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中圖分類號:B819文獻標識碼: A
一、引言
計算機輔助設計(Computer Aided Design,簡稱CAD),誕生于20世紀50年代,它是利用計算機強有力的計算功能和高效率的圖形處理能力來進行工程的設計和分析的一種技術,它是綜合計算機技術和土木工程設計方法的一門新興學科,是與計算機軟硬件及工程設計方法的發展而發展起來的。它集成了計算機、圖形學、數據庫技術、數值分析等技術,隨著軟硬件技術的不斷發展及工程方法的更新換代,CAD技術也日趨完善,已經廣泛應用于電子、輕工、紡織、服裝、醫療、國防及工程設計等國民經濟的各個領域,發揮了極大的經濟技術效益。
二、CAD技術在土木工程中的應用范圍
(1)在土木工程的規劃中應用CAD技術。在土木工程項目中,前期規劃對項目的發展來說具有十分重要的意義,受到很多原因的限制,比如環境因素、自然條件以及社會經濟等各方面的原因。每一項前期規劃與工程項目的成功或失敗都有極大的關系。CAD技術應用在土木工程的前期規劃中主要分成3種,首先是規劃土木工程項目信息的存儲系統以及查詢,比如說市政方面的信息以及地理方面的信息等,這種系統通過數據庫的形式來進行規劃;其次是分析項目信息的系統,比如分析城市規劃的系統;最后是在土木工程中的制作系統及輔助項目進行規劃的系統,比如景觀園林規劃的系統。
(2)在土木工程的設計中應用CAD技術。在土木工程的設計中一個土木建筑完整的設計程序主要有設計建筑物形狀的大小、選擇建筑結構的構造、繪制設計圖、計算建筑工程所需的材料、驗算與分析建筑工程的結構等程序。早期在土木建筑工程的設計中應用CAD技術是進行結構設計,因此在CAD應用技術方面設計技術是比較完善的。例如在設計橋梁建筑的結構時,先是通過CAD應用技術進行設計橋梁的實體結構,接著對橋梁受力及截面等情況進行分析,根據分析的具體情況正確的計算橋梁結構的變形和受力,保證建筑工程的質量。
三、CAD在土木設計圖中的優勢
(1)繪圖勞動強度降低,圖紙保持清潔、美觀。傳統的手工繪圖法需要設計人員經常性更換十幾種繪圖工具。一旦畫錯,就要在圖面上修修補補,破壞圖面的整潔性。而CAD制圖,只要配齊了電腦,安裝好繪圖軟件、打印機或繪圖儀,鼠標輕輕移動就可以完成心中設計的圖形。同時,軟件本身還可以提供UNDO限制防錯功能,讓工程設計師們制圖事倍功半。更有甚者,軟件還可以為每個設計人員的獨特的表達方式、思維模式和繪圖習慣,提供廣闊的空間,只要充分使用參數化繪圖工具就可達成。
(2)增強計算功能,提高精確度。土木工程設計不同于其他領域的設計,它需要正確無誤地計算出裂縫寬度、撓度、承載力、配筋面積。而且在實際工程中,要先符合設計規范地對各個結構構件如梁、板所承受的各種外部荷載,再根據《混凝土結構設計規范》規定進行計算和調整,如果計算數值稍有偏差或參數取值不符合規范要求,便會造成設計出的產品不合設計規范、不經濟,嚴重的還會造成人民生命、財產的巨大的損失。
(3)提高設計工作效率。土木設計過程一般經過提條件、方案設計、初步設計、施工圖設計。各工種之間的配合默契與否,條件與方案改變大小都直接影響著制圖的速度。傳統的手工制圖方式下,各階段各工種之間的不同設計成果要分時制作;在CAD制圖中,實現了各工種間的圖紙資料互換,即使方案有所調整,設計人員只需在原有的設計圖紙上加以調整,從而減少大量重復勞動,提高了工作效率。
四、在土木工程中應用CAD技術的不足之處
在土木工程的施工、設計、規劃以及維護管理等方面應用CAD技術,還是會存在著一些不足的地方,主要體現在以下兩個方面。
(1)CAD技術促使土木設計領域中人、財、物浪費加劇 。CAD技術需要相關的軟件,運轉速度較快的電腦以及熟練掌握電腦的設計師、網絡維修人員等。購買任何正版的工程建筑軟件都要花費1~2萬元。設計師們還要開展專門培訓工作,總之,備齊所需的人力和財力則價值不菲。同時,在使用過程,設計師們只能看到面前的一處圖紙,而土木工程設計是一個系統工程,只看到一處圖紙是遠遠不夠的,它需要一整套圖紙打印后才能看清楚。電腦圖紙需要經過輸出后才能實現審核、修改、再審核、再修改直至正式出圖,增加了單位成本和社會成本。
(2)由于CAD軟件技術含量比較高,設計師通常要花費很長的時間才能掌握兩級CAD軟件的相關知識與基本用法,這樣導致了設計師的工作時間以及人力資源受到了一定的限制。培訓一個設計師還要交付比較高的培訓費用,使企業成本增加。一套完整的CAD工程建筑軟件花費都要在2-3萬元以內,還得按時的對軟件進行更新及升級,這也是需要投入大量的后續資金。同時,CAD軟件需要性能很高的計算機輔助才能正常運行,要想能夠使CAD軟件實現完整的微機制圖還得增加其他配套設備:刻錄光盤、工作站、復印機、繪圖儀、數字化儀以及USB和UOS等設備,是一項花費較高的軟件。
綜上所述,CAD的使用提高了土木設計中的高效率、高質量和高水平,同時也顯示了不完善的方面。因此,設計師們在使用過程中總結經驗,注意克服CAD帶來的負面影響,努力提高自身的計算機知識和對土建規范的使用,促進CAD的健康發展。
【1】盧致強.工程設計實踐中結構CAD技術的應用與探討[J].四川建筑,2003,23(4):47-48.
【2】張志遠,金新陽,陳岱林.基于英國規范的混凝土梁CAD系統的研制[J].建筑科學,2004(,12).
關鍵詞:
電力設計企業;大土木觀;建設城市;設計價值回歸;優化服務形式
目前,隨著經濟增長放緩,電力消費增速降低,電網網架已足夠堅強,電網建設已適度超前,大中型電網項目數量和規模都在不斷縮減[1]。此外,隨著城市發展,人們環保意識不斷提高,對居住區周圍的變電站和架空線路有了更多的訴求。因此,城市內電力設施的建設必須考慮對周圍居民的影響。電力行業的工業屬性決定了其規劃設計理念為“藏”與“避”,變電站已由戶外走向戶內,而且正逐步走向地下,最后將深埋于地下[2]。輸電通道也由角鋼化轉向窄基塔,由窄基塔轉向鋼管桿,且加速向地下隧道發展[3]。發達城市甚至用電纜率來衡量城市供電水平,電纜才是城市供電設施的發展方向。山地地區的地質特點可以用坡(斜坡多)、巖(巖石多)、洞(洞穴多)、填(填土多)、變(變化多)5個字來概括,這造成了地質勘察困難、設計難度大等問題。此外,地下工程理論由于技術上的不成熟和巖土的不確定性,至今還停留在半理論半經驗階段,要求采用信息法動態設計工程,對設計人員的理論和經驗要求都很高,這進一步加大了設計難度。但由于山地地區城市(地下)輸變電工程具有電壓等級不高(不大于220kV)、工程投資額度不大、土建結構技術難等特點,造成了“大院不做、小院做不了,網內院干不全、網外院不全干”的尷尬局面。部分工程規模等級較小的輸變電工程,被分解成幾個部分,由各個設計單位分開設計,造成了設計成品不協調的現象。而這并不是客戶想要的結果,且這樣的設計單位終將被市場所淘汰。隨著我國輸配電價、電力市場建設和售電側改革的不斷深化,客戶對提高投資規劃的前瞻性和精準性的期待日益迫切[4-5]。這對設計企業的設計思路和管理理念都提出了更高的要求。本文主要從培養城市電網建設的大土木觀、培養建設城市理念、設計價值回歸和優化服務形式等幾個方面來創建和發展特色電力設計企業,使之屹立在電力改革的浪潮之中。
1城市電網建設的大土木觀
在傳統的輸變電工程設計中,由于變電站建筑面積不大、高度不高,因此技術要求不高。而輸電鐵塔由于結構標準化程度高,通用標準圖套用比率大,輸電塔地處野外,勘察手段有限,所以基礎設計理念粗放,不受業界、業外所重視,常被認為是“小土木”。城市輸變電工程轉向地下發展,在投資額度和技術難度上都較以往有很大差別,土建設計的合理性對投資額度起到決定性作用。由于地下工程易受地形、地質、環境條件和施工方法的影響,再加上目前的設計理論還不夠完善,所以需要設計人員對設計理念、設計管理以及建設管理等有較大的掌控。因此,城市輸變電工程可以認為是“大土木”,其主要表現在以下幾個方面。一是投資額度大。對于城市電纜通道工程,單項工程投資常達幾千萬到幾個億,單位造價(每米)從幾萬到十萬元,并且需要在1~2年內投資完成,不論投資規模和投資密度都能與大型橋梁和公路工程相較高低,其優化設計的意義和效益都很大。二是技術難度大。土木工程有三大技術難度方向:其一,向更高的高度(高層建筑)發展;其二,向更寬的跨度(大跨度橋)發展;其三,向更深的深度(地下工程)發展(在土木工程領域方面,19世紀是橋的世紀,20世紀是高層建筑的世紀,21世紀將是人類利用地下空間、開發地下資源的世紀)。城市輸變電工程向更深的地下發展是必然的趨勢,但地下工程理論技術的不成熟和巖土的不確定性,導致城市輸變電工程至今還停留在半理論半經驗階段。技術上要求采用信息法動態設計工程,對設計人員的理論和經驗要求都很高。三是安全風險大。在城市地下工程建設中,重大事故屢見不鮮,例如杭州地鐵建設、上海地鐵建設中發生的深基坑支護垮塌。山地地區的道路崎嶇、狹窄,并且道路一面是擋墻,一面是邊坡。此外,狹窄的城市道路下的擋墻基礎、橋梁基礎、錨桿基礎及市政管線縱橫交錯,電纜通道在這樣的環境中建設,其安全隱患不言而喻。四是涉及的領域廣。城市中各類設施權屬不同行業、不同部門,要保證電纜通道在這些設施下穿梭時能夠安全運行,必須在電纜通道與各種構筑物基礎之間進行“避”“讓”和“穿”的論證。由于產權單位隸屬行業不同,所以需要土建設計人才了解各個行業。電纜通道路徑的論證、路徑的穿越,需要說服監管機構和產權單位,要求設計人員具有更廣的知識領域(諸如鐵道行業、交通行業、市政等)。大土木觀,不僅僅是設計觀念的變化,還是設計管理理念的變化,更是基建管理方式的變化。這不僅是設計課題的轉變,更是管理課題的轉變。城市電網的地下化,需要進行管理模式的升級。變電站從地面到地下,線路從天上到地下,這一上一下的轉變,不是簡單的位移變化,而是勘查、設計、施工和管理全方位的變化。由于地下工程受地形、地質、環境條件、施工方法等因素的影響大,不能單純地套用傳統的架空輸變電工程標準化管理模式。這需要設計人員對城市輸變電工程進行個性化管理、專業化管理。業主常常忽略城市地下電網工程所具有的復雜性、艱巨性、土建投資額度大、設計周期長、建設周期長等特點。此外,業主還誤認為施工單位在整個地下工程中起決定性作用,設計單位只起輔助作用。這更需我們培養大土木觀來進行城市輸變電工程的優化設計,讓業主認識到設計單位的核心領導作用。
2培養建設城市理念
城市輸變電工程是城市市政設施的一種,但相對于其他市政設施,由于受體制的影響,城市輸變電工程常常作為特例來進行管理,更顯獨立化、專業化、封閉化。這導致電力設計企業對城市建設研究不夠、認識不高。歸根結底來說,城市電網建設是在建設城市、改造城市、服務城市、發展城市,我們要以建設城市的理念,來指導我們的設計工作。怎樣建設城市,怎樣把電力設施設計和諧共生地融入到城市建設中來,怎樣設計城市輸變電工程來符合城市建設發展規律,這既是電力系統和電力設計院面臨的挑戰和機遇,也是設計工作的出發點和立足點。電力設計企業必須尊重城市建設規律,結合城市性格特征,結合城市規劃理念,融入城市建設體制,才能破解城市電網建設困難的難題,才能依靠城市生存發展,才能服務好城市建設,才能提升城市電網可靠度。
3設計價值回歸
長期以來,由于投資體制的原因,業主對優化設計和優化投資的動力不足,或者向相反方向引導,這造成工程設計及投資方案沒有最優、只有更高的積習。設計人員的專業技術能力、優化設計價值得不到認可,用設計為業主創造價值的基本職業價值觀念被扭曲、異化,甚至有時被諷刺。職業被體制化、工具化的現象偶有發生,設計創造價值的主動性被抹殺,甚至會產生一種設計投資規模大一點、獎金更高一點的念頭。這造成了一種不良生態環境,長此以往,使設計人員對技術優化的研究探索下降,使設計人員通過知識和專業素養體現個人社會價值理想落空,使設計人員錯誤的將設計理解為一個簡單、重復性的機械化工作。城市地下輸變電工程土建投資占比大,而土建投資對設計依存度大,土建結構設計人員在整個工程方案設計及運營中起決定性作用,工程設計的優化意義巨大;地下工程理論由于技術上不成熟和巖土的不確定性,設計還停留在半理論半經驗階段,要求設計人員采用信息法動態設計工程,對設計人員的理論和經驗要求都很高;同時,由于地下工程具有技術難度大、不確定因素多、安全風險大、涉及領域廣等特點,這都需要設計人員不斷學習、研究。隨著電力體制改革,國退民進措施的推進,全面市場化競爭加劇,設計單位的價值必將回歸原點,設計必須為業主創造價值。設計人員的職業理想、個人價值、單位價值和社會價值應有機統一,才能激發其創造力和激情。而這也要求我們必須合理科學地制訂出符合發展趨勢的評價機制,營造出積極向上的進取氛圍,將工程技術人才的激情、理想、人生價值觀有機融合,工程技術上形成良性的“比、學、趕、超”生態,員工關系上形成美好的“傳、幫、帶”氣候。而不是個個看產值、搶工程,不看做得優不優,只看做得粗不粗。
4優化服務
目前,我們業主主要是專業化的國有電力企業,其基建管理人員更換頻繁,導致基建管理人的專業化水平不高,專業配置更是參差不齊,而熟悉土建、城市建設和地下工程的管理人員更是鳳毛麟角。設計企業作為公司系統內,配置最全、人員最多、技術最雄厚的建設參與單位,在城市電網地下工程建設中,不但要出合格品,還要出精品;要形成理念,更應引導、引領山地城市電網建設,真正發揮科技帶頭作用,真正體現設計咨詢公司的價值,發揮電力公司城市電網建設的智囊機構的作用。由于業主對城市地下工程的熟悉度不夠,作為設計單位有責任、有義務向業主提供科學的、獨立的和公正合理的建議和主張,為公司的決策提供有力依據,發揮設計企業的技術支撐作用。我們還應做好城市輸變電工程中先進管理理念的宣傳、教育和推廣作用。
5結論
通過分析當前電力設計企業面臨的機遇與挑戰,本文提出培養城市電網建設的大土木觀、培養建設城市理念、設計價值回歸和優化服務形式等策略,為創建和發展特色電力設計企業,并使之屹立于電力改革的浪潮之中。
作者:陳焰 廖綦楠 王新寬 郭恒 單位:重慶電力設計院
參考文獻:
[1]盧暉.金融危機對我國電力行業消費市場的影響及發展趨勢[J].金融經濟,2009(18):49-50.
[2]王留萍.大城市地下變電站設計中的若干問題研究[D].上海:上海交通大學,2011:1-56.
