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【摘 要】 随着社会的不断发展进步,人们的生活水平不断提高,对居住条件的要求自然也越来越高。为了满足人们的需求,土木工程的技术也得到了不断地发展。本文介绍了土木工程中结构与地基加固技术。
【关键词】 土木工程;结构加固;地基加固
引言:
土木工程技术的发展之所以主要凭借工程实践而不是凭借科学试验和理论研究,有两个原因:一是有些客观情况过于复杂,难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。例如,地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化,至今还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践,才能揭示新的问题。例如,建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等,工程的抗风和抗震问题突出了,才能发展出这方面的新理论和技术。
一、我国土木工程的发展现状
在我国,土木工程产业一直是支持国民经济的重点产业,它对国家建设公路、铁路、桥梁、高楼大厦等都有发挥着重要的作用,并在所有工作人员的共同努力之下,已经取得了一定的成果。如,至2010年,我国高速公路总里程已经超过了7.0万千米,铁路总路程也达到8.5万千米,其中典型的铁路为青藏铁路,这是举世闻名的高原铁路,为我国青海与西藏地区的人员输送、贸易交流发挥着桥梁的作用;我国对桥梁工程的建设与研究一直没有停止过,并已经建成很多坚实、有效的桥梁。我国已经可以自主设计、管理并建设大型桥梁。其中,南浦大桥等大跨度桥梁的建成,标志着我国土木工程已经进入一个新的发展阶段;
我国土木工程的发展一直都没有停止过,它为我国的基础建设、国家经济的发展起到重要的作用。在“十二五”期间,我国将保护环境与能源发展作为了重要的战略目标之一,这对我国土木工程的发展又提出了更高的要求。
二、土木工程结构设计的重要性
首先,土木工程结构设计是关系到整个建筑的质量与安全的关键,尤其是土木工程结构设计的安全性已经成为土木工程考虑的首要因素。现代社会,建筑行业蒸蒸日上的发展对于建筑的质量与安全的要求越来越严格,因此,要保证土木工程的质量与安全,必须要重视土木工程结构设计的重要性。其次,土木工程结构设计关系到施工单位施工水平的高低。土木工程结构设计是工程的前期准备,也是关键所在,前期设计工作质量不高,将会导致后期的施工过程不能顺利进行,严重的会引起施工中的不安全事故的发生,威胁到了施工人员的生命安全,并增加了建筑成本,影响到整个建筑的质量水平。另外,土木工程结构设计也关系到国家基础事业的发展与人们的生命安全。土木建筑工程是国家的基础事业,关系到国家的整体发展情况,只有做好土木工程结构设计,才能保证整个工程达到国家建筑业的标准。
三、土木工程结构的设计与具体的施工方法
1、钢筋混凝土结构的设计原理和方法
钢筋混凝土结构主要用在房屋建设、水利工程、桥梁、隧道等土木工程项目,它是工程中各种受力的结构系统。在结构设计过程中要通过正截面承载力计算、斜截面承载力计算、扭曲截面承载力计算、裂缝控制及耐久性设计,预应力混凝土结构,钢筋混凝土构件的延性与抗震,高性能混凝土和纤维增强混凝土性能来进行设计。在工程建设的实际运用中,钢筋混凝土结构的设计要根据不同的建筑物设计来进行不同的结构设计,因为钢筋混凝土结构在外观结构上会因建筑设计不同而存在差异,其内部的构造也将发生变化,而钢筋混凝土内部钢筋的数量和形状都是影响工程的主要因素。因此,在工程实践中一定要根据具体建筑工程的构造设计来选择不同的混凝土结构设计。比如,在高层建筑、大跨度桥梁等一些技术难度相对较高的钢筋混凝土结构的设计中,一定要对结构的稳定性、结构的动力特点等作充分考虑,以防造成工程质量上的问题。
2、安装钢结构的重点
在工程建设过程中,钢结构的安装过程是比较复杂的,要根据不同的建筑选取不同的安装步骤与方法。本文就钢结构安装过程中需要注意的几点要点进行分析,具体如下:
2.1选材与连接
在建筑中,通常所要用的钢材种类有四种,即板材、型材、金属制品以及管材四大类。在土木工程建筑中,通常所用到的钢材是低合金钢、优质碳素结构钢等,这类钢材的优点是硬度强度高,缺点是可塑性较差,因此在钢结构设计时柱子截面一般多多设计为箱形截面或者宽翼缘“丁”字形、“十”字形截面等等;房梁则大多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁,如果要求特殊也可以符合截面,在钢结构安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验,并对各种规格的材料制定出各项参数。在对梁与梁之间、梁与柱之间的连接时,可以采取焊接连接或者高强螺栓连接,同时要注意高强螺栓的连接孔位的精度。制孔主要分为两种,一种是通过数控机床钻孔,此类孔的精度相对较高,另外一种则是普通的模板制孔,此类孔的精度相对较低。
2.2钢构件的堆放以及选择安装机械地点
在安装过程中,安装结构的用地面积应为结构占地面积的1.5倍。按照安装的具操作步骤,从中转堆场配套运送至现场的钢构件要采用装卸机械把其安置于安装机械的回转半径内。如果在运输过程中造成了构件的变形现象,要及时的纠正;在钢结构的安装工具上一般使用的是塔式起重机,臂杆长度要有够的覆盖面,并且起重能力要达到钢构件的起重要求,从而满足各种不同部位构件的起吊要求。钢丝绳容量也要能满足起吊的高度要求;起吊速度有足够的档次可以满足安装要求。在多机作业的情况下,臂杆的高差要足够,以避免不安全的碰撞,确保安全运转。各个塔式起重机之间要有保持一定的安全距离,以保证臂杆与塔身不相碰撞。
四、土木工程中地基加固技术
地基加固问题是土木工程中工程师面临的一个重要挑战,青藏铁路的通行让全世界对我国铁路技术得到了认可,而在青藏铁路的施工中最严峻的问题就是地基加固问题,由此可见地基加固问题仍是当今土木工程技术中所要改革和发展的一个首要问题。 地基加固技术在目前土木工程技术中使用较多的主要包括换填法、排水法、挤压法、胶结法、加筋法等方法,因工程施工地段地质不同也会因地制宜采取不同的地基加固法。
换填法是地基加固技术中最常用的一种方法,这种方法通常适用于自然地质不够适用当前工程的施工,最主要的换土垫层法和置换法。换土垫层法就是将比较优质的泥土作为材料换掉原自然土,这种方法比较适合整体置换。置换法又包括石灰置换法、碎石置换法、水泥置换法等。
排水加固法多用于沼泽地和湿地地带,因本身土质中含有丰富的水分,不适合建筑的稳定性和安全性,因止匕降多余的水分排出使土层坚硬。排水加固法有提案载预压法和真空预压法,工程量不同所采取的排水法也会不同。
加筋法是为了使土质更加稳定,不会轻易产生移动而适用的一种地基加固法,这种技术在土木工程中也很普遍,特别是高层建筑物和建筑难度性较大的工程都会采取这种地基加固技术。
五、结构截面设计中的常见问题分析
1、场地类别对抗震等级的影响
抗震等级对于框架截面设计的影响很大。一般情况下根据房屋高度和设防裂度从抗震规范中直接查出抗震等级,但对于“场地类别为I类时,除6度外,可按表内降低1度所对应的抗震等级采取抗震构造措施,但相应的计算要求不应降低”。当采用I类场地时,抗震计算的抗震等级与采取抗震构造措施的抗震等级不一样,而笔者的毕业设计的场地类别为二类,按照原先的抗震构造措施。
2、框架柱的计算长度
确定框架结构计算简图时取框架柱的长度为结构的层高,但实际上梁柱纵筋相互交叉形成的节点连接是介于刚接与铰接之间的,更接近于刚接。所以《混凝土结构设计规范》7.3.11条规定了各种柱的计算长度,对于现浇框架的底层柱取l0=1.0H0,其余各层柱取l0=1.25H0。
六、工程测量和施工管理技术与方法
工程测量是施工测量人员根据土木工程设计图纸进行测量工作,为工程施工做出一定的标志和记录。工程测量贯穿整个施工过程,使设计图纸能够正确实施和呈现。测量中应坚持“从整体到局部,先控制后碎步”的原则,避免测量错误而产生的工程质量问题。
在工程的具体测量工作中,测量的人员应该有的是专业的知识和具体的实际工作的经验,做好各项器械和实际的图纸的使用比例工作,对于测量的数据做好相关的测试和复测,对于具体的数据和相关数据的记录检测工作都是需要认真给出的。
七、结束语
随着科学技术的不断进步,我国建筑行业也在不断发展,在土木工程的建设中,要积极引进先进的技术,通过运用新型的材料不断推动建筑的发展。同时,在实际的工程中,要注意统筹全局,把好每一步关卡,保证建筑的质量和安全,从而不断满足社会主义现代化建设的要求,促进我国国民经济的快速增长。
参考文献:
[1]徐克红.结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用[J].中小企业管理与科技,2013(09).
[2]陈光宇.浅谈土木工程中结构与地基加固技术[J].黑龙江科技信息,2012(04).
[3]王霞,郭志刚.浅谈土木工程中结构与地基加固技术[J].民营科技,2012(05).
【关键词】 土木工程;结构加固;地基加固
引言:
土木工程技术的发展之所以主要凭借工程实践而不是凭借科学试验和理论研究,有两个原因:一是有些客观情况过于复杂,难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。例如,地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化,至今还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践,才能揭示新的问题。例如,建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等,工程的抗风和抗震问题突出了,才能发展出这方面的新理论和技术。
一、我国土木工程的发展现状
在我国,土木工程产业一直是支持国民经济的重点产业,它对国家建设公路、铁路、桥梁、高楼大厦等都有发挥着重要的作用,并在所有工作人员的共同努力之下,已经取得了一定的成果。如,至2010年,我国高速公路总里程已经超过了7.0万千米,铁路总路程也达到8.5万千米,其中典型的铁路为青藏铁路,这是举世闻名的高原铁路,为我国青海与西藏地区的人员输送、贸易交流发挥着桥梁的作用;我国对桥梁工程的建设与研究一直没有停止过,并已经建成很多坚实、有效的桥梁。我国已经可以自主设计、管理并建设大型桥梁。其中,南浦大桥等大跨度桥梁的建成,标志着我国土木工程已经进入一个新的发展阶段;
我国土木工程的发展一直都没有停止过,它为我国的基础建设、国家经济的发展起到重要的作用。在“十二五”期间,我国将保护环境与能源发展作为了重要的战略目标之一,这对我国土木工程的发展又提出了更高的要求。
二、土木工程结构设计的重要性
首先,土木工程结构设计是关系到整个建筑的质量与安全的关键,尤其是土木工程结构设计的安全性已经成为土木工程考虑的首要因素。现代社会,建筑行业蒸蒸日上的发展对于建筑的质量与安全的要求越来越严格,因此,要保证土木工程的质量与安全,必须要重视土木工程结构设计的重要性。其次,土木工程结构设计关系到施工单位施工水平的高低。土木工程结构设计是工程的前期准备,也是关键所在,前期设计工作质量不高,将会导致后期的施工过程不能顺利进行,严重的会引起施工中的不安全事故的发生,威胁到了施工人员的生命安全,并增加了建筑成本,影响到整个建筑的质量水平。另外,土木工程结构设计也关系到国家基础事业的发展与人们的生命安全。土木建筑工程是国家的基础事业,关系到国家的整体发展情况,只有做好土木工程结构设计,才能保证整个工程达到国家建筑业的标准。
三、土木工程结构的设计与具体的施工方法
1、钢筋混凝土结构的设计原理和方法
钢筋混凝土结构主要用在房屋建设、水利工程、桥梁、隧道等土木工程项目,它是工程中各种受力的结构系统。在结构设计过程中要通过正截面承载力计算、斜截面承载力计算、扭曲截面承载力计算、裂缝控制及耐久性设计,预应力混凝土结构,钢筋混凝土构件的延性与抗震,高性能混凝土和纤维增强混凝土性能来进行设计。在工程建设的实际运用中,钢筋混凝土结构的设计要根据不同的建筑物设计来进行不同的结构设计,因为钢筋混凝土结构在外观结构上会因建筑设计不同而存在差异,其内部的构造也将发生变化,而钢筋混凝土内部钢筋的数量和形状都是影响工程的主要因素。因此,在工程实践中一定要根据具体建筑工程的构造设计来选择不同的混凝土结构设计。比如,在高层建筑、大跨度桥梁等一些技术难度相对较高的钢筋混凝土结构的设计中,一定要对结构的稳定性、结构的动力特点等作充分考虑,以防造成工程质量上的问题。
2、安装钢结构的重点
在工程建设过程中,钢结构的安装过程是比较复杂的,要根据不同的建筑选取不同的安装步骤与方法。本文就钢结构安装过程中需要注意的几点要点进行分析,具体如下:
2.1选材与连接
在建筑中,通常所要用的钢材种类有四种,即板材、型材、金属制品以及管材四大类。在土木工程建筑中,通常所用到的钢材是低合金钢、优质碳素结构钢等,这类钢材的优点是硬度强度高,缺点是可塑性较差,因此在钢结构设计时柱子截面一般多多设计为箱形截面或者宽翼缘“丁”字形、“十”字形截面等等;房梁则大多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁,如果要求特殊也可以符合截面,在钢结构安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验,并对各种规格的材料制定出各项参数。在对梁与梁之间、梁与柱之间的连接时,可以采取焊接连接或者高强螺栓连接,同时要注意高强螺栓的连接孔位的精度。制孔主要分为两种,一种是通过数控机床钻孔,此类孔的精度相对较高,另外一种则是普通的模板制孔,此类孔的精度相对较低。
2.2钢构件的堆放以及选择安装机械地点
在安装过程中,安装结构的用地面积应为结构占地面积的1.5倍。按照安装的具操作步骤,从中转堆场配套运送至现场的钢构件要采用装卸机械把其安置于安装机械的回转半径内。如果在运输过程中造成了构件的变形现象,要及时的纠正;在钢结构的安装工具上一般使用的是塔式起重机,臂杆长度要有够的覆盖面,并且起重能力要达到钢构件的起重要求,从而满足各种不同部位构件的起吊要求。钢丝绳容量也要能满足起吊的高度要求;起吊速度有足够的档次可以满足安装要求。在多机作业的情况下,臂杆的高差要足够,以避免不安全的碰撞,确保安全运转。各个塔式起重机之间要有保持一定的安全距离,以保证臂杆与塔身不相碰撞。
四、土木工程中地基加固技术
地基加固问题是土木工程中工程师面临的一个重要挑战,青藏铁路的通行让全世界对我国铁路技术得到了认可,而在青藏铁路的施工中最严峻的问题就是地基加固问题,由此可见地基加固问题仍是当今土木工程技术中所要改革和发展的一个首要问题。 地基加固技术在目前土木工程技术中使用较多的主要包括换填法、排水法、挤压法、胶结法、加筋法等方法,因工程施工地段地质不同也会因地制宜采取不同的地基加固法。
换填法是地基加固技术中最常用的一种方法,这种方法通常适用于自然地质不够适用当前工程的施工,最主要的换土垫层法和置换法。换土垫层法就是将比较优质的泥土作为材料换掉原自然土,这种方法比较适合整体置换。置换法又包括石灰置换法、碎石置换法、水泥置换法等。
排水加固法多用于沼泽地和湿地地带,因本身土质中含有丰富的水分,不适合建筑的稳定性和安全性,因止匕降多余的水分排出使土层坚硬。排水加固法有提案载预压法和真空预压法,工程量不同所采取的排水法也会不同。
加筋法是为了使土质更加稳定,不会轻易产生移动而适用的一种地基加固法,这种技术在土木工程中也很普遍,特别是高层建筑物和建筑难度性较大的工程都会采取这种地基加固技术。
五、结构截面设计中的常见问题分析
1、场地类别对抗震等级的影响
抗震等级对于框架截面设计的影响很大。一般情况下根据房屋高度和设防裂度从抗震规范中直接查出抗震等级,但对于“场地类别为I类时,除6度外,可按表内降低1度所对应的抗震等级采取抗震构造措施,但相应的计算要求不应降低”。当采用I类场地时,抗震计算的抗震等级与采取抗震构造措施的抗震等级不一样,而笔者的毕业设计的场地类别为二类,按照原先的抗震构造措施。
2、框架柱的计算长度
确定框架结构计算简图时取框架柱的长度为结构的层高,但实际上梁柱纵筋相互交叉形成的节点连接是介于刚接与铰接之间的,更接近于刚接。所以《混凝土结构设计规范》7.3.11条规定了各种柱的计算长度,对于现浇框架的底层柱取l0=1.0H0,其余各层柱取l0=1.25H0。
六、工程测量和施工管理技术与方法
工程测量是施工测量人员根据土木工程设计图纸进行测量工作,为工程施工做出一定的标志和记录。工程测量贯穿整个施工过程,使设计图纸能够正确实施和呈现。测量中应坚持“从整体到局部,先控制后碎步”的原则,避免测量错误而产生的工程质量问题。
在工程的具体测量工作中,测量的人员应该有的是专业的知识和具体的实际工作的经验,做好各项器械和实际的图纸的使用比例工作,对于测量的数据做好相关的测试和复测,对于具体的数据和相关数据的记录检测工作都是需要认真给出的。
七、结束语
随着科学技术的不断进步,我国建筑行业也在不断发展,在土木工程的建设中,要积极引进先进的技术,通过运用新型的材料不断推动建筑的发展。同时,在实际的工程中,要注意统筹全局,把好每一步关卡,保证建筑的质量和安全,从而不断满足社会主义现代化建设的要求,促进我国国民经济的快速增长。
参考文献:
[1]徐克红.结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用[J].中小企业管理与科技,2013(09).
[2]陈光宇.浅谈土木工程中结构与地基加固技术[J].黑龙江科技信息,2012(04).
[3]王霞,郭志刚.浅谈土木工程中结构与地基加固技术[J].民营科技,2012(05).