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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).
关键词:
电力设计企业;大土木观;建设城市;设计价值回归;优化服务形式
目前,随着经济增长放缓,电力消费增速降低,电网网架已足够坚强,电网建设已适度超前,大中型电网项目数量和规模都在不断缩减[1]。此外,随着城市发展,人们环保意识不断提高,对居住区周围的变电站和架空线路有了更多的诉求。因此,城市内电力设施的建设必须考虑对周围居民的影响。电力行业的工业属性决定了其规划设计理念为“藏”与“避”,变电站已由户外走向户内,而且正逐步走向地下,最后将深埋于地下[2]。输电通道也由角钢化转向窄基塔,由窄基塔转向钢管杆,且加速向地下隧道发展[3]。发达城市甚至用电缆率来衡量城市供电水平,电缆才是城市供电设施的发展方向。山地地区的地质特点可以用坡(斜坡多)、岩(岩石多)、洞(洞穴多)、填(填土多)、变(变化多)5个字来概括,这造成了地质勘察困难、设计难度大等问题。此外,地下工程理论由于技术上的不成熟和岩土的不确定性,至今还停留在半理论半经验阶段,要求采用信息法动态设计工程,对设计人员的理论和经验要求都很高,这进一步加大了设计难度。但由于山地地区城市(地下)输变电工程具有电压等级不高(不大于220kV)、工程投资额度不大、土建结构技术难等特点,造成了“大院不做、小院做不了,网内院干不全、网外院不全干”的尴尬局面。部分工程规模等级较小的输变电工程,被分解成几个部分,由各个设计单位分开设计,造成了设计成品不协调的现象。而这并不是客户想要的结果,且这样的设计单位终将被市场所淘汰。随着我国输配电价、电力市场建设和售电侧改革的不断深化,客户对提高投资规划的前瞻性和精准性的期待日益迫切[4-5]。这对设计企业的设计思路和管理理念都提出了更高的要求。本文主要从培养城市电网建设的大土木观、培养建设城市理念、设计价值回归和优化服务形式等几个方面来创建和发展特色电力设计企业,使之屹立在电力改革的浪潮之中。
1城市电网建设的大土木观
在传统的输变电工程设计中,由于变电站建筑面积不大、高度不高,因此技术要求不高。而输电铁塔由于结构标准化程度高,通用标准图套用比率大,输电塔地处野外,勘察手段有限,所以基础设计理念粗放,不受业界、业外所重视,常被认为是“小土木”。城市输变电工程转向地下发展,在投资额度和技术难度上都较以往有很大差别,土建设计的合理性对投资额度起到决定性作用。由于地下工程易受地形、地质、环境条件和施工方法的影响,再加上目前的设计理论还不够完善,所以需要设计人员对设计理念、设计管理以及建设管理等有较大的掌控。因此,城市输变电工程可以认为是“大土木”,其主要表现在以下几个方面。一是投资额度大。对于城市电缆通道工程,单项工程投资常达几千万到几个亿,单位造价(每米)从几万到十万元,并且需要在1~2年内投资完成,不论投资规模和投资密度都能与大型桥梁和公路工程相较高低,其优化设计的意义和效益都很大。二是技术难度大。土木工程有三大技术难度方向:其一,向更高的高度(高层建筑)发展;其二,向更宽的跨度(大跨度桥)发展;其三,向更深的深度(地下工程)发展(在土木工程领域方面,19世纪是桥的世纪,20世纪是高层建筑的世纪,21世纪将是人类利用地下空间、开发地下资源的世纪)。城市输变电工程向更深的地下发展是必然的趋势,但地下工程理论技术的不成熟和岩土的不确定性,导致城市输变电工程至今还停留在半理论半经验阶段。技术上要求采用信息法动态设计工程,对设计人员的理论和经验要求都很高。三是安全风险大。在城市地下工程建设中,重大事故屡见不鲜,例如杭州地铁建设、上海地铁建设中发生的深基坑支护垮塌。山地地区的道路崎岖、狭窄,并且道路一面是挡墙,一面是边坡。此外,狭窄的城市道路下的挡墙基础、桥梁基础、锚杆基础及市政管线纵横交错,电缆通道在这样的环境中建设,其安全隐患不言而喻。四是涉及的领域广。城市中各类设施权属不同行业、不同部门,要保证电缆通道在这些设施下穿梭时能够安全运行,必须在电缆通道与各种构筑物基础之间进行“避”“让”和“穿”的论证。由于产权单位隶属行业不同,所以需要土建设计人才了解各个行业。电缆通道路径的论证、路径的穿越,需要说服监管机构和产权单位,要求设计人员具有更广的知识领域(诸如铁道行业、交通行业、市政等)。大土木观,不仅仅是设计观念的变化,还是设计管理理念的变化,更是基建管理方式的变化。这不仅是设计课题的转变,更是管理课题的转变。城市电网的地下化,需要进行管理模式的升级。变电站从地面到地下,线路从天上到地下,这一上一下的转变,不是简单的位移变化,而是勘查、设计、施工和管理全方位的变化。由于地下工程受地形、地质、环境条件、施工方法等因素的影响大,不能单纯地套用传统的架空输变电工程标准化管理模式。这需要设计人员对城市输变电工程进行个性化管理、专业化管理。业主常常忽略城市地下电网工程所具有的复杂性、艰巨性、土建投资额度大、设计周期长、建设周期长等特点。此外,业主还误认为施工单位在整个地下工程中起决定性作用,设计单位只起辅助作用。这更需我们培养大土木观来进行城市输变电工程的优化设计,让业主认识到设计单位的核心领导作用。
2培养建设城市理念
城市输变电工程是城市市政设施的一种,但相对于其他市政设施,由于受体制的影响,城市输变电工程常常作为特例来进行管理,更显独立化、专业化、封闭化。这导致电力设计企业对城市建设研究不够、认识不高。归根结底来说,城市电网建设是在建设城市、改造城市、服务城市、发展城市,我们要以建设城市的理念,来指导我们的设计工作。怎样建设城市,怎样把电力设施设计和谐共生地融入到城市建设中来,怎样设计城市输变电工程来符合城市建设发展规律,这既是电力系统和电力设计院面临的挑战和机遇,也是设计工作的出发点和立足点。电力设计企业必须尊重城市建设规律,结合城市性格特征,结合城市规划理念,融入城市建设体制,才能破解城市电网建设困难的难题,才能依靠城市生存发展,才能服务好城市建设,才能提升城市电网可靠度。
3设计价值回归
长期以来,由于投资体制的原因,业主对优化设计和优化投资的动力不足,或者向相反方向引导,这造成工程设计及投资方案没有最优、只有更高的积习。设计人员的专业技术能力、优化设计价值得不到认可,用设计为业主创造价值的基本职业价值观念被扭曲、异化,甚至有时被讽刺。职业被体制化、工具化的现象偶有发生,设计创造价值的主动性被抹杀,甚至会产生一种设计投资规模大一点、奖金更高一点的念头。这造成了一种不良生态环境,长此以往,使设计人员对技术优化的研究探索下降,使设计人员通过知识和专业素养体现个人社会价值理想落空,使设计人员错误的将设计理解为一个简单、重复性的机械化工作。城市地下输变电工程土建投资占比大,而土建投资对设计依存度大,土建结构设计人员在整个工程方案设计及运营中起决定性作用,工程设计的优化意义巨大;地下工程理论由于技术上不成熟和岩土的不确定性,设计还停留在半理论半经验阶段,要求设计人员采用信息法动态设计工程,对设计人员的理论和经验要求都很高;同时,由于地下工程具有技术难度大、不确定因素多、安全风险大、涉及领域广等特点,这都需要设计人员不断学习、研究。随着电力体制改革,国退民进措施的推进,全面市场化竞争加剧,设计单位的价值必将回归原点,设计必须为业主创造价值。设计人员的职业理想、个人价值、单位价值和社会价值应有机统一,才能激发其创造力和激情。而这也要求我们必须合理科学地制订出符合发展趋势的评价机制,营造出积极向上的进取氛围,将工程技术人才的激情、理想、人生价值观有机融合,工程技术上形成良性的“比、学、赶、超”生态,员工关系上形成美好的“传、帮、带”气候。而不是个个看产值、抢工程,不看做得优不优,只看做得粗不粗。
4优化服务
目前,我们业主主要是专业化的国有电力企业,其基建管理人员更换频繁,导致基建管理人的专业化水平不高,专业配置更是参差不齐,而熟悉土建、城市建设和地下工程的管理人员更是凤毛麟角。设计企业作为公司系统内,配置最全、人员最多、技术最雄厚的建设参与单位,在城市电网地下工程建设中,不但要出合格品,还要出精品;要形成理念,更应引导、引领山地城市电网建设,真正发挥科技带头作用,真正体现设计咨询公司的价值,发挥电力公司城市电网建设的智囊机构的作用。由于业主对城市地下工程的熟悉度不够,作为设计单位有责任、有义务向业主提供科学的、独立的和公正合理的建议和主张,为公司的决策提供有力依据,发挥设计企业的技术支撑作用。我们还应做好城市输变电工程中先进管理理念的宣传、教育和推广作用。
5结论
通过分析当前电力设计企业面临的机遇与挑战,本文提出培养城市电网建设的大土木观、培养建设城市理念、设计价值回归和优化服务形式等策略,为创建和发展特色电力设计企业,并使之屹立于电力改革的浪潮之中。
作者:陈焰 廖綦楠 王新宽 郭恒 单位:重庆电力设计院
参考文献:
[1]卢晖.金融危机对我国电力行业消费市场的影响及发展趋势[J].金融经济,2009(18):49-50.
[2]王留萍.大城市地下变电站设计中的若干问题研究[D].上海:上海交通大学,2011:1-56.
中图分类号:TU201.4 文献标识码:A
1 土木工程的信息化建设
土木工程的信息化是指用计算机、网络、自动化控制等现代化信息技术来改变传统的施工手段,对施工方式进行改造,促进土木工程施工技术的不断完善,使其更加的科学、合理,并且同时实现低成本、高质量的目标。土木工程的信息化是土木工程的市场发展的必经阶段,是能够融入现代的发展的技术,必然会受到人们的欢迎而得到广泛的使用。
2 土木工程信息模型(CIM)
2.1 CIM特点
CIM是指把相互协调的信息模型运用到一个项目、或者施工的过程之中。这和传统的CAD模型是不一样的,它包括对建设的场地、基础设施的开发和相关的数据模型的创建。在这个创建过程之中,模型是数据的文档,既包括了基础的几何实体,也对整个设计的最终结果进行了定义。基于CIM的设计,是参数化的三维设计,对于模型的创建信息之间的参数是相互联系的,而这些信息既能够在二维的设计平面之中使用,也能够在三维的模型之中使用,而且在设计的时候可以根据实际的情况对数据进行更新,以求达到最好的设计效果。通过基于CIM的设计方式,能够创建出适合的土木工程的设计模型,这些模型之中包括重要的几何数据、相关的信息。模型的创建对于以后的土木工程的施工是很重要的,是土木工程施工的基础,只有做好了模型,才能够按照模型高质量的完成施工。
2.2 运用CIM的优势
虽然土木工程和建筑是不同的专业,在需要完成的任务以及工作的方式之上都有很大的区别,可是在CIM以及BIM(建筑信息模型)上还是有很多地方具有相似之处的。例如,在对于中心化的模型的思想上是相似的,而土木工程与建筑的软件对于CIM和BIM的原理使用也是一样的,都是需要在有一部分有改动的情况下整个模型都需要改变。除此之外,CIM以及BIM是能够互相进行交流的,在设计的时候,无论土木的设计和建筑的设计是否在同一个公司,都能够通过这种交流沟通进行协同的设计,这样的设计方式在大大的节约了时间的同时还提高了施工的质量。因此,使用CIM技术来对土木工程进行设计,不但能够使得项目之间的交流沟通更加的容易,而且在对于规划、设计、和施工等方面的管理过程之中,都能够更好地发挥团队的优势,加强合作弥补不足,这是传统的土木设计之中所不能实现的。
3 基于CIM的信息化土木工程设计
土木工程最常用的设计软件就是Civil.D,它能够完成勘察、土地规划、路线设计等各种任务,为土木工程的设计提供了很好的平台。基于CIM信息化的设计,主要就是要在这个平台上进行的,下面就对该工具的使用进行介绍。
3.1 场地表面数据
而场地表面的数据是放坡的设计的基础,也是其设计的计算依据。这些数据是由描述场地表面的Civil.D点构成的,每个点都是由点的顺序号以及这点所处于的三维空间的坐标信息组成的。在Civil.D中选择工具创建曲面,然后把这些点的信息加到这些曲面之上,在导场地表面模型数据文件的等高线就可以了。
3.2 放坡的设置
放坡之前,用户需要设置相应的放坡规则,以及放坡的相关参数、样式。要根据实际的情况,即目标的不同而设置不同的参数以及样式,放坡的样式能够对放坡的各个部件进行控制。在创建放坡的时候,还要对放坡的要素线进行创建。创建要素线通常是转换现有的对象来创建的。
在创建放坡的时候,一般是利用主菜单中的“放坡布局工具”来设置的。在这里,设置好放坡组,并且创建好放坡图层,载入之前设置好的放坡规则集、放坡样式、以及目标曲面等来实现放坡。做完这些,还可以使用“放坡编辑器”对已经设置好的放坡规则进行编辑,放坡的参数如果变化了,放坡也要随着变化。
在基于CIM的土木工程的设计中,创建出的CIM模型不仅在专业上具有极高的精度,而且能够灵活的对曲面进行编辑,使工程设计人员的设计更加的容易。而且,还能够保证通过这种方式设计的模型更加的专业、精准,而根据这个模型而进行的土木开挖工程也会更加的科学、合理、精准,对于土木工程的设计的改善有着重大的意义。
4 结语
对土木工程进行信息化的设计,能够使工程设计的数据进行参数化,而保证工程的合理化实施的条件之一,就是参数化的工程设计数据。基于CIM的信息化土木工程的设计就能够实现这些功能,从而保证土木工程的高质量实施。该篇文章就是在总结了信息化土木工程设计的重要意义的基础之上,首先分析了什么是CIM技术,以及CIM信息化设计的优势,然后对土木工程的设计平台Civil.D的使用进行了介绍,希望通过这些内容能够让对于土木工程的信息化设计引起大家的注意,从而得到更广泛的使用,以保证土木工程的高质量完成,使人们拥有更好的生活。
参考文献
[1] 宣云干,李巧生,徐永红,唐进.基于CIM的信息化土木工程设计应用研究[J].江苏建筑,2007,06:63-64.
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).
前言
目前土木工程已经成为了建筑设计和施工建设的重要组成部分,它是建立在工程实践的基础上,其主要原因是,土木工程与其它工程相比较之下具有相对复杂性,在分析的过程中,很难兼顾和考虑现场的多方面因素。再者就是只能够在实践中才能够发现真实存在的问题,进而寻求解决的策略,进而推进土建工程设计技术和理论的发展。
一、土木工程设计中结构的设计及其施工策略
(1)设计钢筋混凝土结构的方法及其原理 在土木工程如桥梁、水利以及建筑施工过程中,钢筋混凝土是不可或缺的组成部分,因此,在进行设计的过程中,必须充分的考虑该结构系统的以下因素:如斜截面承载力、工程耐久性、正截面承载力、控制裂缝、扭曲截面承载力,保证混凝土结构的预应力及其构建的抗震性以及延性,促进混凝土性能的纤维性和性能增强。根据工程设计的不同,在混凝土的外观结构与内部结构上也会表现出明显的差异性,并且工程的最终质量也会受到钢筋形状、大小以及数量多少的影响。在大量实践经验总结的基础上,混凝土的结构设计在钢筋数量搭配上都具有相应的模式。在当下土木工程结构设计中,所要要考虑的主要因素就是大跨度和高层的钢筋混凝土结构。这就就意味着钢筋混凝土面临着更加严峻的挑战。在现阶段和后期发展过程中,钢筋混凝土结构的承载力、动力特征及其稳定性是我们必须关注和加强的问题。
(2)钢结构在土木工程建设中的重点 一是钢结构的连接和材料的选择,一般情况下,管材、型材、金属制品以及板材是当下钢材的主要类型,而普通的低合金钢、碳素钢以及较为优质的优质碳素结构钢是当下建筑钢材的主要选择,其中强度硬度高,塑性差是碳钢的主要特征。并且“十”字形截面、宽翼缘“工”字形截面以及箱形截面为钢结构中柱子截面的主要形态。而“H”型钢梁和焊接则是梁的主要形成方法,对于特殊要求的梁,也可以使其与截面相符合,同时在进行安装之前,必须对梁进行焊接性实验,进而得出最佳的焊接参数以及材料。可以选用高强螺栓或者是焊接连接的方法来进行梁与柱、梁与梁的连接,并且值得注意的是连接孔位置的准确以及精确度,保证高强螺栓插入的稳定性。目前针对连接孔的制备方法主要包括了以下两种,一是采用模板制孔法,该方法的制孔精确度相对较低;二是数字钻孔,相对之下,精确度较高。由此可见,在进行施工操作的过程中,应尽可能地选择后者。在施工现场不粗对螺栓参数再次进行检验,在进行安装的过程中,应该杜绝强行打入和强行拧入现象的发生,并且严格遵照相关的步骤进行,进初拧、复拧以及终拧。
(3)机械安装地点的选择及其堆放钢构件 一般情况下,结构的占地面积与安装的实际面积占地比例为1:1.5,在进行安装的时候,也必须按照相关的标准和要求严格的执行,必须选用装卸机进行钢构件从中转堆至施工现场的配送,并将其在安装机械回转半径内进行放置,当构建在运输过程中发生了形变等想象,在施工前必须进行校正处理。选用塔式起重机进行钢构件的安装,并且保证起重能力以及臂杆长度的充足,使各种不同的构建均能够进行起吊。再者就是保证起吊速度的档次充足以及钢丝绳容量起吊高度。当存在多机起重操作的情况下,必须注意臂杆之间以及塔式起重机之间的距离,确保施工的安全,防止碰撞事件的发生。
二、土木工程的地基加固技术
该技术是土木工程施工过程中的重点也是难点问题,所涉及的方法具有多样性,主要包括了挤压法、换填加固法、加筋法、胶结法及其排水加固法。在进行方法的选用过程中,必须充分的考虑施工的实际情况、地段等因素,其中置换以及换土垫层法是当下地基加固中最常用的手段。当建筑物的上层荷载过大,而下层的基础持力层相对软弱的情况下,一般选用的加固方法是换土回填法。也就是将基础持力层下方一定宽度范围内的软土层挖出,并使其有一定的深度,紧接着将石、灰土以及砂等强度相对较大的物料进行充填,并将其夯密实。而针对于沼泽地带以及湿润地带的的加固方法则多为排水加固法,但是真空预压法以及提案载预压法则是当下的实际加固方法。针对于高层建筑,为了有效的保证其稳定性,常用的加固方法为加筋法。
三、土木工程结构加固所针对的问题
基于框架截面的设计、建筑结构的设计均受到地形以及抗震等级等多方面因素的影响,在进行勘察的过程中,对于方针等级的查找主要可以以建筑的抗震规范、建筑的高度以及防裂程度作为参考性依据。基于抗震等级的差异性,在抗震计算以及具体措施的采取上也具有岷县的差异性,必须以实际情况作为依据,结合一切情况进行土木工程的抗震设计。在进行工程测量以及管理的过程中,必须加强施工记录和标记,并严格按照相关的测定标准来执行,借此来有效的保证施工的质量以及施工设计方案的具体实现,并且将测量贯穿于整个施工过程中,加强测量工作的精确度及其操作步骤的规范性,确保土建工程的最终施工质量,避免错误操作和返工现象的发生。
结语
目前土建工程的地基加固和结构加固已经成为了设计过程中的重点,其主要是因为它与建筑的使用安全等息息相关,目前随着科学技术的发展,大量的新型材料以及技术不断的引进土木工程的施工建设中,并且成为建筑组成不可或缺的元素,由此可见,保证建筑各个构建的完整性和稳定性,是保证建筑质量的关键性因素,在后期的工作中,我们必须加强结构与地基加固技术的应用,促进建筑安全性与质量的提升,推进土木工程和建筑工程的快速稳定发展。
参考文献:
中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)04-0120-01
土木工程的结构设计中首先要考虑的就是土木工程的安全问题,在结构设计阶段,既要考虑土木工程的耐久性和经济实用性,更要考虑建筑的安全性。土木工程结构设计的质量问题直接关系到工程成本,如果因设计者在结构设计中出现了失误,或工程监管不力,一旦出现楼盘倒塌、桥梁塌陷等安全事故后,便会给施工单位造成很大经济损失。对于工程事故的发生,国家有关单位也随之确立了有关规章体制,强化了对工程优劣程度的经管,设计单位结构设计人员也要提高设计方案和实际情况的吻合度,以减少事故发生。
一、土木工程结构设计概述
土木工程建筑结构设计包括上部结构设计和基础设计。基础设计是根据工程地质勘察报告、上部结构类型及上部结构传来的荷载效应和当地的施工技术水平及材料供应情况确定基础的形式,材料强度等级,一般有浅基础(独立基础、条形基础等)和深基础(桩基);基础底面积的确定及地基承载力验算;基础内力计算及配筋计算;考虑必要的构造措施。
上部结构设计主要分为框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构、砌体结构。上部结构设计主要内容及步骤:根据建筑设计来确定结构体系、确定结构主要材料;结构平面布置;初步选用材料类型、强度等级等,根据经验初步确定构件的截面尺寸;结构荷载计算及各种荷载作用下结构的内力分析;荷载效应组合;构件的截面设计。此外还包括某些必要构造措施,需要依据结构专业相关规范、图集等。
土木工程结构设计是工程的前期准备,前期设计工作质量不高,将会导致后期的施工过程不能顺利进行,严重的会引起施工中的不安全事故的发生,威胁到了施工人员的生命安全,并增加了建筑成本,影响到整个建筑的质量水平。土木工程结构设计也关系到国家基础事业的发展与人们的生命安全,土木建筑工程是国家的基础事业,关系到国家的整体发展情况,只有做好土木工程结构设计,才能保证整个工程达到国家建筑业的标准。现代社会,建筑行业蒸蒸日上的发展对于建筑的质量与安全的要求越来越严格,因此,要保证土木工程的质量与安全,必须要重视土木工程结构设计。
二、土木工程结构设计中的常见问题
1.结构设计牢固性不高,难以保证工程质量。土木工程的牢固性不高虽然一般不会在整体上对土木工程造成威胁但是如果遇到地震、火灾或者爆炸事故,这些薄弱环节必将产生致命的影响,将是对结构的延性设计、冗余度设计的极大考验。例如在地基结构设计中,对于地质承载能力等情况没有考虑到位,在外力破坏下工程结构很难安然无恙。在土木工程的结构设计中要充分结合土质承载能力和地质情况,在地基结构设计中如果未充分考虑到地质承载能力,外力的发生就会导致对工程结构的破坏,由此造成工程的安全事故。
2.结构设计常常忽略环境因素,降低土木工程结构的耐久性。土木工程设计关乎整个土木工程建设的使用时间,因此在设计时要综合考虑所有因素,还要考虑土木工程周围环境的影响。要综合温度、湿度、水土酸碱度、化学腐蚀等环境因素,但在实际的设计工作中,环境是经常被忽略的因素,土木工程施工过程中,钢筋和混凝土是基本的材料,由此理应对周围环境做出分析,从而防止环境对材料使用寿命的影响。在结构设计中忽略这层因素,就会降低土木工程的耐用性和安全性,造成安全隐患的发生,降低土木工程建设的效益。
3.土木工程结构设计安全性低,易导致安全事故发生。我国土木工程结构设计安全规范低于国外水平,结构设计安全设置标准偏低,由此导致了工程安全规范方面的漏洞,致使安全设置规范难以发挥对工程设计的约束作用,工程质量相对较低,较易造成安全事故的发生,损害了工程的建设效益,缩短了工程的使用年限。在土木工程结构设计中,结构安全性主要取决于构件承载能力、结构工程耐久能力、结构牢固性等方面,我国土木工程结构设计水准与国外相较存在一定差距,且施工人员在施工过程中,很难以结构设计为依据施工,导致施工质量偏低,致使安全事故频发。
三、土木工程结构设计策略
1.任用综合素质较高、专业性较强的设计人员来对土木工程进行结构设计。设计工作人员是作为土木工程的设计者和创造者,必须明确工程结构设计的复杂性和高精确性,应具备严谨的工作思路,依据理论和经验相结合,进行完美的安全设计。要不断加强设计人员的理论和经验学习,使其不断掌握先进的设计理念、拥有丰富的设计经验致力于结构设计的完善过程中。除此之外,要增强设计人员责任感和执业使命感,使其能够认真的对待设计工作,保证设计的质量,充分为土木工程建设效果的发挥而奋斗。作为一名土木结构设计师,不但要认真的学习设计的规章制度,也要按照相关的规定进行合理的结构设计,以此来促进建设结构设计向着规范化的方向发展,避免在土木过程中发生一些安全问题。
2.结合土木环境现状,综合设计最优方案。土木工程设计要结合地方环境,设计人员需要考虑多种因素,其中包括施工条件、水位、地质情况、温度等。在土木工程结构设计的过程中,要对图纸进行精细化处理,对于设计的每个细节要进行详细的说明,从而方便工程施工人员理解。在土木工程的结构设计过程中,还要考虑设计的经济性,要摒弃一味采用标准图的做法,标准图能够加快设计的进度,但是由于未经过计算,为了保证设计的安全就会采取高标准的系列,由此就会增加成本,造成不经济性的问题。所以,在设计过程中,设计人员既要考虑图纸的精细化,又要考虑设计成本的问题,从而综合设计最优方案。
3.强制执行行业标准,规范设计标准。由于我国土木工程质量频发,土木工程的安全性受到高度的重视。我国政府已经颁布了相关的法律法规,主要目的在于确保结构设计变得更加规范。因此,设计人员必须意识到工程质量的重要性,根据国家相关规定,对结构进行设计,确保建筑的安全性与稳固性。施工单位施工时,若发现设计图纸上存在不足之处,要及时予以更正,若无法判断其是否合理,可让开发商进行判断,并协商解决方法。施工单位必须要重视建筑安全问题,如果开发商或施工单位了解到图纸设计中存在不合理情况却没有做出修正,双方均要受到法律制裁。
四、结语
随着社会的发展,人们生活质量的提高,各类建筑拔地而起,推动了我国建筑业的蓬勃发展。在土木工程的建设过程中,要充分保证工程的安全性和耐用性,从而保证工程的质量和工程的使用寿命,满足人们对土木工程的使用要求,使其更好地为我国国民经济的发展贡献力量。
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。
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).
土木工程是建筑的重要组成部分,也是其中非常关键的分析,在建筑中涉及面较广,对于建筑的整体规划也较为重要,因此应该充分重视建筑中土木工程结构的设计和施工策略,提升建筑整体质量。土木工程在施工中对质量的控制涉及面较广,进行现场测试面临的困难较大,而通过土木工程结构的设计与施工策略的实施,可提升建筑的整体质量,为建筑行业的全面管理提供必要的支持。
1 土木工程结构设计与施工策略概述
1.主要组成部分。土木工程结构设计与施工策略主要的组成部分是钢筋混凝土,在建筑中占据的位置非常关键,并且稳定性和耐久性较高,建筑中的承重能力也较好,因此在建筑中使用的范围较为广泛,对于建筑的整体质量产生较大的影响,但是在进行实际施工中因为钢筋混凝土结构的质量控制难度较大,设计的过程中需要对实际情况进行钢筋混凝土的选择,针对钢筋混凝土质量进对技术进行控制,从而更好的实现整体结构的完整性,对结构进行更加全面的控制。
2.施工策略。在进行土木工程施工的过程中,钢结构是其中的重点,首先需要选择钢材、板材等结构进行全面的规划,使用质量较高的金属制品,保证整体的硬度达到规范的要求,从而进一步提升建筑工作的质量。在进行施工过程中需要对焊接等工艺进行全面的监督和管理,并将相应的规格进行合理的控制,使用精确度较高的参数对技术进行控制,防止中间出现较大的问题,从而更好的控制土木工程施工的整体质量,保证建筑整体质量的提升。同时,在进行准确程度设计的过程中,首先对钢材的各项参数进行全面的检验,进一步提升安装的科学性,从而促进工程全面顺利的进行。同时需要合理的对钢构件的堆放进行控制,选择合适的堆放点,按照相应的流程将钢构件放置在合理的位置上,对现场不合理的放置位置进行科学的纠正,重视对施工设备的控制,保证施工中各项施工技术和现场的相互协调,保证施工的安全性,对施工过程进行更加全面的控制。最后需要采用一定的方法对工程建筑进行加固,使用换填法和排水法对技术进行全面的控制,将土木工程中的相关自然土进行置换,采用较为稳定的加筋法,保证土质不会出现移动,将地基进行全面的控制,从而增加整体建筑的质量,保证土木工程建设的科学性。
2 我国土木工程机构设计和施工策略存在问题
1.建筑的可靠性较低。我国在进行土木工建设的过程中,因为技术存在问题,相应的技术发展出现不完善的情况,这些因素表现在土木工程建设中就会造成设计构造存在一定的问题,造成整体的设计可靠性较低,设计人员在实际施工中没有按照整体的规定进行操作,造成整个设计中施工措施不规范,设计的内容起到的作用不强,造成土木工程施工中设计方案不健全,真正实施中存在较多的问题。
2.设计安全性存在问题。土木工程设计本身就需要保证设计和施工的质量,但是在实际施工过程中工作人员对土木工程结构设计和施工策略规划的过程中,并没有将关注的焦点放在安全性方面,对安全性是较为忽视的,没有按照科学的规定进行安全措施的制定,造成施工中安全性较低的情况,使得整体设计和施工中经常出现一些安全事故和安全问题,对整体施工造成不利影响,造成严重的质量问题。
3.实际操作存在不规范情况。在进行实际工作中,建筑行业得到较大的发展,因此国家相关部门对建筑工程进行全面的控制,但是在实际施工中还是存在一些不规范的操作行为,设计人员在进行技术管理过程中不规范的操作,造成整个工程在管理中存在较大的问题,对整体施工影响较大。
3 提升土木工程技术应用相关措施
1.合理控制施工结构。在进行施工过程中首先需要关注钢筋混凝土施工结构,对于钢筋施工结构进行合理的控制,保证结构的合理性,并对结构所要承担的负荷能力进行关注,在施工中对施工技术进行全面的控制,将结构进行反复管理,从而实现整体结构的规范性,保证施工质量的提升。
2.提升设计规范性。在进行设计中需要对整体的设计方案进行科学化的管理,设计和实施策略需要进行反复讨论,提升设计施工规范性。其次需要对施工人员进行更加专业的技能培训,提升设计人员的专业素养,可以熟练的使用先进的技术设备,加强员工的职业道德和技能培训,这样也可以提升施工和设计质量。
3.提升对材料的监督力度。在进行管理的过程中需要进一步增加建筑施工的材料控制,对需要使用的材料进行全面的控制,定期的对材料使用情况进行检查,了解材料的进货渠道等各个方面的来源,对于不符合要求的材料及时进行管理,从而进一步提升建筑施工整体质量。
4 结束语
土木工程的设计与施工策略的制定需要符合技术的需要,并在管理中采用更加科学的管理方法,对新技术、新材料进行应用,保证建筑的质量,还需要不断的进行发展创新,真正了解和掌握土木工程施工技术的具体应用,这样也才能够更好的促进我国土木工程建设的发展,对我国建筑行业的健康发展也将会起到重要的推动作用。
参考文献
[1]官志平.土木工程结构的设计与施工策略在土木工程技g上的应用[J].信息化建设,2016,01:397-398.
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。
1土木工程的基本概念
土木工程的含义十分广泛,其所包含的内容比较多,一切与水、土等有关的基础设施建设都能归纳于土木工程中。例如:道路建设、水利工程建设等。土木工程随着时代的发展,其逐渐形成一种独立的学科,具有综合性,既包含了工程地质勘察和工程力学等知识,又包含了建筑材料和建筑经济等内容,结构较为复杂。土木工程是我国现阶段重点发展的产业之一,其是社会生产和生活中必不可少的项目,能够满足人们的物质需求,为人们提供更为舒适的生活环境,具有重要的意义。我们可以将土木工程分为两个部分的内容,一部分是表示的是施工技术,这一部分涵盖了施工过程中的各个环节,从工程勘察到竣工收尾阶段:另一部分则是指土木工程具有不同的工程对象,例如市政工程、桥梁工程等。
2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
2. 1加强对土木工程结构设计人员和施工技术人员的培训
随着时代的发展、社会的进步,我国土木工程在发展过程中需要不断地对施工技术进行创新,以为土木工程建设带来更多的新鲜空气,促进土木工程建设质量的提高。在土木工程发展过程中仍然还存在着一定的问题,有待进一步改善和解决。为此必须创新土木工程的结构设计理念,以解决结构设计和施工技术之间存在的问题,能够统筹管理二者之间的关系。要加强对土木工程结构设计人员和施工技术人员的培训,以全面提高土木工程建设队伍的素质。土木工程所涉及的部门比较多,每个部门的工作人员都有其职责,建设质量的好坏也受工作人员的影响,因而不仅要对土木工程建设中的施工管理人员进行培训,还要为结构设计人员和项目评估人员提供培训机会,以使其提高自身的业务水平,从而更好地投入到土木工程中。在土木工程建设中,设计人员和技术人员要避免将过多的主观因素带入施工过程中,以免施工出现问题和误差,影响了土木工程施工的质量。
就目前而言,我国土木工程结构设计和施工技术研究取得了一定的突破,而且也拥有工作经验丰富的设计人员和技术人员,但是土木工程结构设计还不够全面,未能在设计的时候考虑到施工中所存在的问题。这是由于土木工程的相关人员在理念上还较为落后,无法满足新时期下的土木工程设计要求,所采用的施工技术也不具备时代性,为此必须加强对土木工程专业人才的培养,以为社会提供更多具有创新能力的高素质人才。
2. 2土木工程建筑中的深基坑支护设计和施工技术
现阶段的土木工程建筑结构设计图中,并不包含深基坑支护设计方案。土木工程的设计单位通常都是以建筑总平面图为依据,考虑到其建筑物的分布状况,再与基坑侧壁的土壤质量和高度相结合,以提出有效的建议,然后交由施工单位自行设计。随着计算机技术的应用,使得我国土木工程建筑中的深基坑支护设计更为科学,但却未在整个土木工程建设行业中普及,仍然存在着一定的技术风险。为此,土木工程建设中的设计人员必须更换观念,重视计算机技术的应用,从而在深基坑支护设计中采用科学的施工技术,确保支护工作的质量。
2. 3采用钻孔灌注桩基础来进行高层建筑的建设
在过去,并未在土木工程结构设计的过程中,标注高层建筑钻孔灌注桩基础所需要的施工技术,而是将这一选择权予以施工单位,不利于协调结构设计和施工技术之间的关系。设计人员可将所需要的施工技术和设备在设计中表明,以防止施工单位为节省工程造价而选择不合适的施工技术,影响了工程质量。将工程结构设计与施工技术相结合,可确保在实际施工过程中,所采用的施工工艺符合标准,防止设计图中的要求与施工技术不相符而影响了桩基的质量,从而加快施工进程。
3结语
在土木工程建设中,如何使土木工程的结构设计和施工技术有效配合是其重要的研究课题,受到业界人士的广泛关注。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准:要加强对设计人员和技术人员的培训,以提高设计人员和技术人员的业务水平,培养其良好的职业素养,从而使其能够友好相处、协调合作,为土木工程建设质量提供重要的保障。
参考文献: