結構工程，是隸屬於土木工程一級學科的二級學科，主要運用力學方法對結構物進行分析與設計，並進行有關服役狀態的評估。廣義的結構工程研究對象是指地球表面或淺表地殼內的一切人工構築物。狹義的結構工程則主要包括工業與民用建築。
基本介紹
- 中文名：結構工程
- 外文名：Structural Engineering
- 廣義：人工構築物
- 狹義：工業與民用建築
- 常見形式：砌築工程、鋼筋混凝土工程等
- 學科：土木工程術語
砌築工程,鋼筋混凝土工程,鋼筋工程,模板工程,混凝土工程,結構吊裝工程,鋼結構工程,
砌築工程
砌築工程是指普通黏土磚、矽酸鹽類磚、石塊和各種砌塊的施工。砌築工程是一個綜合的施工過程，它包括砂漿製備、材料運輸、腳手架搭設和牆體砌築等。
(1)砌築材料
砌築工程所用材料主要是磚、石或砌塊，以及起黏接作用的砌築砂漿。砌築砂漿有水泥砂漿、石灰砂漿和混合砂漿。為了節約水泥和改善砂漿性能，也可用適量的粉煤灰取代砂漿中的部分水泥和石灰膏，從而製成粉煤灰水泥砂漿和粉煤灰水泥混合砂漿。
(2)腳手架
砌築用腳手架是砌築過程中用來堆放材料和工人進行操作使用的臨時性設施。工人砌築牆體時，勞動生產率受砌築高度影響，當砌築到一定高度時不搭設腳手架，砌築工程將難以進行。考慮到砌牆工作效率和施工組織等因素，每次搭設腳手架的高度在1.2m左有，稱為“一步架高度”，又叫牆體的可砌高度。
(3)垂直運輸設備
砌築工程中不僅要運輸大量的磚(或砌塊)、砂漿，而且還要運輸腳手架、腳手板和各種預製構件；不僅有垂直運輸，而且有地面和樓面的水平運輸，其中垂直運輸是影響砌築工程施工速度的重要因素。
(4)砌築質量要求
砌體施工的基本要求是：橫平豎直、砂漿飽滿、上下錯縫、內外搭砌、接槎牢固。砌築操作前應對道路、機具、安全設施和防護用品進行全面檢查，符合要求後方可施工。
磚石建築在我國有悠久的歷史，在土木工程中仍占有相當的比重。這種結構雖然取材方便、施工簡單、成本低廉，但其施工仍以手工操作為主，勞動強度大、生產率低，而且燒制黏土磚占用大量農田，因而採用新型牆體材料，改善砌體施工工藝是砌築工程改革的重點。
鋼筋混凝土工程
鋼筋混凝土結構工程是土水建築工程施工占主導地位的施工內容，無論是在人力、物力消耗方面，還是對工期的影響上都有非常重要的作用。鋼筋混凝土結構工程包括現澆混凝土結構施工，和預製裝配式混凝土構件的工廠化施工兩個方面。現澆混凝土結構的整體性好，抗震能力強。鋼材消耗少，特別是近些年來一些新型工具式模板和施工機械的出現，使混凝土結構工程現澆施工得到迅速發展。尤其是我國的高層建築大多數為現澆混凝土結構，高層建築的發展也促進了鋼筋混凝土施工技術的提高。鋼筋混凝土結構工程施工包括鋼筋、模板和混凝土等主要分項工程。
鋼筋工程
1)鋼筋的類型
鋼筋混凝土結構所用鋼筋的種類較多。根據用途不同，分為普通鋼筋和預應力鋼筋。根據鋼筋的生產T藝不同，分為熱軋鋼筋、熱處理鋼筋、冷加工鋼筋等。根據鋼筋的直徑大小，分為鋼筋、鋼絲和鋼絞線三類。
2)鋼筋驗收
鋼筋進場前要進行驗收，出廠鋼筋應有出廠質量證明書或試驗報告單。每擱(盤)鋼筋均應有標牌，運至工地後應分別堆存，並按規定抽取試樣對鋼筋進行力學性能檢驗。
3)鋼筋加工
鋼筋加工過程取決於結構設計要求和鋼筋加工的成品種類。一般的加工施工過程有調直、除銹、剪下、鐓頭、彎曲、焊接、綁紮、安裝等。若設計需要鋼筋在使用前還可能進行冷加工(主要是冷拉、冷拔)。在鋼筋下料剪下前，要經過配料計算，有時還有鋼筋代換工作。鋼筋綁紮安裝要求與模板施工相互配合協調。鋼筋綁紮安裝完畢，必須經過檢查驗收合格後，才能進行混凝土澆築施工。
4)鋼筋連線
直條鋼筋的長度，通常只有9～12m。構件長度大於12m時一般都要連線鋼筋。鋼筋連線有三種常用的連線方法：綁紮連線、焊接連線和機械連線(擠壓連線和錐螺紋套管連線)。除個別情況(如在不準出現明火的位置施工)，應儘量採用焊接連線，以保證鋼筋的連線質量，提高連線效率和節約鋼材。
在鋼筋混凝土結構中鋼筋起著關鍵性的作用。由於在混凝土澆築後，鋼筋質量難於檢奩，因此鋼筋工程屬於隱蔽r程。需要在施T過程q1，進行嚴格的質量控制．並建立起必要的檢查和驗收制度。
模板工程
模板是新澆混凝上成彤用的模型工具。模板系統包括模板、支撐和緊固件。模板工程施工工藝一般包括模板的選材、選型、設計、製作、安裝、拆除和修整。
模板及支承系統必須符合以下規定：要能保證結構和構件的形狀、尺寸以及相互位置的準確；具有足夠的承載能力、剛度和穩定性；構造力求簡單，裝拆方便，能多次周轉使用；接縫要嚴密不漏漿；模板選材要經濟適用，儘可能降低模板的施工費用。木模板最早被人們用作為模板工程材料。小模板的主要優點是製作拼裝隨意，尤其適用於澆築外形複雜、數量不多的混凝土結構或構件。我國的模板技術，自從20世紀70年代提出“以鋼代木”的技術政策以來，已形成組合式、工具化、永久式三大系列工業化模板體系。
1)組合鋼模板
組合鋼模板是一和工具式模板，用它可以拼出多種尺寸和幾何形狀，可適應多種類型建築物的梁、柱、板、牆、基礎和設備基礎等。組合鋼模板也是施工企業擁有量最大的一種鋼模板。鋼模板具有輕便靈活、裝拆方便，存放、修理和運輸便利，以及周轉率高等優點；但也存在安裝速度慢，模板拼縫多，易漏漿，拼成大塊模板時重量大、較笨重等缺點。組合鋼模板包括平面模板、陰角模板、陽角模板和連線角模板等幾種。
2)竹膠模板
竹膠模板是繼木模板、鋼模板之後的第三代建築模板。竹膠模板以其優越的力學性能，可觀的經濟效益，正逐漸取代木、鋼模板在模板產晶中的主導地位。竹膠模板系用毛竹蔑編織成席覆面，竹片編織作芯，經過蒸煮乾燥處理後，採用酚醛樹脂在高溫高壓下多層黏和製成。竹膠模板強度高，韌性好，板面平整光滑可取消抹灰作業，縮短作業工期，表面對混凝土的吸附力小容易脫模。在混凝土養護過程中，遇水不變形，周轉次數多，便於維護保養。竹膠模板保溫性能好於鋼模板，有利於冬季施工。還可以在一定範圍內彎曲，因此還可以做成不同弧度的曲面模板。
竹膠模板已被列入建築業重點攤廣的1()項新技術f11，廣泛套用於樓板模板、牆體模板、柱模板等大面積模板。
3)大模板
大模板是一種大尺寸的工具式定型模板，一般一塊牆面用一兩塊模板。其重量大，裝拆均需要起重機配合進行，可提高機械化程度。減少用工量和縮短工期。大模板是我國剪力牆和簡體體系的高層建築、橋墩等施工用得較多的一種模板，已形成工業化模板體系。
4)滑升模板
5)台模
台模是一種大型工具模板，主要用於澆築平板式或帶邊梁的樓板，一般是一個房間用一塊台模。利用台模澆築樓板可省去模板的裝拆時間，能節約模板材料和減少勞動消耗，但一次性投資較大，且需大型起重機械配合施工。台模按支撐形式分為支腿式和無支腿式兩類。
此外，還有塑膠模殼板、玻璃鋼模殼板、預製混凝土薄板模板(永久性模板)、壓型鋼板模、裝飾襯模等。
混凝土工程
混凝土工程包括製備、運輸、澆築、養護等施工過程，各施工過程既相互聯繫義相互影響，任一施工過程不當都會影響混凝土工程的最終質量。
當前，在特殊條件下(寒冷、炎熱、真空、水下、海洋、腐蝕、耐油、耐火及噴射等)的混凝土施工和特種混凝土(如高強度、膨脹、特快硬、纖維、粉煤灰、瀝青、樹脂、聚合物、自防水等)的研究和推廣套用，使具有百餘年歷史的混凝土工程面貌一新。
1)混凝土的製備
混凝土的製備指混凝土的配料和拌制。
混凝土的配料，首先應嚴格控制水泥、粗細骨料、拌和水和外加劑的質量，並按照設計規定的混凝土強度等級和混凝土施工配合比，控制投料的數量。
混凝土的拌制就是水泥、水、粗細骨料和外加劑等原材料}昆合在一起進行均勻拌和的過程。拌和後的混凝土要求均質，且達到設計要求的和易性和強度。
混凝土的製備，除工程量很小且分散用人工拌制外，皆應採用機械攪拌。混凝土攪拌機按其攪拌原理分為自落式和強制式兩類。雙錐反轉出料式攪拌機是自落式攪拌機中較好的一種，宜用於攪拌塑性混凝土。它在生產率、能耗、噪聲和攪拌質量等方面都表現較好。強制式攪拌機的攪拌作用比自落式攪拌機強烈，宜用於攪拌乾硬性混凝土和輕骨料混凝士。
混凝土攪拌站是生產混凝土的場所，混凝土攪拌站分施工現場臨時攪拌站和大型預拌混凝土攪拌站。臨時攪拌站所用設備簡單，安裝方便，但是人勞動強度大，產量有限，噪聲污染嚴重，一般適用於混凝土需求較少的工程中。在城市內建設的工程或大型工程中，一般都採用大型預拌混凝土攪拌站供應混凝土，其機械化及自動化水平一般較高，用混凝土運輸汽車直接供應攪拌好的混凝土，然後直接澆築入模。這種供應“商品混凝土”的生產方式。在改進混凝土的供應、提高混凝土的質量以及節約水泥、骨料等方面，有很多優點。
商品混凝土是今後的發展方向。在國內一些大中城市中發展很快，在不少城市已有相當的規模，有的城市在一定範圍內已規定必須採用商品混凝土，不得現場拌制。
2)混凝土的運輸
混凝土從攪拌機中卸出後，應及時送到澆築地點。混凝土運輸分水平運輸和垂直運輸兩種情況。常用水平運輸的機具主要有攪拌運輸車、自卸汽車、機動翻斗車、傳動帶運輸機、雙輪手推車。常用垂直運輸的機具有塔式起重機、井架運輸機、混凝土泵。
混凝土攪拌輸送車兼輸送和攪拌混凝土的雙重功能，可以根據運輸距離、混凝土的質量要求等不同情況，採用不同的工作方式。混凝土攪拌輸送車到達現場後，攪拌筒反轉即可卸出拌和物。
使用混凝土泉輸送混凝土是將混凝土在泵體的壓力下，通過管路輸送到澆築地點，一次完成水平運輸、垂直運輸及結構物作業面水平運輸。混凝土泵具有可連續澆築、加快施工進度、縮短施工周期、保證工程質量、適合狹窄施工場所施工和有較高的技術經濟效果(可降低施工費用20%～30%)等優點，故在高層、超高層建築及橋樑、水塔、煙囪、隧道等各種大型混凝土結構的施工中套用較廣。
3)混凝土的澆築搗實
混凝土澆築要保證混凝土的均勻性和密實性，要保證結構的整體性、尺寸準確，鋼筋、預埋件的位置正確，拆模後混凝土表面要平槎、密實。
混凝土澆築應分層進行，以使混凝土能夠成型密實。澆築工作應儘可能連續，當必須自間歇時，其間歇時間宜縮短，並在下層混凝土初凝前將上層混凝土澆築振搗完畢。混凝土的運輸、澆築及間歇的全部延續時間不得超過規定要求。當超過時，應按留置施工縫處理。
混凝土拌和物澆入模板後，稀疏鬆狀態，其中含有占混凝土體積5%～20%的空隙和氣泡。而混凝士的強度、抗凍性、抗滲性以及耐久性等，都與混凝土的密實性有關。因此，混凝土拌和物必須經過振搗，才能使澆築的混凝土達到設計要求。
4)混凝土的養護
為了保證混凝土有適宜的硬化條件．使其強度不斷加大，必須對混凝土進行養護。混凝土養護方法分人工養護和自然養護。人工養護就是用人工來控制混凝土的養護溫度和濕度。使混凝土強度加大。如蒸汽養護、熱水養護等。人工養護主要用來養護預製構件。而施工現場現澆構件大多採用自然養護方式。自然養護就是指在平均氣溫高於+5℃的自然條件下，於一定時間內使混凝土保持濕潤狀態。自然養護分灑水養護和噴塗薄膜養生液養護兩種。
結構吊裝工程
結構吊裝工程就是用起重機械將在現場(或預製廠)製作的鋼構件或混凝土構件，按照設計圖的要求，安裝成一幢建築物或構築物。裝配式結構施工中，結構吊裝工程是主要工序，它苴接影響整個工程的施工進度、勞動生產率、工程質量、施工安全和工程成本。
(1)起重機械與吊具設備
結構安裝施工常用的起重機械有桅桿式起重機、自行桿式起重機、塔式起重機等幾大類。
桅桿式起重機製作簡單、裝拆方便、起萋量大、受地形限制小，但是它的起重半徑小、移動較困難，一般適用於工程繁集中、結構重鏈大、安裝高度大以及施T現場狹窄的多層裝配式或單層工業廠房構件的安裝。自行桿式起重機靈活性大、移動方便，能為整個建築工地服務。起重機是一個獨立的整體，一到現場即可投入使用無須進行拼接等工作，施工起來更方便，只是穩定性稍差。是結構安裝施工最常用的起重機械。塔式起重機一般具有較大的起重高度和工作幅度，工作速度快、生產效率高。廣泛用於多層和高層裝配式及現澆式
(2)鋼筋混凝土排架結構單層工業廠房結構吊裝
單層工業廠房的結構吊裝，通常有兩種方法：分件吊裝法和綜合吊裝法。
1)分件吊裝法就是起重機每開行一次只安裝一種或一、二種構件。通常分三次開行即可吊完全部構件。這種吊裝法的一般順序是：起重機第一次開行，安裝柱子；第二次開行，吊裝起重機梁、連繫梁及柱向支撐；第二次開行，吊裝屋架、天窗架、屋面板及屋面支撐等。
2)綜合吊裝法(又稱節間吊裝法)是一台起重機每移動一次，就吊裝完一個節間內的全部構件。其順序是：先吊裝完某一節間柱子，柱子固定後立即吊裝這個節間的起重機梁、屋架和屋面板等構件；完成這一節間吊裝後，起重機移至下一個節間進行吊裝，直至廠房結構構件吊裝完畢。
由於分件吊裝法構件便於校正、構件供應較單一、安裝效率較高、有利於發揮機械效率、減少施工費用，所以是較常用的一種吊裝方法。
(3)裝配式框架結構安裝方法
裝配式鋼筋混凝土框架結構是多層廠房與民用建築常用結構之一。這類裝配式建築是以鋼筋混凝土預製構件組成主體骨架結構，再用定型裝配件裝配，分為維護、分隔、裝修、裝飾以及設備安裝等部分。裝配式框架結構主要有梁板式和無梁式兩種結構形式。梁板式結構由柱、梁(包括主梁、次梁)及樓板組成。尤梁式結構由柱、柱帽、板(柱間板、跨間板)組成，這種結構大多採用升板法施工。
鋼結構工程
(1)網架結構的安裝
1)高空散裝法。這是將網架的桿件和節點(或小拼單元)直接在高空沒計位置總拼成整體的方法。
2)分條(分塊)吊裝法。將網架從平面上分割成若干條狀或塊狀單元，每個條(塊)狀在地面拼裝後。再由起重機械吊裝到設汁位置總拼成整體。
3)高空滑移法。將網架條狀單元在建築物上由一端滑移到另一端，就位後總拼成整體的方法。
4)整體提升及整體頂升法。將網架在地面就位拼成整體，用起重設備垂直地將網架整體提(頂)升至設計標高並固定的方法。
5)整體吊裝法。將網架在地面總拼成整體後，用起重沒備將其吊裝至設計位置的方法。
(2)薄殼結構施工
1)薄殼結構有支架高宅拼裝法。在地而上將拼裝支架搭至設計標高，然後將預製殼板吊到拼裝支架上進行拼裝。這種吊裝方法不需要用大型起重設備，但需一定數量的拼裝支架。
2)薄殼結構無支架高空拼裝法。利用已吊裝好的結構本身來支持新吊裝的部分，不需要拼裝架。當薄殼結構呈放射形分圈分塊時，可用此法拼裝。
