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夜上海论坛 1.1钢结构较强的便捷性
钢结构采用的材料相对比较简单,一般也都是成材,在进行加工的时候也比较便捷,在土木工程夜上海论坛钢结构施工的过程中,一般会选择精确度相对很高的构件,这样在施工时,施工人员就可以在施工现场进行构件的拼装,使用螺丝进行安装就可以,不仅使施工更加的方便,又使施工的周期缩短,同时,钢结构在安装完成后,再重新进行改装的过程也是比较便捷的。
夜上海论坛 1.2钢结构的节能环保性较高
夜上海论坛 在建筑领域中,能源的消耗比较大,土木工程项目也不例外。但是钢结构在土木工程中的应用可以有效的控制这一点,钢结构的施工主要是以钢筋为主要材料,而钢筋具有可回收性,因此,在建筑物拆除之后,大部分的钢结构都是可以回收利用的,这就有效的降低了能源的消耗情况,也避免了对环境的再次污染。
2钢结构在土木工程中施工技术要点
夜上海论坛 2.1充分的做好钢结构施工前的准备工作
在土木工程进行钢结构施工前期,监理人员要充分的做好施工前的准备工作,不仅要对工程图纸进行仔细认真的了解,同时还要详细的了解工艺流程,充分的掌握施工过程中会遇到哪些技术难点。此外,还应该对图纸进行仔细、认真的研究,对图纸中可能出现的一些问题要及时的向上级报告,针对出现的问题,要及时的进行解决,确保钢结构施工过程中不会出现失误。
2.2塔吊在钢结构施工中的使用技术
在土木工程项目的整个施工过程中,塔吊对钢结构的施工有着重要的影响,在钢结构施工的过程中,对于存在一些不同程度的起重幅度、不同重量的物体,塔吊对其都有着很强的适应能力。一般情况下,钢结构施工都采用的是内爬式塔吊,可以从整体上降低钢结构的使用成本。
夜上海论坛 2.3焊接技术在土木工程钢结构施工中的应用
在进行土木工程钢结构施工时,具有工程总量大、形式复杂、质量要求较严格、施工周期相对较短等特点,焊接作业对土木工程钢结构的施工质量有着决定性作用,直接的影响了整个土木工程项目的安全性与稳定性。随着科学技术的不断变化发展,土木工程的高层钢结构的空间定位已经可以做到,高层焊接技术的误差值限制在9mm之内,施工效果比较明显。
夜上海论坛 2.4吊装技术在土木工程钢结构施工中的应用
吊装技术在土木工程钢结构施工的应用有着重要的影响。在进行吊装作业的时候,吊装质量的好坏、吊装速度的快慢对整个钢结构施工都有着决定性的影响。因此,在进行土木工程钢结构施工前期,要对吊装的分布区域与施工工艺有计划的制定出来,在进行吊装作业设计过程中,要全面的考虑整个土木工程结构施工的平面设计图、建筑物的立体构造、建筑内部的构造形式、塔吊的使用数量与位置分配、以及工程施工环境等等方面的因素,从而全面的展开综合性、系统性的设计分析。
夜上海论坛 3提高土木工程钢结构施工质量的分析
3.1加强钢结构施工的设计与技术指导
夜上海论坛 钢结构施工技术管理体系要不断的完善,要严格的保证钢结构施工的质量,要根据相关规定的标准对施工方案进行严格的审查,对于施工现象的工作人员是否是持证上岗的情况也要严格的审查,对于钢结构施工的整体过程进行有效的技术指导,对于钢结构的安装与连接过程也要进行有效的把控,避免偏差过大的现象出现,确保钢结构在施工的过程中能够正常、顺利的进行。另外,还要根据钢结构的建筑自身的特点提出合理的施工方案,有效的施工流程、以及精准的施工参数等。还要聘请一些比较专业的人员,对施工人员进行技术培训,从而使施工人员的技术水平不断的提高,保证钢结构施工能够有效的、高质量的完成。
夜上海论坛 3.2科学、合理的采用施工设备
施工单位要根据土木工程钢结构的施工特点,将质量较好的钢结构施工设备有效的在土木工程中应用,不仅要满足钢结构施工的技术要求,操作性较强,同时,还要满足工程施工成本节约的目的。对需要进入施工场地的设备要严格的检查,对于设备的质量证书与实际的功能都要进行严格的审查,决不能因为价格低就选择使用,要严格的确保工程配用设备的质量水平。
夜上海论坛 3.3确保钢结构构件质量检查工作的有效性
随着钢结构在土木工程施工中广泛应用,钢结构构件的加工过程也在也在不断的发展,但是,对于钢结构构件的质量确不能符合标准,这就要求土木工程施工企业在钢结构构件进入施工场地时,要对其质量进行严格的检查工作,对构件的尺寸大小、检验报告等等都要详细的检查,对于钢结构施工过程中构件质量要严格的把控,从而使钢结构施工质量可以有效的提高。
夜上海论坛 3.4对施工质量安全进行严格的监管
夜上海论坛 土木工程项目的有效施工,对人民群众的生命财产安全有着重要的保证,在土木工程钢结构施工的过程中,要确保施工的质量安全监管工作,一是,在钢结构施工中要特别注重施工的安全性,对施工人员进行不定期的安全教育与技术培训,并且,在施工的过程中设置防护网、安全带等一些安全的防护措施,施工的工作人员也必须每人都佩戴安全帽;二是,工程的施工质量安全,在整个施工过程中,要不间断的对施工质量与施工效果进行有效的检查,防止在施工的过程中出现问题,尽可能的避免施工质量安全事故的发生几率。
4结语
关键词:虚拟现实技术土木工程可视化计算
一、引言
夜上海论坛 随着我国经济的稳步增长和基础建设规模的加入,建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂,对土木工程学科管理的科学性、精确性要求越来越高。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木建筑工程项目管理现代化的要求和本领域的研究热点。虚拟现实技术(VirtualReality,VR)是综合性与集成性极强的高新技术,在军事、医学、设计、艺术、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。土木工程中的虚拟现实技术涉及土木工程领域的各个学科,已显示出一定的实用性,技术潜力十分巨大,应用前景非常广阔[1]。
夜上海论坛 二、虚拟现实技术及其特点
虚拟现实技术,又称灵境技术,是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支,大大推进了计算机技术的发展。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的,并非是真实的,但当用户进入这一局部世界时,在感觉上与现实世界却是基本相同的。因此,虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状,给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界,在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中,使参与者可直接参与和探索虚拟对象所处环境的作用和变化,仿佛置身于现实世界中。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理与音像技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以,虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。
1.沉浸性
夜上海论坛 虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点,由计算机产生逼真的三维立体图像,使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同在现实世界中的一样,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。
2.交互性
虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。
3.多感知性
由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而达到身临其境的感受。
三、虚拟现实技术在土木工程中的应用
夜上海论坛 1.虚拟现实技术在土木工程中的应用前景
夜上海论坛 在土木工程中,长期以来人们不得不用抽象的概念表示非常丰富的内容,如用平面图、剖面图、立面图等平面图形成一些规定的符号来表示三维的立体建筑,用比较抽象的图形和精练的语言来描述复杂的场景,以传递大量的信息。但这一种信息处理与传递方式受到信息接受者所从事的职业、知识结构及理解能力的影响,交流起来非常困难。
夜上海论坛 VR技术的发展为我们克服这一困难提供了极其有效的手段。用虚拟现实既能表示真实的世界,也可以表示虚拟的世界。表示真实世界时,可以突破物理空间和时间的约束,做到能“超越现实”;在表示虚拟世界时,又能使其中的虚拟物体表示出三维逼真感,以达到身临其境的感受,最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的三维信息空间”。VR技术为用户提供了一种新型的人机接口,它利用计算机生成交互式三维环境,不仅使参与者能够感受到景物或模型的逼真存在,并且对参与者的运动和操作做出实时准确的响应。
夜上海论坛 2.虚拟现实技术在土木工程中的应用领域
夜上海论坛 由于具有上述的优势特征,虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用,并且具有广阔的应用前景。现阶段,虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面[2]。
(1)在虚拟施工过程和施工结构计算中的应用[3]
在实际工程施工中,复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的问题,前者难点关键就在于施工现场的结构构件及机械设备间的空间关系的表达;后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。
基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术,在虚拟的环境中,建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型(虚拟模型),形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统,让系统中的模型具有动态性能,并对系统中的模型进行虚拟装配,根据虚拟装配的结果,在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。复杂结构施工涉及的因素较多,起重机的布置位置、高度,缆风绳着力点的选择,构件堆场的位置,起重机的开行路线,构件起吊路线等,都是施工方案设计必须考虑的问题。若对这些问题考虑得不够,则工程施工的进度、成本等都会受到影响,甚至导致安全事故的发生。
建筑结构施工前往往要对施工方案进行受力状态复核。如在大跨空间结构施工中,不仅要考虑施工过程的安全性、可行性,还要考虑结构本身在施工过程中安全性、可靠性。某展览中心,钢结构屋盖支承在钢桅杆上,桅杆两端为锥形,与下部混凝土结构铰结。为了减小钢桁架的变形,更为了维持结构的稳定,在钢屋盖桅杆和混凝土之间,采用了一系列的斜拉索(前索、背索、稳定索)和撑杆,形成一个稳定的结构体系。在钢结构的施工中,不同的支撑方案、不同的拼接方案,在结构的不同部位会引起不同的效应,而随着连接杆件的安装,这些施工阶段的应力将残余在结构部位上,并影响到最终的结构受力安全性;并在结构就位过程中,有可能失稳和变形。这就需要进行施工过程的精确分析。用虚拟现实技术可以对不同的方案,在短时间内做大量的分析,从而保证施工方案最优化。
(2)在工程项目招标投标中的应用
夜上海论坛 建筑业是我国的支柱产业,建筑市场的过度竞争已是长期的事实。现代建筑工程项目的运作,业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内,如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此,承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时,也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标,往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作[4]。
借助虚拟仿真系统,把不能预演的施工过程和方法表现出来,不仅节省了时间和建设投资,而且不用项目经理的现场答辩,方案的优劣就一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的几率。
(3)在可视化计算领域的应用
可视化计算将是今后一个重要的发展方向。在科研中,人们会遇到大量数据,为从中得出有价值的规律和结论,需要对庞大的数据量进行认真分析。对科学计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示,可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化,实现参数化及可视化计算,虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。
在运用有限元法进行结构分析时,利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小,用不同颜色表示出不同的等力面;也可以任意变换角度,从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能,实时修改各种数据,以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化,概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中,将增强计算软件的前后置处理能力。例如,在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中,倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等等。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据,同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。
四、结语
夜上海论坛 虚拟现实技术在不断发展,专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍,三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。目前,虚拟现实技术还有很多不完善的地方,尤其在土木工程的研究方面,我们应努力建设虚拟现实技术实验室,开发有价值的虚拟现实工程系统,使其在工程设计、施工、管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。
参考文献
夜上海论坛 [1]张跃.土木工程中的虚拟现实技术[N].科技日报.1997年6月23日.
夜上海论坛 [2]沈金良.虚拟现实技术在工程设计中的应用[J].科技交流,2004,(3).
夜上海论坛 【关键词】土木工程建筑;结构设计;问题
土木工程是建造各类工程设计的科学技术的统称,其主要内容不仅包括设计、维修、施工等技术类活动,也包括房屋、道路、管道、桥梁以及电站和港口等一系列工程建设对象等,在工程项目建设中极为重要。现阶段,经多项工程项目研究发现,土木工程建筑的结构设计中仍存在诸多问题,不仅影响工程施工进度,甚至可威胁到建筑项目的安全性,后果严重。要想解决这一问题,需重视并有效设计土木工程建筑结构,防治以往结构设计中存在的重点问题,以增强工程施工安全性,保证工程项目施工的顺利开展。
1 土木工程建筑结构设计中存在的主要问题
1.1工程选址问题
夜上海论坛 工程选址是开展土木工程建筑项目的基础,与其结构设计关系密切,这就需要项目负责人员积极做好选址工作,保证工程项目结构设计的科学性与有效性。但是现阶段,许多土木工程并不重视选址问题,甚至有些工程项目的建设方单纯依赖于风水或迷信等,做不到科学选址,不仅可影响到项目结构设计效果,严重者工程施工后期甚至可造成坍塌等,破坏性较大。
夜上海论坛 1.2基础结构设计问题
土木工程建筑的基础结构是其重要组成部分,不仅与上述1.1中的工程选址联系紧密,而且与工程施工方案也具有一定的联系,而施工方案的选择则是项目工程结构设计中的一项重要问题,目前许多土木工程施工方案的制定均无法完全实现其原有的结构设计要求,尤其是基础结构,其稳定性与强度均未达标,严重影响工程结构设计效果与实际施工质量。
夜上海论坛 1.3房屋建筑中承重柱与构造柱的区别问题
一般来讲,在土木工程项目施工中,为了增强房屋建筑的抗震性能,需科学地对柱梁构造进行合理的结构设计,避免形成裂缝,以提高施工质量。但是在实际操作中,许多结构设计者对承重柱和构造柱认识不清,有的设计者甚至会把承重柱设计方式插入至构造柱结构设计中,导致构造柱的有些设置丧失原有根基,一旦发生强震,工程结构可发生剧烈沉降,且裂缝还会导致建筑物倒塌。同时,有些工程结构设计将承重柱截面面积设计太小,当受到外力时,梁柱易发生开裂,影响工程质量。
1.4环境因素影响问题
在对土木工程建筑进行结构设计时,不仅需要考虑其耐久性与安全性,还需考虑工程施工地的土壤温度与水土酸碱度等相关环境因素,但是部分建筑工程项目往往忽略这些关键内容,导致结构设计仅限于理论中,当实际施工时易发生安全事故,危害性较大。
夜上海论坛 2 对土木工程建筑结构设计的建议
2.1施工前测量工程地基
工程施工前,可先采用计算机与GPS技术对工程地基进行科学测量、核算,确保工程施工的可行性与安全性。同时在高楼作业时需快速发展管理信息系统MIS技术,并结合计算机以辅助CAC科技,完善高楼建筑施工系统及其相应的管理体制,在减少经济投入的基础上,保证建筑质量。
2.2结合力学知识,于工程建筑结构设计中融入施工工艺
当前环境下,随着先进科学技术研究的逐渐深入与施工技术的不断革新,传统的结构设计已经无法满足目前土木工程建筑项目施工的需要,所以在现阶段的工程施工中,结构设计人员需在传统施工技术的基础上,增添新元素,充分结合力学知识,并将先进的施工工艺融入至结构设计过程中,不断更新设计方法,防治工程质量问题。
夜上海论坛 2.3选用适当的建筑材料
现阶段,由于建筑材料市场在不断发生变化,材料的利润逐渐减小,同时人们日常生活水平逐渐提升,社会大众对房屋建筑质量的要求越来越高。这种情况下,土木工程建筑也迎来了新的挑战,施工材料是土木工程建筑的基础原料,所以其建筑材料的选用十分重要,可在施工过程中有选择性地选用安全性较高的新型材料,以保证工程项目的施工质量。
2.4充分应用先进科学技术
21世纪是新知识经济的时代,土木工程建筑也要随之发展,保持与时俱进,就目前情况来看,土木工程建筑行业中已经出现了许多新型的高科技产品以及绘图工具等,均大大提升了工程建筑结构性能,且科学、精准的设计施工图纸能够有效减小施工误差,减少意外情况,同时还可优化工程项目施工的结构设计,增强其可行性与安全性。另外,在工程项目进行施工时,还需增强施工信息化建设,科学管理结构设计程序,选用适当的施工材料,并把握合理的施工进度,提前做好工程预算工作,保证工程施工的顺利进行,以尽量缩短工期,保障施工质量。
参考文献: