时间:2023-03-14 14:49:53
引言:寻求写作上的突破?我们特意为您精选了12篇土木工程设计研究范文,希望这些范文能够成为您写作时的参考,帮助您的文章更加丰富和深入。
其主要的组成部分就是钢筋和混凝土,其中混凝土主要由骨料、胶凝物、水以及按照一定比重添加一定的添加物调配而成,以搅拌的方式,在一定时间后固定成型的人工石料。在施工之中使用的钢筋类型主要分为柔性和劲性2种。当前,我国在施工的时候主要使用的就是柔性刚劲。钢筋和钢丝都包括在柔性钢筋之中。光面钢筋其外表呈现光滑圆形。对于变形钢筋而言,应用范围较为广泛的有螺纹和“人”字型。
1.2钢筋混凝土结构的设计机理和方式
由于钢筋和混凝土两种材料在受力性能方面存在差异,在道路桥梁或者水利工程之中,各种类型的受力结构具备相应的特点,对此展开计算,能够让各种结构顺利发挥必要的功能。比如斜截面、正截面以及扭曲截面的载力计算等。实际施工当中,每个工程的施工特点都存在不同,因此在钢筋混凝土结构本身在设计的过程中外部形状会随之出现不同的变动,内部的结构自然也就会存在差异。而且钢筋本身的外形和数量都会随着工程的变化而变化。
1.3钢筋混凝土结构优势劣势分析
其在耐久性和耐火性方面具有良好的表现,在养护过程之中所花费的资金也相对较少。在抗震方面有良好表现,整体性能较为协调。有一定的可塑性,能够根据施工的实际情况进行不同的调整。但是由于其本身的质量较大,因而在使用的时候运输较为困难。而且施工中耗时较长,制作模板的时候会造成不小的材料浪费,养护的时候也会花费不少时间。
1.4钢结构施工中遇到的重点和难点
在实际施工时,钢结构安装较为繁复,应该对可能出现的问题进行重点考虑。在选择钢材的时候,应该了解其主要分为金属类、板材、管材以及型材等4种。土木工程之中,具备优质碳素结构的钢材以其优越的性能得到广泛的应用,其在强度与硬度方面均有较为良好的表现。也需要截面形状进行考虑,通常柱子的截面呈现“工”、“十”等形状,“H”形状的通常都出现在房梁的建造之中。安置截面的之前,需要开展焊接试验,确保焊接过程中不出现各种问题,在试验之中记录各种参数,也要注意将高强螺栓钻孔的位置控制在较为精确的范围内。
1.5相关构件保存以及安置机械地点选择
通常情况下,需要考虑结构安置过程中占地大小。实际安置时,一般应用塔式起重机,在装卸设备的辅助下将钢构件放置在安装机械的部件之中。与此同时,还应该考虑不同部件的起吊标准,还要确定钢丝绳本身的承受能力。也要对臂杆的高度差和每个起重机彼此间的距离进行控制,防止意外发生。
2地基加固技术研究
在土木工程之中,地基加固是困扰施工人员的难题,此方面主要有排水加固、胶结法、加筋、挤压等方法。施工区域频繁发生变化,实际施工当中需要考虑的实际情况也就不同。地基加固常见的方式中,换填法有换土垫层以及置换2种。当工程建筑的地基下部的持力层相对较为软化的时候,无法承受上部的压力符合,一般使用换土回填的方式予以解决。实际施工当中,施工人员先将地基下较为松软的土层挖走,然后将很多砂土、石灰等物质填充进去,经过处理之后就会较为结实。排水加固的方式一般常常用在土地较为湿润的地方或者沼泽等,主要使用提案载预压和真空预压两种方式。加筋是想要达到让土质稳定的目的,一般在高层建筑施工之中应用较为广泛。
3结构截面设计问题分析
3.1场地类型与抗震性能
各种建筑都有自身的特点,在其施工的时候都需要对抗震等级进行确认,在实际选择当中,其与施工现场的具体情况存在重要关联。实际上,抗震等级的要求会对框架截面的设计有着较为重要的影响。相关的设计人员想要查询抗争等级,通常都是根据建筑的高度以及防裂度。现实施工之中,一定要对施工现场的信息进行全面分析整理,然后根据当地的实际情况选择合适抗震等级。而且也要注意计算值和实际要求之间的差距,设计的过程中进行重点关注。
3.2框架柱的计算长度
在框架柱的计算当中,先确定其长度,以此作为结构层高。但是此过程需要注意,两注之间在安置的时候形成彼此交叉的形态,此种方式已经类似于刚接,而并不属于力学机构之中的铰接或者固结。因此,在进行计算的时候,影响详细了解相关规范,各种操作活动也要严格按照规范执行,如此才能有效判定其计算长度。
4测量和施工管理分析
工程测量活动也就是施工中全部的测绘活动,涵盖了勘测、设计、施工以及管理的各个环节。为工程建设的各个环节提供计算和测量辅助。实际上,工程测量在整个工程施工当中都具备一定的基础作用,测量工作可以为工程提供各种数据信息以及图纸,对工程各个环节的指挥和进行起到辅助作用,如此才能确保工程顺利完成。在实际测量之中,应该检查认真的态度,严格按照规定的各项标准完成测量活动,而且在记录数据的过程中,记录人员态度要严谨,确保记录中的数据不出现差错,以免对工程的正常进展产生不良影响。
关键词:
课程设计;结构设计素质;土木工程;适应期
基金项目:
黑龙江省教育科学―十二五规划课题(重点课题GBB1212055;规划课题GBC1213115);黑龙江科技大学教学改革项目(JY14-88)。
目前,一般院校土木工程专业人才培养都趋向于培养高级应用型技术人才。土木工程专业的实践性很强,而土木工程结构设计是土木工程专业学生必备的业务能力之一,是土木工程专业高素质人才培养的一个极其重要的实践性教学环节。土木工程结构类课程设计是本科生学完混凝土结构、砌体结构、钢结构和土力学地基基础等专业主干课程后,针对所学的各种不同结构体系和构件的设计理论、设计方法和设计计算步骤等内容进行的阶段性总结及设计训练。同时,进行结构类课程设计既是学生顺利完成毕业设计的基础,又是学生毕业后从事土木工程结构设计、技术咨询等工作的前奏。结构类课程设计教学质量将直接影响到学生毕业后从事土木工程结构设计的能力和素质,也将直接影响到学生就业质量,但是,大多数高等院校的结构类课程设计的实践教学内容、教学模式等不能适应新新形势下土木工程人才培养的要求。分析表明,主要存在以下几方面问题:(1)各门结构类课程设计的设计题目和设计内容相互独立,缺乏系统性和整体性,并没有充分考虑各门课程设计之间相关性;(2)各门课程设计的题目来源和设计内容的工程背景不详,缺乏与实际工程的紧密衔接,缺乏应用性;(3)各门课程设计的任务书中所给基础性数据和参数过于具体,不利于学生独立分析问题解决问题能力及创新能力的培养;(4)课程设计的过程管理,质量监控和成绩评定缺乏有效机制;(5)条件保障有待于加强,必要的课程设计指导书等资料匮乏。基于上述存在的问题,进行结构类课程设计的改革研究与实践势在必行。因此,以系统论为先导,基于土木工程结构的整体性概念,加强结构类课程设计的多维度的研究与探索,对提高学生工程结构设计素质,实现学生毕业后从事结构设计的零适应期培养具有重要的显示意义。
1基于整体性构建结构类课程设计的目标体系和内容体系
目标是改革和建设的导向,课程设计的改革亦应如此,明确培养目标是首要的工作。依据社会对土木工程设计人才的需求,明确结构类课程设计改革主要目标是:基于土木工程结构的整体性,培养学生从事工程结构设计和技术咨询等工作的能力和素质,实现毕业后从事结构设计零适应期。具体说,学生在学完混凝土结构、砌体结构、钢结构和土力学地基基础等结构类课程后,通过进行系统的课程设计进一步深化对结构体系和各结构构件的基本概念、基本理论和基本设计方法和公式的理解和应用,并且从土木工程结构整体上把握不同结构体系及其基本构件的具体设计方法和步骤;加强学生对计算机技术(结构电算分析、绘图等)和信息技术应用能力的培养,加强学生设计资料和参考文献查询与检索能力的培养,以及对不同结构体系及其构件的结构施工图表达能力的培养;同时,从多维度培养学生的工程素质(工程意识、工程设计能力等)、创新意识和能力,以及团队协作精神和品质等。土木工程结构是由各种不同受力状态的构件组成的一个空间结构承重体系。对于建筑工程来说,任意一个建筑结构都是由竖向结构承重体系、水平结构承重体系和下部结构承重体系组成的空间承重骨架,这三部分承重体系之间并不是孤立存在,而是相互连接,组成一个一个系统。这样无论以哪一部分体系为内容进行课程设计,都应该基于整体(系统)性去分析相互之间的关联性[1-3]。传统的结构类课程设计内容体系包括单向板肋梁楼盖结构设计、单层工业厂房排架结构设计、钢屋架结构设计和基础工程结构设计。由于混凝土结构的装配式单层工业厂房排架结构在目前实际工程中应用较少,且在排架柱设计时,内力组合理论与框架结构中框架柱的内力组合理论相同,因此在新的课程设计内容体系中将其取消。根据土木工程的专业主干课课程体系构建土木工程专业(建筑工程方向)结构类课程设计内容体系。结合一幢多层混凝土框架结构工业厂房(附带有多层砌体结构办公楼)。从房屋建筑工程结构整体性的角度编写结构类课程设计任务书,内容包括总则(包含设计目的、工程背景资料、建筑图纸等)和各分项课程设计内容的设计要求及相关资料和参考文献,在课程设计任务书中体现出:钢屋盖结构课程设计主要是设计框架厂房的屋盖,混凝土梁板结构课程设计主要是设计框架结构厂房及砌体结构办公楼的楼盖和楼梯;通过完成屋盖和楼盖结构设计,即可确定出由屋盖和楼盖传递给框架和墙体的荷载,这样就可以进行框架结构和砌体的课程设计。砌体结构课程设计主要设计砌体结构部分的墙体、墙梁、过梁、圈梁和雨篷等。上述四项课程设计内容的完成,即完成了整个建筑结构体系的上部结构体系的结构设计,也确定出了上部结构传递给基础的荷载;再根据地质条件等其他因素,进行基础工程的选型和设计计算,完成基础的结构设计[1]。
2基于整体性培养学生结构设计能力及创新意识和能力
结构设计是一项富于创新的工作。在课程设计任务书中,根据建筑的使用功能要求和建筑模数的要求给定相关的尺寸(柱网尺寸、标高、层高等),通过这些尺寸的合理交叉使班级每个学生具有一组基础数据;对于楼面的做法、楼(屋)面可变荷载等都不直接给出,由学生自己设计或查阅资料确定,这相当于每个学生的设计方案计算都不尽相同。对于结构体系的具体结构形式也不做明确的规定(如混凝土梁板结构课程设计中不明确要求必须采用何种结构形式的楼盖和楼梯等),让学生根据结构实际情况进行结构设计,这样通过课程设计的训练,既培养了学生的创新意识和创新能力,又培养了学生独立分析问题和解决问题的能力。学生集中在第六学期8周的时间内系统地完成规定五项设计内容,每项设计内容完成后,要求学生要保存每项课程设计数据和成果,以便进行下一项课程设计时应用到上一项课程设计的数据,保持其设计数据的连续性和完整性。同时,建立每个学生课程设计档案,最终完成五项课程设计后,使每个学生的各项课程设计的设计成果归档到一起,统一保管,有利于学生在第8学期进行毕业设计时提供参考。基于整体性学生系统地完成了任务书中规定的五项课程设计内容,实现了一幢建筑的整个结构设计,既完成了结构的上部承重体系(水平承重体系和竖向承重体系)和下部承重体系的结构设计。这样组织开展课程设计,系统地巩固了学生所学的混凝土结构、砌体结构、钢结构和土力学地基基础等结构类课程的设计理论和设计方法,提高了学生结构设计方面专业知识的运用能力;设计既紧密结合工程实际,又提高了学生对建筑结构设计的整体性认识。计算机辅助设计在土木工程中的应用已经非常广泛,用于结构分析和绘图的软件(如PKPM、天正、CAD等)也较多,结合建筑工程计算机辅助设计课程的开设,在课程设计中,对于每一分项课程设计,要求学生手工绘图和计算机绘图相结合。要求至少一张手工绘图,目的在于强化手工绘图的基本技能;同时,要求学生至少一张计算机绘图。对于结构设计计算,要求采用电算和手算相结合,应用电算对手算进行复核[4-5]。结构类课程大作业也是对学生所学专业设计知识在实际工程设计中的综合性训练,有针对性地安排设计型大作业,可以实现对学生所学专业知识的系统设计训练,及时检测学生生多所学知识的掌握程度;同时,实现对课程设计起到良好的衔接和促进作用。例如,在混凝土结构设计原理课程教学中,当讲完受弯构件纵向钢筋的弯起、截断和锚固等内容后,就可以及时地给学生布置一道均布荷载作用下外伸简支梁设计的大作业,主要是强化学生对受弯构件纵向钢筋弯起、截断和锚固等构造要求的理解和掌握。学生完成此大作业后,有助于加深理解肋梁楼盖结构和楼梯结构中各类梁的纵向钢筋构造要求。此外,结构类课程设计内容体系中取消了单层工业厂房排架结构课程设计,但单层工业厂房排架结构内力计算及组合的方法对后续课程的学习是非常必要的。为了加强学生对这部分知识的理解和应用,可以安排排架结构内力计算和组合的大作业。
3基于整体性加强过程管理、质量控制和评价机制
结构类课程设计的时间比较紧,设计计算和绘图的工作量较大;并且一般高的院校第六学期的结构类课程设计和高一年级本科生的毕业设计同时进行,教师指导课程设计和毕业设计的工作量较大。为此,在第五学期相关结构类课程的结构设计内容讲完后,就把课程设计任务书发到学生手中,使学生能结合所学内容,有针对性地提前思考和准备课程设计。将课程设计紧密融入相关课程教学中;同时,任课教师在结构类课程教学中既要给学生讲清本门课程的课程设计内容和课程设计的必要性,又要讲清课程设计直接相关的内容,特别是指出学生设计中经常出现的问题。在具体设计时,指导教师要通过正确的引导,使学生进一步重视课程设计,激发学生的积极性和主动性。指导学生制定较为详尽的课程设计进度计划,按计划每天加强指导和考核,培养学生自我管理、自我约束的意识和严谨、务实的工程师品质,保证课程设计按时高质量完成。五个分项课程设计内容构成一个系统,各分项课程设计按照“3+1”人才培养的要求,集中于第五学期完成,综合性较强,因此对指导教师的指导能力和水平以及时间的保障也提出了较高要求。为保证指导质量。依据教师专业能力优势,对指导教师实行分组,每组集中对一个或几个班级进行指导,要求每组指导教师对五项课程设计内容的指导,分工协作;对于不同分项课程设计内容的指导实行主指导教师负责制,且对于不同分项课程设计内容的指导实现指导教师的优势互补。避免一位指导教师集中指导一个或几个班级课程设计时,在时间上和指导能力与水平上的不足。改革课程设计的评价办法,基于整体性原则,在考核结构方案和结构选型的合理性、设计计算的准确性和图纸绘制规范性的基础上,还要结合平时的表现考核独立分析问题和解决问题的能力、计算机应用能力等。并且有必要通过答辩的方式进一步考核学生课程设计是否存在抄袭、对设计基本理论的理解和应用情况[6]。同时,指导教师通过对课程设计的指导、审阅和答辩,及时进行总结和研讨课程设计中存在问题和不足;并且也有必要针对学生设计中存在的问题对学生组织召开课程设计专项总结会。这样循序渐进,逐步提高学生设计的水平。
4基于整体性加强条件保障机制建设
良好的教学条件保障是完成高质量课程设计的基石。对于结构类课程设计的整体性改革,结合学生的特点,编制高质量的课程设计指导书是重要的条件保障之一。结合结构类课程设计任务书编写其课程设计指导书。针对学生初次进行结构设计的特点,指导书中应详细说明各结构体系设计的基本理论、基本方法和设计步骤;并且编写具有代表性的工程实例及设计计算和绘图中应特别注意的问题。同时,指导书中的工程实例集中反映现行结构设计规范条文的应用、最新科研成果及工程经验,这样通过工程实例引导学生加深理解所需理论知识,进一步促进理论与实践相结合,有利于提高课程设计质量。
5结束语
上述结构类课程设计改革的研究成果已经过两届毕业生的实践性教学中的实践,取得了较好的效果,学生的工程结构素质得到了提高,促进了毕业设计质量的提升。从学生就业来看,近两届毕业生到设计单位就职的明显增多;信息反馈表明,这些毕业生在实际工作中明显体现出适应期短、上手快的特点,得到了工作单位的认可。
作者:薛志成 裴强 李长凤 杜文学 杨磊 单位:黑龙江科技大学建筑工程学院 大连大学土木工程技术研究与开发中心
参考文献:
[1]薛志成,徐晓红.土木工程结构设计类课程体系优化设置及建设的研究[J].高等建筑教育,2009,18(5):97-101.
[2]江树勇,任正义,赵立红.基于系统论的工程实践教学体系设计研究[J].高教论坛,2009(3):81-83.
[3]郇筱林,戴素娟.土木工程专业钢结构课程设计质量监控体系的构建[J].高等建筑教育,2015,24(5):103-105.
中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)03(c)-0056-01
土木工程结构设计的质量问题直接关系到工程成本,如果因设计者在结构设计中出现了失误,或工程监管不力,一旦出现楼盘倒塌、桥梁塌陷等安全事故后,便会给施工单位造成很大经济损失。现阶段,人们对建筑施工提出了更高要求,设计者在土木工程结构设计中,首要考虑的就是工程的质量问题。现阶段,我国土木工程结构设计中仍然存在一些问题,找出问题的存在并将其解决后,才能降低工程成本,提高工程质量。
1 我国土木工程结构设计现状
结构设计的主要目的就是确保建筑质量,提高建筑工程的安全性。结构设计的好坏决定建筑施工质量,不过施工工程质量也会受到其他因素的影响,例如施工技术、环境、施工设备质量等。在结构设计过程中,设计者需要考虑多方面因素。工程结构必须拥有良好的牢固性,建筑拥有较好的牢固性后,即使遇到地震或爆炸等突发事件,也可以确保建筑主体不被损坏。
我国土木工程结构设计与工程质量与过去相较已经取得了较大进步,不过其中仍然存在一些问题,主要集中表现在以下几个方面。
(1)工程结构设计缺乏安全性。
在土木工程结构设计中,结构安全性主要取决于构件承载能力、结构工程耐久能力、结构牢固性等方面,我国土木工程结构设计水准与国外相较存在一定差距,且施工人员在施工过程中,很难以结构设计为依据施工,导致施工质量偏低。
(2)抗震能力不强。
在土木工程中,合理设计构造柱有利于避免墙体出现裂缝,使建筑抗震水平大大提高。在实际的结构设计过程中,由于设计人员将承重柱与构造柱两者间的概念弄混,将承重柱设计方法套用于构造柱设计中,致使结构产生沉降、裂缝等现象,从而引发房屋倒塌事件。除此之外,设计者为了对承重柱受力情况进行分析,设计截面时,面积过小,受到外力作用后,便会导致梁体和柱体开裂。
(3)结构设计中未考虑相关的影响因素。
土木工程施工会受到很多因素的影响,因此,在工程设计过程中,必须将所有因素纳入考虑范围内,其中最主要的就是环境因素,例如空气湿度、化学腐蚀、温度、水土酸碱度等,不过在实际的结构设计中,设计者极易将环境因素忽略。环境因素对钢筋与混凝土影响非常大,忽略环境因素,会对工程结构的安全性与整体质量造成很大负面影响,导致工程存在安全隐患。
2 土木工程结构设计的具体思路
通过对土木工程结构设计的现状进行分析后发现,在工程结构设计中仍然存在一些问题,要想提高工程质量,必须找出解决问题的方法。工程的耐久性与安全性是需要首要考虑的问题,土木工程结构设计目前已经引起国家的高度重视,相关人员通过分析其中存在的问题,提出了相应解决方案,主要集中如下几方面。
(1)土木施工基础设计。
土木工程的基础设计非常重要,它需要考虑到当地的环境因素,例如水文条件、地质条件等。如果建筑楼盘不高,则表明其结构荷载力较小,因此,可选择基础结构模式,若建筑楼盘较高,便要选择综合基础结构模式。
同时,不能忽略的是建筑工程需要具备良好的抗震性能,在同一标高位置,可进行相同结构单位基础的埋设,并选择尺寸合适的构件。
(2)实现结构设计规范化。
社会经济在发展的同时,建筑行业也越来越受到人们的关注,土木工程质量问题被人们广泛讨论。我国政府已经颁布了相关的法律法规,主要目的在于确保结构设计变得更加规范。因此,设计人员必须意识到工程质量的重要性,根据国家相关规定,对结构进行设计,确保建筑的安全性与稳固性。施工单位施工时,若发现设计图纸上存在不足之处,要及时予以更正,若无法判断其是否合理,可让开发商进行判断,并协商解决方法。施工单位必须要重视建筑安全问题,如果开发商或施工单位了解到图纸设计中存在不合理情况却没有做出修正,双方均要受到法律制裁。
(3)提高结构设计人员的专业素养。
在土木工程结构设计中,设计主体是工程的所有设计人员,他们专业素养的高低直接关系着施工工程质量。设计人员在进行结构设计前,要明确工程注意事项,了解工程的复杂性,结构设计对设计人员要求非常高,它不仅需要设计人员拥有丰富的理论知识,而且需要他们拥有专业的技能,将实践经验与理论知识结合,避免结构设计出现纰漏,确保工程质量。
(4)确保钢材刚度性能良好。
城市化进程逐渐加快的同时,房屋建筑内所使用的钢材建筑越来越多,钢材需求量变大。由于房地产建设需要开发大量地皮,而我国的土地资源非常有限,未来的建筑设计必定会以高空建筑为主,便于节约土地资源。在高层建筑中,建筑工程对钢材刚度要求很高。因此,必须确保钢材刚度良好,有利于降低事故发生的风险。
(5)注重地基的设计。
地基在建筑工程中占据着重要地位,它是整个建筑的基石。每个设计人员必须重视地基的设计,只有完成地基的设计后,才可实现后面的设计任务。地基的设计需要考虑多种因素,其中包括施工条件、水位、地质情况、温度等。通常情况下,施工人员对了解相邻建筑的地基情况并标高,明确其具置,确保施工的安全性与工程质量。
(6)全面控制配筋结构设计。
配筋结构设计主要以建筑物荷载分布的具体情况为依据,分解荷载,并进行间隔设置,了解建筑物支承情况。钢筋结构设计必须合理,有利于确保施工的顺利进行。
3 结语
土木工程结构设计首先需要考虑的就是工程的安全性问题,确保工程的安全性后,才能够体现结构设计的价值。本文首先分析了我国土木工程结构设计中存在的问题。然后提出了土木工程结构设计的具体思路,有利于提高工程质量,促进我国建筑行业的发展。
参考文献
[1] 朱来庆,吴立娜.浅谈土木工程结构设计中存在的问题及对策[J].黑龙江科技信息,2012(5):215.
[2] 杨晓明,时丹.在役土木工程结构薄弱处分析[J].工业建筑,2012(7):124-127,160.
“卓越工程师教育培养计划”拟用10年(2010-2020)时间培养百余万高质量各类型工程技术人才,为我国走新型工业化道路和建设创新型国家提供人才支撑和智力保证。“卓越计划”为高等工程教育改革指明了方向,也是我国当前经济社会发展的需求。它定位了工程教育的培养目标-具有创新能力、实践能力和国际竞争力的综合人才,以适应和支撑产业发展。土木工程专业实践性强、工程性质明显,在当前的土木工程专业教育教学中,高校一般都会安排很长一段时间作为实践教学环节的总结阶段,让学生有足够的时间进行毕业设计。这个阶段可以充分培养学生的动手能力,实践创新能力和科学探索精神,也是培养卓越工程师的重要手段。
一现阶段本科毕业设计存在的问题
目前,对毕业设计的认识、毕业设计安排、选题和指导等方面存在诸多问题:其一,部分高校、学生缺乏对毕业设计这一教学环节对培养学生实践能力和创新能力培养的关键性,由于毕业设计和学生找工作或考研复试时间相冲突,所以大都对毕业设计流于应付的态度,指导教师对此也是听之任之,忽略对学生毕业设计过程的监管。其二,毕业设计选题过于单一化,常常是多人一题,并且,设计选题往往还与工程实践脱节。其三,部分指导老师缺乏土木工程设计和组织管理的实践经验,对学生的毕业设计的指导仅凭个人理解,在指导毕业设计过程中,难免片面甚至脱离实际工程设计要求。
二本科毕业设计改革目标及关键问题
土木工程毕业设计的目标是把本科生培养成适应和支撑产业发展、具有创新能力、实践能力和国际竞争力的卓越人才。这里需要解决的首要问题是把毕业设计从原有的制式的、程序化的教学环节,变成作为一种培养手段融入日常教学中,同时提高指导教师的实践水平并制定和执行工程教师的职务聘任、考核等相关制度。
三本科毕业设计改革内容及措施
(一)完善设计类课程体系
全面梳理土木工程专业本科生培养过程中的设计类课程,涉及到的课程有房屋建筑学、混凝土结构原理、房屋混凝土结构、钢结构、建筑结构概念设计、建筑工程施工、建筑结构抗震设计以及土木工程计算机辅助设计等课程,在相应课程结束后安排的课程设计有:多、高层住宅设计、现浇混凝土楼盖设计、单层工业厂房设计、施工组织设计等,进一步细化各个课程设计的任务和目标,并结合当前土木工程学科发展以及工程应用对工程师素质与技能的要求,对各类课程设计实践课程重新制定教学大纲。
(二)毕业设计的总体安排
在毕业设计的总体安排上,改变以往的整体化--全部学生都在第八学期进行毕业设计。从土木工程专业2013级学生开始,根据学生学习程度,对学习优异的学生,在大三开始布置毕业设计任务。这些学习程度优异的学生经过两年基础课的学习,这个时候布置毕业设计任务,有利于他们对学习专业基础课、专业课做到有的放矢,也激发了他们的学习兴趣和主动性。同时,他们对相对学习差的学生起到了示范带头作用。
(三)搭建实践平台,积极探索校企联合培养模式
“卓越计划”其最突出的一个特点,是企业深度参与人才培养的全过程,通过开展产学研合作的方式,不断扩大校外实习基地规模,为学生构建良好的工程实践教学环境。学校在加强现有基地建设的基础之上,根据行业对专业人才的需求,充分利用我校的优势资源,与施工单位,工程设计院等优秀企业建立联合培养模式,采用双导师制度,对于每个用人单位,乃至每个工程项目,都配备经验丰富的导师、辅助教师以及现场技术指导员。建立健全学生企业学习期间的医疗保险等保障措施。同时,加强校内实验室建设,以保证本科基础实验教学,同时建设校内实践教学示范区,以完成学生对实际工程的实践操作和训练,而且对复杂工程,学校已建立虚拟仿真实验教学中心,开发各种虚拟仿真项目,再现生产过程。
(四)毕业设计选题
毕业设计题目根据专业方向设置,按照毕业设计大纲要求并尽量结合实际工程进行选题,实际设计题目可以来源于学生的工程实践,也可以从设计单位实际项目中选题,由指导老师把握题目的难易度以及设计工作量,并由指导老师编写详尽的毕业设计任务书。毕业设计尽量一人一题,不同年份题目做到无重复。同时,本着自愿原则,选择少数学生参与教师科研项目,撰写毕业论文。指导教师确定的选题,经学院审查后,向学生公布。学生根据公布的选题,选择指导教师。最终根据双向选择的方法,确定毕业设计题目和指导教师。
(五)提高指导教师的实践水平
指导学生毕业设计,需要指导老师具有扎实的理论知识的同时,还需要具有较强的实践技能。一方面,结合学校工科教师评聘和考核制度改革,在教师聘任、考核、评价制度方面向具有工程实践经历的教师倾斜,并建立专职教师到企业工作或轮训制度、青年骨干教师出国到跨国公司研修制度,以使学院教师不断更新工程知识、掌握新的实践技能、丰富工程实践经验。另一方面,聘请企业从业人员参与制定土木工程专业培养目标和人才培养方案,聘请有工程背景的优秀人才做本专业兼职教师,以作为“卓越计划”培养人才的师资补充。
(六)实行每位学生毕业设计公开答辩制度
本科毕业设计公开答辩的做法类似研究生学位论文答辩,答辩评委小组由5位系内中级以上职称的老师,以及1位校外专家组成。并采取回避制度,答辩评委的学生不得参加本组答辩。每位学生答辩时间15分钟,其中设计成果汇报10分钟,回答评委问题5分钟。6位评委各自独立评分,小组的平均分作为学生的考核成绩。四结论在当前“一带一路”发展战略及“卓越工程师”培养模式下,现代化建设与经济发展需要大量的土木工程技术与管理人才,优秀的土木工程人才的培养仅靠课堂理论教学还远远不够,它需要各个高校紧紧把握“卓越计划”的主旨和要义,改善本科学生的实践教学,以提高学生综合应用和解决实践问题的能力为目标,以本科毕业设计的改革为抓手,为行业和社会发展培养高素质的、具有创新精神的高级应用型土木工程专业人才。
作者:贺东青 岳建伟 单位:河南大学
2.相关软件的应用能力。在实际的工作中,各种软件的应用越来越广泛,很少用到手算,对软件的认识及掌握能力也是用人单位对应届毕业生的考核方面之一。而我们毕业设计仅仅停留在要求学生手算完成设计的基础上,这样培养出来的学生显然与实际脱节。
3.对规范的熟悉程度。在实际工作中,国家及地方规范是必不可少的,学生应熟悉规范,并详细了解规范的具体应用情况,而学生在毕业设计中很少主动去查阅相关规范。
4.具有一定开阔的视野。土木工程专业近几年发展越来越快,新材料、新设备、新工艺及施工方法等层出不穷,学生应及时对专业发展新动态进行了解并学习,而不能只停留在教材中的理论知识上。
二、面向实际工作的毕业设计的改革措施
针对目前毕业设计存在的问题及实际工作对毕业生的要求,本文在传统毕业设计的基础上建议做出以下几点改变:
1.毕业设计选题多样化。毕业设计选题不能过于单一,而要面向工程实际情况,形成学术研究、工程设计、施工技术及现场管理等涵盖土木工程专业各个过程的选题,同时为避免学生与专业的实际发展脱节,选题内容在传统毕业设计基础上可以再涉及一些专业发展的新课题,要求学生自己积极主动的查阅相关资料进行学习。一方面,可以培养学生自主学习能力,另一方面,学生可以根据自己的兴趣及毕业后从事岗位的方向进行有针对性的选择,从而提高学生在工作岗位中的适应能力。
2.加强计算机在毕业设计中的应用。随着土木工程专业的快速发展,CAD、天正等绘图软件、结构设计软件、施工技术与管理的相关软件已经普及,毕业设计中应尽可能增加电算的应用,大幅度提高设计的效率及精确性。
3.建立新的考核与评价体系。以实际工程设计及施工的工作流程和成果要求为依据,形成一套适用于毕业设计的工作流程、工作方法及要求,对毕业设计工作加以规范化,尤其是针对毕业设计的计算书和图纸,尽可能与工程实际贴近,并重新对设计成果建立考核与评价体系,对考核指标和方法重新进行细化与量化。
4.指导教师需加强实践经验的积累。对毕业设计进行改革,不仅需要对学生进行更加严格的要求,而且作为指导教师,更应加强自身的专业素养,积极深入到企业中参与实际的工程设计和施工,积累相关实践知识,提高自身的设计能力和解决实际工程问题的能力,积极思考实际工程的需求,理论联系实际,更多的从实践的角度去指导学生,从而更好的培养出应用型人才。
中图分类号:S969.1 文献标识码:A
0 引言
近年来,土木工程发展较为迅速,一些基础工程的建设为人们的生活提供了便利,同时也激活了经济的发展,促进土木建设业的进步。然而,在土木工程建设过程中出现了一些安全事故,严重威胁人们的生命和财产安全,降低土木工程建设的效益,由此要从土木工程结构设计本身出发,找出设计中的安全隐患,由此可以从根本上保证设计的合理性,从而可以为后期的建设提供切实可行的依据,保证工程建设的质量,推动工程建设的顺利进行。
1 土木工程结构设计中的问题分析
1.1 土木工程结构设计的牢固性差
土木工程的牢固性直接关系到土木工程的安全和质量,而当下,一些土木工程的安全隐患多因为土木工程结构设计的牢固性不高,由此造成工程在后期的建设中难以保证工程质量。土木工程的牢固性不高虽然一般不会在整体上对土木工程造成威胁,但是一旦发生自然灾害或者爆炸事故,将会是对工程质量和安全性的致命考验。在土木工程的结构设计中要充分结合土质承载能力和地质情况,在地基结构设计中如果未充分考虑到地质承载能力,外力的发生就会导致对工程结构的破坏,由此造成工程的安全事故。就目前来看,我国土木工程结构设计牢固性不高,设计存在一些考虑不周的地方,由此导致了工程的安全隐患。
1.2 土木工程结构设计安全设置水准偏低
我国土木工程质量和安全性能不高的另一原因是结构设计安全设置标准偏低,由此导致了工程安全规范方面的漏洞,致使安全设置规范难以发挥对工程设计的约束作用,工程质量相对较低,较易造成安全事故的发生,损害了工程的建设效益,缩短了工程的使用年限。这些问题的出现都要归因于我国土木工程结构设计安全规范低于国外水平,由此导致施工的质量难以达到国外土木工程施工质量水平。由此要针对工程设计结构安全设置标准加以改善,从而以更高的要求来进行土木工程的施工规范。
1.3 土木工程结构设计未能充分考虑环境因素
土木工程设计除了要考虑安全性能和使用年限,同时要考虑土木工程周围环境的影响。要对工程所在地的温度、湿度、酸碱度以及化学腐蚀等因素进行综合分析,从而防止环境的不适对工程的影响。土木工程施工过程中,钢筋和混凝土是基本的材料,由此理应对周围环境做出分析,从而防止环境对材料使用寿命的影响。在结构设计中忽略这层因素,就会降低土木工程的耐用性和安全性,造成安全隐患的发生,降低土木工程建设的效益。
2 土木工程结构设计对策
2.1 完善土木工程结构设计标准
针对土木工程结构设计中的问题,要不断完善各种技术标准,积极吸引国外先进工程施工技术,并根据我国实际情况加以创新。要针对土木工程设计安全设置不足的情况加以规范,提高各种技术标准,使土木工程的设计施工能够提高一个层次,以更高的水平保证土木工程的质量,防止安全事故的发生,保证工程的耐用性和效益水平的发挥。要结合工程设计规范和工程具体实际进行分析,针对不科学的设计规范及时向主管部门反映,及时进行修正,保证安全设置规范的科学性和合理性,保证拥有更高层次的土木结构设计的出现。
2.2 选择优秀的土木工程结构设计人员
在土木工程结构设计的过程中,要优选综合素质较高、专业性强的设计人员对土木工程进行结构设计,从而保证工程设计的有效性,保证结构设计的质量,从而可以为后续的工程施工提供有效的参考作用。要不断加强设计人员的理论和经验学习,使其不断掌握先进的设计理念、拥有丰富的设计经验致力于结构设计的完善过程中。除此之外,要增强设计人员责任感和执业使命感,使其能够认真的对待设计工作,保证设计的质量,充分为土木工程建设效果的发挥而奋斗。
2.3 精细图纸设计、提高设计经济性
在土木工程结构设计的过程中,要对图纸进行精细化处理,对于设计的每个细节要进行详细的说明,从而方便工程施工人员理解。如果设计过程中未做好细化处理,很可能会造成施工人员的误解导致施工中的各种问题,严重的话可能造成施工的安全和质量问题。由此,要对设计图纸进行详细的说明。在土木工程的结构设计过程中,还要考虑设计的经济性,要摒弃一味采用标准图的做法,标准图能够加快设计的进度,但是由于未经过计算,为了保证设计的安全就会采取高标准的系列,由此就会增加成本,造成不经济性的问题。所以,再设计过程中,设计人员既要考虑图纸的精细化,又要考虑设计成本的问题,从而综合设计最优方案。
2.4 要加强设计和施工双方的沟通
土木工程的结构设计是后续施工过程的依据,但是难以保证设计的绝对合理性,只有在施工的过程中才能发现问题。由此,在施工过程要加强设计人员和施工人员的交流,对设计的不合理性要及时加以修正,防止设计图纸与工程具体实际的偏差对工期和施工质量的影响。要在土木工程施工过程中做好监督,对质量不达标的情况坚决予以纠正,最大限度的保证土木工程的质量,防止工程事故的发生,保证工程效益水平的发挥。
3 结语
土木工程的建设质量是工程效益能否发挥的重要标准之一,在土木工程的建设过程中,要充分保证工程的安全性和耐用性,从而保证工程的质量和工程的使用寿命,满足人们对土木工程的使用要求,使其更好地为我国国民经济的发展贡献力量。土木工程结构设计是工程建设的根本,结构设计的合理与否直接关系到工程的后续建设,由此要着重解决设计的隐患,保证工程的质量,从而使土木工程建设逐步趋于安全、美观和经济的层次。
参考文献
[1]朱来庆,吴立娜.浅谈土木工程结构设计中存在的问题及对策[J].黑龙江科技信息,2012(5)
[2]薛杨欣.土木工程结构设计安全问题分析及策略研究[J].建设科技,2012(16)
[3]高峰.土木工程建设中对建筑结构基础设计的探析[J].中国新技术新产品,2012(3)
中图分类号:S969文献标识码: A
结构设计的重要性不可估量,由此,充分说明为了提高建筑的工程质量,建筑结构在设计时一定要综合考虑自然因素和非自然因素所引起的荷载效应。从施工开始、施工期间、施工结束,每个环节不同程度承受因素是必须重视的,从客观因素到主观因素的实施,都必须明确建筑结构设计不同所产生的影响不同,从而设计更为适合的结构设计,有效促进建筑工程的实施。
1土木工程荷载与结构设计
1.1土木工程荷载
在土木工程领域,荷载是作用的一种体现,《工程结构设计基本术语和通用符号》一文中曾对“作用”作如下的定义:施加在结构上的一组集中力或分布力,或引起结构外加变形或约束变形的原因,统称为“结构E”的作用,而建筑结构在施工过程和使用过程中所受到的各种直接作用称为荷载。
1.2土木工程结构设计
土木工程的结构设计就是决定采用什么形式的骨架将相应的建筑支撑起来,以及如何抵御各种灾害和传递作用力等,同时还包括建筑材料的制造以及建筑材料尺寸的选择等。它具有安全性、适用性、耐久性和可靠性的特性。土木工程设计要完成的工作如下:一是结构的方案设计,在满足结构预定功能的条件下,选择合理的结构形式;二是结构的详细设计,就是完成荷载计算、荷载效应计算和机构抗力的计算。
2对土木工程结构设计方法的分析
2.1容许应力设计方法
容许应力设计方法是19世纪以后,Nayier提出的一种基于弹性理论的结构设计方法,这种设计方法具有如下几个方面的特点:首先,所有不确定因素,包括荷载和抗力等使用同一个系数来进行考虑;其次,材料橄限强度没有统一的准则;再次,安全系数凭经验确定;最后,不能考虑材料的塑性能力。
2.2破损阶段设计方法
破损阶段设计方法是20世纪30年代,前苏联学者帕斯金尔纳克和格沃兹捷夫等人经研究,提出的基于按破损阶段的设计方法,这种设计方法具有如下几个方面的特点:首先,和容许应力设计方法一样所有不确定因素,都使用同一个系数来进行考虑;其次,安全系数也是完全凭经验确定;最后,该设计方法考虑了材料的塑性能力。
2.3多系数极限状态设计方法
结构的极限状态是指结构能满足设计规定的某一功能要求的临界状况,超过这一状态结构或构件就不能满足设计的要求。其中结构的极限状态可以分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。这种设计方法具有如下几个方面的特点:首先,明确了按不同极限状态进行设计,包括承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计;其次,荷载和抗力系数仍然是凭经验确定的;再次,部分荷载和材料强度的确定采用了统计的方法,对调查数据统计分析比较明确;最后,对不同荷载、影响抗力的不同因素采用了不同系数。
3常见的荷载效应组合方式分析
3.1标准荷载效应控制组合方式
标准荷载效应控制组合方式在一定程度上与过去常用的短期效应组合相似,这一荷载效益组合方式主要用来测算一般情况下结构的挠度、裂缝等使用的极限状态问题。在该组合中,可变荷载采用标准的数据值,荷载分项系数取为1.0,即超越概率为5%的上分位值,其中可变荷载的组合值系数按《荷载规范》的相关规定取值。
3.2准永久荷载效应控制组合方式
准永久荷载效应控制组合方式要求在设计基准期内,可变荷载超越荷载准永久值的概率应保持在50%左右。准永久荷载效应控制组合方式常用于考虑荷载长期效应对结构正常使用状态的影响。一个比较典型的例子是:对于裂缝控制等级为二级的结构,按照标准荷载效应控制组合方式的要求,结构受拉边缘混凝土的应力不会超过混凝土的抗拉强度标准值,而按照准永久荷载效应控制组合方式要求,不应该出现拉应力。
4土木工程荷载效应组合的设计对结构设计的影响
4.1荷载设计对结构件的影响
构件的可靠性依赖于荷载的取值,在结构设计时如果荷载取值出错,按照错误荷载设计的结构其抗力应与错误荷载相对应,这样的话将严重影响构件的可靠性,而且通过一些理论计算公式我们会发现如果结构设计荷载取值偏大的话,对构件可靠性的提高作用并不大,相反如果结构设计荷载取值偏小。随着错误发生概率的增大,构件的可靠性会大幅度降低。
4.2荷载设计对系统结构的影响
4.2.1荷载设计对串联结构体系的影响
相关的测算公式表明,串联结构体系的可靠性指标对荷载相应参数的变化比较敏感,随着荷载相应参数的减小,串联结构体系的可靠性能降低。当荷载相应参数为负值时,串联结构体系的可靠性指标也将变为负值。也就是说,对于串联结构体系,如果结构设计荷载取值偏大的话,对串联结构体系可靠性的提高并不大,相反如果结构设计荷载取值偏小的话。随着荷载取值错误发生概率的增大,串联结构体系的可靠性会大幅度降低。同时串联结构体系各元件与荷载可靠指标的相关性也影响系统的可靠性,二者的相关性越大,系统越安全。
4.2.2荷载设计对并联结构体系的影响
相关的测算公式表明,与串联结构体系相比,并联结构体系的可靠性指标对荷载相应参数的变化不是非常敏感,如果荷载相应参数的变化不明显的话,并联结构体系的可靠性趋于稳定。对于并联结构体系,如果结构设计荷载取值偏大的话,对并联结构体系可靠性的提高同样作用不大,同样如果结构设计荷载取值偏小的话,并联结构体系的可靠性会随着荷载取值错误发生概率的减小,而大幅度提升。但是并联结构体系各元件与荷载可靠指标的相关性对系统的可靠性影响并不明显,系统安全几乎不受二者相关性的影响。
4.2.3并联机构体系受到荷载组合的影响
对于并联结构体系来说,结构的可靠程度一般不会受到荷载参数的影响,一般来说,只要结构的工程荷载参数不是出现非常大的变化,那么结构的可靠性就可以得到很好的保证。在并联结构体系当中,采用的荷载设计值大对于结构的可靠度的提高基本上没有什么作用,但是如果取值过小的话,结构体系的可靠程度会一直不断的上升。所以在进行结构设计时,对于并联结构体系可以将荷载对结构产生的影响忽略不计,但是对于整个建筑工程的效益则会有很大的影响。
4.3结构构件受到荷载组合的影响
在进行结构构件的计算时荷载的取值显得比较的重要,因为如果荷载的取值不正确,相对应的结构抗力的计算就会出现错误,结构构件设计就会被严重的影响。分析结构构件设计的相关公式可以发现,如果结构的工程荷载的取值过大的话,结构设计的可靠度不会受到很大的影响,但是如果取值过小,结构设计的可靠程度会大大的降低,这样对于结构的安全性能会产生很大的影响。
5结束语
在进行土木工程结构设计时需要对结构上的工程荷载进行充分的考虑,在进行荷载效应组合时需要根据结构所处在具体工作环境而定。同时还应该根据结构的不同情况来考虑结构的工程荷载,然后进行精确的计算,选取合理的荷载效应组合方式,得到相关数据之后对相关数据进行分析,对结构的受力情况进行综合的评价,最后确定合适的结构设计方案。这样的结构设计步骤不仅仅可以大大的减少结构设计中的失误,同时避免了结构设计当中不合理情况的发生,对于工程的质量是很大的保证。
参考文献:
[1]牛新国.议关于土木工程的结构设计和工程荷载[J].城市建设理论研究(电子版).2012(13).
[2]高喜艳.土木工程荷载与结构设计分析[J].商品与质量:建筑与发展.2011(10).
[3]降仁美.高层建筑桩基持力层载荷试验分析应用研究[J].四川建材.2008 (3).
中图分类号:U457文献标识码: A
一、地基加固技术的现状
我国大规模的基本建设以及可用于建设的土地减少,需要进行地基处理的工程大量增加。随着地基处理设计水平的提高、施工工艺的改进和施工设备的更新,我国地基处理技术有了很大发展。但由于工程建设的需要,建筑使用功能的要求不断提高,需要地基处理的场地范围进一步扩大,用于地基处理的费用在工程建设投资中所占比重不断增大。因此,地基处理的设计和施工必须认真贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量和保护环境。
二、地基加固处理的一般原则
新建工程项目时,应首先考虑利用天然地基。若淤泥和淤泥质土上覆有较好土层,则应以其作为地基持力层;若地基软弱不能满足要求,则需进行处理。对于已建工程项目,若因设计、施工处理不当,或因其他原因造成地基沉降过大、差异沉降引起其上建筑物倾斜影响正常使用时,需进行处理。根据工程实际情况以及地基土质条件或组成的不同,处理的原则为:
(1)提高土的抗剪强度,保持地基稳定;
(2)降低土的压缩性,使地基沉降和差异沉降控制在允许范围内;
(3)降低地基土的渗透性或渗流的水力梯度,防止或减少水的渗漏,避免渗流造成地基失效;
(4)改善土的动力特性、防止地基产生震陷变形或因土的震动液化而丧失稳定性;
(5)消除或减少土的沉陷性或胀缩性引起的地基变形,避免建筑物破坏或影响其正常使用;
(6)通过托换技术,使上部结构荷载传递到下部更好的土层。
三、地基加固处理主要方法分析
1、换土垫层法
换土垫层法可提高持力层的承载力,减少沉降量;消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性;防止土的冻胀作用及改善图的抗液化性。常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。其特点是简易可行,但是局限于浅层处理,一般不大于3m,换填材料可就地取材,较经济。适用于中小型工程。可分为:
(1)垫层法
其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土,回填土并分层碾压或夯实土,按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。
图 1基础加固处理方法分类
(2)强夯挤淤法
采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法,在地基中形成碎石墩体。适用于高饱和度粉土与软塑~流塑的黏性土等。
2、振动挤密法
(1)表层压实法
采用人工或机械夯实、机械碾压或振动对填土、湿陷性黄土、松散无x性土等软弱或原来比较疏松表层土进行压实。也可采用分层回填压实加固。适用于浅层软弱地基及不均匀地基。其特点是简易可行;仅限于表层处理。
(2)重锤夯实法
利用重锤自由下落时的冲击能来夯击浅层土,使其表面形成一层较为均匀的硬壳层。适用于浅层土填土,疏松无黏性土、非饱和黏性土,湿陷性黄土。其仅限于浅层处理,并且施工时有振动和噪声。
(3)强夯法
利用强大的夯击能,迫使深层土迅速固结,使土体密实,用以提高地基土的强度并降低其压缩性,消除土的湿陷性、胀缩性和液化性。适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土和黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等。其特点是施工速度快,施工质量容易保证,经处理后土性较为均匀,造价经济,适用于大面积场地;施工时对周围有很大振动和噪声,不宜在市区施工。
(4)振冲挤密法
振冲挤密一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化,颗粒重新排列,孔隙比减少;另一方面依靠振冲器的水平振动力,形成垂直空洞,在其中加入回填料,使砂层挤压密实。适用于处理砂土,粉土,粉质黏土,素填土和杂填土等。其特点是简易可行,仅限于表层处理。
(5)土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法
利用打入钢套管(或振动沉管、炸药爆破)在地基中成孔,通过“挤”压作用,使地基土得到加“密”,然后在孔中分层填入素土(或灰土、粉煤灰加石灰)后夯实而成土桩(或灰土桩、二灰桩)。适用于地下水位以上的湿陷性黄土、杂填土、素填土等,地下水位以下宜采用水泥土桩。其特点是利用原土,造价低。
(6)砂桩
在松散砂土或人工填土中设置砂桩,能对周围土体或产生挤密作用,或同时产生挤密作用。可以显著提高地基强度,改善地基的整体稳定性,并减少地基沉降量。适用于松散砂土、粉土、黏性土、素填土、杂填土等,有振动和挤土现象。
(7)爆破法
利用爆破产生振动使土体产生液化变形,从而获得较大密实度,用以提高地基承载力和减小沉降。适用于饱和净砂、非饱和的但是经灌水饱和的砂、粉土、湿陷性黄土。
3、排水固结法
(1)堆载预压法
在建造建筑物以前,通过临时堆载填土石等方法对地基加载预压,达到预先完成部分或大部分地基沉降,并通过地基土固结提高地基承载力,然后撤除荷载,再建造建筑。
临时的预压堆载,一般等于建筑物的荷载,但为了减少由于次固结而产生的沉降,预压荷载也可大于建筑物荷载,称为超载预压。适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和黏性土地基。其特点是需要有预压时间和荷载条件及土石方搬运机械。
(2)砂井法
在软黏土地基中,设置一系列砂井,在砂井之上铺设砂垫层或砂沟,人为地增加土层固结排水通道,缩短排水距离,从而加速固结,并加速强度增长。砂井法通常辅以堆载预载压,称为砂井堆载预压法。适用于对深厚软黏土地基设塑料排水带或砂井等排水竖井。
(3)真空预压法
在黏土层上铺设砂垫层,然后用薄膜密封砂垫层,用真空泵对砂垫层及砂井抽气和抽水,使地下水位降低,同时在大气压力作用下加速地基固结。适用于能形成加固区,稳定负压边界条件的软土地基。真空预压不需堆载,施工方便。但是预压荷载有限(80kpa以下)。
(4)真空一堆载联合预压法
真空一堆载联合预压法兼具真空预压和堆载预压的双重效果,通过真空压力(负压)和堆载(正压)使土体中的孔隙水排出,使土体产生固结。该方法适用于高等级公路、港口、仓库、机场、油罐、市政设施、堤坝边坡、人工岛等大型工程的地基处理,膜下真空度可达到90kPa以上,最大单块面积可达10万平方米。
(5)降低地下水位法
通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小,从而增大有效应力,促进地基固结。适用于地下水位接近地面而开挖深度不大,特别适用于饱和粉、细砂地基。
(6)电渗排水法
在土中插入金属电极并通以直流电,由于直流电场作用,土中的水从阳极流向阴极,然后将水从阴极排除,且不让水在阳极附近补充,借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程常利用它降低黏性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载了或边坡的稳定性。适用于饱和软黏性土地基。但是它会使临近建筑周围产生附加沉降。
4、置换法
(1)振冲置换法
碎石桩法是利用一种单向或双向振动的冲头,边喷高压水流边下沉成孔,然后边填入碎石边振实,形成碎石桩。桩体和原来的粘性土构成复合地基,以提高地基承载力和减小沉降。适用于处理砂土、粉土、粉质黏土、素填土、和杂填土等,有轻微振动和泥浆排放。
(2)石灰桩法
在软弱地基中用机械成孔,填入作为固化剂的生石灰并压实形成桩体,利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用以及土与石灰的物理化学作用,改善桩体周围土体的物理力学性质,同时桩与土形成复合地基,达到地基加固的目的。适用于处理饱和黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基。其特点是承载力提高有限,有粉尘污染。
(3)强夯置换法
对厚度小于6m的软弱土层,边夯边填碎石,形成深度3~6m、直径2m左右的碎石桩体,与周围土体形成复合桩基。适用于高饱和度的粉土和软塑、流塑的黏性土等地基。其特点是处理深度有限、施工质量不易控制,有振动。
(4)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩),低标号素混凝土(LCG桩)
是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌合,用振动沉管打桩机或其他成桩机具制成的一种具有一定粘结强度的桩。桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。当无粉煤灰时可用低等级水泥代替。适用于处理黏性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。其特点是承载力提高幅度大,地基变形小,适用工程广泛,多用于中、高层建筑。
5、加筋法
加筋法是一种新型的地基处理技术,对其物理力学性质、耐久性等应进一步研究,但其应用前景广泛。
(1)土工聚合物
利用土工聚合物的高强度、韧性等力学性能,扩散土中应力,增大土体的抗拉强度,改善土体或构成加筋土以及各种复合土工结构。适用于砂土、黏性土和软土,或用作反滤、排水和隔离作用。
(2)加筋土
把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中,通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整体,用以提高土体的稳定性。适用于人工填土的路堤和挡墙结构。
(3)土层锚杆
土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提供承载力的,它适用在一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程结构,如边坡稳定、基坑维护结构的支护、地下结构抗浮、高耸结构抗倾覆等。
(4)土钉
土钉技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体,与同作用,用以弥补土体自身强度的不足。不仅提高了土体整体刚度,又弥补了土体的抗拉和抗剪强度的弱点,显著提高了整体稳定性。适用于开挖支护和天然边坡的加固。
(5)树根桩法
在地基中沿不同方向,设置直径为75~250mm的细桩,可以是竖直桩,也可以是斜桩,形成如树根状的群桩,以支撑结构物,可用以挡土,稳定边坡。适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、碎石土、黄土和人工填土等地基。
6、胶结法
(1)注浆法
其原理是用压力泵把水泥或其他化学浆液注入土体,以达到提高地基承载力、减小沉降、防渗、堵漏等目的。适用于处理砂土、粉土、黏性土和人工填土等。其特点是成浆时间可以控制,隔水性能良好,但是较昂贵,效果难以检验。
(2)高压喷射注浆法
将带有特殊喷嘴的注浆管,通过钻孔置入要处理土层的预定深度,然后将水泥浆液以高压冲切土体,在喷射浆液的同时,以一定的速度旋转、提升、形成水泥土圆桩体;若喷嘴提升而不旋转,则形成墙状固结体。可以提高地基承载力、减少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑软塑或可塑勃性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等。其施工简便、直观、质量容易保证。
(3)水泥土搅拌法
利用水泥、石灰或其他材料作为固化剂的主剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌,形成坚硬的拌合柱体,与原地层共同形成复合地基。适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等。其效果显著,目前是我国软土地区建造多层建筑物最常用的处理方法之一,无噪音、无污染;不能用于含大块骨料的杂填土。
结束语:
在近几年,土木工程技术得到了快速的发展,建筑业已经成为国民经济发展的重要支柱产业。本文研究了各种地基加固技术的主要方法与应用,研究成果可以解决工程建设中的一些常见的相应问题,随着工程建设技术的不断完善,地基加固技术也将得到更好地发展,为我国土木工程建设提供更加全面的服务。
参考文献:
作者简介:黄海生(1983-),男,福建莆田人,莆田学院土木工程学院,讲师;吴丹丹(1982-),女,福建莆田人,莆田学院环境与生物工程学院,实验师。(福建 莆田 351100)
基金项目:本文系莆田学院教学改革基金项目(项目编号:JG201110)的研究成果。
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)35-0157-02
土木工程专业是一个注重理论能力和实践能力相结合的专业,不但要求学生具有扎实的专业理论基础,而且要懂得怎样把理论的知识应用到实践上,即动手能力。而毕业设计是学生运用专业知识解决工程问题的一个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,也是衡量本科教育质量的重要标志,具有很强的实践性。[1]毕业设计的质量直接反映了学生的专业水平,影响学生毕业后的工作能力和发展潜力,也是高等院校教学质量的直接反映。然而,目前许多普通高等院校土木工程专业的毕业设计教学环节存在诸多不足,毕业设计质量不容乐观。[2-4]
一、引进Autocad技术,提高毕业设计质量和效率
土木工程毕业设计一般安排在大四最后一个学期,设计的安排时间基本上都在10~18周左右[5],毕业生有的要忙于找工作,有的要忙于考研、考公务员,无法全身心投入到毕业设计。[6,7]鉴于土木工程专业毕业设计周期短、设计复杂的情况,如果所有的设计都要求学生采取手算或者手绘的形式,学生将花费他们大部分的时间和精力用在数据处理与手绘上,而对于建筑的创新设计和结构设计的合理性考虑较少,这不仅影响了学生掌握专业知识,同时也限制了学生创造性思维的发展。将计算机辅助设计(CAD)应用于土木工程毕业设计中可大大减少学生计算的工作量和工程绘图的时间,提高设计的效率,同时培养学生的工程意识和创新能力。
CAD 即计算机辅助设计( Computer Aided Design),指利用计算机硬件及软件系统帮助设计人员进行工程设计的方法和技术。土木工程毕业设计常用的CAD 软件包括Autocad、天正建筑CAD、建筑结构PKPM、探索者CAD等。Autocad软件课程是工科土木工程专业本科的一门必修课,也是学习其他土木工程CAD软件的基础课程。本课程的目的是使学生了解有关CAD的基本知识和发展动态,熟悉Autocad软件的常用工具,掌握使用该软件进行专业绘图的基本方法,培养建筑工程专业学生利用计算机辅助设计软件绘制专业图形的能力。Autocad软件课程是一门实践性很强、内容涉及面广的课程,主要讲授计算机绘图基本知识、基本操作以及常用计算机绘图基本命令。
二、毕业设计存在的一些问题
土木工程毕业设计制图部分一般由建筑施工图、结构施工图和计算书里的插图等组成。学生虽然经过了Autocad课程的学习,但由于理论基础掌握不扎实,且缺乏实际工程经验,存在对绘图软件掌握不牢,绘图效率低下,图纸表达不科学甚至出现较大的错误等质量问题。如:
(1)绘图效率低下,毕业设计本身时间较紧,学生对软件的不熟悉,对软件命令掌握不牢固,造成花在计算机绘图上的时间较多,不能够充分利用计算机绘图速度快的优势,影响了整个的设计进度。
(2)层次不分明,缺乏对图层的有效管理和使用,图层建立不科学,图层划分较少,有的甚至把整张建筑图全放在一个图层上,这给之后对图纸的修改和管理带来了很大的隐患。
(3)制图标准掌握不清,制图不规范,特别是建筑制图上有很多关于符号类对象(如:文字、标注、图框、标高符号、定位轴线编号、详图索引符号、详图符号、剖面符号、断面符号和指北针等)。符号类对象有它特定的大小的规定,学生对相关的规定不熟悉,造成整张图纸表达不规范。
(4)缺乏对标注、文字样式的有效管理造成图纸标注混乱、字体不一,大小不符合规定,甚至出现很多乱码等。
三、以土木工程专业毕业设计质量提高为导向的Autocad课程改革
毕业设计是检验学生对大学四年所学的专业知识的最后一次大考,而Autocad软件作为这次大考的一个重要工具,对这个工具技能的掌握是否牢固将对学生毕业设计的质量起着较大的作用。因此,针对毕业设计中存在的一些质量问题,有必要对Autocad课程的教学理念和教学方法进行改革。
1.培养良好的绘图习惯,提高图纸质量
良好的绘图习惯能够使整张图纸整洁有序,提高绘图的效率和质量。在授课过程中应注重良好的绘图习惯的培养。
(1)层次分明,规范作图。图层就像是透明的重叠图,运用它可以很好地对图形信息进行管理。在建筑制图中经常会碰到较为复杂的图形,如果只是在一个图层上进行绘制,显然会给经后图纸的管理带来麻烦,且容易出错。这时候就可以利用图层的功能,在不同的图层上绘制属性相同或相近的图形,然后将需要的图层相叠加,不需要的辅助图层关闭,这样就会出现所需要的图形较果。把图形按照不同属性分别放到这些图层上,图层根据绘图的需要可以实现对进行锁定、关闭和冻结,还可以在图层上设置统一的颜色、线型和线宽。若要对某个对象进行编辑,则只需选中相应图层上的对象即可,从而提高作图效率。
(2)加强样式管理。Autocad常用的样式包括文字样式、标注样式等。通过对图纸样式的设置和管理可以很方便地对字体和标注的格式进行统一设置与更改,使得字体和标注的管理更加有序,确保格式编排的一致性,从而减少许多重复的工作,提高效率。
(3)图块的使用。图块是一个或多个实体的图形组合成的一个整体,各图层单元实体可以有自己的图层、线型和颜色等特征,把它作为一个整体在图形中编辑和调用。修改或更新图中定义的块,AutoCAD将自动更新图中插入的所有的块,这给用户的工作带来了极大的方便。特别是使用频率较高的图形,通过图块的使用能够大大提高绘图的效率和质量。
良好的绘图习惯需要平时在实践绘图中不断积累,特别是对于一个初学者来说尤其重要。只有良好的绘图习惯,绘图技能才能更加“清晰”、“准确”、“高效”。
2.精选课程案例,引进项目导向教学法
Autocad软件本身的命令并不多,也不算太难,但是要把软件灵活运用到建筑制图里却是不那么容易的。Autocad软件的学习一般安排在大一,这时学生对专业的知识还不大了解,如果单单只是学习软件本身,学生们肯定提不起兴趣,效率低下。
通过引进实际工程的建筑全套图纸作为学生学习的例子,紧密结合相关的专业课程(如画法几何与制图和房屋建筑学等)。要求学生在学习软件的过程不仅要学会软件的命令,而且要懂得相关的一些专业制图标准的规定。如图幅图框的的规定、线条线型的规定、符号类图形尺寸的规定、字体样式以及高度的规定等。
实践证明,这种引进实际工程的项目导向教学法在实际运用中优势明显,使学生理解和把握课程要求的知识和技能,能够同时巩固和学习相关课程的能力,培养学生的读图、识图、绘图的能力,培养他们分析问题和解决问题的能力,从而大大提高了学生学习的兴趣,培养学生的实践能力。这种引进实际工程的项目导向教学的方法,通过激发学生学习的积极性,让他们明确学习目的,为今后其他CAD课程的学习和毕业设计打好基础。
3.加强与相关专业课程之间的紧密结合
本课程具有很强的实践性,学生仅通过理论学习很难对知识融会贯通、全面掌握。课程建立了多层次的实践环节,除了引进精选案例之外还与其他的一些专业课程建立了紧密的联系。
课程设计是学生在完成一门专业课程之后集中一段时间进行设计。通过设计来巩固和提高课堂教学的内容是培养学生将理论知识与实践能力的主要途径。目前,Autocad软件已广泛应用于土木工程领域。而计算机绘图作为课程设计的内容,是提高课程设计质量与学生的计算机应用能力素质的重要途径。因此在教学中做到启发式教学,在进行房屋建筑、混凝土结构、钢结构等的课程设计时改变传统采取手画的单一方式,要求学生增加计算机绘图的实践环节。从学生的实际出发,以启发学生的思维为核心,调动学生的学习主动性和积极性,为学生掌握Autocad技术培养综合应用和创新能力提供了多层次、多方面的训练环境。
4.改革考核方式,提高绘图质量
以培养学生的形象思维能力和设计表达能力为工程实际培养应用人才为目标,改变传统单一的个人绘图考试模式,采用“小组协作绘图+个人绘图考试”的上机考试的模式。一套完整的建筑施工图项目往往是由各层平面图、立面图、剖面图和详图等组成,图纸较多,所涉及到的专业知识较多,如果由单一的学生在较短时间内独立完成显然不现实。小组协作绘图模式是一个项目由四到五个的小组成员组成,小组选举出一名组长,组长负责各小组成员的分工。各小组成员共同完成同一项目,需要分工清晰,相互协调。需建立统一的图层、文字、标注样式等,且在各小组成员完成自己分工的同时须相互校对,最后组成一套完整的建筑施工图。通过不断相互交流和思想碰撞,依靠小组成员之间的合作、鼓励、监督来促使学习,更高效地学习Autocad软件。小组协作绘图主要考核绘图的综合能力和协作精神,属于过程的评价,占考核比重的40%,而个人绘图考试是属于软件技能总结性评价,可占60%。
评分标准需关注过程、兼顾结果。故评分标准引进对一些绘图习惯的评定,如是否合理应用图层的知识、是否灵活应用图块的知识及对文字样式、标注样式的管理如何等。同时评分标准也应该注重学生绘图是否符合相关建筑制图标准的评定。通过这样一套完整的考核方式引导学生在掌握Autocad软件的同时,更加注重相关良好的绘图习惯和绘图标准的掌握,使学生对建筑图的绘制有更全面的认识和更清晰的了解,大大提高绘图的效率和绘图的质量。
四、结束语
通过多届毕业设计指导和Autocad课程建设经验,提出了一套行之有效的Autocad课程改革方法,使学生能快速掌握软件操作技术和设计精髓,大大提高了学生毕业设计的质量和效率,为日后的学习工作打下了坚实基础。
参考文献:
[1]童乐为,罗烈,刘沈如,等.土木工程专业毕业设计教学创新体系建设探讨[J].高等建筑教育,2010,(2):111-114.
[2]郝哲.对提高土木工程专业毕业设计质量的思考[J].理工高教研究,2008,(1):100-104.
[3]谷倩,彭少民,钟立汉,等.高校土木工程本科专业毕业设计实施[J].理工高教研究,2005,(1):75-77.
[4]罗臻,邓敏,叶雁冰.提高地方院校土木工程专业毕业设计质量的措施与实践[J].高等建筑教育,2010,(3):123-126.
2.以校企合作为依托。土木工程专业行业背景深厚,所涉及工程包括公路、桥梁、城市道路、房屋建筑等,大多数院校能提供给学生的实践教学环境仅限于一般的基础课程,比如,建筑材料试验,测量实习等,不能提供工地实际工程环境。通过校企合作、开放式办学模式,可以弥补学校办学资源的不足,共享企业资源,可以引进企业先进的工程教育模式、熟悉相应领域的行业标准及高效的企业组织管理。实现途径包括与企业共建实习基地、人才培养基地、工程研发中心;开展“订单式”人才培养模式等;学校与行业、企业共同制定培养方案,以企业需要的人才为培养目标,缩短学校人才培养与企业需求之间的距离;以“顶岗”实习的方式,让学生进入企业工程生产一线,实现学生与工程环境的零距离对接,锻炼学生的实践能力、动手能力,扩大学生的视野,激发学生学习的积极性,促进理论知识与工程实践的有机结合。
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。
关键词:
土木工程;结构设计;安全问题;策略
0引言
随着时代的进步,越来越多的人开始重视工程建设的安全问题,为了更加全面地总结出我国在建设土木工程时遇到的结构设计安全问题,我们进行了下文详细的论述和分析,希望能够更加透彻地认识目前存在的结构设计问题以及存在的安全隐患,从而保证后续的建设工程能够很好地避免相同问题的出现,从而保证利用科学有效的策略和方式有效解决存在的安全问题。
1现代土木工程的特点分析
1.1建筑材料方面
随着时代和科技的不断进步,我国应用于土木工程建设的建筑材料也有着本质的改变,正是由于科学技术应用于建筑材料的优化工程中,因此我国在建设土木工程的时候,会应用到许多新型材料,比起传统的建设材料,具有最显著的优势就在于强度大、质量轻,比如镁合金、玻璃钢等。而应用以上这些新型建筑材料的时候,一定要注意因地制宜,参考相应材料的参数再应用,由于某些材料的价格比较高,所以常常应用的时候具有一定的局限性。
1.2工程地质与地基方面
土木工程结构设计好坏与地基建设是否合理有着直接的关系,而地基建设一定要重视应力情况和力学性能的变化,一定要好好把握地基的影响因素,这样一来才能够确保地基建设更加稳固,从而强化后续的工程建设。在建设地基的时候,重视地质情况,因地制宜,不同情况采取不同的应对方案,这样一来才能够建设出结构更加合理的地基结构,使得地下工程完成的更加完善。
1.3工程规划方面
随着我国土木工程建设规模以及范围的不断扩大,为了更好地掌控整个工程的进程,最关键的就是重视工程规划,保证土木工程在建设的时候能够严格按照工程规划要求实施工作,避免肆意改变建设方式和意图,强化系统工程建设理论和方式,这样一来就能够保证工程建设更具有科学严谨性,而应对特大型的土木工程,例如建设水电站的时候,在规划工程的时候一定要考虑自然环境的变化,防止自然环境的改变对工程造成的影响,从而能够趋利避害。
1.4工程设计
工程设计方面主要影响土木工程后期的用途,一般来说,在建设土木工程的时候,一定要以实用、安全和美观为设计理念,根据不同的应用途径再进行相应的改变,这样一来才能够设计出最为合理和合适的工程设计,从而保证工程在建设每一个环节的时候能够根据不同的用途进行相应的改善。在完善土木工程的时候,一定要根据工程设计对各种影响因素进行时间或者空间分布的科学规划,这样才能够强调出土木工程设计最初理念。
2土木工程结构设计存在的主要安全问题分析
2.1结构设计的稳固性偏低
一般来说,要想保证土木工程建设质量和安全性,首先应该保证的是结构设计的稳固性,但是目前我国在建设土木工程的时候普遍存在的问题就是结构设计稳固性偏低,这样一来,一旦建筑物受到自然力的作用,比如地震、火灾等危害,就会出现建筑物坍塌的情况,一旦这种情况出现,后果不堪设想。所以,想要避免以上问题的出现,最主要的方式就是根据建筑工程的地质以及土质承载力,设计出最合理的结构规划,这样一来才能够保证工程的延性以及冗余度最佳,从而遇到灾害的时候能够有效降低损坏度。
2.2结构设计的规范安全设置较低
目前我国在建设土木工程的时候,结构设计的规范安全设置比较低,这样一来,就会直接影响到建筑行业的权威性以及约束力,一旦约束力不够,我国的建筑市场就会出现鱼龙混杂的情况,常常会出现工程质量不够而影响建筑行业发展的情况。
3改进土木工程结构设计安全性的有效策略
3.1制定规范化的标准和体制
为了保证我国未来的土木工程建设更加严谨,质量更加有保障,首先应该制定规范化的标准以及体制,只有这样才能够对土木工程建设起到一定的约束作用和规范作用,防止质量不够的建筑物出现在我国建筑群中。严格遵守制定的标准和体质还能够强化我国建筑水平的提升,所以,制定规范化的标准和体制非常关键。
3.2强化设计人员专业能力和综合素质的培养
不断强化我国建筑行业专业结构设计人员的专业技能,强化我国专业设计人员的综合素质培养,这样才能够从根本上提升建筑结构设计的合理性,使得技术人员在进行专业能力培养的时候,重视时代的进步,要结合实际取其精华弃其糟粕,利用最先进的技术和理念不断优化我国土木工程的结构设计,使得我国未来的建筑市场竞争力更强。
4结束语
通过上文的论述,我们能够十分清楚地看出我国相关建设部门在建设土木工程的时候,保证工程质量的同时还应该重视工程中可能存在的安全隐患,因此,相关建筑企业在安全问题方面应该提高重视度,并且将安全意识着重强化,保证每一个工程建设人员都能够将建筑安全性放在第一步。土木工程的结构设计情况直接关系到我国的建筑行业发展,所以说,利用目前已有的先进技术以及理念,不断优化土木工程结构设计,使得安全隐患限制在可控范围内,这样一来,不光有利于建筑物的长久利用,最关键的是能够保证住户的人身和财产安全不会受到威胁,从而保证社会经济发展不会受到影响。
作者:齐阳 单位:白山市建筑工程勘察设计院