结构工程论文第1篇

在人类发展史上，地震给人类带来相当严重的灾害，人类在其付出了惨痛代价的同时，也从中获取了珍贵的经验。做好预防措施是目前人类抵抗地震灾害的最有效的方法。而合理的结构抗震设计方法作为预防措施的核心，主要是通过加强结构抗震能力，防止房屋倒塌以及损坏过于严重。随着全球经济飞速发展以及技术的的不断更新，结构地震分析理论技术水平大大提升，目前已经形成了一个技术先进以及涉及面极大的的科学领域。在结构地震响应分析结构的方法中，常用以下几种方法：振型分解反应谱法、时程分析法以及Pushover分析法。

2结构地震响应分析常用的方法

2.1振型分解反应谱法

振型分解反应谱法的原理：该方法分解其结构单自由度体系的振型以及反应谱。根据此法，地震效应中的多自由度体系特性得到了求解。该法把结构的动力效应数值化，通过地震反应谱来推算出结构在地震作用下的行为。反应谱曲线反映的是周期及反应的关系曲线。我国现行的抗震规范中，计算单向水平地震响应时，采用的是振型分解反应谱法。规范中对两个主轴方向均施加地震作用，同时组合双向水平地震的响应（即是组合其中一个方向百分之一百的值与另一方向百分之八十五值的平方根）。从此可知，抗震性能的要求在规范中越来越高。振型分解反应谱法广泛的应用在实际工程中，下面介绍一下其优缺点。优点：⑴振型分解反应谱法的优点在于其结合广义地震的强度、动力特征、场地以及震中距一起考虑，研究相互之间的关系。自1950年开始，该方法就广泛应用于各国建筑抗震规范中，同时也是我国结构抗震设计规范中地震作用所采用的分析方法以及计算理论基础。⑵该方法的反应谱的绘制是由国内外大量的记录最大地震响应在结构单质点体系中的行为计算而来的。从统计理论角度来说，该方法能够较为准确的算出结构在其使用期内收到地震的最大反应，在定量角度而言上较为准确可靠。这就是反应谱法尤为突出的优点。缺点：尽管反应谱法的理论比较成熟而且简单易懂。然而，局限性来源于其本质，使其有着如下不足之处：⑴尽管反应谱法综合考虑了结构动力特征所产生的共振效应，但目前的设计工作中依然将地震的惯性力当做是静力来处理，因此，反应谱理论在目前来说是准动力理论而非准确的动力理论；⑵振幅、频谱和持续时间作为地震动力效应的三要素，在利用振型分解反应谱法作分析的过程中仅仅考虑了振幅和频谱，未能真实的反映地震动力效应持续的时间对结构破坏程度的影响，而这种影响恰恰是至关重要的；⑶反应谱理论的适用范围是结构在弹性阶段的地震效应。结构整体最不利的地震效应在弹塑性阶段中的体现能够用该法粗略地推算出，结构在整个地震过程的效应则无法体现。同时地震过程中各关键构件在弹塑性变形阶段的应力以及变形状态也无法反映出来，因而也无法找出地震作用下结构的薄弱环节。因此学者们可以把寻找弥补该法缺陷的方法作为今后的研究方向。

2.2时程分析法

时程分析法作为新型的抗震分析方法，开始于1960年，并逐步发展起来。其主要用于研究高层以及超高层建筑的抗震性能分析。该方法作为有效的分析方法，在1980已广泛应用于抗震设计规范或规程中。地震波利用时程分析法，按照时间段进行数值化后，再在整个结构体系的振动微分方程中将其带入，采用逐步积分法对结构在弹塑阶段的动力反应进行分析，求解结构在整个强震时间以及空间区域中的动力状态全过程，得出任意杆件在任意时刻的内力和变形以及出现塑性铰的顺序。地震动相关参数需要输入到时程分析法中，该参数是能反映场地的真实情况以及具有统计意义的加速度时程曲线。结构体系的动力模型综合考虑了结构的非线性恢复力特征。与振型分解反应谱法相比较，时程分析方法更加接近实际情况。因而时程分析方法具有如下特点：⑴将地震力数值化，转化为地震动加速度时程曲线输入，对结构进行地震反应效应的分析，能较为全面地考虑了强震作用的三要素；⑵结构的动力性质是利用结构在弹塑阶段的整个过程恢复力特征曲线来体现，从而能够比较准确地体现结构地震响应；⑶能够得到结构在整个强震时间以及空间区域中的动力状态全过程，得出任意杆件在任意时刻的内力和变形以及出现塑性铰的顺序，从而可判定结构的屈服机制。

2.3静力弹塑性（Pushover）分析

静力弹塑性（Pushover）分析主要研究方向是研究罕遇地震力作用下，结构体系的地震效应。该法是基于抗震性能设计方法，评价结构体系在大震作用下，是否满足“结构不倒塌，重要构件不严重受损”的抗震性能目标。本文根据Pushover的基本计算原理进行简要的介绍，并就其在工程实例中的应用展开讨论。对高层建筑结构来说，该法是一种可行的简化分析方法。其计算过程如下：⑴建立模型、内力分析和配筋。利用程序，求出结构构件在我国现行规范中规定的荷载工况下的内力并配筋。内力分析时，梁、柱利用框架单元进行模拟,现浇板用壳单元进行模拟,模拟框架的计算简图如图1所示。⑵塑性铰的定义和设置。SAP2000可以在任意构件的任意部位布置任意数量的塑性铰（弯矩、剪力以及轴力）。各种塑性铰的本构模型如图2所示。⑶侧向加载模式以及输出模型结果。

3结论

结构工程论文第2篇

结构安全性是各种作用下结构防止破坏倒塌、保护人员不受伤害的能力,是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。

1.1我国结构设计规范的安全设置水准。对结构工程的设计而言,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的安全耐久性等几个方面。

1.1.1结构构件承载能力的安全性。与结构构件安全水准关系最大的两个因素:一是规范规定结构需要承受多大的荷载(荷载标准值),比如同样是办公楼,我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是1.5KPa（在新修订的规范里已改为2KPa）,而美国、英国则分别为2.4KPa和2.5KPa;二是规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小,前者是计算荷载对结构构件的作用时,将荷载标准值加以放大的一个系数,后者是计算结构构件固有的承载能力时,将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这样根据我国原有规范设计办公楼时,所依据的楼层设计荷载(荷载标准值与荷载分项系数的乘积)值大约只有英国、美国的52%(考虑人员和设施等的活载)和85%(对结构自重等的恒载),而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力却要比英国、美国规范高,两者都使构件承载力的安全水准下降。这里的问题主要在于设计墨守成规,在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。

1.1.2结构的安全耐久性。我国土建结构的设计与施工规范,重点放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用(如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远大于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害,所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级,都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一;而提高结构构件承载能力的安全设置水准,在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。

1.2调整结构安全设置水准的不同见解。我国结构设计规范的安全设置水准较低,与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。这种作法能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求,并历经了较长时间的考验,这是国内土建科技人员经过巨大努力取得的重大成就。但是,由于安全储备较低,抵御意外作用的能力相对不足。如果能够适当提高安全设置水准,将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准,主要是基于客观形势的变化,是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础,要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要,有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。

2.土建结构工程的耐久性

土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力。这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。

2.1土建结构工程的耐久性现状。当今大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题,并非我国所特有,但是这一问题至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工单位的足够重视。长期以来,人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到上世纪70年代末期,发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境因素影响下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二三十年甚至在更短的时期内就出现劣化;据1998年美国土木工程学会的一份材料估计,美国国内基础设施工程中仅为修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美元,而现在联邦政府每年为此拨款只有50亿～60亿美元。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施。我国建设部于20世纪80年代的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25～30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好,一般可维持50年以上,但室外的阳台、雨篷等露天构件的使用寿命通常仅有30～40年。

2.1.1由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准,导致水泥工业对水泥强度的不适当追求,使水泥细度增加,早强的矿物成分比例提高,这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值,而国外则同时还要求不高于规定的最高值,如果强度超过了也被认为不合格,这一要求还有利于水泥产品质量的均匀性。

2.1.2不适当地加快施工进度,尤其是对工程进度不适当的行政干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证,“早产有损生命健康”的概念同样适用于混凝土。国内一些媒体大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程,很可能就是今后注定要花掉大量资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工工期的工程在国外要被罚款,因为意味着工程质量有遭到损害的可能。

2.1.3环境的不断恶化,如废气、酸雨,我国的酸雨面积已超过国土的30%

2.2土建结构工程使用阶段的正常检测与维护。结构耐久性和使用寿命的概念,与使用阶段的检测、维护和修理不能分割,对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用过程中,应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范,但没有如何使用的规范。有些国家对于结构的损坏可能危及公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程,强制规定必须定期检测;即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件,因其坠落后容易伤及公众,也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平相对较差,施工操作人员的素质不高,质量控制与质量保证制度不够健全,规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低,已建的工程中往往存在较多隐患,所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于土建结构工程的安全质量,虽然政府已做出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定,但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度,还应以预防为主,通过例行检测及时发现问题。现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治,也有大量已建的违章工程需要评估,更有许多工程发生病害需要诊断和加固,各地已涌现不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍,并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要,但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估,要建立相应的法规和标准,要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度,在管理体制上予以规范。从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看,需要有对工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出,很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用,不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能,而且经济上算总账会很不合算。在发达国家,由于新建工程少,用于维修的费用往往更为主要,例如英国1980年的维修费占当年土建费用总支出的2／3。我国虽是发展中国家,现在正大兴土木,可是过去建成的大量工程已经或过早老化。在土建工程的投资上,希望有关部门能增加已建工程维修的费用。为加速路桥等公共工程建设,国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规,就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时仍具有良好功能,对于设计工作寿命为100年的桥梁,至少还可正常使用70年,而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧待拆的工程。

3.建议

为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性,提出了以下建议。

3.1土建工程使用过程中的安全性,应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。对于重要土建工程,我国尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向,不利于保证工程寿命和投资效益。建议对桥、隧等重要公共基础设施和重要的公共建筑物,在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此,需要制定法规和编制相应的技术标准;对于土建结构工程的检测与评估,需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。建议有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上,根据需要,加大工程维修费的比例。

3.2完善技术标准体系与管理体制,发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用;逐步淡化技术规范条文的强制性质;鼓励编制地方性规范（标准）和企业标准,以适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异,并鼓励科技创新和技术进步。

3.3合理设置土建结构设计的安全水准,必须考虑工程失效的风险后果、社会的财富与资源供给乃至公众的意向等多种因素。随着我国经济形势的巨大变化,有必要重新审视现行土建结构工程设计规范的安全设置水准,建议主管部门组织论证。桥梁等交通土建结构的风险后果较大,且由于车流、车载、车速的快速发展,在设计荷载标准值和承载力安全度的设置水准上似乎应比一般的建筑结构有更高的安全储备。在建筑结构的安全设置水准上,建议进一步收集不同意见,包括商品房消费者的意向。我国不同地区的经济发展水平相差悬殊,在建筑物安全性和耐久性的要求上是否需要区别对待也值得探讨。

3.4我国建筑结构设计规范采用可靠度设计方法的经验及问题值得总结。可靠度方法用于不同类型结构的先决条件和难度不一。建议有关部门在推广可靠度方法于各类设计规范时,应广泛征集各种看法,实事求是,稳慎对待。

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参考文献

［1］《土建结构工程的安全性》

［2］《土建结构工程的耐久性》

［3］《土建结构工程结构设计规范》

［4］《结构构件承载能力设计规范》

结构工程论文第3篇

【关键词】建筑信息模型技术；地下输电工程；结构设计；应用

近年来，建筑信息模型技术发展迅速，并且在工程设计方面得到了广泛的应用，取得了很好的效果，特别是在建筑工程领域，其应用已经非常普遍，显著提高了工程设计的质量和效率，而且有效的解决了各种设计问题，对降低工程成本，提高工程质量具有重要做作用。但是对于结构较为复杂，单体数量较多的工程项目来说，如：地下输电工程，建筑信息模型技术的应用还不是很成熟，应用的范围和实际效果还不是很明显，主要是因为工程复杂，工程规模大，建筑信息模型技术的数据信息很可能出现错误，不好掌控，再加上建模时间长等问题突出。因此，在地下输电工程这样复杂的工程设计上应用建筑信息模型技术，还需要根据实际情况，不断探索，采取有效的策略，提高建筑信息模型技术应用的水平，优化地下输电工程的结构，提高工程的质量。

1建筑信息模型技术简述

建筑信息模型技术，也就是BIM技术，是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，实际上就是用三维数字对工程项目实体、设计和性能的一种表达[1]。通过建立系统完整的信息模型，把项目工程的生命周期内，每个阶段的各项数据、信息、资料进行连接，从而完整的来表述工程项目。并且该模型会随着项目进展不断的深化和改进，有利于工程项目项目设计设计的更加合理、科学，有利于提高解决实际问题的效率，从而更好地保证工程项目的质量。建筑信息模型技术，与传统的技术相比较，具有一定的优势和特点，如：信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性等，这也是建筑信息模型技术广泛被应用的重要原因。

2地下输电工程结构设计的缺陷和不足分析

在以往的地下输电工程结构设计中，主要采用传统的设计方法，存在着一定的缺陷和不足[2]。地下输电工程一般处于地下，工程项目的规模和空间跨度都很大，输电系统中各个组成部分较为复杂，如，工作井的数量较大，地质环境差异大，排管的布置也具有一定的差异性，荷载也会随时发生变化等。应用传统设计方式，主要是先对地下输电工程系统的具体功能进行分析，然后对地下输电工程结构的外形和尺寸进行设计，再以设计图纸为依据，利用结构设计软件，进行建模计算，最后对施工图纸进行设计。由于地下输电工程处于发展之中，这种传统的设计方式已经不能很不好的满足工程发展的实际需要，在结构设计中也出现了一定的问题。（1）地下输电工程中，工作井数量相对较多，而且每个工作井的实际功能和具体的边界条件具有很大的差异性，在工作井的外形和具体尺寸设计上，就需要区别对待，分别设计，绘制的图纸数量加大，设计工作量也很大，在对结构进行计算时，需要利用相关软件建立多个模型，这样，建模和绘图的所占用的时间非常多，工作效率非常低。（2）修改工作量大，较为困难。在地下输电工程结构设计中，如果相关某个数据发生变化，需要改动，那么模型计算和绘图工作就要重新进行，工作量非常大，修改不方便。（3）设计管理困难，计算结果缺乏准确性。由于地下输电工程结构设计图纸和模型较多，而且具有一定的相似性，很容易发生数据混淆的情况，导致计算结果的准确性降低。

3建筑信息模型技术在地下输电工程结构设计中的应用分析

3.1Revit与建筑信息模型技术结合建立参数化的工作井模型

在地下输电工程结构设计中，应用Revit系列软件，利用建筑信息模型技术建立起具有一定参数信息的工作井模型。成为一个系统的信息数据库[3]。并且根据工程结构设的具体情况，根据工作井的具体涉及要求，进行修改，从而完成工作井模型设计。首先，工作井的设计内容主要是外形尺寸，每个工作井的区别都集中在接口的大小和位置上，除了长宽高等结合数据上的不同以外，还有一些其他方面的差异性，如：防水等级等，都是应用建筑信息模型技术需要的具体参数，通过修改几何参数建立工作井的模型，再与非几何参数结合，建立一个统一的数据库。其次，要在Revit中建立建筑信息模型族库，要应用结构选项卡下的构件，能够掌握结构分析时的数据信息，结合实际需要，合理选择具体的构件后，再把相应的材料、尺寸等具体的参数输入到构件属性的面板中，再把这些参数通过接口传输到Robot中。然后合理放置构件，根据具体的要求生成参数驱动模型。对于工作井来说，主要的构件就是梁板等，要在墙上开洞口，把排管连接好，选定合适的构件，对工作井的模型族库进行准确组装，然后在把所有类型的信息添加进去，生成工作井模型库。

3.2把输电工程结构模型正确导入

Robot在工作井的建筑信息模型建立完成后，要进行检查确认无误后，应用相关接口，把模型的数据信息导入到Robot中，涉及到的主要信息参数有：计算后的结构材料，尺寸信息，荷载等。导入完成后，要在Robot中对模型进行及时更新。对于工作井的建筑信息模型中的各个信息，要保证Robot软件能够完全识别[4]。如果在检查中，发现模型有不合适的地方或者不够合理，要进行及时修改，在发送到Revit中，还要及时查看发送报告，确认信息数据在传输过程中没有发生错误。

3.3对输电工程设计结构进行准确计算

在应用建筑信息模型技术对输电工程结构进行设计时，需要对设计的结构进行计算，结果准确与否，直接关系着设计的质量[5]。Robot就是用来计算的软件，主要是采用有限元算法，对模型的进行动态分析，弹塑性分析等，最后得出计算结果，并且应用表格等把结果的数据输送出去。在实际计算中，只需把Revit中已经设置好的信息全部导入到Robot中，就可以直接对结构进行计算，无需模型修改等，计算效率非常高，而且结果准确。Robot在计算结构时，会提供多种形式的网格控制方法，不仅能够计算出内力，还能够针对不同的设计范围和具体的参数进行结构的计算，如：混凝土结构的配筋等，都可以准确进行计算。在地下输电工程结构设计中，主要是根据模型的实际情况，合理选择网格尺寸和控制方法，结合所有的参数信息进行结构的计算，保证计算结果科学准确，从而提高地下输电工程结构设计的规范性和准确性，有力的保证了工程的质量。

4结论

综上所述，在地下输电工程结构设计中，应用建筑信息模型技术，是输电工程发展的必然趋势，也是科学技术进步的具体表现。通过采用合理的应用方法，打破传统设计的弊端，减少了工作量，提高了设计的效率和质量，地下输电工程的发展具有重要意义。

作者:胡能萍 汪欣 单位:江西省电力设计院

参考文献

[1]陈明，史健勇.建筑信息模型技术在地下输电工程结构设计中的应用[J].工业建筑，2016，12：196~200.

[2]牟茗.四维建筑信息模型技术研究[D].北京林业大学，2013.

[3]孔庆节.建筑信息模型技术在建筑工程项目管理中的应用[J].中华建设，2014，05：96~97.

结构工程论文第4篇

1.1基于MBD的装配工艺设计技术

在基于三维模型的装配工艺设计系统中，工艺人员首先进行装配工艺建模，依据产品设计模型确定工艺方案；然后利用装配工艺结构树进行装配工艺规划，并对工艺规划结果进行仿真；最后生成装配工艺文件。装配序列规划是工艺规划的重要内容。产品结构反映产品中各零部件之间组成和层次关系，低层级零部件总是先于高层级零部件进行工艺设计。因而，产品结构包含了一定的装配序列信息，工艺人员可以依据产品结构信息，进行装配序列规划。在装配工艺建模时，保存了产品的结构信息和零部件模型信息。在工艺规划过程中，借助工艺结构树进行工艺设计，生成了多种工艺数据集，包括装配序列、装配路径、工艺标注、工艺装备、辅助工艺等信息；工艺数据集按一定的方式组织存储构成装配工艺模型。装配工艺模型信息集合如图1所示。

1.2装配工艺结构树

在装配工艺设计过程中，利用装配工艺结构树描述、存储工艺设计数据集，最终生成产品的装配工艺。产品的装配工艺通常由装配工序、装配工步组成。装配工艺结构树的数据结构如下：1）装配工序是装配工艺的基本组成单元，它的含义与一般工序的定义一致。LO是工序对象列表，表示当前工序下所有待装配零部件。根据产品结构，工序对象列表中的零部件必须是相同部件下的同级子零部件。LP是装配工步序列，LP由工序下所有待装配零部件的装配过程按照工步划分规则进行细分得到。2）装配工步是装配工艺信息的基本载体，它的含义与一般工步的定义一致。3）装配信息由各种工艺信息组成。在工艺结构树中，装配信息的组成如下：AA是装配活动，它表示模拟零部件装配过程的三维动画展示；IAP是辅助工艺信息，它表示零部件常用的装配操作方法、特殊零部件的处理方法及设计人员的经验；DP是工艺标注，它表示零部件在装配过程中，与装配工艺相关的标注特征信息，包括尺寸、公差、粗糙度、注释等；EP是工艺装备，它表示零部件在装配过程中用到的夹具、工具、量具等。在实际装配中，一个复杂产品的装配过程通常是按照先组装、再部装、后总装的顺序进行的。在装配工艺结构树中，工艺人员不一定按照实际装配过程进行工艺设计，即组装和部装工艺设计可能交替进行，这减小了工艺设计的限制，人机交互性更好。装配工艺结构树如图2所示。

2装配工艺流程

工艺设计完成后，采用何种方式管理装配工艺信息，将直接影响工艺人员的工作效率。工艺结构树的自身特性不利于工艺信息的管理，而工艺流程图不仅克服了工艺结构树的缺点，并且在工艺信息管理中具有优势。为此，本文将工艺流程图应用于装配工艺信息的组织和管理中，以解决上述问题。

2.1装配工艺流程组成和分类

产品的装配过程分为三个阶段，包括组装阶段、部装阶段、总装阶段；装配过程可以由一组串(并)联混合而成的装配链表组成；因此，产品的装配工艺可以由一系列流程节点组成的装配工艺流程图来表示。在装配工艺流程中，将包含一个或多个零部件装配过程信息的单元定义为工艺流程节点；工艺流程节点是装配工艺流程的基本组成元素，串并行工艺流程节点构成装配工艺流程。工艺流程节点能链接装配对象三维模型、装配动画、装配标注信息、工艺装备和辅助工艺信息等相关工艺信息。装配工艺流程不只是简单的单个流程，对于不同的装配阶段，如组装阶段、部装阶段和总装阶段，工艺流程可以用组装工艺流程、部装工艺流程和总装工艺流程分别表示。对于不同装配阶段的工艺流程，其工艺流程节点的装配对象可能存在父子关系，某个工艺流程节点可由其子零部件所在的工艺流程构成，工艺流程之间存在组成和层次关系，因而，总装工艺流程可以由部装工艺流程组成，部装工艺流程可以由组装工艺流程组成。装配工艺流程示意图如图3所示，流程节点间的连接箭头表示装配操作方向；流程节点的先后顺序表示节点中装配对象的装配顺序；并行的流程节点表示其装配对象可同时进行装配。

2.2装配工艺流程数据组成

工艺流程节点作为装配工艺流程的基本组成单元，它的数据结构如下：<NP>={<Name>,<L>,<ON>,<ID>,<SeqID>,<ParID>,<IN>}Name是节点名称，表示节点在工艺流程中的显示名称；L是节点层级，为将工艺流程节点放入相应层级的工艺流程链表中提供数据；ON表示该工艺流程节点需要装配的零部件；ID是工艺流程节点的标识，具有唯一性；ParID是父级工艺流程节点的标识，具有唯一性。根据装配对象的父子关系，建立工艺流程节点的联系，用于标识装配对象的父级部件所在工艺流程节点，即父级工艺流程节点NPP，ParID为实现具有层次关系的装配工艺流程提供数据支持SeqID是并行工艺流程节点的标识，具有唯一性。SeqID为实现具有并行关系的工艺流程节点提供数据支持；在实际装配过程中，并行工艺流程节点包含的装配对象可同时进行装配。IN是节点工艺信息，表示该节点装配对象的工艺信息。工艺流程链表用于存储工艺流程节点。工艺流程链表的组成如下：<SN>={NPk|k=1,2,3,…}工艺流程节点NP是工艺流程链表SN的基本组成元素。SN中NP的顺序包含了装配序列信息。

3工艺结构树与工艺流程映射方法

为了实现装配工艺结构树向装配工艺流程的映射，需要解决五个问题，依次是解决工艺流程节点与装配对象的关联问题，解决工艺流程节点的工艺信息链接问题，解决装配序列信息的保存问题，解决工艺流程节点的并行关系问题，解决装配工艺流程的层次关系问题，即不同工艺阶段中工艺流程的分离。针对上述五个问题，本文提出了基于解析工艺结构树的工艺流程映射方法。它首先对装配工艺结构树进行解析并预处理，然后以装配工步为基本单元，将装配工步映射为工艺流程节点，并存储工艺流程节点生成工艺流程链表，记录装配序列信息，最终生成装配工艺流程。该方法能有效实现装配工艺结构树向装配工艺流程的映射。为了将装配工艺结构树映射为装配工艺流程，首先要解析装配工艺结构树，从工艺结构树中获取装配工艺信息。在工艺结构树中，装配工步PS是工艺信息的基本载体，可以从中获得所有装配对象OA及其装配信息IA，IA包括装配活动AA、辅助工艺信息IAP、工艺标注DP、工艺装备EP等；根据装配工序Pd及其装配工步PS的先后顺序关系，可以获得零部件的装配序列信息。同时，在解析工艺结构树时，需要从工艺结构树中分离出不同工艺阶段的工艺过程，以便实现具有层次关系的装配工艺流程。通过上述流程，基本解决了上文提到的5个问题。根据PS的OA，实现了NP和ON的关联；根据IA，实现了NP和IN的集成；根据SeqID，为实现具有并行关系的NP提供了数据支持；根据ParID，为实现具有层次关系的装配工艺流程提供了数据支持；将NP依次存储在相应层级的SN中，保存了产品的装配序列信息，为生成装配工艺流程提供了序列信息。图4是装配工艺结构树与装配工艺流程的映射关系。

4应用实例与结论

结构工程论文第5篇

????会议收到论文报告58篇并印发了文集，有140人参加会议，在第一天的大会和第二天的分组会上分别有17位和26位专家作了报告，另外还安排了半天时间进行自由发言和讨论。会议气氛热烈，取得了预期的效果，不同观点之间也进行了较为充分的交流。

??鉴于这一会议的论坛性质，以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳，提交与会专家考虑并审议。

??

??一、土建结构工程的安全性

??结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用（维护、检测）有关，而这些又与土建工程法规和技术标准（规范、规程、条例等）的合理设置及运用相关联。

??

