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土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工策略在土木工程技術(shù)上的應(yīng)用
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土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工策略在土木工程技術(shù)上的應(yīng)用【1】
【摘要】本文介紹了土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)
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(yàn)和一些空泛的理論，而是依靠實(shí)際的工程的實(shí)踐來不斷進(jìn)步的，這主要是因?yàn)椋聊竟こ毯芏喙こ痰那闆r都很復(fù)雜，展開現(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)或者測試方面的分析都是很難的。
例如，地基基礎(chǔ)、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(yàn)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(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工策略方法
1.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理和方法。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是房屋建設(shè)、水利施工、道橋橋梁等土木工程中各種受力構(gòu)造組成的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，主要包括正截面承載力計(jì)算、斜截面承載力計(jì)算、扭曲截面承載力計(jì)算、裂縫控制及耐久性設(shè)計(jì)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土構(gòu)件的延性與抗震，高性能混凝土和纖維增強(qiáng)混凝土性能等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在外觀結(jié)構(gòu)上會(huì)因建筑設(shè)計(jì)不同而存在差異，其內(nèi)部的構(gòu)造也是不一樣的，而鋼筋的具體的數(shù)量和形狀的大小都會(huì)最終影響工程的。
長時(shí)間的土木工程建設(shè)中對于鋼筋和混凝土具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方式是有一定的方式的，具體的結(jié)構(gòu)構(gòu)成和使用的搭配數(shù)量都是有一定的數(shù)量的。
高層、大跨度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)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(jié)構(gòu)一種新的挑戰(zhàn)，而整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、動(dòng)力特點(diǎn)、可信度、設(shè)計(jì)最終承載的符合等這些都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在日后的發(fā)展中需要面臨的一些問題。
1.2鋼結(jié)構(gòu)施工過程的重點(diǎn)。
具體的來說鋼結(jié)構(gòu)的安裝過程的步驟比較的繁復(fù)，何況不一樣的建筑有著不同的要求，具體的實(shí)行細(xì)節(jié)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。
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(jié)構(gòu)鋼以及普通碳素鋼等，碳鋼的塑性比較低，但是硬度強(qiáng)度比較高。
在鋼結(jié)構(gòu)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(shù)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(yàn)，定出焊接的格料和各項(xiàng)參數(shù)。
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(qiáng)螺栓連接，要注意高強(qiáng)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(shù)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(shù)控鉆孔。
在運(yùn)到工地以后要對螺栓參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，安裝時(shí)不能用扳手強(qiáng)行擰入或者用榔頭強(qiáng)行打入，擰入的步驟要經(jīng)過初擰、復(fù)擰以及終擰。
1.2.2鋼構(gòu)件的堆放以及選擇安裝機(jī)械地點(diǎn)。
通常情況下安裝結(jié)構(gòu)的用地面積應(yīng)為結(jié)構(gòu)占地面積的1.5倍。
依照安裝流水的順序，從中轉(zhuǎn)堆場配套運(yùn)送至現(xiàn)場的鋼構(gòu)件要采用裝卸機(jī)械把其安置于安裝機(jī)械的回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)。
如果因?yàn)檫\(yùn)輸?shù)脑蛟斐闪藰?gòu)件的變形，則在施工現(xiàn)場就要加以矯正。
一般鋼結(jié)構(gòu)的安裝采用的是塔式起重機(jī)，臂桿長度要有夠的覆蓋面，并且起重能力要相應(yīng)足夠，從而滿足各種不同部位構(gòu)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(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)。
各個(gè)塔式起重機(jī)之間要有相應(yīng)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(shè)本來就比較復(fù)雜，而作為重要的部分地基的加固就是一個(gè)難題，即便青藏鐵路的開通證明了鐵路技術(shù)的發(fā)展，但是在鐵路建設(shè)施工中依舊有很多嚴(yán)重的問題，這就是地基的加固問題，所以可以看到地基加固問題是土木工程技術(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(jié)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(dāng)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(wěn)定有影響，所以要排除多余的水分，把土質(zhì)變得堅(jiān)硬，以便保證建筑的穩(wěn)定和安全，具體排水加固的方式是使用提案載預(yù)壓法還是真空預(yù)壓法是要根據(jù)具體的工程需求選用的。
保證土質(zhì)的穩(wěn)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(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)中的常見問題分析
3.1 場地類別對抗震等級(jí)的影響。
抗震等級(jí)對于框架截面設(shè)計(jì)的影響很大。
一般情況下根據(jù)房屋高度和設(shè)防裂度從抗震規(guī)范中直接查出抗震等級(jí)，當(dāng)采用Ⅰ類場地時(shí)，抗震計(jì)算的抗震等級(jí)與采取抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)不一樣，具體的情況需要具體的分析，根據(jù)實(shí)際的狀況進(jìn)行設(shè)計(jì)才是最重要的。
3.2 框架柱的計(jì)算長度。
確定框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖時(shí)取框架柱的長度為結(jié)構(gòu)的層高，但實(shí)際上梁柱縱筋相互交叉形成的節(jié)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》7.3.11條規(guī)定了各種柱的計(jì)算長度，對于現(xiàn)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(shè)計(jì)規(guī)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(biāo)記。
整個(gè)施工的過程都離不開工程測量，這樣才可以保證設(shè)計(jì)的方案切實(shí)的實(shí)現(xiàn)，在工程測量的過程中需要做到把握全局，逐步測量，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤的測量，最終影響工程的質(zhì)量。
5 結(jié)語
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(gòu)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)越來越好。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫生玉.鋼結(jié)構(gòu)焊接中的常見問題探討[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，隨著科技的發(fā)展，對社會(huì)生活產(chǎn)生著重大的影響。
土工工程是一個(gè)系統(tǒng)工程，是由“建筑結(jié)構(gòu)”“建筑材料”“建筑工程施工”“建筑裝修”構(gòu)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工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。
它既指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測、設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)維修等技術(shù)活動(dòng);也指工程建設(shè)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(chǎn)、軍事、科研服務(wù)的各種工程設(shè)施，例如房屋、道路、鐵路、運(yùn)輸管道、隧道、橋梁、運(yùn)河、堤壩、港口、電站、飛機(jī)場、海洋平臺(tái)、給水和排水以及防護(hù)工程等。
1 未來土木工程的發(fā)展
1.1指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展
在可以預(yù)見的將來，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(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。
在對復(fù)雜結(jié)構(gòu)、流體介質(zhì)等情況下的受力分析和近似上，現(xiàn)有的方法仍然具有很大的局限性。
更加專門化的數(shù)學(xué)在將來也應(yīng)該有很大的發(fā)展，用以處理土木工程技術(shù)中復(fù)雜的數(shù)值問題。
更先進(jìn)的電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使得對復(fù)雜的情況的模擬更有把握，更接近于現(xiàn)實(shí)。
力學(xué)也會(huì)突破宏觀框架，向微觀發(fā)展，控制論，虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。
1.2 工程實(shí)現(xiàn)的變化
土木建筑的最終目的是建設(shè)出合乎設(shè)計(jì)要求的工程構(gòu)造物，從設(shè)計(jì)到成果中間需要一個(gè)很長的工程實(shí)現(xiàn)的過程。
這也是土木工程一個(gè)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(shè)計(jì)，沒有好的工程實(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，其他學(xué)科和其他方面的新觀點(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(tǒng)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(jì)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(dāng)作一個(gè)靜態(tài)的，被動(dòng)的物體。
對周圍環(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(jié)構(gòu)進(jìn)行被動(dòng)的抵御。
顯得缺少靈活性和應(yīng)變能力。
今后土木建筑設(shè)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(gòu)造物中的應(yīng)用。
運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和模糊控制技術(shù)，以及一些預(yù)設(shè)的控制結(jié)構(gòu)。
使得建筑物能夠?qū)Ω鞣N環(huán)境因素做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
2 未來土木工程的發(fā)展
2.1 指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展
在可以預(yù)見的將來，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(shù)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)突破宏觀框架，向微觀發(fā)展，控制論，虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。
城市規(guī)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(nèi)部的次級(jí)學(xué)科也同時(shí)會(huì)在現(xiàn)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(guī)模利用就使得新的地下規(guī)劃學(xué)科有了產(chǎn)生和發(fā)展的必要。
不同次級(jí)學(xué)科的理論也會(huì)相互滲透，比如現(xiàn)在就有一些大型體育場館采用了類似橋梁的懸索結(jié)構(gòu)。
2.2 工程實(shí)現(xiàn)的變化
土木建筑的最終目的是建設(shè)出合乎設(shè)計(jì)要求的工程構(gòu)造物，從設(shè)計(jì)到成果中間需要一個(gè)很長的工程實(shí)現(xiàn)的過程。
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，其他學(xué)科和其他方面的新觀點(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(tǒng)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(jì)理論等等。
(1)全過程信息化
信息化的特點(diǎn)將更深的滲透到未來的土木工程中，重點(diǎn)不僅僅限于CAD方面，也包含對工程進(jìn)度的管理、運(yùn)行中數(shù)據(jù)資料的收集，分析，整理;對建筑物結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度，可靠性的分析和相應(yīng)對策的決策等。
全過程信息化對今后的土木建筑構(gòu)造物的維護(hù)有很大的意義。
比如可以使用植入的傳感器配合電子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對建筑全方位的實(shí)時(shí)的監(jiān)控，及時(shí)掌握整個(gè)建筑物的狀態(tài)。
我國現(xiàn)在正是基本建設(shè)的高潮，20～30年后，現(xiàn)在這些建筑物逐漸進(jìn)入維護(hù)期。
如果能在現(xiàn)在建造過程中就做好各種信息化準(zhǔn)備工作，對今后維護(hù)也大有幫助。
信息化也成為專家系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)。
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(shí)。
要使一個(gè)程序具有智能，必須向它提供大量有關(guān)問題領(lǐng)域的高質(zhì)量的信息輸入。
(2)可持續(xù)發(fā)展和人性化
這兩個(gè)要求是與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)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(shè)施人性化的要求。
整個(gè)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(xù)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)問題。
施工過程中也相當(dāng)注重對周圍環(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(dāng)作一個(gè)靜態(tài)的，被動(dòng)的物體。
對周圍環(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(jié)構(gòu)進(jìn)行被動(dòng)的抵御。
顯得缺少靈活性和應(yīng)變能力。
今后土木建筑設(shè)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(gòu)造物中的應(yīng)用。
運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和模糊控制技術(shù)，以及一些預(yù)設(shè)的控制結(jié)構(gòu)。
使得建筑物能夠?qū)Ω鞣N環(huán)境因素做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
3 未來展望
3.1 指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展
在可以預(yù)見的將來，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(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。
在對復(fù)雜結(jié)構(gòu)、流體介質(zhì)等情況下的受力分析和近似上，現(xiàn)有的方法仍然具有很大的局限性。
更加專門化的數(shù)學(xué)在將來也應(yīng)該有很大的發(fā)展，用以處理土木工程技術(shù)中復(fù)雜的數(shù)值問題。
更先進(jìn)的電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使得對復(fù)雜的情況的模擬更有把握，更接近于現(xiàn)實(shí)。
力學(xué)也會(huì)突破宏觀框架，向微觀發(fā)展，控制論，虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。
3.2 工程實(shí)現(xiàn)的變化
這也是土木工程一個(gè)重要的組成部分。
(1)全過程信息化
信息化的特點(diǎn)將更深的滲透到未來的土木工程中。
(2)可持續(xù)發(fā)展和人性化
這兩個(gè)要求是與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)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(shè)施人性化的要求。
整個(gè)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(xù)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)問題。
對資源和能源的節(jié)約，包括在建設(shè)中的和使用過程中的，成為土木工程以后的一個(gè)方向，這要求有良好的設(shè)計(jì)和有效的運(yùn)作管理機(jī)制，土木工程構(gòu)筑物在它的整個(gè)壽命周期，從規(guī)劃，設(shè)計(jì)，建造到建成后的使用，維護(hù)，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(jì)效應(yīng)。
4 結(jié)束語：
在未來的土木工程研究中，需要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)形式、建筑材料、施工工藝等探索與研究，也需要加強(qiáng)土木工程理論與技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)更大的突破。
參考文獻(xiàn)：
[1]李向召.土木工程發(fā)展現(xiàn)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(xù)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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