土木工程新材料论文范文

导语：如何才能写好一篇土木工程新材料论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：土木工程材料；改革；毕业设计

“土木工程材料”n程是土木工程等专业必修的技术基础课，同时，也是为混凝土结构、钢结构、材料力学等专业课的学习打下良好的坚实基础。土木工程材料课程的学习内容是介绍土木工程材料的基本性质、应用范围、检测方法，了解材料的性质、结构以及改善的途径，使学生在以后的学习工作中合理选择并且使用土木工程材料，并为学生今后从事土木工程专业技术工作提供基础理论和技能训练。随着建筑行业专业经营模式的变化，社会对创新型、综合型人才的需求量日益增大，土木工程材料课在工程建设中的重要性就体现出来。为适应大土木培养的要求，传统的以验证性实验为主的教学模式已经不能满足人才培养的需要，我们需要对土木工程材料课进行改革和创新，并且及时调整教学内容。

一、土木工程材料教学现状

土木工程材料课程的涉及内容种类繁多，材料之间的逻辑性不强，而学时相对偏少，记忆内容偏多，导致学生对材料课程理解不深。考试结束，学生就会忘得一干二净，最终使得学生在材料的选择使用方面知识欠缺，给以后工作带来困难。

随着当今世界科学技术的飞快发展，新材料、新工艺层出不穷。随着社会分工的细化，建筑行业的分工也在细化，国内专门从事新材料开发与提供施工服务的企业已参与到设计与施工中。但是，水泥和混凝土依旧是当今社会中经常使用的材料，并且在将来的相当长的一段时间里占据着重要的地位。所以土木工程材料实验教学结构相对稳定，对理论课程的依赖性比较强，致使实验课程和时代脱节，降低了学生的求知欲。

传统的实验教学模式就是先由实验教师讲解实验任务和实验过程，然后学生按教师的要求分组进行验证性实验。实践证明，这种“验证式”的实验教学模式难以激发学生自主学习的兴趣，已经不适应当前以素质教育为核心，以培养学生创新能力为重点的高等教育体制。

现如今，随着土木工程类高等院校课程的调整，材料实验课程的课时相对较少，学生很难去做一些有意义、具有综合性和设计性的创新型实验，不但减少了学生的试验次数，也很难激发起学生做实验的兴趣。

二、实践教学改革措施

1.优化实践教学大纲

实践教学是实验课中最为重要的环节，学生通过做实验来验证书本中的理论。为了增强学生的动手能力，并培养学生养成严谨的科学态度，锻炼学生进行科研的能力。我们积极进行实验教学的改革和实践，及时调整更新实验课程内容。针对上述现状，我们进行了如下改革，并且取得了良好的效果。

将教学内容提前发放给学生自习，在实验课时教师做重点以及难点的讲解，通过预习和讲解，减少赘述时间，从而使学生拥有更多的时间去做实验。实验前不再重复讲述课程内容，节省了时间，更多的是提高学生们的动手实践能力。

增加实验内容。由于实验课大幅减少了实验内容的讲授环节，实验时间大为增加。在原来实验内容的基础上，增加钢材实验多方案设计、水泥性质多方案实验、混凝土性质多方案设计等实验，使实验内容能够覆盖大多数的材料。

增加了设计性实验。改变之前的验证模式，将水泥、砂、石、混凝土和砂浆实验合并起来，作为2个设计性实验。通过设定混凝土和水泥砂浆的各类指标，让学生对原材料进行性能检验、配合比设计等任务，并根据实验的结果进行经验总结。

为进一步提高学生的动手时间能力，根据我校提出的实验课程要具有“演示性”“验证性”“设计性”和“综合性”的要求，提出了开放土木工程材料实验室，设立综合性实验课程。初步设想开设综合性实验课程，配合各类专业课进行综合性实验。

随着科技生产力的提高，各种新型材料也在不断应用于工程实际当中。所以，在之前实验的基础上，可以增加一些有意义的实验内容，提高学生们的兴趣。可以组织一些实验设计大赛，鼓励学生们积极参加，内容形式不限，发挥学生的自主性和积极性。按照要求完成实验比赛内容，并写出实验报告或论文的，可以得到课外活动学分1～3分。这样，不但激发了学生学习的积极性，锻炼了学生发现问题解决问题的能力，而且并且培养了学生的科学精神和创业精神，也促进了老师与学生的相互提高。

2.开设研究型毕业论文设计选题

学生参加研究型项目需要和学生自身的能力一致，所布置的任务或者实验不要超出学生的能力范围，找不到切入点，这样也不能达到预期的目的。将横向课题或者纵向课题加入到土木工程材料实验课中去，授课老师在课外花更多时间和精力去指导学生们进行科研项目，并给学生提供实验所需的材料及其设备，使学生能够从中得到能力的锻炼和提升。根据其纵向或横向课题确定毕业论文选题。通过参与科研项目的研究，学生可以协助老师解决与科研项目相关的科学难点，并且为自己以后的毕业设计选题确立方向，为以后的毕业设计做良好的铺垫。

三、结语

通过对土木工程材料实践教学进行改革，优化实践教学大纲，学生课前自主预习，减少赘述时间，增加做实验时间和实验内容，增加设计性实验，鼓励学生参加，并给出相应的奖励。在土木工程材料教学实践过程中，将科研项目和实验教学有机结合，指导学生参与授课老师的科研项目活动，让学生不但能够很快的理解并吸收知识，而且锻炼了学生们的动手能力，使学生们真正学到相关的专业知识，从而圆满完成教学任务。

参考文献：

[1]冀晓东.“土木工程材料”课程教学改革研究[J].中国林业教育，2009（6）：10-11.

[2]杨医博，梁松.《土木工程材料》课程教学改革的设想与实践[J].北京大学学报（哲学社会科学版），2007（S2）：104-105.

[3]安明矗吴萱，潘雨.土木工程材料课程教学内容改革[J].高等建筑教育，2006，15（2）：89-92.

[4]曾志勇.基于创新能力培养的《土木工程材料》课程教学改革探索[J].台州学院学报，2011，33（3）：82-86.

[5]孙家瑛.将科研活动融入土木工程材料课程教学实践探讨[J].教育教学论坛，2014（46）：163-165.

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关键词：土木工程；建设管理；发展方向

土木工程施工项目建设管理主要是施工企业对所实施的工程项目进行全过程、全方位的规划、组织、控制、协调。在社会经济的日益发展下，土木工程施工管理标准对施工企业提出了更加严格地要求，强化施工项目的管理，改变以往在施工项目管理方面的陈旧管理思想、方式、方法，文章主要分析了土木工程建设管理的特点以及未来的发展方向。

1现代土木工程的特点

为了在一定程度上符合当今社会经济高速发展的需求，我们需要建造出大规模、大跨度、大型、高耸、轻型等建筑物，不仅能够满足高质量的要求，还实现了经济效益高。使得现代土木工程出现新的特点，其特点主要如下。

1.1工程规划方面

结合以前工程项目的施工经验，提出诸多施工方案，并且就其中进行择优选择。因为土木工程施工规模的日益扩大下，应该不断的提高其建设规划的水平，实现工程项目不断发展。在特大土木工程施工过程中，比如水坝建设将在一定程度上造成自然环境变化，影响生态平衡与农业的发展，与社会效益之间存在着利弊关系。在实际规划的时候，我们需要全面的分析利害关系，趋利避害，促使土木工程项目顺利进行。

1.2工程施工地质与地基

土木工程施工区域的地质、地基构造将在自然状态下应力情况与理性性能是复杂多样的，不仅决定基础设计与施工，还影响到工程选址、结构构造、材料选择，对地下工程的影响则是更大。工程项目地址与地基的勘察技术，在现阶段通常都是采用现场钻探取样，为了满足建筑工程需求，应对其勘察方法进行不断的创新，利用现代化科学技术，使得土木工程行业不断发展。

1.3建筑材料

随着科学技术不断的发展，建筑工程施工原材料也呈现出多样化的发展趋势，一些高强度、轻质的新材料得以出现。比如，铝合金、镁合金、玻璃钢等都得到了广泛的应用。但是这些材料具有弹性模量较低、价格高的特点，促使其应用范围受到一定局限。所以，我们应该不断提升钢材、混凝土强度和耐久性，进行新材料研发，实现社会发展需求。

1.4工程设计方面

我们需要对其施工设计进行优化，以满足工程建设项目实际情况，达到经济、美观、安全和适用的目的。基于此，现在已经采用概率统计的方式，实现对荷载值、材料强度值的确定，研究自然界风力、地震波与海浪等的时间、空间分布，积极的发展反映出材料的非弹性、结构大变形、结构动态以及岩同作用的分析，进一步研究结构可靠度的极限状态设计法与结构优化设计的理论，应用计算机技术进行设计。

1.5项目施工方面

在进行土木工程施工建设阶段，土木工程随着建设规模不断扩大，因此，相应的施工设备及施工队伍也越来越多，让建设工程逐渐实现现代化和机械化。而且让施工单位管理更加科学合理，促进了建筑建设的进一步发展。因此，我们要加强对建筑建设的结构和体系全面的完善，实现标准化、科学化的建设，有利于降低建设成本，另外，还在一定程度上提高了劳动效率及缩短施工周期，针对性的解决了建设施工中所产生的问题。

2现代土木工程管理的要点分析

2.1施工企业的监管制度

建筑施工的系统十分复杂和庞大，其中不但会消耗大量的人力、物力，甚至严重的情况下回造成安全事故的发生。为了能够确保施工的质量，就需要规范施工企业的管理制度。只有不断的对施工企业的监管制度进行规范，才能够将管理与监督进行有效的结合，使得施工管理更加的严谨

2.2施工现场的管理

管理人员在施工过程中起到重要的监督作用，并成立相应的安全监管小组，要及时的调整和解决检查出来的安全问题以及质量问题。在每次检查之后，要进行相应的记录和汇报，以便给施工人员进行是供参考。

2.3对土木工程施工安全理论的深入

在土木工程的施工阶段，施工及其管理人员的安全管理理念属于企业开展安全生产管理的基本指导思想，加强对施工人员的安全教育、技术教育，以确保在实际施工阶段，施工人员技术能力可以确保工程质量和自身安全。合理确定每天休息的时间，以避免因为工作人员疲劳操作等所出现的安全事故，可以按照实际情况，合理安排其工程施工作业，以起到有效预防安全事故的发生。

2.4监督水平

土木工程的施工监督人员应该知法懂法，加深相关法律掌握的程度，就法律角度，明确出工程项目建设监理部门以及人员在建设工作中的法律赋予监督的规范。不断的完善自身法制观念、法律意识，提升自身业务水平，使得工程项目的监督工作能够更加的规范化、标准化。

2.5加强施工质量的管理

企业若想获取市场核心竞争力，则需要把土建工程施工质量放在第一位，进而对企业未来的发展方向才能产生深远的影响。因此，加强质量管理工作是企业发展的重中之重。在施工的过程当中，首先就需要针对工程建设当中存在的难度较高的问题，详细的对方案进行研究和分析，要对质量问题进行严格的把关；其次，对于施工中出现的材料问题和施工工序问题进行强化，防止出现偷工减料的行为，按照相关的标准完成所有的工序。

3土木工程建设项目未来的发展方向

3.1指导理论继续的发展

就可以预见未工程来的分析，土木工程施工技术理论核心主要是力学，新分析方法和数值处理方法，使得土木力学研究能够突破方向。经过对其复杂结构、流体介质受力情况分析，发现了其方法还受到了限制，更加专业化地数学将在日后有着更大的发展空间，加强对土木工程施工技术复杂数值问题的处理，积极的引进了一些先进电子计算机，使得复杂的情况模拟，变得更加有把握。

3.2工程全过程信息化

随着科学技术不断的发展，土木工程行业也得到了不断发展，而土木工程信息技术的应用重点在于就工程施工设计至竣工阶段进行有效的控制，对建筑结构的强度、可靠性的分析，制定出相关应对的措施。

3.3主动控制技术

迄今为止，绝大多数的土木工程都是一项静态或是动态化的物体，对周围环境的影响主要依靠了自身的结构进行被动抵御，在日后土木工程的施工阶段，其发展方向就是应用主动控制技术在建筑施工阶段，采取计算机技术、模糊控制技术、预设控制结构使得建筑物能够对各种环境变化进行反应。

4结束语

总而言之，土木工程建设管理工作需要与时俱进，文章主要通过对工程项目进行全过程、全方位的规划，使工程项目管理工作不断优化。在社会经济的日益发展下，要不断严格要求、强化标准，加强施工项目的管理，改变以往在施工项目管理方面的陈旧的思想、方式和方法。

参考文献：

[1]江莉.现代土木工程的特点与未来土木工程的发展[J].工程建设标准化,2014(10).

[2]白经纬.论土木工程未来发展[J].工程技术研究,2016,(6):240.

[3]傅涛.项目管理在土木工程建筑施工中的应用[J].工程技术研究,2017,(2):140-141.

[4]陈树文,史天娇.首都基础设施建设融资的管理创新与举措[A].北京社会科学界联合会.创新驱动与首都“十二五”发展——2011首都论坛文集[C].北京社会科学界联合会,2011:7.

[5]曹恩.加强土木工程施工项目质量管理的措施[A].《建筑科技与管理》组委会.2015年8月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会,2015:2.

[6]肖汝诚,郭陕云,万姜林,等.2020年中国土木工程科学和技术发展研究[A].中国土木工程学会.2020年中国科学和技术发展研究（下）[C].中国土木工程学会,2004:78.

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关键词 土木工程概论 课程特点 教学探讨

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.12.055

Characteristics and Teaching Features the Course of

"Introduction to Civil Engineering"

ZHANG Qinling， YANG Liu

（College of Water Resources and Architectural Engineering， Tarim University， Alar， Xinjiang 843300）

Abstract In order to promote the teaching reform and construction of civil engineering course of Civil Engineering Specialty in Tarim University， according to the characteristics of the course， in terms of teaching materials， teaching methods， teaching content， practice teaching curriculum assessment methods were discussed teaching， and propose appropriate measures some suggestions for colleagues reference.

Key words introduction to civil engineering； course characteristics； teaching discussion

0 前言

1988年教育部颁布了最新本科专业目录，从此以后我国的土木工程专业正式隶属于“大土木”的框架。从大土木的意义上讲，“土木工程概论” 是土木工程专业的所有课程中相对较新的一门课程。

塔里木大学（以下简称“我校”）的土木工程专业于2003年开始招生，其下开设有建筑工程、道路与桥梁工程两个方向。经过多年的教学改革与实践，在建筑工程和道路与桥梁工程的设计、施工、研究等等方面都本着“立足南疆、面向兵团、服务新疆”的宗旨，培养了大批“品德优良、基础厚实、知识广博、专业精深”的高素质人才，尤其为南疆土木工程事业的发展起着重大推进作用。

自我校土木工程专业成立之始，就开设了“土木工程概论”课程，至今已有10多个年头。近年来，作者一直从事本课程的教学工作，本文结合本校的实际情况，对其课程特点及教学进行几点探讨。

1 课程特点

教学的对象是大一新生。本课程设在大一第二学期，是学生进入大学后的第一门专业基础课，在整个专业课程体系中起着重要的先导作用。

教学内容多，教材更新慢。本课程涉及内容涵盖土木工程专业全貌，既有本专业的许多相关课程内容，如土木工程材料、基础工程，又有各种工程结构的勘察、设计、施工、项目管理以及计算机等多方面知识，因此教学具有一定难度。再者，现代的土木工程发展较快，新知识、新技术及新材料等日新月异，而我们所使用的教材更新较慢。所以，为了充分发挥本科的先导作用，需将土木工程最新信息及时介绍给学生，激发学生学习本专业课程的积极性。

学时少。教材在编著时因考虑到概论类课程的学时较少的情况， 在内容上范围较广在深度上较浅，基本都是点到为止。我校本课程的授课学时数为24学时，如何在有限的时间里，把较多的教学知识点和本课程的前沿动态生动有趣地传授给学生，不仅需要对教学内容熟练掌握，也需要对教授的内容进行一定的取舍与补充，是这门课程所直接面临的难题。

2 教学探讨

丰富教学方法，选择合适的教材。对于任课教师而言，要不断提高自身的学术知识素质，也要不断探索和创新科学的教学方法，丰富自己的教学方法。如在教学中，多利用多媒体的教学手段，提高自己的PPT制作技巧，所利用丰富的网络资源，来提高本课程的课堂教学效果。总之，从事“土木工程概论”课程教学的教师，不仅要不断学习专业知识及其学科前沿的新工艺、新材料及新技术等最新知识，还要不断探索和丰富完善教学方式方法，并定期参加工程实践培训与学习锻炼提高，以丰富实践经验，只有这样，才能在“土木工程概论”课程的教学中取得令人满意的效果。教材对于任何课程而言都是极其重要的，目前，我校本课程选用的教材是由叶志明主编，高等教育出版社第三版的“土木工程概论”。选择本教材的原因有三：一是本教材采用四色印刷，重点反映土木工程发展的最新研究成果，注重将历史人文内容、哲理贯穿于教材中。二是本教材结合网络资源，利于教师将文字教材和网络资源结合起来展开教学；三是本教材按20～30学时的教学计划编写，与本校本课程的24学时较为接近。

针对学生不同的专业方向，授课内容详略得当。当前各高校的土木工程专业普遍采用分流模式。例如我校土木工程专业下开设建筑工程、道路与桥梁工程两个专业方向。在学生选择专业方向时，希望他们对这两个方向将要学习的内容、课程和特点都已有较为全面的了解，能够选择自己喜欢的专业方向。因此，在有限课时情况下，兼顾“大土木”原则，任课教师可根据专业区别尽可能详细地反映课程总体内容，突出相应重点。在实际的教学当中，建筑工程方向可以简单介绍建筑按用途分类和按主体结构所用材料分类两种分类体系，重点放在多层、高层与超高层建筑体系上；而道路工程方向可以重点介绍交通土建工程和桥梁工程；对该课程的教学可根据不同专业模块方向进行有侧重点的讲解。

采用启发、互动式教学激发学生学习热情。启发式教学是通过各种启发诱导来挖掘学生的潜能。而互动式教学模式就是以“学生为主体，教师为主导”为教学原则。

从我校土木工程专业一年级学生的生源及高考录取成绩情况来看，具有以下特点：学生的基础普遍较好，学习积极性普遍很高，对学习充满了渴望和浓厚的兴趣；同时，对土木工程专业不是很了解，尚缺少相关的专业知识。因此为激发学生的学习热情，可采用启发、互动式教学方法。比如授课老师在讲解道路的线形组合时，可先让学生思考一下道路的线形形式，在提出“连接两个城市的道路的线形为何不全部采用直线，两点间不是直线最短吗？那样既可降低工程造价也可使车速开得更快吗？”等问题让学生去思考、讨论，然后就可引出道路线形组成及结构组成等知识点。当然，任课教师可根据授课内容，把身边熟悉的建筑材料、建筑物等引入课堂，以课堂提问的互动方式穿插于课堂教学中；或在适当时候提出问题让学生思考、分组讨论，课后布置一些思考问题，让学生课去图书馆或网上去收集、查阅资料，或到实地进行考察等，以小论文的形式递交，其成绩可计算在本课程的结业考试中。

加强本课程的实践教学。目前我校开设的与“土木工程概论”课程联系最为紧密的实践性教学就是开设在大学二年级第一学期的专业认识实习，所以实践性教学和课堂教学之间存在着一定的脱节问题。而在教师教学过程中，课堂内容的教学与课程的实践性教学又是密不可分、相辅相成的。为了解决两者的脱节问题，在授课时，可根据教学内容，可采用灵活的课堂教学方式。例如：在讲到公路和城市道路的分类、组成、作用等知识点时，可鼓励学生业余时间去实地考察校园内各条道路及本市主要城市道路的基本情况，这样能让学生在接触专业知识的同时更好地从感官进行认识，学会将理论与实践良好融合，加深学生的理解，增强记忆。另外，为增强本课程的实践教学环节，建议把土木工程专业认识实习提前到本课程的理论教学完成后。通过带领学生亲身实地参观观察本市及阿克苏地区的具有特点的高层和超高层建筑、特种结构、各类桥梁、城市道路及沙漠公路等实体建筑，以充分调动学生的学习积极性，激发学生对本专业的学习热情。

考试方式多样化。高校素质教育的核心问题是对学生的综合素质和能力的培养。互动法教学的目的是否达到，既能考查学生对理论知识的掌握程度，又能反映学生进行工程实践的能力。开卷和闭卷是传统教育下的考核方式，一定程度上限制了学生的思维空间，不利于对学生创新能力的培养。

关于考核问题，我校分为两部分，第一部分是平时成绩，第二部分为期末试卷的考试成绩，平时成绩一般占总成绩的40%，期末综合考试成绩占总成绩的60%。总之，要有效体现学生的学习过程，准确全面地反映学生的学习情况。

3 结语

本课程所包括的内容较多，涉及的知识面较广，为有效地发挥本门先导课的作用，本文结合自身教学实践，对本课程的教学过程进行了初步探讨，以期能够提高学生的学习兴趣，激发学生的学习潜能，能够为新生入学接触到的第一门专业课程开个好头，充分发挥“土木工程概论”课程在专业教学当中的先导作用。

参考文献

[1] 叶志明.土木工程概论（第3版）[M].北京：高等教育出版社，2009.1.

[2] 何忠明，胡庆国.高校“土木工程概论”课程教学改革初探[J].中国电力教育，2010（16）：100-101.

[3] 杨柯.“土木工程概论”课程教学的几点思考与探索[J].西南交通大学学报（社会科学版），2007.8（1）.

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关键词：工法；编写；要点

中图分类号：S969文献标识码： A

1、前言

我国自1984年引入工法管理制度以来，先后经历了学习宣传阶段、工法试行阶段和迅速发展阶段[1]。施工一线人员流动性大，初次参与工法编写的人员常常不得要领，如何快速掌握工法编制要点，编写出高质量的工法，展示企业施工水平和施工能力，成为土木工程技术人员成长的一个台阶。

2、工法的定义和特点

所谓工法，是以工程为对象，工艺为核心，运用系统工程原理，把先进技术和科学管理结合起来，经过工程实践形成的综合配套的技术应用方法[2]。

工法的主要服务对象是施工；工法不是单纯的施工单项技术，而是技术与管理的有机结合、综合配套的施工技术；工法是运用系统工程原理和方法总结出来的成功经验，具有较强的系统性、科学性、和可推广性；工法的核心是施工工艺，其中的材料、设备、劳动力、质量安全及治疗控制标准都是为工艺服务的；工法是施工企业标准的重要组成部分，是施工经验的总结与提炼；工法不等同于技术总结和论文，而是成功经验关键技术研究的提炼和精华，它必须严格按照国家有关要求的格式编写。

3、工法选题

3.1选题原则

课题是工程技术创新系统的核心，工法是工程技术创新系统的枢扭，关键工法的选题应满足以下原则：①总结工程中有实用价值、有规律性的工艺技术；②在原有的工法发展起来的新技术；③四新技术形成的工艺方法；④经施工检验的专利及发明的成果提升。

3.2选题范围

工法的选题范围非常广泛，土木工程相关大致分为以下四类：①大型重工业工程项目，如石化、冶炼、电力等；②大型土木工程项目，如水利水电、路桥、港口、污水处理等；③大型公共建筑工程项目，如文化体育、商业、会展中心、航站楼等；④住宅工程中采用新材料或容易产生质量隐患的关键技术项目。

3.3选题步骤

每项工法都是一个系统，系统有大有小，针对单位工程的是大系统，针对分部、分项工程编写的是子系统，工法选题一般来说经历三个步骤[1]。① 梳理工程建设中的重点与难点，针对性要强，可是单位工程、分部工程，也可是某个分部工程中的分项工程；② 网络排查类似工法，专业网站或政府机关公布的已通过评审的各级工法名单；③ 对关键技术进行主题研究，参照科技成果的立项、鉴定评估、报奖等流程。

4、工法编写常见误区

常见工法编制存在以下误区：①前言冗长；②特点模糊；③范围不清；④原理不明；⑤操作要点不对应；⑥材料设备繁杂；⑦质量控制泛泛；⑧安全措施不周全；⑨环保措施不全面；⑩效益分析太片面；⑪应用实例针对性差；⑫工法与方案、总结或论文混淆；⑬文本不规范[3-5]。

5、土木工程工法编写要点

国家级工法的编写内容，分为前言、工法特点、适用范围、工艺原理、施工工艺流程及操作要点、材料与设备、质量控制、安全措施、环保措施、效益分析和应用实例等11项[6]。

（1）前言：概括工法的形成原因和形成过程。其形成过程要求说明科研立项情况、研究开发单位、关键技术审定结果、专利发明、工法应用及有关获奖情况。

（2）工法特点：说明工法在使用功能或施工方法上的特点，与传统的施工方法比较，在工期、质量、安全、造价等技术经济效能等方面的先进性和新颖性。工法的特点是指使用功能或施工方法的特点，不是产品性能说明书，也不是单纯的技术特点，更不是机械设备或装置的特点。

（3）适用范围：适宜采用该工法的工程对象或工程部位，某些工法还应规定最佳的技术经济条件。着重说明工程性质，如公路、铁路、厂房等；针对设计要求的工程性能和特点及施工中的特点；周边环境条件和节能环保等要求方面。适用范围应实事求是，不扩大范围增加误导读者；不限定过狭窄影响推广价值。

（4）工艺原理：阐述工法关键技术应用的基本原理，着重说明关键技术应用的理论基础，以及关键技术的施工主要过程的阐述。表达应科学有序、准确严谨、通俗易懂。

（5）施工工艺流程及操作要点：

工艺流程和操作要点是工法的重要内容。应该按照工艺发生的顺序或者事物发展的客观规律来编制工艺流程，并在操作要点中分别加以描述。对于使用文字不容易表达清楚的内容，要附以必要的图表。

工艺流程要重点讲清基本工艺过程，并讲清工序间的衔接和相互之间的关系以及关键所在。工艺流程最好采用流程图来描述。

操作要点必须是工艺流程的关键点，操作要点应与工艺流程的程序基本对应，工艺技术的关键工序应列为工法操作要点，各操作要点作详细介绍。必要时对施工组织和管理要求作翔实的说明。

（6）材料与设备：说明工法所使用的主要材料名称、规格、主要技术指标；以及主要施工机具、仪器、仪表等的名称、型号、性能、能耗及数量。对新型材料还应提供相应的检验检测方法。此外还应强调该材料在操作要点中起到的作用，以证明该材料在工法技术实现中是必不可少的。

（7）质量控制：说明工法必须遵照执行的国家、地方（行业）标准、规范名称和检验方法，并指出工法在现行标准、规范中未规定的质量要求，并要列出关键部位、关键工序的质量要求，以及达到工程质量目标所采取的技术措施和管理方法。

有些工法由于采用的是新技术、新材料、新工艺，在国家现行的标准、规范中末规定质量要求，在这类工法中质量要求应注明依据的是国际通用标准，国外标准，还是某科研机构、某生产厂家的试行标准，使工法应用单位明确本工法的质量要求，使质量控制有参照依据。

（8）安全措施：说明工法实施过程中，根据国家、地方（行业）有关安全的法规，所采取的安全措施和安全注意事项。

（9）环保措施：指出工法实施过程中，遵照执行的国家和地方（行业）有关环境保护法规中所要求的环保指标，以及必要的环保监测、环保措施和在文明施工中应注意的事项，如水土保持、大气或噪声污染、人员职业健康等。

（10）效益分析：从工程实际效果以及文明施工中，综合分析应用本工法所产生的经济、社会、技术、环保和节能效益。

①经济效益分为直接经济效益和间接经济效益。直接效益是指物料消耗、机械购置或租赁、人工减少、造价降低。间接效益是指与其它方案相比投入减少，安全风险降低等。

②社会效益是指工期缩短对社会的影响降低，提前竣工对社会的贡献，

③技术效益是指对推进科技进步的作用，开辟了困难条件下某种技术的应用范围。

④环保和节能效益是指满足现行环保节能相关要求，节约水、电、煤、油等能源或推进可再生资源利用，对降低废气、噪声、固体废弃物等污染的贡献。

另外，对工法内容是否符合满足国家关于建筑节能工程的有关要求，是否有利于推进（可再生）能源与建筑结合配套技术研发、集成和规模化应用方面也应有所交代。

（11）应用实例：工法已经过2项及以上工程实践应用，安全可靠，具有较高推广应用价值，经济效益和社会效益显著。说明应用工法的工程项目名称、地点、结构形式、开竣工日期、实物工作量、应用效果及存在的问题等，并能证明该工法的先进性和实用性。

（12）论文与总结、方案、论文的比较：

工法与施工技术总结、技术论文、施工方案格式和内容不同。

施工技术总结是施工单位结合某工程项目施工情况和关键技术进行的总结，写法是先介绍工程概况，后叙述施工方法，最后总结经验和体会。工法强调的是工艺原理和操作方法，具有较强的普适性和可推广性。

技术论文是作者论述科技领域中具有创新意义的理论性、实验性、观测性的新成果、新见解和新知识, 或者是总结某种已知原理应用于实践所取得的新方法、新技术和新产品的科技文献。技术论文可以是施工前、施工中或施工后的技术总结，数据可以是计算分析或者是估算，并不一定要有操作性。工法是经过工程实践形成的综合配套技术的应用方法, 具有推广应用的作用。

施工方案是针对特定工程施工过程中的技术难点，提出合理的、具体的解决方法，体现出材料的规格型号、机械设备的参数标准，紧紧围绕特定项目展开，具有较强的针对性。工法是针对经过成功实施的方案关键技术部分的提炼与升华，具有较强的可复制性和特定适用范围的推广价值。

（13）行文规范：

工法内容要完整，工法名称应当与内容贴切，直观反映出工法特色，必要时冠以限制词。工法文本格式采用国家工程建设标准的格式进行编排。

①工法的叙述层次按照章、节、条、款、项五个层次依次排列。

②工法中的表格、插图应有名称，图、表的使用要与文字描述相互呼应，图、表的编号以条文的编号为基础。插图要符合制图标准，工艺原理与示意图宜采用三维线框图绘制，除应用实例外不应过多采用施工照片。

③工法中的公式编号与图、表的编号方法一致，以条为基础，公式要居中。

④工法文稿中的单位要采用法定计量单位，专业术语要采用行业通用术语，如使用专用术语应加注解[6]。

⑤文稿统一使用A4纸排版，页面整洁、无错字、漏字。流程图及示意图清晰美观，建议采用与OFFICE兼容性好的VISIO软件绘制。

6、结语

在工法的编写前注重对相关资料的收集，编写过程中对资料要认真研究分析，对关键技术总结、提炼、升华，成文后的工法要反复研读、修改、提高。国家级工法均经历了企业评审、修改提升，省部级评审、提档升级，土木工程工法的编写人员应仔细琢磨专家评审意见，博采众长，善于总结，逐步提高。

参考文献：

[1] 张希顺.《建筑工程施工工法编写指导》.中国建筑工业出版社.2010年5月第一版

[2] 裴勇军，张志强.施工工法编写要点 [J]. 《山西建筑》2007.02

[3]秋枫.浅析工法编制的十大误区[J].《建筑》2009年第14期

[4]徐浩，施工工法编写技术 [J].《施工技术》1997.11

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关键词 房屋建筑学 建筑节能 创新 教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2017.01.068

Study on the Reform of Teaching System of Building

Architecture Based on Energy Saving

――Based on the cultivation of innovative talents of University Students

AN Qiaoxia， HAN Yue

（College of Water Resources and Architectural Engineering， Alar， Xinjiang 843300）

Abstract On the problem of civil engineering focus of building energy saving， while cultivating students innovative talents based on the thesis teaching of building architecture course is the core of teaching from the curriculum theory， practice teaching system construction method to explore innovative talents in building energy conservation oriented culture. Eventually forming a distinctive feature of "building architecture" course teaching mode.

Keywords building architecture； building energy conservation； innovation； teaching reform

1 改革的目的及际意义

建筑业作为我国国民经济的支柱产业之一，其从业人员人数已为各行业之首。然而其专业技术人员和管理员所占比例较低，同时具有高等文化教育程度的人员比例也较低，如专业技术人员仅占建筑业从业人员总数的4.1%。在这些专业技术和管理人员中，中专以上学历者占58%，本科以上学历仅占11%。随着我国建设事业大规模的发展及建筑技术的发展，急需与之相应的大量的土木工程专业技术人才。

能源作为经济发展的命脉，能源问题是已成为世界各国普遍关注的问题。在社会能耗的三大能耗中，不管是发达国家，还是发展中国家，建筑能耗已占社会总能耗的相当一部分（约占30%～40%）。因此，为实现我国可持续发展的战略，建筑节能已成为我国一项基本国策。基于此，我国相应的制定了一些建筑节能规范，如《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》（JGJ75-2003）、《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）、《建筑节能工程施工质量验收规范》（GB50411-2007）等建筑节能规范，然而，我国的建筑节能相对还是比较滞后，节能技术及建筑节能效果等与发达国家还存在一定的差距，如单位建筑面积能耗较高，能源利用率相对较低，建筑护能耗是同等气候的发达国家的2～3倍。另一方面，墙体改革步伐较慢，虽然墙体改革以提出有10余年，新型墙材的产量的比例有一定提高，如从不足5%提高到22%，粘土实心砖还在生产使用。为了促进建筑节能工作的顺利开展，除了立法、技术、管理等措施外，应加强从业人员建筑节能发面的教育。

高校土木工程专业作为培养未来建筑师与工程师的摇篮，在教学培养方案中应加强未来建筑科学技术人员的建筑节能意识潜能和技能培养。然而目前土木工程专业课程设置及课程教学中，与建筑节能设计，施工，节能有关的知识或技能训练相对较少。例如：在材料力学性能实验中，没有对有关建筑节能材料力学性能进行实验；在建筑材料课程中，有关节能材料及新型墙体材料的知识相对较少；在建筑材料实验安排中，保温材料保温性能实验；建筑设备中缺乏对有关对雨水的收集及利用等水资源循环利用的知识；在建筑施工中，未对建筑节能施工、质量控制和验收等方面的知识进行系统的介绍；在房屋建筑学中，建筑的总体规划设计、单体建筑的体型系数，朝向，等都影响着建筑节能，但在课程教学中很少涉及。因此，为了提高学生的综合素质及未来在建筑行业的竞争力，应加强建筑节能方面的知识及技能，将建筑节能知识有机的融合于各门专业课程中。

近年来，“参与科学研究”已成为我国研究型本科生人才培养改革的重要举措，本科生科研已在更多高校普及，如2007年教育部出台了 “大学生创新性实验计划”项目（以下简称 “大创”），被认为是培养大学生创新意识和能力的有效方法之一。①塔里木大学水利与建筑工程学院作为工科学院，学生在历年的大创项目中有一定的优秀成果出现，但暴露出的问题是有很大一部学生虽有一些科学创新的积极性，但不知如何“下手”，如何促进学生创新素质发展成为我们应解决的问题。

图1 建筑节能为导向的房屋建筑学教学改革模式

“房屋建筑学”是土木工程专业的一门非常重要的专业课，建筑节能知识与房屋建筑学教学息息相关。同时基于建筑行业发展趋势，以及当今社会对建筑行业技术人员的素质要求，论文提出以房屋建筑学课程教学为核心，从课程理论教学、实践教学等方面对以建筑节能为导向的创新型人才培养体系的构建方法进行研究。构建以建筑节能为导向的房屋建筑学教学体系（如图1）。强调建筑节能导向作用，是为了抓住房屋建筑学教学中主要内容于热点问题――建筑节能之间的关系，形成有特色的房屋建筑学教学模式。

2 目前国内房屋建筑学改革现状

目前国内外学者以培养新型土木人才为目标，从房屋建筑学课程改革与建设的角度提出的改革有较多的研究，如王英姿等提出在“房屋建筑学”课程中创立了基于“能力―素质―知识”架构的课程大纲以及借助团队协作项目设计等形式强化学生各项能力培养的教学模式。②张亮等以培养新型土木人才为目标，从房屋建筑学课程改革与建设的角度，探讨房屋建筑学课程在更新教材内容、运用现代化教学手段、建立内容丰富的备课资料库方面的教学改革。③此外，也同样重视综合能力和全面素质的考核方式、重视实践教学环节以及转换学习模式等方面，力求改善教学效果，提高教学质量。高巍等针对教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”， 结合自身已有的教学经验，从教学内容、教学手段和实践性教学活动等几个方面提出了相应的改革措施。④齐岳等在在分析了目前房屋建筑学课程中存在的问题，将 BIM技术引入到房屋建筑学课程教学中，并提出了BIM技术在房屋建筑学课程教学中应用新模式。⑤黄海燕等为服务工程管理应用型人才的培养，加强学生实践能力和创新意识的培养，就房屋建筑学课程的教材内容优化、教学方法多元化、教学手段立体化及教学实践环节多层次化等内容进行了探讨。⑥

国内学者对本科生创新能力培养模式进行一定的研究，郭卉等提出科研参与频次和科研参与强度是大W生创新素质的重要影响因素；持续参与科研活动有助于提升大学生的创新素质，尤其是创造性人格的发展。⑦王锋锋等提出通过搭建校内创新创业研究平台、建设师生创新创业科技团队、完善创新创业制度来培养工科大学生的创新创业能力。⑧

综上，国内外学者对以培养新型土木人才为目标，从房屋建筑学课程改革与建设的角度提出的改革有较多的研究，国内学者对本科生创新能力培养模式进行一定的研究，但将本科生创新能力培养切入到某一门课程的教学过程的较少，本研究提出以建筑业的热点问题和前言领域――建筑节能为切入点，该论文将大学生创新意识和能力的培养融入到相关课程中，让本科生的创新意识和能力的培养紧密和所学专业知识相结合，让本科生的创新灵感来源有踪可依。

3 改革的内容

（1）建筑节能为导向的房屋建筑学课程内容改革。项目以建筑节能为导向原则对房屋建筑学课程的课程体系进行优化，增加建筑节能的内容，使建筑节能与整个课程体系有机融合起来。在课程设计乃至毕业设计中增加建筑节能效果评价内容。

（2）以建筑节能为导向的房屋建筑学实践教学改革。在房屋建筑学中有部分认知实习课，在其中增加建筑节能认知实习内容：包括规划节能设计，单体建筑节能设计调查，保温材料及节能施工技术认知，增加保温材料抗渗试验以及墙体热传导系数测定等试验。

（3） 以建筑节能为导向，培养学生的自主创新能力。新材料及其施工方法的研究，新型组合结构的研究等，将会带来土木工程应用技术发生更新更快的发展。新技术的不断出现给应用型人才在市场经济社会竞争中创造了良好的机遇。因此，在教学过程中，结合课堂教学内容以及当今科技热点问题，并将其科研成果引入到学生学习成绩考核体系中去。

4 实施办法

（1）建筑节能为导向的房屋建筑学课程内容改革。增加建筑节能的内容，让建筑节能与原有课程内容有机融合起来。例如：在建筑设计中增加规划节能设计和单体建筑节能设计，在墙体及屋面构造设计中增加自保温材料内容；在课程的最后增加建筑节能专题讲座，引入被动式、主动式建筑节能、及绿色建筑等概念，以典型的案例讲解绿色建筑的构造做法。在教学大纲及教案设计中增加建筑节能设计内容。

在课程设计乃至毕业设计中引导考虑节能设计，同时对自己所做设计进行建筑节能效果评价。编制建筑节能设计指导书。

（2）以建筑节能为导向的房屋建筑学实践教学改革。在房屋建筑学中有部分认知实习课，在其中增加建筑节能认知实习内容：形成：保温材料生产厂等单位认识节能材料到施工现场认知节能施工技术，在条件允许的情况下配合建筑材料课程的学习，增加保温材料抗渗试验以及墙体热传导系数测定等试验。

对已有建筑设计的节能现状进行调查，包括规划节能设计，单体建筑节能设计及节能材料应用情况等，让学生产生一定的感性认识。在上述调查的基础上，完成以建筑节能为主的认知实习报告。

（3）以建筑节能为导向，培养学生的自主创新能力。建筑节能为现为建筑领域的前言课程，在课堂教学中，设及建筑节能的部分，引入一些建筑节能设计和构造设计的新理论新方法，启发学生创新思维。

引导学生到当地调查传统民居建筑，了解传统民居建筑的节能设计及构造，引导学生将这些建筑节能设计及构造有效应用到现代建筑中；根据当地资源，启发学生研制保温建筑材料。

以专题讨论的形式，学生分组讨论对建筑节能、绿色建筑的认识，要求学生针对当地的气候及资源特点，提出自己对建筑节能设计、构造及建筑节能材料研发的一些观点。

鼓励学生参与科研课题，以节能材料开发及节能构造设计为主，并培养学生开发和应用新材料的兴趣。培养学生解决工程实际中难题的思维方式，鼓励学生参加全国大学生节能减排大赛等竞赛活动，全面激发学生的创新意识。

5 结论

“房屋建筑学”是土木工程专业的一门非常重要的专业课，建筑节能知识与房屋建筑学教学息息相关。基于建筑行业发展趋势，以及当今社会对建筑行业技术人员的素质要求，论文提出以房屋建筑学课程教学为核心，从课程理论教学、实践教学等方面对以建筑节能为导向的创新型人才培养体系的构建方法进行研究。构建以建筑节能为导向的房屋建筑学教学体系。形成有特色的房屋建筑学教学模式。通过教学改革与实践，让本科生的创新意识和能力的培养紧密和所学专业知识相结合，让本科生的创新灵感来源有踪可依，另一方面也加强了所学知识与所从事工作的对接。

*通讯作者：韩越

塔里木大学高教研究项目（TDGJ1635）

注释

① 刘长宏，李晓辉，李刚.大学生创新创业训练计划项目的实践与探索[J].实验室研究与探索，2014.33（5）：163-166.

② 王英姿，熊光晶，康全礼.基于“能力―素质―知识”架构的房屋建筑学课程大纲及教学实践[J].高等工程教育研究，2010（1）：155-158.

③ 张亮.培养新型土木人才与“房屋建筑学”课程教学改革[J].土木建筑教育改革理论与实践，2010（12）：340-343.

④ 高巍，何爱琴.卓越工程师背景下《房屋建筑学》课程教学改革探讨[J].才智，2012（20）：322.

⑤ 齐岳，张俊华，赵文军.结合BIM技术的房屋建筑学课程改革探讨[J].高等建筑教育，2014.23（6）：147-149.

⑥ 黄海燕.房屋建筑学教学改革探讨[J].云南大学学报（自然科学版），2014.36（S1）：157-160.

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论文关键词：毕业设计；教学质量；创新机制；实践成果

土木工程是当前中国一个十分活跃的工程领域，城镇建设和社会面貌变化与其密切相关，社会对土木工程专业人才培养寄予了厚望。大学本科最后一学期的毕业设计具有举足轻重的地位，是检验学生运用专业知识解决工程问题能力的平台，具有很强的实践性。近几年来同济大学土木工程学院建筑工程系肩负社会责任，大力投入师资和经费，实施教学改革，进行毕业设计教学质量保证与创新体系建设，取得了丰硕成果，被评为上海市教学成果二等奖。本文介绍了毕业设计创新体系建设方面的一些做法。

一、毕业设计教学指导思想方面的创新

(一)对毕业设计教学重要性的认识

1．毕业设计是学生在校学习的重要环节。毕业设计是学生运用专业知识解决工程问题的一个极其重要的实践教学环节，是实现专业知识与工程实践相融合的重要平台，是培养应用型人才的重要手段。这一阶段的教学不仅能对学生的专业知识学习进行全面的考察和巩固，而且还在扩大学生知识面，掌握新技术、新材料、新设备，培养发现问题和解决问题的能力，养成独立思考和逻辑思维的习惯，激发对未来专业工作领域的“实战”欲望，甚至在培养创新精神方面，与其他教学环节相比都有着不可替代的作用。在这样的认识前提下，就要求教和学的主体——教师和学生在思想上高度重视，在教学内容的组织上精心安排，教学过程上严谨务实。

2．毕业设计是连接学生在校学习阶段与就业工作阶段的桥梁。如果说高等教育使毕业生获得了成为一个合格的高技术劳动者的“上岗证”，那么，可以说高质量的毕业设计学习成果就是毕业生获得良好就业机会的“敲门砖”。目前，毕业生就业形势发生了很大变化，社会对毕业生的要求也不仅仅局限于专业方面，而是对其工作能力、个人综合素质等方面都提出了更高的要求。工作单位往往根据自身利益的需要，要求毕业生能独立工作，尽量缩短“适应期”。一个看似不尽合理的“需方市场”客观上也迫使对土木工程专业人才教育方式和教育理念的转变。这种转变的结果之一就是：毕业设计教学阶段在某种程度上具备了部分“就业前期培训”的职能。

因此，毕业设计教学还应该培养学生兼容并蓄的开放观念、积极向上的工作态度、认真负责的职业素质、求真务实的工作方法、分工协作的团队精神等，使学生走向社会后，能更好地适应工作环境。

(二)对建立创新机制必要性的认识

1．毕业设计是培养学生创新思维和创新能力的重要平台。随着新世纪的到来，一个以知识为基础的竞争与合作并存的全球经济正在形成。科技的竞争实质是知识的创新与运用能力的竞争。培养学生的创新思维和创新能力是高等教育的主要目标之一。培养学生创新思维和创新能力不能仅仅是口号，而应该是实实在在的实践活动。基础理论课和专业课教学的特点是“教”和“学”，其教学目的是让学生打好基础，积累知识，认同和领会前人的经验。这一阶段学生的知识水平还比较低、知识面还不够广，客观上也缺乏创新的基础。而毕业设计教学的特点是应用专业知识解决工程问题，面对真实的又必须在规定时间内完成的设计项目和工程课题，更能激发教与学两方面的创新潜力，并在实践中培养学生的创新思维和创新能力，切实体会实践所带来的快乐。教师一定要坚持在实事求是的基础上积极为学生提供充满创新氛围的学习环境，给学生更多的自由思考、自由选择的空间，要把教学重点放到以提高学习能力和工作能力为中心，以学生自主、独立思考为出发点，充分尊重他们的特长、兴趣和爱好，为他们潜能的充分开发和发挥创造条件。

2．提高教学质量需要创新性教学管理机制。墨守传统的教学理念，采用僵化的、缺乏激励机制的教学管理方法已经不能满足提高毕业设计教学质量的客观要求。创新性教学管理机制的核心是健全管理制度、提高管理效率、完善评价体系、激励教学相长。

二、毕业设计教学组织工作方面的创新

(一)健全和细化毕业设计规章制度，形成规范化的毕业设计教学管理文件。制度化建设包括：(1)毕业设计开题和选题准则；(2)毕业设计指导教师工作准则；(3)毕业设计学生学业准则；(4)毕业设计答辩准则；(5)毕业设计学生成果验收和归档准则；(6)毕业设计创新机制和鼓励政策等。为培养学生养成严谨求实的科学技术工作方法，针对开题报告、计算书、论文、设计图纸、图签等编制了大量的格式化电子模板，使学生在毕业设计时自始至终都处于规范化的训练氛围之中。

(二)毕业设计课题的双向选择。毕业设计选题和开题工作是提高毕业设计质量和培养学生创新能力的第一步。课题是否有科学性、多样性和实践性是决定毕业设计是否具有创新性的前提条件，直接关系到整个毕业设计的质量高低。先进的课题对知识面的要求直接影响到学生知识面的拓展、能力的提高。有一定深度的课题能促使学生学习更深更新的知识。课题的多样性能够满足众多学生不同的就业工作特点和个性化的兴趣要求。本系每年进行毕业设计学生人数有200～300名(包括土木学院、网络学院、职教学院学生)。本系有18个研究室，研究方向众多，既有土木工程前沿领域的科研课题，又有许多大、中型工程实践项目，课题资源十分丰富。每年都有60—70名教师参与毕业设计的指导工作，这使得我们能够创造性地采用双向选择的方法来进行课题选择，即由指导教师提交申报题目和课题简介以及对学生人数及其相关能力的要求，经系初步审核后公布，由学生根据自己的能力、兴趣填报3个选题志愿，最后由教学管理部门根据学生成绩绩点、课题要求和选题志愿统一协调，尽最大程度满足学生意愿。同时，为保证科研工作的连续性，对已经被本校录取的报送研究生，安排学生未来的导师进行指导，使这些学生能够尽早地加入到导师的科研团队进行科研工作。这种选题方法使学生从一开始就成为教学过程的主动参与者，激发了学生的学习积极性，同时也让学生有机会了解到不同的课题内容对知识和能力的要求，使他们能够自觉地进行一次自我能力的评价，发现不足，及时补充相关专业知识。对毕业设计课题进行初审，要求结合工程实践类课题的比例不低于70％，课题内容租工作量以及课题难度应能够切实满足本科生毕业设计的教学要求，单一课题的工作内容相对完整，严格遵循“一人一题”，鼓励“真题实做”，从源头保证了课题的质量。

(三)做好毕业设计前期组织动员。近几年一直坚持在毕业设计开始之前对指导教师和学生进行组织动员。毕业设计对于每位学生来说都是一个特殊的学习过程，而毕业设计动员大会作为毕业设计的前奏，对整个毕业设计过程起着全局性的指导作用，能使学生全面地理解毕业设计的实质和重要性。动员的重点在于统一认识，强化规章，对以往毕业设计中存在问题进行总结，对毕业设计工作手册逐一解释，明确毕业设计的有关要求。同时邀请设计院的资深专家和经验丰富的指导教师给学生做“如何进行毕业设计”和“如何完成毕业论文”专题讲座。

(四)校企合作联合指导。历史上校内指导和校外实习相结合原本也是毕业设计教学的重要方式，但是近年来企业由于生产任务繁重等种种原因，对接受毕业设计实习生的态度一般都不太积极。但是，到企业去以实习的方式进行毕业设计仍然是最好的途径之一。一方面学生在企业参与了项目设计全过程，往往可以学到很多课堂上学不到的东西，企业的实战氛围更能激发学生的工作热情和主动性，增强学生的事业心和责任感。另一方面企业通过对学生的指导和考察，发现真正符合企业需求的人才。因此本系多方联系校外企业，甚至是国外的企业，同时鼓励学生根据自己的兴趣和爱好，结合当前工程中的一些难点、热点问题，自己到生产企业、施工单位中寻求课题，或到就业单位去做毕业设计，采用企业实习和企业招聘相结合的方式，利用企业的经费、场地和技术力量完成企业需要的技术课题，进一步拓宽选题的自由度，从老传统中走出新路子。

(五)以开放的方式组织毕业设计。为拓宽少数有特点学生的选题范围，毕业设计实行开放的组织方式，即接受土木工程专业其他课群方向或其他专业的学生到本系进行毕业设计，同时也允许本系学生申请做土木工程专业其他课群方向或其他专业的毕业设计。对于外系申请来本系进行毕业设计的学生，须经过二个系教学主管的审批并报学院备案。而本系则仅允许已经保送外系的免试研究生申报到外系做毕业设计，而且为保证毕业设计质量，本系还必须指定一位指导教师对学生的毕业设计进行监督，学生随后还必须参加本系组织的公开答辩。

(六)充实与共享教学资源。本系大量补充购买了各类工程技术规范、手册等工具书；鼓励指导教师向学生开放研究室的资料，提供计算机等设备；提供专门资金，鼓励学生使用教学机房购买的正版结构分析和设计软件，强化保护知识产权的意识。

三、毕业设计教学质量评价和激励机制的创新

除按照学校毕业设计教学要求组织课题审核、开题报告检查、中期检查、毕业答辩(包括公开答辩)、成绩评定、优秀毕业论文和优秀指导教师评选、毕业设计总结等制度性教学质量评价工作外，还进行了以下创造性工作。

(一)指导教师问卷调查。问卷调查对象为全体参加毕业设计的指导教师，在毕业设计结束后进行。调查内容包括指导教师的职称等个人状况，毕业设计教学经历，课题类型、难度及来源，对学生的要求，对所指导学生的知识水平的了解和评价，对毕业设计实行双向选择的意见，课题进展状态，指导时间和指导方式，所指导学生毕业设计的完成状况、答辩状况，对毕业设计教学组织、相关制度的意见和建议等。

(二)学生问卷调查。问卷调查对象为全体参加毕业设计的学生，在毕业设计结束后进行。调查内容包括学生是否已经落实就业去向，对课题的兴趣，对毕业设计实行双向选择和毕业设计动员大会的意见，课题难度，开题报告，指导教师的指导时间和指导方式，课题进展状态，所采用的计算分析软件工具，毕业答辩，毕业设计的完成状况和收获，对毕业设计教学组织、相关制度的意见和建议等。

教师和学生对问卷进行了认真的回答，提出了许多建议和意见，经过对问卷结果进行统计分析，使教学管理者真正了解到毕业设计过程中教和学两个环节的实际状况和存在的问题，有针对性进行改进，对提高教学效果起到了促进作用。

(三)设立“创新奖”。为激励教师指导和学生学习积极性，培养学生创新意识和实践能力，自2008年起，针对每年的毕业设计成果，评选创新突出奖1名，创新优胜奖2～3名。在制定创新奖评价标准时充分考虑到必须为学生的创新提供一个良好的目标环境，为此，提高创新评价因子的比重，突出创新的重要性，激励学生有实质性的创新工作。判断学生是否有创新并不是只看学生论文的题目，而是看学生在具体的毕业设计中是否有自己的新观点、新思路和新方法。对获奖学生和指导教师分别颁发奖金和奖励证书。获奖学生将被推荐为学校优秀毕业生。

四、毕业设计教学创新实践的成果

(一)良好的选题机制激发了教和学两方面的积极性。近4年来，70％以上的毕业设计课题均为理论结合实际工程的课题，其中来自纵向科研项目的课题占比逐年提高。富有经验、具有高级职称的教授、副教授占指导教师比例的60％～70％。这样的状况充分保证了课题质量。而大部分学生都按照本人的志愿选择了课题，或在相近课题之间进行调剂。科学合理的选题机制也激发了学生参与的积极性和学习自觉性，毕业设计成绩得到了明显的提高。

(二)创新奖等措施产生了明显的激励作用。创新奖的设立和实施对学生和指导教师的积极性产生了巨大的促进作用。2008年获奖学生的毕业设计课题“会展用万能组合框架体系设计研究”、“上海某商办楼设计”、“门式刚架轻型房屋钢结构设计”都分别在不同的层面上反映出学生在完成过程中的创新思维。对于毕业后继续攻读研究生的学生，通过毕业论文阶段的学习初步培养了他们科学研究的基本能力，许多学生就此提前投入到硕士阶段研究课题的工作中。

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卢文倩，（1992.07-），女，河南洛阳人，郑州大学土木工程学院2010级本科生，建筑环境与设备工程专业

摘 要：零能耗太阳能房是实现节能减排的重要途径，作为夏热冬冷地区的河南省中南部有其独特的优势与发展需求，在这一地区应用零能耗太阳能房的节能及经济效益将不可估量。

关键词：零能耗太阳能房；节能减排

1.前言

目前，我国建筑能耗约占全社会总能耗的1/3，其中使用最大的能耗是采暖和制冷，在建筑的生命周期内有一半民用建筑的运行能耗约占70%～80%，而零能耗太阳能房（Zero Energy Solar House，简称ZESH）可以实现运行无外加能耗，具有明显节能优势。河南作为中部崛起的中坚力量，其未来的建筑能源消耗将会非常巨大，在该地区应用零能耗太阳能生态房将会有非常乐观的成效。

2.ZESH

ZESH是利用太阳能光热、光电技术达成全年零运行能耗的建筑。它按照全年均衡弱季最大辐射量优化原则，将太阳能光伏发电技术、光热利用技术与建筑巧妙地结合在一起，为建筑提供能量，并配合其它太阳能产品创造出舒适的居住环境（下图为一种构造）。

它能够不消耗任何外来能源为住宅提供电能、热能及冷气等现代生活必需的能量。在长期阴雨时期，由风能、地热能、生物质能（沼气）等补充，其能耗标志为零。

ZESH在国外已经有了一定规模的应用，尤其是在德国、美国等地深受欢迎。该技术已经引进，便受到国内广大房地产商的追捧。

3.应用分析

3.1应用优势

（1）太阳能资源丰富。该地区属于太阳能资源中等类型地区，全年日照时数为2200～3000h，年太阳能辐射总量为5000～5850MJ/m2，相当于日辐射量3.8～4.5KWh/ m2 ，和170～200Kg标准煤燃烧所发出的热量，具有利用太阳能的良好条件。该地房屋结构大部分为中低层，采光较好。

（2）节能优势明显。在黄河以南地区按原规定不集中供暖，然而该地区属于夏热冬冷地区，冬季十分寒冷。目前该地区多采用烤火取暖、空调采暖，不经济也不安全。应用ZESH将直接解决几千万人口的取暖问题并降低养房成本。

随着技术的的进步和成本降低、秸秆屋顶等生态建材的使用，ZESH的成本返还时间有望控制在20～30年。

（3）在一定水平的太阳能市场基础上，ZESH成为必然趋势。河南省太阳能市场以50%以上的速度增长，太阳能热水器的使用普遍，被动式太阳能房在农村应用也很广泛。

另一方面，根据2013年河南省太阳能市场调查结果显示，在黄河南部的信阳、周口、南阳、平顶山等地太阳能热水器市场均有较大规模的占有量，然而，在近两年来却都遇到了发展瓶颈。产品性价比较低、售后服务不完善是其主要原因。从深层次分析，建筑是一个复杂的系统，一个完整的统一体，而后置于建筑之上的太阳能必然会对这个整体的外观形象、内部结构、设备材料等造成损害。另外，太阳能热水器的使用寿命一般伪15年，而建筑寿命至少为50年，这就意味着一个建筑要经历几代热水器的安装拆卸。大量的水线、电线、智能系统嵌入到房屋承重墙体中势必会降低建筑的安全性。要解决这个问题，就必须要将建筑与太阳能设备组为一体进行设计，发展ZESH。

（4）方便与生态建材相结合。河南作为农业大省，拥有大量生物质资源。沼气等可再生能源不仅能与太阳能配合，提升ZESH的可靠性，还受到国家补贴。秸秆等季节性农村生物质废弃物在当地就可直接收集，不需长途运输，节约成本。

尤其是秸秆增强水泥发泡屋顶总重量远低于传统屋顶，减轻建筑承重荷载，隔热性能也由于传统材料，结构简单，维修方便且便于与各种集热器、太阳能电池系统相结合。

表3-1 农作物秸秆增强水泥发泡屋顶与传统屋顶板有关性能对比

材料的有关性能100mm混凝土圆孔板+20mm水泥焦渣+100mm加气混凝土+20mm水泥砂浆+油毡5层150mm加气混凝土+50mm架空空气层+常规屋顶面结构200mm加气混凝土+50mm架空空气层+常规屋顶面结构100mm混凝土圆孔板+20mm水泥焦渣+50mm再生聚苯板+20mm水泥砂浆+油毡5层农作物秸秆增强水泥发泡屋顶板+20mm水泥砂浆（或防水卷材）

屋顶板厚度/mm250250300240120

屋顶板质量/（kg/m2）330190225310100

传热系数[W/（m2 ・k）]1.010.90.870.840.625

价格（估计）传统屋顶价格适中新材料屋顶价格较高新材料屋顶价格较高新材料屋顶价格很高生态建材屋顶价格适中或稍低

（5）时代机遇。十二五期间的新农村建设为河南带来了了新的机遇，各种鼓励政策的出台为农村建设提供资金、政策、技术支持。河南农村建筑多为坐北朝南型，方便进行ZESH的改造。

中部崛起战略在政策上为ZESH提供可能。2008年1月1日起全省所有市县开始全面执行《河南省居住建筑节能实际标准》DBJ41/062-2005，提出的建筑节能的新标准，要求提高太阳能、水能、风能等可再生能源在整个能源利用结构中的比重，加大太阳能光热、光电技术、地源和水源热泵技术研究，推进可再生能源与建筑一体化的应用。

3.2待解决的问题

设备的使用寿命与建筑难以统一，一旦设备损坏，由谁来维修，采用怎样的技术，费用等都待商榷。

其投资成本较大，只有在长期运行的情况下才能显示出经济节能优势。面对房价贵、住房难的残酷现实，多数人不会选择成本太高的住房。该技术在我国还很年轻，仍有很大提高完善空间。

3.3发展策略

首先建筑人员需要深入到该地区，考察原有建筑情况、能源利用方式、水文地理条件等，结合实际将ZESH应用于实践。其次，太阳能概念产品仍需政府的支持对太阳能清洁能源的倡导将会引领群众和商家的选择；另外，补助的力度应该随着经济发展水平逐步提升，一旦减少了产品的成本，选择ZESH的人便会增多。最后，太阳能需要拥有一个稳中求进的商品市场。

实际应用时，推荐先选择信阳、南阳东部等地，这里交通便利、能源丰富、发展底子好。先从市郊小别墅区起步，这里的居民一般都负担得起ZESH的成本，由于地处城市农村交界，各种原材料、劳动力都易低价获得。然后再逐步向城市以及农村扩展。

4.结论

ZESH在中国刚起步不久，充满着活力，适宜的条件决定了它在河南中南部的发展优势。在此发展ZESH前景广阔，这也将为节能减排事业做出重大贡献。（作者单位：郑州大学土木工程学院）

参考文献

[1] 徐伟，郑瑞澄，路宾，太阳能建筑应用发展见就报告，北京：中国建筑工业出版社，2009.7

[2] 龙惟定，武涌，建筑节能技术，北京：中国建筑工业出版社，2009.8

篇8

【关键词】工程科技；英语翻译；工程规范；专业背景；网络词典；PCBN方法

随着科学技术飞速发展，大量科技英语新词和新义正以难以想像速度诞生并随时进入计算机网络数据库。这些由于各种专业不断交叉而生成的科技英语新词或者是原本已存在但被赋予了新的含义，或是通过一定的构成方式生成新的科技术语，尤其在工程科技英语方面亦是如此，这些都对科技英语翻译工作提出了更高的要求。由于科技词典再版与更新往往需要较长的时间周期，通过查阅科技词典常常不能满足翻译的需要，而通过各式各样名目繁杂的网络翻译工具尚存在译文的准确性和可靠性问题。因此，传统的科技英语翻译正面临这一新问题。

本文结合诸多土木工程科技英语翻译实践，探索一种在掌握公共英语翻译基本知识以及理解和遵循相关工程专业规范的基础上，更进一步知晓相关专业背景（包括上文下文词义和句意）及国内外研究进展动态，并利用网络阅览不断显现的科技英语新词，从而熟练掌握科技英语翻译的一种新方法。具体是集公共英语（Public English）、工程规范（Code of Engineering）、专业背景（Background of Specialty）和网络字典（Network Dictionary）等知识于一体的科技英语翻译新方法（以下简称PCBN方法），力求工程科技英语译文准确、严谨及规范、通俗。对于通常不需要使用网络字典的情况，则可简称为“PCB方法”。以下从土木工程科技英语应用实例中单词、词组、句子和段落等译文技巧方面对此新技巧和新方法进行叙述。

1 单词与词组的译文技巧

1.1 新派生词或词组词义的网络字典查阅与初定

近年由现代科学与技术的各种专业交叉与结合派生出大量新词。如医学与新材料科学、计算机通讯及网络技术、光电技术、激光技术、土木工程等结合而产生的新词如Intelligent concrete self repair译成：自我修补的智能型混凝土；smart material and shape memory materials译成： 机敏材料和形状记忆材料； Smart pressure crack monitoring sensor thin film/Cement based piezoelectric smart materials则分别译成： 压电薄膜裂纹监测传感器/水泥基压电智能材料；laser sensor译成：激光传感器； magnetostrictive sensor and optical fiber grating technology译成：磁致伸缩传感器和光纤光栅技术。这些新派生词或词组的词义可通过网络字典等查阅来初定，准确的词义还需要根据上下文句意以及专业背景的等来确定。

1.2 单词或词组词义确定的技巧

值得一提的是在科技英语中有时单词的意义需要根据上下文句意以及专业背景来确定，并非简单地通过查阅各种字典（包括网络字典）等工具就能够确定的。如将The city bridges with various kind of longer and middle span have brought people such feeling as lightness/smoothness and openness. Due to the influence of the facts of overcoming own weight and geometric non-linearity， the cost of bridge project will be largely increased. Considering bridge landscape/economy and durability， the selection of bridge type and reasonable span is the key to the success of the design of the city bridge译成：各类大中跨径的城市桥梁给人们带来了轻盈、流畅和开放式的感觉，但由于克服恒重、几何非线性等因素的影响需加大桥梁断面尺寸，势必造成工程造价的大幅增加。综合考虑桥梁景观、经济性及耐久性，精心选择桥型及合理跨径是城市桥梁设计的成功所在。作为本文的“PCB方法”的应用示例，显然译文应当符合汉语科技论文习惯，文中“恒重、几何非线性、工程造价”等术语必须符合相关土木工程规范，并且“轻盈、流畅和开放式的感觉”等表明译者对桥梁景观设计等专业也有一定的知晓。

1.3 正反译法和反正译法技巧

英汉两种语言在否定的表述上有着重要的差异，因此相互翻译过程中应按各自语言习惯正确表达。对思维上的否定和讲述方式上的否定加以分析并予以正确表述这种方法， 俗称“正反译法”以及“反正译法”，这类词常常可分为两种类型。一类是否定方式在英汉两种语言上大致相同，主要有完全否定和绝对否定。完全否定有no， not， never， nothing等， 例如The measurement error could never be avoided in vibration test of structure译为：结构振动测试中测量误差总是不可避免的。绝对否定常见有none， not at all， by no means， in no way， nothing等，例如In no way， the modal parameters of a structural vibration could be exactly obtained in site testing译成：现场振动测试总是无法得到结构精确的模态参数。另一类是否定方式在英汉两种语言之间在思维方法和表述形式上有着明显的差别，主要表现在以下三种情况。半否定 hardly， rarely， scarcely， seldom， few， little等。例如Only a few bridges with long-span could be asked for analysis of hybrid non-linear ultimate capacity译成：仅仅少数大跨径桥梁需进行复合非线性极限承载能力分析。部分否定not every， not all， not much， not many， 例如Not every bridge is asked to consider the effect of geometrical nonlinearity in structural design就译成：并非每座桥梁结构设计都要考虑几何非线性的影响。具有否定含义的词常见有without，fail，unless，except，rather than等，例如The damage of a structure could be evaluated exactly by using modal analysis method unless enough tested data is obtained译成： 除非获得足够的测试数据，采用模态分析方法很难对结构损伤作出精确的评估。

2 句子与段落的译文技巧

2.1 被动语态的翻译技巧

被动语态在科技英语中应用也十分广泛，将汉语译文作不同的处理，使译文更加通俗也是一种技巧。若保留原来的主语，则常常加上“被”、“受”、“由”等词，也有些被动句译成汉语不加“被”更符合汉语习惯。例如The frequency-domain method combining with advanced senior techniques such as pressure crack monitoring sensor thin film， magnetostrictive sensor and optical fiber grating technology etc. have been adopted to identify the damage of cable members for a bridge就译成：通过频域方法并结合压电薄膜裂纹监测传感器以及磁致伸缩传感器和光纤光栅技术等先进的传感器技术可识别桥梁拉索构件的损伤。但如译成“桥梁拉索构件的损伤可以被频域方法并结合压电薄膜裂纹监测传感器以及磁致伸缩传感器和光纤光栅技术等先进的传感器技术来识别”就不太符合汉语习惯。作为本文的“PCBN方法”的应用示例，显然译文应当符合汉语习惯，文中“频域、拉索构件、传感器”等术语必须符合相关规范，并且译者对桥梁健康监测技术等专业研究背景也应有一定的了解，“压电薄膜裂纹监测传感器、磁致伸缩传感器和光纤光栅技术”等新词可通过网络字典查阅获得并确定。

2.2 长句分合与拆译技巧

在工程科技英语中经常会遇到复杂的长句。如果完全按照原文顺序直译会使读者感到冗赘，也不符合汉语的习惯。因此，应在正确理解和吃透原文有时甚至在对上下文以及图表等进行仔细分析的基础上，再将一个长句作必要的分割译成几个较短的句子便于读者理解。作为本文的“PCB方法”的另一应用示例，如A least-squares solutions method with best parameter adjustment of flexural rigidity identification for bridge structural members is developed by using measured modes， also the result of nume- rical identification for a full-scale three-span continuous beam shows that the introduction of the parameter adjustment is very important for reducing the effect of measurement error on identified result， further the problem for excessive great effect of mode shape error on identified accuracy can be quite satisfactorily solved by using this method[1-4]译成：本文提出了一种基于高精度低阶测试模态对桥梁构件抗弯刚度通过导入最佳参数进行平差的最小二乘解识别方法。通过对混凝土试验梁及一座3跨变截面连续箱梁实桥梁体抗弯刚度结合桥梁现场检测工作及数值模拟计算识别结果表明此方法有效地抑制了模态振型测试误差对于识别精度的过度影响，较好地满足工程精度要求。但如译成“本文提出了一种基于高精度低阶测试模态对桥梁构件抗弯刚度通过导入最佳参数进行平差的最小二乘解识别方法，通过对混凝土试验梁及一座3跨变截面连续箱梁实桥梁体抗弯刚度结合桥梁现场检测工作及数值模拟计算识别结果表明，进一步地此方法有效地抑制了模态振型测试误差对于识别精度的过度影响较好地满足工程精度要求”则显得比较呆板。

2.3 译文词序的调整技巧以及句序的调整技巧

在科技英语中常常将句子的词序作必要的甚至是必不可少的调整，其目的是译文应当符合每种语言的自然次序和表达习惯。当词序与汉语的习惯词序一致时，则可按原来词序翻译； 若与汉语的习惯表达不一致时则需调整，使词序符合每种语言的要求。与英语习惯正好相反，汉语习惯则是先说时间状语，接着是地点状语，方式状语则排在最后。例如A record of strong earthquake motions was obtained successfully on Nicaragua in 1972就可译成： 1972年发生在尼加拉瓜的一次强烈地震被成功地记录了下来。

为使译文符合汉语表达习惯，在英语中常常将后置于主句的时间状语从句、条件状语从句、定语从句等译成汉语时往前移。如The factor of geometrical nonlinearity must be considered in the design for super long-span bridges就译成：在超长跨径桥梁设计中几何非线性因素是必须要考虑的。再如In this paper， a hybrid non-linearity ultimate capacity and ductility analysis for RC tall-pier（H=45m） of expressway bridges is studied. The above study further shows that the regular linear-elastic analysis method in RC tall-pier design will cause quite-great errors when calculating the top-displacement of pier under a large horizontal force， as existing quite evidential geometric non-linearity in RC tall-pier of bridges可译成：通过运用考虑复合非线性的结构弹塑性极限分析方法，对某山区高速公路桥梁中的钢筋混凝土高桥墩（H=45m）的极限承载能力及结构延性等进行了初步研究。分析结果表明由于高墩柱结构存在非常明显的几何非线性，采用通常线弹性方法计算在过大水平力作用下的墩顶水平位移将会带来相当大的误差，设计中应充分引起注意。对照英汉句子，显然译文中省略了“In this paper—本文”，在“RC tall-pier of bridges—高墩柱结构”中省略了“桥梁”。此外，“hybrid non-linearity”应译成“复合非线性”，而不能译成“杂交非线性”。此例中除译文词组符合相关专业规范外，翻译时还需结合上下文内容和研究背景，是一个“PCB”方法较为典型的案例。

3 结束语

在现有科技发展阶段，任何试图利用自动翻译机器或网络智能翻译工具等来完全代替工程科技英语的人工翻译都是不现实的。除遵守汉语和英语各自习惯表达方式外，工程科技英语翻译工作者必须通过大量阅读了解相关专业背景并且熟悉相关专业规范要求，这对于提高科技英语翻译的技巧是有益的，这正是本文中所提倡的“PCBN方法”的基础。

参考文献：

[1]H.G Nake. Updating computational modes in frequency domain based on measured data， A Survey [J]， Probabilistic Engrg. Mech.，1988（03）.

[2]袁红茵，肖晓辉，张建民.基于高精度模态环境振动测试及导入最佳平差参数的桥梁在线抗弯刚度识别方法[J].科学技术与工程，2006（19）7.

[3]H.Y. Yuan， K. Hirao， T. Sawada And Y. Nariyuki. Modal Analysis Method for Stiffness Degradation Identification of Nonproportionally Damped Structures[J].Eng./Earthquake Engrg.， JSCE，1994（11）.

[4]H.Y. Yuan，K. Hirao， T. Sawada， Y. Nariyuki And S. Sasada. A Study on Reducing The Measured Modes in Modal Analysis Inspection for Damage Assessment of A Structure[J]. Structural Engrg， JSCE，1995.

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关键词：现代无金属结构 水工闸门 复合纤维 纤维混凝土

1．前言

我们研究纤维增强聚合物（FRP）的应用已有多年了，一直致力力于土木工程结构FRP建造，倡导现代无金属结构。所谓现代无金属结构，就是用FRP替代结构中的金属，或仿制、增强非金属材料，得到新型无金属结构。其概念含有民族科学文化内涵。土木，“谓建筑之事也，如筑屋，架桥，筑堤，开路等工事是也（国语晋语九）”。顾名思义，中华土木工程结构本意就与金属无关，是无金属结构，符合中华古代“五行”理念。近代，钢铁等金属材料大量应用，使中华“营造法式”落伍了，但是，有金属结构却是短寿的。现代FRP越来越多地用于补强加固，纤维混凝土结构建造设计试验的成功确立了现代无金属结构概念的地位，2001年北戴河昌黎地磁观测房屋的试制成功标志着现代无金属结构在中国的诞生。

值得指出的是，我们在美国Hexcel公司复合纤维建筑加固性能研究实施期间，正值“98抗洪”时，美国的Gregory先生拿着解放军抗洪“人背肩抗”的照片，表示一定要介绍Hexcel加固FRP材料给水利部门，以提高水工设施的安全度。中国水利专家表示如果美国已经在水工建筑上使用了FRP材料，中国就立即可用。如果美国没有用过，中国需要进行一定的试验研究才可以用。带着水利专家希望了解的问题，Hexcel公司方面后来回美国专门调研，结果表明，美国也没有把FRP用于水工建造的事例，但为本文研究奠定了初步的思想基础。2002年天津市水利局设立了现代无金属水工闸门研究课题，2003年7月在天津津南小站北湖村双桥河闸附近进行了该水工闸门的堆载检测[1]，并于2004年该水工闸门下水试用成功。本文将就这一研究过程进行深入地阐述。

2．水工闸门现状和现代无金属水工闸门的研制问题

2.1 研究内容和设计思想

现代水工建筑物中，大多含有钢材，属于有金属结构，水工建筑中也越来越多地使用了钢材。现代无金属水工闸门就是研究在水工建筑中，采用复合碳纤维材料（非金属材料）替代现代结构中的钢材或增强非金属结构，制成纤维混凝土水工闸门，取代水工钢闸门或水工铸铁闸门、以及钢筋混凝土闸门，并在不增加造价的前提下明显提高结构综合防灾能力。

天津市水工闸门有几千座，大部分为全金属的钢铁结构闸门，极少有木结构小闸门，也有钢筋混凝土结构闸门。在水工闸门中普遍存在着钢铁材料腐蚀，寿命短，维修费用高等问题。由于水位变化，在经常处于湿、干交替环境中和空气或水中各种化学介质易产生电化学作用，闸门锈蚀很严重。应用复合碳纤维材料将能很好地解决这一问题。同时可以充分发挥复合纤维材料受拉强度高和混凝土受压强度高、价格低的优点，组成具有重大技术经济潜力的新型复合结构，进而将其在水利行业中推广，推动天津市水利工程技术的创新和发展。特别是2006年，“南水北调”工程将在天津全面展开，迫切需要新材料、新技术来更好地完成这一划时代的水利工程。

然而，现代无金属结构新型水工闸门古今中外没有先例，研制工作并不是很容易就能完成的，必然要根据具体实际情况，制订了较为容易和可行的研究计划，经过努力创新的研究，就可以逐步满足水利工程的实际需要，解决面临的诸多实际问题。

图1 钢闸门锈蚀问题十分严重

美国Hexcel公司根据1991—1997年所做的复合纤维增强工程归纳结果，提出了有意义的建议（如下表），我们据此对采用复合纤维代替在原有钢筋混凝土闸门当中的钢筋而做成纤维混凝土水工闸门进行了可行性和合理性研究：

表1 各种用途的纤维选择

条 件

玻璃纤维

芳伦纤维

碳纤维

被动荷载—施加纤维增强结构支撑

主动荷载—主体结构，应力小于许用25%

—主体结构，应力为许用25—80%

水下结构—完全浸没或长期潮湿

—防护板区域

强度控制应用

刚度控制应用

地下结构—反复潮湿条件;湿或干

极高冲击状态

电磁传导或电池有关条件

现浇混凝土—内部或外部应用

老龄混凝土或封闭混凝土

高碱条件; PH 9.5—13.5

高酸条件; PH 2.0—7.0

低应力、高周期反复循环破坏

高应力、高周期反复循环破坏

高压应力

本研究利用天津市津南区河道管理所管辖的双桥河闸更换闸门的机会，研制纤维混凝土闸门替代原来的钢闸门。通过调研，考虑到纤维混凝土结构闸门的可行性在于：

（1） 津南区原来就有钢丝网混凝土水工闸门，且已工作了十几年，这便说明钢筋混凝土闸门的应用是有先例的，只不过我们要完成碳纤维材料替换钢材的功能，使该闸门更具耐腐蚀能力，也能够把闸门的尺寸做大，大到优于钢闸门。

（2） 钢筋（丝网）混凝土闸门本身存在着很多局限性，例如，笨重，不适合反复启闭，钢闸门就轻些。又如，平时不能再做钢筋的防腐处理，所以其使用过程中的安全度很难保证，而钢闸门可随时做除锈防腐处理，尽管这项工作量很大，但能保证闸门使用过程中的安全度。因此，我国目前还没有钢筋（丝网）混凝土闸门设计规范的技术标准，只是在教科书上、或个别论文有关于钢筋（丝网）混凝土闸门设计的技术方法介绍。这种情况说明了钢筋（丝网）混凝土闸门设计建造研究是可行的，但没有安全保障。显然，纤维混凝土结构闸门的设计、建造研究也是可行的，而且有可能形成国家有关部门的技术标准。

纤维混凝土结构闸门的合理性主要在于：

（1） 钢闸门在使用期内需要做大量的除锈防腐维护工作，纤维混凝土结构闸门从理论上说是可以终生免维护的。

（2） 野外使用的钢闸门面临着被偷盗卖废铁的社会问题，纤维混凝土结构闸门可以避免类似问题的发生。

（3） 纤维混凝土的现代无金属结构理念正是中华土木工程的基本理念，这种结构明确竖起了“无金属”的大旗，即中华“五行”——金、木、水、火、土，《史记》说：“木生水，土生火”，土木工程用了“土”和“木”，也就是用了“水”和“火”，就是不用“金”，实际上几千年的土木建筑都是无“金”的，因此是长寿的。现代无金属结构水工闸门首先是民族的、也一定是非常长寿的，这不仅有良好的经济效益，也会有长远的社会效益，将十分有力地支撑当代社会和经济的可持续发展。

2.2 纤维混凝土水工闸门试制研究

（1）纤维混凝土结构闸门的试制地点选在津南区双桥河闸附近仅一华里的建筑工厂院内，这主要是考虑到闸门混凝土浇铸的方便和闸门成品运输安装的方便。

（2）闸门采用的陶粒混凝土的配方由天津市建筑构件厂试验室协助提供，并指导闸门混凝土浇铸施工，尽管该闸门是在初冬季节施工的，由于有混凝土专家的具体指导，有精心地养护，结果保证了混凝土的质量。

（3）碳纤维筋的制作，仍采用本课题组过去成熟的方法制成，原材料生产厂家都提供了具体的材料性能检测报告和环境保护方面的报告，提高了试制应用的可信度。过去同类试制研究的试验结果也得到了充分地参考和应用。

（4）碳纤维筋的制作与以往不同的是，采用了一定的预应力技术，保证了碳纤维筋制作的质量，显然有利于纤维筋与混凝土之间的变形协调。

（5）试制工作对纤维筋的布设明显采用了内力大处多配置的优化技术，使碳纤维材料能够更好地发挥出应有的作用。

（6）继承以往成功的经验，纤维混凝土内也配置了短纤维，即美国的杜拉纤维，这便可明显提高混凝土的抗微裂能力和抗冻融能力。

2.3 纤维混凝土水工闸门设计承载力试验检测研究

（1）闸门制作在现场附近，这也给闸门试验检测带来不便，然而，作为科研课题，这一检测又是十分必要的，为了完成检测任务，不得已采用了最直观的堆载方法。

（2）本堆载检测工作最初拟聘请天津市水利科学研究所承担，由于种种原因，最后由国内结构检测技术设备较为著名的广州大学工程抗震研究中心协助检测，这说明了试验检测还是有相当大的工作量的，技术难度也很高。

（3）为了完成新试制闸门的检测工作，必须精心设计检测方案，保证工作中的安全，取得科学的、实事求是的检测结果。

（4）检测主要使用的法码由天津市津南区技术监督局提供，是可靠的。

（5）检测的计量手段是国家有关技术标准认可的。

3．采用现代无金属结构的优势

现代无金属结构水工闸门一般采用纤维混凝土结构形式，但对特殊需要的特大闸门，也可以采用纤维仿木结构形式。设计建造纤维混凝土结构闸门替代钢闸门，首先就明确了两种闸门的设计技术参数应该保持一致，且纤维混凝土结构闸门的造价一定不高于钢闸门，否则就没有优越性了。经过对天津市津南区双桥河闸几次现场实地考察和测量实际闸室和闸门的尺寸，拟新建造的替换闸门的尺寸为3.15M高、3.3M宽，设计水头为4M，因此，我们采用了如下钢闸门定型产品的有关技术参数]进行了替代研究。

表2 钢闸门定型产品的有关技术参数

规格

尺寸

高 ╳ 宽 ╳ 厚

适用水头（M）

闸板重

（kg）

单 价

（元）

PGZ 3 ╳ 3

3000 ╳ 3000 ╳ 275

4

3200

33496

表2示出的钢闸门的有关技术参数和经济指标起了参考和设计参数控制作用，设计的纤维混凝土结构闸门具有如下特征，且具有明显的技术和经济优势。

（1） 采用陶粒混凝土，能使两种闸门的重量基本保持一致，使原启闭机能够继续得到使用。

（2） 采用空心板形式，保证在不增加重量的前提下，具有足够的闸门厚度，满足抗弯需要。

（3） 采用双面配筋形式，提高为双向使用功能，优于表2所示的单向钢闸门。

（4） 采用混凝土内配置纤维筋，混凝土表面粘贴纤维布的方式，两种抗拉形式材料配置量基本相等，但其中每一种的配置强度都不低于钢闸门，即在设计上至少有两倍的安全系数。

（5） 新型闸门的造价不高于表2所示的单向钢闸门，而且在钢闸门造价的一半以下。

这次全新研制的现代无金属水工闸门，采用了纤维混凝土结构形式，复合纤维布和纤维筋选用美国赫氏公司和台湾塑料工业公司的原材料进行制作，材料拉伸强度在4000Mpa左右，混凝土选用陶粒混凝土，试验检测强度为C25以上。闸门为宽330厘米、高315厘米、厚25厘米的空心板，总重量约3吨，设计荷载为4米高水头，左、右和高三边边距15厘米处简支，因此荷载面积为9平方米，平均每平方米2.5吨，最大受力位置在闸门底部中点。

闸门堆载检测试验采用了5级均匀加载，总荷载为22.5吨，加载重物四分之三为标准砝码块，四分之一为规整石条。试验测点为9个应变观测点和1组挠曲变形观测点。试验计量设备为计算机自动数据采集静态电阻应变仪、千分表和百分表。试验从早7:30开始至晚18:00结束。检测试验结果表明，该闸门强度和刚度技术指标均符合我国有关技术法规的要求，闸门研制获得了成功。

参加本次试验的工程技术人员也总结认为，这种纤维混凝土的现代无金属水工闸门研制成功在我国尚属首次，试验检测表明该闸门具有很好的承载能力，结构设计合理，加工技术可靠。这类闸门的造价明显低于具有同样功能的钢闸门，耐腐蚀，耐老化，结构终生免维护，而设计使用寿命可达50年，远长于钢闸门寿命，同时该闸门的野外使用能够避免偷盗闸门卖废铁的社会问题，具有明显的经济效益、社会效益和环境效益。

双桥河南闸自1970年修建以来，因其处于淡水、海水、污水交汇区域，水工建筑物受到很大的侵蚀破坏，闸门经历了多次的翻修维护，已不能正常工作。新研制的现代无金属水工闸门于2004年初在双桥河南闸下水投入使用，在使用期间对水位进行的观测记录。这次现代无金属水工闸门试用观测结果表明，该闸门经过近一年的使用，特别是汛期的上下游高水位差及频繁启闭，闸门运行状况良好，且没有变形、老化、腐蚀现象，闸门表现出优良的性能，受到用户——天津市津南区防汛抗旱指挥部办公室的肯定。

4．结语

综上所述，现代无金属结构水工闸门采用复合纤维代替钢筋，是在新材料，新工艺应用的一场技术变命，势必推动现代土木、水利工程朝崭新的方向发展，可以走出一条有中国特色的民族现代化工程之路。

本次也对双桥河南闸的另外一孔换上了新的钢闸门，以便于长时间与首座现代无金属水工闸门进行综合对比观察，这种对比试验显然十分重要，是应该得到各界支持的，但是还需要持续多年，我们期待着第一个现代无金属水工闸门会有十分惊人的表现，这种优良性能的表现在理论上应该是以百年来度量的。

今后，我们将就现代无金属水工闸门的设计、制作、检测和试用另专门细致的研究介绍。

参考文献

[1] 李大华，现代无金属水工闸门问世，高科技纤维与应用，第28卷，第5期，2003年。

[2] 天津市水利局科研项目技术报告，《现代无金属结构水工闸门的研究》，2003年8月。

[3] Fred Isley，Earthquakes， Buildings and the Public Trust， Hexcel Co. Report，1997.

On the modern nonmetallic hydraulic gate

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关键词：室内试验；现场原位测试技术；监测技术

中图分类号：TN931文献标识码： A

1 前言

岩土工程中，对于岩土质地的测试是基础，它直接关系着工程质量的好坏，同时也是工程利益最大化的关键。无论对于工程的施工技术选取、步骤、进度安排等都是至关重要。另一方面岩土测试也和工程管理息息相关。岩石和土工检测的重要性这是一个不言而喻的问题。岩土测试技术的发展发展经过了一个复杂精度低到简单高精度的过程，到今天形成了一原位测试方法和监测技术为主的现状。

2 室内试验现状与发展

岩土测试在工程中一般只重视岩土的力学参数测试，这关系工程建设的方案和成本。最先采用是小应变试验，是由Burland在1989年提出，此后得到了广泛的应用。此方法一般应用在隧道工程、开挖工程、土质墙体建设等领域。在试验的方面发展了弯曲元试验和现场试验等方法，利用土质的电阻率特点，初步建立了吸力和电阻率的相关关系。洪振舜等人采用了改进的轻型固结仪进行了试验，在实际工程中扩展了Burland的关于软土的固有压缩曲线的适用范围。温度作用下黏性土的力学特性课题是岩土测试方向的重要课题。测试装置发展出现了可控温度的测试仪器，从而出现了等温三轴试验、等温固结试验等。例如：陈正汉利用热恒温箱和常规的三轴仪与压力室，对不同温度下非饱和膨胀土变形的特性进行了相关试验。近些年的科技发展检测技术日新月异，室内试验可以满足大部分的要求，在土工新材料、新用途上有了长足发展。

3 原位测试技术现状与发展

3.1CPT技术

原位测试技术的优点突出。第一不用采样，能够省去采样土壤，可以克服扰动的影响；第二能测试大范围的、大量的岩土特性，结果准确；第三时效性高，提高了工作效率。原位性测试是指在基本保持原来的含水量、天然结构以及应力状态下，对地基土物理力学特性指标进行测试。主要是通过数学理论公式处理，以此来估算出力学指标，进而确定岩土工程状态。一般工程采用的技术包括CPT、BAT、TDR三种方法。

原位测试技术主要的方法是CPT技术，它的优点：不需采样、方便快捷、干扰小、数据多、费用低廉等，广泛应用在高等级公路建设等大型工程中。国内外的CPT技术的发展涵盖了大致四个时代。第一1932年至1948年的机械测试年代，它的主要特点是：简单、经济；主要缺点是套管和钢杆存在摩擦、易进泥土等都干扰了贯入阻力测量值的准确性。第二1949年至今的电测试年代，其主要利用地层阻力引起空心柱体形变，导致柱体的电阻变化，从而影响电压变化的原理，实用起来很简单。但其缺点是：造价高、电缆噪声干扰数据大。第三1970年至今的电子式测量，其主要采用探头中的电子装置测量信息，通过电缆传输到采集系统。其主要优点是抗干扰性强；自身不足是每一个探头都需要独立的线路，限制了探头个数的扩展。第四1985年至今的数字式时代，数字式是在电子式上改造的，每一个探头都有独立微处理器、模数转换电路板、温度补偿等结构，通过一条电缆传输信号，扩展了探头数目，同时也实现了多参数测量。

现在CPT技术发展迅速，探头的种类、原理都有很大的创新，出现了海上CPT技术。在我国岩土测试中一般采用上世纪中叶的单桥静力触探和双桥静力触探技术，近几十年内没有发展，已经远远落后于国际先进的CPT技术。近期东南大学进行了相关的课题研究，正在积极的同世界先进技术接轨。

3.2 BAR技术

BAR技术是由他的发明人瑞典科学家在上实际80年代提出的并且用其名字简写命名的，它应用于专业测试地基原位孔隙压力以及固结系数和渗透系数，此项技术在欧洲和美国应用十分广泛，我国在九十年代有浙江大学引进并且应用到了工程实际中。

BAR系统的主要构成有：滤头、玻璃容器、电子压力传感器、控制系统以及其他辅助设备。具体的工作方法是主要分析测试地域的水压和玻璃容器的水压正负关系，从而计算出固结土的原位渗透系数。另外其对于地基水平的测试过程，主要利用滤头贯入，引起超静孔隙水压消散，在这个工程中采用特制的圆柱形空腔和一维的固结理论分析求取水平固结系数；同时还能够取得水的样本，是一种很有前途的原位测试方法。

3.3 TDR技术

所谓的TDR技术中文的翻译为时间域反射测量技术，它是有其他的应用技术拓展到岩石和土工测试中来的，最早的此类技术应用在物体的定位和轮廓确定。其技术的主要核心就是利用电磁波反射原理的遥测技术。具体的设备主要部件有探头、同轴电缆、计算机系统组成，一般应用于土体的含水量、以及和其相关的电导率等。对于监测岩土的形变、含水量等很有效。在应用方面美国已经制定了相关的标准；近几年研制出了新型的性价比高的探头，能够在大型室内模型试验应用，在以后的岩土监测应用上十分有市场。

4监测技术现状与发展

在线实时监测技术在土工测试技术发展过程中，是一个重要的进步，其自身的位置也在土工测试中占有重要的地位。近些年自动化技术的发展大大推进了岩石和土工监测技术的发展和应用。

光纤监测技术是当下土工监测技术的主流，基本上的取代了大型项目中人工监测的。首次利用光纤监测技术是在1989年由Mendzez应用在混凝土结构中进行监控，此后发达国家纷纷采用光纤监测技术，大大发展了此项技术，使得光纤监测技术日益成熟。与此同时，我国光纤监测技术的发展相对比较落后，但是正在赶超国际先进技术。国内的监测技术主要集中在高等院校以及国家级的重大项目中。其中有代表性的是哈尔冰工业大学欧进萍院士和苑立波为代表的两个方向应用，前者主要建立了海洋平台健康监测系统，后者主导了各种桥梁的监测系统，例如山东滨州黄河大桥、南京长江第三大桥等等。另外三峡大学教授蔡德带领的团队对三峡相关项目应用了光纤监测系统，获得了一定的研究价值。总体上我国的光纤监测技术发展晚，但是正在以飞速的步伐赶超世界的顶端技术。

5总结

岩石和土工测试技术，随着电子科技技术的发展，越来越先进。现阶段大有有前途的是原位测试技术和实时监测系统，相对室内的试验和模型试验有着自身独特的优越性，是我国今后主要发展的方向；但是对于室内试验和室内模型试验在有些特定的环境中仍然有其巨大的价值，也应该不能放松。在我国土工测试技术发展上要突出原位测试技术和监测技术的重点，同时相应照顾传统的方法，有侧重的发展本土技术核心，使得相对落后的国内技术尽快接近国际先进技术，为我国的经济建设带来巨大的价值。

参考文献

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[2] 宰金珉..岩土工程测试与监测技术[M].中国建筑出版社 第一版.2008-11-29.

[3] 李广信. 土的基本性质与测试技术[c].中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集.北京:清华大学出版社，2003:3-8.

[4] 廖红建,赵树德.岩土工程测试[M].机械工业出版社.2007-09