土木工程抗震設(shè)計范文
時間:2023-07-07 17:33:02
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篇1
【關(guān)鍵詞】新時期;土木工程;抗震設(shè)計;策略探索
【Abstract】With economic development, progress, people's living standards and quality of science and technology have been greatly improved. Seismic performance of engineering structures is an important part of the project structure performance gradually by the people concerned. Optimization of seismic design of structures, seismic design to solve the existing problems, the need to learn structure, support seismology other aspects of knowledge and technology, but also need to learn from experience and advanced technologies. Civil engineering structures important to consider the design of the seismic issues. In this paper, based on the actual situation of civil engineering construction, engineering factors affecting the seismic performance analysis and discussion, civil engineering and structural design of earthquake-resistant design make recommendations, provide a reference for future seismic design of civil engineering structures.
【Key words】New Era;Civil engineering;Seismic design;Strategies
在進(jìn)行土木工程的建設(shè)的過程中,為了更好的避免豆腐渣工程,需要在進(jìn)行土木工程的建設(shè)過程中對其所設(shè)計的建筑物加入一定的抗震性能。并且需要根據(jù)所設(shè)計的建筑物自身的狀態(tài)和功能來進(jìn)行針對其自身結(jié)構(gòu)的抗震的概念設(shè)計,這種抗震設(shè)計其主要的目的就是為了更好的控制建筑物在發(fā)生地震時的狀態(tài),讓建筑物在發(fā)生地震的時候可以盡可能的減少出現(xiàn)倒塌和損壞的狀態(tài)。對土木工程建設(shè)的建筑物進(jìn)行抗震處理,不僅僅是為了減少在出現(xiàn)地震時所出現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)損失,同時也是為了減少在出現(xiàn)地震時的人員傷亡。
1. 影響土木工程中的結(jié)構(gòu)抗震的幾個因素
1.1土木工程建設(shè)的場所。 在地震發(fā)生的時候,不同的場所遭受到的地震的程度也是不同的,所以在進(jìn)行土木工程的過程中選擇其工程建設(shè)的場所就顯得尤為重要,并且這也是直接影響這一工程建設(shè)在抗震效果上的因素。一個好的、寬廣的場所不僅僅能夠有效的減小震感,同時還能夠方便施工單位更好的去修建地基。對于任何一個土木工程來說地基都是最為重要的一種,只有地基建造的特別好才能在基本上保證一個工程的抗震程度,因為一旦發(fā)生地震,地基是第一個受到地震波侵襲的場所,如果這一環(huán)節(jié)沒有認(rèn)真的修建那么就會導(dǎo)致整個建筑在發(fā)生地震的時候沒有辦法做到抗震的效果。所以在進(jìn)行施工場場所的選擇的時候盡可能的去選擇地址堅硬的場地或者地址密實且均勻的中硬土地,盡可能的去避免滑坡、傾斜等場所。
1.2土木工程中所選擇的材料以及其設(shè)計的機(jī)構(gòu)體系。 在進(jìn)行土木工程的材料選擇的時候需要選擇硬度相對于較強(qiáng)的,不易發(fā)生彎曲的,這樣可以有效的避免地震來臨的時候建筑坍塌和變形。而目前來看我國在進(jìn)行土木工程的過程中,多數(shù)情況下所選擇的材料多為鋼筋混凝土,而這一材料本身容易變形、彎曲以及發(fā)生側(cè)移,所以在進(jìn)行工程抗震材料選擇的時候盡可能的避開這一材料,從而選擇鋼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土等不易發(fā)生變形的材料。
1.3土工工程的結(jié)構(gòu)高度。 無論是哪種形態(tài)的建筑,其高度都是整個建筑中十分重要的一個環(huán)節(jié),很多時候不能夠為了追求建筑設(shè)施的獨(dú)特性而無止境的升高建筑,在地震來臨的時候高度越小的建筑其受到的破壞也相對于小,過高的建筑在發(fā)生地震的時候容易出現(xiàn)變形等多種問題,所以在進(jìn)行抗震設(shè)計的時候需要確定建筑應(yīng)該需要的高度,避免建筑過高。
1.4土木工程中的結(jié)構(gòu)自身的抗震程度。 目前來看我國對于土木工程的在建筑結(jié)構(gòu)上的抗震程度要求不是很高,其主要的要求就是:小震不壞、中震可修、大震不倒,所以在進(jìn)行工程的設(shè)計中必須要做好以上幾點(diǎn)。
2. 有關(guān)土木工程的抗震方式的相關(guān)措施
2.1重視工程場地的選擇。 在進(jìn)行土木工程的結(jié)構(gòu)場地選擇的時候,首先要對整個工程的場地進(jìn)行考核,確定好施工場地的狀態(tài),并且需要施工單位對于施工當(dāng)?shù)氐臍夂蛞约暗匦?、地質(zhì)條件都進(jìn)行考察,盡可能的避開斷層、滑坡、凹陷等不良的地段,如果沒有辦法避開這些地段,則需要在這些地段上施加一定的安全防護(hù)措施,以免出現(xiàn)意外。
2.2合理的選用工程的材料。 選擇合理的施工材料是整個工程在建造的過程中十分重要的一個環(huán)節(jié),在進(jìn)行土木工程的建造之前,就需要施工單位把所需要的材料的抗震系數(shù)都確定好,并且對材料的抗震系數(shù)進(jìn)行分析和總結(jié),確保所選擇的材料的抗震性良好。同時也需要考慮到整個建筑,不能出現(xiàn)整個建筑全部都依賴一種材料這種問題,以防出現(xiàn)一個材料出現(xiàn)問題,整個工程都需要重新開始這種問題,要求工程中的每一種材料都有其各自的位置,但是不能出現(xiàn)過分依賴某一種材料這種事情。
2.3合理的設(shè)計以及選擇適當(dāng)?shù)牟牧稀?在進(jìn)行土木工程的建設(shè)的時候,要保證整個工程的設(shè)計結(jié)構(gòu)十分勻稱,同時要保證整個工程的穩(wěn)定性以及安全性,需要提高的不是一個工程中的某一部分的抗震效果好,而是要整個工程的抗震效果都好,而對于材料的選擇上則需要材料的硬度相對于強(qiáng),不易于變形。
2.4設(shè)置多道抗震措施。 設(shè)置多道抗震防線是整個工程中必不可少的一項,其設(shè)計的原理就是:在發(fā)生地震的時候,首先需要在構(gòu)件中延性較好的材料發(fā)揮其抗震的作用,并且需要其他的構(gòu)件同樣也發(fā)揮一定的作用,但是在實際中只有突破第一防線建筑物中的其他材料才會受到影響。
3. 結(jié)束語
(1)雖然我國在建筑結(jié)構(gòu)抗震研究中已經(jīng)取得了很大進(jìn)步,但是仍存在許多需要解決的問題,要想優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計,取得進(jìn)一步發(fā)展,不僅需要建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)的不斷發(fā)展,嚴(yán)格按照建筑規(guī)范設(shè)計,滿足抗震要求,保證設(shè)計的科學(xué)性、合理性,提升建筑的抗震性能,設(shè)計安全性高、穩(wěn)定性強(qiáng),能夠滿足抗震要求的建筑物,還需要相關(guān)準(zhǔn)則的不斷優(yōu)化,適應(yīng)新形勢新標(biāo)準(zhǔn)的要求,提升我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的高水平。
(2)在進(jìn)行土木工程的設(shè)計過程中,其自身的抗震性能是設(shè)計中一個十分重要的一點(diǎn),所以在進(jìn)行土木工程的抗震設(shè)計的時候,需要綜合各方面的因素來進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計,并且有效的去提高整個工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以采取以上所述的相關(guān)要點(diǎn)來進(jìn)行歸納和總結(jié),在根據(jù)自身的工程特點(diǎn)最后制定出一個獨(dú)特的符合自身需要的一個抗震方式,同時在選擇設(shè)計人員的時候盡可能的去選擇專業(yè)素養(yǎng)較高的從業(yè)人員,并且以此來有效的提高土木工程中的相關(guān)抗震的性能,這也可以有效的保證當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時我國的人員傷亡以及財產(chǎn)傷亡都能減少。
參考文獻(xiàn)
[1]陳道明.探討土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震[J].中國建筑科技,2015(11).
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關(guān)鍵詞:土木工程;結(jié)構(gòu);抗震
中圖分類號:TU352文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:2095-9052(2016)0002-000496-01
一、土木工程中影響抗震的因素分析
1.傳統(tǒng)的抗震方式
首先,傳統(tǒng)的抗震理念是從長期積累的工程經(jīng)驗中總結(jié)出來的,不具備精確地可測量性和科學(xué)性,如此一來,得到的結(jié)果就帶有一定的局限性,是根據(jù)主觀意識和部分客觀意識得到的,所以需要不斷地進(jìn)行實驗考核。另外,即使通過理性分析得到結(jié)果,也只是定性而不是定量分析??拐鸾ㄖ脑O(shè)計被強(qiáng)加以法定意義上的不可逾越性,給土木工程設(shè)計人員造成一定的工作局限性。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本點(diǎn)
在建筑設(shè)計的過程中,要想使材料靈活運(yùn)用,就需要結(jié)構(gòu)上的形狀簡練,簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以更加清晰的對建筑物的每個部件進(jìn)行分析,提升數(shù)據(jù)的精確性。其次是豎向結(jié)構(gòu)的設(shè)計,如何更加均勻是要著重注意的,保證建筑物不會因為遭受猛然的外力襲擊而發(fā)生改變。再就是整體設(shè)計的合理性,建筑物的根基最為重要,若底部的承重能力差,那么各部件的牢固性將減弱,使得重心偏離根基點(diǎn)。
二、如何加強(qiáng)土木結(jié)構(gòu)的抗震能力
1.建設(shè)過程中的場地選擇
建筑設(shè)計之前的必要環(huán)節(jié)就是選擇場地。在進(jìn)行調(diào)查工作時,關(guān)于整塊地域的地形地貌也要加以了解,有些地層曾發(fā)生過斷裂、凹陷的情況,應(yīng)適當(dāng)避開,確保建筑工程中的抗震效果。若部分凹凸不平的地域無法躲避,要進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)防措施,對不良路段加固防護(hù)。
2.建設(shè)材料及建設(shè)結(jié)構(gòu)的選擇
材料的選擇從一定程度上決定整個土木工程設(shè)計的抗震性能。在設(shè)計的初始階段要針對不同的材料進(jìn)行仔細(xì)研究,以及材料的質(zhì)量對整個建筑物的影響。通常意義上說,要致使少量材料的損壞對整個抗震效果并無影響,避免出現(xiàn)依賴單一材料進(jìn)行設(shè)計的情況。除此之外,工程運(yùn)作前的設(shè)計簡圖也是重中之重,圖紙應(yīng)明確地表現(xiàn)材料發(fā)的作用、建筑物的抗震能力和重量承載力。結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中注意整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,采取具體可行的加固方式,提升建筑物的抗震能力。
3.工程設(shè)計的高度選擇
在生活中,不管何種工程的實施都需落實在一定的高度基礎(chǔ)上,工程設(shè)計的高度選擇對于提升建筑的抗震性具有十分重要的意義。據(jù)實際情況調(diào)查得出,地震在發(fā)生的過程中,高度與地震帶來的危害成正比,即高度越高危險性越大,破壞越嚴(yán)重。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中也要考慮建筑物的高度,與合理的設(shè)計相輔相成,提高工程的穩(wěn)定性。
三、抗震概念的普遍規(guī)律
1.里應(yīng)外合
在地震發(fā)生的時候,外部因素的作用力強(qiáng)于內(nèi)部。泥土滑坡、地層斷裂等情況造成建筑物相應(yīng)的損壞,所以在進(jìn)行工程設(shè)計時,判斷所處地域的地層相當(dāng)重要。地震運(yùn)動會使房屋倒塌,建筑物根基晃動,造成人員傷亡。外部作用首先是軟土地域的缺陷。軟土在地震發(fā)生時會擴(kuò)大震源,深陷土底致使工程整體向內(nèi)歪斜。其次是液化的泥土,地震時的液化會導(dǎo)致地面表層的噴水,根基的泥土完全失去作用力,因此我們應(yīng)重視建筑物的選址。內(nèi)部原因主要指合理選擇建筑結(jié)構(gòu),重視建筑物的平面對稱,提高抗震能力,各內(nèi)部構(gòu)造與樓板無縫連接。
2.剛?cè)岵?jì)
每件事都具有兩面性,這一概念同樣在土木工程設(shè)計中適用。在構(gòu)件的使用中,應(yīng)注意剛硬部件與柔軟部件的結(jié)合,構(gòu)成整體的零件不同,每塊零件的剛度優(yōu)劣也不盡相同,在地震發(fā)生時,剛度較弱的地層會首先發(fā)生破壞現(xiàn)象。所以在建筑構(gòu)件的設(shè)計中也應(yīng)注意相互妥協(xié),滿足工程結(jié)構(gòu)的整體統(tǒng)一。
四、抗震設(shè)計中的具體措施
1.提高建筑物承載力
如今,我國的抗震目標(biāo)主要為“小震不壞、大震不倒”,這就需要土木工程的設(shè)計能提高抗震能力,保證整體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)機(jī)制。多道防線在抗震過程中發(fā)揮著重要作用,其原理是:使性能較好的建筑部件首先發(fā)揮抗震作用,盡量減小薄弱構(gòu)件的抗震作用力。
2.重視整體結(jié)構(gòu)選型
上文中提到結(jié)構(gòu)對于抗震性能有重要作用,在此我們根據(jù)系統(tǒng)科學(xué)的方法提高建筑物在地震來臨時的抗倒塌性能。從建筑物的結(jié)構(gòu)整體來說,提升抗震效果并不一定要花費(fèi)大量資金提高承載力儲備,也可以通過設(shè)計合理的部件關(guān)系來鞏固建筑,利用各部件之間的相互作用形成有層次的受力整體。
五、結(jié)語
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【關(guān)鍵詞】土木工程;設(shè)計
中圖分類號:S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性
(1)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是關(guān)系到整個建筑的質(zhì)量與安全的關(guān)鍵,尤其是土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性已經(jīng)成為土木工程考慮的首要因素?,F(xiàn)代社會,建筑行業(yè)蒸蒸日上的發(fā)展對于建筑的質(zhì)量與安全的要求越來越嚴(yán)格,因此,要保證土木工程的質(zhì)量與安全,必須要重視土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性。
(2)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)系到施工單位施工水平的高低。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是工程的前期準(zhǔn)備,也是關(guān)鍵所在,前期設(shè)計工作質(zhì)量不高,將會導(dǎo)致后期的施工過程不能順利進(jìn)行,嚴(yán)重的會引起施工中的不安全事故的發(fā)生,威脅到了施工人員的生命安全,并增加了建筑成本,影響到整個建筑的質(zhì)量水平。
(3)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計也關(guān)系到國家基礎(chǔ)事業(yè)的發(fā)展與人們的生命安全。土木建筑工程是國家的基礎(chǔ)事業(yè),關(guān)系到國家的整體發(fā)展情況,只有做好土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計,才能保證整個工程達(dá)到國家建筑業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。
二、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在問題的解決措施
(1)設(shè)計詳細(xì)的圖紙。土木結(jié)構(gòu)主要是體現(xiàn)在土木圖紙中,同時也是施工時的重要依據(jù)。一旦圖紙出現(xiàn)問題,就會影響到整個土木的施工。所以,設(shè)計土木圖紙的土木結(jié)構(gòu)設(shè)計師一定要認(rèn)真負(fù)責(zé)的按照規(guī)范完成,不能盲目的為了追求速度而將標(biāo)注省略。與此同時,在設(shè)計圖紙的過程中,對于所出現(xiàn)的復(fù)雜之處、細(xì)微之處要進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)注,以免在日后的土木工程施工過程中出現(xiàn)一些較為麻煩的情況。圖紙設(shè)計師在設(shè)計圖紙結(jié)束后,應(yīng)該進(jìn)行認(rèn)真的檢查,認(rèn)真的審核出圖紙中是否存在一些錯誤。如若有,則應(yīng)該及時的進(jìn)行改正,避免一些不必要的損失。
(2)設(shè)計內(nèi)力組合。內(nèi)力組合是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計的關(guān)鍵點(diǎn),要在調(diào)整結(jié)構(gòu)抗震系數(shù)的基礎(chǔ)上加以科學(xué)設(shè)計。在進(jìn)行抗震設(shè)計時,構(gòu)件材料的強(qiáng)度要大于未考慮抗震要求時的材料強(qiáng)度。若是以普通抗震設(shè)計材料強(qiáng)度對抗震系數(shù)加以計算,那么在實際工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中要對系數(shù)加以調(diào)整。經(jīng)過全面的抗震系數(shù)調(diào)整,提高土木工程結(jié)構(gòu)的抗震能力。
(3)嚴(yán)格的遵循設(shè)計規(guī)范。在當(dāng)前土木業(yè)迅速發(fā)展的今天,如若想保證土木行業(yè)能夠健康發(fā)展,則要求土木商必須嚴(yán)格遵守土木行業(yè)方面的法律法規(guī),按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行活動。這就對土木結(jié)構(gòu)設(shè)計師提出了很高的要求,即作為一名土木結(jié)構(gòu)設(shè)計師,不但要認(rèn)真的學(xué)習(xí)設(shè)計的規(guī)章制度,也要按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。以此來促進(jìn)建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計向著規(guī)范化的方向發(fā)展,避免在土木過程中發(fā)生一些安全問題。
三、提高土木工程結(jié)構(gòu)安全性的方法
(1)從管理上保證設(shè)計的安全性。房地產(chǎn)開發(fā)人員在選擇設(shè)計單位時,一定要選擇有保障、實力較強(qiáng)以及管理先進(jìn)的設(shè)計單位。因為這樣的設(shè)計單位一般具備豐富的設(shè)計經(jīng)驗,同時他們也具有先進(jìn)的管理理念,并且設(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)都較高。因此,這樣可以在設(shè)計中更好的提高設(shè)計質(zhì)量,以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。
(2)對相應(yīng)的理論進(jìn)行完善和提高。在設(shè)計中要對相應(yīng)的設(shè)計理論進(jìn)行完善和提高,即要求對一些概念性設(shè)計有比較深入的了解,并在此基礎(chǔ)上保持設(shè)計思路的清晰。所以,現(xiàn)在的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)成為了保證結(jié)構(gòu)安全性的主要設(shè)計思路。
(3)在設(shè)計中做到準(zhǔn)確全面。在設(shè)計中,應(yīng)該使用科學(xué)化和系統(tǒng)化的管理對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計項目進(jìn)行細(xì)分,這樣有助于將設(shè)計的子項目逐一進(jìn)行完善和審核,也可以保證在設(shè)計中不會遺漏任何項目和計算內(nèi)容。然而,許多設(shè)計事故多是由于設(shè)計中某一項目或計算參數(shù)的遺漏造成的。因此,在設(shè)計中對整個過程進(jìn)行細(xì)致而嚴(yán)格的管理、監(jiān)控和審核就很有必要。
(4)注重對設(shè)計文件的說明。設(shè)計文件的說明主要是對施工人員的操作提供指示,設(shè)計者應(yīng)該注重說明的表述要既簡單又準(zhǔn)確,這樣才能使不同素質(zhì)施工人員都能了解設(shè)計的內(nèi)容。尤其在復(fù)雜的設(shè)計中更應(yīng)該注意文件的說明,以保證在施工中結(jié)構(gòu)的安全性和設(shè)計的安全預(yù)期方向一致。
四、設(shè)計人員應(yīng)加強(qiáng)業(yè)務(wù)水平,嚴(yán)格設(shè)計過程的管理
對土木工程的設(shè)計人員的選用,應(yīng)選擇綜合素質(zhì)高的,嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的,設(shè)計經(jīng)驗比較豐富且有責(zé)任感的人員,以保證其土木工程的設(shè)計質(zhì)量。并應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計人員的理論學(xué)習(xí),尤其應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計計算理論和方法的學(xué)習(xí),并熟練掌握,同時不斷更新知識體系,使自己所掌握知識和水平保持在這個領(lǐng)域的前沿水平。對于設(shè)計人員設(shè)計過的數(shù)據(jù),應(yīng)認(rèn)真核對。
在進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)該要堅持安全第一的原則,只有以安全為前提促進(jìn)企業(yè)的全面發(fā)展,才能保證建筑設(shè)計和施工的經(jīng)濟(jì)性。提高設(shè)計人員的專業(yè)知識和能力,并要求遵守安全設(shè)計規(guī)范,同時提高土木工程設(shè)計人員識別質(zhì)量安全的能力,以確保每一個建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)的安全性。以建筑物的安全為基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上節(jié)約成本。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是以保證建筑安全性和經(jīng)濟(jì)性為根本的,只有將二者綜合起來考慮,才能實現(xiàn)安全性和經(jīng)濟(jì)性的和諧統(tǒng)一。
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篇4
在接受本刊采訪時,中國工程院院士謝禮立稱,地震災(zāi)害的本質(zhì)是一種土木工程災(zāi)害,如果震前預(yù)防到位,可以確保在7級地震時杜絕死亡。
目前中國每年以土木工程為主的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模已超過世界上其他國家的總和。這一方面為增強(qiáng)中國土木工程的研究、設(shè)計和施工的總體水平提供了機(jī)遇,同時也提出了諸多要求。
其中最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)是各種自然災(zāi)害和人為災(zāi)害的威脅。土木工程防災(zāi)減災(zāi)已經(jīng)成為保障中國經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的重大需求。
“5·12”地震后,謝禮立曾提出,在中國五千年發(fā)展史中曾遭遇各種災(zāi)害,但危害極大、影響極廣的土木工程災(zāi)害還未被充分認(rèn)識。
從那時起到今天,5年過去了,中國的土木工程防災(zāi)減災(zāi)是否有了真正的成果?
農(nóng)村自建房倒塌嚴(yán)重
根據(jù)目前蘆山地震的情況,清華大學(xué)土木工程系教授、中國工程院院士陳肇元對《瞭望東方周刊》說,此次地震房屋倒塌主要在農(nóng)村,問題出在房屋結(jié)構(gòu)上?!稗r(nóng)村的房屋實際上是有經(jīng)驗的泥瓦匠做的,而不是技術(shù)人員。每次地震都造成大量農(nóng)村房屋倒塌。一定要提高國家管理體系,把管理觸角深入農(nóng)村,把精力放在改善房屋結(jié)構(gòu)上。”
“長期以來,國家規(guī)范中對大梁、樓板、鋼筋、混凝土等的做法都有要求。不過,直到2011年7月開始實施的新規(guī)范,才對房屋整體牢固性提出要求。而且這只是原則性要求,沒有具體細(xì)則。”陳肇元解釋說。
在他看來,如果房屋整體牢固性好,即使少些柱子也沒關(guān)系,地震時至多是房屋出現(xiàn)裂縫?!皬拇蟮姆秶鷣砜矗缃袼械慕Y(jié)構(gòu)規(guī)范都是針對城鎮(zhèn),廣大農(nóng)村到現(xiàn)在都沒有專業(yè)設(shè)計人員指導(dǎo)如何修建房子。”
“5·12”地震后,房屋的抗震能力、尤其是中小學(xué)教室抗震能力引起了國家重視?!爸袊课菘拐鸬燃壪啾绕渌麌移汀姨貏e提出中小學(xué)校舍要進(jìn)行加固,盡管比其他國家要求低,也不至于倒塌。如果有倒塌,問題可能會出在管理、落實上?!标愓卦f。
清華大學(xué)土木工程系教授葉列平也認(rèn)為,減少災(zāi)害措施主要工作要放在震前?!暗卣馂?zāi)害最主要的還是工程災(zāi)害。房子不倒就沒有災(zāi)害。之所以這次房屋倒塌主要集中在村鎮(zhèn),是因為村鎮(zhèn)建筑沒有納入監(jiān)管體系,都是自建房?!彼麑Ρ究浾哒f。
作為一名建筑抗震專家,葉列平曾參與“5·12”地震、玉樹地震的調(diào)研工作。有人認(rèn)為,“空心磚”優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕、強(qiáng)度高、保溫、隔音降噪性能好,缺點(diǎn)是承重能力差、抗震能力差。2011年3月10日云南盈江地震死亡的25人中,11人是在建筑物倒塌時被空心磚砸中。震后重建中,盈江縣禁止以空心磚作為本地區(qū)房屋建筑材料。
葉列平告訴本刊,“空心磚”主要用于填充墻,對房屋整體抗震性能沒有太大影響,至關(guān)重要的還是房屋整體建筑結(jié)構(gòu)。
玉樹震區(qū)一些政府機(jī)構(gòu)和學(xué)校、住宅樓采用磚混結(jié)構(gòu),震中部分破壞甚至倒塌,部分表現(xiàn)較好。大部分民居采用混凝土空心砌塊、土坯、木結(jié)構(gòu)或幾種材料混合使用砌筑而成,致使自建民居大量倒塌。
專家普遍認(rèn)為,“5·12”震區(qū)農(nóng)村自建房倒塌嚴(yán)重,是因為農(nóng)村建筑以磚混結(jié)構(gòu)為主,抗震能力低,其結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)是,實心鉆土磚承重、木瓦屋蓋、樓板為預(yù)制空心板。
災(zāi)區(qū)有效實踐土木工程減災(zāi)
謝禮立例舉,造成土木工程災(zāi)害的主要原因包括:在土木工程的規(guī)劃或建設(shè)中,不當(dāng)?shù)闹R和技術(shù),或不當(dāng)?shù)倪x址、設(shè)計、施工,以及不當(dāng)?shù)氖褂煤途S護(hù),導(dǎo)致所建造的土木工程不能抵御突發(fā)的載荷,進(jìn)而使土木工程失效和破壞,乃至倒塌。
他說,具有抗震能力的房屋較一般房屋成本增加10%到15%。
現(xiàn)在人們花很多錢裝修房屋,而在謝禮立看來,應(yīng)該把更多的錢用在抗震設(shè)防上。“房子質(zhì)量涉及幾個方面,第一是正確的選址;第二是正確的設(shè)防;第三是正確的設(shè)計;第四是正確的施工,不能偷工減料;第五,要用正確的材料。這都是保證房子抗震的基礎(chǔ)?!彼麑Α恫t望東方周刊》說。
2006年6月,甘肅省隴南市發(fā)生5級地震,隴南市文縣臨江鎮(zhèn)東風(fēng)村90%以上的房屋倒塌或嚴(yán)重毀壞,震后該村按照恢復(fù)重建規(guī)劃,將整個村落搬遷到緊靠212國道的白龍江邊進(jìn)行重建。
全村重建地震安全農(nóng)居73戶,戶均6間住房,縣、鄉(xiāng)政府從重建經(jīng)費(fèi)中給每戶平均補(bǔ)助10500元,借款2500元,經(jīng)政府協(xié)調(diào)由中國農(nóng)業(yè)銀行給每戶貸款2000元以及通過世界銀行項目給每戶貸款5500元。
重建時,該村按照地震部門提供的當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防要求8度進(jìn)行設(shè)防。完全按照農(nóng)居地震安全工程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計和施工,基礎(chǔ)采用水泥毛石砌筑,以磚混和框架結(jié)構(gòu)為主,按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置上下圈梁、過梁和構(gòu)造柱,確保縱橫墻體之間有必要的拉結(jié),達(dá)到遭受6級左右地震不倒塌的基本要求。
按照同一抗震要求進(jìn)行建設(shè)的,還有鄰近的武都區(qū)外納鄉(xiāng)的李亭村和稻畦村。這3個村距“5·12”地震震中的平均距離約260公里,當(dāng)?shù)氐卣鹆叶纫矠?度,但這三個村住房完好無損,甚至連墻皮都沒有開裂。
在謝禮立看來,“5·12”地震的另一個重要教訓(xùn)是,必須提高震區(qū)學(xué)校,特別是中小學(xué)建筑物的抗震能力。提高學(xué)校、醫(yī)院等建筑物的抗震能力一般有兩種方法:一是提高建筑物的設(shè)防水準(zhǔn),二是提高建筑物的重要性類別輔之以增強(qiáng)抗震措施。
在蘆山地震中,加固的學(xué)校教室沒有出現(xiàn)大面積倒塌。與此同時,澳門援建的蘆山縣人民醫(yī)院引起了廣泛關(guān)注,葉列平解釋說,它運(yùn)用了隔震結(jié)構(gòu),所以能在地震中安然無恙?!斑@種技術(shù)在‘5·12’地震后得到推廣?!?·12’地震后,房屋建設(shè)采用了多種技術(shù),譬如在綿陽地區(qū)使用了消能減震結(jié)構(gòu)?!?/p>
新版抗震設(shè)計規(guī)范有待落實
在陳肇元看來,建筑工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),首先與國家有關(guān)部門頒布的當(dāng)?shù)卦诘卣鸢l(fā)生時需要承受的基本地震烈度有關(guān)。
每次地震釋放的能量是一定的,但受地震影響的強(qiáng)弱程度即地震烈度會隨該地區(qū)離震中距離的遠(yuǎn)近、震中深度及地質(zhì)條件等多種因素而變。
“地震烈度每增加1度,大體表示傳到當(dāng)?shù)氐牡卣鸬孛孢\(yùn)動的峰值加速度增加一倍,也就意味著,彈性階段的建筑物受到的地震力要翻一番?!标愓卦f,至于設(shè)防烈度的取值大小,還需考慮國家的經(jīng)濟(jì)、物資供給能力和當(dāng)?shù)厥欠窬邆淙祟惿妗⒒顒訔l件等多種因素。
中國房屋建筑主體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計采用了多目標(biāo)抗震設(shè)防原則,規(guī)范規(guī)定的設(shè)防目標(biāo)為“小震不壞,中震可修,大震不倒”。
關(guān)于建筑設(shè)計的抗震要求,中國至今仍只針對地震災(zāi)害,而且設(shè)防要求較低,也不強(qiáng)制要求占全國房屋建筑總面積三分之二的農(nóng)村建筑物的抗震設(shè)防。
“5·12”地震后,住建部等部委了新的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》。在修訂過程中,主要總結(jié)了“5·12”地震震害經(jīng)驗,對災(zāi)區(qū)設(shè)防烈度進(jìn)行了調(diào)整,增加了有關(guān)山區(qū)場地、框架結(jié)構(gòu)填充墻設(shè)置、砌體結(jié)構(gòu)樓梯間、抗震結(jié)構(gòu)施工要求的強(qiáng)制性條文,提高了裝配式樓板構(gòu)造和鋼筋伸長率的要求。
謝禮立認(rèn)為,和2001年的版本相比,修訂后的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》對抗震概念設(shè)計的要求作了進(jìn)一步、更符合實際的規(guī)定,使概念設(shè)計在工程中的應(yīng)用更加具體地落到實處。
“然而,在中國目前尚沒有一整套系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計理論;結(jié)構(gòu)工程師理論水平的不一致,導(dǎo)致概念設(shè)計在實際應(yīng)用中方法多樣,不能確保結(jié)構(gòu)的安全耐久性?!彼f。
參與這次修訂的歐進(jìn)萍此前曾詳細(xì)研究過諸多中外建筑抗震設(shè)計規(guī)范,他在《地震工程災(zāi)害與防御- - -建筑抗震設(shè)計規(guī)范分析與比較》中指出,中國建筑抗震設(shè)計規(guī)范總體合理,但抗震設(shè)防水平略低于美國和歐洲。
篇5
關(guān)鍵詞:土木工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用發(fā)展
中圖分類號:TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
1、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、施工、保養(yǎng)維修等技術(shù)活動;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、給水和排水以及防護(hù)工程等。改革開放以來,我國經(jīng)濟(jì)的高速增長也帶動了建筑行業(yè)的高速增長。
隨著社會科學(xué)的突飛猛進(jìn),建筑行業(yè)的技術(shù)也隨之逐步換代。近幾年,我國的高層建筑猶如雨后春筍般拔地而起,而且高度越來越高。我國的民用建筑大部分都向百米高度發(fā)展,對于綜合性的大樓,更是達(dá)到五、六百米,由此可見,土木工程的發(fā)展勢頭之猛。潤揚(yáng)大橋在2005年正式建成通車,這是一座全部由中國人自己設(shè)計、施工、監(jiān)理、管理,并且采用建筑材料和絕大部分設(shè)備也由我國自行制造或生產(chǎn)的大橋。潤揚(yáng)大橋被國際橋梁專家稱為"中國奇跡",其建設(shè)條件之復(fù)雜,技術(shù)含量之高,施工難度之大由此可見。鐵路方面,我國也已建成了東起青海格爾木、西至拉薩的青藏鐵路,其有相當(dāng)一部分地段穿越高原常年凍土地帶,成為世界上海拔最高、里程最長的高原鐵路。這些都說明我國的土木工程的發(fā)展迅速。
2、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計
對于土木工程結(jié)構(gòu)而言其設(shè)計目標(biāo)首先就是對建筑的安全負(fù)責(zé),即保證建筑的主體可以滿足使用要求,并符合安全性需求。一般房屋結(jié)構(gòu)是由板、梁、墻、柱、基礎(chǔ)或直線形構(gòu)件和桿、拱、殼等直線桿件或曲線、曲面形構(gòu)件組成。梁是工程結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件,它承受板傳來的壓力及梁的自重,通常水平放置。梁按截面形式分為:矩形梁、T形梁、倒T形梁、Z 形梁、空腹梁等。柱的概述:柱在工程結(jié)構(gòu)中主要承受壓力,主要承受梁傳來的壓力以及柱的自重。墻的長、寬兩方向尺寸遠(yuǎn)大于其厚度,荷載作用方向與墻面平行,其作用效應(yīng)為軸壓力,有時還可能有彎矩。這樣就要求做到以這些小點(diǎn)來注重土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的細(xì)節(jié)問題。
隨著市場經(jīng)濟(jì)的加快,城市建設(shè)迅猛發(fā)展,隨著逐漸出現(xiàn)的鱗次櫛比的高樓大廈,日益規(guī)劃的高樓大廈,逐漸擴(kuò)大的城市規(guī)模,城市人口隨之急劇膨脹, 越來越多的發(fā)達(dá)城市不同程度上出現(xiàn)了土地資源緊張、生存空間不足、交通堵塞、生態(tài)平衡遭到破壞和環(huán)境逐步惡化、基礎(chǔ)設(shè)施落后等問題,這些稱之為“城市病”, 嚴(yán)重影響了人類居住的舒適度, 對社會和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展形成制約, 成為現(xiàn)代城市發(fā)展的主要障礙。這樣以來,建筑的經(jīng)濟(jì)性也在土木工程中占據(jù)了主要的地位。由此,土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計就不得不對安全性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合性評估,并以二者的平衡為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計實施。這種設(shè)計需求是在市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的必然要求。
在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中,我們應(yīng)該著重注意以下幾個方面:(1)結(jié)構(gòu)計算,在這里我們講的是,設(shè)計的基礎(chǔ)形式是條形基礎(chǔ),在確定基礎(chǔ)底面寬度時,依據(jù)的是地基承載力的設(shè)計值(新規(guī)范稱之為特征值),即b≥N/(f-rh)。h對于內(nèi)墻、外墻取值不一樣,不少計算書中誤認(rèn)為是一樣的。r應(yīng)是基礎(chǔ)底面以上土的“平均重度”,r=20kN/m3,而學(xué)生常誤取為基礎(chǔ)底面以上“土的重度”。我們要嚴(yán)格分清其中的概念。(2)土建施工圖的重要性,平面圖與立面圖、剖面圖的配合建筑施工圖關(guān)鍵是平面圖、立面圖和剖面圖之間圖示內(nèi)容一致,且相互補(bǔ)充。有的時候可能是因為初次繪制內(nèi)容復(fù)雜的建筑施工圖,我們的設(shè)計者由于疏忽,沒有全局觀察,造成平立剖面圖的表達(dá)不一致。所以我們要做到各圖所注的標(biāo)高、尺寸、定位軸線等在每張圖紙上都要認(rèn)真核對無誤,這個作為一項基本要求,要求在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中務(wù)必落實做好。(3)結(jié)構(gòu)截面設(shè)計中我們要注意場地類別對抗震等級的影響,抗震等級對于框架截面設(shè)計的影響很大。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,但對于“場地類別為Ⅰ類時,除6度外,可按表內(nèi)降低1度所對應(yīng)的抗震等級采取抗震構(gòu)造措施,但相應(yīng)的計算要求不應(yīng)降低”。當(dāng)采用Ⅰ類場地時,抗震計算的抗震等級與采取抗震構(gòu)造措施的抗震等級不一樣。我們做到結(jié)構(gòu)計算清楚明白,施工圖紙的清楚明確,同時我們也要注意場地類別對抗震等級的影響。
3、土木工程的應(yīng)用發(fā)展
我國土木工程的信息化是用計算機(jī)、通信、自動控制等信息匯集處理高新技術(shù)對傳統(tǒng)土木工程技術(shù)手段及施工方式進(jìn)行改造與提升,促進(jìn)土木工程技術(shù)及施工手段不斷完善,使其更加科學(xué)、合理,有效地提高效率,降低成本; 實現(xiàn)土木工程的信息化將引起土木工程企業(yè)管理方式的深刻革命,必然推動企業(yè)團(tuán)隊的重組及施工流程的優(yōu)化,促使企業(yè)管理理念和手段的革新; 土木工程的信息化是土木工程市場發(fā)展的高級階段,必定融入現(xiàn)代物流業(yè)、電子商務(wù)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè),從而實現(xiàn)土木工程的高效益、高效率。
對土木工程的發(fā)展起關(guān)鍵作用的,首先是作為工程物質(zhì)基礎(chǔ)的土木建筑材料,其次是隨之發(fā)展起來的設(shè)計理論和施工技術(shù)。每當(dāng)出現(xiàn)新的優(yōu)良的建筑材料時,土木工程就會有飛躍式的發(fā)展。地球上可以居住、生活和耕種的土地和資源是有限的,而人口增長的速度是不斷加快的。因此我國會出現(xiàn)人口眾多、城市擁擠、環(huán)境污染嚴(yán)重、人均土地資源占有量少等更多情況,因此開發(fā)其它可利用空間勢在必行。因此,人類為了爭取生存,土木工程的未來至少有向高空延伸、向地下發(fā)展、向海洋拓寬、向沙漠進(jìn)軍與向太空邁進(jìn)這五個方向發(fā)展。
4、結(jié)語
經(jīng)過多年的發(fā)展, 無論是結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析, 還是結(jié)構(gòu)的施工手段和方法以及結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論,土木工程專業(yè)無論是實踐還是研究都已取得顯著成就,并取得非常大的突破。土木工程隨著人類社會的進(jìn)步而發(fā)展,至今已經(jīng)演變成為大型綜合性的學(xué)科,它已經(jīng)出許多分支,如:建筑工程,鐵路工程,道路工程,橋梁工程,特種工程結(jié)構(gòu),給水排水工程,港口工程,水利工程,環(huán)境工程等學(xué)科。土木工程共有六個專業(yè):建筑學(xué),城市規(guī)劃,土木工程,建筑環(huán)境與設(shè)備工程,給水排水工程和道路橋梁工程。
土木工程作為一個重要的基礎(chǔ)學(xué)科,有其重要的屬性為綜合性,社會性,實踐性,統(tǒng)一性。土木工程為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的改善提供了重要的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ),對眾多產(chǎn)業(yè)的振興發(fā)揮了促進(jìn)作用,工程建設(shè)是形成固定資產(chǎn)的基本生產(chǎn)過程,同時,土木工程的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)繁榮和科技進(jìn)步是密不可分的。這樣以來,建筑業(yè)和房地產(chǎn)成為許多國家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)支柱之一。
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篇6
結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽已經(jīng)成為土木工程專業(yè)最具影響力的專業(yè)型科技賽事之一。通過競賽可考核學(xué)生專業(yè)知識的應(yīng)用程度,從而發(fā)揮其重要的反饋功能。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽與專業(yè)類課程的對接點(diǎn),構(gòu)建了基于競賽的專業(yè)類課程反饋指標(biāo)體系。在此基礎(chǔ)上設(shè)計調(diào)查問卷,以校內(nèi)競賽兩年的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計,結(jié)合學(xué)生提交的實體模型成果,進(jìn)行學(xué)生知識能力應(yīng)用效果評價,并將結(jié)果反饋給相關(guān)課程組,為專業(yè)課程改革提供了量化依據(jù),也為大學(xué)生學(xué)科競賽的良性發(fā)展提供了創(chuàng)新思路。
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽;土木工程;力學(xué)課程;應(yīng)用能力
中圖分類號:G6423;TU文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:
10052909(2017)01015205
結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽是中國各大高校實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要內(nèi)容之一,其目的在于通過方案設(shè)計、分析計算、模型制作、加載試驗和現(xiàn)場答辯等一系列過程,培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神、團(tuán)隊意識和實踐能力[1]。從2005年開始,全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽迄今已舉辦8屆。在全國競賽的輻射下,地區(qū)級、校級結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽也不斷開展起來,有很多學(xué)生從中受益。但主觀隨意的標(biāo)新立異并不是土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)模型競賽的目標(biāo),參賽者只有以客觀的物理準(zhǔn)則為基礎(chǔ)并對其正確應(yīng)用,才能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)模型競賽所需要的合理創(chuàng)新,從而呈現(xiàn)高質(zhì)量的參賽作品,而這必須以參賽者通過傳統(tǒng)教學(xué)模式所獲得的堅實理論和專業(yè)基礎(chǔ)為條件。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽中,參賽學(xué)生從開始對題目進(jìn)行分析,提出一個模糊的受力模式,進(jìn)而尋求適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式和具體構(gòu)造措施來保證該模型所預(yù)期的力學(xué)性能,其間會經(jīng)歷結(jié)構(gòu)選型、荷載計算、內(nèi)力分析、計算簡圖、承載能力估算、構(gòu)造設(shè)計、繪制出結(jié)構(gòu)圖以及結(jié)構(gòu)模型制作等環(huán)節(jié)。為順利完成以上競賽任務(wù),參賽者必須掌握畫法幾何與工程制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土木工程材料、房屋建筑學(xué)、計算機(jī)輔助設(shè)計、材料力學(xué)試驗、土木工程材料試驗、結(jié)構(gòu)試驗、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)抗震等基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課方面的背景知識[2]。因此,結(jié)構(gòu)模型競賽本身就是對上述知識點(diǎn)課堂教學(xué)成果的最直接檢驗。通過競賽,一方面可以使學(xué)生對所學(xué)知識融會貫通,更加熟練地掌握知識點(diǎn);另一方面,可發(fā)現(xiàn)學(xué)生知識體系中的不足之處,從教學(xué)源頭尋找薄弱環(huán)節(jié),及時改革教學(xué)內(nèi)容與方法。
目前絕大多數(shù)競賽在決出勝負(fù)后結(jié)束,缺乏總結(jié)和反思,忽視了競賽非常重要的功能――向理論課程的反饋功能。通過競賽可反映出學(xué)生知識體系的薄弱環(huán)節(jié),從而在隨后的傳統(tǒng)課堂教學(xué)中做到有的放矢、查漏補(bǔ)缺,進(jìn)一步強(qiáng)化傳統(tǒng)教學(xué)的質(zhì)量效果,充分發(fā)揮專業(yè)知識在參賽者創(chuàng)新、探索過程中的指導(dǎo)作用,推動結(jié)構(gòu)模型競賽向更深層次、更高水平的方向不斷發(fā)展。
鑒于此,文章構(gòu)建了土木工程專業(yè)類課程反饋指標(biāo)體系,在此基礎(chǔ)上設(shè)計調(diào)查問卷,以長安大學(xué)兩年校內(nèi)競賽的調(diào)查數(shù)據(jù)為例進(jìn)行分析,將學(xué)生專業(yè)知識應(yīng)用能力反饋給相關(guān)課程組,為課程改革提供了量化依據(jù),也為大學(xué)生學(xué)科競賽的良性發(fā)展提供了創(chuàng)新思路。
一、專業(yè)類課程反饋指標(biāo)構(gòu)建及調(diào)查問卷設(shè)計
土木工程專業(yè)課程包括工程制圖、工程地質(zhì)、測量學(xué)、基礎(chǔ)工程設(shè)計原理、土木工程材料、混凝土結(jié)構(gòu)基本原理、鋼結(jié)構(gòu)基本原理、土木工程施工、結(jié)構(gòu)概念體系、工程質(zhì)量事故分析處理、土木工程抗震等課程[3]。這些課程要求學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計理論,熟悉設(shè)施和系統(tǒng)的設(shè)計方法;掌握土木工程施工和組織的過程和項目管理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基本方法;掌握土木工程現(xiàn)代施工技術(shù)、工程檢測和測試的基本方法;了解土木工程的風(fēng)險管理和防災(zāi)減災(zāi)基本原理及一般方法;了解結(jié)構(gòu)、設(shè)施和系統(tǒng)的破壞和加固維修理論[4-6]。由于每年競賽考核的內(nèi)容不同,結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽不一定能夠涵蓋專業(yè)培養(yǎng)的全部,但在模型設(shè)計中可以充分認(rèn)識各類荷載及災(zāi)害作用的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)體系的選擇與概念O計以及各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的功能特點(diǎn);在模型制作中可以深入理解構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)的形式與構(gòu)造;制作完成后對于結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的原理、結(jié)構(gòu)加載試驗等會有深刻的認(rèn)識。
二、 專業(yè)類課程知識應(yīng)用能力評價
長安大學(xué)從2005年開始舉辦每年一屆的校級競賽,競賽已經(jīng)成為校內(nèi)最具影響力的科技活動之一,反饋指標(biāo)的調(diào)查已經(jīng)持續(xù)進(jìn)行了多年。本文選擇了2013年和2014年長安大學(xué)校級結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽為分析樣本,其原因有三個方面。一是由于參賽學(xué)生人數(shù)多,樣本具有廣泛性;二是因為經(jīng)過十幾年的發(fā)展,競賽已經(jīng)植根于學(xué)生和教師的實踐教學(xué)中,具有可靠性;三是因為這兩年均以結(jié)構(gòu)抗震為主題,具有相似的考核內(nèi)容。2013年競賽題目為“重檐歇山式仿古殿宇結(jié)構(gòu)模型制作與測試”,模型采用木質(zhì)材料制作。2014年賽題為“多層塔式結(jié)構(gòu)模型制作與測試”,采用竹質(zhì)材料制作。兩次競賽分別以歇山式仿古殿宇結(jié)構(gòu)和多層建筑結(jié)構(gòu)抵抗地震災(zāi)害為主題,具有重要的科學(xué)價值和工程意義。
兩次競賽共收到調(diào)查問卷223份,有效問卷177份,其中2013年有效數(shù)據(jù)64份,2014年113份。為區(qū)分不同年級的應(yīng)用水平,2014年分為土木工程專業(yè)大三和大二分別進(jìn)行統(tǒng)計,大三學(xué)生有效數(shù)據(jù)44份,大二學(xué)生有效數(shù)據(jù)69份。數(shù)據(jù)收集后進(jìn)行統(tǒng)計,按照各項目所占的百分比進(jìn)行能力分析評價。
(一)專業(yè)類課程與競賽的關(guān)聯(lián)度指標(biāo)分析
(1)經(jīng)過篩選的土木工程專業(yè)類課程知識點(diǎn)與競賽的關(guān)聯(lián)度很高。兩年的數(shù)據(jù)均表明,這些知識點(diǎn)中,在競賽中“有一定應(yīng)用”所占比例最高,其次是“是技術(shù)關(guān)鍵”,“基本未涉及”所占比例最小。
(2)“基本未涉及”所占比例最大的是繪圖及結(jié)構(gòu)計算軟件的應(yīng)用,2013年為35%,2014年分別是16%和21%,這說明軟件的應(yīng)用能力較低。調(diào)查表明,很多學(xué)生認(rèn)為當(dāng)荷載條件及結(jié)構(gòu)體系過于復(fù)雜時,計算非常困難,希望通過試驗進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化?!盎疚瓷婕啊苯咏?0%的指標(biāo)為各類荷載及災(zāi)害作用的特點(diǎn),兩次競賽都是水平地震作用,說明學(xué)生對地震波的作用模式及簡化計算把握不準(zhǔn)?!盎疚瓷婕啊痹?0%~20%的指標(biāo)為基礎(chǔ)選型及計算方法,兩次競賽提供了模型安裝底板,模型底部通過膠水或螺栓固定在底板上,涉及到基礎(chǔ)選型的內(nèi)容較少,是此項指標(biāo)超過10%的原因。其余指標(biāo)“基本未涉及”者基本小于10%。
(3)“是技術(shù)關(guān)鍵”所占比例最大的是節(jié)點(diǎn)形式與構(gòu)造,基本上達(dá)到50%,這說明強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計思路已經(jīng)為學(xué)生所領(lǐng)會;40%~50%的同學(xué)認(rèn)為截面形式及計算方法是“技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)”,說明他們進(jìn)行了截面形式優(yōu)化。
(4)通過以上分析,可以初步得出:應(yīng)用較好的指標(biāo)是節(jié)點(diǎn)形式與構(gòu)造、截面形式及計算方法;應(yīng)用較差的指標(biāo)是繪圖及結(jié)構(gòu)計算軟件的應(yīng)用、荷載及災(zāi)害作用的特點(diǎn),其余指標(biāo)需要進(jìn)一步分析。
從統(tǒng)計結(jié)果可以得出以下結(jié)論。
(1)所有數(shù)據(jù)均表明,“了解原理但無法應(yīng)用”超過20%的指標(biāo)包括:2013年繪圖軟件及結(jié)構(gòu)計算軟件應(yīng)用。說明土木工程專業(yè)學(xué)生的軟件應(yīng)用能力,特別是結(jié)構(gòu)計算軟件的應(yīng)用能力非常薄弱。但也說明在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,如果結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,學(xué)生主要通過加載試驗來驗證模型的承載力,計算被忽略了。
(2)“了解原理但無法應(yīng)用”超過10%,小于20%的指標(biāo)包括:荷載及災(zāi)害作用的特點(diǎn)。說明學(xué)生對于水平地震作用的認(rèn)識還不夠,因為抗震設(shè)計課程放在大四才學(xué),而調(diào)查的主體為大二和大三學(xué)生。
(3)“能聯(lián)系實際直接應(yīng)用”的指標(biāo)基本都未超過50%,各項指標(biāo)由大到小的排序順序為:①荷載及災(zāi)害作用特點(diǎn);②構(gòu)件截面形式選擇及計算方法;③構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接形式與構(gòu)造;④結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)造特點(diǎn);⑤提高構(gòu)件穩(wěn)定的構(gòu)造方式;⑥基礎(chǔ)形式及構(gòu)造;⑦結(jié)構(gòu)加固技術(shù)原理與構(gòu)造;⑧結(jié)構(gòu)構(gòu)件的功能特點(diǎn);⑨結(jié)構(gòu)體系選擇與概念;⑩=10\*GB3\*MERGEFORMAT結(jié)構(gòu)分析軟件及繪圖軟件的應(yīng)用。
(4)“經(jīng)自主摸索后應(yīng)用”以及“能聯(lián)系實際應(yīng)用”二者相加由大到小的排序順序為:①構(gòu)件截面形式選擇及計算方法;②荷載及災(zāi)害作用特點(diǎn);③構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接形式與構(gòu)造;④提高構(gòu)件穩(wěn)定的構(gòu)造方式;⑤結(jié)構(gòu)構(gòu)件的功能特點(diǎn);⑥結(jié)構(gòu)加固技術(shù)原理與構(gòu)造;⑦結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)造特點(diǎn);⑧基礎(chǔ)形式及構(gòu)造;⑨結(jié)構(gòu)體系選擇與概念;⑩=10\*GB3\*MERGEFORMAT結(jié)構(gòu)分析軟件及繪圖軟件的應(yīng)用。
(三)專業(yè)類課程反饋總體意見
在以上評價的基礎(chǔ)上,結(jié)合參賽者所做的實體模型和計算任務(wù)書,得到專業(yè)類課程知識應(yīng)用能力評價,見表2。
三、結(jié)語
本文構(gòu)建了專業(yè)類課程反饋指標(biāo)體系,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了調(diào)查問卷設(shè)計,選擇校內(nèi)兩次以抗震設(shè)計為主題的競賽作為調(diào)查對象,在調(diào)查數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,得出了學(xué)生專業(yè)類課程的應(yīng)用掌握程度,為專業(yè)類課程教學(xué)改進(jìn)提供了依據(jù)。該項研究在長安大學(xué)校內(nèi)已經(jīng)連續(xù)進(jìn)行3年,競賽折射的問題隨著課程的改進(jìn)得到了改善,擴(kuò)大了競賽受益面,同時也提高了競賽的水平。參考文獻(xiàn):
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Abstract:
Structural design competition has become one of the most influential professional science and technology events for civil engineering students.Civil engineering students’application ability of professional knowledge could be assessed by this competition, thereby the feedback function of the competition are performed. According to the corresponding points of the structural design competition and professional courses, the professional course feedback index system was built.The questionnaire survey was designed based on the feedback index system. Based on the analysis of survey data of two years’ school competition and the entity models submitted by students, the effect of students’ application ability of professional knowledge was assessed, and then the results were reflected to the related course group. The research provided a quantitative basis for curriculum reform, meanwhile provided innovative ideas for the healthy development of students’ subject competitions.
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關(guān)鍵詞:課程項目;教學(xué)方法;抗震設(shè)計;教學(xué)改革
中圖分類號:TU3;G6420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1005-2909(2012)04-0094-03
一、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程概述
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計[1]是土木工程專業(yè)建筑工程方向的主要專業(yè)課程之一,其任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生具有一定的結(jié)構(gòu)抗震計算的理論基礎(chǔ),掌握基本的抗震設(shè)計原理,能從事一般房屋結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計工作。該課程以結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思想為主線,結(jié)合新抗震規(guī)范重點(diǎn)講授抗震設(shè)計基本原則、地震作用和結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論,對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的時程分析法及抗震構(gòu)造措施作必要的介紹。與其他針對單一材料和構(gòu)件設(shè)計的專業(yè)課程相比,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程涉及的知識面更廣,既包含了地質(zhì)學(xué)、地震工程學(xué)、概率與統(tǒng)計學(xué)等與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)工程關(guān)系較遠(yuǎn)的學(xué)科,又涵蓋了混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)乃至組合結(jié)構(gòu)等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)工程科目,還結(jié)合了材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)與結(jié)構(gòu)動力學(xué)等力學(xué)知識。此外,現(xiàn)行的各類規(guī)范、規(guī)程與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也與建筑結(jié)構(gòu)類課程有密切關(guān)系。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程綜合性強(qiáng)、知識面廣并與工程實際密切相關(guān),對土木工程專業(yè)建筑工程方向的學(xué)生將來的
結(jié)構(gòu)工程師職業(yè)生涯起著重要作用。
具有扎實、豐富的專業(yè)知識和課堂教學(xué)經(jīng)驗,對以構(gòu)件設(shè)計為主的專業(yè)課程非常重要,一般都能取得良好的教學(xué)效果,但是對結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程教學(xué)的教師而言還不夠。眾所周知,為了促進(jìn)學(xué)生消化、理解課堂所學(xué)知識,必須通過布置作業(yè)或隨堂練習(xí)等手段,給他們實踐的機(jī)會,將所學(xué)理論知識加以應(yīng)用來加深對基本概念和方法的理解。然而,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計覆蓋的知識面非常廣,涉及的學(xué)科很多,如果不從既符合學(xué)習(xí)規(guī)律又具有內(nèi)在邏輯聯(lián)系的宏觀角度去整體把握,很
難將各章節(jié)零碎知識點(diǎn)統(tǒng)一起來學(xué)習(xí)和理解。傳統(tǒng)的教學(xué)方法按照章節(jié)順序講授,布置的作業(yè)或練習(xí)也僅與相應(yīng)的章節(jié)相關(guān),這必然導(dǎo)致課程變成各學(xué)科知識點(diǎn)雜糅在一起的大雜燴,缺乏系統(tǒng)性,不利于學(xué)生理解吸收,動手和創(chuàng)新能力更無從談起。毫無疑問,這樣的教學(xué)效果難以達(dá)到教學(xué)大綱的培養(yǎng)目標(biāo)。采取創(chuàng)新性的教學(xué)方法,是取得結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程良好教學(xué)效果的必然選擇。
二、課程項目教學(xué)法的特點(diǎn)
《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》[2]中指出,高等教育要進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)、辦出特色,重點(diǎn)擴(kuò)大應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)規(guī)模[1]。中國高校土木工程專業(yè)本科培養(yǎng)方案中明確規(guī)定該專業(yè)學(xué)生應(yīng)在掌握結(jié)構(gòu)工程基本理論的基礎(chǔ)上掌握結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計技能,具有工程設(shè)計的初步能力,經(jīng)過一定環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,具有研究和應(yīng)用、科技開發(fā)的創(chuàng)新能力。課程項目教學(xué)法是將經(jīng)過精心設(shè)計的課程項目納入到教學(xué)中,作為學(xué)生系統(tǒng)化理解、應(yīng)用課堂所學(xué)知識的媒介。與傳統(tǒng)的課后作業(yè)相比,課程項目具有以下幾個特點(diǎn):(1)綜合性強(qiáng)。傳統(tǒng)的課后作業(yè)一般針對相應(yīng)章節(jié)的內(nèi)容,是零碎而相互獨(dú)立的,不同的課后作業(yè)之間幾乎沒有任何聯(lián)系;而課程項目是將整門課程的主要知識點(diǎn)通盤考慮,通過一條或多條主線串聯(lián)到一起的綜合型作業(yè)體系。(2)知識點(diǎn)容量大。由于課程項目涵蓋了該課程的主要知識點(diǎn),其知識點(diǎn)容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的課后作業(yè)。(3)持續(xù)時間長。課程項目一般應(yīng)在課程開始的時候,隨著課程教學(xué)的進(jìn)度逐步推進(jìn),一直要到期末課程接近結(jié)束才能最終完成,因此時間跨度大。(4)開放性強(qiáng)。由于中國大學(xué)一般采用的是大班制,因此不可能為每位學(xué)生設(shè)計一個特定的課程項目,而是需要將學(xué)生分組,為每組分配不同的課程項目,組內(nèi)的學(xué)生可以通過互助合作的方式共同完成項目。由于課程項目中很多問題的答案不是唯一的,因而具有開放性。與傳統(tǒng)的課程設(shè)計或者畢業(yè)設(shè)計相比,課程項目的特點(diǎn)是:(1)側(cè)重基本概念,在傳統(tǒng)的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中,具體的結(jié)構(gòu)計算與作圖占據(jù)了相當(dāng)大的比重,而課程項目側(cè)重抽象的基本概念的形象化、具體化體現(xiàn);(2)側(cè)重知識的即時消化吸收和系統(tǒng)化理解,課程設(shè)計通過一個貫穿整個項目的主線,將不同章節(jié)的零碎的知識點(diǎn)串聯(lián)起來,加深了知識點(diǎn)之間
內(nèi)在聯(lián)系;(3)課程項目強(qiáng)調(diào)知識的逐步積累??傊?,課程項目教學(xué)法的提出,正是為了適應(yīng)應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)的目標(biāo),特別適合于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計這樣的綜合性強(qiáng)、知識面廣的專業(yè)課程。
三、項目教學(xué)法的應(yīng)用
篇8
中圖分類號:TU761 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
一、泡沫混凝土
泡沫混凝土是一種利廢、環(huán)保、節(jié)能、低廉且具有不燃性的新型建筑節(jié)能材料。泡沫混凝土是通過化學(xué)或物理的方式根據(jù)應(yīng)用需要將空氣或氮?dú)狻⒍趸細(xì)?、氧氣等氣體引入混凝土漿體中,經(jīng)過合理養(yǎng)護(hù)成型,而形成的含有大量細(xì)小的封閉氣孔,并具有相當(dāng)強(qiáng)度的混凝土制品。泡沫混凝土的制作通常是用機(jī)械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫,再將泡沫加入到含硅質(zhì)材料、鈣質(zhì)材料、水及各種外加劑等組成的料漿中,經(jīng)混合攪拌、澆注成型、養(yǎng)護(hù)而成的一種多孔材料。
泡沫混凝土是一種新型的節(jié)能環(huán)保型建筑材料,是混凝土大家族中的一員,近年來,國內(nèi)外都非常重視泡沫混凝土的研究與開發(fā),使其在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣。
二、地震災(zāi)害對工程結(jié)構(gòu)的影響
地震是主要的自然災(zāi)害之一,同時也造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。地震對工程結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)在一下三個方面:
(一)地基失效引起的破壞。在地震作用下,由于地基承載力下降或地基土液化而造成的建筑物傾斜、倒塌。
(二)承重結(jié)構(gòu)承載力不足或變形過大造成的破壞。在地震作用下,結(jié)構(gòu)的內(nèi)里和變形增大,導(dǎo)致承重結(jié)構(gòu)的抗剪、抗彎、抗壓等承載力不足或者變形過大而破壞。如墻體裂縫,鋼筋混凝土構(gòu)件開裂等。
(三)結(jié)構(gòu)喪失整體性而造成破壞。在地震作用下,結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性變形階段,由于延性不足、節(jié)點(diǎn)連接破壞、主要承重構(gòu)件失穩(wěn)等原因而喪失穩(wěn)定性,從而造成局部或整體失穩(wěn)。
三、金屬網(wǎng)泡沫混凝土的性能及特點(diǎn)對工程抗震的影響
首先,泡沫混凝土有輕質(zhì)的特點(diǎn)。泡沫混凝土的密度較小,它的密度等級一般為300-1800kg/m3,常用泡沫混凝土的密度等級為300-1200 kg/m3,,密度為 160 kg/m3的超輕泡沫混凝土也在建筑工程中獲得了應(yīng)用。由于泡沫混凝土的密度小,一般可將建筑物的自重降低為原來的75%左右。對于工程建筑,例如:對于高度不超過40m,以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)件而言,采用底部剪力法計算結(jié)構(gòu)的水平地震
作用,在水平地震作用下,結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可簡化為
——相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平影響系數(shù)值;
——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載,;
——結(jié)構(gòu)總重力荷載等效系數(shù),對于單質(zhì)點(diǎn)=1,對于多質(zhì)點(diǎn)。
在豎向地震作用下,《抗震規(guī)范規(guī)定》,設(shè)防烈度為8度區(qū)和9度區(qū)的大跨度結(jié)構(gòu)、長懸臂結(jié)構(gòu)、煙囪及類似高聳結(jié)構(gòu)及設(shè)防烈度為9度時的高層建筑,應(yīng)計算豎向荷載作用。采用類似于底部剪力法的方法計算高層建筑與高聳建筑的豎向地震作用,則結(jié)構(gòu)總豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值
——豎向地震影響系數(shù)的最大值,可取水平地震影響系數(shù)最大值的65%;
——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載,可取其重力荷載代表值的75%
由此可知,通過理論分析,對于混凝土構(gòu)件,泡沫混凝土與同體積下的普通混凝土相比,結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值降低與結(jié)構(gòu)整體自重成正比,而泡沫混凝土能夠有效降低結(jié)構(gòu)自重,減小結(jié)構(gòu)水平和豎向地震作用,對結(jié)構(gòu)抗震有著不可小覷的作用。 其次,泡沫混凝土可采用現(xiàn)場澆筑施工,整體性好,與主體工程結(jié)合緊密。泡沫混凝土還具有施工過程中可泵性好,抗壓強(qiáng)度高(0.5-22.2Mpa),沖擊能量吸收性能好,同時,泡沫混凝土的多孔性使其具有低的彈性模量,從而使其對沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。
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篇9
在現(xiàn)代土木工程施工中,高層建筑的數(shù)量越來越多,所以對土木工程的要求也越來越高。在高層建筑過程中,增加了抗震設(shè)計,地下空間建設(shè)等方面,為了保證這些項目的質(zhì)量和穩(wěn)定性,應(yīng)做好土木工程中深基坑支擋項目[3]。深基坑支擋技術(shù),是土木工程不斷發(fā)展的成果,最有代表性的是樁錨支擋體系的應(yīng)用,針對深掘深度較深的土建施工,施工人員要明確施工的地質(zhì)條件,如果施工的地質(zhì)條件比較差,圖紙疏松,坑壁的密度不高,需要選用灌注樁體系和預(yù)應(yīng)力錨桿,提高施工效果。對于不同類型的地下水文圖層,施工人員要選用引進(jìn)的套管水沖法成錨工藝。土木工程施工中,許多臨時支擋的加固樁或地下支撐墻或永久性的支擋樁或支擋柱可以實施支擋與承重一體化的支擋技術(shù)方案。針對這種情況,需要保證一體化的承重和支擋系統(tǒng),能夠滿足支擋的各項需求,并在承重中發(fā)揮重要作用。通過這種方法,能夠提高施工的速度,節(jié)約的施工資源,增加了施工工程的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。土木工程的支擋技術(shù)創(chuàng)新,需要保證旋挖灌注樁的成礦質(zhì)量,在管控關(guān)注樁施工中,進(jìn)行科學(xué)合理的技術(shù)創(chuàng)新,避免施工出現(xiàn),不利的影響因素。
2土木工程施工技術(shù)發(fā)展的新趨勢
在土木工程中,應(yīng)遵守經(jīng)濟(jì)效益最大化、生態(tài)效益最大化、質(zhì)量效益最大化的基本原則。在城市化的不斷推動中,土木工程的施工技術(shù)難度也有所加大,并逐漸呈現(xiàn)出科技化、自動化與生態(tài)化的新發(fā)展趨勢。
(1)土木工程施工技術(shù)發(fā)展的科技化趨勢。為了促使土木工程能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化,施工人員要關(guān)注工程的造價,這是控制工程施工的重要內(nèi)容之一[4]。在這種情況下,施工人員對技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新,從而降低工程造價,提高工程的實施效果。工程造價需要滿足工程的生產(chǎn)需要,利用多種自動化和機(jī)械化手段,減少機(jī)械費(fèi)用和人力費(fèi)用。土木工程將科學(xué)技術(shù)當(dāng)作第一生產(chǎn)力,從而提高土建施工的效果。
(2)土木工程施工技術(shù)發(fā)展的自動化趨勢。在土木工程施工中,自動化是工程的整體發(fā)展趨勢,促進(jìn)工程的整體進(jìn)步。在建筑行業(yè)不斷完善中,土木工程也實現(xiàn)了從傳統(tǒng)施工技術(shù)到自動施工技術(shù)的改革,例如針對標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù),對施工方式進(jìn)行改革,主要的手段后流水線或是互換型。通過這個方法,更好的進(jìn)行施工生產(chǎn),自動化施工技術(shù)的發(fā)展趨勢,能夠為先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)奠定良好的基礎(chǔ),實現(xiàn)自動化施工。
(3)土木工程施工技術(shù)發(fā)展的生態(tài)化趨勢。在土木工程施工中,施工人員要重視自然環(huán)境,注重對生態(tài)的保護(hù)。土木工程的出現(xiàn),主要是為了改造和利用大自然,為人們提供便利[5]。同時,自然環(huán)境是人們賴以生存的地方,在實施土木工程中,要保證施工技術(shù)符合生態(tài)化趨勢。在施工過程中注重環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約是未來長時間內(nèi)土木工程施工技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。施工人員應(yīng)在施工中采用環(huán)保的建筑材料,避免施工造成環(huán)境污染,對環(huán)境造成不利影響。所以施工要污染性比較低的建筑材料和技術(shù)設(shè)備,促使環(huán)境、建筑和自然和諧共存。
3結(jié)束語
篇10
關(guān)鍵詞:抗震設(shè)計;高強(qiáng)混凝土;極限位移角;延性
在21世紀(jì)工程建筑的過程中,抗震設(shè)計不僅掀起了整個建筑的抗震潮流,同時還憑借其位移設(shè)計,準(zhǔn)確的將側(cè)向力對建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)所受內(nèi)力進(jìn)行確切的分析。通過相關(guān)分析結(jié)果,確定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度取值。此外,在現(xiàn)有的條件下,技術(shù)人員在剛度取值的過程中,已由傳統(tǒng)的截面彈性剛度或開裂剛度直接轉(zhuǎn)變?yōu)榕c設(shè)計位移過程中所需的最大剛度相結(jié)合。由此可見,在鋼筋混凝土的總體框架設(shè)計中,位移作為其真正的參數(shù),在整個抗震設(shè)計中居于核心地位。除此之外,在整個位移抗震設(shè)計中,其抗震方法的設(shè)計,在確定整個設(shè)計的基本參數(shù)時,必須以位移為核心來設(shè)計。而鋼筋混凝土的強(qiáng)度和剛度,也是憑借位移參數(shù)計算的結(jié)果進(jìn)行確定。在施工建筑中,面對地震災(zāi)害,鋼筋混凝土的脆性是整個工程抗震設(shè)計的核心所在,在使用的過程中,鋼筋混凝土的強(qiáng)度與脆性往往成正比,即強(qiáng)度高,脆性大。在高強(qiáng)約束混凝土框架柱基于位移的抗震設(shè)計的過程中,本文從柱實驗數(shù)據(jù)及參數(shù)計算、分析結(jié)果以及整個位移設(shè)計等三個方面出發(fā)進(jìn)行論述。
一.柱試驗數(shù)據(jù)及參數(shù)計算
當(dāng)今的建筑工程領(lǐng)域中,世界各國的專家學(xué)者在建筑設(shè)計時,針對鋼筋混凝土柱的抗震性做了大量測試以及研究,并通過對相關(guān)資料的收集,整理成供各國專家學(xué)者研究、使用的數(shù)據(jù)庫。而在這些資料中,普遍存在著一個特點(diǎn),那就是其圓柱體的抗壓強(qiáng)度f′c≥40,并在這些鋼筋混凝土中,其λ的取值范圍大于2,即在受到破壞時,其鋼筋混凝土的破壞狀態(tài)多呈現(xiàn)為彎曲狀態(tài)。
在國外鋼筋混凝土的抗震位移設(shè)計中,圓柱體的抗壓強(qiáng)度f′c將成為整個抗震建筑的核心所在。而在其f′c所取得的強(qiáng)度中,一般將直徑固定在150mm,高度則固定在300mm,而我國在采用的過程中,受國際公式的影響,必須先通過這個公式,然而與我國的棱柱抗壓強(qiáng)度f′c150mm×150mm×450mm)進(jìn)行換算。并由此得出f′c的最終取值。
除此之外,建筑專家通過框架柱的研究發(fā)現(xiàn),軸壓比一般由標(biāo)準(zhǔn)軸壓比與設(shè)計軸壓比組成,并在兩者間存在1.68的比值。且實驗柱的位移延性系數(shù)μ、任意荷載時的位移角R、屈服位移角Ry、最大位移角Rmax以及極限位移角Ry的計算公式分別為:
通過相關(guān)計算,就能得出最終f′c的取值范圍。
二.試驗柱的結(jié)果分析
經(jīng)過對上述柱試驗數(shù)據(jù)及參數(shù)計算方法的分析論述后,在確定建筑物抗震設(shè)計參數(shù)的過程中,相關(guān)人員可以通過上述計算方法,將參數(shù)控制在特定的范圍內(nèi),并由此來確定鋼筋混凝土的施工比例。而在上述實驗的過程中,其主要包括以下幾方面:
(一)Ry,Rmax和Ru與軸壓比、配箍特征值的關(guān)系
經(jīng)過上述實驗分析可知,框架柱在面臨地震時,其變形能力的根本原因在于軸壓比較高或配箍特征值不合符框架柱的支撐要求。而通過上述分析可以看出,框架柱的屈服位移角Ry、最大位移角Rmax、極限位移角Ru和延性與軸壓比n、配箍特征值 λv及剪跨比λ之間的關(guān)系為:n在增大的過程中,Ry以及Rmax在隨之不斷的減?。慌c此同時,當(dāng)λv的值開始增大時,Ry和Rmax就會相對減小。在整個計算的過程中,Ry與n之間存在的關(guān)系并不是很大,即Ry≈0.78%。
(二)延性系數(shù)和極限位移角與縱筋配筋率的關(guān)系
在高強(qiáng)度混凝土框架柱的抗震設(shè)計中,其延性系數(shù)與縱筋配筋率之間也存在一定的關(guān)系,一般而言,延性系數(shù)通常會隨著縱筋配筋率的增加而增加,而在其增加的過程中,主要是由于縱筋量的增加而導(dǎo)致相應(yīng)的框架柱發(fā)生了變化。與此同時,隨著框架的整體發(fā)生了變化,因而直接導(dǎo)致鋼筋混凝土的剛度及橫截面發(fā)生變化,使整體框架的設(shè)計遭到破壞。
三.高強(qiáng)混凝土框架柱基于位移的設(shè)計
在高強(qiáng)混凝土框架柱的位移抗震設(shè)計中,其設(shè)計的核心在于整個抗震設(shè)計的參數(shù)。一旦抗震參數(shù)確定了,其設(shè)計方案以及設(shè)計范圍就能直接確定。然而在整個設(shè)計中,除了要考慮設(shè)計參數(shù)外,還應(yīng)將箍筋的數(shù)量、間距、形式以及強(qiáng)度等各個方面考慮進(jìn)去,只有這樣,才能確保鋼筋混凝土框架柱的整體抗震效果。而在其整體設(shè)計中,主要包括以下三個方面:
(一)Ru的表達(dá)式
通過上述分析可知:Ru與n之間成反比關(guān)系,但與λv則成正比關(guān)系,且在公式中,常數(shù)α和α1、β和β1之間的關(guān)系為:RmaxN為柱承受N時,達(dá)到的最大極限位移角值時的配箍特征值。且在變化的過程中,RmaxN和λmax則會同時隨著n的變化而變化。當(dāng)N=0時,Ru則會成為整個柱中的最大值。
(二)通過對比,確定相關(guān)系數(shù)
在整個計算中,都是以混凝土框架柱位移的參數(shù)為最終標(biāo)準(zhǔn),而相關(guān)系數(shù)不僅是參數(shù)確定的基本前提,同時還是參數(shù)確定的必要條件。整個計算的過程中,Rmax和λmax,N不能直接按照原來的線性方式進(jìn)行回歸分析,而應(yīng)該按照n的大小,將框架柱的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組,找出Ru和λv的關(guān)系,并求出各組RmaxN及相應(yīng)的λv。
(三)配箍特征值λv的建議計算公式
在我國建筑物得抗震設(shè)計中,Ru的設(shè)計范圍一般取值在0.02,這一取值范圍在我國的抗震等級中居于二等抗震框架。當(dāng)Ru的取值范圍定在0.025時,則屬于我國抗震中的一等抗震框架,當(dāng)Ru的取值范圍為0.015時,則屬于我國抗震中的三等抗震框架。
總結(jié):
在我國社會發(fā)展的過程中,高強(qiáng)約束混凝土框架柱基于位移的抗震設(shè)計,不僅能從根本上為我國建筑物的抗震性能提供保障,同時還能確保工程在施工的過程中,其安全性以及今后的使用性能得到有效保障。由此就需要工程設(shè)計人員在工程設(shè)計的過程中,能夠結(jié)合著工程所在地的抗震設(shè)計、工程自身的使用性能以及當(dāng)?shù)氐膶嶋H發(fā)展?fàn)顩r,選擇相應(yīng)的設(shè)計方案。只有這樣,才能從根本上保障工程的順利施工,才能為工程的今后的安全使用提供保障。
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