时间:2022-05-04 14:08:41
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关键词:土木工程;结构加固;地基加固
1引言
随着社会经济的快速发展,土木工程建设数量和建设规模都在逐渐增加。土木工程设计的专业性比较强,并且复杂程度比较高,如果设计方案不合理,则不仅会对土木工程施工造成不良影响,而且还会导致工程建设效益降低,严重制约土木工程建设行业的发展。因此,对土木工程设计工作进行详细探究迫在眉睫。
2土木工程结构与地基加固的重要性
2.1提升土木工程使用寿命
使用寿命是一个土木工程重要的经济指标,土木工程本身质量问题,土木工程使用功能改变等都会对土木工程使用寿命造成一定的影响,如果土木工程因以上原因被拆除,就会产生严重的浪费问题。通过优化土木工程结构和地基加固设计,可以极大提高土木工程的安全性和功能性,减少各种质量问题及功能改变后对土木工程使用的影响。
2.2提升土木工程的耐久度
耐久度是一个土木工程重要质量指标。土木工程在建造过程中会受到各种主客观方面因素的影响,主观因素主要指人为因素,如施工不当、人为破坏、维护不当等;客观因素主要是自然环境对土木工程材料的侵蚀,比如风吹日晒、降雨降雪等,土木工程的耐久度达不到设计标准,就很难满足人们的居住水平要求,应用结构加固技术可降低这些因素对土木工程的影响,提高土木工程使用的质量和安全。
2.3提升土木工程的抗震能力
抗震能力是一个土木工程重要安全指标。随着地质板块相互间的作用越来越频繁,在未来地震灾害发生的频率越来越高,低烈度地区出现高烈度地震的机率越来越大,地震一旦出现,将会对人们的人身生命财产安全和社会经济造成巨大的威胁和破坏。目前我国大多土木工程设计的抗震能力仅满足现行国家规范,对于低烈度地区出现高烈度地震的情况还缺乏对应的方案,为增强土木工程的抗震能力出现的加固技术已成为土木工程设计的研究方向。
3土木工程基础加固技术
3.1强夯加固技术
强夯法就是对地基的夯击,从而使地基的强度提高、压缩性的到降低的方法,这种方法一般适用于处理碎石土、砂土、粉土、粘性土、杂填土、素填土等地基,可以有效的提高地基的强度、降低地基的压缩性、改善抗振动液化的能力和消除土的湿陷性,所以一般是对可液化砂土地基和湿陷性黄土地基等,但是这种方法对于饱和度高的粘性土处理效果不好,所以在地基处理时强夯法会与其他方法进行结合,以便于更好地加固地基。
3.2加筋体复合地基加固技术
该技术包括砂桩、碎石桩、夯实水泥桩等。在应用该技术时,需要依靠振动、冲击等方法,在软弱地基上形成多个施工孔,再通过压力,将砂挤入到土体中(如图1),让原本软弱的土层中形成多个砂石桩,并且土体中的水分会通过排水层、透水层等快速排出土地,这样会提高地基的承载力,保证工程施工。
3.3换填地基加固技术
在土木工程的地基基础工程的过程中,采取换填地基处理施工技术,可以有效的保证房屋土木工程结构的安全性与稳固性。在换填施工中,首先需要软弱土体,然后采用无腐蚀性成分的、具有较好压缩性能的材料回填至工程地基施工作业面上,同时注意夯实好回填材料,以保证所铺设的持力层拥有足够的稳固性,能够达到施工的标准要求。
4土木工程结构加固技术
4.1增大截面加固技术
增大截面加固技术作为一种直接加固的技术措施,其技术原理是通过增大建筑结构件截面面积并适当的增加布置与其配套的钢筋,以此来提高建筑结构件的力学性能。由于不同土木工程项目中的加固要求也各不相同,所以在实际使用中,我们又将这种加固技术进行分类。大体上可以分为三类:以增大断面为主要措施的加固技术、以增加配套钢筋为主要措施的加固技术、同时兼备以上两种技术的平衡加固技术。增大截面加固法的加固效果非常显著,其力学性能表现也比较容易满足设计要求,因此其技术适用范围非常广泛,可用于对结构梁、板、柱、墙、屋架等结构件进行加固作业。
4.2置换混凝土加固技术
置换混凝土加固技术是通过对原结构件中有物理缺陷区段或力学性能不能满足当下使用要求的局部区段的混凝土进行有效清理甚至剔除,对其需要加强的局部区段进行重新浇筑品种相同但强度等级较高的混凝土,从而恢复原结构件的承载力的一种直接加固技术。置换混凝土加固技术在实施的过程中,需要对局部置换的结合面进行清理和剔除时,会使得原混凝土结构露出坚硬的结构层,清理工作需达到结构层表面满足粗糙而洁净的要求,这样在微膨胀剂的预压应力促进下新浇筑混凝土的水泥胶体便能渗入原结构层中,并在水泥水化过程中,与其粘合成一个整体,从而达到结构加固的效果。
4.3砌体结构加固技术
砌体是用砌筑砂浆将砌块砌在一起而形成的一种承重结构物。和其他加固技术相比,砌体结构加固技术的没有明显的优势。虽它也具有一定的抗压承载力,但在其他力学性能上的表现就差的很多。因此砌体结构的整体性表现相对较差,承载力也比较低,在外荷载作用下也比较容易出现或大或小的裂缝。砌体结构的常用加固技术大体分三种,分别为:砌体直接加固技术、改变荷载传递加固法和外套结构加固法。
5结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用实例
5.1工程概况
某电厂食堂为单层现浇框架结构,餐厅部分柱顶标高为6.6m,总建筑面积为720m2,于2006年开工,2007年建成并投入使用。随着使用年限的增长,逐渐暴露出墙体开裂、倾斜等质量问题。
5.2土木工程存在的质量问题
根据结构安全性鉴定报告,该土木工程主要存在以下问题:①土木工程位于滨海滩涂区,其软弱土层为厚层淤泥(淤泥质土),介于15~80m之间;场地类别为Ⅲ类;并且有5~9m的回填土。现使用过程中,基础存在较大沉降,且基础沉降尚未稳定,有继续发展的趋势;②受基础不均匀沉降影响框架梁、柱开裂严重,且部分框架梁、柱节点处出现多道较大斜裂缝;③土木工程整体倾斜,大部分测点所测的倾斜值超过限制;④上部墙体开裂严重,且部分墙体已错位、倾斜;⑤部分梁、柱箍筋加密区长度不足,加密区间距偏大;⑥部分土木工程的基础梁局部开裂,残损;⑦部分土木工程的围护结构与墙体脱裂。
5.3地基基础加固设计
该土木工程位于滨海滩涂区,其软弱土层为厚层淤泥(淤泥质土),介于15~80m之间;场地类别为Ⅲ类,并且有5~9m的回填土。根据吕希祥在《某厂房大面积填土荷载引起不均匀沉降分析》的结论,填土会造成基础附加沉降,而该工程填土及地基软弱土层厚且厚度差异较大,会造成基础存在较大的不均匀沉降;根据丁士君等在《填海地区淤泥定向流动对单桩的影响》的分析及该工程沉降观测,该工程由于填土(堆载)和地基淤泥层均较厚且各点厚度差异较大,淤泥在固结过程中可能存在水平向的流动现象;该工程存在基础剩余沉降,虽然理论上可计算剩余沉降,但由于淤泥的流动性造成剩余沉降的不确定性大。上文已分析过,常用淤泥软土地基处理方法已不适用于该工程,因此只能着手加大基础刚度,以允许基础沉降,但加固后基础有足够的刚度抵抗不均匀沉降为原则,保证结构的安全使用。因此,采用改原条形基础为筏板基础加固,具体设计图如图2~3所示。
5.4上部结构加固
①对开裂的框架梁、柱,根据计算且考虑不均匀沉降附加应力影响,采用灌注改性环氧树脂并粘贴钢板或碳纤维布等措施进行加固处理;②对于上部开裂墙体采用灌浆加固处理,部分变形严重的墙体拆除重砌;③对箍筋不足的框架梁、柱采用粘贴扁钢箍或碳纤维布进行加固处理;④对开裂、残损的基础梁采用扩大截面进行加固处理;⑤对脱裂的围护结构拆除重新砌筑或采用增设钢拉杆进行加固处理。
6结语
综上所述,在土木工程设计中,地基、结构加固设计至关重要,其中,加固技术种类比较多,对此,需要结合工程实际情况选用相应的加固技术,这样才能够保证土木工程施工顺利进行,保证整个工程的质量,提升工程建设效益。
参考文献
[1]高有斌,刘汉龙,张敏霞,等.强夯加固地基的土体竖向位移计算方法研究[J].岩土力学,2010,31(8):2671~2676.
[2]韩立尚,宋雷,杨成立.复杂地质条件下多层建筑地基加固与抗变形研究[J].矿冶工程,2011,31(4):30~33.
关键词:CAD;土木设计;优势;劣势
中图分类号:TP29文献标识码:A文章编号:1672-3198(2008)04-0281-02
1 引言
计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD),诞生于20世纪50年代,它是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力来进行工程的设计和分析的一种技术,它是综合计算机技术和土木工程设计方法的一门新兴学科,是与计算机软硬件及工程设计方法的发展而发展起来的。它集成了计算机、图形学、数据库技术、数值分析等技术,随着软硬件技术的不断发展及工程方法的更新换代,CAD技术也日趋完善,已经广泛应用于电子、轻工、纺织、服装、医疗、国防及工程设计等国民经济的各个领域,发挥了极大的经济技术效益。
2 CAD在土木工程中的应用
CAD技术最早应用于汽车工业,随后随着计算机软硬件的发展及普及,逐渐扩展到其它领域,包括土木工程领域。在土木工程领域,它包含工程设计中采用计算机技术辅助分析、计算和绘制图形的全过程。我国在土木工程中使用CAD技术开始于上世纪八十年代,在开始阶段,主要依靠外国引进的通用或专用图形软件包在屏幕上做交互式图形设计,与结构计算与分析没有结合,参与者主要是长期与计算机打交道的专门人员。到八十年代末期,由于较高性能的廉价计算机的普及,土木工程CAD才有了真正的发展和较广泛的应用,在很大程度上推动了CAD技术在我国土木工程上的应用和发展。
土木工程CAD的应用包含以下方面:
(1)建筑与规划设计:用于绘制建筑、规划类图纸,如建筑施工图、效果图,规划效果图,桥梁的造型设计等,其软件有天正建筑软件、中国建筑研究院的APM(PKPM的建筑模块)、QXCAD(一种桥型设计软件)、3 D M A X、M A Y A、计,构造设计指根据结构计算的结果,完成构件和截面的选配筋的构造设计,绘制施工图是用CAD取代传统的手绘来完成施工图纸的绘制;(2)给排水设计:用于给水、排水方面的计算与绘图;(3)暖通设计:用于取暖与通风方面的设计;(4)电气设计:强弱电方面的辅助设计;(5)施工组织与设计:用于施工项目的项目管理、施工工艺的流程设计与优化、施工现场布置等;(6)工程项目的预决算:从广义上说,这也算C A D在土木工程上的一个应用;(7)其它方面的:比如家庭装修等。
以上所列只是CAD技术在土木工程上应用的主要方面,在实际工程中,还有很多边缘的、交叉的、新兴的应用技术在开花结果。
3 CAD在土木设计图中表现出的优势
(1)绘图劳动强度降低,图纸清洁、美观。
传统的手工绘图法需要设计人员经常性更换十几种绘图工具。一旦画错,就要在图面上修修补补,破坏图面的整洁性。而CAD制图,只要配齐了电脑,安装好绘图软件、打印机或绘图仪,鼠标轻轻移动就可以完成心中设计的图形。同时,软件本身还可以提供UNDO限制防错功能,让工程设计师们制图事半功倍。软件还可以为每个设计人员的独特的表达方式、思维模式和绘图习惯提供广阔的空间,只要充分使用参数化绘图工具就可达成。
(2)提高设计工作效率。
土木设计过程一般经过提交条件、方案设计、初步设计、施工图设计。各工种之间的配合默契与否,条件与方案改变大小都直接影响着制图的速度。在传统的手工制图方式下,各阶段各工种之间的不同设计成果要分时制作;在CAD制图中,实现了各工种间的图纸资料互换,即使方案有所调整,设计人员也只需在原有的设计图纸上加以调整,从而减少大量重复劳动,提高了工作效率。
(3)增强计算功能,提高精确度。
土木工程设计不同于其他领域的设计,它需要正确无误地计算出裂缝宽度、挠度、承载力、配筋面积。而且在实际工程中,要先符合设计规范地对各个结构构件如梁、板所承受的各种外部荷载,再根据《混凝土结构设计规范》进行计算和调整,如果计算数值稍有偏差或参数取值不符合要求,便会造成设计出的产品不合设计规范、不经济,严重的还会造成人民生命、财产的巨大损失。
(4)提供动态的检验效果。
结构的板、梁、柱、墙的设计要考虑其他专业的相容性、相配性。如管道、设备不能和梁、柱相碰等。从实践中可知道任何工程都可以从形态上拆分为圆柱体、斜圆柱体、圆锥、圆台、斜圆台、球体、球冠体、圆形断面环体、矩形断面环体以及多面体等基本形体。为此,CAD制图中,可以在真色彩、真三维、光照的情况下,按物体的运动轨迹构造出一个虚拟的实体,在房屋中实时漫游,检查虚拟的实体与管道、设备、墙、梁、柱、门、窗等物体不发生碰撞,预先感受结构的空间效果,以便在发现问题的地方仔细端详、修改,直至满意为止。这给工程设计师在设计工程中提供了非常有益的帮助。
(5)资料管理方便。
CAD软件制作的图形、图像文件可直接存储在软盘、硬盘或刻成光盘存储,从而避免资料因受潮、虫蛀以及破坏性查阅造成的不必要损失,电子数据的保存年限可以延长至50年。一个设计院整柜的资料被几张光盘所替代,查找和管理都比较方便。
(6)数据传输的信息化。
随着信息技术、网络技术的普及和CAD智能化的应用、跨地区合作设计、异地招投标、“在家工作”等都成为可能。如1992年日本执行的CALS(综合信息系统)研究,其就是指企业和机关不受部门企业间特定机器和系统的制约,利用网络进行开发设计运筹及运用全过程的公用系统工程。
4 CAD技术出现的劣势
CAD技术在给土木设计业带来巨大效益的同时,其劣势也随之发挥作用,也不可避免地滞缓了其发展,具体表现如下:
(1)CAD技术促使土木设计领域中人、财、物浪费加剧。
CAD技术需要相关的软件,运转速度较快的电脑以及熟练掌握电脑的设计师、网络维修人员等;购买任何正版的工程建筑软件都要花费1~2万元;设计师们还要开展专门的培训工作。总之,备齐所需的人力和财力则价值不菲。同时,在使用过程中,设计师们只能看到面前的一处图纸,而土木工程设计是一个系统工程,只看到一处图纸是远远不够的,它需要一整套图纸打印后才能看清楚。电脑图纸需要经过输出后才能实现审核、修改、再审核、再修改直至正式出图,增加了单位成本和社会成本。
(2)工种配合默契与否及信息传递的速度影响工作效率。
众所周知,土木工程设计是一个系统工程,它涉及到许多专业和步骤。每个设计师在设计任何图纸时不仅要考虑自身设计的合理性,还要考虑与本专业和其他专业设计人员设计上的协调性。完整的土木工程设计流程从合同签定起经过测量数据、地质调查数据、设计说明、打印图纸、施工管理计划等步骤,其所需的数据量非常大。任何数据变动,就会造成设计方案的变化。所以在动手设计前,要根据现况、地质、道路、建筑物、生产设施的关系进行规划、设计、施工、使用和管理。而地质、地物、道路的考察由建设单位来进行,生产设施之间的配合关系论证由勘察设计院来进行,大量数据的整理、交换、组合都需要时间。任何环节的阻塞和停滞都会影响工作效率。
(3)缺乏统一的智能化结构设计软件。
目前的专业软件,如PKPM软件,大多数只停留在二维基础上,充其量只是个绘图工具,缺乏智能化。智能化结构软件不仅能体现三维立体图镜像,而且能自动执行相应的规范,设计所需参数取值不但要在经济范围内,还要便于施工。如中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部和新加坡建屋发展局开发的BEAM CAGE软件,是按英国规范完成的钢筋混凝土梁的配筋、选筋、挠度的计算、施工图生成等一系列功能,虽然该软件自动化程度高,出图质量好,但毕竟是基于英国规范的基础上。而在国内流行的工程智能化设计软件如PKPM设计软件,它还需要设计师们调整梁、板、柱的配筋,尤其是柱的配筋,PKPM软件自动生成的顶层柱配筋常常因为屋面梁传递来的弯矩比较大,配筋也较大,而下层由于梁传递来的弯矩较小,配筋也较小,形成大柱种在小柱上。这需要设计工程师进行人工调整。还有按照规范规定,同一构件中钢筋的型号差别不宜大于两个级别,也就是说在一个构件中如果使用了直径为16的钢筋,那就不能使用直径为22以上的钢筋。但是在软件自动出图中常常会出现直径为14的钢筋和直径为22的钢筋一起使用的现象,这也要进行人工调整。以上说明我们还缺乏统一的智能化结构设计软件。
(4)扼杀土木设计师的创作灵感。
俗话说:“建筑是凝固的音乐。”这句话点明了建筑也是一种艺术,它是一门融科技、文化、艺术、哲学于一体的学科。任何土建设计师都需要艺术家的灵感和天份,这种灵感和天份在处理建筑物的造型方面应有不少的“模糊感”。但CAD制图所要求的尺寸精确消磨和扼杀了这种灵感和天份,让设计师的设计图样屈从于电脑的机械和准确。还有,不少设计单位为了能够中标,将自己的投标文件,尤其是总平面效果图,做得非常精致美观,不惜投入大量的人力物力在CAD的制图上,而忽略了总平面布置图的建筑效果和建筑师的艺术创造。
综上所述,CAD的使用提高了土木设计中的高效率、高质量和高水平,同时也显示了不完善的方面。因此,设计师们在使用过程中总结经验,注意克服CAD带来的负面影响,努力提高自身的计算机知识和对土建规范的使用,促进CAD的健康发展。
参考文献
[1]张志远,金新阳,陈岱林.基于英国规范的混凝土梁CAD系统的研制[J].建筑科学,2004,(12).
着眼于城市建设行业对卓越结构工程师实践创新能力的需求[1],在本校土木工程专业低年级和高年级本科课程中持续设置设计类实践课程。一方面,引入结构绘图软件(如探索者、浩辰CAD)、结构分析与设计软件(SAP2000,PKPM,盈建科)以及BIM软件(Revit软件),建立适合本科低年级建筑工程设计实践的教学框架;另一方面,以SAP2000,PKPM为主要工具,在低年级设计实践训练的基础上,建立本科高年级软件设计实践课程框架。以上在本校建筑工程设计实践教学环节中所使用的软件,均为城市建设领域的主流结构软件,实用性强且易于掌握。本文介绍了用于课程教学结构软件的功能与特点,以及其在本校土木工程专业建筑工程设计实践教学中的教学安排、教学内容和教学资源,具有一定借鉴和参考价值。
1结构软件简介
1.1探索者(TSSD)软件
探索者软件的主要功能是绘制结构平面图,包括:梁、柱、墙、楼梯、雨篷阳台、承台、基础。软件提供结构绘图中常用的图面标注编辑工具,包括:尺寸、文字、钢筋、表格、符号、比例变换等多个工具,几乎覆盖了所有在图中可能遇到的问题解决方案,可以大幅度提高工程师的绘图速度。TSSD还具有板、梁、柱、基础、承台、楼梯的计算功能。
1.2浩辰CAD结构软件
浩辰CAD结构软件可以快速生成复杂的直线和圆弧轴网,可成批布置梁、柱、墙、基础,并对其平面尺寸、位置、辑,可自动布置楼板正筋、负筋、附加箍筋、附加吊筋,标注配筋值和尺寸,快速绘制楼板配筋图。该软件还具有齐备的结构绘图辅助工具,包括钢筋、尺寸、文字、表格、符号等结构专业的绘图工具,能够对施工图进行文字、尺寸、标高、标号的标注、编辑、修改。
1.3SAP2000软件
SAP2000软件是通用结构分析设计软件,在我国工程界得到了广泛的应用,主要适用于比较复杂的结构,如桥梁,体育场,大坝,海洋平台,工业建筑,发电站,输电塔,高层建筑。SAP2000具有强大的功能,如建模功能(二维模型、三维模型等)、编辑功能(增加模型、增减单元、复制与删除等)、分析功能(时程分析、动力反应分析、push-over分析等)、荷载功能(节点荷载、杆件荷载、板荷载、温度荷载等)以及设计功能等。上述功能的实现均是在同一个可视化界面中实现的,用户界面十分友好。
1.4PKPM软件
PKPM软件拥有先进的结构分析软件包,容纳了国内最流行的各种计算方法,如平面杆系、矩形及异形楼板、墙、板的三维壳元及薄壁杆系、梁板楼梯及异形楼梯、各类基础、砌体及底框抗震、钢结构、预应力混凝土结构分析、建筑抗震鉴定加固设计等。全部结构计算模块能够反映我国规范要求的荷载效应组合,设计表达式,抗震设计的各项要求。
1.5盈建科(YJK)软件
盈建科软件是多、高层建筑结构空间有限元计算分析与设计软件,采用人机交互方式引导用户逐层布置结构构件并输入荷载,通过楼层组装完成模型的建立。结构计算采用空间杆单元模拟梁、柱及支撑等杆系构件,采用在壳元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙,对于楼板提供刚性板和各种类型的弹性板计算模型,能够自动完成荷载效应组合、考虑抗震要求的调整、构件设计及验算等。
1.6Revit结构软件
Revit是我国建筑业BIM体系中使用最广泛的软件之一。Revit结构是一款功能强大的工具,能创建钢结构和混凝土结构设计。使用钢结构模块,利用Revit结构软件提供的建筑信息模型创建模型,可快捷生成钢结构施工图,使用框架模块创建动态模型和高质量的混凝土结构施工图。
2教学框架与教学内容
本校在土木工程专业二年级第二学期开设了“土木工程专业实践”课程,在建筑工程方向主要安排基于平面整体表示法的软件绘图和基于简单结构分析的软件计算。“土木工程专业实践”课程的教学内容如表1所示。考虑到学生已经学习了“土木工程制图”“结构力学”等先修课程,而尚未学习“钢筋混凝土结构”“钢结构”“工程结构抗震设计”和“结构动力学”等课程,故将实践教学集中在设计行业常用的探索者(TSSD)结构绘图软件和SAP2000结构分析软件,通过钢筋混凝土结构梁、柱、墙配筋施工图训练、静定梁、静定刚架及静定平面桁架内力计算训练,使学生初步掌握绘制结构施工图及简单构件静力分析的基本操作。同时,对于其他业界使用较多的结构绘图、结构分析与设计软件,则以简介和概述的形式使得学生对其有初步的了解。随着学生课程学习的逐步深入,本校在完成“钢筋混凝土结构”“钢结构”“工程结构抗震设计”以及“结构动力学”课程教学的基础上,于本科四年级第一学期开设了“土木工程设计软件应用”课程,在建筑工程方向设计实践中主要讲授SAP2000,PKPM在建筑结构分析和设计中的应用,包括:结构建模、结构模态分析、结构抗震分析与设计及结构非线性分析。“土木工程设计软件应用”课程的教学内容如表2所示。教学过程中,通过超静定刚架和排架结构分析、超静定桁架和组合结构分析、单质点和多质点体系模态分析、地震作用时程分析和反应谱分析、钢筋混凝土框架结构施工图设计的讲授和训练,使学生能够掌握结构高级分析技术的一些常用命令、操作步骤以及结构分析结果背后蕴含的结构设计概念,同时能够较为全面地认识建筑结构设计的整个流程,从而为毕业设计乃至毕业后的工作奠定了软件计算分析基础。
3教学资源
为了促进土木工程建设和生态环境保护的协调,土木工程施工和设计中应当有效贯彻可持续发展的思想。本文将对土木工程设计中的可持续发展和施工中的可持续发展进行探讨。
【关键词】
土木工程;设计;施工;可持续发展
在经济发展和社会进步的过程中,土木工程建设发挥了不可替代的作用,同时工程建设也会周围环境造成了一定的影响。将可持续发展理念融入土木工程施工阶段和设计阶段对保护和优化周围环境具有重要意义。因此相关主体应当深入研究对土木工程设计与施工的可持续发展,为环境保护做出贡献。
一、土木工程设计中的可持续发展
(一)初步设计中的可持续发展
施工对环境的影响和后续设计很大程度上取决于土木工程初步设计中设计人员对环境的考虑,因此在土木工程设计满足安全性、便利性、经济性条件的条件下,应当将环保理念融入土木工程初步设计,综合考虑生态、地理、人文环境等因素,有效结合生态人文环境和土木工程,让健康且舒适的生活环境能够被人们所获得,并最大限度的利用能源与材料。具体操作中,应当对几下几方面内容进行重点考虑:首先是保证土木工程与自然环境的协调发展;其次在对技能技术进行应用的过程中减少环境遭受来自土木工程的影响;再次,将循环再生型工程作为土木工程发展的目标,提升土木工程环境的健康性和舒适性;最后,将人文环境和历史文化融入到土木工程建设当中。在初步设计中,设计人员应当通过绿色材料和绿色工艺的应用来实现工程和环境的协调,进而促进土木工程的可持续发展。
(二)技术设计中的可持续发展
大型土木工程设计的重要内容之一就是技术设计。过程复杂、分工详细是大型土木工程项目的重要特点,只有有效的安排和协调各个工序才能保证工程进度以及资源被充分利用,而公众关系的协调正是通过技术设计工作中的编拟各项文件来实现的。要实现可持续发展理念在技术设计工作中得到有效贯彻,就应做到以下两点:首先,应当在充分考虑地质灾害的检测和防治的基础上编拟岩土工程文件,岩土工程的复杂性和多样性正是由于地质条件差异造成的,要在保障工程安全性和经济性的条件下最大限度降低环境因工程建设而受到的影响。其次,在编拟环境管理文件时,应当对土木工程影响环境的各种可能性形成充分的认识,并在相关文件中纳入这些影响防治措施进而为施工设计和图纸设计提供指导。
(三)施工图纸设计中的可持续发展
对工程的尺寸、材料、构造、设备进行控制是施工图纸设计的主要目的,工程的耐久性、安全性、经济性与这些因素息息相关,施工图纸设计的可持续发展也有赖于此。在进行施工图纸设计时,首先应当更新相关规范。深入研究最新施工图纸设计成果是更新相关规范的前提和基础,土木工程的设计活动需在规范的框架内进行。但在我国相关规范每十年会被修订一次,这显然无法满足快速发展的施工设计技术要求,在这种条件下可持续发展很难实现。因此,为了给土木工程图纸设计工作的可持续发展提供保障,就应当更新相关规范并深入研究最先进的研究成果和科技成果。其次,应当对施工图纸设计进行优化。要想让图纸设计达到最佳效果就应当进行设计优化,在获得信息技术发展带来的技术支持后,在土木工程图纸设计优化设计中广泛的应用了形状优化、拓扑优化、优化建模、多目标优。
二、土木工程施工中的可持续发展
(一)对绿色施工理念进行强化
绿色施工技术的推广会因土木工程施工技术人员和管理人员缺乏绿色施工理念而受到制约,因此应当让施工技术人员和施工管理人员形成共同的绿色施工理念,进而为施工工作的可持续发展提供保障。具体包括以下几个步骤:第一,对施工管理人员和施工技术人员定期开展绿色施工理念的培训和宣传教育,或在针对施工管理人员和施工技术人员开展的行为教育和思想教育中有效推广绿色施工理念,帮助员工真正理解绿色施工理念。第二,对绿色施工示范性项目进行构建。责任部门应当从绿色施工原则出发对示范性单位进行构建,形成示范性单位和施工单位的鲜明比较,让施工单位发现自身的不足和差距,并采取有效措施对自身进行完善。第三,对民众参与机制进行构建。通过调动民众对绿色施工的参与和监督来形成社会绿色施工推动机制是民众参与机制完善和构建的意义所在,这使得施工组织的科学性得到有效保障。
(二)对经济的解决办法做出积极探索
土木工程施工的经济性在一定程度上会受到施工过程中对绿色施工关注的影响。为了实现促进土木工程可持续发展的目标,施工单位和相关责任部门应当积极探索和研究经济,并找出相应解决办法。解决办法包括:首先是对能够解决约施工成本的绿色施工技术进行利用和开发。推广绿色施工就似乎、降低绿色施工成本有赖于绿色施工技术的更新。施工单位进行绿色施工时应当明确不是所有的高新技术都是绿色施工技术,很多技能降低施工成本又能满足绿色施工要求的技术往往是普通的施工技术。因此施工单位应对具有同等效果施工技术的经济性进行比较,对经济性相同的施工技术环保性进行比较,选择综合性能最好的技术。其次让绿色施工技术的发展获得财政税收的支持。在这个过程中,施工单位使用绿色施工技术的积极性被政府部门的优惠政策有效调动,具体的优惠政策可以是减税、奖励等措施。再次,对针对业主和承包商的评价体系进行建立健全。对工程承包商和业主的评价和公示可以通过构建评价体系来实现,施工方开展绿色施工的自觉性和社会监督能够通过公示活动而被强化,工程业主和承包商会受到公示的直接影响,进而更加主动地开展土木工程绿色施工。
三、结语
设计和施工的可持续发展对保护生态环境和土木工程的健康发展具有重要意义。相关单位和部门应当采取有效措施促进土木工程施工和设计的可持续发展,实施绿色施工和设计理念有效推广。
参考文献:
[1]艾蠡.新世纪下土木工程与可持续发展的探讨[J].科协论坛(下半月),2013,(11):170171
【关键词】设计施工;一体化;土木工程;应用
中图分类号: S611 文献标识码: A
一、前言
在国际上流行一种模式,该模式由单一承包商负责整个项目的设计施工,符合市场经济和工程自身客观规律,在国外得到广泛推广,这就是设计施工一体化模式。
二、土木工程施工特点
固定性、流动性和多样性。固定性是指施工地点相对固定,一般在选定施工地点后,不会产生很大的变动; 流动性是指施工队伍的流动性和在同一工程上施工人员作业空间的流动; 多样性是指各种工程的不同,从建筑类型到施工设施和施工方法都有不同的特点。
三、工程设计施工一体化和工作程序技术面临的问题
我国实施设计施工一体化存在着管理政策不配套、市场运行环境和企业内部经营模式和技术力量不具备等障碍,所以,一体化进程得不到普遍推广。主要是存在以下几点问题:
1、在勘验、施工的准入政策上,人为地将设计与施工分离,造成在实施过程中的政策壁垒,政府的主管部门隔离,限制了施工设计一体化的发展。
2、施工与招标的人为分离模式,影响了一体化运作,设置了发展的障碍,有些项目方由于利益和权利驱使,不愿采用一体化发包方式,人为地把项目分解发包。甚至是分段承包、制定承包,这些都影响着一体化的培育。
3、设计市场的短平快运作方式,使得设计初期和后期的设计质量和收费标准不合理,初期设计图纸不够深入,设计和施工方沟通较少,也影响一体化的进行。
4、社会普遍对施工与设计一体化认识不足,在相关的政策制定、学术研究和认可接受程度上还存在很多不足,推行一体化的范围较小。
5、社会认知程度及工程发包操作模式的限制,使得很多设计与施工一体化的公司从形式上变成了“皮包公司领导下的合作组”,基本上类似于临时拼凑的团体,与一体化的要求相距甚远。
6、企业内部缺乏必要的管理制度和施工技术人才,长期的独立发展模式,使得企业内部还不具备合作运行的管理制度以及高素质的综合型人才,还不能从单一运行转向复合型运作模式。
7、国家在一体化运行的推广中缺乏相关鼓励政策。
8、相关企业的资质达不到一体化的标准要求,往往建筑施工企业中虽然也有勘验设计人员,但往往是水平低,达不到专业设计公司的技术水准,设计公司的施工单位又往往是挂靠的资质很低的施工企业,拼凑的合作公司在企业资信、技术装备、管理水平和资质等方面不能符合审批条件。
四、设计施工一体化主要方式
调查显示,我国建筑企业实行设计、施工一体化建造主要采用以下两类方式。
1、EP的设计施工一体化方式这是大多数国内企业在采用设计、施工一体化建造过程中普遍采用的方式。不同的企业在实际应用这种方式的过程中,又有不同的做法。
第一种是由设计企业和施工企业联合总承包的方式。这是目前国内大型工程总承包普遍采用的方式。对工程初步设计以后进行招标,由设计企业和施工企业组成联合体进行施工图设计及工程施工总承包,实现设计、施工一体化建造。 第二种是企业签订总承包合同后,通过招标,确定分包商进行设计或施工,将工程其他部分分包出去,由设计和施工单位共同制定设计、施工方案的一体化建造方式。在这种方式中,总承包企业既可以是勘察设计企业,也可以是建筑施工企业。
2、大企业内部通过项目组织进行一体化建造设计与施工分别招标实现设计、施工一体化建造的方式,主要由既有设计能力又有施工能力的大型集团公司实现。通过整合集团内部的资源,在设计和施工招标前,共同参与施工图设计。一方面,设计和施工企业充分合作,在设计中标后,施工投标时会有一定的优先,通过优化施工图设计,带动施工业务的发展;另一方面,设计和施工环节在招投标前就进行充分合作,能最大限度实现融合,可以大幅降低成本,提高效益。
五、设计—施工一体化在项目整体运作中的优势及其发展前景
1、改变了传统的设计、施工生产组织和管理模式
任何项目的开展都有其制约因素,例如业主对项目建设周期的要求、对建筑成本的控制等。“设计一施工”一体化的工程总承包模式因能提供社会化、专业化和商品化的服务,比传统模式具有更多优势,既合理利用了社会资源又引入了市场竞争机制,一方面强化了投资风险约束机制,分散了项目法人的风险,减轻了项目法人的工作量,克服了设计采购、施工等相互制约和脱节的矛盾,使这些环节有机地组织在一起,整体统筹安排,既节省了投资又提高了工程建设管理水平;另一方面对于保证建设项目的顺利实施和建设目标的实现起到保障和保证作用。
2、有利于业主建设项目目标的实现
传统的建设项目实施从广义上来说主要分为策划和实施二个阶段,但往往由于前期策划的内容形成的设计任务书与完成的设计成果(施工图)之间存在一定的差异,而施工招标又是根据设计施工图来完成的,这导致了最终的项目完成内容与前期策划总是存在差异。“设计一施工”一体化总承包使得业主可以更明确地对总承包单位提出其具体的要求,比如其建筑的功能性、项目进度、成本控制等,由于总承包单位一揽子承担了设计、施工、安装、采购等一系列的工作,因此避免了以上工作阶段可能导致的偏差。
例如,某高端工业研发中心总承包项目,业主在方案设计之前向总包单位提供的设计要求文件中要求室外地坪采用白色地面,但总包单位在设计过程中按国内工业建筑常规做法把室外地坪设计成为沥青(黑色)地面,施工费用也按照黑色地面报价,但在重新核对业主提供的设计要求时,发现了该差错。如果按照传统设计与施工分开实施的生产组织模式,设计单位肯定会坚持其设计的可行性,而施工单位也会坚持其报价的依据,往往导致相互扯皮,责任不清,其结果对业主来说或由其自身来承担该偏差造成的损失,或默许其偏差的存在。而采取“设计一施工”一体化总承包管理模式,责任就很明确,总承包单位应根据业主的要求重新设计施工图纸,施工报价的差额也由总包单位自行承担,适时地纠正了建设过程中的偏差,确保了业主项目目标实施的一贯性。
3、有利于强化建设项目风险控制及转移
在传统工程建设中,业主比较注重和强调的是施工阶段的项目管理,其开始的节点往往是在施工图完成之后,即设计单位完成施工图设计之后。但“设计一施工”一体化总承包推进的节点一般从扩初设计开始直到工程项目竣工交钥匙,必然带来工程总承包企业对工程项目进行全过程管理控制和理念的转变。因此,工程总承包不能理解为只是承包商受益,而关键是为社会整合资源,为业主节约投资。所以说,建设工程项目总承包已超出了设计单位机械的按业主要求设计和施工企业单纯的按图施工和设备安装的意义,“设计—施工”一体化总承包带给承包商优化设计方案和加强施工技术创新的动力,也为业主和承包商降低成本、增收节支提供了利润空间,逐步成为业主和承包商相融合的综合载体。
4、有利于提高建设项目运作效率 实践证明,传统的建设生产模式日益显示出其勘察、设计、采购、施工各主要环节之间互相分割与脱节,建没周期长,效率低,投资效益差等缺点,既缺乏项目管理的程序和方法,又缺乏专门人才、经验和组织机构,因此无法积累经验或吸取教训,造成了建设项目的巨大浪费甚至无效投资。在“设计—施工”一体化总承包的工程项目实施中,由于工程总承包单位涵盖了建设工程中设计、采购、施工、安装等环节,就如同一台高效整合的机器,减小了建设工程各环节运行中出现的机械磨损,在降低能源损耗的同时,可以更高效高速完成既定的任务。综上所述,推行“设计—施工”一体化的建筑模式是未来中国建筑业发展的必然趋势,国内建筑业只有不断加强自身内功的锤炼,才能在日益激烈的国际、国内市场上获得主动,争取更大的发展。
六、结束语
尽管当前设计施工一体化模式在我国应用还不是很广泛,但随着我国市场的进一步完善,与国际市场联系也将越来越紧密,这种施工模式以其独特的优势必将具有非常广阔的发展前景。
参考文献
关键词:土木工程;施工设计;注意问题
Abstract: This paper mainly discusses the design and construction of civil engineering, are discussed and the construction of civil engineering design problems to be noticed.
Key words: civil engineering; construction design; pay attention to the problem
中图分类号: TU74 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
1引言
土木工程施工质量要想得到保证,土木施工设计是关键环节。合理的设计,不但关系到建筑的水平,还与国家基础事业的发展和人民生命财产安全密不可分。同时,在实际的土木工程施工中,高超的设计常常可以优化施工步骤乃至缩短工期。本人结合多年从事土木工程施工设计的经验,下面就土木工程施工设计浅谈几点看法,仅供施工组织者和设计人员参照,希望会有所启发。
2当前我国土木工程施工设计中需注意的问题
2.1当前土木工程从业人员自身素质参差不齐。
虽然近年来我国土木工程研究和实践都取得了不少的进步,而且一般的设计单位都拥有一批有着十几年从事结构设计工作经验的工程师和设计人员,他们对工程设计可以讲有一定的掌握。但近年来新型施工技术的出现和土木工程施工管理及设计人员知识水平普遍不高的矛盾越演越烈。这就直接导致了设计和施工的不平衡,因此土木工程从业人员必须通过自学或继续教育培训等途径,对不断发展的土木工程施工技术进行深入学习,了解施工技术发展的国内外最新资讯,拓展对具体施工工艺的掌握;这样才能不断的提高自己的认识水平,增强自己的业务能力,设计出更多在实际施工中有操作性的优质工程,同时广大的施工管理者也要不断提高专业素养,不仅要理解工程设计人员的具体施工要求和设计意图,也要加强对施工进程的控制和把握,只有这样才能更好的实现土木工程施工技术和设计的良性配合。
2.2当前土木工程施工图合同中,并没有把建筑的深基坑支护设计列入其中。
一般情况下,设计单位依照建筑总平面图上的显示,以及一些相邻建筑物的分布状况,再结合基坑的土质与高度对于深基坑支护设计提出一些相关的改进建议和看法。然后,施工单位负责做好具体的工作,或者是施工单位委托一些专业的设计师进行支护的设计。据了解,目前业内已经有十分专业的计算机应用程序应用在深基坑支护设计中,这就大大的提高了这一设计工作的科学性和精确性。但是目前有很多的工程设计院没有配备,这其中固然有技术风险与经济收益不相称的实际因素。但深入分析,我们可以得出这种先进技术的使用与目前深基坑支护技术的发展是不相符的,主要是与目前城市施工存在的一些现实条件产生严重分歧,这必须引起设计院管理层与设计人员的重视、并尽快加以改进。
2.3当前在高层建筑的设计中,主要使用的是钻孔灌注桩设计。
一般情况下,设计人员在施工图纸中不会对使用的施工机械进行明确的限定,施工单位可以自由选择施工的机械。而施工单位大部分会从节约经费的角度出发,最后一般都会选择价格低廉实惠的涡锥钻作为工程桩机械。这样的结果就是,工程图上面的标准、规格达不到要求,也难以控制,这样一来,各种问题桩自然而然地就出现了,这种桩的承载能力非常低,容易造成危险因素。目前,其实有一种比较先进的施工技术正在使用当中,那就是旋挖施工技术。这是一种先进施工技术主要的特点是:第一,采用的设备是比较先进的,而施工工艺也是非常一流的,一些人为因素比较少。因此,采用这一技术,成孔的质量得到了很大的提高,而桩孔的垂直问题以及对于孔底清渣问题都能很好地解决。第二,桩的直径与长度相同,每一个桩的承受力都会得到提升,至少提升40%或者50%,这样一来,就解决了机械的高费用问题,使单桩的造价成本有所下降,换算成单位极限承受力,这二者的造价几乎是一样的。第三,如果两个基坑的作业面积是相同或者基本一致的,两台旋挖机的成桩数量与最大密度分布的涡锥成桩数量就是一样的,都是十八根。此外,前者挖掘出来的泥土可以随时装入车里,及时运送到工地,前者的综合效率比后者更高一些。第四,施工现场也是非常干净、整洁的,地面上没有泥土,仅仅用一些清水冲洗就可以好地清理了。
2.4当前土木工程设计过程中,设计师设计意图有时表述不清。
我们举一个具体的例子,比如,关于一项建筑工程中基础梁筏的前后方向的地梁设计的高度是一样的,根据以往的基础设计,这其中并没有什么问题。但是,如果采用这样的设计方法,在进行施工的时候,一个方向上的地梁位于纵向上的钢筋就要穿过在垂直方向上的地梁,如果地梁的宽度比支座的柱边长更加高的时候,那么,。地梁两个方向上的有效高度就不能得到同时保证。因此,最后就必须把其中一个方向上的地梁抬高5厘米。像这样的问题,在设计的时候会经常遇到,因此,如果在设计人员进行设计的过程把这些问题及时解决,就会减少实际施工的困难,但是一旦工程进入施工阶段,再来解决这些问题就非常困难了。
2.5当前很多的国家在土木工程设计中,都已应用钢筋机械连接技术。
这种施工技术是一种新型的技术,尽管在工程施工中并没有被规范和例举出来,但是,在很多工程范围中都有广泛使用。这种施工技术目前还没有得到国家的认可,还没有建立相关的工艺约束,因此,设计人员在设计的时候大部分不会使用这种技术。此外,这些先进技术的检测都是具有一定级别的检查单位来进行,然后给出检验结果,在价格方面是比较低廉的,其操作方面也是非常简单、快速的,对于施工单位来说,是有非常大的吸引力的。个人认为,当设计人员遇到这种情况,不能仅仅依照国家颁布的施工工艺来设计,而应该有所变通,对于那些新技术可以进行全面的、准确的评断,看这些新技术是不是能够应用到工程之中。
2.6当前在土木工程设计中,存在设计单位与施工单位技术交底以及审查图纸等方面配合不到位现象。
个人认为,作为一名合格的土木设计师应该高度重视这种配合,除了可以通过电话确定,也可以通过口头协商,此外,还可以把这些小细节用书面文字的形式例举出来,形成一种比较正式的文件,这样做的主要目的是,可以减少因为专业分工的不一样而导致个人理解上出现偏差而导致错误的施工行为。
2.7当前土木工程设计中,安全使用与维护意识不足。主要表现在两个方面:一是在实际设计工作中对于一些因为环境因素影响,对建筑结构耐久性产生较大影响的因素在设计时很少进行考虑,从而导致土建结构使用寿命偏低或造成结构安全事故,这不单单是设计单位对结构耐久性的忽视,更重要的是工程设计安全意识不足。二是在工程设计规范中,结构安全性设置水平偏低。对于土木工程设计工作来说,结构的安全性非常重要。结构安全性主要表现在对结构安全系数范围的定位、结构构件承载能力的安全性、结构工程的耐久性及结构工程的整体牢固性等方面。目前在我国土木工程设计中,设计规范的安全等级设置相对水平较低,还不能与国外同类设计的水平相比。这就造成工程在施工中不能按照标准进行施工,这也是施工质量不高的一个根本原因。
3 结束语
总而言之,随着城市化建设的不断加快,土木工程施工技术也得到了进一步的发展,在施工过程各种先进的施工技术被广泛地使用,例如深基坑支护技术、钻孔灌注桩、钢筋机械连接技术等等。土木工程设计者,除了要仔细研究施工图纸,还要尽量考虑到新的施工技术的应用,并不断探索革新。
参考文献
[1]李靖.土木工程施工技术与设计[J]. 甘肃科技,2005(4).
[2]王锐.医学成人教育素质教育刍议[J]. 建筑知识,2005(9).
关键词:土木工程;结构设计;存在问题;设计措施
一、引言
在土木工程项目管理过程中,其中一项重要的组成部分就是工程结构设计措施的控制与管理。而对于土木工程项目管理来说,各种内外部因素均容易影响工程项目中工程结构设计措施的管理应用工作,因此,工程设计人员在项目设计阶段必须将各种影响因素充分考虑在内,并制定相应的对策,尽可能在整个土木设计的阶段中运用最新的控制管理技术。只有这样,土木工程项目设计阶段的结构设计措施控制与管理才能得以强化,从而为土木工程项目设计阶段管理乃至整个项目管理打下扎实基础。
二、土木工程结构设计理念存在的问题及设计原则
(一)从设计理念上加深对土木工程结构使用寿命的理解
我国在土木工程结构的设计理念上,逐渐改变了原本的简单的设计符合荷载强度的设计原则,保证不但符合荷载强度需求,而且要符合使用寿命需求的设计思路,因而国际上要求的土木工程结构建设的使用寿命相一致。深刻理解土木工程结构的使用寿命,并对结构的重要性的确定手段展开研究。然而,在确定使用寿命上较为简单,而可靠性不够,必须由大量模拟实验进行验证。使用寿命得以确定后,必须全面考虑土木工程结构建设的规划、设计、施工、运行(包括养护、维修、管理),保证修建的土木工程结构能实现预期寿命。
(二)进一步关注土木工程结构的耐久性问题
在建造和使用土木工程结构中,必然会受到环境、有害化学物质的影响,同时还会遭受巨大的交通荷载、地震荷载、风荷载、疲劳荷载甚至是超载,这会产生人祸等安全意外,并且土木工程结构使用的材料会随着时间不断老化损耗,结构中各个部门或多或少会被损坏。从大部分的病害实例可知,不仅包括施工和材料两个因素,而且构造上也就是设计上的不足对结构耐久性也有影响,并具有决定性作用。
(三)不能忽视环境对于土木工程结构及构件的影响
在设计土木工程结构耐久性时,特别要对环境因素对钢筋和混凝土产生的腐蚀反应给予高度重视。针对海边的土木工程结构来说,必须要对环境的氯离子侵蚀状况进行充分了解,该类型的环境因素会严重腐蚀土木工程结构耐久性,这会产生极大影响。
(四)更深入地研究土木工程结构在疲劳荷载作用下的反应及对策
因为在土木工程结构中承担着动荷载作用,包括活荷载作用和风荷载作用,该类的作用力会对土木工程结构内部形成循环往复并产生变化的应力,不仅会对结构产生影响,使其震动,甚至会给结构带来疲劳损伤,这一问题逐渐积累,对内部结构产生较大的伤害。因为土木工程结构使用的材料一般难以实现真正的均匀和连续,同时会导致出现较小的问题和不足,在上述循环往复并不断变化的应力的作用和影响下,这些细小的问题都会逐渐扩大,进而形成一定损伤,这些必须受到重视,否则会逐渐恶化,对整个结构产生不利,影响其安全性。而在研究疲劳荷载作用上,不单单是研究土木工程结构的整体结构,通过实践可知,一些土木工程结构关键部位上的构件由于未能有效抵抗疲劳荷载作用,进而导致局部失效,最终则造成了土木工程结构整体结构失效。
三、土木工程结构设计存在的问题及设计措施
(一)基础连系梁设计的常见问题及设计措施
对于桩基础而言,需要在单桩承台彼此呈90°角的方向安装连系梁;且设计安装过程中需要首先考虑短向问题。对于单一扩展型基础而言,实际施工阶段,需要提供对单一基础及其连系梁间的缝隙进行处理,选择混凝土填充,确保和基础顶面完成对齐,接着便可以开始基础连系梁浇筑工程。经过上述处理,能够让连系梁计算跨度合理减小,更加符合设计要求。如果是通过基础连系梁完善柱底弯矩,那么需要按照框架梁状态,对其配筋与截面尺寸实施合理的设计。在这种情况下,需要对所有梁正弯矩钢筋进行处理,且位置选择1/2跨处,对于基础连系梁而言,框架柱部分的纵筋需要采用箍筋的方式进行加密、锚固,确保和上层框架梁之间完美一致。
(二)框架结构柱设计的常见问题及设计措施
在考虑抗震性能问题时,需要按照抗震设计要求开展加密工程。除此之外,加密柱的高度不可以超过柱高区范围这一要求作为前提条件,采用加密方法,使楼梯和角柱间梯柱、框架柱得到有效保护。一般来讲,框架结构柱截面部分应当满足以下标准:如果土木工程结构需要达到1、2、3级抗震标准,那么截面边长需要超过400mm;如果土木工程结构需要达到4级抗震标准,那么边长需要超过300mm;如果并未考虑抗震问题,那么边长需要超过250mm。实际施工过程应当严格遵循以上标准进行处理,防止结构出现问题,引发严重的安全隐患。
四、结束语
综上所述,对于现代土木工程项目建设而言,在整个体系中,一个至关重要的部分就是工程建筑结构的设计措施管理,各种内外部因素都容易对其产生影响,因此,必须以工程结构设计措施的控制与管理作为其依据,有助于各设计单位有效提升土木工程项目的品质,保障广大社会人民群众的基本权益。工程设计人员对土木工程项目建设中设计阶段的控制与管理,必须全面了解此项工作的技术重难点,从而构建完善的工程设计管理体系。总而言之,唯有保证土木工程项目良好的设计措施应用质量,积极做好技术优化与创新的控制和管理,才能确保土木工程项目建设的质量和品质。而设计阶段的结构设计措施管理,对于土木工程的发展也将越来越重要。
参考文献
[1]石善民.韩素容.建筑结构设计及规范应用中若干问题的探讨[J].工程质量,2010(03).
【关键词】:土木工程;施工技术;设计;结合
中图分类号: TU74 文献标识码: A 文章编号:
引言
在设计与施工的密切配合中,设计者的设计意图要准确、无误的得到实现,这要以土木工程结构设计的经验以及设计规范作为前提条件。结构工程师无疑具有关键性的作用,可以通过培训以及自学等多种途径,学习土木工程相关的施工技术,紧跟时代的脚步了解最新的国内外施工技术的资讯,开拓自己的视野以及提高自己对技术的掌握与运用程度,这些都有利于设计人员设计水平以及设计质量的提高。本文重点探讨如何土木工程提高施工技术和设计的配合度。
一、我国土木工程的现状
通过了解我国土木工程的现状,发现我国的土木工程还存在不足之处。在施工现状中,一般认为施工图纸的设计在设计阶段是最为重要的部分,但是实际上,我国施工项目在施工的过程中,操作难度比较大,环节众多,有经验的设计者都知道,高质量的施工图纸知识众多环节中的重要部分。要使得施工技术与设计有机的结合在一起,最重要的是看施工图纸怎样才能更全面、完善的被实施,并达到预期的设计目标。要通过施工图纸来完整的表达设计人员的设计意图,施工技术环节与设计环节的高度配合尤为重要。施工人员要想准确无误的把设计人员的意图体现在施工成果中,就应该具备一定的配合度。
二、不断提高土木工程从业人员的自身素质
随着现代土木工程施工技术的不断革新,很多新型的施工技术的出现给土木工程学的研究注入了一股新鲜的空气,但是要完全确保每项工程的万无一失,在实际工程实践中还存在这样和那样的难度,特别是如何将施工技术合理的运用到工程设计的各个环节,充分体现土木工程设计的基本理念,这是一个土木工程界急需解决的问题,特别是在国内房地产业密集型扩张和发展的今天,这一问题的解决显得就更为重要了。掌握正确的施工技术,科学统筹的协调好施工技术和设计二者之间的关系,就是对工程内部结构的良好协调,对于我们发展土木工程综合项目工程和保证施工质量具有十分重要的指导意义,而其中的一个重要的环节就是土木工程从业人员的素质,从业人员除了土木工程的设计者、开发商和施工管理人员外,还包括工程的项目评估人,这些人员的自身素质对于充分协调施工技术和设计的有机配合,有着重要的指导意义,也是施工的一个不可忽视的重要方面,因为在施工技术和工程设计的过程中会不可避免的掺入各种施工管理者和设计者的主观想法,如何最大程度的防止施工偏差,防止出现土木工程施工过程中的施工和设计的失衡,就必须着力提高工程施工管理者和工程设计者的自身专业水平和业务能力。
虽然近年来我国的土木工程研究和实践都取得了不少的进步,而且一般的设计单位都拥有一批有着十几年从事结构设计工作经验的工程师和设计人员,他们对工程设计可以讲有一定的掌握;但由于一般土木工程讲设计,往往只是着眼于施工图本身,很少会考虑和兼顾到施工中的实际问题,其实对于一个具体的工程项目而言,施工图仅仅是其中的一个环节。工程的实际施工与之相比显得更为重要,特别是建设单位为了达成对建筑的使用功能和质量水准的合理预期,常常会要求设计人员的设计意图要得到准确、无误的实现,这对结构设计人员而言,提出了一个新的难题,很多施工管理人员的知识水平普遍不高,对工程结构和设计方面知识的相对匮乏,很容易对施工图产生不理解甚至是误解,这就直接导致了设计和施工的不平衡,而工程设计与施工技术的密切配合就显得尤为的关键。
因此,土木结构工程师应通过一定的途径来深入学习相关的土木工程施工技术,了解国内外施工技术最新的发展资讯,拓展对具体施工工艺的掌握,这样才能不断的提高自己的认识水平,增强自己的业务能力,设计出更多在实际施工中有操作性的优质工程,同时广大的施工作业者也要不断提高专业素养,不仅要理解工程设计人员的具体施工要求和设计意图,也要加强对施工进程的控制和把握,只有这样才能更好的实现土木工程施工技术和设计的良性配合,因此从这个角度来看,土木工程从业人员的自身素质显得十分的重要,要不断提高施工作业者和设计者的专业素质,达到双向同时的进步,才能更好的实现二者的优化。
三、加强施工技术与设计的配合
我国的施工方面的工作在一些领域已经取得一定的良好成绩,但是相对于整个土木工程德尔领域来说,依旧处于初步发展的阶段。土木工程的设计和施工技术都要求精确、严谨,所谓差之毫厘,失之千里,精确性对土木工程的设计和施工都提出了很高的要求。在施工过程中过度注视设计图纸的重要性,而忽略了施工技术与设计相配合的情况下对工程的质量所产生的重要意义。那该如果提高施工技术与设计的配合度呢?具体可以从以下方面进行改进:
1、施工图纸中列入深基坑支护设计
就目前的土木施工现状而言,对深基坑支护的设计主要是根据建筑本身的数据参数和周边环境的数据参数进行对比勘察得来的。深基坑支护设计并没有加入到施工图纸的合同中。设计单位对于深基坑的数据参数往往只会给出一定的专业建议以及意见,施工单位在这方面不受限制可以根据以往的经验自行解决或者另行委托其他组织或机构来进行此项目的设计。在计算机技术和信息技术的不断发展和普及的情况下,由于受到技术方面的限制,深基坑设计技术并未受到普遍的应用,只有很好比例的设计院具备了这样的技术条件。虽然该项技术的投入与收益并不相符,但也直接限制了此方面建设的进步。其次,设计人员并不具备该项技术的专业知识,也会阻碍深基坑支护的发展和运用。因此,设计人员应该对此高度重视,相关部门也应该针对这种状况加以协调和完善。
2、加强对钻孔灌注桩基础设计的重视
钻孔灌注技术直接关系到施工质量的高低和施工的安全。设计人员一般不是把需要的施工所需设备标注在设计图纸中,而是根据实际情况选择相应的设备。从施工的成本、技术以及环境出发,施工设备的选择要符合节省成本的目的,因此施工人员多会选择涡锥钻,桩的承载力不够强,这样便大大降低了施工质量,施工的质量得不到有效的控制,严重限制了施工进度,效率低。其实,旋挖技术具有很大的优势,可以很大程度的避免上述问题的发生。这种技术对设备要求比较高,采用先进的相关技术,减少了人为影响比例,使成孔质量得到了充分保证,桩孔的垂直度、孔底清渣程度等各项指标非常令人满意。相对于涡锥桩来说,旋挖技术采用的桩承载力更强,质量要求更高,造价高,但是实际使用价值与价格是相符的。采用旋挖技术不仅仅可以提高施工效率,对比某两个基坑作业面面积相近的工地,两台旋挖机具日成桩数与最大密度排布的涡锥成桩数量相当,而且前者提出的泥土即时可以装车运出工地,对环境的清洁也会起到重要作用。因此,建议设计人员应在施工图纸上标明所需设备,并通过与涡锥钻的对比,提供比较全面的数据参数,增强说服力。
3、加强对钢筋接卸技术的重视
这项技术在我国相关规定中并没有被明确的规范和限制,但实际上在施工的过程中,这项技术在不同程度上被各地施工单位被进行不同范围的运用。但是这项技术的操作并没有收到相关规定的规范,实施起来难度相当的大。而且这项技术的多产生的施工效果和质量并没有收到保证,设计人员在设计图纸时很少把其加入到设计中去。但是钢筋接卸技术是一项成熟的先进技术,易操作,虽然技术成本较高,但是检测报告的含金量也比较高,因此,便于在各地进行广泛应用。设计人员应该摒弃自己以往设计中的弊端,从多方面因素进行全方位分析,根据自身的施工条件决定是否采用这项技术。如果这项技术能够为土木工程中的施工带来重要的积极作用,那再设计图纸中也应该可以看出来。
4、设计方案要与实际的施工相符
在工程设计中,施工设计人员的设计概念以及其操作的可行性,设计图纸不可能与施工的实际情况相符合,因此,要特别注意是否有冲突出现,并且要提前的设计图纸中解决完成。比如,关于一项建筑工程中基础梁筏的前后方向的地梁设计的高度是一样的,根据以往的基础设计,这其中并没有什么问题。但是,如果采用这样的设计方法,在进行施工的时候,一个方向上的地梁位于纵向上的钢筋就要穿过在垂直方向上的地梁,如果地梁的宽度比支座的柱边长更加高的时候,那么。地梁两个方向上的有效高度就不能得到同时保证。因此,最后就必须把其中一个方向上的地梁抬高5厘米。像这样的问题,在工程设计的时候会经常遇到,因此,如果在设计人员进行设计的过程把这些问题及时解决,就会减少实际施工的困难,但是一旦工程进入施工阶段,再来解决这些问题就非常困难了。设计单位与施工单位二者还应该进行全面的交流和沟通,理解设计人员的设计理念和意图,在施工过程中进行更好的协助与配合,想设计单位及时反馈在实际情况中遇到的问题,保证能够及时的加以解决。这样在未施工前对设计图纸进行修改算是比较容易的,如果在施工过程中才发现有些问题需要修改,不但会延迟工期还会增大投入成本,浪费人力物力。
5、促进设计人员与施工单位的交流与沟通
土木工程的施工是一项项目比较复杂而且相当耗时的工作。在施工过程中会不可避免的出现各种需要解决的问题,其中也会有很多繁琐的细节需要明确,因此,施工单位要预先与设计人员进行有效的交流与沟通,对设计图纸记性全面准确的了解,实现施工工作的顺利进行。技术人员要有责任心,认真严谨的对待自己的工作,在于施工单位进行交流时,要注意根据实际状况采用相应的交流方式。有些事情比较复杂难以说清,很难在口头上得到全面的解决。在这种情况下,可以用本子记录下来要解决的问题,同时在口头上加以说明,这样可以避免一些问题的遗漏。
6、强调设计人员的专业素质和技术水平的提高
技术人员的工程设计是土木工程施工中的关键性因素。在这样的情况下,技术人员应该重视自身专业素质以及专业技术水平的提高,要紧跟经济时展的脚步,积极借鉴国外的先进技术,结合自身的实际经验与状况进行改革和创新,并努力做好与施工人员之间的交流,自己的经验和设计水平都能大大提高,促进共同进步。
四、发展与展望
施工技术与设计无论在土木工程施工的任何环节中都具有重要的影响作用。设计者的意图通常由施工技术所决定,施工技术是否先进有直接影响设计者的目标的实现。在土木工程以后的发展中,依旧不能忽视的问题有一下几点:
1、加强施工控制
在施工过程中往往会受到地质、气候、现场、荷载、能源条件的制约,实际状态与预料中的差异相差甚远。通过施工控制对奇进行调整和预测,可以很大程度上减少两者的误差,在施工过程中实现设计的最佳目标。施工过程中的制约条件会对施工质量造成很大的影响,应合理安排施工,将影响因素控制在可控范围内。
2、加强管理体制
在施工技术与设计相互配合中存在有些管理体制上的不足,例如管理责任不能落实以及多头管理的问题。管理对工程的前期准备工作做得不够充分,对各环节分析的不够严谨仔细,因此,要加强管理体制,建立健全管理体制,真正明确和落实管理责任,促进设计和施工的协调进行。
结束语
在土木工程的施工期间,施工技术与设计之间的配合对施工成果起到关键性的作用,土木工程的施工技术与设计是现代土木工程发展中的一项重要的内容,合理的设计和优质的施工技术是保证工程质量的重要指标之一,只有在我国土木工程的现状下,加强施工设计与技术的配合,做好工程中的一切环节,才能够让施工工作达到最佳成效。提高两者的配合水平,并运用相关措施来对其进行协调,对取得高质量的施工成果具有重要意义。
参考文献:
王国军.试论土木工程中的施工技术与设计配合[J].中国新技术新产品,2011,(06).
林洲.土木工程中的施工技术与设计配合[J].现代装饰(理论),2011,(05).
刘冬,张晶鑫.我国土木工程施工技术发展与展望[J].黑龙江科技信息,2009,(19).
【关键词】土木工程;施工设计;注意问题
1 引言
要想使土木工程施工质量更好,就必须得把握好设计这一重要环节。设计恰到好处,不仅决定着建筑的水平,还有效保护了人民生命财产安全,以及推动了国家基础事业的进展历程。而且实际工作起来,好的设计不仅能够使施工步骤更加完美,还能够缩短所需施工的时间。我在土木工程施工设计上也积累了一些经验,下面我就谈谈对土木施工设计的几点意见,希望对施工领导者以及设计人员有所帮助。
2 目前我国土木工程施工设计中应该注意的事项
2.1 目前从事土木工程的人的自身修养各不相同
最近几年我国对于土木工程的探讨与时间都有非常大的进步,在一些普通的设计公司中照样拥有着丰富阅历的工程师与设计人员,他们对工程设计都有着很深的研究。但是这几年新型施工技术发展迅速,越来越普及,与设计人员较低的文化水平形成鲜明对比,双方的矛盾不断被激化。这也是设计与施工失去平衡的主要原因,因此从事土木工程的人必须自主学习或者参加相关培训等来学习不断发展的施工技术,对国内外的相关资讯加以了解,提高自己施工技术,做到这些之后,无论是知识水平还是业务能力都会有所提升,从而使自己设计出的工程质量更好,且更具操作性,除此之外,要提升所有的施工领导者的专业素养,提高自己的理解能力,也需要时刻关注施工的进程并进行把控,尽可能使施工技术与设计配合的更加完美。
2.2 目前的土木工程施工图合同不包括建筑的深基坑支护设计
大多数情况下设计公司所提出的意见是根据建筑总平面图的图表和建筑物的分布位置,与基坑的土质与高度综合分析之后而提出来的。之后,施工公司明确好自己的任务,有时也会请专业的设计师进行协助。根据相关内容得知,在深基坑支护设计中已经有了非常专业的计算机应用程序的身影。这使设计更加科学,更加精确。但实际情况也非常严峻,许多工程设计学院缺乏设备,这在一定程度上是由技术风险和经济收益不匹配而导致的。但是进一步进行探讨,深基坑技术的发展和这种先进技术的使用存在很大差距,是由当前城市施工对一部分现实因素意见不一而导致的,所以设计院的领导者必须重视这一点,并想办法改变现状。
2.3 钻孔灌注桩设计在当前高层建筑设计中占据很大比重
大多数情况下,施工机械的类型选择主要是由施工公司决定的,很少有设计人员对使用的施工机械进行限制,但施工公司往往是建立在节省经费的出发点上,大多数情况都是选取价格较低的涡锥钻为工程桩机械。这样带来的后果就是图纸上的标准与规格等不合格,也无法调控,这也是形成问题桩的原因,这种桩不能承受重压,是非常危险的。现在有一种比较先进的施工技术―-旋挖施工技术,被运用到施工中去,作为一种相对先进的技术,主要有以下特点:首先,使用的都是非常先进的设备,施工工艺也是名列前茅的,由人类而成的元素很少,所以,使用这项高科技技术大大提高了成孔的质量,也能够及时解决桩孔的垂直问题和桩孔底部废物清理问题等。其次,桩的粗细和长度一样,使桩的承受力提高了一倍左右,通过对这些技术的使用,大大降低了成本,在花少量钱的同时能使桩承受更大的压力。随之,假设两个基坑是在面积相仿或者一致的作业面积上作业时,这两台旋挖机的成桩数量和分布最密集的锥成桩数量是相等的,全为18根。除此之外,第一个所挖出来的土可以及时进行装车并将其输送到工地上,所以综合来说,它的办事效率更高一些
2.4 钢筋机械连接技术在目前许多国家的土木工程设计中都有所运用
钢筋机械连接技术是新开发不久的技术,虽然在工程施工中没有被人们提到,但工程设计中的许多方面都运用到了这项施工技术。现在国家还没有认可这项新颖的施工技术,更没有建立与之有关的工艺约束,所以,一般情况下这种新的施工技术很少运用到设计者的设计中去,除此之外,检查单位只有达到一定的级别后才能对这些先进技术施以审核之后把审核结果做出来,这花费的钱也非常少,操作起来非常方便,速度也非常快,这些都是吸引施工单位的重要原因。我觉得在设计人员面临这种情景时,按照国家颁布的施工工艺来设计这个方法并不是唯一的,而应该有所改变,适当加入一些新的元素,要全面、精确的分析这些新技术,分析这些新技术运用到工程中是否合理。
2.5 设计方案要与实际的施工相符
在工程设计中,施工设计人员的设计概念以及其操作的可行性,设计图纸不可能与施工的实际情况相符合,因此,要特别注意是否有冲突出现,并且要提前的在设计图纸中解决完成。比如,关于一项建筑工程中基础梁筏的前后方向的地梁设计的高度是一样的,根据以往的基础设计,这其中并没有什么问题。但是,如果采用这样的设计方法,在进行施工的时候,一个方向上的地梁位于纵向上的钢筋就要穿过在垂直方向上的地梁,如果地梁的宽度比支座的柱边长更加高的时候,那么。地梁两个方向上的有效高度就不能得到同时保证。因此,最后就必须把其中一个方向上的地梁抬高5厘米。像这样的问题,在工程设计的时候会经常遇到,因此,如果在设计人员进行设计的过程把这些问题及时解决,就会减少实际施工的困难,但是一旦工程进入施工阶段,再来解决这些问题就非常困难了。设计单位与施工单位二者还应该进行全面的交流和沟通,理解设计人员的设计理念和意图,在施工过程中进行更好的协助与配合,想设计单位及时反馈在实际情况中遇到的问题,保证能够及时的加以解决。这样在未施工前对设计图纸进行修改算是比较容易的,如果在施工过程中才发现有些问题需要修改,不但会延迟工期还会增大投入成本,浪费人力物力。
2.6 当前在土木工程设计中,存在设计单位与施工单位技术交底以及审查图纸等方面配合不到位现象
我觉得高度重视这种配合是一个合格的土木设计师应该做的,借助电话确定是一种方法,除此之外还可以通过口头商量来确定。除此之外,可以用书面文字将一些细节进行举例,使这些文件更加正规,之所以这样做是为了尽可能避免由于专业不同而认识存在巨大差异的现象。
2.7 安全使用和维护意识不够是目前土木设计的普遍现象
主要在两方面有所体现:一个是在现实的设计工作过程中,某些环境因素有较大的影响力,一般都很少考虑到这些因素对建筑结构耐久性所造成的影响,正因如此,土建机构使用寿命都比较短,结构安全事故时有发生,这不仅仅是设计公司轻视了结构耐久程度,主要的是缺乏工程设计安全意识。另一个是结构安全设计水平较低在设计规范中是非常突出的。结构的安全系数是土木设计工作中至关重要的一点。结构安全系数处在什么范围、结构构成部分承受能力的安全性以及结构工程整体的牢固性如何等多个方面。设计要求的安全等级设置水平低是我国土木工程设计中的一个现状,无法与其他国家同类的设计水平相比较,正因如此,按标准施工的现象并不多见,这使得施工质量非常低。
3 结束语
总体来说,城市化建设的步伐越来越块,在此同时,土木工程技术也得到很好的带动发展,比如基坑支护技术、钻孔灌注桩等许多先进的施工技术被逐渐应用于土木工程施工中去。对于土木工程设计师来说,不但要认真研究分析图纸,还要在新的施工技术的应用问题上多下功夫,并不断进行摸索创新。
参考文献:
[1]王占明,谢胜利.土木工程施工管理问题研究性分析[J].科技信息, 2011(33).