摘 要:近年来,我国土木工程行业发展迅速,且为推动建筑产业的发展做出了较大贡献。为了进一步提高土木工程结构的稳定性和抗震性,文章以土木工程结构的振动控制作为主要研究对象,通过对其概念进行阐述,进而对其研究现状展开了详细的论述和分析,并对其在未来的发展方向予以全面展望。
关键词:土木工程结构;振动控制;主动控制;被动控制
随着地震灾害的频繁发生,传统的基于构件承载与变形能力消耗地震能量的抗震方法已难以适应土木工程的抗震能力的新要求,在此背景下,作为现代控制理论中的重要组成部分,振动控制理论被引入土木工程结构的抗震研究领域当中,较好地提高了工程的稳定性与抗震性。
1 土木工程结构的振动控制概述
土木工程结构的振动控制即,将隔振垫等相关装置或消能支撑和剪力墙等整体构件安置在结构的特定部位,在风火地震的作用下,使整体结构能够得到合理控制并确保结构自身及其内部人员与设备处于安全状态的一种振动控制技术。就现阶段而言,关于土木工程结构振动控制的研究主要包括了被动控制、主动控制和混合控制。
2 主动控制
土木工程结构的主动控制装置包括仪器测量系统以及控制和动力驱动系统,其中,仪器测量系统主要负责对结构的动力响应和外部传达的激励信息进行测量,控制系统负责对仪器测量系统所传递的测量信息进行处理,在实现控制律的同时,输出相应的动力驱动系统指,而动力驱动系统在制定驱动下产生控制力,其所需的能量来源大都由外部能源结构予以攻击,从而经辅助子结构将控制力作用在受控结构处,达到抗振目的。
目前,主动控制主要分为两种类型,首先,是控制力型,其装置主要包括主动质量阻尼系统与支撑系统、主动拉索系统以及气体脉冲发生器和主动空气动力挡风板系统。基于控制力型的主动控制是借助外部能源,当土木工程结构受到激励而产生振动时,向结构施加相应的控制力,促使结构受振动而产生的振动反应能够迅速得到有效控制。
其次,是基于结构性能可变型的主动控制技术,此类主动控制主要利用外界的激励信息和土木工程结构的动力响应对其内部的各类参数进行调节和变更,旨在以较少的能量对控制系统的形态予以改变,从而促使结构动力特性发生变化减轻其振动相应。与基于控制力型的主动控制相比,结构性能可变型控制具有所需外部能量小、系统结构维护要求低和易于实施与成本较低等优势,在控制效果方面也与控制力型的主动控制方法相接近,故此种主动控制技术具有更高的研究、使用和推广价值。磁流与电流变液态阻尼器在结构性能可变型控制中也得到了部分应用,且取得了良好的抗振效果。
3 被动控制
借助相应装置、机构或种子结构对土木工程结构的系统动力响应予以改变,从而促使其具备隔离、调谐以及耗能与吸能减震振功能的控制技术。主要包括了隔振以及耗能减振与吸能减振三种。其中,隔振即将隔振装置安置在建筑物基础与上部结构之间,并利用隔振装置使地震所传递的能量大幅削减,进而使地震对上部结构的作用与隔振部位自身的变形得到良好控制。
在耗能减振方面,主要是通过将阻尼等耗能机构安置在工程的支撑、剪力墙和节点等相关结构处,借助相关耗能机构产生摩擦和弯曲弹塑性滞回变形耗能从而达到对地震能量进行耗散的目的。此种被控控制的原理在于,通过引入耗能机构,从而为土木工程结构提供较大阻尼,当发生地震时,其便产生苏醒屈服与摩擦滑动,从而克服阻尼力做工,对输入结构中振动能进行大幅消耗。
吸能减震则通过将种子结构置于结构当中,促使其振动产生位移,并在位移中使原结构与子结构所产生的振动能得以重新分配,进而减小土木工程整体结构的振动。当前,应用在土木工程结构中的吸能减振装置主要包括调谐液体阻尼器和质量阻尼器、悬挂结构体系以及摆式质量阻尼器和液压质量控制系统,此外,屋面水箱亦可在地震发生时产生相应减振效果,故可将其充当调谐质量阻尼器。
4 混合控制
由主动控制与被动控制结合而成的土木工程结构控制系统兼具主动与被动控制的优点,其借助被动控制对地震向结构施加的振动能量予以耗散,并利用主动控制确保结构控制能够获得良好效果,故具有良好的应用价值。还需说明的是,此种控制方法在土木工程结构中同时施加主动与被动控制,从整体行对其受地震激励作用的相应进行分析,在克服单一被动控制应用局限性的同时,促使控制力得到有效减小,降低了系统对外部控制设备功率和体积的需求,从整体上提高了土木工程结构振动控制系统的经济性与可靠性。就现阶段而言,土木工程结构的混合控制系统主要包括了基于主动控制与耗能装置相结合的控制系统以及主动控制和基础隔振装置相结合的控制系统。此外,模糊半主动控制策略在智能复合隔振系统系统中实施也较好地提高了土木工程结构的智能化控制水平,通过将被动隔振垫同磁流变液态智能阻尼器进行并联连接,从而使得系统能够有效减小建筑物隔振层位移和各层间的相对位移,具有良好的隔振效果。
5 土木工程结构振动控制展望
结合既有的土木工程结构振动控制技术发展情况,其今后的发展趋势为:(1)以能量回收为基础的土木工程结构振动控制。发生地震时,外界能量供给并不易得到良好保障,从而影响控制系统的应用效果,而以能量回收为基础的结构振动控制则能够较好地解决此类问题,通过引入高校的回收振动能量技术,并融入能量平衡理论,从而获得良好的控制效果。(2)消除地铁、有轨电车等交通设施对土木工程结构的垂直振动影响,此方面研究室三维隔振技术领域的关键技术,对于城市建筑物,需要加大对更为有效的三维隔振装置的研究力度,从而消除相关交通设施对建筑物施加的振动作用。
6 结语
本文通过对土木工程结构的振动控制概念进行简要说明,进而从主动控制、被动控制和混合控制三方面对其结构振动控制的相关技术做出了系统探析,并给出其结构振动控制技术的发展方向。研究结果表明,土木工程的结构振动控制技术对于提高其抗振性与稳定性具有至关重要的作用,未来,还需进一步加强对振动控制技术的研究与应用,从而促使土木工程结构与其内部人员的安全性得以全面提升。
参考文献
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第二篇:土木工程成本控制研究论文
成本控制与土木工程项目众多管理内容都息息相关,成本控制关乎土木工程项目建设施工质量控制和施工进度控制。在土木工程项目管理中,如果忽略了成本控制的重要性,不仅会导致土木工程项目建设成本投入超过预期设想,同时对土木工程项目建设施工质量和施工进度控制也会造成非常不良影响。在以往土木工程项目成本控制中总结经验,有针对性地对土木工程项目成本控制中存在的不良问题进行改善,对土木工程项目管理中成本控制相关内容进行研究是具有重要意义的。下面就对相关内容进行阐述。
一、土木工程成本控制现状分析
(一)缺乏统一的工程成本控制机制
我国土木工程成本控制工作开展中,一直没有建设统一性的土木工程成本控制机制,该问题也是我国土木工程项目管理工作开展中最为突出的问题。很多建筑企业并没有认识到土木工程成本控制工作开展的重要性,认为土木工程成本控制工作开展并不能为建筑企业带来实际性的利益,同时还需要建筑企业投入一定的人力、物力和财力资源,所以对于土木工程成本控制工作开展更多是针对工程结算阶段,而对成本预算与材料采购、施工阶段工程成本控制都没有给予一定程度重视。这些阶段土木工程成本控制力度较差,不仅会提高土木工程项目建设成本投入,同时还有可能导致施工阶段应用劣质的施工材料,以偷工减料的行为获取更多的经济效益,从而严重损害了土木工程项目建设施工质量。一些建筑单位甚至还认为,只有在建设规模较大的土木工程项目中需要进行工程成本控制工作落实,降低了对小型工程项目工程成本控制重视程度,从而对小型土木工程项目建设施工进度和施工质量造成了非常不良影响。以上问题出现都是因为我国建筑领域没有建立统一性的土木工程成本控制机制,各个阶段的土木工程成本控制工作开展严重脱节,影响了土木工程成本控制的整体性。土木工程成本控制不仅仅是业主单位需要承担的责任,土木工程项目建设施工单位、设计单位都需要承担相应的责任。因为工程成本控制机制不够健全和完善,参建单位在土木工程成本控制方面缺乏有效的沟通和交流,所以参建单位在进行工程成本控制时,更多的是以自身角度出发,考虑的是如何通过工程成本控制为自己创造出更多的经济效益,使得工程造价整体管理目标很难有效实现。
(二)缺乏有力的工程管理管理监管机制
虽然随着建筑领域的不断发展建筑企业自身管理水平的不断提升,也逐渐认识到了土木工程成本控制工作开展的重要性,并且将土木工程成本控制列为土木工程项目日常管理中的重要内容,但是在土木工程成本控制工作实际落实中,土木工程成本控制工作是否严格履行了我国相关法律法规的要求、土木工程成本控制目标是否具备一致性,以及土木工程成本控制工作开展是否会对工程建设施工质量和施工进度控制造成一定损害,这些问题都没有通过专业机构进行验证,也就表示土木工程成本控制工作开展的严谨性和有效性并没有得到良好的保障。现阶段,有土木工程建设施工质量较大引发的不良事件常有发生,这些建筑企业中虽然设置了专门的工程成本控制部门,但是工程质量问题仍然没有有效避免。很多建筑企业不能在施工合同规定的施工周期内完成土木工程项目建设的全部内容,而且施工中没有融入绿色生态化理念,导致工程项目建设施工对周围区域环境的破坏。而且一些土木工程项目还不能在工程合同规定时间周期内完成施工工作,土木工程项目建设施工对周围区域生态环境造成了严重污染。这些不良问题出现都是因为工程成本控制工作开展没有进行有效的监督,导致工程成本控制工作开展没有严格依据相关程序和规定,对建筑企业经济效益和社会名誉都造成了非常不良影响。
(三)缺乏工程成本控制人才
我国建筑行业的发展速度非常惊人,各个区域都有大量的土木工程项目投入建设,土木工程项目建设规模也在逐渐提升。但是实际调查了解到,我国高质量的工程成本控制人才数量较少。想要从事工程成本控制工作,工作人员必须要经过长时间专业性的培训,并且要考取相应的从业资格证。工程造价专项性管理人员综合素质要求更高,要求工作人员必须具备高级造价工程师的职称,当然具备该职称的工程成本控制人员薪资待遇也是非常可观的。在高薪资的吸引下,很多以往没有经过专业培训、从业经验的工作人员盲目性的考取职称。而且一些综合素质较为良好的工程成本控制人员在实际工作中并没有将自身的专业素质良好呈现出来,甚至在利益的吸引下工程成本控制人员应用岗位职权谋取不法经济效益,违背自己的职业道德底线,不但使土木工程成本控制的重要作用不能良好呈现出来,而且对土木工程项目建设施工质量控制造成了非常不良影响。
二、提升土木工程项目成本控制的有效措施
(一)将成本控制贯穿于整个土木工程
建筑企业需要将成本控制贯穿于整个土木工程项目建设施工中去,无论是在土木工程建设前期策划阶段、建设施工阶段还是在后期结算阶段,对成本控制都需要给予较高的重视程度。
1.土木工程设计阶段成本控制分析
土木工程项目设计阶段设计人员会通过丰富的专业知识,结合现行土木工程项目设计规范,对土木工程项目进行详细化、全面化的设计。工程项目设计就是土木工程项目建设的灵魂所在,想要强化土木工程项目成本控制,就必须要从土木工程项目设计阶段入手。设计阶段落实成本控制对提升土木工程项目建设整体成本控制力度有着积极影响,主要体现在以下两个方面:土木工程项目设计对加强工程项目建设投资限额有着积极影响,土木工程项目设计阶段对外部造型以及结构类型的选择都会对土木工程项目建设资本投入产生一定影响。土木工程项目设计阶段加强工程造价可以取得良好的成效,投入产出效果非常明显。成本控制工作人员需要与设计单位更多的进行沟通和交流,利用价值工程对土木工程项目设计方案进行综合比对,最终选择其中经济性较为良好的土木工程项目设计方案。此过程中需要注重对土木工程项目设计单位的设计资质进行审核,一定要选择优质的设计单位。
2.土木工程施工阶段成本控制分析
土木工程项目施工阶段成本控制是非常重要的,同时也是土木工程项目管理成本控制的关键所在。虽然在此阶段土木工程项目成本投入节约的可能性较低,但是如果忽略了土木工程成本控制,很有可能导致工程项目建设成本投入超过预期设想,提升土木工程造价。土木工程施工阶段成本控制,工作人员需要从施工组织以及施工技术应用等众多角度入手。要根据土木工程项目施工量控制要求合理进行施工方案的编制。要组织会议对成本控制责任进行明确落实,将土木工程施工阶段成本控制责任落实到个人头上,使参与土木工程项目建设施工的全体人员都可以明确成本控制工作开展的重要性,积极主动参与到成本控制工作中去。要注重土木工程项目建设资源的合理配置,在避免对土木工程项目建设施工质量和施工进度造成不良影响的前提下,对各项建设资源投入进行严格控制。不能存在某一施工环节人力资源投入过多,致使土木工程成本投入增加。施工阶段成本控制必须要从全局考虑,对成本控制目标进行深入分析,分析施工进度控制计划编制的科学性。成本控制工作人员在对工程索赔问题进行处理时,一定要非常严谨,对索赔依据的合法性进行审核,严格依据施工合同内的众多条款以及国家相关法规完成工程索赔处理,使得施工合同签订双方都承担起自身的责任和义务。
(二)建设并落实工程成本控制监管机制
土木工程项目建设施工中需要应用施工设备和原材料众多,而且施工原材料的市场价格并不是一直保持不变的,会根据建筑市场供应情况出现一定的价格波动,因而需要提升土木工程项目建设施工成本控制力度。要注重成本控制监管机制的建设,体制建设过程中土工工程项目建设施工单位、监理单位都需要参与,结合市场经济体制发展的实际情况,以及市场发展趋势进行成本控制监管建设,使得土木工程管理中成本控制可以逐渐操着规范化的方向发展。
(三)提高成本控制工作人员的综合素质
土木工程成本控制工作人员需要树立良好的终身学习意识,及时吸收外界先进的土木工程项目成本控制理念,使得自身的成本控制理念可以随时代发展而转变。成本控制工作人员不仅要掌握高超的财务预算能力以及丰富的土木工程成本控制经验,同时还需要加强对成本控制相关法律法规的认知程度,对土木工程项目设计、施工材料应用以及具体施工有深入的了解,在成本控制工作中灵活应用多种理论知识和成本控制技能。建筑企业对成本控制工作人员综合素质提升也需要给予相应的重视程度,要坚持引进来和走出去的原则。将企业中学习能力较为良好、有上进心的成本控制工作人员送往外界进行培训,或邀请成本控制领域中具有代表性或者比较著名的人员到企业进行培训,促进我国土木工程成本控制整体水平提升,为我国土木工程建设领域更好发展奠定良好基础。
总之,要想使得工程成本控制在土木工程建设中充分发挥积极作用,保证土木工程顺利实施并且按期完工,保证土木工程的整体质量,就必须将工程成本控制贯穿于土木工程建设全过程;同时,要建设并落实工程成本控制监管机制,还要提高工程成本控制人员的综合素质,使我国工程成本控制工作迈向一个新的高度。
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