本文是一篇土木工程论文，土木工程专业学生主要学习工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基本理论，受到课程设计、试验仪器操作和现场实习等方面的基本训练，具有从事土木工程的规划、设计、研究、施工、管理的基本能力。（以上内容来自百度百科）今天为大家推荐一篇土木工程论文，供大家参考。
硕士土木工程论文范文篇一
第一章 概 述
1.1 工程背景
党的十六大提出 2020 年全面建设小康社会的奋斗目标，明确提出了“区域协调发展”的战略布局。新世纪初，加速京津冀经济圈的崛起和环渤海经济圈的发展、振兴东北地区老工业基地成为新形势下的迫切要求，发展交通运输，推动京津冀地区与东北地区物流、信息流联系，是经济发展的先决条件和必然要求。在全国和省、市公路网规划中，本项目作为区域经济干线，是国家规划的“长春～深圳”高速公路的重要组成部分，符合河北省“五纵六横七条线”高速公路布局规划以及承德市“一环八射”路网布局。2003 年 8 月，河北省政府批复《河北省 2003 至2007 年高速公路建设计划》，提出“四个优先”的项目安排原则，即经济发展较快地区、规划的重要经济增长区域、落后地区与东部发达地区的出口通道、贯穿南北或贯穿东西的路线优先安排，《承德市交通发展“十一五”规划》也重点规划建设承朝、承赤、承唐高速公路，形成以承德市区为中心的高速公路“十字”主骨架。因此，建设本项目是完善国家重点公路网规划，构架华北地区与东北地区之间重要交通通道，和改善区域交通状况，带动河北省东北部尤其是承德市经济发展的必然选择。目前，连接北京和承德两地的京承高速公路正在建设，计划 2006 年通车；长深公路承德至唐山段正在进行前期工作；长深公路辽宁朝阳段也已计划开工建设，并经朝阳、阜新至吉林四平，全长 517 公里，形成东北第二条进京高速公路。拟建本项目起于冀辽交界的许杖子，与长深公路辽宁段相接，经平泉县、承德县、承德市，与长深公路承德至唐山段起点相接，其规划建设已势在必行。
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1.2 本工程方案研究依据
本过程的方案研究主要依据下列文件：
1. 承德市交通局与中交第一公路勘察设计研究院签订的本项目预可行性研究合同。
2. 《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）及有关标准、规范、规程、办法及估算指标等；
3. 《公路建设项目可行性研究报告编制办法（讨论稿）》（交通部 1996 年）；
4. 《水运、公路建设项目可行性研究报告编制办法》（交通部 1988 年）；
5. 《投资项目可行性研究指南》（国家发改委 2002 年）；
6. 《建设项目经济评价办法与参数（第二版）》（国家计委、建设部 1993 年）；
7. 《公路建设项目经济评价办法》（交通部 1996 年）；
8. 《河北省高速公路网规划》（2001 年 7 月）；
9. 《承德市交通发展“十一五”规划》（2004 年 6 月）；
10. 河北省计委、建设厅、交通厅、国土资源厅及承德市等部门颁布的有关规定和执行办法。
11. 河北省交通厅冀交函规字（2004）第 93 号《关于辽宁省四平－阜新－辽冀交界高速公路接线点意见的函》；
12. 调查收集的相关区域的社会经济、交通运输及自然条件等资料。
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第二章 工程地域的经济技术基础
2.1 工程影响区社会经济现状
承德市位于河北省东北部，东接辽宁省朝阳市，南邻秦皇岛、唐山、天津，西南接北京市，北靠内蒙古自治区。全市总面积 39513 平方公里，辖双桥、双滦、营子三区和承德、平泉、兴隆、滦平、隆化、丰宁、宽城和围场等八县。该市是河北省重要的少数民族聚集区，境内居有满、汉、回、蒙等民族。承德市自然资源丰富，并具有较大的开发潜力。全市拥有草场 430 多万亩，全市野生动植物资源丰富，有野生植物 1600 多种，野生动物 300 多种。现已探明的矿藏55 种，其中钒、钛、黄金、白银、铜、铅等金属和石灰石、莹石、沸石、花岗岩等非金属矿石占据全省重要位置，钒、钛储量分别排在全国第二位和第六位，莹石储量占全省的 94%。丰富的矿产资源为发展承德工业，特别是冶金采矿、建材、食品和医药化学工业提供了充足的原料，资源优势正在逐步转化为商品优势和经济优势。承德市具有得天独厚的旅游资源，它是全国首批公布的 24 个历史文化名城之一，全国十大风景区之一，全国 44 个重点风景区和旅游胜地四十佳之一，国家甲类开放城市。全市文物古迹众多，人文景观独特，境内避暑山庄和外八庙于 1995 年被列入世界文化遗产名录，在国内、国际上享有较高声誉。目前全市具有接待能力和水平的旅游景点已达 30 处，初步形成了以避暑山庄及周围寺庙为中心，以京北黄金旅游线和京东朝阳旅游线为纽带，连接木兰围场、京北第一草原、金山岭、辽河源森林公园、雾灵山、蟠龙湖六大景区的京北黄金旅游带。承德已成为北京之外北方重要的旅游区，同时成为北京、承德、秦皇岛“旅游金三角”的重要组成部分。避暑山庄位于承德市区北部，规模宏大，景观丰富，曾是清政府的重要政治活动场所，是清王朝的第二政治中心。山庄内建有各种风格的园林建筑，特色鲜明，胜景荟萃。
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2.2 工程影响区域交通运输现状及发展规划
河北省环绕我国首都北京和北方最大的贸易港口城市天津，西靠全国重要的煤炭基地山西，境内秦皇岛港是全国最大的能源输出港和全国第二大港口。因此河北省既是首都北京通往各地的必经之路，又是东北经济区于关内各省、市相联系的走廊，更是晋煤外运的重要通道。河北省的交通运输在全国综合运输网中占有重要的地位。目前，河北省境内国有铁路营业线路总长 3508.1 公里，正线延展总长 5949.9 公里；海运现有秦皇岛港、秦市新港、秦山港、京唐港、黄骅港、神华港 6 个港口，泊位 79 个。航空运输方面河北省现有石家庄机场和秦皇岛山海关机场两个民用机场。公路交通运输是现阶段河北省主要运输方式之一。全省已初步形成以石家庄为中心，连接京津及十个省辖市，辐射周边省区，连接秦皇岛、天津、京唐、黄骅四大港口四通八达的干线公路网。2003 年，公路建设完成投资是 2000 年以来增幅最高、投资最多的一年，建设投资整体快速推进，而且呈现出高速公路和农村公路投资加速增长的态势。高速公路比上年增加 90 公里，达到 1681 公里，在全国排第 4 位。2003年全省行政村通班车率达到 92%。公路通行能力和服务水平又有较大提高。2003 年底各市公路里程表 2-15，河北省公路网现状图 2-32。现在全省通车里程已达到 6.54 万公里，比上年增加 2312 公里，其中，高速公路1681 公里，增加 90 公里；一级公路 2169 公里，增加 119 公里；二级公路 1.06 万公里，增加 747 公里；二级以上公路占公路总里程 22.1%，高速及一级公路比重 5.9%，分别增加 0.8 个、0.1 个百分点；全省公路网密度达到每百平方公里 34.84 公里，每百平方公里比上年增加 0.24 公里；晴雨通车里程 5.57 万公里，养护里程 6.20 公里，均比上年增加较多。公路桥梁达 1.56 万座，长度 66.25 万米。
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第三章 工程地域的交通状况及预测........13
3.1 交通调查概述 ........ 13
3.2 调查数据统计 ........ 13
3.3 交通量预测结果 ........... 14
第四章 工程建设条件及影响因素....16
4.1 沿线自然地理概况 ....... 16
4.2 沿岸工程地质条件 ........ 19
4.3 沿线水文地质条件 ....... 27
4.4 沿线不良地质与特殊地质情况 ........... 294
4.5 重大工点工程地质条件评价 ........ 31
4.6 沿线筑路材料及运输条件 ........... 36
4.7 沿线社会环境对于路线方案的影响 .... 37
4.8 拟建项目与其他交通衔接情况 ........... 39
第五章 工程方案研究........41
5.1 路线起终点研究 ........... 41
5.2 拟建项目路线走廊设计 ....... 41
5.3 路线方案布置 ....... 42
5.4 路线方案的比选和推荐 ....... 43
5.5 路线方案比选结论 ....... 48
5.6 推荐方案工程概况及建设规模 ........... 49
第六章 工程经济分析
6.1 资金筹措
本项目估算总投资 46.49 亿元（包括贷款利息 2.62 亿元），建设资金由资本金、银行贷款两部分组成。本项目资本金按建设总投资的 35%筹措，共计 16.27 亿元，由建设单位自筹。资本金以外的建设资金采用国内商业银行贷款，占建设静态投资的 65%，共计30.22 亿元。建设期贷款利息：施工工期按 3 年计列，2005 年 10 月开工，2008 年 10 月竣工通车。本项目按国内银行贷款考虑，贷款额为静态投资的 65%，贷款利息按中国人民银行公布的五年以上中长期贷款利率 6.12%计息三年，各年度贷款额度分别为贷款总额的 30%、40%、30%。
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结 论
长堔公路平泉至承德段项目作为区域经济干线，是国家规划的“长春～深圳”高速公路的重要组成部分，符合河北省“五纵六横七条线”高速公路布局规划以及承德市“一环八射”路网布局。建设本项目是完善国家重点公路网规划，构架华北地区与东北地区之间重要交通通道，和改善区域交通状况，带动河北省东北部尤其是承德市经济发展的必然选择。本项目的建设是加强华北地区与东北地区经济联系，加速环渤海经济圈的发展、振兴东北老工业基地的需要，是国家重点公路网络和河北省公路网主骨架建设的需要，是改善承德地区路网功能的需要，是开发沿线旅游自然资源，发展区域经济的需要，具有重要的战略功能。交通量调查结果显示，本区域客车自然数比例较大，东西向交通量大于南北向交通，承德作为本地区重要的交通枢纽城市，但东西方向还没有贯通全境的快速路，北京与东北地区的交通流只能通过目前的京沈高速来联系，这样就对京沈高速公路的交通造成了压力。本项目的实施将成为沟通华北与东北地区的第二快速通道，有利于打破这种现有路网布局对经济发展的制约，特别是为沿线各地经济发展打下了坚实基础，对整个路网发挥整体效益有着不可低估的作用。对项目的工程地质、水文地质条件的研究结果表明，尽管路线走廊内存在一些不良地质与特殊地质情况，但规模均较小，对工程的影响较小。路线走廊区域适于本工程的建设，但需在设计与施工中注意精心勘测，精心设计，精心施工，尤其是注意防止小型破坏性工程地质现象发生。
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参考文献（略）
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第一章 绪论
1.1 概述
中国是一个地震多发国家。历年来强烈的地震灾害给人们带来了惨痛的记忆，给人们造成了严重的生命和财产损失。如何使建筑在地震作用下达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的结构抗震设计基本原则[1]，是结构设计和结构抗震共同追求的理念。我国钢结构建筑的发展迅速，21 世纪将迎来钢结构的快速发展，由砌体结构和混凝土结构为主的局面必然会产生转变。钢结构建筑由于其本身具有的各种优越性，在中国实际工程应用中的份额势必会持续增大，其应用也将会更加普遍。跟随我国扩大内需政策、城市化进程的加速和西部大开发战略的实施，这些政策都将为钢结构建筑的普及起到有利的推进作用。我国钢结构建筑市场的成长空间很大，其发展前景十分广阔。
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1.2 支撑框架体系的分类
目前，钢结构建筑的主要形式有抗弯框架（MRFs）、中心支撑框架（CBFs）和偏心支撑框架（EBFs）。抗弯框架即纯钢结构框架，具有延性好，柱网布置灵活，塑性变形能力良好等优点。其结构体系不包含支撑，抗侧移刚度较低，在水平力作用下，超过一定高度的结构侧移较大，影响建筑正常使用。经验表明，通过在设置其中一些柱间竖向支撑而形成的带支撑框架，可以成为结构的抗侧力体系，能够有效增强结构的抗倒能力。
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1.3 偏心支撑框架的研究发展和应用状况
