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中图分类号: E271 文献标识码: A
土木工程是人类发展史上历史最悠久的技术工程,是一种系统性的产业活动,从本质上说是生产和技术相结合的综合过程。土木工程是各种建筑工程的统称,既包括施工对象,如各种建筑设备,也包括施工过程中所用到的各种技术,如勘探研究、施工、维护等。随着社会知识化、科技信息化和经济全球化的不断推进,人类世界将进入可持续发展综合国力激烈竞争的时代。谁在可持续发展综合国力上占据优势,谁便能为自身的生存与发展奠定更为牢靠的基础与保障,创造更大的时空与机遇。可持续发展综合国力将成为争取未来国际地位的重要基础和为人类发展做出重要贡献的主要标志之一。土木工程与人们的日常生活密不可分,它给人们带来了巨大财富的同时也引起生态环境的恶化。因此,土木工程可持续发展问题成为一个值得探讨和研究的问题。
一、土木工程的绿色施工及可持续发展概述
所谓绿色施工技术是指能够可持续发展的施工技术,也可称之为可持续施工技术。它不是和传统施工技术相对立的,而是利用可持续发展的观念对传统施工技术进行重新的包装,是以可持续发展为宗旨的施工方法,在施工过程中能够最大限度的降低对环境的不利影响。既然是绿色施工,就要在施工过程利用绿色概念进行操作,要遵循循环经济原则和清洁生产原则。循环经济原则要求施工时做到使用能源的循环再利用,从源头上节约能源,降低成本,减少对环境的损害。清洁生产原则不仅要求建筑过程无污染,而且要求建筑在使用和废气时也要降低对环境的危害。
随着可持续发展战略在我国推广,当前承包商以及建设单位为了满足政府及大众对文明施工、环境保护及减少噪音的要求,一般均会采取一定的技术来降低施工噪音、减少施工扰民、减少环境污染等。但是,大多数承包商在采取这些绿色施工技术时是比较被动、消极的,对绿色施工的理解也是单一的,还不能够积极主动的运用适当的技术、科学的管理方法以系统的思维模式、规范的操作方式从事绿色施工。这是由于认识不足,缺乏系统科学的制度体系,企业管理水平低、成本较高等原因作用的结果。
二、推进我国土木工程可持续发展的措施
关于土木工程可持续发展的施工阶段,我们要做到的主要工作概括来说就是做好施工准备工作和进行工程施工。施工准备工作的内容是:取得工程施工的法律依据,调查研究各种与工程施工有关的原始资料,施工条件及建设单位的要求,掌握工程的特点及关键,统筹合理地安排施工力量和施工现场,从计划、技术、物资、资金、劳力、设备、组织、现场以及外部施工环境等方面为拟建工程的顺利施工建立一切必要的条件,并对施工中可能发生的各种风险和变化进行预测并作好应变准备。在施工准备工作一切就绪后,在设计图纸和相关合同文件的约束下,就可进行工程施工,在施工进行过程中,对施工进度、成本、质量与安全进行控制,同时不断的对预先制定的相关组织设计文件进行校正,最终完成整个工程的施工,交付使用。
土木工程施工阶段的可持续发展的核心是业主设计单位和承包商应当识别场地内现有的自然、文化和构筑物特征,并通过合理的设计、施工和管理工作将这些特征保存下来。可持续的场地设计对于减少这种干扰具有重要的作用。就工程施工而言,承包商应结合业主、设计单位对承包商使用场地的要求,制订满足这些要求的、并能尽量减少场地干扰的施工组织计划。计划中要明确工期进度、劳动力、资金、设备和场地布置等措施外,还应明确以下几点:场地内哪些区域将被保护、哪些植物将被保护,并明确保护的方法;怎样在满足施工、设计和经济方面要求的前提下,尽量减少清理和扰动的区域面积,尽量减少临时设施和施工用管线。具体来看,则需从以下几个方面去保证土木工程施工阶段的可持续发展。
节约水资源。通过监测水资源的使用,安装小流量的设备和器具,在可能的场所重新利用废水或者循环利用生产用水等措施,来减少施工期问的用水量,降低用水费用。节约电能。通过监测利用率,安装节能灯具和设备、利用声光传感器控制照明灯具,采用节能型施工机械,合理安排施工时间等降低用电量,节约电能。③减少材料的损耗。通过更仔细的采购,合理的现场保管,减少材料的搬运次数,减少包装,完善操作工艺,增加摊销材料的周转次数等降低材料在使用中的消耗,提高材料的使用效率。
目前,人们对绿色建筑的认识仍然不足,在项目建设的全过程中,对施工阶段的可持续发展更加缺乏重视,而对绿色施工意识的加强,离不开生态环保意识的加强。在基础教育中,应进一步提高公众的绿色环保意识;在继续教育中使工程建设各方正确全面理解绿色施工,充分认识绿色施工的重要性;强化建筑工人教育,提高建筑企业职工素质,承包商进行有利于可持续的行为方面的教育,并使其从中受益。土木工程在实际使用过程中,会出现不同程度的损伤或性能退化,这将影响起承载能力和耐久性,甚至引发严重的工程事故,带来重大的人员伤亡和经济损失,产生严重的社会影响。因此,从建筑建成的一刻起,就要做好健康监测、修复和加固的准备。随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展,人们提出了结构健康监测的概念,给土木工程的发展带来革命性的变化。
结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器,自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等,对结构的健康状况进行评估,科学有效地提供结构养护管理的决策依据,确保结构安全运营,延长结构使用寿命。通过发展结构健康监测与安全预警,在第一时间发现建筑可能出现的问题,及时进行修复与加固,既避免可能出现的建筑事故,也可解决建筑过快老化损坏,及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费,实现建筑使用的可持续发展。我国每年的施工建设产生的建筑垃圾达4000万吨,产生的废混凝土就有1360万吨,清运处理工作量大,环境污染严重。此外,我国是20年来世界水泥生产的第一大国,而这本身是一项高耗资源、高耗能、污染环境的行业。与其他材料相比,钢材和再生混凝土较为符合绿色建材的标准,应当大力发展这样的绿色建材。
三、结语
土木工程活动是人类作用于自然生态环境最重要的生产活动之一。其中,工程材料的生产与使用、工程设计、工程施工、工程建成后的使用及报废后的拆除等过程均要消耗大量的能源,并不断产生废弃物,这些问题都将对生态环境产生极大影响。因此,土木工程作为国民经济的支柱产业,我们既要大力发展,以满足经济社会发展的需要,又要注重环境保护、资源节约,推行可持续发展战略。
参考文献
1、任宏.可持续发展与绿色施工[J].基建优化,2002,23(4).
文章编号:2095-4085(2015)07-0047-02
随着我国经济社会的快速发展,基础设施建设的速度越来越快,但在这些繁荣发展的背后,建筑安全问题不容忽视。为此,施工单位应该从土木工程的设计方案人手,从源头上切实杜绝一切可能的安全问题的出现。
1.目前土木工程结构设计中存在的问题
由于我国的土木工程结构设计开始的时间不长,水平很低,这就使得在保证安全性和耐久性上还有很长的路要走。
1.1土木工程设计结构的牢固性较差
牢固性是检验一个土木工程是否合格的重要的标准,也是施工单位在施工过程中牢牢把握的一条主线。目前,缺乏牢固性也是目前我国土木工程建设过程中存在的最主要的安全问题。由于我国的土木结构的设计水平很低,对土木工程结构设计考虑不周,导致出现一些自然灾害和突发事件对,这些事故和灾害对人民群众的生命安全和财产造成巨大损失。青海玉树大地震使得很多的建筑物倒塌,死伤惨重,这就进一步说明土木工程结构的重要性。
1.2安全设置水平和国外存在一定差距。设计考虑不够全面
国家建筑主管部门没有出台科学权威的土木工程安全规定,这就使得建筑单位在施工和验收的过程中自由度很高,使得建筑工程的质量难以得到保证,给人民群众的生命和财产安全带来威胁。由于西方国家出台了严格的土木工程安全规范,它们的建筑物的安全性能很高,一般都能使用好几十年,甚至是上百年。但是我国的建筑物的寿命却远远低于西方国家的建筑物的寿命。所以,土木工程结构的安全规范对于土木工程的质量至关重要。荷载标准值是一项衡量安全性的重要的指标。美国的一般建筑物的标准荷载值为240 kg/m2,但是我国一般建筑物的荷载标准值只有200 kg/m2。可以看见的是,我国的土木工程的安全规范和西方国家之间存在着巨大的差距,这也就使得我国的建筑物的寿命要远远低于西方国家建筑物的寿命。
1.3设计中混淆构造柱和承重柱造成事故
构造柱和承重柱是保证建筑物稳定和坚固的基石,很多的建筑商在设计的过程中往往对这两个因素考虑的不全面,这对建筑安全构成了巨大隐患。构造柱的作用就在于保证建筑物的牢固性,保证房屋在受到巨大震动时能够不出现裂缝和倒塌。但是,在实际的设计和施工过程中,很多的施工员把构造柱当成承重墙来使用,这样非但起不到构造柱的应有的作用,还容易减轻承重墙所承担的强度,一旦发生巨大的震动,很容易动摇房屋的根基,出现倒塌和沉降的情况,给人民群众的生命财产造成巨大损失。
1.4承重柱截面积设计过小
设计人员有的时候为了扩大室内面积和节约设计成本,人为地缩小了承重柱的截面积。这样做最大的问题就在于承重柱过多的承担了来自外界的压力,一旦出现来自外部的震动,承重柱就会出现损坏,使得整个建筑物出现巨大的安全隐患。一旦出现地震等灾害,建筑物很容易发生倒塌,给人民群众的生命财产造成损害。
2.改善土木工程结构设计安全性的策略
首先,建筑单位在进行设计之前应该对当地的土质和地形地貌进行实地勘察,在土木工程结构设计中充分考虑这些因素,这样才能保证设计更加科学合理,一旦出现地震和一些事故的时候确保整体土木结构的稳固性。其次,设计人员和施工人员应该清楚承重墙和构造柱的基本的作用,坚决杜绝混淆使用。
3.提高土木工程结构安全性的建设性建议
3.1严格规范土木工程机构的设计标准。完善相关的准入制度
国家相关部门应该积极主动作为,出台科学完善的技术标准,此外还要积极借鉴国外的先进的做法和经验,确保土木工程结构的设计标准达到国际先进水平;同时,国家应该加大对从业人员的管理和培训的力度,严格从业人员的从业条件,对他们定期进行专业知识和安全意识的培训;施工和设计单位应该发挥自己的积极性和创造性,对于官方的一些不合理的技术标准应该及时的向主管单位去反映,以便完善我国的土木工程机构设计规范。
3.2定期全面地对土木工程进行安全检测
目前,很多的施工单位在思想上还没有对工程的检测工作引起高度的重视。有些安全隐患是肉眼在短时间内看不到的,但是后期一旦出现问题那就是大问题。所以,国家相关的部门应该对施工单位加强监督和检查力度,提高他们的安全意识,确保它们在施工的过程中把安全工作做足做实。
3.3对土木工程设计人员应加强业务水平,严格设计过程的管理
中图分类号:TU352文献标识码:A文章编号:2095-9052(2016)0002-000496-01
一、土木工程中影响抗震的因素分析
1.传统的抗震方式
首先,传统的抗震理念是从长期积累的工程经验中总结出来的,不具备精确地可测量性和科学性,如此一来,得到的结果就带有一定的局限性,是根据主观意识和部分客观意识得到的,所以需要不断地进行实验考核。另外,即使通过理性分析得到结果,也只是定性而不是定量分析。抗震建筑的设计被强加以法定意义上的不可逾越性,给土木工程设计人员造成一定的工作局限性。
2.结构设计的基本点
在建筑设计的过程中,要想使材料灵活运用,就需要结构上的形状简练,简单的结构设计可以更加清晰的对建筑物的每个部件进行分析,提升数据的精确性。其次是竖向结构的设计,如何更加均匀是要着重注意的,保证建筑物不会因为遭受猛然的外力袭击而发生改变。再就是整体设计的合理性,建筑物的根基最为重要,若底部的承重能力差,那么各部件的牢固性将减弱,使得重心偏离根基点。
二、如何加强土木结构的抗震能力
1.建设过程中的场地选择
建筑设计之前的必要环节就是选择场地。在进行调查工作时,关于整块地域的地形地貌也要加以了解,有些地层曾发生过断裂、凹陷的情况,应适当避开,确保建筑工程中的抗震效果。若部分凹凸不平的地域无法躲避,要进行相应的预防措施,对不良路段加固防护。
2.建设材料及建设结构的选择
材料的选择从一定程度上决定整个土木工程设计的抗震性能。在设计的初始阶段要针对不同的材料进行仔细研究,以及材料的质量对整个建筑物的影响。通常意义上说,要致使少量材料的损坏对整个抗震效果并无影响,避免出现依赖单一材料进行设计的情况。除此之外,工程运作前的设计简图也是重中之重,图纸应明确地表现材料发的作用、建筑物的抗震能力和重量承载力。结构设计的过程中注意整体的结构强度,采取具体可行的加固方式,提升建筑物的抗震能力。
3.工程设计的高度选择
在生活中,不管何种工程的实施都需落实在一定的高度基础上,工程设计的高度选择对于提升建筑的抗震性具有十分重要的意义。据实际情况调查得出,地震在发生的过程中,高度与地震带来的危害成正比,即高度越高危险性越大,破坏越严重。所以在结构设计的过程中也要考虑建筑物的高度,与合理的设计相辅相成,提高工程的稳定性。
三、抗震概念的普遍规律
1.里应外合
在地震发生的时候,外部因素的作用力强于内部。泥土滑坡、地层断裂等情况造成建筑物相应的损坏,所以在进行工程设计时,判断所处地域的地层相当重要。地震运动会使房屋倒塌,建筑物根基晃动,造成人员伤亡。外部作用首先是软土地域的缺陷。软土在地震发生时会扩大震源,深陷土底致使工程整体向内歪斜。其次是液化的泥土,地震时的液化会导致地面表层的喷水,根基的泥土完全失去作用力,因此我们应重视建筑物的选址。内部原因主要指合理选择建筑结构,重视建筑物的平面对称,提高抗震能力,各内部构造与楼板无缝连接。
2.刚柔并济
每件事都具有两面性,这一概念同样在土木工程设计中适用。在构件的使用中,应注意刚硬部件与柔软部件的结合,构成整体的零件不同,每块零件的刚度优劣也不尽相同,在地震发生时,刚度较弱的地层会首先发生破坏现象。所以在建筑构件的设计中也应注意相互妥协,满足工程结构的整体统一。
四、抗震设计中的具体措施
1.提高建筑物承载力
如今,我国的抗震目标主要为“小震不坏、大震不倒”,这就需要土木工程的设计能提高抗震能力,保证整体结构的系统机制。多道防线在抗震过程中发挥着重要作用,其原理是:使性能较好的建筑部件首先发挥抗震作用,尽量减小薄弱构件的抗震作用力。
2.重视整体结构选型
上文中提到结构对于抗震性能有重要作用,在此我们根据系统科学的方法提高建筑物在地震来临时的抗倒塌性能。从建筑物的结构整体来说,提升抗震效果并不一定要花费大量资金提高承载力储备,也可以通过设计合理的部件关系来巩固建筑,利用各部件之间的相互作用形成有层次的受力整体。
1土木结构设计中抗震要求概况
地震的发生具有一定的瞬时性以及随机性,当前国际上还未出现能够精确的预报地震的测量仪器。在建筑工程当中,土木工程结构是建筑物的基础,其结构在发生地震时会出现一定的形变现象,严重时还会出现倒塌。因此在进行土木工程结构的设计过程中一定要根据其结构的抗震理论以及抗震设计的实际经验来分析结构的抗震反应状况以及能力。同时设计人员在设计时要以抗震规范及当地实际情况为依据来进行灵活的结构抗震设计,逐步的解决在设计当中出现的诸多问题,从而保证设计的质量。此外,建筑结构的整体体型以及衔接位置的构造设计也是影响其抗震性能的主要因素,因此在设计的过程中要充分的考虑这两点,从根本上来提升结构的抗震性能。
2影响土木工程结构的抗震性能的因素
2.1土木工程建设的场地选择
对于土木工程结构来说,其场地的合适与否是影响其抗震性能的因素之一。因此,在进行土木工程结构建设的过程中,工作人员首先要做的就是选择一定合理的施工场地,从而保证土木工程结构的抗震性能。但是,在选择结构施工场地的过程中要注意以下几点:(1)仔细检查场地的地基状况。土木工程结构施工场地的地基只有在保证拥有一个平稳的状态,才能够避免其在发生地震时由于地基不稳而导致结构损坏甚至是倒塌的现象。(2)保证场地的平坦性以及开阔性。在发生地震时,通常都会出现断层以及滑坡的现象,因此在选择场地时一定要选择较为开阔平坦的地区,从而保证地基的稳定性,以此来提高结构的抗震性能,从而避免出现滑坡以及断层的现象。
2.2材料的选用以及结构体系的设计
合适的建筑材料以及结构体系与土木工程结构的抗震性能有着非常紧密的联系。因此在进行结构体系和材料的选择时一定要根据结构抗震的需要来进行,以此来提升结构的抗震性能。当前,钢筋混凝土结构时土木工程施工当中常用的结构体系之一,但是其在使用当中常会出现侧移以及弯曲的现象,大幅度的降低了结构的抗震性能。实际上,钢结构以及型钢混凝土这类的结构能够有效的提高结构的抗震性能和降低柱断面尺寸,从而达到抗震的目的。
2.3合理控制土木工程结构的高度
无论是何种结构都要对其高度进行合理的控制,这样才能够保证结构的抗震性能。在地震灾害当中,建筑结构的受损程度与其高度是成正比的,因此要想降低地震对结构的破坏就要将其高度控制在合理的范围内。过高的建筑结构其稳定性就不能够承受地震的冲击力,结构也就出现一定的变形现象。在进行结构设计时,设计人员要结合工程施工环境以及现场的情况来进行高度的确定,以此来提高结构的抗震性能。
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
在土木工程结构当中使用隔震材料主要针对其地基进行的,这主要是为了降低地震对建筑物的伤害。建筑地基在传统的抗震处理当中通常是在其底部进行黏土以及砂子的铺设,这种方式虽有一定的抗震效果,但是却未有效的提高结构的抗震性能。当前,在进行土木工程结构地基抗震处理当中,传统的砂子和黏土已经被现代沥青所替代,这就有效的提高了地基的抗震性能,从而降低了地震灾害对结构的影响。
3.2重视工程场地的选择
在选择结构施工场地之前,设计人员首先要考核整个工程场地,分析工程施工场地的状态,同时在确定场地时要对当地的气候、地理环境、地形以及场地的地质条件进行细化并充分的考虑,要避开凹陷、滑坡以及断层的地段,若必须在这些地段上进行施工则要进行有效的安全防护,从而保证结构的安全性。
3.3在建筑物的节点处设置隔震装置
在发生地震时,其能量会从建筑物的底部逐步的传递到其顶部,也就是说其能量是不断上升的。因此在建筑物的各个关键节点设置一定的隔震材料或减震器能够降低地震能量传递的影响。由于高层建筑使用隔震装置会将楼层的自震周期加强,隔震装置的作用不能够得到有效的发挥,因此其不适用于高层建筑当中。在较低的建筑当中应用的隔震材料较为常见的是橡胶垫以及混合隔震措施,在进行隔震设计时,粘性隔震、设置隔震支座以及摩擦隔震这三种方式较为常用。其中,在建筑物当中设置隔震支座能够有效的提高建筑物的稳定性,同时能够吸收地震能量,具有一定的自我恢复能力,其应用更加的广泛。
3.4均匀地进行竖向设计
设计人员在进行结构设计时一定要合理的掌握控制建筑高宽比以及上下结构比例之间的竖向收进尺寸,同时要对其竖向受力进行深入的分析,从而保证抗震性能。同时,设计人员要确保结构不会在突然受力的作用下而出现变形现象,也就是说要保证结构整体的强度和刚度,这就要求其在设计时要保证洞口的整齐性。此外,设计人员要保证同一层的竖向构件与其它层刚性的一致性,通过合理的措施来提高结构的延性,从而保证其整体刚度的平衡性,同时确保其能够有效的分散地震的能量。
4结束语
综上,抗震性能以及结构的稳定性和安全性是在土木工程结构设计当中的重点,同时也是人们关注的重点。在设计过程中,设计人员要掌握现场的情况,选择合适的施工场地、布置合适的结构体系以及使用抗震材料,掌握抗震设计要点,从而有效的提高结构的稳定性以及安全性。
参考文献:
前言
在上文摘要中我们已经提到,随着各种土木工程拔地而起,美观大方实用的建筑为人们生活提供了便利。但是,有些工程的质量令人堪忧,安全性和耐久性存在问题,导致各种事故的发生。本文分析目前土木工程结构设计中存在的安全问题,主要表现在牢固性低、安全设置较国外低、构造柱和承重柱的混淆、承重柱截面积小、忽略环境因素对安全性的影响等方面。本文针对这些问题,提出了解决这些安全性和耐久性问题的策略,期望土木工程结构设计更为安全合理,更好地为社会主义现代化建设做出贡献。近年来,各种摩天大楼、大型桥梁、高速公路、地下建筑的建成和使用,为人们生活提供了极大的便利,推进了我国建筑业的不断发展和进步。但是,有些土木工程的安全性出现了问题,事故频繁发生。一旦发生事故,必然造成财产、生命等各种重大损失,因此,土木工程的安全性成为土木工程设计的首要问题,对于安全性存在问题的建筑决不能投入使用,这就要求设计方案既要保证土木工程的耐久性和安全性,又要做到经济实用。
1.我国目前土木工程在结构设计中的现状
1.1.首先,就是我国土木工程的设计结构没有较强的牢固性,因为它是决定建筑是否安全的决定因素。我国土木工程的的牢固性问题是目前土木工程设计的最大欠缺。牢固性,即如果建筑工程局部出现损坏时,不至于导致整体的破坏。比如:当发生地震、火灾、爆炸或其他人为事故等重大灾害时,只有结构设计中的延性和冗余度的设计优良,同时还要结合地质情况和土质承载能力,对土木工程的设计进行论证,才能保证建筑损坏降低到最小。而现阶段我国土木工程设计在此方面设计不够完善,从而造成的大范围的损坏、倒塌事故,伤亡较多
1.2.第二,我国土木工程的安全规范存在许多漏洞,权威性较低,约束力较差,所以导致我国土木工程的质量普遍不如国外,很多国外的百年老楼质量依旧很好,仍在正常使用,而我国很多的土木工程质量令人堪忧,甚至有的建筑使用不到十年,已开始出现墙壁开裂、变形等等现象。造成这些现象的原因之一是我国土木工程的结构规范安全设置低于国外的规范。
1.3.再次,在土木工程设计中,有些设计会将构造柱和承重柱混淆,影响了工程的牢固性,从而造成事故的发生。构造柱是在砖混结构的建筑中,与梁配合,可以防止墙壁的裂缝,有助于提高房屋的抗震能力。但是,如果设计人员将构造柱当成承重墙使用,当遇到地震等剧烈震动时,因为构造柱不如承重柱的强度,而且构造柱不设基础,抵抗不住地震的力量,从而遭到破坏,出现裂缝、沉降,最终导致房屋的倒塌。因此,设计人员必须认真区分构造柱和承重柱,以防止悲剧发生。
1.4.最后就是我国土木工程在设计结构上的承重柱截面积设计过于小。设计人员在设计抗震烈度要求不高的地区的建筑时,会将承重柱截面积设计过小,这样更方便分析受力。但是这样做的时候,往往会在有外力作用时,导致柱和梁开裂的现象,从而降低了建筑的使用寿命。如果出现地震等强大作用力下,房屋就有可能倒塌,造成人员伤亡。
2.改变我国土木工程结构设计现状的措施
2.1.土木工程结构设计应严格符合各项规定,并逐步完善各种标准和体制所有土木工程的结构设计应符合国家规定的各种技术规范,对于不够完善的技术标准,应虚心向国外先进技术学习,结合我国需要,改进相关技术标准;对于不合理的管理体制,因以人为本,结合科学的管理,严格约束从业人员的注册和机构的资质认证,同时鼓励技术创新;对于安全设置不足的规范和水准,可及时向上级主管部门反馈,给出科学的、合理的、更为安全的规范条例。
2.2.其次,就是我们工作人员要定期全面的对土木工程施工进行全方位的安全检测,这就包括国家安全生产管理部门对土木工程应实施强而有力地监督,定期进行全面地检测。有些工程单位认为,当前使用没有问题,不需要反复检测。其实土木工程的牢固性,正常使用时是很难看出问题的,只有当遇到严重灾害时,问题才暴露出来。所以,应该定期全面地进行安全检测,将安全隐患及时纠正。安全无小事,安全检测是确保安全性的首要手段。
2.3.第三,我们土木工程企业要不断加强土木工程设计人员的业务水平与专业素质,这就要求我们要严格设计过程的管理对土木工程的设计人员的选用,应选择综合素质高的,严谨细致的,设计经验比较丰富且有责任感的人员,以保证其土木工程的设计质量。并应加强设计人员的理论学习,尤其应加强设计计算理论和方法的学习,并熟练掌握,同时不断更新知识体系,使自己所掌握知识和水平保持在这个领域的前沿水平。对于设计人员设计过的数据,应认真核对,多次多个设计人员核对,以保证没有疏忽或者漏掉一些环节,造成安全隐患。
2.4.最后,就是要求我们企业在图纸设计上,要详细、严谨,并在设计时考虑经济性设计人员设计的图纸要求对每个细节要详细说明,因为施工人员素质差异大,不能保证都能正确理解图纸,如不详细说明,易造成因误解图纸而出现施工错误,必将酿成大错。对于设计的图纸,有的设计人员喜好并一味使用标准图。
3结语:
综上所述,土木工程结构设计的安全问题在我国土木工程建设与发展过程中是一个不容忽视和极其重要的问题,所以,我们作为土木工程结构设计的公司及相关的工作人员一定要把这一问题重视企业,不断提高土木工程结构设计的安全性与细致性,确保我国广大人民的生命财产安全不受到损害。
参考文献:
[1]孙海法.李丽淑.浅析土木建筑工程结构的安全性与耐久性设计[J].中国新技术新产品.2010.03.
土木工程中的图纸设计是工程施工、预算、造价、管理等环节的主要依据,其设计质量直接关系到土木工程整体施工的成败,长期以来一直受到高度重视,但在图纸设计过程中由于部分设计人员施工实践经验不足,使图纸的可操作性、完整性甚至准确性难以保证,所以土木工程中的施工技术与设计配合至关重要。
1 重视图纸设计中的深基坑支护设计
在过去较长一段时间内深基坑支护设计内容并不由土木工程项目的设计单位负责,设计单位只需要对建筑和周围环境相关数据参数进行对比勘察,然后对施工单位提出深基坑数据参数的相关专业建议即可,而施工单位或结合其长时间的施工经验进行深基坑支护施工或委托专业机构进行数据参数的计算,可见过去在深基坑支护设计方面施工技术与设计是相对脱节的[1]。现阶段随着计算机技术的发展和普及,相关技术已经应用于基坑建设过程,但由于深基坑支护设计要结合基坑勘察报告,临近建筑物和地下设施结构类型、变性要求等相关信息,土木工程项目总平面图、地下结构剖面图等资料,以及深基坑临近施工情况,业主要求等各方面进行,并进行支护结构方案比较和选型、支护结构强度和变形计算、基坑稳定性计算、抗渗计算、降水或止水方案、挖工方案、监测方案等多方面的准备工作,现阶段土木工程建筑设计单位受自身专业性、经验等方面的约束,仍难以满足高水平设计的要求[2]。为有效提升深基坑支护设计水平,需要施工技术给予挖工、监测、降水、止水等方面的技术支持。
2 重视图纸设计中的钻孔灌注技术设计
钻孔灌注技术是土木工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔,并向其内放置钢筋笼、灌注混凝土等,以保证土木工程整体结构稳定性和可靠性的重要施工技术,其直接关系到高层建筑的质量和安全,现阶段在施工包括泥浆护壁、全套管施工等多种方式,现阶段土木工程设计单位虽然负责钻孔灌注设计的工作,但期通常并不对施工过程中采用的设备进行注明,施工单位在施工过程中可结合实际情况自行选择,受施工成本控制与管理理念的影响,部分施工单位会选择施工质量相对较差的无锥钻个体单机施工,这不仅可能导致承载装的承载力水平降低,而且对施工环境的破坏性较强,施工效率非常低。如果设计人员在图纸上直接注明使用采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺的旋挖技术,此技术在运行时能原地做整体回转运动,依靠钻杆和钻头自重切入土层,斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土,遇硬土时,如果自重力不能使斗齿切入土层,可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入土中,完成钻孔取土,不仅缩减了人工劳动量,而且对制作桩的质量大幅提升,虽然这种方式相比无锥钻个体单机施工略高,但考虑两者的使用价值,后者的优越性明显,而且后者对环境的影响非常小,产生的污泥清理操作方便。所以在土木工程图纸设计的过程中应考虑两种技术性能,为施工单位提供有效的技术对比参数,这有利于施工单位施工技术和质量的提升[3]。
3 重视钢筋机械连接技术
钢筋机械连接技术又被称为继绑扎,在实践中发现其具有接头强度比钢筋母材更高、连接速度在电焊连接速度的5倍以上、无污染且能够节省近20%钢材等优点,而且具有高级别、正式的检验报告,而且在短时间内发展比较成熟,在操作性和简易性方面存在较大的优势,其套筒挤压连接接头、锥螺纹连接接头等都具备在土木工程中应用的可能,但我国目前的工程施工规范中并未对其进行明确的说明和规定,导致其实际施工中存在的问题较多,在土木工程图纸设计过程中,大部分设计人员考虑到其效果和质量不能得到全面的保障,会有意识的避免应用此技术,使此技术的深化和发展受到严重的限制,部分适合应用此技术保证施工质量、缩减施工成本的土木工程项目受施工图纸限制不能有效的应用此技术,并不利于土木工程行业的整体发展。设计人员应结合土木工程的挤土情况,结合接头的强度、变形性能、屈服承载力、抗拉承载力、应用场合、反复拉压性能等对其进行合理的应用。
4 其他方面
重视图纸设计与施工要求的一致性,重视施工技术与设计两方面人员的技术沟通,重视设计人员自身素质的提升是土木工程施工技术和设计配合的保证,土木工程的复杂性决定其实际施工和图纸设计必然会存在部分不相符的情况,此时为保证工程质量需要通过图纸对其进行完善,例如要实现双向地梁都达到预期的有效高度,施工可操作性非常低,此时如果在设计阶段对局部地梁的高度进行升高,就可以在保证施工质量的同时缩减施工难度,可见施工技术人员和设计人员之间沟通的重要性。
5 结语
通过上述分析可以发现,现阶段土木工程相关人员已经认识到将施工技术与设计相配合对工程整体性能实现等方面的重要性,并在实践中有意识的通过技术手段将其落实,这是我国土木工程行业发展的重要体现。
参考文献:
土木工程专业是一个实践性很强的学科,毕业设计是土木工程专业本科教育阶段最后一个综合性实践教学环节,是土木工程专业人才培养方案的重要环节,它对培养学生的综合素质、工程实践能力和创新能力都起着十分重要的作用,同时对学生收集、分析设计资料、、制定建筑方案、结构计算、制图及编写设计文件等方面的能力也是一次全面的锻炼。毕业设计的质量直接反映了学生的专业水平,影响学生毕业后的工作能力和发展潜力,同时也反映了高校的办学水平,因此,如何提高毕业设计的质量是本科教育的一项重要内容。本文针对土木工程专业毕业设计[ 1、2、3 ]存在的问题进行一系列的改革与实践研究。
一、毕业设计存在的主要问题
1.设计题目单一,选题不能联系实工程实际。
第一,设计的结构体系单一,指导教师往往规定学生设计何种结构体系,往届设计多为框架结构体系,其它结构体系的设计学生很少接触,这就制约了学生的视野,在以后的工作中同学们会碰到各种结构体系,在走入工作岗位后上手慢。所以,以往的毕业设计题目不能满足土木工程专业需求;第二个方面,毕业设计大多以上部结构设计为主,对于岩土及地下建筑结构设计基本为空白。第三,指导教师选题不能有效地理论联系实际,很多教师缺乏实践经验,毕业设计题目很多都是从网上或往届照搬或改动某些数据而成,同学们在设计中往往出现设计进行不下去的情况或者翻阅历届毕业设计作品有很多似曾相识的感觉。第四,设计中重施工图,轻计算过程,重建筑、结构设计,轻施工组织设计应用部分。随着土木工程建设的不断发展,对毕业生的要求也越来越专业化及知识结构的完整化。我院绝大部分毕业生毕业后要从事施工及管理工作,学生离校前没有掌握土木工程建筑、结构、施工组织设计以及计算机应用的能力,就满足不了工程建设对土木工程人材的需求。
2.设计不能理论联系实际。
由于今年各规范陆续更新,教材没能及时更新,教师在授课过程中仍沿用旧的规范和法规,只是口头告诉学生在以后的应用中要翻阅新的规范及法规,因此,在设计中,学生对最新的专业设计规范、专业标准图集、专业构造手册熟悉较少,也不愿花时间去翻阅这些设计资料,设计时大多数学生套用往届学生的毕业设计资料,甚至于往届学生的毕业设计资料有错误也盲目套用,不能仔细研读相关设计规范中的内容及专业标准图集,造成学生的设计成果只能是纸上谈兵,不能用于工程实践。
3.学生缺乏设计的主动性与创新型。
毕业设计是本科课程最后一个阶段,同学们面临不同的情况:有的学生忙于找工作,有的学生忙于考研复试,也有的学校确实对这些学生放宽了政策,导致学生毕业设计时间缩短。在极短的时间内完成工作量如此大的毕业设计,学生积极主动完成毕业设计的信念就大打折扣,更没有时间对毕业设计提出自己的见解,缺乏主动性与创新型,甚至有些学生照搬照抄往届或同届毕业设计,使毕业时间的质量受到极大影响。
4.毕业答辩往往是走过程。
毕业答辩是检查学生毕业设计的质量,它能反映学生设计过程中掌握知识的能力及设计创造能力,如果不重视毕业答辩工作,就会良莠不分,好学生得不到认可,不认真做设计或照搬照抄往届的设计结果的学生得不到批评和惩罚,久而久之形成恶性循环。
二、毕业设计的改革与实践
1、毕业设计的题目符合培养目标和工程的需要
我院在进行毕业设计教学改革与实践中,改变了以往教师自编题目或网上下载题目的传统做法,指导教师去各大设计院找一些实际工程设计资料,在设计院的设计人员的指导下整理成即能满足教学基本要求,又能联系工程实际的毕业设计题目。题目难度和工作量适宜,使大部分学生感到毕业设计就是一次真正的实际工程,增加认真度。对于想偷懒的学生也没有例子可照搬照抄,对于理论知识扎实的学生可以拿真正的工程实例进行设计,这样选题不但可以使学生构筑比较完整的知识结构,而且加强了学生的工程意识,做到了理论联系实际,又符合人才培养目标。
2、提高指导教师的专业水平
指导教师的专业水平参差不齐,学院针对这种情况鼓励和提供条件让这些教师到设计院、施工单位兼职,参与实际的工程设计和施工,提高他们的设计能力和解决实际工程问题的能力。同时在讲授每门课程时也能做到理论联系实际。每周组织指导教师进行交流,一些难以解决的问题大家共同探讨,不能解决的邀请设计院专家进行答疑,每组间的交流能扬长避短,使指导教师的水平更上一台阶。同时也增加了学生做好毕业设计的信心。
3、提高学生的主动性与创新型
努力摒弃学生照搬照抄往届毕业设计的陋习,培养学生创新的萌芽及兴趣,让学生觉得毕业设计是自己的事情,增加主动性。对平时表面主动积极的同学给予加分或奖励,调动他们的积极性。鼓励同学们对毕业设计方案进行创新,要求每个同学都要想出至少两种方案,进行演讲报告,评选出优秀作品,培养创新意识。
4、严守答辩关
答辩是考核毕业设计质量的最后一个环节,也是学生比较重视的一个环节,指导教师及评委都应严格把关。我们的做法是:首先,由指导教师评价毕业设计质量及是否达到了毕业的要求,若合格,准予答辩并给出成绩,否则,进行二次答辩;其次,由评阅小组评阅,合格者准予答辩并给予成绩,否则,进行二次答辩;最后,由答辩委员会据答辩表现给予答辩成绩;三则最后进行组合就是该同学的最后成绩。在毕业答辩环节,随机抽取所有土木工程毕业设计学生的十分之一进行外审;其次,专家、教师组成若干个答辩小组,学生抽签确定在哪个小组进行答辩,摒弃以往由指导教师担任答辩专家的情况。并且明确告之学生答辩不及格,即为毕业设计总评不通过。这样增加了学生的危机感,提高了学生对答辩的重视程度,也打破了学生靠老师人情过关的侥幸心理。
三、总结
土木工程本科毕业设计是一项较复杂又长期的教学实践过程,毕业设计质量的好坏不仅取决于教师的指导水平、学生投入时间的多少,还与我们平时所学的课程、课程设计密切相关,需要老师、同学的共同努力。土木工程专业是一个实践性很强的专业,在学习理论知识的同时,应加强实践教学改革。使学生通过实践环节的学习,既能牢固掌握理论知识,又能广泛接触工程实际,培养工程实践能力,实现土木工程专业的人才培养目标。
[参考文献]
[1]方焘,刘新荣,郑明新.土木工程专业毕业设计质量影响因素及对策探讨[J].高等建筑教育,2009,l8(3)
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)14-0214-02
近年来,随着我国高等教育规模的不断扩大,研究生的整体理论水平出现了明显的下滑现象,尤其是土木专业工程硕士研究生普遍的力学基础和数学基础都较薄弱,这给结构动力学与弹塑性力学等力学类基础课程的教学带来了很大的困难。而结构动力学与弹塑性力学都是土木工程专业硕士研究生的主要技术基础课程,理论性很强,在学生的知识结构中起着重要的承上启下作用。因此,如何提高力学类课程的教学质量,促进土木专业硕士研究生工程能力和素质的提高,是值得认真探索和研究的问题。
一、课程群建设的目标
由于课程群承载着技能培养目标、协调着课程之间的关系,使培养目标更明确化[1]。因此,为促进教学资源优化配置,提高土木专业工程硕士研究生的培养质量,强化教学效果,把课程体系中内在联系紧密的结构动力学和弹塑性力学等课程建设成力学基础课程群,以面向土木工程实际应用为目标,强化对学生工程素质和工程理念的教育。通过此课程群的学习,使土木工程的专业硕士研究生能够站在一定的理论高度,较全面扎实地掌握工程结构静、动力分析的典型方法及其原理,会应用所学力学知识解决实际的工程问题。
二、课程群主要建设思路及知识模块
结构动力学和弹塑性力学都是技术性很强的专业基础课程,涉及数学建模、演绎、计算方法和数值模拟等多个研究领域,它们的共同特点是公式多而冗长、计算难而复杂、求解繁琐而难以掌握、涉及面广而不易理解[2]。面对当今力学基础和数学基础都较薄弱的土木专业工程硕士研究生,这两门课程的建设与改革也应顺应时展的要求,以增强学生的工程应用能力为主线,合理采用现代化教学手段,优化教学内容,改进教学方法。例如,可以结合实际的工程项目,加强案例教学,激发学习兴趣,创造学有所用的良好氛围;除了安排必要的课程教学外,应留有对课程相关的内容及实际工程问题进行学习和讨论的余地,培养学生将所学理论知识用以解决工程实际问题的能力,从而激发学生的创新能力和创造能力。为强化对土木专业工程硕士研究生工程素质的培养,初步设想力学基础课程群由以下三个知识模块组成:
1.结构动力学模块:研究结构体系在各种动荷载作用下的力学行为。通过该模块知识的学习,使学生明确动荷载作用和静荷载作用的本质区别,牢固掌握结构振动的普遍规律和结构动力分析的基本研究及计算方法,为改善工程结构系统在动力环境中的安全性和可靠性提供坚实的理论基础,从而有助于在今后的工程设计和工程建设中减少振动危害,让振动为人类服务。
2.弹塑性力学模块:研究可变形固体受到外载荷、温度变化及边界约束变动等作用时,弹塑性变形和应力状态。通过学习,使学生牢固掌握固体变形的规律,掌握非线性变形与塑性变形的概念和分析方法,深入了解结构的承载力问题,会用弹塑性理论对工程结构的应力与变形进行准确地描述和计算,以解决工程中的实际问题。
3.有限元分析技术模块:有限元法是解决工程实际问题的一种有力的数值计算工具,在土木工程分析与设计中有非常广泛的应用。该知识模块要求学生掌握有限元方法的基础理论,了解有限元法的特点及有限元法的基本步骤,掌握梁、板、壳、三维实体和一些特殊单元的线性和非线性特性,会根据研究目的及研究对象的不同,选择合适的单元建立有限元模型。目前,各种专用的和通用的有限元软件已经使有限元方法转化为社会生产力。土木专业的工程硕士研究生在学习了结构动力学、弹塑性力学的基本理论知识和有限元分析的基本方法以后,应能采用大型有限元软件(如ANSYS、ABAQUAS等)计算分析实际的工程问题。
三、课程群教学研究
由于结构动力学、弹塑性性力学、有限元分析等课程内容的学习,涉及到材料力学、结构力学、高等数学、线性代数等许多先修课程中的重点和难点,综合性很强,要求学生有较扎实的力学和数学基础知识,而目前的土木专业工程硕士研究生此方面都较欠缺。因此,该课程群的教学要求应以面向实际应用制定教学计划,从原先以力学基础理论为主逐渐转变为以理论和实践并重的培养模式,强调以理论指导实践、在实践中检验理论并强化其应用和创新的螺旋式上升的学习过程。在教学安排上,应针对各校土木专业工程硕士研究生的实际状况,充分注意和本科阶段力学知识、数学知识相衔接,及时复习课程中涉及到的达朗伯原理、矩阵运算、Fourier变换、常微分方程的求解、偏微分方程等相关知识,并对传统的经典内容加以精选,根据重点引导学生关注工程问题、注重培养学生的力学概念和理论实践能力,对繁琐的公式推导和手算能力不做过高的要求,转而强调培养学生运用现代通用有限元软件进行建模、分析计算并能对求解结果进行对错定性判断的能力,在实践中较全面、系统、深入地掌握土木工程专业的基本力学理论和分析计算方法。在教学方法上可以将老师讲解和同学讨论相结合,采用启发式、讨论式、演示式等多种教学方式,营造师生互动的课堂氛围,激发学生从多角度去讨论问题,重点培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。为了提高学习兴趣、培养科研能力,可以将学生分成3~4人一组,每组设计不同的实际工程题目,让学生自行查阅文献、分工协作、集中讨论,在教师指导下有理有据地完成项目,同时撰写科研报告,并通过分组答辩评定成绩。
四、课程群建设的预期效果
通过力学基础课程群的建设,以适应面向实际工程应用的培养目标为主导,进一步修订完善力学基础课程群的教学内容,改进教学方法,使土木工程专业的工程硕士研究生,既能站在一定的理论高度,较全面地掌握实际土木工程结构分析的基本原理及其典型方法,又会借助有限元分析技术解决实际的工程问题,并为以后的科学研究工作打下坚实的力学基础。
参考文献:
关键词:教学方法;道路勘测设计;课程设计
中图分类号:G6424 文献标志码:A 文章编号:
1005-2909(2012)03-0066-05
一、教学现状
道路勘测设计是土木工程专业道路与桥梁工程方向的专业必选课程,阐述道路几何线形设计的相关理论和方法。该课程主要介绍公路与城市道路路线设计的基本理论与实用方法,包括汽车行驶特性、道路平面、纵断面、横断面设计,选线与定线方法,道路平面与立体交叉设计,道路计算机辅助设计等。
道路作为三维带状空间结构物,其勘测设计工作是基础。道路设计是从几何和结构两方面研究,道路勘测设计课程主要讲述道路几何设计,结合现行技术标准和设计规范,将道路几何设计及其相关的调查勘测结合起来,是一门综合性课程。
现在国内高校道路勘测设计课程一般主要包括课堂教学、室内课程设计和野外实习3个方面。“大土木”专业下,该课程课时数稍有减少。目前华南理工大学课时压缩为56学时,一周课程设计和一周野外实习,该课程理论知识点多,内容杂。
(一)教学目标虽然明确,但效果一般
一般教学计划都制定了明确的教学目标。学生通过道路勘测设计课程的学习,能系统地掌握道路几何线形的设计理论和方法,熟悉相关设计规范和路线勘测设计过程,合理运用技术标准,从而具备一定的道路工程设计和实践能力。学生通过课程设计和野外实习的实践环节,加深对基本原理和设计方法的理解,了解各个设计参数选用的合理依据,并能利用所学的理论知识解决工程实际问题。但多年的教学实践表明,即使学习氛围浓厚、班风良好的班级,有时教学效果仍不佳。
(二)学生主观上不够重视
因为道路勘测设计是道桥方向的专业课程,开设时间比较早,一般在第五学期
开设。由于学生对整个专业认识还不是很清楚,而该课程涉及相关规范条文很多,
不像数学或力学具有理论性、系统性和逻辑性很强的理论和计算,使学生误以为该课程偏重概念,从而态度上不够重视。学生缺乏工程实践和工程认识,对专业课程的理解和把握难度增加[1];由于设计细节多、内容杂,学生在课堂学习中有些无所适从,不清楚实际工作的情况和要求,缺乏学习主动性。
(三)教学方法陈旧
课程教学过程中,以往教学往往是以教师口头讲授为主, 结合板书绘图和演示计算过程,如果平铺直叙、按部就班地照本宣科, 学生就会感到杂乱无章, 摸不着头脑;而道路勘测设计课程实践性较强, 在缺乏大量工程实例和有效直观的演示手段时, 学生对该课程内容很难有深刻的认识和理解, 在实践性教学环节中就无从下手;另外规范条款繁多, 如果不能以有声有色的实例来解释说明, 则不能在学生头脑中留下深刻的印象[1]。目前高校虽然大多采用多媒体教学,但课件设计不能很好地从学生角度出发,缺少互动性,学生很难消化吸收。
实践教学环节薄弱[2],课程设计和野外实习时间短,每位学生锻炼的机会少,对土木工程师的责任感没有深刻认识。野外实习若不是生产实习,学生积极性不高。另外,部分学校受条件限制,没有道路勘测实习基地。
杨永红,等 中美土木工程专业道路勘测设计课程教学对比研究
(四)没有与其他专业课程很好地结合
学生应对整个公路工程基本建设程序有一个清晰的了解。道路勘测设计课程应该在以测量学、道路工程制图、工程力学、工程地质及水文地质为基础的专业课程开设后再设置。同时该课程还应与后续课程,如路基路面工程、桥梁工程、公路施工组织设计和工程概(预)算、现代测设技术等专业课程紧密相连。目前一般高校在课程设置时,相关知识结构没能很好地前后结合起来。该课程虽是重点讲述道路几何设计,但在设计选线和定线过程中需要考虑地形、地质等外界环境因素的影响。
二、中美大学课程教学成绩评分要求比较
笔者在美国某著名大学进行了一年的学习研究,期间以学生的身份旁听了一些课程,对国外的教学方法有了较深的理解。1991年,美国政府颁布了《关于发展高等教育和提高专门人才质量方案》,该方案认为:“加强专门人才在生产和科技部门独立工作的能力,是当前高等教育向现代化方向发展的基本方针。”为此,“要求在课程改革上,打破原有的课程界限及框架,实行跨学科的综合研究,创设新型的综合课程”。
笔者旁听的一门课程,主讲教师不仅对道路勘测设计课程有着丰富的教学经验,还讲述了道路交通参数,以及交通流、交通安全方面的知识。这在中国高校中是道路与交通工程两个不同专业的内容。
比较美国某著名大学与国内某重点大学的建筑测量基础课程和路线几何设计课程,评定学生成绩的评分项目各自所占比重如表1、图1、表2和图2所示。
可以看出,对路线几何设计课程,美国某大学完成作业和平时小测验占40%,并且考试在整个学期教学中有3次,占60%;对建筑测量基础课程,不考虑测绘绘图项目所占比重后,作业和平时小测验占
关键词:
土木工程;结构设计;抗震性
现如今,经济社会飞速发展,社会上的许多事物都在不停的发展变化,土木工程在建设上也取得了相应的成就。在这样的情况之下,对于人民的社会物质生活水平的提高具有非常重要的意义。因此,土木工程就要紧随时代的发展,在社会之中贡献自己的力量,实现自己的价值,将其结构设计做到更好。在土木工程的结构设计之中,最主要的是把握其安全的性能以及稳定的性能,所以就要将抗震的问题做好。尽管现如今经济的急速发展对土木工程的结构设计提供了很多的技术上的帮助,但是在其设计的环节之中仍然存在着一定的问题亟待解决,从而就会使得设计不够安全和结实以及稳固。面对着存在的这些问题,土木工程结构设计应该找到这些问题存在的原因,并且采取相应的措施,将其设计中所存在的抗震问题进行有效的解决,提高人民生活的安全系数以及生活的质量。
1土木工程结构设计中抗震性的重要意义
地震作为一种自然的灾害,是地壳运动所产生的结果。地震的现象是时有发生的,大部分的地震可能会有轻微的震感,而少数的地震则会对人们财产、心灵以及身体造成严重的伤害,影响人们正常的生活。在发生大的地震给人们带来灾难的时候,往往都是因为所修建的房屋和建筑的不结实造成的倒塌从而给人们带来痛苦。因此可以看出,土木工程结构设计中的抗震性是多么的重要。所以当把土木工程结构设计中的抗震性提高的情况之下,在发生地震时给人们带来的伤害以及损失就会降低,会为人们的幸福生活带来后续性的保障。
2土木工程结构设计中抗震性的方式设计
2.1方式设计之对建筑材料的合理性选择
在土木工程结构的设计之中,为了将抗震性做到最好,其中最重要的一点就是要对建筑物的材料进行细心的挑选以及合理的选择。各种材料的抗震性能是各不相同的,所以专门用来建造抗震的建筑就需要用到抗震性比较好的材料。但是对于抗震材料的选择不能一门心思的放在一种材料上,应该多选择一些,以免在一种材料遭受到破坏的时候,另外的材料能不能被运用在其中。在抗震性的问题上对于土木工程结构的设计,事先必须对其整个工程做出大概的图纸,从而可以在施工设计的过程中能够顺当一些。整个工程结构的设计都必须是要有很强的抗压能力的,以防止其变形的现象发生,从而在地震时起到良好的抗震的效果以及作用。在施工的过程中,所选择的是钢筋混凝土的结构,尽管这样还是应该防患于未然,将在结构设计中可能出现的那些比较弱的环节进行加固和稳定,从而增强抗震的效果,为在地震发生时带来更多的安全感。
2.2方式设计之设计多道防线
对于土木工程结构设计之中抗震性的结构设计,应该设计多道防线在里面。因为当地震发生时,结构好自然能够对地震产生较好的抗震效果,但是并不是说效果好就不会造成伤害,而是可能尽力的避免伤害的发生。所以当所设计的第一道防线抵挡不了面临损毁的时候第二道防线就应该上场,发挥它的作用,因此对于多道防线的设计很有必要,从而将i帧发生时所要造成的破坏降到最低。
2.3方式设计之选择优良的建筑场地
对于抗震建筑的建设,对场地也应该进行合理的以及科学的选择。在结构设计之前,要事先做好对于场地的仔细勘测以及检查的工作,还要对所要建设的场地进行地形的勘测以及地质情况的调查等,从而选择出抗震性能比较强的场所。既然要选择优良的建筑场地,自然对于那些不好的建筑的地段比如经常出现滑坡或者泥石流的地段以及有陷下去的地方等都不能够被选择用于抗震的建筑的结构设计。但是尽量的选择优良地段的时候又往往不能够将那些不好的地段统统的避开,所以这就对土木工程结构的设计提出了更高的要求,进行合理的地形的分析,从而根据实际的情况进行抗震建筑的建设,最终将抗震的性能大大的提高。
3结语
对于抗震性能的极高的要求,所以在抗震的土木工程结构的设计之中,就应该利用各方面的条件,尽量的将结构设计到最佳的状态,从而提高抗震的性能。本文就是针对在抗震方面土木结构设计中可能出现的一些问题进行合理的规划和科学的探测,从而大大的提供抗震的效果,这就是土木工程结构设计对抗震的重要性。现如今社会不断向前发展,土木工程结构的设计也在不断的进步,适应时代的发展,设计出更加优良的结构,当地震发生时增强人们的安全,为更多的家庭带来安康和继续生活下去的能量。
参考文献:
[1]刘硕.论高层建筑抗震结构的设计问题[J].中国新技术新产品,2013(3).
中图分类号:S611文献标识码: A
一、前言
随着我国社会的发展,我国的建筑结构设计也有了很大的发展。因此在对土木工程进行结构设计时,要加入对建筑物的抗震性能的相关设计,从而控制建筑结构的抗震性,使土木工程有更高的安全保障。所以对土木工程结构设计中的抗震研究是一件非常有意义的事情。
二、抗震概念设计的基本原则
1.建筑场地选择的基本原则
场地条件是造成建筑物震害的重要原因,因此在选择建筑物场地时,工程师应该注意掌握场地的工程地质、地震活动和地震地质等会影响工程的因素,并结合工程的实际需要,对抗震有利、不利和危险地段做出综合评价。选择对建筑抗震有利的地段,例如平坦、开阔的坚硬场地土;避开对建筑抗震不利的地段,当无法避开时,要采取有效的抗震措施。
2.建筑体型的确定原则
建筑物体型应力求简单、规则、对称,质量和刚度变化均匀,以减少地震作用产生的形、应力集中及扭转反应。
3.选择合理的抗震结构体系
结构布置应具备多道抗震防线,多道设置抗震防线是为了防止由于地震的连续性对建筑物带来的多次冲击,以提高建筑物的防震能力。
结构应具备必要的抗震承载力,良好的变形能力和耗能能力,避免地震对抗震结构体系的破坏,同时结构的刚度和强度需分配合理,避免薄弱环节出现。而一旦薄弱环节的出现,就要采取有效的加强措施。
4.非结构构件的处理
考虑到结构可能在地震中会变形,建筑幕墙等应采用可靠的连接方法,加强非结构构件件的预埋件锚固部位,承受来自建筑非结构构件带给建筑主体的震力。墙体材料方面要优先考虑轻质材料。刚性护墙沿纵向宜均匀对称布置,与主体连接可靠,才能适应结构向不同方向的位移。
三、选择抗震体系类型
合理选择建筑的抗震结构体系决定了建筑结构的安全性和经济性。具体而言,应注重以下三方面的设计:
第一,建筑结构体系应当避免因部分结构或构件的破坏而导致整个建筑结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。建筑结构抗震设计的一个重要原则就是结构应当具有必要的赘余度、良好的变形能力和内力重分配的功能,地震中,即使一部分构件退出工作,其余部分构件仍能承担起竖向荷载,避免整体建筑结构失稳。
第二,建筑结构体系应当具有清晰明确的计算简图和恰当合理的地震作用传递路径。在这过程中,竖向建筑构件的布置,应尽量使竖向建筑构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平接近均匀;楼屋盖梁体系的布置,应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去;转换结构体系的布置,应尽量做到使上部结构竖向构件传递来的垂直重力荷载通过转换层一次至二次转换。另外,建筑的整体抗侧力结构体系也必须明确,抗侧力结构一般由框架、简体、剪力墙、支撑等组成,它们宜尽量连续贯通。
第三,建筑结构体系应当具有合理适度的强度和刚度。宜具有合理恰当的强度和刚度分布,防止和避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的塑性变形集中或应力集中;建筑的框架结构设计应使节点基本不被破坏,底层柱底的塑性铰宜形成晚,应当使柱、梁端的塑性铰出现得尽可能地分散;对于可能出现的薄弱部位,应采取适当措施提高抗震能力。
四、抗震概念设计的几个基本点
1.震感强烈的地震在自然灾害中破坏性非常大。近年来,频繁的地震灾害造成了巨大的损失,抗震概念设计在建筑结构设计中所占的比重也越来越大,研究水平也大大提高,这就需要建筑设计师们更加精细的进行研究设计。因此,应当针对地震形态,制定结构抗震概念设计的原则,并保证其灵活的运用,使建筑物具有可靠的抗震性能。
①需要简练的形状。第一,设计建筑结构上的简练精细可以使结构一目了然,而且也更加容易清晰明了的对各个构件的受力情况进行分析,这样就能在受力数据的分析中保证并大大提高了精准程度。其次,简单的建筑构造还减轻了地震对建筑物的破坏,减少了工程整体的薄弱环节,提高了建筑物的整体抗震能力。
②均匀的进行竖向的设计。竖向的均匀在设计过程中是必须要第一个考虑的,设计过程中,对于建筑横隔层,其上下结构比例的竖向收进尺寸必须要精确把握,为了分隔层称重均匀达标,一定要对竖向受力进行具体的分析。必须要整齐规则的开设洞口,使刚度与强度在整体结构上进行提升与增强,确保不会因为突然的外力状况造成刚度的突然变化,是整体结构造成扭曲。
③进行合理有效的整体设计。按照建筑要求进行基础的设计,避免基础因为设计问题使得承载能力的刚度强度无法达标,可靠稳定的连接上部的构件。对柱体、基础、隔板、楼盖基础的链接位置要保证充足的抗力和刚度,所有的部件应当牢固并紧密的连接和协同在一起,在水平和竖向的抗震性能上一定要进行增强。
④合理整齐的进行结构的规划。结构规则能保证建筑结构有一个对称的整体布局,包括立体刚度对称和外形对称,提高建筑抗侧力。并且保证质量对称,能使建筑物均衡抵御外力,很好的避免重心偏离,从而增强结构的抗震性能。
2.重视结构抗震概念设计
第一,当下国内经济发展迅速,大大提高了科技知识的水平。当今的社会分工已经越来越细致,在这种状态下的企业,对复杂冗余的数据进行精确的计算包括运作整体系统,手工与思维已经渐渐被计算机所取代,这往往使非规范性的应用方式被人们忽视。因此,概念设计在建筑结构抗震设计中的重要性被重新提取出来,更受愈来愈多建筑行业学者的强烈关注。此外,高层建筑结构非常复杂,而地震发生时的动力也非常不确定,这样就更会造成计算结果的误差。所以,概念设计在结构抗震设计中更应该被重视。
第二,合理性与实际性是概念设计的两大特点,仅仅只是计算数据和统计资料是无法满足一个立体的实物的建筑物的设计,要满足这一条件只有靠概念设计的实施。概念设计主要是经过对结构理念的整体架构,向人们呈现出一份比较真实的、适用的客观实体,从而优化建筑结构抗震设计。比如,结构平面或者竖向出现严重不规则或整体性差,那么仅仅按现有的结构设计计算水平,很难保证结构的抗震性能。
运用有效的手段来加强结构抗震的性能。经过对大量地震灾害建筑损坏的实例分析和统计整理,通过大量的实践经验,专家们才归纳出建筑抗震概念设计理念。在建筑抗震设计中,抗震概念设计是十分重要的一项,必须要非常重视。
第一,地震的外力能量在建筑物传递的过程中所经的传递与吸收的途径,一定要进行合理的布局,要确保构件双向抗侧力体系的形成,就必须要确保支柱和墙与梁的中轴线在同一个平面上。
第二,抗震结构一定要按照抗震等级来采用相应的措施,对梁和柱还有墙的节点应当分别处理,在地震发生时应当达到三个水准的设置防护标准,保证建筑的结构安全可靠。同时也需要确保在地震来临时钢筋混凝土结构保持良好的承载力与延展性。建筑的延展性必须要得到强化,合理有效的分布构件的强度和刚度,确保地震能量能被有效的吸收。在结构设计过程中如果要保证节点基本不被破坏,那么框架结构设计一定要使同层各个柱的两端屈服历程加长。要较晚的形成底层柱的柱底塑性铰,分散梁和柱端的塑性铰,这样才能是抗震能力在整体结构上有效的体现出来。
五、结语
随着建筑行业的不断发展,土木工程作为建筑行业中的重要工程,有着极其重要的地位。在土木工程的结构设计中,抗震研究的进行对建筑结构的性能和稳定性有着非常重要的作用。所以相关工作人员要重视结构抗震的概念设计,从而更好地表现抗震理念并进行实行,促进和发展当今建筑结构的抗震设计,提高建筑结构的安全和稳定性能。
参考文献
[1]何聪,汪鹏飞 土木工程抗震研究——浅谈隔震技术在建筑结构设计上的应用 [J] 《中国科技博览》 -2011年30期-