土建结构工程论文篇1

鉴于这一会议的论坛性质，以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳，提交与会专家考虑并审议。

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一、土建结构工程的安全性

结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用（维护、检测）有关，而这些又与土建工程法规和技术标准（规范、规程、条例等）的合理设置及运用相关联。

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1．我国结构设计规范的安全设置水准

对结构工程的设计来说，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准，总体上要比国外同类规范低得多。

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1.1构件承载能力的安全设置水准

与结构构件安全水准关系最大的二个因素是：1）规范规定结构需要承受多大的荷载（荷载标准值），比如同样是办公楼，我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤)，而美、英则为240和250公斤；2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小，前者是计算确定荷载对结构构件的作用时，将荷载标准值加以放大的一个系数，后者是计算确定结构构件固有的承载能力时，将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数，体现了安全储备的需要；而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数，体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载（如结构自重）的分项系数分别为1.4和1.2，而美国则分别为1.7和1.4，英国1.6和1.4；这样根据我国规范设计办公楼时，所依据的楼层设计荷载（荷载标准值与荷载分项系数的乘积）值大约只有英美的52%（考虑人员和设施等活载）和85%（对结构自重等恒载），而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力（与材料强度分项系数有关）却要比英美规范高出的10~15%，二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范，就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾，至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是，在其他建筑物的活荷载标准值上，与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同，比如钢结构的差距可能相对小些。

公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似，除车载标准外，荷载分项安全系数（我国规范对车载取1.4，比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%）与材料强度分项安全系数均规定较低。

尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低，但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的，这里的问题主要在于设计墨守陈规，在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。

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1.2结构的整体牢固性

除了结构构件要有足够承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件，一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏，竟导致整栋楼的连续倒塌，也是房屋设计牢固性不足的表现。

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1.3结构的耐久安全性

我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害，所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求，如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级，都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高结构构件承载能力的安全设置水准，在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。

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2．调整结构安全设置水准的不同见解

我国结构设计规范的安全设置水准较低，与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是，能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求，而且业已历经了较长时间的考验，这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全储备较低，抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准，主要是基于客观形势的变化，是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础，要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要，有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论，在如何调整的问题上存在较大的意见分歧，这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解：

1）认为我国现行规范的安全设置水准是足够的，并已为长期实践所证明，而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉，在安全度上不能跟着英美的高标准走；安全度高了是浪费，除个别需调整外，总体上不必变动。

2）认为我国规范的安全度设置水准尽管不高，但在全面遵守标准规范有关规定，即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下，据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用，表明这些规范规定的水准仍然适用；但是理想的“三正常”很难做到，同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要，在物质供应条件业已改善的市场经济条件下，结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度，因为我国目前尚属发展中国家。

3）认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近，需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高，土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重，而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程（特别是建筑工程）造价中所占的比重现在已愈来愈低，材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要，但决不是没有风险，如果规范的安全水准较高，曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的，而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务，安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认，即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样，由于我们的施工质量总体较差，结构的安全性依然会有差距。

3、结构设计规范的概率可靠度设计方法

自1984年国家建委和国家建设部颁布了建筑结构设计统一标准以来，我国的建筑结构设计规范已从80年代末期起抛弃了传统的多安全系数设计方法，从而统一采用以概率理论为基础的可靠度设计方法；其它的工程部门如公路、铁路、港口、水利的结构设计规范也正在或计划作这样的转变。我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394并经过国内科技人员努力后得以实施的。将可靠度设计方法用于结构设计规范，在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势，但在工程内界则存在不同看法。尽管有了ISO2394，国外却鲜有重要或著名的结构设计规范已直接采用了可靠度设计方法，至今仍采用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法。在我国，对于建筑结构设计规范中的可靠度设计方法以及企图将我国各个行业的各种结构设计规范都用可靠度方法统一起来的做法，虽然工程设计界颇有微词，但学术界持赞成和肯定者是主流，不过仍不时有人对可靠度方法用于设计规范的适用性提出质疑。这次科技论坛上则较为集中地反映了对规范可靠度方法的意见分歧。

对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步，可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理，当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷，有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为，结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体，在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂，并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理；规范可靠度方法在我国十多年的实践表明，它并没有给结构设计的安全性带来明显实效，反而造成了安全概念上的某些混乱；对工程技术人员来说，结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题；现行设计规范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范，也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考，在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。

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二、土建结构工程的耐久性

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土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性，而且更多地体现在适用性上。

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1、土建结构工程的耐久性现状

大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题，并非我国所特有，但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。

长期以来，人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到70年代末期，发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的时期内就出现劣化；据1998年美国土木工程学会的一份材料估计，他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题，仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无，而现在联邦政府每年为此的拨款只有50～60亿美元。另有资料指出，美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施，如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害，钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40，桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。而我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求，对混凝土保护层和强度的要求仅为2.5cm与C25，与上面提到的加拿大50年代水准一致。国内按这种标准设计的一座大桥，建成后仅8年，由于盐冻侵蚀，现已不得不部分拆除重建。我国建设部于80年代的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用25～30年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好，一般可维持50年以上，但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30～40年。桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用，使用十几年后就出现问题，有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害，东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料，密实度和抗渗性差，不耐地下水与机车废气侵蚀，开裂与渗漏严重；对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明，漏水的占50.4%，其中1/3渗漏严重，并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电，影响正常运行，而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策，如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。

耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训，还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥，仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥，其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3～4cm厚的保护层厚度。

有专家估计，我国“大干”基础设施工程建设的高潮还可延续20年，由于忽视耐久性，迎接我们的还会有“大修”20年的高潮，这个高潮可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。

使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有：

1)由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准，导致水泥工业对水泥强度的不适当追求，使水泥细度增加，早强的矿物成份比例提高，这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值，而国外则同时还要求不高于规定的最高值，如果强度超过了也被认为不合格，这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。

2)工程施工单位不适当地加快施工进度，尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证，早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程，很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款，因为意味着工程质量有遭到损害的可能。

3)环境的不断恶化，如废气、酸雨，我国的酸雨面积已超过国土的30%。

当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例，修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命，在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走，很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文，本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段，国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料，而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外，工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法，对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂，而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段；又如，希望加大水泥用量来保证混凝土强度，而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。

在修订规范的耐久性要求上，交通部于2001年颁布的港工混凝土结构防腐蚀技术规范已为其它土建工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验，尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需，另一方面则要安排系统的研究项目，加大耐久性研究工作的支持力度；混凝土结构的耐久性是当前国际上结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一，而我国在这一方面相当落后。混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件，需要考虑本国的特点，是不能完全依赖国外研究成果的。

重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床，水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5～1/6，而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥，与之相伴的是年耗20多亿方的砂石，长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料，而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土，所以耐久的混凝土正适应环境保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年，有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费，国际上近年来有要求将这些工程的最低工作寿命进一步延长的趋势，如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。

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2．土建结构工程使用阶段的正常检测与维护

结构耐久性和使用寿命的概念，与使用阶段的检测、维护和修理不能分割，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用过程中，应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范，但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故，就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀，如果有定期的检测要求，这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程，强制规定必须定期检测；即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件，因其坠落后容易伤及公众，也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差，质量控制与质量保证制度不够健全，规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低，已建的工程中往往存在较多隐患，所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于土建结构工程的安全质量，虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定，但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度，还应以预防为主，通过例行检测及时发现问题。

现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治，也有大量已建的违章工程需要评估，更有许多工程发生病害需要诊断和加固，各地已涌现了不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍，并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要，但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估，要建立相应的法规和标准，要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度，在管理体制上予以规范。

从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看，需要有工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出，很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用，不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能，而且经济上算总账会很不合算。在发达国家，由于新建工程少，用于维修的费用往往更为主要，英国1978年的土建维修费上升到1965年的3.7倍，1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家，现在正大兴土木，可是过去建成的大量工程已经或过早老化。国内40％公路桥梁的桥龄已大于25年，加上进入90年代以后交通量猛增，超载严重，以往的设计标准又低，路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证，造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上，希望有关部门能加大已建工程维修的费用。

为加速路桥等公共工程建设，国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规，就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时的良好功能，对于设计工作寿命为100年的桥梁，至少还可正常使用70年，而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧的工程。

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三、技术规范的作用与管理

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这次科技论坛对于土建结构工程技术规范的定位、作用与管理也进行了讨论并提出了一些看法。

长期以来，受计划经济体制的影响，我们往往视技术规范为法，将规范的具体规定和要求等同于法律条文来对待。技术规范或规程，与各种技术条例、技术要求、工法、指南等技术文件一样都是技术标准，本身不具有法律作用，只当工程各方（业主、设计、施工企业）认同作为设计与施工的依据并在契约的基础上，才能作为法律仲裁的依据。将技术问题法制化并强制执行，不利于技术进步和创造性的发挥，反而容易成为推卸责任的借口。当然，政府部门从国家和公众的整体利益出发，需要在安全、环保等重大原则上对土建工程的设计施工提出必须满足的最低要求并制定相应的法规，但法规一般并不需要提供如何达到这些要求的具体技术途径和方法，后者是技术标准的任务。政府也可以原则认可或批准某些重要的技术规范或其中某些内容使用。

土建工程有着强烈的个性，需要工程技术人员针对具体特点去解决设计与施工问题。所以规范作为技术标准宜强调其指导性而不是强制性。如果规范条文看作为一般意义上的法律条文，就有可能束缚设计施工人员的主动创造性并阻碍新技术的应用。。我国土建工程在结构设计上与国外相比的最大差距就在于方案与技术上的创新，这与以往过分强调规范的法律地位从而形成所谓“结构设计就是规范加计算”的倾向不无关联。我国的技术规范在编写风格上也有模仿法律的倾向，极少提及使用者需要注意规范可能存在的某些不足之处或允许并鼓励使用者在某些问题上可以另辟蹊径。如果在设计施工中要取代规范中已经落后过时甚至有害的技术规定，则无异于违法行为。相反，只要墨守规范，即使出了事故，就可不负法律责任。这样就在客观上降低了对工程技术人员的业务技能要求与职责要求，不利于提高我国建筑企业和从业人员的素质以及参与今后的国际竞争。为了消除这些负面影响并杜绝钻规范条文的空子进行偷工减料，应有必要建立这样的共识并作出规定，即遵守了规范条文并不意味着就可免除法律责任。国外有些规范就是这样规定的。

企图不断加强技术规范的强制性来解决屡禁不止的工程事故，不是解决问题的有效途径。现在，有关主管部门将建筑结构设计规范中的部分条文抽出来，明确列为强制性条文，同时规定各个设计单位完成的设计，须通过有关部门或其授权委任的其他企事业设计单位的审查，而审查的主要内容就在于对照规范强制性条文的要求，其任务已类似于执法；这种做法是否明智似可商榷。我国土建工程事故频繁的原因，主要在于管理不善，特别是管理环节上的腐败；其次是施工操作人员素质低，又难以短期解决；过分强调规范的地位与作用，未能建立与规范配套的完整标准体系，比如缺乏指南、工法等更为详尽具体的技术文件，可以用来指导和规范设计与施工的各个具体环节，也有一定的关系。从设计角度看，出现事故主要不是由于没有按照规范强制性条文的规定，而是方案性的错误或忽略主要的设计条件；也有一些工程则因过去的设计标准过低，耐久性不足，在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。其实，要做到设计规范强制条文的要求最为容易，为此请专业人士审查似无必要。重要的工程设计应规定请专业单位全面审核，其要点也应在结构方案、构造方法与计算分析的原则上。从结构设计的国家规范中抽出的强制性条文不免支离破碎，个别条文的规定也不一定适合某些地区和某些工程的具体特点，反而造成麻烦。我国幅员广阔，各地经济发展很不平衡，技术力量悬殊，环境条件各异，客观上要求规范能给设计人员更多灵活性，少一些强制性，这样才能更好地在规范的指导下，根据工程的特点和具体条件去解决问题。总之，在规范标准上，要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范，在工程的安全性和耐久性标准上，可有不同的设置水准。比如上海、北京、广州这些大城市应该高些，在抗震防灾要求上，更应区别对待。全国性的规范订得愈详细，其适用性可能变得愈差，造成的混乱也可能愈多；特别象岩土工程那样的规范更是如此。

技术标准中的强制性越多，也意味着政府有关部门在具体技术问题上需要承担的责任越重，而这些本来不该是政府部门的职责。规范中的要求是最低要求，在安全设置水准上，政府需要干预的也应是保证公众安全的最低要求。对于土建结构的抗震设计，政府有关部门至今仍规定任何部门和个人不得随意提高抗震的设防标准(建抗586号文件)。事实上，如将商品房的抗震设防烈度提高1度，抗震能力可提高约1倍，而增加的房屋造价相当有限，在众多城市中可能仅及居民用于室内装修费用的几分之一。政府的这一规定无异于限制居民只能购置抗震安全质量标准最低的房屋，如果发生地震造成损害，有关部门如何解释？

规范等技术标准的管理体制亟待改善。建国以来，由政府部门负责统管并指定有关企事业单位分别承担每本规范编写和修订工作的做法已越来越不能适应当前的形势，有些在经费和人力上得不到保证，平时基本上没有专门人员去搜集了解规范使用中的问题并及时修改补充规范条文；面对新的结构型式、新的材料和新的工艺，规范的过时条文不但成为推广新技术的阻力，而且有被误用或盲目套用而造成工程质量安全事故。

发达国家有关土建结构工程的规范及与之配套的各类技术标准多由行业协会或专业学会编制及管理，规范的翻新周期短，不象我们要长达10年以上。我国的学会与协会重复设置，分工不明，并且至今还依附于某一政府部门，基本上只起到政府职能部门非官方代言人的作用，距离独立和富有活力的健全机构还差的很远，如何发挥这些机构在技术标准编写和管理中的作用也是值得探讨的一个问题。建议随着改革的深入，整顿合并有关的学会、协会，加强其职能，并逐渐成为技术标准编制管理的主体。

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四、准备提交政府有关部门考虑的建议

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为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性，这次论坛中提出了以下建议供政府有关部门考虑，：

1、桥梁、隧道、道路、港口等基础设施工程的混凝土结构耐久性，已是当前亟待采取措施应对的重大问题。否则，一些工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证，我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失，并将给生产和公众生活带来长期困扰。

建议国家建设部、交通部、铁道部主管土建工程设计标准的部门，能对工程的耐久性要求作重点审查，明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求，重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证；

建议国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持；

建议国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助；

建议中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中，联络国内有关专家，促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。

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2、土建工程使用过程中的安全性，应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。对于重要土建工程，我国尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向，不利于工程寿命和投资效益。

建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物，在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此，需要制定法规，编制相应的技术标准；对于土建结构工程的检测与评估，需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。

建议政府有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上，根据需要，加大工程维修费的比例。

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土建结构工程论文篇2

鉴于这一会议的论坛性质，以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳，提交与会专家考虑并审议。

结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用（维护、检测）有关，而这些又与土建工程法规和技术标准（规范、规程、条例等）的合理设置及运用相关联。

1．我国结构设计规范的安全设置水准

对结构工程的设计来说，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准，总体上要比国外同类规范低得多。

1.1构件承载能力的安全设置水准

与结构构件安全水准关系最大的二个因素是：1）规范规定结构需要承受多大的荷载（荷载标准值），比如同样是办公楼，我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤)，而美、英则为240和250公斤；2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小，前者是计算确定荷载对结构构件的作用时，将荷载标准值加以放大的一个系数，后者是计算确定结构构件固有的承载能力时，将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数，体现了安全储备的需要；而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数，体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载（如结构自重）的分项系数分别为1.4和1.2，而美国则分别为1.7和1.4，英国1.6和1.4；这样根据我国规范设计办公楼时，所依据的楼层设计荷载（荷载标准值与荷载分项系数的乘积）值大约只有英美的52%（考虑人员和设施等活载）和85%（对结构自重等恒载），而设计时?菀匀范ü辜芄怀惺芎稍氐哪芰Γㄓ氩牧锨慷确窒钕凳泄兀┤匆扔⒚拦娣陡叱龅?0~15%，二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范，就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾，至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是，在其他建筑物的活荷载标准值上，与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同，比如钢结构的差距可能相对小些。

公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似，除车载标准外，荷载分项安全系数（我国规范对车载取1.4，比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%）与材料强度分项安全系数均规定较低。

尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低，但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的，这里的问题主要在于设计墨守陈规，在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。

1.2结构的整体牢固性

除了结构构件要有足够承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件，一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏，竟导致整栋楼的连续倒塌，也是房屋设计牢固性不足的表现。

1.3结构的耐久安全性

我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。

混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害，所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求，如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级，都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高结构构件承载能力的安全设置水准，在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。

2．调整结构安全设置水准的不同见解

我国结构设计规范的安全设置水准较低，与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是，能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求，而且业已历经了较长时间的考验，这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全储备较低，抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准，主要是基于客观形势的变化，是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础，要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要，有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论，在如何调整的问题上存在较大的意见分歧，这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解：

1）认为我国现行规范的安全设置水准是足够的，并已为长期实践所证明，而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉，在安全度上不能跟着英美的高标准走；安全度高了是浪费，除个别需调整外，总体上不必变动。

2）认为我国规范的安全度设置水准尽管不高，但在全面遵守标准规范有关规定，即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下，据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用，表明这些规范规定的水准仍然适用；但是理想的“三正常”很难做到，同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要，在物质供应条件业已改善的市场经济条件下，结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度，因为我国目前尚属发展中国家。

土建结构工程论文篇3

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0212-02

《混凝土结构设计原理》是一门理论性与实践性并重、综合性强、教学难度较大的课程之一。该课程具有以下特点：（1）前导课程多。学习该课程需要有材料力学、结构力学、建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等前导课程。（2）经验性理论内容占有较大的比例。具体表现为经验公式多、基本假定多、规范条款变化多、设计方案不唯一。（3）基本概念和构造要求多，且在不断变化。如混凝土保护层厚度的定义、受弯构件抗剪承载力的计算、最小配筋率的要求等，作者就学及工作以来都经过多次变化。对地质工程专业的本科生来说，往往由于自身缺乏必要的感性认识就更加难于理解。因此，如何在教学中使学生深刻理解最基本的计算理论和设计方法并学以致用，是教学方法的出发点。

1 课程开设的意义

近年来随着国家多方向、通用性、复合型人才培养目标的推广以及就业市场的需要，越来越多的非土木工程专业增设了混凝土结构设计原理课程，如地质工程、工程力学等土木工程边缘学科专业。如对地质工程学生来说，毕业后几乎不可能直接完成一般工业与民用建筑的设计，但会在边坡治理、水利水电、基础工程等领域从事挡土墙、坝基、桩基等方面的设计、施工、监理等工作，仍然需要一定的混凝土结构设计原理的基础知识。对非土木工程专业来说，混凝土结构设计原理课程的教学在介绍基本概念、基本原理的同时更要适应不同专业应用领域的特殊混凝土结构的设计要求。

2 课程教学中存在的问题

结合该校地质工程专业，就其教学中存在的问题进行论述。

2.1 前导课程知识储备不足

对地质工程专业来说，没有开设建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等属于土木工程的专业基础课程，导致在正常教学过程中较多专业基础知识的讲授有一定难度，课程设计绘制的图纸不规范。

2.2 教学时间短

课程安排在大四第一学期，32学时外加1周的课程设计。由于临近毕业，大部分学生将面临就业、考研等现实问题，降低了学生的学习兴趣和有效学习时间。

2.3 所授课程深度掌握尺度不一

混凝土结构设计原理课程一般由土木工程专业教师担任。往往由于授课教师队伍的相对不固定以及教师对地质工程专业的掌握不同，因此对所授内容的删减存在很大主观性，也即简单地把地质工程专业学生视同土木工程专业学生，放宽了一定的教学要求而已。

2.4 理论联系实际少

地质工程专业学生由于没有土木工程方面的认识实习，对建筑工地的现场知识也缺乏了解，反映在作业及课程设计图纸中的截面设计的配筋往往不符合一般结构设计的常识。

2.5 学生缺乏独立思考解决问题的能力

理论课程结束后的课程设计，结合地质工程的专业背景及今后的就业需要，设计内容是钢筋混凝土挡土墙。考虑挡土墙的高度及上部作用荷载的变化，保证学生一人一题，杜绝抄袭。从这几年的指导情况来看，学生们大都在参考范例上直接修改，很少有人进行必要的思考，更不善于通过查阅规范、文献资料来主动解决问题，而是习惯于向老师求助，直接询问来获取答案。

3 教学改革建议

针对上述种种问题，结合其他高校在非土木工程专业混凝土结构设计原理教学中积累的成熟经验，提出以下的改革建议。

3.1 了解授课专业的课程设置及内容

授课前要全面了解学生已修的结构方面有关的内容，了解学生掌握的内容及深度。对地质工程专业的学生来说，由于未修过建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等前导课程，教学时就必须补充相关知识，从而使学生建立工程结构的基本概念。课堂讲授时，在例题讲解中多介绍相应的工程背景，便于解决基础知识不足的问题。

3.2 优化教学内容

教在教学上往往将地质工程专业学生与土木工程专业的学生相提并论，但大多数地质工程专业的学生将来不从事传统建筑结构的工程设计，因而如何在教学内容及深度方面掌握得恰到好处，需要教师对地质工程专业的主要学习内容及就业去向都要比较了解，并由此制定出合适的教学目标，合理规划教学内容。针对课程理论教学学时少又配有课程设计的特点，对混凝土材料的力学性能、受弯构件、受压构件等基础且必须的知识重点讲授，而对受拉、受扭构件简单提及即可，这样才能保证在有限学时内完成基本内容的学习。

3.3 丰富教学手段

考虑到地质工程专业课程设置的特点，许多常规的建筑材料、建筑结构试验没法完成，因此学生们学习时对基本概念掌握不清，可以采用多媒体照片、录像的形式进行弥补，不但能使学生产生直接的感官效果，同时又能弥补实践性环节缺乏的问题。同时鼓励学生除课堂学习外，充分利用网络资源，将课程相关的教学要求、教学教案、课件资源共享，延伸了教学内容，丰富了教学形式。另外，在日常教学中注意利用校内的在建工地及投入使用的典型建筑结构作为教学背景，有效地理论联系实际。为了在教学过程中学生能够更深切地将所学理论与工程应用相对应，必要时可以安排学生到周边在建建筑工地进行实地参观学习，使学生了解建筑材料、设计图纸、施工过程等内容，增加学生们的直观认识，提高学生们的学习兴趣，从而达到丰富教学手段、改善学习效果的目的。

3.4 稳定教师队伍

地质工程专业的混凝土结构设计原理课程的教学任务主要由建筑工程系的教师担任，虽然其具备了建筑方向扎实的理论及实践功底，但往往对地质工程领域的混凝土结构不甚熟悉，工程背景较为欠缺，打铁尚需自身硬，因此教师自身需要通过不断的学习积累地质领域的必备知识来丰富教学内容、提高教学水平，这也需要相对稳定的授课队伍来保证。

4 结语

地质工程专业混凝土结构设计原理课程的教学，不能等同于土木工程专业教学内容的简单删减，它需要在不断的教学过程中逐渐建立科学合理、能用够用的知识内容体系，因而需要在稳定授课教师队伍的基础上，逐步探索行之有效的教学手段，来提高学生的学习兴趣，从而培养学生必要的工程应用能力。

参考文献

[1] GB50010-2010.混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[2] 程文玻王铁成，等.混凝土结构设计原理[M].5版.北京：中国建筑工业出版社，2012.

