時(shí)間:2023-03-16 15:25:21
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閱讀學(xué)、寫作學(xué)、辭章學(xué)、語言學(xué)等等語文知識(shí)也不是直接構(gòu)成語文能力的要素。它們雖有指導(dǎo)言語活動(dòng)、加速語文能力發(fā)展的作用,但這種作用是間接的、軟性的、有限的。懂得寫作理論,并不見得就會(huì)寫作,同樣,懂得語文知識(shí)并不等于就有了語文能力。語文知識(shí)只有經(jīng)過無數(shù)次言語活動(dòng),積淀成個(gè)體自動(dòng)的言語操作習(xí)慣的一部分,才成為語文能力的構(gòu)成要素。由于語言是自由靈活和富有創(chuàng)造性的,因此,把語文知識(shí)看成語文能力結(jié)構(gòu)的要素,從而使學(xué)生為學(xué)知識(shí)而學(xué)知識(shí),反而會(huì)阻礙語文能力的發(fā)展。
因此,中學(xué)生的語文能力不是透徹理解和系統(tǒng)掌握課文內(nèi)容和語文知識(shí)的能力,而是能正確理解和運(yùn)用祖國(guó)的語言文字,以滿足思維運(yùn)行與發(fā)展需要的聽說讀寫能力,它是由語言和對(duì)其正確熟練的操作行為構(gòu)成的。
語言是詞匯與語法構(gòu)成的系統(tǒng),這是對(duì)世界所有語言的最一般概括。但不同語言的詞匯和語法的特點(diǎn)及其生成語文能力的作用是不相同的。漢語口語的單音成義和書面語一字一詞或一字一語素而字形孑然獨(dú)立的方塊形體,使“漢語語法沒有形態(tài)學(xué)和造句法這樣兩個(gè)部分”,完全“依靠語義、事理邏輯、約定俗成”來編織言語,[1]因而漢語各級(jí)言語單位的調(diào)配組合極其自由靈活,或者說漢語是有語無“法”的。[2]因此,漢語“運(yùn)用能力的高低在很大程度上取決于語匯掌握的能力”[3],“對(duì)一個(gè)人來說,他所掌握的詞匯越豐富,他的認(rèn)識(shí)能力和駕馭語言的能力就越強(qiáng)”[4]??梢姡{大量而足夠的字詞語匯,對(duì)中學(xué)生語文能力的發(fā)展成熟具有十分重要的意義。
但是,要積累豐富的語匯量卻不是容易的。這是因?yàn)槌墒煺Z文能力所需的語匯量不僅是一個(gè)龐大的數(shù)字,而且必須主要采用讀寫大量的言語作品這種分散學(xué)習(xí)的辦法來掌握,而分散學(xué)習(xí)語詞因重復(fù)率少容易遺忘。漢語的語素又具有強(qiáng)孤離性,更增加了大量積累詞匯的難度。
然而長(zhǎng)期以來,在語文教育界存在著一種似是而非的觀念:3000常用字可以覆蓋現(xiàn)代一般讀物字匯量的99%,因而中學(xué)生已經(jīng)超越了以積累字詞語匯為主的時(shí)期。
誠然,小學(xué)語文教學(xué)是要求小學(xué)畢業(yè)生要能夠識(shí)到2500—3000常用字,但認(rèn)識(shí)3000字不等于就掌握了這些字組合的全部語詞。漢語幾乎每個(gè)常用字都是多義的。一個(gè)“打”字多達(dá)23個(gè)義項(xiàng),可同別的字組成161個(gè)復(fù)合詞。《現(xiàn)代漢語詞典》收雙音詞51419條,但構(gòu)成這些詞卻只用了1972個(gè)字。何況大多數(shù)小學(xué)畢業(yè)生是并沒有識(shí)到3000字的,更何況要在廣泛的讀寫中真正夠用,不識(shí)到五六千字恐怕是不行的。[5]因此,中學(xué)生非但沒有超越以積累字詞語匯為主的時(shí)期,相反,恰恰是需要大量積累字詞語匯的時(shí)期。
中學(xué)生成熟語文能力究竟要掌握多少語詞量,至今還沒有一個(gè)明確的統(tǒng)計(jì)數(shù)字。這是因?yàn)闈h語是以單音節(jié)語素定型或者說是“字本位”的語言,詞與非詞的界限不清楚,因而統(tǒng)計(jì)不可能準(zhǔn)確;而且由于漢字出奇的多義和高度自由靈活而具有罕見的強(qiáng)大構(gòu)詞能力,在識(shí)了3000多常用字以后,判定一個(gè)詞究竟是“熟字熟詞”還是“熟字生詞”,往往要依賴于一定的語境,因而即使有詞頻統(tǒng)計(jì)也無多大實(shí)用。這就是說,對(duì)語詞的掌握不僅是一個(gè)識(shí)記過程,而且更是一個(gè)組合過程。所以,衡量中學(xué)生語文能力的高低,一般不看語詞識(shí)記量的多少,而要看一定的言語行為的優(yōu)劣。
今天,聽說言語能力被越來越多的人認(rèn)為與讀寫能力同等重要。但是,同等重要的事情并不等于能同步發(fā)展。一般說來,母語能力的發(fā)展過程是:基礎(chǔ)聽說能力(生活對(duì)話能力)─基礎(chǔ)讀寫能力─高層次聽說讀寫能力(長(zhǎng)篇獨(dú)白語聽說和研讀、著述或創(chuàng)作能力)。就絕大多數(shù)人來說,基礎(chǔ)聽說能力是在學(xué)齡時(shí)就已成熟了的,而高層次聽說讀寫能力則要在中學(xué)畢業(yè)以后才能獲得充分的發(fā)展。中學(xué)生作長(zhǎng)篇發(fā)言時(shí)結(jié)結(jié)巴巴、語無倫次,如果不是要說的內(nèi)容超越了說者的思維能力,那就是因?yàn)榛A(chǔ)讀寫能力太差所致。古往今來能夠出口成章的人不為少見,但大都是憑借相當(dāng)?shù)臅嬲Z功底鍛煉出來的。因此,在基礎(chǔ)教育階段,學(xué)生需要和能夠發(fā)展成熟的主要是基礎(chǔ)讀寫能力。
言語能力必須在言語活動(dòng)中發(fā)展,不同環(huán)境條件的言語活動(dòng)必須借助不同形態(tài)的言語工具,從而必然要發(fā)展出不同的言語能力??谡Z是輪番單向傳遞的,書面語則可以同時(shí)多向傳遞。中小學(xué)是以課堂班級(jí)制為組織形式的學(xué)習(xí)場(chǎng)所,面向全體學(xué)生的教學(xué)要求決定了這個(gè)階段的言語訓(xùn)練必須主要采用能同時(shí)多向傳遞的書面語形式,從而主要發(fā)展學(xué)生的書面語能力。
一般說來,語匯量的積累同語文能力的發(fā)展提高是成正比的??谡Z是以聲傳情一發(fā)即逝的,書面語是以形達(dá)意歷久不變的。而視覺捕捉和儲(chǔ)存語匯的效率比聽覺高30%左右。語文教學(xué)以書面語訓(xùn)練為主將更利于語文能力的提高。
當(dāng)然,這樣說并不意味著要在教學(xué)中摒棄和杜絕口語活動(dòng)。復(fù)述、答問、討論、質(zhì)疑、聽記等等,這些早與書面語教學(xué)密切配合、行之有效的口語活動(dòng),仍會(huì)在語文課堂教學(xué)中永傳不衰;而第二課堂的朗誦會(huì)、故事會(huì)、演講會(huì)、辯論會(huì)、報(bào)告會(huì)等等,則更為少數(shù)有口語愛好和天賦的同學(xué)開辟了大顯身手、發(fā)展個(gè)性的廣闊天地。但這些口語活動(dòng)不應(yīng)該也不可能與書面語教學(xué)平分秋色,卻是無可爭(zhēng)辯的。
就社會(huì)需要和生活中實(shí)際使用的讀寫來說,寫作是比閱讀更高因而更難掌握的能力。首先,閱讀只是對(duì)語形的再認(rèn),它常常只需掃視字形的輪廊,而可以忽略其內(nèi)部細(xì)節(jié);而寫作則是對(duì)語形的再現(xiàn),一筆一畫都必須有清晰的內(nèi)存和一絲不茍的輸出。因而會(huì)認(rèn)的字不一定會(huì)寫,能寫一字則能認(rèn)多字。其次,閱讀只是由文到意的單向轉(zhuǎn)化,而且是由顯到隱、由多到少、由整到散、由精到粗的“為己”的轉(zhuǎn)化,不必考慮別人的需要與可能的反應(yīng);而寫作則是“物——意——文”的雙重轉(zhuǎn)化,它不僅有類似或等同于由文到意的轉(zhuǎn)化,而且還有由隱到顯、由少到多、由散到整、由粗到精的轉(zhuǎn)化,因而必須考慮讀者的需要和可能的反應(yīng)。第三,閱讀主要是對(duì)信息的篩選與索取,即抓住讀物的中心、要點(diǎn)和必要的細(xì)節(jié),而不必經(jīng)常顧及讀物的作法和技巧;而寫作則是對(duì)信息的輸送與裝載,因而每次都必須根據(jù)目的、內(nèi)容、對(duì)象和場(chǎng)合的不同而采用不同的手段和技巧。第四,閱讀只是腦力而非手力的操作,而寫作則是腦力與手力并用的操作。可見,寫作是比閱讀更細(xì)致、更復(fù)雜、更富于自主性和創(chuàng)造性的能力,因而完全可以說,會(huì)讀卻不一定會(huì)寫,會(huì)寫則讀一般不成問題。由此不難明白,為什么在生活中人們總喜歡用寫作的好壞來衡量一個(gè)人語文能力的高低。因此,在中學(xué)生語文能力發(fā)展的鏈條中,基礎(chǔ)寫作能力的發(fā)展是關(guān)鍵的難點(diǎn)環(huán)節(jié)。
由此看來,豐富的語匯積累和正確熟練地運(yùn)用語匯的書面操作行為,是中學(xué)生語文能力結(jié)構(gòu)的內(nèi)外兩個(gè)層面。
語匯的迅速積累需要經(jīng)過大量而廣泛的閱讀——速讀和熟讀。熟讀主要適合于從文言文中學(xué)習(xí)語言。因?yàn)槲难晕男形暮?jiǎn)省精練、語詞密集,熟讀背誦淺易的文言文,對(duì)中學(xué)生來說,是又一次集中積累語匯的機(jī)會(huì)。而從白話文中學(xué)習(xí)語言,中學(xué)生已經(jīng)進(jìn)入了分散積累語匯的階段,這時(shí)只有大量而廣泛的速讀,才能克服閱讀量大而新詞新語復(fù)現(xiàn)時(shí)距長(zhǎng)的缺陷。但速讀的過程和結(jié)果如果不付諸書面表達(dá),筆畫繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的漢字和孤離性強(qiáng)的語詞就只是一晃即逝的過眼云煙,而對(duì)信息的篩選也常常只是混朦、粗疏、零碎而飄忽的內(nèi)隱過程。所以,速讀需要用寫作來加強(qiáng)對(duì)字詞語匯的強(qiáng)化與加速篩選行為的發(fā)展。而寫作訓(xùn)練必須有寫作材料和寫作動(dòng)力的不斷支持才能得以頻繁地進(jìn)行。那么,以課文為寫作材料,以寫作要求為讀寫動(dòng)力,讓學(xué)生經(jīng)常寫課文提要、閱讀體會(huì)、單元分析、讀書報(bào)告以及縮寫、擴(kuò)寫、改寫、組寫、譯寫等等,就不僅能迅速而牢固地?cái)U(kuò)充語詞積累和解決學(xué)生常常無話可寫或言之無物的寫作難題,從而迅速提高寫作能力;而且能多快好省地培養(yǎng)學(xué)生快速篩選信息的閱讀能力。這樣,閱讀教學(xué)和寫作教學(xué)就不再是各自獨(dú)立的封閉領(lǐng)域,而是密切配合、相互促進(jìn)、節(jié)節(jié)升高的“伴侶”??梢?,用寫作帶動(dòng)速讀,不僅是培養(yǎng)學(xué)生寫作能力的需要,也是培養(yǎng)其閱讀能力的需要。因此,在白話文教學(xué)中采用以寫作帶動(dòng)速讀的方法,能夠使學(xué)生讀得更加主動(dòng)活潑積極有效,從而收到一舉而讀寫兩得之功。不僅如此,用寫作帶動(dòng)速讀還有利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獵取知識(shí)的興趣和獨(dú)立分析問題、解決問題的自學(xué)能力以及認(rèn)真細(xì)致的治學(xué)態(tài)度,有利于使學(xué)生養(yǎng)成“不動(dòng)筆墨不讀書”的良好習(xí)慣。
其實(shí),早在20年代初,先生就提出要以能作文為中學(xué)語文教學(xué)的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。他認(rèn)為,“手到是心到的法門”,寫作“是吸收的利器”?!拔者M(jìn)來的智識(shí)思想,無論是看書來的,或是聽講來的,都只是模糊零碎,都算不得我們自己的東西。自己必須做一番手腳,或做提要,或做說明,或做討論,自己重新組織過,申敘過,用自己的語言記敘過——那種智識(shí)思想方可算是你自己的了”。否則,一切感想,一切書籍的泛覽,一切聰敏的心得,都象天上浮云江中流水,轉(zhuǎn)眼就消逝了。[6]
恐怕可以說,以寫作帶動(dòng)速讀,或者說以寫作為中心科學(xué)地組織語文教學(xué),是多快好省地培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生語文能力的必由之路。因?yàn)槔碚摵蛯?shí)踐都證明,不管什么事情,都會(huì)有而且只能有一個(gè)中心,只要也只有致力于抓住和解決這個(gè)中心問題,其他環(huán)節(jié)的問題才能迎刃而解。
然而,1978年有人對(duì)以寫作為中心科學(xué)地安排語文教學(xué)的主張,卻加以徹底否定。其理由是語文教學(xué)目的任務(wù)的“多中心”論。這一“多中心”論是根據(jù)語文學(xué)科雜多的性質(zhì)得出來的。這種把“學(xué)科性質(zhì)決定教學(xué)目的”機(jī)械地套用于語文學(xué)科的做法,加上根據(jù)“閱讀和寫作是兩種相對(duì)獨(dú)立的行為”的認(rèn)識(shí),輕率地認(rèn)定閱讀能力和寫作能力必須各自單獨(dú)培養(yǎng),使得閱讀教學(xué)等同于“教學(xué)生懂得課文的教學(xué)”。再加上“標(biāo)準(zhǔn)化”的盲目推廣,于是便產(chǎn)生并發(fā)展出這么一個(gè)公式貫徹于語文教學(xué)的大部分教時(shí):語文教學(xué)=語文學(xué)科教學(xué)=教學(xué)生懂得課文的教學(xué)=學(xué)生聽教師講課文=把課文拆爛成無數(shù)字、詞、句、段的孤立繁瑣卻又只是在字母中挑挑選選的練習(xí)。因此,傳統(tǒng)語文教學(xué)的精華——多讀多寫、讀寫結(jié)合卻被棄如敝屣,寫作不但沒有成為語文教學(xué)的龍頭,反而成了學(xué)究式、猜謎式或文字游戲式的所謂“閱讀教學(xué)”的附庸。結(jié)果大多數(shù)學(xué)生雖會(huì)做一些孤立繁瑣的語文習(xí)題(有的甚至能拿高分),卻詞匯貧乏,不會(huì)寫作和真正的閱讀。許多初三的學(xué)生甚至連抄書也錯(cuò)漏迭出。盡管國(guó)家教委多次發(fā)文強(qiáng)調(diào)中小學(xué)要加強(qiáng)寫字教學(xué),但中學(xué)畢業(yè)生能把祖國(guó)的文字寫得工整清秀的卻為數(shù)寥寥。不僅如此,這種多中心的教學(xué)目的還使語文教學(xué)思想出現(xiàn)了空前的盲目和混亂:學(xué)生讀寫能力不過關(guān),便認(rèn)為是沒有把聽說與讀寫并重;教師講課文時(shí)喋喋言作法、言技巧,便認(rèn)為是沒有轉(zhuǎn)變重寫輕讀的觀念,于是便指責(zé)那個(gè)事實(shí)上從未出現(xiàn)過或?qū)嶒?yàn)過的“把閱讀當(dāng)作寫作附庸”的做法;課堂教學(xué)效率低下,便認(rèn)為應(yīng)該到課外去找出路,并美其名曰“大語文教育”;學(xué)生語文素質(zhì)低下,便認(rèn)為是“沒有跳出應(yīng)試教育的怪圈”,似乎只有放棄對(duì)考試成績(jī)的追求甚至取消語文考試,學(xué)生的語文素質(zhì)才會(huì)提高……如此等等,不一而足。今天,當(dāng)多中心即無中心的語文教學(xué)用幾十年的時(shí)間把十八般武藝都用盡了而前進(jìn)的路子卻越走越窄的時(shí)候,是否應(yīng)該以實(shí)事求是的眼光和博大無比的胸懷對(duì)“寫作中心”說投以回眸一笑呢?
據(jù)上所述,筆者認(rèn)為,語文教學(xué)應(yīng)編寫兩套教材。一套為寫讀課本,以思想內(nèi)容為單元選編中外古今適合中學(xué)生閱讀的文質(zhì)兼美的白話文,不考課本,以使其具有足夠的使用彈性,每?jī)?cè)起碼在50萬字以上。教學(xué)時(shí)以寫作帶動(dòng)速讀,考試時(shí)考適合學(xué)生思維能力的寫讀題。另一套為誦讀課本,選編短小、精美、淺易的古典詩文,每?jī)?cè)在2萬字以內(nèi),當(dāng)然也要允許有一定的使用彈性。教學(xué)時(shí)要求學(xué)生每篇都能譯寫和熟讀背誦,考試時(shí)背誦、默寫題出自課本,理解、分析題則出自課外。
注:
[1][3]張志公:《漢語辭章學(xué)》,《語文學(xué)習(xí)》1993年第3期。
參閱申小龍:《語文的闡釋》,第412、462頁。
所謂戲劇式結(jié)構(gòu),就是運(yùn)用電影“重要的特殊條件”即電影特有的表現(xiàn)手段來組織和安排戲劇沖突的劇作結(jié)構(gòu)樣式。那么,它到底有哪些基本特征呢?
(1)情節(jié)因素的完整性。戲劇式結(jié)構(gòu)的劇作,一般都以戲劇沖突推動(dòng)情節(jié)的發(fā)展,造成一種環(huán)環(huán)相扣、步步進(jìn)逼的態(tài)勢(shì),迫使沖突尖銳化。它不但要求整部劇作有一條包括開端、發(fā)展、、結(jié)局的結(jié)構(gòu)要素在內(nèi)的情節(jié)線,而且要求每一段(場(chǎng))戲中也盡量做到有其開端、發(fā)展、、結(jié)局,造成一個(gè)個(gè)“小型的霹靂”(席勒語),以促使全劇大的到來。如影片《祝?!分饕沙鎏?、被賣、重返魯家、捐門檻到砍門檻等情節(jié)段落構(gòu)成。就整體而言,出逃為其開端;被賣、重返魯家,直到捐門檻為其發(fā)展;砍門檻為其,最后的死亡為其結(jié)局。戲劇式結(jié)構(gòu)的情節(jié)就是如此既緊張激烈又曲折有致地向推進(jìn)。因此,其情節(jié)必然如戲劇那樣具有其完整性。
(2)段落布局的嚴(yán)整性。戲劇式結(jié)構(gòu)既然講究對(duì)情節(jié)進(jìn)行緊張而曲折的安排和處理,它就要求按照因果關(guān)系,把段落與段落之間,層層遞進(jìn)地、合乎邏輯地連結(jié)起來,使之構(gòu)成一個(gè)相互依存的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼w,“任何部分一經(jīng)挪動(dòng)或刪削,就會(huì)使整體松勁脫節(jié)”(亞里士多德語)如美國(guó)影片《魂斷藍(lán)橋》;要不是瑪拉與羅依之間存在著“等級(jí)差距”,他們就用不著來回折騰求得批準(zhǔn),以致耽擱了教堂規(guī)定舉行婚禮儀式的時(shí)間;要不是芭蕾舞團(tuán)那位老太太不近情理,瑪拉就不會(huì)失業(yè);要不是瑪拉失業(yè)和羅依的死訊,瑪拉也就不會(huì)于絕望中淪落為;也就不會(huì)加深她與羅依之間的“等級(jí)差距”,也就不會(huì)導(dǎo)致她向羅依母親吐露真情的。前一個(gè)段落是后一個(gè)段落的“果”,一環(huán)扣一環(huán),使得段落布局異常嚴(yán)謹(jǐn)周密。
(3)敘述進(jìn)程的順時(shí)性。戲劇式結(jié)構(gòu)的劇作,為了造成情節(jié)步步進(jìn)逼,達(dá)到吸引觀眾的效果,必然要求嚴(yán)格按照時(shí)空順序,組織和安排故事情節(jié)。即使在十分需要的情況下運(yùn)用倒敘、插敘,甚至閃回的手法,也只能是對(duì)主要情節(jié)作必要的補(bǔ)充,絕不允許從根本上錯(cuò)亂情節(jié)發(fā)展的時(shí)空順序。
在電影發(fā)展史上,戲劇式結(jié)構(gòu)的作品占有非常重要的地位,直到今天的電影生產(chǎn)中,仍然占很重的比例,仍然受到廣大觀眾的歡迎。它的優(yōu)點(diǎn)和長(zhǎng)處是不容忽視和低估的,這著重體現(xiàn)在:情節(jié)沖突是緊張而激越,人物性格鮮明而集中,情節(jié)表達(dá)單純而強(qiáng)烈,符合通俗化大眾化藝術(shù)的特點(diǎn),適合廣大觀眾的審美心理、審美趣味和審美習(xí)慣的要求。其短處在于:矛盾沖突線索單純集中,結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)封閉,主題比較單薄,內(nèi)涵不夠豐滿,難于反映復(fù)雜而豐富的社會(huì)生活,容易露出人工斧鑿的痕跡。隨著現(xiàn)代電影觀念的變化,戲劇式結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)展,諸如戲劇沖突日趨生活化,封閉的敘事方式逐漸被突破,運(yùn)用技巧注意隱而不露等等。
(二)散文式結(jié)構(gòu)
顧名思義,它的特征與散文結(jié)構(gòu)的特征密切相關(guān)。散文最突出的特征是“形散神聚”,具體表現(xiàn)有二:第一,散文選材廣泛,表現(xiàn)自由。大至宇宙萬象,小至一草一木,乃至人生的一段經(jīng)歷,一星冥想,都可以化為散文的筆墨。作者猶如騎著思想的野馬,“思接千載,視通萬里”,不拘格套,揮灑成章。第二,散文既不象小說那樣通過故事情節(jié)塑造人物,也不象戲劇那樣講究矛盾沖突,它寫事寫人只需擷取看似零散的幾個(gè)側(cè)面,于小中見大,平中見奇,散中見整,使之“形散而神聚”,正是散文的這種特征,影響并規(guī)定了散文式結(jié)構(gòu)的特征。
(1)情節(jié)的散淡性。散文式結(jié)構(gòu)不象戲劇式結(jié)構(gòu)那樣把生活中的矛盾集中強(qiáng)化,也不把所有的人物圍繞在一個(gè)中心事件的周圍。前蘇聯(lián)著名導(dǎo)演羅姆說:散文式電影“不局限于一個(gè)主要的抵觸,主要的沖突”,“而是把同等重要意義的許多現(xiàn)實(shí)與問題綜合成一個(gè)總體去表現(xiàn)生活的復(fù)雜性,戲劇性不是濃縮在一起,而是被引入河道,分散成許多小溪和溝渠。影片《城南舊事》中三個(gè)故事是并列的,影片《市長(zhǎng)》中十個(gè)故事也是并列的,它們都被“分散”成了條條“小溪和溝渠”,因而不可能形成“一個(gè)主要的抵觸”和“主導(dǎo)的沖突”。當(dāng)然,這類影片并非沒有情節(jié),它也需要一定的情節(jié),不過,它所依賴的主要不是情節(jié),而是情緒。它賴以塑造形象、體現(xiàn)主題、吸引觀眾的手段,不是情節(jié)的生動(dòng),而是情緒的積累,它不需要戲劇式那套結(jié)構(gòu)樣式,需要的是有助于情緒積累的結(jié)構(gòu)樣式,即場(chǎng)面的疊加。這樣一來,線形的情節(jié)結(jié)構(gòu)自然讓位給了塊狀的場(chǎng)面結(jié)構(gòu)。“沖突是悄悄地深藏不露地進(jìn)行”(薩赫諾夫斯基語),戲劇式結(jié)構(gòu)那種和結(jié)構(gòu)局面也就成為多余的了。因此,這類影片的結(jié)構(gòu),總是著眼于細(xì)節(jié)刻劃,以平穩(wěn)均衡的畫面,從從容容地去展示散點(diǎn)的日常生活事件。當(dāng)然,這類影片也有,不過,它不是情節(jié)發(fā)展的,而是情緒積累所造成的,如《城南舊事》結(jié)尾處,在《送別》歌(影片中第七次出現(xiàn))的變奏中,由小英子的大近景化成香山火紅的楓葉,一組快速運(yùn)動(dòng)的紅葉特寫疊化鏡頭,就構(gòu)成了影片的情緒,直到大片的紅葉遮住了小英子遠(yuǎn)去的馬車。影片到此雖然結(jié)束了。但是觀眾的心仍被那離情別緒激動(dòng)得不能自己。這就是美的意境所產(chǎn)生的特殊的藝術(shù)魅力。
(2)段落布局的松散性。如前所述,戲劇式結(jié)構(gòu)非常講究段落之間嚴(yán)密的因果關(guān)系,其中的一部分行動(dòng)必然是另一部分行動(dòng)的因或果,要求形成尖銳而激越、集中而凝練的戲劇沖突。散文式結(jié)構(gòu)則沒有這種要求,它寫人寫事只需要抓住最能傳神達(dá)意的幾個(gè)側(cè)面加以勾勒,在結(jié)構(gòu)上不講究段落之間的必然聯(lián)系,只要求安排合理,過渡自然,能讓劇情連續(xù)下去即可。有的影片僅以劇中人主觀視點(diǎn)來穿針引線,如《城南舊事》;有的影片則似生活的原湯原汁,呈現(xiàn)出一種散點(diǎn)式的結(jié)構(gòu),如《似水流年》;有的影片甚至完全看不出有什么首尾貫穿的事件,如《市長(zhǎng)》。這是散文式結(jié)構(gòu)“貴散”的一面。但是它又有“忌散”的一面,如《市長(zhǎng)》十個(gè)故事間雖無外部的聯(lián)系物,卻有著作者以其對(duì)陳老總深沉而熾熱的愛作為內(nèi)聚力,把這十個(gè)并不連貫的故事聯(lián)成為一個(gè)藝術(shù)整體,從而產(chǎn)生叩人心弦的藝術(shù)效果?!端扑髂辍?、《城南舊事》則是在“淡淡的哀愁,沉沉的鄉(xiāng)思”意境追求中所體現(xiàn)出的民族感情把各種生活事件串連起來,使這兩部影片都獲得了不同凡響的藝術(shù)效果。
(3)敘述的順時(shí)性。這一點(diǎn)似乎和戲劇式結(jié)構(gòu)相似,不過,戲劇式結(jié)構(gòu)運(yùn)用順時(shí)性敘述,完全是為了有利于戲劇沖突的連貫性,便于情節(jié)步步逼進(jìn),造成對(duì)觀眾的吸引力;散文式結(jié)構(gòu)采用順時(shí)性敘述則是為了強(qiáng)調(diào)紀(jì)實(shí)性,讓觀眾看到現(xiàn)實(shí)生活的自然流程,有利于加強(qiáng)生活的實(shí)感。影片《市長(zhǎng)》中未用過閃回鏡頭?!冻悄吓f事》盡管有好幾處寫秀貞回憶她的情人思康,但主要是依靠秀貞講述。
與戲劇式結(jié)構(gòu)比,散文式結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)處在于:第一,具有表現(xiàn)生活真實(shí)性的最大可能性。這種結(jié)構(gòu)的影片不以戲劇沖突為劇作基礎(chǔ),不按照戲劇沖突律來組織情節(jié),設(shè)置懸念,制造。相反,它主張用情節(jié)淡化來取代人為的強(qiáng)化;主張用開放式來取代有頭有尾、頭尾呼應(yīng)的封閉式;主張多側(cè)面、多層次、多場(chǎng)景、多穿插、多聲部的敘述表現(xiàn)法來取代程式化的情節(jié)發(fā)展過程。正因?yàn)槿绱耍梢猿浞掷秒娪皶r(shí)空轉(zhuǎn)換的自由,著力于生活細(xì)節(jié)描寫,按照生活的自然流程表現(xiàn)生活,使它具有別類結(jié)構(gòu)影片不可取代的真實(shí)性和藝術(shù)說服力。第二,具有調(diào)動(dòng)想象力的最大可能性。這種結(jié)構(gòu)的影片取材不受限制,表現(xiàn)不拘格套,在貌似松散的結(jié)構(gòu)中寓有強(qiáng)烈而真摯的情感,在質(zhì)樸淡雅的神韻中蘊(yùn)含著雋永的意境。觀眾欣賞這種情節(jié)淡、節(jié)奏慢、意境深、情感濃的影片,可以化被動(dòng)為主動(dòng),最大限度地調(diào)動(dòng)其想象力,使之在有限的畫面中,生發(fā)出豐富的聯(lián)想、想象,甚至幻想,去領(lǐng)略其中無限的意蘊(yùn),從而獲得最大限度的美感享受。
(三)小說式結(jié)構(gòu)
勞遜說:“電影完全不象戲劇;相反,它很象小說?!彪娪昂托≌f有極其相同的特點(diǎn):在時(shí)空轉(zhuǎn)換上,它們都享有極大的自由。凡小說家的筆力所能涉及到的時(shí)空,電影鏡頭幾乎都能拍攝到,這就使得電影和小說的關(guān)系極其親近。盡管在人物內(nèi)心世界的刻劃方面,對(duì)電影來說,在默片時(shí)期幾乎是個(gè)“”,但隨著有聲電影的誕生,尤其是在“意識(shí)銀幕化”的開拓創(chuàng)新上,電影借助蒙太奇技巧的發(fā)展,“”終被突破,電影幾乎和小說同樣享有了內(nèi)心刻劃的功能,為小說式電影開辟了更為廣闊的前景。同時(shí),由于小說本來就兼有戲劇的情節(jié)因素和散文的敘述因素,小說式結(jié)構(gòu)幾乎兼有了戲劇式和散文式的某些優(yōu)勢(shì),因此,有人說小說式是介于戲劇式和散文式之間的結(jié)構(gòu)樣式,小說式結(jié)構(gòu)的特征是:
(1)從情節(jié)結(jié)構(gòu)來看,它近似戲劇式,也需要有一個(gè)完整的情節(jié)。但是它對(duì)情節(jié)的要求同戲劇式又很不相同。戲劇式注重情節(jié),主要在于通過情節(jié)塑造形象,體現(xiàn)主題和吸引觀眾。因此,它要求組織高度集中和完整的情節(jié)結(jié)構(gòu),要求在劇作中前邊出現(xiàn)的人、事、物,后邊一定要有所照應(yīng)和交代,否則,就破壞了情節(jié)結(jié)構(gòu)的集中性和完整性,就是多余的“閑筆”。小說式影片要求劇作家把重點(diǎn)放在刻劃人物性格上,情節(jié)要為塑造人物性格服務(wù),不必脫離人物性格的塑造去追求情節(jié)結(jié)構(gòu)的所謂完整性。因此,小說式結(jié)構(gòu)在表現(xiàn)生活場(chǎng)景方面,除了主要生活場(chǎng)景之外,還需要表現(xiàn)眾多的次要的生活場(chǎng)景和插曲;在表現(xiàn)矛盾沖突方面,除了主要矛盾沖突之外,還需要表現(xiàn)眾多的次要矛盾沖突,讓人物去面對(duì)生活中可能遇到的各種矛盾和情境,以便更細(xì)致深刻地展示出人物的內(nèi)心世界,塑造出如同生活一樣豐富和復(fù)雜的人物形象。正因?yàn)槿绱?,戲劇式結(jié)構(gòu)所認(rèn)為的“閑筆”,只要能服務(wù)于人物性格的塑造,達(dá)到豐富作品內(nèi)涵的目的,在小說式結(jié)構(gòu)中不但是允許的,而且是完全必要的。
(2)從場(chǎng)面結(jié)構(gòu)來看,它近似散文式,也需要有場(chǎng)面的積累。但是它對(duì)場(chǎng)面積累的要求同散文式又很不相同。散文式的場(chǎng)面積累,不在于交代情節(jié),也不在于刻劃人物性格,而在于創(chuàng)造意境以渲染一種“典型的情緒”。
復(fù)合式斷屑槽型是由一些基本和簡(jiǎn)單斷屑槽型及其變形復(fù)合而成的,且常常綜合了這些簡(jiǎn)單槽型的優(yōu)點(diǎn)。與簡(jiǎn)單槽型相比,復(fù)合式斷屑槽結(jié)構(gòu)具有斷屑性能好、適用范圍廣等特點(diǎn)。所以,在斷屑槽斷屑領(lǐng)域它獲得了越來越廣的應(yīng)用。以下是幾種典型的復(fù)合式槽型結(jié)構(gòu)。
雙槽結(jié)構(gòu)
雙槽是一種典型的復(fù)合式結(jié)構(gòu),下面試驗(yàn)將要用到的CNMM120408型刀片就是采用雙槽結(jié)構(gòu),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(jī)械加工中,精加工時(shí),較小的進(jìn)給量f和切削深度ap要求較小的槽寬,而粗加工大進(jìn)給量大切深時(shí),要求較大的槽寬。為了能同時(shí)較好地適用于精加工和粗加工(或半精加工)的進(jìn)給量和切削深度的變化,于是出現(xiàn)了雙級(jí)槽(簡(jiǎn)稱雙槽),雙級(jí)槽的第一級(jí)槽在精加工時(shí)起作用,二級(jí)槽在粗加工時(shí)起作用。至于雙槽能否達(dá)到這樣的效果,我們將在下面通過具體試驗(yàn)來對(duì)此進(jìn)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(fù)合式結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)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(fù)合而成。在大切深、大進(jìn)給量時(shí),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(shí),由于刀尖部分槽寬較窄,從而又保證了小切深、小進(jìn)給量時(shí)的斷屑性能。
3.波浪形槽背結(jié)構(gòu)
采用波浪形槽背結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)的CCMT120404刀片槽型。其典型形狀如圖3。波浪形槽背復(fù)合結(jié)構(gòu)可以看作是一寬槽和窄槽復(fù)合而成,它在小進(jìn)給量時(shí)能夠保證斷屑效果,而在大進(jìn)給量時(shí)又可減小阻力。如果這種結(jié)構(gòu)再復(fù)合上減摩槽的話,將使刀片在斷屑性能方面獲得進(jìn)一步的提高,而且阻力也會(huì)進(jìn)一步減小。
以上是幾種比較典型而且實(shí)用效果較好的復(fù)合式結(jié)構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用中還有許多其他的復(fù)合結(jié)構(gòu),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(yàn)研究
在諸多復(fù)合式斷屑槽型中,雙槽結(jié)構(gòu)是比較簡(jiǎn)單和常用的,對(duì)其斷屑性能和機(jī)理的研究有利于加深我們對(duì)其他更復(fù)雜的復(fù)合式斷屑槽的認(rèn)識(shí),也有利于新型復(fù)合式槽型的開發(fā)和應(yīng)用。下面我們將通過切削性能試驗(yàn)比較雙槽和單槽的切削性能來了解雙槽的優(yōu)點(diǎn)及斷屑機(jī)理。
試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)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(jí)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(jìn)給量下,收集切屑和測(cè)量切削力,然后對(duì)雙、單槽刀片的主切削力、切屑形狀、斷屑性能及范圍進(jìn)行比較,以獲取信息。
試驗(yàn)所用車床型號(hào)為CM6140;切削速度固定為100m/min;工件材料為45鋼。
2.試驗(yàn)結(jié)果及比較
主切削力FZ
主切削力FZ的測(cè)量結(jié)果如表1:
表1雙、單槽刀片主切削力FZ試驗(yàn)結(jié)果切深ap槽形進(jìn)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(yàn)數(shù)據(jù)均表明(如圖3):在切深ap和進(jìn)給量f相同時(shí),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(jìn)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(jìn)給量減小。
3試驗(yàn)結(jié)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(shí),這是切削加工中的一個(gè)有趣現(xiàn)象,也即:在一定條件和范圍內(nèi),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(yàn)所證實(shí)了的,雖然其機(jī)理還不太清楚。
在本試驗(yàn)中,由于試驗(yàn)用單槽刀片是將所用雙槽刀片磨去一級(jí)槽槽背所得,槽形較雙槽刀片一級(jí)槽和二級(jí)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(jié)論可以得出:在一定范圍內(nèi),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(yàn)的結(jié)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(jié)果。如前所述:精加工時(shí),進(jìn)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(shí),由于進(jìn)給量和切削深度均較大,則要求加大槽寬。為了能同時(shí)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(fù)合式槽形,它是由一級(jí)槽和二級(jí)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(jí)槽的優(yōu)點(diǎn)。從試驗(yàn)結(jié)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)。
一、前言
隨著城市建設(shè)的發(fā)展與建筑技術(shù)的進(jìn)步,大跨度超高層建筑已經(jīng)成為建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要方向之一。而由混凝土包裹鋼骨做成的鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)(SRC),充分發(fā)揮了鋼與混凝土兩種材料的特點(diǎn),與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,具有剛度大,延性好,節(jié)省鋼材的優(yōu)點(diǎn)。因此,鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)有著廣闊的應(yīng)用前景。
鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用在國(guó)外開始較早,我國(guó)因國(guó)情的限制,起步較晚,工程應(yīng)用就更少,直到1997年11月才由冶金工業(yè)部正式了有關(guān)規(guī)程,并于1998年5月1日起施行。
深圳世貿(mào)中心大廈在關(guān)鍵部位應(yīng)用了鋼骨混凝土結(jié)構(gòu),解決了用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不能解決的難題,收到了良好的效果。
二、工程概況
深圳世貿(mào)中心大廈于1996年設(shè)計(jì),是一幢集金融、貿(mào)易、商業(yè)、辦公于一體的綜合性超高層建筑,總建筑面積12萬平米。主樓地上52層,地下3層,標(biāo)準(zhǔn)層層高4m,總高230m,采用鋼骨混凝土框架-筒體結(jié)構(gòu)。裙房5層,層高5m,總高25m,采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。主樓與裙房之間未設(shè)變形縫,施工時(shí)留有施工后澆帶。基礎(chǔ)采用大直徑人工挖孔樁基礎(chǔ)最大直徑2.9m。
根據(jù)建筑功能及使用要求,裙房首層及二層由大廳組成,為大空間;三層為銀行辦公室,中間部分設(shè)一圓形天井;四層設(shè)有外匯交易大廳;五層為大會(huì)議室;
三、結(jié)構(gòu)布置
為了滿足建筑功能及使用要求,需要選擇一個(gè)受力合理、安全可靠、施工方便的結(jié)構(gòu)方案。由于裙房首層及二層共有6根柱子不能落下,形成了長(zhǎng)達(dá)25.8m跨的大空間,結(jié)構(gòu)平面采用了井字梁的結(jié)構(gòu)形式。但關(guān)鍵問題是25.8m跨框架大梁采用何種結(jié)構(gòu)型式,并且建筑要求三層框架梁截面高度不超過1m。
方案1:采用普通鋼筋混凝土大梁,這種方案梁斷面較大,框架梁截面高度需2m以上,不滿足建筑功能及使用要求,此方案不可行。
方案2:采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土大梁,這種無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁本身截面及用鋼量均不太大即可滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,但由于三層梁高1m的限制,梁高跨比達(dá)到1/25,此方案也不宜采用。
方案3:采用鋼骨混凝土大梁,利用大梁中部抗拉柱,按變形協(xié)調(diào)計(jì)算。梁截面比普通鋼筋混凝土減小很多,平面和空間利用率都相應(yīng)提高,又采用由四、五層大梁吊三層梁的懸掛形式,三層框架梁高度為1m,可以滿足建筑使用要求。該方案克服了上述二個(gè)方案的不足之處,且施工方便,合理可行。經(jīng)方案比較,優(yōu)點(diǎn)較突出,雖然增加了用鋼量,但因梁截面減小,增加了空間使用面積,抗震能力也大大提高。因此,本工程裙房25.8m大梁采用鋼骨混凝土方案。為了保證大梁與柱的固結(jié),與之相接的柱也采用了鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)形式。
四、鋼骨混凝土梁的計(jì)算
結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院軟件TBSA4.2計(jì)算,再采用軟件PK對(duì)框架梁進(jìn)行復(fù)核。由于本工程在設(shè)計(jì)時(shí),國(guó)內(nèi)尚未正式出版有關(guān)SRC組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)程,針對(duì)鋼骨混凝土梁的計(jì)算,當(dāng)時(shí)有二種計(jì)算模型,一種是強(qiáng)度疊加模型,另一種為變形協(xié)調(diào)模型。下面結(jié)合世貿(mào)大廈裙房25.8m大梁,分別用兩種模型進(jìn)行計(jì)算。
⒈強(qiáng)度疊加模型
假定SRC構(gòu)件的承載力是鋼骨部分與鋼筋混凝土部分的承載力之和,鋼骨與鋼筋混凝土部分的變形彼此獨(dú)立。這種方法具有計(jì)算簡(jiǎn)單,應(yīng)用靈活的特點(diǎn),其設(shè)計(jì)是偏于安全的。日本的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)就采用了此模型,SRC計(jì)算方法也是基于這種模型?,F(xiàn)SRC梁進(jìn)行計(jì)算,公式如下:
鋼骨混凝土梁受彎承載力:M≤Mc+Ms(1)
式中Mc---鋼筋混凝土部分受彎承載力,按設(shè)計(jì)
Ms---鋼骨部分的受彎承載力,Ms=γWnf(2)
γ---截面塑性發(fā)展系數(shù),Mn---截面凈截面抵抗矩,f---型鋼材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值
鋼骨混凝土梁受剪承載力:V≤Vc+Vs(3)
式中Vc---鋼筋混凝土部分受剪承載力,按設(shè)計(jì)
Vs---鋼骨部分的受剪承載力,Vs=2/3Aswfv(4)
Asw---鋼骨腹板部分凈截面積,fv---鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值
鋼骨混凝土梁的剛度:B=0.65EcIc+EsIs(5)
式中EcIc---鋼筋混凝土的剛度,EsIs---鋼骨的剛度
由于該模型公式簡(jiǎn)化,計(jì)算簡(jiǎn)單,故在設(shè)計(jì)中可先按該模型公式,確定構(gòu)件截面、鋼骨截面及鋼筋數(shù)量。世貿(mào)大廈裙房25.8m跨大梁混凝土及鋼骨截面。
彎距設(shè)計(jì)值為M=19237kN-m,剪力設(shè)計(jì)值為V=2467kN,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40,鋼骨為16Mn。
按公式(2):Ms=γWnf=1x4.15x107x315=13100kN-m
按公式(1):Mc≥M-Ms=19237-13100=6137kN-m
再按,Mu=fmcbx(h0-x/2)(矩形截面)
將已知條件代入,得x=170mm,xb=ξbh0=0.55x1765=970mm
選用12Φ36
按公式(4):Vs=2/3Aswfv=2/3x55200x170=6256kN
故V=2467kN<>
按公式(5):B=0.65EcIc+EsIs=1.88x1016Nmm2
撓度:fmax=5ql4/384B+(5n4-4n2-1)Pl/384n3B
=72mm<25800/300=86mm(滿足)
SRC計(jì)算方法也是基于這種模型,且計(jì)算公式也基本相同,除鋼骨部分受剪承載力Vs=Aswfv,與有所差異外,其它部分均一致。
2.變形協(xié)調(diào)模型
沿用鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算中常用的鋼筋與混凝土變形協(xié)調(diào)一致的假定,即鋼骨與混凝土之間始終沒有相對(duì)滑移,構(gòu)件截面始終保持為平面,鋼骨與混凝土能夠共同工作。其優(yōu)點(diǎn)是從力學(xué)概念上保持了與鋼筋混凝土構(gòu)件的一致性,主要問題是計(jì)算公式過于復(fù)雜。前蘇聯(lián)規(guī)范就采用了此模型,SRC結(jié)構(gòu)計(jì)算也是基于這種模型。由于計(jì)算公式較復(fù)雜,故在世貿(mào)大廈裙房鋼骨混凝土大梁設(shè)計(jì)中,先按強(qiáng)度疊加模型計(jì)算截面及配筋,然后再用變形協(xié)調(diào)模型進(jìn)行復(fù)核。
按第二種情況,中和軸經(jīng)過鋼骨腹板,其截面受壓區(qū)高度按公式(6)計(jì)算:
x=[1.8fayνδw+fsyAs-fsy’As’+fcm(As’+Assf’-δw)]/[fcm(b-δw)+2.25fayδw](6)
將ν=900mm,δw=40mm,fsy=fsy’=310N/mm2,Assf’=3x104mm2,fay=315N/mm2,fcm=23.5N/mm2,
代入得:x=401mm,x<(適筋截面)>
正截面承載力按公式(7)計(jì)算:
M=fcmbx2/2+fsyAs(h-x-a)+(fsy’-fcm)As’(x-a’)+0.9fay[+(ν-x)2δw]-fcm(x-)[Assf’+(x-)δw/2](7)
式中---為鋼骨塑性抵抗距,=1.17ω=1.17x4.15x107=4.86x107mm3
將各數(shù)值代入(7)式得:M=24370kNm>19237kNm(滿足)
抗剪承載力按公式(8)計(jì)算:V=0.056fcbh0+0.58fywδwhw+fyvAsv/sh0(8)
抗剪承載力與變形經(jīng)計(jì)算,均滿足要求,過程不再贅述。
五、設(shè)計(jì)體會(huì)
現(xiàn)行規(guī)程中梁正截面受彎承載力及斜截面受剪承載力計(jì)算均采用強(qiáng)度疊加模型,公式及含義也基本相同。區(qū)別是規(guī)程中鋼骨部分的受剪承載力是按純鋼構(gòu)件腹板受純剪情況計(jì)算的,不考慮局部壓屈影響,要求放寬。故當(dāng)計(jì)算滿足時(shí),也能滿足現(xiàn)行規(guī)程。
鋼骨混凝土構(gòu)件中的鋼骨另由含鋼率控制,不受鋼筋配筋率的影響,使得有與普通混凝土構(gòu)件同樣的外形尺寸,但其承載力提高很多。同樣,在承載力相同的情況下,鋼骨混凝土構(gòu)件的外形尺寸可以相應(yīng)減小,減輕了結(jié)構(gòu)自重,減小了混凝土用量,利用鋼骨本身承載力大的優(yōu)點(diǎn),可以節(jié)約支模所設(shè)的支撐,節(jié)省材料。在大跨度,大荷載作用下,鋼骨混凝土梁截面尺寸由變形控制。
中和軸通過鋼骨腹板的鋼骨混凝土構(gòu)件,在其喪失最大承載力后,由于在其中和軸附近的鋼骨腹板仍處于彈性工作狀態(tài),所以仍能保持較大承載力,使構(gòu)件本身并不崩潰,顯示出較好的變形能力和抗震性能。
1.引言
高層高層建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算之前必須首先確定結(jié)構(gòu)嵌固端的所在位置,而嵌固端的選取卻面臨著各種不同情況,如不設(shè)地下室但基礎(chǔ)埋深較大;沒有地下室但其層數(shù)或多或少,且基礎(chǔ)形式不同等。根據(jù)以上情況正確選取其結(jié)構(gòu)嵌固端,是高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算模式中的一個(gè)重要假定,它不僅關(guān)系到結(jié)構(gòu)中某些構(gòu)件內(nèi)力分配的準(zhǔn)確性,而且還影響結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)移的真實(shí)性,以及結(jié)構(gòu)局部的經(jīng)濟(jì)性,因此有必要對(duì)結(jié)構(gòu)嵌固端的選取作進(jìn)一步探討,并由此引伸出若干相關(guān)的技術(shù)問題。
2.結(jié)構(gòu)嵌固端的條件
高層高層建筑的結(jié)構(gòu)嵌固端通常是選擇在地面標(biāo)高處,但地面標(biāo)高處要真正成為結(jié)構(gòu)嵌固端是有條件的,而且在輸入首層計(jì)算高度時(shí)還有許多講究。
2.1設(shè)有地下室時(shí)的條件
(1)地下室頂板標(biāo)高與室外地坪的高差不能太大,極端的情況如半地下室則首層樓面一般不能成為結(jié)構(gòu)嵌固端,除非其高差僅為1—3級(jí)臺(tái)階高度時(shí)才可能考慮;
(2)地下室頂板結(jié)構(gòu)應(yīng)為梁板體系(即不可設(shè)計(jì)成元梁樓蓋),且該層樓面不得留有大孔洞,樓面框架梁的抗彎剛度要足夠大,樓板也要有相當(dāng)厚度;
(3)地下室側(cè)壁要有良好的側(cè)限,即必須與“地球”有良好的接壤,上述半地下室頂板不能成為結(jié)構(gòu)嵌固端的原因就是不滿足此條件。
對(duì)于上述條件中對(duì)首層樓面框架梁的要求,假設(shè)滿足《抗震規(guī)范》第6.1.14條“位于地下室的梁柱節(jié)點(diǎn)左右梁端截面實(shí)際受彎承載力之和不宜小于上下柱端實(shí)際受彎承載力之和”的要求,對(duì)于高層建筑來說,由于首層處的柱截面往往遠(yuǎn)大于框架梁截面,故即使有意增大框架梁截面并增加抗彎鋼筋用量,上述要求仍很難滿足。就此要求而言,則只有多層或小高層建筑才有可能以首層頂板作為結(jié)構(gòu)的嵌固端,而真正意義的高層建筑則完全排除了這種可能性。
2.2不設(shè)地下室時(shí)的條件
高層建筑不設(shè)地下室通常是針對(duì)層數(shù)有限的小高層,或其基礎(chǔ)持力層較淺的情況,但從抗震角度考慮是不宜提倡的。
(1)不管是采用天然地基基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ),都是以基礎(chǔ)(承臺(tái))面作為結(jié)構(gòu)嵌固端,且必須在該標(biāo)高處的縱橫方向設(shè)置剛度較大的基礎(chǔ)梁加以連結(jié),故首層層高應(yīng)從基礎(chǔ)面算起;
(2)若基礎(chǔ)(承臺(tái))面標(biāo)高與首層標(biāo)高有一定距離而不設(shè)基礎(chǔ)梁連結(jié)或其剛度過小,則地面標(biāo)高處應(yīng)設(shè)有剛性地面來作為結(jié)構(gòu)嵌固端,首層層高可從地面層算起。若不設(shè)剛性地面,則上部結(jié)構(gòu)無從形成嵌固端,也即結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖不成立,設(shè)計(jì)上顯然是不允許的。
以上列舉的條件無非是說明要成為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端,其下部結(jié)構(gòu)必須具有足夠的剛度以保證柱根之間不產(chǎn)生相對(duì)位移,且能承受或平衡柱根彎矩。規(guī)范中規(guī)定“當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時(shí),地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的二倍”正是基于這一考慮。
3與嵌固端相關(guān)的技術(shù)問題
結(jié)構(gòu)嵌固端的形成或者說上部結(jié)構(gòu)對(duì)嵌固端的要求,在工程設(shè)計(jì)中還可引伸出若干相關(guān)的技術(shù)問題及其正確的設(shè)計(jì)方法,以下將分別探討。
(1)單層地下室
當(dāng)高層建筑僅設(shè)單層地下室且底板采用天然地基筏板基礎(chǔ)或樁一筏基礎(chǔ)時(shí),通常選擇基礎(chǔ)底板而非首層作為結(jié)構(gòu)嵌固端,這有利于充分利用其基礎(chǔ)的“無限”剛度,為首層樓面的靈活結(jié)構(gòu)選型創(chuàng)造條件,即使是首層樓面留有大孔洞,或選用無梁樓蓋結(jié)構(gòu),都不影響結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性。此外,規(guī)范規(guī)定地下室負(fù)一層的抗震等級(jí)與上部結(jié)構(gòu)必須一致,以基礎(chǔ)底板作為嵌固端不會(huì)造成地下室結(jié)構(gòu)造價(jià)的提高,反而可能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。即使單層地下室底板是以樁為基礎(chǔ)的普通梁板結(jié)構(gòu),一般情況下仍然取底板處為結(jié)構(gòu)嵌固端,唯一例外的是地下室作為抗爆級(jí)別較高的防空地下室時(shí),其頂板通常具有作為結(jié)構(gòu)嵌固端的剛度,因此可取其作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端。
(2)投影面積比例
高層塔樓在地下室頂板上的投影面積比例大小對(duì)首層作為嵌固端的結(jié)構(gòu)有著不同的影響。當(dāng)該比例*1時(shí),若首層樓面符合作為嵌固端的其它條件,則該首層作為結(jié)構(gòu)嵌固端就毫無疑問了,但當(dāng)上述投影面積比例<<1時(shí),說明地下室側(cè)限遠(yuǎn)離塔樓,塔樓發(fā)生的側(cè)向位移將波及首層樓面并使其發(fā)生變形,即使變形量很小,但嚴(yán)格說來首層作為嵌固端的剛度必然小于前一種情況,且變形又增大了上部結(jié)構(gòu)側(cè)移的計(jì)算值,同時(shí)首層骨架構(gòu)件也會(huì)由于自身的變形而產(chǎn)生附加內(nèi)力。作為有經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程師,在實(shí)際設(shè)計(jì)中都會(huì)根據(jù)工程實(shí)際情況予以鑒別并作出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)處理。
(3)大底盤多塔樓
大底盤多塔樓大多為商住樓,而且由于商用及居住性質(zhì)不同,對(duì)柱網(wǎng)的要求也不同,故通常需設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。當(dāng)大底盤的商用部分層數(shù)不多(如僅1—2層),且結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)于大底盤的屋頂標(biāo)高處時(shí),塔樓的嵌固端就可考慮取在大底盤的屋頂處,至少在塔樓初算時(shí)可以如此假定,如圖3所示。這一考慮基于以下兩點(diǎn):①既然屬大底盤,其樓層面積肯定大于塔樓的投影面積,加上大底盤屋頂設(shè)置轉(zhuǎn)換層,故大底盤的樓層平面剛度遠(yuǎn)大于塔樓的樓層剛度;②轉(zhuǎn)換層之上通常為剪力墻、部分短肢剪力墻或異形柱一短肢剪力墻結(jié)構(gòu),為使轉(zhuǎn)換層上下部的側(cè)向剛度相近,大底盤部分肯定要將原位剪力墻增厚或增加新的剪力墻,從而使塔樓下的大底盤部分具有足夠的側(cè)向剛度。目前高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的功能已較為完善,因此大底盤多塔樓建筑均以整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算,其嵌固端也不像結(jié)構(gòu)初算階段選擇在大底盤屋頂標(biāo)高處。
(4)高層建筑的基礎(chǔ)埋深
在研究探討高層建筑的結(jié)構(gòu)嵌固端時(shí),必然牽涉到其基礎(chǔ)埋深問題,高層建筑基礎(chǔ)要具有一定的埋置深度,首先是為了保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定(包括抗滑),其次有利于減弱地震反應(yīng)。規(guī)范對(duì)高層建筑的基礎(chǔ)埋深有一量化規(guī)定,即“天然地基或復(fù)合地基基礎(chǔ),可取階15,樁基礎(chǔ)可取階18”,但這一規(guī)定僅與建筑物的總高月有關(guān),而與其它因素?zé)o關(guān)。
但我們?cè)谡J(rèn)真思考后發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)埋深除了與建筑物總高月有關(guān)外,還應(yīng)與控制高層建筑體型重要指標(biāo)的高寬比風(fēng)心有關(guān)。如兩棟建筑物的高度量相同,但其高寬比階B分別為5,0和2,5,顯然風(fēng)/B值較小者整體穩(wěn)定性更高,若采用相同的基礎(chǔ)形式,則階B值較大者其基礎(chǔ)埋深應(yīng)更大。換言之,基礎(chǔ)埋深對(duì)月/B較大者應(yīng)偏于嚴(yán)格,而對(duì)月/B較小者則可略為放松,不宜作相同處理甚至反其道而行之,否則就違背了基礎(chǔ)需一定埋深的原則。除了高寬比風(fēng)/6外,基礎(chǔ)埋深還應(yīng)與高層建筑的裙房底座寬度、地下室底盤寬度等因素有關(guān),對(duì)地下室面積僅為塔樓投影面積者應(yīng)偏于嚴(yán)格,相反對(duì)沒有裙房或地下室面積大于塔樓投影面積者則可略為放松。
(5)首層樓面的活載作為結(jié)構(gòu)嵌固端的首層樓面(地下室頂板),其正常使用時(shí)的活載一般不太大,即使作為商業(yè)用途,其活載也僅為3.5kN/m2,但設(shè)計(jì)中要考慮施工過程中可能產(chǎn)生的施工荷載,對(duì)于首層梁板構(gòu)件取活載8.0—10.0kN/m2則往往是必要的。
當(dāng)高層建筑主體結(jié)構(gòu)建至2層樓面時(shí),首層地面自然而然就成為理想的施工場(chǎng)所,或用于堆放材料(袋裝水泥、砌塊、搭架鋼腳手架等),或用于鋼筋加工,甚至作為載重汽車的行駛停放場(chǎng)等,即使是臨時(shí)荷載,其樓面活載也就有必要取較高值(該活載值僅作用于該層梁板,并不需傳給豎向構(gòu)件的墻柱)。
讀是課堂教學(xué)的重要過程,是讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,帶著要求和提出的問題,閱讀教材。通過“讀讀、劃劃、圈圈”來學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)新知和回顧鞏固舊知識(shí),找出教材中出現(xiàn)的新、舊知識(shí)點(diǎn),并寫好讀書筆記。目的是培養(yǎng)學(xué)生形成良好的讀書習(xí)慣,提高閱讀分析能力。以便在解題時(shí),能讀懂包含在題目中的各種信息,學(xué)會(huì)推敲題意,整理分析出能解題的“信息”逐步提高審題能力,分析問題、解決問題的能力。這樣安排的優(yōu)點(diǎn)是:可激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的責(zé)任感。
二、議。
(一)是學(xué)生根據(jù)閱讀教材內(nèi)容說出圈劃內(nèi)容中哪些是新知識(shí),哪些是已知的,知識(shí)點(diǎn)間存在著什么聯(lián)系。這是進(jìn)一步理解教材,再現(xiàn)知識(shí)的過程,有利于對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)理解和消化吸收。
(二)是學(xué)生相互議論新、舊知識(shí)點(diǎn)在提出的問題中的作用。相互討論、取長(zhǎng)補(bǔ)短,完善知識(shí),有利于發(fā)展思維、提高分析問題能力。
(三)(是)學(xué)生回答老師提出的問題,說出解答思路,有利于培養(yǎng)學(xué)生快速思考、敏捷應(yīng)對(duì)能力。
通過閱讀教材、議論問題、學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生疑惑,逐漸感愛到力不能及。此時(shí),老師再傳授知識(shí)時(shí),學(xué)生聽課目的明確,注意力集中,可主動(dòng)聯(lián)想舊知識(shí)、結(jié)合知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行思考,使舊知識(shí)得到進(jìn)一步發(fā)展和完善,有利培養(yǎng)學(xué)生歸納能力和創(chuàng)造思維能力。
三、驗(yàn)。
演示實(shí)驗(yàn)是化學(xué)課堂教學(xué)的重要內(nèi)容之一,它是通過教師的操作示范,把直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展示給學(xué)生,是培養(yǎng)和提高學(xué)生觀察思維能力的關(guān)鍵。而實(shí)驗(yàn)技能的全面提高,最終應(yīng)是通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)來完成。這就要求除完成規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn)外,還應(yīng)盡力創(chuàng)造條件,增設(shè)學(xué)生實(shí)驗(yàn),或轉(zhuǎn)化部分演示實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生有更多地機(jī)會(huì)去動(dòng)手操作。要重點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生分析操作要點(diǎn),注意事項(xiàng)。掌握操作步驟及觀察的方法,并簡(jiǎn)要總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
四、寫。
計(jì)算機(jī)是知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和思維的替代品??v觀當(dāng)今世界,這種非常令人不安的觀點(diǎn)正在結(jié)構(gòu)工程師中逐漸蔓延。人們似乎越來越愿意相信計(jì)算機(jī)使他們能對(duì)工程作出正確的判斷,而根本不去想一想,如果沒有計(jì)算機(jī)同樣的工作需要哪些必要的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。按百分比計(jì)迅速增加的工程師相信,解決工程問題的專業(yè)知識(shí)就是怎樣使用計(jì)算機(jī)以及計(jì)算機(jī)本身的專業(yè)知識(shí)。在結(jié)構(gòu)工程界,把使用計(jì)算機(jī)的能力當(dāng)成能勝任工作的證明,作為一種觀點(diǎn)正在象傳染病一樣到處蔓延。大量的結(jié)構(gòu)工程師確實(shí)相信,他們僅僅簡(jiǎn)單地依靠計(jì)算機(jī)就可以“解決”工程問題了,而沒有認(rèn)識(shí)到高質(zhì)量的工程只能是淵博的工程理論知識(shí),大量的經(jīng)驗(yàn),以及艱辛的腦力勞動(dòng)相結(jié)合的產(chǎn)物。
問題是過分強(qiáng)調(diào)自動(dòng)化技術(shù)是以削弱實(shí)際知識(shí)為代價(jià)的,過分強(qiáng)調(diào)也演變成了不學(xué)習(xí)實(shí)際知識(shí)的借口。從教育和實(shí)踐兩方面來看,如此過分強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)帶給朝氣蓬勃的年輕工程師們一個(gè)錯(cuò)誤的信息,工程學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐就是輕松地使用菜單和用計(jì)算機(jī)生成五顏六色的圖畫。
在工程設(shè)計(jì)環(huán)境中利用信息自動(dòng)化技術(shù)有很嚴(yán)重的負(fù)面影響,信息自動(dòng)化技術(shù)象一樣能輕易地誘使大腦相信其虛幻的安全性,知識(shí)性和能力。在這些自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)其真正的價(jià)值以前,設(shè)計(jì)工程師必須不依賴計(jì)算機(jī),而用學(xué)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)去解決工程問題。非常不幸,我們變得如此依賴于計(jì)算機(jī),以至于正在迅速喪失不依賴計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算工作的技能。
與那些只有依賴計(jì)算機(jī)才能“解決”工程問題的人討論問題時(shí),一個(gè)稱職的結(jié)構(gòu)工程師什么樣的痛苦和挫折沒有經(jīng)歷過?這些人(不要把他們跟真正的工程師混為一談)已不再有能力,或者從來沒學(xué)過,不依賴計(jì)算機(jī)解決工程問題。從根上他們不懂得,計(jì)算機(jī)不可能記錄有關(guān)模型、分析和設(shè)計(jì)的一些技巧??梢赃@樣認(rèn)為,除了具有快捷的計(jì)算速度以外,計(jì)算機(jī)程序只是一些離散的知識(shí)。這些人沒有認(rèn)識(shí)到,知識(shí)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了有限的計(jì)算機(jī)指令所能編程的界限。真正的工程知識(shí)是經(jīng)驗(yàn),直覺,靈感,領(lǐng)悟力,創(chuàng)造力,想象力和“認(rèn)知”的巨大綜合體,它超越了任何計(jì)算機(jī)程序和程序員對(duì)結(jié)構(gòu)工程的“理解”。恰恰相反,這些人認(rèn)定世界是一個(gè)巨大的有限元模型,而計(jì)算機(jī)能夠并且也應(yīng)該自動(dòng)地建立模型,進(jìn)行分析,完成設(shè)計(jì),打印出最終結(jié)果。“工程師”能做的,僅僅是區(qū)分規(guī)格和需求,給顧客開發(fā)票,牟取利潤(rùn),并且迅速找到新項(xiàng)目。
今后,只有越來越少的工程師能獨(dú)立地(即不依賴計(jì)算機(jī))找出結(jié)構(gòu)工程問題的正確解答,這種對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴性將會(huì)帶來巨大的麻煩。隨著對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴程度的不斷上升,誰來解決工程問題?是那些沒有或只有很少的結(jié)構(gòu)工程知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的程序員,或是有其他專業(yè)學(xué)位而不是結(jié)構(gòu)工程學(xué)位的程序員來做?計(jì)算機(jī)現(xiàn)在不是,也永遠(yuǎn)不會(huì)是解決工程問題的源泉。只有合格的工程師才能正確地解決工程問題。如果結(jié)構(gòu)工程師們繼續(xù)制造這樣的氛圍,在結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐中,首先靠計(jì)算機(jī),而不是靠有學(xué)識(shí)、有創(chuàng)新和有豐富經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程師本身,就能夠解決大部分結(jié)構(gòu)工程問題,那他們就是自欺欺人,也欺騙了他們的服務(wù)對(duì)象。
在今天的現(xiàn)實(shí)生活中,結(jié)構(gòu)工程師發(fā)現(xiàn)了一種既非常有效又方便的方式去為顧客服務(wù),它不需要花費(fèi)大量的時(shí)間和金錢去學(xué)習(xí)或理解結(jié)構(gòu)工程模型,分析和設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。這種“方式”就是計(jì)算機(jī)。工程師們現(xiàn)在的行為方式符合宇宙的自然規(guī)律,即用最低的能量消耗前進(jìn)?,F(xiàn)在,越來越多的結(jié)構(gòu)工程師對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的響應(yīng)就是讓計(jì)算機(jī)工作,同時(shí)讓自己不再去*心細(xì)節(jié)了。
現(xiàn)代工程具有復(fù)雜的理論細(xì)節(jié),依靠計(jì)算機(jī)的工程不能,根本不能,讓人們學(xué)習(xí)有意義的經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的運(yùn)算范圍和速度,太容易使工程設(shè)計(jì)變得毫無生氣。試問,有誰能抵抗激動(dòng)和解脫的感覺——不用太多的艱辛就能求解成千上萬個(gè)方程?又有誰能抵抗誘惑——讓自動(dòng)化技術(shù)來“解決”工程問題?真正的結(jié)構(gòu)工程師,不用計(jì)算機(jī)就工作的真正的結(jié)構(gòu)工程師就有這樣的抵抗力。這些真正的工程師看到了實(shí)質(zhì),計(jì)算機(jī)是一種很不完善的工具,它只能處理大量信息。以光速執(zhí)行的指令大多是沒有經(jīng)驗(yàn)的程序員編制的,它們的可靠性值得懷疑。在計(jì)算中,對(duì)于受動(dòng)力載荷的作用的曲殼結(jié)構(gòu)發(fā)生非彈性變形時(shí),不正確的結(jié)果一樣可以在屏幕顯示,它們的等應(yīng)力圖看上去也是如此這般地賞心悅目。這樣下去,只要手上有計(jì)算機(jī)軟件的使用說明,就可以用計(jì)算機(jī)得到結(jié)果了。或者更方便,只需在圖形用戶界面上選擇合適的菜單,就得到結(jié)果了。事實(shí)上,如果“靠相互交談來探討怎樣分析梁和柱,靠雙手找出閉合解”會(huì)更有利。
也許有人推測(cè),以上論調(diào)只能證明本文作者從根本上是反計(jì)算機(jī)的,或是他沒有認(rèn)識(shí)到現(xiàn)代信息技術(shù)美好的未來,或是他對(duì)那些在神奇的創(chuàng)意中利用這種技術(shù)的專家不屑一顧。然而,并不僅僅是這樣。即使認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)的潛力,工程師也對(duì)危險(xiǎn)熟視無睹。結(jié)構(gòu)工程是對(duì)安全性吹毛求疵的職業(yè)。在世界各地,結(jié)構(gòu)的特性是由結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量決定的。由于在實(shí)踐中采用了計(jì)算機(jī),越來越多的結(jié)構(gòu)工程師正在制造以幻想為基礎(chǔ)的信仰系統(tǒng),正在發(fā)展難以置信的危險(xiǎn)期望。隨著這一趨勢(shì)的延續(xù),工程失效的威脅也會(huì)按指數(shù)形式增長(zhǎng)。
一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是世界各地越來越多的工程公司都期盼CAE/CAD軟件能將結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)程序完全自動(dòng)化?,F(xiàn)在,越來越多的結(jié)構(gòu)工程師希望在解決問題時(shí)他們只需區(qū)分類型和條件,讓CAE/CAD程序自動(dòng)生成必要的數(shù)學(xué)模型,完成復(fù)雜而重復(fù)的分析和設(shè)計(jì)過程。最后,由制圖工具完成生產(chǎn)圖和施工圖。在這種環(huán)境中,結(jié)構(gòu)工程師唯一的責(zé)任就是明確所要解決的問題,然后評(píng)價(jià)最后的設(shè)計(jì)“結(jié)果”。這種設(shè)計(jì)方式注定是災(zāi)難性的。數(shù)不清的軟件開發(fā)商為滿足市場(chǎng)的需求,不斷開發(fā)和推銷注明有各種用途的軟件。于是,不那么稱職的工程師就相信了廣告,即使用這種軟件只要投入很少的人力就能進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。軟件開發(fā)商經(jīng)常被要求改進(jìn)結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)軟件,以使用戶在不詳細(xì)了解技術(shù)細(xì)節(jié)的情況下就能夠使用軟件。例如,這些用戶要求開發(fā)商創(chuàng)造出不用閱讀使用手冊(cè)的環(huán)境。因?yàn)楦哔|(zhì)量的結(jié)構(gòu)工程軟件的用戶參考手冊(cè)包括軟件的技術(shù)細(xì)節(jié),限制范圍,以及計(jì)算所依據(jù)的理論和假設(shè),結(jié)構(gòu)工程師們不愿意使用這樣的高質(zhì)量軟件?,F(xiàn)實(shí)是,結(jié)構(gòu)工程師們不希望了解細(xì)節(jié)。他們所希望又愿意購買的是窗口界面,這種界面能讓他們處理信息見得到,然后把結(jié)果以彩色圖表形式展示。最好還有動(dòng)畫功能,還可以用漂亮的圖表打印數(shù)值結(jié)果。而對(duì)于是否能可靠地檢測(cè)重特征值;或在用反映譜進(jìn)行分析時(shí)是否用了足夠的模態(tài);或非線性索單元的理論是否正確;或分析結(jié)果對(duì)網(wǎng)格的形狀和單元的選擇是否敏感;或部分固定端剛度是否確切等等方面,如今使用計(jì)算機(jī)的工程師表示,他們幾乎不考慮這些細(xì)節(jié)問題。
不少人認(rèn)為他們沒有時(shí)間,或沒人付給他們費(fèi)用去關(guān)心細(xì)節(jié)。越來越多的結(jié)構(gòu)工程師都持這樣的看法。但是,他們確實(shí)相信,依靠計(jì)算機(jī)他們的設(shè)計(jì)能夠達(dá)到顧客要求。為什么不能如此簡(jiǎn)單地相信輸入數(shù)據(jù),然后擊鍵,就有了結(jié)果。而且,這種方式幾乎沒有人力消耗。
當(dāng)然,計(jì)算機(jī)技術(shù)本身并不壞。然而,問題的核心是結(jié)構(gòu)工程計(jì)算中計(jì)算機(jī)的使用方法,以及濫用計(jì)算機(jī)不斷增加的趨勢(shì)。在道義上資深工程師和工程管理人員有義務(wù)特別強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐中知識(shí),專業(yè)技能,以及經(jīng)驗(yàn)的重要性,而非計(jì)算機(jī)使用者的“性別”。在結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐中,僅僅關(guān)心“怎樣”使用計(jì)算機(jī)是不夠的,了解“為什么”這樣設(shè)計(jì)才是關(guān)鍵。專業(yè)的結(jié)構(gòu)工程師必須重視手工求解的原理,基本原則和提煉模型,識(shí)別計(jì)算結(jié)果中的錯(cuò)誤,解決問題的其他方法,判斷計(jì)算結(jié)果的有效性。對(duì)計(jì)算機(jī)要又敬又畏,對(duì)計(jì)算結(jié)果應(yīng)持批評(píng)態(tài)度,尊重工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),通過工程實(shí)踐(而不是通過“世界的有限元分析”,或是靠過分的簡(jiǎn)化去滿足那些不合格的結(jié)構(gòu)工程軟件的限制條件)學(xué)習(xí)工程。強(qiáng)調(diào)從那些資深的或更有經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程師(即數(shù)量急劇減少,但仍記得不依賴計(jì)算機(jī),怎樣解決工程問題的真正的工程師)那里學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)工程。只有通過訓(xùn)練專業(yè)工程師,而不是通過訓(xùn)練技術(shù)員(即計(jì)算機(jī)*作員),結(jié)構(gòu)工程界將完全能擔(dān)負(fù)起服務(wù)大眾的責(zé)任和義務(wù)。
到底該不該如此擔(dān)心計(jì)算機(jī)的不當(dāng)使用?擔(dān)心那種怠惰?擔(dān)心工程界默許這種危險(xiǎn)作法?雖然計(jì)算機(jī)對(duì)人類有很大的應(yīng)用價(jià)值,但如果結(jié)構(gòu)工程師們繼續(xù)象現(xiàn)在這樣破壞性地使用計(jì)算機(jī),這些價(jià)值就得不到實(shí)現(xiàn)。
有什么辦法才能使結(jié)構(gòu)工程界改變過分依賴計(jì)算機(jī)的情況?不再濫用計(jì)算機(jī)?這些都沒有簡(jiǎn)單的答案。然而,所有稱職的,經(jīng)驗(yàn)豐富的資深工程師都有機(jī)會(huì)用危險(xiǎn)的計(jì)算機(jī)這一思想去影響年輕人。一個(gè)真正的工程師所需要的是不依賴計(jì)算機(jī)解決工程問題的能力。經(jīng)常懷疑計(jì)算機(jī);在沒有深入的論證以前決不使用計(jì)算機(jī)的結(jié)果。在被工程師證實(shí)正確之前,假設(shè)計(jì)算機(jī)提供的結(jié)果是錯(cuò)誤的。在用計(jì)算機(jī)求解之前,必須先“知道”答案。不崇拜計(jì)算機(jī),而崇尚知識(shí)和經(jīng)驗(yàn);提倡全面了解工程理論和實(shí)踐中的所有細(xì)節(jié);避免為那樣的雇主工作,他們僅有的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)是通過計(jì)算機(jī)學(xué),而不是通過有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的真正工程師的深入訓(xùn)練。
計(jì)算機(jī)不可能,而且永遠(yuǎn)不可能,成為人類知識(shí),經(jīng)驗(yàn),遠(yuǎn)見,靈感,創(chuàng)造力,獨(dú)立思維,以及自古以來的勤奮的替代品。雖然在結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐中計(jì)算機(jī)是非常有價(jià)值的工具,但是結(jié)構(gòu)工程師必須認(rèn)識(shí)到對(duì)工程學(xué)的細(xì)節(jié)(即原理,方法,標(biāo)準(zhǔn),道德等等)的全面了解,比懂得怎樣在計(jì)算機(jī)屏幕上游逛不知道要重要多少。警告實(shí)際工程師,如果沒有計(jì)算機(jī)他們的結(jié)構(gòu)工程知識(shí)不足以勝任工作,他們也沒有資格使用計(jì)算機(jī)(如若不然,那不僅是不道德,而是犯罪)。
所有稱職的,經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師都意識(shí)到,好的計(jì)算機(jī)程序造就不出稱職的結(jié)構(gòu)工程師,而只有稱職的工程師才能使用好的計(jì)算機(jī)程序??杀氖?,雖然上面的結(jié)論似乎是不言而喻的,但它并不是今天計(jì)算機(jī)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)。因此需要讓危險(xiǎn)曝光,并實(shí)現(xiàn)和完善保護(hù)措施。
凡經(jīng)?;蛑芷谛缘厥墉h(huán)境水作用的水工建筑物所用的混凝土稱水工混凝土,水工混凝土多數(shù)為大體積混凝土,水工混凝土對(duì)強(qiáng)度要求則往往不是很高。在一般水工建筑物中,如閘墩、閘底板、水電站廠房的擋水墻、尾水管、船塢閘室等,在外力作用下,一方面要滿足抗滑、抗傾覆的穩(wěn)定性要求,結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的自重;另一方面,還應(yīng)滿足強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍等要求,不允許出現(xiàn)裂縫,因此結(jié)構(gòu)的尺寸比較大。若按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),常需配置較多的鋼筋而造成浪費(fèi),若按素混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),則又因計(jì)算所需截面較大,需使用大量的混凝土。
對(duì)于這類結(jié)構(gòu),如在混凝土中配置少量鋼筋,在滿足穩(wěn)定性的要求下,考慮此少量鋼筋對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全方面所起的作用,就能減少混凝土用量,從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)和安全的要求。因此,在大體積的水工建筑物中,采用少筋混凝土結(jié)構(gòu),有其特殊意義。
關(guān)于少筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想和原則,我國(guó)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL/T191—96)作了明確的規(guī)定。
二、規(guī)范對(duì)少筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)定
對(duì)少筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)定體現(xiàn)在最小配筋率規(guī)定上,這里將《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL/T191—96)(下文簡(jiǎn)稱規(guī)范)有關(guān)最小配筋率的規(guī)定,摘錄并闡述如下:
1.一般構(gòu)件的縱向鋼筋最小配筋率
一般鋼筋混凝土構(gòu)件的縱向受力鋼筋的配筋率不應(yīng)小于規(guī)范表9.5.1規(guī)定的數(shù)值。溫度、收縮等因素對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響較大時(shí),最小配筋率應(yīng)適當(dāng)增大。
2.大尺寸底板和墩墻的縱向鋼筋最小配筋率
截面尺寸較大的底板和墩墻一類結(jié)構(gòu),其最小配筋率可由鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受力鋼筋基本最小配筋率所列的基本最小配筋率乘以截面極限內(nèi)力值與截面極限承載力之比得出。即
1)對(duì)底板(受彎構(gòu)件)或墩墻(大偏心受壓構(gòu)件)的受拉鋼筋A(yù)s的最小配筋率可取為:
ρmin=ρ0min()
也可按下列近似公式計(jì)算:
底板ρmin=(規(guī)范9.5.2-1)
墩墻ρmin=(規(guī)范9.5.2-2)
此時(shí),底板與墩墻的受壓鋼筋可不受最小配筋率限制,但應(yīng)配置適量的構(gòu)造鋼筋。
2)對(duì)墩墻(軸心受壓或小偏心受壓構(gòu)件)的受壓鋼筋A(yù)s’的最小配筋率可取為:
ρ'min=ρ′0min()
按上式計(jì)算最小配筋率時(shí),由于截面實(shí)際配筋量未知,其截面實(shí)際的極限承載力Nu不能直接求出,需先假定一配筋量經(jīng)2—3次試算得出。
上列諸式中M、N——截面彎矩設(shè)計(jì)值、軸力設(shè)計(jì)值;
e0——軸向力至截面重心的距離,eo=M/N;
Mu、Nu——截面實(shí)際能承受的極限受彎承載力、極限受壓承載力;
b、ho——截面寬度及有效高度;
fy——鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
γd——鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)系數(shù),按規(guī)范表4.2.1取值。
采用本條計(jì)算方法,隨尺寸增大時(shí),用鋼量仍保持在同一水平上。
3.特大截面的最小配筋用量
對(duì)于截面尺寸由抗傾、抗滑、抗浮或布置等條件確定的厚度大于5m的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,規(guī)范規(guī)定:如經(jīng)論證,其縱向受拉鋼筋可不受最小配筋率的限制,鋼筋截面面積按承載力計(jì)算確定,但每米寬度內(nèi)的鋼筋截面面積不得小于2500mm2。
規(guī)范對(duì)最小配筋率作了三個(gè)層次的規(guī)定,即對(duì)一般尺寸的梁、柱構(gòu)件必須遵循規(guī)范表9.5.1的規(guī)定;對(duì)于截面厚度較大的板、墻類結(jié)構(gòu),則可按規(guī)范9.5.2計(jì)算最小配筋率;對(duì)于截面尺寸由抗傾、抗滑、抗浮或布置等條件確定的厚度大于5m的結(jié)構(gòu)構(gòu)件則可按規(guī)范9.5.3處理。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)具體情況分別對(duì)待。
為慎重計(jì),目前僅建議對(duì)臥置于地基上的底板和墩墻可采用變化的最小配筋率,對(duì)于其他結(jié)構(gòu),則仍建議采用規(guī)范表9.5.1所列的基本最小配筋率計(jì)算,以避免因配筋過少,萬一發(fā)生裂縫就無法抑制的情況。
經(jīng)驗(yàn)算,按所建議的變化的最小配筋率配筋,其最大裂縫寬度基本上在容許范圍內(nèi)。對(duì)于處于惡劣環(huán)境的結(jié)構(gòu),為控制裂縫不過寬,宜將本規(guī)范表9.5.1所列受拉鋼筋最小配筋率提高0.05%。大體積構(gòu)件的受壓鋼筋按計(jì)算不需配筋時(shí),則可僅配構(gòu)造鋼筋。
三、規(guī)范的應(yīng)用舉例
例1一水閘底板,板厚1.5m,采用C20級(jí)混凝土和Ⅱ級(jí)鋼筋,每米板寬承受彎矩設(shè)計(jì)值M=220kN/m(已包含γ0、φ系數(shù)在內(nèi)),試配置受拉鋼筋A(yù)s。
解:1)取1m板寬,按受彎構(gòu)件承載力公式計(jì)算受拉鋼筋截面面積As。
αs===0.012556
ξ=1-=1-=0.0126
As===591mm2
計(jì)算配筋率ρ===0.041%
2)如按一般梁、柱構(gòu)件考慮,則必須滿足ρ≥ρmin條件,查規(guī)范表9.5.1,得ρ0min=0.15%,
則As=ρ0bh0=0.15%×1000×1450=2175mm2
3)現(xiàn)因底板為大尺寸厚板,可按規(guī)范9.5.2計(jì)算ρmin
ρmin===0.0779%
As=ρminbh0=0.0779%×1000×1450=1130mm2
實(shí)際選配每米5Φ18(As=1272mm2)
討論:1)對(duì)大截面尺寸構(gòu)件,采用規(guī)范9.5.2計(jì)算的可變的ρmin比采用規(guī)范表9.5.1所列的固定的ρ0min可節(jié)省大量鋼筋,本例為1:1130/2175=1:0.52。
2)若將此水閘底板的板厚h增大為2.5m,按規(guī)范9.5.2計(jì)算的ρmin變?yōu)椋?/p>
ρmin===0.0461%
則As=ρminbh0=0.0461%×1000×2450=1130mm2
可見,采用規(guī)范9.5.2計(jì)算最小配筋率時(shí),當(dāng)承受的內(nèi)力不變,則不論板厚再增大多少,配筋面積As將保持不變。
例2一軸心受壓柱,承受軸向壓力設(shè)計(jì)值N=9000kN;采用C20級(jí)混凝土和I級(jí)鋼筋;柱計(jì)算高度l0=7m;試分別求柱截面尺寸為b×h=1.0m×1.0m及2.0m×2.0m時(shí)的受壓鋼筋面積。
解:1)b×h=1.0m×1.0m時(shí),軸心受壓柱承載力公式為:
N≤φ(fcA+fy′As′)
==7<8,屬于短柱,穩(wěn)定系數(shù)φ=1.0,
As′===3809mm2
ρ′===0.38%
由規(guī)范表9.5.1查得ρ0min′=0.4%,對(duì)一般構(gòu)件,應(yīng)按ρ0min′配筋
As′=ρ0min′A=0.4%×106=4000mm2
2)b×h=2.0m×2.0m時(shí),若仍按一般構(gòu)件配筋,則
As′=0.4%×2.0×2.0×106=16000mm2
現(xiàn)因構(gòu)件尺寸已較大,可按規(guī)范9.5.3計(jì)算最小配筋率:
ρmin′=ρ0min′()
式中因?qū)嶋H配筋量As′尚不知,故需先假定As′計(jì)算Nu。
①假定As′=4000mm2。
Nu=fy′As′+fyAs
=210×4000+10×4.0×106=40.84×106N
ρmin′=ρ0min′()
=0.4%()=0.106%
As′=ρ0min′A=0.106%×4.0×106=4231mm2
②假定As′=4231mm2。
Nu=210×4231+10×4.0×106=40.89×106N
【正文】
一、法權(quán)結(jié)構(gòu)的界定
1.法權(quán)結(jié)構(gòu)中的“法”。法權(quán)結(jié)構(gòu)中的“法”包括三個(gè)層面:一是主體認(rèn)知的“法”,主要是從學(xué)理角度而言的,包括學(xué)者對(duì)規(guī)則及制度的價(jià)值追求、一般民眾對(duì)于規(guī)則及制度的普遍向往,主要體現(xiàn)為學(xué)理性的著述、大眾的信念;二是法律規(guī)定的“法”,主要是指成文制定法,即由國(guó)家機(jī)關(guān)、國(guó)家授權(quán)機(jī)關(guān)制定或認(rèn)可的規(guī)范性文件;三是現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)的“法”,主要是指制度生活的行動(dòng)者實(shí)際確立、維護(hù)并遵守的實(shí)踐規(guī)則。以上三個(gè)層面分別構(gòu)成法權(quán)結(jié)構(gòu)的不同形態(tài):應(yīng)然態(tài)、法定態(tài)和實(shí)然態(tài)。[1]
2.權(quán)力和權(quán)利。根據(jù)政治哲學(xué)和社會(huì)學(xué)晚近的研究成果,權(quán)力更強(qiáng)調(diào)一種“控制權(quán)”,而權(quán)利則意指一種“行動(dòng)的自由”。[2]權(quán)力和權(quán)利的本質(zhì)利益屬性,也不再局限于單純的經(jīng)濟(jì)利益或資源,而擴(kuò)大到了幾乎一切形式的資源。在當(dāng)今社會(huì),由于資源形式多樣且數(shù)量巨大,任何公民個(gè)人、團(tuán)體、國(guó)家機(jī)關(guān)等等都可以享有一定的資源,若是在一定的范圍內(nèi)獲得了廣泛的同意,自然就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)制性的支配和控制能力。[3]同時(shí),權(quán)力與權(quán)利除了數(shù)量上的比例關(guān)系,還存在其他多種形式的關(guān)系。包括二者相互的影響、二者在一定的社會(huì)情勢(shì)下發(fā)生的互相轉(zhuǎn)化、二者在具體場(chǎng)域中的不同組合,等等。
總體而言,權(quán)利與權(quán)力二者之間錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系可以分為兩個(gè)極端:互侵與互動(dòng)。所謂“互侵”,包括兩層含義:一是指單極化的權(quán)力(國(guó)家權(quán)力)對(duì)個(gè)體權(quán)利的吞噬;二是指分散化的個(gè)體權(quán)利對(duì)國(guó)家權(quán)力的反對(duì)或者武力反抗,以及個(gè)體權(quán)利對(duì)原屬于公共權(quán)力領(lǐng)域的侵犯。所謂“互動(dòng)”,同樣是從兩個(gè)方面而言:一是指多元化的權(quán)力(國(guó)家權(quán)力與社會(huì)權(quán)力)對(duì)社會(huì)個(gè)體權(quán)利和團(tuán)體權(quán)利的尊重與信任;二是指有組織的、自治的社會(huì)個(gè)體權(quán)利和團(tuán)體權(quán)利對(duì)公共權(quán)力(國(guó)家權(quán)力與社會(huì)權(quán)力)的監(jiān)督與信從(一種建立在信任和信念基礎(chǔ)之上的配合與服從)。一般說來,法權(quán)結(jié)構(gòu)不是靜態(tài)的,而是常處于變動(dòng)不居之中。就人類歷史的總體發(fā)展趨勢(shì)而言,法權(quán)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為由“互侵”到“互動(dòng)”的變遷。權(quán)利對(duì)權(quán)力的態(tài)度以及相應(yīng)的行動(dòng),也從屈服、盲從,逐漸演變?yōu)榉磳?duì)、暴力反抗,到理性思考、有限參與,再到追求自治、積極參與、嚴(yán)格監(jiān)督,等等。當(dāng)然,這是理想的變遷描述,實(shí)際發(fā)展過程中出現(xiàn)的某些反復(fù)甚至倒退亦在所難免。
二、經(jīng)濟(jì)法的法權(quán)結(jié)構(gòu)
法權(quán)結(jié)構(gòu)是指包含于法之中的權(quán)力與權(quán)利的關(guān)系,經(jīng)濟(jì)法的法權(quán)結(jié)構(gòu)就是包含或體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)法之中的權(quán)力與權(quán)利二者之間的關(guān)系。由于這里的“經(jīng)濟(jì)法”存在應(yīng)然、法定、實(shí)然等多個(gè)形態(tài),相應(yīng)的法權(quán)結(jié)構(gòu)即經(jīng)濟(jì)法中權(quán)力與權(quán)利的關(guān)系也存在應(yīng)然態(tài)、法定態(tài)和實(shí)然態(tài)三個(gè)互相聯(lián)系又互有區(qū)別的層次。
筆者將法權(quán)結(jié)構(gòu)在性質(zhì)上界分為傳統(tǒng)和現(xiàn)代兩種。傳統(tǒng)法權(quán)結(jié)構(gòu)最突出的特征是權(quán)利與權(quán)力之間的“互侵”,與之相對(duì),現(xiàn)代法權(quán)結(jié)構(gòu)最突出的特征是“互動(dòng)”。以此為基礎(chǔ),“傳統(tǒng)法權(quán)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)法”與“現(xiàn)代法權(quán)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)法”可以形成對(duì)應(yīng)的關(guān)系。所謂“傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)法”,從理念維度分析,最基本的特征是“互侵”。在中國(guó)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代表現(xiàn)為奉行單向度的“國(guó)家干預(yù)”的集權(quán)思想和“全權(quán)計(jì)劃”理念,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)行幾乎無所不包的計(jì)劃和安排;在西方社會(huì)則表現(xiàn)為自由資本主義時(shí)期崇尚的絕對(duì)自由和對(duì)公共權(quán)力的絕對(duì)排斥。所謂“現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)法”,最基本的特征則是“互動(dòng)”,表現(xiàn)為秉承“協(xié)調(diào)互動(dòng)”的理念,包括政治國(guó)家與市民社會(huì)、經(jīng)濟(jì)民主與政府管制的“協(xié)調(diào)互動(dòng)”等,在促進(jìn)和張揚(yáng)公平的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)秩序、體現(xiàn)和維護(hù)社會(huì)整體利益的基礎(chǔ)之上追求政府的有限干預(yù)和市場(chǎng)的有限自治。當(dāng)然,與傳統(tǒng)法權(quán)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代法權(quán)結(jié)構(gòu)一樣,傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)法和現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)法都只是一種大致的、籠統(tǒng)的理論概括。
三、現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)法的法權(quán)結(jié)構(gòu)的基本層次
(一)應(yīng)然態(tài):從共生到協(xié)調(diào)的經(jīng)濟(jì)法理念
應(yīng)然態(tài)的法權(quán)結(jié)構(gòu)是主體認(rèn)知的法權(quán)結(jié)構(gòu),主要是從學(xué)理角度而言的?,F(xiàn)代經(jīng)濟(jì)法互動(dòng)式的法權(quán)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)在應(yīng)然層面,體現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)法理念對(duì)于互動(dòng)的詮釋。經(jīng)濟(jì)法的理念即經(jīng)濟(jì)法的宗旨、基本精神和價(jià)值追求。筆者以為,經(jīng)濟(jì)法的互動(dòng)理念從法理角度看體現(xiàn)為共生,從制度角度看體現(xiàn)為協(xié)調(diào)。
經(jīng)濟(jì)法權(quán)力與權(quán)利之間的互相融合、互相轉(zhuǎn)化、相輔相成等關(guān)系,在法理層面都是共生的反映與體現(xiàn),是權(quán)力與權(quán)利之間互動(dòng)的高級(jí)形態(tài),在有些場(chǎng)合,經(jīng)濟(jì)權(quán)力與經(jīng)濟(jì)權(quán)利甚至是互以對(duì)方為條件、須臾不可分的,比如在商會(huì)的組織運(yùn)作中,商會(huì)對(duì)成員的組織、管理的權(quán)力與商會(huì)成員參與商會(huì)運(yùn)作的權(quán)利互為條件、互相依存。協(xié)調(diào)作為一種理念,其內(nèi)涵也在于強(qiáng)調(diào)各個(gè)因素之間的互動(dòng)和共生。作為制度層面的理念,協(xié)調(diào)強(qiáng)調(diào)的是互動(dòng)的制度化的理論表達(dá),包括主體的協(xié)調(diào)、行為的協(xié)調(diào)、責(zé)任的協(xié)調(diào)等等。主體的協(xié)調(diào)是指分享經(jīng)濟(jì)法權(quán)力的主體與分享經(jīng)濟(jì)法權(quán)利的主體在機(jī)構(gòu)設(shè)置、資格認(rèn)可上的對(duì)應(yīng);行為的協(xié)調(diào)是指經(jīng)濟(jì)權(quán)力主體行為與經(jīng)濟(jì)權(quán)利主體行為之間的配合;責(zé)任的協(xié)調(diào)是指權(quán)力主體因違法的經(jīng)濟(jì)權(quán)力行為所承擔(dān)的責(zé)任與權(quán)利主體因違法的經(jīng)濟(jì)權(quán)利行為所承擔(dān)的責(zé)任之間的匹配。
(二)法定態(tài):經(jīng)濟(jì)法制度間的功能組合
法定態(tài)的法權(quán)結(jié)構(gòu)是實(shí)體法及程序法規(guī)定的法權(quán)結(jié)構(gòu),主要是從立法角度而言的。現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)法互動(dòng)式的法權(quán)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)于法定層面,主要體現(xiàn)為各種經(jīng)濟(jì)法制度之間的功能組合。
法律功能的組合就是按照一定的原則和目的,在分析不同法律各自具有的功能的基礎(chǔ)上,尋求功能之間的組合以形成協(xié)同效應(yīng)。就經(jīng)濟(jì)法制度之間的功能組合而言,即是針對(duì)具體的經(jīng)濟(jì)問題,主要通過經(jīng)濟(jì)立法將體現(xiàn)不同理念和原則的經(jīng)濟(jì)法律規(guī)范進(jìn)行組合,并通過執(zhí)法、司法、守法等法律實(shí)施環(huán)節(jié)予以落實(shí)。實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)權(quán)力與經(jīng)濟(jì)權(quán)利的互動(dòng),在法定層面上最關(guān)鍵的就是完善經(jīng)濟(jì)法制度間的功能組合。比如在城市管理、規(guī)劃行為中,政府的土地征用、房屋拆遷規(guī)劃等經(jīng)濟(jì)權(quán)力必須與民眾獲得生活保障、獲得再就業(yè)和再發(fā)展的經(jīng)濟(jì)權(quán)利相共生、相協(xié)調(diào),才能發(fā)生互動(dòng)的效果,這就需要土地征用制度與失地農(nóng)民的生活保障制度、發(fā)展制度之間的組合,需要城市房屋拆遷制度與拆遷公民的生活安置和再就業(yè)發(fā)展制度之間的配合。
(三)實(shí)然態(tài):從“互侵”中探尋通往“互動(dòng)”之路
實(shí)然態(tài)的法權(quán)結(jié)構(gòu)是指社會(huì)現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)生活體現(xiàn)出來的權(quán)力與權(quán)利二者的關(guān)系,與應(yīng)然態(tài)和法定態(tài)的法權(quán)結(jié)構(gòu)不同,它是法權(quán)結(jié)構(gòu)在現(xiàn)實(shí)層面的終極表達(dá)。從功能的意義上講,只有這個(gè)層面上的法權(quán)結(jié)構(gòu)才真正體現(xiàn)了現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)法的法權(quán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的范圍和程度,因而這個(gè)層次的研究具有更加重要的意義,但法律的現(xiàn)實(shí)運(yùn)行會(huì)受到很多不確定因素的影響,因此對(duì)實(shí)然態(tài)法權(quán)結(jié)構(gòu)的分析也具有更大的難度。
從經(jīng)濟(jì)權(quán)力與經(jīng)濟(jì)權(quán)利的現(xiàn)實(shí)生態(tài)來看,經(jīng)濟(jì)法的法權(quán)結(jié)構(gòu)在實(shí)然層次上存在很多的不協(xié)調(diào),準(zhǔn)確地說,在性質(zhì)上離互動(dòng)還相差甚遠(yuǎn),“互侵”的現(xiàn)象反倒更為常見。比如商會(huì)組織不健全出現(xiàn)內(nèi)部人控制的問題,反映了經(jīng)濟(jì)權(quán)利和經(jīng)濟(jì)權(quán)力之間的不協(xié)調(diào)、不配合,甚至相互侵占、職能錯(cuò)位、功能失效等狀態(tài)。因此,對(duì)實(shí)然態(tài)的法權(quán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,真正的價(jià)值還是在于從權(quán)力與權(quán)利之間的不協(xié)調(diào)入手,從二者之間的“互侵”入手,分析不協(xié)調(diào)和互侵的成因,以此探尋實(shí)現(xiàn)“互動(dòng)”的路徑。這一路徑最關(guān)鍵的問題是必須理順法權(quán)結(jié)構(gòu)三態(tài)之間的關(guān)聯(lián),使得經(jīng)濟(jì)法的法權(quán)結(jié)構(gòu)在應(yīng)然、法定和實(shí)然三個(gè)層次之間彼此互通、信息和資源共享,實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。
四、現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)法的法權(quán)結(jié)構(gòu)的具體特征
(一)經(jīng)濟(jì)權(quán)力的多元化和“經(jīng)濟(jì)元權(quán)力”的制度化表達(dá)
現(xiàn)代法權(quán)結(jié)構(gòu)的核心特征之一就是公共權(quán)力的多元化,不僅權(quán)力的職能要分散化,權(quán)力的主體也必須多樣化。經(jīng)濟(jì)權(quán)力主要包括“經(jīng)濟(jì)組織權(quán)力、經(jīng)濟(jì)支配權(quán)力、經(jīng)濟(jì)強(qiáng)制權(quán)力、經(jīng)濟(jì)處罰權(quán)力、經(jīng)濟(jì)監(jiān)督權(quán)力”,[4]隨著權(quán)力多元化和社會(huì)化理論的發(fā)展,經(jīng)濟(jì)權(quán)力的行政性色彩日漸淡化,個(gè)體、社會(huì)與國(guó)家在對(duì)公共經(jīng)濟(jì)事務(wù)的支配上都具備了現(xiàn)實(shí)性與可能性,特別是在主體上,經(jīng)濟(jì)權(quán)力的分享機(jī)制可以包括政府的經(jīng)濟(jì)權(quán)力、專門性機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)權(quán)力社會(huì)中介組織的經(jīng)濟(jì)權(quán)力、以及社會(huì)成員的經(jīng)濟(jì)權(quán)力等等。
經(jīng)濟(jì)權(quán)力的多元化帶來了經(jīng)濟(jì)權(quán)力生態(tài)的繁榮,也帶來了潛在的風(fēng)險(xiǎn),在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)法的法權(quán)結(jié)構(gòu)中構(gòu)建一個(gè)針對(duì)多元化權(quán)力本身的監(jiān)管機(jī)制就變得極為重要。這個(gè)監(jiān)管機(jī)制中最為核心的一點(diǎn)應(yīng)是“經(jīng)濟(jì)元權(quán)力”的創(chuàng)設(shè)及其制度化表達(dá)。所謂“經(jīng)濟(jì)元權(quán)力”,也可以稱作“經(jīng)濟(jì)權(quán)力的權(quán)力”,即創(chuàng)設(shè)經(jīng)濟(jì)權(quán)力的權(quán)力,它是所有個(gè)別的、具體的、社會(huì)化的經(jīng)濟(jì)權(quán)力的合法性和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ),是經(jīng)濟(jì)權(quán)力在制度化設(shè)置及運(yùn)作中的終極性的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)濟(jì)權(quán)力是特定主體對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行施加支配性、強(qiáng)制性影響的資格和能力,特別是對(duì)于經(jīng)濟(jì)行政主體而言,其享有的經(jīng)濟(jì)權(quán)力在本質(zhì)上是一種經(jīng)濟(jì)權(quán)力,其從事的經(jīng)濟(jì)干預(yù)(如宏觀調(diào)控與市場(chǎng)規(guī)制)行為本質(zhì)上屬于一種經(jīng)濟(jì)行為。[5]規(guī)范經(jīng)濟(jì)權(quán)力、約束經(jīng)濟(jì)行為的關(guān)鍵在于為相應(yīng)的權(quán)力和行為尋求憲法、意義上的合法性,這種尋求的實(shí)踐進(jìn)路則是探索“規(guī)則”、“元規(guī)則”[6]在經(jīng)濟(jì)權(quán)力和經(jīng)濟(jì)行為領(lǐng)域的制度化表達(dá)。只有確立并遵循“經(jīng)濟(jì)元規(guī)則”及其衍生的“經(jīng)濟(jì)元權(quán)力”,各種具體的、分散的經(jīng)濟(jì)權(quán)力才能在根本上獲得合法性,才能在經(jīng)濟(jì)權(quán)力社會(huì)化、泛化的同時(shí)保持自身的規(guī)范與正當(dāng),從而實(shí)現(xiàn)與經(jīng)濟(jì)權(quán)利的互動(dòng)。
(二)經(jīng)濟(jì)權(quán)利的自治化與規(guī)范化的制度構(gòu)建
一般認(rèn)為,經(jīng)濟(jì)權(quán)利是經(jīng)濟(jì)法主體依據(jù)法律規(guī)定或合同約定所獲得的,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)目的的,滿足物質(zhì)利益需要的權(quán)利。事實(shí)上,經(jīng)濟(jì)權(quán)利的發(fā)生往往并不依賴于經(jīng)濟(jì)法律或經(jīng)濟(jì)合同的規(guī)定及約定,特別是在大多數(shù)場(chǎng)合下,實(shí)然態(tài)的法權(quán)結(jié)構(gòu)都包括了經(jīng)濟(jì)權(quán)力及與之相對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)權(quán)利。
與經(jīng)濟(jì)權(quán)力不同,經(jīng)濟(jì)權(quán)利不需要“經(jīng)濟(jì)元規(guī)則”、“經(jīng)濟(jì)元權(quán)利”的制約,相反,最大化地實(shí)現(xiàn)權(quán)利、發(fā)展權(quán)利才是經(jīng)濟(jì)權(quán)利的本質(zhì)內(nèi)涵,也是互動(dòng)式法權(quán)結(jié)構(gòu)的根本要求。經(jīng)濟(jì)權(quán)利的問題在于私權(quán)的濫用同樣會(huì)造成法權(quán)結(jié)構(gòu)的失衡,在經(jīng)濟(jì)權(quán)力缺位、越位、錯(cuò)位的場(chǎng)合下,個(gè)體的經(jīng)濟(jì)權(quán)利往往會(huì)因?yàn)榭臻g的無限和監(jiān)管的缺位而擠占公共空間,結(jié)果或是個(gè)別的權(quán)利主體實(shí)施不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)侵犯了其他權(quán)利主體的利益,或是若干權(quán)利主體通過不正當(dāng)聯(lián)合或結(jié)盟實(shí)行壟斷、限制競(jìng)爭(zhēng),比如價(jià)格卡特爾等,從而損害互動(dòng)的法權(quán)結(jié)構(gòu),損害整體的社會(huì)福利。顯然,同權(quán)力一樣,權(quán)利自身也要具備實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的要件,因此必須通過制度構(gòu)建實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)權(quán)利的規(guī)范化,即對(duì)私權(quán)濫用的制止。比如經(jīng)濟(jì)法中宏觀調(diào)控的功能之一是彌補(bǔ)市場(chǎng)主體力量之不足,市場(chǎng)規(guī)制法則主要是對(duì)越出正常范圍和幅度的私權(quán)進(jìn)行糾正或懲戒。規(guī)范和監(jiān)管等作用方式主要是消極、被動(dòng)的,互動(dòng)式法權(quán)結(jié)構(gòu)還要求實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)權(quán)利的自治化,促使個(gè)別、零散的經(jīng)濟(jì)權(quán)利主體由分散走向自治。自治即自理,是經(jīng)濟(jì)權(quán)利主體獲得更大的自由空間、積極參與公共領(lǐng)域事務(wù)、監(jiān)督經(jīng)濟(jì)權(quán)力行使的必然要求,一個(gè)有組織的、自治性很高的權(quán)利網(wǎng)絡(luò)還可以自發(fā)地形成自我規(guī)范,有效地節(jié)約權(quán)利監(jiān)管和規(guī)范的成本。
(三)社會(huì)經(jīng)濟(jì)權(quán)力和權(quán)利的權(quán)限制約機(jī)制的型構(gòu)
社會(huì)經(jīng)濟(jì)權(quán)力和社會(huì)經(jīng)濟(jì)權(quán)利,即社會(huì)中介組織掌控及享有的經(jīng)濟(jì)權(quán)力與經(jīng)濟(jì)權(quán)利。社會(huì)中介組織在結(jié)構(gòu)上連接經(jīng)濟(jì)行政主體和市場(chǎng)主體,其重要的功能一是作為經(jīng)濟(jì)行政主體的替代實(shí)現(xiàn)對(duì)市場(chǎng)主體的自治性管理;二是通過信息制造及傳輸以產(chǎn)出中立、客觀、社會(huì)性的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。前者的代表是形形的商會(huì),后者的代表是各種各樣的信息咨詢和信用評(píng)級(jí)組織。但社會(huì)中介組織的問題在于容易發(fā)生行政化和內(nèi)部人控制。[7]行政化是指社會(huì)中介組織變成政府的代表,淪為經(jīng)濟(jì)行政主體的經(jīng)濟(jì)權(quán)力觸角的延伸,典型的比如各種官辦產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì);而內(nèi)部人控制則是指商會(huì)組織內(nèi)部發(fā)生經(jīng)濟(jì)學(xué)上的“道德悖逆”和“逆向選擇”,淪為個(gè)別成員謀求私益、掌控話語權(quán)的工具,社會(huì)經(jīng)濟(jì)權(quán)力被個(gè)別權(quán)利主體挪用,社會(huì)權(quán)力的空間被個(gè)別權(quán)利主體擠占。
社會(huì)中介組織同時(shí)具有經(jīng)濟(jì)權(quán)力主體和經(jīng)濟(jì)權(quán)利主體的資格與能力,這一點(diǎn)使它在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)法的法權(quán)結(jié)構(gòu)的互動(dòng)之鏈中扮演著極其重要的角色,因此,社會(huì)經(jīng)濟(jì)權(quán)力和權(quán)利的勃興是實(shí)現(xiàn)及保障現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)法的法權(quán)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。然而,這種雙重的資格與能力也造成了對(duì)其進(jìn)行規(guī)范和完善的重大難題,因?yàn)閱蜗虻臋?quán)力制約和權(quán)利監(jiān)管機(jī)制此時(shí)已經(jīng)難敷其責(zé)。要完成這個(gè)目標(biāo),最重要的一點(diǎn)應(yīng)是經(jīng)濟(jì)權(quán)限制約機(jī)制的型構(gòu)。我國(guó)學(xué)者認(rèn)為,經(jīng)濟(jì)權(quán)限是“經(jīng)濟(jì)法主體依法享有的經(jīng)濟(jì)權(quán)力、經(jīng)濟(jì)權(quán)利和承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)義務(wù)的總和”。[8]經(jīng)濟(jì)權(quán)限強(qiáng)調(diào)在經(jīng)濟(jì)義務(wù)基礎(chǔ)之上的權(quán)力與權(quán)利的復(fù)合,事實(shí)上是看到了在經(jīng)濟(jì)權(quán)力與經(jīng)濟(jì)權(quán)利之間的互動(dòng)關(guān)系中,僅有經(jīng)濟(jì)權(quán)力主體與經(jīng)濟(jì)權(quán)利主體之間的制約是不夠的,而必須通過另外一個(gè)支點(diǎn)完善法權(quán)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的互動(dòng)機(jī)制,這個(gè)支點(diǎn)就是義務(wù)。通過將義務(wù)同時(shí)附著在經(jīng)濟(jì)權(quán)力和經(jīng)濟(jì)權(quán)利之中,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)權(quán)力和經(jīng)濟(jì)權(quán)利的強(qiáng)制性倚賴,保障法權(quán)結(jié)構(gòu)的互動(dòng)格局。因此,經(jīng)濟(jì)權(quán)限本質(zhì)上是一種法權(quán)結(jié)構(gòu)的保障機(jī)制,建立健全經(jīng)濟(jì)權(quán)限制約機(jī)制,是解決社會(huì)中介組織的社會(huì)經(jīng)濟(jì)權(quán)力及權(quán)利監(jiān)管難題的關(guān)鍵。
【注釋】
[1]李步云:《走向法治》,湖南人民出版社1998年版,第717頁。
[2](美)丹尼斯·朗:《權(quán)力論》,陸震綸等譯,中國(guó)社會(huì)科學(xué)出版社2001年版,第10頁。
[3]郭道暉:《權(quán)力的多元化與社會(huì)化》,載《法學(xué)研究》2001年第1期。
[4]劉瑞復(fù):《經(jīng)濟(jì)法:國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行法》,中國(guó)政法大學(xué)出版社1991年版,第253頁。
[5]單飛躍:《經(jīng)濟(jì)哲學(xué)論綱——經(jīng)濟(jì)法哲學(xué)基礎(chǔ)的建構(gòu)》,載《西南政法大學(xué)博士論文(2005年)》,第29頁。
輕型門式剛架房屋結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用大約始于20世紀(jì)80年代初期。近十多年來得到迅速的發(fā)展,目前國(guó)內(nèi)每年有上千萬平方米的輕鋼建筑工程,主要用于輕型的廠房、倉庫、體育館、展覽廳及活動(dòng)房屋、加層建筑等。
單層輕型門式剛架結(jié)構(gòu)是指以輕型焊接H形鋼(等截面或變截面)、熱軋H形鋼(等截面)或冷彎薄壁型鋼等構(gòu)成的實(shí)腹式門式剛架或格構(gòu)式門式剛架作為主要承重骨架,用冷彎薄壁型鋼(槽形、Z形等)做檁條、墻梁;以壓型金屬板(壓型鋼板、壓型鋁板)做屋面、墻面;采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、巖棉、礦棉、玻璃棉等作為保溫隔熱材料并適當(dāng)設(shè)置支撐的一種輕型房屋結(jié)構(gòu)體系。
在目前的工程實(shí)踐中,門式剛架的梁、柱多采用焊接H形變截面構(gòu)件,單跨剛架的梁柱節(jié)點(diǎn)采用剛接,多跨者大多剛接和鉸接并用;柱腳可與基礎(chǔ)剛接或鉸接;圍護(hù)結(jié)構(gòu)多采用壓型鋼板;保溫隔熱材料多采用玻璃棉。
1單層輕型門式剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)
1.1單層輕型門式剛架結(jié)構(gòu)相對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn):
(1)質(zhì)量輕
圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用壓型金屬板、玻璃棉及冷彎薄壁型鋼等材料組成,屋面、墻面的質(zhì)量都很輕。根據(jù)國(guó)內(nèi)工程實(shí)例統(tǒng)計(jì),單層輕型門式剛架房屋承重結(jié)構(gòu)的用鋼量一般為10~30kg/m2,在相同跨度和荷載情況下自重僅約為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的1/20~1/30。由于結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕,相應(yīng)地基礎(chǔ)可以做得較小,地基處理費(fèi)用也較低。同時(shí)在相同地震烈度下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)小。但當(dāng)風(fēng)荷載較大或房屋較高時(shí),風(fēng)荷載可能成為單層輕型門式剛架結(jié)構(gòu)的控制荷載。
(2)工業(yè)化程度高,施工周期短
門式剛架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件和配件多為工廠制作,質(zhì)量易于保證,工地安裝方便;除基礎(chǔ)施工外,基本沒有濕作業(yè);構(gòu)件之間的連接多采用高強(qiáng)度螺栓連接,安裝迅速。
(3)綜合經(jīng)濟(jì)效益高
門式剛架結(jié)構(gòu)通常采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)周期短;原材料種類單一;構(gòu)件采用先進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備制造;運(yùn)輸方便等。所以門式剛架結(jié)構(gòu)的工程周期短,資金回報(bào)快,投資效益相對(duì)較高。
(4)柱網(wǎng)布置比較靈活
傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式由于受屋面板、墻板尺寸的限制,柱距多為6米,當(dāng)采用12米柱距時(shí),需設(shè)置托架及墻架柱。而門式剛架結(jié)構(gòu)的圍護(hù)體系采用金屬壓型板,所以柱網(wǎng)布置不受模數(shù)限制,柱距大小主要根據(jù)使用要求和用鋼量最省的原則來確定。
1.2設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)
(1)由于門式剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎剛度、抗扭剛度較小,結(jié)構(gòu)的整體剛度較弱,因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮運(yùn)輸和安裝過程中要采取的必要措施,防止構(gòu)件發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。
(2)要重視支撐體系和隅撐的布置,重視屋面板、墻面板與構(gòu)件的連接構(gòu)造,使其能參與結(jié)構(gòu)的整體工作。
(3)組成構(gòu)件的桿件較薄,設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮對(duì)制作、安裝、運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>
(4)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮銹蝕對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面削弱的影響。
(5)門式剛架的梁柱多采用變截面桿件,梁柱腹板在設(shè)計(jì)時(shí)考慮利用屈曲后的強(qiáng)度,所以塑性設(shè)計(jì)不再適用。
(6)設(shè)計(jì)中對(duì)輕型化帶來的后果必須注意和正確處理,比如風(fēng)力可使輕型屋面的荷載反向等。
2結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置
2.1結(jié)構(gòu)形式
門式剛架的結(jié)構(gòu)形式按跨度可分為單跨、雙跨和多跨,按屋面坡脊數(shù)可分為單脊單坡、單脊雙坡、多脊多坡。屋面坡度宜取1/20~1/8。單脊雙坡多跨剛架,用于無橋式吊車的房屋時(shí),當(dāng)剛架柱不是特別高且風(fēng)荷載也不是很大時(shí),依據(jù)“材料集中使用的原則”,中柱宜采用兩端鉸接的搖擺柱方案。門式剛架的柱腳多按鉸接設(shè)計(jì),當(dāng)用于工業(yè)廠房且有橋式吊車時(shí),宜將柱腳設(shè)計(jì)成剛接。門式剛架上可設(shè)置起重量不大于3t的懸掛吊車和起重量不大于20t的輕、中級(jí)工作制的單梁或雙梁橋式吊車。
2.2結(jié)構(gòu)布置
2.2.1剛架的建筑尺寸和布置。
門式剛架的跨度宜為9~36m,當(dāng)柱寬度不等時(shí),其外側(cè)應(yīng)對(duì)齊。高度應(yīng)根據(jù)使用要求的室內(nèi)凈高確定,宜取4.5~9m。門式剛架的合理間距應(yīng)綜合考慮剛架跨度、荷載條件及使用要求等因素,一般宜取6m、7.5m、9m??v向溫度區(qū)段小于300m,橫向溫度區(qū)段小于150m(當(dāng)有計(jì)算依據(jù)時(shí),溫度區(qū)段可適當(dāng)放大)。
2.2.2檁條和墻梁的布置
檁條間距的確定應(yīng)綜合考慮天窗、通風(fēng)屋脊、采光帶、屋面材料、檁條規(guī)格等因素按計(jì)算確定,一般應(yīng)等間距布置,但在屋脊處應(yīng)沿屋脊兩側(cè)各布置一道,在天溝附近布置一道。側(cè)墻墻梁的布置應(yīng)考慮門窗、挑檐、雨蓬等構(gòu)件的設(shè)置和圍護(hù)材料的要求確定。
2.2.3支撐和剛性系桿的布置
(1)在每個(gè)溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中,應(yīng)分別設(shè)置能獨(dú)立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系。
(2)在設(shè)置柱間支撐的開間,應(yīng)同時(shí)設(shè)置屋蓋橫向支撐,以構(gòu)成幾何不變體系。
(3)端部支撐宜設(shè)在溫度區(qū)段端部的第一或第二個(gè)開間。柱間支撐的間距應(yīng)根據(jù)房屋縱向受力情況及安裝條件確定,一般取30~45m,有吊車時(shí)不宜大于60m。
(4)當(dāng)房屋高度較大時(shí),柱間支撐應(yīng)分層設(shè)置;當(dāng)房屋寬度大于60m時(shí),內(nèi)柱列宜適當(dāng)設(shè)置支撐。
(5)當(dāng)端部支撐設(shè)在端部第二個(gè)開間時(shí),在第一個(gè)開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿。
(6)在剛架的轉(zhuǎn)折處(邊柱柱頂、屋脊及多跨剛架的中柱柱頂)應(yīng)沿房屋全長(zhǎng)設(shè)置剛性系桿。
(7)由支撐斜桿等組成的水平桁架,其直腹桿宜按剛性系桿考慮。
(8)剛性系桿可由檁條兼做,此時(shí)檁條應(yīng)滿足壓彎構(gòu)件的承載力和剛度要求,當(dāng)不滿足時(shí)可在剛架斜梁間設(shè)置鋼管、H型鋼或其他截面形式的桿件。
(9)當(dāng)房屋內(nèi)設(shè)有不小于5t的吊車時(shí),柱間支撐宜用型鋼;當(dāng)房屋中不允許設(shè)置柱間支撐時(shí),應(yīng)設(shè)置縱向剛架。
3剛架設(shè)計(jì)
3.1荷載及荷載組合
3.1.1永久荷載
永久荷載包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自重和懸掛在結(jié)構(gòu)上的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重力荷載,如屋面、檁條、支撐、吊頂、墻面構(gòu)件和剛架自重等。
3.1.2可變荷載
可變荷載包括屋面活荷載(設(shè)計(jì)屋面板和檁條時(shí)應(yīng)考慮施工和檢修集中荷載,其標(biāo)準(zhǔn)值為1KN)、屋面雪荷載和積灰荷載、吊車荷載、地震作用、風(fēng)荷載等。
3.1.3荷載組合
荷載組合一般應(yīng)遵從《建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50009-2002的規(guī)定,針對(duì)門式剛架的特點(diǎn),《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102:98給出下列組合原則:
(1)屋面均布活荷載不與雪荷載同時(shí)考慮,應(yīng)取兩者中較大值。
(2)積灰荷載應(yīng)與雪荷載或屋面均布活荷載中的較大值同時(shí)考慮。
(3)施工或檢修集中荷載不與屋面材料或檁條自重以外的其他荷載同時(shí)考慮。
(4)多臺(tái)吊車的組合應(yīng)符合《建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。
(5)當(dāng)需要考慮地震作用時(shí),風(fēng)荷載不與地震作用同時(shí)考慮。
3.2剛架內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算
3.2.1內(nèi)力計(jì)算
對(duì)于變截面門式剛架,應(yīng)采用彈性分析方法確定各種內(nèi)力,只有當(dāng)剛架的梁柱全部為等截面時(shí)才允許采用塑性分析方法。變截面門式剛架的內(nèi)力通常采用桿系單元的有限元法(直接剛度法)編制程序上機(jī)計(jì)算。地震作用的效應(yīng)可采用底部剪力法分析確定。
根據(jù)不同荷載組合下的內(nèi)力分析結(jié)果,找出控制截面的內(nèi)力組合,控制截面的位置一般在柱底、柱頂、柱牛腿連接處及梁端、梁跨中等截面??刂平孛娴膬?nèi)力組合主要有:
(1)最大軸壓力Nmax和同時(shí)出現(xiàn)的M及V的較大值。
(2)最大彎矩Mmax和同時(shí)出現(xiàn)的N及V的較大值。
(3)最小軸壓力Nmin和相應(yīng)的M及V,出現(xiàn)在永久荷載和風(fēng)荷載共同作用下,當(dāng)柱腳鉸接時(shí)M=0。
3.2.2側(cè)移計(jì)算
變截面門式剛架的柱頂側(cè)移應(yīng)采用彈性分析方法確定,計(jì)算時(shí)荷載取標(biāo)準(zhǔn)值,不考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)。如果最后驗(yàn)算時(shí)剛架的側(cè)移剛度不滿足要求,需采用下列措施之一進(jìn)行調(diào)整:放大柱或(和)梁的截面尺寸,改鉸接柱腳為剛接柱腳;把多跨框架中的個(gè)別搖擺柱改為上端和梁剛接。
3.3剛架柱和梁的設(shè)計(jì)
(1)梁柱板件的寬厚比限值和腹板屈曲后的強(qiáng)度利用。(主要包括梁柱板件的寬厚比限值驗(yàn)算、腹板屈曲后強(qiáng)度利用驗(yàn)算、腹板的有效寬度驗(yàn)算等內(nèi)容)
(2)剛架梁柱構(gòu)件的強(qiáng)度驗(yàn)算。
(3)梁腹板加勁肋的配置。(梁腹板應(yīng)在中柱連接處、較大固定集中荷載作用處和翼緣轉(zhuǎn)折處設(shè)置橫向加勁肋)
(4)變截面柱在剛架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度確定。
(5)變截面柱在剛架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計(jì)算。
(6)變截面柱在剛架平面外的整體穩(wěn)定計(jì)算。
(7)斜梁和隅撐的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。
(8)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。(包括斜梁與柱的連接及斜梁拼接、柱腳設(shè)計(jì)、牛腿設(shè)計(jì)、搖擺柱與斜梁的連接構(gòu)造等內(nèi)容)
4輔屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)
4.1壓型鋼板設(shè)計(jì)
(1)壓型鋼板材料的選擇可根據(jù)建筑功能、使用條件、使用年限和結(jié)構(gòu)形式等因素考慮,鋼板基板的材料有Q215鋼和Q235鋼,工程中多用Q235-A鋼。
(2)壓型鋼板的截面形式較多,根據(jù)波高的不同,一般分為低波板、中波板和高波板。波高越高,截面的抗彎剛度就越大,承受的荷載也就越大。
(3)壓型鋼板的強(qiáng)度和撓度可取單槽口的有效截面按受彎構(gòu)件計(jì)算。計(jì)算內(nèi)容包括壓型鋼板腹板的剪應(yīng)力計(jì)算、支座處腹板的局部受壓承載力計(jì)算、撓度限值驗(yàn)算等。
(4)壓型鋼板尚應(yīng)滿足其他相關(guān)構(gòu)造規(guī)定。
4.2檁條設(shè)計(jì)
(1)檁條的截面形式可分為實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種。當(dāng)檁條跨度不大于9m時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用實(shí)腹式檁條。
(2)檁條屬于雙向受彎構(gòu)件,在進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)應(yīng)沿截面兩個(gè)形心主軸方向計(jì)算彎矩。
(3)檁條應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算、整體穩(wěn)定計(jì)算、變形計(jì)算。
(4)檁條尚應(yīng)滿足其他相關(guān)構(gòu)造規(guī)定。
4.3墻梁、支撐設(shè)計(jì)
(1)墻梁一般采用冷彎卷邊槽鋼,有時(shí)也可采用卷邊Z形鋼。
(2)墻梁在其自重、墻體材料和水平風(fēng)荷載作用下,也是雙向受彎構(gòu)件。
(3)墻梁應(yīng)盡量等間距設(shè)置,在墻面的上沿、下沿及窗框的上沿、下沿處應(yīng)設(shè)置一道墻梁。為減少豎向荷載作用下墻梁的豎向撓度,可在墻梁上設(shè)置拉條,并在最上層墻梁處設(shè)斜拉條將拉力傳至剛架柱。
(4)墻梁可根據(jù)柱距的大小做成跨越一個(gè)柱距的簡(jiǎn)支梁或兩個(gè)柱距的連續(xù)梁。
(5)門式剛架結(jié)構(gòu)中的交叉支撐和柔性系桿可按拉桿設(shè)計(jì),非交叉支撐中的受壓桿件及剛性系桿按壓桿設(shè)計(jì)。
(6)剛架斜梁上橫向水平支撐的內(nèi)力,根據(jù)縱向風(fēng)荷載按支承于柱頂?shù)乃借旒苡?jì)算,并計(jì)入支撐對(duì)斜梁起減少計(jì)算長(zhǎng)度作用而承受的力,對(duì)于交叉支撐可不計(jì)入壓桿的受力。
(7)剛架柱間支撐的內(nèi)力,應(yīng)根據(jù)該柱列所受縱向風(fēng)荷載按支承于柱腳的豎向懸臂桁架計(jì)算,并計(jì)入支撐對(duì)柱起減少計(jì)算長(zhǎng)度而應(yīng)承受的力,對(duì)于交叉支撐可不計(jì)壓桿的受力。當(dāng)同一柱列設(shè)有多道柱間支撐時(shí),縱向力在支撐間可平均分配。
5小結(jié)
綜上所述,輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵守以下原則: