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【关键词】CAD;土木设计;优劣势分析
中图分类号:B819文献标识码: A
一、引言
计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD),诞生于20世纪50年代,它是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力来进行工程的设计和分析的一种技术,它是综合计算机技术和土木工程设计方法的一门新兴学科,是与计算机软硬件及工程设计方法的发展而发展起来的。它集成了计算机、图形学、数据库技术、数值分析等技术,随着软硬件技术的不断发展及工程方法的更新换代,CAD技术也日趋完善,已经广泛应用于电子、轻工、纺织、服装、医疗、国防及工程设计等国民经济的各个领域,发挥了极大的经济技术效益。
二、CAD技术在土木工程中的应用范围
(1)在土木工程的规划中应用CAD技术。在土木工程项目中,前期规划对项目的发展来说具有十分重要的意义,受到很多原因的限制,比如环境因素、自然条件以及社会经济等各方面的原因。每一项前期规划与工程项目的成功或失败都有极大的关系。CAD技术应用在土木工程的前期规划中主要分成3种,首先是规划土木工程项目信息的存储系统以及查询,比如说市政方面的信息以及地理方面的信息等,这种系统通过数据库的形式来进行规划;其次是分析项目信息的系统,比如分析城市规划的系统;最后是在土木工程中的制作系统及辅助项目进行规划的系统,比如景观园林规划的系统。
(2)在土木工程的设计中应用CAD技术。在土木工程的设计中一个土木建筑完整的设计程序主要有设计建筑物形状的大小、选择建筑结构的构造、绘制设计图、计算建筑工程所需的材料、验算与分析建筑工程的结构等程序。早期在土木建筑工程的设计中应用CAD技术是进行结构设计,因此在CAD应用技术方面设计技术是比较完善的。例如在设计桥梁建筑的结构时,先是通过CAD应用技术进行设计桥梁的实体结构,接着对桥梁受力及截面等情况进行分析,根据分析的具体情况正确的计算桥梁结构的变形和受力,保证建筑工程的质量。
三、CAD在土木设计图中的优势
(1)绘图劳动强度降低,图纸保持清洁、美观。传统的手工绘图法需要设计人员经常性更换十几种绘图工具。一旦画错,就要在图面上修修补补,破坏图面的整洁性。而CAD制图,只要配齐了电脑,安装好绘图软件、打印机或绘图仪,鼠标轻轻移动就可以完成心中设计的图形。同时,软件本身还可以提供UNDO限制防错功能,让工程设计师们制图事倍功半。更有甚者,软件还可以为每个设计人员的独特的表达方式、思维模式和绘图习惯,提供广阔的空间,只要充分使用参数化绘图工具就可达成。
(2)增强计算功能,提高精确度。土木工程设计不同于其他领域的设计,它需要正确无误地计算出裂缝宽度、挠度、承载力、配筋面积。而且在实际工程中,要先符合设计规范地对各个结构构件如梁、板所承受的各种外部荷载,再根据《混凝土结构设计规范》规定进行计算和调整,如果计算数值稍有偏差或参数取值不符合规范要求,便会造成设计出的产品不合设计规范、不经济,严重的还会造成人民生命、财产的巨大的损失。
(3)提高设计工作效率。土木设计过程一般经过提条件、方案设计、初步设计、施工图设计。各工种之间的配合默契与否,条件与方案改变大小都直接影响着制图的速度。传统的手工制图方式下,各阶段各工种之间的不同设计成果要分时制作;在CAD制图中,实现了各工种间的图纸资料互换,即使方案有所调整,设计人员只需在原有的设计图纸上加以调整,从而减少大量重复劳动,提高了工作效率。
四、在土木工程中应用CAD技术的不足之处
在土木工程的施工、设计、规划以及维护管理等方面应用CAD技术,还是会存在着一些不足的地方,主要体现在以下两个方面。
(1)CAD技术促使土木设计领域中人、财、物浪费加剧 。CAD技术需要相关的软件,运转速度较快的电脑以及熟练掌握电脑的设计师、网络维修人员等。购买任何正版的工程建筑软件都要花费1~2万元。设计师们还要开展专门培训工作,总之,备齐所需的人力和财力则价值不菲。同时,在使用过程,设计师们只能看到面前的一处图纸,而土木工程设计是一个系统工程,只看到一处图纸是远远不够的,它需要一整套图纸打印后才能看清楚。电脑图纸需要经过输出后才能实现审核、修改、再审核、再修改直至正式出图,增加了单位成本和社会成本。
(2)由于CAD软件技术含量比较高,设计师通常要花费很长的时间才能掌握两级CAD软件的相关知识与基本用法,这样导致了设计师的工作时间以及人力资源受到了一定的限制。培训一个设计师还要交付比较高的培训费用,使企业成本增加。一套完整的CAD工程建筑软件花费都要在2-3万元以内,还得按时的对软件进行更新及升级,这也是需要投入大量的后续资金。同时,CAD软件需要性能很高的计算机辅助才能正常运行,要想能够使CAD软件实现完整的微机制图还得增加其他配套设备:刻录光盘、工作站、复印机、绘图仪、数字化仪以及USB和UOS等设备,是一项花费较高的软件。
综上所述,CAD的使用提高了土木设计中的高效率、高质量和高水平,同时也显示了不完善的方面。因此,设计师们在使用过程中总结经验,注意克服CAD带来的负面影响,努力提高自身的计算机知识和对土建规范的使用,促进CAD的健康发展。
【1】卢致强.工程设计实践中结构CAD技术的应用与探讨[J].四川建筑,2003,23(4):47-48.
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关键词:土木工程;设计工程;安全性;经济性
中图分类号:S611文献标识码: A
引言
在进行土木工程设计工作时,设计人员一直关注其安全性和经济性,只有保证设计工作能够将二者协调统一,才能与国家倡导的施工设计理念相一致。土木工程的设计工作关系到整个工程的质量,只有在保证工程安全性能的同时,兼顾经济性,用科学的设计理念来控制施工成本,才能在激烈的国内外竞争中占据有利地位,促进我国土木工程设计工作的不断发展和进步。
一、土木工程结构设计中存在的问题
1、工程设计整体的稳定性差
建筑的整体稳定性是土木工程建筑产品的质量检测基础。建筑物在使用过程中存在局部的质量问题不会影响到建筑物整体的安全性,一般情况下不会发生大面积的坍塌,不会产生太大的经济财产损失。土木工程的结构具有自己一定的延展性,这会直接影响到工程设计的整体稳定性。
2、结构设计的标准比国际标准要低
土木工程结构设计的安全性从整体上来看设计到许多方面的问题。建筑物的牢固性、容许承载力大小、使用年限标准都直接影响到建筑结构的安全。我国的结构设计标准同国际上其他国家的标准相比较,要求要低许多。
3、工程耐久性不足
我国的国土面积较广,国家南北跨度较大,所以造成了国家内部的气候变化也比较大。如何按照不同地区不同的气候条件来进行工程结构设计就成为了关键性问题。虽然部分地区有当地的标准,但是很多地区还无法做到详尽,所以在法律的规定上还不够明确,缺乏一定的规范来进行具体的约束。
4、抗震系数设计较小
在正常的建筑设计中,承重柱的横截面积如果太小,就会使柱子在受到各种荷载的作用下容易开裂,能够承受的最大压力随之变小。在施工过程中虽然减少了材料的使用量,降低了整个工程的成本,但是却让建筑的使用年限和使用安全性变小,给人们的生命健康和财产安全都造成了很大的威胁。如果一旦发生地震等自然灾害,建筑物的抗震性能就会极大的降低。
二、如何保障土木工程设计工作中的安全性和经济性
1、提升土木工程设计人员的素质
我国现阶段的土木工程设计工作较之以前而言取得了明显的进步,设计人员也有着较为丰富的工作经验,掌握较多先进科学的设计方法。但是,一般设计工作者,设计人员过多的注重施工图纸,很难兼顾到实际施工过程中可能遇到的问题。施工图纸在整个设计工作中都只是一部分参考资料,与实际的施工过程相比较,建设单位要想能够保证整个土木工程的质量和标准达到相关的要求,必须要保证设计人员能够将自己的设计意图表达的完整准确。现阶段的工程管理者专业水平较低,对于土木工程的结构以及设计环节的相关知识较为缺乏,因此,在指导施工时,往往会对图纸产生误解,导致设计工作和施工工作出现误差。所以,土木工程设计人员要不断提升自身的专业素质,通过继续教育以及自学等相关途径,加深对工程设计技术的理解和掌握,从而提升认识水平和业务能力,保证设计工作能够更好地指引施工工程的顺利进行。
2、保证土木设计工作的安全性
要想提高整个土木工程设计工作的安全性,就要先从管理工作入手,首先要选择那些等级高、资历老、具有先进管理水平的设计单位来承担工程设计工作,只有保证设计单位具有先进的设备、高素质的设计人员,才能从根本上提升整个设计工作的水平。还要强化设计人员的理论基础知识,因为,设计人员对设计知识的掌握程度会对整个土木工程项目产生重要的影响,只有保证设计工作人员能够对基本设计方法进行掌握,并且不断更新自己的设计理论,才能保证整个设计工作满足不断提升的施工要求。还要保证设计工作中尽量不产生失误,在进行设计计算时,不出现缺项和漏项的现象,保证设计图纸不出现较大的质量问题。设计人员要对相关数据进行认真检查,并仔细核对,避免出现人为疏忽的问题,只有保证设计图纸能够全面、详细,才能够指导施工人员进行科学施工,不出现任何工程施工事故,工程管理人员要强化对设计环节的监督和管理工作,并且对整个施工过程进行全面管理。设计单位在完成相关工作之后,还要与施工方时刻保持联系,及时解答施工人员对设计图纸提出的种种疑问,一旦发现任何问题,要及时进行审核,修改出现的任何错误,保证施工工作的顺利进行。
3、保证土木设计工作的经济性
土木设计工作的经济性要求有关部门可以通过招标与投标的方式来对不同的设计方案进行分析和比较,在保证工程安全的基础上,选择经济性突出的设计方案,从而来节省工程开支。在进行工程施工设计工作时,还要不断鼓励设计者开拓他们的思路,采用灵活的设计理念来进行工程设计,可以通过标准图来降低整个设计工作量,加快设计工作的进度,但是,这样的设计方法会加大整个工程施工成本。因此,设计人员要在日程设计工作时,保证整个工程安全的同时兼顾设计工作的经济性,对于能够压缩工程成本的细节进行反复核算,从而保证设计工作能够兼顾安全性和经济性,节省一切不必要的工程开支。设计人员还要控制多参数的设计工作,例如在土木工程混凝土钢筋结构的设计工作中设计的安全因素和成本较多,相同的荷载往往会出现不同的设计结果,各个部门只有在互相沟通与合作的基础之上,通过相关数据和资料才能提升整个设计工作的经济性。
三、完善土木工程设计的建议
1、完善建筑结构设计领域的法制建设
为了规范建筑设计领域的健康有序发展,国家相继出台了众多法律法规,除从技术上给予了严格规定外,还从政策上给相关工作的开展提供了法律强制性。这些法律法规及相关标准是本领域的权威泰斗经过长期工作而总结出来的经验,具备极高的宏观指导性,然而在实际设计过程中,我们还应站在这些巨人的肩膀上,做出更为严格的设计要求,以更好地促进行业发展。
2、积极鼓励科研创新
常言道“工欲善其事,必先利其器”,在进行建筑结构设计的过程中,我们也必须通过积极的科研与创新,升级我们的设计“武器”。一方面,站在设计人员的角度,我们应该积极提升自己的专业休养,同时抓住一切机会,对新技术、新想法、新成果进行实验探究,不断拓宽自己的知识面,以使我国建筑结构设计的理论基础不断发展;另一方面,站在辅助相关人员进行建筑结构设计的角度,我们还应该致力于开发符合我国国情的设计软件,利用虚拟化技术,提升我国建筑结构设计水平。
3、鼓励进行概念设计
随着建筑业的不断发展,人们对于建筑的需求不再满足于舒适性和安全性,而是在此基础上,充分的展现出个性化的色彩。为了提高建筑结构设计的水平,可以尝试进行概念设计。在对实地环境进行调查分析的基础上,设计出一套优秀的结构设计方案,在对数据资料等不断完善后,将其模型化,在科学技术如此先进的环境下,可以充分的利用计算机技术,进行虚拟技术来分析,然后不断的优化完善,最终将其应用于现实,这对于建筑结构设计领域来讲具有非常重要的意义。
结束语
总之,我们在进行土木工程结构设计的时候要把安全放在第一位,其次要考虑设计的经济性问题,这样才能够保证企业安全平稳的发展。以安全为中心,为企业减少经济负担,降低工程的成本,提高设计人员的专业知识和工作能力。严格的遵守国家的相关法律法规以及设计规范,提高设计人员的安全意识,保证每个设计的安全性和经济性。
参考文献
[1]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)
关键词:土木工程;结构设计;优化策略
中图分类号:TU318 文献标识码:A
土木工程结构的安全性能中,结构设计是保障。结构设计可行性、施工水平、合理科学的维护检查是衡量结构工程质量的三大重要标准,结构设计是土木工程安全性的决定性因素,施工水平和后期维护、检测都对土木工程的质量安全产生直接关系,三者既有联系又有区分。当前,我国建筑相关部门对土建结构工程设计虽有一定的文件支持和管理,但是相比国际同类标准还有很大差距。由于我国土木工程建设出现事故率低,但是我国建设总量大,所出现事故数量也不低,尤其是我国又属多灾国家,因此土木结构工程设计水平较低对我国造成相当大的损失。当下我国土木工程建设中的主要问题,就是结构工程建设牢固性欠缺,主要构建承载力达不到要求。土木建筑工程结构第一要义就是安全设计,科学合理的安全设计能够保证建筑局部出现问题也能够保证整体建筑的安全性,同时能够避免局部损伤出现连续性破坏。科学合理的安全设计是土木工程结构整体牢固性的必要条件,要想结构牢固,就必须在设计中充分考虑结构的延展性和必要的冗余度,经过科学验证的安全设计,能够在出现地震、爆炸等天灾人祸中保证工程质量和使用寿命不受缩减。然而由于土木工程结构设计在我国起步晚,发展比较落后,在实际操作中出现了很多问题。
一、土木工程设计存在的问题
(一)牢固性设计不强
牢固性是土木工程设计的基础,是建筑工程安全的保障,就我国目前土木工程结构设计而言,牢固性标准的不完善是设计的最大缺陷。土木工程的牢固性主要指的是当建筑物在经受重击等外力造成部分损害的时候,不会因为这部分的损害导致整幢建筑受损。例如,让工程经受地震等自然灾害或火灾的时候,建筑物若在冗余度设计或延性设计方面没有达到要求,很容易造成整幢建筑物无法继续使用,导致物力、财力的极大浪费。牢固性设计是建筑长期使用的保障,设计人员必须将这一部分作为设计的重点,避免建筑在经受外力的时候不会造成大面积坍塌或损坏。
(二)安全标准偏低
对于土木工程而言,安全标准的设置需要根据建筑物的用途、地理位置、标准使用年限来设定。其中,使用年限设定并不是指建筑在到达预计使用年限时立即停止使用,而是应保障建筑实际使用最低年限大于设计年限,保障使用的安全性。纵观国内外古建筑,大多是国外建筑都能够保存百年以上,但我国一些土木工程在修建10年后就出现了质量问题,如墙体开裂、基座变形等,严重影响了工程质量安全。这种现象主要是由设计时使用的设计标准偏低造成的,在安全标准的规范方面,许多漏洞仍旧存在,且监管部分监管力度不足,让一些不合格设计有机可乘。
(三)考虑因素不完善
一直以来,我国对于土木工程设计的耐久性问题都将重点放在了荷载强度的受力上,很少考虑外界环境对建筑质量的影响。虽然荷载是影响建筑耐久性能的最主要因素,但是建筑物承受的温度变化、干湿度变化、土壤中化学介质、水侵蚀等也会对使用年限造成影响。目前耐久性缺失最主要表现为建筑物内混凝土中钢筋发生锈蚀,这一现象在土木工程中较为普遍,引起锈蚀不仅是设计方面的原因,也有使用环节的因素,在两者共同作用下,锈蚀对工程造成的危害已经与荷载危害程度无异。
(四)设计混淆问题
在一些土木结构中,缺乏设计经验的设计人员往往会将构造柱与承重柱弄混,将构造柱作为承重功能来使用。构造柱一般出现在砖混结构的建筑物当中,将构造柱与建筑物的梁柱配合使用可以有效提升墙体的牢固性,避免墙体出现裂缝。但若设计人员将构造柱作为承重墙,在建筑经受地震等强烈振动时,构造柱无法像承重墙那样完全抵抗住震动强度,会产生下陷、裂缝等,造成建筑结构整体收到向下的拉力,严重时造成坍塌。
二、土木工程设计优化策略
(一)按照规定要求进行
在设计过程中,各项指标必须严格按照规定标准完成,不能因为想要节约资金而偷工减料。另外,可以借鉴国外先进技术,对目前在设计标准不明确的方面加以完善,并将不符合我国设计具体需要的规定适当整改。
在设计人员管理方面,要严格遵守持证上岗制度,对于没有相关证件的设计人员一律不予聘用,同时还应加强对证件审核机构的认证,对于资质不足的审核机构颁发的证件视为无效证件。在工程设计要求方面,随着设计数量以及深度的发展,必然会发现一些不符合现有建造工艺或标准的规定,这种情况可以直接向上级部门反应,及时对规定做出整改。
(二)全面提升设计人员自身素质
设计人员自身素质与专业水平直接关系土木工程设计的科学性和结构的合理性。因此,这就要求我们土木工程设计者在业务水平和个人素质上不断学习和提高,对于土木工程设计主体机构而言,应选用综合素质高,设计严谨细致、有社会责任感的设计师。随着土木工程结构研究的不断深入,尤其是国际前沿技术的不断投入应用,要求我国土木工程设计者应当紧跟行业前沿的步伐,不断深入学习并熟练掌握,在吸收消化的基础上不断推陈出新,使自身的专业水平更好的服务员土木工程设计工作。
土木工程设计是一项十分严谨的工作,因此它要求我们设计者对设计出的数据要认真对待。每一份设计荷载数据都关乎土木工程项目的整体质量,只有对每份数据严格把关,才能使得整体土木工程设计更加科学严谨。在数据核对环节,需要安排多组核对员进行多次核对矫正,以保证土木工程设计中的每个部分或环节都能够经得起验证,以此来确保工程设计质量,避免后期因设计不合理造成损失。
(三)科学管理,定期检测
土木工程的维护检测对整个土木建筑的使用寿命和质量息息相关。任何质量事故,都是由量变到质变的过程,因此我们需要定期对土木工程施工进行全方位的安全检测。第一,在检测过程中还需相应的监督部门对检测全程监督,以此来督促工程单位以严谨的态度对待检测工作。第二,土木工程的牢固性在正常使用中,很难察悉问题,只有遇到严重灾害时问题才出现,是因为小的隐患逐步扩散导致。所以,需要对土木工程做定期的维护检测。
结语
通过上述分析不难看出,土木工程的设计环节对于工程是否能够正常投入使用并保障使用安全起到决定性作用,结构设计的完善是工程建设不容小觑的问题。设计师应加强自身设计能力培养,通过培训与实践加深对设计要求以及先进工艺的理解,保障设计的安全性,并在细节上加强重视,确保土木工程不会因质量问题对人们生命财产安全造成损失。总是,提高土木工程设计问题不能一蹴而就,设计师们要根据实践经验完善工程设计,避免造成人力、物力、财力的浪费。
参考文献:
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[3]左熹.土建结构工程安全性的探讨[J].工程建设与设计,2012(10).
关键词:土木工程;结构设计;问题;安全性;措施
中图分类号:TU318 文献标识码:A
一、土木工程结构设计过程中存在的问题
1.1 结构设计牢固性差
为了有效保证土木工程的安全性就必须保证土木工程结构设计的牢固性。但是,目前土木工程设计较差的牢固性已经成为影响土木工程结构安全性能的主要因素,已经引起了建筑行业的广泛重视。虽然部分结构的牢固性差并不会对土木工程的整体结构造成严重的危害,但是一旦发生地震、爆炸以及火灾事故,局部的不稳定就极有可能造成整体结构的安全性受损,对结构的冗余度设计以及延性设计的考验极大。
举例进行说明,假如在进行地基结构设计过程中忽略了地址的承载能力进行设计,就有可能导致设计因为根据不足而无法保证土木工程在外力破坏下仍然具有足够的安全性。目前,我国的土木工程结构设计仍然存在许多不足之处,有待完善。为许多土木工程的伤亡事故,例如建筑物坍塌、损坏等留下了安全隐患。
1.2 构造柱和承重柱的区分问题
为了有效提高建筑物的抗震水平在进行土木工程设计时,当建筑是砖混结构时可以进行构造柱以及梁的配合设计,这种土木结构设计方案可以有效提高墙体的抗裂性能,进而提高抗震性能。然而,在实际的土木工程结构设计过程中,许多设计人员对构造柱以及承重柱的概念不清晰,而导致错误的将承重柱的设计方法当做构造柱的设计方法应用到土木工程结构设计中去,导致构造柱没有基础的现象出现。使得土木结构的抗震性下降,当发生地震时无法承载地震强度导致建筑物结构沉降、裂缝甚至坍塌。除此之外,在进行土木工程设计时许多设计人员为了承重柱的分析计算简便,再设计时将承重柱的截面设计的过小,一旦遭受外力就会导致梁柱开裂。
1.3 忽略环境影响因素
