難后果,可以減輕災(zāi)害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當?shù)胤课萁Y(jié)構(gòu)缺乏整體牢固性有很大關(guān)系。2001年石家莊發(fā)生故意破壞的惡性爆炸事件,一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞,竟導致整棟樓的連續(xù)倒塌,也是房屋設(shè)計牢固性不足的表現(xiàn)。
1.3結(jié)構(gòu)的耐久安全性
我國土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工規(guī)范,重點放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強度要求,而對環(huán)境因素作用(如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質(zhì)侵蝕)下的耐久性要求則相對考慮較少?;炷两Y(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結(jié)構(gòu)安全事故,其嚴重程度已遠過于因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準設(shè)置偏低所帶來的危害,所以這個問題必須引起格外重視。我國規(guī)范規(guī)定的與耐久性有關(guān)的一些要求,如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級,都顯著低于國外規(guī)范。損害結(jié)構(gòu)承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準,在一些情況下也有利于結(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)使用壽命。
2.調(diào)整結(jié)構(gòu)安全設(shè)置水準的不同見解
我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準較低,與我國建國后長期處于短缺經(jīng)濟和計劃體制的歷史條件有關(guān)。但是,能夠?qū)ν两ńY(jié)構(gòu)取用較低的安全水準并基本滿足了當時的生產(chǎn)與生活需求,而且業(yè)已歷經(jīng)了較長時間的考驗,這是國內(nèi)土建科技人員經(jīng)過巨大努力所取得的重大成就;但是,由于安全儲備較低,抵御意外作用的能力相對不足。如果適當提高安全設(shè)置水準將有利于減少事故的發(fā)生頻率和提高工程抗御災(zāi)害的能力。國內(nèi)發(fā)生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴重的人為錯誤所致?,F(xiàn)在提出要重新審視結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準,主要是基于客觀形勢的變化,是由于我們現(xiàn)在從事的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要為今后的現(xiàn)代化奠定基礎(chǔ),要滿足今后幾十年、上百年內(nèi)人們生產(chǎn)生活水平發(fā)展的需要,有些土建結(jié)構(gòu)如商品房屋則更要滿足市場經(jīng)濟條件下具備商品屬性的需要。國內(nèi)近幾年來已對建筑結(jié)構(gòu)安全度的設(shè)置水準組織過幾次討論,在如何調(diào)整的問題上存在較大的意見分歧,這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見解:
1)認為我國現(xiàn)行規(guī)范的安全設(shè)置水準是足夠的,并已為長期實踐所證明,而國外就沒有這種經(jīng)驗。我國取得的這一成功經(jīng)驗決不能輕易丟掉,在安全度上不能跟著英美的高標準走;安全度高了是浪費,除個別需調(diào)整外,總體上不必變動。
2)認為我國規(guī)范的安全度設(shè)置水準盡管不高,但在全面遵守標準規(guī)范有關(guān)規(guī)定,即在正常設(shè)計、正常施工和正常使用的“三正常”條件下,據(jù)此建成的上百億平米的建筑物絕大多數(shù)至今仍在安全使用,表明這些規(guī)范規(guī)定的水準仍然適用;但是理想的“三正?!焙茈y做到,同時為了縮小與先進國際標準的差距以及鑒于可持續(xù)發(fā)展和提高耐久性的需要,在物質(zhì)供應(yīng)條件業(yè)已改善的市場經(jīng)濟條件下,結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準應(yīng)適當提高。這種提高只能適度,因為我國目前尚屬發(fā)展中國家。
3)認為我國規(guī)范的安全設(shè)置水準應(yīng)該大體與國際水準接近,需要大幅度提高。這是由于隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和生活水平不斷提高,土建工程特別是重大基礎(chǔ)設(shè)施工程出現(xiàn)事故所造成的風險損失后果將愈益嚴重,而為了提高工程安全程度所需要的經(jīng)費投入在整個工程(特別是建筑工程)造價中所占的比重現(xiàn)在已愈來愈低,材料供應(yīng)也十分充裕。過去的低安全水準只是適應(yīng)了以往短缺型計劃經(jīng)濟年代的需要,但決不是沒有風險,如果規(guī)范的安全水準較高,曾經(jīng)發(fā)生過的有些安全事故本來是可以避免的,而規(guī)范的這一缺陷在一定程度上為“三正?!钡奶岱ㄋ谏w。在建的工程要為將來的現(xiàn)代化社會服務(wù),安全性上一定要有高標準。低的安全質(zhì)量標準在參與將來的國際競爭中也難以被承認,即使結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全設(shè)置水準能夠提高到與發(fā)達國家一樣,由于我們的施工質(zhì)量總體較差,結(jié)構(gòu)的安全性依然會有差距。
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的概率可靠度設(shè)計方法
自1984年國家建委和國家建設(shè)部頒布了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標準以來,我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范已從80年代末期起拋棄了傳統(tǒng)的多安全系數(shù)設(shè)計方法,從而統(tǒng)一采用以概率理論為基礎(chǔ)的可靠度設(shè)計方法;其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范也正在或計劃作這樣的轉(zhuǎn)變。我國規(guī)范的可靠度設(shè)計方法是參考國際上的相應(yīng)標準ISO2394并經(jīng)過國內(nèi)科技人員努力后得以實施的。將可靠度設(shè)計方法用于結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,在國際學術(shù)界內(nèi)通常被看成是一種發(fā)展趨勢,但在工程內(nèi)界則存在不同看法。盡管有了ISO2394,國外卻鮮有重要或著名的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范已直接采用了可靠度設(shè)計方法,至今仍采用多安全系數(shù)設(shè)計方法或稱荷載抗力系數(shù)法。在我國,對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的可靠度設(shè)計方法以及企圖將我國各個行業(yè)的各種結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范都用可靠度方法統(tǒng)一起來的做法,雖然工程設(shè)計界頗有微詞,但學術(shù)界持贊成和肯定者是主流,不過仍不時有人對可靠度方法用于設(shè)計規(guī)范的適用性提出質(zhì)疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對規(guī)范可靠度方法的意見分歧。
對我國規(guī)范的可靠度設(shè)計方法持肯定意見的專家認為這是重大的科技進步,可靠度方法對安全度的概率定義要比定值的安全系數(shù)更清晰、更科學、更合理,當然概率可靠度設(shè)計方法本身尚有不少缺陷,有待進一步修改完善。持相反意見的人則認為,結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范所面向的是類型多樣的復(fù)雜群體,在安全度上需要考慮的不確定性與不確知性非常復(fù)雜,并不是“從統(tǒng)計數(shù)學觀點出發(fā)的概率定義”所能科學描述或處理;規(guī)范可靠度方法在我國十多年的實踐表明,它并沒有給結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性帶來明顯實效,反而造成了安全概念上的某些混亂;對工程技術(shù)人員來說,結(jié)構(gòu)的安全度用可靠指標和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系數(shù)那樣從安全儲備出發(fā)的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題;現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他們認為半概率的多安全系數(shù)方法更適用于規(guī)范,也不排斥可靠度分析的結(jié)果可以作為一種參考,在綜合判斷安全系數(shù)的合理取值時予以考慮。
二、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性
土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系,是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力,這一正常功能包括結(jié)構(gòu)的安全性和結(jié)構(gòu)的適用性,而且更多地體現(xiàn)在適用性上。
1、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性現(xiàn)狀
大多數(shù)土建結(jié)構(gòu)由混凝土建造。混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是當前困擾土建基礎(chǔ)設(shè)施工程的世界性問題,并非我國所特有,但是至今尚未引起我國政府主管部門和廣大設(shè)計與施工部門的足夠重視。
長期以來,人們一直以為混凝土應(yīng)是非常耐久的材料。直到70年代末期,發(fā)達國家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎(chǔ)設(shè)施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過早損壞。美國許多城市的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時期內(nèi)就出現(xiàn)劣化;據(jù)1998年美國土木工程學會的一份材料估計,他們需要有1.3萬億美元來處理美國國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施工程存在的問題,僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項就需800億美無,而現(xiàn)在聯(lián)邦政府每年為此的撥款只有50~60億美元。另有資料指出,美國因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環(huán)境下橋梁的1/4。發(fā)達國家為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性投入了大量科研經(jīng)費并積極采取應(yīng)對措施,如加拿大安大略省的公路橋梁為對付除冰鹽侵蝕及凍融損害,鋼筋的混凝土保護層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土強度的最低等級也從50年代的C25增到后來的C40,橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設(shè)防水層到必須引氣以及需要設(shè)置高級防水膠膜并引入環(huán)氧涂膜鋼筋。而我國遭受鹽凍侵蝕地區(qū)的公路橋梁在耐久性設(shè)計方面至今仍無明確要求,對混凝土保護層和強度的要求僅為2.5cm與C25,與上面提到的加拿大50年代水準一致。國內(nèi)按這種標準設(shè)計的一座大橋,建成后僅8年,由于鹽凍侵蝕,現(xiàn)已不得不部分拆除重建。我國建設(shè)部于80年代的一項調(diào)查表明,國內(nèi)大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用25~30年后即需大修,處于嚴酷環(huán)境下的建筑物使用壽命僅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用環(huán)境相對較好,一般可維持50年以上,但室外的陽臺、雨罩等露天構(gòu)件的使用壽命通常僅有30~40年。橋梁、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程的耐久性問題更為嚴重,由于鋼筋的混凝土保護層過薄且密實性差,許多工程建成后幾年就出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土開裂。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開裂和剝落,需要大修。京津地區(qū)的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用,使用十幾年后就出現(xiàn)問題,有的不得不限載、大修或拆除。鹽凍也對混凝土路面造成傷害,東北地區(qū)一條高等級公路只經(jīng)過一個冬天就大面積剝蝕。我國鐵路隧道用低強度的C15混凝土作襯砌材料,密實度和抗?jié)B性差,不耐地下水與機車廢氣侵蝕,開裂與滲漏嚴重;對幾個路局所轄的隧道進行抽樣調(diào)查表明,漏水的占50.4%,其中1/3滲漏嚴重,并導致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電,影響正常運行,而1999年頒布的鐵路隧道設(shè)計規(guī)范仍未能對隧道的耐久性問題采取適當?shù)膶Σ?,如適當提高混凝土的最低強度等級和在混凝土中摻入化學纖維等。
耐久性問題的嚴重性和迫切性在于我們許多正在建設(shè)的工程仍未吸取國際和國內(nèi)的大量慘痛教訓,還沿著老路重蹈覆轍。一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋,仍沒有在材料性能和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運行的珠海蓮花跨海大橋,其主體結(jié)構(gòu)在浪濺區(qū)仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與3~4cm厚的保護層厚度。
有專家估計,我國“大干”基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的還可延續(xù)20年,由于忽視耐久性,迎接我們的還會有“大修”20年的,這個可能不用很久就將到來,其耗費將倍增于當初這些工程施工建設(shè)時的投資。
使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題進一步加劇的原因有:
1)由于混凝土的質(zhì)量檢驗習慣上以單一的強度指標作為衡量標準,導致水泥工業(yè)對水泥強度的不適當追求,使水泥細度增加,早強的礦物成份比例提高,這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質(zhì)量的檢驗在強度上只要求不低于規(guī)定的最低許可值,而國外則同時還要求不高于規(guī)定的最高值,如果強度超過了也被認為不合格,這種要求還有利于水泥產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性。
2)工程施工單位不適當?shù)丶涌焓┕みM度,尤其是政府行政領(lǐng)導對工程進度的不適當干預(yù)。混凝土的耐久性質(zhì)量尤其需要有足夠的施工養(yǎng)護期加以保證,早產(chǎn)有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國內(nèi)媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程,很可能就是今后注定要花掉更多資金進行大修的短命工程。提前完成合同規(guī)定施工期的在國外要被罰款,因為意味著工程質(zhì)量有遭到損害的可能。
3)環(huán)境的不斷惡化,如廢氣、酸雨,我國的酸雨面積已超過國土的30%。
當前迫切需要進行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程耐久性設(shè)計的技術(shù)條例,修訂補充現(xiàn)行規(guī)范中對結(jié)構(gòu)耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎(chǔ)設(shè)施工程的設(shè)計工作壽命,在重要工程的設(shè)計文件中必須有使用壽命的要求和論證。當前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走,很重要的一個原因是工程設(shè)計施工技術(shù)人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據(jù)。更為嚴重的是現(xiàn)行規(guī)范中的有些條文,本身就對耐久性有害。為了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術(shù)手段,國外有的規(guī)范甚至規(guī)定在橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)中必須加入粉煤灰等摻合料,而我國的鐵路混凝土橋隧施工規(guī)范仍在明文禁止使用。此外,工程技術(shù)界還存在長期形成的一些過時的看法,對改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如,顧慮會影響混凝土強度而不愿使用引氣劑,而引氣本應(yīng)作為改善混凝土耐久性和工作性的常規(guī)手段;又如,希望加大水泥用量來保證混凝土強度,而盡可能低的水泥用量本應(yīng)是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。
在修訂規(guī)范的耐久性要求上,交通部于2001年頒布的港工混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范已為其它土建工程行業(yè)起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內(nèi)外已有的資料和經(jīng)驗,盡快編寫出相應(yīng)的設(shè)計施工技術(shù)文件以應(yīng)急需,另一方面則要安排系統(tǒng)的研究項目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是當前國際上結(jié)構(gòu)工程學科最為重要的前沿研究領(lǐng)域之一,而我國在這一方面相當落后?;炷恋哪途眯匝芯侩x不開原材料和環(huán)境等特定條件,需要考慮本國的特點,是不能完全依賴國外研究成果的。
重視混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性也是可持續(xù)發(fā)展的需要。生產(chǎn)混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國土資源并破壞植被與河床,水泥生產(chǎn)排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/5~1/6,而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。我國現(xiàn)在每年生產(chǎn)5億多噸水泥,與之相伴的是年耗20多億方的砂石,長此以往實難以為繼。延長結(jié)構(gòu)使用壽命意味著節(jié)約材料,而耐久的混凝土一般又應(yīng)是水泥用量較低和礦物摻合料(工業(yè)廢料)用量較高的混凝土,所以耐久的混凝土正適應(yīng)環(huán)境保護的需要。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設(shè)計工作壽命多為100年,有的如英國為120年。考慮到耐久性不足所造成的巨大經(jīng)濟損失和資源浪費,國際上近年來有要求將這些工程的最低工作壽命進一步延長的趨勢,如提出城市環(huán)境中的橋梁至少應(yīng)有150年。
2.土建結(jié)構(gòu)工程使用階段的正常檢測與維護
結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測、維護和修理不能分割,對處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎(chǔ)設(shè)施工程來說尤其如此。為了保證結(jié)構(gòu)安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過程中,應(yīng)該進行定期檢測和維護。我國有結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計規(guī)范與施工規(guī)范,但沒有如何使用的規(guī)范。有些工程倒塌事故,例如最近四川宜賓的南門大橋發(fā)生橋面坍落事故,就是因為橋面結(jié)構(gòu)與主拱之間的吊桿在連接處發(fā)生銹蝕,如果有定期的檢測要求,這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結(jié)構(gòu)的損壞可能導致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程,強制規(guī)定必須定期檢測;即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件,因其墜落后容易傷及公眾,也有強制定期檢測的要求。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質(zhì)相對較差,質(zhì)量控制與質(zhì)量保證制度不夠健全,規(guī)范對結(jié)構(gòu)安全與耐久性的設(shè)置水準又相對較低,已建的工程中往往存在較多隱患,所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。對于土建結(jié)構(gòu)工程的安全質(zhì)量,雖然政府已作出了設(shè)計與施工的責任單位和個人需對其“終身負責”的規(guī)定,但是這種要求執(zhí)行起來缺乏可操作性。要將結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量事故減少到最低程度,還應(yīng)以預(yù)防為主,通過例行檢測及時發(fā)現(xiàn)問題。
