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關鍵詞:土木工程 技術質量 發展
一、土木工程的概念及特征
1.概念
土木工程在我國有很早的發展歷史,中外學者對之都有一定程度的研究,由于各自的觀點及研究方向不同,學者們對其下的概念也并未統一。筆者在總結以往學者研究成果的基礎上,也有自己的見解。土木工程,顧名思義,實乃土、木二者結構所造工程之意。說得最直觀一點就是修房造屋、建橋鋪路。早期的土木工程用到的材料無非就是木、石、土三種材料,直到后來科技的發展,土木工程行業才引進了鋼筋混泥土以及高分子化學材料等。因此,筆者認為:土木工程是是指應用各種建筑材料所進行的建設工程的總稱,它不但包括整個勘察、設計、施工的過程,而且包括工程建設的成果,如公路、橋梁、樓房、地下設施等等。土木工程的發展,既方便了普通居民的生活,同時也方便了我國軍事領域各種設施的發展。在發展的過程中,土木工程也呈現出自己獨有的特征。
2.特征
(1)勘察、設計、施工過程的復雜性。一項工程在進行建造之前,需要進行工程建造地址的前期勘測工作,在這一階段需要反復勘測地址,考慮各種有利和不利因素,特別是遇到復雜地質條件時,勘測工作需要特別仔細,不得有半點馬虎大意。工程在進行施工之前,應當由專門的設計機構進行設計,設計主要是以圖形、模型和圖紙的方式展現出來。在設計階段,需要充分考慮建造物的承重結構、外形圖案以及避免惡劣天氣的方案,如避雷針的設計。一個優秀的建筑物,必然有一個特別好的勘測、設計和施工,三者缺一不可。
(2)選取建筑材料的獨特性。土木工程離不開材料的選取,特別是現代建筑行業的發展,傳統的材料已經不能滿足其需要。很多外形獨特,功能特別的建筑物對建筑材料的選取也有特別的要求,如隔音玻璃的使用、高強度輕薄型材料的使用以及超輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料的應用等等,無一不表明土木工程行業建筑材料選取的獨特性。然而,高質量的建筑材料必然要高昂的價格,同時,也并不是所有的高質量的建筑材料都適合所有的建筑物,因而,我們應當繼續探索,善于發現新生事物,使得土木工程行業能夠發展得更好。
(3)建筑對象的廣泛性。土木工程建造的對象特別多,主要包括陸地和海洋。陸地的建筑又分為地上和地下。地上主要有公路、鐵路、房屋、隧道以及峽谷之間的橋梁等等;地下的建筑如地下管道、管線、地下軍工廠、地下實驗場等等。土木工程海洋領域如圍海造田、海上橋梁、海底電纜及管道等等設施。無論是陸地還是空中,土木工程技術都發揮了應有的作用,可見,其對象非常的廣泛。
二、土木工程的歷史發展狀況
1.古代土木工程發展狀況
我國古代的土木工程比較發達,在時間上有一個很大的跨度,它起始于公元前5000年,直到17世紀中葉,這期間經歷了大約7000年時間。著名的萬里長城、都江堰水利工程、趙州橋等古建筑都是我國古代土木工程發展留下的寶貴遺產。雖然那時的發展水平有限,古建筑沒有應用到一點現代科技因素,但至今仍巍然屹立。它們的存在表明了我國古代土木工程行業發展水平之高,不只是在國內,即便與國際相比也毫不遜色。
2.近代土木工程的發展狀況
近代土木工程的大發展大致時間是17世紀中葉到20世紀中葉,大約歷經了300年時間。在這一發展期間,人們開始傾向于研究人造建筑材料并應用到建筑行業中來,人造材料的應用逐漸占據了主流地位,大有取代傳統材料之勢。隨著人造材料的大量應用,傳統的建造理念已經被徹底顛覆,人們不再迷戀于長期建造經驗,開始注重科學建造理念的培養。建造技術方面,大型機械設備開始應用,各種新的施工方法也開始應用,人們開始嘗試挑戰復雜的建筑環境,著名的埃菲爾鐵塔就是這一時期建成,直到今天依然是世界奇跡。
3.現代土木工程發展狀況
20世紀中葉是現代土木工程發展的起始時間。現代土木工程完全依托于現代科學技術的發展。各種新型建筑機械大量應用到建筑行業中來,如高分子化學材料、高強度鋼筋混泥土、高強低合金鋼等等應用非常廣泛。在設計構圖方面,大型計算機的運用增強了建筑設計運算和繪圖的能力,力學分析與計算更加科學化。高難度的施工作業已經不再是不可逾越的鴻溝,如高原凍土、海底隧道等在前人想都不敢想象的事情,如今變為現實。
三、土木工程未來發展前景
隨著科技不斷地進步,我國改革的浪潮勢如破竹。在科技與改革雙重作用下,我國的經濟突飛猛進,經濟的發展又推動了建筑行業的發展。展望未來,城市化的進程逐步加深,這為土木工程的發展提供了契機,我國將面臨空前的建設。在建設大潮下,如何站穩腳跟,并于國際接軌,是土木工程行業面臨的一大挑戰。作為新世紀的一代,我們能夠在這樣一個大環境中施展才干、向國際水平發起沖擊是十分幸運的。然而,如何把握世紀之交時土木工程學科的發展趨勢,開創具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元,是對我們跨世紀一代人的嚴峻考驗。隨著土木工程行業的發展,地球上可以居住、生活和耕種的土地和資源是有限的,而人口增長的速度是不斷加快的。因此,人類為了爭取生存,會不斷地拓展土木工程的領域,未來土木工程發展的必然趨勢是:向高空、地下、海洋、沙漠、太空等領域發展。這樣的發展領域看似遙遠,實際非常的迫切。因為地球的承載能力是有限的,而人口不斷呈上升趨勢,人們為了生活必然要大興土木,長此以往,地球將超限,威脅人類的生存。為了緩解這一緊張態勢,人類不得不考慮向另外的方向發展。另外,由于自然災害頻發,對土木工程提出了新的課題,對于如何有效避免災害襲擊,成了土木行業的一大考驗。未來的土木工程不僅要求具備抗震、抗洪、抗風等性能,而且要求具備抗暴、抗海嘯、防火、防撞、防輻射等性能。相信隨著科技的發展,土木工程所面臨的難題都將迎刃而解。
參考文獻:
【關鍵詞】土木工程;FRP材料;CFRP材料
隨著社會科學技術的進步, 土木工程結構學科也獲得了很大的發展, 其發展在很大程度上得益于新材料的應用,如FRP材料、 CFRP材料、玄武巖纖維材料、智能材料等等,這些材料憑借優異的性能正被越來越廣泛地應用于橋梁工程、民用建筑、海洋工程、地下工程等土木工程建筑。
1 FRP材料
FRP材料即纖維增強復合塑料,FRP由增強纖維和基體組成,一般用玻璃纖維增強不飽和聚脂、環氧樹脂與酚醛樹脂做基體,以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料。該材料具有抗拉強度、彈性模量小、抗剪強度低、抗腐蝕、抗疲勞性能好等特點。FRP的抗拉強度均明顯高于鋼筋, 與高強鋼絲抗拉強度差不多,是一般鋼筋的2倍至10倍。大部分FRP產品彈性模量小,約為普通鋼筋的25%~ 75%,因此, FRP結構的設計通常由變形控制。FRP的抗剪強度僅為抗拉強度的5%~20%, 這使得FRP構件在連接過程中需要研制專門的錨具、夾具[1]。FRP材料可以在酸、堿、氯鹽和潮濕的環境中長期使用, 因而可提高結構的使用壽命, 這是結構材料難以比擬的。
FRP復合材料在土木工程領域的應用快速增長,可用于包括柱、墻、梁、板及面板的抗震及補強加固。FRP纖維復合材料憑借耐腐蝕性能已廣泛用于加筋土中,由于該材料易被掘進機具切斷,故可用于盾構法掘進豎井的混凝土墻、土釘及臨時支護用的復合材料地錨,而且由于價格低廉,安裝方便,干濕交替的擋土墻、地基錨桿及噴射混凝土筋中用的也很多。此外。因為良好的拉伸性,FRP材料在懸索橋及斜拉橋的纜索、預應力混凝土橋中的預應力筋中也光放應用。FRP屬于人工材料,可根據工程需要采用不同纖維材料纖維含量和鋪陳方式等不同工藝設計出不同強度指標、彈性模量及特殊性能要求的FRP產品,且FRP鏟平形狀可靈活設計。
2 CFRP材料
CFRP材料即碳纖維增強復合材料,CFRP材料是一種力學性能優異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高于鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比鋼高。碳纖維復合材料的優點是高強度,是鋼鐵的5倍;出色的耐熱性,可以耐受2000℃以上的高溫;出色的抗熱沖擊性;低熱膨脹系數,不宜變形量;熱容量小,較為節能;比重小,僅僅對鋼材料的1/5;優秀的抗腐蝕與輻射性能。
碳纖維復合材料在土木工程中的用途主要表現在碳纖維筋、碳纖維增強水泥和碳纖維增強木材。碳纖維筋的強度比低碳鋼高約90%,而重量僅為后者的1/5左右;碳纖維與混凝土的附著強度高達713MPa,高于鋼絞線與混凝土2197MPa的附著強度;碳纖維筋具有良好的拉伸疲勞性能及耐腐蝕、抗沖擊、柔性高和易于操作的性能,因此在橋梁、碼頭等易受腐蝕的結構中應用較多。碳纖維增強水泥在水泥及其制品中摻和一定量高性能碳纖維和高效外加劑,以有效控制水泥及其制品塑性收縮及早期裂紋,提高水泥及其制品的密實性,增加水泥及其制品后期強度[2]。碳纖維增強木材是用碳纖維包裹木材或將碳纖維片材鋪設于木材的某個側面或中間而形成的一種新型結構材料。碳纖維的加入使木材的抗拉強度、防腐防火等性能大為提高,使其應用領域更為廣泛。
3 玄武巖纖維材料
玄武巖纖維是玄武巖石料在1450℃~1500℃熔融后,通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續纖維。類似于玻璃纖維,其性能介于高強度玻璃纖維和無堿玻璃纖維之間。玄武巖連續纖維不僅穩定性好,而且還具有電絕緣性、抗腐蝕、抗燃燒、耐高溫等多種優異性能[3]。此外,玄武巖纖維的生產工藝產生的廢棄物少,對環境污染小,產品廢棄后可直接轉入生態環境中,無任何危害,因而是一種名副其實的綠色、環保材料。
碳纖維和是目前世界上所采用的主要的加固補強用的新型材料之一,在橋梁、隧道、房屋等結構抗震加固補強方面具有極為廣闊的應用前景。利用玄武巖纖維高模量、耐沖擊和低成本等優勢,可以開發其在降噪、抗振和抗震等耗能領域的應用。玄武巖纖維還可以用在具有高火災危然的工業建設項目,核電站,化學工業與石化工業,高層建筑群,造船工業,汽車制造業等領域。玄武巖纖維及其土工材料具有較高的強度、彈性模量和耐高低溫、耐侵蝕等性能,也適用于路面土工格柵中的基礎材料[4]。
4 智能材料
智能材料實際上是一種仿真生命系統,一方面能夠感知外界環境或內部狀態所發生的變化,另一方面能提供針對材料自身的或外界的某種反饋機制,適時地將材料的一種或多種性質加以改變,做出所期望的某種響應。智能材料的功能表現為:反饋功能、傳感功能、響應功能、信息識別與積累功能自診斷能力、響應功能、自修復能力和自適應能力、自診斷能力。
近幾年我國通過不同的方法支持智能材料與結構的研究.目前許多項智能材料及其在土木工程中的應用研究正在我國進行著。目前,智能材料與結構在土木工程中的應用主要是將智能材料,比如上文提到的碳纖維等,混入到混凝土中,使混凝土構件具有自我增強、自我診斷、自我愈合以及自我調節的功能[5]。智能材料在土木工程中重要的應用,是自動化控制技術發展、計算機科學、材料科學的重要階段的產物。因此,土木工程的未來深受高科技材料發展的影響,對此我們國家需要長久的對其研究下去。
FRP材料、 CFRP材料、玄武巖纖維材料、智能材料已經開始應用于現代土木工程建筑,但由于價格、應用技術、觀念等因素這些新型材料的應用還不夠廣泛。革新技術、降低成本、加大推廣,這些新型材料能在現代土木工程中發揮巨大作用。
【參考文獻】
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關鍵詞:土木工程特點;人才結構;培養模式
在現代經濟的作用下,土木工程市場逐漸擴展,這從根本上刺激了現代土木工程專業教育教學模式的轉變。我國土木工程專業人才培養模式基于傳統教育模式的影響,培養目標定位于應試技能、知識的實現,專業設置上缺乏專業交叉,教學模式采用“說教”、教師單向授課方式等,這種人才培養模式嚴重阻礙了市場環境下人才模式的形成,雖然近年來素質教育的推行、教育體制改革的實施在一定意義上促進了教學課程的更置,但是,就教學模式實踐效果來看,土木工程專業人才的培養模式仍具有一定缺陷,因此,必須進一步改善人才培養模式。
一、現代土木工程特點
在現代市場經濟的刺激下,土木工程越來越表現出個性化和綜合性的特征。一方面,土木工程是一項系統性、規模化的工程,其包括勘探設計、施工、驗收等環節,各環節中涉及到材料、設備、管理、技術等多方面的知識,需要運用地質勘探、工程測量、土力學、工程學、經濟學、管理學、計算機等多種知識與技能實現,這就要求土木工程人員具備綜合性、專業性的知識以及技能。另一方面,每一項土木工程都存在自身的內在結構、環境特征、技術要求等,這就要求具有規范化的標準進行支持,但是,就現階段土木工程理論研究來看,其并不具備相應的技術、設備、監理、設計、施工等行業標準,這就需要土木工程設計人員、施工人員、管理人員等具備相應的技術經驗,并根據各項土木工程的個性特征,進行規劃、設計、施工等。現代土木工程的特點具體可以從以下幾個方面體現:
1.建筑材料方面。隨著現代土木工程的不斷發展,越來越多的新材料逐漸應用到工程建設領域,如鋁合金、鎂合金等已經獲得了廣泛的應用。但是由于這些材料的成本稍高,所以在應用的過程中受到不同程度的限制,如何促進其更有效的應用仍然需要我們不斷的探索。同時,在鋼材和混凝土的強度方面也取得了一定的進展,并且在實際工程建設中得到了良好的驗證。
2.工程地質和地基方面。在土木工程建設過程中,地質和地基是影響工程使用功能發揮的主要因素,同時也決定了工程基礎設計是否科學合理等,尤其是對于地下工程來說更是十分重要。因此在土木工程的地質和地基勘察技術方面也在不斷地進步,當前主要以現場鉆探取樣、室內分析為主,雖然在勘察的準確性方面有一定的保證,但是仍然不夠完善,這也是需要我們在日后的工作中需要不斷研究和探索的主要項目。
3.工程規劃方面。在以往的土木工程規劃工作中,大多是同時提出多個施工規劃方案,通過分析和對比從中選擇最佳方案。然而,現代土木工程建設的規模不斷增加,仍然使用傳統的評價方案在效率方面受到限制,所以必須要依靠現代科學技術,運用系統工程的理論和方法促進工程規劃效率的提升。對于特大型的土木工程,如水壩等,對于自然環境和生態平衡會產生一定的影響,所以更加需要通過科學的理論和方法對其進行有效的規劃,做到趨利避害,才能保證土木工程的持續發展。
4.工程設計方面。在土木工程的設計方面,越來越多的注重其經濟性和安全性,同時也更加關注工程的美觀性,所以在確定工程的荷載值和材料的強度值方面已經開始引入概率統計方法,對于自然界的各種因素從時間和空間上進行全面的分析,同時加強對材料彈性模量、強度的分析,促進土木工程結構的不斷優化。同時,計算機技術也為各種計算和優化提供了必要的方法和技術,這也促進了土木工程設計效率的提升。
5.工程施工方面。
隨著土木工程規模的不斷擴大,工程施工所應用的設備、機械等也逐漸向著大型化、自動化的方向發展,而且自動化程度正在不斷的增強,能夠滿足各種不同環境下的作業需求。在施工組織設計與管理方面,也有著較為科學的理論體系做基礎,能夠提高作業效率的同時,縮短工期、降低造價,促進土木工程經濟效益和社會效益的增加。
二、土木人才的知識、能力與素質結構
在土木工程特點的作用下,土木工程人才必須具備相應的知識、技能與素質,為土木工程建設提供最強的支持力。
其一,知識結構:專業性知識與綜合性知識的集合。土木工程的特點決定了土木工程人才不僅具備專業性的知識理論,如數學、力學、勘探知識等,而且要具備相關的社會人文知識,如經濟、文化、法律、宗教等。其二,能力結構。理論聯系實際的能力:由于土木工程沒有標準性參照,在施工過程中,只能依據經驗對個性工程進行設計與建設,因此,要求土木工程人員將理論知識轉移到實踐之中,根據不同的工程利用不同的原理。計算機能力:在信息技術的刺激下,面對復雜的土木工程,土木工程人員必須具備強硬的計算機能力,運用計算機設計、優化與選擇方案,模擬結構試驗,進行數據傳輸等。社會組織能力:土木工程的規模性特征,不僅要求實現工程內部人力資源的優化,而且要協調施工集團與社會之間的關系,尤其在一些關鍵性的利益問題上,需要土木工程人員發揮紐帶鏈接的作用,因此,要保證土木工程正常施工,必須具備一定的社會組織能力。其三,素質結構。人文素質:土木工程影響到社會、環境、資源等各個因素,這就要求土木工程人員樹立可持續發展的觀念,提升社會責任感,端正自身行為,以此保證土木工程綜合效益的實現。職業素質:土木工程施工環境差、工作負荷大,這就對工作人員的職業素質以及個人素質提出了更高要求,因此,工作人員必須以良好的職業道德和個人精神,來支撐土木工程質量的實現。
三、土木工程專業人才的培養模式的完善途徑
土木工程的特點對現代土木工程人才的培養提出新挑戰,專業型、復合型的社會人才為改善人才培養模式提供了標準參照,因此,在教育教學中,要以調整課程結構、轉變教學模式、關注操作實踐等手段,來實現人才的培養。
1、優化課程體系
系統性、專業性的課程體系是展開教學的基礎。在傳統教學中,土木工程專業課程設置具有狹隘性,其僅僅涉及到建筑工程、巖石工程、交通工程、橋梁建筑等,雖然具有較強的專業性,但是,其綜合性不強,因此,在課程設置中,要進行綜合性知識的設置,并以專業走向為標準,加強專業課程的選擇。其一,落實基礎教學。基礎知識是學生展開深度學習的基礎,在課程設置中,尤其在低年級教育中,要以全面化的知識豐富學生的認識,不僅要開設專業課程,而且要將經濟學、法律、管理學等相關性的課程融入其中,促使學生適應土木工程綜合性的特征。其二,提升專業教學。在土木工程個性化特征的影響下,學生的專業能力、理論聯系實際的能力被提升,這就要求關注專業教學與實踐教學,以專而精的專業課程提升學生的專業知識和技能,使學生了解土木工程師可能遇見的問題,并盡可能提出相應的解決方案。
2、精選教學內容
土木工程教學內容較多,這提升了學習難度,在教學中,要做到重點教學,避免眉毛胡子一把抓。其一,選擇重點內容。在內容選擇中,要將實用強的內容作為首選,如勘探技術、施工設計、建筑工程等,舍棄那些與生活實際相距較遠的內容,這不但減少了教學容量,而且增強知識的實用性。其二,創新教學內容。市場環境下,土木工程特點發生了顯著變化,注入了一定的新元素,而且這些元素在今后將繼續影響土木工程發展,因此,在教學中,要將這些內容補充到教學之中,如計算機技能、市場發展趨向、勘探新技術等,以便于學生應對將來的土木工程市場。
3、轉變教學模式
傳統的教學模式基于教師力量的發揮,而并沒有關注到學生的主體性,這就影響了學生學習積極性的提升,再者,單一的知識型、技能型教學,使得能力和素質教育被放置于教育教學的邊緣,這就造成學生片面化的發展,進而不能適應土木工程綜合性的要求,因此,在教學中,必須轉變教學模式,關注學生的主體地位,堅持素質教育。其一,多模并用,強化實踐。在基礎知識學習中,強化學生的自學能力,以問題教學方式,激發學生思考,并針對學生提出的問題進行解答;在技能教學中,關注學生的實踐能力,以綜合性大作業、專業性設計等,增強學生對知識理論的理解力;以案例教學、試驗教學、場景教學等方式,提升學生的理論知識應用能力;以專題討論、專家講座、研究小組等形式,提升學生的合作力、言語表達力、展示力;以競爭活動、課外實踐、培訓實習等方式,促使學生獲得直接經驗。其二,以生為本。學生個體差異性突出,在教學中,要根據學生的能力特征、興趣愛好、思維走向等進行多元化教學,既要關注學生的最近發展區,提升學生的基礎掌握能力,又要把握學生的個性特征,通過層次化教學、一對一教學、輔導教學、小組教學、個性評價等方式,促使不同層次的學生獲得能力性和素質性的發展,進而實現全體學生的發展和學生發展的全面性。
4、注重專業教學的實踐性教學
實踐應用教學在當前土木工程專業人才的培養中具有重要的作用,是促進土木工程展業人才適用于當前建設實際的基本前提。突破傳統的教學模式,結合現代科學技術及教學規律,建立具有一定實踐性的課程設計,根據培養目標機能力為中心,構建相輔相成的教學體系,凸顯教學過程中的創新、基礎和綜合相結合的現代教學特點。首先,一定要精心設計理論及專業課程建設,在生產實習中,可以將學生分為不同的工程建設組,由專門的教師帶入實際的進行教學,在實際的土木工程建設過程中,調度學生,講解施工過程的具體問題。通過學生自身的總結和領悟,才能夠更好的促進其專業基礎知識的強化,并形成科學的專業思維。其次,對當前土木工程建設的人才需要進行科學的調研,根據實際來進行專業人才的培養,一方面提高了學生的社會適應力,另一方面提高了現代土木工程建設領域的專業人才建設。
四、現代土木工程發展趨勢
1.工程中使用的原材料逐漸向高性能材料發展
鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發展,美國、日本、俄羅斯等國開始將屈服點為700N/mm2以上的鋼材列入了規范。高性能的混凝土及其它復合材料也在向輕質、高強、良好的韌性和工作性方向發展。
2.環境工程
在工程建設中,土木工程與環境工程融為一體,環境問題尤其是氣候變異的影響越來越受到重視。海水上升、水污染、沙漠化等問題均與人類的生存發展息息相關,同時也和土木工程有著必然的聯系。因此,工程建設過程中的噪音、振動等都是土木工程師必須要考慮的主要問題。
3.發展高新技術,應用結構健康監測,實現可持續發展
近年來,隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展,推動了土木工程的革命性變化。結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器,科學有效地提供結構養護管理的決策依據,這就延長了結構的使用壽命,也基本解決了建筑過快老化損壞,實現建筑使用的可持續發展。
總結:
適應于現代土木工程個性化和綜合性的特點,現代土木工程人才培養模式必須轉變傳統的教育教學模式,關注學生學習主體性的發揮,以培養專業型、復合型、技能型學生為目標,通過調整課程結構、優化教學內容、實踐人本教學、加強實踐訓練等方式,來實現現代土木工程專業人才的培養。
參考文獻:
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[關鍵詞]項目教學法;現代工程制圖;自主學習
前 言
20世紀中后期以來,世界各國的教育改革都把學習方式的轉變作為重要內容,以歐洲的勞動教育思想為雛形的項目教學法在這個時期也逐漸趨于完善。項目教學法是一種以學生為本的活動教學法,是學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式,它將教學過程和具體的工作項目充分地融為一體,圍繞具體的項目構建教學內容體系,組織實施教學,“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”,從而提高教學的針對性和實效性。
1. 項目教學法原理
項目教學法是由教師提出與課程相關的總項目,對總項目進行分解,并作適當的示范,然后由學生分組對總項目或某一子項目進行討論、協作學習,完成信息收集、方案設計、項目實施一系列工作,最后由教師總結評價各組完成項目情況及各組互評。在整個項目中,學生作為主體,自主完成要求項目,教師則在其中扮演了項目的組織者和引導者的角色,項目教學完全顛覆了以往“教師講、學生聽”的被動教學模式,挖掘了學生的創造潛能,提高了學生綜合運用知識的能力和解決實際問題的能力。
2. 在《現代工程制圖》課程中的實施
《現代工程制圖》課程作為工科學生必修的基礎課,擔負著培養學生利用圖學理論和方法思考工程問題、表達設計思想、解決空間幾何問題的能力,閱讀和繪制機械工程圖樣能力的重要任務。但教學內容通常缺乏針對性和實用性,學生處于被動學習狀態,導致在后續工作實踐中,缺乏用以解決工程實際問題的圖樣表達能力和看圖能力,因此將項目教學法引入到《現代工程制圖》課程中勢在必行。
《現代工程制圖》課程一般為單班或兩班合班進行教學,現以單班教學為例,一般單班有40名學生,將其分為8組,每組5名學生,每次項目各組選出一名組長,負責組織和發言工作。這種分組方式可以使每名學生動手參與到項目中,避免出現組多人少的教師不易管理局面和組少人多的學生懶散現象。首先教師將本節課的知識點和教學內容組合成項目形式,下達項目任務書;學生閱讀項目任務書后,教師講解此項目中的難點和重點;然后各組學生共同討論、思考或想象、繪制,完成項目任務;最后由組長總結本組項目成果,教師進行綜合評估,對其中存在的問題提出解決的方案或進一步講解項目中的難點。
2.1 投影體系建立的項目教學
《現代工程制圖》以投影體系的建立為基礎,以組合體的三視圖和機件表達方法為重點,以閱讀零件圖和裝配圖為目的,因此首先要打好“投影體系的建立”這座基石。教師可以在這節內容中布置一個項目:由學生分組制作三面投影紙卡,實現圖1和圖2之間的轉換。此項目可使學生深刻體會投影體系的建立過程,此外在講解點、線、面投影時還可利用三面投影體系紙卡,使學生直觀地理解點線面在三個投影面的投影,及其繪制方法。
圖1 三面投影體系紙卡 圖2 三面投影體系紙卡展開圖
2.2 組合體視圖的項目教學
“組合體視圖”一章中,畫三視圖的題型主要分為三類:由軸測圖畫三視圖、補畫三視圖中的缺線、由兩視圖補畫第三視圖,這三類題型難度依次增大。在講解這部分內容時,可將某個組合體設置為這三類題型,作為一個總項目。首先教師講解這三類題型的解題方法和關鍵技巧,如主視圖的選擇方法、分析各基本體間的組合方式、二維圖和三維立體圖間轉換技巧等,之后讓學生分組完成這個項目中的三個題目,并進行比較,提煉出其共同點——即想象出組合體的立體形狀及各基本體之間的組合方式。項目完成后教師選出幾組代表作品,由組長演示自己的思路和繪圖過程,然后教師評估各組繪圖情況和結果的正確度,最后學生提出項目中出現的問題及仍未解決的難點,并由教師解惑。
2.3 零件圖和裝配圖的項目教學
讀懂零件圖和裝配圖是該門課程的最終目的,亦是近機類專業學生的基本技能,這部分內容中包含了三視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖等各種機件表達方法,拆卸畫法、假想畫法和簡化畫法等視圖表達方法,還有尺寸、公差和配合、螺紋標記、合理工藝結構等知識點,學生還需對零件和裝配體的材料、性能、功用等方面做全方位的了解。因此教師可在規定的教學課時內盡可能多地設置讀圖項目,涉及盡可能多的知識點。如讀球閥裝配圖,在此項目中,學生需完成以下任務:了解球閥裝配體及其主要零件的作用、零件的材料、各零件間的連接關系,裝配體的主要尺寸,使用的視圖表達方法,主視圖的選擇原則等。教師還可將其難度升級,繪制球閥裝配圖,在讀圖項目的基礎上學生可結合已掌握的繪圖技巧順利完成此項目。讀圖和繪圖項目不僅使學生提升了閱讀和繪制零件圖和裝配圖的能力,更培養了學生多方位獲取信息的能力,和工作協調能力。
3 結論
關鍵詞 信息技術;土木工程;鋼結構設計原理課程
中圖分類號:G434 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2014)24-0154-02
現代信息技術和計算機網絡技術的快速發展,正影響校園內大學生的日常生活和學習。目前,大學生在學習環節中應用到的現代信息技術,主要是以數字化、多媒體化、網絡化為特點。信息技術的應用有效地解決了教學和學習活動中遇到的某些問題,提高了學生自主學習能力和探索能力。作為工科類高校土木工程專業教師,在教與學的過程中需要思考如何有效應用現代信息技術來提高教學質量,增強學生的學習效果。
1 現代信息技術
只有充分理解現代信息技術,才能在教學與學習過程中發揮更佳的效果。信息技術是解決教學中遇到問題的一種手段和方法,主要是利用諸如多媒體技術、計算機網絡信息技術、網絡通訊工具等解決教學中的問題。在土木工程學科中應用信息技術,為培養創新型人才提供了可靠的手段和方法。
本文以鋼結構設計原理課程教學為例,該課程是土木工程學科一門專業必修課,具有設計原理復雜、抽象概念較多、計算量大、工程實踐性較強等特點[1]。通過講授鋼結構設計原理,結合自身的教學經驗和體會,筆者認為在工科類高校土木工程專業教學中,需要具備一定的信息技術方面的知識。不僅教師要熟練應用現代信息技術,學生在學習活動中也應學會使用信息技術,以此來提高自主學習能力,最終實現提高自己的學業成績。
2 多媒體技術在課堂教學中的應用
在課堂教學中利用現代信息技術,主要是將網絡化和多媒體化的信息技術引入課堂教與學的活動中。由于土木工程學科專業課都具有較強的實踐性,在講授相關概念時,具有很強的抽象性,學生在學習過程中需要密切聯系工程實際。為增強教學效果,可以通過圖、文、聲、像等措施將抽象變具體,使陌生的知識生動形象,調動學生的學習興趣。本文從以下幾方面進行探討。
應用多媒體技術制作教學課件 采用PowerPoint制作教學課件,在教學中將概念、公式推導、教學示意圖、工程案例、實驗等方面的內容采用圖、文、聲、像的形式演示,部分細節的推導內容采用超鏈接和按鈕的方式予以控制[2]。動畫和圖形采用AutoCAD、Photoshop、Flash等軟件處理制作,將課程中抽象內容變得直觀具體,增強學生對知識的掌握,培養學生的專業興趣。
選擇合理的課件展示形式 鋼結構設計原理課程知識點較多,計算公式復雜,如果按照傳統的課堂講授形式,在緊促的時間內想把課程重難點知識講透比較困難。在講到鋼材屬性章節時,需要結合材料拉伸實驗、冷彎實驗、沖擊實驗等相關知識,如果只采用普通黑板板書的形式,枯燥無味且難以達到教學效果。利用多媒體技術,將該部分教學內容通過課件或視頻的形式展現給學生,可以再現實驗加載各階段材料的受力和變形情況,了解后續的數據處理過程。知識點在實驗全程中展現,便于學生掌握和記憶。針對重點概念的文字采用突出字體、顏色、粗細以吸引學生注意力;對文字難以描述清楚的問題,可以適時添加圖片、動畫,以調動學生的學習積極性;課本中涉及公式的推導過程,可以采用逐漸顯示的形式展示,以增強學生思考推理能力。采用類似手段不但展現出重點信息,還可加深學生對教學內容的掌握。
即時更新知識內容 教學內容要緊跟土木工程專業的發展步伐,利用多媒體技術將最前沿的知識傳授給學生。在歐美等發達國家,輕型鋼結構正成為普通住宅的常見形式,將類似的結構形式或建筑形式通過圖片或視頻向學生講解,讓學生掌握鋼結構的最新發展方向。在教學中根據學生的反饋,完善相應的知識點,確保鋼結構設計原理課程教學內容的時效性。
3 網絡信息技術在學習活動中的應用
如今,互聯網中豐富的信息資源給教師的教學和學生的學習都帶來極大的方便和優勢,成為人們日常生活中重要的學習工具之一。作為土木工程專業的教師和學生,僅掌握書本上的知識是遠遠不夠的,需借助互聯網收集與所學專業相關的學術文獻、前沿信息等,拓展自己的知識面。
利用互聯網搜索土木工程專業相關知識,可以采用如下幾種檢索方法。
其一,利用相關搜索引擎搜集資料。應用百度、搜狗等,打開以上任何一個網站,輸入相關的關鍵詞,如輸入“鋼結構設計原理”點擊搜索,然后就會出現相關知識的網站鏈接。
其二,檢索相關文獻期刊網站,如訪問中國知網、萬方數據庫、維普網等檢索專業知識,并下載相關學術文獻資料。
其三,訪問相關土木工程專業性質的網站,如土木工程網、天工網、筑龍網等網站,瀏覽或下載相關專業資料。
4 利用網絡通訊工具交流學習
目前,大學的主要教學形式還是采用教師課堂講解、學生聽講的方式。除了在課堂上以教師提問、學生作答的互動形式外,課下鮮有交流,這與大部分學生不愿同教師面對面的溝通有較大的關系。隨著互聯網技術的發展,產生許多款虛擬的網絡通訊方式,改變了傳統的面對面互動形式,可以采用以下三種方法進行教學互動。
有效利用電子信箱 在學習過程中,如果有與教師進行學習溝通的需要,并且又不愿與教師面對面交流,學生可以給教師發送電子郵件,教師可以通過信箱及時進行指導回復。更方便的做法可以以一個學生班申請班級電子信箱,便于教師同學生溝通交流。
有效利用QQ工具溝通 在日常生活中,騰訊QQ已成為大家聯系的常用方式之一,平時用來當作聊天的工具,也可以將此通訊軟件應用于學習之中。以一個班級或一個專業建立QQ群,方便學生和教師就學習中遇到的問題在線溝通交流。在QQ群中就某一學習問題進行討論,有助于大家共同學習和進步。
有效利用手機中的通信工具――微信 2011年,微信的誕生,產生一種全新的溝通方式,其功能介于騰訊QQ和博客之間。微信以智能手機為載體,通過網絡發送語音、視頻、圖片及文字,可以多人同時在線群聊[3]。智能手機已在高校大學生群體中普及,給微信軟件的使用帶來可能。微信為高校大學生提供了一個新的學習平臺,這個平臺突破了時空的限制,可以隨時隨地進行交流。通過微信軟件進行師生之間的溝通和交流,能激發大學生的學習熱情,有利于增強專業課的教學效果。
5 結論
本文以土木工程學科專業課鋼結構設計原理為例,對應用現代信息技術進行專業課的教學進行探討。應用現代信息技術,一方面能夠解決傳統教學模式中存在的一些不足之處,提高課堂教學的效率;另一方面培養了學生的學習興趣,激發了大學生的學習積極性。對于如何在土木工程專業課教學過程中有效地應用現代信息技術,使其更好地為教學服務,提高教學效率,需要長期深入探索。
參考文獻
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[2]吳敏,陳清.多媒體教學的特點及存在問題探討[J].繼續教育研究,2008(6):45-46.
關鍵詞:建筑材料; 發展; 土木工程; 影響
中圖分類號:S969 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(2015)02-177-001
土木工程是指一切和水、土、文化有關的基礎建設的計劃、建造和維修的統稱。一般的土木工程項目包括:道路、水務、渠務、防洪工程及交通等。
土木工程是伴隨著人類社會的發展而發展起來的,它所建造的工程設施反映出各個歷史時期社會經濟、文化、科學、技術發展的面貌,因而土木工程也就成為社會歷史發展的見證之一。而建造工程設施的物質基礎是土地、建筑材料、建筑設備和施工機具。借助于這些物質條件,經濟而便捷地建成既能滿足人們使用要求和審美要求,又能安全承受各種荷載的工程設施,是土木工程學科的出發點和歸宿。
對土木工程的發展起關鍵作用的,首先是作為工程物質基礎的土木建筑材料,其次是隨之發展起來的設計理論和施工技術。每當出現新的優良的建筑材料時,土木工程就會有飛躍式的發展。從歷史來看,建筑材料的發展促進了土木工程的三次飛躍式發展。
一、磚和瓦的出現和使用是土木工程的第一次飛躍
人們在早期只能依靠泥土、木料及其他天然材料從事營造活動。大致在新石器時代,原始人為避風雨、防獸害,利用天然的掩蔽物,例如山洞和森林作為住處,并逐漸使用簡單的木、石、骨制工具,伐木采石,以粘土、木材和石頭等,模仿天然掩蔽物建造居住場所,開始了人類最早的土木工程活動。隨著生產力的發展,農業、手工業開始分工。中國在公元前十一世紀的西周初期制造出瓦,最早的磚出現在公元前五世紀至公元前三世紀戰國時的墓室中。磚和瓦具有比土更優越的力學性能,可以就地取材,而又易于加工制作,使人類第一次沖破了天然建筑材料的束縛。
磚和瓦的出現使人們開始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技術得到了飛速的發展。直至18~19世紀,在長達兩千多年時間里,磚和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,為人類文明作出了巨大貢獻,甚至在目前還被廣泛采用。在構造方面,形成木構架、石梁柱、券拱等結構體系;在工程內容方面,有宮室、陵墓、廟堂,還有許多較大型的道路、橋梁、水利等工程。如中國在西周時代已出現陶制房屋版瓦、筒瓦、人字形斷面的脊瓦和瓦釘,解決了屋面防水問題。磚和瓦的出現,使土木工程材料由天然材料進入了人工生產階段,為較大規模建造土木工程創造了基本條件。
二、鋼材的大量應用是土木工程的第二次飛躍
十七世紀70年代開始使用生鐵、十九世紀初開始使用熟鐵建造橋梁和房屋,這是鋼結構出現的前奏。于是適應發展需要的鋼結構得到蓬勃發展。除應用原有的梁、拱結構外,新興的桁架、框架、網架結構、懸索結構逐漸推廣,出現了結構形式百花爭艷的局面。
建筑物跨徑也從磚結構、石結構、木結構的幾米、幾十米發展到鋼結構的百米、幾百米,直到現代的千米以上。于是在大江、海峽上架起大橋,在地面上建造起摩天大樓和高聳鐵塔,甚至在地面下鋪設鐵路,創造出前所未有的奇跡。
為適應鋼結構工程發展的需要,在牛頓力學的基礎上,材料力學、結構力學、工程結構設計理論等就應運而生。施工機械、施工技術和施工組織設計的理論也隨之發展,土木工程從經驗上升成為科學,在工程實踐和基礎理論方面都面貌一新,從而促成了土木工程更迅速的發展。
三、混凝土的出現和使用是土木工程的第三次飛躍
十九世紀20年代,波特蘭水泥制成后,混凝土問世了。十九世紀中葉以后,鋼鐵產量激增,隨之出現了鋼筋混凝土這種新型的復合建筑材料,其中鋼筋承擔拉力,混凝土承擔壓力,發揮了各自的優點。二十世紀初以來,鋼筋混凝土廣泛應用于土木工程的各個領域。
從三十年代開始,出現了預應力混凝土。預應力混凝土結構的抗裂性能、剛度和承載能力,大大高于鋼筋混凝土結構,因而用途更為廣泛。土木工程進入了鋼筋混凝土和預應力混凝土占統治地位的歷史時期。混凝土的出現,給建筑物帶來了新的經濟、美觀的工程結構形式,使土木工程產生了新的施工技術和工程結構設計理論。這是土木工程的又一次飛躍發展。
由此可見,建筑材料的發展對土木工程的發展影響巨大,預計隨著新型建筑材料的蓬勃發展和未來對建筑的多方面要求,必然引起土木工程的再次飛躍發展。
四、從建筑材料發展看土木工程的發展趨勢
現代土木工程的特點是: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不斷發展。
隨著建筑需求的提高,大量高強輕質的新材料不斷出現。比如鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)已開始應用。而對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性,也已取得顯著成果,而且還仍繼續進展。
目前,鋼結構發展迅速。與傳統的鋼筋混凝土結構相比,鋼結構由于本身的自重較輕,強度較高,在經歷震動時不僅不會發生太大的位移變形,反而還可以削弱地震波,從根本上確保了建筑的安全性。而且鋼結構承載力高、密閉性好、節能減排、綠色環保,同時鋼結構比傳統結構更易拆除且用料省、回收利用率高,墻體也多用環保材料如防火涂料、節能磚等,因此降低了鋼鐵污染所帶來的高風險。另外,由于鋼結構的自身優勢,其多用于超高層、超大跨度的建筑中,不但拓展了人們的生存空間,提高了人們的生活質量,也緩解了人多地少的矛盾,符合可持續發展的理念,是名副其實的綠色建筑。
從總體上說,鋼結構建筑代表了未來的建筑發展新模式,體現了綠色環保、舒適美觀、布局獨特、抗震性能優良等理念,符合我國建筑產業化和可持續發展的要求,是我國現代化建筑發展的必然趨勢。
參考文獻:
【關鍵詞】土木工程;施工;質量
【中圖分類號】TU841【文獻標識碼】【文章編號】1674-3954(2011)03-0082-01
目前,在我國國民經濟的迅速發展階段,在其建筑行業的發展也帶來了良好的經濟效益,同時也促進了我國建筑工程的大力發展。在土木工程施工管理與施工的質量方面可以作為工程建筑施工最為重要的組成部分,也是施工管理工作的重點,并且作為工程管理和整體質量控制的關鍵。但是針對在土木工程施工中的質量控制如何進行對施工質量的管理問題,這已經成為工程施工的重要問題了。近些年來,在根據工程施工的管理研究與質量控制方面的討論,在對土木工程施工的質量控制工作時,要把施工企業的管理結構和工作流程等方面作為基礎工作,根據不同工程的實際情況用科學的手段進行分析,構建一套完善的質量管理體系,并且作為基礎開展土木工程施工質量的管理工作,從而有效的保證土木工程施工的質量。
一、對土木工程施工質量的分析
近些年以來,在我國的工程建設過程當中所出現的問題一般都是與質量事故等相聯系。在土木工程施工的質量控制方面與不健全的管理體系是造成這種事故發生的主要原因。在現代施工企業中并沒有完善的質量控制體系,不能針對工程施工及情況進行質量控制點的設置導致工程施工過程中許多因素不處于受控狀態,最終導致各項質量問題的出現。針對這樣的情況,現代工程施工企業在進行土木工程施工質量控制與管理時,必須針對自身管理工作特點以及工程實際情況進行科學的分析,以此保障施工質量控制體系在施工過程中的適應性,提高施工質量控制與管理實施的效果,保障土木工程施工質量。
二、土木工程施工質量的控制工作
1、現代工程施工質量控制研究的深入為土木工程施工企業質量管理體系的建立與完善奠定了良好的基礎,使得現代工程施工企業能夠以質量控制研究理論為基礎促進自身質量控制體系的完善。現代土木工程施工企業質量管理體系應根據自身施工管理架構與工作流程構建基礎質量控制管理體系,并結合工程實際情況進行質量控制的完善,以這樣的管理體系建立、完善方式使企業在進行每一項工程施工時都能夠保障質量管理體系的適應性,滿足工程實際需求。避免傳統施工質量控制體系不能滿足工程實際情況造成的質量控制不適應性。通過科學的質量管理體系完善,促進土木工程施工質量控制的科學開展,為保障工程施工質量奠定良好的基礎。
2、施工規劃管理對工程施工質量有著重要的影響,是現代土木工程施工質量控制與管理工作的重要內容。由于施工規劃工作不當造成工程施工質量問題發生屢見不鮮,其已經成為影響現代土木工程施工質量工作的重要因素之一。在土木工程施工前的技術交底過程中,施工企業即應組織相應的人員進行施工規劃工作,對施工場地進行科學的規劃、對施工用材料存放、設備存放、設備養護時間等進行合理安排,以此滿足工程施工需要,為保障土木工程施工質量奠定基礎。
3、現代土木工程施工質量控制需要施工企業以科學的質量控制點為控制對象,運用現代質量管理方式嚴格的進行質量控制,以此保障施工質量。針對現代土木工程施工質量控制要點,施工企業應科學的進行施工質量控制點,以科學的施工質量控制點進行施工質量控制,達到施工質量管理的目的。針對現代土木工程施工質量管理現狀,施工企業應在工程交底過程即開始施工分析工作,以影響土木工程施工質量的各項因素為控制重點科學的設置施工質量控制點,通過嚴格的施工質量控制點保障土木工程施工質量。我國土木工程施工質量控制過程中,許多企業存在施工質量控制點不科學、不符合工程實際情況的現狀,其一方面是由于施工企業技術水平導致施工企業不能科學的進行施工質量控制點設置,另一方面也是由于施工企業為了節省設置時間、減少施工質量控制點設置工作量而套用一般土木工程施工質量控制點。這樣的情況導致了施工質量控制點不能很好的對工程進行控制與管理,影響了施工質量的控制,最終導致施工質量出現諸多問題。針對這樣的情況,現代土木工程施工企業應針對工程實際情況進行質量控制點的設置,以此滿足工程施工質量控制要求,保障工程施工質量。通過科學的設置施工質量控制點保障施工過程中影響施工質量的各因素處于受控狀態,保障施工質量管理工作始終處于受控狀態,保障工程施工質量。
4、現代土木工程施工質量控制與管理要求施工企業以嚴格的控制與管理保障施工質量。因此,現代土木工程施工企業應加強現場施工技術人員與質量管理人員的巡檢與旁站,保障施工過程各項控制要點處于受控狀態,同時通過現場技術人員與質量管理人員的巡檢旁站監督施工人員的施工過程,保障土木工程施工質量。通過嚴格的現場管理為保障工程施工質量奠定基礎,為工程技術參數、施工工藝管理奠定基礎,保障工程施工質量處于受控狀態,滿足工程施工要求。
5、認真貫徹落實安全責任制度組織在施工過程中的所有生產都應當以此為依據。項目危機的防范不但要求項目組織的所有人員能夠一絲不茍的做好本職工作,還要對項目組織能對引發施工項目危機的薄弱環節進行預控。無論是直接參與防范的各種措施,還是做本職工作,都需要依據規范行事,所以,完備的組織規范是危機防范的基礎。
三、加強對施工企業人員的培訓與管理促進施工質量的控制
對于加強工程施工企業的人員培訓與管理工作是對土木工程施工質量的管理和控制也有著十分重要的影響。土木工程施工企業需要強化對人才的培訓與管理,提高企業自身的技術水平與人員管理能力,以此促進企業現代化質量控制工作的開展,促進企業綜合管理水平的提高。通過科學的質量控制與管理保障土木工程施工質量,促進企業綜合市場競爭力的提高,為企業的發展奠定堅實的基礎。針對現代土木施工技術發展與應用的現狀,施工企業還要加強施工人員、管理人員、質量控制人員對工程所采用新技術、新材料的相關培訓工作,以此使施工人員明確新技術、新材料質量控制要點,保障土木工程施工質量。
四、結語:
總而言之,土木工程的施工質量是作為工程施工當中各項管理的重點工作,同時也是體現建筑管理水平的主要因素。在土木工程施工當中必須是以科學合理的質量控制標準作為基礎,運用現代管理方式和質量控制加以提高施工質量的水平,才能保證土木工程的施工質量。并且通過科學合理的管理工作與質量控制促進施工企業綜合能力的提高發展。
參考文獻:
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[關鍵詞]土木工程;施工技術;創新
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A 文章編號:
0前言
土木工程施工技術在工程實踐中有著重要的地位,工程施工技術需要在工程實踐中體現出來。因此,土木工程施工技術需要新材料、新技術的支持,我們要了解土木工程施工技術的特點,才可以更好的了解建筑類型。土木工程在施工過程中,其施工地點相對來說是固定不變的,施工地點在選定后就不會產生較大的變化,這就是施工的固定性;施工人員在施工的過程中會發生變動,工程施工隊伍和作業空間具有流動性;由于建筑類型較多,就要采取不同的施工技術來進行工程施工,這就說明工程施工具有多樣性。
1、土木工程施工的發展歷史
土木工程是各類建造工程科學的統稱。土木工程施工所包含的技術活動包括工程施工材料、施工設備、施工勘測、施工設計、施工保養維修等,工程施工對象可以在陸地上也可以在陸上或水中,土木工程設施能夠為人類生活、生產等活動提供便利的服務設施。土木工程施工經過了長期的發展歷程,其最初的發展從新石器時代到文藝復興時期。經過這一場時期的發展后,直到現在,土木工程被應用于各行各業,并且土木工程技術隨著文藝復興時期的發展,施工技術有了更多的創新,土木工程也有了巨大的飛躍,逐漸進入了高速發展時期。例如在橋梁工程 、道路 工程、鐵路工程 ,建筑工程,水利工程等工程項目中,土木工程技術就是在各類工程項目的建設中得以發展和提高。隨著現代社會的高速發展,我國土木工程技術得到了巨大的飛躍,在實行改革開放后,土木工程技術表現出了高超的建設水平,其中一些已經達到了國際先進水平。例如“鳥巢”、“水立方”等近幾年的高水平的建筑,都顯現出我國土木工程施工技術的高水平。可以說土木工程施工技術對高質量的工程產品有著很大的指導作用。隨著科技的進步,我們對土木工程的施工技術的要求會越來越高,為了滿足我們發展的需求,就要不斷的創新施工技術,并將其應用于土木工程施工建設中。
2、土木工程早期的施工技術
土木工程施工技術的變化是隨著結構形式、施工材料、施工環境的不斷變化而變化。土木工程中比較傳統的施工技術主要有地基基礎施工技術、混凝土結構施工技術和鋼結構施工。
2.1地基基礎施工技術
樁基礎施工技術是地基基礎施工技術中的基礎方法。在樁基礎施工中,作為施工人員要選擇適合的樁型,并要綜合考慮單樁基和群樁的問題,以確保單樁基的施工質量,若為群樁還要考慮避免不均勻沉降的問題;當施工人員在進行預制樁吊運時,要注意吊運過程中會造成樁的沖擊和振動;之后是施工人員對樁基進行鉆孔和灌注,在經過了樁的定位放線、校正鉆機垂直度、鉆孔清土、灌注、攪拌混凝土、制作并安放鋼筋籠、成樁驗收等一系列工作后,最后要對其進行質量檢驗,以符合施工樁基的要求與標準。
2.2混凝土結構施工技術
混凝土結構施工技術是工程施工中最為常見的技術方法。其中預制法和現澆法是混凝土結構施工中常用的兩個方法。預制法是在混凝土施工管理結構中逐漸得以人們的認可和應用,預制法具有低成本、高性能的特點,當施工人員采用預制法時,要注意預制膜尺寸的準確性,并嚴格按照施工順序進行。而現澆法則要比預制法應用的更早一些,這種方法是通過在施工現場來支模進行澆筑混凝土。
2.3鋼結構施工技術
鋼結構施工技術也是土木工程施工技術中的重要技術方法。這種技術方法主要集中在構件的吊裝工作上。在施工前。施工人員要做好施工現場的場地清理、道路修筑、構件運輸、檢查裝備等基礎工作,確保鋼構件按照施工順序進行先后的運送,運送到現場的鋼構件,要用足夠支承面的木枕墊底,盡量將其存放在起吊位置,保證鋼結構的摩擦面干燥清潔。鋼結構在施工連接的過程中,應該注意選擇適合的連接方式,準確確定連接位置,以免造成鋼結構的薄弱點,帶來工程安全危害問題。
3、土木工程施工技術的創新
土木工程的施工技術在工程施工的各個階段都占有重要地位,在設計過程中,設計者必須根據土木工程施工的技術選擇施工設備、工程材料、現場施工方式;在具體施工過程中,土木工程施工技術決定了現場施工的工序、施工工藝等。但土木工程施工技術也受現場的氣候條件、施工現場的載荷、地址、資源等條件的限制。因此在已經發展了兩千多年的一門學科中進行創新并非易事,要克服現場施工過程中的氣候、資源、地質條件等等限制,才能實現施工技術的創新和突破,才能在實際應用中取得成功。本文僅就土木工程施工技術中的深坑支擋技術和預應力技術兩個方面探討創新的施工技術。
3.1土木工程施工技術中的深基坑支擋技術創新
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。
3.2土工工程施工技術中新型預應力技術
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111。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。
4、土木工程施工技術發展的新趨勢
當今土木工程施工的基本原則是經濟效益最大化、生態效益最大化、質量效益最大化,因此現代土木工程施工技術的難度不斷增大,建筑規模不斷增大,因此土木工程施工技術呈現出科技化、自動化、生態化的新趨勢。
4.1土木工程施工技術發展的科技化趨勢
由于現代的土木工程施工要求經濟效益最大化,因此工程造價是左右工程技術發展的重要參數之一。工程造價推動土木工程施工技術必須采用新的高科技技術滿足日益增長的生產需要,利用科技推動施工過程的的自動化、機械化和智能化等發展,用以降低不必要的人工費、機械費等,使工程施工技術在科技的推動下多層次滲透,將科學技術作為第一生產力,提高土建工程施工效率。
4.2土木工程施工技術發展的自動化趨勢
自動化是現代建筑業的發展方向,它力圖把互換性和流水線引人到建筑活動,以標準化、工廠化的成套技術改造建筑業的傳統生產方式。從建筑構件到外部腳手架等都可以由工業生產完成,標準化的實施帶來建筑的高效率,為我國今后的建筑施工技術的統一化提供了可能。
4.3土木工程施工技術發展的生態化趨勢
土木工程施工技術是人類改造和利用大自然的重要方法,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,施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。在施工過程中注重環境保護和能源節約是未來長時間內土木工程施工技術發展的重要趨勢。土木工程施工技術要充分利用節能環保的建筑材料,要防止工程施工過程中產生的污染環境和對環境不利的事件發生,盡可能選用低污染、低能耗的建筑材料和技術設備,力求建筑與環境與自然和諧共存。
5、結語與展望
總之,土木工程施工技術在深基坑支擋技術創新和新型預應力技術創新上都有了較好的應用,并為社會創造了較好的經濟效益和社會效益。未來,土木工程施工技術的發展趨勢呈現出高科技化、自動化和生態化。展望土木工程施工技術還應當在建造材料上作進一步的創新和研究。提高化學建造材料在實際工程中的應用,研究高性能的混凝土等基礎建材,通過材料的升級提高建筑的質量和壽命。土木工程施工技術應當在開發節能環保和智能化上進行創新,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。
參考文獻:
【關鍵字】土木工程 建筑施工 節能環保 節能措施
中圖分類號: E271 文獻標識碼: A
引言:21世紀,節能環保是現代社會的主題,能源是人們關注的焦點,而建筑的能源消耗已經成為能源使用的一大方面,建筑節能也因此正在受人們的關注。現代的土木工程建筑已經和以往的建筑施工有所不同,隨著建筑技術的發展以及國家對于節約能源的重視和環境保護的急切要求,土木工程建筑的節能已經成為建筑行業發展的大趨勢,已經成為這個節能時代的必然要求。土木建筑的節能包括在建筑物的規劃設計以及建筑施工過程中采用新的技術手段或者新的建筑材料以減少能源的消耗,達到相關部門規定的節能標準,提升采暖供熱以及空調的制冷制熱效率,提升保溫隔熱的性能。在近幾年,土木工程建筑施工過程中暴露的問題日益凸顯,節能已經成為衡量土木工程建筑標準的有一個重要的技術指標。本文就常見的土木工工程建筑項目作分析,給出建筑過程中節能的具體措施和建議。
一、土木工程建筑節能的意義
改革開放以后我國經濟社會發展十分迅速,三十多年的快速發展極大的改善了人們的生活條件,但是與此同時,快速的發展帶來的負面問題也在急劇的凸顯,使人們不得不把目光投向節能。土木工程建筑也不例外,我國已經建成的的土木工程表現出的特點是能耗高,資源利用率很低,土木工程建筑已經成為了我國能源消耗的大戶,同時利用能源利用效率也令我們心痛,因而建筑節能成為社會節能的重點之一。近些年,我國土木工程建筑把節能工作放在了十分重要的位置,加大力度促進建筑的節能減排。建筑的節能要從建筑的規劃設計階段就要抓起。建筑的類型各異,在進行建筑的設計施工過程中,必須依據各地區的氣候特征進行建筑物的設計規劃,做好建筑的細部構造處理工作。在實際的施工過程中要合理使用環境的控制設備和相關技術的集成來解決建筑施工過程中的節能問題。建筑的能源消耗不但影響了國家的能源供應也在很大的程度上對于環境造成了影響。所以,土木工程建筑的節能在很大程度上緩解了能源緊缺的矛盾,也在一定程度上保護了我們賴以生存的自然環境。
二、我國土木工程建筑節能存在的問題
1.建筑物的節能設計存在欠缺
我國的土木工程建筑是在相關的建筑設計單位內進行設計和規劃的,但是我國超過半數的土木工程建筑設計單位存在建筑的節能設計上存在著制度和管理的不足。節能型建筑的設計是一項綜合性和系統性非常強的工作,需要各個專業相互協作,共同完成。我國目前建筑設計的過程中,各專業缺乏協作,節能環節的設計往往只由暖通專業的人員負責設計,很多建筑的節能設計并不能滿足相關的節能指標,部分設計只是理論,尚未能應用到土木工程實際的建筑中去。
2.建筑節能要以人為本
我們所講求的節能型建筑應該體現以人為本的建筑節能理念,適當的節能能夠起到節約資源和保護環境的作用,符合當今社會低碳環保的時代需求,但是過度的“節能”會過猶不及,給人們的生產生活帶來不便。在節能建筑開始建造階段體現出的是盲目的節能,在一定程度上放棄了以人為本的理念。建筑的節能要把握一個度,不能把節能理解為“簡易房”或者“低標準房”。
3.土木工程建筑節能技術尚不完善
我國是在近些年才開始節能建筑的設計建造,開展的時間不是很長,應用在建筑上的節能技術與發達國家有很大的差距,我國在節能建筑方面的高端人才相對于其他國家仍然較少,這就造成了我國在土木工程建筑的節能技術欠缺,科研成果較少。然而,各種復雜的建筑對于節能技術的要求各不相同,這就使得有些建筑工程無法或者很少能夠使用到相關的節能技術或者采取相應的節能措施,現階段的節能技術主要是依靠保溫外墻,顯然相對于建筑的復雜化以及多樣化的需要,這項技術遠遠不能滿足要求。
三、土木建筑中的節能措施
1.建立和健全節能建筑管理體制
在建筑的設計施工階段應該加強監督和管理,形成一套完整的管理體系,嚴把土木工程設計的規劃設計關,從源頭上保證建筑設計能夠依照節能的理念進行。在當前形勢下,要積極研究和推進土木工程建筑的節能產業政策研究,從源動力上推進節能技術的快速發展,另外,相關部門要加強監管,強制建筑單位執行現有的節能標準和節能法規,政府也應該逐步的完善這些方面的法律法規,使建筑節能有法可依,形成強有力地約束機制。
2.加強對于專業技術人員的培訓
專業人才是推進土木工程建筑節能技術發展的關鍵,加強對于專業技術人員的培育,積極鼓勵專業技術人才創新,才能推動節能技術的發展和應用。通過對于已有專業人員的教育和培訓,他們的節能觀念會有所加強,建筑節能理念會進一步轉變,建筑節能的知識會不斷更新,很大程度上有利于他們創新技術。
3.積極更新技術
新技術為建筑節能注入新的血液。建筑技術的創新和進步要憑借科學技術的不斷進步,堅持技術創新,推進技術進步,能夠迅速推進建筑節能技術的進步和發展,在土木工程建筑中堅決避免不必要的能源浪費,提高能源的綜合利用效率,做到節能最優化。對于建筑材料的使用,盡量采用可再生資源生產的建筑材料,依托技術的進步來減少資源的耗用量。
4.堅持以人為本的節能建筑理念
節能建筑應該遵循以人為本的理念,我們所說的節能并不是盲目的去追求節約而放棄了房屋的品質,節能建筑以人為本的原則不能動搖,在堅持節約的基礎之上還要不斷追求建筑的高品質,不應該以節約為理由降低建筑的品質,科學技術的進步讓我們能夠把節約科技和高品質建筑結合起來,兩全其美。根據土木工程建的實際情況利用不同的節能新技術、新材料、新設備,使之成為以人為本的和諧建筑,使建筑更加貼近自然,更加綠色,更加人性化,為人類更好的造福。
四、結語
現代的土木工程建筑應該更新傳統的建筑理念,以新的節能技術做依托,為新的土木工程建筑加入盡量多的節能要素,使節能理念深入到生活的細節,以節能和環保的標準建設環境友好型和資源節約型的綠色建筑。技術的進步和人才的培養是推進建筑節能技術進步的關鍵,完善的法制體系和制度是建設節能型建筑的保障。
【參考文獻】
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