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隨著社會經濟的不斷發展,建筑行業也逐漸的邁向了成熟化。與發達國家相比,超高層建筑中鋼結構的應用在我國的起步比較晚,但隨著超高層建筑的不斷發展,鋼結構技術在建筑建設中的應用也越來越廣泛。鋼結構是指以鋼材為材料做成受力構件的結構,因其具有承載力強、自重輕、強度高、施工快以及抗震強等優點。在國外,鋼結構在建筑設計中的應用已經有很久遠的歷史了,而我國在建筑中應用鋼結構起步較晚。隨著社會經濟的不斷發展,建筑行業也逐漸邁向成熟化,超高層建筑也越來越多,高層建筑對鋼結構的需求也在不斷的增加,而目前,建筑鋼結構在超高層建筑中的應用也就越來越廣泛。土木工程在結構的方面,通常會在兩種材料中進行選擇,一種是鋼筋混凝土結構,另外一種是鋼結構。兩種土木工程的結構是適用于不同的工程中的,主要是從結構的使用效果方面進行考慮的,而且還要考慮施工的成本以及使用后的實際效果。因此,鋼結構在土木工程中的使用中是非常的重要的,鋼結構的施工有很多的因素,施工企業是要十分的重視的。鋼結構在土木工程的施工中是存在優點和缺點的,施工的企業一定克服鋼結構的缺點,使得鋼結構的優點可以在土木工程中得以最大的發揮。
1 土木工程中鋼結構的特點
在土工工程中,鋼結構的使用是非常的多的,這主要是因為鋼結構的特點決定的。
1.1 鋼結構的強度
在施工的工程中,選擇哪種施工的結構構件,是由構件的強度決定的。材料的強度主要是由材料的承受能力和材料的使用效果決定的。土木工程中使用鋼結構是由于鋼結構的構件的性能決定的。鋼結構的性能是由國家的標準決定的,土木工程中使用的鋼結構一定是符合國家的相關標準決定的。土木工程選擇鋼結構而不是鋼筋混凝土,主要是因為使用鋼結構可以減少物料方面的消耗,使得施工的企業可以在一定程度上獲得更高的經濟利益。
1.2 鋼結構的剛度
結構在使用后會不會出現振動和變形的情況主要是由于構件的剛度決定的,構件的剛度又是同構件與連接件的分布決定的。在土木工程中,鋼結構的剛度是比鋼筋混凝土的結構有很明顯的差別的,鋼筋混凝土的剛度比鋼結構的剛度小很多,所以土木工程選用鋼結構更加能保證工程的施工質量。
1.3 鋼結構的延性
材料的延性是指材料在拉伸的過程中會不會出現變形的情況,在一般的結構中,延性的設計主要在抗震的設計中比較常見,因此,延性也是地震設計中一項重要的參考依據。在地震中,幸存的建筑物的設計結構的延性都是非常的好的。鋼結構目前是使用非常廣泛的,而且是延性很好的施工材料。在土木工程的施工中,一般都會出現很多鋼結構的建筑,這也是鋼結構可以大量使用的前提。
1.4 鋼結構的韌性
建筑材料的韌性通常表現為材料在制造、安裝和使用的過程中可以承受的多大的變形力的作用,鋼結構在安裝的過程中可以承受非常大的力的作用,這也是鋼結構可以大量使用的一個前提條件。鋼結構在安裝的時候通常會進行必要的彎曲、打孔和剪切,在鋼結構受到這些力的作用的時候,通常是很少會發生變形的韌性也會受到溫度的影響,所以,生產企業一定要選擇好材料進行鋼結構的生產。
2 土木工程中鋼結構的缺點
雖然鋼結構具有很多的有點,但是事物都不是完美的,有優點就一定會有缺點存在,鋼結構在應用和施工的時候會出現一下幾方面的缺點。
2.1 鋼結構材料方面的缺點
雖然在一定程度上,鋼結構的剛度是大于鋼筋混凝土的,但是在某一個特定的條件下,鋼結構的剛度是要小于鋼筋混凝土的剛度的,之所以會出現這種情況,是由于鋼結構的構件的尺寸影響的,所以,鋼結構的生產企業一定要重視構件尺寸的問題。
2.2 鋼結構設計方面的缺點
在進行鋼結構的設計的時候,一定要根據實際要進行的工程進行參考,要使的鋼結構的功能要求符合正在進行工程的建筑的結構的要求,設計的人員在設計的時候一定要從實際的情況出發,不能根據自己的想象去進行不和實際的結構的設計,這樣設計出來的鋼結構在使用以后,也不會到達預想的使用效果,可能有些鋼結構根本就無法進行施工。所以,設計的人員在設計鋼結構的時候,一定要進行綜合的考慮,設計出來最好的產品。
2.3 鋼結構的使用年限方面的缺陷
混凝土結構號稱永不損壞,但是鋼結構一般的使用壽命只有五十年,如果鋼結構用在住宅建筑中,那么人們想到自己花費終身積蓄而購買的房子只能住五十年,會讓很多人喪失購買的欲望。不過隨著保險業的發展,住宅壽命問題應該相對容易解決。
3 土木工程中鋼結構施工的要點
整體來說,鋼結構的施工流程是比較復雜的,并且建筑的要求不同,在細節上也有很大的差異性。
3.1 鋼結構的選材與連接
鋼材通常分為板材、型材、金屬制品以及管材四大類。土木工程中的建筑鋼材通常采用普通的低合金鋼、優質碳素結構鋼以及普通碳素鋼等,碳鋼的塑性比較低,但是硬度強度比較高。在鋼結構中,柱子截面一般多為箱形截面或者寬翼緣“工”字形,另外還有“十”字形截面等等;梁多數是焊接或者軋制的“H”型鋼梁,如果要求特殊也可以符合截面,在安裝前要對主要的焊接接頭做焊接工藝的試驗,定出焊接的格料和各項參數。梁與梁之間、梁與柱之間的連接,可以采取焊接連接或者高強螺栓連接,要注意高強螺栓的連接孔位的精度。
3.2 鋼構件的堆放以及選擇安裝機械地點
通常情況下安裝結構的用地面積應該比結構占地面積要大。依照安裝流水的順序,從中轉堆場配套運送至現場的鋼構件要采用裝卸機械把其安置于安裝機械的回轉半徑內。如果因為運輸的原因造成了構件的變形,則在施工現場就要加以矯正。一般鋼結構的安裝采用的是塔式起重機,臂桿長度要有夠的覆蓋面,并且起重能力要相應足夠,從而滿足各種不同部位構件的起吊要求。鋼絲繩容量也要能滿足起吊的高度要求;起吊速度有足夠的檔次可以滿足安裝要求。在多機作業的情況下,臂桿的高差要足夠,以避免不安全的碰撞,保證安全運轉。
3.3 鋼結構油漆工藝的流程
首先把金屬的表面清理干凈,然后再做除銹。手工處理先用鋼絲反復刷打,再用精砂布打磨,使得表面光亮、平滑,然后再用棉紗或者紗布把打磨下的銹粉和浮灰清理干凈。在涂漆前要保證金屬表面的干燥,如果有水則要立即擦干。在涂漆的時候,要刷細、刷滿、涂刷到位,并且要注意鉚孔內不能有涂料涂入。待到防銹漆干燥后,采用和油漆配套的膩子把構件的表面缺陷刮平。可以在膩子中加入適量的紅丹粉或者厚漆,從而增加其干硬性。在膩子干燥后要打磨平整,并清理干凈。刷涂面漆時要多理多刷,油要不流不墜、飽滿均勻、色澤光亮一致,涂刷后要及時檢查避免漏刷。
4 結束語
土木工程在結構的方面,通常會在兩種材料中進行選擇,一種是鋼筋混凝土結構,另外一種是鋼結構。兩種土木工程的結構是適用于不同的工程中的,主要是從結構的使用效果方面進行考慮的,而且還要考慮施工的成本以及使用后的實際效果。因此,鋼結構在土木工程中的使用中是非常重要的,鋼結構的施工有很多的因素,施工企業要十分重視。
參考文獻:
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1 土木工程中的大體積混凝土概述
1.1 大體積混凝土的定義
混凝土是建筑工程中不可或缺的材料之一,它主要是由砂石、骨料、水泥和水等物質按照一定的比例混合攪拌而成,而大體積混凝土若是從字面上理解,就是體積較大的混凝土構件,但這種解釋顯然是不準確和片面的。
對于大體積混凝土的定義,各國均有不同的界定,如日本的JASS5中對大體積混凝土的定義為:結構斷面最小厚度為0.8m以上,水化熱引起混凝土內部最高溫度與外界氣溫之間的差超過25攝氏度的混凝土,即大體積混凝土;美國ACI則認為:任何就地澆筑的大體積混凝土,其尺寸之大必須要求解決水化熱引起的體積變形問題,以此來減少混凝土裂縫;根據我國現行的GB50496-2009中的有關規定,可將大體積混凝土定義為:混凝土結構物實體的最小尺寸大于等于1m的體量較大的混凝土,或是有可能因為混凝土中原材料水化熱引起溫度變化和收縮造成有害裂縫產生的混凝土。該規范中對大體積混凝土的定義可簡單理解為以下兩個方面:一方面是結構物實體斷面尺寸大于等于1m;另一方面是混凝土內、外部溫差大于25攝氏度。
1.2 土木工程中大體積混凝土存在的部位
在土木工程中,大體積混凝土一般都存在于結構的基礎部位,如筏板基礎中的底板、高層建筑的基礎承臺、橋梁結構的柱墩、特種結構的基礎等。正是因為大體積混凝土都出現在結構的基礎部位,所以它的質量優劣,直接關系到整個結構的質量,為此,必須在大體積混凝土中施工過程中,采取合理、可行的施工技術,并做好施工質量控制,以確保混凝土的整體質量。
1.3 大體積混凝土的特點分析
大體積混凝土最為典型的特點是水泥使用量較大、斷面多、結構表面容易產生裂縫等。由于水泥水化后會釋放出大量的水化熱,從而會使混凝土產生出較大的收縮應力和溫度應力,當這部分應力超出混凝土承受極限時,便會造成混凝土表面開裂,隨著裂縫的出現,混凝土結構的整體性、耐久性和防水抗滲性必然會受到嚴重影響。所以,在大體積混凝土施工時,必須采取有效地措施防止裂縫的產生。
2 建筑結構中大體積混凝土施工質量控制措施
2.1 施工準備階段的質量控制要點
(1)原材料選用。
①水泥。為了有效地避免大體積混凝土開裂的情況發生,必須合理選用水泥,一些低水化熱的水泥應作為首選,如礦渣水泥、火山灰水泥等。同時在確保混凝土強度符合設計要求的條件下,應盡可能減少水泥用量。在實際施工中,應建立一套較為嚴格的水泥選用標準,由于水泥用量較大,很難按照施工要求的數量一次性進場,這就需要加強對水泥質量的檢驗,質量不合格或是不符合設計要求的水泥不得進入施工現場,這有助于確保混凝土的整體質量。
②骨料。粗骨料可選用碎石或是卵石,其最大粒徑不得超過鋼筋最小間距的3/4,若是采用泵送時,應根據管道直徑確定最大粒徑,同時粗骨料中不得含有有機雜質,含泥量應小于等于1%。而細骨料則宜選用中砂或是粗砂,含泥量應小于等于3%,采用泵送時,砂的細度模數應控制在2.6-2.8這一范圍內。
③粉煤灰。其屬于一種摻和料,不僅能夠提高混凝土的可泵性及和易性,而且還能減少水泥用量,有利于降低水泥水化熱。粉煤灰的選擇應注意細度和粒度,磨細加工應達到一級標準。需要注意的是,在建筑地下室大體積混凝土施工時,粉煤灰的摻入量不得影響到混凝土的抗滲性能,應通過計算來確定,絕對不可隨意加大或是減少。
④外加劑。在大體積混凝土施工中,常用的外加劑主要有以下幾種:防水劑、減水劑、膨脹劑以及緩凝劑等。合理選用外加劑能夠減少水的用量,這樣也可以起到降低水化熱的作用。外加劑的實際用量應通過試驗確定。
(2)混凝土配合比設計。
在對混凝土配合比進行設計時,應盡可能利用其60d或是90d的強度作為依據,這樣可以減少水泥用量,但采用這種設計方法時,必須經過設計單位同意,而且還應滿足施工荷載的要求。混凝土配合比應當按照所用材料并通過試配進行確定,通常情況下,水泥用量應控制在260-300kg/,水灰比則應小于等于0.6,泵送時砂率應控制在0.4-0.45為宜,并按照配合比設計要求嚴格控制坍落度,不得通過加水的方式隨意增大坍落度。
2.2 大體積混凝土施工階段的質量控制
(1)混凝土澆筑。
在進行大體積混凝土澆筑時,應當按照整體連續不間斷的要求,并充分結合結構尺寸、鋼筋疏密程度以及混凝土供應情況等條件進行;基礎底板厚度超過1.3m時,應采用分層法進行澆筑,分層厚度應控制在0.6-1.0m為宜,而大塊底板應在平面上將其分為若干個小塊進行施工,這樣有利于減少溫度和收縮應力,從而降低裂縫的產生幾率;為了進一步減少混凝土底板的內外約束,可在澆筑前在基層上設置滑移層;進行分層澆筑時,上層鋼筋的綁扎應當在下層混凝土達到一定強度后進行,同時為了提高分層澆筑各層之間的結合度,應在下層混凝土表面上設置鍵槽;分層澆筑的間隔時間應為3-5d,并盡可能大于5d;若是夏季天氣較為炎熱時進行施工,應采取有效措施降低混凝土內部溫度,如在拌合水中摻入冰塊或是摻入適量的粉煤灰等等;為避免混凝土離析,當自由傾落高度大于2m時,應設置串筒,其與漏斗之間的間距不得大于3m;應采用振動棒對混凝土進行振搗,操作時應快插慢拔,每個點位的振搗時間不應低于30s,分層建筑時,振搗棒應插入下層5cm左右,這樣能夠消除層間接縫。
(2)混凝土養護。
大體積混凝土在澆筑完成后,應于12h內進行澆水覆蓋,并按照選用的水泥確定養護時間,如普通硅酸鹽水泥應不少于14d,礦渣、火山灰等水泥不得少于21d。夏季施工時,可以采用灑水、噴水、草袋覆蓋等方法對混凝土進行養護;冬季施工時,因環境溫度較低,應采用保溫材料提高混凝土表面及其四周的溫度,以此來減少混凝土的內外溫差,這樣能夠有效防止裂縫的產生。
3 結論
總而言之,大體積混凝土施工是一項較為復雜且系統的工作,由于影響施工質量的因素相對較多,為此,在實際工程中,必須采取科學合理、行之有效的措施控制好施工質量。這就要求施工人員必須熟練掌握大體積混凝土的施工技術,并在施工過程中嚴格按照規范和設計要求進行操作,只有這樣,才能確保工程項目的整體質量。
參考文獻
[1]朱偉.復雜地質條件下長大群樁及承臺大體積混凝土施工[D].西南交通大學.2009(6).
[2]朱曉君.港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫控制探討[A].國際航運協會2008年會暨國際航運技術研討會論文集[C].2008(5).
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地震災害是人類面臨的重要自然災害之一,它的發生具有突發性、隨機性,而且會對人民的生命財產安全產生了巨大的威脅。如何減少地震對人們的危害,是我們一直探索的。建筑作為人民生活的場所,更值得我們區深入探究如何加強其抗震性。結構減震控制是通過增加某些結構部位的強度和變形能力提高建筑結構的抗震性能,是土木工程中有效的防災減災方法。
1結構減震控制原理
結構減震控制指的是在建筑結構的某個特定部位設置某種控制裝置、機構或種子結構,當結構出現振動的時候,主動或被動的施加外力來改變或調整結構的動力作用或動力特性,從而有效降低結構的振動反應,其最終目的就是通過采取一系列控制措施和方法,降低建筑結構在地震等強動力荷載下的反應,增強建筑結構的穩定性能,為建筑結構的安全性提供保障。要減小結構的地震響應,需要從動力學角度出發,第一,考慮消震,即不讓地震輸入結構,從目前現狀來看,這種方法較難實現;第二,考慮減小建筑結構的慣性力,通過動力學原理發現,如果結構有著比較大的自振周期,那么它獲得的加速度就會相應減小,可通過隔震方法減小結構慣性力;第三,通過在結構上增加阻尼的方法,將一些地震作用轉移到阻尼上,降低結構所需負擔的地震作用;第四,人為增加構件,用這些構件的塑性變形消耗一部分能量,保護結構的整體性;第五,可考慮在建筑結構上附加一個當自身頻率合適時能夠使附加質量塊的運動方向與結構運動方向相反的系統,從而減小結構震動,達到結構減震的目的。
總之結構減震控制根據是否需要外部能量輸入可分為被動控制、主動控制、半主動控制、智能控制和混合控制。其中,被動控制指在結構的某些部件附加耗能裝置或子結構系統,或對結構自身的某些構件作構造上的處理以改變結構體系的動力特性。被動控制不需要外部能量輸入提供控制力,控制過程不依賴于結構反應和外界干擾信息。而且因其具有構造簡單、造價低、易于維護及無需外部能源支持等諸多優點,所以引起工程界的廣泛關注,成為應用開發的熱點,因而許多被動技術日趨成熟,并在實際工程中應用。
耗能減震是最常用的被動控制系統之一。耗能裝置 ( 元件) 和支撐構件共同構成耗能部件,裝有耗能部件的結構稱為耗能減震結構。結構耗能減震技術是在結構物的某些部件 ( 如支撐、剪力墻、結點、聯結縫或連接件、樓層空間、相鄰建筑間、主附結構間等) 設置耗能裝置或原件,通過耗能裝置產生摩擦,彎曲彈塑性滯形來耗散或吸收地震輸入結構中的能量,減少主體結構的地震反應。
2土木工程結構減震方法
2.1被動控制
被動控制是通過減震、隔震裝置來對振動能量進行消耗,并阻止振動在建筑結構中進行傳播,構造簡單,造價成本低,維護簡便,且不需要外部能源支持,在土木工程結構減震中的應用越來越廣泛。
(1)耗能減震
耗能減震是將結構中的一些構件比如支撐、支撐等設計成耗能部件,或者在建筑結構的某些部位比如連接處、節點處設置阻尼器,耗能部件和阻尼器在荷載作用較小的情況下處于彈性狀態,在強烈的荷載作用或振動作用下,耗能部件就會進入非彈性狀態,能夠大量消耗輸入結構的能量,避免荷載或振動作用進入主體結構造成結構進入非彈性狀態,為主體結構的安全提供了可靠保障。由于耗能裝置不同,耗能減震也可分為不同的體系,一種為耗能構件減震體系,常用的耗能元件有耗能支撐、耗能剪力墻等,另一種為阻尼器耗能減震體系,常用的阻尼器有金屬屈服阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器、粘滯性阻尼器等。耗能減震具有性能穩定、適用范圍廣、抗震性好、經濟實用、可靠性高、技術條件簡單等優點,比較適用于高層建筑和超高層建筑。
(2)基礎隔震
基礎隔震是在建筑物的上部結構與基礎之間設置控制機構,比如設置隔震消能裝置,從而減小或者隔離地震能量向建筑物上部結構傳輸,使上部結構的振動減小,避免地震給建筑物帶來危害。基礎隔震裝置必須具備一定的特性才能夠滿足結構減震需要,因此,裝置必須具有較大的變形能力,必須能夠提供較大的阻尼并具有較大的耗能,必須具有足夠的初始剛度和強度。比較常見的基礎隔震裝置有剛滯變阻尼器隔震裝置、夾層橡膠墊隔震裝置、摩擦隔震裝置等。基礎隔震對降低結構的自振頻率具有非常顯著的作用,是發展最早的結構減震方法,其在技術上比較成熟,具有構造簡單、性能穩定、耐久性高、經濟、減震效果顯著的優點,比較適用于剛性結構和中低層建筑。
(3)調諧減震
調諧減震主要是通過在建筑主體結構中附加一些子結構的方法,使主體結構在強震作用下,振動發生轉移,結構中的震動能量就能在原結構與附加結構之間得到重新的分配,大大降低了震動對原結構帶來的破壞。常用的調諧減震系統有調諧質量阻尼器、模式質量阻尼器、質量泵、調諧液體阻尼器、液壓質量振動控制系統等,這些調諧減震系統能夠有效減小地震反應。
2.2主動控制
主動控制是主要是以現代控制理論為基礎,通過外部能源的有效利用以及對結構反應的實時監測,當結構受到激勵振動的時候,計算出控制力,對結構施加控制力或者改變結構的動力特性,迅速將結構的振動反應降到最小,從而使結構在受派動過程中仍然能夠保持原始狀態,避免結構出現致命性損壞。主動控制主要是由傳感器、控制器和作動器三個部分組成的,傳感器的功能是對結構遇到振動時的反應情況進行測量,控制器則是對傳感器所測量到的信息進行處理,作動器可產生控制力,其所需的能量由外部能源提供。主動控制能夠很好的應用現代控制理論和最新研究成果。在主動控制中,作動器的控制力可連續變化,所以其有著極廣的控制頻率,對外界不同激勵具有很強的適應性,能夠取得很好的控制效果。常用的主動控制系統裝置主要有主動質量阻尼器、主動支撐系統、主動拉鎖系統等。
2.3半主動控制
半主動控制是通過少量的外部能源輸入提供控制力的,能夠通過控制裝置實時改變結構的剛度或阻尼等系統的參數,此,半主動控制屬于參數控制,控制過程主要依賴于結構反應信息或外干擾信息。半主動控制裝置不能同時實現與位移和速度相關的控制力,一般只能夠實現與速度有關的控制力。常見的半主動控制系統有主動調諧參數質量阻尼系統、可變阻尼系統、可變剛度系統等,此方法具有裝置經濟、系統可靠、維護要求較低的優點,己廣泛應用于土木工程結構減震中。
2.4混合控制
混合控制是將主動控制和被動控制聯合起來應用,即將主動控制和被動控制同時應用于同一建筑結構減震中,可以將主動控制和被動控制兩種方法的優點充分發揮出來,彌補了單一控制方法的制約和不足,只需要小功率的能量輸入就能直接提供控制力,控制效果非常明顯,調諧范圍得以擴大,結構抗震系統的穩定性、實用性和安全性大大提升。
3結語
總之,結構減震控制是一項系統且復雜的技術,在土木工程中應用結構減震控制能夠有效提高建筑結構的抗震性能,減小甚至消除地震反應給建筑帶來的危害,具有廣闊的發展前景。隨著結構減震技術的發展,減震控制系統的造價也在不斷降低,土木工程減震結構建筑的經濟效益將會越來越凸顯,未來,結構減震技術和方法必將成為土木工程重要發展和應用趨勢。
參考文獻:
[1]開興軍,李小軍,劉萍.土木工程結構減震控制方法綜述[J]工業建筑.2006, 43 (8):59-G3.
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1.土木工程智能化結構的理論體系構成
1.1 土木工程智能化結構層次的發展
對于土木工程傳統結構而言,其結構較為被動,一經設計及制造后將很難對其性能及其使用狀態進行控制和預知,因而為土木工程傳統結構的使用及其維護帶來了諸多不便。為了有效解決此問題,研發出了一種在線監測結構,其使得傳統土木工程結構具有了在線監測的功能,為進一步探知土木工程的內部結構性能帶來了曙光,并為人們方便有效地了解土木工程結構的內部物理力學場的演變提供了技術支持,此即土木工程智能化結構發展的第一個層次;以在線監測結構為基礎,在結構中進一步引入了監測數據的智能化處理機制,這使得傳統結構擁有了自動化診斷、推理及感知的功能,使得土木工程智能化結構實現了第二種層次的發展;在智能化結構的第二層次基礎上進一步引入了自動化控制及自適應機制,使得結構能夠對耦合的動作系統進行必要的反應,因而實現了對土木工程結構的智能化控制,這即第三層次的智能化發展,例如,可對土木工程結構的開裂、變形、銹蝕、老化、損傷及動力振動等多種行為進行有效的抑制性控制,并在更高層次方面對土木工程的結構進行了保護和維修。
由此可見,在土木工程智能化結構的發展及演變過程中,根據其智能化程度的高低可將其分為如下三個層次:1)自感知土木工程結構,此為智能化結構中最為低級的形式;2)自診斷土木工程結構,對第一層次的智能化結果進行了進一步加工和處理,可對土木工程結構的內部力學物理場進行自動化計算,對結構定的目標參數進行自我診斷,并以結構自身行為的對策為目標進行自我推理等;3)智能化控制土木工程結構,其為智能化結構中的最高形式。此三種層次的關系見圖1。
1.2 土木工程智能化結構的主要類型
根據材料的不同,可將土木工程智能化結構分為如下兩種類型:1)嵌入式智能化結構。即在諸如鋼結構、鋼筋混凝土結構等基體材料中嵌入具有動作、傳感及控制處理等功能的儀器或材料,并集計算機軟、硬件技術于其中,通過傳感器對結構內部信息進行采集和檢測,經計算機的加工和處理后,將分析結果傳送至控制處理器中,控制處理器根據結果對各驅動元件進行指揮和激勵,使其執行相應的動作。通常而言,此類智能化結構僅需對傳統結構進行改進即可,無須對結構內部的力學性能進行額外研究,因此,容易實現傳統結構到智能化結構的平穩過渡,因此,也是該領域的研究熱點;2)基體及智能化材料耦合結構,這些結構材料自身即具有智能化功能,可根據自身物理及力學狀態的改變來對自身性能進行改變。例如,碳纖維混凝土材料可根據受力情況對其導電性能進行改變。因此,只要探測到這些改變即可獲得土木工程結構的內部物理及力學信息。
2.土木工程智能化結構的應用情況分析
根據上述理論體系可知,土木工程智能化結構主要是為了解決傳統土木工程結構在完整性、安全性、耐久性及結構強度等方面存在的問題。通過對土木工程建筑結構的相關性能進行預報及監測,不僅可以大幅度降低維修費用,還能夠有效增強其結構預測能力,通過在結構內部設置傳感器,即可對其性能進行實時性監測。由此可見,土木工程智能化結構的應用前景十分樂觀,并已經在高層建筑、大壩及橋梁等土木工程領域得到了較為廣泛的應用。例如不少橋梁工程已經進行了監測傳感器的布設,以便對施工質量及其安全狀態進行檢測,我國香港青馬大橋及國內的虎門大橋等也紛紛裝設了傳感系統,以監測大橋使用過程中的服役安全狀態。
2.1 土木工程結構損傷及其健康方面的檢測
諸如人工目測法等傳統檢測手段及無損檢測技術均為局部結構損傷檢測方法,很難對土木工程整體結構性能的退化情況進行預報,也無法對結構的損傷及健康情況進行診斷和監測。現代化檢測可采用具有自感知、自診斷新型的智能傳感元件,例如光導纖維、壓電材料、碳纖維以及半導體材料等構成的檢測設備,這樣不僅克服了傳統傳感器在監測方面的不足,還能對結構損傷進行靈敏性檢測,并對損傷及程度進行定位和表征。以結構失效的發生過程進行判斷:首先,是裂紋及損傷的發生;而后裂紋及損傷在應力的作用下進一步擴展;最后,當所累積的損傷超過某值后,裂紋以聲速進行擴展,并可能引發災難性的事故。因此,必須對重要結構的危險截面進行實時性監測,以及時探測到結構中所存在的細微損傷。其損傷診斷過程如下:1)信號的測量;2)特征信號的提取;3)進行典型損傷特征庫的構建;4)對損傷位置、程度及類型進行識別。
2.2 智能化材料的應用
根據應用情況可將智能化材料分為如下兩種:一種是傳感元件類的制作材料,其特點是對于內、外刺激強度具有感知功能,例如,應力、光、熱、化學、物理、磁輻射及電等刺激。此類材料即所謂的感知材料,其主要包括了壓電高分子、壓電陶瓷、應變合金及光導纖維等傳感器材料。感知材料可能經電、磁場和溫度的變化而對其尺寸、形狀、剛度、內耗、振動頻率、阻尼及其他特性進行智能化改變,因此,可根據需求的不同對材料進行選擇,并加工出合適的驅動或執行元件。另一種即驅動器制作材料,包括磁流變體材料、電流變體材料、電致磁致伸縮材料、形狀記憶材料及功能凝膠等等,其特點是可以電場、磁場及溫度等的變化為依據對自身尺寸、形狀、剛性、位置、阻尼、頻率、結構或內耗等進行改變,從而使其具有環境自適應等功能。
3.結語
智能化結構是一項知識跨度大、開發難度高的一項新型學科,其研究意義重大、發展空間廣闊。隨著科學技術的發展,智能化結構已經在土木工程領域得到廣泛的應用,并且大大推動了土木工程的發展。在土木工程的交叉學科應用和結構設計理念中,智能化結構在很大程度上影響了它們的發展。因此,只有對智能化結構進行更為深入的研究和開發,才能使其在土木工程中發揮更大的優勢。此外,還應在傳統的智能化技術方面,引入集成化技術,以便對土木工程的智能化結構進行不斷創新和完善,從而進一步推動土木工程的發展。
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Keywords: tall template; Support system; Construction technology
中圖分類號:TU755.2文獻標識碼:A 文章編號:
前言:
目前,在我國的建筑施工中的坍塌事故中模板坍塌事故的發生是主要原因之一。其中高大模板占絕大多數。顯然在高大模板支撐的安全控制從施工前的模板設計、施工工藝和步驟、施工安全管理等因素緊密相聯。現在從以下幾個方面進行進一步的淺述:
一、高大模板的觀點
根據建設部建質[2004]213號文件關于《危險性較大工程安全專項施工方案編制及專家論證審查辦法》的規定,高大模板(支撐系統高度超過8m,或跨度超過18m,施工總荷載大于10KN/m2,或集中線荷載大于15KN/m的模板支撐系統)的專項施工方案必須組織專家評審。高大模板支撐屬于危險性較大工程,要編制安全專項施工方案,其施工方案須經過專家論證評審通過,方可實施施工。
二、 高大模板設計方面的考慮
1)對基礎考慮,當高、重、大跨度梁板模板 支架支承在下層結構樓面上時,則要考慮下層樓面的結構承載力,必要時要進行加固處理。 當模板支架支承在泥土地面上時,應在平整、夯實后加設滿足承載力要求的墊塊支承立桿, 并采取排水措施。
2)對材料的考慮,鋼管的承載力較大(可用步距調整),其平面間距主要受木枋的強度和 剛度影響。當木枋的強度和剛度滿足不了要求時,可考慮使用雙木枋(即兩條木枋疊起來使 用)。由于木枋長度一般都是長2m,因此設計時垂直梁軸線方向的間距可以先定下來,一般 為2m的1/2、1/4或比之略小,而沿梁軸線方向的間距則要通過試算來決定。
3)作為專項方案,應體現出“專”字,那么在工程概況中就應該較為系統、全面地書寫相關的內容。模板方案體現的是支架的材料、搭設方法、構件截面大小、樓層高低、支設的高度、地基土質承載力、排水以及建筑結構設計師的結構設計特點、特征等等。這些方面必須在工程概況中予以說明,使相關技術人員看了方案以后可以馬上能理解其做法及大概的注意事項。
4)模板圖標注問題,要標示出相應的平面、立面、剖面圖,就進行理論計算,這一點是必要的。如果說沒有了相關的圖示,就說明不了相互的關系,不要說審查人員不能校對,過了一段時間后有時連編制人員本人都無法復原,解釋不了相互之間的關系,所以必須有模板施工平面與大樣圖。
5)設計的取值
如恒載的計算中,要注意不要把鋼筋混凝土與素混凝土的容重(25KN/m3和24 KN/m3)混回一談,不要在計算了鋼筋混凝土的重量后,重復計算鋼筋的重量。可靠一點的計算方法應該把構件內含的鋼筋用量單獨測算,盡可能不要采用籠統計算方式。特別是大截面的轉換梁,其配設的鋼筋用量不是一般的,往往會遠遠超過一般用量。這樣的計算會比較符合實際,結果也會更加合理。
6)計算公式
在計算多跨連續梁的最大彎矩、剪力時,要注意正確取用相應的系數,要分清恒載和活載的系數關系。如四跨連續梁彎矩的最大位置是在第二支座處,靜荷均布載時系數為-0.107、集中單荷載時系數為-0.161、集中雙荷載時系數為-0.286等都是不一樣的;在方案的編制過程中,如四跨連續梁不要 單把彎矩的最大點選在跨中,如取值不當,計算結果將相差30~50%,影響相當大。
7)最不利荷載組合
計算中最不利的情況有兩層意思:一是荷載最不利;二是位置最不利,沒有進行組合。
一般的計算q=1.2q靜+1.4q活,但事實上對構件的受力不應是這樣簡單的組合,它應該有一個最不利的組合。
8)扣件抗滑移力取值,特別是對雙扣件的最大允許抗滑移力取值,編制方案時在單扣件不能滿足抗滑要求時,采取多扣件進行加強。對最大允許抗滑移力不能只是簡單的數字之和,如單扣件最大允許抗滑移力是KN,雙扣件就簡單的認為是2nKN等。采用節點上托支撐較好解決扣件抗滑問題。
9)注意在構造上的錯誤,在編制方案時要將基本的構件關系聯系上滿足符合實際情況。如大梁下的木楞條是橫放還是縱放,木楞條的截面擺設等等,這些方面看看是小東西、是小問題,但一到計算時就是大問題,直接關系到結構體系,先算什么、后算什么就是在此體現。又如掃地桿問題,編制方案時要注意做到縱橫拉結,起到雙向約束作用。
10)梁與板的支架整體考慮,梁與板的支架要有一個統一的構造措施:相互間要進行有效連接,縱橫間距一致;中間水平支撐(拉桿)要在同一個高度;整體的構造要系統化,計算梁的支模架時要考慮部分板的荷載;系統考慮豎向構件和水平構件的先后施工順序和穩定關系等等。
三、施工工藝上的要求
1)由于施工中產生的振動荷載較大,豎向支撐由扣件式鋼管腳手架組成,而安裝的誤差 很難保證桿件在豎直的一條線上,因此扣件式鋼管腳手架要排列整齊和順直,并要及時安設好縱橫向水平拉桿、剪刀撐等。上下層立桿采用的對接扣件應按規范要求交錯布置。組合鋼門架加工制作應選擇有資質的制作廠家,制作質量必須符合設計要求;各桿件搭接及螺栓擰緊度必須符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規程》(JCJl30-2002)規定。
2)施工搭設時要測算好梁底、板底的標高,一般約至梁底、板底要預留有安裝上托位置。模板支撐有時也可能采用可調底座進行標高調節,《規范》亦有提及,但在實際施工中,特別是高支撐,當支撐系統整體基本搭設完成后,想利用可調底座進行局部的調節是難于操作的,而可調上托操作起來就容易得多。當施工到設計標高時,可采用可調上托配合調節使用,但其伸出的長度不宜超過300mm。當可調上托無法滿足施工要求,可能要截短超出部分的鋼管,對鋼管以后的再使用不利,甚至好象有點浪費,但跟整體施工安全來比是微不足道的。如果在施工前中能事先做好立桿模數的計算,并合理進行鋼管的長短選擇搭配,截短鋼管的現象還可以最大限度地避免。
3) 整體性構造層的要求:
a.當支撐架高度≥20m或橫向高寬比≥6時,需要設置整體性單或雙水平加強層;
b.單水平加強層可以每4--6米沿水平結構層設置水平斜桿或剪刀撐,且須與立桿連接,設置斜桿層數要大于水平框格總數的1/3;
c.雙水平加強層在支撐架的頂部和中部每隔10--15m設置,四周和中部每10--15m設豎向斜桿,使其具有較大剛度和變形約束的空間結構層;
d.在任何情況下,高支撐架的頂部和底部(掃地桿的設置層)必須設水平加強層。
4)混凝土的施工步驟注意事項
a)合理安排混凝土的澆筑順序。先將柱、梁、板鋼筋及模板全部施工完畢,待澆筑混凝土時,先澆筑柱混凝土至框架梁底,然后再緊跟著澆筑梁、板混凝土。
b)采用泵送混凝土時,不得將混凝土泵管固定在支撐系統上,避免混凝土泵的振動推力破壞支撐系統的整體穩定性。
四、施工安全管理工作
1)搭設過程中施工員、技術員、質安員跟班檢查,對搭設過程中存在的問題及時指出,并監督整改。
2)要組織多名經驗豐富、責任心強的同志組成支架監控驗收小組,從材料進場到支架成型對每道工序分段分層進行過程檢查。
3)搭設完成的支架由總工程師、安全總監共同組織相關人員對支撐體系進行全面檢查,合格后才能進入下道工序。
4)預壓是檢驗支架是否安全的最后一道關口,項目部要根據支架承受荷載的大小,可采用沙袋堆載預壓方式進行堆載預壓以確保支架穩定。
5)混凝土澆筑施工過程中,應安排專人進行監測,一旦發現支撐系統有變形、松動等異常現象,要立即停止施工,組織人員進行修整加固,不得僥幸蠻干,保證施工安全。
篇6
一、單一土木工程專業從業能力的限制
1.土木工程專業的培養目標和能力結構
2011年國家住房和城鄉建設部頒布了由高等學校土木工程學科專業指導委員會制定的《高等學校土木工程本科指導性專業規范》(以下簡稱《規范》),再次申明了土木工程本科專業的培養目標:培養適應社會主義現代化建設需要,德智體美全面發展,掌握土木工程學科的基本原理和基本知識,經過工程師基本訓練,能勝任房屋建筑、道路、橋梁、隧道、鐵道等各類工程的技術與管理工作,具有扎實的基礎理論、寬廣的專業知識,較強的實踐能力和創新能力,具有一定的國際視野,能面向未來的高級專門人才。
畢業生能夠在有關土木工程的勘察、設計、施工、管理、研究、教育、投資和開發、金融與保險等部門從事技術或管理工作。
《規范》要求土木工程本科專業的學生除了應該具有一定的知識結構和人文、科學與工程的綜合素質外,還應具有一定的能力結構,即應用工程科學的能力和具有較強的解決土木工程實際問題的能力。目前我國普通高等院校土木工程專業的畢業生,顯然還不能完全具備上述能力。
2.學校培養和社會需求之間的差距
普通高等院校土木工程本科專業的畢業生,最近幾年除一部分學生考取碩士研究生選擇繼續深造之外,其余的畢業生80%左右選擇到建設施工單位就業,學生畢業后將直接從事施工企業的技術、管理與經營工作。通過對歷屆畢業生的走訪調查,發現畢業生一般都能夠勝任土木工程技術層面的現場施工技術工作,卻很難在短時間內適應企業的管理決策層面的工作,這種情況已不能滿足自己“先技術、后管理、再創業”的職業生涯規劃要求。
對用人單位的調查顯示,企業目前對掌握多種專業知識和技能的復合型人才表現出很高的渴求度。現在企業在招聘大學生時非常看重學生的綜合素質和能力。學生一旦進入企業,可能剛開始做的是工程設計或施工現場的技術工作,但是如果畢業生技術工作過硬同時又懂經營管理,經過一定時間的實踐鍛煉,企業必將把他培養成中層管理人才。這樣的學生潛力更大,發展空間也更廣,也更能適應企業的發展和需求。
在工程建設的具體實施過程中,技術、經濟和管理各方面專業知識聯系緊密、相輔相成。作為一名合格的專業工程師,即使專門負責某項技術工作,在實施過程中也不可避免地要考慮節省成本、控制進度、滿足合同要求等相關因素。目前我國普通高等院校土木工程本科專業教育普遍面臨培養模式單一、專業面過窄、課時壓縮、缺乏個性等問題,培養的土木工程專業畢業生知識結構比較單一,能夠成為某一個技術領域的專家型人才,卻很難適應現代化工程管理的需求。
二、選修工程管理輔修專業的優勢
土木工程專業的畢業生在基層工作一定時間,夯實工作基礎,就有可能進入企業管理層,或者成為項目經理。此時需要從宏觀層面管理整個工程,除考慮技術因素外還需要考慮項目的資金鏈和組織管理。選修過工程管理輔修專業的學生和只學習單一土木工程專業的學生相比,優勢在于可以同時掌握組成建設工程項目的兩個核心要素——經濟和技術,可以從經濟和技術兩方面來考慮工程的可行性,更加能夠保證項目在特定經濟條件下的順利實施。具體而言,選修工程管理輔修專業的同學和只學習單一土木工程專業的同學相比,具有如下優勢。
1.知識結構體系更完善
土木工程與工程管理兩個專業同屬一個大的知識領域,土木工程專業學生掌握相關工程管理專業知識對完善自身的知識體系和提高專業技能水平有很大幫助。參與輔修的學生除了能夠掌握土木工程專業所必需的基礎理論知識之外,還能夠掌握比較系統的管理學、工程經濟學、工程建設監理、工程項目管理、工程合同管理、土建工程造價、房地產開發、房地產估價、房地產經濟學、建筑企業管理學等方面的基本知識。參與輔修的學生不僅具有較強的分析、研究與解決土木工程專業一般工程問題的能力,還具有熟練的土建工程造價及工程量計算、工程經濟分析、工程項目管理能力,具有綜合運用所學土木工程技術知識、相關管理理論和方法、相關經濟理論、相關法律法規等方面知識從事工程管理的基木能力。
2.未來從業范圍更廣闊
在市場經濟高速發展的今天,人才市場對復合型人才的需求趨勢越來越明顯。這就要求畢業生不能僅僅掌握單一的專業技能,還需要學習和掌握與自身專業相關的其他專業知識和技能。擁有良好的知識結構體系和廣博的專業知識面,就業競爭力明顯增強,未來的從業范圍也更加廣闊。選修過工程管理輔修專業知識的畢業生,具備了土木工程技術、管理學和經濟學的基本知識,掌握了現代管理科學的理論、方法和手段,知識、能力、素質協調發展。他們基礎扎實、知識面寬、適應性強、綜合素質高、富有求實和創新精神,屬于能在國內外工程建設領域從事項目決策和全過程管理的復合型高級管理人才。他們不僅能夠在有關土木工程的勘察、設計、施工、研究、教育等部門從事技術或管理工作,而且能夠在建設單位、設計單位、施工企業、工程監理單位、房地產企業、投資與金融領域、政府部門等從事工程項目管理、工程造價確定與控制、房地產開發與管理、資產評估等工程管理工作。
3.自身發展前景更美好
目前社會對土木工程專業人才的要求越來越高,崗位競爭也越來越激烈,崗位職務提拔的機會自然會優先考慮技能完善的人才。選修過工程管理輔修專業知識的畢業生,除具備土木工程專業的一般知識結構,還具備工程項目管理、房地產經營與管理、投資與造價管理及物業管理等方面的知識結構。他們具有進行工程項目可行性研究、一般土木工程設計、工程項目全過程的投資、進度、質量控制及合同管理、信息管理和組織協調的能力,具有分析和解決房地產經濟理論問題及房地產項目的開發與評估、房地產市場營銷、房地產投資與融資、房地產估價、物業管理和房地產行政管理的能力,具有項目評估、工程造價管理的能力,初步具有編制招標、投標文件和投標書評定的能力,具有編制和審核工程項目估算、概算、預算和決算的能力,具有物業的資產管理和運行管理的能力。在土木工程建設領域,既懂技術又懂管理的人才符合社會需求,在各個方面占有很大優勢,未來的職業發展前景更加美好。
4.獲取執業資格更容易
目前我國在工程領域普遍實行注冊工程師制度,從業人員需要通過國家統一組織的相關執業資格考試,成績合格,獲得由相關部門頒發的執業資格證書,并經在行業主管部門注冊成為注冊工程師,才具備在本行業的從業資格。目前和土木工程專業相關的注冊工程師主要有注冊結構師、注冊建造師、注冊監理工程師、注冊造價師、注冊房地產估價師、注冊資產評估師、注冊咨詢工程師等。在土木工程工作實際中需要考取的相關注冊證書,很多都涉及工程管理知識。比如國家一級注冊建造師考試的四門課程中,“項目管理”、“工程經濟學”和“建設法規”都是工程管理專業的課程內容。提前學習過相關理論知識,具有一定的專業基礎,更容易通過考試獲取執業資格。
三、開設工程管理輔修專業的建議
1.學生自主選擇是否輔修
土木工程專業每年的學生數量都很多,一方面考慮到全部輔修工程管理專業在師資、實習場地、實驗設備等方面對學校的負擔太重,另一方面也考慮到不同的學生職業生涯規劃不同,未來的就業方向不同,所以建議不要硬性要求全部學生都選修工程管理輔修專業,而應該讓學生根據自己的興趣特長和職業生涯規劃的不同,自主選擇是否參加輔修。
2.統一安排主輔修專業課程
將選修工程管理輔修專業的學生重新獨立安排班制,通過規范化的管理正確引導學生完成各項學習任務。采用主修專業和輔修專業并列學習的方式,輔修專業和主修專業課程統一設置和安排。輔修專業課程的開課時間將合理考慮學生主修專業的課程安排,利用富余時間完成相關課程的教學任務,避免學生上課時間發生沖突。
3.多方向設置畢業設計內容
畢業設計是培養學生動手能力和創新能力的最好手段,也是對高校培養目標和教育質量的最好檢驗,畢業設計的重點一定要放在培養學生創新精神和創新能力上。畢業設計或畢業論文的最終目的只有一個,就是將四年所學專業知識進行復習、綜合、運用和提高,培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。選修工程管理輔修專業的畢業生,畢業設計的內容不再局限于土木工程的建筑設計和結構設計,還可以完成建設項目可行性研究、建筑工程概預算的編制、項目管理規劃與施工組織設計、工程管理信息系統應用與開發、房地產價格評估等工程管理方向的設計內容,也可以撰寫工程管理專業畢業論文。
參考文獻:
[1] 高等學校土木工程學科專業指導委員會.高等學校土木工程本科指導性專業規范[M].北京:中國建筑工業出版社,2011.
篇7
Key words: local undergraduate college; local economy; civil engineering specialty; talents cultivation
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2011)23-0219-02
0引言
榆林學院位于陜西榆林市,榆林是盛產能源礦產資源地方,被譽為中國的“科威特”。榆林學院是一所省屬綜合性本科院校,也是國家級能源化工基地和歷史文化名城榆林唯一的普通高校。它的前身是創建于1958年的綏德師范學院。在2003年成功地從師范專科學校轉型為地方綜合性本科院校。土木工程專業于2005年經陜西省高等教育委員會批準設立,并于同年9月開始正式招生。無論從辦學條件、師資力量,相對于院校的同專業來說,榆林學院土木工程專業都是一個嬰兒。在教育部頒發的《普通高等學校本科專業目錄》和《工科本科引導性專業目錄》中將建筑工程專業調整為土木工程專業,設置了建筑結構工程、市政工程、建筑經濟與管理、道路與橋梁工程、巖土工程和水工結構工程等6個專業方向[1]。合并之后的土木工工程專業被稱之為“大土木工程”,它涵蓋了原來的建筑工程、交通工程、礦建、城鎮建設、工業設備安裝工程、飯店工程、涉外工程、土木工程等八個專業,范圍更廣、支系更多、科目更為復雜。近些年,“大土木工程”對人才培養的規格和模式提出了新的要求,使得地方本科院校土木工程專業不斷改革課程體系、優化課程結構,用以服務當地經濟。榆林學院土木工程專業正處于起步階段,而此階段人才培養的核心問題是如何在人才培養模式上凸顯“地方性”與“應用性”,怎樣能夠適應本地方經濟發展和區域建設的需要,尋找適應性較強的應用型人才培養模式。
1服務于地方經濟建設的本科院校人才培養目標的定位
服務于地方經濟建設的本科院校土木工程專業在人才培養模式上的凸出點在于“地方性”與“應用性”,那么地方經濟的建設需要應用性的高級技術人才[3]。從地方本科院校走出去的學生較大多數留在地方,為地方建設出份自己的力量。人才培養的模式中就要突出地方性,即地方高等學校培養的人才,主要用于為本地區服務。因此在本科培養教育的同時也要與本地區緊密結合起來,為本地區的經濟建設服務。
榆林學院處在榆林經濟大力發展的優勢下,城市及周邊的建設也在飛速發展,同時又是僅有的一所本科院校。榆林由于所處陜西最北邊,處于黃土高原和毛烏素大沙漠的交界地帶,因此環境相對較差。陜西省知名院校如西安建筑科技大學、長安大學、西安交通大學等畢業的學生大多數進入名企工作、大中城市工作或繼續學習。在這樣的就業情況下,使得榆林的市場中土木工程專業人才空缺較大。我校要抓住市場空缺,采用獨特的培養方案培養出一批獨具地方特色的土木工程人才。
在充分分析榆林地區社會、經濟發展的同時,準確地定位我校土木工程專業培養目標,首先,需找差距,這里的差距不僅僅是自己與重點院校的差別,還有學生質量的差距。其次,明確地方本科院校培養人才的去向,即為誰培養專業人才。土木工程專業為本行業的企事業單位的基層建設部門、中、小城市的大、中、小型建設管理部門輸送高級技術人才。再次,明確地方本科院校能夠培養出怎樣的高級人才。土木工程人才必須要是土建施工方面的技術人員,同時也要求技術人員具備建筑裝飾、給水系統,電氣、暖通空調設備安裝施工方面的知識;這些人才的特點是“現場工程師”,而不是研究開發型人才;同時還要有一定的管理知識、經濟知識、外語和計算機知識,相應的人文社會科學方面的素質,較好的心理素質和一定的社會交往能力。
從2005年招生以來,結合我校“立足榆林、輻射周邊,為榆林及周邊的建設培養應用型技術人才”的發展目標,本著“合理定位、明確方向、尋求特色”的專業建設指導思想,加強土木工程專業人才培養目標、模式的研究與實踐,強化課程體系建設和改革;重視學生實踐能力的培養;確保教學質量;加強師資隊伍建設,加強校企交流合作,結合設計院建設提高教學、科研水平;完善教學設施;強化教學管理制度建設,加大實施力度。密切聯系企業,服務經濟,服務社會,充分利用地域優勢,加強產學合作,積極與房地產、施工、監理、設計院等相關領域企業進行交流、協作,力爭實現校企相結合辦學。探索適合榆林地區及周邊省市經濟發展需要,大力培養土木工程專業人才,并與地方經濟相適應,將更有助于推動地方經濟的發展。
2地方本科院校土木工程專業培養特點
榆林學院土木工程專業提出擴寬專業口徑,增強人才的適應能力的培養特點,即“厚基礎,寬口徑”的教育思路[2],培養立足于地方,面向地方實際,滿足地方需求,注重素質教育的土木工程專業人才。
“厚基礎”的學生往往動手能力較弱,畢業以后更多選擇進一步的學習深造,較少傾向于生產第一線。因此,“寬口徑”是在建立在多種職能上,其中以一種職能為主的前提下,專業面盡可能地拓寬;而“厚基礎”指建立在一種具有厚實的、較寬的專業基礎之上的專門化教育。廣博與精深、通才與專才應當在矛盾的基礎上予以統一[4,5]。
以榆林學院為例,土木工程專業人才培養模式以厚基礎,寬口徑為主,同時還特別注重實踐教育。具體體現在以下幾點:第一,培養的學生首先要具備一定的生存發展技能。目前地方院校畢業生的就業壓力日趨增大,剛走出大學校門的學生由于缺乏實踐經驗,而被用人單位拒之門外。在學習理論的同時我校增加了“工程實訓”的課程;第二,培養特色應體現在學生較強的動手能力和良好的適應能力上,我校不斷開展各類建筑工程設計、實訓技能大賽。地方院校凝練專業特色,必須以能力培養為主導,強化實踐環節為重點,突出應用性和實用性;第三,在課程設置上,基礎理論知識以“必需、夠用”為原則,專業理論知識以“突出重點、兼顧其它”為原則。
3明確服務于地方經濟的本科土木工程專業知識結構、課程體系要求
3.1 劃分專業方向目前大多數院校將土木工程劃分為建筑工程、道路橋梁工程和巖土與地下工程方面,我校土木工程專業的專業方向設置現階段應以建筑工程方向為主,待土木工程專業師資、實驗條件等達到一定基礎后,在開設道路與橋梁工程、巖土工程專業方向。
3.2 優化本科土木工程專業的課程體系課程體系設置是實現人才培養目標和基本規格要求的主要依據和基本保障[6]。在滿足新的課程體系中應加強基礎理論教學,針對土木工程專業需要的知識結構、綜合素質要求,按照專業教育與素質教育相融合要求,結合我校教學計劃制定的相關文件,大體把內容和課程分為公共基礎課、專業基礎課、專業方向課和素質拓展課以及實踐教學部分。
專業基礎課要求學生掌握本專業基本的科學原理與工程的關系,以及它們在工程對象中的應用法則,掌握實驗、運算、分析的方法以及初步的設計方法,這是學生進一步學習專業課和分方向學習的重要基礎。課程包括高等數學、線性代數、大學物理、大學物理實驗、理論力學、材料力學、結構力學、電工電子學、工程制圖、房屋建筑學、土力學、土木工程材料、土木工程測量、混凝土結構設計原理等。
專業方向課要求學生掌握本專業主要的工程設計與工程施工的知識[7]。學生在大三開始根據個人特長、愛好與興趣、就業形勢、地方經濟建設需要等,從設定的三個專業方向中完整地選擇一個方向的課程組學習。在專業方向中分為專業方向限選課和任選課。對于限選課來說,選課時要求學生主修三個方向模塊中的一組課程,掌握一門學科的專業知識,具有從事某一行業工作的能力;而任選課可以根據個人的興趣愛好可以選一些認為有幫助的課程。
實踐性教學是土木工程專業非常重要的教學環節,對于培養具有創新精神和實踐能力的高質量人才有著不可替代的重要作用。加強土木工程專業實踐教學是培養模式革新的亮點。改變以往觀念陳舊、重課堂、輕實踐的現象,使得理論教學與實踐教學完美結合。我校實踐教學分為專業基本技能訓練、專業技能訓練和綜合能力訓練[8]。實驗與實踐環節要求工民建方向的課程包括混凝土結構與砌體結構設計、高層建筑結構設計、建筑結構抗震設計、土木工程施工組織設計、建筑結構試驗等,學完這些課程就具備了工業與民用建筑的設計、施工和管理的知識結構。專業素質拓展課要求學生在學習理論知識的前提下,還能夠熟練操作計算機繪圖,能夠看懂、讀懂專業文章,包括專業英語、建筑CAD、各種軟件培訓。
4結語
地方院校肩負著地方區域經濟建設輸送人才的重任,在構建有特色的土木工程專業人才培養模式時,不能單一的仿效重點高校的辦學模式,應認真分析地方特點和人才需求的特征,面向地方經濟建設,合理設置課程體系,這樣,培養的人才才能適應地方、服務地方。
參考文獻:
[1]劉西拉.迎接21世紀的挑戰――21世紀土木工程學科的發展趨勢[M].北京:科學出版社,1997,1-4.
[2]杜智民.土木工程專業人才培養體系的研究與實踐[J].長安大學學報哲學社會科學版,2001,(1).
[3]柳炳康.土木工程專業人才培養模式探討[J].合肥工業大學學報社會科學版,2007,(1).
[4]黃事爾,趙渝林,明承林,李文淵.寬口徑土木工程專業人才培養模式研究[J].高等建筑教育,2002,(1).
[5]王志騫.拓寬專業口徑培養適應時展的土木工程人才[J].西安交通大學學報社會科學版,2000,(4).
篇8
通過一個學期土木工程概論課的學習,我已經深深地感受到土木工程涵蓋的廣泛,體味了前人取得的成就,也領悟了作為一名土木工程師的重大責任。當然,我們不能沉浸于現已取得的輝煌成就,止步不前。我們還應當與時俱進,去挖掘,去發現,去思考,去想象,去創新。在此,作為一名中國未來的土木工程師,我想結合土木工程的歷史,結合我國的國情和世界形勢,談一談土木工程的可持續發展之路。
(EnglishSummary)
MyknowledgeaboutcivilengineeringhasbeenbroadenedsinceIbecameastudentofTongjiUniversity.
Civilengineeringisaformofhumanactivity.Humanbeingspursuedittochangethenaturalenvironmentfortheirownbenefit.Buildings,transportations,facilities,infrastructuresareallincludedincivilengineering.
Thedevelopmentofcivilengineeringhasalonghistory.Ourseniorshadleftalotofgreatconstructionstous.Forexample,ZhaoZhouBridgeistherepresentativeofourChinesecivilengineeringmasterpieces.Ithasahistoryofmorethan1300yearsandisstillserviceatpresent.
Civilengineeringhasbeensorapiddevelopmentoftheperiod.Alotofnewbridgeshavebeenconstructed,andmanygreaterplansareunderdiscussion.Chinaisalargecounty.Andsheisstillwelldeveloping.SothiserawillbebothexcitingandrewardingfortheChineseCivilEngineers.Andofcourse,civilengineering’sfutureispromising.
However,civilengineerswillbefacingmorecomplexproblems.Weshouldpayattentiontothegrowingpopulationandalotofdeterioratinginfrastructures.Weshouldprepareforthepossibilityofnaturaldisasters.Tomeetgrowneedsinthefuture;weshouldalsotrytoupdateallthetransportationsystems.
Todealwiththeseproblems,wewillhavetodevelopinnovativeandenterprisingskills.Andweshouldchooseawaythatwecangocontinuously.HazardMitigationmaybeagreatchoice.Notonlycanitsavemoneyinthelongrun,butalsoavoidgettingintoanembarrassingsituationinwhichwehavetorebuildallthebrokenbuildings.Andweshouldalsousemoreenvironmentallyfriendlymaterialswhendesigningorconstructingnewbuildings.
Well,tobeabrilliantcivilengineerisnoteasy.Today,engineeringisasyntheticsystem.Itnotonlydependsontraditionalmechanics,butalsocloselyrelatedtoadvancedscience.SoPhysics,Chemistry,MaterialScience,ComputerScienceandperhapsmoreareallinourcivilengineeringprogram.
Tobeagoodcivilengineer,weshouldhavetheabilitytoapplytheknowledge,todesignasystem,acomponent,oraprocedureofconstruction.Weshouldalsobeabletoconductexperimentsandexplaintheresults.Furthermore,anengineerneverworksalone,soweshallcooperatewithworkingteam,andtryourbesttocommunicateeffectively.
I’mverygladtobeastudentinthiswonderfulfield.AndIwilltrymybesttobeasuccessfulcivilengineer,tomakecontributionstoourmotherland.
1.對土木工程的歷史、現狀和未來發展的認識
1.1.1古代土木工程
古代土木工程具有很長的時間跨度,它大致從公元前5000年的新石器時代到17世紀中葉,前后約7000年。在房屋建筑、橋梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了輝煌的成就。一些文明古國的不少傳世杰作,至今巍然屹立。譬如我國的長城,埃及的金字塔等。公元6世紀建成的趙州橋,是世界上最早的敞肩式拱橋,于1991年被美國土木工程學會選為世界上地12個土木工程里程碑。
1.1.2近代土木工程
近代土木工程的時間跨度從17世紀中葉到20世紀中葉,前后約300年時間。在此期間,建筑材料從以天然材料為主轉向以人造材料為主,建造理論也從主要以總結長期建造經驗向重視科學兼顧經驗轉變。建造技術方面,一些性能優異的大型機械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現,使得人們開始能建造結構復雜或所處環境惡劣的土木工程。期間建成的埃菲爾鐵塔、帝國大廈和金門懸索橋,至今仍不失為偉大的土木工程。
1.1.3現代土木工程
現代土木工程起始于20世紀中葉。發展至今,土木工程在建筑材料、結構理論和建造技術方面都取得了極其巨大的進步。
建筑材料方面,高強度混凝土、高強低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來越多地出現在建筑上。結構理論方面,利用電子計算機強大的運算和繪圖能力,力學分析和計算的結果更加符合結果的實際情況,使得在結構設計上更為可靠。對于建筑技術,已經發展到機—電—計算機的一體化,施工過程中,不論是上天、入地還是翻山、下海,都已不是施工的障礙了;而焊接技術的普遍使用,也使得鋼結構的發展進入了一個新的階段。
現代土木工程造就的舉世矚目的建筑有:我國臺北的國際金融中心,上海金茂大廈,馬來西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓,法國的諾曼底斜拉橋等。
1.2對土木工程的現狀的認識
現今的土木工程,正日益同它的使用功能或生產工藝緊密結合。
公共和住宅建筑物要求的建筑、結構、給水排水、采暖、通風、供燃氣、供電等現代技術設備日益結合成為整體。
工業建筑物則要求恒溫、恒濕、防微振、防腐蝕、防輻射、防火、防爆、防磁、防塵、防高(低)溫、耐高(低)濕,并向大跨度、超重型、靈活空間方向發展。
另外,高層建筑大量興起,地下工程高速發展,城市高架公路、立交橋大量出現,并逐步實現交通運輸高速化、水利工程大型化。
值得一提的是我國實行改革開放以后,綜合國力有了很大提高,已具備更大規模開發和利用水資源的條件,如三峽水利樞紐,南水北調工程等都是世界一流的大型水利工程。
1.3對土木工程未來發展的認識
隨著我國改革開放的不斷深入和經濟的迅速發展,中國將面臨一個更大規模的建設。可以說,我們正面臨著一個伴隨著國民經濟飛躍的土木工程大發展的大好時期。而且這樣一個優良的發展環境已經受到并將繼續受到西方國家的急切關注。
作為跨世紀的一代,這一大好形勢為我們提供了空前難得的施展才干、向國際水平沖擊的良好機遇。同時,我們也深深感到,這是一個“機遇”與“挑戰”并存、“合作”與“競爭”交織、“創新”與“循舊”相爭的時代,如何把握世紀之交時土木工程學科的發展趨勢,開創具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元,是對我們跨世紀一代人的嚴峻挑戰。
2.我的感受和認識:中國的土木工程要走可持續發展之路
我國的土木工程有自己的特殊性。
“中國是世界上人口最多的國家,一項大資源被13億一除即變得微不足道,而一個小問題乘以13億就成了大問題。”劉西拉教授此語切實道出了我國的困難之所在。我國的煤、石油、天然氣、水、森林總量均居于世界前列,而人均占有量卻全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染問題已經成為我國所面臨的四大嚴酷問題。走可持續發展迫在眉睫。而土木工程,也必當立足長遠,走出一條可持續發展之路。
放眼世界,美國的現代化進程可謂先進,而現今資料表明:未來美國要投入16000億美元來解決已建工程的不安全狀態,譬如,氯離子所引發的建筑銹蝕等等。作為當代土木工程師,在傳承前人輝煌成就的同時,也必須多多吸取已出事故的教訓,在今后的工作中進行創新改良,實現可持續發展。
2.1發展高新技術,應用結構健康監測,實現可持續發展
土木工程在實際使用過程中,會出現不同程度的損傷或性能退化,這將影響起承載能力和耐久性,甚至引發嚴重的工程事故,帶來重大的人員傷亡和經濟損失,產生嚴重的社會影響。因此,從建筑建成的一刻起,就要做好健康監測、修復和加固的準備。
隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展,人們提出了結構健康監測的概念,給土木工程的發展帶來革命性的變化。
結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器,自動、實時地測量結構的環境、荷載、響應等,對結構的健康狀況進行評估,科學有效地提供結構養護管理的決策依據,確保結構安全運營,延長結構使用壽命。
近年來,大型土木工程特別是大跨度橋梁結構的健康監測技術成為國內外工程界和學術界關注的熱點,通過科研和工程技術人員的努力取得了卓有成效的研究成果。國內外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結構健康監測系統,如我國的上海徐浦大橋、江陰長江公路大橋、東海大橋、香港地區的青馬大橋,韓國Seohae橋和Youngjong橋、美國CommodoreBarry橋和加拿大Confedration橋等。
像這樣,通過發展結構健康監測與安全預警,在第一時間發現建筑可能出現的問題,及時進行修復與加固,既避免了可能出現的建筑事故,也基本解決了建筑過快老化損壞,不得不拆去重修的尷尬局面,及由此造成的大量經濟、資源、時間上的浪費,實現建筑使用的可持續發展。
2.2合理利用自然資源,注重既有土木工程設施的再利用,實現可持續發展
“可持續發展是在不犧牲后代并滿足其需要能力的條件下,滿足當前的需要”。
合理利用自然資源,則要在土木工程的建設、使用和維護過程中,土木工程師主動做到節能節地,并最大限度地發揮既有土木工程設施的作用。
比如,我們可以充分利用建筑綠化,在夏季有效降低灰磚墻表面溫度,從而減少空調的使用量;可以使用節能保溫型的多孔磚或復合墻體作為墻體材料,達到冬季保溫隔熱的作用;還可以太陽能、地下熱能等新能源,減少不可再生資源用量的減少。
另外,對既有建筑的再利用也是可持續發展的重要手段之一。這方面,上海已經取得不少成功的經驗:大量不用的廠房,很多已經轉變為展覽廳、辦公樓、藝術家工作室等。這樣的改造再利用,既符合現代使用的要求,又節約了能源,避免了浪費,不失為一種有效的辦法。
2.3開發利用再生資源和綠色資源,實現可持續發展
世界上每年拆除的廢舊混凝土,工程建設產生的廢舊混凝土等均會產生巨量的建筑垃圾。我國每年的施工建設產生的建筑垃圾達4000萬噸,產生的廢混凝土就有1360萬噸,清運處理工作量大,環境污染嚴重。此外,我國是20年來世界水泥生產的第一大國,而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環境的行業。
與其他材料相比,鋼材和再生混凝土較為符合綠色建材的標準,應當大力發展這樣的綠色建材。
對此,日本的愛知世博會,給我們上了生動的一課:材料方面,世博會的各種建筑材料表面上看很高檔,但是很多都是廢物利用。許多木版都是由建筑用木材廢料加工而成,到處擺放的坐椅,是電視機殼粉碎后制成。豐田展館內壁由回收的廢紙加工而成,長久會場日本館,既追求了人與自然和諧,也節約了經濟開支,所使用的大部分鋼材和木料,都可以回收利用。同時,竹壁的優越性在3到9月愛知的酷暑也顯現無遺。竹子本身的性能大大降低了室內溫度,空調的使用也明顯減少。這一點給了我眾多的思考:在建筑選材方面,在合適之處應用自然的可再生資源,節約開支的同時,也實現了生態與建筑的和諧可持續發展,何樂而不為呢?
另外,在日本愛知世博會長久手會場,繭狀日本館為減少熱負荷,利用墻面綠化、生物降解塑料材料和間伐木材(森林中被砍掉的細木材)實現了環保功能。以“自然的智慧”為主題的愛知世博會,展館建設大量應用現代科技成果,突出環保性和功能性,反映出人類對自然美的孜孜追求。而這,也應當是未來土木工程師要學習和發展的方向。
我國建筑中,李國豪教授設計的揚浦大橋也堪稱經典。引橋部分的螺旋式上升結構,節約人民幣數億元,是土木工程實現經濟性可持續發展的典范。
當然,可持續發展,絕不是一味地追求節省,而是要尋求一種最合理的中間狀態,既要保證建筑有足夠的創意,也要追求完美的技術經濟指標,以最少的投入獲得最大的效益。我們依舊還是要創造經典,但是絕不能建立在揮霍金錢,建立在耗費更多的資源、能源的基礎之上。現今,建筑世界已經進入到生態美學的時代,注重文化、生態、工程與環境之間的關系,注重人性化、節能與可持續發展,才是當代工程師的著眼方向。
3.身邊的土木工程實例
我已經在上文中提及了許多土木工程實例,也述說了我對它們的一些認識。下面,我想注重談一下對蘇通大橋的了解。
蘇通大橋連接蘇州與南通兩座古城,如今正在顯露雄姿。這座全長32.4公里的大橋,是在建中的世界第一大橋。
據蘇通大橋建設副總指揮何平介紹,蘇通大橋由跨江大橋工程和南、北岸接線工程三部分組成。全線采用雙向六車道高速公路標準。大橋總投資約64.5億元,預計2008年底建成。蘇通大橋的建設過程將攻克一系列世界性難題,并創造四個世界之最。
最大主跨。蘇通大橋為斜拉橋。斜拉橋自上世紀50年代開始修建,世界上已建成的各類斜拉橋有200余座。目前世界上已建成的最大跨徑斜拉橋為主跨890米的日本多多羅大橋,在建的香港昂船洲大橋主跨1018米,蘇通大橋跨徑1088米,建成后將成為世界最大的跨徑斜拉橋。
最深基礎。蘇通大橋主墩基礎由131根長約120米、直徑2.5米至2.8米的鉆孔灌注樁組成,承臺長114米、寬48米,面積有一個足球場大,是世界規模最大、入土最深的橋梁樁基礎。
最高塔橋。目前已建最高橋塔為多多羅大橋224米鋼塔,蘇通大橋塔為高300.4米的混凝土塔,比在建的香港昂船洲大橋橋塔高6米,為世界最高的橋塔。
最長拉索。蘇通大橋最長拉索為577米,最大重量為59噸,比多多羅大橋斜拉索長100米,為世界上最長的斜拉索。
交通部總工程師鳳懋潤說,蘇通大橋是世界第一跨度斜拉橋,將成為中國由橋梁大國向橋梁強國轉變的第一個標志性建筑。
4.土木工程專門人才應具有的素質
成為優秀的土木工程師,必須具備“四要素”,即知識結構、實踐技能、能力結構以及綜合素質與創新意識。
知識結構包括:公共基礎知識,專業基礎知識和專業知識。
首先,優秀的土木工程師必定有扎實的公共基礎知識,并且,在熟悉了解自然科學的基礎之上,良好的思想道德心理素質和人文、社會科學基礎知識也必不可少。
其次,優秀工程師還必須有過硬的專業基礎知識。對工程數學、流體力學、巖土工程、結構工程等都要有扎實的理解和較強的應用能力。
第三,還要有深入的專業知識。不論是從事鐵道工程、隧道工程、地下工程還是建筑工程,每一個工程師都要對所偏重行業有著先進的專業知識。只有這樣,才能使我國的土木工程事業,走在世界的前列。
土木工程離不開實踐。因此,工程師要具備高超的實踐技能。譬如:制圖技能、計算機應用技能、工程測量技能和結構檢測技能等。
作為土木工程學院的本科學生,我會在大學四年的學習過程中,努力掌握好計算機語言與程序設計技能,珍惜每一個上機實習的機會,并在大學物理實驗、材料實驗和結構實驗中掌握一般結構實驗的基本方法,初步具備結構檢驗的技能,做好技術實習、課程設計,爭取在結構設計大賽中獲獎。
此外,工程師與科學家的不同在于不僅受到自然規律的制約,還會受到社會規律的約束。工程技術人員的的每個工程方案的完成都是某種“社會活動”,絕不可能靠一個人在房間里單獨完成。因此要有足夠的能力與社會打交道,遵循好社會規律。
在學習生活中,我將不斷提高自己的自學能力,從學習中提升工程能力,在學生工作中提升管理能力,逐步完善自己的知識結構,從中培養出科技開發能力并在表達能力和公關能力上多下工夫。
不過,這些技能還構不成一個真正有助于我國可持續發展的土木工程師。因為工程師最重要的是具備高尚的道德文化修養和思想品質。為了國家和民族的利益,獻身祖國的事業。為了國家的榮譽,能有強烈的競爭意識。具備唯物辨證的思想方法,有蹋實、嚴謹、苦干的工作作風。只有這樣,才能做一名合格的中國土木工程師。
我們還應看到,我國的土木工程事業與世界一流水平還有一定的差距。譬如國內的不少高層建筑(包括上海的環球金融中心),其工程設計幾乎全部由國外承擔,鋼材幾乎全部從國外進口,工程總承包也大多由國外承擔,只有鋼結構制作與安裝等工作由國內單位承擔。獲得完全自主的知識產權,實現工程建筑的國產化,趕超國際水平,需要我們青年一代去完成!
作為祖國未來的土木工作者,我將努力做到:
1.達好基礎,學好外語,承認不足,不甘落后,不斷在創新、質量和美學上下工夫。
2.提升自己的競爭意識,敢于參與國際大賽并獲得獎項;
3.工作結合我國國情,特別是考慮由于人口負擔過重造成的能源不足、水資源和耕地缺乏。特別注意不使西方發達國家在他們發展過程中由于當時對可持續發展認識不足造成的錯誤與嚴重后果在中國的大地上出現!
我將不斷提升能力,鼓足干勁,與其他同學一道,走出一條自主創新、可持續發展的有中國特色的土木工程發展之路,共同將我國的土木工程事業推向新的!
附錄:
參考資料:
《土木工程》(英)斯科特(Scott,J.S.)撰中國建筑工業出版社
《土木建筑文獻檢索與利用》肖友瑟主編大連理工大學出版社
《土木工程總論》丁大鈞,蔣永生編中國建筑工業出版社
《土木建筑工程概論》王繼明主編高等教育出版社
《土木工程學報》中國土木工程學會土木工程學報編輯部
《土木工程》中國土木工程學會科學出版社
《土木工程概論》上海交通出版社
《土木系統工程》機械工業出版社
《INTRODUCTIONOFCIVILENGINEERING》中國建筑工業出版社
聽課紀錄:
2007.09.19朱合華土木工程與土木工程師
2007.09.26劉西拉21世紀土木工程師的知識素質和能力
2007.10.10周順華鐵路的現狀與發展
2007.10.17陳以一建筑與結構
2007.10.24呂西林土木建筑工程中的高新技術
2007.11.07盧耀如地球、科學、人生
2007.11.14樓夢麟水利工程與水工結構
2007.11.21孫立軍交通運輸工程概況
2007.11.28范慶國現代施工技術
2007.12.05孫柏濤地震的研究與預防
篇9
通過一個學期土木工程概論課的學習,我已經深深地感受到土木工程涵蓋的廣泛,體味了前人取得的成就,也領悟了作為一名土木工程師的重大責任。當然,我們不能沉浸于現已取得的輝煌成就,止步不前。我們還應當與時俱進,去挖掘,去發現,去思考,去想象,去創新。在此,作為一名中國未來的土木工程師,我想結合土木工程的歷史,結合我國的國情和世界形勢,談一談土木工程的可持續發展之路。
(EnglishSummary)
MyknowledgeaboutcivilengineeringhasbeenbroadenedsinceIbecameastudentofTongjiUniversity.
Civilengineeringisaformofhumanactivity.Humanbeingspursuedittochangethenaturalenvironmentfortheirownbenefit.Buildings,transportations,facilities,infrastructuresareallincludedincivilengineering.
Thedevelopmentofcivilengineeringhasalonghistory.Ourseniorshadleftalotofgreatconstructionstous.Forexample,ZhaoZhouBridgeistherepresentativeofourChinesecivilengineeringmasterpieces.Ithasahistoryofmorethan1300yearsandisstillserviceatpresent.
Civilengineeringhasbeensorapiddevelopmentoftheperiod.Alotofnewbridgeshavebeenconstructed,andmanygreaterplansareunderdiscussion.Chinaisalargecounty.Andsheisstillwelldeveloping.SothiserawillbebothexcitingandrewardingfortheChineseCivilEngineers.Andofcourse,civilengineering’sfutureispromising.
However,civilengineerswillbefacingmorecomplexproblems.Weshouldpayattentiontothegrowingpopulationandalotofdeterioratinginfrastructures.Weshouldprepareforthepossibilityofnaturaldisasters.Tomeetgrowneedsinthefuture;weshouldalsotrytoupdateallthetransportationsystems.
Todealwiththeseproblems,wewillhavetodevelopinnovativeandenterprisingskills.Andweshouldchooseawaythatwecangocontinuously.HazardMitigationmaybeagreatchoice.Notonlycanitsavemoneyinthelongrun,butalsoavoidgettingintoanembarrassingsituationinwhichwehavetorebuildallthebrokenbuildings.Andweshouldalsousemoreenvironmentallyfriendlymaterialswhendesigningorconstructingnewbuildings.
Well,tobeabrilliantcivilengineerisnoteasy.Today,engineeringisasyntheticsystem.Itnotonlydependsontraditionalmechanics,butalsocloselyrelatedtoadvancedscience.SoPhysics,Chemistry,MaterialScience,ComputerScienceandperhapsmoreareallinourcivilengineeringprogram.
Tobeagoodcivilengineer,weshouldhavetheabilitytoapplytheknowledge,todesignasystem,acomponent,oraprocedureofconstruction.Weshouldalsobeabletoconductexperimentsandexplaintheresults.Furthermore,anengineerneverworksalone,soweshallcooperatewithworkingteam,andtryourbesttocommunicateeffectively.
I’mverygladtobeastudentinthiswonderfulfield.AndIwilltrymybesttobeasuccessfulcivilengineer,tomakecontributionstoourmotherland.
1.對土木工程的歷史、現狀和未來發展的認識
1.1.1古代土木工程
古代土木工程具有很長的時間跨度,它大致從公元前5000年的新石器時代到17世紀中葉,前后約7000年。在房屋建筑、橋梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了輝煌的成就。一些文明古國的不少傳世杰作,至今巍然屹立。譬如我國的長城,埃及的金字塔等。公元6世紀建成的趙州橋,是世界上最早的敞肩式拱橋,于1991年被美國土木工程學會選為世界上地12個土木工程里程碑。
1.1.2近代土木工程
近代土木工程的時間跨度從17世紀中葉到20世紀中葉,前后約300年時間。在此期間,建筑材料從以天然材料為主轉向以人造材料為主,建造理論也從主要以總結長期建造經驗向重視科學兼顧經驗轉變。建造技術方面,一些性能優異的大型機械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現,使得人們開始能建造結構復雜或所處環境惡劣的土木工程。期間建成的埃菲爾鐵塔、帝國大廈和金門懸索橋,至今仍不失為偉大的土木工程。
1.1.3現代土木工程
現代土木工程起始于20世紀中葉。發展至今,土木工程在建筑材料、結構理論和建造技術方面都取得了極其巨大的進步。
建筑材料方面,高強度混凝土、高強低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來越多地出現在建筑上。結構理論方面,利用電子計算機強大的運算和繪圖能力,力學分析和計算的結果更加符合結果的實際情況,使得在結構設計上更為可靠。對于建筑技術,已經發展到機—電—計算機的一體化,施工過程中,不論是上天、入地還是翻山、下海,都已不是施工的障礙了;而焊接技術的普遍使用,也使得鋼結構的發展進入了一個新的階段。
現代土木工程造就的舉世矚目的建筑有:我國臺北的國際金融中心,上海金茂大廈,馬來西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓,法國的諾曼底斜拉橋等。
1.2對土木工程的現狀的認識
現今的土木工程,正日益同它的使用功能或生產工藝緊密結合。
公共和住宅建筑物要求的建筑、結構、給水排水、采暖、通風、供燃氣、供電等現代技術設備日益結合成為整體。
工業建筑物則要求恒溫、恒濕、防微振、防腐蝕、防輻射、防火、防爆、防磁、防塵、防高(低)溫、耐高(低)濕,并向大跨度、超重型、靈活空間方向發展。
另外,高層建筑大量興起,地下工程高速發展,城市高架公路、立交橋大量出現,并逐步實現交通運輸高速化、水利工程大型化。
值得一提的是我國實行改革開放以后,綜合國力有了很大提高,已具備更大規模開發和利用水資源的條件,如三峽水利樞紐,南水北調工程等都是世界一流的大型水利工程。
1.3對土木工程未來發展的認識
隨著我國改革開放的不斷深入和經濟的迅速發展,中國將面臨一個更大規模的建設。可以說,我們正面臨著一個伴隨著國民經濟飛躍的土木工程大發展的大好時期。而且這樣一個優良的發展環境已經受到并將繼續受到西方國家的急切關注。
作為跨世紀的一代,這一大好形勢為我們提供了空前難得的施展才干、向國際水平沖擊的良好機遇。同時,我們也深深感到,這是一個“機遇”與“挑戰”并存、“合作”與“競爭”交織、“創新”與“循舊”相爭的時代,如何把握世紀之交時土木工程學科的發展趨勢,開創具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元,是對我們跨世紀一代人的嚴峻挑戰。
2.我的感受和認識:中國的土木工程要走可持續發展之路
我國的土木工程有自己的特殊性。
“中國是世界上人口最多的國家,一項大資源被13億一除即變得微不足道,而一個小問題乘以13億就成了大問題。”劉西拉教授此語切實道出了我國的困難之所在。我國的煤、石油、天然氣、水、森林總量均居于世界前列,而人均占有量卻全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染問題已經成為我國所面臨的四大嚴酷問題。走可持續發展迫在眉睫。而土木工程,也必當立足長遠,走出一條可持續發展之路。
放眼世界,美國的現代化進程可謂先進,而現今資料表明:未來美國要投入16000億美元來解決已建工程的不安全狀態,譬如,氯離子所引發的建筑銹蝕等等。作為當代土木工程師,在傳承前人輝煌成就的同時,也必須多多吸取已出事故的教訓,在今后的工作中進行創新改良,實現可持續發展。
2.1發展高新技術,應用結構健康監測,實現可持續發展
土木工程在實際使用過程中,會出現不同程度的損傷或性能退化,這將影響起承載能力和耐久性,甚至引發嚴重的工程事故,帶來重大的人員傷亡和經濟損失,產生嚴重的社會影響。因此,從建筑建成的一刻起,就要做好健康監測、修復和加固的準備。
隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展,人們提出了結構健康監測的概念,給土木工程的發展帶來革命性的變化。
結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器,自動、實時地測量結構的環境、荷載、響應等,對結構的健康狀況進行評估,科學有效地提供結構養護管理的決策依據,確保結構安全運營,延長結構使用壽命。
近年來,大型土木工程特別是大跨度橋梁結構的健康監測技術成為國內外工程界和學術界關注的熱點,通過科研和工程技術人員的努力取得了卓有成效的研究成果。國內外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結構健康監測系統,如我國的上海徐浦大橋、江陰長江公路大橋、東海大橋、香港地區的青馬大橋,韓國Seohae橋和Youngjong橋、美國CommodoreBarry橋和加拿大Confedration橋等。
像這樣,通過發展結構健康監測與安全預警,在第一時間發現建筑可能出現的問題,及時進行修復與加固,既避免了可能出現的建筑事故,也基本解決了建筑過快老化損壞,不得不拆去重修的尷尬局面,及由此造成的大量經濟、資源、時間上的浪費,實現建筑使用的可持續發展。
2.2合理利用自然資源,注重既有土木工程設施的再利用,實現可持續發展
“可持續發展是在不犧牲后代并滿足其需要能力的條件下,滿足當前的需要”。
合理利用自然資源,則要在土木工程的建設、使用和維護過程中,土木工程師主動做到節能節地,并最大限度地發揮既有土木工程設施的作用。
比如,我們可以充分利用建筑綠化,在夏季有效降低灰磚墻表面溫度,從而減少空調的使用量;可以使用節能保溫型的多孔磚或復合墻體作為墻體材料,達到冬季保溫隔熱的作用;還可以太陽能、地下熱能等新能源,減少不可再生資源用量的減少。
另外,對既有建筑的再利用也是可持續發展的重要手段之一。這方面,上海已經取得不少成功的經驗:大量不用的廠房,很多已經轉變為展覽廳、辦公樓、藝術家工作室等。這樣的改造再利用,既符合現代使用的要求,又節約了能源,避免了浪費,不失為一種有效的辦法。
2.3開發利用再生資源和綠色資源,實現可持續發展
世界上每年拆除的廢舊混凝土,工程建設產生的廢舊混凝土等均會產生巨量的建筑垃圾。我國每年的施工建設產生的建筑垃圾達4000萬噸,產生的廢混凝土就有1360萬噸,清運處理工作量大,環境污染嚴重。此外,我國是20年來世界水泥生產的第一大國,而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環境的行業。
與其他材料相比,鋼材和再生混凝土較為符合綠色建材的標準,應當大力發展這樣的綠色建材。
對此,日本的愛知世博會,給我們上了生動的一課:材料方面,世博會的各種建筑材料表面上看很高檔,但是很多都是廢物利用。許多木版都是由建筑用木材廢料加工而成,到處擺放的坐椅,是電視機殼粉碎后制成。豐田展館內壁由回收的廢紙加工而成,長久會場日本館,既追求了人與自然和諧,也節約了經濟開支,所使用的大部分鋼材和木料,都可以回收利用。同時,竹壁的優越性在3到9月愛知的酷暑也顯現無遺。竹子本身的性能大大降低了室內溫度,空調的使用也明顯減少。這一點給了我眾多的思考:在建筑選材方面,在合適之處應用自然的可再生資源,節約開支的同時,也實現了生態與建筑的和諧可持續發展,何樂而不為呢?
另外,在日本愛知世博會長久手會場,繭狀日本館為減少熱負荷,利用墻面綠化、生物降解塑料材料和間伐木材(森林中被砍掉的細木材)實現了環保功能。以“自然的智慧”為主題的愛知世博會,展館建設大量應用現代科技成果,突出環保性和功能性,反映出人類對自然美的孜孜追求。而這,也應當是未來土木工程師要學習和發展的方向。
我國建筑中,李國豪教授設計的揚浦大橋也堪稱經典。引橋部分的螺旋式上升結構,節約人民幣數億元,是土木工程實現經濟性可持續發展的典范。
當然,可持續發展,絕不是一味地追求節省,而是要尋求一種最合理的中間狀態,既要保證建筑有足夠的創意,也要追求完美的技術經濟指標,以最少的投入獲得最大的效益。我們依舊還是要創造經典,但是絕不能建立在揮霍金錢,建立在耗費更多的資源、能源的基礎之上。現今,建筑世界已經進入到生態美學的時代,注重文化、生態、工程與環境之間的關系,注重人性化、節能與可持續發展,才是當代工程師的著眼方向。
3.身邊的土木工程實例
我已經在上文中提及了許多土木工程實例,也述說了我對它們的一些認識。下面,我想注重談一下對蘇通大橋的了解。
蘇通大橋連接蘇州與南通兩座古城,如今正在顯露雄姿。這座全長32.4公里的大橋,是在建中的世界第一大橋。
據蘇通大橋建設副總指揮何平介紹,蘇通大橋由跨江大橋工程和南、北岸接線工程三部分組成。全線采用雙向六車道高速公路標準。大橋總投資約64.5億元,預計2008年底建成。蘇通大橋的建設過程將攻克一系列世界性難題,并創造四個世界之最。
最大主跨。蘇通大橋為斜拉橋。斜拉橋自上世紀50年代開始修建,世界上已建成的各類斜拉橋有200余座。目前世界上已建成的最大跨徑斜拉橋為主跨890米的日本多多羅大橋,在建的香港昂船洲大橋主跨1018米,蘇通大橋跨徑1088米,建成后將成為世界最大的跨徑斜拉橋。
最深基礎。蘇通大橋主墩基礎由131根長約120米、直徑2.5米至2.8米的鉆孔灌注樁組成,承臺長114米、寬48米,面積有一個足球場大,是世界規模最大、入土最深的橋梁樁基礎。
最高塔橋。目前已建最高橋塔為多多羅大橋224米鋼塔,蘇通大橋塔為高300.4米的混凝土塔,比在建的香港昂船洲大橋橋塔高6米,為世界最高的橋塔。
最長拉索。蘇通大橋最長拉索為577米,最大重量為59噸,比多多羅大橋斜拉索長100米,為世界上最長的斜拉索。
交通部總工程師鳳懋潤說,蘇通大橋是世界第一跨度斜拉橋,將成為中國由橋梁大國向橋梁強國轉變的第一個標志性建筑。
4.土木工程專門人才應具有的素質
成為優秀的土木工程師,必須具備“四要素”,即知識結構、實踐技能、能力結構以及綜合素質與創新意識。
知識結構包括:公共基礎知識,專業基礎知識和專業知識。
首先,優秀的土木工程師必定有扎實的公共基礎知識,并且,在熟悉了解自然科學的基礎之上,良好的思想道德心理素質和人文、社會科學基礎知識也必不可少。
其次,優秀工程師還必須有過硬的專業基礎知識。對工程數學、流體力學、巖土工程、結構工程等都要有扎實的理解和較強的應用能力。
第三,還要有深入的專業知識。不論是從事鐵道工程、隧道工程、地下工程還是建筑工程,每一個工程師都要對所偏重行業有著先進的專業知識。只有這樣,才能使我國的土木工程事業,走在世界的前列。
土木工程離不開實踐。因此,工程師要具備高超的實踐技能。譬如:制圖技能、計算機應用技能、工程測量技能和結構檢測技能等。
作為土木工程學院的本科學生,我會在大學四年的學習過程中,努力掌握好計算機語言與程序設計技能,珍惜每一個上機實習的機會,并在大學物理實驗、材料實驗和結構實驗中掌握一般結構實驗的基本方法,初步具備結構檢驗的技能,做好技術實習、課程設計,爭取在結構設計大賽中獲獎。
此外,工程師與科學家的不同在于不僅受到自然規律的制約,還會受到社會規律的約束。工程技術人員的的每個工程方案的完成都是某種“社會活動”,絕不可能靠一個人在房間里單獨完成。因此要有足夠的能力與社會打交道,遵循好社會規律。
在學習生活中,我將不斷提高自己的自學能力,從學習中提升工程能力,在學生工作中提升管理能力,逐步完善自己的知識結構,從中培養出科技開發能力并在表達能力和公關能力上多下工夫。
不過,這些技能還構不成一個真正有助于我國可持續發展的土木工程師。因為工程師最重要的是具備高尚的道德文化修養和思想品質。為了國家和民族的利益,獻身祖國的事業。為了國家的榮譽,能有強烈的競爭意識。具備唯物辨證的思想方法,有蹋實、嚴謹、苦干的工作作風。只有這樣,才能做一名合格的中國土木工程師。
我們還應看到,我國的土木工程事業與世界一流水平還有一定的差距。譬如國內的不少高層建筑(包括上海的環球金融中心),其工程設計幾乎全部由國外承擔,鋼材幾乎全部從國外進口,工程總承包也大多由國外承擔,只有鋼結構制作與安裝等工作由國內單位承擔。獲得完全自主的知識產權,實現工程建筑的國產化,趕超國際水平,需要我們青年一代去完成!
作為祖國未來的土木工作者,我將努力做到:
1.達好基礎,學好外語,承認不足,不甘落后,不斷在創新、質量和美學上下工夫。
篇10
在計劃經濟時代,我國的土木工程高等教育,形成了一套窄、專、深的專業課程體系,但在目前的市場經濟條件下,土木工程專業學生就業面廣,再加之人才市場的動態性,要求學生知識面廣、適應能力強,要求學生能夠盡快適應社會、服務社會,在這種背景下“專才型”人才培養模式逐漸暴露出了它的弊端。因此,以人才需求為目標,以人才知識結構、創新能力結構為主線,結合專業需求建設實踐教學環節,以突出學生綜合專業素質,突出學生工程實踐能力和創新能力的培養,突出實踐環節教學,構建土木工程專業人才新的培養模式正是本文撰寫的著眼點。
一、國內外研究現狀
雖然我國大學教育已由精英教育轉向大眾教育,但是長期以來形成的“重理論、輕實踐”的本科教育思想仍然未得到根本轉變,目前,一些高校開始摸索建立合理有效的實踐教學體系,進行職業教育和技能培養,但總的來說尚不夠成熟。國外的實踐教學及職業教育起步較早,并形成了各自的特色,如英國的核心技能培養體制、德國的雙元制職業教育、美國的職業技術培訓體系等。我國對實踐教學以及技能培養的研究,主要針對大中專學生。開展本科生的實踐教學和技能培養是近些年開始的,并一直是我國高等教育的薄弱環節。
實踐是創新之源,工程實踐是創新的基礎,沒有工程實踐的能力就談不上創新能力。歐美、日本等國家土木工程專業培養的特點是以寬度為主,強調學生知識結構的完整以及自主學習的能力、實踐的能力以及創新的能力。歐美和日本等發達國家土木工程職業工程師的培訓任務很大程度上由企業承擔,而我國工程界土木工程專業畢業生職業培訓方面還未形成體系,施工企業和設計院大都從自身經濟利益出發,要求畢業生必須具備相應的工作技能和工作經歷。市場需求壓力迫使我國高等院校必須加強學生實踐能力、創新能力的培養,負擔起職業訓練的任務。因此,我國的國情要求土木工程專業實踐教學體系的設置必須與企業要求接軌,而且對學生實踐能力的測評方式和結果應逐步取得社會的廣泛認可。
二、實踐教學體系實施方案的探討
(一)著眼工程素質和實踐能力培養,建設實踐教學體系
建立三個層次的子系統實踐教學體系,并將實踐教學體系落實到新修訂的教學計劃和實踐教學大綱中第一子系統以認識實習為主體,涵蓋工程制圖、土木工程概論、測量實習等。使學生了解、認識、描述土木工程產品的功能要求、內部結構,激發學生學習土木工程的熱情。第二子系統包括力學、工程材料、土力學及結構實驗及課程設計等。使學生掌握材料性能、結構建模及結構分析設計方法。第三子系統包括結構檢測、生產實習、畢業實習和畢業設計。使學生掌握與實踐土木工程的分析、設計、施工檢測和控制方法。三個子系統的層次結構是“綜合―分解―再綜合”的關系;具有“實驗、實習和設計”三要素,符合人的認識規律;以能力培養、特別是創新意識與創新能力的培養為主線。在教學計劃和實踐教學大綱中,從以下三個方面納入實踐教學體系。
1.與土木實驗平臺相對應,設立《實驗系列課程》,打好全面開放式實驗的基礎。
2.設《集中實踐教學環節指導表》,將課內各集中實踐環節與課外社會實踐、科研實踐、學科競賽、創新實踐、學年作品和文化素質教育實踐等結合起來,形成為一個完整的體系;將研究型、創新型實踐課和課外科技競賽活動列入教學計劃,如力學模型測試、應用軟件培訓、結構模型競賽實驗課等。
3.增設創新實踐學分,即對學生參加的各類競賽、科技創作和論文寫作等活動,進行考核后計入學分,且可免修其他課程。
(二)將工程素質和實踐能力培養寓于教育教學全過程
本科培養是一個系統工程,工程素質和實踐能力的培養、創新活動的開展,必須寓于教育教學全過程。
1.對實踐性較強的課程,以創新能力培養為主線,進行課程改革。對土木工程專業中實踐性較強的課程如《土木工程概論》、《土木工程施工》、《土木工程材料》以及結構類實驗課等進行課程改革,以培養學生的創新能力為主線。《土木工程概論》可計劃采用現代化教學手段,進行形象生動、引人入勝的教學,組織有豐富經驗的老師、專家授課,使新生剛入學就重視素質和能力的提高,發揮以智引人、以志樹人的作用。土木工程施工教學有一定的特色,將課程分為兩個層次進行:第一層次是以子項工程中的工種工程施工為對象的基本施工知識;第二層次是以整個項目工程施工為對象的現代土木工程施工,在后者中引入現代化的最新方法,采用多媒體授課,授課過程中,使學生站在項目經理的高度,統管全局,運用最新技術,去解決復雜的工程問題。土木工程材料和結構類課程內容廣泛,實驗課時較多,長期以來采用傳統方法進行實驗,學生主動參與少,可計劃制作各類實驗課件,讓學生利用課件,主動參與,進行模擬實驗后,再正式進行實驗室試驗,這項改革可激發學生的學習積極性,有助于開發創造性思維,潛移默化地掌握創新方法。
2.發揮教師的主導作用,四年級的導師制與畢業設計相結合。為貫徹因材施教的育人原則,更好地實行理論教學、實踐教學和科學研究三元結合的教學模式,給學生的個性發展提供良好的條件,全面提高學生的工程素質和實際工作的能力,必須充分發揮教師的主導作用。因此,擬將畢業設計改在一年內機動安排,規定對四年級的導師制必須與畢業設計相結合。導師關心學生的全面成長,在負責指導學生畢業設計的同時,要提供學生參與工程實踐和科學研究的條件,與科學研究、創新活動結合起來。
3.探索寓于教學過程、形式多樣、可持續開展創新實踐活動的新路子。在教學過程中,開拓一些形式多樣的創新實踐活動。組織學參加挑戰杯結構設計競賽:以激發學生崇尚科學、追求真知、勤奮學習、銳意創新、迎接挑戰的主動精神,競賽活動鼓勵跨專業、跨年級、跨學科的合作,以體現團隊精神。組織學生科技活動:設置學生科技活動基金,推動課外科技活動的開展,課外科技活動與教學過程相結合。結合教學環節,撰寫小論文:從一年級到四年級,結合課堂教學、實驗、實習及畢業設計等教學環節,安排撰寫小論文,促進學生參與創新活動、培養學生的創新精神。
4.為實行開放性實驗創造硬件條件。對專業基礎課及專業課實驗進行調整、投入,圍繞學生實踐能力的培養開展工作。在保證開出原計劃規定的混凝土結構、土力學、建筑材料等各類課程的實驗基礎上,擬增開一些實驗項目如“預應力張拉工藝”、“結構非破損試驗”、“道路工程現場檢測”等。
(三)通過“產、學、研”結合,依靠社會力量辦學,有效提高實習和畢業設計的質量
搞好專業的認識實習、生產實習、畢業實習和畢業設計的關鍵是理論聯系實際。擬將廣大教師的“產、學、研”結合點形成為較大的、互惠互利的合作網絡,組成可跟蹤最新技術、靈活的校外實踐基地。這是依靠社會力量辦學的新觀念。觀念的更新,可使我們克服困難,有效地提高實習和畢業設計的質量。在認識實習的兩周時間里,充分發揮校外實踐基地的作用,利用實踐基地的有利條件,使學生了解國內外的現狀、高新技術及發展趨勢,使認識實習具有內容廣、技術新的特點。依靠“產、學、研”合作網絡,生產實習可實行“開放式”,為強調能力的培養并進一步提高生產實習的質量,修訂適用于土木工程專業的生產實綱并用于實踐。落實畢業設計指導教師的“產、學、研”基地,保證有相對穩定的、內容涉及到土木工程各個領域的合作單位;每年擬聘任10名左右校外畢業設計指導教師,為學生結合實際工程進行畢業設計創造有利的條件。在畢業設計中實現五個結合,即四年級導師制與畢業設計相結合;設計題與實際工程相結合;校內外指導教師相結合;產、學、研相結合;設計題目與用人單位要求相結合。
三、結語
高校土木工程專業為培養適應社會發展要求、具備一定的理論功底、實際動手能力強的學生,就必須提高教學質量,強化實踐教學環節,著眼工程素質和實踐能力培養,建設實踐教學體系,將工程素質和實踐能力培養寓于教育教學全過程,通過“產、學、研”結合,依靠社會力量辦學,有效提高實習和畢業設計的質量,才能最終實現土木工程應用型人才的培養目標。
參考文獻:
[1]祁貴國,魯可乙.土木工程應用型人才培養模式探討[J].高等建筑教育,2013,(22).
[2]彭大文,丁文勝,孫雨明.應用型本科院校土木工程專業特色建設的思考[J].高等建筑教育,2008,(17).
篇11
一、現代土木工程特點
在現代市場經濟的刺激下,土木工程越來越表現出個性化和綜合性的特征。一方面,土木工程是一項系統性、規模化的工程,其包括勘探設計、施工、驗收等環節,各環節中涉及到材料、設備、管理、技術等多方面的知識,需要運用地質勘探、工程測量、土力學、工程學、經濟學、管理學、計算機等多種知識與技能實現,這就要求土木工程人員具備綜合性、專業性的知識以及技能。另一方面,每一項土木工程都存在自身的內在結構、環境特征、技術要求等,這就要求具有規范化的標準進行支持,但是,就現階段土木工程理論研究來看,其并不具備相應的技術、設備、監理、設計、施工等行業標準,這就需要土木工程設計人員、施工人員、管理人員等具備相應的技術經驗,并根據各項土木工程的個性特征,進行規劃、設計、施工等。現代土木工程的特點具體可以從以下幾個方面體現:
1.建筑材料方面。隨著現代土木工程的不斷發展,越來越多的新材料逐漸應用到工程建設領域,如鋁合金、鎂合金等已經獲得了廣泛的應用。但是由于這些材料的成本稍高,所以在應用的過程中受到不同程度的限制,如何促進其更有效的應用仍然需要我們不斷的探索。同時,在鋼材和混凝土的強度方面也取得了一定的進展,并且在實際工程建設中得到了良好的驗證。
2.工程地質和地基方面。在土木工程建設過程中,地質和地基是影響工程使用功能發揮的主要因素,同時也決定了工程基礎設計是否科學合理等,尤其是對于地下工程來說更是十分重要。因此在土木工程的地質和地基勘察技術方面也在不斷地進步,當前主要以現場鉆探取樣、室內分析為主,雖然在勘察的準確性方面有一定的保證,但是仍然不夠完善,這也是需要我們在日后的工作中需要不斷研究和探索的主要項目。
3.工程規劃方面。在以往的土木工程規劃工作中,大多是同時提出多個施工規劃方案,通過分析和對比從中選擇最佳方案。然而,現代土木工程建設的規模不斷增加,仍然使用傳統的評價方案在效率方面受到限制,所以必須要依靠現代科學技術,運用系統工程的理論和方法促進工程規劃效率的提升。對于特大型的土木工程,如水壩等,對于自然環境和生態平衡會產生一定的影響,所以更加需要通過科學的理論和方法對其進行有效的規劃,做到趨利避害,才能保證土木工程的持續發展。
4.工程設計方面。在土木工程的設計方面,越來越多的注重其經濟性和安全性,同時也更加關注工程的美觀性,所以在確定工程的荷載值和材料的強度值方面已經開始引入概率統計方法,對于自然界的各種因素從時間和空間上進行全面的分析,同時加強對材料彈性模量、強度的分析,促進土木工程結構的不斷優化。同時,計算機技術也為各種計算和優化提供了必要的方法和技術,這也促進了土木工程設計效率的提升。
5.工程施工方面。
隨著土木工程規模的不斷擴大,工程施工所應用的設備、機械等也逐漸向著大型化、自動化的方向發展,而且自動化程度正在不斷的增強,能夠滿足各種不同環境下的作業需求。在施工組織設計與管理方面,也有著較為科學的理論體系做基礎,能夠提高作業效率的同時,縮短工期、降低造價,促進土木工程經濟效益和社會效益的增加。
二、土木人才的知識、能力與素質結構
在土木工程特點的作用下,土木工程人才必須具備相應的知識、技能與素質,為土木工程建設提供最強的支持力。
其一,知識結構:專業性知識與綜合性知識的集合。土木工程的特點決定了土木工程人才不僅具備專業性的知識理論,如數學、力學、勘探知識等,而且要具備相關的社會人文知識,如經濟、文化、法律、宗教等。其二,能力結構。理論聯系實際的能力:由于土木工程沒有標準性參照,在施工過程中,只能依據經驗對個性工程進行設計與建設,因此,要求土木工程人員將理論知識轉移到實踐之中,根據不同的工程利用不同的原理。計算機能力:在信息技術的刺激下,面對復雜的土木工程,土木工程人員必須具備強硬的計算機能力,運用計算機設計、優化與選擇方案,模擬結構試驗,進行數據傳輸等。社會組織能力:土木工程的規模性特征,不僅要求實現工程內部人力資源的優化,而且要協調施工集團與社會之間的關系,尤其在一些關鍵性的利益問題上,需要土木工程人員發揮紐帶鏈接的作用,因此,要保證土木工程正常施工,必須具備一定的社會組織能力。其三,素質結構。人文素質:土木工程影響到社會、環境、資源等各個因素,這就要求土木工程人員樹立可持續發展的觀念,提升社會責任感,端正自身行為,以此保證土木工程綜合效益的實現。職業素質:土木工程施工環境差、工作負荷大,這就對工作人員的職業素質以及個人素質提出了更高要求,因此,工作人員必須以良好的職業道德和個人精神,來支撐土木工程質量的實現。
三、土木工程專業人才的培養模式的完善途徑
土木工程的特點對現代土木工程人才的培養提出新挑戰,專業型、復合型的社會人才為改善人才培養模式提供了標準參照,因此,在教育教學中,要以調整課程結構、轉變教學模式、關注操作實踐等手段,來實現人才的培養。
1、優化課程體系
系統性、專業性的課程體系是展開教學的基礎。在傳統教學中,土木工程專業課程設置具有狹隘性,其僅僅涉及到建筑工程、巖石工程、交通工程、橋梁建筑等,雖然具有較強的專業性,但是,其綜合性不強,因此,在課程設置中,要進行綜合性知識的設置,并以專業走向為標準,加強專業課程的選擇。其一,落實基礎教學。基礎知識是學生展開深度學習的基礎,在課程設置中,尤其在低年級教育中,要以全面化的知識豐富學生的認識,不僅要開設專業課程,而且要將經濟學、法律、管理學等相關性的課程融入其中,促使學生適應土木工程綜合性的特征。其二,提升專業教學。在土木工程個性化特征的影響下,學生的專業能力、理論聯系實際的能力被提升,這就要求關注專業教學與實踐教學,以專而精的專業課程提升學生的專業知識和技能,使學生了解土木工程師可能遇見的問題,并盡可能提出相應的解決方案。
2、精選教學內容
土木工程教學內容較多,這提升了學習難度,在教學中,要做到重點教學,避免眉毛胡子一把抓。其一,選擇重點內容。在內容選擇中,要將實用強的內容作為首選,如勘探技術、施工設計、建筑工程等,舍棄那些與生活實際相距較遠的內容,這不但減少了教學容量,而且增強知識的實用性。其二,創新教學內容。市場環境下,土木工程特點發生了顯著變化,注入了一定的新元素,而且這些元素在今后將繼續影響土木工程發展,因此,在教學中,要將這些內容補充到教學之中,如計算機技能、市場發展趨向、勘探新技術等,以便于學生應對將來的土木工程市場。
3、轉變教學模式
傳統的教學模式基于教師力量的發揮,而并沒有關注到學生的主體性,這就影響了學生學習積極性的提升,再者,單一的知識型、技能型教學,使得能力和素質教育被放置于教育教學的邊緣,這就造成學生片面化的發展,進而不能適應土木工程綜合性的要求,因此,在教學中,必須轉變教學模式,關注學生的主體地位,堅持素質教育。其一,多模并用,強化實踐。在基礎知識學習中,強化學生的自學能力,以問題教學方式,激發學生思考,并針對學生提出的問題進行解答;在技能教學中,關注學生的實踐能力,以綜合性大作業、專業性設計等,增強學生對知識理論的理解力;以案例教學、試驗教學、場景教學等方式,提升學生的理論知識應用能力;以專題討論、專家講座、研究小組等形式,提升學生的合作力、言語表達力、展示力;以競爭活動、課外實踐、培訓實習等方式,促使學生獲得直接經驗。其二,以生為本。學生個體差異性突出,在教學中,要根據學生的能力特征、興趣愛好、思維走向等進行多元化教學,既要關注學生的最近發展區,提升學生的基礎掌握能力,又要把握學生的個性特征,通過層次化教學、一對一教學、輔導教學、小組教學、個性評價等方式,促使不同層次的學生獲得能力性和素質性的發展,進而實現全體學生的發展和學生發展的全面性。
4、注重專業教學的實踐性教學
實踐應用教學在當前土木工程專業人才的培養中具有重要的作用,是促進土木工程展業人才適用于當前建設實際的基本前提。突破傳統的教學模式,結合現代科學技術及教學規律,建立具有一定實踐性的課程設計,根據培養目標機能力為中心,構建相輔相成的教學體系,凸顯教學過程中的創新、基礎和綜合相結合的現代教學特點。首先,一定要精心設計理論及專業課程建設,在生產實習中,可以將學生分為不同的工程建設組,由專門的教師帶入實際的進行教學,在實際的土木工程建設過程中,調度學生,講解施工過程的具體問題。通過學生自身的總結和領悟,才能夠更好的促進其專業基礎知識的強化,并形成科學的專業思維。其次,對當前土木工程建設的人才需要進行科學的調研,根據實際來進行專業人才的培養,一方面提高了學生的社會適應力,另一方面提高了現代土木工程建設領域的專業人才建設。
四、現代土木工程發展趨勢
1.工程中使用的原材料逐漸向高性能材料發展
鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發展,美國、日本、俄羅斯等國開始將屈服點為700N/mm2以上的鋼材列入了規范。高性能的混凝土及其它復合材料也在向輕質、高強、良好的韌性和工作性方向發展。
2.環境工程
在工程建設中,土木工程與環境工程融為一體,環境問題尤其是氣候變異的影響越來越受到重視。海水上升、水污染、沙漠化等問題均與人類的生存發展息息相關,同時也和土木工程有著必然的聯系。因此,工程建設過程中的噪音、振動等都是土木工程師必須要考慮的主要問題。
3.發展高新技術,應用結構健康監測,實現可持續發展
近年來,隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展,推動了土木工程的革命性變化。結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器,科學有效地提供結構養護管理的決策依據,這就延長了結構的使用壽命,也基本解決了建筑過快老化損壞,實現建筑使用的可持續發展。
總結:
適應于現代土木工程個性化和綜合性的特點,現代土木工程人才培養模式必須轉變傳統的教育教學模式,關注學生學習主體性的發揮,以培養專業型、復合型、技能型學生為目標,通過調整課程結構、優化教學內容、實踐人本教學、加強實踐訓練等方式,來實現現代土木工程專業人才的培養。
參考文獻:
[1]林峰,顧祥林,何敏娟. 現代土木工程特點與土木工程專業人才的培養模式[J].高等建筑教育,2011(01)
[2]王琰,周戒. 對現代土木工程專業教育的幾點探討[J].高等建筑教育,2012(02)
[3]郭子雄,陳穎.加入WTO后我國土建類專業人才培養面臨的挑戰[J].高等建筑教育,2010(09)
[4]范孟華,張海燕,孔德志,張慧,岳建偉.土木工程專業課程體系與培養模式的研究[J].高等建筑教育,2009(12)
[5]徐芳.職業資格制度和職業能力導向教學[J].廣東職業技術師范學院學報,2010(06)
[6]李紅健,趙陽.試論現代土木工程的特點及發展趨勢[J].城市建設理論研究,2012(10)
[7]俞可剛.現代土木工程的特點與未來土木工程的發展[J].祖國·建設版,2013(01)
篇12
作者簡介:劉勇(1980-),男,浙江理工大學建筑工程學院工程管理系副教授,博士,主要從事工程管理研究,(E-mail) 。
摘要:分析工程管理專業土木工程施工課程定位與特點,歸納與總結目前該課程教學中的不足之處,并在人才培養計劃、教學計劃、授課方式、理論和實踐課教學模式等方面提出了一系列教學改革措施。研究結果應用于浙江理工大學工程管理專業土木工程施工課程理論與實踐教學過程中,取得了較好的教學效果。
關鍵詞:工程管理專業;土木工程施工;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)03-0078-04 土木工程施工是工程管理專業的一門重要專業主干課,課程涵蓋土木工程施工技術和施工組織兩大部分,內容龐雜繁多且章節跨度大,具有模塊化、專業化的特征。該課程實踐性強,“以教師為主體、書本為中心,單純進行知識傳授”的教學模式已經無法滿足工程管理專業教學需求。另外,傳統的“重施工技術、輕施工組織”的教學結構體系安排不能反映工程管理專業技術與組織、管理并重,“土木工程+管理” 的專業特色和人才定位。因此,在工程管理專業工程技術知識和經濟管理知識的雙軌制培養模式下,研究探索工程管理專業土木工程施工課程教學模式改革,為學生構筑更為堅實的專業技術平臺,具有較大的理論研究意義和實際應用價值。
文章分析了現行工程管理專業土木工程施工課程教學中的種種問題,在系統識別與闡述工程管理專業定位和相關特點的基礎上,對教學內容、教學方法及教學手段等進行一定范圍的改革和探討,以期有效解決工程管理專業土木工程施工課程教學中存在的弊端,強化工程管理專業技術平臺,契合建筑行業對工程管理專業本科畢業生“技術過硬、管理突出”的人才需求,提高工程管理專業畢業生的競爭力。
一、工程管理專業土木工程施工課程定位及特色
隨著建筑業的蓬勃發展,建筑行業對工程管理專業人才,特別是知識結構合理、技術與經濟管理能力兼備的復合型人才的需求不斷增大。據統計,近5年59%的學校工程管理專業畢業生就業率居學校前列[1],工程管理專業日益成為各大高校的熱門專業。 對于普通高校工科教育定位,教育界一直存在爭議。學術界在參照發達國家的基礎上,認為工程科技人才除精通本專業外,還必須具備深厚的工學基礎知識,并對相鄰學科有所了解;業界則認為,高校專業設置范圍廣,重點不夠突出,畢業生缺乏相應的專業實踐能力,進入企業之后需要重新學習才能勝任工作要求。據筆者了解,一些實踐性強的行業(如工程造價行業等)甚至更青睞高職高專學生。
培養模式的爭議長期困擾高等學校,特別是應用型本科院校的師生。對實踐性極強的工程管理專業而言,沖突尤其嚴重。一方面,專業化、復合型的專業知識結構是其職業規劃與未來成長的基礎;另一方面,對社會和崗位的適應能力以及在其所從事的工作中是否可以盡快獨當一面,是其順利就業的關鍵因素。在這個過程中,土木工程施工作為實踐性極強的專業核心課程,其地位尤其重要。統計表明,雖然工程管理專業畢業生就業分布廣泛,涵蓋施工、監理、咨詢、房地產等諸多行業,但其就業重心仍然集中在施工領域[1-2]。以浙江理工大學2007級工程管理專業本科畢業生為例,超過70%的畢業生畢業之后從事施工技術、施工組織與管理相關工作。因此,土木工程施工課程的定位及教學效果,直接關系到工程管理專業畢業生的就業競爭力,必須予以重視。
土木工程施工是工程管理專業的核心課程之一,其目的是通過課程學習,使學生掌握建筑施工技術、組織與管理的基本知識,具備獨立分析和解決建筑工程施工技術、組織與管理問題的初步能力,為今后進一步學習有關知識和從事專業工作打下基礎。從課程目標中可以看出,工程管理專業土木工程施工課程在強調施工技術的同時,也注重施工組織與管理,要求學生利用所學專業知識,根據施工技術的不同制定不同的施工方案,這不同于一般的土木工程本科專業。與開設土木工程施工課程的高職高專的建筑工程管理、工程監理等專業相比,本科專業的屬性又決定了其不可能根據實際崗位問題進行課程組織,也不可能弱化學科知識邏輯體系而強調具體崗位技術或技能的熟練操作。
因此,對比土木工程專業和一般高職高專專業,土木工程施工課程具備如下特點。
(1)施工技術、施工組織與管理并重。工程管理專業的“土木工程+管理”的專業特色決定了工程管理專業必須同時注重土木工程施工技術,以及土木工程施工組織與管理的教學與實踐工作。這一點在課程學時分配上體現較為明顯。通常,工程管理專業土木工程施工教學大綱中,土木工程施工組織與管理的學時占總學時數的35%以上,這一點迥異于土木工程專業。
(2)注重章節之間的聯系。除了分部分項工程施工工藝、施工技術等局部性規律外,工程管理專業土木工程施工課程注重章節之間的聯系,努力研究土木工程施工的全局性規律,著眼解決建筑施工過程中不同分部分項工程的組織與部署、施工方案選擇等問題。
(3)“行業能力導向”特征明顯。不同于高職高專的崗位訂單式人才培養模式,應用型本科專業將“職業崗位”擴展至“行業領域”。也就是說,工程管理專業土木工程施工課程不僅是為施工崗位設置,而是為建筑行業設置,學生通過課程學習,初步具備在建筑行業不同崗位(如工程估價、房地產開發與經營、工程監理、施工技術、施工管理等)工作的能力。
(4)與其他經濟、管理課程聯系更緊密。工程管理專業土木工程施工課程要求學生初步具備技術經濟、項目管理等基礎知識,能夠在施工方案設計、施工部署、施工組織過程中熟練應用其相關原理。
二、當前工程管理專業土木工程施工課程教學中存在的問題
目前,工程管理專業土木工程施工課程的教學模式主要是教師課堂講述,學生課后復習,課程結束后再通過對應的課程設計加深和鞏固所學知識。在教學實踐中,主要存在如下問題。
1.課程理論教學與工程實踐脫節
土木工程施工課程綜合性、實踐性極強。對操作性強的施工工藝、施工機械或技術,單純的課堂理論學習遠遠不能達到理解和掌握課程內容的目的,以講述、投影、幻燈片為教學手段不如在施工現場的教學效果。然而,目前中國本科教育的特點決定了本科院校的學生不能像高職高專學生一樣通過頂崗實習等手段獲取施工過程的感性認識。因此,土木工程施工課程理論教學與工程實踐脫節成為土建類專業亟待破解的一大難題。
2.課程學時偏少,不足以涵蓋完整的項目工藝與組織程序
土木工程施工課程內容龐雜繁多,涵蓋施工技術、施工組織兩大部分共計16章,且每章節內容均不可或缺。以知識層面而言,課程知識結構涵蓋力學、材料、測量、施工技術、網絡技術、施工組織等多個方面。為滿足教學要求,提升教學效果,必須科學組織教學內容,合理安排理論與實踐教學學時。據分析,土木工程施工課程的合理學時(包含實踐)應為80學時以上。然而,在工程管理專業教學中,土木工程施工課程多為4學分,64學時[3],課程學時偏少,難以涵蓋完整的項目工藝與組織程序。
3.重施工技術、輕施工組織與管理
長期以來,國內高校土建類專業的教學體系多以土木工程技術為主,存在重技術、輕管理的人才培養誤區,工程管理專業亦不例外。具體到土木工程施工課程,課程本身所具備的工科特性使其“重施工技術,輕施工組織與管理”。據筆者不完全統計,多數高校工程管理專業土木工程施工課程中施工組織與管理模塊課時在16學時以下,有些甚至只有6個學時。究其原因,一方面,國內建筑行業長時間處于粗放式的增長模式下,建筑行業的快速增長導致行業對工程管理人才的需求迫切,進而影響高校工程管理專業的人才培養模式。在高就業率的光環下,工程管理專業施工技術、施工組織與管理并重的復合型培養模式進展緩慢。另一方面,我國高校,特別是應用型本科高校,工程管理專業教師大部分出身于土建類工科專業,如土木工程等,專業教師的學緣結構也導致工程管理專業教學“重施工技術,輕施工組織與管理”。
4.不同模塊之間脫節嚴重,相互關聯少
與基礎課不同,土木工程施工課程章節之間跨度大、聯系少,具有模塊化、專業化的特點。例如,土方工程與混凝土工程之間幾乎沒有知識上的聯系。然而,工程建設的復雜性特征使這些原本毫無關聯的知識被放到同一課堂進行講授。因此,傳統的土木工程施工課程教學過程中,不同模塊之間聯系較少,脫節現象嚴重。然而,工程管理專業的復合型、全局性培養目標使學生必須注重不同施工工藝或者分部分項工程之間的聯系,進而統籌安排,達到建設項目“質量一流,工期、成本合理”的目標。
三、工程管理專業土木工程施工課程教學改革探索與實踐
針對目前工程管理專業土木工程施工課程教學中存在的上述問題,筆者所在團隊申報了2011年度浙江理工大學教育教學改革研究項目,并獲得了校內立項和科研經費支持。經過課題組一年多的研究與實踐,提出了一些新的教學改革措施,并應用于工程管理專業土木工程施工課程理論與實踐教學過程中,初步取得了較好的教學效果。
1.與時俱進,合理優化專業培養計劃
隨著建筑業的國際化,對工程管理人才的需求也發生了根本性的改變。“土木工程+管理”的培養模式,復合型的知識體系日益成為相關企業引進工程管理專業人才的基本要求。因此,以2012版人才培養模式修訂為契機,經過廣泛調研,積極修改、優化工程管理專業培養計劃。一方面,增加土木工程施工課程學時,理論與實踐教學(課程設計)共計96學時(理論學時64,實踐學時2周、2學分),基本涵蓋該課程的所有章節與內容;另一方面,調整部分實踐課程的授課方式,使其易于進行模塊化、專業化教學改革與實踐,如分散課程設計教學環節(課程設計)等。
2. 施工技術與施工組織并重,凸顯專業管理特色
為凸顯工程管理專業特色,在優化工程管理專業培養計劃的基礎上,通過修改土木工程施工課程的教學大綱,調整了章節、模塊之間的學時分配,做到施工技術、施工組織與管理并重。首先,在學時分配上,經過調整,工程技術模塊共計40學時,施工組織與管理模塊共計24學時,實踐模塊2周,在學時上保證施工技術、施工組織與管理的教學效果。其次,在施工技術教學模塊,穿行相關的施工組織與管理類相關知識的教學與實踐,由點到面,促進學生專業知識結構體系的建立與完善。在實踐環節(課程設計)中,除傳統的施工專項方案制定,要求學生進行施工組織與施工部署,按照要求進行流水施工組織與進度計劃編制,設定相應的邊界條件,引導學生進行施工組織優化與施工平面圖布置,最終按小組完成完整的施工組織設計。例如,將兩個班60位學生分成10個課程設計小組,每個課程設計小組負責編制一個建設項目的施工組織設計(包含4個施工專項方案,施工總平面圖、單位工程施工進度計劃表等6項主要任務,分別對應6位學生)。每位學生的課程考核成績由團體成績和個人成績兩部分組成,團體成績由指導教師根據施工組織設計質量給出,個人成績由課程設計小組成員討論后投票確定。最后,將課程實踐環節(課程設計)分散在理論教學中,與理論教學同步進行。理論教學伊始,指導教師同步下發課程設計任務書,組織學生開始進行課程設計,并定期進行課程設計的指導與點評工作。分散課程設計的初衷有三:一是避開學期末實踐性教學的高峰,避免因為課程時間沖突而導致課程設計質量下降,確保課程設計教學時間;二是與理論教學同步,便于學生理論結合實際,加深其對理論知識的理解;三是利用團隊作業(團隊設計)的思想,利用課程設計小組促使學生進行交流、合作,進而加強學生對課程的認識,培養其團隊協作精神。
3.以案例為主線,實訓為手段,進行課程模塊化教學改革與實踐
為適應土木工程施工課程知識點零散、跨度大等模塊化特點,課題組以實際工程案例為主線,借助實踐性教學環節,以實訓為手段,進行課程模塊化教學改革與實踐。通過討論,課題組首先按照課程內容將土木工程施工課程分解為土方與基礎工程等六大模塊。其次,以一個施工工程案例為主線,分別針對上述六大模塊設計課程實踐環節,模擬案例項目施工組織與管理的全過程,通過施工方案設計、施工組織、施工部署等實訓任務使學生掌握所學知識。經過工程管理專業的教學實踐,學生反響強烈,效果較為顯著。
4.構建理論與實踐相結合的一體化教學模式
長期以來,實踐環節一直是工程管理專業土木工程施工課程建設的薄弱環節。一方面,教師“粉筆+黑板”滿堂灌的教學方式,難以適應工程管理專業人才培養目標的變化;另一方面,集中式走馬觀花的實踐性教學模式難以達到預期的教學效果。基于此,課題組構建了土木工程施工課程理論與實踐相結合的一體化教學模式,根據上述模塊化劃分,分散完成土木工程施工課程設計、生產實習等實踐性課程,即在完成某一模塊理論教學之后,立刻安排專題訓練、現場參觀等實踐性教學環節,通過教學內容和實際工程的緊密結合,加深學生對所學理論知識的理解與掌握。
四、結語
土木工程施工是工程管理專業的一門重要專業主干課程,其教學效果直接關系學生的就業與職業發展。因此,提高教學質量,確保學生在有限的教學條件下掌握更多的施工技術、施工組織與管理理論知識和實踐技能,是目前工程管理專業教學改革中的一項重要內容。
參考文獻:
[1]黃魯成,苗紅,羅亞非.我國工程管理本科教育現狀調查與分析[J].中國大學教育, 2007(3):46-49.
[2]倪國棟,鄢曉非,寧德春.工程管理專業建筑施工類課程教學改革探討[J].高等建筑教育,2012, 21(1):54-58.
[3] 李立軍,楊秋學.土木工程施工課程教學改革探討[J].高等建筑教育, 2011, 20(1):83-85.
Teaching reform of civil engineering constrution course for engineering
management speciatly
LIU Yong, XU Sen, ZHANG Li
(School of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang Science and Technology University,
篇13
1 分析就業崗位特點,定位課程教學目標
1.1 原有土木工程教學目標學科色彩過濃
《土工程》的課程發展沿襲本科院校,具有濃重的學科背景,其原有的土木工程課程教學定位以土木工程環節為主,主要通過設計指標論證,掌握土木工程現行設計規范與標準,培養學生獨自設計的能力。而目前設計領域對從業人員的專業知識結構和研究創新能力的要求越來越高,以研究型人才需求為主。這使得高職學生缺乏專業競爭實力,從事設計不再是高職院校土木工程專業畢業生的主要工作方向,原有的課程教學目標必須加以調整,以適應高職畢業生就業能力的要求。
1.2 近年畢業生就業崗位分析
據統計我院畢業生的工作崗位集中在城市地鐵、橋梁、土木工程建設的第一線,主要從事土木工程施工、監理以及預算,其中,從事土木工程施工的比例最高,占60%以上。隨著學生工作年限的增長,工程實踐經驗的積累,崗位晉升越來越普遍,對學生的綜合素質要求越來越高。“精施工、會管理、懂造價”成為土木工程技術專業學生必須掌握的核心技能,并且要賦予學生轉崗適應能力和可持續發展能力。
1.3 重新定位課程教學目標
我國學者施良方教授在歸納課程定義時曾指出,課程即預期的學習結果,強調課程不是指向活動,而應該是直接關注預期的學習結果或目標;課程即學習經驗,強調課程應關注學生實際學到什么,而不是教師教了什么。高職的專業課程目標就要體現出其高技能性的特征,與普通本科和中等職業教育有所區別。依據學生就業崗位特點分析,確定《土木工程》教學目標是承擔培養職業技能。根據土木工程崗位的職業技能要求,確定該課程的教學目標,要求學生通過學習,在正確理解土木工程有關技術指標與設計標準的基礎上,能讀懂土木工程施工圖;能對設計成果的好壞、對錯進行綜合評價;能繪制工程竣工圖;能核算復核相關數據;能按圖施工。
2 組織土木課程實踐,達成預期教學目標
2.1 教學結構是以學生為主體強化師生互動
堅持“以學生為主體,以教師為主導的”雙主教學結構,以學為中心,注重學生學習能力的培養,教師作為學習的促進者,強化師生互動,激發主體活力,教師應以引導、啟發為主,讓學生主動地參與到教學中來。高職學生在認知能力上比較容易接受直觀的、形象的內容,而對于邏輯的、抽象的內容則很排斥。因此,在土木教學設計中應盡量創造仿真模擬情境,制作教學模型,避免生硬的文字描述和照本宣科。在課堂上要求學生跟著教師的思路走,引導學生對一些問題進行討論,啟發學生自己對問題進行總結,形成一種活躍的、積極向上的學習氣氛,激發學生的學習積極性,教學效果會由此顯著提高。強調教學過程中的互動,依據學生反饋情況,及時掌握學生的學習效果。
2.2 教學手段要利用現代信息技術優勢
重視利用優質教學資源和網絡信息資源,把現代信息技術作為提高土木工程教學質量的重要手段。要在規定的學時內完成教學任務,提高教字質量,必須對目前傳統的教學方法和手段進行改革。隨著當前教學設備的更新和多樣化,可以大量采用多媒體教學、幻燈教學和新聞報道教學,使教學信息量增大,提高土木工程教學效果。結合實際工程,將大量的真實工程設計圖紙實例穿插到教學中.以便學生能真刀實槍地模仿。同時為了便于學生學習,專門設置了土木工程專業公共郵箱,將土木工程設計標準、課件、習題、補充講義等電子資料的整理制作上傳至郵箱,節省了學生課堂記筆記的時間,使學生精神集中。
2.3 教學方法采用項目導向案例教學
2.3.1 采用案例教學法。注重收集土木工程資料,建立土木工程圖紙資料庫,有針對性地準備兩套土木施工圖紙,作為教輔資料分發給學生。上課時在講解土木工程內容時,讓學生比對圖紙上的要素,評價圖紙質量.熟悉制圖標準復核設計數據。通過真實工程圖紙的講解,探索實施項目導向的教學模式,教學過程融“識圖、繪圖、施工、計算”于一體,保證課程的教學目標實現可操作性。
2.3.2 對于易懂的知識,做啟發式教學。如在講土木工程時,補充城建的知識。由于學生在日常生活中對城建已有所了解,將城建要求布置成課后作業,內容形式不限。要求學生利用圖書館資源或網絡資源,查詢相關資料,在第二次課上組織交流,發言內容作為平時成績的計分依據,這大大調動了學生的學習積極性,激發了學生主動學習的熱情。
2.4 加強實訓,培養學生動手能力
實踐教學環節是體現高職特色的關鍵,能否達到高職培養目標.主要取決于實踐教學設計是否符合課程設置的要求,是否有助于培養學生的就業能力。
2.4.1 土木工程課程設計。土木課程設計采用兩套圖紙,給出多組設計數據,將學生分成幾個小組分別來完成,這樣就促使學生自己閱讀有關參考資料,通過自己的分析、計算來完成課程設計,從而達到自主設計的目的。設計出一整套完整的設計,在課程設計中.要求運用軟件編程輔助設計計算來代替手工計算,使學生能從復雜繁瑣的計算中解脫出來,快速導出所有計算土木的坐標,方便實用。在繪制土木施工橫斷面時,要求學生運用AutoCAD繪圖,一方面訓練了CAD繪圖技能,培養了學生運用計算機的能力;另一方面,利用CAD的面積查詢功能,大大縮短了施工斷面土方填挖面積的計算,且提高了準確性。
2.4.2 模擬實訓。為保證學生土木工程施工的實踐性,體現施工員的職業性,在學期末安排一周的土木工程模擬實踐時間。土木工程擬實訓教學的目的是培養學生的識圖能力,加強其土木工程測設內頁計算、外業放樣的實際操作能力,能與《工程測量》課程有效結合;模擬教學的開展利用校園現有土木工程資源,由專業課教師與測量教師共同負責指導。通過經緯儀、水準儀、全站儀的操作使用,培養學生的實操技能,為后期的頂崗模擬教學鋪墊,而且在小組成員分工協作的過程中也培養了學生的社會能力。
2.5 對學業評價時注重平時表現及操作技能
《土木工程》成績包括理論成績、課程設計成績和實訓成績三部分。
2.5.1 理論成績。目前理論成績的評定主要依據期末考試,一般卷面考試成績占70%,平時作業及考勤情況占30%。根據現在教學中存在的實際情況,此比例不利于約束學生的平時表現,學生學習積極性不高,抄襲作業、曠課等現象時有發生,因此準備改變現有的成績評定方法,將平時成績所占比例提高到40%-50%,其余為卷面考試成績,這樣才能比較真實地反映學生的學習情況,也使學生重視平時學習,而不是學期末搞突擊學習。
2.5.2 課程設計。課程設計成績僅通過教師審閱計算書和圖紙很難準確評估每個學生的完成情況,而且隨著電腦使用的普及,CAD圖紙和WORD文檔的復制粘貼很便捷,原創正品與復制贗品很難區分,這樣評定出來的成績就會失真。為此,嘗試在評定課程設計成績時采用答辯與成果相結合。答辯時,教師針對學生制做的成果給每個學生隨機提幾個問題,如果問題都回答正確,成績直接按照計算書和圖紙確定;如果有問題回答不正確,則在計算書和圖紙成果成績上做相應扣分。這種評定方法比較科學,評定出來的成績真實可靠。
2.5.3 土木工程實訓。以小組為單位,強調團隊協作精神,同時又要避免有學生吃大鍋飯,自己不動手,直接引用別人的實訓成果。成績評定分操作技能和成果兩部分。操作技能要求每人動手,輪流考核;成果可以數據共享,按組評分。從而調動學生的操作積極性.提高學生的動手能力,以達到實訓的最終目的。
以崗位需求為依據,以職業能力為主線、以就業為導向,需要將職業崗位所需的關鍵能力培養融入土木工程專業教學體系.以增強畢業生的核心競爭能力。通過對《土木工程》課程教學內容、教學方法、實踐教學和成績評定等改革實施探索,拋磚引玉意在推動其他課程建設以及專業建設。為適應職業崗位特點,土木工程實踐教學在高職課程中的比例將越來越高,教師業務水平也面臨新的挑戰.教師應注重調整自身的知識結構,掌握并更新與專業相關的新知識、新技術.不斷深化教學改革,提高教學質量。
參考文獻