土木工程結構的設計與施工策略在土木工程技術(shù)上的應用
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土木工程結構的設計與施工策略在土木工程技術(shù)上的應用【1】
【摘要】本文介紹了土木工程結構的設計與施工策略方法，并闡述了土木工程中地基加固技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】土木工程;地基加固;結構
引言
土木工程作為一個(gè)龐大的學(xué)科，作為建筑的主要組成部分，它的發(fā)展不是依靠科學(xué)的試驗和一些空泛的理論，而是依靠實(shí)際的工程的實(shí)踐來(lái)不斷進(jìn)步的，這主要是因為，土木工程很多工程的情況都很復雜，展開(kāi)現場(chǎng)的實(shí)驗或者測試方面的分析都是很難的。
例如，地基基礎、隧道及地下工程的受力和變形的狀態(tài)及其隨時(shí)間的變化，至今還需要參考工程經(jīng)驗進(jìn)行分析判斷。
只有進(jìn)行新的工程實(shí)踐，才能揭示新的問(wèn)題。
例如，建造了高層建筑、高聳塔桅和大跨橋梁等，工程的抗風(fēng)和抗震問(wèn)題突出了，才能發(fā)展出這方面的新理論和技術(shù)。
1 土木工程結構的設計與施工策略方法
1.1鋼筋混凝土結構的設計原理和方法。
鋼筋混凝土結構是房屋建設、水利施工、道橋橋梁等土木工程中各種受力構造組成的結構系統，主要包括正截面承載力計算、斜截面承載力計算、扭曲截面承載力計算、裂縫控制及耐久性設計，預應力混凝土結構，鋼筋混凝土構件的延性與抗震，高性能混凝土和纖維增強混凝土性能等結構設計。
鋼筋混凝土結構在外觀(guān)結構上會(huì )因建筑設計不同而存在差異，其內部的構造也是不一樣的，而鋼筋的具體的數量和形狀的大小都會(huì )最終影響工程的。
長(cháng)時(shí)間的土木工程建設中對于鋼筋和混凝土具體的結構設計的方式是有一定的方式的，具體的結構構成和使用的搭配數量都是有一定的數量的。
高層、大跨度鋼筋混凝土結構是當今土木工程發(fā)展的首要考慮因素，這些就是對鋼筋混凝土結構一種新的挑戰，而整個(gè)結構的穩定性、動(dòng)力特點(diǎn)、可信度、設計最終承載的符合等這些都是鋼筋混凝土結構在日后的發(fā)展中需要面臨的一些問(wèn)題。
1.2鋼結構施工過(guò)程的重點(diǎn)。
具體的來(lái)說(shuō)鋼結構的安裝過(guò)程的步驟比較的繁復，何況不一樣的建筑有著(zhù)不同的要求，具體的實(shí)行細節上自然不同。
1.2.1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(lèi)。
土木工程中的建筑鋼材通常采用普通的低合金鋼、優(yōu)質(zhì)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。
制孔主要有兩種，一種是精度較高的數控鉆孔，另外一種則是精度相對較低的模板制孔。
在技術(shù)條件允許時(shí)比較適合采用多軸數控鉆孔。
在運到工地以后要對螺栓參數進(jìn)行檢驗，安裝時(shí)不能用扳手強行擰入或者用榔頭強行打入，擰入的步驟要經(jīng)過(guò)初擰、復擰以及終擰。
1.2.2鋼構件的堆放以及選擇安裝機械地點(diǎn)。
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(chǎng)配套運送至現場(chǎng)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(chǎng)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(cháng)度要有夠的覆蓋面，并且起重能力要相應足夠，從而滿(mǎn)足各種不同部位構件的起吊要求。
鋼絲繩容量也要能滿(mǎn)足起吊的高度要求;起吊速度有足夠的檔次可以滿(mǎn)足安裝要求。
在多機作業(yè)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。
各個(gè)塔式起重機之間要有相應的安全距離，以保證臂桿與塔身不相碰撞。
2 土木工程中地基加固技術(shù)
土木工程中地基加固技術(shù)土木工程的建設本來(lái)就比較復雜，而作為重要的部分地基的加固就是一個(gè)難題，即便青藏鐵路的開(kāi)通證明了鐵路技術(shù)的發(fā)展，但是在鐵路建設施工中依舊有很多嚴重的問(wèn)題，這就是地基的加固問(wèn)題，所以可以看到地基加固問(wèn)題是土木工程技術(shù)中最需要研究。
地基加固技術(shù)在目前土木工程技術(shù)中使用較多的主要包括換填法、排水(加固)法、擠壓法、膠結法、加筋法等方法，因工程施工地段地質(zhì)不同也會(huì )因地制宜采取不同的地基加固法。
換填法是地基加固技術(shù)中最常用的一種方法，這種方法通常適用于自然地質(zhì)不夠適用當前工程的施工，最主要的換土墊層法和置換法。
換土墊層法就是將比較優(yōu)質(zhì)的泥土作為材料換掉原自然土，這種方法比較適合整體置換。
置換法又包括石灰置換法、碎石置換法、水泥置換法等。
一些比較濕潤的地帶，例如沼澤地就�∈褂門(mén)潘�加固法，這樣的地方本身土質(zhì)含有水分多，對于建筑的穩定有影響，所以要排除多余的水分，把土質(zhì)變得堅硬，以便保證建筑的穩定和安全，具體排水加固的方式是使用提案載預壓法還是真空預壓法是要根據具體的工程需求選用的。
保證土質(zhì)的穩定就要使用加筋法，使用這樣的方法保證土質(zhì)不會(huì )輕易的移動(dòng)，這是土木工程技術(shù)中常用的地基加固法，尤其是高層和建筑難度大的工程就常用這樣的加固法。
3 結構截面設計中的常見(jiàn)問(wèn)題分析
3.1 場(chǎng)地類(lèi)別對抗震等級的影響。
抗震等級對于框架截面設計的影響很大。
一般情況下根據房屋高度和設防裂度從抗震規范中直接查出抗震等級，當采用Ⅰ類(lèi)場(chǎng)地時(shí)，抗震計算的抗震等級與采取抗震構造措施的抗震等級不一樣，具體的情況需要具體的分析，根據實(shí)際的狀況進(jìn)行設計才是最重要的。
3.2 框架柱的計算長(cháng)度。
確定框架結構計算簡(jiǎn)圖時(shí)取框架柱的長(cháng)度為結構的層高，但實(shí)際上梁柱縱筋相互交叉形成的節點(diǎn)連接是介于剛接與鉸接之間的，更接近于剛接。
所以《混凝土結構設計規范》7.3.11條規定了各種柱的計算長(cháng)度，對于現澆框架的底層柱取l0=1.0H0，其余各層柱取l0=1.25H0。
4 工程測量和施工管理技術(shù)與方法
施工的測量人員按照具體的土木工程的設計規劃進(jìn)行的測量就是施工測量，以便為工程具體的施工做好記錄和標記。
整個(gè)施工的過(guò)程都離不開(kāi)工程測量，這樣才可以保證設計的方案切實(shí)的實(shí)現，在工程測量的過(guò)程中需要做到把握全局，逐步測量，避免出現錯誤的測量，最終影響工程的質(zhì)量。
5 結語(yǔ)
技術(shù)、理論、新型材料的發(fā)展，這些都在推動(dòng)建筑的發(fā)展，而建筑的各個(gè)組成部分一起構成了完整的建筑，所以每個(gè)部分的工作同樣重要，所以保證建筑的質(zhì)量就需要了解這些部分，做好這些部分的具體工作，土木工程就是其中一個(gè)重要的部分，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，土木工程技術(shù)也會(huì )不斷的進(jìn)步，建筑的質(zhì)量和安全也會(huì )越來(lái)越好。
參考文獻：
[1]孫生玉.鋼結構焊接中的常見(jiàn)問(wèn)題探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，200(92).
有關(guān)土木工程的特點(diǎn)與未來(lái)土木工程的發(fā)展【2】
摘 要：土木工程作為與一種與人的“衣、食、住、行”密切相關(guān)的工程，隨著(zhù)科技的發(fā)展，對社會(huì )生活產(chǎn)生著(zhù)重大的影響。
土工工程是一個(gè)系統工程，是由“建筑結構”“建筑材料”“建筑工程施工”“建筑裝修”構成的綜合性學(xué)科，本文將從這4個(gè)方面對土木工程進(jìn)行概括。
關(guān)鍵詞：土木工程;發(fā)展;展望
引 言：土木工程是建造各類(lèi)工程設施的科學(xué)技術(shù)的統稱(chēng)。
它既指所應用的材料、設備和所進(jìn)行的勘測、設計、施工、保養維修等技術(shù)活動(dòng);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(lèi)生活、生產(chǎn)、軍事、科研服務(wù)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(chǎng)、海洋平臺、給水和排水以及防護工程等。
1 未來(lái)土木工程的發(fā)展
1.1指導理論的繼續發(fā)展
在可以預見(jiàn)的將來(lái)，土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué)，新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。
在對復雜結構、流體介質(zhì)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(zhuān)門(mén)化的數學(xué)在將來(lái)也應該有很大的發(fā)展，用以處理土木工程技術(shù)中復雜的數值問(wèn)題。
更先進(jìn)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(shí)。
力學(xué)也會(huì )突破宏觀(guān)框架，向微觀(guān)發(fā)展，控制論，虛擬現實(shí)等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。
1.2 工程實(shí)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(gè)很長(cháng)的工程實(shí)現的過(guò)程。
這也是土木工程一個(gè)重要的組成部分。
甚至可以說(shuō)是土木工程最重要的方面，有了好的理論和設計，沒(méi)有好的工程實(shí)踐，一樣不會(huì )產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)秀的作品。
信息時(shí)代正在迎面走來(lái)，其他學(xué)科和其他方面的新觀(guān)點(diǎn)新技術(shù)，必然的也會(huì )影響到土木工程。
并且為這一傳統學(xué)科注入新的活力。
包括控制理論，施工技術(shù)，新材料，環(huán)境工程，經(jīng)濟理論等等。
1.3 主動(dòng)控制技術(shù)
迄今，絕大部分的土木工程建筑都是被當作一個(gè)靜態(tài)的，被動(dòng)的物體。
對周?chē)h(huán)境的影響，如風(fēng)動(dòng)，溫度變化，突發(fā)事件等只能依靠自身的結構進(jìn)行被動(dòng)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(gè)發(fā)展方向之一就是主動(dòng)控制技術(shù)在建筑構造物中的應用。
運用計算機技術(shù)和模糊控制技術(shù)，以及一些預設的控制結構。
使得建筑物能夠對各種環(huán)境因素做出適當的反應。
2 未來(lái)土木工程的發(fā)展
2.1 指導理論的繼續發(fā)展
在可以預見(jiàn)的將來(lái)，土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué)，新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。
力學(xué)也會(huì )突破宏觀(guān)框架，向微觀(guān)發(fā)展，控制論，虛擬現實(shí)等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。
城市規劃，建筑等相關(guān)學(xué)科進(jìn)一步的交叉，融合，互相支持，互相服務(wù)。
土木工程內部的次級學(xué)科也同時(shí)會(huì )在現實(shí)需要的推動(dòng)下產(chǎn)生出新的學(xué)科，如對城市地下空間的大規模利用就使得新的地下規劃學(xué)科有了產(chǎn)生和發(fā)展的必要。
不同次級學(xué)科的理論也會(huì )相互滲透，比如現在就有一些大型體育場(chǎng)館采用了類(lèi)似橋梁的懸索結構。
2.2 工程實(shí)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(gè)很長(cháng)的工程實(shí)現的過(guò)程。
這也是土木工程一個(gè)重要的組成部分。
信息時(shí)代正在迎面走來(lái)，其他學(xué)科和其他方面的新觀(guān)點(diǎn)新技術(shù)，必然的也會(huì )影響到土木工程。
并且為這一傳統學(xué)科注入新的活力。
包括控制理論，施工技術(shù)，新材料，環(huán)境工程，經(jīng)濟理論等等。
(1)全過(guò)程信息化
信息化的特點(diǎn)將更深的滲透到未來(lái)的土木工程中，重點(diǎn)不僅僅限于CAD方面，也包含對工程進(jìn)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。
全過(guò)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(shí)現對建筑全方位的實(shí)時(shí)的監控，及時(shí)掌握整個(gè)建筑物的狀態(tài)。
我國現在正是基本建設的高潮，20～30年后，現在這些建筑物逐漸進(jìn)入維護期。
如果能在現在建造過(guò)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(zhuān)家系統技術(shù)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(gè)程序具有智能，必須向它提供大量有關(guān)問(wèn)題領(lǐng)域的高質(zhì)量的信息輸入。
(2)可持續發(fā)展和人性化
這兩個(gè)要求是與社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展相適應的，社會(huì )的發(fā)展要求更加充分合理的利用資源，社會(huì )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(gè)土木工程過(guò)程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的，在可持續發(fā)展成為整個(gè)社會(huì )的主題的時(shí)候，土木工程也必然的要面對這個(gè)問(wèn)題。
施工過(guò)程中也相當注重對周?chē)h(huán)境的影響。
(3)主動(dòng)控制技術(shù)
迄今，絕大部分的土木工程建筑都是被當作一個(gè)靜態(tài)的，被動(dòng)的物體。
對周?chē)h(huán)境的影響，如風(fēng)動(dòng)，溫度變化，突發(fā)事件等只能依靠自身的結構進(jìn)行被動(dòng)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(gè)發(fā)展方向之一就是主動(dòng)控制技術(shù)在建筑構造物中的應用。
運用計算機技術(shù)和模糊控制技術(shù)，以及一些預設的控制結構。
使得建筑物能夠對各種環(huán)境因素做出適當的反應。
3 未來(lái)展望
3.1 指導理論的繼續發(fā)展
在可以預見(jiàn)的將來(lái)，土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué)，新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。
在對復雜結構、流體介質(zhì)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(zhuān)門(mén)化的數學(xué)在將來(lái)也應該有很大的發(fā)展，用以處理土木工程技術(shù)中復雜的數值問(wèn)題。
更先進(jìn)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(shí)。
力學(xué)也會(huì )突破宏觀(guān)框架，向微觀(guān)發(fā)展，控制論，虛擬現實(shí)等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。
3.2 工程實(shí)現的變化
這也是土木工程一個(gè)重要的組成部分。
(1)全過(guò)程信息化
信息化的特點(diǎn)將更深的滲透到未來(lái)的土木工程中。
(2)可持續發(fā)展和人性化
這兩個(gè)要求是與社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展相適應的，社會(huì )的發(fā)展要求更加充分合理的利用資源，社會(huì )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(gè)土木工程過(guò)程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的，在可持續發(fā)展成為整個(gè)社會(huì )的主題的時(shí)候，土木工程也必然的要面對這個(gè)問(wèn)題。
對資源和能源的節約，包括在建設中的和使用過(guò)程中的，成為土木工程以后的一個(gè)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(gè)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(huán)境的影響降到最小，同時(shí)盡可能大發(fā)揮它的社會(huì )經(jīng)濟效應。
4 結束語(yǔ)：
在未來(lái)的土木工程研究中，需要加強結構形式、建筑材料、施工工藝等探索與研究，也需要加強土木工程理論與技術(shù)的融合，實(shí)現更大的突破。
參考文獻：
[1]李向召.土木工程發(fā)展現狀及趨勢[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2011(12).
[2]羅祥麟.土木工程可持續發(fā)展原則初探及土木工程師的行動(dòng)[J].科技進(jìn)步與學(xué)科發(fā)展，2008(08).
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