現(xiàn)在國內(nèi)有大量土建工程因步入老化期需要診治,也有大量已建的違章工程需要評估,更有許多工程發(fā)生病害需要診斷和加固,各地已涌現(xiàn)了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍,并有蓬勃發(fā)展成為一種新興行業(yè)的趨勢。出現(xiàn)問題和病害以后再來治理固然重要,但是我們應(yīng)該更加強調(diào)預(yù)防。對于在役土建工程的檢測和評估,要建立相應(yīng)的法規(guī)和標準,要有從業(yè)人員的注冊和從業(yè)機構(gòu)的資質(zhì)認證制度,在管理體制上予以規(guī)范。
從國家對公共工程建設(shè)的投資和對工程設(shè)計的要求來看,需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設(shè)的一次投資支出,很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用,不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能,而且經(jīng)濟上算總賬會很不合算。在發(fā)達國家,由于新建工程少,用于維修的費用往往更為主要,英國1978年的土建維修費上升到1965年的3.7倍,1980年的維修費占當年土建費用總支出的2/3。我國雖是發(fā)展中國家,現(xiàn)在正大興土木,可是過去建成的大量工程已經(jīng)或過早老化。國內(nèi)40%公路橋梁的橋齡已大于25年,加上進入90年代以后交通量猛增,超載嚴重,以往的設(shè)計標準又低,路、橋的維修問題十分突出。由于養(yǎng)護維修費用得不到保證,造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。在土建工程的投資上,希望有關(guān)部門能加大已建工程維修的費用。
為加速路橋等公共工程建設(shè),國家現(xiàn)在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30年的經(jīng)營收入作為補償。如果對重要土建工程有必須進行定期檢測與評估的法規(guī),就能保證這些工程在一定期限后歸還國家管理和經(jīng)營時的良好功能,對于設(shè)計工作壽命為100年的橋梁,至少還可正常使用70年,而不至于30年到期后國家接收的已是一個破舊的工程。
三、技術(shù)規(guī)范的作用與管理
這次科技論壇對于土建結(jié)構(gòu)工程技術(shù)規(guī)范的定位、作用與管理也進行了討論并提出了一些看法。
長期以來,受計劃經(jīng)濟體制的影響,我們往往視技術(shù)規(guī)范為法,將規(guī)范的具體規(guī)定和要求等同于法律條文來對待。技術(shù)規(guī)范或規(guī)程,與各種技術(shù)條例、技術(shù)要求、工法、指南等技術(shù)文件一樣都是技術(shù)標準,本身不具有法律作用,只當工程各方(業(yè)主、設(shè)計、施工企業(yè))認同作為設(shè)計與施工的依據(jù)并在契約的基礎(chǔ)上,才能作為法律仲裁的依據(jù)。將技術(shù)問題法制化并強制執(zhí)行,不利于技術(shù)進步和創(chuàng)造性的發(fā)揮,反而容易成為推卸責任的借口。當然,政府部門從國家和公眾的整體利益出發(fā),需要在安全、環(huán)保等重大原則上對土建工程的設(shè)計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應(yīng)的法規(guī),但法規(guī)一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術(shù)途徑和方法,后者是技術(shù)標準的任務(wù)。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術(shù)規(guī)范或其中某些內(nèi)容使用。
土建工程有著強烈的個性,需要工程技術(shù)人員針對具體特點去解決設(shè)計與施工問題。所以規(guī)范作為技術(shù)標準宜強調(diào)其指導性而不是強制性。如果規(guī)范條文看作為一般意義上的法律條文,就有可能束縛設(shè)計施工人員的主動創(chuàng)造性并阻礙新技術(shù)的應(yīng)用。。我國土建工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術(shù)上的創(chuàng)新,這與以往過分強調(diào)規(guī)范的法律地位從而形成所謂“結(jié)構(gòu)設(shè)計就是規(guī)范加計算”的傾向不無關(guān)聯(lián)。我國的技術(shù)規(guī)范在編寫風格上也有模仿法律的傾向,極少提及使用者需要注意規(guī)范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設(shè)計施工中要取代規(guī)范中已經(jīng)落后過時甚至有害的技術(shù)規(guī)定,則無異于違法行為。相反,只要墨守規(guī)范,即使出了事故,就可不負法律責任。這樣就在客觀上降低了對工程技術(shù)人員的業(yè)務(wù)技能要求與職責要求,不利于提高我國建筑企業(yè)和從業(yè)人員的素質(zhì)以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負面影響并杜絕鉆規(guī)范條文的空子進行偷工減料,應(yīng)有必要建立這樣的共識并作出規(guī)定,即遵守了規(guī)范條文并不意味著就可免除法律責任。國外有些規(guī)范就是這樣規(guī)定的。
企圖不斷加強技術(shù)規(guī)范的強制性來解決屢禁不止的工程事故,不是解決問題的有效途徑?,F(xiàn)在,有關(guān)主管部門將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的部分條文抽出來,明確列為強制性條文,同時規(guī)定各個設(shè)計單位完成的設(shè)計,須通過有關(guān)部門或其授權(quán)委任的其他企事業(yè)設(shè)計單位的審查,而審查的主要內(nèi)容就在于對照規(guī)范強制性條文的要求,其任務(wù)已類似于執(zhí)法;這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因,主要在于管理不善,特別是管理環(huán)節(jié)上的腐??;其次是施工操作人員素質(zhì)低,又難以短期解決;過分強調(diào)規(guī)范的地位與作用,未能建立與規(guī)范配套的完整標準體系,比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術(shù)文件,可以用來指導和規(guī)范設(shè)計與施工的各個具體環(huán)節(jié),也有一定的關(guān)系。從設(shè)計角度看,出現(xiàn)事故主要不是由于沒有按照規(guī)范強制性條文的規(guī)定,而是方案性的錯誤或忽略主要的設(shè)計條件;也有一些工程則因過去的設(shè)計標準過低,耐久性不足,在使用過程中又缺乏應(yīng)有的例行檢測而導致失效。其實,要做到設(shè)計規(guī)范強制條文的要求最為容易,為此請專業(yè)人士審查似無必要。重要的工程設(shè)計應(yīng)規(guī)定請專業(yè)單位全面審核,其要點也應(yīng)在結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)造方法與計算分析的原則上。從結(jié)構(gòu)設(shè)計的國家規(guī)范中抽出的強制性條文不免支離破碎,個別條文的規(guī)定也不一定適合某些地區(qū)和某些工程的具體特點,反而造成麻煩。我國幅員廣闊,各地經(jīng)濟發(fā)展很不平衡,技術(shù)力量懸殊,環(huán)境條件各異,客觀上要求規(guī)范能給設(shè)計人員更多靈活性,少一些強制性,這樣才能更好地在規(guī)范的指導下,根據(jù)工程的特點和具體條件去解決問題。總之,在規(guī)范標準上,要擺脫計劃經(jīng)濟年代遺留下來的過分強求統(tǒng)一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規(guī)范,在工程的安全性和耐久性標準上,可有不同的設(shè)置水準。比如上海、北京、廣州這些大城市應(yīng)該高些,在抗震防災(zāi)要求上,更應(yīng)區(qū)別對待。全國性的規(guī)范訂得愈詳細,其適用性可能變得愈差,造成的混亂也可能愈多;特別象巖土工程那樣的規(guī)范更是如此。
技術(shù)標準中的強制性越多,也意味著政府有關(guān)部門在具體技術(shù)問題上需要承擔的責任越重,而這些本來不該是政府部門的職責。規(guī)范中的要求是最低要求,在安全設(shè)置水準上,政府需要干預(yù)的也應(yīng)是保證公眾安全的最低要求。對于土建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,政府有關(guān)部門至今仍規(guī)定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設(shè)防標準(建抗586號文件)。事實上,如將商品房的抗震設(shè)防烈度提高1度,抗震能力可提高約1倍,而增加的房屋造價相當有限,在眾多城市中可能僅及居民用于室內(nèi)裝修費用的幾分之一。政府的這一規(guī)定無異于限制居民只能購置抗震安全質(zhì)量標準最低的房屋,如果發(fā)生地震造成損害,有關(guān)部門如何解釋?
規(guī)范等技術(shù)標準的管理體制亟待改善。建國以來,由政府部門負責統(tǒng)管并指定有關(guān)企事業(yè)單位分別承擔每本規(guī)范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應(yīng)當前的形勢,有些在經(jīng)費和人力上得不到保證,平時基本上沒有專門人員去搜集了解規(guī)范使用中的問題并及時修改補充規(guī)范條文;面對新的結(jié)構(gòu)型式、新的材料和新的工藝,規(guī)范的過時條文不但成為推廣新技術(shù)的阻力,而且有被誤用或盲目套用而造成工程質(zhì)量安全事故。
發(fā)達國家有關(guān)土建結(jié)構(gòu)工程的規(guī)范及與之配套的各類技術(shù)標準多由行業(yè)協(xié)會或?qū)I(yè)學會編制及管理,規(guī)范的翻新周期短,不象我們要長達10年以上。我國的學會與協(xié)會重復(fù)設(shè)置,分工不明,并且至今還依附于某一政府部門,基本上只起到政府職能部門非官方代言人的作用,距離獨立和富有活力的健全機構(gòu)還差的很遠,如何發(fā)揮這些機構(gòu)在技術(shù)標準編寫和管理中的作用也是值得探討的一個問題。建議隨著改革的深入,整頓合并有關(guān)的學會、協(xié)會,加強其職能,并逐漸成為技術(shù)標準編制管理的主體。
四、準備提交政府有關(guān)部門考慮的建議
為了改善我國土建結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性,這次論壇中提出了以下建議供政府有關(guān)部門考慮,:
1、橋梁、隧道、道路、港口等基礎(chǔ)設(shè)施工程的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性,已是當前亟待采取措施應(yīng)對的重大問題。否則,一些工程的正常使用功能和安全性將得不到有效保證,我國的現(xiàn)代化建設(shè)和國民經(jīng)濟會蒙受巨大損失,并將給生產(chǎn)和公眾生活帶來長期困擾。
建議國家建設(shè)部、交通部、鐵道部主管土建工程設(shè)計標準的部門,能對工程的耐久性要求作重點審查,明確土建工程的設(shè)計應(yīng)有最低使用壽命的要求,重要工程的設(shè)計文件中應(yīng)有正常使用壽命和耐久性設(shè)計的獨立章節(jié)與論證;
建議國家自然科學基金委員會能在今后一段時期內(nèi)對混凝土工程耐久性的基礎(chǔ)理論研究給予重點支持;
建議國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局為在近期內(nèi)編訂有關(guān)法規(guī)標準給以立項資助;
建議中國工程院土木水利建筑學部在其咨詢研究項目中,聯(lián)絡(luò)國內(nèi)有關(guān)專家,促進土建結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計指導性技術(shù)條例的編制。
2、土建工程使用過程中的安全性,應(yīng)有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程,我國尚無必須進行安全檢測的法規(guī)。在基礎(chǔ)設(shè)施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向,不利于工程壽命和投資效益。
建議對橋、隧等重要公共基礎(chǔ)設(shè)施和公共建筑物,在其使用期內(nèi)實施強制性的定期安全檢測。為此,需要制定法規(guī),編制相應(yīng)的技術(shù)標準;對于土建結(jié)構(gòu)工程的檢測與評估,需要建立從業(yè)人員的注冊制度和從業(yè)機構(gòu)的資質(zhì)認證與監(jiān)管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業(yè)。
建議政府有關(guān)部門在橋、隧、道路等土建基礎(chǔ)設(shè)施工程投資上,根據(jù)需要,加大工程維修費的比例。
3、完善技術(shù)標準體系與管理體制,發(fā)揮學會、協(xié)會在技術(shù)標準編制、修訂和管理中的作用;逐步淡化技術(shù)規(guī)范條文的強制性質(zhì);鼓勵編制地方性規(guī)范(標準)和企業(yè)標準,適應(yīng)不同地區(qū)在環(huán)境地質(zhì)和經(jīng)濟、技術(shù)水平上的差異,并鼓勵科技創(chuàng)新和技術(shù)進步。
1引言
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,為滿足我國經(jīng)濟建設(shè)的需求,我國的電力工程建設(shè)也快速發(fā)展起來,尤其是輸變電工程的建設(shè)腳步不斷加快,確保了各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展所需能源的可靠性,是經(jīng)濟發(fā)展的堅實后盾。但是輸變電工程的建設(shè)一般規(guī)模較大、施工環(huán)境復(fù)雜、要求條件相對較高,并存在電力行業(yè)所特有的風險。因此,確保輸變電工程建設(shè)的設(shè)計方案經(jīng)過科學合理的分析與評價,是輸變電工程建設(shè)前特別需要探討和研究的問題。
2輸變電工程的特點
輸變電工程是輸電工程和變電工程的總稱,輸電工程一般在室外進行,而變電工程一般是室內(nèi)完成,輸電和變電一般同時存在。輸變電工程針對不同的目的會產(chǎn)生一些差異,但是一般都具有以下特點。2.1工程橫跨區(qū)域較廣輸變電工程的建設(shè)一般是將發(fā)電廠內(nèi)的電力能源輸送到所需的地區(qū)和用電場所,一般輸電距離少則幾十千米,多則會達到幾千千米,輸送電纜跨越多個城市的現(xiàn)象也隨處可見。對于不同區(qū)域所處的環(huán)境也不盡相同,一般輸變電工程的建設(shè)就需要多個施工單位在多種環(huán)境下進行建設(shè)工作。[1]2.2對環(huán)境造成影響由于輸變電工程跨域區(qū)域較廣,建設(shè)過程中必然會遇到各種不同的地理環(huán)境,不僅是自然環(huán)境,也包括人類生活環(huán)境。在輸變電工程建設(shè)中,我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)土地征用、樹木砍伐、居民搬遷、改變地貌等現(xiàn)象,這樣往往就會對環(huán)境造成一定程度的影響,破壞了原有的生態(tài)環(huán)境。2.3工程投資較大且建設(shè)周期長電力行業(yè)具有較高的危險性,為降低輸變電過程中事故的發(fā)生,就需要對相關(guān)設(shè)備設(shè)施提出更高的要求,投資也相對較高。此外還包括其他費用,如土地征用費、居民拆遷費、環(huán)境保護費等各項費用,總體投資較高。并且,由于輸變電工程建設(shè)牽涉范圍較廣,這也導致了工程周期較長。2.4其他特點輸變電工程除了以上特點之外,還有一些其他特點,例如,工程施工單位較多,管理難度較大;施工環(huán)境多變,施工方法形式多樣化;涉及安全問題較多等特點。
3輸變電工程設(shè)計方案的分析
對輸變電工程的設(shè)計方案進行有效的分析,不僅有利于提高工程的設(shè)計水平,并且可以更好地節(jié)省開支,提高施工的安全性。3.1設(shè)計方案的分析內(nèi)容輸變電工程的內(nèi)容設(shè)計主要是從輸電工程和變電工程兩方面進行考慮。對于輸電工程的內(nèi)容設(shè)計主要包括以下內(nèi)容:對輸電方案選擇的路徑長度、地形比例、曲折系數(shù)等內(nèi)容進行分析;分析輸電路徑跨越區(qū)域的地理環(huán)境,是否節(jié)約資源、便于施工;分析輸電線桿塔的施工方式以及分析設(shè)計方案的材料消耗、不同方案投資差額、居民搬遷等個人方面的內(nèi)容。對于變電工程設(shè)計方案的內(nèi)容分析主要分為兩大部分:一是電氣設(shè)備的選型,包括變壓器、控制柜、繼電器、控制開關(guān)等內(nèi)容;二是土建工程的設(shè)計分析,包括變電室的土建工程、給排水和暖通工程、消防設(shè)施以及交通的設(shè)施。對于變電設(shè)備、設(shè)施的設(shè)計分析既要考慮整體的規(guī)劃,又要對系統(tǒng)進行深入研究。3.2設(shè)計方案的分析方法對于輸變電工程設(shè)計方案的分析方法有很多種,但目前輸變電工程采用較多的分析方法有指標法、對比法和費效比法。[2]3.2.1指標法指標法是基于對完成的方案進行系統(tǒng)分析,并總結(jié)出共性的基礎(chǔ)上,通過設(shè)定若干個不同的指標(如技術(shù)指標、安全指標、經(jīng)濟指標或環(huán)境指標等其他指標,在指標的標準明確前提下,安排專家參照上述指標標準,對方案的實施進行分析和評價的方法。在對技術(shù)指標取得認可的前提下,采用指標法對輸變電工程的分析更加簡單、易于操作,在工程施工方案的分析中普遍使用。3.2.2對比法對比法也稱比較分析法,通過對多個同類對象進行比較分析,找到事物的本質(zhì)和規(guī)律,并根據(jù)這些規(guī)律對實行的方案做出正確評價的一種分析方法。所謂比較,則至少要選擇兩個或兩個以上的分析對象,基于同樣的參考標準,對施工方案進行分析。使用對比法分析輸變電工程方案時,常用的比較原則是:指標的內(nèi)涵和外延比較、指標的時間比較、指標的計算方法比較以及指標的總體性質(zhì)比較,基于上述原則的指標比較,才會得出更加準確的結(jié)論。3.2.3費效比法所謂費效比法是指工程設(shè)計的成本與實現(xiàn)產(chǎn)品的功能性的比值,即如何以較低的成本實現(xiàn)高質(zhì)量的工程,也稱為價值分析。采用費效比法分析工程方案時,分析過程主要分三個階段,即:分析階段、綜合階段以及評價階段。對方案的評價指標一般包括技術(shù)評價、環(huán)境評價、經(jīng)濟評價、安全評價以及周期評價等,并對各項指標進行綜合評價。上述工程方案分析方法已經(jīng)在輸變電工程領(lǐng)域中普遍使用,但是不同的工程又各具特點,再加上設(shè)計者以及施工者的主觀因素,分析結(jié)果往往會有偏差。
4輸變電工程設(shè)計方案的評價
評價是針對施工對象進行系統(tǒng)和客觀的分析,評價工作可以更加確切地衡量工程實際情況與設(shè)計情況之間存在的差距,并且也是對工程合理性、準確性檢驗的一種重要途徑。同時,對實際工程進行評價對于提高設(shè)計者技術(shù)水平,指導后期工程設(shè)計具有重要的意義。4.1設(shè)計方案評價的基本準則輸變電工程設(shè)計方案的評價主要包括輸電方案設(shè)計評價準則和變電方案設(shè)計評價準則,為確保評價結(jié)果的科學性,在評價過程中應(yīng)基于一定的基本準則。評價輸電工程的準則主要包括以下內(nèi)容:①貫徹輸變電工程建設(shè)的政策和方針,符合國家制定的法律法規(guī)及行業(yè)標準。②輸電工程的線路選擇方案安全、可靠,并且經(jīng)濟合理,符合國家指定的相關(guān)環(huán)保政策。③輸電工程沿線設(shè)施調(diào)查細致,電線跨越合理,應(yīng)盡量避開危機線路以及人流量較大的場所。④電線塔形設(shè)計不僅安全可靠、結(jié)構(gòu)清新簡單、材質(zhì)符合要求、施工維護安全方便,而且應(yīng)經(jīng)濟有效。⑤充分考慮節(jié)約土地資源、減少能源消耗、降低材料使用,做到綜合效益好,經(jīng)濟指標較高。評價變電工程的準則主要包括:①貫徹輸變電工程建設(shè)的政策和方針,符合國家制定的法律法規(guī)及行業(yè)標準。②盡量采用通用技術(shù)、通用設(shè)備等標準化的設(shè)計成果,可以更好地滿足施工要求,確保運行的穩(wěn)定。③變電站的設(shè)計方案在確保安全可靠、經(jīng)濟環(huán)保的同時,還用注重便于操作和檢修。④確保運行安全可靠的情況下,應(yīng)結(jié)合具體工程,嘗試采用新的技術(shù)、新的設(shè)備和新的工藝。⑤集成系統(tǒng)功能、電源系統(tǒng)一體化,檢測系統(tǒng)以及輔助控制系統(tǒng)設(shè)計合理并符合技術(shù)要求。[3]4.2輸變電工程評價方法為確保工程評價的科學性與合理性,國家對輸變電工程提出了一些評價方法,主要包括模糊綜合評價法、灰色分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。4.2.1模糊綜合評價法模糊綜合評價法以數(shù)學為基礎(chǔ),在明確定量范圍后,對設(shè)定后的評價對象,讓專家依據(jù)自身的經(jīng)驗按行業(yè)標準進行評價,對評價的結(jié)果可以通過數(shù)值的形式表現(xiàn)出來,然后綜合起來,構(gòu)建一個矩陣,也稱為模糊矩陣。對矩陣進行處理分析,即可做出評價。4.2.2灰色分析法灰色分析法是基于灰色系統(tǒng)理論所得到的成果,其優(yōu)點在于:可以通過事先確定的最佳虛擬方案作為標準,然后與現(xiàn)有的標準進行分析比較,從而確定最佳設(shè)計方案?;疑治龇ㄊ遣捎脴藴市蛄泻捅容^序列,通過對二者變化趨勢來分析評價設(shè)計方案。4.2.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是通過分析和評價多目標、多方案來建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來確定分析指標權(quán)重的一種評價方法。通過建立網(wǎng)絡(luò)模型,可以迅速地傳遞和處理分析各層節(jié)點的權(quán)重值,進而基于數(shù)據(jù)原理,結(jié)合其他評價模式進行工程設(shè)計方案的評價。
5結(jié)論與展望
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,輸變電工程扮演著越來越重要的角色。論文基于輸變電工程的特點,論述了輸變電工程設(shè)計方案的分析內(nèi)容和分析方法以及輸變電工程設(shè)計方案的評價準則和評價方案。希望論文能起到拋磚引玉的作用,為輸變電工程設(shè)計方案的分析與評價者提供一些參考。
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關(guān)鍵詞 鋼結(jié)構(gòu) 工程造價 問題 策略
中圖分類號: TU391文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
造價控制的主要內(nèi)容
1、控制人工費
人工費的控制體現(xiàn)為施工隊伍控制、價格控制和工資發(fā)放控制三個方面:
(一)項目部選擇。施工隊伍要優(yōu)先使用內(nèi)部隊伍,保證內(nèi)部隊伍不息工。
(二)價格控制。內(nèi)部施工隊伍的崗位工資,按照企業(yè)確定的崗位工資標準,由企業(yè)在核定項目部的責任預(yù)算時計算到責任預(yù)算中去,效益工資由項目部在實現(xiàn)的責任利潤中提取,沒有責任利潤的不發(fā)放效益工資。
2、控制機械費
(一)合理配置設(shè)備,在保證工期的前提下減少投入。
(二)采取招標采購、集中采購設(shè)備,降低設(shè)備采購成本。
(三)按照施工預(yù)算中的機械臺班數(shù)量、機械臺班定額中的人工費、燃料及動力消耗數(shù)量、經(jīng)常修理費進行控制。
3、控制材料費
對材料費的控制,主要包括數(shù)量、價格和質(zhì)量控制三個方面。材料數(shù)量控制包括材料總采購量控制、工程總發(fā)料數(shù)量控制和消耗數(shù)量控制。
(一)材料總采購量控制。項目部要根據(jù)材料預(yù)算定額,計算工程項目的材料計劃總量。
(二)工程總發(fā)料數(shù)量控制。物資部門發(fā)放材料,要根據(jù)材料計劃總量進行控制,發(fā)放時按照定額材料數(shù)量控制發(fā)放。超出定額部分必須說明理由,并報項目部總工程師審批。
(三)消耗數(shù)量控制。必須嚴格按照責任預(yù)算中的定額領(lǐng)取材料,同時要做好周轉(zhuǎn)材料、報廢物資的及時回收、入庫。每月要進行一次清查盤點,保證盤點數(shù)量準確,查清材料在各個環(huán)節(jié)非正常減少的數(shù)量和責任。
(四)材料價格的控制,包括采購價格控制和價格波動風險控制,在采購價格控制方面,大宗材料采用招標采購、集中采購;零星用料采用選定優(yōu)質(zhì)服務(wù)供應(yīng)商的方法。
4、施工工藝控制
嚴格執(zhí)行施工工藝,保證每一道工序在規(guī)定的時間內(nèi)執(zhí)行完畢,實現(xiàn)快速施工,降低施工成本。同時,要積極運用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備,科學配置人工、材料、設(shè)備等資源,提高勞動效率,加快工序循環(huán),節(jié)省勞動時間??刂飘a(chǎn)品一次合格率,確保每道工序的施工一次性檢驗通過。返工造成的人力物力浪費是施工成本增加的重要部分,是造價控制的重點。
5、環(huán)境的控制
環(huán)境因素對鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的影響具有復(fù)雜而多變的特點,如氣象條件就千變?nèi)f化,現(xiàn)場的溫度、空氣的濕度、風向、酷暑、嚴寒、照明等都直接影響工程質(zhì)量。因此,根據(jù)工程特點和具體條件,應(yīng)對影響質(zhì)量的環(huán)境因素,采取有效的措施嚴加控制,嚴格執(zhí)行國家有關(guān)規(guī)范和標準對施工環(huán)境的規(guī)定,這樣才能避免不必要的成本增加。
二、鋼結(jié)構(gòu)工程造價控制存在的問題
1、建筑單位(業(yè)主)提出施工變更的要求
在工程項目施工過程中,設(shè)計單位、建筑單位、施工單位都可能提出變更,而在專業(yè)性方面,建筑單位往往處于劣勢,不利于施工過程中變更。如果因為業(yè)主單位改變使用要求變更設(shè)計,如增加房屋層數(shù)、變更層高、改變工程使用功能、提高專修標準等,業(yè)主單位應(yīng)承擔增加工程費用和延長工期的責任。
2、忽略工程進度,導致工期延長,各種開銷增加
因為在鋼結(jié)構(gòu)工程中,材料的成本占有很大的比例,所以在施工過程中有可能因為工期的延長導致材料的上漲,出現(xiàn)由于材料價格管理不完善造成的造價提高 。
3、設(shè)計方案不合理
一項設(shè)計自醞釀之初就要考慮如何使投入的資金發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益,如何對一定的投資計劃提出合理的準確設(shè)計方案,也是工程造價控制問題。方案設(shè)計在項目建設(shè)中的作用是首位的,也是決定性的,這是在工程中非常重要的階段。但是由于我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計人員考慮不周,導致施工階段出現(xiàn)大量變更,影響工程進度和造價的控制。
4、現(xiàn)場簽證不嚴密
現(xiàn)場簽證是工程竣工結(jié)算的重要依據(jù),如果在施工階段,監(jiān)理對現(xiàn)場簽證沒有進行嚴格管理,在工程竣工結(jié)算時就有可能會出現(xiàn)重大問題。
三、鋼結(jié)構(gòu)工程的造價控制
為了充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)經(jīng)濟上的綜合優(yōu)勢,有效的控制工程造價,工程設(shè)計、施工階段的造價控制是關(guān)鍵。
1、設(shè)計階段的造價控制
(一)選材方面。設(shè)計階段的造價控制是比較具體、直觀的,在設(shè)計過程中,可以利用價值工程對設(shè)計方案進行經(jīng)濟比較,合理選擇建筑材料,從而達到控制造價,節(jié)約投資的目的。建筑鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計階段材料的選擇上有很大的空間
2.結(jié)構(gòu)體系方面
對于多層建筑,不同的結(jié)構(gòu)體系和平、立面布置對工程造價的影響較明顯。根有關(guān)資料測算分析,不同層數(shù)對土建工程造價的影響為10%~25%;不同層高對土建工程造價的影響為1.5%一12%。因此,在設(shè)計階段只有根據(jù)建筑物的使用功能要求,確定合理的平、立面布置和結(jié)構(gòu)體系,才能有效控制工程造價,做到經(jīng)濟適用。
3.設(shè)計制度方面
(一)提高設(shè)計人員的素質(zhì),重視設(shè)計人員的繼續(xù)教育和業(yè)務(wù)知識的更新培訓。同時,把控制工程成本放到重要位置,強調(diào)技術(shù)與經(jīng)濟相結(jié)合,設(shè)計中注重設(shè)計價值,要做多方案比較。
(二)在設(shè)計中引進競爭機制,以技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理、節(jié)約投資為目的,進行設(shè)計招標,開展方案優(yōu)化競賽。
(三)不能只因注重技術(shù)性而忽視經(jīng)濟性,采用限額設(shè)計和設(shè)計出圖前的成本審查制度。
三、實施階段工程造價的控制
工程項目的實階段是建筑物實體形成階段,是人力、物力、財力消耗的主要階段。要提高建設(shè)質(zhì)量,控制工程造價,發(fā)揮投資效益,就要在工程實施階段加強工程建設(shè)的管理和監(jiān)督職能,從而加強對工程項目建設(shè)的全方位、全過程的造價控制。由于建設(shè)工程的復(fù)雜性,影響因素的多變性的特點,工程實施階段往往會出現(xiàn)一些意想不到的費用。
1、有效控制工程變更和現(xiàn)場經(jīng)濟簽證
在工程建設(shè)項目中,工程變更和現(xiàn)場簽證是不可避免的,但要進行有效的控制。為防止在施工圖設(shè)計中產(chǎn)生漏洞,除在審核時把關(guān)外,還應(yīng)在甲乙方的圖紙會審、設(shè)計院的技術(shù)咨詢中消除,總之。應(yīng)消滅在開工之前。設(shè)計變更應(yīng)盡量提前,變更發(fā)生得越早,損失越小,反之就越大。為此,必須加強設(shè)計變更管理,盡可能把設(shè)計變更控制在設(shè)計階段初期,尤其對影響工程造價的重大設(shè)計變更,更要用先算帳后變更的辦法解決,使工程造價得到有效控制。
2、嚴格審核工程施工圖預(yù)算
根據(jù)施工圖設(shè)計的進度計劃和現(xiàn)場施工的實際進度,及時核定施工圖預(yù)算。對于預(yù)算超出相應(yīng)概算的施工圖設(shè)計部分,要加以詳細分析,找出原因,并及時與項目負責人通氣,調(diào)整或修正控制目標,對工程造價實施動態(tài)控制。
3、擇優(yōu)確定專業(yè)分包單位
防止少數(shù)壟斷性行業(yè)任意抬價在工程建設(shè)中,有些特殊專業(yè)工種不得不委托專業(yè)施工單位承擔,如變配電所安裝工程、通訊工程、綠化工程等,而這些行業(yè)往往又帶有一定的壟斷性質(zhì)。在這些項目中,一方面應(yīng)該尊重供電部門的“規(guī)定”,由他們總承包變配電系統(tǒng);另一方面要求允許另一家供貨商參與競爭。
4、深入現(xiàn)場
收集和掌握施工有關(guān)資料在工程施工過程,審價人員和費用控制人員經(jīng)常深入施工現(xiàn)場,對照圖紙察看施工情況,有時與監(jiān)理、總承包方及施工人員進行座談,了解、收集工程的有關(guān)資料,及時掌握現(xiàn)場施工動態(tài);協(xié)助業(yè)主及時審核因設(shè)計變更、現(xiàn)場簽證等發(fā)生的費用,相應(yīng)凋整控制目標,并為最終的工程總結(jié)算提供依據(jù)和做好必要的準備工作。
結(jié)論
隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展和鋼結(jié)構(gòu)整體技術(shù)水平的提高,高層建筑采用鋼結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟效益將越來越顯著。因此,我們要在鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計、施工階段全方位、全過程嚴格把關(guān),以充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)經(jīng)濟上的綜合優(yōu)勢。
【參考文獻】
關(guān)鍵詞:土木工程;工程管理;輔修專業(yè)
最近幾年國民經(jīng)濟飛速發(fā)展,伴隨著國家基本建設(shè)整體投入的加大,我國土木工程領(lǐng)域的發(fā)展迎來了前所未有的機遇,同時對土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)也提出了更高的要求。社會和企業(yè)對高等學校土木工程專業(yè)的要求不再是培養(yǎng)單一的技術(shù)型人才,而是熟悉工程項目管理工作、適應(yīng)企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整要求、能夠打造精品工程的復(fù)合型專業(yè)人才。土木工程專業(yè)復(fù)合型人才,就是既具備土木工程專業(yè)技術(shù)知識,又擁有經(jīng)濟、法律、管理知識,會設(shè)計、懂施工、善管理的能夠?qū)嵤┩聊竟こ探ㄔO(shè)全過程管理的合格人才。面對目前的新形勢,普通高等院校土木工程本科專業(yè)開設(shè)工程管理輔修專業(yè),提出了“土木工程+工程管理”復(fù)合型專業(yè)人才培養(yǎng)的一種新模式,以滿足社會和企業(yè)對土木工程專業(yè)人才的實際需求。
一、單一土木工程專業(yè)從業(yè)能力的限制
1.土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標和能力結(jié)構(gòu)
2011年國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布了由高等學校土木工程學科專業(yè)指導委員會制定的《高等學校土木工程本科指導性專業(yè)規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》),再次申明了土木工程本科專業(yè)的培養(yǎng)目標:培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要,德智體美全面發(fā)展,掌握土木工程學科的基本原理和基本知識,經(jīng)過工程師基本訓練,能勝任房屋建筑、道路、橋梁、隧道、鐵道等各類工程的技術(shù)與管理工作,具有扎實的基礎(chǔ)理論、寬廣的專業(yè)知識,較強的實踐能力和創(chuàng)新能力,具有一定的國際視野,能面向未來的高級專門人才。
畢業(yè)生能夠在有關(guān)土木工程的勘察、設(shè)計、施工、管理、研究、教育、投資和開發(fā)、金融與保險等部門從事技術(shù)或管理工作。
《規(guī)范》要求土木工程本科專業(yè)的學生除了應(yīng)該具有一定的知識結(jié)構(gòu)和人文、科學與工程的綜合素質(zhì)外,還應(yīng)具有一定的能力結(jié)構(gòu),即應(yīng)用工程科學的能力和具有較強的解決土木工程實際問題的能力。目前我國普通高等院校土木工程專業(yè)的畢業(yè)生,顯然還不能完全具備上述能力。
2.學校培養(yǎng)和社會需求之間的差距
普通高等院校土木工程本科專業(yè)的畢業(yè)生,最近幾年除一部分學生考取碩士研究生選擇繼續(xù)深造之外,其余的畢業(yè)生80%左右選擇到建設(shè)施工單位就業(yè),學生畢業(yè)后將直接從事施工企業(yè)的技術(shù)、管理與經(jīng)營工作。通過對歷屆畢業(yè)生的走訪調(diào)查,發(fā)現(xiàn)畢業(yè)生一般都能夠勝任土木工程技術(shù)層面的現(xiàn)場施工技術(shù)工作,卻很難在短時間內(nèi)適應(yīng)企業(yè)的管理決策層面的工作,這種情況已不能滿足自己“先技術(shù)、后管理、再創(chuàng)業(yè)”的職業(yè)生涯規(guī)劃要求。
對用人單位的調(diào)查顯示,企業(yè)目前對掌握多種專業(yè)知識和技能的復(fù)合型人才表現(xiàn)出很高的渴求度。現(xiàn)在企業(yè)在招聘大學生時非??粗貙W生的綜合素質(zhì)和能力。學生一旦進入企業(yè),可能剛開始做的是工程設(shè)計或施工現(xiàn)場的技術(shù)工作,但是如果畢業(yè)生技術(shù)工作過硬同時又懂經(jīng)營管理,經(jīng)過一定時間的實踐鍛煉,企業(yè)必將把他培養(yǎng)成中層管理人才。這樣的學生潛力更大,發(fā)展空間也更廣,也更能適應(yīng)企業(yè)的發(fā)展和需求。
在工程建設(shè)的具體實施過程中,技術(shù)、經(jīng)濟和管理各方面專業(yè)知識聯(lián)系緊密、相輔相成。作為一名合格的專業(yè)工程師,即使專門負責某項技術(shù)工作,在實施過程中也不可避免地要考慮節(jié)省成本、控制進度、滿足合同要求等相關(guān)因素。目前我國普通高等院校土木工程本科專業(yè)教育普遍面臨培養(yǎng)模式單一、專業(yè)面過窄、課時壓縮、缺乏個性等問題,培養(yǎng)的土木工程專業(yè)畢業(yè)生知識結(jié)構(gòu)比較單一,能夠成為某一個技術(shù)領(lǐng)域的專家型人才,卻很難適應(yīng)現(xiàn)代化工程管理的需求。
二、選修工程管理輔修專業(yè)的優(yōu)勢
土木工程專業(yè)的畢業(yè)生在基層工作一定時間,夯實工作基礎(chǔ),就有可能進入企業(yè)管理層,或者成為項目經(jīng)理。此時需要從宏觀層面管理整個工程,除考慮技術(shù)因素外還需要考慮項目的資金鏈和組織管理。選修過工程管理輔修專業(yè)的學生和只學習單一土木工程專業(yè)的學生相比,優(yōu)勢在于可以同時掌握組成建設(shè)工程項目的兩個核心要素——經(jīng)濟和技術(shù),可以從經(jīng)濟和技術(shù)兩方面來考慮工程的可行性,更加能夠保證項目在特定經(jīng)濟條件下的順利實施。具體而言,選修工程管理輔修專業(yè)的同學和只學習單一土木工程專業(yè)的同學相比,具有如下優(yōu)勢。
1.知識結(jié)構(gòu)體系更完善
土木工程與工程管理兩個專業(yè)同屬一個大的知識領(lǐng)域,土木工程專業(yè)學生掌握相關(guān)工程管理專業(yè)知識對完善自身的知識體系和提高專業(yè)技能水平有很大幫助。參與輔修的學生除了能夠掌握土木工程專業(yè)所必需的基礎(chǔ)理論知識之外,還能夠掌握比較系統(tǒng)的管理學、工程經(jīng)濟學、工程建設(shè)監(jiān)理、工程項目管理、工程合同管理、土建工程造價、房地產(chǎn)開發(fā)、房地產(chǎn)估價、房地產(chǎn)經(jīng)濟學、建筑企業(yè)管理學等方面的基本知識。參與輔修的學生不僅具有較強的分析、研究與解決土木工程專業(yè)一般工程問題的能力,還具有熟練的土建工程造價及工程量計算、工程經(jīng)濟分析、工程項目管理能力,具有綜合運用所學土木工程技術(shù)知識、相關(guān)管理理論和方法、相關(guān)經(jīng)濟理論、相關(guān)法律法規(guī)等方面知識從事工程管理的基木能力。
2.未來從業(yè)范圍更廣闊
在市場經(jīng)濟高速發(fā)展的今天,人才市場對復(fù)合型人才的需求趨勢越來越明顯。這就要求畢業(yè)生不能僅僅掌握單一的專業(yè)技能,還需要學習和掌握與自身專業(yè)相關(guān)的其他專業(yè)知識和技能。擁有良好的知識結(jié)構(gòu)體系和廣博的專業(yè)知識面,就業(yè)競爭力明顯增強,未來的從業(yè)范圍也更加廣闊。選修過工程管理輔修專業(yè)知識的畢業(yè)生,具備了土木工程技術(shù)、管理學和經(jīng)濟學的基本知識,掌握了現(xiàn)代管理科學的理論、方法和手段,知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。他們基礎(chǔ)扎實、知識面寬、適應(yīng)性強、綜合素質(zhì)高、富有求實和創(chuàng)新精神,屬于能在國內(nèi)外工程建設(shè)領(lǐng)域從事項目決策和全過程管理的復(fù)合型高級管理人才。他們不僅能夠在有關(guān)土木工程的勘察、設(shè)計、施工、研究、教育等部門從事技術(shù)或管理工作,而且能夠在建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工企業(yè)、工程監(jiān)理單位、房地產(chǎn)企業(yè)、投資與金融領(lǐng)域、政府部門等從事工程項目管理、工程造價確定與控制、房地產(chǎn)開發(fā)與管理、資產(chǎn)評估等工程管理工作。
3.自身發(fā)展前景更美好
目前社會對土木工程專業(yè)人才的要求越來越高,崗位競爭也越來越激烈,崗位職務(wù)提拔的機會自然會優(yōu)先考慮技能完善的人才。選修過工程管理輔修專業(yè)知識的畢業(yè)生,除具備土木工程專業(yè)的一般知識結(jié)構(gòu),還具備工程項目管理、房地產(chǎn)經(jīng)營與管理、投資與造價管理及物業(yè)管理等方面的知識結(jié)構(gòu)。他們具有進行工程項目可行性研究、一般土木工程設(shè)計、工程項目全過程的投資、進度、質(zhì)量控制及合同管理、信息管理和組織協(xié)調(diào)的能力,具有分析和解決房地產(chǎn)經(jīng)濟理論問題及房地產(chǎn)項目的開發(fā)與評估、房地產(chǎn)市場營銷、房地產(chǎn)投資與融資、房地產(chǎn)估價、物業(yè)管理和房地產(chǎn)行政管理的能力,具有項目評估、工程造價管理的能力,初步具有編制招標、投標文件和投標書評定的能力,具有編制和審核工程項目估算、概算、預(yù)算和決算的能力,具有物業(yè)的資產(chǎn)管理和運行管理的能力。在土木工程建設(shè)領(lǐng)域,既懂技術(shù)又懂管理的人才符合社會需求,在各個方面占有很大優(yōu)勢,未來的職業(yè)發(fā)展前景更加美好。
4.獲取執(zhí)業(yè)資格更容易
目前我國在工程領(lǐng)域普遍實行注冊工程師制度,從業(yè)人員需要通過國家統(tǒng)一組織的相關(guān)執(zhí)業(yè)資格考試,成績合格,獲得由相關(guān)部門頒發(fā)的執(zhí)業(yè)資格證書,并經(jīng)在行業(yè)主管部門注冊成為注冊工程師,才具備在本行業(yè)的從業(yè)資格。目前和土木工程專業(yè)相關(guān)的注冊工程師主要有注冊結(jié)構(gòu)師、注冊建造師、注冊監(jiān)理工程師、注冊造價師、注冊房地產(chǎn)估價師、注冊資產(chǎn)評估師、注冊咨詢工程師等。在土木工程工作實際中需要考取的相關(guān)注冊證書,很多都涉及工程管理知識。比如國家一級注冊建造師考試的四門課程中,“項目管理”、“工程經(jīng)濟學”和“建設(shè)法規(guī)”都是工程管理專業(yè)的課程內(nèi)容。提前學習過相關(guān)理論知識,具有一定的專業(yè)基礎(chǔ),更容易通過考試獲取執(zhí)業(yè)資格。
三、開設(shè)工程管理輔修專業(yè)的建議
1.學生自主選擇是否輔修
土木工程專業(yè)每年的學生數(shù)量都很多,一方面考慮到全部輔修工程管理專業(yè)在師資、實習場地、實驗設(shè)備等方面對學校的負擔太重,另一方面也考慮到不同的學生職業(yè)生涯規(guī)劃不同,未來的就業(yè)方向不同,所以建議不要硬性要求全部學生都選修工程管理輔修專業(yè),而應(yīng)該讓學生根據(jù)自己的興趣特長和職業(yè)生涯規(guī)劃的不同,自主選擇是否參加輔修。
2.統(tǒng)一安排主輔修專業(yè)課程
將選修工程管理輔修專業(yè)的學生重新獨立安排班制,通過規(guī)范化的管理正確引導學生完成各項學習任務(wù)。采用主修專業(yè)和輔修專業(yè)并列學習的方式,輔修專業(yè)和主修專業(yè)課程統(tǒng)一設(shè)置和安排。輔修專業(yè)課程的開課時間將合理考慮學生主修專業(yè)的課程安排,利用富余時間完成相關(guān)課程的教學任務(wù),避免學生上課時間發(fā)生沖突。
3.多方向設(shè)置畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容
畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新能力的最好手段,也是對高校培養(yǎng)目標和教育質(zhì)量的最好檢驗,畢業(yè)設(shè)計的重點一定要放在培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力上。畢業(yè)設(shè)計或畢業(yè)論文的最終目的只有一個,就是將四年所學專業(yè)知識進行復(fù)習、綜合、運用和提高,培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。選修工程管理輔修專業(yè)的畢業(yè)生,畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容不再局限于土木工程的建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計,還可以完成建設(shè)項目可行性研究、建筑工程概預(yù)算的編制、項目管理規(guī)劃與施工組織設(shè)計、工程管理信息系統(tǒng)應(yīng)用與開發(fā)、房地產(chǎn)價格評估等工程管理方向的設(shè)計內(nèi)容,也可以撰寫工程管理專業(yè)畢業(yè)論文。
參考文獻:
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[2] 楊子江,李峻峰,朱錦章.土木工程本科教育——培養(yǎng)結(jié)構(gòu)工程師職業(yè)素質(zhì)與執(zhí)業(yè)能力的重要階段[J].高等建筑教育,2011,20(7):130-132.
關(guān)鍵詞:水工結(jié)構(gòu);可靠度;設(shè)計;運用;管理
在水工結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,運用可靠度設(shè)計方法,必須要注重對抗力要素、材料性質(zhì)要素、荷載作用等諸多設(shè)計要素實施數(shù)理統(tǒng)計和分析,尤其是要對近些年積累的設(shè)計資料實施統(tǒng)計和分析。與此同時,還要分析已經(jīng)建成工程大量原型結(jié)構(gòu)觀測資料,以及已有實驗研究成果的分析。從本質(zhì)上做好設(shè)計推廣的工作,使水工結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員可以接受和理解結(jié)構(gòu)可靠度理論。下面,筆者就對結(jié)構(gòu)可靠度在水工結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進行淺談。
一、工程結(jié)構(gòu)可靠度理論及其演變
在工程設(shè)計過程中,最重要的問題就是工程結(jié)構(gòu)的安全性問題。原因在于,結(jié)構(gòu)工程建設(shè)的耗資十分巨大,一旦其工程失效,不僅會威脅人民群眾的生命安全,更會造成難以估量的損失和次生災(zāi)害。在人們對于結(jié)構(gòu)工程不確定性進行認識的過程中,結(jié)構(gòu)可靠性理論得以形成。在1911年,便有人用統(tǒng)計數(shù)學對荷載以及材料強度進行計算。1928年和1935年,相關(guān)學者相繼發(fā)表了這方面的文章。在1946年,《結(jié)構(gòu)的安全》這一研究論文得以發(fā)表,該文章對結(jié)構(gòu)安全度等問題進行了重點探討。通過這樣反復(fù)的研究和發(fā)展,人們可靠度理論得以產(chǎn)生,人們也紛紛對可靠度理論的基本概念和應(yīng)用進行探討。
對結(jié)構(gòu)可靠度產(chǎn)生影響的因素多種多樣,從工程背景的角度來看,其影響因素主要包括:荷載、材料參數(shù)、幾何尺寸、初始條件、邊界條件、計算模型等。人們將影響結(jié)構(gòu)可靠度的因素稱之為隨機變量,所有的參數(shù)都可以作為隨機變量,或者還可以將當量作為隨機變量。但是,為了給計算帶來便利,人們將可以當做常量的量看作常量。
二、水工結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計的常用方法
(一)運用分項系數(shù)極限狀態(tài)表達式
在水工結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,將分項系數(shù)表達極限狀態(tài)作為設(shè)計方法,不僅得到了廣泛的運用,成為當前水工結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計的過程中所普遍運用的設(shè)計方法,更與確定性方法相適用。明確作用分項系數(shù)以及材料性能分項系數(shù)的物理概念,對可能會產(chǎn)生的不確定性和不確定因素進行反映,具有很強的降強概念和超載概念,而且其與結(jié)構(gòu)類型無關(guān)。因此,從作用本身變異性來對作用分項系數(shù)進行準確地確定,運用材料試件變異性來對材料性能分項系數(shù)進行確定。在《統(tǒng)一標準》中,已經(jīng)明確規(guī)定,水工結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)系數(shù)主要對各種結(jié)構(gòu)抗力計算不確定性進行綜合考慮,還要對作用分項系數(shù)和材料性能分項系數(shù)中沒有考慮的其他分項系數(shù)進行綜合考慮,比如幾何尺寸不確定性等。這些不確定性與水工結(jié)構(gòu)的形式具有重要的關(guān)系,結(jié)構(gòu)系數(shù)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度具有直接關(guān)系,結(jié)構(gòu)安全等級的不同,導致其目標可靠指標也并不相同。所以,在《統(tǒng)一標準》里已經(jīng)明確規(guī)定,將安全等級是II級結(jié)構(gòu)作為前提和基礎(chǔ),對其他等級結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)系數(shù)將II級結(jié)構(gòu)系數(shù)乘以對應(yīng)重要性系數(shù)便可以得到。
(二)確定目標可靠指標
在水工結(jié)構(gòu)可靠度的設(shè)計過程中,目標可靠指標是水工結(jié)構(gòu)設(shè)計重要的根據(jù),目標可靠指標與工程的使用維護費用、投資風險、造價、人民生活、財產(chǎn)等因素息息相關(guān),目標可靠指標對水工結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性和安全性平衡進行體現(xiàn),可以說,目標可靠指標代表水工結(jié)構(gòu)設(shè)計所預(yù)期的結(jié)構(gòu)可靠度。因此,對目標可靠指標值進行合理的明確,不僅要依靠設(shè)計人員水工結(jié)構(gòu)可靠度的設(shè)計水平,還要依靠科技發(fā)展和社會經(jīng)濟,正因如此,目標可靠指標是一項需要對國家綜合性技術(shù)和經(jīng)濟政策進行充分考慮的指標。通常情況下,人們通過經(jīng)驗校準法、經(jīng)濟優(yōu)化法、事故類比法這三種方法來確定目標可靠指標。在確定目標可靠指標的過程中,不僅要對理論結(jié)果進行綜合考慮,還要對水工結(jié)構(gòu)設(shè)計的情況進行綜合考慮,將舊規(guī)范和新規(guī)范銜接起來。在實際運用的過程中,如果采用經(jīng)驗校準法來確定目標可靠指標。要通過對現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范安全度進行校核,通過反演計算,將根據(jù)原規(guī)范設(shè)計在水工結(jié)構(gòu)里隱含相應(yīng)的可靠指標值找出來,通過對其進行分析和調(diào)整,進而對目標可靠指標進行制定,通過這樣的方法和流程得出的目標可靠指標,是基于概率分析之上,屬于可靠性設(shè)計目標可靠指標。
(三)計算水工結(jié)構(gòu)可靠度
水工結(jié)構(gòu)可靠度計算的常用方法多種多樣,例如Monte Carlo抽樣法、一次二階矩方法、高次高階矩方法、遺傳算法。作為一個將適應(yīng)度的函數(shù)作為根本的算法,遺傳算法主要通過對各種群個體實施遺傳操作,進而實現(xiàn)種群內(nèi)個體結(jié)構(gòu)重組。在這樣的過程中,種群個體逐代得以優(yōu)化,并且逐漸與最優(yōu)解逼近。遺傳算法屬于智能搜索的算法,變異、交叉和選擇是遺傳算法所依賴的基本操作。遺傳算法的流程如下圖所示,遺傳算法具有很強的全局最優(yōu)性、自適應(yīng)性、魯棒性等特征,這些特性是其它算法缺少的。
遺傳算法流程圖
通過運用遺傳算法,能夠規(guī)避傳統(tǒng)算法的缺點,將決策變量編碼作為運算的開展對象,遺傳算法將決策變量某一種形式編碼作為預(yù)算對象,這樣能夠為我們提供便利,我們便可以更好地運用遺傳操作算子。此外,遺傳算法還將目標函數(shù)值作為根本的搜索信息,對搜索范圍和方向進行確定,遺傳算法還適用于多個搜索點信息的搜索,其概率搜索技術(shù)得以廣泛運用。
結(jié)語
當前形勢下,工程結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,人們對于事物認知程度越來越深,正因如此,工程結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)逐漸從確定性的設(shè)計方法轉(zhuǎn)變成為概率設(shè)計方法。傳統(tǒng)的水工結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,不能夠真正保證水工結(jié)構(gòu)的安全和可靠,也不利于深入理解設(shè)計安全性的內(nèi)涵。因此,在水工結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中,要將結(jié)構(gòu)可靠度理論作為前提和基礎(chǔ),運用概率極限狀態(tài)的設(shè)計方法,能夠從本質(zhì)上對水工結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中不定性的因素實施量化分析。
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卓越測繪工程師應(yīng)具備的素質(zhì)為了達到《測繪卓越計劃》的目標,測繪卓越工程師應(yīng)具備的素質(zhì)主要包括:
1.1 基本素質(zhì)具有良好的人文素養(yǎng)和測繪工程職業(yè)道德,具有較強的社會責任感和熟悉測繪法律法規(guī)和測繪行業(yè)的技術(shù)標準與規(guī)范,主要表現(xiàn)在掌握一定的政治、經(jīng)濟、管理、社會學、情報交流、法學、環(huán)境等人文知識,了解一般的社交規(guī)范,遵守社會公德,具有良好的人文素養(yǎng)。 愛崗敬業(yè),嚴謹認真,熟悉企業(yè)員工應(yīng)遵守的職業(yè)道德規(guī)范, 遵守測繪工程職業(yè)行為準則和職業(yè)道德規(guī)范,具有較強的社會責任感。了解《中華人民共和國測繪法》及相關(guān)測繪法規(guī),了解與工程建設(shè)有關(guān)的法律規(guī)定,熟悉測繪行業(yè)及相應(yīng)企業(yè)技術(shù)標準,熟悉《測繪作業(yè)人員安全規(guī)范》及測繪行業(yè)主要職業(yè)健康安全知識,學會在法律和制度的框架下工作。具有良好的質(zhì)量、安全、服務(wù)和環(huán)保意識和公民意識,能承擔有關(guān)健康、安全、福利等事務(wù)的責任。
1.2 基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識具有扎實的測繪工程專業(yè)理論與技術(shù)知識和一定的科學研究能力,了解本專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,主要包括:具備從事測繪工程學科所需的自然科學基礎(chǔ)知識,包括高等數(shù)學、概率統(tǒng)計、大學物理等。 掌握測繪工程技術(shù)所需的工程科學基礎(chǔ)知識,包括工程力學、電工電子學、計算機技術(shù)、實用數(shù)據(jù)處理、數(shù)字圖像處理、土建工程、工程地質(zhì)等相關(guān)學科的知識。具有應(yīng)用工程基礎(chǔ)知識解決實際測繪工程問題的能力。掌握測繪工程專業(yè)基礎(chǔ)理論與技術(shù)知識。包括:空間信息數(shù)據(jù)采集、處理、表達與利用的基礎(chǔ)理論、方法與技術(shù),各種工程的勘測設(shè)計、施工及運營監(jiān)測各階段的測繪工作的理論方法與技術(shù)。了解本專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。
1.3 溝通與創(chuàng)新學習能力具有較強的自主學習能力和開拓創(chuàng)新意識,能熟練閱讀本專業(yè)的英文文獻,具有一定的英語口語交流能力,能夠使用技術(shù)語言,在跨文化環(huán)境下進行溝通與表達。具備較強的適應(yīng)能力,能自信、靈活地處理新的和不斷變化的人際環(huán)境和工作環(huán)境。能夠跟蹤本領(lǐng)域最新技術(shù)發(fā)展趨勢,具備收集、分析、判斷、選擇國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)信息的能力。能夠控制自我并了解、理解他人需求和意愿;既能獨立工作,又具有團隊合作精神,適應(yīng)競爭學會合作。具有認識自身的發(fā)展需求,制定并實施自身職業(yè)發(fā)展計劃的能力。
1.4 解決測繪工程問題的能力了解現(xiàn)代測繪科學與技術(shù)及其發(fā)展動態(tài);了解測繪工程的新技術(shù)、新方法、新儀器和新軟件;掌握測繪工程生產(chǎn)流程的方法和技術(shù)。工程設(shè)計中,能理解工程應(yīng)用要求,掌握外業(yè)施測和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方法,嚴格貫徹專業(yè)設(shè)計規(guī)范和專業(yè)設(shè)計流程,選用合適儀器、布設(shè)與施測方案、數(shù)據(jù)處理方法及軟件。參與工程設(shè)計文件(設(shè)計投標書,工程可行性研究報告、技術(shù)設(shè)計書等)的編纂,并能進行設(shè)計方案說明與詳細方案比選;具有一定的測繪數(shù)據(jù)處理軟件編制能力,對一些特殊的應(yīng)用和新的儀器或技術(shù)方法,能夠根據(jù)要求編寫程序進行數(shù)據(jù)處理;具有較強的創(chuàng)新意識和技術(shù)改造與創(chuàng)新的初步能力。針對測繪產(chǎn)品的質(zhì)量要求和生產(chǎn)技術(shù)問題能提出技術(shù)改造、工藝設(shè)計或者技術(shù)創(chuàng)新初步方案。
1.5 具有一定的項目組織、管理與執(zhí)行能力具有根據(jù)測繪項目的內(nèi)容、工期、技術(shù)與質(zhì)量及安全生產(chǎn)等要求,分析判斷需要投入的人員、設(shè)備等資源的能力;并能根據(jù)測繪項目的工期、成果質(zhì)量要求及投入的資源,計算成本和利潤,分析項目的經(jīng)濟可行性等;具有按照測繪項目要求,根據(jù)《測繪技術(shù)設(shè)計規(guī)定》(CH/T1004-2005)及有關(guān)的技術(shù)規(guī)范、技術(shù)標準,制定項目設(shè)計書、提出各項精度指標、組織編寫專業(yè)技術(shù)設(shè)計書并判定其與項目設(shè)計書的符合性和可行性、細化分解項目目標、明確技術(shù)路線,合理調(diào)配資源等確保工程實施的能力。能夠依據(jù)《測繪作業(yè)人員安全規(guī)范》(CH1016-2008),根據(jù)測繪項目的作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境,進行人員、儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)安全風險評估,確定必要的防護用品用具、數(shù)據(jù)存儲及備份機制,制定安全生產(chǎn)方案。能夠根據(jù)《測繪繪技術(shù)總結(jié)規(guī)定》(CH/T 1001-2005)及有關(guān)的技術(shù)規(guī)范、技術(shù)標推,撰寫技術(shù)總結(jié),內(nèi)容包括工期、成果精度指標、需要說明的問題等;對技術(shù)問題的處理進行分析、評估、認定,明確結(jié)論。具有應(yīng)對危機與突發(fā)事件的初步能力 ,能夠在測繪工程項目實施中,采取恰當?shù)拇胧?yīng)對質(zhì)量標準,項目計劃和預(yù)算的變化。具有較好的組織管理能力和合作精神,能夠協(xié)調(diào)工作團隊按工作進度進行工作。
2測繪卓越工程師培養(yǎng)方案
2.1 培養(yǎng)目標為城市規(guī)劃與建設(shè)、礦產(chǎn)資源勘察與開發(fā)、國土資源調(diào)查與管理環(huán)境保護與災(zāi)害預(yù)防等領(lǐng)域企事業(yè)單位輸送高級測繪工程人才和管理人才為目標,培養(yǎng)具有德、智、體、美全面發(fā)展的,掌握空間信息數(shù)據(jù)采集、處理、表達與利用的基本原理、基本方法和基本技能。具備堅實的數(shù)學、英語、計算機基礎(chǔ)以及良好的政治、業(yè)務(wù)和人文素質(zhì),并具有從事各種工程的勘測設(shè)計、施工及運營監(jiān)測各階段的測繪工作能力、知識更新與自我完善能力、良好溝通與組織管理能力和國際視野的測繪工程專業(yè)優(yōu)秀人才。按照本標準培養(yǎng)的測繪工程專業(yè)本科卓越工程師,具備助理工程師基本能力,畢業(yè)后經(jīng)過 3 年~5 年具體的工程實踐,即可申請并獲得測繪工程專業(yè)工程師技術(shù)資格,并具注冊測繪師相應(yīng)的能力,可從事交通等行業(yè)工作。
2.2 測繪卓越工程師課程設(shè)置為了實現(xiàn)測繪卓越工程師的培養(yǎng)目標,學位課程主要包括思想和中國特色社會主義理論體系概論、高等數(shù)學、VB 程序設(shè)計、大學英語、數(shù)字地形測量學、誤差理論與測量平差、大地測量學基礎(chǔ)、GPS 測量原理與應(yīng)用、地圖制圖基礎(chǔ)、GNSS 數(shù)據(jù)處理、地理信息系統(tǒng)、變形監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理、工程測量學、數(shù)字攝影測量學。主要實踐環(huán)節(jié)包括數(shù)字地形測量學實習、誤差理論與測量平差課程設(shè)計、大地測量學基礎(chǔ)實習、GPS 測量與數(shù)據(jù)處理實習、地理信息系統(tǒng)實習、數(shù)字攝影測量學實習、工程測量實習、、畢業(yè)實習、測繪工程監(jiān)理實習、專業(yè)認識實習、畢業(yè)設(shè)計(論文)與答辯等。最低畢業(yè)學分要求:學生必須在規(guī)定的修業(yè)年限內(nèi)修滿教學計劃規(guī)定的 185 學分方可畢業(yè)。符合院學士學位授予條例規(guī)定的,可授予工學學士學位。
3結(jié)束語