土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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【摘要】本文即從土木工程結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)及提出其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可能存在的問(wèn)題，并針對(duì)在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題提出解決措施，同時(shí)結(jié)合實(shí)際，探討土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的未來(lái)發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】土木工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用發(fā)展
1、引言
土木工程是建造各類(lèi)工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。
它既指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)維修等技術(shù)活動(dòng);也指工程建設(shè)的對(duì)象，即建造在地上或地下、陸上或水中 ，直接或間接為人類(lèi)生活、生產(chǎn)、軍事、科研服務(wù)的各種工程設(shè)施，例如房屋、道路、鐵路、運(yùn)輸管道、隧道、橋梁、運(yùn)河、堤壩、港口、電站、飛機(jī)場(chǎng)、海洋平臺(tái)、給水和排水以及防護(hù)工程等。
改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)也帶動(dòng)了建筑行業(yè)的高速增長(zhǎng)。
隨著社會(huì)科學(xué)的突飛猛進(jìn)，建筑行業(yè)的技術(shù)也隨之逐步換代。
近幾年，我國(guó)的高層建筑猶如雨后春筍般拔地而起，而且高度越來(lái)越高。
我國(guó)的民用建筑大部分都向百米高度發(fā)展，對(duì)于綜合性的大樓，更是達(dá)到五、六百米，由此可見(jiàn)，土木工程的發(fā)展勢(shì)頭之猛。
潤(rùn)揚(yáng)大橋在2005年正式建成通車(chē)，這是一座全部由中國(guó)人自己設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、管理，并且采用建筑材料和絕大部分設(shè)備也由我國(guó)自行制造或生產(chǎn)的大橋。
潤(rùn)揚(yáng)大橋被國(guó)際橋梁專(zhuān)家稱為"中國(guó)奇跡"，其建設(shè)條件之復(fù)雜，技術(shù)含量之高，施工難度之大由此可見(jiàn)。
鐵路方面，我國(guó)也已建成了東起青海格爾木、西至西藏拉薩的青藏鐵路，其有相當(dāng)一部分地段穿越高原常年凍土地帶，成為世界上海拔最高、里程最長(zhǎng)的高原鐵路。
這些都說(shuō)明我國(guó)的土木工程的發(fā)展迅速。
2、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
對(duì)于土木工程結(jié)構(gòu)而言其設(shè)計(jì)目標(biāo)首先就是對(duì)建筑的安全負(fù)責(zé)，即保證建筑的主體可以滿足使用要求，并符合安全性需求。
一般房屋結(jié)構(gòu)是由板、梁、墻、柱、基礎(chǔ)或直線形構(gòu)件和桿、拱、殼等直線桿件或曲線、曲面形構(gòu)件組成。
梁是工程結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件，它承受板傳來(lái)的壓力及梁的自重，通常水平放置。
梁按截面形式分為：矩形梁、T形梁、倒T形梁、Z 形梁、空腹梁等。
柱的概述：柱在工程結(jié)構(gòu)中主要承受壓力，主要承受梁傳來(lái)的壓力以及柱的自重。
墻的長(zhǎng)、寬兩方向尺寸遠(yuǎn)大于其厚度，荷載作用方向與墻面平行，其作用效應(yīng)為軸壓力，有時(shí)還可能有彎矩。
這樣就要求做到以這些小點(diǎn)來(lái)注重土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)問(wèn)題。
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的加快，城市建設(shè)迅猛發(fā)展，隨著逐漸出現(xiàn)的鱗次櫛比的高樓大廈，日益規(guī)劃的高樓大廈，逐漸擴(kuò)大的城市規(guī)模，城市人口隨之急劇膨脹， 越來(lái)越多的發(fā)達(dá)城市不同程度上出現(xiàn)了土地資源緊張、生存空間不足、交通堵塞、生態(tài)平衡遭到破壞和環(huán)境逐步惡化、基礎(chǔ)設(shè)施落后等問(wèn)題，這些稱之為“城市病”， 嚴(yán)重影響了人類(lèi)居住的舒適度， 對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展形成制約， 成為現(xiàn)代城市發(fā)展的主要障礙。
這樣以來(lái)，建筑的經(jīng)濟(jì)性也在土木工程中占據(jù)了主要的地位。
由此，土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就不得不對(duì)安全性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合性評(píng)估，并以二者的平衡為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)施。
這種設(shè)計(jì)需求是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必然要求。
在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)該著重注意以下幾個(gè)方面：(1)結(jié)構(gòu)計(jì)算，在這里我們講的是，設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)形式是條形基礎(chǔ)，在確定基礎(chǔ)底面寬度時(shí)，依據(jù)的是地基承載力的設(shè)計(jì)值(新規(guī)范稱之為特征值)，即b≥N/(f-rh)。
h對(duì)于內(nèi)墻、外墻取值不一樣，不少計(jì)算書(shū)中誤認(rèn)為是一樣的。
r應(yīng)是基礎(chǔ)底面以上土的“平均重度”，r=20kN/m3，而學(xué)生常誤取為基礎(chǔ)底面以上“土的重度”。
我們要嚴(yán)格分清其中的概念。
(2)土建施工圖的重要性，平面圖與立面圖、剖面圖的配合建筑施工圖關(guān)鍵是平面圖、立面圖和剖面圖之間圖示內(nèi)容一致，且相互補(bǔ)充。
有的時(shí)候可能是因?yàn)槌醮卫L制內(nèi)容復(fù)雜的建筑施工圖，我們的設(shè)計(jì)者由于疏忽，沒(méi)有全局觀察，造成平立剖面圖的表達(dá)不一致。
所以我們要做到各圖所注的標(biāo)高、尺寸、定位軸線等在每張圖紙上都要認(rèn)真核對(duì)無(wú)誤，這個(gè)作為一項(xiàng)基本要求，要求在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中務(wù)必落實(shí)做好。
(3)結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)中我們要注意場(chǎng)地類(lèi)別對(duì)抗震等級(jí)的影響，抗震等級(jí)對(duì)于框架截面設(shè)計(jì)的影響很大。
一般情況下根據(jù)房屋高度和設(shè)防裂度從抗震規(guī)范中直接查出抗震等級(jí)，但對(duì)于“場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅰ類(lèi)時(shí)，除6度外，可按表內(nèi)降低1度所對(duì)應(yīng)的抗震等級(jí)采取抗震構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計(jì)算要求不應(yīng)降低”。
當(dāng)采用Ⅰ類(lèi)場(chǎng)地時(shí)，抗震計(jì)算的抗震等級(jí)與采取抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)不一樣。
我們做到結(jié)構(gòu)計(jì)算清楚明白，施工圖紙的清楚明確，同時(shí)我們也要注意場(chǎng)地類(lèi)別對(duì)抗震等級(jí)的影響。
3、土木工程的應(yīng)用發(fā)展
我國(guó)土木工程的信息化是用計(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)控制等信息匯集處理高新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)土木工程技術(shù)手段及施工方式進(jìn)行改造與提升，促進(jìn)土木工程技術(shù)及施工手段不斷完善，使其更加科學(xué)、合理，有效地提高效率，降低成本; 實(shí)現(xiàn)土木工程的信息化將引起土木工程企業(yè)管理方式的深刻革命，必然推動(dòng)企業(yè)團(tuán)隊(duì)的重組及施工流程的優(yōu)化，促使企業(yè)管理理念和手段的革新; 土木工程的信息化是土木工程市場(chǎng)發(fā)展的高級(jí)階段，必定融入現(xiàn)代物流業(yè)、電子商務(wù)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)土木工程的高效益、高效率。
對(duì)土木工程的發(fā)展起關(guān)鍵作用的，首先是作為工程物質(zhì)基礎(chǔ)的土木建筑材料，其次是隨之發(fā)展起來(lái)的設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)。
每當(dāng)出現(xiàn)新的優(yōu)良的建筑材料時(shí)，土木工程就會(huì)有飛躍式的發(fā)展。
地球上可以居住、生活和耕種的土地和資源是有限的，而人口增長(zhǎng)的速度是不斷加快的。
因此我國(guó)會(huì)出現(xiàn)人口眾多、城市擁擠、環(huán)境污染嚴(yán)重、人均土地資源占有量少等更多情況，因此開(kāi)發(fā)其它可利用空間勢(shì)在必行。
因此，人類(lèi)為了爭(zhēng)取生存，土木工程的未來(lái)至少有向高空延伸、向地下發(fā)展、向海洋拓寬、向沙漠進(jìn)軍與向太空邁進(jìn)這五個(gè)方向發(fā)展。
4、結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展， 無(wú)論是結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析， 還是結(jié)構(gòu)的施工手段和方法以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論，土木工程專(zhuān)業(yè)無(wú)論是實(shí)踐還是研究都已取得顯著成就，并取得非常大的突破。
土木工程隨著人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步而發(fā)展，至今已經(jīng)演變成為大型綜合性的學(xué)科，它已經(jīng)出許多分支，如：建筑工程，鐵路工程，道路工程，橋梁工程，特種工程結(jié)構(gòu)，給水排水工程，港口工程，水利工程，環(huán)境工程等學(xué)科。
土木工程共有六個(gè)專(zhuān)業(yè)：建筑學(xué)，城市規(guī)劃，土木工程，建筑環(huán)境與設(shè)備工程，給水排水工程和道路橋梁工程。
土木工程作為一個(gè)重要的基礎(chǔ)學(xué)科，有其重要的屬性為綜合性，社會(huì)性，實(shí)踐性，統(tǒng)一性。
土木工程為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的改善提供了重要的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)眾多產(chǎn)業(yè)的振興發(fā)揮了促進(jìn)作用，工程建設(shè)是形成固定資產(chǎn)的基本生產(chǎn)過(guò)程，同時(shí)，土木工程的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)繁榮和科技進(jìn)步是密不可分的。
這樣以來(lái)，建筑業(yè)和房地產(chǎn)成為許多國(guó)家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)支柱之一。
參考文獻(xiàn)：
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