高性能结构工程研究

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中国科技博览
2021年07月28日 05:41

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郑生祥

[摘 要]随着经济社会的快速发展,我国对结构工程的需求也在逐步增大,出现了大规模的基础设施建设工程,随着各个标志性建筑的逐步完成,结构的复杂性和技术的难度也在不断提升。鉴于此,本文对高性能结构工程进行了分析探讨,仅供参考。

[关键词]高性能;结构工程;问题

中图分类号:TU251 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)31-0055-01

一、我国结构工程存在的问题

我国的结构工程设计材料体系以及施工等各方面均得到了突破性的发展,但随着城镇化发展进程的不断加快,基础设施建设及结构工程建设是未来发展的关键环节,也必将推动结构工程的进一步发展,对于结构工程的发展而言,与挑战并存。尽管我国的结构工程建设领域得到了突飞猛进的发展,但从安全可靠、能源消耗、空载能力、环境保护等层面来说仍然存在许多问题亟待进一步解决。相关研究表明我国的建筑能耗占全国总能耗的32%以上,已经成为我国单向能耗最大的行業之一,建筑业所产生的建筑垃圾达到了城市垃圾总量的30%到40%。再加上现在许多道路桥梁在设计年限之内就已经出现问题,很难达到设计标准。上述种种均是我国结构工程发展过程中凸显出来的问题,时至今日,我国的能源短缺、环境污染等问题已经十分严峻,这也为结构工程的发展提出了新的挑战。结构工程师在创造每一项作品时,都应从可持续发展的角度进行考虑和深思。

二、高性能混凝土结构

1、混凝土浇筑工程

建筑主体的框架均是由钢筋和混凝土搭建,在混凝土浇筑过程中,也要有相应的施工技术要点,才能确保此组合结构能够承受巨大的载荷。对于混凝土浇筑工程,其所涉及到的方面极其广泛,墙体、屋面、柱体、以及梁等结构都能够采用混凝土浇筑成型。其中,浇筑柱体时,要严格控制好水泥的搅拌时间,且厚度宜控制在40cm左右,还要严格控制浇筑施工,防止浇筑表面出现蜂窝等情况。浇筑梁结构时,要确保梁体的水平面在浇筑时受到严格的控制,这样会对后期的施工产生一定的便利,避免施工工期的延误。此外,混凝土的整体浇筑要具有连续性,在对混凝土进行搅拌过程中,不仅要均匀搅拌,且要做到全面、彻底的搅拌,以使得其中的石灰能够与水泥进行充分融合,使混凝土的强度得到有效保证。

2、应不断推动土木工程设计施工总承包模式

现阶段我国土木工程的设计与施工多数是独立承包的,两者之间的沟通协调较少,而这种模式也带来了一系列的问题,从全生命周期的角度来进行结构工程评价时容易造成各个环节的浪费,对于土木工程项目的综合质量具有直接影响,由于设计单位对于施工的重视程度较低,对施工过程中的安全性和可行性考虑不够全面,而施工单位对设计过程了解不够深入,经常会出现违背设计意图的施工,进而导致工程质量工期以及成本难以有效控制。因此笔者建议应逐步建立健全的设计施工总承包模式,进而推动全生命周期控制,不断提升总承包单位的积极性。同时培育具有高素质水平的,设备与施工为一体的总承包企业和专业人员,不断调整勘察设计、施工以及监理等企业的经营结构,不断提升各类企业的综合竞争力。

3、提升结构工程建设标准体系的顶层设计,对现有的机制进行进一步的改革

由于现阶段我国土木工程建设顶层设计编制等方面仍存在一些不足之处,对于先进的技术发展具有一定的阻碍作用,由于在进行各类标准的修订时周期过长,很难及时地反映最新的科技成果,具有一定的滞后性。其次,在进行土木工程标准的撰写和修订过程中,由某些固定的部门来进行主持,缺少相互之间的沟通与协调,进而导致不同的规范内容之间出现重叠和交叉等问题,甚至是存在一定的矛盾,很难充分的利用先进技术。对于标准性的关键条文缺少深入和长期的基础研究和调查研究,导致科学性和严谨性有一定缺失。因此笔者建议,应合理地降低标准修订的年限,尽可能地将修订年限控制在五年之内。其次负责撰写标准的单位应面向各类部门和单位。最后国家针对标准的关键加大资金投入,开展深入的基础研究和调查研究。

4、模板工程

模板是对混凝土浇筑进行有效保护和有效支撑作用的部分,其能够有效的保障混凝的浇筑质量。在对混凝土浇筑部分设置模板时,应注意材质的使用,对于柱体,通常采用钢质材料;对于构造柱则采用竹木模板;对于梁体和屋面等应采用竹胶板。模板工程中的施工技术要点主要体现在模板的支设和拆除上。其中,模板的支设或搭建的过程中,要使低端平齐,防止混凝土出现流失(跑浆)现象,而且,要在模板的搭建时将装修的厚度做固定的参考数据进行预设。此外,模板的拆除工序要与混凝土浇筑工序一致,即先浇筑位置优先拆除,后浇筑位置延后拆除。

5、砌体工程管理

在进行建筑主体结构施工的过程中,建筑砖体砌筑部分的施工成为砌体工程,在进行砌体工程施工的过程中,要确保两层砖体的错位砌筑,这样能够有效的确保建筑的稳定性与结构强度。在施工的过程中如果发现砖体的结构不完成,砖体上存在孔洞,应当将带有孔洞的位置与建筑砌体的受力面进行垂直放置,以防砌体的整体荷载能力受到影响。在砌体施工的过程中,应当选择水泥作为砌体之间的粘合剂,在砌筑的过程中为了确保粘结的稳定,应当控制好水泥的质量。在砌筑工程施工的过程中,一定要避免雨水的冲刷,否则将会导致砌体施工的稳定性受到影响。

三、高性能结构工程发展的趋势

结构工程可以通过从规划阶段、设计阶段、施工阶段、运营阶段以及维护阶段直到项目的拆除等整个生命周期阶段进行综合管理,提升结构的整体性能,进而实现高性能结构工程的安全、经济、适用、耐久、美观的综合理念。任何一个时期都在追求结构的更高的性能,因为每一项工程其最终目的都是要被使用,为了实现其服务功能和预期的使用效果。安全性和经济性则是结构工程师工作的重要职责之一,安全性不仅关系到经济问题,对于人们的生命财产安全也具有直接影响,因此结构工程师应在满足安全性能的基础上尽可能的降低工程造价,提高结构工程的经济性。但安全性和经济型并不是两个不可协调的目标,可以通过合理的选择结构方案、施工方案以及施工技术等来达到安全与省钱两个目的。从结构工程的使用性能来说,结构工程作为人们生活环境的重要部分,应在保证安全、适用、经济和耐久的基础上来追求美观。其次,耐久性是结构工程的重要性能之一,过早地进行工程的拆除和重建,会造成资源的极大浪费,环境的破坏。综上所述,应保证高性能结构工程结构方案和建筑方案的合理。其次,应进行模型的分类计算,确保计算能够准确地反映结构工程的实际受力特征,并为进一步的精化、细化设计提供依据。第三,高性能结构的受力性能较好,能够有效避免裂纹、裂缝、脆性破坏等现象的出现。第四,高性能结构工程的材料利用率较高,能够发挥各不同材料的优势,进而达到取长补短的目的,实现环保等目的。第五,高性能结构工程的整体牢固性较好,可以通过采取合理的构造措施来避免结构工程出现塌陷等安全问题。第六,高性能结构工程的自重,除少数工程需要减轻震动,或者是增强抗倾覆能力之外,多数结构工程的自重较轻,不仅可以降低下部结构的造价,而且可以有效提高结构工程的跨越能力,进而提升结构的抗震性能。高性能结构工程施工方便,构造简单,能将复杂的问题简单化,进而保证工程质量,降低用工数量和劳动强度,高性能结构工程的全寿命费用较低,符合低碳环保绿色节能的发展需求。

结束语

高性能结构工程具有高安全性、高施工性,高维护性、高环保性以及高耐久性等优点,因此是我国结构工程发展的未来趋势也是我国建筑行业发展的必由之路。文章首先分析了现阶段我国机构工程面临的问题,并由此提出了高性能结构工程的核心理念,并在此基础上给出了高性能结构工程发展的对策,以促进我国结构工程的发展。

参考文献

[1] 阎培渝.高性能混凝土的现状与发展[J].混凝土世界,2014,12:42-47.

[2] 方万里.抗氯盐高性能混凝土抗氯离子渗透性能时变规律实验研究[D].华南理工大学,2014.

[3] 林雅莲.高性能混凝土及其在闽南地区的综合应用[D].华侨大学,2014.

[4] 李国栋.桥梁高性能混凝土早期收缩裂缝形成机理及控制[D].哈尔滨工业大学,2014.endprint

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