现代土木工程的特点以及近现代材料的区别
摘要:土木工程是个庞大的学科,土木工程的发展离不开材料的发展,因此我们不仅要了解现代土木工程的特点还要掌握现代材料的发展。
关键词:土木工程;特点;材料;区别
一现代土木工程的特点
适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物,既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。
1.1建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低,有些价格过高,应用范围受到限制,因而尚待作新的探索。另外,对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,虽已取得显著成果,仍继续进展。
1.2工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。
1.3工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝,会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。
1.4工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况,达到适用、经济、安全、美观的目的。为此,已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值,研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律,积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩土共同作用的分析,进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论;同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。
1.5工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。
二现代土木工程与近代土木工程材料的区别
近代土木工程材料主要以各种水泥;混凝土;钢材为主,以及各种材料之间的混合使用。但这些材料在研究开发工作中多数是为了满足建筑物的承载安全、尺寸规模、性能和使用寿命等多方面的要求,以及人们对所构建的生存环境的安全性、舒适性、方便性和美观性等更高的追求,而较少考虑中材料的生产和使用给生态环境、能源等方面造成的影响。
20世纪后半期,人居环境与可持续发展成为世界的焦点。土木工程材料在人类与自然界进行的物质交换活动用量最大,对地球资源、能源的消耗和自然界环境、生态平衡等具有重要的影响。因此,现代土木工程材料在研发及开发工作中,不仅考虑材料的性能能否满足人类的需求,还考虑材料的生产和使用对能源和环境是否带来过大的负面影响。
现代土木工程材料主要以高强度混凝土、高性能混凝土、纤维混凝土、绿色材料为主。这些材料不仅满足了社会的需求,而且对生态环境和生态平衡也减少了破坏,更符合人类社会的发展。