時間:2023-07-10 16:01:42
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇土木工程緒論,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
作為一個重要的基礎學科,土木工程有其重要的屬性:綜合性,社會性,實踐性,技術經濟與藝術統一性。隨著人類社會的進步而發展,土木工程至今已經演變成為大型綜合性的學科,并已經出許多分支,如:建筑工程,鐵路工程,道路工程,橋梁工程,特種工程結構,給水排水工程,港口工程,水利工程,環境工程等學科。土木工程共有六個專業:建筑學,城市規劃,土木工程,建筑環境與設備工程,給水排水工程和道路橋梁工程。
通過一個學期土木工程概論課的學習,我已經深深地感受到土木工程涵蓋的廣泛,體味了前人取得的成就,也領悟了作為一名土木工程師的重大責任。當然,我們不能沉浸于現已取得的輝煌成就,止步不前。我們還應當與時俱進,去挖掘,去發現,去思考,去想象,去創新。在此,作為一名中國未來的土木工程師,我想結合土木工程的歷史,結合我國的國情和世界形勢,談一談土木工程的可持續發展之路。
My knowledge about civil engineering has been broadened since I became a student of Tongji University.
Civil engineering is a form of human activity. Human beings pursued it to change the natural environment for their own benefit. Buildings, transportations, facilities, infrastructures are all included in civil engineering.
The development of civil engineering has a long history. Our seniors had left a lot of great constructions to us. For example, Zhao Zhou Bridge is the representative of our Chinese civil engineering masterpieces. It has a history of more than 1300 years and is still service at present.
Civil engineering has been so rapid development of the period. A lot of new bridges have been constructed, and many greater plans are under discussion. China is a large county. And she is still well developing. So this era will be both exciting and rewarding for the Chinese Civil Engineers. And of course, civil engineering’s future is promising.
However, civil engineers will be facing more complex problems. We should pay attention to the growing population and a lot of deteriorating infrastructures. We should prepare for the possibility of natural disasters. To meet grow needs in the future; we should also try to update all the transportation systems.
To deal with these problems, we will have to develop innovative and enterprising skills. And we should choose a way that we can go continuously. Hazard Mitigation may be a great choice. Not only can it save money in the long run, but also avoid getting into an embarrassing situation in which we have to rebuild all the broken buildings. And we should also use more environmentally friendly materials when designing or constructing new buildings.
Well, to be a brilliant civil engineer is not easy. Today, engineering is a synthetic system. It not only depends on traditional mechanics, but also closely related to advanced science. So Physics, Chemistry, Material Science, Computer Science and perhaps more are all in our civil engineering program.
To be a good civil engineer, we should have the ability to apply the knowledge, to design a system, a component, or a procedure of construction. We should also be able to conduct experiments and explain the results. Furthermore, an engineer never works alone, so we shall cooperate with working team, and try our best to communicate effectively.
I’m very glad to be a student in this wonderful field. And I will try my best to be a successful civil engineer, to make contributions to our motherland.
1.對土木工程的歷史、現狀和未來發展的認識
1.1.1古代土木工程
古代土木工程具有很長的時間跨度,它大致從公元前5000年的新石器時代到17世紀中葉,前后約7000年。在房屋建筑、橋梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了輝煌的成就。一些文明古國的不少傳世杰作,至今巍然屹立。譬如我國的長城,埃及的金字塔等。公元6世紀建成的趙州橋,是世界上最早的敞肩式拱橋,于1991年被美國土木工程學會選為世界上地12個土木工程里程碑。
1.1.2近代土木工程
近代土木工程的時間跨度從17世紀中葉到20世紀中葉,前后約300年時間。在此期間,建筑材料從以天然材料為主轉向以人造材料為主,建造理論也從主要以總結長期建造經驗向重視科學兼顧經驗轉變。建造技術方面,一些性能優異的大型機械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現,使得人們開始能建造結構復雜或所處環境惡劣的土木工程。期間建成的埃菲爾鐵塔、帝國大廈和金門懸索橋,至今仍不失為偉大的土木工程。
1.1.3現代土木工程
現代土木工程起始于20世紀中葉。發展至今,土木工程在建筑材料、結構理論和建造技術方面都取得了極其巨大的進步。
建筑材料方面,高強度混凝土、高強低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來越多地出現在建筑上。結構理論方面,利用電子計算機強大的運算和繪圖能力,力學分析和計算的結果更加符合結果的實際情況,使得在結構設計上更為可靠。對于建筑技術,已經發展到機—電—計算機的一體化,施工過程中,不論是上天、入地還是翻山、下海,都已不是施工的障礙了;而焊接技術的普遍使用,也使得鋼結構的發展進入了一個新的階段。
現代土木工程造就的舉世矚目的建筑有:我國臺北的國際金融中心,上海金茂大廈,馬來西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓,法國的諾曼底斜拉橋等。
1.2對土木工程的現狀的認識
現今的土木工程,正日益同它的使用功能或生產工藝緊密結合。
公共和住宅建筑物要求的建筑、結構、給水排水、采暖、通風、供燃氣、供電等現代技術設備日益結合成為整體。
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A
土木工程活動作為人類在自然生態環境最重要的生產活動之一,其生產與使用、工程設計、工程施工、工程建成后的使用及報廢后的拆除等過程均要消耗大量的能源,并不斷產生廢棄物,這些問題都將對生態環境產生極大影響。因此,土木工程作為國民經濟的支柱產業,我們既要大力發展,以滿足經濟社會發展的需要,又要注重環境保護、資源節約,推行可持續發展戰略。目前土木工程的可持續發展課題包括:
1.構筑工程中主要是建筑物的環境特性,施工的環境影響和節能設計。另外在設計的初始階段要考慮到材料的可更換性,可再生性和耐久性。
2.土木工程主要是土壤污染的問題,土石方填筑時的瀝濾液收集問題以及建造大壩對生態系統的影響。另外還有過度抽取地下水問題,蓄水層失水的后果問題,灌溉與土壤堿化問題,尾礦問題與塌方問題等。
3.交通工程中主要是發展公共交通,應控制空氣污染,噪聲污染,鐵路運輸和公路運輸的成本計算和比較,城市擴展的土地使用問題和發展問題。
4.建筑施工中的課題主要是建材的耐久性和再生性,節能建筑,副產品的加工和再生。另外還有施工對地下水的影響和可滲性地基的失水問題。
5.環境工程和水資源工程有環境和水資源的保護,垃圾最少化,垃圾再生利用,地表水的污染和保護,空氣和水體允許的污染物限度,高效的垃圾處理方式等。
一、土木工程材料可持續發展
正確選擇和合理使用土木工程材料,對整個土木工程的安全、實用、美觀、耐久及造價有著重大的意義。生態建材是一個指導性的原則,其目的是防止對生態環境的損害,促進人類活動對自然資源和環境的保護,保證建筑材料具有更好的性能等。
生態建材是綠色建筑的基礎。如果選用的建材不環保、不生態,建造的建筑也不可能是綠色的。在生態建材的發展和過渡期,如何選擇建筑材料很重要,歸結起來有三類材料的選擇,即可再生循環的材料、環保材料和過渡性材料,包括對的一些傳統材料的類比和選用。
發展生態建材,建設綠色建筑要在滿足人居發展總量和居住品質提升的同時,加強建造居住環境的建筑材料和建造方式轉變。應用生態建材與生態工程技術可以延長建筑與人居環境的生命周期,減少建筑垃圾,節約建筑材料;生態建材可以降低對自然環境與人居環境的污染,有利于社會資產的合理遞增。
二、土木工程施工階段的可持續發展
土木工程施工階段的可持續發展考慮包括:場地內哪些區域將被保護、哪些植物將被保護,并明確保護的方法;怎樣在滿足施工、設計和經濟方面要求的前提下,盡量減少清理和擾動的區域面積,盡量減少臨時設施和施工用管線。具體來看,可從以下幾個方面去保證土木工程施工階段的可持續發展。
(一)節約水資源
通過監測水資源的使用,安裝小流量的設備和器具,在可能的場所重新利用廢水或者循環利用生產用水等措施,來減少施工期間的用水量,降低用水費用。
(二)節約電能
通過監測利用率,安裝節能燈具和設備、利用聲光傳感器控制照明燈具,采用節能型施工機械,合理安排施工時間等降低用電量,節約電能。
(三)減少材料的損耗
通過更仔細的采購,合理的現場保管,減少材料的搬運次數,減少包裝,完善操作工藝,增加攤銷材料的周轉次數等降低材料在使用中的消耗,提高材料的使用效率。
(四)利用可回收資源
可回收資源的利用是節約資源的主要手段,也是當前應加強的方向。主要體現在兩個方面:一是使用可再生的或含有可再生成分的產品和材料,這有助于將可回收部分從廢棄物中分離出來,同時減少了原始材料的使用,即減少了自然資源的消耗;二是加大資源和材料的回收利用、循環利用,如在施工現場建立廢物回收系統,再回收或重復利用在拆除時得到的材料,這可減少施工中材料的消耗量或通過銷售來增加企業的收入,也可降低企業運輸或填埋垃圾的費用。
三、結語
土木工程人員,在土木工程活動中,應秉持可持續發展的原則,推行有效利用自然資源的設計與施工技術,實現現代建筑的建設以生態系統的良性循環為原則,使綠色建筑真正進入人們的生活,使土木工程成為讓人類對自然的使用強度及獲得的利益能與生態環境相和諧的學科。
參考文獻:
[1]李磊.二十一世紀土木工程發展探索[J].當代建設,2002(02)
2土木工程的可持續發展應用
2.1工程設計環節的可持續發展
土木工程設計指的就是對工程建設所需的經濟、資源、技術、環境等展開綜合分析與論證,編制合理設計方案的活動。在進行土木工程設計的時候,需要對技術可行性、經濟合理性、工藝先進行、結構安全可靠性等方面進行分析,并且對施工、使用、拆除等環節對環境的影響進行考慮。所以,在設計環節中,一定要重視可持續發展戰略的應用。在進行具體設計的時候,主要包括三個步驟:初步設計、技術設計、施工圖紙設計,在此過程中,一定要加強設計人員之間的交流與學習,保證設計規范的統一,深入理解與運用可持續發展戰略,進而促進土木工程建設的順利完成。
2.2工程施工及管理的可持續發展
2.2.1工程材料的可持續發展
材料是土木工程建設的根本,新材料的產生會促進土木工程的快速發展?,F階段,土木工程的主要材料就是鋼筋混凝土,其生產材料主要包括:水泥、粗細骨料、摻合料、外加劑等。在生產水泥以及混凝土的時候,從原材料開采、加工、配制、生產、使用、報廢等全過程均面臨著資源、能源、環保方面的嚴格挑戰,在一定程度上,限制了材料的可持續發展。要想實現土木工程的可持續發展,就一定要保證混凝土的綠色化轉變。針對混凝土的綠色化轉變而言,一定要盡可能提高其使用年限,比如,將重要混凝土建筑物的安全使用年限由以往的50年增長為100年,這樣就可以節約建筑維修、重建、拆除等方面的消耗,同時也可以降低其對環境的污染程度。
2.2.2工程管理的可持續發展
土木工程施工從施工準備、施工到竣工,在整個過程中都要嚴格按照施工規范執行,并且貫徹落實可持續發展戰略,如對人居、生態、資源、環境等進行保護。所以,在實際施工中,必須加強以下內容的落實。首先,強化建筑場地資源的高效利用,保護環境,減少污染。在土木工程建設中,一定要對古建筑、植被以及周邊重要建筑設施等進行有效的保護,制定可操作性強的方案,降低施工影響。在確保工程質量的基礎上,盡可能減少對人工與設備的投入,降低施工對周邊環境的影響程度,防止其破壞環境、浪費材料與資源。同時,一定要擬定關于室內外空氣、噪音污染的施工措施,并且予以嚴格落實,實現土木工程建設的預期目標。其次,實現材料與資源的節約。可持續發展最有效的方法就是減少能源消耗與建筑廢料、垃圾的產生。40%的能源消耗用在了建筑物上,30%的能源消耗用在了交通上。所以,在進行建筑物設計與使用的時候,一定要盡可能尋求節省能源的方式,加強對太陽能、風能及可再生能源的利用;在實際施工中,秉持“變廢為寶”的原則,盡可能降低材料損耗,可以回收廢磚石、混凝土等材料,充當要求不高的填充材料與地面材料,這樣不僅可以節省工程材料,也保證了工程整體質量,是一種非常有效的可持續發展手段。最后,制定科學的管理及監督機制。在土木工程建設中,除了制定施工項目管理目標,規劃實施項目目標組織、程序、落實責任之外,在開展項目管理工作的時候,一定要予以貫徹落實:實際施工中一定要盡量減少場地因素的影響;全面提高材料與資源的利用率,增加材料的回收率與再利用效率;強化人員與機械設備的統籌安排等。在落實這些措施的同時,一定要保證土木工程質量達到使用標準。高質量的工程項目,能夠有效增加項目使用年限,降低項目運行成本,有助于使用人員的健康與安全,對促進社會經濟發展有著重要作用,是可持續發展戰略的充分體現。
2.3工程拆除的可持續發展
土木工程結構在滿足設計要求使用期限后,需要進行淘汰與拆除,在進行拆除的時候,必然會對生態環境產生一定的污染,出現一些建筑垃圾與廢棄物。通常情況下,建筑垃圾都會占用一定的土地,降低了土壤質量,影響了空氣質量,導致水域受到污染。針對這些情況而言,一定要采取有效的措施,降低其對生態環境的破壞,達到可持續發展目標。在建筑物拆除過程中,可以從以下方面著手:其一,針對達到使用期限的建筑物而言,可以先進行全面的檢查與測試,如果發現其主要結構完整、承載力滿足要求,沒有其它嚴重危險問題,可以延續其使用期限,之后對建筑物進行全面的支護與維修。其二,在建筑物拆除之后,一般都會產生大量的垃圾,一定要根據實際情況,對產生的這些垃圾進行分類、回收以及再利用。比如,可以將混凝土塊磨碎,除去雜質后,將其當作是骨料予以使用,這樣不僅可以節省工程材料,降低工程造價,還可以保證工程施工的整體質量,在一定程度上,實現了土木工程的可持續發展。
中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:
一、引言
虛擬現實技術(Virtual Reality, VR)是一項集成性極高的高新信息技術,在軍事、醫學、設計、藝術、娛樂等多個領域都得到了廣泛的應用。土木工程中的虛擬現實技術涉及土木工程領域的各個學科,已顯示出一定的實用性,技術潛力十分巨大,應用前景非常廣闊[1]。
現代土木工程的特點就是適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建筑物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學科前進。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面:建筑材料方面、工程地質和地基方面、工程規劃方面、工程設計方面、工程施工方面等等。
二、虛擬現實技術及其特點
虛擬現實技術,又稱靈境技術,是20世紀末興起的一門嶄新的綜合性信息技術。它融合了數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、傳感器技術等多個信息技術分支,大大推進了計算機技術的發展。VR技術是把抽象、復雜的計算機數據空間轉化為直觀的、用戶熟悉的事物。一個身臨其境的虛擬環境系統是由包括計算機圖形學、圖象處理與模式識別、智能接口技術、人工智能技術、多傳感器技術、語音處理與音像技術、網絡技術、并行處理技術和高性能計算機系統等不同功能、不同層次的具有相當規模的子系統所構成的大型綜合集成環境。所以,虛擬現實技術是綜合性極強的高新信息技術。虛擬現實技術具備以下三個方面的特性。
1.沉浸性
虛擬現實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理心理特點,由計算機產生逼真的三維立體圖像,使用者戴上頭盔顯示器和數據手套等交互設備,便可將自己置身于虛擬環境中,成為虛擬環境中的一員。使用者與虛擬環境中的各種對象的相互作用,就如同在現實世界中的一樣,一切感覺都是那么逼真,有一種身臨其境的感覺。
2.交互性
虛擬現實系統中的人機交互是一種近乎自然的交互,使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標進行交互,而且能夠通過特殊頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能,就能對虛擬環境中的對象進行考察或操作。
3.多感知性
由于虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置,因此,使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知,從而達到身臨其境的感受。
三、虛擬現實技術在土木工程中的應用
1.虛擬現實技術在土木工程中的應用前景
在土木工程中,長期以來人們不得不用抽象的概念表示非常豐富的內容,VR技術可以在應用如下:虛擬現實技術在仿真建模中的應用、建筑CAD中的虛擬現實技術、建筑結構設計與施工過程的可視化計算、建筑設計與施工的先期技術成果演示和驗證技術、建筑機器人中的VR技術、虛擬現實技術與建筑技術成果結構藝術等等。
2.虛擬現實技術在土木工程中的應用領域
由于具有上述的優勢特征,虛擬現實技術在土木工程中得到了廣泛的應用,并且具有廣闊的應用前景?,F階段,虛擬現實技術在土木工程中的應用主要有以下幾個方面[2]:
(1)在虛擬施工過程和施工結構計算中的應用
在實際工程施工中,復雜結構施工方案設計和施工結構計算是一個難度較大的問題,基于虛擬現實的復雜結構施工方案設計是指利用虛擬現實技術,在虛擬的環境中,建立周圍場景、結構構件及機械設備等的三維CAD模型(虛擬模型),形成基于計算機的具有一定功能的仿真系統,讓系統中的模型具有動態性能,并對系統中的模型進行虛擬裝配,根據虛擬裝配的結果,在人機交互的可視化環境中對施工方案進行修改。用虛擬現實技術可以對不同的方案,在短時間內做大量的分析,從而保證施工方案最優化。
(2)在工程項目招標投標中的應用
現代建筑工程項目的運作,業主處于絕對有利的地位。在有限的時間內,如何使業主和評標的專家很好地了解招投標文件的編制和被認可的程度直接關系到承包商有沒有中標的機會。因此,承包商在注重投標文件的技術可行、報價合理的同時,也非常注重投標文件的包裝 [3]。借助虛擬仿真系統,把不能預演的施工過程和方法表現出來,不僅節省了時間和建設投資,而且不用項目經理的現場答辯,方案的優劣就一目了然,這無疑大大增加了承包商中標的幾率。
(3)在可視化計算領域的應用
可視化計算將是今后一個重要的發展方向。在科研中,人們會遇到大量數據,為從中得出有價值的規律和結論,需要對龐大的數據量進行認真分析。對科學計算取得的數據進行可視化加工或三維圖形顯示,可通過交互改變參數來觀察計算結果的全貌及其變化,實現參數化及可視化計算,虛擬現實技術產生了飛躍式的發展。更重要的是能借助圖形或圖像來進行實時動態地控制結構的重分析和獲取施工控制數據,同時能實時動態演示和控制設計和施工的過程。
四、土木工程仿真分析解決方案
針對土木工程領域的應用需求,提供了如下解決方案。
1.計算機輔助設計(Computer Aided Design)
無論是結構CAD軟件,還是建筑CAD軟件,都需要不斷地和用戶進行交互,因此對噪聲的控制要非常好;同時各種設計圖形和三維模型要在屏幕上進行實時的顯示、平移、旋轉、縮放等,對計算機的圖形處理能力有比較高的要求;而要完成三維圖形的實時渲染,對處理器的計算能力也是一個考驗。針對計算機輔助設計的需求,高性能圖形工作站是一種比較好的解決方式,其特點噪音污染低,圖形處理能力高,PU處理能力強。
2.計算機輔助工程(Computer Aided Engineering)
計算機輔助工程軟件一般都是基于有限元方法,普通工作站已無法滿足日益增長的計算需求,必須采用高性能服務器。集群可以說是目前性價比最好的CAE高性能計算解決方案。針對計算機輔助工程的需求,作為機架式服務器集群的升級產品,刀片式服務器擁有計算能力強、計算密度高、通用性好、整體功耗低、管理維護簡單等諸多優勢。
3.虛擬現實(Virtual Reality)
虛擬現實對計算機的要求和CAD基本一致,但是VR技術對計算機的計算能力和圖形處理能力提出了更高的要求,采用單臺服務器已經無法滿足實時計算和渲染的需要。必須采用高性能集群系統,集成多臺服務器的處理能力,才能滿足要求。整個解決方案主要包括多臺高性能圖形工作站,1臺硬件圖形融合校正器,多臺投影儀。這個方案不僅適用于虛擬現實仿真環境,對CAD設計的虛擬展示、科學計算數據的可視化等,均能起到良好的呈現效果。
五、結論
虛擬現實技術在不斷發展,專用于計算機圖形和多媒體信息處理的高性能DSP芯片可使處理能力提高上百倍,三維圖形算法和參數化建模算法等可使虛擬現實技術更加成熟。目前,虛擬現實技術還有很多不完善的地方,尤其在土木工程的研究方面,我們應努力建設虛擬現實技術實驗室,開發有價值的虛擬現實工程系統,使其在工程設計、施工、管理和可視化計算等方面得到更廣泛的應用。
六、參考文獻
申明:本網站內容僅用于學術交流,如有侵犯您的權益,請及時告知我們,本站將立即刪除有關內容。 摘要:21世紀,能源危機迫在眉睫,此時綠色環保和持續發展的思想已經成為了全世界矚目的發展話題。土木工程是人類活動中最為重要是也對環境影響最大的人為因素。因此土木工程的綠色施工和持續發展就成為時代對其的要求,且則無旁貸。而且綠色施工和持續發展從現實意義上看,是相輔相成的,只有實現了綠色施工才能到達持續發展的目的。所以,在土木工程施工中應采用各種手段將二者融合起來,實現工程的綠色發展。 關鍵詞: 綠色施工 持續發展 中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
一、土木工程中綠色施工與可持續發
綠色施工的思想是將施工中的各個環節規范化管理起來,利用環保的思想使之實現“綠色環保”同時增加建筑物的使用周期。綠色的核心思想包括了:施工管理環?;⑹┕み^程環?;?、節約材料、節約資源、節約水資源、降低能耗等環節。因此綠色施工是一項系統化的工程管理實踐。綠色施工的目標就是將每個管理崗位都統一到綠色施工的管理思想下,并以此杜絕施工中各種“高耗能、高耗材、高廢棄”現象的出現,單單從降低消耗、節約成本的角度看,綠色施工對未來土木工程的發展也是有十分巨大的影響。
同時,土木工程中的可持續發展戰略也逐步成為了指導土木工程發展的重要思想,這一思想是在發展的前提下提出,即發展是整個行業乃至整個人類的需求。當前的土木工程施工,一些施工單位為了滿足政府的規定和公眾對環境保護的需求,在施工中采取了一些手段對工程噪音、環境污染等進行了控制,但是這些措施往往是建立在被動的前提下完成的,因此對企業的發展沒有構成真正的推動作用,甚至與企業的發展毫不相關。但是這樣的做法從可持續發展的角度看是不利于土木工程持續發展下去的。因為,市場經濟的發展需求綠色和低耗的施工,與之相關聯的就是一些新的施工技術、材料、方法、工藝的發展,土木工程的施工如果不能迎合這種潮流的需求,那么必將影響其成本的支出,因為先進技術、高科技材料、低能耗所帶來的是施工的簡單快捷、造價的降低,因此從發展的角度看,將持續發展的戰略應用在土木工程中是有利于企業生存和發展的。
綜合前面的兩個方面看,綠色施工和土木工程的持續發展實際上是相輔相成的。綠色施工的要求是降低施工流程中的各種能耗和對環境的污染,這樣的要求將推動土木工程的施工走提高技術水平和管理水平的道路,而這樣的道路也正是可持續發展的道路。因此從某些方面看,綠色和持續是統一的。
二、如何實現綠色施工
1、實現綠色化管理目標
在施工中要實現綠色施工主要可以從以下幾個方面做起:1)將管理目標綠色化,即在工程的建設中將管理的重點放在綠色化的標準上,即在施工中設計強制性的標準,實現綠色施工,具體可以結合環保標準,對影響環境的中點因素,如:水、聲、渣、塵等游戲的管理起來,并采取合理的措施加以控制,從施工目標上綠色起來。2)從獎懲上建立綠色意識。在施工中可以利用日常的獎懲制度對達標和超標的工程環境進行激勵,建立工程中物資消耗、能源消耗、環??刂频确矫娴墓芾碇贫?,并使之與獎懲制度掛鉤。在此目標的基礎上,將各種能耗做詳細記錄,并實行責任制,將節約材料、節約能耗、節約用水、控制污染等落實到施工管理中,提高綠色施工的實施效果。
2、實現綠色施工組織
1)完善施工組織的綠色職能。在施工中應當按照綠色管理的目標對整個施工組織結構進行調整,針對工程的實際情況,在原有的企業的施工管理組織結構上增加綠色施工管理內容,并使之融入到日常管理中,做到統籌規劃,使得綠色管理職能實現崗位責任制。具體的組織體系為,工程項目經理為綠色施工的第一責任人,項目的副經理復雜 綠色施工方案和技術實施層面的管理和協調,項目的總工程師則需要對綠色施工的工作流程、施工工藝等進行審核,同時確保綠色施工的實施效果。
2)施工組織中綠色施工方案的優化。在施工中對綠色施工的整體要求應當有一個完整的認識和了解,并以此為基礎從項目的實際情況出發,進行具體的綠色施工方案和技術措施的設計,并對形成的方案進行優化選擇,即保證質量、效益、綠色三者的統一和和諧。在這一過程突出的考慮重點就是工程的客觀因素與綠色施工之間的契合,最大限度的實現節能、節材、節水、環保是優化的最終目的。
3)實現施工現場和流程管理綠色化。土木工程的施工應當根據現場作業的條件對整個施工區域進行合理的劃分,將作業、辦公、生活等區域安裝施工的工藝流程進行合理的劃分,保證施工工藝的順利進行,降低對施工的干擾。同時安裝施工工藝要求對整個施工節奏施工作業順序等進行合理的設計,以期望達到施工作業的合理性,使得施工工藝即滿足質量要求,也符合低耗能的目標。
三、如何實現土木工程施工的持續發展
1、高新技術的引入促進持續發展
工程施工的持續發展從根本上看是一種技術的更新和進步,即只有淘汰落后的技術、工藝、材料等才能使得施工發展與主流接軌,這樣才能使得工程技術含量不斷提高,從而適應市場的需求,達到節能、環保的總體要求。因此在土木工程施工的持續發展中,必須將高新技術引入到施工環節中,這些技術的引進將是全方位的,因為土木施工中所有的技術環節都是環環相扣的,單獨提升一個環節的技術水平是不足以滿足其持續發展的需求的。所以,在高新技術引入的時候,應當從實際出發,選擇適應綠色需求和成本需求的配套技術,以此保證持續發展的目標實現。
2、施工中的持續發展措施
從實際出發,要保證施工的持續發展,就應當以技術改革為綱領,對以下幾個方面進行提高才能達到持續發展的目標:1)對水源的節約。施工中利用技術手段對施工用水進行監控,做到科學的調控水資源的使用和排放,如:利用流量的設備和機械,建立可循環的供水系統;利用費用調節來控制高耗水的施工環節,這些都可以起到節約水源的目標。2)降低電耗。通過檢測手段,如:分流電表等,對機械和設備的用電進行控制;盡量使用節能設備和燈具,利用聲光等傳感器控制照明,多采用節能型施工機械,合理安排施工作息時間等等。這些都可降低能耗。3)減低材料浪費。通過更仔細的采購,合理的現場保管,減少材料的搬運次數,減少包裝,完善操作工藝,增加攤銷材料的周轉次數等降低材料在使用中的消耗,提高材料的使用效率。4)采用可回收材料和資源。可回收資源的利用是節約資源的主要手段,也是持續發展的方向。主要的思路有兩個方面:一是使用可再生的或含有可再生成分的產品和材料;二是加大資源和材料的回收利用、循環利用。
四、結束語
中圖分類號:TU4文獻標識碼: A
一、建筑土木工程可持續發展的意義
可持續發展主要包含兩個涵義,即可持續和發展,也就是通過有效的手段實現環境、社會的發展,又不對環境產生破壞,使其能夠長遠的發展下去。建筑土木工程是人類生活的基礎性工程,對國家經濟增長以及人民生活等具有極大的意義。建筑土木工程的可持續發展,能夠減少對環境的破壞,保持環境的穩定性、完整性,能夠提高人們的生活環境,且利于環境的長遠發展,對子孫后代的生活具有積極的意義;其次,為了實現可持續發展,必須通過科學手段對建筑土木工程進行優化,能夠更好地修整建筑結構,使建筑達到更高的要求,且能夠降低經濟投入,實現建筑土木工程的安全、經濟;第三,建筑土木工程的持續發展能夠延長建筑工程的使用壽命,降低返修率。
二、建筑土木工程可持續發展的基本原則及特征
將建筑土木工程的可持續發展主要是為了減少對環境的破壞,并優化建筑結構,延長建筑工程的使用壽命,因此,可持續發展的建筑土木工程應該是與自然和諧、共生的,能夠促進社會、環境持久發展的工程,也就是說,建筑土木工程可持續發展的基本原則是:①實現建筑與自然生態環境的可持續發展;②實現建筑與能源、資源的可持續發展;③實現土地的高效、合理利用;④實現建筑與人文環境的可持續發展。
可持續發展的建筑土木工程要充分考慮自然因素、資源因素以及人文因素,并通過科學、有效的方法尋求建筑工程與生態環境的和諧發展,實現建筑土木工程綠色、節能、和諧的特征。
三、目前國內土木工程的可持續發展狀況
隨著綠色施工和可持續發展在國內的逐漸推廣,當前,為了適應保護環境、降低噪音、文明施工等要求,我國大部分的承包商以及建設單位一致選擇采取較為先進的施工技術,從而減少對人們的影響以及對環境的污染。然而就目前情況來看,多數的承包商和建設單位對于綠色施工的理念理解的還不夠透徹,在采取綠色施工方面也是較為被動和消極的,不能積極主動的去運用科學合理的技術和系統性的思維模式以及規范的操作模式來完成綠色施工。主要是由于承包商及建設單位對綠色施工缺乏認知,沒有建立起系統性的科學制度體系、管理水平低、施工成本高等造成的。
四、可持續發展的對策及思考
(一)加強宣傳力度,促進可持續發展理念在土木工程中真正落實
時展的今天,人們對于綠色建筑的重視度還不夠,在土木工程建設中對于可持續發展理念的落實往往不夠重視,而綠色建筑意識的落實有賴于人們生態環保意識的進一步強化??梢栽谏鐣A教育中強化公眾綠色環保理念,在繼續教育中促進施工涉及到的各方人員對綠色施工有全面而準確的了解,加強對綠色施工重要性的認識,與此同時,要加強對建筑工人的教育,提升建筑行業職工的整體素質,從而使得可持續發展理念在土木工程中全面而真正的落實。
(二)建立科學系統的綠色施工法規及制度體系
推動綠色施工及其技術應用的重點在于建立科學系統的法規及制度體系。當人們的思想還未能達到理性自覺的狀態時,政府部門的參與及引導和相關法規的約束是保持可持續發展的重要依靠,制定具有可發展性的市場規則及法規體系,形成強大的推動可持續發展的力量。綠色施工的法規是以保護環境法規為基礎,也可視為環境保護法規的一條分支,它也是對文明施工管理的一項規定。綠色施工法規的制定是一個系統工程,需要多個行業、學科進行協商。
(三)加大土木工程建筑技術研發,對高新技長進行合理利用
在土木工程建設中,通過綠色建筑的節能減排實現可持續發展,離不開對原有建設技術進行改進,對高新技術加以研發與利用。土木工程建設技術的進步可促使建筑能耗有效降低。在高新技術研發中,應明確研發方向,實現新技術對能源消耗的最大限度節約,促進能源利用效率的提高,使不可再生能源得到最充分的利用。同時,應對可再生能源應用技術加大開發力度,促進建筑材料本身即可實現隔聲、防潮、隔熱及?;斓男Ч档徒ㄖ袘迷O備造成的能源消耗。
五、施工過程中的可持續發展
1、材料準備階段的可持續發展
材料準備階段是建筑土木工程的基礎階段,也是實現建筑土木工程可持續發展的基本階段,因此,在選擇建筑土木工程建設材料時也要本著可持續發展的原則,盡量選擇生態型建筑材料,保證建筑土木工程建設材料的良好性能,從而為建筑土木工程的可持續發展提供保障,例如,在選擇建筑土木工程建設材料時,一般要選擇環保型、可再生循環型以及過渡性材料,有效減少建筑材料對環境的污染,且可再生循環材料能夠實現再生循環,減少建筑材料的浪費,從而降低對資源、能源的浪費,有利干社會資源的可持續發展。
2、施工準備階段的可持續發展
在進行建筑土木工程施工之前,必須對施工現場進行科學、規范的考察、調查,深入了解建筑工程周圍的地質、環境等,從而更加合理的統籌安排建筑土木工程施工事宜,保證質量的同時,還能減少對環境的破壞,實現建筑工程的可持續發展,例如,①在施工前,利用科學手段進行地質勘測,若發現地質不穩定或地下能源時,要盡量對建筑結構進行優化或改變施工地點,降低對生態環境的破壞性,并延長建筑土木工程的使用壽命;②當施工準備階段發現施工現場存在風險因素時,要及時采取有效措施,做好應變準備,為建筑土木工程的可持續發展提供保障。
3、施工階段的可持續發展
綠色施工與生態環境保護、資源利用、能源利用、社會經濟的發展息息相關,將綠色施工與可持續發展思想應用到工程的施工階段,能夠大力促進土木工程的可持續發展。建筑土木工程施工階段是建設中最重要的階段,也是與可持續發展關系最為密切的關鍵階段,因此,在施工中,必須對施工區域內需要保護的地區進行圈分,并要做好水資源、電能源、垃圾回收資源等方面的可持續發展,例如,①在建筑施工中,水是不可或缺的,但為了實現可持續發展,施工單位必須采取有效措施減少水資源浪費,比如,可以采用循環用水、廢水利用等方式,實現水資源的最大化利用,減少建筑施工中用水量;②通過安裝聲控燈、觸摸燈、節能燈等照明燈具,降低用電量,減少電能的浪費;③將建筑垃圾進行合理分類,實現有用資源的回收利用,降低建筑單位的垃圾填埋費用。提高人們的綠色施工意識、解決經濟、建立和完善法規制度體系和評價體系,是實現可持續發展的必要措施。
結語
隨著可持續發展戰略的進一步實施,實施綠色施工將成為社會進步的必然選擇。因此,為了實現社會的可持續發展,必須秉承可持續發展原則進行建筑工程建設,減少能源、資源的浪費以及對生態環境的破壞,有效延長建筑土木工程的使用壽命,尋求建筑工程與生態環境的和諧發展,實現建筑土木工程綠色、節能、和諧的可持續發展。
參考文獻:
我校土木工程測量課程采用的教材是覃輝主編,同濟大學出版“十一五”國家級規劃教材《土木工程測量》。教材第一章緒論的一些基本原理來源于假設,概念抽象,學生難理解。學生一般是大一或大二年級,缺泛工程知識。怎樣講好緒論內容,把學生引領入門,將原理深入淺出,統領全課程,是課程教學改革的基礎。
1.1利用Google地球開始講授緒論
打開Google地球,找到校園的Google地球上的圖像,以及校園數字化地形圖,展現給同學,學生對校園很熟悉,了解校園的地形分布情況,開始講授測量學的定義,使學生對地物、地貌、地形以及地形圖的概念一目了然;結合學校整體規劃圖以及學校在建工程,講授測定和測設的基本原理,土木工程測量的任務和作用。學生通過本課程的學習,能夠掌握地形圖的測繪和應用,施工測量的原理和方法,變形觀測,竣工測量等基本知識。從地球的形狀、大小開始,講授重力與鉛垂線的概念,水準面、水平面、大地水準面、參考橢球的概念及關系,由此引入測量基準線和基準面的概念。抓住重點與難點,緒論的重點內容是確定地面點位(X,Y,H)的概念,難點是高斯坐標系的建立過程,要求學生掌握三維坐標的概念:X=地面點到地球赤道的鉛垂距離;Y=帶號(前二位)+500KM+地面點到所處帶中央子午線的垂直距離;H=地面點到大地水準面的鉛垂距離。
1.2總結緒論內容提示后續章節內容
總結緒論內容并講授與后續章節內容的關系,起到承前啟后的作用。本課程的基本問題是確定地面點的三維坐標(X,Y,H),這三個量不能直接測出,要通過測量高差、角度、距離間接求得。后續章節內容是三項基本工作的測量原理,儀器的構造,儀器的使用,測量方法,計算方法,誤差的基本知識等。課程的主線表示為“緒論——測量基本工作——控制與測繪——土木工程測量技術”。
2.綜合理論教學內容
綜合理論教學內容在于精心備課,教案是衡量教學質量的基本內容,是課堂教學效果的基本保證,是調動學生聽課興趣的基本保障。以確定地面點位(X,Y,H)為中心,測量的三項基本工作為主線,通領全教材。正確處理傳統理論知識與現代測量技術之間的關系,既要考慮傳統教學方法,又要考慮現代教學方法,從而調動學生的學習興趣,保證學生學到與時代相應的測繪科學知識。
2.1整合傳統測量內容
打破各章節的順序和界限,合理地安排授課內容。例如將水準測量、角度測量、距離測量有機地聯系在一起,重點講授原理、儀器操作、觀測計算方法;簡單介紹儀器內部結構,儀器的檢驗與校正,誤差來源等。一些內容可以不講或讓學生自學,本教材附有光盤,方便學生自學拓展知識面。講授誤差基本知識時,分析三項測量基本工作的誤差來源、誤差分類,要求學生重點掌握偶然誤差的特性、衡量精度的指標等內容。控制測量是本課程的難點,是三項基本測量工作的綜合運用。在講授本章節前,先回顧緒論中的測量工作概述,使學生對測量工作的原則有初步認識。在控制測量概述中,講清楚什么叫控制測量?為什么要作控制測量?怎么作控制測量?再對照校園數字化地形圖,把校園看成一個測區,講授控制測量方法,控制點選點的要求,求控制點(X,Y,H)的方法,然后講授具體的導線測量、三角測量方法,三四等水準測量、三角高程測量方法。控制測量的實質是求地面點的(X,Y,H),測區大小不同,精度等級不同;把全國范圍當測區,在全國范圍內作控制測量,讓學生進一步理解全國坐標系統和高程系統的概念。講授地形圖部分時,對著校園數字化地形圖,講授地形圖的基本知識,地形圖的測繪方法,地形圖在工程建設中的應用。
2.2引進現代測量技術內容
通過對傳統內容的優化整合,能節省較多的課時用于現代測量技術的講授,內容包括全站儀和數字化測圖技術,GPS原理與方法,GIS的基本知識,先進儀器的的原理復雜,但操作簡單,采用現場示范或參觀教學等方法。引導學生理解現代測繪技術的發展方向:自動化、數字化、統一化和高精度化,讓學生了解測繪新技術及其應用,培養學生的想象力和創造力。
2.3結合案例分析講授施工測量
施工測量是測量的三項基本工作的原理與方法在工程建設中的應用。結合學校在建工程案例,講授施工測量內容,通過講解每個案例把相關知識串起來,帶學生到工程項目上現場講解操作,這樣不但能使學生理解專業知識,而且能夠留下牢固的印象。強調測量技術原理在土木工程測量中的應用,測量技術方法與土木工程施工的密切關系,注重吸取土木工程學科的成果,使土木測量技術更好地為土木工程服務。施工測量按技術應用分為:工程用圖、測設方法、工程測量、變形測量、和儀器檢校;按工程類型分為:建筑工程、道路工程、橋梁工程、隧道工程、路線工程等五種類型。
3.優化實踐教學內容
土木工程測量實踐教學由課間實驗和綜合實習兩部分組成。本校土木工程測量的教學時數為56學時,其中理論教學為40學時,課間實驗為16學時(8個實驗項目),綜合實習為2周。為了提高實踐教學質量,在有限的學時情況下,必須優化實踐教學內容。掌握土木工程測量的基本知識、基本原理、基本方法;掌握常用測量儀器:水準儀、經緯儀、測距儀、全站儀等的使用,儀器的安置、瞄準、讀數、記錄、計算等基本操作方法,儀器的檢驗校正、維護,獲得測、算、繪的基本技能。
3.1明確實驗內容精選實驗項目
課間實驗內容分三部分:水準儀的認識與水準測量;經緯儀的認識與角度測量;全站儀的認識與距離測量。刪掉了一些過時的,或工程實際中很少使用的項目,如鋼尺量距、羅盤儀的使用等。水準儀測量部分開設了:(1)DS3水準儀的認識與使用;(2)普通水準測量。經緯儀測量部分開設了:(3)DJ6經緯儀的認識與使用;(4)測回法測水平角;(5)豎直角測量;(6)視距測量。全站儀測量部分開設了:(7)TOPCON全站儀的認識與使用及距離測量;(8)全站儀三維坐標測量,測量儀器的檢校列入看錄像課程。調整了一些實驗項目到綜合實習中,如DJ2儀器的使用、四等水準測量、導線測量等。每次實驗對儀器性能的介紹、操作都在課堂內進行演示和講解,采用教師手把手的演示和錄像片、多媒體體課件播放相結合的方式,可以將復雜、繁瑣的文字敘述變為容易接受的感性操作,縮短學生對知識的理解過程,提高學生的學習積極性。
3.2根據專業特色按排實習內容
土木工程測量的綜合實習是2周的停課實習,在校園內進行。實習內容分兩部分進行,一部分是控制測量和地形圖測繪,是每個專業必作內容??刂茰y量——平面控制采用閉合導線,設6-7個點,角度用DJ6經緯儀觀測二測回,全站儀測距,給定已知點坐標,按圖根導線精度要求,計算各導線點坐標;高程控制測量采用四等水準測量按閉合路線求各點的高程。地形圖測繪——在控制點上用經緯儀測繪1:500地形圖,每個小組應完成16個方格的地形測繪任務。另一部分是與土木各專業方向相結合的施工測量實習。施工測量實習分以下幾個方面:(1)建筑工程方向要求學生在已完成的地形圖上作斷面圖、求土石方量、設計坡度線,簡單房屋的基礎平面圖放樣。(2)道路橋梁方向要求學生在已完成的地形圖上作曲線設計和放樣,縱橫斷面圖測繪等。(3)規劃建筑各專業要求學生能應用地形圖作規劃設計等內容。
4.建立合理的教學考核制度
土木工程測量的成績評定分理論教學成績和實踐教學成績。理論成績根據試卷考試成績、平時作業情況、課間實驗、考勤情況等綜合評定。實踐教學成績以組為單位進行,建立了統一的評價體系。將成績評定分為多個部分,根據小組上交的資料,個人的成果資料,出勤情況,實踐動手能力,實踐知識掌握程度,儀器操作考核等方面進行評定。課間實驗不單獨計成績,是理論課程成績的一部分,一般占理論課程成績的30%,根據實驗過程中的表現,儀器操作情況,實驗報告情況等進行評定。
工程力學課程是一門應用性較強的課程,是土木工程專業的核心基礎課程之一,是連接高等數學、大學物理與結構力學、彈性力學、土力學、混凝土結構設計、鋼結構設計、砌體結構設計等課程的橋梁,是土木工程專業學生教學由基礎教育向工程實踐教育的重要轉折點,其在實踐教學中的作用越來越明顯,但是教學內容過分強調力學作為一門獨立學科的系統性和完整性,而忽視力學作為應用學科的實用價值。工程力學的任務是學會如何對力學問題建模、如何將模糊的問題和想法用數學來描述,并培養提出、分析、設計以及解決科學和工程問題的能力[6]。為了能夠更好的培養學生分析和解決實際問題的能力,拓寬學生運用力學的方法解決實際的工程問題,應從教學內容上加以優化。一是重視基本概念、原理和方法的更新,增加新的教學內容,如工程力學領域的新技術、新進展、新概念、新實驗以及國內外土木工程等領域的實際問題。二是為了使學生對力學課程產生興趣,在緒論課程中應引入經典力學的發展史。目前,在教材編寫中,由于“少而精”的要求,緒論中更多的是介紹課程的研究內容、研究任務、研究方法以及研究目的,而弱化了力學發展史的介紹。從古代墨子“力,形之所以奮也”到牛頓力學《自然哲學原理》的編寫,再到哈密頓《一個動力學普遍方程》的發表,經典力學的發展經歷的漫長的時間,期間出現了很多促使力學發展的科學家,如牛頓、麥克斯韋、達朗伯、拉格朗日、哈密頓等等。這些歷史及歷史人物的介紹,可以達到喚醒、激勵、鼓舞學生的目的。三是強調概念性和實踐性內容的重要性,適當減少計算性內容。工程力學具有基礎性和應用性的特點,在教學內容安排中,一方面弱化理論推導過程,另一方面應適量增加一些具有實踐性或趣味性的教學素材;例題中,應突出對實際問題的力學模型建立過程的描述,在課后習題中引入基于力學分析的工程實踐的綜合運用實例,以調動學生的學習積極性和培養學生用力學方法分析問題和解決問題的能力。
2教學方法的改革
工程力學教學方法的改革,關鍵在于提高學生的學習興趣。一方面可以通過制作精美的教學課件增加課堂的趣味性和直觀性。現有的課件和通常意義上所說的板書并沒有多大區別,只是將原來用在黑板上推導完成的公式,放到了多媒體課件中加以展示。這樣的課件在教學過程中,達不到吸引學生的目的,自然無法引起學生的興趣??紤]到在工程力學課程教學中會用到大量的力學簡圖和實驗結論,如果可以將這些力學簡圖和試驗項目(如在理論力學課程運動學篇中出現的連桿機構,材料力學課程中桿件的各種變形等等)用類似flas的直觀方式表現出來,就可以豐富課件的內容,增加學生的興趣。另一方面是引入課堂試驗。力學課程中的基本原理都是建立在實驗基礎上,但目前力學的教學中,由于條件所限,工程力學課程中的實驗部分主要集中在材料力學的一些驗證試驗中,如金屬材料的拉伸壓縮試驗、梁的彎曲正應力試驗、扭轉試驗等等。這些試驗的開設,能在一定程度上提高學生的學習興趣和動手能力,但要達到力學教學的目的,還有一定的距離。為了改變這一現狀,可以借鑒一些國外大學經典力學的教學方法,在這些課程的教學中,教師在每堂課的教學中會會通過隨堂實驗的方式,驗證本堂課所涉及到的相關內容和原理,盡管這些實驗的結果大家都是非常熟悉的。此外還可以采用離開教室的現場教學。土木工程專業是應用性較強的一門學科,作為土木工程專業重要的基礎課程,應該在在學期中,安排2-4個學時將教學從教室搬到現場,通過利用現場的工程實物,教會學生如何對實際工程問題模型化,并用所學的力學知識進行分析解答。
3教學模式的改革
傳統教學模式是以教師為中心的“填鴨式”教學,教師起主導作用。由于高校教師一職多能的特點,使得教學過程質量控制稍顯不足。鑒于這種情況,應對傳統教學模式加以改革,形成以學生為中心的教學模式。在這一過程中,應以班級為基礎建立4-6人為一組的學習小組進行研討式教學。研討課教學是讓學生參與教學,教學相長,師生互動,通過專題研討使學生主動建構和拓展知識,培養學生的發散思維和創新能力。教師可以針對課程重難點問題,設置相關專題討論課。教師通過引導,教師與學生,學生與學生間通過互動交流,對所學的知識進行拓展。也可以設置一些與學科前沿相關的內容及熱點,學生通過課后查閱文獻,以小組為單位,通過板書、圖片、多媒體、實物模型等靈活的形式展示,并由教師與其他同學進行提問、討論,最后教師進行總結和點評。此外,在作業形式中也應該改變傳統以課后習題為主的作業模式,為了能夠更好的培養學生的能力,提高學生的綜合素質,可以布置一些研究型的題目,通過查閱文獻,以論文的形式的完成。比如通過材料力學課程中梁的合理設計問題,可以提出鋼筋混凝土梁的合理設計問題、鋼梁的合理設計問題等等,然后將這些題目布置下去,讓學生查閱資料,并完成相關論文??傊?,要以這種教學形式改變傳統的“填鴨式”教學,實現課堂教學從“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉變。
一 緒論
改革開放以來,隨著經濟的不斷發展,各種工程如雨后春筍,需要大量工程技術人才,因此很多大學設有土木工程專業,緩解了需求。本文通過網絡調查和典型調研,收集了湖南城市學院土木工程專業建筑工程方向和美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign,以下簡稱UIUC)土木與環境工程學院課程設置情況作為研究的樣本,來比較兩者的異同,為土木工程專業課程設置和培養一名優秀的專業人才提供科學合理的參考意見。
二 比較研究。
湖南城市學院土木工程專業課程建筑工程方向和UIUC土木與環境工程專業1-4年級每學期的課程設置情況和學分數見表一。
湖南城市學院的這份課程表,也就是國內大多數的土木工程專業的課程表,具有一定的代表性;而UIUC土木專業水平很高,在美國排名是數一數二的。通過對比可以發現,我們國家土木專業課程設置在內容上與外國相差無幾,在細微處有些差別:
1.開設了心智教育(Liberal Education)選修課。UIUC認為設置心智教育選修課的目的是:培養學生對人類文明和社會的理解,建立探究和批判思維能力,建立參加社會活動和終身學習的基礎。這些課程包括經濟、社會、行為、人類、藝術、西方主流文化、西方少數民族文化等等。我們國內大學沒有開設這樣的課程,或者設置有少數這樣的課程,但是目的沒有明確。
2.開設有種類繁多的選修課程,包括軍事,宗教,外語,運動學等。這類型的選修課不同于心智教育選修課,其目的是發展學生的個人興趣。湖南城市學院也開設了種類繁多的選修課,對于拓展學生眼界有幫助,但沒有上升到這樣一個高度,很多學生上選修課僅僅是獲取學分的一種方式。
2.UIUC在高等數學方面開課比較多。國外一般高中就學習微積分,但大學仍然開有3個學期的微積分,一門矩陣論和一門微分方程,并且把微分方程作為一門獨立課程。高等數學在土木工程專業中相當重要,比如說微分方程對于理解結構動力學中結構動力特性的理解,鋼結構的穩定理論理解等等,很多學生到高年級的時候就已經把高等數學給忘了,導致無法很好學習專業知識。
3.UIUC開設有多門力學課程,如動力學,土力學,流體力學等。大部分前面都加有一個introduction,意思這是一個包含很廣很深的學科,本課程只是入門。我們這里少有強調入門這個概念。我們要讓學生知道他們接觸的是很少的一部分,仍很多問題有待深究,要鼓勵學生多思考,而不是給學生灌輸一種這門課所有問題都已經解決的思想,或者說是一種被動服從的思想。
4.UIUC專業課程開設廣泛,他們的專業就是大土木。大土木包括交通、建筑工程及環境工程。學生可在這幾個專業中自己依據興趣愛好選擇,而我們這邊很多專業是一開始就定下來的,自己無法選擇。盡管其他課程也學了,但只是簡單的介紹性課程。實際上我們開始了解土木工程很多是從大二的土木工程概論課開始,很多學生由于開始不了解本專業而導致喪失學習興趣,學習被動。專業開課不夠靈活。
5.從開課的學分和門數來看,湖南城市學院土木院要多50%,學生自學的時間可能會少些。
6.湖南城市學院土木院有較多的課程設計,這是實踐性課程,可以使學生的理論知識得到鞏固,培養學生理論聯系實踐,分析解決問題和創新的能力,相比單個的作業有助于學生知識系統化,這是我們的優勢。
7.湖南城市學院土木院設置較多的施工方面的課程。這是因為學生出去之后大多從事施工相關的工程,著重培養學生此方面能力能讓學生工作后迅速上手。而UIUC設有寫作課,這課程意在提高學生專業論文寫作水平,這門課的開課時間大學一年級第一學期或是第二學期,因為學生大學一開始就要閱讀大量的專業論文和寫論文,部分學生以后需要接受研究生教育。國內大部分學生僅接受書本知識。
三 結論與建議
通過以上的對比分析我們可以得到以下結論:
1.國外名牌大學開設有獨特的心智教育選修課程,這有助于加強學生的社會責任感和培養學生的領導力的。我們也應開設這樣的選修課。
2.國內大學比國外大學多很多的實踐課程,有助于加強知識的系統性和提升學生理論聯系實踐的能力,國外大學著重提高學生讀寫論文的能力。
3.國外大學開課的重點在基礎性課程方面。
4.國內大學和國外大學基礎課程設置一樣,但是專業課程設置沒有國外大學靈活。我們也應根據學生的興趣增加選課的靈活性。
參考文獻:
高職土木工程專業設計是學生對專業知識進行綜合應用的體現,是在校期間重要的結合實際的學習實踐活動。由于學生對如何在土木工程設計中應用所學基本理論缺乏經驗,在土木工程設計中使用規范規程的意識也不強,往往對規范規程中的要求理解不透,土木工程設計中常出現—些貌似細微卻導致整個過程失敗的錯誤。總結多次土木工程設計的經驗,高職土木工程設計中應該對以下問題加以注意。
1、測試實驗設計
在試驗設計前要先了解試驗的目的,并加以理解,在試驗時必須做好記錄,每個小組必須要分工明確,要達到每個同學都能操作到儀器,并要知道原理,在實驗課后要認真的寫好試驗報告,千萬不要認為我會了,懂了,可以不寫實驗報告了,這是大錯特錯的。寫實驗報告不僅是對數據的整理,重要的是對整個過程的溫習和確保下次使用儀器,讀寫數據的詳細掌握。
設計前的歸納總結。通過一個學期的學習,學生對大部分的知識都已經掌握,但是在設計過程中的實際問題,書本上的知識是不能夠完全解釋的,所以要對自己的筆記加以詳細的歸納如緒論中的核心問題是:
1.1點的位置確定;
1.2點位確定的原理和方法;
1.3基準面認為平面的限度。
這樣以來在實現設計的時候哪里有問題不是很明白,拿出筆記查閱一下,就能快速的解決問題,這對將來在工作上遇到問題時,解決起來也是很方便的。
實地設計就好比自我測試,從中找出自己薄弱之處,并加以強化。不理解的問題千萬不能逃避,因為這是最后的理解掌握的機會。比如經緯儀為什么要進行盤左盤右觀測取平均值等的道理,教材中有一些內容只敘述方法,不講為什么的道理。
2、土建施工圖設計
2.1平面圖與立面圖、剖面圖的配合
建筑施工圖關鍵是平面圖、立面圖和剖面圖之間圖示內容一致,且相互補充。因為是初次繪制內容復雜的建筑施工圖,學生沒有全局觀,造成平立剖面圖的表達不一致。比如,平面圖上有個側窗,而立面圖上卻沒有畫出;立面圖上有些凸凹的構造,在繪平面圖時卻忘記了畫。在剖面上,不僅應完整表達各空間高度和樓梯間的剖面設計,也要正確反映柱子、主梁、次梁、樓板和墻之間的位置關系。只有平面、立而、剖面三者相互配合,才能完整地反映一幢建筑物的做法和特點。此外,各圖所注的標高、尺寸、定位軸線等在每張圖紙上都要認真核對無誤,作為一項基本要求,要求高職學生務必落實做好。
2.2樓梯的平面圖與剖面圖設計
樓梯間首層休息平臺板下如果有通向室外的門,應注意休息平臺板下凈高尺寸要能使人通過而不碰頭,不能小于2000mm。樓梯頂層的欄桿位置高職學生也易出錯。我們有這樣一個經驗:注意樓梯設計為雙跑樓梯時,首層第一跑樓梯從哪兒上,頂層欄桿就應設計在哪一面。同時還要注意樓梯間窗口標高是否與立面圖上窗口位置一致。
2.3結構施工圖
2.3.1基礎圖反映的是地面以下結構的平面布置位置、尺寸和做法?;A平面圖和基礎詳圖應畫在同一張圖紙上,而高職學生卻常把基礎詳圖畫在樓層結構平面圖上,造成讀圖的不便。
2.3.2基礎墊層尺寸不應作為設計尺寸,它只是結構構造要求,而有的高職學生所繪制的基礎詳圖(條形基礎)無論是埋深,還是基礎底面寬度都包括例了混凝土墊層尺寸,使得基礎底面寬度不夠。
2.3.3基礎平面圖上應標注基礎墻的厚度、基槽的寬度及其定位尺寸,而高職學生所繪圖上往往只標注定位軸線間尺寸。
2.4結構施工圖只是用來表示房屋內各種承重構件的位置、尺寸和做法,并不涉及它的帖面、抹灰等。有的高職學生概念不清,常在結構施工圖中出現建筑標高,還有高職學生在結構施工圖中根本就不注寫標高,使得構件無法定位。針對這種情況,應提醒高職學生在繪制結構施工圖時,注意定位軸線位置的準確性。核對軸線距離是否與建筑施工圖相一致,保證構配件的正確位置及結構構造處理時尺度量值的準確性。
2.5鋼筋混凝土結構施工圖的構件詳圖
要是配筋圖,最容易出差錯的是鋼筋的位置。在不同的削切位置,構件剖面圖中鋼筋的位置是不相同的。例如,梁的支座斷面圖與跨中斷面圖中鋼筋的位置由于鋼筋彎起而發生了變化。
3、土木工程設計應注意的問題
3.1建筑設計與結構平面布置問題
在建筑設計時高職學生需要考慮結構平面布置問題,例如,土木工程設計常用的結構形式為框架結構.框架結構在平面上力求柱網簡潔、規整,柱距或梁的跨度尺寸要盡量統一,還要注意梁的經濟跨度問題(有特殊要求者除外)。高職學生在進行柱網布置時,往往不注意基本要求,隨意布置柱網。
3.2圖面質量問題
有高職學生繪圖基本功不扎實,對每種線型的適用范圍不了解,圖面質量較差。如鋼筋線應采用粗實線,構件輪廓線應采用細實線,而有的高職學生把構件輪廓線也畫為粗實線,主次不分。還有一些符號的畫法不按“國標”規定,而是自己隨意去畫,如詳圖索引符號、標高符號等。
對構件編號及鋼筋編號概念不清,常出現漏號或一號多示的現象,應分清構件編號與鋼筋編號的不同表示方法.采用兩種表示方式,這樣就能使構件編號與鋼筋編號區分開,從而使圖面清楚.表示完整。
還有其他一些問題.如在構件詳圖中未注明分布鋼筋、構造柱未伸入到屋頂女兒墻等等。這些問題具有普遍性,雖屬細枝末節,但關系全局,直接影響高職學生土木工程設計的質量。教師在指導過程中應特別強調并認真把關,使學生在綜合訓練過程中掌握在校所學的基本原理與技術。
參考文獻: