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鉴于现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203的编写原则是“验评分离、强化验收、完善手段、过程控制”,将不可避免地导致两本标准在有关施工过程的质量控制条文内容上的一些重复.对此,在编写时考虑了以下原则:1)标准不同适用范围原则:在编制《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203过程中,在“过程控制”的相应条文编写时,只针对为实现施工质量合格验收的某些重要施工环节作出基本要求;而对于《砌体结构工程施工规范》,则对施工全过程的质量控制作出较具体的规定.2)条文细化原则:由于现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203遵循“验评分离、强化验收、完善手段、过程控制”的编制原则,因此,与之配套使用的《砌体结构工程施工规范》的个别条文内容不可避免地要涉及规范GB50203中的“过程控制”的相应条文.对此,在编写《砌体结构工程施工规范》条文时,着重对砌体结构工程施工过程中的操作技术要求进行细化,作出详细规定,以区别于规范GB50203针对施工过程控制的原则要求.3)标准完整性原则:对《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203“过程控制”涉及的部分内容,在施工规范中不需要再细化时,考虑到其内容的重要性和标准编写的完整性,同时也是为了保证两本规范间的协调一致,对GB50203的相关条文进行了引用.
2关于湿拌砂浆、干混砂浆及专用砂浆使用时间的规定
砌体施工中的砂浆使用时间是特指砂浆的可操作时间,即砂浆从加水拌合后到仍能施工而不影响其性能的最长时间间隔,而非等同于砂浆的凝结时间.湿拌砂浆是由专业生产厂将加水拌合后的砂浆运到施工现场的成品砂浆.由于砌体施工速度较慢,为使砂浆在一定时间内能保持其可操作性,生产厂一般通过掺加不同种类添加剂及控制添加剂用量等方法调节砂浆的凝结时间,实际上也是调整了砂浆保持可操作性的使用时间,且通过试验保证所提供的砂浆在可操作时间内不会影响砂浆性能.因此对湿拌砂浆的使用时间应按厂房提供的说明确定.干混砂浆是专业厂家生产的除拌合水外的砂浆粉状混合物,在加水拌合后即可使用的砂浆.为了解干混砌筑砂浆使用时间与强度的关系,规范编制组对西安市3个不同生产厂家的干混砌筑砂浆进行了试验分析.试验所采用砂浆类型均为DMM5,分别放置0、2、4、6、8h后,适量加水使得砂浆稠度保持在约70mm,通过制作砂浆试块对其强度进行试验,结果表明,随着使用时间的延长,砂浆强度有所降低,其中不同厂家的砂浆在0~8h强度损失最小约12%,最大超过30%,因此,施工过程中对干混砂浆的使用时间应按厂方提供的说明书确定.专用砂浆中的外加剂种类、用量存在差异,其凝结时间也不同,因此,其使用时间应以厂方提供的说明书为准.
3关于现场搅拌砂浆使用时间3h、2h的规定
砌筑砂浆采用现场拌制时,随着使用时间的延长,砂浆的流动性降低,砂浆稠度变小,砂浆操作性变差,这时如果再加水拌合(重塑)后使用,会影响砂浆的强度.原国家标准《砖石工程施工及验收规范》GB203-83编制组曾进行了M5和M5水泥石灰砂浆、M5水泥粘土砂浆、M5微沫砂浆拌合后停放时间对强度影响的试验,试验砂浆的稠度为80mm左右,气温为20~30℃(室内实验室气温).在试验过程中,砂浆稠度随停放时间的延续而减小,为模拟施工状态,对稠度减小的砂浆再加水拌合,使砂浆稠度与初拌时基本相同.试验结果表明:在一般气候状况下,水泥砂浆和水泥混合砂浆在3h和4h使用完,砂浆强度降低一般不超过20%,虽然对砌体强度有所影响,但降低幅度在10%以内,又因大部分砂浆在之前使用完毕,故对整个砌体的影响仅局限于很小的范围.另外,砌体强度除与砌筑砂浆相关外,还与瓦工的操作方法及精心施工程度密切相关,在施工中加强现场质量控制和监督检查,完全可以保证砌体的砌筑质量.当气温较高时,水泥凝结加速,砂浆拌制后的使用时间应予缩短.同时,近年来设计中对砌筑砂浆强度普遍提高,水泥用量增加,因此对现场拌制的水泥砂浆和水泥混合砂浆统一按水泥砂浆的使用时间进行了规定,即“现场搅拌的砂浆应随拌随用,拌制的砂浆应在3h内使用完毕,当施工期间最高气温超过30℃时,应在2h内使用完毕.”该规定不仅对施工质量有利,同时便于现场施工时的控制和管理.
4施工质量控制等级施工前的评审及施工中的检查规定
砌体的施工主要由手工操作完成,质量受到许多人为因素的制约和影响,为保证砌体工程的施工质量,现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203已参照有关国际标准,按施工现场质量管理水平、砂浆强度试验及搅拌、砌筑工人技术熟练程度等因素对施工质量控制等级进行了分级规定.为了保证施工过程中的质量控制等级满足设计要求,在国家标准《砌体结构工程施工规范》中,一方面要求施工前对承建工程的施工队伍进行施工质量控制等级审查、认定,同时在施工过程中对现场质量管理、砂浆与混凝土强度、砂浆拌合、砌筑工人技术等级等四要素要求适时检查监管.当发现施工质量控制等级的有关要素变化将引起施工质量控制等级下降时,应立即停工整顿,采取有效措施,使之回复到要求状态,再进行正常施工.为便于施工质量控制等级的审查、认定和检查,规范附录中提供了相应的表格.
5块材浇水湿润程度
改用相对含水率的规定试验研究和工程实践证明,砌体施工时砌块的湿润程度对砌体的施工质量影响较大:例如采用干砖砌筑不仅不利于砂浆强度的正常增长,大大降低砌体的抗压和抗剪强度,影响砌体的整体性,而且砌筑困难;相反,采用吸水饱和的砖砌筑时,会使刚砌的砌体稳定性差,且易出现墙体平面外弯曲、砂浆易流淌、灰缝厚度不均、砌体抗剪强度降低.关于砖含水率对砌体抗压强度的影响,湖南大学曾通过试验研究得出两者之间的相关性,即砌体的抗压强度随砖含水率的增加而提高,反之亦然.根据砌体抗压强度影响系数公式得到,含水率为零的烧结粘土砖的砌体抗压强度仅为含水率为15%砖的砌体抗压强度的77%.关于砖含水率对砌体抗剪强度的影响,国内外许多学者都进行过这方面的研究,试验资料较多,但结论并不完全相同.可以认为,各国(地)砖的性质不同,是试验结论不一致的主要原因.一般来说,砖砌体抗剪强度随着砖的湿润程度增加而提高,但是如果砖浇得过湿,砖表面的水膜将影响砖和砂浆间的粘结,对抗剪强度不利.美国Robert等在专著中指出:砖的初始吸水速率是影响砌体抗剪强度的重要因素,并指出,初始吸水速率大的砖,必须在使用前预湿水,使其达到较佳范围时方能砌筑.前苏联学者认为,粘土砖的含水率对砌体粘结强度的影响还与砂浆的种类及砂浆稠度有关,砖含水率在一定范围时,砌体的抗剪强度得以提高.近年来,长沙理工大学等单位通过试验获取的数据和收集的国内诸多学者研究成果撰写的研究论文指出,非烧结砖的上墙含水率对砌体抗剪强度影响,存在着最佳相对含水率,其范围是43%~55%,并从试检结果看出,蒸压粉煤灰砖在绝干状态和吸水饱和状态时,抗剪强度均大大降低,约为最佳相对含水率的30%~40%.由于各类砌筑用块材的吸水特性,如吸水率大小、吸水和失水速度快慢等的差异(有时存在十分明显的差异,例如从资料收集中得到,我国各地生产的烧结普通粘土砖的吸水率变化范围为13.2%~21.4%),以及环境温度、湿度的不同,块材砌筑时适宜的含水率也应有所不同.因此,需要在砌筑前对块材预湿的程度采用含水率控制是不适宜的.为了便于在施工中对适宜含水率有更清晰的了解和控制,块体砌筑时的适宜含水率宜采用相对含水率规定.根据国内外学者的试验研究成果和施工实践经验,以及现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203的相关规定,本次规范制定中,按照块体吸水、失水速度快慢,对烧结类、非烧结类块体的预湿程度采用相对含水率控制,并对适宜相对含水率范围分别作出了规定.
6后置拉结筋的施工质量检查的规定
近年来,对填充墙与承重墙、柱、梁、板之间的拉结钢筋,施工中常采用后植筋,这种施工方法虽然方便,但常常因锚固胶或灌浆料质量问题,钻孔、清孔、注胶或灌浆操作不规范,使钢筋锚固不牢,导致作用在植筋上的拉力不能有效通过化学粘结剂向混凝土中传递,起不到应有的拉结作用.因此,在本次规范制定中编制组从确保工程质量考虑,增加了后置拉结筋施工工序规定及对后置拉结钢筋进行现场非破坏性检验的规定.为了保证抽样检测结果具有代表性,对填充墙与承重墙、柱、梁、板之间的拉结钢筋现场实体检测的抽检数量,参照了现行国家标准《建筑结构检测技术标准》GB/T50344对建筑结构抽样检测的最小样本容量规定,即实际检测时抽检的样本容量不应少于最小样本容量的限定量.检验结果应符合设计及现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203的有关规定.
二关于节能减排政策的贯彻
为了贯彻节能减排的方针政策,《规范》在编制中主要从以下方面进行了体现:1)在材料方面,积极推广节能环保材料(如烧结类空心砖和空心砌块、蒸压加气混凝土砌块、轻集料混凝土小型空心砌块及人工砂、山砂、海砂等)和工厂化预拌砂浆在砌体结构工程中的应用,并在《规范》中对新型材料的性能和使用要求作出了相应的规定.2)《规范》中专门纳入了环保章节,特别对施工过程中可能会对环境造成污染和危害的方面做出了明确规定.3)对复合夹心墙的施工要求作出了相应规定,有利于砌体房屋在节能减排领域的推广应用.
三标准的先进性
1)预拌砂浆、专用砂浆以及新型块材的推广应用,不仅符合节能环保、发展绿色建筑的理念,也有利于建筑施工技术的工业化发展.2)针对不同种类块材吸水率差别较大的状况,对块材浇筑前浇水湿润程度要求采用了相对含水率的控制方法.3)强化施工前及施工过程中对砌体施工质量控制等级的认定及检查、整改,并编制了专用表格.4)对夹心复合墙的砌筑技术要求提出了规定.5)按照经修订的现行国家标准《砌体结构设计规范》GB50003-2011中填充墙连接方式的要求,对填充墙与主体结构之间的连接进行了规定,并提出了填充墙砌体后置拉结钢筋的植筋工艺及实体检测要求.6)注重环保和安全施工.
砌体结构是最古老的一种建筑结构。我国的砌体结构有着悠久的历史和辉煌的纪录。在历史上有举世闻名的万里长城,它是两千多年前用“秦砖汉瓦”建造的世界上最伟大的砌体工程之一;建于北魏时期的河南登封嵩岳寺塔为高40米的砖砌密檐式塔;建于隋大业年问的河北赵县安济桥,净跨37.37米,全长50.82米,宽约9米,拱高7.2米,为世界上最早的空腹式石拱桥,该桥已被美国土木工程学会选为世界第12个土木工程里程碑;还有如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程;所有这些都是值得我们自豪和继承的。解放后我国在砌体结构方面更有了很大的发展,下面分三个方面来概括介绍。
1.砌体结构用量大、范围广
解放以来,我国砖的产量逐年增长,1990年砖产量增长到6200亿块,是世界其它各国年产量的总和。全国基本建设中,将砌体作为墙体的已占90%左右。在办公室、住宅等民用建筑中大都是采用砌体结构,50年代砌体结构的房屋一般只能建到4~5层,而现在很多城市已可建到7~8层。我国许多中小型单层工业厂房和多层轻工业厂房及影剧院、食堂、仓库等建筑也广泛采用砖墙、柱承重结构。砌体结构还用于建造各种构筑物,如烟囱、排气塔、粮仓、水渠等。此外我国在古代建桥技术的基础上还建造了多座100米以上的石拱桥,有些还在不同方面创造了世界纪录。我国积累了在地震地区建造砌体结构房屋的宝贵经验,我国的绝大多数大中城市在6度或6度以上地震设防区,在地震裂度≤6度地区的砌体结构经受了地震的考验。经过对设计和构造的处理,还在7度区和8度区建造了大量的砌体房屋。据不完全统计,从80年代初至今,我国主要大中城市建造的多层砌体结构房屋已达70~80亿平方米。
2.新型材料和技术的应用
60年代以来,我国粘土空心砖(多孔砖)的生产和应用有了很大的发展,在南京建造了8层空心砖承重的大桥旅馆。当时空心砖孔洞率为22%,与实心砖强度等效,但可减轻自重17%,减少墙厚20%,节省砂浆20%~30%,砌筑工时少20%~25%,墙体造价降低19%~23%。根据进一步节能要求,近年来我国在消化吸收国外先进技术的基础上,制造出规格为280mm×2~XlU1]×19、孔洞率为40%的烧结保温空心砖(块),这种保温砖的密度为1012kg/m3,抗压强度10.5MPa主要力学和热工性能指标接近或达到国际同类产品的水平。同时《多孔砖砌体设计与施工技术规程》行业标准为这种砖的推广创造了条件。近10多年来,采用砼、轻骨料砼或加气砼,以及利用砂、各种工业废料、粉煤灰、煤矸石等制成无熟料水泥砼砌块或蒸压灰砂砖、粉煤灰硅酸盐砖、砌块等在我国有较大的发展。砌块种类、规格很多,其中以中、小型砌块较为普遍,在小型砌块中又开发出多种强度等级的承重砌块和装饰砌块。据不完全统计,1996年全国砌块总产量约为2500万立方米,各类砌块建筑约5000万平方米。近十年砼砌块与砌块建筑的年递增率都在20%左右,尤其在大中城市中推广特别迅速。这些砌块建筑大多是多层的,至于中高层、高层砌块建筑我国于80年代就着手进行试点工作,在几座城市都做了试验楼,为我国中高层砌块建筑的发展做了开创性的工作。90年代初期,在总结国内外配筋砌块结构的配套材料、配套应用技术的研究上获得了突破,在此基础上开展了更具有代表性、针对性的试点工程。试点工程实践证明,中高层配筋砌块建筑具有明显的社会经济效益。因此将中高层配筋砌块结构体系纳入我国砌体结构设计规范中是理所当然的。砌块作为粘土砖的主要替代材料,在某些功能上强于粘土砖,发展前景是非常好的。和约束配筋砌体对应的是所谓均匀配筋砌体,即国外广泛应用配筋砼砌块剪力墙结构,这种砌体和钢筋砼剪力墙一样,对水平和竖向配筋有最小含钢率要求,而且在受力模式上也类同于砼剪刀墙结构,它是利用配筋砌块剪力墙筋砌块剪力墙承受结构的竖向和水平作用,是结构的承重和抗侧力构件。配筋砌体强度、延性好,和钢筋砼剪刀墙性能十分类似,可以用于大开间和高层建筑结构。我国从80年代初期主持编制国家标准《配筋砌体设计规范》起,对配筋砌体进行了较为系统的试验研究,结果表明用配筋砌体可建造一定高度的既经济又安全的建筑结构。
3.砌体结构理论的发展
1950年以前。我国可说谈不上有系统的砌体结构设计理论。国家建设部于1956年批准在我国推广应用原苏联《砖石及钢筋砖石结构设计标准和技术规范》。60~70年代初,在我国有关部门的领导和组织下,在全国范围内对砖石结构进行了比较大规模的试验研究和调查,总结出一套符合我国实际,比较先进的砖石结构理论、计算方法和经验。在砌体强度计算公式、无筋砖体受压构件的承载力计算、按弹性方案考虑房屋的空间工作,以及有关构造措施方面都具有我国特色。
4.对我国砌体结构的展望
砌体结构是由砌块和砂浆砌筑而成的构件,而砌块有多种材料的砌块,我国最古老的砌块即为砖和石。几千年来,由于砖、石具有良好的物理性能,可就地取材、生产和施工方法简便,造价低廉等优点,所以至今仍为我国主导的建筑材料。解放后我国也确实研制出多种材料的砌块,但都存在着自重大、强度低、生产耗能高、毁田严重、机械化水平低、耐久和抗震性能差的特点,所有这些都抑制着砌体结构的发展。因此,我们要针对这些问题,做好以下几方面的工作。
4.1发展高强轻质的砌体材料
目前我国的砌体材料与发达国家相比存在着强度低、耐久性差的问题。如粘土砖的抗压强度。我国一般为7.5~15Mpa,承重空心砖的孔隙率≤25%,体积质量一般为4KN/m3。而发达国家的砖抗压强度一般均达到30~60Mpa,甚至可达到100Mpa,承重空心砖的孔洞率可达到40%~60%,体积质量一般为1.3KN/m3,最轻的可达到0.6KN/m3。根据国外的经验和我国的条件,只要在配料、成型、烧结工艺上进行改进,可显著提高砖的强度和质量。如中美合资大连太平洋砖厂生产的百岩砖强度可达20100Mpa。这种材料强度高、耐久性和耐磨性好,并且有独特的色彩,可作为清水墙和装饰材料。根据我国对粘土砖的限制政策,可因地制宜,就地取材,在粘土较多的地区发展高强度粘土砖、高空隙率的保温砖和外墙装饰材料等。而在少粘土的地区大力发展高强砼砌块,承重装饰砌块和利用废材料制成的砌块等。在发展高强块材的同时,也需研制高强度等级的砌筑砂浆。目前最高等级的砂浆强度为M15。要与高强度的块材相匹配时需开发大于M15的高强度砂浆。我国的《砼小型空心砌块浆和灌孔砼》行业标准中砂浆的强度等级为M5~M30,灌孔砼的强度等级为C20~C40,这是砼砌块配套材料方面的重要进展,对推动高强材料结构的发展起着重要的作用。据预测,干拌砂浆和商品砂浆具有很好的市场前景。干拌砂浆把所有配料在干燥状态下混合装包供应,现场按要求加水搅拌即可。天津舒布洛克水泥砌块公司已供应这种干拌砂浆,价格比普通砂浆约高0.2%左右。商品砂浆的优点同商品砼一样,这类砂浆一旦取代传统砂浆,将是一个巨大的变化。
4.2积极开发研究节能环保的新型材料
1988年第一次国际材料研究会议上首次提出“绿色建材”的概念,1992年联大巴西里约热内卢以“环境和发展”为主题的各国首脑会议通过了“21世纪议程”宣言,确认了“可持续发展”的战略方针,其目标是依据环境再生,协调共生,持续自然的原则,尽量减少自然资源的消耗,尽可能对废弃物再利用和净化,保护生态环境,以确保人类社会的可持续发展。近年来,发达国家在实施《绿色建材》计划上取得了较大的进展,我国以1992年联合国环境与发展首脑会议为契机,遵循同志的“经济的发展,必须与人口、环境、资源统筹考虑,决不能走浪费资源和先污染后治理的老路,更不能吃祖宗饭,断子孙路”的指示精神,迅速行动起来,积极研制“绿色建材”产品,并取得了一定的效果。我国现已加大力度限制高能耗、高资源消耗、高污染、低效益的产品的生产。如对粘土砖(按1996年生产6000亿块粘土砖就毁掉10万多亩农田、耗能6000万吨标准煤)国家早就出台了限制政策。近年来力度更大,一些地区如上海、北京等在建筑上不准采用粘土实心砖,其实这也就间接促进了其它新型建材的发展。如蒸压灰砂废渣制品、利用页岩生产多孔砖、废渣轻型砼墙板、GRC板、蒸压纤维水泥板、复合墙板和砌块就是近几年发展起来的几种新型建材制品。
4.3进一步加强配筋砌体和预应力砌体的研究
我国虽已初步建立了配筋砌体结构体系,但需研制和定制生产砌块建筑施工用的机具,如铺砂浆器、小直径振捣棒、小型灌孔砼浇注泵、小型钢筋焊机、灌孔砼检测仪等。这些机具对保证配筋砌块结构的质量至关重要。这种砌体的原理同预应力砼,能明显改善砌体的受力性能和抗震性能。国外在预应力砌体和配筋砌体方面的水平很高。我国直到最近才有少数专家对其研究。
4.4加强砌体结构理论的研究
进一步研究砌体结构的破坏机理和受力性能,通过数学和力学模式,建立完善而精确的砌体结构理论,是全世界各国都关心的课题。我国在这方面有较好的基础,但目前跟发达国家相比还有较大的差距,因此应继续加强这方面的工作,加强对砌体结构的试验技术和数据处理的研究对促进砌体结构发展有着深远的意义。
参考文献
【1】施楚贤.砌体结构理论与设计【M】.北京:中国建筑工业出版社,1992年
为防止或减轻温度裂缝的产生,在设计过程中应采取必要的措施。
(1)在墙体中设置伸缩缝,从而释放混凝土土板变形产生的应力,减少裂缝的产生。伸缩缝的间距可根据规范采用。
(2)屋面设置保温、隔热层,使室内外温差减小。
(3)在屋面与墙体接触部位设置滑动层。
(4)屋面下设置混凝土圈梁,并内外墙拉通。
(5)采用刚度较小的轻型屋盖。
(6)增加墙体的抗拉强度:
a.在墙体内配置水平钢筋;
b.顶层墙体加密构造柱;
c.加强墙体薄弱部位,如门窗洞口处设水平钢筋。以上方法可根据工程情况采取相应措施。
2地基不均匀沉降
地基不均匀沉降是由于上部建筑荷载及刚度的不均匀,以及地基承载力的不均匀分布产生。裂缝位置多数出现在房屋下部;少数可发展到2~3层;对等高的长条形房屋,裂缝大多出现在两端附近;其他形状的房屋,裂缝都在沉降变化剧烈处附近;一般都出现在纵墙上,横墙上很少见。当地基性质突变时,也可能在房屋顶部出现裂缝,并向下延伸,严重时可贯穿房屋全高。裂缝形态特征较长见的是斜裂缝,通过门窗口的洞口处裂缝较宽;其次是竖向裂缝,不论是房屋上部,或窗台下,或贯穿房屋全高的裂缝,其形状一般是上宽下细;水平裂缝较少见,有的出现在窗角,靠窗口一端裂缝较宽;有的水平裂缝是地基局部坍塌而造成的,缝宽往往较大。缝宽出现的时间大多数在房屋建成后不久,也有少数工程在施工期间明显开裂,严重的不能竣工。裂缝的发展变化随地基变形和时间增长裂缝加大加多。一般在地基变形稳定后裂缝不再变化,极个别的地基产生剪切破坏,裂缝发展导致建筑物倒塌。
为防止或减轻地基不均匀产生的裂缝可采取以下措施:
(1)增大基础圈梁的刚度。
(2)底层墙体灰缝内设置水平焊接钢筋网片,钢筋网片两端可靠锚固。
(3)采用钢筋混凝土窗台板,板端嵌入墙体内。
3承载能力不足
由于结构断面突变引起的应力集中,使墙体局部产生裂缝。裂缝位置多数出现在砌体应力较大部位,在多层建筑中,底层较多见,但其他各层也可能发生。轴心受压柱的裂缝往往在柱下部1/3高度附近,出现在柱上下端的较少。梁或梁垫下砌体裂缝大多数是局部承压强度不足造成的。裂缝形态特征是受压构件裂缝方向与应力一致,裂缝中间宽两端细;受拉裂缝与应力垂直,较常见的是沿灰缝开裂;受弯裂缝在构件的受拉区外边缘较宽,受压区不明显,多数沿灰缝开展,砖砌平拱在弯矩和剪力共同作用下可能产生斜裂缝;受剪裂缝与剪力方向一致。裂缝出现的时间大多数发生在荷载突然增加,例如大梁拆除支撑;水池、筒仓启用等。
根据此种裂缝产生的根源,在设计中应注意以下几点:
(1)结构断面的变化易缓,以免突变引起应力集中,对不可避免的突变部位,应采取加强措施。
(2)对承受集中力处,增设刚性垫块,使应力扩散。
(3)对承受弯矩,拉力的砌体可考虑配筋砖砌体或组合砖砌体,充分发挥砌体的抗压性能和钢筋的抗拉性能。
CausesandMeasuresofTreatmentforCracksinMasonryStructureBuildings
TongGuangbing
目前,砌体结构的房屋出现各种型式的裂缝,非常常见。其裂缝程度轻重不一,差别很大。轻则影响房屋正常使用和美观,严重的将形成结构安全隐患,甚至发生工程事故。随着住宅商品化的发展,房屋裂缝问题越来越引起人们的关注。
⒈裂缝的类型及成因
按裂缝的成因,墙体裂缝可分为受力裂缝和非受力裂缝两大类。各种直接荷载作用下,墙体产生的裂缝称为受力裂缝。而砌体因收缩、温度、湿度变化,地基沉陷不均等引起的裂缝是非受力裂缝,又称变形裂缝。砌体房屋的裂缝中变形裂缝占80%以上[1],其中温度裂缝更为突出。相对于受力裂缝,变形裂缝的产生机理和影响因素复杂得多,本文主要分析砌体结构的变形裂缝。
1.1砌体房屋的温度变形
1.1.1温度裂缝的主要形态
最常见的温度裂缝出现在混凝土平屋盖房屋的顶层两端墙体和山墙上。如在门窗洞边的正“八”字斜裂缝、山墙上部的斜裂缝、平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝、以及水平包角裂缝(包括女儿墙)等。
温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。温度裂缝有明显的规律性:两端重中间轻,顶层重往下轻,阳面重阴面轻。
1.1.2温度裂缝产生机理
对于砖砌体的结构,砖砌体的线膨胀系数5×10-6,是混凝土的一半。当外界温度升高时,混凝土顶盖变形大,墙体变形相对较小,导致砖砌体和混凝土屋盖之间产生约束应力。使屋盖受压,墙体受拉、受剪。当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。
混凝土砌块墙体的线膨胀系数与混凝土屋盖相同。在夏季阳光照射下,两者之间存在一定的温差。屋面最高温度可达40℃~50℃,而顶层外墙平均最高温度约为30℃~35℃。屋面和顶层外墙存在10℃~15℃的温差,两者的温差可能引起墙体开裂。另外,从材料上
看,相同砂浆强度等级下抗拉、抗剪强度混凝土砌块比砖砌体小了很多,沿齿缝截面弯拉强度仅为砖砌体的30%~35%,沿通缝弯拉强度仅为砖砌体的45%~50%,抗剪强度仅为砖砌体的50%~55%。因此,在相同受力状态下,混凝土砌块抵抗拉力和剪力的能力要比砖砌体小很多,所以更容易开裂。
1.1.3温度应力的估算
砌体结构的温度应力可通过下式估算[2]:
(1-1)
(1-2)
当顶板与墙体材料不同时,
式中,Cx-水平阻力系数,混凝土板与墙体Cx=0.3~0.6N/mm3,混凝土板和钢筋混凝土圈梁Cx=1.0N/mm3;
t-墙厚;
b-一面墙负担的楼板宽度;
h-顶板厚度;
Es-混凝土的弹性模量;
α1-墙的线膨胀系数,砖砌体5×10-6;
α2-顶板线膨胀系数,混凝土10×10-6;
T1-墙的温度;
T2-顶板的温度;
L-墙长。
式(1-1)中τmax为弹性剪应力。考虑升温较快,取应力松弛系数H(t)=0.7~0.8,则砌体的徐变剪应力为:
(1-3)
对于顶层墙体,墙体的压应力较小,墙体的剪应力近似等于主拉应力。根据式(1-1),墙体的剪应力与温差、水平阻力系数Cx以及建筑物长度有关。
从式(1-1)可知,墙体剪应力与温差成正比。因此,采取隔热措施以减少温差,可达到减小主拉应力的目的;墙体剪应力与成正比。如水平阻力系数Cx降低30%,则剪应力降低16%。因此,可通过在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面处设置水平滑动层来减少顶板与墙体的约束作用,滑动层可采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片等[3];剪应力和建筑物的长度呈非线性关系,增加长度,剪应力随之增加。
1.1.4温度变形的估算
粘土和混凝土砌体都有与温度变化成比例的特性,温度变形的大小可以根据热膨胀系数计算。构件受到温度变化为T的构件,长度变化L可以表达为
(1-4)
其中,L-温度变形;
α-热膨胀系数,砖砌体5×10-6,混凝土砌块10×10-6;
L-受到温度变化的构件长度;
T-温度变化。
1.2砌体房屋的收缩变形
1.2.1收缩裂缝的形态
因砌块收缩引起的墙体裂缝,在混凝土砌块房屋中比较普遍。在内外墙、在房屋的各层均可能出现。干缩裂缝形态一般有:⑴在墙体中部出现的阶梯形裂缝;⑵环块体周边灰缝的裂缝;⑶在外墙的窗下墙出现竖向均匀裂缝;⑷山墙等大墙面出现的竖向、水平向裂缝。收缩裂缝一般多出现在下部几层,有的砌块房屋山墙大墙面中间部位出现了由底层一直延伸至3、4层的竖向裂缝。
由于砌筑砂浆强度不高,灰缝不饱满,干缩引起的裂缝往往呈发丝状分散在灰缝缝隙中,清水墙时不易被发现,当有粉刷抹面时就显露出来。干缩引起的裂缝宽度不大,且裂缝宽度较均匀。
1.2.2收缩裂缝的产生机理
粘土砌体和混凝土砌体对含水率变化的反应不同。粘土砌块随含水率的增加而膨胀。在含水率降低时砖不会收缩。即这种膨胀不会因为在大气温度中变干而收缩[4]。砖中的含水量取决于原材料的种类和烧制温度范围。当砖从窑中取出时尺寸最小,然后随着含水率的增加而膨胀。当砖暴露在潮湿的空气中它开始膨胀,在开始的几个星期内膨胀最大,膨胀会以很低的速率持续几年,砖的长期湿膨胀在0.0002和0.0009之间[5]。
混凝土砌块是混凝土拌合物经浇注、振捣、养生而成。混凝土在硬化过程中逐渐失水而干缩,砌干缩量因材料和成型质量而异,并随时间增长而逐渐减小。在自然条件下,成型28天后,混凝土砌块收缩趋于稳定。其干缩率为0.03%~0.035%,含水量在50%~60%左右。砌成砌体后,在正常使用条件下,含水量继续下降,可达10%左右,其干缩率为0.018%~0.07%[6]。对于干缩已趋稳定的混凝土砌块,如再次被浸湿后,会再次发生干缩,通常称为第二干缩。混凝土砌块在含水饱和后的第二干缩,稳定时间比成型硬化过程的第一干缩时间要短,一般为15天左右。第二干缩的收缩率约为第一干缩的80%左右。当混凝土砌块的收缩受到约束并且收缩引起的拉应力超过了块材的抗拉强度或块材与砂浆之间的抗弯强度,会出现收缩裂缝。收缩裂缝不是结构裂缝,但它们破坏了墙体外观。
1.2.3收缩变形的估算
粘土和混凝土砌体对含水率变化的反应不同。当失去水分时,混凝土砌块会收缩,而粘土砌块会随含水率的增大而膨胀。由水分变化引起的变形可以根据与热膨胀相同的原理估计[6]:
(1-4)
式中,k-对粘土砌体采用湿膨胀系数ke,对混凝土砌体采用收缩系数km;
L-砌体长度;
-收缩变形。
《砌体标准联合委员会(MasonryStandardsJointCommittee,缩写为MSJC)规范》[6]规定粘土砌体的湿膨胀系数值ke为0.0003。由控湿的混凝土砌块砌筑的砌体km=0.15sl,由非控湿的混凝土砌块砌筑的砌体km=0.5sl。sl为混凝土砌块的总线性干缩值,其值不超过0.00065。
1.3地基变形
在软土、填土、冲沟、古河道、暗渠以及各种不均匀地基上建造结构物,或者地基虽然相当均匀,但是荷载差别过大,结构物刚度差别悬殊时,应特别注意由于地基不均匀沉降引起的裂缝。
1.3.1地基不均匀沉降裂缝的形态
地基不均匀沉降裂缝的形态是多种多样的,有些裂缝尚随时间长期变化,裂缝宽度较宽,有时宽至数厘米。裂缝主要分为剪切裂缝和弯曲裂缝。地基不均匀沉降裂缝常见的有:正八字裂缝和斜向裂缝。沉降裂缝多出现在房屋中下部且发生于房屋中下部的裂缝较上部宽度大。
1.3.2地基不均匀沉降裂缝的产生机理
⑴墙体中下部区域的正八字裂缝
一般情况下,地基受到上部传递的压力,引起地基的沉降变形呈凹形,常称为“盆形沉降曲面”。这是由于中部压力相互影响高于边缘处相互影响,以及边缘处非受载区地基对受载区下沉有剪切阻力等共同作用的结果,导致地基反力在边缘区较高。这种沉降使建筑物形成中部沉降大、端部沉降小的弯曲,产生正弯距。结构中下部受拉,端部受剪,特别是由于端部地基反力梯度很大,端部的剪应力很大,墙体由于剪力形成的主拉应力破裂,裂缝呈正八字形。
由于墙体中上部受压并形成“拱”作用,墙体裂缝越靠近地基和门窗孔越严重。且中下部开裂区的墙体有自重下坠作用,造成垂直方向拉应力,可能形成水平裂缝。
⑵墙体斜向裂缝
当地基中部有回填砂、石,或中部地基坚硬而端部软弱,或由于荷载相差悬殊,建筑物端部沉降大于中部时,会形成负弯距。主拉应力将引起墙体的斜裂缝或倒八字裂缝。局部的沉降不均不仅可以引起斜裂缝,由于垂直沉降还可能引起砌体的水平裂缝。
1.3.3影响地基沉降裂缝的因素
地基、基础、建筑物构成一个整体,共同工作。其内力和变形形态与土的性质、建筑物与地基的刚度、基础与建筑物的尺寸形状、材料的弹塑性性质、徐变等有关。
⑴地基与建筑物的相对刚度
为考虑地基与建筑物的共同工作,地基与建筑物的相对刚度可根据葛尔布诺夫方法确定,该法中弹性地基的柔性指数:
(1-5)
式中,E0-地基土的变形模量;
μ0—地基土的泊松比;
EJ—地基上梁、板或箱体刚度;
a,b-基础的半长和半宽。
柔性指数表示了建筑物和地基的相对刚度。从式中可以看出,⑴建筑物和基础抗弯刚度越大,基础的长度和宽度越小,则柔性指数就越小,结构物或基础的相对刚度越大。这时在外荷载作用下,地基的反压力越往两端集中,则中部弯矩越大,这就需要结构具有足够的强度,满足结构物最大弯矩的要求;⑵在较好的地基上,地基的变形模量较高,而地基上基础的抗弯刚度较小,结构物的几何尺寸较长,则柔性指数相应增大。这时基础结构接近于柔性板,此时地基的沉降与荷载的分布有关。地基承受荷载大的地方,该处的沉降和变形较大,基础承受的弯矩较小。
⑵徐变
建筑物的下沉、水平位移、温度、湿度变化引起的变形,除了绝对数量外,变形速率是一个重要因素。只要变形是缓慢的,则多数建筑物能经受较大的变形而不破坏。其主要原因就是由于建筑材料都具有徐变特性,在变形过程中,其内应力会随着变形速度的下降而松弛。
⑶建筑物的形状
平面形状复杂的建筑物,如“I”、“T”、“L”、“E”字形等,在纵横单元交叉处基础密集,地基附加应力重叠,使地基沉降量增大。同时,此类建筑物整体性差,刚度不对称,在地基产生不均匀沉降时容易发生墙体开裂[8]。因此,遇不良地基时,在满足使用的情况下应尽量采用平面形状简单的建筑形式。
2裂缝的预防措施
在目前的技术经济水平下,尚不能完全防止和杜绝由于钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝。只能通过一些合理的构造措施,使砌体房屋墙体的裂缝的产生和发展达到可接受的程度[3]。
从上节的分析可知,建筑物的长度即伸缩缝、沉降缝或控制缝间距与温度裂缝、干缩裂缝和沉降裂缝的产生有很大关系。按照欧美规范,如英国规范规定,对粘土砖砌体的控制间距为10~15m,对混凝土砌块砌体一般不因大于6m;美国混凝土协会(ACI)规定,无筋砌体的最大控制缝间距为12~18m,配筋砌体的控制缝间距不超过30m,这些都远远小于我国砌体规范的规定。这也是按我国砌体规范的温度缝和有关抗裂构造措施不能消除墙体裂缝的一个重要原因。
2.1温度变化引起的墙体开裂
防止主要由温度变化引起的砌体结构开裂,宜采取下列措施:⑴当采用整体式或装配式的钢筋混凝土屋盖时,宜在屋盖上设置保温层或隔热层;⑵在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;⑶当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;⑷建筑物温度伸缩缝的间距应满足现行《砌体结构设计规范》的规定,控制缝宜在建筑物墙体的适当部位设置,控制缝的间距不宜大于30m。⑸非地震地区,在房屋顶层宜设钢筋混凝土圈梁。若采用钢筋混凝土圈梁,圈梁不宜外露。若不设圈梁,可在屋盖四周檐口下的砌体内,配置适当转角钢筋。
2.2墙体材料的干缩引起的开裂
防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝,可采用下列措施:⑴选用干缩值低的墙材。控制砌筑时材料的含水量(先让材料干缩后砌墙)。采用低强度砂浆和长度小的砖块,可以避免砖块的断裂,并将细小裂缝均匀分散到各个垂直的灰缝隙中,避免变形和应力集中,累加出现大裂缝。⑵面积较大的墙体采用在墙体内增设构造梁柱的构造措施。如墙体长度超过5m,可在中间设置钢筋混凝土构造柱;当墙体高度超过3m(120mm厚墙)或4m(≥180mm厚墙)时,须在墙中腰处增设钢筋混凝土腰梁,或设置伸缩缝。⑶严格控制以胶凝材料为原料的砌块的龄期,不足28d的不应进入施工现场。对于混凝土制品,如果以90d的干燥收缩值为基准,28d只完成收缩的80%左右。而且这类砌块,28d前含水率大,物理化学变形不稳定,干燥收缩值大,特别是蒸压加气混凝土,出厂含水率有时高达60%以上。⑷正确掌握各种砌块使用时的含水率。轻集料混凝土空心砌块和蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑时的含水率分别控制为5%~8%和15%、20%以内。砌体在生产储存期、运输、现场堆放等均要防止被水浸湿,雨季还应做好对砌块和砌体的遮盖。施工时,一般提前1~2d洒水稍作湿润。砌块含水深度以表层8mm~10mm为宜。
2.3地基沉降引起的开裂
防止主要由地基沉降引起的裂缝,可采用下列措施:⑴建筑物的体型力求简单;⑵合理设置沉降缝。在建筑物平面转折处、建筑高度荷载突变处、结构类型不同处以及地基土软硬交界处设置沉降缝;⑶减轻结构自重。⑷增强建筑物的刚度和强度。设置封闭圈梁和构造柱,特别是增强顶层和底层圈梁、合理布置纵横墙、采用整体性好、刚度大的基础形式等;⑸减小或调整基底的附加应力。改变基础地面尺寸,使不同荷载的基础沉降量接近。
3工程实例
某房产开发公司住宅楼竣工2个月后,西边单元外山墙及内外纵墙开裂,开口最大达12mm,经调查,夏季屋面板承受太阳的直射,板截面的最高平均温度50°C,砖砌体外墙承受的最高平均温度为30°C。屋面现浇板h=8cm,砖墙厚24cm,MU5、M2.5混合砂浆砌筑,建筑物全长L=50m,求因温差引起外纵墙顶部砖墙内产生的剪应力。
=0.887Mpa
砌体的徐变剪应力
而MU5、M2.5的砌体抗剪强度=0.1MPa<=0.621MPa故墙体出现温度缝开裂现象。
4结论
⑴墙体的温度应力与温差成正比,随水平阻力系数和建筑物长度(或伸缩缝间距)非线性增加。
⑵墙体的收缩变形与墙体材料、砌块的含水率以及建筑物的长度有关。粘土和混凝土砌体对含水率变化的反应不同,当失去水分时混凝土砌块会收缩,而粘土砌块会随含水率的增大而膨胀。
⑶地基沉降裂缝的内力和变形形态与土的性质、建筑物与地基的刚度、基础与建筑物的尺寸形状、材料的弹塑性性质、徐变等有关。
⑷影响砌体结构裂缝的因素较多,有些裂缝是由多种因素引起的混合裂缝。设计时可通过构造措施来防止和减轻砌体结构裂缝的危害。
参考文献
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从1981年我国开始恢复了国债发行,在二十多年里国债市场有了长足的发展,不仅国债发行规模逐渐扩大,国债品种越来越多样化,而且国债发行和流通机制也逐步优化。同时国债的发行方式日益市场化,经历了从传统的行政动员和行政分配,到1991年的承购包销,进而到现在的“基数认购、区间投标、差额招标、余额分销”,以及“自由投标、变动价位、二次加权、全额招标”的招标方式的演变。我国债券市场经历了实物券柜台市场、上海证券交易所为代表的场内债券市场和银行间债券市场为代表的场外债券市场三个主要阶段的发展过程。1997年6月以后商业银行退出交易所债券市场,将其所持有的国债、融资券和政策性金融债统一托管于中央国债登记结算公司,并可进行债券回购和现券买卖,银行间债券市场就此启动。截至2004年底,银行间债券市场开户的投资者总数达5354家,涵盖商业银行、非银行金融机构、信用社、证券公司、保险公司及其它非金融机构类投资者,其组织成员已经基本覆盖了我国金融体系,一个开放的、具有较大规模的合格机构投资者市场已经形成。2004年财政部通过银行间债券市场发行了14期共4413.9亿元记账式国债,其中跨市场国债有8期共3398.7亿元,占整个发行量的76.69%。但由于我国债券市场起步较晚,目前还不够完善,存在着以下问题。
一、我国国债期限结构存在的问题
1.国债期限结构较为单一
由于我国短期和长期国债的发行规模较小,15年期以上的国债品种较少,5年~15年期国债在可流通国债中占绝对比重。从资金供求情况来看,市场上的长期资金供大于求
2.投资行为短期化
证券投资行为短期化。我国的资本市场是一个新兴市场,也是一个转轨的市场。
由于比较复杂的原因,使得证券市场的投资行为的主体是投机而不是投资,这在中外股市换手率的巨大差异上表现得很明显。20世纪90年代美国纽约交易所年平均换手率在20%年~50%之间,而2000年我国深沪股市流通股的平均换手率分别是499.1%和503.85%,即上市流通的每一张股票平均每年要换手5次左右。我国股票换手率持续居高不下,一方面反映了我国的证券市场缺乏长期投资价值,也反映了我国的投资者长期以来都缺乏长期的投资观念。
其次实体投资行为短期化。我国企业投资短期化倾向非常明显。由于银行信贷资金有着明确的还本付息期限,受此制约,一方面企业难以用短期信贷资金进行长期项目投资,而自有资金数额又极为有限,因此,难以有效地展开技改、更新及其他类型的投资;另一方面,为了能够按时偿还到期债务本息,相当多企业只得选择一些短期见效的投资项目,由此,企业投资的短期化演化为经济运行的短期化。
实体经济行为的短期化意味着在经济行为主体的观念当中,是没有期限或者没有长期的概念的。实体经济行为的短期化反映在金融领域就是金融行为的短期化,在国债市场上就表现为对于期限的无差异化。在国债市场上,由于缺乏实体经济的长期行为的参照,因此长期国债的定价就缺乏相应的基准。在这种情况下,就只有依据短期的收益率水平,来确定长期债券的收益率。所以“长债短炒”现象在金融行为短期化的影响下就是必然的。
3.物价变化走低趋势
由于技术进步日益提高,且技术的重要性进一步增强,因此,物价的下跌成为一种常态。在经过20年改革之后,1998年我国出现了通货紧缩的趋势。短缺经济得到了基本消除,大量的工业品出现了一定程度的过剩。总需求的不足,影响到物价的走低。而物价的走低趋势又制约了利率走高的可能性。因此,至少从中期来看,我国的利率是难以上升的。这反映在国债利率上,就是长期利率趋于平缓甚至下降的趋势。
二、健全我国国债市场利率期限结构的建议
针对我国国债市场利率期限结构存在的上述问题,对健全我国国债市场利率期限结构提出如下建议。1.完善国债品种
增加不同期限的国债品种,满足不同投资者的需求:除充分考虑偿债周期和偿债能力外,更需要对应债主体的投资行为模式进行分析,以确定长、中、短期相互搭配、相互弥补的期限结构。发行原则是在条件具备的情况下发行短期国债,适度发展中期国债,增加发行长期国债,建立债券种类多样化、期限分布均衡化的国债期限结构。不仅有国债,还要有企业债券;不仅有短期债券,还要有中长期债券,具有足够的规模与流动性。现在财政部国债发行是按年度发行额管理的,这是制约短期国债发行的一个非常重要的因素。国债发行如果实行额度管理,在长期内统一规划国债的品种与数量将有利于国债期限结构的改善,改变目前偏重于中期国债,长期和短期国债不足甚至空缺的状况。今后应增加短期国债,控制中期国债,发展长期国债。
2.实现国债利率的市场化
在西方国家,短期利率是由中央银行制定与调整的,而中长期利率则是由市场决定的。中央银行在实现利率市场化的进程中,应该采取先放开货币市场利率的办法,降低超额存款准备金利率,从而带动货币市场利率下限降低。与我国目前活期存款利率相比,货币市场的收益有很大的吸引力,这将带动大量的资金进入货币市场,使得货币市场利率大幅下降,也为中短期国债收益率下降打开了空间。1999年以来,我国加大了通过招标发行国债的规模,不仅增加了市场中可流通的现券量,而且提高了国债发行的市场化程度,这种方式今后要继续保持,并且在发行方式上应不断完善。
3.扩大国债市场的投资者种类,促进国债市场的流动性
1998年10月人民银行批准保险公司入市;1999年初325家城乡信用社成为银行间债券市场成员;1999年9月部分证券公司和全部的证券投资基金开始在银行间债券市场进行交易;2000年9月人民银行再度批准财务公司进入银行间债券市场。至此,代表中国批发债券市场的银行间债券市场,其组织成员基本覆盖了我国的金融体系。但是,目前的投资者数量还很少,一般的非金融企业无法进入银行间市场进行交易。
针对这种现象,我们应该:首先,适当引入外国投资者。目前为止,我国尚未允许国外投资人参与国内国债市场,而是利用境外借款或发行债券的方式举借外债。其次,鼓励基金参与国债的投标。虽然1998年新上市的5只基金(金泰、与世无争、兴华、裕阳、安信)中,有在未来的投资组合中其国债投资比例占其整个资产比例不少于20%的规定,但国债在基金资产结构图中占有的比重仍是微不足道的。再次,引入远期国债交易机制。远期交易具有价格发现与价格收敛的作用,即期市场上现货债券价格受远期市场交易的影响,会更趋于合理,使国债现货市场的利率形成机制更趋合理。
4.发展机构投资者,尤其是债券投资基金
由于债券投资基金具有专业投资和规模经济的优势,它们的投资风格更加稳健,有利于国债市场的健康平稳发展。但我国目前仍十分缺乏专业的债券投资基金。在发展机构投资者的同时,建立债券做市商制度。做市商的双向报价,有利于发现市场价格,形成市场基准利率。
论文关键词:形式逻辑;系统;企业组织结构;分类
目前,在国内出版的管理学相关著作中,通常把企业组织结构形式划分为直线型、职能型、矩阵型和事业部型,等等。这种分类方式存在着普遍性的逻辑错误。本文即针对这个问题,探讨分类的前提及分类时应该遵守的逻辑规律,目的在于揭示进行逻辑学教育的重要性,从而培养学生的独立思考能力和创新能力。
1对事物进行分类的前提
对事物进行研究的前提,就是明确对象。确定研究对象时所应用的基本方法和所遵循的基本思维规律就是“一分为三”。确定研究对象的过程,也就是把世界“一分为三”的过程。现代系统论认为构成宇宙的物质的基本存在方式就是系统。所谓系统,就是相互作用着的若干要素的复合体。
如果以系统来划分空间,宇宙可以在任何一个层次上分割为3部分:系统、系统的内部要素以及系统的外部环境(系统、要素、环境)。宇宙中每一个层次的系统都可以作为研究和思维的对象。针对某个企业而言,可将宇宙分为:企业内的要素、企业本身(以系统整体存在)、企业环境(企业系统边界外的部分)。企业的要素在这里指的是针对企业整体的下一级组织,可能是职能部门或事业部或项目部,具体情况具体分析。系统是以层次性体现出来的,分类即用某个标准,对企业这个系统向内进行的划分,逻辑上只能是一个层次、一个层次地逐步进行。显然,在思维中产生对象的过程就是把时空“一分为三”的过程。
2分类时应该遵守的4个逻辑原则
2.1每次分类的标准要同一
对某个事物进行分类时,每次分类的标准(根据)只能是1个,不能是2个或2个以上。否则,就犯“分类标准不同一”的逻辑错误。如把“文学”分为“古代文学、外国文学、民间文学”,就同时采用了3个不同的分类标准对“文学”进行分类。针对“企业组织结构”,假如按照“企业对管理工作的高度授权是基于项目、产品或区域的选择”的标准,企业组织结构可分为:项目型和职能型,或产品事业部型和职能型,或区域事业部型和职能型。
2.2分类后各子项外延之和必须等于母项外延
分类后的各子项外延之和与母项的外延必须相等,否则,就犯“多出子项”或“子项未尽”的逻辑错误。“多出子项”指分类后的子项外延之和大于母项外延。如把“高校教学人员”分为“教授、副教授、讲师、助教、见习助教、研究生”,就多出子项“研究生”。研究生虽然有时也承担部分教学任务,但他们是学生,不是教学人员。“子项未尽”就是分类后的子项外延之和小于母项外延。如把“生物”分为“动物和植物”,漏掉了“微生物”。
针对“企业组织结构”,假如按照命令传输是否是线性的标准,结果只有两类:直线型和非直线型。而非直线型往往以矩阵型组织为主。
2.3分类后的子项之间互不相容
违反这条原则,就会犯“子项相容”的逻辑错误。例如,有辅导员把“班级里的学生”分为“三好学生、积极分子和后进生”,就犯了“子项相容”的错误。“积极分子”与“三好学生”是交叉关系,与“后进学生”也是交叉关系。“子项相容”的逻辑错误通常是由分类标准不惟一引起的。如把“企业组织结构”分为“直线式、职能式、矩阵式”3种类型,即犯此错误。因为同时采用了2个分类标准,导致了“直线式”和“职能式”有交叉的共同部分——直线职能式。
2.4分类应当按层次逐级进行,不能越级
事物以系统方式存在,概念本身就是一个系统,具有层次性,其上有属概念,其下有种概念。分类就是把一个属概念分成几个并列的种概念,如果需要,可以将种概念再分为次一级的种概念,这样逐次进行。如果在分类时混淆了属种层次,就会犯“越级分类”的逻辑错误。例如,汉语“词”可先根据能否充当句子成分这一标准,分为“实词和虚词”,然后可再把“实词”分为“名词、动词、形容词、副词”等等,把“虚词”分为“介词、连词、助词等等”,如果需要,还可继续分下去。但是,如果越过“实词和虚词”的层次,将不同层次的概念并列,如把“实词”与“介词、连词、助词”等等并列,就属于“越级分类”。
3企业组织结构分类中存在的逻辑问题
3.1企业组织结构的定义
什么叫组织结构?可定义如下:组织结构指组织中对人的责任、权力和利益的安排所表现出来的结构特征。其表现为职能部门和岗位的设置、部门之间的指令关系的界定等等。责任,即职责,就是分内应做的事;权力,指个人职责范围内的支配力量;利益,即回报,是物质利益和精神利益的总称。
实现组织目标是进行组织结构设计的目的。因此,企业组织结构可定义为:指企业中对人的责任、权力和利益的安排所表现出来的结构特征。
3.2相关著作和教材对企业组织结构进行分类时存在的主要逻辑问题
对企业组织结构进行分类并不复杂,然而目前在许多的管理学教材和相关专著中,往往把企业组织结构分为明确的几种类型,这是很不恰当的。把企业组织结构描述成几种固定的类型,会导致学习者思维的僵化,非常不利于培养学习者的独立思考能力。事实上,对相关基础概念进行准确的界定,是对事物进行深人研究的前提和基础。相关文献对企业组织结构进行分类时,存在2个方面的问题:一是疏于对企业组织结构进行精确而严谨的定义;二是在分类时,不遵守逻辑原则,导致出现逻辑错误,表现如下。
3.2.1分类标准不同一
管理学教材中,在对企业组织结构进行分类时,存在许多逻辑问题,却鲜有人论述。例如,文献[3]把企业组织结构分为:直线型组织、职能型组织、直线职能型组织、事业部制组织、矩阵制组织、委员会制和网络组织;文献[4]则把企业组织结构分为:直线制、职能制、直线职能制、事业部制、矩阵制、控股型和网络型。文献[5]则用组织部门化的概念取代组织结构的概念,也指出了依据不同的划分标准,可以形成不同的部门化形式。把组织结构分为:职能部门化、产品和服务部门化、区域部门化、顾客部门化、流程部门化、矩阵型结构、动态网络型结构。文献[6]把企业组织结构分为职能型组织、项目型组织和矩阵型组织。
文献[3]和文献[4]的不足之处在于:对组织结构进行分类时,同一层采用的分类标准不惟一。文献[5]的不足则在于:没有给出依据某一个标准划分后的全部分类结果。比如说,按照产品管理职能是否部门化的标准,对此标准进行肯定的回答,表现为职能部门化,却没有指出否定情况下,表现为什么。文献[5]中,其他几种类型的划分也都存在分类结果不完整的问题。文献[6]中,出现了3种平行的组织结构分类结果,却用了3个标准来划分。
3.2.2分类后各子项外延之和不等于母项外延
在对企业组织结构进行分类时,文献[3]~文献[6]中,都存在分类子项外延之和与母项不合的问题。仅仅采用列举法,把企业组织结构分为6种、7种乃至更多,种概念之和总是小于属概念。原因在于没有理解正概念和负概念的含义,导致分类后的子项外延之和小于母项外延,逻辑上出现漏洞。
3.2.3分类后的子项相互包容
文献[3]~文献[6l在对企业组织结构分类时,同样也犯了种概念子项相容的错误。例如,直线型组织、职能型组织、直线职能型组织、事业部制组织是不能并列的,因为组织是分工的产物,直线型和直线职能型有互相重叠的部分,即子项是相容的。
3.2.4跨越层次进行分类
概念是人们对事物本质的认识,是思维的基本单元和形式。事物以系统形态存在,具有等级与突现、通讯与控制的特征。因此,概念亦以系统的形式存在,具有层次性的特点。分类中的属概念和种概念之间的关系,即属种关系,就是概念的层次性的体现。所谓跨越层次分类,指的是将不同层次的分类结果,表述在同一个层次内,如文献[5]中所指出的第四种类型“顾客部门化”。“企业”与“部门”之间表现为属种关系,“顾客部门化”实质上是对企业内的一个部门即市场经理部(种概念)的分类,根本不是对企业(属概念)的分类,原本属于种概念的分类结果,却和属概念的分类结果并列,出现“越级分类”。
4针对“企业组织结构”3种较为常用的分类标准及分类结果
4.1第1种分类
a.分类标准:企业中命令传输是否线性(即每个组织单元是否只向一个上级负责,一个上级对下级直接行使管理和监督的权力)。
b.分类结果:A直线型组织;B非直线型组织(包括矩阵型组织)。
矩阵型组织作为非直线型组织的主要代表。所谓矩阵型组织结构,它是由纵横两套系统交叉形成的复合结构组织:纵向的是职能结构;横向的是为完成某项专门任务(以项目为代表,如新产品开发)。而根据对职能部门与项目部门的指令权的分配比率,一个矩阵型的组织又可分为3种类型:弱矩阵型(项目部门指令权低)、平衡矩阵型(职能部门与项目部门平分指令权)和强矩阵型(项目部门指令权高)。
4.2第2种分类
a.分类标准:企业是否基于特定的项目、产品或区域,对管理工作高度授权。
b.分类结果:A项目型或事业部型(包括产品事业部型、区域事业部型);B职能型组织。若基于项目(具有特定目标的一次性活动)而高度授权,则为项目型。对于事业部型组织,若管理工作的高度授权是基于某个特定的产品,则为产品事业部型;若授权是基于特定的地域,则为区域事业部型。职能型指企业的管理工作由各个职能部门分别承担一部分,不再高度授权于特定的项目、产品或区域。
4.3第3种分类
a.分类标准:按管理层次(管理级层)的数量多少。
b.分类结果:A扁平型组织(管理级层少);B金字塔型(管理级层多);C过渡型(管理级层介于前两者之间)。
现实中往往运用2种或以上的标准,从不同角度对企业组织结构进行分类。例如,直线职能式组织,就是从2个角度对企业组织结构进行分类的结果。也可以逐层分类,例如,将职能型组织或事业部型组织。再按管理层次(管理级层)的数量多少,细分为6种更加具体的组织结构类型。同理,以职能型企业组织的某个职能部门——营销部为对象,按照营销管理是否基于地域而高度授权的标准,则可将营销部分类为:区域事业部型(表现为各区域营销方案自主安排)和职能型(全部营销管理工作由下属各个职能部门分担,表现为各区域营销方案致)。
(2)在养殖业(包括畜牧业、渔业等)结构中:①养殖业长期依附于种植业,缺乏独立化的格局未能根本改变,导致其饲养水平难以提高,管理方式难以改善,生产规模难以稳定扩大,产品质量难以稳定提高。②对养殖业产品的开发利用不充分,主要局限于食品类,而对蕴藏着巨大效益潜力的非食品类养殖产品的开发利用则严重不足。③畜牧业结构长期偏重于耗粮型的养猪业生产,对节粮型的食畜牧业和饲料报酬率、蛋白质转化率高的禽类生产发展不足。④渔业生产也有个资源开发利用不足、结构不合理的问题。
(3)在农林牧渔业结构中:林业发展相对滞后的状况长期难以根本改观。改革以来在农林牧渔业产值结构中,林业的比重虽然一度有所提高,但其后又逐年下降。林业的比重1978年为3.4%,1997年仍然维持在这一水平。林业的发展不仅具有重要的经济意义,更具有重要的生态意义。因此,林业的发展是农业稳定增长的保证,林业发展的滞后影响的不仅仅是林业自身。
2.农业结构变革中的问题
(1)市场信息不灵,导致决策选择失误。一方面,农产品价格反映供求关系具有即时性,并且可能存在一定的价格失真;另一方面,农业生产调整需要经过一定的周期,小规模兼业农户对于价格走势和市场潜力的反映较为迟钝,其经营结构的调整往往表现出较强的模仿和从众倾向。上述两个方面的共同作用,往往导致农业结构的调整此时一哄而起、彼时一涌而下的结局。甚至出现农民根据市场需求按排生产,什么赚钱就生产什么,生产什么就赔钱的矛盾格局。从而形成农业结构调整的障碍和调整过程中的资源浪费。
(2)行政干预多、示范引导少,农业结构调整的过程难以转化为农业经营主体——农户积极参与的过程。
(3)由于农村中介组织发展不足,农业结构凋整缺乏服务体系的有效支持。
(4)政府对乡镇企业发展支持硬,对农业结构调整支持软,农业结构调整得不到税收、信贷、政策等方面的有效配合。
持续出现的土木工程事故,既对人类的财产安全与生命安全产生了重大威胁,又让相关方在经济上受损。因此,要认真贯彻执行质量终身负责制度,加大力度实施施工管理,以有效减少事故的发生次数。但是,在执行过程中,有的设计者怕承担相关责任,造成设计保守化,从而产生很大的浪费。因此,在进行土木工程结构设计时,必须从安全性、创新性、合理性、经济性等诸多角度出发。
一、存在的问题
除却和工程结构设计息息相关之外,工程安全和结构的合理、施工人员的水平、检测、维护工作之间也有着紧密的联系。作为建筑部门,土建工程结构设计安全管理水准方面有所欠缺,相对于国际来说,同类规范要求非常高,事故的发生次数极少,即使在天灾、人祸的情况之下,所遭受到的损失,也是轻微的。我国结构设计规范中,主要在耐久性方面存在一定的欠缺,长期使用之后构件承载力可能会有所不足。就国内目前结构设计情况来看,由于起步晚,发展落后,就不可避免的在实际操作中出现不少问题。
1、安全设置水准
土建结构工程设计,由于其结构安全性,大部分都体现在了结构构建承载力方面的安全性和安全系数、整体牢固性以及耐久性等方面。总体来说,我国同类土建结构工程的设计规范中,安全设计和设置水准方面,稍低于国外规范。施工中,由于不能完全根据其进行施工,导致施工质量较低。
2、整体牢固性
除了承载力需要达到要求之外,结构物要保持整体的牢固性。保证结构整体牢固性,主要是为了保证当局部出现一些损坏的时候,不至于建筑工程的连续破坏,甚至倒塌等情况的出现。依赖于结构良好的延性,以及必要的多余约束,才能使结构整体牢固性得以保持,能够抵抗地震、人为破坏等方面的荷载,降低灾害损失。我国此类问题不少见,工程由于其整体性差,遭遇火灾、地震、等破坏后建筑整体倒塌,实属令人痛心。由于设计中,对设计前实际情况的勘察、论证和安全等级的考察等,在一些复杂的地质情况地区,土质的承载力也较差,造成的触目惊心的后果也不少见。
3、耐久安全性,维护和使用
我国土建结构设计和施工规范,将耐久性的关注点,落在了结构强度的要求上面,忽略了环境因素方面的耐久性要求,忽视了很多方面的规范细致化。由于被锈蚀,或者是混凝土腐蚀等,从而造成结构的使用寿命出现问题,甚至造成安全事故等现象,较为普遍。设计单位和使用者,都没有对其提起足够的重视,已经超过了结构构件承载力方面的危害。
二、探讨安全性和耐久性的强化
为了符合社会的发展要求,满足社会稳定的需求,对土建工程的安全性、耐久性方面要予以改善。站在国家的角度,需有关部门予以其足够重视,强化相关基础理论的研究,制定科学、详细的技术规范及法规标准和监督措施,完善使用阶段的检测与维护机制,学习发达国家的经验和技术,集思广益,使规范具有较强的可行性和可操作性。具体的说,有以下两个方面。
1、安全性
①管理方面。在选择时,多关注那些资质高,拥有较强的实力,而且管理方面相对较为先进,有先进设计理论和方法,拥有先进设计设备,素质较高的单位。加之其丰富的设计经验,往往设计出的成果质量也相对较高。
②加大力度学习理论知识。掌握结构设计所涉及到的计算理论和方法,来提高结构设计的能力。掌握设计理论、设计方法的程度等,与设计的质量紧密相关。另外,设计计算中要做到不漏项。设计人员想到的计算项目,大多能满足安全方面的要求。根据设计事故的分析,设计事故大多由于疏忽,漏掉了某个项目而造成。
③设计图纸要详细。在土木工程的建筑施工中,部分施工人员素质较差,水平参差不齐。为了让大部分,甚至全部的施工人员都能明白图纸的设计意思,严格按照图纸施工,避免由于图纸方面的问题,造成事故,设计人员要通过严谨的态度,缜密的心思去对待一些细节之处,最好对一些难以理解的,较特殊的部分加以说明。
④重视过程监管,对于出现的问题要进行及时修改。设计文件实施阶段,设计单位与施工单位,要保持经常性联系,对于设计中理解错位等现象进行及时纠正。若发现问题,务必及时核对,一旦出现错误,须及时改正。施工人员的一些建议,要提高重视程度。
2、经济性
①摒弃一味采用标准图的做法。标准图的采用,能降低设计工作量,使设计进度加快,降低错误的发生率。但是,其没有经过计算,通常为了保障安全性,就会采取高标准系列,就造成了超支的情况。设计人员应本着吃苦的精神,全面考虑费用的压缩,从安全角度出发,优化设计方案,保证设计方案的经济性。
②通过管理,促进设计的经济性。对招投标的设计方案进行比对、论证,在安全的基础之上,考察各个设计方案的经济性,同时也兼顾美观,选择最优的设计产品,节约开支。
③设计人员要客服掉本位主义,坚持大局为重的思想,与其他部门协调好关系。任何一个工程,都与其他单位产生着千丝万缕的关系,如数据的提供、拆迁等。单位间的积极配合,能够减少一部分可观的费用。
三、结束语
对工程质量与安全而言,土木建筑工程的结构设计有着极其深远的影响,与此同时它也关乎到该工程的使用寿命。因此,我们必须要高度关注土木工程的结构设计工作的开展,在确保建筑的使用寿命的同时保证工程的质量水平。
参考文献:
那么,什么是公司治理结构呢?顾名思义,公司治理结构问题是伴随着现代公司制度的建立而产生的,尽管这一概念的使用已逐渐有泛化的趋势。关于现代公司的概念国际上并无一个标准的定义,比较有代表性的是美国著名企业管理史学家钱德勒所给出的定义,即现代公司是指由支薪的高中层经理人员管理的多单位企业。上述定义揭示了现代公司的重要特征,那就是企业的经营管理者不再是本家本人,而是职业经理人员。。现代公司之所以被称为“现代”,关键就在于它实现了所有权与经营权(或者控制权)的分离,而与所有权和经营权合一的古典企业相区别。
历史地看,现代公司的出现是生产社会化发展到一定阶段的产物。生产社会化的发展使得生产所需要的投资规模超过了私人投资者所能承受的限度,这客观上要求资本的集中;而大规模的投资如果由单个投资者所提供,也加大了其投资风险。因此单个投资者存在着分散投资风险的内在需求,从而以有限责任为基础的股份公司应运而生,这正是现代公司的典型形式。
随着企业规模的扩大和每个企业所有者人数的增加,所有者直接管理企业成为一种成本高昂的行为;同时由于个体之间存在着能力的差异,所有者未必是合格的企业家。因此从市场上选择一个善于经营的人代表所有者管理企业就是理性的选择,委托一关系由此产生,所有权和经营权实现分离。
但是由于委托人(所有者)和人(经营者)是不同的利益主体,具有不同的效用函数,因此二者之间潜在地存在着激励不相容。而且人(经营者)拥有关于其自身知识、才能、掌握的机遇和努力程度等的私人信息,这都很难为委托人(所有者)所观察和监督,而理性的人(经营者)又具有偷懒和机会主义动机,因而在委托人(所有者)与人(经营者)相比处于信息劣势的情况下,必然有成本或激励问题的产生。斯密最早观察到了股份公司中存在的这种委托一矛盾,而Berle和Means进一步清晰地揭示了现代公司中所有权与控制权的分离和由此所产生的所有者的利益和经营者利益往往背道而驰的现象。
为了解决现代公司中广泛存在的委托一问题,就必须设计一套相应的制度安排,使成本最小化,提高企业的经营绩效,这种制度安排就是所谓的公司治理结构。
按照米勒的定义,公司治理是为了解决如下的委托一问题而产生的:“如何确知企业管理人员只取得为适当的、盈利的项目所需的资金,而不是比实际所需多?在经营管理中,经理人员应该遵循什么标准或准则?谁将裁决经理人员是否真正成功地使用公司的资源:如果证明不是如此,谁负责以更好的经理人员替换他们?”
梅耶则将公司治理定义为:“公司赖以代表和服务于它的投资者利益的一种组织安排。它包括从公司董事会到执行人员激励计划的一切东西。……公司治理的需求随市场经济中现代股份公司所有权与控制权相分离而产生。”
科克伦和沃特克指出:“公司治理问题包括在高级管理阶层、股东、董事会和公司其他的相关利益人(stakeholder)的相互作用中产生的具体问题。构成公司治理问题的核心是:①谁从公司决策/高级管理阶层的行动中受益;②谁应该从公司决策/高级管理阶层的行动中受益?当在‘是什么’和‘应该是什么’之间存在不一致时,一个公司的治理问题就会出现。”
钱颖一认为:“在经济学家看来,公司治理结构是一套制度安排,用以支配若干在企业中有重大利害关系的团体——投资者(股东和贷款人)、经理人员、职工——之间的关系,并从这种联盟中实现经济利益。公司治理结构包括:①如何配置和行使控制权;②如何监督和评价董事会、经理人员和职工;③如何设计和实施激励机制。”
吴敬琏更进一步将公司治理结构具体化为:“所谓公司治理结构,是指由所有者、董事会和高级执行人员(即高级经理人员)三者组成的一种组织结构。在这种结构中,上述三者之间形成一定的制衡关系。通过这一结构,所有者将自己的资产交由公司董事会托管;公司董事会是公司的最高决策机构,拥有对高级经理人员的聘用、奖惩以及解雇权;高级经理人员受雇于董事会,组成在董事会领导下的执行机构,在董事会授权范围内经营企业。”
张维迎在阐发扭力的观点时指出:“公司治理结构狭义地讲是指有关公司董事会的功能、结构、股东的权力等方面的制度安排,广义地讲是有关公司控制权和剩余索取权分配的一整套法律、文化和制度性安排,这些安排决定公司的目标,谁在什么状态下实施控制、如何控制及风险和收益如何在不同企业成员之间分配等问题。因此,广义的公司治理结构与企业所有权安排几乎是同一个意思,或者更准确地讲,公司治理结构只是企业所有机安排的具体化,企业所有权是公司治理结构的一个抽象概括。”
通过公司治理结构的上述定义和分析可以得出以下几点结论:
(1)公司治理问题的产生,根源于现代公司中所有权与经营权的分离以由此所导致的委托一问题;
(2)司治理结构是由股东会、董事会、监事会。经理层等“物理层次”的组织架构,及联结上述组织架构的责权利划分、制衡关系和配套机制(决策、指挥、激励、约束机制等)等游戏规则构成的有机整体;(3)公司治理的关键在于明确而合理地配置公司股东、董事会、经理人员和其他利益相关者之间的权力、责任和利益,从而形成其有效的制衡关系。
2.有效的法人治理结构
由上文可知,公司治理结构问题之所以会出现,根源在于现代公司中的所有权与经营权的分离以及由此所派生出的委托一关系。为了更好地理解这个观点,不妨举例说明之。假定某投资人(所有者)投入资本建立了一家企业,出于各种原因(比如,这个投资者只有钱,但无经营才能;或者他觉得选一个人去经营更能使其投资获得好的回报等),这个投资人并没有直接经营这个企业,而是选了(或从市场上招聘了)一个人作为他的人去经营这个企业。这时,这个投资人将面临两个重要问题需要解决,一是他怎样才能选到高素质的经营人才,二是他如何使这个选到的人努力工作为他创造效益。如果这两个问题解决不好,这个投资人的投资将会面临很大的风险,而解决这两个问题的制度安排,就是所谓的公司治理结构。因此,公司治理结构决不是物理的“结构”或机械的“结构”,而是所谓的制度。但这种制度不是我们通常所理解的写在纸上的制度,而是一种权力分配的安排。这种权力分配 由于依托于公司治理结构中的各种组织(股东会、董事会、监事会和经理层),而这些组织又彼此具有一定的独立性,因此容易形成权力的制衡,有利于保障公司正常的决策和管理秩序。
从上面这个例子我们很自然地就会想到,如果这个投资人自己就是企业经营者,那么上述复杂的制度设计是不是就会变得很简单?答案是肯定的。试想,由于企业的经营收益是属于投资人的,那么他一定会有积极性努力工作把企业搞好;另一方面,他也一定会自我约束自己,避免作出错误的决策,使企业受损,因为投资的损失也是由他来承担的。显然当所有权和经营权统一的时候,公司治理结构处于理想状态,因为激励和约束可以实现匹配和自我强化。推而广之,我们也就不难理解,当子公司不能达到母公司期望的收益的时候,母公司往往有减少子公司的经营自主权,转由自己来经营的冲动,虽然这样做未必会使子公司的经营状况得以改善,但至少可以不必为激励和约束子公司经营者费脑筋。
Abstract: this paper, based on his knowledge and related work experience, professional and architectural structure of electrical design related problems and puts forward some corresponding prevention measures in order to improve the construction quality.
Keywords: electric line; Electrical vertical shaft; Architectural design
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
引言
随着现代化电子产业的发展,城市智能化建筑的兴起,越来越多的微电子技术、计算机技术、自动控制技术以及网络通讯技术,在城镇住宅建设中得到了较广泛的应用,使建筑中各类电气管线越来越多,所占的位置也越来越重要。所以建筑电气管线与结构的设计及施工配合显得尤为重要。在此,本文就电气专业与建筑结构的相关问题做一个简要的探讨。
1电气管线的预埋与结构的关系
电气管线的敷设方式可分为明敷和暗敷两种。其中明敷是将管线安装于墙壁、顶棚的表面,对结构影响不大,而暗敷则与明敷完全不同,是将电气管线埋设在结构构件中。电气管线的预埋是建筑安装工程中的重要部分。电气预埋管线的特点是根数多,平面布置复杂,特别是墙体中的垂直预埋管线和楼板中的水平预埋管线,不仅会削弱结构构件的截面,而且还会对结构产生一定的影响。
1. 1垂直预埋管线在结构墙体中的敷设
当垂直预埋管线埋设于钢筋混凝土柱或钢筋混凝土剪力墙中时,敷设方法相对简单,只需将线路套管改为钢管,并与结构钢筋绑扎固定,若电线管路埋入墙体或混凝土内时,管路与墙体或混凝土表面净距应不小于15 mm。由于电气管线直径较小,对混凝土墙、柱影响不大,可根据需要灵活布置但也要避免将多个管线并列紧贴(即管线之间不留缝隙)穿过结构构件,使得混凝土在该部位振捣不密或不连续,对构件形成较大的削弱。而当管线垂直埋设于砌体墙体中时,埋设方式相对复杂,这也是电气安装工程与土建工程矛盾较多的地方。结构墙体的形式主要有砌体结构中的承重墙和混凝土结构中的非承重填充墙两种。
1. 1. 1在砌体结构承重墙上的埋设
砌体结构包括砖砌体、混凝土砌块砌体、石砌体等。
(1)在砌体结构中,不允许开设水平及斜向通槽,水平预埋管线通常埋设于每层圈梁中。埋入墙体的垂直预埋管线,特别是当并列埋设的管线较多时,应按GB 50003―2001《砌体结构设计规范》中的规定进行埋设,即“不应在截面长边
(2)管径较大或多根管线集中暗埋时,应将墙体完全断裂砌筑,形成开口墙。GB 50011―2001《建筑抗震设计规范》规定,开口墙端部必须采取加固措施,以保证墙体的稳定性。
(3)对于局部削弱的墙体,由于墙体刚度变化和应力集中,遇地震会遭到破坏,应采取墙体加筋或预埋管道等措施进行处理。目前可行的方法是在砌筑砖墙时留下120 mm深的凹口,宽度可按并列管线数量采用一砖或半砖,待管线预埋后再用C 20细石混凝土填实。
(4)当采用空心砖或混凝土空心砌块时,则可利用砌体中的孔洞埋设管线,按GB 50003―2001《砌体结构设计规范》规定,即“对受力较小或未灌孔的砌块砌体,允许在墙体的竖向孔洞中设置管线”。但实际上常用的KP 1型多孔砖孔径约20 mm,DM 1型多孔砖孔径约18 mm,都较小,而且砌块较重,组砌时要求灰缝错开,因而这个方法不便于施工。
(5)当墙体为半砖墙时,GB 50003―2001《砌体结构设计规范》规定,在半砖墙内不准暗敷管线,如不可避免,则可采用局部加设混凝土构造柱的形式,将管线埋设于柱内。
1. 1. 2在混凝土结构填充墙上的预埋
混凝土结构中的填充墙只承担墙体本身的自重,常用的有加气混凝土砌块、粉煤灰混凝土空心砌块等,此类材料的特点是强度低,自重轻,即使发生破坏对主体结构也无影响。因此,在填充墙上预埋管线只需要考虑抗裂、隔声等因素,且在填充墙上开槽不宜超过墙体厚度的一半。
1. 2水平预埋管线在结构楼板中的埋设
结构上楼盖主要有预制装配式楼盖、现浇混凝土楼盖以及叠合板楼盖等,这里针对预制装配式楼盖和现浇混凝土楼盖两种形式加以讨论(叠合板楼盖可参照现浇楼盖)。
1. 2. 1水平预埋管在预制装配式楼盖中的埋设
预制装配式楼盖包括预制双向预应力大楼板和预制预应力空心板,而通常使用的是预应力混凝土空心板。在预制板楼盖中,电气管线的敷设要与预制板的布置方式相配合,使管线沿预制板中圆孔或板缝布置。需要注意的是,在圆孔中布置管线时,引出凿孔要避开板受力主筋位置。当管线沿板缝布置时,由于通常板缝宽度为20~30 mm,预埋管线会导致灌缝无法密实,因而可适当调整板缝至40~50 mm,并在板缝中增设一根Φ12 mm附加钢筋。
1. 2. 2预埋管线在现浇混凝土楼盖中的埋设
目前,预制装配式楼盖已经越来越少,而现浇混凝土楼盖以其成本低、施工工艺简单的特点,得到了广泛的应用。电气管线在现浇板中的平面布置方式较为灵活,但不宜将管线在现浇板内交叉,也不可并排布置,应按《全国民用建筑工程设计技术措施》电气部分的规定,即敷设在钢筋混凝土现浇楼板内的电线管最大外径不宜超过板厚的1/3。这就要求结构设计者应根据工程的实际情况,对电气管线的数量及管径的大小有明确的概念,从而确定适宜的板厚。由于现浇板的板厚一般为80~150 mm,管线对混凝土截面的削弱比较大,而且通长的管线会在混凝土板内造成薄弱带,再加上有些施工队伍的施工质量较差,处理不慎就会引起混凝土板开裂,留下工程隐患。目前,尤其是在住宅工程建设中,这种敷设引起的裂缝较为常见。
此外,管线的敷设还要考虑建筑物的耐火等级,当建筑物的耐火等级为二级时,应符合《全国民用建筑工程设计技术措施》中的规定;当建筑物的耐火等级为一级时,钢筋的混凝土保护层厚度则应>50 mm。在配线数量多、管线粗的情况下,还应合理配置竖井,若竖向配线时,应敷设于电气竖井中;若横向配线时,应采用电缆桥架在吊顶内敷设,以避免穿梁、楼板时对结构造成影响。
2结构布置与电气管井的关系
现代多高层住宅中穿越楼层的垂直管线愈来愈多,包括强电系统管线,电话系统管线,有线电视系统管线,宽带网系统管线,物业管理系统管线,保安系统管线,报警系统管线等,面对电气管线数量和名目的繁多,面积较大的强、弱电竖井是必不可少的。
在多层住宅中,主要靠砖墙承重,砖墙承重的墙体(尤其对于截面较小的墙体)不允许受到较大的削弱,否则会造成建筑物的安全隐患。而强、弱电系统众多的管线和较大尺寸的箱体,如果全部暗装于墙体内,对于墙体的削弱是很严重的,既给土建施工造成不便,又给电气安装预埋带来困难,更重要的是给建筑带来安全隐患。因此,电气竖井的设置应注意以下几个方面:
(1)电气竖井的大小:一般情况净深应>300mm,宽度应>1 000 mm。
(2)电气竖井的布置:必须设置在楼梯间休息平台或电梯间前室等公共部分。
(3)电气竖井的材料:应采用黏土砖墙,以利于电气的安装和日后的改造,厚度为120 mm。
(4)电气竖井的施工:电气竖井内是有楼板的,该楼板要待电气管线全部安装完毕后才可进行浇注。若要预留孔洞,则应按电气专业的要求进行留设。
鉴于以上分析,管井长边尺寸>600 mm时,沿长边最好设置钢筋混凝土梁。其原因有两个方面:
(1)管线较多时,管井内混凝土振捣不易密实,也不易进行加固,这样会给整个房间造成安全隐患。
(2)竖井的墙为黏土砖墙,重量较大,管井较大时,墙也较长,若将其直接置于楼板上时,楼板的负荷就会过大,甚至会引起裂缝,因而应设置钢筋混凝土梁,以避免上述隐患。
以上这些只是作为自己在实际工作中的几点思考,希望能为广大的读者提供参考借鉴。
参考文献:
[1]GB 50011―2001《建筑抗震设计规范》
[2] 《全国民用建筑工程设计技术措施》