在进行土木工程结构设计过程中不仅要考虑耐久性和安全性还应该对土木工程所在地的湿度、温度、化学腐蚀、水土酸碱度等环境因素考虑到设计钟来。然而在实际工作中许多设计人员都忽略了环境因素对土木工程结构设计的重要性。但环境因素有对钢筋、混凝土的强度有负面影响。对土木工程结构的耐久性和安全性都有着很大的消极作用,为土木工程造成了很大的安全隐患。
二、 土木工程结构设计的改善措施
2.1 结构设计方案的确定
土木工程建构方案的确定对土木工程结构的安全性和耐久性有直接的影响。下面笔者结合某楼房土木工程的结构设计对结构设计方案的确定进行介绍。在确定土木结构的设计方案时应该考虑一下几个方面的内容:结构措施、基础布置以及框架结构选择等。具体来说在进行土木工程结构方案的确定时应该考虑到框架结构由梁、柱构件组成,构件之间通过节点来连接,进而承载水平荷载以及竖向荷载的压力。如果设计的是多层建筑时还需要将水平风荷载对建筑结构的影响考虑进去。除此之外,在进行框架结构的土木工程设计时应考虑到抗震性以及承载力等,这就需要选择合适的钢筋混凝土梁、柱。在布置基础时还应充分考虑到施工条件、水文条件以及地质条件等多方面的因素。当土木工程的楼层较小时,可以选择独立基础因为该结构不需要承载太大的结构荷载力。当层数多时,需要承载较大的结构荷载力,这时就应选择综合基础。土木工程结构设计时还应该根据抗震设计的规范要求进行结构措施设计,通过计算抗震作用选择合适的抗震措施。
2.2 内力组合的设计
为了保证土木工程结构有足够的抗震性,来保证结构的安全性和耐久性,必须对抗震设计的要点内力组合进行合理的设计。在进行内力组合的设计时要求心爱滴承载力抗震系数进行调整。在不考虑抗震要求时的土木工程材料的强度应该小于考虑抗震时的材料强度的设计值。设计过程中如说使用的是未考虑抗震情况下的材料强度那么在进行抗震设计过程中还需调整承载力抗震系数,来进一步提高建筑结构承载力的要求。
2.3 板设计和配筋
在进行板的设计以及配筋设计过程中,应该认真分析板的短边以及长边的长度之间的关系,当长边与短边的长度不超过2mm差距时应该采用双向板设计方案,当长短边的长度差距在2到3mm之间时应该选择沿着短边的受力单向板进行计算,构造筋的设置应该沿着长边的方向进行布置。设计时还应该使用弹性计算方法来亲确定工程结构板的大小。
三、提高木工程结构设计安全性和耐久性的措施
3.1、严格按照相关规定标准进行土木工程结构设计,并逐步完善各种标准和体制。
土木工程结构设计应严格按照相关规定及设计标准进行,目前我国的技术标准还不够完善,设计过程中应该按照国外先进的技术规范来进行,并要结合我国的实际情况进行改善。我国的土木工程设计的管理体制也不尽合理,亟待完善。可以采用科学的管理方法,坚持以人为本的原则,严格约束从业人员及结构的资质,并且大力推广技术创新,不断完善相关规范、标准。
3.2、定期全面地对土木工程进行安全检测
为了有效保证土木工程的安全性和耐久性,就需要国家有关的安全监督部门对土木工程践行定期和全面的安全检测。由于土木工程结构的安全性能只有在遇到严重灾害,比如说地震、洪水等时才能体现出来,而在平时无法观察,因此应该定期全面的土木工程结构进行安全检测,来进一步保证土木工程的安全性和耐久性。
3.3进一步提高土木工程结构设计人员的综合水平,并加强设计管理。
设计人员是土木工程结构设计的直接创造者,因此设计人员的综合素质对土木工程结构设计质量的好坏有着直接的影响。因此,应不断提高设计人员的综合素质水平,选拔技术水平高、责任意识高、经验丰富的设计人员,并加强对设计人员的理论知识培训,计算能力以及设计方法的教育使其掌握最新设计理念,掌握设计领域最前沿的的技术和方法是提高土木工程设计水平的重要保障。除此之外,还应该加强对设计过程的管理,对设计图纸进行认真审核,由多人审查避免出现遗漏和错误。
3.4、对设计图纸要求详细、严谨,并在设计时考虑经济性
由于施工人员的综合水平差异较大,为了确保每一个施工人员都能看懂图纸,设计人员就应对设计图纸进行跟严格、更详细、更严谨的说明,避免出现因错误理解图纸导致错误施工的现象出现。与此同时,在设计过程中海英考虑经济性原则,避免出现资源的浪费。
结束语:土木工程建设对我国经济的发展,国民的生命财产安全都有着直接的影响。土木工程结构的安全性和耐久性是提高土木工程抗震性的关键因素。文章中笔者结合多年的工作经验对土木工程结构设计过程中存在的结构设计牢固性差、构造柱和承重柱的区分问题以及在设计中忽略环境影响因素等问题进行了分析,并针对这些问题提出了相应的解决措施,通过不断完善土木工程结构设计,严格按照相关标准进行设计以及鼓励使用创新技术,进一步提高安全标准等措施来解决土木工程结构设计过程中存在的问题,促进土木工程的健康有序发展。
参考文献
[1] 王忠伟 . 关于土木工程结构设计安全性与经济性的探讨 [J]. 华章,2013(16):340.
[2] 项仲贞 . 建筑工程结构施工图设计中存在问题及改进建议 [J]. 中国科技信息,2006(17):82-83.
[3] 邹纯纯. 浅析土木建筑工程结构的安全性与耐久性设计[J]. 黑龙江科技信息, 2012(13):236.
[4] 高峰.土木工程建设中对建筑结构基础设计的探析[J].中国新技术新产品,2012(3):171.
【关键词】土木工程;结构设计;安全问题;分析;策略研究;人才培养
前言
在上文摘要中我们已经提到,随着各种土木工程拔地而起,美观大方实用的建筑为人们生活提供了便利。但是,有些工程的质量令人堪忧,安全性和耐久性存在问题,导致各种事故的发生。本文分析目前土木工程结构设计中存在的安全问题,主要表现在牢固性低、安全设置较国外低、构造柱和承重柱的混淆、承重柱截面积小、忽略环境因素对安全性的影响等方面。本文针对这些问题,提出了解决这些安全性和耐久性问题的策略,期望土木工程结构设计更为安全合理,更好地为社会主义现代化建设做出贡献。近年来,各种摩天大楼、大型桥梁、高速公路、地下建筑的建成和使用,为人们生活提供了极大的便利,推进了我国建筑业的不断发展和进步。但是,有些土木工程的安全性出现了问题,事故频繁发生。一旦发生事故,必然造成财产、生命等各种重大损失,因此,土木工程的安全性成为土木工程设计的首要问题,对于安全性存在问题的建筑决不能投入使用,这就要求设计方案既要保证土木工程的耐久性和安全性,又要做到经济实用。
1.我国目前土木工程在结构设计中的现状
1.1.首先,就是我国土木工程的设计结构没有较强的牢固性,因为它是决定建筑是否安全的决定因素。我国土木工程的的牢固性问题是目前土木工程设计的最大欠缺。牢固性,即如果建筑工程局部出现损坏时,不至于导致整体的破坏。比如:当发生地震、火灾、爆炸或其他人为事故等重大灾害时,只有结构设计中的延性和冗余度的设计优良,同时还要结合地质情况和土质承载能力,对土木工程的设计进行论证,才能保证建筑损坏降低到最小。而现阶段我国土木工程设计在此方面设计不够完善,从而造成的大范围的损坏、倒塌事故,伤亡较多
1.2.第二,我国土木工程的安全规范存在许多漏洞,权威性较低,约束力较差,所以导致我国土木工程的质量普遍不如国外,很多国外的百年老楼质量依旧很好,仍在正常使用,而我国很多的土木工程质量令人堪忧,甚至有的建筑使用不到十年,已开始出现墙壁开裂、变形等等现象。造成这些现象的原因之一是我国土木工程的结构规范安全设置低于国外的规范。
1.3.再次,在土木工程设计中,有些设计会将构造柱和承重柱混淆,影响了工程的牢固性,从而造成事故的发生。构造柱是在砖混结构的建筑中,与梁配合,可以防止墙壁的裂缝,有助于提高房屋的抗震能力。但是,如果设计人员将构造柱当成承重墙使用,当遇到地震等剧烈震动时,因为构造柱不如承重柱的强度,而且构造柱不设基础,抵抗不住地震的力量,从而遭到破坏,出现裂缝、沉降,最终导致房屋的倒塌。因此,设计人员必须认真区分构造柱和承重柱,以防止悲剧发生。
1.4.最后就是我国土木工程在设计结构上的承重柱截面积设计过于小。设计人员在设计抗震烈度要求不高的地区的建筑时,会将承重柱截面积设计过小,这样更方便分析受力。但是这样做的时候,往往会在有外力作用时,导致柱和梁开裂的现象,从而降低了建筑的使用寿命。如果出现地震等强大作用力下,房屋就有可能倒塌,造成人员伤亡。
2.改变我国土木工程结构设计现状的措施
2.1.土木工程结构设计应严格符合各项规定,并逐步完善各种标准和体制所有土木工程的结构设计应符合国家规定的各种技术规范,对于不够完善的技术标准,应虚心向国外先进技术学习,结合我国需要,改进相关技术标准;对于不合理的管理体制,因以人为本,结合科学的管理,严格约束从业人员的注册和机构的资质认证,同时鼓励技术创新;对于安全设置不足的规范和水准,可及时向上级主管部门反馈,给出科学的、合理的、更为安全的规范条例。
2.2.其次,就是我们工作人员要定期全面的对土木工程施工进行全方位的安全检测,这就包括国家安全生产管理部门对土木工程应实施强而有力地监督,定期进行全面地检测。有些工程单位认为,当前使用没有问题,不需要反复检测。其实土木工程的牢固性,正常使用时是很难看出问题的,只有当遇到严重灾害时,问题才暴露出来。所以,应该定期全面地进行安全检测,将安全隐患及时纠正。安全无小事,安全检测是确保安全性的首要手段。
2.3.第三,我们土木工程企业要不断加强土木工程设计人员的业务水平与专业素质,这就要求我们要严格设计过程的管理对土木工程的设计人员的选用,应选择综合素质高的,严谨细致的,设计经验比较丰富且有责任感的人员,以保证其土木工程的设计质量。并应加强设计人员的理论学习,尤其应加强设计计算理论和方法的学习,并熟练掌握,同时不断更新知识体系,使自己所掌握知识和水平保持在这个领域的前沿水平。对于设计人员设计过的数据,应认真核对,多次多个设计人员核对,以保证没有疏忽或者漏掉一些环节,造成安全隐患。
2.4.最后,就是要求我们企业在图纸设计上,要详细、严谨,并在设计时考虑经济性设计人员设计的图纸要求对每个细节要详细说明,因为施工人员素质差异大,不能保证都能正确理解图纸,如不详细说明,易造成因误解图纸而出现施工错误,必将酿成大错。对于设计的图纸,有的设计人员喜好并一味使用标准图。
3结语:
综上所述,土木工程结构设计的安全问题在我国土木工程建设与发展过程中是一个不容忽视和极其重要的问题,所以,我们作为土木工程结构设计的公司及相关的工作人员一定要把这一问题重视企业,不断提高土木工程结构设计的安全性与细致性,确保我国广大人民的生命财产安全不受到损害。
参考文献:
[1]孙海法.李丽淑.浅析土木建筑工程结构的安全性与耐久性设计[J].中国新技术新产品.2010.03.
作者简介:
关键词:土木工程;结构设计;安全性;经济性
1土木工程结构设计概述
1.1强化工程结构设计的运营管理
土木工程的设计团队发挥了很大的关键性作用,一旦发生设计上面的疏忽,就会造成严重的后果,甚至使工作人员丧失生命,因此该工程项目要选好设计团队是至关重要的,以免造成不必要的麻烦。所以,要把设计团队壮大起来,就要作出相应的措施,比如进行专业知识的考核和选拔,并且有相关经验的优先录用。由于工程团队设计要具备一定的职业修养和职业道德,而且有卓越的设计思想,与此同时,工程内部要进行内部结构的优化,使其队伍不断地完善,从而促进团队意识与合作。
1.2工程情况的设计内容
进行工程构建的同时要对其进行相应的考量,通常而言,要循序渐进地遵守有关规定,但是还会出现工程质量上面很多问题,因而导致各种各样的工程风险。其问题所在最关键的因素有两个方面,工程设计、计算准确度,由于工作工程当中难免会有疏忽。因此要加强对该项目的管理,并且在计算当中,要不断地去进行相应核查,确保计算的准确性,从而进一步保障了安全隐患。发生故障的工程有很多,比如某地区在工程建造的过程当中,由于计算出现了问题,促使桥梁发生裂缝,而且是在工程未完工的情况下发生这一状况,并且设计人员也参与其中,事故发生后,进行相应的检查分析得出,进行计算时未考虑宽度所导致的。
1.3培训设计团队
土木工程在构建时会出现各种各样的改变,由于设计需要新颖和创新,会随着人们的要求而发生变化,所以在进行设计时会不断地发生变化,设计时不应该单一化,而要遵循设计结构的多样化去实行该工程的建造。因为每一阶段的设计会随着人们的需求去进行设计,所以工程设计很难顺应新时代的变迁进行项目建造。目前来看,工程设计人员要不断提高自身的修养和鉴别度,提升自身的文化知识水平,不断总结出相关经验,让自己的价值也有所发挥。与此同时,在进行设计时,要结合生活实际去设计方案,使设计不断新型化,不会造成设计方案陈旧,无新颖性,并且要对工程方面进相应的分析和勘查,作出最有效的设计方案。
2土木工程结构设计出现的问题
2.1土木工程结构不完整
土木工程在安全方面是最主要的考虑因素,尤其直接影响到居民的生活状况,由于是人们居住环境。所以安全问题值得被人重视起来,安全性问题的重中之重就是如何保持结构稳定,倘若在工程设计过程当中忽略了相应的工作内容,则会导致很多麻烦,致使人们的安全有了较大威胁,比如导致工程构建起来的房屋塌陷、裂缝以及出现房屋倾斜等严重后果[2]。因而使土木工程发生一系列的问题,其最影响安全的因素有施工、环境等方面。因此在这一过程当中,一定做好相对应的检查,有利于保证其安全性。在土木工程设计中,要注重设计的构造以及性能,其工程建造自身就具有不稳定性,工程造价的质量也会受到影响。
2.2土木工程结构耐久度低
气候因素也会导致土木工程构造的差异性,因而在土木工程设计方面也会受到相应的差别,比如南方土木工程的建造本身就会防潮防水,但是北方在实行土木工程构建的时候,要做好保暖、采光等一系列措施,从而才能够进行设计方案。目前来看,我国有关土木工程构造行业没有建立明确的法律体系,因此在该行业方面没有很明确的要求,因此要不断加强该行业的管理,从而有效地实行工程质量的监管。
2.3节能设计不充足
随着建筑业的迅速发展,土木工程也日益繁荣起来,绝大部分工程企业只看重流程,并不在乎质量,长期下来,会形成结构设计在某些资源上节约的现象,这样一来,不但会致使资源的浪费,某种程度上也会造成生态环境的破坏,使得环境很难轻易恢复,虽然我国资源较多,但是人口密集,促使环境不断恶化,造成资源的浪费,从而要加强设计理念,提升土木工程的施工质量,确保土木工程结构的完整性[3]。
3土木工程结构设计安全性的策略
3.1制定严格的结构设计规定
在日常工作中总结设计经验和设计理论知识,是形成设计规范的基础。有了充分结合实际的设计规范才能从源头上保证设计质量,从而避免结构设计出现安全危险和隐患。首先,要健全完善土木工程结构设计的标准和规范,清楚确定工程建设环境,严格规定工程使用过程中需要维护的措施。其次,设计管理也是非常关键的环节,只有严格按照制度执行才能提高设计图纸的质量,进而保证工程结构设计的安全性。
3.2进行安全监测
安全监测也是土木工程施工过程中相当重要的影响因素,有关建筑单位要不断地重视起来,促使工程质量的提升,从而有效地让工作人员加以重视,分析其对个人、社会以及国家带来的影响,在进行以上过程时,要不断地落实好安全检查这项工作,从而加强内部管理[4]。
3.3土木工程应用新型材料
进行土木工程构造可以采用新型材料进行设计方案,从而增强安全性。随着科技的不断进步,我国新型材料也在市面上不断出现,因此打破传统的设计理念,解决了部分缺陷等问题,新型材料具有良好的使用性能,比如复合纤维材料在某种程度上可以解决韧性以及强度等现象,因此这种新型材料才被广泛使用。3.4加强土木工程设计的安全意识首先,要不断加强安全意识,进行相应的培训,从而快速鉴别设计方案是否会存在安全方面的问题,不断地改进设计方案,其次,在这一过程当中经过反反复复的改进,也要结合新型结构技术进行分析,才能够形成完善的设计理念,从而促进设计人员的综合素质,确保设计出的建筑会顺应这个时代[5]。最后,要对设计方案里的数据进行相应的计算以及考察,锻炼计算人员的耐心与职业操守,从而确保土木工程质量的安全性。
4土木工程结构设计经济性控制
4.1土木工程成本的控制
要对土木工程的项目进行相应的分析,从而要控制经济的成本,但是不能降低安全质量的前提下,确保成本的最小化,成立设计方案以及公开招标的过程中,要进行经济成本控制的对比,从而有效地优化经济成本。
4.2结构设计经济控制管理
促进该工程项目的成本控制,就要进行相对应的管理,从而有效地实施该项目工程。当土木工程进行招标项目时,进行全方面的分析与论证。在管理的层面可得,一定要在确保工程安全的情况下进行经济控制。要将安全性和经济性互相结合,方可实行经济的有效控制,从而也能够保证施工的工作人员的安全,然后才可以考虑是否给人视觉上的美观问题[6]。
4.3增强部门内部的团队沟通
在进行土木工程设计的实行中,要不断地与其他人员进行有效的沟通与协作。从而促进施工的进程速度。一般而言,每一项目都是由对个部分构成,其项目进程效果要达到最佳,只能更好地沟通,才能够解决相应的问题,从而确保工程项目逐步加快,从中也可以节省不必要的资源浪费。在土木工程设计方案正式实行时,一定要严格按照投标资料进行准备,确保设计方案符合招标内容,招标结束后,还要对竞标者交接工程的相关问题,有效地提升结构设计的完整性,在此基础上也要降低成本。
土木工程施工技术和设计是土木工程学中的一项重要的内容,二者的密切配合对设计者自身专业技术水平和素质提出了很高的要求,同时在土木工程中施工技术和设计的配合十分的关键和重要,设计者要了解国内外的最新形势和施工发展概况,强化自身的专业知识,只有这样才能保证施工中的安全和工程的质量。
关键词:土木工程; 施工技术;设计; 配合
土木工程的施工技术与设计是现代土木工程发展中的一项重要的内容,合理的设计和优质的施工技术是保证工程质量的重要指标之一,而且,合理的设计与优质的施工技术能够有机的结合为工程的顺利完成奠定了良好的基础,这两点是一项工程展开过程中的关键两点。 在实际的土木工程施工中,施工者的高超的设计和组织常常可以优化施工步骤乃至缩短工期,这对现代土木工程的发展也不无裨益,笔者从事土木工程的施工技术和设计研究多年,对施工技术和设计二者的配合有着自己独到的认识和见解,只有不断的提高施工技术,进行有效革新,优化设计各环节,科学引导才能更好的实现设计和施工技术的有效配合,这就要求工程应该有经验丰富的管理者,能够针对工程的各个阶段,提出科学的指导,来引领工程的顺利完成。笔者从事这方面研究多年,现就该问题提出自己的几点想法供施工设计人员和指挥者参照,希望会有所启发。
一、土木工程从业人员的自身素质
随着现代土木工程施工技术的不断革新,很多新型的施工技术的出现给土木工程学的研究注入了一股新鲜的空气,但是要完全确保每项工程的万无一失,在实际工程实践中还存在这样和那样的难度,特别是如何将施工技术合理的运用到工程设计的各个环节,充分体现土木工程设计的基本理念,这是一个土木工程界急需解决的问题,特别是在国内房地产业密集型扩张和发展的今天,这一问题的解决显得就更为重要了,掌握正确的施工技术,科学统筹的协调好施工技术和设计二者之间的关系,就是对工程内部结构的良好协调,对于我们发展土木工程综合项目工程和保证施工质量具有十分重要的指导意义,而其中的一个重要的环节就是土木工程从业人员的素质,从业人员除了土木工程的设计者、开发商和施工管理人员外,还包括工程的项目评估人,这些人员的自身素质对于充分协调施工技术和设计的有机配合,有着重要的指导意义,也是施工的一个不可忽视的重要方面,因为在施工技术和工程设计的过程中会不可避免的掺入各种施工管理者和设计者的主观想法,如何最大程度的防止施工偏差,防止出现土木工程施工过程中的施工和设计的失衡,就必须着力提高工程施工管理者和工程设计者的自身专业水平和业务能力。
虽然近年来我国的土木工程研究和实践都取得了不少的进步,而且一般的设计单位都拥有一批有着十几年从事结构设计工作经验的工程师和设计人员,他们对工程设计可以讲有一定的掌握;但由于一般土木工程讲设计,往往只是着眼于施工图本身,很少会考虑和兼顾到施工中的实际问题,其实对于一个具体的工程项目而言,施工图仅仅是其中的一个环节。工程的实际施工与之相比显得更为重要,特别是建设单位为了达成对建筑的使用功能和质量水准的合理预期,常常会要求设计人员的设计意图要得到准确、无误的实现,这对施工管理者而言,提出了一个新的难题,很多施工管理人员的知识水平普遍不高,对工程结构和设计方面知识的相对匮乏,很容易对施工图产生不理解甚至但是误解,这就直接导致了设计和施工的不平衡,而工程设计与施工技术的密切配合就显得尤为的非常关键。
因此,土木结构工程师必须通过自学或继续教育培训等途径,对相关的土木工程施工技术进行深入学习,了解施工技术发展的国内外最新资讯,拓展对具体施工工艺的掌握;这样才能不断的提高自己的认识水平,增强自己的业务能力,设计出更多在实际施工中有操作性的优质工程,同时广大的施工管理者也要不断提高专业素养,不仅要理解工程设计人员的具体施工要求和设计意图,也要加强对施工进程的控制和把握,只有这样才能更好的实现土木工程施工技术和设计的良性配合,因此从这个角度来看,土木工程从业人员人员的自身素质显得十分的重要,要不断提高施工管理者和设计者的专业素质,达到双向的同时进步,才能更好的实现二者的优化。
二、土木工程施工技术和设计配合要注意的几大问题
土木工程的设计和施工技术都要求精确、严谨,所谓差之毫厘,失之千里,精确性对土木工程的设计和施工都提出了很高的要求,因此在考虑土木工程施工技术和设计的配合问题上,要注意以下几个问题,首先是对于建筑的深基坑支护设计,一般来说,深基坑支护设计一般并不包括在具体的工程施工图合同内容中。所以设计单位要根据具体的建筑总平面图所标定的、相邻建筑物或构筑物的实际分布情况,充分考虑到基坑侧壁的土质和高度,这样才能对施工图上提出有关支护的原则性意见和建议;为具体的施工方提供数据支持和参照。施工的安排工作则由施工单位自行解决或另行委托专项支护设计公司承担。
据了解,目前业内已经有十分专业的计算机应用程序应用在深基坑支护设计中,这就大大的提高了这一设计工作的科学性和精确性。但是有很多的工程设计院没有配备;这其中固然有技术风险与经济收益不相称的实际因素。但深入分析,我们可以得出这种现状与当今深基坑支护技术的发展趋势以及城市施工现场条件严重背离,对工程施工进程有很大的影响,同时对设计人员消化吸收新的支护设计技术尤其不利,这必须引起设计院管理层与设计人员的重视、并尽快加以改进。
另一个重要的问题是高层建筑普遍采用的钻孔灌注桩基础的设计问题,通常设计人员在施工图上一般对施工机具的选用并未加以明确限定,这样给实际工程施工造成了困难,直接导致施工工具任由建设单位选择;而大多数建设单位从节省工程造价的出发点考虑,最终选择的工程桩成孔机具多是涡锥钻,这些工具实质上是以个体单机为单位的涡锥钻。这样处理的结果导致施工图上标明的工艺指标和设计标准难以做到严格控制,也就不可避免地出现较多数量问题桩,同时由于桩承载力也不能充分形成;工作面的整洁更是无从谈起,烂泥污水充斥基坑,施工进度缓慢。这些都对工程质量有着不小的影响。