2023年度土建结构设计论文【五篇】(范文推荐)

发布时间:2023-08-04 20:15:03   来源:心得体会    点击:   
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自改革开放以来,我国的混凝土施工技术不断提高,混凝土材料的研究与开发也得到了迅速发展。当前混凝土结构的应用十分广泛,不管是陆地还是海洋工程中都可以看到它的身影,混凝土的普遍应用也可以看做时展的印记。虽下面是小编为大家整理的2023年度土建结构设计论文【五篇】(范文推荐),供大家参考。

土建结构设计论文【五篇】

土建结构设计论文范文第1篇

自改革开放以来,我国的混凝土施工技术不断提高,混凝土材料的研究与开发也得到了迅速发展。当前混凝土结构的应用十分广泛,不管是陆地还是海洋工程中都可以看到它的身影,混凝土的普遍应用也可以看做时展的印记。虽然目前在建筑行业中钢结构迅速兴起,但是由于其存在一些尚未解决的问题,混凝土依然是建筑施工中应用最多的一种形式。在当前我国钢结构施工水平相对偏低的情况下,混凝土几乎霸占了大部分地区的建筑市场。随着我国建筑施工技术的不断发展,混凝土逐渐成为建筑工程中十分重要的结构材料。但当前在建筑行业的实际应用中,混凝土在结构与设计方面依然存在一些问题,表现为混凝土结构的设计不尽完善、设计技术水平有限等。一些设计人员在混凝土结构设计中无法把握整体性,这就导致很多大型建筑物由于混凝土设计不当而引发意外事故。例如,被称为亚洲第一的宁波独塔斜拉桥,由于混凝土设计问题引发桥裂;
某市投入巨资建造的高速公路通车后,不到三个月的时间就在不同部位发现裂纹与凹槽等。这些大型工程由于结构设计不合理,进而形成“豆腐渣”工程,这不仅浪费了大量人力、财力与物力,对正常的社会秩序也造成严重影响。在建筑工程中混凝土结构的设计十分关键,建筑工程的设计是否科学合理,直接关系到工程使用安全。

2建筑结构混凝土设计的主要原则

2.1把握侧向力在混凝土结构设计过程中,侧向力对建筑物结构的形变、内力有直接影响,同时与建筑项目的工程造价密切相关。侧向力主要是指水平地震作用以及风的作用,不管是高层还是低层建筑,都需要承受自重、雪载等垂直荷载的作用,并且需要承受风力、地震等水平力。对于低层混凝土结构,其在水平荷载的影响下位移以及内力较小,这个时候几乎可以忽略不计。而在多层建筑结构中,由于受到的水平荷载作用逐渐增强,这个时候水平荷载等就成为最重要的影响因素之一,需要作为主要控制点。

2.2要求较好的延性与低层建筑相比,高层建筑的内部结构更为柔和,在地震等水平力的作用下变形更大。建筑物的抗震能力与建筑结构的变形能力以及承载力这两个因素密切相关。在进入塑形阶段后,为了保障建筑物具有较好的变形能力,避免高层建筑在大的地震中倒塌,就需要在符合混凝土结构刚性的前提下,运用科学合理的混凝土设计理念,并通过完善的构造措施,来提高整个建筑结构的变形能力,尤其需要注意建筑物的薄弱部位,保障整个结构有很好的延性。因此,在混凝土结构设计时应该综合考虑多方面的因素,保障设计的科学合理,让其具有良好的强度以及延性。

2.3要求合适的刚度目前高层建筑越来越多,随着高度的增加建筑物的侧向位移也将逐渐增加。因此,在高层建筑的混凝土结构设计过程中,不仅需要保障混凝土结构良好的强度,也应该保障其具有合适的刚度,混凝土结构的自振频率等应该符合要求,在水平力的作用下结构的层位移也应该控制在适宜的范围内。

2.4整体性原则建筑结构混凝土的总体设计原则,就是要求建筑物的每个组成部分形成一个整体,并对整体的结构以及功能等进行全面分析研究,保障整体与部分之间相互制约、相互依存,进而实现建筑结构系统的正常运作。

3建筑结构混凝土设计的关键点

3.1混凝土结构的耐久性设计混凝土自身的质量与混凝土结构的耐久性有直接关系,在设计过程中改变混凝土的密度,并对混凝土的渗透压等进行调节,就可以有效减缓混凝土被侵蚀的速度,同时混凝土的耐久性与混凝土的水灰比、强度等级等因素也有关系。在混凝土的实际应用中,氯离子对其中的钢材具有很强的腐蚀性,因此应该根据工程所处环境的不同,注意控制环境中氯离子的浓度。同时由于混凝土中含有大量碱性骨料,如果建筑工程所处的环境比较潮湿,混凝土结构内部的活性离子与碱会发生反应,这样容易导致混凝土出现裂缝,进而加快混凝土被侵蚀的速度。如果混凝土出现的裂缝较大,在裂缝内部也可能出现腐蚀性物质,并导致混凝土中的钢材被腐蚀。上述这些因素均会导致钢筋的腐蚀速率加快,导致混凝土的保护层裂开并剥落,出现锈蚀后钢筋的接触面积会逐渐减少,这也导致混凝土结构的承载力逐渐降低。另一方面钢筋出现锈蚀后,其抗滑能力会逐渐下降,也给建筑结构埋下了安全隐患。因此,在建筑结构混凝土设计过程中需要综合考虑承载力问题,避免出现混凝土的脆性破坏。由此可见,对混凝土的耐久性进行深入研究尤为重要。

3.2混凝土结构的抗震性设计发生地震后建筑物的两个主体力量间将发生分配,因此在混凝土设计时需要考虑到建筑物主体结构在不同时期刚度的变化情况,对于钢筋混凝土材料,设计时可以选择混凝土剪力墙作为建筑的主体结构,并将钢筋混凝土作为建筑物的一个主要抗侧应力结构。如果出现往复式地震,处于塑性阶段的建筑物会出现墙体裂缝,这个时候结构的刚度将迅速下降,而刚度出现退化会导致框架的剪应力增加。一般来说,建筑物钢筋混凝土框架结构的弹性形变较大,比混凝土墙体的弹性好的多。在遇到较大的地震时,尽管建筑物的抗震能力比塑性阶段低,其中的钢筋混凝土框架会吸收大部分弯矩与水平剪应力。因此,为了保障建筑结构的基本“裂缝”需求,同时把握钢筋混凝土框架的水平部分,有效提高建筑物地基的承载能力,就需要应用相应的工艺措施让混凝土结构具有较高的变形能力,以此保障建筑物具有较好的抗震性。

3.3遵循强柱弱梁的理念在混凝土结构设计时遵循强柱弱梁的理念,在出现地震作用时,如果只是梁被破坏,并不会影响建筑物的整体运作,可能只是部分结构失去工作能力,但如果柱被破坏,那么整个建筑物将会倒塌。因此,柱的作用是十分关键的。近年来,我国发生了多处地震,设计人员应该注意对建筑结构的抗震设计。首先,在设计过程中对柱的轴压比加强控制。根据相关工程的统计数据,柱的轴压比一般需要控制在0.9%以下。同时需要加强柱截面、边柱的强度,并对柱进行加密箍筋设计,保障配筋率在1%以上。

4结语

土建结构设计论文范文第2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.

土建结构设计论文范文第3篇

1引言

在国家高校扩招政策和高等教育事业快速发展的大背景下,很多高校和企业合作开办的独立学院相继出现。而随着国家经济飞速发展和西部大开发的推进,土木工程人才的需求越来越多,不少独立学院抓住这个良机开办了土木工程专业。但是与传统公办高校相比,独立学院的办学时间、办学条件和办学经验都有很大的差距。那么如何让这些独立学院培养出来的土木工程专业人才在竞争日益激烈的就业市场上具有一定的竞争力?如何让独立学院培养出来的专业人才快速适应社会发展的需要?这都对独立学院的新建土木工程专业提出了严峻的考验。

在这种情况下,广东技术师范学院天河学院把办学目标定位在“高度重视实践教学,坚定不移走校企合作、产学结合人才培养道路”的应用型本科院校,其人才培养宗旨是立足广东,面向华南,为区域产业转型和经济发展服务,培养基础扎实、知识面宽、动手能力强、富于创新精神的高素质应用型技术人才。

混凝土结构课程包括混凝土结构设计原理和混凝土结构设计两大部分内容,是土木工程专业中最重要专业课程之一。与很多相关专业课程有密切联系如高层建筑结构、砌体结构、建筑结构抗震等等。因此混凝土结构课程教学效果直接影响到整个专业教学质量和人才培养的质量。那么如何在混凝土结构课程教学中体现实践教学、产学结合,达到强化学生工程实践能力,成为独立学院土木工程专业教师面临的一个急需解决问题。笔者结合自己的教学实践,就混凝土结构课程教学中遇到的一些问题进行了探讨与实践。

2注重加强师资队伍建设,提高教师自身知识结构

目前,绝大部分独立学院的师资队伍都存在“老的老,少的少”现象,即由两三个退休的老教授和大部分年轻的硕士毕业生所组成。教师的年龄结构很不合理,教师的梯队很难建设,教师的知识结构和教学经验也不合理。这样的师资队伍很难满足我们要培养应用型技术人才,尤其是土木工程专业要体现实践教学、产学结合的需要。因此加快引进实践经验丰富,高水平的教师成为师资队伍建设的重中之重。

同时,注重培养年轻的教师,提高教师的教学水平,完善教师的知识结构。大部分年轻的教师都是从学校毕业直接到高校教书,缺乏实践经验。而土木工程专业要求教师不仅要具备丰富的理论知识水平,还要有一定的实践经验,才能更好满足教学需要。因此要求土木工程专业的教师要利用寒暑假期等相对较长时间到一些企业如设计单位、施工单位等进行实习,积累实践经验,同时更好把理论知识如何应用到实际的情况教授给学生。另外,建议土木工程专业的教师积极报考相关的注册师考试,一方面可以巩固已学的理论知识和学习掌握国家的最新规范内容,一方面可以满足学院对“双师型”教师的要求。

3整合教学内容

由于每门课程教材的编写都是在本课程相对完善的理论体系下进行的,所以从整个土木工程专业课程设置上,混凝土结构课程教材内容难免会有与其他课程重复的地方。这就非常有必要对教学内容整合,把在其他课程已经讲授过的内容罗列出来,在教学过程对这部分内容仅进行简单回顾,甚至不讲。节省的课时用在实践教学及其他内容上。例如钢筋混凝土结构材料在《材料力学》、《土木工程材料》等课程已进行了详细介绍;
荷载与结构设计方法已经单独作为一门课程开设;
多高层框架结构设计在《高层建筑结构》课程有详细讲解。

4改革教学方法与手段

在教学过程中实现从“满堂灌”、“填鸭式”、“黑板加粉笔”的教学方法转变到启发式、讨论式、研究式的教学方法上来,调动学生学习的积极性,积极利用现代化教学手段,提高教学质量和教学效果。

4.1应用案例教学法

在教学过程中要经常结合实际工程例子,讲解课本的理论知识。比如在讲梁的分类时,结合一些实际工程图片,告诉学生那些是悬臂梁、简支梁、外伸梁、两端固定梁、过梁、圈梁等等。再如讲解受弯构件受力三个阶段、三种破坏形态,可以考虑应用一些商业软件,把整个过程在形象再给学生看,加深学生的理解。应用案例教学法可以更好把课本的理论知识和实际工程联系,增加学生兴趣,调动学生的积极性。

4.2重视实践教学,坚持产学结合

土木工程专业学生毕业后主要从事设计、施工、管理等方面的技术工作,实践性较强。因此我们在教学过程中一定要重视实践、走产学结合的路子。而课程设计与毕业设计是与实际工程相结合的主要环节。本课程有“钢筋混凝土楼盖设计”、“单层工业厂房结构设计”两个课程设计。本课程与毕业设计也有紧密联系,学生毕业设计的计算书内容大部分要运用混凝土结构的知识进行计算。课程设计与毕业设计是学生在教师指导下独立地分析和解决工程实际问题的重要环节,是训练学生掌握建筑结构的设计方法,培养学生综合运用已学的理论知识,提高学生的设计能力和自学能力,培养学生查找和使用设计规范、设计手册、建筑图集等专业资料的能力的关键一课。

5改革考核学生的方式

目前大多数科目考试采用闭卷的形式。但是由于混凝土结构课程包括很多基本理论、公式、图表和构造要求等等.如果仍采用闭卷的形式会学生只会死机硬背一些公式,而没有真正理论公式的内容和含义。因此笔者建议可以尝试闭卷和开卷相结合进行考核:对于基本概念、基本理论部分可采用闭卷的考试形式;
对于图表、公式的应用和构造要求部分可以采用开卷的形式,开卷时可以参考注册结构工程师考试,只许带教材或相关规范。这样不但能够提高学生理解并运用知识的能力,而且加强了学生学习和查找规范的意识。

6结论

本文基于独立学院应用型本科人才培养目标,对本课程师资队伍建设、教学内容整合、教学方法与手段、实践教学及考核方式等方面的改革进行了探索和实践。

参考文献:

[1]沈蒲生,梁兴文.混凝土结构设计原理[M].第3版.北京:高等教育出版社,2009

[2]沈蒲生,梁兴文.混凝土结构设计[M].第3版.北京:高等教育出版社,2009

土建结构设计论文范文第4篇

关键词:基坑工程;设计要点;探讨

1工程概况及设计具备资料

某大跨度体育建筑工程,采用钢网架结构,地下1层为设备层,地上2层为比赛训练馆及观众席。建筑面积约15000m2,建筑高度约30m,抗震设防烈度为7度,结构抗震等级为二级。地基基础设计等级为乙级,桩基础采用预应力混凝土管桩。基本风压值取0.7KN/m2。基坑工程设计包括内容多,地下存在不确定因素,设计时需要的资料:岩土工程勘察报告;建筑物总平面图及用地红线图;建筑物地下结构设计资料及桩基础或地基处理设计资料;基坑周边建(构)筑物,地下管线,地下设施及地下交通工程等的相关资料;基坑开挖深度(局部有加深部位须明确)等,上述设计用资料要求完整准确。本工程地下1层设备层,大面积基坑开挖,且基坑开挖深度较深,因设备要求局部须加深,设计时应进行支护结构的承载力,稳定和变形计算,基坑周围支护结构设计必须保证地下结构施工及基坑周边环境的安全。以下是针对设计过程中的几个要点进行探讨性的简述。

2基坑支护结构设计

基坑支护结构是在建筑物地下工程建造时为确保土方开挖,控制周边环境影响在允许范围内的一种施工措施。基坑支护结构的形式很多,主要有桩,墙式支护结构,如水泥搅拌桩,钢板桩,钻孔灌注桩,地下连续墙等,这些支护结构设计计算较为成熟,且有施工经验,适应性强,安全较为可靠;还有其他支护结构,如水泥土墙,土钉墙等以及其他复合使用的支护结构,还要根据当地经验设计施工。基坑支护结构的功能是为地下结构的施工创造条件,保证施工安全,并保证基坑周围环境得到应有的保护。在进行基坑支护结构设计时,应从稳定,强度和变形三个方面满足设计要求。首先基坑周围土体的稳定问题,不要因渗流的影响,而造成流砂,流土,管涌以及支护结构,支撑体系等的失稳,要有防止失稳的措施;其次强度问题,支护结构本身是主要受力构件,构件要能够满足强度和稳定设计的要求;再次变形问题,在基坑开挖时,地层移动及地下水位变化,会引起地面的变形,其变形值不大于基坑周边建筑物,地下设施的变形允许值,并且不能影响基坑工程基桩的安全及地下结构施工。本工程采用基坑周围连续打钢板桩和打水泥搅拌桩复合使用的支护结构,根据基坑开挖深度,工程地质情况,周边建筑物分布,土压力大小等,进行支护结构设计,确定可行的支护结构,从安全,经济,便于施工等方面来考虑,并且设计能够满足稳定,强度和变形三个方面要求。基坑支护结构设计是设计过程重要环节,涉及到工程经济及安全问题,至关重要,应在各方面有所考虑,做好工程设计,创出优质高效工程。

3地下水处理

地下水控制是很重要的,尤其在高地下水位地区,对地下水控制,是基坑工程设计的关键问题,如果地下水控制失效,就会引发基坑工程事故。在地下水控制设计时,地下水位要控制在基坑面以下0.5m-1.5m处;坑底突涌验算及坑底,侧壁抗渗流稳定要满足要求;要控制坑外地面沉降量及沉降差。基坑地下水位控制设计还要与支护结构同时考虑,由降水,排水和支护结构水平位移引起的地层变形和地表沉陷要小于变形允许值。对于处在高水位地区,水文地质条件复杂,基坑周边环境保护要求高,特别对设计等级甲级的基坑工程,地下水控制需要专项设计。从基坑降水设计来说,单井降深计算通常采用解析法所用的公式,使用须注意其适用条件,不能盲目使用,常见的基坑降水计算资料,是一种较粗略的计算,解析法不是精确的;还有是数值法,其计算技术有了发展,应用在重大实际工程中;设计等级甲级的基坑降水设计,采用有限元数值方法。目前较多基坑工程采用井点降水法优点是:可用于不同几何形状的基坑,它有防止流砂,稳定边坡的作用,促使土层固结,土层强度增大,边坡稳定性提高,在含水透水位土层实施的一种行之有效的方法。本工程采用排水法的井点降水,根据基坑开挖深度,工程地质情况,周边建筑物分布等来选择,一方面考虑减少对周边环境的不利影响,另方面尽量减少工程造价,以达到安全,经济,适用效果。基坑施工要采取排水降水措施,采用行之有效的方法对地下水进行处理,特别应注重地下水控制。

4土的抗剪强度取值

土的抗剪强度包括内摩擦角标准值和黏聚力标准值,不同种土,采用不同的试验方法来测定,同种土在不同排水,固结条件下进行试验,抗剪强度也是不同的,试验条件的选取要能反映土的实际工作状态,根据现场土体的排水条件及固结条件来确定。对灵敏度高的土,如软黏土,它受到扰动后强度下降很快,强度降低的现象不能忽视,强度取值时应有所考虑。在室内试验确定土的抗剪强度,会受到很多因素影响,包括土的分层合理性,土样均匀性,操作水平等,如出现变异系数较大时,要分析其原因,增加试验组数,合理取值。土的抗剪强度是计算土压力的重要参数,如果岩土勘察报告中,抗剪强度取值过低,就会导致基坑支护结构造价较高,造成浪费,取值过高支护体就会不安全,要根据基坑内各土层情况采用不同的试验方法,确定土的抗剪强度,使工程设计既安全,又经济。本工程设计等级乙级,结合试验成果进行综合分析,抗剪强度取值较为合理,使土压力值与实际值接近。

5土压力计算

土压力有主动土压力,被动土压力,静止土压力三种,其中主动土压力,被动土压力采用库仑或朗肯土压力理论计算,支护结构水平位移有严格限制,采用静止土压力计算。工程中常用两种土压理论计算,即库仑土压理论和朗肯土压理论计算,这两种计算方法只是近似方法,与实测数存在着差异。作用在支护结构的土压力和水压力,砂性土和黏性土的计算方法是不同的,砂性土采用水土分算计算,黏性土采用水土合算计算,变形控制设计支护结构,采用支护结构与土体的相互作用原理确定。刚性支护结构与相对柔性支护结构的土压力分布情况是不同的,计算土压力值应有区分,刚性支护结构土压力分布,采用库仑和朗肯土压力理论计算土压力值,而相对柔性支护结构土压力分布及位移较为复杂,土压力值一般采用现场实测,反演分析方法得出,所以说支护结构上的土压力分布与支护体的刚度及侧向位移有关。本工程根据勘察报告中土的抗剪强度,支护体刚度及位移,土压力分布,进行土压力的计算,得出土压力值能够符合实际情况,计算值与实际值接近,确保支护结构的安全,同时又不会造成浪费。

6结语

随着现代城市建设加快和经济发展,科学技术的进步,有更多的基坑工程设计面临更高的要求,既要安全可靠,又要造价经济,同时还要满足周边环境影响控制要求,因此基坑工程设计应精心设计,挖掘潜力,力求最大限度地降低工程造价,以达到较好的经济和社会效益。

作者:方建华 单位:福建省漳州市建筑设计院

参考文献:

土建结构设计论文范文第5篇

[摘 要]:基于“运筹学”的基本理论,重点阐述“运筹学”理论在土木工程专业课理论中的应用,得出土木工程专业学生学习和掌握“运筹学”的基本理论的必要性和重要性。

[关键词]:运筹学 土木工程 应用

一、概述

“运筹学”作为科学名字出现于20 世纪30 年代末的二次世界大战期间。当时,应用在军事战争年代,直到20 世纪60 年代,才被人们普遍认可并加以发展应用到工业、农业、经济和社会等领域,特别在当今科技发展迅速、经济突飞猛进的有利条件,“运筹学”的基本理论先后被引进了各个学科的学科理论中,成为了科研技术人员必备的理论基础,对于土木工程学科而言也不例外。因此,作为土木工程专业未来的工程技术人才而言,学习和掌握“运筹学”的基本理论知识和如何将专业知识与其联系起来有其必要性和重要性。

二、“运筹学”在土木工程专业课理论中的应用

“运筹学”的理论基本要点,就是将数学中的优化思想与社会实际问题的有机结合,作为从事在本工程专业的技术人员,只有具备扎实的理论数学和工程应用数学基础,才能将该课程基本理论与土木工程专业相关理论相结合并灵活运用于教学、科研和工程实践中,以下结合土木工程部分几方面浅谈“运筹学”的基本理论在土木工程专业中的应用。

1.结构分析课程

结构分析,是土木工程专业中最基本的专业基础,是学习和灵活掌握其他专业课的必要前提。其主要内容是通过对各种结构形式在不同荷载情况下的荷载效应进行分析,计算得出内力分布,分析出在建筑功能要求一定的条件下的结构最优布局形式,以便今后工作中从事实际工程设计时,能灵活运用所学的知识选择出合理的结构形式。例如,我们所开设的《材料力学》是分析单个构件的受力、而随之所开设的《结构力学》是将《材料力学》的单个构件组合成结构,进行整体分析等。

2.结构设计课程

结构设计课程,主要是通过学习相应的专业课基本理论,再让学生结合相应的理论进行课程设计实训,从而提高学生灵活运用理论进行实际工程设计方面和处理实际问题的能力,为以后更好、更快适应工作环境打下良好的基础。

(1)《钢筋混凝土结构》

《钢筋混凝土结构》是土木工程专业中一门重要的基础专业课,它所要解决的主要问题是根据结构的力学分析结果,合理设计配置钢筋和混凝土,使得钢筋和混凝土充分利用,以至钢筋混凝土设计达到安全、适用、经济的目标,这三个目标中有主有次,相辅相成。一般原则为保证安全,满足适用,追求经济。所以,应根据实际工程条件建立与实际工程条件基本吻合的力学模型,再进行受力分析,确定设计优化目标函数,合理配置钢筋和混凝土。

(2)《钢结构》

随着社会经济、科技文化水平的不断发展,人民生活水平逐步提高,再加上世界人口的增多,社会对大型公共建筑物的需求日益迫切,而在大跨度结构方面钢结构有着自身的优点(强度高、自重轻、抗震性能好等)。为此,《钢结构》的理论越来越显重要。《钢结构》课程理论主要是围绕结构的节点设计、材料的强度以及结构或构件的刚度和稳定性展开的,由于钢材的强度高,截面尺寸小,大多数钢结构的破坏都不是由材料强度引起的,而是由结构的节点设计不合理,使结构构件长细比过大,导致出现失稳破坏造成的,为此在钢结构设计时应确定造价为目标函数,以钢结构的容许挠度为约束条件,并考虑钢结构中受压杆件的长细比对其强度影响等因素进行结构优化设计,最终在满足安全可靠的前提下,达到最为经济的结构设计结果。

(3)《结构优化设计》

《结构优化设计》是运用优化的相关理论对结构进行布局以及受力分析,尽可能使结构材料性能得到充分利用,以至结构在保证安全可靠的条件下,得到最为经济合理的结构形式。

3.施工管理与建筑经济

施工管理与建筑经济是学生将来到施工单位从事管理、施工和施工项目概预算工作的必备基本专业知识,下面就相关专业课程谈谈“运筹学”在其中的运用。

(1)《施工组织设计》

《施工组织设计》主要是讲述施工过程的组织和进度计划的合理安排,其中施工进度计划的安排和流水施工图的绘制就运用到了“运筹学”的网络优化的相关理论,合理安排施工进度计划,优化施工机械和劳动力的配置,使得施工全过程做到安全有序,保质、保量按期完成。

(2)《建筑经济与企业管理》

《建筑经济与企业管理》这门课主要讲述如何降低成本、提高经济效益的问题,这就涉及将“运筹学”的相关理论运用到项目前期可行性论证、工程招投标、工程项目预算、施工过程的管理、施工项目的竣工和概算、后期质量与经济效益分析整个过程中,力求做到宏观调控、统筹安排。例如,基本建设投资效果分析、建筑工程技术经济分析、预测与决策以及建筑企业管理等用 到了单纯形法、图解法和网络技术等方面的运筹理论。

4.土木工程科研工作

由于土木工程专业与工程实践联系极为紧密,为此,从事土术工程方面的科研人员应根据实际工程的需要进行相应的研究,主要如何利用土木专业的理论来解决工程中急需解决的问题。例如,中国建筑科学研究院所开发的设计软件TBSA和PKPM等,而将“运筹学”的相关理论运用到土木工程科研中尤显重要。例如,空间网格结构的优化设计程序的研究,这一研究成果的完成将为设计人员带来方便,为工程建设单位降低造价,其中用到了单纯形和非线性规划的理论来优化结构的形式和结构的总造价。总之,土木工程方面的大多数研究都是在安全可靠得到保证的前提下,围绕结构造价进行一系列的优化研究,最终得到方便实际工程应用的研究成果,为工程设计与施工人员提供科学合理的依据。

三、结论

综合以上所述,可以看出,“运筹学”理论在土术工程中的运用的实用性、广泛性和重要性。为此,作为未来从事土木工程专业技术工作的专业人员而言,初步了解并掌握“运筹学”的基本理论和思维方式尤显必要。

参考文献:

[1]钱颂迪.运筹学(修订版).北京:清华大学出版社,1993.