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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土木工程平面设计范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
1.1课程内容完善了土木工程专业建筑学知识的内容体系
土木工程专业的建筑方案设计课程是在房屋建筑学课程基础上,讲解现行建筑设计规范、不同类型建筑设计原理和设计方法,通过具体的设计专题,培养学生正确的设计思维,更好地掌握建筑工程的设计方法。虽然土木工程专业房屋建筑学课程包含了关于建筑设计的知识,但内容只有4学时,而毕业设计环节中涉及建筑设计的环节为4-5周。如果没有建筑方案设计课程的内容对房屋建筑学课程中的设计知识做进一步的深化和完善,那么学生将严重缺乏建筑设计方面的知识,从而影响毕业设计的进度和质量。因此,开设建筑方案设计课程,从课程内容上完善了土木工程专业建筑学知识的内容体系。
1.2课程设置保证了土木工程专业建筑学类课程之间的关联性和延续性
目前,土木工程专业开设的建筑学类的课程有建筑制图、房屋建筑学、计算机辅助设计、建筑美术等课程。这些课程的开设较为独立,彼此之间缺乏关联性,缺少过渡和呼应。建筑方案设计课程的开设可以将这些建筑类的课程统筹和协调起来,加强课程之间的相互联系。通过学习建筑制图和房屋建筑学课程,学生掌握了建筑制图的标准和要求、建筑细部的构造要求及浅略的建筑设计知识。在此基础上,开设建筑方案设计课程,通过讲解理论性的设计原理和方法、进行具体题目的实践设计,可以进一步让学生开拓视野、掌握正确的设计方法,能够独立地分析、解决设计问题。在建筑方案设计课程之后开设计算机辅助设计和建筑美术课程,可以有助于学生运用建筑美学原理强化建筑平、立面设计,并通过计算机技术准确的将设计方案转化为二维或三维图形,形成更直观的建筑表达效果,加强学生对空间的理解和组合能力。因此,开设建筑方案设计课程,有助于加强土木工程专业建筑学类课程之间的关联性和延续性。
1.3课程开设有助于土木工程专业应用型高素质复合型人才的培养
在工程设计领域,建筑、结构和设备是紧密结合的三个部分,建筑设计控制着建筑室内外空间的舒适度和建筑外立面的艺术效果,结构设计在此基础上实现建筑的安全和稳定,设备从水、电、空调三个方面来实现建筑使用的舒适度。这三个部分合作的好坏决定了建筑设计成果的优劣,因此作为土木工程专业的学生应当掌握建筑设计和设备设计的知识,以实现三方在实施工程项目时能合作共赢。当前,建筑行业的竞争日益激烈,在这种大趋势下,更加迫切要求土木工程专业的学生掌握相关的建筑设计知识,适应社会的需求。因此,开设建筑方案设计课程有助于拓宽和提高学生的知识面和理论素养,有助于培养应用型高素质复合型人才。
2建筑方案设计课程在教学过程中出现的问题
1)、老师在上课过程中的理论课时偏多,造成了学生实践设计课时偏少,从而无法实现老师一对一的辅导学生,师生之间的交流偏少,学生学习较为被动。同时,在实践课时中,学生之间的相互交流也较少,很多学生都是闷着头自己做。2)、学生在实践设计中,不善于查阅资料,缺少分析问题、解决问题能力。例如在设计过程中,任务书中只规定了每种房间的面积,房间具体的开间和进深尺寸要由学生确定。很多学生在确定房间开间和进深尺寸时,不考虑房间的使用功能,只凭空想随意确定,最后设计出来的房间完全无法满足使用功能的要求。其实只要学生站在使用者的角度去考虑房间的使用对尺寸的要求,并查阅相关的设计规范或建筑设计资料集,都能够确定较为合适的尺寸。3)、学生在进行建筑设计时偏重建筑平面设计,忽略立面设计。在设计过程中,学生往往花费大量的时间进行建筑平面的设计,导致没有太多时间进行建筑立面的设计。同时,由于缺少一定的建筑美学基础,学生设计出来的建筑立面比较简单、呆板。最终出来的图纸往往是平面设计达到了深度要求,立面只是在平面的基础上生成的,毫无美感可言。
3建筑方案设计课程的教学改革措施
3.1转变教学思路和教学形式,重新定位老师和学生在教学中的角色。
土木工程专业的建筑方案设计课程应该由传统的以老师为主体的偏重理论教学的思路转变为以学生为主体、老师为主导、以实践设计为主线、理论与实践相结合的教学思路。教学形式由以老师集中的理论授课为主的转变为以学生进行多个专题的实践设计为主要内容,理论知识的讲授穿插在各个设计专题中。在新的教学思路和教学形式下,老师角色由传统的教学主体转变为学生设计过程中的协助者、引导者,在学生完成各个设计专题的过程中一对一的辅导学生,针对不同学生出现的不同问题做具体的指导,启发和引导学生独立地解决问题;学生的角色由传统的知识被动接受者转变为教学中的主体,能够主动地根据老师下达的设计任务书,查阅相关资料、制定设计进度安排,并进行实践设计,最终完成专题设计的任务。在整个教学过程中,老师和学生的关系是平等的,老师和学生共同研究学习,一起合作解决问题。
3.2采取启发式、案例式的教学方法,拓展学生的思维
土木工程专业的建筑方案设计课程中理论教学部分可采取启发式、案例式的教学方法,来拓展学生的思维,提高学生发现问题、分析问题的能力。启发式的教学方法主要是通过老师引导学生发现并把握设计中的主要矛盾,选择可行的解决方法,寻找设计的切入点。通过启发式的教学方法,可以充分调动学生的主观能动性,发挥学生的创造力,启发学生从不同角度思考、分析、对比不同方案的优劣,为提高设计能力打下基础。参观加实例分析的案例式的教学方法可以加深学生对设计专题相关知识的印象。老师通过方案图片介绍多个相关建筑设计实例,研究其功能组织、立面细部做法、建筑形体与色彩等方面的内容,引导学生讨论分析各个方案的设计思路及其优缺点,不仅能够让学生全方位的了解设计专题,同时也能提高学生分析问题的能力。除了通过图片展示开展案例式的教学,也可以将上课地点移至真实的建筑空间内,更直观地从功能设计、形态设计、空间设计等进行详细的分析和讲解,让学生更直接的接触和感受建筑空间,并进行对比分析。
3.3教学内容应选择适合土木工程专业的设计专题,严格控制设计进度
土木工程专业的建筑方案设计课程作为专业选修课,从深度和广度上无法与建筑学专业的建筑设计课程相提并论,因此课程内容应以大量性建筑作为设计专题以培养学生具备建筑设计的基础知识。同时,在设计过程中,应当将现行的建筑设计标准和规范最大限度的融入教学和设计中,不仅能够端正学生严谨和规范的设计态度,也能够培养学生在设计过程中查阅规范的良好习惯。此外,在设计过程中,老师对设计构思的过程要进行层层控制,严格检查各阶段设计草图,以实现学生在每个设计阶段都能有所收获。为保证设计质量,老师要严格按照设计控制学生的设计进度,,学生的最终成绩也应涵盖学生平时的表现。
4结语
VR技术浸没感是依据人们视觉、听觉的生理特点,通过电脑产生非真的三维图像世界,只需参与者戴上头盔显示器和数据手套等设备,就可以将自己进入虚拟的环境中并成为其中一员。参与者同虚拟环境中各种事物的相互作用就好像在真实的世界一般,所有感觉都是那么真切,有一种真实世界的感觉。VR系统中的人机交互系统是一种似乎正常的交互,用户可以通过键盘或鼠标进行交互,也可以通过头盔显示器和数据手套等设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,就能对虚拟世界中的对象进行操作或测察。构想性,又称“自主性”,强调VR技术要具备广阔富裕的想象空间,开阔人类的认知视野,虚拟现实技术不仅能再现逼真的环境,也能构想不存在或不能发生的环境。一个完整的VR系统是以虚拟环境处理器———高端计算机、以视觉系统———特殊头盔、以听觉系统———语音识别、声音合成与声音定位、以身体方位姿态跟踪设备———方位跟踪器和数据手套,以及多种感的觉反馈系统等功能构成编辑本段面临的问题。因为VR系统中装有视觉系统、听觉系统、触觉系统、动觉系统等设备装置,因此用户参与者在虚拟的世界环境中可获得多种感受感知,从而达到真实世界的感觉。
2虚拟现实技术在土木工程中的应用
2.1土木工程中虚拟现实技术应用的前景
以前在土木工程这个行业中,人们只能用很抽象的理论概念来表达很丰富的内容,譬如用平面设计图、剖面设计图、立面设计图等多种平面设计图来形成一些特定的符号,表示出三维图像的立体建筑,并用抽象的图形和精练的语言作为辅助来描述要建造的建筑物以传递信息。但是这种传递方式对信息接受者来说会受到限制,因为每个接受者所从事的工作、知识水平的高低以及理解能力的是不同的,这样就会很难交流,就无法传递原本想要传递的信息。虚拟现实技术的兴起与发展,成为克服这一困难的好助手,提供了极其有效的手段。用VR技术不仅能出现虚拟的世界,而且也能再现真实的世界。再现真实的世界时,它可以突破空间和时间的束缚,真正的做到“超越现实”;而在虚拟的世界时,它又能使虚拟世界环境中的对象表现出逼真的三维立体图像,使人感到一种身临其境的感觉,最后形成一种“浸没感、交互性、构想性和多感知性的三维信息空间”。虚拟现实技术对参与者来说是一种新型高端的人机接口,这种技术是利用电子计算机来生成的三维立体环境,不仅能使用户感受到虚拟世界环境中对象的逼真存在,而且也能使用户在虚拟世界中的运动和操作及时做出准确的反应。
2.2土木工程中虚拟现实技术应用的领域
在建筑工程施工时,施工的方案设计结构复杂,施工结构计算也很复杂,这两项在施工中都是大问题,施工的方案设计问题在于建筑施工现场的结构构件和施工机械设备之间关系的表述;施工结构计算的问题在于施工结构在施工状态下的变形大于建筑结构建成后。虚拟现实技术应用于土木工程的施工方案设计中是指利用VR技术,在虚拟的世界中,建立建筑场景实物、建筑结构的构件和人工接口的机械设备等构成的的三维立体模型,其形成还基于计算机各种功能的仿真系统,让虚拟环境中的模型对象具有动态性能,还可以对虚拟世界环境中的模型进行装配设备,并依据所操作的装配结果,在人机交互的虚拟世界环境中对虚拟施工方案进行操作和修改。“建筑施工方案设计结构复杂,其涉及的因素也比较多,如对起重机的位置、高度和缆风绳着力点的选择、构件放置位置、起重机开行路线及起吊路线等都是建筑施工方案设计必须考虑的问题”。如果对以上因素考虑不周,那么整个建筑工程的施工进度和成本都会受到严重影响,甚至还会造成安全事故的发生。建筑工程施工前要对施工方案进行受力状态复核“。比如在建筑物空间跨度大的结构施工中,不仅要考虑到施工过程中的安全和可行,还要考虑建筑结构自身在建筑施工过程中的安全和可行”。某建筑结构,钢结构屋盖支承在钢桅杆上,桅杆两端为锥形,与下部混凝土结构铰结。在钢屋盖桅杆和混凝土之间采用前索、背索、稳定索和撑杆构成一个稳定的结构体系,来减小钢桁架的变形。在钢结构的施工过程中,不同的支撑方案、拼接方案,在不同的部位就会引起不同的效应。随着连接杆件的安装,这些施工阶段的应力将残余在结构部位上,并最终影响结构受力的安全性以致在就位过程中有可能失稳和变形,这就需要进行施工过程的精确分析。如果采用VR技术就可以对不同的方案做出大量的分析,从而保证施工方案的最优化。
建筑行业已成为我国的支柱性产业,长期以来建筑市场的竞争过度。如今建筑工程项目的运作对业主来说绝对占优势。在投标的有限时间内,怎样才能使业主和评标专家清楚地了解招标投标文件的编制,以及被认可程度的高低,这关系到承包商最终能不能中标。为此,承包商不仅注重投标方案技术的可行性和报价合理性的同时,而且也非常注重投标方案的包装。“特别是国际工程、国家重点工程和大型工程的招标投标,常常在项目企划时期就已经开始着手这方面的运作”。利用虚拟现实技术,把抽象复杂的施工过程和建筑方案逼真的表现出来,这种技术不仅能节约时间和投资,而且也不用项目负责人的现场讲述和答辩,通过虚拟逼真系统将投标方案表现的一目了然,这对承包商中标的几率必然大大增加。
今后可视化计算将是个重要的发展。在科学研究中,人们要在大量的数据中得出有价值的规律和结论,就必须对这些大量数据量进行整理和分析。最终把科学的数据进行三维立体图形显示,并通过交互系统变换参数来观察计算结果的过程及其全貌,实现可视化计算,实现VR技术飞跃式的发展。“在运用有限元法进行结构分析时,利用VR技术可以通过用不同的颜色来表示三维物体中各点力的大小;也可以随意变换角度,从个个点去观察”。还可以利用虚拟现实技术的交互性能修改各种数据,以便对各种建筑方案和其结果进行比较。如此一来就能使工程师的思维更形象化、概念更容易理解。将复杂的建筑结构设计、结构分析和工程控制通过利用可视化计算技术来提高计算机软件的处理能力。比如,在桥梁和结构分析时就能借助图形或图像实施动态控制结构分析,实施动态演示。还可以进行倒拆动态演示、结构施工线型显示、分桥结构拼装动态演示、危险截面应力分布图显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、主梁内力图显示、施工预告图形显示等等。
3虚拟现实技术在土木工程中的作用
虚拟现实技术在城市规化中起着重要作用。例如,每个城市都有自己的近期、中期和远景规划。在规划中需要考虑各个建筑同周围环境是否和谐相容,新建筑是否同周围环境的原有的建筑协调,以免造成建筑物建成后,才发现它破坏了城市原有的风格和合理布局。虚拟现实技术应用于建立建筑规划图更是一览无遗。譬如建立起的三峡水库模型,便可在水库建成之前,直观地看到建成后的壮观景象。蓄水后将最先淹没那些村庄和农田,哪些文物将被淹没,这样能主动及时解决问题。把虚拟现实技术应用于土木工程中一大优势是很好的推销。比如,在建筑工程项目投标时,通过虚拟现实技术把设计好的投标文件方案展现出来,利用VR技术的设备头盔显示器把业主带入虚拟的未来的建筑物里参观,使业主可逼真的感受到虚拟建筑物门的高度、屋内设计和窗户朝向以及采光多少等,就如同在现实一般。因此,用VR技术展示这些建筑装饰比用枯燥的文字和简单的图片宣传更有吸引力。虚拟现实技术应用于土木工程中的有一大优势是节约时间和工程投资。比如,克莱斯勒公司在1988年在设计某两种新型车上取得的突破就是利用了虚拟现实技术,这项技术第一次使设计的新车直接从计算机屏幕投入生产线,可以说完全省略了试生产这项过程。也正是利用了这项新型高新技术,才使得克莱斯勒公司避免了1500项设计差错,既节约了工程开发时间和又节省了工程投资费用。“利用VR技术还可以进行汽车冲撞试验,不必使用真的汽车便可以显示出在不同条件下冲撞后的后果”。现今VR技术已经成为人类探索客观世界规律的三大手段之一,与理论分析、科学实验并排。因此用VR技术来设计新材料,不仅能预先了解改变成分对新材料的影响,而且还能在新材料没有出来前就预先了解到用这种材料制造出来的零件在不同受力情况下是如何损坏的。因此,把虚拟现实技术应用于土木工程建筑必然是一种新的尝试,以上例证说明虚拟现实技术应用于土木工程对土木工程行业是一种突破,具有巨大作用。
4结语
我国土木工程也同样存在信息化建设问题。随着经济持续稳定增长,城市化进程加快,以青藏铁路、南水北调、西气东输、西电东送等为代表的一大批西部大开发和国家能源交通原材料基础设施项目,以北京奥运工程为代表的各大中城市的基础设施项目,还有量大面广的城乡住宅建设项目正处在建设之中,再加上我国已加入WT0,进入宽领域、多层次、全方位对外开放的新格局,实施迎接经济全球化挑战的大战略,土木工程作为国民经济的支柱产业,在这重要的发展机遇中肩负重任,必须把握住大课题,即土木工程的信息化建设,实现更高层次的技术创新和素质提升。
土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升,促进土木工程技术及施工手段不断完善,使其更加科学、合理,有效地提高效率,降低成本;实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命,必然推动企业团队的重组及施工流程的优化,促使企业管理理念和手段的革新;土木工程的信息化是土木工程市场发展的高级阶段,必定融入现代物流业、电子商务业和信息产业,从而实现土木工程的高效益、高效率。
土木工程的信息化建设须致力建设三大系统。
一、建立土木工程设计、施工的技术和控制信息系统
信息技术是计算机、通信、控制及信息处理等技术的集成。应用信息技术系统及设备,现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学,可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,超越时间和空间,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。例如以模型为对象的三维协同设计模型,采用了模块化的模型设计技术,使得设计方法从平面设计走向模型设计,由于模型设计采用数据库技术和网络技术,从而实现了共享的集成化工作模式,设计人员(多专业)在同一个模型上工作,减少了不必要的条件传递和确认,信息资源得到了充分共享。这些信息资源将贯穿于工程项目管理的全过程(设计、采购和施工),图形由计算机系统自动产生,使得设计人员可以将主要精力投入到优化设计方案上,设计过程更为直观形象。而以可视化技术为基础的智能化设计环境,在三维模型设计技术的基础上,充分利用可视化技术以及面向对象的软件开发技术,以专家库、知识库为支撑,研究新的设计管理和设计模式,构造一个更易于操作、具备智能化的设计环境。目前许多工业项目的模型设计过程已初步应用了可视化技术,比如,实体建模,使设计过程更为直观有效,并易于修改;可视化的设计校审,使校审更为形象,并可与设计深度交叉;可视化的进度审核,将设计的三维模型与项目进度资源数据库相连,从项目进度资源数据库抽取信息来可视化地展现和分析项目管理的各种状态。
在施工中推广应用自动化控制技术,可有效地完成用传统控制方式难以实现的高难度施工项目。例如高层建筑的垂直度的控制;大体积混凝土的施工质量控制;预拌混凝土的上料自动控制;采用同步提升技术进行大型构件和设备的整体吊装和安装控制、整体模具的爬升和大型脚手架的提升控制;大型桥梁悬索受力的控制;幕墙的生产和加工控制;高温高压的焊接质量控制;建筑物的爆破、整体搬迁、以及沉降观测和数据采集,大型工业设施的三维空间管线布局的计算机模拟等等。信息化技术将全面革新设计技术和施工技术,其应用领域将越来越广,应用程度将越来越深,建筑工业化水平将越来越高。
二、建立土木工程标准、行业管理、工程管理、企业管理的信息系统
信息技术是一项各行业普遍适用的高新技术,必须与行业技术有机结合方能发挥作用。为使信息技术在土木工程施工中规范、有序、健康、高效地向前推进,须准确高效地制定土木工程技术应用标准和标准化管理信息系统,及时修编标准,便于检索查询和管理有关标准,随时随地选用标准和对标准的执行进行检查验收,从而有效地推进标准化管理。
土木工程行业涉及的门类很多,例如土木工程、房屋工程、设备管线安装业、装饰装修业,以及相关的房地产业、勘察设计业、设备半成品、钢结构加工业等,包含的企业众多,构成了一个庞大而复杂的行业信息集合,其信息量非常大。没有一个规范有效的行业管理体系和高效的运作机制,将难以保证这个行业的各项工作健康、有序、高效地发展。传统的管理方式及信息处理手段难以实现这一目标。应用现代信息技术建立高效的行业管理、工程项目管理、企业管理方面的信息管理系统,可以方便有效地对行业的有关情况
进行统计分析,制定合理的产业发展政策、产业技术政策、产业发展规划和发展战略提供了全新的条件与可能。目前,信息技术的应用已使得全球产业信息的获得非常便利,可非常方便地在国内国外两个市场同时研讨,掌握人类最新管理成果,使得作为人类生存和发展密切关联的土木工程业的管理提供了前瞻性、战略性和更为科学的依据,使建筑行业管理上一个新的水平。
信息技术给实体的数字化、时间的缩短、空间的缩小,对实体本质的把握更为科学,工程项目的单件性、时代性、环境性、多要素性决定了项目信息的大规模性、变动性、多门类性,信息技术使工程成为数字工程。而数字工程的建立,使工程管理进入新阶段,包括项目融资拓宽渠道、项目策划优选优化、项目设计电脑化,项目施工管理中运筹学在工期控制上的应用,多因素分析在质量控制上的应用,动态进行投资分析等。信息化使工程管理档案化、数字化、动态化,为工程的策划和融资、设计、施工、运行和维修等全过程的管理提供便利的条件、全新方法和手段。
信息技术实现更宽范围的人力资源管理,更准确的会计管理、成本管理、融资管理、投资管理,更优化的决策管理、计划管理,更高效的项目施工管理。信息技术也使建筑师、结构工程师、监理工程师以及项目经理的信息更为丰富,为新产生的团队合作关系甚至跨国的伙伴关系提供了前提。高技术的办公环境,促进新技术的采用和人力管理理念的创新,对更有效地提高生产率提供了可能,也促进了企业文化的升级。关于工程项目管理,正如山西太原化学工业设计院于万里同志的文章《从国外工程项目管理软件看国外工程项目管理》所言:工程项目的管理是一个多目标、既分别独立又相互联系的,多工序、多复杂又庞大的系统工程。一个大型复杂的工程项目的管理实际上就是利用能够控制的资源(人力、机具、材料、资金、工期)在一定的条件下对一个既定目标(进度、质量、费用)进行科学的计划和以更多的定量数据做深入动态分析,对于工程实施有效地调整控制,以尽可能小的投入,获得最大的效益。工程项目的管理必须依靠整套先进的管理理念,这种管理在国外的工程项目管理软件中体现得淋漓尽致。这些软件的基本功能主要有:
1.项目计划的编制。
在工程项目的招投标阶段以及中标授标之后的合同条件都要求承包商编制切实可行的“细化的施工进度计划”,对工程进行详细的剖析。软件对一个工程项目的所有任务做出精确的时间安排,同时还对完成任务所需要的原材料、劳动力、设计和投资进行分析和比较,在千头万绪的任务中找出关键要紧的任务(关键线路)以及对任务做出合理的工期、人力与物力、机具等资源的安排。
2.项目跟踪过程。
软件对于工程进度能够进行动态管理和控制,它要求项目各级管理人员根据所制定的计划和目标,要在项目实施的过程中对影响项目进展的内外部因素随时在施工过程中进行及时、连续、系统的纪录和报告并输入计算机,也就是真实、实时地反映工程进度,分析工程进度数据,及时反映工程项目的变化。
3.项目的分析、控制与优化。
由于管理软件实现了广义的网络技术,项目管理者根据跟踪提供的信息,对比原计划(或既定目标),找出偏差,分析原因,研究纠偏对策,实施纠偏措施。软件不但考虑时间问题还根据资源和费用进行分析求得一个时间短、资源耗费少、费用低的计划方案,并通过软件进行网络计划的优化,也就是利用时差不断改善网络计划的最初方案使之获得最佳工期、最低费用和对资源的最有效利用。软件有对工程数据与作业活动的强大过滤功能,将现行计划执行情况与目标计划进行数据库比较,然后再将滞后于目标计划的所有工作活动过滤出来,进行单独的追赶或特别跟踪。对于发现工期滞后的工作项目及时地采取补救措施,制定相应的追赶计划。对于现行超前于目标计划的工作可有意识地放慢部分超前工程项目的施工速度来降低工程成本或使总体计划更趋于合理。
三、建立土木工程基于互联网的方案优选、施工招投标、材料设备采购、人才招聘的企业商务贸易信息系统
互联网正在逐步深入土木工程,既在提供信息服务方面发挥越来越大、越来越广泛的作用,同时又为设计方案、施工组织方案、技术措施方案、种种合作方案有效进行比较,高效进行优化,将大大提高企业的决策能力和水平。
通过电子邮件、互联网传递,使建筑项目和承建商、材料供应商的信息沟通有效克服招投标过程中的信息不对称状态,同时增强透明度,推进公开化,网上招投标相当规模业务的开展将会更加规范市场行为,提高工作效率,降低工作成本,使招投标的竞争在更广范围更高的层次上进行。
电子商务对建筑材料、机械设备、机具的采购显得更为宽范围、广领域,甚至会进入货物及其流通的细微部分,使需求方对货物的质量、价格、生产方式、供货方式、市场信誉有更深入的了解和透彻的把握。网上交易为提高效率、降低交易成果、监督交易全过程提供了可能,同时还为买卖双方的合作经营伙伴关系起主导作用。对不正当竞争行为、诚信失缺行为进行有力遏制,促进市场健康发展。
人才上网,网上各专业专家组在网上会诊技术难关和质量难题,对土木工程人力资源开发提供巨大的力量。也可以说,现代建筑企业更加依赖网上技术研发,依赖网上人才库,只有这样,才有可能使企业做大做强。
利用项目管理信息平台、电子邮件、视频会议系统三种体系,为项目提供了一种先进的现代化信息传递和交换手段,使项目信息共享更及时、更灵活、更广泛,并具备了实施异地交互讨论的环境,参与项目的人员在世界范围内的任何地方都可以方便的查看项目管理信息,总部管理人员也可以同时访问其他地方项目管理信息,随时了解项目总体情况,通过这个数据库把公司本部、公司分部、施工现场、分包商等紧密地联系在一起,创造了一个异地协同工作的环境,并可实施异地指挥和控制。
1.1部分教材内容陈旧过时,亟待更新
“房屋建筑学”是一门开设在大二阶段的专业基础类课程,是培养和塑造学生专业态度与专业认识的一个起点。在这个阶段,学生初识房屋建筑,学习房屋建筑的各组成部位与其组成构造,其中不乏各种建筑材料与施工工艺。通过不断更新教学内容,保持教学内容与当下建筑工程的一致性,对学生树立专业第一印象与培养“应用型”人才显得意义重大。但是查阅市面主流版本教材内容,特别是在引入先进工艺与新材料等方面,效果却不尽如人意。例如:防水材料中讲到的沥青油毡早已被防水卷材与防水涂料给取代;新版《钢筋混凝土结构设计规范》中混凝土强度最低为C15,而书中仍将C10混凝土作为基础垫层来使用等。作为培养民办高校土建类专业的学生,“应用型”复合人才主要是以懂原理,能动手为主要出发点。但是目前“房屋建筑学”的教材内容显然与实际工程有很大的脱节,教材内容更新势在必行。
1.2课程教授内容繁杂,学生顾此失彼
