發布時間:2024-03-06 16:13:31
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇土木工程與建筑研究,期待它們能激發您的靈感。
中圖分類號:S969.1文獻標識碼: A
0引言
GPS測量方法及自動化監測和數據處理管理系統等。
20世紀20年代以來.國際上相繼發生了圣佛朗常規地面測量方法主要是指用常規測量儀器(經緯儀、西斯(美國)、馬爾巴塞(法國)、瓦伊昂特(意大利)、板測距儀、水準儀)測量角度、邊長和高程的變化來測定橋和石漫灘(中國)等跨壩事件.加拿大的魁北克橋和變形。它們是目前測量的主要手段.能夠提供整體變形我國重慶彩虹大橋、廣東韶關特大橋坍塌等事件,給相狀態,適用于不同的精度要求、不同形式的變形和不同關國家帶來了慘重的災害和巨大的經濟損失。科學技的外界條件。常規地面測量方法的完善與發展.其顯著術的進步和社會經濟的發展.加快了工程建設的進程.進步是全站型儀器的廣泛使用.尤其是全自動跟蹤全各類水工建筑物,地下建、構筑物,大型橋梁,高層建筑站儀(RTS,RoboticTotalStations),也稱測量機器人.物等將越來越多.建筑物的安全就顯得十分重要。為了可以進行一定范圍內無人值守、全天候、全方位的自動檢查各類工程建筑物及其地質構造的穩定性.變形監監測,其監測精度可達到亞mm級。
1土木工程建筑物變形監測技術地面攝影測量技術在變形監測中的應用雖然起步:
合理設計土木工程建筑物變形監測技術方案是變較早,但是攝影距離不能過遠.絕對精度較低。近幾年形監測的首要工作。縱觀國內外數10年變形監測技術發展起來的數字攝影測量和實時攝影測量為攝影測量的發展歷程.土木工程建筑物變形監測方法主要有常技術在變形監測中的應用開拓了非常廣闊的前景.使規地面測量方法、特殊的測量手段、攝影測量方法、攝影測量方法越來越廣泛的應用于大型工程建筑物當中。
2 土木工程建筑物變形分析與預報技術
現代科學技術的發展和計算機應用水平的提高。使各種理論和方法為變形分析和變形預報提供了廣泛的研究途徑。由于變形體變形機理的復雜性和多樣性。
必須采用有效模型來逼近、模擬和揭示變形體的變形規律和動態特征。為工程設計和災害防治提供科學的依據。變形分析的研究內容涉及到變形數據處理與分析。變形物理解釋和變形預報的各個方面。通常可將其分為變形的幾何分析和變形的物理解釋兩部分。
2.1變形的幾何分析方法
變形的幾何分析是對變形體的形狀和大小的變形做幾何的描述.其目的在于描述變形體變形的空間狀態和時間特性。其主要方法有:
1)時間序列分析(autoRegressivemovingAver.
age):變形觀測中在測點上所獲取的觀測量通常組成一個離散的隨機時間序列.為此可以采用時間序列分析法建立P階自回歸q階滑動平均模型ARMA(p、q)。一般認為采用動態數據系統(DynamicDataSvs―
tern)法或趨勢函數模型+ARMA的組合建模法較好。
2)頻譜分析法:對于具有周期性變化的變形時間序列(如大壩的水平位移一般都具有周期性)。可采用付立葉(Fourier)變換將時域信息轉到頻域進行分析,通過計算各諧波頻率的振幅。找出最大振幅所對應的主頻。揭示變形的變化周期。
3)卡爾曼濾波法:若將變形體視為一個動態系統.系統的狀態可用卡爾曼濾波模型即狀態方程和觀測方程描述。狀態方程中若含監測點的位置、速率和加速率等狀態向量參數.則為典型的運動模型.這種模型特別適合滑坡監測數據的動態處理.也可用于靜態點場、似靜態點場(如變形監測網)在各周期觀測中顯著性變形點的檢驗識別。該法的優點是有嚴密的遞推算法.不需要保留使用過的觀測值序列.而且可把模型的參數估計和預報結合在一起。該法是一種變形的動態幾何分析方法.應用時需注意初始狀態向量及其協方差陣以及動態噪聲向量協方差陣的確定.采用自適應卡爾曼濾波可較好地解決后一問題。
4)人工神經網絡法:當變形量與影響因子之間是一種非線性、非確定性的復雜關系,人工神經網絡法將生物特征用到工程中.用計算機解決大數據量情況下的學習、識別、控制和預報等問題,是新近發展起來的一種行之有效的方法。以影響因子作為神經網絡的輸入層.以變形量作為輸出層.中間為隱含層的三層反傳(BackPropagation)模型(簡稱BP網絡模型)最為成熟.網絡拓樸結構(每層特別是隱含層的節點數確定)、反傳訓練算法、初始權選取和權值調整、步長和動量系數選擇、訓練樣本質量、訓練收斂標準等是重要的研究內容。此外.將小波分析與人工神經網絡相結合的小波神經網絡組合預報方法.將人工神經網絡與專家系統相結合建立變形、預報的神經網絡專家系統也極有應用前景。
5)小波分析法:小波理論作為多學科交叉的結晶在科研和工程中被廣為研討和應用.被譽為“數學顯微鏡”.它能從時頻域的局部信號中有效地提取信息。利用離散小波變換對變形觀測數據進行分解和重構.可有效地分離誤差.能更好地反映局部變形特征和整體變形趨勢。與付立葉變換相似。小波變換能探測周期性的變形。將小波分析法用于動態變形分析.可構造基于小波多分辨卡爾曼濾波模型。將小波的多分辨分析和人工神經網絡的學習相結合.建立小波神經網絡組合預報模型,可用于線性和非線性系統的變形預報。
2.2變形的物理解釋方法變形物理解釋的任務是確定變形體的變形和變形原因之間的關系,解釋變形的原因。其主要方法有:
1)統計分析法:以建立回歸分析模型為主.通過分析所觀測的變形(效應量)和影響因子(原因量)之間的相關性。來建立荷載一變形之間關系的數學模型。統計分析法具有“后驗”的性質,是目前應用比較廣泛的變形成因分析法。
2)確定函數法:確定函數法中以有限元法為主。它是在一定的假設條件下,利用變形體的力學性質和物理性質.通過應力與應變的關系來建立荷載與變形的函數模型,然后利用確定的函數模型預報在載荷作用下變形體的可能變形。確定性模型具有“先驗”的性質.比統計模型有更明確的物理概念。但往往計算工作量較大.并對用作計算的基本資料有一定的要求。
3)混合模型法:它是統計模型和確定性模型的進一步發展.對那些與效應量關系比較明確的原因量用有限元法(FEM,FiniteElementMethod)計算。而對另一些與效應量關系不很明確或采用相應的物理理論計算成果很難以確定它們之間的函數關系的原因量(比如溫度,時效),則仍用統計模式,然后與實際值進行擬合而建立的模型。例如.林兵(1998)采用混合模型分析壩體形態得到了較好的效果。反分析是仿效系統識別理論。將正分析成果作為依據。通過一定的理論分析,借以反求建筑物及其周圍的材料參數.以及尋找某些規律和信息。及時反饋到設計、施工和運行中去。
結束語
幾何變形分析和物理解釋的綜合研究將深入發展,以知識庫、方法庫、數據庫和多媒體庫為主體的安全監測專家系統的建立是未來發展的方向.變形的非線性系統問題將是一個長期研究的課題。
參考文獻
[1] 方海全,王睿.建筑工程質量管理問題及對策[J]. 價值工程. 2011(30)
【關鍵詞】土木工程;建筑管理;現狀;施工管理
1.土木工程建筑施工管理現狀
土木工程建筑施工管理是一種資源配置,即把企業把內外的所有資源進行合理最優的配置。這種配置是基于實現工程項目的合同目標為前提的,從而達到相應的企業效益以及社會效益。土木工程以其自身內在的特點,其效益的實現不僅有企業自身的,還有社會這個層面,因此其施工不能只顧自身的效益,放棄對工程質量嚴格控制,只有達到企業效益與社會效益的統一,才能實現最完美的土木工程建筑施工管理,優化配置企業相應的可利用資源,在市場競爭中立于不敗之地。隨著工程建筑市場的逐漸成熟,其內在的競爭壓力也逐漸增大,這對土木工程企業來說,無疑是一個巨大的刺激和挑戰。因為只有在競爭中,企業才能實現自己的存在的價值和意義,最重要的是還能能使企業壯大變強。不過在這種競爭下,由于土木工程建筑施工企業的管理體制還沒有大的變化,所以存在著許多問題。項目與企業間責任不明、激勵不夠,約束不嚴,不確定因素過多等嚴重影響著項目施工管理的正常實施,市場的不正當競爭,地區保護行為的嚴重阻礙了市場的健康發展。
2.工程項目管理的主要內容
工程項目管理是以施工項目為管理對象,以項目經理責任制為中心,以合同為依據,按施工項目的內在規律,實現資源的優化配置和對各生產要素進行有效的計劃、組織、指導、控制,取得最佳經濟效益的過程。工程項目管理的主要內容是“三控制、二管理、一協調”,即進度控制、質量控制、成本控制,合同管理、安全管理和組織協調。
(1)進度控制的目的就是要按照承包合同規定的進度和時間完成任務。就必須要編制施工計劃,按照計劃的時間完成。因為項目實施的階段標準就是施工進度計劃。進度計劃中的工作階段應分項精確到日。為了按照規定的日期完成任務,必要時就要對進度計劃進行調整和補充。要嚴格按計劃施工,這樣才能使計劃不流于形式,而是施工的有效指導。
(2)質量控制隨著改革開放的不斷深入和發展,我國的建筑工程質量和服務質量的總體水平不斷提高。在建筑工程領域已經清醒的認識到,工程質量的好壞關系到人民生命則產的安全,同時也直接影響到工程項目的投資和工程施工成本的高低。保證工程項目的管理就必須加大監管的力度把工程項目的質量放到第一位,編寫質量手冊,制定質量方針、技術目標,使它具有更有執行性和可操作性。業主的監督對保證工程質量有著積極的作用。
(3)成本控制工程項目成本是施工企業為完成工程項目的任務所耗費的各項生產費用的總和。工程項目成本控制是在工程項目實施過程中也是很重要的,改革開放以后,我國的建筑行業圍繞著縮短工期、降低成本、提高工程的質量和投資效益引入了許多現代化管理方法,對施工企業的管理水平、投資效益,節約成本都起著積極作用。
3.工程土木建筑施工管理創新
(1)土木工程建筑施工管理要不斷的創新,它的關鍵就是企業的管理者要對它進行重視,對經費的投入進行提高,培養人才、要關心員工,使其產生對企業的凝聚力,把企業當成第二個家。企業管理者還要加強創新意識,用創新的思維來管理企業,就要考慮市場的需求,要認識到企業施工管理創新具有緊迫性、重要性、艱巨性還有長期性,并將項目施工管理的創新放在企業發展戰略的高度來定位并將創新工作切實落到實處。
(2)推行項目管理責任制由于建筑工程項目得規模大、分項工程和單項工程比較多,施工管理和合同管理難度大。在精干主體的基礎上,還必須進一步減化生產關系,減少管理層次變金字塔式的管理為扁平式管理。項目經理在授權范圍內處理和協調甲乙方,總包與分包方、監理方、設計方以及當地政府有關部門等各方面的關系,保證工程項目的協調有序實施,同時企業內部要用完善的管理機制和監督機制保證項目經理責任制的落實。建設承包公司對項目部嚴格按照項目管理的原則和合同履約要求進行資源配置,下達生產計劃和各項經濟技術考核指標,以保證實現預期的項目管理目標。同時逐步建立健全一套項目管理的責任體系與規章制度,明確項目管理責任人及建設承包公司與各施工生產單位的管理責任,規范項目管理行為,制定項目管理考核辦法及獎懲制度等,促進項目管理責任制的落實。
(3)技術創新信息技術的使用是技術創新的主要載體,計算機與信息技術是管理現代化的重要工具。工程從中標到交工驗收,除必須具備較高的施工技術水平外,還應采用先進的現代化施工管理手段來提高企業管理水平,這些管理手段則必須依靠計算機來完成。
4.結束語
土木工程施工管理質量的好壞涉及到工程質量、工程進度、施工成本、企業發展、人民的生命財產安全等多個方面,工程施工任何一個環節管理工作的不到位,都可能引發工程施工建設與工程建設預期之間的嚴重偏差,給施工企業和人民的生命財產造成嚴重的損失。我國土木工程施工管理工程中要不斷地總結經驗教訓,同時吸收借鑒先進的施工管理工作經驗,通過施工管理方式方法的創新,施工管理水平的提升,為我國經濟發展建設和人們的生產生活需求提供高質量的工程建筑。
【參考文獻】
關鍵詞 專業學位研究生 全日制工程碩士 課程教學
中圖分類號:G643.0 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.06.020
Discussion on the Teaching Reform of Postgraduate Degree Programs
in the Field of Architecture and Civil Engineering
ZHANG Jintao
(Graduate School of Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384)
Abstract This article mainly aims at the training objectives and characteristics of the subject of professional degree graduate students in the field of architecture and civil engineering. Combined with the existing scale of graduate students and curriculum teaching situation of Tianjin ChengJian University. In terms of the knowledge structure , capacity requirements and quality requirements and other aspects, which the master needs in the field of architecture and civil engineering. Discussing releted contents of the reform scheme about education . Coming up with several advises to complete the training mechanism of this field, to complete the system of professional degree and to promote the teaching reform of engineering masters.
Key words professional degree postgraduate; full-time engineering masters; curriculum instruction
研究生教育作為國家創新體系的重要組成部分,是培養具有創新意識和自主創新能力的高水平人才的主要途徑。然而,隨著經濟社會的快速發展,傳統的研究生培養模式已經不能完全適應其多樣化的需求。為了解決這一現象,我國提出建立以提升職業能力為導向的全日制專業學位研究生培養模式。全日制專業學位研究生作為學術型學位研究生的補充與轉型,其目的在于培養適應社會發展所需的應用型人才,而這其中涉及面最廣、招生人數最多的專業學位類型便是工程碩士專業學位。現有建筑類高校大多從2009年開始招收全日制工程碩士研究生,涵蓋建筑與土木工程、項目管理和環境工程等領域,目前人數已超過學術型研究生,占全日制研究生總數的50%以上,其中建筑與土木工程作為招生的主要領域擁有全日制研究生人數占工程碩士研究生總數的一半以上。
為完善現有建筑與土木工程領域工程碩士的培養機制,完善專業學位制度,推進工程碩士研究生教育更好發展,本文針對建筑與土木工程領域碩士研究生的培養目標及學科特點,提出本領域碩士研究生課程教學改革的相關建議。
1 課程教學改革的背景與條件
無論是本科生還是研究生,課程教學都是不可或缺的一部分。但是與本科生不同的是,研究生課程教學不僅要掌握廣泛的基礎理論知識,更要在此基礎上加深與鞏固,培養研究生自主學習和科學研究的能力。對于全日制專業學位研究生更要學會將基礎理論運用于工程實際從而培養解決實際問題的能力。掌握堅實的基礎理論知識是解決工程實際和培養創新意識的基礎,而知識又以課程的形式傳遞,因此課程教學在研究生培養中起著重要的基礎性作用,同時也是培養符合社會發展需求的應用型人才的基本途徑。隨著科學技術的發展,知識也在不斷地更新,研究生課程教學改革也成為了研究生教育改革的關鍵之一。
近幾年,建筑類高校相繼提出了建設高水平、有特色的建筑類教學研究型大學的新目標,對研究生教育教學也提出了新的更高的要求,目前許多高校正以課程建設為契機全面推動研究生教育教學改革。課程教學作為研究生培養的關鍵性環節,自然也要符合相應的專業特點。
現有全日制在校碩士研究生基本為招生學科的相同專業或相近專業的本科畢業生,生源質量較好。建筑類高校課程設置不僅總體上符合研究生課程體系要求,能較好地體現研究生教育的特點,而且有明顯的工科特點和建筑類學科的優勢。目前建筑類高校研究生開設課程中學位課的深度和廣度有利于學生掌握堅實寬廣的基礎理論知識;選修課覆蓋各專業門類并具有城建類高校的特色。另外為跨專業與同等學力人員開設的補修課能夠體現學科專業發展的前沿,有利于學科課程體系結構的調整和優化以及學科的建設和發展。任課教師政治素質好,業務水平較高,全部具有高級職稱或博士學位。
2 現有課程教學存在的主要問題
我國全日制專業學位研究生從2009年開始實施,時間相對較短,和學術型研究生相比,還沒有形成一個系統的課程教學體系。目前,一些高校仍不能正確區分全日制專業學位研究生與學術型研究生的培養模式,不能準確定位全日制專業學位研究生的類型與特征。然而課程教學在研究生培養過程中又起著很大的作用。因此正確認識目前全日制專業學位研究生課程教學所存在的問題,對于研究生課程教學改革至關重要。其存在如下幾方面的問題:
2.1 教學方式仍停留在本科階段
教學方式對教學效果有很大影響,目前很多高校教師在研究生課程教學中還沿用本科生的教學模式,不能正確認識研究生和本科生在知識培養與技能實踐上的差異。針對不同的課程形式與課程內容教學方式過于單一。大多數課堂以教師講授為主,缺少師生之間的討論與交流,忽視了研究生在課程教學中的主體地位,使其和本科時期一樣在學習上處于被動接受之中,這難免會對研究生自主學習和創新能力的培養有所影響。只重視知識的傳授,不能實現師生之間的互動,也就無法實現對于研究生課程教學的目的。
2.2 課程體系尚不完善
全日制工程碩士與傳統工學碩士的最大區別就在于其緊跟工程實踐,具有很強的應用性。而目前很多高校對于全日制工程碩士設置的課程體系都不能符合這一學位類型的特點和目標,存在著諸多的不合理性。一方面,在課程設置與教學設計上不能做到與本科較好地銜接,經常會出現課程設置重復,或知識點銜接不上等問題。另一方面,許多高校對全日制工程碩士的培養大多照搬原有工學碩士的課程設計與課程內容。工學碩士與全日制工程碩士相比,課程體系相對局限于特定的學科范圍之內,課程內容也相對單調,大部分課程以理論的闡述為主,這就忽視了全日制工程碩士應用性較強的專業特色和工程的實踐應用特性,不利于培養全日制工程碩士解決實際問題的綜合能力。
2.3 缺少對實踐創新能力的培養
實踐創新能力的培養是全日制工程碩士培養的一個重要目標,采取校內導師與企業導師相結合的培養方式也是為了更好地達到這一培養目標,這其中企業導師對研究生實踐創新能力的培養起著更為關鍵性的作用。但在實際中,許多高校對全日制工程碩士的培養并未發揮出雙導師制度的優勢,實踐教學環節也并未落到實處。目前雙導師制度在高校全日制工程碩士培養中已基本建立,但由于企業導師幾乎很少將時間和精力用于指導研究生上,使得學生大多數情況下都有校內導師指導,這就使得雙導師制度過于形式化,失去了企業導師對研究生培養應有的價值。即便企業需要高校所提供的技術人才,學校與企業之前缺乏必要的溝通與交流,仍然會使得全日制工程碩士失去許多工程實踐的機會,也很難達到對其實踐創新能力的培養。
2.4 教師素質有待進一步衡量
教師仍然是研究生掌握基本理論知識,培養實踐創新能力的關鍵所在。因此教師的理論素養與工程實踐經驗對實現全日制工程碩士的培養目標都起著很大作用。與工學碩士相比,教師在向全日制工程碩士闡述基本理論的同時更重要的是要結合工程實際,將理論轉化為工程應用的方法。目前,高校對于研究生任課教師的選擇條件很高,要求全部具有高級職稱或博士學位,然而也正是這樣的高標準使得研究生任課教師大多脫離企業,長期從事理論研究,因此在教學工程中自然更加注重理論的闡述,而忽略了其在工程實踐中的具體應用。這一現象與高校對教師的評定標準也是分不開的,高校對教師的評定重視學術水平和科研能力,而對其工程實踐經驗相對忽視,難免導致教師在兩者選擇上有所偏向。
2.5 課程考核制度有待明確
課程考核是檢驗研究生課程學習后知識結構掌握和能力素質提升情況的一種有效途徑。研究生課程考核以能全面反映研究生學習情況為目標,重視過程考核,達到通過考核促進研究生自主學習能力的提高的目的。而目前現有的以課堂講授為主的教學方式導致課程考核方式過于單一,考核內容和深度也一般過于隨意,對課程考核及評價缺乏統一、完整、科學的機制。許多高校還存在著課程體系設置良好,課程實施和課程考核等環節過于隨意的現象,有些重要的專業課程考核形式過于局限,難度也過于簡單。除采用考試、論文等形式的考核方式,很少針對全日制工程碩士的專業特點及對人才培養的目標確定能更加反映工程實踐及應用的考核形式。①
3 課程教學改革方案探討
通過課程教學改革保證課程教學質量,對更好實現研究生的培養目標具有非常重要的意義。根據上面所提到現有研究生課程教學中所存在的問題,并結合實際情況,主要針對建筑與土木工程領域專業學位研究生提出以下關于課程教學改革的幾點思考:
3.1 改進教學方式,優化課程體系
土木工程的全壽命周期可分為設計、建造和使用三個階段,根據社會對土木工程專業人才的需求以及這三個階段的特點,確定建筑與土木工程領域的人才培養目標,即能夠主持大型復雜結構的分析、計算與設計工作的工程設計師;能夠解決重大工程施工關鍵技術問題、具有施工組織管理能力的工程建造師;能夠開展大型土木工程檢測與評估及工程事故分析處理的工程檢測評估師。②
為達到培養建筑與土木工程領域創新性、復合型高層次工程技術人才的目標,應該積極探索多樣化的教學方式,激發研究生的學習興趣,發掘提升研究生的自主學習能力。針對不同的教學內容,嘗試采取互動開放模式、課堂論壇模式、探索式學習模式、虛擬現實教學等,提升課程學習中的教學互動。注重研究生在教學過程中的主體地位,鼓勵研究生參與教學設計、教學改革和教學評價等環節。加強課程建設與學科發展相結合。根據社會、經濟、科技、文化發展對學科建設提出的要求,不斷改進、完善課程教學內容。要更加注重加強研究生對前沿理論和科研成果的認識,使研究生課程教學改革成為一個不斷發展與深化的過程。
建筑與土木工程領域課程體系的設置,既應符合社會對于研究生思想、理論及專業創新等方面的要求,又要因人而異,根據每個人的培養方向來制定。對于學科基礎課程,包括公共基礎課和專業基礎課,既要體現其基礎性、寬廣性和系統性,又要注意把握課程的深度和廣度。對于專業選修課應根據人才培養目標的不同,有針對性地開設與培養方向相適應的課程,工程設計類應開設關于結構設計軟件、結構設計規范及結構建模方法的相關課程;工程建造類應開設有關施工組織與施工技術、工程建造管理等相關課程;工程檢測評估類應開設結構檢測鑒定、工程事故分析處理、既有結構可靠性評定等相關課程。對于專業創新實踐既應體現其先進性和前沿性,又要有利于激發研究生自主學習興趣,促進其創新能力的發展。
3.2 明確培養模式,重視實踐創新
在建筑與土木工程領域,基礎理論知識在研究生培養過程中起著很大作用,只有具有扎實的數學、力學基礎,才能勝任工程設計、施工、檢測等高級技術工作。隨著科學技術的快速發展,學科交叉性也越來越有所體現,各種新興學科在工程領域有著越來越多的應用,因此更應該將現代科學技術融入到傳統土木工程中,通過不斷實踐培養適應時展的創新型人才。③
專業學位研究生一般是雙導師制,即校內導師與企業導師相結合,因此其培養模式也與學術型研究生有所不同,課程也從課堂到企業隨著主體的改變發生變化。學校課堂在研究生基礎構建階段起著非重要的作用,通過開設哲學、職業道德與素養、土木工程基礎理論等課程解決研究生基礎知識、基本理論與基本素養的培養問題;校內導師在研究生專業實踐階段起著很大作用,通過開設專業前沿課程、直接參加工程實踐等解決研究生實踐能力的培養問題;而企業導師主要負責研究生的創新與實踐,通過面向工程進行工程設計、新技術研發等解決研究生創新能力和解決工程問題的能力培養問題。
對于專業技能的培訓,應由校內導師和企業導師根據培養目標共同為研究生選擇實習基地。工程設計類研究生選擇大型設計院進行相關技能的培訓,熟悉掌握設計方案制定、大型分析軟件的使用、復雜結構計算分析、設計規范應用及工程表達;工程建造類研究生選擇大型施工企業進行相關技能培訓,學習施工方案制定、施工疑難問題處理、關鍵技術研發和施工過程的安全控制;工程檢測類研究生選擇大型工礦企業進行相關技能培訓,學習檢測方案制定、計算分析與評估、檢測技術開發和病害分析與處理。
鼓勵教師自編特色教材,開發多媒體和網絡教學課件,充分發揮現代化教學手段的作用,積極進行網絡課程和網上教學資源的開發與應用。鼓勵和發展外語或雙語教學,積極引進和使用國內外高水平優秀教材、原版教材。充分利用學校各學科的教學服務平臺和實驗設備,提高研究生的獨立研究能力和實際應用能力。邀請企業導師、外聘導師指導實踐性教學,利用共建產學研實踐基地及行業資源豐富實踐性教學內容。
3.3 提升教師能力,完善管理機制
研究生課程教學不同于本科生,教師在講解課程基本理論與實際中,更應注重對研究生知識獲取能力、獨立研究能力和解決實際問題的能力的培養。因此要明確研究生課程任課教師的聘任條件及方法,研究生任課教師一般應具有高級專業技術職稱或博士學位,并且授課水平較高、實踐經驗豐富,熟悉本學科的前沿動態,具有一定的科研能力和水平。支持教師合作開發、開設課程,鼓勵國際和跨學科合作。建設教學交流和教學技能培訓平臺,有計劃地開展經驗交流與培訓活動。④
加大對教師參與課程建設和教學改革的激勵與支持,加大對教師承擔研究生課程建設和教學改革項目的資助力度,對在課程建設和教學改革工作中做出突出成績的教師予以表彰。提高研究生課程建設和教學工作在教師績效工資分配中的比重,將承擔研究生課程建設和教學工作的成果、工作量以及質量評價結果列入相關系列教師考評和專業技術職務評聘中。
課程考核是檢驗研究生對所學知識理解和掌握程度的有效手段。然而,課程屬性和學科特點的不同,導致考核方式不盡相同,考試和提交專題報告相結合。多樣、有效、可操作的考核形式對于加強研究生基礎知識、創新性思維和發現問題、解決問題的能力的考查尤為重要。通過課程考核也可以促使研究生積極主動學習和教師課程教學的改進。除了相關課程考核,還要探索建立課程學習綜合考核制度,結合研究生中期考核,對研究生經過課程學習后知識結構、能力素質等是否達到規定要求進行綜合考核,針對考核結果分流或淘汰一部分學生。
健全研究生課程教學管理機制,教學管理文件要對研究生教學環節全覆蓋。建立以教學督導為主、研究生評教為輔的研究生課程教學評價監督機制,對研究生教學活動全過程和教學效果進行監督。建立嚴格規范的課程審查與淘汰機制,對已開設的研究生課程的開課情況和教學效果進行定期審查,并根據審查結果對課程及時進行調整。⑤
4 結語
作為研究生教育改革的新生產物,全日制專業學位研究生陪養在我國才剛剛起步,所面臨的關鍵性問題是要保證其對研究生的培養質量。課程教學作為研究生培養的首要環節,仍然存在許多有待解決的問題。對全日制專業學位研究生進行全面深入的課程教學改革是有必要的。在改革過程中,我們要結合全日制專業學位研究生的專業特點和培養目標,針對教學中存在的問題,重點把握教學方式的改進、課程體系的設置、實踐創新的培養以及管理機制的完善,與此同時借鑒其他高校在本領域進行課程教學改革所取得的成功經驗。通過不斷地探索與改革,我們一定能夠實現對全日制專業學位研究生的培養目標,培養出符合社會發展需要的應用型技術人才。
注釋
① 朱麗華,史慶軒,任瑞,張維華.建筑與土木工程領域全日制專業學位研究生課程教學改革[J].高等建筑教育,2014.23(4):112-115.
② 景靜姝,王玉琨,劉鑒汶.高等院校研究生課程教學改革問題探討[J].理論導刊,2007(5):97-99.
③ 陳偉,張季如,萬晶.全日制工程碩士研究生課程體系改革與分析[J].高等建筑教育,2013.22(1):61-65.
【關鍵字】土木工程;建筑;節能
1、引言
當前我國正處在城鎮化和工業化快速發展的重要時期,面臨著來自各方面的挑戰和矛盾,其中能源問題已經成為了影響發展進程的重要問題之一。而據有關資料統計,無論是在發達國家還是發展中國家,建筑能耗在總能耗中所占的比重達到了25%~40%。因此開展建筑節能領域的研究,加強土木工程建筑節能措施的貫徹落實具有重要的現實意義。
建筑能耗主要是指建筑消用能耗,具體來說包括采暖、熱供和照明等方面。而土木工程建筑節能主要是指在確保居住地方的舒適環境之下,在恰當的使用和技術進步的基礎上,通過一些途徑比如經濟結構上的合理化以及科學的管理模式,加上對新型保溫材料的采用 從而有效地降低建筑能耗。一般來說,土木工程建筑物具有壽命長、穩定性高等特點,建成之后就比較難改變其主體結構和基本功能設施,所以要想對建筑物進行節能改造是很困難的,因此需要在土木工程建筑開始建設之前就要充分考慮其本身的能耗問題,并采取相應的措施才最大限度地降低建筑物的能耗,包括建筑物的設計、構造的處理和相應的環境控制設備系統等方面。只有這樣,才能既發揮出建筑本身的功能,又減少對居住環境的影響,實現可持續發展的目標。
2、我國建筑節能方面的主要問題
2.1 對建筑節能的認識和重視程度不夠
這是目前一個普遍存在的問題,在很大程度上制約和影響了我國建筑節能措施的應用范圍和節能目標的實現。在房地產行業快速發展的大環境下,我國大部分城市的土木建筑發展迅速、層出不窮,然而有的開發商對建筑節能的認識不夠,導致其不夠重視,主觀積極性也不夠高,這在一定程度上影響了建筑節能領域相關措施的推廣和技術進步。另一方面,有的開發商在自身經濟利益的趨勢下,盲目地追求建筑本身樣式上的新奇,過分注重建筑風格,使得很多建筑脫離了當地的實際情況和自然條件,造成了建筑物在節能方面的局限性和相關無法彌補的不足。
2.2 建筑節能技術還存在一定的不足
應該說建筑節能本身是一項綜合性和專業性很強的系統工程,涉及到多個學科的多方面的知識,對其相關理論和技術的研究也是一個相對長期的過程。建筑節能貫穿于土木功能建筑的全過程,包括設計、施工、維護、材料、人員、裝備等。一方面我國在建筑節能方面起步較晚,這不光使得我國在建筑節能的技術上與發達國家存在較大的差距,并且這種差距在短時間內還會越來越大,同時也造成了國民對建筑節能的認識程度還有待提高,需要繼續大力宣傳和普及建筑節能方面的知識。另一方面,我國從事建筑節能的研究人員和施工管理人員還比較缺乏,專業人員不足使得相應的科研成果較少,而施工管理人員的缺乏又造成了建筑節能監管的不到位。這些都在一定程度上嚴重制約了我國土木建筑節能領域的發展和應用。
3、開展土木工程建筑節能的幾點措施
3.1 加大宣傳力度,普及建筑節能知識
目前我國大多數人對土木建筑節能在認識上存在的一定的誤區,認為建筑節能往往是開發商或者一些單位部門應該考慮的事情,并且往往是以犧牲個人的生活標準和層次為代價。這種錯誤的認識不但嚴重影響了建筑節能的理念在我國的傳播,為營造建筑節能氛圍制造了障礙,還在一定給建筑節能工作的開展和節能措施額影響帶來了諸多不便。為此,我們要加大宣傳的力度,樹立以人為本的觀念,普及建筑節能知識。建筑節能不是要降低建筑標準和使用水平,因此將建筑節能片面地理解為“低標準”和“簡易房”的認識是完成錯誤的。相反,建筑節能是國家大力提倡和開展的一項能源政策,它不光適應了社會發展對能源提出的新要求,而且是構建社會主義和諧社會、實現可持續發展目標的重要途徑。建筑節能主張在保證居住條件和環境安逸舒適的基礎之上,采取新技術新方法,科學合理地利用能源,降低和避免一些不必要的能源消耗。這不僅降低了生活成本,還從側面提高了我們的生活層次和質量。
3.2 加快技術創新,開展建筑節能措施的研究
土木工程建筑節能技術的實現要緊緊依靠發達的科學技術,充分利用現代技術創新,只有這樣才能在最短時間內提高建筑的性能和節能水平,達到國家可持續發展的技術指標,真正做到建筑過程中不浪費,實現資源的最大利用程度,保護能源。從建材的選擇開始,就要考慮到節能性,在建筑過程中,建材的使用等要盡量選擇技術含量最高的方案,節約材料的消耗,爭取在建筑過程中少用甚至不用不可再生的資源,充分利用綠色能源。利用性能良好的建筑能源,是現實能源高效利用的前提和保障。節能建材要求具有相當的強度和耐性,并且能夠實現良好的保溫隔熱效果。在建筑中使用的水管等都要求配備防水,隔聲等專用功能。要實現土木工程建筑節能,堅決不能使用具有污染性的建材,清潔能源是首選,土木工程施工過程中,要嚴格控制有毒有害物質的排放。
3.3 加強管理機制,確保建筑節能措施的落實
國家制定了一些列的建筑節能指標,并且也有配套的法律法規進行監控和控制,但是由于建筑節能提出時間較短,國內仍然存在著執行不力,監管不嚴的問題。國家也未能建立完善的節能技術創新鼓勵和扶持政策。目前我國的土木工程建筑節能進程比較緩慢,這很大程度上是由相應的法制體系和鼓勵政策決定的。所以,制定推進土木工程建筑節能政策成了當務之急。當然,還需要嚴格按照法律法規執行相應的節能標準,政府對現有的建筑節能法律體系進行完善,并建立強大的監督約束體系。抓緊建設政策扶持和技術服務支持體系。結合我國國情,吸收利用國外的建筑節能成功經驗。對于那些提前實現我國建筑節能標準或是超額完成建筑節能要求的施工單位給予物質上的獎勵和政策上的扶持。國家可以設定相應的節能建筑標志制度。
4、結束語
在土木建筑中提倡使用節能措施不僅能夠提高人們的生活水平和層次,加快社會經濟發展,還能夠改善大氣環境,降低環境污染,極大地緩解當前能源消耗上的緊張局面,實現人類社會的可持續發展。我們不僅要認識到在建筑節能領域與發達國家的巨大差距,加快技術創新,還要大力普及節能措施,使新技術及時惠及人們的生活。
參考文獻:
[1]侯楠. 淺論土木工程中建筑節能措施應用[J]. 河南科技,2010(16).
建筑結構抗震分析是土木工程專業教學的重點和難點。一方面,它涵蓋地震工程、抗震工程、結構動力學等多種專業知識,內容豐富,綜合性強;另一方面,實際教學過程中,這些知識通常是在幾門獨立的專業課程中分別教授的,學生不易整體把握所學知識。在這種傳統的教學方法下,學生能較好地掌握各門課程的基礎知識和理論方法,但缺乏一個綜合平臺幫助學生融會理解、實際運用這些分散的知識。
其實,大學校園本身便是一個合適的綜合平臺,可以提供開展科學探究所需的各種基本教學資源,從這個角度來說,校園是一個鮮活的實驗室。校園實驗室(Campus As Laboratory, CAL)這個概念,最初由普林斯頓大學于2011年提出。具體到建筑結構抗震分析,特別是區域建筑抗震分析來說,大學校園建筑不僅結構類型多樣、跨越年代廣泛,提供了豐富全面的研究對象,而且數據資料容易獲取,甚至還能獲得部分建筑的設計詳圖,有利于建立結構分析模型。
清華校園建筑震害預測程序就是清華大學校園實驗室項目的成果之一。該程序以清華大學校園建筑為研究對象,以身邊的科學間題為切入點,較之相對枯燥的書本知識,貼近生活的案例更易激發學生的探索熱情。同時,學生可利用該程序直觀地理解、鞏固并綜合運用所學知識,提高實踐和創新能力,甚至以此為平臺進行更深入的研究探索。此程序可以用于《土木工程概論》、《結構動力學》、《抗震工程概論》、《防災減災工程學》等課程的輔助教學。
2清華校園建筑震害預測程序
清華校園建筑震害預測程序(以下簡稱震害預測程序),由清華大學土木工程系開發完成。通過網絡搜索以及實地調研等方法,收集了清華大學絕大部分校園建筑的坐標、層數、層高、建造及加固年代、結構類型等基本宏觀信息。利用這些信息,為各個建筑生成相應的剪切層模型,在用戶選定的地震動下,對這些校園建筑進行彈塑性時程分析,并直觀地展示整個清華校園建筑在地震作用下的響應和破壞狀況。
依據輸入文件中提供的結構層數等宏觀信息,基于美國Hazus軟件的調查統計和該程序開發者的研究工作,計算得到結構的各階周期、各層層間骨架線和滯回參數以及各個破壞狀態對應的層間位移角限值等,建立剪切層模型,從而在指定的地震動作用下,進行彈塑性時程分析,得到結構的時程響應。
該程序包含以下功能模塊:建筑結構信息的讀取與編輯、地震波的可視化選擇與反應譜的生成、清華校園建筑在地震作用下的響應分析計算、以及結構的響應時程和破壞情況的直觀展示等。由于各個模塊都具有豐富的表格、曲線甚至是動畫功能,能直觀、生動地呈現從模型建立到結果顯示等整個震害分析過程,加之所選擇的分析對象是學生所熟悉的校園建筑,因此該程序可為結構動力學、地震工程等多個土木工程專業學科的教學提供幫助:不僅能使相關專業知識更形象、易于學生接受和理解,同時還能為感興趣的學生進行諸如地震損失評估等更深入的研究提供一個基礎平臺。
3清華校園建筑震害預測程序在土木工程專業學科教學中的應用
3.1結構抗震工程
震害預測程序的建筑結構信息讀取與編輯模塊,包含剪切層模型、結構層間滯回關系、結構破壞狀態及對應的層間位移角限值等結構抗震工程專業知識,可用于輔助其教學工作。輸入或修改結構的層數、結構類型、建設年代等信息,該程序會白動計算層間滯回參數等的取值。其中,對于鋼筋混凝土框架結構,采用修正的Clough層間滯回模型進行模擬;對于鋼結構,采用理想彈塑性模型模擬;而其它以剪切變形為主的結構,則使用捏攏模型作為滯回規則。同時,也可以手動修改這些取值,程序會實時更新對應的滯回曲線的形狀。
以上功能有助于學生理解層間滯回參數的概念和意義,探討不同結構類型的層間滯回特點。結合震害預測程序的分析計算和結構破壞狀態展示,可以進一步探究不同結構類型、滯回性能等因素對結構抗震性能的影響。
3.2結構動力學
震害預測程序提供對剪切層模型的周期和振型計算功能。例如,一個四層結構的頻率和一階振型。調整阻尼比等參數,并重新計算,可以分析各個參數對結構頻率和振型的影響,加深認識多白由度體系的白振規律;選擇不同的校園建筑,可以對比不同類型建筑的結構動力學性質差異。學生還可利用程序所提供的結果與白己手算的結果進行對比,進一步鞏固課程中所學的知識。
3.3地震工程概論
地震動的主要特性可由反應譜和加速度時程曲線等加以刻畫。一般的教學通常側重于講解反應譜的概念、利用加速度時程計算反應譜的原理、以及根據規范反應譜進行結構抗震設計的方法步驟等。學生可以根據相關公式和中國《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)的規定掌握簡單的結構地震作用的計算,但不易直觀地認識普通反應譜與規范給出的設計反映譜的區別、基本烈度與超越概率對規范反應譜形狀的影響等。
震害預測程序中地震波可視化選擇與反應譜生成模塊所提供的功能。將其用于地震工程概論的課程教學,可以清晰地展現幾個著名地震波的時程曲線,并方便地生成指定峰值加速度(PGA)下這些加速度時程曲線對應的反應譜。將反應譜與規范反應譜繪制在同一區域,可以對比二者的區別與聯系,體現規范反應譜的特點:它是為方便工程計算而進行的簡化處理方法。此外,8度罕遇地震對應的規范反應譜與PGA為0.4g的加速度時程對應的反應譜相比,其最大反應比較接近,這類對比有利于幫助學生理解抗震設防烈度和設計基本地震加速度的對應關系。
3.4防震減災
在給定地震動和PGA的條件下,震害預測程序可進行彈塑性時程分析,并能在分析結束后,直觀地呈現校園建筑的樓層位移響應時程、詳細信息和最終破壞情況。
在防震減災教學過程中,震害預測程序可以有以下應用:
1)比較分析不同結構在地震作用下的響應。
該程序中建立了清華大學校園中600多棟建筑的模型,不僅包含鋼筋混凝土框架、鋼框架、框架剪力墻、砌體結構等多種結構類型,而且包括不同年代、不同高度的結構。在給定地震動作用下,可以比較分析這些不同類型的結構在地震作用下的響應特點,使學生加深對地震作用的認識。例如,觀察整個校園的破壞和倒塌情況可知,一般砌體結構和建筑年代較早的結構破壞較嚴重。
2)比較不同地震波對結構的作用。
一方面,學生可以選擇并觀察漢川波等幾條典型地震波對結構的作用,激發學習興趣;另一方面,還可以對比不同地震波對結構的作用,通過觀察這些地震波對應的反應譜的特點,可以體會反應譜的物理意義。例如,反應譜峰值對應的周期較短的地震波,對低層結構等周期較短的結構破壞性更大;反應譜峰值對應的周期較長的地震波,則對中高層結構等周期較長的結構破壞性更大。
3)展開更深入的探索研究。
震害預測程序還為學生展開更深入的探索提供了平臺。例如,可以通過收集校園建筑的財產、人員分布情況等信息,并添加到震害預測程序中,從而探索校園建筑地震損失評估方法;可以將校園道路抽象成無向圖等適當拓撲結構,利用圖論中的Dijkstra算法考慮人群的疏散交通需求,綜合震害預測程序計算得到的建筑破壞與倒塌情況,進行震后應急疏散的研究等。學生可以充分利用熟悉的校園環境,采集所需數據,整合至震害預測程序中,進行各種有意義的學習探索,更好地掌握和運用防震減災知識。
4結論與展望