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[关键词]高校基建工程;高校内部审计;控制
[中图分类号]F275 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2011)23-0047-02
1 设计环节
基建工程的勘察设计阶段是建设项目的重要环节,费用仅占3%的设计阶段对工程造价的影响达到80%左右。因此,是基建工程全过程审计的控制重点,对于节约建设资金、避免损失浪费,具有十分重要的意义。高校内部审计部门在跟踪审计时应注意以下几个方面:
第一,对设计单位的选择实行招投标管理,从投标单位中选择最优方案,再加以深化;第二,设计前举行包括建设部门、使用部门等有关人员参加的座谈会,把大家对建设工程的要求提出来供设计单位
参考;第三,对设计图纸进行审查,看设计的深度和质量是否满足使用要求。
2 招投标环节
第一,在对基建工程设计概算的基础上,监督招投标环节的执行情况。一看是否有达到应该招投标的工程但却没有进行招投标的程序;二看招标的程序对不对,程序的完整性和合规性如何。
第二,对报名投标的单位进行资格预审以及对招标文件的审核。在对报名投标的单位进行资格预审时要注意单位的资质等级、质量认证、业绩等方面的情况,对以前在单位做过的要重点审查,如果存在信誉不好、售后服务不好的情况则实行一票否决制。另外,一定要对投标的项目经理的资格进行审查,项目经理的好坏在很大程度上会影响到工程建设的质量、进度、管理等各方面。
第三,工程量清单的制作。工程量清单的制作是审计部门义不容辞的责任,工程量清单的准确与否,关系到施工图预算的准确与否,便于精确控制工程的造价,同时也不给有不平衡报价想法的投标单位以可乘之机。在工程量清单的制作过程中,为了尽量减少清单的少算、多算和漏项等情况的发生,要注意:一是工程量清单应该根据完善了的招标文件和图纸来制作;二是与设计部门充分沟通,了解图纸的设计细节;三是内部审计部门对一些条款要充分参与意见,避免错误的重复发生;四是与工程建设部门沟通,了解工程量的精确范围及使用单位的要求。
3 合同签订环节
合同的签订是对基建施工工程合同双方权利和义务的约定,也是基建工程招标程序的结果。合同的签订要以招标文件等招标过程中发生的资料为依据,招标文件中规定的一些有关合同条款需要在合同中加以体现,这样才能充分保证建设方权利和义务的实现。
第一,对施工合同的协议书部分和专用条款部分进行审核,包括工程承包范围、合同工期、质量标准、合同价款、合同文件组成及解释顺序、合同价款及调整、工程款支付的方式和时间、承包人采购材料设备、工程变更、违约责任、履约担保、质量保修期等合同关键要素的有效性、完整性、合规性。另外,鉴于目前施工单位的项目经理挂靠更换现象较多,一般在合同的补充条款里加上施工管理条款,对承包人派驻的项目经理进行现场管理。
第二,将合同主要条款与招标文件进行核对,特别是工程的结算方式和调整方法条款的审核非常重要,差一个字都会造成很大的差异。例如:工程结算方式中的“按实结算”和“中标价+设计变更+签证”的差别;材料差价调整中的“施工期”和“施工当期”的差别。
第三,还要对补充合同及补充协议进行审核,因为补充合同及补充协议一般是在施工合同签订之后签署的,时间效力在后,对其着重审查其实质性内容中有没有与施工合同的有关条款相悖,从而造成建设方的损失。
4 施工环节
第一,是否严格按图施工、按工序施工。
第二,工程材料方面:使用材料的品牌、规格、质量是否符合招标文件和合同要求,材料质量是否合格,不定期进行抽检;暂定价部分材料的品牌和价格的确定;主要材料(如钢材、混凝土)品牌的确定。
特别注意:要尽量减少甲供材。在实际施工过程中,使用甲供材有优点但也有缺点。优点是:保证材料的供应;材料的质量是甲方选定;价格比施工方采购便宜。缺点是:保存不好;材料使用浪费;不便于财务决算;招投标时,投标方会利用此点来进行不平衡报价。在工程结算过程中发现,材料保管不好导致的毁损、多领、浪费情况比较多,且造成不平衡报价的情况比较多见,并不节约资金,因此,不建议用甲供材的方式来供应材料。
第三,变更、签证的审核。严格履行合同中规定的条款,避免不必要的变更、签证,尽量减少变更。对签证内容进行严格的审核和监督,达到一定数额的变更和签证应根据有关规定经过领导批准。深入施工现场察看,对隐蔽工程及时深入现场做好记录,以利于工程竣工结算审计。特别要注意:桩基工程中桩长的确定,2∶8灰土回填的施工工序及工程量等。
第四,对涉及索赔的事项,要及时做好相关的记录,包括人员、材料、机械的数量、时间长短、引起索赔的原因等。
5 结算环节
第一,首先,要全面收集审计结算资料,包括工程招标图纸和工程竣工图纸;工程开工报告;工程竣工验收报告和质量评定资料;施工合同和补充合同或协议;招标文件和招标答疑;投标文件(包括商务标、技术标、施工组织设计等);图纸会审纪要;设计变更联系单、工程联系单、隐蔽工程记录;主要材料和甲供材料汇总表及价差表;工程地质勘探报告;桩基工程隐蔽记录;工程决算书;其他有关造价的资料等。其次,施工单位报送的工程决算书要经过建设部门的初步审核,内部审计部门在经过初审决算书的基础上再二次审计,这样可以避免部分审计风险,并且让建设部门切实的负起责任来。
第二,对基建工程审计的造价事务所进行选择。对大型基建工程的结算审计,一般通过招投标方式来选择造价事务所,通过对业绩、造价人员、内控制度等方面的审查,优选信誉好、业务精、服务到位的事务所进行结算审计。
第三,基建工程结算审计要依据招投标文件和合同的内容。现场对照图纸,核对工程量,看工程有无漏项。审核签证内容,看是否符合招标文件和合同的规定,有无重复、改变,签证是否合理、合法、合规。
第四,遇到疑难问题,内部审计部门要召集建设部门现场代表、监理人员、财务人员、造价事务所人员集体研究,并确定审计方案。
关键词:计算机公共基础课;实验教学;教学理念
中图分类号:G642 文献标识码:A
目前,国内各大高校已经着手开始进行计算机公共基础课程的建设和改革,但是从了解的情况来看,大多数高校重点在教学方法上进行了一定的革新,探索了以学生分级制为基础的教学模式,但总的来说,在人才培养的宏观教育理念方面还没有形成成熟的体系。因此,研究和改革现有的计算机公共基础课程必将有力推动高校非计算机专业学生的计算机教育水平,对探索形成科学的、具有可操作性和较高的教学“收益”的教学理念具有十分重要的现实意义。
1国内外教学情况对比和分析
国内高校的计算机公共基础课程一般都只介绍几门入门型课程,如“计算机应用基础”、“C语言”等。而在“计算机应用基础”中,Windows操作以及Office操作的练习占了很高的比重。总的来说教学涉及的技术水平偏低,不利于学生计算机能力的全面培养和提高。
在国外,计算机公共基础课一直是受到广泛关注的基础型学科,而开设公共基础课程的最终目的不仅仅是对非计算机专业学生的技术扫盲,更主要的是通过这样一个教学平台,激发学生对计算机知识的热爱以及提高学生对计算机技术的认知和应用水平。在斯坦福大学、加州伯克利大学、伊力诺大学、麻省理工学院等世界著名高校,计算机公共基础课始终坚持“启迪思维、拓宽视野”的,开设了一系列新生研讨课,如“计算机系统结构”,通过此课程介绍典型的计算机体系结构、技术发展以及其局限性,探讨未来计算机一些可供选择的组织结构及程序系统。又比如“计算机与信息安全”,介绍黑客入侵、计算机系统常见漏洞,防范攻击的技术措施密码技术与计算机安全有关的法律问题。再比如“计算机领域的重大突破”,介绍计算机发展史上的主要成就,考察计算机理论与实践的相互影响,涉及的问题有计算能力的局限性、算法效率、密码技术、语言翻译、人工智能、计算机网络等。此外还有“计算机系统灾难”,同时还讨论计算机系统如何实效,计算机系统崩溃对社会造成的影响,并介绍了计算机崩溃导致灾难的一些实例,讨论计算机安全、容差结构等问题。
在程序设计的课程方面,国内的计算机专业一般只开设了C、Java等少数几门编程课程。而国外著名高校所供学生选择的程序设计及编程语言课程多达10门以上,既讲解C、C++、C#、Java,也还讲解Javascript、HTML、CSS、XML等网络客户端编程语言;既注重横向比较各种语言难点和精髓,也有突出训练程序设计能力的软件实践类课程,还有编程语言基础理论课。
前述可见,国外一流大学与国内高校之间在计算机公共基础课教学上的最大差异在于两者教学理念的不同。国内高校旨在提供计算机入门讲座,不够重视学生能力的提高和兴趣爱好的激发;而国外著名高校在思维启迪、知识面拓展方面做了大量的工作。从教学内容的设置、教学方式的采用等各个方面都精心安排,量身打造,培养的学生不仅能做到广泛的应用,还能做到技术层面的思考,正好吻合了国内高校在专业教学中所提倡的培养创新性人才的教学理念。
2面向全校非计算机专业学生的公共基础课教学模式的探讨
通过对国外多所著名高校的教学模式的分析,发现国内外高校在新生入学水平上存在着巨大的差异。我们学习别人的优秀教学经验应该从理念入手,在教学模式上绝对不能生搬硬套,应该具体问题具体分析。
由于国外的计算机普及程度较国内高出很多,国外的大学新生通常都具有一定的计算机应用基础知识,具备一定的计算机操作能力,因此,国外高校通常采用计算机导论的形式多角度地去介绍计算机核心基础知识。在我国,尽管近几年来个人计算机的普及程度日益提高,一部分学生和国外新生一样,在大学入学时已经具有一定的计算机操作经验,但对于那些来自农村等家庭条件有限的学生来说,计算机操作不多甚至没有操作经历,因此国内新生在计算机能力方面具有严重的层次划分。
根据这样的国情,很多高校提出了分级制的教学模式。即将学生按照具备的基础能力进行划分,在相同课程的传授中,教学内容的难度分为初级班、提高班等。实践证明,运用该教学模式取得了一定的教学效果。
我中心在学习兄弟高校的有效经验的基础上,根据自己长期的计算机专业教学经验,拟在课程的设置上重点将一些具有重要应用价值的课程按照考核机制的不同,设置成为面向全校非计算机专业学生的两类基础课程,即直接考核基础课程和间接考核基础课程。
就课程设置而言,我们重点开设如“Matlab应用技术”、“计算机网络”、“计算机信息安全”等具有重要应用价值的基础性课程。以“Matlab应用技术”课程为例,尽管数学学院已经开展了该课程的教学工作,但由于该软件的应用范围极广,除了数值计算和数学建模之外,还可以大量应用于数字图象处理和模拟仿真等多个领域。学习Matlab对于工科学生而言是十分重要且必要的,我们从计算机专业的角度来讲解Matlab,使学生重新认识和了解Matlab,这对于学生以后应用该软件进行其他相关工作是有益的。因此,该课程的开出,不仅提供给有兴趣的学生一个知识的补充,同时又从实践环节上提高学生的动手操作水平。
我们在精心安排了公共基础课程之后,根据课程自身的特点又确定了不同的考核机制,其理论依据在于明确课程的学习重点,强调课程的应用方向。
关键词:工程项目管理 绩效建设 目标结果考核
一、工程项目管理中绩效考核的内容
1.进度管理绩效考核指标体系
保证指标可包括文件化的进度管理体系已建立、进度绩效指标已分解、开工手续符合规定要求、按合同工期能保证履约、施工组织设计已编制报审、劳务分包和工程分包管理良好、进行了以前工程的回访保修、进行了进度管理方面的自我考评等。策划方面考核指标可在合同工期条件分析书编制情况、施工主要资源计划制订情况、施工组织设计编制与审批情况、施工总进度计划编制情况、工期延误单签订情况、项目经理部进度绩效指标分解情况等方面设置。进度控制和改进考核指标可在技术保障情况、物资保障情况、机械设备保障情况、人力资源保障情况、进度管理过程检查、过程管理的完善与提高情况、成品保护情况、以前工程的回访保修计划编制和落实情况等方面来设置。进度效果考核指标可在形象进度与总进度计划的符合情况、进度管理顾客满意情况、投诉情况及竣工总结的编写情况等方面来设置。
2.质全替理靖效考核指标体系
保证指标可包括文件化的质量管理体系已建立、能达到合同约定的质量标准和公司创优目标能实现、质量管理指标已分解、施工组织设计已编制具有质量技术管理方面内容并已审批、没有出现严重不合格和质量事故、项目施工质量水平和顾客满意度达到要求,进行了质量管理方面的自我考评等。策划阶段考核指标可在施工组织设计的编制与报审、施工方案的编制与报审、技术交底和技术措施的编制与报审、创优计划(方案)的编制与报审、设计图纸审查和图纸会审记录管理、指标分解情况等方面来设置。过程控制和改进考核指标可在项目施工质量与设计、规范及项目质量策划的符合情况,过程检验和试验控制情况以及混凝土、砂浆试件、钢筋连接接头试验情况,“样板先行”制度执行情况,项目施工期间使用各种材料(土建、水、电)质量情况,施工组织设计、施工方案、技术交底和技术措施的执行和过程管理,工程设计图纸和洽商变更管理,工程内业资料的编写、收集和整理,施工现场计量管理,自我评价及持续改进,合同条件变化后的评价情况等方面来设置。结果评价阶段考核指标可在过程主要阶段质量验收结果以及质量目标完成情况,质量缺陷(包括施工期间和竣工后工程),竣工技术资料,顾客满意度,自我评价符合性指标情况等方面来设置。
