土木工程认识实习报告

认识实习报告

1.实习时间及形式

时间:20##-7-9至20##-7-13

实习形式:参观实习   

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2.实习目的

      《认识实习》是教学计划中的一个重要实践教学环节,属于传统的认知性实践环节,以增强感性认识为主。通过实习(参观已建成典型土木工程、施工现场、专业讲座等)增进学生对土木工程行业的了解;提高对土木工程在国民经济中作用及地位的认识;增加对土木工程专业、土木工程形式的了解。熟悉常见的土木工程结构形式、土木工程特点、构造方法、土木工程材料、施工方法、工程管理等知识,为今后更好适应专业学习奠定基础,同时提高学生的专业意识,提高专业学习兴趣,提高学习效果。此外,通过增强感性认识,以补充课堂教学的不足;也为后续课程的学习打下基础;并培养学生的观察、分析问题的能力。

3.实习项目简介

1.工人医院新址:唐山市工人医院新址的工程项目拟建门诊医技楼、病房楼、办公会议楼、传染楼、公寓楼及后勤保障用房,规划总建筑面积为382024.54平方米,其中地上建筑面积为288357.62平方米,地下建筑面积为93666.92平方米;而且绿地总面积达到45288.27平方米,绿地率达32%。根据医院发展要求,总体规划分为近期建设和远期建设两部分,其中近期建设又分为一期建设和二期建设。

2.京沈高速公路和唐山市北立交桥:(1) 京沈高速公路是“九五”期间国家重点建设项目,全长658公里,总投资近200亿元,该高速公路起自北京市东四环路,经河北省廊坊,天津宝坻,河北省唐山、北戴河、秦皇岛、山海关,辽宁省锦州、盘锦、鞍山,终点至沈阳市过境绕城高速公路。高速公路全线为6车道,设计时速为120公里。它是中国“两纵两横及三条重要路段”国道主干线路网规划中建成的第一条路,也是国家规划的“五纵七横”国道主干线中优先实施的“两纵两横及三条重要路段”的组成部分。是中国公路建设史上的一个重要里程碑。

(2)唐山北立交桥建成通车。备受唐山市各界关注的唐山市规模最大、标准最高的城市立交桥———北立交桥工程,经过建设者一年多的艰苦努力,于1月4日上午已正式全线竣工通车,这标志着唐山市城市现代化建设进入了一个新的发展阶段。 北立交桥位于唐山市北大门,是该市通往北京、东北方向,沟通国道主干线的一座特大型桥梁,是缓解城市交通压力,改善城市环境的基础性工程,同时也是唐山现代化交通大格局和城市形象建设的重要组成部分。该桥为三层互通式立交,全桥包括3条主线和8条匝道,全长7328米,其中桥梁长1863米,路线长5465米,桥面最高点距地面11.1米。工程总投资1.55亿元。 北立交桥工程是省“九五”期间重点建设工程,唐山市委、市政府也把它列为20##年为全市人民所办22件实事之一。为确保工程质量,指挥部运用先进的计算机网络,对工程成本、进度、质量实行全面动态管理,还设立了驻地监理组。经省、市公路质监部门检测,工程的内在质量和外在质量均达到优良。  

3.唐山市高新区建华检测中心项目:该项目位于高新区卫国路西侧,学院路东侧,荣华道北侧。项目总投资9700万元,总建筑面积36000平方米。地下三层,地上二十二层,总建筑高87米。被列为高新区20##年度重点建设项目之一,也是20##年高新区第一开工建设的重点项目。

4.唐山第三空间综合体工程:唐山第三空间综合体工程位于唐山市建设北路,总建筑面积88011平方米,地下部分28195平方米,地上部分59816平方米。建筑层数地下3层,地上25层,主体建筑高度99.74米。工程为商业、住宅、康体休闲为一体的多功能建筑工程;其地下部分为车库及大型超市,地上1层至3层为商业及餐饮娱乐,地上4层至25层为复式住宅,共计76套。该工程于20##年3月15日开工,总工期595天。

4.实习内容

(1)实习的第一天下着不算太大的雨,我们第一天骑着自行车来到了唐山市工人医院新址,我们随着指导老师开始了三个小时的实习参观。首先,我们对工人医院新址这个工程项目进行了简单的了解,踏着工人们在地上铺的钢筋和木板我们进入了工程的核心部位——工人医院门诊楼。通过老师和已经毕业的师兄的讲解,我们充分认识到土木工程在国民经济中的作用和地位。由于土木工程大都属于基本建设项目,综合性极强,与其他行业以及人们的日常生活等密不可分,总而言之,国民经济中几乎任何行业都与土木工程有关,甚至可以说它们离不开土木工程,而且土建工程都占较大的份额。       

 同时通过耐心而仔细的请教,我们了解到工程投资方与施工方各自不同的任务和责任。建设方就是为了用最少的成本获得较好的工程建筑,而相反乙方即施工单位就是为了啊满足投资方的需求,建立起最好的工程建设项目;同时从各个级别之间也清楚的知道了完成一个施工项目所需的技术人员的种类,包括瓦工、 木工、钢筋工、焊工、钳工、电工、水暖工、装修工等等,但是不论多少的工种,默契的配合与信任都是不合或缺的,这是工程建设成败的主要因素。

(2)第二天我们的目的地是唐山北立交桥和京沈高速公路。第一站很快就到了,站在横跨南北与东西的立交桥下,自己不禁有一种豁然开朗的感觉,积聚于心底的郁闷刹那间烟消云散。这座立交桥是为了纪念唐山大地震20周年迎接国家领导而修建的。这是立交桥早期时代的一个标志。该立交桥为梁式桥,桥墩一般采用了Y形和V形两种,而在每个拐角处桥梁采用的是双柱式或T形桥墩,为了增加在拐角处的荷载能力,保持桥梁稳定。Y形桥墩的桥梁是现浇,而V形则是预制的,桥面与桥墩间接触部分上下采用的是钢板,钢板间是用含铅粒的橡胶垫连接,这样可以起到减震的效果;

再次上车后我们就向京沈高速驶进了,京沈高速是中国七大首都放射线高速(京藏高速.京沪高速.京台高速.京港澳高速.京昆高速.京哈高速.京新高速)的一部分,其属于京哈高速,是中国公路建设史上的一个重要里程碑。工程于1996年9月开始分段施工,历经4年建设,20##年9月15日全线贯通。从北京至沈阳,约需6个小时。 这条高速公路形成一条新的东北三省出入关快速通道,将同三(同江至三亚)、京沪(北京至上海)、京珠(北京至珠海)、等国道主干线连为一体。是沟通东北与华北的交通运输大动脉。期间老师给我们讲到了关于石家庄的“新加坡”立交桥(将红绿灯和十字路口建立于立交桥,也就是在立交桥上有个十字路口,照样有红绿灯控制车辆的通行,这种现象就出现在石家庄新建成的裕华路和中华大街交叉口上。)这个路口,位于石家庄的市中心位置,原来就是一个普通的十字路口,由于交通流量比较大,经常造成堵车现象。于是市政府决定在这里修建一座立交桥,以改变这里的拥堵状况,在年初就进行了周边的拆除,施工围挡等等。经过近半年的施工,7月1日,这座在市民心中无比重要的立交桥终于揭开了他神秘的面纱,正式通车。但是当大家真正走到这座桥上的时候,市民们不仅哗然,花了巨资修建的桥,只不过是把机动车道和非机动车道分开了,机动车从桥上过,非机动车分流到了桥下。桥上照样是需要红绿灯控制,照样需要交警的指挥。市民戏称“所有走到这的机动车如果遇上红灯,必须时刻注意脚踩刹车,不然一不小心车就会向后溜去。给所有驾驶员提供了很好的坡道起步的练习机会。”
   (3)下午顶着太阳我们来到了唐山市高新区建华检测项目工程建筑工地。我们今天实习参观的工程建设项目主体建设结构为框架—筒体结构,梁呈“井”字排列,分布极密,主体荷载是四周的柱子和核心筒体。在大厅的位置采用了先进的设计理念,该方案是由贵州一位设计专家马克俭创新设计出来的,同时也向国内外申请专利,并成为国内第一位设计型院士。大厅跨度非常大,梁采用铜体作为下支撑,每个隔层间的短柱非常断,300左右,这样大的跨度优势在于每层间的设计可由住宅者自行设计,按自己的意愿规划理想的房屋设计,在已建好的四层顶楼的塑胶篮球场更为楼的实用和美观增添了几分色彩。楼顶的施工为在底梁的基础上撒上泡沫,再往上面覆盖一层炉渣,然后打上混凝土层,最后铺上防水层即可。

