土木工程研究范文

时间:2023-04-11 16:29:13

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土木工程研究

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【关键词】土木工程;测量;原则;内容

大家都知道在国民经济和社会发展规划中,测量信息是最重要的基础信息之 一,各种规划及地籍管理,首先要有地形图和地籍图。另外,在各项工农业基本建设中,从勘测设计阶段到施工、竣工阶段,都需要进行大量的测绘工作。在国防建设中,军事测量和军用地图是现代大规模的诸兵种协同作战不可缺少的重要保障。至于远程导弹、空间武器、人造卫星或航天器的发射,要保证它精确入轨,随时校正轨道和命中目标,除了应测算出发射点和目标点的精确坐标、方位、距离外,还必须掌握地球形状、大小的精确数据和有关地域的重力场资料。在科学实验方面,诸如空间科学技术的研究,地壳的变形、地震的预报等都要应用测绘资料。即使在国家的各级管理工作中,测量和地图资料也是不可缺少的重要工具。 一、土木工程测量学的定义、任务及内容

那么土木工程测量学是如何定义的呢?我们给出以下一些定义:工程测量学是研究各种工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科;工程测量学主要研究在工程、工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的采集和处理,施工放样、设备安装、变形监测分析和预报等的理论、方法和技术,以及研究对测量和工程有关的信息进行管理和使用的学科,它是测绘学在国民经济和国防建设中的直接应用;工程测量学是研究地球空间(包括地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论、方法和技术的一门应用性学科。

1、土木工程测量是研究土木工程建设在勘察设计、施工建设及运营管理等阶段中各项测量工作,它的主要任务:

①研究测绘地形图的理论和方法;

②研究在地形图上进行规划、设计的基本原理和方法;

③研究建(构)筑物施工放样、建筑质量检验的技术和方法;

④对大型建筑物的安全性进行位移和变形监测。

2、土木工程测量学的内容:

①模拟或数字的地形资料的获取与表达;

②工程控制测量及数据处理;

③建筑物的施工放样;

④大型精密设备的安装和调试测量;

⑤工业生产过程的质量检测和控制;

⑥工程变形及与工程有关的各种灾害的监测分析与预报;

⑦工程测量专用仪器的研制与应用;

⑧工程信息系统的建立与应用等。

二、工程测量学在土木工程建设中的地位及作用

土木工程技术人员明确测量科学在工程建设中的重要地位,熟练掌握测量基本理论和技术原理,熟练掌握和应用工程测量基本理论和方法,是进行交通土木工程技术工作的基本条件。测量学在军事、国土管理、地籍测量与房产测量、资源勘察与开发、工程建设中是一项基础性、前期和超前期的工作,直接为工程建设项目的设计与施工服务。其在土木工程建设中的地位及作用:

①在勘测设计阶段:在测区范围内测绘大比例尺地形图或电子地图,然后在地形图上进行工程规划、选址和设计;

②在施工阶段:将设计的建(构)筑物的空间位置测设于实地,依据建(构)筑物的要求开始进行变形观测,为保护建筑物提供资料;进行竣工测量,为今后的改建、扩建、修建提供依据;;

③在峻工阶段: 进行竣工测量,为工程的扩建、改建提供竣工图;

④在运营阶段: 进行维护测量,以便对工程进行维护保养,确保运营安全。

三、工程测量的工作原则

工程测量工作实质上就是一门几何学,是平面和高程分开计算的几何。为了避免误差的积累,使得整个测区的误差分布均匀且传递合理,便于整个测区同时或分期开工,另外无论是测绘地形图还是施工放样,要在某一点上测绘该地区所有的地物和地貌或测设建筑物的全部细部是不可能的,必须连续的逐个设站,所以测量工作应按一定的原则进行。

1、在精度上遵守等级原则:由高级到低级。等级规定是工程建设中测量技术工作成果质量的标准,是严格科学态度与实际测量技术水平的象征;离开甚至违背技术等级要求的不合格测量工作是不能容许的。

2、在布局上遵守整体原则:由整体到局部。整体,指的是测量对象是一个个互相联系的个体所构成的完整测量基地;指的是测定位置参数 不是孤立的,而是从属于工程建设整体对象的参数。

1)从工程建设的全局出发实施定位的技术过程;

2)定位技术过程得到的点位置必须在数学或物理的关系上符合工程建设的整体要求。

3、在程序上遵守控制原则:先控制后碎部。控制,实际上是等级原则下为工程建设自身提供定位的基准。以控制测量技术建立的基准设施是工程建设的基础,是工程建设中地面点定位的测量保证。

4、在过程中遵守检核原则:步步有检核。测量成果准确可靠是测量工作以及所涉及的土木工程优质的基础,没有经过检核证明正确的测量成果是不可取的。

这就是测量工作应该遵守的重要原则。目的是为了防止测量误差的逐渐传递及累积增大,保证测量结果满足精度要求。

总之,工程测量是建筑施工和建筑工程中一项非常重要的工作服务于建筑工程建设的每个阶段贯穿于整个建筑工程的始终。测量工作贯穿于工程建设的整个过程是一项具有先导性的工作。测量工作的质量直接关系并决定了工程建设的速度和质量。而我们在实际工程中必须认识到工程测量的重要性,做到科学管理让工程测量为整个建筑工程的没到工序更好的服务吗,提高施工质量和建筑物的品质和安全系数。

参考文献

[1] 覃辉等,《土木工程测量》(第二版),上海:同济大学出版社,2007年

[2] 过静B,《土木工程测量》(第二版),武汉:武汉理工大学出版社,2003年

[3] 邹永廉,《工程测量》,武汉:武汉大学出版社,1999年

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关键词:土木工程;教学;方法

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)08-0069-02

《土木工程概论》课程是土木工程专业的必修课及其他相关专业的选修课,开设时间为大一第一学期。《土木工程概论》在整个土木工程专业课程体系中起着十分重要的向导作用,肩负着把只具备数理化基础知识的高中生迎接入土木工程行业大门,并使他们了解、熟悉进而热爱这个专业的重要使命。《土木工程概论》这门课程包含的内容非常丰富,涉及的知识面非常的广,包括与土木工程专业相关的各类工程结构勘测、设计、施工、管理、监理、经济和计算机应用等内容。因此,《土木工程概论》这一门课程对任课教师提出了非常高的要求。首先,教师需具备非常丰富的专业知识,必须对大土木背景下面众多学科都有深入的了解;其次,土木工程专业是在众多工程实践中建立起来的理论和知识,这要求教师具备丰富的实际工程经验,在讲授课程中理论联系实际进行讲授;此外,《土木工程概论》是相对较新的一门课程,目前还没有比较成熟的、高效的经典教学方法。因此,对于这一课程,展开深入的教学、教法研究,切实提高课堂效率,让刚入学的大学新生对土木工程专业培养起浓厚的兴趣,培养出具备扎实的专业技能的土木工程高级专业技术人才,为祖国的现代化建设增添新鲜血液,具有重要的意义。本文基于作者近年来一直从事《土木工程概论》课程的教学工作,在教学过程中对教学定位、教学方法、教学手段不断摸索、创新。

一、教学定位准确

课程的教学定位非常重要,教学定位决定了在教学过程中所应用到的教学方法、教学手段,等等。在“大土木”背景下,《土木工程概论》课程教学目的是:使学生较全面地了解土木工程专业所涉及的领域、包含的内容、所获得的成就及未来发展情况,从宏观的视角了解土木工程专业的综合性、社会性及其在技术、经济与管理方面的统一性,初步涉及一些基础专业概念;引导学生了解自己对大土木下众多学科中感兴趣的方面,建立热爱土木工程专业的感情和对土木工程事业的责任心,为今后积极主动地学好专业课程、培养自主学习的能力打下思想基础。《土木工程概论》这一课程的定位,就是让学生通过教师的讲授,对“大土木”背景下涉及到的学科,包括建筑工程、交通工程、岩土工程、桥梁隧道工程等方向所涉及到的基础的工程各类、所需要的专业技能都有一定的了解;在了解清楚每一个学科的内容及相关方向后,逐渐对土木工程专业产生浓厚的兴趣,为今后选择方向的时候做好充分准备。兴趣是最好的老师,也是最大的前进动力,是学生在以后工作岗位上能做出贡献的最重要的前提条件。只有使土木工程学生真正选择了一个自己喜欢的方向,才能真正喜欢这一份职业,才能发挥最大的潜能。因此,《土木工程概论》这一课程应定位于激发学生对土木工程专业的兴趣,并挖掘在“大土木”背景下自己感兴趣的学科方向,为将来选择学科方向及就业方向做好充分的准备。

二、教学方法得当

教学方法是课堂的灵魂,是学生激情的催化剂。不当的教学方法,会使课堂毫无生气,教学效率低下;得当的教学方法,能使学生学习起来事半功倍,并能培养浓厚的学习兴趣。土木工程专业是一门实践性非常强的学科,众多的设计理论、施工技术方法等都是在实际的工程中遇到了相应的问题,然后集众多工程人员的智慧而提出来的。对于刚入学的新生来说,如果在还没有充分了解土木工程内涵、特点的情况下,对他们讲解一些专业术语、专业词汇、专业理论,他们是难以理解和接受的。作者认为,想要让土木工程新生快速地了解一个设计理论的来龙去脉、一种施工方法的技术要点,最直接、最有效的办法便是结合相关的工程实例进行讲解。当教师把工程实例展示给学生后,学生能非常直观、快速地领会这种理论或者方法的背景,理解起来就非常容易。加强工程实例的讲解,使土木工程专业新生快速了解土木工程专业入门知识,形象地再现土木工程所涵盖的学科内容和涉及的多方面知识,达到提高对土木工程的兴趣、提高教学效果的目的。因此《土木工程概论》课程教学中工程实例的讲解显得十分重要。在授课的过程中列举工程案例,通过分析案例的背景、发生的机制、产生后果的原因等可以加深学生对问题的理解,进而引发对此类问题处理方法的思考;其次,要求教师所列举的工程事故一定要带有较为强的时效性,接近学生的实际生活,让他们的切身感受更为强烈。例如当讲到关于地基不均匀沉降的专题时,除了讲授一些书本上已有的经典例子外,还可以列举近期上海一商住楼的突然倒塌的工程实例进行讲解分析。这样,一方面可以提高学生的学习兴趣,另一方面也可以起到培养学生现代工程意识和思维方式的作用,使这些未来的工程师们能够树立现代工程人才的价值观,养成严谨的工程观并把它贯穿于以后的学习和工作当中去。

三、教学手段灵活

教学手段是课堂的推进器,合适的教学手段能使学生更快速地掌握大量的信息。随着现代信息技术的发展和互联网应用的日益普及,多媒体技术越来越多的应用在高校教学中。多媒体技术可以是一种利用多媒体仪器,将授课内容集合文字、图像、声音以及动画等形式,多角度、多视角、全方位的呈现教学内容的教学手段。多媒体技术的使用,可以让课堂教学形式新颖、活泼。特别是对于《土木工程概论》这一信息量大、与实际工程紧密相关的专业课程的讲授,充分利用多媒体技术进行辅助教学,能够将抽象的理论通过计算机技术惟妙惟肖地演示出来,为学生提供丰富多彩的视觉、听觉和立体图像等刺激性环境,进而极大地诱发和调动学生的学习动机和愿望。在利用多媒体辅助教学的过程中,多媒体技术担当着信息载体与传达手段的角色,其教学目标、教学组织和进程控制仍需由教师掌控。因此,对于课件的制作,教师应先仔细研究教学内容,并依据教学大纲制定详细的教学计划,从而建立一个完整的教学框架结构,该结构可借鉴传统教学方式中循序渐进的结构,以体现教学方式的连贯性。对于多媒体技术的使用,不应仅仅局限于对课件的制作,还应充分利用已有的丰富的网络的资源,如一些视频资源。对于《土木工程概论》来说,英国国家地理频道推出的系列纪录片“伟大工程巡礼”就是一部非常优秀且合适的视频资源,该系列纪录片纪录全球最具野心和愿景的工程建筑案是如何展开的。藉由各式各样的档案以及高解析度、专业拍摄的影片,节目里将叙述每项工程落成背后的精彩、戏剧性、充满英雄胆识的故事。由主要设计师、工程师、专案经理及工地人员,来说明他们如何克服挑战,打造现代最高、最长、最快和最复杂的工程建筑案。在《伟大工程巡礼》系列节目中,可以见识建构我们日常生活的建筑工程奇观。因此,通过该系列片的播放,不但可以激发起学生对土木工程专业的强烈兴趣,而且看到各种伟大的建筑在自己同行手中从无到有地落成,有利于培养他们的专业自豪感与成就感,从而找到对土木工程专业的高度认同感,与此同时,也学习了相关的专业知识,了解了当今世界最全的建筑技术。因此,充分利用网络上优质的资源进行教学,是一种一举多得的教学手段。

《土木工程概论》是一门重要的专业基础课程,教师要充分掌握该课程的特点,将课程定位准确,采取理论与实际工程实例相结合的教学方法,采用合理、先进、现代化的多媒体等教学手段,主次分明、深入浅出地讲授好这门课程。同时,充分发挥教师的创造性,为学生营造良好的学习氛围,激发学生的学习兴趣,为土木工程专业的学生大学期间的学习打下良好的专业基础,培养出适合时代需要和科技发展要求的土木工程的专业人才。

参考文献:

[1]高等学校土木工程专业指导委员会.高等学校土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[2]叶志明.土木工程概论[M].北京:高等教育出版社,2009.

[3]丁大钓,蒋永生.土木工程总论[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[4]江见鲸,叶志明.土木工程概论[M].北京:高等教育出版社,2001.

[5]罗福午.土木工程(专业)概论[M].第三版.湖北:武汉理工大学出版社,2005.

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1课程定位与特点

1.1课程定位

《土木工程材料》是在第3学期开设的一门专业基础课,新规范规定总学时为48,其中包括36个理论学时、12个实验学时。该课堂的先修课程为《大学物理学》、《理论力学》、《普通化学》,后续课程有《钢筋混凝土结构设计原理》、《建筑施工》等。该课程的教学目的是使学生掌握主要工程材料的性质、用途、使用方法、检测和质量控制方法,并获得主要土木工程材料试验方法的基本技能,为工程设计、施工和管理等工作提供合理选择正确的使用材料的基本知识,为后续课程的学习及课程设计、毕业设计等实践环节提供必要的土木工程材料基本知识。

1.2课程特点

《土木工程材料》的特点是:涉及面广、内容庞杂,各章基本没有联系,缺乏系统性;工程应用性强,经验性内容多,概念多,专业术语多,逻辑性较差,看似简单易懂,实则不宜把握[2]。上述特点使学生普遍感到该课程枯燥,学习兴趣和积极性差,学生对课程往往理解不深,应用不灵活,分析和解决实际工程问题的能力欠缺,影响了教学效果。该课程是一门实践性较强的专业基础课,如何在传统教学内容的基础上改善教学方法,合理设置教学环节,充分调动学生学习的积极性,以提高教学效果,培养出高能力、高素质的工程技术人才,是我们应该在教学实践中不断探索的问题。1.3教学目标与内容根据新规范的要求,该课程的教学目标体现在以下三个方面:

1)掌握主要土木工程材料的基本知识和基本理论。新规范规定了该课程必修的土木工程材料基本性质、无机胶凝材料、水泥混凝土与砂浆、钢材、砌筑材料、木材、沥青及沥青混合材料、合成高分子材料和其他工程材料共9个核心知识单元,每个知识单元又包括若干个知识点,并规定了需要“掌握”、“熟悉”和“了解”的知识点的具体内容。

2)掌握主要土木工程材料试验方法的基本技能。强化实践是新规范要求的重点,新规范明确规定了6个必须掌握的实验知识点和技能点。

3)具备一定的创新能力。新规范对创新提出了明确的原则要求,强调对学生创新思维、创新方法和创新能力的培养,使学生具备科学研究的初步能力。

2课程建设

2.1师资建设

较强的师资力量是提高课程教学质量的关键。理想的课程师资队伍应该在职称、学历方面满足合理的比例,深厚的专业理论知识、丰富教学经验和工程实践经验是土木工程材料课程教学对教师素质的基本要求,因此合理的梯队建设对保证教学质量至关重要。在土木工程材料课程教学方面,我校构建了合理的教学团队,11人均具有该课程的教学经历和经验,其中包括教授5人(其中1人为黄河学者),副教授2人,讲师2人,实验师2人。学历结构:博士5人,硕士6人。我校还积极对青年教师进行专业和工程实践培训,提供国内外交流学习的机会,不断创造条件提升教师素质,逐步形成了一支以主讲教师负责、结构合理、人员稳定、学术及教学水平都比较高的优秀的师资队伍。

2.2教学资源建设

2.2.1教学文件的修订与完善新规范颁布后,相应的教学文件,例如教学大纲、实验大纲、授课教案、实验指导、习题库及试卷库等均应根据专业特点和就业方向等作相应调整。应该根据新规范修订教学大纲,明确课程的教学目的、要求,教学内容的深度与广度,有科学的学时分配和进度安排,有明确的能力培养要求及培养措施。教案编写要依据大纲要求,遵守教学基本规范和程序。课堂教学内容要系统、完整、不断更新,及时反映本学科的学术进展,并注重理论教学和实践教学的紧密联系,注重学生自学能力的培养。根据新规范中规定的核心知识单元和核心实践单元建立配套习题库和试卷库,实现教考分离机制,以形成教学质量的可持续提高。

2.2.2教材建设教材的编排是否科学合理,是否与专业方向对口,是否符合最新相关规范,能否反映行业前沿与动态等,都会直接影响教学效果。我校一直重视教材和相关教辅材料的建设,一线教师积极积累教学素材和资料,积极参与各类统编、自编教材的编写工作。例如,由白宪臣教授主编的《土木工程材料》、《土木工程材料实验》已分别被列为住建部和国家“十二五”规划教材,张承志教授编著的《商品混凝土》、《建筑混凝土》等专著也在教学中发挥了重要作用。目前,《土木工程材料》、《土木工程材料实验》已经根据新规范完成了再版的统稿工作。

2.2.3精品课程建设精品课程资源可以成为学生课堂学习的延伸和补充。《土木工程材料》为我校校级精品课程,配有丰富和完善的课程资料,比如课程概况、教学大纲、教学课件、教学视频、习题库等,便于学生课下查阅,充分利用网络平台实现优质资源的共享,巩固课堂教学效果。

2.2.4实验、实习和实践条件建设目前很多高校存在的突出问题是教学重理论,实验、实习和实践环节的仪器、设备和场地等硬件设施欠缺较多,不能满足新规范对加强学生实践能力培养的要求。依据新规范我校积极加强实验、实习和实践条件建设,2014年共完成总价值300余万元的相关设备的购置工作,新增河南三建、河南省祁湾建筑公司两个教学实践基地,“混凝土工程生产实训基地”也已顺利投入使用。

2.3教学内容与方法改革

根据新规范规定的核心知识单元、知识点及要求学习深度和推荐学时,结合国内外工程材料的发展趋势,对教学重点、难点进行讲解,并及时调整部分教学内容,构建以知识单元为主的新的课程体系,使课程体系和教学内容进一步体现基础性、科学性和前瞻性,既能达到培养学生分析问题和解决问题的能力,又可使学生掌握工程材料方面的基础知识,了解新方法、新技术及其发展趋势。

1)教学内容应贴合当前工程应用实际和需求。比如,关于混凝土配合比设计的教学内容,目前绝大多数教材仅介绍以砂、石、胶凝材料与水为组分的普通混凝土的配合比设计方法和基本理论,但在实际工程中,为了调节混凝土的性能、降低造价以及适应不同工程要求和环境等,除上述四组分之外,一般都要添加化学外加剂和矿物掺合料等其他组分。另外,工程中应用的混凝土早已实现了泵送化,因此,完全按照传统教材教学内容讲授必然导致与工程实际脱节。鉴于此,教学内容应增加反应工程实际应用的信息。比如增加泵送混凝土、高性能混凝土等内容,在进行混凝土强度设计的同时重点介绍耐久性设计的指标和方法等。

2)教学内容应能反映土木工程材料发展动态。比如,在教学中介绍目前土木工程材料的研究热点及轻质高强材料、保温隔热墙体材料、储热材料、绿色建筑材料等。让学生了解当前土木工程材料发展的瓶颈以及社会可持续发展对土木工程材料发展提出的新要求。

3)教学内容应涵盖新规范规定的知识单元和知识点的基本内容,并力求覆盖面广、重点突出,并兼顾与不同专业其他主干课程的内容衔接。教学方法。进一步推进创新课堂建设,强化教学方法改革,倡导启发式、讨论式、情景式、问题式以及协作互动式教学方法。好的教学方法有利于培养学生科学思维能力和创新精神,特色鲜明,效果显著,符合素质教育要求。比如,积极采用现代化教学手段,研制与新规范规定知识单元和知识点相配套的多媒体课件,使用多媒体课件、录像等手段,引入Flas讲解相关试验,将教学内容立体化,表现形式多样化,加强学生感性认知,提高学习效率。多媒体课件的使用在加大教学信息量的同时增加了材料图片和实验视频,有利于学生对理论和实验方法、实验内容的掌握。结合建筑材料在实际中的应用,激发学生学习兴趣,以案例讲解引出理论知识,易于学生理解。

2.4强化实践教学、学科竞赛与科研活动

土木工程材料是一门实践性非常强的课程,实验教学在教学计划中占有相当大的比重。实践性教学的成功与否直接关系到本课程教学效果的好坏。实践教学体系由课内实验、创新性实验等环节组成,将传统验证性实验与发展创新性实验有机结合,并对实践和实验教学模式进行“角色”转变,使教师的“角色”从传统的信息提供者变为学生求知过程中的合作者和引导者,即由“教”师变为“导”师,在“教”与“学”中找到最佳的结合点,实现了个别化交互与协作学习的教学环境,充分发挥学生的认知主体作用。

1)课内基础实验教学方面。将传统的教学方式改为教师指导,预习、实验方案制订,实验材料和仪器准备,实验过程完成,实验数据和结果分析,实验报告撰写等全部由学生独立完成。学生在实验过程中发现问题,通过与教师交流,分析问题,及时解决问题,全面提升学生的动手能力和实验技能。

2)创新性实验方面。鼓励学有余力的学生参与创新性实验研究,结合本专业研究动态与教师的研究方向,选择内容新、难度适中和可操作性强的实验题目,指导学生参与科学研究,鼓励学生参加各种材料竞赛活动。经过积极组织和指导,2013和2014年度我校有5项创新性实验项目获得国家级大学生创新项目立项。

3)学科竞赛方面。每年组织“混凝土材料设计大赛”,参加两年一次的“全国大学生混凝土材料设计大赛”,为培养、提升学生创新能力搭建平台。2012年和2014年度我校代表队分获第二届和第三届“苏博特”杯全国大学生混凝土材料设计大赛“实践技能奖”和“团体三等奖”。

3结论

篇4

德国亚琛工业大学土木工程专业一直位列德国高校前三名,其工程地质学科目前在德国高校排名第一。近年来,土木工程系选拔优秀的老师去亚琛工业大学进修,学习先进的教学理念,与此同时,亚琛工业大学先后派五名教授及教师十余人次来上海理工大学土木工程系合作交流。教师层面的交流更有益于学习国外的先进教学模式,为创新型人才的培养提供技术和制度上的保障。另外,土木工程系已入选为德国政府重点推荐的德国大学生(含本科生、硕士生和博士生)海外实习、实践与国际交流基地,这一制度保障为双方长期的学术交流提供了保证。目前,由土木工程系推动的上海理工大学与亚琛工业大学校际合作协议的签署工作正在顺利推进。

近年来,上海理工大学土木工程系与亚琛工业大学科研方面的合作取得了一系列的成果,先后与亚琛工业大学合作申请完成中德团队合作项目(PPP项目)、中国国家自然基金面上及国际合作项目、上海市教委海外实习交流项目、德国北威州科技部及德意志学术交流中心项目等十余项,并联合举办国际会议,亚琛工大教授与上海理工大学土木工程系合作申请到德国国家基金重点项目及面上项目多项。另外,双方联合建立环境岩土工程实验室以及联合建立国家级研究中心的工作正在进行中,双方的合作也先后在德国政府网站、德国亚琛工大校园网、德国驻华大使馆网站及德意志学术中心网站上介绍。目前,德国亚琛工业大学和上海理工大学土木工程系的科研合作已经被中德两国政府列入双方联合资助的框架,双方下一步将联合申请德国DFG和中国国家自然基金委联合资助课题的题目。

人才培养工作一直是高校土木工程专业的重点,德国大学土木工程教学特点具备以下几点特征:[4]专业知识面宽,注意社会发展需要、专业方向的设置和调整;紧密联系生产实际和就业市场的需求,不断调整和补充知识结构;注重人才的独立工作能力的培养,实践性环节多;严格的考试和成绩评定制度;教学方法注重讲授示范性的科学方法。上海理工大学土木工程专业一直积极探索支持和激励学生海外交流的新机制,积极推动交流互派、海外短期学习、海外毕业实习、参加国际学术会议等多渠道、多平台、多模式的学生海外交流活动,拓展学生的国际视野。目前,土木工程系与亚琛工业大学的土木工程专业和工程地质专业开展了从本科生到博士生多个层次的合作交流,土木工程系每年都选派优秀学生到亚琛工业大学进修和交流,参与亚琛工业大学正在进行的一些国家级课题及重要工程项目。同时,选派学生去德国高校并参与到德国高校的课题组完成毕业论文和毕业设计,德方为每名学生配备了知名教授和经验丰富的教师,分别担任正副指导教师,学生们被安排在不同的课题组,分别参与亚琛工业大学正在进行的一些国家级课题及重要工程项目,要求每个中方学生必须真正融入德方研究团队,每位学生在研修班结业时都必须报告自己的学习和研究成果,这样通过双方联合培养丰富了土木工程专业人才培养的途径;同时,土木工程系接受德方高校派学生来上海理工大学进行毕业设计、毕业论文和毕业实习以及学术交流,双方学生之间的知识交流与共享促进了本校学生和德国名校之间的交流,开阔了学生的视野,大大提高了学生工程实践的能力和团队合作能力。目前,中德大学生联合研发的边坡智能预报系统正在德国的多个边坡工程中试用。该系统将应用于北京周口店、浙江龙游的边坡工程及上海隧道股份有限公司盾构开挖引起的地面沉降预报。

篇5

【关键词】 土木工程 结构设计 抗震

前言:目前人类对于地震还没有科学的预报体系,因此在地震无法预测的情况下,只有尽可能使土木结构建筑设计对地震具有一定的抵抗力,才可以最大限度的减小地震对生命财产的危害,早期土木工程建筑在其设计之初没有考虑抗震因素;或者有的将抗震因素囊括设计中,但是由于年久失修或者所在地基土质强度的减弱而造成建筑物和土木结构在地震中的毁坏,因此加强土木工程建筑结构设计初期抗震性,对其以后长期使用有着积极的作用。

1土木结构设计中抗震要求概况

众所周知,地震的发生具有很强的随机性和瞬时性,即使最精密的测量仪器也不可能精确的预报地震的到来,土木工程建筑设计的预案是建筑物的建设基本框架,在地震时其自身的结构会出现无法计算的形变。因此,在土木工程结构设计中加强抗震性的环节中,要根据土木结构抗震理论和土木结构设计抗震的实际经验,来对土木结构的抗震能力及反应状况进行分析,土木结构设计人员要根据土木结构的毁坏过程灵活的创新抗震设计方法,各个击破的解决土木结构设计所出现的一系列问题,在设计过程中不仅要考虑土木结构的整体布局,还要兼顾衔接位置的构造,以达到从根本上提高土木结构的抗震性能。

2土木结构设计的现状

近几年来建筑物的层数及其高度日益增加,出现了许多的新式框架结构包括筒体刚性结构,多筒嵌套结构及巨型结构等,高层土木结构的抗震性能,承载能力,材料耗费量,造价高低,与其自身采用何种结构有着直接的联系,不同的土木结构体系,适用于不同高度,使用功能的建筑物。在土木结构的设计之初,水平力对其的影响最大,尤其是在地震的高发地区,剪切力承重墙结构因为其施工周期短,刚度大,抗震性能优越在土木结构设计中广泛的应用。此外悬挑和悬挂结构在土木结构设计中采用较少,是因为土木领域对其分析研究不够准确深入。

2.1土木结构设计的特点

在一定的建设用地中,建造层数较多的建筑可以容纳更多的居民,土木结构要承载建筑物自身及附属物的全部重量,对于层数较少的土木结构仅需要承载上述的重量,但是层数较多的土木结构承载除了上述的重量外,还需要承载风力等自然因素的水平力,这就要求土木结构具有较强的抗侧力,在高层的土木结构设计中,对抗侧力应放第一位,水平荷载其次。对于高度一定的土木结构,风荷载和地震的共同作用会随着土木结构抗震性的不同而又明显差异。

2.2土木结构抗震要求更加苛刻

在土木结构设计之初对其抗震性作出要求时,要顾及到其正常使用时的承载能力,还要使土木结构具有优良的抗震能力,这样才可以使土木结构遇小震不坏,大震不倒。对土木结构延性的计算是一项繁琐的工作,唯一简单的方式是通过土木结构的构造措施来预算。在高层土木结构的设计中,为了使其结构有良好的延性,其结构构件的规格,材料及配筋率有着严格的要求,此外,土木工程结构的剪力墙的横截面积往往很大,所以在土木结构的设计中其变形是不可忽略的。

3土木工程建筑的主要抗震措施

土木工程的抗震设计,指的是对建筑的地基进行特殊的处理,对建筑的不同结点设置抗震措施,对建筑的薄软部分进行防震处理。在本文中,笔者根据土木工程建筑中抗震技术类型,并且结合大量的资料,提出了几点具体的土木工程建筑的抗震措施,笔者根据技术方向的不同,对防震措施进行了以下几点的分类。

3.1在土木工程的地基中使用特殊的防震材料

使用隔震材料对土木工程建筑进行隔震处理,指的是主要对土木工程建筑的地基进行抗震处理,降低地震发生时强大的地震能量对建筑物造成的损害。在传统的方法中,主要是在建筑地基的底部铺设上砂子和黏土等等,在一定的程度上降低了地震的负面影响。近年来,随着我国在建筑事业上不断加大投资,有关部门在土木工程建筑防震上已经取得了很大的进展,就比如在建筑地基处铺上一层沥青,减震的效果相比于砂子或黏土更好。在建筑物的围栏,墙体等等材料的选用上,尽可能的选取材质比较轻的材料,降低地震来临时的危害。

3.2在建筑物的结点处设置隔震装置

在土木工程关键的结点处设置特殊的隔震材料,降低地震来临时的危害。地震在发生的时候,能量是呈不断上升趋势的,会从建筑的底部传递到建筑的顶部。而在建筑物的结点上,设置隔震装置,对极大的影响地震能量的传递效率,但是这种隔震装置不适合高层建筑使用,因为高层建筑使用这种装置会加强楼层的自震周期,起到的效果不大,所以这种在建筑的结点处设置的隔震措施只适合一些楼层数少或者高度比较低的建筑。这种隔震措施在组成上也比较简单,橡胶垫与混合隔震措施是比较常见的材料,隔震方法主要有摩擦隔震、粘性隔震、设置隔震支座等等,其中隔震支座能够稳定的支撑建筑物,并且具有一定的自我恢复力,在地震能量吸收上起到的作用比较大。

3.3土木工程建筑的设计走向

地壳运动是地震产生的主要原因之一,地震的发生与当地的地质结构有很大的关系。所以施工单位在选择建筑地址的时候,一定要对当地的地质环境进行考察,并且通过计算分析出当地震发生时的可能走向,使建筑物的走向尽可能与地震的走向垂直。通过对汶川和玉树地震的研究显示,倒塌的建筑物中,与地震走向平行的较多,这就证明了与地震走向平行的建筑在地震发生时损害的程度比较大。

结束语

随着我国在土木建筑行业上投入精力的增多,其地位也在不断的上升。在土木工程建筑的设计中,实现建筑的稳定和抗震性能也是当前必须要重点关注的话题,所以相关部门要加强建筑行业抗震技术的关注度,促进抗震技术进一步应用于土木工程建筑行业。

参考文献

[1] 任宇霞,唐玉娇,张静等.浅谈土木工程结构设计中的抗震研究[J].城市建设理论研究(电子版)

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关键词:土木工程;应用型人才;培养;研究

一、确立土木工程专业培养目标

土木工程专业是实践性、应用性都比较强的专业,其主要突出在实际工作中的应用,对土木工程应用型人才培养 是土木工程专业教育的核心与关键,也是土木工程学院科学定位和办学立足点。目前,土木工程学科的专业包括:工业与民用建筑、桥梁与道路工程、岩土与地下工程等专业方向。为适应快速发展的社会经济,必须改革土木工程专业的教育模式,以实现培养应用性人才为主要目标,让学生在教学过程中可以了解到企业实际的生产、管理、建设等企业需求,培养学生成为高素质和具有综合技能的实际应用人才。土木工程应用型人才的主要特点实用性、实践性、职业性和层次性都比较明确,他们具备综合的实际应用能力。所以,在对土木工程应用型人才培养上,不仅需要其掌握基本的专业实践技能,关键还是要对其进行全面的素质培养。

土木工程应用型人才培养正面对新的机遇和挑战,土木工程专业建设坚持培养具有学科性质,并且具基础技能强、职业素质强、工程能力强的现场工程师,以创新求生存、求发展,紧紧围绕工程教育这一核心让学生系统地掌握土木工程学科的基本技能和理论知识,学生通过培训步入到企业之后,可以从事监理工程、设计建设、项目管理的规划及研发等相关的工作,在房屋建筑、道路桥梁的设计、造价投资、施工管理监理、开发研究等部门从事技术或管理工作,学院通过不断的教学研究、改革、实践,正在探索土木工程应用型人才培养的教学模式,逐步形成具有科学性、合理性的土木工程专业性人才培养的教学体系,把实践教学的重要内容应用到教学过程当中。

二、土木工程应用性教学改革

2.1 理论联系实际的教学方法

传统的教学模式是以理论基础为主,实践为辅的教学模式,而新型的教学模式必须将理论知识用于实际工程当中。在课堂的学习中不断引导学生善于理论联系实际,在联系中掌握基础知识,积极运用所学的知识去解决实际应用中的问题,需要注意以下教学内容。首先,教师在传授理论知识时,要和实际工程联系起来,把教学的重心放在实际的应用当中。教师需要带学生到工程实地讲解,这样可以让理论知识通俗易懂,让学生获得更加深刻的认识,对所学理论知识进一步的加深印象。同时,培养学生对周边环境建筑的观察力,激发学生对土木工程的学习兴趣,更好的帮助学生运用所学理论知识去解决实际问题,提高了他们分析问题和解决问题的能力。其次,加强对专业课教材的应用性的讲解。专业课教材从某种意义上来说,具有一定的规范性和理解性。规范指的是工程设计有依据,在教学过程中,要结合规范进行讲解和引导,让学生学习土木工程应用设计规范,为以后进入到工作岗位中,能成为合格的工程师打下基础。再次,需要加强对学生土木工程应用性意识的培养。在教学中潜移默化地培养学生工程意识是十分重要的。可以给学生提供良好的学习氛围,收集各种典型结构的实际工程施工图纸、施工资料、技术文档、验收资料、招投标文件,以及法律法规等,目的是为了让学生了解真实的资料内容,为学生提供工程样本和工程范例。将工程内容搬进课堂,以真实的文档和工程建筑模型来对工程项目进行讲解,实现了学生在工程环境中的实践学习。

2.2 现代化的教学方法

影响教学质量的重要因素就是教学方法,现代科学的快速发展,让现代化的教学方法得到应用,打破了传统的知识传播和提取的方式,现代化的教学方法更具有丰富的表现力,交互性能更强,知识组织形式更加优越。现代化的教学有完善的教学计划,不沿用传统的板书教学模式,而是通过系统的教学软件进行对课程的讲解,软件可以编排课程内容,不仅规范了教学内容,还合理的安排了教学时间,减少了因为黑板上画图、写字等耽误的时间,学生可以通过电脑屏幕看到更具有立体感、形象感的教学内容模拟。这种现代化的教学方法解决了很多因为工程实践教学的问题,让学生可以通过课堂教学进行实践学习。重视学生的现代化的教学,把学生培养成能动脑、会实践、懂设计、精操作的工程应用型人才,应用现代化的教学技术更好的学习土木工程知识,为以后做好土木工程工作打下坚实基础。

三、教学与应用相结合

在土木工程实践课程体系的设计中,针对应用型人才综合素质进行重点培养,让学生在学习、实训中养成良好的职业道德、创新意识和合作精神,土木工程实践课程强调的是能力,也强调的是团队协作,以实践能力的提高为重点,以团队协作的思想为互动和指导思想,才能构建更全面的教学体系,才能更好的培养出土木工程应用型人才。实践教学的改革主要是对动手能力和专项技能的训练,动手能力的训练主要是指在实践课堂上或者到工地去实践中,侧重对学生综合实践能力的教学。动手能力的培养可以让学生吸更多最新的知识,增加很多应用性比较强的教学内容。课程专项技能的训练则是让学生运用所学知识来分析实际应用中,这样不仅学习了应用性知识还巩固了理论知识,培养学生独立解决问题和分析问题的能力,实现了从理论知识到实践应用的过渡。

总之,培养土木工程专业应用型人才的教学要符合现代社会发展对专业人才的需求,要以基础为培养目标,理论知识和实践教学相互结合的形式,以应用型人才为核心的思想, 以培养学生土木工程应用的综合素质,构建相互交融、相互渗透教学与实践教学体系,采用理论教学和实践教学相互结合的教学方法,强化对学生实践技能的培养,通过土木工程应用型人才培养研究,通过实践有效提高了教学质量,使得学生基础较扎实、动手能力强,工程实践能力得到极大提高,符合现代化经济发展需求的人才培养,为我国的经济建设培养更多的土木工程应用型人才。

参考文献

[1] 陈慕杰,陈宜虎. 土木工程专业实践教学体系实施方案的探讨[J]. 教育教学论坛. 2014(15):215-216

[2] 李十泉,孟玮. 以土木工程专业为例谈独立学院结构力学教学[J]. 山西建筑. 2013(12):253-254

[3] 何春保. 农科院校土木工程专业教学质量保障体系的改革与实践[J]. 高等建筑教育. 2014(02):144-146

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关于地震这样自然的灾难性的事件,发生时就会导致房屋的倒塌等情况的发生,从而对受灾人们的财产和人身安全造成一定的伤害。为了尽量的避免在地震的灾难中所遭受的损失,就对土木工程的结构设计提出了很高的要求。所以,在土木工程结构的设计之中,就要高度的重视抗震性的问题从而将其抗震性做好。本文主要的就是对于土木工程结构设计中抗震性问题的探讨。

关键词:

土木工程;结构设计;抗震性

现如今,经济社会飞速发展,社会上的许多事物都在不停的发展变化,土木工程在建设上也取得了相应的成就。在这样的情况之下,对于人民的社会物质生活水平的提高具有非常重要的意义。因此,土木工程就要紧随时代的发展,在社会之中贡献自己的力量,实现自己的价值,将其结构设计做到更好。在土木工程的结构设计之中,最主要的是把握其安全的性能以及稳定的性能,所以就要将抗震的问题做好。尽管现如今经济的急速发展对土木工程的结构设计提供了很多的技术上的帮助,但是在其设计的环节之中仍然存在着一定的问题亟待解决,从而就会使得设计不够安全和结实以及稳固。面对着存在的这些问题,土木工程结构设计应该找到这些问题存在的原因,并且采取相应的措施,将其设计中所存在的抗震问题进行有效的解决,提高人民生活的安全系数以及生活的质量。

1土木工程结构设计中抗震性的重要意义

地震作为一种自然的灾害,是地壳运动所产生的结果。地震的现象是时有发生的,大部分的地震可能会有轻微的震感,而少数的地震则会对人们财产、心灵以及身体造成严重的伤害,影响人们正常的生活。在发生大的地震给人们带来灾难的时候,往往都是因为所修建的房屋和建筑的不结实造成的倒塌从而给人们带来痛苦。因此可以看出,土木工程结构设计中的抗震性是多么的重要。所以当把土木工程结构设计中的抗震性提高的情况之下,在发生地震时给人们带来的伤害以及损失就会降低,会为人们的幸福生活带来后续性的保障。

2土木工程结构设计中抗震性的方式设计

2.1方式设计之对建筑材料的合理性选择

在土木工程结构的设计之中,为了将抗震性做到最好,其中最重要的一点就是要对建筑物的材料进行细心的挑选以及合理的选择。各种材料的抗震性能是各不相同的,所以专门用来建造抗震的建筑就需要用到抗震性比较好的材料。但是对于抗震材料的选择不能一门心思的放在一种材料上,应该多选择一些,以免在一种材料遭受到破坏的时候,另外的材料能不能被运用在其中。在抗震性的问题上对于土木工程结构的设计,事先必须对其整个工程做出大概的图纸,从而可以在施工设计的过程中能够顺当一些。整个工程结构的设计都必须是要有很强的抗压能力的,以防止其变形的现象发生,从而在地震时起到良好的抗震的效果以及作用。在施工的过程中,所选择的是钢筋混凝土的结构,尽管这样还是应该防患于未然,将在结构设计中可能出现的那些比较弱的环节进行加固和稳定,从而增强抗震的效果,为在地震发生时带来更多的安全感。

2.2方式设计之设计多道防线

对于土木工程结构设计之中抗震性的结构设计,应该设计多道防线在里面。因为当地震发生时,结构好自然能够对地震产生较好的抗震效果,但是并不是说效果好就不会造成伤害,而是可能尽力的避免伤害的发生。所以当所设计的第一道防线抵挡不了面临损毁的时候第二道防线就应该上场,发挥它的作用,因此对于多道防线的设计很有必要,从而将i帧发生时所要造成的破坏降到最低。

2.3方式设计之选择优良的建筑场地

对于抗震建筑的建设,对场地也应该进行合理的以及科学的选择。在结构设计之前,要事先做好对于场地的仔细勘测以及检查的工作,还要对所要建设的场地进行地形的勘测以及地质情况的调查等,从而选择出抗震性能比较强的场所。既然要选择优良的建筑场地,自然对于那些不好的建筑的地段比如经常出现滑坡或者泥石流的地段以及有陷下去的地方等都不能够被选择用于抗震的建筑的结构设计。但是尽量的选择优良地段的时候又往往不能够将那些不好的地段统统的避开,所以这就对土木工程结构的设计提出了更高的要求,进行合理的地形的分析,从而根据实际的情况进行抗震建筑的建设,最终将抗震的性能大大的提高。

3结语

对于抗震性能的极高的要求,所以在抗震的土木工程结构的设计之中,就应该利用各方面的条件,尽量的将结构设计到最佳的状态,从而提高抗震的性能。本文就是针对在抗震方面土木结构设计中可能出现的一些问题进行合理的规划和科学的探测,从而大大的提供抗震的效果,这就是土木工程结构设计对抗震的重要性。现如今社会不断向前发展,土木工程结构的设计也在不断的进步,适应时代的发展,设计出更加优良的结构,当地震发生时增强人们的安全,为更多的家庭带来安康和继续生活下去的能量。

参考文献:

[1]刘硕.论高层建筑抗震结构的设计问题[J].中国新技术新产品,2013(3).

[2]袁军.建筑结构设计中的抗震射进分析[J].城市建设理论研究,2012(5).

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【关键词】土木工程;FRP材料;CFRP材料

随着社会科学技术的进步, 土木工程结构学科也获得了很大的发展, 其发展在很大程度上得益于新材料的应用,如FRP材料、 CFRP材料、玄武岩纤维材料、智能材料等等,这些材料凭借优异的性能正被越来越广泛地应用于桥梁工程、民用建筑、海洋工程、地下工程等土木工程建筑。

1 FRP材料

FRP材料即纤维增强复合塑料,FRP由增强纤维和基体组成,一般用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂做基体,以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料。该材料具有抗拉强度、弹性模量小、抗剪强度低、抗腐蚀、抗疲劳性能好等特点。FRP的抗拉强度均明显高于钢筋, 与高强钢丝抗拉强度差不多,是一般钢筋的2倍至10倍。大部分FRP产品弹性模量小,约为普通钢筋的25%~ 75%,因此, FRP结构的设计通常由变形控制。FRP的抗剪强度仅为抗拉强度的5%~20%, 这使得FRP构件在连接过程中需要研制专门的锚具、夹具[1]。FRP材料可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用, 因而可提高结构的使用寿命, 这是结构材料难以比拟的。

FRP复合材料在土木工程领域的应用快速增长,可用于包括柱、墙、梁、板及面板的抗震及补强加固。FRP纤维复合材料凭借耐腐蚀性能已广泛用于加筋土中,由于该材料易被掘进机具切断,故可用于盾构法掘进竖井的混凝土墙、土钉及临时支护用的复合材料地锚,而且由于价格低廉,安装方便,干湿交替的挡土墙、地基锚杆及喷射混凝土筋中用的也很多。此外。因为良好的拉伸性,FRP材料在悬索桥及斜拉桥的缆索、预应力混凝土桥中的预应力筋中也光放应用。FRP属于人工材料,可根据工程需要采用不同纤维材料纤维含量和铺陈方式等不同工艺设计出不同强度指标、弹性模量及特殊性能要求的FRP产品,且FRP铲平形状可灵活设计。

2 CFRP材料

CFRP材料即碳纤维增强复合材料,CFRP材料是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。碳纤维复合材料的优点是高强度,是钢铁的5倍;出色的耐热性,可以耐受2000℃以上的高温;出色的抗热冲击性;低热膨胀系数,不宜变形量;热容量小,较为节能;比重小,仅仅对钢材料的1/5;优秀的抗腐蚀与辐射性能。

碳纤维复合材料在土木工程中的用途主要表现在碳纤维筋、碳纤维增强水泥和碳纤维增强木材。碳纤维筋的强度比低碳钢高约90%,而重量仅为后者的1/5左右;碳纤维与混凝土的附着强度高达713MPa,高于钢绞线与混凝土2197MPa的附着强度;碳纤维筋具有良好的拉伸疲劳性能及耐腐蚀、抗冲击、柔性高和易于操作的性能,因此在桥梁、码头等易受腐蚀的结构中应用较多。碳纤维增强水泥在水泥及其制品中掺和一定量高性能碳纤维和高效外加剂,以有效控制水泥及其制品塑性收缩及早期裂纹,提高水泥及其制品的密实性,增加水泥及其制品后期强度[2]。碳纤维增强木材是用碳纤维包裹木材或将碳纤维片材铺设于木材的某个侧面或中间而形成的一种新型结构材料。碳纤维的加入使木材的抗拉强度、防腐防火等性能大为提高,使其应用领域更为广泛。

3 玄武岩纤维材料

玄武岩纤维是玄武岩石料在1450℃~1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。类似于玻璃纤维,其性能介于高强度玻璃纤维和无碱玻璃纤维之间。玄武岩连续纤维不仅稳定性好,而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能[3]。此外,玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少,对环境污染小,产品废弃后可直接转入生态环境中,无任何危害,因而是一种名副其实的绿色、环保材料。

碳纤维和是目前世界上所采用的主要的加固补强用的新型材料之一,在桥梁、隧道、房屋等结构抗震加固补强方面具有极为广阔的应用前景。利用玄武岩纤维高模量、耐冲击和低成本等优势,可以开发其在降噪、抗振和抗震等耗能领域的应用。玄武岩纤维还可以用在具有高火灾危然的工业建设项目,核电站,化学工业与石化工业,高层建筑群,造船工业,汽车制造业等领域。玄武岩纤维及其土工材料具有较高的强度、弹性模量和耐高低温、耐侵蚀等性能,也适用于路面土工格栅中的基础材料[4]。

4 智能材料

智能材料实际上是一种仿真生命系统,一方面能够感知外界环境或内部状态所发生的变化,另一方面能提供针对材料自身的或外界的某种反馈机制,适时地将材料的一种或多种性质加以改变,做出所期望的某种响应。智能材料的功能表现为:反馈功能、传感功能、响应功能、信息识别与积累功能自诊断能力、响应功能、自修复能力和自适应能力、自诊断能力。

近几年我国通过不同的方法支持智能材料与结构的研究.目前许多项智能材料及其在土木工程中的应用研究正在我国进行着。目前,智能材料与结构在土木工程中的应用主要是将智能材料,比如上文提到的碳纤维等,混入到混凝土中,使混凝土构件具有自我增强、自我诊断、自我愈合以及自我调节的功能[5]。智能材料在土木工程中重要的应用,是自动化控制技术发展、计算机科学、材料科学的重要阶段的产物。因此,土木工程的未来深受高科技材料发展的影响,对此我们国家需要长久的对其研究下去。

FRP材料、 CFRP材料、玄武岩纤维材料、智能材料已经开始应用于现代土木工程建筑,但由于价格、应用技术、观念等因素这些新型材料的应用还不够广泛。革新技术、降低成本、加大推广,这些新型材料能在现代土木工程中发挥巨大作用。

【参考文献】

[1]刘冬梅,周剑霞;纤维增强塑料筋在土木工程中的应用探讨[J];科技与企业,2014,7:206

[2]暴庆祥;试分析基础设施和土木建筑中碳纤维复合材料的实际应用研究[J];中国科技博览,2013,34:305.

[3]倪晶;纺织材料在建筑及土木工程领域的应用[J];江苏商报(建筑界),2013,21:100.

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随着科学社会主义经济的不断发展,科技与生产相结合的程度越来越深,实践应用对科技的进步起关键性作用,从而引发了社会迫切的对多样化人才的需求,要求从业人员不仅需要具有深厚的理论基础知识,还需要具备较强的实践与操作能力。我国土木工程专业多年的教学改革和实践证明,构造“厚基础、宽专业、强能力、注重工程素质教育”的土建类专业应用型人才培养模式是土建类专业教学改革发展的必然趋势。

张家港校区是教学型或教学为主、研究为辅的综合型大学,由于成立不久,在各个方面与别的大学还有一定的差距,比如校区的办学经验不足、专业方向不明确、培养方法固定、教师资源不足、实习基地少等,所以学生在动手操作能力、对专业知识的理解、创新开发素质和整体素质等方面与实际岗位的要求具有相当的差距。总体来说,校区办学历史较短,土木工程专业师资不足,实习基地缺乏,经费投入不足,实验内容多为演示性、验证性的,课程与毕业设计流于形式,学生质量难以保证,上述诸多问题有一定的代表性,需要进一步解决。因此,校区需要努力制订一套针对本土木工程专业的切实可行的应用型人才培养计划。与此同时,还需要不断进行探索和努力发现怎样才能更好地培养出应用型人才。

二、土木工程专业应用型人才培养的思路

土木工程专业学生主要是从事技术应用和开发等为主的工程技术人才,要与当地的沙工职业学院的培养目标区分开。它的目标应是培养从事土木工程技能操作和建造等为主的工程技能人才。为了培养校区土木工程技术人才,张家港校区土木工程教育应顺应科技发展的趋势,以社会需求为导向,以实践为宗旨,以培养工程师为目标。为了实现培养工程师的目标,整个培养环节应以“实践应用”为主线,包括重要学科的实验、重要学科的设计、生产实习和毕业设计等实践性教学环节,可以采用多种教学方法,如独立实验操作、实际工程操作、现场施工管理、施工现场参观等。下面就以社会实践、实验培养、设计培养三个方面阐述如何按照卓越计划要求培养土木工程专业实践应用型人才。

1.加强社会实践环节

实践性教学是学校教学工作的重要组成部分,是对课堂教、学、做进一步的深化加强,是学生获取实践性知识的重要途径。随着社会的发展,企业现在所需要的是实践型人才,这样才有利于企业的发展。但是目前学校在实践教育方面做得远远不够,实践性教学仍然是目前教育的一个薄弱环节。所以,学校在传授基础知识的同时应该加大力度进行实践性教学,加强学生的社会实践与企业实践机会,将理论教学与实践教育有机结合起来,形成良好的教学体制,使培养出来的学生更加适应社会的发展趋势。所以为了培养实践应用型人才,学校应该重视社会实践与企业实践并做到以下几点:

(1)学校要精心安排实习,让学生积极与建筑工地技术人员施工工人进行交流,从而能使学生更进一步地了解课本上的知识。

(2)建立长期稳定的实习和实训基地,为实践教学提供资源保障。

(3)加强教师队伍实践教学水平,尽快落实安排年轻教师到地方企业和政府部门挂职学习,与本部有多年教学经历的教师交流经验,提高教师的实践教学水平和科研水平。

(4)加深学生对专业知识的认识了解,加深对土木工程专业在国民经济中所占地位与作用的认识,培养学生的事业心、使命感和务实精神,激发学生的学习热情。

(5)理论联系实际,使学生能够用已学过的理论知识去分析实习现场看到的实际生产技术,使理论知识得以巩固和深化,又能提高解决实际工程技术问题的能力。

(6)将校外企业的工程师或行业资深土木工程师请进来。将有丰富实践经验的、有一定资历的现场工程师请到学校兼课,或举办系列讲座,定期与专业教师进行座谈交流,取长补短。

(7)采取“走出去,请进来”的方法合理安排一些课外实践教学环节。比如邀请专家进行讲座、开展一些土木工程专业方面的竞赛、寒暑假社会实践等;在校期间要认真学习基础知识,关注并积极参加建设部行政主管部门组织的各专业认证考试,努力学习知识,参加考试获得相关资格证书。

2.加强实验培养与管理

近两年船建学院岩土工程实验室购置了土木工程专业各学科所需的常规实验教学设备,教学条件明显改善,满足了课程教学的基本实验要求,成为土木工程和工程管理专业本科生的重要实验基地,实验设备利用率很高。课程组编写了各类试验指导书与讲义,实验过程均由学生独立操作完成,培养学生的动手能力,并做好以下几点:

(1)图书馆要有与土木工程专业相关的各种书籍,学生可以通过借阅来增加自己的专业知识,培养自己的自学能力。

(2)老师上课期间要积极组织学生在课堂上讨论,培养学生自己解决问题的能力和相互学习的能力。

(3)学院要积极组织各种建模比赛,老师要配合指导,通过自己动手增强学生的创新能力和动手能力。

(4)坚持教学、科研的有机结合,组织学生参与教师的科研课题和工程项目,鼓励部分本科生参加教师主持的科研实验研究工作,提高能力,得到锻炼。

(5)采用常规试验和创新试验相结合的方式,试验内容选用实际工程业务进行试验,以培养学生的动手和应用能力,严格实验报告的撰写。

3.加强课程设计与毕业设计的组织与管理

船建学院为学生提供了多台计算机机房,满足课程设计上课要求,并配置了服务于本专业各类课程课程设计与毕业设计环节所需的AutoCAD绘图软件、北京理正系列岩土工程设计软件和国家建研总院推广的PKPM网络版系列工程设计软件。为达到应用型人才培养目标,加强课程设计与毕业设计的组织与管理,学校应该做好下面几点:

(1)重视专业基础课程实验设计,增加学生的创新能力和思维能力,对试验完成效果好的小组要进行奖励,提高学生的积极性,有利于创新型学生培养目标的实现。

(2)重视土木工程专业软件的教学和应用。对于像AutoCAD、天正建筑设计、PKPM、鲁班预算等学生工作以后所应用到的软件,学校应该加大力度组织安排学习,建立专门的机房供学生学习应用。通过这些软件来完成基础课程的设计任务,培养学生的操作能力。

(3)学校应该积极发挥学生的主动性。实践性教学培养的主体是学生,要努力提高学生的自觉性和主动性,比如学院可以开展课程设计大赛、建模大赛等,并给予相应的奖励,这样学生可以在学习的同时体验设计的乐趣并培养学生的思维开发和创新的能力。

(4)在各门课程学习完之后各专业课程设计之前,应先安排半周时间让学生到基地实习工程施工现场观摩。

(5)教师在课程设计时进行有的放矢的教学指导,科学、合理地设计课程设计实践。

(6)设计实践课程内容时应采用单项实践和综合实践相结合、校内实践和校外实践相结合等形式。

(7)优化课程设计考评机制,保证土力学考核的合理性。

三、结束语

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(一)选题多元化与自主化

毕业设计选题可多元化,如建筑结构设计、基坑设计、施工组织与概预算及论文等类型。尽量选择与学生将从事工作相关的题目,也可以让学生自主选题,一方面使学生尽快熟悉工作性质和工作流程,另一方面增加设计的目的性,激发学生对毕业设计的热情。需注意的是,毕业设计选题多元化、自主化不等于简单的岗前培训,应避免急功近利。应用型本科院校的毕业设计选题应具有一定的“全局观”,不仅要让学生知道做什么、如何做,也要掌握相关的结构基本概念。近几年结构设计类课题选择框架结构还是剪力墙结构一直存在较大的争论,实践证明,选做框架结构更能达到“授人以渔”的目的。

(二)选题团队化与合作化

一项工程需要多专业分工合作或需要多方的比较优化,如一栋建筑的完成需要建筑、结构、暖通动力等专业人员的参与。采用团队化课题,可让相关专业学生都参与,模拟一个真实的工程环境,不但能激发学生的学习积极性,提高工程实践能力,还能锻炼学生组织沟通能力。针对此类选题,应注意制定科学灵活的考核方式。

(三)教研结合,相得益彰

应用型本科院校的大多数专业都需要教学和科研“双肩挑”。科研项目一般都反映了本学科的最新发展动态,有利于开阔学生视野,激发学生好奇心、创造性和工作热情。在应用型本科院校中,教研结合将更好地为学生创造真实的实践环境,有利于学生职业目标的设定和实现。同时,结合科研选题还可解决应用型本科院校研究生少、科研人力不足的问题,从而可以让专业教师拥有更多的时间提高教学质量。学院近几年针对结合科研项目的毕业设计进行了诸多有益的尝试,反响热烈。

二、优化教学内容,注重结构概念

对结构设计类题目,手算设计效率不高,且目前设计单位均采用PKPM、ETABS或盈建科等专业软件进行设计出图。同时,应用型本科院校学生大多面临到工作单位实习而毕业设计时间不足等问题。鉴于此,笔者建议应用型本科院校毕业设计可在手算为主、电算验证的传统模式基础上,适当提高电算比例,并注重结构概念的培养。如对框架结构毕业设计,其中单榀框架结构在竖向荷载和水平作用下的内力分析可直接借助SAP2000等软件完成,相比“分层法”和“D值法”可节省不少时间,专业理论知识得到工程实训的同时,工作效率显著提高,可让学生从纷繁复杂的计算中抽身出来,拥有更多的时间去巩固和提升结构概念设计能力。近几年的毕业设计教学实践证明,该种方式起到了良好的教学效果。需注意的是,电算比例的提高应以不影响结构概念掌握为原则,且利用专业软件进行辅助设计的前提是对其计算原理、过程及参数的理解,只有这样才能对其结果进行可靠的评判。近几年,在答辩过程中发现不少学生完全依赖PKPM等软件电算完成毕业设计,而对相关参数意义和设置一知半解,远未达到毕业设计的教学目的。

三、建立创新机制,提高教学质量

毕业设计创新机制的建立,符合“卓越计划”创新教育相关精神,可从毕业设计指导模式、学生优化分组及实践教学基地建设等多方面入手,提高教学质量。

(一)导师小组联合指导模式

一个教师带几个学生的毕业设计指导模式,师生之间能充分交流,有利于培养学生的独立思考能力和创新能力。但由于每位教师专业技能、指导方式的差别,难以保障毕业设计的整体质量。由青年教师与富有教学和工程实践经验的教师组成联合指导小组,既保证了每位学生得到全方位、高水平的专业训练,还可弥补部分教师工程经验不足的问题,起到“传帮带”的作用。

(二)双导师合作指导模式

聘请理论功底扎实、实践经验丰富的工程师与校内指导教师合作指导学生毕业设计,不仅可培养学生解决实际问题的能力,还可提高校内指导教师的实践水平。目前,学院校企合作指导毕业设计比例占总数的近60%,毕业设计质量明显改善。

(三)优化学生分组

通过网络双向选择的选题管理形式,虽可满足学生个性化的培养要求,但在师生沟通不充分的情况下,易出现优良学生相对集中情况,不利于整个院系毕业设计工作的开展。院系应根据每个学生的理论水平和动手能力,通过合理分组,保证在同一导师或同一组下存在多层次水平的学生,有助于毕业设计整体质量的提升。

(四)实践教学基地

通过建立校外实践教学基地,借助社会力量办学,是开拓毕业设计实践性教学和综合素质与工程能力培养的有利途径。通过“产学研”渠道,与热心支持学校教学的设计、施工和企事业单位建立机制灵活、优势互补的校外实践教学基地,可有效地解决毕业设计选题和指导与工程实际脱节的问题,对提高和保证毕业设计质量大有裨益。目前,学院已与上海华东发展城建设计(集团)有限公司等多家单位建立了合作指导毕业设计实践教学基地。

四、加强实践训练,提高教师素质

应用型本科院校的土木工程专业毕业生大部分就业于施工单位,工作在生产第一线,侧重于解决工程中的实际问题,因此教师除应有较深的专业理论功底之外,还应具有丰富的工程经验和工程阅历。学院近几年通过以下措施,进一步提升了指导教师的工程素质。

(1)加强“双师型”教师队伍建设,鼓励专业教师积极参加建设部组织的执业资格考试。目前,土木工程系60%以上的教师具有注册结构工程师、注册岩土工程师、注册建造师及注册监理师等专业执业资质。

(2)鼓励教师积极参与工程实践,并把工程实践的成果纳入教师考核体系。目前,教师参加横向项目的比例达到100%。

(3)鼓励教师去企业挂职锻炼,并纳入教师职称评定要求。土木工程系每年派出1~2名教师去大型设计单位挂职实践,大大提高了教师的专业水平。

五、强化监控管理,科学灵活考核

毕业设计整个过程包括确定指导教师、选题、查阅和收集资料、开题、中期检查、结题验收、评阅答辩及归档等各个环节。自2011年学院通过毕业设计系统实行网络统一管理,严格控制各阶段的时间节点,并成立毕业设计指导委员会对各环节进行阶段性检查,实施严格质量控制,如每周师生需有1~2次的见面交流机会,且相关记录需及时上传毕业设计系统。从论文质量、平时表现、创新能力、答辩成绩等多方面对毕业设计进行全面考核。根据不同类型选题及团队课题,制定科学灵活的考核标准。若毕业设计中出现抄袭他人成果、编造数据等现象则从严处理。近几年,学院聘请校外专家参与毕业设计的答辩工作,请专家从实际工程的角度检验毕业设计质量,毕业设计质量逐年提高。

六、提升安全理念,促进安全土木

近年来,土木工程领域安全事故频发。上海应用技术学院城建学院针对建筑业安全技术人员缺乏的现状,充分利用土木工程与安全工程交叉学科的优势,以培养“能分析、会检测、懂施工、知处置的从事土木工程领域中的安全技术人才”为专业特色。毕业设计作为土木工程专业教学计划中最重要的一个实践性教学环节,指导教师时刻结合毕业设计内容给学生灌输“安全土木”理念,使其日后成为土木工程领域中合格的安全技术人才。

七、结语