時間:2023-03-23 15:21:59
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0、鋼結構住宅發(fā)展的前景
長期以來,我國因缺少鋼材而對建筑鋼結構的應用加以限制,使建筑鋼結構的使用限制在很小的范圍內,建筑鋼結構用鋼量占全國鋼材總產(chǎn)量的比重極低。1996年,我國鋼產(chǎn)量首次突破億噸,1998年我國鋼產(chǎn)量已達到11434萬噸,而且每年增產(chǎn)300萬噸,形成了鋼材供過于求的新形勢,為發(fā)展我國的建筑鋼結構建設事業(yè)創(chuàng)造了極好的時機。
隨著鋼產(chǎn)量的不斷提高,經(jīng)濟的不斷發(fā)展,對綠色環(huán)保型建筑的不斷要求,鋼材應用于住宅建筑主體結構是歷史所趨。我國正在加速發(fā)展鋼結構住宅產(chǎn)業(yè)化進程,發(fā)展以標準化、系列化、通用化,以專業(yè)化、社會化生產(chǎn)和商品化供應為基本方向的住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化體制。國家建設部和中國工程建設標準化協(xié)會正在組織研制和開發(fā)多層輕鋼結構的住宅建筑體系的結構選型,新型圍護結構與隔斷體系以及鋼結構構件及配件,結構體系設計與施工技術,編制相應的設計與施工技術規(guī)范和規(guī)程??梢灶A見,不遠的將來鋼結構住宅的發(fā)展和應用會有新的飛躍。
目前經(jīng)國內廣泛研究、實驗分析,鋼結構住宅通用體系用于民用住宅,具有獨特的優(yōu)勢,與其它住宅通用體系相比,其主要特點是:
1、自重輕,可減輕建筑物的重量約30%,有利于建設高層,特別是在地質承載力低的地方和地震烈度較高的地方,其綜合經(jīng)濟效益優(yōu)于一般住宅建筑體系。
2、布置靈活,開間大,使房型豐富,約可提高建筑面積3%~5%。具有充分的靈活性、可改性和安全性,有利于滿足現(xiàn)代人的居住需要,適應現(xiàn)代住宅的市場需求。
3、可以工廠化生產(chǎn),更易實現(xiàn)工業(yè)化、定型化、批量化生產(chǎn),提高勞動生產(chǎn)率。
4、施工周期大大縮短。據(jù)研究,鋼結構建筑施工周期比混凝土建筑施工周期可縮短一半,減少濕作業(yè)量,且其節(jié)能指標可達50%,屬環(huán)保型綠色建筑體系。
本文以筆者設計的鎮(zhèn)江市某多層鋼結構住宅試點工程為例,介紹了鋼結構設計中值得注意的幾個問題及其相應對策。
1、鋼結構住宅結構體系布置
目前國內鋼結構建筑體系主要有純框架體系、框架-支撐體系、框架-核心筒體系等結構形式[1],各種形式的優(yōu)缺點分析參見文獻[1]。
鋼結構住宅構件的截面形式分為:熱軋H型鋼截面,焊接H型鋼截面、鋼骨混凝土截面、焊接箱形截面、冷彎焊接方管或圓管截面等,各種形式的優(yōu)缺點見表1。
表1不同柱截面形式的性能比較
Tab1differencepolesection’scapabilitycompared
項目
H型鋼
鋼骨混凝土
鋼管
鋼管混凝土
承載性能
較好
好
一般
好
用鋼量
較多
省
較多
省
施工速度[2]
最快
較慢
快
較快
防火處理
需處理
不用處理
難度大
一般
造價[2]
較高
較省
較高
較省
在設計過程中選用何種體系,應該綜合考慮多方面的因素,例如突出鋼結構優(yōu)勢的大柱網(wǎng)因素和適應現(xiàn)代人生活需要的大開間、易改變的布置因素。為了使結構經(jīng)濟合理,多層鋼結構住宅對結構布置有些要求。當然,這些要求不是絕對的,而是在可能條件下這樣做會更經(jīng)濟,更合理,主要是:
(1)采用矩形平面或由矩形平面單元組成的建筑平面。
(2)框架柱在房屋橫向宜成列布置。
(3)將支撐或桁架腹桿設在無孔口的分戶墻中。
(4)采用間隔桁架體系時,房屋縱向走廊宜在橫向桁架的中部。
我們設計的某輕鋼住宅的平面結構布置圖,從圖上可以看出結構布置采用了大柱網(wǎng)、大開間的結構布置形式,采用高頻焊接H型鋼體系。
2、鋼結構住宅設計中若干值得注意的問題討論
在選擇了合適的結構體系、柱網(wǎng)布置以后,在設計過程中還要有以下幾個值得注意的問題。
2.1節(jié)點設計
鋼結構體系當中,節(jié)點的設計和構件的設計具有同等的重要性,因此必須給予充分的重視。鋼結構的節(jié)點設計包括梁-柱節(jié)點、梁-梁節(jié)點、柱-柱節(jié)點、柱腳節(jié)點、柱帽節(jié)點等。設計時應確保節(jié)點的安全可靠,并盡量采用簡捷、穩(wěn)定、可靠的施工工藝,減少或避免現(xiàn)場的焊縫連接。鋼節(jié)點的形式按傳力特性大體可以分為三類:鉸節(jié)點、半剛性節(jié)點、剛性節(jié)點。剛性、鉸接節(jié)點的受力性能、施工工藝研究得比較成熟,因此在工程中取得了廣泛的應用。
采用的幾種梁-柱節(jié)點連接形式。由結構布置分析,考慮工程實際情況,在設計時,多層房屋鋼結構柱多采用焊接工字形或箱形截面,由于焊接工字形截面腹板比較薄,故在此弱軸方向與粱的連接多采用鉸接,而強軸方向則采用剛接形式[3]。從圖中我們不難發(fā)現(xiàn),鉸節(jié)點形式簡單,施工方便,但它使得梁跨中彎矩加大,增加用鋼量,不經(jīng)濟;剛性節(jié)點構造復雜,但其有效的降低了跨中彎矩,節(jié)約了用鋼,有較好的經(jīng)濟效應;而半剛性節(jié)點應用比較少,主要是其受力特性比較復雜,往往通過試驗來取得較為準確的設計數(shù)據(jù)。三種形式,哪一種更加經(jīng)濟可靠,還有待于在實際工程中比較、檢驗。
2.2墻體材料的選取
一般來說,為了突出鋼結構自重輕、布置靈活、可改性好的特點,鋼結構住宅不宜采用傳統(tǒng)的黏土磚或其它自重較大的材料。通常采用輕質材料,比如:空心混凝土砌塊、加氣混凝土、壓型鋼板加輕質保溫材料組成的復合墻體、OSB板、CS板[4]等。目前使用的比較多的是蒸壓輕質加氣混凝土板(AutoclavedLightweightConcrete)簡稱ALC板(塊)。這種材料質地較輕,具有較好的防水,防滲透能力,保溫性能好,隔聲效果與一般混凝土空心砌塊相當,自身的強度高,施工方便、快捷。無論做外墻還是內隔墻效果都比較理想。
在進行墻體的設計時,要求對連接件的強度、質料和尺寸有準確的規(guī)定。對連接方式充分考慮墻體和主體結構的特性,盡可能采用簡捷、快速的連接方法,以便于施工,提高作業(yè)效率。
2.3衛(wèi)生間、廚房設計
衛(wèi)生間和廚房的設計是鋼結構設計過程中比較重要的環(huán)節(jié)。因為鋼結構材料的防腐能力相對較弱,而衛(wèi)生間和廚房是住宅中用水最多的地方,所以這兩處的防水處理十分重要。在其它建筑體系中,防水有兩種方法:結構防水和材料防水。在鋼結構中,結構防水的效果比較好。正如前文指出,框架-核心筒結構體系把衛(wèi)生間和廚房放在核心筒內,具有良好的防水性能。對于其它結構體系要根據(jù)工程實際情況而定,比如對于框架-支撐體系采用壓型鋼板混凝土組合樓板時,通常在墻角處將混凝土上翻100~150mm。由于目前鋼結構住宅的工程實例不是很多,故這方面還有待進一步研究、開發(fā)。
2.4樓梯
對其它類型鋼結構建筑的樓梯大都采用鋼樓梯,而住宅體系中則基本不用,原因是鋼樓梯的傳音效果較好。故鋼結構住宅中常常采用混凝土樓梯或者壓型鋼板混凝土組合樓梯。在設計時要注意樓梯梁的放置位置和處理,因為通常情況下,這里會出現(xiàn)梁-梁連接,這種連接會使得被連接梁承受集中荷載,這樣該梁比較容易發(fā)生局部失穩(wěn)。
該鋼樓梯采用6mm鋼折板做踏板,上面澆注混凝土,踏板兩端用L50×6角鋼與樓梯梁(槽鋼)通過M12螺栓連接。這種做法利用40mm混凝土克服了一般鋼梯傳音效果好的弱點,同時槽鋼上翼緣可以焊接合金樓梯扶手,施工簡便,值得推廣。
2.5樓蓋體系
多層房屋鋼結構的樓板必須有足夠的承載力、剛度和整體性,當前較常采用的是在鋼梁上鋪設壓型鋼板,再澆注100mm左右的鋼筋混凝土板,即形成壓型鋼板組合樓板。樓蓋梁一般采用簡支等高連接,有時也可做成不等高連接,如采用壓型鋼板組合樓板時,為了便于鋪設壓型鋼板,主次梁頂面需相差壓型鋼板厚度,同時還可以增大建筑凈層高。在設計過程中,要考慮鋼梁和樓板的組合作用,這樣會顯著提高粱的承載力和整體穩(wěn)定性,并有效降低梁高,節(jié)約用鋼,降低工程造價[5]。
壓型鋼板組合混凝土樓板,除了按計算(并滿足構造要求)在鋼梁上焊接栓釘外,為了保證混凝土和壓型鋼板共同工作,它們之間應有連接措施,根據(jù)規(guī)范規(guī)定[6][7],其連接措施可以依靠壓型鋼板的縱向波槽或依靠壓型鋼板的上的壓痕、開的小洞或沖成的不閉合孔眼,也可以依靠壓型鋼板上焊接的橫向鋼筋。
3、結束語
本文介紹了鋼結構住宅結構設計過程中應該注意的幾點問題和相應的解決方法。鋼結構住宅結構體系在我國正處于一個起步階段,國家政策的導向,國民生活的提高對住宅提出的要求等為鋼結構住宅結構體系的發(fā)展和應用提供了非常廣闊的前景,全國各種鋼結構住宅設計、開發(fā)、施工公司有如雨后春筍。
本文研究僅是一個起步,我國鋼結構住宅體系在以下幾方面還值得進一步研究開發(fā)。
1、對各種抗腐蝕性優(yōu)的鋼種的研究開發(fā);
2、半剛性連接節(jié)點受力性能分析、研究;
3、隔墻板材的布置、排版的系統(tǒng)化、標準化研究,統(tǒng)一標準的制定以及相關設計軟件的開發(fā);
4、樓面結構整體受力性能的研究;
其次從敘述主體木蘭看:木蘭的替父從軍是迫不得已的。她是在“軍書十二卷,卷卷有爺名。阿爺無大兒,木蘭無長兄”的情況下,被迫“替爺征”的。換句話說,當時的北魏統(tǒng)治者為了滿足自己的欲望,既對別的民族進行無休止的侵犯擄掠,又對本民族人民進行無盡期的征兵,以至于規(guī)定每家每戶非出一個男丁不可,從而迫使木蘭不得不女扮男裝、冒名頂替。而這樣長期對內征兵的結果,則使得人人不安、家家不寧,因為“古來征戰(zhàn)幾人回”。至于說“將軍百戰(zhàn)死,壯士十年歸”中歸來的“將軍”“壯士”則肯定寥寥無幾。難怪“不聞機杼聲,惟聞女嘆息”了。這“嘆息”不但是迫不得已從軍的“嘆息”,還是可能訣別的“嘆息”,因此從敘述主體木蘭的主觀認識來看,她絕對不會有“保家衛(wèi)國”的理想。教材分析者由于脫離了文本,故拔高了木蘭的思想認識,以為“表現(xiàn)了古代勞動人民樂觀勇敢的愛國精神”是不恰當?shù)摹?/p>
另外,我們從課文的第五、六段來看,這兩段似乎充滿了歡快的情調,據(jù)此,諸多分析者認為它突出了“她(木蘭)不圖功名利祿的高尚品格”。其實這種分析也很勉強。如果我們注意到了上面的分析,把握住了木蘭的思想認識和從軍意愿,就不難看出,這兩段表面上的歡快掩不住內心的悲苦,這是一種“含淚的微笑”,是一種慶幸。就木蘭而言,她已體味到戰(zhàn)爭的嚴酷,征戰(zhàn)幾十年,曾親臨殺戮和被殺戮的驚心動魄,現(xiàn)在僥幸生還,已是不幸中之萬幸,她怎還敢有“百千強”的賞賜和作“尚書郎”呢?她只希望不再被征召,安安靜靜地過日子。“開我東閣門,坐我西閣床,脫我戰(zhàn)時袍,著我舊時裳,當窗理云鬢,對鏡貼花黃”就是九死一生之后極度興奮的真實寫照。倘若作了“尚書郎”,那又得為統(tǒng)治者賣命,說不定哪一天又得披掛上陣,重踏生死常就家人而言,幾十年的盼望,喜事少愁緒多,愁就愁在木蘭在外生死難料。在那風煙四起遍地腥云的社會里,木蘭迫不得已女扮男裝替父從軍,其家人的憂愁和擔心是合情合理的。因此盡管從表面看,木蘭回歸后家里很熱鬧,可這種熱鬧是在幾十年憂愁擔心之后的,它實質是一種意外的解脫,所以無論從木蘭角度看,還是從家人角度看,都無所謂有自覺自愿的愛國意識和思想,無所謂“突出她不圖功名利祿的高尚品格”。
復合式斷屑槽型是由一些基本和簡單斷屑槽型及其變形復合而成的,且常常綜合了這些簡單槽型的優(yōu)點。與簡單槽型相比,復合式斷屑槽結構具有斷屑性能好、適用范圍廣等特點。所以,在斷屑槽斷屑領域它獲得了越來越廣的應用。以下是幾種典型的復合式槽型結構。
雙槽結構
雙槽是一種典型的復合式結構,下面試驗將要用到的CNMM120408型刀片就是采用雙槽結構,此外Sandvik公司的QR槽也可看作是由雙槽演變而來的。雙槽的典型截面形狀如圖1。眾所周知,在機械加工中,精加工時,較小的進給量f和切削深度ap要求較小的槽寬,而粗加工大進給量大切深時,要求較大的槽寬。為了能同時較好地適用于精加工和粗加工(或半精加工)的進給量和切削深度的變化,于是出現(xiàn)了雙級槽(簡稱雙槽),雙級槽的第一級槽在精加工時起作用,二級槽在粗加工時起作用。至于雙槽能否達到這樣的效果,我們將在下面通過具體試驗來對此進行分析研究。
2.刀尖部分的槽背向前突起
刀尖部分的槽背向前突起是一種被廣泛采用的復合式結構,比較典型的如:Sandvik公司的QF、QM、UF、UR,東芝公司的38型,三菱金屬的PK等槽型,其典型形狀如圖2。這種結構在刀尖部分槽寬較窄,而其余部分槽寬較寬,因此可以看作是由一窄槽的刀尖部分和一寬槽的刀尖以外部分復合而成。在大切深、大進給量時,由于只是刀尖的局部槽寬很窄,其它大部分的槽寬仍然較寬,因此不致造成切屑過度卷曲和切削力過大;同時,由于刀尖部分槽寬較窄,從而又保證了小切深、小進給量時的斷屑性能。
3.波浪形槽背結構
采用波浪形槽背結構的槽型其槽寬沿主刀刃方向周期性變化,其槽背形狀可以是圓弧形、正(余)弦曲線及其他不規(guī)則的周期性曲線乃至周期性折線等。具體例子如Sandvik公司的QM槽型和我們自行設計的CCMT120404刀片槽型。其典型形狀如圖3。波浪形槽背復合結構可以看作是一寬槽和窄槽復合而成,它在小進給量時能夠保證斷屑效果,而在大進給量時又可減小阻力。如果這種結構再復合上減摩槽的話,將使刀片在斷屑性能方面獲得進一步的提高,而且阻力也會進一步減小。
以上是幾種比較典型而且實用效果較好的復合式結構。在實際應用中還有許多其他的復合結構,但多數(shù)仍是上述幾種類型的變形和組合,在此就不再贅述了。
2雙槽刀片斷屑性能試驗研究
在諸多復合式斷屑槽型中,雙槽結構是比較簡單和常用的,對其斷屑性能和機理的研究有利于加深我們對其他更復雜的復合式斷屑槽的認識,也有利于新型復合式槽型的開發(fā)和應用。下面我們將通過切削性能試驗比較雙槽和單槽的切削性能來了解雙槽的優(yōu)點及斷屑機理。
試驗設計
試驗采用的雙槽刀片為:CNMM120408(其截面形狀參見圖1);單槽刀片是將CNMM120408刀片磨去其一級槽的槽背所得(參見圖4)。我們用以上刀片車削工件外圓柱表面,在不同的切深和進給量下,收集切屑和測量切削力,然后對雙、單槽刀片的主切削力、切屑形狀、斷屑性能及范圍進行比較,以獲取信息。
試驗所用車床型號為CM6140;切削速度固定為100m/min;工件材料為45鋼。
2.試驗結果及比較
主切削力FZ
主切削力FZ的測量結果如表1:
表1雙、單槽刀片主切削力FZ試驗結果切深ap槽形進給量f0.1mm/r0.15mm/r0.2mm/r0.3mm/rap=1mm雙槽刀片272.5362.4449.6600.0單槽刀片322.4392.0466.4624.8ap=1.5mm雙槽刀片383.2516.8654.4908.8單槽刀片431.2576.8701.6929.6ap=3mm雙槽刀片712.8948.01217.61553.6單槽刀片761.61035.21240.81655.2
三組試驗數(shù)據(jù)均表明(如圖3):在切深ap和進給量f相同時,雙槽刀片的主切削力FZ比單槽刀片要小。
切屑形狀及斷屑效果比較
切屑形狀及斷屑情況如表2:
表2雙、單槽刀片切屑形狀及斷屑情況
切深ap槽形進給量f0.1mm/r0.15mm/r0.2mm/r0.3mm/rap=1mm雙槽刀片帶狀、不斷帶狀、不斷短螺旋、斷碎、斷單槽刀片帶狀、不斷帶狀、不斷短螺旋、斷短螺旋、斷ap=1.5mm雙槽刀片帶狀、不斷C形、斷半環(huán)形、斷聯(lián)弧形、斷單槽刀片帶狀、不斷帶狀、不斷短帶、斷C形、斷ap=3mm雙槽刀片帶狀、不斷9字形、斷碎、斷碎、斷單槽刀片帶狀、不斷帶狀、不斷帶狀、不斷C形、斷雙槽刀片和單槽刀片相比斷屑范圍變大,即在切深ap相同的情況下其最小斷屑極限進給量減小。
3試驗結果的分析及討論
在相同條件下雙槽刀片的主切削力比單槽刀片小
其實,這是切削加工中的一個有趣現(xiàn)象,也即:在一定條件和范圍內,使切屑卷曲程度較大(曲率半徑較小)的刀片所需主切削力要小于使切屑卷曲程度較小(曲率半徑較大)的刀片(前角相同),兩者的切削力變化如圖7所示。這一現(xiàn)象是經(jīng)過大量試驗所證實了的,雖然其機理還不太清楚。
在本試驗中,由于試驗用單槽刀片是將所用雙槽刀片磨去一級槽槽背所得,槽形較雙槽刀片一級槽和二級槽都寬,因此其切屑卷曲程度肯定比雙槽刀片小。于是,從上面的結論可以得出:在一定范圍內,在相同條件下雙槽刀片的主切削力肯定比單槽刀片小。本試驗的結果正好如此,這也是上述現(xiàn)象的又一有力佐證。
2.雙槽刀片的斷屑范圍比單槽刀片寬
這正是我們所想要的結果。如前所述:精加工時,進給量和切削深度較小,為了斷屑,要求較小的槽寬;而粗加工時,由于進給量和切削深度均較大,則要求加大槽寬。為了能同時適用于粗加工和精加工,于是出現(xiàn)了雙槽刀片。雙槽是一種復合式槽形,它是由一級槽和二級槽按一定的方式和尺度組合而成的,組合的目的是想讓它兼有一、二級槽的優(yōu)點。從試驗結果可以看出這一想法是可行的,雙槽刀片的斷屑范圍明顯比單槽刀片大(見圖6)。
【關鍵詞】畢業(yè)生心理狀態(tài)語文復習課結構負反饋結構
***
對畢業(yè)班的復習課,社會上非議較多。其實這里存在著一個觀念和方法的變更問題,只要立足于充分發(fā)展學生的素質教育的基礎之上,復習課同樣會發(fā)揮有意義的作用。復習課,尤其是高三年級的語文復習課,具有明顯的特殊性。從復習內容上講,它不是原教學內容的簡單重復,而是系統(tǒng)地呈示教學內容的結構;從復習方法上講,它不是盲目地死記硬背或題海演習,而是有目的地進行語言理解表達能力的再訓練;從教育目的的角度講,不應當只給少數(shù)尖子學生“吃偏飯”,而應當在復習過程中使每個學生的素質都得到充分的發(fā)展。因此,語文復習課的教學結構(或叫教學過程)具有明顯的特殊性,它不但受到復習內容、復習方法的影響,更受到學生心理狀態(tài)的直接影響。
中學生進入高三階段后,由于受以前的學習基礎和學校、家庭、社會諸多因素的影響,他們的心理變化呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)。一般說來,大致有自信、自知、自負、自卑、自棄等幾種類型。自信者,學習成績長期保持優(yōu)秀,學習方法靈活而有效,有冷靜而愉悅的學習心境,能控制自己的情緒,有飽滿的學習熱情,有遠大的理想,有高尚的道德感、審美感、理智感等社會情操。自知者,學習成績較好,學習刻苦認真,但方法不夠靈活,能發(fā)現(xiàn)自己的不足并設法提高自己,能控制自己的情緒,學習熱情高,有崇高的社會情操。自負者,學習成績時高時低,學習情緒時冷時熱,學習不肯下功夫,不能正確認識自己,有時盲目自滿,個人修養(yǎng)和社會情操的表現(xiàn)也都隨他們情緒的波動而發(fā)生明顯的變化。自卑者,學習成績不太好,學習認真但效果不顯著,學習心境經(jīng)常受到各種思緒的干擾,學習時面部表情痛苦,經(jīng)常因處于后進而缺乏自信心,他們一般都遵守紀律,有集體榮譽感。自棄者,學習成績差,不愛學習,學習時不專心,一般對社會上的一些庸俗現(xiàn)象很感興趣,家庭和社會環(huán)境的不良行為對他們影響太大,他們紀律性不強,說話表里不一,缺乏自尊心,沒有責任感,但有時對集體活動特別熱情,會突然萌發(fā)一些上進念頭并有所行動,可是不能持久。學生的種種心理狀態(tài),會直接影響學習的質量,因此,在復習過程中,應根據(jù)學生不同的知識基礎,不同的心理狀態(tài),采取不同的措施,以便使每個學生都有所進步。
在復習課上,我一般采取前饋、中饋和后饋相結合的方式展開教學過程,我把它叫做“負反饋結構”,目的是盡可能地及時了解和控制每個學生的學習行為,以便提高復習的效率。下面分別從理論基礎、教學功能、復習程序、結構特點、復習要求等方面試做簡單的闡述。
理論基礎
反饋是控制論的一個重要概念。在控制系統(tǒng)中,如果系統(tǒng)的輸出值與目標值的差值越來越大,離目標越來越遠,就是正反饋;如果差值越來越小,與目標完全或基本上吻合,就是負反饋。以教學目標為出發(fā)點的教學過程,經(jīng)教師和學生的相互作用,在學生身上產(chǎn)生一種學習行為,教師及時把這種行為與原定目標相對照并找到偏差值,這個過程就叫做形成性檢測,或者叫“中饋”。中饋重視的是教學過程中對存在問題的及時發(fā)現(xiàn)、對教學措施的及時調整和對學習行為的有效控制。中饋只依據(jù)達標情況與原定目標的偏差信息對教學過程進行控制,而不考慮影響達標的干擾因素是什么,這有利也有弊,因而給矯正措施的執(zhí)行帶來了一定的困難。所以在教學過程中還需要一個“前饋”環(huán)節(jié)。所謂前饋,就是在進行新的教學任務之前,對學生的認知前提能力和情感前提能力進行診斷測試和了解,對發(fā)現(xiàn)的缺漏及時進行補償,為學生適應學習任務做好準備。有了前饋和中饋相結合的信息準備,一般就能夠順利進行復習過程的控制,但是,要實現(xiàn)復習目標的達成,還必須進行單元復習目標終結性檢測,這就是“后饋”。如果在教學過程中把前饋、中饋和后饋有機地結合起來,那么教學過程就會始終是合目的的,教學的輸出信息和輸入信息的差值就會很小,也就是說教學過程出現(xiàn)“負反饋”,這就是“負反饋結構”命名的理論基礎。
教學功能
負反饋結構著眼于學生素質的充分發(fā)展,著眼于全體學生的充分發(fā)展,具有明顯的教學預決效應。運用負反饋教學結構的目的是讓師生雙方“耗費最少的必要時間和精力而收到最佳效果”。這種教學結構主張以目標為中心來組織復習活動,整個過程從明確目標開始到達成目標結束。教學目標以訓練思維能力為主線,以訓練聽讀說寫協(xié)同發(fā)展的語文能力為重點,以文體訓練為階段。負反饋結構重視對認知前提、情感前提、教學質量三大教學變量的調控,主張通過前饋、中饋和后饋相結合的方式,使教學本身形成一個自我反饋矯正系統(tǒng);重視以情感為核心的非智力因素對教學過程的影響,注重對學生學習積極性的激發(fā)和調動,主張讓學生積極參與教學過程。這種教學結構的功能還在于主張學生學習負擔的優(yōu)化,提倡教師在保證有效完成復習任務的前提下,采取切實措施盡量減輕學生沉重的學習負擔。
復習程序
1.標的教師要根據(jù)復習內容確定十分具體又便于操作的教學目的與要求,并以恰當?shù)姆绞酵ㄟ^自己的教學,使學生形成一定的目標意識。確定標的有兩點要求:一是要系統(tǒng)化,因為語文課本以文章為主要內容,文章之間、單元之間沒有必然的聯(lián)系,語文基礎知識和能力訓練點散見于各冊課本,需要分類集中。所以教師要以教學大綱和考試說明為依據(jù),對語文復習目標進行系統(tǒng)化、結構化處理。二是要具體化,對每一節(jié)課、每一個單元的復習目標要表述得十分具體而又便于操作,不但要適合教師的教學操作,而且要有利于學生的學習操作。
2.前饋在復習單元內容之前,要對學生有關的知識基礎、學習態(tài)度、學習能力等進行診斷測試;如果教師有豐富的教學經(jīng)驗,并對學生比較了解,也可以憑經(jīng)驗進行預測。針對診斷測試或經(jīng)驗預測所發(fā)現(xiàn)的問題,教師要提前進行補償教學。前饋補償不但可以改變學生的認知前提,消除學生認知方面的缺陷積累,而且可以改變學生的情感前提,增強學習的動機,獲得學習的樂趣,確立學習的信心等。前饋診斷要依據(jù)學生的實際水平,選擇不同的測試內容和測試方式。對自卑、自棄的學生應選擇基礎的常識性內容,使他們可以回答或稍加點撥便能回答,并及時肯定以增強他們的自信心和學習興趣。對自負的學生應選擇一些好像簡單但又讓他們回答不上的問題,以抑制他們的驕傲自滿情緒,使他們冷靜地對待即將進行的復習。對自信、自知的學生應選擇一些具有啟發(fā)延伸作用的問題,以培養(yǎng)他們的志趣,發(fā)展他們的創(chuàng)造力。前饋補償為復習新的內容準備了認知前提和情感前提的條件,為學生全面積極地參與復習過程打下了基礎。
3.實施這是復習課的中心環(huán)節(jié)。復習的內容包括語文知識的系統(tǒng)梳理、確定要素、辨析區(qū)別和思維能力、語言的理解表達能力的深化訓練。知識的梳理、確定、辨析雖不是復習的重點,但它是培養(yǎng)提高思維能力和語言能力的基礎。復習語文知識并不是對各冊語文知識的重復,而是要把分散的語文知識點條理化、結構化、系統(tǒng)化。要使學生在復習中掌握結構化了的整體知識,并深化對知識層次之間、知識點之間聯(lián)系作用的辨析和易混淆概念的區(qū)別。因此,對語文知識的復習過程,同時也是提高學生的思維能力和語言能力的過程。對課文的復習,必須納入對學生進行思維訓練和語言訓練的軌道,這也同樣面臨著能力訓練的結構化、系統(tǒng)化問題。如對語感的訓練,對文學鑒賞能力的訓練,對不同文體的文章的閱讀能力的訓練,對各種文體的寫作能力的訓練等等。在復習實施過程中,對復習目標的確定和復習內容的選擇也要根據(jù)學生的認知水平和情感水平而定。因此,整個復習實施過程,就是圍繞復習目的使全體學生的認知水平和情感水平都得以提高的過程。
4.中饋無論是課時復習還是單元復習,在復習過程中要隨時進行形成性測試和評價,以便及時發(fā)現(xiàn)問題,及時矯正解決。在復習過程中,要圍繞復習目的,選擇恰當?shù)膬热?,針對不同水平的學生設計不同程度的測試題或問答題;要鼓勵全體學生積極參與復習過程,要盡可能把學生內隱的思維活動轉化為可觀察的學習行為。教師要根據(jù)測答情況和學習行為的反饋信息及時進行矯正教學。矯正教學分為集體性和個別性兩類,前者是針對班級存在的共性問題而采取的措施,后者是針對個別問題而采取的措施。中饋是對復習目的、復習過程、學生參與程度的有效控制環(huán)節(jié)。
5.后饋一個單元內容的復習結束以后,必須依據(jù)預定目標進行終結性檢測。后饋環(huán)節(jié)的關鍵是編制測試題,一份好的測試題應達到以下標準:第一,測試內容要與復習目標相對應,要圍繞一個知識點從多角度、多側面、多數(shù)量制題。第二,測試題排列要有層次性,按智力目標的記憶、理解、分析、綜合、評價的順序呈現(xiàn)出一種遞進關系,以填空、選擇、簡答、寫作等題型來體現(xiàn)。第三,要以測試語言為重點,在主要測試語言的理解表達能力的基礎上,還要涉及思維能力和語文知識的測試。第四,還要照顧不同水平的各種學生,可用必答題和附加題的形式滿足不同水平學生的不同需求。另外,還應注意到情感原則,試題要形式多樣、生動活潑,閱讀和寫作的內容要盡量接近學生的生活實際。
6.達成教師根據(jù)終結性檢測的反饋信息,對沒有達到復習目標的個別學生,要設法進行個別輔導;對大多數(shù)學生沒有掌握的內容,教師應進行集體補救性教學。個別輔導和集體矯正仍然要圍繞復習目標進行,不過需要變換復習方式,變換復習角度,變換檢測試題;也可利用群體學習的氛圍,培養(yǎng)良好的班級學風,形成互幫互學的小氣候,使不同水平的學生在認知和情感諸方面都得到充分的發(fā)展,以確保復習目標的達成。
結構特點
“負反饋結構”具有以下特點:
1.中介性負反饋結構是教學控制理論和語文教學實踐相聯(lián)系的中介環(huán)節(jié),具有提高教學效率、發(fā)展教學理論和促進教學改革的功能。
2.操作性負反饋結構不僅有清晰的程序,而且有簡約的操作規(guī)定,具有一般水平的教師均可操作運用。
3.參與性負反饋結構強調教師、學生和教學目標導引下的教學內容三者共同參與教學過程,對教學質量的提高和對教師學生素質的發(fā)展都有積極的作用。
4.可控性負反饋結構強調教學目標的具體化和操作性,強調教學過程中前饋矯正、中饋矯正和后饋矯正的緊密聯(lián)系和相互作用,因而使教學過程始終處于可控狀態(tài)。
復習要求
教師對復習目的的確定與表述一定要做到具體清晰,顯示可操作性。復習過程中要注意聽讀說寫能力的協(xié)同發(fā)展,要把對語言的理解表達作為復習訓練的重點。反饋矯正的各個環(huán)節(jié)要加強訓練,要注重不同水平學生的不同需求,以強化學生的學習動機,培養(yǎng)學生的學習興趣。
參考書目
①[美]格朗蘭德《教學測量與評價》,河北教育出版社1991年版。
②[美]加涅《教育技術學基礎》,教育科學出版社1992年版。
③朱智賢、林崇德《思維發(fā)展心理學》,北師大出版社1986年版。
④張鐵明《教學信息論》,江蘇教育出版社1990年版。
鑒于這一會議的論壇性質,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、土建結構工程的安全性
結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力,是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準,也與結構的正確使用(維護、檢測)有關,而這些又與土建工程法規(guī)和技術標準(規(guī)范、規(guī)程、條例等)的合理設置及運用相關聯(lián)。
1.我國結構設計規(guī)范的安全設置水準
對結構工程的設計來說,結構的安全性主要體現(xiàn)在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結構的設計規(guī)范在這些方面的安全設置水準,總體上要比國外同類規(guī)范低得多。
1.1構件承載能力的安全設置水準
與結構構件安全水準關系最大的二個因素是:1)規(guī)范規(guī)定結構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構構件的作用時,將荷載標準值加以放大的一個系數(shù),后者是計算確定結構構件固有的承載能力時,將構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)了結構構件在給定標準荷載作用下的安全度,在安全系數(shù)設計方法(如我國的公路橋涵結構設計規(guī)范)中稱為安全系數(shù),體現(xiàn)了安全儲備的需要;而在可靠度設計方法(如我國的建筑結構設計規(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。我國建筑結構設計規(guī)范規(guī)定活荷載與恒載(如結構自重)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)范設計辦公樓時,所依據(jù)的樓層設計荷載(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%(考慮人員和設施等活載)和85%(對結構自重等恒載),而設計時據(jù)以確定構件能夠承受荷載的能力(與材料強度分項系數(shù)有關)卻要比英美規(guī)范高出的10~15%,二者都使構件承載力的安全水準下降。日本與德國的設計規(guī)范在某些方面比英美還要保守些。一些發(fā)展中國家的結構設計多根據(jù)發(fā)達國家的規(guī)范,就如我國解放前和建國初期的結構設計方法參照美國規(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、不同類型的結構在安全設置水準上與國際間的差距并不相同,比如鋼結構的差距可能相對小些。
公路橋梁結構的情況也與房屋建筑結構類似,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。
盡管我國設計規(guī)范所設定的安全貯備較低,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計墨守陳規(guī),在結構方案、材料選用、分析計算、結構構造上缺乏創(chuàng)新。
1.2結構的整體牢固性
除了結構構件要有足夠承載能力外,結構物還要有整體牢固性。結構的整體牢固性是結構出現(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,或者說是結構不應出現(xiàn)與其原因不相稱的破壞后果。結構的整體牢固性主要依靠結構能有良好的延性和必要的冗余度,用來對付地震、爆炸等災害荷載或因人為差錯導致的災難后果,可以減輕災害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當?shù)胤课萁Y構缺乏整體牢固性有很大關系。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,也是房屋設計牢固性不足的表現(xiàn)。
1.3結構的耐久安全性
我國土建結構的設計與施工規(guī)范,重點放在各種荷載作用下的結構強度要求,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、土中有害化學介質侵蝕)下的耐久性要求則相對考慮較少。混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故,其嚴重程度已遠過于因結構構件承載力安全水準設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。損害結構承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高結構構件承載能力的安全設置水準,在一些情況下也有利于結構的耐久性與結構使用壽命。
2.調整結構安全設置水準的不同見解
我國結構設計規(guī)范的安全設置水準較低,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。但是,能夠對土建結構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害的能力。國內發(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。現(xiàn)在提出要重新審視結構的安全設置水準,主要是基于客觀形勢的變化,是由于我們現(xiàn)在從事的基礎設施建設要為今后的現(xiàn)代化奠定基礎,要滿足今后幾十年、上百年內人們生產(chǎn)生活水平發(fā)展的需要,有些土建結構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。國內近幾年來已對建筑結構安全度的設置水準組織過幾次討論,在如何調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,除個別需調整外,總體上不必變動。
2)認為我國規(guī)范的安全度設置水準盡管不高,但在全面遵守標準規(guī)范有關規(guī)定,即在正常設計、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,在物質供應條件業(yè)已改善的市場經(jīng)濟條件下,結構的安全設置水準應適當提高。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)范的安全設置水準應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設施工程出現(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,材料供應也十分充裕。過去的低安全水準只是適應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,安全性上一定要有高標準。低的安全質量標準在參與將來的國際競爭中也難以被承認,即使結構設計的安全設置水準能夠提高到與發(fā)達國家一樣,由于我們的施工質量總體較差,結構的安全性依然會有差距。
3、結構設計規(guī)范的概率可靠度設計方法
自1984年國家建委和國家建設部頒布了建筑結構設計統(tǒng)一標準以來,我國的建筑結構設計規(guī)范已從80年代末期起拋棄了傳統(tǒng)的多安全系數(shù)設計方法,從而統(tǒng)一采用以概率理論為基礎的可靠度設計方法;其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結構設計規(guī)范也正在或計劃作這樣的轉變。我國規(guī)范的可靠度設計方法是參考國際上的相應標準ISO2394并經(jīng)過國內科技人員努力后得以實施的。將可靠度設計方法用于結構設計規(guī)范,在國際學術界內通常被看成是一種發(fā)展趨勢,但在工程內界則存在不同看法。盡管有了ISO2394,國外卻鮮有重要或著名的結構設計規(guī)范已直接采用了可靠度設計方法,至今仍采用多安全系數(shù)設計方法或稱荷載抗力系數(shù)法。在我國,對于建筑結構設計規(guī)范中的可靠度設計方法以及企圖將我國各個行業(yè)的各種結構設計規(guī)范都用可靠度方法統(tǒng)一起來的做法,雖然工程設計界頗有微詞,但學術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計規(guī)范的適用性提出質疑。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,結構設計規(guī)范所面向的是類型多樣的復雜群體,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,它并沒有給結構設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;對工程技術人員來說,結構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、土建結構工程的耐久性
土建結構工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系,是使用期內結構保持正常功能的能力,這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性,而且更多地體現(xiàn)在適用性上。
1、土建結構工程的耐久性現(xiàn)狀
大多數(shù)土建結構由混凝土建造。混凝土結構的耐久性是當前困擾土建基礎設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)原先建成的基礎設施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過早損壞。美國許多城市的混凝土基礎設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基礎設施工程存在的問題,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)達國家為混凝土結構耐久性投入了大量科研經(jīng)費并積極采取應對措施,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、不設防水層到必須引氣以及需要設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。國內按這種標準設計的一座大橋,建成后僅8年,由于鹽凍侵蝕,現(xiàn)已不得不部分拆除重建。我國建設部于80年代的一項調查表明,國內大多數(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、雨罩等露天構件的使用壽命通常僅有30~40年。橋梁、港工等基礎設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計規(guī)范仍未能對隧道的耐久性問題采取適當?shù)膶Σ撸邕m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的工程仍未吸取國際和國內的大量慘痛教訓,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構構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,其主體結構在浪濺區(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”基礎設施工程建設的還可延續(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時的投資。
使混凝土結構的耐久性問題進一步加劇的原因有:
1)由于混凝土的質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,尤其是政府行政領導對工程進度的不適當干預。混凝土的耐久性質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、港工等基礎設施工程耐久性設計的技術條例,修訂補充現(xiàn)行規(guī)范中對結構耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎設施工程的設計工作壽命,在重要工程的設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計施工技術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手段,國外有的規(guī)范甚至規(guī)定在橋梁等混凝土結構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構防腐蝕技術規(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外已有的資料和經(jīng)驗,盡快編寫出相應的設計施工技術文件以應急需,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;混凝土結構的耐久性是當前國際上結構工程學科最為重要的前沿研究領域之一,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。
重視混凝土結構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。延長結構使用壽命意味著節(jié)約材料,而耐久的混凝土一般又應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環(huán)境保護的需要。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設計工作壽命多為100年,有的如英國為120年??紤]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)境中的橋梁至少應有150年。
2.土建結構工程使用階段的正常檢測與維護
結構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)境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過程中,應該進行定期檢測和維護。我國有結構工程的設計規(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,就是因為橋面結構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。有些國家對于結構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相對較差,質量控制與質量保證制度不夠健全,規(guī)范對結構安全與耐久性的設置水準又相對較低,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。對于土建結構工程的安全質量,雖然政府已作出了設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。要將結構安全質量事故減少到最低程度,還應以預防為主,通過例行檢測及時發(fā)現(xiàn)問題。
現(xiàn)在國內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,但是我們應該更加強調預防。對于在役土建工程的檢測和評估,要建立相應的法規(guī)和標準,要有從業(yè)人員的注冊和從業(yè)機構的資質認證制度,在管理體制上予以規(guī)范。
從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看,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,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、技術規(guī)范的作用與管理
這次科技論壇對于土建結構工程技術規(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。技術規(guī)范或規(guī)程,與各種技術條例、技術要求、工法、指南等技術文件一樣都是技術標準,本身不具有法律作用,只當工程各方(業(yè)主、設計、施工企業(yè))認同作為設計與施工的依據(jù)并在契約的基礎上,才能作為法律仲裁的依據(jù)。將技術問題法制化并強制執(zhí)行,不利于技術進步和創(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計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應的法規(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途徑和方法,后者是技術標準的任務。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術規(guī)范或其中某些內容使用。
土建工程有著強烈的個性,需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規(guī)范作為技術標準宜強調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,就有可能束縛設計施工人員的主動創(chuàng)造性并阻礙新技術的應用。。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創(chuàng)新,這與以往過分強調規(guī)范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規(guī)范加計算”的傾向不無關聯(lián)。我國的技術規(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人員的業(yè)務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,有關主管部門將建筑結構設計規(guī)范中的部分條文抽出來,明確列為強制性條文,同時規(guī)定各個設計單位完成的設計,須通過有關部門或其授權委任的其他企事業(yè)設計單位的審查,而審查的主要內容就在于對照規(guī)范強制性條文的要求,其任務已類似于執(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低,又難以短期解決;過分強調規(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文件,可以用來指導和規(guī)范設計與施工的各個具體環(huán)節(jié),也有一定的關系。從設計角度看,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計條件;也有一些工程則因過去的設計標準過低,耐久性不足,在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。其實,要做到設計規(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。重要的工程設計應規(guī)定請專業(yè)單位全面審核,其要點也應在結構方案、構造方法與計算分析的原則上。從結構設計的國家規(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,技術力量懸殊,環(huán)境條件各異,客觀上要求規(guī)范能給設計人員更多靈活性,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??傊谝?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,可有不同的設置水準。比如上海、北京、廣州這些大城市應該高些,在抗震防災要求上,更應區(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。
技術標準中的強制性越多,也意味著政府有關部門在具體技術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,在安全設置水準上,政府需要干預的也應是保證公眾安全的最低要求。對于土建結構的抗震設計,政府有關部門至今仍規(guī)定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設防標準(建抗586號文件)。事實上,如將商品房的抗震設防烈度提高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量標準最低的房屋,如果發(fā)生地震造成損害,有關部門如何解釋?
規(guī)范等技術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;面對新的結構型式、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的阻力,而且有被誤用或盲目套用而造成工程質量安全事故。
發(fā)達國家有關土建結構工程的規(guī)范及與之配套的各類技術標準多由行業(yè)協(xié)會或專業(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)會重復設置,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還差的很遠,如何發(fā)揮這些機構在技術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,整頓合并有關的學會、協(xié)會,加強其職能,并逐漸成為技術標準編制管理的主體。
四、準備提交政府有關部門考慮的建議
為了改善我國土建結構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部門考慮,:
1、橋梁、隧道、道路、港口等基礎設施工程的混凝土結構耐久性,已是當前亟待采取措施應對的重大問題。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。
建議國家建設部、交通部、鐵道部主管土建工程設計標準的部門,能對工程的耐久性要求作重點審查,明確土建工程的設計應有最低使用壽命的要求,重要工程的設計文件中應有正常使用壽命和耐久性設計的獨立章節(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對混凝土工程耐久性的基礎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編訂有關法規(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)絡國內有關專家,促進土建結構耐久性設計指導性技術條例的編制。
2、土建工程使用過程中的安全性,應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)。在基礎設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、隧等重要公共基礎設施和公共建筑物,在其使用期內實施強制性的定期安全檢測。為此,需要制定法規(guī),編制相應的技術標準;對于土建結構工程的檢測與評估,需要建立從業(yè)人員的注冊制度和從業(yè)機構的資質認證與監(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)。
建議政府有關部門在橋、隧、道路等土建基礎設施工程投資上,根據(jù)需要,加大工程維修費的比例。
1農(nóng)網(wǎng)高壓配電網(wǎng)結構特點
相對于城區(qū)電網(wǎng)來說,農(nóng)網(wǎng)的拓撲結構要簡單、清晰,但由于負荷對電能可靠性要求等其他原因,一般都會有小型發(fā)電廠,且通常均為小容量機組,即系統(tǒng)除了通過若干220kV、110kV變電所接受區(qū)域大電網(wǎng)電力以外,往往包括多個110kV及以下并網(wǎng)發(fā)電的若干電源點,從而使得電網(wǎng)不是單純的放射型單方向模型,需要通過建立數(shù)學模型來確立電源點的建設和系統(tǒng)接線方式。
2農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)架結構優(yōu)化方法的選擇
2.1網(wǎng)架結構優(yōu)化的一般方法
負荷預測是電力系統(tǒng)規(guī)劃工作的基礎,在負荷預測的基礎上一般應結合區(qū)域規(guī)劃進行負荷分布分析,進而確定負荷平衡結果,即確定變電所的分布和容量規(guī)劃,在負荷預測和變電所布點確定的基礎上進行網(wǎng)絡優(yōu)化規(guī)劃。一般來說,網(wǎng)絡規(guī)劃的目標是滿足系統(tǒng)有功負荷的最優(yōu)網(wǎng)架設計,有靜態(tài)規(guī)劃和動態(tài)規(guī)劃之分。靜態(tài)規(guī)劃考慮的是針對某一負荷水平進行網(wǎng)架規(guī)劃,一般從基準年開始按年度進行,需考慮現(xiàn)有的網(wǎng)架,同時后一年的網(wǎng)架結構規(guī)劃需將前一年的網(wǎng)架設定為已有網(wǎng)架,因此,每規(guī)劃目標年的網(wǎng)架規(guī)劃既要瞻前也要顧后,做到從時間序列上的前后協(xié)調相互呼應,從而節(jié)約建設投資。但規(guī)劃設計方案的評價指標一般考慮整個規(guī)劃期的總的性能指標最優(yōu)來評價方案,而且往往加入投資分析,甚至列入資金的時間價值,因而稱為動態(tài)規(guī)劃。網(wǎng)架規(guī)劃優(yōu)化方法常用的有兩類,即啟發(fā)式方法和數(shù)學優(yōu)化方法。數(shù)學最優(yōu)方法是通過將電網(wǎng)規(guī)劃問題用數(shù)學化模型進行描述,然后采用一定的算法求解,從而獲得滿足系統(tǒng)要求的最優(yōu)規(guī)劃方案。該類方法從理論上將可以保障方案的最優(yōu)性,但一般要求得最優(yōu)解需要很大的計算量。啟發(fā)式方法則是通過定義方案運行性能以及投資需求等綜合指標,根據(jù)一定規(guī)則對線路進行逐步迭代選擇直至得到滿意的最優(yōu)解。該類方法難以保證方法的最優(yōu)性,但計算量較數(shù)學優(yōu)化方法要小,計算較為方便且便于與規(guī)劃設計人員的檢驗相結合,因而是一種更為經(jīng)濟而實用的方法。
2.1.1啟發(fā)式網(wǎng)架優(yōu)化方法
根據(jù)所確定的衡量安全性指標的不同,啟發(fā)式方法分為基于支路性能的啟發(fā)式方法和基于系統(tǒng)性能指標的啟發(fā)式方法?;谥沸阅苤笜说膯l(fā)式分析方法中,線路的選擇是根據(jù)系統(tǒng)運行時線路功率傳輸情況來實現(xiàn)的,常選用的有線路是否能滿足負荷要求或者線路過負荷程度等指標;而基于系統(tǒng)性能指標的啟發(fā)式方法中,線路的選擇是根據(jù)線路對系統(tǒng)運行時整個系統(tǒng)的一個特定運行性能指標的影響程度來實現(xiàn)的,常選用的指標有系統(tǒng)缺負荷大小指標等對線路的逐步選擇。
基于線路指標的啟發(fā)式網(wǎng)架規(guī)劃方法分為逐步倒退法和逐步擴展法兩種。逐步倒退法是根據(jù)目標年數(shù)據(jù)構成一個虛擬網(wǎng)絡,該網(wǎng)絡除了已有線路以外,包括所有待選的線路,這樣,構成的就是一個冗余度很高但不經(jīng)濟的網(wǎng)絡,然后采用潮流模型對該網(wǎng)絡進行分析,比較各待選線路在系統(tǒng)中的作用和有效性,逐步去掉有效性低的線路,直到網(wǎng)絡沒有冗余線路為止。而采用逐步擴展法是根據(jù)各待選線路對過負荷線路的過負荷量的消除的有效度,選擇適當?shù)木€路到現(xiàn)狀網(wǎng)絡上,直至網(wǎng)絡無過負荷為止。為計算各待選線路的有效度,需要進行變結構時的潮流計算。
基于支路性能指標的啟發(fā)式方法有計算簡單靈活等優(yōu)點,但由于通常是獨立地考慮各待選線路的作用,無法直接體現(xiàn)系統(tǒng)充裕的大小等性能指標,而基于系統(tǒng)性能指標的啟發(fā)式方法則能體現(xiàn)系統(tǒng)性能指標,從而可以從整體上識別薄弱環(huán)節(jié)并充分考慮各待選線路對系統(tǒng)的整體影響來選擇最佳擴建線路。
2.1.2網(wǎng)架結構的數(shù)學優(yōu)化方法
網(wǎng)絡優(yōu)化的數(shù)學化方法可以分為確定性和不確定性兩種優(yōu)化方法。傳統(tǒng)上采用的常常是確定的網(wǎng)絡優(yōu)化方法,即將規(guī)劃問題表達成確定性的優(yōu)化問題來進行求解。但隨著規(guī)劃的環(huán)境以及相關要求日益復雜,且負荷、設備費用、線路路徑等因素均具有不確定性,這些不確定性對電網(wǎng)規(guī)劃有較為顯著的影響,因而在規(guī)劃中考慮不確定性因素是必要的。按照考慮不確定性因素特征的不同,不確定網(wǎng)絡優(yōu)化有分為隨機優(yōu)化法和模糊優(yōu)化法。隨機優(yōu)化法常常用于事件是否發(fā)生以及發(fā)生的時刻存在不確定性的情形,而模糊優(yōu)化法則常常用來處理有關事情表達不清晰的這種不確定性的情況。在通常情況下,在滿足對保障負荷電能供應的前提下,可能有多種架線方法和導線截面的選擇,要對多個方案進行比較選擇,則需要選擇目標函數(shù),在電網(wǎng)規(guī)劃設計中常用到的目標函數(shù)有網(wǎng)架建設總投資、電能損失、維修運行費用為目標函數(shù)。由于電能的特殊性,需要考慮各種約束條件,如電壓范圍、線路的長期極限傳輸容量限制等。因此,網(wǎng)架優(yōu)化過程實際上是目標函數(shù)與約束條件、狀態(tài)參數(shù)之間的協(xié)調處理過程。
網(wǎng)絡規(guī)劃法是針對網(wǎng)絡的拓撲特性所提出來的一種數(shù)學規(guī)劃方法,也是在線形規(guī)劃中專門處理網(wǎng)絡問題的一種特殊算法。數(shù)學上把圖看作節(jié)點和弧的集合,弧是連接在兩個節(jié)點之間的有向線段。在電力系統(tǒng)中,節(jié)點就是接受電力或者發(fā)送功率的發(fā)電廠、變電所或者負荷點,弧就是線路。這種優(yōu)化網(wǎng)架方法在電力系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化中常用的數(shù)學模型有最少費用法、最短路徑法、費用最小最大流法等方法。
2.2農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)架結構優(yōu)化方法的選擇
結合農(nóng)網(wǎng)高壓配電網(wǎng)結構特點,選用支路交換法來進行這種輻射式結構的高壓配電網(wǎng)的優(yōu)化計算較為適用。采用該方法是從一個既定的輻射式電網(wǎng)開始,增加一條閉合聯(lián)絡支路后使輻射型網(wǎng)絡變成一個閉合回路,然后將某一條支路斷開,恢復網(wǎng)絡的輻射型結構,并按照給定的目標函數(shù)對新構成的輻射型網(wǎng)絡進行計算。重復上述計算過程,直到目標函數(shù)值最好為止,對應的網(wǎng)絡即為所選用網(wǎng)絡接線。采用這種方法簡單實用,但只能達到局部最優(yōu)解,對于農(nóng)網(wǎng)來說,一般規(guī)劃年需要新建的高壓(110kV及以上)線路是局部的,因而采用支路交換法可以滿足其要求。一般地對于既定的系統(tǒng)接線,考慮到節(jié)約投資,其改建項目的實施相對于系統(tǒng)網(wǎng)損等指標來說往往是不經(jīng)濟的,且由于受電壓、可靠性等電網(wǎng)分析計算的約束性條件的影響。在工程實際中,其高壓配電網(wǎng)往往是通過對新增支路,以及由于負荷的增長需要改建的線路的多個建設方案的比較,來確定規(guī)劃年內網(wǎng)絡結構的優(yōu)化方案。在分析中,我認為需引入動態(tài)經(jīng)濟比較的概念,而對于網(wǎng)絡優(yōu)化設計方案來說,結合個人設計方案比較的經(jīng)驗來看,最適用的經(jīng)濟方案比較以年費用比較法較為適合。
3計算框圖設計
計算步驟一:目標函數(shù)的確定。
當新建或者改建線路對支路潮流僅是局部影響時,只需對所需考察的支路進行網(wǎng)損最小分析。采用最小網(wǎng)損作為目標函數(shù),即函數(shù)為:
計算步驟二:先計算電網(wǎng)的潮流分布,再找出與本次計算相關的支路,即列出目標支路集合,交換支路前輻射型網(wǎng)絡網(wǎng)損計算。
計算步驟三:第一次支路交換后,重新進行潮流計算后,在潮流計算結果的基礎上進行支路交換后的輻射型網(wǎng)絡網(wǎng)損計算。
重復以上支路交換計算,直至得出最優(yōu)結論為止。
4經(jīng)濟比較方法引入網(wǎng)架結構優(yōu)化
在電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的實際應用中,單純采用以上支路交換法優(yōu)化網(wǎng)絡接線是不夠的,應該結合經(jīng)濟比較,即在對方案進行投資分析計算的基礎上進行比較,從而得出經(jīng)濟的方案。常用的方案比較方法有最小費用法、凈現(xiàn)值法、內部收益率法、折返年限法,每種方法又可以演化成不同的表達式。最小費用法是電力系統(tǒng)規(guī)劃中較為普遍的方法,適用于比較效益相同或者效益基本相同,但難以具體估算的方案。最小費用法通常有以下三種不同的方案:費用現(xiàn)值比較法、計算期不同的現(xiàn)值費用比較法和年費用比較法。費用現(xiàn)值比較法是將各個方案基本建設期和生產(chǎn)運行期的全部支出費用均折算到計算期的第一年,現(xiàn)值低的方案是可取方案。對于不同建設期的方案則一般按照方案中計算期最短的進行計算,及計算期不同的現(xiàn)值費用比較法。
年費用比較法是將參加比較的諸方案計算期的全部支出折算成年費用后進行比較,費用低的方案為經(jīng)濟上的優(yōu)越方案。其表達式為:
在比較方案部分費用相同的情況下,可以采用只考慮有差別的費用的年費用比較法,即只考慮差別部分的費用的比較,這種方法將初始投資差額以及末期殘值差額折合為年費用或者年值,再綜合運行維護、改造等運行年需要投入的差別費用,比較即可以得出經(jīng)濟最優(yōu)方案。對于農(nóng)網(wǎng)電力建設項目,筆者推薦使用這種簡化了的年費用比較法。
5總結
結合農(nóng)網(wǎng)作為輻射型受端電網(wǎng)的特點,用支路交換法來進行這種輻射式結構的高壓配電網(wǎng)的優(yōu)化計算,雖只能達到局部最優(yōu)解。對于農(nóng)網(wǎng)來說,一般規(guī)劃年需要新建的高壓線路是局部的,因而采用支路交換法可以滿足其要求。在工程實際中,其高壓配電網(wǎng)往往是通過對新增支路,以及由于負荷的增長需要改建的線路的多個建設方案的比較,來確定規(guī)劃年內網(wǎng)絡結構的優(yōu)化方案。在分析中,文中引入了動態(tài)經(jīng)濟比較,并提出對于農(nóng)網(wǎng)采用有差別的年費用比較法最為適用。
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[13]李林川.夏道止等.電力系統(tǒng)電壓和網(wǎng)損優(yōu)化計算.電力系統(tǒng)及其自動化,1995.7.
近年來,我國軟件業(yè)雖然取得了長足的發(fā)展,但是與一些軟件大國如美國、日本和后起之秀印度相比仍有較大的差距,沒有真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化、正規(guī)化,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
第一,我國軟件業(yè)屬內向型,主要是國內市場,而國外市場份額較小,且是先國內后國外。《2002年中國軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展公報》調查結果顯示,2002年全國軟件企業(yè)行業(yè)共完成軟件及系統(tǒng)集成收入1100億元,出口創(chuàng)匯僅15億美元,占總額的十分之一左右。
第二,我國軟件企業(yè)缺少核心技術。主要產(chǎn)品是各行業(yè)在信息化建設中基于系統(tǒng)平臺的各種應用系統(tǒng)和對于系統(tǒng)網(wǎng)絡與信息安全方面防范病毒、黑客攻擊的查/殺工具軟件,而像操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件則極少。如Linux,雖然已進入企業(yè)級應用,但也只是在服務器領域里取得了進步。
第三,軟件企業(yè)規(guī)模較小?!?002年中國軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展公報》調查結果顯示,我國共有4700家各類軟件公司,其中,50人以下的企業(yè)占67%左右,50~200人的占26%左右,1000人以上的軟件企業(yè)則非常少。
第四,軟件企業(yè)正規(guī)化程度差距較大。我國具有CMM認證的企業(yè)為數(shù)極少,且通過CMM認證的最高級別僅為四級,如深圳華為公司。而全印度取得軟件CMM5級認證的軟件企業(yè)有40余家,有的企業(yè)還同時擁有ISO9000、希格瑪?shù)葒H認證。
第五,軟件企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化程度較低。我國的大多數(shù)軟件公司還處于“手工作坊”階段,尚未形成規(guī)?;a(chǎn),缺少較規(guī)范的軟件過程監(jiān)控、質量管理、文檔管理等。
這其中影響的因素很多,有內部因素,也有外部因素,有經(jīng)濟體制問題,也有企業(yè)內部管理問題,如政府對軟件企業(yè)的投入、指導和各種優(yōu)惠政策,教育體制和社會教育機構對軟件從業(yè)人員的教育、培訓,軟件企業(yè)內部的資金和人力資源管理等等。筆者認為,制約我國軟件行業(yè)發(fā)展的一個重要因素就是軟件人才問題,以下將著重討論企業(yè)的人力資源管理問題。
一、構建軟件企業(yè)合理的人才結構
2002年,全國軟件產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員59萬人,其中高學歷人才的比重較大,研究生共43208人,占全部從業(yè)人員的7%;本科生共196151人,占全部從業(yè)人員的33%;大專生共99431人,占全部從業(yè)人員的17%。
現(xiàn)階段我國軟件人才結構呈現(xiàn)為“拋物線型”,說明軟件人才結構極不合理。一方面是對技術水平要求較高的系統(tǒng)分析員和有豐富經(jīng)驗與行業(yè)背景的項目策劃、管理人員較少;另一方面則是從事軟件編程等基礎工作的軟件程序員、軟件配置員和軟件操作員即“軟件藍領”嚴重缺乏。目前,我國軟件企業(yè)競爭能力差的一個因素是產(chǎn)品成本太高,質量欠佳,這也是軟件企業(yè)難以形成產(chǎn)業(yè)化的重要原因?,F(xiàn)在一個學軟件的研究生月薪在1萬元以上,一個大學本科生月薪在2000~6000元之間,這樣高的代價必然給軟件企業(yè)帶來產(chǎn)品的高成本,使企業(yè)的產(chǎn)品無法與其他國家競爭。所以,降低軟件企業(yè)勞動力的成本是提高企業(yè)競爭能力和把企業(yè)辦大辦強的當務之急。
由于軟件企業(yè)規(guī)模都非常小,因此分工不可能特別細。然而軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)?;且粋€必然的趨勢,軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定程度的時候,就會形成規(guī)模,軟件人才分工也會細化。細化便于科學化管理及降低成本,即便于利用不同層次的人才結構,有效合理安排使用人才,實現(xiàn)人力資源優(yōu)勢最大限度地發(fā)揮,進而降低勞動力成本。
在我國軟件企業(yè)中,處于中間層次的本科程序員數(shù)量居多,他們從事簡單的編碼工作,一方面使得軟件的人力資源成本居高不下,直接影響軟件產(chǎn)品的競爭力,另一方面又造成人力資源的浪費。而他們作為系統(tǒng)分析員,管理經(jīng)驗和知識技能還有欠缺,不能夠勝任項目的規(guī)劃設計工作,從而影響軟件企業(yè)本身的發(fā)展。一些軟件企業(yè)提出“非研究生不進”,對低層次“軟件藍領”人才不屑一顧,這實際上造成了人才的一種極大浪費,因為分工細化后的軟件產(chǎn)業(yè)恰恰需要大量從事一線編碼工作的軟件工人。
理想的軟件人才結構構成應該是“金字塔”型。處于頂層的、具有國際戰(zhàn)略眼光的項目高級管理人才以及能夠進行軟件整體開發(fā)設計的系統(tǒng)分析員,這部分人將決定我國軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向和水平,決定我國將來在國際軟件產(chǎn)業(yè)鏈中的地位。處于“金字塔”中間的“中端”軟件人才是高級程序員,他們是我國當前軟件人才存量的主體。最后,我國還需要大量處于“金字塔”底層的從事軟件編碼等初級工作的程序員,這是我國軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎所在。不同層次的人才可以完成不同層次的工作任務,合理科學的人才匹配既可以做到人盡其用,又能使高級軟件設計人員得到解脫,投身到更多的軟件開發(fā)、設計工作之中,從而為公司創(chuàng)造更多更大的利潤。
二、加強軟件從業(yè)人員職業(yè)培訓的必要性
軟件企業(yè)中軟件從業(yè)人員的職業(yè)培訓是不可或缺的,它的必要性表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.軟件科學技術不斷發(fā)展的需要
在微電子性價比18個月、軟件9個月就要更新?lián)Q代的今天,軟件企業(yè)必須與院校和其他社會培訓機構建立緊密合作關系,及時獲取最新、最實用和最前沿的軟件動態(tài)信息,與時俱進,讓企業(yè)員工掌握最新的軟件行業(yè)發(fā)展動態(tài),以利于企業(yè)的健康發(fā)展。
2.企業(yè)不同時期完成軟件工程項目的需要
基礎編程人員的工作任務是完成一個個基礎程序模塊的編制,而不同軟件公司在不同時期,軟件產(chǎn)品也不一樣,每個基礎程序模塊所需要的知識和編程語言也不盡相同。軟件企業(yè)中的程序員在企業(yè)工作一段時間后,還必須進行培訓,補充新知識,以適應IT行業(yè)的發(fā)展。
3.軟件企業(yè)人才培養(yǎng)和人才結構調整的需要
軟件企業(yè)人才的成長和培養(yǎng)過程都基本遵循這樣一個模式:學習實踐再學習再實踐。通過學歷教育或職業(yè)培訓,學員掌握了軟件編程的基本知識和技能,進入軟件企業(yè),在初級的職位上工作;通過一段時間的工作實踐和在職短期培訓,逐步提高自身的技術水平,成為中高級軟件工程師;通過參加更高級的培訓,進一步提高自身的水平,承擔更為重要的工作。
軟件企業(yè)為確保自身處于質量——成本坐標系上的最佳位置,就必須形成“項目經(jīng)理系統(tǒng)分析員高級程序員基礎程序員”的合理化人才結構。只有通過各種方式培訓,才能建立起一支適應企業(yè)發(fā)展的職工隊伍。
三、軟件從業(yè)人員職業(yè)培訓的方式和途徑
目前社會上存在的軟件人才培訓方式有學歷教育和非學歷教育兩種。正規(guī)院校的學歷教育是我國目前軟件人才培養(yǎng)的主要途徑;而社會上各種非學歷軟件人才培訓項目則是層出不窮,對傳統(tǒng)軟件人才培養(yǎng)起到了很好的補充作用。它們差異較大,各有優(yōu)點和不足,適用于不同層次的軟件人才培訓需求。
1.高級軟件人才培訓有多種不同的培養(yǎng)模式,如工程碩士方式、第二學士學位方式和其他專業(yè)學生轉向軟件專業(yè)方式,其培養(yǎng)對象主要是一些有軟件開發(fā)經(jīng)驗、需要繼續(xù)深造的軟件人才。定位于技術教育的學歷教育,主要依托高等院校對學生進行系統(tǒng)全面的培養(yǎng),有著良好的基礎教育和理論教育,但周期較長,費用較大。
2.中層軟件開發(fā)骨干培訓主要依靠社會培訓機構進行在職培訓。規(guī)范的社會培訓機構的在職培訓,由于和軟件企業(yè)有著良好的溝通,所以能夠制定合理的人才培養(yǎng)體系,可根據(jù)軟件企業(yè)的實際需求制定培養(yǎng)方向,周期較短,費用較低。
3.低層軟件技術工人培訓主要培養(yǎng)軟件技術工人,可以通過社會培訓和中等職業(yè)教育兩種途徑進行。由于基礎的軟件開發(fā)和編程是實踐性和規(guī)范性很強的工作,注重于動手能力,需要在實際軟件工程項目實踐中得以鍛煉,所以通過有針對性的在職培訓可以大量培養(yǎng)低層軟件技術工人。
1滑移減震建筑適應工程抗震技術的發(fā)展
1.1震災的嚴重性
本世紀世界陸地7級以上地震,中國有66次占1/3,人口死亡200多萬,中國有115萬占1/2。在最近期的1978年唐山大地震中死24萬,死傷40萬,經(jīng)濟損失100億人民幣。在國內的各種災害中,屬災死人占54%。經(jīng)濟損失占6%。
1.2震災預報的艱難性
至今世界上發(fā)生了無數(shù)次的大小地震,據(jù)資料介紹,只有海城與墨西哥兩次地震的臨震預報稍準,由于中長期預報不準,海城與墨西哥城的建筑物損壞與震災還是嚴重的。關于地震發(fā)生的機理目前總說紛壇,例如,斷裂帶錯動、地殼板塊插入、整板變形斷裂,學說越多說明可靠的學說尚未形成。日本是震災較多,研究地震機理及預報人員最多、水平最高的國家,可是1995年1月17日偏偏在其預報安全區(qū)西部的阪神發(fā)生大地震,死5oo0多人,經(jīng)濟損失1000億美元,全國一遍震驚。因此在1994年在西班牙召開的國際地震會議上有關專家指出,目前地震是不可預報的,因此各國應將重點放在建造耐震的建筑上。
1.3如何吸取唐山大震的經(jīng)驗教訓
海城地震后,天津市有些工程搞了抗震加固。在唐山大地震時,這些加固過的工程表現(xiàn)了明顯的耐震性能,因此唐山地震后全國開始了大規(guī)模的現(xiàn)有建筑抗震加固與新建建筑抗震設防工作。我國的抗震設防是按地區(qū)設防烈度劃分等級的,例如按六度設計的房屋的設防目標是:遭迂從值烈度(5.5度)時建筑不損壞;遭迂基本烈度(7度)時建筑有些損壞,但可修復使用;遭遇罕遇地震(8度強)時,破壞嚴重,但下例塌。海城地震時海城是9度,唐山地震時唐山中心區(qū)是10度。7度設計的房屋迂海城、唐山那樣的9度、10度大震就要破壞倒塌了。全國把大多數(shù)地區(qū)均劃為七度、六度區(qū),由于經(jīng)濟的原因及技術的困難,尚無法按10度的條件設計這些地區(qū)的房屋結構,因此無法避免唐山地震的悲劇重演。我國地震工程科技人員尋找新的方法,也就是開始研究隔震、減震。消能與控制技術,從”硬抗”轉到“軟消”。我院滑移減震建筑技術就是在這種形勢下從1985年開始列題研究的項目。
2滑移減震技術研究的主要成果及水平
為了避免唐山大地震的悲劇重演,為了尋求抵御十度大震的建筑技術,在1985年開展了滑移減震技術的研究。從1985年至1990年為項目研究,以機理為主;第二階段1995年至1997年結合試點建筑,進行設計、構造及施工等配套技術研究。
2.1項目研究成果
(1)石墨是較理想的助滑劑材料:它耐久、構造簡單、適宜的上部結構抗震構造與適宜的最大錯動位移值。
(2)最大錯動位移是54mm;殘存錯動位移小于20mm;
(3)高寬比控制為2,能保證只滑不搖擺;
(4)能起到保險絲作用,滑譽減震房7度強時起滑,10度時上部建筑只滑不破壞倒塌。
1990年經(jīng)全國著名抗震專家宋秉譯、周福霖、劉季、李桂肴、霍自正等組成的鑒定委員會鑒定認為課題成果具有重大的社會效益與經(jīng)濟效益,成果的廣度和深度達到國內先進水平,有關計算參數(shù)均可為滑移減震消能多層磚房的設計提供依據(jù)。
然后根據(jù)研究報告編寫的論文在第十屆世界地震工程會議(西班牙)與國內“建筑結構學報”上發(fā)表。均獲較高評價。
2.2試點建筑的研究成果
(1)上部結構設計安全度,橫墻安全度是相應按7度抗震設計的1.5倍;縱墻是1.8倍。這與遼寧地區(qū)目前7度區(qū)的七層磚混住宅結構相當;
(2)配套研究了上、下水管、煤氣管及暖氣管穿過滑移層的柔性接頭或柔性構造;
(3)構造簡單施工方便;
(4)采用挖孔樁基礎時,由于樁的配筋減少使總造價不增加;采用其它基礎時總造價增加較少。
試點建筑研究成果在1997年經(jīng)楊玉成、梁發(fā)云與省內專家組成的鑒定委員會鑒定,認為該試驗建筑可達到相當于6一7度地震不壞,7度強地震時,滑動層剛開始動作,9~10度地震時下倒塌。這是一項防止房屋倒塌、減輕地震災害的有效的創(chuàng)新途徑。用石墨作分隔層材料建成六層住宅在國內、國際上屬首創(chuàng)。
3滑移減震建筑在市場中經(jīng)過檢驗得到房產(chǎn)育及用戶歡迎
(1)同行專家認可——技術上過硬;
(2)政府部門支持——適合我國、我省情況;
(3)符合市場法則一一房產(chǎn)商能掙錢;用戶歡迎。
滑移減震建筑技術就是闖過以上三關于1998年進入遼寧市場,并獲得了成功。
3.1同行專家認可
研究項目及試驗性建筑的兩次鑒定會文件及有關于中、外重要學術會議及國內重要刊物均表明該項成果的學術水平是高的,獲得了同行專家的認可與好評。
3.2政府部門支持
滑移減震研究項目經(jīng)1990年至1995年近5年等停后,在全國橡膠墊隔震技術發(fā)展的形勢促進與1995年初日本阪神地震震災的推動下,我于1995年5月給原遼寧省省長聞世震寫了一封信,呼吁”我省應加快新型建筑隔震技術的發(fā)展”省長很重視批示支持,省建設了廳長也批示支持,隨之擬定了推廣規(guī)劃,并具體落實到遼寧省建設事業(yè)“九五”科技成果重點推廣項目和2010年科技成果轉化規(guī)劃綱要中。這就為項目的應用獲得了可靠的紅頭文件。
3.3符合市場法則
因為地震預報不準,而按預報劃分的烈度設計抗震建筑,其安全性不高的現(xiàn)實不但科技人員明白,一般百姓亦理解。因此1997年夏季在遼寧省錦州市,1998年春季在丹東市當有地震傳言時、百姓就人心慌慌,盡力想法躲避。錦州屬下的凌海市與丹東屬下的東港市有的房產(chǎn)公司抓住百姓的怕震心態(tài),建了一些現(xiàn)澆樓板的磚混住宅,造價增加40一50元/m2,但有購房自的百姓還是爭先選購了此種住宅。
滑移減震建筑技術就是在這種百姓對現(xiàn)有抗震建筑心有余悸,并且自己有了購房權,可以購買優(yōu)質優(yōu)價房的形勢下于1998年走進市場的、在東港市及海城市推廣了約六萬平方米,當年建成3萬平方米。經(jīng)幾棟樓的施工實踐,采用滑移減震技術后,房屋價格僅增加12一20元/m2,每戶也只增加1000多元。因此滑移減震建筑深受房產(chǎn)商與用戶歡迎。
改革開放以來,我國在對外開放方面取得了舉世矚目的成就。對外開放主要包括引進外資、對外貿(mào)易和對外直接投資,其結果使國內市場和國際市場逐漸融為一體。因此,對外開放過程實質上也就是市場國際化過程。而市場國際化對決定市場結構的規(guī)模經(jīng)濟、進入壁壘和市場集中這三個主要因素的影響,集中反映在以下幾個方面:
(一)市場國際化為企業(yè)實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟提供了巨大的潛力。規(guī)模經(jīng)濟要求企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模達到一定水平,并隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大,使單位產(chǎn)品成本下降,收益增加。假如企業(yè)只在國內市場上追求規(guī)模經(jīng)濟,就會受到許多因素的制約:
1.國內資源可供量的限制。因為一國的資源往往存在相當程度的稀缺性,企業(yè)擴大生產(chǎn)規(guī)模有可能因獲取資源的代價太高反而使產(chǎn)品的邊際成本上升,甚至有可能根本無法獲得所需的大量資源。企業(yè)進入國際市場后,就能以較低的價格得到所需的資源,以擴大生產(chǎn)規(guī)模,實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟。例如,目前上?!皩氫摗彼璧蔫F礦石90%以上來自澳大利亞等國,其規(guī)模經(jīng)濟的實現(xiàn)對國際市場的依賴性很大。
2.國內市場需求量的限制。在特定時期內,一國對任何產(chǎn)品的需求都是有限的,企業(yè)若一味追求擴大生產(chǎn)規(guī)模,往往會造成產(chǎn)品嚴重供過于求,迫使企業(yè)又不得不縮小其生產(chǎn)規(guī)模。而在廣闊的國際市場上,產(chǎn)品的需求量就會大幅度增加,從而為企業(yè)實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟突破了產(chǎn)品需求的制約。
3.國內技術水平的限制。生產(chǎn)能力的擴大通常是以技術進步為推動力的,企業(yè)在擴大生產(chǎn)規(guī)模時總是要采用效率更高的新技術。而一國的技術水平不可能在每個方面都處于領先地位,在那些技術水平較低的產(chǎn)業(yè)中,企業(yè)追求規(guī)模經(jīng)濟就會受到生產(chǎn)技術的限制。這對技術總體水平較低的發(fā)展中國家來說更為突出。企業(yè)通過國際市場引進高效率的新技術,提高生產(chǎn)能力,就能較充分地發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟效益??傊袌鰢H化突破了國內市場的種種限制,為企業(yè)實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟創(chuàng)造了良好的條件。
(二)國際市場的進入壁壘具有多層次的特點。目前,世界上已存在許多不同規(guī)模和層次的區(qū)域性經(jīng)濟組織,并大有繼續(xù)發(fā)展之勢,這意味著世界經(jīng)濟將進入?yún)^(qū)域一體化、集團化新階段。歐洲經(jīng)濟共同體于1993年1月就宣布建立在12個成員國之間的商品、資本、勞務和人員自由流動的統(tǒng)一市場,并設想在21世紀中期,把歐洲經(jīng)濟區(qū)擴展到東歐和南歐的周邊國家,把歐洲建成“全歐洲經(jīng)濟聯(lián)盟”;1992年12月,美國、加拿大和墨西哥三國簽署了《美加墨自由貿(mào)易協(xié)議》,標志著“北美自由貿(mào)易區(qū)”的建立。1989年11月,亞太地區(qū)12個國家的部長在澳大利亞的堪培拉舉行首次會議,組成了“亞太經(jīng)濟合作組織”;1992年1月,東南亞國家聯(lián)盟(簡稱“東盟”)達成了“東盟自由貿(mào)易協(xié)定”,形成“東盟自由貿(mào)易區(qū)”。由于“東盟”成員國也是“亞太經(jīng)濟合作組織”的成員國,因此,兩者是處于不同層次的區(qū)域性經(jīng)濟組織。此外,還有不少新的區(qū)域性經(jīng)濟組織尚處于醞釀或籌建之中。各種區(qū)域性經(jīng)濟組織的一個共同特點是,在成員國之間降低甚至消除相互之間的進入壁壘,加強經(jīng)濟合作,而對非成員國則形成新的區(qū)域壁壘,如歐洲共同體(歐盟)達成建立西歐統(tǒng)一市場協(xié)議后,先后制定了限制紡織品進口、保護西歐電子產(chǎn)品市場、提高進口產(chǎn)品關稅等一系列政策措施。同時,從70年代末開始,在80年代普遍化的國際貿(mào)易保護主義趨勢,在90年代將繼續(xù)發(fā)展,世界主要工業(yè)國家為擺脫經(jīng)濟“滯脹”、高失業(yè)率和貿(mào)易逆差急劇上升的局面,紛紛制定各種國際貿(mào)易保護政策和措施,對外國產(chǎn)品進入國內市場設置很高的進入壁壘,從而在國際市場上便形成了“大區(qū)域進入壁壘小區(qū)域進入壁壘特定國家的進入壁壘”這樣一種多層次、復雜的進入壁壘體系。
(三)國際市場的競爭將是跨國公司寡頭主導型競爭。由于國際市場為企業(yè)充分實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟提供了可能,同時,在國際市場上形成了多層次的進入壁壘,這就使僅靠對外貿(mào)易很難開拓國際市場。因此,80年代以來,經(jīng)濟發(fā)達國家紛紛以跨國公司為載體,通過對外直接投資,設立境外子公司,利用當?shù)刭Y源組織生產(chǎn),并實行就地銷售,從而使對外直接投資取代了長期以來占統(tǒng)治地位的對外貿(mào)易,跨國公司成為國際市場競爭的主力。就市場集中度而言,據(jù)美國《幸?!冯s志的有關資料,早在1990年,世界500家最大跨國工業(yè)公司的銷售額為5萬億美元,相當于整個西方世界國內生產(chǎn)總值的1/4左右。1992年在全球2萬億美元的對外直接投資中,跨國公司占主體,僅占1%的大型跨國公司,其對外直接投資額就占世界對外直接投資總額的50%以上。而世界最大的幾百家跨國公司分布在各主要產(chǎn)業(yè)中,特定產(chǎn)業(yè)被少數(shù)幾家寡頭企業(yè)所壟斷,這就意味著國際市場的競爭將是跨國公司寡頭主導型競爭。
二、中國市場結構與市場國際化不適應性分析
市場國際化把我國企業(yè)逐漸推向國際市場大舞臺,而從國內市場競爭到國際市場競爭的轉變,要求相應地調整我國的市場結構。但就企業(yè)自身而言,有一個相當時期的適應過程;就國家宏觀管理而言,有一個探索、總結、不斷完善的過程。在此過程中,我國市場結構存在著與市場國際化不相適應的問題,這主要表現(xiàn)在以下兩個方面:
(一)企業(yè)規(guī)模偏小,難以形成規(guī)模經(jīng)濟。這突出地表現(xiàn)在那些規(guī)模經(jīng)濟明顯的重化工、電子等產(chǎn)業(yè)中,例如,根據(jù)目前的國際標準,汽車工業(yè)中單個整車生產(chǎn)企業(yè)的最小經(jīng)濟規(guī)模為40萬輛以上,而目前我國整車生產(chǎn)企業(yè)有120多家,超過美國、西歐和日本廠家的總和,但年產(chǎn)超過10萬輛的只有一汽、二汽和上海大眾3家。據(jù)統(tǒng)計,90年代初我國有鋼鐵企業(yè)1598家,約占世界鋼鐵企業(yè)總數(shù)的1/3,而我國的鋼產(chǎn)量只占世界鋼產(chǎn)量的1/10。這些都反映了我國企業(yè)分散、規(guī)模偏小的現(xiàn)實。不僅如此,我國參與國際化經(jīng)營的企業(yè)又以中小型企業(yè)為主,企業(yè)的總體平均規(guī)模很小。例如,在1990年我國500家最大的外貿(mào)企業(yè)中,進出口額在1500萬至1億美元的就有357家,占71.4%。這同經(jīng)濟發(fā)達國家的情況相比較反差很明顯,這些國家為了保證企業(yè)擁有足夠的國際競爭力,非常重視“企業(yè)規(guī)模效應”,其跨國公司的規(guī)模往往比國內其它企業(yè)的規(guī)模大得多??梢?,我國企業(yè)的規(guī)模本來就較小,而參與國際化經(jīng)營的企業(yè)又大都是中小型企業(yè),這兩重因素必然導致我國企業(yè)在國際市場競爭中,因企業(yè)規(guī)模小,難以實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟而缺乏國際競爭力。
(二)國內企業(yè)間的競爭度過高,內部摩擦大,交易費用高。隨著對外開放的發(fā)展,我國的外貿(mào)經(jīng)營權逐漸下放,這對加快我國市場國際化進程的推動作用本來是無可非議的,但由于缺乏必要的約束機制,國內企業(yè)之間競爭激烈,造成很大的內部摩擦。這在出口方面表現(xiàn)為,同類產(chǎn)品在向同一國家或地區(qū)出口時,多頭對外,為了搶奪生意而對外競相削價;在進口方面,則多家進口企業(yè)競相抬價,相互爭奪貨源,其結果是讓外商從中漁利。在引進外資和對外直接投資方面也存在類似情況,過度競爭現(xiàn)象十分嚴重。同時,由于我國許多剛開始從事國際化經(jīng)營的企業(yè),過去同國際市場基本處于隔絕狀態(tài),不了解國際市場行情,缺乏國際化經(jīng)營的基本知識和技能,這些企業(yè)單槍匹馬進入國際市場,需要花很大的代價去熟悉市場環(huán)境,收集國際市場信息,尋找顧客,簽訂并執(zhí)行交易合同。而且,由于單個企業(yè)的貿(mào)易批量小,單位產(chǎn)品的運輸費用和購銷費用就高,因而一筆交易的交易費用很高。
三、市場國際化條件下優(yōu)化中國市場結構的基本戰(zhàn)略
基于對市場國際化給市場結構帶來的影響和中國市場結構現(xiàn)狀與市場國際化不適應性的分析,可以看出:一方面,市場國際化要求我國從事國際化經(jīng)營的企業(yè)具有相當?shù)慕?jīng)濟規(guī)模,并降低國內企業(yè)間的市場競爭度,形成協(xié)同競爭格局,以實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟與競爭活力相兼容的有效競爭;另一方面,我國企業(yè)卻規(guī)模偏小,企業(yè)間存在過度競爭,內部摩擦大,與有效競爭相差甚遠。因此,在市場國際化條件下,優(yōu)化我國市場結構的基本戰(zhàn)略思路是:培育一批經(jīng)濟實力雄厚、具有國際水平的大型企業(yè),作為跨國經(jīng)營的主力,以充分發(fā)揮國際市場所提供的規(guī)模經(jīng)濟潛力;適當提高進入壁壘和市場集中度,降低國內企業(yè)間的競爭度,減少內部摩擦與交易費用,以協(xié)同競爭力,沖破國際市場上的多重進入壁壘,增強與國際寡頭壟斷企業(yè)的競爭能力。為此,需要研究以下兩個具體戰(zhàn)略問題:一是我國如何形成大型企業(yè);二是在特定產(chǎn)業(yè)如何確定國際化經(jīng)營的核心企業(yè),以協(xié)調產(chǎn)業(yè)內各企業(yè)間的關系。
(一)形成我國大型企業(yè)的主要戰(zhàn)略及其途徑。借鑒當代經(jīng)濟發(fā)達國家大型企業(yè)的成長經(jīng)驗,我國可采取水平一體化、垂直一體化和混合一體化戰(zhàn)略以形成大型企業(yè)。這三種一體化戰(zhàn)略不僅存在各自的經(jīng)濟性,而且具有層次性。作為大型企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,水平一體是垂直一體化的基礎。通常,企業(yè)規(guī)模的擴張是從水平一體化開始的,由于企業(yè)可利用原有技術和管理經(jīng)驗,在原來的業(yè)務范圍內擴大其規(guī)模,故成功的可能性較大,但企業(yè)通過水平一體化達到一定規(guī)模后,要進一步發(fā)展成為大型企業(yè),就需要進而實行垂直一體化。如美國,大型企業(yè)形成的歷史就是把大規(guī)模生產(chǎn)過程和大規(guī)模流通過程結合于單一企業(yè)中的歷史,到1917年,在資產(chǎn)額為2000萬美元以上的美國企業(yè)中,將近90%的企業(yè)是經(jīng)由垂直一體化而形成的。而在經(jīng)濟波動幅度和頻率日益增加的今天,企業(yè)要保持原有的市場地位并持續(xù)發(fā)展成為大型企業(yè),就要求企業(yè)努力分散經(jīng)營風險,穩(wěn)定企業(yè)收入流量,這就迫使企業(yè)采取混合一體化戰(zhàn)略。同時,當今跨國經(jīng)營的迅速發(fā)展,要求實行跨國產(chǎn)業(yè)經(jīng)營的大型企業(yè)作為物質載體,這也刺激企業(yè)采取混合一體化戰(zhàn)略,以最終形成經(jīng)濟實力雄厚的國際化大型企業(yè)。
一、關于管理會計邊界認識的回顧
管理會計的邊界即管理會計學科研究的范圍。管理會計的形成和發(fā)展時刻受到社會生產(chǎn)實踐及經(jīng)濟理論的雙重影響:一方面,社會生產(chǎn)實踐要求加強管理會計的職能;另一方面,經(jīng)濟理論的發(fā)展促使管理會計的職能得以實現(xiàn)。
管理會計起源于20世紀初,我國對管理會計研究起步較晚,系統(tǒng)的管理會計研究可追溯到1982年。大多數(shù)學者認為:管理會計思想、概念、方法是從20世紀80年代前后由西方國家引入的。目前,會計學對管理會計本質屬性的認識與研究,孫茂竹等人概括為兩大觀點:
(一)狹義的管理會計
唐·R·漢森(DonR·Hansen)、瑪麗安·M·莫文(MaryanneM.Mowen)認為,管理會計是為了滿足特定的管理目標,通過輸入數(shù)據(jù)并予以處理,產(chǎn)生輸出信息的一個信息系統(tǒng)。羅伯特(Robert)指出,管理會計是一種收集、分類、總結、分析和報告的信息系統(tǒng),它有助于管理者進行決策和控制。國際會計師聯(lián)合會(IFAC)對管理會計的表述為:“管理會計是指在一個組織內部,對管理當局用于規(guī)劃、評價和控制的信息進行確認、計量、積累、分析、編報、解釋和傳輸過程,以確保其資源的利用并對它們承擔經(jīng)管責任”。這類觀點認為,管理會計是會計學的一個分支,把管理會計從從屬于財務會計的地位提升到與財務會計并立的地位,并涵蓋了標準成本、預算控制、差異分析成本會計和內部控制等功能,對管理會計的職能和邊界有了一定的認識。具體的管理會計邊界如圖1所示。
(二)廣義的管理會計
美國全國會計師聯(lián)合會(NAA)下設的管理會計實務委員會對管理會計作了較全面的表述:“管理會計是向管理當局提供關于企業(yè)內部計劃、評價、控制以及確保企業(yè)資源的合理使用和經(jīng)營責任的履行所需要財務信息的確認、計量、歸集、分析、編報、解釋和傳遞的過程。管理會計還包括為諸如股東、債權人、規(guī)章定制機構及稅務當局等非管理集團編制財務報告”。唐云波(1999)在管理會計本質問題上提出的管理會計由決策會計和控制會計兩部分構成,前者是一個信息系統(tǒng),后者是一個信息系統(tǒng)和控制系統(tǒng)統(tǒng)一的觀點。吳正杰(2004)分析了管理會計應用研究的本意是站在為企業(yè)內部管理服務的戰(zhàn)略角度來研究會計信息的應用。管理會計的本質是戰(zhàn)略量化的過程和實現(xiàn)描述工具。余恕蓮、吳革(2005)認為,管理會計的本質即提升企業(yè)價值的價值管理信息系統(tǒng)。劉愛東(2006)指出,21世紀的管理會計主體從企業(yè)價值增值到企業(yè)核心能力培植的轉變,服務目標以公司管理層面為主的傳統(tǒng)理念向實現(xiàn)公司治理與公司管理多重目標的拓展和提升,進一步指出了管理會計發(fā)展的擴張趨勢。廣義的管理會計進一步把管理會計的邊界擴大到除審計以外的會計的各個組成部分,具體的管理會計邊界如圖2所示。
迄今為止,對管理會計理論的研究大多局限于企業(yè)內部,從管理會計研究的基本假設、管理會計研究的對象、管理會計的目標、管理會計的職能都可反映出這一問題,對管理會計研究范圍的界定也是如此。因此,對管理會計邊界進行重構有著十分重要的意義。
二、宏觀視角下管理會計的特點
傳統(tǒng)的管理會計邊界觀把企業(yè)看成一個獨立存在和發(fā)展的經(jīng)濟實體,認為管理會計的本質是提升企業(yè)價值,這在一定層面上有其合理性。企業(yè)的存在基礎是企業(yè)經(jīng)營獲得的經(jīng)濟利益,但是,企業(yè)是社會的企業(yè),社會是企業(yè)賴以生存的根本,企業(yè)的生存和發(fā)展離不開社會,離開社會的企業(yè)將不能生存,更談不上發(fā)展壯大,企業(yè)利益與社會利益是密不可分的。隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展,企業(yè)與企業(yè)之間、企業(yè)與社會之間的邊界變得模糊起來,它們之間是你中有我、我中有你的關系,企業(yè)之間顧此失彼的發(fā)展不利于其長期發(fā)展。以上狹義和廣義的管理會計觀都是一種狹隘的個體利益觀,這種觀點越來越成為制約企業(yè)發(fā)展的因素,企業(yè)和社會都呼喚著一種新的發(fā)展理念來指導和理順二者的關系。下文將探討宏觀視角的科學內涵,搭建新的管理會計理論邊界平臺。
筆者認為,宏觀視角就是從現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營背景出發(fā),立足于企業(yè)微觀主體和外部環(huán)境,從總體上和全局上去認識和把握管理會計的內涵。在宏觀視角下,管理會計從其服務對象、宏觀政策、前瞻策略、和諧發(fā)展等方面顯示其獨有的特點:
(一)社會性
宏觀視角下管理會計的服務對象不僅僅是企業(yè)這一微觀經(jīng)濟主體,而是更為廣泛地服務于其它微觀經(jīng)濟主體(企業(yè)員工、消費者等)以及國家、地區(qū)、關聯(lián)經(jīng)濟區(qū)域、不同行業(yè)、產(chǎn)業(yè)、部門等宏觀經(jīng)濟主體,著眼于宏觀經(jīng)濟運行中社會資源、技術資源、經(jīng)濟資源、環(huán)境自然資源的控制與節(jié)約和整個社會經(jīng)濟效益、社會效益的提高。
(二)政策性
宏觀視角下管理會計所提供的信息最終體現(xiàn)在宏觀經(jīng)濟政策、制度的確立與計劃方案設計的實施與監(jiān)控中,從而使宏觀經(jīng)濟運行系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)按照政策、制度、計劃方案來調整其目標和行為,與系統(tǒng)總目標協(xié)調一致。可見,宏觀視角下管理會計信息的傳遞與運用機制體現(xiàn)了政策性。
(三)戰(zhàn)略性
宏觀經(jīng)濟管理的本質是立足全局,服務整體。宏觀經(jīng)濟管理要從維護全局利益、使局部利益服從全局利益的觀點出發(fā),所以,宏觀視角下管理會計應立足于國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,把企業(yè)的短期利益與長遠期利益結合起來服務于國民經(jīng)濟的長遠利益。宏觀視角下管理會計的戰(zhàn)略性體現(xiàn)在其分析與評判、生成與報告信息的全局性和長遠性兩個方面。
(四)和諧性
和諧是事物存在的最高境界,是超越了矛盾局限性的對立統(tǒng)一的概念。宏觀視角下管理會計的和諧性是追求企業(yè)普遍的社會生存狀態(tài),努力營造企業(yè)之間的平等、公平、公正的社會發(fā)展環(huán)境,實現(xiàn)企業(yè)目標和社會效益,促使企業(yè)價值和社會價值的統(tǒng)一和最大化,這就是宏觀視角下管理會計的基本目標。
(五)靈活性
宏觀視角下管理會計的政策性和戰(zhàn)略性特征決定了其應有的靈活性。政策和戰(zhàn)略是對動態(tài)變化的環(huán)境作出的判斷和決策,靈活選擇與運用有效、可行的技術方法從而提供貨幣性與非貨幣性的、定量的與定性的、綜合的與分部的、反映追溯性的和前瞻展望性的多層次、全方位的決策信息。
因此,從宏觀角度來觀察和分析管理會計邊界,立足于企業(yè)的社會性,從企業(yè)內部因素和外部環(huán)境兩方面著眼,把握企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會經(jīng)濟效益,要求管理會計不但要實現(xiàn)對內職能,而且要實現(xiàn)社會職能。而企業(yè)的成本會計、公司理財完成了管理會計的對內管理職能,財務會計和審計則實現(xiàn)了其內部核算和控制職能以及外部監(jiān)督和引導職能。筆者認為,面對企業(yè)社會化的發(fā)展趨勢,應從有利于企業(yè)發(fā)展角度、有利于社會效益提升的角度,對管理會計邊界進行重構,整合各學科功能。
三、從宏觀視角對管理會計邊界的重構
在宏觀視角下,管理會計邊界的實質涵蓋了財務會計、成本會計、公司理財以及審計等學科的內容,四大學科產(chǎn)生和發(fā)展的原因及其根本目標是一致的,研究管理會計在企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營管理的過程時,不能將四者孤立地進行認識。鑒于上述狹義和廣義管理會計觀對管理會計邊界的認識,在此不再重復討論管理會計與財務會計、成本會計、公司理財?shù)年P系,只討論管理會計與審計的關系。
(一)管理會計與審計的關系
美國會計學會在頒布的“基本審計概念說明”的公告中,將審計定義為:“為確定關于經(jīng)濟行為及經(jīng)濟現(xiàn)象的結論和所制定的標準之間的一致程度,而對這種結論有關的證據(jù)進行客觀收集、評定,并將結果傳達給利害關系人的有系統(tǒng)的過程”。我國給審計下的定義為:審計是由獨立的專門機構或成員接受委托或根據(jù)授權,對國家行政、事業(yè)單位和企業(yè)單位及其他經(jīng)濟組織的會計報表和其他資料及其所反映的經(jīng)濟活動進行審查并發(fā)表意見。由此可見,審計是由專職機構和人員,依法對被審計單位的財政、財務收支及有關經(jīng)濟活動的真實性、合法性、有效性進行審查,評價經(jīng)濟責任,用以維護財經(jīng)法紀、改善經(jīng)營管理、提高經(jīng)濟效益、促進宏觀調控的獨立性的經(jīng)濟監(jiān)督管理活動。
審計與管理會計作為社會經(jīng)濟管理與監(jiān)督的基本工具,二者之間有著緊密聯(lián)系。
1.二者的起源密切相關。管理會計是經(jīng)濟社會發(fā)展到一定階段而產(chǎn)生的經(jīng)濟管理活動;審計起源于公元5年的古羅馬時代,是由于財產(chǎn)的所有權和管理權的分離,為適應財產(chǎn)所有者檢查監(jiān)督財產(chǎn)管理者經(jīng)濟責任履行情況的需要而產(chǎn)生的監(jiān)督活動。
2.兩者都必須借助于會計方法、會計技巧和會計資料。管理會計利用各種財務會計方法和會計資料去完成企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營管理活動;審計則運用會計方法和會計資料去復核和審查企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營管理活動。
3.兩者都涉及到被審計單位的內部管理制度。管理會計通過制定內部管理制度來保證企業(yè)日常工作的有效運行,保證各項資產(chǎn)的完整和安全,實現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營目標;而審計則是通過對企業(yè)內部管理制度的審查,評價企業(yè)內部控制制度是否完善。
4.兩者都對被審計企業(yè)的經(jīng)營管理活動進行監(jiān)督與管理。從管理會計的定義可知,管理會計依據(jù)企業(yè)內部控制制度和外部法律制度,以企業(yè)的一切生產(chǎn)經(jīng)營活動作為管理對象,包括財務信息和非財務信息,內部信息和外部信息,評價這些經(jīng)營活動是否符合企業(yè)經(jīng)營目標,試圖實現(xiàn)企業(yè)價值最大化;而審計工作也是依據(jù)有關法律、法規(guī)和企業(yè)內部管理制度,審查被審計企業(yè)的會計資料及其反映的經(jīng)濟活動。
(二)新視角下管理會計邊界的構架