时间:2024-03-04 17:34:39
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中图分类号:TV文献标识码: A
一、水利工程建设招投标活动中的突出问题
(1)投标资质管理存在混乱问题,一些施工企业在资质问题上做手脚,有些出钱购买执照及资质证书,有的盗用或借用他人证件申报资质等级,虽然投标时他的资质满足招标人的要求,但实际这类公司的实力相当差,不足以胜任承建工程的施工任务,工程质量无法保障。
(2)某些投标单位不具备投标资格,一些有资质的施工企业,只负责出资质,任人挂靠,收管理费了事,导致一些底资质挂靠企业中标,这种高资质投标、低资质进场、无资质施工的违反基建程序的做法在很多地方都存在.是当前工程建设模式的一大漏洞,它直接影响工程施工的质量。他们是钻了业主单位也没有办法认定报名申请投标的施工单位是否是挂靠的漏洞。
(3)国内招标项目多数都是在时间紧、任务重的情况开展的,那么标段的划分就不得不考虑工期的要求。标段划分越来越小.越来越不合理一般水利工程施工标段的划分应根据工程规模、建设条件、机械化程度及对工程施工有利的原则来进行。标段划分过小,过多施工单位的进入,影响了工程的连贯性,不利于机械化施工的开展,不但给施工企业造成施工成本上的浪费.而且还加大了业主管理上的难度。
(4)目前很多项目都是在很急的情况下上的,在施工招标时往往施工图设计文件还没有编制出来,往往编制招标文件时参考的是初步设计文件,导致招标文件编制较粗糙,特别是工程量清单与实际出入较大,导致变更较多,影响招投标文件的公正性。
二、加强水利工程项目招投标工作的措施
(1)深入学习有关法律法规
深入学习《中华人民共和国招投标法》(以下简称《招投标法》)及国家、地方政府颁布的有关招投标方面的法律、法规及相关规定,要做好招标投标管理工作关键是按国家颁布的法律、法规及相关规定办事、按规定的程序办事,只有这样才能保证招投标管理工作的公平、公正,而不能想当然的认为或者随意的按自己的想法或者观点认为怎样办合适、正确,这是做招投标管理工作最忌讳的。
(2)公开招标要做好招标信息的工作
为了使投标人及时、便捷的获取招标信息,必须依法通过国务院发展改革部门指定的报刊、信息网或者其他媒体资格预审公告或招标公告, 在不同媒介的同一招标项目的资格预审公告或者招标公告的内容应当一致。这样才能保证潜在的投标人更多的对该工程进行投标,保证招标的公开、公平、公正,保证投标单位的多元性。
(3)严格资格审查程序
(a)在潜在投标人报名时严格对营业执照、资质证书、安全生产许可证等原件进行审查,在资格审查程序中,如有条件的情况下进行现场实地考查,这样能够防止投标人进行挂靠投标等情况的发生;
(b)对投标人信誉进行审查,看投标单位是否在水利部部和地方省、自治区、直辖市的黑名单之列,是否处于被责令停业、投标资格被取消、财产被冻结、接管或破产状态,是否有骗取中标和严重违约及出现过重大的质量事故。
(c)投标人要求的项目经理及项目主要负责人、主要机械设备的审查,主要看项目经理及主要负责人是不是和招标人要求的相符,最好查看有关证书的原件,防止制造虚假材料;机械设备最好进行实物考察。
(d)投标人的施工业绩也是资格审查的主要内容,看投标单位是否做过类似的工程项目,是否有这方面的施工经验。
(e)对投标人的资金落实情况进行审查,假如投标人的资金没有落实,其他方面的优点再突出也是白搭,因为中标后投标人没有良好的资金规模和资金计划,项目将无法实施,有可能为项目的顺利实施带来很大隐患,甚至造成工程无法实施。
(4)严格实行专家评标制度
实行专家评标制度是保证招标公开、公平、公正的重要一环,评标专家必须在开标之前随意抽取,并且在开标前进行保密,在评标过程中也是不公开的,并且在整个评标过程中有政府监督机构派人员进行监督,并且统一保管参与评标人员的通讯设施,这样就为评标的公开、公平、公正提供了良好的环境,减少人为因素对投标的影响。
(4)加强思想建设,注重道德教化
加强思想建设,注重道德教化是一个古老的但永远是一个沉重的话题,特别是在现在的市场经济条件下,它是一种无形的力量,在抑恶扬善中能起到潜移默化的作用。制度的确定是人的行为,制度的执行也是人的行为,各种机构和制度的建立,对于清廉的人是一个规矩,它能成就方圆,即使存在大得漏洞也不会出现肥私的事情;而对于贪婪成性的人是一块遮丑的牌匾,机构制度建立的再多,制定的再严密也不会收敛他腐败的贪欲。忠良从业人员的任用,思想道德水准的提高是任何制度也代替不了的。
(5)招标文件的编写要完善、全面
(a)在招标公告及投标邀请书中应当载明确几个时间:分别是领取招标文件时间、标前会议时间、现场考察时间、投标截至期、公开开标时间、预计开工时间等,这些时间一定要明确,这个是控制整个招标过程的关键节点。
(b)明确投标文件的组成及顺序和格式。
(c)明确招标工程项目名称、技术标准、规模、投资情况、工期、实施地点及要求达到的质量标准。
(d)要求需要投入该工程的主要负责人的资质及阅历等,如项目经理、总工程师等。
(e)要求拟投入工程的主要机械设备及重点设备。
(f)明确投标担保的形式及金额, 要求境内投标单位,以现金或者支票形式提交的投标保证金应当从其基本账户转出。投标担保在投标过程中一定要严格控制,在接收投标单位递交的投标文件时一定要让其递交招标文件要求的投标担保,投标单位不按招标文件的要求的时间递交投标担保,认为投标单位违约,投标文件不予接收,这是招投标正常进行及限制投标单位在投标阶段违约的重要保证,同时对投标单位弄虚作假也可以起到监督作用。
(g)明确评标标准和方法,评标方法要简明、通俗、易懂,语言表达要明确。
(h)工程量清单的编制。招标人应该等施工图设计文件出来后再编制招标文件,招标人应在发售招标文件以前,对编制的工程量清单和设计图纸以及工程现场进行多次核对、检查(建议由多人进行,这样有利于弥补由于个人的认识问题而造成的误区),防止发生工程量清单漏项、错项及数量发生错误的问题,因为工程量清单发生错误将直接影响整个的工程后期的项目管理,有可能发生工程费用失控的现象,所以工程量清单的编制成功与否将直接影响整个工程实施周期。
(i)明确履约担保的形式、金额及提交时间。
(j)明确签署的合同形式。
(6)评标过程及授予合同
在和中标单位签署合同前一定要让其递交投标文件规定金额的履约担保,这是防止中标单位违约的一种手段,也是保证整个工程能够顺利进行的一种保证。履约担保建议采用现金形式,如果中标单位提供的是银行履约保函,很有必要确认一下银行履约保函是否真实、有效。
结束语
水利工程不仅关系到国民经济的发展,更和广大人民的生命财产安全密切相关,而水利工程招投标是工程建设的重要步骤之一,只有选好了施工单位,工程的投资、质量、安全才能得到合理保障,因此,我们有必要客观认识已经存在的问题,理性的分析,从而不断改进,维护好建设市场秩序。
一、搞好土整项目中水利工程建设对于农村建设工作开展的重要性
众所周知,搞好农村建设工作在很大程度上影响着一个国家综合实力的提高,而水利工程建设又是农村土地整改项目的重要建设工作项目之一,对整个土地整治项目的作用力度发挥有很关键的影响,搞好土地整治项目中水利工程建设对于农村土地综合治理工作开展起着尤为重要的推进作用。
二、土地整治项目中水利工程建设中存在的问题及原因解析
在现实的土地整治工作中,由于此项工作分布点比较多,布局上较为分散,不够集中,再加上其整治涵盖面积比较广,造成了其管理不规范、水利工程建设质量不佳等弊端存在,再加上这方面人才的稀缺和素质不高,造成了施工技术的落后、工程周期长等缺点。
(一)土地整治项目工程建设监理费率投入偏低,项目建设监理作用偏小
据相关数据显示,就目前农村土地整治工作现状来看,水利工程监理费率还不到2%,在实际工作中存在着质量把关力度不够,更是降低了水利工程建设的监理费率,相关监理单位在工作中存在一些不规范操作行为和管理策略失误,也对水利工程建设监理费率有一定影响。除此之外,相关监理部门为了减少开支,派出的工程监理人员数量不足,素质不高,工作经验不足,甚至还有一些工作人员根本没有取得相关资格证书,缺乏责任感,对于工作中出现的突发状况,不能给予果断、有效的处理措施,这都对农村水利工程建设的监理作用造成了很大的阻碍和不良影响。
(二)土地整治项目中水利工程建设施工技术落后,工程质量保证措施薄弱
就目前农村水利工程建设现状来看,因为一些水利工程建设对于施工水平要求不是太高,所以这部分工程的大多都采用外包、分包形式进行施工,但是由于这些外包、分包施工单位施工人员基本都是农民工,素质普遍不高,对施工技术掌握程度也只是停留在表面,再加上施工人员的责任心不够等因素的干扰,难免会影响整个水利工程建设的进度和质量;这些施工单位因为规模和资金限制,并没有建立比较完善的质量保证制度,不具备高效的质量监督措施,施工现场的技术监理人员由于人员偏少,需要处理的繁杂事项较多,很少能留出专门的时间对施工人员素质进行培训和提升,也影响了整个农村水利工程建设的工程质量。
(三)土地整治项目中水利工程建设周期偏长,对项目设施的管理和保护措施不够
在农村进行水利工程建设,是一项艰巨的工作,因为水利工程建设涉及的地域比较广阔,难免会影响群众的正常耕种工作进行,由于农民的文化知识水平有限,目光不够长远,在实际的施工建设过程中,总会遇到一些人只局限于眼前利益,对于水利工程的施工进行阻挠和反对,再加上一些难以解决的、根深蒂固的历史遗留问题的存在,更是让农村水利工程建设的顺利进行举步维艰,这些因素的存在,都让农村水利工程建设的施工周期偏长或在很长一段时间内无明显进展,浪费了很多人力和物力。另外,由于对施工项目的管理和保护措施不到位,导致项目完工之后,由于后期维护费用的短缺,造成了农村水利工程只使用、不维护的坏风气,让辛苦建设好的水利工程在很短时间内遭到了严重破坏,最终导致农村水利工程损坏严重直至无法使用的局面,很大程度上折损了水利工程本应起到的作用。
三、针对土地整治项目中水利工程中出现问题的对策
(一)强化质量意识,健全质量监督体系,重视工程质量管理工作
土地整治项目中水利工程要想顺利、高效实施,首要的是相关部门负责领导要从思想上重视水利工程建设,强化质量意识,在质量把关上切实做好监督工作,还要注重对于农村水利工程建设的质量监督体系建设和制度健全,在思想上重视,在行动上支持,实行责任制,从各方面抓起,切实做好水利工程质量监督管理工作。
(二)提高对监理工作重要性的认识并切实落实到工作中去
监理单位应该摆正自己的思想,把自己当成水利工程建设质量监控的必备监理部门,提高工作人员对于监理工作重要性的认识,认清此项工作的真正意义,那就是代表群众,秉持公正的工作态度,对工程建设进行全程跟进、监督,遇到质量问题要及时指出并加以改正,为农村水利工程建设做好质量把关,真正为人民谋福利。只有这样,才能真正在工作中做好相关监理工作,确保水利工程建设高效、高质量完成。
(三)要重视对于专业技术人员的培养和素质提升
随着农村土地整治项目对于水利工程建设的需求越来越迫切,对于专业技术人员的培养和素质提升显得尤为重要,这就要求相关技术人员不仅要掌握专业的国土资源知识,还要不断充电学习,多借鉴一些先进、有效的水利工程建设经验和理念,不断提升自身素质,努力建设一支专业知识过硬、敢想敢干的水利技术人员专业团队,推动整个水利工程建设进度,进而提升到一个新的发展层次。此外,还需要对监控方法有效改善,将检测仪器给配备过来,促使检测水平得到提高,质量监控的说服力也得到了提高。
(四)充分发挥农民义务监督的作用,加大管护资金支持
在进行农村水利工程建设的过程中,要征询当地群众意见,为群众解说进行工程建设的意义所在,给予群众充分的知情权和参与权,避免因为群众与政府之间的矛盾而产生不必要的纠纷,影响了整个农村水利工程的进度。另外,还要积极健全农村水利工程管护制度,加大相关财政补贴力度,在资金上进行水利工程后期项目维护支持,延长农村水利工程的使用寿命。
(五)对涉农项目资源进行整合,共同建设农田水利工程
要对宣传工作充分重视,对群众意见积极听取,在项目实施过程中,群众能够积极参与进来,协调出现的矛盾,对农业生产和生活难点有效解决,以便顺利实施项目;对工程管护机制科学完善,在财政补贴的基础上,将谁使用谁出资的制度给实施下去;将土地整治的平台作用给发挥出来,积极协调水利、农业、交通等部门,对各个部门的涉农资金有效整合,将其专业优势发挥出来,构建一个合作机制,重复建设现象得到了避免。
四、结语
搞好土地整治项目中水利工程建设,不仅可以加快新农村建设的步伐,更可以为提高农村粮食产量提供有力支持,加快城乡统筹发展的步伐,有利于共同富裕这一宏伟目标的最终实现。
参考文献:
[1]杨传明,倪E.土地整治项目中农水工程常见质量问题分析及对策探讨[J].江苏水利,2013,6(4):12―13.
[2]韦举顺,赵连武.土地整治项目中农民顾虑原因分析及对策探讨[J].安徽农业科学,2013,23(6):10―14.
作为一个重要的基础学科,土木工程有其重要的属性:综合性,社会性,实践性,技术经济与艺术统一性。随着人类社会的进步而发展,土木工程至今已经演变成为大型综合性的学科,并已经出许多分支,如:建筑工程,铁路工程,道路工程,桥梁工程,特种工程结构,给水排水工程,港口工程,水利工程,环境工程等学科。土木工程共有六个专业:建筑学,城市规划,土木工程,建筑环境与设备工程,给水排水工程和道路桥梁工程。我已经深深地感受到土木工程涵盖的广泛,体味了前人取得的成就,也领悟了作为一名土木工程师的重大责任。结合我国的国情和世界形势,谈一谈土木工程的可持续发展之路。
1、对土木工程的历史、现状和未来发展的认识
古代土木工程具有很长的时间跨度,它大致从公元前5000年的新石器时代到17世纪中叶,前后约7000年。在房屋建筑、桥梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了辉煌的成就。一些文明古国的不少传世杰作,至今巍然屹立。譬如我国的长城,埃及的金字塔等。
1.1对土木工程的现状的认识
现今的土木工程,正日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。
公共和住宅建筑物要求的建筑、结构、给水排水、采暖、通风、供燃气、供电等现代技术设备日益结合成为整体。
工业建筑物则要求恒温、恒湿、防微振、防腐蚀、防辐射、防火、防爆、防磁、防尘、防高(低)温、耐高(低)湿,并向大跨度、超重型、灵活空间方向发展。
另外,高层建筑大量兴起,地下工程高速发展,城市高架公路、立交桥大量出现,并逐步实现交通运输高速化、水利工程大型化。
值得一提的是我国实行改革开放以后,综合国力有了很大提高,已具备更大规模开发和利用水资源的条件,如三峡水利枢纽,南水北调工程等都是世界一流的大型水利工程。
1.2对土木工程未来发展的认识
随着我国改革开放的不断深入和经济的迅速发展,中国将面临一个更大规模的建设。可以说,我们正面临着一个伴随着国民经济飞跃的土木工程大发展的大好时期。而且这样一个优良的发展环境已经受到并将继续受到西方国家的急切关注。
2、我的感受和认识:中国的土木工程要走可持续发展之路
我国的土木工程有自己的特殊性。
“中国是世界上人口最多的国家,一项大资源被13亿一除即变得微不足道,而一个小问题乘以13亿就成了大问题。”刘西拉教授此语切实道出了我国的困难之所在。我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列,而人均占有量却全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染问题已经成为我国所面临的四大严酷问题。走可持续发展迫在眉睫。而土木工程,也必当立足长远,走出一条可持续发展之路。
2.1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。
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。
2.2合理利用自然资源,注重既有土木工程设施的再利用,实现可持续发展
“可持续发展是在不牺牲后代并满足其需要能力的条件下,满足当前的需要”。
合理利用自然资源,则要在土木工程的建设、使用和维护过程中,土木工程师主动做到节能节地,并最大限度地发挥既有土木工程设施的作用。
比如,我们可以充分利用建筑绿化,在夏季有效降低灰砖墙表面温度,从而减少空调的使用量;可以使用节能保温型的多孔砖或复合墙体作为墙体材料,达到冬季保温隔热的作用;还可以太阳能、地下热能等新能源,减少不可再生资源用量的减少。
另外,对既有建筑的再利用也是可持续发展的重要手段之一。这方面,上海已经取得不少成功的经验:大量不用的厂房,很多已经转变为展览厅、办公楼、艺术家工作室等。这样的改造再利用,既符合现代使用的要求,又节约了能源,避免了浪费,不失为一种有效的办法。
引 言
纵观人类文明史,土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。在我国的现代化建设中,土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业。同时,随着社会和科技的发展,建筑物的规模、功能、造型和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化,所采用的新材料、新设备、新的结构技术和施工技术日新月异,节能技术、信息控制技术、生态技术等日益与建筑相结合,建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体。而超高层和超大跨度建筑、特大跨度桥梁及作为大型复杂结构核心的现代结构技术则成为代表一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志。所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用,谁能把握住土木工程学科的发展趋势。谁就能在知识经济时代开创土木工程学科的新纪元。
一、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。
二、土木工程的发展现状
我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过,且发展很快,尤其在近年来,发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快,数量之巨,令世界各国惊叹不已。
截止2005年底,我国铁路运营路程已达6.78万公里,居世界第4位,亚洲之首。铁路朝着城市轻轨和地铁两方而发展。同时,我国也在积极建造高速铁路,武汉至广州的高速铁路运营时间仅需4小时。此外,磁悬浮列车也在发展。桥梁工程也取得了惊人的成就,伴随着桥梁类型的不断翻新,主跨跨度一再突破。杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等大跨桥梁的建成都标志着我国的大跨结构达到了一个新的水平,己跨入世界水平先进行列。目前,我国己建成千米以上大桥3座、800m以上大桥8座、600m以上大桥15座、400m以上大桥40座,重庆万县单孔跨度达420m的钢筋混凝上拱桥更引起世界同行的莫大兴趣。在水利建设方面,50年间全国兴建大中小水库8.6万座,水库总蓄水量4580亿立方米。建设和整修大江大河堤防25万公里,目前防洪工程发挥的经济效益达7000多亿元。在大坝建设方面,我国先后建成了青海龙羊峡大坝、贵州鸟江渡大坝、四川二滩大坝等水利工程。
三、土木工程的发展趋势
(一)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。
(二)计算机应用
随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善,计算结果将更能反映实际情况,从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设,以缩短工期、提高经济效益。
(三)环境工程
环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视,土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关,又无一不与土木工程有关。较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题。
(四)建筑工业化
建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑(下转83页)(上接80页)业机械化的进程,特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展,但是总的来说落后于其他工业部门,所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系,尽量实现标准化生产;要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制,采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式,同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。
(五)空间站、海底建筑、地下建筑
早在1984年,美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想,即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。随着地上空间的减少,人类把注意力也越来越多地转移到地下空间,21世纪的土木工程将包括海底的世界。
(六)结构形式
计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用,不同受力形式的结构融为一体,结构形式将更趋于合理和安全。
所谓的土木,是指一切和水、土、文化有关的基础建设的计划、建造和维修。现时一般的土木工作项目包括道路、水务、渠务、防洪工程及交通等。从狭义定义上来说,土木工程,也就是民用工程,即建筑工程、桥梁与隧道工程、岩土工程、公路与城市道路、铁路工程等。
主干学科:力学、土木工程、水利工程等。
培养要求:主要学习工程力学、岩土工程、结构工程、市政工程、给水排水工程和水利工程学科的基本理论和知识,受到工程制图、工程测量、计算机应用、专业实验、结构设计及施工实践等方面的基本训练,以及具备从事建
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1、土木工程的定义与特点
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。土木工程具有有社会性;综合性;实践性;技术、经济和艺术的统一性。土木工程是为人类需要服务的,必然是每个历史时期技术、经济、艺术统一的见证。
2、土木工程的发展现状
我国的土木丁程建设从20世纪50年代起一直没有停过,且发展很快,尤其在近年来,发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快,数量之巨,令世界各国惊叹不已。
改革开放后在我国大陆建造了许多高层建筑,目前我国最高的建筑是世界排名第4的上海金茂大厦,其他具有代表性的高层建筑还有深圳的地王大厦。在特种结构方而,我国有4所电视塔排在世界前十位,其中1995年建成的上海东方明珠电视塔的高度排在世界第三位。以上表明,无论在工程结构的改革、建筑功能使用、新技术和新材料的采用上及合理组织施工方面,还是在抗震分析和计算机程序应用上及有关抗震控制试验研究上,我国均达国际先进水平。
同样我国铁路运营路程已达6.78万公里,居世界第4位,亚洲之首。铁路朝着城市轻轨和地铁两方而发展。同时,我国也在积极建造高速铁路,武汉至广州的高速铁路运营时间仅需4小时。此外,磁悬浮列车也得到了巨大的发展。
桥梁工程也取得了惊人的成就,伴随着桥梁类型的不断翻新,主跨跨度一再突破。杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等大跨桥梁的建成都标志着我国的大跨结构达到了一个新的水平,己跨入世界先进行列。目前,我国己建成千米以上大桥3座、800 米以上大桥8座、600 米以上大桥15座、400 米以上大桥40座,重庆万县单孔跨度达420 米的钢筋混凝上拱桥更引起了世界同行的莫大兴趣。
在水利建设方面,50年间全国兴建大中小水库8.6万余座,水库总蓄水量4580亿立方米。建设和整修大江大河堤防25万公里,目前防洪工程发挥的经济效益达7000多亿元。在大坝建设方面,我国先后建成了青海龙羊峡大坝、贵州鸟江渡大坝、四川二滩大坝,以及正在建设的三峡大坝等水利设施。
3、土木工程的发展趋势
3.1 可持续发展方式
随着人类对环境的重视,传统土木工程建设所产生的垃圾和对能源的损耗,已经得到了很多国家的重视,越来越多的国家改变了土木工程的传统工艺,开始采用可持续发展的方式。将会在土木工程的设计、施工、以及后期的拆除过程都采用可持续发展的眼光进行。
3.2 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。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。
3.3 计算机应用
随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善,计算结果将更能反映实际情况,从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设,以缩短工期、提高经济效益。
3.4 环境工程
环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视,土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等间题与人类的生存发展密切相关,又无一不与土木工程有关。较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题。
综上所述:向节约化发展和和谐发展将是我国土木工程建设发展的一重要的趋势。通过对我国土木工程建设的发展现状、发展机遇和发展趋势的分析.可以看出我国土木工程建设在未来的实践中,将会取得更好发展。
参 考 文 献:
[1] 祝彩霞刘慧《浅析土禾工程的发展现状与发展趋势》
[2] 孙世国《21世纪土木工程发展趋势刍议》
[3] 徐伟良,蒋菡等.浅谈高职土建类专业的培养目标和课程体系构建.高等职业教育网
[4] 王凤君,杜国城.试论高等职业教育建筑专业的培养目标高等职业教育
近年来,随着水利土木工程规模的越来越宏大,对环境的冲击力越来越大,为了预测工程对自然环境、人类健康和生活质量的影响,就要在工程开工前对其冲击力做出评价。最初主要应用可视化冲击评价(VIA)对环境作评价,是一种更加感官化的和描述性的方法,它主要关心人类的欣赏观以及人类同环境的交互关系。它通过在图纸和文字资料中查阅或通过绘图和尺度化的模型等方法来显示,这些方法不直观或不能很好地反映客观情况。后来虚拟现实系统(VRS)开始盛行,在英法海底隧道工程、香港机场填海工程、三峡截流工程等大型工程中得到了广泛应用。虽然VRS可以让用户对计算机合成的虚拟环境进行体验和交互作用,但VRS通常需要繁重的建模和昂贵的三维图形加速器来快速绘制复杂的场景,并且绘制的画面不够自然逼真。而扩充现实技术(AR)将拥有丰富视觉信息的真实世界与VRS相结合,实现了虚拟世界与真实世界的结合。基于实景图形构造出的虚拟图像比VRS的逼真度要高,易于实现实时交互,免除了建模工作的繁琐程度且不需要昂贵的三维图形加速器,大大提高了工作效率,给水利土木工程领域带来了巨大的经济效益。
1. 扩充现实技术
VRS技术是一种通过计算机图形学、人机交互、传感、人工智能等技术用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人通过适当装置,作为参与者自然地对虚拟世界进行体验和交互作用的技术。由于VRS给人的感觉不真实,人们便将拥有大量有效信息的真实世界与VRS相结合,扩充现实技术(AR)就诞生了。AR使观察者不仅能够看到真实世界,还可以看到扩充了的真实世界的、来自于计算机模型的信息,从而具有更丰富的空间信息。AR技术是将科学技术转化为生产力的一个结合点,它可以广泛应用于大型土木工程建设的仿真、城镇与环境规划、环境评价等,还可以用于医疗、娱乐和军用飞机等。将AR技术较好地应用于大型水利土木工程可以实现更加客观地对方案进行设计,对工程施工过程进行指导和对工程信息平台进行建设,为专家和领导提供准确、及时的支持决策。
2. 方法
扩充现实最本质问题就是将计算机所产生的虚拟物体准确地添加到图像序列当中。实现扩充现实技术的方法以及辅助工具较多,在这篇文章里,讨论了更加实用的扩充现实技术,这种方法不需要使用己知的三维标定物对像机参数事先标定,即基于视觉的免标定扩充现实。当将三维虚拟物体放进用户环境的过程中,首先要确定虚拟物体在三维场景中的准确位置,通常用仿射或透视进行定位,然后当像机位置改变时,虚拟物体应相对像机做正确的投影。由于虚拟物体添加到场景中的过程中,有可能和场景中的实物之间产生遮挡,故在实际的算法中,须考虑这一点。
2.1 基于四点的仿射结构
根据运动的仿射结构,可以推出点的仿射重建特性。假设O,P1,P2,P3是场景中的四个非共面点,由这四个点构成空间仿射系的基。假设P为空间中的任意一点,则P的投影可以表示为:
公式(1)
m表示第m帧图像, 是点P的投影,P1,P2,P3是基点,u、v为P的投影坐标, 是原点的投影, 是P点仿射坐标的齐次表示,公式(1)表示仿射框架下的投影方程。由此可知只要在每帧图像中获得场景的任意四点坐标就可以得到投影矩阵。
2.2 虚拟物体的定位
在仿射坐标下,基点位置决定虚拟物体的位置,诸如Z缓冲、剪切等图形操作可以进行,这样可以对空间物体在深度方向上进行排序,进行消隐。光轴η可以表示为
公式(2)
空间点P的变换可表示为
公式(3)
w是P的z值。
2.3 虚拟物体的放置
采用交互式方法确定虚拟物体上一点在两帧图像中的位置。两帧图像中点P的位置是有关联的,只要确定点P在一帧图像中的位置,就可以根据对极几何确定点P在另一帧图像中的位置。点P的位置确定后就可以求出仿射坐标,实现重投影。
2.4 扩充现实中的遮挡问题
以上方法可以使虚拟物体叠加到真实场景中,但是虚拟物体与真实场景会出现相互遮挡的问题。可通过立体图像的密度图导出其深度图来解决这个问题,然而这种方法的精确度不高。为此我们提出了一种采用基于轮廓关键点的方法,这种方法通过三维重建把阻挡轮廓恢复。通过两帧图像中阻挡轮廓关键点的坐标来得到每一帧图像阻挡轮廓的重投影。
3. 结果
本研究用数字照相机、带VC++软件的计算机来验证上述方法的有效性。首先用大方盒来模拟真实场景,取大方盒上的任意四个顶点为追踪点,构成仿射原点和基点。用小盒子模拟虚拟物体,交互获取小盒子的顶点坐标,解得小盒子各顶点的仿射坐标,重投影并消隐。结果表明利用此方法可以快速、准确地将虚拟物体投影到不同视点下的三维场景中,从而显示了此方法的有效性。
4. 结论
现实扩充技术通过虚拟物体与现实图像的融合为水利土木工程项目的可视化评价提供了一种手段,仅需一台数字摄像机和计算机,就可以对水利土木工程对环境的冲击做出评价,改善水利土木工程的仿真效果,对避免环境质量退化及实际工作有着特殊的意义,为水利土木工程的可视化冲击评价提供了广阔的应用前景,并且可以大大提高工作效率,给社会带来巨大的经济效益。
参考文献:
[1] 吴炜煜,任爱珠. 多媒体计算机辅助技术在土木工程领域的新进展[J]. 土木工程学报,2000,33(1): 1-4.
[2] 陈泽志,吴成柯,刘勇. 对极几何估计的鲁棒性新算法[J]. 计算机学报. 2000,
引言
纵观人类文明史,土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。在我国的现代化建设中,土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业。同时,随着社会和科技的发展,建筑物的规模、功能、造型和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化,所采用的新材料、新设备、新的结构技术和施工技术日新月异,节能技术、信息控制技术、生态技术等日益与建筑相结合,建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体。而超高层和超大跨度建筑、特大跨度桥梁及作为大型复杂结构核心的现代结构技术则成为代表一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志。所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用,谁能在世纪之交把握住土木工程学科的发展趋势。谁就能在知识经济时代开创土木工程学科的新纪元。
一、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。
二、土木工程的发展现状
我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过,且发展很快,尤其在近年来,发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快,数量之巨,令世界各国惊叹不已。
截止2000年底,我国铁路运营路程已达6.78万公里,居世界第4位,亚洲之首。铁路朝着城市轻轨和地铁两方而发展。同时,我国也在积极建造高速铁路,武汉至广州的高速铁路运营时间仅需4小时。此外,磁悬浮列车也在发展。桥梁工程也取得了惊人的成就,伴随着桥梁类型的不断翻新,主跨跨度一再突破。杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等大跨桥梁的建成都标志着我国的大跨结构达到了一个新的水平,己跨入世界水平先进行列。目前,我国己建成千米以上大桥3座、800m以上大桥8座、600m以上大桥15座、400m以上大桥40座,重庆万县单孔跨度达420m的钢筋混凝上拱桥更引起世界同行的莫大兴趣。在水利建设方面,50年间全国兴建大中小水库8.6万座,水库总蓄水量4580亿立方米。建设和整修大江大河堤防25万公里,目前防洪工程发挥的经济效益达7000多亿元。在大坝建设方面,我国先后建成了青海龙羊峡大坝、贵州鸟江渡大坝、四川二滩大坝等水利工程。
三、土木工程的发展趋势
(一)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。
(二)计算机应用
随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善,计算结果将更能反映实际情况,从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设,以缩短工期、提高经济效益。
(三)环境工程
环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视,土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关,又无一不与土木工程有关。较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题。
(四)建筑工业化
建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程,特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展,但是总的来说落后于其他工业部门,所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系,尽量实现标准化生产;要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制,采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式,同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。
(五)空间站、海底建筑、地下建筑
早在1984年,美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想,即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。随着地上空间的减少,人类把注意力也越来越多地转移到地下空间,21世纪的土木工程将包括海底的世界。实际上东京地铁已达地下三层:除在青函海底隧道的中部设置了车站外,还建设了博物馆。
(六)结构形式
计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用,不同受力形式的结构融为一体,结构形式将更趋于合理和安全。
(七)新能源和能源多极化
能源问题是当前世界各国极为关注的问题,寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。这也对土木工程提出了新的要求,应当予以足够的重视。
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。
参考文献:
一、概述
近年来,我国高校中的土木工程专业已涵盖建筑工程、水利工程、交通工程等不同的专业方向。在建筑工程和水利工程钢筋混凝土结构的学习和设计中,构件的承载力计算是一个重点的内容。本文对建筑工程的《混凝土结构设计规范》(GB50010一2002)和水利工程的《水工混凝土结构设计规范》(SUT191一96)中关于受弯构件的结构设计方法、材料强度取值、正截面及斜截面承载力计算方法及需要注意的问题进行了说明比较,供结构设计人员和高等院校师生参考。
二、钢筋混凝土承载能力极限状态设计表达式
1极限状态设计表达式的比较
建筑工程对于承载能力极限状态,结构构件应按荷载效应的基本组合或偶然组合,采用以下
极限状态设计表达式:
水利工程对于基本组合,应采用以下极限状态设计表达式:
水利工程中对于偶然组合,极限状态设计表达式应按下列原则确定:偶然作用分项系数可取为1.0;参与组合的某些可变作用,可根据各类水工建筑物设计规范的规定作适当折减;结构系数下d按规定取值。式中叭―结构重要性系数:建筑工程中规定对安全级别为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件,不应小于1.1;对安全级别为二级或设计使用年限为50年的结构构件,不应小于1.0;对安全级别为三级或设计使用年限为5年及以下的结构构件,不应小于0.9;在抗震设计中不考虑结构构件的重要性系数。水利工程中规定对结构安全级别分别为1,n,111级的结构及构件,可分别取1.1,1.0,0.9。
S―承载能力极限状态的荷载效应组合设计值。
R―结构构件的承载力设计值,在抗震设计时,应除以承载力抗震调整系数下RE。
R(•)―结构构件的承载力函数。
―分别为混凝土、钢筋的强度设计值。
ak―几何参数的标准值。
为―分别为永久荷载和可变荷载分项系数。
―分别为永久荷载和可变荷载标准值。
―设计状况系数,对应于持久状况、短暂状况、偶然状况,可分别取1.0,0.95,
0.85;
―结构系数,对钢筋混凝土及预应力混凝土结构均取1.2。
2荷载分项系数取值的比较
式(l)与式(2)的形式虽然相同,但荷载分项系数的取值有所区别:建筑工程的基本组合中,在永久荷载分项系数由可变荷载效应控制的组合时取1.2,在由永久荷载效应控制取1.35;可变荷载分项系数则在由可变荷载效应控制或由永久荷载效应控制的组合中都取1.4。水利工程的基本组合中,一般永久荷载分项系数取1.05,可变荷载分项系数则取1.2。
3受弯构件正截面承载力
计算表达式的比较对应的受弯构件正截面承载力计算表达式,建筑工程为M〔M。,而水利工程为叭.M簇M。。对于同一钢筋混凝土构件,在结构安全级别相同时,假如在只有一个可变荷载作用下,当考虑各种系数后,按建筑工程表达式计算出来的M值一般都会略小于按水利工程表达式(持久状况)计算出来的下dM,而两者计算M。的方法基本一致,这样可满足水利工程的安全储备略高于建筑工程的要求。对于两种及两种以上可变荷载作用下的受弯构件,建筑工程需对一种主要可变荷载以外的其他可变荷载均乘以小于1的可变荷载组合系数,而水利工程的可变荷载不区分主要可变荷载,可变荷载均不需乘以可变荷载组合系数。显然,为M值比M值提高的幅度会比只有两种可变荷载作用情况下更大些,也可满足水利工程安全储备稍高的要求。
三、材料强度的取值
我国规范将结构构件抗力分项系数7。分解为混凝土材料分项系数7。和钢筋材料分项系数下,,由于两种材料的力学性能和离散程度不同,两种材料强度设计值的折减比例也不同,因此构件的实际受力性能变得不清楚。水利工程与建筑工程的混凝土结构中所用钢筋和混凝土的材料性质相同,只是各自使用的环境不同,结构可靠度的要求不同,所以对钢筋和混凝土的要求以及强度设计值的规定不同。两种规范中的混凝土强度设计值比较见表1,钢筋强度设计值比较见表2。
表1
表2
3.1混凝土强度设计值的比较从表1、表2的比较可以看出,对于强度等级小于等于C50的混凝土,建筑工程的混凝土抗压及抗拉强度设计值均略小于水利工程的取值。这是由于二者的混凝土立方体抗压强度的标准值fc.、k确定方法相同,对相同级别的混凝土其几,k取值相同,在混凝土强度等级不超过C50时,轴心抗压强度标准值与立方体抗压强度的标准值存在 fcu.k的关系,而且材料强度标准值与设计值之间的换算公式为 ,但两种规范规定的材料强度分项系数下。的取值不同,建筑工程中下。取1.4,水利工程的 则取1.35。但对于强度等级大于C50的混凝土,则是水利工程中的相同等级的混凝土强度设计值小于建筑工程中的取值,也就是水利工程更加注重构件破坏时的延
性与承载力储备的协调,即延性差的构件,承载力储备随延性的降低而增大。
3.2钢筋强度设计值的比较
对于我国现阶段的普通钢筋混凝土构件采用的HRB335,HRB4O()和RRB400级受力钢筋,两种规范中的y,取值都在1.10左右,根据同样的材料强度标准值与设计值之间的换算公式大,因此其材料设计值基本相同,只有HRB335钢筋在水利工程中的取值采用310N/mmZ,而建筑工程中是30()N/mmZ。
四、受弯构件承载力计算
4.1受弯构件正截面承载力计算比较
建筑工程与水利工程尽管各自承受荷载的性质、所处环境以及要求的设计使用年限等不同,但是关于受弯构件正截面承载能力计算中所采用的基本假定和计算方法却基本相同,其主要不同之处有以下两个方面。
(l)最小配筋率的取值不同。在建筑工程中,最小配筋率p。lin取0•2%和0•45关伏两者中的较大值,而在水利工程中最小配筋率pmin的取值是0.20%(I级钢筋),0.15%(11,111级钢筋)。
(2)对混凝土强度等级影响的考虑。从规范公式可知,两本规范中关于受弯承载力的计算公式类似,只是符号表示有所不同。在建筑工程中考虑了混凝土强度等级对承载力的影响,需考虑系数a,(受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值)和系数月,(矩形应力图受压区高度x与中和轴高度xC的比值),对于不超过CSO的混凝土,a,都取1.0,月,都取0.8,而C50以上的混凝土,这两个系数取值都会随混凝土强度等级的提高而减少。这种处理能适用混凝土强度进一步提高的要求,也是多数国家规范采用的方法。而水利工程中则没有考虑系数a,和刀。的取值随混凝土强度等级的提高而变化。
4.2受弯构件斜截面受剪承载力计算比较
建筑工程与水利工程的受弯构件斜截面受剪承载力计算公式比较如下。
建筑工程:
或
水利工程:
或
从公式的比较可以看出,两种规范采用的公式主要区别如下:
(l)建筑工程的斜截面受剪计算公式里把混凝土的轴心抗压强度设计值fc改成了轴心抗拉强度设计值关,以适应采用高强度等级混凝土构件斜截面计算的安全性;而水利工程的公式还是沿用建筑工程老规范的规定,采用混凝土轴心抗压强度设计值,这对高强混凝土构件计算偏不安全。
(2)建筑工程对集中荷载作用下的受弯构件抗剪承载力计算公式适应范围有所扩大,不再仅限于矩形截面独立梁,而是适用于矩形、T形和I形截面的独立梁,且箍筋项系数取为1.0;而水利工程对集中荷载作用下的受弯构件抗剪承载力计算公式还是只适用于矩形截面独立梁,与其对应的箍筋项系数仍取1.25。
(3)建筑工程对弯起钢筋的受剪承载力乘以0.8的系数,考虑了弯起钢筋受剪承载力的折减,也就是考虑到弯起钢筋与斜裂缝相交时,有可能已接近受压区,钢筋强度在斜截面受剪破坏时不可能全部发挥作用;而水利工程中则没有考虑弯起钢筋的受剪承载力系数。
(4)建筑工程采用的最小配箍率公式为O•24关伏v,考虑了混凝土的强度等级的影响,而水利工程的最小配箍率仅考虑与钢筋级别有关,对于I级钢筋取0.12%,11级钢筋取0.08%。以采用C20混凝土为例,建筑工程对I,n级钢筋计算出来的热、,mi。分别为0.126%和0.088%,基本接近于水利工程中的最小配箍率;但当混凝土强度等级分别取C25,C3o,C35时其对应的I,11级钢筋计算出来的几v,。i,,分别为0.145%和0.010%,0.163%和0.011%,0.179%和0.013%。由此可见,随着混凝土强度等级的提高,其最小配箍率的要求也得逐渐提高。
综合上述原因,建筑工程的Vu值比水利工程计算出的砚值小20%左右,但由于水利工程中需要把剪力设计值乘以7。的系数,也就是把剪力设计值提高了20%,实际上二者的安全可靠性也就非常接近。
引言
纵观人类文明史,土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。在我国的现代化建设中,土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业。同时,随着社会和科技的发展,建筑物的规模、功能、造型和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化,所采用的新材料、新设备、新的结构技术和施工技术日新月异,节能技术、信息控制技术、生态技术等日益与建筑相结合,建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体。而超高层和超大跨度建筑、特大跨度桥梁及作为大型复杂结构核心的现代结构技术则成为代表一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志。所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用,谁能在世纪之交把握住土木工程学科的发展趋势。谁就能在知识经济时代开创土木工程学科的新纪元。
一、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。
二、土木工程的发展现状
我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过,且发展很快,尤其在近年来,发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快,数量之巨,令世界各国惊叹不已。
截止2000年底,我国铁路运营路程已达6.78万公里,居世界第4位,亚洲之首。铁路朝着城市轻轨和地铁两方而发展。同时,我国也在积极建造高速铁路,武汉至广州的高速铁路运营时间仅需4小时。此外,磁悬浮列车也在发展。桥梁工程也取得了惊人的成就,伴随着桥梁类型的不断翻新,主跨跨度一再突破。杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等大跨桥梁的建成都标志着我国的大跨结构达到了一个新的水平,己跨入世界水平先进行列。目前,我国己建成千米以上大桥3座、800m以上大桥8座、600m以上大桥15座、400m以上大桥40座,重庆万县单孔跨度达420m的钢筋混凝上拱桥更引起世界同行的莫大兴趣。在水利建设方面,50年间全国兴建大中小水库8.6万座,水库总蓄水量4580亿立方米。建设和整修大江大河堤防25万公里,目前防洪工程发挥的经济效益达7000多亿元。在大坝建设方面,我国先后建成了青海龙羊峡大坝、贵州鸟江渡大坝、四川二滩大坝等水利工程。
三、土木工程的发展趋势
(一)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。 (二)计算机应用
随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善,计算结果将更能反映实际情况,从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设,以缩短工期、提高经济效益。
(三)环境工程
环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视,土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关,又无一不与土木工程有关。较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题。
(四)建筑工业化
建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程,特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展,但是总的来说落后于其他工业部门,所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系,尽量实现标准化生产;要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制,采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式,同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。
(五)空间站、海底建筑、地下建筑
早在1984年,美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想,即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。随着地上空间的减少,人类把注意力也越来越多地转移到地下空间,21世纪的土木工程将包括海底的世界。实际上东京地铁已达地下三层:除在青函海底隧道的中部设置了车站外,还建设了博物馆。
(六)结构形式
计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用,不同受力形式的结构融为一体,结构形式将更趋于合理和安全。
(七)新能源和能源多极化
能源问题是当前世界各国极为关注的问题,寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。这也对土木工程提出了新的要求,应当予以足够的重视。
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。
参考文献:
一、对土木工程的历史、现状和未来发展的认识
1.古代土木工程
古代土木工程具有很长的时间跨度,它大致从公元前5000年的新石器时代到17世纪中叶,前后约7000年。在房屋建筑、桥梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了辉煌的成就。一些文明古国的不少传世杰作,至今巍然屹立。譬如我国的长城,埃及的金字塔等。公元6世纪建成的赵州桥,是世界上最早的敞肩式拱桥,于1991年被美国土木工程学会选为世界上地12个土木工程里程碑。
2.近代土木工程
近代土木工程的时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶,前后约300年时间。在此期间,建筑材料从以天然材料为主转向以人造材料为主,建造理论也从主要以总结长期建造经验向重视科学兼顾经验转变。建造技术方面,一些性能优异的大型机械伴随着各种极为有效的施工方法的出现,使得人们开始能建造结构复杂或所处环境恶劣的土木工程。期间建成的埃菲尔铁塔、帝国大厦和金门悬索桥,至今仍不失为伟大的土木工程。
3.现代土木工程
现代土木工程起始于20世纪中叶。发展至今,土木工程在建筑材料、结构理论和建造技术方面都取得了极其巨大的进步。
建筑材料方面,高强度混凝土、高强低合金钢、高分子材料、钢化玻璃越来越多地出现在建筑上。结构理论方面,利用电子计算机强大的运算和绘图能力,力学分析和计算的结果更加符合结果的实际情况,使得在结构设计上更为可靠。对于建筑技术,已经发展到机―电―计算机的一体化,施工过程中,不论是上天、入地还是翻山、下海,都已不是施工的障碍了;而焊接技术的普遍使用,也使得钢结构的发展进入了一个新的阶段。
现代土木工程造就的举世瞩目的建筑有:我国台北的国际金融中心,上海金茂大厦,马来西亚吉隆坡的石油大厦双塔楼,法国的诺曼底斜拉桥等
二、我的感受和认识:中国的土木工程要走可持续发展之路
“中国是世界上人口最多的国家,一项大资源被13亿一除即变得微不足道,而一个小问题乘以13亿就成了大问题。”刘西拉教授此语切实道出了我国的困难之所在。我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列,而人均占有量却全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染问题已经成为我国所面临的四大严酷问题。走可持续发展迫在眉睫。而土木工程,也必当立足长远,走出一条可持续发展之路。
1.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。
2.开发利用再生资源和绿色资源,实现可持续发展
世界上每年拆除的废旧混凝土,工程建设产生的废旧混凝土等均会产生巨量的建筑垃圾。我国每年的施工建设产生的建筑垃圾达4000万吨,产生的废混凝土就有1360万吨,清运处理工作量大,环境污染严重。此外,我国是20年来世界水泥生产的第一大国,而这本身是一项高耗资源、高耗能、污染环境的行业。当然,可持续发展,绝不是一味地追求节省,而是要寻求一种最合理的中间状态,既要保证建筑有足够的创意,也要追求完美的技术经济指标,以最少的投入获得最大的效益。我们依旧还是要创造经典,但是绝不能建立在挥霍金钱,建立在耗费更多的资源、能源的基础之上。现今,建筑世界已经进入到生态美学的时代,注重文化、生态、工程与环境之间的关系,注重人性化、节能与可持续发展,才是当代工程师的着眼方向。
三、土木工程专门人才应具有的素质
成为优秀的土木工程师,必须具备“四要素”,即知识结构、实践技能、能力结构以及综合素质与创新意识。知识结构包括:公共基础知识,专业基础知识和专业知识。