時(shí)間:2023-08-30 16:38:29
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇土木工程結(jié)構(gòu)方向范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
1·構(gòu)造土木工程專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)大平臺(tái)。21世紀(jì)的土木工程專業(yè)的畢業(yè)生,應(yīng)該具備土木工程領(lǐng)域?qū)捄竦膶I(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。土木工程專業(yè)建筑工程方向與本專業(yè)其它方向所需的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)是基本相同的。在現(xiàn)有的教學(xué)計(jì)劃中,土木工程專業(yè)各方向在專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配上主要還是沿用傳統(tǒng)各專業(yè)的基礎(chǔ)課。有一些課程仍是分別講授,其內(nèi)容和學(xué)時(shí)數(shù)上存在差異。以結(jié)構(gòu)力學(xué)課程為例,按現(xiàn)有教學(xué)計(jì)劃,建筑工程方向和交通土建工程方向采用多學(xué)時(shí),巖土工程方向采用少學(xué)時(shí);介紹荷載時(shí)建筑工程方向不介紹車輛移動(dòng)荷載制式,而交通土建工程方向一般不介紹房屋建筑荷載制式;且各方向分別采用不同的結(jié)構(gòu)力學(xué)教材。其它一些專業(yè)基礎(chǔ)課如制圖、建筑材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等都不同程度地存在類似問題。作為專業(yè)基礎(chǔ)課,應(yīng)該是土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,而不是土木工程專業(yè)中某個(gè)方向的專業(yè)基礎(chǔ)課。因此,土木工程專業(yè)內(nèi)應(yīng)該統(tǒng)一采用相同的專業(yè)基礎(chǔ)課教材,且講授內(nèi)容與課時(shí)數(shù)也應(yīng)統(tǒng)一。盡管土木工程專業(yè)各方向的畢業(yè)生在以后的實(shí)際工作中應(yīng)用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)會(huì)有差異,但作為土木工程專業(yè)培養(yǎng)模式來看,還是統(tǒng)一為好。因此土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,應(yīng)該采用兼顧專業(yè)內(nèi)各方向的材,并安排相同的教學(xué)時(shí)間。
2·用發(fā)展的視點(diǎn)定位建筑工程培養(yǎng)方向的專業(yè)方向課。專業(yè)方向課的設(shè)置除必需的工業(yè)與民用建筑工程理論,如砌體與混合房屋結(jié)構(gòu)、混凝土房屋結(jié)構(gòu)、建筑結(jié)構(gòu)抗震、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑工程施工技術(shù)與組織管理、建筑結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)與檢測(cè)等外,根據(jù)實(shí)際情況,可側(cè)重增設(shè)城市道路與工程方面的課程,如城市道路設(shè)計(jì)、城市立交橋等課程。同時(shí),緊跟現(xiàn)代科技與工程實(shí)踐的發(fā)展趨勢(shì),開設(shè)學(xué)科前沿課程,如結(jié)構(gòu)數(shù)值分析、工程結(jié)構(gòu)隔震與減振、建筑CAD等課程。為了使土木工程專業(yè)建筑工程方向的畢業(yè)生具有較為寬廣的專業(yè)知識(shí),還可考慮適當(dāng)增設(shè)土木工程專業(yè)其它工程方向如交通土建工程方向、巖土工程方向的核心專業(yè)方向課程,如基路面工程、橋梁工程,巖土工程等。這樣,土木工程專業(yè)建筑工程方向的畢業(yè)生具備了扎實(shí)寬廣的專業(yè)學(xué)科知識(shí),不僅能適應(yīng)房屋建筑工程的現(xiàn)狀和發(fā)展需要,也能適應(yīng)土木工程專業(yè)其它工程方向的基本需要,在知識(shí)結(jié)構(gòu)上具有較為完整的體系和發(fā)展空間。
3·通過教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生綜合工程實(shí)踐能力。現(xiàn)在值得探討的培養(yǎng)模式是:建筑工程方向的學(xué)生是否必要再增加土木工程專業(yè)其它方向如交通土建工程方向、巖土工程方向的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)。現(xiàn)代科技與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,特別是隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展,土木工程行業(yè)各種工程方向(如建筑工程方向與交通土建工程方向)已出現(xiàn)相互結(jié)合、共同參與企業(yè)生產(chǎn)行為的趨勢(shì)。一些建筑工程公司已可承擔(dān)相當(dāng)數(shù)量的道橋工程,一些路橋建設(shè)公司也能承擔(dān)建筑工程項(xiàng)目。土木工程的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、檢測(cè)等資質(zhì)已向著建筑工程、道橋工程、巖土工程等綜合具備的方向發(fā)展。就城市建筑而論,近年我國(guó)的高層建筑發(fā)展迅猛,這種客觀形勢(shì)已經(jīng)要求從事建筑設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理的技術(shù)人員掌握一定的巖土工程方面的知識(shí)。我們應(yīng)該順應(yīng)土木工程界的這種發(fā)展趨勢(shì),有側(cè)重地綜合培養(yǎng)土木工程專業(yè)各方向畢業(yè)生的綜合工程實(shí)踐能力,使企業(yè)在吸收了這樣的學(xué)生后,能在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中具備創(chuàng)新和生存能力。對(duì)于建筑工程方向?qū)W生,除必須進(jìn)行的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié),如房屋結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、建筑工地生產(chǎn)實(shí)習(xí)、建筑勘測(cè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)外,還可考慮增設(shè)交通土建方向、巖土工程方向的核心專業(yè)方向課的課程設(shè)計(jì)或?qū)嵺`環(huán)節(jié),如道橋工地生產(chǎn)實(shí)習(xí)、道路勘測(cè)實(shí)習(xí)、道橋畢業(yè)實(shí)習(xí)、建筑深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)等教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。這樣,就能培養(yǎng)學(xué)生成為具有以建筑工程為主,兼具道路與橋梁工程、巖土工程基本能力的土木工程專業(yè)人才,為他們以后適應(yīng)土木工程領(lǐng)域的專業(yè)工作打下更扎實(shí)的能力基礎(chǔ)。
4·調(diào)動(dòng)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)潛力,開設(shè)有利于學(xué)生個(gè)性發(fā)展的選修課。開設(shè)選修課是拓寬學(xué)生知識(shí)面、發(fā)揮個(gè)人特長(zhǎng)的必要手段,是增強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)能力的重要渠道。與國(guó)外高校相比,我國(guó)高校本科生選修課普遍存在門數(shù)少、課時(shí)少等現(xiàn)象,學(xué)生沒有多大的選擇余地。然而,學(xué)科發(fā)展和社會(huì)需求都在要求學(xué)校增設(shè)選修課。作為選修課既可以是跨專業(yè)方向、跨年級(jí)、跨系別的選修實(shí)驗(yàn)課,以增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力及對(duì)科學(xué)的探索精神;也可以是一些比較實(shí)用的其它選修課,如各類土木工程造價(jià)計(jì)算、高級(jí)計(jì)算機(jī)語言編程;或是為不同專業(yè)方向的學(xué)生提供專業(yè)上相互交叉發(fā)展的機(jī)會(huì)等。
【關(guān)鍵詞】土木工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);存在問題;措施
對(duì)于土木工程來講,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其關(guān)鍵環(huán)節(jié),不僅能夠提升建筑整體施工水平,也能夠確保建筑物的安全性和質(zhì)量性。本文就結(jié)合當(dāng)前我國(guó)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行分析,并指出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體措施。
一、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題
建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到其今后的使用壽命和運(yùn)行狀況,這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者一定要根據(jù)建筑物的整體情況科學(xué)設(shè)計(jì),從當(dāng)前的情況來看,土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還存在著一定的問題,影響到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
首先,土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏牢固性。在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中,結(jié)構(gòu)構(gòu)件一定要有較強(qiáng)的承載力,且結(jié)構(gòu)物必須要具有整體的牢固性,這樣就能夠有效的防止結(jié)構(gòu)物局部出現(xiàn)破壞的時(shí)候影響到建筑物的整體性。但是從當(dāng)前的情況來看,土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),整體的牢固性較差,結(jié)構(gòu)缺乏必要的冗余度和良好的延展性,這樣在發(fā)生災(zāi)難的時(shí)候就會(huì)帶來較大的損失。尤其在地質(zhì)較為復(fù)雜的情況下,土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也缺乏整體性,導(dǎo)致事故的發(fā)生。
其次,土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性較差。對(duì)于土木工程來講,結(jié)構(gòu)的安全性至關(guān)重要,其具體表現(xiàn)在對(duì)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)范圍的定位、結(jié)構(gòu)工程的耐久性設(shè)計(jì)、構(gòu)件承載力的安全性方面。而當(dāng)前我國(guó)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,對(duì)于安全等級(jí)的設(shè)計(jì)水平較低,這樣很容易留下安全隱患。
最后,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中構(gòu)造柱和承重柱的區(qū)分存在問題。對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)的土木工程項(xiàng)目來講,構(gòu)造柱和圈梁的配合設(shè)計(jì)能夠有效的防止墻體出現(xiàn)開裂現(xiàn)象,進(jìn)而提升房屋的抗震水平。而從當(dāng)前的實(shí)際情況來看,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中設(shè)計(jì)者混淆了構(gòu)造柱和承重柱的概念,將承重柱的設(shè)計(jì)方法直接應(yīng)用在構(gòu)造柱的設(shè)計(jì)當(dāng)中,這樣就會(huì)影響到建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,影響到抗震性能,墻體裂縫以及沉箱等問題也會(huì)隨之出現(xiàn)。除此之外,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員為了便于分析承重柱的受力情況,將其截面面積設(shè)計(jì)的較小,這樣在外力的作用下,梁體和柱體就會(huì)很容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。
二、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施分析
上文中從三個(gè)簡(jiǎn)要方面分析了當(dāng)前土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題,這些問題的存在將會(huì)威脅到土木工程建筑物的穩(wěn)定性,必須要采取有效的措施加以解決。下面本文就對(duì)具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施進(jìn)行分析論述。
首先,在確保土木工程主體安全的基礎(chǔ)上提升設(shè)計(jì)的安全性。通常情況下,土木工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)是由板、柱、梁、墻以及基礎(chǔ)構(gòu)件和桿、拱等直線桿或曲面形構(gòu)件構(gòu)成的,每個(gè)組成結(jié)構(gòu)有自身的性能,在設(shè)計(jì)的過程中為了確保結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,一定要科學(xué)把握各種構(gòu)件的設(shè)置情況。梁是土木工程結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件,其主要是承受板傳來的壓力以及梁的自重,因此設(shè)計(jì)時(shí)通常水平放置。柱在土木工程結(jié)構(gòu)中承受的力主要是來自梁傳來的壓力以及其自重。而墻的長(zhǎng)寬兩方向的尺寸大于其厚度,荷載的作用方向和墻面平行,這樣其作用效應(yīng)為軸壓力,有時(shí)可能是彎矩。在設(shè)計(jì)的過程中必須要充分的了解各不同構(gòu)件的受力情況以及其在整個(gè)結(jié)構(gòu)中的作用,注重土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié),才能夠更好地提升設(shè)計(jì)的安全性。
其次,土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要符合實(shí)際需求。在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中,必須要重點(diǎn)注意以下幾個(gè)問題。
第一、從結(jié)構(gòu)計(jì)算的角度進(jìn)行分析。計(jì)算是設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié),要想確保土木工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,一定要進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算,得出精確的數(shù)據(jù)。本文以條形基礎(chǔ)為例,進(jìn)行分析。設(shè)計(jì)時(shí),在確定基礎(chǔ)底面寬度的時(shí)候,主要依據(jù)地基承載力的設(shè)計(jì)值,即b≥N/(f―rh),其中,在對(duì)h取值的時(shí)候,內(nèi)墻和外墻是不同的,這一點(diǎn)要引起注意;r是基礎(chǔ)底面以上土的平均重度,r=20kN/m,對(duì)于數(shù)值的把握要準(zhǔn)確,這樣才能夠確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中數(shù)值計(jì)算的精準(zhǔn)度。
第二、要注意土木工程結(jié)構(gòu)截面的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)截面的設(shè)計(jì)過程中,必須要注重場(chǎng)地類別對(duì)于抗震等級(jí)的影響。通常情況下,土木工程項(xiàng)目中的房屋高度和設(shè)防烈度可以從抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中直接查出,但是當(dāng)場(chǎng)地類別為I類的時(shí)候,除了6度以外,可以根據(jù)表內(nèi)降低1度所對(duì)應(yīng)的抗震等級(jí)采取抗震構(gòu)造措施,但是不能夠降低相應(yīng)的計(jì)算要求。
最后,土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要依靠現(xiàn)代化技術(shù)。隨著技術(shù)的發(fā)展,土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)逐步朝著信息化的方向發(fā)展,即利用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制或通信等技術(shù)手段提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性,有效的促進(jìn)土木工程結(jié)構(gòu)施工的優(yōu)化完善,這是其今后設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。
三、結(jié)束語土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接關(guān)系到項(xiàng)目使用的安全性和運(yùn)行的可靠性,因此必須要注重關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。本文結(jié)合工作實(shí)際,以土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作為中心,對(duì)其設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,并指出了幾點(diǎn)切實(shí)可行的設(shè)計(jì)措施,希望通過本文的論述,能夠?qū)窈笸聊竟こ探Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作起到一定的幫助作用,更好的提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性,促進(jìn)土木工程項(xiàng)目整體質(zhì)量的提升。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號(hào):TU-0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A 文章編號(hào):2306-1499(2014)10-
土木工程從遠(yuǎn)古時(shí)期就已經(jīng)存在,由原始的伐木采石,建造出模仿天然掩蔽物的人類居住場(chǎng)所,到新時(shí)期的超高層建筑、水利工程、超高長(zhǎng)跨度橋梁,土木工程的發(fā)展與變化,代表了人類發(fā)展的歷程。在歷史的發(fā)展過程中,土木工程的理論、分析手段、施工技術(shù)、地基處理都有了更多的發(fā)展與突破。21世紀(jì)人們生活水平不斷提高,而經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展為土木工程帶來了更多的要求,所以根據(jù)土木工程發(fā)展現(xiàn)狀,分析未來土木工程發(fā)展方向,是非常重要的工作。
1.土木工程發(fā)展意義
土木工程的根本含義是征服大自然,通過人力實(shí)現(xiàn)自然界帶來的效果。隨著各項(xiàng)土木工程技術(shù)的發(fā)展,各種高層建筑拔地而起,橋梁、水利工程、公路使人們的生活更加便利。土木工程是提高人類居住環(huán)境與交通的核心產(chǎn)業(yè),提高土木工程建設(shè)水平,完善土木工程發(fā)展體系,實(shí)現(xiàn)社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展的根本性目標(biāo),是土木工程發(fā)展的重點(diǎn)。人類需要良好的生存空間,舒適的生活環(huán)境,為了獲得更好的居住環(huán)境,更加優(yōu)秀的土木工程技術(shù)將不斷出現(xiàn)。
2.土木工程發(fā)展現(xiàn)狀
為了明確土木工程未來發(fā)展趨勢(shì),必須明確土木工程發(fā)展現(xiàn)狀,通過現(xiàn)狀分析出土木工程的特點(diǎn)。
2.1土木工程理論發(fā)展
土木工程發(fā)展由兩方面組成,分為土木工程理論與設(shè)計(jì),理論是土木工程的基礎(chǔ),設(shè)計(jì)是通過實(shí)際證明理論的過程,只有成熟的理論作為基礎(chǔ),才能使土木工程設(shè)計(jì)真正的得到進(jìn)步。土木工程理論由力學(xué)、計(jì)算機(jī)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等多種學(xué)科組成,必須通過多個(gè)學(xué)科的綜合知識(shí)體系,確保土木工程理論的可靠性。近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷成熟,土木工程也進(jìn)行了飛越式的提升,根據(jù)道路、橋梁、建筑等土木工程,分別開發(fā)了多種模擬施工計(jì)算軟件,這些軟件為土木工程設(shè)計(jì)的突破帶來了很大支持。信息化進(jìn)行不斷加速,而土木工程的相關(guān)資料與技術(shù)可以快速傳播與交流,我國(guó)土木工程通過網(wǎng)絡(luò)吸收每個(gè)國(guó)家優(yōu)勢(shì)的理論與技術(shù),并且在網(wǎng)絡(luò)上交流先進(jìn)的土木工程理論。
2.2土木工程設(shè)計(jì)發(fā)展
土木工程設(shè)計(jì)擺脫了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺陷,全面分析了土木工程的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、安全等因素。新型材料、結(jié)構(gòu)、工藝、施工方法不斷出現(xiàn),人類可以將土木工程的規(guī)模擴(kuò)大化,高層建筑也在不斷增長(zhǎng),超高層、超跨度復(fù)合結(jié)構(gòu)體施工技術(shù)也在不斷成熟,土木工程設(shè)計(jì)逐漸向長(zhǎng)、高、柔方向發(fā)展。土木工程設(shè)計(jì)建立在基礎(chǔ)理論上,隨著土建項(xiàng)目要求更加復(fù)雜,土木工程設(shè)計(jì)也需要更加多樣化,只有及時(shí)吸收新技術(shù),把握住新優(yōu)勢(shì),才能使土木工程設(shè)計(jì)更加優(yōu)秀。目前,土木工程設(shè)計(jì)已經(jīng)得到了很好的發(fā)展,在受力、形式方面比較成熟。
2.3土木工程施工發(fā)展
施工發(fā)展主要體現(xiàn)在材料、設(shè)備、工藝這三個(gè)方向,其中材料中發(fā)明了復(fù)合高強(qiáng)鋼材、碳纖維、玻璃纖維、雙層玻璃、鎂合金、鍍膜玻璃、鋁合金、節(jié)能混凝土等新型建筑材料,新型材料在許多建筑中得到應(yīng)用,也為大型土木工程建設(shè)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。工程實(shí)施設(shè)備更加自動(dòng)化、科學(xué)化、機(jī)械化,通過新型施工機(jī)械,可以使大規(guī)模土木工程得以實(shí)現(xiàn),有效提高土木工程建設(shè)發(fā)展速度。在城市地下工程中,也出現(xiàn)了各種不同的施工工藝,例如明挖、暗挖、蓋挖、盾構(gòu)、沉管、凍結(jié)、注漿等工藝技術(shù),為地下空間開發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
雖然我國(guó)土木工程在理論、設(shè)計(jì)、施工中得到了很好的發(fā)展,但是技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定不足,為了提高我國(guó)土木工程發(fā)展水平,必須加強(qiáng)新型結(jié)構(gòu)、新型材料、新型技術(shù)的研究與應(yīng)用,將土木工程理論與技術(shù)完美結(jié)合,幫助土木工程收獲更大的成果。
3.土木工程未來發(fā)展趨勢(shì)
社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷提高,大型城市與超大型城市數(shù)量飛速增長(zhǎng),人們對(duì)生活空間的作用提出了許多要求,寸土寸金已經(jīng)成為城市居民的共識(shí)。為了應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的人口基數(shù),高層、超高層建筑數(shù)量不斷增加,有限的城市空間得到了極大的應(yīng)用,已經(jīng)成為城市發(fā)展的主要建筑體系,受到社會(huì)各界的重視。城市飛速擴(kuò)張的同時(shí),不僅僅對(duì)生存空間提出了要求,也對(duì)電力、能源提出了許多要求。大型水利工程建設(shè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)、石油、天然氣的運(yùn)輸,都是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要影響因素。所以在我國(guó)建設(shè)大型公共土木工程,是非常重要的國(guó)家建設(shè)項(xiàng)目。我國(guó)能源分布較廣,一般在西南地區(qū)存在較多的能源儲(chǔ)備,所處地區(qū)地形特征較為復(fù)雜,并且山區(qū)、高原、丘陵等環(huán)境較多,導(dǎo)致資源開發(fā)較為困難。為了提高大型土木工程建設(shè)速度,實(shí)現(xiàn)水利工程建設(shè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)等工程項(xiàng)目,采取大跨度橋梁與隧道是工程建設(shè)的關(guān)鍵因素。
從以上幾種發(fā)展形式來看,未來的土木工程將逐漸應(yīng)用于高層建筑施工、水利工程建設(shè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)、能源運(yùn)輸?shù)裙こ讨校ㄟ^大跨度橋梁與超長(zhǎng)隧洞,改變自然環(huán)境帶來的阻礙,實(shí)現(xiàn)更加快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。通過精密的理論研究、新型工程材料、先進(jìn)施工工藝,實(shí)現(xiàn)大跨、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高層的土木工程建設(shè),逐漸將大型土木工程普及到工程建設(shè)中,這就是未來土木工程的發(fā)展方向。
4.結(jié)語:
我國(guó)土木工程部分領(lǐng)域已經(jīng)在世界中名列前茅,但是土木工程理論、設(shè)計(jì)、施工中還存在一些問題。為了提高我國(guó)土木工程建設(shè)水平,需要積極學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家土木工程技術(shù),合理運(yùn)用土木工程技術(shù),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)騰飛發(fā)展。在未來的土木工程研究中,需要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)形式、建筑材料、施工工藝等探索與研究,也需要加強(qiáng)土木工程理論與技術(shù)的融合,實(shí)現(xiàn)更大的突破。
參考文獻(xiàn):
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未來土木工程的發(fā)展
關(guān)鍵詞:
土木工程;智能結(jié)構(gòu)體系;現(xiàn)狀與發(fā)展
一般來說,大型土木工程結(jié)構(gòu)的使用壽命少說幾十年,甚至有使用上百年的。但是,近幾年來,地震災(zāi)害不斷,對(duì)廣大人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了極大的威脅。因此,為了解決這個(gè)困境,我們要大力發(fā)展土木工程智能結(jié)構(gòu)體系,它能夠有效地降低自然災(zāi)害的影響。雖然最近我國(guó)土木工程智能結(jié)構(gòu)的研究從被動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng),但是因其起步較晚,還是有很多需要完善的方面。所以,加強(qiáng)智能化技術(shù)的研究和應(yīng)用是當(dāng)前建筑學(xué)的熱點(diǎn)問題和發(fā)展方向。本文從土木工程智能結(jié)構(gòu)的原件及材料構(gòu)成入手,詳細(xì)分析了在土木工程中對(duì)智能材料的具體應(yīng)用,進(jìn)而對(duì)今后智能結(jié)構(gòu)研究的關(guān)鍵性問題提出合理的解決建議,希望能為廣大的同行們帶來一點(diǎn)啟示。
1土木工程智能結(jié)構(gòu)的原件及材料構(gòu)成
1.1土木工程智能結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)組成
土木工程智能結(jié)構(gòu)體系由信號(hào)處理器、傳感器和控制器3個(gè)部分組成。在該系統(tǒng)中,傳感器和信號(hào)驅(qū)動(dòng)元件的穩(wěn)定性能都比較好,他們二者將有機(jī)地結(jié)合在一起進(jìn)行工作。如果發(fā)現(xiàn)該智能結(jié)構(gòu)體系中存在危險(xiǎn),那么傳感器會(huì)立即開始工作,利用外部傳輸系統(tǒng)將這些不安全的信息傳送到控制器中。控制器一旦接收到信號(hào)后就立刻被激活開始進(jìn)行工作,促使建筑工程做好減震的準(zhǔn)備。與此同時(shí),建筑物本身配備了適應(yīng)裝置而具有傳導(dǎo)性。當(dāng)建筑物受到地震等災(zāi)害的侵襲時(shí),這個(gè)適應(yīng)裝置就可以隨著外界環(huán)境的改變來調(diào)整建筑物的結(jié)構(gòu),從而達(dá)到安全性的目的。
1.2土木工程智能材料的組成
土木工程智能結(jié)構(gòu)的材料一般來說由以下兩大類構(gòu)成。第一,形狀記憶材料、電(磁)流變體材料、電致磁致伸縮材料、功能凝膠等等。這些材料用于智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的控制器材料,因?yàn)檫@些材料可根據(jù)溫度、電磁場(chǎng)的變化來改變自身的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸、頻率、位置或剛性,所以這些材料對(duì)于環(huán)境的改變損害較小。第二,主要包括光導(dǎo)纖維、應(yīng)變合金、愈合材料等特種傳感器材料。這些材料用于智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的傳感器材料。
2在土木工程中對(duì)智能材料的具體應(yīng)用
2.1應(yīng)用形狀記憶合金
由于形狀記憶合金的相變回復(fù)力十分高,因此可以利用該特性研制出被動(dòng)耗能控制系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)可以進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)的被動(dòng)耗能抗震控制。其工作原理是通過耗能器感受到建筑結(jié)構(gòu)的層間變形,從而達(dá)到消耗地震能量的目的。
2.2應(yīng)用電(磁)流變體
應(yīng)用電(磁)流變體主要是進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制,目前利用該材料已經(jīng)研發(fā)出了多種減振控制器,對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)控制。在建筑結(jié)構(gòu)中使用減振控制器可以顯著減小結(jié)構(gòu)的層間位移與扭轉(zhuǎn),從而保證建筑物的安全穩(wěn)定性。
2.3應(yīng)用壓電材料
如今,利用壓電材料主要應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)的噪聲主動(dòng)控制、靜變形控制、自適應(yīng)修復(fù)、健康監(jiān)測(cè)、安全評(píng)定以及抗震抗風(fēng)等方面[1]。這其中在建筑結(jié)構(gòu)中利用壓電堆技術(shù)可以有助于建筑物主動(dòng)進(jìn)行抗震控制,并且取得了很好的控制效果。
2.4應(yīng)用磁致伸縮材料
磁致伸縮材料的主要應(yīng)用范圍在于驅(qū)動(dòng)器的制造方面,該研究目前還在主動(dòng)隔振有效性試驗(yàn)中。雖然試驗(yàn)取得了有效的控制效果,但是還僅僅對(duì)實(shí)驗(yàn)室階段的小型結(jié)構(gòu)有效。如果想要應(yīng)用于大型土木工程結(jié)構(gòu)中,還需要一段時(shí)間的研究。
2.5應(yīng)用光導(dǎo)纖維
光導(dǎo)纖維材料是地震響應(yīng)主動(dòng)控制中傳感器的主要制造材料,有利于土木工程結(jié)構(gòu)的健康診斷。其工作原理是在傳統(tǒng)的混凝土中埋入光纖作為傳感元件進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、損傷、變形、振動(dòng)等方面的自動(dòng)診斷、監(jiān)測(cè)及控制,形成具有智能功能的混凝土結(jié)構(gòu),從而達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)的自檢測(cè)和自修復(fù)的目的。
2.6應(yīng)用愈合材料
在混凝土結(jié)構(gòu)中加入愈合材料,有利于建筑物在受到損傷后能夠進(jìn)行快速的修復(fù),是解決土木工程結(jié)構(gòu)中混凝土材料損傷的最佳途徑。然而,該項(xiàng)技術(shù)還處于研究階段,相信在不久的將來一定能夠得到廣泛的應(yīng)用。
3智能結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵性問題和研究建議
3.1提高智能傳感技術(shù)
智能傳感技術(shù)是整個(gè)智能體系中最重要和最核心的技術(shù),利用適當(dāng)?shù)牟牧峡梢悦黠@的提高傳感元件的敏感性和穩(wěn)定性,對(duì)于整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)體系的實(shí)時(shí)檢測(cè)功能有著巨大的幫助和作用。除此之外,提高智能傳感技術(shù)還要充分結(jié)合如電磁學(xué)、仿真學(xué)等多門學(xué)科,綜合多門學(xué)科的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn),可以從整理上來提高傳感技術(shù)[2]。
3.2推廣智能驅(qū)動(dòng)技術(shù)
智能驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要用于土木工程結(jié)構(gòu)形狀的控制及修復(fù)上。這項(xiàng)技術(shù)的工作原理主要是如果出現(xiàn)外界條件的改變時(shí),驅(qū)動(dòng)元件可以改變自身結(jié)構(gòu)來適應(yīng)外部環(huán)境的變化,從而保證建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。今后我們可以多從智能結(jié)構(gòu)本身出發(fā),利用該技術(shù)在第一時(shí)間內(nèi)自動(dòng)的改變外界環(huán)境對(duì)于結(jié)構(gòu)整體的影響。
3.3發(fā)展智能控制集成技術(shù)
智能控制集成技術(shù)最大的特點(diǎn)就是集成化處理模式,通過高效的內(nèi)部集成系統(tǒng)對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行集中、綜合的管理,這也將成為未來的主要研究方向之一。
3.4提高信息處理與傳輸技術(shù)
信息處理與傳輸技術(shù)是整個(gè)智能體系的重要輔助成分,他們相當(dāng)于整個(gè)體系的橋梁,一旦出現(xiàn)問題,那么會(huì)產(chǎn)生巨大的影響[3]。因此對(duì)于如何同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸也將成為一個(gè)重點(diǎn)研究的對(duì)象。
4結(jié)束語
綜上所述,土木工程智能結(jié)構(gòu)體系可以說是目前該行業(yè)中較為熱門的研究重點(diǎn),該體系如今已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到各個(gè)工程之中。對(duì)于智能結(jié)構(gòu)體系的研究,能在很大一定程度上提高建筑物的安全性。然而,隨著科學(xué)進(jìn)步,不斷有新材料和新技術(shù)的出現(xiàn),這就要求我們一定要與時(shí)俱進(jìn),用發(fā)展的眼光和創(chuàng)新的技術(shù)來武裝自己,結(jié)合智能材料的優(yōu)點(diǎn),實(shí)事求是的開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),大力推動(dòng)土木工程智能結(jié)構(gòu)體系的研究與發(fā)展。
作者:宣磊 單位:沈陽世昌建筑工程有限公司
參考文獻(xiàn):
引言
土木工程是指房屋、公路、鐵路、橋梁、水工、港工、地下等工程的總稱。土木工程對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活的影響非常明顯和重要。土木工程密切關(guān)系到人類賴以生存和繁衍的四大基本要素:衣、食、住、行,為人類提供住宅、賓館、公寓、衣料生產(chǎn)貯藏基地、食品冷庫、公路、機(jī)場(chǎng)、鐵路、港口、碼頭、廠房、實(shí)驗(yàn)室等現(xiàn)代人類生活和發(fā)展的必要場(chǎng)所空間。
1 土木工程的歷史
1.1中國(guó)土木工程的歷史:遠(yuǎn)在上古時(shí)期,中國(guó)古人類就在野處穴居,為了避免野獸侵襲,有巢氏(中國(guó)的傳說中的巢居的發(fā)明者),才教古人離開天然巖洞、構(gòu)木為巢,居于樹上。我國(guó)古代土木工程多采用土、石、木等材料建造,建造技術(shù)和藝術(shù)造型達(dá)到當(dāng)時(shí)極高的成就。像長(zhǎng)城、趙州橋、都江堰等都是具有代表性的中國(guó)古代土木工程的杰作。
1.2 世界土木工程發(fā)展歷史:在歐洲,大約8000年前已開始采用曬干的磚;鑿琢自然石的采用,大約在5000~6000年前;至于在建筑中采用燒制的磚,亦有3000年的歷史。世界古代的偉大建筑,以公認(rèn)的七大奇跡最為引人注目,它們都建于公元前600年~公元前200年,且均為石材建造,大都用于宗教、軍事和航海。且都是建于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)和科技非常發(fā)達(dá)的地區(qū),說明土木工程的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)繁榮和科技進(jìn)步是密不可分的。
2土木工程的現(xiàn)狀
2.1世界現(xiàn)狀:隨著19世紀(jì)中葉鋼材及混凝土在土木工程中的開始使用,以及20世紀(jì)20年代后期預(yù)應(yīng)力混凝土的制造成功,建造摩天大樓、大跨度建筑和跨海峽1000m以上的大橋成為可能。目前,世界上最高建筑是中國(guó)臺(tái)北的101大廈,總高度為508m。近代體育事業(yè)的蓬勃發(fā)展也使得大跨度房屋在世界各地如雨后春筍般涌現(xiàn)。
2.2 中國(guó)現(xiàn)狀:回顧20世紀(jì)特別是改革開放20年來,我國(guó)建設(shè)取得舉世矚目的輝煌成就。改革開放后在我國(guó)大陸建造了許多高層建筑,目前我國(guó)最高的建筑是世界排名第4的上海金茂大廈。其他具有代表性的高層建筑還有深圳的地王大廈。在特種結(jié)構(gòu)方面,我國(guó)有4所電視塔排在世界前十位,其中1995年建成的上海東方明珠電視塔以468m的高度排在世界第三位。為迎接2008年的奧運(yùn)會(huì),北京將建設(shè)一大批大跨超長(zhǎng)建筑,像國(guó)家體育場(chǎng)“鳥巢”結(jié)構(gòu)、國(guó)家游泳中心“水立方”、國(guó)家大劇院等。無論在工程結(jié)構(gòu)的改革、建筑功能使用、新技術(shù)和新材料的采用上及合理組織施工方面,還是在抗震分析和計(jì)算機(jī)程序應(yīng)用上及有關(guān)抗震控制試驗(yàn)研究上,我國(guó)均達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。
3未來土木工程的發(fā)展
3.1指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展。在可以預(yù)見的將來,土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué),新的分析方法和新的數(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。在對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)、流體介質(zhì)等情況下的受力分析和近似上,現(xiàn)有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數(shù)學(xué)在將來也應(yīng)該有很大的發(fā)展,用以處理土木工程技術(shù)中復(fù)雜的數(shù)值問題。更先進(jìn)的電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,使得對(duì)復(fù)雜的情況的模擬更有把握,更接近于現(xiàn)實(shí)。力學(xué)也會(huì)突破宏觀框架,向微觀發(fā)展,控制論,虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。另一方面,土木工程學(xué)科將向周圍繼續(xù)發(fā)散,與材料,環(huán)境,化學(xué),電子信息,機(jī)械。城市規(guī)劃,建筑等相關(guān)學(xué)科進(jìn)一步的交叉,融合,互相支持,互相服務(wù)。土木工程內(nèi)部的次級(jí)學(xué)科也同時(shí)會(huì)在現(xiàn)實(shí)需要的推動(dòng)下產(chǎn)生出新的學(xué)科。
3.2工程實(shí)現(xiàn)的變化。土木建筑的最終目的是建設(shè)出合乎設(shè)計(jì)要求的工程構(gòu)造物,從設(shè)計(jì)到成果中間需要一個(gè)很長(zhǎng)的工程實(shí)現(xiàn)的過程。這也是土木工程一個(gè)重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設(shè)計(jì),沒有好的工程實(shí)踐,一樣不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)秀的作品。
信息時(shí)代正在迎面走來,其他學(xué)科和其他方面的新觀點(diǎn)新技術(shù),必然的也會(huì)影響到土木工程。并且為這一傳統(tǒng)學(xué)科注入新的活力。包括控制理論,施工技術(shù),新材料,環(huán)境工程,經(jīng)濟(jì)理論等等。
全過程信息化。信息化的特點(diǎn)將更深的滲透到未來的土木工程中,重點(diǎn)不僅僅限于CAD方面,也包含對(duì)工程進(jìn)度的管理、運(yùn)行中數(shù)據(jù)資料的收集,分析,整理;對(duì)建筑物結(jié)構(gòu),強(qiáng)度,可靠性的分析和相應(yīng)對(duì)策的決策等。這些也是主動(dòng)控制和智能化實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。
可持續(xù)發(fā)展和人性化。這兩個(gè)要求是與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)的,社會(huì)的發(fā)展要求更加充分地合理的利用資源,社會(huì)生活水平的提高也提高了對(duì)土木建筑設(shè)施人性化的要求。整個(gè)土木工程過程是建立在對(duì)資源和能源的不斷消耗上的,在可持續(xù)發(fā)展成為整個(gè)社會(huì)的主題的時(shí)候,土木工程也必然地要面對(duì)這個(gè)問題。對(duì)資源和能源的節(jié)約,包括在建設(shè)中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個(gè)方向,這要求有良好的設(shè)計(jì)和有效的運(yùn)作管理機(jī)制,土木工程構(gòu)筑物在它的整個(gè)壽命周期,從規(guī)劃,設(shè)計(jì),建造到建成后的使用,維護(hù),拆除都要盡量的將對(duì)環(huán)境的影響降到最小,同時(shí)盡可能大發(fā)揮它的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。這對(duì)土木工程提出了新的要求。
3.3主動(dòng)控制技術(shù)。迄今,絕大部分的土木工程建筑都是被當(dāng)做一個(gè)靜態(tài)的,被動(dòng)的物體。對(duì)周圍環(huán)境的影響,如風(fēng)動(dòng),溫度變化,突發(fā)事件等只能依靠自身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行被動(dòng)的抵御。顯得缺少靈活性和應(yīng)變能力。今后土木建筑設(shè)施的一個(gè)發(fā)展方向之一就是主動(dòng)控制技術(shù)在建筑構(gòu)造物中的應(yīng)用。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和模糊控制技術(shù),以及一些預(yù)設(shè)的控制結(jié)構(gòu)。使得建筑物能夠?qū)Ω鞣N環(huán)境因素做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
4結(jié)束語
土木工程當(dāng)今的發(fā)展是人類智慧的成果,土木工程是為了人類存在而存在.堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路,努力創(chuàng)新,土木工程定會(huì)走向新的高峰!
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中圖分類號(hào):TU198文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
土木工程建設(shè)關(guān)系著人們生產(chǎn)生活的各個(gè)方面,目前,中國(guó)的施工工地隨處可見,不管是路網(wǎng)的建設(shè),還是隧道橋梁的建設(shè);這些土木工程在給人們的生活工作帶來極大便利的同時(shí),也帶來了一系列的環(huán)境污染問題;可以這樣說,土木工程的建設(shè)是把雙刃劍,既可以對(duì)人們的生活狀態(tài)進(jìn)行改善,又會(huì)出現(xiàn)些資源消耗嚴(yán)重和環(huán)境污染惡化的問題。
一、土木工程的涵義
土木工程是指建造各類工程設(shè)施的科學(xué)、技術(shù)和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產(chǎn)活動(dòng)有關(guān)的各類工程設(shè)施,如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發(fā)利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設(shè)施應(yīng)用材料、工程設(shè)備在土地上所進(jìn)行的勘察、設(shè)計(jì)、施工等工程技術(shù)活動(dòng)。經(jīng)過多年的發(fā)展,目前土木工程的實(shí)踐和研究己取得顯著成就,無論是結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析,還是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論和方法以及結(jié)構(gòu)的施工手段,都有了非常大的突破;特別是近若干年,在高層、大跨結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)方面成績(jī)尤其驚人。但展望未來,土木工程領(lǐng)域中仍然有許多課題需要我們進(jìn)一步探討。
二、土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀
1、土木工程理論的發(fā)展
土木工程的發(fā)展包括兩個(gè)部分,即土木工程理論和土木工程設(shè)計(jì),理論是基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)是理論的體現(xiàn),只有建立堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),才能讓土木工程設(shè)計(jì)得到最大的進(jìn)步。土木工程理論包括力學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科,需要對(duì)每個(gè)學(xué)科綜合加固,切實(shí)保證理論基礎(chǔ)的可靠性。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也給土木工程帶來了極大的飛躍,針對(duì)建筑、道路、鐵路、橋梁、隧道等專業(yè)開發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算軟件,這給土木工程的設(shè)計(jì)帶來了很大的突破。隨著信息化進(jìn)程的加快,土木工程發(fā)展的信息交流得到了很好的進(jìn)步,對(duì)于國(guó)家各個(gè)建設(shè)項(xiàng)目、甚至國(guó)際項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)理論都可以與同行進(jìn)行交流學(xué)習(xí)。
2、土木工程設(shè)計(jì)的發(fā)展
土木工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃改變了憑借經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的慣例,趨利避害地全面考慮土木工程的安全、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等所有因素。隨著新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新施工方法的出現(xiàn),人類更有可能從事更大規(guī)模的土木工程修建,;高層建筑不僅在數(shù)量上越來越多,超高層、超大跨橋梁和大跨結(jié)構(gòu)等大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的興建,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)更長(zhǎng)、更高、更柔的發(fā)展趨勢(shì)。土木工程設(shè)計(jì)是建立在堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)上的,隨著對(duì)土建項(xiàng)目要求的增長(zhǎng),土木工程設(shè)計(jì)也更加向更復(fù)雜的方向發(fā)展,只有把握好新技術(shù)、新優(yōu)勢(shì)才能把土木工程設(shè)計(jì)想更加完善的方向發(fā)展。目前,土木工程設(shè)計(jì)發(fā)展取得了一定的成績(jī),在形式、受力等方面取得了進(jìn)步。
3、土木工程施工的發(fā)展
3.1建筑材料的發(fā)展
復(fù)合材料高強(qiáng)鋼材等全新建筑材料在土木工程中得到了不斷發(fā)展和應(yīng)用。如:碳纖維、鋁合金、鎂合金、鍍膜玻璃、雙層中空玻璃、玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)、各種節(jié)能混凝土等新型工程材料已在工業(yè)和民用建筑中得到廣泛使用,它們?cè)趶?qiáng)度和耐久性上表現(xiàn)出優(yōu)越性,為高層、大跨和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型土木工程建設(shè)提供了重要物質(zhì)基礎(chǔ)。但是,這些材料也有其缺陷,如:有些彈性模量偏低,有些成本太高,應(yīng)用范圍比較窄,所以還需要進(jìn)一步研究。
3.2土木工程實(shí)施工藝的發(fā)展
工程實(shí)施的設(shè)備、工具不斷地向自動(dòng)化、機(jī)械化、科學(xué)化發(fā)展,如:同步液壓千斤頂、直升機(jī)安裝技術(shù)、滑模等先進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn),使得大規(guī)模的、高層的、復(fù)雜的土木工程不斷發(fā)展并得以實(shí)現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)是施工工藝中最為突出的技術(shù)之一,可以應(yīng)用在大跨度、大開間等多層和高層建筑,還可應(yīng)用于核電站、預(yù)應(yīng)力儲(chǔ)倉、橋梁結(jié)構(gòu)、公路工程等等。
隨著應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論和方法不斷應(yīng)用于組織管理中,推進(jìn)了土木工程的科學(xué)快速發(fā)展。并且,工程逐步趨向結(jié)構(gòu)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)工業(yè)化,使得土木工程的發(fā)展逐步實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本、提高工程效率等需求,對(duì)于以往不能實(shí)現(xiàn)的施工工程,現(xiàn)在也可以實(shí)現(xiàn)。
鑒于以上土木工程的發(fā)展,雖然有了很大的進(jìn)步,但是在這個(gè)人口劇增、交通擁擠、生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重的社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)之下,可以用來建筑的土地越來越少,促使土木工程不得不快速、科學(xué)地發(fā)展,才能滿足社會(huì)發(fā)展需要。
三、土木工程發(fā)展趨勢(shì)
1、空間的開發(fā)應(yīng)用
伴隨著城市發(fā)展的加快,城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,城市人口不斷增加,許多城市出現(xiàn)了不同程度的生存空間擁擠、交通擁堵、用地緊張等一系列嚴(yán)重的問題,給人類居住帶來了極大的影響,成為了現(xiàn)代城市可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重障礙。因此,為了解決這一系列問題,土木工程的發(fā)展趨勢(shì)逐漸向高空和地下延伸。作為城市發(fā)展的標(biāo)志之一,高層建筑不僅僅在數(shù)量上越來越多,在高度上也是不斷提高。據(jù)不詳細(xì)統(tǒng)計(jì),我國(guó)目前已建成20層以上高層建筑10000多棟,100m以上的建筑多達(dá)500多棟。通過大量修建高層建筑,極大地緩解了人口居住問題,更大程度地利用了空間。
人類可以通過修建高層建筑來利用高空空間,那么能不能通過某種渠道來利用更廣闊的太空空間呢?其實(shí)早在1984年,美籍華裔的林銅柱博士就大膽地提出了在月球上生產(chǎn)水泥并預(yù)制混凝土構(gòu)件來組建太空實(shí)驗(yàn)站的設(shè)想。雖然這一設(shè)想在目前的條件下難以實(shí)現(xiàn),不過這并不代表在不遠(yuǎn)的未來不可以實(shí)現(xiàn)。也就是說,土木工程在未來的活動(dòng)場(chǎng)所可能超出地球的范圍到達(dá)太空。
與高空相對(duì)應(yīng),地下空間同樣是土木工程的發(fā)展前景之一。城市地下空間具有良好的發(fā)展前景,一旦得到合理開發(fā),對(duì)于節(jié)省土地資源以及減輕城市交通壓力將產(chǎn)生不可估量的作用。因此,地下空間的開發(fā)利用,是現(xiàn)代城市開發(fā)的必然趨勢(shì)。在我國(guó)的一些大型城市如:北京、上海、廣州。已經(jīng)建立起較為完整的地鐵干線,極大程度地緩解了交通壓力。
海底建筑同時(shí)也在蓬勃發(fā)展,事實(shí)上,我國(guó)的香港澳門一直在進(jìn)行填海造地工程,以此來增加城市建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)用地,而日本的青函海底隧道的中部不僅建設(shè)了車站,還建設(shè)了博物館。
2、高性能新型材料的發(fā)展與應(yīng)用
毫無疑問,鋼結(jié)構(gòu)將成為今后大型建筑結(jié)構(gòu)的主流形式。同時(shí),鋼結(jié)構(gòu)將在高強(qiáng)度,良好塑性、韌性以及可焊性的道路上進(jìn)一步發(fā)展。日本、俄羅斯、美國(guó)等幾個(gè)國(guó)家已經(jīng)開始把屈服點(diǎn)在700N/mm2以上的鋼材列入規(guī)范。高性能混凝土以及其它新型復(fù)合材料也將向著輕質(zhì)量、高強(qiáng)度、良好的韌性和工作性能方向發(fā)展。如鋁合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料的出現(xiàn)使用,就是現(xiàn)代土木材料發(fā)展的良好例證。
3、計(jì)算機(jī)應(yīng)用
自從進(jìn)入21世紀(jì)以來,計(jì)算機(jī)在我國(guó)以野火燎原之勢(shì)迅速普及。隨著建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的逐漸完善,計(jì)算機(jī)在土木工程結(jié)構(gòu)計(jì)算中占據(jù)了越來越重要的地位。計(jì)算結(jié)果更能充分發(fā)揮材料的性能并保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全。通過計(jì)算機(jī)也有利于設(shè)計(jì)出更優(yōu)化的方案進(jìn)行土木工程建設(shè),以減少成本、縮短工期、提高經(jīng)濟(jì)效益。不難想象,計(jì)算機(jī)將在土木工程發(fā)展過程中發(fā)揮重要的作用。
4、建筑工業(yè)化
我國(guó)改革開放以來,大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè),飛速發(fā)展的新型技術(shù)推動(dòng)了建筑業(yè)機(jī)械化的進(jìn)程,尤其是在重點(diǎn)工程建設(shè)中有相當(dāng)程度的發(fā)展。但是不可否認(rèn)的是,與其它工業(yè)部門相比仍然處于落后的階段。所以建筑業(yè)的工業(yè)化是我國(guó)建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)。要不斷推進(jìn)新材料,新工藝的發(fā)展。同時(shí)要建立合理的適應(yīng)社會(huì)化大生產(chǎn)方式的管理體制,采用專業(yè)化、統(tǒng)一化、區(qū)域化的施工組織形式。
5、環(huán)境工程發(fā)展
進(jìn)入新世紀(jì)以來,環(huán)境問題已經(jīng)越來越成為社會(huì)生活的焦點(diǎn),氣候問題更是對(duì)人們的生活工作產(chǎn)生了巨大的影響。為了更好地構(gòu)建和諧社會(huì),進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展,土木工程與環(huán)境工程必將融為一體不可分割。城市綜合癥,冰川消融,氣候變異,沙漠化,水污染等問題無一不和人類生活息息相關(guān),同時(shí)也和土木工程密切相關(guān)。土木工程建設(shè)過程中尤其是大型乃至超大型工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響必須成為土木工程師重點(diǎn)考慮解決的問題。
結(jié)束語
目前,我國(guó)土木工程的某些領(lǐng)域已處于世界先進(jìn)行列,但我國(guó)土木工程的設(shè)計(jì)、施工和理論研究方面的總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距。展望未來,不僅要加強(qiáng)新型結(jié)構(gòu)型式、新型建筑材料、新的技術(shù)手段的理論探索和應(yīng)用研究,更要加強(qiáng)土木工程二級(jí)學(xué)科間理論和技術(shù)的融合與滲透,實(shí)現(xiàn)土木工程的更大突破。
參考文獻(xiàn)
[1]任秋榮,葉龍,李向召.土木工程發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2011.(12).
土木工程結(jié)構(gòu)是整體建筑工程中的荷載骨架,針對(duì)于土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃,主要是指土木工程建設(shè)環(huán)節(jié)中所應(yīng)用的材料、尺寸、骨架類型等。在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需要保障工程的穩(wěn)定性、耐久性以及安全性等問題。此外在具體的設(shè)計(jì)過程中需要與工程實(shí)際的荷載為研究重點(diǎn),保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠與荷載有序結(jié)合,保障土木工程設(shè)計(jì)的精密性。
1 土木工程荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系
在土木工程施工荷載問題的分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)聯(lián)系緊密,從眾多的土木工程施工結(jié)果上來看,土木工程荷載決定著結(jié)構(gòu)施工的方向以及施工方法采用。土木工程荷載實(shí)際上是指建筑結(jié)構(gòu)上所收到的不同程度的形變,而在土木結(jié)構(gòu)上所產(chǎn)生的形變。在不同環(huán)境、不同施工技術(shù)下的土木工程項(xiàng)目,其荷載類型不同。大部分的工程荷載主要為以下幾種:第一,基于時(shí)間變化的荷載。土木工程荷載會(huì)隨著時(shí)間的變化而發(fā)生變化,可以分為永久、偶然、突變等形式的荷載。這些荷載類型與建筑結(jié)構(gòu)、自重、壓力等有關(guān)系,荷載也會(huì)隨著這因素增加或者是減小。如地震、大風(fēng)等都為自然荷載,這些荷載變化缺乏一定的規(guī)律性,在土木工程中難以控制。第二,結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)分類。土木工程荷載從建筑動(dòng)力角度出發(fā),可以分為靜荷載和動(dòng)荷載。動(dòng)荷載伴隨著時(shí)間的變化而發(fā)生規(guī)律的變化。
土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定著荷載的變化。這是因?yàn)椋谕聊竟こ探Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中包含了工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì),功能設(shè)計(jì)中注重的是采用何種方法來強(qiáng)化土木工程的結(jié)構(gòu)支撐,在具體的施工中采用不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式,涉及到不同類型的荷載形成。
2 土木工程荷載要點(diǎn)分析
2.1 荷載值確定
土木工程項(xiàng)目荷載可以通過結(jié)構(gòu)模式、荷載類型進(jìn)行精確的計(jì)算,從而實(shí)現(xiàn)土木工程施工。在土木工程中包含了自重、結(jié)構(gòu)重力等內(nèi)容,其中自重是指土木工程結(jié)構(gòu)的自身重量,該種類型的重量也是一種永久性的荷載。如土木工程深基坑部分的重量、土的重量等都屬于工程中永久性荷載。那么在對(duì)于該種永久性荷載進(jìn)行計(jì)算中可以從工程自重角度出發(fā),計(jì)算自重體系中的承載物,其中建筑墻體、梁、板等都為結(jié)構(gòu)自重。在計(jì)算荷載環(huán)節(jié)中,通過線、力的集中處理的方式,按照材料的單位體積自重、結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)尺寸等,將具體的荷載計(jì)算出來。如,在板的面層自重計(jì)算環(huán)節(jié)中,需要充分的考慮到樓面的自重。準(zhǔn)確的測(cè)量出面層的材料厚度、面板厚度、材料體系,將以上要素參數(shù)相乘便得到結(jié)構(gòu)部件的自重。在計(jì)算梁的荷載效應(yīng)過程中,通過線荷載的方式計(jì)算梁的荷載。
2.2 荷載效應(yīng)分析
不同組合模式的荷載在土木工程中所能夠產(chǎn)生的荷載效應(yīng)不同,在對(duì)荷載效應(yīng)進(jìn)行分析環(huán)節(jié)中,注意包含了以下幾種方式:
其一,準(zhǔn)永久荷載效應(yīng);準(zhǔn)永久荷載效應(yīng)是最為普通的效應(yīng),應(yīng)用到常規(guī)的荷載狀態(tài)分析中。土木工程在建筑施工到投入使用中長(zhǎng)期受到荷載影響,那么在對(duì)荷載值進(jìn)行計(jì)算中,可以將荷載標(biāo)準(zhǔn)值與準(zhǔn)永久系數(shù)相乘。在實(shí)踐工程中,該種準(zhǔn)永久荷載效應(yīng)組合模式一方面能夠?qū)?duì)土木工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期分析,另一方面還能夠避免結(jié)構(gòu)超荷載,對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析綜合控制。
其二,頻遇荷載效應(yīng);頻遇荷載效應(yīng)模式針對(duì)土木工程荷載變化的情況,應(yīng)用可變荷載標(biāo)志乘以一個(gè)小于組合數(shù)頻遇值的系數(shù)。該種方式從實(shí)踐中分析,應(yīng)用效益比較高,并且能夠針對(duì)可變化的荷載進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。
其三,標(biāo)準(zhǔn)荷載效應(yīng);標(biāo)準(zhǔn)荷載的實(shí)際組合方式,是指土木工程設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的裂縫、繞度等進(jìn)行精確的計(jì)算,通過標(biāo)準(zhǔn)荷載效應(yīng)控制模式,將分項(xiàng)的系數(shù)確定為0.1。在具體的組合數(shù)值系數(shù)確定時(shí),還需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)不同的情況確定其具體的數(shù)值。
2.3 風(fēng)荷載的計(jì)算
風(fēng)荷載是土木工程荷載計(jì)算中的重點(diǎn)內(nèi)容,在風(fēng)荷載計(jì)算環(huán)節(jié)中包含以下內(nèi)容:
風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為:
其中,為高度處的風(fēng)震系數(shù);為風(fēng)壓高度變化系數(shù);風(fēng)荷載體型系數(shù);為基本風(fēng)壓。如在一處教學(xué)樓建筑中,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用的年限為50年。設(shè)定該工程中的基本風(fēng)壓為=0.75kN/m2.在該工程中將結(jié)構(gòu)高度確定為18.5米,取為1.0。在對(duì)土木工程的風(fēng)荷載計(jì)算環(huán)節(jié)中將其換算為框架上每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載,其中,設(shè)定A為一品框架上各個(gè)層節(jié)點(diǎn)上的受風(fēng)面積。結(jié)果如下:
3 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
土木工程中包含的內(nèi)容比較多,并且工程設(shè)計(jì)比較復(fù)雜,在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中所應(yīng)用的設(shè)計(jì)方法不同。在文章中主要針對(duì)結(jié)構(gòu)平面圖設(shè)計(jì)、屋頂結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)、詳圖設(shè)計(jì)、樓梯設(shè)計(jì)以及基礎(chǔ)圖設(shè)計(jì)等進(jìn)行研究。
3.1 結(jié)構(gòu)平面圖設(shè)計(jì)
在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,設(shè)計(jì)能夠符合建筑工程需求,以及人在土木工程中的舒適度。基于結(jié)構(gòu)的平面圖設(shè)計(jì)是保障土木工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)性設(shè)計(jì),在具體的設(shè)計(jì)當(dāng)中,設(shè)計(jì)人員需要ν聊竟こ袒肪辰行調(diào)查,制定出有針對(duì)性的方案。首先,設(shè)計(jì)人員需要對(duì)工程結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行設(shè)計(jì)與繪制,具體的設(shè)計(jì)需要通過在現(xiàn)場(chǎng)中進(jìn)行調(diào)查、取樣。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵的就是安全度,結(jié)構(gòu)抗震性決定著結(jié)構(gòu)的安全,因此需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中格外關(guān)注其抗震性方面的優(yōu)化。土木結(jié)構(gòu)的抗震性與施工地點(diǎn)特征有關(guān)系,當(dāng)施工所處的環(huán)境中抗震設(shè)防烈度在六度區(qū)中,在具體的工程設(shè)計(jì)中就需要進(jìn)行截面抗震的驗(yàn)算。在具體的工程中,還需要滿足建筑結(jié)構(gòu)的抗壓性能,及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)工程中的問題。特別是在應(yīng)力的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,需要采取專業(yè)的曲線繪制軟件進(jìn)行計(jì)算,以提升土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的精確性。
3.2 屋頂結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)
屋面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行多方面因素的考慮,基于屋面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包含了兩種設(shè)計(jì)方式:第一,梁板式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)針對(duì)的是建筑屋面不平整的情況,在屋面上進(jìn)行大跨度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式在大型的商業(yè)建筑中比較常見。第二,折板式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),該種設(shè)計(jì)在具體的應(yīng)用中針對(duì)屋頂之外的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),需要設(shè)計(jì)人員能夠?qū)υO(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行充分的了解,掌握?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)的意圖。
3.3 土木工程擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在特殊地帶的土木工程結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)中需要對(duì)擋土墻的結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)進(jìn)行考慮。擋土墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿足土木施工規(guī)則,通過合理的擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來保障土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。在進(jìn)行土木工程擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中需要遵循一定的原則,既要符合工程實(shí)際,也需要滿足建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定需求。以斜坡中的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析,斜坡上的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要做到以下幾點(diǎn):第一,擋土墻與建筑主體結(jié)構(gòu)相互分開;(2)建筑主體結(jié)構(gòu)與擋土墻相互結(jié)合。為了準(zhǔn)確的計(jì)算出擋土墻結(jié)構(gòu)應(yīng)力,需要根據(jù)其在不同的情況下進(jìn)行有針對(duì)性的分析。如,在靜止土壓力以及水壓力作用下,擋土墻計(jì)算模型,取1米板帶寬度。
4 結(jié)語
綜上所述,在土木工程中荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間的關(guān)系密切,為了提升土木工程的質(zhì)量,需要對(duì)土木工程的荷載進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)實(shí)際荷載確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。從眾多的土木工程施工結(jié)果上來看,土木工程荷載決定著結(jié)構(gòu)施工的方向以及施工方法采用。在文章中針對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,工程設(shè)計(jì)比較復(fù)雜,在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中所應(yīng)用的設(shè)計(jì)方法不同。文章中主要針對(duì)結(jié)構(gòu)平面圖設(shè)計(jì)、屋頂結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)、詳圖設(shè)計(jì)、樓梯設(shè)計(jì)以及基礎(chǔ)圖設(shè)計(jì)等進(jìn)行研究。
在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的作用下,土木工程市場(chǎng)逐漸擴(kuò)展,這從根本上刺激了現(xiàn)代土木工程專業(yè)教育教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。我國(guó)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式基于傳統(tǒng)教育模式的影響,培養(yǎng)目標(biāo)定位于應(yīng)試技能、知識(shí)的實(shí)現(xiàn),專業(yè)設(shè)置上缺乏專業(yè)交叉,教學(xué)模式采用“說教”、教師單向授課方式等,這種人才培養(yǎng)模式嚴(yán)重阻礙了市場(chǎng)環(huán)境下人才模式的形成,雖然近年來素質(zhì)教育的推行、教育體制改革的實(shí)施在一定意義上促進(jìn)了教學(xué)課程的更置,但是,就教學(xué)模式實(shí)踐效果來看,土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)模式仍具有一定缺陷,因此,必須進(jìn)一步改善人才培養(yǎng)模式。
一、現(xiàn)代土木工程特點(diǎn)
在現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的刺激下,土木工程越來越表現(xiàn)出個(gè)性化和綜合性的特征。一方面,土木工程是一項(xiàng)系統(tǒng)性、規(guī)模化的工程,其包括勘探設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等環(huán)節(jié),各環(huán)節(jié)中涉及到材料、設(shè)備、管理、技術(shù)等多方面的知識(shí),需要運(yùn)用地質(zhì)勘探、工程測(cè)量、土力學(xué)、工程學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、計(jì)算機(jī)等多種知識(shí)與技能實(shí)現(xiàn),這就要求土木工程人員具備綜合性、專業(yè)性的知識(shí)以及技能。另一方面,每一項(xiàng)土木工程都存在自身的內(nèi)在結(jié)構(gòu)、環(huán)境特征、技術(shù)要求等,這就要求具有規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行支持,但是,就現(xiàn)階段土木工程理論研究來看,其并不具備相應(yīng)的技術(shù)、設(shè)備、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),這就需要土木工程設(shè)計(jì)人員、施工人員、管理人員等具備相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),并根據(jù)各項(xiàng)土木工程的個(gè)性特征,進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工等。現(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)具體可以從以下幾個(gè)方面體現(xiàn):
1.建筑材料方面。隨著現(xiàn)代土木工程的不斷發(fā)展,越來越多的新材料逐漸應(yīng)用到工程建設(shè)領(lǐng)域,如鋁合金、鎂合金等已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。但是由于這些材料的成本稍高,所以在應(yīng)用的過程中受到不同程度的限制,如何促進(jìn)其更有效的應(yīng)用仍然需要我們不斷的探索。同時(shí),在鋼材和混凝土的強(qiáng)度方面也取得了一定的進(jìn)展,并且在實(shí)際工程建設(shè)中得到了良好的驗(yàn)證。
2.工程地質(zhì)和地基方面。在土木工程建設(shè)過程中,地質(zhì)和地基是影響工程使用功能發(fā)揮的主要因素,同時(shí)也決定了工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理等,尤其是對(duì)于地下工程來說更是十分重要。因此在土木工程的地質(zhì)和地基勘察技術(shù)方面也在不斷地進(jìn)步,當(dāng)前主要以現(xiàn)場(chǎng)鉆探取樣、室內(nèi)分析為主,雖然在勘察的準(zhǔn)確性方面有一定的保證,但是仍然不夠完善,這也是需要我們?cè)谌蘸蟮墓ぷ髦行枰粩嘌芯亢吞剿鞯闹饕?xiàng)目。
3.工程規(guī)劃方面。在以往的土木工程規(guī)劃工作中,大多是同時(shí)提出多個(gè)施工規(guī)劃方案,通過分析和對(duì)比從中選擇最佳方案。然而,現(xiàn)代土木工程建設(shè)的規(guī)模不斷增加,仍然使用傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方案在效率方面受到限制,所以必須要依靠現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法促進(jìn)工程規(guī)劃效率的提升。對(duì)于特大型的土木工程,如水壩等,對(duì)于自然環(huán)境和生態(tài)平衡會(huì)產(chǎn)生一定的影響,所以更加需要通過科學(xué)的理論和方法對(duì)其進(jìn)行有效的規(guī)劃,做到趨利避害,才能保證土木工程的持續(xù)發(fā)展。
4.工程設(shè)計(jì)方面。在土木工程的設(shè)計(jì)方面,越來越多的注重其經(jīng)濟(jì)性和安全性,同時(shí)也更加關(guān)注工程的美觀性,所以在確定工程的荷載值和材料的強(qiáng)度值方面已經(jīng)開始引入概率統(tǒng)計(jì)方法,對(duì)于自然界的各種因素從時(shí)間和空間上進(jìn)行全面的分析,同時(shí)加強(qiáng)對(duì)材料彈性模量、強(qiáng)度的分析,促進(jìn)土木工程結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化。同時(shí),計(jì)算機(jī)技術(shù)也為各種計(jì)算和優(yōu)化提供了必要的方法和技術(shù),這也促進(jìn)了土木工程設(shè)計(jì)效率的提升。
5.工程施工方面。
隨著土木工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大,工程施工所應(yīng)用的設(shè)備、機(jī)械等也逐漸向著大型化、自動(dòng)化的方向發(fā)展,而且自動(dòng)化程度正在不斷的增強(qiáng),能夠滿足各種不同環(huán)境下的作業(yè)需求。在施工組織設(shè)計(jì)與管理方面,也有著較為科學(xué)的理論體系做基礎(chǔ),能夠提高作業(yè)效率的同時(shí),縮短工期、降低造價(jià),促進(jìn)土木工程經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的增加。
二、土木人才的知識(shí)、能力與素質(zhì)結(jié)構(gòu)
在土木工程特點(diǎn)的作用下,土木工程人才必須具備相應(yīng)的知識(shí)、技能與素質(zhì),為土木工程建設(shè)提供最強(qiáng)的支持力。
其一,知識(shí)結(jié)構(gòu):專業(yè)性知識(shí)與綜合性知識(shí)的集合。土木工程的特點(diǎn)決定了土木工程人才不僅具備專業(yè)性的知識(shí)理論,如數(shù)學(xué)、力學(xué)、勘探知識(shí)等,而且要具備相關(guān)的社會(huì)人文知識(shí),如經(jīng)濟(jì)、文化、法律、宗教等。其二,能力結(jié)構(gòu)。理論聯(lián)系實(shí)際的能力:由于土木工程沒有標(biāo)準(zhǔn)性參照,在施工過程中,只能依據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)個(gè)性工程進(jìn)行設(shè)計(jì)與建設(shè),因此,要求土木工程人員將理論知識(shí)轉(zhuǎn)移到實(shí)踐之中,根據(jù)不同的工程利用不同的原理。計(jì)算機(jī)能力:在信息技術(shù)的刺激下,面對(duì)復(fù)雜的土木工程,土木工程人員必須具備強(qiáng)硬的計(jì)算機(jī)能力,運(yùn)用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、優(yōu)化與選擇方案,模擬結(jié)構(gòu)試驗(yàn),進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)取I鐣?huì)組織能力:土木工程的規(guī)模性特征,不僅要求實(shí)現(xiàn)工程內(nèi)部人力資源的優(yōu)化,而且要協(xié)調(diào)施工集團(tuán)與社會(huì)之間的關(guān)系,尤其在一些關(guān)鍵性的利益問題上,需要土木工程人員發(fā)揮紐帶鏈接的作用,因此,要保證土木工程正常施工,必須具備一定的社會(huì)組織能力。其三,素質(zhì)結(jié)構(gòu)。人文素質(zhì):土木工程影響到社會(huì)、環(huán)境、資源等各個(gè)因素,這就要求土木工程人員樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念,提升社會(huì)責(zé)任感,端正自身行為,以此保證土木工程綜合效益的實(shí)現(xiàn)。職業(yè)素質(zhì):土木工程施工環(huán)境差、工作負(fù)荷大,這就對(duì)工作人員的職業(yè)素質(zhì)以及個(gè)人素質(zhì)提出了更高要求,因此,工作人員必須以良好的職業(yè)道德和個(gè)人精神,來支撐土木工程質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)。
三、土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)模式的完善途徑
土木工程的特點(diǎn)對(duì)現(xiàn)代土木工程人才的培養(yǎng)提出新挑戰(zhàn),專業(yè)型、復(fù)合型的社會(huì)人才為改善人才培養(yǎng)模式提供了標(biāo)準(zhǔn)參照,因此,在教育教學(xué)中,要以調(diào)整課程結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變教學(xué)模式、關(guān)注操作實(shí)踐等手段,來實(shí)現(xiàn)人才的培養(yǎng)。
1、優(yōu)化課程體系
系統(tǒng)性、專業(yè)性的課程體系是展開教學(xué)的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)教學(xué)中,土木工程專業(yè)課程設(shè)置具有狹隘性,其僅僅涉及到建筑工程、巖石工程、交通工程、橋梁建筑等,雖然具有較強(qiáng)的專業(yè)性,但是,其綜合性不強(qiáng),因此,在課程設(shè)置中,要進(jìn)行綜合性知識(shí)的設(shè)置,并以專業(yè)走向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)專業(yè)課程的選擇。其一,落實(shí)基礎(chǔ)教學(xué)。基礎(chǔ)知識(shí)是學(xué)生展開深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),在課程設(shè)置中,尤其在低年級(jí)教育中,要以全面化的知識(shí)豐富學(xué)生的認(rèn)識(shí),不僅要開設(shè)專業(yè)課程,而且要將經(jīng)濟(jì)學(xué)、法律、管理學(xué)等相關(guān)性的課程融入其中,促使學(xué)生適應(yīng)土木工程綜合性的特征。其二,提升專業(yè)教學(xué)。在土木工程個(gè)性化特征的影響下,學(xué)生的專業(yè)能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力被提升,這就要求關(guān)注專業(yè)教學(xué)與實(shí)踐教學(xué),以專而精的專業(yè)課程提升學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和技能,使學(xué)生了解土木工程師可能遇見的問題,并盡可能提出相應(yīng)的解決方案。
2、精選教學(xué)內(nèi)容
土木工程教學(xué)內(nèi)容較多,這提升了學(xué)習(xí)難度,在教學(xué)中,要做到重點(diǎn)教學(xué),避免眉毛胡子一把抓。其一,選擇重點(diǎn)內(nèi)容。在內(nèi)容選擇中,要將實(shí)用強(qiáng)的內(nèi)容作為首選,如勘探技術(shù)、施工設(shè)計(jì)、建筑工程等,舍棄那些與生活實(shí)際相距較遠(yuǎn)的內(nèi)容,這不但減少了教學(xué)容量,而且增強(qiáng)知識(shí)的實(shí)用性。其二,創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容。市場(chǎng)環(huán)境下,土木工程特點(diǎn)發(fā)生了顯著變化,注入了一定的新元素,而且這些元素在今后將繼續(xù)影響土木工程發(fā)展,因此,在教學(xué)中,要將這些內(nèi)容補(bǔ)充到教學(xué)之中,如計(jì)算機(jī)技能、市場(chǎng)發(fā)展趨向、勘探新技術(shù)等,以便于學(xué)生應(yīng)對(duì)將來的土木工程市場(chǎng)。
3、轉(zhuǎn)變教學(xué)模式
傳統(tǒng)的教學(xué)模式基于教師力量的發(fā)揮,而并沒有關(guān)注到學(xué)生的主體性,這就影響了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的提升,再者,單一的知識(shí)型、技能型教學(xué),使得能力和素質(zhì)教育被放置于教育教學(xué)的邊緣,這就造成學(xué)生片面化的發(fā)展,進(jìn)而不能適應(yīng)土木工程綜合性的要求,因此,在教學(xué)中,必須轉(zhuǎn)變教學(xué)模式,關(guān)注學(xué)生的主體地位,堅(jiān)持素質(zhì)教育。其一,多模并用,強(qiáng)化實(shí)踐。在基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)中,強(qiáng)化學(xué)生的自學(xué)能力,以問題教學(xué)方式,激發(fā)學(xué)生思考,并針對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行解答;在技能教學(xué)中,關(guān)注學(xué)生的實(shí)踐能力,以綜合性大作業(yè)、專業(yè)性設(shè)計(jì)等,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)理論的理解力;以案例教學(xué)、試驗(yàn)教學(xué)、場(chǎng)景教學(xué)等方式,提升學(xué)生的理論知識(shí)應(yīng)用能力;以專題討論、專家講座、研究小組等形式,提升學(xué)生的合作力、言語表達(dá)力、展示力;以競(jìng)爭(zhēng)活動(dòng)、課外實(shí)踐、培訓(xùn)實(shí)習(xí)等方式,促使學(xué)生獲得直接經(jīng)驗(yàn)。其二,以生為本。學(xué)生個(gè)體差異性突出,在教學(xué)中,要根據(jù)學(xué)生的能力特征、興趣愛好、思維走向等進(jìn)行多元化教學(xué),既要關(guān)注學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),提升學(xué)生的基礎(chǔ)掌握能力,又要把握學(xué)生的個(gè)性特征,通過層次化教學(xué)、一對(duì)一教學(xué)、輔導(dǎo)教學(xué)、小組教學(xué)、個(gè)性評(píng)價(jià)等方式,促使不同層次的學(xué)生獲得能力性和素質(zhì)性的發(fā)展,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全體學(xué)生的發(fā)展和學(xué)生發(fā)展的全面性。
4、注重專業(yè)教學(xué)的實(shí)踐性教學(xué)
實(shí)踐應(yīng)用教學(xué)在當(dāng)前土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)中具有重要的作用,是促進(jìn)土木工程展業(yè)人才適用于當(dāng)前建設(shè)實(shí)際的基本前提。突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式,結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及教學(xué)規(guī)律,建立具有一定實(shí)踐性的課程設(shè)計(jì),根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)機(jī)能力為中心,構(gòu)建相輔相成的教學(xué)體系,凸顯教學(xué)過程中的創(chuàng)新、基礎(chǔ)和綜合相結(jié)合的現(xiàn)代教學(xué)特點(diǎn)。首先,一定要精心設(shè)計(jì)理論及專業(yè)課程建設(shè),在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中,可以將學(xué)生分為不同的工程建設(shè)組,由專門的教師帶入實(shí)際的進(jìn)行教學(xué),在實(shí)際的土木工程建設(shè)過程中,調(diào)度學(xué)生,講解施工過程的具體問題。通過學(xué)生自身的總結(jié)和領(lǐng)悟,才能夠更好的促進(jìn)其專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的強(qiáng)化,并形成科學(xué)的專業(yè)思維。其次,對(duì)當(dāng)前土木工程建設(shè)的人才需要進(jìn)行科學(xué)的調(diào)研,根據(jù)實(shí)際來進(jìn)行專業(yè)人才的培養(yǎng),一方面提高了學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)力,另一方面提高了現(xiàn)代土木工程建設(shè)領(lǐng)域的專業(yè)人才建設(shè)。
四、現(xiàn)代土木工程發(fā)展趨勢(shì)
1.工程中使用的原材料逐漸向高性能材料發(fā)展
鋼材將朝著高強(qiáng)、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發(fā)展,美國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)開始將屈服點(diǎn)為700N/mm2以上的鋼材列入了規(guī)范。高性能的混凝土及其它復(fù)合材料也在向輕質(zhì)、高強(qiáng)、良好的韌性和工作性方向發(fā)展。
2.環(huán)境工程
在工程建設(shè)中,土木工程與環(huán)境工程融為一體,環(huán)境問題尤其是氣候變異的影響越來越受到重視。海水上升、水污染、沙漠化等問題均與人類的生存發(fā)展息息相關(guān),同時(shí)也和土木工程有著必然的聯(lián)系。因此,工程建設(shè)過程中的噪音、振動(dòng)等都是土木工程師必須要考慮的主要問題。
3.發(fā)展高新技術(shù),應(yīng)用結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展
近年來,隨著現(xiàn)代傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)、信號(hào)分析與處理技術(shù)及結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析理論的迅速發(fā)展,推動(dòng)了土木工程的革命性變化。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過在結(jié)構(gòu)上安裝各種傳感器,科學(xué)有效地提供結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)管理的決策依據(jù),這就延長(zhǎng)了結(jié)構(gòu)的使用壽命,也基本解決了建筑過快老化損壞,實(shí)現(xiàn)建筑使用的可持續(xù)發(fā)展。
總結(jié):
適應(yīng)于現(xiàn)代土木工程個(gè)性化和綜合性的特點(diǎn),現(xiàn)代土木工程人才培養(yǎng)模式必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式,關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)主體性的發(fā)揮,以培養(yǎng)專業(yè)型、復(fù)合型、技能型學(xué)生為目標(biāo),通過調(diào)整課程結(jié)構(gòu)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐人本教學(xué)、加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練等方式,來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)。
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一、土木工程的概念及特征
1.概念
土木工程在我國(guó)有很早的發(fā)展歷史,中外學(xué)者對(duì)之都有一定程度的研究,由于各自的觀點(diǎn)及研究方向不同,學(xué)者們對(duì)其下的概念也并未統(tǒng)一。筆者在總結(jié)以往學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上,也有自己的見解。土木工程,顧名思義,實(shí)乃土、木二者結(jié)構(gòu)所造工程之意。說得最直觀一點(diǎn)就是修房造屋、建橋鋪路。早期的土木工程用到的材料無非就是木、石、土三種材料,直到后來科技的發(fā)展,土木工程行業(yè)才引進(jìn)了鋼筋混泥土以及高分子化學(xué)材料等。因此,筆者認(rèn)為:土木工程是是指應(yīng)用各種建筑材料所進(jìn)行的建設(shè)工程的總稱,它不但包括整個(gè)勘察、設(shè)計(jì)、施工的過程,而且包括工程建設(shè)的成果,如公路、橋梁、樓房、地下設(shè)施等等。土木工程的發(fā)展,既方便了普通居民的生活,同時(shí)也方便了我國(guó)軍事領(lǐng)域各種設(shè)施的發(fā)展。在發(fā)展的過程中,土木工程也呈現(xiàn)出自己獨(dú)有的特征。
2.特征
(1)勘察、設(shè)計(jì)、施工過程的復(fù)雜性。一項(xiàng)工程在進(jìn)行建造之前,需要進(jìn)行工程建造地址的前期勘測(cè)工作,在這一階段需要反復(fù)勘測(cè)地址,考慮各種有利和不利因素,特別是遇到復(fù)雜地質(zhì)條件時(shí),勘測(cè)工作需要特別仔細(xì),不得有半點(diǎn)馬虎大意。工程在進(jìn)行施工之前,應(yīng)當(dāng)由專門的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)主要是以圖形、模型和圖紙的方式展現(xiàn)出來。在設(shè)計(jì)階段,需要充分考慮建造物的承重結(jié)構(gòu)、外形圖案以及避免惡劣天氣的方案,如避雷針的設(shè)計(jì)。一個(gè)優(yōu)秀的建筑物,必然有一個(gè)特別好的勘測(cè)、設(shè)計(jì)和施工,三者缺一不可。
(2)選取建筑材料的獨(dú)特性。土木工程離不開材料的選取,特別是現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)的材料已經(jīng)不能滿足其需要。很多外形獨(dú)特,功能特別的建筑物對(duì)建筑材料的選取也有特別的要求,如隔音玻璃的使用、高強(qiáng)度輕薄型材料的使用以及超輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料的應(yīng)用等等,無一不表明土木工程行業(yè)建筑材料選取的獨(dú)特性。然而,高質(zhì)量的建筑材料必然要高昂的價(jià)格,同時(shí),也并不是所有的高質(zhì)量的建筑材料都適合所有的建筑物,因而,我們應(yīng)當(dāng)繼續(xù)探索,善于發(fā)現(xiàn)新生事物,使得土木工程行業(yè)能夠發(fā)展得更好。
(3)建筑對(duì)象的廣泛性。土木工程建造的對(duì)象特別多,主要包括陸地和海洋。陸地的建筑又分為地上和地下。地上主要有公路、鐵路、房屋、隧道以及峽谷之間的橋梁等等;地下的建筑如地下管道、管線、地下軍工廠、地下實(shí)驗(yàn)場(chǎng)等等。土木工程海洋領(lǐng)域如圍海造田、海上橋梁、海底電纜及管道等等設(shè)施。無論是陸地還是空中,土木工程技術(shù)都發(fā)揮了應(yīng)有的作用,可見,其對(duì)象非常的廣泛。
二、土木工程的歷史發(fā)展?fàn)顩r
1.古代土木工程發(fā)展?fàn)顩r
我國(guó)古代的土木工程比較發(fā)達(dá),在時(shí)間上有一個(gè)很大的跨度,它起始于公元前5000年,直到17世紀(jì)中葉,這期間經(jīng)歷了大約7000年時(shí)間。著名的萬里長(zhǎng)城、都江堰水利工程、趙州橋等古建筑都是我國(guó)古代土木工程發(fā)展留下的寶貴遺產(chǎn)。雖然那時(shí)的發(fā)展水平有限,古建筑沒有應(yīng)用到一點(diǎn)現(xiàn)代科技因素,但至今仍巍然屹立。它們的存在表明了我國(guó)古代土木工程行業(yè)發(fā)展水平之高,不只是在國(guó)內(nèi),即便與國(guó)際相比也毫不遜色。
2.近代土木工程的發(fā)展?fàn)顩r
近代土木工程的大發(fā)展大致時(shí)間是17世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉,大約歷經(jīng)了300年時(shí)間。在這一發(fā)展期間,人們開始傾向于研究人造建筑材料并應(yīng)用到建筑行業(yè)中來,人造材料的應(yīng)用逐漸占據(jù)了主流地位,大有取代傳統(tǒng)材料之勢(shì)。隨著人造材料的大量應(yīng)用,傳統(tǒng)的建造理念已經(jīng)被徹底顛覆,人們不再迷戀于長(zhǎng)期建造經(jīng)驗(yàn),開始注重科學(xué)建造理念的培養(yǎng)。建造技術(shù)方面,大型機(jī)械設(shè)備開始應(yīng)用,各種新的施工方法也開始應(yīng)用,人們開始嘗試挑戰(zhàn)復(fù)雜的建筑環(huán)境,著名的埃菲爾鐵塔就是這一時(shí)期建成,直到今天依然是世界奇跡。
3.現(xiàn)代土木工程發(fā)展?fàn)顩r
20世紀(jì)中葉是現(xiàn)代土木工程發(fā)展的起始時(shí)間。現(xiàn)代土木工程完全依托于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。各種新型建筑機(jī)械大量應(yīng)用到建筑行業(yè)中來,如高分子化學(xué)材料、高強(qiáng)度鋼筋混泥土、高強(qiáng)低合金鋼等等應(yīng)用非常廣泛。在設(shè)計(jì)構(gòu)圖方面,大型計(jì)算機(jī)的運(yùn)用增強(qiáng)了建筑設(shè)計(jì)運(yùn)算和繪圖的能力,力學(xué)分析與計(jì)算更加科學(xué)化。高難度的施工作業(yè)已經(jīng)不再是不可逾越的鴻溝,如高原凍土、海底隧道等在前人想都不敢想象的事情,如今變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
三、土木工程未來發(fā)展前景
隨著科技不斷地進(jìn)步,我國(guó)改革的浪潮勢(shì)如破竹。在科技與改革雙重作用下,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn),經(jīng)濟(jì)的發(fā)展又推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展。展望未來,城市化的進(jìn)程逐步加深,這為土木工程的發(fā)展提供了契機(jī),我國(guó)將面臨空前的建設(shè)。在建設(shè)大潮下,如何站穩(wěn)腳跟,并于國(guó)際接軌,是土木工程行業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。作為新世紀(jì)的一代,我們能夠在這樣一個(gè)大環(huán)境中施展才干、向國(guó)際水平發(fā)起沖擊是十分幸運(yùn)的。然而,如何把握世紀(jì)之交時(shí)土木工程學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì),開創(chuàng)具有中國(guó)特色、具有國(guó)際一流水平的土木工程學(xué)科的新紀(jì)元,是對(duì)我們跨世紀(jì)一代人的嚴(yán)峻考驗(yàn)。隨著土木工程行業(yè)的發(fā)展,地球上可以居住、生活和耕種的土地和資源是有限的,而人口增長(zhǎng)的速度是不斷加快的。因此,人類為了爭(zhēng)取生存,會(huì)不斷地拓展土木工程的領(lǐng)域,未來土木工程發(fā)展的必然趨勢(shì)是:向高空、地下、海洋、沙漠、太空等領(lǐng)域發(fā)展。這樣的發(fā)展領(lǐng)域看似遙遠(yuǎn),實(shí)際非常的迫切。因?yàn)榈厍虻某休d能力是有限的,而人口不斷呈上升趨勢(shì),人們?yōu)榱松畋厝灰笈d土木,長(zhǎng)此以往,地球?qū)⒊蓿{人類的生存。為了緩解這一緊張態(tài)勢(shì),人類不得不考慮向另外的方向發(fā)展。另外,由于自然災(zāi)害頻發(fā),對(duì)土木工程提出了新的課題,對(duì)于如何有效避免災(zāi)害襲擊,成了土木行業(yè)的一大考驗(yàn)。未來的土木工程不僅要求具備抗震、抗洪、抗風(fēng)等性能,而且要求具備抗暴、抗海嘯、防火、防撞、防輻射等性能。相信隨著科技的發(fā)展,土木工程所面臨的難題都將迎刃而解。