广东工业大学课程学习报告1

1、广东工业大学课程学习报告 课程名称: 土木工程前沿课程 成绩： 学习报告要求：一、 提交学习报告1份，字数不少于3000字；二、 主要内容包括：（1） 学习“土木工程前沿课程”的体会；（2） 对土木工程发展的认识(任选以下两个专题进行论述)。专题1：简要分析实现建筑工业化对建筑设计、施工、管理模式的可能影响。专题2：简要分析混凝土结构如何实现建筑垃圾最小化设计。专题3：简要分析建筑结构隔震的分类及设计和施工应注意的问题。专题4：简要分析可持续发展城市建设中应对全球气候变化的对策。专题5：简要分析建筑结构在地震、强风作用下随机振动的特点以及对应的结构设计方法。专题6：简要分析大跨度空间结构的主要

2、形式和特点以及今后发展的方向。专题7：关于结构优化设计方法研究及应用谈谈自己的理解。学 院： 土木与交通工程学院 专 业： 土木工程 班级 10级06班 学 号： 3110003483 姓 名： 成振雄 装 订 线（1） 学习“土木工程前沿课程”的体会通过土木工程的前沿课程，令我在之前的基础学习完后，有了一个更大的拓展，对土木工程的各个发展方向的一个认识，令我们先对土木工程的的前景做些深入的了解。课堂上老师们分别以土木工程与城市气候、结构抗震抗风的随机振动分析方法、大跨度空间结构的发展及应用、结构优化设计方法及发展应用、结构隔震技术及发展应用、工业化建筑与住宅产业化、土木工程与人居环境这8个方

3、面来讲述了土木工程的未来发展前景。通过上述八个方面的讲述，把我们之前所学习的专业知识好好地运用到了现实的土木当中，让我们的理论知识更好地去实践，也同是令我们这些土木的人有了更加明确的奋斗和努力方向。汪新教授讲述的土木工程与城市气候，对自己熟悉城市的近年环境变化，概述人类活动对自然环境的影响，并列举实例说了土木工程对城市气候的影响；还讲述了结构抗震抗风的随机振动分析方法，并列举较为丰富的地震工程、计算流体力学、结构风洞试验和风洞扩散试验等方面的科研工作经验。朱江教授讲述的大跨度空间结构的发展及应用，简要分析大跨度空间结构的主要形式和特点以及今后发展的方向。大跨空间结构是目前发展最快的结构类型。大

4、跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展状况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。李丽娟教授讲述的结构优化设计方法及发展应用，让我们知道在从事工程项目和结构的设计时，一个训练有术的工程师，除了要考虑设计对象的基本使用功能及安全可靠性外，还应该考虑到把它设计对象设计得尽可能完美。这就是工程和结构的最优化问题。吴炎海教授讲述的结构隔震技术及发展应用，让我们了解到国内隔震建筑大量采用的是叠层橡胶支座,其生产工艺和设计方法较为成熟;旨在提高橡胶隔震支座阻尼的高阻尼橡胶隔震支座仍处在研发中,还未应用于实际工程;滑动隔震支座在一些工程中与橡胶支座联合使用构成混合隔震,隔震效果明显,但设计缺乏规范的支撑

5、。孙南屏教授讲述的工业化建筑与住宅产业化，住宅产业化与传统的住宅投资、开发、设计、施工、售后服务分离的生产经营方式相比，住宅产业化以住宅这种最终产品为目标，采用一体化经营的方式使各生产要素完美地组合起来，减少中间环节，优化资源配置，通过工厂化生产提高构配件的质量和生产能力，从而减少现场湿作业，简化现场操作，改善工作条件，提高住宅质量和性能，降低劳动强度，提高劳动生产率。（2） 对土木工程发展的认识(任选以下两个专题进行论述)。专题2：简要分析混凝土结构如何实现建筑垃圾最小化设计。建筑垃圾的危害已经让我们意识到城市的改变对生活带来的影响，我们该如何降低建筑垃圾对我们的家园产生的危害，建筑垃圾破碎

6、、建筑垃圾处理、建筑垃圾再利用已经迫在敏捷，只有城市让生活更美好，建筑垃圾是放错的资源，建筑垃圾处理再利用已经是我们国家正在研究固体废弃物处理中的重中之重。每年的拆迁量，让我们感觉到了城市的变化，我相信建筑垃圾给我们带来的危害我们会把危害最小化，把城市变的更绿色、更美好。建设废料或垃圾的管理状况： 我国全国人大于1995年10月通过了中华人民共和国固体废物污染环境防治法，要求产生垃圾的部门必须交纳垃圾处理费，垃圾收费专用环境改善，要求垃圾的减少和再利用。与2001年11月1日起施行的城市房屋拆迁管理条例和国家计委、建设部、国家环保总局于2002年9月10日发布的“关于推进城市污水、垃圾处理产业

7、化发展的意见”，构成了我国有关建筑拆除、垃圾处理和产业发展的法规体系。基本确立了建筑垃圾的收费制度，但距离再利用和资源化发展还很远。 2000年5月制定“建设再循环法”及“绿色采购法”。2000年6月制定公布“推进形成循环型社会基本法”。“促进废弃物处理指定设施配备的有关法律”，解决建设废弃物处理设备如何在全国各地布局设定。“促进资源有效利用有关的法律”，简称促进再生资源利用法。可看到日本对建设副产物处理有了一系列完整全面的措施、政策和法律，东京都在1988年对于建筑垃圾的重新利用率就已达到了56。 从80年代初，欧洲就开始重视处理建筑废料和垃圾，发现预先的处理和筛选对再利用很重要，而且随着建

8、筑材料中化学材料的增多，再利用中的环境问题更重要。在荷兰，经过3年的推广，从1999年1月1日起开始实施建筑材料法令，它基于土壤保护法案和表面水保护法案，给出了重新使用材料的质量标准，在原材料、二次使用材料及废料之间不进行区别。2001年1月垃圾掩埋指令在所有的欧洲成员国中执行，对工业、商业特别是家庭和地方政府提出了更严格的要求，如禁止某些垃圾的掩埋、垃圾掩埋场地的重新分类、提出垃圾预先处理比率等。改变过去的再利用政策和再利用率等末端管理思路，从生产者、家庭等的责任出发，作为全过程进行资源管理。 另外垃圾处理要综合考虑经济、环境、社会效益的有效性，采取经济政策使得垃圾处理有竞争力，实施现场分类

9、是经济有效的途径。从可持续发展性的角度，垃圾处理应进行四个方面的评价：希望的环境、经济优化、社会的公正和采纳、管理的有效性。所以废料和垃圾的管理要从法规、政策、思路、经济、环境、社会等几方面综合考虑，采取综合管理措施，实现再利用和资源化。 建设废料的再利用途径：1.高速公路、人行、堤防等的垫层或下部填充物，也可建设其下部基础； 2.制成再生混凝土、再生骨料、分解破碎后作为高质量的骨料； 3.作为混凝土的添加料、装饰材料或水泥胶结材料的替代物，也可作为纤维加筋材料； 4.对施工中由于塌落度损失或预定了过量的混凝土，可采用添加稳定剂停止水化反应或活化剂重新激活水化反应； 5.制作各类砌块、道路砖、

10、市政设施中管道等。 但再生材料的强度不仅与材料本身有关，还与它含有的泥土等成分有关。随着废料或垃圾用量的增加，材料密度、工作性、硬度、超声速度和受压强度都会有所减少，再生骨料混凝土的耐久性如氯导率、氧渗透性、吸水性也会降低。对再生材料的不同用途，相应的要满足有技术要求。我国既没有制定不同用途的技术标准，也缺乏技术引导措施。 建设废料或垃圾再利用与资源化面临的问题： 建筑废料或垃圾再利用与资源化面临多方面、多学科的问题，涉及技术、环境、财经、市场、法律及社会等方面，也涉及材料、化学、力学等学科。理想的状态应该是建设环境友好型建筑，从设计开始就考虑建筑的建造、使用和拆除，有利于从源头控制废料和垃圾

11、的产生。目前我国在建筑废料和垃圾再利用和资源化方面需要解决的问题有： 1.制定建筑废料、垃圾的法律、法规，加强有利于再利用和资源化的规定。 中华人民共和国固体废物污染环境防治法在原则上确定了垃圾收费制度，较多的考虑了工业固体废物、城市生活垃圾、危险废物的收集、贮存、运输、利用、处置，缺乏对建筑废料控制和再生利用的针对性和强制性。城市房屋拆迁管理条例仅对房屋拆迁、被拆迁人补偿和安置做出了规定，拆除房屋产生的废物、垃圾并没有涉及。国家计委、建设部、国家环保总局“关于推进城市污水、垃圾处理产业化发展的意见”也很难适用建筑废料、垃圾的产生企业。所以建筑废料、垃圾基本处于收费后就可倾倒的状况，收费的标准

12、与垃圾场收集、贮存、处置的直接成本相比也是很低的。业主、施工企业、管理部门的责任不明确，缺乏各主体的法律责任规定。 2.鼓励和资助进行管理、经济、环境、技术等研究，促进再利用和资源化的发展。 土木建筑作为资源耗费最大的产业，涉及的领域和范围很广泛，在资源、环境和可持续发展的问题上各级政府应是投资的主体，鼓励和资助进行管理、经济、环境、技术等方面的研究应成为长期的工作。管理上研究如何从源头开始减少和控制建筑废料产生的规定及措施，明确业内各主体和政府的责任，建立有助于促进再利用和资源化的政策环境。经济上将我国的资源情况和再利用相结合，分析各阶段土建废料和垃圾的各种价值，综合考虑城市垃圾迁移转化规律

13、、控制机理与利用途径，确定现场分解、分类、拆除方法、收集、贮存、运输、利用、处置等环节中场地空间、成本、劳力、环境收益等对经济的影响，制定有利于再利用和资源化的收费、税收等经济政策，采用经济手段落实法规的实施。环境标准与垃圾管理立法相一致，分析土建垃圾对生态、城市、生活等环境的影响，建立土建垃圾的环境评价指标，指导再利用发展和垃圾处理方案制定。技术上研究再利用和资源化的技术标准和处理方法，保证再利用途径的实现。 3.将再利用和资源化纳入规划，实施再利用和资源化计划。 制定城市垃圾处理规划，在城市规划中加入土建废料和垃圾的再利用和资源化内容，保证再利用和资源化与城市的改造建设同步进行。分步实施废

14、料和垃圾再生工程，鼓励地方政府执行持续的垃圾管理政策，在社会中推进合理的垃圾管理原则，不断提高再利用和资源化水平。 4.制定相应的管理、经济政策和技术规范，指导和规范市场的运行。 补充、修改有关的法规，制定有针对性的管理、经济政策和技术规范，控制废料的处理，确定合适的垃圾收费计划，在有关合同条款中加入废物、垃圾处理条款，指导和规范市场的运行，保证规划的实现。 我国正处于高速发展期间，伴随大量土木工程建设和城市改造步伐加快，建筑废料和垃圾的产生在很长期间内会处于快速增长期。资源和环境问题的不断恶化，促使可持续发展战略的实施。土木建筑工程作为最大的资源耗费产业之一应成为实施这一战略的重点行业。土建

15、废料和垃圾的再利用和资源化是落实这项战略的有效途径。应从法规、管理、经济、环境、技术等多方面开展研究，提高我国的再利用和资源化水平。 专题6：简要分析大跨度空间结构的主要形式和特点以及今后发展的方向。1网架结构： 由多根杆件按照某种规律的几何图形通过节点连接起来的空间结构称之为网格结构，其中双层或多层平板形网格结构称为网架结构或网架。它通常是采用钢管或型钢材料制作而成。网架结构的形式：（1）平面桁架系组成的网架结构。主要有：两向正交正放网架、两向斜交斜放网架、两向正交斜放网架、三向网架等型式。（2）四角锥体组成的网架结构。主要有：正放四角锥网架、斜放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥

16、网架、星型四角锥网架、单向折线型网架等型式。（3）三角锥组成的网架结构。主要有：三角锥网架、抽空三角锥网架（分型和型）、蜂窝形三角锥网架等型（4）六角锥体组成的网：架结构。主要形式有：正六角锥网架。网架结构的主要特点：空间工作，传力途径简捷；重量轻、刚度大、抗震性能好；施工安装简便；网架杆件和节点便于定型化、商品化、可在工厂中成批生产，有利于提高生产效率；网架的平面布置灵活，屋盖平整，有利于吊顶、安装管道和设备；网架的建筑造型轻巧、美观、大方，便于建筑处理和装饰。 2网壳结构：曲面形网格结构称为网壳结构，有单层网壳和双层网壳之分。网壳的用材主要有钢网壳、木网壳、钢筋混凝土网壳等。网壳结构的形式

17、：主要有球面网壳、双曲面网壳、圆柱面网壳、双曲抛物面网壳等。网壳结构主要特点：兼有杆系结构和薄壳结构的主要特性，杆件比较单一，受力比较合理；结构的刚度大、跨越能力大；可以用小型构件组装成大型空间，小型构件和连接节点可以在工厂预制;安装简便，不需大型机具设备，综合经济指标较好；造型丰富多彩，不论是建筑平面还是空间曲面外形，都可根据创作要求任意选取。3膜结构：薄膜结构也称为织物结构，是20世纪中叶发展起来的一种新型大跨度空间结构形式。它以性能优良的柔软织物为材料，由膜内空气压力支承膜面，或利用柔性钢索或刚性支承结构使膜产生一定的预张力，从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。膜结构的主要形

18、式：空气支承膜结构；张拉式膜结构；骨架支承膜结构等形式。膜结构主要特点：自重轻、跨度大；建筑造型自由丰富；施工方便；具有良好的经济性和较高的安全性；透光性和自结性好；耐久性较差。4悬索结构：悬索结构是以能受拉的索作为基本承重构件，并将索按照一定规律布置所构成的一类结构体系，悬索屋盖结构通常由悬索系统，屋面系统和支撑系统三部分构成。用于悬索结构的钢索大多采用由高强钢丝组成的平行钢丝束，钢绞线或钢缆绳等，也可采用圆钢、型钢、带钢或钢板等材料。悬索结构形式：悬索结构按索的布置方向和层数分为：单向单层悬索结构；辐射式单层悬索结构；双向单层悬索结构；单向双层预应力悬索结构；辐射式预应力悬索结构；双向双层

19、预应力悬索结构；预应力索网结构等。悬索结构的特点：悬索结构的受力特点是仅通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载的作用，结构中不出现弯距和剪力效应，可充分利用钢材的强度；悬索结构形式多样，布置灵活，并能适应多种建筑平面；由于钢索的自重很小，屋盖结构较轻，安装不需要大型起重设备，但悬索结构的分析设计理论与常规结构相比，比较复杂，限制了它的广泛应用。5薄壳结构： 建筑工程中的壳体结构多属薄壳结构（学术上把满足t/R1/20的壳体定义为薄壳）。薄壳结构的形式：薄壳结构按曲面形成可分为旋转壳与移动壳；按建造材料分为钢筋混凝土薄壳、砖薄壳、钢薄壳和复合材料薄壳等。薄壳结构的特点：壳体结构具有十分良好的承载性能，能以

20、很小的厚度承受相当大的荷载。壳体结构的强度和刚度主要是利用了其几何形状的合理性，以材料直接受压来代替弯曲内力，从而充分发挥材料的潜力。因此壳体结构是一种强度高、刚度大、材料省的即经济又合理的结构形式。除以上几种空间结构外，尚有组合网架结构、预应力网格结构、管桁结构、张弦梁结构、点连接玻璃幕墙支承结构、索穹顶结构等几种常用空间结构，都有自身的特点和实用范围。比如点连接式玻璃幕墙支承结构能利用玻璃的透明特性追求建筑物内外空间的沟通和融合，人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃面板的整个结构系统，使这种结构系统不仅起到支承作用，而且具有很强的结构表现功能。大跨空间结构是目前发展最快的结构类型。大跨度建筑

21、及作为其核心的空间结构技术的发展状况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。本文就空间网格结构和张力结构两大类介绍了国内外（但主要是国外）空间结构的发展现状和前景。对这一领域几个重要理论问题，包括空间结构的形态分析理论、大跨柔性属盖的动力风效应、网壳结构的稳定性和抗震性能等问题的研究提出了看法。 近二十余年来，各种类型的大跨空间结构在美、日、欧等发达国家发展很快。建筑物的跨度和规模越来越大，目前，尺度达 150m以上的超大规模建筑已非个别；结构形式丰富多彩，采用了许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。例如 1975年建成的美国新奥尔良“超级穹顶”，直径207m，长期被认为是世界上最大的球面网壳；现在这一地位已被1993年建成夏径为222m的日本福冈 体育 馆所取代，但后者更著名的特点是它的可开合性：它的球形屋盖由三块可