时间：2023-03-17 18:10:15
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??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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??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。
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??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，这个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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传统的检测手段(如人工目测)和无损检测技术(如超声波、声发射、x-射线等)均是结构局部损伤的检测方法，难以预测预报结构整体的性能退化，无法实现实时的健康监测和损伤诊断。一个不可忽略的事实是：结构损伤的出现势必导致结构性能参数(如刚度、频率、阻尼或质量)的变化，如果这种变化能够很好的被检测和分类的话，就可以用来进行结构损伤诊断与健康监测，显然。这是整体的检测方法。
1.1整体结构监测
整体结构监测的主要内容包括沉降观测，位移观测、挠度观测、裂缝观测和振动观测等。每一种建筑物的观测内容，应根据建筑物的具体情况和实际要求综合确定测量项目。健康监测方法与测量仪器的发展密切相关。目前，GPS定位技术已经在区域性变形观测和大型工程变形监测中应用，并具有实时、连续、自动监测的优点，甚至与远程数据传输相结合，实现监测与决策智能化。监测的准确性取决于监测方案的科学性、监测点布置的合理性及测量仪器的精确度。
结构监测的方法可分为四类：(1)空间域方法，(2)模态域方法，(3)时域方法，(4)频域方法。其中空间域方法是根据质量、阻尼和刚度矩阵的改变来检测和确定损伤位置I模态域方法根据自振频率、模态阻尼比和模态振型的改变来检测损伤；在时域方法中。系统参数通过在一定时间内采样的数据来直接确定，精度较高，但很费时，在频域方法中，模态参数如自振频率、阻尼比和振型等是确定的，谱分析和频率响应函数被广泛应用。上述方法各有其优缺点。如频域方法和模态域方法使用转换的数据，数据转换存在误差和噪声。在空间域方法中，质量和刚度矩阵的建模与修正还存在问题，并且难以精确。将两三种方法结合起来检测和评估结构的损伤具有很强的发展趋势，比如将静载测试和模态测试的数据结合起来诊断损伤，这样可以克服各自方法的缺点并相互检查。与损伤检测的复杂性相适应。
1.2结构性能的检测
结构性能的检测是可靠性鉴定工作中的重要环节，内容一般有结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸和钢筋位置及直径的检测、结构及构件的开裂和变形情况检测等。
1.2.1混凝土结构
混凝土强度及缺陷的检测技术目前得到了广泛的应用和发展，分为非破损检测技术和局部破损检测技术。由于非破损检测技术具有适用性强、可连续大面积测试、不破坏结构且能获得破坏试验不能获得的信息(如内部孔洞、疏松、不均匀性等)等特点，因此，一般情况下，均采用非破损检测技术(但检测结果的精确度较差)。到目前为止，关于混凝土强度的非破损检测技术有回弹法、超声法等，局部破损检测技术有钻芯法、拔出法和灌入法等，以及由上述基本方法组合而成的超声回弹综合法、钻芯回弹综合法等。混凝土强度的检测技术已基本成熟，成熟的标志在于测试理论的完善和测试仪器性能。如；“回弹值——碳化深度——强度”关系，反映了回弹值与混凝土强度之间的基本规律。回弹、超声、钻芯和拔出等较为成熟的混凝土强度和缺陷检测方法已经有了全国性的检测本论文由整理提供技术规程。
混凝土构件钢筋配置情况的检测有破损和非破损两类方法。破损方法是凿去检测部位的混凝土，直接量测钢筋的数量、直径及保护层厚度，然后与设计图纸比较。这种方法对构件有损伤，应尽可能少用。非破损方法主要有电磁法、雷达法和超声法，雷达法测试速度较快，电磁法相对较慢；对保护层厚度的测定用超声法精度相对较高。上述几种方法均不能准确测定出钢筋直径，也不能测定节点区的钢筋和构件中刚进的连接情况。而这些检测项目的结果客观上又是结构鉴定与加固的依据。因此迫切需要开发研制测试精度高的检测仪器。
1.2.2砌筑结构
砌筑结构检验测试技术起步比混凝土结构略晚一些，技术成熟程度比混凝土强度检测技术略差，但该项技术的发展势头猛，在国内形成了百家争鸣的可喜局面，目前，砌体结构材料强度的检测技术正日益成熟。
砌筑强度检测方法有现场检测法和间接测试法，现场测试法有推剪法、单剪法、轴压法、扁千斤顶和拔出法等五种检测方法，需要从墙体上截取试件，比较困难，且试件稍经搬动，强度就会受到影响，故应用较少。间接测试法是通过检测砖和砂浆的强度，然后依据现行规范直接确定砌体强度。砖的强度检测通常可以从砌体上取样按常规方法进行检测，方法比较简单。砂浆强度检测方法有冲击法、点荷法、回弹法、筒压法、射钉法和剪切法等。
1.2.3钢姑构
与混凝土结构和砌体结构相比，工程建设中钢结构的数量相对较少，加之冶金、机械、交通、航空、石油、化工等工业部门对钢材物理力学性能、内部缺陷，焊缝探伤等检验方法比较完普。因而其检验测试技术发展之路基本是借鉴学习国内其他行业的先进方法，如焊缝和钢材的超声波探伤方法、射线探伤方法、磁粉探伤方法和渗透探伤方法等。
结构鉴定与评估技术的发展与建筑市场和社会的需求有直接的关系，与国家的经济状况有密切的关系，同时又受到检测技术发展的影响。结构的可靠性评级是根据检测的结果进行评定，它是结构维修，加固的重要依据。根据《危险房屋鉴定标准》(JGJ125—99)(2004年版)，房屋的综合评定按三个层次进行；第一层次应为构件危险性鉴定，其等级评定分为危险构件(Td)和非危险构件(Fd)两类；第二层次应为房屋组成部分(地基基础、上部承重结构、围护结构)危险性鉴定。其等级评定应分为a、b、c、d四等级；第三层次应为房屋危险性鉴定，其等级评定应分为A、B、C、D四等级。超级秘书网
建设工程质量的检测与鉴定技术已超出了单纯的结构安全的范畴，包括了结构的安金性、耐久性、适用性和抗灾害能力以及工程质量问题产生原因的鉴定与分析等综合问题。建设工程质量的检测与鉴定为治理工程质量通病。如设计造成的多层砖房温度裂缝问题，混凝土工程施工阶段的开裂问题等起到了积极的作用。为设计规范和施工验收规范的修编提供了依据。
当前，钢结构在我国建筑行业中的应用呈现出日益扩大的趋势，钢结构施工单位企业数量和规模也日趋增加，但是在整体上呈现出良莠不齐的特点。在钢结构施工项目施工质量管理中“，以包代管”现象严重，由于部分钢结构施工单位缺乏专业技术经验，而且施工未按国家相关行业规范操作，极易造成钢结构施工过程中存在的潜在质量隐患。钢结构设计单位对钢结构工程质量管理有着重要影响，其设计业务素质能力高低、设计产品质量优劣以及设计过程是否符合规范要求等对后期钢结构施工质量管理效率密切相关。此外，当前建筑行业材料以混凝土材料为主，绝大多数施工单位对混凝土施工工艺技术较为熟悉，而缺乏对钢结构工程施工技术的掌握。因此，培养具有钢结构制作和安装相关专业技术人才，提高钢结构工程施工质量，促进钢结构材料在建筑行业的广泛应用具有重要的现实意义。
2质量管理问题分析
钢结构工程施工过程中较混凝土施工及其他施工过程不同，造成其施工质量问题具有严重性、复杂性、频发性以及可变性等特点。其中，钢结构工程质量问题的严重性主要表现在轻则返修或返工，造成工程工期延长和工程施工成本增加，重则导致钢结构建筑坍塌等事故发生，给社会和人们造成人身财产损失；钢结构工程质量问题的复杂性主要表现在影响钢结构施工质量的因素较多，诸如钢结构设计质量、原材料质量、焊接技术、组装技术等，同一种质量问题其造成因素不同，同时同一因素导致钢结构质量问题各异；钢结构工程质量问题的频发性主要表现在由于缺乏具有钢结构制作和组装专业技术施工队伍，在钢结构工程实际施工过程中常使用原有混凝土施工队伍，导致钢结构质量问题时有发生，而且具有较高频率；钢结构工程质量问题的可变性主要表现在钢结构材料受外界环境变化、使用寿命、用途以及其他方面影响，其质量缺陷逐步呈现出，不同环境或不同使用周期下，钢结构质量问题不同，导致其质量问题具有一定可变性。造成钢结构工程质量问题的影响因素诸多，主要有以下几种形成原因：第一，在进行钢结构工程施工过程中，未按建设施工程序施工，前期未做好相应的地质勘查、图纸设计以及施工方案制定等情况下即开工，造成工程施工质量安全隐患较多；第二，钢结构工程施工前开展地质勘查工作不到位，勘查报告存在较多漏洞或错误等，直接对钢结构基础施工设计造成误导；第三，进行钢结构工程施工图纸设计过程中，对施工方案、原材料要求、施工质量控制标准计算不够精确，造成工程施工质量出现问题；第四，原材材料质量控制不够严格，缺乏科学合理的原材料检验标准体系，造成不符合设计要求的原材料进场使用，导致工程施工质量无法得到保障；第五，钢结构工程施工单位施工工艺技术薄弱，施工质量管理水平低，易造成钢结构工程施工质量问题；此外，受外界环境影响，诸如温度、湿度等气温条件对钢结构焊接影响明显，这也是造成钢结构工程施工质量的重要因素。
二钢结构工程质量控制方法及应用
钢结构工程质量控制主要指的是对钢结构工程使用性能、安全性能、可靠性能、经济性能、使用寿命、维护保养性能以及应用舒适性能的控制管理。对钢结构工程质量控制主要以三阶段质量控制理论为基础，即事前质量控制、事中质量控制和事后质量控制。
1质量控制方法
1.1事前质量控制
一方面明确工程质量控制目标，采用预防为主的原则对制定相应的质量控制计划；另一方面针对前期制定的质量控制计划，在工程施工前做好有关质量问题的各项工作，诸如地质勘查、图纸设计、原材料检验等。
1.2事中质量控制
一方面在加强工程施工工艺技术和质量控制管理措施，对工程施工过程根据工程施工设计要求进行质量控制；另一方面在施工单位内部或聘请外部具有相应专业资历的施工监理人员对工程施工过程进行监督，确保工程质量达标。
1.3事后质量控制
首先通过施工单位对工程竣工项目进行自查，然后通过施工方、监理方、建设方以及其他相关部门对竣工项目质量进行验工，并对施工质量给予客观、真实的评价，最后对发现质量问题的工程部分进行整改，直至达到工程设计要求为止。
2质量控制方法在钢结构工程中的具体应用
2.1事前质量控制
首先，施工单位组建项目部，其中包含工程管理、技术管理、质量管理以及其他相关部门，明确各部门在工程项目施工中的责任；其次，钢结构工程施工前对施工人员进行施工工艺技术培训，提高其施工水平，同时对施工机械设备进行维护保养以及相应校正工作；最后，制定相应的工程施工质量安全目标和建立健全工程施工质量控制计划，即检验批质量控制计划、分项工程质量控制计划以及分部工程质量控制计划。
2.2事中质量控制
钢结构工程施工主要包括钢结构焊接施工和钢结构组装两个工序，因此钢结构事中质量控制主要针对这两个工序。其中，对于焊接施工质量控制方面，首先提高施工人员工作责任意识，其次充分的对焊接工艺技术指标进行技术交底，明确焊接质量标准，最后是加强焊接点质量检查管理，对存在问题部门进行返工处理；对于安装施工质量控制方面，关键在于控制螺栓连接施工质量，首先是对高强度螺栓在使用前进行除锈、等处理，确保螺栓质量，其次是确保底脚螺栓位置精确且安装稳定，保证高强度螺栓在通入螺栓孔时能够穿梭自由。此外，在钢结构事中质量控制中，制定出一套切实可行的钢结构工程质量缺陷管理办法，以保障工程质量。摘要：随着科技水平的不断进步，现代建筑趋向于结构造型更加美观、施工操作更加简便、整体质量更加优异方向发展，这离不开具有高性能新材料产品的应用，其中具有代表性的就是钢结构材料。钢结构材料本身具有重量轻、强度高、抗震性和韧性优异等特点，同时其在建筑领域运用过程中组装操作简便、外观造型优美以及综合经济效益较高，现已被广泛的应用于桥梁、高层建筑、塔杆、厂房结构以及仓库等建筑工程领域。但是，钢结构施工过程中仍存在诸多问题，给工程质量造成了严重影响，甚至导致发生工程事故等危害。基于此，加强钢结构工程质量控制势在必行。文章在介绍钢结构施工技术基础上，对钢结构工程质量问题
2.3事后质量控制
钢结构事后质量控制主要是对钢结构焊接质量、钢结构安装连接质量、钢结构除锈防腐质量的检测和管理。各工程检测方法应根据国家制定的相应钢结构检测标准执行。
公路工程结构物混凝土外观存在的常见质量问题为气泡。现今的公路工程施工技术无法做到对此问题完全避免。气泡外观问题产生的主要原因为:在混凝土的振捣中，施工力度偏弱，浇筑厚度缺乏科学合理性或是在进行拌合操作时，未对相应的坍落度进行有效控制。气泡外观问题作为混凝土外观问题中最为主要且常见的一大问题，对其实行必要有效的控制措施，极为重要且关键。
1．2粘膜问题
有部分公路工程在施工中，混凝土表面在完成粘膜施工后悔簇拥那种缺损问题。粘膜问题的产生对整个混凝土的外观质量造成了极为不利的影响，还可能会对整个结构物的内部结构质量产生不利影响。粘膜问题的产生原因为:在对公路工程进行浇筑操作时，整个混凝土的下落距离未控制在科学范围内，存在过大的问题。从而致使混凝土在掉落至地面后，又反溅于模板之上。或是施工中机械设备存在故障，无法及时进行浇筑操作，或是中间暂停时间偏长，致使混凝土材料出现逐渐硬化的问题，最终导致粘膜问题产生。另外，公路工程施工作业时，整个气候环境较为恶劣，温度偏高，致使脱模在经过阳光直射后，在较短的时间内发散，继而出现粘膜问题。粘膜问题的产生因素多种多样，模板的表面光滑度问题也是一大影响因素。
1．3露筋问题
露筋问题主要是指混凝土结构物内部的受力筋未完全被混凝土所覆盖，出现外露问题，严重影响了钢筋与混凝土的握裹，无法将应力进行充分传递。极易导致钢筋因缺乏必要的混凝土保护而出现锈蚀问题，影响整个结构物的安全性及使用寿命。露筋问题产生的主要原因为:在进行混凝土浇筑施工时，振捣工具与钢筋相接触发生碰撞，整个钢筋垫受到影响而发生移位，在拆模后便出现露筋问题。结构物的断面太小，而钢筋的密集性又较高，一些石子卡于钢筋之上，混凝土泥浆无法充分覆盖整个钢筋周边，暴露区域便产生露筋问题。材料配合比失常致使混凝土内部发生离析显效，模板出现严重漏浆问题。
1．4表面裂纹
在结构物混凝土的表面出现一些成网状，较为浅细的裂缝，其花纹表现为六角形，具体深度范围为5～10mm。裂纹外观质量问题产生的主要原因为:在对混凝土实施灌注操作时，受到温度、阳光照射、湿度等气候环境变化因素的影响。或是整个公路工程地基出现不均匀的沉降问题，拆模操作实施时间过早等也会知识混凝土出现裂纹问题。这些外观质量问题都是在公路工程施工中较为常见的问题，对其采取必要科学的控制措施，具有极为重要的意义。
2公路工程结构物混凝土外观质量控制措施
2．1气泡问题的控制措施
在选取相关拌合设备时应尽可能地选取具有自动计量装置的设备。在拌合操作前，对设备的计量装置进行实验认证，确保其计量准确性。对外加剂进行计量时，应选取小台秤，并提前进行称重操作。对混凝土的坍落度进行严格控制。如在进行拌制施工时，需依照砂料的含水量对水灰比进行调整，从而有效减少气泡产生。在拌制及浇筑施工地点进行坍落度的检查，及时运用拌合物，避免延长其停放时间，从容有效减少坍落度损失。
2．2模板问题的控制措施
在进行模板选择时，选取一些富有丰富经验及较强实力的厂家进行加工操作。在模板进场前对其进行严格检验，对钢板的尺寸、焊缝平整度拼缝精度等进行严格控制。依照结构物的尺寸大小进行模板设计，运用钢模替代木模。在装模操作前，可运用小砂轮对其进行除锈处理，擦净后涂抹机油。整个模板内部应保证不存在杂物或是污点。确保模板的牢固性，对其接缝的拼装严密性进行严格检查，接缝应保持在2mm上下，运用双面型泡膜胶完全密封操作，避免出现漏浆问题。新模板还需对其进行打磨处理。对于模板材料的运用应尽遵循随立随用原则，避免其产生不必要的砂线、锈斑。
2．3露筋问题的控制措施
对垫块进行稳固处理，在水泥砂浆垫上放入铁丝，将其绑于钢筋之上，从而有效避免位移现象出现。在振捣操作中避免振捣棒与钢筋发生碰撞。对于石子的选择，应确保其粒径大小应保持在整个结构物截面最小尺寸的四分之一以内及钢筋净距的四分之三以内。对于一些存在严重露筋问题的部位，需指定专业方案对其进行修补。通常所采取的修补方法为:将露筋上的混凝土残留物及锈迹清除，运用水对其实行冲润操作，之后再运用1∶2或是1∶2.5的泥浆进行平抹操作，对其进行养护。
2．4裂纹问题的控制措施
针对裂纹问题采取的措施主要为加强混凝土的养护。对于已浇灌完的混凝土进行早期完善的养护，避免出现干缩问题。在冬季进行施工时，加强养护操作避免冷缩型裂缝的产生。进一步加强施工管理工作力度，结合实际施工条件采取科学的施工措施。针对一些细小裂缝，可在冲洗后，采用泥浆进行平抹修补;如为大面积裂缝，可在将其薄弱区域凿除之后，在进行冲洗及泥浆平抹操作。
2．5施工材料及相关配合比的质量控制
在进行混凝土施工操作时，需对其原材料的质量及骨料的粗细量进行科学严格的控制。在进行原材料的选取时，需选取一些完全符合科学配合比标准的材料，对不符合相关标准的材料进行筛除处理。依规范进行混凝土的材料配合比实验，尽可能地选取出完全符合规范的合理级配，从而为骨料的粗细度合理配比提供保障。在进行水灰比的明确时，应将多次实验的结果作为基础依据。在进行了反复对比研究之后，选取其中最为优质的比例方案。如果在一些气候环境恶劣条件下进行工程的施工作业，还需对气候因素给予混凝土外观质量的影响进行全面充分的考量，尽可能地将不利影响降到最低。较为科学的配合比选择是:采用施工现场实际运用的材料进行混凝土的配合比设计。而所选取的混凝土材料，在保证其质量的前提下，尽可能地选取一些色泽度较为同等的砂、石、水泥。
一、系统仿真技术
所谓仿真就是建立系统的模型（数学模型、物理效应模型或数学-物理效应模型），并在模型上进行实验和研究一个存在的或设计中的系统。这里的系统包括技术系统，如土木、机械、电子、水力、声学、热学等，也包括社会、经济、生态、生物和管理系统等非技术系统。仿真技术的实质也就是进行建模、实验。现代仿真技术的发展是与控制工程、系统工程及计算机技术的发展密切相关联的。控制工程和系统工程的发展促进了仿真技术的广泛应用，而计算机出现及计算技术的迅猛发展，则为仿真提供了强有力的手段和工具。因此，计算机仿真在仿真中占有越来越重要的地位。
仿真技术得以发展的主要原因是它带来了重大的社会和经济效益。系统仿真的应用大致可分为：对已有系统进行分析时采用仿真技术；对尚未有的系统进行设计时采用仿真技术；在系统运行时，利用仿真模型作为观测器，给用户提供有关系统过去的、现在的、甚至是未来的信息，以便用户实时作出正确的决策；
在系统运行前，利用仿真模型作为预测器，向用户提供系统运行起来后，可能产生什么现象，以便用户修订计划或决策；利用仿真模型作为训练器，训练系统操纵人员或管理人员。在工程领域仿真技术可以降低系统的研制成本，可以提高系统实验、调试和训练过程的安全。
一般认为，建立模型是仿真的第一步，也是十分重要的一步。传统仿真技术中，一个仿真系统要首先建立起系统的数学模型--一次仿真模型，然后再改写成适合计算机处理的形式-仿真模型。仿真模型可以说是系统二次近似模型。建立起仿真模型后，才能书写相应的程序。
仿真基本上是一种通过实验来求解的技术。通过仿真实验要了解系统中各变量之间的关系，要观察系统模型变量变化的全过程，此外，为了对仿真模型进行深入研究和结果优化，还必须进行多次运行，系统优化等工作，因此，良好的人机交互性是系统仿真的一个重要特性。
二、虚拟现实技术
虚拟现实技术是二十世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术，是由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境--虚拟环境，用户投入这种环境中，就可与之交互作用、相互影响。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，从而也大大推进了计算机技术的发展。目前，虚拟现实技术已在建筑、教育培训、医疗、军事模拟、科学和金融可视化等方面获得了应用，渐已成为21世纪广泛应用的一种新技术。
虚拟现实是高度发展的计算机技术在各种领域的应用过程中的结晶和反映，它具有以下主要特征：
（1）依托学科的高度综合化；
（2）人的临场化；
（3）系统或环境的大规模集成化；
（4）数据表示的多样化和标准化，数据存储的大容量、数据传输的高速化与数据处理的分布式和并行化。正是这些特征，使操作者沉浸其中，并通过多种媒体对感官的刺激，对所需解决的问题有了清晰和直观的认识，从而，也使模型的建立和验证更加方便。
三、系统仿真技术与虚拟现实技术的结合
传统的系统仿真技术很少研究人的感知模型的仿真，因而无法模拟人对外界环境的感知(听觉、视觉、触觉)随着多媒体技术、计算机动画、传感技术的发展，计算机模拟外界环境对人的感官刺激开始成为可能。事实证明，人类对于图像、声音等感官信息的理解能力远远大于数字和文字等抽象信息的理解能力。将仿真技术与虚拟现实技术相结合，利用虚拟现实技术进行仿真模型的建立和实验的模拟，使仿真的过程和结果可以实现图象化、可视化，使仿真的系统具有了三维、实时交互、属性提取等特征，极大地促进了仿真技术的发展，同时也使虚拟现实技术更加具有生命力。
四、仿真与虚拟现实技术在结构工程中的应用
仿真与虚拟现实技术近年来在机械、电子、水利、社会、经济、生态、生物等各个领域都得到了广泛的应用。
在结构工程中，仿真与虚拟现实技术已经应用于如下几个方面：
1．在工程结构分析中的应用
工程结构在各种荷载作用下的反应，其破坏特征和极限承载力是人们所关心的。当结构形式特殊，荷载及材料特性复杂时，人们往往求助于模型试验来测定其受力性能，但模型试验往往受到场地和设备的限制，只能做小比例模型试验，难以完全反映结构的实际情况。若用仿真与虚拟现实技术，则可以进行足尺寸的试验，还可以很方便地修改参数。此外，有些结构难于进行直接试验，用计算机模拟仿真就更能体现出优越性，如建筑物及构筑物在地震作用下的倒塌分析，桥梁受到汽车高速碰撞的检验试验等只有采用仿真与虚拟现实技术，分析才能大量进行。又如在高速荷载作用下，结构反应很快，人们在真实试验中只能观察到最终结果，而不能观察试验的全过程。如果采用计算机模拟仿真试验，则可观察其破坏的全过程，便于破坏机理的研究。对于长期的徐变过程则可在模拟中加快其变化过程，让人们清楚地看到其过程。在运用传统的有限元法进行结构分析时，结构应力的结果通常采用内力图等力线的形式描绘出来，给人以直观的印象。利用仿真与虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小，用不同颜色表示出不同的等力面；也可以任意变换角度，从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能，实时修改各种数据，以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化，概念更易于理解。
2．在岩土工程中的应用
岩土工程处于地下，往往难于直接观察，而仿真与虚拟现实技术则可把内部过程展现出来，有很大实用价值。例如，地下工程开挖经常会塌方冒项。根据地质勘察，我们可以知道断层、裂隙和节理的走向密度，通过小型试验，可以确定岩体本身的力学性能及岩体夹层界面的力学特性、强度条件，并存入计算机中。
在数值模型中，除了有限元方法外，还可采用分离单元。分离单元在平衡状态下的性能与有限元相仿，而当它失去平衡时，则在外力和重力作用下产生运动直到获得新的平衡为止。分析地下工程的围岩结构，边坡稳定等问题时，可以把节理断层划分为许多离散单元。这一过程可以在显示器和大型屏幕上显示出来，最终可以看到塌方的区域及范围，这就为支护设计提供了可靠依据。
3.防灾工程中的应用
长期以来，人类一直与洪水、火灾、地震等自然灾害进行着坚持不懈的斗争。由于自然灾害的原型重复实验几乎是不可能的，因而仿真与虚拟现实技术在这一领域的应用就更有意义。目前已有不少抗灾、防灾的模拟仿真系统制作成功，例如洪水泛滥淹没区的洪水发展过程演示系统。该系统预先存储了泛滥区的地形地貌和地物，有高程数据可确定等高线，只要输入洪水标准(如百年一遇的洪水)及预定河堤决口位置，计算机就可根据水量、流速区域面积及高程数据算出不同时刻的淹没地区，并在显示器和大型屏幕上显示出来。人们从屏幕上可以看到水势从低处向高处逐渐淹没的过程，这样对防洪规划以及遭遇洪水时指导人员疏散是很有作用的。又如在火灾方面，对森林火灾的蔓延，建筑物中火灾的传播均已开发出相应的模拟仿真系统，这对消防工程起到了很好的指导作用。
4．在模拟施工过程中的应用
建筑施工是复杂的大型的动态系统，它通常包括立模、架设钢筋、浇注、振捣、拆模、养护等多道工序，而这些工序中涉及的因素繁多，其间关系复杂，直接影响着混凝土浇筑的进程。模拟施工过程是为了通过仿真手段，去发现实际施工中存在的问题或可能出现的问题，这就需要对实际施工进行仿真。而目前施工过程的模拟只是从几何形体方面模拟施工的过程，即按楼层关系由下而上，每一层按柱、梁、板的几何形状加以着色来实现对施工过程的模拟。现有的模拟只是对进度计划起到了一定作用，并没有对施工过程起到真正的作用。基于以上原因，需对施工过程建立合适的模型，以达到模拟仿真的效果。例如，大型水利枢纽混凝土在运输浇筑系统的模拟仿真模型，是由运输子系统和浇注子系统构成的，模型是按进程交互的仿真策略建立的，按这种条件建立的模型能与仿真程序间保持紧密的对应关系，程序所要模仿的行为比较直观、清晰。程序流程直接与模型结构和系统状态相对应。
另外，仿真与虚拟现实技术在结构工程领域内，还可应用在建筑系统工程管理、建筑信息管理、建筑物及构筑物的空气流场、空气品质分析等方面。
我国是一个发展中国家，有着大量繁重的基本建设任务，特别是在十五计划纲要中，提出进一步加强水利交通、能源等基础设施建设和西部大开发战略。这一大好形势，为结构工程高新技术的信息化和集成化，为结构工程学科及相关学科的发展提供了良好的机遇。仿真与虚拟现实技术作为结构工程高新技术之一，开创了结构工程学科的新纪元，其技术潜力巨大、应用前景十分广阔。
参考文献
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（4）袁耀明.从可视化到视算一体化.系统仿真学报，1996（5）
0前言
程结构跨度变得越来越大，结构的动力特性也就显得越来越重要，因此结构设计帅和上程技术人员也对它更加重视。方面，通过对结构动力特性优化设计，使结构处于良好的上作状态，保证了结构的安全可靠性，延长了结构的使用周期和减少了对环境的厂几扰:另一方而，通过结构的动力特性可了解复杂结构的结构性能和技术性能，从而作出科学的技术评定。运用结构动力特性解决程实际问题，需要有个桥梁—近20余年迅速发展起来的模态分析技术。模态分析是结构动特性分析的，种手段，通过分析L.程结构的模态特性可建立结构在动态激励条件下的响应，预测结构在实际五作状态下的工作行为及其对环境的影响。
1模态分析理论
1.l模态分析的实质
模态分析实质是一种坐标系统的变换，目的在于把原在物理坐标系统中描述的响应向量放到所谓的“模态坐标系统”中描述，这一坐标系统每一个基向量恰好是振动系统的个特征向量，利用各特征向量之间的正交性，可使描述响应向量的各个坐标互相独立而无藕合，于是，振动方程是一组互无祸合的方程，各个坐标均可单独求解。
1.2模态分析的方法
模态分析可分为实验模态分析与计算模态分析两种方法。实验模态分析是采用实验与理论分析相结合的方法来识别结构模态参数(模态频率、模态阻尼、振型)，用实验的方法来寻求模态振型以及描述响应向量的各个坐标，即模态坐标。它对程结构的动态分析及优化设计有实用价值。工程结构可视一系统，系统的动态特性是指系统随频率、刚度、阻尼变化的特性。它既可用频域的频响函数描述，也可用时域的脉冲响应函数描述。建立频响函数与模态参数之间的关系，以便识别模态参数，是模态分析的理论一项重要内容。
实验模态分析可分为两种不同的实验方法:
正则振型实验法(NMT):此法用多个激振器对结构同时进行正弦激励，当激振力矢量被调到正比f某一振型时，就可激励出某一纯模态振型，并直接测出相应的模态参数，不必再进行计算。该法的优点在于所得的结果精度高;但它需要高精度的庞大测试仪器和熟练的实验技能，费时长，成本高。
频响函数法(FRF):此法可只在结构的某一选定点卜进行激励，同时在多个选定点依次测量其响应。将激励和响应的时域信号，经FFT分析仪转换成频域的频谱。因频响函数是响应与激励谱的复数比，对已建立的频响函数数学模型进行曲线拟合，就可从频响函数求出系统的模态参数。该法的优点在于可同时激励出全部模态，测试的时间短，所用仪器设备较简单，实验方便，在产业和科研部门得到了一泛的应用。
1.3模态分析技术
模态分析技术的各主要环节如下图所示:
频响函数H表示系统的输出X与输入F的复数比，基木定义是
它的物理含义是:在频率山处输入(激励)—一单的正弦力，则系统将在同样的田处产生一正弦运动的输出(响应)，如下别所示:
而对于线性定常系统，任何输入/输出谱，都可以认为是正弦谱的迭加。故描述系统动态特性的频响函数(FRF)与用来测量的信号类型无关，可用同样应用于简谐激励、瞬态激励和随机激励。
模态分析中结构的各阶固有频率相差较大，而阻尼又较小的情况下，以某一固有频率激振时，该阶固有模态就占土导地位，在定的误差范围内即可当作纯模态响应看待，于是识别L:作可化为一个一个的单自由系统进行就非常方便。但是实际实验中要激出“纯模态”响应是不可能的，因为任何一种分布的激振力必将激出多个模态响应，实际测得的响应是多个响应的叠加。从能量的角度米看，各阶模态之间是正交的，各固有模态之间总是不祸合的，每阶固有模态表现为一种特定的能量平衡状态，各平衡状态之间没有能量交换也互不祸合，结构的能量就是各阶固有模态能量的总和。
模态分析最主要的应用是建立结构动态响应的预测模型，为结构的动强度设计及疲劳寿命的估计服务。模态分析的结果必将伴随着模态坐标的缩减，因为在实际中，我们总是只是取其中的若厂阶起土要作用的模态，而忽略其余阶模态。在物理坐标系中所表达的结构振动方程是按动力平衡观点或牛顿第，二定理来建立的，而在模态坐标系统中建立的响应计算模型或动力方程是从能量平衡观点建立的。局部物理参数的变化总能在模态参数中得到反映，但并非是很敏感的，有的局部变化甚至是不敏感。例如，在某阶振型的节点(该处振幅理论值为零)处附加质量，对该阶模态参数就不会引起变化，所以我们常常能够通过模态参数的变化来检测结构局部损伤，但不能检测非常小的局部损伤。实践说明，在结构动特性中，振型对局部损伤的敏感性大于其它参数的敏感性，而应变模态振型比位移模态振型更敏感。
众所周知，结构在脉冲激励下作自山振动时，由于结构阻尼的存在，其响应将逐渐衰减。理论，结构的动力响应可视为各阶模态按不同比例叠加的结果。对于结构位移响应而言，高阶模态的位移贡献相对较小，而低阶模态的位移贡献相对较大。因此当结构自由振动时，不少人认为结构的模态阶数越高，其响应衰减的速度就越快，最后保留的部分响应是以结构第一阶模态所作的自山衰减振动。目前，这直觉甚至被当作结论被L程界所接受，并在许多上程结构的动态测试中应用，特别是被用来确定结构的第一阶固有频率和阳尼系数。从结构的位移响应中获得的这直观结论，在振动理论尚未给予明确的回答。事实，并非所有程结构都表现为“结构的模态阶数越高，其对应的位移响应衰减的就越快”。
2工程实例
湖北省秘归县三峡库区一钢筋混凝上结构转体施1.拱桥(土跨105米)的成桥动力试验中，为了获取桥梁在车辆激励作用下的自由振动响应信号，在桥而一3/8处(点A1),1/8处(中点A2),3/8处(点A3),1/4处(点A1)，分别布置了加速度传感器(桥梁结构示意图如图1所示)。桥梁结构在不同速度的载重车辆的激励下，其振动的自由衰减响应信号由低频加速度传感器获取，经过电荷放大器、滤波器后，送数值信号采集分析系统作频谱分析。
A1点的加速度响应频谱如图2所示，结构的第1至4阶固有频率分别识别为2.12Hz,3.54Hz,4.781-Iz和G.44Hz;而由A2点的加速瓜响应频谱分析仅识别出结构第2阶和第4阶固有频率:3.54Hz和G.44Hz(对称点的响应信号无法识别出反对称的振动模态，即该结构的第1阶模态是反对称的)。如果将A1点的加速度自伯响应信号经过一定时间衰减后(截取信号的后部分，其类似d单自由度振动系统的自由衰减响应信号)，对其作余振波形分析，固有频率为3.SOHz;如果对其信号作频谱分析，识别的固有频率为3.54Hz,皆为结构的第2阶固有频率。其分析结果表明该桥梁结构的第2阶模态比第1阶模态衰减得快，即结构自由振动时各阶模态衰减的快慢并非一定按模态顺序排列。同时必须指出的是，在许多成桥动力检测中，目前仍然应用结构的余振波形来确定结构的第1阶固有频率和阻尼比，这样就很有可能将结构的高阶模态参数误作为第1阶模态参数，进而对结构的建造质量和技术性能作出错误的判断。
3结论
二、我院市政工程技术专业(给排水方向)人才培养模式课程结构的探讨
1．我院市政工程技术专业(给排水方向)课程结构存在的问题
首先，校内教师的实践操作能力不强，并且现有的课程体系中工学结合不紧密，同时，校内教师对行业新技术、新工艺、新知识、新材料把握有一定难度，造成校内外教师、工和学相对脱离，且理论和实训的融合度不高。其次，传统的课程结构中，主要有2．5年的理论学习时间。“2．5”年中，又有1年的公共基础课学习，专业理论课的学习时间只有1．5年，时间比较短，而毕业前的顶岗实习主要为学生独立实习，可能得不到有效的实习指导，结果导致培养出来的学生理论知识赶不上本科生，在动手能力与适应性方面与中职生相比也毫无优势可言。鉴于目前“2．5+0．5”人才培养模式中课程结构存在的问题，需要创新适合于市政工程技术专业(给排水方向)的课程结构，同时，探索校企合作、理论与实践结合、以竞赛促进学习的培养方式，优化学生的课程结构，让学生在学习理论知识的同时，又能完成相应的实训部分，从而构建基于行业岗位能力要求的课程体系，培养适应于社会主义现代化建设的“高端技能型专门人才”，让我校学生能真正实现“零距离”就业。
2．我院市政工程技术专业(给排水方向)“2．5+0．5”人才培养模式课程结构的创新
(1)设计思路的创新
结合我国国内高职院校的课程体系思路，我校本着以“校企合作、工学结合为基础，学生为主体，工作任务为载体”的培养目标，按照“学习与实训相结合、理论与技能相结合、校内与校外相结合”的教学理念，改革课程结构与教学内容，同时，完善具有高职市政工程技术专业(给排水方向)特色的校内外实验实训基地，在课程设置上重视专业知识学习和综合职业技能培养，争取能在一门专业课程上，做到“基本理论讲授、专业技能训练、工程实践锻炼”三阶段模式。
(2)课程体系的设计
以专业技术能力培养和全面素质培养为主线。基础理论教学应该以应用为目的，以必需够用为尺度。专业课教学贯彻应用性、针对性的原则，对传统的基础课、专业基础课、专业课“三段式”课程体系进行改革。让学生在学习中能够融会贯通，在学习专业基础课的同时学习专业课，明白为什么学习这门专业基础课，同时，在学习专业课的同时学会运用专业基础课的知识来解决问题。在专业课和专业基础课的授课分布上要分为理论课和实践课。教师保证既教学生理论知识，又让学生把所学的理论知识用于解决工程项目问题。比如，我校选择了现代给排水设计这门课程，里面包括了专业基础课部分—水资源的利用与处理方法;在讲授完理论部分后，我们应该带学生参观污水处理厂与自来水厂，让学生了解现实中水的治理方法及工艺流程。同时，我们在学习专业课部分———给水管道系统和排水管道系统的规划设计时，就应该在讲授理论课程后，安排学生做相关的工程实例，自己动手完成一个市政管道系统的规划设计。如果要达到这样的效果就要求我们在设置课程结构时，要合理安排课程的学习顺序，先学习相关的基础课程和专业基础课程，如工程制图、水力学、水处理工程技术、CAD绘图软件、水泵与泵站等都应该安排在现代给排水设计之前完成，这样才能让学生把以前的知识都能学以致用。
现代化的机械设备是桥梁施工必不可少的依靠。因而桥梁工程的施工必须以良好的机械设备运行为保障，技术参数也要精确到位。因而必须做好机械设备的日常养护，使用时也必须严格遵循操作指南等技术标准。
1．2自然因素引发质量问题
