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關鍵詞:
現代;土木工程建設;管理;未來發展
21世紀以來,土木工程在很多方面實現了較大的變化與進步,現代土木工程建設管理成為了一項系統性的綜合性管理工作。在這樣的時代背景下,深入研究現代土木工程建設管理及其未來發展就顯得極其重要。
1現代土木工程呈現出的新特點
隨著我國經濟社會的飛速發展,大規模、大跨度的現代化建筑日益增多,這就向現代土木工程提出了更高要求,同時也極大地推動了土木工程建設的不斷進步。具體說來,現代土木工程在以下方面有了較大發展,呈現出了一些新特點。
1.1建筑材料
就目前而言,鋼材、混凝土的強度和耐久性已經實現了很大程度的提高,鋁合金、鎂合金、玻璃鋼等新型材料在現代土木工程中已經得到普遍應用。但不可否認的是,這些材料價格偏高,彈性模量偏低,影響了其在實踐中的進一步應用,這也要求我們繼續探索更加合適的新型材料,為此,一些高強、輕質的新材料不斷走向市場。
1.2工程地質和地基
眾所周知,工程地質和地基對于土木工程建設極其重要,它不僅直接決定著工程項目的設計和施工,還決定著項目的選址、結構體系以及對建筑材料的選擇等。目前依然是通過現場鉆探取樣、室內分析試驗來勘察建設地區的工程地質和地基,這是難以滿足現代土木工程快速發展要求的。為此,建設現代化的大型建筑,要求我們研究探索如何利用現代科學技術來革新傳統的勘察方法。
1.3工程設計
工程設計決定著后續的施工進展是否順利。一般來說,適用、經濟、安全、美觀是目前進行工程設計的優先考慮因素。正基于此,目前的工程設計已經普遍采用專業軟件的概率統計功能來分析確定工程項目的荷載值和材料強度值、自然界的風力、地震波、海浪等[1]。同時,為了適應現實需要,結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計理論、電子計算機設計方法等也實現了很大程度的發展與進步。
1.4工程施工
近些年來,隨著現代土木工程的日益擴大化,土木工程施工工具、設備、機械等逐步向多品種化、機械化、自動化的方向發展。此外,為應對復雜的土木工程建設管理工作,系統工程理論和方法被逐漸重視起來,并且日益走向專業化、科學化,在這樣的背景下,土木工程建設逐步趨向標準化和生產工業化,大大降低了工程造價,縮短了工期,提高了勞動生產率。
2現代土木工程建設管理的新內容
2.1工程合同管理
現在社會是法治社會、契約社會,工程合同管理在現代土木工程建設管理中占據著重要的地位。就目前而言,建筑市場競爭日趨激烈,在工程項目合同中,業主在建筑市場中更具發言權,施工企業處于不利地位。在這樣的情況下,應該重點對合同中的工程條款進行深入研究,對合同條款進行有效利用。如果工程設計建設發生較大程度的變更,基于合同條款基礎之上的權利維護也就更有把握,也能夠增加索賠的成功率。
2.2成本控制管理
成本控制管理是現代土木工程管理的重要內容。在土木工程建設成本控制管理方面,應當注重技術與經濟相結合的原則,這種結合應該體現在工程施工的每個階段,特別是在施工方案制定階段[2]。在施工方案制定階段,技術人員對工程施工成本欠缺了解,往往會側重工程施工的可操作性、安全性而忽視施工單位的成本。這就導致經常出現這樣的現象:施工方案可操作性強,但成本過高。為此,將技術與經濟相結合就能避免這種問題。
2.3施工過程控制
施工過程控制包含兩方面的內容。首先是工程施工的進度控制,即要做好施工進度規劃,把進度規劃具體到每一天、每一周。必要的時候還要結合現實情況及時調整施工進度規劃以確保工程項目在規定時間內完成;第二是工程施工質量控制,這是土木工程建設管理的重中之重。它要求結合質量目標編制質量計劃,嚴格按照圖紙設計和國家的施工質量驗收標準來控制施工質量。
3現代土木工程建設管理的未來展望
3.1技術理論進一步發展
在當前和今后的一個較長時期內,力學仍將是現代土木工工程技術理論的核心,但同時,現有方法在對復雜結構、流體介質等情況進行受力分析仍然具有很大局限性,新的分析方法和數值處理方法將會實現突破,更加專門化的數學分析將會在工程技術中普遍應用,以處理復雜的數值問題[3]。此外,將會使用更為先進的電子計算機來模擬分析更加復雜、更貼近現實的情況,控制論、虛擬現實等技術將在力學中占據更重要地位。
3.2學科交叉進一步加深
現代土木工程與其他學科的交叉將會進一步加深,特別是與材料學、環境學、化學、電子信息、機械科學、城市規劃、建筑科學的交叉。在今后的土木工程建設管理中,這些交叉學科之間會互相融合、互相支持、互相服務。另一方面,在現實需要的推動下,土木工程下面的各次級學科之間也會融合產出新的學科,不同次級學科的理論也會相互滲透,例如,一些大型體育場館采用類似橋梁的懸索結構。
4結束語
可以說,現代土木工程建設代表了當今人類智慧的最高水平,有著更為可觀的發展空間。現代土木工程建設管理中,緊密結合現實需求,與時俱進進行改革創新,土木工程定會走向新的高峰。
作者:朱卓成 單位:蘇州市相城建設發展有限責任公司
參考文獻:
1.現代土木工程的特點
適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建筑物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學科前進。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。
1.1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。
1.2工程設計方面
人們努力使設計盡可能符合實際情況,達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統計來分析確定荷載值和材料強度值,研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統計規律,積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與巖同作用的分析,進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論;同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。
1.3工程施工方面
隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發展,施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法,日益走向科學化;有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標準化和生產工業化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率,而且可以解決特殊條件下的施工作業問題,以建造過去難以施工的工程。
2.土木工程的發展趨勢
2.1指導理論的繼續發展
在可以預見的將來,土木工程工程技術理論的核心部分仍然是力學,新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學的突破方向。在對復雜結構、流體介質等情況下的受力分析和近似上,現有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數學在將來也應該有很大的發展,用以處理土木工程技術中復雜的數值問題。更先進的電子計算機的應用,使得對復雜的情況的模擬更有把握,更接近于現實。力學也會突破宏觀框架,向微觀發展,控制論,虛擬現實等技術也在力學中加深影響。
另一方面,土木工程學科將向周圍繼續發散,與材料,環境,化學,電子信息,機械。
城市規劃,建筑等相關學科進一步的交叉,融合,互相支持,互相服務。土木工程內部的次級學科也同時會在現實需要的推動下產生出新的學科,如對城市地下空間的大規模利用就使得新的地下規劃學科有了產生和發展的必要。不同次級學科的理論也會相互滲透,比如現在就有一些大型體育場館采用了類似橋梁的懸索結構。
2.2工程實現的變化
土木建筑的最終目的是建設出合乎設計要求的工程構造物,從設計到成果中間需要一個很長的工程實現的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設計,沒有好的工程實踐,一樣不會產生一個優秀的作品。
信息時代正在迎面走來,其他學科和其他方面的新觀點新技術,必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統學科注入新的活力。包括控制理論,施工技術,新材料,環境工程,經濟理論等等。
2.2.1可持續發展和人性化
這兩個要求是與社會經濟的發展相適應的,社會的發展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設施人性化的要求。
整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續發展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。對資源和能源的節約,包括在建設中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個方向,這要求有良好的設計和有效的運作管理機制,土木工程構筑物在它的整個壽命周期,從規劃,設計,建造到建成后的使用,維護,拆除都要盡量的將對環境的影響降到最小,同時盡可能大發揮它的社會經濟效應。這對土木工程提出了新的要求。具體的要求包括,資源的保護,資源再利用,污染控制和全方位的質量。我國正在施工中的青藏鐵路較好的體現了可持續發展的特性,從設計環節開始就注意了對青藏高原脆弱生態環境的保護,全路設計為封閉構造,杜絕了固體廢棄物的污染,也嚴格的控制了噪音污染。施工過程中也相當注重對周圍環境的影響。
2.2.2主動控制技術
迄今,絕大部分的土木工程建筑都是被當作一個靜態的,被動的物體。對周圍環境的影響,如風動,溫度變化,突發事件等只能依靠自身的結構進行被動的抵御。顯得缺少靈活性和應變能力。今后土木建筑設施的一個發展方向之一就是主動控制技術在建筑構造物中的應用。運用計算機技術和模糊控制技術,以及一些預設的控制結構。使得建筑物能夠對各種環境因素做出適當的反應。
2.2.3全過程信息化
信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中,重點不僅僅限于CAD方面,也包含對工程進度的管理、運行中數據資料的收集,分析,整理;對建筑物結構,強度,可靠性的分析和相應對策的決策等。這些也是主動控制和智能化實現的基礎。
全過程信息化對今后的土木建筑構造物的維護有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機實現對建筑全方位的實時的監控,及時掌握整個建筑物的狀態。我國現在正是基本建設的,20~30年后,現在這些建筑物逐漸進入維護期。如果能在現在建造過程中就做好各種信息化準備工作,對今后維護也大有幫助。
信息化也成為專家系統技術的基礎。程序的解題能力不僅取決于它所采用的形式化體系和推理模式,而且取決于它所擁有的知識。要使一個程序具有智能,必須向它提供大量有關問題領域的高質量的信息輸入。
土木工程當今的發展是人類智慧的成果,土木工程是為了人類存在而存在。堅持可持續發展道路,努力創新,土木工程定會走向新的高峰!
【參考文獻】
Abstract: the civil engineering can say is a civilization, along with the social production and produce, today's civil engineering has got certain development, civil engineering is indispensable in the form of existence, and the future of life will get more vigorously development, in order to meet the needs of people more.
Keywords: civil engineering construction development characteristics
隨著我國改革開放的不斷深入和經濟的迅速發展,中國將面臨一個更大規模的建設??梢哉f,我們正面臨著一個伴隨著國民經濟飛躍的土木工程大發展的大好時期。而且這樣一個優良的發展環境已經受到并將繼續受到西方國家的急切關注。 作為跨世紀的一代,這一大好形勢為我們提供了空前的施展才干、向國際水平沖擊的良好機遇。同時,我們也深深感到,這是一個“機遇”與“挑戰”并存、“合作”與“競爭”交織、“創新”與“循舊”相爭的時代,如何把握世紀之交時土木工程學科的發展趨勢,開創具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元,是對我們跨世紀一代人的嚴峻挑戰。
1. 現代土木工程的特點 適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建筑物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學科前進。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。 1.1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。 1.2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。 1.3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。 1.4工程設計方面。人們努力使設計盡可能符合實際情況,達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統計來分析確定荷載值和材料強度值,研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統計規律,積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與巖同作用的分析,進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論;同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。 1.5工程施工方面。隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發展,施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法,日益走向科學化;有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標準化和生產工業化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率,而且可以解決特殊條件下的施工作業問題,以建造過去難以施工的工程。 2. 未來土木工程的發展 2.1指導理論的繼續發展。在可以預見的將來,土木工程工程技術理論的核心部分仍然是力學,新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學的突破方向。在對復雜結構、流體介質等情況下的受力分析和近似上,現有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數學在將來也應該有很大的發展,用以處理土木工程技術中復雜的數值問題。更先進的電子計算機的應用,使得對復雜的情況的模擬更有把握,更接近于現實。力學也會突破宏觀框架,向微觀發展,控制論,虛擬現實等技術也在力學中加深影響。 另一方面,土木工程學科將向周圍繼續發散,與材料,環境,化學,電子信息,機械。 城市規劃,建筑等相關學科進一步的交叉,融合,互相支持,互相服務。土木工程內部的次級學科也同時會在現實需要的推動下產生出新的學科,如對城市地下空間的大規模利用就使得新的地下規劃學科有了產生和發展的必要。不同次級學科的理論也會相互滲透,比如現在就有一些大型體育場館采用了類似橋梁的懸索結構。
(中交第一公路勘察設計研究院湖北分院 430056)
【摘要】根據國家推行信息化戰略的基本要求,土木工程的信
息技術決策便是要把當代信息科技同傳統意義上的土木工程有機結
合,進而整體推進土木工程的經營管理水準?,F如今,在信息化條
件下,推行土木工程的信息化是土木工程發展的必然趨勢。本文通
過對土木工程信息技術的特征和目標進行一番論述,系統闡明土木
工程信息技術的發展趨勢。
【關鍵詞】土木工程;信息技術;發展時期;階段特征;趨勢
引言:我國正經歷從工業化向信息化轉變的新時期,早在
2002 年,國家就確定了“以信息化拉動工業化”的新戰略決策,
科學施行土木工程信息化技術戰略正是這項決策的生動體現。土木
工程主要包括水利、公路、礦山、機場和建筑等諸多行業領域,具
有行業規模大、從業人員眾多、技術要求高的基本特點,更是我國
重點培育的支柱性產業。
1. 土木工程信息技術的特征
1.1 知識經濟色彩凸顯
在知識經濟時代下,土木工程所涉及的各項科技、信息和知識
較多,這些也是土木工程生產的核心要素,它以互聯網作為載體,
不斷整合土木工程的信息資源,促進該類資源的生產、傳送和運用,
從本質上更加凸顯土木工程的信息化。
1.2 對人類的思維方式產生極大地影響
土木工程的信息技術往往經由網絡化和智能化的方式得以實
現,并且信息具有高度的專業性,這便要求從業者具備扎實的專業
基本功,方可對信息開展識別、處理工作。在這期間,無疑會給人
類的思維模式帶來極為深遠地影響。
1.3 打破了時空限制
土木工程的信息技術可以實時的實現遠程交互,也就是說,在
任何時間、地點,均能給土木工程領域提供及時有效的信息數據服
務,極大地方便了土木工程技術的交流與互動,也徹底破除了時間、
空間的限制與約束。
1.4 對從業員工的技能要求空前提高
土木工程信息技術發展的核心驅動力便是人力資源,從這個角
度看,從業人員唯有及時學習專業常識、IT 技能,并掌握信息的識別、
處置和管理手段,才會立足于土木工程信息化發展的實際,最終使
土木工程在技術、經營和管理上達到質的飛躍。
2. 新時期土木工程信息技術的發展目標
2.1 為企業和政府決策服務
打造一個可靠的、高效的、便捷的政府監督管理體系是各級行
政管理部門的重要改革目標,土木工程信息技術經由政務公開、遠
程辦公等手段,為行政主管部門改進工作作風、提高決策和管理水
平提供了不小的幫助。與此同時,運用土木工程信息技術時刻將企
業效益的創造作為關鍵目標,通過信息技術的推廣和普及,企業必
會在提升自身服務水平的基礎上,營造一個公正、合理的市場競爭
環境。
2.2 促使土木工程信息走向產業化趨勢
當代互聯網通信技術是革新傳統土木工程的重要工具,運用先
進的網絡技術,信息的互動、共享會變得異常簡便,這樣一來,產
業結構會得到進一步優化,各項信息資源會得到系統地整合與配置,
并使新產業——土木工程信息化得以誕生。
2.3 大大提高國內土木工程企業的效益,支援國民經濟建設
作為我國經濟社會發展的支柱性產業,實現土木工程的信息化
無疑會帶動土木工程的行業創新與進步,促使土木工程相關產業朝
著穩健的步伐前進,進而打造新的經濟發展項目。同時,運用互聯
網信息技術手段改造土木工程企業,不斷提高企業核心競爭實力,
特別是在我國入世后的今天,土木工程一經實現信息化后,會引領
國內的土木工程企業紛紛“走出去”,為企業與國際間的接軌、共
同利用國際國內兩種市場和資源提供了必要的物質保障。
3. 土木工程信息技術的未來發展趨勢
3.1 嵌入式系統的大力運用
隨著電子計算機技術的普及與延伸,嵌入式計算機無論從應用
數量還是發展規模上均超出了傳統技術層面的計算機。嵌入式系統,
主要指以計算機通信技術為前提技術條件,以實際運用為中心環節,
軟硬件可相互裁剪,滿足系統對牢靠性能、成本、功率消耗、性能
以及體積等需要的專門化的計算機系統??萍及l展為人類進入“計
算普及”時代提供了源源不斷的動力條件,同時,相當規模的低成本、
效益高的嵌入式系統勢必成為“計算普及”時期的核心組成要素。
嵌入式系統的重要基礎是“芯片”電路的設計與軟件技術產品
的研發和問世,相應地,推行土木工程信息化技術戰略,所要面臨
的問題便是土木工程應用系統的開發,換言之便是嵌入式系統的研
發。作為土木工程專業知識的主要承擔者,嵌入式系統會成為土木
工程信息化目標的重點發展項目。
嵌入式系統的實際運用集中于控制系統和各種信息采集檢測設
備的研發,所以說,在不久后的將來,嵌入式系統的功能會變得異
常強大,極有可能會獨立實現在PC 上的工作任務,土木工程的流
程任務分配進一步走向精細化。另外,借助于遙感和全球定位系統,
信息采集能實現自動化,嵌入式系統再對這些信息加以分類、探析、
加工和處理,進而把有用的信息保存下來,為開展智能監控和制定
決策提供諸多便利。
雖然嵌入式系統已在土木工程領域開始大踏步的應用,但從成
本和性能上仍與廣泛運用的要求存在相當的差距,需要嵌入式系統
的持續改進。
3.2 國際互聯通信技術的應用程度更為提高
通信技術發展日新月異,伴隨計算機網絡與通信技術的整合,
互聯通信技術的發展為信息在國際上的高速共享和快捷傳送提供了
可能性。網絡技術的進步深刻地改變了人類的生產、生活方式,然而,
其在土木工程領域的影響尚未深入體現,依照“光纖定律”,未來
幾年內,廣域網的信息傳播速度會與局域網信息傳播速度相接近,
人類無法明確地感知信息所在地域的差別,這一構想會隨著技術革
新而成為現實。
獲得信息可采用通信網絡現存信息調用的方式,也可借由網絡
上的信息取得儀器完成信息的采集,進而保存到網絡上。運用互聯
通信技術,可使人類輕而易舉的掌握信息加工和處理的能力,公眾
可遠程操控工程,進而完成土木工程的智能化和自動化。除此之外,
在土木工程專業領域中,基于案例推理的專家系統的研發,要求土
木工程與網絡技術相互交融,然而,就目前來看,該項研究在技術
攻關與應用上存在較大困難,也是今后土木工程信息技術的研究方
向。
3.3 計算機軟件技術被大量應用
土木工程的專業技術軟件是土木工程實現信息化的主導表達形
式,特別在信息加工過程中尤為明顯。首先,智能技術的發展以及
專家系統的應用可作為土木工程設計的研究依據,在運用神經網絡
開展土木工程的模型甄別方面,智能技術同仿真、優化技術的緊密
結合會構筑空前規模的決策支援系統,通過正分析、預估分析等對
各類信息加以綜合判別、探析和工程比對,發現相應問題及時提出
最佳方案,這類技術定會在土木工程中派上用場。其次,隨著軟件
技術研發手段的更新,軟件的產出效率獲得了顯著地提高,研發周
期逐漸減縮,成本得到明顯控制,能緊密依據用戶需要快速安裝軟
件,為土木工程專業類系統軟件的推廣奠定了牢固的根基。
4. 結語
綜上所述,土木工程信息技術的快速發展顯著地提(下轉第
399 頁)(上接第395 頁)升了土木工程領域中信息采集、加工和
處理的水平,也從根本上變革了土木工程專業的研究方式和內容,
整體提高了土木工程的技術水平。[ 科]
參考文獻
[1] 吳建明,于玲. 土木工程信息技術的發展動態研究[J].
森林工程,2012(01)
[2] 楊敏,肖珂,張俊峰. 巖土工程軟件的發展方向[J]. 巖
土工程界,2013(10)
[3] 任秋榮,葉龍,李向召. 土木工程發展現狀及趨勢[J].
土木工程是人類歷史上年代最久遠的“技術科學”,作為一種系統的產業活動,土木工程的實質是生產的過程,是一種技術過程。土木工程也是建造各類工程設施的科學技術的統稱,它既指工程建設的對象,即建在地上、地下、水中的各種工程設施,也指所應用的材料、設備和所進行的勘測設計、施工、保養、維修等技術。
一、新國情下土木工程的施工特點
適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建筑物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學科前進。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。
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.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。
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。
4.工程設計方面。人們努力使設計盡可能符合實際情況,達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統計來分析確定荷載值和材料強度值,研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統計規律,積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與巖同作用的分析,進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論;同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。
5.工程施工方面。隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發展,施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法,日益走向科學化;有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標準化和生產工業化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率,而且可以解決特殊條件下的施工作業問題,以建造過去難以施工的工程。
二、新國情下土木工程的有效變化
1.指導理論的繼續發展。在可以預見的將來,土木工程工程技術理論的核心部分仍然是力學,新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學的突破方向。在對復雜結構、流體介質等情況下的受力分析和近似上,現有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數學在將來也應該有很大的發展,用以處理土木工程技術中復雜的數值問題。更先進的電子計算機的應用,使得對復雜的情況的模擬更有把握,更接近于現實。力學也會突破宏觀框架,向微觀發展,控制論,虛擬現實等技術也在力學中加深影響。
2.工程實現的變化。土木建筑的最終目的是建設出合乎設計要求的工程構造物,從設計到成果中間需要一個很L的工程實現的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設計,沒有好的工程實踐,一樣不會產生一個優秀的作品。
信息時代正在迎面走來,其他學科和其他方面的新觀點新技術,必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統學科注入新的活力。包括控制理論,施工技術,新材料,環境工程,經濟理論等等。
2.1全過程信息化。信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中,重點不僅僅限于CAD方面,也包含對工程進度的管理、運行中數據資料的收集,分析,整理;對建筑物結構,強度,可靠性的分析和相應對策的決策等。這些也是主動控制和智能化實現的基礎。
全過程信息化對今后的土木建筑構造物的維護有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機實現對建筑全方位的實時的監控,及時掌握整個建筑物的狀態。我國現在正是基本建設的,20~30年后,現在這些建筑物逐漸進入維護期。如果能在現在建造過程中就做好各種信息化準備工作,對今后維護也大有幫助。
2.2可持續發展和人性化。這兩個要求是與社會經濟的發展相適應的,社會的發展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設施人性化的要求。
整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續發展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。對資源和能源的節約,包括在建設中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個方向,這要求有良好的設計和有效的運作管理機制,土木工程構筑物在它的整個壽命周期,從規劃,設計,建造到建成后的使用,維護,拆除都要盡量的將對環境的影響降到最小,同時盡可能大發揮它的社會經濟效應。這對土木工程提出了新的要求。具體的要求包括,資源的保護,資源再利用,污染控制和全方位的質量。我國正在施工中的青藏鐵路較好的體現了可持續發展的特性,從設計環節開始就注意了對青藏高原脆弱生態環境的保護,全路設計為封閉構造,杜絕了固體廢棄物的污染,也嚴格的控制了噪音污染。施工過程中也相當注重對周圍環境的影響。
3.主動控制技術。迄今,絕大部分的土木工程建筑都是被當作一個靜態的,被動的物體。對周圍環境的影響,如風動,溫度變化,突發事件等只能依靠自身的結構進行被動的抵御。顯得缺少靈活性和應變能力。今后土木建筑設施的一個發展方向之一就是主動控制技術在建筑構造物中的應用。運用計算機技術和模糊控制技術,以及一些預設的控制結構。使得建筑物能夠對各種環境因素做出適當的反應。
三、結束語
土木工程當今的發展是人類智慧的成果,土木工程是為了人類存在而存在.堅持可持續發展道路,努力創新,土木工程定會走向新的高峰!
參考文獻
1 現代土木工程的特點 適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建筑物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學科前進。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。 1.1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。
1.2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。
1.3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。
1.4工程設計方面。人們努力使設計盡可能符合實際情況,達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統計來分析確定荷載值和材料強度值,研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統計規律,積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與巖同作用的分析,進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論;同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。
1.5工程施工方面。隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發展,施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法,日益走向科學化;有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標準化和生產工業化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率,而且可以解決特殊條件下的施工作業問題,以建造過去難以施工的工程。
2 未來土木工程的發展
2.1指導理論的繼續發展。在可以預見的將來,土木工程工程技術理論的核心部分仍然是力學,新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學的突破方向。在對復雜結構、流體介質等情況下的受力分析和近似上,現有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數學在將來也應該有很大的發展,用以處理土木工程技術中復雜的數值問題。更先進的電子計算機的應用,使得對復雜的情況的模擬更有把握,更接近于現實。力學也會突破宏觀框架,向微觀發展,控制論,虛擬現實等技術也在力學中加深影響。
另一方面,土木工程學科將向周圍繼續發散,與材料,環境,化學,電子信息,機械。城市規劃,建筑等相關學科進一步的交叉,融合,互相支持,互相服務。土木工程內部的次級學科也同時會在現實需要的推動下產生出新的學科,如對城市地下空間的大規模利用就使得新的地下規劃學科有了產生和發展的必要。不同次級學科的理論也會相互滲透,比如現在就有一些大型體育場館采用了類似橋梁的懸索結構。
2.2工程實現的變化。土木建筑的最終目的是建設出合乎設計要求的工程構造物,從設計到成果中間需要一個很長的工程實現的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設計,沒有好的工程實踐,一樣不會產生一個優秀的作品。
信息時代正在迎面走來,其他學科和其他方面的新觀點新技術,必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統學科注入新的活力。包括控制理論,施工技術,新材料,環境工程,經濟理論等等。
2.2.1全過程信息化。信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中,重點不僅僅限于CAD方面,也包含對工程進度的管理、運行中數據資料的收集,分析,整理;對建筑物結構,強度,可靠性的分析和相應對策的決策等。這些也是主動控制和智能化實現的基礎。
全過程信息化對今后的土木建筑構造物的維護有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機實現對建筑全方位的實時的監控,及時掌握整個建筑物的狀態。我國現在正是基本建設的,20~30年后,現在這些建筑物逐漸進入維護期。如果能在現在建造過程中就做好各種信息化準備工作,對今后維護也大有幫助。
信息化也成為專家系統技術的基礎。程序的解題能力不僅取決于它所采用的形式化體系和推理模式,而且取決于它所擁有的知識。要使一個程序具有智能,必須向它提供大量有關問題領域的高質量的信息輸入。
2.2.2可持續發展和人性化。這兩個要求是與社會經濟的發展相適應的,社會的發展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設施人性化的要求。
整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續發展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。對資源和能源的節約,包括在建設中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個方向,這要求有良好的設計和有效的運作管理機制,土木工程構筑物在它的整個壽命周期,從規劃,設計,建造到建成后的使用,維護,拆除都要盡量的將對環境的影響降到最小,同時盡可能大發揮它的社會經濟效應。這對土木工程提出了新的要求。具體的要求包括,資源的保護,資源再利用,污染控制和全方位的質量。我國正在施工中的青藏鐵路較好的體現了可持續發展的特性,從設計環節開始就注意了對青藏高原脆弱生態環境的保護,全路設計為封閉構造,杜絕了固體廢棄物的污染,也嚴格的控制了噪音污染。施工過程中也相當注重對周圍環境的影響。
2.3主動控制技術。迄今,絕大部分的土木工程建筑都是被當作一個靜態的,被動的物體。對周圍環境的影響,如風動,溫度變化,突發事件等只能依靠自身的結構進行被動的抵御。顯得缺少靈活性和應變能力。今后土木建筑設施的一個發展方向之一就是主動控制技術在建筑構造物中的應用。運用計算機技術和模糊控制技術,以及一些預設的控制結構。使得建筑物能夠對各種環境因素做出適當的反應。
土木工程當今的發展是人類智慧的成果,土木工程是為了人類存在而存在.堅持可持續發展道路,努力創新,土木工程定會走向新的高峰!
參考文獻
世界正經歷工業革命以來的又一次重大變革,這便是信息(包括計算機、通訊、網絡等)工業的迅猛發展,可以預計人類的生產、生活方式將會發生重大變化。航空、航天事業等高科技事業快速發展,月球上已經留下了人類的足跡,對火星及太陽系內外星空的探索已取得了巨大進步。地球上居住人口激增,目前世界人口已超過60億,預計到21世紀末,人口要接近百億。而地球上的土地資源是有限的,并且因過度消耗而且日益枯竭。生態環境受到嚴重破壞,如:森林植被破壞,土地荒漠化,河流海洋水體污染,城市垃圾成山,空氣混濁,大氣臭氧層破壞等,隨著工業的發展、技術的進步,而人類生存環境卻日益惡化。因此,我們有必要重新認識土木工程,深入研究一下土木工程的發展趨勢。
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已取得顯著成就,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
適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建筑物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學科前進。它的特點具體地表現在下述幾個方面。
現代土木工程的特點是:適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密、設備現代化的建筑物。既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學科前進。
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。對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性,已取得顯著成果,而且還仍繼續進展。
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。
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。
隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發展,施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法,日益走向科學化;有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標準化和生產工業化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率,而且可以解決特殊條件下的施工作業問題,以建造過去難以施工的工程。
三、土木工程的發展趨勢
(一)原材料向高性能材料發展
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)建筑工業化
建筑長期以來停留在以手工操作為主的小生產方式上。解放后大規模的經濟建設推動了建筑業機械化的進程,特別是在重點工程建設和大城市中有一定程度的發展,但是總的來說落后于其他工業部門,所以建筑業的工業化是我國建筑業發展的必然趨勢。要正確理解建筑產品標準化和多樣化的關系,盡量實現標準化生產;要建立適應社會化大生產方式的科學管理體制,采用專業化、聯合化、區域化的施工組織形式,同時還要不斷推進新材料、新工藝的使用。
(三)土木工程將向太空、海洋、荒漠開拓
地球上的海洋面積占整個地球表面積的70%左右,現在陸地上土地太少,首先想到的是可向海洋發展。向海洋開拓近代已經開始。為了防止噪音對居民的影響,也為了節約用地,許多機場已開始填海造地。如中國澳門機場,日本關西國際機場均修筑了海上的人工島,在島上建跑道和候機樓。香港大嶼山國際機場劈山填海,荷蘭Delf圍海造城都是利用海面造福人類的宏大工程?,F代海上采油平臺體積巨大,在平臺上建有生活區,工人在平臺上一工作就是幾個月,如果將平臺擴大,建成海上城市是完全可能的。
參考文獻:
1 現代土木工程的特點
適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建筑物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學科前進。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。
1.1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。
1.2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。
1.3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。
1.4工程設計方面。人們努力使設計盡可能符合實際情況,達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統計來分析確定荷載值和材料強度值,研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統計規律,積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與巖同作用的分析,進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論;同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。
1.5工程施工方面。隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發展,施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法,日益走向科學化;有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標準化和生產工業化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率,而且可以解決特殊條件下的施工作業問題,以建造過去難以施工的工程。
2 未來土木工程的發展
2.1指導理論的繼續發展。在可以預見的將來,土木工程工程技術理論的核心部分仍然是力學,新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學的突破方向。在對復雜結構、流體介質等情況下的受力分析和近似上,現有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數學在將來也應該有很大的發展,用以處理土木工程技術中復雜的數值問題。更先進的電子計算機的應用,使得對復雜的情況的模擬更有把握,更接近于現實。力學也會突破宏觀框架,向微觀發展,控制論,虛擬現實等技術也在力學中加深影響。另一方面,土木工程學科將向周圍繼續發散,與材料,環境,化學,電子信息,機械。城市規劃,建筑等相關學科進一步的交叉,融合,互相支持,互相服務。土木工程內部的次級學科也同時會在現實需要的推動下產生出新的學科,如對城市地下空間的大規模利用就使得新的地下規劃學科有了產生和發展的必要。不同次級學科的理論也會相互滲透,比如現在就有一些大型體育場館采用了類似橋梁的懸索結構。
2.2工程實現的變化。土木建筑的最終目的是建設出合乎設計要求的工程構造物,從設計到成果中間需要一個很長的工程實現的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設計,沒有好的工程實踐,一樣不會產生一個優秀的作品。
信息時代正在迎面走來,其他學科和其他方面的新觀點新技術,必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統學科注入新的活力。包括控制理論,施工技術,新材料,環境工程,經濟理論等等。
2.2.1全過程信息化。信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中,重點不僅僅限于CAD方面,也包含對工程進度的管理、運行中數據資料的收集,分析,整理;對建筑物結構,強度,可靠性的分析和相應對策的決策等。這些也是主動控制和智能化實現的基礎。
全過程信息化對今后的土木建筑構造物的維護有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機實現對建筑全方位的實時的監控,及時掌握整個建筑物的狀態。我國現在正是基本建設的,20~30年后,現在這些建筑物逐漸進入維護期。如果能在現在建造過程中就做好各種信息化準備工作,對今后維護也大有幫助。
信息化也成為專家系統技術的基礎。程序的解題能力不僅取決于它所采用的形式化體系和推理模式,而且取決于它所擁有的知識。要使一個程序具有智能,必須向它提供大量有關問題領域的高質量的信息輸入。
2.2.2可持續發展和人性化。這兩個要求是與社會經濟的發展相適應的,社會的發展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設施人性化的要求。
整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續發展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。對資源和能源的節約,包括在建設中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個方向,這要求有良好的設計和有效的運作管理機制,土木工程構筑物在它的整個壽命周期,從規劃,設計,建造到建成后的使用,維護,拆除都要盡量的將對環境的影響降到最小,同時盡可能大發揮它的社會經濟效應。這對土木工程提出了新的要求。具體的要求包括,資源的保護,資源再利用,污染控制和全方位的質量。我國正在施工中的青藏鐵路較好的體現了可持續發展的特性,從設計環節開始就注意了對青藏高原脆弱生態環境的保護,全路設計為封閉構造,杜絕了固體廢棄物的污染,也嚴格的控制了噪音污染。施工過程中也相當注重對周圍環境的影響。
2.3主動控制技術。迄今,絕大部分的土木工程建筑都是被當作一個靜態的,被動的物體。對周圍環境的影響,如風動,溫度變化,突發事件等只能依靠自身的結構進行被動的抵御。顯得缺少靈活性和應變能力。今后土木建筑設施的一個發展方向之一就是主動控制技術在建筑構造物中的應用。運用計算機技術和模糊控制技術,以及一些預設的控制結構。使得建筑物能夠對各種環境因素做出適當的反應。
土木工程當今的發展是人類智慧的成果,土木工程是為了人類存在而存在.堅持可持續發展道路,努力創新,土木工程定會走向新的高峰!
參考文獻
中圖分類號: TU4 文獻標識碼: A 文章編號:
1、土木工程的現狀
自建國以后,國內的土木工程行業發展進程就不斷加快,尤其是改革開放以后,隨著我國市場經濟的迅猛發展與人們生活水平的大幅提升,人們對于建筑物的需求量大大提高,帶動了國內的土木工程飛速發展。土木工程的建設范圍是全國性的,包括體育館、博物館、交通道路、水利渠道等等在全國各地都在不斷涌現。隨著高新技術的發展與信息化時代的到來,土木工程的施工材料不斷創新、施工技術不斷改進、施工設備逐漸信息化等等,為土木工程的施工帶來了新的發展。
1.1、高層建筑增多,建筑規模擴大
經過簡單分析可以發現,隨著土木工程行業的發展,全國高層建筑的數量大大提高了。傳統的建筑施工過程中,因為缺乏施工設備,所以建筑施工都是依賴于人力,所以,建筑物的特點可能是規模較大,但是樓層與建筑物的高度相對有限。
隨著施工設備的逐漸提高,施工的規模與難度也逐漸提升。首先,由于手腳架、升降機的出現,結構設計的改進等等都為高層建筑的施工帶來了保障。由于城市化進程的加快,城市高層建筑的需求量越來越大,建筑規模也不斷擴大。比如說,現下城市工作人員與企業的增多,辦公樓的規模也隨之擴大,隨著城市人口的增多,住宅小區的規模比以往較大。
1.2、施工設備的現代化
土木工程不同于其他行業,施工特點主要就是周期長、耗費的人力物力較大。隨著施工設備的出現,施工過程中,可以節約部分的人力。由于施工設備的更新速度較快,為施工過程帶來的便利也越來越多。比如說,運輸機器的產生,施工過程中就減少了搬運工的數量,再比如說吊車的出現,為高空傳遞施工材料與施工帶來了很大的便利的同時,還減少了安全隱患。
而且施工設備的現代化,帶來了施工效率的突破,節約了施工時間,縮短了工程的施工周期,從而節約了工程造價。
總之,施工設備的現代化,為施工企業帶來了很大的經濟收益,降低了施工危險系數,提高了施工企業的社會效益。
1.3、土木工程結構設計的突破
以往人們在土木建筑上花費的時間與精力較少,與土木工程相關的學習專業也不多。但是,隨著土木工程需求量的提高,人們在建筑結構設計上投入也加大了。解決了很多以往無法完成的結構設計。比如說,我國的長江大橋,在過去很長一段時間,都無法解決的結構設計問題,在多年的設計人員努力與鉆研下,才得以建成。最終方便了交通運輸,為經濟發展作出了重要貢獻。
1.4、土木工程設計、管理的信息化
互聯網技術已經逐漸在各行各業內得到有效利用,土木工程走向信息化體現在多個方面。首先,土木工程在設計過程中,可以通過互聯網了解類似建筑物的設計,了解現下世界各地建筑設計的方向,從而根據當地環境特點作出設計調整,尤其是設計軟件的推出對于土木工程的設計工作帶來了很大的便利。其次,施工管理的信息化,由于土木工程的施工過程相當復雜,在管理過程中的難題較多。而管理信息化減少了管理工作量的同時,還方便隨時調整施工進度與施工內容,更大大有利于施工人員的管理與合理分配。
1.5、施工材料的更新
施工材料的層出不窮,為土木工程施工提供了更多的選擇,有限材料對于施工設計還有著重要的影響。比如說,2008年奧運會的游泳館“水立方”,整個造型像是水做成的立方體。外觀很漂亮,其實正是由于采用了新型材料才能達到這種效果。如果是采用傳統的水泥或者是磚塊都是無法實現的。
2、土木工程未來的發展方向
2.1、土木工程修建大型化趨勢
傳統的土木工程建筑,受到當時的條件限制,比如說施工材料種類有限、質量不高,施工設備缺乏,大多采用人力來完成,所以傳統的土木建筑規模較小、房屋建筑較矮、施工工藝粗陋、施工質量不高等等的特點。
但是隨著土木工程業的發展,施工材料與設備的更新,新結構與新工藝的涌現,人們正在追求建造出更多大規模、大型化的建筑物。這也是世界各國都在發展的新目標,不斷獲得規模上的突破。國內比較具備標志性的當屬,2008年的奧運會主會場“鳥巢”,建筑的規模比較大。另外還有我國的三峽水電站也是目前世界范圍內,規模較大的水電站之一。由于傳統技術發展的落后,無法完成的工程,在未來都會實現,而且建筑的規模會走向大型化發展。
2.2、土木工程施工設計綠色化、環?;?/p>
由于目前全球氣候變暖,環境問題不斷增多,加上城市人口較多,汽車數量暴增,導致人們的空氣質量與生存環境不斷惡化,對人們的身體健康有著很大的威脅。而且在以往的土木工程設計中比較側重于建筑物本身的設計而忽略了綠化的設計,因為綠化帶有著重要的防塵、隔音功效,所以,綠化帶的缺乏對于土木工程的最終使用有著很大的不利影響。
現在的業主與社會各界對于建筑物周圍設計綠化的意識不斷提高,在土木工程的設計中,綠色環保的意識也加強。除了綠化的增多,施工過程中材料的選擇也逐漸環保與綠色,比如說,木制地板是以往建筑設計的重點,但是這個材料的使用必須依靠砍伐大量的樹木,這對于整個地球的環境與生態平衡而言,都是很不利的。所以,在建筑物設計中,盡可能的采用替代材料。
2.3、土木工程建筑地點將會發生轉變
眾所周知,全球的路面面積只占到30%,其他都是海洋面積。所以,隨著全球各地土木工程行業的發展與建筑物的興建,勢必將來的陸地面積不夠構建更多大范圍的建筑物。隨著科技的發展與人們創造性的發展。將來的土木工程建筑地點可能將發生改變。比如說,現在各國都在注重海洋的利用,各國也在加快各自的航空事業發展進程。這些發展的目的都是為了給人類尋求到更多的生活場所。如果發展成功,土木工程的建筑地點將會改為海洋世界或者是外太空,這些也都是可能的。
2.4、土木工程的結構形式多樣化
人們在土木工程的結構設計上每年投入的資金都相當可觀,設計師們也在著力于設計出更多樣化的土木工程建筑。標新立異是每個設計師的重要努力方向,現在全球各地的建筑差異并不大,建筑結構的形式也是大同小異。而隨著發展,各個國家的建筑將會逐漸體現各自的文化特色與設計師的創新性。
2.5、施工設備全自動化
盡管現下的施工設備已經為施工過程帶來了很多便利,但是施工過程中投入的人力還是相當大的。隨著科技的發展,將來土木工程的施工設備會達到全自動化,或許一個工程的施工過程,只需要不同設備的操作人員就可以完成整個工程的構建,為節約成本與確保人員安全提供更多保障。
結束語
隨著科技的發展與進步,目前國內的土木工程發展已經提高很多,施工規模逐漸擴大,施工設備不斷改進,施工設計與施工材料的創新以及施工設計、管理的信息化等等。這些創新性元素是確保土木工程發展現狀的重要影響因素。盡管如此,土木工程的發展并不會止步,由于持續發展觀的影響,未來的土木工程將會更環保、更穩固、規模更大,主要是施工材料的創新、施工設備的發展、結構設計的進步等等都會帶動土木工程的綠色化、超大規?;l展。
參考文獻:
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[2] 李磊. 二十一世紀土木工程發展探索[J]. 當代建設, 2002,(02) .
[3] 王海艷,岳祖潤,王書海. 土木工程信息網站的設計與實現[J]. 國防交通工程與技術, 2003,(02) .
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)07-0200-01
1、建筑土木工程施工技術控制的重要性
從多年來我國土木工程施工技術的具體應用以及應用效果來看,土木工程施工技術對于提高建筑整體施工質量,滿足建筑施工要求,促進我國生產力的良好發展,滿足社會和人民對現代建筑功能的基本要求具有重要作用。
1.1 推動了工程施工效率的提高
隨著自動化技術、智能技術以及機械技術的發展和應用,建筑土木工程施工技術在多種先進技術的影響下得到了升級和發展,這些技術的應用代替了原有人工機械手動操作,對傳統操作所涉及到的設備費用、人工費用以及施工管理的成本投入都得到大幅度的減少,這就使得土木工程施工技術在先進科學技術的推動下發揮最大作用,并且最大程度的獲得經濟效益。土木工程施工技術作為建筑施工的生產力在每一個環節的施工中加以充分的利用,能夠有效的提高工程的施工效率。
1.2 推動我國建筑施工的自動化發展進程
土木工程的施工建設是我國建筑工程現場施工的重要組成部分,可以說土木工程施工技術的發展水平是建筑事業發展水平的一種具體表現。施工技術的不斷發展創新,直接推動了我國土木工程的發展腳步,更是標志著我國建筑施工進入了一個全新的發展階段。從土木工程的發展現狀來看,傳統的土木工程施工技術已經與建筑行業發展進程相脫節。自動化技術的發展,多種自動化性能優越的機械設備的投入使用,基于自動化技術的現代土木工程施工技術有效的推動了我國建筑施工的自動化發展進程。
1.3 有效的節約能源消耗,保護生態環境
施工技術的不斷發展創新,有效的提高了我國社會建設的生產力水平。隨著人們環保意識的不斷提高,維護生態環境,發展綠色建筑成為當今建筑行業的新興主題?,F今在土木工程中,走生態化的發展道路使適應社會生態環境發展,滿足綠色建筑要求的主要趨勢。因此,土木工程施工技術的發展方向也應該是符合社會節能減排,綠色發展的要求。通過對施工技術的調整和創新,使現有資源利用率得到有效提高,節能環保材料在土木工程建設中的應用,配合自動化施工技術,有效降低了土木工程建設施工中對環境的污染程度,保護生態環境,降低污染物排放量,對建筑行業走綠色環保的發展路線有重要的推動作用。
2、土木工程施工技術控制中存在的不足
2.1 施工隊伍的整體素質有待提高
土木工程的施工主要依靠施工隊伍,要保證工程施工質量,施工人員就一定要按照標準規范的要求來進行操作,這是施工技術控制和保障施工質量的前提條件。在建筑施工的各個環節,都需要依靠施工人員來完成,因此,對施工隊伍的能力和技術水平都有著較高的要求?,F今我國建筑施工隊伍的成員主要為農民工,無論是技術水平還是職業素質都偏低,很多人甚至對建筑施工的基礎知識完全不懂,更談不上專業技術了。因此,要全面做好施工技術控制工作是具有很大難度的。
2.2 建筑材料不合格
土木工程的建設施工,材料的選擇和應用非常重要,選材不當直接影響工程的質量。但是有很多施工單位過度追求經濟利益的獲得,在成本上過度控制,偷工減料,甚至使用質量不合格的材料和產品,使得工程質量大打折扣。建筑工程技術控制首先就是要嚴格控制材料的質量,為工程的質量打下良好的基礎,材料不過關,僅僅依靠技術控制是遠遠不夠的。使用合格的建筑材料是工程技術控制的前提條件。施工每一環節的選材都要嚴把質量關,任一環節的材料出現問題都會影響整個的工程質量。
2.3 施工環境不達標
建筑土木工程的建設施工環境一般都是在室外,因此受外界環境的干擾很大,這也給技術控制增加了難度。因此在施工中要根據實際的施工環境進行技術控制的管理和規劃,在全面考察環境的條件下,制定施工規劃方案,并對可能發生意外提前制定出應對方案。
3、建筑土木工程施工技術控制的有效措施
3.1 積極學習和引進先進的管理控制經驗和方法
對國內外仙劍的技術控制管理的經驗和方法不斷的學習,積極的引進,并在此基礎上發展創新,促進企業的發展壯大。人才作為創新的主體,打造一支高能力和高素質的人才隊伍是工程施工技術控制的首要工作。一方面積極引進先進人才,另一方面提倡自主創新,主動培養優秀人才。建筑企業要將施工人才隊伍建設放在第一位,組織技術培訓和交流活動,學習先進技術和方法,不斷創新,不斷完善。
3.2 充分利用現代化技術實現技術控制信息化.
信息技術的發展,在建筑施工技術的控制和管理上充分的引進和利用信息技術,走信息化管理的道路是提高現代土木工程建設施工技術控制能力的有效途徑。在施工工藝上,利用計算機技術,可以對工程施工多個環節進行信息化管理,減少人力操作和管理的勞動強度,而且計算機管理的優勢也是顯而易見的。特別是在施工技術的控制中,通過信息技術和網絡技術,能夠實現施工技術的遠程監控,使技術控制走向一個新的發展道路,進一步提高施工監督的能力,從而保證施工的質量。
一、現代土木工程發展趨勢的表現特點
適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建筑物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學科前進。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。
1、 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、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、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。
4、工程施工方面。隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發展,施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法,日益走向科學化;有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標準化和生產工業化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率,而且可以解決特殊條件下的施工作業問題,以建造過去難以施工的工程。
5、工程設計方面。人們努力使設計盡可能符合實際情況,達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統計來分析確定荷載值和材料強度值,研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統計規律,積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與巖同作用的分析,進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論;同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。
二、土木工程在未來如何發展
1、指導理論的繼續發展。在可以預見的將來,土木工程工程技術理論的核心部分仍然是力學,新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學的突破方向。在對復雜結構、流體介質等情況下的受力分析和近似上,現有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數學在將來也應該有很大的發展,用以處理土木工程技術中復雜的數值問題。更先進的電子計算機的應用,使得對復雜的情況的模擬更有把握,更接近于現實。力學也會突破宏觀框架,向微觀發展,控制論,虛擬現實等技術也在力學中加深影響。
另一方面,土木工程學科將向周圍繼續發散,與材料,環境,化學,電子信息,機械。 城市規劃,建筑等相關學科進一步的交叉,融合,互相支持,互相服務。土木工程內部的次級學科也同時會在現實需要的推動下產生出新的學科,如對城市地下空間的大規模利用就使得新的地下規劃學科有了產生和發展的必要。不同次級學科的理論也會相互滲透,比如現在就有一些大型體育場館采用了類似橋梁的懸索結構。
2、工程實現的變化。土木建筑的最終目的是建設出合乎設計要求的工程構造物,從設計到成果中間需要一個很長的工程實現的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設計,沒有好的工程實踐,一樣不會產生一個優秀的作品。
信息時代正在迎面走來,其他學科和其他方面的新觀點新技術,必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統學科注入新的活力。包括控制理論,施工技術,新材料,環境工程,經濟理論等等。
2.1全過程信息化。信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中,重點不僅僅限于CAD方面,也包含對工程進度的管理、運行中數據資料的收集,分析,整理;對建筑物結構,強度,可靠性的分析和相應對策的決策等。這些也是主動控制和智能化實現的基礎。
全過程信息化對今后的土木建筑構造物的維護有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機實現對建筑全方位的實時的監控,及時掌握整個建筑物的狀態。我國現在正是基本建設的,20~30年后,現在這些建筑物逐漸進入維護期。如果能在現在建造過程中就做好各種信息化準備工作,對今后維護也大有幫助。
三、土木工程未來發展趨勢
1、三S系統應用發展
三S系統由HS遙感技術、GIS地理信息技術系統與GPS全球定位技術系統構成,可實時、整體、動態的對地展開判別觀測、應用分析,因此在土木工程領域該系統發揮了顯著的優勢作用,同時具備廣闊的發展提升前景。數字化城市發展理念的提出正是基于這一三S系統發展而來,也就是說其綜合了遙感、GIS、遙測、多媒體、網絡與仿真虛擬技術對城市各項功能機制、基礎設施展開自動采集、發揮決策輔助作用并實施動態化管理監測,很明顯,當前數字化城市便是以該類數字化的處理信息技術、通信網絡技術作為發展背景的科學服務技術系統。
2、單機方式順序科學轉變至網絡協同控制與并行設計
就復雜大型的項目工程來說,其很有可能需要較多設計部門、眾多成員的共同參與,同時還需要良好的協同合作并提供在線咨詢服務,還可由不同地域分布的分支設計機構、設計人員、協作部門單位應用多樣化平臺軟硬件與設計方式在相應規定時段內良好完成。為有效解決該類復雜系統問題應良好的應用開發土木工程設計的協同并行技術。另外,智能化建筑工程與檢測結構亦是土木工程基于信息化發展背景的未來發展的趨勢。項目管理與電子數據同樣是土木工程實現信息化發展的趨勢,工程建設施工是當今土木工程應用計算機技術的重要領域,基于系統復雜工程在施工階段中由報價投標、預算到簽訂管理合同、評定分析質量直至竣工驗收各階段均需要進行大量數據信息的處理,整體施工單位控制與輔助管理均會被納入至輔助計算機施工技術體系中。當前土木工程領域信息技術的跨越式發展已經令國際承包商真正跨越了地域壁壘,實現了共享式、協同式、智能化的行業發展。
綜上所述,隨著信息化社會的飛速發展土木工程實現了質的飛躍,我們只有科學遵循其內涵特征、發展現狀把握工程建設未來發展趨勢動向、制定科學實踐發展策略,才能真正推進土木工程實現可持續的全面發展。