首页 > 文章中心 > 土木工程结构论文

土木工程结构论文

土木工程结构论文

土木工程结构论文范文第1篇

1.1地下室设计中存在的问题建筑结构设计单位在设计建筑结构的时候,必须要加强对地基稳固度的重视程度。地基的质量在很大程度上会受到地下室设计状况的影响,所以说做好地下室的设计工作时非常重要的。从我国很多建筑结构设计企业的发展现状来看,其中还存在不少问题,例如,没有严格要求地下室设计成效;在未详细了解建筑物墙体厚度、混凝土强度、建筑材料性能的基础上,就盲目地开展地下室设计工作,这直接影响到了建筑结构设计工作的可靠性,对将来的建筑工程施工质量而言,埋下了安全隐患。

1.2图纸设计中存在的问题建筑工程的施工步骤都是按照事先设计的施工图纸展开的,所以对于整个施工环节来说,建筑施工设计图纸有着至关重要的作用。可以说图纸设计工作的成效,会对整个直接建筑工程的施工质量产生重大影响。然而,从我国建筑施工企业的施工现状来看,很多施工团队都忽视了设计图纸工作的重要性,采取了不认真的态度对待施工图纸设计工作,使得施工图纸不够严谨,缺乏学科、合理性。例如,在设计各层结构的具体施工图的时候,使用了不标准的图集,也没有弄清楚各层梁、柱、墙的详细构造。

1.3建筑选址中存在的问题我们常说:“万事开头难。”如此可见,要想做好一件事情,就必须要有一个好的开头。这句话运用到建筑结构的设计工作中,也就意味着要做好最基本的结构设计工作。对于任何建筑施工项目而言,倘若选址存在不稳定状况,那么再好的建筑结构也无法为整个建筑工程的施工质量提供保障。当前,在建筑选址中存在的选址缺乏合理性、科学性等问题,直接影响到了建筑施工项目的安全系数,不利于提高建筑施工项目的质量。

2建筑结构设计对策

2.1优化建筑结构设建筑结构设计单位在优化设计高层建筑结构的时候,需要注意几个问题:(1)设计工作要为提高建筑工程的施工质量服务;(2)要尽可能地控制好工程造价,将之设计在可接受范围内。对此,需要建筑结构设计单位,在开展设计工作的过程中,要充分考虑投资商的经济实力和实际的施工需求,权衡建筑项目的施工质量与建筑施工企业投资回报之间关系。所以建筑结构设计单位,要借助“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的原则,对建筑结构进行优化设计,促使建筑结构设计单位制定的方案可以达到令人满意的效果。

2.2加强沟通与交流建筑结构设计师在开展建筑结构设计工作之前,应该要加强与承包商、投资商之间的沟通与交流,并通过与他们之间展开的交谈活动,了解到建筑工程的具体施工要求,同时充分了解本次到建筑工程的施工基调,对建筑工程的施工现场以及地质条件进行整体把握,明确建筑方每个部门需要注意和配合的地方,将建筑结构设计的基本方案确定下来。

2.3明确参数含义在建筑工程中的有些专业术语难以区分,对于建筑结构的设计师而言,在没有明确参数定义的前提下,开展设计工作,必然会影响到设计质量。理论上而言,参数是没有明确界限的,但是在具体建筑工程施工环节中,每个参数都需要界定实际有效意义,所以设计人员应该明确参数的含义,并在实际的设计工作过程中,对这些参数加以正确利用。

3结束语

土木工程结构论文范文第2篇

关键词:发展阶段;大型土木工程

中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:

土木工程的建设由来已久。由原来的伐木采石,模仿天然掩蔽物建造居住场所,到现在的美轮美奂的超高层建筑、雄伟的水利水电工程和超高超长跨度的桥梁,土木工程经历了一个漫长的发展历程。在这个漫长的发展历程中,无论是土木工程结构的理论方法、力学分析、施工手段 , 还是土木工程的地基基础处理 , 都有了非常大的突破和发展。

一、土木工程发展历史

1.古代土木工程

公元前 5000 年开始至 17 世纪中叶时期,称为古代土木工程阶段。土木工程的古代时期是从新石器时代开始的。人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至 18 ~ 19 世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。历经漫长的古代大型土木工程的发展,土木工程建设内容更加丰富,建设工具有了新的发展,同时人们积累了丰富的土木工程建设的经验,为大型土木工程建设的发展打下了坚实的基础。

2. 近代土木工程

产业革命的开始是近代土木工程发展的开端。随着近代工业的发展,人类的生活需求也不断增长,这些不仅反映在吃穿行上,还反映在房屋建筑及市政工程方面。而电力的应用,使高层建筑实用化成为可能;电气照明、给水排水、供热通风、道路桥梁等市政设施与房屋建筑结合配套,开始了市政建设和居住条件的近代化;在结构上要求安全和经济,在建筑上要求美观和适用。随着大型土木工程近代工业化的进一步发展,在 19 世纪中叶为满足科学技术发展和分工的需要,土木和建筑开始分成为各有侧重的两个单独学科分支。工程实践经验的积累促进了理论的发展。材料力学、静力学、运动学、动力学等学科逐步形成,各种静定和超静定桁架内力分析方法和图解法得到很快的发展。这为大型土木工程建设的理论提供了很好的交流平台,有利于促进土木工程建设理论的进一步发展。理论上的突破 , 反过来极大地促进了工程实践的发展,这样就使近代土木工程这个工程学科日臻成熟。第一次世界大战以后,近代土木工程发展到成熟阶段。这个时期的一个标志是道路、桥梁、房屋等大规模建设的出现。另一个标志是预应力钢筋混凝土的广泛应用。

3. 现代土木工程时期

第二次世界大战的结束刚好是现代土木工程发展的开端。第二次世界大战结束后,社会生产力出现了新的飞跃,现代主义运动取得了全面胜利。现代科学技术突飞猛进,土木工程进入一个新时代。在近 40 年中,前 20 年土木工程的特点是进一步大规模工业化,而后 20 年的特点则是现代科学技术对土木工程的进一步渗透。

二、土木工程理论、材料及技术的发展

通过多年来实践探索,土木工程的发展日臻完善。在科学理论方面,理论研究精密化,计算力学、结构动力学、动态规划法、网络理论、随机过程论、滤波理论的成果,随着计算机探讨土木工程发展趋势的普及而渗进了土木工程领域。结构动力学也已发展完备,荷载不再是静止的和确定性的,而被作为随时间变化的随机过程来处理。静态的、确定的、线性的、单个的分析,逐步被动态的、随机的、非线性的、系统与空间的分析所代替。电子计算机使高次超静定的分析成为可能,进而使得高层建筑中框架 、剪刀墙体系、筒中筒体系空间工作和大跨度的桥梁得以实现。大跨度建筑的形式层出不穷,薄壳、悬索、网架和充气结构覆盖大片面积,满足种种大型社会公共活动的需要。从材料特性、结构分析、结构抗力计算到极限状态理论,在土木工程各个分支中都也得到了充分发展。理论研究的日益深入,使现代土木工程取得了许多质的进展。在工程材料方面,标号为 500 ~ 600 号的混凝土已在工程中普遍应用,而轻质、高强化的混凝土成为大跨、高层、结构复杂的工程的新要求。高强钢材与高强混凝土的结合使预应力结构得到较大的发展,先张法和后张法的预应力混凝土屋架、吊车梁和空心板在工业建筑和民用建筑中广泛使用。同时铝合金、镀膜玻璃、石膏板、玻璃钢等工程材料以现代科学技术的进步为背景发展迅速,为大跨、高层、结构复杂的工程建设提供了全新的支持。在施工技术方面,种种现场机械化施工方法发展得特别快。同步液压千斤顶,滑模,直升机安装天线,用一群小提升机同步提升大面积平板的升板结构等一系列施工方法广泛应用。此外 , 钢制大型吊装设备与混凝土自动化搅拌楼、输送泵等相结合,形成了一套现场机械化施工工艺,使传统的现场灌筑混凝土方法获得了新生命,在高层、多层房屋和桥梁中部分地取代了装配化,成为一种发展很快的方法。

三、土木工程发展新方向

飞速的经济发展,使得大城市及超级大城市的数量急剧上升,人们对空间的概念日趋强烈,寸土寸金普遍成为人们的共识。因此为了满足人们对日益发展的空间需求,高层、超高层建筑的建设得到普遍重视。同时高层、超高层建筑的建设也是解决人们空间日趋紧张问题的重要途径。飞速经济的发展不仅仅是空间需求的问题,更有电力、能源等多方面的需求。大型水利水电工程的建设,大型矿山资源的开发,石油、天然气等重要能源的运输等都成为影响经济发展的重要因素。因此,大型公益土木工程的修建,显得极为重要。而鉴于我国能源、电力多分布于西南地区,多为山区、丘陵、高原等复杂地形,同时该地区地质条件复杂。为使水利水电建设、矿山资源开发以及重要能源运输等大型土木工程的建设得以实现,大跨度桥梁、隧洞等工程成为整个工程中的关键。由上述可知,高层、超高层建筑的建设,水利水电设、矿山资源的开发、重要能源的运输等大型公益土木工程的建设以及配套的大跨度桥梁、超长隧洞等工程将成为经济发展的必须。而精密化的理论研究、全新的工程材料和先进的施工技术,又使得大跨、高层、结构复杂的大型土木工程的建设得以实现。可见,大型土木工程的普及建设必将成为未来土木工程发展的新方向。

土木工程结构论文范文第3篇

关键词:土木工程;结构设计;存在问题;解决方案

近年来,我国高速公路、桥梁、高楼大厦的建成,不仅给人们生活带来了极大的便利,还促进了我国建筑事业的不断发展。但是在土木工程施工过程中,经常有事故发生,一定程度上给人们的生活带来了麻烦,浪费了国家的经济财产。所以针对这一现象,国家要加强对土木工程建设的监管力度,减小事故发生的比例,结构设计者在设计的过程中既要保证设计的合理性,还要保证其安全性。

一、土木工程结构设计存在的问题

土木工程结构设计是工程建设的重要环节,结构设计的效果与施工的水准,决定着结构工程的安全性[1]。从调查得知,目前我国的建筑部门,对土建结构设计的管理水平还比较低,与发达国家还有很大的差距,事故发生的频率比较高,且经济损失也比较惨重,此外,我国土建工程结构设计缺少严格的规范,这也会导致设计结构的牢固性差,没有足够的承载力,带来安全隐患。结构的牢固性可以保证建筑的安全性,所以结构的设计者在设计的过程中要把安全设计理念放在第一位,防止因结构不牢固而导致坍塌现象的发生。近年来,我国的土木工程结构设计存在的问题主要体现在以下几个方面:

(一)工程设计安全规范标准低

土建工程的结构设计安全性主要体现在:结构构件的承载能力、安全性,结构的整体牢固性、耐久性等方面。我国土建工程的结构设计安全性设计标准总体要比国外低,这会给工程施工带来很大的困难,也会导致工程的质量降低。

(二)工程设计规范整体牢固性擦差

土建工程建筑不仅要保证结构构件有足够的承载能力,还要保证整体结构的牢固性,保证结构的牢固性是为了不会因局部的破坏而导致了大范围的坍塌,或者是说不会造成不良的后果。结构的牢固性主要是凭借结构的延性和冗余度来保证的,这样可以有效的抵抗地震、爆炸等灾害的破坏,减小灾难的损害程度,减少经济损失[2]。对于这样的问题我国很常见,很多工程的整体牢固性都很差,面对地震、火灾、爆炸等灾害的发生,造成很严重的后果,往往都会整体坍塌,特别是在地质情况较为复杂的地区这种现象发生的频率更高。我国土木工程在结构设计时不重视其整体牢固性的现象是普遍存在的,造成的后果也是令人胆战心惊的。

(三)土木工程的耐久性、使用和维护意识差

土建工程的耐久性是工程结构设计的重点,所以对其要求非常严格,要考虑很多方面,要考虑到环境因素、地质因素等,要根据具体情况进行合理的规范[3]。我国在混凝土结构施工过程中,总会发生因钢筋生锈导致混凝土腐烂现象的发生,不仅会导致安全事故发生,还大大减少了土建结构的使用寿命,这种现象的发生与使用者有关,使用者并没有足够的认识,使用和维护意识比较差。

(四)忽略了环境的影响

土木工程结构设计要考虑环境因素,要综合气候的湿度、温度、水土的酸碱度进行分析,但在现实的设计过程中,往往这些因素总是被忽略,这不仅会给混凝土的施工带来很大的麻烦,还不利于保持工程的耐久性和安全性[4]。

(五)对构造柱和承重柱的区分问题

土木工程结构设计的构造柱和承重柱,可以有效的防止墙体裂缝现象的产生,二者的合理配合设计是提高房屋防震水平的重要手段。但目前来看,实际人员总是混淆构造柱和承重柱的概念,在没有任何前提条件下,将承重柱的设计方法直接用到对构造柱的设计中,这是不能抵抗地震的强烈震动的,进而就会导致墙体出现裂痕,甚至房屋整体倒塌。

二、土木工程结构设计的解决方法分析

加强土木工程建设结构的安全性和耐久性是十分必要的,符合我国当今社会的发展状况和要求。土木工程结构设计的安全性是国家较为关注的内容,所以国家要针对发现的问题找到合理的解决方案,例如:国家的相关部门要强化土木工程耐久性的基础理论研究,并制定标准的技术规范和监察措施,完善土建工程结构使用阶段的正确监察和维护机制;加强设计人员对结构耐久性和使用寿命的意识,用科学的手段约束从业人员和机构的认证;学习外国的先进技术和建筑经验,注重人性化管理,鼓励科技创新,提高技术水平;合理制定结构设计的标准,建议建筑单位吸取不同的意见,使规范达到标准[5]。具体可以从以下几个方面来改进:

(一)严格要求土木结构设计规范和标准

土木工程的结构设计理念和技术水平要符合国家的规范,对于那些不够完善的技术,要虚心的向国外学习借鉴,并结合自己的实际情况,科学的改进技术,此外还要完善管理体制,做到科学管理。

(二)加强设计人员的业务水平

土木工程建设的结构设计人员是建设中的关键,在人才的选用时,应选择综合素质高、具有丰富经验、和较高责任感的人,这样可以保证土木工程的设计质量和水平。建筑单位应加强设计人员的理论学习,找专业人才进行培训,是设计人员可以熟练的掌握设计理论和设计方法,不断完善自身的知识体系,使自己的设计水平上升大一个新的高度。建筑单位应对设计人员做出的数据进行仔细分析,防止安全隐患的发生。

(三)定期对土木工程进行检查

国家的监管部门要加大对土木工程的监管力度。事实上,土木工程建筑在使用前和使用时是很难发现牢固性问题的,所以,应该定期对工程进行检查,保证其安全性和耐久性。

结束语:

综上所述,土木工程建设作为我国主要发展的事业,有利于经济的快速发展,同时,土木建筑工程设计的安全性是大家普遍关心的问题。土木工程的安全性和耐久性是建筑中的关键问题,它决定着工程的质量和使用年限,关系着人民的生命和财产安全,所以,土木工程结构设计人员要不断总结经验,提高自己的设计水平,设计出安全系数高的建筑方案,保证国家和人民的利益。

参考文献:

[1] 李策.基于土木工程结构设计安全问题及应对策略探究[J].建材发展导向(下),2014(11):116-116.

[2] 楼晓雷.关于土木工程结构设计中存在的问题及措施[J].建筑工程技术与设计,2014(9):124-124.

[3] 刘军,鲍利.某体育馆结构分析设计及相关问题的思考[J].江苏建筑,2012(1):33-35,63.

土木工程结构论文范文第4篇

关键词:土木工程;结构设计;经济性;安全性

Abstract: This article in view of the importance of the civil engineering structure design, on the economy and safety of structure design in civil engineering are studied.

Key words: civil engineering; structural design; economic; security

中图分类号:TU2 文献标识码:文章编号:

一、土木工程结构设计的安全性

1.加强工程结构设计安全性的管理

要想保证土木工程的质量,就必须要聘用好的设计单位,只有资质深的工程设计单位才能够设计出安全的土木工程,因此,土木工程结构设计相关单位一定要具备级别高的资质,而且要具备非常强大的实力,同时还有有先进的内部管理。这样的设计单位在设计理论比较扎实,设备齐全,同时设计工作者的知识丰富,具备非常高的素质,因此,设计出的工程结构更安全,让人放心。

2.设计单位要提高设计水平

设计单位要不断学习,掌握新的知识和理论方法,提高设计的水平。方法和技术可以不断更新和进步,人也要不断地学习新知识和充实自己。设计人员全面掌握设计的理论和方法是前提,再根据实际工作进行领悟和完善。例如:在选择建筑材料的过程中,需要对材料的安全性做出整体的评价,并要对概念设计进行精确的验算,通过这种方式来获得更加安全可靠的结构模式,有效的提高建筑结构的安全性。设计人员在熟练掌握理论方法的基础上,通过图书、网路等途径去更新充实自己的知识体系,所学知识要与世界同步、与时代接轨。

3.全面设计计算工程

通常情况下,土木工程的设计者考核和工程计算项目都能够实现达标,但是近几年来发生了许多土木工程事故,调查显示,之所以会有这样的事故发生,很大一部分原因都是由于工程的设计者在进行工程项目的计算时,遗漏了个别的小项目的计算。例如长春某设计院设计的一座大桥,工程还没有完工就出现了裂缝,经过调查和现场勘察,最终发现是由于设计工程时遗漏了对裂缝宽度的验算,也就是工程中出现裂缝宽度过大的原因。

4.要对设计文件上的内容做详细的说明

通常情况下,任何一个施工单位的施工人员的素质都是不同的,正是工程施工人员的素质不同,受过的教育不同,工程项目的设计者才更需要对设计图纸做详细的说明,尤其是一些很重要的施工环节。比如在土木工程的设计图纸上,没有说明钢筋的接头问题,因为钢筋的长度基本上都是相同的,施工技术水平较低的工作人员通常会把钢筋的同一构面接长,但是也有特殊的情况,不说明便出现了问题。因此,土木工程设计单位的设计工作者要对工程施工图纸的细节做详细的说明,特别是一些重要的施工环节,而且设计工作者还应该积极吸取被人的经验教训,小心谨慎地设计工程施工方案和工程施工图纸,有效避免施工事故的发生。

5.全程监控施工

土木工程的结构设计完成以后,工程的设计单位要与施工单位随时保持联系,最好设计单位能够派人到工程施工现场进行施工的监督。一旦发现施工问题,要及时与图纸进行核对,指导施工人员对施工问题进行改善,最好还能够提出一些有用的意见或者建议,进而引起施工人员对工程质量的高度重视。土木工程由于监控不力出现的事故很多,一旦发现不正常的现象,一定要对工程提出质疑,引起管理人员与工作者的高度重视,避免事故的发生。因此,加强对工程施工的全过程监控也是非常有必要的。

二、土木工程结构设计的经济性

1.加强结构设计经济性的管理

土木工程结构设计的经济性的落实是离不开科学的管理的。土木工程项目通过招投标,能够全面详细地对工程的设计方案进行评比与论证。站在管理的角度讲,工程的结构设计的经济性要建立在安全性的基础之上,二者的要求都得到了满足在考虑诸如美观等的方案。如果复杂的因素较多,那么最好选择一个既经济又安全的设计方案,将工程没有必要的开支降到最低。

2.根据工程项目的具体情况进行工程项目的结构设计

虽然工程设计标准图得到了相关部门的认可,根据标准图来进行设计能够减少工作量,避免低级错误,但是毕竟每一个工程都有其各自的工程特点,如果所有的工程都使用一个设计模板,那么势必会忽略一些环节,或者增加一些没有必要的环节。对于一些小的工程项目,设计工作使用模板能够降低费用,而且工程施工人员熟悉,施工起来方面应手。对于一些大中型工程,由于这些工程的机构构件较大,数量多,将小部件优化就会使工程造价降低。因此,土木工程结构设计工作人员要对有可能压缩的工程项目进行认真的核算,争取在保证结构设计安全性的基础上,实现经济性。

3.减少安全积累

有的工程项目的结构设计需要考虑到很多参数,这些参数对工程的质量都起着重要的作用,但是一定要尽量减少多个参数设计下的安全积累,只有这样在才能够降低工程事故的发生率。比如在进行钢筋混凝土结构构件的设计时,需要考虑材料、尺寸、用量,以及布置和截面形状等。在同一个荷载中,设计出的结果各不相同,但是必须要满足构造和强度的相关要求。只有将这些条件都考虑进去,才能够考虑构件的美观和经济问题。

4.注重大局利益

任何一个土木工程的建设都需要与其他单位建立一定的关系。各个工程项目建设的参与单位要有效配合,注重大局利益,进而从根本上降低给工程的建设成本。加强各参与方的合作,以大局为重不仅能够按时完成工程建设,而且还能够有效避免由于费用增加等造成的设计问题。比如在进行桥孔的设计时,需要准确的水文资料,但是水文站能够提供的资料非常少,如果工程设计单位根据不齐全的水文资料进行工程施工方案的设计,那么工程设计方案肯定不合理,而且会增加工程成本。与此同时,水文站提供的保守的计算方法也会导致工程造价的增加。

三、结束语

总之,随着社会经济的发展,土木工程建设得到了前所未有的发展,土木工程项目的数量日益增多,同时出现的各种土木工程事故也在增加。土木工程的结构设计是工程保证工程质量的关键,结构设计是否合理直接关系着工程项目的施工,影响着工程项目的实用性,甚至关系着人民的生命财产安全。因此,为了提高土木工程的质量,保障人民的生命财产安全,降低国家的经济损失,我们必须要加强对土木工程结构设计的研究,提高结构设计的经济性和安全性。

参考文献:

[1]邱海军.倪春霞.浅谈高层建筑结构设计的安全与经济[J].科技创新导报.2010.(05).

土木工程结构论文范文第5篇

中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:

1 现代土木工程的特点

适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物,既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。

1.1建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低,有些价格过高,应用范围受到限制,因而尚待作新的探索。另外,对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,虽已取得显著成果,仍继续进展。

1.2工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。

1.3工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝,会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。

1.4工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况,达到适用、经济、安全、美观的目的。为此,已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值,研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律,积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩同作用的分析,进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论;同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。

1.5工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。

2 未来土木工程的发展

2.1指导理论的继续发展。在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上,现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展,用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用,使得对复杂的情况的模拟更有把握,更接近于现实。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。

另一方面,土木工程学科将向周围继续发散,与材料,环境,化学,电子信息,机械, 城市规划,建筑等相关学科进一步的交叉,融合,互相支持,互相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学科,如对城市地下空间的大规模利用就使得新的地下规划学科有了产生和发展的必要。不同次级学科的理论也会相互渗透,比如现在就有一些大型体育场馆采用了类似桥梁的悬索结构。

2.2工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物,从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面,有了好的理论和设计,没有好的工程实践,一样不会产生一个优秀的作品。

信息时代正在迎面走来,其他学科和其他方面的新观点新技术,必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论,施工技术,新材料,环境工程,经济理论等等。

2.2.1全过程信息化。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中,重点不仅仅限于CAD方面,也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集,分析,整理;对建筑物结构,强度,可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。

全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控,及时掌握整个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的高潮,20~30年后,现在这些建筑物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作,对今后维护也大有帮助。

信息化也成为专家系统技术的基础。程序的解题能力不仅取决于它所采用的形式化体系和推理模式,而且取决于它所拥有的知识。要使一个程序具有智能,必须向它提供大量有关问题领域的高质量的信息输入。

2.2.2可持续发展和人性化。这两个要求是与社会经济的发展相适应的,社会的发展要求更加充分合理的利用资源,社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。

整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的,在可持续发展成为整个社会的主题的时候,土木工程也必然的要面对这个问题。对资源和能源的节约,包括在建设中的和使用过程中的,成为土木工程以后的一个方向,这要求有良好的设计和有效的运作管理机制,土木工程构筑物在它的整个寿命周期,从规划,设计,建造到建成后的使用,维护,拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小,同时尽可能大发挥它的社会经济效应。这对土木工程提出了新的要求。具体的要求包括,资源的保护,资源再利用,污染控制和全方位的质量。我国的青藏铁路较好的体现了可持续发展的特性,从设计环节开始就注意了对青藏高原脆弱生态环境的保护,全路设计为封闭构造,杜绝了固体废弃物的污染,也严格的控制了噪音污染。施工过程中也相当注重对周围环境的影响。