3.成本管理绩效考核指标体系
成本管理的考核可分三个阶段进行,即开工期、施工期、竣工期,在项目施工的不同阶段考核重点不同。开工期考核内容重点是造价和成本管理策划方案的编制,制订与甲方之间的工作程序和流程、分析工程盈亏点,根据分析结果判定成本和造价管理的重点并制定针对性措施。施工期的考核重点是目标成本和策划方案的落实情况、自我评价和动态调整,保证工程项目的造价和成本始终处于受控状态,考核内容包括收人确权(即验工计价及设计变更、工程洽商、现场签证、暂定金额等批价调整)和成本支出的确权(即分供合同招投标、签订、履行、结算)、造价资料管理和结算准备情况。竣工期的考核重点是竣工结算书的编制情况和及时报审情况。保证指标可包括文件化的成本管理体系已建立,项目经理已按时、足额交纳风险抵押金,工程不亏损,项目经理部没有编造资料、应付考核检查、策划与实施“两层皮”情形,发包人、分供合同供应商与项目经理部的往来文件中以授权代表签字形式确认经济往来文件的有效性、签字人有有效的授权委托书、经济往来文件保证具有有效性,分供合同的签订没有先斩后奏情况,与分供合同供应商必须按月验工计价(月结月清),没有在成本管理上造成其他重大损失、恶劣影响。策划考核指标可包括承包合同学习研读、理解情况、工程量复核及施工预算编制、造价管理策划、成本控制策划等方面。成本控制和改进考核指标可在总包合同的履行动态管理情况,造价资料管理情况,验工计价、设计变更、工程洽商、施工签证、施工索赔与反索赔等与收人确权相关的管理情况,劳务分包、专业分包、机械租赁、材料和其他各项服务采购的招投标情况、分供合同签订和履行管理、分供合同支出确权情况、分段结算和竣工结算情况,策划方案的实施自我评价和改进、调整情况等方面来设置。成本管理绩效评价考核指标可在成本管理绩效水平、成本管理绩效结果等方面来设置。
4.资会誉组靖效考核指标体系
资金管理绩效考核主要考核项目经理部的按总包合同约定的收款实现率和施工过程中的百元产值资金占用率,并辅之考核项目经理部在财务管理方面的遵章守规情况、会计工作的标准化程度、财务档案管理情况。
5.员工满恋度调查
调查的内容可主要包括对工作条件、人际关系、工作群体、成长与发展、相互之间信任、信息传递、项目管理、薪酬待遇方面、员工在项目的安全稳定感、项目民主管理、重大事项决策的制度执行情况度、领导勤政廉洁自律、工作能力、责任心和处理问题的公正性等。
二、考核结果与奖惩机制的有机结合
为了使考核起到应用的作用,达到预期的效果,同时提高企业的自觉性、积极性,提高执行力度,考核结果要与奖惩机制挂钩。首先,考核结果与项目经理部的平时工资奖金发放挂钩。企业要将对项目经理部的过程管理绩效考核结果直接与该项目经理部的岗位工资、过程绩效奖金发放挂钩,考核结果作为调整项目经理部阶段工资奖金总额的依据。假设考核内容有5项,5项指标考核均为合格时,不奖不罚,全额支付项目经理部成员的岗位工资。当5大项指标有不合格项时,按每项每人每月扣罚项目主要成员一定数额的岗位工资。当5大项指标考核有3项(含)以上为优秀时,项目经理部可发过程绩效奖金,根据优秀项数和每项指标的得分情况,给予不同额度的奖励。当5大项指标考核为优秀的项数低于3项时,项目经理部没有过程绩效奖金。其次,考核结果与项目经理部主要成员的撤换结合,如果由于项目经理部的责任而使本项目有3大项指标未能完成,情节严重时,撤换项目主要责任者。再次,考核结果与对项目经理部成员的业绩评价和后备资格结合。公司建立项目经理部主要成员的岗位业绩评价办法,把对项目经理部的亏损与盈利情况、过程管理绩效考核情况作为对项目经理部主要成员的业绩评价的主要依据。评价结果进人个人业绩档案,作为其职务升降、选拔、聘用的依据。过程管理绩效考核方法再科学、再有效,也不可能一践而就。必须坚持循序渐进、动态改进的原则,对考核标准要逐步提高,对考核办法要不断完善、改进,才能发挥更好的效果。
结语:建筑工程项目管理的绩效考核方法,是一个漫长而细致的工作,不存在一蹴而就的途径。为了达到这样目的,则必须坚持循序渐进、动态改进的原则,对考核标准要逐步提高,对考核办法要不断完善、改进,才能发挥更好的效果。
参考文献:
[1].邹进,工程项目管理绩效评价系统的构建及开发研究[J].项目管理,2011年第10期。
自XX年3月接替办公室工作以来,在公司领导的正确领导下,确定了办公室XX年度的工作目标,理顺办公秩序、服务工程项目,加强各项管理基础,循序提高管理水平。现将按这一目标展开的工作小结如下:
一.理顺办公秩序
以完成领导交办的工作为中心,做到有序、按时、正确。
1. 提高人员素质:
克服办公室人员变化大、新人多、业务生疏等困难,帮助员工熟悉本职业务,建立岗位责任,掌握工作要求,提高办公室工作质量,使得办公室的工作适应公司经济运行的需求;
2. 搞好办公室的各项工作:
会议有纪要、阶段有总结、收发文件有存档、签报流转有控制、派车服务有保证、项目周报按时有反馈、人才招聘有落实、文明办公环境有改善、处理事务有着落,基本上按时完成了领导交办的各项工作,保证了办公室工作的较好运作。
二.健全各项管理基础工作
以提高工程管理水平为目的,健全公司的各项基础管理工作,抓制度健全,抓贯彻落实。
1. 合同管理:确定合同审核、批准流程,规范合同样本,建立合同台帐,明确合同的分类及发放归档流程;
2. 档案管理:建立档案的分类管理,从集团文件、公司证件、公司的规章制度和文件、报集团的收发文件、公司的收发函、人事档案、经济合同(工程、采购、销售)工程管理文件、工程竣工文件等,都逐一分类归档,为实现各类文件的有效控制管理打下基础;
3. 人事管理:建立应聘、录用、辞退工作程序,制订“员工手册”,实施员工年度小结考评,规范考勤、年休、请假制度,并重新对员工的应聘登记表进行整理,在搞好员工培训工作的同时,完成了安全员、项目经理的资质培训工作;
4. 健全规章制度:制订了考勤、公务用车、通讯费补贴、加班用餐补贴、文明办公违纪处罚等各项制度,保证了公司工作的较顺利展开;
5. 开展工程项目竣工验收和结算工作:抓工程项目的规范管理,以点带面,提高工程项目的管理水平;
6. 开展公司固定资产的清查、建帐工作,办理劳防用品、工具等物品的发放和建立登帐管理,逐步做到公司的物品到人管理;
7. 完成了公司各类资质的认证和年检,搞好对外的各项的联络工作;
8. 完成和正在着手完成公司的样本和网页完善工作。
三.明年工作的打算
今年办公室在各方协助下做了一定的工作,但还存在很多的不足,如工作规范性、正确性不高,工作效果不够明显等,均有待于在明年的工作中进一步的改进。
明年管理工作的目标:以规范管理来提高工作质量、工作效率,保证良好的工作秩序,达到“管理出效益”的目的。
明年管理工作的任务:
1. 提高物资管理水平,降低材料成本:加强物资采购方案的依据管理,完善采购计划的制定和实施,达到定点、定品牌、比质、比价、按量、按时采购,提高采购质量,保证工程项目进程,降低材料成本,落实物资管理条线人员绩效挂钩考查的工作;
2. 提高工程管理,提高经济效益:工程方案有论证、合同签订有程序、过程管理有凭证,工程资料管理有规范,按质按时完成有成绩、资金成本控制有成效,结合工程的整体质量、安全生产工作、工程经济效益来考查项目的负责人和有关人员;
3. 提高办公管理水平,提升办事效率:
① 员工管理:逐步规范岗位工作职责,以效益挂钩来制定考核方法,适应公司发展的需要,不断培训员工业务,招聘考查急需人才,提升团队素质;
② 加强办公费用的管理:开展办公费用的核算,降低费用开支;
各部分的教学内容皆围绕一条主线即:组成性质应用而展开。主要性质及其应用:通过对比,掌握不同结构材料的不同性质,比如混凝土、砂浆和砌筑块材等脆性材料的抗压性能远优于其抗拉性能,工程中主要作为受压材料,如用于受压柱和墙等,而建筑钢材和木材等韧性材料由于具有较好的抗拉性能主要用于梁等受弯构件或构件的受拉部位。密切联系工程实际:在课程教学中注意密切结合工程实例。如对一些工程质量事故,可以分析技术上的原因,同时指出劣质建材或偷工减料产生的社会根源,培养他们的责任感和事业心。[3]通过工程材料应用的正面和反面的案例,帮助学生认识材料性质的优劣对工程质量和人民生命财产的重要影响。又既加深了对材料性质和正确应用的认识,又增强了责任感,为培养合格的土木工程师做准备。其他材料部分对其他工程材料,如防水材料、保温隔热材料、吸声隔声材料等,结合具备各功能的基本原理介绍现有不同的功能材料常见品种和优缺点,弄清如何根据不同工程应用条件合理选用功能材料。
课堂教学理论知识的课堂讲授应该避免满堂灌式的填鸭式教学,对课堂教学应该进行合理的教学设计和组织,在课堂上充分调动学生学习的积极性,以提高学习效率和教学质量。每节课的组织最好包括以下几部分内容:(1)用五至十分钟作引言:课堂前十分钟左右,学生大多还不能高效的接受教师所要介绍的内容,故教师不宜直入主题,设置引言可起到铺垫作用,使学生渐入情景,并激起其对本堂课主要讲授内容的求知欲。(2)用三十分钟讲授本堂课的重点内容:针对不同的教学内容,教师可采用多种灵活的教学方法:可讲授、可讨论等等。(3)用五分钟小结:小结是对本堂教学内容的梳理和归纳,使重点更加明确。(4)用五分钟引入下次课内容:小结后可通过设问等方法引入下节课将要介绍的内容,例如采用课前提问的办法,即在本节课快要结束时,给学生们提出几个问题,下节课讲述课程新内容前,先向学生提问,要求学生回答上一节课提出的问题,以促进学生课后通过自学获取知识,[4]同时方便学生带着问题提前预习。当然每堂课的实际教学活动的开展需要根据不同的教学内容和不同的情况灵活处理。
除了时间和内容的把握,教师在教学过程中应该遵循以下原则:(1)语速适中:教师讲授的内容对学生来说是全新的东西,特别是对于抽象或艰深的东西,学生有一个理解和接收的过程,因此,讲课时忌语速过快。(2)讲解准确:在内容正确的基础上,教师的讲解力求准确。(3)力求精辟:对知识点的概括力求精辟,让学生掌握到精髓。另外,在教学过程中,教师要善于创设和谐、宽松的教学情境,促使学生敢疑、善疑,探寻具有创新意义的新方法。教师在教学中,要尽量抛弃以“量”为主的知识观,树立以知识的“质”和“结构”为主的观念,真正使教学成为培养创新精神、提高创新能力的有效途径。[5]2.2课内实验本课程的特点是实践性强,贴近工程实际。课内材料试验的进行可以帮助学生对不同材料的性质获得直接的感性认识,有助于其对所学理论的理解和掌握。通过对材料进行相关试验,可以掌握基本的试验操作和材料性能检验方法,为学生毕业后从事相关工程技术工作:材料验收、质量鉴定、材料试验研究等方面,打下必要的基础。对所获得有关性质的实验数据,例如强度、弹性模量等有一定的感性认识,为后续课程的学习和结构的设计或分析等打下基础。为保证课内试验的教学效果,应做好实验组织和考核工作,细化考核指标,保证每个学生参与实验,在此基础上,可适当开放试验室资源,鼓励学有余力和有兴趣的学生开展适当的创新性实验。
实习现场施工的工程实践是感性认识的另一重要来源。实习是一个非常重要的教学环节,是学生完善相关知识体系、理论联系实际的重要途径。在工地上,可以看到不同材料的具体应用、学到具体的施工操作和检测方法、了解常见工程弊病及其解决方法等课堂上学不到的知识。其重要性不言而喻。因此,教师要本着高度负责的精神,引导学生在实习中多观察、勤思考、善于发现和解决问题,做到学以致用。学科竞赛与科研活动组织学生参加建筑材料方面的设计竞赛,是另一种作用显著的激发学生学习兴趣的途径。通过组织学生参加竞赛可以检验他们对相关知识掌握的程度以及是否具有创新能力。通过组织参加全国“第二届混凝土材料设计大赛”发现,学生的参与热情较高,由于有了展示和发挥的平台,下届学生学习本门课程的积极性也明显提高。而且通过学科竞赛我们也发现了教学中存在的问题,对下一步的教学也有一定的校正和促进作用。学科竞赛等活动为学生提供了学以致用的平台,经过实践修正的理论才能更好地指导实践。学有余力的学生参与教师的科研活动,可在巩固所学知识的基础上,让学生了解本学科的动态和前沿,学会查阅文献、制订方案、撰写论文等,为日后继续深造等积累一定的科研经验。此类创新或科研活动的开展,有利于培养出高素质的工程技术和科研人才。
作者:刘凤利 刘俊华 单位:河南大学土木建筑学院 开封大学土木建筑工程学院
关键词:材料力学实验;教学改革;工程素质
中图分类号:G642.477文献标识码:A文章编号:1671―1580(2015)06―0077―02
为提高材料力学实验的教学效果,培养学生工程素质和创新能力,国内很多高校从多个方面对材料力学实验教学进行了改革和探索,主要包括以下几个方面:(1)加大经费投入,完善实验室硬件建设。(2)增加综合、提高型实验,提高学生思考能力和创新意识。(3)改革实验教学方法,采用多种手段进行实验教学,开放实验室。(4)改革实验成绩评定方法,如采用笔试和实际操作相结合等方式综合评定学生的实验成绩。上述改革方案主要对实验室硬件、软件、教学方式、考核方法等方面进行了改革,在一定程度上提高了实验教学效果和人才培养质量。但由于不同学校在硬件、软件、师资力量、培养对象方面都不尽相同,特别是对于大部分独立学院,实验设备和师资力量都相对缺乏,因此需要因地制宜,考虑多种因素,结合人才培养目标,找到适合自身发展的改革方向。
本文以江苏科技大学苏州理工学院为例,从学院现状出发,在现有实验设备和师资力量的基础上,以提高学生工程素质和创新实践能力为目标,从教学手段和考核方式两方面开展材料力学实验的教学改革,取得了一定成效。
一、改革的基本思路与方法
在实验教学手段方面,打破传统以教师讲授和演示为主的模式,摆脱学生在实验课上对教师的过分依赖。转变思路,采取以学生为主,教师为辅的实验教学模式,让学生由被动接受转变为主动探究,提高学生做实验的积极性,培养学生独立工作与思考的能力。做实验之前,教师提前布置任务,要求学生对实验内容进行预习,熟知实验原理、方法、步骤,并完成预习报告。做实验时,教师只对实验过程中需要注意的问题做简单介绍,如安全问题、大型仪器操作注意事项等,实验过程则交给学生独立完成。要顺利完成实验,学生需要在实验课前对实验内容进行详细了解,对实验用到的理论知识能够较好地理解并掌握,同时对实验设备的性能、操作方法、操作步骤熟记于心。通过实验,学生可以进一步复习和巩固所学的相关理论知识,熟悉一些基本实验仪器的操作,掌握材料力学实验研究的方法。在实验过程中,学生可以充分发挥自己的主观能动性,掌控实验进程,得到更多的动手实践机会。学生的独立工作能力、动手能力和工程素质都能得到培养。
为了提高学生的创新能力,在基本验证型实验的基础上,开设综合、提高型实验供学生选修。这部分实验以开放性实验的形式开设,主要面向少数优秀学生。与基本实验相比,综合、提高型实验对学生的理论知识、动手能力和创新思维都提出了更高的要求。实验前,教师首先对必要的理论知识进行培训,然后提出实验要求,学生根据实验设备和要求自行拟定实验方案。对于综合、提高型实验,实验方案往往不只一个,需要学生利用所学知识,确定合理的方案。实验结束后,需要学生进行数据处理与分析,撰写实验报告,并对实验过程中存在的问题进行讨论。通过开放性实验,学生的综合能力进一步得到了提高,创新实践能力也得到了锻炼。
在实验成绩评定方面,改变以往以实验报告作为实验成绩评定的唯一依据,采取多种评判手段,调动学生做实验的积极性,提高教学效果。在实验过程中,教师重点考察学生实验的操作过程,对学生实验操作是否规范、实验步骤是否正确、实验结果是否有效进行评判和考核,该成绩作为实验总评成绩的一部分。要取得好的成绩,学生需在实验前做好充分的准备工作,实验时要有积极主动的心态,把所有精力都集中在实验上。这样可以有效调动学生做实验的积极性,保证实验完成的质量,提高实验的教学效果。学生完成实验后,除了按要求完成实验报告,还要对实验过程进行小结,对实验中存在的问题以及实验完成后的收获和心得进行讨论,这部分内容作为实验总评成绩的另一部分。在实验过程中,或多或少都会遇到一些问题,甚至会出现实验失败,结果无效。在遇到问题时,如何寻找合适的方法解决问题;实验失败时,如何补救或者吸取经验教训,这是对学生实践能力的又一考验,也是培养学生工程素质一个重要方面。通过实验小结,学生可以进一步加深对实验的理解和感受,理清思路,提高认识。
二、改革的实践与成效
根据实验室现有设备,我院共开设了四个材料力学基础实验:
实验一:低碳钢和铸铁的拉伸实验,采取分组实验的方法,每组4~5人。由于实验涉及到使用大型设备电子万能试验机,因此实验前教师首先对试验机的操作规程以及需要注意的问题做了简单讲解。整个实验由学生独立完成,教师只负责监督与评判。为使学生详细了解实验步骤和方法,我们编写了与现有实验设备完全配套的实验指导书,学生只要按照实验指导书中的步骤进行操作,便可顺利完成实验。从实验结果来看,大部分学生都能按照要求完成实验,但也有部分学生预习工作没有到位,对实验要求不是很明确。在实验过程中也出现了一些问题,如学生操作失误导致试验机无法启动、试件安装不到位等,甚至有的学生因为直接把试件拉断而没有记录任何数据。这时,教师需进行必要的指导,指出存在的问题,让学生自己思考,寻找解决的方法。通过这样一个过程,既锻炼了学生独立思考、解决问题的能力,又培养了学生的工程素质。
实验二:低碳钢和铸铁的扭转实验,由于实验设备数量有限,主要以教师演示为主。
实验三:纯弯曲实验,采用电测法,要求学生2人一组进行实验。实验前教师主要对电测法原理进行讲解,实验过程仍然由学生独立完成,主要考察学生对电阻应变仪的操作以及实验数据的记录与处理。实验过程中也暴露出一些问题,如有的学生测量前没有对应变仪初始读数进行清零,有的学生读数时遗漏了应变的正负号,有的学生对应变仪的功能不熟悉,不会切换测点等。教师在监督检查时,需指出存在的问题,要求学生进行改正。如果问题较多或者错误比较严重,则需重新进行实验。
实验四:弯扭组合实验,同样采用电测法,2人一组进行实验。经过上个实验的训练,学生对应变仪的操作已比较熟悉,学生动手的积极性较高,实验过程一般比较顺利。
实验完成后,学生完成实验报告,并写出实验小结,对实验过程中遇到的问题以及实验完成后的心得进行讨论。由于实验小结的得分会计入实验总评成绩,因此大多数学生都能认真对待。在实验小结中,很多学生都表示通过实验增长了知识,锻炼了自己的动手能力。有些学生对实验过程中所犯的错误和存在的问题进行了分析,一些学生还提出了比较好的建议。总之,通过小结,学生进一步加深了对实验的理解和认识。
在基本实验的基础上,我院开设了叠合梁的纯弯曲实验作为开放选修实验,供少数优秀学生选修。叠合梁由铝和钢两种不同的材料粘结而成,需要学生测定纯弯曲时梁横截面上的正应力分布,并推导理论计算公式。与基本实验相比,该实验的完成有一定难度,在指导老师的帮助下,学生顺利完成了实验。通过实验增强了学生的综合实践能力和创新能力。
[参考文献]
[1]温利红,高金良,沈晓梅.材料力学实验教学的改革与创新[J].嘉兴学院学报,2006(06).
[2]刘萍华.20年来我国材料力学实验课程教学改革文献综述[J].力学与实践,2009(06).
[3]孙家国,谷艳玲.基于工程素质培养材料力学实验教学改革的探索[J].宜春学院学报,2013(03).
【关键词】建筑结构;优化设计;技术;分析
【中图分类号】TU788 【文献标识码】【文章编号】1674-3954(2011)03-0202-01
一、 建筑结构设计优化方法的应用
1、结构设计优化方法的应用。结构设计优化方法和技术的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括:基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包含选型、布置、受力分析、造价分析等内容,并应在满足设计规范和使用要求的前提下,结合具体工程的实际情况,围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。
2、结构设计优化方法的实践价值。笔者认为,在满足建筑结构长远效益的前提下,应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。与传统设计相比,采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5%~30%。优化技术的实现,可以最合理的利用材料的性能,使建筑结构内部各单元得到最好的协调,并具有建筑规范所规定的安全度。同时,它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策,优化技术是实现建筑设计的“适用、安全和经济”目标的有效途径。
二、建筑结构设计与经济性的关系
1、结构设计与用地的关系。多层或高层住宅建筑中,总建筑面积是各层建筑面积的总和,层数越多,单位建筑面积所分摊的房屋占地面积就越少。但随着建筑层数的增加,房屋的总高度也增加,房屋之间的间距也必须增大。因此,用地的节约量并不随建筑层数的增加而按同一比例递增。
2、结构设计与造价的关系。建筑层数对单位建筑面积造价有直接影响,但影响程度对各分部结构却是不同的。屋盖部分,不管层数多少,都共用一个屋盖,并不因层数增加而使屋盖的投资增加。因此,屋盖部分的单位面积造价随层数增加而明显下降。基础部分,各层共用基础,随着层数增加,基础结构的荷载加大,必须加大基础的承载力,虽然基础部分的单位面积造价随层数增加而有所降低,但不如屋盖那样显著。承重结构,如墙、柱、梁等,随层数增加而要增强承载能力和抗震能力,这些分部结构的单位建筑造价将有所提高。
3、高层住宅结构设计与经济性的关系。住宅的层高直接影响住宅的造价,因为层高增加,墙体面积和柱体积增加,并增加结构的自重,会增加基础和柱的承载力,并使水卫和电气的管线加长。降低层高,可节省材料、节约能源,有利于抗震,节省造价。同时,除降低层高可以减少住宅建筑总高度,缩小建筑之间的日照距离,所以降低层高能也取得节约用地的效果。
在相同建筑面积时,住宅建筑平面形状不同,住宅的外墙周长系数也不相同。显然平面形状越接近方形或圆形,外墙周长系数越小,外墙砌体、基础、内外表面装修等也随之减少,并且受力性能好,造价会降低。考虑到住宅的使用功能和方便性,通常单体住宅建筑的平面形状多为矩形。
三、结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用
1、直觉优化(概念设计优化)技术与建筑结构设计。对于同一建筑方案,可以有许多不同的结构布置设计;确定了结构布置的建筑物,即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法;分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的:建筑物细部的处理更是不尽相同,这些问题是计算机无法完全解决的,都需要设计人员自己作出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下,根据工程实践经验进行,这便是前面所说的概念设计。因此,概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。
2、概念设计处理的实际建筑设计问题。概念设计所要处理的问题多种多样。但可以肯定的是希望通过概念设计,建筑结构能在各种不期而遇的外部作用下不受破坏,或将破坏程度降至最低。因此,分析如何应付建筑物可能遭遇的各种不确定因素成为概念设计的重要内容。其中,地震作用最为难以琢磨,破坏性也最大。故而,建筑设计过程中就应该未雨绸缪,从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施,不利于抗震的作法则应尽量避免。刚度均匀、对称是减小地震在结构中产生不利影响的重要手段;延性设计则能有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏;多道设防思想能使建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏,消耗一部分地震能量。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为概念设计的重要指导思想。
四、小结
建筑是凝固的艺术,建筑师总是希望通过建筑物表达自己的设计意图,力求艺术性和实用性的完美结合。结构师在保证安全性的前提下,当然应该敢于挑战新的结构形式,使建筑师的意图得以实现。在建筑结构设计的过程中,在基本满足建筑师设计意图的基础上,平面布置应尽量规则,对称,尽量缩小质量中心和刚度中心的差异;使建筑物在水平荷载作用下不致产生太大的扭转效应。竖向布置上,在满足功能要求的前提下,尽量使竖向承重构件上下贯通;能不使用转换层的就应避免使用,以减小结构分析和设计上的困难,另外也不经济,还容易造成应力集中;竖向刚度最好不要突变,而要渐变,否则突变处在水平荷载作用下会出现严重的应力集中现象,这对结构抵抗水平动力荷载是十分不利的。
参考文献:
[1]汪树玉.结构优化设计的现状与进展[J].基建优化,2007:12-13.
[2]张炳华.土建结构优化设计[M].上海:同济大学出版社,2008:34-36.
关键词:基础系梁;无地下室框架
一 什么情况需设置基础系梁
在无地下室框架结构设计中,采用柱下独立基础时,会遇到设置基础系梁的情况。一种是规范要求,如《建筑抗震设计规范》GB50010-2010中6.1.11条要求以下情况需设置基础系梁:一级框架和Ⅳ类场地的二级框架;各柱基础底面在重力荷载代表值作用下的压应力差别较大;基础埋置较深,或各基础埋深差别较大;地基主要受力层范围有软卧粘性土层、液化土层或严重不均匀土层;桩基承载之间。另一种是首层结构计算层高较高,造成首层抗侧移刚度减小,甚至出现结构薄弱层,为避免此现象而设置基础系梁。
二 基础系梁设置在楼地面位置
多层无地下室框架结构,由于持力层较深、场地需回填土、室内外高差较大等原因基础需埋置较深;或首层层高较高,造成结构计算高度较高,柱弯矩大且抗侧移刚度弱,甚至一层为结构薄弱层。此时,可以在楼地面位置设置基础系梁(也称基础拉梁),可以有效减小底层柱的计算长度,增加底层刚度,减小底层位移。
基础系梁设置在楼地面位置时计算要求:根据《民用建筑工程设计常见问题分析及图示-结构专业》(SG109-1~4),在结构模型计算中,应分情况建立多个空间计算模型,框架梁(含系梁)和柱的最终配筋宜取多个模型计算结构的最大值。在模型设置基础系梁时,从基础顶面至系梁顶面为一层,从系梁顶面至首层顶面为二层,既结构增加一层进行分析。此时应注意嵌固端位置设定。在进行整体抗震计算时,仅假定上部结构嵌固在基础系梁顶面处进行一次性整体计算,这种计算方法虽然可以使底层柱在拉梁顶面以上的配筋较为合理,但系梁层以下基础顶面以上框架柱的配筋、底层顶板框架梁的配筋以及底层拉梁的配筋就未必合理。因为,柱的真正嵌固在基础顶面。故此,应再补充一次结构整理计算。其方法是,仍将系梁层设置在一层,将上部结构嵌固在基础顶面进行计算。无地下室框架结构设置室外地面附近的系两层后,回填土会有一定的约束作用,但与真正的地下室有很大的区别,回填土的相对刚度比取多少合适,影响因素很多,很难定量确定。回填土的相对刚度比取值大了,会使系梁及底层顶板框架梁的配筋偏少,反之,又会是框架柱的配筋偏少。所以,框架梁(含系梁)和柱的最终配筋宜取上述两次计算结构中的较大值。无地下室框架结构设置系梁在楼地面位置时,应定义系梁层楼板全房间开洞,并采用弹性楼板总刚分析;系梁的抗震构造应符合框架梁的要求,不设箍筋加密区或箍筋直径不符等,都是不正确的。整体计算时也不能遗漏系梁上可能存在的填充墙等荷载。综上所述,设置系梁框架结构,需有无系梁模型,嵌固端在基础顶,嵌固端在系梁层三个模型计算,框架柱及框架梁配筋取其包络值。
工程实例:四层工业厂房,钢筋混凝土框架结构,一层建筑层高4.2米,二~四建筑层层高3.8米,建筑物高度为15.9米;室内外高差0.300米,无地下室。抗震设防烈度: 6度,设防框架抗震等级:四级,建筑物场地土类别:Ⅲ类,地基基础设计等级:丙级;基础为柱下独立基础,基底标高:-2.000m。结构计算采用的计算程序:北京盈建科软件有限责任公司编制的YJK系列结构设计软件2014(1.5.3.1版)。模型中结构层高为:一层5.7m,二~四层3.8m。计算结果总信息显示,一层为薄弱层。原由不满足《建筑抗震设计规范》GB50010-2010中表3.4.3-2要求。一层的侧向刚度小于相邻上一层的70%,侧向刚度不规则;且抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%。由于建筑功能要求,一层柱截面不能再加大。为增加一层刚度,只好在±0.000位置设置基础系梁,减小结构层高,从而增加柱抗侧向刚度及受剪承载力。基础系梁截面尺寸为300×600,在柱与柱之间设置,模型中以框架梁建模。设置基础系梁后,模型计算结构总信息没有显示薄弱层,满足设计要求。基础系梁根据软件计算配筋文件配筋。为满足《民用建筑工程设计常见问题分析及图示-结构专业》(SG109-1~4)的要求。建立三个模型:无基础系梁模型、设基础系梁且嵌固端在基础系梁位置,设基础系梁但嵌固端在基础顶。三个模型分别计算,三者计算结构取包络值,框架柱、梁用包络值配筋。配筋结果显示:基础顶到基础系梁顶柱、一层柱配筋均变大,基础系梁、一层顶框架梁配筋均变大。
三 基础系梁设置在基础位置
为满足《建筑抗震设计规范》GB50010-2010中6.1.11.1、6.1.11.2、6.1.4、6.1.11.5条要求时,或为防止不均匀沉降且基础埋置较浅不需要减小结构层高而设置的基础系梁,宜设置在基础位置,不需参与结构模型计算。此时拉梁的配筋计算,可采用下列方法计算:一、取拉梁所拉结的柱子中轴力较大者的1/10作为拉梁的轴心拉(压)力,拉梁按轴心受拉(压)构件计算。此时柱基础按偏心受压考虑。基础土质较好时,采用此法较为经济;二、以拉梁平衡柱底弯矩,当抗震等级为一、二级的框架结构,柱底组合弯矩设计值尚应分别乘以1.5和1.25增大系数哦,,柱基础按轴心受压考虑。如拉梁承托隔墙或其他竖向荷载,则应将竖向荷载所产生的弯矩与上述两种方法之一计算的内力进行组合,按拉(压)弯构件或受弯构件或受弯构件计算拉梁纵向受力钢筋;三、拉梁的配筋构造,拉梁纵向受力钢筋处满足计算要求外,正弯矩钢筋应全部拉通,负弯矩钢筋50%拉通。
工程实例:单层工业厂房,建筑物高度为9.38米,钢筋混凝土框架结构,室内外高差为1.200m,抗震设防烈度: 7度(0.10g),设防框架抗震等级:三级,建筑物场地土类别:Ⅲ类,地基基础设计等级:丙级;基础为柱下独立基础,周边独立基础基底标高:-2.700m,中间独立基础基底标高:-2.700m。地基主要受力层范围内存在软弱黏性土层,且工业加工时有较大吊挂荷载,对沉降有一定要求。综合考虑在结构中设置基础系梁。无基础系梁时,结构模型计算结果均满足设计要求,故仅需将基础系梁设置在基础位置即可。模型计算不考虑基础系梁作用,基础系梁手算配筋。各独立基础之间用基础系梁拉结,截面及配筋统一,仅需在基础施工画一详图即可。
基础系梁在不同位置,对施工有不同的影响。基础系梁均和主体一块施工,与主体浇筑成整体。当基坑回填时,尤其回填土较多较厚时,系梁位置不同,回填方式及时间上有很大区别。当基础系梁在基础位置,只要先将土分层回填到高于系梁一定高度,就可以用大型施工机械向基础内运土,并且可以用大型压路机夯实。可以充分利用机械施工,大大减少回填时间,减少人工的投入,很大的降低回填土成本。当系梁在楼地面位置时,需分层夯填至楼地面位置。由于有系梁的影响,大型设备不能进室内施工,只能由人工运土,人工分层夯实。整个回填,需要大量的人力,并且回填期较长,回填成本较高。
关键词:基础 外墙 抗浮 设防水位 裂缝
正 文:地下室结构设计一般为整个工程设计的重中之重,与各专业的联系也最为紧密。整个地下室结构设计就是一个沟通,妥协,完善的过程。如何设计出安全、经济、易施工的地下室,是一个值得探讨的课题。笔者通过多年的地下室设计经验,对此做一个小结,以帮助刚接触地下室的工程师,同时也提出一些看法,希望同行共同探讨提高。
一、抗浮问题。
1、抗浮设防水位
该参数一般由勘探单位在地勘报告中提出,是指基础砌置深度内起主导作用的地下水层在建筑物运营期间的最高水位。当有长期水位观测资料时,抗浮设防水位可根据该层地下水实测最高水位和建筑物运营期间地下水的变化来确定;无长期观测资料或资料缺乏时,按勘察期间实测最高稳定水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定;在南方滨海和滨江地区,抗浮设防水位可取室外地坪标高。
但是该参数在勘探单位往往得不到重视,经常一句话带过—“本工程抗浮设防水位按室外地坪以下0.5米取值”。不知该参数在地下室造价中起着决定性因素。大部分工程,周围道路标高较低,楼盘中央设计室外标高较高,在勘探单位未明确抗浮设防水位时,设防水位可按周围道路标高以下0.5~0.8米取值。但是对于部分处于山脚边缘的建筑,因为山脚是个汇聚点,易积累山上排下的雨水,故此处设防水位往往应该提高至室外地坪标高。正因为水位取值的复杂性,笔者在设计地下室时,会尽量收集周边工程的勘探信息,并且与勘探单位一起探讨,确定一个安全经济的抗浮设防水位。
2、整体抗浮验算
地下室整体抗浮验算是指建筑的抗浮力(压重+抗拉力)必须大于水的总浮力。须根据《建筑地基基础设计规范GB 50007-2011》5.4.3-1条进行计算。一般的全埋式地下室(地下室顶板标高低于抗浮设防水位标高),在纯地下室部分(上部无建筑),水浮力可按下式计算:
浮力=(地下室顶板顶标高-地下室底板底标高)×10KN
注:根据浮力原理计算,既浮力指物体在流体(包括液体和气体)中,上下表面所受的压力差。
在有上部建筑的地下室部分,水浮力可按下式计算:
浮力=(抗浮设防水位标高-地下室底板底标高)×10KN
建筑的抗浮力包括建筑物的自重和桩/锚杆的抗拔力。建筑的自重包括结构构件自重,地下室底板上铺装层重量及地下室顶板以上覆土的重量,此处切记,若抗浮设防水位高于地下室顶板,则设防水位与地下室顶板间的覆土重度应取土的浮重度-水的浮力。抗拔桩一般设置在柱下,此处不再累述,下面主要讨论抗浮锚杆的设置。抗浮锚杆的设置一般分为三种——点式、线式、面式。点式布置既将锚杆布置于柱下,多用于独立基础+防水板形式的地下室底板,浮力传力路线为底板——地梁——基础;线式布置既将锚杆布置于地梁上,浮力传力路线为底板——地梁;面式布置既将锚杆布置于底板上,浮力直接传递至底板,多用于抗拔桩承载力不足的情况。
只要建筑的整体抗浮满足要求,就不会出现建筑物倾斜,移动等工程灾害情况。
3、底板局部抗浮
浮力是直接作用在底板的,故局部抗浮主要是验算底板和基础梁的配筋。作用于底板的力=水浮力-底板自重(含底板上铺装层)-面式布置抗浮锚杆所抵抗的浮力(转换成面荷载)
此处的水浮力=(抗浮设防水位-地下室底板底标高)×10KN
算例:
设一单层地下室抗浮设防水位为 79.00,地下室底板底标高为 72.00
底板自重(含底板上铺装层)为 20.4KN/M2,面式布置抗浮锚杆单杆抗拔力为120KN,按8.4M×8.4M的区间计算,区间共计9根锚杆,地下室底板受到的水浮力为
浮力=(79-72)×10-20.4-120×9/(8.4×8.4)=34.4 KN/M2
*建议一根锚杆的从属范围不超过9 M2
由此可见,在较深的地下室中,采用面式布置锚杆,可有效降低底板的配筋率。
二、外墙计算
1、外墙的计算模型
一般的纯地下室外墙可认为是一块向顶板和底板(或中间板)传递荷载的单向板。计算模型可简化为上铰下固(单层地下室)或者上铰中间连续支座(多层地下室)的连续梁,承受三角形的荷载(不计梁自重)。在主楼以下的地下室外墙,往往在平面外有剪力墙的支承(平面外长度大于3倍墙厚),当支承剪力墙,与地下室顶板底板形成的外墙高宽比小于2,即可按三面固接一面铰接的双向板计算,承受的是三角形荷载。
2、外墙的裂缝控制
一般认为外墙的裂缝应该严格按照防水构件来控制,既计算裂缝控制在0.2mm以下。但是随着建筑防水材料的升级换代,设计中可考虑基础及地下室外墙的外防水作用,按一类环境确定基础及地下室外墙外表面的混凝土裂缝控制标准,对于次等重要的构件,笔者建议采用0.3mm的裂缝控制,如地下停车库等,此举能较大程度上降低造价,但外墙外表面的混凝土保护层厚度(即耐久性设计标准)可按二类环境确定。而对于设备用房,人防区域,还是采用0.2mm裂缝控制比较适宜。
三、顶板布置
1、十字梁与井字梁布置
对于常规的8.4x8.4柱距的地下室,采用十字梁与井字梁布置是比较经济合理的。根据经验,1.5m以下覆土的顶板,可采用十字梁布置。1.5m以上覆土,或对层高要求较高的地下室采用井字梁布置比较经济合理。
2、单向板布置
对于6×8.4柱距的地下室,采用单向板布置比较经济,因为根据《建筑荷载规范GB 50009-2012》5.1.2-1.3)条,对单向板的主梁可以取0.6的折减系数。
3、无梁楼盖布置
根据《地下室顶板结构多种方案的经济性分析--《工程建设与设计》2012年01期》的表格
无梁楼盖体系是比较经济合理的。
3、消防车荷载
《建筑荷载规范GB 50009-2012》附录B对消防车荷载的折减进行了明确规定,覆土在1m以上都能明显折减,可降低顶板造价。
总的来说,地下室设计是一个纷繁复杂的过程,各种方案需要综合比对后才可执行,一个地下室设计的成功与否可以说决定了整个工程的命运。所以,建议设计方在地下室设计时候,在设计时间和方案对比上因给予充分支持。希望本文能帮助大家初步理解地下室的结构设计。