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土木工程數值分析范文1
關鍵詞：鋼筋混凝土跑模；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
中圖分類號：TU37文獻標識碼：A
一、鋼筋混凝土跑模造成的危害
鋼筋混凝土施工損失的絕大部分，都是由于鋼筋混凝土模板加固體系不正確，施工質量低下造成的，加固不當，造成跑模返工或修補缺陷。在磚混施工結構中，常常會因構造柱或梁跑模而拉動相接的墻體，這種返工，費時費力，不但模板及鋼筋混凝土造成返工，相鄰相接的墻體偏移，也造成反工，造成拆除部位廢料的清理和外運處理。從而造成嚴重經濟損失，因此，在鋼筋混凝土建筑結構施工中，施工技術人員及施工人員應該著重注意模板施工中的加固技術的應用。
隨著建筑業的日益發展，施工人員流動打工，進行施工技術交流的機會也隨之增加。在施工當中，一般性模板工程均可滿足施工人員可技術要求。但有部分中小企業還在混凝土模板支撐存在著許多的缺陷和不足，我現就以下的幾個方面來談談鋼筋混凝土模板施工的技術做一分析。
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，執行檢查不夠。
2）施工并未按施工方案進行施工
3) 管理層思想意識認識不足，以減少材料用量節省費用的思想，嚴重影響工程施工質量。
4）施工人員偷工減料，模板支撐不牢，模板支撐方式選用方式不當，缺乏技術培訓。
5）、模板方面的采購，采購人員認識不足，采購的模板自身問題較多，模板本身質量差、強度不夠，達不到質量標準。
6）、施工人員施工完后應及時交給倉庫材料管理人員應對模板進行維修和保養，對模板面、肋的損傷應及時維修、加固。模板使用前涂刷隔離劑，以延長模板壽命。
二、模板的安裝
模板安裝方面應嚴格按照施工方案進行，所使用的模板，應保證形狀、幾何尺寸、位置準確，有足夠的強度、剛度和穩定性。在安裝過程中，應設置防傾斜的臨時固定設施。
模板施工中，應消除拼縫不嚴，墻體版面不垂直，模板下口與地面空隙較多，對拉螺栓未緊固到位，拉結松動。對拉螺栓的間距及支撐未按規范支設，支撐懸空等引起模板脹模。
三、模板支撐問題
二磚混結構中的模板加固
1、墻體施工時應注意的幾個方面
1﹚墻體砌筑時，構造柱兩側，五進五出中的出槎錘直應嚴格控制，防止空間寬度增大，而一般情況下，木工配制定型模板又不能完整的蓋其柱孔截面.或模邊寬度不足，造成漏將或跑模。
2﹚預留模板加固用穿墻桿孔時，孔豎向間距不應大于500㎜為宜，在90°轉角和丁字墻置水平間距距槎邊不小于370㎜，十字時可留置槎邊120㎜。
上述可避免在混凝土澆灌時，因混凝土在凝固前液狀下的彭脹力.因孔與槎邊距離小而拉動墻體.使構造柱及整體墻體偏移。
2、構造柱澆灌時應注意的幾個方面
1﹚灌注前應將磚槎用水充分澆濕，以免混凝土因磚墻吸水下灌不暢，造成振動時間過長，振力過大而造成跑模。
2﹚澆灌時應一次高度不大于500㎜為宜，振蕩后再澆，這樣反復進行。減少一次振動時間，避免過振性跑模。
3、模板安裝和支撐應注意的幾個方面
1﹚支模前必須查明墻體完成砌體時間，以防墻體砂漿未凝固，未達到強度，避免因澆筑時預留孔與構造柱之間磚拉動而造成跑模。2）加墻桿間距不宜大于500mm，水平加桿應盡可能縮短距離，防止混凝土澆灌時，水平加桿被混凝土膨脹擠壓彎曲，造成跑模。
四、框架結構中的模板加固
1、整體現澆板模體支撐系統.
1)通常施工人員錯誤認為工程體量小，面積不大，搭設支撐架體時立桿間距大、水平拉桿少、許多無掃地拉桿。在混凝土澆注時，頂部重量的壓力下，整體支撐架變形，造成模板變形跑模。
2)施工人員偷工減料，無防頃斜垃桿，扣件間隔設置。
3)許多為節省材料，不合尺寸的立桿拼湊使用，上下用螺旋游頂接補高度，造成立桿接頭多，垂直度較差，許多螺旋游頂與鋼管對接段不直.造成游頂螺旋一側受力，易發生螺旋破裂.使立桿下滑。
2、柱模板支撐系統
1).柱體模板體系總的來說，是以靠室內滿堂架體支撐的，需要科學合理的結合在一起。
2)柱體截面邊長大干400mm時，除外加桿外應設置對拉絲進行柱中部對拉加固。對拉絲應設在外加桿中間段。緊固好兩端扣件螺栓，以防止柱模中部變形跑模。
3)模板配制時.外付加方木間距要合理.模板拼縫要嚴密，安裝時.要將地面處理平整.模板豎起后與地面無缺口或較大縫隙。
4)除四周外加桿外.模板外付助水平方木的角部應一側延長.與另一側釘死。
四.施工完成后的檢查
1、施工完成后，項目部組織作業班組及部位施人員進行系統的檢查，檢查要徹底，不放過任何一個可能發生隱患的部位。
2.對檢查的結果 ，要提出整改要求和標準，要記錄有問題的模板具置和原因，指導和說明正確做法。
土木工程數值分析范文2
關鍵詞：土建工程 施工質量控制技術要點
中圖分類號：V552+.4 文獻標識碼：A 文章編號：
現在隨著大家的知識面不斷的增長，對于土建工程項目相關知識也在不斷的增加，有關土建方面的認識也在我不斷地增強，對土建工程的施工進行了嚴格的質量控制。在土建工程的整體工作項目中, 質量控制是至關重要的，包括質量控制、質量保證和技術要點的改進。
1 土建施工過程中的現澆樓板裂縫防治
1.1 板內增加配筋量，提高混凝土抗拉伸強度
現澆樓板裂縫的發生原因較多，在構造技術處理上要增加板內配筋，提高混凝土極限抗拉伸能力。在征得原結構設計人同意條件下，根據以前板配筋裂縫的實際，對容易產生裂縫的現澆鋼筋混凝土板適當增加配筋量，以提高混凝土的極限抗拉伸強度。具體做法是：
（1）對外墻轉角處的房間和跨度大于4m 的樓板，內配筋應設置雙層雙向鋼筋，轉角處網片筋的間距在100mm 以內，樓極面層筋間距不大于150mm，網片筋直徑大于Φ10。
（2）在外墻轉角部位要增加輻射筋，配置范圍應大于板跨的1/3，配筋直徑大于板筋但布設間距以100mm 為宜。
1.2 調整混凝土配合比，控制混凝土的干縮裂縫
（1）工程施工過程中，配制混凝土應盡量選擇采用硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥拌制，嚴格限制多和料的比例和質量；粉煤灰摻量小于水泥用量的15%，細度達到Ⅱ級灰標準。
（2） 混凝土細骨料用砂必須采用中砂，不允許用細砂拌制混凝土；控制坍落度用水量是關鍵，水灰比一般不大于0.5；高層和多層建筑的泵送混凝土坍落度小于15m，一般現場拌制混凝土的坍落度小于5m。
（3）在施工條件允許時，可在混凝土中增加聚丙烯纖維材料或鋼纖維材料抗裂。
1.3 適當增加板厚度，提高剛度和抗裂
（1） 現在較多現澆板厚只有100mm 左右，過于偏薄的樓板剛度小，混凝土鋼筋保護層厚度難控制，短期內混凝土的碳化會造成板筋腐蝕，使板承載力下降。
（2） 據介紹現澆板厚度增加至140mm以上時，板面混凝土的裂縫將會減少，鋼筋保護層厚度也容易控制；無論是任何混凝土構件，沒有足夠的厚度，其強度、剛度也難以保證。
1.4 加強施工過程的質量監控
（1） 熟悉施工圖，嚴格按圖施工，樓板鋼筋的設置與排列、保護層的厚度要符合施工規范及圖紙要求。澆筑混凝土時特別注意保護鋼筋，要派專人保護鋼筋防止操作人員直接踩踏上層負筋。
（2）預拌混凝土要對送料車逐一檢查混凝土的坍落度，不允許不符合坍落度主要求的混凝土用于樓板；自拌混凝土按要求有施工技術人員在攪拌現場控制外，監理人員旁站監理將更進一步控制拌和全過程質量。同時，在施工振搗時嚴禁在混凝土中任意加水。
（3） 混凝土澆筑必須保證樓板的設計厚度，振搗后用2m 直尺刮平；如水灰比過大表面泌水應及時排出或吸干，不允許表面泌水任意向較低處流淌或用干水泥灑在水上再抹壓。
（4） 樓板中敷設的管線應埋設在兩層筋的中間；管線交叉處要用接線盒連接，避免管線交叉重疊影響樓板有限的截面厚度，要采取在敷設管線下部加鋪寬度400mm 的鋼絲網片作為補強措施。
（5） 現澆板的底模必須穩定牢固，具有足夠的剛度來承擔施工的各種動靜荷載；混凝土澆筑抹壓后應按常規要求進行保護和養護，這項看似簡單實際極重要的工作必須加強。養護要根據不同氣溫采取不同的養護方法，氣溫高、風速大的環境及時灑水保濕養護，而進入低溫季節則要覆蓋保溫蓄熱養護。
2 屋面防水控制措施
2.1 確保屋面板施工質量
現在屋面板采用預制板的較少，絕大多數采用現澆混凝土屋面?，F澆鋼筋混凝土屋面板對鋼筋保護層厚度控制是很重要的；澆筑混凝土時要派專人跟班調綁鋼筋，防止踩踏鋼筋移位及變形；屋面板混凝土的澆筑必須連續進行，不允許中途停留在接槎處形成冷縫；振搗有序不漏振、不露筋、無蜂窩、麻面等；混凝土板面用滾筒碾壓不少于兩遍，提漿后用鐵抹子抹壓不少于兩遍，在表面發自時立即覆蓋保護材料，養護時間不少于7 晝夜。
2.2 做好找平層
屋面板上的找平度，都采用水泥砂漿抹找平，施工必須保證其強度、防起砂、起殼及空鼓，抹壓平整堅實，平整度小于5mm，砂漿強度不低于M10；找平前必須對屋面基層徹底清理并澆水濕潤刷素漿，現場拌制的水泥砂漿材料要計量配合比，抹灰工序同地面抹灰一樣進行，不允許簡化工序違規施工。
2.3 高出屋面結構處理
對高出屋面的通風管、機房、水箱、女兒墻根部與屋面交接處的處理，按設計及規范要求抹成長度不小于100mm 弧形；所有的排水口處均應用防水砂漿打底抹成盤子狀連接管頭。
2.4 保溫層施工質量控制
保溫層施工質量會影響保溫性能和防水效果，含水量過大的保溫材料會造成防水層起鼓破壞而失去防水作用。為此，在做保溫層前必須在找平層上砌分倉處理，分倉砌在梁或隔墻的部位，間距4~6m；保溫層分倉施工，在分倉隔墻上留伸縮縫及排氣孔。保溫材料在一些地區全部采用膨脹珍珠巖干粉，但含水率不好控制，如果預制成珍珠巖板塊鋪設，其施工速度和含水率會得到保證。最好選擇聚氨酶泡沫板塊或聚苯乙烯泡沫板，其保溫防水性能好。
2.5 細石混凝土整澆層
保溫層上按設計及規范要求應現澆30~40mm厚的整澆混凝土層。整澆層與保溫層之間的分倉縫位置重合，為預防整澆時細石混凝土渺漿堵塞下層分格縫，應在縫上鋪200mm 寬的SBS 防水卷材。整澆混凝土在克拉瑪依地區的屋面中不配置鋼筋，但配置鋼筋時應在面層混凝土以下15mm 為宜，在分格縫處應斷開。澆筑混凝土時要派鋼筋工監護鋼筋，防止位移和踩踏。整澆層混凝土的平整度不能超過4mm，分倉縫處用防水膠泥嵌填密封，防止進水。
2.6 防水層施工質量要求
防水層施工材料按設計要求使用，不論選擇防水卷材還是防水涂料，均必須具備產品的生產許可證、出廠合格證和試驗報告合格證件，并報經現場監理工程師認可后，在抽取樣品復檢合格的前提下才準許用于工程。防水層施工前對屋面整體進行檢查，尤其是對屋面的細部構造處更要逐一驗收，確保表面平整干燥（含水率小于8%），高出屋面結構處抹成弧形。對采用不同的防水材料施工，選擇相適應的規范標準進行檢查和驗收。但在天溝、泛水、雨水集中排出口或檐口處的重要部位要先鋪設附加層或增加涂刷厚度，附加層寬度不小于300mm 兩層、涂刷不少于三遍。防水層施工后要進行檢查驗收，不準在上堆放重物或拌制砂漿，也不再焊接管線或安裝飾燈、避雷帶等作業，防止損傷防水層。
3 廚衛間防滲漏措施
3.1 土建施工的質量控制
（1） 廚衛間是家庭用水的集中點，作為預防滲漏的主要措施，在分隔墻底部統一澆混凝土導墻，高度大于150mm 同板一同澆成整體，寬度可同隔墻厚。
（2） 樓面施工時找出1%流向地漏的坡度，地面抹成后潑水試驗；衛生間的沖淋處及浴缸地面與墻面的基層要涂刷聚氨酶防水涂料或貼SBS 防水卷材。
（3） 特別重視處理好室內管道預留洞口的二次修補工作，專門組織人員用專用材料修補，管道與預留套管之間的空隙多采用石棉水泥填嵌密封；樓板上的預留洞口要采用較原板高一級的細石混凝土分層填補，并注意小部位混凝土的養護。對廚衛間地面預留洞口管線安裝后的修補檢查，要盛水超過12h 在底部觀察，不滲漏者為合格，不通過試漏檢查監理人員應拒絕簽字驗收認可。
3.2 管道安裝質量控制
（1） 所有的預留洞口是由土建施工時配合安裝人員留設的，凡是穿越樓板與墻體的管線都必須加設套管，套管應高出結構表面20mm。
（2）建筑安裝嚴格檢查進場管材、配件及設備的質量，采購的所有材料必須有產品出廠合格證、質量保證書及試驗報告，并報經監理工程師確認后才準用于安裝。
（3）安裝的每道工序必須經過驗收才準進行下道工序，不得隱蔽上道工序；如采用鍍鑄鋼管時，焊接管直徑必須＞25mm 才準許焊接，直徑＜25mm 時采取絲扣連接；給水管道安裝后要進行壓力試驗，試驗壓力為設計工作壓力的1.5 倍；排水管道安裝后要進行通球試驗；衛生潔具及其他洗滌設備安裝后要進行貯水試驗，并對各種開關、閥門做嚴密性和靈活性檢查。
4 結束語
土建工程核心的問題就是把控工程的質量，由于人們對于生活質量要求不斷提高，對于建筑項目的耐久行及功能有了新的要求。我國建筑工程發展迅速，其面積和功能更趨于適用和完備，消費者都希望房屋質量滿足功能要求以及耐久性需要，減少維修及較少影響正常使用。如何才能更有效地防治住宅建筑工程的質量病癥,是一項長遠而需創新的課題。
土木工程數值分析范文3
關鍵詞：農業工程；土木工程；交叉學科；研究生課程
作者：鄭鑫，楊光，葛建銳
中圖分類號：G642.3文獻標識碼：A文章編號：1002-4107（2013）08-0040-02
隨著經濟與社會的高速發展，對復合型高素質人才的需求越來越大。面對這種現狀，培養具有跨學科、交叉學科學習背景的復合型人才，是當下研究生教育需要認真解決的問題，也是未來培養創新型研究生的必經之路，更是研究生教育教學改革的主要方向。要想達到這種要求，合理設置交叉學科的課程體系是成功的關鍵。
一、構建交叉學科課程體系的意義
（一）構建交叉學科課程體系是培養創新型人才的基礎保障
交叉學科設置課程可以幫助研究生夯實數、理、化基礎、計算機應用和程序設計技術等基本知識，為參與交叉學科項目研究提供基礎保障。在國內，北京大學于2006年成立“前沿交叉學科研究院”，該研究院下設有理論生物學中心（CenterforTheoreticalBiology，CTB）。CTB的課程由4門必修課程、13門專業選修課程、20門專業限選課程、15門跨專業選修課程和8門跨專業限選課程組成。研究生必須根據不同的專業背景進行課程學習，50%為跨學科專業課程[1]。在國外，美國威斯康辛大學麥迪遜分校（theUniversityofWisconsin-Madison，簡稱UWM）于1998年發起了一項大學/州伙伴關系創新性計劃（ClusterHiringInitiative，簡稱CHI）[2]。在教學上，CHI中幾乎每個研究集群都開發了新的課程，一些研究集群甚至已開發出新的跨學科計劃[3]。
（二）構建交叉學科課程體系是增強研究生創新能力的有效手段
交叉學科的課程體系，會結合跨學科課題所涉及的知識面的寬度及學科的前沿性調整研究生教學的選課及授課內容。交叉學科的課程體系一般涵蓋不同學科的基礎必修課程、選修課及相關方向的補修課。一個人具備了廣博的知識才能從整體上把握知識間的縱橫關系，充分發揮知識間的相互啟發、相互促進的作用[4]。因此，如何構建合理的交叉學科課程體系是研究生增強創新能力的有效手段。
（三）構建交叉學科課程體系是培養研究生學術興趣的必要途徑
交叉學科一般涉及學科的多個領域，通過對多學科課程內容的整合，課程的精彩程度和趣味性會有很大提高。研究生在交叉學科領域學習過程中，會結合自身的長處、特點，在交叉學科領域的課題研究中找到落腳點，有利于發揮學生的主觀能動性，有益于開發學生的探索精神，有利于激發學生的創新動力。
二、當前跨學科課程體系的弊端
（一）課程體系固化，以專業為主
從高校研究生培養計劃可以看出，研究生的課程受專業限制很大，這就導致本專業研究生與跨專業研究生幾乎沒有什么區別，個體差異關注不夠，課程內容前沿性、綜合性不夠，交叉學科課程、綜合性課程較少[5]。
（二）跨學科人才培養中，研究生課程體系構建導師起主導作用
首先，由于理工類研究生大多是在各自導師的指導下進行個別培養，受導師自身專業背景的局限與依賴，各學科之間存在著較大跨度等原因，致使學生很難進行跨學科研究[6]。其次，當前的研究生培養模式中，導師的課題方向決定研究生的選課方向。
（三）院系設置以學科為主導，不利于跨學科課程整合
目前，我國高校主要以學科為主導設置院系，而以跨學科設置院系的高校較少?，F有院系設置不利于不同學科之間的溝通與交流，不利于不同專業之間的課程整合。這樣的局面勢必會影響學生對知識的追求熱情，勢必會影響學生的科研積極性，勢必會影響學生的創新欲望。
三、農業工程與土木工程跨學科課程體系的構建
前面系統地討論了建立跨學科培養研究生課程體系的意義及目前存在的弊端，現結合黑龍江八一農墾大學工程學院農業工程與土木工程兩個學科的實際，對北方寒區農業水利工程與水利資源利用和設施農業結構防災減災兩個方向進行跨學科課程體系分析。在確立課程體系時我們設計了《農業工程和土木工程跨學科培養研究生課程體系建設調查問卷》。在制作調查問卷設計時，我們充分考慮兩個交叉專業可能出現的課程共通性，盡可能設計更多的課程，力求使交叉學科的研究生具有寬泛的理論基礎，使交叉學科的研究生所學到的知識適應兩個專業發展的需要。
（一）調查問卷統計
本次發放調查問卷的對象是黑龍江八一農墾大學工程學院的在職教師，共收到23份有效問卷。參與問卷調查的教師年齡集中在28―38歲和38歲以上兩個年齡區間，具有碩士研究生以上學歷的占95.65%，具有副教授職稱和教授職稱的總和占65.20%，問卷填寫教師的任職專業主要集中在機械設計制造及其自動化專業，農業機械化及其自動化專業和土木工程專業，其他專業總和低于10%。
（二）交叉學科課程體系分析
1.北方寒區農業水利工程與水利資源利用方向。交叉學科研究生培養方案要求學術型研究生所修學分總數大于等于30學分，扣除英語、中國特色社會主義理論與實踐研究及自然辯證法概論等必修課外，交叉學科研究生必須選修不少于五門的基礎必修課，其中數值分析是學位必修課，還需要選修4門基礎必修課?；A必修課的數據統計結果如下：在備選的15門課程中，數值分析得票最高23票，土壤水文過程模擬得票最少僅為8票?？紤]到交叉學科研究內容的寬泛性，結合統計結果，去掉土壤水文過程模擬、土壤物理化學、噴微灌理論與技術三門課程。這樣在北方寒區農業水利工程與水利資源利用方向就剩下12門課在基礎必修課模塊內供交叉學科研究生選修。課程名稱如下：數值分析、數學物理方程、土壤水動力學、水工建筑物健康監測與檢測、節水灌溉工程學、計算流體力學、水土資源規劃與評價、高等水工建筑物、新型建筑材料及其應用、灌溉原理與技術、地下水資源評價理論與方法、流體仿真與軟件應用。研究生培養方案要求在選修課模塊所修學分大于等于10學分，而每門課的學分分配是1.5或2學分。結合統計結果，選修課模塊去除土壤學與肥料學及環境水利學兩門課，保留其余12門得票較多的課程供交叉學科研究生選修。課程名稱如下：水生態工程學、粘性流體動力學、彈塑性力學、生態水文學、現代環境監測與控制、環境水動力學、土壤學與農作物學、水工鋼結構、水工混凝土、水文學與水利計算、農田水利學水力學。
2.設施農業結構防災減災方向。交叉學科研究生培養方案要求研究生所修學分大于等于30學分。去掉中國特色社會主義理論與實踐研究、自然辯證法概論、英語及學位課數值分析，每位交叉學科的研究生必需選擇不少于4門基礎必修課。問卷結果表明，除設施環境工程學獲得11票外，其他13門課，每門課程所得票數比較均衡，最低票數是15票，最高票數是22票?？紤]到設施環境工程學和防災減災的關聯性不是很大，結合統計結果把設施環境工程學去掉不作為基礎必修課的選用課程，這樣基礎必修課就改成13門課，供交叉學科研究生選擇。課程名稱如下：數值分析、數學物理方程、農業設施概論、農業生物環境工程、結構動力學、高等結構力學、計算力學、有限元原理、工程結構加固技術、建筑火災安全新技術、地震工程學、建筑結構抗風設計、工程結構優化設計。
土木工程數值分析范文4
關鍵詞：土體強度；板樁碼頭；地震響應；數值分析
引言
分離卸荷式板樁碼頭在前板墻后方較低高程處設有樁支撐的卸荷承臺，群樁來承擔承臺上方土重和碼頭面上的荷載，以達到卸荷效果。部分學者已經對分離卸荷式板樁碼頭展開研究，卸荷承臺及群樁可以有效地降低前板墻水平位移、陸側土壓力和彎矩，且承臺尺寸、樁截面尺寸、樁間距、胸墻與承臺間距等都對卸荷效果有一定影響。譚慧明[1]等采用有限元數值分析方法計算分析了地震特性對分離卸荷式板樁碼頭地震響應的影響。本文基于ABAQUS有限元數值分析軟件，采用有限元—無限元方法[2-3]計算分析了在均質土情況下不同強度土體對分離卸荷式板樁碼頭地震響應的影響。
1碼頭數值分析模型
1.1碼頭工程概況
工程概況如圖1所示,板樁墻和錨碇墻之間距離為5cm，板樁墻和錨碇墻為鋼筋混凝土材料，兩者之間采用Q345Ф95鋼拉桿連接，承臺基礎橫向由兩根灌注樁組成，港池挖深20m。
1.2碼頭數值分析模型及參數選取
板樁墻、卸荷平臺、錨定墻、拉桿均采用實體單元。土體采用摩爾—庫倫強度模型，采用四節點縮減積分實體單元（CPE4R）模擬，具體參數見表1。為使得地震荷載對土—結構的響應效果好，假設地基50米深范圍內為均質土，在50米深處施加地震荷載，不考慮其他荷載。本模型地基土體簡化為三層，上層（0m—50m）為碼頭結構所在土層，中層（50m—100m）為海底粘土層，下層為基巖，基巖物理力學性質與混凝土相同。本文采用瑞利阻尼模擬材料阻尼，可以在設置材料的模塊里直接定義[2]，土體的阻尼比及阻尼系數計算參考陳國興[4-5]的成果，地震波采用KOBE地震波按照加速度時程的方式輸入。
2數值計算結果分析
2.1前板墻水平位移
由數值計算結果分析可得，土體強度增大，沿前板墻水平位移變化規律相似且都明顯減小，同時前板墻整體的平均前傾幅度度也略有減小。
2.2前板墻陸側土壓力
由數值計算結果分析可得，土體強度增大，前板墻陸側土壓力有所增大，但從數值上看土壓力增幅較小。
2.3前板墻彎矩
由數值計算結果分析可得，土體強度增大，前板墻各部分彎矩都有不同程度減小，在最大正彎矩與最大負彎矩附近減小尤為明顯。
3結論
地震作用對比計算結果表明：增加上層土體的強度，可明顯減小地震引起的碼頭板樁墻水平位移以及最大正負彎矩值，但對地震引起的碼頭板樁墻陸側土壓力影響較小。研究結果可為分離卸荷式板樁碼頭結構設計及施工提供理論基礎。
參考文獻:
[1]譚慧明,梅濤濤,焦志斌.地震特性對新型分離卸荷式板樁碼頭動力響應的影響[J].土木工程學報,2014,47(02):247-253.
[2]費康,張建偉.ABAQUS在巖土工程中的應用[M].北京:中國水利水電出版社,2013:53-57.
[3]蔣建平,劉春林,蔣宏鳴等.基于ABAQUS的板樁碼頭地震動力響應研究[J].水運工程,2013(06):40-45.
[4]陳國興,王志華,左熹等.振動臺試驗疊層剪切型土箱的研制[J].巖土工程學報,2010,32(01):89-97.
土木工程數值分析范文5
關鍵詞：數值分析課程設計；實踐教學；教學改革；教學方法
中圖分類號：G420 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2013）24-0291-02
《數值分析》是一門研究數值求解各類數學問題的課程，是綜合性大學數學專業與某些理工科專業的必修課程，也是面向全校學生開設的通識選修課。在《數值分析》課程設計的實踐教學中，學生經常抱怨時間短，內容多且復雜，難學且不會應用。事實上，《數值分析》既有數學課程在理論上的抽象性和嚴謹性，又有解決實際問題的實用性和實踐性，它作為科學計算的基礎理論與基本方法，已經廣泛地應用于物理學、力學、計算機應用、航空航天、土木工程、機械工程、風險投資和經濟管理領域。如何改變學生的觀點、提高學生的興趣、提高《數值分析》課程設計的教學質量，已成為數學專業課程教育教學改革的焦點之一。筆者經過幾年的《數值分析》課程的教學，分析了《數值分析》課程設計實踐教學中存在的一些問題，并根據學生專業的特點提出幾點教學改革建議。
一、實踐課程中存在的問題
《數值分析》課程設計實踐教學，課程難學與本課程教學過程中的一些特點有關。具體說有如下幾點。
（一）任課教師的專業限制
《數值分析》課程是信息與計算科學專業的專業必修課，它的任課教師是數學專業教師。而《數值分析》課程設計培養的是厚基礎、寬口徑、應用型本科人才，屬于應用教育。在教學過程中，任課教師常常強調專業和基礎，忽視實踐與應用，這使得學生要花許多時間學習，才能學會該課程，如果不這樣做，很難達到老師的要求。這樣學生的實踐練習時間就很少，更難達到用所學知識來解決實際問題，造成教與學脫節、學與應用脫節。另外由于數學專業教師缺乏工科背景，教學中多是只給出概念、公式、定理，羅列出方法和計算，很難做到時時處處與實際應用需要結合，這樣會讓學生感覺該課程就是一門枯燥的數學課，很難做到學以致用，逐漸地喪失學習興趣。
（二）學生的專業特點限制
《數值分析》課程是面向數學系信息與計算科學專業開設的專業必修課，而信息與計算科學專業的學生數學基礎好，計算機基礎薄弱，程序操作能力差，課程設計實踐教學的目的是各種數值算法的計算機實現，學生本就覺得這門課程理論枯燥難學，由于不熟練編程序，很難有興趣自己操作實現各種算法，違背了課程設計的目的，使得這部分內容多是老師講解演練各種算法，學生很少動手操作，教學效果較差。
（三）數值分析課程設計實踐教學時間短，內容多
《數值分析》是一門與計算機密切結合的課程，該課程的任務是要根據計算機的特點給實際問題提供切實可行的算法，因而，課程設計是該課程教學中一個不可缺少的環節。然而，由于學時較少，在保證理論的限制下，課程設計實踐教學只有一周時間。而且《數值分析》課程設計多安排在教學的最后一周，學生在學期最后幾天往往會因很多事情影響學習，實際授課和實踐的時間就更少了，在這樣短的時間內完成許多算法的實踐是很難做到的，只能選擇幾個重點的算法由老師講解學生練習，學生只掌握了幾種算法的原理，掌握效果也并不好，很難用所學知識去解決實際問題，這與《數值分析》課程設計解決實際問題的實用性和實踐性相違背。
（四）數值分析課程設計教學模式單一
數值分析課程設計教學目標是教學生將所學的理論知識轉化為實踐能力，采用的教學模式就是上機講解和練習。連續五天的這種教學模式會讓學生覺得形式單調、內容枯燥、難學，在沒有老師在身邊監督下，有的學生干脆不聽不練習，玩起了游戲，老師過來檢查時關掉游戲，老師離開又繼續玩，反反復復地看著老師，幾天的實踐課程就這樣荒廢，很難達到預期的教學效果。
二、教學改革的幾點建議
針對上述的幾點問題，筆者在《數值分析》的教學中提出以下幾點改革建議。
（一）明確教學目的
必須明確我校人才培養的目標不是專業人才，而是應用型本科人才，培養操作能力強、寬口徑、復合型的人才。針對這種人才培養模式的特點，我們確立《數值分析》的教學目的是：通過這門課程的學習，使學生了解數值計算的基本原理，掌握一般的數值計算技能，增強學生實踐能力，使學生能夠在實際需要涉及無法求解的數學問題時，會使用數值計算的思想和方法，為以后的實際操作和研究工作打下良好的基礎。
（二）充實和精煉教學內容
《數值分析》是一門嚴謹、完整的學科體系，內容豐富。連同課程設計部分它的學時是64學時，筆者在近幾年的授課過程中感覺到，在少學時的情況下，如果所有內容都講到，往往會顧此失彼，不能突出重點，學生學下來后并沒有在腦海里對所學知識留下深刻印象。如果將實際應用較多的內容重點強調，相關的方法應用詳細講解，并在上機實驗上重點練習，其他知識點弱化講解，應用較少卻很繁瑣的內容精簡掉，這會使得與實際應用相關的重點內容有充足的時間講解，實用性很強的方法有動手操作的機會，不僅減輕了學生的學習負擔，還激發了學生思考用這些方法解決相關問題的興趣，增強了學生解決實際問題的能力。
（三）不斷改善實踐課教學模式和教學方法
《數值分析》研究的是各類數學問題的數值算法，對于實用性較強的算法一定要多給學生動手操作的機會，加深學生對這些算法的理解，熟練它們的應用。數值試驗的題目選擇一些與實際應用相關或生活相關的案例，讓學生將分析問題、建立模型、選擇合適的算法、編寫程序、分析結果這一計算主線完整地進行下來，以縮小學會該課程與解決實際問題的距離，增強學生的能力和信心。數學軟件可以指導學生使用簡單且方便調試的軟件，如Matlab等，這可以兼顧到學生計算機語言基礎薄弱，避免調試程序時語法錯誤頻出而喪失信心。在教學方法上，做以下改革：
1.采用在解決問題中引出理論內容的教學法
每節課前都提出一些與學生專業和生活聯系緊密的問題，和學生一起探討這些問題的解決方法，越簡單越好，從實際問題的解決方法入手，運用歸納、分析的手段引出相應的數值計算理論，之后從理論上研究解決問題的思想和方法，分析方法的優點、缺點以及所能解決問題的類型，進而給出解決實際問題的程序。例如在介紹數值積分時，課前不妨假設要購買一塊不規則形狀的養魚池，按面積付費，判斷所付價格是否合理。以其中兩點確定的方向為橫坐標軸，選擇坐標軸上的點后，用船行駛的時間乘以船速，得到不同點的縱坐標，每小塊面積用矩形面積近似，這些近似值加起來得到養魚池面積的近似，將這種思想和方法提煉出來就是數值積分的思想和方法。結合生活中的實例，學生既能掌握《數值分析》中各部分內容，又能了解其在生活中的應用，進而將遇到的問題分類，學會用不同的數值方法解決相應的問題。
2.采用優劣分析式教學方法
這里所涉及的優劣分析包含數值解法與解析解法優劣分析、同一問題不同解法優劣分析等。
如講到數值積分時，選幾個實際生活中遇到的問題為例，如購買性狀不規則的養魚池，需要估計面積，而在邊界曲線函數無法知道的情況下，不能直接應用計算定積分的牛頓-萊布尼茲公式來計算面積，而若被積函數是一張數據表、用牛頓-萊布尼茲公式積分后的原函數過于復雜等，都無法直接應用牛頓-萊布尼茲公式計算，而數值積分公式則可以克服這些弊端，強調了數值積分的實際應用價值，給出具體的數值算法，比較數值算法的計算量。又如，在介紹線性方程組的數值解法時，指出線性代數中的線性方程組的求解方法只對階數較低的方程組適用，階數稍高就會導致計算量很大，列舉一個五階線性方程組和一個十階線性方程組，觀察它們的計算量，而源自工程實踐中的線性方程組多是高階線性方程組，如土木工程中的有限元方法，最后都會歸結為解高階線性方程組，如果用傳統的解法會導致計算量相當大，而給出數值算法，比較數值算法與傳統算法的計算量，這樣，數值解法的優點可以吸引學生的學習興趣。
啟發學生思考身邊問題，發現問題、解決問題。課上，老師講授之外，師生共同圍繞學生提出的那些與生活相關的問題進行討論，提出解決問題的方法并在程序上實現問題的解決，對大家提出的算法進行點評，這種授課方式能夠激發學生學習的熱情。
（四）改革考核方法
以往的實踐課考核方式是給出幾道題目，給學生一定的時間，由他們自己設計算法，給出問題的解決方案，提交課程設計報告，根據這些報告給定成績。有的同學平時不練習，在最后抄襲別人的實踐報告。為了杜絕這類現象，在平時上課時，將學生分組，每次課給每組指定任務，大家分組討論，每組都給出問題的解決思路，每個組員都要給出補充，根據這些課上表現綜合給出考核成績，這既可以監督學生浪費課上時間玩游戲，又可以保證所給成績的公平性，調動學生積極性。
三、結束語
教學內容和教學方法的改革，是提高教學質量的關鍵，是高校提高自身的競爭力適應社會發展需求的必然趨勢。講授《數值分析》課程設計，必須做到與實際問題相結合，根據實際應用取舍教學內容，安排試驗學時，培養學生應用所學知識解決實際問題的能力，拓展學生思維，為培養基礎全面、操作能力強、綜合素質好的應用型本科人才奠定基礎。
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土木工程數值分析范文6
1.1纖維增強塑料概念及成分概念上纖維增強塑料筋是一種由增強和基體材料組成的復合型材料，其主要組成成分是高性能纖維，基體材料主要是合成樹脂，高性能纖維主要分為有機纖維與無機纖維兩種，其中有機纖維的主要有芳綸纖維和混雜纖維兩種。無機纖維品種較多像玻璃纖維、金屬纖維、石英玻璃纖維、碳纖維等。目前建筑行業中玻璃纖維增強復合材料、鋼纖維增強復合材料碳纖維增強復合材料、芳綸纖維增強復合材料和混雜纖維增強復合材料是建筑工程中最常采用的復合材料。
1.2國內外研究現狀纖維增強塑料作為一種新型建筑材料的出現，在建筑行業中用來替代鋼筋或鋼板，首先起源于發達國家，纖維增強塑料在國外研究和應用均開始較早。20世紀70年代，德國、日本、美國等國家就開始研究纖維增強塑料材料在混凝土結構中的應用，1993年世界上第一個關于FRP材料的建筑混凝土結構設計規范在日本制定并執行，歐洲關于FRP筋的設計規范也正在編制過程相對比較晚。雖然我國對FRP材料的研究和在混凝土結構中的應用研究起步較晚，但隨著但近年來許多建筑研究機構及高校科研院所加入，(如東南大學、同濟大學等)已開始進行深入研究，并取得了一些研究成果，其中粘FRP板加固法的研究已接近國際先進水平。同時對纖維增強塑料使用過程中的強度、變形等進行研究分析，在張亞坤《纖維增強塑料筋混凝土板的變形研究》（長江科學院院報，2013.9）通過纖維增強塑料筋混凝土四邊簡支雙向板的沖切性能試驗，得到試驗雙向板的荷載—撓度曲線以及撓度分布圖，試驗表明，為纖維增強塑料筋加強混凝土結構在工程中的應用和對混凝土板沖切問題的深入研究可提供試驗依據。李炳宏在《纖維增強塑料筋混凝土梁抗彎設計數值分析》（長安大學學報，2011.9）一文中根據極限強度理論，采用對混凝土構件正截面分層的方法，對構件的彎矩-曲率關系和荷載-撓度關系進行了數值計算，研究結果表明由于纖維增強塑料筋抗拉彈性較低，和傳統鋼筋混凝土梁相比，纖維增強塑料筋混凝土梁剛度較低是其不足之處。周俊龍《玄武巖纖維增強塑料筋耐腐蝕性研究》（土木建筑與環境工程，2011.6）研究認為玄武巖纖維增強塑料筋耐氯化鈉鹽溶液腐蝕性能較好,而耐堿腐蝕性較差,其原因主要是因為原材料中的連續玄武巖纖維的耐堿性較差。對于將玄武巖纖維增強塑料筋長期使用在混凝土中必須對其耐堿性進行改性。劉冬梅《纖維增強塑料筋在土木工程中的應用探討》（工程技術，2014.7）近年來纖維塑料增強筋的應用逐漸成為一個研究熱點。纖維塑料增強筋具有的輕質、耐腐蝕、高強、抗疲勞、低彈性模量、比重小等優點使其在土木工程中日益得到廣泛應用。整體上來說纖維增強塑料在建筑行業的應用研究已經比較深入，在具體使用方面也積累了不少的經驗，并根據使用環境對纖維增強塑料進行了適當的改造。
2纖維增強塑料筋在替代鋼筋中的運用
2.1新型纖維塑料筋在橋梁建設工程中的使用橋梁工程建設是土木工程的一個重要分支，古代橋梁以簡單通行主，載重不大，材料多用石料等，橋面縱坡可以較陡，甚至可以鋪設臺階。隨著工業化進程的發展，現代橋梁所承受的載重逐倍增加，而且為了實現迅捷交通，有時要跨越更大更深的江河、峽谷，這就迫使橋梁建設向大跨度發展。傳統的鋼筋混凝土在解決橋梁基礎建設方面有不可替代的作用，但是隨著橋面工程跨度的增加，混凝土材料雖然能提供一定的強度滿足橋梁工程需要，但是由于混凝土自身重量過大，對橋梁工程的跨度有一定的制約，需要新型材料解決傳統建筑材料質量過大，耐腐蝕性不強的問題。纖維增強塑料作為一種新型建筑材料，具有強度大、密度小、耐腐蝕的特點，相同直徑的鋼材相比，具有重量輕，強度大的在，有研究顯示相同直徑下纖維增強塑料筋大于鋼筋強度，同時質量又遠遠小于鋼材，因此纖維增強塑料筋的使用在保持或增強橋梁工程強度的同時還可以解決橋梁工程自重過大問題，纖維塑料增強用于混凝土中替代鋼筋，特別是在水中或者土中使用，明顯可以降低腐蝕對強梁的危害，減少維護保養費用，增強橋梁使用時間，在橋梁建設主體框架和橋面建設中使用纖維塑料筋替代鋼筋可明顯減輕橋梁工程結構本身質量。由于新型纖維塑料筋本身具有質量輕，強度大的特點，因此在橋梁施工中可以有效降低施工荷載、布筋勞動強度及勞動成本。新型纖維塑料筋在橋梁建設中首先在國外開始，大量使用新型纖維塑料筋取代鋼筋的是美國DEL351橋，該橋根據美國國家高速公路和運輸者協會(AASHTO)的技術條件設計，是美國第一座新型纖維塑料筋構成的全復合材料橋，主體上該橋由兩塊復合材料橋面板構成，每塊橋面質量只有水泥橋面的十分之一，該橋梁的建成為橋梁建設采用復合材料奠定了基礎，另外使用新型纖維塑料筋取代鋼筋建成的復合大橋還有加拿大Joff橋、日本飛翔橋、丹麥Herning斜拉橋等，國外這些成功的橋梁建設案例說明在橋梁建設中，只要設計合理，適當采取纖維塑料增強筋對傳統鋼筋進行替代是土木工程的發展，是解決目前傳統混凝土材料面臨腐蝕導致剛性不足和的途徑之一，實踐也證明新型纖維塑料筋是解決混凝土自重太大的方法之一。
2.2海洋工程建設中纖維塑料增強筋的應用海洋總面積約為3.6億km2，約占地球表面積的71%，隨著社會的發展，人們不僅僅局限于陸地上的生活發展，為了獲取更多的資源，人們越來越多的加大對海洋的開發。因此海洋工程得以迅速發展，大量的工程涉及到海洋，就其概念而言，海洋工程是指以開發和利用海洋資源，保護良好海洋生態環境恢復為目的，而進行的和海洋有關的土木工程建設，如各種堤壩工程、碼頭、人工島、海上油田設施、跨海橋梁等，海洋工程不是現在才有的概念，文獻資料研究發現，公元前1000多年地中海沿岸國家在已開始進行有關航港設施的建設；我國遠在公元前300多年就在沿海設立通商港口并進行相應建設，荷蘭在中世紀初期也開始建造海提，隨著現代工業的發展和國防需要，海岸工程得到了飛速發展，已經成為土木工程的重要組成部分，為了加強對海洋資源的控制，各國都加大了海洋工程的開發力度。研究發現根據不同的使用用途云，海洋工程也形成了不同的結構型式，但不管哪種結構，面臨最突出的問題就是海洋工程基礎設施建設中的結構防腐問題，面臨海水侵蝕，海洋工程設施中筋混凝土結構易受到海風中鹽粒子的腐蝕而發生明顯的早期劣化，也容易受外界的影響如海水、空氣中的氯離子等。出現碳化導致混凝土剛性耐久性不足，實踐也證明沿海地區很多混凝土建筑物中鋼筋的因為過多的受到空氣中氯化物離子的影響而腐蝕，尤其是港口及水道的鋼筋混凝土護岸樁、承載樁及板樁設施由于氯離子的侵蝕和凍融的作用容易損壞，為了解決海洋工程建設中發生的混凝土鋼筋腐蝕問題，延長海洋工程建筑使用年限，目前在建的海洋工程在結構上一般采用鋼混結構，在此基礎上采用加大混凝土防護墻（保護層）的辦法對海洋工程進行防護，增加了工程成本，但是保護后的混凝土結構的使用年限也大約只有20年，根本達不到海洋工程耐久性要求。新型纖維塑料筋FRP具有優良的抗腐蝕物理性能，克服了傳統鋼筋混凝土的不足，目前纖維塑料增強筋在海洋工程中的應用典型的代表是日本Smitomo化工有限公司興建的一座碼頭。碼頭建設大量采用纖維塑料增強筋，碼頭建成以后進行了荷載試驗，實驗結果表明該碼頭能夠完全滿足使用的要求。現有使用新型纖維塑料筋的橋梁工程說明，只要嚴格按照海洋工程設計要求，纖維增強塑料筋能夠滿足海洋工程中的建設要求，克服混凝土的缺點。建設有質量保障的海洋工程。
2.3巖土工程建設中纖維塑料增強筋應用巖土工程是在土木工程實踐中逐步建立完善起來的一種新的技術分類。本質上是土木工程的分支，歐美國家于就開始對巖土工程進行相關研究，認為巖土工程是解決各類建設工程中關于巖石、土的工程技術問題的科學。巖土工程在土木工程中占有很重要的位置。在巖土工程中，為了減少自然災害，降低危害，如滑坡等問題，通常使用高抗拉強度的鋼材錨桿用于巖土錨固，防止塌方或者其他影響工程現象的發生，但很多巖土工程實例都不同程度的體現出固定設備發生腐蝕的現象，原因可能是隨著時間的推移,水泥不斷水化生成Ca(OH)2,所以對鋼筋進行腐蝕,也可能是由于不同的巖體具有一定的腐蝕性，導致工程過程中錨桿不同程度腐蝕，導致鋼錨錨固工程失效，隨著材料學科的發展，纖維塑料增強筋作為一種新型建筑材料進入了沿途工程領域，由于纖維塑料增強筋具有優越的抗腐蝕性能，能適應惡劣外部環境增強使用壽命。因此國外巖石工程中逐漸嘗試應用纖維塑料筋代替金屬錨桿，從而克服鋼錨桿在惡劣地質條件下因腐蝕而產生的潛在危害，目前纖維塑料筋已被大量用于臨時建筑工程中基坑防護等巖土工程，實踐證明纖維塑料滿足巖石工程設計使用中的各項要求。
2.4纖維塑料增強筋在預防災害過程中的應用隨著大型土建工程的開發，在工程過程中隨時要注意自然災害的發生，如道路護坡的固定、滑坡的預防、大型工程基礎保護等，目前采用的方法一般是采用預應力錨固支護技術，通過前期布設相應預應力鋼絞線錨桿，形成一定的規模防護，但是因為鋼絞線錨桿存在腐蝕隱患，長期使用后還是會帶來很大的工程或者生活隱患。隨著纖維塑料技術的發展，有效克服了鋼筋笨重和腐蝕的缺點，用預應力纖維塑料增強筋取代預應力鋼絞線錨桿是建筑材料使用的一項改革和創新。使用纖維塑料增強筋后可以消除鋼筋銹蝕潛在的工程安全隱患。使用纖維塑料增強筋可減少后期維護次數，如三峽水電站成功蓄水后，從理論上講一部分山體與邊坡將埋于水底，若干年后一旦預應力鋼絞線銹蝕而失去保護能力，導致山體或邊坡發生滑移，結果將是災難性的，因此使用預應力FRP筋預防克服傳統鋼筋混凝土中鋼筋容易被腐蝕而導致潛在危險，具有一定的可行性。
3結論