   (4)今天是实习最后一天了,我们沿着裕华道步行来到了第三空间综合体。远远望去,它的建筑外观很奇特,从项目工程来看与前几天看到的相比有过之而无不及。这里的建筑面积8万多平方米,投资却差不多早已超出16万平方米的工人医院新址,让人惊异。地下三层及地上三层均为休闲娱乐的地方,7米多高的四层更不可思议的是一个大型餐厅,如此庞大的建筑体系却只拥有76套的用户,每户型面积在500到1000平米不等,而每平27000的价格公寓更让人叹为观止,每户型的厕所三面围墙,一面玻璃,也同样让人向往,每栋楼的屋顶设计均为坡形,最大角度的为50多度,使得施工难度加大,屋顶的浇筑为塔落型浇筑,用特定的管道分层次浇筑,混凝土的粘稠度。在我们参观的时候,带领我们参观的施工单位的领导给我们讲解了一个特殊的工程机械——卸料平台。其护栏高度不得低于1.2米,必须标注限重,钢丝绳四角的调置为双根的,一根正常使用,另一根备用,防止单根的脱落。

5.实习收获

近一个月的实习,我学到的东西也相对较多。在专业上,我了解到整个混凝土结构工程包括了基础工程、钢筋工程、模板工程、混凝土工程。其中  1. 基础工程是整幢楼建设最为关键的部分,所以也是工程的重中之重,做好基础至关重要,基础工程包括了土方开挖,打桩,断桩处理,承台、地基梁的施工等等。2. 钢筋是钢筋混凝土结构的骨架,依靠握裹力与混凝土结合成整体。钢筋工程乃混凝土结构工程的三大工程之一。因为混凝土浇筑后,钢筋的质量难以检查,因此钢筋工程属于隐蔽工程,需要在施工过程中严格检查,并建立起必要的检查与验收制度。为了确保混凝土结构在使用阶段正常工作,钢筋工程施工时,钢筋的规格和位置必须与结构施工图一致。

工程中钢筋往往因长度不足或因施工工艺的要求等必须连接。所以钢筋的连接在钢筋工程中是一个重要的环节。3. 混凝土结构的模板工程,是混凝土成型施工中的一个十分重要的组成部分。我们所说的模板其实包含了两部分,其一是形成混凝土构件形状和设计尺寸的模板:其二是保证模板形状,尺寸及其空间位置的支撑系统。模板应具有一定的强度和刚度,以保证混凝土自重、施工荷载及混凝土的侧压力作用下不破坏,不变形。支撑系统既要保证模板的空间位置的准确性,又要承受模板、混凝土的自重及施工荷载,因此也应具有足够的强度、刚度和稳定性,以保证在上荷花载的作用下不沉陷,不变形,不破坏。

模板在材料与种类上也有很大的区别。一般可分为木模板、钢模板、胶合板。由于木模板使用方便,出模效果较其他模板好,所以现在大多数工程都是用木模板(即软模板)。

在工作经验上,我学会了适应环境。虽说以后不一定去工地工作,但有了这段时间的锻炼,不论以后做什么工作心中都有了一种吃苦耐劳的毅力,也学会了适应环境。另外就是在工地上知道了一些与学校不同的问题,就是在工地上知道了作为一名技术人员应该怎样去和工人交流等。

6.个人实习总结

实践是大学生活的第二课堂,是知识常新和发展的源泉,是检验真理的试金石,也是大学生锻炼成长的有效途径。一个人的知识和能力只有在实践中才能发挥作用,才能得到丰富、完善和发展。大学生成长,就要勤于实践,将所学的理论知识与实践相结合一起,在实践中继续学习,不断总结,逐步完善,有所创新,并在实践中提高自己由知识、能力、智慧等因素融合成的综合素质和能力,为自己事业的成功打下良好的基础。同时,利用这次实习机会接触社会,得到很好的锻炼,明确了在剩余的一年大学生活中应该发展的方向,特别是需要锻炼语言交流与沟通能力,努力学习,踏实工作,积极面对每一次挑战

最后,感谢学校和施工单位能为我们提供的这次实习机会和指导老师的随时随地的教导,以及为我提供优越的教学与生活条件,此次实习,令我受益终身,我将继续努力学习,争取早日成为一名合格的建设者。

 

第二篇:土木工程概论认识实习报告

土木工程概论认识实习报告

土木工程学院  姓名:Mr.su  学号:12345678  班级:土木XX班

中国国务院学位委员会在学科简介中定义为:土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称,它既指工程建设的对象,即建在地上、地下、水中的各种工程设施,也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术。土木工程的范围非常广泛,它包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程,铁道工程,桥梁工程,遂道工程,机场工程,地下工程, 给水排水工程,港口、码头工程等。国际上,运河、水库、大坝、水渠等水利工程也包括于土木工程之中。

道路与铁道工程

道路工程

道路工程乃从事道路的规划、勘测、设计、施工、养护等的应用科学和技术。也指所建筑的道路。土木工程的一个分支。道路通常是为陆地交通运输服务,通行各种机动车、人畜力车、驮骑牲畜和行人的各种路的统称。按使用性质分为城市道路、公路、厂矿道路、农村道路、林区道路等。

道路伴同人类活动而产生,又促进社会的进步和发展,是历史文明的象征、科学进步的标志。原始的道路是由人践踏而形成的小径。以后要求有更好的道路,取土填坑,架木过溪,以利通行。当人类由原始农业到驯养牲畜后,逐渐利用牛、马、骆驼等乘骑或驮运,因而出现驮运道。车轮的发明使陆地运输从此进入马车交通时代。巴比伦、埃及、中国、印度、希腊、罗马等文明古国,为了军事和商旅的需要,道路工程都有辉煌的成就。古波斯大道、欧洲琥珀大道、中国秦代栈道和驰道, 已有数千年历史。横贯亚洲的丝绸之路,对东西方文化交流起到巨大影响,中国古代发明也从此传播世界。中国历来重视道路的规划、修建和养护。古代道路工程有卓越创造,秦筑驰道,汉唐通西域,各国商旅兴盛。18世纪中叶,现代道路工程开始在欧洲兴起。1747年第一所桥路学校在巴黎建立。法国P.-M.-J.特雷萨盖、英国T.特尔福德和J.L.马克当等工程师提出新的路面结构理论和实践,奠定了现代道路工程的基础。1883~1885年德国G.W.戴姆勒、C.F.本茨发明了汽车,开创了以汽车交通为主的现代道路工程的新时代。1931~1942年德国建成高速公路网,为汽车交通提供了安全、迅速、经济、舒适的行车条件。
    道路工程包括以下内容 :道路网规划、路线勘测设计、路基工程、路面工程、道路排水工程、桥涵工程、隧道工程、附属设施和养护工程等。道路网规划是根据交通量大小,按道路功能分类,分别主次,合理规划,组成系统,保证交通运输。道路网分城市道路网和公路网。路线勘测设计是根据国家制定的分级管理和技术标准选定技术经济最优化的路线,对道路的平面、纵断面、横断面进行综合设计,力争平面短捷舒顺,纵坡平缓均匀,横断面稳定经济,以求保证设计车速。道路工程中每一分项工程的大小、繁简,取决于当地的地形、地质、水文等条件以及道路服务范围和在国家道路网中所处的地位和作用;应精心设计路基、路面、桥涵、隧道、排水等工程,依据技术规范,在保证质量的前提下,降低施工、养护、运营和交通管理等费用。

铁道工程

  世界铁路的发展已有100多年的历史,第一条完全用于客货运输而且有特定时间行驶列车的铁路,是1830年通车的英国利物浦与曼彻斯特铁路,这条铁路全长为35英里。此后,铁路主要是依靠牵引动力的发展而发展。牵引机车从最初的蒸汽机车发展成内燃机车、电力机车。运行速度也随着牵引动力的发展而加快。20世纪60年代开始出现了高速铁路,速度从120km/h提高到450km/h左右,以后又打破了传统的轮轨相互接触的粘着铁路,发展了轮轨相互脱离的磁悬浮铁路。而后者的试验运行速度,已经达到500km/h以上。一些发达国家和发展中国家的大城市已经把建设磁悬浮铁路列入计划。

  我国的铁路事业,从1876年英国商人在上海修建淞沪铁路开始,已发展到延伸祖国东南西北的全国铁路网。从上海浦东国际机场至龙阳路地铁站的磁悬浮铁路也将兴建,这标志着我国铁路建设已逐步迈上国际先进水平。城市轻轨与地下铁道已是各国发展城市公共交通的重要手段之一。自北京出现了我国第一条地下铁路以后,上海、天津、广州、南京等地已将发展地铁作为解决城市公共交通的重要措施之一。上海于20##年12月还顺利建成了我国第一条轻轨铁路-明珠线,它将我国的城市交通发展推向一个新的阶段。

  铁路工程涉及到选线设计和路基工程两大部分。下面就以上两部分内容作一简单介绍。

铁路选线设计是整个铁路工程设计中一项关系全局的总体性工作。选线设计的主要工作内容有:

1.根据国家政治、经济和国防的需要,结合线路经过地区的自然条件、资源分布、工农业发展等情况,规划线路的基本走向(即方向),选定铁路的主要技术标准。在城市里,则根据地区的商业或工业发展等情况,来规划线路的走向。
  2.根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施,来设计线路的空间位置。
  3.研究布置线路上的各种建筑物,如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等,并确定其类型和大小,使其总体上互相配合,全局上经济合理。
  线路空间位置的设计是线路平面与纵断面设计。目的在于保证行车安全和平顺前提下,适当地考虑工程投资和运营费用关系的平衡。行车安全和平顺是指:行车工程中不脱钩、不断钩、不脱轨、不途停、不运缓与旅客舒适等。一般这些要求编入在设计规范之中,设计时,必须遵守。
  铁路线路平面是指铁路中心线在水平面上的投影,它由直线段和曲线段组成。线路平面设计的基本要求为:(1) 为了节省工程费用与运营成本,一般力求缩短线路长度;(2) 为了保证行车安全与平顺,应尽量采用较长直线段和较大的圆曲线半径。线路平面的最小半径受到铁路等级、行车速度和地形等条件的限制;(3) 为列车平顺地从直线段驶入曲线段,一般在圆曲线的起点和终点处设置缓和曲线。缓和曲线的目的是使车辆的离心力缓慢增加,利于行车平稳,同时使得外轨超高,以增加向心力,使其与离心力的增加相配合。
  铁路纵断面是指铁路中心线在立面上的投影,是由坡段及连接相邻坡段的竖曲线组成。而坡段的特征用坡段长度和坡度值表示。
铁路定线就是在地形图上或地面上选定线路的走向,并确定线路的空间位置。通过定线,决定各有关设备与建筑物的分布和类型。这些设备与  铁路工程的耗费直接有关,是一项综合工程。它一般要考虑以下因素:
  (1) 设计线路的意义和与行政区其它建设的配合关系;
  (2) 设计线路的经济效益和运量要求;
  (3) 设计线路所处的自然条件;
  (4) 设计线路主要技术标准和施工条件等。
  铁路定线的基本方法有套线、眼镜线和螺旋线等。铁路的定线受到自然条件的限制,如:河谷地区、越岭地区、不良地质地区等。下图显示了几种铁路定线例子。

桥梁工程

桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程,以及研究这一过程的科学和工程技术,它是土木工程的一个分支。

桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。古代桥梁以通行人、畜为主,载重不大,桥面纵坡可以较陡,甚至可以铺设台阶。在有重载马车之后,载重量逐步加大,桥面纵坡也必须使之平缓。这时的桥梁材料仍以木、石为主,铸铁和锻铁很少使用。

自从有了铁路以后,桥梁所承受的载重逐倍增加,线路的坡度和曲线标准要求又高,且需要建成铁路网以增大经济效益,因此,为要跨越更大更深的江河、峡谷,迫使桥梁向大跨度发展。石材、木材、铸铁、锻铁等桥梁材料,显然不合要求,而钢材的大量生产正好满足这一要求。

在技术方面,只是凭经验修桥,曾使19世纪80~90年代的许多铁路桥发生重大事故;从这时起,正在发展中的结构力学理论得到了重视,而在它的静力分析理论完全确立并广泛普及之后,桥梁因强度不足而造成的事故显然大为减少。

二十世纪以来,公路交通有很大发展。在内陆,需要在更多的河流、峡谷之上建桥。在城市中,以及在各种交通线路相交处,需要建造立交桥。在沿海,既需在大船通航的河口、海湾、海峡修建特大跨度桥梁,又需在某些海岛与大陆之间修建长桥。

桥梁需要大量修建,而人力、物力、财力有限;于是,不断提高技术水平,引用新材料、新工艺、新桥式,对结构行为进行更精确的数值分析,采用更精确的结构试验进行验证,以使桥梁建设的经济效益不断提高,已成为时代的要求。

桥梁工程学主要研究桥渡设计,包括选择桥址,决定桥梁孔径,考虑通航和线路要求以确定桥面高程,考虑基底不受冲刷或冻胀以确定基础埋置深度,设计导流建筑物等;桥式方案设计;桥梁结构设计;桥梁施工;桥梁检定;桥梁试验;桥梁养护等方面。

在建桥材料方面,以高强、轻质、低成本为选择的主要依据,近期仍以发展传统的钢材和混凝土为主,提高其强度和耐久性。对于建筑钢材的脆断机理、初始几何缺陷等,以及混凝土材料的非弹性问题(收缩徐变以及疲劳等),将继续作充分的研究,使能正确控制结构的受力和变形。至于碳纤维塑料等在桥梁上的广泛应用,还必须在降低成本以后才有可能。

在桥梁勘察设计方面,随着交通事业的迅速发展,大跨度或复杂的桥型将不断涌现。高速公路的发展,对桥梁设计亦将提出新的要求。在桥式方案设计中,将有可能利用结构优化设计理论,借助电子计算机选出最佳方案。

在结构设计计算中,采用空间理论来分析桥梁整体受力已成为可能;以概率统计理论为基础的极限状态设计理论,将进一步反映在桥涵设计规范中,使桥梁设计的安全度得到科学合理的保证。桥梁美学作为时代、民族的文化在某些方面的反映,将愈来愈受到人们的重视:桥梁的面貌将蔚为大观。

在桥梁施工方面,对施工组织将充分利用电子计算机进行经济有效的管理。在施工技术中,将不断引用新技术和高效率、高功能的机具设备,借以提高质量、缩短工期、降低造价。如采用激光测量控制结构的精确定位;引用自升式水上平台克服深水基础的困难;利用遥控设备在沉井、沉箱中挖基,以减少劳动强度并避免人身危险;利用高质量的焊接技术,借能推广工地焊接等,此外,装配式桥梁也将有所发展,以使结构和构件标准化,生产工业化。

在桥梁养护维修方面,要求对既有桥梁建立完善的技术档案管理制度。在桥梁维修检查中,引用新型精密的测量仪表,如用声测法对结构材料的缺陷以及弹性模量进行测定;用手携式金相摄影仪检查钢材的晶体结构俾能及早进行加固防患于末然,以便延长桥梁的使用寿命。

桥梁工程始终是在生产发展与各类科学技术进步的综合影响下,遵循适用、安全、经济与美观的原则,不断的向前发展。

地下工程

在地面以下土层或岩体中修建各种类型的地下建筑物或结构的工程,可称为地下工程。它包括交通运输方面的地下铁道、公路隧道、地下停车场、过街或穿越障碍的各种地下通道等;军事方面和野战工事、地下指挥所、通讯枢纽、掩蔽所、军火库等;工业与民用方面的各种地下车间、电站、各种储存库房、商店、人防与市政地下工程,以及文化、体育、娱乐与生活等方面的联合建筑体等等。

在前面隧道工程中亦有把地下空间的利用纳入隧道概念的提法,本节所介绍的地下工程,是指除了作为地下通路的隧道和矿井等地下构筑物外的地下工程。
地下电站
  地下水力、核能、火力发电站和压缩空气站,均属于动力类地下厂房。无论在平时或战时,都是国民经济的核心部门。

地下仓库
  由于地下环境对于许多物质的贮存有突出的优越性,地下环境的热稳定性、密闭性和地下建筑良好的防护性能,为在地下建造各种贮库提供了十分有利的条件。由于人口的增长、集中和都市化,世界各国都面临能源、粮食、水的供应和放射性以及其它废弃物的处理问题。目前各种类型的地下贮藏设施,在地下工程的建造总量中已占据很大的比重。在地下空间开发利用的贮能、节能方面,北欧、斯堪的纳维亚地区、美国、英国、法国和日本成效显著。一些能源短缺国家的专家提出了建造地下燃料贮库为主的战略储备主张。日本清水公司连续建造了6座用连续墙施工的液化天然气库,其中有一直径64m、高40.5m,贮存量可供东京使用半个月的贮库。美国有2,000多口井处理酸碱废料,而且还将钠加工废料捣成浆状,注入深部底层以防污染。随着我国的经济发展也要求建造大量的地下液体燃料贮藏库。

  城市地下空间的开发利用,已经成为现代城市规划和建设的重要内容之一。一些大城市从建造地下街、地下商场、地下车库等建筑开始,逐渐发展为将地下商业街、地下停车场和地下铁道,管线设施等结为一体,形成与城市建设有机结合的多功能的地下综合体。因此,地下综合体可以考虑定义为建设沿三维空间发展的,地面地下连通的,结合交通、商业贮存、娱乐、市政等多用途的大型公共地下建筑。地下综合体具有多重功能、空间重叠、设施综合的特点,与城市的发展应统筹规划、联合开发和同步建设。

城市地下综合体

一、地下街
  地下街是城市的一种地下通道,不论是连系各个建筑物的,或是独立修建的均可称之。其存在形式可以是独立实体或附属于某些建筑物。
  地下街在国土小、人口多的日本最为发达。东京八重州地下街,是日本最大的地下街之一。其长度约6km,面积6.8万m2,设有商店141个与51座大楼连通,每天活动人数超过300万人。

  地下街在我国的城市建设中起着多方面的积极作用,其具体表现为:
  1.有效利用地下空间,改善城市交通。近年来我国地下街均建于大城市的十字交叉口的人流车流繁忙地段,修建地下街实现了人车分流,改善了交通。
  2.地下街与商业开发相结合,活跃市场,繁荣了城市经济。
  3.改善城市环境,丰富了人民物质与文化生活。

二、地下商场
  商业是现代城市的重要功能之一。我国的地下空间的开发和利用,在经历了一段以民防地下工程建设为主体的历程后,目前正逐步走向与城市的改造、更新相结合的道路。一大批中国式的大中型地下综合体、地下商场在一些城市建成,并发挥了重要的社会作用,取得良好的经济效益。

三、地下停车场
  近年来我国若干大城市的停车问题已日益尖锐,大量道路路面被用于停车,加重了动态交通的混乱,对有组织的公共停车的需求已十分迫切。近几年在长沙、上海、沈阳等城市建造了几座地面多层停车场,但由于规划不当和体制、管理等方面的原因,效果都不理想,综合效益较差。因此,鉴于我国城市用地十分紧张的情况,跨越过地面上大量建设多层停车场的发展阶段(国外在60年代曾经历过这一阶段),结合城市再开发和地下空间综合利用的规划设计,直接进入以发展地下公共停车设施为主的阶段,是合理和可行的。目前上海、北京、沈阳等大城市结合地下综合体的建设,正在建造和准备建造地下公共停车场,容量从几十辆到几百辆不等,这种发展方向目前已渐为人们所接受。

岩土工程

地上、地下和水中的各类工程统称土木工程。土木工程中涉及岩石、土、地下水的部分称岩土工程

岩土工程专业是土木工程的分支,是运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。按照工程建设阶段划分,工作内容可以分为:岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程监测、岩土工程检测。

区域性土分布和特性的研究
  经典土力学是建立在无结构强度理想的粘性土和无粘性土基础上的。但由于形成条件、形成年代、组成成分、应力历史不同,土的工程性质具有明显的区域性。周镜在黄文熙讲座〔1〕中详细分析了我国长江中下游两岸广泛分布的、矿物成分以云母和其它深色重矿物的风化碎片为主的片状砂的工程特性,比较了与福建石英质砂在变形特性、动静强度特性、抗液化性能方面的差异,指出片状砂有某些特殊工程性质。然而人们以往对砂的工程性质的了解,主要根据对石英质砂的大量室内外试验结果。周镜院士指出:“众所周知,目前我国评价饱和砂液化势的原位测试方法,即标准贯入法和静力触探法,主要是依据石英质砂地层中的经验,特别是唐山地震中的经验。有的规程中用饱和砂的相对密度来评价它的液化势。显然这些准则都不宜简单地用于长江中下游的片状砂地层”。我国长江中下游两岸广泛分布的片状砂地层具有某些特殊工程性质,与标准石英砂的差异说明土具有明显的区域性,这一现象具有一定的普遍性。国内外岩土工程师们发现许多地区的饱和粘土的工程性质都有其不同的特性,如伦敦粘土、波士顿蓝粘土、曼谷粘土、Oslo粘土、Lela粘土、上海粘土、湛江粘土等。这些粘土虽有共性,但其个性对工程建设影响更为重要。
我国地域辽阔、岩土类别多、分布广。以土为例,软粘土、黄土、膨胀土、盐渍土、红粘土、有机质土等都有较大范围的分布。如我国软粘土广泛分布在天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、湛江、广州、深圳、南京、武汉、昆明等地。人们已经发现上海粘土、湛江粘土和昆明粘土的工程性质存在较大差异。以往人们对岩土材料的共性、或者对某类土的共性比较重视,而对其个性深入系统的研究较少。对各类各地区域性土的工程性质,开展深入系统研究是岩土工程发展的方向。探明各地区域性土的分布也有许多工作要做。岩土工程师们应该明确只有掌握了所在地区土的工程特性才能更好地为经济建设服务。
本构模型研究
  在经典土力学中沉降计算将土体视为弹性体,采用布西奈斯克公式求解附加应力,而稳定分析则将土体视为刚塑性体,采用极限平衡法分析。采用比较符合实际土体的应力-应变-强度(有时还包括时间)关系的本构模型可以将变形计算和稳定分析结合起来。自Roscoe与他的学生(1958~1963)创建剑桥模型至今,各国学者已发展了数百个本构模型,但得到工程界普遍认可的极少,严格地说尚没有。岩体的应力-应变关系则更为复杂。看来,企图建立能反映各类岩土的、适用于各类岩土工程的理想本构模型是困难的,或者说是不可能的。因为实际工程土的应力-应变关系是很复杂的,具有非线性、弹性、塑性、粘性、剪胀性、各向异性等等,同时,应力路径、强度发挥度、以及岩土的状态、组成、结构、温度等均对其有影响。
  开展岩土的本构模型研究可以从两个方向努力:一是努力建立用于解决实际工程问题的实用模型;一是为了建立能进一步反映某些岩土体应力应变特性的理论模型。理论模型包括各类弹性模型、弹塑性模型、粘弹性模型、粘弹塑性模型、内时模型和损伤模型,以及结构性模型等。它们应能较好反映岩土的某种或几种变形特性,是建立工程实用模型的基础。工程实用模型应是为某地区岩土、某类岩土工程问题建立的本构模型,它应能反映这种情况下岩土体的主要性状。用它进行工程计算分析,可以获得工程建设所需精度的满意的分析结果。例如建立适用于基坑工程分析的上海粘土实用本构模型、适用于沉降分析的上海粘土实用本构模型,等等。

不同介质间相互作用及共同分析
  李广信(1998)认为岩土工程不同介质间相互作用及共同作用分析研究可以分为三个层次:①岩土材料微观层次的相互作用;②土与复合土或土与加筋材料之间的相互作用;③地基与建(构)筑物之间相互作用〔2〕。
  土体由固、液、气三相组成。其中固相是以颗粒形式的散体状态存在。固、液、气三相间相互作用对土的工程性质有很大的影响。土体应力应变关系的复杂性从根本上讲都与土颗粒相互作用有关。从颗粒间的微观作用入手研究土的本构关系是非常有意义的。通过土中固、液、气相相互作用研究还将促进非饱和土力学理论的发展,有助于进一步了解各类非饱和土的工程性质。
  与土体相比,岩体的结构有其特殊性。岩体是由不同规模、不同形态、不同成因、不同方向和不同序次的结构面围限而成的结构体共同组成的综合体,岩体在工程性质上具有不连续性。岩体工程性质还具有各向异性和非均一性。结合岩体断裂力学和其它新理论、新方法的研究进展,开展影响工程岩体稳定性的结构面几何学效应和力学效应研究也是非常有意义的。
  当天然地基不能满足建(构)筑物对地基要求时,需要对天然地基进行处理形成人工地基。桩基础、复合地基和均质人工地基是常遇到的三种人工地基形式。研究桩体与土体、复合地基中增强体与土体之间的相互作用,对了解桩基础和复合地基的承载力和变形特性是非常有意义的。
地基与建(构)筑物相互作用与共同分析已引起人们重视并取得一些成果,但将共同作用分析普遍应用于工程设计,其差距还很大。大部分的工程设计中,地基与建筑物还是分开设计计算的。进一步开展地基与建(构)筑物共同作用分析有助于对真实工程性状的深入认识,提高工程设计水平。现代计算技术和计算机的发展为地基与建(构)筑物共同作用分析提供了良好的条件。目前迫切需要解决各类工程材料以及相互作用界面的实用本构模型,特别是界面间相互作用的合理模拟。
岩土工程测试技术
  岩土工程测试技术不仅在岩土工程建设实践中十分重要,而且在岩土工程理论的形成和发展过程中也起着决定性的作用。理论分析、室内外测试和工程实践是岩土工程分析三个重要的方面。岩土工程中的许多理论是建立在试验基础上的,如Terzaghi的有效应力原理是建立在压缩试验中孔隙水压力的测试基础上的,Darcy定律是建立在渗透试验基础上的,剑桥模型是建立在正常固结粘土和微超固结粘土压缩试验和等向三轴压缩试验基础上的。测试技术也是保证岩土工程设计的合理性和保证施工质量的重要手段。
  岩土工程测试技术一般分为室内试验技术、原位试验技术和现场监测技术等几个方面。在原位测试方面,地基中的位移场、应力场测试,地下结构表面的土压力测试,地基土的强度特性及变形特性测试等方面将会成为研究的重点,随着总体测试技术的进步,这些传统的难点将会取得突破性进展。虚拟测试技术将会在岩土工程测试技术中得到较广泛的应用。及时有效地利用其他学科科学技术的成果,将对推动岩土工程领域的测试技术发展起到越来越重要的作用,如电子计算机技术、电子测量技术、光学测试技术、航测技术、电、磁场测试技术、声波测试技术、遥感测试技术等方面的新的进展都有可能在岩土工程测试方面找到应用的结合点。测试结果的可靠性、可重复性方面将会得到很大的提高。由于整体科技水平的提高,测试模式的改进及测试仪器精度的改善,最终将导致岩土工程方面测试结果在可信度方面的大大改进。
岩土工程可靠度分析
  在建筑结构设计中我国已采用以概率理论为基础并通过分项系数表达的极限状态设计方法。地基基础设计与上部结构设计在这一点尚未统一。应用概率理论为基础的极限状态设计方法是方向。由于岩土工程的特殊性,岩土工程应用概率极限状态设计在技术上还有许多有待解决的问题。目前要根据岩土工程特点积极开展岩土工程问题可靠度分析理论研究,使上部结构和地基基础设计方法尽早统一起来。
环境岩土工程研究
  环境岩土工程是岩土工程与环境科学密切结合的一门新学科。它主要应用岩土工程的观点、技术和方法为治理和保护环境服务。人类生产活动和工程活动造成许多环境公害,如采矿造成采空区坍塌,过量抽取地下水引起区域性地面沉降,工业垃圾、城市生活垃圾及其它废弃物,特别有毒有害废弃物污染环境,施工扰动对周围环境的影响等等。另外,地震、洪水、风沙、泥石流、滑坡、地裂缝、隐伏岩溶引起地面塌陷等灾害对环境造成破坏。上述环境问题的治理和预防给岩土工程师们提出了许多新的研究课题。随着城市化、工业化发展进程加快,环境岩土工程研究将更加重要。应从保持良好的生态环境和保持可持续发展的高度来认识和重视环境岩土工程研究。
按沉降控制设计理论
  建(构)筑物地基一般要同时满足承载力的要求和小于某一变形沉降量(包括小于某一沉降差)的要求。有时承载力满足要求后,其变形和沉降是否满足要求基本上可以不验算。这里有二种情况:一种是承载力满足后,沉降肯定很小,可以不进行验算,例如端承桩桩基础;另一种是对变形没有严格要求,例如一般路堤地基和砂石料等松散原料堆场地基等。也有沉降量满足要求后,承载力肯定满足要求而可以不进行验算。在这种情况下可只按沉降量控制设计。
  在深厚软粘土地基上建造建筑物,沉降量和差异沉降量控制是问题的关键。软土地基地区建筑地基工程事故大部分是由沉降量或沉降差过大造成的,特别是不均匀沉降对建筑物的危害最大。深厚软粘土地基建筑物的沉降量与工程投资密切相关。减小沉降量需要增加投资,因此,合理控制沉降量非常重要。按沉降控制设计既可保证建筑物安全又可节省工程投资。
  按沉降控制设计不是可以不管地基承载力是否满足要求,在任何情况下都要满足承载力要求。按沉降控制设计理论本身也包含对承载力是否满足要求进行验算。
基坑工程围护体系稳定和变形
  随着高层建筑的发展和城市地下空间的开发,深基坑工程日益增多。基坑工程围护体系稳定和变形是重要的研究领域。
  基坑工程围护体系稳定和变形研究包括下述方面:土压力计算、围护体系的合理型式及适用范围、围护结构的设计及优化、基坑工程的“时空效应”、围护结构的变形,以及基坑开挖对周围环境的影响等等。基坑工程涉及土体稳定、变形和渗流三个基本问题,并要考虑土与结构的共同作用,是一个综合性课题,也是一个系统工程。
  基坑工程区域性、个性很强。有的基坑工程土压力引起围护结构的稳定性是主要矛盾,有的土中渗流引起流土破坏是主要矛盾,有的控制基坑周围地面变形量是主要矛盾。目前土压力理论还很不完善,静止土压力按经验确定或按半经验公式计算,主动土压力和被动土压力按库伦(1776)土压力理论或朗肯(1857)土压力理论计算,这些都出现在Terzaghi有效应力原理问世之前。在考虑地下水对土压力的影响时,是采用水土压力分算,还是采用水土压力合算较为符合实际情况,在学术界和工程界认识还不一致。
  作用在围护结构上的土压力与挡土结构的位移有关。基坑围护结构承受的土压力一般是介于主动土压力和静止土压力之间或介于被动土压力和静止土压力之间。另外,土具有蠕变性,作用在围护结构上的土压力还与作用时间有关。
复合地基
  随着地基处理技术的发展,复合地基技术得到愈来愈多的应用。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,加固区是由基体(天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。复合地基中增强体和基体是共同直接承担荷载的。根据增强体的方向,可分为竖向增强体复合地基和水平向增强体复合地基两大类。根据荷载传递机理的不同,竖向增强体复合地基又可分为三种:散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。
  复合地基、浅基础和桩基础是目前常见的三种地基基础形式。浅基础、复合地基和桩基础之间没有非常严格的界限。桩土应力比接近于1.0的土桩复合地基可以认为是浅基础,考虑桩土共同作用的摩擦桩基也可认为是刚性桩复合地基。加强复合地基理论研究的同时,还要加强复合地基新技术的开发和复合地基技术应用研究。
周期荷载以及动力荷载作用下地基性状
  在周期荷载或动力荷载作用下,岩土材料的强度和变形特性,与在静荷载作用下的有许多特殊的性状。动荷载类型不同,土体的强度和变形性状也不相同。在不同类型动荷载作用下,它们共同的特点是都要考虑加荷速率和加荷次数等的影响。近二三十年来,土的动力荷载作用下的剪切变形特性和土的动力性质(包括变形特性和动强度)的研究已得到广泛开展。随着高速公路、高速铁路以及海洋工程的发展,需要了解周期荷载以及动力荷载作用下地基土体的性状和对周围环境的影响。与一般动力机器基础的动荷载有所不同,高速公路、高速铁路以及海洋工程中其外部动荷载是运动的,同时自身又产生振动,地基土体的受力状况将更复杂,土体的强度、变形特性以及土体的蠕变特性需要进一步深入的研究,以满足工程建设的需要。交通荷载的周期较长,交通荷载自身振动频率也低,荷载产生的振动波的波长较长,波传播较远,影响范围较大。高速公路、高速铁路以及海洋工程中的地基动力响应计算较为复杂,研究交通荷载作用下地基动力响应计算方法,从而可进一步研究交通荷载引起的荷载自身振动和周围环境的振动,对实际工程具有广泛的应用前景。
特殊岩土工程问题研究
  展望岩土工程的发展,还要重视特殊岩土工程问题的研究,如:库区水位上升引起周围山体边坡稳定问题;越江越海地下隧道中岩土工程问题;超高层建筑的超深基础工程问题;特大桥、跨海大桥超深基础工程问题;大规模地表和地下工程开挖引起岩土体卸荷变形破坏问题;等等。
  岩土工程是一门应用科学,是为工程建设服务的。工程建设中提出的问题就是岩土工程应该研究的课题。岩土工程学科发展方向与土木工程建设发展态势密切相关。世界土木工程建设的热点移向东亚、移向中国。中国地域辽阔,工程地质复杂。中国土木工程建设的规模、持续发展的时间、工程建设中遇到的岩土工程技术问题,都是其它国家不能相比的。这给我国岩土工程研究跻身世界一流并逐步处于领先地位创造了很好的条件。展望21世纪岩土工程的发展,挑战与机遇并存,让我们的共同努力将中国岩土工程推向一个新水平。

建筑工程

衣食住行是人们生活的四大要素,人们向往宽敞、明亮、坚固、耐用的住宅;同时,高楼林立的城市、现代化的工厂、标志性的公共建筑,都与建筑工程戚戚相关。

随着我国改革开放的不断深入,特别是近几年来安居工程的启动、土地批租政策的实施、房地产业的兴起、住房改革方案的推行,极大地推动了我国建筑业的发展。
  建筑工程按层数可分为单层建筑、多层建筑和高层建筑。

建筑基本构建

板指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件,通常水平放置,但有时也斜向设置(如楼梯板)或竖向设置(如墙板)。板在建筑工程中一般应用于楼板、屋面板、基础板、墙板等。

板按平面形式可分为方形板、矩形板、圆形板及三角形板,按截面形式可分为实心板、空心板、槽形板,按所用材料可分为木板、钢板、钢筋混凝土板、预应力板等。
  板按受力形式可分为单向板和双向板。单向板指板上的荷载沿一个方向传递到支承构件上的板,双向板指板上的荷载沿两个方向传递到支承构件上的板。当矩形板为两边支承时为单向板;当有四边支承时,板上的荷载沿双向传递到四边,则为双向板。

    结构中的受弯构件,通常水平放置,但有时也斜向设置以满足使用要求,如楼梯梁。梁的截面高度与跨度之比一般为1/8~1/16,高跨比大于1/4的梁称为深梁;梁的截面高度通常大于截面的宽度,但因工程需要,梁宽大于梁高时,称为扁梁;梁的高度沿轴线变化时,称为变截面梁。

1.按截面形式分:矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、Z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。

2.按所用材料分:钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、木梁以及钢与混凝土组成的组合梁等。

3.按梁的常见支承方式可分为:简支梁 , 悬臂梁 , 一端简支另一端固定梁 ,两端固定梁 , 连续梁。

4.按在结构中的位置分:主梁、次梁、连梁、圈梁、过梁等。

    接承受板传来的荷载,再将板传来的荷载传递给主梁。主梁除承受板直接传来的荷载外,还承受次梁传来的荷载。连梁主要用于连接两榀框架,使其成为一个整体。圈梁一般用于砖混结构,将整个建筑围成一体,增强结构的抗震性能。过梁一般用于门窗洞口的上部,用以承受洞口上部结构的荷载。

结构中主要承受压力,有时也同时承受弯矩的竖向构件。

1.按截面形式分:方柱、圆柱、管柱、矩形柱、工字形柱、H形柱、L形柱、十字形柱、双肢柱、格构柱。

2.钢柱按截面形式分为:实腹柱和格构柱。实腹柱指截面为一个整体,常用截面为工字形截面,格构柱指柱由两肢或多肢组成,各肢间用缀条或缀板连接。

3.按所用材料分:石柱、砖柱、砌块柱、木柱、钢柱、钢筋混凝土柱、劲性钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱和各种组合柱。

4.按柱的破坏形式或长细比可分为:短柱、长柱及中长柱。

5.按受力形式分为:轴心受压柱和偏心受压柱。

6.钢筋混凝土柱:钢筋混凝土柱是最常见的柱,广泛应用于各种建筑。钢筋混凝土柱按制造和施工方法可分为现浇柱和预制柱。

7.劲性钢筋混凝土柱:劲性钢筋混凝土柱是在钢筋混凝土柱的内部配置型钢,与钢筋混凝土协同受力,可减小柱的断面,提高柱的刚度,但用钢量较大。

8.钢管混凝土柱:钢管混凝土柱是用钢管作为外壳,内浇混凝土,是劲性钢筋混凝土柱的另一种形式。

拱为曲线结构,主要承受轴向压力,与梁的最大区别在于拱在竖直荷载作用下产生水平反力。由于这个力的存在使拱的弯矩要比跨度、荷载相同的梁的弯矩小得多,并主要是承受压力。这就使得拱截面上的应力分布比较均匀,因而更能发挥材料的作用,并利用抗拉性能较差而抗压较强的材料如砖,石,混凝土等来建造,这是拱的主要优点。因此广泛应用于拱桥,在建筑中应用较少,其典型应用为砖混结构中的砖砌门窗圆形过梁,亦有拱形的大跨度结构。

单层建筑

一般单层建筑

一般单层建筑按使用目的可分为民用单层建筑和单层工业厂房。

一.   民用单层建筑

民用单层建筑一般采用砖混结构,即墙体采用砖墙,屋面板采用钢筋混凝土板。多用于单层住宅、公共建筑、别墅等。

二.单层工业厂房

单层工业厂房一般采用钢筋混凝土或钢结构柱,屋盖采用钢屋架结构。按结构形式可分为排架结构和刚架结构。排架结构指柱与基础为刚接,屋架与柱顶的连接为铰接,刚架结构也称框架结构,即梁或屋架与柱的连接为刚性连接。

三.当前新出现的厂房建筑

1.轻型钢结构建筑

柱子和梁均采用变截面H型钢,柱梁的连接节点作成刚接,因施工方便,施工周期短,跨度大,用钢量经济,在单层厂房、仓库、冷库、候机厅、体育馆中已有越来越广泛的应用。 

2.拱形彩板屋顶建筑

用拱形彩色热镀锌钢板作为屋面,自重轻,工期短,造价低,彩板之间用专用机具咬合缝,不漏水,已在很多工程中采用。

大跨度建筑

大跨度结构其结构体系有很多种,如网架结构、索结构、薄壳结构、充气结构、应力膜皮结构、混凝土拱形桁架等,常用于展览馆、体育馆、飞机机库等。

一.网架结构
  网架结构为大跨度结构最常见的结构形式,因其为空间结构,故一般称为空间网架。其杆件多采用钢管或型钢,现场安装。常见的为平面桁架、四角锥体和三角形锥体组成,其节点形式可分为焊接钢板节点和焊接空心球节点两种。

二.索结构
  索结构是将桥梁中的悬索“移植”到房屋建筑中,可以说是土木工程中结构形式互通互用的典型范例。

三.薄壳结构
  薄壳结构常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳和双曲抛物面壳等。圆形圆顶结构是轴对称结构,在轴对称荷载作用下,将只产生两种力:径向力和环向力。径向力为沿经线方向的力,因其要平衡垂直向下荷载,所以必定为压力。环向力为沿纬线方向的力。圆形屋顶在垂直荷载作用下,上部的圆顶部分将受压收缩,其直径将变小,而下部近支承部分直径将增大,即上部将产生环向压力,而下部将产生环向拉力,中间将有一截面,为环向压力向环向拉力转变的交界线,该处的环向力为0,该截面称为“过渡缝”。

四.混凝土拱形桁架

混凝土拱形桁架在以前的工程中应用较多,但因其自重较大,施工复杂,现已很少采用。目前最大跨度的拱形桁架为贝尔格莱德的机库,为预应力混凝土桁架结构,跨度为135.8m。

五.充气结构

充气结构又称充气薄膜结构,是在玻璃丝增强塑料薄膜或尼龙布罩内部充气形成一定的形状,作为建筑空间的覆盖物。

六.应力膜皮结构

应力膜皮结构一般是用钢质薄板做成很多块各种板片单元焊接而成的空间结构。

多层与高层建筑

多层结构

多层和高层结构主要应用于居民住宅、商场、办公楼、旅馆等建筑。近几年来,国家为提高居民的人均居住水平,解决居民的居住困难问题,大力推动我国的住宅建设。同时,随着经济的发展和房地产业的兴起,大量的高层和多层结构在中国大地涌现。多层与高层建筑的界限,各国不一。我国以8层为界限,低于8层者称为多层建筑,8层及8层以上者称为高层建筑。多层结构常用的结构形式为混合结构、框架结构。

一.   混合结构

混合结构指用不同的材料建造的房屋,通常墙体采用砖砌体,屋面和楼板采用钢筋混凝土结构,故亦称砖混结构。目前,我国的混合结构最高已达到11层,局部已达到12层。以前混合结构的墙体主要采用普通粘土砖,但因普通粘土砖的制作需使用大量的粘土,对我们宝贵的土地资源是很大的消耗。因此,国家已逐渐在各地区禁止大面积使用普通粘土砖,而推广空心砌块的应用

二.   框架结构

框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构,如下面的动画所示。框架结构的优点是强度高、自重轻、整体性和抗震性能好。因其采用梁柱承重,因此建筑布置灵活,可获得较大的使用空间,使用广泛,主要应用于多层工业厂房、仓库、商场、办公楼等建筑

三.   多层结构施工方式

多层结构可采用现浇,也可采用装配式或装配整体式结构。其中,现浇钢筋混凝土结构整体性好,适应各种有特殊布局的建筑;装配式和装配整体式结构采用预制构件,现场组装,其整体性较差,但便于工业化生产和机械化施工。装配式结构在前段时期比较盛行,但随着泵送混凝土的出现,使混凝土的浇筑变得方便快捷,机械化施工程度已较高,因此近年来,已逐渐趋向于采用现浇混凝土。

高层结构

高层结构在我国改革开放后,发展迅猛,特别是进入20世纪90年代后,发展尤其迅速,高层和超高层建筑如雨后春笋般在各大城市涌现。高层结构的主要结构形式有:框架结构,框架-剪力墙结构,剪力墙结构,框支剪力墙结构,筒体结构等。

框架结构

框架结构因其受力体系由梁和柱组成,用以承受竖向荷载是合理的,在承受水平荷载方面能力很差。因此仅在房屋高度不大、层数不多时采用。因当房屋层数不多时,风荷载的影响很小,竖向荷载对结构的设计起控制作用,但当层数较多时,水平荷载将起很大的影响,会造成梁、柱的截面尺寸很大,在技术经济上不如其它结构体系合理。

一.   框架-剪力墙结构

在框架-剪力墙结构中,框架与剪力墙协同受力,剪力墙承担绝大部分水平荷载,框架则以承担竖向荷载为主,这样,可以大大减少柱子的截面。 剪力墙在一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性。这种体系一般用于办公楼、旅馆、住宅以及某些工艺用房。

二.   剪力墙结构

当房屋的层数更高时,横向水平荷载已对结构设计起控制作用,如仍采用框架-剪力墙结构,剪力墙将需布置得非常密集,这时,宜采用剪力墙结构,即全部采用纵横布置的剪力墙组成,剪力墙不仅承受水平荷载,亦用来承受垂直荷载。剪力墙结构因剪力墙的存在,其空间分隔固定,建筑布置极不灵活,所以一般用于住宅、旅馆等建筑。

三.   框支剪力墙结构

现代城市的土地日趋紧张,为合理利用基地,建筑商常常采用上部为住宅楼或办公楼,而下部开设商店。这两种建筑的功能完全不同,上部住宅楼和办公楼需要小开间,比较适合采用剪力墙结构,而下部的商店则需要大空间,适合采用框架结构。为满足这种建筑功能的要求, 必须将这两种结构组合在一起。为完成这两种体系的转换,需在其交界位置设置巨型的转换大梁,将上部剪力墙的力传至下部柱子上。这种结构体系,我们称之为框支剪力墙体系。

四.   筒体结构

筒体结构是由一个或多个筒体作承重结构的高层建筑体系,适用于层数较多的高层建筑筒体在侧向风荷载的作用下,其受力类似刚性的箱型截面的悬臂梁,迎风面将受拉,而背风面将受压。筒式结构可分为框筒体系、筒中筒体系、桁架筒体系、成束筒体系等。

市政工程

污水处理厂

污水处理厂是从污染源排出的污(废)水,因含污染物总量或浓度较高,达不到排放标准要求或不适应环境容量要求,从而降低水环境质量和功能目标时,必需经过人工强化处理的场所。一般分为城市集中污水处理厂和各污染源分散污水处理厂,处理后排入水体或城市管道。有时为了回收循环利用废水资源,需要提高处理后出水水质时则需建设污水回用或循环利用污水处理厂。处理厂的处理工艺流程是有各种常用或特殊的水处理方法优化组合而成的,包括各种物理法、化学法和生物法,要求技术先进,经济合理,费用最省。设计时必须贯彻当前国家的各项建设方针和政策。因此,从处理深度上,污水处理厂可能是一级、二级、三级或深度处理工艺。污水处理厂设计包括各种不同处理的构筑物,附属建筑物,管道的平面和高程设计并进行道路、绿化、管道综合、厂区给排水、污泥处置及处理系统管理自动化等设计,以保证污水处理厂达到处理效果稳定,满足设计要求,运行管理方便,技术先进,投资运行费用省等各种要求。

处理工艺:

污水处理方法分类:

(1). 物理处理法。如过滤法、沉淀法。

(2). 物理化学法。如混凝沉淀法。

(3). 生物处理法。利用微生物来吸附、分解、氧化污水中的有机物,把不稳定的有机物降解为稳定无害的物质,从而使污水得到净化。活性污泥法是生物处理法的一种。

活性污泥法工艺是应用最广泛的废水好氧生化处理技术,其主要由曝气池、二沉沉淀池、曝气系统以及污泥回流系统等组成。

废水经初次沉淀池后与二次沉淀底部回流的活性污泥同时进入曝气池,通过曝气,活性污泥呈悬浮状态,并与废水充分接触。废水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附,而废水中的可溶性有机物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的营养,代谢转化为物质细胞,并氧化成为最终产物(主要是CO2)。非溶解性有机物需先转化成溶解性有机物,而后才能被代谢和利用。废水由此得到净化。净化后废水与活性污泥在二次沉淀池内进行分离,上层出水排放,分离浓缩后的污泥一部分返回曝气池,以保证曝气池内保持一定浓度的活性污泥,其余为剩余污泥,由系统排出。

活性污泥反应的影响因素有以下几个方面:

(1). BOD负荷率(F/M),也称为有机负荷率(2). 水温(3). PH值(4). 溶解氧(5). 营养平衡(6).有毒物质

曝气装置:

1. 鼓风曝气装置

(1)微气泡曝气器(2)中气泡曝气器(3)水力剪切型空气曝气器(4)水力冲击式空气曝气器

2.机械曝气器

(1)竖轴式机械曝气器(2)卧轴式机械曝气器

3. 活性污泥法的主要运行方式

(1)推流式活性污泥法(2)完全混合活性污泥法(3)分段曝气活性污泥法(4)吸附-再生活性污泥法(5)延时曝气活性污泥法(6)高负荷活性污泥法(7)浅层曝气、深水曝气、深井曝气活性污泥法(8)纯氧曝气活性污泥法(9)氧化沟工艺(10)序批活性污泥法

用传统的好氧活性污泥法处理工业废水是一种即经济、净化效果又好的方法,缺点是废水中污染物的浓度会发生变化,特别是一些有抑制作用的污染物对细菌活性有明显的抑制作用。在传统法的基础上,驯化好氧活性污泥,驯化后的活性污泥可以抗拒高浓度污染物的抑制作用,例如用驯化后的混合菌可连续降解有毒有机氯化物,有效地提高了净化效果。另外,传统活性污泥法的的污泥产生量比较大,这也是传统活性污泥法的一个比较大的缺点。

城市河道整治

为防 洪、航运、供水、排水及河岸洲滩的合理利用,按河道演变的规律,因势利导,调整、稳定河道主流位置,以改善水流、泥沙运动和河床冲淤部位的工程措施。河道整治分两大类:①山区河道整治。主要有渠化航道、炸礁、除障、改善流态与局部疏浚等。②平原河道整治(含河口段)。主要有控制和调整河势、裁弯取直、河道展宽及疏浚等。中国有4000年前禹疏九河,导流入海的传说。明代的潘季驯治理黄河颇有成效,他还著有《河防一览》,其中“以河治河,束水攻沙”的理论,具有创见性和科学性,流传久远。随着近代水力学、河流动力学、河道泥沙工程学的进步,河工模型试验的发展及工程材料的改进,河道整治发展到一个新的阶段。

河道整治首要的是拟定整治规划,包括全河规划和分段规划。规划中需密切注意上下游、左右岸的关系,根据水文泥沙、地形、地质、河形特性与已建工程现状、河势演变规律,以及有关社会经济发展状况等,遵循有关方针政策,提出整治方案。重要河段整治要建立数学模型与河工模型试验,以选定有利的实施方案。规划主要内容为:①拟定防洪设计流量、设计水位。②拟定治导线,即在设计水位下的河道平面轮廓线。③拟定工程措施。整治工程是在拟定的治导线与河势规划的指导下,分河段实施。一般先满足防洪要求,同时充分考虑航运等有关部门的要求。

整治主要分以下几类:①弯曲河型(微弯形、蜿蜒型)的改善,稳定良好河型和裁弯取直。②汊河整治,使分汊河型成为稳定的单汊或双汊河道。③河口潮汐河段,主要根据潮汐的影响,稳定河岸,保持良好的行洪和通航状态。整治措施主要有:①修建河道整治建筑物,主要有平顺护岸、顺坝、丁坝、矶头、锁坝、潜坝、鱼嘴及导流屏等。其使用材料,多为土石料、混凝土(块、板及排)、埽料及土工织物等。②实施河道裁弯工程,适用于蜿蜒性河型,其效益为增加河段泄洪能力,降低洪水位,缩短航程。③实施河道展宽工程,适用于狭窄而有展宽条件的河段。④疏浚,可用机械开挖、爆破或人工开挖,以增加通航水深及过流断面。

道路、园林的规划设计和施工要求

城市道路绿化植物的选择,主要考虑艺术效果和功能效果。

1.乔木的选择。 乔木在街道绿化中,主要作为行道树,作用主要是夏季为行人遮荫、美化街景,因此选择品种时主要从下面几方面着手:

(1)株形整齐,观赏价值较高(或花型、叶型、果实奇特,或花色鲜艳,或花期长),最好叶秋季变色,冬季可观树形、赏枝干;

(2)生命力强健,病虫害少,便于管理,管理费用低,花、果、枝叶无不良气味;

(3)树木发芽早、落叶晚,适合本地区正常生长,晚秋落叶期在短时间内树叶即能落光,便于集中清扫;(4)行道树树冠整齐,分枝点足够高,主枝伸张、角度与地面不小于30度,叶片紧密,有浓荫;(5)繁殖容易,移植后易于成活和恢复生长,适宜大树移植;(6)有一定耐污染、抗烟尘的能力;(7)树木寿命较长,生长速度不太缓慢。目前应用 较多的有雪松、法桐、国槐、合欢、栾树、垂柳、馒头柳、杜仲、白蜡等。

2.灌木的选择 。灌木多应用于分车带或人行道绿带(车行道的边缘与建筑红线之间的绿化带),可遮挡视线、减弱噪声等,选择时应注意以下几个方面:

(1)枝叶丰满、株形完美,花期长,花多而显露,防止过多萌孽枝过长妨碍交通;

(2)植株无刺或少刺,叶色有变,耐修剪,在一定年限内人工修剪可控制它的树形和高矮;

(3)繁殖容易,易于管理,能耐灰尘和路面辐射。应用较多的有大叶黄杨、紫叶小蘖、月季、紫蔽、丁香、紫荆、连翘等。

3.地被植物的选择。目前,大多数城市主要选择冷季型草坪作为地被植物,根据气候、温度、湿度、土壤等条件选择适宜的草坪草种是至关重要的;另外多种低矮花灌木均可作地被应用,如棣棠等。

4. 草本花卉的选择。 一般露地花卉以宿根花卉为主,与乔灌草巧妙搭配,合理配置:一、二年生草本花卉只在重点部位点缀,不宜多用。

道路绿化中行道树种植设计形式

(1)树带式。交通、人流不大的路段,在人行道和车行道之间,留出一条不加铺装的种植带,一般宽不小于1.5米,植一行大乔木和树篱,如宽度适宜,则可分别植两行或多行乔木与树篱;树下铺设草皮,留出铺装过道,以便人流或汽车停站。

(2)树池式。在交通量较大,行人多而人行道又窄的路段,设计正方形、长方形或圆形空地,种植花草树木,形成池式绿地。正方形以边长1.5米较合适,长方形长、宽分别以2米、1.5米为宜,圆形树池以直径不小于1.5米为好;行道树的栽植点位于几何形的中心,池边缘高出人行道8厘米--10厘米,避免行人践踏,如果树池略低于路面,应加与路面同高的池墙,这样可增加人行道的宽度,又避免践踏,同时还可使雨水渗入池内;池墙可用铸铁或钢筋混凝土做成,设计时应当简单大方。

行道树种植时,应充分考虑株距与定干高度。一般株行距要根据树冠大小决定,有4米、5米、6米、8米不等,若种植干径为5厘米以上的树苗,株距应定为6米--8米为宜;从车行道边缘至建筑红线之间的绿化地段,统称为人行道绿化带,为了保证车辆在车行道上行驶时,车中人能够看到人行道上的行人和建筑,在人行道绿化带上种植树木,必须保持一定的株距,一般来说,株距不应小于树冠的2倍。

城市干道的植物配置

城市干道具有实现交通、组织街景、改善小气候的三大功能,并以丰富的景观效果、多样的绿地形式和多变的季相色彩影响着城市景观空间和景观视线。城市干道分为一般城市干道、景观游憩型干道、防护型干道、高速公路、高架道路等类型。各种类型城市干道的绿化设计都应该在遵循生态学原理的基础上,根据美学特征和人的行为游憩学原理来进行植物配置,体现各自的特色。植物配置应视地点的不同而有各自的特点。

(1)景观游憩型干道的植物配置

景观游憩型干道的植物配置应兼顾其观赏和游憩功能,从人的需求出发,兼顾植物群落的自然性和系统性来设计可供游人参与游赏的道路。有“城市林荫道”之称的肇嘉浜路中间有宽21米的绿化带,种植了大量的香樟、雪松、水杉、女贞等高大的乔木,林下配置了各种灌木和花草,同时绿地内设置了游憩步道,其间点缀各种雕塑和园林小品,发挥其观赏和休闲功能。

(2)防护型干道的植物配置

道路与街道两侧的高层建筑形成了城市大气下垫面内的狭长低谷,不利于汽车尾气的排放,直接危害两侧的行人和建筑内的居民,对人的危害相当严重。基于隔离防护主导功能的道路绿化主要发挥其隔离有害有毒气体、噪音的功能,兼顾观赏功能。绿化设计选择具有耐污染、抗污染、滞尘、吸收噪音的植物,如雪松、圆柏、桂花、珊瑚树、夹竹桃等,采用由乔木群落向小乔木群落、灌木群落、草坪过渡的形式,形成立体层次感,起到良好的防护作用和景观效果。

(3)高速公路的植物配置

良好的高速公路植物配置可以减轻驾驶员的疲劳,丰富的植物景观也为旅客带来了轻松愉快的旅途。高速公路的绿化由中央隔离带绿化、边坡绿化和互通绿化组成。中央隔离带内一般不成行种植乔木,避免投影到车道上的树影干扰司机的视线,树冠太大的树种也不宜选用。隔离带内可种植修剪整齐、具有丰富视觉韵律感的大色块模纹绿带,绿带中选择的植物品种不宜过多,色彩搭配不宜过艳,重复频率不宜太高,节奏感也不宜太强烈,一般可以根据分隔带宽度每隔30~70米距离重复一段,色块灌木品种选用3~6种,中间可以间植多种形态的开花或常绿植物使景观富于变化。

边坡绿化的主要目的是固土护坡、防止冲刷,其植物配置应尽量不破坏自然地形地貌和植被,选择根系发达、易于成活、便于管理、兼顾景观效果的树种。

互通绿化位于高速公路的交叉口,最容易成为人们视觉上的焦点,其绿化形式主要有两种:一种是大型的模纹图案,花灌木根据不同的线条造型种植,形成大气简洁的植物景观。另一种是苗圃景观模式,人工植物群落按乔、灌、草的种植形式种植,密度相对较高,在发挥其生态和景观功能的同时,还兼顾了经济功能,为城市绿化发展所需的苗木提供了有力的保障。

(4)园林绿地内道路的植物配置

园林道路是全园的骨架,具有发挥组织游览路线、连接景观区等重要功能。道路植物配置无论从植物品种的选择上还是搭配形式(包括色彩、层次高低、大小面积比例等)都要比城市道路配置更加丰富多样,更加自由生动。

园林道路分为主路、次路和小路。主路绿化常常代表绿地的形象和风格,植物配置应该引人入胜,形成与其定位一致的气势和氛围。如在入口的主路上定距种植较大规格的高大乔木如悬铃木、香樟、杜英、榉树等,其下种植杜鹃、红花木、龙柏等整形灌木,节奏明快富有韵律,形成壮美的主路景观。次路是园中各区内的主要道路,一般宽2~3米;小路则是供游人在宁静的休息区中漫步,一般宽仅1~1.5米。绿地的次干道常常蜿蜒曲折,植物配置也应以自然式为宜。沿路在视觉上应有疏有密,有高有低,有遮有敞。形式上有草坪、花丛、灌丛、树丛、孤植树等,游人沿路散步可经过大草坪,也可在林下小憩或穿行在花丛中赏花。竹径通幽是中国传统园林中经常应用的造景手法,竹生长迅速,适应性强,常绿,清秀挺拔,具有文化内涵,至今仍可在现代绿地见到。

城市道路绿化的布置形式

城市道路绿化的布置形式也是多种多样的,其中断面布置形式是规划设计所用的主要模式,常用的城市道路绿化的形式有以下几种:

(1)一板二带式。这是道路绿化中最常用的一种形式,即在车行道两侧人行道分隔线上种植行道树。此法操作简单、用地经济、管理方便。但当车行道过宽时行道树的遮荫效果较差,不利于机动车辆与非机动车辆混合行驶时的交通管理。

(2)二板三带式。在分隔单向行驶的两条车行道中间绿化,并在道路两侧布置行道树。这种形式适于宽阔道路,绿带数量较大、生态效益较显著,多用于高速公路和人城道路绿化。

(3)三板四带式。利用两条分隔带把车行道分成三块,中间为机动车道,两侧为非机动车道,连同车道两侧的行道树共为四条绿带。此法虽然占地面积较大,但其绿化量大,夏季蔽荫效果好,组织交通方便,安全可靠,解决了各种车辆混合互相干扰的矛盾。

(4) 四板五带式。利用三条分隔带将车道分为四条而规划为五条绿化带,以便各种车辆上行、下行互不干扰,利于限定车速和交通安全;如果道路面积不宜布置五带,则可用栏杆分隔,以节约用地。

(5)其它形式。按道路所处地理位置、环境条件特点,因地制宜地设置绿带,如山坡、水道的绿化设计。

道路绿化作为城市中的主要组成部分,在现代城市建设中的作用日益突出,道路绿化也直接关系到一个城市的精神内涵,因此,城市的道路绿化是应作为城市建设的一个重点问题,相信只要我们能在这个问题上多努力,我国的城市道路建设将出现新的面貌,城市景观得以发展,城市内涵也会得到提升。

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