时间:2023-07-18 16:27:18
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇简述土木工程的概念范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
【关键词】土木工程 高新技术 可持续发展
引言
工程材料的生产与使用、工程设计、工程施工、工程建成后的使用及报废后的拆除等过程均要消耗大量的能源,并不断产生废弃物,这些问题都将对生态环境产生极大影响。因此,土木工程作为国民经济的支柱产业,我们既要大力发展,以满足经济、社会发展的需要,又要注重环境保护、资源节约,推行可持续发展战略。
一、中国土木工程现状
中国的土木工程建设从20世纪50 年代起一直没有停过,且发展很快,尤其在改革开放20年间发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路及桥梁、港口航道及大型水利工程在中国各地如雨后春笋般地涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、 开发和应用。发展之快、数量之巨、令世界各国惊叹不已。然而,工程材料的生产与使用、工程设计、工程施工、工程建成后的使用及报废后的拆除等过程均要消耗大量的能源,并不断产生废弃物,这些问题都将对生态环境产生极大影响。整个地球生态系统是人类赖以生存与发展的最根本的物质基础。人类唯有在整个地球这个巨大的生态系统的支持,才能得以生存与发展。在任何一个正常的生态系统中,能茸流动和物质循环总是不断地进行着,但在特定时期内,生产者、消费者和还原者之间都保持着一种动态的平衡,这就是生态平衡。生态平衡主要源于生态系统内部固有的自动调能力(即反馈机制),而这种能力是有限的。人类在地球上繁衍利从事着一切活动。当人类的繁衍与活动超越生态系统的调节能力时,生态系统将失去平衡而发生崩溃,结果,环境会逐渐破坏,资源和能源会逐渐枯竭,生物会逐渐绝种,最终将危害整个地球,威胁人类的生存于按展。因此,人类的繁衍与活动不能超越生态系统有限的调节能力,人类的生存与发展只能在整个地球这个巨人生态系统的承载力(环境、资渊、能源及物种等)范围之内。所以土木工程的发展必须要建立在可持续发展的基础上,而不能只顾眼前利益一味去搞发展。
二、可持续发展的提出
可持续发展是一种全新的价值观念,它既不是单纯经济持续发展或社会持续发展,也不是单纯的自然生态持续发展,是以人为中心的“自然一社会一经济”复合系统可持续发展。“可持续发展”一词在国际上最早出现于1980年国际自然与自然资源保护联盟、联合国环境规划署和世界野生生物基金联合发表的《世界自然资源保护大纲》。1994年3月,中国政府编制了《中国2l世纪议程――中国2l世纪人口、资源、环境与发展白皮书》,首次把可持续发展列入我国经济和社会发展的长远规划,标志着中国政府对可持续发展理论和战略的确认和对全球可持续发展的参与。在近年的经济持续发展中,不仅仅在自然资源的保护方面提出了可持续发展,在人才的培训领域、使用领域可持续发展的绿色建筑在设计上更加追随自然,提倡应用可促进生态系统良性循环,不污染环境,高效、节能、节水的建筑技术和建筑材料。可持续发展不等同于持续增长(如生物种群数量的指数增长),因持续增艮会受到资源、空间等的限制,迟早会崩溃,这种持续增氏的发展是不可持续的。可持续发展也不等同于单一因子的发展(如所谓钢产量或粮食产量的持续增长),而是谋求实现人口、社会、经济、环境和资源协调发展的一种新型发展模式。可持续发展对于发达国家和发展中国家同样却是必要的战略选择,但是对于像中国这样的发展中国家,可持续发展的前提是发展。中国口前还在沿袭传统的非持续性的发展模式,必须迅速地扭转这种被动局面。《中国21吐纪议群》构筑了一个综合性的、长期的、渐进的可持续发展战略框架和相应的对策,是中国走向21世纪和争取美好朱来的新起点。尽管“可持续发展”一词的精确定义目前尚术十分明朗,其概念与理论还有待进一步研究和发展,但这一词语一经捉山即在世界范罔内得到认同,并引起了巨大的反响。这一现象充分说明了人类对自身走过的发展道路的怀疑平u否定,对今后发展道路和目标的憧憬和向往。从总体上看,人类还未真正走上可持续芨展之路,但应当深信,在可持续发展思想和观念的指引下,人类必将逐渐从工业文明社会跨入一个新的、更高层次的文明社会。
三、土木工程与可持续发展
在土木工程的各项专业活动中都应考虑可持续发展。可持续发展的绿色建筑在设计上更加追随自然,提倡应用可促进生态系统良性循环,不污染环境,高效、节能、节水的建筑技术和建筑材料。它是节能环保型的,注意对垃圾、污水和油烟的无害化处理或再回收,充分考虑保护周边环境,包括:施工中采用新的施工技术和无污染的建筑材料,尽量减少对建筑工地周围树木、植被、土地的破坏。当然,我们应特别注意工程建设中土地的节约。在建设工作中应重视,变废为宝,如:粉煤灰利用,用废橡胶筑路、碎玻璃制砖等等。土木工程人员在努力减少建筑垃圾和废料产生的同时,还应重视废建筑材料的利用,如:废混凝土、废砖石经回收加工,可用作要求不高的地面材料或填充料,也可用于筑路或重新制砖。同时,在工程建设中应特别重视各项土木工程的使用寿命,使之尽量延长。在向海洋拓宽,建人工岛 造海上城市时,也应注意可持续发展 要改进排污出口,不要把海洋当成垃圾桶,在土木工程活动中,一定要注意节约用水。水是一切生命之源。由于中国人口的持续增长,且人口基
数特大,加上工业的快速增长,经济的高速发展后,不少地区的淡水资源逐渐地遭受破坏,甚至污染加重缺水,水荒开始出现。因此,一方面,要节约用水,特别在大量用水的工程建设中,要努力减少水的消耗量;另一方面 要注意水的二次利用。以满足人口增长和经济发展的需要。
3.1土木工程材料的可持续发展
简述土木工程材料的发展现状,指出生态建材是未来土木工程材料的发展方向:阐明生态建材的特性及研究意义;介绍生态建材的研究进展,即从采用高新技术研制与开发生态建材、采用传统工艺利用固体废弃物研制生态建材以及采用新工艺利用固体废弃物开发生态建材;并单独对土木工程中应用广泛的钢材和混凝土的生态化问题进行介绍,为土木工程设计、施工阶段的材料合理选用提供参考。
3.2土木工程设计阶段的可持续发展
分别从初步设计阶段、技术设计阶段以及施工图设计阶段三个方面对土木工程设计阶段的可持续发展问题进行讨论。初步设计阶段,要根掘建设任务,进行全面的调查研究,协调好各种功能的要求,在一定的投资数额范围内将结构作的更好,在尽可能多得使用新型绿色高性能工程材料的前提下做到材料的供求平衡,详细了解工程建设范围内所有可能涉及的环境及地质水文问题,预见后续工作可能发生的结构、设备、动力及施工等各方面的问题,最终确定拟建工程的具体方案;技术设计阶段,要协调各有关工种之间的关系,使各工种之间能够密切配合,协调编制出拟建工程所需的各有关工种的相关文件;施工图设计阶段,新型材料的采用以及研究方法的革新导致现有规范落后于时代的发展,要求我们及时对现行规范进行统筹修订工作;研究开发优化设计软件并积极开展优化设计工作,以使工程结构真正的达到“安全、经济”。
3.3土木工程施工阶段的可持续发展
阐述土木工程施工阶段可持续发展的五大原则,即减少场地干扰、尊重基地环境;施工结合气候;节约资源(能源);减少环境污染,提高环境品质;实施科学管理、保证施工质量。基于该原则,描述我国施工阶段可持续发展现状,并提出推进我国施工阶段可持续发展的一系列具体做法。
3.4土木工程使用与拆除阶段的可持续发展
讨论土木工程使用与拆除阶段存在的问题以及可采取的可持续发展对策,即降低人为的能源消耗、提高资源的利用率、创造良好的使用环境、应对自然因素影响的工程腐蚀现象、做好土木工程结构的健康监测工作、加强结构的维护保养,延长结构的生命周期、制定周密的拆除计划、控制建筑拆除对环境的影响,对拆除废弃物进行综合利用等。上述对土木工程可持续发展问题的讨论是建立在现有的理论研究和工程应用水平之上的,且由于作者水平有限,只能对该战略问题提出一些概念性的看法,其中必定存在许多不足和有待改进的地方,因此,有待于在后续工作中的深入研究及应用。
四、结论
土木工程使用与拆除阶段涉及到大量能源的消耗、大量废弃物的产生、外界人为和自然因素对结构的性能不断产生影响使结构的健康状况不断下降,拆除阶段的噪声污染和废弃物的产生对结构周边环境产生影响等多方面的问题,实施使用与拆除阶段的可持续发展思想在工程使用阶段的应用,对促进土木工程可持续发展具有重要意义。降低人为的能源消耗、提高资源的利用率、创造良好的使用环境、应对自然因素影响的工程腐蚀现象、做好土木工程结构的健康监测工作、加强结构的维护保养,延长结构的使用年限、制定周密的拆除计划、控制建筑拆除对环境的影响,对拆除废弃物进行综合利用,对于土木工程可持续发展战略来说,具有明显而深远的意义。
参考文献:
[1]东南大学.土木工程结构创新与可持续发展国际会议会议报告。
[2]吕志涛.新世纪我国土木工程活动与预应力技术的展望[J].东
关键词:土木工程;建筑节能;节能住宅;节能设计
1引言
由于当前大多数国家的工程建设都是以不可再生资源为建设原料,造成了不可再生资源几近枯竭的问题,而且能源问题已经关乎到我们人类的生存发展。在全球各国发展的进程中,工程建设所消耗的能源已经占了总能源消耗的三分之一还多,具体在25%~40%左右。这组数字使各国认识到了问题的严重性,所以发展节能建筑是当务之急。
2简述土木工程建筑节能工程
节能的主要目的和功能都在于节约能源。关于建筑节能的权威说法是由学术界提出的,主要可以概括为用科学合理的技术及新型节能的材料建设住宅。节能住宅不仅要求其居住舒适度,还要求它满足节约能源、不污染环境的条件。住宅的主要功能之一就是保温性,节能建筑相对于普通住宅的不同之处就是其门窗、墙等结构更复杂,密封性更好,这样就更容易保温,由此就可以大大减少居民对供热、制冷等温度变化的需求,也就避免了不必要的资源浪费,达到节能的目的。
3土木工程建筑节能重要性
由于我国人口众多、疆域辽阔,又处于快速发展上升的阶段。第一产业和第二产业的发展进步需要各类能源资源的大力支持,所以我国所用的能源数量在世界各国总量中占较大比重。据统计,我国平均每年会有20亿平方米的土地被用于建筑工程,几乎是世界各国总数的二分之一。这样大批量的扩大建筑面积势必会对环境产生较大的影响。而近年来“温室效应”的出现意味着环境不是独立的个体存在,它的好坏关系着世界各国,所以节能建筑的应用迫在眉睫。由上文我们了解到我国的建筑面积广阔,与之相随的就是能源资源的巨大消耗。据有关部门统计,我国在建筑上消耗的能源数量已经达到了社会各方面能耗总量的三分之一,其中钢材、水泥等材料的使用占16.7%;这样看来我国能源的三分之一都被用于建筑领域了。而且由于我国科学技术还不太发达,所以对能源的利用率较低。所以对于建筑的节能工作应该是我们要发展的方向。建筑的能源消耗不仅是指在建筑施工时的能源消耗,它还指供暖、照明、制冷、煤气等各个方面。在居民日常生活中主要以供暖、制冷这两种为主,它们对能源的消耗量占总量的65%左右。早在二十世纪末期我国建筑领域的能耗就已达到了社会总能耗的27.6%,是经济发达国家资源总耗的三分之一还多。在我国,由于冬季温度较低,供暖几乎是每户住宅的生活必需条件,但住宅建设却存在保温功能不好,供暖系统工作效率极低的缺点,所以在同样的气温下我国单位面积的供暖能耗比各国平均能耗量多两倍。由于各地的气候有差异,所以各地供暖需求不大相同,但对于夏天制冷的需求却是普遍存在的。早在十七年前即2000年,我国的空调内地销售数量就有一千万台,空调使用数量的增多就引起了电力资源紧缺的现象,特别是在夏季炎热时期。有调查结果显示,当城市里安装大量立挂式空调时,住宅内的热气全被排出,这会使城市气温急剧上升,会对周围环境造成坏的影响,而且空调机器在高温的环境下会降低其工作效率,寿命也会受到影响。所以我们更应该注重建筑与环境之间的协调关系。
4提高建筑节能效率的方法
(1)建筑的节能概念并不是单纯指在建造时对材料的节约,大多数人以为节能就是减少材料的使用,所以就有类似于“经济房”的建筑诞生。真正的节能不仅仅是形式上的,而是对住宅建筑的质量有更高的要求。随着科学技术的进步和经济的发展,我们更应该对节能关注的更多,要站在保护环境的角度去发展经济,以环保为出发点开发更节能的建筑住宅,应符合当前国家提出的“以人为本”的发展战略。使经济发展与自然环境和谐统一,为人类创造更好的生存环境,促进人与社会和谐进步。(2)节能产业的发展与应用离不开技术的支持,只有科学技术进步了才会有可能研发出质量更好,成本更低的建筑材料供工程建设使用,所以科技是第一生产力。我们要加大对科技的投入,注重对新技术的开发和研究,提高我国资源利用率,尽量避免在使用时产生不必要的浪费。同时在“开源”的条件下也应注重“节流”,在能源使用时要制定合理的方案,最好做到物尽其用。而且在建设材料的选择与使用上要把目光转移到环保的可再生资源上,同时还应保证材料的性价比。(3)由于目前我国对于建筑领域的法律法规还不是特别完善,对节能产业的法律支持与监督更是微乎其微,所以就有个别建筑企业不遵守正规的建筑方式,偷工减料的现象也时有出现,他们利用法律短板对节能建筑不屑一顾。为了解决当前节能产业的发展困境,扶持其发展,我们需要加快法律规定的颁布与实施,建立完整的监督机制,在实现节能建设有法可依的情况下推出更多的奖励政策,从而激励企业向节能产业转型,也可以推出相应的惠民政策,激励居民使用更多的节能产品,从而推动节能建筑的发展。引进国外好的经验和方法,加强交流与学习,取长补短。政府尽快建立起关于节能产业的完善的体制机制,加大扶持力度,对其提高技术、资金等方面的支持;对相关企业加大补贴力度,激发企业积极性,进而推动节能产业的发展与进步。
5总结
综合上文所说,我们可以认识到发展节能建筑产业的迫切性和重要性,能源资源的稀缺、环境的恶化等现象都要求我们加快对建筑节能的开发利用。节能建筑的广泛使用不仅会有效的解决我国资源紧张和用地紧张的问题,还会对环境的改善作出重要贡献,使经济发展与环境保护协调统一,为居民营造更好、更环保健康的生活环境。所以建筑节能产业的开发与推进刻不容缓,是当前社会发展的重要部分之一。
参考文献:
关键词 基础工程 教学方法 改革 存在的问题
中图分类号:G424.21 文献标识码:A 文章编号:
引言
基础工程是土木工程、水利水电工程、港口工程、建筑、交通工程等专业学生必修的专业基础课,它涉及的学科内容比较广,实践性也很强。随着社会的不断发展,我国的教育方法和教育内容必须不断地进行改革。目前我国教育的现状是学校教给学生的东西往往都落后社会需求几年甚至几十年。因此,在一定程度上我国的教育有时候不但没有促进社会的发展反而起着阻碍的作用。为了保证我国经济和社会又快又好的发展,教育方法的改革势在必行。因此,基础工程应随着科学技术、基础理论和施工工艺等的不断发展而不断改革,只有这样基础工程的教学才能跟得上社会发展的需要。
1 基础工程教学现状与存在的问题
1.1 教材选择不合理
在市场上能够买到的基础工程教材种类很多,但这些教材并不是所有的都是精品,有部分教材可能是作者为了完成任务或者指标而编写的,在书编完后根本没有仔细地校核就出版了,教材里面的错误很多。有的教师在选择教材的时候在没有仔细阅读或者为了销售自己或者本校老师编写的教材就定选用了这类粗制滥造的教材。这类教材的使用不仅严重地损害了学生的权益和学生的学习还会严重地打击学生学习的积极性甚至给学生带来误导。除此之外,劣质教材的使用也会使教学效果受到严重的影响。
1.2 以理论教学为主,实践教学缺乏
目前基础工程的教学主要是集中在其理论教学的部分,而由于教学条件或课时的限制往往在实践部分涉及得很少。因此,这种模式培养出来的学生一旦遇到实际的工程就不知道怎么处理了。
1.3 教材更新速度慢
基础工程教学方法存在的问题与改革的探讨
教材上的东西往往都是很成熟和落后的。近年来,新的基础工程的施工工艺、结构型式、计算理论和地基处理技术不断地涌现,而这些新的东西并未有在教材中出现,导致教学内容的更新落后于基础工程的发展。例如:现在已经很成熟的后压浆技术已经在规范上出现了,但是目前还没有一本教材在讲桩基础设计时补充了这部分内容。
2 教学方法改革
2.1 改革教材选择模式
目前,教材的选择主要是由任课老师或者教材科定,缺乏监督机制。为了解决教材选择不合理的问题,可以让学生参与到教材的选择,因为学生才是教材的购买者和使用者。学校可以建立一个教材评估系统,在该系统中学生可以对用过的教材进行评价,也可以推荐好的教材。这个系统一定要公开,公正,在教材的选取时应以学生的意见作为主要考虑的因素。教材选择的主要依据有:(1)教材的学时数与教学大纲的学时数相对较为接近;(2)教材内容丰富,新颖,与现行的新规范和标准一致;(3)教材在内容编排上有一定的条理性和系统性,理论讲解通俗易懂,深入浅出;(4)教材的每章节后应附有复习思考题和答案,便于学生课后复习巩固和扩充知识面;(5)所选教材要和学生层次相一致,专科生就选择专科的教材,本科生就选择本科用的教材;(6)教材中不能出现错误。
2.2 教学手段多样化
(1)在教学中多使用模型。课前多制作一些基础工程的模型,在讲解基础的结构、构造和类型等内容的时候引入这些模型,可以让学生更加直观地认识这些基础和快速的掌握相关知识。
(2)在教学中多讲解实例。如果课堂缺乏实例,学生就会觉得知识的学习很抽象、很乏味,学习的效果就不佳,引入大量的实例不仅可以帮助学生学习前面的理论而且也可以帮助学生将原来零乱的知识串联起来形成一个体系,此外,当学生在日后的工作中遇到相关的问题时可以很顺利地将其解决。在实例的讲解过程中多使用多媒体,使用多媒体不仅可以减少大量的板书时间而且可以大大地拓展课堂教学内容,使学生在有限的课堂时间内学到更多的知识,从而提高综合运用知识的能力。
(3)开展专题讲座。
根据基础工程的教学内容开展专题讲座。专题讲座可以分几个模块进行,如浅基础专题、深基础专题和地基处理专题等。以浅基础专题为例,选取一个具有代表性的基础工程实例来讲解,从如何阅读和分析地勘报告、作用的传递、基础型式的选择、基础的布置到设计计算过程。这样既使学生了解了一般设计原理及设计过程,又培养了学生处理问题的系统观点,使学生终身受益。
(4)课程设计。学习的最终目的是运用,所以每讲完一部分后就给学生布置一个课程设计。课程设计的资料包括地勘资料和规范。然后学生学生根据得到的资料进行基础的选型、基础的布置、基础的设计和验算。学生经过基础工程设计的全部过程的动手训练,不仅可以更加深刻地理解了学习的知识还增加了学生的以后工作的适应能力。
2.3 加强实践环节
基础工程是实践性很强的一门课。如基础工程部分的施工教学如果在课堂上讲解学生会感到枯燥无味,不容易理解。在教学过程中,如果带学生去施工现场边观摩施工过程边讲解施工机械设备、施工方法、施工步骤,会比较生动形象,学生会很容易理解。如钻孔灌注桩的施工教学内容主要包括:钻孔方法和主要机具;施工的准备工作;钻孔、清孔;吊装钢筋笼骨架( 包括:钢筋笼的吊装、接长);灌注水下混凝土;浇筑承台;施工中常见的事故及防治处措施等。这些内容由于日常生活没有接触,学生缺乏感性认识。而钻孔灌注桩的施工现场,各种施工机械、设备、器具应有尽有,学生在施工现场观摩施工过程, 教师讲解施工机械设备、施工方法、施工步骤、注意事项等,生动形象,容易理解,容易掌握,教学效果很好。校企合作是我国教育现代化进程必须开展的工作。因此,为了能够给老师和学生提供足够的实践机会,学校必须和企业加强联系和合作。在合作时,学校给企业提供智力支持,企业给学校提供实践平台,这样就能发挥各自的优势,进而提高学校的办学水平和企业的竞争力。因此,这是能让企业和学校双赢的一项伟大事业。
2.4 加强考核
为使教学规范化,在不断总结、收集、更新考试题目的基础上,建立了基础工程课程的试题库。试题库的试题形式有名词解释、填空题、判断题、选择题、简述题及计算题等。实行试题库考试方式, 有助于加强对基本概念、基本原理和基本技能的考核。试卷题目一部分来源于试题库,另外还要有老师补充的前沿信息,从而更全面、更准确地反映学生的知识结构和综合素质。此外,考核应做到全过程考核,从课程开始到课程结束,从课内到课外;其次要公开考核,开课时公布课程考核办法,以免出现学生平时不学而期末突击、为考试而学等不良情况;再次要注重考核学生能力和素质,比如做实验的创新能力,课后习题的解答能力等。具体考核内容可包括:平时成绩占10%,包括课上回答问题、课后作业、课后思考题、 出勤率; 实验成绩占20%,包括实验态度、实验操作、创新能力、实验报告;期末考试成绩占70%,考试内容可包括概念、原理、思考题、实验内容、计算。
2.5 用网络促进学习
现在是一个信息爆发的时代,我们应该充分地利用好网络这个工具。因此,学校应建立一个网络教学平台,此平台应与现在全国正在广泛开展的精品课程建设相结合,这样有利于资源的整合。任课教师可利用该平台有效地增强老师与学生、同学与同学之间的交流互动,让学生在课外进一步学习相关的知识。任课教师通过论坛上的在线交流与答疑,使讨论课在课外得到了进一步的延伸和补充,进而加大了师生互动的力度, 增强了学生学习的主动性和积极性。另外,建设的教学平台上有大量学习资源,可供感兴趣的学生下载,便于学生的自学。
2.6 重视创新能力的培养
基础工程课程的学了引导、教授学生了解已有的知识之外,还必须培养学生主动探索未知基础工程的“丰富世界”,这就是科学家和工程师应具有的素质;根据本学科实践的需要主动创造“ 未知的世界”,解决实际工程的问题,这是工程师应必须具有的素质。因此,在基础工程的教学中, 教师不仅让学生要掌握基本理论知识,还应该培养和激发学生的创新意识。这些就需要学生在继承已有成果的基础上,发现问题、提出解决问题的新方法。
3 结论
基础工程的教学首先就是应选择好的、适合的和更新速度快的优秀教材,好的教材对老师的教学和学生的学习都起着很大的促进作用。为了给学生提供良好的实践平台,学校应该和企业建立良好的合作关系。基础工程教学时应该注重课程设计环节,在教学活动中将把对学生创新能力的培养放在重要的位置,最后在课程结束时要对学生进行全面的考核。
参考文献
[1]贾燕翔,刘军,李久明.《地基基础》课程教学改革研究[J].新余高专学报,2010,15(4):105-106.
[2]巨玉文,白晓红.《基础工程》教学改革的探讨[J]. 太原理工大学学报 (社会科学版) ,2002,(20):118-119.
[3]卢坤林,钱德玲,杨扬.多元化教学模式在土力学课程中的尝试[J].合肥工业大学学报( 社会科学版),2009,25(3):23-26.
[4]王俊杰.工程类专业土力学实验教学改革思考[J]. 高等建筑教育,2009,18(6):110-114.
关键词 工程地质;桥梁设计;勘探;人工综合
中图分类号U44 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)65-0152-02
根据统计,目前,计算机技术已经在桥梁设计过程中被充分的利用了起来,虽然是这种情况,但是在桥梁设计所涉及的工程地质信息还处于一个纯粹的人工操作状态,因此,桥梁设计效率被严重的制约,无法得到应有的提高。所以,从工程地质信息在桥梁设计中的应用研究来看,工程地质信息的智能化发展是必要的。那么如何才能更加充分并且有价值的利用各种信息资源来丰富工程地质信息,最终在桥梁设计过程中达到最佳使用率,是桥梁设计中最大的需求和开发的目标,也是一个新的研究方向。
1工程地质、工程地质信息以及桥梁设计的定义简述
1.1工程地质
工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。随着大规模工程建设的发展,其研究领域日益扩大,一些新的分支学科正在逐渐形成。
1.2工程地质信息
工程地质信息是对桥梁项目所处位置的地质情况的综合描述,其主要参数包括:地形地貌特征描述、岩层特性参数、地震参数、水文特征等。这也是对桥梁所处的地质环境的勘探概况。
1.3桥梁设计
桥梁设计是土木工程专业的一个分支。交通运输对桥梁的需求程度决定了桥梁工程的发展程度和速度。桥梁设计是对桥梁所承受的载重倍数、线路的坡度和曲线标准要求综合概括和规划,桥梁工程的建设,不仅仅是建成,其目的包括增大经济效益。
伴随着祖国交通运输业的迅速崛起,在桥梁的勘察与设计方面,现在比较注重跨度大或着桥型更为复杂的桥梁的建设。高速公路与铁路运输的发展,也将带动桥梁工程的建设,这就使得桥梁设计的标准也被提高。在桥梁样式设计方案中,应该大举采用优化结构设计的理论,可以借助电子计算机信息技术在一定程度上进行辅助,筛选出最优设计方案。在结构设计计算中,对桥梁整体受力进行的分析最好采用用空间理论,这种方式是可行的,在不久也将成为现实。桥梁极限状态设计理论的基础是概率统计理论,这种理论的实施体现在桥梁设计规范中,是桥梁工程的安全性能合理、科学的保证。桥梁美学作为时代、民族的文化在某些方面的反映,将愈来愈受到人们的重视。
2桥梁设计对工程地质信息的需求
2.1工程地质信息在桥梁设计中的必要性
桥梁设计通常被分为上部分和下部分两部分。上部结构设计主要包括桥梁的梁部及以上构件的外形设计和结构受力分析等,下部结构设计主要是桥墩台和基础的结构尺寸设计和受力分析。桥梁设计的上部结构,其受力程度是受下部结构的设计的影响,换言之,下部结构是桥梁最终受力的结构,下部结构也将直接影响上部结构。同时,下部结构作为桥梁最终受力的部分,合理设计其接触结构,对桥梁的整体设计将产生不可忽视的作用。众所周知,地面之下的结构一般被称为基础,正是因为基础在地面之下,对基础影响较大的原因就是地基土的岩性,主要影响基础结构的受力情况和承载力的大小,桥梁设计所设计到的工程地质信息,其中首当其冲的基本属性就是地基土的属性,由此可见,工程地质信息与桥梁设计的的重要联系。
2.2工程地质信息的分类
根据工程地质信息的来源,桥梁设计中所能涉及的工程地质信息可以分为三类,即勘探信息、试验信息、人工综合信息。
1)勘探信息:即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测,确定合适的持力层,最终得出地质信息,包括岩层名称及性质,持力层的承载力,水文信息等;
2)试验信息:是指通过在实验室使用各种化学试剂或者化验手段对勘察钻探取得的土壤样品进行各种检测,并等到岩土含水量、压缩曲线、岩石抗压力等各种参数信息;
3)人工综合信息:看字面意思不难知道是通过专业设计人员的人工判断和操作得到了工程地质信息,主要包括工程地质说明等内容。
3 工程地质信息在桥梁设计中的应用
工程地质综合信息包括五大内容:工程地址总体信息、钻孔信息、水质信息、土工试验信息、工程地质纵断面图。这里将针对这五大内容分析工程地质信息在桥梁设计中的应用。
工程地质总体信息是一个集合,也是对桥梁项目所在位置的地质状况的综合描述。其中包括地形地貌、地层岩性特征、地层承载力统计、地震参数、水文特征。但是,在桥梁设计的过程中,工程地质总体信息并不直接应用于设计,在技术人员得到这部分消息之后将整理吹一个大体概念,并针对工程地质信息的内容作出具体设计方案。
土工试验信息所产生的一列数据直接关系到桥梁设计中设计参数的选取,重要数据包括土容重、液性指数、塑像指数、压缩曲线等试验图表。这些重要数据也将是影响桥梁设计和基础设计的一大因素。根据研究,实验数据单纯的就是一个试样结果的代表,并不能完整统一的反应一个底层的情况,必须对每个地层进行多次的综合汇总、评价,才能作为地层设计的依据,因此,这并不能直接应用到桥梁设计当中。通过运用部分软件对数据进行分类汇总等综合处理,这样才能直接运用到桥梁设计当中来。
地质钻孔这部分信息充分展现了基础所在的地质区域内岩层、土质、承载力等重要信息。可以根据这部分信息,在设计过程中推算桥梁设计所需要的各种基本参数,这部分信息是直接运用在桥梁设计中的。水文特性即水质信息,主要反映的是对土壤中水分含量、水质成分。其最终的结论讨论的是对混凝土的侵蚀程度。这是在基础设计的必须考虑的重要因素。
地质纵断面信息是桥梁设计中基础设计需要参考的最直观工程地质信息,这也是作为专业技术人员在进行桥梁设计的过程中所必须了解并熟知的信息。桥梁设计中若能实现全智能化,这也将解决设计中的一大难题。
4 信息化、智能化的应用
桥梁设计的工作非常大,设计周期的控制重要因素之一二也是工作量的公职,工作质量也将对整个项目设计产生重大影响,因此,一个更加智能、自动化的设计系统是非常必要的。开发相应的软件应该工序简短精炼、流程简单利落,能在录入工程地质信息后自动完成各项参数的处理,这是必须具备的,最后实现参数的快速确认。同时接口良好,方便软件升级和数据维护。
5结论
工程地质信息的智能化应用,提高了对桥梁设计过程新的要求,也具有重要的意义。当今社会桥梁设计发展速度之猛,那么生产效率和设计质量就显得尤为重要。若是工程地址信息能通过一些简单易操作的计算机操作来实现综合分析,对于桥梁设计将产生深远而重大的划时代意义。
关键词 案例教学法 工程招投标课程 应用特点 实施方法
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.06.062
Abstract The project bidding course is a introduction for the bidding of highway engineering construction and design. It combines with the actual strong. Case Method is a advanced teaching methods. It discusses the project bidding characteristics of the case teaching method, case teaching method to implement the method described in the project bidding in the processing of teaching. The case study is used in this paper then. So case method application is helpful for teaching content, and improve students' problem-solving skills. It also optimize the teaching quality.