桥梁工程通常长期处于自然环境中，因而受其影响也较大，暴晒、低温、潮湿等都会影响到桥梁工程的质量，引发变形等问题。此外还要注意地质条件的影响，必要采取恰当的加固手段应对地质的不稳定。
2桥梁工程结构施工质量控制手段
2．1钢结构桥梁施工质量控制
钢结构是桥梁工程的关键部件，因而必须严格质量管控，尤为关键的是选择恰当的材料，对于选定材料的必须逐渐验收合格证书、批文、成分及性能检验报告以及质量保证等文件，验收必须严格执行国家有关标准和施工要求。对于焊缝要还要进行焊接后的检测，特别是对接焊缝或者有特殊要求的焊缝。对桥体还要进行防腐防锈处理。对钢结构表现进行涂装处理时要杜绝蒸汽和水汽，还要进行祛除灰尘、油污等附着物的处理;涂装不宜在结露期和恶劣天气条件下进行。钢结构表面清洁或者油漆喷刷要在4小时内完成。如果喷漆超过4小时，要对钢结构表面进行打磨，形成细致毛面，涂料必须具备相应的施工粘度，必要时可采用稀释剂。稀释剂的选用要和施工方式、涂料体系相匹配。如果涂料已经实现配好，临时进入稀释剂的情况是不允许的。
2．2混凝土的质量检查和验收
(1)对混凝土的质量进行验收和检验，必须在相关技术标准的指导下进行。(2)对混凝土进行验收，必须承包人和监理人员同时在场，通常采用无破损的检验方法，重点验收桥梁工程的孔桩和全部具有代表性的桩，如果最某些桩有质量怀疑，还需要再次进行整体性的检验。对混凝土进行无破损检验时要设置预埋件，一般是由承包人负责设备，要遵循图纸的要求。(3)芯样钻取工作人员，要么由承包商配备，设备和技术要求能全桩长钻取7厘米直径或者更好的芯样，通常需要专门的训练;要么由监理工程师指定专业钻探对承担取样工作。(4)监理工程师要进行必要的复查。要用经纬仪对桩平面位置进行复查，还依据灌注记录对混凝土进行复查，复查要提供书面报告。
3桥梁工程结构施工质量监理措施
3．1强化人员质量意识
对桥梁工程结构施工进行质量控制，必须不断强化施工人员的质量意识。施工人员是桥梁工程结构施工的主导人员，他们负责具体的施工和组织，因而必须对他们进行全面的安全教育和专业培训，才能保障桥梁工程的施工质量。要让施工人员全面了解桥梁工程结构施工的重要性。
3．2确保施工方案科学可行
桥梁工程正式施工之前，施工单位应组织技术人员对施工方案制定科学、合理、有效的措施。事实证明，对桥梁工作结构施工质量进行全面、严格的控制，科学有效的施工方案、具体详实的质量管理计划必不可少。制定合理有效地施工方案和质量监管计划可以提前找出施工中质量监管的疑点、难点，采取相应的措施。
3．3严格质量监管措施
桥梁工程结构施工过程要严格遵循施工要求和技术标准，具体表现为:设计图纸施工、按照操作规范进行操作、质量标准检查验收等内容;认真做好桥梁工程技术质量交底工作，将具体的施工方法，质量监管要求、施工过程中应注意的问题、质量监管的相关措施等内容传达给各施工部门，加强各部门之间的内部检查和抽查工作。
3．4适时引用现代化监测技术
随着科学技术的进步，现代化监测技术越来越多的用于桥梁工程结构施工中，既包括计算机技术、网络技术，还包括通信技术，都能够和质量管理技术有机结合，实现资料的共享、资源的高效配置，为桥梁工程结构施工质量管理提供科学、有效、全面完整的资料基础。
计算机是知识、经验和思维的替代品。纵观当今世界，这种非常令人不安的观点正在结构工程师中逐渐蔓延。人们似乎越来越愿意相信计算机使他们能对工程作出正确的判断，而根本不去想一想，如果没有计算机同样的工作需要哪些必要的知识和经验。按百分比计迅速增加的工程师相信，解决工程问题的专业知识就是怎样使用计算机以及计算机本身的专业知识。在结构工程界，把使用计算机的能力当成能胜任工作的证明，作为一种观点正在象传染病一样到处蔓延。大量的结构工程师确实相信，他们仅仅简单地依靠计算机就可以“解决”工程问题了，而没有认识到高质量的工程只能是渊博的工程理论知识，大量的经验，以及艰辛的脑力劳动相结合的产物。
问题是过分强调自动化技术是以削弱实际知识为代价的，过分强调也演变成了不学习实际知识的借口。从教育和实践两方面来看，如此过分强调计算机带给朝气蓬勃的年轻工程师们一个错误的信息，工程学习和工程实践就是轻松地使用菜单和用计算机生成五颜六色的图画。
在工程设计环境中利用信息自动化技术有很严重的负面影响，信息自动化技术象一样能轻易地诱使大脑相信其虚幻的安全性，知识性和能力。在这些自动化技术实现其真正的价值以前，设计工程师必须不依赖计算机，而用学识和经验去解决工程问题。非常不幸，我们变得如此依赖于计算机，以至于正在迅速丧失不依赖计算机进行计算工作的技能。
与那些只有依赖计算机才能“解决”工程问题的人讨论问题时，一个称职的结构工程师什么样的痛苦和挫折没有经历过？这些人（不要把他们跟真正的工程师混为一谈）已不再有能力，或者从来没学过，不依赖计算机解决工程问题。从根上他们不懂得，计算机不可能记录有关模型、分析和设计的一些技巧。可以这样认为，除了具有快捷的计算速度以外，计算机程序只是一些离散的知识。这些人没有认识到，知识已经远远超过了有限的计算机指令所能编程的界限。真正的工程知识是经验，直觉，灵感，领悟力，创造力，想象力和“认知”的巨大综合体，它超越了任何计算机程序和程序员对结构工程的“理解”。恰恰相反，这些人认定世界是一个巨大的有限元模型，而计算机能够并且也应该自动地建立模型，进行分析，完成设计，打印出最终结果。“工程师”能做的，仅仅是区分规格和需求，给顾客开发票，牟取利润，并且迅速找到新项目。
今后，只有越来越少的工程师能独立地（即不依赖计算机）找出结构工程问题的正确解答，这种对计算机的依赖性将会带来巨大的麻烦。随着对计算机的依赖程度的不断上升，谁来解决工程问题？是那些没有或只有很少的结构工程知识和实践经验的程序员，或是有其他专业学位而不是结构工程学位的程序员来做？计算机现在不是，也永远不会是解决工程问题的源泉。只有合格的工程师才能正确地解决工程问题。如果结构工程师们继续制造这样的氛围，在结构工程实践中，首先靠计算机，而不是靠有学识、有创新和有丰富经验的结构工程师本身，就能够解决大部分结构工程问题，那他们就是自欺欺人，也欺骗了他们的服务对象。
在今天的现实生活中，结构工程师发现了一种既非常有效又方便的方式去为顾客服务，它不需要花费大量的时间和金钱去学习或理解结构工程模型，分析和设计的细节。这种“方式”就是计算机。工程师们现在的行为方式符合宇宙的自然规律，即用最低的能量消耗前进。现在，越来越多的结构工程师对自动化技术的响应就是让计算机工作，同时让自己不再去操心细节了。
现代工程具有复杂的理论细节，依靠计算机的工程不能，根本不能，让人们学习有意义的经验。现代计算机的运算范围和速度，太容易使工程设计变得毫无生气。试问，有谁能抵抗激动和解脱的感觉--不用太多的艰辛就能求解成千上万个方程？又有谁能抵抗诱惑--让自动化技术来“解决”工程问题？真正的结构工程师，不用计算机就能工作的真正的结构工程师就有这样的抵抗力。这些真正的工程师看到了实质，计算机是一种很不完善的工具，它只能处理大量信息。以光速执行的指令大多是没有经验的程序员编制的，它们的可靠性值得怀疑。在计算中，对于受动力载荷的作用的曲壳结构发生非弹性变形时，不正确的结果一样可以在屏幕显示，它们的等应力图看上去也是如此这般地赏心悦目。这样下去，只要手上有计算机软件的使用说明，就可以用计算机得到结果了。或者更方便，只需在图形用户界面上选择合适的菜单，就得到结果了。事实上，如果“靠相互交谈来探讨怎样分析梁和柱，靠双手找出闭合解”会更有利。
也许有人推测，以上论调只能证明本文作者从根本上是反计算机的，或是他没有认识到现代信息技术美好的未来，或是他对那些在神奇的创意中利用这种技术的专家不屑一顾。然而，并不仅仅是这样。即使认识到计算机的潜力，工程师也对危险熟视无睹。结构工程是对安全性吹毛求疵的职业。在世界各地，结构的特性是由结构工程设计的质量决定的。由于在实践中采用了计算机，越来越多的结构工程师正在制造以幻想为基础的信仰系统，正在发展难以置信的危险期望。随着这一趋势的延续，工程失效的威胁也会按指数形式增长。
一个简单的例子就是世界各地越来越多的工程公司都期盼CAE/CAD软件能将结构工程设计程序完全自动化。现在，越来越多的结构工程师希望在解决问题时他们只需区分类型和条件，让CAE/CAD程序自动生成必要的数学模型，完成复杂而重复的分析和设计过程。最后，由制图工具完成生产图和施工图。在这种环境中，结构工程师唯一的责任就是明确所要解决的问题，然后评价最后的设计“结果”。这种设计方式注定是灾难性的。数不清的软件开发商为满足市场的需求，不断开发和推销注明有各种用途的软件。于是，不那么称职的工程师就相信了广告，即使用这种软件只要投入很少的人力就能进行工程设计。
软件开发商经常被要求改进结构分析和设计软件，以使用户在不详细了解技术细节的情况下就能够使用软件。例如，这些用户要求开发商创造出不用阅读使用手册的环境。因为高质量的结构工程软件的用户参考手册包括软件的技术细节，限制范围，以及计算所依据的理论和假设，结构工程师们不愿意使用这样的高质量软件。现实是，结构工程师们不希望了解细节。他们所希望又愿意购买的是窗口界面，这种界面能让他们处理信息见得到，然后把结果以彩色图表形式展示。最好还有动画功能，还可以用漂亮的图表打印数值结果。而对于是否能可靠地检测重特征值；或在用反映谱进行分析时是否用了足够的模态；或非线性索单元的理论是否正确；或分析结果对网格的形状和单元的选择是否敏感；或部分固定端刚度是否确切等等方面，如今使用计算机的工程师表示，他们几乎不考虑这些细节问题。
不少人认为他们没有时间，或没人付给他们费用去关心细节。越来越多的结构工程师都持这样的看法。但是，他们确实相信，依靠计算机他们的设计能够达到顾客要求。为什么不能如此简单地相信???/!!!输入数据，然后击键，就有了结果。而且，这种方式几乎没有人力消耗。
当然，计算机技术本身并不坏。然而，问题的核心是结构工程计算中计算机的使用方法，以及滥用计算机不断增加的趋势。在道义上资深工程师和工程管理人员有义务特别强调工程实践中知识，专业技能，以及经验的重要性，而非计算机使用者的“性别”。在结构工程实践中，仅仅关心“怎样”使用计算机是不够的，了解“为什么”这样设计才是关键。专业的结构工程师必须重视手工求解的原理，基本原则和提炼模型，识别计算结果中的错误，解决问题的其他方法，判断计算结果的有效性。对计算机要又敬又畏，对计算结果应持批评态度，尊重工程实践经验，通过工程实践（而不是通过“世界的有限元分析”，或是靠过分的简化去满足那些不合格的结构工程软件的限制条件）学习工程。强调从那些资深的或更有经验的结构工程师（即数量急剧减少，但仍记得不依赖计算机，怎样解决工程问题的真正的工程师）那里学习结构工程。只有通过训练专业工程师，而不是通过训练技术员（即计算机操作员），结构工程界将完全能担负起服务大众的责任和义务。
到底该不该如此担心计算机的不当使用？担心那种怠惰？担心工程界默许这种危险作法？虽然计算机对人类有很大的应用价值，但如果结构工程师们继续象现在这样破坏性地使用计算机，这些价值就得不到实现。
有什么办法才能使结构工程界改变过分依赖计算机的情况？不再滥用计算机？这些都没有简单的答案。然而，所有称职的，经验丰富的资深工程师都有机会用危险的计算机这一思想去影响年轻人。一个真正的工程师所需要的是不依赖计算机解决工程问题的能力。经常怀疑计算机；在没有深入的论证以前决不使用计算机的结果。在被工程师证实正确之前，假设计算机提供的结果是错误的。在用计算机求解之前，必须先“知道”答案。不崇拜计算机，而崇尚知识和经验；提倡全面了解工程理论和实践中的所有细节；避免为那样的雇主工作，他们仅有的学习机会是通过计算机学，而不是通过有实践经验的真正工程师的深入训练。
计算机不可能，而且永远不可能，成为人类知识，经验，远见，灵感，创造力，独立思维，以及自古以来的勤奋的替代品。虽然在结构工程实践中计算机是非常有价值的工具，但是结构工程师必须认识到对工程学的细节（即原理，方法，标准，道德等等）的全面了解，比懂得怎样在计算机屏幕上游逛不知道要重要多少。警告实际工程师，如果没有计算机他们的结构工程知识不足以胜任工作，他们也没有资格使用计算机（如若不然，那不仅是不道德，而是犯罪）。
所有称职的，经验丰富的工程师都意识到，好的计算机程序造就不出称职的结构工程师，而只有称职的工程师才能使用好的计算机程序。可悲的是，虽然上面的结论似乎是不言而喻的，但它并不是今天计算机应用的现实。因此需要让危险曝光，并实现和完善保护措施。
在建筑施工中钢结构具有其严重性。与钢筋混凝土结构相比，钢结构如果在施工中出现了问题，就会产生了一系列相关问题，包括：增加项目成本、延误项目工程影响施工进度，甚至可能出现建筑倒塌，这样就对人身安全及财产安全造成了威胁，也会产生不好的社会影响。综上所述，钢结构建筑施工具有一定的严重性。钢结构与传统结构的施工相比虽然具有抗震性较强、施工工期较短、自重较轻以及装配简单等优势，如果在建筑施工中出现了问题，也会产生很严重的后果。
1.2钢结构施工的复杂性
在建筑施工中，钢结构具有复杂性。与钢筋混凝土建筑相比，影响钢结构建筑的因素更多且更复杂，所以，导致钢结构质量问题的原因就更多更复杂。相同性质的质量问题也会因为不同的原因导致，这样更加加大了质量问题的分析、判断以及判断的复杂性。例如：在钢结构施工中，焊接裂缝的问题，在对其产生原因的分析中发现可能是发生于焊缝金属中，也可能是母材热影响。这种现象可能出现在焊缝内部也可能出现在焊缝表面，因为焊缝的冷热性不相同，所以导致裂缝的走向也有差别。
2建筑钢结构工程质量控制方法与应用
2.1加强施工原材料质量的控制
无论是任何建筑施工，原材料的质量都是非常关键的，钢结构建筑施工也不例外，所以，建筑钢结构工程的原材料质量的控制至关重要。原材料对工程整体的质量都起着非常关键的作用。我国钢结构建筑对原材料的要求如下：钢材应有屈服强度、抗拉强度、延伸率以及磷含量、碳含量和硫的合格保证。我国建筑行业在进行施工时的刚才必须附有钢材的质量证明书，钢材的规格、品种以及性能都必须与现行的国家产品设计文件以及标准相符合，也达到化学成分的要求。此外，刚才表面的质量在符合国家现行的标准外还需要与其他相关规定相符合，比如：如果刚才表面有划痕、麻点以及锈蚀等缺陷的时候，深度必须小与该钢材厚度的负偏差值的1/2；现行国家标准涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB8923规定的C级及C级以上，刚才的表面锈蚀的等级必须与之相符合。所以对施工原材料的控制是必要的也是必须的。
2.2做好施工组织设计，及时与设计单位沟通，施工注重细部节点
钢结构建筑施工时，必须按照施工图进行施工及安装。施工单位在确定施工图之后，必须要组织相关的经验丰富的技术人员对图纸进行会审，对应用范围进行仔细核对，仔细检查有没有问题，并且仔细检查节点图的表述。仔细检查设计总说明中有没有强制性条文要求内容的体现，以及各类材料的型号、等级、规格、性能、施工质量要求以及工程安全等级是否明确；节点设计的合理性；施工中的主要措施和施工难点，针对施工难点设计单位应该预先提出完善方案。完善钢结构安装的质量。梁、柱安装的时候，主要对查柱底板下的垫铁是否垫平、垫实进行检查，也要对柱的位移和垂直进行检查，梁的侧向弯曲、垂直、平直进行检查，螺栓摩擦面清理和拧紧程度进行检查，以前全部验收合格之后才可以起吊。钢结构安装形成了空间空间固定单元同时验收合格之后，施工单位必须将基础顶面的空间用膨胀混凝土以及柱底板进行二次浇筑密实。
2.3安装阶段的质量控制
①安装之前要标志构件供应计划以及安装计划，对土建基础施工的柱脚定位轴线进行复核，之后进行埋设地脚螺栓。一般先进行轨道安装，在完成轨道横梁基础后，再在横梁指定的位置进行打孔，按照相关规范在孔中放入预留的螺栓，之后灌入硫磺水泥砂浆，最后用吊车将轨道放在横梁上、装上装上轨件之后拧紧螺栓。②如果工程的结构跨度较大，最好的方法是首先安装立柱，然后再进行吊装组。立柱安装的前提是保证基础面和柱底面接触紧密、平整，在此基础上拧紧螺丝，焊牢之后再进行基础二次浇注混凝土。③对钢屋梁首先要用平拼法进行拼装，按照图纸的尺寸根据图纸尺寸放出拼装大样图，按照图纸的要求来对钢结构的拼装尺寸及外形进行制造，之后才可以拧紧螺栓。在拼装工作结束后，应该用木杆对钢屋架进行牢固处理，堆放时保持立起翻身，如此可以有效的预防形变。④第一榀屋面梁吊装到位后首先用1～2根檩条和梁连接固定，然后吊装第二榀时用1～2根檩条与第一榀连接，同时把其他的檩条用吊车放置在两梁智商，其他也按照此步骤进行操作。⑤在安装屋面檩条的同时即可安装墙面檩条。安装檩条时应保证其与角钢及梁焊接部位焊接牢固，墙面檩条要注意各檩条的位置、标高。预留门窗口尺寸要比实际尺寸大5～7mm，檩条的横平竖直要用水准仪和磁力线坠测量。⑥檩条安装结束之后，就可以对开始面板进行安装，安装屋面板的时候一定要屋脊和第1块板垂直，保证墙面彩板没有缺陷。与此同时，安装人员应该与其保持距离，这样才能更好的保证施工人员的安全，也是我国以人为本的体现。安装结束之后，屋面不允许被人踩踏，并且对其他工作人员的负重行走进行严格的控制，尤其是其他作业绝对不可以在已经安装的面板上进行。⑦最后进行门窗洞口的安装，门口的两侧都需要设置通长槽钢龙骨，门框与槽钢龙骨连接，外包彩板连接扣件，窗框四周需提前安装槽形彩板连接件，在窗口找正之后再用铆钉把槽形连接件固定在彩板上。
2.4钢结构油漆阶段质量控制
对于建筑工程的结构检测可以分为两类，一类是对新建工程的检测，另一类是对于已经建成的工程，针对于两类工程所要检测的内容各不相同。对于新建工程而言，主要是对施工过程进行的质量控制，比如对于施工材料的检测，在施工材料进场时，要对其质量进行检验，根据质量控制体系的标准采用不同的检测手段。对于工程中的分部工程要进行质量检验，只有各项指标都符合规定的要求，才能够进行下一道工序。对于工程结构中可能存在质量问题的位置，要加强检测的力度，确保整体质量符合标准。对于已经建成的工程，检测的内容可以分为三个部分。首先要进行常规检测，对于建筑结构中的主要受力部件，裂缝以及受到腐蚀的部件，要检测其现有的结构参数。其次要进行专项检测，主要是对于建筑结构中出现的倾斜、火灾以及与设计功能出现偏差的部位进行检验。再次对建筑主体结构的可靠性进行检测，对其在安全性以及耐久性等方面做出评估，以确定建筑现有的使用状况。
1.2建筑工程质量检测的方法
对于建筑工程结构的检测方法有很多种，根据需要检测的部位以及规范标准不同，所使用的检测方法也不相同，可以按照规范标准的要求执行，也可以由检测单位自行研发，下面对几种主要的检测方法进行阐述。在对桩基进行的检测中，主要是检测其结构以及承载力，以此来确定基础工程的施工质量。一般情况下，主要有静载试验、低应变检测和高应变动测法。其中的静载试验应用的比较广泛，在所有的检测方法中也具有较高的可信度，其检测的结果可以为工程设计提供有利的依据。但是静载试验也存在一定的缺陷，检测的工作量较大，耗费时间长，投入成本高，所以一般都在小范围内使用。低应变检测主要是桩身的完整性进行检测，其耗费成本低，容易操作，时间短，其检测的结果可以为静载试验提供一定的依据。钻孔取芯法一般是对桩身的混凝土强度、桩身长度、完整性、桩底的沉渣厚度等进行检测，这种方法有利有弊，优势是操作过程比较直观，但是劣势是对于检测对象的局部缺陷很难发现，具有较高的施工难度，并且在检测的过程中可能会对桩身造成一定的损伤，耗费成本高，所以一般都在小范围内使用，对于超声无法检测的桩身或者静载试验时没有达到设计要求的情况下，可以使用这种方法。高应变动测法是对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法。钢筋混凝土工程质量检测方法主要有回弹法、超声波法、超声波回弹综合法、钻芯法、拔出法等。其中，最为常用的是回弹法、拔出法、超声波法这三种。钢筋混凝土强度检测主要有：混凝土强度的检测；钢筋定位和保护层厚度检测；砌筑砂浆强度的检测；砌筑砂浆强度的检测常用方法破损检测主要有筒压法、推出法、砂浆片剪法、点荷载法；楼面板厚检测的常用方法主要有取芯法和钻孔法，均为先对楼板钢筋及板内预埋管线进行定位，然后通过取的芯样或在钻孔内直接测量楼板厚度。钢结构工程检测大体包括焊缝检测、螺栓连接检测、构件尺寸检测、构件缺陷和损伤检测、结构构件变形检测、构造检测、涂装检测、地基基础检测等几个部分。结构构件变形检测主要是利用激光测距仪、水准仪、全站仪、经纬仪等测量仪器对钢结构的挠度、倾斜度进行检测。构造检测是指根据观察测量判断构件是否符合《钢结构设计规范》中的规范要求。
2建筑工程结构质量检测方法应用
钢筋混凝土作为现代建筑结构主要材料，其建筑质量的好坏，将直接影响到我国人民生产生活。其质量检测作为工程质量检测一个重要环节，可分为三类。一是外观检查。二是预留试块检测。三是在结构实体上进行检测。在对混凝土进行检测时，其表层检测一般不会代表整体质量，因为混凝土经过长时间的使用，其表层和内部结构的抗压强度会出现差异，所以利用回弹法以及超声回弹综合法检测会因为受到技术的限制而出现检测误差，在这种情况下，可以使用钻芯修正法进行检测。在钻芯法中，最关键的是钻芯位置的选取，位置的选择直接关系到检测的结果。一般情况下，都是选择在结构受力较小并且最能够代表强度的部位，在位置选择时，应该对结构的内部设计进行详细的了解，避免从钢筋比较密集区域进入。所以对于独立基础或者是条形基础而言，因为其钢筋在底层，所以钻芯位置可以选择在上部。对于片筏基础或者是箱型基础，因为其钢筋都集中在表面，所以钻芯位置一般会选择在侧面。这样可以避免与钢筋和预埋件的接触，为钻芯检测提供了便利条件。采用回弹法检测混凝土强度时，一般都使用现行有关规范提供的测强曲线，当无法单凭回弹法检测结果确定混凝土的强度时，就必须采用钻芯法加以修正。超声回弹综合法在应用上也是较为多的一种方法，它的优点是对影响混凝土强度的因素都能够及时的反映出来，同时还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素，提高了混凝土强度检测的精度和可靠性。采用后装拔出法时，要求测试面平整、清洁、干燥，对饰面层、浮浆等应予以清除。
