计算机技术在土木工程中运用

计算机技术在土木工程中运用摘要：在当今的信息时代，计算机技术渗透到各个领域。随着土木工程规模和投资的日益增大，土木工程中迫切需要引入计算机技术。本文就计算机技术在土木工程的具体运用和展现进行了分析探讨，具有一定的理论价值和意义，供参考。关键词：计算机技术；土木工程；运用中图分类号：k826.16文献标识码：a文章编号：现如今，计算机技术已经渗透到各行各业之中，建筑工程的规模和高度也日益扩大。因此，土木工程中迫切需要计算机技术作为支撑，并取得了良好效果。1计算机在土木工程中的具体运用与展现1.1计算机在土木设计里的运用计算机的普及，是人类智力解放道路上的重大里程碑，它极大地提高了人类认识世界和改造世界的能力。同时，计算机的系统软件和运用软件也经历了由初级到高级的发展过程，有力地支持了计算机技能的发挥。土木工程的设计，特别是大型、复杂工程的设计，需要大量的计算，运用计算机可以节省大量的人力和时间，提高效率，更重要的是提高了计算精度，做成了以往认为不可能做的事情。具体运用主要体现在两个方面，首先是制图，现在都是用计算机绘图，通用软件是autocad；其次就是用计算机来做结构的计算，通用软件是：pkpm。当然还有其它的软件，不过我目前用得最多的就是这两个，这里主要讲到的是cad。cad即计算机辅助设计与制图，是指运用计算机系统辅助一项设计的建立、修改、分析或优化的过程。通过多年的设计实践cad技术以简单、快捷、存储方便等优点已在工程设计中承担着不可替代的重要作用。许多工程都运用了计算机进行辅助设计和辅助绘图，尤其建立了计算机网络辅助设计与管理后，不仅能提高设计质量，缩短设计周期，而且创造了良好的经济效益和社会效益，cad技术的运用使工程设计人员如虎添翼，在更加广阔的天地里施展才华。cad技术在工程设计中的优点：(1)劳动强度降低，图面清洁；(2)设计工作的高效及设计成果的重复利用；(3)精度提高；(4)资料保管方便；1.2计算机在材料检测中的运用在建筑材料质量检测中推广运用计算机技术，将对提高建筑产品的质量、经济和环境效益，起到重要作用。当前，建筑材料质量检测中的计算机运用已经有了比较大的发展，出现了一批用于试验管理和报表打印的计算机软件。1.3计算机仿真系统许多工程结构是毁于台风、地震、火灾、洪水等灾害作用。在这种小概率、大荷载作用下的工程结构性能很难一一去做实验去验证，一是参数变化条不可能全模拟，二是实体试验成本过高，三是破坏实验有危险性，设备难以跟上。而计算机仿真技术可以在计算机上模拟原型大小的土木工程构筑物在灾害荷载作用下变形到倒塌的全过程，从而揭示结构不安全的环节和因素。用此指导设计可大大提高土木工程的可靠性。1.3.1计算机模拟仿真在土木工程教学中的运用结构构件的试验是土建类专业学生在学期间必修的课程。但是利用计算机模拟仿真同样可以获得试验的效果。如果能够采用计算机模拟的方法，利用计算机图形系统构成一个模拟的试验环境，学生向计算机输入构件数据后。就可以在屏幕上观察到构件破坏的全过程及其内外部的各种变化。而且，这比单纯让学生看教学试验更能调动学生的积极性，使学生更有动手参与的机会，能在计算机上操作、“破坏”和“修复”。1.3.2计算机模拟仿真在结构工程中的运用工程结构在各种外加荷载作用下的反应，特别是破坏过程和极限承载力，是工程师们关心的课题，当结构形式特殊、荷载及材料特性十分复杂时，人们常常借助于结构的模型试验来测得其受力性能。但是当结构参数发生变化时，这种试验有时就受到场地和设备的限制。利用计算机仿真技术，在计算机上做模拟试验就方便多了。结构工程的计算机还用于事故的反演，寻找事故的原因，如核电站、海洋平台、高坝等大型结构，一旦发生事故，损失巨大，又不可能做真实试验来重演事故。计算机仿真则可用于反演，从而确切地分析事故原因。同时，计算机仿真对结构工程有极大的实用价值。因为结构试验的费用较高，而且一般属于破坏性试验，一个试件不能多次重复作同样的试验，而且模型的尺寸较大，即便是做缩尺模型试验，对试验设备的要求也相当高，且结构工程材料的缩尺模型试验与足尺试验的物理、力学和其它对应关系是一个复杂的问题，有许多方面尚待更进一步的认识；另外，由于不确定因素很多，结构试验的结果一般离散性很大，动力试验更是如此。如果研究某些参数对结构性能的影响时，往往需要做多个类似的构件，试验费用较高。有些结构试验如核反应堆安全壳的事故反演分析，显然不可能做真实的试验，只有采用计算机仿真分析才能进行。随着现代结构工程趋向超大型、超高型发展和结构的日益复杂，传统的通过大量实物模型寻求规律的研究方法已不再适用，发展结构工程的计算机仿真势在必行。1.3.3计算机模拟仿真在岩土工程中的运用岩石处于地下，往往难于观察，而几笋鸡仿真则可以把内部过程展示出来，有很大的实用价值。例如，美国斯坦福大学研制了一个河口三角洲泥沙沉积的模拟软件，给顶河口条件后，可以显出不同粒径泥沙的沉积区域及相应的厚度，这对港口设计及河道疏通均有指导意义。2信息化施工所谓信息化施工，就是指在施工过程中所涉及的各部分各阶段广泛运用计算机信息技术，对工期、人力、材料、机械、资金、进度等信息进行收集、存储、处理和交流，并加以科学地综合利用，为施工管理及时、准确地提供决策依据。例如，在隧道及地下工程中将岩土样品性质的信息，掘进面的位移信息收集集中，快速处理及时调整并指挥下一步掘进及支护，可以大大提高工作效率并可避免不安全的事故。信息化施工还可通过网络与地区或国家的工程数据库联系，在遇到新的疑难问题时可及时查询解决。信息化施工可大幅度提高施工效率和保证工程质量，减少或杜绝工程事故，有效控制成本，实现施工管理现代化。3智能化建筑智能化建筑是为了适应现在信息社会对建筑物的功能、环境和高效率管理的要求，特别是对建筑物应具备信息通信、办公自动化、建筑设备自动控制和管理等一系列功能的要求而在传统的基础上发展起来的。3.1智能化建筑的定义目前智能化建筑还没有确切的定义，但有两个方面的要求应予满足。1)房屋设备用先进的计算机系统监测与控制，并可通过自动优化或人工干预来保证设备运行的安全、可靠高效。例如有客来访，可远距离看到形象并对话，又如供暖制冷系统，可根据主人需要调至一标准温度，室温高了送冷风，室温低了送暖气。2)安装了对居住者的自动服务系统。如早晨准点报时叫醒主人，并可根据需要放送新闻或提醒主人今天的主要日程，同时早餐在自动加工，当你洗漱完毕后即可用膳。3)智能建筑的设备自动化系统。设备自动化系统是采用计算机及其网络技术，自动控制技末和通信技术组成的高度自动化的综合管理系统，保证建筑物内舒适、安全的办公环境，同时实现高效节能要求。设备自动化系统从功能上可以分为：①物业管理，提供运行管理和楼宇经营管理，包括大楼内各种空间服务设施的预约、使用分配、调度及费用管理；②节能控制，包括空调供配电、照明、冷排水等系统的控制管理；③安全防范，包括消防报警系统、防盗保安系统、出入管理系统等。结论与展望计算机技术的大力发展必然会加速建筑业的大力发展，我们的计算机人才可以编制出适合专门建筑结构的软件，比如2008年奥运会的鸟巢体育馆，纵观世界也没有相应的设计、模拟实际结构类型，但是我们的设计师完成了设计，并且已经建造成功，准备2008年投入使用。计算机技术为土木工程的发展提供了高速发展的工具，同时土木工程的特殊性又对计算机技术提出了新的要求。随着科学的发展，计算机技术已经突飞猛进，目前几乎已经渗透到社会工作的各个领域，建筑工程当然也毫不例外，在一定意义上说，建筑工程技术的提高就是计算机技术在其工作中的应用率有多高。一、计算机技术在混凝土质量检测中的应用随着基本建设投资规模不断扩大，对工程质量也提出了越来越高的要求。在工程项目的质量监督与控制中，混凝土的质量检测与控制是其中最重要的一环。应用计算机技术是促进建筑业科学技术进步的重要手段，在建筑材料质量检测中推广应用计算机技术，将对提高建筑产品的质量、经济和环境效益，起到重要作用。当前，混凝土材料质量检测中的计算机应用已经有了比较大的发展，出现了一批用于试验管理和报表打印的计算机软件。例如：清华大学土木工程系与中建一局四公司合作开发的试验室管理软件TZlabs10，主要用于建筑材料检测试验室的管理。该系统包括建筑企业一级试验室所应承担的所有检测项目，具有材料质量检测和配合比设计数据的录入、检验结论和试验报告的生成、查询、统计和用户权限管理等功能，并可在网络上实现信息资源共享。实践证明，采用计算机管理材料检测试验室日常工作，具有诸多优点。（一）强大的统计查询功能计算机化管理为混凝土材料检测试验信息的利用提供了方便快捷的统计查询手段，不仅可以协助试验室管理人员安排试验计划，提供试验量统计，而且能为工程管理者提供必要的质量控制统计信息，对特定牌号的水泥等建筑材料质量进行分析评定，为建筑主管部门对工程质量的监督与控制提供参考。（二）计算机辅助混凝土配合比设计基于专家知识经验的混凝土配合比设计混凝土配合比设计关系到混凝土的质量和工程的成本，设计出强度合格、经济的混凝土配合比是试验室的重要任务，也是近年来施工领域研究的重要课题。试验室具有长年的混凝土配合比设计经验，数据库中保存有大量配合比设计以及原材料信息，据此可以建立存储配合比信息的配料单库以及原材料信息库。尤其是混凝土搅拌站，原材料来源固定，质量稳定，其多年积累的配比资料完全可以用来建立一个用于“套用”的配料单库，新的配比设计只需对已有配料单的配比略做修改即可完成。同时，在对现有的有关混凝土配合比设计的知识进行分析、归纳和总结的条件下，结合计算机专家系统技术，建立专家知识经验库，储存配比套用限制规则以及参数选用原则等。在设计过程中，用户对原材料选择，水灰比、砂率等设计参数的确定有充分的选择权，采用用户输入值为优先值；系统也可根据用户输入条件，依据知识库中储存的限制规则给出推荐配料单和推荐参数取值。另外，当用户选择或录入不正确的数据时，系统可在相应的知识库基础上自动提出专家警告，解释原因并提示用户重新录入。这种做法不仅可用于普通混凝土配合比设计，对于商品混凝土以及一些特殊混凝土如泵送、高强混凝土等的配合比设计尤其适用。二、计算机技术在建设工程监理中的应用随着我国建设监理工作的逐步规范化、科学化，计算机应用于监理行业就成为必然。近几年来，我国建设监理事业发展较快，并且正逐步与国际接轨。其结果是大量的信息处理与监理总控制目标都要求在监理过程中采用标准化、规范化的方法进行，原来大量的个人判断、手工处理已显然不适应发展的要求，因而利用计算机辅助建设监理已成为一种快捷有效的手段，从而可以提高监理工作效率，提高监理业务水平。（一）计算机辅助监理的应用在投资控制中，针对投资控制的敏感性，复杂性和效益性，计算机应用主要如下：1、将工程概算、预算、标底、合同总造价及报价明细表输入计算机，作为投资控制的依据。2、正确认定和计量工程量，核定月工程进度款，并及时将有关“量”的变更和工程款信息输入计算机。3、监理过程中投资控制任务均可由计算机实现。4、利用计算机对工程投资结构进行优化管理，并对资源投入进行优化分析。5、监理单位还可以利用计算机协助施工单位提高管理水平。（二）进度控制中的计算机应用1、利用计算机对工程的网络进行计算、调整和优化，特别是大中型工程，手工操作是无能为力的。2、对已经监理工程师审查、确认的施工组织设计和公尺进度计划，连同分部分项工程进度计划，一并用网络计划数据形式输入计算机，进行优化和分析，输出网络计划和进度计划，作为监理工程进度的依据，并监督施工单位按此计划落实月进度计划。3、施工单位将月进度计划执行情况上报监理公司，监理公司将此数据输入计算机进行分析和调整，输出下个月可行的进度计划。（三）质量控制方面的计算机应用。1、利用计算机建立原材料、设备台账，系统地加以统计和分析，发现问题及时解决，并且对原材料进行把关；2、应用计算机对分部分项工程质量进行评定。监理公司运用相关软件将分部分项工程质量评定数据输入计算机，其验评结果就会准确