時間:2022-03-14 16:31:51
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇土木工程研究,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1.1鋼筋混凝土
其主要的組成部分就是鋼筋和混凝土,其中混凝土主要由骨料、膠凝物、水以及按照一定比重添加一定的添加物調配而成,以攪拌的方式,在一定時間后固定成型的人工石料。在施工之中使用的鋼筋類型主要分為柔性和勁性2種。當前,我國在施工的時候主要使用的就是柔性剛勁。鋼筋和鋼絲都包括在柔性鋼筋之中。光面鋼筋其外表呈現光滑圓形。對于變形鋼筋而言,應用范圍較為廣泛的有螺紋和“人”字型。
1.2鋼筋混凝土結構的設計機理和方式
由于鋼筋和混凝土兩種材料在受力性能方面存在差異,在道路橋梁或者水利工程之中,各種類型的受力結構具備相應的特點,對此展開計算,能夠讓各種結構順利發揮必要的功能。比如斜截面、正截面以及扭曲截面的載力計算等。實際施工當中,每個工程的施工特點都存在不同,因此在鋼筋混凝土結構本身在設計的過程中外部形狀會隨之出現不同的變動,內部的結構自然也就會存在差異。而且鋼筋本身的外形和數量都會隨著工程的變化而變化。
1.3鋼筋混凝土結構優勢劣勢分析
其在耐久性和耐火性方面具有良好的表現,在養護過程之中所花費的資金也相對較少。在抗震方面有良好表現,整體性能較為協調。有一定的可塑性,能夠根據施工的實際情況進行不同的調整。但是由于其本身的質量較大,因而在使用的時候運輸較為困難。而且施工中耗時較長,制作模板的時候會造成不小的材料浪費,養護的時候也會花費不少時間。
1.4鋼結構施工中遇到的重點和難點
在實際施工時,鋼結構安裝較為繁復,應該對可能出現的問題進行重點考慮。在選擇鋼材的時候,應該了解其主要分為金屬類、板材、管材以及型材等4種。土木工程之中,具備優質碳素結構的鋼材以其優越的性能得到廣泛的應用,其在強度與硬度方面均有較為良好的表現。也需要截面形狀進行考慮,通常柱子的截面呈現“工”、“十”等形狀,“H”形狀的通常都出現在房梁的建造之中。安置截面的之前,需要開展焊接試驗,確保焊接過程中不出現各種問題,在試驗之中記錄各種參數,也要注意將高強螺栓鉆孔的位置控制在較為精確的范圍內。
1.5相關構件保存以及安置機械地點選擇
通常情況下,需要考慮結構安置過程中占地大小。實際安置時,一般應用塔式起重機,在裝卸設備的輔助下將鋼構件放置在安裝機械的部件之中。與此同時,還應該考慮不同部件的起吊標準,還要確定鋼絲繩本身的承受能力。也要對臂桿的高度差和每個起重機彼此間的距離進行控制,防止意外發生。
2地基加固技術研究
在土木工程之中,地基加固是困擾施工人員的難題,此方面主要有排水加固、膠結法、加筋、擠壓等方法。施工區域頻繁發生變化,實際施工當中需要考慮的實際情況也就不同。地基加固常見的方式中,換填法有換土墊層以及置換2種。當工程建筑的地基下部的持力層相對較為軟化的時候,無法承受上部的壓力符合,一般使用換土回填的方式予以解決。實際施工當中,施工人員先將地基下較為松軟的土層挖走,然后將很多砂土、石灰等物質填充進去,經過處理之后就會較為結實。排水加固的方式一般常常用在土地較為濕潤的地方或者沼澤等,主要使用提案載預壓和真空預壓兩種方式。加筋是想要達到讓土質穩定的目的,一般在高層建筑施工之中應用較為廣泛。
3結構截面設計問題分析
3.1場地類型與抗震性能
各種建筑都有自身的特點,在其施工的時候都需要對抗震等級進行確認,在實際選擇當中,其與施工現場的具體情況存在重要關聯。實際上,抗震等級的要求會對框架截面的設計有著較為重要的影響。相關的設計人員想要查詢抗爭等級,通常都是根據建筑的高度以及防裂度?,F實施工之中,一定要對施工現場的信息進行全面分析整理,然后根據當地的實際情況選擇合適抗震等級。而且也要注意計算值和實際要求之間的差距,設計的過程中進行重點關注。
3.2框架柱的計算長度
在框架柱的計算當中,先確定其長度,以此作為結構層高。但是此過程需要注意,兩注之間在安置的時候形成彼此交叉的形態,此種方式已經類似于剛接,而并不屬于力學機構之中的鉸接或者固結。因此,在進行計算的時候,影響詳細了解相關規范,各種操作活動也要嚴格按照規范執行,如此才能有效判定其計算長度。
4測量和施工管理分析
工程測量活動也就是施工中全部的測繪活動,涵蓋了勘測、設計、施工以及管理的各個環節。為工程建設的各個環節提供計算和測量輔助。實際上,工程測量在整個工程施工當中都具備一定的基礎作用,測量工作可以為工程提供各種數據信息以及圖紙,對工程各個環節的指揮和進行起到輔助作用,如此才能確保工程順利完成。在實際測量之中,應該檢查認真的態度,嚴格按照規定的各項標準完成測量活動,而且在記錄數據的過程中,記錄人員態度要嚴謹,確保記錄中的數據不出現差錯,以免對工程的正常進展產生不良影響。
5總結
【關鍵詞】土木工程;施工新技術;技術研究
Research on New Construction Technology of Civil Engineering
Fei Jun
(Kunshan Lejian Housing Development Co., Ltd Kunshan Jiangsu 215300)
【Abstract】Civil engineering construction technology directly affects the quality of the project and construction safety, as the construction of the most reflect the quality of the part of the construction of civil engineering construction technology and innovation is particularly prominent. Improve the architectural design management, its important impact is to carry out scientific and rational new technology and materials application management. In addition to this work is to improve the construction of the primary basis, the development of architectural design also has a guiding significance.
【Key words】Civil engineering;Construction of new technologies;Technical research
1. 新技術在建筑施工工程中的重要性
建筑施工過程是影響我們建筑工程質量最大的因素,我們必須做好建筑工程施工的過程。同時,我們加大對施工新技術的應用,是為了適應時展的變化,也是為了滿足人們對建筑的質量要求。就現階段而言,各個國家在對建筑工程質量分析的時候,都提出了嚴格的要求。新的技術能夠提高建筑工程的質量,也能夠使我國建筑行業朝著健康的方向發展。自從我國建立市場經濟體制以來,我們在進行建筑施工的時候,遵循了市場的變化,讓建設單位通過招投標的方式,選擇施工單位,這樣選出來的施工單位,能夠做到滿足建設單位的要求,更能夠保證我們建筑市場的穩定。施工單位在進行技術創新的同時,需要對相關的施工人員進行培訓,緩解我國的就業壓力??偟膩碚f,加大對新技術的應用是我國建筑行業良好發展的基礎。那么在激烈的市場競爭中,施工單位需要不斷地提升自身的實力,保證自己能夠在市場中正常的發展。
2. 土木工程施工技術的創新
2.1 在灌注技術方面的創新。
在土木工程施工技術創新中,灌注技術的創新也是其重要組成部分。灌注技術創新包括兩個方面,第一是鉆孔技術創新。鉆孔技術是灌注施工環節中的基礎性工作,因此對其需要有足夠的重視程度。鉆孔技術創新指的是在鉆孔技術施工環節進行之前,對鉆孔樁周邊環境進行清理,而后運用嚴密精確的測量工具對鉆孔位置做進一步測量確認,從而保證鉆孔統一。其次,在鉆工程序前,技術人員應該事先調試鉆孔機,從而保證作業流暢。當鉆孔過程中發生坍塌或者卡鉆現象的時候,需要立刻停止鉆工程序,首先對發生坍塌或卡鉆的現象進行分析,并且解決對應的深層問題,這也是保證土木工程施工質量的表現。第二,灌注技術的創新還體現在鉆孔灌注泥漿時需要進一步完善灌注技術,補充孔內泥漿,從而達到充分填充的效果,保證樁體穩固。
2.2 生態技術的應用。
(1)在建筑設計工作中,建筑設計時需要在進行正式設計之前,對建筑工程周邊環境條件進行考察工作,進行建筑設計必須結合建筑周邊環境的實際情r。有效實現建筑工程與生態環境的統一,保證兩者共同發展、和諧共處??梢栽谶M行建筑設計時,加入低碳環保的理念,增加建筑物周邊的綠化面積,提高綠化植物在環境中的整體比例。
(2)進行轉變能源的利用方式。在提倡使用可再生的清潔能源的前提下,結合低碳概念控制建筑物內的機電設備運行維護狀態,避開或錯開使用高峰方式進行環保工作。其次對系統進行更為嚴格的要求,采用先進的主流技術,必須使系統要經得起時代的考驗,要求在操作上簡單方便,在性能上成熟可靠,促使監控技術的管理的統一性,使其發揮更高的功效。對低碳概念進行充分利用。比如在應用過程中采取增強建筑外墻保溫降低空調能耗以及采取照明控制,通過采用提供同等照度降低耗能,變頻調速的技術的產生可有效減少不必要的能源消耗,減少不必要的成本支出。同時加強對其維修保養的力度,保證定期維修,以此來保障其正常運行,降低故障的產生幾率。
2.3 推廣使用先進的信息化應用技術。
信息化技術包括:虛擬仿真施工技術和建設工程資源計劃答理技術、項目多方協同答理信息化技術等。其中虛擬仿真施工技術是虛擬現實、結構仿真等高端信息化技術,可展現并提高建筑企業的市場經營競爭能力、提高施工生產效率、提升工程施工技術水平等重要作用。而項目多方協同管理信息化技術,對推進建設工程總承包的實施、實現設計施工一體化具有重要的支撐作用。而建設工程資源計劃管理技術,既改變了傳統的建筑企業與工程項目管理模式,又提高企業工程管理的經濟與社會效益、企業管理水平、企業綜合競爭能力,并對推進科技進步水平具有重大作用。所以通過信息化技術領域的先進技術,對建筑業的信息化技術發展和推廣應用方面具有深遠的導向作用。
2.4 在深基坑支護技術方面的創新。
目前,現代土木工程施工項目中,高層建筑數量不斷增加,從而對土木工程施工技術要求也越來越高。在高層建筑施工中,抗震設計以及地下空間拓展等都是新的工程要求,而為了保證質量,就需要不斷創新深基坑支護技術。深基坑支護技術指的是在土建施工中,技術人員需要充分了解地質環境,若本身地質環境比較差,就需要采用灌注樁和預應力錨桿來增強施工效果。首先,技術人員要考察包括周圍地下管道、光纜等埋設分布,考察巖土與地下水分布參數,考察深基坑施工技術可能會存在的障礙等,從而做好施工準備。其次,在支護結構設計時,需要與深基坑技術方案契合,包括連續墻等內護支撐,從而做好深基坑支護工程。
2.5 廣應用綠色施工技術。
綠色施工技術的目標是“四節一環保”,綠色施工技術具有一定的超前性和引導性,具有國內領先乃至國際先進水平。在應用時,應先因地制宜的選擇適用的綠色施工技術,在示范工程中實現后,再結合情況在全國范圍內推廣。下面簡單列舉幾項推廣應用的綠色施工技術:應用基坑施工封閉降水技術,即保證了基坑周邊安全又避免了對周圍環境的影響;通過基坑施工降水和回收利用技術,對雨水、現場生產廢水的回收和再利用,有效的節約了施工用水;應用建筑外墻的保溫隔熱技術,通過對建筑物進行有效的保溫、隔熱、遮陽等,節約了建筑物在使用時的能源,提高了使用的舒適度。
3. 結束語
綜上可知,隨著我國經濟的發展,建筑行業水漲船高,也得到了快速發展,當前,土木工程施工技術在建筑工程施工中有著極其重要的作用,是控制建筑施工質量的直接手段。目前,傳統的土木工程施工技術已經能夠完全滿足人們對居住環境的要求,這就需要土木工程行業不斷革新技術,適應市場和社會的需要。
參考文獻
關鍵詞:土木工程,現狀,發展趨勢。
中圖分類號:S969.1 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著人們對建筑要求的不斷提高,需要建構高層、大規模,甚至是大跨度的建筑,并且要求既要滿足工程進度以及質量的要求,同時也需要保證成本的控制。
一、 土木工程發展現狀
1.土木工程理論的發展
隨著科學技術的不斷發展和進步,與建筑相關的學科,包括:力學、結構動力學、統計學等等學科的不斷發展和進步,為土木工程的發展提供了重要的理論基礎和技術支持。信息化的不斷普及和深入發展,大型計算機在土木工程上的充分應用,包括結構抗力計算到極限狀態理論、材料特性結構分析等,使得土木工程在強大的理論基礎之上快速、全面地提升和進步。
2. 建筑設計的發展
隨著土木工程的不斷發展和進步,使用概率統計來設計和分析各種數據,如: 荷載值、材料強度值。通過對風力、陽光、地震等不同自然情況的綜合分析,結合工程的選址、結構體系等實際情況,進一步研究出可靠度極限狀態的設計,得到工程的應力情況和力學性能等,以確保其滿足現代土木工程的需要。隨著土木工程理論的不斷深入和技術的逐步發展,土木工程的設計和規劃已經改變了以往憑借經驗設計工程方案的慣例,特別是大規模的土木工程,運用了系統工程的理論和方法,趨利避害地全面考慮土木工程的安全、環境、經濟等所有因素。
3.土木工程施工的發展
1) 建筑材料的發展。
復合材料高強鋼材等全新建筑材料在土木工程中得到了不斷發展和應用。如: 碳纖維、鋁合金、鎂合金、鍍膜玻璃、雙層中空玻璃、玻璃纖維增強塑料( 玻璃鋼) 、各種節能混凝土等新型工程材料已在工業和民用建筑中得到廣泛使用,它們在強度和耐久性上表現出優越性,為高層、大跨和結構復雜的大型土木工程建設提供了重要物質基礎。但是,這些材料也有其缺陷,如: 有些彈性模量偏低,有些成本太高,應用范圍比較窄,所以還需要進一步研究。
2) 土木工程實施工藝的發展。
工程實施的設備、工具不斷地向自動化、機械化、科學化發展,如: 同步液壓千斤頂、直升機安裝技術、滑模等先進技術的出現,使得大規模的、高層的、復雜的土木工程不斷發展并得以實現。預應力技術是施工工藝中最為突出的技術之一,可以應用在大跨度、大開間等多層和高層建筑,還可應用于核電站、預應力儲倉、橋梁結構、公路工程等等。
二、 土木工程發展趨勢
1.精密化的理論研究
未來土木工程的理論發展趨勢集中在力學,利用物理、化學、計算機技術對土木工程的不斷應用,重點為解決數學分析與處理。現階段,有些領域還不夠完善,比如: 對于結構復雜的、流體介質等受力分析,需要進一步精密研究。對于土木工程中復雜的數值問題,還需要專門化的數學來解決。土木工程的信息化,可以模擬更復雜的施工情況。
2.土木工程材料的發展
土木工程的施工材料不僅要求質量高、安全性高、使用壽命長,而且隨著生態型建筑理念的發展,對建筑材料造成污染、資源浪費等問題上要求更高,需要發展新型的、高新技術、生態建筑材料,以適應人和自然環境的協調發展。
1) 生態建材的發展。
為了實現綠色建筑,在保證工程質量的前提下,選用生態建材是最首要和有效的途徑。比如選用環保材料、凈化材料、可再生材料、循環使用材料等等成為未來發展的趨勢。生態建材的發明和使用,大大提高了人們居住品質,減少對環境的破壞,有效降低建筑垃圾的產生,避免建筑材料的浪費,實現用最少的資源實現最高的品質要求。新型生態材料的使用,在節水節電上進一步優化,節省資源,實現人與自然的可持續發展。
2) 抗震強度高的鋼材。
隨著高層建筑、大跨度結構建筑的不斷增多,對抗震材料的要求也越來越高。因此,要求建筑結構使用的鋼材逐漸向高強度化、極厚化、低屈服比、低屈服點等方向發展。日本的建筑抗震效果較好,值得借鑒。他們研究的具有高抗震設計的低屈服比和低屈服點的鋼板,它們是采用調整化學成分和改建熱處理工藝等方法制成。生產出來的低屈服點鋼材可輔助結構和減震控震裝置。當地震發生時,首先達到屈服點開始變形,吸收了地震能,從而防止主體結構的破壞。高強度的抗震材料的使用,不僅可以減少鋼材的使用量,還為抗震提供了安全保障,是未來鋼材發展的趨勢。
3) 智能化的混凝土。
目前使用的高性能的混凝土,具有體積穩定性好、強度高、工作性強、耐久性好等等優點。這些混凝土,具有高抗滲性、抗腐蝕性、抗凍性等優勢,所以它們能夠在惡劣的環境下較長時間的使用。最新設計的混凝土甚至可以使用100 年或者200 年以上。隨著科學的不斷進步和發展,智能化的混凝土將成為未來發展的趨勢。智能化混凝土工程材料是指混凝土工程材料能夠接受某些環境信息,自覺地進行邏輯判斷,同時做出能夠相適應的混凝土相關材料。這種智能性的混凝土材料,可以根據工程的需要,維持和調整混凝土的性質,比如: 流動性、保水性、粘聚性等,這樣可以防止建筑受到侵害,或者對破壞進行修補,或者當有危險時也可以警報。這種智能化的混凝土是未來建筑材料發展的關鍵技術,但目前還比較昂貴,研究的人也不多。相信隨著信息科學、生命科學的不斷進步,智能化材料也將逐漸進入到土木工程的市場。
3.土木工程信息化的發展
近年來,信息化已經普及,并且逐漸帶動工業的信息化,必然也會對土木工程造成較大影響。土木工程的信息化包括智能信息處理技術、計算機技術、自動化控制技術、網絡技術等等,這些信息化技術不斷滲透到土木工程中,并且涵蓋了土木工程的全過程,不僅限于設計和施工,還有工程的物業管理、物流管理、設備維護和建筑全方位的實時監控等等各個方面。也可以利用計算機模擬管道空間布線,也可以利用信息化技術實現大型設備的整體吊裝、大型橋梁懸索受力的控制、高溫高壓的焊接控制、建筑物的爆破等等。
4.防震與減災
隨著當前超大跨橋梁、高層建筑和大跨結構建筑物的興起,結構設計呈現更高、更長的發展趨勢。在很多的情況下,地震荷載已經成為結構設計的控制因素。所以大型復雜的結構系的抗震設計及其相對應的問題也得到了進一步的關注。相關的研究包括地震動的作用機理,建筑結構的抗震機理等。
三、 結語
我國正處于土木工程大力興建時期,而隨后的30 年后,將進入建筑物的維護時期,這就需要我們將土木工程信息化做大做強,才能為今后的建筑物的維護、監控等耗費較大的工作做足準備,土木工程的全程信息化具有重要意義。相信土木工程在科學進步和人類智慧的共同發展下將會不斷地前進,并將實現一個又一個飛躍,未來的土木工程將更好地為人類服務,再創高峰。
參考文獻:
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[3] 任秋榮,葉龍,李向召. 土木工程發展現狀及趨勢[J]. 制造業自動化,2011,33( 5) : 151-152.
關鍵詞:土木工程;結構;檢測;評估
中圖分類號:S969文獻標識碼: A
引言
隨著我國經濟的飛速發展,大型建筑設施的出現對土木工程技術提出了更高的要求。在土木工程的施工過程中,對其施工過程中出現的結構性損傷及時進行有效檢測,并針對出現的結構性損傷進行及時的維修,不僅可以提高土木工程的質量,延長建筑成果的壽命,同時還可以避免許多重大質量安全事故的發生。
一、土木工程結構的檢測內容和特點
1、土木工程結構檢測內容
(1)外觀檢測
對建(構)筑物的外貌、外部尺寸進行檢測,檢查建筑物的表面的平整性,檢測建筑物的傾斜度,以及建筑物的尺寸大小是否符合相關規定。外觀檢測是保證建筑物質量的最簡單的方式。
(2)強度檢測
對建(構)筑物的材料、結構進行檢測,檢測建筑物的材料強度、構件承載力、鋼筋配置情況等。通過檢測建筑物的原材料,保證建筑材料的品質;通過檢測建筑物的構件承載力和鋼筋配置,保證建筑物的主體結構符合建筑要求,保證建筑施工安全進行,保證建筑物符合工程質量。
(3)結構內部缺陷的檢測
檢測混凝土內部可能存在的孔洞、裂縫、鋼結構的焊接等問題。通過對建筑物的工程內部缺陷的檢測,可以及時發現施工問題,解決施工的缺陷,保證工程質量。
2、土木工程結構檢測特點
(1)結構檢測工作大多在露天的現場進行,來源于外界環境中的干擾因素多,使得土木工程檢測的結果的準確度不高,影響對土木工程質量的評估。
(2)工程結構檢測數據需要慎之又慎。當土木工程的結構性問題出現時,往往是在工程完工很久以后,由于時間很長,對結構檢測數據檔案保護不當,導致技術材料不全,甚至還會出現材料虛假的現象。
(3)結構檢測工作需要采取采取非破壞的方式。結構檢測往往是在被檢測的工程建設完工或主體形式完工后,一般不允許破壞原構件,或者是從原構件上取樣時只能允許有微破損,破損后稍經加固后就不會影響建筑物結構強度。這樣就保證了工程完整性,保證了工程質量。
二、工程結構檢測方法
土木工程結構檢測根據檢測方式的不同可以分為靜態檢測方式、動態檢測方式兩種。土木工程結構的靜態檢測是通過觀察和測量建筑結構的實際大小尺寸、工程材料的彈性模量和強度系數等數據,將這些數據綜合到一起,運用物理學中的力學知識去分析評價土木工程結構,評價土木工程結構的穩定性與可靠性。
但是,由于土木工程結構形體巨大,構件繁多且具有一定的隱蔽性,對于某些過大或過于隱蔽的工程構件難以檢測,靜態檢測的方法在實際的應用中受環境等因素的影響較大,工作效率較低。而土木工程結構的動態檢測,是通過建立動態的數字化的結構動力檢測機制,監督土木工程的結構建設工作。結構動態檢測利用結構的模態參數或物理系數,評價土木工程的結構性能。但是,土木工程的動態檢測卻受到動態監控信號質量和數量的限制,影響動態監控數據的準確性。
三、土木工程中結構檢測技術的應用
土木工程建設過程中,僅僅運用傳統的結構結構檢測技術已經遠遠不能滿足現代化土木工程建設的需求,需要土木工程結構檢測技術不斷的發展,以推動我國建筑行業的發展。隨著科學技術的發展進步,出現了許多檢測方式,尤其是物理學知識在土木過程中的發展應用,使我們能夠及時發現土木工程建設過程中的許多結構性問題,對我國土木工程的發展產生了重要影響。在現代的檢測技術中有以下幾種方式:
1、超聲波法
超聲波是在檢測土木工程結構問題時常用的一種檢測方式,該技術的產生是根據物理學的基本知識,依據超聲波在媒介中傳播的規律和超聲波本身的特點而產生的一種結構檢測技術。超聲波在不同的介質中的傳播規律不同,通過對檢測到超聲波的波形進行分析,可以對工程結構內部缺陷的大小以及缺陷所在的方位進行判斷。利用超聲波檢測土木工程的結構問題時,既沒有破壞土木工程設施,有檢測了土木工程的結構,實現了檢測目的。
2、紅外線檢測法
紅外線檢測法是根據物理學中的熱輻射定律、微分方程,對原子震動產生的紅外輻射進行檢測的一種結構檢測方式。任何物體其溫度只要高于絕對零度,就會輻射出來紅外線。物體的輻射強度與物體本身的溫度有關,當土木工程內部結構發生物質變化時,紅外線的輻射強度也隨之改變。我們可以基于紅外線輻射的變化判斷其內部是否損傷。
3、建立動態的工程結構檢測機制
動態工程結構檢測機制的建立,需要將各種數據和信息整合到一起,形成一個有機的系統。動態結構檢測需要將相關的管理信息知識存入到系統信息庫內,當系統檢測到的數據發生變化時,能夠根據數據庫內信息來判斷土木工程的結構是否出現了問題。動態工程結構檢測是根據結構物理特性的變化來判定土木工程結構問題存在的可能性以及結構性問題存在的地方。
3、但是,由于動態工程結構檢測機制的成立比較困難,在實踐操作中,干擾因素較多,又容易受到土木結構的影響,使得動態監測的數據不精確。工程檢測的數據也存在一定的失誤或偏差。影響工程的進度。就當前動態工程結構檢測在實踐中的應用來看,動態檢測機制在識別損失方面比較遲鈍,往往是在損失發生后才能檢測出來,不能起到早期發現和預防的作用。
四、評估方法
現階段,對土木工程結構進行評估時,主要應用以下評估方法:一、可靠度評估方法,這是一種以概率統計為基礎的評估方法;二、模糊數學評估方法,該方法尤為擅長對復雜事件的處理;三、灰色理論評估方法,該方法有效規避了對樣本過分依賴的問題,簡化了計算過程,而且保證了量化結果、定性結果的一致性;四、神經網絡評估方法,該方法在處理多因素事件以及模糊事件方面表現出了極大的優越性,評估結果較為理想。下文將針對這一方法中的概率神經網絡(PNN)方法展開重點介紹。
PNN能夠實現對損傷位置及類型的準確判斷。PNN利用已知數集的概率密度函數以完成貝葉斯決策,將之合理的融入人工神經網絡系統中,如此一來,便可完成對未知數據的歸類,對于那些多類問題(涉及θ1、θ2⋯θn)而言,基于P維試驗向量X的貝葉斯決策d(X)為;
d(X)∈θq(hqlqfq(X)>hklkfk(X),k≠q)
設fj(X)為概率密度函數,那么多變量高斯分布函數如下:
n=q
fq(X)=1/[nq(2π)P/2σp]Σ[-(X-Xqi)T(X-Xqi)/2σ2]
i=1
對該貝葉斯決策進行相應處理,可得到一個概率神經網絡,且包括如下層次:一、輸入層;二、模式層;三、求和層;四、決策層。見圖1。
該損傷檢測方法能夠有效克服測量誤差導致最終結果不準的問題,所以,具有良好的應用前景。
結束語
隨著社會經濟的不斷發展,我國土木工程數量正在與日俱增,其結構安全與否將會對使用者的生命安全造成直接的影響,所以,展開相應的檢測及評估工作便顯得尤為重要了,這已經成為業內共識。在檢測及評估的過程中,應基于檢測內容選擇相對合適的檢測方法(如無損檢測方法等)及評估方法(如神經網絡評估方法等),從而保證檢測結果及評估結果的客觀性、準確性,為接下來的維修、加固工作提供詳實的數據資料。
參考文獻
中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:
1 現代土木工程的特點
適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建筑物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學科前進。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。
1.1建筑材料方面。高強輕質的新材料不斷出現。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)已開始應用。但是這些材料有些彈性模量偏低,有些價格過高,應用范圍受到限制,因而尚待作新的探索。另外,對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性,雖已取得顯著成果,仍繼續進展。
1.2工程地質和地基方面。建設地區的工程地質和地基的構造及其在天然狀態下的應力情況和力學性能,不僅直接決定基礎的設計和施工,還常常關系到工程設施的選址、結構體系和建筑材料的選擇,對于地下工程影響就更大了。工程地質和地基的勘察技術,目前主要仍然是現場鉆探取樣,室內分析試驗,這是有一定局限性的。為適應現代化大型建筑的需要,急待利用現代科學技術來創造新的勘察方法。
1.3工程規劃方面。以往的總體規劃常是憑借工程經驗提出若干方案,從中選優。由于土木工程設施的規模日益擴大,現在已有必要也有可能運用系統工程的理論和方法以提高規劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會引起自然環境的改變,影響生態平衡和農業生產等,這類工程的社會效果是有利也有弊。在規劃中,對于趨利避害要作全面的考慮。
1.4工程設計方面。人們努力使設計盡可能符合實際情況,達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統計來分析確定荷載值和材料強度值,研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統計規律,積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與巖同作用的分析,進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論;同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。
1.5工程施工方面。隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發展,施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法,日益走向科學化;有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標準化和生產工業化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率,而且可以解決特殊條件下的施工作業問題,以建造過去難以施工的工程。
2 未來土木工程的發展
2.1指導理論的繼續發展。在可以預見的將來,土木工程工程技術理論的核心部分仍然是力學,新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學的突破方向。在對復雜結構、流體介質等情況下的受力分析和近似上,現有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數學在將來也應該有很大的發展,用以處理土木工程技術中復雜的數值問題。更先進的電子計算機的應用,使得對復雜的情況的模擬更有把握,更接近于現實。力學也會突破宏觀框架,向微觀發展,控制論,虛擬現實等技術也在力學中加深影響。
另一方面,土木工程學科將向周圍繼續發散,與材料,環境,化學,電子信息,機械, 城市規劃,建筑等相關學科進一步的交叉,融合,互相支持,互相服務。土木工程內部的次級學科也同時會在現實需要的推動下產生出新的學科,如對城市地下空間的大規模利用就使得新的地下規劃學科有了產生和發展的必要。不同次級學科的理論也會相互滲透,比如現在就有一些大型體育場館采用了類似橋梁的懸索結構。
2.2工程實現的變化。土木建筑的最終目的是建設出合乎設計要求的工程構造物,從設計到成果中間需要一個很長的工程實現的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設計,沒有好的工程實踐,一樣不會產生一個優秀的作品。
信息時代正在迎面走來,其他學科和其他方面的新觀點新技術,必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統學科注入新的活力。包括控制理論,施工技術,新材料,環境工程,經濟理論等等。
2.2.1全過程信息化。信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中,重點不僅僅限于CAD方面,也包含對工程進度的管理、運行中數據資料的收集,分析,整理;對建筑物結構,強度,可靠性的分析和相應對策的決策等。這些也是主動控制和智能化實現的基礎。
全過程信息化對今后的土木建筑構造物的維護有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機實現對建筑全方位的實時的監控,及時掌握整個建筑物的狀態。我國現在正是基本建設的,20~30年后,現在這些建筑物逐漸進入維護期。如果能在現在建造過程中就做好各種信息化準備工作,對今后維護也大有幫助。
信息化也成為專家系統技術的基礎。程序的解題能力不僅取決于它所采用的形式化體系和推理模式,而且取決于它所擁有的知識。要使一個程序具有智能,必須向它提供大量有關問題領域的高質量的信息輸入。
2.2.2可持續發展和人性化。這兩個要求是與社會經濟的發展相適應的,社會的發展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設施人性化的要求。
整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續發展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。對資源和能源的節約,包括在建設中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個方向,這要求有良好的設計和有效的運作管理機制,土木工程構筑物在它的整個壽命周期,從規劃,設計,建造到建成后的使用,維護,拆除都要盡量的將對環境的影響降到最小,同時盡可能大發揮它的社會經濟效應。這對土木工程提出了新的要求。具體的要求包括,資源的保護,資源再利用,污染控制和全方位的質量。我國的青藏鐵路較好的體現了可持續發展的特性,從設計環節開始就注意了對青藏高原脆弱生態環境的保護,全路設計為封閉構造,杜絕了固體廢棄物的污染,也嚴格的控制了噪音污染。施工過程中也相當注重對周圍環境的影響。
隨著信息技術的不斷發展,其應用范圍不斷擴大。土木工程作為一門傳統的學科,借助信息技術的助力,也迎來了新的發展契機。土木工程信息化是將信息技術與土木工程相融合的過程,通過先進的計算機技術、通信技術以及自動化控制技術,對土木工程的建設實施科學的管理及監控,從而提高管理效率,節約成本。
2土木工程的信息化建設
土木工程的信息化是土木工程市場發展的新階段,在這一階段必定要融入現代的物流業、電子商務業以及信息產業,新興產業的融入將大幅度提高土木工程的經濟效益及生產效率?,F代的計算機技術、通信技術及自動控制技術相結合后的高新技術,對土木工程的施工及管理具有極大的促進作用,土木工程的信息化也將帶來管理方式的變革,促使企業不斷改變管理理念及管理方式。土木工程信息化建設主要從以下三方面入手。
2.1建設土木工程標準及相關的管理信息系統
信息技術是一種應用性較強的高新技術,該技術可在多個領域進行大范圍應用,在應用過程中應結合行業技術特點,將行業的專業性與信息技術的先進性進行有機結合,以充分發揮信息技術的作用。為推進土木工程的信息化建設,應制定高效的土木工程技術應用標準及管理信息系統,并根據行業的發展不斷對技術及標準進行修訂,以確保土木工程標準化進程的有效性。土木工程行業是一個涉及多個領域、包含多個企業的、復雜且龐大的信息集合體,該行業涉及的信息量巨大,給行業的發展帶來了極大的不便,利用現代化的信息技術可提高行業的管理效率。建立高效、準確、完善的行業管理、工程項目管理等多項管理方面的信息管理系統后,可以利用信息技術對行業的發展情況進行快速的統計分析,從而根據分析結果及市場動態,確立行業未來發展的目標,制定合理的發展技術,推行有效的產業發展政策,以促進土木工程行業的健康發展。土木工程項目的管理升級需要依靠先進的管理理念,這種管理理念能通過完善的管理軟件體現出來。就當前發展現狀來看,美國的PrimaveraSystems,INS的P3以及軟件大王Microsoft開發的小型項目管理軟件是應用較為普遍,且實用性能較為良好的管理軟件。這些管理軟件的優越性主要通過以下幾項基本功能體現出來。第一,項目計劃的編制功能。土木工程項目在招標階段及中標階段后,工程項目中標方應根據標書內容編制工程項目的實施進度及相關細則。企業可利用軟件對工程項目的所有任務進行分類編制,編制內容主要包括任務時間、任務完成所需要的原材料、勞動力、投入成本等。通過編制細化的施工進度計劃,項目負責人可將各項要素進行綜合對比和分析,在多項任務中進行合理的人力分配、物力分配、機器設備分配、施工時間分配等,以最大限度的提高資源利用率。第二,工程項目的追蹤功能。軟件能對工程進度實施全程的動態化管理及監控。這一功能的實現,主要通過項目管理人員在工程施工過程中,對工程的施工情況及影響工程進度的要素進行必要的記錄,并將以上數據及時、連續、系統的整理到計算機中,這就能通過軟件展示真實、實時的工程進度。此外,項目管理者還可通過軟件的分析功能,對工程進度的相關數據進行分析,以客觀、準確的反映工程項目的變化情況。第三,項目的分析、控制與優化功能。管理軟件一般具備廣義的網絡技術,工程項目管理者可根據所得信息,與原有計劃進行對比,通過分析找出偏差,研究解決對策,保障新工程項目的順利實施。管理軟件不僅要考慮時間因素,還應對資源、費用要素進行逐一對比,從而尋找一個工期短、耗資少、節能環保的計劃方案。軟件可利用網絡技術,對設計方案進行不斷優化,從而獲得最佳工期、最低費用以及最高資源利用率的施工方案。另外,管理軟件對工程數據及作業活動具有強大的過濾功能,管理者可將工程項目的執行情況與工程設計方案進行對比,然后將滯后于計劃方案的所有活動過濾出來,從而進行專項的追趕或工程追蹤,以保證工程能按時完工。
2.2施工技術和控制信息系統的建立
信息技術將計算機技術、通信技術、自動控制技術和信息處理技術等多種技術進行集成。工程項目設計者可利用先進的系統及設備,直觀、充分、形象的展現設計者的理念及建筑美學,并將獨特的創意和神奇的構思通過計算機軟件展現出來,這是傳統創作方式所無法達到的新境界?,F代工程設計模型已經采用三維立體技術,通過模塊化的設計,使設計成果由平面轉向立體。模塊設計主要利用數據庫技術和網絡技術將多種工作模式進行集成,從而實現成果共享的目的,圖形由計算機自動產生,設計人員的精力只需投入到方案的優化設計上即可。
2.3土木工程施工方案及其他相關商務貿易信息系統的建立
互聯網技術在建筑行業和信息服務行業的功能越來越強大,不僅能為企業提供工程項目的設計方案、施工方案、技術方案,還能通過數據分析進行方案對比,從而實現工程建設的最優化方案,提高項目決策者的決策能力。此外,互聯網強大的溝通能力可為施工企業、材料供應商、工程組織方等提供共享的信息平臺,從而增加工程項目招投標的透明性、公開性、公平性,推動土木工程市場的規范化進程。云計算技術的發展,將信息共享平臺進一步優化,這不僅能提高土木工程相關企業的工作效率及管理效率,還能為企業節約成本,實現經濟的可持續發展。
3小結
關鍵詞:土木工程;工程施工;鉆孔樁;技術應用
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
引言:隨著我國經濟不斷的快速發展,建筑業也在不斷的加快步伐。而土木工程作為建筑工程中的最基本環節,對于建筑工程的舒適性與整體質量有著直接的影響。然而在土木工程中比較關鍵和重要的施工措施和技術就是鉆孔柱技術,它在土木工程施工過程中發揮著舉足輕重的作用。所以,應用鉆孔柱技術的質量聯系整個建筑工程的質量。在進行探討鉆孔柱技術在土木工程中的具體應用時,將土木工程的質量加以提高,從而促使整個建筑工程的質量相對提高,在這過程中,鉆孔柱技術起著十分重要的作用。所謂鉆孔樁技術,其含義是指進行工程施工的具體過程中,把還沒有實施基礎建設所屬的地段,利用人力挖掘、機械鉆孔等方法,并采取地基樁孔的技術在樁孔內置入鋼筋籠澆筑混凝土,目的是為未來的創建提供良好的堅實基礎。
一、土木工程中鉆孔樁技術的概念及重要性
(一)土木工程中鉆孔樁技術的含義。土木工程中鉆孔樁技術就是指在土木工程的施工過程中,對于還沒有進行基礎建設的某些地段,通過力挖掘或者是機械鉆孔等方式使用地基樁孔的技術,在樁孔內先放置鋼筋籠,然后再澆筑混凝土,這樣就可以在構建承重臺時有堅實基礎,保證施工的質量和安全。
(二)鉆孔樁技術應用的重要性。在進行土木工程施工時,首先就要把建筑整體的地基進行澆筑,那么這個時候就要用到鉆孔樁技術。因為地基是土木工程的重要關鍵環節之一,直接的承載整個建筑主體的重量,穩固性與抗震、耐用等特性緊密相連,直接的對建筑工程的使用壽命及質量造成重要的影響。所以,鉆孔樁技術在應用時的施工方法和施工質量控制是非常重要的。那么就要求鉆孔樁技術應用必須具有科學性、合理性因為這是提高整體建筑質量的前提和基礎。如果應用的鉆孔樁技術比較恰當的話,就可以有效的提高土木工程的質量,能真正的滿足建筑工程的民生要求,為業主的使用提供安全可靠性,能夠有效延長建筑的壽命和抗災害能力。
二、建筑鉆孔灌注樁的特點
在建筑施工技術中,鉆孔灌注樁技術與其它樁基技術相比,其施工噪音和震動范圍都要小很多,對施工周圍的環境影響較小;這項技術能夠建造比預制樁直徑大很多的樁,在各種類型的地基上都能夠得到有效的應用;鉆孔灌注樁技術也在施工過程中也有一定的缺陷,其施工質量的好壞對樁基的承載力影響很大,如果施工質量得不到保障,如果樁基承載力沒有達到建筑本身所要求的承載力,就會對整個地基建筑的質量帶來影響;還有,混凝土是在泥水中灌注的,要控制好混凝土的質量有一定的難度。
三、土木工程中鉆孔樁技術應用存在的問題
(一)鉆孔機工作過程中出現鉆孔收縮問題。
分析鉆孔收縮,要么是鉆孔本來就小,要么是鉆孔壁土膨脹所致。前一種原因是由于鉆孔機的鉆頭不斷推進,與土中的巖石不斷密切磨擦,由于巖石較堅硬,對鉆頭的傷害很大,造成鉆頭磨損十分嚴重,旋轉起來,切面直徑變小,結果鉆孔變得越來越小。后一種原因是由于鉆孔地質中含有大量的軟土,軟土顆粒遇到泥漿后,迅速吸收其中的水分,形成飽合的軟土,造成四周鉆孔壁的軟土向內膨脹,導致鉆孔變小收縮。
(二)鉆孔深度達不到施工要求
鉆孔的塌孔、縮徑、出灌和埋管的過程中,鉆孔的深度不能達到實際的建筑施工要求,在進行灌注的過程中容易出現導管堵塞和鋼筋上浮等問題。在復雜的地層進行建筑施工的時候,利用鉆孔灌注樁技術鉆孔,如果不同的孔之間相互產生影響,鉆進的速度過快,護壁泥漿的性能又比較差的時候,經過很長的一段時間還沒有灌注的話,就會發生塌孔的安全事件。在實際的建筑施工過程中,如果在第一次灌注的時候,忽視對埋管深度的檢查,埋管的深度不符合實際的施工要求,就會導致灌注導管被堵塞和鋼筋上浮。
四、加強鉆孔樁技術的措施
(一)做好前期的準備工作
前期準備首先確定樁位的平面地點,通常采取坐標控制的方法給予確定,同時為了能夠快速明確打樁孔的范圍,利用水平儀進行測量各樁孔并做好高正負零等標志,必須熟悉把握圖紙要求和規范性技術,嚴格根據圖紙和技術進行規律性把布局文件整治妥善。為了給予堅實樁基提供良好的前期技術確保,在進行正式打樁之前,核查關于灌注樁全部的施工參數,同時要求實地測量。在技術交底的時候,一定讓相關施工人員了解并掌握有關的規范性操作和技術。
在開始進行施工的時候,保證有充足的技術和打樁人員,機械購置和檢修的有關工作需要做好,按照需要的不同購置對應的鉆機,通常采用沖鉆機。在相關的技術人員的指引下,做好鉆機前期調試(鉆機準備就位時)和鉆機以垂直方式對準樁位等有關工作,保證在進行施工中沒有安全事件的產生,比如未移位、傾斜等。施工現場清理干凈,保證有暢通的水電,臨時道路的修建,對于施工現場進行合理布置。
(二)做好施工期間的時工作
當鉆孔進度到一定程度時,如果出現鉆孔收縮問題,首先要停止鉆孔,將鉆頭提出,判斷是否是鉆頭嚴重磨損所致,如果是,立即進行鉆頭的修補或者更換,更換時要選擇質量好,耐磨性能強的鉆頭進行更換,以免反復進行鉆頭更換操作,影響施工進度。如果不是鉆頭磨損的原因,就要注意什么時候開始出現鉆孔收縮現象,并立即用鉆錘進行鉆孔的擴充,以達到鉆孔的標準尺寸,如果反復出現,就要反復擴充,直至鉆孔工作已經全部完成。
(三)進行安裝及定位鉆孔機、
若鉆孔機的安裝基礎松散,在施工中容易有樁傾斜、樁偏心、鉆孔機傾斜等現象出現。所以在進行鉆孔機安裝時,地基必須要牢固。對于軟地層及坡度地基,采用推土機進行推平,然后再鋪上鋼板或者木頭加以穩固。確定準確的中心點并正確把鉆孔機進行安裝,避免樁位不準,針對含有鉆塔的鉆孔機,首先運用鉆機產生的動力和周圍的地籠相聯系,加以配合,把鉆桿移置大體定位處,然后利用千斤頂把機架頂起,正確定位,促使鉆頭、起重滑輪放在同一條直線上,或將鉆桿卡孔和護筒的中心點穩固在同一垂直線,確保鉆機保持有垂直度。鉆機位置誤差不能高于 2cm。樁位準確對好以后,利用枕木把鉆機橫梁進行墊平,同時在塔頂相稱于鉆機軸線把纜風繩進行拉上。
結束語:
建筑工程的質量嚴重影響著人們的財產安全及人身安全,因此,在施工時必須要嚴格的監控管理。其中,鉆孔樁技術更是整個基礎承重臺質量安全的關鍵因素。那么,對與鉆孔樁的施工技術要特別的注意,必須要嚴格的要求,不能有任何的偏差,保證各個施工程序都能嚴格的按照要求完成,這樣才能保障施工的質量還就是對于項目后期審核工作也要做到認真處理,其中各項的檢測結果都要達到相關的標準。所以,加強技術操作,實施嚴格控制在現代化建設中起到重大作用,是整個工程質量安全的重要技術保證。
參考文獻:
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加強實踐基地建設對培養土木工程專業學生的實踐能力有著重要的作用。文章分析了當前土木工程專業實踐教學環節和實踐基地建設存在的問題,并從實踐教學課程、校企合作、師資隊伍、軟硬件建設等方面提出了研究與思考。
[關鍵詞]
土木工程;實踐教學;實踐基地
生產實踐作為理論聯系實際的重要渠道,一直是土木工程專業高等教育培養中的關鍵性教學環節。實踐基地作為土木工程專業學生實習的主要場所,其建設程度的優質與否直接關系著本科實踐教學質量。因此,筆者通過對土木工程專業的實踐教學環節和實踐基地建設展開一些探討,以期為進一步提高本科實踐教學質量提供參考建議。
1實踐教學環節及實踐基地建設存在的問題
1.1實踐教學質量有待進一步提升
目前,土木工程專業實踐教學環節主要集中在生產實習(為期1個月)和畢業設計(為期3個月),實踐教學較理論教學的時間很有限。同時,工程建設和設計實際通常存在時間長、時間緊的特點,因此,企業往往忽略了對學生實踐教學內容的總體規劃,現有什么內容就指導什么,哪里缺乏人手就往哪里安排,不能完全滿足實踐教學的需要。另外,學生實踐的時間短,加上需要熟悉適應的過程,尤其是在施工工地上實習存在大量不安定的因素,企業綜合考慮后通常讓學生待在辦公室進行理論學習,進一步壓縮了生產實踐的時間。
1.2校企合作有待進一步實現雙贏
長期以來,由于各種原因,學校往往要求專業學院需要有一定數量和質量的校外實踐基地,導致校方在選擇合作對象建立實踐基地時過于追求形式,而對后續建設規劃則處于次要的地位,在此情況下,企業通常也將合作建設實踐基地作為一項短線投資,并未把人才培養作為最終的目標。因此,通常會造成學校單方面推動校外實踐基地的建設,而企業處于半推半就的局面,學校沒有利用好智力和技術資源優勢為合作企業解決生產中的實際問題,企業則在沒有收到持續的收益下缺乏繼續推動教學實踐基地建設的動力。
1.3實踐基地有待進一步穩定
從目前土木工程教學實踐基地的實際運作來看,真正有效運行的不多,主要在于校企雙方的目標不一致、權責不明確、管理不到位、溝通不及時等。一旦雙方合作中出現一系列的困難,在不及時或難以解決的情況下,導致雙方的合作熱情逐漸降低,最終導致合作名存實亡。另外,現有生產實習環節原則上要求學生自主尋找實習單位,學生根據自身的發展需要并不一定會選擇簽署協議的實踐基地實習,進一步影響了教學實踐基地的穩定性。
2實踐教學和實踐基地建設的途徑探討
2.1完善課程體系,融入企業需求
(1)實踐課時設置。目前,土木工程專業培養方案中雖已形成大學四年完整的實踐課程體系,但在課時安排上較理論課尚有一定的差距??稍诔浞终{研學生意愿和具體可操作性的基礎上,制定合理的管理措施,利用寒暑假等適當延長相應實踐課程的實習時間。提前規劃和啟動畢業設計,讓學生在最后一個學期開始前有充裕的時間進行前期資料準備,確保學生有足夠的時間在實踐基地實習。(2)企業參與教學。在土木工程專業培養方案制定、教材編寫和選用等方面多考慮企業的需求和建議,甚至在理論課堂教學中也可適當地加大企業的參與度。另外,開設由企業專家講授的課程,邀請企業專家定期或不定期地開展土木工程實踐方面的講座,讓企業真正全過程地參與本科教學工作,并在此基礎上加大實踐基地建設力度,更好地反哺實踐教學。
2.2深化校企合作,共創雙贏局面
(1)建立實踐基地建設的新機制。實踐教學的質量關鍵在于教學效果。學校要勇于打破實踐基地建設片面追求數量和質量的機制,將人才培養擺在更加根本的位置,突出實踐教學效果,發揮學校智力和技術優勢,并根據專業特點選擇有較高社會責任感、有意愿也有能力培養人才的企業共同建設實踐基地。(2)增強企業建設實踐基地的雙贏意識。企業要合理、清晰地規劃未來發展目標,破除過度聚焦于在實踐基地建設人、財、物等方面的付出。擴大視野,科學配置,將接受學生實習作為緩解用人緊張的重要措施,將實踐基地建設作為宣傳企業文化、樹立企業形象的重要途徑,將學校的智力和技術資源優勢作為解決企業生產中實際問題的重要手段。(3)加大校企雙方師資交流力度。土木工程專業教師,尤其一些青年教師通常是畢業后直接走向教師崗位,科研經驗豐富,但缺乏一定的實際工程經驗,而企業技術人員常年在工程一線,科研工作則相對滯后。校企雙方可制定相應的政策措施,借助實踐基地安排青年教師入企業進行掛職鍛煉,積累工程經驗,學校則通過設置相應的課程、科研項目等對企業技術人員進行技術再培訓。通過校企雙方的人才交流,為實踐基地建設建立堅實的師資保障。
2.3強化校企交流,穩定實踐基地
(1)加強校企雙方交流,完善實踐基地管理。學校要設立專門分管實踐基地建設的人員,定期聯系實踐基地,加強校企雙方關于實習計劃、要求、崗位等信息的互動溝通,企業也要進行積極、合理地反饋。健全規范高效的運行管理體制,尤其是發揮互聯網等信息化手段在實踐基地建設、管理中的作用,及時解決合作中出現的問題。嚴格保證實踐基地建設資金,定期表彰實踐基地建設和管理的先進集體和個人。(2)創新實踐內容和文化,穩定實踐基地建設。企業要充分考慮土木工程專業學生的學習特點,注重培養和鍛煉學生的實踐動手能力,鼓勵學生進行新概念、新想法的嘗試,激發學生的積極性和主動性。同時,積極推動形成濃厚的創新實踐文化氛圍,舉辦各種形式多樣、內容豐富的創新實踐活動,宣傳創新實踐成果,擴大實踐基地的影響力,用實踐項目和企業文化吸引更多學生進入實踐基地實習,從而穩步推進實踐基地建設。
3總結與展望
土木工程作為傳統的工學類專業之一,學生的實踐能力培養一直是專業教育的核心,尤其是隨著“卓越工程師教育培養計劃”的實施,更是將創新實踐能力的培養上升到更加重要的位置。因此,實踐基地作為培養學生實踐能力的主要場所,要從實踐教學課程、校企合作交流、師資隊伍等方面全方位保證實踐教學質量。同時,隨著土木工程行業內部競爭越來越全球化的趨勢,如何大力實施“走出去”戰略,積極開拓國際化的實踐基地,進一步開闊學生的國際視野,將是今后培養高素質創新性土木工程人才的關鍵和方向。
作者:繆海鋒 姜秀英 單位:浙江大學建筑工程學院
主要參考文獻
[1]侯霞,郝保水,劉建賓,等.淺析校外實踐基地建設的若干關鍵問題[J].中國電力教育,2014(2):189-190.
[2]馬鵬.教學實踐基地建設中的問題研究[J].中州大學學報,2013,30(3):95-100.
巖土工程課程群作為土木工程專業課程模塊的一個重要組成部分,與工程實踐有著緊密的聯系.在工程教育認證標準和職業資格制度逐漸推廣的背景下,土建類行業需要綜合能力強、實踐能力過硬的應用型高素質人才.本文從教學大綱及內容、教學方法及形式、實驗及實踐教學、課程考核和教學特色五個方面闡述了我校土木工程專業在巖土工程課程群教學改革方面的具體舉措,對于應用型工科院校巖土工程課程群教改具有一定的指導意義.
關鍵字:
巖土工程課程群;教學大綱;教學方法;實踐教學;課程考核;教學特色
1緒論
土木工程專業巖土工程課程群主要包含工程地質學、土力學、基礎工程、巖土工程等課程.巖土工程課程群課程特點為理論性與實踐性均較強,對于我校應用型的辦學定位而言,需要將應用性、工程實踐能力及素養灌輸到專業課程中去,因此要對該課程群進行教改.國內外部分開設土木工程專業的學校和專家在總結教學經驗和勇敢創新的基礎上也在探索土木工程專業課程群的教改.周德泉等[1]介紹了長沙理工大學巖土工程課程群建設經驗,該校通過引進培養青年人才、優化教學大綱內容、獨立編寫教材、豐富教學電子資源等途徑對巖土工程課程群進行教改并取得較好的效果.王迎超等[2]結合教學經驗剖析了巖石力學課程特點,針對在教學過程中發現的問題,提出采用工程案例進行巖石力學課程教改,提升了學習巖石力學的樂趣.程建軍等[3]依據學生反饋的教學信息,結合工程實踐,對巖土工程課程群之間的課程銜接優化進行了闡述.周德泉等[4]等從精品課程建設、開設雙語教學、強化教學團隊等方面對地基基礎及地質勘察課程群進行教改探索.宿州學院作為安徽省首批示范應用型本科院校,所開設的土木工程專業主要培養具有良好工程實踐能力和科學素養的本科生,針對巖土工程課程群在教學中碰到的問題,本文立足于專業課程群模塊化的特色,分別從教學大綱及內容、教學形式與方法、實驗與實踐教學、課程考核、教學特色等方面闡述應用型本科院校土木工程專業巖土工程課程群的教學改革.
2教改內容
2.1教學大綱與教學內容
教學大綱是實施教學進度安排及確定教學內容的指導性文件,在當下課程多、學時少的狀況下,如何精簡課程教學內容,合理安排教學計劃是進行教改首先要解決的問題.其中《工程地質學》是土木工程專業的一門專業基礎課,旨在培養學生了解建筑工程地質勘察的目的及方法,學習運用地質勘察報告等資料評價場地的地質條件,為設計和施工提供可靠的地質勘察資料.《工程地質學》[5]教學主要內容有:礦物與巖石、特殊土及工程地質特征、不良地質條件下的工程地質問題、工程地質勘察等.《土力學》[6]是在學習理論力學和材料力學的基礎之上,利用力學原理研究土體的物理力學性質以及受荷后土體的強度變化規律,為后續《基礎工程》、《路基工程》等專業課程儲備理論知識.《土力學》[6]教學內容主要包括:土體的物理性質及工程分類、土中應力計算、土的壓縮性與地基沉降計算、地基承載力、土坡穩定分析、地基勘察及勘察報告的運用等.《基礎工程》是土木工程專業的一門專業核心課程,其主要闡明建筑物或者構筑物下部地基和基礎的有關問題.《基礎工程》[7]授課主要內容:地基勘察、淺基礎的設計、地基處理、基坑開挖、特殊土地基等內容.《巖土工程》[8]以地基與基礎、邊坡與地下工程問題為研究對象,主要包含各類巖土體的勘察、設計、施工等內容.《巖土工程勘察技術》[8]主要教學內容:巖土工程勘察方法、土體原位測試、特殊土、不良工程地質場地勘察、新興建筑巖土工程勘察等.不難發現上述四門課程教學內容很相當部分是重復的,比如:土體的分類在《工程地質學》、《土力學》及《巖土工程》中均有提及;特殊土在《工程地質學》、《基礎工程》及《巖土工程》均以單獨的小節出現;《土力學》、《巖土工程》課程均講授土坡穩定性計算機分析內容等.內容的重復不僅會造成學時的浪費,同時也會讓學生因知識重復而喪失學習的興趣.我校土木工程專業在近兩年巖土工程課程群教師采用“集體備課、集體研討”的方法制定相關課程的教學大綱和教學進度表.依據課程安排的先后順序和后繼課程學習的需要,將重復的內容只安排在一門課程內,課上可由授課教師強調此知識點的重要性及其在其他課程中的應用.除此之外,為了凸顯我校地方性、應用型的辦學特色,對于和本專業聯系不太緊密的一些知識點從教學大綱均予以刪除,重點講授和實際工程案例相關的知識點,并邀請當地土建類行業專家進校參與課程教學大綱的修改及完善工作.做到教學大綱和教學內容緊扣專業發展趨勢同時兼顧工程能力與創新意識的培養問題.
2.2教學形式與方法
專業課程傳統的教學形式如板書和多媒體結合,授課過程以“教師”為主體,學生為客體,學生只是被動的接受教師所講的知識.由于工程地質學、土力學、基礎工程及巖土工程這幾門課程理論性性較強,尤其是工程地質學和巖土工程,雖然多媒體課件采用了圖片、音視頻等素材,但授課發現學生在學習基本定義、原理、公式計算等內容時參與度不高.為了調動學生學習的積極性,采用多種教學形式講解知識點.比如:在講解巖石及土體的分類時,通過帶學生到標本實驗室參觀學習,讓學生自己總結所見所感,然后再查詢書上的表述,加深學生的理解和記憶能力;《土力學》講解土中應力和地基沉降計算時,不再采用傳統的手算,通過留課外作業,讓學生通過使用Matlab計算軟件進行編程計算,不僅克服了學生怕記公式、怕計算的問題,也鍛煉了學生使用常規數值計算軟件的能力;《巖土工程》講解新興建筑巖土工程技術時,提前兩周給學生分組,讓學生以小組為單位,自行利用中國知網、網絡等資源制作PPT,以組為單位進行匯報巖土工程新技術、新進展,從而提高了學生的參與度.
2.3實驗與實踐教學
實驗與實踐教學是體現“應用型”辦學定位最為重要的一個教學環節,我校土木工程專業在制定人才培養方案時,實驗及實踐教學學分占總學分的40%以上,經計算巖土工程課程群所包含的實驗及實踐學分占總實踐學分的大于20%.主要包含了工程地質學實習、土的三相比例指標實驗、土的壓縮與固結實驗、土的直剪與三軸實驗、原位測試、基礎工程課程設計等內容.對于以下小型的室內實驗,依托我校省級煤礦勘探工程技術中心實驗室完成.傳統的實驗教學大部分采用教師講解原理和操作方法,學生按部就班的操作,記錄實驗數據編寫實驗報告.我校土木工程專業對于這部分實驗的開設鼓勵增加開放性、創新性實驗,盡量減少演示性實驗,讓學生提前準備,在科學的思維前提下自己思考并設計實驗,然后通過實驗驗證方案的科學性.對于較大型的實驗,比如《基礎工程》中豎向承壓樁單樁承載力的測試、抗拔承載力的測試,在保證學生安全的前提下,聯系校企合作單位,讓學生進現場,直接觀察實驗操作;巖石力學實驗教學采用室內實驗和數值模擬相結合的手段,讓學生先進行室內實驗記錄實驗數據,然后采用有限元模擬軟件FLAC進行模擬對比,不僅讓學生參與了實驗操作,也提升了學生的科研素養.
2.4課程考核
傳統的課程考核模式基本為閉卷考試,平時成績占30%,期末考試成績占70%.部分學生在學習的時候存在僥幸心理,為了應付期末考試而突擊學習的現象比較嚴重.為了改變這種現狀,我校土木工程專業一直探索著考試改革.以《土力學》課程為例,考試成績構成為:平時成績(20%)+實驗操作成績(20%)+末考(60%).其中實驗操作考試為學生在考前通過抽簽決定要操作的實驗,教師依據學生操作的過程及實驗結果的記錄為其打分.這種方式可以有效地解決部分學生依賴他人而自身不想參與實驗的問題.末考采用機試成績和筆試成績各占50%的模式,機試利用專業教師所制作的《土力學》題庫,多以選擇和判斷題型為主,主要考核課程內一些零碎、記憶性的理論知識點,解決了學生為了應付考試死記硬背概念,考后就拋之腦后的問題;而筆試主要考核案例分析,不再單純考核學生套公式計算,讓學生在案例中找問題、找線索,然后再利用所學的知識進行解答,題目更靈活,更能有效考核學生的學習和思維能力.這與我校培養工程實踐能力強、綜合素質高的人才培養目標是一致的.
2.5教學特色
巖土工程課程群是土木工程專業各個方向都要學習的課程模塊,我校作為省級示范性應用型本科院校,一直在探尋巖土工程課程群課程的教學特色.伴隨著土建類行業已全面實行執業資格制度,我校土木工程專業在教學時,專業課內容緊扣行業最新規范,積極與職業資格考試(如一、二級注冊建造師考試、注冊巖土工程師考試等)掛鉤,把資格考試中碰到的案例推進到正常的教學活動中去,讓學生在學校學習知識的同時為畢業后職業資格考試打下良好的基礎.以《基礎工程》為例,在講解地基處理的時候,不再拘泥于書本上針對某一個知識點的例題,而是把建造師考試中的經典案例引進來,讓學生利用所學知識解決實際問題,從而擺脫學生只知道原理而不會應用的窘境.
3結語
巖土工程課程群各課程之間互有交叉,對于各課程重復出現的內容,在制定課程教學大綱時應合理有序的安排這部分知識點,避免學時的浪費.采用多樣且有效地教學方法可以幫助引導學生學習的積極性,并注意培養學生的科研素養.課程考核作為檢驗學生學習能力的重要環節,要勇于創新,改革考核方法,讓學生能夠真的參與到學習中去,并且真的能學到有用的專業知識.我校土木工程專業一直積極探索職業資格制度下巖土工程課程群的建設,為了能夠培養出工程實踐能力更為突出的高素質人才,還需要進一步深化教學改革.
作者:丁點點 單位:宿州學院
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關鍵詞:土木工程、樁基、設計
樁基是高層建筑物的基礎,它對于建筑來說據有很重要的意義。土木工程中,對樁基進行設計時,需要根據地質情況、施工條件以及工程的要求,進行樁型的選擇、樁的各部位尺寸的計算、樁的數量以及承載能力和強度的計算、平面的布置等等。
一、樁型、樁長的設計
樁型、樁長的選擇是否合理將直接影響到整個樁基礎設計,選擇合理的樁型和樁長將帶來很好的收效。
我們以一處建筑的實際設計為例,設計原先根據施工方的建議選擇D400的預應力管樁,根據當地的地質情況,選擇樁長L=16m,單樁承載力的極限標準是850kN,為基礎部分進行造價預算,得出每平方米165元,這在整個建筑的造價中的比例占了很大一部分??紤]到經濟效益,設計的時候保持樁長不變,將樁型做了調整,選擇250×250的預制鋼筋混凝土小方樁,單樁承載力極限標準值約為600kN,而這種樁型經過預算得出的造價僅為每平方米85元,明顯的降低了成本。具體情況見下表1所示。
從表中可以看出,樁長有25米和34米兩種選擇,25米樁的單樁承載力特征值Ra小于34米樁,且所需工程樁數34米樁明顯少于25米樁,這邊可以看出,采用34米樁比較好。我們再根據兩種長度樁的筏板設計方式,計算出筏板的厚度,25米樁所需筏板厚度為1200mm,34米樁所需筏板厚度為900mm,所以,從經濟角度考慮,應該選擇34米樁為宜。
總的來說,在進行樁基設計的時候,一定要選用多種方法,考慮經濟效益、可行性等多方面的因素,選出適合的樁型和樁長,給施工帶來更多的效益。
二、靜載荷試驗
如今很多樁基礎的設計,設計過程往往受到時間的限制,設計者通常根據地質情況的一些參數來設計單樁承載力的數值,并將這個估算出來的數值直接用于樁基礎設計和施工之中,通常都會在工程樁施工結束以后,才進行樁的靜載荷試驗。這樣的操作很不合理,也不具備科學性,因為一旦靜載荷試驗結果不符合估算的要求,就要進行大規模的補樁工程,而且由于工程樁施工已完畢,補樁工作難度相當大。主要原因為地質報告提供的樁周圍土壤摩擦力的標準值以及樁端土壤的承載力標準都是根據規范JGJ94-94計算出來的單樁承載力標準值,這個值是經驗數值,不應該直接使用。而且,根據一些對各類樁基礎的實際檢驗發現,很大部分樁的實際承載力水平都高于其計算出來的標準值,所以應該先對樁進行靜載荷試驗得出實際承載力的值進行撞基礎的設計,這會給施工部門帶來方便并帶來了經濟利益。
我們以一個小區住宅的設計為例,根據地質情況參數,選用D500的預應力管樁,樁長L選擇20m,按照相關公式對單樁承載力值進行估算,得出單樁承載力值約為1400kN。對幾根樁進行靜載荷試驗發現單樁承載力值為1900kN,比估算提高了35.7%,具體見下表3。我們在實際設計中采用實驗值,節省了很多的投資。
總的來說,靜載荷試驗是樁基礎設計過程中相當重要的一個環節。通過科學的試驗,取得準確的數據,提出更加合理可行的設計方案,縮短工期的同時還獲得了很好的經濟效益。
三、總結
樁基作為這些高層建筑物的基礎,在建筑中占有很重要的地位。土木工程中,設計出合理的樁基尤為重要,它對于成本的節約和安全的保障方面有起著很重要的作用。樁基工程是一項很復雜的工程,設計人員在進行樁基設計時,一定要考慮多方面的因素,做到統籌兼顧,使設計的各個方面的合理有效,樁基是整個工程的基礎,沒有一個好的基礎土木工程的后續工作沒有辦法順利進行,有的即使完工但是也會存在嚴重的質量問題,所以針對這個想象,對于樁基的設計、排列、施工等又要有嚴格的技術控制,在保證安全的同時,使其經濟效益更明顯。
參考文獻:
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[2] 蔣曉靜;多高層建筑上部結構和樁筏基礎優化方法研究[D];上海交通大學;2007年
關鍵詞:土木工程結構、可靠性、設計規范
前 言:
工程結構是指由鋼、木、磚石、混凝土及鋼筋混凝土等建造的各種建筑物和構筑物,在我國將結構可靠性的概念及計算理論引入建筑結構設計的規范體系,并在評價結構性能時將它作為基本指標而制定了相應的國家標準以來,在結構工程中的各個領域內,結構可靠性的研究工作在國內先后得到廣泛的開展。
1、影響土木工程結構可靠性的一些不確定因素和設計規范研究
1.1 影響工程結構可靠性的一些不確定因素
結構可靠性是指結構在規定的時間內、在規定的條件下完成預定功能的能力,它包括結構的安全性、適用性、耐久性等方面。其在設計、施工、使用過程中具有種種影響這些方面的不確定性因素:
(一)工程全過程中事故發生的隨機性:工程在設計,施工,使用過程中可能會出現由于事件發生的條件不充分,使得在條件與結果之間不能出現必然的因果關系,從而事件的出現與否表現出不確定性,這種不確定性是難以預料的,其在數學方法上表現為隨機性.研究事物隨機性問題的數學方法主要有概率論、隨機過程和數理統計。
(二)工程結構具有模糊性:人們對客觀事物認識的不確定性,除了由于無法控制的因果關系形成的隨機性外,確實還存在著很多模棱兩可的模糊因素。自美國zadeh創立模糊集合論以來,用數學語言描述事件的模糊性就有了可能,以往將這類不定性歸為主觀不定性,對這類不定性習慣上也武斷地按隨機性對待。引入由隸屬函數刻劃的模糊性后,以概率度量的結構可靠性將改為模糊概率來度量。
(三) 工程結構理論的不完善性:工程結構理論是由若干相互聯系、相互作用的要素所構成的具有特定功能的有機整體.人們常用顏色來簡單地描述掌握事物知識的完善程度,并把事物(或稱系統)分為三類:白色系統、黑色系統、灰色系統.對知識的不完善性處理還沒有成熟的數學方法,在工程實踐中只能由有經驗的專家對這種不確定性進行評估,引入經驗參數。
1.2 工程結構的設計標準和規范體系研究
自20世紀20年代起,國際上開展了結構可靠性基本理論的研究,并逐步擴展到結構分析和設計的各個方面,包括我國在內,研究成果已應用于結構設計規范,促進了結構設計基本理論的發展。同時我國在工程結構可靠性研究的發展過程中,進行了大量的理論研究、資料收集和數據實測工作,總結了我國工程實踐經驗,采用以隨機可靠性理論為基礎、以分項系數表達的概率極限狀態設計方法,作為我國土木、建筑、水利等專業結構設計規范改革、修訂的準則.全國土木、建筑、水利各專業直接為工程技術人員使用的結構設計規范在“統一標準”的統一指導下,進行了大規模的修訂或編制,工程界形象地稱之為規范的“轉軌”,就是指從原規范的以經驗為主的安全系數法轉為以概率分析為基礎的極限狀態設計法.這項工作的規模和深度已超過了世界上一些先進國家,大大提高了我國結構設計規范的科學水平,使我國工程結構設計規范躋身于世界先進行列。
2、工程結構可靠性研究的進展研究
2.1 工程結構的概念分析
鋼、木、磚石、混凝土及鋼筋混凝土等建造的工業與民用建筑的承重結構,公路和鐵路的橋梁、港口工程的碼頭,水利工程的堤壩、水閘,給水排水構筑物的水池、水管等,統稱為工程結構。這些結構需要安全可靠地承受設備、人群、車輛等使用荷載,經受風、雪、冰、雨、日照或波浪、水流、土壓力、地震等環境的作用.它們安全可靠與否,不但影響工農業生產,而且還常常關系到人身安危.特別是一些重要的紀念性建筑物,作為一個時代的文化特征,將留傳后世,對安全可靠、適用、美觀、耐久等方面,有更高的要求.
2.2 工程結構可靠性進展的一般理論研究
2.2.1 結構體系可靠性研究
隨著結構可靠度理論在建筑、鐵路、公路、港工和水利水電五大工程部門中的應用日益廣泛逐步深入,人們深知一個結構體系的可靠度不能僅由其局部元件對某種失效形態可靠度加以度量。因此,現在設計規范中規定的結構目標指標,實際上是指失效問題而言的。對由諸元件組成的結構體系,其可靠度應由諸元件以及體系的各種失效模式所確定的極限狀態方程得出。為了不斷提高設計規范的質量水平,全國工程結構基礎標準技術委員會1986年第二次全體委員會制定的科研項目中,對體系可靠度的研究十分重視,將連續梁、簡單剛架、高樁碼頭、重力壩等結構體系的可靠度分析列為研究課題,這種形勢在客觀上促進了結構體系可靠度理論的發展。
2.2.2 結構抗震可靠性研究
在工程結構的設計中,要考慮的動態作用主要有地震、強風、波浪力等,這些作用不僅在事件發生的時間和空間上是隨機的,而且每次事件作用的強度隨時間的變化規律,也是隨機的。因此,結構抗震可靠性的研究在我國日益受到重視,抗震可靠性的分析一般采用首次超越和低周疲勞破壞的分析方法,其中首次超越的界限,在彈性分析中一般沿用了結構構件承載能力的允許值,在彈塑性分析中采用了延性系數的允許值。這些界限值假定具有某種概率、分布,近來也有學者提出應考慮界限模糊性的觀點。這些方法都是可取的,值得沿承的。
2.2.3 巖石工程的可靠性研究
國內在巖土工程中應用概率統計方法的問題,在80年代初期開始得到了重視。并進行了深入的研究,通過多年的研究與發展,大致確定了以下幾個方面:(一)在概念方面的探討,這部分雖然數量不多,但內容卻十分重要。(二)巖土參數估計的研究,這是巖土工程可靠度分析中的關鍵和難點,以此為主的論文約占四分之一。(三)將可靠性方法引入到各類巖土工程的問題,包括計算分析方法的研究,除了一次二階矩驗算點方法外,隨機有限元、高階矩、Monte一Carlo等方法也開始引入到巖土工程的可靠性分析中來。目前在巖土工程可靠性研究方面,與上部結構相比,其成果尚未成熟到可供實用的階段,但與上部結構采用不同設計原則的狀況也不容許持續太久,加速實用化研究是勢在必行。
2.2.4 結構疲勞可靠性研究
近年來隨著鐵路和公路橋梁、吊車梁、鐵路混凝土軌枕、海洋建筑物等承受疲勞荷載的
結構物的發展以及結構可靠性理論在土木工程中的廣泛應用,結構疲勞可靠性問題日益受到
重視: 例如:開展了以可靠性理論為基礎的軌枕疲勞設計方法和不穩定重復荷載下的混凝土受彎構件的疲勞可靠性設計問題,同時在原國家建委支持下,中國建筑科學研究院、太原工學院、冶金部建筑研究總院等單位進行了大量的混凝土受彎構件正截面和斜截面在等幅荷載下的試驗研究工作,為進一步開展疲勞可靠性的研究積累了可供利用的資料。
結束語:
一直以來,土木工程結構的安全性與耐久性一直是設計者與使用者非常關注的問題,它關系到安全與經濟的協調、基礎設施的投資等,并與國家現行政策、法規以及未來的經濟發展息息相關,由此可見,其是一個復雜的系統工程問題.,國家對其高度重視,加強研究力度。
參考文獻:
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關鍵詞:土木工程學科;研究生培養;課程體系優化;職業能力培養
研究生課程是研究生培養的起點和重要組成部分[1]。土木工程學科的研究生開設的課程除了英語、數學、政治等基礎課之外,還包括有限元分析、結構動力學、彈塑性力學在內的專業基礎課,以及與專業相關的大量專業選修課,總學時在250~320之間。研究生課程教學的目的,一方面是提高研究生的基礎理論水平,培養研究生的基礎科研能力,另一方面是加強本專業的專業知識,為后續的論文研究和職業實踐做準備[2-3]。但是,隨著土木工程學科的迅猛發展,目前開設的課程體系和課程內容都出現了與當前的研究進展脫節,所學知識不能滿足論文研究和職業發展需要的趨勢[4],亟待改革和優化。為解決這一問題,廣州大學對當前土木工程專業的研究生課程設置進行了廣泛而深入的調研,并提出了優化改革的初步方案。
一、土木工程學科研究生課程體系調研報告
為了解我國各高校土木工程學科研究生課程設置情況,本文采取多種方式進行了調研,主要包括:參加2015年5月在先建筑科技大學舉辦的第八屆全國建筑與土木工程領域工程碩士培養工作研討會,聽取東南大學、同濟大學、清華大學、西安建筑科技大學等兄弟院校的專題報道,了解其課程設置情況;通過主辦廣東省結構力學系列課程教學經驗交流會的機會,與省內十五所院校土木工程學科的教師座談;在廣州大學土木工程學院研究生答辯期間,邀請大量兄弟院校和企業專家參加答辯,征求其對于研究生課程體系優化的意見;充分利用各高校網站上有關土木工程學科點的研究生教育、教學資料信息,并對其進行調研、收集和整理。調研結論和收獲如下:
1.學術型研究生和專業型研究生應當突出特點,分類培養。根據教育部2009年《教育部關于做好全日制碩士專業學位研究生培養工作的若干意見》,設立專業型研究生的目的是“積極主動適應經濟社會發展對高層次應用型專門人才的需要”,與學術型研究生培養高層次科研人才有所不同[5]。因此,學術型研究生和專業型研究生的培養應該突出重點,堅持分類培養。就土木工程學科而言,學術型研究生應當注重數學、力學等系列專業基礎課程的教學,拓寬知識面,加強其基礎科研能力培養;專業型研究生應當強調職業能力培養,注重課程體系設置對工程實踐能力的提升,可以邀請擁有大量實際工程經驗的企業專家開設實踐課程或相關講座。
2.研究生課程設置應當與當前科學研究和工程實踐的新方法、新技術充分結合,增強課程設置的針對性和實用性。理論性較強的課程,如有限元方法、結構動力學等,應當強調編程和數值模擬能力的培養,充分結合通用的工程應用軟件(如Matlab,Abaqus等)進行教授;實踐性較強的課程,應強調其在工程實踐中的應用,結合工程實例進行分析和討論,鼓勵學生在實習和實踐中學習;個別內容可以根據需要,在施工現場實習教學。
3.研究生課程應當因應學科的發展和研究生的培養情況分類設置,動態調整。近年來,我國土木工程行業迅猛發展,相關理論和技術日新月異。土木工程學科點研究生課程的設置應當與學科的發展相適應,動態調整專業課程的設置,既保證基礎課和專業基礎課程的教學,又使研究生的課程能夠最大程度地滿足論文研究和工程實踐能力培養的需要[6]。
二、研究生課程體系優化方案
根據以上調研結果和結論,廣州大學土木工程學科點對學術型和專業型研究生的課程體系進行了調整和優化。優化調整的基本思想包括:以提高研究生培養質量為最終目標,課程體系優化為培養研究生基礎科研能力和工程實踐能力服務;與科技發展和工程實踐的需要充分結合,對研究生課程體系分類建設,動態調整。為保證和促進研究生課程體系的調整和優化,廣州大學確定了加強研究生課程體系建設的多項措施,主要包括加強研究生授課管理,獎懲結合,鼓勵相關教師開展研究生課程教學研究等,其目的就是積極促進理論課程教學與工程實踐能力培養的充分結合,對研究生課程體系進行有針對性的調整,提高研究生的培養質量。其具體措施包括:
1.土木工程學科點研究生課程系統設計和整體優化。對于學位課程和專業基礎課程,要保證授課學時,優化教學內容,培養土木工程學科研究生扎實的理論基礎,為后續的學位論文研究做好準備。對專業課和專業選修課,要針對不同學科的要求進行系統設計,開展分學科的專業課群建設[7]。目前廣州大學土木工程學科點在建的碩士研究生專業課群包括結構工程課群、防災減災工程課群、工程管理課群、工程力學課群等。
2.學術型研究生課程體系應強化基礎理論課程與學科研究前沿的聯系。學術型研究生的基礎理論課程要面向當前學科的研究前沿,與實踐應用相接軌。土木工程學科的基礎理論已經發展到了用大型計算軟件代替傳統的手工計算的階段,這些軟件都已經成為土木工程行業進行結構分析和設計必備的工具。因此,基礎理論課程的教學就兼顧理論知識的教授和相關計算模型和分析軟件的學習,既要讓研究生對基礎理論有深入的理解和認識,又要引導其熟悉和使用先進的計算軟件求解結構分析和設計中的實際問題。
3.專業型研究生課程體系應因職業能力培養的要求增加實踐類課程的比例。專業型研究生的培養目標是高層次的一線技術人員,土木工程界的設計、施工單位都希望學校輸出的研究生畢業后能夠經過盡量短的適應期就正式開展工作[8]。因此,專業型研究生的課程體系應當根據論文研究和職業規劃的要求,適度增加實踐類課程的數量和比例,充分利用實習和實踐的機會,提高其職業能力和專業素養。除了積極派遣研究生去工程設計和施工單位實習之外,廣州大學土木工程學院還積極邀請企事業單位專家來學校開設講座,甚至直接參與研究生課程的教學。特別是一些實用性強的課程,如鋼結構、混凝土結構等,采取由校內主課教師確定教學內容和基本框架,由校外專家授課的方式進行教學,收到了學生的歡迎,取得了較為明顯的教學效果。
三、研究生課程體系管理
為保證上述研究生課程體系優化方案的執行,廣州大學土木工程學院采取了一系列的支持措施,具體包括:
1.完善了研究生課程教學評價和監督體系。邀請校內外專家組成研究生課程教學督導組,對研究生理論課程和實踐課程進行定量不定期現場聽課、監督,給出對課程建設、教學內容和教學方法的評價和建議。特別是校外企事業單位的專家給出的建議,對于研究生課程與工程實踐能力的銜接具有重要意義。在此基礎上,完善了研究生課程學生評價體系,根據研究生及其導師對課程的反饋對研究生課程體系和課程內容有效管理,動態調整。
2.支持和鼓勵相關教師進行教學創新,提高教學能力,改善教學效果。建立了常態化的研究生教學研究支持體系,鼓勵相關教師開展教學研究,設立了一系列研究生教學科研項目;鼓勵與工程實踐關系緊密的課程擴大與相關企事業單位的對接,提高實踐教學學時的比例;鼓勵和支持教授同一課程的教師不定期舉行教學研討會,對教學內容和教學方法進行深入探討。
四、結語
在土木工程行業迅速發展,研究生數量逐年增加,專業型研究生比例逐漸增大的背景下,研究生的培養與當前科技研究的前沿相結合,強調工程實踐能力的培養,是一個必然的趨勢。針對這一變化,土木工程學科點碩士研究生的課程也必須做出積極響應和調整優化。本文在深入調研國內各高校土木工程學科碩士研究生課程設置的基礎上,提出了碩士研究生課程體系優化的方案,并給出了教學管理方面的支持和激勵方案。
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