Key words case method; bidding course; application characteristics; method of implementation
1 工程招投标课程的基本内容
工程招投标课程以合同法律知识为基础,以我国公路工程施工合同条件《公路工程国内招标文件范本》为重点,全面介绍了公路工程施工设计招投标工作内容。通过对工程招投标课程的学习,使学生了解合同法律知识的学习,重点学习合同法的有关规定,掌握《公路工程国内招标文件范本》基本内容,了解公路工程招投标程序和方法,了解合同法律知识基础,熟悉各种公路工程承包工程招投标问题,掌握公路工程施工合同条款的基本内容,并全面了解工程变更、分包、延期、索赔及违约的处理原则和方法等内容,掌握FIDIC合同条款,了解FIDIC合同条款与国内公路工程施工合同条款的区别。它是法学、经济学理论、土木工程科学和管理科学在组织实施合同中的具体运用,其知识点较为枯燥与繁琐。所以有必要改进教学方法,进一步使枯燥的知识与实际结合。
2 工程招投标中案例教学法的应用特点
案例教学法指采用实际案例作为教学材料,并结合结合教学主题,透过讨论、问答等师生互动的教学过程,让学生了解与教学主题相关的概念或理论,培养学生分析解决问题能力的教学方法。①
依照工程招投标课程重点及讲解要求,所谓工程招投标课程的案例教学法,是指教师围绕工程招投标课程的相关教学目标和内容,让学生先理解课程相关理论,通过实际教学案例,结合课前预习与课堂讨论等形式,锻炼学生的思考能力,使教学过程形成多向性,提高学生分析问题、解决问题的综合能力。工程招投标课程引入案例教学法,实际上也是一个本地化应用的过程。如果脱离了工程招投标课程特点,而照搬理论,就会难以有效实施。所以需要掌握案例教学法在工程招投标课程中的特点。②
2.1 实践性
案例教学法在工程招投标课程教学中具有较强实践性。在工程招投标课程教学过程中,案例教学法中的案例选取来自于工程事件,学生可以基于工程时间体会和理解工程招投标的重难点知识点。学生在能在课堂中接触到实际工程,并且运用前期所掌握的知识展开讨论与总结,找到解决实际工程问题的方法与措施,通过理论与实践相结合的手段,使学生更易理解枯燥的工程招投标知识,符合课程改革要求。
2.2 启发性
案例教学法在工程招投标课程教学中具有启发作用。在教学过程中选取的案例既有实际情况的描述,又包含着工程纠纷问题。案例教学法先是引导学生分析材料中隐藏的背景和存在的矛盾,然后进行分析、归纳和总结,并得到具有自身特色的解决方案。
2.3 针对性
案例教学法在工程招投标课程教学中具有较强针对性。在课堂教学中采用案例教学法是训练对结论的探究过程,锻炼了学生分析问题、解决问题的能力,这正是现阶段新教改中教学目标实现的手段之一,不断改善教学过程和教学理念的方法之一。
2.4 互动性
案例教学法在工程招投标课程教学中具有互动性。案例教学法在教学过程中要求学生充分理解工程招投标工作中的实际案例,在案例分析的过程中起到主导作用。在讨论和分析过程中,教师不能像以往课堂中作为学习的主导者,在案例教学法的实施过程中只充当课堂教学的辅助者。因此,案例教学法可使学生在课堂教学过程中,学习独立分析问题,解决问题的能力,能让学生进入独立的分析归纳状态。真正做到由教师的教授知识转化为学生与教师课堂上进行生动讨论的互动教学方法。
3 案例教学法在工程招投标教学环节中的实施方法
教师在运用案例教学法进行教学时,老师须全面把握教学环节,最好能选择目前工程招投标工作与过程中存在的一系列问题。但是这些问题需要进行晒选,需在大量搜集实际案例的基础上,仔细研究各个案例中存在的典型问题。且课堂教学时间较短,学生需在较短的课堂时间内充分了解与掌握案例的具体情况,并掌握案例涉及的基本概念和基本理论,并结合案例中的问题进行深度的思考与讨论。因此,在进行案例教学之前,提前将案例发给学生,让他们进行深度的消化吸收,也就是进行案例预习,这种教学方法有利于节约课堂时间,有助于提高学生发现问题、解决问题的能力。
但是一个案例往往不能反应全面的课程内容,若仅采取案例教学法进行教学,可能会忽略一些重要的知识点。因此,在教学实施环节中,应结合案例不断改进教学过程,设计教学单元,先阐述知识重难点,再把招投标课程的概念和基本原理等知识在课堂上进行详细讲解,提供分阶段案例。可把一个情景划分为几个部分,每个部分里设立小案例,小知识点更为明确,且改善了一般案例教学法中缺乏概括化知识和理论分析能力培养的局限。
事实证明小案例的教学效果良好。但案例教学需要学生与老师不断的思考与创造,这种方法会增强学生的学习效果。教师可在教学过程中指导学生掌握重点难点,提高学生学习的积极性,使课程变得生动,通过学生发言,锻炼学生的辩论能力和思维能力,改变原有的被动学习的状态。使学生不再被动,从被动接受知识转变为主动吸收知识,成为课堂的主动参与和积极探索者,这种学习方式可培养学生独立思考、交流与讨论以及解决问题的能力。
在考核大部分的考试以题型包括填空、选择、简答、论述等题型,着重考查的是教学过程中的基本知识点和原理。但是实施案例教学法后,应将考查的重点集中在考核学生对实际问题的解析,锻炼期发现,分析问题,解决问题的能力。最终的考核不应仅仅基于期末的考核,在进行每一次案例分析后,做好反馈设计,布置课后作业,让学生在课后进行独立思考和总结,可通过书面上交作业,对学生工作打分,考查学生对案例重点难点的掌握程度,可占学生总成绩的大部分。期末考核可以实际案例为主的考核方式,题目可结合招标注册工程师的考试的历年真题,这样有利于学生在未来成功通过职业资格考试。
4 案例教学法的应用实例
4.1 案例背景与分析
首先在课程中简要介绍招投标工作过程的注意事项以及相关原则。然后简要介绍了该项目的基本情况:某重点工程项目预计于2015年11月28日开工,但由于工程较为复杂,业主经相关主管单位采取邀请招标方式。业主于2015年8月8日向通过资格预审的甲、乙、丙、丁、戊五家施工单位发出了投标邀请书。这五家企业均接受了邀请。招标文件规定,投标截止时间是9月18日下午4点,业主将于10月10日发出中标通知书。在投标截止时间之前,甲、乙、丙、丁四家企业均提交了投标文件。10月21日下午由招标人开展了公开开标工作。评标委员会于9月28日提出了评标报告。乙、甲企业分别为第1、第2名。但企业乙投标报价高于甲,因此业主在10月10日向甲企业发放了中标通知书,并在11月12日签订了中标书面合同。
教师应在上课以前先给学生案例,并提出以下问题引导学生思考:该招投标过程存在什么不合理性?请说明理由。
4.2 案例实践
上课的时候,将学生分组进行深度的讨论,然后要求小组进行代表发言,阐明各小组对案例中涉及问题的看法,提出各小组讨论后问题的解决方案。通过小组讨论,得出以下结论:
(1)开标应该在投标文件上指明提交投标文件的截止时间中公开进行,本案例中指出9月18日下午4时是文件中规定的投标截止时间,但业主单位到9月21日下午才开标,这与相关规定并不相符合。(2)招标人和中标人应当自中标通知书发出之日起30天内,应按与中标人签订书面合同,但在本案例中招标单位于11月10日发出中标通知书,到11月12日才签订书面合同,时间间隔已超过1个月,这与《招标投标法》中对中标通知书发放的相关规定也不相符。
5 总结与评价
本文通过阐述工程招投标中案例教学法的特点,介绍案例教学法在工程招投标教学环节中的实施方法,简述了案例教学法在工程招投标课程中的应用。该教学方法有一定的优势:帮助老师凝练教学内容提高课堂教学效果,实施案例教学后,学生的学习兴趣得以大幅提高。除此之外,案例教学法对提高学生获取知识信息,掌握新知识以及利用相关知识解决实际工程问题的能力。但是在案例教学法仍然存在以下问题:对学员课前预习内容与深度的要求较高,预习案例会占用学生较多时间。其次,在案例教学实施环节中教师难以有效把握课堂教学环节的组织和课堂气氛的掌控能力。而就考核和评价的方式而言,紧扣案例教学的基本特点,如何进一步优选案例,凝练教学内容,使案例与知识点紧密结合,提高学生独立思考和创新意识,公司便学生分析解决问题的能力,实现教学质量的进一步优化,这是在教学过程中教师需要全面考虑与解决的问题。
注释
关键词:建设;教材;桥梁工程;高职高专
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)25-0100-02
一本好的教材,言简意赅,引人入胜,学生愿学,教师易教,可起到事半功倍的效果。然而,随着改革的深入,市场决定了教育的走向,部分高职高专的教材难以适应市场经济的需要,部分高职高专《桥梁工程》的教材亦然。《桥梁工程》是道路桥梁工程技术专业、市政工程技术专业、公路工程技术专业的一门重要专业课。旨在培养桥梁工程生产第一线的技术型、实践型、应用型人才。诚然,编一本适于高职高专教育的《桥梁工程》教材迫在眉睫、势在必行。本文正是基于这一出发点,以编写好《桥梁工程》教材为目的,从现状分析出发,据现状弊端,研究问题,采取改建措施,指导优化教材编写,教材已出版,感觉尚可。
一、缘由
1.现有教材情况。目前,《桥梁工程》教材版本甚多,侧重点各异,用于高职高专教学用教材或多或少总存在某些方面的不足,主要体现在:《桥梁工程》本科教材较多,有的高职高专《桥梁工程》采用本科教材,但本科教材偏难、理论偏深,沿袭的是学科型教学体系,以理论知识传授为中心,重理论而轻应用,重公式、定理的推导论证而轻工程能力的培养,理论学时太多,实践性环节不足,缺乏应有的沟通,造成理论与实践的脱节,显然也不能适应高职高专教育的要求,高职高专取用效果不佳;《桥梁工程》高职高专教材亦不少,但大多高职高专《桥梁工程》教材“拔高”现象普遍,理论过深,公式推导烦琐,计算较多,高职高专学生数理基础较差较难适应,难以学通;有的高职高专《桥梁工程》部分内容过时,或内容不符,实践偏简,桥梁构造部分偏简,而高职高专分配去向是生产第一线,施工生产第一线需要大量技术型、实践型、应用型人才,主要从事施工管理工作,配套教材与之有偏差。综上所述,因此有必要进行教材方面的改革与建设。
2.现有生源情况。近年来录取的高职高专学生高考分数较低,相当一部分学生数理基础较薄弱,对理论学习的理解能力差、接受能力弱。基于当前高职高专的生源质量,为了适应高职高专教育的需要,必须对《桥梁工程》教材有一个新的合理的定位,达到因材施教,体现高职高专特色。另外,本教材争取在编写内容上能提高学生的学习兴趣、提高学生学习的自觉性。因此,亦必须编写与之相应配套的《桥梁工程》教材。
3.高职高专教学情况,《桥梁工程》教材具有理论性和实践性,然而,现在高职高专教学根据现有教材往往忽视基本理论在工程实际中的应用,不利于学生动手能力培养,不利于学生综合能力的提高。显然,编写与高职高专配套的教材即显得尤为重要。
4.市场需求情况,随经济建设的高速发展,《桥梁工程》发展迅速,技术结构也有新的变化,桥梁工程设计施工管理所需人才也有新的分异,高职高专的毕业生主要是面向生产第一线,主要是从事桥梁工程施工管理等工作。原有的教材内容与目前的职业结构结合较差,工程应用较薄弱,不能突出专业人才素质教育和职业能力培养的要求。
5.《桥梁工程》发展情况。①结构调整,岗位变化,桥梁工程科技施工的迅猛发展,带来职业结构的巨大变化。在这种时代背景下,高职高专教育在高等教育中越来越占有重要地位。显然,高职高专《桥梁工程》的教材亦应与时俱进,作相应变化。②体系理念,目前高职高专《桥梁工程》教材所依据的体系理念,大部分脱胎于本科教材体系理念,高职高专适于自己的《桥梁工程》教材理论正在逐步形成完善。因此必须根据高职高专教育的培养目标,创建新的具有高职高专特色的《桥梁工程》教材。③技术本身,随着国家经济建设和交通事业的发展,桥梁建筑取得了辉煌的成就,且发展迅猛,可以预料桥梁建设必将迎来更大规模的建设,这对桥梁技术的发展提出了新的要求。诚然,高职高专《桥梁工程》教材的建设必须适应形势的需要,反映科技新成就,体现高职高专《桥梁工程》教材特色。
二、改进
针对原有《桥梁工程》的缺陷,新编高职高专《桥梁工程》教材在知识点、结构编排、理论与实践相结合诸方面进行了改进。
1.知识点。随经济建设的高速发展,桥梁工程发展迅速,资料浩瀚,作为高职高专的初学者不宜包罗万象,因此本教材选用那些成熟的理论与典型的经验,使内容体现少而精,精选内容,又不违背大纲。本教材重点介绍简支梁桥的计算,对于其他体系桥梁的内力计算均不作介绍。桥梁施工由桥涵施工技术教材详述,考虑本教材连贯系统性桥梁施工亦作了介绍,具体教学时,可酌情处理。本教材分总论,梁式桥,拱桥,桥梁墩台,悬索桥和斜拉桥,涵洞,旧桥加固,桥梁施工图识读,桥梁施工等九章,共27个项目。
2.结构特点。本教材有27个项目,每一项目都是先简述本项目的知识点、重点、难点及学习指导,然后详述项目内容,最后安排有项目小结及形式多样的思考题与习题对本知识点进行巩固,这样的结构特点有利于学生自学,有利于学生理解,有利于提高学生的学习兴趣,有利于数理基础层次不同的学生学习,总之,便于教师教学,利于学生学习,利于知识的巩固。
3.理论与实践相结合。基于当前市场发展、生源情况、行业结构、教材弊端、职业特点诸多方面的原因,本《桥梁工程》教材内容坚持理论教学以“必须、够用”为度,针对应用型人才的特点,参照国家现行规范规程、现行行业标准等,针对高职高专注重实践、注重应用的特点,针对道桥工程、市政工程等专业的特点,以掌握概念、掌握桥梁的基本设计理论与桥涵的构造、强化应用为重点,侧重桥涵构造的分析介绍,侧重结论的定性分析及其在实践中的应用等。以能力培养为主线,构建应用性内容体系,重点加强应用知识能力的培养。注重知识的实用性和培养学生的分析问题、解决问题的能力。编写时力求语言通顺,文字简练,讲清基本概念,简化公式推导,注重实用。
4.消除重复,融合贯通。部分原《桥梁工程》教材部分内容重复,对知识的相互渗透和衔接考虑不够,教材的整体性和综合性较差,新材料、新结构、新理论介绍较少。本教材对《桥梁工程》的内容进行了优化,避免了一些内容的重复出现;减少了教材中一些复杂的公式推导;增加了一些必要的、相关的新知识。
三、成效
本《桥梁工程》教材专为高职高专教育编写,在如下诸方面感觉有成效。
1.内容整合,结构合理。本教材对桥梁工程的内容进行了整合,使桥梁工程的知识结构由低到高,由浅入深,体现知识的科学性与实用性,增强了针对性,使教材的目的性明确,教材力求反映高职高专的职业特点,以利学生学习效率的提高。《桥梁工程》是专业课,根据《桥梁工程》教材的性质和基本要求,按照人类的认识规律,将桥梁工程的内容进行了必要的调整,重组《桥梁工程》教材体系,精选《桥梁工程》教材内容,实现相关内容的相互贯通,相互渗透,使其更具合理性和系统性。另外,当前高职高专侧重实践,室内理论学时较少,本相应的配套教材篇幅作了精简、优化。在认真分析桥梁工程内在联系的基础上,结合知识在工程实际中的应用,按有利于学生掌握《桥梁工程》教材内容、有利于培养工程应用型人才,有利于教学体系和教学方法的改革出发,编写了本教材。
2.基于特点,定位教材。高职高专教育《桥梁工程》教材目标具有直接性和职业定向性,其教材与职业的对应性强,加强了岗位工作能力的训练。本教材更加注重知识的实际运用和应用的方法,教材内容的深度、广度以生产和服务为需要。
3.缩短理论学时,加强实训环节。高职高专教育培养适应生产、服务第一线的高层次的技术型、技能型的应用性人才。作为高职高专教材应突出自身特点,轻理论推导,重实际应用,注重对学生分析问题能力的培养,注重学生应用能力的培养,注重学生综合素质的提高;因此,本教材的章节安排、字里行间力求反映高职高专特点,精简、缩短了理论学时,优化、加强了实践性环节。
四、特色
教材已出版,感觉在如下方面做得较好,有些特色。
1.结构编排特点新颖,系统上进行调整优化组合,各项目都按知识点、重点、难点、学习指导、项目内容详述、项目小结、思考题与习题等组成,举一反三,反复例证,有利于教师教学,有利于学生学习,便于学习巩固。
2.内容上吐故纳新有新意,教材理论部分以“必须、够用”为度,以掌握概念、强化应用为教学重点,以能力培养为主线,构建应用性教材内容体系,重点加强应用知识能力和创新能力的培养。内容应围绕以掌握概念为基础、以强化应用为重点、以结构构造分析为手段的中心内容展开,引系工程实际和有特色的例题、习题和思考题,从而加强知识的相关性和科学性,使学生提高理论联系实际的能力,更适于高职高专学生学习;内容结构,注重知识的横向拓展与结合,体现知识的先进性和应用性,培养学生关注和掌握新知识、新技术的能力;使学生上手快、适应性强。
3.精述基本概念、基本理论,篇幅有删减、有增补,更利于教师教学,更适于学生学习、理解、掌握。精讲基本概念,即桥梁工程基本概念、基本理论详述、精讲;删繁就简,去旧增新,即减少了教材中不必要的、烦琐的公式推导和一些重复性较大的内容;同时增加了一些必要的、相关的新知识,选用的例题和习题注意实用性和趣味性,选取与当前工程实际联系密切的习题;本教材突出重点,优化顺序,精选内容,减少了课内学时的内容。
4.本教材配有PPT电子教案及思考题与习题答案,便于教学,利于学习。教材业已出版,感慨良多,虽绞尽脑汁、下大力气,力求完善,但终因水平所限、编写匆忙等诸多原因,仍难遂心如愿、仍感不是十分满意。瑕疵之处不少,诸如:虽反复精简内容,但教材篇幅还是过长;实践与理论的比例,虽多次反复调整,仍不是十分满意,如此等等,尚需努力,使其臻于完善。
参考文献:
[1]陈宝春,上官萍.福建省桥梁工程精品课程教学内容改革与教材编写[J].高等建筑教育,2009,18(2):52-56.
[2]项海帆.改革工程教育培育创新人才[J].高等工程教育研究,2007,(5):1-5.
[3]林玉森,信丽华.桥梁工程课程立体化教材的建设[J].新校园,2010,(12):15-16.
[4]石雪飞,阮欣,涂雪.桥梁工程多媒体教材的研究与开发[J].高等工程教育研究,2004,(3):81-83.
[5]王俊,罗韧.桥梁工程课程教学研究与实践[A].第九届全国高校土木工程学院(系)院长(主任)工作研讨会论文集[C].2008,(11):245-247.
[6]上官萍.桥梁工程课程体系教学改革探讨[J].高等建筑教育,2007,16(z1):20-22.
[7]中华人民共和国教育部.关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见[Z].教高[2006]16号.2006-11.
关键词:混凝土装配式建筑;保障性住房;标准化;模数化;工业化生产
中图分类号:TU241.92
文献标识码:A
文章编号:1008-0422(2012)06-0140-05
1 前言
保障房建设是当前重要的民生工程,牵涉到亿万居民的切身利益。社会意义和政治意义都非常深远,所涉及的方面很多、政策性很强,需投入的资金量巨大、运转周期长。因此从政府的角度出发,把保障房的建设办好是头等大事。
住宅建筑工业化生产是住宅生产方式的变革,推动预制装配式结构住宅产业化,是住宅建设的发展趋势,是实现节能减排、发展低碳经济的必然需求。当今世界,能源紧张,节能减排已是全球共同的话题,建筑的工业化势在必行。
装配整体式混凝土结构运用在住宅建筑中,通常有装配式框架体系、装配式混凝土框架—剪力墙体系、装配式剪力墙体系。根据闵行浦江基地的实际工作经验,本文仅对装配式混凝土框架—剪力墙结构体系在保障性住房中房型设计上的运用进行讨论。
2 装配式建筑简述
装配整体式混凝土结构是由预制混凝土构件或部件通过钢筋,连接件或施加预应力加以连接并现场浇筑混凝土而形成整体的结构,又简称为预制装配式结构(precast concrete,PC结构)。按照此工艺建造的建筑,称为装配式建筑,也可称为PC建筑。装配整体式混凝土结构是工业化住宅的理想结构体系。
2.1装配式建筑的特点
1)预制构件表面平整、外观美观、尺寸准确,建筑物的质量明显提高;
2)施工方便,模板和现浇混凝土作业减少,预制楼板无需支撑,叠合楼板模板较少;
3)建造速度快,对周围的环境影响小;
4)预制结构在设计和生产时还可以充分利用工业废料,变废为宝,以节约资源和其他材料。
2.2装配式建筑的要求
我国建筑行业一直走的是粗放型的发展道路,标准化缺失,模数化没有真正落实。住宅开发及部品生产标准化概念淡薄,对模数协调理论不重视。
我们号召向制造业学习,像造汽车那样造房子,向机械行业、计算机行业学习。学习他们的标准化、模数化及模块化,结合建筑行业的实际,解决难以标准化的问题。
装配式建筑一定要用标准化、模数化、模块化的理念进行设计。
3 装配式建筑在保障性住房中运用的可行性
3.1保障性住房的社区规模大、易形成规模效应,适合住宅工业化的推行
上海市政府为了加快推进全市配套商品房的建设、解决城市低收入住房困难家庭的住房问题、完善现有的保障性住房建设体系,积极部署规划了多个大型居住社区保障房建设是当前重要的民生工程。市政府规划了顾村、泗泾、浦江、三林、周康航等多个保障房的大型居住社区。每个大型居住社区的规模都在100~200万平方米左右。只要将其中部分建筑量以装配式建筑的工艺进行设计和建造,就能形成一定的规模效应,对降低建造成本提供了一定量上的保证。现闵行浦江基地,建设单位已将其中的30万m2的住宅,以PC工法的工艺进行建造。
3.2保障性住房的房型面积小、房型式样不多,适合标准化、模块化生产
受政策等各方面的影响,保障性住房的套型建筑面积均不大。经济适用房在90m2以内,公共租赁房在60m2以内。小面积的户型增加了设计难度。但从另一方面讲,由于是小面积的户型,各功能房间仅满足基本功能的需求,户型的变化少,这对推广标准化和模块化是有利的。在实际工程中,保障性住房对个性化的设计要求并不是很高;一个项目中房型的种类基本在3~4种;在建筑设计上退台、错层等的设计手法,很少使用。所以适合工业化设计的要求。
3.3政府政策层面上支持
保障性住房是政府的重大民生工程,政府在政策上肯定是大力支持的。装配式建筑、工业化生产,这与国家产业结构改革、节能减排、原材料的循环利用、提升建筑质量等是密切相连的,政府在政策层面上必定是支持。上海市已经出台了《关于加快推进本事住宅产业化的若干意见》和《关于本市鼓励装配整体式住宅项目建设的暂行办法》。此办法,对于装配式建筑在容积率上给予3%的奖励。
4 保障性住房向工业化、标准化转型
4.1当前保障性住房的设计状况
目前建筑的建造模式以现场浇筑为主。在此建造工艺的前提下,保障性住房的设计存在以下几方面的状况:
1)由于建筑面积小,建筑尺寸的模数化概念不强。例如:主卧室的开间尺寸通常会设计成3.3~3.6m之间,但次卧室的尺寸往往就多种多样了;
2)房型平面凹凸多,体形系数大,对节能不利。为了解决平面凹凸所产生的结构问题,在结构设计时增加了大量的结构连板,这些结构连板在建筑上没有功能要求;
3)有些开发单位过分地追求建筑形象,在立面设计上添加了大量的装饰构件。这些装饰构件通常是没有功能作用的。这与绿色建筑的理念是相违背的。
上述几点情况,是目前保障性住房设计对工业化、标准化建造不利的地方。在国家产业结构调整、节能减排、发展装配式建筑的前提下,保障性住房的设计必须要有所改变和调整。
4.2初步尝试,采用装配式框架—剪力墙体系做户型设计
最初做设计时,在常用的剪力墙户型的基础上,做一些规则化处理。将其改成框架剪力墙的结构形式,预制外墙板挂在梁柱外侧。主要在以下几个方面进行调整:
1)将原先的剪力墙体系调整成框架—剪力墙成体系;
2)主要柱网和剪力墙纵横两个方向基本对齐;
3)东西山墙和北向外墙拉平;
4)内部隔墙尽量对齐;
5)将户型设计成对称的式样,以减少预制构件的种类。见图1。
关于本户型预制及现浇构件的说明:
1)主体框架柱和剪力墙现场浇注;
2)楼板、阳台板和框架梁为叠合构件;
3)护墙板、内隔墙、空调板、楼梯等为预制构件。
按此方案实施预制率为50%,如将框架柱改为预制构件预制率为70%。
经过各方的协同努力后,本方案在闵行浦江基地进行试点实施。从目前实践的情况来看,本方案存在的问题主要是:室内存在凸出的梁柱,与常规的剪力墙户型相比,带来使用上的不方便,北向的次卧室尤为明显;中间套型的起居室偏暗;整体造价较高等。针对上述的问题,我们进行了反思。
1)以成本考量为导向,标准化工作必须先行,且初期不宜追求过高预制率;
2)标准化涉及到可拼装组合的户型、构件拆分等多个方面,只有实现了彻底的标准化才能真正有效的降低成本;
3)实施PC之前需从项目策划、概念设计的源头开始,拿任何已有的现浇体系的住宅改成PC,成本控制的难度会非常大;
4)不能为了预制而预制,应着眼于PC技术体系的成熟和进一步发展;
5)而建立一套自己特色的技术体系则需要长时间的实践和坚持,只有不断改进和优化才能进一步降低成本,将技术的推广应用找最为成熟;
6)PC技术体系不能仅仅为了做住宅;
7)住宅采用PC技术的优势就是每年住宅的建设规模大,传统住宅的户型的诸多变化导致标准化的缺失。
综上所述,在传统户型基础上调整出来的装配式建筑、为了装配式建筑而去装配等的做法是不合适的。要使装配式建筑能在保障性住房中推广,为市场接受,必须在建筑房型平面设计上有一定的改变和突破。
4.3设计提升,在装配式框架—剪力墙体系下户型平面设计转型
由于初步尝试的户型存在一些不足,我们进行了反思。突出标准化、模数化的设计理念。标准为“在一定范围内获得最佳秩序,对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则,导则或特征的文件。该文件经协商一致并经一个公认的机构批准。”标准应该以科学技术和经验的综合成果为技术,以促进最佳社会效益为目的。标准化的形式和方法主要是:简化、统一化、通用化、组合化、系列化、模块化。
如某些家具设计最能体现此概念(见图2)。
装配式建筑的设计应该充分体现此理念。结合保障性住房的实际情况,对户型的设计提出了若干原则。
1)装配式框架—剪力墙体系的预制率的高低可调节性大,且此体系还可以用于办公、商业、学校等一系列的公共建筑中,市场前景广阔。因此,新的户型设计依旧选用装配式框架—剪力墙体系。
2)如果是大空间的建筑,房间内存在凸梁凸柱对建筑的使用功能影响不会太大。但保障性住房的房间面积小,凸梁凸柱的影响不能不考虑。提出将梁柱外凸到室外,以减弱凸梁凸柱对室内的影响。
3)建筑尺寸尽量统一,从而可以较少预制构件的种类和规格。通过构件之间不同的组合来达到各种户型的使用要求。
4)厨房、卫生间、阳台等小构件尺寸尽可能一致。
在上述原则的指导下,提出了以下的户型设计(见图3)。
此户型构件的种类少,大部分的构建是以6.6m和3.3m为基本尺寸。平面规则,基本没有凹凸,体形系数小,对节能有利。柱网规则,纵横两个方向均能对齐,对结构受力有利。没有凹口,对房间采光有利。梁柱外凸,减少了结构构件对平面的影响。此户型设计成一房、二房、三房,三种不同户型的组合形式,满足了保障性住房的基本功能需求。户型单元之间可分可合(见图4、图5)。
此户型的建筑构(部)件可拆分为:交通核剪力墙部分、楼梯、框架柱、框架梁、护墙体、阳台、楼板、空调板等。剪力墙为现浇构件、楼板和阳台为叠合构件、其它的均可做成预制构件。可根据工程实际情况,自主选择预制构件。调整预制率的高低比较方便(见图6)。
4.4户型的可延展性设计
仅一种户型是不可能满足市场的需求。在上述对装配式建筑的认识、实践和设计原则的指导下,提出了一系列的户型设计方案。同样的建筑构件,通过不同的组合,再配以不同的现浇的交通核,来满足不同住宅需求。让装配式建筑在保障房中实现:简化、统一化、通用化、组合化、系列化、模块化。
在此,衍生出来了三种系列的户型平面图,如下:
A系列:由三户组成一个单元,开间模数3300,进深模数4500。通过现浇交通核的不同,来满足11~24层的户型要求(见图7、图8、图9)。
B系列:由四户组成一个单元,开间模数3300,进深模数3300和3600。通过现浇交通核的不同,来满足11~24层的户型要求(见图10、图11、图12)。
C系列:由四户组成一个单元,开间模数3300,进深模数由三种。通过内天井来实现中间户型厨卫等房间的通风和采光。此设计建筑进深大,有利于节约用地(加图13、图14、图15)。
通廊式户型(见图16)。
上述系列的房型都体现了标准化、模数化、系列化的概念。户型平面规整,有利于建筑节能。但建筑的进深不大,对节约土地不利。如果能提倡暗卫生间,那对装配式建筑的户型设计是非常有利的。既可以减少凹凸和内天井,又能加大建筑进深。小面宽、大进深的建筑可以节约土地。
4.5装配式建筑立面设计
装配式建筑的立面设计同样应体现标准化、模数化的理念。在二进制的计算机领域里“0”和“1”创造了数字世界,简单却拥有无限可能。在做立面设计时可以借鉴这个概念。“0”可以看做装配整体式混凝土结构,“1” 可以看做标准化、模数化的通用部件。两者相结合,并以不同的排列和组合来达到立面设计的变化与同一性。
上述建筑户型的立面上已经存在有四种元素——柱、梁、板、阳台(栏杆)。此四种元素是建筑的基本构件。现代住宅建筑中通常会在空调板外加百叶,来隐蔽空调室外机。因此,立面上总共有柱、梁、板、阳台(栏杆)、百叶共五种元素。通过五种元素的不同组合方式、柱和墙面的颜色和材质的变化,来到达立面设计的标准化、模数化、多样化(见图17)。
4.6装配式建筑相关构造示意图
住宅窗户损失的热量占到总量的接近一半,增强外窗的节能措施将起到很好的作用。PC墙板预埋窗框,解决了窗框与墙体之间的气密性问题;凸梁凸柱的结构形式,增加了南向外窗的遮阳效果,形成一个天然的外遮阳效果。夏季高太阳方位角的直射强光被凸梁凸柱遮挡,冬季低太阳方位角的光线可以直射入室内,增强户内得热效果(见图18)。
墙板竖向上下端与结构体连接处构造见图19。
标准墙板标准墙板与立柱连接处构造见图20。
标准墙板水平连接处构造见图21。
5 结语
在我国20世纪50~60年代,混凝土装配式建筑曾经推广过。但由于技术等各种原因,被市场所淘汰。经过几十年的发展,如今混凝土装配式建筑的技术在国外已经达到了很高的水平,但国内发展较慢。在经济和产业面临转型之际,混凝土装配式建筑必定会迎来大发展的时期。保障性住房是国家重大的民生工程,混凝土装配式建筑对国家的产业转型,节能减排等有着积极的意义。两者如能完美结合,必定是利国利民的好事。
参考资料:
[1]中国建筑文化中心编.编委:于华 史健等.保障性住房设计图集.江苏人民出版社 2011.6