“房屋建筑学”在土建专业整个教学系统中起着承上启下的作用,涉及的知识面广,综合性强。需要学生运用所学课程,如“土木工程概论”、“土木工程制图”与“土木工程材料”等先修课程知识作铺垫。这些课程与“房屋建筑学”课程之间环环相扣,知识点相互重叠与渗透,可以说“房屋建筑学”是一个综合以上课程的一次综合运用。正是由于该课程具有高度的综合性与专业性,在实际的教学过程中,笔者发现学生的知识衔接能力不够,综合运用能力有限,教授的效果往往事与愿违。
1.3重理论、轻实践,课程设计不尽如人意
“房屋建筑学”的内容包含两个部分:建筑设计与建筑构造。前者主要侧重与建筑功能与形象的设计,后者重点集中于构件的功能与施工做法。该课程的常规教学方法是以理论教学为主,辅以一周的课程设计。理论与实践的学时比例约为3:1,满足教学大纲的任务与要求。而实际情况却不尽如人意,课程设计集中于期末考试前一周,学生无心投入设计实践之中,疲于应付各科考试。
1.4涉及设计数据较多,学生缺乏感知能力
“房屋建筑学”里含有较多的设计数据与尺寸要求,各种尺寸大小不一。有考量建筑长与宽的较大尺寸(以米为计量单位),亦有衡量细部构件较小的尺寸(以毫米为计量单位)。学生对于某个数据缺乏直观的体验,无法准确判断及合理做出设计。
1.5考核方式落后,学生考后即忘
“房屋建筑学”通常采用闭卷考试形式,主要以考查学生理论知识为主,如概念和构件作法等。这就造成学生死记硬背,考前突击,考后即忘。失去了课程教学的基本意义,与“实践性”、“应用型”的培养目标背道而驰。
2“房屋建筑学”的课程改革
2.1吐故纳新,保持知识的先进性
“应用型”人才培养注重的是与时俱进,塑造符合时代要求、满足市场需求的复合型专业人才。如何能让学生从校园到职场无缝衔接,是本次专业转型革命的一个重要问题。保持知识的先进性,让学生赢在起跑线上显得尤其重要。应加大教材更新力度,及时融入新技术、新材料、新工艺与新规范的更新内容,摒弃废旧、少见的内容,合理删减教材。民办高校也可以根据各自定位与发展方向,开展自编专业教材建设工程,让教师拥有更多自,从而达到因材施教,事半功倍的效果。
2.2调整理论与实践课时比例,向实践课倾斜
“应用型”人才的价值体现在动手能力,解决问题的能力。加大实践课教学学时,控制实践课教学质量重要性不言而喻,让学生在实践中发现问题、解决问题,继而再用理论知识加以诠释,这是一条比较适合民办高校学生学习特点的方法。可以考虑把本课程的课程设计放在学期期中,比较圆满地解决了期末时间紧张的矛盾。
2.3开展户外课堂,加深对建筑的“感知”印象
面对“房屋建筑学”中比较专业的概念和比较具体的施工构造做法,采用传统的“填鸭式”理论教学方式暴露出了种种弊端,课堂效果收效甚微。按照“应用型”人才的培养要求,可转变课堂教学方式以及教学环境,通过激发学生兴趣,进行自我“感知”是一种新颖且易于被学生接受的方法。“房屋建筑学”的课堂完全可以设置在建筑室内外的各个位置。例如:讲授房屋的开间、进深或勒脚、散水、女儿墙等构件时,可以将学生分组,寻找校内各建筑对应的构件,并要求用皮尺测量出各构件的尺寸;讲授屋面的排水形式与防水构造时,可将课堂直接开设在建筑的屋顶,既激发了学生的兴趣和能动性,又在实际测量中加深了对构件的了解,一举多得。
2.4多种考核形式并存,注重学生动手能力
考核方法应突破传统的纸面答题,改变单一的一考定成绩的形式。由于“房屋建筑学”的综合性与工程实用性,可以在考试形式上多样化,考试内容上专业化。例如:在讲授完成建筑平面设计的内容后,通过设置课堂小测验的方式,用一些简单的建筑方案快题,要求学生绘图表示,以达到巩固练习,强化锻炼的目的;在讲授完成楼梯的设计步骤与要求后,设置综合小测验,要求学生设计一套完整的楼梯并用绘图的形式表达。将这种单元测验的成绩计入总分,最终汇总评判。这种方法弱化了期末考试一考定成绩的现象,避免了学生平时不努力,考前抱佛脚的现象。
3结语
【关键词】 英国规范,道路设计,Civil 3D 软件
AutoCAD Civil 3D软件是一款基于Autodesk的工程设计软件,具有强大的三维处理功能,相比国内一般普遍使用的二维道路设计软件,Civil 3D软件的三维地形处理功能为道路的纵断面设计、施工横断面设计和土方设计提供了更加便捷、准确的数据基础,这是目前国内其它道路设计软件所无法达到的。本文结合该软件在斯里兰卡项目中的设计过程来介绍Civil 3D 2011软件在道路设计中的应用。
1 工程项目简介
斯里兰卡C11标是中国水电承建的中国政府资金援助北部道路修复项目,位于斯里兰卡北部,自营段(B296道路)全长42公里,该路面的基本结构为:土料回填——砾石土料底基层(30cm)——级配碎石基层(20cm)——沥青混凝土磨耗层(5cm)。
按照合同要求,承包商负责原始地形测量并用业主指定的CIVIL 3D 软件在英国规范下进行道路平纵横设计。
2 设计步骤
2.1 测量
2.1.1 GPS控制点的确定
2.1.2 加密控制点( 平面控制&高程控制)
为了保证控制点通视和后期测量放线,本项目用全站仪和水准仪在GPS控制点中间按每100-300m加密控制点,在B296路共设置控制点122个和水准点72个.
2.2 用CIVIL 3D进行道路平面设计
项目承建的B296路是斯里兰卡B级公路,主要承担居住区、工业区、城市中心之间的交通,连通A级公路,根据技术规范,B296路设计车速为70km/h,最大超高6.0%,最小曲线半径185m,最小缓和曲线长45m,这些设计参数是根据道路类型,车流量及设计年限等指标按照斯里兰卡《公路线性设计标准》(1998)得出的。
1)创建曲面中水C11-B296
创建新曲面:中水C11-B296,后续的所有设计都在这个曲面上进行,包括路线设计、纵断面设计、横断面设计、道路设计等。
新建曲面步骤及建好的中水C11标-B296曲面如图2:
2)点文件导入
将用全站仪外业测量的点导入,CIVIL 3D软件默认的点文件是文本格式,所以需要将测量的点文件转换为文本格式,软件可以默认或创建多种P注1XYZ顺序的点文件。
3)曲面生成
§设计方法
4 结语
通过CIVIL 3D软件在本项目中的应用,深切感受到该款软件强大的图形处理功能及数据管理功能,通过二维与三维图形的结合能更加优化道路设计,尤其通过对参数的调整或者通过安装本土化包的方式能满足各个区域的设计规范要求,随着中国及国际城市化建设步伐的加快,相信该软件对铁路、公路、桥梁、隧道等土木工程设计效率会有提高作用。
本文结合项目特点简单阐述基础的道路平纵横设计过程,有不足之处,希望各位同事专家批评指正。
注1:P是指外业测量点的序号,导入过程中,此数据可有可无。在此项过程中,全站仪受天气影响或者操作失误影响会导致测量点资料会出现部分错误,这在其他设计软件使用过程中也是在所难免的,所以在测量点在转换过程中,审查点的正确性是有必要的。
铁路线上分布着大量的建筑物和设施,如桥涵、隧道、车站、供电、通讯、信号及给排水等。铁路线的位置决定了各项建筑物的配置和设备的位置;反之有一些建筑物的配置也影响铁路线的位置。铁路线的位置不仅对工程数量和工程费用有巨大影响,而且对运行安全和运输效率产生深远影响。因此,铁路修建之前必须定好铁路线位置,才能进行各种建筑物的具体设计。勘测设计阶段由于铁路的复杂环境与要求,必须经过由广到狭,由概略到精细的勘测,同时使铁路线位置设计有步骤地从较多的方案中经过多次选优,最终达到最佳的空间位置。
铁路定线是在地形图或地面上选定线路的方向,确定线路的空间位置,并布置各种建筑物,是铁路勘测设计中决定全局的重要工作。
要作好定线工作,必须综合考虑多方面的因素,逐步接近地、分阶段地进行工作。每一阶段都应精心设计,多作方案必选。内容应从粗到细,从整体到部分,工作过程是从面到带,从带到线,知道确定线路的具置,这种特点决定了铁路定线过程中内外业的关系:外业勘测与调查是内业定线的依据,而内业定线又指导下一阶段的外业勘测,经过多次反复,最后才将线路测设于地面。影响线路走向的因素主要有以下几点:
(1)设计线的意义及行经地区其他建设的配合。干线铁路的走向应力求顺直,以缩短直通客货运输距离和时间。地方意义的铁路,则易于靠近城镇和矿区,以满足当地客货运输的需求。走向的选择还应与路网规划及行经地区其他建设项目协调配合。要根据客货流向选好接轨站,力争减少折角运输。要有利于规划的干线或支线引入。要考虑与其他地方交通体系的合理衔接,并应满足国防要求。(2)设计线的经济效益和运量要求。选择线路的走向应尽可能为更多的工矿基地和经济中心服务,即加速地区国民经济的发展,又使铁路扩大运量,增加运营收入,争取较高的经济收益。(3)自然条件。地形、地质、水文、气象等自然条件决定线路的工程难易程度和运营质量,对线路走向有直接的影响。对于严重不良的地质条件、缺水地区、高烈度地震区以及高达山岭、困难峡谷等自然障碍,选线时宜考虑避绕。 (4)设计线主要技术指标和施工条件。设计线的主要技术标准在一定程度上影响线路的走向,同样的运输任务,采用大功率的机车,则可以采用较大的最大坡度值,是线路有可能更靠近短直方向。
自然条件下的定线原则
1.河谷定线
沿河而行的路线称为河谷线。在路网中,河谷线有较大的比重。沿河谷定线具有下列优点:
(1)河谷纵坡为单向坡,可避免线路出现逆破,且可利用支流测谷展线。(2)多数城镇位于河谷阶地,在阶地设站,可更好的为地方服务。(3)多数河谷具有开阔地段,铁路通过阶地,可更好的为地方服务;即可提高铁路的效益,又方便了铁路员工的物质、文化生活。
河谷两岸条件常有差别,应结合地形、地质、水文、农田及城镇的分部情况,选择有利岸侧定线。但有利的岸侧,不会始终局限于一岸,应注意选择有利的地点跨河改变岸侧。
河谷线定线,线路位置往往差异几十米甚至几米,就会对铁路的安全和工程量带来很大影响。线路合理位置的选择,可分三种情况加以分析研究:
(1)河谷较开阔,横坡较缓且地质良好时,理想的线路位置为不受洪水冲刷的阶地。 (2)河谷狭窄,横坡较陡,且地质不良时,线路应由避开山坡与外移建桥的方案进行比选。 (3)河谷十分弯曲时,可根据山咀或河谷的实际情况,采取沿河绕行或取直方案。
2.越岭地段
当线路需要从某一水系(河谷)转入另一水系(河谷)时,必须穿越分水岭。越岭地区高程障碍大,一般需要展线,地质复杂,工程集中,对线路的走向、主要技术标准(特别是限制坡度和最小曲线半径)、工程数量和运营条件等影响极大。所以应大面积选线,认真研究、寻找合理的越岭线路方案。
越岭线路常是沿通向分水岭垭口的河谷足坡定线,并以隧道(地形有利时用路堑)越过垭口,再沿分水岭另一侧的河谷向下游定线。越岭线路应主要解决的问题为越岭垭口选择、越岭高程选择、和越岭引线定线。
越岭引线定线是,应注意一下几点:
(1)结合地形条件选择合理的最大坡度(限制坡度或加力坡度)。越岭地区高差大,为避免大量人工展线,除应研究低高程的长隧道越岭方案外,还应与采用较陡 坡度的方案进行技术经济比较。(2)为了能控制合理的展线长度,应从垭口往两侧(从高到底)定线,以避免展线不足或过长。由于垭口两侧自然坡度上陡下缓,在上游应尽量利用支沟侧谷合理展线,是线路尽早降入祝贺股的开阔台地。 (3)垭口附近,地形尤为困难,在有充分依据时,引线可合理选用符合全线标准的最小曲线半径。
3.平原、丘陵地区
平原地区地形平坦,丘陵地区邱岗连绵,但相对高差不大,一般工农业都比较发达,占地及拆迁问题比较突出,地质条件比较简单,但水文条件可能复杂。因此,在平原、丘陵地区定线,应着重注意解决好下列问题:
本系统以GoogleEarth为三维地理信息数据来源,在GoogleEarth实现铁路工程地质勘察,通过Access数据库管理勘察成果并将勘察成果输入AutoCAD成图。因此要通过数据库管理技术建立统一的数据接口,实现GoogleEarth与AutoCAD的相互通信。GoogleEarth和AutoCAD分别是Google公司和Autodesk公司开发的软件产品,要实现二者集成,需通过其提供的二次开发接口,在C号环境下编程实现。具体步骤如下:(1)在C号环境下,利用GoogleEarthCOMAPI和AutoCADAPI分别获取GoogleEarth和AutoCAD的窗口句柄;(2)利用WIN32API将获取的窗口可视化地管理起来[5];(3)建立统一的线路和地质数据库,实现二者之间的数据共享。集成GoogleEarth窗口和AutoCAD窗口后的系统如图2所示。窗口有上下切分模式、左右切分模式、单GoogleEarth模式和单Auto-CAD模式。
2铁路定线与方案展示
作为一个铁路工程地质勘察系统,铁路定线功能是不可或缺的,这就要求在GoogleEarth三维地理信息平台上,能够进行铁路定线以及方案展示,以便能为铁路沿线的地质勘察提供参考和依据。基于GoogleEarth进行铁路选线,目前国内已经有较成熟的系统。本实验室刘江涛等[5]研发的“基于GoogleEarth的铁路三维空间选线系统”[5]提供了交互式定线、平面设计、纵面设计、桥梁、隧道、站场设计等众多功能(图3)并且取得了较大的实际应用价值,因此本系统对其中铁路定线模块予以直接引用。
3遥感解译与空间分析
3.1遥感解译GoogleEarth可以提供多分辨率卫星影像、地形数据,不同地质、地物在遥感图像上的光谱及纹理特征是不同的,因此可以实现从宏观-局部多尺度的遥感地质信息解译,其解译要素可分为地貌单元、地质构造、不良地质、水文地质、特殊岩土等,包括断层、地质界线、不良地质体、岩溶区、产状、观测点、钻探、试坑、水文点、水准点、照相点、区域地质图、工程地质平面图、环境保护区划图等[6-7]。KML是Keyhole标记语言(KeyholeMarkupLanguage)的缩写,是一种采用XML语法与格式的语言,用于描述和保存地理信息[8],如Placemark、Path、Polygon和GroundOverlay,可以被GoogleEarth识别并显示。因此,可建立地质信息与KML元素的对应关系,如表1所示,实现解译成果在GoogleEarth上的可视化表达。不同类型的地质信息通过不同的颜色、比例、符号、粗细和描述信息进行区分。解译成果通过Access数据库管理,并实时显示在GoogleEarth三维地理信息平台上,如图4所示。3.2空间分析系统利用GoogleEarth三维地理信息平台,完成点线面测量、线路调查、产状测量、坡向测量、视倾角、真厚度计算等空间分析功能,能够快速获取区域性的地层断层产状、岩层厚度、边坡坡率及与线路空间位置关系,减少现场地质调查工作量,降低人力物力成本。以产状测量功能为例,产状测量是地质研究中的基础工作,在地质各领域应用广泛。随着遥感技术的发展,地学工作者要求能够快速、准确、批量的获取岩层产状,而地质罗盘、坡度仪等传统工具又存在工作量大、精度低,受限于野外条件等缺陷。而利用GoogleEarth遥感影像和地形数据,可以从宏观尺度上进行地表浅层岩层的判别,并确定岩层分界线。实现从GoogleEarth提取岩层分界点数据需要用到GoogleEarthCOMAPI接口技术。通过调用函数GetPointOnTerrainFromScreenCoords([in]doublescreen_x,[in]doublescreen_y,[out,retval]IPointOnTerrainGE**pPoint)即可返回选取点pPoint的经纬坐标和高程值。得到的岩层分界点数据为大地坐标,需转换为平面坐标,因此需要用式(1)进行高斯投影坐标正算[9]:获取岩层分界点的平面坐标后,可通过最小二乘法进行平面拟合,拟合出岩层面,如图5所示。最后根据拟合出的岩层面方程和产状计算公式,计算出走向、倾向、倾角等产状信息。
4铁路工程地质勘察成果展示与查询
铁路工程地质勘查数据最终通过Access数据库统一管理,为让设计人员、评审专家和决策者能全面了解勘察成果,系统基于GoogleEarth建立了三维综合展示平台,实现了遥感影像、地理信息、地质资料、线路方案、勘察资料等空间信息的集成,综合展示信息如图6所示。勘察成果综合展示平台实现了二维、三维混合以及多数据源的融合。整个线路的三维地形、影像、地形图、平面设计成果、线位、桥梁、隧道、车站、地质等各专业信息通过数据库统一管理,最终集成到同一个KML文件,将KML文件导入到GoogleEarth,便可实现勘察成果的综合展示。系统根据XML语法与格式以及KML文件的特点,为KML文件中点、线、面、图片等添加<description>标签,<description>标签具体描述各项成果的详细信息。这样,通过点击该图标,即可查询其详细信息。如需查询线路交点的设计信息,在GoogleEarth窗口点击线路交点图标,会出现一个属性对话框,对话框显示线路交点的曲线半径、缓和曲线长、交点坐标、转角等设计信息;如需查询勘察点的坐标信息,只要单击勘察,就会自动弹出勘察点信息窗口。为进一步增强综合展示信息的全局效果,可根据铁路线位设置三维游览路径,路径可根据线位自动计算,也可人工绘制。沿路径游览时,可设计相关参数,如游览速度、视点高度、视角和停留时间等,如图7所示,从而实现方案的全方位展示。在铁路工程地质勘察中,经常会遇到设计多个方案的情况,本系统提供了同时展示多个方案的功能,供勘察设计人员比选,提高方案比选质量和效率。基于GoogleEarth的铁路工程地质勘察信息展示平台,弥补了传统方法在立体综合展示能力上的不足,有助于对地形地貌、地质条件等的总体把握,特别是对于山区铁路,有更大的应用价值。
5应用与结论