土木工程设计研究范文

时间:2023-10-09 10:59:56

土木工程设计研究

土木工程设计研究篇1

关键词:土木工程;结构;抗震

中图分类号:TU352文献标识码:A文章编号:2095-9052(2016)0002-000496-01

一、土木工程中影响抗震的因素分析

1.传统的抗震方式

首先,传统的抗震理念是从长期积累的工程经验中总结出来的,不具备精确地可测量性和科学性,如此一来,得到的结果就带有一定的局限性,是根据主观意识和部分客观意识得到的,所以需要不断地进行实验考核。另外,即使通过理性分析得到结果,也只是定性而不是定量分析。抗震建筑的设计被强加以法定意义上的不可逾越性,给土木工程设计人员造成一定的工作局限性。

2.结构设计的基本点

在建筑设计的过程中,要想使材料灵活运用,就需要结构上的形状简练,简单的结构设计可以更加清晰的对建筑物的每个部件进行分析,提升数据的精确性。其次是竖向结构的设计,如何更加均匀是要着重注意的,保证建筑物不会因为遭受猛然的外力袭击而发生改变。再就是整体设计的合理性,建筑物的根基最为重要,若底部的承重能力差,那么各部件的牢固性将减弱,使得重心偏离根基点。

二、如何加强土木结构的抗震能力

1.建设过程中的场地选择

建筑设计之前的必要环节就是选择场地。在进行调查工作时,关于整块地域的地形地貌也要加以了解,有些地层曾发生过断裂、凹陷的情况,应适当避开,确保建筑工程中的抗震效果。若部分凹凸不平的地域无法躲避,要进行相应的预防措施,对不良路段加固防护。

2.建设材料及建设结构的选择

材料的选择从一定程度上决定整个土木工程设计的抗震性能。在设计的初始阶段要针对不同的材料进行仔细研究,以及材料的质量对整个建筑物的影响。通常意义上说,要致使少量材料的损坏对整个抗震效果并无影响,避免出现依赖单一材料进行设计的情况。除此之外,工程运作前的设计简图也是重中之重,图纸应明确地表现材料发的作用、建筑物的抗震能力和重量承载力。结构设计的过程中注意整体的结构强度,采取具体可行的加固方式,提升建筑物的抗震能力。

3.工程设计的高度选择

在生活中,不管何种工程的实施都需落实在一定的高度基础上,工程设计的高度选择对于提升建筑的抗震性具有十分重要的意义。据实际情况调查得出,地震在发生的过程中,高度与地震带来的危害成正比,即高度越高危险性越大,破坏越严重。所以在结构设计的过程中也要考虑建筑物的高度,与合理的设计相辅相成,提高工程的稳定性。

三、抗震概念的普遍规律

1.里应外合

在地震发生的时候,外部因素的作用力强于内部。泥土滑坡、地层断裂等情况造成建筑物相应的损坏,所以在进行工程设计时,判断所处地域的地层相当重要。地震运动会使房屋倒塌,建筑物根基晃动,造成人员伤亡。外部作用首先是软土地域的缺陷。软土在地震发生时会扩大震源,深陷土底致使工程整体向内歪斜。其次是液化的泥土,地震时的液化会导致地面表层的喷水,根基的泥土完全失去作用力,因此我们应重视建筑物的选址。内部原因主要指合理选择建筑结构,重视建筑物的平面对称,提高抗震能力,各内部构造与楼板无缝连接。

2.刚柔并济

每件事都具有两面性,这一概念同样在土木工程设计中适用。在构件的使用中,应注意刚硬部件与柔软部件的结合,构成整体的零件不同,每块零件的刚度优劣也不尽相同,在地震发生时,刚度较弱的地层会首先发生破坏现象。所以在建筑构件的设计中也应注意相互妥协,满足工程结构的整体统一。

四、抗震设计中的具体措施

1.提高建筑物承载力

如今,我国的抗震目标主要为“小震不坏、大震不倒”,这就需要土木工程的设计能提高抗震能力,保证整体结构的系统机制。多道防线在抗震过程中发挥着重要作用,其原理是:使性能较好的建筑部件首先发挥抗震作用,尽量减小薄弱构件的抗震作用力。

2.重视整体结构选型

上文中提到结构对于抗震性能有重要作用,在此我们根据系统科学的方法提高建筑物在地震来临时的抗倒塌性能。从建筑物的结构整体来说,提升抗震效果并不一定要花费大量资金提高承载力储备,也可以通过设计合理的部件关系来巩固建筑,利用各部件之间的相互作用形成有层次的受力整体。

五、结语

地震给人们造成的灾害影响大部分源于建筑物的抗震能力差。本文通过对土木建设过程的利弊、构造进行分析,提出具体可行的抗震措施,把概念规律和实际行为融合在一起,从根本上降低地震带来的危害。

土木工程设计研究篇2

关于地震这样自然的灾难性的事件,发生时就会导致房屋的倒塌等情况的发生,从而对受灾人们的财产和人身安全造成一定的伤害。为了尽量的避免在地震的灾难中所遭受的损失,就对土木工程的结构设计提出了很高的要求。所以,在土木工程结构的设计之中,就要高度的重视抗震性的问题从而将其抗震性做好。本文主要的就是对于土木工程结构设计中抗震性问题的探讨。

关键词:

土木工程;结构设计;抗震性

现如今,经济社会飞速发展,社会上的许多事物都在不停的发展变化,土木工程在建设上也取得了相应的成就。在这样的情况之下,对于人民的社会物质生活水平的提高具有非常重要的意义。因此,土木工程就要紧随时代的发展,在社会之中贡献自己的力量,实现自己的价值,将其结构设计做到更好。在土木工程的结构设计之中,最主要的是把握其安全的性能以及稳定的性能,所以就要将抗震的问题做好。尽管现如今经济的急速发展对土木工程的结构设计提供了很多的技术上的帮助,但是在其设计的环节之中仍然存在着一定的问题亟待解决,从而就会使得设计不够安全和结实以及稳固。面对着存在的这些问题,土木工程结构设计应该找到这些问题存在的原因,并且采取相应的措施,将其设计中所存在的抗震问题进行有效的解决,提高人民生活的安全系数以及生活的质量。

1土木工程结构设计中抗震性的重要意义

地震作为一种自然的灾害,是地壳运动所产生的结果。地震的现象是时有发生的,大部分的地震可能会有轻微的震感,而少数的地震则会对人们财产、心灵以及身体造成严重的伤害,影响人们正常的生活。在发生大的地震给人们带来灾难的时候,往往都是因为所修建的房屋和建筑的不结实造成的倒塌从而给人们带来痛苦。因此可以看出,土木工程结构设计中的抗震性是多么的重要。所以当把土木工程结构设计中的抗震性提高的情况之下,在发生地震时给人们带来的伤害以及损失就会降低,会为人们的幸福生活带来后续性的保障。

2土木工程结构设计中抗震性的方式设计

2.1方式设计之对建筑材料的合理性选择

在土木工程结构的设计之中,为了将抗震性做到最好,其中最重要的一点就是要对建筑物的材料进行细心的挑选以及合理的选择。各种材料的抗震性能是各不相同的,所以专门用来建造抗震的建筑就需要用到抗震性比较好的材料。但是对于抗震材料的选择不能一门心思的放在一种材料上,应该多选择一些,以免在一种材料遭受到破坏的时候,另外的材料能不能被运用在其中。在抗震性的问题上对于土木工程结构的设计,事先必须对其整个工程做出大概的图纸,从而可以在施工设计的过程中能够顺当一些。整个工程结构的设计都必须是要有很强的抗压能力的,以防止其变形的现象发生,从而在地震时起到良好的抗震的效果以及作用。在施工的过程中,所选择的是钢筋混凝土的结构,尽管这样还是应该防患于未然,将在结构设计中可能出现的那些比较弱的环节进行加固和稳定,从而增强抗震的效果,为在地震发生时带来更多的安全感。

2.2方式设计之设计多道防线

对于土木工程结构设计之中抗震性的结构设计,应该设计多道防线在里面。因为当地震发生时,结构好自然能够对地震产生较好的抗震效果,但是并不是说效果好就不会造成伤害,而是可能尽力的避免伤害的发生。所以当所设计的第一道防线抵挡不了面临损毁的时候第二道防线就应该上场,发挥它的作用,因此对于多道防线的设计很有必要,从而将i帧发生时所要造成的破坏降到最低。

2.3方式设计之选择优良的建筑场地

对于抗震建筑的建设,对场地也应该进行合理的以及科学的选择。在结构设计之前,要事先做好对于场地的仔细勘测以及检查的工作,还要对所要建设的场地进行地形的勘测以及地质情况的调查等,从而选择出抗震性能比较强的场所。既然要选择优良的建筑场地,自然对于那些不好的建筑的地段比如经常出现滑坡或者泥石流的地段以及有陷下去的地方等都不能够被选择用于抗震的建筑的结构设计。但是尽量的选择优良地段的时候又往往不能够将那些不好的地段统统的避开,所以这就对土木工程结构的设计提出了更高的要求,进行合理的地形的分析,从而根据实际的情况进行抗震建筑的建设,最终将抗震的性能大大的提高。

3结语

对于抗震性能的极高的要求,所以在抗震的土木工程结构的设计之中,就应该利用各方面的条件,尽量的将结构设计到最佳的状态,从而提高抗震的性能。本文就是针对在抗震方面土木结构设计中可能出现的一些问题进行合理的规划和科学的探测,从而大大的提供抗震的效果,这就是土木工程结构设计对抗震的重要性。现如今社会不断向前发展,土木工程结构的设计也在不断的进步,适应时代的发展,设计出更加优良的结构,当地震发生时增强人们的安全,为更多的家庭带来安康和继续生活下去的能量。

参考文献:

[1]刘硕.论高层建筑抗震结构的设计问题[J].中国新技术新产品,2013(3).

[2]袁军.建筑结构设计中的抗震射进分析[J].城市建设理论研究,2012(5).

[3]郭彤,顾羽.钢筋混凝土框架结构基于性能和可靠度的抗震优化设计[J].地震工程与工程振动,2013(4).

土木工程设计研究篇3

【关键词】土木工程 施工技术 设计配合

土木工程中的图纸设计是工程施工、预算、造价、管理等环节的主要依据,其设计质量直接关系到土木工程整体施工的成败,长期以来一直受到高度重视,但在图纸设计过程中由于部分设计人员施工实践经验不足,使图纸的可操作性、完整性甚至准确性难以保证,所以土木工程中的施工技术与设计配合至关重要。

1 重视图纸设计中的深基坑支护设计

在过去较长一段时间内深基坑支护设计内容并不由土木工程项目的设计单位负责,设计单位只需要对建筑和周围环境相关数据参数进行对比勘察,然后对施工单位提出深基坑数据参数的相关专业建议即可,而施工单位或结合其长时间的施工经验进行深基坑支护施工或委托专业机构进行数据参数的计算,可见过去在深基坑支护设计方面施工技术与设计是相对脱节的[1]。现阶段随着计算机技术的发展和普及,相关技术已经应用于基坑建设过程,但由于深基坑支护设计要结合基坑勘察报告,临近建筑物和地下设施结构类型、变性要求等相关信息,土木工程项目总平面图、地下结构剖面图等资料,以及深基坑临近施工情况,业主要求等各方面进行,并进行支护结构方案比较和选型、支护结构强度和变形计算、基坑稳定性计算、抗渗计算、降水或止水方案、挖工方案、监测方案等多方面的准备工作,现阶段土木工程建筑设计单位受自身专业性、经验等方面的约束,仍难以满足高水平设计的要求[2]。为有效提升深基坑支护设计水平,需要施工技术给予挖工、监测、降水、止水等方面的技术支持。

2 重视图纸设计中的钻孔灌注技术设计

钻孔灌注技术是土木工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔,并向其内放置钢筋笼、灌注混凝土等,以保证土木工程整体结构稳定性和可靠性的重要施工技术,其直接关系到高层建筑的质量和安全,现阶段在施工包括泥浆护壁、全套管施工等多种方式,现阶段土木工程设计单位虽然负责钻孔灌注设计的工作,但期通常并不对施工过程中采用的设备进行注明,施工单位在施工过程中可结合实际情况自行选择,受施工成本控制与管理理念的影响,部分施工单位会选择施工质量相对较差的无锥钻个体单机施工,这不仅可能导致承载装的承载力水平降低,而且对施工环境的破坏性较强,施工效率非常低。如果设计人员在图纸上直接注明使用采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺的旋挖技术,此技术在运行时能原地做整体回转运动,依靠钻杆和钻头自重切入土层,斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土,遇硬土时,如果自重力不能使斗齿切入土层,可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入土中,完成钻孔取土,不仅缩减了人工劳动量,而且对制作桩的质量大幅提升,虽然这种方式相比无锥钻个体单机施工略高,但考虑两者的使用价值,后者的优越性明显,而且后者对环境的影响非常小,产生的污泥清理操作方便。所以在土木工程图纸设计的过程中应考虑两种技术性能,为施工单位提供有效的技术对比参数,这有利于施工单位施工技术和质量的提升[3]。

3 重视钢筋机械连接技术

钢筋机械连接技术又被称为继绑扎,在实践中发现其具有接头强度比钢筋母材更高、连接速度在电焊连接速度的5倍以上、无污染且能够节省近20%钢材等优点,而且具有高级别、正式的检验报告,而且在短时间内发展比较成熟,在操作性和简易性方面存在较大的优势,其套筒挤压连接接头、锥螺纹连接接头等都具备在土木工程中应用的可能,但我国目前的工程施工规范中并未对其进行明确的说明和规定,导致其实际施工中存在的问题较多,在土木工程图纸设计过程中,大部分设计人员考虑到其效果和质量不能得到全面的保障,会有意识的避免应用此技术,使此技术的深化和发展受到严重的限制,部分适合应用此技术保证施工质量、缩减施工成本的土木工程项目受施工图纸限制不能有效的应用此技术,并不利于土木工程行业的整体发展。设计人员应结合土木工程的挤土情况,结合接头的强度、变形性能、屈服承载力、抗拉承载力、应用场合、反复拉压性能等对其进行合理的应用。

4 其他方面

重视图纸设计与施工要求的一致性,重视施工技术与设计两方面人员的技术沟通,重视设计人员自身素质的提升是土木工程施工技术和设计配合的保证,土木工程的复杂性决定其实际施工和图纸设计必然会存在部分不相符的情况,此时为保证工程质量需要通过图纸对其进行完善,例如要实现双向地梁都达到预期的有效高度,施工可操作性非常低,此时如果在设计阶段对局部地梁的高度进行升高,就可以在保证施工质量的同时缩减施工难度,可见施工技术人员和设计人员之间沟通的重要性。

5 结语

通过上述分析可以发现,现阶段土木工程相关人员已经认识到将施工技术与设计相配合对工程整体性能实现等方面的重要性,并在实践中有意识的通过技术手段将其落实,这是我国土木工程行业发展的重要体现。

参考文献:

[1]王国军.试论土木工程中的施工技术与设计配合[J].中国新技术新产品,2011,(06):138.

[2]林洲.土木工程中的施工技术与设计配合[J].现代装饰(理论),2011,(05):130.

土木工程设计研究篇4

关键词:结构设计竞赛 卓越工程师 实践教学

中图分类号:G640 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.13.022

1 引言

大学生结构竞赛为土木相关专业的大学生提供一个创造、挑战、创新、发掘自身潜能的平台[1],提高学生对专业的实际综合运用能力、思维能力、动手能力,在挑战中体现创新的理念,培养团队协作的能力,领悟学科魅力。在比赛中,同学们加深了对专业理论知识的理解,并将其运用于实际的模型设计中,计算能力、分析能力也从中获得了提高[2]。在全国和省结构设计竞赛如火如荼展开的同时,江苏科技大学(张家港)同时针对性地进行了竞赛与教学的相关实践与培训,参加了两届江苏省结构设计竞赛,获得模型组一等奖2项,二等奖1项,三等奖2项,加载组一等奖1项。基于结构设计竞赛,结合卓越工程师培养方针,我校教师总结参赛和教学经验,对如何培养高素质土木工程专业人才作了一些探讨和研究,以供参考。

2 我校卓越工程师素质培养案例分析

2012年江苏省土木工程专业大学生结构设计竞赛(加载组)简介,模型为单跨空间桁架梁结构,采用木质材料制作,具体结构形式不限,跨中加荷载,荷重比大者胜,长宽高尺寸限定,木材、钉子、胶水由赛会提供,具体信息赛前保密。

2.1 建模与分析

建模:杆截面8mm×8mm,弹性模量E =10GPa,密度0.769g/cm3,桁架主要靠杆件的拉压来受力,主要分析轴力图,施加60kg的荷载,根据N/An≤fc,查木材fc=13MPa,如图1所示,红色代表受压,最大值520N,黄色代表受拉,最大值372.8N.

图1 轴力图 图2 弯矩图

由于在跨中施加集中荷载,为避免下节点破坏,中间通过4根斜拉把力传递到上弦杆。如图2所示,根据结构的弯矩图,采用断截面,中间弯矩最大,采用的截面最大,两边弯矩小,采用的截面也小,满足参赛要求即可,这样节省材料,达到最大荷重比。

为防止木材受压失稳,这来通过上弦杆受压,水平斜杆受拉,与正常框架梁截面下侧受拉,上侧受拉相符合。两榀框架之间增加小横杆,是增加结构整体的稳定性,防止侧向失稳。虚功图、变形形态分别如图3、图4所示。

图3虚功图 图4变形形态

2.2 模拟实验及参赛结果

由于材料具体信息赛前未知,因此尽量采用可能的相近材料,严格按照赛会的尺寸限定要求,依据分析模型建立实物结构,制作相关细节如下:

①节点的处理方式有卡槽,榫接,钉子连接,开槽的杆件顶端留1~2厘米保证抗剪强度,如图5。模型最终所有的节点是通过AB胶水处理的,所以都类似于刚接而成。

②注意木材的各向异性,木材的纹理方向影响杆件的力学属性。

③根据三次实验结果,不断使用SAP2000更新模型,重新分析受力,调节杆件位置,使其受力最优化,各杆件受力均匀。

④结构原始模型尺寸的设计是通过查阅钢结构,桁架结构,木结构,钢筋混凝土结构梁的相关经验系数。根据竞赛要求的受力特点,分析弯矩等受力形式而设计结构的基本外形。

图5参赛结构节点细节图 图6 节点破坏

⑤现场制作参赛作品自重小于220g,承载67kg,荷重比达309,获一等奖,最终破坏为节点破坏,如图6所示,软件分析轴力图看出中间最上面的点受的压力最大,我们在该节点采取卡槽等处理,增加接触面,通过AB胶水连接,如上图所示。而节点通过AB胶水相连,与理论的强节点有所差异,所以,该节点为容易破坏,与实际破坏相吻合。

3 土木工程卓越工程师素质培养及教学要求

3.1 卓越工程师

即中国“卓越工程师教育培养计划”拟用10年时间,培养百余万高质量各类型工程技术人才,为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定人力资源优势[3]。

3.2 土木专业学生应该具备的素质及教学要求

3.2.1 牢固的专业基础知识

学生在进行结构设计时,大脑中的力学、结构概念必须清晰明确。从工程实例,受力特点出发,合理地设计结构。这就要求各高校在平日地教学中多理论联系实际,以现有的工程实例结合书本知识,让学生感性认识的同时宏观上把握结构,学会找出问题,分析问题和解决问题。并且合理组织课堂教学,做到讲练结合。其次,开设与竞赛相关的选修课程,如趣味结构力学[4],以便补充所学的专业知识。

3.2.2 专业基本的软件应用

结构创新设计的赛题往往是比较复杂的工程问题。设计的过程中需要大量准确的数据分析来辅助思维设计。而手算过于繁琐且容易出错。这就要求我们至少能够熟练地掌握一款辅助设计软件如PKPM、SAP2000、MIDAS、ANSYS等。然而很多的大学并没有开设相关的课程,所以在教学实践中,对专业技能型软件应该开设相关的课程,培养学生严谨的思维,激发创造力。

3.2.3 施工能力,动手能力

以往的结构设计竞赛中,好构思与设计层出不穷,然而最终做出的模型却不能达到预期的效果。而这很大程度上是制作导致的。一套方案的可行性必须是设想与施工制作的结合。

那么教学实践中,多注重学生动手能力的培养。①定期地举行结构设计活动,学生自己动手制作模型,在了解材料属性,受力分析,结构设计的过程中,加深了对理论知识的理解。②开设实验课程,给学生提供模型实验室。③开设创新实验基地,给学生学习讨论提供平台。④校企合作,利用学校和企业不同教育环境和教学资源,结合学校的教学和工厂的实践,提升学生的动手实践能力。

3.2.4 1+1大于2的团队合作集体效应

模型的设计过程中,需要各位同学间的通力合作。设计与制作分工明确,各取所长。学生能将个人行动与团队合作相融合,在队伍中相互协作来达到团队的共同目标,具备团队成员技术协作的能力,并且具备组织管理能力和一定的领导能力。

3.2.5 良好的心理素

在设计与制作的过程中,难免会有些问题与困难。竞赛锻炼土木人专业素质的同时也锻炼心理素质。在具体工程中就是突发事件地处理。找出问题,解决问题,把损失减低到最少。

3.2.6 良好的语言表达到能力

设计过程中好的构思的交流,制作过程中问题的讨论,竞赛过程中,设计思想的表达都要求学生具有很好的语言表达能力。能够讲得透彻与说得明白,才是对结构真正的理解。

3.2.7 解决问题与分析问题的能力

学会解决问题的基本思路,通过对问题的分析,结合自身所学的专业知识,查阅资料,分析问题,拟定初步方案,实施初步方案,不断地发现问题,解决问题,不断地完善自己的设计方案,通过实验核实校验设计,完成设计,并回顾和总结。

3.2.8 严谨认真的做事态度

学生做结构,要对自己设计的方案与计算负责,要以一个优秀工程师目标要求自己。要有一丝不苟的奉献精神和刻苦专研的魄力。

4 结语

学生在熟练掌握专业基础知识的前提下,查阅相关资料。了解竞赛所用材料的相关属性,比如木材的弹性模量,性能,长细比。查阅桁架结构的设计资料,根据模型的受力特点,进行初步设计。考虑模型制作的可行性,制作模型时加强了对空间桁架节点的处理。在设计桁架杆件的空间位置时,通过SAP2000优化杆件和节点的位置,找出模型的最佳受力状态,使得材料充分利用,再参考各种施工方法处对桁架节点充分熟练处理,最终制作成型。结构设计竞赛是土木工程专业卓越工程师高素质培养的一个平台。其模型设计、制作体现了教学实践的各个重要环节。如何更加有效使用这一平台,如何更能紧密结合卓越工程师培养方针,以便培养出高素质土木工程专业人才,笔者将继续探索。

参考文献:

[1]苗吉,徐雷,刘春燕等.构建结构设计竞赛平台,培养土建类创新人才[J].西安建筑科技大学学报(社会科学版),2007,26(4):1-4.

[2]余自若,江辉,安明等.土木工程实践型人才培养路径探索――以结构设计竞赛为例[J].高等建筑教育,2011,20(6):110-113.

[3]陈希.着力培养卓越工程师后备人才[N].人民日报,2010-7-9.

[4]周臻,陆金钰,尹凌峰等.面向卓越土木工程师培养的结构力学教学改革与实践[J].高等建筑教育,2012,21(4):74-77.

作者简介:马剑(1980-),男,江苏科技大学(张家港)船舶与建筑工程学院讲师,苏州力学学会理事,主要从事结构优化设计研究,江苏苏州 215600

潘志宏,江苏科技大学(张家港)船舶与建筑工程学院,江苏苏州 215600

土木工程设计研究篇5

1.目前土木工程结构设计中存在的问题 

由于我国的土木工程结构设计开始的时间不长,水平很低,这就使得在保证安全性和耐久性上还有很长的路要走。 

1.1土木工程设计结构的牢固性较差 

牢固性是检验一个土木工程是否合格的重要的标准,也是施工单位在施工过程中牢牢把握的一条主线。目前,缺乏牢固性也是目前我国土木工程建设过程中存在的最主要的安全问题。由于我国的土木结构的设计水平很低,对土木工程结构设计考虑不周,导致出现一些自然灾害和突发事件对,这些事故和灾害对人民群众的生命安全和财产造成巨大损失。青海玉树大地震使得很多的建筑物倒塌,死伤惨重,这就进一步说明土木工程结构的重要性。 

1.2安全设置水平和国外存在一定差距。设计考虑不够全面 

国家建筑主管部门没有出台科学权威的土木工程安全规定,这就使得建筑单位在施工和验收的过程中自由度很高,使得建筑工程的质量难以得到保证,给人民群众的生命和财产安全带来威胁。由于西方国家出台了严格的土木工程安全规范,它们的建筑物的安全性能很高,一般都能使用好几十年,甚至是上百年。但是我国的建筑物的寿命却远远低于西方国家的建筑物的寿命。所以,土木工程结构的安全规范对于土木工程的质量至关重要。荷载标准值是一项衡量安全性的重要的指标。美国的一般建筑物的标准荷载值为240 kg/m2,但是我国一般建筑物的荷载标准值只有200 kg/m2。可以看见的是,我国的土木工程的安全规范和西方国家之间存在着巨大的差距,这也就使得我国的建筑物的寿命要远远低于西方国家建筑物的寿命。 

1.3设计中混淆构造柱和承重柱造成事故 

构造柱和承重柱是保证建筑物稳定和坚固的基石,很多的建筑商在设计的过程中往往对这两个因素考虑的不全面,这对建筑安全构成了巨大隐患。构造柱的作用就在于保证建筑物的牢固性,保证房屋在受到巨大震动时能够不出现裂缝和倒塌。但是,在实际的设计和施工过程中,很多的施工员把构造柱当成承重墙来使用,这样非但起不到构造柱的应有的作用,还容易减轻承重墙所承担的强度,一旦发生巨大的震动,很容易动摇房屋的根基,出现倒塌和沉降的情况,给人民群众的生命财产造成巨大损失。 

1.4承重柱截面积设计过小 

设计人员有的时候为了扩大室内面积和节约设计成本,人为地缩小了承重柱的截面积。这样做最大的问题就在于承重柱过多的承担了来自外界的压力,一旦出现来自外部的震动,承重柱就会出现损坏,使得整个建筑物出现巨大的安全隐患。一旦出现地震等灾害,建筑物很容易发生倒塌,给人民群众的生命财产造成损害。 

2.改善土木工程结构设计安全性的策略 

首先,建筑单位在进行设计之前应该对当地的土质和地形地貌进行实地勘察,在土木工程结构设计中充分考虑这些因素,这样才能保证设计更加科学合理,一旦出现地震和一些事故的时候确保整体土木结构的稳固性。其次,设计人员和施工人员应该清楚承重墙和构造柱的基本的作用,坚决杜绝混淆使用。 

3.提高土木工程结构安全性的建设性建议 

3.1严格规范土木工程机构的设计标准。完善相关的准入制度 

国家相关部门应该积极主动作为,出台科学完善的技术标准,此外还要积极借鉴国外的先进的做法和经验,确保土木工程结构的设计标准达到国际先进水平;同时,国家应该加大对从业人员的管理和培训的力度,严格从业人员的从业条件,对他们定期进行专业知识和安全意识的培训;施工和设计单位应该发挥自己的积极性和创造性,对于官方的一些不合理的技术标准应该及时的向主管单位去反映,以便完善我国的土木工程机构设计规范。 

3.2定期全面地对土木工程进行安全检测 

目前,很多的施工单位在思想上还没有对工程的检测工作引起高度的重视。有些安全隐患是肉眼在短时间内看不到的,但是后期一旦出现问题那就是大问题。所以,国家相关的部门应该对施工单位加强监督和检查力度,提高他们的安全意识,确保它们在施工的过程中把安全工作做足做实。 

3.3对土木工程设计人员应加强业务水平,严格设计过程的管理 

高素质的设计人员是一个土木工程设计的核心环节和关键因素,也是工程质量得以保障的一个必备条件。国家有关部门应该定期对这些设计人员进行培训,不仅要进行知识架构的培训,还要对他们的安全意识进行培训,这样才能提高他们的综合素质。设计人员在设计过程中应该充分考虑各种影响安全的因素,确保土木工程结构的安全稳固。 

4.结语 

土木工程设计研究篇6

中国已经经历了近20年的大规模基础建设期,土木工程学科如何抓住国家大建设的机遇,全面提升自己的办学水平,是当前面临的主要问题。而美国历史上也经历了多次基础建设高潮,也随之诞生了一批蜚声世界的土木工程高等教育办学典范。文章以伊利诺伊大学香槟分校土木系为例,介绍了其主要学科方向在不同历史时期介入大型工程项目,积极创新,将基础理论研究和教学水平提升到世界领先地位的经验;分析了中国高校土木工程办学中存在的问题,以及如何依托当前大规模基础建设的机遇全面提升办学水平的策略,以期为中国土木工程高等教育的发展献计献策。

关键词:

土木工程;基础建设;科技服务;学科发展

近20年来,中国的基础建设规模逐步扩大,一系列大型基础建设项目得以实施,特别是以高速铁路网、高速公路网及大型公共建筑为代表的重点项目,特别是以“一带一路”高铁建设为代表,其中相当一部分建设难度或建设水平都处于世界前列,中国部分高等院校的土木工程学科负责了其中部分项目的关键科学和技术问题研究,并通过承担这些使自身的研究能力和办学水平得到了一定发展,但也随之凸显了一些矛盾和问题,如:土木工程高等教育办学重科研、轻教学,基础理论研究的积极性和水平有待提高等问题。无独有偶,美国现代历史上也经历了数次基础建设高潮期,一批美国高校的土木工程院系充分把握了历史机遇,无论在基础理论还是工程实践性研究,乃至专业教学水平上都得到了全面的发展,一跃成为美国和世界土木工程高等教育的翘楚,而且将其优势保存至今。为了探究如何利用国家大规模基础建设机遇促进土木工程专业高等教育办学发展的经验,笔者通过在美国为期一年的考察,系统研究了长期位于USnews土木工程专业排名前列的著名大学的学科发展史,分析其借力于国家重大基础设施项目,以实现学科提升的过程;同时介绍美国高等院校土木工程系当今学科战略布局的特点,以及其为长期可持续发展所秉持的一些重要办学理念,以期为中国土木工程高等教育办学提供参考。

一、UIUC土木系在美国重大建设项目中的参与及学科发展

伊利诺伊大学香槟分校(UniversityofIllinoisatUrbana-Champaign,简称“UIUC”)土木工程及环境工程系(后简称“土木系”)自1867年建系以来,一直在美国工程教育界享有至高声誉[1],据USnews&Re-port美国高校土木工程专业排名显示,UIUC土木系2012年位列第二,2013-2014年排名第一,2015年排名第二[2]。在近150年办学历史上,培养了许多知名学者和工程师。如设计了Hancock和Brunswick大厦,并开创了新型结构形式“筒中筒”的著名工程师FazlurR.Khan[3];动力积分方法Newmark-β法的创始人NathanM.Newmark;中国著名水利工程专家黄万里等。目前共有教职工约100人,其中正式教师(Faculty)50余人,涵盖了环境工程和土木工程两个主要方向,并通过学科交叉探索基于“可持续发展”和“社会风险分析”等前沿问题的学科建立模式。如今,上述学科分布虽然较为完备,但历史上,UI-UC土木系是在不同时期,借助于不同类型的大规模基础建设,着力提升了不同的学科分支而发展成为今天所看到的如此完备的专业体系。从19世纪初的大北方铁路,到50年代州际国防高速公路体系建设,再到60年代冷战战备建设高潮,UIUC抓住机遇分别提升了铁道工程、道路工程、结构工程、结构动力学等学科的办学水平和研究条件,并不断调整得以持续发展。

(一)铁道工程1870~1900年,美国铁路运营里程从85000公里,扩张到305775公里,铁路网全面形成[4-6]。恰逢UI-UC土木系建系伊始,就迎来了铁路建设的突飞猛进,所以最初设立的培养方向与此紧密相关。根据1870~1871年的学校董事会记录,该校主要进行铁道线路设计、地形地质勘测、桥梁建造等专业培养,工程实践部分着重强调了线路测量能力;又如IraOsbornBaker在1878~1915年任系主任期间,先后亲自讲工程制图、测量、铁道工程、隧道工程等课程。可见这一时期办学是以铁道为重点,所培养的毕业生也陆续在圣菲铁路和大北方铁路中担任技术骨干。作为合作的一部分,各铁路公司也为UIUC测量实验室的筹建从实习基地和设备两个方面提供了相应的帮助,成为UIUC土木系早期办学的重要基础。基于19世纪末和20世纪初土木系深度参与铁道建设的成果,一些经典的轨道和车辆分析模型得以发展,并被UIUC土木系的教授们写入课本成为经典教材。即便在二战后的美国铁路发展低潮期,这些经典铁路技术理论也保持了一定程度的发展。1983年起,美国铁路协会(AAR)将三个附属实验室中的一个设置在UIUC土木系,自此该系开始系统承接或协同研究AAR研究项目[1]。进入21世纪后,受全世界高速铁路建设高潮以及美国既有铁路设施老化且事故频发的影响,铁路建设技术重获重视。1998年起,在首席教授ChristopherBarkan带领下,重组并快速扩大了UIUC铁道技术的研究队伍,成立了铁道研究中心(RailTech)(图2),现已成为全美高校最大的铁道科学研究中心,是美国客运铁道公司(Amtrack),美国交通技术中心(TTCI)和美国铁路协会主要的科研合作机构[7]。

(二)军事及防灾减灾工程在二战以前,UIUC土木系对军事工程介入甚少,主要以民用建设工程教育为主。二战结束后,情况得以改变。二战接近尾声时,美军各兵种都选送了相当数量的技术军官到知名工科院校进修深造(包括完成因战争中断的本科课程或读研究生),UIUC因为过去卓著的工科办学成绩,成为战后美军官兵进修的首选。基于与军方良好的合作关系,土木系不仅从国防部得到了大量的项目和经费支持,且美国军方还罕见地将位于内华达州和太平洋上的核试验基地向UIUC土木系的项目开放,用于进行大比例结构模型的抗爆炸冲击试验。20世纪五十年代末,随着冷战局势和核战争危险的加剧,为了准确计算结构物在动力冲击下的反应,美国军方不再满足频域分析和功率谱形式的动力学概率分析,需要较为准确的时程响应表达,因此在军方项目资助下,NathanM.Newmark于1959年提出了Newmark-β法,可以较为精确地进行动力时程响应分析。该方法强有力地奠定了UIUC土木系在计算力学、结构控制工程研究领域的领先地位,至今仍然是计算结构动力响应的主要方法之一。今天,以New-mark命名的UIUC土木系结构实验室(图3)是全球知名的大型结构试验研究中心[1]。1994年北岭地震后,美国军方和政府开始关注交通网络震后最大通行能力及修复成本,以保证震后交通顺畅。美国陆军工程兵团(USACE)和紧急状态委员会(FEMA)决定对以孟菲斯和圣路易斯为中心的美国中部公路铁路交通网进行抗震灾害评估。以UIUC土木系为依托的美国中部地震工程研究中心(MAE)承担了这一项目,进行了长达数年的调研,给出了震后灾害预测报告;同时,以保证震后路网的基本通行能力,促进交通尽快恢复为目标,提出了交通系统网络的最优加固方案。如今MAE已经成为包括NEES(NetworkforEarthquakeEngineeringSimulation)在内的美国多个重大研究项目的合作成员[2]。除了上述介绍,UIUC土木系还承担着相当一部分美国军方的长期研究项目,如在抗冲击和减震技术方面与陆军工程兵团,在重载铁路运输技术方面与海军的固定合作等[1]。

(三)交通工程UIUC的交通工程办学随着美国公路系统发展也经历了三个主要阶段[1],[7]。1.主干公路建设阶段1916~1939年,依据政府公路建设法案,联邦政府总投资约5亿美金,建设连接首都及各大重要城市的主干公路。基于对公路路面工程和桥梁工程技术发展的需要,1910年代在伊利诺伊交通署资助下,成立了“水泥及混凝土实验室”,后发展为著名的“Talbot材料工程实验室”,它是美国公路工程早期重要的研究基地。这一时期HaraldWestergaard教授提出了第一个混凝土路面的力学模型,奠定了美国混凝土路面设计的理论基础。由于UIUC土木系在公路工程上卓有成效和特色的工作,1941年,伊利诺伊交通署与UI-UC正式签订了在交通工程方面的合作协议,土木系开始长期、系统地与州政府合作办学。2.地区公路建设阶段1939~1956年,美国城市化进程发展迅猛,地区性公路建设成为重点,一些著名城市的公路桥建造技术成为关注焦点,此时WilburMWilson教授在桥梁研究方面进展卓著,他系统分析了钢筋混凝土拱桥、连续刚构桥、圆柱及薄壁壳体构件的行为特征,其成果在加州旧金山-奥克兰海湾大桥、金门大桥等一系列重要的桥梁工程上应用。这一阶段土木系在交通土建工程上的成就,不仅体现在实际工程项目的科技服务中,而且还使得工程理论积累有了很大进步,例如HardyCross教授在这一时期发明的用于高次超静定体系分析的“弯矩分配法”,至今仍是结构力学的经典教学内容。3.州际国防公路体系建设阶段1956~1989年,出于冷战产生的国防需求,美国政府依据《联邦政府资助公路法案》,兴建了规模庞大的“州际国防公路体系”。虽然州际国防公路占美国公路总里程4%,但承担了美国运输量的70%,建设标准必然高于普通的地区性公路。基于这项庞大、高标准的工程所需要的科学研究支撑,UIUC土木系积极投身其中。从1950年代中期起,通过伊利诺伊交通署设立的长期资助项目“伊利诺伊公路及交通联合研究计划”(ICHTR)的资助,Newmark联合了力学系的Ri-chart教授,对公路桥面板力学性能进行了长达十年的系统研究,全面掌握了各类型板结构的特点,对美国公路协会(SHTO)的相关结构规范产生了深远影响。20世纪上半页,为了解决重载卡车运输的问题,在SHTO资助的渥太华道路测试项目中,UIUC土木系在全美最早展开了软路面试验研究,该研究有针对性地考虑了不同车载重量和轴距的卡车作用对路面的影响,极大地促进了弹性路面的研究(如图4)。在此基础上,Barenberg教授完善了路面的半力学半经验设计框架,所提出的微观力学演变模型能够较好地预测路面的长期工作状态。此外,他还与Thompson教授一起在石灰粘土路基稳定性方面进行了开创性研究。从1993年起,为致力于发展环保和可持续性强的新型道路,由伊利诺伊州交通署(IDOT)和联邦公路管理处(FHWA)投入1800万美金,在含室外实验场地在内的47英亩占地上,建立了全美最大的道路工程实验室(AdvancedTransportationandResearchEngi-neeringLaboratory,简称“ATREL”),该实验室自成立至2012年,已承担了130余项科研项目,年度科研经费在600万美金以上,协作研究单位多达16家,成为美国交通部最重要的科技合作对象之一[7]。

二、基础理论研究和教学水平的提高

在参与国家重大工程项目,实践性工程研究能力提高的同时,如何兼顾专业基础理论研究提升,保证教学水平的提高,是促进高水平工程教育可持续发展必须考虑的问题。UIUC土木系在百余年的办学历史上高度重视土木工程的基础———力学,UIUC土木系长期保留了专门从事力学研究的固定岗位,并高度重视力学研究的传承,没有落入“土木办学工程技术化”的不利循环。1930年代HardyCross建立了“弯矩分配法”超静定结构力学经典求解方法。1960年代HardyCross的学生Newmark创立了第一个动力学时程分析解法“Newmarke-β法”。70年代AlfredoH-S.Ang奠定了现代结构可靠度计算理论的基础。80年代WKWen在非线性动力响应的等效线性化的研究过程中提出了今天得到广泛应用的Bouc-Wen模型。上述里程碑式的原创性力学成就奠定了UIUC土木系深厚的发展基础,大量的应用性研究成果依托其得以产生,也使得学校在USnews土木排名长期稳居全美前三。无独有偶,分析加州大学伯克利分校土木系历史可以发现,有从40年代起Clough到Wilson,Kiureghian到Chopra这样的有限元和结构动力学研究承袭,而土木工程排名不及这两所学校的其他美国院校就无法溯源出如此悠久的工程力学研究历史。在科学研究取得巨大进展的同时,教授们将最新的研究成果及时写入教材,教学内容体现了当时土木工程科学发展的前沿水平,教学质量得到了根本性提高,毕业生广受欢迎。据UIUC土木系档案记载,到1970年代末,全美60%的知名土木设计公司结构首席工程师都毕业于UIUC土木系。至1945年,土木系自编教材已超过50种,几乎都成为经典,名扬中外。如Bauer撰写的《公路工程》、Pickel的《线路勘测》,Huntington的《建筑施工》、Shed的《钢结构设计》,等等,随着这些教材被美国乃至世界其它高校所采用,为UIUC土木系赢得了良好的声誉。“教研并重”也成为UIUC土木系的优良传统,UIUC土木系档案记载,从1950年代后期Newmark执掌土木系之后,原有的“教学型”和“科研型”两种教师类型逐渐融合成“教研合一”的教师队伍,这种转型引领了二战以后美国公立大学高等工程教育的发展模式[1]。

三、对中国高校工科办学的启示

(一)对专业院校学科发展的启示基于1952年的院校调整,中国有一批专业性非常突出的工科院校,往往全校都围绕某个固定行业进行学科建设,相比综合型大学,这些高校进行学科调整和大学科交叉的难度更大[5],[8],因此,在市场经济时代,要根据建设需求,适时调整与土木相关的“小专业”的发展,而不定格于某个固定的专业方向。要凭借敏锐的建设发展意识,抱着积极服务社会的态度,面向工程需求开展教学和研究。要通过多方合作,在不同时期借助不同的建设机遇发展不同的专业方向,逐步提高学科发展整体水平。同时,强化基本工程理论的积累与发展,拓展基本工程理论的应用面,在大专业背景下通过教学、科研及社会服务多方参与国家的建设发展,寻求自身发展动力。

(二)对高校专业教学建设的启示UIUC土木系不断将前沿科研成果转化为教学内容。通过对经典课程教学的长期更新完善,补充最前沿的研究进展,间接地实现了“教研并重”的目的。这对于改善中国当前教研分离现象,在及时更新教学内容的同时,系统整理提升科研成果有重要的启示。事实上,由完成项目的具体带头人负责专业课程教学建设,是国外大学普遍采用的方式,这不仅有利于将最新的科研成果纳入教材,还保持了一线教学教师的科研素质。中国高校学科带头人和专业课程建设负责人存在分离现象,其不足之处显而易见[5],[8-9]。综上所述,在UIUC土木系百年发展史中,敏锐地洞察国家建设需求,积极调整学科发展的重点,保持良好的社会服务意识,多方合作,拓宽学科发展路径;同时注重工程理论深化和积累,将最新的科研成果融入教学内容,上述举措使这一传统专业总在不同时期能够捕捉到发展机遇,获取充分的社会资源,促进学科发展和自我提升,提高办学影响力。其经验和办学理念对于中国当前的土木工程专业,乃至工科高等教育的发展有很好的借鉴意义。

参考文献:

[1]HaltiwangerJD.CEEhistoryandHeritage[R].UrbanaIL:CEEdepartmentofUIUC.2008.

[2]USnews:BestGraduateSchools-CivilEngineering[DB/OL]grad-schools.usnews.rankingsandreviews.com/best-graduate-schools/top-engineering-schools/civil-engineering-rankings.2013-6-14.

[3]FazlurRKhan.InternationalsociationforBridgeandstructuralEnigineering[J].蒋大骅,王庆扬,等译.结构工程师,1987(2):70-75.

[4]朱寿清.美国19世纪铁路建设的特点及影响[J].昆明学院学报2010(2):75-79.

[5]陈艾华,吴伟大,陈勇.美国工科院校创新型工程科技人才培养[J].现代管理教育2012(9):124-128.

[6]陈东丰.美国高速公路建设和发展的启示[J].吉林交通科技,2006(S0):57-60.

[7]MyrickL.IllinoisHighwayResearch[R].UrbanaIL:CEEdepartmentofUIUC.2011.

[8]林健.形成具备竞争优势的卓越工程师培养特色[J].高等工程教育研究.2012(6):7-21,30.

[9]杨成.布里斯托大学工学院Mtercls课程点评[J]高等工程教育研究.2012(4):142-145,152。

土木工程设计研究篇7

关键词:建筑与土木工程专业;培养模式;课程体系;考核机制

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)03-0080-02

1991年,我国即开始了专业学位教育。与学术型学位不同,专业学位旨在培养具有扎实理论基础,并适应具体实践工作需要的应用型高层次专门人才。就建筑与土木工程全日制专业学位而言,其作为一种全新的人才培养模式,与学术型硕士和在职专业学位工程硕士相比存在较大差别,过去对学术型及在职专业学位研究生的培养经验不能够完全照搬过来。目前,针对本专业硕士学位研究生培养方案,许多高校仅仅是在既有学术型培养方案基础上进行学位课程设置的改动,忽视了实践环节,致使专业学位特色不鲜明。现有的培养方案及培养环节并不能适应实践需求,以提高研究生解决问题和实际操作能力。针对具体的教学方法、教学内容、授予学位的标准和要求等方面,现行的培养方案并没有突出两种学位的差异性,针对性不强。针对建筑与土木工程全日制专业学位,其培养方案应着重强调培养研究生的科研实践能力,以及在实践工作中发现问题、分析问题和解决问题的能力。

本文基于土木工程行业需求及土木工程学科特点,明确建筑与土木工程专业学位研究生培养定位与目标。通过优化课程体系、创建创新实践基地、设立创新基金、实行校企双导师制、强调企业参与质量评价等举措,以完善培养环节、优化培养流程,进而提高研究生知识层次、理论水平、实践能力和创新精神,达到提升教育水平和教育质量的目的。

一、制定明确合理的培养计划

建筑与土木工程专业学位研究生教育旨在培养土木工程专业领域具有坚实的基础理论和宽广的专业知识,具有较强的解决实际问题的能力,能够承担专业技术或管理工作,具有良好职业素养的高层次应用型专门人才。在制订本专业学位培养方案时,应面向工程实践,突出理论教学与科研实践的紧密结合。基于土木工程专业特点,以某一具体建设工程为例,包含了建设工程的前期决策、工程勘察与设计、工程项目的建造、工程投入使用与后期维护等重要环节。针对上述不同环节,需要具备不同专业技能的土木工程专业技术人才。如在工程建设的前期决策阶段,需要有工程造价、工程项目管理等专业背景的技术人才;在进入工程具体建设期,则需要具有土木工程施工背景的技术人才;在工程投入使用及后期维护阶段,则需要工程检测评估、工程结构维修加固等专业背景的技术人才。因此,有必要针对土木工程结构设计、建造、使用三个阶段的特点,制定相应的培养定位及目标。

二、建设面向工程实践的学位课程体系

本专业学位的课程体系建设应考虑理论学习与工程实践相结合,根据学科研究背景与企业实际生产需求,开展校企合作,一方面可培养实践应用型人才,另一方面可提升企业技术创新能力。在确保本专业学位课设置基本标准的前提下,结合创新实践基地,针对不同企业实际工程需要,由校企双方共同确定选修课程内容,突出因材施教和差异化特点,充分体现本学科专业学位研究生课程体系的前沿性与实践性,培养研究生实践创新能力。全日制建筑与土木工程专业学位课程体系如下图所示。

根据培养目标,面向工程实践,专业特色课程的设置如下图所示。

三、创建研究生创新基地

基于学科特点,研究生创新基地的建设可与施工企业、设计院或工程检测企业合作,实施产学研合作模式,创建研究生创新基地。依托设计院,研究生可参与设计方案制定,熟悉大型分析软件的使用,学习复杂结构的计算分析,了解设计规范的应用与工程表达;依托施工企业,研究生可参与施工企业的生产、科研和管理工作;依托工程检测企业,研究生可参与工程检测方案制定,对检测结果进行计算与评估,对工程病害进行分析与处理。通过上述专业实践,培养面向社会需求的土木工程设计师、土木工程建筑师、土木工程检测师。

四、实施“校企双导师制”

健全与完善导师遴选与考评制度,实行导师退出机制。以加强师资队伍建设为核心目标,解放思想,淡化“唯科研成果论”的做法。一方面,基于校内导师现有科研项目、经费等情况,合理选聘专业学位校内导师。加强对导师的遴选与考核,并实施导师退出机制,确保专业学位校内导师的质量。另一方面,从合作企业中聘请具有丰富实践经验的高级工程师作为企业导师,以充实导师队伍,弥补校内导师实践经验不足的缺点。以“导师负责制”为基础,努力推进“双导师制”,实现校内、校外导师共同负责专业学位研究生的培养模式。

五、建设研究生培养评价体系

根据本专业学位培养目标,从专业学位研究生生源质量抓起,制定合理培养方案并严格执行,切实实施实践基地建设和研究生工作实践,严格论文选题与实践相结合,严把中期考核环节,细化考核指标,对培养过程进行全程跟踪与考评。在培养评价体系中,引入校外企业评价机制,结合校内、校外评价结果,完善培养评价体系。与此同时,对本专业学位毕业生的就业质量和职业发展进行跟踪与回访,建立就业发展数据库,为调整和完善培养环节提供参考依据。

综上所述,针对土木工程学科特点,结合企业需求与本学科发展方向,明确全日制建筑与土木工程专业学位培养定位与目标,从培养方案的制定、课程体系的建设、创新实践基地的建设、培养评价体系与考核机制的建设等方面,完善专业学位培养环节,优化培养模式,进而提高培养质量。重点突出课程体系建设与创新实践基地建设,全面实行校企双导师制,不断提高研究生解决实际技术问题的科研攻关能力与创新能力。

参考文献:

[1]常宝英.对全日制硕士专业学位研究生教育的几点思考[J].中国现代教育装备,2011,(1):170-172.

[2]邓松.关于全日制专业学位硕士研究生教育的若干思考[J].福建论坛(社科教育版),2010,(12):91-93.

[3]姜金生.全日制专业学位硕士研究生教育的思考与对策研究[J].中国轻工教育,2011,(2):37-40.

土木工程设计研究篇8

关键词:地方高校;综合性高校;土木工程;办学优势;办学特色

[基金项目] 湖北省高等学校省级教学研究项目“地方综合性高校土木工程专业办学优势与特色研究”(项目编号:20070235)

[中图分类号] G647   [文献标识码] A

一、引言

随着近年来我国基础设施建设如火如荼的开展,良好的就业形势促使全国开办土木工程专业的高校已有400多所,在校生规模达20余万人[1]。但随着人才保有量的日益饱和,市场竞争将日趋激烈,地方综合性高校土木工程专业由于其自身的特殊性,面临着较国家高校和专业高校更大的发展困境,因此,对地方综合性高校土木工程专业的研究具有更加深刻的意义。

二、地方综合性高校土木工程专业发展的困境

(一)学科发展地位之困

在地方综合性高校中,土木工程专业多数属于非主干专业,办学历史短、师资力量弱,加之其工程类学科的科研弱势,科研成果相对也较少,在综合性高校里长期处于“弱势群体”,投入长期不足。同时,由于所在城市经济和发展条件的限制,在高层次人才引进及先进实验设备的购置方面,均无法与财力雄厚的国家高校和能够充分认识到土木工程专业发展重要性的专业院校相比,教学质量的提升压力巨大。

(二)学科发展定位之困

地方综合性高校多以普通本科教育层次为主,土木工程专业在发展地位上处于重点院校土木工程专业与高等专科学校土木工程相关专业之间,因此,其发展空间亦受到两者的夹挤[2]。在发展定位上,既无法与重点院校土木工程专业争科研,又无法降低层次与专科学校争实践,在发展定位上处于“上不去、下不来”的尴尬境地。

(三)师资引进之困

土木工程学科作为一门实践性工程学科,在国家“大兴土木”的背景下,高学历、高资历的高端人才集中在工程领域和重点科研院校中,收入不菲。地方综合性高校的工资收入往往无法吸引到足够的高端人才,加之人才引进上客观存在的“马太效应”,高端人才往往更愿意受聘于重点高校,客观上更是限制了地方综合性高校土木工程专业发展层次的提高。

(四)培养模式之困

在强调“素质教育”的今天,土木工程专业由于其专业领域门类的丰富性,是地方综合性高校“宽口径、厚基础”通才式教育的一个理想蓝本。但事物的发展都有其两面性,在“强调通才教育、弱化专才教育”的培养模式下,往往也会带来很多问题:

1. 由于地方综合性高校土木工程专业办学时间短,还未形成完整的有特色的学科体系,在有限的课时内,通才教育的模式可能会导致专业概念的泛化,反而不利于学生今后的工作选择。

2. 过分强调“通才”教育也不一定适合我国国情。受经济和社会环境所限,我国大学后继续教育体制很不完善,而且市场对人才的急需也很难容许学生出校后还要再进行培训。如果在校期间没有得到某方面系统的训练,可能导致“什么都懂、什么都不大懂”的后果。

3. 在有限的四年内学生学习的内容越来越多,必然忽略了能力培养、工程训练和实践技能学习,而将专业工程师的训练移向用人单位也不符合国情,当今企业招聘人才时强调工作经验也充分体现了这一点。

三、发展困境的求解

长江大学作为一所典型的地方综合性高校,自1987年开办土木工程本科专业以来,在办学过程中一直在致力于教学改革与发展的研究,并取得较好的效果。本文以该校为例,对地方综合性高校土木工程专业办学优势与特色进行研究,为其它类似高校的专业建设提供参考。

在专业发展初期,该校采用了国内某重点大学的教学体系和人才培养模式,但在实际应用中发现,由于学科积垫的不对等和学生生源的差别,导致毕业生不能很好的满足社会需求,表现为特色不鲜明、优势不明显、实践能力较差、解决工程实际问题的能力较差、毕业后工作适应期长、综合竞争力差等,对学校、学生、社会以及专业的发展极为不利。近年来,为适应学科专业发展,该校调整思路,对专业定位进行了重新梳理,争取一切可利用的资源,努力从地域特色、学校特色及专业特色等方面挖掘潜力,取得了良好的效果。

(一)以生产促科研,以实力提地位

土木工程专业作为一门实践学科,其特色在于在实践性,而且,往往是实践经验越丰富的教师,在教学时越受到学生的喜欢,越能提高学生的学习兴趣。因此,长江大学土木工程专业确定了以设计研究院发展作为教学的补充的思路,通过设计研究院的建设,为教学和实践提供相应的平台。目前长江大学设计研究院已具有建筑工程设计甲级资质,工程勘查乙级资质,有国家一级注册建筑师4人,国家一级注册结构师8人。设计院的发展,不仅增加了教师的收入,吸引了更多的人才,同时,“双师型”教师丰富的实践工程经验和理论经验,即增强了教学效果,也提高了设计竞争力;设计院也为学生提供了一个良好的实习平台,增强了学生学习的信心,提升了办学实力。

同时,由于设计院为学院提供了相应的资金支持,学院在教学上的投入也可以不仅仅依靠学校的拨款,有了更大的自主性。比如说通过论文奖励的方式鼓励教师进行科研和论文的发表,使以往的科研弱院变成了科研强院,科研实力的提升,使土木工程专业在学校的地位也随之提高,为争取学校更大的发展支持提供了可能。近五年以来,仅土木工程实验中心一项,长江大学就已累计投入了1366万元用于硬件建设,以实力的提升来引导地位的提升,是土木工程专业走向良性发展的必由之路。

(二)以差异寻特色,以特色构优势

地方综合性高校土木工程发展由于其自身的特色,优势有三:一是地方的概念明确了其服务的主体区域,二是综合性高校的社会和行业资源为其发展提供了办学特色的灵感,三是普通高校的校情决定了学生有着比国家重点高校更好的就业心态和较专科生更为广阔 的专业基础。长江大学土木工程专业以此为视野,明确了自身的发展定位。

1. 明确服务的地域性,结合地方建设,服务江汉平原小城镇建设

该校是江汉平原唯一一所能培养土木工程专业本科生的学校,区域优势明显。随着社会主义新农村建设的推进、农村城市化步伐的加快,需要大量能设计、懂施工、会管理的小城镇建设人才。该校针对地方需求,结合地方建设,有针对性的培养满足地方需求的土木工程专业人才,在教学中,通过调整教学计划,以在小城镇建设中能用到的结构知识为基础,构建学生知识体系的广度。

2. 明确服务的行业性,结合主干专业,构建服务石油与油田建设的专业特色

长江大学的构成主体之一为原江汉石油学院,其石油类学科在全国具有很强的实力,也是目前长江大学的主干专业之一。考虑到石油建筑的特殊性和专业性,土木工程专业通过选修课、教学实习、毕业设计等环节,为有志于相关领域的学生提供了一个相应的特殊发展平台,也同时强化了学校特色。

(三)以层次定模式,因材施教

伴随着高校的扩招浪潮,目前地方综合性高校的学生普遍已不再是以前的“精英式”人才,因此无法将学生的主体培养定位于科研型人才,但也不能因为市场压力而走职业化教育的路子。在确定培养模式时,长江大学土木工程专业在低年级时,坚持以“大土木”方向培养,而在高年级时,则因材施教,通过对学生能力及发展意向的摸底,将学生分为3种发展类型,对不同学生在素质培养、能力培养上有不同的侧重。

1. 厚基础型。对于有志于继续深造的学生,重点加强理论基础、创新思维及科研潜质的培养,专业深化工作将在研究生阶段进行强化。

2. 专业强化型。对于立志于从事一线施工或设计方向的学生,重点加强工程意识、实践能力及自主能力的培养。

3. 复合型。在保障必须的专业能力和专业素养的基础上,重点加强综合素质、人文精神及管理能力的培养,学生毕业后可从事相关管理工作[3]。

针对以上三种类型学生,该校针对学生的兴趣及个体状况,在高年级时提供相应的“组合套餐”,有效发挥了“通才教育”和“专才教育”相结合的优势。

(四)以实践促教学,产学研协调发展

根据土木工程学科的特点和长江大学土木工程学科的专业特色,该校在专业建设过程中,不断的探索合作教育之路,大胆的采用了“一年三学期,工学交替[4]”的模式进行产学研合作教育试验,将暑假定位为“实践学期”,低年级由学校教师和合作单位的“实践导师”进行引导,高年级则针对专业培养模式的不同,由教师协助安排相应的实践工作岗位,提升学生的市场竞争力。

四、结语

通过对地方综合性高校土木工程专业发展困境的分析,结合长江大学土木工程学科的发展情况,我们可以看出,在地方综合性高校土木工程专业办学过程中,应该不等不靠,通过内部挖潜来提升专业地位,寻找发展机遇;同时,通过正确认识地域特色、学校特色及专业特色给学科发展带来的机遇与挑战,寻找适合自身发展的正确定位;最后,通过对学生情况的分析,因材施教,走“工学交替”的合作教育之路,制定合理的培养模式。通过以上举措,将有效提升学生的专业竞争力和学校的专业声誉,形成办学优势与特色,促进地方综合性高校土木专业的良性发展。

参考文献:

[1] 张福昌. 建筑类专业人才培养与执业资格制度关系研究[J]. 高等建筑教育, 2008(3): 1-6.

[2] 袁剑波,郑健龙. 土木工程专业发展中面临的风险与对策[J]. 中国高教研究,2003(6):84-85

[3] 吴萱, 董俊. 土木工程专业人才培养模式研究[J].中国高教研究. 2009(3):30-34

上一篇:矿山测量论文范文 下一篇:测绘科学论文范文