高性能結(jié)構(gòu)工程研究

鄭生祥

[摘 要]隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)結(jié)構(gòu)工程的需求也在逐步增大，出現(xiàn)了大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程，隨著各個(gè)標(biāo)志性建筑的逐步完成，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和技術(shù)的難度也在不斷提升。鑒于此，本文對(duì)高性能結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行了分析探討，僅供參考。

[關(guān)鍵詞]高性能；結(jié)構(gòu)工程；問題

中圖分類號(hào)：TU251 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）31-0055-01

一、我國(guó)結(jié)構(gòu)工程存在的問題

我國(guó)的結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)材料體系以及施工等各方面均得到了突破性的發(fā)展，但隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及結(jié)構(gòu)工程建設(shè)是未來發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也必將推動(dòng)結(jié)構(gòu)工程的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)于結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展而言，與挑戰(zhàn)并存。盡管我國(guó)的結(jié)構(gòu)工程建設(shè)領(lǐng)域得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但從安全可靠、能源消耗、空載能力、環(huán)境保護(hù)等層面來說仍然存在許多問題亟待進(jìn)一步解決。相關(guān)研究表明我國(guó)的建筑能耗占全國(guó)總能耗的32%以上，已經(jīng)成為我國(guó)單向能耗最大的行業(yè)之一，建筑業(yè)所產(chǎn)生的建筑垃圾達(dá)到了城市垃圾總量的30%到40%。再加上現(xiàn)在許多道路橋梁在設(shè)計(jì)年限之內(nèi)就已經(jīng)出現(xiàn)問題，很難達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。上述種種均是我國(guó)結(jié)構(gòu)工程發(fā)展過程中凸顯出來的問題，時(shí)至今日，我國(guó)的能源短缺、環(huán)境污染等問題已經(jīng)十分嚴(yán)峻，這也為結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)工程師在創(chuàng)造每一項(xiàng)作品時(shí)，都應(yīng)從可持續(xù)發(fā)展的角度進(jìn)行考慮和深思。

二、高性能混凝土結(jié)構(gòu)

1、混凝土澆筑工程

建筑主體的框架均是由鋼筋和混凝土搭建，在混凝土澆筑過程中，也要有相應(yīng)的施工技術(shù)要點(diǎn)，才能確保此組合結(jié)構(gòu)能夠承受巨大的載荷。對(duì)于混凝土澆筑工程，其所涉及到的方面極其廣泛，墻體、屋面、柱體、以及梁等結(jié)構(gòu)都能夠采用混凝土澆筑成型。其中，澆筑柱體時(shí)，要嚴(yán)格控制好水泥的攪拌時(shí)間，且厚度宜控制在40cm左右，還要嚴(yán)格控制澆筑施工，防止?jié)仓砻娉霈F(xiàn)蜂窩等情況。澆筑梁結(jié)構(gòu)時(shí)，要確保梁體的水平面在澆筑時(shí)受到嚴(yán)格的控制，這樣會(huì)對(duì)后期的施工產(chǎn)生一定的便利，避免施工工期的延誤。此外，混凝土的整體澆筑要具有連續(xù)性，在對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌過程中，不僅要均勻攪拌，且要做到全面、徹底的攪拌，以使得其中的石灰能夠與水泥進(jìn)行充分融合，使混凝土的強(qiáng)度得到有效保證。

2、應(yīng)不斷推動(dòng)土木工程設(shè)計(jì)施工總承包模式

現(xiàn)階段我國(guó)土木工程的設(shè)計(jì)與施工多數(shù)是獨(dú)立承包的，兩者之間的溝通協(xié)調(diào)較少，而這種模式也帶來了一系列的問題，從全生命周期的角度來進(jìn)行結(jié)構(gòu)工程評(píng)價(jià)時(shí)容易造成各個(gè)環(huán)節(jié)的浪費(fèi)，對(duì)于土木工程項(xiàng)目的綜合質(zhì)量具有直接影響，由于設(shè)計(jì)單位對(duì)于施工的重視程度較低，對(duì)施工過程中的安全性和可行性考慮不夠全面，而施工單位對(duì)設(shè)計(jì)過程了解不夠深入，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)違背設(shè)計(jì)意圖的施工，進(jìn)而導(dǎo)致工程質(zhì)量工期以及成本難以有效控制。因此筆者建議應(yīng)逐步建立健全的設(shè)計(jì)施工總承包模式，進(jìn)而推動(dòng)全生命周期控制，不斷提升總承包單位的積極性。同時(shí)培育具有高素質(zhì)水平的，設(shè)備與施工為一體的總承包企業(yè)和專業(yè)人員，不斷調(diào)整勘察設(shè)計(jì)、施工以及監(jiān)理等企業(yè)的經(jīng)營(yíng)結(jié)構(gòu)，不斷提升各類企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

3、提升結(jié)構(gòu)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系的頂層設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)有的機(jī)制進(jìn)行進(jìn)一步的改革

由于現(xiàn)階段我國(guó)土木工程建設(shè)頂層設(shè)計(jì)編制等方面仍存在一些不足之處，對(duì)于先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展具有一定的阻礙作用，由于在進(jìn)行各類標(biāo)準(zhǔn)的修訂時(shí)周期過長(zhǎng)，很難及時(shí)地反映最新的科技成果，具有一定的滯后性。其次，在進(jìn)行土木工程標(biāo)準(zhǔn)的撰寫和修訂過程中，由某些固定的部門來進(jìn)行主持，缺少相互之間的溝通與協(xié)調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致不同的規(guī)范內(nèi)容之間出現(xiàn)重疊和交叉等問題，甚至是存在一定的矛盾，很難充分的利用先進(jìn)技術(shù)。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)性的關(guān)鍵條文缺少深入和長(zhǎng)期的基礎(chǔ)研究和調(diào)查研究，導(dǎo)致科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性有一定缺失。因此筆者建議，應(yīng)合理地降低標(biāo)準(zhǔn)修訂的年限，盡可能地將修訂年限控制在五年之內(nèi)。其次負(fù)責(zé)撰寫標(biāo)準(zhǔn)的單位應(yīng)面向各類部門和單位。最后國(guó)家針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵加大資金投入，開展深入的基礎(chǔ)研究和調(diào)查研究。

4、模板工程

模板是對(duì)混凝土澆筑進(jìn)行有效保護(hù)和有效支撐作用的部分，其能夠有效的保障混凝的澆筑質(zhì)量。在對(duì)混凝土澆筑部分設(shè)置模板時(shí)，應(yīng)注意材質(zhì)的使用，對(duì)于柱體，通常采用鋼質(zhì)材料；對(duì)于構(gòu)造柱則采用竹木模板；對(duì)于梁體和屋面等應(yīng)采用竹膠板。模板工程中的施工技術(shù)要點(diǎn)主要體現(xiàn)在模板的支設(shè)和拆除上。其中，模板的支設(shè)或搭建的過程中，要使低端平齊，防止混凝土出現(xiàn)流失（跑漿）現(xiàn)象，而且，要在模板的搭建時(shí)將裝修的厚度做固定的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)設(shè)。此外，模板的拆除工序要與混凝土澆筑工序一致，即先澆筑位置優(yōu)先拆除，后澆筑位置延后拆除。

5、砌體工程管理

在進(jìn)行建筑主體結(jié)構(gòu)施工的過程中，建筑磚體砌筑部分的施工成為砌體工程，在進(jìn)行砌體工程施工的過程中，要確保兩層磚體的錯(cuò)位砌筑，這樣能夠有效的確保建筑的穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在施工的過程中如果發(fā)現(xiàn)磚體的結(jié)構(gòu)不完成，磚體上存在孔洞，應(yīng)當(dāng)將帶有孔洞的位置與建筑砌體的受力面進(jìn)行垂直放置，以防砌體的整體荷載能力受到影響。在砌體施工的過程中，應(yīng)當(dāng)選擇水泥作為砌體之間的粘合劑，在砌筑的過程中為了確保粘結(jié)的穩(wěn)定，應(yīng)當(dāng)控制好水泥的質(zhì)量。在砌筑工程施工的過程中，一定要避免雨水的沖刷，否則將會(huì)導(dǎo)致砌體施工的穩(wěn)定性受到影響。

三、高性能結(jié)構(gòu)工程發(fā)展的趨勢(shì)

結(jié)構(gòu)工程可以通過從規(guī)劃階段、設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)營(yíng)階段以及維護(hù)階段直到項(xiàng)目的拆除等整個(gè)生命周期階段進(jìn)行綜合管理，提升結(jié)構(gòu)的整體性能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高性能結(jié)構(gòu)工程的安全、經(jīng)濟(jì)、適用、耐久、美觀的綜合理念。任何一個(gè)時(shí)期都在追求結(jié)構(gòu)的更高的性能，因?yàn)槊恳豁?xiàng)工程其最終目的都是要被使用，為了實(shí)現(xiàn)其服務(wù)功能和預(yù)期的使用效果。安全性和經(jīng)濟(jì)性則是結(jié)構(gòu)工程師工作的重要職責(zé)之一，安全性不僅關(guān)系到經(jīng)濟(jì)問題，對(duì)于人們的生命財(cái)產(chǎn)安全也具有直接影響，因此結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)在滿足安全性能的基礎(chǔ)上盡可能的降低工程造價(jià)，提高結(jié)構(gòu)工程的經(jīng)濟(jì)性。但安全性和經(jīng)濟(jì)型并不是兩個(gè)不可協(xié)調(diào)的目標(biāo)，可以通過合理的選擇結(jié)構(gòu)方案、施工方案以及施工技術(shù)等來達(dá)到安全與省錢兩個(gè)目的。從結(jié)構(gòu)工程的使用性能來說，結(jié)構(gòu)工程作為人們生活環(huán)境的重要部分，應(yīng)在保證安全、適用、經(jīng)濟(jì)和耐久的基礎(chǔ)上來追求美觀。其次，耐久性是結(jié)構(gòu)工程的重要性能之一，過早地進(jìn)行工程的拆除和重建，會(huì)造成資源的極大浪費(fèi)，環(huán)境的破壞。綜上所述，應(yīng)保證高性能結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)方案和建筑方案的合理。其次，應(yīng)進(jìn)行模型的分類計(jì)算，確保計(jì)算能夠準(zhǔn)確地反映結(jié)構(gòu)工程的實(shí)際受力特征，并為進(jìn)一步的精化、細(xì)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。第三，高性能結(jié)構(gòu)的受力性能較好，能夠有效避免裂紋、裂縫、脆性破壞等現(xiàn)象的出現(xiàn)。第四，高性能結(jié)構(gòu)工程的材料利用率較高，能夠發(fā)揮各不同材料的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短的目的，實(shí)現(xiàn)環(huán)保等目的。第五，高性能結(jié)構(gòu)工程的整體牢固性較好，可以通過采取合理的構(gòu)造措施來避免結(jié)構(gòu)工程出現(xiàn)塌陷等安全問題。第六，高性能結(jié)構(gòu)工程的自重，除少數(shù)工程需要減輕震動(dòng)，或者是增強(qiáng)抗傾覆能力之外，多數(shù)結(jié)構(gòu)工程的自重較輕，不僅可以降低下部結(jié)構(gòu)的造價(jià)，而且可以有效提高結(jié)構(gòu)工程的跨越能力，進(jìn)而提升結(jié)構(gòu)的抗震性能。高性能結(jié)構(gòu)工程施工方便，構(gòu)造簡(jiǎn)單，能將復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，進(jìn)而保證工程質(zhì)量，降低用工數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度，高性能結(jié)構(gòu)工程的全壽命費(fèi)用較低，符合低碳環(huán)保綠色節(jié)能的發(fā)展需求。

結(jié)束語

高性能結(jié)構(gòu)工程具有高安全性、高施工性，高維護(hù)性、高環(huán)保性以及高耐久性等優(yōu)點(diǎn)，因此是我國(guó)結(jié)構(gòu)工程發(fā)展的未來趨勢(shì)也是我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的必由之路。文章首先分析了現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)構(gòu)工程面臨的問題，并由此提出了高性能結(jié)構(gòu)工程的核心理念，并在此基礎(chǔ)上給出了高性能結(jié)構(gòu)工程發(fā)展的對(duì)策，以促進(jìn)我國(guó)結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展。

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