[3] O彗星.非土木工程专业钢筋混凝土结构课程教学探讨[J].山西农业大学学报，2005，4（5）：18-19.

[4] 张晓燕，李凤兰，曲福来.混凝土结构设计原理课程教学方法探讨[J].高等建筑教育，2011，20（1）：79-82.

土建结构工程论文篇4

【基金项目】江苏省自然科学基金（BK20140560），江苏大学高级人才科研启动基金（14JDG161，14JDG162）。

【中图分类号】G642.4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）10-0125-01

1.引言

随着全球化、国际化的发展，中国高等教育英语教学不再是单向输入，而是逐步转向输出[1]。近年来江苏大学招收的留学生来自六大洲89个国家，土木工程与力学学院在专业课的全英语教学方面进行了一些探索。针对土木工程专业留学生来自不同国家，而不同国家的混凝土结构设计有着不同的经验，致使混凝土结构的设计方法具有多样性、所依据的规范也存有很大差异的问题，如何调整混凝土结构设计原理课程的教学目标、教学内容和教学方法变得尤为重要，这也是高等教育国际化的必然选择[2]。在全球经济一体化的今天，混凝土设计的技术标准和规范已经不再是一个单纯的技术文件，也是让毕业后的留学生融入世界大环境的重要手段[3]。

2.混凝土结构设计原理课程的特点及留学生全英语教学存在的问题

“混凝土结构设计原理”课程所讨论的是钢筋混凝土结构的设计理论和设计方法，是土木工程专业知识体系的重要组成部分，不仅是一门理论性和实践性很强的课程，由于与现行工程建设标准密切相关，所以更是一门不断发展的课程。所有毕业生无论将来从事科研、设计、施工还是工程管理类工作，都将与之接触。因此本课程适用于房屋建筑、交通土建、水利工程、矿井、港口航道及海洋工程等专业，是土木类专业的必修课程。

虽然混凝土结构已经是最为常用的土木结构形式，但混凝土结构设计却是非常复杂的过程。原因是：一、混凝土材料的复杂性，混凝土是由水泥、砂、石等组成的具有微孔结构的复合材料，在采用混凝土材料进行结构设计时，要考虑强度、收缩、徐变、耐久性等因素，对于钢筋，要考虑其强度、变形、与混凝土粘结等因素。二、由于混凝土材料和钢筋材料的特性不同，在混凝土结构设计中不能直接采用材料力学和固体力学的方法，很多力学模型和公式是根据试验建立的。各个国家在混凝土结构设计的发展道路上各不相同，有着不同的设计经验，所采用和依据的规范也是各不相同。

3.提高留学生混凝土结构设计原理课程教学质量的对策

①以实际工程应用为重点：由于国内外教材针对的教学要求不同，所以教学侧重点也不同，因此，可以以实际工程应用为重点，对课程中的混凝土结构梁、板、柱等结构所涉及的构件计算内容，进行重新编排，编制合适的留学生全英语教材；

②国内规范与国外多种规范相结合：国内《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），美国规范《混凝土结构建筑规范》（ACI318-05），欧洲规范2《混凝土结构设计-第1-1部分：总原则和对建筑结构的规定》（EN1992-1-1：2004）[4]；

③多媒体教学：由于课程涉及的知识面广，所依据的规范多样，因此，学生在学习过程中极易产生疲劳和厌倦感，学习兴趣受到影响。而多媒体可以扩大信息容量，可以图、文、声并茂，形象生动，将各种规范的对比、在工程中的应用的特点快速地表达出来。

④注重留学生以后发展的需要：一个合格的结构工程师，必须正确理解规范内容，避免盲目照搬条文，所以要求培养留学生理解规范条文赖以建立的理论依据和科研成果，也就是规范编制的背景材料，而这些就要求教师在课程的各个章节中把培养留学生以后发展需要所需的内容融入进去。

4.结论

针对《混凝土结构设计原理》留学生全英语授课的现状，分析了现状中的特点，并根据全英文授课中存在的问题，提出了相应的对策，希望该工作对《混凝土结构设计原理》留学生全英语授课有所帮助和指导。

参考文献：

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[4]贡金鑫，魏巍巍，胡家顺.中美欧混凝土结构设计[M].中南建筑工业出版社.2007.第一版.

土建结构工程论文篇5

1 土木工程的涵义

土木工程是指建造各类工程设 施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施，如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展，目前土木工程的实践和研究己取得显著成就，无论是结构的力学分析，还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段，都有了非常大的突破；特别是近若干年，在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来，土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。

2 现代土木工程的特点

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

3 土木工程的发展趋势

3.1 高性能材料的发展

钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N/mm2以上的钢材列人了规范；如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。

3.2 智能土木结构理论的体系构成

传统的土木结构是一种被动结构，一经设计、制造完成后，其性能及使用状态将很大程度上存在着不可预知性和不可控制性，这就给结构的使用和维护带来不便。为了解决这一问题，发展出了在线监测结构，它赋予传统土木结构以在线监测机制，从而为探知结构内部性能打开了窗口，使人员可以方便地了解结构内部物理、力学场的演变情况，这就是结构智能化的第一层次。在在线监测结构的基础上，进一步增加了监测数据的智能处理机制，使得结构具有自感知、自诊断、自推理的能力，从而使结构实现了第二层次的智能化。进一步在结构中引入自适应及自动控制机制，即根据自诊断自推理的成果，由在结构中耦合的作动系统做出必要的反应，从而实现智能控制结构，这就是第三层次的智能化。比如，对结构的开裂、变形行为，结构的锈蚀、老化、损伤行为，以及结构的动力振动行为做出抑制性控制，在更高层次上对结构起到保护和维修作用。可见，在结构智能化演化过程中，按其智能化程度的不同可划分为如下三个层次：第一层次：自感知土木结构，它是智能结构的最低级形式；第二层次：自诊断智能土木结构，具有对前一层次结果的智能化加工处理，包括结构内部力学物理场的自我计算，对结构特定目标参数的自我诊断，以及以做出结构自身行为的应对策略为目标的自我推理等功能。第三层次：智能控制土木结构，它是智能土木结构的最高形式。

3.3 发展高新技术，应用结构健康监测，实现可持续发展

土木工程在实际使用过程中，会出现不同程度的损伤或性能退化，这将影响起承载能力和耐久性，甚至引发严重的工程事故，带来重大的人员伤亡和经济损失，产生严重的社会影响。因此，从建筑建成的一刻起，就要做好健康监测、修复和加固的准备。

随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展，人们提出了结构健康监测的概念，给土木工程的发展带来革命性的变化。

结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器，自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等，对结构的健康状况进行评估，科学有效地提供结构养护管理的决策依据，确保结构安全运营，延长结构使用寿命。

近年来，大型土木工程特别是大跨度桥梁结构的健康监测技术成为国内外工程界和学术界关注的热点，通过科研和工程技术人员的努力取得了卓有成效的研究成果。国内外近年新建的许多大型桥梁都安装了结构健康监测系统，如我国的上海徐浦大桥、江阴长江公路大桥、东海大桥、香港地区的青马大桥，韩国Seohae桥和Youngjong桥、美国Commodore Barry桥和加拿大Confedration桥等。

像这样，通过发展结构健康监测与安全预警，在第一时间发现建筑可能出现的问题，及时进行修复与加固，既避免了可能出现的建筑事故，也基本解决了建筑过快老化损坏，不得不拆去重修的尴尬局面，及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费，实现建筑使用的可持续发展

4 结语

此外，由于我国是一个发展中国家，经济还不发达，基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求，所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中，都应考虑可持续发展。这些专业活动包括：建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设，海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。

土建结构工程论文篇6

在工程建设中，我们常常会发现钢筋混凝土的裂缝问题，而在实际施 工中必须对其进行有效控制，重要的是避免有害裂缝的产生。如今，钢筋混凝土结构构件的裂缝，已经成为了最常见的问题。本文从实际出发着重分析了其产生的根本原因，在分析其原因的同时，针对性地提出了相应的防治对策。

1 混凝土裂缝的种类及成因

1.1 混凝土裂缝的分类

根据混凝土裂缝产生的原因，可分为结构性裂缝与非结构性裂缝两大类。

（1）结构性裂缝

由各种外荷载引起的裂缝，也称荷载裂缝。它包括由外荷载的直接应力引起的裂缝和在外荷载作用下结构次应力引起的裂缝。如在超静定结构中由于构件局部破坏所引起的结构内力等都可以引起混凝土的结构性裂缝。

（2）非结构性裂缝

由各种变形变化引起的裂缝。它包括温差，干缩湿胀和不均匀沉降等因素引起的裂缝。这类裂缝是在结构的变形受到限制时引起的内应力造成的。如在超静定结构中使用环境的温差过大，构件尺寸不标准等都会产生非结构性裂缝。混凝土工程中大部分裂缝都是非结构性裂缝。

1.2 混凝土裂缝开展的成因

（1）收缩裂缝

收缩是混凝土固有的物理特性，受到养护阶段水泥品种、骨料品种和含泥量、混凝土配合比，外加剂种类及掺量、介质湿度、养护条件等因素的影响，一般情况来说水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越大，则其收缩值越大。当现浇钢筋混凝土楼板收缩受到其支承结构的约束，板内拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，就会产生裂缝。

（2）温度裂缝

温度裂缝是由于混凝土内外温差或季节气温变化过大而形成的。在混凝土浇筑过程中，水泥水化反应将放出大量的热，使混凝土内部温度升高并在一定龄期出现温峰，之后下降。混凝土内部散热慢而表面散热快，必将在内外形成温差，为协调温度变形，混凝土表面将产生拉应力（即温度应力），当超过抗拉强度时就形成了温度裂缝。

（3）其他裂缝

混凝土结构在施工和使用的过程中还会出现沉降裂缝和腐蚀裂缝。沉降裂缝是由建筑物各部分沉降量不同而产生的结构内力所造成，往往为贯穿性裂缝，建筑墙体的八字形或倒八字形裂缝就是典型的沉降裂缝。腐蚀裂缝则是由构件长期处于腐蚀性环境下引起，这类裂缝往往是由混凝土密实度不足所导致，有一定的扩展性，最终会减少构件的寿命。

2 混凝土裂缝的防治

混凝土是一种复合型材料，五种基本材料（石子、砂子、水泥、水和掺加料）的配合比以及施工工艺、养护条件和使用环境都将对裂缝的开展产生影响。混凝土产生裂缝，从根本上讲就是混凝土抗拉能力不足，而在施工、养护和使用的过程中往往存在着拉应力，这就要求工程技术人员认真对待，采取相应的措施减少混凝土的拉应力从而保证工程质量。

2.1 设计要规范，杜绝超筋构件和少筋构件。超筋构件和少筋构件都是应当避免的构件，尤其是受弯、偏心受压和偏心受拉构件。钢筋设置不合理，那么拉应力就只能依靠混凝土来承担，这样对混凝土裂缝控制是极为不利的。通常设计时应考虑结构的安全储备，减少构件的拉应力，或者直接采用预应力构件延缓受拉区域拉应力的产生，也可以采用组合结构等方式，通过改变构件的受力模式，既发挥了混凝土抗压能力强的优势，又避免了抗拉能力不足的缺点。在结构安全得到保证的前提下，还可以简化结构形式，将超静定结构转化为静定结构，减小结构内力，保护混凝土。

2.2 施工要严管，杜绝不合理现象的发生。混凝土的施工过程环节比较多，需要施工人员和监理人员严格遵守相关规定，强化过程管理，才能保证混凝土工程的质量。如在现浇楼板施工时，应注意放射钢筋的摆放位置和钢筋小马凳的布置，确保钢筋没有发生变形、跑位，而且有足够厚度的保护层，这样才能使钢筋充分发挥抗拉能力较好的特点，迟滞混凝土裂缝的产生。在混凝土的养护阶段，养护条件（如温度、湿度等）会对混凝土的最终形成产生很重要的影响，必须严格按照要求施工。当混凝土表面出现裂缝时，应采取相应的技术措施，如补浆、刷化学涂料等，避免裂缝的进一步扩展。

2.3 工程交付使用后，应适时进行建筑保养。在建筑物的合理使用年限内混凝土结构经常受到不断变化的自然环境条件的影响，表面和内部各点温度都在不断发生变化，不同介质之间还在进行持续的热交换，因此混凝土内部温度不均匀，容易产生裂缝。这就要求混凝土工程采用直径较小而数量较多的钢筋来平衡内力，减少裂缝。在装修时业主不能破坏承重构件，不能局部改变使用环境，不能随意改变建筑用途，尤其是在隔墙设置时，应有专业人员的指导。如果在使用过程中局部出现了沉降裂缝，那就应当对裂缝进行修补，同时将墙体进行加强，以保证建筑寿命。

混凝土以其良好的工程特性而深受设计和施工人员青睐，在工程中应用的范围也比较广泛，但是如何减少混凝土的裂缝也是一个值得深思的问题。使用混凝土时只有充分考虑混凝土的各项性能，根据设计文件和使用环境采取相应的措施，才能迟滞混凝土裂缝的开展，保证混凝土工程在设计、施工过程中和交付使用后都能够满足业主的要求。

参考文献

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土建结构工程论文篇7

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土建结构工程论文篇8

[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-351-1

在建筑工程项目整个实践环节中，地质结构勘探和岩土测试一直是极其重要的基础性准备环节，如果我们能充分有效地做好这两项基本性的前在准备工作，那么就能对之后的建筑工程项目整体性决策及建筑实体对象的设计和施工环节提供必要而有效的参考性信息，同时，我们有关技术人员在进行这两项工作时所取得的实际效果还会在很大程度上影响到整个建筑工程项目的经济收益和社会收益，鉴于此，我们必须充分地认识到实施地质结构勘探和岩土测试工作的实践意义，为实现建筑工程项目的整体收益最大化保驾护航。我国最近二十余年来的相关领域实践成果雄辩地表明：进行质结构勘探和岩土测试活动中所取得的客观结果对之后建筑物的设计方案实况具有深厚的约束和导向性作用，工程实施的实际地点客观地质条件将会影响建筑物实体的整体性结构趋向，现有的地下地质性缺陷与地下水层的客观位置会导致大型建筑物的地基结构中出现稳定性程度、重量承载力、抗渗性缺陷以及土壤沉降等客观问题，这些客观影响因素如果处理不当则有可能引致较为严重的客观后果。所以我们必须对这些客观事实施加以足够而充分的重视。