70 年代后期偏心支撑框架（EBFs）被提出作为基本结构类型，其适度的造价能够满足现代设计抗震设计理念目标。偏心支撑框架由柱、梁、支撑和耗能梁段组成。通过基于能力设计方法，耗能梁作为结构的一种保险梁段，在罕遇地震作用下通过其自身的滞回耗能而保证其他构件基本处于弹性阶段。耗能梁在这种结构中起到了关键作用，在强地震作用下它具有稳定的滞回性能，能够提供有效的能量耗散。在低强度地震作用下，耗能梁协同支撑能保证较大的侧移刚度并且能够避免结构产生严重损坏。偏心支撑框架已经被公认为一种适用于多高层建筑的特殊结构形式，并且能够很好的满足各种基于性能的抗震设计目标。作为抗弯框架（MRFs）和中心支撑框架（CBFs）一种廉价而高效的替代结构形式，偏心支撑框架结合了上述两种结构的优点：与纯框架结构相比，因为其结构中的支撑，使它具有更大的侧向刚度和承载能力；与中心支撑框架相比，由于耗能梁段的存在，它具有很高的能量耗散能力，可以有效的降低地震作用[2-6]。偏心支撑框架结构（图 1.1）主要分为两类：第一类是将框架梁中的一部分作为耗能梁，比如常用的 D 型、K 型、V 型等；第二类是将耗能梁段置于框架梁外，如 Y 型，这种型式的优点在于耗能梁独立于框架梁，震后只需更换耗能梁段部分，易于修复。
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第二章 耗能减震控制理论
2.1 耗能减震控制概述
建筑物通过避免产生柱端塑性铰而发展梁端塑性铰所产生的非线性变形抵抗地震作用。即使这种设计理念能够通过耗散大量能量来保证安全，但是这种方式造成的结构损害以及震后修复费用过多。因此，为了减少对主体结构构件的损坏，成功应用了在适当位置安装特殊构件来提供额外能量耗散的方法。被动控制构件成功应用与结构以减低地震动态反应。近年来，为了抵御自然和人为灾害，增加结构的功能性和安全性，创新型方法不断在各阶段研究和发展。它们总体可以被分为三个主要方面：基底隔震、被动消能减震以及主动控制（表 2.1）。以上三者中，相对另外两种，目前基底隔震技术更加成熟而且应用更为广泛。被动消能减震系统包含一系列材料和设备增加阻尼和刚度，能够用来转移地震灾害和老旧建筑修复。一般来说，这种系统的特点是它们能够增加所在结构系统的能量耗散能力。这种设备一般通过滑动摩擦、金属构件屈服、金属相态转变、固体或流体线弹性（VE）变形和流体阻尼孔等过程运作。主动控制、混合动力和半主动结构控制系统是被动控制技术的自然发展。控制系统以及被动和主动控制系统相结合作为结构抵抗地震输入从而保护结构的应用近年来得到了相当的重视。它们和有害激励同时作用来提高结构的安全性能。研究已经能实现在全尺寸结构上安装主动控制系统减轻地震灾害。不同控制系统结构示意图见图 2.1。
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2.2 被动消能阻尼器的类型
金属阻尼器由不同的材料（软钢、Pb 等金属）部件制成，通过其中金属部件产生的受力屈服造成的弹塑性滞回变形来耗散输入能量的减震装置。其主要的优点是力学性能稳定且价格便宜。通过金属材料的非线性滞回变形特性来耗散输入结构的地震动能是一种可行有效的机制。这种设备多使用三角形（图 2.2）或者 X 形低碳钢板（图 2.3），有利于整个材料中的均匀屈服。其他形式的金属屈服设备在日本应用较多，有蜂窝弯曲形、狭缝阻尼器（slit dampers）和剪切面板型等。文献[18]也提到其他材料如铅和形状记忆合金在阻尼器中的使用。相对于其他类型的阻尼器，这些设备具有特别可取的特点是其具有稳定的滞回特性、低周疲劳性能良好、长期可靠性和对环境温度相对不敏感性。另外，金属阻尼器属于位移相关型阻尼器的一种。摩擦阻尼器（FD）利用两固体相互滑动产生的摩擦力来提供需要的能量耗散，是一种位移相关型消能阻尼器。摩擦阻尼器在正常使用荷载下不产生位移，也不对结构提供附加刚度；在大震作用下，摩擦阻尼器产生滑移，为结构提供阻尼，同时依靠滑动摩擦做功来消耗能量。为了改善结构的抗震性能，目前已经发展了几种不同类型的摩擦阻尼器。近年来，摩擦阻尼器已经被应用到一些结构中，旨在增强新建或改建建筑物抗震设防水平。例如，文献[19]提到 Concordia 大学 McConnell 图书馆的摩擦阻尼器的应用。这个建筑总共用了 143 个阻尼器。利用一系列非线性 DRAIN-TABS 为装置分析建立了最佳滑动荷载，根据其在结构中所处位置从 600-700KN 不等。通过三维时程分析，人工地震波包含宽范围的频率并且峰值地面加速度为 0.18g 代表Montreal 地面运动。在这种水平的激励下，装备阻尼器的结构等效阻尼比大约是50%。总体来说，此图书馆建筑应用摩擦阻尼器导致净节约总造价 1.5%。
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第三章 设置粘滞阻尼器消能偏心支撑钢框架 ........ 18
3.1 偏心支撑结构和粘滞阻尼器概述 ......... 18
3.2 偏心支撑结构设计方法...... 19
3.3 粘滞阻尼减震结构基于位移的简化设计方法 ....... 20
3.5 粘滞阻尼器减震建筑结构设计小结.... 29
第四章 设置耗能偏心支撑钢框架抗震性能分析.... 30
4.1 结构有限元模型的描述..... 30
4.2 结构动力时程分析概述...... 31
4.3 多遇地震作用下的结构响应分析 ......... 34
4.4 确定阻尼器布置位置及参数 .... 36
4.5 减震效果分析 ......... 41
第五章 设置阻尼耗能偏心支撑钢框架动力弹塑性分析......... 53
5.1 Perform-3D 软件简介 ........ 53
5.2 结构模型的建立.... 53
5.3 结构模型验证与动力基本特性....... 55
5.4 罕遇地震作用下减震结构的整体响应指标 ...... 57
5.5 结构耗能机理分析........ 59
第五章 设置阻尼耗能偏心支撑钢框架动力弹塑性分析与抗震性能评估
5.1 Perform-3D 软件简介
Perform-3D 是一款三维结构非线性分析和结构性能评估软件，是由Drain-2DX 和 Drain-3DX 发展而来，由美国 Powell 教授开发而来，是一款致力于研究抗震设计对结构进行非线性计算的软件。Perform-3D 给是一个能够计算结构在复杂地震力作用下响应的工具，可以用其来进行静力 pushover 分析和弹塑性阶段的动力时程分析。Perform-3D 发展到现在的最新版本(V5)，已经具有粘滞阻尼器、防屈曲支撑、橡胶隔震支座等单元，可以进行相应的减震隔震结构的弹塑性分析。目前国内已经有一些工程采用 Perform-3D 软件进行了相应的静力弹塑性分析以及动力时程分析[38-40]。对于流体粘滞阻尼器，Perform-3D 应用 Maxwell 的粘弹性模型的 Viscous Bar单元模拟，每个阻尼器由一个Fluid Damper单元和一个Elastic Bar单元串联组成，只抵抗轴力。Fluid Damper 单元采用多段折线模拟阻尼器的 F-D 曲线，通过控制线段的段数和位置可以决定阻尼器的模拟精度。图5.1为五折线阻尼器F-D曲线，阻尼器力 100 吨，阻尼系数 300KN s/mm2，阻尼指数为 0.2。本结构中不考虑阻尼器轴向刚度，弹簧刚度设置成一个较大值，阻尼器即为纯阻尼器。阻尼装置只有 dc变形，dk为零。
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结论
（1）Y 型偏心支撑作为结构抗侧力体系，对于结构抗震耗能具有很多优点。偏心支撑具有中心支撑相同刚度大的特点，并且可以通过耗能梁段的屈服耗散地震能量。结构塑性变形主要集中在耗能梁段，震后修复只需更换耗能梁。
（2）粘滞阻尼器附加到结构上作为耗能减震装置对于降低结构的地震反应有明显的作用。粘滞阻尼器和偏心支撑共同作用，对于结构减震能起到双重保险的作用。粘滞阻尼器宜附加在结构层间位移较大处，以充分发挥阻尼器耗能作用。偏心支撑钢框架，附加粘滞阻尼器后能够有效降低地震力作用下的层间位移角和层间剪力。
（3）本文建立了一 20 层 Y 形支撑钢框架结构，使用 SAP2000 有限元软件对结构进行反应谱和地震力动力时程分析。地震波分别选取 EL-Centro 波、TAFT波和上海人工波。其中，结构在上海人工波作用下反应的幅值要大于其他两种天然波。结果表明，结构在 X 方向各种响应均满足规范限值要求，Y 方向上海人工波罕遇地震作用下层间位移角不满足规范要求。用 SAP2000 软件通过不同减震方案的试算和优选，得出了附加粘滞阻尼器的最优减震方案。对减震后的结构进行计算分析，相对于原结构，结构各种响应均有不同幅度的降低，层间位移角均满足规范要求。总体来说，对于层间位移角，减震结构在 Y 方向的减幅要大于 X 方向减幅，这是由于结构 X 方向有耗能支撑和阻尼器并联。
（4）由于 SAP2000 计算的是弹性阶段，结构在罕遇地震作用下可能进入弹塑性阶段，分析结果可能会有偏差。因此，使用 Perform-3D 软件对结构进行弹塑性阶段动力时程分析。分析结果表明，结构在上海人工波作用下 15s 后发生弹塑性变形，弹塑性分析得到的结构顶点位移时程曲线和弹性分析得到的曲线开始产生偏差。
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参考文献（略）
硕士土木工程论文范文篇三
1绪论
1.1研究背景
中国拥有13. 5亿人口，占地960万平方公里，由于人口众多和幅员辽阔，促使交通发展与国民经济息息相关。中国政府始终把发展交通运输作为国家经济建设的重点。高速公路是国家走向现代化的桥梁，是现代交通业的基础。从1984年12月21日，中国第一条高速公路上海至嘉定高速公路开工，全程里程长20.5公里，1988年10月建成通车，使中国走进高速公路高速发展的时代。1994年，中国高速公路总里程达到1603公里；1999年总里程超过1万公里；2002年总里程达到2. 52万公里；2005年总里程超过4.1万公里；2007年总里程达到5. 36万公里，居世界第二位。到2013年低，中国高速公路总里程己经达到10. 4万公里，居世界第一位。在看到中国公路建设取得巨大成就的同时，也能看到与发达国家相比中国的公路建设质量还有明显的差距。由于高速公路的建设起步较晚，技术力量储备相对薄弱，以及中国的气候和交通荷载条件恶劣，车辆超载现象严重，浙青路面出现了很多病害针对目前出现的各种常见破损类型，通常研究重点是加厚浙青面层或增加新铺面层以加强对拉应力或拉应变的抵抗能力，或者在路基、路面材料及其结构组合方面进行优化和改进，但实际上如果忽视层间的粘结、防水、应力吸收以及耐久性等问题，则即使面层和基层的强度再高，浙青路面的破坏状况仍不会根本解决浙青路面各结构层之间层间处治工艺的正确与否和质量水平高低对路面性能的影响至关重要。人们对公路使用性能的要求也变得更加严格，不仅包括行驶的安全性和舒适性，还要求道路应具有经济、环保、使用寿命长等特点。因此，对道路路面特别是浙青路面的养护越来越受到人们的重视，所用的路面必须具有良好的抗滑能力、优良的平整度、行驶噪声小等特点。路表功能对于使用者来讲其重要性可能超过了道路结构的承载能力，这就要求道路工作者关注路表功能，而保证路表功能始终保持在较高的水平。此外，随着道路科技的发展，各种新材料、新设备、新工艺、新技术的出现，也不断地推动着路面养护技术的发展。
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1.2路面养护
路面养护通常分为两类：矫正性养护(Pavement Corrective Maintenance，PCM)和预防性养护(Pavement Preventive Maintenance，PPM)。矫正性养护(包括修补等）是为了使已经损坏的路面恢复原有的功能，而预防性养护是指在路面将要出现或尚未出现病害之前进行养护，做到防患于未然，降低养护总费用，并使路面始终保持良好的服务状态。两种养护策略之间的区别主要在于养护的时机不同，并没有明确的界线，有时候同一种养护措施可以用于预防性养护，也可以用于矫正性养护。预防性养护一般是指在路面结构强度充足，仅表面功能衰减的情况下，为恢复路表面的服务功能而采取的一种周期性养护措施。预防性养护虽然需要投入一定的费用，却是一种费用效益比最优的养护举措。预防性养护一是可让状态良好的道路使用性能保持更长时间，延缓疲劳损坏，在不增加结构承载能力的前提下改善路面服务功能状况；二是在合适的时间，将适当的预防性养护措施，应用在适宜的路面上。预防性养护的核心思想是采用最大效益的养护措施延长路面寿命，并强调养护管理的主动性、计划性、合理性。
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2路面结构力学分析及其基本理论
2. 1路面结构的力学模型
一般认为，导致路面层破坏最基本的原因是由于原有路面结构层在垂直和水平两个方向上运动的结果。这些破坏性的运动可能是由于交通荷载、温度应力，或者是两种原因联合作用而引起的。图2. 1给出了在移动车轮荷载作用路面面层内所产生的应力：浙青混合料作为一种粘弹性材料，在力的作用下会发生三种变形：瞬时弹性变形、滞后弹性变形和粘性变形，具有典型的材料非线性。由于材料组成的复杂性和试验技术的限制，油青混合料的力学模型显得有点多种多样：有Burgers模型、修正Burgers 模型、Delft-Xahu 模型等。当材料的工作状态进入粘塑性范围内时，应考虑材料的内摩擦角以及粘聚力，用摩尔一库合理论来分析。利用力学模型的理论解与实验实测结果进行拟合，通过调节力学参数值，使这种结果达到最佳的拟合效果，从而一方面验证所选力学模型的合理性，另一方面又可确定材料的力学参数。