中圖分類號:TU201.4 文獻標識碼:A
1 土木工程的信息化建設
土木工程的信息化是指用計算機、網絡、自動化控制等現代化信息技術來改變傳統的施工手段,對施工方式進行改造,促進土木工程施工技術的不斷完善,使其更加的科學、合理,并且同時實現低成本、高質量的目標。土木工程的信息化是土木工程的市場發展的必經階段,是能夠融入現代的發展的技術,必然會受到人們的歡迎而得到廣泛的使用。
2 土木工程信息模型(CIM)
2.1 CIM特點
CIM是指把相互協調的信息模型運用到一個項目、或者施工的過程之中。這和傳統的CAD模型是不一樣的,它包括對建設的場地、基礎設施的開發和相關的數據模型的創建。在這個創建過程之中,模型是數據的文檔,既包括了基礎的幾何實體,也對整個設計的最終結果進行了定義。基于CIM的設計,是參數化的三維設計,對于模型的創建信息之間的參數是相互聯系的,而這些信息既能夠在二維的設計平面之中使用,也能夠在三維的模型之中使用,而且在設計的時候可以根據實際的情況對數據進行更新,以求達到最好的設計效果。通過基于CIM的設計方式,能夠創建出適合的土木工程的設計模型,這些模型之中包括重要的幾何數據、相關的信息。模型的創建對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礎,只有做好了模型,才能夠按照模型高質量的完成施工。
2.2 運用CIM的優勢
雖然土木工程和建筑是不同的專業,在需要完成的任務以及工作的方式之上都有很大的區別,可是在CIM以及BIM(建筑信息模型)上還是有很多地方具有相似之處的。例如,在對于中心化的模型的思想上是相似的,而土木工程與建筑的軟件對于CIM和BIM的原理使用也是一樣的,都是需要在有一部分有改動的情況下整個模型都需要改變。除此之外,CIM以及BIM是能夠互相進行交流的,在設計的時候,無論土木的設計和建筑的設計是否在同一個公司,都能夠通過這種交流溝通進行協同的設計,這樣的設計方式在大大的節約了時間的同時還提高了施工的質量。因此,使用CIM技術來對土木工程進行設計,不但能夠使得項目之間的交流溝通更加的容易,而且在對于規劃、設計、和施工等方面的管理過程之中,都能夠更好地發揮團隊的優勢,加強合作彌補不足,這是傳統的土木設計之中所不能實現的。
3 基于CIM的信息化土木工程設計
土木工程最常用的設計軟件就是Civil.D,它能夠完成勘察、土地規劃、路線設計等各種任務,為土木工程的設計提供了很好的平臺?;贑IM信息化的設計,主要就是要在這個平臺上進行的,下面就對該工具的使用進行介紹。
3.1 場地表面數據
而場地表面的數據是放坡的設計的基礎,也是其設計的計算依據。這些數據是由描述場地表面的Civil.D點構成的,每個點都是由點的順序號以及這點所處于的三維空間的坐標信息組成的。在Civil.D中選擇工具創建曲面,然后把這些點的信息加到這些曲面之上,在導場地表面模型數據文件的等高線就可以了。
3.2 放坡的設置
放坡之前,用戶需要設置相應的放坡規則,以及放坡的相關參數、樣式。要根據實際的情況,即目標的不同而設置不同的參數以及樣式,放坡的樣式能夠對放坡的各個部件進行控制。在創建放坡的時候,還要對放坡的要素線進行創建。創建要素線通常是轉換現有的對象來創建的。
在創建放坡的時候,一般是利用主菜單中的“放坡布局工具”來設置的。在這里,設置好放坡組,并且創建好放坡圖層,載入之前設置好的放坡規則集、放坡樣式、以及目標曲面等來實現放坡。做完這些,還可以使用“放坡編輯器”對已經設置好的放坡規則進行編輯,放坡的參數如果變化了,放坡也要隨著變化。
在基于CIM的土木工程的設計中,創建出的CIM模型不僅在專業上具有極高的精度,而且能夠靈活的對曲面進行編輯,使工程設計人員的設計更加的容易。而且,還能夠保證通過這種方式設計的模型更加的專業、精準,而根據這個模型而進行的土木開挖工程也會更加的科學、合理、精準,對于土木工程的設計的改善有著重大的意義。
4 結語
對土木工程進行信息化的設計,能夠使工程設計的數據進行參數化,而保證工程的合理化實施的條件之一,就是參數化的工程設計數據?;贑IM的信息化土木工程的設計就能夠實現這些功能,從而保證土木工程的高質量實施。該篇文章就是在總結了信息化土木工程設計的重要意義的基礎之上,首先分析了什么是CIM技術,以及CIM信息化設計的優勢,然后對土木工程的設計平臺Civil.D的使用進行了介紹,希望通過這些內容能夠讓對于土木工程的信息化設計引起大家的注意,從而得到更廣泛的使用,以保證土木工程的高質量完成,使人們擁有更好的生活。
參考文獻
[1] 宣云干,李巧生,徐永紅,唐進.基于CIM的信息化土木工程設計應用研究[J].江蘇建筑,2007,06:63-64.
中圖分類號: E271 文獻標識碼: A
土木工程是人類發展史上歷史最悠久的技術工程,是一種系統性的產業活動,從本質上說是生產和技術相結合的綜合過程。土木工程是各種建筑工程的統稱,既包括施工對象,如各種建筑設備,也包括施工過程中所用到的各種技術,如勘探研究、施工、維護等。隨著社會知識化、科技信息化和經濟全球化的不斷推進,人類世界將進入可持續發展綜合國力激烈競爭的時代。誰在可持續發展綜合國力上占據優勢,誰便能為自身的生存與發展奠定更為牢靠的基礎與保障,創造更大的時空與機遇??沙掷m發展綜合國力將成為爭取未來國際地位的重要基礎和為人類發展做出重要貢獻的主要標志之一。土木工程與人們的日常生活密不可分,它給人們帶來了巨大財富的同時也引起生態環境的惡化。因此,土木工程可持續發展問題成為一個值得探討和研究的問題。
一、土木工程的綠色施工及可持續發展概述
所謂綠色施工技術是指能夠可持續發展的施工技術,也可稱之為可持續施工技術。它不是和傳統施工技術相對立的,而是利用可持續發展的觀念對傳統施工技術進行重新的包裝,是以可持續發展為宗旨的施工方法,在施工過程中能夠最大限度的降低對環境的不利影響。既然是綠色施工,就要在施工過程利用綠色概念進行操作,要遵循循環經濟原則和清潔生產原則。循環經濟原則要求施工時做到使用能源的循環再利用,從源頭上節約能源,降低成本,減少對環境的損害。清潔生產原則不僅要求建筑過程無污染,而且要求建筑在使用和廢氣時也要降低對環境的危害。
隨著可持續發展戰略在我國推廣,當前承包商以及建設單位為了滿足政府及大眾對文明施工、環境保護及減少噪音的要求,一般均會采取一定的技術來降低施工噪音、減少施工擾民、減少環境污染等。但是,大多數承包商在采取這些綠色施工技術時是比較被動、消極的,對綠色施工的理解也是單一的,還不能夠積極主動的運用適當的技術、科學的管理方法以系統的思維模式、規范的操作方式從事綠色施工。這是由于認識不足,缺乏系統科學的制度體系,企業管理水平低、成本較高等原因作用的結果。
二、推進我國土木工程可持續發展的措施
關于土木工程可持續發展的施工階段,我們要做到的主要工作概括來說就是做好施工準備工作和進行工程施工。施工準備工作的內容是:取得工程施工的法律依據,調查研究各種與工程施工有關的原始資料,施工條件及建設單位的要求,掌握工程的特點及關鍵,統籌合理地安排施工力量和施工現場,從計劃、技術、物資、資金、勞力、設備、組織、現場以及外部施工環境等方面為擬建工程的順利施工建立一切必要的條件,并對施工中可能發生的各種風險和變化進行預測并作好應變準備。在施工準備工作一切就緒后,在設計圖紙和相關合同文件的約束下,就可進行工程施工,在施工進行過程中,對施工進度、成本、質量與安全進行控制,同時不斷的對預先制定的相關組織設計文件進行校正,最終完成整個工程的施工,交付使用。
土木工程施工階段的可持續發展的核心是業主設計單位和承包商應當識別場地內現有的自然、文化和構筑物特征,并通過合理的設計、施工和管理工作將這些特征保存下來??沙掷m的場地設計對于減少這種干擾具有重要的作用。就工程施工而言,承包商應結合業主、設計單位對承包商使用場地的要求,制訂滿足這些要求的、并能盡量減少場地干擾的施工組織計劃。計劃中要明確工期進度、勞動力、資金、設備和場地布置等措施外,還應明確以下幾點:場地內哪些區域將被保護、哪些植物將被保護,并明確保護的方法;怎樣在滿足施工、設計和經濟方面要求的前提下,盡量減少清理和擾動的區域面積,盡量減少臨時設施和施工用管線。具體來看,則需從以下幾個方面去保證土木工程施工階段的可持續發展。
節約水資源。通過監測水資源的使用,安裝小流量的設備和器具,在可能的場所重新利用廢水或者循環利用生產用水等措施,來減少施工期問的用水量,降低用水費用。節約電能。通過監測利用率,安裝節能燈具和設備、利用聲光傳感器控制照明燈具,采用節能型施工機械,合理安排施工時間等降低用電量,節約電能。③減少材料的損耗。通過更仔細的采購,合理的現場保管,減少材料的搬運次數,減少包裝,完善操作工藝,增加攤銷材料的周轉次數等降低材料在使用中的消耗,提高材料的使用效率。
目前,人們對綠色建筑的認識仍然不足,在項目建設的全過程中,對施工階段的可持續發展更加缺乏重視,而對綠色施工意識的加強,離不開生態環保意識的加強。在基礎教育中,應進一步提高公眾的綠色環保意識;在繼續教育中使工程建設各方正確全面理解綠色施工,充分認識綠色施工的重要性;強化建筑工人教育,提高建筑企業職工素質,承包商進行有利于可持續的行為方面的教育,并使其從中受益。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。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,既避免可能出現的建筑事故,也可解決建筑過快老化損壞,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。我國每年的施工建設產生的建筑垃圾達4000萬噸,產生的廢混凝土就有1360萬噸,清運處理工作量大,環境污染嚴重。此外,我國是20年來世界水泥生產的第一大國,而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環境的行業。與其他材料相比,鋼材和再生混凝土較為符合綠色建材的標準,應當大力發展這樣的綠色建材。
三、結語
土木工程活動是人類作用于自然生態環境最重要的生產活動之一。其中,工程材料的生產與使用、工程設計、工程施工、工程建成后的使用及報廢后的拆除等過程均要消耗大量的能源,并不斷產生廢棄物,這些問題都將對生態環境產生極大影響。因此,土木工程作為國民經濟的支柱產業,我們既要大力發展,以滿足經濟社會發展的需要,又要注重環境保護、資源節約,推行可持續發展戰略。
參考文獻
1、任宏.可持續發展與綠色施工[J].基建優化,2002,23(4).
