發布時間:2024-01-25 15:54:13
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【關鍵詞】土木工程;現狀;發展方向
中圖分類號:S969 文獻標識碼: A
一、前言
近年來,土木工程不斷發展,使得土木工程的發展現狀及未來發展方向問題引起了人們的普遍關注。我國在土木工程的發展方向上雖然取得了一定的成績,但水平依然有待提高。因此,新時期下,我們要加強對土木工程發展現狀及未來發展方向探析。
二、土木工程的定義
土木工程是建造各類工程設施的科學技術的統稱。它既包含建造工程中所涉及到的材料、設備以及勘察、設計、施工、保養維護等活動;同時也包括工程建造的對象。可以說土木工程是一門內涵廣泛、結構復雜、門類眾多的學科。
土木工程與人類的生活密切相關,也就是說人們的衣、食、住、行處處都與土木工程相關聯。其中“住”直接依賴于各種類型的建筑物,而對于“衣、食、行”的影響表現為:可以通過興修水利、建造農田灌溉設施以及城市供水系統來解決人們的衣食的問題,另外還可以通過建造道路橋梁來解決人們的出行問題。總之,土木工程與人類社會的發展是相輔相成的,我們可以從土木工程所建造的建筑物中直接察覺出各個歷史時期的經濟、文化、科技現狀。
土木工程在漫長的發展過程中,已經取得了許多具有歷史意義的成就,這些成就不僅僅是體現在工程建造的安全性和經濟性方面,更重要的是在結構力學的理論分析或者結構設計的手段和技術等方面有了許多突破性的進展。
三、土木工程的發展現狀
1、土木工程理論的發展
土木工程的發展包括兩個部分,即土木工程理論和土木工程設計,理論是基礎、設計是理論的體現,只有建立堅實的理論基礎,才能讓土木工程設計得到最大的進步。土木工程理論包括力學、統計學、計算機等學科,需要對每個學科綜合加固,切實保證理論基礎的可靠性。計算機技術的發展也給土木工程帶來了極大的飛躍,針對建筑、道路、鐵路、橋梁、隧道等專業開發了相應的計算軟件,這給土木工程的設計帶來了很大的突破。隨著信息化進程的加快,土木工程發展的信息交流得到了很好的進步,對于國家各個建設項目、甚至國際項目的優勢理論都可以與同行進行交流學習。
2、土木工程設計的發展
土木工程設計和規劃改變了憑借經驗設計的慣例,趨利避害地全面考慮土木工程的安全、環境、經濟等所有因素。隨著新材料、新結構、新工藝、新施工方法的出現,人類更有可能從事更大規模的土木工程修建,高層建筑不僅在數量上越來越多,超高層、超大跨橋梁和大跨結構等大型復雜結構的興建,結構設計呈現更長、更高、更柔的發展趨勢。土木工程設計是建立在堅實的理論基礎上的,隨著對土建項目要求的增長,土木工程設計也更加向更復雜的方向發展,只有把握好新技術、新優勢才能把土木工程設計想更加完善的方向發展。目前,土木工程設計發展取得了一定的成績,在形式、受力等方面取得了進步。
3、土木工程施工的發展
土木工程施工的發展體現在施工材料、施工設備和施工工藝三個方面。施工材料出現了復合材料高強鋼材等全新建筑材料,如碳纖維、玻璃纖維增強塑料、雙層中空玻璃、鎂合金、鍍膜玻璃、鋁合金、各種節能混凝土等,新型材料在工業和民用建筑中得到廣泛使用,為復雜大型土木工程提供了重要物質基礎。工程實施的設備、工具不斷地向自動化、機械化、科學化發展,使得大規模復雜的土木工程不斷發展并得以實現,推進了土木工程的科學快速發展。城市地下工程建設主要施工方法有明挖法、暗挖法、蓋挖法、盾構法、沉管法、凍結法及注漿法等,也為地下空間開發提供了寶貴的經驗。
總之,我國土木工程的設計、施工和理論研究方面取得了很大的進步,但是與發達國家還是有一定的差距。未來土木工程不僅要加強新型結構型式、新型建筑材料、新的技術手段的理論探索和應用研究,更要加強土木工程理論和技術的融合與滲透,實現土木工程的更大突破。
四、土木工程發展趨勢
1、精密化的理論研究
未來土木工程的理論發展趨勢集中在力學,利用物理、化學、計算機技術對土木工程的不斷應用,重點為解決數學分析與處理。現階段,有些領域還不夠完善,比如:對于結構復雜的、流體介質等受力分析,需要進一步精密研究。對于土木工程中復雜的數值問題,還需要專門化的數學來解決。土木工程的信息化,可以模擬更復雜的施工情況。
2、土木工程的空間發展
(1)向高空發展。
隨著人均建筑面積不斷縮小,人類努力開發所有可開發的土地資源,因此土木工程發展趨勢是不斷向高空和地下發展。向高空發展,近年來已經取得初步進展,我國已有了500m以上的高層建筑,波蘭227Hz長波臺的鋼塔成為世界上最高的建筑。不斷地在大中小城市出現的摩天大樓,更能說明向高空發展成為土木工程建筑物的必然發展趨勢。
(2)向地下發展。
對于可開發的建筑資源,不僅有地上的高空資源,還有地下空間可以利用。在北京、上海等各大城市相繼開通了地鐵,對于土木工程在地下空間的應用,是一個良好的開端。不僅充分利用了地下土地資源,而且還緩解了地上交通擁堵的問題。隨后,地下停車場、地下隧道、安裝管道用的微型隧道等等的地下空間實現了綜合應用。日本東京八重洲的地下街,是目前世界上最大的地下街。莫斯科切爾坦沃小區地下商業街,是目前深度最深的地下街,深度可達100m。并且,GPS(衛星全球定位)、RS(遙感)、G飛(地理信息系統)不斷地在地下空間開發中得以應用。但是,隨著這些高空和地下空間的斷發展,也帶來了一些新的問題,如:地震荷載、地下水流向的改變、原有地層應力的改變、生態環境的破壞等等。因此,如何實現高空和地下空間的可持續開發和利用是一個重要研究課題。
(3)向沙漠、海洋、太空發展。
未來建筑空間的延伸,也不只局限于陸地上,也可以向沙漠、海洋、太空發展。對于沙漠化越來越嚴重的地球來說,開發沙漠資源是必然的趨勢。可以通過輸水管道、人工河等工程,實現沙漠的改造工程,將是未來的沙漠中土木工程的一大趨勢。拓展海洋空間,也是未來土木工程的一大發展空間。
3、土木工程材料的發展
土木工程的施工材料不僅要求質量高、安全性高、使用壽命長,而且隨著生態型建筑理念的發展,對建筑材料造成污染、資源浪費等問題上要求更高,需要發展新型的、高新技術、生態建筑材料,以適應人和自然環境的協調發展。
4、土木工程信息化的發展
近年來,信息化已經普及,并且逐漸帶動工業的信息化,必然也會對土木工程造成較大影響。土木工程的信息化包括智能信息處理技術、計算機技術、自動化控制技術、網絡技術等等,這些信息化技術不斷滲透到土木工程中,并且涵蓋了土木工程的全過程,不僅限于設計和施工,還有工程的物業管理、物流管理、設備維護和建筑全方位的實時監控等等各個方面。也可以利用計算機模擬管道空間布線,也可以利用信息化技術實現大型設備的整體吊裝、大型橋梁懸索受力的控制、高溫高壓的焊接控制、建筑物的爆破等等。
五、建議
土木工程的發展和材料及材料力學的發展是息息相關的,可以說每一次材料的發展都會對土木工程的發展帶來飛躍式的發展,今后很長一個時期,土木工程的發展依然也是材料發展的趨勢。我國土木工程雖然取得了一些成就,但總體水平與發達國家相比還有一定的差距,展望未來,不僅要加強新型結構型式、新型建筑材料、新的技術手段的理論探索和應用研究,更要加強土木工程二級學科理論和技術的融合與滲透,實現土木工程的更大突破,爭取邁上―個嶄新的臺階。
六、結束語
由上文可知,土木工程是經濟發展的核心部分。因此,我們要根據實際情況制定出合理的土木工程施工方案,確保建筑工程的質量安全。
參考文獻
土木工程技術的發展現狀
1.土木工程正處于迅猛發展階段
土木工程是我國國民經濟的重要組成部分,在社會經濟高速發展的當今時代,土木工程也處于迅猛發展階段。從我國土木工程發展的實際情況來看,主要體現在高層建筑、交通設施和水利工程。隨著我國城市化進程的加快,為了解決城市人口快速增長和建筑用地緊張的矛盾,高層建筑獲得了巨大的發展機遇。目前,我國100米以上的高層建筑已經達到1000多棟,高層建筑的數量的也超過了2萬,這些都離不開土木工程的推動。從這個意義上來說,社會的發展開不開土木工程的推動。除了高層建筑之外,土木工程在交通設施的建設中也發揮著巨大作用。道路交通是我國經濟發展的基礎,在土木工程的推動之下,公路、橋梁、鐵路等設施的數量不斷增多,形成了四通八達的交通網絡。與此同時,我國交通設施的建設質量也在提高,為安全出行提供了保障,降低了交通事故的發生率。
2.積極引進了多種新型的建筑材料
新型建筑材料在土木工程中的廣泛應用有助于提高工程建筑的質量。同時,新型材料的應用也有助于節約投資成本,提高施工質量。因此,在土木工程的施工中開始積極引進各種新型建材,逐漸替代傳統的建筑材料。例如,過去經常使用的水泥材料已經被混凝土材料取代,而且具有較高的強度。另外,鋼化玻璃、碳素纖維和涂層玻璃等新型建材也開始在土木工程建設中廣泛使用。
3.開始使用預應力技術
結構加固是土木工程建設中的一項重要施工技術,其主要目的就是為了保證工程建設施工的質量,常見于多層建筑的施工中。這是因為預應力技術可以有效改善建筑的結構服役現象。同時,當建筑結構經過預應力施加壓力之后,會增強其內應力,所以可以為保障建筑結構的穩定性和安全性。
4.土木工程的結構設計日臻完善
結構設計是土木工程建設質量最重要的影響因素,因此,要想從根本上保障工程建設施工的整體質量,完善結構的設計具有非常重要的作用。隨著社會經濟的快速發展和科學技術的不斷進步,地震荷載和風力載荷等開始廣泛應用于土木工程的結構設計中。從目前的實際情況來看,我國土木工程的結構設計正朝著增加高度和柔韌性的方向發展。
土木工程技術的未來發展趨勢
1.信息化發展趨勢
隨著互聯網的普及和計算機技術的快速發展,我國已進行信息時代,社會各行各業為了能搶占市場競爭的先機,紛紛開始現代化和信息化建設,土木工程也不例外,開始朝著信息化的方向發展。在土木工程工程技術的信息化發展中,離不開計算機技術、網絡技術、通信技術、智能化的信息處理技術以及自動控制技術的科技支持。土木工程的信息化建設可以改進施工技術,并能為施工的全過程提供科學的監控和管理方法,促進施工成本的降低和施工質量的提升。隨著社會的進一步發展,木土工程的每一個環節,包括地形勘測、土木工程設計、圖紙、施工、竣工和驗收等,都可以實現信息化建設。在信息技術的支持下,可以實現高難度的土木施工,例如在高層建筑中比較常見的垂直控制和對大面積混凝土結構的控制等,都可以借助信息技術完成。同時,如果將GPS和GIS技術和地理信息結合起來,甚至可以對土木施工的全過程進行監督和調控。
2.自動化發展趨勢
在土木工程技術信息化建設的推動之下,其必然會出現自動化發展趨勢。如果土木工程能夠實現實時的動態現場監控,就有可能實現土木工程的自動化管理和施工。在未來的發展中,土木工程還有可能引入流水線的作業理念和成套的施工技術,促進標準化生產的實現,提高土木工程的施工效率。
3.綠色生態化發展趨勢
從根本上來說,對自然生態環境進行改造和利用就是土木工程的本質特征。在社會經濟的發展過程中,環境問題日益突出,人們已經逐漸認識到環境保護的重要性,環保理念必將對土木工程的發展產生重要影響,使其在對自然環境的開發和利用中進行合理控制,在進行工程建設時也做好生態環境的保護工作。目前,新型環保建筑材料的普及證明,綠色化和生態化是土木工程未來發展的一個重要趨勢,通過綠色施工工藝和節能環保材料的普遍使用,土木工程施工造成的環境污染和環境破壞會大大減少。
4.科技化發展趨勢
科學技術是推動土木工程技術發展的巨大助力,其信息化、自動化和綠色生態化的實現都離不開科技力量的支持。新的施工材料和施工技術可以進一步拓寬土木工程的前景市場,為其長遠發展提供強有力的后續力量。目前,大面積混凝土的結構施工和高熱混凝土技術的應用已證明了這一點。
結束語
關鍵詞:土木工程、地基加固、技術應用
中圖分類號:C35文獻標識碼: A
引言
社會在不斷的發展前進,建筑工程施工新材料的發明、新理論的創新以及新施工技術的應用都在推動著建筑土木工程設計的發展,土木工程設計在建筑工程的建設中扮演著極其重要的角色,而加強結構和地基加固技術的研究,是對土木工程設計工程的質量保證。保證土木工程的質量,也是保證建筑工程的質量,有利于民生工程的建設。
1、土木工程的結構設計
1.1土木工程混凝土結構設計
土木工程建筑的混凝土結構設計要達到國家規定的質量標準和行業規格,混凝土結構的設計不僅要考慮到凝土的強度和防滲水能力,還要考慮到建筑結構在復雜的環境長期使用過程中所受到的材料腐蝕和水力的沖擊所造成的質量下降,要為混凝土結構的后期質量檢修和加強留有充分的余地,能夠在建筑材料損毀或老化情況下進行部件的重置和維護,保證混凝土結構在使用中的穩定性,延長工程的使用周期。
1.2土木工程中的剪力墻結構設計
1.2.1剪力墻結構概述
剪力墻指的是建筑中,用于承受風荷載或地震作用所引起的水平荷載的墻體,因此,剪力墻又可以稱作為抗風墻或抗震墻。由此可以看出,剪力墻的設置是為了保護建筑結構不遭受到剪切破壞。通常情況下,剪力墻的施工材料會選擇鋼筋混凝土,以增強房屋及構筑物的堅固性。建筑結構指的是房屋或構筑物中,由一定數量的構件而連接形成的具有承受一定荷載能力的空間體系。根據不同的標準,建筑結構的分類也有所區別。根據不同的施工方法,建筑結構可分為混合結構、框架結構、剪力墻結構等。由于剪力墻具有較強的抗側力剛度和抗震性能,而且用鋼量也比較小,因而在建筑結構設計中得以廣泛應用。簡單來說,剪力墻結構就是利用鋼筋混凝土墻板來承受來自垂直方向和水平方向的力的結構。在設計剪力墻結構時,通常會使用鋼筋混凝土墻板取代之前框架結構中的梁柱,從而提高承受荷載的能力。換言之,剪力墻結構主要指的是豎向的鋼筋混凝土墻板,而橫向仍然沿用鋼筋混凝土的大樓板搭載在墻上,而這個結構就成為剪力墻結構。
1.2.2剪力墻平面結構布置
剪力墻的平面布置首先要做到的就是保證均勻,并保證質量中心和剛度中心處在重合的狀態下,減少力矩對墻體的作用力。剪力墻在施工中應當沿主軸方向布置,并保證剪力墻的抗側力剛度保持在合理范圍內,如果有必要可適當增加可利用空間,并保證適當的高度。另外,剪力墻還應當保持合理的間距,通常采用經驗公式進行設計,公式為 T=(0.05-0.06)n,其中 n 為建筑結構層數。實際剪力墻的數量應當與計算結果接近。剪力墻處理要具備較強的承重能力與剛度,還應當保證良好的延伸性和彈性,從而保證其在因外力作用產生裂縫時,剪力墻還能夠不發生倒塌。
1.2.3剪力墻約束邊緣構件處理
約束邊緣構件能夠促使剪力墻的承載能力得以顯著提高,并減少層間位移,同時提高抗震能力,而且對于墻板也能提供穩定作用。剪力墻抗震設計應當滿足第一振型的抵抗力矩大于承受力矩的一半以上。約束邊緣構件的確定應當以剪力墻相關軸壓比為依據。一般來說,抗震等級較高的剪力墻,應當采取層數較多的約束邊緣構件,并有效控制剪力墻的均勻性,以從根本上提高墻肢的承重能力。
1.3土木工程中承重墻結構的設計
現代房屋多屬矩形平面,其橫向剛度往往要小于縱向剛度,這就要求必須要有足夠的橫墻,才能有效保證房屋建筑結構的抗震性能。從地震災害可知,房屋墻體一般都是剪切破壞。因此,在進行房屋建筑設計時,必須要提高建筑的抗剪強度,以提升房屋橫墻的抗震能力。以提高建筑的抗剪強度,就要求提高材料的強度等級,并相應增加橫墻的軸壓力,因此需要將橫墻盡量成為承重與隔斷相結合的墻體。當房屋建設中的房間比較大時,設有沿進深方向的梁應支撐在縱墻上,以使縱墻承重。同時,建筑樓板應沿縱向擱置,因此形成橫墻承重,再加上縱墻因存在軸壓力而增加其抗剪能力。
2、結構截面設計中的常見問題分析
土木工程的結構設計對于整個工程建設的質量和施工的效果影響非常大,在土木工程的建設中,其結構截面設計中存在著一些需要注意的問題,只有對這些問題進行科學處理,才能夠保證工程結構質量達到相應標準。在結構截面設計中常見的問題主要有下面幾點:
2.1框架柱的計算長度
在土木工程框架柱的計算過程中,首先要取框架柱的長度為結構的層高,但是由于梁柱縱筋相互交叉形成的節點連接接近剛接,不是結構力學當中的鉸接及固結,所以要嚴格按照相關的混凝土結構設計規范來確定各種柱的計算長度。
2.2場地類別
對抗震等級的影響不同的建筑物類別在考慮抗震等級時取用的抗震烈度與建筑場地類別有關,框架截面設計受抗震等級的影響比較大,在抗震規范中查出抗震等級主要的依據是房屋高度和設防裂度。在土木工程中,對于I類場地要進行具體分析,由于抗震計算的抗震等級與采取抗震構造措施的抗震等級不一樣,所以在設計上也要注意。
3、地基加固技術在土木工程設計的應用
在土木工程的建設中,涉及到的內容很廣泛,只有對其進行合理有效的控制,才能夠保證工程的質量,其中包括環境、地質、施工技術、施工原材料等各方面的內容都要進行合理控制。與此同時,土木工程的地基處理是支撐整個工程建設的重要組成部分,并且與工程建設地質環境都存在著密切了關聯,這就要求在土木工程的建設中,應著重加強對地基結構的質量控制,保證土木工程建設的地基施工和管理方面都能符合標準。對土木工程地基結構進行加固是保證其結構質量穩定,進而提高整個土木工程質量和施工效果的重要措施,從土木工程建設的整體規劃上看,更加需要對地基加固技術的實施進行科學研究。地基加固技術在目前土木工程技術中使用較多的主要包括換填法、排水(加固)法、擠壓法、膠結法、加筋法等方法,因工程施工地段地質不同也會因地制宜采取不同的地基加固法。
3.1地基加固處理新技術探究
3.1.1打孔填充灰土樁的固結方法:該種方法原理是先在地基層面進行均勻深度和距離的打孔作業,然后將事先按照比例配制的土和熟石灰的混合物,即灰土逐層注入孔內,最終形成灰土樁,灰土樁本身就有加固地基的作用,而且在此過程中,由于打孔和注樁都要向四周產生巨大的擠壓力,也就使得在打樁的同時進一步夯實了地基土層的密度,是一種地基加固的雙保險作業。灰土樁地基加固具有施工操作簡便易性,成本低廉,加固效果好的優點,被施工單位廣泛采用。
3.1.2壓制或排水的固結方法:地基固結法是一種新型縮短地基凝固時間,加速地基凝固速度的新方法。該種方法主要可以分為兩種類型,一是對地基層進行事先壓制,通過在地基上方添置重物或增加壓力的方法來增強地基的密度,使地基沉降到最大限度,達到夯實地基的目的;二是通過改擴建排水系統,加大積水的排放力度,提高地基凝固的速度。這兩種方法都可以大幅度提高地基凝固速度,避免地基日后發生嚴重沉降現象。
3.1.3 適量添加粉煤灰的固結方法
在地基施工原料中加入適當數量的粉煤灰并加以均勻攪拌,可以有效提高地基的吸水能力,以排除多余的水分,加快地基的凝固速度。這是因為粉煤灰具有極強的活性和吸水性,并且性質較為穩定,適合于添加在地基混凝土原料中,幫助提高地基的穩固性
3.1.4加筋法的應用
在相對較松散土質的土層上進行工程施工,需要對采用加筋法對土質進行固定,以防其輕易地發生移動,對工程地基和上層結構產生威脅。加筋法主要應用于高層建筑或難度加大的工程建設中,為工程地基的加固產生了非常重要的作用。
3.1.5換填法
換填法是地基加固技術中最常用的一種方法,這種方法通常適用于自然地質不夠適用當前工程的施工,最主要的換土墊層法和置換法。換土墊層法就是將比較優質的泥土作為材料換掉原自然土,這種方法比較適合整體置換。置換法又包括石灰置換法、碎石置換法、水泥置換法等。
結束語
目前,我國的土木工程建設已經取得了一定的成就,但是在土木工程的具體施工技術應用中,還需要對此進行認真的分析。土木工程對社會發展的重要作用,施工單位應積極對工程結構和施工措施進行優化設計,并在工程地基建設中采用加固技術,以保證工程建設的質量符合現代社會發展的要求。
參考文獻
[1]徐克紅. 結構與地基加固技術在土木工程設計中的應用[J]. 中小企業管理與科技(下旬刊),2013,03:107-108.
關鍵詞:土木工程;發展;展望
引 言:土木工程是建造各類工程設施的科學技術的統稱。它既指所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工、保養維修等技術活動;也指工程建設的對象,即建造在地上或地下、陸上或水中,直接或間接為人類生活、生產、軍事、科研服務的各種工程設施,例如房屋、道路、鐵路、運輸管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平臺、給水和排水以及防護工程等。
1 未來土木工程的發展
1.1指導理論的繼續發展
在可以預見的將來,土木工程工程技術理論的核心部分仍然是力學,新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學的突破方向。在對復雜結構、流體介質等情況下的受力分析和近似上,現有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數學在將來也應該有很大的發展,用以處理土木工程技術中復雜的數值問題。更先進的電子計算機的應用,使得對復雜的情況的模擬更有把握,更接近于現實。力學也會突破宏觀框架,向微觀發展,控制論,虛擬現實等技術也在力學中加深影響。
1.2 工程實現的變化
土木建筑的最終目的是建設出合乎設計要求的工程構造物,從設計到成果中間需要一個很長的工程實現的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設計,沒有好的工程實踐,一樣不會產生一個優秀的作品。 信息時代正在迎面走來,其他學科和其他方面的新觀點新技術,必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統學科注入新的活力。包括控制理論,施工技術,新材料,環境工程,經濟理論等等。
1.3 主動控制技術
迄今,絕大部分的土木工程建筑都是被當作一個靜態的,被動的物體。對周圍環境的影響,如風動,溫度變化,突發事件等只能依靠自身的結構進行被動的抵御。顯得缺少靈活性和應變能力。今后土木建筑設施的一個發展方向之一就是主動控制技術在建筑構造物中的應用。運用計算機技術和模糊控制技術,以及一些預設的控制結構。使得建筑物能夠對各種環境因素做出適當的反應。
2 未來土木工程的發展
2.1 指導理論的繼續發展
在可以預見的將來,土木工程工程技術理論的核心部分仍然是力學,新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學的突破方向。力學也會突破宏觀框架,向微觀發展,控制論,虛擬現實等技術也在力學中加深影響。
城市規劃,建筑等相關學科進一步的交叉,融合,互相支持,互相服務。土木工程內部的次級學科也同時會在現實需要的推動下產生出新的學科,如對城市地下空間的大規模利用就使得新的地下規劃學科有了產生和發展的必要。不同次級學科的理論也會相互滲透,比如現在就有一些大型體育場館采用了類似橋梁的懸索結構。
2.2 工程實現的變化
土木建筑的最終目的是建設出合乎設計要求的工程構造物,從設計到成果中間需要一個很長的工程實現的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。
信息時代正在迎面走來,其他學科和其他方面的新觀點新技術,必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統學科注入新的活力。包括控制理論,施工技術,新材料,環境工程,經濟理論等等。
(1)全過程信息化
信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中,重點不僅僅限于CAD方面,也包含對工程進度的管理、運行中數據資料的收集,分析,整理;對建筑物結構,強度,可靠性的分析和相應對策的決策等。
全過程信息化對今后的土木建筑構造物的維護有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機實現對建筑全方位的實時的監控,及時掌握整個建筑物的狀態。我國現在正是基本建設的,20~30年后,現在這些建筑物逐漸進入維護期。如果能在現在建造過程中就做好各種信息化準備工作,對今后維護也大有幫助。
信息化也成為專家系統技術的基礎。程序的解題能力不僅取決于它所采用的形式化體系和推理模式,而且取決于它所擁有的知識。要使一個程序具有智能,必須向它提供大量有關問題領域的高質量的信息輸入。
(2)可持續發展和人性化
這兩個要求是與社會經濟的發展相適應的,社會的發展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設施人性化的要求。
整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續發展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。施工過程中也相當注重對周圍環境的影響。
(3)主動控制技術
迄今,絕大部分的土木工程建筑都是被當作一個靜態的,被動的物體。對周圍環境的影響,如風動,溫度變化,突發事件等只能依靠自身的結構進行被動的抵御。顯得缺少靈活性和應變能力。今后土木建筑設施的一個發展方向之一就是主動控制技術在建筑構造物中的應用。運用計算機技術和模糊控制技術,以及一些預設的控制結構。使得建筑物能夠對各種環境因素做出適當的反應。
3 未來展望
3.1 指導理論的繼續發展
在可以預見的將來,土木工程工程技術理論的核心部分仍然是力學,新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學的突破方向。在對復雜結構、流體介質等情況下的受力分析和近似上,現有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數學在將來也應該有很大的發展,用以處理土木工程技術中復雜的數值問題。更先進的電子計算機的應用,使得對復雜的情況的模擬更有把握,更接近于現實。力學也會突破宏觀框架,向微觀發展,控制論,虛擬現實等技術也在力學中加深影響。
3.2 工程實現的變化
這也是土木工程一個重要的組成部分。。
(1)全過程信息化
信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中。
(2)可持續發展和人性化
這兩個要求是與社會經濟的發展相適應的,社會的發展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設施人性化的要求。
整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續發展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。對資源和能源的節約,包括在建設中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個方向,這要求有良好的設計和有效的運作管理機制,土木工程構筑物在它的整個壽命周期,從規劃,設計,建造到建成后的使用,維護,拆除都要盡量的將對環境的影響降到最小,同時盡可能大發揮它的社會經濟效應。
4 結束語:
在未來的土木工程研究中,需要加強結構形式、建筑材料、施工工藝等探索與研究,也需要加強土木工程理論與技術的融合,實現更大的突破。
參考文獻:
關鍵詞:土木工程;結構設計;存在問題;設計措施
一、引言
在土木工程項目管理過程中,其中一項重要的組成部分就是工程結構設計措施的控制與管理。而對于土木工程項目管理來說,各種內外部因素均容易影響工程項目中工程結構設計措施的管理應用工作,因此,工程設計人員在項目設計階段必須將各種影響因素充分考慮在內,并制定相應的對策,盡可能在整個土木設計的階段中運用最新的控制管理技術。只有這樣,土木工程項目設計階段的結構設計措施控制與管理才能得以強化,從而為土木工程項目設計階段管理乃至整個項目管理打下扎實基礎。
二、土木工程結構設計理念存在的問題及設計原則
(一)從設計理念上加深對土木工程結構使用壽命的理解
我國在土木工程結構的設計理念上,逐漸改變了原本的簡單的設計符合荷載強度的設計原則,保證不但符合荷載強度需求,而且要符合使用壽命需求的設計思路,因而國際上要求的土木工程結構建設的使用壽命相一致。深刻理解土木工程結構的使用壽命,并對結構的重要性的確定手段展開研究。然而,在確定使用壽命上較為簡單,而可靠性不夠,必須由大量模擬實驗進行驗證。使用壽命得以確定后,必須全面考慮土木工程結構建設的規劃、設計、施工、運行(包括養護、維修、管理),保證修建的土木工程結構能實現預期壽命。
(二)進一步關注土木工程結構的耐久性問題
在建造和使用土木工程結構中,必然會受到環境、有害化學物質的影響,同時還會遭受巨大的交通荷載、地震荷載、風荷載、疲勞荷載甚至是超載,這會產生人禍等安全意外,并且土木工程結構使用的材料會隨著時間不斷老化損耗,結構中各個部門或多或少會被損壞。從大部分的病害實例可知,不僅包括施工和材料兩個因素,而且構造上也就是設計上的不足對結構耐久性也有影響,并具有決定性作用。
(三)不能忽視環境對于土木工程結構及構件的影響
在設計土木工程結構耐久性時,特別要對環境因素對鋼筋和混凝土產生的腐蝕反應給予高度重視。針對海邊的土木工程結構來說,必須要對環境的氯離子侵蝕狀況進行充分了解,該類型的環境因素會嚴重腐蝕土木工程結構耐久性,這會產生極大影響。
(四)更深入地研究土木工程結構在疲勞荷載作用下的反應及對策
因為在土木工程結構中承擔著動荷載作用,包括活荷載作用和風荷載作用,該類的作用力會對土木工程結構內部形成循環往復并產生變化的應力,不僅會對結構產生影響,使其震動,甚至會給結構帶來疲勞損傷,這一問題逐漸積累,對內部結構產生較大的傷害。因為土木工程結構使用的材料一般難以實現真正的均勻和連續,同時會導致出現較小的問題和不足,在上述循環往復并不斷變化的應力的作用和影響下,這些細小的問題都會逐漸擴大,進而形成一定損傷,這些必須受到重視,否則會逐漸惡化,對整個結構產生不利,影響其安全性。而在研究疲勞荷載作用上,不單單是研究土木工程結構的整體結構,通過實踐可知,一些土木工程結構關鍵部位上的構件由于未能有效抵抗疲勞荷載作用,進而導致局部失效,最終則造成了土木工程結構整體結構失效。
三、土木工程結構設計存在的問題及設計措施
(一)基礎連系梁設計的常見問題及設計措施
對于樁基礎而言,需要在單樁承臺彼此呈90°角的方向安裝連系梁;且設計安裝過程中需要首先考慮短向問題。對于單一擴展型基礎而言,實際施工階段,需要提供對單一基礎及其連系梁間的縫隙進行處理,選擇混凝土填充,確保和基礎頂面完成對齊,接著便可以開始基礎連系梁澆筑工程。經過上述處理,能夠讓連系梁計算跨度合理減小,更加符合設計要求。如果是通過基礎連系梁完善柱底彎矩,那么需要按照框架梁狀態,對其配筋與截面尺寸實施合理的設計。在這種情況下,需要對所有梁正彎矩鋼筋進行處理,且位置選擇1/2跨處,對于基礎連系梁而言,框架柱部分的縱筋需要采用箍筋的方式進行加密、錨固,確保和上層框架梁之間完美一致。
(二)框架結構柱設計的常見問題及設計措施
在考慮抗震性能問題時,需要按照抗震設計要求開展加密工程。除此之外,加密柱的高度不可以超過柱高區范圍這一要求作為前提條件,采用加密方法,使樓梯和角柱間梯柱、框架柱得到有效保護。一般來講,框架結構柱截面部分應當滿足以下標準:如果土木工程結構需要達到1、2、3級抗震標準,那么截面邊長需要超過400mm;如果土木工程結構需要達到4級抗震標準,那么邊長需要超過300mm;如果并未考慮抗震問題,那么邊長需要超過250mm。實際施工過程應當嚴格遵循以上標準進行處理,防止結構出現問題,引發嚴重的安全隱患。
四、結束語
綜上所述,對于現代土木工程項目建設而言,在整個體系中,一個至關重要的部分就是工程建筑結構的設計措施管理,各種內外部因素都容易對其產生影響,因此,必須以工程結構設計措施的控制與管理作為其依據,有助于各設計單位有效提升土木工程項目的品質,保障廣大社會人民群眾的基本權益。工程設計人員對土木工程項目建設中設計階段的控制與管理,必須全面了解此項工作的技術重難點,從而構建完善的工程設計管理體系。總而言之,唯有保證土木工程項目良好的設計措施應用質量,積極做好技術優化與創新的控制和管理,才能確保土木工程項目建設的質量和品質。而設計階段的結構設計措施管理,對于土木工程的發展也將越來越重要。
參考文獻
[1]石善民.韓素容.建筑結構設計及規范應用中若干問題的探討[J].工程質量,2010(03).
關鍵詞:土木工程;施工;技術要點;技術創新
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A
引言:
現今,雖然國民經濟的大力發展帶動了土木工程的進步,也取得了許多可喜的成果,但是由于起步較晚,所以土木工程施工方面還存在著一些問題。土木工程是人類改造自然的重要技術之一,土木工程施工技術為人類的生產生活提供了基本的生存保障和生產需要。在現代社會中,土木工程已經發展成為具有多分支的綜合性大型學科,包括道路、橋梁、工民建筑、水利、鐵路、港口等工程在內的多種學科,要想使土木工程更好的服務于社會,就要對土木工程施工技術進行認識,以提高土木工程的工程質量。
一、土木工程施工技術的特點
在科技和經濟不斷發展的背景下,土木工程全新的、規模較大的施工工程不斷增多,整體的施工技術也得到了不斷發展,當前我國土木工程施工規模較大、數量較多,土木工程整體施工特點包括:
1、具有較強的流動性和相對固定性
即相同土木工程中施工人員在工作區域內的流動以及整個施工隊伍的合理流動;
2、具有綜合性
土木工程的完成需要施工、監理、設計和材料供應方等多方進行協調配合;
3、具有受干擾性和復雜性
原因在于土木工程技術應用較為復雜,施工時會收到施工環境、施工氣候條件等外界因素的干擾,導致工程施工周期的變化。
二、土木工程施工技術要點
1、深基坑施工技術
現代土木工程施工中,城市高層建筑如雨后春筍般拔起,高層建筑對抗震。地下空間的發掘利用,因此施工過程中對深基坑支擋的技術要求越來越高。深基坑支擋技術在土木工程施工的需求下,在施工技術上有較大的發展和創新。深基坑支擋技術的創新之一是樁錨支擋體系的應用。對于深掘深度較深的土建施工,如果土建施工中的地質條件較差,土質酥松、坑壁土質密度不高,通常采用預應力錨桿和灌注樁體系。針對地下水位上下的不同類型的圖層宜采用引進的套管水沖法成錨工藝。土木工程施工中,許多臨時支擋的加固樁或地下支撐墻或永久性的支擋樁或支擋柱可以實施支擋與承重一體化的支擋技術方案,一體化的承重與支擋系統既能夠滿足支擋的需要和承重要求,又能夠提高施工速度,節約資源、能源,提高建筑施工工程的社會經濟效益。在土木工程施工的支擋技術中,旋挖施工工藝在管控灌注樁施工中也是較為科學合理的技術創新方案,但在利用旋挖灌柱樁施工中必須保證成孔質量,較少施工質量中的不利影響因素。
2、鉆孔灌注樁基礎施工技術
目前我國高層建筑數量逐漸增多,鉆孔灌注樁基礎技術隨之發展起來,雖然該技術在設計圖紙中會體現出來,但鉆孔灌注樁基礎的施工設備、施工材料、施工工藝還需由施工單位自行選擇和應用。這樣一來,不但施工材料質量和施工操作規范性得不到保證,樁基礎施工質量問題也難以避免。在此情況下,應提高對鉆孔灌注樁基礎施工的重視,尤其是對該技術的施工材料、設備及施工操作做出明確的、標準化的規范,從而促進鉆孔灌注樁基礎技術的不斷完善和成熟。
3、沉井基礎施工
沉井是由刃腳、井筒、內隔墻等組成的呈圓形或矩形的筒狀鋼筋混凝土結構,多用于重型設備基礎、橋墩、水泵站、取水結構、超高層建筑物的基礎等,施工過程:施工時首先制作井筒,然后在井筒內挖土,使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端為刃腳,形狀如刀刃,在沉井下沉過程中使沉井切入土中。沉井的外壁為井筒,在下沉過程中起擋土作用,同時靠其自重可以克服筒壁與土之間的摩阻力和刃腳底部的土阻力,使沉井能在自重作用下逐步下沉。
4、預應力施工技術
在土木工程施工技術中,預應力施工技術中的創新之一是體外預應力的發展與應用。體外應力是指預應力筋布置在混凝土截面外的預應力,與傳統的布置于構件截面內的預應力筋,所提供的有粘結或者無粘結預應力相對應。體外預應力在大跨度土木工程和預應力混凝土道橋施工和特種結構施工中有一定程度的應用。其中粘接體外預應力是體外預應力應用中的典范之一,這種預應力在管道結構外,產生的預應力摩擦損失較小,便于后期維護檢查,同時在管道的鋪設過程中便于控制。無粘接力體外預應力體系也是應用較多的體外預應力施工方式,無粘接力體外預應力施工操作簡單,單根無粘接摩擦損失相當小,體外預應力比傳統的預應力施工更加科學合理,經濟效益也更高。
三、施工技術的創新
1、新型預應力技術
體外預應力作為后張預應力體系的重要分支之一,是預應力施工技術的發展和創新,是近年來的熱點。顧名思義,體外預應力是指預應力筋布置在混凝土截面外的預應力,與傳統的布置于構件截面內的預應力筋,所提供的有粘結或者無粘結預應力相對應。體外預應力現階段主要應用在特種結構、預應力混凝土橋梁和大跨度建筑工程結構中,形成了兩種主要體系。體系一是有粘結體外預應力體系,優點是預應力摩擦損失小,因為孔道管在結構體外,容易檢查和控制管道的鋪設質量及其水密性;體系二是無粘結體外預應力體系,優點是可采用單根張拉工藝,易于操作,且單根無粘結筋的摩擦損失極小。體外預應力相對于傳統預應力體系有很多優點,對工程經濟效益有積極影響。
2、深基坑支擋技術發展
由于高層建筑的發展、抗震與人防的需要和地下空間利用的需求,再加上大型深埋設備基礎的施工,深基坑支擋問題越來越多。在這些需求和障礙的促進下,深基坑支擋技術在下面兩個方面得到了較大的發展,實現是施工技術的創新。第一,樁、樁―錨支擋體系。對于開挖深度大、坑壁土質差的情況,通常采用灌注樁―預應力錨桿體系。引進的套管水沖法成錨工藝適用于地下水位上下的各種類型的土層,但效率不盡人意。第二,支擋與承重結構一體化。用于臨時支擋的樁或者地下連續墻和永久性的柱、地下室墻一體化后,施工速度得到提高,投資效果得到加強,資源得到節約,得到良好的技術經濟效益。另外,鉆孔灌注樁施工中更加先進的施工工藝―旋挖已經投入使用,使成孔質量得到保證,減小認為不確定因素對施工質量的影響。
四、土木工程施土技術的發展方向
1、科技化趨勢
科學技術是社會第一生產力。科學技術的發展是現代社會的顯著標志,無論是電子計算機技術還是系統工程建造技術的發展都為土木工程的施工技術發展提供了科技保障。因此土木工程施工技術科技化趨勢是必然要求也是土木工程建設發展的必由之路。經濟社會的發展要求民用建筑在質量保證的同時經濟效益也要有所保障,因此建筑工程造價管理是土木工程施工技術發展的追求目標。這就需要采用高級科學技術手段滿足工程施工生產需要,充分利用科技推動建筑施工過程的的科技化、機械化、智能化、自動化的不斷發展,降低額外支出的人工費、機械費來達到工程造價管理的問題,達到經濟效益最大化的目標。
2、自動化趨勢
自動化施工技術理念是現代建筑業的發展方向。利用智能型機械設備、電子信息技術管理終端和全自動化控制系統對土木工程的施工轉換到智能化、自動化的發展方向是土木工程施工技術創新發展的趨勢。運用自動化發展統一、高效、流水線式的施工一體化流程,以標準化、工廠化的成套技術改造建筑業的傳統生產方式,提高建筑施工效率和水平,同使減少人為勞力的施工危險,例如運用自動化建筑構件到外部腳手架進行建筑工程作業,保證施工的同時降低安全風險。提高生產效率的同時保證工程的安全順利進行,因此自動化、智能化的發展土木工程施工技術發展的趨勢。
3、生態化趨勢
隨著社會對自然環境的關注程度日益提高和社會生態化的需要,建筑工程施工與環境的可持續化協調發展成為重要課題。工過程中生態化已經成為各行各業的共同趨勢,土木工程施工技術也不例外,生態化的土木工程施工技術也成為建筑行業發展的要求。
在建筑施工中要體現出綠色施工技術,首先要具備綠色施工發展思想,要綜合應用土木工程綠色施工技術,達到節能環保、生態平衡、節約建筑生產要素、降低建筑安全生產風險。例如運用新型的節能環保建筑施工機械設備進行施工辦公,減少污染和能源損耗;注意充分利用節能環保的建筑材料進行施工,降低工程施工過程中產生的環境污染,充分利用太陽能、風能等新能源,為土木工程項目提供新的科技能源,減少能耗,這也是未來建筑的發展方向;對于光污染和聲污染源頭進行盡量的降低,達到環保的目的。使得在建筑行業發展經濟效益的同時為居民提供良好的、高品質的、綠色的民用建筑,達到建筑建造與環境保護的生態化和諧統一,達到可持續化發展的目標。這也是所有工程建造所追求的是環境與人類社會發展的共同目標。
五、結束語
在當前已修建的土木工程建設中,很多工程在使用的過程中會因為各種因素的影響而使工程整體結構出現損傷或性能降低的情況,這對于保證土木工程的使用安全性是非常不利的,為了提高土木工程的使用性能,延長其使用壽命,就需要不斷的研發新的土木工程施工技術,使土木工程的質量得到更大的提高。
參考文獻:
[1]刁立明.淺析當前我國土木工程施工技術存在的問題與發展[J].華章,2011.
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[3]李潮清.建筑施工技術管理及質量問題的處理[J].科技信息(科學教研),2007,(14).
關鍵詞:土木工程;現狀;發展
1土木工程發展的意義
土木工程是指建造各類工程設施的科學、技術和工程的總稱。土木工程的含義從兩個方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產活動有關的各類工程設施,如建筑工程、公路與城市道路工程和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下開發空間利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設施應用材料、工程設備在土地上所進行的勘察、設計、施工等工程活動。經過多年的發展,目前土木工程的實踐和研究已經取得顯著成就,無論是結構的力學分析,還是結構設計的理論和方法以及結構的施工手段,都有了巨大的突破,展望未來,土木工程仍然有許多課題需要我們進一步探討。
2土木工程的現狀
2.1土木工程建設成就巨大
自改革開放以來,我國高層建筑的發展進人了一個嶄新的階段,高層建筑不僅在數量上越來越多,而且在高度上也越來越高。我國將有公路160萬km,其中高速公路2.5萬km,2010年,全國高速公路將達3萬km。
2.2新型建筑材料的開發與應用
近年來,隨著高標號水泥的大量生產,鋼纖維和玻璃纖維混凝土、聚合物浸漬混凝土等快硬、高強、輕質、復合和節能混凝土的研制,復合、新型墻體材料的開發,鋼化玻璃、多功能涂層玻璃、雙層中空玻璃等建筑用平板玻璃等的發展,都帶來了土木工程的結構形式、設計理論和施工技術等方面的新發展。而從20世紀80年代興起的碳纖維的應用研究,更是土木工程在這一領域的又一重大突破。國內由呂志濤院士領導的課題組及其他研究機構業已開展利用碳纖維布對鋼筋混凝土梁、板、柱進行加固的研究,已取得許多成果,標志著我國在這一領域已處于較為領先的地位。目前,利用碳纖維材料加固修補混凝土結構的技術已在工程中獲得應用,其前景非常廣闊。
2.3預應力技術的應用
20世紀80年代,我國預應力技術已從單個構件發展到預應力結構的新階段。預應力技術的應用已擴大到大跨度、大柱網、大開間的多層與高層建筑,連續橋、斜拉橋等橋梁結構,核電站預應力安全殼、大型預應力儲倉與儲液池,預應力地錨與預應力管樁等特種預應力結構。
預應力技術也是建造大跨度公共建筑、大型會議展覽中心及大開間住宅的重要技術,也是高層、超高層建筑和承受特重荷載的結構中不可缺少的關鍵技術。預應力技術在解決大、高、重、新建筑工程的設計和建造難題中發揮著其獨特的優勢。
此外,預應力技術還將推動建筑結構的創新,如預應力拉桿替代柱的懸掛建筑結構將獲得一定的發展。在公路工程中,預應力技術對解決路面混凝土開裂和減少伸縮縫,提高使用壽命具有良好的應用前景。
2.4土木工程的可靠度理論的研究應用
長期以來,人們一直習慣于以安全系數作為土木工程的評價指標。然而,安全系數只是一個由確定的信息得到的一個定值,它未能考慮設計變量中任何客觀存在的變異性,某一特定的安全系數值,對于不同的工程未必具有同樣的意義。
考慮實際工程中的不確定因素,對工程進行隨機力學分析和可靠度評估具有十分重要的意義。
3土木工程未來的發展趨勢
3.1向地下發展
我國城市地下空間的開發尚處于初級階段,目前已有北京、上海、廣州等六個城市建有地鐵,已開通的總長度達215公里;設有140個地鐵站,北京地鐵長度已達41.6公里。現在正在開發地鐵的城市,如哈爾濱市、沈陽市等。
3.2防震抗風與減災
隨著超高層、超大跨橋梁和大跨結構等大型復雜結構的興建,結構設計呈現更長、更高、更柔的發展趨勢。許多情況下風荷載和地震荷載已成為結構設計的控制因素。因此大型復雜結構體系抗風抗震的設計理論及其相關問題將被進一步關注。相關的研究課題將包括設計地震動及災害性風荷載的作用機理;超高層建筑結構體系的抗風與抗震,特大跨度橋梁的結構體系及抗風抗震。
3.3向高空延伸
現在人工建筑物最高的為646m的波蘭Gal〕in227kHz長波臺鋼塔,由巧根鋼纖繩錨拉。日本擬在東京建造soo.7m高的千年塔,它在距海約1.25英里的大海中,將工作、休閑、娛樂、商業、購物等融于一體的抗震豎向城市中,居民可達5萬人。中國擬在上海附近的1.6公里寬,Zoom深的人工島上建造一棟高1250m的仿生大廈,居民可達10萬。印度也提出將投資50億建造超級摩天大樓,其地上共202層,高達710m。
3.4大力發展高性能混凝土
美國混凝土學會將高性能混凝土定義為具有易灌實、易密實,不離析,能長期保持優越的力學性質,早期強度高、韌性好,體積穩定、在惡劣環境下使用壽命長等所要求性能的勻質混凝土。
1992年里約熱內盧召開的地球峰會將”可持續發展’‘定義為‘,與地球生態系統相協調的經濟活動”。指出對環境無害的混凝土技術的基礎賴以建立的3個主要支柱是對混凝土原材料的節約、混凝土耐久性的提高以及混凝土技術從簡約法到整體法的轉變。因此發展高性能混凝土必須采用可持續發展的、對環境無害的混凝土技術,在研制各種外加劑和凝膠材料的同時,更應大力研究骨料替代、水泥替代和礦物摻料的使用等利用廢棄材料來改善混凝土的性能,提高其耐久性的方法。
3.5基于可靠度的結構優化方法的應用研
究將成為土木工程中的一個熱門結構優化理論是20世紀60年代建立起來的,目前已在飛機、船舶、機械等制造行業和重要的大型土木工程中得到應用,取得顯著的經濟和社會效益。但這種優化方法尚未在土木工程中得到普遍應用,優化的要求也未能在規范中得到體現。
4結束語
土木工程未來的發展方向,結構性能的發展、可持續發展等一系列內容。未來的土木工程可能不僅可以抗震、抗風,甚至可以抗暴、抗海嘯、防火、防撞、防輻射等。科技的進步,經濟的繁榮將帶給土木工程發展的春天。
參考文獻
[關鍵詞]土木工程 從業能力 培養措施
[作者簡介]董艷英(1970- ),女,河北盧龍人,河北科技師范學院城市建設學院,副教授,碩士,主要從事土木工程專業教學與研究;張立山(1972- ),男,河北灤南人,河北科技師范學院城市建設學院,副教授,碩士,主要從事工程管理專業教學與研究;朱天志(1966- ),男,河北盧龍人,河北科技師范學院城市建設學院,教授,碩士,主要從事土木工程教學與研究。(河北 秦皇島 066004)
[基金項目]本文系2010年度河北省高等學校科學研究基金項目“‘土木工程+工程管理’整合式雙專業人才培養模式改革與實踐”(項目編號:jygh2010002)和2008年河北科技師范學院教學研究項目“土木工程專業學生工程素質和創新能力培養的研究與實踐”(項目編號:0812)的研究成果。
[中圖分類號]g647 [文獻標識碼]a [文章編號]1004-3985(2013)12-0092-02
據不完全統計,全國有400余所大學設置土木工程專業,在校生30余萬人。在我國目前的高等教育體制下,國家重點發展一批重點大學,主要培養高精尖的研究型人才。地方政府重點扶植高職高專院校,主要培養直接面向生產一線的技能型人才。中間的教學型普通高校應該進行應用型本科教育,主要培養適應社會需要的應用型技術管理人才。對于普通高等院校的土木工程專業,也應該進行應用型教育模式,培養符合市場需求具備一定從業能力的應用型人才。
一、土木工程專業畢業生的從業能力要求
按照高等學校土木工程學科專業指導委員會編制的《高等學校土木工程本科指導性專業規范》的說明,土木工程專業主要培養適應社會主義現代化建設需要,德智體美全面發展,掌握土木工程學科的基本原理和基本知識,獲得工程師基本訓練,能勝任建筑、橋梁、隧道等各類土木工程設施的設計、施工與管理,具有扎實基礎理論、較寬厚專業知識和良好實踐能力與一定創新能力的高級專門人才。畢業生能夠在有關土木工程的設計、管理、教育、金融與保險等部門從事技術或管理工作。
二、土木工程人才培養中存在的問題
1.培養方向偏離就業需求。高等學校為了適應人才市場,有利于畢業生就業,拓寬了土木工程專業人才培養計劃口徑。造成的直接后果是:畢業生專業知識不足,專業性不強,工作起來上手慢,畢業后至少需要在企業相關崗位工作3~4年才能熟悉具體工作。通過對普通院校土木工程專業本科畢業生的就業情況進行調查,學生畢業后主要從事施工管理類工作,其余部分同學從事勘察設計、房地產管理等工作。而高等院校土木工程專業在制訂培養方案時,往往將學生畢業后的工作方向預定為工程勘察設計方向,開設大量結構設計類課程,忽視了施工管理類課程的合理設置,導致專業課程體系與學生畢業后的實際工作需求不一致。
2.工程管理類知識較薄弱。通過對用人單位進行回訪,發現土木工程專業畢業生掌握的工程技術類知識比較扎實,相對而言工程管理類知識比較薄弱,不能滿足建設企業對土木工程復合型人才的具體需求。按照目前普通高校土木工程專業傳統的教育模式,在制訂培養方案時往往過多強調基礎理論教育和專業技術教育,而忽視經濟、管理、法規類管理知識的教育。
土木工程專業畢業生的就業前景與國家宏觀政策及經濟發展方向息息相關。近幾年隨著國家在基本建設領域的投入不斷加大,城市建設和路橋建設不斷升溫,土木工程專業的就業形勢持續高升。能否順利就業已經不再是土木工程專業畢業生需要考慮的問題。但是,建設行業的薪酬水平近年來不斷呈現出管理崗位高于技術崗位的傾向,土木工程專業畢業生在自己的職業生涯中不可避免地要從技術轉向管理,管理知識的欠缺成為其事業上升的瓶頸。
3.工程實踐操作能力較低。土木工程專業課程中的專業理論知識來源于工程實踐,學生學完后又需要將其應用于工程實踐。作為土木工程專業的畢業生既要具備一定的專
理論基礎知識,同時還應該具備一定的實際工程實踐操作能力。事實上,在目前的教學過程中,土木工程教學的課程體系和教學內容未能及時更新,能夠將不同科類的知識綜合在一起的課程比較少,還存在理論教學與實踐操作脫離的現象。教學方法仍然以教師主觀講授為主,還不具備學生自我體驗、自主學習、自由創新的環境。近年來全國幾乎所有的高校都在不斷擴招,學生數量成倍增長,而各高校的實驗教學設備與師資力量卻未同步增長,土木工程專業的實踐教學效果被不同程度地削弱。教學實驗往往局限于驗證性實驗,多年來一直被教育專家所提倡的自主性、設計性實驗難以得到落實。學生在生產實習過程中停留在現場參觀階段,很少能實際參與到工程實施的具體工作中。課程設計和畢業設計的內容大多脫離工程實際,基本都是指導教師按照參考書虛擬的設計任務。目前各高校的生師比普遍比較高,土木工程專業表現尤為突出,學生數量的大幅增長直接導致教師對學生實踐教學的指導效果大打折扣。這樣的教學,培養出來的學生工程實踐操作能力比較低,不能滿足實際工作的需求。
三、土木工程專業從業能力培養的措施
1.準確定位專業方向和培養目標。普通高校土木工程專業要根據本專業的發展歷程、辦學條件和學校的地理位置,合理把握自己的辦學層次,準確定位自己的專業方向和培養目標。普通高校的土木工程專業要立足地方,為地方經濟建設和發展服務。在原有辦學基礎上,發揮本校學科優勢,以用人單位實際需求為導向,著重培養懂技術、懂管理、懂經濟、了解相關建設法規并具備較強工程能力的復合型施工人才。建設領域相關注冊工程師考試的內容反映了建設企業對土木工程專業工程師知識結構的要求,也為高等院校設置專業方向、確定人才培養規格提供了重要參考。目前,與土木工程專業相關的注冊工程師主要有:結構工程師、建造師、監理工程師、土木工程師(巖土)、造價工程師等。在制訂培養方案時,可以按照上述注冊工程師的考試內容設置滿足考試需求的專業基礎課程,然后按照不同類別注冊工程師的具體專業知識需求設置不同的專業方向。 2.開設管理類課程或輔修專業。隨著國民經濟的轉型和發展,建設企業對土木工程專業畢業生在知識結構方面的要求發生了明顯改變,懂得經濟和管理、了解建設法規知識已經成為工程技術人員不可或缺的基本素質。高校土木工程專業的教育工作者,要充分認識到工程管理類課程的重要性,將工程管理類課程設置為土木工程專業課程體系中的一個重要模塊。在工程管理類課程的設置上要學以致用,盡量結合國家目前實行的建設領域的注冊工程師(建造師、造價師、監理工程師等)的考試內容。可以開設建設法規、工程經濟學、管理學原理、工程項目管理、建筑企業管理、工程建設監理、施工組織與管理、工程造價管理等課程。考慮到土木工程專業培養方案對課程總學時的限制,工程管理類課程不可能設置太多。如何在有限的教學過程中讓學生掌握比較實用、系統的經濟管理知識,就顯得非常重要。建議設有工程管理本科專業的高校,可以面向土木工程專業在校生開設工程管理輔修專業,這樣就可以在培養方案的學時限制之外比較寬松地開設工程管理類相關課程。
3.改革并有效實施實踐教學環節。在制訂土木工程專業培養方案時,要以實際工作需求為目標,突出實踐教學的地位與作用,理論教學要為實踐教學服務,強化實踐能力的培養。將實驗、技能訓練、各種實習、課程設計、畢業設計等實踐教學環節進行統籌考慮與安排,以解決實際工程任務為最終目標,構建相對獨立的實踐教學體系。通過四年培養,要讓畢業生具備一定的工程實踐操作能力,能夠在短時間內勝任土木工程設計、施工、管理等實際工作任務。大力發展實踐教學基地建設,與建設企業建立良性互動的長效機制,建立長期穩定的伙伴關系,搭建土木工程專業人才培養平臺。穩定的實踐教學基地解決了學生各種實習的場地問題,基地企業的工程技術人員可以填補學校指導教師在實際工程經驗上的空白。逐步建立學校與建設企業之間的產學研合作機制,學校土木工程實驗中心可以與社會工程質量檢測機構實現資源共享,學生可以在周末和假期到工程質量檢測機構進行實習,可以開展綜合性、設計性實驗,可以和企業一起通過科研實驗解決實際工程問題。
課
程設計和畢業設計要以培養應用型人才為目標,重在培養學生綜合利用所學專業理論知識解決實際問題的能力。要重視選題環節,由指導教師以實際擬建工程或已建工程為背景,結合設計考核目標擬定設計題目、設計內容和設計范圍,選擇常規結構形式,真題真做,嚴格按照工程規范進行設計,讓學生學會使用工程設計軟件,畢業后直接可以勝任簡單工程的設計任務。實踐教學是理論知識與工程實踐有機結合的有效途徑,抓好實踐教學環節才能使學生學會從工程的角度來發現、分析和解決問題,從而達到理論和實際的有效融合,培養出滿足土木工程專業從業要求的應用型人才。
4.加強培養學生的綜合能力。土木工程專業畢業生的綜合能力和知識面是用人單位面試考核的重點,建設企業最需要的是復合型人才。可以說能力比知識更重要,如果能力單一,即使暫時就業,后期的事業發展也會受到限制。在校期間需要重點培養學生的表達能力、創造能力、決策能力等。土木工程專業學生在掌握本專業知識和技能的同時,還需要多參加社會實踐活動,通過社會實踐活動不斷提升自己的綜合能力。生產實習可以由學生自己去聯系實習工地,爭取通過自己努力實現帶薪頂崗實習,這樣既鍛煉了學生的社會交往能力,又在實際工作過程中培養了學生的協作能力、組織能力以及解決實際工程問題的綜合分析能力。
5.積極培養“雙師型”師資力量。土木工程專業任課教師尤其是實踐教學環節指導教師要實行“雙師制”,既要有高等教育教師資格證書,又要有相關工程崗位工程師證書。在保證完成常規教學任務的前提下,鼓勵教師參與工程實踐,參加與土木工程專業相關的執業資格考試,對獲得注冊工程師執業資格的教師,在評獎選優和職稱評定時給予適當優先政策。根據任課教師的專業發展方向和學科建設的需要,定期輪流組織選派教師尤其是青年教師到勘察設計企業、施工企業、監理企業等頂崗工作,掌握工程規范標準,熟練應用工程設計或管理軟件,提高教師自身實踐操作能力。這樣,教師才能在教學過程中不只是講授枯燥無味的理論知識,而是能夠將自己的工程實踐經驗融合到課堂教學和實踐教學,最終培養出滿足社會需求的應用型高級技術人才。
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