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2. 2路面结构响应的有限元分析方法
有限元法是根据变分原理求解数学问题的一种数值方法，理论基础是能量原理。利用最小势能原理或虚功原理，把求解的问题转化为一个变分问题，再经过离散化得到有限元计算格式，这种方法称为位移法。另一种方法为力法，力法是以最小余能原理或虚功原理为基础，基本未知量是应力的各个分量。此外，还有一种以位移分量和应力分量同时作为基本未知量的方法，称为混合法，其建立方法有两种：一种是以修正的余能原理为基础，除了在每个单元内假设平衡的应力场外，还沿单元的边界假定协调的位移场；另一种是按Reissner变分原理导出，其基础是在整个物体上假设连续的位移场，在每个单元内假定平衡的应力场。目前最广泛应用的一?种方法是位移法，有限元的原理知识在此不再赘述。过去20年间，有限元技术已经被成功应用于模拟简化层状弹性理论不能解决的许多路面问题。美国得克萨斯州运输部用三维有限元分析道路的使用寿命（基于路基压应变）、疲劳寿命和轮胎中心、边缘处摩尔一库伦失效函数值（路表附近)。他们根据实际使用的轮胎类型、轮胎荷载和轮胎内压提出方程来确定当量单圆均布荷载接地压力和面积，浙青层采用弹性本构关系同济大学胡小弟…开发了轮胎接地压力静态测试仪。分别测试了几种轮胎新旧不同、胎压不同、花纹不同工况下的轮胎接地形状，并将轮胎接地压力细致划分成几条条形荷载。简化实测结果后得到荷载的分布情况。在此基础上，应用有限元方法分析双圆均布荷载（当量圆半径由有效接地面积推算）作用下浙青路面多层弹性体系的结构响应，得到了一些有益的定性的结论。
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3行车荷载下微翠面的应力分析......... 25
3.1概述 .........25
3.2有限元模型的建立......... 25
3.3动载作用的应力计算结果分析......... 38
3.3.1应力结果分析......... 38
3.3.2车辆超载时的微罩面应力分析......... 43
3.3.3车辆爬坡时微罩面的应力分析......... 45
3.3.4车辆转弯应时微罩面的应力分析......... 47
3.4本章小结......... 49
4温度变化时微翠面的应力分析......... 51
4. 1概述......... 51
4.2微罩面下的沥青路面温度应力计算......... 51
4.3本章小结......... 63
5结论与展望......... 65
5. 1主要结论......... 65
5.2研究展望 .........66
4温度变化时微罩面的应力分析
4.1概述
由于本文研究的微罩面的材料是聚合物材料，其对温度敏感性相当小，所以季节性的温度变化对其路面性能没有什么影响，但是，微罩面材料是附加在浙青路面上一种薄层材料，而沥青路面是典型的粘弹性材料，高温性能和流变特性特别明显，研究浙青路面的路用性能必须考虑应力场和温度场的共同作用。一般情况下，浙青路面最高气温可能达到60°C以上：29:，比日常气温高25°C左右，高温对筋青混合料的路用性能影响非常大，所以，有必要研究油青路面的路用性能因温度变化的影响，进而获得微罩面的适用条件。由于太阳福射的作用，使得大气温度在昼夜之间产生明显的差异，并呈现出曰周期性的变化特征。太阳辖射的这种周期性变化规律对路面结构温度场的影响可以近似地用周期性变化的边界条件描述。在环境因素的影响下，实际路面结构的温度随路面深度和时间时刻在发生着变化，其温度场为瞬态温度场。而作为路面材料的浙青混合料，其粘弹性性质很显著，材料特性受温度影响很大，尤其是高温情况下，影响则更为显著。故在路面应力分析时，应引入路面结构的实际温度场，考虑材料特性随温度的连续变化，建立连续变温（随空间和时间）的模拟分析方法，以分析路面应力特性。
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结论
作为全新的长寿命路面预防性养护技术，微罩面正在美国等一些国家得到越来越广泛的应用，但是迄今为止研究成果都集中在试验研究方面。中国正在面临着路面养护需求巨大与养护资金不足的难题，发展长寿命预防性养护技术解决这个难题的有效手段。考虑到中国等国家未来使用微罩面技术的可能性，以及中国采用力学-经验法设计养护工程的现状，需要从力学理论层面对微罩面进行研究。本文对沥青路面微罩面养护的应力响应进行了有限元数值分析，获得以下结论：
1.利用既有的试验成果构建了恒温情况下微罩面力学分析模型，进行了路面应力响应分析计算。计算结果表明，微罩面路表面作为参考点往下最大垂直压应力先减小后增大，且在与原路面相接触的地方达到最大后产生突变减小，最后随路面深度的变化逐渐减小。而剪应力最大值都出现在微罩面层中间处，很大程度上减轻了沥青混合料的剪切变形以及剪切疲劳损伤，同样也减轻了微罩面层和原路面的层间疲劳作用。
2.进行了敏感度分析通过不同荷载因素下的敏感度分析，得出在超载情况下时，路面应力值影响最大，且在超载200%时，路面的垂直压应力、纵向剪应力和横向剪应力三个最值都是最大，证明车辆超载对微罩面以及原路面的破坏最为明显，应引起足够重视，为了达到延长路面寿命的目的，必须对超载车辆（轮胎接地压力大于等于300KN)进行有效管制。
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参考文献（略）
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1. 绪论
1.1 T 型梁桥结构破坏原因
随着交通量的增多，以前修建的桥梁已不能满足现在交通发展的需要，再加上养护不及时，这些桥梁表面就会出现各种病害如裂缝、碳化、钢筋锈蚀、破损等一系列问题[2]，最后导致桥梁承载力下降，不能满足车辆荷载的要求，成为病桥或危桥，给行车带来危险。一般 T 型梁的翼缘板厚度比梁的高度要小的多，所以容易在翼板连接处造成破坏；横隔梁本身也容易破坏；由于温度的变化，桥面板因为热胀冷缩作用产生涨缩，导致桥面板裂缝或翘曲[3]；随着车辆数量的增多，载重量加大，行驶速度的提高等加剧了桥面铺装层破坏；桥面板与桥面铺装层之间施工不当，产生推移、拥包等病害[4]；还有车辆荷载、人群荷载、风动力等对桥梁结构的冲击和振动的影响。
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1.2 T 型梁桥加固原因
桥梁在自然环境和使用环境的作用下，在承载力和耐久性方面逐渐降低，结构会产生损坏和缺陷，桥梁结构可靠性降低与下面因素有关[5]：
1、设计荷载等级不能满足现在需求：由于道路交通在不断发展，车辆荷载也在不断增大以满足现在的交通运输需求，但很多桥梁的设计荷载等级都是按旧规范的标准设计，而现在实际的荷载等级已经超出了预期设计的荷载等级，不能满足现在的实际需求；
2、施工不规范：施工机械设备陈旧落后和施工技术人员的施工方法不正确；
3、养护不当：当桥梁出现缺陷时，对缺陷部位没有进行及时修补，没有做到后期养护的责任；
4、超期服役：桥梁的设计寿命一般为 50 年左右[6]，很多桥梁的运营已经超过了 50 年；
5、自然老化：由于环境的变化，大气降水等这些因素，桥梁会不断损坏和老化；
6、自然灾害影响：可能由于一些突发的自然灾害比如洪水、地震、龙卷风、泥石流等作用，引起桥梁结构的局部损伤；
7、火灾作用：由于钢筋混凝土耐火性能不好，若发生火灾，混凝土内部的不均匀温度场，使混凝土结构在高温下的承载力进一步削弱，危机桥梁安全。
………
1.3 我国 T 型梁桥研究现状和意义
T 型梁构造简单，具有节省材料、受力合理、架设安装简单等显著优点。与矩形梁相比，不但节省材料还减小自重。我国最先修筑的 T 型梁桥是在 20 世纪50、60 年代，这部分桥梁由于修筑历史比较久远，其中有很大一部分被评定为危桥[7]，影响了道路交通的健康发展，自 20 世纪 80、90 年代，我国就已经有很多桥梁加固的工程案例，下面将简介一些著名大桥的固加工程实例。沙河大桥[8]位于京沈高速上，上部结构为 42×20.0m 的普通钢筋混凝土简支T 型梁结构，由于沙河大桥长期受超重车辆荷载的的作用，桥梁产生了严重的损伤，全桥各孔跨 T 梁均出现变形，该桥 T 梁大多数均存在较严重的裂缝，已不能安全运营，为避免桥梁坍塌造成的人员伤亡，采取增大截面法加固该桥，并在T 梁内部布设预应力，加固后检测该桥，其承载力达到设计要求。亳州大桥[9]成立于 1980 年，上部结构是由 20m+25m+20m 的 T 型截面组成，毫州大桥为简支梁桥。根据相关检测单位的检测分析，桥梁出现多种病害，危机安全运营，所以采用碳纤维复合材料进行加固，桥梁加固后经检测发现，桥梁受力得到了改善，成功地抑制了裂缝继续开展，实现了现阶段承载力的需求。颖河大桥[10]建于 1980 年，上部结构为 5×22.0m 预应力混凝土 T 形梁结构。经过 20 多年的运营，该桥出现桥面塌陷、翼缘断裂等严重损坏。通过重新浇筑各梁之间的横向联系，使受力更加均匀。最终提高了各梁的实际承载能力，达到了加固的效果。
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2. 太子河大桥加固前检测与评估
2.1 桥梁安全评估
对桥梁进行加固前，首先要对桥梁的劣化与受损情况进行全面检测，依据受损现状进行安全性评估，确定结构物实际承载能力，判断损伤是否对桥梁承载力、耐久性、使用性构成威胁。桥梁安全评估的本质就是通过对桥梁结构损伤、材质劣化等存在的潜在危险进行监测，对结构安全状况进行评价，判断桥梁承载力或强度的实际情况[11]，合理确定结构的使用寿命及健康发展趋势，以此判断桥梁结构的可靠性。
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2.2 桥梁概况
太子河大桥位于鞍山海城市鞍羊线 K29+639m 处，建于 1983 年 10 月，桥梁总长 575.94m，桥面宽度为 9.0m，每侧人行道为 1.75m，桥梁净高为 8.5m。桥面铺装采用 40~98m 水泥混凝土，桥面板采用 40mm 沥青混凝土。上部构造为19 孔跨径为 30m 的预应力简支 T 型梁，交角为 90°，支座为钢支座。设计荷载：汽车-20 级、挂车-100。桥梁全景、纵断面、横断面示意图如图 2.1，图 2.2，图2.3 所示。混凝土结构物在使用的过程中，不可避免的会在混凝土外表面和内部产生孔洞和缝隙，空气中的二氧化碳和水通过这些孔洞和缝隙进入到混凝土结构内部，与混凝土中的碱性物质发生反应的过程称为混凝土的碳化[18]，使混凝土由碱性变成中性。随着混凝土的碱性逐渐减弱，钢筋在中性条件下就开始生锈，碳化虽然可以提高混凝土的密实性和抗冻性，但却不利于混凝土的耐久性，钢筋锈蚀能够造成混凝土构件产生裂缝，受力性能也会下降，从而影响了钢筋混凝土结构的整体受力特性，使桥梁的安全性能降低，影响桥梁的安全运营。
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3.桥梁加固方案确定.......23
3.1 钢筋混凝土 T 型梁桥加固的常用方法.........23
3.2 加固方案方法选用原则.....23
3.3 太子河大桥加固方案的确定.....24
3.3.1 桥梁概况.....24
3.3.2 加固特点分析....25
3.4 加固内容的确定..........25
3.5 主要材料的选择..........26
3.6 施工技术方案.......27
3.7 本章小结........28
4.桥梁加固后模拟分析与检测.....29
4.1 加固后结构模型的建立与分析.......29
4.2 桥梁加固后检测..........31
4.3 动载试验.........36
4.4 本章小结.........38
5.结论与展望.....39
5.1 结论.........39
5.2 进一步需研究的问题.........39
4.桥梁加固后模拟分析与检测
4.1 加固后结构模型的建立与分析
根据 MIDAS 梁格法的原理，建立维修加固后纵向单跨、横向 7 片 T 梁的简支梁模型，T 型梁计算跨径为 90m，支点附近加固后梁高 1.85m，跨中梁高为1.75m，每片 T 型梁宽 1.6m，如图 4.1 加固后 90m 连续 T 型梁整体布置图和图4.2 加固后 90m 连续 T 型梁横断面图所示。利用迈达斯软件对加固后桥梁的上部结构进行桥梁的挠度变形，弯矩及剪力模拟分析，并结合规范对加固后效果进行分析评价，分析结果如下图 4.3 加固后90m 连续 T 型梁 z 轴变形图、图 4.4 加固后 90m 连续 T 型梁弯矩图、图 4.5 加固后 90m 连续 T 型梁剪力图所示。由计算结果可得改变结构体系加固法改变了结构的约束条件，维修加固前主梁最大弯矩为 2540 kN.m，发生在跨中位置，加固后产生最大弯矩为 1052 kN.m，加固前最大剪力为 668kN，加固后为最大剪力为 683kN，由简支梁变成连续梁，使得在荷载作用下结构的内力得到二次分配，由于正负弯矩的作用，跨中弯矩向两边支座移动[32]，降低了跨中弯矩，明显减小了跨中截面的挠度，而每片 T 型梁承受的荷载随着横隔梁的联结越强受力越均匀[33]，所以加固后减小了受力集中，使受力更合理，降低危害的产生，因此达到了加固的目的。
………..
结论
本文以太子河大桥为工程背景，综合运用增大截面法和改变结构体系法来加固太子河大桥，通过有限元分析和现场检测来确定桥梁加固后的实际受力情况，最后得出如下结论：
1、对主要构件有破坏的情况下，可使用增大截面法加固桥梁，通过增大截面法加固后桥梁的刚度和承载能力能达到预期的效果。
2、有横向连接的 T 型梁，T 型梁内横隔梁横向联结越强，每片梁的受力就越均匀，桥梁结构整体的安全性就会越高。
3、在多跨简支梁加固中，可采用先简支后结构连续体系进行设计，这种桥型同时发挥二者长处，不但改善了桥梁受力状况，而且也减少了局部应力疲劳破坏，使全桥受力更均匀，延长了桥梁使用寿命，是一种受力性能较合理的加固方案。
4、简支梁结构受力简单，梁中只有正弯矩，而连续梁由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小。
5、连续梁桥不仅相邻跨度存在力的传递，而且结构相互连接，即使某跨发生破坏而断裂，但由于相邻跨的约束作用一般不会塌落。
6、实践证明，若要模拟桥梁的 T 型梁的整体受力特性，可以采用迈达斯软件，节约了手算的计算时间并能提高结果的可靠度。
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参考文献（略）
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第 1 章 绪论
1.1 本文的研究背景及意义
在目前以行业分割方式构建或以行政区域划分的电子产业园区，还是会受到传统利益格局及资源配置的影响，某种程度上难以达到比较理想的要素组合和产业深化。目前，大多数的大城市在实现工业化后，都会把发展产业园作为一项催化经济转型的重要的战略举措。产业园已经不仅仅是一个发展理念，而是有着巨大社会效益和经济效益的现实。只有努力促进电子研发成果转化成经营资源，并通过向传统产业渗透和产业链的整合及延伸，来进行深度开发，才能够充分获取电子研发产业效益。构筑创意产业链是发展电子研发的核心，尽量的拓展延伸，形成规模才会获得最大经济效益。作为高新技术产业开发区内的产业园要在较短内的时间里力争赶上西方国家，就要求必须打造出完整的且符合市场规律电子研发产业链，并且围绕产业链培育出一批有竞争力的电子研发产业集群。产业园的建设事实上正如理论分析的一样，已经进入了快车道。目前我国国家级高新区总数为 116 个。到 2011 年上报统计企业数总计 5.96 万家，实业总产值 10.49 亿元，现营业总收入 13.16 亿元，工业增加值 2.74 亿元，出口总额 3000亿美元，净利润 7672 亿元，上缴税额 6613 亿元。其中，工业增加值占全国同期第二产业增加值比重达 2.4%，我国产业园区数量及园区产业发展都呈现飘升之态[2]。
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1.2 国内外发展现状及发展模式
在投资项目之前做出可行性分析在目前项目投资实施中是非常必要的方法，其在投资决策中有举足轻重的效用。它是项目建设前期工作的重要步骤，发展到今天已经成为了一种成熟的标准化的程序，它是编制建设项目设计任务书的依据。可行性分析这种方法最早起源于美国。在国外，不论是发达国家还是发展中国家，可行性分析已经相当普遍。虽然各国对可行性分析的内容、作用、阶段划分不尽相同，但作为一门科学己被世界所公认。在任何一项工程项目开工建设之前都要先进行可行性分析。然后再决策联合国工业发展组织还编制了《工业可行性分析手册》，作为有关国家，特别是发展中国家开展工程建设可行性分析的参考依据[5]。国外管理模式的发展现状，以美国为例：美国产业园区的发展有三种主导形式，分为学校或民间非赢利机构主导型、政府主导型以及政府、大学、企业联合管理型，其中后者采用度最高。政府主导型存在较为宽松的物质环境、智力环境和政策支持等优势。然而，由于政府行政色彩过于明显，企业的依赖性较强，可能导致企业创新精神丧失，不利于企业和园区的可持续发展。政府主导型在我国产业园区中占比最大，适当采用其他形式有利于规避“烂尾”风险。国外的产业发展模式，以美国为例：美国产业园区主要采用依托技术发展、产业带动产业集聚发展两种模式。其中，技术依托型的产业类型由科学园、科学城、技术城以及加工园，产业依托型的有优势企业主导、中小企业集聚以及复合型产业发展三大模式[6]。美国产业园定位相当明确，因此后期选址、企业类型等都为定位服务。相较而言，我国产业园几乎都以产业带动为主，技术带动型几乎凤毛麟角。
………….
第 2 章 项目的方案分析
2.1 项目概况
本项目选址位于青岛国家高新技术产业开发区规划中 34 号线以南、新业路以东、新悦路（规划中 29 号线）以北地块内，靠近新悦路和规划中 34 号线，占地面积约 100 亩（6.7 万平方米）。用地性质为工业用地。用地现状为经整理后的净建设用地，不占用耕地、林地，项目建设过程中不涉及土地征收和移民安置。园区南侧临近湿地保护区，具有较好的视野及环境效果。北侧临近主干道，交通便捷。项目建设不占用河道，对区域防洪排涝无不利影响。用地范围内及临近地区无文物保护区、野生动物保护区和特殊用地，项目的建设无其他不利影响。项目用地性质符合高新区产业入园要求，各项建设指标符合城市规划要求，土地无闲置现象，土地利用符合项目生产工艺的要求。项目对土地的利用符合集约和有效利用土地的要求。本项目规划将建成汽车电子产品研发及生产制造基地，产品包括汽车仪表、中控盒、汽车行驶记录仪、BCM 车身网络模块，以及车联网项目核心产品—车载智能终端。经过三期建设将建成：1、年产 120 万套汽车仪表、汽车行驶记录仪、BCM 车身网络模块，汽车中央控制接线盒产品生产线；2、年产 30 万套车载智能终端产品的生产线。项目全部达产后将形成年产值约 10 亿人民币的规模。
………
2.2 项目总体规划园区规划
总占地面积 100 亩，规划总建筑面积约 8 万平方米。项目共分为三期建设，主要内容为：一期主要建设厂房、办公楼及相关配套，总建筑面积为 27300 平方米。二期主要建设厂房及库房，规划建设总面积为 28000 平方米。三期主要建设厂房、库房及办公楼，规划建设总面积为 24700 平方米。本项目所有建筑物均采用框架结构，墙体采用蒸压粉煤灰砖砌筑，钢筋混凝土独立基础或条形基础，墙体直接下落至基础顶面。基础方案：
1）本地块地基基础设计等级为标准级。地下室防水等级二级。基础设计考虑恒荷载、活荷载、水浮力、风荷载和地震荷载的综合作用下的影响。
2）基础采用独立基础+地梁的形式。由于所有建筑物均位于平地上，勘察报告显示，基底为软弱持力层， 须精确计算主楼的沉降值，合理调整基础方案。
3）所有建筑物沉降值考虑相邻建筑的影响，控制在 150mm 内。
4）所有建筑物基础埋深控制在 1/10 建筑物总高之内。
……….
第 3 章 项目的投资估算及资金筹措.........21
3.1 投资估算的依据.........21
3.2 建安工程估算.......21
3.3 设备购置费估算.........21
3.4 土地费用估算.......21
3.5 其他费用估算.......21
3.6 投资总估算及投资强度.........22
3.7 资金筹措.........22
3.8 小结....22
第 4 章 项目的财务评价分析 .........31
4.1 财务评价的依据和范围.........31
4.2 财务评价的基础数据.......31
4.3 项目成本.........32
4.4 项目收入及税金.........33
4.5 项目利润.........33
4.6 现金流量分析.......34
4.7 财务生存能力分析.....34
4.8 小结....34
第 5 章 项目的风险及不确定分析.......47
5.1 项目存在的主要风险.......47
5.2 风险的防范及对策.....47
5.3 项目的不确定分析.....48
5.4 小结.....51
第 5 章 项目的风险及不确定分析
5.1 项目存在的主要风险
政策风险：国家宏观经济是否保持良好的发展态势，是否保持持续快速发展，国家对汽车电子产业的政策是否稳定。这些不确定因素都将给本项目的实施带来政策层面的风险。能力风险：其科技人力资源状况能否保证战略发展的需要，是否具备支持发展的人才梯队。其激励体系是否能够有效调动员工工作积极性，是否能够确保核心人员的稳定等，这些将给本项目带来人力资源方面的风险[22]；其科技规划与建设能力在实施本项目的建设过程中能否满足项目建设的需要将会给本项目带来实施的风险。财务风险：本项目前期投资规模较大。科技在自有资金能力、资本运营和投融资能力方面存在不足的情况，在建设这个项目的过程中可能会导致资产流动性不足等风险。市场风险：科技面临的市场竞争环境是否良好，市场容量是否满足公司不断发展的需要，科技新产品是否能满足客户的需求，与竞争对手相比科技的汽车电子产品是否有竞争力等因素将给本项目的实施带来市场风险[23]。
……….
结论
本产业园投资项目的建设符合我国国民经济和社会发展十二个五年规划纲要要求和国家中长期科学和技术发展规划纲要等相关产业发展规划，对于提高汽车电子行业技术水平，促进我国民族工业发展有重要的意义，项目建设是必要的。项目符合行业技术发展趋势，市场前景良好，建设规模适宜。项目所采用的技术已日趋成熟，无技术风险，原材料来源广泛。项目对销售收入和经营成本非常敏感，财务内部收益率接近于社会基准收益率，项目各项财务指标良好，投资效益较好，项目具有一定的抗风险能力，从财务角度分析，项目是可行的。项目外部配套条件好，建设方案可行，经济效益、社会效益良好。中国汽车电子产业目前的总体情况和未来趋势是：汽车电子前装配备率同步上升，整个汽车电子产业以快速度成长，外资企业占据主导地位，民族厂商实力薄弱，关键产品研发能力薄弱，产业化刚起步，未来产品发展趋势是传统产品升级与新兴产品普及齐头并进，未来技术发展趋势是安全、节能、舒适、娱乐，新能源起步，电子产业未来前景广阔，是中国汽车电子产业赶超发达国家的关键。因此投资电子产业项目的前景是很广阔的。
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第 1 章 绪 论
1.1 钢结构的特点及应用
和其他材料的结构相比，钢结构具有下列特点：钢结构的重量轻钢材密度大，强度高，但做成的结构却比较轻。钢材的质量密度虽是钢筋混凝土的 3 倍多，但一般说来其抗压强度却较钢筋混凝土大近 20 倍。以同样的跨度承受同样的荷载，钢屋架的质量最多不过为钢筋混凝土屋架的 1/4～1/3。因而当承受的荷载和条件相同时，钢结构要比其他结构轻，便于运输和安装，并可跨越更大的跨度。钢材的强度高、塑性和韧性好强度高，钢与混凝土、木材相比，虽然密度较大，但其强度较混凝土和木材要高得多，其密度与强度的比值一般比混凝土和木材小，因此在同样受力的情况下，钢结构与钢筋混凝土结构和木结构相比，构件较小，质量较轻。适用于建造跨度大、高度高和承载重的结构。塑性好，钢结构在一般的条件下不会因超载而突然断裂，只会增大变形，故容易被发现。此外，还能将局部高峰应力重分配，使应力变化趋于平缓。韧性好，钢结构足够的断裂韧性是必须具备的，特别对受到交变荷载以及冲击荷载的建筑结构来说更要具备此特性。钢材适应冲击荷载能力较强。其所具备的这些性能充分保证了钢结构的安全使用。钢材的这个性质符合结构计算时材料力学的各种假定，因而钢结构的计算结果与实际情况最为相符，计算可靠。所以对钢结构的分析、计算等结果较符合实际的受力情况。
……….
1.2 研究背景及研究意义
近些年来，厂房向复杂化，多功能化发展[4]。为了便于与工业设备配套，充分利用有限空间，在门式刚架结构厂房中设置了设备操纵平台或者部分的办公地方。就诞生了新的钢结构应用形式——带夹层门式刚架结构[5]。目前对这种结构形式研究人员并不多，但应用却越来越多。现在国家规范并没有同步，对夹层门式刚架钢结构的设计没有确切的明文规定[6]。此种结构既不同于二层钢结构，也与一般的单层门式刚架厂房不同。工程设计人员单纯地采用现行《钢结构设计规范》GB50017-2003（以下简称《钢规》）的各项指标进行控制设计，又体现不出夹层门式刚架的经济性和优越性。或者凭借工程经验来设计，这样就钢材用量很难把控。完全地采用现行《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002（以下简称《门规》）设计，结构的安全性不能得到保证，并不合适，但此结构形式的围护墙又采用彩钢板等轻型围护材料，它的非夹层部分仍然具备门式厂房结构的受力特点。为了设计出即安全又经济的带夹层门式刚架，我们将面临很多问题，例如，众多变形控制参数的依据、节点怎样处理及支撑怎样布置、软件怎么对其进行建模等问题。因此有必要对这种混和结构形式的设计和计算方法进行深入研究。带夹层门式刚架是根据使用需要衍生的一种混合结构形式。可以看出，随着我国的经济发展，近几年，这种结构在我国得到迅速发展。我国在钢结构实验方面研究的还不够成熟，还有很多研究工作要做。《门规》、《钢规》是我国强制性规范，《门规》只适用与门式刚架轻型钢结构房屋，针对性比较强、比较单一；而《钢规》涉及的面比较广，但有些规定偏于刻板或者过于严格。面对一些新兴结构形式的问题难以处理解决。而设计人员素质参差不齐，以至于在设计工程时会出现严重的经济技术不合理现象，有的甚至造成了重大工程事故。
………..
第 2 章 门式刚架设计的基本理论
2.1 结构布置和材料选用
门式刚架的构件按其作用可归并为下列几个体系[32]- [34]：
1、 横向平面框架——由柱和屋盖结构构成，是厂房结构的基本承重结构。其作用是承受结构自重、风、雪、吊车等荷载对厂房结构所产生的横向或竖向作用，保证厂房结构 在横向和竖向上的强度、刚度和稳定性，并将其上作用的荷载传递到基础。
2、纵向平面框架——由柱、吊车梁、托架及柱间支撑等构成，其作用是承受纵向水平荷载(如纵向风荷载、吊车纵向水平制动力等)作用，保证厂房结构在纵向上的强度、刚度和稳定性，同样将其上作用的荷载传递到基础。
3、屋盖结构——由屋架(或屋面梁)、檩条、托架、天窗架和屋盖支撑等构成。其作用是承受屋盖结构自重、屋面作用的荷载和屋盖结构上的吊挂荷载，保证屋盖自身的强度、刚度和稳定性，并将其上作用的荷载传递到框架柱。
4、 吊车梁及其制动梁(或制动桁架)——其作用是承受吊车的竖向和水平荷载作用，保 证吊车的正常运行，并将其上作用的荷载传递到框架柱。
5、 支撑系统——包括屋盖支撑、柱间支撑及其附加支撑。其作用是将独立的平面框架 连成空间体系，以保证结构所必需的刚度和稳定性，同时也承受风力和吊车制动力的作用。
6、 墙梁(或墙面檩条)——承受墙体的自重和风荷载，若采用砌筑在基础梁上的砌体墙时，则不需设墙梁(或墙面檩条)。
……….
2.2 结构设计的一般原则
结构计算的目的在于保证所设计的结构构件在施工和使用过程中能满足预期的安全性和使用性的要求。因此，结构设计的准则为：结构由各种荷载所产生的效应(内力和变形)不大于结构由材料性能和几何因素等所决定的抗力或规定限值。影响结构功能的各种因素，如荷载的大小、材料强度的高低、截面的尺寸和施工的质量等都是随机变量(或随机过程)，具有不定性，因此，荷载效应可能大于设计抗力，结构不可能百分百的可靠，而只能对其作出一定的概率保证，在设计中如何对待上述问题就出现了不同的设计方法。容许应力法由于采用一个定值的安全系数来衡量结构的安全性，所以计算简单但不能从定量上度量结构的可靠度，更不能使各类结构的安全度达到同一水平，所以该方法对结构可靠度的研究是处于以经验为基础的定性分析阶段。概率设计法的研究，在 20 世纪 60 年代末期有了重大突破，提出了以概率论为基础的一次二阶矩极限状态设计法，该方法简化了基本变量随时间变化的关系，同时，将一些复杂的关系进行了线性化，故称之为近似概率极限状态设计法。完全的极限状态设计法，即全概率设计法，目前尚不具备条件。随着分析理论的发展和各种技术资料的丰富与积累，我国还将不断地完善钢结构的设计方法，最终必将采用全概率设计法。
……….
第 3 章 带夹层门式刚架的特性........ 23
3.1 相关问题探讨....... 23
3.1.1 结构布置..... 23
3.1.2 结构分析..... 25
3.1.3 节点问题..... 26
3.2《门规》与《钢规》几方面的对比......... 26
3.3 风荷载计算...... 32
3.4 抗震设计......... 33
3.5 本章小结......... 33
第 4 章 工程实例......... 35
4.1 工程概况.... 35
4.2 设计要求.... 38
4.3 模型建立.... 39
4.4 方案比较.... 49
4.5 节点设计.... 50
4.6 本章小结......... 55
第 4 章 工程实例
4.1 工程概况
本工程为邯郸市某泡沫塑料制品有限公司加工 5000 吨泡沫塑料搬迁项目 1#生产车间。结构体系[42]：门式刚架，局部带夹层平台，夹层平台顶标高 3.400m，柱顶标高 12.800m；基底建筑面积为：3759 ㎡。总建筑面积为 4973.03 ㎡,地上一层，局部二层如图 4-1 所示。建筑物安全等级：二级，结构重要性系数为 1.0，设计使用年限：50 年；基本风压：Wo=0.35kN/㎡ (50 年重现期)，地面粗糙度类别：B 类；基本雪压：So=0.40N/㎡(50 年重现期),考虑雪荷载不均匀分布；建筑抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度：7 度，设计基本地震加速度：0.15g；设计地震分组：第二组；建筑场地类别：Ⅲ类场地，标准冻深：0.50m；根据工程岩土工程勘察报告知道基础持力层位于第二层粉质粘土，地基承载力特征值fak=90Kpa，天然地基满足要求，无需处理。
……..
结论
本工程为邯郸市某生产车间结构形式为带夹层门式刚架为背景，采用 2010版 PKPM 软件对混合结构进行整体计算、设计分析，得出以下结论：
1、全面的分析比较《钢规》和《门规》几个方面：整个混合结构厂房的柱顶水平位移按照《钢规》H／500；顶层刚架在风标准荷载作用下的水平位移按照《抗规》考虑取 h /250；门式刚架构件的板件宽厚比限值按《门规》采用；夹层部分门刚柱，短柱容许长细比按《钢规》、《抗规》取 150。
2、《荷规》和《门规》对于风荷载计算有两套计算体系。两者各有其应用范围，通过比较本文给出了带夹层门式刚架各部分构件风体型系数选取：四周维护结构的体型系数采用《荷规》；屋顶风通过定义特殊风荷载分析计算。
3、下部夹层部分框架与上部门式刚架的设计需要区别对待，但夹层与门式刚架之间的相互作用、影响又是必须考虑的，把它们作为一个整体来计算分析。
4、带夹层门式刚结构在三维建模时，除主要构件梁、柱外，屋面、柱间支撑和系杆等次要结构构件也应准确输入参与到整体计算中；顶层门式刚架坡屋面斜梁，可以在输入杆件时，指定两端高实现，也可以采用上节点高实现，但是二者不要同时使用，建议采用上节点高实现；在特殊构件补充定义方面，需定义刚性系杆、次梁为两段铰接；屋面梁为门式刚架梁；夹层上部的柱为门式刚架柱。
…………
参考文献（略）
硕士土木工程论文范文篇七
1绪论
1.1研究背景
有着“东方小巴黎”之美誉的哈尔滨论文格式范文，又常被称作“天鶴项下的珍珠”，这是众多到过这座美丽城市的人发自内心对其的感慨。的确，哈尔滨在中国的异域风情确实令人国人心醉向往。哈尔滨这座现代的大都市是伴随着中东铁路的修建而兴起的，中东铁路高级住宅，中央大街建筑，索菲亚教堂，中华巴洛克等一批历经百年沧桑的有着深刻历史文化底蕴的建筑为哈尔滨的欧陆风情奠定了基调。改革开放以后为了满足时代因素造成的急剧膨胀的刚性住房需求，哈尔滨进行了大规模的城市建设，城市面貌发生了翻天覆地的变化，一座座现代建筑如同雨后春笑般迅速拔地而起，城市化进程取得了空前成果。然而由于当时的建筑设计和城市规划设计力量相对匮乏，又在以“适用、经济”为主的建筑方针指导下，导致人们忽视了美观的重要性，一个个呆板的方盒子加上杂乱的颜色出现在人们的眼前，他们与哈尔滨的欧陆风情格格+入。加之技术水平相对落后，建筑材料耐候性差，建筑耗能严重，例如门窗的气密性、水密性和抗风压性能均不高，而且顶层夏季漏雨冬季结露现象普遍，外墙面色彩褪色严重，这些问题导致人们的居住质量和生活处于较低水平，城市环境缺乏生气，城市环境给人以“破败”和“灰”的印象。于是人们开始反思，恢复哈尔滨昔u的美丽容颜、提升建筑居住质量已经成为发大市民内心的强烈呼声。因此，既有建筑表皮更新问题已经成为时下哈尔滨市提高市民生活水平和提升城市形象的关键问题之一。近年来哈尔滨市己经进行了一批既有建筑表皮更新项目，并取得了一定成果，比较典型的有十五期间以果戈里大街及周边地段既有建筑更新为代表的城市美化更新模式，供热计量及管网节能改造等相融合的综合更新模式，以市、区（县）和企事业单位三级试点为牵动，并逐步扩大更新规模，将既有建筑更新项目做为城建重点项目和惠民行动项目规模化推进。
从目前哈尔滨市情况看，既有非节能居住建筑存量让然较大。据统计仅上世纪80年代以后建成、具有节能更新改造价值的既有建筑就已超过5000万平方米，根据国家“十二五”既有建筑节能改造规划指标要求和我市“十二五”期间既有居住建筑供热计量及节能改造计划，我市应完成既有建筑节能改造1500万平方米以上，并结合城市地域特色和城市建设发展实际需要，着力完善节能减排措施切实降低既有建筑能耗，提升既有建筑的使用功能和居住质量，挖掘城市历史、文化底蕴增加既有建筑的文化附加含量传承城市建筑文脉。在降低既有建筑能耗的同时，提升改造区域的市民居住环境，提升我市的市容形象，实行二位一体的统筹建设目标，倾力打造彰显我市地域特色的宜居和文化城市建筑环境（如图1-1所示）。为确保如期实现“十二五”期间的既有建筑更新目标，哈尔滨市政府积极抢抓国家宏观政策调整机遇，加大与相关政策的对接力度，已于2011年完成220万平方米的既有建筑更新任务，成绩显著但距离规划目标尚远，如何又快又好地完成既有建筑更新目标已经成为摆在广大城市建设工作者的重要问题。
2概念界定及国内外相关研究
2.1概念界定
我们说的既有建筑一般是相对于新建建筑而言的。既有建筑泛指迄今为止存在着的一切建筑，其应至少具备两个属性：有内部功能空间，仍可以被称做一般意义上的“房子”；有使用价值，特别应具有物质功能使用价值[3]。根据既有建筑存在形式的不同，主要可以分为两类：第一类是指历史文化建筑或有历史意义的既有建筑，这类建筑物承担着民族文化传承的重要使命，需要我们加以保护和继承。第二类是指大量存在的在建筑设计使用寿命内的一般建筑，他们大都建造于上世纪末，这类建筑虽然具有物质寿命，却普遍上存在着机能已经难以满足人们生活的需要或者机能上的不完善性，普遍存在美观性不足、安全性低、舒适性差等问题。目前在哈尔滨的老城区就存在着大量第二类既有建筑，他们阻碍了城市发展的进程，不符合城市规划的要求，而且功能上已经不能满足人们生活的需要，本文所要研究的既有建筑就是这里所说的第二类一般性既有建筑。
2.1.2建筑表皮
建筑表皮即是英文单词Surface architecture的意思，可以泛指一切形式的建筑表面的形态。其作为建筑词汇正式出现最早源于勒?柯布西耶（Le Corbusier)的《走向新建筑》一书，强调“Surface”可以脱离建筑主体结构而独立存在的建筑表面特性。本文中的建筑表皮指的是建筑和建筑的外部空间直接接触的界面，以及其展现出来的形象和构成方式，或者是建筑内外空间交接处的构件及其组合方式的统称。一般情况下建筑表皮所指包括建筑所有外围护部分甚至包括屋顶，因为屋顶在某些情况下，如几何形体造型的建筑屋顶与其墙体表现出很强的连续性而且难以区分，或者为了特定观察角度的需要而将屋顶作为建筑的“第五立面”来对待时，这时将屋顶作为建筑表皮的组成部分是毋庸置疑的。而对于以柱廊为代表的灰空间，此时建筑表皮这个概念含有两个层面的意义，作为界定空间的要素来看，应当将其整体的认为是外部空间和半室外的灰空间之间的建筑界面，也就是说，应整体作为建筑表皮来研究；而针对组成柱廊的单独构件来说，其构件本身的外表面处理也属于建筑表皮研究的范畴，也就是说，灰空间建筑界面的建筑表皮处理可以在整体和局部两个层次上加以探讨。
我们所说的建筑表皮与建筑立面是有所联系又不尽相同的。建筑立面含义所指虽与建筑功能和建筑技术有一定的关系，但主要说明的是一个建筑美学问题。而建筑表皮也涉及到其外部形象，自然不可避免地与建筑美学问题产生一定的关联，所以，两者的含义范围有一部分是重合的，关于建筑立面的研究取得的成果为建筑表皮研究中的外部形象部分提供了重要的研究基础和丰富的素材。但建筑立面这个概念，主要是将建筑的面这一外部形象从建筑其他要素中割裂出来，使用形式美学研究的方法以研究建筑形象的美的规律问题，这些研究虽然也是建筑理论的一个重要组成部分，但同时更是形式美学研究中的一个分支，这也是当年阿道夫?路斯（Adolf Loos)提出“装饰就是罪恶”的主要原因。而建筑表皮的概念对外部形象的关注，更多地是从类型学角度出发，较少涉及形式美学问题，而更多强调其外部形象的整体特点。此外，建筑立面这个概念首先强调建筑各面之间的不同，然后才是各面之间的联系，而建筑表皮则强调自身的整体性和各面之间的连续性。
3 哈尔滨既有建筑表皮更新设计..........24-33
3.1 哈尔滨市建筑表皮更新历程分析..........24-28
3.2.1 早期“自然发展”式更新.......... 24
3.2.2 改革开放初期大规模重建式更新..........24-25
3.2.3 九十年代后期历史建筑保护更新.......... 25
3.2.4 “十五”期间城市美化更新 ..........25-26
3.2.5 “十一五”至今节能改造更新 ..........26-28
3.2 哈尔滨市既有建筑表皮现状问题 ..........28-32
3.3.1 现状概况 ..........28-29
3.3.2 问题归纳 ..........29-32
3.4 本章小结 ..........32-33
4 有机更新理论下哈尔滨既有建筑表皮.......... 33-58
4.1 设计理念.......... 33
4.2 设计原则 ..........33-36
4.3 设计对策.......... 36-52
4.4 设计跟踪.......... 52-54
4.4.1 设计跟踪的内涵 ..........52
4.4.2 设计跟踪的必要性.......... 52-53
4.4.3 设计跟踪的内容.......... 53-54
4.5 设计评价 ..........54-57
4.5.1 设计评价的主体 ..........54
4.5.2 设计评价的必要性 ..........54
4.5.3 设计评价的内.......... 54-57
4.6 本章小结.......... 57-58
结论
当前，我国城市建设正由以新区建设为主逐步向以既有建筑资源再利用为主转变，哈尔滨市紧抓既有建筑节能改造的契机，以实现降低既有建筑能耗、提高建筑居住质量和使用功能、提升城市市容形象等为目标展开了既有建筑表皮更新活动。本文以此为背景对哈尔滨市既有建筑表皮更新设计进行研究，通过研究得出了以下结论：
(1)通过对既有建筑表皮更新三个相关领域的研究，即城市更新领域、建筑表皮更新领域和既有建筑节能改造领域，得出将吴良镛院士的城市有机更新理论应用到既有建筑表皮更新设计中是完全可行的。
(2)对哈尔滨市既有建筑表皮更新设计的基础资料进行研究，归纳了哈尔滨市的城市地理气候、人文特征及对既有建筑的影响，将哈尔滨市建筑更新发展历程概括为早期“自然发展”式更新、改革开放初期大规模重建式更新、九十年代后期历史建筑保护更新、“十五”期间城市美化更新、“十一五”至今节能改造更新等五个阶段，对现状存在的普遍问题进行了归纳。
(3)对哈尔滨市既有建筑表皮有机更新的设计理念进行阐释，总结出整体和谐、地域适应性、历史文脉延续、公众参与、尊重建筑本体、规模尺度适当、节能环保、经济性、安全性、阶段性和前瞻性等十条原则，并对具体设计内容提出了相应设计对策：建筑形态设计对策为以“批判地域主义”的形态观作为主导思想，以多元的建筑风格和思潮作为表皮更新的参考依据，以古典主义的构图方式作为主要表现手段，以“双尺比例”作为形态要素设计的具体方法，以建筑本体造型作为基础设计元素；建筑色彩设计对策为以规划色彩作为既有建筑表皮更新的主导色彩，以中国红色系作为局部区域的建筑表皮主导色系，以古典主义“横三竖五”作为表皮色彩更新的主要布局形式，以建筑使用群体的色彩情感控制表皮色彩倾向；建筑材料设计对策为尽量选用新型节能环保材料，尽量选择地域适应性强的饰面主材，尽量选择轻质高强的装饰构件；建筑构造设计对策为依据相关规范和构造原理进行设计，满足哈尔滨市既有建筑节能要求，达到内部构造与外观形态和谐统一，加强构造薄弱环节，完善建筑机体功能。
(4)对有机更新应包含的设计跟踪和设计评价两项内容进行阐释，强调设计跟踪是解决设计与施工之间矛盾的必要手段，应成为设计的必要环节，强调设计评价应是使用者评价、社会评价、决策者评价和自我评价等四个方面对于设计后和设计实施后两个阶段评价的集中体现，评价内容应包括公众参与程度、节能指标、建筑表皮外观、建筑本体健康性、投入经济价值和产生综合效益等五项内容。
本文对哈尔滨市既有建筑表皮有机更新设计作了较为全面和系统的研究，取得了以上一点点小的成果，但是由于本人的学识和能力有限，文中的观点可能还存在不全面或者不完善之处，有待作进一步研究，真诚的希望各位老师和专家给与指导。
参考文献
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硕士土木工程论文范文篇八
第一章绪论
1.1研究背景
“全球化”背景之下，西方发展模式对中国传统文化的侵入渗透到了包括建筑在内的各个方面，同时，中国社会正处于市场经济转型期与在快速城市化进程中，一些当地传统民居聚落面临着不能适应新的功能与密度要求等许多实际问题。随着城市中建筑功能需求的变化，快速而无地域特征、无文化特征的“盒子”建筑恰好迎合了这种人口激增和城市化需求，新的建筑材料和施工技术的引入，带来了耳目一新的设计理念和风格流派，但同时，单一模式化的建筑迅速发展，中国丰富的地域建筑文化正在逐步消失。大量雷同的高楼大厦，不含半点地域特征，地域建筑文化正在逐渐被“国际式”建筑所侵烛。建筑业的飞速发展，一方面展示着经济发展的成果，另一方面，传统建筑文化的破坏令人堪忧，亟待保护。传统建筑的保护不仅仅是对于建筑本身的保留，更重要的是文化内涵与建筑意境的传承和发展。简洁的建筑风格成为了建筑设计的主流，传统建筑的文化内涵、空间组织、结构设计、施工技术等方面的继承与发展出现了严重的危机，建筑的模式化发展使中国传统民居建筑文化面临巨大的冲击。人们越来越认识到，一味套用西方建筑发展模式是不符合时代与地域特征要求的，但肤浅的模仿传统建筑形式也是不对的，那只是生搬硬套，不能真正继承和发展传统建筑的内涵文化，也不能适应当今社会的功能和审美需求。上世纪五十年代开始，我国已经幵始探索民族风格的问题，梁思成先生曾经专门去前苏联，学习借鉴那里的民族形式如何应用于建筑，从那时起我们的老一辈建筑师门就希望中国的建筑能够真正的展示出古老华夏的传统精神风貌。重视传统的印度建筑师查尔斯科里曾经提出：“传统有更深内涵而不仅仅是肤浅的风格问题，为了较好的理解它，人们需要挖掘深层次结构和价值的原则。”
现在，中国已经步入了经济快速发展的新时期，同时这也应该是展现中华文明和精神文化的良好契机。中国地大物博，具有悠久的历史和灿烂的文化，不同地区、不同民族的人民在与大自然和谐相处之中，创造出了既能够满足自我功能需求，又能适应地区气候、社会特征的地域建筑。从简单的半地下原始茅屋到奴隶社会大量工具的使用，再到形成各地区独特的地域建筑类型，中国的传统建筑，逐步形成了一个成熟的、特有的体系。我们不得不承认，现在建筑领域有些太注重实用、功利性太强，在这种氛围影响下，很多人只注重经济利益，忽视文化内涵和地域特征。没有文化积淀的建筑犹如没有灵魂，好的建筑应当与传统文化协调同步发展，应当能够反映传统文化的精神实质和独特地域特征、时代特征，正如梁思成先生所言：“建筑之规模、形体、广场、艺术之嬗递演变，乃其民族特殊文化兴衰潮沙之映影，一国、一族之建筑适反鉴其物质、精神继往幵来之面貌” 所以，建筑之创新需要根植于这片乡土的精神实质，挖掘传统形式背后的内在哲学。美学家宗白华先生曾说过："一切艺术综合于建筑。绘画雕刻原本建筑之一部，而礼乐诗歌剧舞之表演亦与建筑背景协调成一片美的生活，所以每一文化的强盛时代，莫不有伟大建筑计划以容纳和表现这丰富的生命”。地域建筑是中国各地区城市体系中城市文化、乡土、民俗文化不可分割的综合组成部分，特别是民居文化，扎根乡土，新陈代谢，有机更新，多属于“没有建筑师的建筑”，吴良镛先生称之为“有生命的建筑”（living architecture)。半个世纪以来，中国地域建筑景观之多样性与独特性引发国内外学者对民居的极大兴趣，研究成果颇多，这些工作必然对中国建筑之理论与创作产生深邃影响。
随着社会的进步，城市住宅建设不断的更新和发展，传统民居建筑却随着城市化进程的加速，面临着拆除和改建的诸多问题。许多地域文化特征随着优秀传统民居建筑的拆毁而逐步消亡，同时，新材料、新技术的应用加速着传统建造方式的消失。因此，如何做到尊重传统地进行传统民居建筑的修复和更新，成为现在政府和设计师面临的重要现实问题。换言之，也就是如何能够做到“现代建筑的地区化，乡土建筑的现代化”。泰安地区在旧城改造和城市更新的社会大背景下，时尚住宅区不断涌现，土地需求越来越大，迫使许多历史悠久的当地传统建筑加速消失。现在，除了比较偏远地区还保留着部分传统民居建筑，大部分已经成为了老一辈人的记忆。希望城市更新不要成为建筑文化消失的原因，在研究设计新的建筑形式的同时，还必须考虑如何传承五千年的中华文明所留下的中国传统建筑文化，让城市建筑在传统文脉中延伸与发展。
第二章地域背景及影响要素
2.1山东民居聚落发展历程
房屋是人类定居生活的标志，由穴居到房屋，经历了漫长的发展历程，从考古发现来看，山东地区的房屋建筑，在新石器时期就已具有相当的规模，距今已有七八千年的历史了。新石器时期中文化最为发达的阶段是从大汉口文化中晚期幵始的，经过龙山文化聚集，最后逐渐融入一统的华夏社会。此后的山东民居便进入了新的历史发展时期，尽管还保有东夷文化的某些地方特色，但是基本上已经纳入各个朝代的利益和礼俗规范，并形成一种根深蒂固的建筑文化。汉代是民居结构形态定型的时期，住宅按户主的身份纳入礼制的规范，官员们的府邸与普通百姓的住所有明确的区分。后世又相继颁布了许多具体规定，有的至今仍在民间流行，比如房屋的间架等级——明清以来有一定品级的官员可以住五开间一栋的房屋，一般老百姓乃至没有官级的富户，都只准住三开间一栋的房屋，否则会视为越制，是要遭受到惩罚的。所以，山东传统民居多是三开间一栋的格局，即便正方为五开间，也是连山不连脊的，东西两间与正中三间山墙可以相连，但屋脊必须要断开，形成三间的样式，东西两间就称作耳房或挂屋。隋唐至两宋以来存世的地面建筑渐多，但多不是民居，却也与民居密切相关，如寺庙、佛塔等，多是传统而且典型的木石砖瓦结构，与近现代许多相似结构的民居明显有传承关系。明清民居建筑还多有实物存世，一直有人居住的房屋就能不断修缮，不至于废弃，有些还保留着原本的形制和构件。
第三章泰安地区传统居住建筑概述........... 24
3.1泰安地区传统居住建筑村落分布与命名.......... 24
3.2泰安地区传统居住建筑村落布局.......... 24
3.3泰安地区传统居住建筑院落格局.......... 26
3.4泰安地区传统居住建筑建筑特色 ..........28
3.5本章小结.......... 34
第四章泰安地区传统居住建筑实例.......... 35
4.1岱岳区道朗镇二起楼村民居.......... 35
4.1.1村落概况 ..........35
4.1.2建筑布局.......... 37
4.1,3建筑特色..........39
4.2肥城市仪阳镇西鲍村民居.......... 41
4.2.1村落概况.......... 41
4.2.2建筑布局.......... 42
4.2.3建筑特色.......... 43
4.3岱岳区夏张镇梨园村.......... 44
4.3.1村落概况.......... 46
4.3.2建筑布局.......... 47
4.3.3建筑特色.......... 48
4.4本章小结.......... 50
第五章传统民居建筑的保护与传承.......... 51
5.1传统民居建筑文化面临的危机.......... 51
5.2传统地域民居文化保护.......... 52
5.3传统地域民居建筑保护方式.......... 54
5.4基于地域文化保护理念的居住.......... 57
5.5本章小结.......... 60
结论
地域建筑应该与当地的自然环境相适应，气候、地形、地貌等是决定人类建筑模式的重要因素之一，也是影响建筑地域特征的因素之一。中国人得益于“顺其自然”的思想，在几千年的建筑营造上一直以建筑与自然的和谐共处为基木原则,从而创造了生态的中国传统建筑模式。由于不同地域的自然小环境千差万别，建筑也会产生不同的变化来与之相适应。如果说中国建筑是一个庞杂的体系，那么传统民居建筑是最基本的单元之一。作为人类最早的建造物，可以说是其他建筑类型的前身，其他一切类型的建筑都是由传统民居建筑不断发展演变而来。中国民居建筑是文化发展演进过程中的体现实体，地理上的差异性和实现技术手段的不同造就了中国民居形式的多样性。因此研究传统民居以及它的发展历程，就是对中国传统文化的剖析；想要研究传统文脉传承问题，就必须深入研究传统民居聚落。如何在中国传统文化被提倡的氛围中，又考虑到在当下多极化的时代背景，怎样对现代传承传统文脉建筑构思与创作，怎样在建筑创作中将传统文脉更好地继承，都是我们值得研究的课题。
对于现代建筑来说，因为其构建材料、结构体系相对传统建筑具有更强的环境适应能力，所以这种建筑模式成为一种标准化的单元，无论是寒冷的北方，还是酷热难当的南方都可以采用。唯一的区别在于墙体厚度和开窗大小，虽然这也是对于地域环境的适应，但是并不能产生地域化特征。究其原因是因为建筑的模式化和极强的自然适应能力导致了现代建筑设计不再需要以“顺其自然”为基本出发点，设计师的注意力里都放在了空间的组合和建筑造型上。笔者认为在现代建筑的设计中应对当地自然环境进行深入的了解，并对传统的地域建筑做好充分的调研工作。分析和总结传统地域建筑在与自然环境相适应的过程中所采用的建筑构造、技术、装饰等。将这些元素提炼加工再融入到现代建筑的设计中，就会自然而然的将传统地域特征的神髓保留下来。
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硕士土木工程论文范文篇九
1绪论
1.1引言
当今，人类社会面临前所未有的两大挑战：能源短缺和环境恶化。我国是能源消耗大国，建筑能耗己占社会能源总消耗量的四分之一以上，且随着大型、高能耗建筑的不断兴建，这一比例还在逐年升高。因此，通过科学技术手段促进建筑节能对于我国的可持续发展战略十分重要。如何提高建筑能源的使用效率是一个涵盖建筑、热工、控制以及管理等多学科、多部门的综合性课题。从控制学角度看，建筑能量系统是一个非线性、多变量、分布式的复杂系统，建筑节能目标的实现涉及到建筑环境的控制与优化、建筑能量的预测与管理等诸多方面的子课题。就建筑环境的控制与优化而言，降低建筑能耗不意味着要牺牲建筑环境的舒适性。换言之，建筑环境的控制与优化应同时满足节能、热舒适度、室内空气质量等多个因标。对建筑环境的准确建模是实现上述目标的基础。目前，对建筑环境的建模已有许多行之有效的办法，包括实地测量、经验模型、多区域网络模型⑴等简化方法，以及区域模型⑵、计算流体力学（CFD)等相对精确的方法。每一种方法都有它自身的优点和缺陷。就建模精度而言，CFD仿真是最精确的。它通过求解Navier-Stokes方程组获得建筑室内温度分布、风速流场、污染物浓度分布等详细信息。然而其建模复杂度和冗长的仿真时间限制了它的应用场合。对暖通空调（HVAC)设备的优化控制是实现上述目标的主要手段。随着控制理论的持续发展，建筑环境的控制方法从最早的开关控制、PID控制，发展为目前的PID、模糊控制、神经网络控制、遗传算法优化控制及其相互结合的各种方法控制0标也从设定的局部温度控制、流速控制等单一目标，变为整体建筑动态的节能、热舒适度、室内空气质量（IAQ)等多变量优化目标。在环境优化控制策略中，如何针对候选控制变量快速准确地解算环境响应是一个核心问题。由于现成的建筑环境模型很难同时满足实时性和精确度要求，通常的做法是假设室内空气完全混合，采用经验模型的方法求解建筑能量的预测与管理更关注多尺度（单栋建筑、建筑群乃至整个城市）的建筑能量使用问题。对建筑能耗进行准确预测是建筑能源管理的重要环节，它可以指导未来能源使用，帮助检查能耗异常以及诊断可能的能耗设备故障等。影响建筑物能耗的因素很多，包括建筑物的地理位置、体型尺寸、占有率、围护结构、窗墙比、室外温度及太阳辐射等等。在建筑设计阶段，建筑能耗可通过度日法、BIN法、冷负荷系数法等工程简化方法进行估算也可通过DOE-2li4l、EnergyPlusfk DeST_等专业能耗模拟软件进行精确建模。对于历史能耗信息己知的既有建筑，回归分析法、神经网络法等是较为常用的预测方法。其中，经过美国釆暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE)连续两届的建筑能耗预测竞赛，神经网络方法以其最佳预测精度成为过去十多年主流的数据驱动型能耗预测方法,。从控制学免度出发，先进控制技术的飞速发展使得建筑环境与能量的上述方而仍存在有待深入研究之处，包括同时满足精度与实时性要求的环境建模方法研究，更精确的环境控制与优化策略研究，以及运用当前先进人工智能算法的能耗预测技术研究等等。
1.2研究背景
1.2.1国际能源现状
能源，是一切人类活动的物质基础。广泛利用的能源，即常规能源，主要包括石油、煤炭和天然气。按国际能源署（IEA) 2010年数据,这三者占全球一次能源供给的80%以上，而清洁能源，如地热、太阳能、风能等，仅占0.9%。常规能源储量有限，又在各国分布极不均匀，山此带来的全球能源问题显得不可调和。随着经济和人口增长的放缓，以及能源结构的调盤，欧英发达国家的常规能源需求不断下降。根据《BP世界能源统计2012》数据, 2011年的全球能源消耗量增长2.5%，低于2010年5.1%的增长率。能耗挣增长全部来自新兴工业国家，仅中国就贡献了全球能耗增量的71%。而经合组织成员国的能源需求则是最近四年中的第三次下降。毫无疑问，全球能源消费重心正在向以中国为代表的新兴经济体移动，这是能源发展新的趋势。我国经济多年来的持续高速发展，是全社会能源消耗逐年递增的最主要原因。2010年我国终端能源消耗已占全球能源消耗的17.5%[22]，2011年更是创纪录达到34.8亿吨标准煤，是2001年全国终端能源消耗的2.1倍。从我国的能源消耗构成看（表1.1)，我国的能源消耗仍以煤炭为主（约70%)，其次是石油（约20%),其它各类能源总和约占10%左右。按照我国目前的能源消耗水平，以及主要能源的探明储量，到本世纪末我国的常规能源将开采殆尽。因此，进一步提高能源使用效率，加快新能源的应用刻不容缓。
2建筑室内热环境建模
出于节能和室内环境优化的目的，暖通空调系统对室内热环境的实时控制勾优化需要室内温度分布的动态信息帮助决策。通常，CFD模型能提供这样的精确信息，但是由于其迭代计算繁杂、耗时长，难以满足实时性要求。木韋提出一种基于有限体积法和POD模型降阶的室内热环境建模方法，可同时满足建模精度和实时性要求。在假设气流场稳定的前提下，先运用有限体积法对能量平衡方程进行空间和时间的离散化，然后对获得的高阶温度场模型进行POD降阶。仿真.实验表明，POD降阶模型具有与CFD模型基本一致的瞬、稳态精度，而其模型阶数为六阶，可满足在线应用的实时性要求。
2.1引言
“充分混合” 一直是暖通空调系统控制策略的基本假设。但建筑鬼内实际情况并非如此。近年来，随着节能和舒适度要求的不断提高，如何精确反馈宽空间温度的变化倍况越来越受到关注。通常，CFD模型足提供精确热环境信息的最佳选择。但其网格划分常达到数千至上百万个，致使计算繁染，实时性差。针对此问题，出现了一些简化模型比如区域模型它将空问分为有限的网格，通常少于1000,并通过仅解算质量和能量平衡方程（忽略动量平衡方程）来简化计算，提高计算效率。但这种简化模型的计算精度比CFD模型盖，而且很难作热环境的动态预测。此外，通过系统辨识、神经网络等数据驱动方法也可建立室内热环境的经验模型但这完全依靠大量的输入输出数据，模型对环境的应变能力较差。POD模型降阶技术提供了新的视免一个典型的CFD模型可以通过离散化和模型降阶变为一个十阶以内的模型，且瞬、稳态精度与原模型基本保持---致。由于偏微分方程组求解的杂性，这种降阶策略最早应顶于流体力学领域。
3基于模型降阶的述筑室内热环境控制.......... 39
3.1引言 ..........39
3.2室内空气分布.......... 40
3.3参考室内温度分布的温控策略.......... 41
3.3.1 “离线-在线”策略.......... 41
3.3.2温控策略框架.......... 4
3.4初始状态 ..........42
3.5控制器43..........
3.6仿真实验.......... 45
3.7本章小结.......... 49
4搖于模型降阶遗传的坏境.......... 50
4.1 引言 ..........50
4.2建筑环境能耗评价指标.......... 51
4.3遗传算法.......... 56
4.4优化策略.......... 56
4.5办公室环境CFD建模与验证.......... 58
4.6优化仿真实验 ..........61
4.6.1参数子空间的构造.......... 61
4.6.2降阶模型与多维插值的精度评估.......... 62
4.6.3优化结果与分析..........64
4.7本章小结.......... 66
结论
目前世界各国己达成共识，全球能源短缺和环境污染的趋势必须得到尽快遏制。在此背景下，建筑节能技术的应用与推广越来越受到重视。本文立足控制学科，对建筑环境与建筑能量的相关领域作了一些有益的研究工作。本质上，建筑环境和能量系统均可看作多变量、非线性的复杂系统，需要结合先进的建模与控制技术加以研究。在前人的基础上，本文的主要研究内容包括：?提出一种新的建筑环境建模思路以同时满足环境控制的精度和实时性要求。该方法将POD模型降阶技术引入建筑环境控制领域。利用离散化技术和POD方法将原空间内的控制方程以能量损失最小的方式映射到降阶子空间上，从而将无限维的非线性复杂系统变为仅与POD模式系数有关的低阶的线性系统。具体步骤为：一、利用CFD仿真程序对建筑室内热环境进行仿真；二、在假设室内气流场稳定的前提下，运用有限体积法对能量平衡方程进行空间和时间的离散化。为确保降阶模型的精度逼近CFD仿真，离散化方法应与CFD的设置相一致；三、将离散化的能量平衡方程化为高阶状态空间描述形式；四，运用POD/Galerkin映射对高阶模型进行降阶，在确保原系统能量损失小于百分之一的前提下，高阶系统的阶数可降至十以内。在一个二维房间的仿真实验中，室内温度场的POD降阶系统具有与CFD仿真基本一致的瞬、稳态精度，而其阶数低至六阶，证明了该方法的有效性。?设计一个基于POD降阶模型的室内温度精确控制系统。该温控系统的特点在于，运用“离线-在线”策略建立了室内温度场的动态降阶模型，并通过它为温? 控系统实时反馈热环境的分布信息。降阶温度场的初始状态由一个温度传感器和卡尔曼滤波器估计得到。由于降阶温度场为仅关于POD模式系数的线性系统，因此适用一整套经典控制方法。本文分别设计了单神经元自适应PID控制器和模型预测控制器对该方法进行仿真验证。结果表明，在速度场不变等假设条件下，该温控系统可利用室内温度场信息精确控制各区域温度，具有提高热舒适度和节约能耗的潜力。
参考文献
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硕士土木工程论文范文篇十
第一章绪论
1.1研究意义
“我不关注美与丑，我感兴趣的是他们如何建立起来的。中国有如此多类型的建筑，这些建筑记载了历史，这就足够了。历史性是最重要的，我不介意这些历史的好与坏。雷姆。库哈斯（Hem Koolhaas)一栋建筑不论美与丑，只要它是带着历史的印记存在于当今的时代，就是这个时代的宝贵财富，这其中，当然包括了特色鲜明的近代历史建筑。历史建筑的保护与再生问题由来已久，可以说从人类会造房子的时候就开始会修补房子了，这是一种出于对建筑基本使用功能的维持，维护的目的是为了继续利用建筑。而真正有组织有计划的历史建筑保护活动是在19世纪中叶开始，到20世纪中叶成熟，这就说明随着全社会的文明发展到一定的高度，历史建筑的保护的行为可以变成一种全民自觉的行为，但保护的本质不变，都是为了再利用建筑，使建筑继续发挥其功能属性。近几年，我国的历史建筑保护工作取得了长足发展，在对待一些国家级重要历史建筑时，态度都比较谨慎。而在一些年代不那么久远的一般性历史建筑，比如近代殖民建筑的保护和再利用问题上，却显得有些草率和急功近利。与此对应的保护工作常常造成两种极端现象，一种是过于重视对历史殖民建筑原貌的还原，在历史资料不全面，技术条件不够成熟的情况下就对近代殖民建筑进行意向式的修复复原，而后再对其进行“标本式”的陈列；另一种是对待那些一般的近代殖民建筑随意拆改进行商业旅游开发，或者直接建造假古董，造成人类建筑遗产的混乱局面和损失。笔者认为以上两种方式都不是真正意义上的历史建筑保护再利用，实际上是对历史建筑的禁锢和破坏。所以，随着社会文明逐渐进步，历史建筑保护再利用工作也随之大量幵展，此时对历史建筑保护与再利用的方式方法进行研究探索，成为当今时代城市建设的重要课题。
在新的社会背景下，新成长起来的建筑师所受的教育多以国际化的现代建筑理论为主，极度抽象与极度精简的建筑语汇更容易创造出与众不同的新奇作品，第一章绪论1.1研究意义“我不关注美与丑，我感兴趣的是他们如何建立起来的。中国有如此多类型的建筑，这些建筑记载了历史，这就足够了。历史性是最重要的，我不介意这些历史的好与坏。” 雷姆?库哈斯（Hem Koolhaas)一栋建筑不论美与丑，只要它是带着历史的印记存在于当今的时代，就是这个时代的宝贵财富，这其中，当然包括了特色鲜明的近代历史建筑。历史建筑的保护与再生问题由来已久，可以说从人类会造房子的时候就开始会修补房子了，这是一种出于对建筑基本使用功能的维持，维护的目的是为了继续利用建筑。而真正有组织有计划的历史建筑保护活动是在19世纪中叶开始，到20世纪中叶成熟，这就说明随着全社会的文明发展到一定的高度，历史建筑的保护的行为可以变成一种全民自觉的行为，但保护的本质不变，都是为了再利用建筑，使建筑继续发挥其功能属性。近几年，我国的历史建筑保护工作取得了长足发展，在对待一些国家级重要历史建筑时，态度都比较谨慎。而在一些年代不那么久远的一般性历史建筑，比如近代殖民建筑的保护和再利用问题上，却显得有些草率和急功近利。与此对应的保护工作常常造成两种极端现象，一种是过于重视对历史殖民建筑原貌的还原，在历史资料不全面，技术条件不够成熟的情况下就对近代殖民建筑进行意向式的修复复原，而后再对其进行“标本式”的陈列；另一种是对待那些一般的近代殖民建筑随意拆改进行商业旅游开发，或者直接建造假古董，造成人类建筑遗产的混乱局面和损失。笔者认为以上两种方式都不是真正意义上的历史建筑保护再利用，实际上是对历史建筑的禁锢和破坏。所以，随着社会文明逐渐进步，历史建筑保护再利用工作也随之大量幵展，此时对历史建筑保护与再利用的方式方法进行研究探索，成为当今时代城市建设的重要课题。在新的社会背景下，新成长起来的建筑师所受的教育多以国际化的现代建筑理论为主，极度抽象与极度精简的建筑语汇更容易创造出与众不同的新奇作品，
第二章烟台近代殖民建筑概述
2.1近代殖民建筑
2.1.1近代殖民建筑范围界定
中国近代史是指从1840年的鸦片战争开始到1949年的中华人民共和国成立为止。近代历史建筑指的是上述历史时间段（1840?1949年）内在中国建造的建筑。这一时期，由于中国受到西方资本主义国家的入侵，外来资本及外来文化随之大量的进入我国，于此同时带有西方文化特征的建筑也大量地幵始在中国本土上建造，这些建筑有的是由西方殖民者直接参与设计与建造的，有的是由西方殖民者与中国人共同完成设计建造的，还有的是中国设计师及匠人仿照西方的建筑形式建造的，这些特殊时期内形成的建筑具有一个共通的特征，就是带有显著的西方建筑特色或中西合璧的建筑风格。本论文把这类历史建筑统称为殖民建筑。
2.1.2近代殖民建筑的产生背景
由于中国长期的封建主义制度，虽然期间有过多三皇帝的更替，但其文化基本呈现出一种连贯的一元特性。中国传统建筑在这种背景下，虽然在不同的朝代有不同的特征，但其设计建造方法和原则本质还是不变的。西方的建筑思想及文化并没有影响到中国，除了个别地方的特殊建筑，如圆明园和广州“十三夷馆”，中国的土地上基本没有出现过西式的建筑样式及建筑文化。随着鸦片战争的爆发，西方资本及势力大量涌入我国，我国传统建筑文化被迫接受了西方异质文化的冲击，丰富多样的西式建筑开始陆续在我国建立起来。形成了以模仿或照搬西洋建筑为特征的一股建筑潮流。具有典型殖民西洋建筑特征的殖民建筑建造潮流在十九世纪末二十世纪初最为兴盛。由于中国国土面积大，各地区发展不均衡。位于沿海地区、长江沿岸地区的一些城市，由于水上交通运输的便利，成为外国较早入侵和签订不平等条约的地方，这些地方便较早作为商掉开放，所以丙方文化的影响对其影响也较大，这些城市也随之出现大量的殖民建筑。
第三章近代历史建筑的地域文化特征................ 22
3.1烟台本土建筑.............. 22
3.1.1烟台地理气候环境概述.............. 22
3.1.2烟台历史人文环境概述.............. 22
3.1.3烟台本土建筑地域文化特征概述.............. 23
3.2西方文化入侵的近代西洋建筑.............. 25
3.2.1西方建筑文化入侵.............. 25
3.2.2西洋建筑对本土环境的适应.............. 26
3.2.3西方文化与本土文化的融合.............. 29
3.3中西文化交融的近代殖民建筑地域文化特征.............. 29
3.3.1建筑的地域文化特征.............. 30
3.3.2大马路近代殖民建筑的地域文化特征分析.............. 30
3.3.3烟台山近代殖民建筑的地域文化特征分析.............. 33
本章小结.............. 36
第四章殖民建筑的当代价值及再生缘由.............. 37
4.1殖民建筑的价值评析.............. 37
4.1.1殖民建筑的历史价值.............. 37
4.1.2殖民建筑的人文价值.............. 38
4.1.3殖民建筑对城市的价值.............. 38
4.1.4殖民建筑的经济技术价值.............. 40
4.2殖民建筑当代再生缘由.............. 40
4.2.1基于保护与再利用现状的需要.............. 41
4.2.2基于现代生活方式更新的需要.............. 42
4.2.3基于城市可持续发展的需要.............. 42
4.2.4基于城市特色塑造的需要.............. 43
本章小结.............. 44
结论
建筑反映着人类的文化，它必须服务于人们的生活，包括物质生活和精神生活。因此建筑具有物质功能（居住、工作、娱乐等）和精神功能（情绪、记忆、审美等），只有这两种功能同时作用，才能使建筑真正富有生命力。大量留存至今的近代历史建筑散布在城市的各个角落，他们所扮演的角色随着时代的变迁也经历着不断的更替，但其作为历史建筑的属性使它们具有了一定的精神功能，即它们是生活在其环境中的人们对历史及家乡的记忆。而目前的标本式保护和对外商业性旅游开发策略使得这些蕴含了深刻记忆的历史建筑与人们的距离越来越远。所以，在现代文明发达的今天，我们既要认真研究近代历史建筑的地域文化特征，保护其原真性；又要考虑当今社会大背景下的现代生活方式，为这些近代历史建筑赋予新的时代意义，让旅游者和当地居民都能随时介入到这些历史环境中与其产生亲密而自然的对话，从而使这些近代历史建筑及其历史环境获得真正意义上的再生。
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