前言
目前土木工程已經成為了建筑設計和施工建設的重要組成部分,它是建立在工程實踐的基礎上,其主要原因是,土木工程與其它工程相比較之下具有相對復雜性,在分析的過程中,很難兼顧和考慮現場的多方面因素。再者就是只能夠在實踐中才能夠發現真實存在的問題,進而尋求解決的策略,進而推進土建工程設計技術和理論的發展。
一、土木工程設計中結構的設計及其施工策略
(1)設計鋼筋混凝土結構的方法及其原理 在土木工程如橋梁、水利以及建筑施工過程中,鋼筋混凝土是不可或缺的組成部分,因此,在進行設計的過程中,必須充分的考慮該結構系統的以下因素:如斜截面承載力、工程耐久性、正截面承載力、控制裂縫、扭曲截面承載力,保證混凝土結構的預應力及其構建的抗震性以及延性,促進混凝土性能的纖維性和性能增強。根據工程設計的不同,在混凝土的外觀結構與內部結構上也會表現出明顯的差異性,并且工程的最終質量也會受到鋼筋形狀、大小以及數量多少的影響。在大量實踐經驗總結的基礎上,混凝土的結構設計在鋼筋數量搭配上都具有相應的模式。在當下土木工程結構設計中,所要要考慮的主要因素就是大跨度和高層的鋼筋混凝土結構。這就就意味著鋼筋混凝土面臨著更加嚴峻的挑戰。在現階段和后期發展過程中,鋼筋混凝土結構的承載力、動力特征及其穩定性是我們必須關注和加強的問題。
(2)鋼結構在土木工程建設中的重點 一是鋼結構的連接和材料的選擇,一般情況下,管材、型材、金屬制品以及板材是當下鋼材的主要類型,而普通的低合金鋼、碳素鋼以及較為優質的優質碳素結構鋼是當下建筑鋼材的主要選擇,其中強度硬度高,塑性差是碳鋼的主要特征。并且“十”字形截面、寬翼緣“工”字形截面以及箱形截面為鋼結構中柱子截面的主要形態。而“H”型鋼梁和焊接則是梁的主要形成方法,對于特殊要求的梁,也可以使其與截面相符合,同時在進行安裝之前,必須對梁進行焊接性實驗,進而得出最佳的焊接參數以及材料??梢赃x用高強螺栓或者是焊接連接的方法來進行梁與柱、梁與梁的連接,并且值得注意的是連接孔位置的準確以及精確度,保證高強螺栓插入的穩定性。目前針對連接孔的制備方法主要包括了以下兩種,一是采用模板制孔法,該方法的制孔精確度相對較低;二是數字鉆孔,相對之下,精確度較高。由此可見,在進行施工操作的過程中,應盡可能地選擇后者。在施工現場不粗對螺栓參數再次進行檢驗,在進行安裝的過程中,應該杜絕強行打入和強行擰入現象的發生,并且嚴格遵照相關的步驟進行,進初擰、復擰以及終擰。
(3)機械安裝地點的選擇及其堆放鋼構件 一般情況下,結構的占地面積與安裝的實際面積占地比例為1:1.5,在進行安裝的時候,也必須按照相關的標準和要求嚴格的執行,必須選用裝卸機進行鋼構件從中轉堆至施工現場的配送,并將其在安裝機械回轉半徑內進行放置,當構建在運輸過程中發生了形變等想象,在施工前必須進行校正處理。選用塔式起重機進行鋼構件的安裝,并且保證起重能力以及臂桿長度的充足,使各種不同的構建均能夠進行起吊。再者就是保證起吊速度的檔次充足以及鋼絲繩容量起吊高度。當存在多機起重操作的情況下,必須注意臂桿之間以及塔式起重機之間的距離,確保施工的安全,防止碰撞事件的發生。
二、土木工程的地基加固技術
該技術是土木工程施工過程中的重點也是難點問題,所涉及的方法具有多樣性,主要包括了擠壓法、換填加固法、加筋法、膠結法及其排水加固法。在進行方法的選用過程中,必須充分的考慮施工的實際情況、地段等因素,其中置換以及換土墊層法是當下地基加固中最常用的手段。當建筑物的上層荷載過大,而下層的基礎持力層相對軟弱的情況下,一般選用的加固方法是換土回填法。也就是將基礎持力層下方一定寬度范圍內的軟土層挖出,并使其有一定的深度,緊接著將石、灰土以及砂等強度相對較大的物料進行充填,并將其夯密實。而針對于沼澤地帶以及濕潤地帶的的加固方法則多為排水加固法,但是真空預壓法以及提案載預壓法則是當下的實際加固方法。針對于高層建筑,為了有效的保證其穩定性,常用的加固方法為加筋法。
三、土木工程結構加固所針對的問題
基于框架截面的設計、建筑結構的設計均受到地形以及抗震等級等多方面因素的影響,在進行勘察的過程中,對于方針等級的查找主要可以以建筑的抗震規范、建筑的高度以及防裂程度作為參考性依據?;诳拐鸬燃壍牟町愋?,在抗震計算以及具體措施的采取上也具有岷縣的差異性,必須以實際情況作為依據,結合一切情況進行土木工程的抗震設計。在進行工程測量以及管理的過程中,必須加強施工記錄和標記,并嚴格按照相關的測定標準來執行,借此來有效的保證施工的質量以及施工設計方案的具體實現,并且將測量貫穿于整個施工過程中,加強測量工作的精確度及其操作步驟的規范性,確保土建工程的最終施工質量,避免錯誤操作和返工現象的發生。
結語
目前土建工程的地基加固和結構加固已經成為了設計過程中的重點,其主要是因為它與建筑的使用安全等息息相關,目前隨著科學技術的發展,大量的新型材料以及技術不斷的引進土木工程的施工建設中,并且成為建筑組成不可或缺的元素,由此可見,保證建筑各個構建的完整性和穩定性,是保證建筑質量的關鍵性因素,在后期的工作中,我們必須加強結構與地基加固技術的應用,促進建筑安全性與質量的提升,推進土木工程和建筑工程的快速穩定發展。
參考文獻:
中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)04-0120-01
土木工程的結構設計中首先要考慮的就是土木工程的安全問題,在結構設計階段,既要考慮土木工程的耐久性和經濟實用性,更要考慮建筑的安全性。土木工程結構設計的質量問題直接關系到工程成本,如果因設計者在結構設計中出現了失誤,或工程監管不力,一旦出現樓盤倒塌、橋梁塌陷等安全事故后,便會給施工單位造成很大經濟損失。對于工程事故的發生,國家有關單位也隨之確立了有關規章體制,強化了對工程優劣程度的經管,設計單位結構設計人員也要提高設計方案和實際情況的吻合度,以減少事故發生。
一、土木工程結構設計概述
土木工程建筑結構設計包括上部結構設計和基礎設計。基礎設計是根據工程地質勘察報告、上部結構類型及上部結構傳來的荷載效應和當地的施工技術水平及材料供應情況確定基礎的形式,材料強度等級,一般有淺基礎(獨立基礎、條形基礎等)和深基礎(樁基);基礎底面積的確定及地基承載力驗算;基礎內力計算及配筋計算;考慮必要的構造措施。
上部結構設計主要分為框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、框架-核心筒結構、筒中筒結構、砌體結構。上部結構設計主要內容及步驟:根據建筑設計來確定結構體系、確定結構主要材料;結構平面布置;初步選用材料類型、強度等級等,根據經驗初步確定構件的截面尺寸;結構荷載計算及各種荷載作用下結構的內力分析;荷載效應組合;構件的截面設計。此外還包括某些必要構造措施,需要依據結構專業相關規范、圖集等。
土木工程結構設計是工程的前期準備,前期設計工作質量不高,將會導致后期的施工過程不能順利進行,嚴重的會引起施工中的不安全事故的發生,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量水平。土木工程結構設計也關系到國家基礎事業的發展與人們的生命安全,土木建筑工程是國家的基礎事業,關系到國家的整體發展情況,只有做好土木工程結構設計,才能保證整個工程達到國家建筑業的標準?,F代社會,建筑行業蒸蒸日上的發展對于建筑的質量與安全的要求越來越嚴格,因此,要保證土木工程的質量與安全,必須要重視土木工程結構設計。
二、土木工程結構設計中的常見問題
