(一)环保管理理念缺失。在当前土木工程的建设和管理之中,一些管理人员并没有认识到环保管理与整个工程的效益,没有认识到环保管理在工程建设之中的重要性。表现在具体管理中就是一些高资源消耗的生产方式依然存在,在生产过程中对不注意对环境的保护,对施工造成的污染不加以管理和控制。这种管理方式使得工程施工企业的社会形象大打折扣,不利于企业的长远发展。
(二)机械设备落后。土木工程的建设施工必须依靠大量的机械设备,这些设备的使用直接关系到工程项目的进度和质量。从土木工程当前的施工情况来看,在一些施工项目中,许多机械设备过于陈旧,环保标准达不到国家的要求,产生的噪声污染较为严重,不利于环境保护工作的展开。
(三)技术制约。土木工程建筑相关环保材料在生产技术上远远落后于外国先进国家。另外,我国土木工程的环保仅在表现材料方面,而环保理念的运用上存在着很大的不足,一些环保建设方式由于技术的原因根本无法实现。
二、土木工程环保管理措施分析
土木工程环保管理是一项综合措施,必须从多方面加以管理和控制,实现工程建设与环境协调,为此,笔者认为加强土木工程环保管理主要可以从以下几点着手:
(一)完善环保管理模式。目前,环保管理模式的最大问题就是监督力度不够,这使得环保管理无法实现,因而在执行环保管理措施过程中,必须严格按照相关标准执行,制定相关环保惩罚条例和建立环保监督机构,建筑方应与环保行政部门相配合,对施工过程中的行为进行监督。并对施工方环境污染收取一定抗污染费用,对于不利于环保的措施和操作程序及时提出意见建议。
(二)制定详细有效的环保措施。首先,在施工之前对施工所需要的机械设备、材料等进行分析,淘汰落后的机械设备;其次,按照相关技术环保标准,制定施工规划,对施工过程中可能导致的环境破坏进行分析,并提出解决措施;最后,处理好噪声污染、空气污染、水污染等,特别是加强对施工中的生活污水处理,严禁任其排入河道水流中,淤泥表土应运到指定地点堆弃,避免淤塞河道。
(三)落实环保技术。首先,应当明确施工过程中所需的环保技术,淘汰落后的环保标准,对相应的技术进行改善;其次,积极引进先进的技术设备,对当前的技术加以改良;最后,使用环保材料,减少资源消耗。
随着我国建筑的现代化发展,土木工程在我国国民经济中的地位日益突出。社会科技的不断发展,使建筑的造型、功能、规模以及技术逐渐多样化、复杂化、大型化,与之相关的设备、材料、技术也不断更新。此外,生态技术、信息控制技术、节能技术等新技术也不断应用于建筑领域。超高层建筑、超大跨度建筑、特大跨度桥梁建筑、大型复杂结构建筑等,在国家建筑水平方面,已成为重要的衡量标准。而土木工程的现代化发展,主要体现在创新与技术方面。
一、土木工程概述
所谓土木工程,是建造公路、桥梁等各类工程设施的一种科学技术总称。土木工程包括建造工程中的施工材料和施工设备,此外,地质的勘察、图纸的设计、工程的施工、建筑的保养与维护都是土木工程的内容。土木工程作为一门学科,内容丰富多样,结构比较复杂,门类也比较多。
土木工程是国家建设中的重要组成部分,在一定程度上影响着经济以及社会的发展。土木工程作为国家建设的一种,与人们的日常生活也有密切联系,如办公楼、公路、桥梁,无论是工作还是生活,都与土木工程有一定的关联[1]。农田管理中所使用的灌溉设施、城市废弃物的排放管道等,都离不开土木工程,因此,土木工程为人们的生活和工作,提供了一定的保障。另外,土木工程也具有一定的艺术价值。北京奥运时期所建造的鸟巢和水立方等体育场所,都是土木工程建筑的巅峰代表,同时也是一种艺术成果。土木工程的时代特征比较鲜明,在不同的时代,有不同的建筑特色。
二、土木工程的现状
我国土木工程,在高层建筑方面,20层以上的建筑已超过10000栋。其中,100m以上的建筑超过500栋,200m以上的建筑超过50栋,而300m以上的建筑超过20栋。处于上海的环球金融中心大厦,是土木工程中的最高层建筑,建筑整体高度达到492.5m,建筑楼层为95层。而公路、铁路事业方面,发展速度也比较快。我国高速公路在2010年完成2.4万公里的路程建设,总里程可达7万公里,在世界上稳居首位[2]。我国铁路在2010年,也完成了8.5万公里的路程建设,其中,青藏铁路的建设与开通,是我国铁路发展史中的里程碑,意义重大。地铁和轻轨作为我国城市铁路建设的主要内容,发展规模正在不断扩大。另外,桥梁建设方面,我国已建成的桥梁,有各种类型,所使用的材料也不尽相同,部分桥梁建筑可与达到国际水平的桥梁相提并论。在前十位世界跨径桥型中,我国有6座斜拉桥和2座悬索桥,是我国实现由桥梁大国转变为桥梁强国目标的重要表现,这在一定程度上也显示了我国的综合国力。
在建筑材料以及施工工艺方面,主要采用混凝土及其相关技术。建筑原材料多采用球状、活化等新型水泥以及性能比较高的减水剂,硅灰、粉煤等超细掺合料的使用也比较广泛。在混凝土施工技术方面,计算机技术、检测设备、搅拌设备等新工艺的使用,有效改善和提高了混凝土技术在性能控制和性能设计方面的水平。而预应力技术的应用,一方面为解决建筑难题提供了技术支持,另一方面也创新了建筑结构。预应力技术在公路建设中的应用,可以有效解决伸缩缝和混凝土开裂方面的问题,延长公路的使用期限。预应力技术在桥梁建设中的应用,可以解决不同类型桥梁的跨度问题[3]。而预应力技术在水利以及其他工程建设中的应用也比较广泛,如旧建筑的拆除、加固、改造等。
在城市人口持续增长的同时,城市建设规模也不断扩大,随之而来的用地紧张以及交通拥堵等问题也日益突出,在很大程度上影响了人们的正常生活。土木工程建设需要不断扩展建筑空间,主要方式有地下和高空两种。高空扩展,主要是增加建筑高度或是建筑楼层,而地下扩展,主要是城市地铁建设。这两者建筑空间的扩展方式,都会在一定程度上缓解用地紧张、交通拥堵等城市问题,有效节约资源,促进土木工程的现代化发展。
三、土木工程的未来
(一)建筑功能更全面
在土木工程取得发展的同时,相应的要求也不断增加,因此,土木工程的发展,需要使其功能更全面。住宅建筑、商用建筑和公共建筑,在建筑功能要求方面,主要强调建筑与环境的协调与融合,在布局结构方面,充分考虑天然气和水电装置,利用现代化设备调节室温。转变传统土木建筑理念,与社会现代化发展相适应。
(二)建筑类型更多样
随着建筑力学与材料学的深入发展,建筑工程在建筑类型方面的要求逐渐多样化。建筑类型的制约因素比较多,包括建筑材料、建筑结构、建筑工艺等。在保护环境、节约能源、减轻交通压力的基础上,满足大众开展公共活动的需求,推广新兴的大跨度以及网架结构建筑类型,使建筑类型日益多样化。
(三)道路交通更快捷
社会经济以及城市现代化的发展,使城市人口不断增加,相应的交通需求也日益增加。其在道路交通方面的要求,主要体现在高效和快速上[4]。土木工程的现代化发展,在一定程度上,为道路交通的快速化发展提供了有利条件。要实现航空、铁路以及公路运输的高速、快速发展,就需要采用新的建筑理念和建筑技术。
(四)城市建筑更立体
城市人口的持续快速增长,使城市密度不断上升,用地紧张、交通拥堵等问题日益频繁。土木工程的现代化发展,需要有效解决这些城市问题,使城市建设向立体化方向发展。而城市建设的立体化,主要是通过多层或是高层建筑来实现,因此,高层建筑在一定程度上,已成为城市现代化发展的重要标志。
结语
就目前情况而言,我国土木工程在部分领域已处于世界领先水平,但在相关的设计和技术方面,还存在一系列问题。我国土木工程未来的发展,需要转变建筑理念,不断加强施工技术,广泛使用新材料和新技术。有效结合建筑理论与实践,在运用理论进行指导的同时,需要充分考虑其实践作用。利用先进的建筑理论指导实践,在实践过程中将理论转换为实际的操作手段,以此实现理论与实践的有效结合。我国土木工程的现代化发展,主要体现在功能的全面化、类型的多样化、交通的快捷化以及建筑的立体化方面。
参考文献
[1]王洪磊. 浅谈土木工程的现状与未来发展趋势[J]. 数字化用户,2013,08:28.
