试论土木工程中的基础工程

试论土木工程中的基础工程

范卿,张恒星,董林娟

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摘要：要本文简要地介绍了土木工程的两个主要结构特点：钢结构、钢筋混凝土结构。并针对于工程中地基与基础之间的关系做了概括，地基与基础是相辅相成的，相互依存。地基是基础的支撑，基础是地基质量的保障。

关键词：土木工程钢结构钢筋混凝土地基与基础

1.钢结构

作为现代结构中主要形式之一的钢结构，其形式较为简单，它是由钢材为只要材料，由将型钢和钢板焊接、螺栓连接或铆接制成的承重结构。相比与其他结构，钢结构的设计计算方法，和结构形式相对简单，在处理这两方面的工作也着显著的特征。

1.1钢结构的安全技术特征：

（1）强度高、自重轻。钢材料在承载同样的重量条件下，所需的钢材料要比其他建材的量要少得多。这便体现了它高强度的优越性，不仅如此，在施工建设中，钢材料自重轻的特点，也有利于装载运输及施工安装。

（2）材料匀质性，属理想弹性体。钢材料质地均匀，安全性高。在生产冶炼钢材料的生产线中，环环严格监控，可筛选出不合格的产品，是材料质量得到有力保障，进而保证了它在施工建设中的可靠性。此外它的内部结构均匀，各向同性好。是最符合一般工程力学的基本理论和假定。

（3）材料的塑性和韧性好。在施工建设中，钢结构形式所使用的钢材都是有很好的可塑性。在承载重物的时候，可有较大的变形，所以能够更好地承受动力荷载。在国家的重视下，我国对钢材料的研究也有了一定的突破，大大提高了钢材的屈服点强度。使得钢材在拉伸时，即使应力达到了极限，不再增加，而钢材仍然继续弯曲变化，但不会因此而断裂。

（4）工业化程度高，可高程度机械化的专业化生产。工厂制造的构件不仅精确度极高，而且符合了严格的专业化工艺要求，制造的周期较短。

（5）构件可以在任何地方组合安装，而且非常便利。倘若在工地上组装的话，可以采用简便的螺栓，然后进行焊接的连接，这样能够缩短建工的周期，还可以提高了整个工程的效率。使其提前投入使用，能较早的取得收益。

（6）密闭性好；

（7）耐热性好，耐火性差；

（8）耐腐蚀性差。

1.2工业和民用建筑的钢结构类型：

（1）大跨度结构。与其他建筑结构比较，他的钢结构轻还且质量强硬，结构具有多样化。

（2）高层建筑的骨架。在高层超高层建筑中钢结构有着无可取代的地位。例如：到1998年为止，在国内300米以上的建筑有3座，其中2座为钢架加钢筋混凝土或劲性混凝土核心的筒结构。

（3）重型厂房结构。

（4）轻型钢结构。

（5）塔桅结构。

2.钢筋混凝土结构

由于混凝土硬化的原理是由不同的粗细材料配合而成的，各种材料搅拌后浇灌模型中成型的。混凝土的抗拉强度远低于抗压强度，而且自身的坑压能力又欠缺。可是，当把钢筋配置在其中，会产生有反弹压应力的能力。每当混凝土有开裂的趋势，其所承担的拉力可由钢筋帮助分担，这样的组合不仅增加了混凝土得而抗压能力还延长了其使用寿命，充分发挥钢筋混凝土强度较高和抗拉强度的优势，钢筋与混凝土两种不同性质的材料能有效地共同工作。

2．1钢筋混凝土结构的优点

2.1.1取材方便

钢筋混凝土结构中，砂和石料所占比例很大，所以一般可以由建筑工地附近提供，从而降低了材料在运输途中的费用，降低建筑造价。

2.1.2耐久性好

在混凝土中埋放的钢筋，不易发生锈蚀，因为混凝土具有较高的抗侵蚀性，而且也有很好的耐久性，并不需要像钢结构那样要经常的进行维修和保养。

2.1.3耐火性好

当发生火灾时，混凝土因为本身性质的原因，没有良好的导热性，而且钢筋被包裹在混凝土中，在厚厚的保护层下，即使是大火灾燃烧中也能保持其固有的强度，从而减缓结构遭到破坏的时间，而往往现实中火灾时伤及都是混凝土表面的结构并未对里层的钢筋造成损坏。

2.1.4可模性好

通过和砂石搅拌而凝结的混凝土是可模的，可按照不同模板尺寸和式样浇筑成设计所要求得形式。当建造一些大规模、大体积的建筑物时，钢筋混凝土的这一优势更能体现，是一般木质建筑所不能达到的。

3.钢筋混凝土结构的缺点

（1）现场施工周期长，且受季节性影响；

（2）费工，费模板

（3）导热性较差

根据以上的缺点，可以采用一些轻质的替代材料，通过减轻其自身的负担并改善结构上的不可避免抗裂性。等到在实际的施工时候，可以使用钢板模型，使得混凝土能够镶嵌其中，并批量化生产。

4.地基及基础

首先，地基和基础是两种概念.地基：指承载建筑物的压力的建筑物以下的部分，主要指建筑物下面支承基础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。基础：基础指建筑底部与地基接触的承重构件，作用是把建筑上部的荷载传给地基。因此地基必须坚固、稳定而可靠。

地基满足两个基本要求即可。首先地基在满足其上面建筑物的同时要有足够的承载能力，并且要有必要的安全设施。然后再考虑到建筑物会有小幅度的变形，所以其变形的尺度得满足正常使用的规定。

天然地基就是在没进过处理和改进之前不就可以直接放置基础的天然土层。而在地质状况不佳的条件下，天然环境的如沙地或淤泥地质，即便土层质地再好也不一定就能满足承载能力的需要，所以为使地基具有足够的承载能力，就对这些地基进行人工的加固处理，也就成了所说的人工地基。

通常的说把那些埋设深度不大，仅仅经过挖槽、排水的一些普通可以建造起来的基础称为浅基础。虽然浅却可以扩大建筑物与地基的接触面积，从而减少上部分的负担。在进行地基设计时，第一，要计算建筑物的底面积，再通过压力判断出基地的面积是否能承受住建筑物的重量；第二，确保建筑物的沉降变形值在可允许的范围之内；第三，地基应该无滑动，稳定可靠。大家都知道，建筑离不开地基，所以建筑物建造的好与坏有很大一部分是受到地基的影响，而人工地基主要是用于改善天然地基的缺陷应运而生的，所以人为地因素还是很重要的。做好地基的基础工作显得尤为重要。

参考文献：

[1]刘丹．世界建筑艺术之旅．中国建筑工业出版社．

[2]吴建有．钢结构设计原理．中国建材工业出版社．

[3]曹声远．钢筋混凝士结构．湖南大学出版社．

[4]赵明华．土力与基础工程．