1.結構設計牢固性不高,難以保證工程質量。土木工程的牢固性不高雖然一般不會在整體上對土木工程造成威脅但是如果遇到地震、火災或者爆炸事故,這些薄弱環節必將產生致命的影響,將是對結構的延性設計、冗余度設計的極大考驗。例如在地基結構設計中,對于地質承載能力等情況沒有考慮到位,在外力破壞下工程結構很難安然無恙。在土木工程的結構設計中要充分結合土質承載能力和地質情況,在地基結構設計中如果未充分考慮到地質承載能力,外力的發生就會導致對工程結構的破壞,由此造成工程的安全事故。
2.結構設計常常忽略環境因素,降低土木工程結構的耐久性。土木工程設計關乎整個土木工程建設的使用時間,因此在設計時要綜合考慮所有因素,還要考慮土木工程周圍環境的影響。要綜合溫度、濕度、水土酸堿度、化學腐蝕等環境因素,但在實際的設計工作中,環境是經常被忽略的因素,土木工程施工過程中,鋼筋和混凝土是基本的材料,由此理應對周圍環境做出分析,從而防止環境對材料使用壽命的影響。在結構設計中忽略這層因素,就會降低土木工程的耐用性和安全性,造成安全隱患的發生,降低土木工程建設的效益。
3.土木工程結構設計安全性低,易導致安全事故發生。我國土木工程結構設計安全規范低于國外水平,結構設計安全設置標準偏低,由此導致了工程安全規范方面的漏洞,致使安全設置規范難以發揮對工程設計的約束作用,工程質量相對較低,較易造成安全事故的發生,損害了工程的建設效益,縮短了工程的使用年限。在土木工程結構設計中,結構安全性主要取決于構件承載能力、結構工程耐久能力、結構牢固性等方面,我國土木工程結構設計水準與國外相較存在一定差距,且施工人員在施工過程中,很難以結構設計為依據施工,導致施工質量偏低,致使安全事故頻發。
三、土木工程結構設計策略
1.任用綜合素質較高、專業性較強的設計人員來對土木工程進行結構設計。設計工作人員是作為土木工程的設計者和創造者,必須明確工程結構設計的復雜性和高精確性,應具備嚴謹的工作思路,依據理論和經驗相結合,進行完美的安全設計。要不斷加強設計人員的理論和經驗學習,使其不斷掌握先進的設計理念、擁有豐富的設計經驗致力于結構設計的完善過程中。除此之外,要增強設計人員責任感和執業使命感,使其能夠認真的對待設計工作,保證設計的質量,充分為土木工程建設效果的發揮而奮斗。作為一名土木結構設計師,不但要認真的學習設計的規章制度,也要按照相關的規定進行合理的結構設計,以此來促進建設結構設計向著規范化的方向發展,避免在土木過程中發生一些安全問題。
2.結合土木環境現狀,綜合設計最優方案。土木工程設計要結合地方環境,設計人員需要考慮多種因素,其中包括施工條件、水位、地質情況、溫度等。在土木工程結構設計的過程中,要對圖紙進行精細化處理,對于設計的每個細節要進行詳細的說明,從而方便工程施工人員理解。在土木工程的結構設計過程中,還要考慮設計的經濟性,要摒棄一味采用標準圖的做法,標準圖能夠加快設計的進度,但是由于未經過計算,為了保證設計的安全就會采取高標準的系列,由此就會增加成本,造成不經濟性的問題。所以,在設計過程中,設計人員既要考慮圖紙的精細化,又要考慮設計成本的問題,從而綜合設計最優方案。
3.強制執行行業標準,規范設計標準。由于我國土木工程質量頻發,土木工程的安全性受到高度的重視。我國政府已經頒布了相關的法律法規,主要目的在于確保結構設計變得更加規范。因此,設計人員必須意識到工程質量的重要性,根據國家相關規定,對結構進行設計,確保建筑的安全性與穩固性。施工單位施工時,若發現設計圖紙上存在不足之處,要及時予以更正,若無法判斷其是否合理,可讓開發商進行判斷,并協商解決方法。施工單位必須要重視建筑安全問題,如果開發商或施工單位了解到圖紙設計中存在不合理情況卻沒有做出修正,雙方均要受到法律制裁。
四、結語
隨著社會的發展,人們生活質量的提高,各類建筑拔地而起,推動了我國建筑業的蓬勃發展。在土木工程的建設過程中,要充分保證工程的安全性和耐用性,從而保證工程的質量和工程的使用壽命,滿足人們對土木工程的使用要求,使其更好地為我國國民經濟的發展貢獻力量。
一提高土木工程技術人員素質
隨著土木工程技術水平的快速要求和發展,各類現代化施工技術層出不窮,良好的土木工程施工技術在良好的施工標準要求下,得到有效的提高。對土木施工技術中的各項設計環節進行分析,研究土木工程設計中的基礎設計原理,逐步改善土木工程設計技術要點。近年來,我國的土木工程設計和施工技術人才層出不窮,良好的施工設計方案在施工中往往會產生實際問題。因此,土木工程結構設計過程中,需要對施工技術標準進行研究,及時分析國內外優秀的土木施工技術學習,分析適合我國施工工藝的技術標準,提高施工設計人員的技術標準,提高從業者的設計技術能力,從而設計出優秀的高品質設計標準。良好的從業技術人員可以確保施工設計和施工質量的雙重提高。
二施工技術標準的重視內容
1重視土木灌裝磚孔的設計技術標準
灌裝磚孔對于土木工程的整體建筑施工極其重要。設計施工在技術設計圖紙繪制過程中,需要確定施工設計標尺范圍。在土木工程建筑施工過程中,需要合理的參考實際施工標準,考慮實際的施工技術水平,確定土木工程施工環境,核算施工設計成本。在施工技術中選渦錐鉆為主要施工設備,采用個體機進行施工,從而降低成本。如果濫用施工設備會造成成本增加,這樣就會造成土木工程施工建設成本增加,施工質量問題頻繁發生。灌注過程中,轉孔樁可能承載的力無法在設計過程中計量。采用不合理的設備會影響施工環境,施工效率會逐步降低。因此,對旋挖土木施工技術進行研究,提高設計施工過程中的施工技術準確程度,確保旋挖技術效果。在土木制樁過程中,需要采用旋挖技術提高施工技術質量,確保建筑施工效果。旋挖技術比渦錐的實際技術水平高,可以確保樁后期具有良好的承載力,同時控制施工成本,從經濟價值方面分析,提高土木工程樁的施工技術,降低施工成本,改善施工環境的整潔程度,確保污泥量逐步減少,提高土木工程施工效果。在施工設計過程中,需要明確旋挖技術設計的施工圖紙,分析可能存在的優點和確定,為施工技術隊伍提供良好的設計數據參考范圍,從而方便后期溝通和施工改進。
2改善基坑支護設計標準
在土木工程施工設計中,施工設計標準內容中,對于基坑支護問題的設計內容在土木工程設計中一般沒有明確的標準。施工設計單位在設計過程中,往往根據土木工程周圍環境進行參考,這在土木工程施工設計中會受到影響。對于深基坑施工設計中,設計單位往往根據基礎參考數據進行設計,而沒有參考實際施工標準。實際的操作中,對深基坑的操作往往沒有標準限值。因此,在施工過程中施工單位往往根據施工經驗確定施工設計標準,從而完成深基坑施工過程。在土木工程建設過程中,電子信息計算機技術得到廣泛的應用,在設計與施工過程中可以采用科學技術方法提高設計準確度,但是這樣會造成施工成本增加,嚴重影響的施工的成本控制范圍。據統計,目前設計施工標準與實際的施工技術不符的現象較多,這回造成施工設計水平受到影響。加強土木工程基坑設計施工技術標準,提高基坑支護的設計準確性,保證施工設計和施工技術水平的統一效果。
3設計施工的有效性
在施工設計過程中,根據施工設計圖紙和實際施工技術標準進行區分,縮短施工技術設計和實際施工的偏差。一旦施工設計圖紙和施工技術上出現嚴重的問題,應當調整施工設計圖紙,確保施工的可行性和有效性。在土木工程施工設計中,梁筏和地梁一般有相同的設計標準,而在實際的施工現場施工中,往往會出現嚴重的偏差問題,影響施工的施工進度和施工效果。對于不同鋼筋地梁的方向進行連接,一旦出現寬度超標的問題就會造成施工問題。另外,雙向地梁在一些設計中不能達到有效高度,這需要采用有效的措施進行彌補。例如,太高地梁高度,但是在改變設計高度的時候,需要和施工設計人員進行溝通,施工單位也需要對施工中的內容進行檢查處理,尋求良好的解決辦法。在降低成本的情況下,提高施工效果。一旦施工設計圖出現問題,需要返工或停工的問題的時候,可以采用設計圖紙改進縮小損失。
4加強施工和設計二者工作人員的有效交流溝通
