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關鍵詞:土木工程;施工技術;創新;探究
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
引言
隨著我國經濟的快速發展以及人們生活水平的不斷提高,我國的建筑業也逐漸的發展起來,土木工程是人類利用自然和改造自然的技術之一,為社會的發展提供了一定的技術支持,但是由于社會發展的需要,對土木工程技術的要求越來越高,近幾年,土木工程技術在實際的施工中也取得了一定的成果。
一、土木工程施工技術的創新
土木工程施工技術貫穿于整個工程,在工程中占有非常重要的地位,例如設計人員在進行設計時,要根據施工技術情況選擇施工的設備、材料和施工方式等,在施工的過程中,施工現場的施工工序和施工工藝也取決于土木工程施工技術。但是土木工程施工技術在具體的施工實踐中受到諸多因素的影響,例如天氣條件、工程地址、資源條件等,因此在實踐中要克服種種限制,不斷創新和突破施工技術,在實踐中取得一定的成就,本文以土木工程中深基坑支擋技術、鉆孔灌注樁基礎施工技術、預應力技術為例,對土木工程施工技術的創新進行探究。
1.深基坑支擋技術
由于在現代社會中,高層建筑越來越多,由于高層建筑對抗震和地下空間的發掘利用的要求更高,因此土木工程中對深基坑支擋技術的要求也越來越高,深基坑支擋技術為了適應社會的發展,滿足人類的需要,已經有了較大的創新和改進,主要就是在深基坑支擋技術中應用了樁錨支擋體系,樁錨支擋體系的應用有利于對深度較深的土建工程的挖掘,特別是工程的地質條件較差、坑壁土的密度不高以及土質酥松等情況有較好的作用,如果是地下水位不同的土層要采用引進的套管水沖法成錨工藝。
在土木工程的具體施工中,永久的支撐擋、臨時支擋的加固樁和地下支撐墻等在起到支擋作用之外,同時還能起到承重的作用,形成了一體化的承重與支擋系統,這種一體化的承重與支擋系統能夠有效的節約資源、能源,提高工作效率,增加工程的社會經濟效益。
2.鉆孔灌注樁基礎施工技術
鉆孔灌注樁基礎技術也是隨著高層建筑的發展逐漸發展起來的,工程的設計人員對鉆孔灌注樁基礎技術會進行一定的設計,并且充分體現在圖紙上,但是在實際施工的時候,鉆孔灌注樁基礎的材料、施工設備和施工工藝還是要由施工單位自己決定,決定選擇什么樣的材料、設備和工藝直接影響了鉆孔灌注樁基礎技術的應用,施工材料的質量和工程施工操作的規范性得不到保障,就會對工程的質量產生一定的影響,因此對于這樣的問題,施工單位要積極的采取相應的措施,重視鉆孔灌注樁基礎施工技術的應用,特別是對鉆孔灌注樁基礎施工技術的施工材料、施工設備的質量要進行嚴格的把關,明確操作的規范性,逐漸完善和發展鉆孔灌注樁基礎施工技術。
3.新型預應力技術
在土木工程中,體外預應力是后張預應力體系的重要組成部分,也是在原有預應力體系的基礎上逐漸創新和發展而來的,屬于新型的預應力技術。體外預應力與傳統的預應力不同,體外預應力就是在土木工程建筑施工中,預應力筋在混凝土截面以外的預應力,而傳統的預應力是預應力筋設置在混凝土截面內部的預應力,這兩種不同的預應力實現了無粘結或者有粘結的預應力相對應。體外預應力由于自身的特點,目前主要應用在土木工程建筑中結構特殊的建筑、預應力混凝土橋梁以及跨度較大的土木工程建筑中,體外預應力在應用的過程中主要形成了以下幾種體系:
首先是有粘結體外預應力體系,這種體系的優點主要是預應力的摩擦和損耗較小,這是因為管道孔的分布位置主要在結構體的外部,這樣的分布特點有利于人員進行檢查,并且能夠有效的控制管道的水密性以及管道的鋪設質量;其次就是無粘結體外預應力體系,這種體系的優點是可以在土木工程施工時使用單根張拉工藝,操作起來比較簡單,也比較容易控制,并且單根無粘結筋的摩擦損耗較小,總之體外預應力技術與原有的預應力技術相比有很多優點,能夠提高土木工程的經濟效益。
二、土木工程施工技術創新策略研究
1、開展新型預應力施工技術創新研究
從土木工程現階段在預應力方面的技術來看,應建立科學的預應力技術體系。從傳統的預應力運用情況來看,主要是將預應力筋放置于工程混凝土內部,但是在某些建筑工程跨度大、結構情況相對來說比較特殊的情況下,預應力筋的放置非常重要。而對于新型的體外預應力的研究正是對土木工程施工技術的一大創新之處。在研究中要注意劃分為兩種主要體系來進行,也即是體外預應力有無粘結體。這兩種結構體系都具有良好的價值,在工程施工中都具有自身重要的意義。其中在有粘結體的體系中,其預應力生成的摩擦程度比較低,造成的損失很小;而無粘結體的體系所使用的是單根張拉技術,其操作起來一也相當容易,同時摩擦造成的損失也不大。
2、加強信息技術的運用程度
在網絡時代迅速發展的今天,土木工程現行的施工方法顯得相當落后,為適應時代要求,提高工作效率與質量,必須將計算機技術引入實際工作當中,通過從單位中選擇具有網絡技術的人員,進行專門的信息化技術培訓,強化其專業方面的知識,讓這部分受訓人員成為工程施工中的骨干力量,在其帶動之下,逐步實現施工技術的智能化、多樣化與自動化,只有在現代化先進科學技術的指導下,土木工程施工技術水平才能夠得到更進一層的提升。
3、健全管理體制實現技術創新
土木工程施工技術的發展要具備健全的體制,因為科學合理的體制是施工技術得以發展的基礎,在建立健全體制的基礎上,才能實現技術方面的不斷創新與發展。采取科學的管理方法有助于提高施工技術。通過對現有的技術知識充分掌握的前提下,要致力于發掘土木工程的深基坑技術。例如,就深基坑的支擋方面分析,可以逐步建立起樁與錨、支擋與承重的一體化結構體系,因為在以往的施工過程中,傳統施工技術效果不明顯,達不到令人滿意的效果,其效率方面也比較低,通過對新技術的研究可以有效緩解這一現象,對于提高工作效率,加強工程質量,減少工程投入,實現效益最大化具有極大的創新意義。
4、以人為本,注重對施工人員的培訓
雖然現在我國的高級工程設計人員的業務能力和國外相比并不弱,但廣大施工人員基本的業務素質都很低。這在很大程度上阻礙了施工技術的進一步發展。施工人員是工程建造的實施者,他們業務素質的高低將直接影響著工程的完成質量。所以,注重對施工人員的培訓,使每個勞動者都能感受到自身的重要性,提高施工人員的基本素質,這對土木施工技術的改進會起到很大的推動作用。
結束語
我國的國民經濟持續快速發展,同時我國土木工程施工技術在諸多領域也已經取得了豐碩的研究成果,但是因為由于研究起步的程度較晚,所以我國土木工程事業的發展至今仍要面對一些難題。土木工程質量的好壞將關系到國計民生,同時也是保證國民經濟可持續發展的支柱產業之一,若要想使土木工程相關產業更好地服務于社會建設,就必須迅速了解土木工程發展中的現有問題,同時采取針對性的創新和發展對策,并且不斷提高土木工程管理水平與施工質量。
參考文獻
[1]翁釗.土木工程施工技術的創新及發展探討[J].門窗,2013.04:109
關鍵詞:土木工程;現狀;發展
1土木工程發展的意義
土木工程是指建造各類工程設施的科學、技術和工程的總稱。土木工程的含義從兩個方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產活動有關的各類工程設施,如建筑工程、公路與城市道路工程和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下開發空間利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設施應用材料、工程設備在土地上所進行的勘察、設計、施工等工程活動。經過多年的發展,目前土木工程的實踐和研究已經取得顯著成就,無論是結構的力學分析,還是結構設計的理論和方法以及結構的施工手段,都有了巨大的突破,展望未來,土木工程仍然有許多課題需要我們進一步探討。
2土木工程的現狀
2.1土木工程建設成就巨大
自改革開放以來,我國高層建筑的發展進人了一個嶄新的階段,高層建筑不僅在數量上越來越多,而且在高度上也越來越高。我國將有公路160萬km,其中高速公路2.5萬km,2010年,全國高速公路將達3萬km。
2.2新型建筑材料的開發與應用
近年來,隨著高標號水泥的大量生產,鋼纖維和玻璃纖維混凝土、聚合物浸漬混凝土等快硬、高強、輕質、復合和節能混凝土的研制,復合、新型墻體材料的開發,鋼化玻璃、多功能涂層玻璃、雙層中空玻璃等建筑用平板玻璃等的發展,都帶來了土木工程的結構形式、設計理論和施工技術等方面的新發展。而從20世紀80年代興起的碳纖維的應用研究,更是土木工程在這一領域的又一重大突破。國內由呂志濤院士領導的課題組及其他研究機構業已開展利用碳纖維布對鋼筋混凝土梁、板、柱進行加固的研究,已取得許多成果,標志著我國在這一領域已處于較為領先的地位。目前,利用碳纖維材料加固修補混凝土結構的技術已在工程中獲得應用,其前景非常廣闊。
2.3預應力技術的應用
20世紀80年代,我國預應力技術已從單個構件發展到預應力結構的新階段。預應力技術的應用已擴大到大跨度、大柱網、大開間的多層與高層建筑,連續橋、斜拉橋等橋梁結構,核電站預應力安全殼、大型預應力儲倉與儲液池,預應力地錨與預應力管樁等特種預應力結構。
預應力技術也是建造大跨度公共建筑、大型會議展覽中心及大開間住宅的重要技術,也是高層、超高層建筑和承受特重荷載的結構中不可缺少的關鍵技術。預應力技術在解決大、高、重、新建筑工程的設計和建造難題中發揮著其獨特的優勢。
此外,預應力技術還將推動建筑結構的創新,如預應力拉桿替代柱的懸掛建筑結構將獲得一定的發展。在公路工程中,預應力技術對解決路面混凝土開裂和減少伸縮縫,提高使用壽命具有良好的應用前景。
2.4土木工程的可靠度理論的研究應用
長期以來,人們一直習慣于以安全系數作為土木工程的評價指標。然而,安全系數只是一個由確定的信息得到的一個定值,它未能考慮設計變量中任何客觀存在的變異性,某一特定的安全系數值,對于不同的工程未必具有同樣的意義。
考慮實際工程中的不確定因素,對工程進行隨機力學分析和可靠度評估具有十分重要的意義。
3土木工程未來的發展趨勢
3.1向地下發展
我國城市地下空間的開發尚處于初級階段,目前已有北京、上海、廣州等六個城市建有地鐵,已開通的總長度達215公里;設有140個地鐵站,北京地鐵長度已達41.6公里。現在正在開發地鐵的城市,如哈爾濱市、沈陽市等。
3.2防震抗風與減災
隨著超高層、超大跨橋梁和大跨結構等大型復雜結構的興建,結構設計呈現更長、更高、更柔的發展趨勢。許多情況下風荷載和地震荷載已成為結構設計的控制因素。因此大型復雜結構體系抗風抗震的設計理論及其相關問題將被進一步關注。相關的研究課題將包括設計地震動及災害性風荷載的作用機理;超高層建筑結構體系的抗風與抗震,特大跨度橋梁的結構體系及抗風抗震。
3.3向高空延伸
現在人工建筑物最高的為646m的波蘭Gal〕in227kHz長波臺鋼塔,由巧根鋼纖繩錨拉。日本擬在東京建造soo.7m高的千年塔,它在距海約1.25英里的大海中,將工作、休閑、娛樂、商業、購物等融于一體的抗震豎向城市中,居民可達5萬人。中國擬在上海附近的1.6公里寬,Zoom深的人工島上建造一棟高1250m的仿生大廈,居民可達10萬。印度也提出將投資50億建造超級摩天大樓,其地上共202層,高達710m。
3.4大力發展高性能混凝土
美國混凝土學會將高性能混凝土定義為具有易灌實、易密實,不離析,能長期保持優越的力學性質,早期強度高、韌性好,體積穩定、在惡劣環境下使用壽命長等所要求性能的勻質混凝土。
1992年里約熱內盧召開的地球峰會將”可持續發展’‘定義為‘,與地球生態系統相協調的經濟活動”。指出對環境無害的混凝土技術的基礎賴以建立的3個主要支柱是對混凝土原材料的節約、混凝土耐久性的提高以及混凝土技術從簡約法到整體法的轉變。因此發展高性能混凝土必須采用可持續發展的、對環境無害的混凝土技術,在研制各種外加劑和凝膠材料的同時,更應大力研究骨料替代、水泥替代和礦物摻料的使用等利用廢棄材料來改善混凝土的性能,提高其耐久性的方法。
3.5基于可靠度的結構優化方法的應用研
究將成為土木工程中的一個熱門結構優化理論是20世紀60年代建立起來的,目前已在飛機、船舶、機械等制造行業和重要的大型土木工程中得到應用,取得顯著的經濟和社會效益。但這種優化方法尚未在土木工程中得到普遍應用,優化的要求也未能在規范中得到體現。
4結束語
土木工程未來的發展方向,結構性能的發展、可持續發展等一系列內容。未來的土木工程可能不僅可以抗震、抗風,甚至可以抗暴、抗海嘯、防火、防撞、防輻射等。科技的進步,經濟的繁榮將帶給土木工程發展的春天。
參考文獻
關鍵詞 土木工程;發展;探究
中圖分類號TU4 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)48-0069-02
0 引言
自從20世紀50年代以來,我國的土木工程一直是處于一個飛速發展的趨勢,特別是在近些年,其發展的速度驚人。鐵路、橋梁、公路、高樓大廈及各個大型水利工程的建立,這就使得土木工程的領域更加的完善,一些新結、新技術、新材料的運用也使土木工程更加適應現代社會的需要。我國土木工程的發展現狀,令各國人驚嘆不已。自從改革開放以來,我國的城市的發展處于一個嶄新的發展趨勢,城市的數量和規模、人口等都有了飛速的發展,所以,這就要求要有更多的建筑來滿足發展需要。但是,我國的現在的城市建筑還尚不能滿足人們的需要。
1 土木工程的發展現狀
1.1近些年來土木工程的成就
自改革開放以來,我國土木工程建設處于一個飛速發展的狀態。我國的建筑進入一個嶄新的發展趨勢,我國的建筑不僅數量多,而且其高度也大。
1.2空間上的開發
伴隨著我國城市建設的推進,我國的城市不斷擴大,城市建設飛速發展,城市人口急劇增加,有很多城市出現了生存空間擁擠、基礎設施落后、用地緊張、環境惡化等現象,這給城市居民帶來了極大的影響。為了能夠更好的解決上述問題,我國的土木工程建設逐漸在空間上進行發展,主要是向高空及地下發展,從而獲得更大的空間。
高層建筑越來越多的受到人們的關注,隨著城市進程的不斷加快,高層建筑不但在數量上增加了,在高度上也有很大的進展。
地下建筑的開發也越來越多的被人們所關注。其主要原因是地下空間并不需要支付那么多的土地費用。大多地下空間建設在我國的沿海城市,且已趨于成熟,同時,這也是現代化城市的發展趨勢。當前一些城市在建設地鐵項目,這對于解決交通擁擠問題有著非常大的推動作用,同時也是構建節約型社會的必然要求。
1.3預應力技術的應用
自從上世紀80年代以來,我國的預應技術有了進一步的發展,逐漸從單個構件發展成為預應力結構。在大柱網、大開間、大跨度的多層建筑,斜拉橋、連續橋等橋梁結構,建筑上都用到了預應力技術。預應力技術是建造一些大型的會展中心、公共建筑以及大開間住宅的重要技術。同時,也是一些超高層建筑的首選技術,在遇到一些建造難題時,人們也會首先想到預應力技術。預應力混凝土是建造海洋工程的最佳材料。預應力混凝土的耐久性好,抗震性高,這使得它得到了充分的發揮。此外,預應力技術在海洋油罐、海上防坡堤、海洋采油平臺等海洋工程中都得到了很好的運用。
2土木工程的發展趨勢
2.1大力發展高層、大跨結構
我們要針對高層鋼結構的結構體系與位置的動力特性,進行可靠的評價。研究各類雜交空間結構的體系,革新一些大跨空間的施工方法,大力發展并推廣整體提升和地面安裝的施工方法,并對鋼――混凝土的組合結構進行抗震設計研究。
2.2地下空間的可持續發展
對于地下空間進行開發,主要是改善地層原始分布的狀態。為了能夠使得地下空間的設計及發展更好,我們要對如下問題進行研究。
1)地下空間的開發和利用對原有的動植物的生態環境產生了極大的影響,從而對地理氣候條件產生作用。如果想要恢復先前的環境就必須對其研究和研討;
2)地下空間的開發及利用改變了地下水的徑流路線,原有的補給關系遭到了破壞,而改變了地下水的分布形式,影響了地表的植被生長;
3)地下空間的開發對于原有建筑的安全將產生影響,在進行地下巖石的開發利用時,主要會對其原有的應力分布造成影響,無論采用任何技術都會影響原有建筑物的安全。
因為地面建筑物的結構形式、服務年限不同,所以對建筑物的安全影響也不一致。因此,在進行建筑施工之前,一定要充分地考慮整體建筑與個別建筑的結合方式,并對其進行研究,確保地面建筑物的安全。
2.3擴大對巖土錨固技術的應用
巖土錨固技術的應用領域要不斷的進行擴展。巖土錨固技術除了在邊坡工程、地下工程、深基坑工程、結構抗浮工程中保持著良好的發展狀態外,在橋梁工程、重力壩加固工程、抗地震工程中則有著長遠的進展;同時,錨桿錨固機理的技術仍然不成熟,仍然是土木工程界的難點。
2.4發展并應用高性能混凝土
高性能混凝土具有易罐實、不離析、易密實、容易長期保存的性質,并且韌性好、強度高、體積穩定,能夠在惡劣的環境下保持原有的特性。
發展高性能混凝土必須采用對環境無害、可持續發展的混凝土技術。在對外加劑和膠凝材料時,要大力研究水泥替代、骨料替代的使用,并且利用廢棄物來改善混凝土的性能。提高混凝土的耐久性方法有:用粉煤灰中的細灰或飛灰作硬凝材料;用軋碎的混凝土代替碎石;應用煉鐵的一些副產品作為水泥的替代品等。
2.5防震與減災
隨著當前超大跨橋梁、高層建筑和大跨結構建筑物的興起,結構設計呈現更高、更長的發展趨勢。在很多的情況下,地震荷載已經成為結構設計的控制因素。所以大型復雜的結構系的抗震設計及其相對應的問題也得到了進一步的關注。相關的研究包括地震動的作用機理,建筑結構的抗震機理等。
3結論
在如今,我國的土木工程的一些領域已處于世界的前列,但是我國土木工程的總體水平與發達國家之間還有一定的差距。對于未來,我們要加強對新型的建筑材料、結構形式、技術手段進行探究,加強土木工程領域與其他領域的結合,使土木工程這一領域得到更好的發展。
參考文獻
[1]丁大均,蔣永生.土木工程概論[M].北京:中國建筑工業出版社,2003.
[2]劉西拉,等.關于我國工程建設技術發展的戰略思考[J].土木工程學報版,2005,12,38(12).
關鍵詞:土木工程;特點 ;發展方向
1 土木工程的涵義
土木工程是指建造各類工程設 施的科學、技術和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產活動有關的各類工程設施,如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設施應用材料、工程設備在土地上所進行的勘察、設計、施工等工程技術活動。經過多年的發展,目前土木工程的實踐和研究己取得顯著成就,無論是結構的力學分析,還是結構設計的理論和方法以及結構的施工手段,都有了非常大的突破;特別是近若干年,在高層、大跨結構和鋼結構方面成績尤其驚人。但展望未來,土木工程領域中仍然有許多課題需要我們進一步探討。
2 現代土木工程的特點
2.1 建筑材料方面
高強輕質的新材料不斷出現。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)已開始應用。但是這些材料有些彈性模量偏低,有些價格過高,應用范圍受到限制,因而尚待作新的探索。另外,對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性,雖已取得顯著成果,仍繼續進展。
2.2 工程地質和地基方面
建設地區的工程地質和地基的構造及其在天然狀態下的應力情況和力學性能,不僅直接決定基礎的設計和施工,還常常關系到工程設施的選址、結構體系和建筑材料的選擇,對于地下工程影響就更大了。工程地質和地基的勘察技術,目前主要仍然是現場鉆探取樣,室內分析試驗,這是有一定局限性的。為適應現代化大型建筑的需要,急待利用現代科學技術來創造新的勘察方法。
2.3 工程規劃方面
以往的總體規劃常是憑借工程經驗提出若干方案,從中選優。由于土木工程設施的規模日益擴大,現在已有必要也有可能運用系統工程的理論和方法以提高規劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會引起自然環境的改變,影響生態平衡和農業生產等,這類工程的社會效果是有利也有弊。在規劃中,對于趨利避害要作全面的考慮。
3 土木工程的發展趨勢
3.1 高性能材料的發展
鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發展。日本、美國、俄羅斯等國家已經把屈服點為700N/mm2以上的鋼材列人了規范;如何合理利用高強度鋼也是一個重要的研究課題。高性能混凝土及其它復合材料也將向著輕質、高強、良好的韌性和工作性方面發展。
3.2 智能土木結構理論的體系構成
傳統的土木結構是一種被動結構,一經設計、制造完成后,其性能及使用狀態將很大程度上存在著不可預知性和不可控制性,這就給結構的使用和維護帶來不便。為了解決這一問題,發展出了在線監測結構,它賦予傳統土木結構以在線監測機制,從而為探知結構內部性能打開了窗口,使人員可以方便地了解結構內部物理、力學場的演變情況,這就是結構智能化的第一層次。在在線監測結構的基礎上,進一步增加了監測數據的智能處理機制,使得結構具有自感知、自診斷、自推理的能力,從而使結構實現了第二層次的智能化。進一步在結構中引入自適應及自動控制機制,即根據自診斷自推理的成果,由在結構中耦合的作動系統做出必要的反應,從而實現智能控制結構,這就是第三層次的智能化。比如,對結構的開裂、變形行為,結構的銹蝕、老化、損傷行為,以及結構的動力振動行為做出抑制性控制,在更高層次上對結構起到保護和維修作用。可見,在結構智能化演化過程中,按其智能化程度的不同可劃分為如下三個層次:第一層次:自感知土木結構,它是智能結構的最低級形式;第二層次:自診斷智能土木結構,具有對前一層次結果的智能化加工處理,包括結構內部力學物理場的自我計算,對結構特定目標參數的自我診斷,以及以做出結構自身行為的應對策略為目標的自我推理等功能。第三層次:智能控制土木結構,它是智能土木結構的最高形式。
3.3 發展高新技術,應用結構健康監測,實現可持續發展
土木工程在實際使用過程中,會出現不同程度的損傷或性能退化,這將影響起承載能力和耐久性,甚至引發嚴重的工程事故,帶來重大的人員傷亡和經濟損失,產生嚴重的社會影響。因此,從建筑建成的一刻起,就要做好健康監測、修復和加固的準備。
隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展,人們提出了結構健康監測的概念,給土木工程的發展帶來革命性的變化。
結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器,自動、實時地測量結構的環境、荷載、響應等,對結構的健康狀況進行評估,科學有效地提供結構養護管理的決策依據,確保結構安全運營,延長結構使用壽命。
近年來,大型土木工程特別是大跨度橋梁結構的健康監測技術成為國內外工程界和學術界關注的熱點,通過科研和工程技術人員的努力取得了卓有成效的研究成果。國內外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結構健康監測系統,如我國的上海徐浦大橋、江陰長江公路大橋、東海大橋、香港地區的青馬大橋,韓國Seohae橋和Youngjong橋、美國Commodore Barry橋和加拿大Confedration橋等。
像這樣,通過發展結構健康監測與安全預警,在第一時間發現建筑可能出現的問題,及時進行修復與加固,既避免了可能出現的建筑事故,也基本解決了建筑過快老化損壞,不得不拆去重修的尷尬局面,及由此造成的大量經濟、資源、時間上的浪費,實現建筑使用的可持續發展
4 結語
此外,由于我國是一個發展中國家,經濟還不發達,基礎設施還遠遠不能滿足人民生活和國民經濟可持續發展的要求,所以在基本建設方面還有許多工作要做。并且在土木工程的各項專業活動中,都應考慮可持續發展。這些專業活動包括:建筑物、公路、鐵路、橋梁、機場等工程的建設,海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等。
參考文獻:
【關鍵詞】土木工程涵義 特點 未來發展方向
一、土木工程的涵義
土木工程是指建造各類工程設 施的科學、技術和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產活動有關的各類工程設施,如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設施應用材料、工程設備在土地上所進行的勘察、設計、施工等工程技術活動。經過多年的發展,目前土木工程的實踐和研究己取得顯著成就,無論是結構的力學分析,還是結構設計的理論和方法以及結構的施工手段,都有了非常大的突破;特別是近若干年,在高層、大跨結構和鋼結構方面成績尤其驚人。但展望未來,土木工程領域中仍然有許多課題需要我們進一步探討。
二、現代土木工程的特點
(一)建筑材料方面。高強輕質的新材料不斷出現。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)已開始應用。但是這些材料有些彈性模量偏低,有些價格過高,應用范圍受到限制,因而尚待作新的探索。另外,對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性,雖已取得顯著成果,仍繼續進展。
(二)工程地質和地基方面。建設地區的工程地質和地基的構造及其在天然狀態下的應力情況和力學性能,不僅直接決定基礎的設計和施工,還常常關系到工程設施的選址、結構體系和建筑材料的選擇,對于地下工程影響就更大了。工程地質和地基的勘察技術,目前主要仍然是現場鉆探取樣,室內分析試驗,這是有一定局限性的。為適應現代化大型建筑的需要,急待利用現代科學技術來創造新的勘察方法。
(三)工程規劃方面。以往的總體規劃常是憑借工程經驗提出若干方案,從中選優。由于土木工程設施的規模日益擴大,現在已有必要也有可能運用系統工程的理論和方法以提高規劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會引起自然環境的改變,影響生態平衡和農業生產等,這類工程的社會效果是有利也有弊。在規劃中,對于趨利避害要作全面的考慮。
三、土木工程的發展趨勢
(一)高性能材料的發展
鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發展。日本、美國、俄羅斯等國家已經把屈服點為700N/mm2以上的鋼材列人了規范;如何合理利用高強度鋼也是一個重要的研究課題。高性能混凝土及其它復合材料也將向著輕質、高強、良好的韌性和工作性方面發展。
(二)智能土木結構理論的體系構成
傳統的土木結構是一種被動結構,一經設計、制造完成后,其性能及使用狀態將很大程度上存在著不可預知性和不可控制性,這就給結構的使用和維護帶來不便。為了解決這一問題,發展出了在線監測結構,它賦予傳統土木結構以在線監測機制,從而為探知結構內部性能打開了窗口,使人員可以方便地了解結構內部物理、力學場的演變情況,這就是結構智能化的第一層次。在在線監測結構的基礎上,進一步增加了監測數據的智能處理機制,使得結構具有自感知、自診斷、自推理的能力,從而使結構實現了第二層次的智能化。進一步在結構中引入自適應及自動控制機制,即根據自診斷自推理的成果,由在結構中耦合的作動系統做出必要的反應,從而實現智能控制結構,這就是第三層次的智能化。比如,對結構的開裂、變形行為,結構的銹蝕、老化、損傷行為,以及結構的動力振動行為做出抑制性控制,在更高層次上對結構起到保護和維修作用。可見,在結構智能化演化過程中,按其智能化程度的不同可劃分為如下三個層次:第一層次:自感知土木結構(Self-sensoryCivilStructure),它是智能結構的最低級形式;第二層次:自診斷智能土木結構(IntelligentSelf-diagnosticCivilStructure),具有對前一層次結果的智能化加工處理,包括結構內部力學物理場的自我計算,對結構特定目標參數的自我診斷,以及以做出結構自身行為的應對策略為目標的自我推理等功能。第三層次:智能控制土木結構(IntelligentControlCivilStructure),它是智能土木結構的最高形式。
(三)發展高新技術,應用結構健康監測,實現可持續發展?
土木工程在實際使用過程中,會出現不同程度的損傷或性能退化,這將影響起承載能力和耐久性,甚至引發嚴重的工程事故,帶來重大的人員傷亡和經濟損失,產生嚴重的社會影響。因此,從建筑建成的一刻起,就要做好健康監測、修復和加固的準備。
隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展,人們提出了結構健康監測的概念,給土木工程的發展帶來革命性的變化。
結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器,自動、實時地測量結構的環境、荷載、響應等,對結構的健康狀況進行評估,科學有效地提供結構養護管理的決策依據,確保結構安全運營,延長結構使用壽命。
近年來,大型土木工程特別是大跨度橋梁結構的健康監測技術成為國內外工程界和學術界關注的熱點,通過科研和工程技術人員的努力取得了卓有成效的研究成果。國內外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結構健康監測系統,如我國的上海徐浦大橋、江陰長江公路大橋、東海大橋、香港地區的青馬大橋,韓國Seohae橋和Youngjong橋、美國Commodore Barry橋和加拿大Confedration橋等。
像這樣,通過發展結構健康監測與安全預警,在第一時間發現建筑可能出現的問題,及時進行修復與加固,既避免了可能出現的建筑事故,也基本解決了建筑過快老化損壞,不得不拆去重修的尷尬局面,及由此造成的大量經濟、資源、時間上的浪費,實現建筑使用的可持續發展
四、結語
此外,由于我國是一個發展中國家,經濟還不發達,基礎設施還遠遠不能滿足人民生活和國民經濟可持續發展的要求,所以在基本建設方面還有許多工作要做。并且在土木工程的各項專業活動中,都應考慮可持續發展。這些專業活動包括:建筑物、公路、鐵路、橋梁、機場等工程的建設,海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等。
參考文獻:
關鍵詞:可持續發展;土木工程;發展;優化
在高樓大廈并起、道路四通八達、信息飛速發展的年代,土木工程是人類現代文明的重要組成部分,在改革開放政策的助力下,在群眾生活水平的不斷提高的背景下,我們迎來了一輪又一輪的基礎建設,如何讓我們的橋梁、道路、水利工程、建筑物等更具安全性、美觀性和持續性,這是值得我們思考的一個問題。如何從可持續發展的視角來促進人與大自然的和諧,如何保證土木工程能夠與人、資源以及環境能夠協調的發展,文章中將從土木工程材料、設計階段、施工階段和使用、拆除階段四個方面進行優化,旨在讓各種工程造福于人類,使生活居住環境得以改善和持續發展。
1 可持續發展的概念與內涵
可持續發展的定義最初是在1972年的聯合國人類環境研討會上提出的,是既滿足當代人的需求,又不對后代人滿足其需求的能力構成危害的發展。這是一個復雜的系統,既要達到發展經濟的目的,又要保護好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環境,使子孫后代能夠永續發展和安居樂業。新的世紀里,不只是經濟和自然資源方面的可持續發展有較多的研究,現在各個行業的人才招募和培訓等社會領域也相繼提出了可持續發展戰略,目前,土木工程方面也提出了可持續發展的相關研究,包括土木工程的材料的選擇、設計以及施工等各方面可持續發展問題。
2 土木工程可持續發展的現狀
隨著科學發展觀的不斷施行和深入,我國各行各業都呈現出一片欣欣向榮的局面。建筑、房地產行業,在科學發展觀的正確引領下,可持續發展已經被納入施工的策略,當前的建筑建設單位以及各承包商都會盡可能的采用先進的技術,盡可能的降低施工時產生的噪音,環境的污染程度盡可能降低,進而達到與人民群眾和政府的要求相匹配。但是,據實際調查研究發現,各單位在采用可持續發展的戰略是卻大部分持有一種被動的、消極的心態,這其中的原因主要是施工方對科學的可持續發展策略還存在懷疑的看法,視角僅限于當前高昂的花銷,對科學的管理、先進的技術以及系統的制度體系的認識還不夠,不能夠正確的認識和用可持續的發展眼光來審視土木工程這一個復雜的、系統的工程體系。
3 土木工程可持續發展的優化
3.1 土木工程材料的可持續發展優化
土木工程材料是指土木工程中使用的各種材料及其制品,它是一切土木工程的物質基礎。科學的選擇、設計和使用土木相關的工程材料,對整個工程的安全程度、實用性、耐久性以及美觀程度和造價多少有著非常重大的意義。傳統的土木工程材料,諸如混凝土和砂漿等材料的發明及使用,盡管從某種意義上來講,給人類的物質文明的發展、文化的發展和人類文明的進步起到了催化劑的作用,但是在材料的生產、使用以及回收的相關程序過程中,不僅消耗的大量的原始自然資源,由于技術的限制,在造成能量浪費的同時還帶來了環境污染等有關的負面影響。因此,相關部門和建設單位應該在傳統的資源利用基礎上,著重開發和利用可再生的資源,大力發展綠色建材,為綠色建材的發明、創新、推廣以及投入使用創造良好的條件。
3.2 設計階段的可持續發展優化
依據系統科學理論,土木工程無論是大的工程還是小的工程,都是一個復雜的系統,在工程的設計階段主要包括初步設計、技術設計和施工圖的設計三個不同的階段構成,三個階段缺一不可,三個階段為相互聯系、相互促進和相互制約的關系,每一項土木工程都必須按照這三個階段的建設程序來進行建造。對整個土木工程進行設計時,不僅對工程項目本身所需要的資源、技術、人員編制進行全面的分析論證,同時還需要對可行的工程設計相關技術、先進的工藝和相關配套的機械設備等進行全面走合的考慮,從土木工程的系統結構出發,全局的考慮系統的功能,即是各種要素對土木工程所起到的不可磨滅的作用,甚至是決定性的作用。在整個設計的過程中,要以可持續發展的策略來探討設計問題,要求相關的技術人員、策劃人員必須對材料的把握、設計的規范性以及最新技術的溯溪程度和運用程度都要有整體的把握思想,同城協調各部門,加強有關可持續發展設計的學習,確保可持續發展的思想在每個階段、施工項目中得到體現。
3.3 施工階段的可持續發展優化
土木工程的施工階段,就是按照工程的設計對計劃進行實施,完成最終工程的過程。工程的施工階段是我們優化可持續發展的一個不可忽視的重要階段,因為在施工的過程中,無論是詩人、工程材料,還是機械,都不可避免的對人居環境和大自然產生不利的影響甚至破壞性的影響。在施工階段中,如果堅持科學發展觀和可持續發展的發展思想,將會采取有效的措施,避免、減小甚至消除施工過程中產生的噪音、粉塵污染等對生態環境產生影響的因素,積極采取有效的措施,確保材料具有良好使用性能以及材料的可回收利用的同時,為工程的可持續發展添磚加瓦。
3.4 使用與拆除階段的可持續發展優化
土木工程在使用的過程中會有大量的能量消耗出現,因此,相關設計者應該在使用的過程中考慮到如何降低土木工程本身的能量消耗,相應的增加建筑本身的使用壽命。工程在達到正常的使用設計年限之后,就會面臨著淘汰和被拆除的待遇,建筑物一經拆除,建筑工地便會產生較多的建筑廢棄物,建筑垃圾會占用大片的國土用地,產生的垃圾物也會急劇的降低周圍空氣和水的質量,甚至影響當地的環境。所以,在建筑物的拆除過程中,一定要做到對建筑物材料的分類和歸類,這樣做最直接的影響就是減少廢棄物對環境的影響,提高能源的回收再利用比率和建筑材料的綜合使用率,增加有關部門的收入。
4 結語
可持續發展的最終目的在于滿足當前人類發展的需要,保證不浪費資源、不污染環境,但也不是盲目的追求節省或者鋪張浪費,我們尋求的是一種中庸的狀態,旨在用最少的投入獲得最大的收益。作為土木工程建設人員,在繼承傳統經典成就的基礎上還應該不斷的改良和創新,與土木工程相關的各項專業活動都應該考慮可持續發展,重視每項工程的使用壽命,在確保安全的前提下使之盡量延長。
參考文獻
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關鍵詞:土木工程專業;人才培養模式;檢測評估能力;教學改革
中圖分類號:TU-4 文獻標志碼:A 文章編號:10052909(2017)02000904
為解決大學生就業難與企業招工難的勞動力市場困境,2014年3月教育部提出建設應用技術類本科院校。在國家構建現代職業教育體系思想指引下,上海應用技術大學的土木工程專業迫切需要以就業為導向,以職業能力培養為本位,以職業技能為核心,以市場需求為目標改革教育模式、教育機制,創新應用型人才培養模式。如何有效鞏固我校應用技術人才培養優勢,成功實現轉型,是我們義不容辭的責任與義務。
上海應用技術大學土木工程專業人才培養目標為:在注重人文與工程素養教育,加強學科基礎理論的同時,以施工技術領域的專業技術人才為主要培養目標,強調專業生產技術的實施能力、工程評價能力和綜合管理能力等崗位能力的培養,強化實踐技能訓練,使學生成為具備創新精神和國際視野,具有較強實踐能力的高級工程人才。土木工程專業發展定位是:與重點院校錯位發展,培養以“本科水平、技術特長”為特征,上手快、后勁足、崗位忠誠度高的高級應用型人才。
學校土木工程專業的本科畢業生就業去向多為建筑施工企業、設計單位、監理單位、建設方等,有部分畢業生在檢測類單位從事結構檢測鑒定工作,也有一些畢業生在施工單位從事質檢工作,在設計單位工作也會遇到加固改造工程,這些崗位均要求人才具備一定的檢測評估能力。
檢測評估能力是土木工程專業學生工程應用能力培養的落腳點之一,是培養學生創新意識、分析解決問題能力的重要途徑。近幾年來圍繞檢測評估能力的培養,土木工程專業建筑工程方向開設了結構試驗、房屋維修與加固等課程,交通土建方向開設了道路檢測、橋梁檢測與加固等課程,成立了無損檢測實驗室,購置了先進的儀器設備,建設了大型結構實驗中心,為培養學生的檢測評估能力奠定了良好的基礎。但在教學方法上仍然以傳統的“知識傳遞”為主要模式,在學生的能力培養方面注重程度不夠,課程體系有待進一步優化。
一、以調研分析為基礎,構建基于檢測評估能力培養的“理論-實踐”課程體系
(一)調研分析
筆者從畢業生走向、企業對人才的能力需求、同類院校辦學理念三個方面開展了一些調研工作,得到了一些基本結論。
(1)學校土木工程專業絕大部分畢業生進入施工、房地產等一線企業,就業的第一崗位主要為施工或管理的“技術員”。
(2)生產一線的建筑企業要求學生具備較強的職業能力,具有扎實的力學基礎、設計基本理論知識及其應用能力,掌握一定的施工技術,具備一定的管理能力,擁有較強的專業軟件運用能力等。希望畢業生經過較短時間的崗位培訓后就能獨立承擔工作任務。地方本科院校土木工程專業核心職業能力可以凝練為識圖、制圖、測量、建材識別與選擇、試驗檢測、結構設計、施工設計、造價計算、工程軟件使用、社會交往、組織管理、創新等 12 項能力[1]。試驗檢測能力是土木工程專業的核心職業能力之一,依據試驗檢測結果進行結構狀態評估是綜合運用專業知識進行分析、判斷的過程,是分析問題和解決問題的過程,試驗檢測評估能力是一種專業綜合能力。
(3)從同類院校的辦學理念來看,土木工程專業以“工程師”為人才培養的終極目標。培養過程中突出“應用性”和“技術性”[2],將掌握和應用工程技術作為教與學的基本立足點,以職業和崗位需求為導向,以“核心職業能力”培養為目標來組織教學。這一人才培養模式符合工程應用型人才培養的內在基本規律。
(二)能力模塊―知識單元―課程體系
分解能力需求,形成能力模塊,再逐一分析各個能力模塊所對應的具體知識與技能單元,最后歸納出包含該知識與技能單元的課程。試驗檢測評估能力培養的“能力模塊―知識(技能)單元―課程”對應關系見表1。
土木工程專業本科生驗檢測評估能力[3-4]可分解為基本實驗檢測儀器操作使用能力、試驗加載與量測設備使用能力、土木工程檢測技術、工程結構試驗技術、房屋鑒定和加固技術、試驗數據整理與分析能力、結構狀態綜合分析判斷能力。這7個能力模塊共對應31個知識(技能)單元,這些知識(技能)單元分布在8門課程之中,形成了貫穿專業學習全過程的“材料荷載與結構基本知識試驗檢測技術鑒定與加固技術”課程體系。
二、教學方法與教學改革實踐
(一)推進理論結合實踐的教學方式
檢測評估能力的培養必須將理論與實踐緊密結合,了解儀器設備的構造才能講清楚和學明白其使用方法和試驗檢測技術,在結構試驗課的教學中應推進理論結合實踐的教學模式(理論授課+實驗操作)。學校新建的結構實驗室配備了先進齊全的結構試驗儀器和設備,為開展理論+實踐的教學方式創造了有利條件,目前基本能做到講完相關理論知識后組織學生在試驗室參觀和操作。
(二)建設校企合作的師資隊伍
聘請企業專家參與課堂教學,講授實際工程中的結構檢測鑒定、評估加固等綜合案例,專職教師與企業教師優勢互補,建設校企合作的師資隊伍,形成穩定的工程教學團隊。專職教師的理論知識比較深厚但工程經驗相對較少,企業教師具有豐富的專業實踐經驗,能教給學生一些非常具體的分析解決問題方法,有助于應用技術能力培養。
(三)實驗內容工程化
模擬實際工程條件開展實驗教學,進一步縮短實驗室教學與實際工程問題之間的距離,實現“上手快”的人才培養目標。例如,“回彈法評定混凝土抗壓強度”實驗項目,是實際工程檢測中最常用的無損檢測技術,實驗項目完全可以模擬現場檢測的情況來設計,利用實驗室的混凝土構件,學生分組協作,自行按要求布置測區和測點,操作回彈儀,記錄檢測數據,進行數據處理和分析,最后在考慮碳化深度的基礎上進行回彈值修正,評定混凝土強度。在“簡支梁正截面受彎性能試驗”進行時,讓學生自行粘貼混凝土應變片,安裝百分表,連接靜態應變儀,試驗加載過程中觀察混凝土裂縫的發展,并使用裂縫測寬儀讀取裂縫寬度,繪制裂縫發展圖。這些實驗細節的實施真正提高了學生的動手能力和現場應變能力,從而獲得崗位能力和科研能力的初步訓練。
(四)豐富完善課程資源
根據新的課程體系和教學方案,修訂完善課程教學大綱,編寫實驗指導書。根據實驗項目的需要,實施“實驗室建設計劃”,設計和購置設備儀器,促進教學條件改善。
多媒體教學課件中豐富的圖片和視頻,可以形象具體地再現工程現場,增加學生的直觀感受,培養他們的工程意識。利用 “仿真教學軟件”輔助教學更能動態展現立體三維空間的“工程技術”,給學生帶來“身臨其境”的感覺,達成工程教學預期效果。
三、工程導學,探索以“能力”培養為主導的人才培養方法與模式
“導學工程”是貫穿于專業學習全過程的一種教學組織方式與學生學習模式,是職業能力培養的重要路徑。以一個具體工程(如教學樓、辦公樓等)為載體,將其設計、建造、維護的每個環節循序漸進分解到每門理論課與實踐教學環節之中,以知識的自然遞進規律安排教學計劃和教學進度。例如,從大二開設的房屋建筑學課程設計開始,指導學生進行“某工程”的建筑方案設計。建筑CAD課程指導學生進行建筑施工圖繪制,再經過多門結構設計類課程的大作業或者課程設計逐步進行結構方案設計、荷載統計與計算、結構內力計算、部分構件的配筋計算和截面設計、抗震設計等結構手算內容。結構CAD課程指導學生運用PKPM軟件進行結構建模和電算分析,繪制結構施工圖,再通過施工與預算課程設計完成工程造價、施工場地布置、施工技術設計等環節,最后還可以虛擬 “某工程”的用途改變(荷載增加)或地點改變(設防烈度提高)等,對其進行虛擬檢測、重新分析和能力評估,提出加固或改造方案。畢業設計階段可以選擇完善或深入該工程的全部或部分內容,或以此工程為基礎進行科研選題。
在具體的課程教學中,教師應以“導學工程”為指引,合理安排教學內容,以解決“工程問題”為目標來組織教學。教學以完成分階段的“工程任務”為目標,引入最新的技術與成果,促進“導學工程”的逐步完善。學生在逐步完成“工程”過程中獲得職業體驗和成就感,更加促進其學習興趣和動力,從而提高學生的工程實踐能力。學校已在2013級、2014級土木工程專業本科教學中開展了“導學工程”的部分內容試運行,明顯提高了本科生的學習興趣,“教”與“學”的目標更加明確,專業能力的培養落到實處,畢業生綜合能力的提高還有待進一步考察。
檢測評估能力的培養為土木工程專業“導學工程”中的一個環節,我們以此為載體,將這種思路和方法推廣到設計分析能力、施工技術能力等的培養過程,探索以崗位能力培養為主導的土木工程專業人才培養方法與模式。
四、結語
國內新建本科院校中有200多所院校開設土木工程專業,所有院校均面臨“應用技術類大學”轉型的挑戰,這些院校均在探索技術應用型人才培養的新模式。十多年來我校在“應用技術型”人才培養方面積累了許多辦學經驗,文章以檢測評估能力培養為載體,提出以能力模塊為基礎,以崗位需求為導向的土木工程專業應用型人才培養模式,以期為社會培養高水平的土木工程應用型高級技術人才作出積極貢獻。
參考文獻:
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Abstract:In order to meet the demand of civil engineering talents in society and businesses, training applied talents of vocational ability, this article taking the inspection evaluation training as an example explores the training method of the application of senior engineering and technical personnel. On the basis of investigation and analysis, the correspondence between “post ability demand ability module knowledge (skills) unit curriculum” is analyzed to construct the theory and practice curriculum system for the training of detection and evaluation ability. Teaching reform refers to the theory and practice of teaching, teaching schoolenterprise cooperation, engineering experiment content, rich sound curriculum resources to promote the realization of ability. Guidance project explores the new talent training mode leading with the “capacity” trainingas.
關鍵詞:土木工程;安全性;耐久性
隨著建筑業的快速發展,土建工程的整體安全性和耐久性成了備受關注的話題。目前,房屋建筑、橋梁、水利項目的建筑安全事故頻發,導致人員傷亡和財產損失,土建工程結構的安全性與耐久性是結構工程最重要的質量指標,。已經引起了有關部門的足夠重視。結構工程的安全性取決于設計與施工水準,土建工程法規和技術標準的合理性能影響到建筑結構的安全性大小,完善法規標準,加強施工技術,有效提高工程安全性和耐久性,是目前土建工程永遠不變的研究課題。
1 目前我國土建工程設計現狀
我國土建結構的設計與施工規范,忽視了環境因素作用下的耐久性要求,嚴重程度已經安全水準設置偏低所帶來的危害。土建工程的安全性容易受干濕、凍融、土中有害化學介質侵蝕等因素的影響,同時還有鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的耐久性結構的安全性差,主要體現在耐久性、安全系數范圍、整體牢固性等幾個方面,與結構工程的細致的規范。我國規范的安全度設置水準在正常使用的條件下,很難做到理想的“三正常”,結構的安全設置水準應適當提高。有些安全事故本來是可以避免的,缺陷在于安全性的提法上被掩蓋。安全質量標準要與學習發達國家的質量控制技術,增強土建結構工程的設計規范性,提高土木建筑的使用壽命,總體上要比國外同類規范低,設計規范的整體牢固性差,結構構件承載力安全水準設置偏低。土建工程出現事故安全程度的經費投入不足,造價中所占的比重不高。土建結構的使用的延性度上,防止人為因素破壞而造成的整體倒塌盡量避免減輕災害損失。加強對特殊環境狀態下耐久性的基礎理論研究,并制定技術規范。
2 土木建筑工程結構的安全性與耐久性設計策略
2.1 合理的設計理念
2.1.1 從法制上確定土建工程的正常使用的要求。既要保障承載能力,還要注重土建結構工程的安全質量,各種制度執行起來要有規范性。防止出現結構的局部破壞而導致大范圍倒塌,安全質量事故減少到最低程度,還應以預防為主,通過例行檢測及時發現問題。整體牢固性要具有必要的冗余度,增強地震、爆炸等災害的應對技術,減輕災害損失。
2.1.2 結構的耐久安全性。 結構工程的耐久性與工程的使用壽命相聯系,由于鋼筋的混凝土保護層過薄且密實性差,許多工程建成后幾年就出現鋼筋銹蝕,在材料性能和結構構造等方面,采取防治凍融和鹽害的綜合措施。
首先編寫出相應的設計施工技術文件,混凝土耐久性涉及到原材料和環境等特定條件,安全性規范設計的安全度反映了安全系數的可靠指標。結構的整體牢固性主要依靠結構能有良好的延性和必要的冗余度,除了結構構件要有足夠承載能力外,結構物還要有整體牢固性。對于在土建工程的檢測和評估,需要建立相應的法規和標準,認真考察從業機構的資質認證制度,在管理體制上予以規范。盡量減輕災害損失。
其次是提高高性能混凝土的占有量,減少水泥用量,適應環境保護的需要。結構的安全性是防止破壞安全程度。土建結構的設計要考慮干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水等因素的環境影響。
2.2 嚴格運行管理措施
2.2.1 強化結可操作性。在設計規范使用上要注意結構耐久性和使用意識。保證土建結構安全性和耐久性時,充分考慮在建成后的使用期限,應該進行定期檢測和維護。在法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的考慮安全性和耐久性,合理控制土建結構工程的安全質量,制定操作性的維護費用,用制度和法規來約束安全質量隱患。用科學的管理手段把握土木結構安全性及耐久性。
2.2.2 土建結構工程的檢測與維護。使用階段的維護和修理是提高結構耐久性和使用壽命的重要手段。只有定期檢測和維護,很多事故很有可能避免。在不斷提高施工操作人員的素質基礎上,健全質量控制與質量保證體系,規范結構安全與耐久性的設置水準,從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。
3 調整結構安全設置
3.1 我國結構設計規范的安全設置水準較低,規范的具體規定技術規范或規程符合技術要求,設計與施工的依據要有利于技術進步和創造性的發揮,從施工企業的整體利益出發,在環保等重大原則上提出最低要求,并制定相應的法規,但過去的歷史能夠對土建結構取用較低的安全水準并基本滿足了當時的生產與生活需求,且歷經了較長時間的考驗,雖然安全儲備較低但也是國內土建科技人員的成就。
3.2 要適當提高安全設置水準。從事的基礎設施建設要為今后的現代化莫定基礎,要滿足今后幾十年、上百年內人們生產生活水平發展的需要
3.3 落實結構設計規范的概率可靠度設計方法。有些土建結構為了滿足市場經濟多多少少會有一些質的單一。我國的建筑結構設計規范已從20世紀80年代末期起就以拋棄了傳統的多安全系數設計方法,從而統一采用以概率理論為基礎的可靠度設計方法并已在多領域廣泛實施。
參考文獻
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關鍵詞:建筑防水工程材料應用
中圖分類號:TU198文獻標識碼: A
一、影響建筑工程屋面防水質量設計方面的原因
1)重視排水設計。屋面防水設計必須對排防綜合考慮, 如果只重視結構層,而不重視排水或排水不暢, 使屋面局部處于長期的水侵蝕, 則會加速防水材料的老化和霉料, 防水耐久性很短。現狀是設計不能根據當地氣候條件、暴雨強度和積雪融化在屋面的泄流面積諸多因素, 較準確地計算確定排水管徑、位置和數量; 對屋面匯流分區、排水坡度、人溝、檐口的排水處理的表達和示意均概念不清。
2)材料厚度確定。未能按屋面防水等級來確定防水標準、設防層數、材料種類、 每層構造厚度和要求等, 這是屋面防水設計的主要內容,很容易被設計者忽視。
3)材料的選擇。人們習慣于傳統的做法,設計人員不熟悉新型防水材料的性能, 更不能較實際地按當地氣溫、日照時間強度和多風、大風的特點選擇合適的新型防水建材,甚至會出現物理性能不相適應的聚合材料多層設防,這是目前存在的實際問題。
4)防水基層的問題。為使防水設防材料能同基層牢固結合,消除因溫差和荷載等變形對防水層的不利影響, 基層必須平整、無裂縫、光潔, 并有較高強度;找平后的基層宜設分格縫使之變形伸縮。
5)細部節點的構造設計。凸出屋面的排氣道、女兒墻、人溝或檐溝、雨水口等處, 細部構造節點受氣溫、凍融的影響較大, 是防水的最薄弱部位, 稍有疏忽, 防水質量就難以確保和造成短期損壞等現象。
二、屋面防水工程相關施工技術
1)分格縫的做法及設置。應在屋面板的支承端設置分格縫,防水層、屋面轉折處與突出屋面的交接處,并應與屋面板縫對齊,因砼干縮結構變形,溫差的影響等因素使防水層造成的防水層裂縫,在分格縫處集中,以免板面開裂。
2)屋面找平層做法。屋面采用結構找坡與建筑找坡相結合的做法。先按3%的結構找坡后,再在結構層上用水泥膨脹硅石或1:6水泥爐渣找坡,再做1:2.5水泥砂漿找平層25mm厚,建筑找坡時,一定要找準流水方向,泛水坡度,用魚線將泄水口與最高點之間打點、拉直、打巴、泄水口處厚度要超過30mm。澆砌時,一定要用尺方和滾筒滾、壓趕,使其密實。為了防止卷材下滑,卷材屋面的坡度要小于25°。
3)屋面隔離層的做法。在施工中因地制宜,取長補短。在做卷材防水層施工時,應注意好以下幾點:(1)基層上涂刮基層處理劑,要求薄而均勻,一般干燥后,當不粘手才能鋪貼卷材。(2)卷材防水層的鋪貼一般應由層面最低標高處向上平行屋脊施工,使卷材按水流方向搭接,當屋面坡度大于10%時,卷材應垂直于屋脊方向鋪貼。(3)防水層施工溫度選擇5℃以上為宜。
4)施工屋面板的結構設計及屋面結構設計對自防水的影響應適當考慮板厚,為了避免板端出現塑性鉸配足負筋。將適量的微膨脹劑摻入到混凝土,板筋間距縮小,平面剛度變化處及屋面大角配置適量的附加筋,以提高抵抗溫度脹縮裂縫、混凝土收縮的能力。
三、屋面防水工程必須遵循的技術要求
1)施工前的技術準備工作。屋面工程施工前,施工單位應組織技術管理人員會審屋面工程圖紙,掌握施工圖中的細部構造及有關技術要求并根據工程的實際情況編制屋面工程的施工方案或技術措施。這樣避免施工后留下缺陷,造成返工,同時工程依據施工組織有計劃地展開施工,防止工作遺漏、錯亂、顛倒影響工程質量。
2)對施工人員及施工程序的要求。屋面工程的防水必須由防水專業隊伍或防水工施工,嚴禁沒有資質等級證書的單位和非防水專業隊伍或非防水工進行屋面工程的防水施工,建設單位或監理公司應認真地檢查施工人員的上崗證。
四、如何加強建筑防水工程建設
1)轉變防水觀念、精心設計,加強監管,從源頭防漏
⑴增強防水意識,提高防水監管力度。設計人員應提高對防水重要性的認識,糾正低標準低造價防水設計;工程監管部門要制止防水工程的低價發包,杜絕由此帶來惡性的壓價競爭和犧牲工程質量的怪圈;通過相關法律法規來更加完善和推行質量保證期制度,從而更有利于解決防水市場混亂、工程質量下滑、管理失控等一系列問題。
⑵提高設計人員的防水設計水平。設計人員應具備防水設計資質,并徹實執行防水技術規范,掌握不斷出現的新型防水材料的性能、適用范圍、使用條件、施工工藝等。
2)嚴格控制防水材料的質量
在建筑防水工程中盡量使用新型防水材料,在推廣和應用新型建筑防水材料的過程中,為了防止和杜絕偽劣產品流入、混進施工現場,必須建立防水材料使用認證管理和施工現場材料復驗制度。
3)嚴格按照施工流程規范操作,從嚴控制施工質量
⑴施工條件的準備。施工條件成熟與否直接關系到施工的質量。設計的實施、施工的進度、質量都依賴于條件準備是否充分。因此應作好技術準備,如選用專業施工隊伍、圖紙會審及交底、確定檢驗項目等,物資準備,盡量不要進行防水層施工;編制施工方案等方面的工作。
⑵屋面防水層各相關層次的施工要求。結構層。應具有較大剛度、整體性好、變形小,最好采用整體現澆板、防水混凝土板,若結構層采用預制裝配式板,板縫應用C20細石混凝土填嵌密實,細石混凝土還宜摻加微膨脹劑,當板縫寬度大于30mm或上窄下寬時,板縫內必須配置構造筋。采用涂膜防水層時,板縫上部凹槽應嵌填密封材料。
建筑防水工程的屋面防水是一門綜合性、實用性很強的工程技術,是建筑工程的重要組成部分,它對提高建筑物的使用功能和壽命、改善人居環境等,起著至關重要的作用。
【參考文獻】