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土木工程设计研究

土木工程设计研究

土木工程设计研究范文第1篇

关键词:土木工程;荷载;结构设计;研究

土木工程结构是整体建筑工程中的荷载骨架,针对于土木工程结构的设计与规划,主要是指土木工程建设环节中所应用的材料、尺寸、骨架类型等。在土木工程结构设计上需要保障工程的稳定性、耐久性以及安全性等问题。此外在具体的设计过程中需要与工程实际的荷载为研究重点,保障结构设计能够与荷载有序结合,保障土木工程设计的精密性。

1 土木工程荷载与结构设计关系

在土木工程施工荷载问题的分析与结构设计联系紧密,从众多的土木工程施工结果上来看,土木工程荷载决定着结构施工的方向以及施工方法采用。土木工程荷载实际上是指建筑结构上所收到的不同程度的形变,而在土木结构上所产生的形变。在不同环境、不同施工技术下的土木工程项目,其荷载类型不同。大部分的工程荷载主要为以下几种:第一,基于时间变化的荷载。土木工程荷载会随着时间的变化而发生变化,可以分为永久、偶然、突变等形式的荷载。这些荷载类型与建筑结构、自重、压力等有关系,荷载也会随着这因素增加或者是减小。如地震、大风等都为自然荷载,这些荷载变化缺乏一定的规律性,在土木工程中难以控制。第二,结构动力反应分类。土木工程荷载从建筑动力角度出发,可以分为静荷载和动荷载。动荷载伴随着时间的变化而发生规律的变化。

土木工程结构设计决定着荷载的变化。这是因为,在土木工程结构设计当中包含了工程结构设计和功能设计,功能设计中注重的是采用何种方法来强化土木工程的结构支撑,在具体的施工中采用不同的结构设计模式,涉及到不同类型的荷载形成。

2 土木工程荷载要点分析

2.1 荷载值确定

土木工程项目荷载可以通过结构模式、荷载类型进行精确的计算,从而实现土木工程施工。在土木工程中包含了自重、结构重力等内容,其中自重是指土木工程结构的自身重量,该种类型的重量也是一种永久性的荷载。如土木工程深基坑部分的重量、土的重量等都属于工程中永久性荷载。那么在对于该种永久性荷载进行计算中可以从工程自重角度出发,计算自重体系中的承载物,其中建筑墙体、梁、板等都为结构自重。在计算荷载环节中,通过线、力的集中处理的方式,按照材料的单位体积自重、结构构件设计尺寸等,将具体的荷载计算出来。如,在板的面层自重计算环节中,需要充分的考虑到楼面的自重。准确的测量出面层的材料厚度、面板厚度、材料体系,将以上要素参数相乘便得到结构部件的自重。在计算梁的荷载效应过程中,通过线荷载的方式计算梁的荷载。

2.2 荷载效应分析

不同组合模式的荷载在土木工程中所能够产生的荷载效应不同,在对荷载效应进行分析环节中,注意包含了以下几种方式:

其一,准永久荷载效应;准永久荷载效应是最为普通的效应,应用到常规的荷载状态分析中。土木工程在建筑施工到投入使用中长期受到荷载影响,那么在对荷载值进行计算中,可以将荷载标准值与准永久系数相乘。在实践工程中,该种准永久荷载效应组合模式一方面能够将对土木工程进行结构长期分析,另一方面还能够避免结构超荷载,对土木工程结构进行分析综合控制。

其二,频遇荷载效应;频遇荷载效应模式针对土木工程荷载变化的情况,应用可变荷载标志乘以一个小于组合数频遇值的系数。该种方式从实践中分析,应用效益比较高,并且能够针对可变化的荷载进行统计与分析。

其三,标准荷载效应;标准荷载的实际组合方式,是指土木工程设计人员对建筑结构的裂缝、绕度等进行精确的计算,通过标准荷载效应控制模式,将分项的系数确定为0.1。在具体的组合数值系数确定时,还需要设计人员根据不同的情况确定其具体的数值。

2.3 风荷载的计算

风荷载是土木工程荷载计算中的重点内容,在风荷载计算环节中包含以下内容:

风压标准值计算公式为:

其中,为高度处的风震系数;为风压高度变化系数;风荷载体型系数;为基本风压。如在一处教学楼建筑中,建筑结构设计使用的年限为50年。设定该工程中的基本风压为=0.75kN/m2.在该工程中将结构高度确定为18.5米,取为1.0。在对土木工程的风荷载计算环节中将其换算为框架上每层节点上的集中荷载,其中,设定A为一品框架上各个层节点上的受风面积。结果如下:

3 土木工程结构设计方法

土木工程中包含的内容比较多,并且工程设计比较复杂,在具体的结构设计环节中所应用的设计方法不同。在文章中主要针对结构平面图设计、屋顶结构图设计、详图设计、楼梯设计以及基础图设计等进行研究。

3.1 结构平面图设计

在土木工程结构设计环节中,设计能够符合建筑工程需求,以及人在土木工程中的舒适度。基于结构的平面图设计是保障土木工程结构稳定的基础性设计,在具体的设计当中,设计人员需要ν聊竟こ袒肪辰行调查,制定出有针对性的方案。首先,设计人员需要对工程结构整体进行设计与绘制,具体的设计需要通过在现场中进行调查、取样。土木工程结构设计最为关键的就是安全度,结构抗震性决定着结构的安全,因此需要在结构设计中格外关注其抗震性方面的优化。土木结构的抗震性与施工地点特征有关系,当施工所处的环境中抗震设防烈度在六度区中,在具体的工程设计中就需要进行截面抗震的验算。在具体的工程中,还需要满足建筑结构的抗压性能,及时有效的发现设计工程中的问题。特别是在应力的设计环节中,需要采取专业的曲线绘制软件进行计算,以提升土木工程结构设计的精确性。

3.2 屋顶结构图设计

屋面的结构设计在土木工程结构设计中需要进行多方面因素的考虑,基于屋面的结构设计主要包含了两种设计方式:第一,梁板式结构设计。该种结构设计针对的是建筑屋面不平整的情况,在屋面上进行大跨度的结构设计。该种结构设计模式在大型的商业建筑中比较常见。第二,折板式结构设计,该种设计在具体的应用中针对屋顶之外的结构设计,需要设计人员能够对设计图纸进行充分的了解,掌握图纸设计的意图。

3.3 土木工程挡土墙结构设计

在特殊地带的土木工程结构施工环节中需要对挡土墙的结构施工设计进行考虑。挡土墙的结构设计需要满足土木施工规则,通过合理的挡土墙结构设计来保障土木工程结构设计的合理性。在进行土木工程挡土墙结构设计环节中需要遵循一定的原则,既要符合工程实际,也需要满足建筑结构的稳定需求。以斜坡中的土木工程结构设计为例进行分析,斜坡上的土木工程结构设计需要做到以下几点:第一,挡土墙与建筑主体结构相互分开;(2)建筑主体结构与挡土墙相互结合。为了准确的计算出挡土墙结构应力,需要根据其在不同的情况下进行有针对性的分析。如,在静止土压力以及水压力作用下,挡土墙计算模型,取1米板带宽度。

4 结语

综上所述,在土木工程中荷载与结构设计之间的关系密切,为了提升土木工程的质量,需要对土木工程的荷载进行计算,根据实际荷载确定结构设计方案。从众多的土木工程施工结果上来看,土木工程荷载决定着结构施工的方向以及施工方法采用。在文章中针对土木工程结构设计进行分析,工程设计比较复杂,在具体的结构设计环节中所应用的设计方法不同。文章中主要针对结构平面图设计、屋顶结构图设计、详图设计、楼梯设计以及基础图设计等进行研究。

参考文献

土木工程设计研究范文第2篇

关键词:土木工程 结构设计 安全性

中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)03(c)-0056-01

土木工程结构设计的质量问题直接关系到工程成本,如果因设计者在结构设计中出现了失误,或工程监管不力,一旦出现楼盘倒塌、桥梁塌陷等安全事故后,便会给施工单位造成很大经济损失。现阶段,人们对建筑施工提出了更高要求,设计者在土木工程结构设计中,首要考虑的就是工程的质量问题。现阶段,我国土木工程结构设计中仍然存在一些问题,找出问题的存在并将其解决后,才能降低工程成本,提高工程质量。

1 我国土木工程结构设计现状

结构设计的主要目的就是确保建筑质量,提高建筑工程的安全性。结构设计的好坏决定建筑施工质量,不过施工工程质量也会受到其他因素的影响,例如施工技术、环境、施工设备质量等。在结构设计过程中,设计者需要考虑多方面因素。工程结构必须拥有良好的牢固性,建筑拥有较好的牢固性后,即使遇到地震或爆炸等突发事件,也可以确保建筑主体不被损坏。

我国土木工程结构设计与工程质量与过去相较已经取得了较大进步,不过其中仍然存在一些问题,主要集中表现在以下几个方面。

(1)工程结构设计缺乏安全性。

在土木工程结构设计中,结构安全性主要取决于构件承载能力、结构工程耐久能力、结构牢固性等方面,我国土木工程结构设计水准与国外相较存在一定差距,且施工人员在施工过程中,很难以结构设计为依据施工,导致施工质量偏低。

(2)抗震能力不强。

在土木工程中,合理设计构造柱有利于避免墙体出现裂缝,使建筑抗震水平大大提高。在实际的结构设计过程中,由于设计人员将承重柱与构造柱两者间的概念弄混,将承重柱设计方法套用于构造柱设计中,致使结构产生沉降、裂缝等现象,从而引发房屋倒塌事件。除此之外,设计者为了对承重柱受力情况进行分析,设计截面时,面积过小,受到外力作用后,便会导致梁体和柱体开裂。

(3)结构设计中未考虑相关的影响因素。

土木工程施工会受到很多因素的影响,因此,在工程设计过程中,必须将所有因素纳入考虑范围内,其中最主要的就是环境因素,例如空气湿度、化学腐蚀、温度、水土酸碱度等,不过在实际的结构设计中,设计者极易将环境因素忽略。环境因素对钢筋与混凝土影响非常大,忽略环境因素,会对工程结构的安全性与整体质量造成很大负面影响,导致工程存在安全隐患。

2 土木工程结构设计的具体思路

通过对土木工程结构设计的现状进行分析后发现,在工程结构设计中仍然存在一些问题,要想提高工程质量,必须找出解决问题的方法。工程的耐久性与安全性是需要首要考虑的问题,土木工程结构设计目前已经引起国家的高度重视,相关人员通过分析其中存在的问题,提出了相应解决方案,主要集中如下几方面。

(1)土木施工基础设计。

土木工程的基础设计非常重要,它需要考虑到当地的环境因素,例如水文条件、地质条件等。如果建筑楼盘不高,则表明其结构荷载力较小,因此,可选择基础结构模式,若建筑楼盘较高,便要选择综合基础结构模式。

同时,不能忽略的是建筑工程需要具备良好的抗震性能,在同一标高位置,可进行相同结构单位基础的埋设,并选择尺寸合适的构件。

(2)实现结构设计规范化。

社会经济在发展的同时,建筑行业也越来越受到人们的关注,土木工程质量问题被人们广泛讨论。我国政府已经颁布了相关的法律法规,主要目的在于确保结构设计变得更加规范。因此,设计人员必须意识到工程质量的重要性,根据国家相关规定,对结构进行设计,确保建筑的安全性与稳固性。施工单位施工时,若发现设计图纸上存在不足之处,要及时予以更正,若无法判断其是否合理,可让开发商进行判断,并协商解决方法。施工单位必须要重视建筑安全问题,如果开发商或施工单位了解到图纸设计中存在不合理情况却没有做出修正,双方均要受到法律制裁。

(3)提高结构设计人员的专业素养。

在土木工程结构设计中,设计主体是工程的所有设计人员,他们专业素养的高低直接关系着施工工程质量。设计人员在进行结构设计前,要明确工程注意事项,了解工程的复杂性,结构设计对设计人员要求非常高,它不仅需要设计人员拥有丰富的理论知识,而且需要他们拥有专业的技能,将实践经验与理论知识结合,避免结构设计出现纰漏,确保工程质量。

(4)确保钢材刚度性能良好。

城市化进程逐渐加快的同时,房屋建筑内所使用的钢材建筑越来越多,钢材需求量变大。由于房地产建设需要开发大量地皮,而我国的土地资源非常有限,未来的建筑设计必定会以高空建筑为主,便于节约土地资源。在高层建筑中,建筑工程对钢材刚度要求很高。因此,必须确保钢材刚度良好,有利于降低事故发生的风险。

(5)注重地基的设计。

地基在建筑工程中占据着重要地位,它是整个建筑的基石。每个设计人员必须重视地基的设计,只有完成地基的设计后,才可实现后面的设计任务。地基的设计需要考虑多种因素,其中包括施工条件、水位、地质情况、温度等。通常情况下,施工人员对了解相邻建筑的地基情况并标高,明确其具置,确保施工的安全性与工程质量。

(6)全面控制配筋结构设计。

配筋结构设计主要以建筑物荷载分布的具体情况为依据,分解荷载,并进行间隔设置,了解建筑物支承情况。钢筋结构设计必须合理,有利于确保施工的顺利进行。

3 结语

土木工程结构设计首先需要考虑的就是工程的安全性问题,确保工程的安全性后,才能够体现结构设计的价值。本文首先分析了我国土木工程结构设计中存在的问题。然后提出了土木工程结构设计的具体思路,有利于提高工程质量,促进我国建筑行业的发展。

参考文献

[1] 朱来庆,吴立娜.浅谈土木工程结构设计中存在的问题及对策[J].黑龙江科技信息,2012(5):215.

[2] 杨晓明,时丹.在役土木工程结构薄弱处分析[J].工业建筑,2012(7):124-127,160.

[3] 薛扬欣.土木工程结构设计安全问题分析及策略研究[J].建设科技,2012(16):75-76.

土木工程设计研究范文第3篇

关键词:土木工程,毕业设计,CDIO,改革

【中图分类号】G642.477

Abstract: the article analyzes the higher engineering education of civil engineering major problems existing in the teaching link of graduation design, according to the characteristics of the higher engineering education and the law of the graduation design, combined with the CDIO concept of international engineering, proposes the new ideas of teaching reform, and the graduation design research methods and means of keywords: civil engineering, graduation design, the CDIO, reform

一.毕业设计改革的必要性和重要性

土木工程产业是我国的支柱产业之一,国家在相当长的时间内需要大量的土木工程专业人才。调查显示,近年来土木工程专业学生就业压力却越来越大,招聘单位越来越注重实践经验。土木工程专业的人才输出不再是单纯的工程技术人才,而是转向培养宽口径的工程技术性人才和各类复合型人才。因此,应采取有效措施来缩小理论教学与工程实践之间的差距,而差距又与实践性教学环节密切相关,毕业设计是土木工程专业实践性教学环节中最后环节,也是最重要环节,是学生唯一一次有较长时间从事研究,并把所学知识用于解决实际问题的机会,是学生从学校到单位的有效桥梁。因此,必须对毕业设计模式进行改革,创新毕业设计管理和考核形式,以适应人才培养模式变化和满足行业的需求。

21 世纪初,美国提出了CDIO工程教育培养模型。模型的名称源于4 个英文单词: Conceive( 构思) ,Design( 设计) , Implement( 实现) ,Operate( 运作) 。4 个单词及其顺序表达了产品开发与生产的4个阶段,从技术知识和推理,个人的职业技能与素质,在企业与社会环境下的构思、设计、实现、运作四方面提出了对工程教育的具体目标与要求。本研究项目结合了CDIO国际工程教育的理念对应用型土木工程毕业设计改革。

二.高校毕业设计存在的问题

目前高等院校受教师资源、企业实践教学资源等条件的制约,对于土木工程这样一个宽口径就业的应用型专业来说,毕业设计多存在形式陈旧,选题面狭窄,务实性不够的问题,总而言之, 目前的毕业设计问题主要表现在“2陈旧、3欠缺”,即:

(1)毕业设计的选题陈旧,题目范围窄,选题单一;

(2)毕业设计运行方式陈旧,只需老师选择毕业设计题目, 规定设计内容, 提供现有资料, 学生只要按步就班就能完成任务,导致学生主观能动性不强,创新能力培养不够;

(3)毕业设计计算量和图纸绘制量工作繁重,学生投入毕业设计的有效时间欠缺;

(4)大部分教师欠缺实践经验,对学生的指导能力不足;

(5)与毕业设计紧密相关的各专业课程设计环节欠缺有效协作与配合。

因此,针对应用型土木工程专业(特别是2本3本院校),适应市场对专业人才培养需求,为提高毕业设计质量,完成学院到工作单位的完美过渡,迫切需要对毕业设计提出新的改革理念。

三.毕业设计新模式的基本方式

研究思路

(1)通过毕业设计选题多元化,加强培育学生的构思能力。让土木工程毕业设计主题多从实际工程和生产中选取,有条件的情况下真题真做,条件限制情况下真题假作,摒弃过去假题假作的方式,充分调动学生的创新性和积极性;

(2)通过开设工程设计专题讲座培训,加强培育学生的设计能力。在新模式下,聘请有经验的工程师和双师型教师开设实际工程案例讲座环节,不仅能加强学生的实际设计能力,还能有力促进高等院校双师型教师队伍培养建设;

(3)通过整改与毕业设计相关的课程设计系列,加强培育学生的实现能力。课程设计题目一体化,使专业平行课程相互有效衔接,形成一个整体工程项目,为毕业设计中的实现能力打下坚实基础;

(4)通过在毕业设计环节中加入概念设计部分,加强培育学生的运作能力。将强化手算部分放入整套相连的课程设计内,毕业设计则弱化手算部分,增加计算机模型的建立,结构合理化选型,参数合理化选取,结构构造措施的处理,提高学生实践能力和解决实际工程问题的能力,也保证了学生能在有效时间内圆满完成毕业设计;

研究方法与手段

(1)调查研究法

通过对高等院校(以武汉理工大学,武汉科技大学,武昌首义学院(原华中科技大学武昌分校)三个学校土木工程专业毕业设计为样本)土木工程专业毕业设计问题调查,分析其在模式上存在的问题。

(2)实证分析法

对此前已经进行的应用型土木工程专业毕业设计模式改革的成功案例进行分析,并结合下个年度对结合CDIO国际工程教育理念的应用型土木工程专业毕业设计实际探索新模式的可行性,提出改革方案。

(3)实践验证法

在毕业设计中对改革方案进行实践验证,进行修正和完善,形成最终结果。

拟解决的主要问题:

拟解决如下问题:

(1) 解决目前土木工程专业相关课程设计环节衔接不足欠缺整体性问题。

(2) 解决土木工程专业毕业生缺乏创造能力和解决实际工程类问题的能力的问题。

(3) 解决完成毕业设计有效时间不足的问题。

土木工程设计研究范文第4篇

关键词:土木工程;毕业设计;教学改革;实践

土木工程专业是一个实践性很强的学科,毕业设计是土木工程专业本科教育阶段最后一个综合性实践教学环节,是土木工程专业人才培养方案的重要环节,它对培养学生的综合素质、工程实践能力和创新能力都起着十分重要的作用,同时对学生收集、分析设计资料、、制定建筑方案、结构计算、制图及编写设计文件等方面的能力也是一次全面的锻炼。毕业设计的质量直接反映了学生的专业水平,影响学生毕业后的工作能力和发展潜力,同时也反映了高校的办学水平,因此,如何提高毕业设计的质量是本科教育的一项重要内容。本文针对土木工程专业毕业设计[ 1、2、3 ]存在的问题进行一系列的改革与实践研究。

一、毕业设计存在的主要问题

1.设计题目单一,选题不能联系实工程实际。

第一,设计的结构体系单一,指导教师往往规定学生设计何种结构体系,往届设计多为框架结构体系,其它结构体系的设计学生很少接触,这就制约了学生的视野,在以后的工作中同学们会碰到各种结构体系,在走入工作岗位后上手慢。所以,以往的毕业设计题目不能满足土木工程专业需求;第二个方面,毕业设计大多以上部结构设计为主,对于岩土及地下建筑结构设计基本为空白。第三,指导教师选题不能有效地理论联系实际,很多教师缺乏实践经验,毕业设计题目很多都是从网上或往届照搬或改动某些数据而成,同学们在设计中往往出现设计进行不下去的情况或者翻阅历届毕业设计作品有很多似曾相识的感觉。第四,设计中重施工图,轻计算过程,重建筑、结构设计,轻施工组织设计应用部分。随着土木工程建设的不断发展,对毕业生的要求也越来越专业化及知识结构的完整化。我院绝大部分毕业生毕业后要从事施工及管理工作,学生离校前没有掌握土木工程建筑、结构、施工组织设计以及计算机应用的能力,就满足不了工程建设对土木工程人材的需求。

2.设计不能理论联系实际。

由于今年各规范陆续更新,教材没能及时更新,教师在授课过程中仍沿用旧的规范和法规,只是口头告诉学生在以后的应用中要翻阅新的规范及法规,因此,在设计中,学生对最新的专业设计规范、专业标准图集、专业构造手册熟悉较少,也不愿花时间去翻阅这些设计资料,设计时大多数学生套用往届学生的毕业设计资料,甚至于往届学生的毕业设计资料有错误也盲目套用,不能仔细研读相关设计规范中的内容及专业标准图集,造成学生的设计成果只能是纸上谈兵,不能用于工程实践。

3.学生缺乏设计的主动性与创新型。

毕业设计是本科课程最后一个阶段,同学们面临不同的情况:有的学生忙于找工作,有的学生忙于考研复试,也有的学校确实对这些学生放宽了政策,导致学生毕业设计时间缩短。在极短的时间内完成工作量如此大的毕业设计,学生积极主动完成毕业设计的信念就大打折扣,更没有时间对毕业设计提出自己的见解,缺乏主动性与创新型,甚至有些学生照搬照抄往届或同届毕业设计,使毕业时间的质量受到极大影响。

4.毕业答辩往往是走过程。

毕业答辩是检查学生毕业设计的质量,它能反映学生设计过程中掌握知识的能力及设计创造能力,如果不重视毕业答辩工作,就会良莠不分,好学生得不到认可,不认真做设计或照搬照抄往届的设计结果的学生得不到批评和惩罚,久而久之形成恶性循环。

二、毕业设计的改革与实践

1、毕业设计的题目符合培养目标和工程的需要

我院在进行毕业设计教学改革与实践中,改变了以往教师自编题目或网上下载题目的传统做法,指导教师去各大设计院找一些实际工程设计资料,在设计院的设计人员的指导下整理成即能满足教学基本要求,又能联系工程实际的毕业设计题目。题目难度和工作量适宜,使大部分学生感到毕业设计就是一次真正的实际工程,增加认真度。对于想偷懒的学生也没有例子可照搬照抄,对于理论知识扎实的学生可以拿真正的工程实例进行设计,这样选题不但可以使学生构筑比较完整的知识结构,而且加强了学生的工程意识,做到了理论联系实际,又符合人才培养目标。

2、提高指导教师的专业水平

指导教师的专业水平参差不齐,学院针对这种情况鼓励和提供条件让这些教师到设计院、施工单位兼职,参与实际的工程设计和施工,提高他们的设计能力和解决实际工程问题的能力。同时在讲授每门课程时也能做到理论联系实际。每周组织指导教师进行交流,一些难以解决的问题大家共同探讨,不能解决的邀请设计院专家进行答疑,每组间的交流能扬长避短,使指导教师的水平更上一台阶。同时也增加了学生做好毕业设计的信心。

3、提高学生的主动性与创新型

努力摒弃学生照搬照抄往届毕业设计的陋习,培养学生创新的萌芽及兴趣,让学生觉得毕业设计是自己的事情,增加主动性。对平时表面主动积极的同学给予加分或奖励,调动他们的积极性。鼓励同学们对毕业设计方案进行创新,要求每个同学都要想出至少两种方案,进行演讲报告,评选出优秀作品,培养创新意识。

4、严守答辩关

答辩是考核毕业设计质量的最后一个环节,也是学生比较重视的一个环节,指导教师及评委都应严格把关。我们的做法是:首先,由指导教师评价毕业设计质量及是否达到了毕业的要求,若合格,准予答辩并给出成绩,否则,进行二次答辩;其次,由评阅小组评阅,合格者准予答辩并给予成绩,否则,进行二次答辩;最后,由答辩委员会据答辩表现给予答辩成绩;三则最后进行组合就是该同学的最后成绩。在毕业答辩环节,随机抽取所有土木工程毕业设计学生的十分之一进行外审;其次,专家、教师组成若干个答辩小组,学生抽签确定在哪个小组进行答辩,摒弃以往由指导教师担任答辩专家的情况。并且明确告之学生答辩不及格,即为毕业设计总评不通过。这样增加了学生的危机感,提高了学生对答辩的重视程度,也打破了学生靠老师人情过关的侥幸心理。

三、总结

土木工程本科毕业设计是一项较复杂又长期的教学实践过程,毕业设计质量的好坏不仅取决于教师的指导水平、学生投入时间的多少,还与我们平时所学的课程、课程设计密切相关,需要老师、同学的共同努力。土木工程专业是一个实践性很强的专业,在学习理论知识的同时,应加强实践教学改革。使学生通过实践环节的学习,既能牢固掌握理论知识,又能广泛接触工程实际,培养工程实践能力,实现土木工程专业的人才培养目标。

[参考文献]

[1]方焘,刘新荣,郑明新.土木工程专业毕业设计质量影响因素及对策探讨[J].高等建筑教育,2009,l8(3)

[2]吴萱,董俊,张鸿儒. 土木工程专业实践教学体系的研究[J]. 高等建筑教育,2008( 2) : 106 - 110.

土木工程设计研究范文第5篇

中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:

一、土木工程中钢结构的特点

1、强度一般来说,结构构件承受或者容纳作用效应的能力是由材料的强度来决定的。可以利用有关的国家标准来确定结构钢的构件性能,这些标准中列出了钢结构可使用的材料,从整体来说,采用钢结构可以减少物料消耗、减轻结构自重、降低支撑部件与地基的尺寸,最终降低整个建筑的结构成本。

2、刚度振动、变形等适用性参数由构件的刚度来决定,进而由结构体系的刚度来决定。结构体系的实际刚度又由其构件和连接件的分布来决定。

3、延性延性指的是某种材料拉伸的过程中无断裂的塑性变形能力。不过虽然钢结构的应变延性比较高,但是因为受弯构件的受力不稳定,所以构件的曲率延性经常不足。

4、韧性衡量材料断裂前吸收能量以及塑性变形的能力的指标就是韧性。它可以抵抗缺口部位的不稳定裂纹的扩展。所以在天气寒冷的地区设计钢结构,首先要考虑韧性。相对来说,低碳铌钢比高碳钢成分钢更能改善韧性。

5、 整体由上可知,无论是从刚度、强度还是在延性方面,钢结构都要优于钢筋混凝土,并且钢结构可以比较容易建构出有异国风情的建筑形式,通常钢结构系统可以提供最佳的设计灵活性以及最大的空间利用率。

钢结构的缺点 当然,每种材料都不是完美的,所以钢结构的应用和施工也存在着一定的缺点,其主要表现为以下几个方而:

1 、材料缺点尽管钢结构的刚度要远远大于混凝土,但是对于一个给定的负载,钢结构的构件截面刚度则要小于与其对比的混凝土结构,这主要是因为钢的强度优势导致其构件的尺寸相对较小。 2、 市场环境 (1) 设计力量较薄弱在设计建筑结构时要注意结构的功能要求是不是属于钢结构合理的应用范围。

(2)钢结构生产未形成体系 只有在大规模生产的情况下才可以体现出钢结构的优越性。

(3) 价格问题由于钢结构的生产未形成体系,因此钢结构的价格比较高。

(4)钢结构的使用年限混凝土结构号称永不损坏,但是钢结构一般的使用寿命只有五十年,如果钢结构用在住宅建筑中,那么人们想到自己花费终身积蓄而购买的房子只能住五十年,会让很多人丧失购买的欲望。不过随着保险业的发展,住宅寿命问题应该相对容易解决。

三、钢结构施工安装要点 整体来说钢结构的施工流程比较复杂,并且建筑的要求不同,在细节上也有很大的差异性。此处列举三点进行简单说明。 1 选材与连接钢材通常分为板材、型材、金属制品以及管材四大类。土木工程中的建筑钢材通常采用普通的低合金钢、优质碳素结构钢以及普通碳素钢等,碳钢的塑性比较低,但是硬度强度比较高。

2、 钢构件的堆放以及选择安装机械地点通常情况下安装结构的用地面积应为结构占地面积的1.5倍。

3、 油漆工艺流程 (1) 基层处理首先把金属的表面清理干净,然后再做除锈。手工处理先用钢丝刷反复刷打,再用精砂布打磨,使得表面光亮、平滑,然后再用棉纱或者纱布把打磨下的锈粉和浮灰清理干净。

(2) 涂防锈漆、刮腻子在涂漆前要保证金属表面的干燥,如果有水份则要立即擦干。施涂时要刷细、刷满、涂刷到位,并且要注意铆孔内不能有涂料涂入。

(3)涂磷化底漆磷化底漆包括底漆和磷化液两部分。在涂刷磷化底漆两个小时以后就可以涂刷其它面漆或底漆。(4) 刷涂面漆刷涂面漆时要多理多刷,油要不流不坠、饱满均匀、色泽光亮一致。涂刷后要及时检查避免漏刷。钢结构的面漆通常需要刷两遍以上,厚度达70微米。

四、建筑钢结构的稳定性设计 钢结构的稳定性设计、在各种类型的钢结构中,由于结构失稳造成的伤亡事故时有发生、为了更好地保证钢结构稳定设计中构件不失稳定,保证工程质量及使用安全,有必要对钢结构的稳定性设计进行详细探讨。

1、钢结构稳定性的概念。钢结构强度小或失稳都会造成结构破坏,构件所受外部荷载与结构内部抵抗力间是不稳定的,关键是找出这一不稳定的平衡状态,避免变形急剧增长而发生失稳破坏。 2、钢结构稳定性设计要点。在符合钢结构设计的一般原则前提下,要保证钢结构的稳定性还需满足以下条件:

(1)钢结构布置必须从体系和各组成部分的稳定性要求整体考虑,目前钢结构大多是按照平面体系进行设计,如桁架和框架、保证平面结构不出现平面外失稳,要求平面结构构件的平面稳定计算需与结构布置相一致,如增加必要的支撑构件等。

(2)实用计算方法所依据的简图与结构计算简图保持一致中层或多层框架结构设计框架稳定分析通常是省略的,只进行框架柱的稳定计算、由于框架各柱的杆件稳定计算的常用力法、稳定参数等是依据一定的简化典型情况或假设者得出的,因此设计者要能保证所有的条件符合假设时才能应用。 五、建筑钢结构设计

1、基本原则。建筑钢结构的设计必须符合一定的原则,确保所设计的结构合理,安全可靠。

2、设计过程。

(1)收集资料:钢结构设计过程的前期准备工作首要的就是要收集相关资料,包括各种环境资料、相关规范和标准等、目前我国实行的是《钢结构设计规范》GB50017-2003其次,还需要了解结构设计的习惯做法,根据以往的设计经验找出最优设计方案。

(2)确定结构体系、柱网:钢结构体系的确定主要考虑两个方面:横向结构系统和纵向结构系统。

3建筑钢结构的优势与不足

(1)钢结构的材料优势。钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的,因此,钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合,有助于提供设计施工的精确性。

钢结构在建筑上的应用优势。钢结构所具备的上述特点使其在建筑应用上具有砖混结构、混凝土结构所没有的独特优势。

(3)钢结构的不足。钢结构因其优势而得到广泛应用,受压时为了在强度与稳定之间取得最优,往往满足了稳定的要求,而使得强度不能充分发挥等。

4建筑钢结构设计中应注意的问题

(1)钢结构住宅的设计。钢结构住宅有低层和多层之分、低层一般用于别墅,而多层用于公寓、钢结构住宅抗震性能受结构布置规则性影响、因此,其平面布置应力求规则、对称、不规则布置在地震时容易遭到损坏。

5、钢结构稳定性设计的经验。

(1)借助于计算机技术和相关软件的发展,目前钢结构设计中结构和构件的平面内强度及整体稳定计算可由计算机辅助完成,而由设计者对结构和构件的平面外强度及稳定计算,进行分析、计算和设计、为了提高效率和提供方便,在设计时可将整个结构按标高进行分解,简化成不同水平荷载作用下的多个布置形式的结构体系来进行强度和稳定的计算。

(2)受弯钢构件的板件局部稳定可以通过几种方式实现:①限制板件宽厚比,使之达到屈曲的极限承载能力,不在构件整体失效前屈曲;②允许板件在构件整体失效前屈曲,然后利用其屈曲后强度达到构件的承载能力;③对梁设置横向或纵向加劲肋,以解决不考虑屈曲后强度的梁的局部稳定问题。

(3)轴心受压构件和压弯构件局部稳定也可通过两种方式实现,分别是控制翼缘板自由外伸宽度与其厚度之比和控制腹板计算高度与其厚度之比,如果受压构件为圆管截面,则应控制外径与壁厚之比。综合考虑各方面的因素加强对结构的整体稳定、局部稳定以及平面外稳定的设计,克服结构设计缺陷,避免出现失稳事故,加快钢结构应用领域的发展。

参考文献:

[1]黄友江,钢结构的稳定设计分析[J].黑龙江科技信息,2009 [2]李国强,陆烨,何天森.钢结构在现代住宅中的应用[J].工程建设与设计,2005(2).

[3]孙生玉.钢结构焊接中的常见问题探讨[J].中国新技术新产品,2009,(2).