[2]吕威,孙越. 土木工程的现状与发展趋势的探究[J]. 黑龙江科技信息,2014,30:242.
[3]丁伟. 分析土木工程的现状及其未来发展趋势[J]. 科技创新与应用,2013,20:240.
引 言:土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动;也指工程建设的对象,即建造在地上或地下、陆上或水中,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。
1 未来土木工程的发展
1.1指导理论的继续发展
在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上,现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展,用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用,使得对复杂的情况的模拟更有把握,更接近于现实。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。
1.2 工程实现的变化
土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物,从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面,有了好的理论和设计,没有好的工程实践,一样不会产生一个优秀的作品。 信息时代正在迎面走来,其他学科和其他方面的新观点新技术,必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论,施工技术,新材料,环境工程,经济理论等等。
1.3 主动控制技术
迄今,绝大部分的土木工程建筑都是被当作一个静态的,被动的物体。对周围环境的影响,如风动,温度变化,突发事件等只能依靠自身的结构进行被动的抵御。显得缺少灵活性和应变能力。今后土木建筑设施的一个发展方向之一就是主动控制技术在建筑构造物中的应用。运用计算机技术和模糊控制技术,以及一些预设的控制结构。使得建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应。
2 未来土木工程的发展
2.1 指导理论的继续发展
在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。
城市规划,建筑等相关学科进一步的交叉,融合,互相支持,互相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学科,如对城市地下空间的大规模利用就使得新的地下规划学科有了产生和发展的必要。不同次级学科的理论也会相互渗透,比如现在就有一些大型体育场馆采用了类似桥梁的悬索结构。
2.2 工程实现的变化
土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物,从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。
信息时代正在迎面走来,其他学科和其他方面的新观点新技术,必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论,施工技术,新材料,环境工程,经济理论等等。
(1)全过程信息化
信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中,重点不仅仅限于CAD方面,也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集,分析,整理;对建筑物结构,强度,可靠性的分析和相应对策的决策等。
全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控,及时掌握整个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的高潮,20~30年后,现在这些建筑物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作,对今后维护也大有帮助。
信息化也成为专家系统技术的基础。程序的解题能力不仅取决于它所采用的形式化体系和推理模式,而且取决于它所拥有的知识。要使一个程序具有智能,必须向它提供大量有关问题领域的高质量的信息输入。
(2)可持续发展和人性化
这两个要求是与社会经济的发展相适应的,社会的发展要求更加充分合理的利用资源,社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。
整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的,在可持续发展成为整个社会的主题的时候,土木工程也必然的要面对这个问题。施工过程中也相当注重对周围环境的影响。
(3)主动控制技术
迄今,绝大部分的土木工程建筑都是被当作一个静态的,被动的物体。对周围环境的影响,如风动,温度变化,突发事件等只能依靠自身的结构进行被动的抵御。显得缺少灵活性和应变能力。今后土木建筑设施的一个发展方向之一就是主动控制技术在建筑构造物中的应用。运用计算机技术和模糊控制技术,以及一些预设的控制结构。使得建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应。
3 未来展望
3.1 指导理论的继续发展
在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上,现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展,用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用,使得对复杂的情况的模拟更有把握,更接近于现实。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。
3.2 工程实现的变化
这也是土木工程一个重要的组成部分。。
(1)全过程信息化
信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中。
(2)可持续发展和人性化
这两个要求是与社会经济的发展相适应的,社会的发展要求更加充分合理的利用资源,社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。
整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的,在可持续发展成为整个社会的主题的时候,土木工程也必然的要面对这个问题。对资源和能源的节约,包括在建设中的和使用过程中的,成为土木工程以后的一个方向,这要求有良好的设计和有效的运作管理机制,土木工程构筑物在它的整个寿命周期,从规划,设计,建造到建成后的使用,维护,拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小,同时尽可能大发挥它的社会经济效应。
4 结束语:
在未来的土木工程研究中,需要加强结构形式、建筑材料、施工工艺等探索与研究,也需要加强土木工程理论与技术的融合,实现更大的突破。
关键词:
土木工程;结构设计;安全性;经济性
随着建筑行业的发展,我国在土木工程方面取得了非常大的进步,结构设计是土木工程建设过程中的关键环节,而安全性、经济性是结构设计涉及到的主要问题,切实提高土木工程结构设计中的安全性、经济性,是建筑行业当前亟须解决的问题。
