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中图分类号:B819文献标识码: A
一、引言
计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD),诞生于20世纪50年代,它是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力来进行工程的设计和分析的一种技术,它是综合计算机技术和土木工程设计方法的一门新兴学科,是与计算机软硬件及工程设计方法的发展而发展起来的。它集成了计算机、图形学、数据库技术、数值分析等技术,随着软硬件技术的不断发展及工程方法的更新换代,CAD技术也日趋完善,已经广泛应用于电子、轻工、纺织、服装、医疗、国防及工程设计等国民经济的各个领域,发挥了极大的经济技术效益。
二、CAD技术在土木工程中的应用范围
(1)在土木工程的规划中应用CAD技术。在土木工程项目中,前期规划对项目的发展来说具有十分重要的意义,受到很多原因的限制,比如环境因素、自然条件以及社会经济等各方面的原因。每一项前期规划与工程项目的成功或失败都有极大的关系。CAD技术应用在土木工程的前期规划中主要分成3种,首先是规划土木工程项目信息的存储系统以及查询,比如说市政方面的信息以及地理方面的信息等,这种系统通过数据库的形式来进行规划;其次是分析项目信息的系统,比如分析城市规划的系统;最后是在土木工程中的制作系统及辅助项目进行规划的系统,比如景观园林规划的系统。
(2)在土木工程的设计中应用CAD技术。在土木工程的设计中一个土木建筑完整的设计程序主要有设计建筑物形状的大小、选择建筑结构的构造、绘制设计图、计算建筑工程所需的材料、验算与分析建筑工程的结构等程序。早期在土木建筑工程的设计中应用CAD技术是进行结构设计,因此在CAD应用技术方面设计技术是比较完善的。例如在设计桥梁建筑的结构时,先是通过CAD应用技术进行设计桥梁的实体结构,接着对桥梁受力及截面等情况进行分析,根据分析的具体情况正确的计算桥梁结构的变形和受力,保证建筑工程的质量。
三、CAD在土木设计图中的优势
(1)绘图劳动强度降低,图纸保持清洁、美观。传统的手工绘图法需要设计人员经常性更换十几种绘图工具。一旦画错,就要在图面上修修补补,破坏图面的整洁性。而CAD制图,只要配齐了电脑,安装好绘图软件、打印机或绘图仪,鼠标轻轻移动就可以完成心中设计的图形。同时,软件本身还可以提供UNDO限制防错功能,让工程设计师们制图事倍功半。更有甚者,软件还可以为每个设计人员的独特的表达方式、思维模式和绘图习惯,提供广阔的空间,只要充分使用参数化绘图工具就可达成。
(2)增强计算功能,提高精确度。土木工程设计不同于其他领域的设计,它需要正确无误地计算出裂缝宽度、挠度、承载力、配筋面积。而且在实际工程中,要先符合设计规范地对各个结构构件如梁、板所承受的各种外部荷载,再根据《混凝土结构设计规范》规定进行计算和调整,如果计算数值稍有偏差或参数取值不符合规范要求,便会造成设计出的产品不合设计规范、不经济,严重的还会造成人民生命、财产的巨大的损失。
(3)提高设计工作效率。土木设计过程一般经过提条件、方案设计、初步设计、施工图设计。各工种之间的配合默契与否,条件与方案改变大小都直接影响着制图的速度。传统的手工制图方式下,各阶段各工种之间的不同设计成果要分时制作;在CAD制图中,实现了各工种间的图纸资料互换,即使方案有所调整,设计人员只需在原有的设计图纸上加以调整,从而减少大量重复劳动,提高了工作效率。
四、在土木工程中应用CAD技术的不足之处
在土木工程的施工、设计、规划以及维护管理等方面应用CAD技术,还是会存在着一些不足的地方,主要体现在以下两个方面。
(1)CAD技术促使土木设计领域中人、财、物浪费加剧 。CAD技术需要相关的软件,运转速度较快的电脑以及熟练掌握电脑的设计师、网络维修人员等。购买任何正版的工程建筑软件都要花费1~2万元。设计师们还要开展专门培训工作,总之,备齐所需的人力和财力则价值不菲。同时,在使用过程,设计师们只能看到面前的一处图纸,而土木工程设计是一个系统工程,只看到一处图纸是远远不够的,它需要一整套图纸打印后才能看清楚。电脑图纸需要经过输出后才能实现审核、修改、再审核、再修改直至正式出图,增加了单位成本和社会成本。
(2)由于CAD软件技术含量比较高,设计师通常要花费很长的时间才能掌握两级CAD软件的相关知识与基本用法,这样导致了设计师的工作时间以及人力资源受到了一定的限制。培训一个设计师还要交付比较高的培训费用,使企业成本增加。一套完整的CAD工程建筑软件花费都要在2-3万元以内,还得按时的对软件进行更新及升级,这也是需要投入大量的后续资金。同时,CAD软件需要性能很高的计算机辅助才能正常运行,要想能够使CAD软件实现完整的微机制图还得增加其他配套设备:刻录光盘、工作站、复印机、绘图仪、数字化仪以及USB和UOS等设备,是一项花费较高的软件。
综上所述,CAD的使用提高了土木设计中的高效率、高质量和高水平,同时也显示了不完善的方面。因此,设计师们在使用过程中总结经验,注意克服CAD带来的负面影响,努力提高自身的计算机知识和对土建规范的使用,促进CAD的健康发展。
【1】卢致强.工程设计实践中结构CAD技术的应用与探讨[J].四川建筑,2003,23(4):47-48.
【2】张志远,金新阳,陈岱林.基于英国规范的混凝土梁CAD系统的研制[J].建筑科学,2004(,12).
土木工程设计工作不仅是为了确保后期施工的顺利进行,更重要的是使建筑的经济性和安全性都能得到保障。近年来,大型桥梁和高速公路的建设和使用给地区的经济发展和社会进步带来了巨大帮助,并促进我国土木建筑行业的发展更加科学。当前我国土木工程设计工作存在一定的问题,主要表现在以下几个方面:
1.1设计不符合规范。
我国土木工程设计工作受设计人员的影响较大,有些设计单位不够严谨,导致设计质量差,造成建筑物在使用过程中出现墙体的变形和开裂等问题,主要原因是设计工作中没有严格按照结构设计的相应规范进行,不符合施工要求。
1.2设计结构不牢固。
建筑物安全与否主要取决于土木工程结构,土木工程结构不牢固是我国现阶段设计工作面临的一个问题,牢固的结构就是在建筑物出现局部破损时保证建筑的整体性能不受影响,能够抵御地震、台风等自然灾害或人为事故。目前由于土木结构设计工作还不够完善,导致施工时出现坍塌事故,造成一定的人员伤亡。
1.3构造柱和结构柱分不清。
目前的土木工程施工设计时,有些设计人员分不清构造柱和承重柱的设计工作,影响土木工程的稳定性,造成严重的事故。构造柱在建筑施工过程中,通过与梁体的配合,能有效的降低房屋建筑墙壁裂缝出现,提升建筑整体的抗震性能,假如设计人员在设计工作中将构造柱当成承重墙来进行施工,那么当房屋在遭受地震等自然灾害时,将会因为所能承受强度较低,出现墙体的沉降和裂缝的现象。
2提高土木工程设计安全性的措施
2.1从理论设计上着手。
改进和加强设计理论是土木工程设计工作的重要部分,只有这样才能降低施工事故发生几率。所谓改进和加强设计理论指的是更深刻的理解土木工程设计的概念性理论。深入理解概念后,大脑会构造出一个完整的建筑轮廓。因此,改进和加强建筑设计理论是保证施工安全性的关键和基础。
2.2加强设计人员的安全意识。
土木工程设计与人们的生活密切相关,因此加强设计人员的安全意识是十分必要的。通过让设计师们认识到自己工作的重要性,才能更好的保障工程设计的安全性,使建筑的质量符合要求。提高土木工程安全意识主要以“安全第一、质量至上”的理念作为设计的基础,具体实施上可以制定相关规定,规范设计人员行为,以便加强设计人员的安全意识;让设计师意识到土木工程设计的安全性与人们的生命息息相关,才能从根本上提高自身的责任心。
2.3重视文件说明。
在建筑设计中,建筑设计文件说明主要是对相关施工单位的操作进行补充的。在工程建设的过程中,相关人员需要了解文件说明,并依据文章内容执行。因此设计人员在书写建筑设计时,应注意文字表达是否足够简单和清晰,是否能让非专业和半专业工作人员能够理解。此外,在书写文件时应当在关键内容上加标注,以便相关人员增加其关注度。某些复杂的工程结构设计中,说明书更需要简单明了,以便保证工程结构性能与预期相同。
2.4重视管理。
任何事故的发生都与管理上的问题有着一定的关系,因此在工程方案的实施过程中,应选择具有相关项目管理经验和资质的单位和个人对工程进行管理。因此专业的机构和人员具有丰富的管理经验、先进的机械设备、科学的设计和管理方法。管理人员的素质较高,会有效保障工程的各个方面的实施,确保建筑的安全性和经济性。因此选择适合的单位和管理人员承担工程管理是十分重要的。
3提高土木工程设计经济性的措施
3.1协调好各相关部门的关系。
施工时需要很好协调各部门间的关系,使接收的资料和信息更加准确,有效的降低工程造价。土木工程设计中不仅需要考虑施工问题,还需要大量的辅资料和工作。因此设计师在设计时应与相关部门做到及时沟通,这种方式可以更加符合施工的实际情况,方便设计师对工程经济性的充分考虑。
3.2对设计方案进行综合性评估。
对设计方案进行综合性评估,在项目设计前进行项目经济性的控制,目的是为了更好的降低成本,这需要专业的设计人员制定设计报价,形成清晰的经济性指标。
3.3设计中应当控制多参数设计的安全积累问题。
设计中经常会出现多参数设计的安全积累问题,如钢筋混凝土结构设计会涉及成本和安全的因素,包括材料选择、面积和钢筋数量等,这些参数都会直接影响结构的安全性和经济性。因此需要在设计中对设计方案进行评估和选择,通过其参数改变进行综合评估,尽可能的利用参数来使项目的安全性和经济性平衡,选择可靠和科学的参数。对于经济学评价通常多参数问题是用比例关系表示,用一个主要参数来表示其他参数,以此来控制经济性。
3.4设计思路要灵活,降低工程结构造价。
在建筑物的设计时设计思路需要灵活一些,避免都套用标准图进行设计。套用标准图的设计方法虽然比较节约时间,并且不易出错,但设计的方法缺乏创意,对于工程结构造价的降低十分不利。因此在设计过程中应给设计人员一定的创造空间,使其利用自身的专业知识,合理的对建筑物进行结构设计,这样既能保证建筑的安全性符合要求,也能使工程的造价尽量降低。
1结构软件简介
1.1探索者(TSSD)软件
探索者软件的主要功能是绘制结构平面图,包括:梁、柱、墙、楼梯、雨篷阳台、承台、基础。软件提供结构绘图中常用的图面标注编辑工具,包括:尺寸、文字、钢筋、表格、符号、比例变换等多个工具,几乎覆盖了所有在图中可能遇到的问题解决方案,可以大幅度提高工程师的绘图速度。TSSD还具有板、梁、柱、基础、承台、楼梯的计算功能。
1.2浩辰CAD结构软件
浩辰CAD结构软件可以快速生成复杂的直线和圆弧轴网,可成批布置梁、柱、墙、基础,并对其平面尺寸、位置、辑,可自动布置楼板正筋、负筋、附加箍筋、附加吊筋,标注配筋值和尺寸,快速绘制楼板配筋图。该软件还具有齐备的结构绘图辅助工具,包括钢筋、尺寸、文字、表格、符号等结构专业的绘图工具,能够对施工图进行文字、尺寸、标高、标号的标注、编辑、修改。
1.3SAP2000软件
SAP2000软件是通用结构分析设计软件,在我国工程界得到了广泛的应用,主要适用于比较复杂的结构,如桥梁,体育场,大坝,海洋平台,工业建筑,发电站,输电塔,高层建筑。SAP2000具有强大的功能,如建模功能(二维模型、三维模型等)、编辑功能(增加模型、增减单元、复制与删除等)、分析功能(时程分析、动力反应分析、push-over分析等)、荷载功能(节点荷载、杆件荷载、板荷载、温度荷载等)以及设计功能等。上述功能的实现均是在同一个可视化界面中实现的,用户界面十分友好。
1.4PKPM软件
PKPM软件拥有先进的结构分析软件包,容纳了国内最流行的各种计算方法,如平面杆系、矩形及异形楼板、墙、板的三维壳元及薄壁杆系、梁板楼梯及异形楼梯、各类基础、砌体及底框抗震、钢结构、预应力混凝土结构分析、建筑抗震鉴定加固设计等。全部结构计算模块能够反映我国规范要求的荷载效应组合,设计表达式,抗震设计的各项要求。
1.5盈建科(YJK)软件
盈建科软件是多、高层建筑结构空间有限元计算分析与设计软件,采用人机交互方式引导用户逐层布置结构构件并输入荷载,通过楼层组装完成模型的建立。结构计算采用空间杆单元模拟梁、柱及支撑等杆系构件,采用在壳元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙,对于楼板提供刚性板和各种类型的弹性板计算模型,能够自动完成荷载效应组合、考虑抗震要求的调整、构件设计及验算等。
1.6Revit结构软件
Revit是我国建筑业BIM体系中使用最广泛的软件之一。Revit结构是一款功能强大的工具,能创建钢结构和混凝土结构设计。使用钢结构模块,利用Revit结构软件提供的建筑信息模型创建模型,可快捷生成钢结构施工图,使用框架模块创建动态模型和高质量的混凝土结构施工图。
2教学框架与教学内容
本校在土木工程专业二年级第二学期开设了“土木工程专业实践”课程,在建筑工程方向主要安排基于平面整体表示法的软件绘图和基于简单结构分析的软件计算。“土木工程专业实践”课程的教学内容如表1所示。考虑到学生已经学习了“土木工程制图”“结构力学”等先修课程,而尚未学习“钢筋混凝土结构”“钢结构”“工程结构抗震设计”和“结构动力学”等课程,故将实践教学集中在设计行业常用的探索者(TSSD)结构绘图软件和SAP2000结构分析软件,通过钢筋混凝土结构梁、柱、墙配筋施工图训练、静定梁、静定刚架及静定平面桁架内力计算训练,使学生初步掌握绘制结构施工图及简单构件静力分析的基本操作。同时,对于其他业界使用较多的结构绘图、结构分析与设计软件,则以简介和概述的形式使得学生对其有初步的了解。随着学生课程学习的逐步深入,本校在完成“钢筋混凝土结构”“钢结构”“工程结构抗震设计”以及“结构动力学”课程教学的基础上,于本科四年级第一学期开设了“土木工程设计软件应用”课程,在建筑工程方向设计实践中主要讲授SAP2000,PKPM在建筑结构分析和设计中的应用,包括:结构建模、结构模态分析、结构抗震分析与设计及结构非线性分析。“土木工程设计软件应用”课程的教学内容如表2所示。教学过程中,通过超静定刚架和排架结构分析、超静定桁架和组合结构分析、单质点和多质点体系模态分析、地震作用时程分析和反应谱分析、钢筋混凝土框架结构施工图设计的讲授和训练,使学生能够掌握结构高级分析技术的一些常用命令、操作步骤以及结构分析结果背后蕴含的结构设计概念,同时能够较为全面地认识建筑结构设计的整个流程,从而为毕业设计乃至毕业后的工作奠定了软件计算分析基础。
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).
中图分类号:TU74 文献标识码: A
引言
土木工程结构设计中需要考虑到建筑物结构的安全性和经济性,现阶段的土木工程施工有很多是因为设计者的设计不符合要求,或者施工方没有按照规定的图纸来施工而造成的工程事故。桥梁的坍塌,地铁隧道的塌陷,住宅楼的倒塌等建筑问题都给社会带来了巨大的损失。结构设计问题是土木工程中的重中之重。本文主要简单的介绍了土木工程的基本概念,对土木工程结构设计和施工技术相互配合的重要性进行分析,探索促进土木工程结构设计与施工技术二者形成协调关系的有效措施,以提高土木工程建设的质量。
一、结构设计过程
结构设计过程大致上划分为以下三个阶段:结构方案阶段、结构计算阶段、施工图设计阶段。其中,结构设计方案阶段主要是依据工程的关键性、工程所在地区的抗震防裂程度、工程地质勘测报告、工程高度及层数确定工程的结构形式(例如:砖混结构、框架结构、框剪结构、剪力墙结构、筒体结构和混合结构等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。在对工程结构形式加以确定以后,则需要依据工程结构形式特征和相关方面的要求,对结构的承重系统和受力构件开展相关的布置。结构计算阶段同时是,对荷载情况进行计算。其中,包含了外部荷载、内部荷载的计算。这些荷载的计算需要依据荷载相关规定及各方面的规定选择使用,不同的组合值系数和准永久值系数来开展不同工程施工状况的组合计算的。构件的试算需要依据对荷载值进行计算的,构造措施要求,使用要求和计算手册所推荐的试算方法进行构件截面的确定。之后,对于内力的计算则需要依据对构件截面、荷载值加以计算的。其中,包含了弯矩、剪力、扭矩、轴心压力以及拉力等。最后,对于构件的计算,是依据之前得出的结构内力和相关规定对其要求,来检查结构试算构件是不是达到相关方面的准求。假设没有达到相关要求,则需要对构件截面加以科学的调整,直到达到相关要求。
二、土木工程施工简析
土木工程的施工技术是指建造一切可由施工过程得出的施工产物的技术。土木工程有很长的历史发展阶段,以往的土木工程,其工程施工一直延用以往的施工技术,技术老套而且复杂,施工过程浪费了大量的施工材料、施工时间、施工人力,使施工进度缓慢而且效率不高,施工过程也及其复杂而且可信度不高,施工的安全性也有待提高,施工过程的不安全性导致施工造成严重的人力损伤,对社会也有不良的影响。然而随着社会的不断进步,土木工程的施工技术也有很大的提高,其技术的不断进步也促进了土木施工的稳步快速的发展。随着社会的不断进步,土木工程的施工技术也在不断的进步,赋予的意义也在不断的增加变化着。因此现在的土木工程技术和人们的幸福生活息息相关,也和国家的安全稳定,经济繁荣有这密切的联系。而我国的土木工程技术在现阶段也趋于成熟的阶段,但是对于未来的发展前景来说,还是要不断的改进和更新土木工程技术以便应对未来的发展趋势。
三、土木工程结构设计和施工技术相互配合的重要性
土木工程结构设计的合理性和所选用施工技术的有效性,对土木工程的质量具有重要的影响作用,是土木工程建设中的重要内容,不容忽视。在土木工程项目施工过程中,科学的结构设计能够优化土木工程的施工工序,简化施工步骤,从而在保障土木工程质量的基础上尽可能的减少所需要的施工时间。在水木工程的结构设计中,必须结合施工技术的选用,与施工技术进行相互配合,以使土木工程结构设计更符合要求,充分发挥土木工程施工技术的作用,以推动土木工程建设的可持续发展。协调好土木工程结构设计和施工技术的关系,必须提高土木工程管理者的管理水平,要求其全面掌握整个土木工程项目的建设状况,对土木工程施工中的各个阶段进行设计,选择最为合适的施工技术,加强对施工阶段的管理,以保证土木工程的顺利开展。
四、两者之间的有效结合
1、完善规范标准
从我国加入世贸组织以后,土木工程行业也逐渐得到了人们的重视,土木工程建筑产品的安全性也备受人们关注。我国关于土木工程建筑也制定和完善了许条文规范,在设计中都必须强制执行。对于设计人员来说,自身应当提高安全意识,提高自己的责任心,要时刻将人们的生命财产安全放在第一位。在结构设计过程中要坚决避免因为建筑结构而造成的安全问题,保证建筑整体的稳定性和安全性。在施工单位建设过程中一旦发现不按图纸施工的情况,要立刻停止施工,按照图纸进行修正。对于一些多次警告依旧不改正的企业要给予一定的法律制裁。
2、建筑物刚度设计
随着我国经济的不断发展和进步,我国的城市化进程也随之加快,人们对于城市住房的需求量也大大的提升。因为城市的用地和原有用地面积之间的矛盾关系,导致了城市的住房只能向高层住房的方向发展,这样可以有效的解决用地面积稀少的问题。高层建筑对建筑物刚度的要求大大的提高,高层建筑刚度的确定要按照建筑物每层之间的位移大小来确定,对于高层建筑构件的刚度大小以及截面大小都需要按照具体要求来确定刚度大小。
3、地基和基础结构设计
地基是一个建筑物的基石,所有的建筑物都需要在地基上来建造,因此地基影响着整个工程的基本安全。在对建筑物地基进行设计之前,设计人员需要对当地的地质、温度、土层、地下水位以及周边的建筑环境进行考察,综合考虑来确定建筑方案。在进行建筑地基设计的时候还需要综合考虑周边建筑物的地下设施以及施工时对周边建筑物的影响,保证地基施工的安全性。
4、施工技术
土木工程施工技术无论是在设计阶段还是在施工阶段都具有非常重要的作用,设计者意图的实现往往取决于施工技术。因此,在一定条件下,施工技术的先进与否直接影响到设计者的意图能否实现。就施工本身而言,任何一个工程项目都是一个系统工程,其施工过程受到地质条件-材料性能-气候条件-荷载条件-现场条件-资源状况等因素的制约。同时还存在着理想状态与实际状态的差异。因此,施工技术控制就是要进行实时识别-调整-预测,最终在允许的误差范围之内实现设计最佳目标。土木工程技术是一项随着时间流逝却在不断进步的技术。这种施工技术也在随着时间的流逝被赋予更多的意义和未了满足每一段时间的需求不断的改革进步。尤其是现在社会的土木工程技术所带来的社会的改变,不仅仅需要传统的工艺,还需要结合现在的和高科技以便进行更好的施工建筑。这样也可以按照实际需求来改进土木工程的施工技术。并且能够好好的利用这一技术,是一件造福人类的事情。
结束语
土木工程建设质量既需要科学的结构设计来予以保障,又需要先进的施工技术给以支持,缺一不可。为促使土木工程中的结构设计环节和施工技术使用的相互配合,则必须从施工各方面来探讨二者间的关系,要创新土木工程施工工艺,规范施工工序,以使其更符合施工标。
参考文献
Abstract: This paper mainly discusses the design and construction of civil engineering, are discussed and the construction of civil engineering design problems to be noticed.
Key words: civil engineering; construction design; pay attention to the problem
中图分类号: TU74 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
1引言
土木工程施工质量要想得到保证,土木施工设计是关键环节。合理的设计,不但关系到建筑的水平,还与国家基础事业的发展和人民生命财产安全密不可分。同时,在实际的土木工程施工中,高超的设计常常可以优化施工步骤乃至缩短工期。本人结合多年从事土木工程施工设计的经验,下面就土木工程施工设计浅谈几点看法,仅供施工组织者和设计人员参照,希望会有所启发。
2当前我国土木工程施工设计中需注意的问题
2.1当前土木工程从业人员自身素质参差不齐。
虽然近年来我国土木工程研究和实践都取得了不少的进步,而且一般的设计单位都拥有一批有着十几年从事结构设计工作经验的工程师和设计人员,他们对工程设计可以讲有一定的掌握。但近年来新型施工技术的出现和土木工程施工管理及设计人员知识水平普遍不高的矛盾越演越烈。这就直接导致了设计和施工的不平衡,因此土木工程从业人员必须通过自学或继续教育培训等途径,对不断发展的土木工程施工技术进行深入学习,了解施工技术发展的国内外最新资讯,拓展对具体施工工艺的掌握;这样才能不断的提高自己的认识水平,增强自己的业务能力,设计出更多在实际施工中有操作性的优质工程,同时广大的施工管理者也要不断提高专业素养,不仅要理解工程设计人员的具体施工要求和设计意图,也要加强对施工进程的控制和把握,只有这样才能更好的实现土木工程施工技术和设计的良性配合。
2.2当前土木工程施工图合同中,并没有把建筑的深基坑支护设计列入其中。
一般情况下,设计单位依照建筑总平面图上的显示,以及一些相邻建筑物的分布状况,再结合基坑的土质与高度对于深基坑支护设计提出一些相关的改进建议和看法。然后,施工单位负责做好具体的工作,或者是施工单位委托一些专业的设计师进行支护的设计。据了解,目前业内已经有十分专业的计算机应用程序应用在深基坑支护设计中,这就大大的提高了这一设计工作的科学性和精确性。但是目前有很多的工程设计院没有配备,这其中固然有技术风险与经济收益不相称的实际因素。但深入分析,我们可以得出这种先进技术的使用与目前深基坑支护技术的发展是不相符的,主要是与目前城市施工存在的一些现实条件产生严重分歧,这必须引起设计院管理层与设计人员的重视、并尽快加以改进。
2.3当前在高层建筑的设计中,主要使用的是钻孔灌注桩设计。
一般情况下,设计人员在施工图纸中不会对使用的施工机械进行明确的限定,施工单位可以自由选择施工的机械。而施工单位大部分会从节约经费的角度出发,最后一般都会选择价格低廉实惠的涡锥钻作为工程桩机械。这样的结果就是,工程图上面的标准、规格达不到要求,也难以控制,这样一来,各种问题桩自然而然地就出现了,这种桩的承载能力非常低,容易造成危险因素。目前,其实有一种比较先进的施工技术正在使用当中,那就是旋挖施工技术。这是一种先进施工技术主要的特点是:第一,采用的设备是比较先进的,而施工工艺也是非常一流的,一些人为因素比较少。因此,采用这一技术,成孔的质量得到了很大的提高,而桩孔的垂直问题以及对于孔底清渣问题都能很好地解决。第二,桩的直径与长度相同,每一个桩的承受力都会得到提升,至少提升40%或者50%,这样一来,就解决了机械的高费用问题,使单桩的造价成本有所下降,换算成单位极限承受力,这二者的造价几乎是一样的。第三,如果两个基坑的作业面积是相同或者基本一致的,两台旋挖机的成桩数量与最大密度分布的涡锥成桩数量就是一样的,都是十八根。此外,前者挖掘出来的泥土可以随时装入车里,及时运送到工地,前者的综合效率比后者更高一些。第四,施工现场也是非常干净、整洁的,地面上没有泥土,仅仅用一些清水冲洗就可以好地清理了。
2.4当前土木工程设计过程中,设计师设计意图有时表述不清。
我们举一个具体的例子,比如,关于一项建筑工程中基础梁筏的前后方向的地梁设计的高度是一样的,根据以往的基础设计,这其中并没有什么问题。但是,如果采用这样的设计方法,在进行施工的时候,一个方向上的地梁位于纵向上的钢筋就要穿过在垂直方向上的地梁,如果地梁的宽度比支座的柱边长更加高的时候,那么,。地梁两个方向上的有效高度就不能得到同时保证。因此,最后就必须把其中一个方向上的地梁抬高5厘米。像这样的问题,在设计的时候会经常遇到,因此,如果在设计人员进行设计的过程把这些问题及时解决,就会减少实际施工的困难,但是一旦工程进入施工阶段,再来解决这些问题就非常困难了。
2.5当前很多的国家在土木工程设计中,都已应用钢筋机械连接技术。
这种施工技术是一种新型的技术,尽管在工程施工中并没有被规范和例举出来,但是,在很多工程范围中都有广泛使用。这种施工技术目前还没有得到国家的认可,还没有建立相关的工艺约束,因此,设计人员在设计的时候大部分不会使用这种技术。此外,这些先进技术的检测都是具有一定级别的检查单位来进行,然后给出检验结果,在价格方面是比较低廉的,其操作方面也是非常简单、快速的,对于施工单位来说,是有非常大的吸引力的。个人认为,当设计人员遇到这种情况,不能仅仅依照国家颁布的施工工艺来设计,而应该有所变通,对于那些新技术可以进行全面的、准确的评断,看这些新技术是不是能够应用到工程之中。
2.6当前在土木工程设计中,存在设计单位与施工单位技术交底以及审查图纸等方面配合不到位现象。
个人认为,作为一名合格的土木设计师应该高度重视这种配合,除了可以通过电话确定,也可以通过口头协商,此外,还可以把这些小细节用书面文字的形式例举出来,形成一种比较正式的文件,这样做的主要目的是,可以减少因为专业分工的不一样而导致个人理解上出现偏差而导致错误的施工行为。
2.7当前土木工程设计中,安全使用与维护意识不足。主要表现在两个方面:一是在实际设计工作中对于一些因为环境因素影响,对建筑结构耐久性产生较大影响的因素在设计时很少进行考虑,从而导致土建结构使用寿命偏低或造成结构安全事故,这不单单是设计单位对结构耐久性的忽视,更重要的是工程设计安全意识不足。二是在工程设计规范中,结构安全性设置水平偏低。对于土木工程设计工作来说,结构的安全性非常重要。结构安全性主要表现在对结构安全系数范围的定位、结构构件承载能力的安全性、结构工程的耐久性及结构工程的整体牢固性等方面。目前在我国土木工程设计中,设计规范的安全等级设置相对水平较低,还不能与国外同类设计的水平相比。这就造成工程在施工中不能按照标准进行施工,这也是施工质量不高的一个根本原因。
3 结束语
总而言之,随着城市化建设的不断加快,土木工程施工技术也得到了进一步的发展,在施工过程各种先进的施工技术被广泛地使用,例如深基坑支护技术、钻孔灌注桩、钢筋机械连接技术等等。土木工程设计者,除了要仔细研究施工图纸,还要尽量考虑到新的施工技术的应用,并不断探索革新。
参考文献
[1]李靖.土木工程施工技术与设计[J]. 甘肃科技,2005(4).
一提高土木工程技术人员素质
随着土木工程技术水平的快速要求和发展,各类现代化施工技术层出不穷,良好的土木工程施工技术在良好的施工标准要求下,得到有效的提高。对土木施工技术中的各项设计环节进行分析,研究土木工程设计中的基础设计原理,逐步改善土木工程设计技术要点。近年来,我国的土木工程设计和施工技术人才层出不穷,良好的施工设计方案在施工中往往会产生实际问题。因此,土木工程结构设计过程中,需要对施工技术标准进行研究,及时分析国内外优秀的土木施工技术学习,分析适合我国施工工艺的技术标准,提高施工设计人员的技术标准,提高从业者的设计技术能力,从而设计出优秀的高品质设计标准。良好的从业技术人员可以确保施工设计和施工质量的双重提高。
二施工技术标准的重视内容
1重视土木灌装砖孔的设计技术标准
灌装砖孔对于土木工程的整体建筑施工极其重要。设计施工在技术设计图纸绘制过程中,需要确定施工设计标尺范围。在土木工程建筑施工过程中,需要合理的参考实际施工标准,考虑实际的施工技术水平,确定土木工程施工环境,核算施工设计成本。在施工技术中选涡锥钻为主要施工设备,采用个体机进行施工,从而降低成本。如果滥用施工设备会造成成本增加,这样就会造成土木工程施工建设成本增加,施工质量问题频繁发生。灌注过程中,转孔桩可能承载的力无法在设计过程中计量。采用不合理的设备会影响施工环境,施工效率会逐步降低。因此,对旋挖土木施工技术进行研究,提高设计施工过程中的施工技术准确程度,确保旋挖技术效果。在土木制桩过程中,需要采用旋挖技术提高施工技术质量,确保建筑施工效果。旋挖技术比涡锥的实际技术水平高,可以确保桩后期具有良好的承载力,同时控制施工成本,从经济价值方面分析,提高土木工程桩的施工技术,降低施工成本,改善施工环境的整洁程度,确保污泥量逐步减少,提高土木工程施工效果。在施工设计过程中,需要明确旋挖技术设计的施工图纸,分析可能存在的优点和确定,为施工技术队伍提供良好的设计数据参考范围,从而方便后期沟通和施工改进。
2改善基坑支护设计标准
在土木工程施工设计中,施工设计标准内容中,对于基坑支护问题的设计内容在土木工程设计中一般没有明确的标准。施工设计单位在设计过程中,往往根据土木工程周围环境进行参考,这在土木工程施工设计中会受到影响。对于深基坑施工设计中,设计单位往往根据基础参考数据进行设计,而没有参考实际施工标准。实际的操作中,对深基坑的操作往往没有标准限值。因此,在施工过程中施工单位往往根据施工经验确定施工设计标准,从而完成深基坑施工过程。在土木工程建设过程中,电子信息计算机技术得到广泛的应用,在设计与施工过程中可以采用科学技术方法提高设计准确度,但是这样会造成施工成本增加,严重影响的施工的成本控制范围。据统计,目前设计施工标准与实际的施工技术不符的现象较多,这回造成施工设计水平受到影响。加强土木工程基坑设计施工技术标准,提高基坑支护的设计准确性,保证施工设计和施工技术水平的统一效果。
3设计施工的有效性
在施工设计过程中,根据施工设计图纸和实际施工技术标准进行区分,缩短施工技术设计和实际施工的偏差。一旦施工设计图纸和施工技术上出现严重的问题,应当调整施工设计图纸,确保施工的可行性和有效性。在土木工程施工设计中,梁筏和地梁一般有相同的设计标准,而在实际的施工现场施工中,往往会出现严重的偏差问题,影响施工的施工进度和施工效果。对于不同钢筋地梁的方向进行连接,一旦出现宽度超标的问题就会造成施工问题。另外,双向地梁在一些设计中不能达到有效高度,这需要采用有效的措施进行弥补。例如,太高地梁高度,但是在改变设计高度的时候,需要和施工设计人员进行沟通,施工单位也需要对施工中的内容进行检查处理,寻求良好的解决办法。在降低成本的情况下,提高施工效果。一旦施工设计图出现问题,需要返工或停工的问题的时候,可以采用设计图纸改进缩小损失。
4加强施工和设计二者工作人员的有效交流沟通
在土木工程施工和设计过程中,因为施工工程项目时间紧、任务中,施工复杂,常常会出现不可预见性的施工问题,提高施工设计标准,加强设计图纸的准确性,确保施工顺利进行,按时竣工。在施工过程中需要加强施工沟通过程,对设计工作人员进行严格的考核,一旦出现施工设计和施工技术的偏差问题,需要耐心的进行沟通,确保施工的顺利开展。在施工设计和施工技术上,需要二者的工作人员经常沟通,改善书面内容,避免产生各种误会问题。
中图分类号:S969.1 文献标识码:A
1引言
土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动,也指工程建设的对象(即建造在地上或地下、陆上或水中 ,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等)。土木工程涵盖面广,涉及内容多,尤其是施工设计环节更是土木工程施工质量的根本保证。科学合理的设计,不但关系到我国建筑的水平,还与国家基础事业的发展和人民生命财产安全密不可分。下面,本人结合多年从事土木工程施工设计的工作经验,主要就土木工程施工设计方面浅谈几点看法,仅供施工组织者和设计人员参考。
2 土木工程施工设计概述
2.1土木工程设计的内容
一般我们所说的土木工程设计,主要包括以下内容:施工方案;施工进度计划表;工程质量保证措施;季节性施工;安全保证措施和文明施工;施工现场平面布置(施工平面布置图、施工进度计划图)。
2.2当前我国土木工程施工设计中存在的问题
一是从业人员自身素质参差不齐。虽然近年来我国土木工程研究和实践都取得了不少的进步,而且一般的设计单位都拥有一批有着十几年从事结构设计工作经验的工程师和设计人员,他们对工程设计可以讲有一定的掌握。但近年来新型施工技术的出现和土木工程施工管理及设计人员知识水平普遍不高的矛盾越演越烈。这就直接导致了设计和施工的不平衡,因此土木工程从业人员必须通过自学或继续教育培训等途径,对不断发展的土木工程施工技术进行深入学习,了解施工技术发展的国内外最新资讯,拓展对具体施工工艺的掌握;这样才能不断的提高自己的认识水平,增强自己的业务能力,设计出更多在实际施工中有操作性的优质工程,同时广大的施工管理者也要不断提高专业素养,不仅要理解工程设计人员的具体施工要求和设计意图,也要加强对施工进程的控制和把握,只有这样才能更好的实现土木工程施工技术和设计的良性配合。
二是施工图合同内容不全。当前大部分土木工程施工图合同中,并没有把建筑的深基坑支护设计列入其中。一般情况下,设计单位依照建筑总平面图上的显示,以及一些相邻建筑物的分布状况,再结合基坑的土质与高度对于深基坑支护设计提出一些相关的改进建议和看法。然后,施工单位负责做好具体的工作,或者是施工单位委托一些专业的设计师进行支护的设计。据了解,目前业内已经有十分专业的计算机应用程序应用在深基坑支护设计中,这就大大的提高了这一设计工作的科学性和精确性。但是目前有很多的工程设计院没有配备,这其中固然有技术风险与经济收益不相称的实际因素。但深入分析,我们可以得出这种先进技术的使用与目前深基坑支护技术的发展是不相符的,主要是与目前城市施工存在的一些现实条件产生严重分歧,这必须引起设计院管理层与设计人员的重视、并尽快加以改进。
三是设计师设计意图表述不清。我们举一个具体的例子,比如,关于一项建筑工程中基础梁筏的前后方向的地梁设计的高度是一样的,根据以往的基础设计,这其中并没有什么问题。但是,如果采用这样的设计方法,在进行施工的时候,一个方向上的地梁位于纵向上的钢筋就要穿过在垂直方向上的地梁,如果地梁的宽度比支座的柱边长更加高的时候,那么,地梁两个方向上的有效高度就不能得到同时保证。因此,最后就必须把其中一个方向上的地梁抬高5厘米。像这样的问题,在设计的时候会经常遇到,因此,如果在设计人员进行设计的过程把这些问题及时解决,就会减少实际施工的困难,但是一旦工程进入施工阶段,再来解决这些问题就非常困难了。
四是设计单位与施工单位技术交底以及审查图纸等方面配合不到位。个人认为,作为一名合格的土木设计师应该高度重视这种配合,除了可以通过电话确定,也可以通过口头协商,此外,还可以把这些小细节用书面文字的形式例举出来,形成一种比较正式的文件,这样做的主要目的是,可以减少因为专业分工的不一样而导致个人理解上出现偏差而导致错误的施工行为。
五安全使用与维护意识不足。主要表现在两个方面:一是在实际设计工作中对于一些因为环境因素影响,对建筑结构耐久性产生较大影响的因素在设计时很少进行考虑,从而导致土建结构使用寿命偏低或造成结构安全事故,这不单单是设计单位对结构耐久性的忽视,更重要的是工程设计安全意识不足。二是在工程设计规范中,结构安全性设置水平偏低。对于土木工程设计工作来说,结构的安全性非常重要。结构安全性主要表现在对结构安全系数范围的定位、结构构件承载能力的安全性、结构工程的耐久性及结构工程的整体牢固性等方面。目前在我国土木工程设计中,设计规范的安全等级设置相对水平较低,还不能与国外同类设计的水平相比。这就造成工程在施工中不能按照标准进行施工,这也是施工质量不高的一个根本原因。
3 土木工程施工设计新技术简介
主要介绍两种施工设计新技术:
3.1旋挖施工技术
当前在高层建筑的设计中,主要使用的是钻孔灌注桩设计。一般情况下,设计人员在施工图纸中不会对使用的施工机械进行明确的限定,施工单位可以自由选择施工的机械。而施工单位大部分会从节约经费的角度出发,最后一般都会选择价格低廉实惠的涡锥钻作为工程桩机械。这样的结果就是,工程图上面的标准、规格达不到要求,也难以控制,这样一来,各种问题桩自然而然地就出现了,这种桩的承载能力非常低,容易造成危险因素。目前,其实有一种比较先进的施工技术正在使用当中,那就是旋挖施工技术。这是一种先进施工技术主要的特点是:第一,采用的设备是比较先进的,而施工工艺也是非常一流的,一些人为因素比较少。因此,采用这一技术,成孔的质量得到了很大的提高,而桩孔的垂直问题以及对于孔底清渣问题都能很好地解决。第二,桩的直径与长度相同,每一个桩的承受力都会得到提升,至少提升40%或者50%,这样一来,就解决了机械的高费用问题,使单桩的造价成本有所下降,换算成单位极限承受力,这二者的造价几乎是一样的。第三,如果两个基坑的作业面积是相同或者基本一致的,两台旋挖机的成桩数量与最大密度分布的涡锥成桩数量就是一样的,都是十八根。此外,前者挖掘出来的泥土可以随时装入车里,及时运送到工地,前者的综合效率比后者更高一些。第四,施工现场也是非常干净、整洁的,地面上没有泥土,仅仅用一些清水冲洗就可以好地清理了。
3.2钢筋机械连接技术
1 引言
要想使土木工程施工质量更好,就必须得把握好设计这一重要环节。设计恰到好处,不仅决定着建筑的水平,还有效保护了人民生命财产安全,以及推动了国家基础事业的进展历程。而且实际工作起来,好的设计不仅能够使施工步骤更加完美,还能够缩短所需施工的时间。我在土木工程施工设计上也积累了一些经验,下面我就谈谈对土木施工设计的几点意见,希望对施工领导者以及设计人员有所帮助。
2 目前我国土木工程施工设计中应该注意的事项
2.1 目前从事土木工程的人的自身修养各不相同
最近几年我国对于土木工程的探讨与时间都有非常大的进步,在一些普通的设计公司中照样拥有着丰富阅历的工程师与设计人员,他们对工程设计都有着很深的研究。但是这几年新型施工技术发展迅速,越来越普及,与设计人员较低的文化水平形成鲜明对比,双方的矛盾不断被激化。这也是设计与施工失去平衡的主要原因,因此从事土木工程的人必须自主学习或者参加相关培训等来学习不断发展的施工技术,对国内外的相关资讯加以了解,提高自己施工技术,做到这些之后,无论是知识水平还是业务能力都会有所提升,从而使自己设计出的工程质量更好,且更具操作性,除此之外,要提升所有的施工领导者的专业素养,提高自己的理解能力,也需要时刻关注施工的进程并进行把控,尽可能使施工技术与设计配合的更加完美。
2.2 目前的土木工程施工图合同不包括建筑的深基坑支护设计
大多数情况下设计公司所提出的意见是根据建筑总平面图的图表和建筑物的分布位置,与基坑的土质与高度综合分析之后而提出来的。之后,施工公司明确好自己的任务,有时也会请专业的设计师进行协助。根据相关内容得知,在深基坑支护设计中已经有了非常专业的计算机应用程序的身影。这使设计更加科学,更加精确。但实际情况也非常严峻,许多工程设计学院缺乏设备,这在一定程度上是由技术风险和经济收益不匹配而导致的。但是进一步进行探讨,深基坑技术的发展和这种先进技术的使用存在很大差距,是由当前城市施工对一部分现实因素意见不一而导致的,所以设计院的领导者必须重视这一点,并想办法改变现状。
2.3 钻孔灌注桩设计在当前高层建筑设计中占据很大比重
大多数情况下,施工机械的类型选择主要是由施工公司决定的,很少有设计人员对使用的施工机械进行限制,但施工公司往往是建立在节省经费的出发点上,大多数情况都是选取价格较低的涡锥钻为工程桩机械。这样带来的后果就是图纸上的标准与规格等不合格,也无法调控,这也是形成问题桩的原因,这种桩不能承受重压,是非常危险的。现在有一种比较先进的施工技术―-旋挖施工技术,被运用到施工中去,作为一种相对先进的技术,主要有以下特点:首先,使用的都是非常先进的设备,施工工艺也是名列前茅的,由人类而成的元素很少,所以,使用这项高科技技术大大提高了成孔的质量,也能够及时解决桩孔的垂直问题和桩孔底部废物清理问题等。其次,桩的粗细和长度一样,使桩的承受力提高了一倍左右,通过对这些技术的使用,大大降低了成本,在花少量钱的同时能使桩承受更大的压力。随之,假设两个基坑是在面积相仿或者一致的作业面积上作业时,这两台旋挖机的成桩数量和分布最密集的锥成桩数量是相等的,全为18根。除此之外,第一个所挖出来的土可以及时进行装车并将其输送到工地上,所以综合来说,它的办事效率更高一些
2.4 钢筋机械连接技术在目前许多国家的土木工程设计中都有所运用
钢筋机械连接技术是新开发不久的技术,虽然在工程施工中没有被人们提到,但工程设计中的许多方面都运用到了这项施工技术。现在国家还没有认可这项新颖的施工技术,更没有建立与之有关的工艺约束,所以,一般情况下这种新的施工技术很少运用到设计者的设计中去,除此之外,检查单位只有达到一定的级别后才能对这些先进技术施以审核之后把审核结果做出来,这花费的钱也非常少,操作起来非常方便,速度也非常快,这些都是吸引施工单位的重要原因。我觉得在设计人员面临这种情景时,按照国家颁布的施工工艺来设计这个方法并不是唯一的,而应该有所改变,适当加入一些新的元素,要全面、精确的分析这些新技术,分析这些新技术运用到工程中是否合理。
2.5 设计方案要与实际的施工相符
在工程设计中,施工设计人员的设计概念以及其操作的可行性,设计图纸不可能与施工的实际情况相符合,因此,要特别注意是否有冲突出现,并且要提前的在设计图纸中解决完成。比如,关于一项建筑工程中基础梁筏的前后方向的地梁设计的高度是一样的,根据以往的基础设计,这其中并没有什么问题。但是,如果采用这样的设计方法,在进行施工的时候,一个方向上的地梁位于纵向上的钢筋就要穿过在垂直方向上的地梁,如果地梁的宽度比支座的柱边长更加高的时候,那么。地梁两个方向上的有效高度就不能得到同时保证。因此,最后就必须把其中一个方向上的地梁抬高5厘米。像这样的问题,在工程设计的时候会经常遇到,因此,如果在设计人员进行设计的过程把这些问题及时解决,就会减少实际施工的困难,但是一旦工程进入施工阶段,再来解决这些问题就非常困难了。设计单位与施工单位二者还应该进行全面的交流和沟通,理解设计人员的设计理念和意图,在施工过程中进行更好的协助与配合,想设计单位及时反馈在实际情况中遇到的问题,保证能够及时的加以解决。这样在未施工前对设计图纸进行修改算是比较容易的,如果在施工过程中才发现有些问题需要修改,不但会延迟工期还会增大投入成本,浪费人力物力。
2.6 当前在土木工程设计中,存在设计单位与施工单位技术交底以及审查图纸等方面配合不到位现象
我觉得高度重视这种配合是一个合格的土木设计师应该做的,借助电话确定是一种方法,除此之外还可以通过口头商量来确定。除此之外,可以用书面文字将一些细节进行举例,使这些文件更加正规,之所以这样做是为了尽可能避免由于专业不同而认识存在巨大差异的现象。
2.7 安全使用和维护意识不够是目前土木设计的普遍现象
主要在两方面有所体现:一个是在现实的设计工作过程中,某些环境因素有较大的影响力,一般都很少考虑到这些因素对建筑结构耐久性所造成的影响,正因如此,土建机构使用寿命都比较短,结构安全事故时有发生,这不仅仅是设计公司轻视了结构耐久程度,主要的是缺乏工程设计安全意识。另一个是结构安全设计水平较低在设计规范中是非常突出的。结构的安全系数是土木设计工作中至关重要的一点。结构安全系数处在什么范围、结构构成部分承受能力的安全性以及结构工程整体的牢固性如何等多个方面。设计要求的安全等级设置水平低是我国土木工程设计中的一个现状,无法与其他国家同类的设计水平相比较,正因如此,按标准施工的现象并不多见,这使得施工质量非常低。
3 结束语
总体来说,城市化建设的步伐越来越块,在此同时,土木工程技术也得到很好的带动发展,比如基坑支护技术、钻孔灌注桩等许多先进的施工技术被逐渐应用于土木工程施工中去。对于土木工程设计师来说,不但要认真研究分析图纸,还要在新的施工技术的应用问题上多下功夫,并不断进行摸索创新。
参考文献:
Abstract: The civil engineering is a complex project, which involves the knowledge field that is very wide, in construction before to do a lot of preparation, considering many factors, in the construction of the project before the entire budget, including the quantity and the cost of materials, in construction process, but also to the stress of all kinds of material, become force, has calculated the chemical and physical properties to cooperate to use. Civil engineering construction, all the earth excavation, filling, transportation collectively referred to as the earthwork. The earthwork including the construction process of drainage, precipitation and the wall supporting and so on preparation and auxiliary project.
Key Words: civil engineering, civil construction, engineering design
中图分类号:TB21 文献标识码:A文章编号:
1平面图的设计和施工进度计划的设计
1.1单位工程施工平面图设计步骤:1.确定垂直运输机械的布置。2.确定搅拌站、仓库、材料和构件堆场以及加工厂的位置。3.运输道路布置。4.临时设施的布置。
1.2施工总平面图的设计步骤:1.确定大宗材料、成品和半成品进入工地的运输方式。2.确定仓库、堆场及附属生产企业的位置。3.布置场内运输道路。4.确定行政管理及文化生活福利房屋的位置。5.布置临时水电管网以及其他动力线路。6.布置消防、保安及文明施工设施。
1.3编制施工进度计划的一般步骤:1.划分施工项目。2.计算工程量Q。3.确定劳动量和机械台班数量P。4.确定各施工过程的天数T。5.编制施工进度计划的初步方案。6.施工进度计划的检查和调整。
2基坑的施工:
2.1当基坑(槽)挖至设计标高后,应组织勘察、设计、监理、施工方和业主代表共同检查坑底土层是否与勘察、设计资料相符,是否存在填井、填塘、暗沟、墓穴等不良情况,这称为验槽。
验槽的方法以观察为主,辅以夯、拍或轻便勘探。
基坑降排水方法主要有:集水井降水法和井点降水法。
常用的方法主要是观察验槽
观察验槽的内容包括:
⑴ 检查基坑(槽)的位置、断面尺寸、标高和边坡等是否符合设计要求。
⑵ 检查槽底是否已挖至老土层(地基持力层)上,是否继续下挖或进行处理。
⑶ 对整个槽底土进行全面观察:土的颜色是否均匀一致;土的坚硬程度是否均匀一致,有无局部过软或过硬;土的含水量情况,有无过干过湿;在槽底行走或夯拍,有无振颤现象或空穴声音等。
观察验槽应重点注意柱基、墙角、承重墙下受力较大的部位。仔细观察基底土的结构、孔隙、湿度、含有物等,并与设计勘察资料相比较,确定是否已挖到设计的土层。对于可疑之处应局部下挖检查。
2.2防治流沙的措施:1.枯水期施工。2.水下挖土。3.井点降水。4.设止水帷幕。5.抢挖并抛大石块。
基坑开挖的基本方法:1.直接分层开挖。2.有内支撑支护的基坑开挖。3.盆式开挖。4.岛式开挖。
2.3地基加固处理的综合措施
拟定地基加固处理方案时,应考虑地基与上部结构共同工作的原则,从地基处理、建筑和结构设计、施工方案方面均采取相应措施,绝不能单纯对地基进行处理。其具体措施有:
⑴ 改变建筑体形,简化建筑平面;
⑵ 调整荷载差异;
⑶ 合理设置沉降缝;
⑷ 采用轻型结构、柔性结构;
⑸ 加强房屋的整体刚度;
⑹ 偏心荷载较大时,对基础进行移轴处理;
⑺ 施工中正确安排施工顺序和施工进度
2.4地基处理的对象
⑴ 软弱地基包括:淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。
⑵ 特殊土地基包括:软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等地基。
2.5地基加固的方法
当软弱土地基的承载力或变形满足不了建筑地基的要求,而软弱土层的厚度不大时,挖去软土层将基础置于承载力大的基岩或坚硬的土层中,最为经济。
当软土层较厚、承载力或变形又与建筑地基要求的差距不大时,可在软土层上直接回填一定厚度的好土,以提高地基持力层的承载力,减小软土层的承压力。目的是要提高软弱地基的强度、保证地基的稳定性;降低软弱地基的压缩性、减少基础的沉降;防止地震时地基土的振动液化;消除特殊土的湿陷性、胀缩性和冻胀性。
具体方法如下:
(1)换填法
软土层较厚时,将基础下面一定范围内的软土挖去,代之以人工填筑的垫层作持力层。采用砂石、三合土、矿渣、素土等材料换土的地基分别称为砂石地基、三合土地基、粉煤灰地基。
(2) 夯实法
利用打夯工具或机具夯击土壤,排出土壤中的水分,加速土壤的固结,提高土壤的密实度和承载力。
(3)强夯法施工
是一种较常采用的地基处理方法,它是用起重机械将大吨位夯锤(一般不小于8t)起吊到高处(一般不小于6m)后,自由落下,对土体进行强力夯实。
强夯可提高地基土的强度,降低土的压缩性,改善土的抗液化条件。
强夯适用于粘性土、湿陷性黄土及人工填土地基的加固。但强夯产生的振动对已建成或在建的建筑物有影响时,不得采用。
3土方工程施工安全技术:
3.1 要防止土方边坡塌方。2.边坡支护结构要经常检查,如有松动、变形、裂缝等现象,要及时加固或更换。3.多层支护拆除要自上而下进行,随拆随填。4.钢筋混凝土桩支护要在桩身达到一定强度后开挖土方。5.锚杆应验证其锚固力、后方可受力。6.相邻土方开挖要先深后浅,并及时做好基础。7.上下坑沟应先挖好阶梯或设木梯,不应踩踏土壁或支护上下。8.挖土机工作范围内不进行其他工作,并至少留0.3m深不挖,由人工挖至设计标高。
4人工挖孔成桩:
4.1定义:人工挖土成桩是指在桩位用人工挖掘的方法成孔并护壁,然后安装钢筋笼、浇筑混凝土而成的桩。2.优点:施工设备简单,施工时无噪音、无振动,并对周围建筑物无影响,占用施工场地小,开挖时可直接孔壁土层变化情况,清除沉渣彻底,各桩孔可以同时开挖,工期短、施工成本低。3.缺点:劳动力消耗大,开挖效率低。
5钢筋的施工:
5.1钢筋的连接方式:焊接连接、绑扎连接、机械连接。
5.2钢筋下料:1.钢筋下料长度=外包尺寸+端头弯钩长度-量度差值。
5.3.箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值。(圆弯钩的增加长度6.25d;弯90°量度差值1.75d(取2d);弯45°时的量度差值0.5d)
钢筋弯曲量度差值
钢筋弯曲角度 /° 30 45 60 90 135
量度差值 0.35d 0.5d 0.85d 2d 2.5d
箍筋调整值
箍筋度量方法 箍筋直径/mm
4~5 6 8 10~12
量外包尺寸
量内包尺寸 40
80 50
100 60
120 70
150~170
6混凝土养护:
常用方法:自然养护,蒸汽养护。2.养护目的:为混凝土硬化创造必须的温度、湿度条件,防止水分过早蒸发或冻结,防止混凝土强度降低和出现裂缝、剥皮、起砂等现象,确保混凝土质量。
7砖墙、脚手架和防水工程施工:
7.1砌体主要由块材和砂浆组成。块材分为砖、石材、砌块三类。
7.2砖墙砌筑工艺:找平、放线、摆砖样、立皮数杆、砌砖、勾缝、楼板安装、清理。
7.3砌筑的质量要求:横平竖直、砂浆饱满、组砌得当、接槎可靠。
7.4脚手架分类:按搭设位置分为里脚手架和外脚手架;按材料分为木质、竹质、金属材料脚手架;按结构形式分为立杆、框式(门式)、悬吊式和挑梁式等;按架设和构造分为整体式和局部式;按搭拆和移动方式可分为人工装拆、附着升降、整体提升、水平移动和升降桥架等脚手架。
7.5里脚手架的种类:折叠式里脚手架、支柱式里脚手架、门架式里脚手架、移动式里脚手架、塔式里脚手架。
7.6防水工程按工程部位分为地下防水工程和屋面防水工程,按使用材料不同可分为柔性防水和刚性防水两大类。
8抹灰工程的施工:
8.1一般抹灰工程是指采用石灰砂浆、混合砂浆、水泥砂浆、聚合物水泥砂浆、膨胀珍珠岩水泥砂浆,麻刀灰、纸筋灰、粉刷石膏等材料进行涂抹的施工。抹灰层的组成一般分为底层、中层、面层。
当前我国土木工程机构设计存在的诸多问题对工程的整体造成了严重的影响,诸如机构设计缺乏牢固性、耐久性、设计规范不统一等等都是非常普遍的问题,具体主要包括以下三大方面的内容:
1.当前土木工程结构设计缺乏整体牢固性。当前我国土木工程结构设计缺乏整体牢固性,土木工程建筑的承压力底低,建筑工程的安全性差,导致建筑物事故多发。当地震、爆炸等事故发生时,建筑整体结构就会因为承载能力差,设计整体缺乏牢固性,而容易造成房屋倒塌、人员伤亡等重大问题的发生,给人民的生命和财产造成巨大的损失。
2.当前土木工程结构设计没有合理的安全规范。我国土木工程结构设计安全规范的设置不全面、执行不严格,与国外严格的全面的规范相比存在着很大的差距。国外的很多古建筑历经百年依然屹立不倒,而我国很多建筑十几年不到就已经发生了墙体开裂等问题。因此我国土木工程结构设计安全设置需要进一步提高。
3.当前土木工程结构设计缺乏持久性。由于我国各地区环境的差异较大,环境变化较大,环境的湿度、土质的温度以及酸碱都会对建筑造成影响,影响钢筋混凝土和建筑材料的寿命,然而我国土木工程结构设计之所以出现耐久性差的原因就是忽视了环境因素对于建筑的影响,造成了建筑物的耐久性差,年久衰败,出现安全隐患,造成事故多发。
二、安全性前提下的土木工程结构设计策略方法研究
1.制定并不断完善土木工程结构设计的行业规范和标准。社会的发展和人们生活水平的提高使得对于土木工程结构设计提出了更高的要求,技术的发展和科学的进步也促进了安全性设计的规范。土木工程结构设计安全性需要有重要的制度和规范来保障,所以制定相关规范并随着社会的发展不断完善是生产建设出高质量、高水准的建筑物的必备条件,是保障结构设计安全的重要内容。制定行业规范和标准需要工作人员认真学习并严格执行,相关部门和国家要监督管理部门的执行,如果遇到不合理和不合法的设计一定要及时停止并按照行业规范和标准加以严格改进。行业规范和标准的严格制定是工程安全的重要保障,所以一定要不断完善我国的土木结构设计规范,跟随时代的脚步,建设出符合时代要求、符合人民需要、符合安全标准的建筑物。
2.不断加强土木工程设计工作人员的安全意识的培养。土木工程结构设计与人们的生产生活有着密切的联系,设计人员的安全意识非常重要,只有其自身意识到自己工作的重要性和土木工程的安全性有多重要才能更好地完成工作,才能使建筑物达到应达到质量标准。所以必须严格加强对于土木工程设计人员的安全意识的培养,使其坚持“安全第一,质量至上”的思想。具体可以通过相关内容的考试规范其行为,加强设计人员的安全意识,灌输土木工程结构设计安全性的重要性,让工作人员意识到土木工程结构设计安全性对于人们的影响,增强工作人员的责任心。与此同时,土木工程设计人员不仅仅需要有超强的安全意识,更要有专业的理论知识和强硬的技术能力,严谨的工作态度和丰富的实践经验,只有将这些软件设备植入于安全操作的过程中,才能使土木工程的安全得到强有力的保障。因此,要提高设计工作人员的安全意识,就要对其专业知识、操作技能、思想意识进行严格的规范与要求。
3.综合性评估土木工程结构设计方案。土木工程结构设计方案是土木工程结构设计的基础和前提,对设计方案进行综合性的评估需要在设计之前进行,对其安全性、经济性、合理性等方面做出综合性、准确精确地评估,形成一个清晰明了的设计报价和评估总结,确定其经济性和安全性,从头抓起,在土木工程建设的首要阶段进行严格规范,以保障接下来建设工作的顺利实施,保障土木工程的安全进行。