本文针对质结构勘探和岩土测试中所发现的一系列不利因数的简要探讨，试图为建筑工程项目施工实践的有关环节提供参考性建议。

1岩土测试的方案与参数

1.1钻探取土技术

根据我国建筑工程行业领域现行的施工实践活动的通行技术标准，我们一般使用GXY-1型钻机实施钻探取土技术实践环节，在实际的钻探过程中，实施回旋式钻进技术工艺，使用活水泥浆保护钻壁面，并及时而且详尽地记录有关的地质钻探技术的参数测量值，为实现有关参数指标测量值的科学性，我们在实施土样提取环节时，要使用接连式快捷压入法进行取样，对于软土地带，要使用敞口薄壁取土器，而且对于所有的刚刚取出的原状深层土壤样本，要即刻实施现场封样操作，同时做好防暴晒、防受水淹、轻拿轻运、及时送检等工作环节。

1.2静力触探技术

我们使用触探机来实施静力触探技术检验环节，在这里，我们将实施这一技术环节所需要使用的探头分别设定为单桥探头和双桥探头两种，我们使用LWC310型静力触探是参数记录测试仪来逆行有关的数据参数的测量和采集工作。

1.3标准贯入实验

我们按《岩土工程勘察设计规范》进行标准贯入实验的实践环节，其目的是：精确地测定和记录建筑物输入的地基土层的各项物理力学指标参数，这里面一般涉及土壤成分的种类，也就是我们通常所讨论的土层类别范畴，以及各类土层的含水量指标等等数十个技术参数等等等。

1.4建筑物实体烦人室内土工试验

进行建筑施工项目的土工试验实践，按照其对应的技术要求规范，有关的工程施工技术人员要进行常规的物理针对建筑物实际建设处所的土壤力学性质检测试验，这里要求遵照《土工试验方法标准》实施测量工作，并结合有关的标准展开实际测量数据的理论分析工作。

1.5地下水层分布实际条件探查

我们把地下水分成三个基本的类别：埋藏性地下水（特指饱水带）；具有流动渗透和补给功能的地下水层；；③土壤地下层中的岩石空洞或者是组成地壳实际物质的空隙之间存在的静态或者书动态的地下水。

地下水的影响：地下水的实际地质性能形态受补给、地下潜在河流的径流条件以及排泄条件、地下水位状况等多种客观因素的具体影响。

对于实际的地下水流的腐蚀性性能状况评价以及地下淡水资源的水质评价，我们要应用《岩土工程勘察规范》实施具体的操作，以获取科学有效的地下水文环境检验结果。

2举例分析岩土测试对建筑物结构的客观影响

2.1液化土

所谓的液化土，就是指包含充足水分的粉尘细砂或者是轻亚粘土在地震冲击力量的急切 作用下瞬时失去其建筑力量强度，由固体状态的土质瞬时转变成液态状态的土，

液化土的性能测试：目前条件下，我国建筑工程领域的一线施工技术人员为有效评估液化土程度对建筑物结构的客观影响，在实践环节的检验与完善效能的客观影响之下，提出了一系列的技术方法，具体包括：剪切波速法和静力触探法等等，取得了广范而深入的实践效果。

2.2水浮力与抗击水浮力的相关技术设计

水浮力产生的原因与不利影响：随着中国当代城镇化建设客观水平的不断加大，我国各级城市之中出现了数量越来越多的大型高层建筑物实体，在这样的条件下，我们在实施建筑物的建设实践环节的过程中势必要加深建筑物的地基挖掘之深度，由于城市商品房建筑用地的购买价格的不断增长，地下建筑使用性空间（地下室、停车场等等）的商业收益价值与日激增，由于有一部分建筑往往建设在有地下水层存在的地块，这也就给在建筑施工环节考虑水浮力因素的客观影响提出了比较充分的现实可能。

水浮力侧量的实践方法：我们可以采用人工观测以及设备观测两种方法来开展地下水位实时监测工作，这里具体地可以使用电接触探锤式水尺、浮子式地下水位计，压力式地下水位计等监测设备。

3结束语

随着我国整体宏观经济条件在近年以来的迅猛发展，中国公民对从事日常化生产生活活动的建筑物场所的质量性要求与日俱增，受此影响，我们加强了有关的建筑工程领域的技术研究工作水平和力度，本文谈论了岩土测试的基本技术指标体系，并在此基础上举例论述了岩土测试活动的客观检验结果对建筑物结构的实际影响和约束效应，我们真诚地希望我们的有关研究结论能够给相关领域的一线工作人员带来一定的参考性意义。

参考文献

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土建结构工程论文篇9

基坑支护结构的研究，随着工程事故的不断发生以及基坑开挖深度的不断增加，越来越受到建筑工程界的重视，通过不断的深入研究，深基坑支护结构的研究在理论与实践方面都取得了长足的进展。

一、工程概况

在现有厂区内新建地下车库，建筑面积11700平米，基坑长98米，宽124米 深7.5米。新建地下车库基坑向北6米为4层框架结构办公楼，向西侧12米为6层砖混结构宿舍楼，东、南侧均为厂区主干道，

二、勘测报告

（1）场地地形地貌

拟建场地地貌单元上属于乌兰木仑河Ⅰ级阶地。地形起伏变化较小，现状场地平坦，拟建场地人类活动较频繁，地表大面积分布填土，主要为砂土堆积物，最大分布厚度1.8m。

（2）场地地层结构

根据钻孔揭露，拟建场地地层较为简单，地层分布自上而下依次为填土、细砂、卵石、强风化砂岩。

（3）场地地下水

据钻孔揭露，在勘探期间，拟建场地地下水位埋深在0.8～1.2m，拟建场地地下水受上部绿化灌溉影响，勘察期间地下水水位高于稳定的地下水水位约1m。拟建场地地下水类型为孔隙性潜水，主要含水层为砂层与卵石层。补给来源为大气降水及地下径流，排泄主要为大气蒸发于地下径流，地下径流主要为向西排泄于乌兰木仑河。根据区域地质资料场地地下水位变幅在1.0m左右。

（4）场地不良地质现象

根据区域性资料，拟建场地内及其附近无断层及其它构造通过，拟建场地人类活动频繁，主要表现为对场地进行的堆填整片，勘察期间见地下管网分布。无其他不良地质现象，适宜进行工程建设。

三、岩土体与支护结构的相互作用

深基坑的支护与开挖在涉及到岩土力学中典型的强度、变形以及稳定性等问题的同时，还涉及到岩土体与支护结构的相互作用等问题。影响支护结构变形与内力的一个重要因素就是岩土体与支护结构的相互作用。所以，在计算深基坑支护结构时，基坑周边一定范围内支护结构与岩土体的协同作用是一定要考虑的。深基坑工程支护结构类型多，是一门系统工程，岩土体与不同的支护结构体系之间的相互作用是不同的，目前主要有土钉墙、地下连接墙、钻孔灌注桩、钢板桩等。

四、分析及讨论

深基坑的开挖过程是典型的一类变形体系施工力学问题，每次开挖时都有可能施加新的构建，也有可能有土体被挖掉，支护结构体系不断在发生变化。考虑逐次开挖不断迭加与仅仅考虑最后一个状态各次开挖的成果进行分析得到的结果是完全不同的。所以，本文主要对三个方面的相互联系进行讨论。深基坑支护和开挖的过程可以说是一个动态的系统工程，岩土体与支护结构之间的相互作用受到支护结构添加过程与岩土体开挖过程的影响，相互作用的改变，对于支护结构本身的变形与内力特征必然会造成影响，监测前一个开挖到支护工况支护结构的变形与内力行为，对下一个开挖到支护工况支护结构变形与内力特征的计算是极为有利的，可以对设计方案进行进一步的优化。

深基坑的开挖到支护过程通过分析表明其是一个动态的过程，但是，目前盛行的压力理论的一些基本假设，对研究岩土体和支护结构的相互作用机制构成了一定的限制。例如：库伦土压力理论，墙背与土的相互作用虽然有考虑，但是却只能应用于无粘性土；郎肯土压力理论忽略了支护结构和土的相互作用，只是假设墙背的光滑和直立。并且，这两个理论都与实际情况不相符，都要求在极限平衡状态下的土压力。动态施工过程是一种复杂的相互作用过程，必然会引起土压力的动态调整，传统的土压力理论已经无法适用。在计算深基坑支护结构计算的过程中，土压力经常会简化为集中力或线性分布，但是实际情况土压力应该是实时变化的非线性分布。作用于支护结构上的主要荷载就是土压力，在这一方面传统的土压力理论存在着很多缺陷，当前基坑设计所面临的一个关键问题就是如何合理地对土压力进行计算。岩土体和支护结构相互接触的问题涉及到物理与数学的双重复杂性，这就让接触问题的研究大多局限于简单的工况。摩擦问题的耗散性质与接触问题的非线性性质决定了，在理论方面及数值方面实现三维非线性接触仍然是比较困难的。

极限平衡法支护结构对土压力的影响没有进行考虑，其只是将超静定问题转化为静定问题求解。可以将弹性地基梁法看作是极限平衡法的一种改进，但是其根本却并没有得到改变。上面所叙述的两种方法，其都没有将周围环境与支护结构作为一个整体来进行系统研究，无法考虑深基坑的空间效应，岩土体和支护结构的相互作用也就无法反映。深基坑本身是一个三维空间结构，其具有长、宽、深尺寸，所以说，其支护体系的设计是一个非常复杂的受力三维空间问题。所以，深基坑的岩土体和支护结构之间在具有相互作用的同时还具有空间效应，对于支护结构的这种空间效应，二维有限元却不能进行充分的体现。而对于不同工况下岩土体和支护结构整体系统的变形场及应力场特征，三维有限元方法却能够进行分布模拟，可以根据工况对整个系统的变形场与应力场特征的施工方法及施工方案进行不断优化，能够确保整个基坑工程的合理、安全、有效进行。但是，该方法为了给下一工况计算提供基础数据，要求岩土体与支护结构参数根据监测的结构进行不断反演，参数相对较为复杂，计算工作量也比较大，同时受到反演的限制，参数比较难以获得。

深基坑支护结构的内力与变形检测是进行施工及信息化设计的前提，是一项重要的确保基坑施工安全的措施。对深基坑支护结构变形与内力构成影响的因素有很多，因此对支护结构本身及其相邻环境系统必要要进行检测。当前，一些监测方法，无法准确判断出其未来的变形趋势，无法客观、全面地对结构的变形动态进行反映，并且由于价值不菲的测量仪器还额外增加了监测成本。为了更好地知道现场信息化施工，进一步减少因试验方法或者是选取试样的差异而造成误差，我们应该对监测结构进行反演，以得出合理的岩土体与支护结构的物理力学参数。

总结：我们要对深基坑岩土体非线性和支护结构之间的相互作用进行充分的考虑，要不断深入探讨摩擦问题与非线性性质问题。基坑工程是动态的一项系统工程，而岩土体和支护的接触问题是非连续性的经典接触问题。所以，我们必须要从数值模拟与理论方面对相互作用问题、接触问题以及土压力分部规律进行研究，必须要考虑非线性与动态性。

土建结构工程论文篇10

钢管混凝土结构是指在钢管内充填素混凝土形成的组合结构，它凭着高承载力、塑性和韧性好、耐火性能好、经济效益好和施工方便等优点在实际工程中得到了广泛的应用，同时也引起了国内外诸多学者的关注，通过长期深入的研究，取得了巨大的成果。目前，国外关于钢管混凝土构件的设计规程主要是欧洲EC4（1994）、德国DINI8800（1997）、美国SSLC（1979）、LRFD（1999）和ACI（1999）以及日本AIJ（1997）等，这些规程中都同时给出了圆形截面和方、矩形截面钢管混凝土构件的承载力设计计算有关条文，其中尤以欧洲EC4、美国LRFD和日本AIJ最具代表性。尽管国内对钢管混凝土的研究工作相对落后，但随着经济的发展，我国学者在这一领域所取得的研究成果也令人瞩目，制定的设计规程包括CECS28：90（1992）、DB29-57-2003和DL/T5085-1999（1999）等。本文对国内外已有的几种钢管混凝土轴压构件的设计规范做了整理介绍，并对三种轴心受压承载力的计算理论进行了比较与分析。

一、轴心受压构件

（1）EC4规范。欧洲EC4（1994）是CEN提出的关于钢—混凝土混合结构的设计规范，能同时适用于圆形和方、矩形截面钢管混凝土设计计算。（2）LRFD规范。LRFD（1999）为美国钢结构协会制定的设计规程，它考虑了构件的整体稳定，先将混凝土强度折算到钢材中，得到其名义抗压强度，再用计算钢管混凝土轴压构件的承载力。（3）AIJ规范。AIJ（1997）是日本建筑学会在大量试验研究的基础上提出的设计规范，它同时给出了极限状态设计法和允许应力设计法，其截面形式包括圆形和方、矩形。（4）DBJ13-51-2003。《钢管混凝土结构技术规程》为福建省工程建设标准，能同时适用于圆形和方、矩形钢管混凝土设计计算。从上述各种规范给出的钢管混凝土轴压构件承载力设计计算公式不难看出，因各种规范制定的思路和出发点不同，所得计算公式也各不相同。有的是建立在钢结构的计算方法基础上，有的是建立在混凝土的计算方法基础之上，还有的则是把两者结合起来视为一个整体对其进行分析。

二、三种轴压承载力计算理论及公式的比较研究

综合以上各种规程所提到的计算方法，目前用于钢管混凝土的计算理论主要有三种：统一理论、拟钢理论和拟混凝土理论，现分别做简要介绍。

1.统一理论。“统一理论”是钟善桐1993年在总结以往研究成果的基础之上提出的，该理论认为钢管混凝土在承受各种荷载作用时的工作性能是随材料的物理参数、统一体的几何参数、截面形式和应力状态的改变发生改变的，变化是连续相关的，计算则是统一的。它将钢管混凝土视为一个整体，按单一材料研究其组合性能，计算构件的承载力时，不再区分钢管与混凝土。这种基于组合理论的计算方法物理意义比较明确且计算简单，适用于实际设计，但它没考虑钢管与混凝土之间的相互工作效应，使其计算结果偏于安全，而且该计算公式是在回归分析的基础之上建立的，缺乏试验验证，还需进一步研究。

2.拟钢理论。拟钢理论是同济大学基于钢结构规范提出的一种计算理论，它将混凝土折算成为钢，再按照钢结构规范进行设计。这种方法是在不改变钢管横截面面积的条件下，将管内填充的混凝土看成是对钢管壁屈服强度和弹性模量的提高，以此换算得出等效钢管的性质，并以该等效钢管的承载力作为原钢管混凝土的承载力；在计算时，不考虑内填混凝土对构件的抗拉和抗弯承载力影响，只加入其对轴压承载力提高的相关部分。拟钢理论是采用换算模量，将混凝土折算成钢进行计算，在对高层、超高层建筑进行结构设计时，是忽略了剪切模量再采用换算模量对其进行内力分析的，所以会出现分析结果和构件设计不准确的情况；另外，将钢管和混凝土统一成整体后，不易明确混凝土的分担作用和结构行为，所以具有一定的局限性。

3.拟混凝土理论。拟混凝土理论认为钢管混凝土是由钢管对核心混凝土实施套箍强化后的一种套箍混凝土或约束混凝土。在计算时，只考虑核心混凝土二向应力状态下的受力情况，将钢管壁看成是处于核心混凝土周围的等效纵向钢筋，其面积按照钢管的形状和截面积而定。该理论从概念上要比较适合圆形钢管混凝土，对于方、矩形钢管混凝土，因钢管对混凝土提供的约束能力比较小，其套箍混凝土的概念已不再适用。实际上，“约束效应系数”对套箍作用的发挥至关重要，但这种理论不能拟合出一条具有代表性的曲线来例证它的有效性，因此不是十分可靠。目前，对钢管混凝土构件有着不同的研究方法，以上三种理论是研究者们从不同的角度对其进行分析而得出的，由于钢管混凝土力学性能的复杂性，使得三种理论具有一定的缺陷和不足，因理解不同，导致估计的准确程度不同，所获得的计算方法和计算结果也就有所出入。因此还有待做进一步的研究。

三、结语

钢管混凝土这一组合结构因其独特的优势，在工程中已得到广泛的应用，并引起国内外诸多学者的关注，通过长期深入的研究，编制出了相应的设计规程，其成就令人瞩目。本文就国内外已有的几种钢管混凝土轴压构件承载力的设计规范做了整理介绍，且对目前适用于钢管混凝土的三种计算理论进行了评述，指出其不足之处，并通过算例结果比较了三者的差别，说明对钢管混凝土构件还有待做进一步的研究。

参 考 文 献

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土建结构工程论文篇11

[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：

土建结构工程论文篇12

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

在普通钢筋混凝土受拉构件和受弯构件中，一般都存在混凝土的受拉区，而混凝土本身的抗拉强度及极限拉应变却很小(混凝土抗拉强度约为抗压强度1/10，抗拉极限应变约为极限压应变的1/12)，其极限拉应变约为(0.1一0.15)xl0-3，因此，对使用中不允许出现裂缝的构件，受拉钢筋的应力仅为20-30N/mn2;对于允许开裂的构件，当裂缝宽度限制在0.2~0.3mm时，受拉钢筋的应力也只能在250 N/mn2左右。所以，如果采用高强度的钢筋，在使用阶段钢筋达到屈服时其拉应变很大，约在2x10-3以上，与混凝土极限拉应变相差悬殊，裂缝宽度将很大，无法满足使用要求。因而在普通钢筋混凝土结构中采用高强度钢筋是不能充分发挥作用的。由于无法充分利用高强度钢材和高强度等级混凝土，使普通钢筋混凝土结构用于大跨度或承受动力荷载的结构成为不可能或很不经济。另外，对于处于高湿度或侵蚀性环境中的构件，为了满足变形和裂缝控制的要求，则须增加构件的截面尺寸和用钢量，将导致自重过大，也不很经济，甚至无法建造。由此可见，在普通钢筋混凝土构件中，高强混凝土和高强钢筋是不能充分发挥作用的。

为了充分利用高强混凝土及钢筋，可以在混凝土构件的受拉区预先施加压应力，造成人为的压应力状态。当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先要抵消混凝土的预压应力，然后随着荷载的增加，混凝土才受拉并随着荷载继续增加而出现裂缝，因而可推迟裂缝的出现，减小裂缝的宽度，满足使用要求。这种在构件受荷前预先对混凝土受拉区施加压应力的结构称为“预应力混凝土结构”。将预应力原理用于混凝土的实践始于十九世纪八十年代，但由于当时对混凝土和钢筋在应力状态下的性能缺少认识，施加的预应力太小，效果不是很明显，所以都没能得到推广应用。预应力混凝土进入实用阶段与法国工程师弗雷西奈(Freyssinet)的贡献是分不开的。他在对混凝土和钢材性能进行大量研究和总结前人经验的基础上，考虑到混凝土收缩和徐变产生的损失，于1928年指出了预应力混凝土必须采用高强钢材和高强混凝土。弗氏这一论断是预应力混凝土在理论上的关键性突破，从此，对预应力混凝土的认识开始进入新的阶段。预应力混凝土的大量推广，开始于第二次世界大战结束后的1945年。当时西欧由于战争对工业、交通、城市建设造成的大量破坏，急待恢复或重建，而钢材供应异常紧张，一些原来用钢结构的工程纷纷采用改用预应力混凝土结构代替，几年之内西欧和东欧各国都取得了蓬勃地发展。其应用的范围，开始是桥梁和工业厂房，后来扩大到土木建筑工程的各个领域。70年代后预应力混凝土更是在土建结构的各个领域扮演着重要的角色。混凝土是一种抗压强度高而抗拉强度低的脆性结构材料，它的抗拉强度比抗压强度要低很多。因此，素混凝土只适用于抗压而不适用于抗拉、抗弯的结构或构件。但如对混凝土构件的受拉部分预先施加压应力，用预压应力以抵消外荷作用下所产生的拉应力，就可以克服混凝土抗拉强度过低的缺点。

预应力混凝土能发展到当前这样高度的水平，是由于过去一个世纪以来无数工程师和科学家继续不断钻研和实践的结果。回顾历史，预应力混凝土的概念几乎是与钢筋混凝土的概念同时产生的，无论采用钢筋还是施加预应力，其目的都是为了加强混凝土的抗拉能力以弥补抗拉强度过低的缺点。预应力混凝土结构是上个世纪土木工程界的一项重大发明之一，它具有优良的结构性能，在房屋建筑、桥梁及水利等各种土木工程中都得到了广泛的应用。尽管预应力混凝土的概念在19世纪后期就提出了，但直到1928年，法国工程师弗莱西奈(Freyssient)发现了由于混凝土的收缩徐变引起过大的预应力损失后，采用高强度钢丝作为预应力筋，预加应力才一得以保证。自此预应力混凝土结构理论的发展进入了一个新的历史时期。特别是进入上世纪80年代中后期以来，经过各国学者和工程师的努力，预应力混凝土结构的性能研究、计算理论、设计方法及工程实践取得了长足发展。

预应力混凝土结构的优点:

(l)克服了混凝土抗拉能力低的缺点，提高了构件的抗裂性和刚度，减小了构件在使用荷载作用下裂缝和变形的发展，有效改善了构件的使用性能，增强了结构的耐久性。

(2)可以节约材料、减轻结构的自重并减小所受到的地震作用。

(3)提高了构件的抗剪能力。纵向预应力及弯起预应力筋的竖向分力可使荷载作用下构件的主拉应力减小，从而提高了斜截面的抗裂性。

(4)提高了构件的耐疲劳性能。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度，而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳所控制的。

(5)预加应力的方法更有利于装配式混凝土结构的推广。通过预应力筋还可将预制构件拼装成整体构件，形成大型预制整体预应力建筑。

(6)可以解决其他结构材料难以解决的技术问题，建造各种大型、大跨、重载、高耸的土木工程。

预应力混凝土结构是使高强钢材和高强混凝土能动地结合在一起的高效的工程结构。国内外大量的土木工程实践己充分证明了预应力混凝土结构是当代工程建设中一种不可替代的重要结构。预应力混凝土技术的应用，不只是简单的节省了钢材和钢筋混凝土，还解决了很多使用其他结构材料难以解决的工程问题。大力开发和推广高效预应力混凝土结构，对改善结构的使用性能，节约钢材和资源，具有极其重大的社会经济效益。

在建筑工程中，预应力技术是建造大跨度公共建筑、大型会议展览中心及大开间住宅的重要技术，也是高层、超高层建筑和承受特重荷载的不可缺少的关键技术。总之，预应力技术在解决大、高、重、新建筑工程的设计和建造难题中将继续发挥其独特的优势。

在桥梁和隧道工程中，预应力技术的应用更为广阔。不论是超大跨的悬索桥(1000m以上，甚至达2000m)、特大跨的斜拉桥(500~1000m)，还是大中跨度的系杆拱桥(

参考文献:

[1] 刘洪雨.超静定预应力混凝土梁非线性有限元分析[D]. 哈尔滨工程大学 2008

[2] 李世辉.大跨度预应力混凝土空心板结构的研究与应用[D]. 哈尔滨工程大学 2007