??1．我国结构设计规范的安全设置水准

??对结构工程的设计来说，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准，总体上要比国外同类规范低得多。

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??1.1构件承载能力的安全设置水准

????与结构构件安全水准关系最大的二个因素是：1）规范规定结构需要承受多大的荷载（荷载标准值），比如同样是办公楼，我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤)，而美、英则为240和250公斤；2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小，前者是计算确定荷载对结构构件的作用时，将荷载标准值加以放大的一个系数，后者是计算确定结构构件固有的承载能力时，将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数，体现了安全储备的需要；而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数，体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载（如结构自重）的分项系数分别为1.4和1.2，而美国则分别为1.7和1.4，英国1.6和1.4；这样根据我国规范设计办公楼时，所依据的楼层设计荷载（荷载标准值与荷载分项系数的乘积）值大约只有英美的52%（考虑人员和设施等活载）和85%（对结构自重等恒载），而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力（与材料强度分项系数有关）却要比英美规范高出的10~15%，二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范，就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾，至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是，在其他建筑物的活荷载标准值上，与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同，比如钢结构的差距可能相对小些。

????公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似，除车载标准外，荷载分项安全系数（我国规范对车载取1.4，比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%）与材料强度分项安全系数均规定较低。

????尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低，但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的，这里的问题主要在于设计墨守陈规，在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。

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??1.2结构的整体牢固性

????除了结构构件要有足够承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件，一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏，竟导致整栋楼的连续倒塌，也是房屋设计牢固性不足的表现。

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??1.3结构的耐久安全性

????我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害，所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求，如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级，都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高结构构件承载能力的安全设置水准，在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。

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??2．调整结构安全设置水准的不同见解

????我国结构设计规范的安全设置水准较低，与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是，能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求，而且业已历经了较长时间的考验，这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全储备较低，抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准，主要是基于客观形势的变化，是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础，要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要，有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论，在如何调整的问题上存在较大的意见分歧，这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解：

????1）认为我国现行规范的安全设置水准是足够的，并已为长期实践所证明，而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉，在安全度上不能跟着英美的高标准走；安全度高了是浪费，除个别需调整外，总体上不必变动。

????2）认为我国规范的安全度设置水准尽管不高，但在全面遵守标准规范有关规定，即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下，据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用，表明这些规范规定的水准仍然适用；但是理想的“三正常”很难做到，同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要，在物质供应条件业已改善的市场经济条件下，结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度，因为我国目前尚属发展中国家。

????3）认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近，需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高，土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重，而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程（特别是建筑工程）造价中所占的比重现在已愈来愈低，材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要，但决不是没有风险，如果规范的安全水准较高，曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的，而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务，安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认，即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样，由于我们的施工质量总体较差，结构的安全性依然会有差距。

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??3、结构设计规范的概率可靠度设计方法

????自1984年国家建委和国家建设部颁布了建筑结构设计统一标准以来，我国的建筑结构设计规范已从80年代末期起抛弃了传统的多安全系数设计方法，从而统一采用以概率理论为基础的可靠度设计方法；其它的工程部门如公路、铁路、港口、水利的结构设计规范也正在或计划作这样的转变。我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394并经过国内科技人员努力后得以实施的。将可靠度设计方法用于结构设计规范，在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势，但在工程内界则存在不同看法。尽管有了ISO2394，国外却鲜有重要或著名的结构设计规范已直接采用了可靠度设计方法，至今仍采用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法。在我国，对于建筑结构设计规范中的可靠度设计方法以及企图将我国各个行业的各种结构设计规范都用可靠度方法统一起来的做法，虽然工程设计界颇有微词，但学术界持赞成和肯定者是主流，不过仍不时有人对可靠度方法用于设计规范的适用性提出质疑。这次科技论坛上则较为集中地反映了对规范可靠度方法的意见分歧。

????对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步，可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理，当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷，有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为，结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体，在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂，并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理；规范可靠度方法在我国十多年的实践表明，它并没有给结构设计的安全性带来明显实效，反而造成了安全概念上的某些混乱；对工程技术人员来说，结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题；现行设计规范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范，也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考，在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。

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??二、土建结构工程的耐久性

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????土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性，而且更多地体现在适用性上。

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??1、土建结构工程的耐久性现状

????大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题，并非我国所特有，但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。

????长期以来，人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到70年代末期，发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的时期内就出现劣化；据1998年美国土木工程学会的一份材料估计，他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题，仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无，而现在联邦政府每年为此的拨款只有50～60亿美元。另有资料指出，美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施，如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害，钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40，桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。而我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求，对混凝土保护层和强度的要求仅为2.5cm与C25，与上面提到的加拿大50年代水准一致。国内按这种标准设计的一座大桥，建成后仅8年，由于盐冻侵蚀，现已不得不部分拆除重建。

????我国建设部于80年代的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用25～30年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好，一般可维持50年以上，但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30～40年。桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用，使用十几年后就出现问题，有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害，东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料，密实度和抗渗性差，不耐地下水与机车废气侵蚀，开裂与渗漏严重；对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明，漏水的占50.4%，其中1/3渗漏严重，并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电，影响正常运行，而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策，如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。

????耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训，还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥，仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥，其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3～4cm厚的保护层厚度。

????有专家估计，我国“大干”基础设施工程建设的高潮还可延续20年，由于忽视耐久性，迎接我们的还会有“大修”20年的高潮，这个高潮可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。

????使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有：

????1)由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准，导致水泥工业对水泥强度的不适当追求，使水泥细度增加，早强的矿物成份比例提高，这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值，而国外则同时还要求不高于规定的最高值，如果强度超过了也被认为不合格，这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。

????2)工程施工单位不适当地加快施工进度，尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证，早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程，很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款，因为意味着工程质量有遭到损害的可能。

????3)环境的不断恶化，如废气、酸雨，我国的酸雨面积已超过国土的30%。

????当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例，修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命，在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走，很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文，本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段，国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料，而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外，工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法，对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂，而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段；又如，希望加大水泥用量来保证混凝土强度，而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。

????在修订规范的耐久性要求上，交通部于2001年颁布的港工混凝土结构防腐蚀技术规范已为其它土建工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验，尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需，另一方面则要安排系统的研究项目，加大耐久性研究工作的支持力度；混凝土结构的耐久性是当前国际上结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一，而我国在这一方面相当落后。混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件，需要考虑本国的特点，是不能完全依赖国外研究成果的。

????重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床，水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5～1/6，而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥，与之相伴的是年耗20多亿方的砂石，长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料，而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土，所以耐久的混凝土正适应环境保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年，有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费，国际上近年来有要求将这些工程的最低工作寿命进一步延长的趋势，如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。

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??2．土建结构工程使用阶段的正常检测与维护

????结构耐久性和使用寿命的概念，与使用阶段的检测、维护和修理不能分割，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用过程中，应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范，但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故，就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀，如果有定期的检测要求，这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程，强制规定必须定期检测；即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件，因其坠落后容易伤及公众，也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差，质量控制与质量保证制度不够健全，规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低，已建的工程中往往存在较多隐患，所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于土建结构工程的安全质量，虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定，但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度，还应以预防为主，通过例行检测及时发现问题。

????现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治，也有大量已建的违章工程需要评估，更有许多工程发生病害需要诊断和加固，各地已涌现了不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍，并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要，但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估，要建立相应的法规和标准，要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度，在管理体制上予以规范。

????从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看，需要有工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出，很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用，不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能，而且经济上算总账会很不合算。在发达国家，由于新建工程少，用于维修的费用往往更为主要，英国1978年的土建维修费上升到1965年的3.7倍，1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家，现在正大兴土木，可是过去建成的大量工程已经或过早老化。国内40％公路桥梁的桥龄已大于25年，加上进入90年代以后交通量猛增，超载严重，以往的设计标准又低，路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证，造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上，希望有关部门能加大已建工程维修的费用。

????为加速路桥等公共工程建设，国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规，就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时的良好功能，对于设计工作寿命为100年的桥梁，至少还可正常使用70年，而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧的工程。

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??三、技术规范的作用与管理

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????这次科技论坛对于土建结构工程技术规范的定位、作用与管理也进行了讨论并提出了一些看法。

????长期以来，受计划经济体制的影响，我们往往视技术规范为法，将规范的具体规定和要求等同于法律条文来对待。技术规范或规程，与各种技术条例、技术要求、工法、指南等技术文件一样都是技术标准，本身不具有法律作用，只当工程各方（业主、设计、施工企业）认同作为设计与施工的依据并在契约的基础上，才能作为法律仲裁的依据。将技术问题法制化并强制执行，不利于技术进步和创造性的发挥，反而容易成为推卸责任的借口。当然，政府部门从国家和公众的整体利益出发，需要在安全、环保等重大原则上对土建工程的设计施工提出必须满足的最低要求并制定相应的法规，但法规一般并不需要提供如何达到这些要求的具体技术途径和方法，后者是技术标准的任务。政府也可以原则认可或批准某些重要的技术规范或其中某些内容使用。

????土建工程有着强烈的个性，需要工程技术人员针对具体特点去解决设计与施工问题。所以规范作为技术标准宜强调其指导性而不是强制性。如果规范条文看作为一般意义上的法律条文，就有可能束缚设计施工人员的主动创造性并阻碍新技术的应用。。我国土建工程在结构设计上与国外相比的最大差距就在于方案与技术上的创新，这与以往过分强调规范的法律地位从而形成所谓“结构设计就是规范加计算”的倾向不无关联。我国的技术规范在编写风格上也有模仿法律的倾向，极少提及使用者需要注意规范可能存在的某些不足之处或允许并鼓励使用者在某些问题上可以另辟蹊径。如果在设计施工中要取代规范中已经落后过时甚至有害的技术规定，则无异于违法行为。相反，只要墨守规范，即使出了事故，就可不负法律责任。这样就在客观上降低了对工程技术人员的业务技能要求与职责要求，不利于提高我国建筑企业和从业人员的素质以及参与今后的国际竞争。为了消除这些负面影响并杜绝钻规范条文的空子进行偷工减料，应有必要建立这样的共识并作出规定，即遵守了规范条文并不意味着就可免除法律责任。国外有些规范就是这样规定的。

????企图不断加强技术规范的强制性来解决屡禁不止的工程事故，不是解决问题的有效途径。现在，有关主管部门将建筑结构设计规范中的部分条文抽出来，明确列为强制性条文，同时规定各个设计单位完成的设计，须通过有关部门或其授权委任的其他企事业设计单位的审查，而审查的主要内容就在于对照规范强制性条文的要求，其任务已类似于执法；这种做法是否明智似可商榷。我国土建工程事故频繁的原因，主要在于管理不善，特别是管理环节上的腐败；其次是施工操作人员素质低，又难以短期解决；过分强调规范的地位与作用，未能建立与规范配套的完整标准体系，比如缺乏指南、工法等更为详尽具体的技术文件，可以用来指导和规范设计与施工的各个具体环节，也有一定的关系。从设计角度看，出现事故主要不是由于没有按照规范强制性条文的规定，而是方案性的错误或忽略主要的设计条件；也有一些工程则因过去的设计标准过低，耐久性不足，在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。其实，要做到设计规范强制条文的要求最为容易，为此请专业人士审查似无必要。重要的工程设计应规定请专业单位全面审核，其要点也应在结构方案、构造方法与计算分析的原则上。从结构设计的国家规范中抽出的强制性条文不免支离破碎，个别条文的规定也不一定适合某些地区和某些工程的具体特点，反而造成麻烦。

????我国幅员广阔，各地经济发展很不平衡，技术力量悬殊，环境条件各异，客观上要求规范能给设计人员更多灵活性，少一些强制性，这样才能更好地在规范的指导下，根据工程的特点和具体条件去解决问题。总之，在规范标准上，要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范，在工程的安全性和耐久性标准上，可有不同的设置水准。比如上海、北京、广州这些大城市应该高些，在抗震防灾要求上，更应区别对待。全国性的规范订得愈详细，其适用性可能变得愈差，造成的混乱也可能愈多；特别象岩土工程那样的规范更是如此。

????技术标准中的强制性越多，也意味着政府有关部门在具体技术问题上需要承担的责任越重，而这些本来不该是政府部门的职责。规范中的要求是最低要求，在安全设置水准上，政府需要干预的也应是保证公众安全的最低要求。对于土建结构的抗震设计，政府有关部门至今仍规定任何部门和个人不得随意提高抗震的设防标准(建抗586号文件)。事实上，如将商品房的抗震设防烈度提高1度，抗震能力可提高约1倍，而增加的房屋造价相当有限，在众多城市中可能仅及居民用于室内装修费用的几分之一。政府的这一规定无异于限制居民只能购置抗震安全质量标准最低的房屋，如果发生地震造成损害，有关部门如何解释？

????规范等技术标准的管理体制亟待改善。建国以来，由政府部门负责统管并指定有关企事业单位分别承担每本规范编写和修订工作的做法已越来越不能适应当前的形势，有些在经费和人力上得不到保证，平时基本上没有专门人员去搜集了解规范使用中的问题并及时修改补充规范条文；面对新的结构型式、新的材料和新的工艺，规范的过时条文不但成为推广新技术的阻力，而且有被误用或盲目套用而造成工程质量安全事故。

????发达国家有关土建结构工程的规范及与之配套的各类技术标准多由行业协会或专业学会编制及管理，规范的翻新周期短，不象我们要长达10年以上。我国的学会与协会重复设置，分工不明，并且至今还依附于某一政府部门，基本上只起到政府职能部门非官方代言人的作用，距离独立和富有活力的健全机构还差的很远，如何发挥这些机构在技术标准编写和管理中的作用也是值得探讨的一个问题。建议随着改革的深入，整顿合并有关的学会、协会，加强其职能，并逐渐成为技术标准编制管理的主体。

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??四、准备提交政府有关部门考虑的建议

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????为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性，这次论坛中提出了以下建议供政府有关部门考虑，：

??1、桥梁、隧道、道路、港口等基础设施工程的混凝土结构耐久性，已是当前亟待采取措施应对的重大问题。否则，一些工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证，我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失，并将给生产和公众生活带来长期困扰。

????建议国家建设部、交通部、铁道部主管土建工程设计标准的部门，能对工程的耐久性要求作重点审查，明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求，重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证；

????建议国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持；

????建议国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助；

????建议中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中，联络国内有关专家，促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。

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??2、土建工程使用过程中的安全性，应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。对于重要土建工程，我国尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向，不利于工程寿命和投资效益。

????建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物，在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此，需要制定法规，编制相应的技术标准；对于土建结构工程的检测与评估，需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。

??建议政府有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上，根据需要，加大工程维修费的比例。

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??3、完善技术标准体系与管理体制，发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用；逐步淡化技术规范条文的强制性质；鼓励编制地方性规范(标准)和企业标准，适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异，并鼓励科技创新和技术进步。

结构工程论文第6篇

论文摘要：模态分析是结构动态分析的一种手段，通过分析工程结构的动特性可建立结构在动态激励条件下的响应，预测结构在实际工作状态下的_上作行为及其对环境的影响。

0前言

程结构跨度变得越来越大，结构的动力特性也就显得越来越重要，因此结构设计帅和上程技术人员也对它更加重视。方面，通过对结构动力特性优化设计，使结构处于良好的上作状态，保证了结构的安全可靠性，延长了结构的使用周期和减少了对环境的厂几扰:另一方而，通过结构的动力特性可了解复杂结构的结构性能和技术性能，从而作出科学的技术评定。运用结构动力特性解决程实际问题，需要有个桥梁—近20余年迅速发展起来的模态分析技术。模态分析是结构动特性分析的，种手段，通过分析L.程结构的模态特性可建立结构在动态激励条件下的响应，预测结构在实际五作状态下的工作行为及其对环境的影响。

1模态分析理论

1.l模态分析的实质

模态分析实质是一种坐标系统的变换，目的在于把原在物理坐标系统中描述的响应向量放到所谓的“模态坐标系统”中描述，这一坐标系统每一个基向量恰好是振动系统的个特征向量，利用各特征向量之间的正交性，可使描述响应向量的各个坐标互相独立而无藕合，于是，振动方程是一组互无祸合的方程，各个坐标均可单独求解。

1.2模态分析的方法

模态分析可分为实验模态分析与计算模态分析两种方法。实验模态分析是采用实验与理论分析相结合的方法来识别结构模态参数(模态频率、模态阻尼、振型)，用实验的方法来寻求模态振型以及描述响应向量的各个坐标，即模态坐标。它对程结构的动态分析及优化设计有实用价值。工程结构可视一系统，系统的动态特性是指系统随频率、刚度、阻尼变化的特性。它既可用频域的频响函数描述，也可用时域的脉冲响应函数描述。建立频响函数与模态参数之间的关系，以便识别模态参数，是模态分析的理论一项重要内容。

实验模态分析可分为两种不同的实验方法:

正则振型实验法(NMT):此法用多个激振器对结构同时进行正弦激励，当激振力矢量被调到正比f某一振型时，就可激励出某一纯模态振型，并直接测出相应的模态参数，不必再进行计算。该法的优点在于所得的结果精度高;但它需要高精度的庞大测试仪器和熟练的实验技能，费时长，成本高。

频响函数法(FRF):此法可只在结构的某一选定点卜进行激励，同时在多个选定点依次测量其响应。将激励和响应的时域信号，经FFT分析仪转换成频域的频谱。因频响函数是响应与激励谱的复数比，对已建立的频响函数数学模型进行曲线拟合，就可从频响函数求出系统的模态参数。该法的优点在于可同时激励出全部模态，测试的时间短，所用仪器设备较简单，实验方便，在产业和科研部门得到了一泛的应用。

1.3模态分析技术

模态分析技术的各主要环节如下图所示:

频响函数H表示系统的输出X与输入F的复数比，基木定义是

它的物理含义是:在频率山处输入(激励)—一单的正弦力，则系统将在同样的田处产生一正弦运动的输出(响应)，如下别所示:

而对于线性定常系统，任何输入/输出谱，都可以认为是正弦谱的迭加。故描述系统动态特性的频响函数(FRF)与用来测量的信号类型无关，可用同样应用于简谐激励、瞬态激励和随机激励。

模态分析中结构的各阶固有频率相差较大，而阻尼又较小的情况下，以某一固有频率激振时，该阶固有模态就占土导地位，在定的误差范围内即可当作纯模态响应看待，于是识别L:作可化为一个一个的单自由系统进行就非常方便。但是实际实验中要激出“纯模态”响应是不可能的，因为任何一种分布的激振力必将激出多个模态响应，实际测得的响应是多个响应的叠加。从能量的角度米看，各阶模态之间是正交的，各固有模态之间总是不祸合的，每阶固有模态表现为一种特定的能量平衡状态，各平衡状态之间没有能量交换也互不祸合，结构的能量就是各阶固有模态能量的总和。

模态分析最主要的应用是建立结构动态响应的预测模型，为结构的动强度设计及疲劳寿命的估计服务。模态分析的结果必将伴随着模态坐标的缩减，因为在实际中，我们总是只是取其中的若厂阶起土要作用的模态，而忽略其余阶模态。在物理坐标系中所表达的结构振动方程是按动力平衡观点或牛顿第，二定理来建立的，而在模态坐标系统中建立的响应计算模型或动力方程是从能量平衡观点建立的。局部物理参数的变化总能在模态参数中得到反映，但并非是很敏感的，有的局部变化甚至是不敏感。例如，在某阶振型的节点(该处振幅理论值为零)处附加质量，对该阶模态参数就不会引起变化，所以我们常常能够通过模态参数的变化来检测结构局部损伤，但不能检测非常小的局部损伤。实践说明，在结构动特性中，振型对局部损伤的敏感性大于其它参数的敏感性，而应变模态振型比位移模态振型更敏感。

众所周知，结构在脉冲激励下作自山振动时，由于结构阻尼的存在，其响应将逐渐衰减。理论，结构的动力响应可视为各阶模态按不同比例叠加的结果。对于结构位移响应而言，高阶模态的位移贡献相对较小，而低阶模态的位移贡献相对较大。因此当结构自由振动时，不少人认为结构的模态阶数越高，其响应衰减的速度就越快，最后保留的部分响应是以结构第一阶模态所作的自山衰减振动。目前，这直觉甚至被当作结论被L程界所接受，并在许多上程结构的动态测试中应用，特别是被用来确定结构的第一阶固有频率和阳尼系数。从结构的位移响应中获得的这直观结论，在振动理论尚未给予明确的回答。事实，并非所有程结构都表现为“结构的模态阶数越高，其对应的位移响应衰减的就越快”。

2工程实例

湖北省秘归县三峡库区一钢筋混凝上结构转体施1.拱桥(土跨105米)的成桥动力试验中，为了获取桥梁在车辆激励作用下的自由振动响应信号，在桥而一3/8处(点A1),1/8处(中点A2),3/8处(点A3),1/4处(点A1)，分别布置了加速度传感器(桥梁结构示意图如图1所示)。桥梁结构在不同速度的载重车辆的激励下，其振动的自由衰减响应信号由低频加速度传感器获取，经过电荷放大器、滤波器后，送数值信号采集分析系统作频谱分析。

A1点的加速度响应频谱如图2所示，结构的第1至4阶固有频率分别识别为2.12Hz,3.54Hz,4.781-Iz和G.44Hz;而由A2点的加速瓜响应频谱分析仅识别出结构第2阶和第4阶固有频率:3.54Hz和G.44Hz(对称点的响应信号无法识别出反对称的振动模态，即该结构的第1阶模态是反对称的)。如果将A1点的加速度自伯响应信号经过一定时间衰减后(截取信号的后部分，其类似d单自由度振动系统的自由衰减响应信号)，对其作余振波形分析，固有频率为3.SOHz;如果对其信号作频谱分析，识别的固有频率为3.54Hz,皆为结构的第2阶固有频率。其分析结果表明该桥梁结构的第2阶模态比第1阶模态衰减得快，即结构自由振动时各阶模态衰减的快慢并非一定按模态顺序排列。同时必须指出的是，在许多成桥动力检测中，目前仍然应用结构的余振波形来确定结构的第1阶固有频率和阻尼比，这样就很有可能将结构的高阶模态参数误作为第1阶模态参数，进而对结构的建造质量和技术性能作出错误的判断。

3结论

通过对结构动特性的研究，在结构振动控制、结构动力特性优化设计、结构动力修正、结构故障诊断等上程应用方而都会取得长足进展。本文仅利用工程结构模态分析归纳以下一几点:

结构工程论文第7篇

（一）学生选做大跨空间结构毕业设计的积极性不够由于大跨空间结构毕业设计课题开设时间较短，学生对此课题难易程度的认识有偏差，在毕业设计选题阶段，学生更易于选择常规的混凝土框架结构和框剪结构毕业设计课题。为提高学生选做大跨空间结构毕业设计的积极性，对多届毕业生进行了深入的调查分析，现总结出学生不愿选做大跨空间结构毕业设计的主要原因如下：（1）与传统的混凝土框架结构和框剪结构相比，学生直观地认为大跨空间结构的建筑造型新颖、奇特，但其结构形式复杂、多样，简化力学分析模型困难，结构受力分析难度大，难以应用所学知识顺利完成此类型的毕业设计。（2）由于大跨空间结构的钢屋盖需应用有限元设计软件进行受力分析，此部分工作量难以在计算书和图纸中反映出来，学生担心最终计算书没有完全反映出自己的工作量，影响最终答辩成绩。（3）部分学生认为大跨空间结构毕业设计的主要工作是应用有限元软件进行钢屋盖设计，而钢结构和混凝土结构的基础理论知识没有得到有效训练。（4）学生认为大跨空间结构在实际工程中的应用较少，对以后工程实践帮助不大。

（二）题目设置不当，难度及工作量过大或过小为使毕业设计选题与目前建筑业的发展趋势结合，学院鼓励毕业设计题目直接来源于设计院的工程实际，拿来“真题真做”。但是大跨空间结构类型的工程实践一般为奥运场馆、大型会展中心、剧院、机场航站楼等大型复杂建筑工程，若直接“真题真做”，作为本科生的毕业设计题目其难度及工作量过大。因此，实际的大跨空间结构毕业设计没有从设计院拿来就“真题真做”，而是选择性地删掉一些设计内容，在此过程中若控制不当，将导致此类毕业设计题目的难度及工作量过大或过小。目前，大跨空间结构毕业设计内容多为大跨度钢屋盖的设计，结构形式为网架或网壳，主要设计内容包括建筑选型、结构选型、屋盖（网架或网壳）构件设计、焊接空心球节点或螺栓球节点设计、支座节点设计。这类大跨空间结构毕业设计题目内容新、实践应用广、实用价值高，但是局限于结构设计、知识结构考察不够全面、系统综合性不强，且主要计算工作应用工程设计软件完成，工作量难以在计算书和图纸中反映出来。实际中，另一类大跨空间结构毕业设计删掉的设计内容较少，接近于“真题真做”，但学生普遍反映此类毕业设计的难度和工作量过大。通过调查分析，得知：（1）由于大跨空间结构的建筑造型新颖、奇特，学生在建筑选型时耗费大量时间，且后期结构设计方案很难满足前期选择的建筑造型，因此，学生返工现象较为普遍，增大了毕业设计的工作量。（2）为满足大跨空间结构建筑要求，学生偏向选用玻璃幕墙体系作为维护结构，但是学生对玻璃幕墙及其支撑钢结构体系的设计较为陌生，此部分设计难度较大。（3）由于大跨空间结构的受力体系较为复杂，学生很难简化出合理的力学分析模型。（4）学生普遍认为钢柱脚的设计难度较大，尤其是对底板上加劲肋的计算方法理解困难。

（三）参考资料缺乏，学生自主查阅资料能力有限由于大跨空间结构毕业设计题目是近几年新增的毕业设计题目，往届学生的毕业设计成果相对较少。目前，学校图书馆及网络资源中关于框架结构和框剪结构毕业设计的相关资料较多，而大跨空间结构毕业设计的参考资料匮乏。学院图书馆的规范及标准图更新速度太慢，尽管学院加大了对图书和资料的投入力度，但学生在毕业设计时总觉得可利用的设计规范及设计手册较少，尤其是最近两三年刚颁布的规范和规程。大跨空间结构设计不能局限于有限的教科书内容，需要学生自主查阅各种现行的建筑结构设计规范、设计手册、标准图集及其他工具书等。在毕业设计过程中遇到问题，学生首先想到询问指导教师某个系数的取值，而不是系统地查阅相关规范条例的具体内容，也不深究其使用条件、使用范围是否满足设计题目的要求。在标准构件的选型上更是不问出处，拿来就用。大跨空间钢结构的构造节点较多，其节点形式要和结构体系的计算模型相一致，学生在这方面的结合能力也较差。

（四）学生软件应用能力欠缺为提高学生的动手能力和计算机操作能力，学院提倡学生在手算基础上利用计算软件进行电算，鼓励学生利用C语言或FORTRAN语言对部分计算进行编程，在计算中采用表格Excel进行重复计算以简化计算过程。但从了解的情况看，学生平时虽有接触常用的办公软件MicrosoftOffice、绘图软件AutoCAD、工程设计软件3D3S等，但是没有经过实际锻炼，学生掌握得并不理想。很多学生把Office简单认为就是打字，而Word中的排版、长文档处理、公式符号输入等都不熟悉，对Office中其他几个软件的了解更少。工程设计软件采用的基本假定和计算方法与手算的基本假定和计算方法有所不同，但学生对此理解并不深刻。

（五）指导教师缺乏实际工程经验大跨空间结构毕业设计的指导工作要求教师具有丰富的工程实践经验，以指导学生结构选型、屋盖（网架或网壳）构件设计、焊接空心球节点或螺栓球节点设计、支座节点设计等工作。由于大跨空间构的屋盖结构形态呈三维状态，在荷载作用下具有三维受力特性，且构件呈空间工作状态，在屋盖结构计算部分需应用工程设计软件（如3D3S软件）。因此，大跨空间结构毕业设计还要求指导教师具有熟练应用工程设计软件的能力。但是近年来高校不断扩招并扩大教师队伍，许多硕士、博士从学校毕业就直接进入了一线教学岗位，没有经过工程实践锻炼和系统的岗前培训，许多青年教师因缺少毕业设计的指导经验和工程实践经验，在大跨空间结构毕业设计的题目设置、难度及工作量的控制方面都存在较大不足，直接影响了毕业设计的质量。（六）研究生复试、找工作等占用毕业设计时间毕业设计是大学生的最后一个教学环节，受到研究生复试或找工作的影响较为严重。部分优秀学生虽然重视，但精力有限，尤其是达到研究生复试分数线的学生，整日忙于面试、调剂等事情。部分学习认真成绩良好的学生，到5月份才开始应付毕业设计，导致毕业设计毫无思路，且不熟悉办公软件、绘图软件、工程设计软件，严重影响毕业设计质量。毕业设计期间，有些学生为了参加求职面试、公务员考试等，频繁往返与学校、家和各用人单位。因此，学生的毕业设计成果不可能做到尽善尽美，就不得不罗列的大量数据，绘制不算规范的设计图纸，计算书表达也不够完全和规范，毕业设计的质量无法保证。

二、大跨空间结构毕业设计的改进措施

（一）大跨空间结构理论教学方面为提高大跨空间结构毕业设计质量，学院现已开设《空间结构》等相关课程，但课时有限，因此要求指导教师应深入研究教学大纲，熟悉培养目标，精选教学内容，制定合理的教学计划。在理论教学过程中，一边进行理论知识学习，同时还要安排学生参观典型的大跨空间结构，实地讲解钢屋架（网架或网壳）、钢柱、钢梁、钢支撑以及节点、柱脚、预埋件的连接构造形式，使学生对大跨空间结构的结构体系、构件类型、受力特征、截面形式、尺寸、材料等有进一步理解，对钢结构有更深入的了解，提高学生学习的积极性，从而提高大跨空间结构的教学质量。

（二）合理设置题目的难度及工作量为了保证大跨空间结构毕业设计的质量，要求设置的题目应该是内容新颖、知识结构全面、工作任务圆满、系统综合性强、实践应用广、实用价值高。实践证明，所有学生从接触此类题目的任务书开始便目的明确、兴趣浓厚、主动积极，为高质量完成毕业设计打下良好基础。经过不懈探索，实践出适合土木工程专业大跨空间结构毕业设计题目，此类毕业设计的结构体系如图1所示，结构设计主要包括以下几个方面：（1）大跨度钢屋盖的设计，结构形式为网架或网壳，主要设计内容包括网架或网壳结构选型、构件设计、焊接空心球节点或螺栓球节点设计、支座节点设计。此部分设计工作主要应用工程设计软件完成，并辅以相应的手算校核，包括钢构件强度及稳定验算、螺栓球节点和支座节点设计复核。（2）钢刚架的设计，此部分设计以手算为主，包括钢柱、钢梁、柱脚、梁柱节点设计。（3）混凝土框架设计。实际大跨空间结构下部多设置两、三层的框架结构作为办公区域，框架顶部设置钢柱支撑上部网架、网壳结构，既能满足建筑功能，又能节省建筑成本。此部分设计以手算为主，包括框架梁、框架柱、楼板、楼梯、基础、雨篷、预埋件设计。

（三）加强毕业设计资料库的建设高校普遍存在设计资料陈旧和数量不足的现象，尤其是大跨空间结构方面的设计资料更少。学校应增加投入力度，尽快更新规范和规程及标准图集。随着科技进步和网络普及，资料库的建设也应跟上时代的发展，可以尝试在校园内建立一个毕业设计网站，收录各种类型的毕业设计实例，建筑设计、施工及验收规范，结构计算手册和构造图集等。此毕业设计网站可实现网络资源共享，信息更新速度快，查阅方式比传统方式便捷。

（四）完善指导教师分组制度根据专业方向、新老教师搭配、自愿组合等原则，建立毕业设计指导教师小组，每组推荐一位经验丰富的老教师作为小组负责人。小组负责人组织本组成员对年轻教师进行岗位培训，拓宽年轻教师的思路，提高其指导水平，适时地邀请一些经验丰富、德高望重的专家举行讲座。定期考核年轻指导教师的教学实践能力，建立长期有效的监督处理机制。

（五）强化过程管理，培养学生独立解决问题的能力毕业设计的效果、质量与指导教师采取的管理、指导密切相关。指导教师应定期检查学生毕业设计的进度和质量，特别要做好开题报告、中期进度检查和答辩前的检查工作。在毕业设计指导过程中，指导教师要启发学生的思路，采取讨论式、探讨式的教学方法。当学生面对问题时，提倡学生自己查阅资料，自己解决问题，并鼓励学生在毕业设计中运用新技术、新材料，进行多种结构方案的比较，建立优化设计的概念，培养学生自我发展能力，为走向社会打下坚实的基础。

三、结语

结构工程论文第8篇

论文摘要:国际工程项目是指国际工程领域中的项目,也称国际领域中的工程项目。文章以工程项目组织结构模式为对象,探讨了各类工程项目组织结构模式的特点,提出了项目组织形式选择的基本要求。

国际工程项目是指国际工程领域中的项目,也可以说是国际领域中的工程项目。工程项目组织(ProjectOrganization)是指在工程项目管理人员中的职位结构设置及设置结果。工程项目组织的目的是按任务或职位制定好一套合适的职位结构,以使项目人员能为实现项目目标而有效的工作。工程项目组织的结构模式是指在项目上级组织的影响下,项目与上级组织以及项目内部的联系方式。由于项目组织是在上级组织内形成,而上级组织通常是一种常规组织,所以项目组织与常规组织既不同又有联系。按照这一思想,在项目管理组织中,形成了几种项目组织的结构模式:职能化项目组织、项目化项目组织、矩阵化项目组织和混合组织。

一、工程项目组织结构模式

(一)职能化项目组织

与常规组织联系最密切的就是职能化项目组织(FunctionalOrganization)。这种模式为了给项目安个“家”,把项目放到常规组织的一个职能部门去,使项目组织成为常规组织的一部分。在职能化项目组织中,人员利用上有最大的弹性及适应性。部门作为项目相关专业技术专家的基本管理基础,专家可被临时安排到项目中,完成所需要的工作后被立即安排回他们的常规工作;部门中的专家也可以被组织起来共享知识和经验,个别专家还可以被不同的项目利用。因此,职能部门在个别人离开项目甚至上级组织时,仍可保持技术上的延续性。

在这种模式下,客户、委托人不是活动和关心的焦点。职能部门有自己的常规工作要做,这些工作通常是优先于项目考虑的,因此客户常被忽视。有时在职能化项目组织中,没有一个人对项目负全面责任。这种不明确责任的失误通常意味着项目经理只对项目的一部分负责,而其他人却对项目的另一部分甚至更多的部分负责。不难想象,这必然会导致缺乏协调和扯皮,进而造成对客户的需要反映既慢又困难。这种模式不利于促进形成项目的系统管理方法。

(二)项目化项目组织

项目化项目组织(ProjectizedOrganization)也可称为纯项目组织,在项目上与上级组织联系方面,是另一个极端。在这种模式下,项目与上级组织的其他部分分离,成为一个自给自足的单位,它有自己的技术人员、自己的管理、由定期的成果进展报告和工作监督而保持着与上级组织的微弱关系。

在项目化项目组织模式下,项目经理在整个项目上有足够的管理权,项目经理是真正的项目领导,项目班子所有成员都只对项目经理负责,在做出技术决策前不用请示任何职能部门负责人。当项目与职能部门分开时,项目经理绕过了整个智能结构直接与公司高级组管沟通,沟通线路缩短了,使得沟通更迅速。同时,由于权力集中,做出快速决策的能力极大增强,整个项目组织也就可以对客户的需要和上级的要求做出快速反应。当存在若干个连续的类似项目时,项目化项目组织就可以稳定地拥有或多或少能开发出特定技术的一批骨干专家,从其成员当中开发出高水平的完成任务的能力。项目化项目组织结构简单而且灵活,理解和实现相对容易。这种形式易于形成对项目的系统管理方法。

然而,当上级组织同时进行几个项目时,要满足每个项目的人员配备需要。这会导致从行政部门人员到高级技术人员的重复配置。为确保技术知识和专门技术使用权的需要,导致了项目经理储存设备和技术以便当需要时就能得到,因而一些掌握关键技术的人是在可得时而不是在需要时就被项目占有了。把项目从职能部门的技术控制下解放出来,有利也有弊,尤其是项目带有“高技术”的特征时更是如此。虽然参加项目的技术人员对项目技术问题有一定的研究深度,但仍然还是落后于其专业中的其他一些人。在项目化项目组织中,项目采取自己的生活方式,常发生项目间的对抗及痛苦的争斗。

(三)矩阵化项目组织

为了能将项目化项目组织的优点与职能化项目组织有利的方面结合起来,同时也避免其各自的缺点,人们发现了矩阵组织(TheMatrixOrganization)。在效果上,职能化和项目化项目组织代表两个极端,矩阵组织则是二则的结合,它是覆盖于上级组织的职能部门之上的项目组织。由于是由项目化项目组织和职能化项目组织结合而成,根据两个极端中哪个的作用强,矩阵组织又分为强矩阵组织(StrongMatrix)和弱矩阵组织(WeakMatrix)两种形式。

在矩阵化项目组织中,项目是强调的重点,项目经理个人负责管理项目,使项目按期、在规定费用以内达到预定要求。在这点上矩阵组织与项目化项目组织是相同的。由于项目组织是覆盖在职能部门之上的,从中临时抽调人力资源,项目对职能部门的技术专利库有了合理的使用权。当有多个项目时,所有项目都可能得到职能部门的专利,因而极大地减少了项目化项目组织的重复配置。矩阵组织对上级组织内部的各种要求反应也是既快又灵活。在矩阵管理中,项目有上级组织各行政管理单位的代表并有对他们的使用权。其结果是使项目保持了在政策、实践和程序上与上级组织的一致性。当同时进行几个项目时,矩阵组织可以实现较好的资源综合平衡,进而实现每个项目不同的时间、费用、性能目标。这种整体优化方法可使得所有项目人员配备得当,进度安排合理,从而优化整个系统而不是牺牲其他项目而实现一个项目的目标。

在职能项目组织中,毫无疑问职能部门是决策的核心,在项目化项目组织中,显然项目经理是项目权利中心。到了矩阵组织,权利则要更多地在二者之间平衡,通常这种平衡相当细致。但若果对谁负责的问题出现疑问时,项目工作就会受阻。

在多个项目间优化项目目标的能力是矩阵组织的一个优点,但这种能力也有反面。多个项目必须当成一个整体慎重监控,而这是一项艰难的工作。为满足多个项目的进度而在项目之间调动资源可能引发项目经理间的明争暗斗,这些项目经理都总是考虑确保自己的项目的成功而不顾组织整体的优化。在使用矩阵组织的项目上,传统做法是项目经理负责管理决策,职能部门领导负责技术决策,但这种分工在实践中是很复杂的,没有谈判能力强的项目经理就不能保证项目成功。

矩阵管理破坏了命令统一的管理原则,项目人员至少有两个上级,他们是职能经理和项目经理。它使人员无法忠实于双向领导,也无法应付可能的混乱局面。任何在这种体制下工作的人都会体会到它的难处,没使用过这种方式是体会不到这一点的。

(四)混合组织系统

纯职能和纯项目组织在一个公司里可以同时存在,这就产生了混合形式(MixedOrganizationalSystems)。这种形式通常是将一些大的、长期良好运行的项目分离出一些附属项目或独立的活动。许多公司在已有的职能部门中先培育一些还未稳定的小项目,然后让它们“断奶”,形成有自己独立身份的纯项目,最终形成“攻关队”,大项目还可以成立“攻关实体”。混合型式的杂交带来了灵活性,它使公司能通过适当的组织结构设置,满足解决各类特定问题的需要。然而,由于利益和兴趣都不同,这种杂交中也有明显的危险,相同责任的不同组合会鼓励重叠、重复和虚构。

二、项目组织结构模式的选择

(一)影响选择项目结构模式的因素

选择组织形式不是一件易事,要依据项目的特点和公司的资源来选择。有的只是少量的设计原则,不会告诉你确切需要哪一种形式,也没有建立组织的详细指南。能做的就是考虑未来项目的性质、各种组织形式的特征、各自的优点和缺点,最后拿出折中的方案。在下表中列出了12项反映项目性质、特征的因素,它们基本上从各个方面描述了项目的情况,每种特性的评价分为三个等级或种类,各等级或种类对应着与其适应的三种项目组织形式之一。

(二)选择项目组织结构模式的基本要求

1.总的来说,职能化组织常用于需较深技术运用的项目,而不是以降低成本、满足特殊的进度、实现对变化的快速反应为主的项目。

2.如果公司要管理数量较多的类似项目(如建设项目),项目化项目组织更适合。同时还可用于一次性较强、较独特且需要慎重控制而且不适于单一职能部门完成的任务,例如新产品生产工艺的开发。

结构工程论文第9篇

【摘要】随着现代化步伐的加快,我国基础设施建设正以前所未有的规模在全国展开,同时质量问题越来越成为人们关注的焦点,近年频繁出现的一些质量事故,如桥梁垮塌、房屋倒毁、路基沉陷等直接关系到人民群众生命财产安全,引起有关部门的高度重视。因此,我们必须重视和加强公路工程现场施工中的工程质量管理及检测,提高公路工程施工质量。而在公路工程质量检测过程中,土方路基最大干密度、无机结合料基层最大干密度、沥青混合料中沥青含量和钻孔桩沉淀层厚度等问题最易引起施工、监理和建设单位的争执,本文提出了解决这些问题的具体办法。

【关键词】公路工程质量土方路基

一、施工过程中常见的八项工程质量通病

1.防护工程和结构物表面粗糙。混凝土结构物表面不光滑,外观不美观。

2.高填土下沉。深填、高填、半填半挖、桥头引道高填土或立交桥互通匝道填方,往往会在通车一段时间后下沉,究其原因,一方面在于施工因素,如压实控制不好、分层过厚、冬施措施不当等,另一方面在于材料因素,如最大干容重及最佳含水量有误、材料压缩系数过大、采用高塑性指数的粘性土等,均会出现此问题,它会使路面变形、开裂或下陷。

3.沥青路面早期破损。是指路面在竣工后通车不久或一、两年内出现多处或大面积裂缝、破损。

4.桥梁伸缩缝和桥头跳车。由于桥头填土的沉降与桥台沉降有差异,以及伸缩缝、桥头搭板做得不好,在桥台处形成台阶,影响行车的舒适和安全,并对桥梁产生很大的冲击力。

5.软土地基超限沉陷。软土具有含水量大、抗剪强度低、承载能力低的特性。在软土上修建路基或桥涵构造物基础易出现压缩沉降、滑陷、坍塌等。

6.预应力结构孔道压浆不实。由于灌浆强度低,在孔道内填充不饱满,易产生预应力钢筋的锈蚀,对于通过灌浆握裹钢材来传递预加应力给结构混凝土的作用将有所削弱。

7.路面不平。路面不平出现的主要原因有:基层平整度控制不严,甚至出现波浪式起伏;路面施工控制不力,摊铺机及压路机的操作人员水平较低;基准线或滑靴失控,从目前路面施工情况看,滑靴已基本取代基准线但仍有其局限性。

8.水泥路面断板、开裂。由于土基强度不够或不均匀,或在春秋两季施工的混凝土路面白天与晚上的温差大,而产生较大的翘曲应力致使板体开裂。在施工过程中应严格控制路基和基层的密实度、强度、稳定性、均匀性。控制混凝土所用原材料特别是水泥的技术指标,使用合格路用水泥和低碱含量水泥,同时禁止使用小窑水泥。另外,板块混凝土的过振,会产生分层离析,也将导致板块裂缝,所以振捣时要注意易产生不密实的部位的振捣,防止发生过振产生的混凝土分层。根据近几年的研究表明,为防止断板、开裂现象的发生,可采用碾压式干硬性混凝土,同时预留的伸缩缝必须符合要求。二、解决土方路基最大干密度、无机结合料基层最大干密度、沥青混合料中沥青含量和钻孔桩沉淀层厚度等问题的具体办法。

随着公路建设项目管理水平、质量监控体系、监管办法和机械化施工水平的逐步提高,全社会对公路工程质量的要求也在不断提高,而公路工程质量的优劣是靠具体的检测方法和检测数据来评定的,这些质量检测方法和检测数据是否科学、真实、有效,越来越成为公路工程建设者关注的焦点。笔者就几个在公路工程质量检测中常见问题谈谈自己的理解和做法。

1.土方路基最大干密度。土方路基施工检查压实度时,须先经室内标准击实试验得出最大干密度和最佳含水量,以工地上实测路基土的干密度占最大干密度的百分比得出压实度。实践证明,室内试验方法的不同,将直接影响最大干密度数值的科学性。

2.无机结合料基层的最大干密度苏北地区高级路面基层、底基层大多采用二灰碎石、石灰土等无机结合料,在检测其压实度时,常发现有“虚假合格”和“超密”现象,笔者认为这主要是参照标准的科学性不够造成的。由于施工时拌和不均匀性,对于二灰碎石基层应根据不同碎石含量分别击实,绘制碎石含量与二灰碎石干密度之间的关系曲线;石灰土层也应根据不同石灰剂量绘制其与干密度的关系曲线。在中间检查或复检时,除检测其实际达到的干密度,还应分析二灰碎石中的碎石含量和石灰土中的石灰剂量分别在其关系曲线中找出对应的最大干密度来计算实际达到的压实度,以保证检测结果的科学性、公正性。下面两组数据反映了无机结合料中配合比变化,最大干密度变化的情况。

3.沥青混合料中沥青含量。检测沥青混合料中沥青含量目前常用离心抽提法,虽然其原理简单,但是操作方法对检测结果有很大影响。做抽提试验前后,滤纸是否烘干,烘干后放置多久称重,对计算滤纸增重即矿粉的质量很重要。在烘干室温冷却30分钟后,滤纸吸潮趋于稳定,这时称量滤纸质量对检测结果影响就很小。

4.矿料的称重。对于石灰岩,由于表面比较致密,烘干后冷却至室温的过程中不会吸取空气中的水分,而对多孔的玄武岩,在室温下吸潮率及对检测沥青混合料中沥青含量有很大的影响。对于有孔或多孔性矿料应在烘干后,应立即放入干燥器中冷却至室温,再称取矿料质量,否则暴露在空气中时间越长,对检测结果的影响越大。