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土木工程数值分析范文1
关键词：钢筋混凝土跑模；模板施工的管理；模板加固
Abstract:: In our normal construction, building structure is the core of the whole engineering project, usually attach great importance to by the people, main job is to die body construction of building structure reinforcement technology, strengthening the technical implementation of the quality directly decides the whole reinforced concrete structure construction quality standard of geometrical shape and appearance. For reinforced concrete building formwork support reinforcement technique analysis, the practical application of introduction to reinforced concrete formwork supporting construction technology.
Key words: reinforced concrete run mode; The template construction management; Template reinforcement
中图分类号：TU37文献标识码：A
一、钢筋混凝土跑模造成的危害
钢筋混凝土施工损失的绝大部分，都是由于钢筋混凝土模板加固体系不正确，施工质量低下造成的，加固不当，造成跑模返工或修补缺陷。在砖混施工结构中，常常会因构造柱或梁跑模而拉动相接的墙体，这种返工，费时费力，不但模板及钢筋混凝土造成返工，相邻相接的墙体偏移，也造成反工，造成拆除部位废料的清理和外运处理。从而造成严重经济损失，因此，在钢筋混凝土建筑结构施工中，施工技术人员及施工人员应该着重注意模板施工中的加固技术的应用。
随着建筑业的日益发展，施工人员流动打工，进行施工技术交流的机会也随之增加。在施工当中，一般性模板工程均可满足施工人员可技术要求。但有部分中小企业还在混凝土模板支撑存在着许多的缺陷和不足，我现就以下的几个方面来谈谈钢筋混凝土模板施工的技术做一分析。
一、模板工程施工管理方面
1）在管理方面不到位，制度不完全，执行检查不够。
2）施工并未按施工方案进行施工
3) 管理层思想意识认识不足，以减少材料用量节省费用的思想，严重影响工程施工质量。
4）施工人员偷工减料，模板支撑不牢，模板支撑方式选用方式不当，缺乏技术培训。
5）、模板方面的采购，采购人员认识不足，采购的模板自身问题较多，模板本身质量差、强度不够，达不到质量标准。
6）、施工人员施工完后应及时交给仓库材料管理人员应对模板进行维修和保养，对模板面、肋的损伤应及时维修、加固。模板使用前涂刷隔离剂，以延长模板寿命。
二、模板的安装
模板安装方面应严格按照施工方案进行，所使用的模板，应保证形状、几何尺寸、位置准确，有足够的强度、刚度和稳定性。在安装过程中，应设置防倾斜的临时固定设施。
模板施工中，应消除拼缝不严，墙体版面不垂直，模板下口与地面空隙较多，对拉螺栓未紧固到位，拉结松动。对拉螺栓的间距及支撑未按规范支设，支撑悬空等引起模板胀模。
三、模板支撑问题
二砖混结构中的模板加固
1、墙体施工时应注意的几个方面
1﹚墙体砌筑时，构造柱两侧，五进五出中的出槎锤直应严格控制，防止空间宽度增大，而一般情况下，木工配制定型模板又不能完整的盖其柱孔截面.或模边宽度不足，造成漏将或跑模。
2﹚预留模板加固用穿墙杆孔时，孔竖向间距不应大于500㎜为宜，在90°转角和丁字墙置水平间距距槎边不小于370㎜，十字时可留置槎边120㎜。
上述可避免在混凝土浇灌时，因混凝土在凝固前液状下的彭胀力.因孔与槎边距离小而拉动墙体.使构造柱及整体墙体偏移。
2、构造柱浇灌时应注意的几个方面
1﹚灌注前应将砖槎用水充分浇湿，以免混凝土因砖墙吸水下灌不畅，造成振动时间过长，振力过大而造成跑模。
2﹚浇灌时应一次高度不大于500㎜为宜，振荡后再浇，这样反复进行。减少一次振动时间，避免过振性跑模。
3、模板安装和支撑应注意的几个方面
1﹚支模前必须查明墙体完成砌体时间，以防墙体砂浆未凝固，未达到强度，避免因浇筑时预留孔与构造柱之间砖拉动而造成跑模。2）加墙杆间距不宜大于500mm，水平加杆应尽可能缩短距离，防止混凝土浇灌时，水平加杆被混凝土膨胀挤压弯曲，造成跑模。
四、框架结构中的模板加固
1、整体现浇板模体支撑系统.
1)通常施工人员错误认为工程体量小，面积不大，搭设支撑架体时立杆间距大、水平拉杆少、许多无扫地拉杆。在混凝土浇注时，顶部重量的压力下，整体支撑架变形，造成模板变形跑模。
2)施工人员偷工减料，无防顷斜垃杆，扣件间隔设置。
3)许多为节省材料，不合尺寸的立杆拼凑使用，上下用螺旋游顶接补高度，造成立杆接头多，垂直度较差，许多螺旋游顶与钢管对接段不直.造成游顶螺旋一侧受力，易发生螺旋破裂.使立杆下滑。
2、柱模板支撑系统
1).柱体模板体系总的来说，是以靠室内满堂架体支撑的，需要科学合理的结合在一起。
2)柱体截面边长大干400mm时，除外加杆外应设置对拉丝进行柱中部对拉加固。对拉丝应设在外加杆中间段。紧固好两端扣件螺栓，以防止柱模中部变形跑模。
3)模板配制时.外付加方木间距要合理.模板拼缝要严密，安装时.要将地面处理平整.模板竖起后与地面无缺口或较大缝隙。
4)除四周外加杆外.模板外付助水平方木的角部应一侧延长.与另一侧钉死。
四.施工完成后的检查
1、施工完成后，项目部组织作业班组及部位施人员进行系统的检查，检查要彻底，不放过任何一个可能发生隐患的部位。
2.对检查的结果 ，要提出整改要求和标准，要记录有问题的模板具置和原因，指导和说明正确做法。
土木工程数值分析范文2
关键词：土建工程 施工质量控制技术要点
中图分类号：V552+.4 文献标识码：A 文章编号：
现在随着大家的知识面不断的增长，对于土建工程项目相关知识也在不断的增加，有关土建方面的认识也在我不断地增强，对土建工程的施工进行了严格的质量控制。在土建工程的整体工作项目中, 质量控制是至关重要的，包括质量控制、质量保证和技术要点的改进。
1 土建施工过程中的现浇楼板裂缝防治
1.1 板内增加配筋量，提高混凝土抗拉伸强度
现浇楼板裂缝的发生原因较多，在构造技术处理上要增加板内配筋，提高混凝土极限抗拉伸能力。在征得原结构设计人同意条件下，根据以前板配筋裂缝的实际，对容易产生裂缝的现浇钢筋混凝土板适当增加配筋量，以提高混凝土的极限抗拉伸强度。具体做法是：
（1）对外墙转角处的房间和跨度大于4m 的楼板，内配筋应设置双层双向钢筋，转角处网片筋的间距在100mm 以内，楼极面层筋间距不大于150mm，网片筋直径大于Φ10。
（2）在外墙转角部位要增加辐射筋，配置范围应大于板跨的1/3，配筋直径大于板筋但布设间距以100mm 为宜。
1.2 调整混凝土配合比，控制混凝土的干缩裂缝
（1）工程施工过程中，配制混凝土应尽量选择采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥拌制，严格限制多和料的比例和质量；粉煤灰掺量小于水泥用量的15%，细度达到Ⅱ级灰标准。
（2） 混凝土细骨料用砂必须采用中砂，不允许用细砂拌制混凝土；控制坍落度用水量是关键，水灰比一般不大于0.5；高层和多层建筑的泵送混凝土坍落度小于15m，一般现场拌制混凝土的坍落度小于5m。
（3）在施工条件允许时，可在混凝土中增加聚丙烯纤维材料或钢纤维材料抗裂。
1.3 适当增加板厚度，提高刚度和抗裂
（1） 现在较多现浇板厚只有100mm 左右，过于偏薄的楼板刚度小，混凝土钢筋保护层厚度难控制，短期内混凝土的碳化会造成板筋腐蚀，使板承载力下降。
（2） 据介绍现浇板厚度增加至140mm以上时，板面混凝土的裂缝将会减少，钢筋保护层厚度也容易控制；无论是任何混凝土构件，没有足够的厚度，其强度、刚度也难以保证。
1.4 加强施工过程的质量监控
（1） 熟悉施工图，严格按图施工，楼板钢筋的设置与排列、保护层的厚度要符合施工规范及图纸要求。浇筑混凝土时特别注意保护钢筋，要派专人保护钢筋防止操作人员直接踩踏上层负筋。
（2）预拌混凝土要对送料车逐一检查混凝土的坍落度，不允许不符合坍落度主要求的混凝土用于楼板；自拌混凝土按要求有施工技术人员在搅拌现场控制外，监理人员旁站监理将更进一步控制拌和全过程质量。同时，在施工振捣时严禁在混凝土中任意加水。
（3） 混凝土浇筑必须保证楼板的设计厚度，振捣后用2m 直尺刮平；如水灰比过大表面泌水应及时排出或吸干，不允许表面泌水任意向较低处流淌或用干水泥洒在水上再抹压。
（4） 楼板中敷设的管线应埋设在两层筋的中间；管线交叉处要用接线盒连接，避免管线交叉重叠影响楼板有限的截面厚度，要采取在敷设管线下部加铺宽度400mm 的钢丝网片作为补强措施。
（5） 现浇板的底模必须稳定牢固，具有足够的刚度来承担施工的各种动静荷载；混凝土浇筑抹压后应按常规要求进行保护和养护，这项看似简单实际极重要的工作必须加强。养护要根据不同气温采取不同的养护方法，气温高、风速大的环境及时洒水保湿养护，而进入低温季节则要覆盖保温蓄热养护。
2 屋面防水控制措施
2.1 确保屋面板施工质量
现在屋面板采用预制板的较少，绝大多数采用现浇混凝土屋面。现浇钢筋混凝土屋面板对钢筋保护层厚度控制是很重要的；浇筑混凝土时要派专人跟班调绑钢筋，防止踩踏钢筋移位及变形；屋面板混凝土的浇筑必须连续进行，不允许中途停留在接槎处形成冷缝；振捣有序不漏振、不露筋、无蜂窝、麻面等；混凝土板面用滚筒碾压不少于两遍，提浆后用铁抹子抹压不少于两遍，在表面发自时立即覆盖保护材料，养护时间不少于7 昼夜。
2.2 做好找平层
屋面板上的找平度，都采用水泥砂浆抹找平，施工必须保证其强度、防起砂、起壳及空鼓，抹压平整坚实，平整度小于5mm，砂浆强度不低于M10；找平前必须对屋面基层彻底清理并浇水湿润刷素浆，现场拌制的水泥砂浆材料要计量配合比，抹灰工序同地面抹灰一样进行，不允许简化工序违规施工。
2.3 高出屋面结构处理
对高出屋面的通风管、机房、水箱、女儿墙根部与屋面交接处的处理，按设计及规范要求抹成长度不小于100mm 弧形；所有的排水口处均应用防水砂浆打底抹成盘子状连接管头。
2.4 保温层施工质量控制
保温层施工质量会影响保温性能和防水效果，含水量过大的保温材料会造成防水层起鼓破坏而失去防水作用。为此，在做保温层前必须在找平层上砌分仓处理，分仓砌在梁或隔墙的部位，间距4~6m；保温层分仓施工，在分仓隔墙上留伸缩缝及排气孔。保温材料在一些地区全部采用膨胀珍珠岩干粉，但含水率不好控制，如果预制成珍珠岩板块铺设，其施工速度和含水率会得到保证。最好选择聚氨酶泡沫板块或聚苯乙烯泡沫板，其保温防水性能好。
2.5 细石混凝土整浇层
保温层上按设计及规范要求应现浇30~40mm厚的整浇混凝土层。整浇层与保温层之间的分仓缝位置重合，为预防整浇时细石混凝土渺浆堵塞下层分格缝，应在缝上铺200mm 宽的SBS 防水卷材。整浇混凝土在克拉玛依地区的屋面中不配置钢筋，但配置钢筋时应在面层混凝土以下15mm 为宜，在分格缝处应断开。浇筑混凝土时要派钢筋工监护钢筋，防止位移和踩踏。整浇层混凝土的平整度不能超过4mm，分仓缝处用防水胶泥嵌填密封，防止进水。
2.6 防水层施工质量要求
防水层施工材料按设计要求使用，不论选择防水卷材还是防水涂料，均必须具备产品的生产许可证、出厂合格证和试验报告合格证件，并报经现场监理工程师认可后，在抽取样品复检合格的前提下才准许用于工程。防水层施工前对屋面整体进行检查，尤其是对屋面的细部构造处更要逐一验收，确保表面平整干燥（含水率小于8%），高出屋面结构处抹成弧形。对采用不同的防水材料施工，选择相适应的规范标准进行检查和验收。但在天沟、泛水、雨水集中排出口或檐口处的重要部位要先铺设附加层或增加涂刷厚度，附加层宽度不小于300mm 两层、涂刷不少于三遍。防水层施工后要进行检查验收，不准在上堆放重物或拌制砂浆，也不再焊接管线或安装饰灯、避雷带等作业，防止损伤防水层。
3 厨卫间防渗漏措施
3.1 土建施工的质量控制
（1） 厨卫间是家庭用水的集中点，作为预防渗漏的主要措施，在分隔墙底部统一浇混凝土导墙，高度大于150mm 同板一同浇成整体，宽度可同隔墙厚。
（2） 楼面施工时找出1%流向地漏的坡度，地面抹成后泼水试验；卫生间的冲淋处及浴缸地面与墙面的基层要涂刷聚氨酶防水涂料或贴SBS 防水卷材。
（3） 特别重视处理好室内管道预留洞口的二次修补工作，专门组织人员用专用材料修补，管道与预留套管之间的空隙多采用石棉水泥填嵌密封；楼板上的预留洞口要采用较原板高一级的细石混凝土分层填补，并注意小部位混凝土的养护。对厨卫间地面预留洞口管线安装后的修补检查，要盛水超过12h 在底部观察，不渗漏者为合格，不通过试漏检查监理人员应拒绝签字验收认可。
3.2 管道安装质量控制
（1） 所有的预留洞口是由土建施工时配合安装人员留设的，凡是穿越楼板与墙体的管线都必须加设套管，套管应高出结构表面20mm。
（2）建筑安装严格检查进场管材、配件及设备的质量，采购的所有材料必须有产品出厂合格证、质量保证书及试验报告，并报经监理工程师确认后才准用于安装。
（3）安装的每道工序必须经过验收才准进行下道工序，不得隐蔽上道工序；如采用镀铸钢管时，焊接管直径必须＞25mm 才准许焊接，直径＜25mm 时采取丝扣连接；给水管道安装后要进行压力试验，试验压力为设计工作压力的1.5 倍；排水管道安装后要进行通球试验；卫生洁具及其他洗涤设备安装后要进行贮水试验，并对各种开关、阀门做严密性和灵活性检查。
4 结束语
土建工程核心的问题就是把控工程的质量，由于人们对于生活质量要求不断提高，对于建筑项目的耐久行及功能有了新的要求。我国建筑工程发展迅速，其面积和功能更趋于适用和完备，消费者都希望房屋质量满足功能要求以及耐久性需要，减少维修及较少影响正常使用。如何才能更有效地防治住宅建筑工程的质量病症,是一项长远而需创新的课题。
土木工程数值分析范文3
关键词：农业工程；土木工程；交叉学科；研究生课程
作者：郑鑫，杨光，葛建锐
中图分类号：G642.3文献标识码：A文章编号：1002-4107（2013）08-0040-02
随着经济与社会的高速发展，对复合型高素质人才的需求越来越大。面对这种现状，培养具有跨学科、交叉学科学习背景的复合型人才，是当下研究生教育需要认真解决的问题，也是未来培养创新型研究生的必经之路，更是研究生教育教学改革的主要方向。要想达到这种要求，合理设置交叉学科的课程体系是成功的关键。
一、构建交叉学科课程体系的意义
（一）构建交叉学科课程体系是培养创新型人才的基础保障
交叉学科设置课程可以帮助研究生夯实数、理、化基础、计算机应用和程序设计技术等基本知识，为参与交叉学科项目研究提供基础保障。在国内，北京大学于2006年成立“前沿交叉学科研究院”，该研究院下设有理论生物学中心（CenterforTheoreticalBiology，CTB）。CTB的课程由4门必修课程、13门专业选修课程、20门专业限选课程、15门跨专业选修课程和8门跨专业限选课程组成。研究生必须根据不同的专业背景进行课程学习，50%为跨学科专业课程[1]。在国外，美国威斯康辛大学麦迪逊分校（theUniversityofWisconsin-Madison，简称UWM）于1998年发起了一项大学/州伙伴关系创新性计划（ClusterHiringInitiative，简称CHI）[2]。在教学上，CHI中几乎每个研究集群都开发了新的课程，一些研究集群甚至已开发出新的跨学科计划[3]。
（二）构建交叉学科课程体系是增强研究生创新能力的有效手段
交叉学科的课程体系，会结合跨学科课题所涉及的知识面的宽度及学科的前沿性调整研究生教学的选课及授课内容。交叉学科的课程体系一般涵盖不同学科的基础必修课程、选修课及相关方向的补修课。一个人具备了广博的知识才能从整体上把握知识间的纵横关系，充分发挥知识间的相互启发、相互促进的作用[4]。因此，如何构建合理的交叉学科课程体系是研究生增强创新能力的有效手段。
（三）构建交叉学科课程体系是培养研究生学术兴趣的必要途径
交叉学科一般涉及学科的多个领域，通过对多学科课程内容的整合，课程的精彩程度和趣味性会有很大提高。研究生在交叉学科领域学习过程中，会结合自身的长处、特点，在交叉学科领域的课题研究中找到落脚点，有利于发挥学生的主观能动性，有益于开发学生的探索精神，有利于激发学生的创新动力。
二、当前跨学科课程体系的弊端
（一）课程体系固化，以专业为主
从高校研究生培养计划可以看出，研究生的课程受专业限制很大，这就导致本专业研究生与跨专业研究生几乎没有什么区别，个体差异关注不够，课程内容前沿性、综合性不够，交叉学科课程、综合性课程较少[5]。
（二）跨学科人才培养中，研究生课程体系构建导师起主导作用
首先，由于理工类研究生大多是在各自导师的指导下进行个别培养，受导师自身专业背景的局限与依赖，各学科之间存在着较大跨度等原因，致使学生很难进行跨学科研究[6]。其次，当前的研究生培养模式中，导师的课题方向决定研究生的选课方向。
（三）院系设置以学科为主导，不利于跨学科课程整合
目前，我国高校主要以学科为主导设置院系，而以跨学科设置院系的高校较少。现有院系设置不利于不同学科之间的沟通与交流，不利于不同专业之间的课程整合。这样的局面势必会影响学生对知识的追求热情，势必会影响学生的科研积极性，势必会影响学生的创新欲望。
三、农业工程与土木工程跨学科课程体系的构建
前面系统地讨论了建立跨学科培养研究生课程体系的意义及目前存在的弊端，现结合黑龙江八一农垦大学工程学院农业工程与土木工程两个学科的实际，对北方寒区农业水利工程与水利资源利用和设施农业结构防灾减灾两个方向进行跨学科课程体系分析。在确立课程体系时我们设计了《农业工程和土木工程跨学科培养研究生课程体系建设调查问卷》。在制作调查问卷设计时，我们充分考虑两个交叉专业可能出现的课程共通性，尽可能设计更多的课程，力求使交叉学科的研究生具有宽泛的理论基础，使交叉学科的研究生所学到的知识适应两个专业发展的需要。
（一）调查问卷统计
本次发放调查问卷的对象是黑龙江八一农垦大学工程学院的在职教师，共收到23份有效问卷。参与问卷调查的教师年龄集中在28―38岁和38岁以上两个年龄区间，具有硕士研究生以上学历的占95.65%，具有副教授职称和教授职称的总和占65.20%，问卷填写教师的任职专业主要集中在机械设计制造及其自动化专业，农业机械化及其自动化专业和土木工程专业，其他专业总和低于10%。
（二）交叉学科课程体系分析
1.北方寒区农业水利工程与水利资源利用方向。交叉学科研究生培养方案要求学术型研究生所修学分总数大于等于30学分，扣除英语、中国特色社会主义理论与实践研究及自然辩证法概论等必修课外，交叉学科研究生必须选修不少于五门的基础必修课，其中数值分析是学位必修课，还需要选修4门基础必修课。基础必修课的数据统计结果如下：在备选的15门课程中，数值分析得票最高23票，土壤水文过程模拟得票最少仅为8票。考虑到交叉学科研究内容的宽泛性，结合统计结果，去掉土壤水文过程模拟、土壤物理化学、喷微灌理论与技术三门课程。这样在北方寒区农业水利工程与水利资源利用方向就剩下12门课在基础必修课模块内供交叉学科研究生选修。课程名称如下：数值分析、数学物理方程、土壤水动力学、水工建筑物健康监测与检测、节水灌溉工程学、计算流体力学、水土资源规划与评价、高等水工建筑物、新型建筑材料及其应用、灌溉原理与技术、地下水资源评价理论与方法、流体仿真与软件应用。研究生培养方案要求在选修课模块所修学分大于等于10学分，而每门课的学分分配是1.5或2学分。结合统计结果，选修课模块去除土壤学与肥料学及环境水利学两门课，保留其余12门得票较多的课程供交叉学科研究生选修。课程名称如下：水生态工程学、粘性流体动力学、弹塑性力学、生态水文学、现代环境监测与控制、环境水动力学、土壤学与农作物学、水工钢结构、水工混凝土、水文学与水利计算、农田水利学水力学。
2.设施农业结构防灾减灾方向。交叉学科研究生培养方案要求研究生所修学分大于等于30学分。去掉中国特色社会主义理论与实践研究、自然辩证法概论、英语及学位课数值分析，每位交叉学科的研究生必需选择不少于4门基础必修课。问卷结果表明，除设施环境工程学获得11票外，其他13门课，每门课程所得票数比较均衡，最低票数是15票，最高票数是22票。考虑到设施环境工程学和防灾减灾的关联性不是很大，结合统计结果把设施环境工程学去掉不作为基础必修课的选用课程，这样基础必修课就改成13门课，供交叉学科研究生选择。课程名称如下：数值分析、数学物理方程、农业设施概论、农业生物环境工程、结构动力学、高等结构力学、计算力学、有限元原理、工程结构加固技术、建筑火灾安全新技术、地震工程学、建筑结构抗风设计、工程结构优化设计。
土木工程数值分析范文4
关键词：土体强度；板桩码头；地震响应；数值分析
引言
分离卸荷式板桩码头在前板墙后方较低高程处设有桩支撑的卸荷承台，群桩来承担承台上方土重和码头面上的荷载，以达到卸荷效果。部分学者已经对分离卸荷式板桩码头展开研究，卸荷承台及群桩可以有效地降低前板墙水平位移、陆侧土压力和弯矩，且承台尺寸、桩截面尺寸、桩间距、胸墙与承台间距等都对卸荷效果有一定影响。谭慧明[1]等采用有限元数值分析方法计算分析了地震特性对分离卸荷式板桩码头地震响应的影响。本文基于ABAQUS有限元数值分析软件，采用有限元—无限元方法[2-3]计算分析了在均质土情况下不同强度土体对分离卸荷式板桩码头地震响应的影响。
1码头数值分析模型
1.1码头工程概况
工程概况如图1所示,板桩墙和锚碇墙之间距离为5cm，板桩墙和锚碇墙为钢筋混凝土材料，两者之间采用Q345Ф95钢拉杆连接，承台基础横向由两根灌注桩组成，港池挖深20m。
1.2码头数值分析模型及参数选取
板桩墙、卸荷平台、锚定墙、拉杆均采用实体单元。土体采用摩尔—库伦强度模型，采用四节点缩减积分实体单元（CPE4R）模拟，具体参数见表1。为使得地震荷载对土—结构的响应效果好，假设地基50米深范围内为均质土，在50米深处施加地震荷载，不考虑其他荷载。本模型地基土体简化为三层，上层（0m—50m）为码头结构所在土层，中层（50m—100m）为海底粘土层，下层为基岩，基岩物理力学性质与混凝土相同。本文采用瑞利阻尼模拟材料阻尼，可以在设置材料的模块里直接定义[2]，土体的阻尼比及阻尼系数计算参考陈国兴[4-5]的成果，地震波采用KOBE地震波按照加速度时程的方式输入。
2数值计算结果分析
2.1前板墙水平位移
由数值计算结果分析可得，土体强度增大，沿前板墙水平位移变化规律相似且都明显减小，同时前板墙整体的平均前倾幅度度也略有减小。
2.2前板墙陆侧土压力
由数值计算结果分析可得，土体强度增大，前板墙陆侧土压力有所增大，但从数值上看土压力增幅较小。
2.3前板墙弯矩
由数值计算结果分析可得，土体强度增大，前板墙各部分弯矩都有不同程度减小，在最大正弯矩与最大负弯矩附近减小尤为明显。
3结论
地震作用对比计算结果表明：增加上层土体的强度，可明显减小地震引起的码头板桩墙水平位移以及最大正负弯矩值，但对地震引起的码头板桩墙陆侧土压力影响较小。研究结果可为分离卸荷式板桩码头结构设计及施工提供理论基础。
参考文献:
[1]谭慧明,梅涛涛,焦志斌.地震特性对新型分离卸荷式板桩码头动力响应的影响[J].土木工程学报,2014,47(02):247-253.
[2]费康,张建伟.ABAQUS在岩土工程中的应用[M].北京:中国水利水电出版社,2013:53-57.
[3]蒋建平,刘春林,蒋宏鸣等.基于ABAQUS的板桩码头地震动力响应研究[J].水运工程,2013(06):40-45.
[4]陈国兴,王志华,左熹等.振动台试验叠层剪切型土箱的研制[J].岩土工程学报,2010,32(01):89-97.
土木工程数值分析范文5
关键词：数值分析课程设计；实践教学；教学改革；教学方法
中图分类号：G420 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2013）24-0291-02
《数值分析》是一门研究数值求解各类数学问题的课程，是综合性大学数学专业与某些理工科专业的必修课程，也是面向全校学生开设的通识选修课。在《数值分析》课程设计的实践教学中，学生经常抱怨时间短，内容多且复杂，难学且不会应用。事实上，《数值分析》既有数学课程在理论上的抽象性和严谨性，又有解决实际问题的实用性和实践性，它作为科学计算的基础理论与基本方法，已经广泛地应用于物理学、力学、计算机应用、航空航天、土木工程、机械工程、风险投资和经济管理领域。如何改变学生的观点、提高学生的兴趣、提高《数值分析》课程设计的教学质量，已成为数学专业课程教育教学改革的焦点之一。笔者经过几年的《数值分析》课程的教学，分析了《数值分析》课程设计实践教学中存在的一些问题，并根据学生专业的特点提出几点教学改革建议。
一、实践课程中存在的问题
《数值分析》课程设计实践教学，课程难学与本课程教学过程中的一些特点有关。具体说有如下几点。
（一）任课教师的专业限制
《数值分析》课程是信息与计算科学专业的专业必修课，它的任课教师是数学专业教师。而《数值分析》课程设计培养的是厚基础、宽口径、应用型本科人才，属于应用教育。在教学过程中，任课教师常常强调专业和基础，忽视实践与应用，这使得学生要花许多时间学习，才能学会该课程，如果不这样做，很难达到老师的要求。这样学生的实践练习时间就很少，更难达到用所学知识来解决实际问题，造成教与学脱节、学与应用脱节。另外由于数学专业教师缺乏工科背景，教学中多是只给出概念、公式、定理，罗列出方法和计算，很难做到时时处处与实际应用需要结合，这样会让学生感觉该课程就是一门枯燥的数学课，很难做到学以致用，逐渐地丧失学习兴趣。
（二）学生的专业特点限制
《数值分析》课程是面向数学系信息与计算科学专业开设的专业必修课，而信息与计算科学专业的学生数学基础好，计算机基础薄弱，程序操作能力差，课程设计实践教学的目的是各种数值算法的计算机实现，学生本就觉得这门课程理论枯燥难学，由于不熟练编程序，很难有兴趣自己操作实现各种算法，违背了课程设计的目的，使得这部分内容多是老师讲解演练各种算法，学生很少动手操作，教学效果较差。
（三）数值分析课程设计实践教学时间短，内容多
《数值分析》是一门与计算机密切结合的课程，该课程的任务是要根据计算机的特点给实际问题提供切实可行的算法，因而，课程设计是该课程教学中一个不可缺少的环节。然而，由于学时较少，在保证理论的限制下，课程设计实践教学只有一周时间。而且《数值分析》课程设计多安排在教学的最后一周，学生在学期最后几天往往会因很多事情影响学习，实际授课和实践的时间就更少了，在这样短的时间内完成许多算法的实践是很难做到的，只能选择几个重点的算法由老师讲解学生练习，学生只掌握了几种算法的原理，掌握效果也并不好，很难用所学知识去解决实际问题，这与《数值分析》课程设计解决实际问题的实用性和实践性相违背。
（四）数值分析课程设计教学模式单一
数值分析课程设计教学目标是教学生将所学的理论知识转化为实践能力，采用的教学模式就是上机讲解和练习。连续五天的这种教学模式会让学生觉得形式单调、内容枯燥、难学，在没有老师在身边监督下，有的学生干脆不听不练习，玩起了游戏，老师过来检查时关掉游戏，老师离开又继续玩，反反复复地看着老师，几天的实践课程就这样荒废，很难达到预期的教学效果。
二、教学改革的几点建议
针对上述的几点问题，笔者在《数值分析》的教学中提出以下几点改革建议。
（一）明确教学目的
必须明确我校人才培养的目标不是专业人才，而是应用型本科人才，培养操作能力强、宽口径、复合型的人才。针对这种人才培养模式的特点，我们确立《数值分析》的教学目的是：通过这门课程的学习，使学生了解数值计算的基本原理，掌握一般的数值计算技能，增强学生实践能力，使学生能够在实际需要涉及无法求解的数学问题时，会使用数值计算的思想和方法，为以后的实际操作和研究工作打下良好的基础。
（二）充实和精炼教学内容
《数值分析》是一门严谨、完整的学科体系，内容丰富。连同课程设计部分它的学时是64学时，笔者在近几年的授课过程中感觉到，在少学时的情况下，如果所有内容都讲到，往往会顾此失彼，不能突出重点，学生学下来后并没有在脑海里对所学知识留下深刻印象。如果将实际应用较多的内容重点强调，相关的方法应用详细讲解，并在上机实验上重点练习，其他知识点弱化讲解，应用较少却很繁琐的内容精简掉，这会使得与实际应用相关的重点内容有充足的时间讲解，实用性很强的方法有动手操作的机会，不仅减轻了学生的学习负担，还激发了学生思考用这些方法解决相关问题的兴趣，增强了学生解决实际问题的能力。
（三）不断改善实践课教学模式和教学方法
《数值分析》研究的是各类数学问题的数值算法，对于实用性较强的算法一定要多给学生动手操作的机会，加深学生对这些算法的理解，熟练它们的应用。数值试验的题目选择一些与实际应用相关或生活相关的案例，让学生将分析问题、建立模型、选择合适的算法、编写程序、分析结果这一计算主线完整地进行下来，以缩小学会该课程与解决实际问题的距离，增强学生的能力和信心。数学软件可以指导学生使用简单且方便调试的软件，如Matlab等，这可以兼顾到学生计算机语言基础薄弱，避免调试程序时语法错误频出而丧失信心。在教学方法上，做以下改革：
1.采用在解决问题中引出理论内容的教学法
每节课前都提出一些与学生专业和生活联系紧密的问题，和学生一起探讨这些问题的解决方法，越简单越好，从实际问题的解决方法入手，运用归纳、分析的手段引出相应的数值计算理论，之后从理论上研究解决问题的思想和方法，分析方法的优点、缺点以及所能解决问题的类型，进而给出解决实际问题的程序。例如在介绍数值积分时，课前不妨假设要购买一块不规则形状的养鱼池，按面积付费，判断所付价格是否合理。以其中两点确定的方向为横坐标轴，选择坐标轴上的点后，用船行驶的时间乘以船速，得到不同点的纵坐标，每小块面积用矩形面积近似，这些近似值加起来得到养鱼池面积的近似，将这种思想和方法提炼出来就是数值积分的思想和方法。结合生活中的实例，学生既能掌握《数值分析》中各部分内容，又能了解其在生活中的应用，进而将遇到的问题分类，学会用不同的数值方法解决相应的问题。
2.采用优劣分析式教学方法
这里所涉及的优劣分析包含数值解法与解析解法优劣分析、同一问题不同解法优劣分析等。
如讲到数值积分时，选几个实际生活中遇到的问题为例，如购买性状不规则的养鱼池，需要估计面积，而在边界曲线函数无法知道的情况下，不能直接应用计算定积分的牛顿-莱布尼兹公式来计算面积，而若被积函数是一张数据表、用牛顿-莱布尼兹公式积分后的原函数过于复杂等，都无法直接应用牛顿-莱布尼兹公式计算，而数值积分公式则可以克服这些弊端，强调了数值积分的实际应用价值，给出具体的数值算法，比较数值算法的计算量。又如，在介绍线性方程组的数值解法时，指出线性代数中的线性方程组的求解方法只对阶数较低的方程组适用，阶数稍高就会导致计算量很大，列举一个五阶线性方程组和一个十阶线性方程组，观察它们的计算量，而源自工程实践中的线性方程组多是高阶线性方程组，如土木工程中的有限元方法，最后都会归结为解高阶线性方程组，如果用传统的解法会导致计算量相当大，而给出数值算法，比较数值算法与传统算法的计算量，这样，数值解法的优点可以吸引学生的学习兴趣。
启发学生思考身边问题，发现问题、解决问题。课上，老师讲授之外，师生共同围绕学生提出的那些与生活相关的问题进行讨论，提出解决问题的方法并在程序上实现问题的解决，对大家提出的算法进行点评，这种授课方式能够激发学生学习的热情。
（四）改革考核方法
以往的实践课考核方式是给出几道题目，给学生一定的时间，由他们自己设计算法，给出问题的解决方案，提交课程设计报告，根据这些报告给定成绩。有的同学平时不练习，在最后抄袭别人的实践报告。为了杜绝这类现象，在平时上课时，将学生分组，每次课给每组指定任务，大家分组讨论，每组都给出问题的解决思路，每个组员都要给出补充，根据这些课上表现综合给出考核成绩，这既可以监督学生浪费课上时间玩游戏，又可以保证所给成绩的公平性，调动学生积极性。
三、结束语
教学内容和教学方法的改革，是提高教学质量的关键，是高校提高自身的竞争力适应社会发展需求的必然趋势。讲授《数值分析》课程设计，必须做到与实际问题相结合，根据实际应用取舍教学内容，安排试验学时，培养学生应用所学知识解决实际问题的能力，拓展学生思维，为培养基础全面、操作能力强、综合素质好的应用型本科人才奠定基础。
参考文献：
[1]李庆扬，王能超，易大义.数值分析：第5版[M].北京：清华大学出版社，2008.
[2]周生田，李维国.工科硕士研究生数值分析课程建设与教学改革[J].石油教育，2009，（1）：57-59.
土木工程数值分析范文6
1.1纤维增强塑料概念及成分概念上纤维增强塑料筋是一种由增强和基体材料组成的复合型材料，其主要组成成分是高性能纤维，基体材料主要是合成树脂，高性能纤维主要分为有机纤维与无机纤维两种，其中有机纤维的主要有芳纶纤维和混杂纤维两种。无机纤维品种较多像玻璃纤维、金属纤维、石英玻璃纤维、碳纤维等。目前建筑行业中玻璃纤维增强复合材料、钢纤维增强复合材料碳纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料和混杂纤维增强复合材料是建筑工程中最常采用的复合材料。
1.2国内外研究现状纤维增强塑料作为一种新型建筑材料的出现，在建筑行业中用来替代钢筋或钢板，首先起源于发达国家，纤维增强塑料在国外研究和应用均开始较早。20世纪70年代，德国、日本、美国等国家就开始研究纤维增强塑料材料在混凝土结构中的应用，1993年世界上第一个关于FRP材料的建筑混凝土结构设计规范在日本制定并执行，欧洲关于FRP筋的设计规范也正在编制过程相对比较晚。虽然我国对FRP材料的研究和在混凝土结构中的应用研究起步较晚，但随着但近年来许多建筑研究机构及高校科研院所加入，(如东南大学、同济大学等)已开始进行深入研究，并取得了一些研究成果，其中粘FRP板加固法的研究已接近国际先进水平。同时对纤维增强塑料使用过程中的强度、变形等进行研究分析，在张亚坤《纤维增强塑料筋混凝土板的变形研究》（长江科学院院报，2013.9）通过纤维增强塑料筋混凝土四边简支双向板的冲切性能试验，得到试验双向板的荷载—挠度曲线以及挠度分布图，试验表明，为纤维增强塑料筋加强混凝土结构在工程中的应用和对混凝土板冲切问题的深入研究可提供试验依据。李炳宏在《纤维增强塑料筋混凝土梁抗弯设计数值分析》（长安大学学报，2011.9）一文中根据极限强度理论，采用对混凝土构件正截面分层的方法，对构件的弯矩-曲率关系和荷载-挠度关系进行了数值计算，研究结果表明由于纤维增强塑料筋抗拉弹性较低，和传统钢筋混凝土梁相比，纤维增强塑料筋混凝土梁刚度较低是其不足之处。周俊龙《玄武岩纤维增强塑料筋耐腐蚀性研究》（土木建筑与环境工程，2011.6）研究认为玄武岩纤维增强塑料筋耐氯化钠盐溶液腐蚀性能较好,而耐碱腐蚀性较差,其原因主要是因为原材料中的连续玄武岩纤维的耐碱性较差。对于将玄武岩纤维增强塑料筋长期使用在混凝土中必须对其耐碱性进行改性。刘冬梅《纤维增强塑料筋在土木工程中的应用探讨》（工程技术，2014.7）近年来纤维塑料增强筋的应用逐渐成为一个研究热点。纤维塑料增强筋具有的轻质、耐腐蚀、高强、抗疲劳、低弹性模量、比重小等优点使其在土木工程中日益得到广泛应用。整体上来说纤维增强塑料在建筑行业的应用研究已经比较深入，在具体使用方面也积累了不少的经验，并根据使用环境对纤维增强塑料进行了适当的改造。
2纤维增强塑料筋在替代钢筋中的运用
2.1新型纤维塑料筋在桥梁建设工程中的使用桥梁工程建设是土木工程的一个重要分支，古代桥梁以简单通行主，载重不大，材料多用石料等，桥面纵坡可以较陡，甚至可以铺设台阶。随着工业化进程的发展，现代桥梁所承受的载重逐倍增加，而且为了实现迅捷交通，有时要跨越更大更深的江河、峡谷，这就迫使桥梁建设向大跨度发展。传统的钢筋混凝土在解决桥梁基础建设方面有不可替代的作用，但是随着桥面工程跨度的增加，混凝土材料虽然能提供一定的强度满足桥梁工程需要，但是由于混凝土自身重量过大，对桥梁工程的跨度有一定的制约，需要新型材料解决传统建筑材料质量过大，耐腐蚀性不强的问题。纤维增强塑料作为一种新型建筑材料，具有强度大、密度小、耐腐蚀的特点，相同直径的钢材相比，具有重量轻，强度大的在，有研究显示相同直径下纤维增强塑料筋大于钢筋强度，同时质量又远远小于钢材，因此纤维增强塑料筋的使用在保持或增强桥梁工程强度的同时还可以解决桥梁工程自重过大问题，纤维塑料增强用于混凝土中替代钢筋，特别是在水中或者土中使用，明显可以降低腐蚀对强梁的危害，减少维护保养费用，增强桥梁使用时间，在桥梁建设主体框架和桥面建设中使用纤维塑料筋替代钢筋可明显减轻桥梁工程结构本身质量。由于新型纤维塑料筋本身具有质量轻，强度大的特点，因此在桥梁施工中可以有效降低施工荷载、布筋劳动强度及劳动成本。新型纤维塑料筋在桥梁建设中首先在国外开始，大量使用新型纤维塑料筋取代钢筋的是美国DEL351桥，该桥根据美国国家高速公路和运输者协会(AASHTO)的技术条件设计，是美国第一座新型纤维塑料筋构成的全复合材料桥，主体上该桥由两块复合材料桥面板构成，每块桥面质量只有水泥桥面的十分之一，该桥梁的建成为桥梁建设采用复合材料奠定了基础，另外使用新型纤维塑料筋取代钢筋建成的复合大桥还有加拿大Joff桥、日本飞翔桥、丹麦Herning斜拉桥等，国外这些成功的桥梁建设案例说明在桥梁建设中，只要设计合理，适当采取纤维塑料增强筋对传统钢筋进行替代是土木工程的发展，是解决目前传统混凝土材料面临腐蚀导致刚性不足和的途径之一，实践也证明新型纤维塑料筋是解决混凝土自重太大的方法之一。
2.2海洋工程建设中纤维塑料增强筋的应用海洋总面积约为3.6亿km2，约占地球表面积的71%，随着社会的发展，人们不仅仅局限于陆地上的生活发展，为了获取更多的资源，人们越来越多的加大对海洋的开发。因此海洋工程得以迅速发展，大量的工程涉及到海洋，就其概念而言，海洋工程是指以开发和利用海洋资源，保护良好海洋生态环境恢复为目的，而进行的和海洋有关的土木工程建设，如各种堤坝工程、码头、人工岛、海上油田设施、跨海桥梁等，海洋工程不是现在才有的概念，文献资料研究发现，公元前1000多年地中海沿岸国家在已开始进行有关航港设施的建设；我国远在公元前300多年就在沿海设立通商港口并进行相应建设，荷兰在中世纪初期也开始建造海提，随着现代工业的发展和国防需要，海岸工程得到了飞速发展，已经成为土木工程的重要组成部分，为了加强对海洋资源的控制，各国都加大了海洋工程的开发力度。研究发现根据不同的使用用途云，海洋工程也形成了不同的结构型式，但不管哪种结构，面临最突出的问题就是海洋工程基础设施建设中的结构防腐问题，面临海水侵蚀，海洋工程设施中筋混凝土结构易受到海风中盐粒子的腐蚀而发生明显的早期劣化，也容易受外界的影响如海水、空气中的氯离子等。出现碳化导致混凝土刚性耐久性不足，实践也证明沿海地区很多混凝土建筑物中钢筋的因为过多的受到空气中氯化物离子的影响而腐蚀，尤其是港口及水道的钢筋混凝土护岸桩、承载桩及板桩设施由于氯离子的侵蚀和冻融的作用容易损坏，为了解决海洋工程建设中发生的混凝土钢筋腐蚀问题，延长海洋工程建筑使用年限，目前在建的海洋工程在结构上一般采用钢混结构，在此基础上采用加大混凝土防护墙（保护层）的办法对海洋工程进行防护，增加了工程成本，但是保护后的混凝土结构的使用年限也大约只有20年，根本达不到海洋工程耐久性要求。新型纤维塑料筋FRP具有优良的抗腐蚀物理性能，克服了传统钢筋混凝土的不足，目前纤维塑料增强筋在海洋工程中的应用典型的代表是日本Smitomo化工有限公司兴建的一座码头。码头建设大量采用纤维塑料增强筋，码头建成以后进行了荷载试验，实验结果表明该码头能够完全满足使用的要求。现有使用新型纤维塑料筋的桥梁工程说明，只要严格按照海洋工程设计要求，纤维增强塑料筋能够满足海洋工程中的建设要求，克服混凝土的缺点。建设有质量保障的海洋工程。
2.3岩土工程建设中纤维塑料增强筋应用岩土工程是在土木工程实践中逐步建立完善起来的一种新的技术分类。本质上是土木工程的分支，欧美国家于就开始对岩土工程进行相关研究，认为岩土工程是解决各类建设工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。岩土工程在土木工程中占有很重要的位置。在岩土工程中，为了减少自然灾害，降低危害，如滑坡等问题，通常使用高抗拉强度的钢材锚杆用于岩土锚固，防止塌方或者其他影响工程现象的发生，但很多岩土工程实例都不同程度的体现出固定设备发生腐蚀的现象，原因可能是随着时间的推移,水泥不断水化生成Ca(OH)2,所以对钢筋进行腐蚀,也可能是由于不同的岩体具有一定的腐蚀性，导致工程过程中锚杆不同程度腐蚀，导致钢锚锚固工程失效，随着材料学科的发展，纤维塑料增强筋作为一种新型建筑材料进入了沿途工程领域，由于纤维塑料增强筋具有优越的抗腐蚀性能，能适应恶劣外部环境增强使用寿命。因此国外岩石工程中逐渐尝试应用纤维塑料筋代替金属锚杆，从而克服钢锚杆在恶劣地质条件下因腐蚀而产生的潜在危害，目前纤维塑料筋已被大量用于临时建筑工程中基坑防护等岩土工程，实践证明纤维塑料满足岩石工程设计使用中的各项要求。
2.4纤维塑料增强筋在预防灾害过程中的应用随着大型土建工程的开发，在工程过程中随时要注意自然灾害的发生，如道路护坡的固定、滑坡的预防、大型工程基础保护等，目前采用的方法一般是采用预应力锚固支护技术，通过前期布设相应预应力钢绞线锚杆，形成一定的规模防护，但是因为钢绞线锚杆存在腐蚀隐患，长期使用后还是会带来很大的工程或者生活隐患。随着纤维塑料技术的发展，有效克服了钢筋笨重和腐蚀的缺点，用预应力纤维塑料增强筋取代预应力钢绞线锚杆是建筑材料使用的一项改革和创新。使用纤维塑料增强筋后可以消除钢筋锈蚀潜在的工程安全隐患。使用纤维塑料增强筋可减少后期维护次数，如三峡水电站成功蓄水后，从理论上讲一部分山体与边坡将埋于水底，若干年后一旦预应力钢绞线锈蚀而失去保护能力，导致山体或边坡发生滑移，结果将是灾难性的，因此使用预应力FRP筋预防克服传统钢筋混凝土中钢筋容易被腐蚀而导致潜在危险，具有一定的可行性。
3结论
