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还是结构的施工手段和方法以及结构设计的理论
时间: 2024-03-10浏览次数:
[关键词]土木工程 教学内容 教学模式[中图分类号] TU7-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)14-0079-03我国土木工程建设有着飞快的进步,房地产产业和住宅的大发展、高速公路和高速铁路网的迅猛兴起,增强了我国的综合

[关键词]土木工程 教学内容 教学模式

[中图分类号] TU7-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)14-0079-03

我国土木工程建设有着飞快的进步,房地产产业和住宅的大发展、高速公路和高速铁路网的迅猛兴起,增强了我国的综合实力。城市建设中的基坑开挖不仅越来越深,而且开挖对周围环境的影响越发敏感;全国30多座城市已建或在建地铁,大冶露天铁矿开采的边坡高度达到800多米,海底隧道、煤矿开采的深度最深达到1000多米。同时,近些年我国工程建设中事故频发,如杭州风情大道地铁基坑倒塌事故、上海莲花河畔景苑7#楼倾倒事故、青岛输油管道爆炸事件。因此,我国对工程建设场地选址及场地内地质条件要求越来越高,水文与工程地质工作是土木工程建设重要的、不可缺少的基础工作。

1998年教育部颁布《普通高等学校本科专业目录》,将原来的结构、桥梁、道路、岩土、矿井建设、城镇建设等8个专业合并为土木工程专业,成为一个宽口径的大专业土木工程,具有内涵广泛、支系众多、科目复杂的特点,涵盖领域极为广泛,对学科全貌充分认识与把握,以期培养出的学生“理论基础扎实,专业知识面广,实践能力强,综合素质高,并有较强的科技运用、推广、转换能力”。[1] [2]土木工程概论课程涵盖工业与民用建筑、交通土建、地下工程、岩土工程、市政工程、水利水电工程及国防工程等广泛领域。[3] [4] [5]通过对土木工程概论课程的学习,对刚进入大学的水文与工程地质专业学生以后从事土木工程相关的勘察、设计、施工、监理、管理等领域从事技术或管理工作有个较为全面的认识。

一、水文与地质专业对土木工程的重要性

资源开发和基础建设在国民经济中有着十分重要的意义。道路桥梁建设、煤矿资源调查等项目开展初期和建设过程中都必须对工程地质自然灾害、水文与工程地质条件、不良地质现象及工程对周围环境的影响进行评价和调查。资源开发利用、基础设施建设造成的水文与工程地质条件的恶化,对人类的生产和生活造成极大的影响,如采矿导致的地面沉降、人工开挖对边坡稳定性的影响、尾矿库对地下水的污染、水库蓄水诱发区域性地震,特别是近年来由于经济发展导致的全国大范围的雾霾天气。故此在各类地质环境评价、资源开发利用以及地基基础工程建设等过程中,不仅需要从业人员懂得水文与工程地质专业知识,而且会科学管理各种工程。但从现实情况来看,高级应用型技术人才普遍不足。

水文与工程地质的毕业生,既有厚实的专业理论基础、宽广的专业知识,又有较强的实践技能,可在大型工矿企业、城市、城镇从事给排水、地下水及区域环境评价等方面从事水文地质调查工作,也可在有关部门从事飞机场、港口、海岸带海洋环境、铁路、公路、隧道、水库等土木工程方面的工程地质勘查工作。

二、土木工程概论课程的特点

(一)涵盖内容全面

本课程包括材料力学和结构概念、建筑工程类型及施工工艺、飞机场工程的选址及建设、地下工程类型及施工工艺、桥梁工程的类型及施工工艺、道路工程的选线及种类、铁路工程、海口工程、给排水工程、海洋工程、土木工程中的灾害等内容,其中不仅涉及材料力学、结构力学、土力学、钢筋混凝土结构等力学内容,还涉及规划、施工及监理方面的内容,因此学好这门课程,对于刚跨进高等学校大门的水文与工程地质专业的学生而言,理解本专业的培养目标意义重大。

(二)发展变化快

土木工程虽然是一门古老的学科,但其领域随相关学科的发展、经济建设和社会进步的需要而不断深化、不断拓展。

(三)应用性广

随着城市化的发展,我国对能源需求越来越大,高层及超高层建筑越来越多,建筑基础形式多以桩基础等深基础为主,这不仅要求水文与工程地质专业毕业生掌握扎实的专业基础知识,同时又为毕业生就业提供了更多的机会。

三、土木工程概论课程存在的不足

(一)教材内容的滞后

土木工程建设种类、规模发展日新月异,由于时效性,教材不可能及时反映土木工程的变化,已淘汰的施工工艺技术甚至还有可能在现有的教材中出现。

(二)课堂教学方式不丰富

土木工程概论课程涉及的工程种类多、工程性很强。现代多媒体的运用相较于传统的黑板教学而言,能够大大提高教学效率,在很短的时间内扩大了学生的知识面。涉及高层建筑、桥梁、隧道等工程的施工工艺的流程、各种施工机械的操作过程,学生如不到工地现场则不能很好地掌握关键施工技术,这就导致教学效果不理想,学生对知识的掌握不牢靠。

(三)教学素材收集难

由于土木工程涉及交通、土建、港口、海洋等方面,其覆盖面相当广泛,要收集各种工程的典型性素材有相当的难度。

四、土木工程概论课程教学改革

(一)精选教学内容

土木工程概论课程的教学目标是开拓学生土木工程的视野、培养学生土木工程的意识、激发学生持久的学习动力。因此在讲课时可选择生动宏伟的建设场景和案例,如上海中心基坑施工、广州东塔基坑施工、三峡大坝工程、港珠澳大桥建设及世界各地的海底隧道工程等,以此来让学生建立土木工程的整体和发展思维,从而提高他们学习后续课程的兴趣和质量。同时,在教学中将学生带到实际工程现场,进行现场教学,让学生提前接触生产实际,掌握一些现场施工的知识,为他们走向工作岗位奠定坚实基础。

(二)采用形式多样的教学方法

为激发学生学习兴趣、提高课堂效率,各种如桥梁类型、隧道类型、飞机场形式等可以用静态多媒体直观、形象地展现出来,以此提高学生对工程的直观认识,加深学生的理论知识,以较少的教学时间收到很好的教学效果。土木工程概论内容丰富多彩,为避免课程内容变得枯燥无味,教师在课堂教学中不应仅仅以静态图片的形式向学生讲解土木工程的有关概念、理论,这样易让学生产生厌学情绪。课间播放一些隧道施工、深基坑维护施工的教学短片,如人工挖孔桩、港珠澳大桥施工录像、广州东塔的施工动画、管桩打入施工过程、双排桩施工过程、锚杆支护施工过程、越江隧道施工动画、边坡加固施工过程。通过教学录像的播放,让学生掌握各种土木工程的施工方法。

(三)穿插专题讲座

为了让学生了解土木工程的最新发展状况,针对新近的一些深大基坑工程、桥梁工程及土木工程方面的试验平台做专题讲座,如上海莲花河畔景苑7#楼倾倒事故分析、上海中心深基坑支护工程、港珠澳大桥施工、国内外离心机试验、动态空心圆柱剪切试验等。随着城镇化的进展,近年来淮南新建了一批深基坑工程、桥梁工程、隧道工程。在教学过程中,邀请现场技术人员到课堂上来给学生做讲座,如进行过“搅拌桩维护施工”、“地下连续墙施工”、“拉森板桩维护施工”、“地下空间施工”、“打入桩施工”等专题讲座。专题讲座不仅充实了教学内容、开拓了学生的知识面,而且能引导学生从事土木工程的就业方向。

(四)知名人物及实验平台介绍

为增加水文与工程地质专业学生对国内外高校土木工程专业的认识及针对部分学生今后考研的情况,教师在讲解到各种土木工程时,可穿插些相关的历史人物、当代知名学者及国内的一些重点实验室的介绍。如讲到桥梁工程时,可讲一讲茅以升事迹、卢沟桥事件、国内外知名高校桥梁工程专业的知名学者及同济大学的桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室;讲到地下工程时,可介绍同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室的离心机试验机、动态空心圆柱剪切仪;讲到铁路工程时,可介绍一下中国首位铁路工程师詹天佑、同济大学的道路与交通工程教育部重点实验室;讲建筑工程时,可说一说建筑大师贝聿铭的杰出成就等;讲到土木工程灾害时,可介绍同济大学的土木工程防灾国家重点实验室。

(五)新近知名土木工程建筑介绍

国内外的知名建筑发展日新月异,现有的教材很难跟上其发展变化。因此,在讲授土木工程概论时,应介绍国内外最新的土木工程建设进展,以增加本课程的时效性,从而激发学生的学习热情。讲土木工程材料时,可穿插装修材料的最新发展状况;讲高层建筑时,可介绍国内正在建设的摩天大厦,如上海中心大厦;讲桥梁工程时,可穿插东海大桥、杭州湾大桥的建设情况;讲高铁建设工程时,可结合京福高铁来讲;讲水利工程时,可以介绍一下我国西南地区正在建设的水电站,如向家坝水电站、白鹤滩水电站以及金沙江、雅砻江、大渡河等“三江”水电基地。通过讲解一些知名重大工程建设的情况,可以拉近水文与工程地质专业学生与土木工程之间的距离,以此激发学生学习本门课程的兴趣。

(六)授课教师的优选与培养

土木工程概论涉及现有的各种工程,要求授课教师不仅要具有宽广的知识面,而且要有丰富的实践经验,为此要选具有丰富科研经历的教师授课本门课程。近年来,由于高等学校招生规模的扩大和高校教师数量的不足,尤其是有一批青年教师缺乏实践经验,致使土木工程概论的教学存在一些问题。因此,不仅要求有经验的教师对年轻教师进行传、帮、带,鼓励年轻教师参与相关研究课题中,而且为了掌握土木工程的最新进展,年轻教师要经常参加国内外的相关学术会议,在寒暑假期间,尽量去工地实习、锻炼,掌握现场施工的细节,不断更新土木工程概论的教学内容。

五、结论

土木工程概论课程教学改革可起到几点作用:1.提高学生学习土木工程概论课程的兴趣、效率,激发了水文与工程地质专业学生将来从事土木工程建设的热情。2.使学生更深刻地认识到土木工程概论课程的重要性,加深理解水文工程地质对各类工程的影响,以及各类工程与水文工程地质间的相互作用与关系。3.提高了学生在土木工程建设中,保护水文与工程地质环境的自觉性,能够让学生认识并分析不良水文与工程地质条件,并能针对具体问题提出处理措施。

[ 注 释 ]

[1] 傅光耀.关于土木工程专业建筑工程方向教学改革的探讨[J].高等建筑教育,2001(1):25-26.

[2] 王清标,初明祥,胡永强.大土木背景下《土木工程概论》教学模式创新研究[J].当代教育理论与实践,2012(4):75-77.

[3] 王琰,周戒.对现代土木工程专业教育的几点探讨[J].高等建筑教育,2003(3):12-14.

(1.南京交通职业技术学院 江苏 南京 211188;2.南京工业大学土木工程学院 江苏 南京 211816)

摘要:对“3+2”高职与普通本科分段的土木工程专业人才培养方案进行了研究,探讨了体现工学结合特色的衔接课程体系构建,提出既保持高职段课程的相对独立与完整,强化高职段基础知识、基础技能和继续学习能力的培养,又深化本科段课程改革,增强本科段课程的衔接性、实践性和职业性。整个课程体系分为基本素质和素质拓展两大模块,其中基本素质模块开设48门课程,素质拓展模块开设16门课程,并包括各类实践实训环节31个。

关键词 :“3+2”高职与普通本科分段培养;土木工程专业;人才培养方案

中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)11-0047-03

作者简介:祁顺彬(1976—),男,江苏赣榆人,硕士,南京交通职业技术学院副教授,研究方向为土建类专业教育教学。

为推动江苏省职业教育以科学发展观为指导,积极探索系统培养技能型人才制度,增强职业教育促进学生全面发展、服务经济社会发展的能力,加快形成现代职业教育体系,江苏省教育厅《关于继续做好江苏省现代职业教育体系建设试点工作的通知》指出,江苏省2013年现代职业教育体系建设试点工作内容之一是“高职与普通本科‘3+2’分段培养”,即高等职业教育学习3年,经过资格考核,转段升入普通本科教育学习2年。学习期间,由对口试点的高职和本科院校统筹制定对口专业理论知识课程和技能训练课程衔接贯通的教学体系,系统化培养本科层次高端技术技能人才。

建筑业已成为江苏省的支柱产业、优势产业和富民产业,“十二五”时期是江苏由“建筑大省”迈向“建筑强省”的攻坚时期。建筑业要实施向科学化、现代化和国际化方向的转变,关键是人才培养和技术创新,其中建筑企业中经济技术管理人员比例的提高是重中之重。而目前江苏省572.50万建筑企业从业人员中,全行业技术经济管理人员总数为95.46万人,仅占从业人员的16.67%。因此,江苏建筑业对技术经济管理人员的需求量很大。尤其是新技术、新工艺、新标准、新材料的推广使用,使高端技术技能人才更为紧缺。以当前572.50万建筑业从业人数为基数,其中技术经济管理人员占25%,到2015年江苏建筑类院校仍然需要培养47.6万名毕业生才能满足整个行业对人才的需求。

由南京交通职业技术学院与南京工业大学共同举办的“3+2”高职与普通本科分段培养项目的设立,积极探索系统培养技能型人才制度,增强职业教育促进学生全面发展、服务经济社会发展的能力,丰富了江苏现代职业教育体系的基本内容。而加快转变发展方式对建筑业从业人员职业化、科技创新能力等方面提出了新的更高要求。因此,实施高职与普通本科分段培养,培养本科层次的高端技术技能型人才,是提升从业人员质量,也是江苏实施建筑强省目标的人才战略需要。

人才培养目标定位

南京交通职业技术学院建筑工程技术专业是中央财政支持高等职业学校重点建设专业,也是江苏省教育厅“十二五”重点建设专业群中的专业之一。南京工业大学土木工程专业为江苏省首批特色专业,土木工程专业是国家特色专业建设点、国家卓越工程师教育培养计划试点专业。近年来,依托国家和省级重点专业建设项目,两校大力开展课程建设和教学改革,人才培养质量得到了较大提高。南京交通职业技术学院与南京工业大学良好的生源质量和就业质量以及专业建设成果为项目实施打下了坚实基础。

通过土木工程专业学生毕业后在建筑工程、地下工程、桥梁隧道工程、道路工程以及其他土木工程领域的设计、施工、管理、咨询、监理、研究、教育、投资和开发部门从事技术和管理工作的情况看,这些学生应具有的岗位能力有:基本的土木工程结构分析与设计能力和现代施工组织管理能力;了解本专业及专业方向的应用研究现状及技术发展趋势;掌握本学科的专业核心知识,包括学科基础知识、系统地掌握本专业领域必需的技术基础理论知识;掌握工程力学、工程数学、工程结构的基本理论;掌握土木工程项目的勘测、规划、材料、构造的基本知识;掌握土木工程专业软件应用技术;具有较强的自学能力和实践创新意识;具有进行土木工程设计、施工、管理的基本能力;具有项目研究和应用开发的创新能力。

土木工程专业具有很强的实践性、社会性、综合性、创新性和群体性,该专业以学生就业为导向、以高端技能培养为核心,培养拥护党的基本路线,坚持四项基本原则,掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想及科学发展观,掌握土木工程学科基本理论和基本知识,具备工程师的基本素质和能力,具有一定创新精神、实践能力、项目规划和开发能力的本科层次的高端技术技能型人才。

能力递进的课程体系构建

土木工程专业面向技术和管理工作,岗位能力明确,各类能力培养可通过课程模块实施。校企合作构建了体现工学结合特色的衔接课程体系,分段培养既保持高职段课程的相对独立与完整,重点加强高职段基础知识、基础技能和继续学习能力的培养,又深化后续本科段课程改革,增强本科段课程的衔接性、实践性和职业性。职业能力递进与课程设置逻辑关系如图1所示。

整个专业所有教学环节分为基本素质和素质拓展两大模块。其中,基本素质模块分为公共基础、专业基础、专业方向三个子模块,素质拓展模块分为限选类和任选类两个子模块。

公共基础模块课程主要有思想道德修养与法律基础、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、职业生涯规划、形势与政策教育、创新创业与就业指导、军事理论、大学体育、高等数学、大学英语、计算机应用A、大学物理、程序设计(VB)、线性代数、概率论和数理统计、工程化学、电工电子学等16门课程,均在高职段开设。

专业基础模块课程主要有理论力学(为方案中核心课程)、材料力学、结构力学(1)、土木工程材料、土木工程概论、土木工程制图、土木工程CAD、测量学、专业外语、文献检索等10门课程,在高职段开设;结构力学(2)、流体力学、土质学与土力学、弹性力学与有限元、工程地质、建筑结构试验等6门课程,在本科段开设。

专业方向模块课程主要有钢筋混凝土设计原理、基础结构、钢结构设计原理、房屋建筑构造、土木工程造价、土木工程施工、施工组织设计等7门课程,在高职段开设;工程项目管理、工程荷载与可靠度设计原理、混凝土与砌体结构设计、工程结构抗震原理、高层建筑结构设计、结构专业软件使用、房屋建筑学、建筑设计初步、高层建筑施工等9门课程,在本科段开设。

限选类模块主要有岗位员实务、工程建设监理概论、工程建设法规、建设工程经济、工程招投标与合同管理、建筑设备概论、路基路面工程等7门课程,在高职段开设;预应力混凝土结构设计、建筑钢结构设计、混凝土桥梁结构设计、桥梁工程、桥梁施工、建筑结构检测与加固、岩土工程勘察等7门课程,在本科段开设。

任选类模块有人文类、经管类等2门课程在高职段开设;人文类、经管类和课外及其他课程4门开设在本科段。

各类集中实践、实训教学环节31个。主要有:报到与入学教育、军训、土木工程认识实习、土木工程制图大作业、劳动、CAD实训、混凝土结构课程实训、工程测量实训、暑期社会实践、基础结构课程实训、土木工程施工课程实训、钢结构课程实训、生产实习、施工组织课程实训、土木工程造价课程实训、岗位能力综合实训等,开设在高职段;工程地质实习、房屋建筑学课程设计、混凝土结构课程设计、桥梁工程课程设计、建筑钢结构课程设计、创新综合试验、毕业实习、毕业设计和毕业教育等,开设在本科段。

南京工业大学根据本科层次高端技术技能型人才培养目标和质量要求,负责本科段专业知识理论和技能训练课程教学计划以及毕业论文(设计)撰写和答辩规则的制定与实施;南京交通职业技术学院根据本科层次高端技术技能型人才培养目标和质量要求,负责高职段专业知识理论和技能训练课程教学计划的制定与实施。

实施本方案及分段选拔的几点说明

南京工业大学、南京交通职业技术学院签订“高职与普通本科分段培养项目”合作协议书,制定南京工业大学、南京交通职业技术学院“3+2”分段培养试点项目转段升学实施办法,联合成立高职与本科分段培养项目教学指导与管理委员会。双方成立由院系主任领衔的项目小组,协商制定适合高职与普通本科分段培养五年制本科高端技术技能型人才的学籍管理制度、专业教学管理制度、学生实训实习管理制度等;进一步加强双方教师的交流学习,建设一支适应现代职业教育体系建设的“双师型”教师队伍;进一步加大投入,加强实践教学条件建设,建立双方实践教学设备仪器等共享机制;由双方有关职能部门牵头成立课题组,提供专项经费,就高职与本科分段式培养合作过程中的难点及热点,加强理论研究对实践的指导。

方案具体实施时,因涉及高职与本科接轨,高职进入本科的条件为:达到高职段毕业条件学分绩点在2.0以上,无违规违纪处分;必须参加由本科段学校组织的选拔考试,考试科目为“高等数学”、“结构力学(1)”和“混凝土结构原理”,考试合格后,方可转入本科阶段学习;选拔考核时间为第五学期结束前,对选拔不合格或不愿升学的学生,符合高职段毕业条件的颁发高职毕业证书;凡已修主干课程平均学分绩点在本试点专业排名前20%,且入校以来无违规违纪处分的学生,转段考试免试。本科段合格者颁发“专科起点本科毕业证书”。

本方案为五年制“3+2”土木工程专业教学模式试点阶段性研究成果,课程、各类实践环节的开设与衔接安排还需在以后的实践教学中不断地做动态调整优化。方案中核心课程的教学,尽可能采用小班化的教学形式,特别强调理论联系实际,推行任务驱动、项目导向等教学做一体的教学模式,力求将理论知识学习与实践技能培养有机结合,运用先进的教学理念和教学手段,提高教学效果。

结语

实施高职与普通本科分段培养,培养本科层次的高端技术技能型人才,有利于促进人才培养模式改革,增强职业教育促进学生全面发展、服务经济社会发展的能力,是提升从业人员质量,也是江苏实施建筑强省的人才战略需要。

参考文献:

[1]全国高职高专教育土建类专业教学指导委员会.高等职业教育建筑工程技术专业教育标准和培养方案及主干课程教学大纲[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

关键词:土木工程;现状;发展趋势

中图分类号:TU198文献标识码: A

引言

土木工程建设关系着人们生产生活的各个方面,目前,中国的施工工地随处可见,不管是路网的建设,还是隧道桥梁的建设;这些土木工程在给人们的生活工作带来极大便利的同时,也带来了一系列的环境污染问题;可以这样说,土木工程的建设是把双刃剑,既可以对人们的生活状态进行改善,又会出现些资源消耗严重和环境污染恶化的问题。

一、土木工程的涵义

土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展,目前土木工程的实践和研究己取得显著成就,无论是结构的力学分析,还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段,都有了非常大的突破;特别是近若干年,在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来,土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。

二、土木工程的发展现状

1、土木工程理论的发展

土木工程的发展包括两个部分,即土木工程理论和土木工程设计,理论是基础、设计是理论的体现,只有建立坚实的理论基础,才能让土木工程设计得到最大的进步。土木工程理论包括力学、统计学、计算机等学科,需要对每个学科综合加固,切实保证理论基础的可靠性。计算机技术的发展也给土木工程带来了极大的飞跃,针对建筑、道路、铁路、桥梁、隧道等专业开发了相应的计算软件,这给土木工程的设计带来了很大的突破。随着信息化进程的加快,土木工程发展的信息交流得到了很好的进步,对于国家各个建设项目、甚至国际项目的优势理论都可以与同行进行交流学习。

2、土木工程设计的发展

土木工程设计和规划改变了凭借经验设计的惯例,趋利避害地全面考虑土木工程的安全、环境、经济等所有因素。随着新材料、新结构、新工艺、新施工方法的出现,人类更有可能从事更大规模的土木工程修建,;高层建筑不仅在数量上越来越多,超高层、超大跨桥梁和大跨结构等大型复杂结构的兴建,结构设计呈现更长、更高、更柔的发展趋势。土木工程设计是建立在坚实的理论基础上的,随着对土建项目要求的增长,土木工程设计也更加向更复杂的方向发展,只有把握好新技术、新优势才能把土木工程设计想更加完善的方向发展。目前,土木工程设计发展取得了一定的成绩,在形式、受力等方面取得了进步。

3、土木工程施工的发展

3.1建筑材料的发展

复合材料高强钢材等全新建筑材料在土木工程中得到了不断发展和应用。如:碳纤维、铝合金、镁合金、镀膜玻璃、双层中空玻璃、玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)、各种节能混凝土等新型工程材料已在工业和民用建筑中得到广泛使用,它们在强度和耐久性上表现出优越性,为高层、大跨和结构复杂的大型土木工程建设提供了重要物质基础。但是,这些材料也有其缺陷,如:有些弹性模量偏低,有些成本太高,应用范围比较窄,所以还需要进一步研究。

3.2土木工程实施工艺的发展

工程实施的设备、工具不断地向自动化、机械化、科学化发展,如:同步液压千斤顶、直升机安装技术、滑模等先进技术的出现,使得大规模的、高层的、复杂的土木工程不断发展并得以实现。预应力技术是施工工艺中最为突出的技术之一,可以应用在大跨度、大开间等多层和高层建筑,还可应用于核电站、预应力储仓、桥梁结构、公路工程等等。

随着应用系统工程的理论和方法不断应用于组织管理中,推进了土木工程的科学快速发展。并且,工程逐步趋向结构和构件标准化和生产工业化,使得土木工程的发展逐步实现节约成本、提高工程效率等需求,对于以往不能实现的施工工程,现在也可以实现。

鉴于以上土木工程的发展,虽然有了很大的进步,但是在这个人口剧增、交通拥挤、生态环境破坏严重的社会发展趋势之下,可以用来建筑的土地越来越少,促使土木工程不得不快速、科学地发展,才能满足社会发展需要。

三、土木工程发展趋势

1、空间的开发应用

伴随着城市发展的加快,城市规模不断扩大,城市人口不断增加,许多城市出现了不同程度的生存空间拥挤、交通拥堵、用地紧张等一系列严重的问题,给人类居住带来了极大的影响,成为了现代城市可持续发展的严重障碍。因此,为了解决这一系列问题,土木工程的发展趋势逐渐向高空和地下延伸。作为城市发展的标志之一,高层建筑不仅仅在数量上越来越多,在高度上也是不断提高。据不详细统计,我国目前已建成20层以上高层建筑10000多栋,100m以上的建筑多达500多栋。通过大量修建高层建筑,极大地缓解了人口居住问题,更大程度地利用了空间。

人类可以通过修建高层建筑来利用高空空间,那么能不能通过某种渠道来利用更广阔的太空空间呢?其实早在1984年,美籍华裔的林铜柱博士就大胆地提出了在月球上生产水泥并预制混凝土构件来组建太空实验站的设想。虽然这一设想在目前的条件下难以实现,不过这并不代表在不远的未来不可以实现。也就是说,土木工程在未来的活动场所可能超出地球的范围到达太空。

与高空相对应,地下空间同样是土木工程的发展前景之一。城市地下空间具有良好的发展前景,一旦得到合理开发,对于节省土地资源以及减轻城市交通压力将产生不可估量的作用。因此,地下空间的开发利用,是现代城市开发的必然趋势。在我国的一些大型城市如:北京、上海、广州。已经建立起较为完整的地铁干线,极大程度地缓解了交通压力。

海底建筑同时也在蓬勃发展,事实上,我国的香港澳门一直在进行填海造地工程,以此来增加城市建设和工业生产用地,而日本的青函海底隧道的中部不仅建设了车站,还建设了博物馆。

2、高性能新型材料的发展与应用

毫无疑问,钢结构将成为今后大型建筑结构的主流形式。同时,钢结构将在高强度,良好塑性、韧性以及可焊性的道路上进一步发展。日本、俄罗斯、美国等几个国家已经开始把屈服点在700N/mm2以上的钢材列入规范。高性能混凝土以及其它新型复合材料也将向着轻质量、高强度、良好的韧性和工作性能方向发展。如铝合金和玻璃纤维增强塑料的出现使用,就是现代土木材料发展的良好例证。

3、计算机应用

自从进入21世纪以来,计算机在我国以野火燎原之势迅速普及。随着建筑结构计算理论的逐渐完善,计算机在土木工程结构计算中占据了越来越重要的地位。计算结果更能充分发挥材料的性能并保证结构的稳定安全。通过计算机也有利于设计出更优化的方案进行土木工程建设,以减少成本、缩短工期、提高经济效益。不难想象,计算机将在土木工程发展过程中发挥重要的作用。

4、建筑工业化

我国改革开放以来,大规模的经济建设,飞速发展的新型技术推动了建筑业机械化的进程,尤其是在重点工程建设中有相当程度的发展。但是不可否认的是,与其它工业部门相比仍然处于落后的阶段。所以建筑业的工业化是我国建筑发展的必然趋势。要不断推进新材料,新工艺的发展。同时要建立合理的适应社会化大生产方式的管理体制,采用专业化、统一化、区域化的施工组织形式。

5、环境工程发展

进入新世纪以来,环境问题已经越来越成为社会生活的焦点,气候问题更是对人们的生活工作产生了巨大的影响。为了更好地构建和谐社会,进行可持续发展,土木工程与环境工程必将融为一体不可分割。城市综合症,冰川消融,气候变异,沙漠化,水污染等问题无一不和人类生活息息相关,同时也和土木工程密切相关。土木工程建设过程中尤其是大型乃至超大型工程建设对环境的影响必须成为土木工程师重点考虑解决的问题。

结束语

目前,我国土木工程的某些领域已处于世界先进行列,但我国土木工程的设计、施工和理论研究方面的总体水平与发达国家相比还有一定的差距。展望未来,不仅要加强新型结构型式、新型建筑材料、新的技术手段的理论探索和应用研究,更要加强土木工程二级学科间理论和技术的融合与渗透,实现土木工程的更大突破。

参考文献

[1]任秋荣,叶龙,李向召.土木工程发展现状及趋势[J].制造业自动化,2011.(12).

[2]庄实磊.浅谈土木工程的特点与发展趋势[J].黑龙江科技信息,2012.15(11):272.

【关键词】土木工程涵义 特点 未来发展方向

一、土木工程的涵义

土木工程是指建造各类工程设 施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展,目前土木工程的实践和研究己取得显著成就,无论是结构的力学分析,还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段,都有了非常大的突破;特别是近若干年,在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来,土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。

二、现代土木工程的特点

(一)建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低,有些价格过高,应用范围受到限制,因而尚待作新的探索。另外,对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,虽已取得显著成果,仍继续进展。

(二)工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。

(三)工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝,会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。

三、土木工程的发展趋势

(一)高性能材料的发展

钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N/mm2以上的钢材列人了规范;如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。

(二)智能土木结构理论的体系构成

传统的土木结构是一种被动结构,一经设计、制造完成后,其性能及使用状态将很大程度上存在着不可预知性和不可控制性,这就给结构的使用和维护带来不便。为了解决这一问题,发展出了在线监测结构,它赋予传统土木结构以在线监测机制,从而为探知结构内部性能打开了窗口,使人员可以方便地了解结构内部物理、力学场的演变情况,这就是结构智能化的第一层次。在在线监测结构的基础上,进一步增加了监测数据的智能处理机制,使得结构具有自感知、自诊断、自推理的能力,从而使结构实现了第二层次的智能化。进一步在结构中引入自适应及自动控制机制,即根据自诊断自推理的成果,由在结构中耦合的作动系统做出必要的反应,从而实现智能控制结构,这就是第三层次的智能化。比如,对结构的开裂、变形行为,结构的锈蚀、老化、损伤行为,以及结构的动力振动行为做出抑制性控制,在更高层次上对结构起到保护和维修作用。可见,在结构智能化演化过程中,按其智能化程度的不同可划分为如下三个层次:第一层次:自感知土木结构(Self-sensoryCivilStructure),它是智能结构的最低级形式;第二层次:自诊断智能土木结构(IntelligentSelf-diagnosticCivilStructure),具有对前一层次结果的智能化加工处理,包括结构内部力学物理场的自我计算,对结构特定目标参数的自我诊断,以及以做出结构自身行为的应对策略为目标的自我推理等功能。第三层次:智能控制土木结构(IntelligentControlCivilStructure),它是智能土木结构的最高形式。

(三)发展高新技术,应用结构健康监测,实现可持续发展?

土木工程在实际使用过程中,会出现不同程度的损伤或性能退化,这将影响起承载能力和耐久性,甚至引发严重的工程事故,带来重大的人员伤亡和经济损失,产生严重的社会影响。因此,从建筑建成的一刻起,就要做好健康监测、修复和加固的准备。

随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展,人们提出了结构健康监测的概念,给土木工程的发展带来革命性的变化。

结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器,自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等,对结构的健康状况进行评估,科学有效地提供结构养护管理的决策依据,确保结构安全运营,延长结构使用寿命。

近年来,大型土木工程特别是大跨度桥梁结构的健康监测技术成为国内外工程界和学术界关注的热点,通过科研和工程技术人员的努力取得了卓有成效的研究成果。国内外近年新建的许多大型桥梁都安装了结构健康监测系统,如我国的上海徐浦大桥、江阴长江公路大桥、东海大桥、香港地区的青马大桥,韩国Seohae桥和Youngjong桥、美国Commodore Barry桥和加拿大Confedration桥等。

像这样,通过发展结构健康监测与安全预警,在第一时间发现建筑可能出现的问题,及时进行修复与加固,既避免了可能出现的建筑事故,也基本解决了建筑过快老化损坏,不得不拆去重修的尴尬局面,及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费,实现建筑使用的可持续发展

四、结语

此外,由于我国是一个发展中国家,经济还不发达,基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求,所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中,都应考虑可持续发展。这些专业活动包括:建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设,海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。

参考文献:

关键词:可持续发展;土木工程;发展;优化

在高楼大厦并起、道路四通八达、信息飞速发展的年代,土木工程是人类现代文明的重要组成部分,在改革开放政策的助力下,在群众生活水平的不断提高的背景下,我们迎来了一轮又一轮的基础建设高潮,如何让我们的桥梁、道路、水利工程、建筑物等更具安全性、美观性和持续性,这是值得我们思考的一个问题。如何从可持续发展的视角来促进人与大自然的和谐,如何保证土木工程能够与人、资源以及环境能够协调的发展,文章中将从土木工程材料、设计阶段、施工阶段和使用、拆除阶段四个方面进行优化,旨在让各种工程造福于人类,使生活居住环境得以改善和持续发展。

1 可持续发展的概念与内涵

可持续发展的定义最初是在1972年的联合国人类环境研讨会上提出的,是既满足当代人的需求,又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。这是一个复杂的系统,既要达到发展经济的目的,又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境,使子孙后代能够永续发展和安居乐业。新的世纪里,不只是经济和自然资源方面的可持续发展有较多的研究,现在各个行业的人才招募和培训等社会领域也相继提出了可持续发展战略,目前,土木工程方面也提出了可持续发展的相关研究,包括土木工程的材料的选择、设计以及施工等各方面可持续发展问题。

2 土木工程可持续发展的现状

随着科学发展观的不断施行和深入,我国各行各业都呈现出一片欣欣向荣的局面。建筑、房地产行业,在科学发展观的正确引领下,可持续发展已经被纳入施工的策略,当前的建筑建设单位以及各承包商都会尽可能的采用先进的技术,尽可能的降低施工时产生的噪音,环境的污染程度尽可能降低,进而达到与人民群众和政府的要求相匹配。但是,据实际调查研究发现,各单位在采用可持续发展的战略是却大部分持有一种被动的、消极的心态,这其中的原因主要是施工方对科学的可持续发展策略还存在怀疑的看法,视角仅限于当前高昂的花销,对科学的管理、先进的技术以及系统的制度体系的认识还不够,不能够正确的认识和用可持续的发展眼光来审视土木工程这一个复杂的、系统的工程体系。

3 土木工程可持续发展的优化

3.1 土木工程材料的可持续发展优化

土木工程材料是指土木工程中使用的各种材料及其制品,它是一切土木工程的物质基础。科学的选择、设计和使用土木相关的工程材料,对整个工程的安全程度、实用性、耐久性以及美观程度和造价多少有着非常重大的意义。传统的土木工程材料,诸如混凝土和砂浆等材料的发明及使用,尽管从某种意义上来讲,给人类的物质文明的发展、文化的发展和人类文明的进步起到了催化剂的作用,但是在材料的生产、使用以及回收的相关程序过程中,不仅消耗的大量的原始自然资源,由于技术的限制,在造成能量浪费的同时还带来了环境污染等有关的负面影响。因此,相关部门和建设单位应该在传统的资源利用基础上,着重开发和利用可再生的资源,大力发展绿色建材,为绿色建材的发明、创新、推广以及投入使用创造良好的条件。

3.2 设计阶段的可持续发展优化

依据系统科学理论,土木工程无论是大的工程还是小的工程,都是一个复杂的系统,在工程的设计阶段主要包括初步设计、技术设计和施工图的设计三个不同的阶段构成,三个阶段缺一不可,三个阶段为相互联系、相互促进和相互制约的关系,每一项土木工程都必须按照这三个阶段的建设程序来进行建造。对整个土木工程进行设计时,不仅对工程项目本身所需要的资源、技术、人员编制进行全面的分析论证,同时还需要对可行的工程设计相关技术、先进的工艺和相关配套的机械设备等进行全面走合的考虑,从土木工程的系统结构出发,全局的考虑系统的功能,即是各种要素对土木工程所起到的不可磨灭的作用,甚至是决定性的作用。在整个设计的过程中,要以可持续发展的策略来探讨设计问题,要求相关的技术人员、策划人员必须对材料的把握、设计的规范性以及最新技术的溯溪程度和运用程度都要有整体的把握思想,同城协调各部门,加强有关可持续发展设计的学习,确保可持续发展的思想在每个阶段、施工项目中得到体现。

3.3 施工阶段的可持续发展优化

土木工程的施工阶段,就是按照工程的设计对计划进行实施,完成最终工程的过程。工程的施工阶段是我们优化可持续发展的一个不可忽视的重要阶段,因为在施工的过程中,无论是诗人、工程材料,还是机械,都不可避免的对人居环境和大自然产生不利的影响甚至破坏性的影响。在施工阶段中,如果坚持科学发展观和可持续发展的发展思想,将会采取有效的措施,避免、减小甚至消除施工过程中产生的噪音、粉尘污染等对生态环境产生影响的因素,积极采取有效的措施,确保材料具有良好使用性能以及材料的可回收利用的同时,为工程的可持续发展添砖加瓦。

3.4 使用与拆除阶段的可持续发展优化

土木工程在使用的过程中会有大量的能量消耗出现,因此,相关设计者应该在使用的过程中考虑到如何降低土木工程本身的能量消耗,相应的增加建筑本身的使用寿命。工程在达到正常的使用设计年限之后,就会面临着淘汰和被拆除的待遇,建筑物一经拆除,建筑工地便会产生较多的建筑废弃物,建筑垃圾会占用大片的国土用地,产生的垃圾物也会急剧的降低周围空气和水的质量,甚至影响当地的环境。所以,在建筑物的拆除过程中,一定要做到对建筑物材料的分类和归类,这样做最直接的影响就是减少废弃物对环境的影响,提高能源的回收再利用比率和建筑材料的综合使用率,增加有关部门的收入。

4 结语

可持续发展的最终目的在于满足当前人类发展的需要,保证不浪费资源、不污染环境,但也不是盲目的追求节省或者铺张浪费,我们寻求的是一种中庸的状态,旨在用最少的投入获得最大的收益。作为土木工程建设人员,在继承传统经典成就的基础上还应该不断的改良和创新,与土木工程相关的各项专业活动都应该考虑可持续发展,重视每项工程的使用寿命,在确保安全的前提下使之尽量延长。

参考文献

[1]邹新峰.谈土木工程的可持续发展[J ]..山西建筑,2009,7.

[2]叶帮清.土木工程中建筑节能重要性探讨,中国高新技术企业,2009, 6.

【关键词】土木工程;施工技术;现状;发展;创新

土木工程建设在我国已经有超过两千多年的发展历史了,在漫长的岁月里,我们的先辈用他们的智慧与勤劳为我们积累下了丰富多样的土木工程施工技术。自上世纪五十年代开始,我国的土木工程现代化建设开始进入飞速发展的时期,众多新结构、新技术以及新材料在土木工程建设中的运用,使得土木工程更加能够满足现代社会发展的需求。在我国城市化不断发展的当前,城市的规模、生态以及发展理念的变化开始对土木工程不断提出新的要求,在这种时代背景下,我们对其施工技术的未来发展趋势进行分析是非常有必要的和有意义的。

一、我国土木工程施工技术的现状

土木工程施工是将设计者的创意、理念以及构思转化为工程实体的过程,无论是乡村的民居民宅还是都是的高楼大厦都需要通过“施工”这一过程来塑造。目前,我国已经运用现代化的土木工程施工技术建成了一大批标志性的土木工程,比如说长江三峡水利工程、广州电视塔、北京“鸟巢”体育馆、青岛跨海大桥等等。当前的土木工程施工技术主要表现在以下几个方面:

(一)施工方法以及施工工艺方面

目前我国在深基础施工方面的主要施工技术包括:降水与回灌、土壁支护、地基加固以及逆作法施工、托换技术等;在钢筋混凝土结构浇筑方面的施工技术主要有大模、滑模、爬模以及粗钢筋连接、混凝土真空吸水等技术;而在钢结构施工方面的技术主要有:框架整体提升以及网架安装两大类。

(二)新材料使用方面

在混凝土方面高性能混凝土、防水混凝土的使用,混凝土外加剂以及轻骨料的使用等等;在装饰材料方面高档金属以及薄型石材的使用、复合材料、新型涂料的使用等;在防水材料方面高聚物改性沥青卷材、合成高分子卷材的发明与使用、涂膜的发明与使用以及堵漏技术的改进与创新等等。

(三)施工机械化、高科技化以及工业化方面

当前施工机械化所包含的技术主要有自动化搅拌站、混凝土输送泵、新型塔吊以及钢筋连接等技术;在高科技化方面的额主要施工技术有计算机的使用、激光技术的使用以及自动控制和卫星定位技术的使用等等;建筑工业化方面的施工技术主要有建筑体系化、设计标准化、构建生产的专业化以及现场施工的机械化等众多方面。

二、土木工程施工技术的未来发展分析

从上面我们对土木工程施工技术现状进行的分析与论述中不难看出,随着人们科学技术的进步以及人们工程建设理论的不断发展,未来工程施工的机械化、高科技化、智能化以及低碳化将会成为施工技术最主要的发展方向。

(二)高层建筑施工技术在未来很长一段时间内将成为施工技术发展的重点方向

我国城市化进程的不断加快、旧城改造的大力实施以及国内建筑土地资源的日益匮乏,使得高层建筑正在成为建筑工程事业发展的主要方向。高层建筑施工技术的发展需要深基坑支护技术、高强度混凝土技术以及消防工程安装技术、电气设备安装技术等多方面技术的综合性发展做支撑。此外,高层建筑工程施工在施工设计方案、施工技术方案以及施工人员的专业素养、机械设备的性能方面也提出了更高的要求,这将促使建筑工程各环节、各要素向着高、精、尖的方向发展,这同时也表明了目前的土木工程施工技术开始向着综合性的方向上发展。

(二)绿色施工技术将会是未来土木工程施工技术的主要发展方向

土木工程作为人类较为复杂、大型的劳动创造活动,其对于资源的需求和环境的危害也是非常明显的,随着人类低碳环保理念的增强以及人类可持续发展的呼声越来越高,土木工程环保节能技术的发展与创新就显得尤为重要,更为重要的是当前世界低碳经济的发展已经成为社会经济发展的主流趋势,土木工程建设事业只有与社会及经济的发展保持一致才能确保发展的正确性、科学性。当前工程节能环保技术在世界与我国的发展已经取得了一定的成果,比如说保温技术、空心砖(如图1)、加气硂以及各种节能板材、保温建材等在建筑工程建设中的广泛应用。在此需要我们注意的是,土木工程环保节能技术的推广与创新还有待于全社会人类的共同努力。

(三)钢结构施工技术预示着施工技术正在不断地融合发展

自北京奥运会成功举办以后,“鸟巢”以及“水立方”等标志性建筑向人们展示了现代建筑的魅力以及现代工程建设技术的先进性,同时这也掀起了国内的钢结构工程建设热潮。如果将钢结构施工技术进行细分,我们会发现其并非是一种单纯的工程建筑技术,它是融合了生物工程技术、建筑力学技术以及计算机虚拟建设技术之后的综合性产物。虽然工程施工本身就是人类多种智慧以及多样技术的综合体现,但是近年来随着计算机网络技术、信息科学技术的迅猛发展,建筑工程施工技术与其他先进技术进行融合发展的速度明显正在不断加快,这不仅在钢结构工程中能得到体现,在许多大跨度、超高层的工程建设中也体现的淋漓尽致,这无不都说明工程施工技术正在向着与其他技术融合发展的道路上大步向前。

总结:关于建筑施工技术未来的发展分析,本文主要从以上几个方面进行简要的论述,具体的内容可能因为我们分析问题的角度不同而存在一定的差异。总的来说,土木工程施工技术的现代化发展既是社会发展的必然,同时也是人类共同努力的客观结果,在具体的操作上,却是需要我们从工程建设的各细分环节以及各要素综合性的入手,同时还要充分结合当前的各项相关先进技术,才能不断科学、高效地促进其稳定的发展。

参考文献:

[1]徐伟强.试析建筑混凝土的施工技术[J]. 科技资讯. 2010(30).

[2]吴磊,沈建强,李俊.土木工程施工技术及创新[J]. 科技资讯. 2012(08).

[3]候德义.土木工程施工技术发展和展望[J]. 科技风. 2010(18).

关键字:土木工程;房屋建筑;发展前景;特性

Abstract: With the rapid development of technology and the increase of the practice, construction of civil engineering continuous self-improvement, self-improvement. This paper mainly discusses civil engineering content, characteristics, development prospect and the important part of buildings.

Keywords: civil engineering; housing construction; development prospect; characteristics

中图分类号:TV431+.5 文献标识码:A

引言: 随着人类社会的发展以及自然界各种因素的变化,土木工程建设逐步发展为一门多样化的学科,它在成长的过程中发展出多个分支。它为人类社会创造出了重要的物质环境,是人类文明不可分割的重要组成部分。

一 、土木工程包涵的内容

土木工程既指一些技术活动又指工程建设的对象,它是综合各类工程设施的一门学科,是技术和工程的总称。其中技术活动包括勘测、施工、设计方案、对建造设施的保养和维修等。工程分支更是发展成为了一个庞大的体系,主要包括: 房屋建造工程、道路建造工程、铁路修建工程、桥梁建设工程、给排水工程、隧道及地下工程、港口建造工程、城市供热供然气工程等等。

二 、土木工程所具有的特性

1 、社会性

土木工程建造的工程设施涉及人类生活的各个方面,从生活场所、生息场所、水利设施、交通运输到做为信息传输的手段。因此土木工程的成长与人类生存发展的过程息息相关。随着人类历史的进步、经济的发展和转型以及技术的不断加深与拓展,土木工程也不断转型和发展。各个时期的社会经济、风俗文化、科学技术都在土木工程建造设施中得到了充分的体现,土木工程作为人类历史的见证者必然具有着典型的社会性。

2、实践性

土木工程是一门实践性很强的学科,它的发展壮大主要是通过工程实践,不断地总结成功的经验,吸取实践中的失败教训。在土木工程的壮大过程中,工程实践往往是先于理论,工程问题的解决仍然很大一部分取决于对工程实践的研究,同时工程事故的发生可以显示出一些理论研究的问题,激发对新理论的研究与探讨。土木工程具有很强的实践性主要有以下两个原因:

(1)工程施工的客观情况很复杂,室内试验和现场测试都很难开展。例如,地基基础、隧道等地下工程的变形和受力的状态,以及随时需要参考工程实践的经验进行的分析。

(2)实践是检验真理的唯一标准,只有通过工程实践才能发现理论研究中的新问题,才能验证理论的科学性。例如,在建造高层建筑和大跨桥梁的过程中,对建筑抗震性能的认识和研究也不断深入。

三 、土木工程的发展和前景

1 、土木的历史发展过程

土木工程的历史发展过程可以主要分为三个阶段:古代土木工程、近代土木工程和现代土木工程。在古代的土木工程时期,人类原始的土木工程萌芽的开始。人类逐渐离开洞窟,开始挖土为穴、架木为桥,而古代的建筑材料主要采用木头和石头;近代土木工程,由于理论的发展,逐渐成为一门独立的学科,同时在质上也取得了一次重大的飞跃,它采用了混凝土和钢筋结构,使跨海大桥和摩天大楼成为可能,使人类的生活场所、生产场所逐渐走向立体化、多样化,其规模走向大型化;二战后,世界经济飞速发展科学技术也突飞猛进。这样的进步为现代土木工程的发展提供了理论研究的基础,填补了空缺。在20世纪20年代后期,预应力混凝土的出现是土木工程的又一次重大的飞跃,它的抗裂性强,刚度和承载力大大高于钢筋混凝土,给建筑物带来了新的经济、美观的建筑结构形式。

2、土木工程的未来发展前景

2.1 土木工程向太空、荒漠、海洋发展

我国是一个人口大国,在有限的地理空间内,要充分利用好每一寸土地。但是随着经济的发展,我国的土地资源日益紧张,逐渐不能满足经济发展多样化对建筑的需求。因此土木工程未来的进程将会面临更多挑战,它将会在太空、海洋、荒漠上寻找发展的新契机。

2.1.1 向太空发展

宇宙空间一直是人类的探索之谜,它所具有的各种资源对人类而言无疑有着巨大的吸引力。人类土木工程也将必然向宇宙空间发展,寻找新的空间资源和新的建筑资源。

2.1.2 向海洋发展

海洋的总面积大概占地球总面积大的70%,海洋是一个具有巨大开发潜力的资源。实际上海洋的一些空间资源已经开始为人类所用,填海造田逐步得到了多个国家的采用。这样一来可以节省用地,缓解我国日益严重的住房压力,也为濒海的大城市建造人工岛积累了科技经验和实力。

2.2.3 向荒漠发展

我国国土面积的65%是山地丘陵,35%受到土壤侵蚀和荒漠化的威胁,33%是干旱和沙漠区。荒漠是一个巨大的空间资源,它的利用和开发必然有着不可估量的价值。但是对荒漠的开发,水资源缺乏是一个巨大的阻碍。据报道,国际上正在研发如何在荒漠上淡化海水的方案,若一旦得到实施,在荒漠上进行大规模的建设将会成为现实。

2.2 工程材料的发展

随着高层建筑的日益增多,高层建筑的高度增加,对底层基础部分的材料要求必然提高,逐渐对轻薄,高强度的材料需求增大。一般的混凝土强度是c50-c60,特殊工程是c80-c100。目前我国的门窗材料、装饰材料、管材多采用化学合成材料,将来大面积的围护材料和结构骨架材料将会运用这种材料。

2.3土木工程的可持续发展

我国的环境政策坚持可持续发展的原则,然而现代建筑业仍存在很多环境问题,例如资源消耗大、污染物排放量大、噪音污染严重等等。因而在工程实践的过程中要始终贯彻落实可持续发展原则。例如,在土地资源的利用方面,建房修路占地面积广,因此在土木工程中应尽量拓展高空和地下空间。建筑材料的选择也应以最少的资源消耗发挥出最大的经济效益为准则,粘土砖的使用对土地资源的毁坏很严重,应尽快研发新产品取而代之。

四 、房屋建筑业

房屋建筑业是土木工程的一个重要的分支,它的发展历程在土木工程史上占据着重要的地位。同时房屋建筑业的发展关系到人民生活水平的提高,其质量是保证人民生产、生活正常进行的前提。那么搞好房屋建筑的施工质量管理则至关重要。

1 、建立运行质量管理规章制度,健全质量管理体系

为有章可循的进行质量管理,项目经理要严格按照质量手册和程序文件进行质量控制,建立、健全质量奖罚制度、质量分析制度和质量检查制度,建立一套规范的质量管理制度,加强对人的控制和施工材料的控制,提高工人的施工水平等来提高工程的整体质量。对施工材料的控制,主要是严格控制施工材料、预制构件的质量检察,对施工机械的控制就是合理的使用、管理、维护施工机械设备。

2 、加强施工的现场管理

2.1 监督检察施工机械设备、试验仪器、测量仪器是否完善,是否处于良好状态。

2.2 监督检察主要施工人员、工程技术人员、监理人员是否到位,各级质量体系运转是否正常,是否有未经业主许可的转包现象。

2.3 及时提出质量检测中一些不合格的工程隐患,并积极监督施工单位对工程质量检测通知的落实情况,严格按照管理规范对项目进行综合检查、巡查检查和专项检查。

3、 监理目标责任制

工程项目的质量控制,需要确定项目经理、技术负责人、施工管理负责人,建立施工现场质量管理体系,落实质量管理责任制。质量管理体系包括质量检查和工序管理两个主要部分。质量检验包括对原材料、半成品、工序、设备的检查和竣工单位的质量检查。工序管理主要是建立质量管理点,进行工艺分析、消化工艺的设计等。

关键词:土木工程;材料工程;复合型人才

中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)09-0196-02

一、土木工程行业发展与材料的关系

土木工程属于国民经济发展支柱性产业,它包括建筑工程,桥架工程,水利工程及港口工程等[1]。资源短缺、土地缩减、植被减少等问题越来越严重,传统的土木工程行业模式已逐渐显现出自身的不足,急需要新技术,新材料的支撑[2]。目前,世界各国的城市规划、建筑设计都强调以绿色建筑为宗旨的绿色环境[3]。人们在发展的同时,更要注重可持续发展。

土木工程材料构成整个工程的物质基础,决定着土木工程的质量及使用寿命。土木工程材料的发展,亦是整个土木工程界发展和前进的基础和动力[4]。为适应土木工程发展趋势,绿色环保的建筑材料必将得到广泛应用[3-4]。

二、全国主要高校土木工程专业有关材料类课程设置

目前,全国主要高校对土木工程本科生培养模式大体相同[5-6]。以清华大学、同济大学、厦门大学的土木工程材料课程为例,材料类课程设置如表1。表1表明,土木工程专业的学生在本科阶段基本要求学习一门有关土木工程材料的必修课程及开展相关建筑材料实验。

三、土木工程专业增设材料类课程必要性

近二十年来,出现了多种新型土木工程材料,并在很多工程中得到了成功的应用。为此,绝大多数企业正在着力进行技术改造与引进土木工程与材料工程复合型人才[7]。学校土木工程专业的人才培养方案应该与社会需求实际相吻合[8]。市场对土木工程与材料工程复合型人才的需求增加,增设材料类课程很有必要。问卷调查表明(图1),绝大部分同学认为现有的材料课程知识无法满足将来就业的需要,希望开设更多的材料类课程。

四、“土木工程+材料工程”复合型人才培养模式

目前我校土木工程专业的学生只在本科阶段学习《土木工程材料》这一门有关土木工程材料的必修课程。对于将来从事土木工程行业的学生来说,有必要深入地了解材料的性能、特点、施工等方面的基本知识。因此,本专业在依托学校现有的资源和在土木工程专业的人才培养大框架下,整合相关的材料课程,提出了“土木工程+材料工程”复合人才培养模式。

结合学院土木工程专业的特点,通过对原有计划的调整,形成“土木工程+材料工程”复合型人才的培养计划,主要措施如下。

(1)增加材料类课程:增设建筑材料科学与技术、建筑材料实验与检测技术、建筑功能材料、建筑结构材料、再生混凝土作为“土木工程+材料工程”复合型人才试验班的必修课程。各课程学分及学时要求如表2所示。

(2)增加相关实验:防水材料性能的测定;防火材料性能的测定;绝热材料性能的测定;共振、敲击法检测混凝土动弹模量实验;混凝土模拟缺陷超声波探伤实验。

五、结论

(1)未来土木工程行业更加重视绿色、健康、环保建筑材料应用。因此,开展“土木工程+材料工程”复合型人才培养非常有必要。(2)基于调研结果,提出了“土木工程+材料工程”复合型人才培养材料类课程及有关要求。

参考文献:

[1]段蔚.土木工程行业现状与未来发展趋势分析[J].建筑知识,2016,(06):271.

[2]粟彬,李松,丁世宁.浅谈土木工程材料的发展趋势[J].科技致富向导,2010,(23):75-87.

[3]王丽丽,张向荣,王丽.土木工程材料的应用及发展趋势[J].建材技术与应用,2011,(08):17-32.

[4]许晓岚.浅谈土木工程材料[J].信息化建设,2016,(07):153.

[5]清华大学2015-2016学年度土木工程专业本科课程介绍[EB].http:///publish/newthu/newthu_cnt/education/pdf/edu-1-2/2016_6.pdf.

[6]厦门大学2015-2016学年度土木工程系本科课程地图课表查询[EB].http:///timetable#/page/1/16/

1638//20152///

[7]刘镇,周翠英.多学科交叉渗透的复合型土木工程人才培养模式探索[J].高等建筑教育,2014,(02):12-15.

[8]祁贵国,鲁可乙.土木工程应用型人才培养模式探讨[J].高等建筑教育,2013,(01):28-29.

Exploration on the Compound Talent Training Mode of Civil Engineering and Materials Engineering

YANG Ping1,WANG Mu-chen1,SUN Zhen-ping2,XIAO Jian-zhuang1,SU Jing1

(1. College of Civil Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China;

2.School of Materials Science and Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China)

在土木工程建设的全过程中,结构设计的作用与地位非常重要,而在整体的结构设计中,安全性、经济性是最重要的两个问题。但就现阶段来说,土木工程施工过程中,安全事故时有发生,从而为工程建设带来了非常大的经济损失。为有效降低安全事故的发生,需要相关设计人员在进行结构设计的时候,不仅要确保土木工程结构的经济性,也要保障土木工程结构的安全性。本篇论文主要对土木工程结构设计中的安全性与经济性进行了分析与探讨。

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:

[1]梁倩,林红利,许龙.浅谈土木工程结构设计中实现安全性与经济性措施[J].四川水泥,2015,05:209.

关键词:土木工程;施工技术;创新

中图分类号:E271 文献标识码: A

引言

土木工程作为建筑工程中的一个重要组成部分,加强其技术创新是社会发展的必然要求。建筑工程是一个技术含量高的综合性学科,里面含有几十个分部分项工程,每个项目都有其相应的技术要求。不同的项目其技术力量的发展可以为后续的施工工序带来较大的影响。因此建筑工程施工技术创新不是一个单一的工作,而是贯穿于整个工程建设的全过程,做好技术创新对工程建设的进行、工作效率的提高、公司利益的最大化都有较大的意义。

一、土木工程施工技术的重要性概述

(一)推动工程的生产效率

土木工程的施工技术在自动化。机械化和智能化的辅助作用下,能够降低不必要的人工费用管理成本,以及机械费用,使工程施工技术在科技发展的推动下,使经济效益最大化,把科学技术作为第一生产力,渗入到各个施工环节中去,提高土木工程的生产效率。

(二)推动建筑工程施工自动化进程

土木工程的施工技术是工程项目建设施工的关键环节,施工技术的创新,促进了土木工程的飞跃,进入了高速发展的时期,传统的建筑施工并不能满足当前建设工程的发展需要,因此,自动化便成了建筑业发展的主要方向,比如互换性和流水线的活动,工厂化和标准化的成套技术等,都为我国的建筑自动化提供了必要可行的途径。

(三)促进能源节约的重要手段

土木工程的施工技术是人类生产力发展的重要方法之一,随着人类对生存环境的关注度加强,社会生态化的需要日益重要,在建筑施工过程中生态化已经成为必然趋势,施工技术的发展创新和改进应时顺势,在土木工程的过程中,施工技术可以充分利用现有资源,得用节能环保材料,运用自动化技术,防止工程施工过程中产生污染环境和破坏生态的不利因素的发生,力求做到节能减排,促进生态平衡。

二、土木工程发展中存在问题的原因

(一)理论知识的缺乏以及科技投入的欠缺

严格意义上讲:土木工程指的是一切与水、土相关的建筑规划与工程施工活动,土木工程设计领域广泛,包括非线性分析、最优控制、系统识别、反馈分析等一系列内容,是一项非常复杂的活动,需要对其投入很大的精力进行研究。但目前我国对土木工程的研究还停留在个别的基础理论以及应用技术上,对关于土木工程的系统性科学理论与集成管理理论的研究存在着明显的不足,这就使我国的土木工程技术水平相对于世界水平来说依然有所欠缺。系统性、科学性的理论指导对土木工程施工技术的发展十分重要,这也恰恰是我国在土木工程领域最缺乏的部分,因此理论知识的缺乏以及科技投入的欠缺成为了我国土木工程发展的一大限制性因素。

(二)土木工程验收标准与规范不完善

目前我国土木工程的验收标准以及施工规范还不是很完善,旧有的一般性的验收标准以及施工规范,由于其指导理论的不完善,已经无法适应社会的发展,这时,深入的科学研究在土木工程领域里开始变得重要起来。由于我国土木工程的验收标准以及施工规范缺乏系统性和科学性,其中一些甚至已经脱离了实际,这就使得这些标准无法继续满足社会的需要,因而无法促进土木工程的发展。

(三)土木工程管理体制不完善

土木工程由于其工程量大、施工周期长、所需的劳动力多、投资量大、材料设备耗用量大等特点,使得我国对其实行的管理工作变得十分复杂,同时有由于我国对土木工程领域的研究的欠缺,导致了我国在这一领域的发展并不是十分的迅速,并且一直无法形成一套完整的管理体制。管理体制不完善导致土木工程中出现的问题逐渐增多,尤其是由于目前实行的承包制工程施工形式所导致的多头的管理问题显得尤为严重。

三、土木工程施工创新技术的应用

(一)科学监理技术的应用

在土木工程的技术创新中,监理技术的创新是一个重要的方面,并且也是必不可少的一个过程,对于土木工程来说具有很大的促进作用。通过实施科学的监理技术,从而保证土木工程施工技术的真正落实,并且在实际的工程中良好的开展和应用。在土木工程中,科学监理技术是一个非常重要的管理手段,土木工程若没有必要的管理技术,就会想一盘散沙,那么要进行施工技术的创新就是天方夜谭。

(二)低碳建筑技术的应用

低碳建筑技术是土木工程施工中创新技术的一项重要要求,也是现代建筑的发展趋势。在完善资源评估和技术评价体系基础上,开展此项技术,应用新能源与可再生资源,在建筑领域实现低碳甚至是零碳排放。在建筑领域应用新技术,改变当前碳基主导型的建筑电力消耗结构。目前,太阳光电、光热和采光遮阳、通风等建筑技术的融合应用促进了低碳产业体系的发展。

(三)信息技术的应用

当今的世界处于科学技术快速发展的年代,信息经济时代改变了传统的管理模式,并且应用于各个领域。信息经济时代的“技术创新”必将导致“技术观”的转型,传统的土木工程技术由于其局限性,难以满足新技术的要求,因此,土木工程的施工需要融合信息技术才能够更加满足于市场发展的需求。建筑工程技术人员要重新思考与分析新技术的对象、目的和结果等问题,形成新的建筑施工信息技术观。

四、施工技术的发展方向

(一)环保方向发展

建筑施工设计的目标,设计的进程和施工的整个过程,都必须考虑到对生态环境的影响,尽量减少污染,减少能量的消耗,选择适当环保的建筑材料和技术设备。

1.降尘的技术创新

传统的降尘措施是采用洒水车来清洗工地的路面和洒水湿润,但是这种需要花费大量的人工和水量,并且效果不是很好。

灰尘的途经主要现场的灰土太多,在起风或者有车辆经过的时候,就会飞起而形成灰尘。最有效的突进就是在现场对裸土进行覆盖或者绿化种植,将这些松散的土体进行固化,同时还可以美化现场的环境。

2.降噪的技术创新

工地噪音的主要来源是大型的施工机械和设备运行发出的声音。因此在新型的施工技术中,应该采取从源头上降低噪音:即选用噪音低的设备,而且可以加装降噪器和稳定设备的基础来减少噪音产生,特别是对于木方$钢筋等加工机具,可以采用设置隔音棚内作业的方式来降低噪音。还可以在现场设置噪音检测点,随时监测工地噪音的情况,来及时对相关工序进行调整安排。

3.建筑垃圾的技术创新

建筑工地往往会产生较大的垃圾,按照状态可以分为固体垃圾、液体垃圾、气体垃圾等。处理这些垃圾需要较大的成本,且由于工程建设时间较长,这些垃圾的处理也成了一个长久性的难题。

我们可以根据垃圾类型的不同,采取回收利用和掩埋、固化等方式,将其进行处理,可以减少成本的投入,而且可以形成长久的处理方式。

(二)复杂化方向发展

目前,我国的建筑业处于迅猛发展的阶段,传统的机械制造、运输、园艺、地质勘察、冶金等活动也不断被应用于建筑施工设计中。因此,这些外沿学科的相应的技术形态也被纳入了建筑技术体系,无限扩张了建筑施工技术的外延,体现了建筑施工技术的包容性和综合性,而复杂性是建筑施工技术综合性和包容性积累的结果。

(三)高新技术方向发展

建筑施工技术的高技术化发展基本的表现形式是新技术革命成果向建筑领域的进行全方位和多层次渗透,凸显了现代特征。这样的渗透推动者建筑施工技术体系内涵与外延的快速拓展。出现了功能多元化、驱动电力化、布局集约化、控制智能化、操作初械化、结构精密化、运转长寿化的高新技术化发展趋势。新技术是建筑施工高新技术化发展的一个基本的形式,研究主要包括有空间结构技术、开发建筑节能技术、建筑地下空间技术等。尤其是计算机的应用更是大大提高了建筑施工工程的建设技术、信息服务和科学管理的水平。

结束语

土木工程施工技术在工程实践中有着重要的地位,其建设是一项综合性的工程,尤其对质量和安全性要求很高,这些都取决于施工技术。近年来,随着土木工程行业的发展,创新施工技术从多角度、全方位、立体化等方式应用于土木工程行业中,并融合世界建筑行业先进施工技术与先进科技,进一步促进了施工技术的发展,基本可以满足现阶段我国土木工程行业的需求。因此,在土木工程的发展中,施工技术也必须进行不断的发展和创新,完善施工工艺,提升设计水平,强化控制管理等,为土木工程施工技术的创新提供丰润的发展环境及深远的发展空间,在满足社会需要的同时,推动社会的发展。

参考文献:

[1]张明.土木工程建筑的技术浅析[J].黑龙江科技信息,2014,06:196.

关键词:土木工程;施工技术;展望

Abstract: the development of economy led the rapid rise of the construction market, this paper introduces the concept of civil engineering and field, analyzes the characteristics of the civil engineering construction technology, this paper briefly discussed several civil engineering construction technology, and its developing trend in the field of the prospects.

Keywords: civil engineering; Construction technology; looking

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:

随着人类的诞生,土木工程就已产生,有着十分漫长的发展历程。从新石器时代到文艺复兴时期,土木工程不断发展和进步。由于科学发展的滞后,在这段长达两千多年的历史中土木工程的发展也并未出现突破性的飞跃。然而在文艺复兴之后,自然科学有了突飞猛进的发展,从而带动了土木工程实现了历史性的跨越,走上了快速发展之路。时至今日,土木工程已经发展成为一门大型综合性的学科,并出现了许多分支。与此同时,得益于现代社会经济与科技的快速发展,土木工程施工技术也实现了极大的飞跃式发展。

1 土木工程的概念及领域

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它包含内容广泛,即包括所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动;也包括工程建设的对象,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。

其主要学科分类有:岩土工程、结构工程、结构工程、供热、供燃气、通风及空调工程、防灾减灾工程及防护工程、桥梁与隧道工程等。

2 土木工程施工技术的特点

几年来,随着经济和科学技术的迅速发展,不断涌现了各种环保节能的新材料、新结构,同时,规模浩大、技术复杂的土木工程结构也越来越多,为了适应市场和经济的迅速增长,施工技术也随之不断发展。我国正处在经济高速发展时期,工程建设数量多,规模大,从而带动了我国施工技术的发展。土木工程有其自有的特点,其生产作业与一般的工厂生产组织不同,它每项工程都需要根据工程性质和特点,单独进行施工组织,这导致了工程项目的成败受到施工组织是否科学合理的直接影响。总体而言,土木工程施工具有如下特点:固定性和流动性:固定性体现在工程的不可移动性上,流动性包括作业空间上的的流动和施工队伍的流动;多样性:每个工程各不相同,即便外观结构看似相同也会因水位地质条件和其他施工条件不同造成施工时的差异;协作性和综合性:工程的施工需要建设、设计、施工、监理、材料供应商等多家不同单位配合协作完成,各单位沟通协作对工程的实施影响很大,同时,每个工程都由多个分部工程构成,涉及专业很多,综合性较强;复杂性和易受干扰性:工程建设的技术复杂,管理难度大,易受气候、周围环境等外界因素干扰;一般投资大、生产周期长。

3 土木工程施工技术研究

土木工程施工技术类别繁多,本文主要针对以下几个施工技术,进行了简要讨论。

3.1 软土地基施工与石方爆破施工

3.1.1 软土地基的施工特点: 施工时如果采取措施不当,完工后地基不能满足承载力和变形的要求,则往往会发生路基沉降或临近建筑物地基沉降或建筑失稳,严重时可能造成建筑物的不能正常使用或整体破坏,需要对地基进行加固,加固方法:换土垫层法、砂桩挤密法、强夯法、振冲法、深层搅拌法。

3.1.2 土石方爆破施工

(1)适用环境:开挖时遇到岩石等障碍物、施工现场地下障碍物的清除及旧建筑物和构筑物的拆除等施工时,可采用土石方爆破施工。其主要工序为:打孔放药—引爆—排渣;

(2)特点: 土石方爆破施工费用低、效率高,施工同时伴有有粉尘,对周围建筑或构筑物有震动的危害;在进行旧建筑物、构筑物的拆除,可以采用静力破碎等辅助施工工艺,已降低施工时振动、粉尘等的危害。

3.2 灌注桩施工与墩式基础施工

3.2.1 灌注桩施工:用机械或人工在施工现场的桩位处进行成孔施工,然后将绑扎好的钢筋笼放入孔内,最后浇筑混凝土而成的一种桩基施工方法。其主要特点有: 施工时振动小、噪声低,且能较好地适应地层的变化,但对施工工艺要求较高,施工后混凝土需要较长的养护且不能立即承受荷载。

3.2.2 墩式基础施工:因地形条件或桩径要求,使用人工或机械成孔后浇筑混凝土(或者放钢筋笼、浇筑混凝土)而成的大直径基础。目前,在我国该项多用人工挖孔,故又称大直径人工挖孔桩。其主要特点有: 岩石或坚硬土层为端部的直接支撑,桩身强度和刚度都很大,同时具有较大的承载能力。

3.3 沉井基础施工

沉井是由井壁(侧壁)、刃脚、凹槽、地梁等组成组成的呈矩形或圆形的半封闭式钢筋混凝土结构,多用于重型设备基础、桥墩、水泵站、超高层建筑物的基础等,施工过程:将位于地下一定深度的建筑物或建筑物基础,先在地面以上制作,形成一个上、下开口钢筋混凝土井状结构,然后在沉井内不断挖土,借助井体自重而逐步下沉,下沉到设计标高后,进行封顶,构筑井内底板、梁、梯板等构建,最终形成一个地下建筑物。

3.4 预应力混凝土施工

预应力混凝土是为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现,充分利用高强度钢筋及高强度混凝土,设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前,通过施加外力,使得构件受到的拉应力减小,甚至处于压应力状态下的混凝土构件。预应力混凝土结构的截面小、刚度大、抗裂性和耐久性好,能充分发挥钢材和混凝土各自的性能,在土木工程中得到了广泛的应用。其施工方法主要分为先张法和后张法。

3.4.1 先张法施工: 在浇筑混凝土构件前进行预应力钢筋张拉的一种施工方法。其主要施工过程为:浇筑混凝土构件前,对预应力钢筋进行张拉并将张拉后的钢筋临时锚固在台座或钢模上,然后实施混凝土的浇筑过程,待混凝土到达一定强度后放松预应力钢筋,借助预应力钢与筋混凝土两者之间产生的粘结力,到达产生混凝土预压应力的效果。

3.4.2 后张法施工:是一种先制作混凝土构件后进行预应力钢筋张拉的施工方法。其主要要施工过程为:在浇筑混凝土构件时预留张拉孔道,待混凝土达到一定强度后将钢筋拉近孔道,借助张拉机具对预应力钢筋进行张拉,然后用锚具将预应力钢筋锚固在构件端部,最后进行孔道灌浆。

4 发展和展望

随着经济的发展和科学的进步,工程施工时对环境和社会所造成的危害也逐渐降低,以后土木工程施工技术的发展方向主要有以下几个方面:施工时计算机技术得到普遍应用,高性能材料的发展提高了结构的整体性能,建筑施工工业化程度显著提高,空间站、海底建筑、地下建筑的迅速发展,新工艺的出现带动了新结构的产生,新能源和能源多极化等。

无论是在设计阶段还是在施工阶段,施工技术都具有非常重要的作用,这表现在设计意图的实现和表达往往取决于施工技术的好坏。因此,在一定条件下,设计者在进行设计时必须考虑当前技术能否实现其设计对结构、功能方面的要求。就工程施工本身而言,任何一个工程项目都是一个复杂的、综合的系统工程,其施工过程受到多种因素的制约,如地质条件、气候条件、荷载条件、材料性能、现场条件等。同时,施工中还存在着理想与显示的差异。因此,施工技术的控制与管理就是要在施工过程中对施工技术实时进行识别、调整和预测,最终在允许的误差范围之内实现设计最佳目标。土木工程施工管理是工程管理的重要组成部分,其涉及专业类别繁、人员复杂且时间贯穿整个施工过程,难度较大但成果较好,能有效地较少工程的质量安全事故,是施工阶段宏观质量和施工状态宏观安全的保证。

参考文献

[1] 候德义.土木工程施工技术发展和展望[J].科技风.2010(9)

[2] 杨伟国.探究土木工程施工技术及其未来发展[J].城市建设理论研究. 2011(34)

[3] 窦海东. 浅论土木工程施工技术[J]. 城市建设理论研究. 2011(23)

[4] 何聪,汪鹏飞.土木工程未来展望—浅谈土木工程的发展现状与发展趋势[J].商情. 2011(20)

关键词:土木工程;结构设计;应用发展

中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:

1、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。改革开放以来,我国经济的高速增长也带动了建筑行业的高速增长。

随着社会科学的突飞猛进,建筑行业的技术也随之逐步换代。近几年,我国的高层建筑犹如雨后春笋般拔地而起,而且高度越来越高。我国的民用建筑大部分都向百米高度发展,对于综合性的大楼,更是达到五、六百米,由此可见,土木工程的发展势头之猛。润扬大桥在2005年正式建成通车,这是一座全部由中国人自己设计、施工、监理、管理,并且采用建筑材料和绝大部分设备也由我国自行制造或生产的大桥。润扬大桥被国际桥梁专家称为"中国奇迹",其建设条件之复杂,技术含量之高,施工难度之大由此可见。铁路方面,我国也已建成了东起青海格尔木、西至拉萨的青藏铁路,其有相当一部分地段穿越高原常年冻土地带,成为世界上海拔最高、里程最长的高原铁路。这些都说明我国的土木工程的发展迅速。

2、土木工程结构设计

对于土木工程结构而言其设计目标首先就是对建筑的安全负责,即保证建筑的主体可以满足使用要求,并符合安全性需求。一般房屋结构是由板、梁、墙、柱、基础或直线形构件和杆、拱、壳等直线杆件或曲线、曲面形构件组成。梁是工程结构中的受弯构件,它承受板传来的压力及梁的自重,通常水平放置。梁按截面形式分为:矩形梁、T形梁、倒T形梁、Z 形梁、空腹梁等。柱的概述:柱在工程结构中主要承受压力,主要承受梁传来的压力以及柱的自重。墙的长、宽两方向尺寸远大于其厚度,荷载作用方向与墙面平行,其作用效应为轴压力,有时还可能有弯矩。这样就要求做到以这些小点来注重土木工程结构设计中的细节问题。

随着市场经济的加快,城市建设迅猛发展,随着逐渐出现的鳞次栉比的高楼大厦,日益规划的高楼大厦,逐渐扩大的城市规模,城市人口随之急剧膨胀, 越来越多的发达城市不同程度上出现了土地资源紧张、生存空间不足、交通堵塞、生态平衡遭到破坏和环境逐步恶化、基础设施落后等问题,这些称之为“城市病”, 严重影响了人类居住的舒适度, 对社会和经济的持续发展形成制约, 成为现代城市发展的主要障碍。这样以来,建筑的经济性也在土木工程中占据了主要的地位。由此,土木工程的结构设计就不得不对安全性和经济性进行综合性评估,并以二者的平衡为目标进行设计实施。这种设计需求是在市场经济发展中对建筑结构设计的必然要求。

在土木工程结构设计中,我们应该着重注意以下几个方面:(1)结构计算,在这里我们讲的是,设计的基础形式是条形基础,在确定基础底面宽度时,依据的是地基承载力的设计值(新规范称之为特征值),即b≥N/(f-rh)。h对于内墙、外墙取值不一样,不少计算书中误认为是一样的。r应是基础底面以上土的“平均重度”,r=20kN/m3,而学生常误取为基础底面以上“土的重度”。我们要严格分清其中的概念。(2)土建施工图的重要性,平面图与立面图、剖面图的配合建筑施工图关键是平面图、立面图和剖面图之间图示内容一致,且相互补充。有的时候可能是因为初次绘制内容复杂的建筑施工图,我们的设计者由于疏忽,没有全局观察,造成平立剖面图的表达不一致。所以我们要做到各图所注的标高、尺寸、定位轴线等在每张图纸上都要认真核对无误,这个作为一项基本要求,要求在工程结构设计中务必落实做好。(3)结构截面设计中我们要注意场地类别对抗震等级的影响,抗震等级对于框架截面设计的影响很大。一般情况下根据房屋高度和设防裂度从抗震规范中直接查出抗震等级,但对于“场地类别为Ⅰ类时,除6度外,可按表内降低1度所对应的抗震等级采取抗震构造措施,但相应的计算要求不应降低”。当采用Ⅰ类场地时,抗震计算的抗震等级与采取抗震构造措施的抗震等级不一样。我们做到结构计算清楚明白,施工图纸的清楚明确,同时我们也要注意场地类别对抗震等级的影响。

3、土木工程的应用发展

我国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。

对土木工程的发展起关键作用的,首先是作为工程物质基础的土木建筑材料,其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时,土木工程就会有飞跃式的发展。地球上可以居住、生活和耕种的土地和资源是有限的,而人口增长的速度是不断加快的。因此我国会出现人口众多、城市拥挤、环境污染严重、人均土地资源占有量少等更多情况,因此开发其它可利用空间势在必行。因此,人类为了争取生存,土木工程的未来至少有向高空延伸、向地下发展、向海洋拓宽、向沙漠进军与向太空迈进这五个方向发展。

4、结语

经过多年的发展, 无论是结构的力学分析, 还是结构的施工手段和方法以及结构设计的理论,土木工程专业无论是实践还是研究都已取得显著成就,并取得非常大的突破。土木工程随着人类社会的进步而发展,至今已经演变成为大型综合性的学科,它已经出许多分支,如:建筑工程,铁路工程,道路工程,桥梁工程,特种工程结构,给水排水工程,港口工程,水利工程,环境工程等学科。土木工程共有六个专业:建筑学,城市规划,土木工程,建筑环境与设备工程,给水排水工程和道路桥梁工程。

土木工程作为一个重要的基础学科,有其重要的属性为综合性,社会性,实践性,统一性。土木工程为国民经济的发展和人民生活的改善提供了重要的物质技术基础,对众多产业的振兴发挥了促进作用,工程建设是形成固定资产的基本生产过程,同时,土木工程的发展与经济繁荣和科技进步是密不可分的。这样以来,建筑业和房地产成为许多国家和地区的经济支柱之一。

参考文献:

[1]李国强,李杰.建筑结构抗震设计.北京:中国建筑工业出版社出版,2002;27-38

[2]梁兴文、史庆轩.土木工程专业毕业设计指导.北京:科学出版社,2002.

[3]中华人民共和国建设部.建筑抗震设计规范(GB 50011-2001).北京:中国建筑工业出版社,2002.

[4]吕峰, 陈阳.结构设计中的几个概念应用问题[J].林业科技情报,2009;(03).


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