近代土木工程的特点范文

时间:2023-07-07 17:34:02

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近代土木工程的特点

篇1

关键词:发展阶段;大型土木工程

中图分类号: K826.16文献标识码:A 文章编号:

土木工程的建设由来已久。由原来的伐木采石,模仿天然掩蔽物建造居住场所,到现在的美轮美奂的超高层建筑、雄伟的水利水电工程和超高超长跨度的桥梁,土木工程经历了一个漫长的发展历程。在这个漫长的发展历程中,无论是土木工程结构的理论方法、力学分析、施工手段 , 还是土木工程的地基基础处理 , 都有了非常大的突破和发展。

一、土木工程发展历史

1.古代土木工程

公元前 5000 年开始至 17 世纪中叶时期,称为古代土木工程阶段。土木工程的古代时期是从新石器时代开始的。人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至 18 ~ 19 世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。历经漫长的古代大型土木工程的发展,土木工程建设内容更加丰富,建设工具有了新的发展,同时人们积累了丰富的土木工程建设的经验,为大型土木工程建设的发展打下了坚实的基础。

2. 近代土木工程

产业革命的开始是近代土木工程发展的开端。随着近代工业的发展,人类的生活需求也不断增长,这些不仅反映在吃穿行上,还反映在房屋建筑及市政工程方面。而电力的应用,使高层建筑实用化成为可能;电气照明、给水排水、供热通风、道路桥梁等市政设施与房屋建筑结合配套,开始了市政建设和居住条件的近代化;在结构上要求安全和经济,在建筑上要求美观和适用。随着大型土木工程近代工业化的进一步发展,在 19 世纪中叶为满足科学技术发展和分工的需要,土木和建筑开始分成为各有侧重的两个单独学科分支。工程实践经验的积累促进了理论的发展。材料力学、静力学、运动学、动力学等学科逐步形成,各种静定和超静定桁架内力分析方法和图解法得到很快的发展。这为大型土木工程建设的理论提供了很好的交流平台,有利于促进土木工程建设理论的进一步发展。理论上的突破 , 反过来极大地促进了工程实践的发展,这样就使近代土木工程这个工程学科日臻成熟。第一次世界大战以后,近代土木工程发展到成熟阶段。这个时期的一个标志是道路、桥梁、房屋等大规模建设的出现。另一个标志是预应力钢筋混凝土的广泛应用。

3. 现代土木工程时期

第二次世界大战的结束刚好是现代土木工程发展的开端。第二次世界大战结束后,社会生产力出现了新的飞跃,现代主义运动取得了全面胜利。现代科学技术突飞猛进,土木工程进入一个新时代。在近 40 年中,前 20 年土木工程的特点是进一步大规模工业化,而后 20 年的特点则是现代科学技术对土木工程的进一步渗透。

二、土木工程理论、材料及技术的发展

通过多年来实践探索,土木工程的发展日臻完善。在科学理论方面,理论研究精密化,计算力学、结构动力学、动态规划法、网络理论、随机过程论、滤波理论的成果,随着计算机探讨土木工程发展趋势的普及而渗进了土木工程领域。结构动力学也已发展完备,荷载不再是静止的和确定性的,而被作为随时间变化的随机过程来处理。静态的、确定的、线性的、单个的分析,逐步被动态的、随机的、非线性的、系统与空间的分析所代替。电子计算机使高次超静定的分析成为可能,进而使得高层建筑中框架 -剪刀墙体系、筒中筒体系空间工作和大跨度的桥梁得以实现。大跨度建筑的形式层出不穷,薄壳、悬索、网架和充气结构覆盖大片面积,满足种种大型社会公共活动的需要。从材料特性、结构分析、结构抗力计算到极限状态理论,在土木工程各个分支中都也得到了充分发展。理论研究的日益深入,使现代土木工程取得了许多质的进展。在工程材料方面,标号为 500 ~ 600 号的混凝土已在工程中普遍应用,而轻质、高强化的混凝土成为大跨、高层、结构复杂的工程的新要求。高强钢材与高强混凝土的结合使预应力结构得到较大的发展,先张法和后张法的预应力混凝土屋架、吊车梁和空心板在工业建筑和民用建筑中广泛使用。同时铝合金、镀膜玻璃、石膏板、玻璃钢等工程材料以现代科学技术的进步为背景发展迅速,为大跨、高层、结构复杂的工程建设提供了全新的支持。在施工技术方面,种种现场机械化施工方法发展得特别快。同步液压千斤顶,滑模,直升机安装天线,用一群小提升机同步提升大面积平板的升板结构等一系列施工方法广泛应用。此外 , 钢制大型吊装设备与混凝土自动化搅拌楼、输送泵等相结合,形成了一套现场机械化施工工艺,使传统的现场灌筑混凝土方法获得了新生命,在高层、多层房屋和桥梁中部分地取代了装配化,成为一种发展很快的方法。

三、土木工程发展新方向

飞速的经济发展,使得大城市及超级大城市的数量急剧上升,人们对空间的概念日趋强烈,寸土寸金普遍成为人们的共识。因此为了满足人们对日益发展的空间需求,高层、超高层建筑的建设得到普遍重视。同时高层、超高层建筑的建设也是解决人们空间日趋紧张问题的重要途径。飞速经济的发展不仅仅是空间需求的问题,更有电力、能源等多方面的需求。大型水利水电工程的建设,大型矿山资源的开发,石油、天然气等重要能源的运输等都成为影响经济发展的重要因素。因此,大型公益土木工程的修建,显得极为重要。而鉴于我国能源、电力多分布于西南地区,多为山区、丘陵、高原等复杂地形,同时该地区地质条件复杂。为使水利水电建设、矿山资源开发以及重要能源运输等大型土木工程的建设得以实现,大跨度桥梁、隧洞等工程成为整个工程中的关键。由上述可知,高层、超高层建筑的建设,水利水电设、矿山资源的开发、重要能源的运输等大型公益土木工程的建设以及配套的大跨度桥梁、超长隧洞等工程将成为经济发展的必须。而精密化的理论研究、全新的工程材料和先进的施工技术,又使得大跨、高层、结构复杂的大型土木工程的建设得以实现。可见,大型土木工程的普及建设必将成为未来土木工程发展的新方向。

篇2

部分高校为土木工程专业本科生提供境内外认知实习的机会,为学生全面认知、熟悉境内外土木工程行业的现状创造了有利条件。从器物、制度、思想文化三个层面,以理论归纳及实例分析的方式探讨境内外认知实习对土木工程专业本科生培养起到的作用。研究认为,境内外认知实习是一个使本科生先认识器物,再了解工程及企业制度,最后思考和探索建筑思想文化的过程。

关键词:境内外认知实习; 土木工程; 本科阶段教育;教学探索

中图分类号:G64244文献标志码:A文章编号:

10052909(2017)01006504

近年来,国内一些高校为土木工程专业的本科生提供了境内外认知实习的机会。对于认知实习的目的,较多的说法是“使本专业的学生对土木工程有一个感性认识”[1-2]。那么认知实习能培养学生对土木工程有哪些感性认识,文章就此展开探讨。

近代中国对西方的学习经历了从学习器物到学习制度,再到学习思想文化的过程。这表明,一般的认知过程是先了解器物一类的表象,再看到器物背后的运作制度,再去思考和深究制度背后的思想文化。这是一个由表及里,由浅入深的过程,在认知实习中,学生的认知过程也是如此。

一、境内认知实习

(一)了解国内土木专业相关的器物

“器物”有两个方面的含义:一方面是指建筑物本身;另一方面指建造建筑物的各种测绘仪器、施工机械和相关工艺。初步了解专业相关器物,是学生认知实习要达到的第一个目的。

对建筑物本身的了解,第一使学生对土木工程概论课程中介绍的房建、地下、路桥等不同土木工程类型有清晰认识,让学生明白土木工程主要涉及哪些方面;第二使学生不再受限于

书本上平面示例和文字的抽象解释,可以对建筑物的组成部分有直观、立体、形象的认识,实地了解它们在建筑物中发挥的作用,实现学生知识宽度的拓展;第三,对建筑物的观察认知还有助于学生初步

建立结构概念,了解砌体结构、框架结构、框筒结构等各自的结构特点,激发学生思考每种结构的力学性能,实现学生思维深度的拓展。

对测绘仪器、施工机械和相关工艺的实地认知,首先使得学生不再局限于文字和图片的介绍,有机会近距离了解各种仪器、机械的功能和使用方法,为未来的学习和工作打下基础;其次,使学生了解到了建筑物建造的各个环节和相关的工艺、工序,让学生对建筑的建造过程有一个全面的、连贯的、动态的认识。

(二)了解国内土木工程行业的相关制度

一些高校在安排土木工程专业认知实习时,选择了与企业合作,这对学生了解未来的就业方向以及就业环境十分必要。与企业合作,学生能真切地了解企业的运行制度和管理制度,知晓每个职位的责任所在,使学生不仅仅把眼光放在科研和学习上,而是对整个土木工程行业有一个全面的认识,为今后走向社会,选择就业方向打下了基础。

以华南理工大学为例,2014年华南理工大学组织2013级土木工程卓越全英班学生到广东省长大公路工程有限公司的技术开发部门、行政管理部门以及桥梁施工工地等地进行认知实习,学生对不同部门的分工、相应的职责和管理制度都有了初步的了解。在了解了这些信息之后,学生对照自己的兴趣和长处,有意识有目标地锻炼自己,为将来就业做好前期准备。

(三)了解土木工程相关文化

1.学科文化与素质培养

在土木工程教学中,培养学生认真细致的办事态度和对生命负责的责任感十分重要。这一点仅仅通过课堂讲授和提醒,展示工程事故的照片和视频远远不够。通过让学生亲自上工地,可以很好地弥补课堂教学的不足。学生参观完施工工地之后,可以实地感受到工程质量与人的生命息息相关,建设过程中的每一环都必须小心谨慎,不能马虎大意。这种实地参观、亲身体验的方式可以给学生留下深刻的印象。

2.了解国内的企业文化

对于学生未来的就业而言,除了要了解未来各个岗位的工作内容之外,还需要初步了解企业文化和工作氛围。对工作场地的了解,以及同有关人员的交谈,有助于学生从心理上认同企业文化和工作氛围。

当然,认知实习能够去到的单位极其有限,实习时间短,因此对企业文化的了解仅仅停留在一个表观、粗浅的层次,让学生对国内的企业有一个初步笼统的认识。

3.了解国内的建筑文化

当前中国正处于经济稳步快速增长阶段,各地的建设事业正蓬勃开展。在这样一个大环境下,“千城一面”的问题逐渐浮现,城市建筑缺少文化特色是近年来被社会广为诟病的。

了解建筑文化、传承建筑文化,是当代学习建筑相关专业大学生应该肩负的责任。在认知实习的过程中,学生将有机会接触到如岭南的骑楼、围屋等各种富有文化底蕴的建筑,从而生动思考这些建筑的结构特点和功能,以丰富对建筑文化的理解。

对于以结构为主的土木工程学生而言,许多人认为了解建筑文化并无必要。然而,树要参天,其根必深。如果要在建筑行业追求更高造诣,必须要有深厚的建筑文化底蕴作为基础。认知实习在这方面也为学生作了准备。

二、境外认知实习

部分高校(如华南理工大学)为土木工程专业的本科生提供了境外(即中国大陆以外)实习的机会。一般境外实习包括四个部分:境外高校认知实习、境外企业认知实习、境外工程认知实习和城市参观。境外认知实习的重点在于比较和发现,即比较境外与中国大陆建筑的不同之处,发现其异同之处。如果耗费人力物力财力组织境外实习,学生所看到、了解到的|西在境内也完全可以看到、了解到,那么境外实习的价值便荡然无存。

笔者从器物、制度、思想文化三个角度阐述境外认知实习对土木工程专业本科生培养的作用。

篇3

【关键词】土木工程 大学英语 教学方法 创新

“在过去的一个世纪中,语言教育工作者几乎把所有的精力都集中在教学方法上,试图寻找某种好的方法来解决语言教学中的一切问题”,学者提出了语言教学弊端。土木工程专业大学英语是基础课程,不仅是具有普遍性质的课程,也培养学生的专业英语综合能力,为学生以英语文献为依托的科学研究打下坚实基础。对学生而言,有利于学生提高英语水平,提升专业视野,增强国际化竞争力;对高校教育而言,也有利于学校参与国际化的专业竞争,提升国家的学术科研的软实力。因此,教学方法的创新是高等教育教学改革的重要因素。

一、面临的主要问题

朱熹说“事必有法,然后可成,师舍是则无以教,弟子舍是则无以学”。明确指出“法”的重要性,“法”是教师教学和学生学习的重要因素。自高校开设大学英语课程以来,课程的教学为学生英语能力提高提供了很大空间。在不同高校和教师教育和教学实践中,构建了当代大学生的综合英语能力。但是,随着当前教育国际化趋势加强,给国内高校英语教学提供了更大挑战和上升空间。以近5年来湖南城市学院土木工程专业大学英语教育教学实践作为研究对象,从微观角度考察大学英语教学方法存在的问题,主要存在于教师、教材和学生三个方面。

首先,教师问题。其一,全盘西化,用西方的教育方法执教。西方教育学科自上世纪末,开始系统引入中国。中国的大学英语教师,往往全盘接收了西方的教学观念和教学方法,对西化的教学模式深信不疑;其二,轻视中国传统教学方法。一直以来,中国传统教育教学方法多在中学语文教学中得以体现,传统儒家所提倡的“因材施教”、“举一反三”、“知行合一”的教学理论和方法,以至于近代的新儒家教育思想,已成为国际化教育中的共识。片面忽视中国传统教学方法,是薄古非今、顾此失彼的错误理念。

第二,教材问题。近十年来,我国《大学英语》系统教材层出不穷,各高校、教育培训机构的教材数量很多,主要分《大学英语》教材和教辅书。教材更新快,意味着教学内容更新难以在短时期内形成经典,也为教学带来很大困惑。

第三,学生问题。从整体考察,学生英语学习存在几个倾向:功利化、程序化、被动化。“功利化”是指大学生学学英语,仍然一成不变地是以通过大学英语四六级作为终极目标,一旦完成这个目标,英语学习就此中止;“程序化”是指大学生学习英语仍然是以背诵单词、强化训练等作为学习方法,别无它法;“被动化”是大学生英语学习仍是被动接受教师讲授,没有形成自学的良好习惯。

二、教学创新论

创新是一个民族进步的灵魂,创新是教育教学的重要法宝。土木工程专业大学英语教学方法的创新,需要有具体的、可供参考的、方便执行的方法,也即创新教学方法之方法,称之为创新论。总体而言,主要有以下椎阋饧。

不拘成法,贯通中西。随着国际文化的交流,教育理论和方法层出不穷。过去的二十年内,西方的教育理论和方法在中国教育实践中产生了重要的影响。但是,伴随而来的就是对中国传统教育理论体系的忽视。中国文化孕育了教育的特点,中国教育实践是以教师为中心,也并非全然没有实践意义。长久以来,中国课堂在中国传统观念和西方平等观念中间摇摆不定。土木工程专业大学英语具有特殊性,在教学中,我们要放下中西教育观念的差距,选择最具有效果的教学方法,因材施教、因类施教,才会收到良好的效果。

师生平等,不拘一格。师生在课堂中的关系,是学术界重视的教育问题。是以教师为主导,还是以学生为主导,对教学效果有很大的影响。教师主导与学生主体应达到辩证统一。实践证明,完全以教师为主导,学生自主学习能力无法形成,完全以学生为主导,则没办法达到教育的目标和标准。在师生的问题上,应是讲求平等。而在课堂中,师生的主次关系,应该是根据教学目标、教学内容、教学环节以及教学设计有所不同,也即教师在课堂中可以是主导地位,也可以在不同教学环节中退居次要地位,不应产生绝对的判断。

知行合一,注重实效。土木工程专业大学英语课程,更要注重“知行合一”,在“知”方面,英语课堂知识的学习,应以传统教学方法为主,教师为主导,学生为主体,教师引导学生进行学习;而在“行”方面,实践则侧重于学生的听、说能力,注重听力的训练和表达的能力,重点是要由教师设计完备的情景,而非课堂“表演式”的情景,要设计由全班同学共同参与,要与土木工程实务、土木工程专业英语以及海外实习相关的立体情景模式,角色扮演模式由美国社会学家范尼・谢夫特(F.Shaftel)提出。这种模式能让所有的学生参与其中,并主动地实现自己的角色,语言能力自然会得到提高。

三、结语

湖南城市学院土木工程专业的大学英语教学改革实践证明,土木工程专业英语教学改革任重而道远,教学方法是实践的结果,而教学理论是要先于教学方法而存在的。先进的教学理论为教学方法的更新和改革指明了方向,在教学理论的指导下,教学方法之创新方法也需要突破传统、理清思路、有的放矢。在教学方法上进行认真研究,才能培养出适应国际化知识平台的现代化土木工程专业方向的高级人才。

参考文献:

[1]王爱娣.美国课堂教育[M].南京:东南大学出版社,2014.

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关键词: 土木工程; 现状; 发展

Abstract: a systematic analysis of the civil engineering construction achievements and building materials, structural type, design theory etc, the situation of research and application of; Civil engineering write for the civil engineering papers from the development direction of complex structure types of research, new materials and new technology development and application, rock and earth anchoring technology, based on the theory of reliability design are discussed. Puts forward that we should strengthen the civil engineering interdisciplinary exchanges and promote greater development of the civil engineering.

Keywords: civil engineering; The present situation; development

中图分类号:TU71文献标识码:A 文章编号:

经过多年的发展,目前土木工程的实践和研究已取得显著成就,无论是结构的力学分析,还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段,都有了非常大的突破;特别是近若干年,在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来,土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。

1.土木工程的现状

一,我国工程建设存在的问题1、技术问题

(1)安全方面的意识淡薄

在建筑施工的现场,对文明施工的意识不够强,可以说是不重视,盲目的认为文明施工不过只用来敷衍上级检查才临时表现的。甚至部分工地连防火意识都没有;没有排水系统,道路不畅通;部分工地封闭管理仍然做的不够到位或是没有引起足够的重视;相当一部分工地仍不够规范和重视生活设施,存在不符合规定的简陋不堪的现象;一部分工地施工现场仍未很好地设置标牌,且大部分安全标志悬挂的具置不够合理。工人们没有良好的施工环境,连良好的生活居住环境也没有,很大一部分原因,不能全怪企业,毕竟也有工作人员的问题,没有对文明施工引起足够的重视。

(2)搭设脚手架不规范

在某些土木工程施工现场,脚手板没有满铺工作区或脚手板上的东西比较多、材质比较差从而形成不够牢密的工作网;建筑结构与架体拉撑点受力并不符合国家规范;架体内封闭绝大部分防护也不准确安放或是不符合规范;存在的钢竹混搭和违规不进行卸载架体或卸载的结构不合理的情况;这些都是由于工作人员没有遵守标准去执行的苦果,这些设备严重关切到工人们的安全。

2、施工管理问题

(1)人员的问题

在施工准备阶段,企业只追求施工进度,加快施工。而且,现在是的施工人员并不固定,有很多施工员工都是短时间招聘进来的,没有时间对其进行专业培训,他们对于将要修建的工程的难度、特点都不甚了解,只能是机械地工作;这对于项目经理来说,往往是由于一些有社会关系而无工作经验的;至于监理单位,往往出现身兼多职的监理工程师。

(2)资料收集的混乱

施工设计组织方案针对性不强、不准,;施工安全资料伪造;方案未能认真如实审查;施工安全技术方案与安全检查操作凭经验;交底不能按规范标准。这样不仅是对土木人不负责,更是对企业领导不负责。

(3)施工阶段管理存在的问题

我国建筑工程施工中,人工化生产占很大比例,机械的运用反而很少,这样下去,导致生产率底下。同时,技术欠缺导致很 多新型机械推广力度不够,应用范围小。

二、解决施工管理问题的具体措施

1、认真对待前期准备工作

(1)人员的准备

由于建筑项目的主要管理者是:项目经理、技术员、安全员等,每一个项目的管理者都应该做到在工程开工之前就让人员配备齐全,并对不熟练的人员核查,身份、技能、特长、人品等。各项目部用这些标准对其进行入职培训和安全方面的教育,让他们充分地认识工程项目,对于技术工作人员,对其进行专业的技术培训。

(2)技术、材料准备

技术方面,分配好技术工作,查看好设计图纸,在充分熟悉图纸的前提下,检查图纸是否有问题,出现的问题及时汇报给设计单位以及工程法人代表,在达成一致的情况下尽快解决出现的问题。在材料方面,各个部门之间协商解决好施工材料的准备购买问题,争取买到的材料和设计中的材料尽量相同。要制定详细的购买列单,减少购买中出现的漏买;做好材料的保存保管,避免材料在没有使用前就遭到损坏。

2、工程施工过程控制得当

(1)进度控制

做好进度计划,把进度计划详细到每一日、每一周。前提是施工进度和现实相结合不能生搬硬套、随性而为,必要的时候,要及时的调整施工进度计划,确保施工按照规定时间完成。

(2)质量控制

工程质量是工程的根,是工程管理的重中之重,在管理时,可以根据质量的目标要求编制质量计划,对于施工质量的控制也要遵守图纸和国家的施工质量验收的统一标准进行操作,对于工程质量的检查等制度更要要严格的遵守,保证材料和工程的质量。

(3)成本控制

树立良好的效益和成本的协调意识,控制好施工和生产中的花销,建立起优秀的成本控制机制,对成本进行好审计,在倡导节约成本的同时做到保证工程质量。

3、积极开展安全性评价,进行风险评估工作

安全性评价和风险评估是现代安全管理现代化的一项重要的内容(对一个单位安全基础的现状和水平进行正确的评价,并对各方面危险因素的多少及严重程度进行评估),目的便是明确反事故斗争需要采取的措施,从而实现超前控制,减少和消灭事故的发生。

三•土木工程常用材料

现在常用:钢材、钢筋、混凝土、砌块(以前粘土砖)

新型:碳纤维材料,新型钢型材,高强高性能混凝土

四•土木工程建设未来发展方向

1 向高空延伸现在人工建筑物最高的为646m的波兰Gabin227kHz长波台钢塔,由15根钢纤绳锚拉。日本拟在东京建造800.7m高的千年塔,它在距海约1.25英里的大海中,将工作、休闲、娱乐、商业、购物等融于一体的抗震竖向城市中,居民可达5万人。中国拟在上海附近的1.6公里宽,200m深的人工岛上建造一栋高1250m的仿生大厦,居民可达10万。印度也提出将投资50亿建造超级摩天大楼,其地上共202层,高达710m.

2 向地下发展1991年在东京召开的城市地下空间国际学术会议通过了《东方宣言》,提出了“21世纪是人类开发利用地下空间的世纪”.建造地下建筑将有效改善城市拥挤、节能和减少噪声污染等优点。日本于20世纪50年代末至70年代大规模开发利用浅层地下空间,到80年代末已开始研究50-100m深层地下空间的开发利用问题。日本1993年开建的东京新丰州地下变电所,将深达地下70m.目前世界上共修建水电站地下厂房约350座,最大的为加拿大的格朗德高级水电站。我国城市地下空间的开发尚处于初级阶段,目前已有北京、上海、广州等六个城市建有地铁,已开通的总长度达215公里;设有140个地铁站,北京地铁长度已达41.6公里。

3 向海洋拓宽为了防止机场噪声对城市居民的影响,也为了节约使用陆地,2000年8月4日,日本大阪利用18亿立方围海建造的1000m长的关西国际机场试飞成功。阿拉伯联合酋长国首都迪拜的七星大酒店也建在海上,洪都拉斯将建海上城市型游船,该船将长804.5m,宽228.6m,有28层楼高,船上设有小型喷气式飞机的跑道、医院、旅馆、超市、饭店、理发店和娱乐场等。近些年来,我国在这方面也已取得可喜的成绩,如上海南汇滩围垦成功和崇明东滩围垦成功,最近又在建设黄浦江外滩的拓岸工程。围垦、拓岸工程和建造人工岛有异曲同工之处,为将来像上海这样大的近海城市建造人工岛积累了科技经验和准备力量。

4世纪初世界十大工程设想之一是将西亚和非洲的沙漠改造成绿洲。改造沙漠首先必须有水,然后才能绿化和改造沙土。现在利比亚沙漠地区已建成一条大型的输水管道,并在班加西建成了一座直径1公里、深16公里的蓄水池用以沙漠灌溉。在缺乏地下水的沙漠地区,国际上正在研究开发使用沙漠地区太阳能淡化海水的可行方案,该方案一旦实施,将会启动近海沙漠地区大规模的建设工程。我国沙漠输水工程试验成功,自行修建的第一条长途沙漠输水工程已全线建成试水,顺利地引黄河水入沙漠。我国首条沙漠高速公路――榆靖高速公路已全线动工,其全长116公里。

5 向太空迈进由于近代天文学宇航事业的飞速发展和人类登月的成功实现,人们发现月球上拥有大量的钛铁矿,在800℃高温下,钛铁矿与氢化物便合成铁、钛、氧和水气,由此可以制造出人类生存必需的氧和水。美国政府已决定在月球上建造月球基地,并通过这个基地进行登陆火星的行动。美籍华裔林铜柱博士1985年发现建造混凝土所需的材料月球上都有,因此可以在月球上制作钢筋混凝土配件装配空间站。预计21世纪50年代以后,空间工业化、空间商业化、空间旅游、外层空间人类化等可能会得到较大的发展。

参考文献:

[1]杨志,浅谈建筑工程施工安全生产管理[J],四川建材,2009,(1)。

[2]钱铭,等,论建筑工程施工安全管理[J],科技资讯,2006,(30)。

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工程哲学是理论哲学向实践哲学的转向、过渡和延伸,更多针对实践层面的问题[4]。工程哲学的基本思想是模式问题,即模式和真理的联系,实践模式与主体性、价值性等诸多因素之间的关系。现代的土木工程师应具有全局的观念和社会责任意识,并掌握正确的工程观,以社会视角处理工程中的难题[5-6]。

通过向高空发展,高层建筑在有限面积的土地上为人类社会争取到更多的生存空间,大幅度提高了土地的利用率,同时促使城市道路、市政管线等公共设施相对集中。目前,高层建筑将工作和生活设施适当集中,综合了各种配套设施,比如办公、商业、娱乐、展览、餐饮等,将人们不同的活动有机联系[7-8]。高层建筑是现代科学和技术不断发展、进步的结晶,其设计、施工和运营涉及诸多学科、专业和领域。高层建筑的发展涉及土木工程学科中的土木工程测量、土木工程材料、建筑结构、岩土工程、土木工程施工和土木工程机械与设备等众多的二级学科,且有赖于材料工程、机械工程、电气工程、能源与动力工程、电子信息工程、通信与控制技术、计算机科学技术等相关一级学科。

由于涉及多个学科和专业领域,高层建筑具有复杂的体系,并体现显著的社会性特征,如将工程哲学纳入到高层建筑这一工程实践中,有望更科学、经济、有效、合理地指导高层建筑的设计、施工和运营。因此,在高层建筑结构设计课程中,有必要引入工程哲学的思想,将工程系统观、工程社会观和工程伦理观等与高层建筑结构设计相结合,培养学生以全局、系统的观点处理高层建筑结构的设计问题,并在社会层面思考高层建筑结构的设计理念。

一、高层建筑结构设计课程中的工程系统观

高层建筑结构呈现复杂的体系特征,影响因素繁杂,影响范围大,系统规模巨大,结构之间的关系及相应的环境影响错综复杂,并表现出因素及目标的多样性,且人的影响及经济利益性日益明显,因此,高层建筑结构设计具有显著的工程系统观,包括整体性、动态性、目的性及多目标性和人本性。

(一) 整体性

整体性是工程系统最核心、最本质的特点。工程系统一般具有明确的结构、功能相对清晰的边界,并具有相对独立的系统元件或要素,各元件或要素之间相互联系,且可实现能量转换,并根据系统功能的相互依存性、逻辑统一性和技术规范性进行了空间与时间的优化[5]。在一个系统中,即使各元件或要素并非最优,但也可采用一定的集成方式组合、协调成为具有优秀功能的系统;反之,即使各元件或要素均优异,但因集成方式不当而不具备某种合格的功能,也无法称为合格的系统。

高层建筑结构最主要的荷载为水平荷载,为减小水平荷载的不利影响,高层建筑不应采用严重不规则的结构体系,结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱楼层或薄弱部位。结构的水平和竖向布置,均为宏观、整体意义上对高层建筑结构的控制,在全局上协调、综合成为完善的系统。

对于框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等高层建筑结构,强柱弱梁、强节点弱构件、强墙肢弱连梁等规定了不同构件之间在刚度和承载力等层面上的协调方式,使梁与柱、节点与构件、墙肢与连梁之间均构成协调的系统,从而形成较完善的内力分配,在荷载增长期间形成合理的内力重分布路径,在破坏时使塑性铰出现的先后顺序符合结构体系的破坏模式。

(二)动态性

社会的变革与发展,内外环境的变化,以及工程系统自身运行的动态性使工程系统的动态性和不确定性日益突出。在高层建筑结构设计中,亦要考虑结构在荷载变化和使用过程中的动态性发展历程。

随着荷载逐渐增大,直至达到极限荷载而发生破坏,单一构件的破坏方式有延性破坏和脆性破坏。对于脆性破坏或延性破坏而言,单一构件的极限承载能力可能相同,但在构件的整个变形和塑性发展历程中,塑性铰的转动能力不同,构件对地震能量的耗散不同,导致体系的破坏模式完全不同,从系统和动态发展的角度来看,导致结构体系的承载力有所不同。因此,高层建筑结构的构件大多设计为延性破坏的模式,从一定程度上,可使结构体系在全寿命服役过程中,达到一种动态的协调。

以梁柱构件的强剪弱弯和双肢剪力墙的偏心受压为例,对于梁柱构件的强剪弱弯,通过限定不同破坏模式发生的时空特征,在破坏历程中达到结构的动态协调。对于双肢剪力墙,如果有一个墙肢出现小偏心受拉,该墙肢可能会出现水平通缝而失去受剪承载力,则由荷载产生的剪力将全部转移给另外一个墙肢,导致其受剪承载力不足;当双肢剪力墙中有一个墙肢出现大偏心受拉时,墙肢会出现裂缝,使其刚度降低,剪力将在两墙肢中进行再分配,此时另一墙肢承受的弯矩和剪力将增大。显然易见,双肢剪力墙的小偏心受拉和大偏心受拉,在截面设计中均要考虑服役过程中内力的动态性协调。

(三) 目的性及多目标性

工程系统为人造系统,一般具有明确的目的和功能,力求实现系统的创新和发展。现代工程系统的目标通常具有多重属性,来自这些方面的多重目标要求,而其中又不乏相互冲突的目标,需要权衡优化。

高层建筑结构的设计,往往要满足安全性、适用性、耐久性、经济性、施工的便利性等多方面的要求。首先,高层建筑应能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种荷载和变形,在地震或爆炸发生时和发生后保持必需的整体稳定性不致发生倒塌,一般通过承载力计算实现。其次,高层建筑结构在正常使用过程中应具有良好的工作性能,一般通过水平位移和加速度进行限制。然后,高层建筑结构在正常维护条件下应完好地使用到设计规定年限。另外,高层建筑结构的造价不宜过高,并且方便施工。

(四) 人本性

在工程系统和工程活动中,人的因素凸显,人-机-环境关系是最基本的关系。这中间要考虑业主、设计者、施工方、监理方等投资、决策、建设、运营的各方利益,因此,相关利益方的观点及协作方式愈加重要。工程系统中人的要素、管理要素、信息要素等日益重要,系统“软化”趋势较为明显。工程系统应为人类的长远利益和大局利益服务,应该以人为本。

高层建筑结构,归根结底为人住宿、办公、从事各项工业活动等生活环境,理应处处体现以人为本的特征。高层建筑结构的设计,不仅要考虑承载力的要求,还要考虑高层建筑的使用功能要求。在风荷载作用下,高层建筑结构应具有良好的使用条件,需考虑人体的舒适度,不能仅用水平位移来控制,通常结构的风振加速度是衡量人体对风振反应的最好尺度[9]。高层建筑结构在风荷载作用下将产生振动,如振动加速度超过一定的限值,将降低高层建筑内居住者的舒适感,甚至让人无法承受。因此,需要计算顺风向和横风向结构顶点的最大加速度。在地震作用下,通过消能隔震设计,减小楼层内的加速度反应及上部结构的水平力和层间变形,地震时上部结构处于弹性状态,使高层建筑结构中的家具和日常用品不跌落翻倒,电力、上下水和煤气等管道或管线可实现日常功能,专用设备、大型设备等可正常运行,从而实现高层建筑结构在小震或中震等类别的地震作用下可正常使用。

二、 高层建筑结构设计课程中的工程社会观

高层建筑结构设计具有显著的工程社会观,包括工程目标的社会性、工程活动的社会性、工程评价的社会性。

(一)工程目标的社会性

工程目标的社会性往往反映在工程的社会效益上。工程的社会效益与经济效益可能一致,也可能相互矛盾。对于成本与效益的关系,目前有相当数量的工程以经济效益为目标,而另外一部分工程以社会效益为主。许多工程,尤其是公共、公益工程,其首要目标并不是经济效益,而是增加社会福利,促进社会公平,改善生态环境等。

在许多城市由政府主导建设的作为经济适用房的高层建筑是为工薪阶层提供住房,国家公共卫生防疫体系的建设,比如医院等高层建筑,是为民众提供公共卫生和健康方面的保障,国家科教组织部门建设的教学楼、城市图书馆、博物馆等是为民众提供教育,传播文化。公共、公益性的高层建筑,旨在经济的长远发展、社会福利和稳定等,而不仅仅局限于追求短时间内的经济效益。在这类高层建筑结构的设计中,不应单纯地考虑工程造价,而应更多地考虑安全性、适用性和耐久性等特征,且在安全性、适用性和耐久性等方面均应高于普通高层建筑。

(二) 工程活动的社会性

工程活动是投资者、管理者、工程师、工人等协同参与的,其在工程实践活动中各尽其责,相互配合,每类人员都各有其自身特定的、不可取代的重要作用。在工程活动中,业主进行投资活动,管理者实施管理活动,工程师要进行工程设计、施工组织等技术活动,工人则具体进行施工方面的操作。由此可见,工程活动是各学科、各领域、各类型的人以一定方式组合的社会性活动,不仅包含了繁杂而系统的、物质性的操作活动,且包含了各类人群的协作活动。

高层建筑结构设计的社会性,重点体现在施工工艺、工序上。在基础工程方面,高层建筑基础包括桩基础、筏式基础、箱型基础等,存在着深基坑支护、桩基础施工、大体积混凝土浇筑、深层降水等施工问题,在高层建筑基础的设计阶段,应结合施工工艺和施工流程进行结构设计和施工阶段的力学计算。在模板、钢筋技术、脚手架、砌筑、放水和装修等施工技术方面,同样需要在结构设计阶段预先考虑施工的便利性,并分析施工阶段的力学性能。

(三)工程评价的社会性

在工程的社会评价时会遇到两个难题。首先,与经济效益的可精确计量性质相比,工程的社会效益通常是很难衡量的,因此应确立科学的评价标准和评价指标。其次,在当代社会,已呈现多元价值观与利益分化的特点,同样的工程在不同的社会阶层会得到决然不同的评价,这就提出了如何合理确定主体以及评价程序的问题[10]。

高层建筑往往涉及建筑、结构、暖通、给排水、电气等诸多行业,需要大范围、多层次、全方位深入地对高层建筑进行评价,同时,对于高层建筑在运行期间的能源资源消耗、环境保护、人文景观、社会公益等方面进行衡量。因此,对于高层建筑结构设计阶段的工程评价,应综合考虑不同专业领域,并结合建设和运行、经济和环境等多重效应的相互影响,在社会层面上对高层建筑结构设计进行评价。

三、 高层建筑结构设计课程中的工程伦理观

高层建筑结构设计的工程伦理观包括质量与安全、诚信与利益冲突、工程师与雇主的关系等。

(一)质量与安全

质量是工程和技术产品发挥功能、实现其价值的先决条件。世界上的工程规范、规程和标准等均要求将民众的生命安全、身体健康和社会福利置于首要考虑的位置,保证工程质量合格、可靠是实现这一目标的基础。反之,不达标的工程或产品则会给人民的生命安全、身体健康和财产安全带来严重的威胁甚至巨大的破坏,并带来连锁性的次生灾害[10-11]。世界上诸多国家在大地震后调查和研究造成财产损失和人员伤亡的原因时发现,降低建设标准和未按要求进行检测通常是许多建筑物倒塌的两大直接原因,而在其“深层”则存在着伦理观念、伦理责任方面的原因。

安全与风险是存在密切联系的,所有的工程必然涉及风险。日益复杂的技术系统一旦出现问题会产生意想不到、无法估量的后果。某些过去曾经被认为是安全的产品、安全的化学物质、安全的生产流程、工艺等,后来却发现其实并不安全。许多事例告诫人们,现代社会正面对空前巨大、复杂的风险。

在高层建筑结构设计时,要首先保证安全的影响,包括结构的安全、防火、台风、恐怖袭击等多种因素。随着城镇化的发展、城市人口的膨胀、各种高科技工业的产生,将会出现诸多不可预料的事物,将会对高层建筑结构在全寿命过程中的服役性能产生重要的影响,比如,未来地下空间的发展、地下水的抽取对高层建筑结构地基和基础的长期影响,地铁长期震动对高层建筑结构地基的影响,空气污染、酸雨作用对高层建筑结构腐蚀性、耐久性的影响,恐怖袭击、突发事件对高层建筑结构安全的影响(911恐怖袭击事件导致纽约世贸中心双子塔倒塌),通风、采光、环境等对高层建筑结构设计的影响。因此,面对未来诸多不可预料的发展前景,应前瞻性地思考问题,预测设计可能带来的不利后果,宜以长远的眼光和超前的设计思想保证高层建筑结构的安全性、适用性和耐久性。

(二) 诚信与利益冲突

美国工程师伦理规章要求工程师必须诚实地参与任何工程,诚信为工程伦理的最基本要求[12-13]。工程活动是一种通过客观规律,采用物质、能量、信息改造客观世界的过程,实事求是的态度是其必然要求,诚信是对工程活动的一个基本伦理要求。

高层建筑往往涉及千百万人的生命和财产安全,在高层建筑结构设计过程中,往往与投资、施工等多方面相关,其工程活动是在社会的多种合力驱动下进行的,并涉及多方利益,因而也经常处于利益冲突的境况中,利益冲突的影响对工程师个人、群体、单位、社会往往都会产生不利的影响,工程师应诚实并公正地进行设计,且应通过回避、公开、制定有关规则,审查和教育等方式保持基本的职业诚信。

(三)工程师与雇主的关系

通常情况下,工程师都服务于一定的组织机构,在古代往往是军队,在现代则大多数是企业,少部分是政府部门。由于近代工程自诞生之日起主要就是与企业联在一起,于是,忠诚于企业在世界上很多国家已成为了工程师职业伦理的一个基本准则。但是,作为专业技术人员,工程师不但必须忠诚于雇主(或委托人),而且要坚持其道德原则和职业底线,即首先对人民和社会负责[12-13]。但是,这两种要求并非完全一致,很多情况下可能发生矛盾。工程的社会价值目标与企业目标或工程的商业目标并不完全一致。工程的社会价值目标通常对商业价值目标中的赢利产生不利影响。这种冲突会直接影响到工程师和企业管理者的复杂关系。因此,工程师应具备双重的忠诚,且对人民和职业的忠诚将置于对雇主的忠诚之上。

由于高层建筑结构涉及千百万人的生命和财产安全,涉及商业、住宅、办公楼等诸多领域,工程师在高层建筑结构的设计、施工、管理等过程中,必须具有“双重的忠诚”,对社会大众和土木工程职业的忠诚应置于首要位置。

篇6

关键词:预应力混凝土梁;腐蚀;疲劳;可靠度指标

中图分类号:TU378.2 文献标识码:A

0.引言

在工程结构中很多普通钢筋和预应力混凝土结构或构件,如铁路桥梁、铁路轨枕、公路桥梁、工业厂房的吊车梁、海洋采油平台等,在承受自重恒载的同时,还承受车辆荷载、吊车荷载、波浪力等反复荷载的作用。在反复荷载的作用下,结构或构件的破坏特征与在静态荷载作用下有着本质的区别。静态荷载作用时,结构的承载力主要决定于材料的极限强度,而对于承受反复荷载的结构,荷载将使结构产生高周疲劳,破坏是结构材料内部由于疲劳损伤不断累积的结果,工程上称之为疲劳破坏。试验表明疲劳破坏都呈现脆性性质,因此对于结构的耐疲劳性能以及抗疲劳设计在工程中应当予以重视。

目前的结构是按极限状态设计法进行静态设计的同时,验算其在反复荷载作用下的抗疲劳能力。由于结构材料性能固有的离散性以及荷载的随机性,一定反复荷载作用次数下,结构是否会发生疲劳破坏,是一个不确定事件,结构的疲劳性能需用概率方法描述,相应的可靠度为疲劳可靠度[1]。对于疲劳可靠度,国内外已经有较多的研究,文献[2]总结了近代国内外的研究成果。在腐蚀环境下的疲劳破坏叫做腐蚀疲劳,研究表明当同时存在腐蚀环境和反复荷载作用的时候,构件疲劳损伤的发展速度要快得多[3],鉴于腐蚀疲劳对于结构耐久性的重要影响以及目前对于腐蚀环境下预应力混凝土梁的疲劳性能的研究较少,本文在试验的基础上分析影响预应力混凝土梁腐蚀疲劳可靠性的因素,并给出预应力混凝土梁腐蚀疲劳可靠度指标的计算方法。

1.腐蚀环境对预应力混凝土梁疲劳可靠性的影响

这里所指的腐蚀环境是指存在腐蚀介质使预应力钢筋混凝土材料发生化学或电化学反应的环境。腐蚀介质会造成钢筋锈蚀,混凝土碳化等问题。预应力钢绞线以及普通钢筋锈蚀对混凝土结构疲劳性能的影响较对静态性能的影响严重得多,比如沿海环境,海岸与近海工程的结构物大多不能达到预计的设计使用寿命。这是因为由于腐蚀环境所造成的锈蚀不仅削弱了预应力钢绞线和普通钢筋的有效截面,更严重的是钢筋锈坑的不均匀性将导致钢绞线和钢筋应力集中,对应的疲劳荷载作用下会加速腐蚀介质的渗透过程,这些都会加剧预应力混凝土构件的损伤,从而使结构构件的疲劳可靠性降低。

1.1 腐蚀环境下混凝土的疲劳性能

文献[4]研究表明受腐蚀疲劳作用的高性能混凝土,氯离子扩散系数损失很大,导致其抗渗性能大幅度下降。交变应力改变了混凝土的微观结构,产生应力集中,加大了孔尺寸及裂隙宽度,使外界腐蚀介质侵入的通道更加宽畅,腐蚀破坏加剧。文献[5]认为混凝土的碳化不但削弱了结构的受力面积,同时导致和加速了钢筋的锈蚀,缩短了混凝土结构的疲劳寿命。

1.2 腐蚀环境下预应力钢绞线和普通钢筋的疲劳性能

腐蚀环境会使钢筋产生锈蚀,钢筋的锈蚀是造成混凝土构件劣化的主要原因。研究表明[6],普通钢筋锈蚀后其截面面积若有明显减小,则其疲劳强度较非锈蚀钢筋有明显的降低。一般说来,对非锈蚀钢筋作出的S-N曲线有一水平段,称为钢筋的耐疲劳应力水平,在这应力水平的应力变程下,无论进行多少次应力循环,钢筋也不会因疲劳而破坏,但是,截面面积明显减小的锈蚀钢筋的S-N曲线并没有水平段。即使应力值再低,只要循环次数N足够大,锈蚀钢筋终究会破坏。普通钢筋锈蚀后其截面面积若没有明显减小,则其疲劳性能没有明显的降低。

预应力钢绞线对锈蚀比普通钢筋更敏感,高强度和持久的高应力增加了对腐蚀的敏感性。由于预应力钢绞线断面小且长期处于高应力状态,应力腐蚀和氢脆腐蚀现象特别突出,而且腐蚀环境可能在预应力筋表面产生锈坑,在疲劳荷载的作用下预应力筋的破坏缩短,破坏形式表现为无任何先兆的脆性破坏[7]。

1.3 腐蚀环境下预应力钢绞线和混凝土粘结性能

预应力混凝土梁中钢绞线和混凝土两种不同的材料之所以能共同工作的基本前提是两者具有足够的粘结强度,能承受由于两者之前相对滑移形成的粘结应力,然而在腐蚀环境下预应力钢绞线腐蚀后,钢绞线和混凝土之间的粘结性能发生了很大的变化,顺筋裂纹减弱了混凝土对钢绞线的约束作用,导致粘结力下降,降低结构的极限承载力。研究表明[8],钢绞线腐蚀对粘结强度的影响与腐蚀程度有关,当腐蚀程度不大时,腐蚀导致了摩擦作用的加强,极限粘结强度略有提高,随着腐蚀程度加重钢绞线锈涨,裂缝变宽,混凝土对钢绞线的握裹作用降低,极限粘结强度降低,提高和降低的界限大致可以按锈涨裂缝宽度为0.7mm来考虑。

2.腐蚀环境下预应力混凝土梁材料的疲劳性能

研究预应力混凝土梁在腐蚀环境下的疲劳可靠度,首先要研究预应力混凝土梁材料的疲劳性能参数描述方法。

2.1 材料的S-N曲线

材料的S-N曲线是描述结构材料耐疲劳性能的一个基本方程,反映了应力幅与应力循环次数间的关系,一般可以通过对结构材料进行等幅循环加载实验得到,在实验分析中S-N曲线高周疲劳段常用幂函数为[1]:

对公式1两边取以10为底的对数

其中,S为结构材料的应力幅;N为应力幅S作用下结构材料可以承受的应力循环次数,m和C是结构材料的性能常数。根据此公式可以在给定的应力循环次数N的情况下,求出结构的疲劳强度,疲劳强度一般不能由实验得到。

曾志斌等(1999)[9]通过对两批共19个有效实验样本进行回归分析得到了用于变形钢筋的S-N方程:

铁科院对预应力钢筋疲劳强度研究结果发现φ5高强度钢丝及φ15钢绞线疲劳强度与应力比无关,由实验结果给出了S-N曲线[10]:

2.2 材料的线性疲劳累计损伤理论

预应力钢筋混凝土梁腐蚀疲劳破坏,是在循环荷载和腐蚀介质联合作用下,损伤累积的结果。构件的抗力随着疲劳损伤的累积而不断衰减,降低了结构构件的使用寿命。曼纳(Miner)于1945在研究铝合金的疲劳累积损伤中最早提出结构材料线性损伤累积公式,简称为Miner公式。该公式假设,损伤的累积与应力循环的次数成线性关系,且当损伤累积达到时材料发生疲劳破坏。表示为:

其中Di是应力幅为Si时的第i级等幅荷载应力下的损伤指标,ni是该级应力水平对应的循环次数,Ni是该级应力水平的疲劳寿命,理论上当D≥1是发生疲劳破坏。尽管Miner公式缺乏严谨的理论基础,但研究表明,在一定力学条件下,其线累积循环周比关系在均值或中值意义上还是成立的,加上形式简单,便于使用,仍是工程中应用最为广泛的累积损伤准则。

3.疲劳可靠度计算方法

3.1 荷载效应бe的统计分析

为了对桥梁构件或构造细节进行疲劳可靠性分析,必须了解构件或构造中应力幅的时间历程,并得到其等效等幅应力бe的统计参数lgбe ,бlgN等。

3.2 疲劳抗力бR的统计分析

疲劳抗力即构件或细节的疲劳强度,可由材料的S-N曲线得到。

3.3 极限状态方程

采用材料(或构造细节)的极限应力模式:

式中:бR —材料(或构造细节)在变幅重复应力作用下的疲劳强度,即抗力随机变量;бe —结构构件(或构造细节)在相应的变幅重复应力作用下的等效应力幅,即荷载效应随机变量。

3.4 疲劳可靠度指标

对于式(8)所示的极限状态方程,当假定бR,бe均近似服从对数正态分布且二者相互独立时,结构的可靠度指标可根据一次二阶矩方法求得[11]。

式中 Se——等效等幅应力常用对数 的标准差;SR——疲劳抗力常用对数 的标准差; ——构件疲劳抗力常用对数的均值; ——疲劳荷载等效等幅应力常用对数的均值;

4.计算实例

图1所示为实验用T型预应力混凝土梁跨中截面。梁全长5m,计算跨度为4.6m,梁底分别配有两根直径18mm和8mm的Ⅱ级钢筋以及两根7φ5的预应力钢绞线(AP=140mm2),试验用荷载为等幅正玄函数疲劳荷载,荷载加载方式如图2所示(不同梁的最大荷载与梁极限荷载的比值分别为0.4,0.5,0.6,最小荷载的比值均为0.05),计算不同应力比下预应力混凝土梁的疲劳可靠度值标。

4.1 疲劳荷载F的确定

由试验得知梁的极限承载力为279KN,则等幅正弦函数荷载的最大值分别为111.6 KN,139.5 KN,167.4 KN,最小值均为13.95KN,荷载的频率是1.25赫兹,应力比ρ分别为0.125,0.1,0.083,以ρ=0.1为例,集中力F=62.775sin2.5Πx+76.725,计算得知F的均值和标准差为76.725KN和44.4KN。

4.2 预应力钢绞线的S-N曲线的选取及应力幅的计算

本试验中钢绞线的S-N曲线选用文献[13]中铁科院的研究结果,由公式(6)计算得出当N=2×106时,钢绞线的疲劳抗力对数值lg6R=3.328,SR=6lgN/2.94=0.035由于通常抗力S- N曲线是在对数(以10为底)的坐标中进行回归的,且所给出的 lg6R-lg6e 值都是取97.73%保证率,即均值减去2倍标准差的值,故

荷载作用下预应力钢绞线的应力为

根据规范[12]计算钢绞线有效预应力值 6pe=938.13MPa,钢绞线弹性模量与混凝土疲劳弹性模量的比值aep=10.83,混凝土截面有效高度h0=330,混凝土受压区高度x=204mm,跨中截面惯性矩 If=11776×105mm4 ,M=Fa=1700F带入式(10),计算得到疲劳应力均值6e=786.99MPa,变异系数Se=0.111。

4.3 疲劳可靠度指标计算

在腐蚀环境下预应力混凝土梁的疲劳破坏主要以预应力钢绞线的断裂为标准,因此预应力混凝土梁的疲劳可靠性可以以预应力钢绞线的疲劳可靠度指标来衡量。根据公式(9)计算得知在ρ=0.1时,预应力混凝土梁在疲劳200万次的可靠度指标为

根据以上数据得出预应力混凝土梁疲劳可靠度指标与应力比的关系如图3所示:

5.结论

(1)处于腐蚀环境下的预应力混凝土梁,由于预应力筋及非预应力筋的腐蚀,其疲劳可靠性明显降低,目前对其的定量研究较少。

(2)本文利用一次二阶距法计算了试验梁的疲劳可靠度指标,由于其预腐蚀的时间较短,钢绞线的腐蚀深度较小,固假定腐蚀情况下钢绞线的疲劳可靠性不随时间改变,主要研究了荷载应力比对其疲劳可靠性的影响,结果表明预应力混凝土梁的疲劳可靠度指标随应力比的增大而增大,即应力幅越小,其疲劳性能越好。

(3)对于腐蚀环境中的预应力混凝土结构,在其设计中应充分考虑荷载应力比、应力幅对结构耐久性的影响。

参考文献

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[5] Al-Sulaimanl G.J. KaleemullahM.,Basunbul I.A.,ete.. Influence of Corrosion and Cracking on Bond Behavior and Strength of Reinforced Concrete Members [J].ACI Structural Journal.1990,V87(2):220-231

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[9] 曾志斌、李之榕.普通混凝土梁用钢筋的疲劳S-N曲线研究[J].土木工程学报,1999,32(5):10-14

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[11] 常大民、江克斌.桥梁结构可靠性分析与设计[M].北京:中国铁道出版社,1995

[12] 中华人民共和国国家标准. GB 50010—2002混凝土结构设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2002

【项目来源】内蒙古大学院级项目(S201011)。

篇7

Abstract: The situations of commerce, residence, range, cultural background which characterized by Chengguan ancient town, a protection area of Huili county, have bring certain difficulties in organization and implementation of the renovation project. Through the analysis of the difficulties in the implementation stage of the renovation project, this article puts forward suggestions for the project management from the aspects of project management, construction design, construction organization, file management and so on.

关键词: 古城;保护修缮;管理;实施

Key words: ancient town;conservation and renovation;management;implementation

中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)09-0054-02

1 古城保护背景

会理古城始建于明初,历来是川滇两省商旅物资集散地,古代南方丝绸之路上的重要驿站,素有“川滇锁钥”的美誉。因其独特的地理位置和川滇文化的相互交融影响,古城的格局、街巷布局以及民居院落具有其浓郁的地方风格。1992年会理古城被列为四川省第二批历史文化名城,2011年国务院批复同意将四川省会理县列为国家历史文化名城。目前,《会理县历史文化名城保护规划》已纳入了城市总体规划,明确了“不改变原状,修旧如旧”的古城保护原则,划定了钟鼓楼、科甲巷23号等10处一级历史保护建筑;粤省会馆、益都会馆等20处二级历史保护建筑;以及绝对保护区、重点建筑控制区、一般建设控制区的保护区段。力求体现近代文化特色和恢复地方传统风貌,科学统筹加快发展城市建设。会理古城绝大多数重点保护建筑和保护区位于县城内的城关镇北街辖区。

2 现状

2.1 商贸 城关镇古城保护区内最具特色的是南北穿城主街,主街以钟鼓楼为中心分为北街和南街,总长约500米,街宽约8米;北街至北城门以外为北关。两侧多为商铺,层高不超过15米,檐口高低错落有致,木装活动门板,面漆栗红色。南北主街至今仍是古城内主要的商贸区域。

2.2 民居 七条大街、二十三条巷道通过钟鼓楼和南北街轴线形成了别具特色的民居街巷。如科甲巷因清代多科举人家住此巷而得名,全长156米,宽3.5米;《会理县历史文化名城保护规划》确立的“胡家大院”等四处一级历史保护建筑,“吴家大院”等三处二级历史保护建筑就位于此巷内,目前该巷内仍常住115户居民,共306人。人员混杂、民居环境复杂是目前主要的民居状况。

2.3 历史保护建筑损毁状况 城关镇北街的大多数历史保护建筑目前仍发挥着民居或商贸功能。由于历史保护建筑在功能上与城镇居民日益提高的生活水平要求存在很大差异,私自对其改造、拆除、扩建等事件鲜有发生,最终造成了多数历史保护建筑部分或局部损毁的情况。如:①北城门城楼局部损毁严重;②科甲巷胡家大院院内居民砌筑花台;③北街居民砌墙分户;④居民私自改造水、电线路等。

3 古城保护修缮工程难度

城关镇主要商贸区内的一级历史保护建筑修缮是古城保护修缮工程的重点,但在实际施工时也有不少难点,主要体现在几个方面。

3.1 居民抵触 为满足城市总体规划需要,部分历史保护建筑内住户私自改造水、电线路,改变建筑结构和功能等行为得不到许可,带来住户生活不便利。同时,修缮施工对商贸区内的交通、供电、供水等市政基础设施使用产生影响,造成保护区域内居民对修缮工程产生一定抵触心理,甚至出现阻碍修缮施工的情况。

3.2 工程量估算不准确 部分居住在历史保护建筑内的居民没有“不改变原状,修旧如旧”的保护意识,擅自对部分庭院、走廊、屋顶挑檐进行拆改、整修,甚至砌筑隔墙分户,使得目前古建筑面貌与史料记载大相近庭。直接造成修缮施工实际工程量与清单工程量出入较大,工程变更增多。

3.3 方案设计与施工图设计差异较大 古城总体保护规划方案设计与单体建筑施工图设计出发点不同,大多总体规划方案设计考虑实际施工不够,细部规划不明确,忽略组织施工的客观条件,带来方案设计脱离实际,与施工图设计差异较大。

3.4 施工现场管理困难 现场组织施工条件复杂是城关镇古城保护修缮施工面临的主要问题。历史保护建筑地理位置相对分散,重点建筑保护区段处于繁华商业街区,如科甲巷西端连接商贸区北街,东端巷口与元天街交汇,会理县第一小学、科甲巷幼儿园位于东端巷口。组织施工时,材料进场、现场封闭管理、环境保护、文明施工、安全管理等将会遭遇极大的阻碍。

4 古城保护修缮工程实施建议

结合各历史保护建筑损毁特点以及开展古城保护修缮工程时遇到的困难,在进行保护修缮工程实施过程中,应加强以下几个方面的措施:

4.1 严格预审和合同管理 古城保护修缮工程是对企业资质和管理方面要求较为严格的工程项目,在项目招投标阶段,应重视对企业资质等级、业绩、诚信度的预审和组织施工方面的考核,制定科学合理的评分办法,选择技术和管理能力较强的企业。同时为便于统筹管理,在合同发包时可考虑采用总承包管理的合同承发包方式,充分发挥总承包管理方的系统管理职能和业主对分包商的认可权,加大对增减工程量、工期变更的控制力度。

4.2 方案设计与施工图设计分离,重视施工图设计

古城保护修缮工程项目有着“方案设计与施工图设计分离;单体建筑特点鲜明;细部修缮要结合整体保护”的特点。设计阶段应充分考虑整体规划方案,结合每一单体历史保护建筑特点,突出细部和重点,统筹兼顾,采用初步设计基础上深入进行技术设计的方式,最终形成能直接指导项目施工的施工图设计。而不能简化施工图设计步骤,甚至省略施工图设计,将方案设计作为施工的主要依据。

4.3 加强施工组织管理 施工组织管理是古城保护修缮工程的重点,科学的施工组织管理不仅能够改善现场未形成封闭管理造成施工困难的弊端,还能够在交通、供水、供电、工期等方面与居民达成一致意见,缓解修缮区域内居民的抵触情绪。应根据不同项目的施工内容、技术特点、现场环境充分考虑材料供应、封闭管理、环境保护、文明施工、安全管理方面要求,制定可行的,符合统筹的分部工程施工组织设计,更加科学、合理的组织施工。

4.4 建立工程管理档案 建立工程管理档案是根据项目的施工特点,包含质量控制、成本控制、工期控制、合同管理、施工组织方面内容,对分部分项工程开展的工作台账管理。古城保护修缮工程项目除部分景观项目外,其余大多数项目在施工阶段仍然发挥着其使用功能。工程管理档案应按照功能性、阶段性、区域性的划分,将特点相同的分部分项工程统一,着力发挥街道社区和居委会的区域管理职能,结合施工方和规划设计单位专业路径,形成三方共同监督和管理的工程管理组织系统,以施工阶段管理台账为平台,各施其职的开展好古城保护修缮工程项目工作。同时,在项目交付使用后还应依据分部分项工程修缮档案进行使用监督。

5 结束语

古城保护修缮工程实施过程中,除了需要结合实际,寻求政策支持,努力提高居民意识外,还应在采取常规工程项目管理的同时,加大运用各种项目管理方法进行比较、分析、预测、调整的力度,确保会理县城关镇古城保护修缮工程顺利实施。

注:作者在本文撰写过程中得到了西昌学院工程技术学院熊梅副教授的悉心指导.在此,表示衷心的感谢.

参考文献:

[1]李汝顶.项目管理[M].成都:西南交通大学出版社.

[2]毛鹤琴.土木工程施工[M].武汉:武汉理工大学出版社.

[3]张长友.土木工程施工组织与管理[M].北京:中国电力出版社.

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关键词:道路勘测设计,教学改革

中图分类号:S611文献标识码: A

一、教学内容的改革

(一)根据课程体系的特点,适当地调整教学内容

根据本课程的教学内容及其相互联系,我们可以把“道路勘测设计”的课程体系划分为以四个基本分支,即:汽车的行驶理论;道路选线、定线;道路的线形设计理论和方法;平面交叉口和立体交叉口设计等。在认真研究分析课程体系后,要掌握本课程的重点和难点。该课程重点是道路的选线和定线、平面、纵断面、横断面设计;难点是平面设计中的曲线要素、坐标计算、纵断面高程计算等。抓住重点后,应用有效的方法手段突破难点。对基本概念、基本原理的掌握做到重点突出、目标明确、详略得当、扎实有效。而其他内容,如汽车行驶理论、交通概论等在其他课程都涉及到,建议引导学生自学,可略讲,甚至不讲。

(二)补充道路设计的一些新的理念,适当地拓宽知识面

我国目前的道路设计主要以设计速度为基本参数来进行设计,根据车辆动力性能和地形条件,确定了不同等级公路的设计速度指标。设计速度一经选定,公路的所有相关要素如视距、超高、纵坡、平曲线半径、竖曲线半径等指标均应与之配合以获得均衡设计。但是这种设计方法本身存在一定的缺陷,因为设计速度对一特定路段而言是固定值,以它作为基础参数,用于规定一个路段的最低设计标准,但在实际的驾驶行为中没有一个驾驶员自始至终地去恪守这一固定车速。现有路段观测结果表明,设计速度的设计方法不能保证线形标准的一致性。实际的行驶速度总是随着公路线形、车辆动力性能以及驾驶员特性等各种条件的改变而变化。针对这种弊端,现在欧美国家广泛运用了运行速度为基础的路线设计方法。因为运行速度考虑了公路上绝大多数驾驶员的交通心理需求,从而有效地保证了路线所有相关要素与设计速度的合理搭配,可以获得连续、一致的均衡设计。老师在教学的过程中,要把这些新的设计理念渗透给学生,使学生了解道路的一些前沿知识。

二、教学方法和教学手段的改革

课堂教学是道路勘测教学的主要形式,充分利用投影、幻灯、录像、多媒体电脑等现代化教学手段辅助教学,可以大大改善课堂授课环境,不仅省去了大量的板书,而且还可以使教学内容更加直观和形象,增加课堂的信息量,提高教学效果。另外可免除学生课堂记笔记的时间,使学生集中精力听老师讲解,课后还可以将电子讲稿提供给学生自学、复习。针对学生缺乏工程经验现状,在多媒体课件授课过程中。要多联系实际,将大量的工程设计实例穿插到教学的课件中,例如,在讲解山区越岭线布局时,要解决垭口选择、过岭标高选择和垭口两侧路线展线问题,它们是相互联系,相互影响、相互制约的,布局时应综合考虑,处理好三者的关系。由于垭口概念比较抽象模糊,不易理解,教师如果准备一条公路工程越岭线的设计实例图形,利用投影,将图纸放大,把抽象难懂的教学内容形象化,学生就能看得更清楚,听得更明白;再如讲解线路平、纵、横组合设计时,利用道路透视图,可获得形象逼真的道路全貌,有助于加强学生的空间想象能力,并且可采用启发式教学,给学生留出足够的分析和思考时间,使学生变被动为主动,以培养学生自觉获取知识的能力。这些教学方式更形象、直观、生动、高效,更符合道路工程的特点,可在较少学时情况下完成较多教学内容,显著提高了总体教学效果。

三、注重实践教学

“道路勘测设计”实习是本课程的实践环节,是学生在教师指导下独立地分析和解决实际问题的重要环节,是学生在走上工作岗位前最后一次把自己所学的专业知识相对独立的综合应用于实践。如何组织好这次实习,最大限度的发挥学生的主观能动性,使全体同学都积极参与,对学生的动手能力和综合应用能力的培养和提高作用显著。根据培养方案的要求,“道路勘测实习”安排四周的时间,其中野外实习三周,内业实习一周。如何在短短的几周时间内使所有同学都能得到锻炼,充分实现“道勘实习”的目的,这是带队指导老师一直探讨的问题。根据多年的教学经验,可以从以下几个方面加以改进:

(一)做好外业实习过程控制,掌握好各项技术指标的运用

“道路勘测实习”的任务是设计一条山岭区三级公路,采用的是直接定线的方法。首先由指导老师带领全班同学进行现场踏勘,并结合现场的地形地质情况为学生讲解选线的要点及注意问题;随后由指导老师指定线路的起点、终点的大致位置,要求全班同学集思广益,各抒己见,共同研究确定路线的基本走向及导线的位置,确定各项技术指标;然后同学们按事先分好的作业组进行各自的工作;最后根据外业的汇总资料由学生独立完成自己的设计文件。为了使学生得到充分的锻炼,最大限度的实现实习目的,在实习过程中,充分注意以下几个方面:

1、充分调动学生的积极性。

2、提高同学们的综合适应能力。

3、加强技术指标的灵活运用。

4、有意识的培养同学们的协作精神,树立“团队意识”。

5、适时对学生进行素质教育,培养同学们的吃苦耐劳精神

(二)重视内业设计,它是对所学理论知识理解的检验

通过三周的外业工作,各班都得到了一组完整的外业资料,同学们需要用这份公共资料完成自己的设计。这是对每个同学所学专业知识的全面检验,也是对学生综合运用能力的考察。这一阶段重点是提升学生的独立设计能力,要求学生必须独立完成设计,并能讲出设计原理。为了达到上述目的,也为了对整个实习效果进行检验,在设计完成后指导教师要对所有参加实习的同学进行答辩,最后才能给出每个同学的综合成绩,在一定程度上又督促学生更好的完成设计内容。

内业设计要加强计算机应用,提高教学效果。现在计算机技术高速发展,其应用领域日益广泛,作为高校土木工程专业课的道路勘测设计,应利用计算机辅助设计,将计算机高速精确的计算能力、数据处理能力、图像处理能力、存储能力与自身专业知识的综合运用能力、逻辑判断能力有机结合起来,更好地适应高速发展的计算机时代。所以计算机作为辅助设计工具的作用越来越明显。所以,在课程教学中,运用软件编程辅助设计计算来代替手工计算,运用AutoCAD等绘图软件绘制图纸,使学生从复杂的计算和繁琐的施工图绘制工作中解脱出来,更好地适应高速发展的计算机时代和设计的新阶段。

四、加强教师的素质教育

要做好“道路勘测设计”课程教学改革,应加强师资力量建设,提高教师自身素质。教师要政治思想稳定,业务精益求精。能否把教材“变薄”,教师是关键。教师除了要系统地掌握“道路勘测设计”课程的教学内容以及本专业其他课程(如“交通工程”、“路基路面工程”、“道路交通规划”等)教学内容外,还应该了解相关学科知识,并能结合目前的科研方向,把本专业最新的动态和发展、最新的科研成果引进课堂。教学是教师的教和学生的学所组成的一种互动活动,教师首先要考虑的是自己的教学是否能为学生所接受。因此,教师更要持续不断地学习,拓宽知识的深度和广度,增强知识的纵向和横向的联系,努力使自己的知识结构趋于立体化,有可能的话,教师(特别是青年教师)应多主持或参加一些道路勘测设计、道路施工或施工监理等工作。课程教学改革对教师来说既是压力也是动力,它可促进师资水平的提高,从而也促进了教学效果和整体教学质量的提高。

总之,通过深入进行“道路勘测设计”课程的教学改革,从根本上提高了“道路勘测设计”教学质量,增强了学生的专业综合素质,拓展了学生的专业知识面。而教学改革是一项长期而艰巨的任务,只有通过教师的艰苦努力,不断创新,开拓进取,勇于实践,才会有所收获,确保教学质量和人才培养质量的全面提高。

【参考文献】

【1】中华人民共和国交通部.公路工程技术标准(JTGB01―2003)【s】.北京:北京人民交通出版社,2004.

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关键词:医药;管理;问题

医药是关于人类同疾病作斗争和增进健康的科学。医药工程项目完成的质量与药品的质量息息相关。程项目管理是建设领域的项目,一般是指按客观经济规律对工程项目建设全过程进行有效地计划、组织、控制、协调的系统管理活动,是20世纪50年代后期发展起来的一种计划管理方法。我国最早的大型项目可以追溯到2000多年前的万里长城,但是真正称得上中国项目管理的里程碑工作,是著名科学家华罗庚教授和钱学森教授分别倡导的统筹法和系统工程。工程项目管理包括项目范围管理、质量管理、沟通管理、时间管理、费用管理、资源管理、问题和风险管理、采购管理、整体管理等[1-2]。我国工程项目管理具有工程项目管理与建筑市场的建设与发展相结合;工程项目管理与工程建设管理方式改革相结合;我国工程项目管理学术活动活跃;初步形成了我国的工程项目管理“三个一”四大特点[3-5]。本文对医药工程项目管理存在的问题及改进措施进行研究。

1 我国医药工程项目建设的现状与问题分析

1.1 缺乏对工程管理的重视

随着近年来医药行业的迅猛发展,医药企业对医药工程项目投资增加,建筑企业也迎来了良好的发展契机,因此多数企业忽略了对工程项目的管理,因管理方面的不足导致了工程管理方面的混乱及质量方面的下降。可行性研究是在建设项目投资决策前对有关建设方案、技术方案或生产经营方案进行的技术经济论证。然而,目前我国的许多投资项目都不够重视项目可行性研究方面的工作,项目匆匆上马,盲目投资,为后来的工程事故埋下了祸根。

1.2 忽视工程项目质量成本的管理

工程造价的直意就是工程的建造价格。目前,我国医药工程项目管理存在造价失控的问题。随着原材料成本和机械人工费的不断上涨,从事项目管理的人员和企业对成本控制的重视程度不高,导致造价失控。质量和成本之间是辩证统一的关系,保证质量往往会引起成本的变化,但不能因此把质量与成本对立起来。国医药工程项目造价失控管理形成了较大负面影响,部分企业片面追求经济效益而忽视质量,引发了不少质量事故。

1.3 医药工程项目管理人员缺少,人员素质较低,管理水平比较落后

由于我国对项目管理的系统研究和实践起步较晚,到1991年才成立只是个二级学会-全国性的项目管理研究会,我国项目管理人才培养的软硬环境还很落后。医药工程项目建设中需要按照功能与相应的原则进行规划设计,建设综合性相比较而言更强,专业人员更是少之又少,现有项目经理队伍也大多为凭多年施工经验积累而成长起来的一代。我国医药项目管理人员的素质相对比较低下,远远不能适应我国医药项目管理发展的需要。

1.4 医药标准不能满足医药工程设计的需要

目前,虽然我国已经出台了一些项目管理相关的法律、法规,但仍没有达到满足工程项目管理的规范化、科学化、标准化、国际化运作的要求。医药工程管理方面虽然我国部了《医药工业洁净厂房设计规范》,但其中许多规范、标准的有待制定,仍旧不能满足医药工程建设发展的需要。

2 我国医药工程项目建设的改革措施探讨

2.1 增加对医药工程项目的重视并加强项目的可行性研究工作

目前,我国的医药工程项目管理面对全球经济一体化的浪潮,我国的医药工程项目管理必须着眼于长远发展,积极面对现实,加强管理。针对目前我国对医药工程项目普遍重视不够的现状,必须加强医药工程建设项目的重视程度。医药工程项目的可行性研究工作必须由专业人员运用科学的方法和手段,从技术、经济、社会、生态等各个角度,对项目进行全面的可行性研究分析和经济评价,确保项目建成后不产生或少产生负面效应,以使各工程项目获得最好的经济效益和社会效益。

2.2 对医药工程项目的质量成本进行严格控制管理

从质量成本管理上要效益,对施工企业而言,产品质量并非越高越好,质量不足或过剩,都会造成质量成本的增加。为扭转当前国内医药工程项目建设质量成本管理水平偏低的不利局面,应正确处理质量损失、预防费用和检验费用间的相互关系。采用科学合理、先进实用的技术措施,在项目的施工过程中,狠抓质量控制,确保项目在使用期限内安全无事故,同时还要尽可能降低工程成本,最大程度规避医药工程项目建设过程中遇到的各种浪费行为。

2.3 加快专业人员和人才培训

医药工程管理涉及到技术经济学、法律学以及控制技术与系统论、药学、GMp、价值工程等多门专业知识。发达国家非常重视项目管理专业人才的培养和资质认定,并形成了相当规模的行业。我们应该请国内外专业人士和专家担任讲师对现有医药工程项目管理人员进行培训,以提高有关人员的技术水平。

2.4 加速完善和制定有关医药工程建设标准

鉴于医药工程建设标准不完善,应由国家和行业协会为主导,应当以GMP为基本准则,加速完善和制定有关医药工程建设标准。对医药工程建设标准缺少的部分企业可先根据自身特点借鉴国外相关规定进行工程建设。

参考文献

[1]许晓华.从质量管理到项目管理――论质量管理体系与项目管理体系的关系[J].水利建设与管理,2008(04).

[2]张水波,何伯森.工程建设“设计-建造”总承包模式的国际动态研究[J].土木工程学报,2003(03).

[3]梁川,刘振华.作学习型优秀管理者建大型科学发展企业集团――访中国轻工集团公司总经理、中国海诚工程科技股份有限公司董事长陈鄂生[J].造纸信息,2009(07).

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【关键词】建筑;建筑学;释义

无论说建筑是空间还是场所或是别的什么,大家都有共识:建筑决不只是一个房子,决不只有一个物质的壳,它还必须包含与人类生活密切相关的社会意义、经济意义、精神与情感意义、文化意义等。原始人类为了避风雨、御寒暑和防止其他自然现象与野兽的侵袭,需要有一个赖以栖身的场所――空间,这就是建筑的起源。建筑对于人来说,具有实用价值的不是围成空间的实体的壳,而是空间本身。当然,要围成一定的空间就必然要使用各种物质材料,并按照一定的工程结构方法把这些材料拼凑起来,但这些都不是建筑的目的,而是达到目的所采用的手段。

中国古代把建造房屋以及从事其他土木工程活动统称为“营建”或“营造”。“建筑”一词是从日语引入汉语的。汉语“建筑”是一个多义词。它既表示营造活动,又表示这种活动的成果――建筑物,也是某个时期、某种风格建筑物及其所体现的技术和艺术的总称,如隋唐建筑、文艺复兴建筑、哥特式建筑。建筑与空间密不可分,人类在有意识地创造并美化环境,其意在营造良性空间,在建筑活动过程中积累知识,总结经验,不断创新,逐渐形成建筑学。

因此,建筑学是研究建筑物及其环境的学科,旨在总结人类建筑活动的经验,以指导建筑设计创作,创造某种体型环境。其内容包括技术和艺术两个方面。传统的建筑学的研究对象包括建筑物、建筑群以及室内家具的设计,风景园林和城市村镇的规划设计。随着建筑事业的发展,园林学和城市规划逐步从建筑学中分化出来,成为相对独立的学科。建筑学作为一门综合性的学科,兼有自然科学、社会科学、工程和美学等多种学科专业的知识特征。同时,随着社会发展,其内容和结构还在不断拓展。它是建筑活动经验与设计方法的集合,通过已有的经验与方法运用到新的设计中,为人类提供更美好的建筑环境。

建筑学是人类建立生活环境的综合艺术和科学。建筑技术和艺术密切相关,相互促进。技艺在建筑学发展史上通常是主导的一方面。在一定条件下,艺术又促成技术的研究。它与大千世界的辩证关系,归根到底,集中于建筑的空间与形式的创造。在我们的时代,近代建筑的主要问题已不再是纯体积的视觉表演,而是创造人们能生活的空间,不管它有多美、多讲究,要强调的已不再是外壳而是内容;不再是孤独的建筑,而是城市组织结构的连续性。

就工程技术性质而言,建筑师总是在建筑技术所提供的可行性条件下进行艺术创作,因为建筑艺术创作不能超越当时技术上的可能性和技术经济的合理性。埃及金字塔如果没有几何知识、测量知识和运输巨石的技术手段是无法建成的。人们总是可能使用当时可以利用的科学技术来创造建筑文化,现代科学的发展使建筑不仅可以向高空、地下、海洋发展,而且为建筑艺术创作开辟了广阔的天地。建筑学在研究人类改造自然的技术方面和其他工程技术学科相似。但是,建筑物又是反映一定时代人们的审美观念和社会艺术思潮的艺术品,“建筑应该是时代的镜子”。建筑学有很强的艺术性质,在这一点上和其他工程技术学科又不相同。就艺术性质而言,建筑学必须研究建筑的形式美的规律与特征以及建筑美学理论,空间和实体所构成的艺术形象,包括建筑的构图、比例、尺度、色彩、质感和空间感,以及建筑的装饰、绘画、花纹和雕刻以至庭园、家具陈设等等。建筑艺术主要通过视觉给人以美的感受,这是和其他视觉艺术相似之处。建筑可以像音乐那样唤起人们的某种情感。但是建筑又不同于其他艺术门类。它需要大量的财富和技术条件,大量的劳动力和集体智慧才能实现。它的物质表现手段规模之大,为任何其他艺术门类所难以比拟。建筑艺术是一门综合性很强的艺术。

建筑,同社会生产力、生产关系、意识形态,全都关系密切。不但建筑的艺术风格反映历史,十分灵敏,它的形制也一样反映。小而至于一朵装饰花纹,大而至于一座城市,人们可以从上面读出生动的历史。

社会在发展,建筑学在开拓。现代建筑关怀人,从“雅典”到“北京”,建筑师的责任不断提高――要把已有的和新建的、自然的和人造的因素结合起来,并通过设计符合尺度的空间来提高城市面貌的质量;保护和发展社会的遗产;为社会创造新的形式并保持文化发展的连续性。这就构成了对设计专业的新的挑战和新的社会职责。建筑师应该把自己看成是社会的公仆。建筑师必须将社会整体作为最高的业主,承担其义不容辞的社会责任。建筑设计、建筑质量、建筑与环境的结合、对自然与城市景观和我们传统的尊重,都为公众所关注;建筑师把自己的智力与职业活动视为对地方、民族和国际社会的发展所提供的一种服务。建筑,不仅用来满足个人或家庭的生活需要,而且也用来满足整个社会的各种需要。建筑学的基本精神是关怀人,即“对人的关怀”。方便而舒适的房屋是有感情的,它使人觉得温暖。因此,它能净化人的心灵,促进社会的和谐。其实是在培养我们的职业道德,即人道主义。设计建筑,在一定程度上就是设计生活。我们设计了什么样的城市和房屋,人们就得按照这个城市和房屋的特点来生活。设计生活还可以在更高的水平上进行。

因此要把建筑与社会生活联系起来。讨论建筑的基本问题,要把建筑与它的过去、现在和可见的未来存在于其中的人文环境尽可能全面的联系起来。因为建筑与它的人文环境本来就是全面联系着的,它是“石头的史书”。我们的国家正处于一个全面现代化的重大的历史转折时期,在这样一个严峻的时刻,在一切领域里,都必然有一个破除旧观念、建立新观念的历史任务。不完成这个任务,国家的现代化是不可能的。而破旧立新的根据就是生活。只有根基正确,社会中人们的精神状态、思维方式、观念意识才可能现代化。

参考文献: