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中圖分類號:S969文獻標識碼: A
Abstract: the modern civil engineering management has the characteristics and development of new, it is the crystallization of human wisdom. To adapt to the rapid development of all types of construction requirements, people need to build large-scale, large span, tall, light, the large, sophisticated equipment, modern buildings, require both high quality and rapid construction, high economic efficiency requirements. This new to the subject of civil engineering, civil engineering and to promote the subject forward. With the advent of the information age, but also will bring new opportunity for the development of civil engineering, inject new vitality into the. The development of the characteristics of modern civil engineering and civil engineering in the future are discussed.
Keywords: Modern; civil engineering; characteristics; future development
引言
土木工程可以說是一種文明,隨著社會的產生而產生,當今的土木工程已經得到了一定的發展,土木工程是不可缺少的存在形式,未來的生活中更會得到大力的發展,以滿足人們更多的需求。
一、土木工程的涵義
土木工程是指建造各類工程設施的科學、技術和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產活動有關的各類工程設施,如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路、橋梁工程、地下空間開發利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設施應用材料、工程設備在土地上所進行的勘察、設計、施工等工程技術活動。經過多年的發展,目前土木工程的實踐和研究己取得顯著成就,但展望未來,土木工程領域中仍然有許多課題需要我們進一步去探索。
二、現代土木工程的特點
現代土木工程的發展特點分析較之以往,現代土木工程的一個最明顯的發展特點便是科學技術的明顯提高,計算機軟件的應用為土木工程的發展創建了更為廣闊的發展平臺。因此土木工程的在發展中展現出現代化、多元化及科技化的特點。就當期形式而論,土木工程的信息技術的迅速發展,專業化的程度加強,對建設工程師的要求明顯的加強,不僅要具備較強的施工管理能力,同時要跟上時代的需求,及時的吸收當前的建筑領域的信息,利用科學技術建設具有現代特點的土木工程項目。所以,對于土木工程專業人才的培養具有更加嚴格的要求。適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建筑物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。
1、工程地質和地基方面
建設地區的工程地質和地基的構造及其在天然狀態下的應力情況和力學性能,不僅直接決定基礎的設計和施工,還常常關系到工程設施的選址、結構體系和建筑材料的選擇,對于地下工程影響就更大了。工程地質和地基的勘察技術,目前主要仍然是現場鉆探取樣,室內分析試驗,這是有一定局限性的。為適應現代化大型建筑的需要,急待利用現代科學技術來創造新的勘察方法。
2、工程規劃方面
以往的總體規劃常是憑借工程經驗提出若干方案,從中選優。由于土木工程設施的規模日益擴大,現在已有必要也有可能運用系統工程的理論和方法以提高規劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會引起自然環境的改變,影響生態平衡和農業生產等,這類工程的社會效果是有利也有弊。在規劃中,對于趨利避害要作全面的考慮。
3、工程設計方面
人們努力使設計盡可能符合實際情況,達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統計來分析確定荷載值和材料強度值,研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統計規律,積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與巖同作用的分析,進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論;同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。
4、工程施工方面
隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發展,施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法,日益走向科學化;有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標準化和生產工業化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率,而且可以解決特殊條件下的施工作業問題,以建造過去難以施工的工程。
三、未來土木工程的發展
1、指導理論的繼續發展
在可以預見的將來,土木工程工程技術理論的核心部分仍然是力學,新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學的突破方向。在對復雜結構、流體介質等情況下的受力分析和近似上,現有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數學在將來也應該有很大的發展,用以處理土木工程技術中復雜的數值問題。更先進的電子計算機的應用,使得對復雜的情況的模擬更有把握,更接近于現實。力學也會突破宏觀框架,向微觀發展,控制論,虛擬現實等技術也在力學中加深影響。
2、工程實現的變化
土木建筑的最終目的是建設出合乎設計要求的工程構造物,從設計到成果中間需要一個很長的工程實現的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設計,沒有好的工程實踐,一樣不會產生一個優秀的作品。
信息時代正在迎面走來,其他學科和其他方面的新觀點新技術,必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統學科注入新的活力。包括控制理論,施工技術,新材料,環境工程,經濟理論等等。
2.1全過程信息化
信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中,重點不僅僅限于CAD方面,也包含對工程進度的管理、運行中數據資料的收集,分析,整理;對建筑物結構,強度,可靠性的分析和相應對策的決策等。這些也是主動控制和智能化實現的基礎。
全過程信息化對今后的土木建筑構造物的維護有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機實現對建筑全方位的實時的監控,及時掌握整個建筑物的狀態。我國現在正是基本建設的,20~30年后,現在這些建筑物逐漸進入維護期。如果能在現在建造過程中就做好各種信息化準備工作,對今后維護也大有幫助。
2.2可持續發展和人性化
這兩個要求是與社會經濟的發展相適應的,社會的發展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設施人性化的要求。
整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續發展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。對資源和能源的節約,包括在建設中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個方向,這要求有良好的設計和有效的運作管理機制,土木工程構筑物在它的整個壽命周期,從規劃,設計,建造到建成后的使用,維護,拆除都要盡量的將對環境的影響降到最小,同時盡可能大發揮它的社會經濟效應。這對土木工程提出了新的要求。具體的要求包括,資源的保護,資源再利用,污染控制和全方位的質量。我國正在施工中的青藏鐵路較好的體現了可持續發展的特性,從設計環節開始就注意了對青藏高原脆弱生態環境的保護,全路設計為封閉構造,杜絕了固體廢棄物的污染,也嚴格的控制了噪音污染。施工過程中也相當注重對周圍環境的影響。
3、主動控制技術
迄今,絕大部分的土木工程建筑都是被當作一個靜態的,被動的物體。對周圍環境的影響,如風動,溫度變化,突發事件等只能依靠自身的結構進行被動的抵御。顯得缺少靈活性和應變能力。今后土木建筑設施的一個發展方向之一就是主動控制技術在建筑構造物中的應用。運用計算機技術和模糊控制技術,以及一些預設的控制結構。使得建筑物能夠對各種環境因素做出適當的反應。
結束語
由于我國是一個發展中國家,經濟還不發達,基礎設施還遠遠不能滿足人民生活和國民經濟可持續發展的要求,所以在基本建設方面還有許多工作要做。并且在土木工程的各項專業活動中,都應考慮可持續發展。這些專業活動包括:建筑物、公路、鐵路、橋梁、機場等工程的建設,海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等。
在現代經濟的作用下,土木工程市場逐漸擴展,這從根本上刺激了現代土木工程專業教育教學模式的轉變。我國土木工程專業人才培養模式基于傳統教育模式的影響,培養目標定位于應試技能、知識的實現,專業設置上缺乏專業交叉,教學模式采用“說教”、教師單向授課方式等,這種人才培養模式嚴重阻礙了市場環境下人才模式的形成,雖然近年來素質教育的推行、教育體制改革的實施在一定意義上促進了教學課程的更置,但是,就教學模式實踐效果來看,土木工程專業人才的培養模式仍具有一定缺陷,因此,必須進一步改善人才培養模式。
一、現代土木工程特點
在現代市場經濟的刺激下,土木工程越來越表現出個性化和綜合性的特征。一方面,土木工程是一項系統性、規模化的工程,其包括勘探設計、施工、驗收等環節,各環節中涉及到材料、設備、管理、技術等多方面的知識,需要運用地質勘探、工程測量、土力學、工程學、經濟學、管理學、計算機等多種知識與技能實現,這就要求土木工程人員具備綜合性、專業性的知識以及技能。另一方面,每一項土木工程都存在自身的內在結構、環境特征、技術要求等,這就要求具有規范化的標準進行支持,但是,就現階段土木工程理論研究來看,其并不具備相應的技術、設備、監理、設計、施工等行業標準,這就需要土木工程設計人員、施工人員、管理人員等具備相應的技術經驗,并根據各項土木工程的個性特征,進行規劃、設計、施工等。現代土木工程的特點具體可以從以下幾個方面體現:
1.建筑材料方面。隨著現代土木工程的不斷發展,越來越多的新材料逐漸應用到工程建設領域,如鋁合金、鎂合金等已經獲得了廣泛的應用。但是由于這些材料的成本稍高,所以在應用的過程中受到不同程度的限制,如何促進其更有效的應用仍然需要我們不斷的探索。同時,在鋼材和混凝土的強度方面也取得了一定的進展,并且在實際工程建設中得到了良好的驗證。
2.工程地質和地基方面。在土木工程建設過程中,地質和地基是影響工程使用功能發揮的主要因素,同時也決定了工程基礎設計是否科學合理等,尤其是對于地下工程來說更是十分重要。因此在土木工程的地質和地基勘察技術方面也在不斷地進步,當前主要以現場鉆探取樣、室內分析為主,雖然在勘察的準確性方面有一定的保證,但是仍然不夠完善,這也是需要我們在日后的工作中需要不斷研究和探索的主要項目。
3.工程規劃方面。在以往的土木工程規劃工作中,大多是同時提出多個施工規劃方案,通過分析和對比從中選擇最佳方案。然而,現代土木工程建設的規模不斷增加,仍然使用傳統的評價方案在效率方面受到限制,所以必須要依靠現代科學技術,運用系統工程的理論和方法促進工程規劃效率的提升。對于特大型的土木工程,如水壩等,對于自然環境和生態平衡會產生一定的影響,所以更加需要通過科學的理論和方法對其進行有效的規劃,做到趨利避害,才能保證土木工程的持續發展。
4.工程設計方面。在土木工程的設計方面,越來越多的注重其經濟性和安全性,同時也更加關注工程的美觀性,所以在確定工程的荷載值和材料的強度值方面已經開始引入概率統計方法,對于自然界的各種因素從時間和空間上進行全面的分析,同時加強對材料彈性模量、強度的分析,促進土木工程結構的不斷優化。同時,計算機技術也為各種計算和優化提供了必要的方法和技術,這也促進了土木工程設計效率的提升。
5.工程施工方面。
隨著土木工程規模的不斷擴大,工程施工所應用的設備、機械等也逐漸向著大型化、自動化的方向發展,而且自動化程度正在不斷的增強,能夠滿足各種不同環境下的作業需求。在施工組織設計與管理方面,也有著較為科學的理論體系做基礎,能夠提高作業效率的同時,縮短工期、降低造價,促進土木工程經濟效益和社會效益的增加。
二、土木人才的知識、能力與素質結構
在土木工程特點的作用下,土木工程人才必須具備相應的知識、技能與素質,為土木工程建設提供最強的支持力。
其一,知識結構:專業性知識與綜合性知識的集合。土木工程的特點決定了土木工程人才不僅具備專業性的知識理論,如數學、力學、勘探知識等,而且要具備相關的社會人文知識,如經濟、文化、法律、宗教等。其二,能力結構。理論聯系實際的能力:由于土木工程沒有標準性參照,在施工過程中,只能依據經驗對個性工程進行設計與建設,因此,要求土木工程人員將理論知識轉移到實踐之中,根據不同的工程利用不同的原理。計算機能力:在信息技術的刺激下,面對復雜的土木工程,土木工程人員必須具備強硬的計算機能力,運用計算機設計、優化與選擇方案,模擬結構試驗,進行數據傳輸等。社會組織能力:土木工程的規模性特征,不僅要求實現工程內部人力資源的優化,而且要協調施工集團與社會之間的關系,尤其在一些關鍵性的利益問題上,需要土木工程人員發揮紐帶鏈接的作用,因此,要保證土木工程正常施工,必須具備一定的社會組織能力。其三,素質結構。人文素質:土木工程影響到社會、環境、資源等各個因素,這就要求土木工程人員樹立可持續發展的觀念,提升社會責任感,端正自身行為,以此保證土木工程綜合效益的實現。職業素質:土木工程施工環境差、工作負荷大,這就對工作人員的職業素質以及個人素質提出了更高要求,因此,工作人員必須以良好的職業道德和個人精神,來支撐土木工程質量的實現。
三、土木工程專業人才的培養模式的完善途徑
土木工程的特點對現代土木工程人才的培養提出新挑戰,專業型、復合型的社會人才為改善人才培養模式提供了標準參照,因此,在教育教學中,要以調整課程結構、轉變教學模式、關注操作實踐等手段,來實現人才的培養。
1、優化課程體系
系統性、專業性的課程體系是展開教學的基礎。在傳統教學中,土木工程專業課程設置具有狹隘性,其僅僅涉及到建筑工程、巖石工程、交通工程、橋梁建筑等,雖然具有較強的專業性,但是,其綜合性不強,因此,在課程設置中,要進行綜合性知識的設置,并以專業走向為標準,加強專業課程的選擇。其一,落實基礎教學。基礎知識是學生展開深度學習的基礎,在課程設置中,尤其在低年級教育中,要以全面化的知識豐富學生的認識,不僅要開設專業課程,而且要將經濟學、法律、管理學等相關性的課程融入其中,促使學生適應土木工程綜合性的特征。其二,提升專業教學。在土木工程個性化特征的影響下,學生的專業能力、理論聯系實際的能力被提升,這就要求關注專業教學與實踐教學,以專而精的專業課程提升學生的專業知識和技能,使學生了解土木工程師可能遇見的問題,并盡可能提出相應的解決方案。
2、精選教學內容
土木工程教學內容較多,這提升了學習難度,在教學中,要做到重點教學,避免眉毛胡子一把抓。其一,選擇重點內容。在內容選擇中,要將實用強的內容作為首選,如勘探技術、施工設計、建筑工程等,舍棄那些與生活實際相距較遠的內容,這不但減少了教學容量,而且增強知識的實用性。其二,創新教學內容。市場環境下,土木工程特點發生了顯著變化,注入了一定的新元素,而且這些元素在今后將繼續影響土木工程發展,因此,在教學中,要將這些內容補充到教學之中,如計算機技能、市場發展趨向、勘探新技術等,以便于學生應對將來的土木工程市場。
3、轉變教學模式
傳統的教學模式基于教師力量的發揮,而并沒有關注到學生的主體性,這就影響了學生學習積極性的提升,再者,單一的知識型、技能型教學,使得能力和素質教育被放置于教育教學的邊緣,這就造成學生片面化的發展,進而不能適應土木工程綜合性的要求,因此,在教學中,必須轉變教學模式,關注學生的主體地位,堅持素質教育。其一,多模并用,強化實踐。在基礎知識學習中,強化學生的自學能力,以問題教學方式,激發學生思考,并針對學生提出的問題進行解答;在技能教學中,關注學生的實踐能力,以綜合性大作業、專業性設計等,增強學生對知識理論的理解力;以案例教學、試驗教學、場景教學等方式,提升學生的理論知識應用能力;以專題討論、專家講座、研究小組等形式,提升學生的合作力、言語表達力、展示力;以競爭活動、課外實踐、培訓實習等方式,促使學生獲得直接經驗。其二,以生為本。學生個體差異性突出,在教學中,要根據學生的能力特征、興趣愛好、思維走向等進行多元化教學,既要關注學生的最近發展區,提升學生的基礎掌握能力,又要把握學生的個性特征,通過層次化教學、一對一教學、輔導教學、小組教學、個性評價等方式,促使不同層次的學生獲得能力性和素質性的發展,進而實現全體學生的發展和學生發展的全面性。
4、注重專業教學的實踐性教學
實踐應用教學在當前土木工程專業人才的培養中具有重要的作用,是促進土木工程展業人才適用于當前建設實際的基本前提。突破傳統的教學模式,結合現代科學技術及教學規律,建立具有一定實踐性的課程設計,根據培養目標機能力為中心,構建相輔相成的教學體系,凸顯教學過程中的創新、基礎和綜合相結合的現代教學特點。首先,一定要精心設計理論及專業課程建設,在生產實習中,可以將學生分為不同的工程建設組,由專門的教師帶入實際的進行教學,在實際的土木工程建設過程中,調度學生,講解施工過程的具體問題。通過學生自身的總結和領悟,才能夠更好的促進其專業基礎知識的強化,并形成科學的專業思維。其次,對當前土木工程建設的人才需要進行科學的調研,根據實際來進行專業人才的培養,一方面提高了學生的社會適應力,另一方面提高了現代土木工程建設領域的專業人才建設。
四、現代土木工程發展趨勢
1.工程中使用的原材料逐漸向高性能材料發展
鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發展,美國、日本、俄羅斯等國開始將屈服點為700N/mm2以上的鋼材列入了規范。高性能的混凝土及其它復合材料也在向輕質、高強、良好的韌性和工作性方向發展。
2.環境工程
在工程建設中,土木工程與環境工程融為一體,環境問題尤其是氣候變異的影響越來越受到重視。海水上升、水污染、沙漠化等問題均與人類的生存發展息息相關,同時也和土木工程有著必然的聯系。因此,工程建設過程中的噪音、振動等都是土木工程師必須要考慮的主要問題。
3.發展高新技術,應用結構健康監測,實現可持續發展
近年來,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,推動了土木工程的革命性變化。結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器,科學有效地提供結構養護管理的決策依據,這就延長了結構的使用壽命,也基本解決了建筑過快老化損壞,實現建筑使用的可持續發展。
總結:
適應于現代土木工程個性化和綜合性的特點,現代土木工程人才培養模式必須轉變傳統的教育教學模式,關注學生學習主體性的發揮,以培養專業型、復合型、技能型學生為目標,通過調整課程結構、優化教學內容、實踐人本教學、加強實踐訓練等方式,來實現現代土木工程專業人才的培養。
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隨著現代社會經濟的不斷發展,科學技術生產力對土木工程的影響力越來越強,促進了現代土木工程的多元化發展,因此對土木工程的專業人才也提出了更高的要求。首先我們就現代土木工程的發展特點進行簡要的分析。
一 現代土木工程的發展特點分析
較之以往,現代土木工程的一個最明顯的發展特點便是科學技術的明顯提高,計算機軟件的應用為土木工程的發展創建了更為廣闊的發展平臺。因此土木工程的在發展中展現出現代化、多元化及科技化的特點。就當期形式而論,土木工程的信息技術的迅速發展,專業化的程度加強,對建設工程師的要求明顯的加強,不僅要具備較強的施工管理能力,同時要跟上時代的需求,及時的吸收當前的建筑領域的信息,利用科學技術建設具有現代特點的土木工程項目。所以,對于土木工程專業人才的培養具有更加嚴格的要求。
二 土木工程專業人才的培養模式探討
現代土木工程的發展需要要求專業人才的多樣化,不僅需要掌握基本的理論知識,同時還要有較強的實際技術應用能力。特別是對于高新技術的運用,需要大量具有一定創新能力和雄厚的基礎的專業人才。而在我國的高校教育中,土木工程建設的專業人才培養在思想觀念和培養模式中還存在一定的缺陷,大部分學生的知識結構及素質能力等還不夠完善。因而在教育過程中,勢必要建立起系統的專業人才培養體系,強化學生的實踐能力,擴展專業知識面。
(1)加強工程教師的專業性建設
培養具有加強應用能力的專業性人才,關鍵是具有專業的師資團隊。加強教師隊伍的素質結構和展業特色,培養雙師型教師是當前土木工程專業人才培養的必然前提。具體來說可以通過以下步驟強化師資隊伍建設:一方面,教師考取注冊資格證書參與建設實際,教師可以通過注冊結構工程師、建造師和造價師等資格證書,獲取參與實際的資格,在教學之余深入實際的參與土木建設工程工作,通過自身的實踐,再結合理論知識,教導學生才能更加具有科學性。另一方面,通過引進工程單位的專業技術人才入校教學,企業的技術人才具有長期的實踐操作經驗,通過學校的理論培養,形成一套可操作性較強的教學體系,提高專業人才的實踐與理論結合運用的能力。
(2)注重培養學生的工程意識
教師團隊是軟實力,強化學生自身的工程意識是加強工程建設人才的根本。注重培養應用型人才,提高學生求真務實和嚴謹規范的精神態度的基礎上,注重學生創新能力的培養。應用性人才是指具有一定的工程建設知識結構且能夠較好的運用于實際的專業人才,是圍繞工程一線及生產一線的實際形成的。在工程課程設計及建材建設中,要重視基礎和實用等要素,也要加強對科學體系的高度關注。要突出對應用型人才的基本知識的熟練掌握和靈活運用,注重實踐教學環節。
(3)設置科學的教學體系
在現代土木工程建設教學中,要培養高素質的專業人才,必須要注重教學體系的科學性建設。在教學內容及課程體系方面,必須要深入學生實際和土木工程建設實際,建立基礎模塊與專業模塊相結合的現代教學體系。首先,在教學內容上就要強調實用性,引進現代的建設理論,及時調整教學內容,刪除不必要的理論與陳舊的技術內容,引入現代化的建設技術和管理規范知識。其次,建立專業的課程模塊內容,結合當前土木工程行業的實際情況,進行教學模塊的建設,根據高校的師資力量建立操作性較強的課程設計,并保證教學過程中的軟硬件設施建設。
(4)注重專業教學的實踐性教學
實踐應用教學在當前土木工程專業人才的培養中具有重要的作用,是促進土木工程展業人才適用于當前建設實際的基本前提。突破傳統的教學模式,結合現代科學技術及教學規律,建立具有一定實踐性的課程設計,根據培養目標機能力為中心,構建相輔相成的教學體系,凸顯教學過程中的創新、基礎和綜合相結合的現代教學特點。首先,一定要精心設計理論及專業課程建設,在生產實習中,可以將學生分為不同的工程建設組,由專門的教師帶入實際的進行教學,在實際的土木工程建設過程中,調度學生,講解施工過程的具體問題。通過學生自身的總結和領悟,才能夠更好的促進其專業基礎知識的強化,并形成科學的專業思維。其次,對當前土木工程建設的人才需要進行科學的調研,根據實際來進行專業人才的培養,一方面提高了學生的社會適應力,另一方面提高了現代土木工程建設領域的專業人才建設。
最后,利用現代化的科學技術手段,在教學中利用筑CAD、工程項目管理類的P3、PROJECT、PKPM設計軟件、監理通2004等,提高專業人才的專業能力培養。
三 結語
綜上所述,現代土木工程的專業應用人才培養模式建設,是一項比較龐大而復雜的工程,需要通過結合當前土木建設的發展實際,通過多方面的不斷努力,結合高校的人才培養體系建設,才能培養具有較高素質的現代土木工程專業人才。只有堅持教學改革,強化師資隊伍建設,并結合當前實際建立具有理論與實踐相結合的教學體系,與時俱進的進行教學內容的修訂,才能較好的實現專業人才培養的理想。
參考文獻
一、FRP的概念
FRP是纖維增強復合材料的簡稱,該種材料是由玻璃纖維、碳纖維、阿拉米德纖維等多股連續的纖維組成。制作方法就是把膠合后的基地材料用專業的模具加壓,反復拉拔而形成的復合性材料,這種材料與傳統材料相比有著許多的優勢,例如強度高、質量輕、耐腐蝕和便于施工等特點。
該種材料由于比傳統的土木工程材料有著更多優勢,近年來受到各土木建筑工程的青睞。一般是應用于橋梁,各種民用建筑、海洋工程、地下工程等工程中,能同時適用于多種工程,說明FRP材料能承受多種工程的施工條件,對于現代化建筑工程事業單位發展來說有著很大的推動作用。
二、FRP的特點
由于不同纖維有著不同的化學成分,使得其特點的表現程度也不一樣,常用的FRP材料例如玻璃纖維、碳纖維、阿拉米德纖維在實際應用中的特性也存在差異。
(一)抗拉性和延性方面
與鋼筋相比,這三種材料有著更加明顯的抗拉性,強度比鋼材的50倍還強,運用該種材料在減輕自重方面有著比較明顯的效果。根據相關的研究報告可以看出,在抗拉強度的范圍之內抗拉,不會有著很明顯的變形情況產生,也不會有不良延性的情況出現,因此可以知道該材料在抗拉性方面比較強,延性差。
(二)抗腐蝕和耐久性方面
FRP材料比鋼材更耐腐蝕,能承受各種酸、堿等環境對其的侵蝕,很好的抵抗住化學物質的腐蝕,而相比之下,傳統土木工程材料的抗腐蝕性能就比較差,很容易受到各種化學物質的侵蝕,不利于結構壽命的提高,而且用于維護結構的費用也比較高,尤其在高腐蝕性的狀態之下,更容易使結構的壽命周期減短。而FRP材料就有著很多這方面的優勢,對工程結構質量的保持有著獨特的效果。
(三)自重方面
由于FRP材料的密度遠遠小于鋼材的密度,適用于各種各樣的施工條件和環境中,因此在土木工程施工的時候,為了減輕勞動的成本及勞動強度,一般來說都是采用這種材料,可以保障工程的質量,減少工程造價,而且在陳舊的建筑加固方面,運用FRP材料的優勢更加凸顯出來。
(四)熱膨脹系數和彈性方面
該種材料在土木工程施工時需要與混凝土進行混合,混合時由于二者間的熱膨脹系數接近,不會產生比較大的溫差,便于混合物的凝固,在凝固后也不會因為內部溫差問題產生裂縫。與此同時,該種材料與鋼筋相比,具有更小的彈性模量。
(五)其他方面
FRP材料也有這一定的缺點,由于其生產加工的手續比較多,使得價格偏高,與此同時,該種材料在防火性,垂直纖維方向的強度和彈性模方面做的不夠好,產品雖然具有絕緣,隔熱等明顯的優勢部分,但是往往不能在每一個場合中都發揮出效果。
三、FRP材料在土木工程中的應用
FRP材料以其獨特的優勢部分而被各種各樣不同類型的土木工程項目所運用,使得材料的應用場合逐漸增多。
(一)建筑工程
FRP材料從1986年起就被運用在建筑工程中,隨著建筑工程業的發展,對于現代建筑工程來說,在性能設計和材料性能方面的要求提升了。在工程建設過程中,一般是用于工程結構框架的設計上,以提高建筑物的性能,美國有一座六層樓高的建筑物,這座建筑完全是由分離的玻璃纖維經過特殊的工藝加工后做成,雙組分氧樹脂把結構構件之間緊密粘合在一起,框架一般采用的拼接方式是多層拼接,使得所用的構件數量少于普通的拼接方式所用構件的數量,這和傳統的木結構有點相似。在樓板梁的設計方面,采用的是箱形的構件,使得柱的橫截面和傳統的不一樣,為槽型截面,這種截面在整個建筑的全過程中得到體現。
(二)巖土工程
由于FRP材料具有良好的耐腐蝕性,能抵抗各種化學環境中化學物質的侵蝕,對結構起到保護作用,因此該種材料被運用在加筋土中。一般來說,使用該種材料進行工程建設的施工單位,在掘進方式上采用盾構法,因為如果運用傳統的方法進行掘進,該材料很容易就被挖斷,故而采用盾構法。擋土墻、地基錨桿等的修建一般是采用玻璃纖維復合材料進行施工,是因為這種材料造價低、安裝便利、耐久性強適應了這些工程對于質量方面的要求。
(三)橋梁工程
從70年代起,FRP復合材料就已經在橋梁工程中得到運用,一般是用于橋梁上的纜索,預應力筋以及整個橋梁體系之中,在運用這種材料能使橋梁的抗腐蝕、高強度、結構自重比較輕,這樣一來,橋梁的抗震能力就提升了。在陳舊橋梁加固中運用該材料,能減少加工的費用,施工比較便利,而且后期再進行加固的間隔期會明顯增長,這樣一來,橋梁的抗彎力就得到了提升,增長了橋梁的使用壽命。
四、結語
隨著經濟的快速發展,土木工程事業的迅速發展壯大,FRP材料的市場需求也會越來越大。FRP材料的技術水平會得到大幅度提升,產業化進程也會逐漸加快,并運用于土木工程的各個方面,這將會帶來巨大的經濟效益,社會效益也會提升。為了更好的運用這種新材料,相關研究單位還需要對該材料性能的提升做出深入的研究。
中圖分類號:TU391 文獻標識碼:A 文章編號:
一、土木工程中鋼結構的特點
1.剛度性能非常突出
我們在斷定一個結構是否會出現形變以及它的程度的時候,往往參照它的剛度指數來判別。然而夠早的這一性能并不是自身可以實現的,需要結合他的各個不同的組成部分來分析。通過相關的數據對比我們發現,它的這一特性指標是其他材料的很多倍數,因此它在這一性能上表現出的特點非常顯著。
2.延性特點優越
我們通常所說到的延性指標具體的講是一種特定的物質在被牽引的時候在保證不會出現損壞的情況下出現的形變性能。通常,我們在進行相關的設計活動的時候都要對其進行認真合理的分析,尤其是在考慮項目的防震特點的時候,更加的需要對其分析比較,這主要是因為,當遇到振動的時候,能夠不被損壞的問題多是靠的它有顯著的延性特點。它是我們當前建筑體重應用非常多的一種材料。但是我們在具體的分析的時候,應該考慮的一點,即材料本身的這一特點并不是在任何時候情況下都可以變為物體的特征,這是需要我們高度重視的一點內容,因此我們在分析的時候應該確保方式合理。
3.整體性特征
鋼結構在很多的層面上多比混凝土要表現出更多的優異性指標,而且它還能夠幫助我們設計出具有濃厚的異域特色的物體,能夠帶給我們最大的空間性。除了這些特點之外,它還具備一個顯著的地方即,它還是一個理想的懸臂施工體系。適當的應用空腹鋼鐵托架以及構件腹板開孔,能夠幫助我們給一些管線設置合理的通道,這樣既能得到我們想要的高度特征,而且非常的具有美學特點。而且我們在具體的施工中不難發現,對其進行操作的人數要比其他結構所需的數量少很多,可以大大的節省勞動力,具有很好的經濟性特點。和其他的一些構造對比來看,它的安設等環節的品質要比其他的一些更具有安全性特點。施工中我們常會遇到一些不合理的地方,此時就需要我們對其進行相應的改正,而這種結構在此活動中表現出的靈便性特點就非常顯著,明顯的優于其他的結構,最主要的是經濟性能非常好。
二、土木工程中鋼結構的缺陷以及不足之處
1.在材料方面的不足之處
通過上面的敘述我們發現它的剛度指標比我們的其他一些材料要表現的更加優異,不過這只是相對于整體來講的,然而針對某個特定的點,這種性能卻不是非常的優異,這主要是因為本身它的強度非常高,無形中就使得它的部件的規格就會較之于其他的材料的要小很多。為了合理的改善這種狀況,我們需要擴展材料的規模。除了這點之外,在耐火能力以及抗腐蝕的性能方面比較于別的構造來說,都不是非常優秀的。而且對于溫度也有嚴格的要求,當溫度持續為一百攝氏度的時候,它的性能比較好,但是升高五十度時,我們就要對其進行必要的防護,防止受到高溫影響而出現不良狀況。
2.市場環境
首先,沒有高效的設計。在設計建筑結構時要注意結構的功能要求是不是屬于鋼結構合理的應用范圍。通常在設計較高承載力需要使用鋼結構時,要考慮用不適合繼續承載的巨大變形為結構設計的極限狀態為準則。因為它本身具有非常多的組成,因此為了確保整體的性能,我們需要對其中的每一個螺釘以及接縫都要認真地測量分析,因此從設計上看它較之于其他的來講是非常繁瑣復雜的。其次,沒有完整的生產模式。只靠單一的進行,我們往往了解不到它的優勢點。我國當前并沒有對與之相關的價格以及品質等訂立嚴格的制度,在相關的管理方面也有很多有待完善的地方,正是因為這些不確定的因素導致我們的設計人員在進行工作的時候沒有系統性。
3.定價不合理
因為當前形勢下,對此我們并沒有開展較廣范圍的生產活動,所以它的量就比較小,因而在價位方面就相對偏高。整體來看它的生產正在不斷的擴大,不過因為需求比較高,因而它的價格就明顯的體現出。第四,有效期不長。眾所周知,混凝土構造被稱為可以永續使用的物質,然而它的有效期僅為短短的50年,假如我們將其使用到住房之中,很顯然我們如果想象花大量的資金買來的住宅僅有這么短的使用期限,此時我們就不會對此抱有任何熱情。但是這個問題也并不是說不可以解決,當前保險行業的快速進步,就可以合理的處理這一問題。
三、土木工程中鋼結構施工存在的問題
1鋼結構設計技術有待提高
鋼結構的設計工作是極其復雜的,必須要有遠見意識和高水準的專業知識,這是整個設計工作的基礎,但是在快速發展的時期許多企業都不注意這方面的工作而一味地追求快速建設。同時我國目前也缺少對鋼結構設計從業人員能力的培養,使得這方面的人才量稀缺。這樣也導致了設計技術的業內交流與經驗的積累匱乏,所以很難有一些專業的隊伍能夠獨立完成一個完整的設計工作,一般都會有許多國內外的學者進行長時間的合作才能夠完成某個或某幾個大的鋼結構建筑的設計。另外在設計的問題上還缺少比較完善的規范要求,不同地區的建筑可能會由于與實際結合的不夠而沒能因地制宜,也可能是在一些條件相似的地區設計的標準差異較大而顯得難以理解。
2鋼材的質量有待提高
雖然我國目前的年產鋼材量過億噸,但不是所有的鋼材的質量規格都能夠達到高層鋼結構技術的標準。而且很多中小型鋼材企業只是瞄準了目前的發展勢頭蜂擁而上追求量的生產,卻沒能夠實行相關的制造標準,導致這些鋼材只能夠應用于小型的建筑,遠遠低于建筑的施工標準。此外,鋼材的規格目前還是不夠齊全,這就給施工單位的選用帶來了比較大的麻煩,也使得這些鋼材使用率低。最后,由于現在建筑標準的提高,對于耐腐蝕性、耐火性等要求也進一步提高,但是很多生產企業還是沿用舊的生產標準,使得鋼材的質量遠遠低于使用標準。這些問題都阻礙了我國鋼結構建筑的發展。
四、優化土木工程鋼結構施工的措施
(1)國家應制定統一的技術規范、施工標準并嚴格執行。明確行業規范將使得施工企業有章可循,使得整個行業有序不亂,在制定規范標準時還應該注意地區性差異。(2)對鋼結構的施工企業進行政策性鼓勵,培養出一批技術能力強,水平高的企業。(3)施工企業的技術特點需要企業注意結合實踐中的經驗與新興技術的巧妙結合,同時逐漸培養出專業水平高、閱歷豐富的技術人員。(4)加強企業間的交流合作。在高層結構復雜的情況下必然會出現許多技術難題,這時企業就需要和其他兄弟單位進行行業間技術交流,或者與一些科研機構協同合作,科研機構一般會有一些最新的技術理念,在與施工企業的合作中,這些新技術的應用肯定能帶來不一樣的效果。(5)在每項工程的實施過程中不斷總結施工經驗,努力創新,形成自身的專業體系。
五、結束語
通過上面的敘述,我們得知了鋼結構的一些優點,比如和其他結構相比有強大的剛性特點以及延展性能等,它的這些特點為我們開展項目工程貢獻了很多積極的力量,比如因為具有非常好的延展性,在地震中可以較好地保存下來。不過我們也應該注意到它的缺陷問題,比如價格過高以及不能長期使用等的特點,在開展項目的時候應該綜合分析,確保我們可以進行最佳的方案,相信在不久的將來我們的鋼結構一定會發展的非常優秀。
土木工程一般來說是各類建筑工程的總稱,主要包括有人們日常生活中最緊密關聯的一些工程建設,如居民的住宅建筑、商業建筑、交通工程建設以及其他一些電力水力方面的建設。隨著城市建設的推進,對于提高土木工程建設的技術水平就顯得迫在眉睫。而要提高土木工程建設的技術水平就要充分了解其自身特點,然后把握其關鍵,并對其未來的發展走勢有一個明確的認識,才能有針對性地對其進行完善和發展。
1我國土木工程發展現狀
自改革開放以來,我國的經濟水平不斷提升,尤其是從20世紀60年代開始,我國的土木工程建設迎來了一個發展的黃金時期,發展速度越來越快。進入21世紀以后,隨著經濟全球化的發展,我國的土木工程建設更是進入到了一個巔峰時期,我國幾乎呈現出一種“全國范圍內都在進行城市建設”的發展態勢。許多大型建設設施如辦住宅樓、公大樓、商業樓、交通工程、電力工程和水利工程如同雨后春筍一般拔地而起。另外,由于土木工程建設的發展,我國的相關新興技術的發明和應用水平也進入到了一個嶄新的階段。但是,由于我國國土遼闊、人口眾多,我國的土木工程建設水平盡管發展迅速,但是仍滿足不了社會日益增長的需求。尤其是近些年住宅樓方面的建設,人們的需求更是日新月異,人們已不滿足于簡單的住宅樓建設,而是更注重建筑的舒適度、安全性甚至是獨特性。傳統的建筑技術和建筑風格已不符合現代建筑發展的需要。
2現代土木工程的特點
2.1先進的建筑材料
所謂現代化的土木工程建設,其最主要的特點就是具有現代化的時代特征。所以,其建筑材料的選取一般是隨著科學技術的發展隨時更新的。由于人們對于現代建筑要求的多樣性,所以建筑材料的更新頻率非常快,許多材料很快就會被質量更好的所取代。常用的建筑材料一般包括金屬材料、塑膠材料、玻璃材料等。新材料的選取首先要考慮到的是材料的實際質量。可以說,在土木工程建設當中,材料的質量決定了工程質量。另外,環保也是當今建設中經常提到的一個詞語。所以,為了響應國家及國際對于環保的相關號召,新材料也盡量要選擇環保型材料。最后,新材料的選取要考慮到價格方面的因素,物美價廉是當代人對于生活的追求。
2.2工程的規劃與設計更加全面
與傳統土木工程建設相比,現代土木工程建設對于工程的整體規劃與設計更加重視。一般在對土木工程建設進行規劃時,首先要到現場進行仔細完善的現場考察和勘探,結合土木工程建設的實際對建設進行科學合理的規劃,經過商談確定出最終的施工方案。在工程規劃的過程中,選取專業的、有經驗的技術人員對其進行合理的規劃布局,再結合實際考察情況,實現了科學高效的規劃,有利于提高整體施工水平。另外,對于土木工程的建設實行最全面的規劃設計,對于土木工程建設來說雖然看起來提高了成本,實際上卻是在后續的工作中大大節約了開支,使得建設更加合理、更加經濟。通過合理的規劃和設計,施工的整體水平將會得到質的飛躍,讓土木工程建設更加趨近于現代化與技術化。
2.3工程規模大型化,功能多樣化
隨著經濟的發展,人們對于大型建筑的需求也越來越高。常見的有廣場、體育館、橋梁、堤壩等大型建筑設施。我國自從改革開放以來,已經完成了一系列的大型工程建設,如長江三峽的水利工程等。另外,隨著人們對于生活質量的追求越來越高,人們對于建筑的功能性要求也越來越高,在進行土木工程建設時,要考慮到建筑的多方面功能,如建筑的防火性、抗震性、防腐蝕性等。同時,對于建筑的外觀結構、空間結構,現代土木工程建設也有了全新的定位。現代土木工程建設不再拘泥于傳統的建筑外觀、空間構造,而是更加重視外觀的美觀性、空間布局的合理性和實用性[1]。在建設過程中,根據實際情況和需求,建筑的外觀、空間構造都是需要隨時變動和改善的。
2.4設計理念更加與時俱進
現代土木工程建設的發展不僅僅體現在工程建設的實際應用技術水平上,也體現在了工程設計的理念上。現代人對于土木工程的訴求是以現代化的經濟社會為背景的,所以要滿足現代人的需求,現代化的土木工程的設計理念也要以此為背景。設計者在設計理念方面的轉變,不僅能夠讓現代化的土木工程更加具有時代氣息,還可以在一定程度上提高工程的設計水平,提升施工質量。
2.5施工效率更高
隨著經濟的發展,科學技術水平不斷進步,許多高新科技已經應用到土木工程建設中。在現代土木工程建設中,各種機械設施及信息化技術已經成為其中必不可少的內容。尤其是在大型的工程建設當中,機械設備更是非常重要。現代化的土木工程建設最鮮明的一個特點是自動化,實現自動化也是當今時代的一個主題。在土木工程建設中推行自動化技術,不僅大大提高了建設效率,也在某種程度上提高了施工質量。另外,現代化的土木工程建設對于相關人員的綜合素質也更加重視,主要包括管理人員、施工人員。對于管理人員來說,對于其自身的要求也越來越高,要求其重視對于人員的管理,根據實際情況制定相關的管理系統,學習最先進的管理方法,并且對于施工人員的職能更加了解。對于施工人員來說,應選取技術最好的、經驗最豐富的施工人員。從這兩方面牢牢把控住工程建設相關人員的綜合素質,從而提高施工的質量。
3土木工程發展趨勢
3.1更專業的理論依據
目前,雖然土木工程已發展成為了一門重要的學科,在許多高校都設置了土木工程專業。但是,由于我國相關專業的研究起步較晚,所以在理論知識上我國還有許多需要完善和進步的空間。要從更加深入的理論知識入手,如從物理學的力學角度、生物學的新材料研究等方面對我國的土木工程技術進行深度的優化與研究。同時,在計算機技術、數學模型的建設應用水平上也需有更多的投入。而且未來土木工程的建設發展方向更加趨近于對于計算機的使用以及對于其他學科的綜合運用,通過精密的計算使建設過程更加科學化和專業化,從而提高施工質量。
3.2建筑空間的延伸
未來的土木工程建設更加趨近于向上及向下發展。由于土地面積是一定的,當工程建設到達一個瓶頸以后,建筑無法再在陸地擴張,就會從建筑高度、地下建筑角度入手。同時,隨著科學技術的進步,以往許多不適合進行建設的地區也會被逐漸應用于土木工程建設,通過這種方式可以在一定程度上緩解日益緊張的土地壓力。
3.3建筑水平更高
當今時代,科學技術發展迅速,可謂是日新月異。受現代化技術影響頗深的土木工程建設目前對于科學技術的應用水平還不夠高,所以在未來還會迎來長足的發展。未來土木工程建設會更加趨向于計算機技術的應用,這樣在建設當中不僅更加科學化、數據化,建設的效率也會大幅度提高。同時,在材料方面也會更加節約,在建設上也會越來越趨近于可持續發展。由于地球上的資源是有限的,可持續性發展絕對不僅僅只是用于單一的某個方面,而是在各個方面都要時刻注意。在人們生活中占有重要地位的土木工程建設對于資源的利用如果不能保證其可持續發展,勢必會導致資源的浪費和環境的污染,這是不符合現代化土木工程建設要求的。
4結語
經濟的發展推動了社會進步,社會進步推動了土木工程建設的進步。在現代化社會發展的今天,土木工程建設的特點日益凸顯出來,要充分了解其自身特點,結合實際,以現代化的經濟社會為背景,進一步完善土木工程建設的相關內容,從而提高土木工程建設的技術水平和質量。
1、土木工程的概念
土木工程包括各種工程設施的各種活動。可以自二個方面進行理解,一個指的是涉及人類生活與生產的各種工程設施,包括各種工程。一個指的是在建筑工程中使用的材料總稱,以及工程設備在工程建設過程中進行的各種活動。土木工程經歷了長期的發展,當前已取得了較大的成果,但在今后發展中,土木工程還有很多項目需要人類去研究。
2、現代土木工程的優勢
隨著世界經濟的快速發展,人們對建筑物提出了更高的要求,不但要求質量不斷提高而且要求建設速度不斷加快,因此現代土木工程呈現出眾多時代特點,主要有下面這些方面。
2.1建筑材料。出現了大量高強輕質的建筑材料,如鋁合金、鎂合金和玻璃纖維等,但這些新型材料有的彈性不強,價格過高,因此沒有得到普遍應用,還需進一步加強研究。再有關于鋼筋混凝土的強度與耐久性也需開展研究。
2.2工程地質與地基。建設地域的工程地質與地基構造以及其本身的應力情況與力學性能,直接影響著工程施工,而且也進一步影響到工程的選址、結構、材料的應用等各個方面,如果屬于地下工程則有著更多的影響。當前應用的工程地質與地基勘察技術,還主要以鉆探取樣、室內分析為主,這些技術有待進一步提高,為了修建現代化建筑,還需創新勘察手段。
2.3工程劃。在過去較長時期內,工程規劃主要依據工程經驗進行,隨著土木工程建設規模的越來越大,當前完全可以應用系統工程理論與手段,如果土木工程的規模過大則會影響到當地自然環境,對生態平衡與農業生產產生巨大的影響,由于此類工程同時包括優點與缺點,因此合理規劃具有更為積極的作用。
2.4工程設計。當前工程設計中,人們力求在現有條件下滿足節約成本、安全美觀的要求。因此當前人們越來越重視自然界的風力、地震、海浪等因素在時間與空間上的規律,大力研究材料非彈性、結構大變形等手段的應用,嘗試應用安全性較高與結構優化設計等理論,利用計算機進行高效能的計算與設計等。
2.5工程建設。由于當前大量建設大規模的土木工程,因此使用工具、設備、機械的種類越來越多,而且智能化水平也越來越高。在土木工程施工中積極應用系統工程理論與手段,逐步實現了科學化發展。由于建設手段不斷升級,因此不但可以進一步減少施工成本、縮短工期,而且也可以在特殊環境中施工,提高工程質量。
3、展望土木工程的發展
3.1越來越高。當前人工建筑當中最高的當屬波蘭的長波臺鋼塔,有646米高,主要利用15根鋼索拉伸。日本最近提出在東京建設一座千年塔,設計高度為800米以上,主要位于當地的大海當中,在建筑中全面融入工作、休閑、娛樂、商業、購物等多種功能,而且應用抗震原理,可以容納五萬人。中國計劃在上海修建一座仿生大廈,在距離海岸200米深的人工島上修建,可以容納十萬人。印度也計劃投資五十億元修建一座超級摩天大樓,規劃為200層以上,高度可達到700米以上。
3.2走入地下。東京在1991年在東京召開城市地下空間學術會議,認為“人類在21世紀應該逐步進入地下”。而利用修建地下建筑可以解決地面上的人口擁護問題,可以節約能源、減少噪聲污染等。20世紀50年代,日本在地下空間開展了大規模的開發活動,到80年代已經逐步進入到地下100米以下的空間。日本于2003年修建完成的東京新豐州地下變電所就位于地面以下70米處。當前世界上已經修建完成350座以上的地下水電站廠房,規模最大的當屬加拿大的格朗德高級水電站。
3.3進入海洋。為了保證飛機起飛的轟鳴聲不會影響到附近的居民,為了節約陸地用地,2000年8月,日本大阪利用18億立方圍海修建完成了長達1000米的關西國際機場。同時修建在海上的還有阿拉伯聯合酋長國的首都迪拜,洪都拉期也計劃在海上修建與城市功能相同的游船,計劃長度達到800米以上,寬度達到200米以上,高度達到28層樓高,同時在船上設置小型噴氣式飛機跑道、醫院、旅館、超市、飯店等各種設施,最近幾年,我國在此方面也進行了不懈的研究,取得了較好的成果,如在南海的填海工程已經取得了初步成果,已經建設完成了各個島嶼的工程,在三個地區已經修建完成了機場,當前已經投入使用的機場為永署礁機場。
3.4進入沙漠。在全世界當中,沙漠面積占到整個陸地面積的三分之一,每年還有600萬公頃的土地轉變為沙漠,會進一步影響到一億人的生活。世界未來學會認為,人類可以在下個世紀進入沙漠當中,利用科學的研究將其轉變為綠洲。而在改造沙漠過程中首先要解決水的問題,然后才能開展綠化建設與改良土壤建設。當前利比亞沙漠地區已經在沙漠當中修建了一條地下水管道,同時在班加西修建了一座大型蓄水池,當前已經投入到使用當中,為改良當地沙漠起到了積極作用。由于沙漠地區普遍缺水,國際上當前正在研究尋求利用太陽能將海水轉化為淡水的方案,如果這一研究宣告成功,那么人類就可在近期進入沙漠當中。
3.5進入太空。隨著天文學宇航事業的快速發展,當前人類已經能夠登上月亮,發現了位于月亮上的大型鈦鐵礦,在800度的高溫環境中,如果鈦鐵礦與氫化物相遇則可成為鐵、鈦、氧和水氣,就可以在月亮上制造出水和氧。美國政府當前已經著手在月亮上建立基地,嘗試利用月亮作為中間站登上火星。我國林銅柱博士在1985年通過研究發現,月亮上存在著大量的混凝土材料,所以在月亮上可以利用空間站制作人類需要的鋼筋混凝土。筆者認為在21世紀50年代以后,空間工業、空間商業、空間旅游都會得到較快發展,有可能成為現實。
3.6計算機的作用越來越大。隨著計算機技術的大量應用,計算結果將會與實際情況越來越接近,可以展現材料的真實性能與最優結構,人們將會設計出質量更高的施工方案,從而收到較好的經濟效益。
3.7越來越趨向于工業化。在過去較長時期內,人們只能利用手工操作開展建設,隨著經濟的快速發展而大量引入了機械化操作,尤其是隨著重點工程建設的發展出現了更多的智能化操作,但其發展還是不能與其他工業部門相比,因此建筑業實現工業化將會成為我國建筑業努力的方向。要科學處理建筑產品標準化與多樣化的關系。要隨著時代的發展應用最新科學管理辦法,同時大量應用新材料新工藝。
3.8出現大量新能源。隨著經濟的快速發展,人們越來越關注能源問題,而大力開發新能源與研究替代能源將會是21世紀人類解決的重大問題。才能促進土木工程的健康發展。
3.9實現持續性發展。土木工程建設要尋求能源的循環利用,達到可持續發展的目的,在建設、使用、維護土木工程過程中,要求人類節約能源節約土地,才能使土木工程得到持續性發展。
土木工程在我國擁有悠久的發展歷史,為人類發展做出了重大貢獻,人類還需不懈努力、開拓創新,才能實現土木工程的健康發展。
參考文獻:
中圖分類號: TU4 文獻標識碼: A 文章編號:
社會的發展離不開土木工程專業的教育,研究和培養高級工程技術人才,讓土木工程事業能夠得到快速發展。作為一項與建筑業相關的專業,學習的內容并不只是一些理論知識,學習土木工程專業更注重的實踐活動。
一、土木工程專業的特點
1.空間想象能力
土木工程專業的學習,并非像其他學科和專業的學習,不是只要按照書本內容就可以了解和學習到技術。建筑的建設需要立體的東西,通過平面上的點線面就要求能夠想象到在實際空間的實際形態。所以對于土木工程專業的學生的基本要求是要有空間想象能力。
2.綜合性
作為與建筑業相關的專業學習,土木工程專業學生主要學習的科目很復雜,但是同時也體現了綜合性。其中包括了工程力學、結構工程、市政工程、水利工程學科等等關于建筑業的基本理論和知識,學習如何工程制圖、在工程中如何測量、附加計算機應用、專業實驗設計及施工實踐等方面,同時也要求學生具備一些實際運用的能力,所以,土木工程是一門綜合性較強的專業,需要鍛煉學生的理論知識和實際活動能力。
3.一絲不茍、認真負責的作風
無論是學習哪一門學科,都要求學生要有嚴謹的工作作風,土木工程也不例外。無論將來從事的工作是設計、施工還是監理建筑物都關系到人民的生命安全和財產安全,所以認真、細致的工作態度和作風都是必要的。
4.重視實踐
實踐也就是學生的動手能力,而這里的動手能力是指學生發現問題、解決問題的能力。土木工程就是一項實踐活動,它的重點是在落實與操作這方面,在生產過程中遇到各種各樣的問題、困難是正常的,這就要求有扎實的理論知識和豐富的實踐經驗來處理解決問題。那么培養學生理論知識的運用,提高動手實踐能力,開拓創新思維就成了關鍵環節。在教學中,在指導老師介紹方法和知識時,學生也應該自行擬定實驗方案,利用所學的知識解決實際問題。
二、土木工程專業的現狀
1.土木工程專業教育中的實踐
首先,在土木工程的教育中應該建立一些開放的實驗教學的相關政策,對學生的思維能力、未來的職業發展方向職業操守進行培養。另一方面,應該提高科學實驗的保障,對教學儀器進行完善補充,確保學生得到實踐活動,在實踐中深化對實驗教育的改革,從根本上推進實驗建設的發展。
2.土木工程中環境工程的發展
環境問題是當今社會發展一個重要的問題,比如全球變暖、城市綜合癥、沙漠化以及水污染等等環境問題都與土木工程有著直接或者間接的聯系,土木工程建成的質量對環境的影響甚至是在建設過程中產生的影響居民生活的震動、噪聲、以及對建筑工地周圍環境的影響都是值得建筑師們考慮的問題。
3.土木工程中的信息化建設與教育
土木工程信息化的建設是必要的。應該努力運用信息化建設中的無線通訊,計算機以及信息的發送和處理等技術對傳統的土木工程中尋在的不足進行完善和改造,使其品質和效率得到提高。
4.土木工程中的土地資源的應用
眾所周知,地球上供人們使用土地是有限的,隨著經濟增長,面對人口的飛速增長,土地利用成為一個嚴峻的問題。那么,加大土地管理、提高土地利用率、完善法律條文勢在必行,以使提高土地的利用率。
二、土木工程專業的發展方向——就業方向
隨著城市和公路建設的不斷增多,土木工程專業的就業形式也比較寬松。對大多數畢業生來講找到一份工作并非是難事,然而行業薪酬水平呈現管理高于技術的傾向。那么如何在大學階段找到正確的職業發展方向呢?土木工程專業的就業單位類型主要分為五種:(1) 建設單位:作為土建工程的投資負責方。(2) 設計單位:作為土建工程的設計負責方,負責工程項目的預算方案、工程設計和出圖。有時也承擔施工質量檢測和施工監控的任務。(3) 施工單位:作為土建工程建設中的實施方,在施工現場對技術員施工技術指導和管理。(4) 監理單位:作為土建工程的施工監督方,在施工現場對施工質量和施工進程進行實時監督。(5) 質量監督站:作為土建工程的竣工驗收方,在土建工程施工完成后,對其工作成果進行質量評定。
三、總結
土木工程的發展前途是光明,同時也刻不容緩。利用科學技術,避開其帶來的一些問題,把科技運用好便會帶來更好的生存環境和更可觀的利益,在土木工程未來發展的路上堅持以人為本,作為土木工程專業的學生也應該把握這種局面,努力學習,做好實踐與理論相結合。通過在土木工程專業不斷的探索和實踐中逐漸完善,我國的土木工程專業和行業也會蒸蒸日上。相信在科技的進步和經濟的繁榮中會土木工程專業變得更美好。
參考文獻:
[1]龔志起;陳柏昆;劉連新;張吾渝;劉青;蔣寧山;;國內外土木工程專業實踐教學模式比較[J];高等建筑教育;2009年01期。
中圖分類號:E271文獻標識碼: A
現代土木工程的發展特點分析較之以往,現代土木工程的一個最明顯的發展特點便是科學技術的明顯提高,計算機軟件的應用為土木工程的發展創建了更為廣闊的發展平臺。因此土木工程的在發展中展現出現代化、多元化及科技化的特點。就當期形式而論,土木工程的信息技術的迅速發展,專業化的程度加強,對建設工程師的要求明顯的加強,不僅要具備較強的施工管理能力,同時要跟上時代的需求,及時的吸收當前的建筑領域的信息,利用科學技術建設具有現代特點的土木工程項目。所以,對于土木工程專業人才的培養具有更加嚴格的要求。適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建筑物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。
1.1現代土木工程的特點
現代土木工程的特點是:適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密、設備現代化的建筑物。既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學科前進。
高強輕質的新材料不斷出現。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)已開始應用。對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性,已取得顯著成果,而且還仍繼續進展。
建設地區的工程地質和地基的構造,及其在天然狀態下的應力情況和力學性能,不僅直接決定基礎的設計和施工,還常常關系到工程設施的選址、結構體系和建筑材料的選擇,對于地下工程影響就更大了。工程地質和地基的勘察技術,目前主要仍然是現場鉆探取樣,室內分析試驗,這是有一定局限性的為適應現代化大型建筑的需要,急待利用現代科學技術來創造新的勘察方法。
1.2工程規劃方面。
以往的總體規劃常是憑借工程經驗提出若干方案,從中選優。由于土木工程設施的規模日益擴大,現在已有必要也有可能運用系統工程的理論和方法以提高規劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會引起自然環境的改變,影響生態平衡和農業生產等,這類工程的社會效果是有利也有弊。在規劃中,對于趨利避害要作全面的考慮。1.3工程設計方面。
人們努力使設計盡可能符合實際情況,達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統計來分析確定荷載值和材料強度值,研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統計規律,積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與巖同作用的分析,進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論;同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。
2現代土木工程的維護措施
2.1防震抗風減災
①當前,隨著一些具備著超高層、跨度大、空間大等特點的復雜結構建筑的廣泛興建,使得這些建筑在結構設計上慢慢呈現出變長、變高等特點,而這些特點更加作為一種發展趨勢延續多日后的工程建設當中。②現階段,在土木工程建設施工中,其風險荷載,還有地震荷載等因素已經漸漸成為了最初模式設計中的一項重要控制因素。所以,對于一些大型建筑的模式體系展開抗風險設計,以及對其中存在的一些問題進行分析與處理,這幾點已慢慢成為當前施工人員與技術人員給予嚴格關注的話題。
2.2預應力混凝土材料及技術、
①對于工程混凝土的研制,應該對其做到強度不斷提高,性能不斷加強的發展目標。其中,對于一些免震混凝土,還有復合型混凝土應該在其工程施工的結構中得到相應的試用。
②對于新開發出的無粘結性預應力混凝土,以及其配合筋應該得到相應的開發及配合運用。
③施工人員對預應力混凝土展開合理且規范的抗火性、抗震性,以及耐久性的研究工作,同時對于其設計的分析工作的手段也該不斷完善與提高。
④將預應力混凝土合理且規范地與鋼筋混凝土進行科學化的結合,同時施工人員與技術人員還要將預應力混凝土與其他材料進行合理化的結合,以為未來發展做準備。
3 未來土木工程的發展
3.1指導理論的繼續發展。
在可以預見的將來,土木工程工程技術理論的核心部分仍然是力學,新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學的突破方向。在對復雜結構、流體介質等情況下的受力分析和近似上,現有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數學在將來也應該有很大的發展,用以處理土木工程技術中復雜的數值問題。更先進的電子計算機的應用,使得對復雜的情況的模擬更有把握,更接近于現實。力學也會突破宏觀框架,向微觀發展,控制論,虛擬現實等技術也在力學中加深影響。 轉
3.2工程實現的變化。
土木建筑的最終目的是建設出合乎設計要求的工程構造物,從設計到成果中間需要一個很長的工程實現的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設計,沒有好的工程實踐,一樣不會產生一個優秀的作品。 信 息時代正在迎面走來,其他學科和其他方面的新觀點新技術,必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統學科注入新的活力。包括控制理論,施工技術,新材料,環境工程,經濟理論等等。
3.2.1全過程信息化。信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中,重點不僅僅限于CAD方面,也包含對工程進度的管理、運行中數據資料的收集,分析,整理;對建筑物結構,強度,可靠性的分析和相應對策的決策等。這些也是主動控制和智能化實現的基礎。
全過程信息化對今后的土木建筑構造物的維護有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機實現對建筑全方位的實時的監控,及時掌握整個建筑物的狀態。我國現在正是基本建設的,20~30年后,現在這些建筑物逐漸進入維護期。如果能在現在建造過程中就做好各種信息化準備工作,對今后維護也大有幫助。
信息化也成為專家系統技術的基礎。程序的解題能力不僅取決于它所采用的形式化體系和推理模式,而且取決于它所擁有的知識。要使一個程序具有智能,必須向它提供大量有關問題領域的高質量的信息輸入。
3.2.2可持續發展和人性化。這兩個要求是與社會經濟的發展相適應的,社會的發展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設施人性化的要求。
整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續發展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。對資源和能源的節約,包括在建設中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個方向,這要求有良好的設計和有效的運作管理機制,土木工程構筑物在它的整個壽命周期,從規劃,設計,建造到建成后的使用,維護,拆除都要盡量的將對環境的影響降到最小,同時盡可能大發揮它的社會經濟效應。這對土木工程提出了新的要求。具體的要求包括,資源的保護,資源再利用,污染控制和全方位的質量。我國正在施工中的青藏鐵路較好的體現了可持續發展的特性,從設計環節開始就注意了對青藏高原脆弱生態環境的保護,全路設計為封閉構造,杜絕了固體廢棄物的污染,也嚴格的控制了噪音污染。施工過程中也相當注重對周圍環境的影響。
總結:土木工程當今的發展是人類智慧的成果,土木工程是為了人類存在而存在.堅持可持續發展道路,努力創新,土木工程定會走向新的高峰!
[中圖分類號]H315.9
[文獻標識碼]A
[文章編號]1006-2831(2013)05-0215-3 doi:10.3969/j.issn.1006-2831.2013.02.055
隨著土木工程英語日新月異的發展,漢譯原版的土木工程英語教材、學術資料、報刊雜志、合同文本、標書等成為了解國外土木工程發展和進行合作交流的有效途徑。土木工程英語翻譯的實用性、目的性、針對性都非常強,屬于應用翻譯的范疇。按照方夢之的定義,應用翻譯(applied translation)是“以傳遞信息為主要目的、又注重信息傳遞的翻譯”(2011:2)。土木工程英語翻譯的目的就是實用。對于目標讀者而言,從譯文中獲得原文所傳達的準確、全面的信息是最基本而且最重要的需求。在土木工程英語中采用語義翻譯主要強調的是語義的準確性,包括對詞匯和句子所包含的所有信息的傳遞,和實現語義準確基礎上的句式流暢。實現語義的準確也是達到語際轉換的關鍵,只有先達意才可能論傳情。根據土木工程英語語義特點,可以采用直譯傳遞、實現語義對等和使用工具查詢等多種途徑,以期達到目標讀者的閱讀期待,實現翻譯目的。
1 . 采用直譯傳遞
對于國外的翻譯理論家認為的直譯是“把原來語言的語法結構轉換為譯文語言中最近似的對應結構,但詞匯則依然一一對譯,不考慮上下文”(Geoge Steiner,轉引自陳德鴻、張南峰,2000)或者是在中國五四時期開始提出的有別于林紓翻譯方式的直譯即“原文是一個什么面目,就要還它一個什么面目”(矛盾,2001),筆者更傾向按照《新華漢語詞典》對直譯(任超奇,2006:1103)的理解,“直譯指偏重于照顧原文字句進行翻譯(區別于“意譯”)”。換句話說,真正的直譯是相對于意義的翻譯,它和死譯和硬譯是不同的概念。死譯和硬譯是在不了解原文的基礎上,按照自己的意想進行翻譯。如將hot-rolled reinforcing bar(熱軋鋼筋)譯為“熱滾鋼筋”;把Rocks made under water tell another story. (水下形成的巖石說明了另一個問題。)譯成“講了另外一個故事”。正如矛盾在談直譯的時候所再三強調的,“譯得看不懂,不用說,一定失卻了原文的面目,那就不是直譯”(矛盾,1934)。其實,應用類文體,大多是完全可以直譯的,那些叫人看不懂的翻譯,只能是死譯、硬譯。鑒于人們對直譯所抱的敵意態度,本文將用“直譯傳遞”一詞,即便因行文需要而用“直譯”一詞,其旨趣也是直譯傳遞。即根據土木工程英語文本特征,按照目標讀者的視角,用清晰、準確、精煉、嚴密的文字和最簡便的方法,實現譯文的準確而直接的傳遞。
例如:Earth excavation and backfill is to have
土方 開挖 與 回填 是 要有
the appropriate security measures to strictly
相應的 安全 措施, 要嚴格
regulate the construction.按規范 施工。
這個句子按照字面意思直譯,基本上是一個詞一個詞的對應著翻譯,保留了句子結構。土木工程英語中有大量的這樣的句子,結構簡單,意思明確,都可以通過直譯傳遞來實現準確表述。另外土木工程英語專業詞匯中構詞常使用合成、派生等,詞匯的意思與構詞前非常相近,也可以通過直譯傳遞實現信息的準確傳導。例如在這個句子里backfill是一個典型的用合成法構成的詞fill+back,就可以直接翻譯為“回填”。
另外土木工程英語中還有相當多的圖表、數據、縮略語、非自然語言符號、公式推導,這些都可以采用直譯傳遞法,完整地保留原文信息。
例如:不等式
即可。
所以在不違背漢譯的行文習慣和表達方式的情況下,采用直譯可以基本保留原文語序,避免信息的遺漏,還有利于保留原文的風格,令語言簡潔明確。直接傳遞并不是死譯、硬譯,不是以犧牲可讀性為基礎僅為了滿足信息完整的翻譯方式(這在土木工程英語漢譯中比較常見)。
2 . 實現語義對等
并非所有的詞句,都可以實現結構、詞意的一一對等。單純地追求詞句意思或結構的對等,反倒會令譯文晦澀難懂,令讀者不知所云。所以進行翻譯的時候,按照目標讀者的閱讀視角,譯文的準確性更多可以以語義對等的方式來實現。采用語義對等是指用最準確的表述將原文中的信息傳遞出來。
例如:Traffic control improves traffic operation
on existing streets and highways by routing traffic and using a variety of traffic control devices.
這里的routing traffic如果按照字面意思,主要為計算機用語的“路徑選擇”,如果為了實現形式、意義上的“對等”,翻譯為名詞短語“路徑交通”實在讓人不知所云。事實上這里的routing traffic是指把交通像路徑一樣分開,所以在這里將routing traffic翻譯成“交通流分道行駛”語義就明確了。(譯文:通過使各種交通流分道行駛以及利用各種各樣的交通控制設施,交通控制管理改善了現有街道及公路的交通狀況。)
所以這里的語義對等是指根據目標讀者群體的閱讀期待,用最貼近又自然的對等語言再現原文的信息。
3 . 充分利用工具
土木工程翻譯除了需要深厚的語言功底,和一定量對專業知識的了解,要準確實現語義翻譯的準確和流暢,還需要充分地利用各種工具,才能保證嚴謹周密的原文內容翻譯后不會產生歧義。在土木工程英語翻譯過程中要充分利用相關人員、網絡、詞典和學術資料。
翻譯前,譯者必須明確譯文達到的預期功能(出版、閱讀、學習或者是交流),目標讀者信息(文化背景、專業程度、語言習慣),媒介(書籍、報刊、網絡還是口頭)。這就要用到非常重要的第一項“工具”——咨詢人。其有可能是“委托人”(授權翻譯行為的人或機構),曼迪(Munday, 2001:79)認為在理想的情況下,委托人會盡可能詳細地介紹翻譯的目的,解釋預期信息交流的對象、時間、地點、場景和媒介,并說明文本的預期功能。譯者也有可能需要借助網絡或者實地走訪等,明確所有需要掌握的信息,尤其是目標讀者詳細信息。
土木工程英語和大多數科技英語一樣,專業性很強,一個方面是帶有行業特色的專業術語相當多,如catenary arch(反垂曲線拱),hammerhead(倒梯形),flexural member(受彎構件),perimeter beam(圈梁);另外專業術語的縮寫也非常普遍,尤其是在報告、文件、圖表中,如,A&E(建筑與結構),P&IDs(程序流程圖),FRP(纖維增強聚合物),ICB(國際競爭性招標);另外土木工程文本中數理知識貫穿其中,所以專業詞典的使用成為必不可少的工具。例如《英漢漢英土木建筑詞匯手冊》、《土木建筑工程漢英詞典》。除了英漢詞典外,專業詞典也是非常有用的,例如《中國建筑圖解詞典》、專業圖集、建筑規范,這些對于譯者來說都是非常必要的翻譯工具。
善用網絡資源也是確保語義準確的有效途徑之一。隨著網絡科技的飛速發展,網絡資源更新速度遠快于紙質的詞典。利用網絡,除了查找某個詞匯或句子的意思以外,更重要的是查詢包含詞、句的上下文,在有語境的情況下推測和判斷其含義,才能獲得準確的信息。專業的土木工程網址和信息檢索也是有效的資源,可以充分利用。例如:ENGnetBASE http:// 。
總之在土木工程英語翻譯中不能閉門造車,僅憑語言能力進行翻譯,要考慮到目標讀者的語言習慣、類型合理、充分利用各種工具,包括人力、物力,翻譯的目標,最終達到譯文翻譯的目的。
4 . 小結
“翻譯的實質是意義的轉換”(Catford,轉引自劉宓慶,2006:41),從實質上來講,土木工程英語翻譯作為應用型的翻譯,其目的就是要在滿足目標讀者需求的基礎上傳遞準確的意義。
參考文獻
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0 引言
隨著我國鋼產量突飛猛進的增長,國家也同時推出了合理利用鋼材、積極采用鋼結構的政策,鋼結構行業在我國取得了長足的發展,鋼結構已被廣泛地應用于土木工程。土木工程結構常用到兩種材料,即鋼筋混凝土以及結構鋼,對于土木工程來說,不僅要從結構特性的角度考慮,還要考慮施工的成本有效性以及施工有效性。鋼結構體系另一個優點是它是一個理想的懸臂施工體系。構件腹板開孔和空腹鋼鐵托架的適當使用能為管道和其它供電線路提供通道,從而增強其審美吸引力,同時降低樓層高度。由于鋼材高的重量一強度比,鋼架已被用來增加樓層或擴展現有的混凝七建筑結構。
1 土木工程中鋼結構的特點
1.1 強度
一般來說,結構構件承受或者容納作用效應的能力是由材料的強度來決定的。可以利用有關的國家標準來確定結構鋼的構件性能,這些標準中列出了鋼結構可使用的材料。不過并不是全部的鋼種都有所有的強度級別,因此如果是一個特定的建筑鋼結構設計,那么對鋼種類型和強度級別的選擇就非常重要。
1.2 剛度
振動、變形等適用性參數由構件的剛度來決定,進而由結構體系的剛度來決定。結構體系的實際剛度又由其構件和連接件的分布來決定。不過簡單說來,構件的剛度由材料的幾何截面特性以及材料的彈性模量來決定,結構鋼的彈性模量通常為200GPa。而普通密度抗壓強度在20-40Gpa范圍內的混凝土其彈性模量通常在20-28GPa范圍內;即使對于高強度混凝土來說,其彈性模量也不過在40-45GPa之間,由此可見,鋼結構的鋼性是混凝土的十倍及五倍左右,所以鋼結構的剛性有著顯著的優勢。
1.3 延性
延性指的是某種材料拉伸的過程中無斷裂的塑性變形能力。一般情況下延性是結構設計中,特別是抗震設計中比較重要的特性參數,地震中幸存的建筑物直接依賴于主要結構框架經歷大的非彈性變形時的滯后耗能性。鋼結構可以說是目前使用最廣泛的、韌性最好的工程材料之一。
1.4 韌性
衡量材料斷裂前吸收能量以及塑性變形的能力的指標就是韌性。它可以抵抗缺口部位的不穩定裂紋的擴展。韌性通常表示鋼結構在制造、安裝以及使用過程中可以承受比較大的工業變形,是鋼結構一個很重要的特點。正是因為鋼構件的韌性才使其在彎曲、剪切、沖孔、鍛造、鉆孔等制作過程中降低了產生裂紋的可能性。鋼結構足夠的斷裂韌性是必須具備的,特別對受到交變荷載以及沖擊荷載的建筑結構來說更要具備此特性。鋼結構的斷裂韌性對于溫度條件很敏感,并且隨著溫度的減小而降低。
整體由上可知,無論是從剛度、強度還是在延性方面,鋼結構都要優于鋼筋混凝土,并且鋼結構可以比較容易建構出有異國風情的建筑形式,通常鋼結構系統可以提供最佳的設計靈活性以及最大的空間利用率。
2 鋼結構的缺點
當然,每種材料都不是完美的,所以鋼結構的應用和施工也存在著一定的缺點,其主要表現為以下幾個方而:
2.1 材料缺點
盡管鋼結構的剛度要遠遠大于混凝土,但是對于一個給定的負載,鋼結構的構件截面剛度則要小于與其對比的混凝土結構,這主要是因為鋼的強度優勢導致其構件的尺寸相對較小。因此要提高這些構件的穩定性,就要增加型鋼的尺寸或者采取填充混凝土以及外包混凝土的措施,以提高截面的剛度。
2.2 市場環境
2.2.1 設計力量較薄弱。在設計建筑結構時要注意結構的功能要求是不是屬于鋼結構合理的應用范圍。通常在設計較高承載力需要使用鋼結構時,要考慮用不適合繼續承載的巨大變形為結構設計的極限狀態為準則。
2.2.2 鋼結構生產未形成體系。只有在大規模生產的情況下才可以體現出鋼結構的優越性。并且目前鋼結構的生產標準、價格標準以及質量標準都沒有統一,國家標準以及監管機制方面也都有一定的欠缺,因此很多設計師以及開發商都相對比較茫然。
2.2.3 價格問題。由于鋼結構的生產未形成體系,因此鋼結構的價格比較高。雖然鋼產量近年有大幅度的提高,但是人均產量仍然相對較低,鋼材仍是我國國民經濟中比較貴重的材料,而混凝土的價格優勢就體現出來了。
2.2.4 鋼結構的使用年限。混凝土結構號稱永不損壞,但是鋼結構一般的使用壽命只有五十年,如果鋼結構用在住宅建筑中,那么人們想到自己花費終身積蓄而購買的房子只能住五十年,會讓很多人喪失購買的欲望。不過隨著保險業的發展,住宅壽命問題應該相對容易解決。
3 鋼結構施工安裝要點
3.1 選材與連接
鋼材通常分為板材、型材、金屬制品以及管材四大類。土木工程中的建筑鋼材通常采用普通的低合金鋼、優質碳素結構鋼以及普通碳素鋼等,碳鋼的塑性比較低,但是硬度強度比較高。在鋼結構中,柱子截面一般多為箱形截面或者寬翼緣“工”字形,另外還有“十”字形截面等等;梁多數是焊接或者軋制的“H”型鋼梁,如果要求特殊也可以符合截面,在安裝前要對主要的焊接接頭做焊接工藝的試驗,定出焊接的格料和各項參數。梁與梁之間、梁與柱之間的連接,可以采取焊接連接或者高強螺栓連接,要注意高強螺栓的連接孔位的精度。
3.2 鋼構件的堆放以及選擇安裝機械地點
通常情況下安裝結構的用地面積應為結構占地面積的1.5倍。依照安裝流水的順序,從中轉堆場配套運送至現場的鋼構件要采用裝卸機械把其安置于安裝機械的回轉半徑內。如果因為運輸的原因造成了構件的變形,則在施工現場就要加以矯正。一般鋼結構的安裝采用的是塔式起重機,臂桿長度要有夠的覆蓋面,并且起重能力要相應足夠,從而滿足各種不同部位構件的起吊要求。鋼絲繩容量也要能滿足起吊的高度要求;起吊速度有足夠的檔次可以滿足安裝要求。在多機作業的情況下,臂桿的高差要足夠,以避免不安全的碰撞,保證安全運轉。
3.3基層處理
首先把金屬的表面清理干凈,然后再做除銹。手工處理先用鋼絲刷反復刷打,再用精砂布打磨,使得表面光亮、平滑,然后再用棉紗或者紗布把打磨下的銹粉和浮灰清理干凈。如果表面腐蝕嚴重,則用鋼絲刷和鏟刀處理,大面積的銹蝕則可以用砂輪機來配合清理。
3.4 涂防銹漆、刮膩子
在涂漆前要保證金屬表面的干燥,如果有水份則要立即擦干。施涂時要刷細、刷滿、涂刷到位,并且要注意鉚孔內不能有涂料涂入。待到防銹漆干燥后,采用和油漆配套的膩子把構件的表面缺陷刮平。可以在膩子中加入適量的紅丹粉或者厚漆,從而增加其干硬性。在膩子干燥后要打磨平整,并清理干凈。如果堆放的時間太長,則要再做一次涂刷。
4 結語
對于土木工程的結構來說,不僅要從結構方面還要從經濟效益方面考慮,鋼結構的使用,使建筑構件和性能完整結合,可以抵抗一些不良因素的影響,確保了建筑物的安全。
參考文獻:
[1]李國強,陸燁,何天森.鋼結構在現代住宅中的應用[J].工程建設與設計,2005(2).