時間:2023-01-29 03:09:09
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇土木工程設計,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
1引言
隨著社會經濟的快速發展,土木工程建設數量和建設規模都在逐漸增加。土木工程設計的專業性比較強,并且復雜程度比較高,如果設計方案不合理,則不僅會對土木工程施工造成不良影響,而且還會導致工程建設效益降低,嚴重制約土木工程建設行業的發展。因此,對土木工程設計工作進行詳細探究迫在眉睫。
2土木工程結構與地基加固的重要性
2.1提升土木工程使用壽命
使用壽命是一個土木工程重要的經濟指標,土木工程本身質量問題,土木工程使用功能改變等都會對土木工程使用壽命造成一定的影響,如果土木工程因以上原因被拆除,就會產生嚴重的浪費問題。通過優化土木工程結構和地基加固設計,可以極大提高土木工程的安全性和功能性,減少各種質量問題及功能改變后對土木工程使用的影響。
2.2提升土木工程的耐久度
耐久度是一個土木工程重要質量指標。土木工程在建造過程中會受到各種主客觀方面因素的影響,主觀因素主要指人為因素,如施工不當、人為破壞、維護不當等;客觀因素主要是自然環境對土木工程材料的侵蝕,比如風吹日曬、降雨降雪等,土木工程的耐久度達不到設計標準,就很難滿足人們的居住水平要求,應用結構加固技術可降低這些因素對土木工程的影響,提高土木工程使用的質量和安全。
2.3提升土木工程的抗震能力
抗震能力是一個土木工程重要安全指標。隨著地質板塊相互間的作用越來越頻繁,在未來地震災害發生的頻率越來越高,低烈度地區出現高烈度地震的機率越來越大,地震一旦出現,將會對人們的人身生命財產安全和社會經濟造成巨大的威脅和破壞。目前我國大多土木工程設計的抗震能力僅滿足現行國家規范,對于低烈度地區出現高烈度地震的情況還缺乏對應的方案,為增強土木工程的抗震能力出現的加固技術已成為土木工程設計的研究方向。
3土木工程基礎加固技術
3.1強夯加固技術
強夯法就是對地基的夯擊,從而使地基的強度提高、壓縮性的到降低的方法,這種方法一般適用于處理碎石土、砂土、粉土、粘性土、雜填土、素填土等地基,可以有效的提高地基的強度、降低地基的壓縮性、改善抗振動液化的能力和消除土的濕陷性,所以一般是對可液化砂土地基和濕陷性黃土地基等,但是這種方法對于飽和度高的粘性土處理效果不好,所以在地基處理時強夯法會與其他方法進行結合,以便于更好地加固地基。
3.2加筋體復合地基加固技術
該技術包括砂樁、碎石樁、夯實水泥樁等。在應用該技術時,需要依靠振動、沖擊等方法,在軟弱地基上形成多個施工孔,再通過壓力,將砂擠入到土體中(如圖1),讓原本軟弱的土層中形成多個砂石樁,并且土體中的水分會通過排水層、透水層等快速排出土地,這樣會提高地基的承載力,保證工程施工。
3.3換填地基加固技術
在土木工程的地基基礎工程的過程中,采取換填地基處理施工技術,可以有效的保證房屋土木工程結構的安全性與穩固性。在換填施工中,首先需要軟弱土體,然后采用無腐蝕性成分的、具有較好壓縮性能的材料回填至工程地基施工作業面上,同時注意夯實好回填材料,以保證所鋪設的持力層擁有足夠的穩固性,能夠達到施工的標準要求。
4土木工程結構加固技術
4.1增大截面加固技術
增大截面加固技術作為一種直接加固的技術措施,其技術原理是通過增大建筑結構件截面面積并適當的增加布置與其配套的鋼筋,以此來提高建筑結構件的力學性能。由于不同土木工程項目中的加固要求也各不相同,所以在實際使用中,我們又將這種加固技術進行分類。大體上可以分為三類:以增大斷面為主要措施的加固技術、以增加配套鋼筋為主要措施的加固技術、同時兼備以上兩種技術的平衡加固技術。增大截面加固法的加固效果非常顯著,其力學性能表現也比較容易滿足設計要求,因此其技術適用范圍非常廣泛,可用于對結構梁、板、柱、墻、屋架等結構件進行加固作業。
4.2置換混凝土加固技術
置換混凝土加固技術是通過對原結構件中有物理缺陷區段或力學性能不能滿足當下使用要求的局部區段的混凝土進行有效清理甚至剔除,對其需要加強的局部區段進行重新澆筑品種相同但強度等級較高的混凝土,從而恢復原結構件的承載力的一種直接加固技術。置換混凝土加固技術在實施的過程中,需要對局部置換的結合面進行清理和剔除時,會使得原混凝土結構露出堅硬的結構層,清理工作需達到結構層表面滿足粗糙而潔凈的要求,這樣在微膨脹劑的預壓應力促進下新澆筑混凝土的水泥膠體便能滲入原結構層中,并在水泥水化過程中,與其粘合成一個整體,從而達到結構加固的效果。
4.3砌體結構加固技術
砌體是用砌筑砂漿將砌塊砌在一起而形成的一種承重結構物。和其他加固技術相比,砌體結構加固技術的沒有明顯的優勢。雖它也具有一定的抗壓承載力,但在其他力學性能上的表現就差的很多。因此砌體結構的整體性表現相對較差,承載力也比較低,在外荷載作用下也比較容易出現或大或小的裂縫。砌體結構的常用加固技術大體分三種,分別為:砌體直接加固技術、改變荷載傳遞加固法和外套結構加固法。
5結構與地基加固技術在土木工程設計中的應用實例
5.1工程概況
某電廠食堂為單層現澆框架結構,餐廳部分柱頂標高為6.6m,總建筑面積為720m2,于2006年開工,2007年建成并投入使用。隨著使用年限的增長,逐漸暴露出墻體開裂、傾斜等質量問題。
5.2土木工程存在的質量問題
根據結構安全性鑒定報告,該土木工程主要存在以下問題:①土木工程位于濱海灘涂區,其軟弱土層為厚層淤泥(淤泥質土),介于15~80m之間;場地類別為Ⅲ類;并且有5~9m的回填土。現使用過程中,基礎存在較大沉降,且基礎沉降尚未穩定,有繼續發展的趨勢;②受基礎不均勻沉降影響框架梁、柱開裂嚴重,且部分框架梁、柱節點處出現多道較大斜裂縫;③土木工程整體傾斜,大部分測點所測的傾斜值超過限制;④上部墻體開裂嚴重,且部分墻體已錯位、傾斜;⑤部分梁、柱箍筋加密區長度不足,加密區間距偏大;⑥部分土木工程的基礎梁局部開裂,殘損;⑦部分土木工程的圍護結構與墻體脫裂。
5.3地基基礎加固設計
該土木工程位于濱海灘涂區,其軟弱土層為厚層淤泥(淤泥質土),介于15~80m之間;場地類別為Ⅲ類,并且有5~9m的回填土。根據呂希祥在《某廠房大面積填土荷載引起不均勻沉降分析》的結論,填土會造成基礎附加沉降,而該工程填土及地基軟弱土層厚且厚度差異較大,會造成基礎存在較大的不均勻沉降;根據丁士君等在《填海地區淤泥定向流動對單樁的影響》的分析及該工程沉降觀測,該工程由于填土(堆載)和地基淤泥層均較厚且各點厚度差異較大,淤泥在固結過程中可能存在水平向的流動現象;該工程存在基礎剩余沉降,雖然理論上可計算剩余沉降,但由于淤泥的流動性造成剩余沉降的不確定性大。上文已分析過,常用淤泥軟土地基處理方法已不適用于該工程,因此只能著手加大基礎剛度,以允許基礎沉降,但加固后基礎有足夠的剛度抵抗不均勻沉降為原則,保證結構的安全使用。因此,采用改原條形基礎為筏板基礎加固,具體設計圖如圖2~3所示。
5.4上部結構加固
①對開裂的框架梁、柱,根據計算且考慮不均勻沉降附加應力影響,采用灌注改性環氧樹脂并粘貼鋼板或碳纖維布等措施進行加固處理;②對于上部開裂墻體采用灌漿加固處理,部分變形嚴重的墻體拆除重砌;③對箍筋不足的框架梁、柱采用粘貼扁鋼箍或碳纖維布進行加固處理;④對開裂、殘損的基礎梁采用擴大截面進行加固處理;⑤對脫裂的圍護結構拆除重新砌筑或采用增設鋼拉桿進行加固處理。
6結語
綜上所述,在土木工程設計中,地基、結構加固設計至關重要,其中,加固技術種類比較多,對此,需要結合工程實際情況選用相應的加固技術,這樣才能夠保證土木工程施工順利進行,保證整個工程的質量,提升工程建設效益。
參考文獻
[1]高有斌,劉漢龍,張敏霞,等.強夯加固地基的土體豎向位移計算方法研究[J].巖土力學,2010,31(8):2671~2676.
土木工程設計工作不僅是為了確保后期施工的順利進行,更重要的是使建筑的經濟性和安全性都能得到保障。近年來,大型橋梁和高速公路的建設和使用給地區的經濟發展和社會進步帶來了巨大幫助,并促進我國土木建筑行業的發展更加科學。當前我國土木工程設計工作存在一定的問題,主要表現在以下幾個方面:
1.1設計不符合規范。
我國土木工程設計工作受設計人員的影響較大,有些設計單位不夠嚴謹,導致設計質量差,造成建筑物在使用過程中出現墻體的變形和開裂等問題,主要原因是設計工作中沒有嚴格按照結構設計的相應規范進行,不符合施工要求。
1.2設計結構不牢固。
建筑物安全與否主要取決于土木工程結構,土木工程結構不牢固是我國現階段設計工作面臨的一個問題,牢固的結構就是在建筑物出現局部破損時保證建筑的整體性能不受影響,能夠抵御地震、臺風等自然災害或人為事故。目前由于土木結構設計工作還不夠完善,導致施工時出現坍塌事故,造成一定的人員傷亡。
1.3構造柱和結構柱分不清。
目前的土木工程施工設計時,有些設計人員分不清構造柱和承重柱的設計工作,影響土木工程的穩定性,造成嚴重的事故。構造柱在建筑施工過程中,通過與梁體的配合,能有效的降低房屋建筑墻壁裂縫出現,提升建筑整體的抗震性能,假如設計人員在設計工作中將構造柱當成承重墻來進行施工,那么當房屋在遭受地震等自然災害時,將會因為所能承受強度較低,出現墻體的沉降和裂縫的現象。
2提高土木工程設計安全性的措施
2.1從理論設計上著手。
改進和加強設計理論是土木工程設計工作的重要部分,只有這樣才能降低施工事故發生幾率。所謂改進和加強設計理論指的是更深刻的理解土木工程設計的概念性理論。深入理解概念后,大腦會構造出一個完整的建筑輪廓。因此,改進和加強建筑設計理論是保證施工安全性的關鍵和基礎。
2.2加強設計人員的安全意識。
土木工程設計與人們的生活密切相關,因此加強設計人員的安全意識是十分必要的。通過讓設計師們認識到自己工作的重要性,才能更好的保障工程設計的安全性,使建筑的質量符合要求。提高土木工程安全意識主要以“安全第一、質量至上”的理念作為設計的基礎,具體實施上可以制定相關規定,規范設計人員行為,以便加強設計人員的安全意識;讓設計師意識到土木工程設計的安全性與人們的生命息息相關,才能從根本上提高自身的責任心。
2.3重視文件說明。
在建筑設計中,建筑設計文件說明主要是對相關施工單位的操作進行補充的。在工程建設的過程中,相關人員需要了解文件說明,并依據文章內容執行。因此設計人員在書寫建筑設計時,應注意文字表達是否足夠簡單和清晰,是否能讓非專業和半專業工作人員能夠理解。此外,在書寫文件時應當在關鍵內容上加標注,以便相關人員增加其關注度。某些復雜的工程結構設計中,說明書更需要簡單明了,以便保證工程結構性能與預期相同。
2.4重視管理。
任何事故的發生都與管理上的問題有著一定的關系,因此在工程方案的實施過程中,應選擇具有相關項目管理經驗和資質的單位和個人對工程進行管理。因此專業的機構和人員具有豐富的管理經驗、先進的機械設備、科學的設計和管理方法。管理人員的素質較高,會有效保障工程的各個方面的實施,確保建筑的安全性和經濟性。因此選擇適合的單位和管理人員承擔工程管理是十分重要的。
3提高土木工程設計經濟性的措施
3.1協調好各相關部門的關系。
施工時需要很好協調各部門間的關系,使接收的資料和信息更加準確,有效的降低工程造價。土木工程設計中不僅需要考慮施工問題,還需要大量的輔資料和工作。因此設計師在設計時應與相關部門做到及時溝通,這種方式可以更加符合施工的實際情況,方便設計師對工程經濟性的充分考慮。
3.2對設計方案進行綜合性評估。
對設計方案進行綜合性評估,在項目設計前進行項目經濟性的控制,目的是為了更好的降低成本,這需要專業的設計人員制定設計報價,形成清晰的經濟性指標。
3.3設計中應當控制多參數設計的安全積累問題。
設計中經常會出現多參數設計的安全積累問題,如鋼筋混凝土結構設計會涉及成本和安全的因素,包括材料選擇、面積和鋼筋數量等,這些參數都會直接影響結構的安全性和經濟性。因此需要在設計中對設計方案進行評估和選擇,通過其參數改變進行綜合評估,盡可能的利用參數來使項目的安全性和經濟性平衡,選擇可靠和科學的參數。對于經濟學評價通常多參數問題是用比例關系表示,用一個主要參數來表示其他參數,以此來控制經濟性。
3.4設計思路要靈活,降低工程結構造價。
在建筑物的設計時設計思路需要靈活一些,避免都套用標準圖進行設計。套用標準圖的設計方法雖然比較節約時間,并且不易出錯,但設計的方法缺乏創意,對于工程結構造價的降低十分不利。因此在設計過程中應給設計人員一定的創造空間,使其利用自身的專業知識,合理的對建筑物進行結構設計,這樣既能保證建筑的安全性符合要求,也能使工程的造價盡量降低。
土木工程設計工作不僅是為了確保后期施工的順利進行,更重要的是使建筑的經濟性和安全性都能得到保障。近年來,大型橋梁和高速公路的建設和使用給地區的經濟發展和社會進步帶來了巨大幫助,并促進我國土木建筑行業的發展更加科學。當前我國土木工程設計工作存在一定的問題,主要表現在以下幾個方面:
1.1設計不符合規范。
我國土木工程設計工作受設計人員的影響較大,有些設計單位不夠嚴謹,導致設計質量差,造成建筑物在使用過程中出現墻體的變形和開裂等問題,主要原因是設計工作中沒有嚴格按照結構設計的相應規范進行,不符合施工要求。
1.2設計結構不牢固。
建筑物安全與否主要取決于土木工程結構,土木工程結構不牢固是我國現階段設計工作面臨的一個問題,牢固的結構就是在建筑物出現局部破損時保證建筑的整體性能不受影響,能夠抵御地震、臺風等自然災害或人為事故。目前由于土木結構設計工作還不夠完善,導致施工時出現坍塌事故,造成一定的人員傷亡。
1.3構造柱和結構柱分不清。
目前的土木工程施工設計時,有些設計人員分不清構造柱和承重柱的設計工作,影響土木工程的穩定性,造成嚴重的事故。構造柱在建筑施工過程中,通過與梁體的配合,能有效的降低房屋建筑墻壁裂縫出現,提升建筑整體的抗震性能,假如設計人員在設計工作中將構造柱當成承重墻來進行施工,那么當房屋在遭受地震等自然災害時,將會因為所能承受強度較低,出現墻體的沉降和裂縫的現象。
2提高土木工程設計安全性的措施
2.1從理論設計上著手。
改進和加強設計理論是土木工程設計工作的重要部分,只有這樣才能降低施工事故發生幾率。所謂改進和加強設計理論指的是更深刻的理解土木工程設計的概念性理論。深入理解概念后,大腦會構造出一個完整的建筑輪廓。因此,改進和加強建筑設計理論是保證施工安全性的關鍵和基礎。
2.2加強設計人員的安全意識。
土木工程設計與人們的生活密切相關,因此加強設計人員的安全意識是十分必要的。通過讓設計師們認識到自己工作的重要性,才能更好的保障工程設計的安全性,使建筑的質量符合要求。提高土木工程安全意識主要以“安全第一、質量至上”的理念作為設計的基礎,具體實施上可以制定相關規定,規范設計人員行為,以便加強設計人員的安全意識;讓設計師意識到土木工程設計的安全性與人們的生命息息相關,才能從根本上提高自身的責任心。
2.3重視文件說明。
在建筑設計中,建筑設計文件說明主要是對相關施工單位的操作進行補充的。在工程建設的過程中,相關人員需要了解文件說明,并依據文章內容執行。因此設計人員在書寫建筑設計時,應注意文字表達是否足夠簡單和清晰,是否能讓非專業和半專業工作人員能夠理解。此外,在書寫文件時應當在關鍵內容上加標注,以便相關人員增加其關注度。某些復雜的工程結構設計中,說明書更需要簡單明了,以便保證工程結構性能與預期相同。
2.4重視管理。
任何事故的發生都與管理上的問題有著一定的關系,因此在工程方案的實施過程中,應選擇具有相關項目管理經驗和資質的單位和個人對工程進行管理。因此專業的機構和人員具有豐富的管理經驗、先進的機械設備、科學的設計和管理方法。管理人員的素質較高,會有效保障工程的各個方面的實施,確保建筑的安全性和經濟性。因此選擇適合的單位和管理人員承擔工程管理是十分重要的。
3提高土木工程設計經濟性的措施
3.1協調好各相關部門的關系。
施工時需要很好協調各部門間的關系,使接收的資料和信息更加準確,有效的降低工程造價。土木工程設計中不僅需要考慮施工問題,還需要大量的輔資料和工作。因此設計師在設計時應與相關部門做到及時溝通,這種方式可以更加符合施工的實際情況,方便設計師對工程經濟性的充分考慮。
3.2對設計方案進行綜合性評估。
對設計方案進行綜合性評估,在項目設計前進行項目經濟性的控制,目的是為了更好的降低成本,這需要專業的設計人員制定設計報價,形成清晰的經濟性指標。
3.3設計中應當控制多參數設計的安全積累問題。
設計中經常會出現多參數設計的安全積累問題,如鋼筋混凝土結構設計會涉及成本和安全的因素,包括材料選擇、面積和鋼筋數量等,這些參數都會直接影響結構的安全性和經濟性。因此需要在設計中對設計方案進行評估和選擇,通過其參數改變進行綜合評估,盡可能的利用參數來使項目的安全性和經濟性平衡,選擇可靠和科學的參數。對于經濟學評價通常多參數問題是用比例關系表示,用一個主要參數來表示其他參數,以此來控制經濟性。
3.4設計思路要靈活,降低工程結構造價。
在建筑物的設計時設計思路需要靈活一些,避免都套用標準圖進行設計。套用標準圖的設計方法雖然比較節約時間,并且不易出錯,但設計的方法缺乏創意,對于工程結構造價的降低十分不利。因此在設計過程中應給設計人員一定的創造空間,使其利用自身的專業知識,合理的對建筑物進行結構設計,這樣既能保證建筑的安全性符合要求,也能使工程的造價盡量降低。
【關鍵詞】
土木工程;設計;施工;可持續發展
在經濟發展和社會進步的過程中,土木工程建設發揮了不可替代的作用,同時工程建設也會周圍環境造成了一定的影響。將可持續發展理念融入土木工程施工階段和設計階段對保護和優化周圍環境具有重要意義。因此相關主體應當深入研究對土木工程設計與施工的可持續發展,為環境保護做出貢獻。
一、土木工程設計中的可持續發展
(一)初步設計中的可持續發展
施工對環境的影響和后續設計很大程度上取決于土木工程初步設計中設計人員對環境的考慮,因此在土木工程設計滿足安全性、便利性、經濟性條件的條件下,應當將環保理念融入土木工程初步設計,綜合考慮生態、地理、人文環境等因素,有效結合生態人文環境和土木工程,讓健康且舒適的生活環境能夠被人們所獲得,并最大限度的利用能源與材料。具體操作中,應當對幾下幾方面內容進行重點考慮:首先是保證土木工程與自然環境的協調發展;其次在對技能技術進行應用的過程中減少環境遭受來自土木工程的影響;再次,將循環再生型工程作為土木工程發展的目標,提升土木工程環境的健康性和舒適性;最后,將人文環境和歷史文化融入到土木工程建設當中。在初步設計中,設計人員應當通過綠色材料和綠色工藝的應用來實現工程和環境的協調,進而促進土木工程的可持續發展。
(二)技術設計中的可持續發展
大型土木工程設計的重要內容之一就是技術設計。過程復雜、分工詳細是大型土木工程項目的重要特點,只有有效的安排和協調各個工序才能保證工程進度以及資源被充分利用,而公眾關系的協調正是通過技術設計工作中的編擬各項文件來實現的。要實現可持續發展理念在技術設計工作中得到有效貫徹,就應做到以下兩點:首先,應當在充分考慮地質災害的檢測和防治的基礎上編擬巖土工程文件,巖土工程的復雜性和多樣性正是由于地質條件差異造成的,要在保障工程安全性和經濟性的條件下最大限度降低環境因工程建設而受到的影響。其次,在編擬環境管理文件時,應當對土木工程影響環境的各種可能性形成充分的認識,并在相關文件中納入這些影響防治措施進而為施工設計和圖紙設計提供指導。
(三)施工圖紙設計中的可持續發展
對工程的尺寸、材料、構造、設備進行控制是施工圖紙設計的主要目的,工程的耐久性、安全性、經濟性與這些因素息息相關,施工圖紙設計的可持續發展也有賴于此。在進行施工圖紙設計時,首先應當更新相關規范。深入研究最新施工圖紙設計成果是更新相關規范的前提和基礎,土木工程的設計活動需在規范的框架內進行。但在我國相關規范每十年會被修訂一次,這顯然無法滿足快速發展的施工設計技術要求,在這種條件下可持續發展很難實現。因此,為了給土木工程圖紙設計工作的可持續發展提供保障,就應當更新相關規范并深入研究最先進的研究成果和科技成果。其次,應當對施工圖紙設計進行優化。要想讓圖紙設計達到最佳效果就應當進行設計優化,在獲得信息技術發展帶來的技術支持后,在土木工程圖紙設計優化設計中廣泛的應用了形狀優化、拓撲優化、優化建模、多目標優。
二、土木工程施工中的可持續發展
(一)對綠色施工理念進行強化
綠色施工技術的推廣會因土木工程施工技術人員和管理人員缺乏綠色施工理念而受到制約,因此應當讓施工技術人員和施工管理人員形成共同的綠色施工理念,進而為施工工作的可持續發展提供保障。具體包括以下幾個步驟:第一,對施工管理人員和施工技術人員定期開展綠色施工理念的培訓和宣傳教育,或在針對施工管理人員和施工技術人員開展的行為教育和思想教育中有效推廣綠色施工理念,幫助員工真正理解綠色施工理念。第二,對綠色施工示范性項目進行構建。責任部門應當從綠色施工原則出發對示范性單位進行構建,形成示范性單位和施工單位的鮮明比較,讓施工單位發現自身的不足和差距,并采取有效措施對自身進行完善。第三,對民眾參與機制進行構建。通過調動民眾對綠色施工的參與和監督來形成社會綠色施工推動機制是民眾參與機制完善和構建的意義所在,這使得施工組織的科學性得到有效保障。
(二)對經濟的解決辦法做出積極探索
土木工程施工的經濟性在一定程度上會受到施工過程中對綠色施工關注的影響。為了實現促進土木工程可持續發展的目標,施工單位和相關責任部門應當積極探索和研究經濟,并找出相應解決辦法。解決辦法包括:首先是對能夠解決約施工成本的綠色施工技術進行利用和開發。推廣綠色施工就似乎、降低綠色施工成本有賴于綠色施工技術的更新。施工單位進行綠色施工時應當明確不是所有的高新技術都是綠色施工技術,很多技能降低施工成本又能滿足綠色施工要求的技術往往是普通的施工技術。因此施工單位應對具有同等效果施工技術的經濟性進行比較,對經濟性相同的施工技術環保性進行比較,選擇綜合性能最好的技術。其次讓綠色施工技術的發展獲得財政稅收的支持。在這個過程中,施工單位使用綠色施工技術的積極性被政府部門的優惠政策有效調動,具體的優惠政策可以是減稅、獎勵等措施。再次,對針對業主和承包商的評價體系進行建立健全。對工程承包商和業主的評價和公示可以通過構建評價體系來實現,施工方開展綠色施工的自覺性和社會監督能夠通過公示活動而被強化,工程業主和承包商會受到公示的直接影響,進而更加主動地開展土木工程綠色施工。
三、結語
設計和施工的可持續發展對保護生態環境和土木工程的健康發展具有重要意義。相關單位和部門應當采取有效措施促進土木工程施工和設計的可持續發展,實施綠色施工和設計理念有效推廣。
參考文獻:
在使用外部參照的時候,所有的外部文件是作為顯示對象插入到當前文件中的,不能在當前文件中直接訪問外部文件中所包含的Civil3D對象。此外外部參照的這種引用關系是一種動態引用關系,當前工程設計文件中的內容會隨著外部文件的變化而變化。
2數據快捷方式
不同于外部數據參照所提供的圖形文件間的共享,數據快捷方式提供了Civil3D對象級別的共享。通過這種方法可以方便的在工程項目中實現設計對象的共享,最大限度的重用已有的設計文件。如圖1所示,在使用數據快捷方式進行數據共享的時候,首先需要在源文件中為Civil3D對象創建數據快捷方式,供其他文件使用;當目標文件中需要使用到源文件中的Civil3D對象的時候,通過創建完成的數據快捷方式來創建引用,這時源文件Civil3D中的Civil3D對象就會以引用的方式添加到目標文件中。目前Civil3D在工程設計中數據快捷方式支持的共享對象包括:曲面、路線(包含縱斷面)、管網和圖幅組等。
3Vault共享
AutodeskVault是用于圖形、項目對象和項目相關文件的完整的文檔管理系統,為所有項目圖形提供訪問控制和版本控制。通過Vault可以實現服務器級別的數據管理功能,比如Civil3D對象共享,文件共享,版本管理和安全設置等。一個典型的Vault工作環境一般由以下幾部分組成:Vault服務器-Vault服務器是運行了ADMS(AutodeskDataManagementService)服務的獨立系統,處理所有客戶端的請求并管理項目中所有的數據文件。文件服務器-文件服務器用于存儲所有項目文件的主副本,客戶端請求的所有的圖形文件都會以副本的形式保存在文件服務器上。
文件服務器可以和Vault服務器共用同一臺服務器。當項目中文件比較多時,可以將文件存儲于單獨的服務器上以提高性能。
工作文件夾-工作文件夾是用戶進行設計過程中實際使用到的工作目錄。當使用Vault服務器中的對象時,通過客戶端將關聯的圖形從Vault中檢出。這些文件會被物理復制到工作文件夾中供用戶使用。
客戶端-客戶端包括兩種,一種是集成Vault插件的應用程序,如AutoCADCivil3D,AutoCAD,Office等,主要在設計過程中訪問Vault中存儲的數據;另外一種是獨立的客戶端如AutodeskVaultClient,AutodeskVaultCollaboration,主要完成項目的管理配置等。Vault共享中支持數據快捷方式項目中所有共對象(路線,縱斷面,管網,曲面,圖幅組)。此外Vault項目還支持工程項目點和測量數據庫的共享。
4結束語
中圖分類號:TU74 文獻標識碼: A
引言
土木工程結構設計中需要考慮到建筑物結構的安全性和經濟性,現階段的土木工程施工有很多是因為設計者的設計不符合要求,或者施工方沒有按照規定的圖紙來施工而造成的工程事故。橋梁的坍塌,地鐵隧道的塌陷,住宅樓的倒塌等建筑問題都給社會帶來了巨大的損失。結構設計問題是土木工程中的重中之重。本文主要簡單的介紹了土木工程的基本概念,對土木工程結構設計和施工技術相互配合的重要性進行分析,探索促進土木工程結構設計與施工技術二者形成協調關系的有效措施,以提高土木工程建設的質量。
一、結構設計過程
結構設計過程大致上劃分為以下三個階段:結構方案階段、結構計算階段、施工圖設計階段。其中,結構設計方案階段主要是依據工程的關鍵性、工程所在地區的抗震防裂程度、工程地質勘測報告、工程高度及層數確定工程的結構形式(例如:磚混結構、框架結構、框剪結構、剪力墻結構、筒體結構和混合結構等以及由這些結構來組合而成的結構形式)。在對工程結構形式加以確定以后,則需要依據工程結構形式特征和相關方面的要求,對結構的承重系統和受力構件開展相關的布置。結構計算階段同時是,對荷載情況進行計算。其中,包含了外部荷載、內部荷載的計算。這些荷載的計算需要依據荷載相關規定及各方面的規定選擇使用,不同的組合值系數和準永久值系數來開展不同工程施工狀況的組合計算的。構件的試算需要依據對荷載值進行計算的,構造措施要求,使用要求和計算手冊所推薦的試算方法進行構件截面的確定。之后,對于內力的計算則需要依據對構件截面、荷載值加以計算的。其中,包含了彎矩、剪力、扭矩、軸心壓力以及拉力等。最后,對于構件的計算,是依據之前得出的結構內力和相關規定對其要求,來檢查結構試算構件是不是達到相關方面的準求。假設沒有達到相關要求,則需要對構件截面加以科學的調整,直到達到相關要求。
二、土木工程施工簡析
土木工程的施工技術是指建造一切可由施工過程得出的施工產物的技術。土木工程有很長的歷史發展階段,以往的土木工程,其工程施工一直延用以往的施工技術,技術老套而且復雜,施工過程浪費了大量的施工材料、施工時間、施工人力,使施工進度緩慢而且效率不高,施工過程也及其復雜而且可信度不高,施工的安全性也有待提高,施工過程的不安全性導致施工造成嚴重的人力損傷,對社會也有不良的影響。然而隨著社會的不斷進步,土木工程的施工技術也有很大的提高,其技術的不斷進步也促進了土木施工的穩步快速的發展。隨著社會的不斷進步,土木工程的施工技術也在不斷的進步,賦予的意義也在不斷的增加變化著。因此現在的土木工程技術和人們的幸福生活息息相關,也和國家的安全穩定,經濟繁榮有這密切的聯系。而我國的土木工程技術在現階段也趨于成熟的階段,但是對于未來的發展前景來說,還是要不斷的改進和更新土木工程技術以便應對未來的發展趨勢。
三、土木工程結構設計和施工技術相互配合的重要性
土木工程結構設計的合理性和所選用施工技術的有效性,對土木工程的質量具有重要的影響作用,是土木工程建設中的重要內容,不容忽視。在土木工程項目施工過程中,科學的結構設計能夠優化土木工程的施工工序,簡化施工步驟,從而在保障土木工程質量的基礎上盡可能的減少所需要的施工時間。在水木工程的結構設計中,必須結合施工技術的選用,與施工技術進行相互配合,以使土木工程結構設計更符合要求,充分發揮土木工程施工技術的作用,以推動土木工程建設的可持續發展。協調好土木工程結構設計和施工技術的關系,必須提高土木工程管理者的管理水平,要求其全面掌握整個土木工程項目的建設狀況,對土木工程施工中的各個階段進行設計,選擇最為合適的施工技術,加強對施工階段的管理,以保證土木工程的順利開展。
四、兩者之間的有效結合
1、完善規范標準
從我國加入世貿組織以后,土木工程行業也逐漸得到了人們的重視,土木工程建筑產品的安全性也備受人們關注。我國關于土木工程建筑也制定和完善了許條文規范,在設計中都必須強制執行。對于設計人員來說,自身應當提高安全意識,提高自己的責任心,要時刻將人們的生命財產安全放在第一位。在結構設計過程中要堅決避免因為建筑結構而造成的安全問題,保證建筑整體的穩定性和安全性。在施工單位建設過程中一旦發現不按圖紙施工的情況,要立刻停止施工,按照圖紙進行修正。對于一些多次警告依舊不改正的企業要給予一定的法律制裁。
2、建筑物剛度設計
隨著我國經濟的不斷發展和進步,我國的城市化進程也隨之加快,人們對于城市住房的需求量也大大的提升。因為城市的用地和原有用地面積之間的矛盾關系,導致了城市的住房只能向高層住房的方向發展,這樣可以有效的解決用地面積稀少的問題。高層建筑對建筑物剛度的要求大大的提高,高層建筑剛度的確定要按照建筑物每層之間的位移大小來確定,對于高層建筑構件的剛度大小以及截面大小都需要按照具體要求來確定剛度大小。
3、地基和基礎結構設計
地基是一個建筑物的基石,所有的建筑物都需要在地基上來建造,因此地基影響著整個工程的基本安全。在對建筑物地基進行設計之前,設計人員需要對當地的地質、溫度、土層、地下水位以及周邊的建筑環境進行考察,綜合考慮來確定建筑方案。在進行建筑地基設計的時候還需要綜合考慮周邊建筑物的地下設施以及施工時對周邊建筑物的影響,保證地基施工的安全性。
4、施工技術
土木工程施工技術無論是在設計階段還是在施工階段都具有非常重要的作用,設計者意圖的實現往往取決于施工技術。因此,在一定條件下,施工技術的先進與否直接影響到設計者的意圖能否實現。就施工本身而言,任何一個工程項目都是一個系統工程,其施工過程受到地質條件-材料性能-氣候條件-荷載條件-現場條件-資源狀況等因素的制約。同時還存在著理想狀態與實際狀態的差異。因此,施工技術控制就是要進行實時識別-調整-預測,最終在允許的誤差范圍之內實現設計最佳目標。土木工程技術是一項隨著時間流逝卻在不斷進步的技術。這種施工技術也在隨著時間的流逝被賦予更多的意義和未了滿足每一段時間的需求不斷的改革進步。尤其是現在社會的土木工程技術所帶來的社會的改變,不僅僅需要傳統的工藝,還需要結合現在的和高科技以便進行更好的施工建筑。這樣也可以按照實際需求來改進土木工程的施工技術。并且能夠好好的利用這一技術,是一件造福人類的事情。
結束語
土木工程建設質量既需要科學的結構設計來予以保障,又需要先進的施工技術給以支持,缺一不可。為促使土木工程中的結構設計環節和施工技術使用的相互配合,則必須從施工各方面來探討二者間的關系,要創新土木工程施工工藝,規范施工工序,以使其更符合施工標。
參考文獻
一、引言
在土木工程項目管理過程中,其中一項重要的組成部分就是工程結構設計措施的控制與管理。而對于土木工程項目管理來說,各種內外部因素均容易影響工程項目中工程結構設計措施的管理應用工作,因此,工程設計人員在項目設計階段必須將各種影響因素充分考慮在內,并制定相應的對策,盡可能在整個土木設計的階段中運用最新的控制管理技術。只有這樣,土木工程項目設計階段的結構設計措施控制與管理才能得以強化,從而為土木工程項目設計階段管理乃至整個項目管理打下扎實基礎。
二、土木工程結構設計理念存在的問題及設計原則
(一)從設計理念上加深對土木工程結構使用壽命的理解
我國在土木工程結構的設計理念上,逐漸改變了原本的簡單的設計符合荷載強度的設計原則,保證不但符合荷載強度需求,而且要符合使用壽命需求的設計思路,因而國際上要求的土木工程結構建設的使用壽命相一致。深刻理解土木工程結構的使用壽命,并對結構的重要性的確定手段展開研究。然而,在確定使用壽命上較為簡單,而可靠性不夠,必須由大量模擬實驗進行驗證。使用壽命得以確定后,必須全面考慮土木工程結構建設的規劃、設計、施工、運行(包括養護、維修、管理),保證修建的土木工程結構能實現預期壽命。
(二)進一步關注土木工程結構的耐久性問題
在建造和使用土木工程結構中,必然會受到環境、有害化學物質的影響,同時還會遭受巨大的交通荷載、地震荷載、風荷載、疲勞荷載甚至是超載,這會產生人禍等安全意外,并且土木工程結構使用的材料會隨著時間不斷老化損耗,結構中各個部門或多或少會被損壞。從大部分的病害實例可知,不僅包括施工和材料兩個因素,而且構造上也就是設計上的不足對結構耐久性也有影響,并具有決定性作用。
(三)不能忽視環境對于土木工程結構及構件的影響
在設計土木工程結構耐久性時,特別要對環境因素對鋼筋和混凝土產生的腐蝕反應給予高度重視。針對海邊的土木工程結構來說,必須要對環境的氯離子侵蝕狀況進行充分了解,該類型的環境因素會嚴重腐蝕土木工程結構耐久性,這會產生極大影響。
(四)更深入地研究土木工程結構在疲勞荷載作用下的反應及對策
因為在土木工程結構中承擔著動荷載作用,包括活荷載作用和風荷載作用,該類的作用力會對土木工程結構內部形成循環往復并產生變化的應力,不僅會對結構產生影響,使其震動,甚至會給結構帶來疲勞損傷,這一問題逐漸積累,對內部結構產生較大的傷害。因為土木工程結構使用的材料一般難以實現真正的均勻和連續,同時會導致出現較小的問題和不足,在上述循環往復并不斷變化的應力的作用和影響下,這些細小的問題都會逐漸擴大,進而形成一定損傷,這些必須受到重視,否則會逐漸惡化,對整個結構產生不利,影響其安全性。而在研究疲勞荷載作用上,不單單是研究土木工程結構的整體結構,通過實踐可知,一些土木工程結構關鍵部位上的構件由于未能有效抵抗疲勞荷載作用,進而導致局部失效,最終則造成了土木工程結構整體結構失效。
三、土木工程結構設計存在的問題及設計措施
(一)基礎連系梁設計的常見問題及設計措施
對于樁基礎而言,需要在單樁承臺彼此呈90°角的方向安裝連系梁;且設計安裝過程中需要首先考慮短向問題。對于單一擴展型基礎而言,實際施工階段,需要提供對單一基礎及其連系梁間的縫隙進行處理,選擇混凝土填充,確保和基礎頂面完成對齊,接著便可以開始基礎連系梁澆筑工程。經過上述處理,能夠讓連系梁計算跨度合理減小,更加符合設計要求。如果是通過基礎連系梁完善柱底彎矩,那么需要按照框架梁狀態,對其配筋與截面尺寸實施合理的設計。在這種情況下,需要對所有梁正彎矩鋼筋進行處理,且位置選擇1/2跨處,對于基礎連系梁而言,框架柱部分的縱筋需要采用箍筋的方式進行加密、錨固,確保和上層框架梁之間完美一致。
(二)框架結構柱設計的常見問題及設計措施
在考慮抗震性能問題時,需要按照抗震設計要求開展加密工程。除此之外,加密柱的高度不可以超過柱高區范圍這一要求作為前提條件,采用加密方法,使樓梯和角柱間梯柱、框架柱得到有效保護。一般來講,框架結構柱截面部分應當滿足以下標準:如果土木工程結構需要達到1、2、3級抗震標準,那么截面邊長需要超過400mm;如果土木工程結構需要達到4級抗震標準,那么邊長需要超過300mm;如果并未考慮抗震問題,那么邊長需要超過250mm。實際施工過程應當嚴格遵循以上標準進行處理,防止結構出現問題,引發嚴重的安全隱患。
四、結束語
綜上所述,對于現代土木工程項目建設而言,在整個體系中,一個至關重要的部分就是工程建筑結構的設計措施管理,各種內外部因素都容易對其產生影響,因此,必須以工程結構設計措施的控制與管理作為其依據,有助于各設計單位有效提升土木工程項目的品質,保障廣大社會人民群眾的基本權益。工程設計人員對土木工程項目建設中設計階段的控制與管理,必須全面了解此項工作的技術重難點,從而構建完善的工程設計管理體系。總而言之,唯有保證土木工程項目良好的設計措施應用質量,積極做好技術優化與創新的控制和管理,才能確保土木工程項目建設的質量和品質。而設計階段的結構設計措施管理,對于土木工程的發展也將越來越重要。
參考文獻
1基礎工程課程設計教學和評價體系存在的問題
1.1基礎工程課程設計教學體系存在的問題
改革開放前,蘇聯模式是我國高校主要采取的教學模式,注重自然科學與各專業基礎知識,忽視研究性發展成果,對工程實踐的課時安排相對較少;教學方法上也以被動式單向傳授為主,缺乏培養提升學生的主動性與創造性。在信息化時代的飛速發展下,這種教育模式的缺點也顯而易見,專業知識與工程實踐脫離,缺乏創新性與創造的土木學子在畢業后難以適應社會的需求。[2]
1.1.1設計選題單一,與實際工程脫節
基礎工程課程設計要求學生所學基礎工程課程的理論知識,按照任務書的要求獨立完成一個較完整的基礎設計與計算過程,從而加深對所學理論的理解與應用。目前國內大多數高校土木工程院系的基礎工程課程設計選題,大多是假題,由于沒有校外實踐教學基地的支撐,缺乏工程的相關資料,難以真實反映實際的工程問題。[5]從近幾年的基礎工程課程設計選題來看,選題設計對象主要集中于柱下樁基礎,基礎類型較為單一,較少涉及其他基礎形式,例如筏板基礎、淺基礎,地下室的深基礎。同時樁的形式也較為單一,大部分課程設計參與者選擇方形預制樁,在實際工程中圓形樁預制樁以及鉆孔灌注樁使用非常廣泛。因此基礎工程課程設計過程中,基礎形式的選擇與工程實際結合度不是非常高,難以培養學生解決實際工程問題的能力。
1.1.2課程設計課時安排少,教師配置不足
在現有的課程設計模式下,基礎工程課程設計是安排在一周內提交。而整個過程學生需要完成選題、分析、計算、制圖等工作,學生自己思考與設計規劃的時間非常少,以至于很多學生都參考往屆課程設計模板,缺少對基礎工程課程設計的規劃,難達到基礎工程設計目的。整個課程設計過程,主要由兩名教師負責全班的課程設計指導(全班總共45名同學),教師配置明顯不足。因此,有限的教學時間分配到每個學生的指導時間少之又少,對學生的設計缺乏系統的了解,也無法解決學生的所有問題。最終導致所取得的課程設計成果深度不足,遠未達到本課程的教學目標。[6]
1.1.3教學方式單向輸送,缺乏主動性
目前的課堂教學主要以單向輸送為主,即老師通過在課堂上講課的方式被動地將專業知識傳授給學生。這種傳統的教學方式僅適合普遍性的知識傳授,講究知識的層層拓展深入,學習的臺階式提升。[7]“老師單向灌輸、學生被動接受”的狀態是傳統教學模式的特點也是其缺點,因為在這樣教學環境下,作為認知主體的學生始終處于被動接受的狀態,其學習的積極性難以被調動。現代的學生更加追求個性,追求自我,其洞察力和創新力的提高使得其有越來越多的個人看法,獲取知識從被動接受向主動探索轉變。
1.2評價體系存在的問題
目前,土木工程專業基礎工程課程設計的教學評價是根據學生最終提交的圖紙、計算書進行評價,這種簡單片面的評價方式,無法全面有效地反映出學生的實際水平與能力,更不能評價處老師的教學質量與水平。評價方式過于單一,評價內容不夠全面,評價方式重結果輕過程,這也是目前許多實踐性較強的工科專業課程存在的共性問題。長此以往,教學水平無法得到提高,更不利于培養應用型土木工程專業人才。
2基礎工程課程設計教學體系的解決方法和改革措施
2.1教學內容的改革
2.1.1搭建校外實踐教學基地
與熱心支持學校教學的設計、施工和企事業單位,或在行業中具有較高社會影響力的單位,或在行業中具有典型性、代表性的單位合作建立外實踐教學基地。以此為基礎,搭建起一個廣泛的、互惠互利的科研合作網絡。有了校外實踐教學基地的支撐,能有效地解決課程設計選題與實際工程脫節的問題。
2.1.2設計選題結合實際工程
在滿足學校基礎工程課程設計的教學要求的前提下,鼓勵學生在校外實踐教學基地進行課程設計,其課程選題來源于實際工程,采用真題真做的方式,可以使學生在參與實際工程的過程中,分析各種實際出現的各種技術問題,了解自己的設計存在的問題,學習如何解決問題的辦法與措施,將所學的理論基本知識真正應用于實踐,而不僅僅是紙上談兵。同時采用校內和校外“雙導師”指導制,校外的導師比校園的教師擁有更豐富的實踐經驗,在校外導師的指導下,更利于培養學生的工程實踐能力。
2.2教學方式的改革
2.2.1采取設計團隊分組制度,教學對象小型化
打破以班級為單位的傳統指導模式,將學生以小組的形式劃分,每個小組不超過10人,以小組為“設計團隊”對該基礎工程開展多種設計方案的比選與設計。優化教師資源配置,每位教師指導1個小組,整個設計過程實現一對一的指導,指導老師可現場答疑,也可遠程指導,加上校外指導教師,全面指導學生的設計過程。實踐證明,以“設計團隊”分組模式不僅使學生在設計過程中掌握多種基礎設計方法,且通過比選了解各種設計方法的優缺點,更好地掌握基礎工程設計關鍵點,同時可培養學生的團隊合作精神,也更易于教師更全面的了解每位學生的特點及對知識的掌握程度。
2.2.2引入微課模式,教學形式多元化
微教學概念來源于美國斯坦福大學的懷特艾倫等提出的微型教學概念(microteaching),是將常規課堂教學過程中復雜的教學技能予以分解和簡化為各個單一的教學技能,使初學者更容易掌握,并達到規范化的目的。[8]引入微課堂的教學理念,針對課程設計的核心知識點,如基礎選型、荷載計算、樁型選擇、沉降驗算、地基承載力;學生在設計者遇到的常見問題,如基礎選型單一、荷載計算模糊、場地持力層確定模糊。根據這些知識點及問題,授課老師制作相關微課視頻或課件,在視頻或課件中詳細闡述其要點、計算環節關鍵問題的處理,并上傳至網絡平臺,供學生下載學習,這樣能有效地解決課程中的共性問題,提高了指導效率,也提高了學習的積極性。
2.2.3采用網絡交流,教學時間碎片化
在網絡飛速發展的時代,教學方式也應緊跟時代的步伐,采用協作研討教學模式,即指借助QQ、微信等交流工具,在網絡平臺上建立教學小組,實現互動教學的自由性與及時性。教師收到教學任務后可結合自己負責的小組設置一個交流群,在群里學生可隨時向老師提問,而教師也能在群里給學生布置任務,總結每堂課的重點。這些都是傳統教學方式無法做到的,將教學的時間不固定、地點不固定,而是有效地延展到課余時間。利于閑暇的碎片化時間討論交流,既不會影響干擾教師的科研工作,也不會中斷學生的設計過程,避免走彎路或做無用功,進而提高學習效率。
3基礎工程課程設計教學評價體系的改革
CIPP評價模型是一種開放式評價手法,注重教學過程評價與評價反饋,即以評價促進教學的改進。實現從結果評價為主向過程評價為主的轉變,強調評價和教學相結合,互相促進,協同發展。[9]因此,將CIPP評價模型應用于土木工程專業基礎工程課程設計的教學評價中,能創建更加科學有效的評價體系,從而促進教學體系的改革,提高教學質量。
3.1教學目標評價的研究
從背景分析出發,對教學目標進行評價,包括課程標準、課程教學方法、課程學分設置,課程大綱、課程內容等方面,以保證教學目標本身的合理性;根據教學目標的評價結果,結合我校現有相關的教學資源,深入探索適合我校的土木工程專業基礎類課程設計的教學大綱及內容。
3.2教學過程評價的研究
教師在整個教學過程扮演著重要的角色,教學質量的好壞與其息息相關,因此,教學評價是課程輸入評價中一個重要方面。采用CIPP評價模型進行課堂教學評價,使評價貫穿在豐富、動態的課堂教學活動中,以多元評價觀為指導,強調質性評價方法的使用,根據學校、教師、學生的具體情況,將定性評價方法與定量評價方法結合起來,對教學過程獲取全面、準確的評價信息。全方位了解教學質量,制定指導教師考核辦法并合理調整教學方式及方向。
3.3教學成果評價的研究
中圖分類號:S969.1 文獻標識碼:A
1引言
土木工程是建造各類工程設施的科學技術的統稱。它既指所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工、保養維修等技術活動,也指工程建設的對象(即建造在地上或地下、陸上或水中 ,直接或間接為人類生活、生產、軍事、科研服務的各種工程設施,例如房屋、道路、鐵路、運輸管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平臺、給水和排水以及防護工程等)。土木工程涵蓋面廣,涉及內容多,尤其是施工設計環節更是土木工程施工質量的根本保證。科學合理的設計,不但關系到我國建筑的水平,還與國家基礎事業的發展和人民生命財產安全密不可分。下面,本人結合多年從事土木工程施工設計的工作經驗,主要就土木工程施工設計方面淺談幾點看法,僅供施工組織者和設計人員參考。
2 土木工程施工設計概述
2.1土木工程設計的內容
一般我們所說的土木工程設計,主要包括以下內容:施工方案;施工進度計劃表;工程質量保證措施;季節性施工;安全保證措施和文明施工;施工現場平面布置(施工平面布置圖、施工進度計劃圖)。
2.2當前我國土木工程施工設計中存在的問題
一是從業人員自身素質參差不齊。雖然近年來我國土木工程研究和實踐都取得了不少的進步,而且一般的設計單位都擁有一批有著十幾年從事結構設計工作經驗的工程師和設計人員,他們對工程設計可以講有一定的掌握。但近年來新型施工技術的出現和土木工程施工管理及設計人員知識水平普遍不高的矛盾越演越烈。這就直接導致了設計和施工的不平衡,因此土木工程從業人員必須通過自學或繼續教育培訓等途徑,對不斷發展的土木工程施工技術進行深入學習,了解施工技術發展的國內外最新資訊,拓展對具體施工工藝的掌握;這樣才能不斷的提高自己的認識水平,增強自己的業務能力,設計出更多在實際施工中有操作性的優質工程,同時廣大的施工管理者也要不斷提高專業素養,不僅要理解工程設計人員的具體施工要求和設計意圖,也要加強對施工進程的控制和把握,只有這樣才能更好的實現土木工程施工技術和設計的良性配合。
二是施工圖合同內容不全。當前大部分土木工程施工圖合同中,并沒有把建筑的深基坑支護設計列入其中。一般情況下,設計單位依照建筑總平面圖上的顯示,以及一些相鄰建筑物的分布狀況,再結合基坑的土質與高度對于深基坑支護設計提出一些相關的改進建議和看法。然后,施工單位負責做好具體的工作,或者是施工單位委托一些專業的設計師進行支護的設計。據了解,目前業內已經有十分專業的計算機應用程序應用在深基坑支護設計中,這就大大的提高了這一設計工作的科學性和精確性。但是目前有很多的工程設計院沒有配備,這其中固然有技術風險與經濟收益不相稱的實際因素。但深入分析,我們可以得出這種先進技術的使用與目前深基坑支護技術的發展是不相符的,主要是與目前城市施工存在的一些現實條件產生嚴重分歧,這必須引起設計院管理層與設計人員的重視、并盡快加以改進。
三是設計師設計意圖表述不清。我們舉一個具體的例子,比如,關于一項建筑工程中基礎梁筏的前后方向的地梁設計的高度是一樣的,根據以往的基礎設計,這其中并沒有什么問題。但是,如果采用這樣的設計方法,在進行施工的時候,一個方向上的地梁位于縱向上的鋼筋就要穿過在垂直方向上的地梁,如果地梁的寬度比支座的柱邊長更加高的時候,那么,地梁兩個方向上的有效高度就不能得到同時保證。因此,最后就必須把其中一個方向上的地梁抬高5厘米。像這樣的問題,在設計的時候會經常遇到,因此,如果在設計人員進行設計的過程把這些問題及時解決,就會減少實際施工的困難,但是一旦工程進入施工階段,再來解決這些問題就非常困難了。
四是設計單位與施工單位技術交底以及審查圖紙等方面配合不到位。個人認為,作為一名合格的土木設計師應該高度重視這種配合,除了可以通過電話確定,也可以通過口頭協商,此外,還可以把這些小細節用書面文字的形式例舉出來,形成一種比較正式的文件,這樣做的主要目的是,可以減少因為專業分工的不一樣而導致個人理解上出現偏差而導致錯誤的施工行為。
五安全使用與維護意識不足。主要表現在兩個方面:一是在實際設計工作中對于一些因為環境因素影響,對建筑結構耐久性產生較大影響的因素在設計時很少進行考慮,從而導致土建結構使用壽命偏低或造成結構安全事故,這不單單是設計單位對結構耐久性的忽視,更重要的是工程設計安全意識不足。二是在工程設計規范中,結構安全性設置水平偏低。對于土木工程設計工作來說,結構的安全性非常重要。結構安全性主要表現在對結構安全系數范圍的定位、結構構件承載能力的安全性、結構工程的耐久性及結構工程的整體牢固性等方面。目前在我國土木工程設計中,設計規范的安全等級設置相對水平較低,還不能與國外同類設計的水平相比。這就造成工程在施工中不能按照標準進行施工,這也是施工質量不高的一個根本原因。
3 土木工程施工設計新技術簡介
主要介紹兩種施工設計新技術:
3.1旋挖施工技術
當前在高層建筑的設計中,主要使用的是鉆孔灌注樁設計。一般情況下,設計人員在施工圖紙中不會對使用的施工機械進行明確的限定,施工單位可以自由選擇施工的機械。而施工單位大部分會從節約經費的角度出發,最后一般都會選擇價格低廉實惠的渦錐鉆作為工程樁機械。這樣的結果就是,工程圖上面的標準、規格達不到要求,也難以控制,這樣一來,各種問題樁自然而然地就出現了,這種樁的承載能力非常低,容易造成危險因素。目前,其實有一種比較先進的施工技術正在使用當中,那就是旋挖施工技術。這是一種先進施工技術主要的特點是:第一,采用的設備是比較先進的,而施工工藝也是非常一流的,一些人為因素比較少。因此,采用這一技術,成孔的質量得到了很大的提高,而樁孔的垂直問題以及對于孔底清渣問題都能很好地解決。第二,樁的直徑與長度相同,每一個樁的承受力都會得到提升,至少提升40%或者50%,這樣一來,就解決了機械的高費用問題,使單樁的造價成本有所下降,換算成單位極限承受力,這二者的造價幾乎是一樣的。第三,如果兩個基坑的作業面積是相同或者基本一致的,兩臺旋挖機的成樁數量與最大密度分布的渦錐成樁數量就是一樣的,都是十八根。此外,前者挖掘出來的泥土可以隨時裝入車里,及時運送到工地,前者的綜合效率比后者更高一些。第四,施工現場也是非常干凈、整潔的,地面上沒有泥土,僅僅用一些清水沖洗就可以好地清理了。
3.2鋼筋機械連接技術
目前,人類還沒有建立關于地震的科學化預報體系,無法及時有效的預測地震,人們只有提高建筑物的抗震性能,最大限度地降低地震發生后造成的危害。隨著近年來地震的頻發,設計人員必須要改變傳統的觀念,提高自身關于抗震設計的知識儲備與專業技能,重視土木工程結構中抗震性能的設計,提高建筑物的質量,為了人們生命財產安全提供保障。
一、土木結構設計的現狀
(一)土木結構設計的特點。在建筑用地一定的情況下,建筑物層數越多,可以容納的居越多。土木結構承載著建筑物自身以及其附屬物的全部重量,對于樓層較少的土木結構,其承載的只是上述的重量,但是對于樓層較多的土木結構,其除了會承載上述重量之外,還需承載由于風力等自然因素造成的水平力,這就需要土木結構具有較強的抗側力。因此,在設計高層土木結構時,首先應考慮抗側力,其后是水平荷載力。此外,對于高度一定的土木結構,其抗震性能會在風荷載以及地震的共同作用下,呈現出差異化。
(二)木結構抗震要求更加苛刻。在土木結構設計之初對其抗震性作出要求時,要顧及到正常使用時的承載能力,還要使土木結構具有優良的抗震能力,這樣才可以使土木結構遇小震不壞、大震不倒。對土木結構延性的計算是一項繁瑣的工作,唯一簡單的方式是通過土木結構的構造設計來計算。在高層土木結構的設計中,為了使其結構有良好的延性,對其結構構件的規格、材料及配筋率有著嚴格的要求。此外,土木工程結構的剪力墻的橫截面積往往很大,所以在土木結構的設計中其變形是不可忽略的。
二、土木工程結構設計中的抗震設計
(一)建設過程中的場地選擇。在進行土木工程設計之前,必須要經過的一個環節便是選擇合適的場地。在進行調查時,首先應對整塊地域的地形地貌情況進行了解,應適當避開曾經發生了凹陷、斷裂的地層,保證建筑工程具有良好的抗震效果。若是不能有效避開,應采取相應的預防措施,對不良區域進行適當的加固防護。
(二)使用特殊的防震材料。使用防震材料對土木工程建筑進行防震處理,指的是主要對土木工程建筑的地基進行抗震處理,降低地震發生時強大的地震能量對建筑物造成的損害。在傳統的方法中,主要是在建筑地基的底部鋪設上砂子和黏土等等,在一定程度上降低了地震的負面影響。近年來,隨著我國在建筑事業上不斷加大投資,有關部門在土木工程建筑防震上已經取得了很大的進展,就比如在建筑地基處鋪上一層瀝青,減震的效果相比于砂子或黏土更好。在建筑物的圍欄、墻體等材料的選用上,盡可能的選取材質比較輕的材料,降低地震來臨時的危害。
(三)合理布置結構。土木工程結構設計中的布置是一個重要的環節,可以有效提高建筑物的抗震性能。在設計土木工程結構布置時,設計人員應充分考慮以下幾種因素:建筑物平面外形尺寸、建筑物所在區域的地形、荷載分布情況、建筑物抗側力分析等。這些布置雖然表面上看起來簡單,但是在實際應用時卻會因為各種各樣的因素而導致預期的效果不能得到有效實現,尤其是土木工程的外在設計十分復雜,設計人員難以按照簡單化的方案進行施工,只是將可能出現的問題控制在允許范圍內。而且,我國相關政府部門還應頒布明確的土木工程結構設計規定,提高設計人員的實踐經驗,保證土木工程結構的抗震設計要求可以得到實現。同時,投資商不能不懂裝懂,對設計人員的設計隨意指責,讓其按照自己的想法更改,應保證土木工程結構設計具有實際價值。
(四)建筑平面抗震設計。均勻對稱是建筑平面布置設計的核心,同時均勻對稱也可以更好地呈現建筑物各種空間功能需求。如果建筑墻體、鋼構件不對稱,在地震發生時,建筑結構受力不均勻,導致變形不均勻現象發生,建筑局部墻體乃至建筑物遭到損壞。平面組合設計、單個房間設計是建筑平面設計的核心組成元素。在設計單個房間平面的時候,必須準確確定各個房間的面積、門窗位置等。建筑平面組合形式具有多樣化的特點,比如,集中式、單元式,要結合施工現場的實際情況,選擇適宜的平面組合形式。以單元式為例,在優化利用垂直交通的基礎上,使各個使用空間有機融合,這種形式大多用于商住樓、高層辦公樓。要盡可能把豎向交通設置在平面內,提高建筑結構的整體剛度、抗扭轉能力等。如果豎向中心在平面外,要盡可能少在轉角的地方開門開窗,防止出現“轉角效應”。以集中式為例,借助大廳,把各個房間相融合,大廳便是其重要的橋梁。這種形式比較適用于商場、展覽館,經常采用大跨度結構、空間網架結構等,提高建筑結構的抗震性能。
三、Y語
綜上所述,隨著我國在土木工程行業投入精力的增多,其地位也在不斷上升。當前,建筑物的穩定性以及抗震性已經成為土木工程結構設計中的一個重要話題,因此,相關研究人員應加強對土木工程結構設計中抗震性能的設計,提高自身的知識儲備與專業技能,進而促進土木工程行業的健康發展。
參考文獻:
[1]張婧嫻.土木工程結構設計中的抗震淺述[J].商品與質量,2016,