1现阶段土木工程结构设计中的问题
(1)缺乏安全性土木工程结构设计中的安全性设计涉及到多个因素,主要包括土木工程建筑的稳固性、耐久性以及最大承载能力等,这些因素均对土木工程结构的安全性起着一定的影响。但就现阶段来说,土木工程结构设计的相关安全规范尚存在诸多不足,由于设计理论不够权威,从而导致其约束能力较低,与国外建筑的相关安全规范相比,我国现阶段在土木工程安全规范、结构设计安全标准等方面仍旧存在着一定的差距,从而导致土木工程建筑在后期使用过程中比较容易出现墙体表面开裂以及墙体变形等问题。
(2)耐久度不足土木工程结构的耐久性指的是,在荷载作用下土木工程建筑的耐久性,但就现阶段而言,在进行结构设计的过程中,却没有充分考虑到环境或其他因素对土木工程建筑耐久性的作用与影响。对于建筑体来说,对这自然环境、气候的变化,企业会相应的随之变化,我国各个地区的气候有着非常明显的差异,但现阶段我国的相关建筑条例没有关于这方面的内容,从而导致土木工程规范性的缺乏。
(3)缺乏牢固性在建筑的实际使用过程中,建筑的局部质量问题或许没有明显影响建筑整体的牢固性,但从建筑理论上看,建筑的整体稳固性是“生命线”。面对整体稳固性要求,需要土木工程结构设计过程中具备良好的延展性,且要充分考虑冗余度。
2提高结构设计安全性的对策
(1)重视结构设计文件的说明建筑的结构设计文件说明,是一种指导相关施工单位进行实际操作的说明,设计人员必须充分理解说明书中的表述、要求,才能更好地进行指导。为便于理解,设计人员在编制说明书内容的时候,要尽量做到简洁明了,切忌过于冗长、复杂,尤其是在一些相对来说比较复杂的土木工程结构设计中,设计人员更应当重视结构设计文件的说明,保证土木工程结构的实际安全性与预期保持一致。
(2)完善结构设计的理论在土木工程建筑中,必须完善、增强结构设计的理论,也就是说,需要深刻理解结构设计概念的基础上,才能具备一个清晰的结构设计思路。所以,目前来说,结构设计的概念已经成为提高土木工程建筑结构设计安全性的重点。
(3)合理选择设计单位在对土木工程建筑进行施工的全过程中,相关质量管理人员在选择设计单位时,应尽可能地选择管理先进的、实力较强的以及质量有保障的设计单位,因为此类设计单位一般具有先进的设施、丰富的设计经验以及科学的管理手段,而且结构设计人员还具备较高的专业素质,因此,选择此类设计单位有利于提高结构设计的安全性与质量,从而有利于提高土木工程的整体安全性。
3提高结构设计经济性的对策
(1)标准图的合理选择就现阶段来说,在土木工程结构设计中,为确保其规范性,会适当降低工程设计者的工作量,一般情况下,施工招标部门会选择施工标准图。合理选择标准图,不仅有利于减少设计人员的工作量,还有利于降低错误的发生率。对于标准图来说,用于规模较小的土木工程建筑中,也有利于促进施工进度的加快,此外也有利于提高工程的安全性、经济性;但如果在规模较大、结构较为复杂的土木工程建筑中应用标准图,就会导致设计风格保守、实际投入过大等问题,从而不利于土木工程的持续发展。虽然在土木工程建筑的结构设计中应用标准图有利于提高其安全性,但在特殊的设计中这种方法仍旧存在一定的不足,需要进一步发展与进步。
(2)成本控制对于土木工程来说,从最初的招标选择开始,就需要严格遵循招标的具体规范,以保障工程招标的公平性、公开性、公正性。此外,在选择竞标者的设计方案时,也要综合、充分地考虑安全性与经济性。必须始终遵循择优选取的原则,避免出现假公济私现象,在保障结构设计安全性的基础上,选择最经济的设计方案,也要充分考虑建筑的外部美观性。利用这种方法,不仅有利于确保招标部门能够得到具有较高安全性的设计方案,也可以大大降低投资,从而降低工程的经济投入。
4结语
综上所述,随着土木工程建筑行业的不断发展,对土木工程结构设计中安全性与经济性的要求越来越高,因此,相关设计人员必须不断提高自身的专业素质,并选择有效的措施,提高结构设计的安全性与经济性。
作者:陈鑫磊 单位:中油辽河工程有限公司
参考文献:
21世纪是高科技时代,土木工程将会引进更多的高新技术,土木工程发展极为迅猛,其实践和研究已取得显著成就。据澳大利亚的科学家分析, 2080年世界人口将达到顶峰(106亿),而后有所降低,因此,我们要将土木工程引进更多的高新技术,以适应可持续发展战略,促进土木工程进一步提高、创新和发展。
1 土木工程的涵义
土木工程是应用各种材料、和设备进行勘测、设计、施工、保养维修等建造各类工程设施的科学技术的统称。从狭义来看土木工程即指工程建设的对象,如建造在地下或者地上、水上或者陆上、间接或者直接影响人类生活、科研服务、军事战略的各种工程设施,包括房屋、道路、堤坝、运输管道、铁路、桥梁、隧道、港口、海洋平台、电站、防护工程、给水排水等。本文主要以房屋建设工程为中心进行论述。
2 新世纪的土木工程
2.1 新世纪土木工程的高层建设成就
新世纪以来,城市化的进程不断加快,由于城市用地日趋紧张,于是我国高层建筑飞速发展,不仅体现在数量上,还体现在质量上。据初步统计,我国已建成20层以上高层建筑物10 000多栋,超过100 m的高楼有500多栋, 200 m以上的高层建筑50多栋,有20多栋超过300 m。例如长沙中心百货大楼为悬挑结构,总高115m,共三道预应力混凝土悬挑大梁,每道挑起6层楼面;南京多媒体通讯大楼为巨型框架结构,32层,140.5 m高,四角的电梯井筒为其四根巨柱,整个大楼有4道大梁;上海浦东金茂大厦其主要采用的是钢筋混凝土和钢构架混合结构,地上88层,高度420. 5 m,地下3层;重庆中建大厦也为悬挑结构,52层,高192 m,中央电梯井筒作为承载柱,悬挑部分为预应力混凝土桁架,每层悬挑结构分别承托8层楼面;深圳香格里拉大酒店用了巨型框架结构,33层,114 m高,采每隔6层设置一道大梁,将6层的楼面荷载传至巨柱上,巨柱由筒体形成;另外还有海金融中心大厦地面94层、地下3层,高466m,以及高368. 5 m的香港中国银行,高374 m的香港中环广场大厦,高347. 5 m的高雄T&C塔楼。从世界范围来看,目前最高的建筑,迪拜的哈利法塔高828m,台北101大楼高508m,芝加哥高442 m的Sears塔楼,吉隆坡高452 m的石油双塔楼二栋,高346. 3m芝加哥Amoco大厦。
2.2 新世纪土木工程大跨建筑的成就
新世纪以来,中国建成了不少大跨度预应力混凝土马鞍形壳板屋盖单层建筑,随之我国大跨建筑、大空间建筑显著发展,不仅包括单层建筑,还包括了多层建筑。
2.3大跨建筑的土木工程实例
上海色织四厂工程于20世纪80年初建成,是国内最早、最有影响的大跨多层预应力混凝土结构工程,为6层,双跨,每跨20 m的预应力混凝土框架结构,柱距7.2 m;珠海玻璃纤维厂主厂房采用了大跨度部分预应力混凝土门式刚架结构,由4跨连续组成;珠海海关联检大楼,为大柱网预应力混凝土双向框架结构,纵向7跨,每跨18 m,横向5跨;上海闵行影剧院工程为大空间建筑,平面为正六边形,对角线长28 m,采用了预应力混凝土平面交叉梁系屋盖结构;珠海海关联检大楼为大柱网预应力混凝土双向框架结构,纵向7跨;北京西客站主站房门吊装阶段和使用阶段受力的不同,分别在下弦跨中区段、边部受拉斜腹杆和上弦端部区设置了预应力钢索,其上弦、下弦和腹杆均采用焊接H型钢断面,为楼跨度为45 m,其大梁为45 m跨的预应力钢桁架结构。
2.4大跨建筑预应力技术的应用
从20世纪80年代以来,我国预应力技术已从单个构件发展到预应力结构的新阶段。由于预应力技术在解决大、高、重、新建筑工程的设计和建造难题中发挥着其独特的优势,因此其是大型会议展览中心、建造大跨度公共建筑、大开间住宅高层、超高层建筑以及转换层结构、重型传力大梁等承受特重荷载结构中不可缺少的关键技术。大跨建筑大多采用预应力混凝土结构、空间钢结构,大柱网、大开间的多层与高层建筑以及核电站预应力安全壳、大型预应力储仓与储液池都应有到预应力技术。例如苏州八面风商厦是中国第一次在高层建筑中采用24 m跨的大跨预应力混凝土框架结构体系,江苏省公安厅大楼采用预应力混凝土曲梁转换层、苏州工业园区国际大厦为预应力混凝土交叉梁系转换层、南京娄子巷高层商住楼预应力混凝土厚板转换层,南京山西路金山大厦等高楼中采用预应力钢-混凝土组合结构转换层的体系。
3 土木工程活动与可持续发展
新世纪社会经济不断发展,以混凝土、钢铁和玻璃幕墙为代表的现代城市建筑正在无节制地扩张,造成了环境破坏和人与自然的不协调。在这样一种背景下,展望未来,土木工程的发展应该与可持续发展紧密联系起来。首先,土木工程师和建筑师应该树立可持续发展建筑观,在土木工程的建设过程中应该将工程与环境效益结合起来,有效利用太阳能、节能技术、自然通风、材料循环利用等自然方式,尽量减少对建筑工地周围树木、植被、土地的破坏,实现生态系统的良性循环,保证绿色建筑的兴起。
就土地利用而言,为了使土木工程与可持续发展相适应,我们应该在房屋建设的过程中节约用地;就材料而言,近年来土木钢纤维、聚合物浸渍混凝土、玻璃纤维混凝土、节能混凝土、钢化玻璃、多功能涂层玻璃、双层中空玻璃等都已经在不断研究并促进了发展,为了使用不污染环境,高效、节能、节水的建筑技术和建筑材料,在房屋建设工作中我们可以加强粉煤灰利用、用废橡胶筑路、碎玻璃制砖以及废混凝土、废砖石经回收加工使变废为宝,或者要求不高的地面材料或填充料,也可用于筑路或重新制砖。利用碳纤维材料加固修补混凝土结构的技术是未来土木工程材料上的发展趋势。就水资源而言,我们要在房屋建设的过程中加强对水资源的利用,因为水是人们生活耐以生存的基础,也是土木工程中不可缺少的元素,目前我国水资源紧缺,工程污染水增多,严重影响了环境,因此,我们一是要努力减少水的消耗量,二是要注意水的二次利用,以满足人口增长和经济发展的需要。
结束语
新世纪社会经济将不断持续发展,土木工程的设计、施工和理论研究方面都取得了重大的突破,同时土木工程还在持续发展,我们应该将其发展与可持续发展相适应,加强新型结构型式、新型建筑材料、新的技术手段的理论探索和应用研究,实现土木工程的更大突破。
参考文献:
[1]方从严,梁有峰,吴庆.土木工程的现状与未来发展趋势综述[J]. 安徽建筑工业学院学报(自然科学版). 2005年02期
[2]丁大钧. 我国土木工程的新进展[J]. 淮阴工学院学报. 2003年01期
引言
我们知道土木工程的本质是改造人类居住的自然环境,设计和建设出可以满足我们物质和精神方面的建筑。但是我们一直面临着一个无法回避的矛盾也是现实,那就是土木工程的发展内涵与我们保护环境的观念日益冲突,这不仅是单单摆在许许多多建筑公司面前的问题,也是我们每一个有环境保护意识的人应该思考的问题,如何才能让土木工程健康的发展而又不去破坏我们的自然环境,这就需要我们的设计师尽最大可能的考虑环保理念然后设计出合理的方法。
土木工程所成就的建筑是人类生活所需求的物质,比如我们经常购物的商场建筑,建筑这样的工程项目也是为了一个城市的发展,如今无数的外来人员在不断的涌入本来就不堪负重的城市,人类要在城市中生活,其最基本的物质就是面临住房问题,目前所拥有的住房条件和数量已经不能满足人们的日常需要。旺盛的建筑需求,还有日新月异的建筑风格似乎已经成为一种时尚的追求,在21世纪的今天人们对建筑的要求无论是从选址的远近还是外观的艺术欣赏,无论是住房的安全还是建筑的环保都有了一个新的认识高度。
1、现代土木工程的设计理念
21世纪的社会发展是环保和谐可持续发展。我们知道人类现在居住的城市环境已经受到了严重的破坏,其中最大也是最直接的因素就是现代建筑的高速发展,不仅阻碍了现代人欣赏蓝天的视野也阻挡了许多人的脚步。在此之中土木工程支撑着现代建筑的脊梁,高层建筑日益矗立在我们已经麻木的视野之中。土木工程发展的现状及未来趋势,从建筑理论、未来发展空间、新型建筑材料和土木工程的信息化等方面对于促进土木工程的发展具有参考意义[3]。
现在的建筑多以混凝土、钢材和有机玻璃为建筑材料,在这些物质面前我们的城市环境受到了极大的破坏,严重的威胁到了人类与自然的和谐相处。既然土木工程所造成的建筑无法避免的去占用土地资源,那么要考虑到自然只能在建筑的材料上重新选择。因此,现在的建筑公司都会明确的提出要求,必须秉持可持续发展的建筑理念,展现和利用有效的自然资源,尽最大可能节省不可再生资源和尽量采用地球可更新的自然资源,现代的合成技术已经成熟,它的存在和出现为现代建筑的发展提供了一个保护生态系统的良性循环,只有这样坚持这种良性循环的原则,那么才能真正的实现绿色建筑走进我们的生活。这就对土木工程材料的研究生产和使用提出了更高的挑战,从以前的只要有房住到现在的住房要求艺术和美感。我国是世界的发展中大国,经济的高速发展带动了建筑的发展,所以只有把握好建筑材料的研究和使用才能让土木工程在当代走的更远更高。利用已经拆卸的建筑废渣为原始的建筑材料,不仅可以为建筑公司节省成本而且还能解决废弃材料的处理程序,这种理念的产生已经为未来的建筑环保提供了可靠的依据。
土力学是土木建筑里的基础学科,它是一切建筑力学的根本,它对土木工程的发展发挥着举足轻重的作用。它的发展方向是通过对那些已经荒废的建筑用地重新改善和设计,从而继续使用来建设新的建筑,这样就实现了日益紧缺的土地资源的循环使用。
2、现代土木工程的发展趋势
(一)向高层建筑发展
土木工程信息化的发展关系着各个方面[4]。近几年由于城市人口的的急剧膨胀,我们现在的城市土地面积依然不能满足人们的需求,所以在不断的向外扩展。建筑的选址也是影响人们对住房购买的因素,因此为了实现短距离的住房,建筑公司和设计师们在不断的提升建筑的高度,以达到在有限在土地资源里居住最多的人口。我们现在的建筑住房正在向大柱网,大空间以及大跨度的多功能方向延伸和发展,这样做的结果其实是用另一种方式保护我们的城市环境和土地资源,是符合21世纪环保和谐的口号要求。消费者也希望用最少的投资换取最大的回报,这样的建筑风格发展往往是具有双赢性的,一方面保护了现有的环境资源,另一方面满足人们的需求。
(二)向防震抗风减灾发展
人类社会的发展是离不开土木工程的,而且从另一层面来讲,人类社会的发展是依靠着土木工程发展起来的,尤其是到了我们刚刚迈入的21世纪,土木工程在已经发展良好的社会环境中取得进一步的提升,现代所居住和接触的物质环境是土木工程带来的,因此我们完全可以这样认为,土木工程是人类社会发展迈向现代化进程中不可或缺的一部分。近些年来我国的建筑越来越像高层发展,但是随着超高层的建筑和大跨度的结构的出现,而且加之自然环境的不断恶化,在设计高层建筑时风荷载和抗震性能成为了当前发展的制约因素,2008年的地震灾害带给的全国人民的伤痛还未走远,我们时刻不能忘记和忽略建筑的安全级别,因此大型的复杂的抗震结构设计被提到了人们的视野。现代的结构设计已经呈现出更长更柔,所以这种以柔克刚的抗震理念应运而生,我们已经将震动控制向自动化、智能化方向做了进一步的研究,相信这样的理念和实践可以减少我们在遭遇无法预知的自然灾害时的伤痛。
结束语
总而言之,随着我国的经济的发展,人民生活水平的提高,人们对于物质及精神方面的需求也越来越高,加上由于改革开放的政策使得我国在建设社会主义事业方面赢得了很大的胜利[5]。土木工程作为我国现代经济的支柱性产业已经是不可回避的话题,它的发展关系 着人类的发展和幸福。而土木工程的材料使用往往标志着一个时代的特点,土木工程是随着社会生产力一起发展的,它和工程施工的技术有着不可分割的关系。工程材料的选择对环境的影响起着至关重要的作用,因此土木工程的发展不能只发展建筑的高度和空间,其绿色环保和可持续发展要求也要在建筑过程中有所体现,这样才能响应我们倡导的和自然和谐共处的理念和号召。
参考文献
[1]任晓峥.浅谈土木工程的发展现状和趋势[J].中国新技术新产品,2013,(13):111-112
[2]薛中武.土木工程现状与发展趋势分析[J].现代商贸工业,2009,(24):29-30
引言
土木工程是指房屋、公路、铁路、桥梁、水工、港工、地下等工程的总称。土木工程对国家的经济建设和人民生活的影响非常明显和重要。土木工程密切关系到人类赖以生存和繁衍的四大基本要素:衣、食、住、行,为人类提供住宅、宾馆、公寓、衣料生产贮藏基地、食品冷库、公路、机场、铁路、港口、码头、厂房、实验室等现代人类生活和发展的必要场所空间。
1 土木工程的历史
1.1中国土木工程的历史:远在上古时期,中国古人类就在野处穴居,为了避免野兽侵袭,有巢氏(中国的传说中的巢居的发明者),才教古人离开天然岩洞、构木为巢,居于树上。我国古代土木工程多采用土、石、木等材料建造,建造技术和艺术造型达到当时极高的成就。像长城、赵州桥、都江堰等都是具有代表性的中国古代土木工程的杰作。
1.2 世界土木工程发展历史:在欧洲,大约8000年前已开始采用晒干的砖;凿琢自然石的采用,大约在5000~6000年前;至于在建筑中采用烧制的砖,亦有3000年的历史。世界古代的伟大建筑,以公认的七大奇迹最为引人注目,它们都建于公元前600年~公元前200年,且均为石材建造,大都用于宗教、军事和航海。且都是建于当时经济和科技非常发达的地区,说明土木工程的发展与经济繁荣和科技进步是密不可分的。
2土木工程的现状
2.1世界现状:随着19世纪中叶钢材及混凝土在土木工程中的开始使用,以及20世纪20年代后期预应力混凝土的制造成功,建造摩天大楼、大跨度建筑和跨海峡1000m以上的大桥成为可能。目前,世界上最高建筑是中国台北的101大厦,总高度为508m。近代体育事业的蓬勃发展也使得大跨度房屋在世界各地如雨后春笋般涌现。
2.2 中国现状:回顾20世纪特别是改革开放20年来,我国建设取得举世瞩目的辉煌成就。改革开放后在我国大陆建造了许多高层建筑,目前我国最高的建筑是世界排名第4的上海金茂大厦。其他具有代表性的高层建筑还有深圳的地王大厦。在特种结构方面,我国有4所电视塔排在世界前十位,其中1995年建成的上海东方明珠电视塔以468m的高度排在世界第三位。为迎接2008年的奥运会,北京将建设一大批大跨超长建筑,像国家体育场“鸟巢”结构、国家游泳中心“水立方”、国家大剧院等。无论在工程结构的改革、建筑功能使用、新技术和新材料的采用上及合理组织施工方面,还是在抗震分析和计算机程序应用上及有关抗震控制试验研究上,我国均达国际先进水平。
3未来土木工程的发展
3.1指导理论的继续发展。在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上,现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展,用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用,使得对复杂的情况的模拟更有把握,更接近于现实。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。另一方面,土木工程学科将向周围继续发散,与材料,环境,化学,电子信息,机械。城市规划,建筑等相关学科进一步的交叉,融合,互相支持,互相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学科。
3.2工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物,从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面,有了好的理论和设计,没有好的工程实践,一样不会产生一个优秀的作品。
信息时代正在迎面走来,其他学科和其他方面的新观点新技术,必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论,施工技术,新材料,环境工程,经济理论等等。
全过程信息化。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中,重点不仅仅限于CAD方面,也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集,分析,整理;对建筑物结构,强度,可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。
可持续发展和人性化。这两个要求是与社会经济的发展相适应的,社会的发展要求更加充分地合理的利用资源,社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的,在可持续发展成为整个社会的主题的时候,土木工程也必然地要面对这个问题。对资源和能源的节约,包括在建设中的和使用过程中的,成为土木工程以后的一个方向,这要求有良好的设计和有效的运作管理机制,土木工程构筑物在它的整个寿命周期,从规划,设计,建造到建成后的使用,维护,拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小,同时尽可能大发挥它的社会经济效应。这对土木工程提出了新的要求。
3.3主动控制技术。迄今,绝大部分的土木工程建筑都是被当做一个静态的,被动的物体。对周围环境的影响,如风动,温度变化,突发事件等只能依靠自身的结构进行被动的抵御。显得缺少灵活性和应变能力。今后土木建筑设施的一个发展方向之一就是主动控制技术在建筑构造物中的应用。运用计算机技术和模糊控制技术,以及一些预设的控制结构。使得建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应。
4结束语
土木工程当今的发展是人类智慧的成果,土木工程是为了人类存在而存在.坚持可持续发展道路,努力创新,土木工程定会走向新的高峰!
参考文献
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[4] 刘西拉.从结构工程学科的演变看传统学科的革新[J].科技导报,1992
[5] Concrete Structure for the Future.Proceedings of IABSE Symposium [J].Paris-Versailles,1987
一、引言
在当前形势下,大部分关于土木工程施工中建筑结构受力性能的探讨都是在施工完成之后,通过采用一次施加负载的方法来研究建筑结构的各项性能,然而,对于逐层加载的建筑结构受力的研究仍然不多,主要包括总体刚度矩阵一次形成分层加载法、矩阵叠代法、修正分层法等等。在现阶段,土木工程施工中由于受场地情况的限制以及建筑结构型式正在变得越来越复杂,应该通过关于土木工程施工中建筑结构受力性能的探索,来探索出增强土木工程施工中建筑结构受力性能的方法。
二、在结构设计中受力分析的理论计算基础
在结构设计时主要是利用有限元仿真分析有以下三种方法:利用ANSYS建立有限元模型模拟施工过程受力、利用PKPM建立有限元模型模拟施工过程受力和利用SAP2000建立有限元模型模拟施工过程.由于施工过程复杂、人为影响因素多,通过程序模拟施工过程的方法还存在一定的缺陷。所以应该结合现场场地情况、施工工艺等具体情况进行合理的分析,从而做出既经济又安全的结构设计施工图。
三、增强土木工程施工中建筑结构受力性能的方法
(一)增强土木工程施工中建筑结构的整体牢固性。
土木工程施工中建筑结构必须具备极强的承载能力,保持整体牢固性。在建筑结构中存在一个地方的局部破坏的情况下,不能够由此而带来大范围的连续性的破坏,避免土木工程建筑物的倒塌。为了增强土木工程施工中建筑结构的整体牢固性,在结构设计过程中首先选择合理的结构形式,然后必须保证建筑结构具备非常良好的延展性和一定的冗余度,以便建筑结构能够有效应对地震、爆炸等灾害荷载以及各种各样的由于人为的差错而造成的灾难性的问题,切实避免潜在的安全隐患。
(二)增强土木工程施工中建筑结构的耐久性。
土木工程施工中建筑结构必须增强在干湿、冻融等大气侵蚀以及土木工程周围水、土中有害化学介质侵蚀等环境因素作用下的耐久性。必须采取防水、抗裂保护等措施避免混凝土结构中的钢筋锈蚀或混凝土腐蚀,从而避免土木工程施工中建筑结构的安全事故。
(三)保证土木工程施工中建筑结构的性能合格。
土木工程施工中建筑结构的所有设计一定要与国家规定的技术规范严密符合。同时,国家安全生产监督管理部门必须根据相关的法规标准对于建筑结构的各项性能是否合格进行及时有效的监督。土木工程施工监理部门也必须对于建筑结构受力性能进行定期和不定期的安全检测。在施工过程中如遇到特殊情况应及时通知设计人员到现场配合施工单位一起参与制定施工方案。
与此同时,必须合理制定和设置土木工程施工中建筑结构的耐久性标准,重视土木工程施工所面临的风险极其规避。必须坚持与时俱进的理念,保证相关标准必须和社会的发展进步保持同步,对于现行的土木工程施工中建筑结构的设计规范的耐久性设置标准进行认真的审视,并且联合土木工程建筑施工相关部门、研究机构对于耐久性标准进行科学严密的组织论证,通过集思广益的方式来广泛搜集各方面的建议和意见,保证土木工程施工中建筑结构的耐久性标准具备可行性、先进性、时效性、科学性和可操作性。
另外,也必须进一步建立健全土木工程施工中建筑结构技术标准和管理体制,吸收发达国家先进的经验和技术,坚持人本思想,注意到人性化管理和科学管理的有机统一。
(四)高度重视土木工程施工中建筑结构的安全性。
土木工程施工中建筑结构的安全性事关重大,因此,保证土木工程施工中建筑结构的受力性能,就必须充分重视其安全性,避免震坏倒塌的问题。结构的设计以及施工操作人员的水准问题直接影响了土木工程施工中建筑结构的安全性,一定要引起足够的重视。同时,也必须对于建筑结构进行合理的使用与维护,并进行定期和不定期地检测。在现阶段,土木工程施工中建筑结构的管理标准不够高,相对来说,世界上的同类规范是非常高的,从而很少或者根本不会产生一些安全事故,一旦产生一些较为重大的天灾人祸,也不会造成较为严重的损失。我国必须高度重视土木工程施工中建筑结构的安全性,保证建筑结构的牢固性,保证建筑结构具备较强的承载能力。通过保证建筑结构的安全设计,保证建筑结构在局部出现损坏的同时也不能够导致其它部分损坏甚至大范围的连续破坏倒塌造成极大的损失和悲剧,切实将损失降到最低限度。
(五)注重土木工程施工中建筑结构的控制技术。
在当前形势下,结构振动控制已经成为结构工程学科中非常重要的研究领域,土木工程施工中建筑结构的控制技术也是土木工程的高科技领域。按照所采取的控制措施是否需要外部能源,建筑结构的振动控制技术主要包括主动控制、主动控制和混合控制。为了更加注重土木工程施工中建筑结构的控制技术,可以从控制器设计角度来进行建模与模型简化。另外,对于面向低阶鲁棒控制器设计的辨识方法及模型简化技术等问题也有利于保证建筑结构的性能。
三、结束语
综上所述,关于土木工程施工中建筑结构受力性能的对于做出一个合理经济的设计具有非常重要的意义,有利于切实保证土木工程施工的正常进行以及土木工程的长远发展。在今后的工作中,仍然需要结合土木工程施工中建筑结构受力性能进行不断的探索。
参考文献:
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1、混凝土结构含义与特点
1.1混凝土结构的含义
混凝土结构是如今建筑工程施工中最为主要的结构,混凝土主要是以水泥、 砂、 石以及水按照一定的比例配合形成的一种建筑材料,混凝土结构就是混凝土加上辅助材料例如,钢筋等材料配合形成的一种建筑结构。在浇筑混凝土结构的时候要注意对温度的掌握与调控,这样才能保证混凝土结构的质量。
1.2混凝土结构的特点
混凝土结构能够被广泛的应用于土木建筑工程中,必然有其独特之处。其在建筑中的应用特点为:①混凝土结构的可塑性强,可以根据建筑施工的需要和工程设计通过模板塑造出多种的样式; ②混凝土结构的内置钢筋等其他材料可以有效的提升结构的抗震、 抗爆性能,而且结构在塑造的过程中经过多次振捣与夯实,较为坚固;③混凝土结构的主要材料大多是砂、 石、 水泥,比较容易采集,而且容易运输。
2、土木工程建筑中混凝土产生裂缝的原因
2.1水泥水化热的原因
在对水泥进行搅拌的过程中,水泥本身会现水化的的现象,水泥水化后会释放大量的热量,在工程的建设过程中,混凝土所占的比例相对较大,加之混凝土的厚度也是比较大的,所以水化现象的出现就会导致混凝土的表面系数变小,水化的热量都被聚到了混凝土内部,造成混凝土的内部与外表面出现温差,致使混凝土内、外部凝结时间不同,导致混凝土出现裂缝。
2.2混凝土自缩原因
混凝土自缩也会导致其出现裂缝的重要原因之一,并且在土木工程中能够引起此种情况的因素也较多,施工中常见的主要可以归纳为:①水泥自身因素,混凝土结构中水泥的硬化需要一定的时间,并且会消耗混凝土的水分,而其他水分则是通过蒸发而消失的,但如果蒸发的水分过多则会导致自缩;②外加剂的应用,近年来混凝土施工中往往会使用高效减水剂,此种做法虽然可以加速混凝土的流动度,但却会对水泥自缩值产生影响;③矿物掺合料的应用,掺合料的应用主要在水泥方面,如加入硅灰,但硅灰的使用无论对于水泥而言,或是对混凝土而言,均会产生自缩现象。
2.3混凝土浇筑、 养护等方面的影响
在对混凝土结构进行浇筑施工时,施工单位的管理人员与施工人员经常会为了提高工程的施工进度而没对所浇筑的混凝土进行合理有效的振捣,并且在完成对混凝土的浇筑施工之后也没有对混凝土进行科学合理的养护工作,导致了混凝土在结构与强度出现了许多的问题,而这些问题都会影响土木建筑的施工质量,为建筑留下了相当大的安全隐患,因此施工单位管理人员和施工人员必须重视混凝土浇筑、 养护等方面的问题。
3、优化土木工程建筑中混凝土施工技术
3.1控制混凝土温度应力
3.1.1水泥方面
水泥是混凝土中不可或缺的一部分,其在施工中会挥发热量,而此种热量也会直接进入到混凝土内部,对混凝土内部的温度会产生影响。鉴于此,在今后的施工中要对水泥的质量和用量进行控制,避免使用过多水泥,甚至可以根据实际情况适当减少水泥的用量。
3.1.2混凝土浇筑
混凝土浇筑也是十分重要的环节之一,在此环节中应善于利用温度控制技术,此技术的应用主要集中在无法控制外部条件的情况下,通过温度控制技术来降低浇筑温度,以达到控制温差应力的目的。
3.2骨料的规范
骨料的选择在混凝土结构中的作用也是十分显著的,骨料质量与它自身所应发挥的作用也有一定的关系.骨料分粗细两种,根据不同的实际情况来选择骨料的粗细,无筋或少筋的混凝土结构就要选择粗骨料,多筋的混凝土结构选择细骨料就可以。
3.3严格控制浇筑程序
混凝土浇筑阶段是能够影响混凝土整体质量的关键,浇筑技术的选择以及浇筑程序是否合理均是决定混凝土质量的重要环节。在进行浇筑时要保证严格按照浇筑规范来开展工作,在此环节中往往会应用到振捣器,在使用此项设备时要保证插点均匀,切勿出现遗漏的地方,否则会不利于混凝土散热,导致出现裂缝。另外,当基本的浇筑工作完成后,相关人员需要对其进行多次抹压,抹压后要用保鲜膜,或是使用塑料袋对其进行保护,然而在此过程中也要定期对其洒水,否则混凝土会逐渐变干,而一旦变干不仅会导致出现裂缝,也会对其坚韧性产生影响。浇筑技术具有很强的专业性,在今后的施工中建筑单位可以加强对相关人员的培训,使其掌握更多先进的浇筑技术。
3.4对混凝土结构进行搅拌养护工作的规范化
混凝土结构的工作方式是十分简单的,并不需要具备很大程度的专业知识,其中最重要的工作也是最复杂的工作就是混凝土结构中石子、 沙子、 水、水泥等材料的比例调配. 如果调配的比例不合适,就会造成混凝土结构松散以至于影响到整个建筑物的稳定,因此在施工中加强对混凝土结构调配工作的监督是非常必要的.要严格控制混凝土结构的材料配比,可以在Y构中加入适当的添加剂与有增强作用的材料,提高混凝土结构的安全度。
结束语
综上所述,研究关于土木工程建筑中混凝土结构的施工技术方面的内容具有十分重要的意义,其不仅关系到我国混凝土结构施工技术的更新和完善,更与土木工程建筑质量方面息息相关。如今建筑行业的竞争日益激烈,提升工程质量是保证整个工程质量的前提和必要手段,其中混凝土结构施工技术是此方面十分关键的部分,然而其在实际应用中所暴露出来的诸多问题已经对土木工程建筑方面造成了影响,因此相关机构和人员应加强此方面的研究和实施力度。
【参考文献】:
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论文关键词:土木工程应用型本科教育;岗位分析;能力分析与分解;创新培养模式;工程能力
21世纪,我国土木建筑业得到迅速发展,土木建筑业企业对土木建筑高级技术人才的需求表现得非常急切,并寄予了很高的期望。他们期望土木工程专业的毕业生除具备较高的职业素质和专业能力外,还能在较短的时间内胜任土木工程施工企业项目部的各种技术管理工作岗位,使企业能快速适应我国土木建筑业的发展需要。为此,山东科技大学土木工程应用型本科教育主动适应社会发展的现实,主动服务于土木建筑业发展的需要,自2004年起对土木工程应用型本科教育的人才培养模式进行了创新实践,确立了面向土木建筑业企业施工和管理高素质应用型人才的培养目标,确定了“素质高、基础扎实、实践能力强、创新能力强、创业能力强、团队意识强、具有国际视野的应用型人才”的规格定位,建立了注重岗位针对性、以岗位(群)的实际需要为导向、以专业或技术岗位群所需理论知识和技术技能为中心的课程体系,构建了专业教育与行业岗位、行业执业资格相结合、技能训练与工程能力相结合的教学内容,以学生成长和发展为理念的创新人才培养模式,并取得了良好的实践效果。
一、土木工程应用型本科毕业生的岗位分析
土木工程专业是一个通用类专业,其面向房屋建筑工程、桥梁工程、道路工程、地下工程与隧道工程、岩土工程等专业方向。我国各本科院校的土木工程专业由于其建立的背景各不相同,在大土木专业背景下设置的专业方向各有特点,但长期以来无论是应用型教育还是学术型教育,普遍采用的都是通用教育人才培养模式。调查发现:不同院校及不同层次的土木工程本科毕业生,除专业理论深度存在一定差别外,都存在着实践能力不足、单项技术能力熟练程度不够、代表土木建筑业新技术趋势的技术掌握有限、对与国际土木建筑业接轨的知识不了解等诸多问题。
同时调查还发现,我国目前土木工程行业从业人员已达8000多万人,受过高等教育的从业人员仅占5%左右,而专业技术人员仅占从业人员的3%左右,其中设计与施工方面的从业技术人员大部分为专科及其以下层次的院校毕业生。由于行业技术人员自身对土木建筑行业知识层面的认知程度、职业素质及业务能力缺乏,从而制约了土木工程行业的技术发展,行业急需大批层次较高的应用型专业技术人才。
因此,根据土木建筑业企业对土木工程专业人才能力和岗位设置的要求,山东科技大学土木工程应用型本科专业的培养确定主要面向的岗位(群)如下:
(1)土木工程设计人员:负责土木工程方面设计和设备选型工作。
(2)工程技术负责人员:负责土木工程项目内业管理,编制施工技术方案、现场技术交底、质量管理等工作。
(3)工程施工负责人员:负责土木工程现场生产、人员、材料及设备的调配与安排工作与施工测量工作。
(4)工程造价负责人员:负责土木工程项目的工程量计算、预决算工作。
(5)项目经理:负责土木工程项目的资金、人员、材料调配,负责对工程项目实施全面管理。
二、土木工程应用型本科人才培养的目标能力分析
土木建筑业企业对土木专业人才的需求表明:现代土木建筑业企业一方面需要大量的能够将工程图纸转化为工程实体的技术实施型高级工程技术人员,另一方面还需要较多能适应不同岗位、土木建筑市场需要的且具有较高管理水平及新技术应用能力的工程管理型高级技术人才。
1.目标能力分析
为实现培养目标,达到现代土木建筑企业对土木工程专业毕业生的要求,土木工程应用型本科专业的毕业生应具有四个方面的基本能力。
(1)具有较高的个人能力素质。包括:较强的口头、书面交流能力,组织与协调能力,准确的市场分析以及灵活处理人际关系的能力,熟悉财务、金融和法律方面的知识,具有较强的外语和计算机应用能力以及与国际接轨的合同、规范标准的理解能力。
(2)具有较强的管理能力。如熟悉现代企业管理方法、手段及能进行运用的能力,建筑工程施工组织与管理的能力,建筑工程施工质量与施工安全管理的能力等。
(3)具有较强的工程技术应用能力。如一般土木建筑工程的设计能力,工程量计算与预决算能力,建筑施工测量能力,施工一线生产、人员、材料的调配能力及设备造型、布置、使用能力等。
(4)具有依靠科技进步和应用新技术、新材料及新设备的能力。即应善于学习,了解建筑技术的最新发展动向,具有对新技术、新材料、新设备加以运用、推广的能力。
2.目标能力分解
为培养学生达到上述四项基本能力,一方面设置相应课程,通过课堂教学来培养;另一方面设置实践性教学,通过提高实践技能和工程能力来实现。
(1)基本能力:主要包括职业道德、协调能力、合同及法规、法律知识及交流能力等。
(2)制图识图能力:能够绘制、识读各类土木建筑施工图。
(3)计算机应用能力:能编制简单程序,熟练进行计算机操作及软件应用,并能用计算机进行绘图。
(4)外文资料的借鉴能力:在能够听、写、读英语的基础上,达到阅读、翻译英文资料的能力。
(5)管理能力:包括建筑工程预算能力、工程项目承包能力、施工现场管理能力。
(6)技术应用能力:能够进行土木建筑工程设计、设备选择与设计、材料选取的能力以及编写技术文件、资料的能力。
(7)施工组织能力:在施工现场能够组织调配各有关人员、设备、材料进行建筑产品施工的能力。
三、土木工程应用型本科教育人才培养模式的创新实践
由于土木工程应用型本科教育人才培养目标及能力要求具有鲜明的职业定向,各专业能力的培养又由相应的课程来完成。因此,在其人才培养模式创新实践时反映在教学内容和教学组织形式上不同于传统的教育模式。
1.创新人才培养模式方案设计
(1)根据社会需求,突出土木工程的职业性、行业性特点,合理确定土木工程应用型本科专业毕业生的主要从业方向及业务范围,确定专业培养目标。
土木工程应用型本科专业毕业生的主要从业方向为房屋建筑工程,主要面向施工项目部的岗位(群)以及附属专业方向岩土与道路工程的设计与施工人员,在此基础上确定培养目标。
(2)以工程技术应用能力和基本素质培养为主线,建立专业人才的知识、能力和素质结构。根据本专业毕业生从业方向和培养目标,在广泛征求现场专家意见的基础上合理确定毕业生知识、能力和素质结构。首先分析毕业生从事业务范围内完成岗位工作所需要的各项能力、整理出毕业生能力结构表,再根据能力结构和再发展的需要合理确定毕业生的知识结构,继而再依据企业对毕业生在思想素质、道德素质和身心素质等方面的具体要求综合确定毕业生的知识、能力和素质结构。
(3)依据本专业毕业生的知识、能力、素质结构和社会对人才的需求构建理论课程体系、实践教学体系和教学内容,建立与培养目标相适应的教学模式和教学体系。
根据培养目标,结合满足社会需求和学生就业需要,建立体现应用型本科教育既有明确的就业方向和岗位针对性又有较广泛的岗位适应性、既有毕业就能顶岗的主方向又有较宽的知识面、可满足社会需求和就业需要的多个辅助方面的新的教学模式。
根据培养学生技术应用能力和综合素质的要求,对理论教学体系和教学内容进行优化构建。在职业能力方面突出针对性、实用性和综合性;在考虑理论课程体系时,建立以技术应用能力和综合素质培养为主线,同时满足社会需求和就业需要的模块化课程体系。
根据培养学生技术应用能力和综合素质的要求,对实践教学体系和教学内容进行构建。在构建过程中强调实践教学体系与理论教学体系具有同等重要的地位,两者相对独立自成体系,但又围绕技术应用能力培养这一主线,紧密联系、相互渗透,共同完成专业知识传授与实际工作能力培养任务;强调按实验技能训练、操作技能训练、岗位单项技能训练和岗位综合技能训练各自的特点来组织实践教学;强调技能训练考核与社会职业资格考核、技术等级鉴定相结合;强调自主学习能力的培养和创新能力的培养。
(4)围绕培养目标,采取各种改革措施,确保土木工程应用型本科专业的特色和教学质量。
1)采用先进科学教学的方法教学,采用现代化教学手段教学。
2)编写与新教学体系配套的理论课教材、实践课教材,制订配套的多媒体课件,完善配套的教学资料。
3)建立和完善与新教学体系配套的校内、校外实习基地以及配套的教学、考核机制;实行外语等级证书、计算机等级证书、技能资格证书等多证制的培养模式,增强学生的实际操作能力和适应社会实践的能力。
4)建设满足教学、专业建设需要的理论和实践教学师资队伍。如努力改善教师的知识和能力结构,加强“双师型”教师队伍建设。建立专业教师定期培训制度,支持教师到企业和其他用人单位进行工作实践,重点提高教师的专业能力和实践环节教育能力,并从企业引进生产和服务第一线的高级技术人才充实教师队伍等。
5)校企联合、政产学研用一体化办学,通过岗位生产实践和科技服务培养专业人才。
6)积极开展第二课堂活动、科技活动和社会实践活动。
7)建立科学的考核体系、教学管理体系和与新教学体系相适应的运行机制,确保教育质量。
2.创新人才培养模式的实践
为了确保人才培养模式的实施和培养目标的实现,创新人才培养模式,打破了原有的学科体系,在组织实施时将整个教学内容划分四个模块进行。一是培养个人能力综合素质模块,包括人文社会、法律知识、职业道德、身体素质等知识的基本能力方面模块。二是专业技术基础模块,强调突出计算机应用能力、计算能力及相关领域活动能力、外语资料借鉴能力、制图、识图能力等。三是技术能力模块,突出工程设计能力、施工能力等。四是管理技能模块,突出管理、财会、金融、招投标决策、质量、安全管理等方面的能力。在教学组织和实施过程严格按人才培养设计方案进行实践。
四、学生的综合素质、工程能力及社会评价
山东科技大学土木工程应用型本科专业创新人才培养模式实施7年来,由于能够与国际、现代土木的技术要求相适应,注重能力培养,突出专业特色,课程体系设置科学、合理、具有可操作性,取得了较好的实践效果,主要表现为:模式有利于学生知识、能力素质的协调发展;模式对促进学生能够创造性思维的培养、自学能力培养、人格品质的塑造、实践能力的提高及个性发展五个方面有较好的效果;理论教学既注重基本概念与基本理论的讲授,又努力提高学生综合运用知识与理论的能力,学生实际能力得到较大提高;实践性教学模式促进了学生工程技术应用能力的提高;毕业生获得了全国大学英语等级考试合格证书、计算机应用知识和应用能力考试初级证书、工程测量高级职业资格证书、建筑CAD资格证书、项目管理师资格证书等;土木工程应用型本科专业已毕业四届学生,已普遍得到社会、企业的认可和高度评价,学生就业率连续在95%以上。
五、建议与结论
通过几年对土木工程应用型本科教育人才培养模式的建设与实践,我们深深认识到:培养适应新技术与施工设备、满足现代土木工程应用型高级技术人才,其培养方案及模式必须立足职业能力培养,提高学生的综合素质,突出工程技术应用能力和创新能力,在创新实践中主要做好五个方面的工作。
一是创新理论教学体系。在构建创新理论教学体系时,应依据土木工程专业知识、能力、素质结构要求,对课程体系和课程内容优化组合,建立与培养目标相适应的理论教学体系。
二是创新实践性教学体系。在构建创新实践性教学体系时,应根据土木工程专业知识、能力、素质结构要求,对实践性教学体系和教学内容进行优化组合,建立与培养目标相适应的实践性教学体系。包括土木工程材料、土力学等课程的实验教学体系、各类实习及设计的教学体系等。
在风水理论中,建筑的选址所体现的一个原则就是“相形取胜”。就是建筑在修建之前,通过对地形、地貌、水土等方面的综合观察和比较,选择最佳的修建之地。风水理论中关于建筑的选址的最佳地形是背山、面水、向阳,以座北向南为最佳。山地,既便于排水,保持水土,形成局部的良好气候,又有利于阻挡冬天寒冷的北风。“风水之法,得水为上”,近水可以获得生活用水的便利条件,同时,在夏天可以形成凉爽的南风。向阳,可以获得良好的光照。顺天时、得地利,必然是一块有利于人们安居乐业的风水宝地。因此,中国古代的皇宫、民居、寺庙建筑都是按照这一原则来选址。例如北京故宫在整体布局上是北靠燕山,南临永定河。周代的王城洛阳,北靠邙山南临洛河。
以环境来规划建筑,让建筑溶入环境,“因任自然”的建筑思想,是中国建筑区别与西方建筑的一大特点。天时、地利、人和,勾画出一个个赏心悦目的自然景观和人文景观。
易学文化中的风水理论在中国古代建筑的造型上起到举足轻重的指导地位。同时与当时的封建等级制度文化有着密不可分的联系,特别是在古代的宫廷建筑上表现的尤为突出。清朝北京皇宫的建筑,基本沿用了明朝的布局形式,但为了更好的表达出统治集团内部在政治上崇尚和谐、追求外和内安的政治思想,将宫门中的“极”改为“和”,因此,在清朝的故宫就出现了“太和殿”、“中和殿”、“保和殿”、“太和门”、“协和门”、“熙和门”以及“天安门”、“地安门”、“东安门”、“西安门”、“长安右门”和“长安左门”,其形成“六和”和“六安”之势,在风水理论中六为顺,六六谓之大顺。宫城之内为六和,宫城之外为六安,充分体现出统治集团“内和而外安”的政治内涵。“和谐”是中国文化所崇尚和追求的一种理想境界。
在整体的布局上是采用了对称形式,结合了风水理论中“阴阳论”的哲学思想。阳阳学说将宇宙世间万物分为阴与阳两大类,认为一切事物的形成发展与变化,全在于阴阳两气的运动与转换。不断发展和引申,进一步广泛解释自然界与社会界所有现象。阴与阳的每一个侧面都以另一个侧面作为自己存在的前提,即没有阴,阳不能存在;没有阳,阴也不存在。事物或现象中对立着的两个方面,具有互相依存,互相为用的特点,处在一个统一体内。
在阴阳论中,向日为阳,背日为阴;山为阳,水为阴;左为阳,右为阴;男为阳,女为阴。故宫的主体建筑在北京城南北的中轴线上,宫殿在前,寝宫在后,前朝殿大于后宫。其次序为“太和殿”、“中和殿”、“保和殿”、“乾清宫”和“坤宁宫”。“太和殿”为阳中之阳,皇帝的宝座位于紫禁城的中轴线上,“保和殿”为阴中之阳,“坤宁宫”为阴中之阴,为皇后居住的地方。在“阴阳论”中,阿拉伯数字中奇数为阳,偶数为阴。因此,“太和殿”的开间设计为11间,阶梯宽设计为60.1米,均为阳。 “太和殿”和“保和殿”的御道分别有9条龙和9只兽作为装饰,门上设有横九排,竖九排,九九八十一个门钉作为装饰。整个皇宫共有房间9999间半。“九”数字为阳数之最,象征至高无上,天长地久。
中国古代建筑同时结合了易学文化中的“五行论”,以其独到的体现,形成具有民族特色的建筑风格。“五行论”将世界万物分为五行,即金、木、水、火、土。五行相生相克,木生火,水生土,土生金,金生水,水生木和金克木,水克火,木克土,火克金,土克水。西方属金,东方属木,北方属水,南方属火,中部属土。木为青、火为赤、土为黄、金为白、水为黑。在建筑布局上,南为前,前为火,北为后,后为水,前为宫殿后为寝宫。东为木,木为文,西为金,金为武,因此,在东面设置文化性的宫殿“文华殿”,在西面设置兵器类的宫殿“武英殿”。遵照这一思想,文武百官在上朝是也是以东文西武位于两侧。