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中圖分類號: E271 文獻標識碼: A
土木工程是人類發展史上歷史最悠久的技術工程,是一種系統性的產業活動,從本質上說是生產和技術相結合的綜合過程。土木工程是各種建筑工程的統稱,既包括施工對象,如各種建筑設備,也包括施工過程中所用到的各種技術,如勘探研究、施工、維護等。隨著社會知識化、科技信息化和經濟全球化的不斷推進,人類世界將進入可持續發展綜合國力激烈競爭的時代。誰在可持續發展綜合國力上占據優勢,誰便能為自身的生存與發展奠定更為牢靠的基礎與保障,創造更大的時空與機遇??沙掷m發展綜合國力將成為爭取未來國際地位的重要基礎和為人類發展做出重要貢獻的主要標志之一。土木工程與人們的日常生活密不可分,它給人們帶來了巨大財富的同時也引起生態環境的惡化。因此,土木工程可持續發展問題成為一個值得探討和研究的問題。
一、土木工程的綠色施工及可持續發展概述
所謂綠色施工技術是指能夠可持續發展的施工技術,也可稱之為可持續施工技術。它不是和傳統施工技術相對立的,而是利用可持續發展的觀念對傳統施工技術進行重新的包裝,是以可持續發展為宗旨的施工方法,在施工過程中能夠最大限度的降低對環境的不利影響。既然是綠色施工,就要在施工過程利用綠色概念進行操作,要遵循循環經濟原則和清潔生產原則。循環經濟原則要求施工時做到使用能源的循環再利用,從源頭上節約能源,降低成本,減少對環境的損害。清潔生產原則不僅要求建筑過程無污染,而且要求建筑在使用和廢氣時也要降低對環境的危害。
隨著可持續發展戰略在我國推廣,當前承包商以及建設單位為了滿足政府及大眾對文明施工、環境保護及減少噪音的要求,一般均會采取一定的技術來降低施工噪音、減少施工擾民、減少環境污染等。但是,大多數承包商在采取這些綠色施工技術時是比較被動、消極的,對綠色施工的理解也是單一的,還不能夠積極主動的運用適當的技術、科學的管理方法以系統的思維模式、規范的操作方式從事綠色施工。這是由于認識不足,缺乏系統科學的制度體系,企業管理水平低、成本較高等原因作用的結果。
二、推進我國土木工程可持續發展的措施
關于土木工程可持續發展的施工階段,我們要做到的主要工作概括來說就是做好施工準備工作和進行工程施工。施工準備工作的內容是:取得工程施工的法律依據,調查研究各種與工程施工有關的原始資料,施工條件及建設單位的要求,掌握工程的特點及關鍵,統籌合理地安排施工力量和施工現場,從計劃、技術、物資、資金、勞力、設備、組織、現場以及外部施工環境等方面為擬建工程的順利施工建立一切必要的條件,并對施工中可能發生的各種風險和變化進行預測并作好應變準備。在施工準備工作一切就緒后,在設計圖紙和相關合同文件的約束下,就可進行工程施工,在施工進行過程中,對施工進度、成本、質量與安全進行控制,同時不斷的對預先制定的相關組織設計文件進行校正,最終完成整個工程的施工,交付使用。
土木工程施工階段的可持續發展的核心是業主設計單位和承包商應當識別場地內現有的自然、文化和構筑物特征,并通過合理的設計、施工和管理工作將這些特征保存下來。可持續的場地設計對于減少這種干擾具有重要的作用。就工程施工而言,承包商應結合業主、設計單位對承包商使用場地的要求,制訂滿足這些要求的、并能盡量減少場地干擾的施工組織計劃。計劃中要明確工期進度、勞動力、資金、設備和場地布置等措施外,還應明確以下幾點:場地內哪些區域將被保護、哪些植物將被保護,并明確保護的方法;怎樣在滿足施工、設計和經濟方面要求的前提下,盡量減少清理和擾動的區域面積,盡量減少臨時設施和施工用管線。具體來看,則需從以下幾個方面去保證土木工程施工階段的可持續發展。
節約水資源。通過監測水資源的使用,安裝小流量的設備和器具,在可能的場所重新利用廢水或者循環利用生產用水等措施,來減少施工期問的用水量,降低用水費用。節約電能。通過監測利用率,安裝節能燈具和設備、利用聲光傳感器控制照明燈具,采用節能型施工機械,合理安排施工時間等降低用電量,節約電能。③減少材料的損耗。通過更仔細的采購,合理的現場保管,減少材料的搬運次數,減少包裝,完善操作工藝,增加攤銷材料的周轉次數等降低材料在使用中的消耗,提高材料的使用效率。
目前,人們對綠色建筑的認識仍然不足,在項目建設的全過程中,對施工階段的可持續發展更加缺乏重視,而對綠色施工意識的加強,離不開生態環保意識的加強。在基礎教育中,應進一步提高公眾的綠色環保意識;在繼續教育中使工程建設各方正確全面理解綠色施工,充分認識綠色施工的重要性;強化建筑工人教育,提高建筑企業職工素質,承包商進行有利于可持續的行為方面的教育,并使其從中受益。土木工程在實際使用過程中,會出現不同程度的損傷或性能退化,這將影響起承載能力和耐久性,甚至引發嚴重的工程事故,帶來重大的人員傷亡和經濟損失,產生嚴重的社會影響。因此,從建筑建成的一刻起,就要做好健康監測、修復和加固的準備。隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展,人們提出了結構健康監測的概念,給土木工程的發展帶來革命性的變化。
結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器,自動、實時地測量結構的環境、荷載、響應等,對結構的健康狀況進行評估,科學有效地提供結構養護管理的決策依據,確保結構安全運營,延長結構使用壽命。通過發展結構健康監測與安全預警,在第一時間發現建筑可能出現的問題,及時進行修復與加固,既避免可能出現的建筑事故,也可解決建筑過快老化損壞,及由此造成的大量經濟、資源、時間上的浪費,實現建筑使用的可持續發展。我國每年的施工建設產生的建筑垃圾達4000萬噸,產生的廢混凝土就有1360萬噸,清運處理工作量大,環境污染嚴重。此外,我國是20年來世界水泥生產的第一大國,而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環境的行業。與其他材料相比,鋼材和再生混凝土較為符合綠色建材的標準,應當大力發展這樣的綠色建材。
三、結語
土木工程活動是人類作用于自然生態環境最重要的生產活動之一。其中,工程材料的生產與使用、工程設計、工程施工、工程建成后的使用及報廢后的拆除等過程均要消耗大量的能源,并不斷產生廢棄物,這些問題都將對生態環境產生極大影響。因此,土木工程作為國民經濟的支柱產業,我們既要大力發展,以滿足經濟社會發展的需要,又要注重環境保護、資源節約,推行可持續發展戰略。
參考文獻
1、任宏.可持續發展與綠色施工[J].基建優化,2002,23(4).
文章編號:2095-4085(2015)07-0047-02
隨著我國經濟社會的快速發展,基礎設施建設的速度越來越快,但在這些繁榮發展的背后,建筑安全問題不容忽視。為此,施工單位應該從土木工程的設計方案人手,從源頭上切實杜絕一切可能的安全問題的出現。
1.目前土木工程結構設計中存在的問題
由于我國的土木工程結構設計開始的時間不長,水平很低,這就使得在保證安全性和耐久性上還有很長的路要走。
1.1土木工程設計結構的牢固性較差
牢固性是檢驗一個土木工程是否合格的重要的標準,也是施工單位在施工過程中牢牢把握的一條主線。目前,缺乏牢固性也是目前我國土木工程建設過程中存在的最主要的安全問題。由于我國的土木結構的設計水平很低,對土木工程結構設計考慮不周,導致出現一些自然災害和突發事件對,這些事故和災害對人民群眾的生命安全和財產造成巨大損失。青海玉樹大地震使得很多的建筑物倒塌,死傷慘重,這就進一步說明土木工程結構的重要性。
1.2安全設置水平和國外存在一定差距。設計考慮不夠全面
國家建筑主管部門沒有出臺科學權威的土木工程安全規定,這就使得建筑單位在施工和驗收的過程中自由度很高,使得建筑工程的質量難以得到保證,給人民群眾的生命和財產安全帶來威脅。由于西方國家出臺了嚴格的土木工程安全規范,它們的建筑物的安全性能很高,一般都能使用好幾十年,甚至是上百年。但是我國的建筑物的壽命卻遠遠低于西方國家的建筑物的壽命。所以,土木工程結構的安全規范對于土木工程的質量至關重要。荷載標準值是一項衡量安全性的重要的指標。美國的一般建筑物的標準荷載值為240 kg/m2,但是我國一般建筑物的荷載標準值只有200 kg/m2。可以看見的是,我國的土木工程的安全規范和西方國家之間存在著巨大的差距,這也就使得我國的建筑物的壽命要遠遠低于西方國家建筑物的壽命。
1.3設計中混淆構造柱和承重柱造成事故
構造柱和承重柱是保證建筑物穩定和堅固的基石,很多的建筑商在設計的過程中往往對這兩個因素考慮的不全面,這對建筑安全構成了巨大隱患。構造柱的作用就在于保證建筑物的牢固性,保證房屋在受到巨大震動時能夠不出現裂縫和倒塌。但是,在實際的設計和施工過程中,很多的施工員把構造柱當成承重墻來使用,這樣非但起不到構造柱的應有的作用,還容易減輕承重墻所承擔的強度,一旦發生巨大的震動,很容易動搖房屋的根基,出現倒塌和沉降的情況,給人民群眾的生命財產造成巨大損失。
1.4承重柱截面積設計過小
設計人員有的時候為了擴大室內面積和節約設計成本,人為地縮小了承重柱的截面積。這樣做最大的問題就在于承重柱過多的承擔了來自外界的壓力,一旦出現來自外部的震動,承重柱就會出現損壞,使得整個建筑物出現巨大的安全隱患。一旦出現地震等災害,建筑物很容易發生倒塌,給人民群眾的生命財產造成損害。
2.改善土木工程結構設計安全性的策略
首先,建筑單位在進行設計之前應該對當地的土質和地形地貌進行實地勘察,在土木工程結構設計中充分考慮這些因素,這樣才能保證設計更加科學合理,一旦出現地震和一些事故的時候確保整體土木結構的穩固性。其次,設計人員和施工人員應該清楚承重墻和構造柱的基本的作用,堅決杜絕混淆使用。
3.提高土木工程結構安全性的建設性建議
3.1嚴格規范土木工程機構的設計標準。完善相關的準入制度
國家相關部門應該積極主動作為,出臺科學完善的技術標準,此外還要積極借鑒國外的先進的做法和經驗,確保土木工程結構的設計標準達到國際先進水平;同時,國家應該加大對從業人員的管理和培訓的力度,嚴格從業人員的從業條件,對他們定期進行專業知識和安全意識的培訓;施工和設計單位應該發揮自己的積極性和創造性,對于官方的一些不合理的技術標準應該及時的向主管單位去反映,以便完善我國的土木工程機構設計規范。
3.2定期全面地對土木工程進行安全檢測
目前,很多的施工單位在思想上還沒有對工程的檢測工作引起高度的重視。有些安全隱患是肉眼在短時間內看不到的,但是后期一旦出現問題那就是大問題。所以,國家相關的部門應該對施工單位加強監督和檢查力度,提高他們的安全意識,確保它們在施工的過程中把安全工作做足做實。
3.3對土木工程設計人員應加強業務水平,嚴格設計過程的管理
中圖分類號:TU352文獻標識碼:A文章編號:2095-9052(2016)0002-000496-01
一、土木工程中影響抗震的因素分析
1.傳統的抗震方式
首先,傳統的抗震理念是從長期積累的工程經驗中總結出來的,不具備精確地可測量性和科學性,如此一來,得到的結果就帶有一定的局限性,是根據主觀意識和部分客觀意識得到的,所以需要不斷地進行實驗考核。另外,即使通過理性分析得到結果,也只是定性而不是定量分析??拐鸾ㄖ脑O計被強加以法定意義上的不可逾越性,給土木工程設計人員造成一定的工作局限性。
2.結構設計的基本點
在建筑設計的過程中,要想使材料靈活運用,就需要結構上的形狀簡練,簡單的結構設計可以更加清晰的對建筑物的每個部件進行分析,提升數據的精確性。其次是豎向結構的設計,如何更加均勻是要著重注意的,保證建筑物不會因為遭受猛然的外力襲擊而發生改變。再就是整體設計的合理性,建筑物的根基最為重要,若底部的承重能力差,那么各部件的牢固性將減弱,使得重心偏離根基點。
二、如何加強土木結構的抗震能力
1.建設過程中的場地選擇
建筑設計之前的必要環節就是選擇場地。在進行調查工作時,關于整塊地域的地形地貌也要加以了解,有些地層曾發生過斷裂、凹陷的情況,應適當避開,確保建筑工程中的抗震效果。若部分凹凸不平的地域無法躲避,要進行相應的預防措施,對不良路段加固防護。
2.建設材料及建設結構的選擇
材料的選擇從一定程度上決定整個土木工程設計的抗震性能。在設計的初始階段要針對不同的材料進行仔細研究,以及材料的質量對整個建筑物的影響。通常意義上說,要致使少量材料的損壞對整個抗震效果并無影響,避免出現依賴單一材料進行設計的情況。除此之外,工程運作前的設計簡圖也是重中之重,圖紙應明確地表現材料發的作用、建筑物的抗震能力和重量承載力。結構設計的過程中注意整體的結構強度,采取具體可行的加固方式,提升建筑物的抗震能力。
3.工程設計的高度選擇
在生活中,不管何種工程的實施都需落實在一定的高度基礎上,工程設計的高度選擇對于提升建筑的抗震性具有十分重要的意義。據實際情況調查得出,地震在發生的過程中,高度與地震帶來的危害成正比,即高度越高危險性越大,破壞越嚴重。所以在結構設計的過程中也要考慮建筑物的高度,與合理的設計相輔相成,提高工程的穩定性。
三、抗震概念的普遍規律
1.里應外合
在地震發生的時候,外部因素的作用力強于內部。泥土滑坡、地層斷裂等情況造成建筑物相應的損壞,所以在進行工程設計時,判斷所處地域的地層相當重要。地震運動會使房屋倒塌,建筑物根基晃動,造成人員傷亡。外部作用首先是軟土地域的缺陷。軟土在地震發生時會擴大震源,深陷土底致使工程整體向內歪斜。其次是液化的泥土,地震時的液化會導致地面表層的噴水,根基的泥土完全失去作用力,因此我們應重視建筑物的選址。內部原因主要指合理選擇建筑結構,重視建筑物的平面對稱,提高抗震能力,各內部構造與樓板無縫連接。
2.剛柔并濟
每件事都具有兩面性,這一概念同樣在土木工程設計中適用。在構件的使用中,應注意剛硬部件與柔軟部件的結合,構成整體的零件不同,每塊零件的剛度優劣也不盡相同,在地震發生時,剛度較弱的地層會首先發生破壞現象。所以在建筑構件的設計中也應注意相互妥協,滿足工程結構的整體統一。
四、抗震設計中的具體措施
1.提高建筑物承載力
如今,我國的抗震目標主要為“小震不壞、大震不倒”,這就需要土木工程的設計能提高抗震能力,保證整體結構的系統機制。多道防線在抗震過程中發揮著重要作用,其原理是:使性能較好的建筑部件首先發揮抗震作用,盡量減小薄弱構件的抗震作用力。
2.重視整體結構選型
上文中提到結構對于抗震性能有重要作用,在此我們根據系統科學的方法提高建筑物在地震來臨時的抗倒塌性能。從建筑物的結構整體來說,提升抗震效果并不一定要花費大量資金提高承載力儲備,也可以通過設計合理的部件關系來鞏固建筑,利用各部件之間的相互作用形成有層次的受力整體。
1土木結構設計中抗震要求概況
地震的發生具有一定的瞬時性以及隨機性,當前國際上還未出現能夠精確的預報地震的測量儀器。在建筑工程當中,土木工程結構是建筑物的基礎,其結構在發生地震時會出現一定的形變現象,嚴重時還會出現倒塌。因此在進行土木工程結構的設計過程中一定要根據其結構的抗震理論以及抗震設計的實際經驗來分析結構的抗震反應狀況以及能力。同時設計人員在設計時要以抗震規范及當地實際情況為依據來進行靈活的結構抗震設計,逐步的解決在設計當中出現的諸多問題,從而保證設計的質量。此外,建筑結構的整體體型以及銜接位置的構造設計也是影響其抗震性能的主要因素,因此在設計的過程中要充分的考慮這兩點,從根本上來提升結構的抗震性能。
2影響土木工程結構的抗震性能的因素
2.1土木工程建設的場地選擇
對于土木工程結構來說,其場地的合適與否是影響其抗震性能的因素之一。因此,在進行土木工程結構建設的過程中,工作人員首先要做的就是選擇一定合理的施工場地,從而保證土木工程結構的抗震性能。但是,在選擇結構施工場地的過程中要注意以下幾點:(1)仔細檢查場地的地基狀況。土木工程結構施工場地的地基只有在保證擁有一個平穩的狀態,才能夠避免其在發生地震時由于地基不穩而導致結構損壞甚至是倒塌的現象。(2)保證場地的平坦性以及開闊性。在發生地震時,通常都會出現斷層以及滑坡的現象,因此在選擇場地時一定要選擇較為開闊平坦的地區,從而保證地基的穩定性,以此來提高結構的抗震性能,從而避免出現滑坡以及斷層的現象。
2.2材料的選用以及結構體系的設計
合適的建筑材料以及結構體系與土木工程結構的抗震性能有著非常緊密的聯系。因此在進行結構體系和材料的選擇時一定要根據結構抗震的需要來進行,以此來提升結構的抗震性能。當前,鋼筋混凝土結構時土木工程施工當中常用的結構體系之一,但是其在使用當中常會出現側移以及彎曲的現象,大幅度的降低了結構的抗震性能。實際上,鋼結構以及型鋼混凝土這類的結構能夠有效的提高結構的抗震性能和降低柱斷面尺寸,從而達到抗震的目的。
2.3合理控制土木工程結構的高度
無論是何種結構都要對其高度進行合理的控制,這樣才能夠保證結構的抗震性能。在地震災害當中,建筑結構的受損程度與其高度是成正比的,因此要想降低地震對結構的破壞就要將其高度控制在合理的范圍內。過高的建筑結構其穩定性就不能夠承受地震的沖擊力,結構也就出現一定的變形現象。在進行結構設計時,設計人員要結合工程施工環境以及現場的情況來進行高度的確定,以此來提高結構的抗震性能。
3土木工程建筑的主要抗震措施
3.1在土木工程的地基中使用特殊的防震材料
在土木工程結構當中使用隔震材料主要針對其地基進行的,這主要是為了降低地震對建筑物的傷害。建筑地基在傳統的抗震處理當中通常是在其底部進行黏土以及砂子的鋪設,這種方式雖有一定的抗震效果,但是卻未有效的提高結構的抗震性能。當前,在進行土木工程結構地基抗震處理當中,傳統的砂子和黏土已經被現代瀝青所替代,這就有效的提高了地基的抗震性能,從而降低了地震災害對結構的影響。
3.2重視工程場地的選擇
在選擇結構施工場地之前,設計人員首先要考核整個工程場地,分析工程施工場地的狀態,同時在確定場地時要對當地的氣候、地理環境、地形以及場地的地質條件進行細化并充分的考慮,要避開凹陷、滑坡以及斷層的地段,若必須在這些地段上進行施工則要進行有效的安全防護,從而保證結構的安全性。
3.3在建筑物的節點處設置隔震裝置
在發生地震時,其能量會從建筑物的底部逐步的傳遞到其頂部,也就是說其能量是不斷上升的。因此在建筑物的各個關鍵節點設置一定的隔震材料或減震器能夠降低地震能量傳遞的影響。由于高層建筑使用隔震裝置會將樓層的自震周期加強,隔震裝置的作用不能夠得到有效的發揮,因此其不適用于高層建筑當中。在較低的建筑當中應用的隔震材料較為常見的是橡膠墊以及混合隔震措施,在進行隔震設計時,粘性隔震、設置隔震支座以及摩擦隔震這三種方式較為常用。其中,在建筑物當中設置隔震支座能夠有效的提高建筑物的穩定性,同時能夠吸收地震能量,具有一定的自我恢復能力,其應用更加的廣泛。
3.4均勻地進行豎向設計
設計人員在進行結構設計時一定要合理的掌握控制建筑高寬比以及上下結構比例之間的豎向收進尺寸,同時要對其豎向受力進行深入的分析,從而保證抗震性能。同時,設計人員要確保結構不會在突然受力的作用下而出現變形現象,也就是說要保證結構整體的強度和剛度,這就要求其在設計時要保證洞口的整齊性。此外,設計人員要保證同一層的豎向構件與其它層剛性的一致性,通過合理的措施來提高結構的延性,從而保證其整體剛度的平衡性,同時確保其能夠有效的分散地震的能量。
4結束語
綜上,抗震性能以及結構的穩定性和安全性是在土木工程結構設計當中的重點,同時也是人們關注的重點。在設計過程中,設計人員要掌握現場的情況,選擇合適的施工場地、布置合適的結構體系以及使用抗震材料,掌握抗震設計要點,從而有效的提高結構的穩定性以及安全性。
參考文獻:
前言
在上文摘要中我們已經提到,隨著各種土木工程拔地而起,美觀大方實用的建筑為人們生活提供了便利。但是,有些工程的質量令人堪憂,安全性和耐久性存在問題,導致各種事故的發生。本文分析目前土木工程結構設計中存在的安全問題,主要表現在牢固性低、安全設置較國外低、構造柱和承重柱的混淆、承重柱截面積小、忽略環境因素對安全性的影響等方面。本文針對這些問題,提出了解決這些安全性和耐久性問題的策略,期望土木工程結構設計更為安全合理,更好地為社會主義現代化建設做出貢獻。近年來,各種摩天大樓、大型橋梁、高速公路、地下建筑的建成和使用,為人們生活提供了極大的便利,推進了我國建筑業的不斷發展和進步。但是,有些土木工程的安全性出現了問題,事故頻繁發生。一旦發生事故,必然造成財產、生命等各種重大損失,因此,土木工程的安全性成為土木工程設計的首要問題,對于安全性存在問題的建筑決不能投入使用,這就要求設計方案既要保證土木工程的耐久性和安全性,又要做到經濟實用。
1.我國目前土木工程在結構設計中的現狀
1.1.首先,就是我國土木工程的設計結構沒有較強的牢固性,因為它是決定建筑是否安全的決定因素。我國土木工程的的牢固性問題是目前土木工程設計的最大欠缺。牢固性,即如果建筑工程局部出現損壞時,不至于導致整體的破壞。比如:當發生地震、火災、爆炸或其他人為事故等重大災害時,只有結構設計中的延性和冗余度的設計優良,同時還要結合地質情況和土質承載能力,對土木工程的設計進行論證,才能保證建筑損壞降低到最小。而現階段我國土木工程設計在此方面設計不夠完善,從而造成的大范圍的損壞、倒塌事故,傷亡較多
1.2.第二,我國土木工程的安全規范存在許多漏洞,權威性較低,約束力較差,所以導致我國土木工程的質量普遍不如國外,很多國外的百年老樓質量依舊很好,仍在正常使用,而我國很多的土木工程質量令人堪憂,甚至有的建筑使用不到十年,已開始出現墻壁開裂、變形等等現象。造成這些現象的原因之一是我國土木工程的結構規范安全設置低于國外的規范。
1.3.再次,在土木工程設計中,有些設計會將構造柱和承重柱混淆,影響了工程的牢固性,從而造成事故的發生。構造柱是在磚混結構的建筑中,與梁配合,可以防止墻壁的裂縫,有助于提高房屋的抗震能力。但是,如果設計人員將構造柱當成承重墻使用,當遇到地震等劇烈震動時,因為構造柱不如承重柱的強度,而且構造柱不設基礎,抵抗不住地震的力量,從而遭到破壞,出現裂縫、沉降,最終導致房屋的倒塌。因此,設計人員必須認真區分構造柱和承重柱,以防止悲劇發生。
1.4.最后就是我國土木工程在設計結構上的承重柱截面積設計過于小。設計人員在設計抗震烈度要求不高的地區的建筑時,會將承重柱截面積設計過小,這樣更方便分析受力。但是這樣做的時候,往往會在有外力作用時,導致柱和梁開裂的現象,從而降低了建筑的使用壽命。如果出現地震等強大作用力下,房屋就有可能倒塌,造成人員傷亡。
2.改變我國土木工程結構設計現狀的措施
2.1.土木工程結構設計應嚴格符合各項規定,并逐步完善各種標準和體制所有土木工程的結構設計應符合國家規定的各種技術規范,對于不夠完善的技術標準,應虛心向國外先進技術學習,結合我國需要,改進相關技術標準;對于不合理的管理體制,因以人為本,結合科學的管理,嚴格約束從業人員的注冊和機構的資質認證,同時鼓勵技術創新;對于安全設置不足的規范和水準,可及時向上級主管部門反饋,給出科學的、合理的、更為安全的規范條例。
2.2.其次,就是我們工作人員要定期全面的對土木工程施工進行全方位的安全檢測,這就包括國家安全生產管理部門對土木工程應實施強而有力地監督,定期進行全面地檢測。有些工程單位認為,當前使用沒有問題,不需要反復檢測。其實土木工程的牢固性,正常使用時是很難看出問題的,只有當遇到嚴重災害時,問題才暴露出來。所以,應該定期全面地進行安全檢測,將安全隱患及時糾正。安全無小事,安全檢測是確保安全性的首要手段。
2.3.第三,我們土木工程企業要不斷加強土木工程設計人員的業務水平與專業素質,這就要求我們要嚴格設計過程的管理對土木工程的設計人員的選用,應選擇綜合素質高的,嚴謹細致的,設計經驗比較豐富且有責任感的人員,以保證其土木工程的設計質量。并應加強設計人員的理論學習,尤其應加強設計計算理論和方法的學習,并熟練掌握,同時不斷更新知識體系,使自己所掌握知識和水平保持在這個領域的前沿水平。對于設計人員設計過的數據,應認真核對,多次多個設計人員核對,以保證沒有疏忽或者漏掉一些環節,造成安全隱患。
2.4.最后,就是要求我們企業在圖紙設計上,要詳細、嚴謹,并在設計時考慮經濟性設計人員設計的圖紙要求對每個細節要詳細說明,因為施工人員素質差異大,不能保證都能正確理解圖紙,如不詳細說明,易造成因誤解圖紙而出現施工錯誤,必將釀成大錯。對于設計的圖紙,有的設計人員喜好并一味使用標準圖。
3結語:
綜上所述,土木工程結構設計的安全問題在我國土木工程建設與發展過程中是一個不容忽視和極其重要的問題,所以,我們作為土木工程結構設計的公司及相關的工作人員一定要把這一問題重視企業,不斷提高土木工程結構設計的安全性與細致性,確保我國廣大人民的生命財產安全不受到損害。
參考文獻:
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土木工程中的圖紙設計是工程施工、預算、造價、管理等環節的主要依據,其設計質量直接關系到土木工程整體施工的成敗,長期以來一直受到高度重視,但在圖紙設計過程中由于部分設計人員施工實踐經驗不足,使圖紙的可操作性、完整性甚至準確性難以保證,所以土木工程中的施工技術與設計配合至關重要。
1 重視圖紙設計中的深基坑支護設計
在過去較長一段時間內深基坑支護設計內容并不由土木工程項目的設計單位負責,設計單位只需要對建筑和周圍環境相關數據參數進行對比勘察,然后對施工單位提出深基坑數據參數的相關專業建議即可,而施工單位或結合其長時間的施工經驗進行深基坑支護施工或委托專業機構進行數據參數的計算,可見過去在深基坑支護設計方面施工技術與設計是相對脫節的[1]?,F階段隨著計算機技術的發展和普及,相關技術已經應用于基坑建設過程,但由于深基坑支護設計要結合基坑勘察報告,臨近建筑物和地下設施結構類型、變性要求等相關信息,土木工程項目總平面圖、地下結構剖面圖等資料,以及深基坑臨近施工情況,業主要求等各方面進行,并進行支護結構方案比較和選型、支護結構強度和變形計算、基坑穩定性計算、抗滲計算、降水或止水方案、挖工方案、監測方案等多方面的準備工作,現階段土木工程建筑設計單位受自身專業性、經驗等方面的約束,仍難以滿足高水平設計的要求[2]。為有效提升深基坑支護設計水平,需要施工技術給予挖工、監測、降水、止水等方面的技術支持。
2 重視圖紙設計中的鉆孔灌注技術設計
鉆孔灌注技術是土木工程現場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔,并向其內放置鋼筋籠、灌注混凝土等,以保證土木工程整體結構穩定性和可靠性的重要施工技術,其直接關系到高層建筑的質量和安全,現階段在施工包括泥漿護壁、全套管施工等多種方式,現階段土木工程設計單位雖然負責鉆孔灌注設計的工作,但期通常并不對施工過程中采用的設備進行注明,施工單位在施工過程中可結合實際情況自行選擇,受施工成本控制與管理理念的影響,部分施工單位會選擇施工質量相對較差的無錐鉆個體單機施工,這不僅可能導致承載裝的承載力水平降低,而且對施工環境的破壞性較強,施工效率非常低。如果設計人員在圖紙上直接注明使用采用靜態泥漿護壁鉆斗取土的工藝的旋挖技術,此技術在運行時能原地做整體回轉運動,依靠鉆桿和鉆頭自重切入土層,斜向斗齒在鉆斗回轉時切下土塊向斗內推進而完成鉆取土,遇硬土時,如果自重力不能使斗齒切入土層,可通過加壓油缸對鉆桿加壓,強行將斗齒切入土中,完成鉆孔取土,不僅縮減了人工勞動量,而且對制作樁的質量大幅提升,雖然這種方式相比無錐鉆個體單機施工略高,但考慮兩者的使用價值,后者的優越性明顯,而且后者對環境的影響非常小,產生的污泥清理操作方便。所以在土木工程圖紙設計的過程中應考慮兩種技術性能,為施工單位提供有效的技術對比參數,這有利于施工單位施工技術和質量的提升[3]。
3 重視鋼筋機械連接技術
鋼筋機械連接技術又被稱為繼綁扎,在實踐中發現其具有接頭強度比鋼筋母材更高、連接速度在電焊連接速度的5倍以上、無污染且能夠節省近20%鋼材等優點,而且具有高級別、正式的檢驗報告,而且在短時間內發展比較成熟,在操作性和簡易性方面存在較大的優勢,其套筒擠壓連接接頭、錐螺紋連接接頭等都具備在土木工程中應用的可能,但我國目前的工程施工規范中并未對其進行明確的說明和規定,導致其實際施工中存在的問題較多,在土木工程圖紙設計過程中,大部分設計人員考慮到其效果和質量不能得到全面的保障,會有意識的避免應用此技術,使此技術的深化和發展受到嚴重的限制,部分適合應用此技術保證施工質量、縮減施工成本的土木工程項目受施工圖紙限制不能有效的應用此技術,并不利于土木工程行業的整體發展。設計人員應結合土木工程的擠土情況,結合接頭的強度、變形性能、屈服承載力、抗拉承載力、應用場合、反復拉壓性能等對其進行合理的應用。
4 其他方面
重視圖紙設計與施工要求的一致性,重視施工技術與設計兩方面人員的技術溝通,重視設計人員自身素質的提升是土木工程施工技術和設計配合的保證,土木工程的復雜性決定其實際施工和圖紙設計必然會存在部分不相符的情況,此時為保證工程質量需要通過圖紙對其進行完善,例如要實現雙向地梁都達到預期的有效高度,施工可操作性非常低,此時如果在設計階段對局部地梁的高度進行升高,就可以在保證施工質量的同時縮減施工難度,可見施工技術人員和設計人員之間溝通的重要性。
5 結語
通過上述分析可以發現,現階段土木工程相關人員已經認識到將施工技術與設計相配合對工程整體性能實現等方面的重要性,并在實踐中有意識的通過技術手段將其落實,這是我國土木工程行業發展的重要體現。
參考文獻:
土木工程專業是一個實踐性很強的學科,畢業設計是土木工程專業本科教育階段最后一個綜合性實踐教學環節,是土木工程專業人才培養方案的重要環節,它對培養學生的綜合素質、工程實踐能力和創新能力都起著十分重要的作用,同時對學生收集、分析設計資料、、制定建筑方案、結構計算、制圖及編寫設計文件等方面的能力也是一次全面的鍛煉。畢業設計的質量直接反映了學生的專業水平,影響學生畢業后的工作能力和發展潛力,同時也反映了高校的辦學水平,因此,如何提高畢業設計的質量是本科教育的一項重要內容。本文針對土木工程專業畢業設計[ 1、2、3 ]存在的問題進行一系列的改革與實踐研究。
一、畢業設計存在的主要問題
1.設計題目單一,選題不能聯系實工程實際。
第一,設計的結構體系單一,指導教師往往規定學生設計何種結構體系,往屆設計多為框架結構體系,其它結構體系的設計學生很少接觸,這就制約了學生的視野,在以后的工作中同學們會碰到各種結構體系,在走入工作崗位后上手慢。所以,以往的畢業設計題目不能滿足土木工程專業需求;第二個方面,畢業設計大多以上部結構設計為主,對于巖土及地下建筑結構設計基本為空白。第三,指導教師選題不能有效地理論聯系實際,很多教師缺乏實踐經驗,畢業設計題目很多都是從網上或往屆照搬或改動某些數據而成,同學們在設計中往往出現設計進行不下去的情況或者翻閱歷屆畢業設計作品有很多似曾相識的感覺。第四,設計中重施工圖,輕計算過程,重建筑、結構設計,輕施工組織設計應用部分。隨著土木工程建設的不斷發展,對畢業生的要求也越來越專業化及知識結構的完整化。我院絕大部分畢業生畢業后要從事施工及管理工作,學生離校前沒有掌握土木工程建筑、結構、施工組織設計以及計算機應用的能力,就滿足不了工程建設對土木工程人材的需求。
2.設計不能理論聯系實際。
由于今年各規范陸續更新,教材沒能及時更新,教師在授課過程中仍沿用舊的規范和法規,只是口頭告訴學生在以后的應用中要翻閱新的規范及法規,因此,在設計中,學生對最新的專業設計規范、專業標準圖集、專業構造手冊熟悉較少,也不愿花時間去翻閱這些設計資料,設計時大多數學生套用往屆學生的畢業設計資料,甚至于往屆學生的畢業設計資料有錯誤也盲目套用,不能仔細研讀相關設計規范中的內容及專業標準圖集,造成學生的設計成果只能是紙上談兵,不能用于工程實踐。
3.學生缺乏設計的主動性與創新型。
畢業設計是本科課程最后一個階段,同學們面臨不同的情況:有的學生忙于找工作,有的學生忙于考研復試,也有的學校確實對這些學生放寬了政策,導致學生畢業設計時間縮短。在極短的時間內完成工作量如此大的畢業設計,學生積極主動完成畢業設計的信念就大打折扣,更沒有時間對畢業設計提出自己的見解,缺乏主動性與創新型,甚至有些學生照搬照抄往屆或同屆畢業設計,使畢業時間的質量受到極大影響。
4.畢業答辯往往是走過程。
畢業答辯是檢查學生畢業設計的質量,它能反映學生設計過程中掌握知識的能力及設計創造能力,如果不重視畢業答辯工作,就會良莠不分,好學生得不到認可,不認真做設計或照搬照抄往屆的設計結果的學生得不到批評和懲罰,久而久之形成惡性循環。
二、畢業設計的改革與實踐
1、畢業設計的題目符合培養目標和工程的需要
我院在進行畢業設計教學改革與實踐中,改變了以往教師自編題目或網上下載題目的傳統做法,指導教師去各大設計院找一些實際工程設計資料,在設計院的設計人員的指導下整理成即能滿足教學基本要求,又能聯系工程實際的畢業設計題目。題目難度和工作量適宜,使大部分學生感到畢業設計就是一次真正的實際工程,增加認真度。對于想偷懶的學生也沒有例子可照搬照抄,對于理論知識扎實的學生可以拿真正的工程實例進行設計,這樣選題不但可以使學生構筑比較完整的知識結構,而且加強了學生的工程意識,做到了理論聯系實際,又符合人才培養目標。
2、提高指導教師的專業水平
指導教師的專業水平參差不齊,學院針對這種情況鼓勵和提供條件讓這些教師到設計院、施工單位兼職,參與實際的工程設計和施工,提高他們的設計能力和解決實際工程問題的能力。同時在講授每門課程時也能做到理論聯系實際。每周組織指導教師進行交流,一些難以解決的問題大家共同探討,不能解決的邀請設計院專家進行答疑,每組間的交流能揚長避短,使指導教師的水平更上一臺階。同時也增加了學生做好畢業設計的信心。
3、提高學生的主動性與創新型
努力摒棄學生照搬照抄往屆畢業設計的陋習,培養學生創新的萌芽及興趣,讓學生覺得畢業設計是自己的事情,增加主動性。對平時表面主動積極的同學給予加分或獎勵,調動他們的積極性。鼓勵同學們對畢業設計方案進行創新,要求每個同學都要想出至少兩種方案,進行演講報告,評選出優秀作品,培養創新意識。
4、嚴守答辯關
答辯是考核畢業設計質量的最后一個環節,也是學生比較重視的一個環節,指導教師及評委都應嚴格把關。我們的做法是:首先,由指導教師評價畢業設計質量及是否達到了畢業的要求,若合格,準予答辯并給出成績,否則,進行二次答辯;其次,由評閱小組評閱,合格者準予答辯并給予成績,否則,進行二次答辯;最后,由答辯委員會據答辯表現給予答辯成績;三則最后進行組合就是該同學的最后成績。在畢業答辯環節,隨機抽取所有土木工程畢業設計學生的十分之一進行外審;其次,專家、教師組成若干個答辯小組,學生抽簽確定在哪個小組進行答辯,摒棄以往由指導教師擔任答辯專家的情況。并且明確告之學生答辯不及格,即為畢業設計總評不通過。這樣增加了學生的危機感,提高了學生對答辯的重視程度,也打破了學生靠老師人情過關的僥幸心理。
三、總結
土木工程本科畢業設計是一項較復雜又長期的教學實踐過程,畢業設計質量的好壞不僅取決于教師的指導水平、學生投入時間的多少,還與我們平時所學的課程、課程設計密切相關,需要老師、同學的共同努力。土木工程專業是一個實踐性很強的專業,在學習理論知識的同時,應加強實踐教學改革。使學生通過實踐環節的學習,既能牢固掌握理論知識,又能廣泛接觸工程實際,培養工程實踐能力,實現土木工程專業的人才培養目標。
[參考文獻]
[1]方燾,劉新榮,鄭明新.土木工程專業畢業設計質量影響因素及對策探討[J].高等建筑教育,2009,l8(3)
中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)14-0214-02
近年來,隨著我國高等教育規模的不斷擴大,研究生的整體理論水平出現了明顯的下滑現象,尤其是土木專業工程碩士研究生普遍的力學基礎和數學基礎都較薄弱,這給結構動力學與彈塑性力學等力學類基礎課程的教學帶來了很大的困難。而結構動力學與彈塑性力學都是土木工程專業碩士研究生的主要技術基礎課程,理論性很強,在學生的知識結構中起著重要的承上啟下作用。因此,如何提高力學類課程的教學質量,促進土木專業碩士研究生工程能力和素質的提高,是值得認真探索和研究的問題。
一、課程群建設的目標
由于課程群承載著技能培養目標、協調著課程之間的關系,使培養目標更明確化[1]。因此,為促進教學資源優化配置,提高土木專業工程碩士研究生的培養質量,強化教學效果,把課程體系中內在聯系緊密的結構動力學和彈塑性力學等課程建設成力學基礎課程群,以面向土木工程實際應用為目標,強化對學生工程素質和工程理念的教育。通過此課程群的學習,使土木工程的專業碩士研究生能夠站在一定的理論高度,較全面扎實地掌握工程結構靜、動力分析的典型方法及其原理,會應用所學力學知識解決實際的工程問題。
二、課程群主要建設思路及知識模塊
結構動力學和彈塑性力學都是技術性很強的專業基礎課程,涉及數學建模、演繹、計算方法和數值模擬等多個研究領域,它們的共同特點是公式多而冗長、計算難而復雜、求解繁瑣而難以掌握、涉及面廣而不易理解[2]。面對當今力學基礎和數學基礎都較薄弱的土木專業工程碩士研究生,這兩門課程的建設與改革也應順應時展的要求,以增強學生的工程應用能力為主線,合理采用現代化教學手段,優化教學內容,改進教學方法。例如,可以結合實際的工程項目,加強案例教學,激發學習興趣,創造學有所用的良好氛圍;除了安排必要的課程教學外,應留有對課程相關的內容及實際工程問題進行學習和討論的余地,培養學生將所學理論知識用以解決工程實際問題的能力,從而激發學生的創新能力和創造能力。為強化對土木專業工程碩士研究生工程素質的培養,初步設想力學基礎課程群由以下三個知識模塊組成:
1.結構動力學模塊:研究結構體系在各種動荷載作用下的力學行為。通過該模塊知識的學習,使學生明確動荷載作用和靜荷載作用的本質區別,牢固掌握結構振動的普遍規律和結構動力分析的基本研究及計算方法,為改善工程結構系統在動力環境中的安全性和可靠性提供堅實的理論基礎,從而有助于在今后的工程設計和工程建設中減少振動危害,讓振動為人類服務。
2.彈塑性力學模塊:研究可變形固體受到外載荷、溫度變化及邊界約束變動等作用時,彈塑性變形和應力狀態。通過學習,使學生牢固掌握固體變形的規律,掌握非線性變形與塑性變形的概念和分析方法,深入了解結構的承載力問題,會用彈塑性理論對工程結構的應力與變形進行準確地描述和計算,以解決工程中的實際問題。
3.有限元分析技術模塊:有限元法是解決工程實際問題的一種有力的數值計算工具,在土木工程分析與設計中有非常廣泛的應用。該知識模塊要求學生掌握有限元方法的基礎理論,了解有限元法的特點及有限元法的基本步驟,掌握梁、板、殼、三維實體和一些特殊單元的線性和非線性特性,會根據研究目的及研究對象的不同,選擇合適的單元建立有限元模型。目前,各種專用的和通用的有限元軟件已經使有限元方法轉化為社會生產力。土木專業的工程碩士研究生在學習了結構動力學、彈塑性力學的基本理論知識和有限元分析的基本方法以后,應能采用大型有限元軟件(如ANSYS、ABAQUAS等)計算分析實際的工程問題。
三、課程群教學研究
由于結構動力學、彈塑性性力學、有限元分析等課程內容的學習,涉及到材料力學、結構力學、高等數學、線性代數等許多先修課程中的重點和難點,綜合性很強,要求學生有較扎實的力學和數學基礎知識,而目前的土木專業工程碩士研究生此方面都較欠缺。因此,該課程群的教學要求應以面向實際應用制定教學計劃,從原先以力學基礎理論為主逐漸轉變為以理論和實踐并重的培養模式,強調以理論指導實踐、在實踐中檢驗理論并強化其應用和創新的螺旋式上升的學習過程。在教學安排上,應針對各校土木專業工程碩士研究生的實際狀況,充分注意和本科階段力學知識、數學知識相銜接,及時復習課程中涉及到的達朗伯原理、矩陣運算、Fourier變換、常微分方程的求解、偏微分方程等相關知識,并對傳統的經典內容加以精選,根據重點引導學生關注工程問題、注重培養學生的力學概念和理論實踐能力,對繁瑣的公式推導和手算能力不做過高的要求,轉而強調培養學生運用現代通用有限元軟件進行建模、分析計算并能對求解結果進行對錯定性判斷的能力,在實踐中較全面、系統、深入地掌握土木工程專業的基本力學理論和分析計算方法。在教學方法上可以將老師講解和同學討論相結合,采用啟發式、討論式、演示式等多種教學方式,營造師生互動的課堂氛圍,激發學生從多角度去討論問題,重點培養學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。為了提高學習興趣、培養科研能力,可以將學生分成3~4人一組,每組設計不同的實際工程題目,讓學生自行查閱文獻、分工協作、集中討論,在教師指導下有理有據地完成項目,同時撰寫科研報告,并通過分組答辯評定成績。
四、課程群建設的預期效果
通過力學基礎課程群的建設,以適應面向實際工程應用的培養目標為主導,進一步修訂完善力學基礎課程群的教學內容,改進教學方法,使土木工程專業的工程碩士研究生,既能站在一定的理論高度,較全面地掌握實際土木工程結構分析的基本原理及其典型方法,又會借助有限元分析技術解決實際的工程問題,并為以后的科學研究工作打下堅實的力學基礎。
參考文獻:
關鍵詞:教學方法;道路勘測設計;課程設計
中圖分類號:G6424 文獻標志碼:A 文章編號:
1005-2909(2012)03-0066-05
一、教學現狀
道路勘測設計是土木工程專業道路與橋梁工程方向的專業必選課程,闡述道路幾何線形設計的相關理論和方法。該課程主要介紹公路與城市道路路線設計的基本理論與實用方法,包括汽車行駛特性、道路平面、縱斷面、橫斷面設計,選線與定線方法,道路平面與立體交叉設計,道路計算機輔助設計等。
道路作為三維帶狀空間結構物,其勘測設計工作是基礎。道路設計是從幾何和結構兩方面研究,道路勘測設計課程主要講述道路幾何設計,結合現行技術標準和設計規范,將道路幾何設計及其相關的調查勘測結合起來,是一門綜合性課程。
現在國內高校道路勘測設計課程一般主要包括課堂教學、室內課程設計和野外實習3個方面?!按笸聊尽睂I下,該課程課時數稍有減少。目前華南理工大學課時壓縮為56學時,一周課程設計和一周野外實習,該課程理論知識點多,內容雜。
(一)教學目標雖然明確,但效果一般
一般教學計劃都制定了明確的教學目標。學生通過道路勘測設計課程的學習,能系統地掌握道路幾何線形的設計理論和方法,熟悉相關設計規范和路線勘測設計過程,合理運用技術標準,從而具備一定的道路工程設計和實踐能力。學生通過課程設計和野外實習的實踐環節,加深對基本原理和設計方法的理解,了解各個設計參數選用的合理依據,并能利用所學的理論知識解決工程實際問題。但多年的教學實踐表明,即使學習氛圍濃厚、班風良好的班級,有時教學效果仍不佳。
(二)學生主觀上不夠重視
因為道路勘測設計是道橋方向的專業課程,開設時間比較早,一般在第五學期
開設。由于學生對整個專業認識還不是很清楚,而該課程涉及相關規范條文很多,
不像數學或力學具有理論性、系統性和邏輯性很強的理論和計算,使學生誤以為該課程偏重概念,從而態度上不夠重視。學生缺乏工程實踐和工程認識,對專業課程的理解和把握難度增加[1];由于設計細節多、內容雜,學生在課堂學習中有些無所適從,不清楚實際工作的情況和要求,缺乏學習主動性。
(三)教學方法陳舊
課程教學過程中,以往教學往往是以教師口頭講授為主, 結合板書繪圖和演示計算過程,如果平鋪直敘、按部就班地照本宣科, 學生就會感到雜亂無章, 摸不著頭腦;而道路勘測設計課程實踐性較強, 在缺乏大量工程實例和有效直觀的演示手段時, 學生對該課程內容很難有深刻的認識和理解, 在實踐性教學環節中就無從下手;另外規范條款繁多, 如果不能以有聲有色的實例來解釋說明, 則不能在學生頭腦中留下深刻的印象[1]。目前高校雖然大多采用多媒體教學,但課件設計不能很好地從學生角度出發,缺少互動性,學生很難消化吸收。
實踐教學環節薄弱[2],課程設計和野外實習時間短,每位學生鍛煉的機會少,對土木工程師的責任感沒有深刻認識。野外實習若不是生產實習,學生積極性不高。另外,部分學校受條件限制,沒有道路勘測實習基地。
楊永紅,等 中美土木工程專業道路勘測設計課程教學對比研究
(四)沒有與其他專業課程很好地結合
學生應對整個公路工程基本建設程序有一個清晰的了解。道路勘測設計課程應該在以測量學、道路工程制圖、工程力學、工程地質及水文地質為基礎的專業課程開設后再設置。同時該課程還應與后續課程,如路基路面工程、橋梁工程、公路施工組織設計和工程概(預)算、現代測設技術等專業課程緊密相連。目前一般高校在課程設置時,相關知識結構沒能很好地前后結合起來。該課程雖是重點講述道路幾何設計,但在設計選線和定線過程中需要考慮地形、地質等外界環境因素的影響。
二、中美大學課程教學成績評分要求比較
筆者在美國某著名大學進行了一年的學習研究,期間以學生的身份旁聽了一些課程,對國外的教學方法有了較深的理解。1991年,美國政府頒布了《關于發展高等教育和提高專門人才質量方案》,該方案認為:“加強專門人才在生產和科技部門獨立工作的能力,是當前高等教育向現代化方向發展的基本方針?!睘榇?,“要求在課程改革上,打破原有的課程界限及框架,實行跨學科的綜合研究,創設新型的綜合課程”。
筆者旁聽的一門課程,主講教師不僅對道路勘測設計課程有著豐富的教學經驗,還講述了道路交通參數,以及交通流、交通安全方面的知識。這在中國高校中是道路與交通工程兩個不同專業的內容。
比較美國某著名大學與國內某重點大學的建筑測量基礎課程和路線幾何設計課程,評定學生成績的評分項目各自所占比重如表1、圖1、表2和圖2所示。
可以看出,對路線幾何設計課程,美國某大學完成作業和平時小測驗占40%,并且考試在整個學期教學中有3次,占60%;對建筑測量基礎課程,不考慮測繪繪圖項目所占比重后,作業和平時小測驗占
關鍵詞:
土木工程;結構設計;抗震性
現如今,經濟社會飛速發展,社會上的許多事物都在不停的發展變化,土木工程在建設上也取得了相應的成就。在這樣的情況之下,對于人民的社會物質生活水平的提高具有非常重要的意義。因此,土木工程就要緊隨時代的發展,在社會之中貢獻自己的力量,實現自己的價值,將其結構設計做到更好。在土木工程的結構設計之中,最主要的是把握其安全的性能以及穩定的性能,所以就要將抗震的問題做好。盡管現如今經濟的急速發展對土木工程的結構設計提供了很多的技術上的幫助,但是在其設計的環節之中仍然存在著一定的問題亟待解決,從而就會使得設計不夠安全和結實以及穩固。面對著存在的這些問題,土木工程結構設計應該找到這些問題存在的原因,并且采取相應的措施,將其設計中所存在的抗震問題進行有效的解決,提高人民生活的安全系數以及生活的質量。
1土木工程結構設計中抗震性的重要意義
地震作為一種自然的災害,是地殼運動所產生的結果。地震的現象是時有發生的,大部分的地震可能會有輕微的震感,而少數的地震則會對人們財產、心靈以及身體造成嚴重的傷害,影響人們正常的生活。在發生大的地震給人們帶來災難的時候,往往都是因為所修建的房屋和建筑的不結實造成的倒塌從而給人們帶來痛苦。因此可以看出,土木工程結構設計中的抗震性是多么的重要。所以當把土木工程結構設計中的抗震性提高的情況之下,在發生地震時給人們帶來的傷害以及損失就會降低,會為人們的幸福生活帶來后續性的保障。
2土木工程結構設計中抗震性的方式設計
2.1方式設計之對建筑材料的合理性選擇
在土木工程結構的設計之中,為了將抗震性做到最好,其中最重要的一點就是要對建筑物的材料進行細心的挑選以及合理的選擇。各種材料的抗震性能是各不相同的,所以專門用來建造抗震的建筑就需要用到抗震性比較好的材料。但是對于抗震材料的選擇不能一門心思的放在一種材料上,應該多選擇一些,以免在一種材料遭受到破壞的時候,另外的材料能不能被運用在其中。在抗震性的問題上對于土木工程結構的設計,事先必須對其整個工程做出大概的圖紙,從而可以在施工設計的過程中能夠順當一些。整個工程結構的設計都必須是要有很強的抗壓能力的,以防止其變形的現象發生,從而在地震時起到良好的抗震的效果以及作用。在施工的過程中,所選擇的是鋼筋混凝土的結構,盡管這樣還是應該防患于未然,將在結構設計中可能出現的那些比較弱的環節進行加固和穩定,從而增強抗震的效果,為在地震發生時帶來更多的安全感。
2.2方式設計之設計多道防線
對于土木工程結構設計之中抗震性的結構設計,應該設計多道防線在里面。因為當地震發生時,結構好自然能夠對地震產生較好的抗震效果,但是并不是說效果好就不會造成傷害,而是可能盡力的避免傷害的發生。所以當所設計的第一道防線抵擋不了面臨損毀的時候第二道防線就應該上場,發揮它的作用,因此對于多道防線的設計很有必要,從而將i幀發生時所要造成的破壞降到最低。
2.3方式設計之選擇優良的建筑場地
對于抗震建筑的建設,對場地也應該進行合理的以及科學的選擇。在結構設計之前,要事先做好對于場地的仔細勘測以及檢查的工作,還要對所要建設的場地進行地形的勘測以及地質情況的調查等,從而選擇出抗震性能比較強的場所。既然要選擇優良的建筑場地,自然對于那些不好的建筑的地段比如經常出現滑坡或者泥石流的地段以及有陷下去的地方等都不能夠被選擇用于抗震的建筑的結構設計。但是盡量的選擇優良地段的時候又往往不能夠將那些不好的地段統統的避開,所以這就對土木工程結構的設計提出了更高的要求,進行合理的地形的分析,從而根據實際的情況進行抗震建筑的建設,最終將抗震的性能大大的提高。
3結語
對于抗震性能的極高的要求,所以在抗震的土木工程結構的設計之中,就應該利用各方面的條件,盡量的將結構設計到最佳的狀態,從而提高抗震的性能。本文就是針對在抗震方面土木結構設計中可能出現的一些問題進行合理的規劃和科學的探測,從而大大的提供抗震的效果,這就是土木工程結構設計對抗震的重要性?,F如今社會不斷向前發展,土木工程結構的設計也在不斷的進步,適應時代的發展,設計出更加優良的結構,當地震發生時增強人們的安全,為更多的家庭帶來安康和繼續生活下去的能量。
參考文獻:
[1]劉碩.論高層建筑抗震結構的設計問題[J].中國新技術新產品,2013(3).
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
一、前言
隨著我國社會的發展,我國的建筑結構設計也有了很大的發展。因此在對土木工程進行結構設計時,要加入對建筑物的抗震性能的相關設計,從而控制建筑結構的抗震性,使土木工程有更高的安全保障。所以對土木工程結構設計中的抗震研究是一件非常有意義的事情。
二、抗震概念設計的基本原則
1.建筑場地選擇的基本原則
場地條件是造成建筑物震害的重要原因,因此在選擇建筑物場地時,工程師應該注意掌握場地的工程地質、地震活動和地震地質等會影響工程的因素,并結合工程的實際需要,對抗震有利、不利和危險地段做出綜合評價。選擇對建筑抗震有利的地段,例如平坦、開闊的堅硬場地土;避開對建筑抗震不利的地段,當無法避開時,要采取有效的抗震措施。
2.建筑體型的確定原則
建筑物體型應力求簡單、規則、對稱,質量和剛度變化均勻,以減少地震作用產生的形、應力集中及扭轉反應。
3.選擇合理的抗震結構體系
結構布置應具備多道抗震防線,多道設置抗震防線是為了防止由于地震的連續性對建筑物帶來的多次沖擊,以提高建筑物的防震能力。
結構應具備必要的抗震承載力,良好的變形能力和耗能能力,避免地震對抗震結構體系的破壞,同時結構的剛度和強度需分配合理,避免薄弱環節出現。而一旦薄弱環節的出現,就要采取有效的加強措施。
4.非結構構件的處理
考慮到結構可能在地震中會變形,建筑幕墻等應采用可靠的連接方法,加強非結構構件件的預埋件錨固部位,承受來自建筑非結構構件帶給建筑主體的震力。墻體材料方面要優先考慮輕質材料。剛性護墻沿縱向宜均勻對稱布置,與主體連接可靠,才能適應結構向不同方向的位移。
三、選擇抗震體系類型
合理選擇建筑的抗震結構體系決定了建筑結構的安全性和經濟性。具體而言,應注重以下三方面的設計:
第一,建筑結構體系應當避免因部分結構或構件的破壞而導致整個建筑結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力。建筑結構抗震設計的一個重要原則就是結構應當具有必要的贅余度、良好的變形能力和內力重分配的功能,地震中,即使一部分構件退出工作,其余部分構件仍能承擔起豎向荷載,避免整體建筑結構失穩。
第二,建筑結構體系應當具有清晰明確的計算簡圖和恰當合理的地震作用傳遞路徑。在這過程中,豎向建筑構件的布置,應盡量使豎向建筑構件在垂直重力荷載作用下的壓應力水平接近均勻;樓屋蓋梁體系的布置,應盡量使垂直重力荷載以最短的路徑傳遞到豎向構件墻、柱上去;轉換結構體系的布置,應盡量做到使上部結構豎向構件傳遞來的垂直重力荷載通過轉換層一次至二次轉換。另外,建筑的整體抗側力結構體系也必須明確,抗側力結構一般由框架、簡體、剪力墻、支撐等組成,它們宜盡量連續貫通。
第三,建筑結構體系應當具有合理適度的強度和剛度。宜具有合理恰當的強度和剛度分布,防止和避免因局部削弱或突變形成薄弱部位,產生過大的塑性變形集中或應力集中;建筑的框架結構設計應使節點基本不被破壞,底層柱底的塑性鉸宜形成晚,應當使柱、梁端的塑性鉸出現得盡可能地分散;對于可能出現的薄弱部位,應采取適當措施提高抗震能力。
四、抗震概念設計的幾個基本點
1.震感強烈的地震在自然災害中破壞性非常大。近年來,頻繁的地震災害造成了巨大的損失,抗震概念設計在建筑結構設計中所占的比重也越來越大,研究水平也大大提高,這就需要建筑設計師們更加精細的進行研究設計。因此,應當針對地震形態,制定結構抗震概念設計的原則,并保證其靈活的運用,使建筑物具有可靠的抗震性能。
①需要簡練的形狀。第一,設計建筑結構上的簡練精細可以使結構一目了然,而且也更加容易清晰明了的對各個構件的受力情況進行分析,這樣就能在受力數據的分析中保證并大大提高了精準程度。其次,簡單的建筑構造還減輕了地震對建筑物的破壞,減少了工程整體的薄弱環節,提高了建筑物的整體抗震能力。
②均勻的進行豎向的設計。豎向的均勻在設計過程中是必須要第一個考慮的,設計過程中,對于建筑橫隔層,其上下結構比例的豎向收進尺寸必須要精確把握,為了分隔層稱重均勻達標,一定要對豎向受力進行具體的分析。必須要整齊規則的開設洞口,使剛度與強度在整體結構上進行提升與增強,確保不會因為突然的外力狀況造成剛度的突然變化,是整體結構造成扭曲。
③進行合理有效的整體設計。按照建筑要求進行基礎的設計,避免基礎因為設計問題使得承載能力的剛度強度無法達標,可靠穩定的連接上部的構件。對柱體、基礎、隔板、樓蓋基礎的鏈接位置要保證充足的抗力和剛度,所有的部件應當牢固并緊密的連接和協同在一起,在水平和豎向的抗震性能上一定要進行增強。
④合理整齊的進行結構的規劃。結構規則能保證建筑結構有一個對稱的整體布局,包括立體剛度對稱和外形對稱,提高建筑抗側力。并且保證質量對稱,能使建筑物均衡抵御外力,很好的避免重心偏離,從而增強結構的抗震性能。
2.重視結構抗震概念設計
第一,當下國內經濟發展迅速,大大提高了科技知識的水平。當今的社會分工已經越來越細致,在這種狀態下的企業,對復雜冗余的數據進行精確的計算包括運作整體系統,手工與思維已經漸漸被計算機所取代,這往往使非規范性的應用方式被人們忽視。因此,概念設計在建筑結構抗震設計中的重要性被重新提取出來,更受愈來愈多建筑行業學者的強烈關注。此外,高層建筑結構非常復雜,而地震發生時的動力也非常不確定,這樣就更會造成計算結果的誤差。所以,概念設計在結構抗震設計中更應該被重視。
第二,合理性與實際性是概念設計的兩大特點,僅僅只是計算數據和統計資料是無法滿足一個立體的實物的建筑物的設計,要滿足這一條件只有靠概念設計的實施。概念設計主要是經過對結構理念的整體架構,向人們呈現出一份比較真實的、適用的客觀實體,從而優化建筑結構抗震設計。比如,結構平面或者豎向出現嚴重不規則或整體性差,那么僅僅按現有的結構設計計算水平,很難保證結構的抗震性能。
運用有效的手段來加強結構抗震的性能。經過對大量地震災害建筑損壞的實例分析和統計整理,通過大量的實踐經驗,專家們才歸納出建筑抗震概念設計理念。在建筑抗震設計中,抗震概念設計是十分重要的一項,必須要非常重視。
第一,地震的外力能量在建筑物傳遞的過程中所經的傳遞與吸收的途徑,一定要進行合理的布局,要確保構件雙向抗側力體系的形成,就必須要確保支柱和墻與梁的中軸線在同一個平面上。
第二,抗震結構一定要按照抗震等級來采用相應的措施,對梁和柱還有墻的節點應當分別處理,在地震發生時應當達到三個水準的設置防護標準,保證建筑的結構安全可靠。同時也需要確保在地震來臨時鋼筋混凝土結構保持良好的承載力與延展性。建筑的延展性必須要得到強化,合理有效的分布構件的強度和剛度,確保地震能量能被有效的吸收。在結構設計過程中如果要保證節點基本不被破壞,那么框架結構設計一定要使同層各個柱的兩端屈服歷程加長。要較晚的形成底層柱的柱底塑性鉸,分散梁和柱端的塑性鉸,這樣才能是抗震能力在整體結構上有效的體現出來。
五、結語
隨著建筑行業的不斷發展,土木工程作為建筑行業中的重要工程,有著極其重要的地位。在土木工程的結構設計中,抗震研究的進行對建筑結構的性能和穩定性有著非常重要的作用。所以相關工作人員要重視結構抗震的概念設計,從而更好地表現抗震理念并進行實行,促進和發展當今建筑結構的抗震設計,提高建筑結構的安全和穩定性能。
參考文獻
[1]何聰,汪鵬飛 土木工程抗震研究——淺談隔震技術在建筑結構設計上的應用 [J] 《中國科技博覽》 -2011年30期-