在土木工程施工和設計過程中,因為施工工程項目時間緊、任務中,施工復雜,常常會出現不可預見性的施工問題,提高施工設計標準,加強設計圖紙的準確性,確保施工順利進行,按時竣工。在施工過程中需要加強施工溝通過程,對設計工作人員進行嚴格的考核,一旦出現施工設計和施工技術的偏差問題,需要耐心的進行溝通,確保施工的順利開展。在施工設計和施工技術上,需要二者的工作人員經常溝通,改善書面內容,避免產生各種誤會問題。
1.引言
土木工程施工質量要想得到保證,土木施工設計是關鍵環節。合理的設計,不但關系到建筑的水平,還與國家基礎事業的發展和人民生命財產安全密不可分。同時,在實際的土木工程施工中,高超的設計常??梢詢灮┕げ襟E乃至縮短工期。本人結合多年從事土木工程施工設計的經驗,下面就土木工程施工設計淺談幾點看法,僅供施工組織者和設計人員參照,希望會有所啟發。
2.當前我國土木工程施工設計中需注意的問題
2.1 當前土木工程從業人員自身素質參差不齊。
雖然近年來我國土木工程研究和實踐都取得了不少的進步,而且一般的設計單位都擁有一批有著十幾年從事結構設計工作經驗的工程師和設計人員,他們對工程設計可以講有一定的掌握。但近年來新型施工技術的出現和土木工程施工管理及設計人員知識水平普遍不高的矛盾越演越烈。這就直接導致了設計和施工的不平衡,因此土木工程從業人員必須通過自學或繼續教育培訓等途徑,對不斷發展的土木工程施工技術進行深入學習,了解施工技術發展的國內外最新資訊,拓展對具體施工工藝的掌握;這樣才能不斷的提高自己的認識水平,增強自己的業務能力,設計出更多在實際施工中有操作性的優質工程,同時廣大的施工管理者也要不斷提高專業素養,不僅要理解工程設計人員的具體施工要求和設計意圖,也要加強對施工進程的控制和把握,只有這樣才能更好的實現土木工程施工技術和設計的良性配合。
2.2 當前土木工程施工圖合同中,并沒有把建筑的深基坑支護設計列入其中。
一般情況下,設計單位依照建筑總平面圖上的顯示,以及一些相鄰建筑物的分布狀況,再結合基坑的土質與高度對于深基坑支護設計提出一些相關的改進建議和看法。然后,施工單位負責做好具體的工作,或者是施工單位委托一些專業的設計師進行支護的設計。據了解,目前業內已經有十分專業的計算機應用程序應用在深基坑支護設計中,這就大大的提高了這一設計工作的科學性和精確性。但是目前有很多的工程設計院沒有配備,這其中固然有技術風險與經濟收益不相稱的實際因素。但深入分析,我們可以得出這種先進技術的使用與目前深基坑支護技術的發展是不相符的,主要是與目前城市施工存在的一些現實條件產生嚴重分歧,這必須引起設計院管理層與設計人員的重視、并盡快加以改進。
2.3 當前在高層建筑的設計中,主要使用的是鉆孔灌注樁設計。
一般情況下,設計人員在施工圖紙中不會對使用的施工機械進行明確的限定,施工單位可以自由選擇施工的機械。而施工單位大部分會從節約經費的角度出發,最后一般都會選擇價格低廉實惠的渦錐鉆作為工程樁機械。這樣的結果就是,工程圖上面的標準、規格達不到要求,也難以控制,這樣一來,各種問題樁自然而然地就出現了,這種樁的承載能力非常低,容易造成危險因素。目前,其實有一種比較先進的施工技術正在使用當中,那就是旋挖施工技術。這是一種先進施工技術主要的特點是:第一,采用的設備是比較先進的,而施工工藝也是非常一流的,一些人為因素比較少。因此,采用這一技術,成孔的質量得到了很大的提高,而樁孔的垂直問題以及對于孔底清渣問題都能很好地解決。第二,樁的直徑與長度相同,每一個樁的承受力都會得到提升,至少提升40%或者50%,這樣一來,就解決了機械的高費用問題,使單樁的造價成本有所下降,換算成單位極限承受力,這二者的造價幾乎是一樣的。第三,如果兩個基坑的作業面積是相同或者基本一致的,兩臺旋挖機的成樁數量與最大密度分布的渦錐成樁數量就是一樣的,都是十八根。此外,前者挖掘出來的泥土可以隨時裝入車里,及時運送到工地,前者的綜合效率比后者更高一些。第四,施工現場也是非常干凈、整潔的,地面上沒有泥土,僅僅用一些清水沖洗就可以好地清理了。
2.4 當前土木工程設計過程中,設計師設計意圖有時表述不清。
我們舉一個具體的例子,比如,關于一項建筑工程中基礎梁筏的前后方向的地梁設計的高度是一樣的,根據以往的基礎設計,這其中并沒有什么問題。但是,如果采用這樣的設計方法,在進行施工的時候,一個方向上的地梁位于縱向上的鋼筋就要穿過在垂直方向上的地梁,如果地梁的寬度比支座的柱邊長更加高的時候,那么,。地梁兩個方向上的有效高度就不能得到同時保證。因此,最后就必須把其中一個方向上的地梁抬高5厘米。像這樣的問題,在設計的時候會經常遇到,因此,如果在設計人員進行設計的過程把這些問題及時解決,就會減少實際施工的困難,但是一旦工程進入施工階段,再來解決這些問題就非常困難了。
2.5 當前很多的國家在土木工程設計中,都已應用鋼筋機械連接技術。
這種施工技術是一種新型的技術,盡管在工程施工中并沒有被規范和例舉出來,但是,在很多工程范圍中都有廣泛使用。這種施工技術目前還沒有得到國家的認可,還沒有建立相關的工藝約束,因此,設計人員在設計的時候大部分不會使用這種技術。此外,這些先進技術的檢測都是具有一定級別的檢查單位來進行,然后給出檢驗結果,在價格方面是比較低廉的,其操作方面也是非常簡單、快速的,對于施工單位來說,是有非常大的吸引力的。個人認為,當設計人員遇到這種情況,不能僅僅依照國家頒布的施工工藝來設計,而應該有所變通,對于那些新技術可以進行全面的、準確的評斷,看這些新技術是不是能夠應用到工程之中。
2.6 當前在土木工程設計中,存在設計單位與施工單位技術交底以及審查圖紙等方面配合不到位現象。
個人認為,作為一名合格的土木設計師應該高度重視這種配合,除了可以通過電話確定,也可以通過口頭協商,此外,還可以把這些小細節用書面文字的形式例舉出來,形成一種比較正式的文件,這樣做的主要目的是,可以減少因為專業分工的不一樣而導致個人理解上出現偏差而導致錯誤的施工行為。
2.7當前土木工程設計中,安全使用與維護意識不足。主要表現在兩個方面:一是在實際設計工作中對于一些因為環境因素影響,對建筑結構耐久性產生較大影響的因素在設計時很少進行考慮,從而導致土建結構使用壽命偏低或造成結構安全事故,這不單單是設計單位對結構耐久性的忽視,更重要的是工程設計安全意識不足。二是在工程設計規范中,結構安全性設置水平偏低。對于土木工程設計工作來說,結構的安全性非常重要。結構安全性主要表現在對結構安全系數范圍的定位、結構構件承載能力的安全性、結構工程的耐久性及結構工程的整體牢固性等方面。目前在我國土木工程設計中,設計規范的安全等級設置相對水平較低,還不能與國外同類設計的水平相比。這就造成工程在施工中不能按照標準進行施工,這也是施工質量不高的一個根本原因。
3. 結束語
總而言之,隨著城市化建設的不斷加快,土木工程施工技術也得到了進一步的發展,在施工過程各種先進的施工技術被廣泛地使用,例如深基坑支護技術、鉆孔灌注樁、鋼筋機械連接技術等等。土木工程設計者,除了要仔細研究施工圖紙,還要盡量考慮到新的施工技術的應用,并不斷探索革新。
參考文獻:
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土木工程是建筑的重要組成部分,也是其中非常關鍵的分析,在建筑中涉及面較廣,對于建筑的整體規劃也較為重要,因此應該充分重視建筑中土木工程結構的設計和施工策略,提升建筑整體質量。土木工程在施工中對質量的控制涉及面較廣,進行現場測試面臨的困難較大,而通過土木工程結構的設計與施工策略的實施,可提升建筑的整體質量,為建筑行業的全面管理提供必要的支持。
1 土木工程結構設計與施工策略概述
1.主要組成部分。土木工程結構設計與施工策略主要的組成部分是鋼筋混凝土,在建筑中占據的位置非常關鍵,并且穩定性和耐久性較高,建筑中的承重能力也較好,因此在建筑中使用的范圍較為廣泛,對于建筑的整體質量產生較大的影響,但是在進行實際施工中因為鋼筋混凝土結構的質量控制難度較大,設計的過程中需要對實際情況進行鋼筋混凝土的選擇,針對鋼筋混凝土質量進對技術進行控制,從而更好的實現整體結構的完整性,對結構進行更加全面的控制。
2.施工策略。在進行土木工程施工的過程中,鋼結構是其中的重點,首先需要選擇鋼材、板材等結構進行全面的規劃,使用質量較高的金屬制品,保證整體的硬度達到規范的要求,從而進一步提升建筑工作的質量。在進行施工過程中需要對焊接等工藝進行全面的監督和管理,并將相應的規格進行合理的控制,使用精確度較高的參數對技術進行控制,防止中間出現較大的問題,從而更好的控制土木工程施工的整體質量,保證建筑整體質量的提升。同時,在進行準確程度設計的過程中,首先對鋼材的各項參數進行全面的檢驗,進一步提升安裝的科學性,從而促進工程全面順利的進行。同時需要合理的對鋼構件的堆放進行控制,選擇合適的堆放點,按照相應的流程將鋼構件放置在合理的位置上,對現場不合理的放置位置進行科學的糾正,重視對施工設備的控制,保證施工中各項施工技術和現場的相互協調,保證施工的安全性,對施工過程進行更加全面的控制。最后需要采用一定的方法對工程建筑進行加固,使用換填法和排水法對技術進行全面的控制,將土木工程中的相關自然土進行置換,采用較為穩定的加筋法,保證土質不會出現移動,將地基進行全面的控制,從而增加整體建筑的質量,保證土木工程建設的科學性。
2 我國土木工程機構設計和施工策略存在問題
1.建筑的可靠性較低。我國在進行土木工建設的過程中,因為技術存在問題,相應的技術發展出現不完善的情況,這些因素表現在土木工程建設中就會造成設計構造存在一定的問題,造成整體的設計可靠性較低,設計人員在實際施工中沒有按照整體的規定進行操作,造成整個設計中施工措施不規范,設計的內容起到的作用不強,造成土木工程施工中設計方案不健全,真正實施中存在較多的問題。
2.設計安全性存在問題。土木工程設計本身就需要保證設計和施工的質量,但是在實際施工過程中工作人員對土木工程結構設計和施工策略規劃的過程中,并沒有將關注的焦點放在安全性方面,對安全性是較為忽視的,沒有按照科學的規定進行安全措施的制定,造成施工中安全性較低的情況,使得整體設計和施工中經常出現一些安全事故和安全問題,對整體施工造成不利影響,造成嚴重的質量問題。
3.實際操作存在不規范情況。在進行實際工作中,建筑行業得到較大的發展,因此國家相關部門對建筑工程進行全面的控制,但是在實際施工中還是存在一些不規范的操作行為,設計人員在進行技術管理過程中不規范的操作,造成整個工程在管理中存在較大的問題,對整體施工影響較大。
3 提升土木工程技術應用相關措施
1.合理控制施工結構。在進行施工過程中首先需要關注鋼筋混凝土施工結構,對于鋼筋施工結構進行合理的控制,保證結構的合理性,并對結構所要承擔的負荷能力進行關注,在施工中對施工技術進行全面的控制,將結構進行反復管理,從而實現整體結構的規范性,保證施工質量的提升。
2.提升設計規范性。在進行設計中需要對整體的設計方案進行科學化的管理,設計和實施策略需要進行反復討論,提升設計施工規范性。其次需要對施工人員進行更加專業的技能培訓,提升設計人員的專業素養,可以熟練的使用先進的技術設備,加強員工的職業道德和技能培訓,這樣也可以提升施工和設計質量。
3.提升對材料的監督力度。在進行管理的過程中需要進一步增加建筑施工的材料控制,對需要使用的材料進行全面的控制,定期的對材料使用情況進行檢查,了解材料的進貨渠道等各個方面的來源,對于不符合要求的材料及時進行管理,從而進一步提升建筑施工整體質量。
4 結束語
土木工程的設計與施工策略的制定需要符合技術的需要,并在管理中采用更加科學的管理方法,對新技術、新材料進行應用,保證建筑的質量,還需要不斷的進行發展創新,真正了解和掌握土木工程施工技術的具體應用,這樣也才能夠更好的促進我國土木工程建設的發展,對我國建筑行業的健康發展也將會起到重要的推動作用。
參考文獻
[1]官志平.土木工程結構的設計與施工策略在土木工程技g上的應用[J].信息化建設,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
中圖分類號:TB21 文獻標識碼:A文章編號:
1平面圖的設計和施工進度計劃的設計
1.1單位工程施工平面圖設計步驟:1.確定垂直運輸機械的布置。2.確定攪拌站、倉庫、材料和構件堆場以及加工廠的位置。3.運輸道路布置。4.臨時設施的布置。
1.2施工總平面圖的設計步驟:1.確定大宗材料、成品和半成品進入工地的運輸方式。2.確定倉庫、堆場及附屬生產企業的位置。3.布置場內運輸道路。4.確定行政管理及文化生活福利房屋的位置。5.布置臨時水電管網以及其他動力線路。6.布置消防、保安及文明施工設施。
1.3編制施工進度計劃的一般步驟:1.劃分施工項目。2.計算工程量Q。3.確定勞動量和機械臺班數量P。4.確定各施工過程的天數T。5.編制施工進度計劃的初步方案。6.施工進度計劃的檢查和調整。
2基坑的施工:
2.1當基坑(槽)挖至設計標高后,應組織勘察、設計、監理、施工方和業主代表共同檢查坑底土層是否與勘察、設計資料相符,是否存在填井、填塘、暗溝、墓穴等不良情況,這稱為驗槽。
驗槽的方法以觀察為主,輔以夯、拍或輕便勘探。
基坑降排水方法主要有:集水井降水法和井點降水法。
常用的方法主要是觀察驗槽
觀察驗槽的內容包括:
⑴ 檢查基坑(槽)的位置、斷面尺寸、標高和邊坡等是否符合設計要求。
⑵ 檢查槽底是否已挖至老土層(地基持力層)上,是否繼續下挖或進行處理。
⑶ 對整個槽底土進行全面觀察:土的顏色是否均勻一致;土的堅硬程度是否均勻一致,有無局部過軟或過硬;土的含水量情況,有無過干過濕;在槽底行走或夯拍,有無振顫現象或空穴聲音等。
觀察驗槽應重點注意柱基、墻角、承重墻下受力較大的部位。仔細觀察基底土的結構、孔隙、濕度、含有物等,并與設計勘察資料相比較,確定是否已挖到設計的土層。對于可疑之處應局部下挖檢查。
2.2防治流沙的措施:1.枯水期施工。2.水下挖土。3.井點降水。4.設止水帷幕。5.搶挖并拋大石塊。
基坑開挖的基本方法:1.直接分層開挖。2.有內支撐支護的基坑開挖。3.盆式開挖。4.島式開挖。
2.3地基加固處理的綜合措施
擬定地基加固處理方案時,應考慮地基與上部結構共同工作的原則,從地基處理、建筑和結構設計、施工方案方面均采取相應措施,絕不能單純對地基進行處理。其具體措施有:
⑴ 改變建筑體形,簡化建筑平面;
⑵ 調整荷載差異;
⑶ 合理設置沉降縫;
⑷ 采用輕型結構、柔性結構;
⑸ 加強房屋的整體剛度;
⑹ 偏心荷載較大時,對基礎進行移軸處理;
⑺ 施工中正確安排施工順序和施工進度
2.4地基處理的對象
⑴ 軟弱地基包括:淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構成的地基。
⑵ 特殊土地基包括:軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土和凍土等地基。
2.5地基加固的方法
當軟弱土地基的承載力或變形滿足不了建筑地基的要求,而軟弱土層的厚度不大時,挖去軟土層將基礎置于承載力大的基巖或堅硬的土層中,最為經濟。
當軟土層較厚、承載力或變形又與建筑地基要求的差距不大時,可在軟土層上直接回填一定厚度的好土,以提高地基持力層的承載力,減小軟土層的承壓力。目的是要提高軟弱地基的強度、保證地基的穩定性;降低軟弱地基的壓縮性、減少基礎的沉降;防止地震時地基土的振動液化;消除特殊土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。
具體方法如下:
(1)換填法
軟土層較厚時,將基礎下面一定范圍內的軟土挖去,代之以人工填筑的墊層作持力層。采用砂石、三合土、礦渣、素土等材料換土的地基分別稱為砂石地基、三合土地基、粉煤灰地基。
(2) 夯實法
利用打夯工具或機具夯擊土壤,排出土壤中的水分,加速土壤的固結,提高土壤的密實度和承載力。
(3)強夯法施工
是一種較常采用的地基處理方法,它是用起重機械將大噸位夯錘(一般不小于8t)起吊到高處(一般不小于6m)后,自由落下,對土體進行強力夯實。
強夯可提高地基土的強度,降低土的壓縮性,改善土的抗液化條件。
強夯適用于粘性土、濕陷性黃土及人工填土地基的加固。但強夯產生的振動對已建成或在建的建筑物有影響時,不得采用。
3土方工程施工安全技術:
3.1 要防止土方邊坡塌方。2.邊坡支護結構要經常檢查,如有松動、變形、裂縫等現象,要及時加固或更換。3.多層支護拆除要自上而下進行,隨拆隨填。4.鋼筋混凝土樁支護要在樁身達到一定強度后開挖土方。5.錨桿應驗證其錨固力、后方可受力。6.相鄰土方開挖要先深后淺,并及時做好基礎。7.上下坑溝應先挖好階梯或設木梯,不應踩踏土壁或支護上下。8.挖土機工作范圍內不進行其他工作,并至少留0.3m深不挖,由人工挖至設計標高。
4人工挖孔成樁:
4.1定義:人工挖土成樁是指在樁位用人工挖掘的方法成孔并護壁,然后安裝鋼筋籠、澆筑混凝土而成的樁。2.優點:施工設備簡單,施工時無噪音、無振動,并對周圍建筑物無影響,占用施工場地小,開挖時可直接孔壁土層變化情況,清除沉渣徹底,各樁孔可以同時開挖,工期短、施工成本低。3.缺點:勞動力消耗大,開挖效率低。
5鋼筋的施工:
5.1鋼筋的連接方式:焊接連接、綁扎連接、機械連接。
5.2鋼筋下料:1.鋼筋下料長度=外包尺寸+端頭彎鉤長度-量度差值。
5.3.箍筋下料長度=箍筋周長+箍筋調整值。(圓彎鉤的增加長度6.25d;彎90°量度差值1.75d(取2d);彎45°時的量度差值0.5d)
鋼筋彎曲量度差值
鋼筋彎曲角度 /° 30 45 60 90 135
量度差值 0.35d 0.5d 0.85d 2d 2.5d
箍筋調整值
箍筋度量方法 箍筋直徑/mm
4~5 6 8 10~12
量外包尺寸
量內包尺寸 40
80 50
100 60
120 70
150~170
6混凝土養護:
常用方法:自然養護,蒸汽養護。2.養護目的:為混凝土硬化創造必須的溫度、濕度條件,防止水分過早蒸發或凍結,防止混凝土強度降低和出現裂縫、剝皮、起砂等現象,確保混凝土質量。
7磚墻、腳手架和防水工程施工:
7.1砌體主要由塊材和砂漿組成。塊材分為磚、石材、砌塊三類。
7.2磚墻砌筑工藝:找平、放線、擺磚樣、立皮數桿、砌磚、勾縫、樓板安裝、清理。
7.3砌筑的質量要求:橫平豎直、砂漿飽滿、組砌得當、接槎可靠。
7.4腳手架分類:按搭設位置分為里腳手架和外腳手架;按材料分為木質、竹質、金屬材料腳手架;按結構形式分為立桿、框式(門式)、懸吊式和挑梁式等;按架設和構造分為整體式和局部式;按搭拆和移動方式可分為人工裝拆、附著升降、整體提升、水平移動和升降橋架等腳手架。
7.5里腳手架的種類:折疊式里腳手架、支柱式里腳手架、門架式里腳手架、移動式里腳手架、塔式里腳手架。
7.6防水工程按工程部位分為地下防水工程和屋面防水工程,按使用材料不同可分為柔性防水和剛性防水兩大類。
8抹灰工程的施工:
8.1一般抹灰工程是指采用石灰砂漿、混合砂漿、水泥砂漿、聚合物水泥砂漿、膨脹珍珠巖水泥砂漿,麻刀灰、紙筋灰、粉刷石膏等材料進行涂抹的施工。抹灰層的組成一般分為底層、中層、面層。
1土木工程的基本概念
土木工程的含義十分廣泛,其所包含的內容比較多,一切與水、土等有關的基礎設施建設都能歸納于土木工程中。例如:道路建設、水利工程建設等。土木工程隨著時代的發展,其逐漸形成一種獨立的學科,具有綜合性,既包含了工程地質勘察和工程力學等知識,又包含了建筑材料和建筑經濟等內容,結構較為復雜。土木工程是我國現階段重點發展的產業之一,其是社會生產和生活中必不可少的項目,能夠滿足人們的物質需求,為人們提供更為舒適的生活環境,具有重要的意義。我們可以將土木工程分為兩個部分的內容,一部分是表示的是施工技術,這一部分涵蓋了施工過程中的各個環節,從工程勘察到竣工收尾階段:另一部分則是指土木工程具有不同的工程對象,例如市政工程、橋梁工程等。
2促進土木工程結構設計與施工技術二者形成協調關系的有效措施
2. 1加強對土木工程結構設計人員和施工技術人員的培訓
隨著時代的發展、社會的進步,我國土木工程在發展過程中需要不斷地對施工技術進行創新,以為土木工程建設帶來更多的新鮮空氣,促進土木工程建設質量的提高。在土木工程發展過程中仍然還存在著一定的問題,有待進一步改善和解決。為此必須創新土木工程的結構設計理念,以解決結構設計和施工技術之間存在的問題,能夠統籌管理二者之間的關系。要加強對土木工程結構設計人員和施工技術人員的培訓,以全面提高土木工程建設隊伍的素質。土木工程所涉及的部門比較多,每個部門的工作人員都有其職責,建設質量的好壞也受工作人員的影響,因而不僅要對土木工程建設中的施工管理人員進行培訓,還要為結構設計人員和項目評估人員提供培訓機會,以使其提高自身的業務水平,從而更好地投入到土木工程中。在土木工程建設中,設計人員和技術人員要避免將過多的主觀因素帶入施工過程中,以免施工出現問題和誤差,影響了土木工程施工的質量。
就目前而言,我國土木工程結構設計和施工技術研究取得了一定的突破,而且也擁有工作經驗豐富的設計人員和技術人員,但是土木工程結構設計還不夠全面,未能在設計的時候考慮到施工中所存在的問題。這是由于土木工程的相關人員在理念上還較為落后,無法滿足新時期下的土木工程設計要求,所采用的施工技術也不具備時代性,為此必須加強對土木工程專業人才的培養,以為社會提供更多具有創新能力的高素質人才。
2. 2土木工程建筑中的深基坑支護設計和施工技術
現階段的土木工程建筑結構設計圖中,并不包含深基坑支護設計方案。土木工程的設計單位通常都是以建筑總平面圖為依據,考慮到其建筑物的分布狀況,再與基坑側壁的土壤質量和高度相結合,以提出有效的建議,然后交由施工單位自行設計。隨著計算機技術的應用,使得我國土木工程建筑中的深基坑支護設計更為科學,但卻未在整個土木工程建設行業中普及,仍然存在著一定的技術風險。為此,土木工程建設中的設計人員必須更換觀念,重視計算機技術的應用,從而在深基坑支護設計中采用科學的施工技術,確保支護工作的質量。
2. 3采用鉆孔灌注樁基礎來進行高層建筑的建設
在過去,并未在土木工程結構設計的過程中,標注高層建筑鉆孔灌注樁基礎所需要的施工技術,而是將這一選擇權予以施工單位,不利于協調結構設計和施工技術之間的關系。設計人員可將所需要的施工技術和設備在設計中表明,以防止施工單位為節省工程造價而選擇不合適的施工技術,影響了工程質量。將工程結構設計與施工技術相結合,可確保在實際施工過程中,所采用的施工工藝符合標準,防止設計圖中的要求與施工技術不相符而影響了樁基的質量,從而加快施工進程。
3結語
在土木工程建設中,如何使土木工程的結構設計和施工技術有效配合是其重要的研究課題,受到業界人士的廣泛關注。土木工程建設質量既需要科學的結構設計來予以保障,又需要先進的施工技術給以支持,缺一不可。為促使土木工程中的結構設計環節和施工技術使用的相互配合,則必須從施工各方面來探討二者間的關系,要創新土木工程施工工藝,規范施工工序,以使其更符合施工標準:要加強對設計人員和技術人員的培訓,以提高設計人員和技術人員的業務水平,培養其良好的職業素養,從而使其能夠友好相處、協調合作,為土木工程建設質量提供重要的保障。
參考文獻: