未来建筑工程技术的发展方向研究

未来建筑工程技术的发展方向研究

1. 建筑工程技术的发展趋势

建筑工程技术是兴建房屋建筑的规划、勘察、设计以及施工技术的总称。

建筑工程技术与衣食住行紧密相关，随着世界科技进步和工程建设的推进，建筑物的高度跨度不断增高增大，施工难度不断增加，促使工程材料、工程结构和施工技术得到了空前发展，如阿联酋迪拜建成的哈利法塔，高度已经达到828米，日本大分体育馆主跨达到274米。另外在可持续发展的时代背景下，节能环保的理念已经渗透到建筑工程技术领域，绿色建筑技术已经成为时代发展潮流，绿色环保性工程材料日益受到人们重视，高强轻质材料在工程结构中大量使用，满足了高大复杂的结构形式，发挥了结构潜力，绿色施工成为四节一环保的关键环节之一。科技的进步促使人类对自然界的认识逐渐加深、视野更加开阔，总体体现在更安全、更经济、更环保、更高效等几个方面。

（1）工程新材料的应用。

在新材料的发展过程中，钢材和混凝土材料的改进将占据非常重要的地位，如钢材的高强度化、高耐久性已成为钢材技术发展的主要目标，高强度钢材的使用除有利于节省钢材、提高利用率和结构安全程度外，降低工程造价。国外发达地区的钢筋主力级别已达500MPa，780MPa级的钢材正积极推广使用，国内【混凝土结构设计规范】

【GB50010--20010】提出了“优先使用400MPa级钢筋，积极推广500MPa级钢筋”。高强高性能混凝土技术，有助于减小结构截面尺寸，减轻结构自重，在经济上已有一定的空间优势，国内工程应用成功的HSC/HPC已达C120级。另外，新型结构材料的大量出现，如纤维增强复合材料比传统工程材料具有更轻的质量、更高的抗拉强度、良好的耐腐蚀性等特点，为工程结构提供了更广阔的发展空间。在四节一环保的时代前提下，建筑材料的“4R【可更新、再循环、可再利用、减少能耗】”的特性逐渐受到人们的关注，如绿色高性能混凝土、再生骨料混凝土、绿色墙体材料等。

（2）建筑工程新结构的发展方向。

随着社会生产和人类发展，传统的建筑结构已开始向多种结构形式优化组合的新型结构方向发展，衍生出了各种杂交组合体系、组合结构和混合结构体系，以充分发挥不同材料和体系的各自优点，建筑结构形式的突破与创新集中体现在高层/超高层建筑、大跨度空间建筑、生命线工程等。高層/超高层建筑的结构体系以框架--剪力墙体系、框架--筒体体系、筒中筒体系和框架--支撑体系为主。组合结构和混合结构已成为国外高层/超高层建筑的热点，组合结构的使用能够充分提高钢材和混凝土的利用率，尤其在约束条件下使用高强混凝土更能体现其强度优势，混合结构则既具有钢结构的技术优势，还具有混凝土造价相对低廉的特点。大跨空间建筑的跨度不断增大，空间结构形式也趋于多样化、高效轻型化，有传统的钢性结构发展到半刚性、柔性结构，如所穹顶结构、张弦梁结构、弦支穹顶结构等。建筑物的

高度和跨度不断增加及体型的复杂，因设计烈度的欠准确性和结构非弹性破坏机理的复杂性，使得结构减震控制技术应运而生，按照是否需要外部能源输入来划分，减震控制技术可分三类：被动控制技术，半主动控制技术和混合控制技术。

2. 建筑工程新材料的发展

建筑工程的发展首先是工程材料的发展，建筑材料的更新是新型结构出现与发展的基础。高强度材料的出现首先是高强度混凝土、高强度钢筋。轻质材料是减轻建筑自重、节约材料用量提高构件运输和吊装效率、减少地基荷载及改善建筑物功能具有重要意义，轻骨料混凝土的出现将对建筑工程产生深远影响，如1997年我国高强陶粒、高强度陶粒混凝土的问世，标志着我国轻骨料混凝土的研究、生产、应用已进入一个全新的发展阶段。我国的建筑设计结构耐久性普遍较差，已引起普遍关注，因此提高建筑结构的耐久性延长其使用寿命，降低社会生生产生活成本，由此耐久性混凝土、耐久耐候钢材、得到了广泛应用。

3. 建筑施工新工艺的发展

建筑结构和材料技术的推动，促使涌现出一批新的施工工艺，如焊接钢筋网片技术、建筑用成型钢筋制品加工配送技术，预制混凝土装配整体式结构施工技术、附着升降脚手架技术、液压爬升模板技术。

4. 深基坑施工技术的发展

高层、超高层建筑工程，在设计中的一个重要问题，就是必须满足建筑抗倾覆和地基基础稳定性要求，因此建筑地基基础设计规范，

规定了基础埋置深度的比例，随之涌现了形式多样的深基础工程，其施工已经成为大型和高层建筑施工中极其重要的环节。

5. 减震控制建筑技术的发展

减震控制建筑技术有传统的以抗为主，逐渐形成以空为主的结构减震控制技术，传统的抗震方法是依靠主体结构本身的非弹性状态来消耗地震能量，而隔震、消能、减震、和各种结构震动控制技术，为建筑工程提供了一条新的抗震方法。常用的主要有：叠层橡胶隔震技术、屈曲约束支撑技术等。

6. 高层/超高层，大跨空间建筑施工技术的发展

随着城市土地资源的稀少，建筑物不断地向高空和地下发展，其高度大、结构施工难度高、作业空间小、平面布置困难、工期长、材料设备垂直运输量大等，使的高层超高层建筑施工成為一个复杂的系统工程，高层/超高层建筑施工按结构材料主要分为：钢筋混凝土施工技术、钢结构施工技术和组合结构施工技术，其中钢筋混凝土施工技术主要是解决模板、混凝土和钢筋三个方面的技术问题，钢结构施工主要解决钢构件加工、安装和连接的技术问题，组合结构施工主要体现在钢骨混凝土、钢管混凝土技术应用。

7. 绿色建筑和绿色施工技术的发展

绿色建筑是一种在规划、设计时充分考虑并利用了环境因素，施工过程中，对环境的影响最少，运行阶段能为人们提供健康、舒适、低耗、无害空间，拆除后又对环境危害降到最低的建筑。其主要体现在建筑的全生命周期内，最大限度的节约资源、保护环境和减少污染，

形成自然和谐共生的建筑，其核心理念是在建筑全生命周期内，既要合理利用现有资源和能源，又要降低对环境造成的破坏和污染，绿色建筑可表达为：绿色建筑=绿色规划、设计+绿色施工、绿色运营、绿色拆解。绿色施工技术不是独立于传统施工技术的全新技术，而是用可持续的目光对传统的施工技术的重新审视，是符和可持续发展战略的施工技术，是一个系统工程从施工组织设计、施工准备、施工运行、设备维修和竣工后施工场地的生态资源等，主要应用有施工过程水回收利用技术、雨水回收利用技术与现场产生的废水利用技术等。

总之，建筑工程技术是建筑业发展的前提和基石，我们广大的工程技术人员还需要持续地在建筑工程技术上付出辛劳与努力，为人类社会发展做出持续的贡献。