发布时间:2024-03-06 16:13:31
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇土木工程与建筑研究,期待它们能激发您的灵感。
中图分类号:S969.1文献标识码: A
0引言
GPS测量方法及自动化监测和数据处理管理系统等。
20世纪20年代以来.国际上相继发生了圣佛朗常规地面测量方法主要是指用常规测量仪器(经纬仪、西斯(美国)、马尔巴塞(法国)、瓦伊昂特(意大利)、板测距仪、水准仪)测量角度、边长和高程的变化来测定桥和石漫滩(中国)等跨坝事件.加拿大的魁北克桥和变形。它们是目前测量的主要手段.能够提供整体变形我国重庆彩虹大桥、广东韶关特大桥坍塌等事件,给相状态,适用于不同的精度要求、不同形式的变形和不同关国家带来了惨重的灾害和巨大的经济损失。科学技的外界条件。常规地面测量方法的完善与发展.其显著术的进步和社会经济的发展.加快了工程建设的进程.进步是全站型仪器的广泛使用.尤其是全自动跟踪全各类水工建筑物,地下建、构筑物,大型桥梁,高层建筑站仪(RTS,RoboticTotalStations),也称测量机器人.物等将越来越多.建筑物的安全就显得十分重要。为了可以进行一定范围内无人值守、全天候、全方位的自动检查各类工程建筑物及其地质构造的稳定性.变形监监测,其监测精度可达到亚mm级。
1土木工程建筑物变形监测技术地面摄影测量技术在变形监测中的应用虽然起步:
合理设计土木工程建筑物变形监测技术方案是变较早,但是摄影距离不能过远.绝对精度较低。近几年形监测的首要工作。纵观国内外数10年变形监测技术发展起来的数字摄影测量和实时摄影测量为摄影测量的发展历程.土木工程建筑物变形监测方法主要有常技术在变形监测中的应用开拓了非常广阔的前景.使规地面测量方法、特殊的测量手段、摄影测量方法、摄影测量方法越来越广泛的应用于大型工程建筑物当中。
2 土木工程建筑物变形分析与预报技术
现代科学技术的发展和计算机应用水平的提高。使各种理论和方法为变形分析和变形预报提供了广泛的研究途径。由于变形体变形机理的复杂性和多样性。
必须采用有效模型来逼近、模拟和揭示变形体的变形规律和动态特征。为工程设计和灾害防治提供科学的依据。变形分析的研究内容涉及到变形数据处理与分析。变形物理解释和变形预报的各个方面。通常可将其分为变形的几何分析和变形的物理解释两部分。
2.1变形的几何分析方法
变形的几何分析是对变形体的形状和大小的变形做几何的描述.其目的在于描述变形体变形的空间状态和时间特性。其主要方法有:
1)时间序列分析(autoRegressivemovingAver.
age):变形观测中在测点上所获取的观测量通常组成一个离散的随机时间序列.为此可以采用时间序列分析法建立P阶自回归q阶滑动平均模型ARMA(p、q)。一般认为采用动态数据系统(DynamicDataSvs―
tern)法或趋势函数模型+ARMA的组合建模法较好。
2)频谱分析法:对于具有周期性变化的变形时间序列(如大坝的水平位移一般都具有周期性)。可采用付立叶(Fourier)变换将时域信息转到频域进行分析,通过计算各谐波频率的振幅。找出最大振幅所对应的主频。揭示变形的变化周期。
3)卡尔曼滤波法:若将变形体视为一个动态系统.系统的状态可用卡尔曼滤波模型即状态方程和观测方程描述。状态方程中若含监测点的位置、速率和加速率等状态向量参数.则为典型的运动模型.这种模型特别适合滑坡监测数据的动态处理.也可用于静态点场、似静态点场(如变形监测网)在各周期观测中显著性变形点的检验识别。该法的优点是有严密的递推算法.不需要保留使用过的观测值序列.而且可把模型的参数估计和预报结合在一起。该法是一种变形的动态几何分析方法.应用时需注意初始状态向量及其协方差阵以及动态噪声向量协方差阵的确定.采用自适应卡尔曼滤波可较好地解决后一问题。
4)人工神经网络法:当变形量与影响因子之间是一种非线性、非确定性的复杂关系,人工神经网络法将生物特征用到工程中.用计算机解决大数据量情况下的学习、识别、控制和预报等问题,是新近发展起来的一种行之有效的方法。以影响因子作为神经网络的输入层.以变形量作为输出层.中间为隐含层的三层反传(BackPropagation)模型(简称BP网络模型)最为成熟.网络拓朴结构(每层特别是隐含层的节点数确定)、反传训练算法、初始权选取和权值调整、步长和动量系数选择、训练样本质量、训练收敛标准等是重要的研究内容。此外.将小波分析与人工神经网络相结合的小波神经网络组合预报方法.将人工神经网络与专家系统相结合建立变形、预报的神经网络专家系统也极有应用前景。
5)小波分析法:小波理论作为多学科交叉的结晶在科研和工程中被广为研讨和应用.被誉为“数学显微镜”.它能从时频域的局部信号中有效地提取信息。利用离散小波变换对变形观测数据进行分解和重构.可有效地分离误差.能更好地反映局部变形特征和整体变形趋势。与付立叶变换相似。小波变换能探测周期性的变形。将小波分析法用于动态变形分析.可构造基于小波多分辨卡尔曼滤波模型。将小波的多分辨分析和人工神经网络的学习相结合.建立小波神经网络组合预报模型,可用于线性和非线性系统的变形预报。
2.2变形的物理解释方法变形物理解释的任务是确定变形体的变形和变形原因之间的关系,解释变形的原因。其主要方法有:
1)统计分析法:以建立回归分析模型为主.通过分析所观测的变形(效应量)和影响因子(原因量)之间的相关性。来建立荷载一变形之间关系的数学模型。统计分析法具有“后验”的性质,是目前应用比较广泛的变形成因分析法。
2)确定函数法:确定函数法中以有限元法为主。它是在一定的假设条件下,利用变形体的力学性质和物理性质.通过应力与应变的关系来建立荷载与变形的函数模型,然后利用确定的函数模型预报在载荷作用下变形体的可能变形。确定性模型具有“先验”的性质.比统计模型有更明确的物理概念。但往往计算工作量较大.并对用作计算的基本资料有一定的要求。
3)混合模型法:它是统计模型和确定性模型的进一步发展.对那些与效应量关系比较明确的原因量用有限元法(FEM,FiniteElementMethod)计算。而对另一些与效应量关系不很明确或采用相应的物理理论计算成果很难以确定它们之间的函数关系的原因量(比如温度,时效),则仍用统计模式,然后与实际值进行拟合而建立的模型。例如.林兵(1998)采用混合模型分析坝体形态得到了较好的效果。反分析是仿效系统识别理论。将正分析成果作为依据。通过一定的理论分析,借以反求建筑物及其周围的材料参数.以及寻找某些规律和信息。及时反馈到设计、施工和运行中去。
结束语
几何变形分析和物理解释的综合研究将深入发展,以知识库、方法库、数据库和多媒体库为主体的安全监测专家系统的建立是未来发展的方向.变形的非线性系统问题将是一个长期研究的课题。
参考文献
[1] 方海全,王睿.建筑工程质量管理问题及对策[J]. 价值工程. 2011(30)
【关键词】土木工程;建筑管理;现状;施工管理
1.土木工程建筑施工管理现状
土木工程建筑施工管理是一种资源配置,即把企业把内外的所有资源进行合理最优的配置。这种配置是基于实现工程项目的合同目标为前提的,从而达到相应的企业效益以及社会效益。土木工程以其自身内在的特点,其效益的实现不仅有企业自身的,还有社会这个层面,因此其施工不能只顾自身的效益,放弃对工程质量严格控制,只有达到企业效益与社会效益的统一,才能实现最完美的土木工程建筑施工管理,优化配置企业相应的可利用资源,在市场竞争中立于不败之地。随着工程建筑市场的逐渐成熟,其内在的竞争压力也逐渐增大,这对土木工程企业来说,无疑是一个巨大的刺激和挑战。因为只有在竞争中,企业才能实现自己的存在的价值和意义,最重要的是还能能使企业壮大变强。不过在这种竞争下,由于土木工程建筑施工企业的管理体制还没有大的变化,所以存在着许多问题。项目与企业间责任不明、激励不够,约束不严,不确定因素过多等严重影响着项目施工管理的正常实施,市场的不正当竞争,地区保护行为的严重阻碍了市场的健康发展。
2.工程项目管理的主要内容
工程项目管理是以施工项目为管理对象,以项目经理责任制为中心,以合同为依据,按施工项目的内在规律,实现资源的优化配置和对各生产要素进行有效的计划、组织、指导、控制,取得最佳经济效益的过程。工程项目管理的主要内容是“三控制、二管理、一协调”,即进度控制、质量控制、成本控制,合同管理、安全管理和组织协调。
(1)进度控制的目的就是要按照承包合同规定的进度和时间完成任务。就必须要编制施工计划,按照计划的时间完成。因为项目实施的阶段标准就是施工进度计划。进度计划中的工作阶段应分项精确到日。为了按照规定的日期完成任务,必要时就要对进度计划进行调整和补充。要严格按计划施工,这样才能使计划不流于形式,而是施工的有效指导。
(2)质量控制随着改革开放的不断深入和发展,我国的建筑工程质量和服务质量的总体水平不断提高。在建筑工程领域已经清醒的认识到,工程质量的好坏关系到人民生命则产的安全,同时也直接影响到工程项目的投资和工程施工成本的高低。保证工程项目的管理就必须加大监管的力度把工程项目的质量放到第一位,编写质量手册,制定质量方针、技术目标,使它具有更有执行性和可操作性。业主的监督对保证工程质量有着积极的作用。
(3)成本控制工程项目成本是施工企业为完成工程项目的任务所耗费的各项生产费用的总和。工程项目成本控制是在工程项目实施过程中也是很重要的,改革开放以后,我国的建筑行业围绕着缩短工期、降低成本、提高工程的质量和投资效益引入了许多现代化管理方法,对施工企业的管理水平、投资效益,节约成本都起着积极作用。
3.工程土木建筑施工管理创新
(1)土木工程建筑施工管理要不断的创新,它的关键就是企业的管理者要对它进行重视,对经费的投入进行提高,培养人才、要关心员工,使其产生对企业的凝聚力,把企业当成第二个家。企业管理者还要加强创新意识,用创新的思维来管理企业,就要考虑市场的需求,要认识到企业施工管理创新具有紧迫性、重要性、艰巨性还有长期性,并将项目施工管理的创新放在企业发展战略的高度来定位并将创新工作切实落到实处。
(2)推行项目管理责任制由于建筑工程项目得规模大、分项工程和单项工程比较多,施工管理和合同管理难度大。在精干主体的基础上,还必须进一步减化生产关系,减少管理层次变金字塔式的管理为扁平式管理。项目经理在授权范围内处理和协调甲乙方,总包与分包方、监理方、设计方以及当地政府有关部门等各方面的关系,保证工程项目的协调有序实施,同时企业内部要用完善的管理机制和监督机制保证项目经理责任制的落实。建设承包公司对项目部严格按照项目管理的原则和合同履约要求进行资源配置,下达生产计划和各项经济技术考核指标,以保证实现预期的项目管理目标。同时逐步建立健全一套项目管理的责任体系与规章制度,明确项目管理责任人及建设承包公司与各施工生产单位的管理责任,规范项目管理行为,制定项目管理考核办法及奖惩制度等,促进项目管理责任制的落实。
(3)技术创新信息技术的使用是技术创新的主要载体,计算机与信息技术是管理现代化的重要工具。工程从中标到交工验收,除必须具备较高的施工技术水平外,还应采用先进的现代化施工管理手段来提高企业管理水平,这些管理手段则必须依靠计算机来完成。
4.结束语
土木工程施工管理质量的好坏涉及到工程质量、工程进度、施工成本、企业发展、人民的生命财产安全等多个方面,工程施工任何一个环节管理工作的不到位,都可能引发工程施工建设与工程建设预期之间的严重偏差,给施工企业和人民的生命财产造成严重的损失。我国土木工程施工管理工程中要不断地总结经验教训,同时吸收借鉴先进的施工管理工作经验,通过施工管理方式方法的创新,施工管理水平的提升,为我国经济发展建设和人们的生产生活需求提供高质量的工程建筑。
【参考文献】
关键词 专业学位研究生 全日制工程硕士 课程教学
中图分类号:G643.0 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.06.020
Discussion on the Teaching Reform of Postgraduate Degree Programs
in the Field of Architecture and Civil Engineering
ZHANG Jintao
(Graduate School of Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384)
Abstract This article mainly aims at the training objectives and characteristics of the subject of professional degree graduate students in the field of architecture and civil engineering. Combined with the existing scale of graduate students and curriculum teaching situation of Tianjin ChengJian University. In terms of the knowledge structure , capacity requirements and quality requirements and other aspects, which the master needs in the field of architecture and civil engineering. Discussing releted contents of the reform scheme about education . Coming up with several advises to complete the training mechanism of this field, to complete the system of professional degree and to promote the teaching reform of engineering masters.
Key words professional degree postgraduate; full-time engineering masters; curriculum instruction
研究生教育作为国家创新体系的重要组成部分,是培养具有创新意识和自主创新能力的高水平人才的主要途径。然而,随着经济社会的快速发展,传统的研究生培养模式已经不能完全适应其多样化的需求。为了解决这一现象,我国提出建立以提升职业能力为导向的全日制专业学位研究生培养模式。全日制专业学位研究生作为学术型学位研究生的补充与转型,其目的在于培养适应社会发展所需的应用型人才,而这其中涉及面最广、招生人数最多的专业学位类型便是工程硕士专业学位。现有建筑类高校大多从2009年开始招收全日制工程硕士研究生,涵盖建筑与土木工程、项目管理和环境工程等领域,目前人数已超过学术型研究生,占全日制研究生总数的50%以上,其中建筑与土木工程作为招生的主要领域拥有全日制研究生人数占工程硕士研究生总数的一半以上。
为完善现有建筑与土木工程领域工程硕士的培养机制,完善专业学位制度,推进工程硕士研究生教育更好发展,本文针对建筑与土木工程领域硕士研究生的培养目标及学科特点,提出本领域硕士研究生课程教学改革的相关建议。
1 课程教学改革的背景与条件
无论是本科生还是研究生,课程教学都是不可或缺的一部分。但是与本科生不同的是,研究生课程教学不仅要掌握广泛的基础理论知识,更要在此基础上加深与巩固,培养研究生自主学习和科学研究的能力。对于全日制专业学位研究生更要学会将基础理论运用于工程实际从而培养解决实际问题的能力。掌握坚实的基础理论知识是解决工程实际和培养创新意识的基础,而知识又以课程的形式传递,因此课程教学在研究生培养中起着重要的基础性作用,同时也是培养符合社会发展需求的应用型人才的基本途径。随着科学技术的发展,知识也在不断地更新,研究生课程教学改革也成为了研究生教育改革的关键之一。
近几年,建筑类高校相继提出了建设高水平、有特色的建筑类教学研究型大学的新目标,对研究生教育教学也提出了新的更高的要求,目前许多高校正以课程建设为契机全面推动研究生教育教学改革。课程教学作为研究生培养的关键性环节,自然也要符合相应的专业特点。
现有全日制在校硕士研究生基本为招生学科的相同专业或相近专业的本科毕业生,生源质量较好。建筑类高校课程设置不仅总体上符合研究生课程体系要求,能较好地体现研究生教育的特点,而且有明显的工科特点和建筑类学科的优势。目前建筑类高校研究生开设课程中学位课的深度和广度有利于学生掌握坚实宽广的基础理论知识;选修课覆盖各专业门类并具有城建类高校的特色。另外为跨专业与同等学力人员开设的补修课能够体现学科专业发展的前沿,有利于学科课程体系结构的调整和优化以及学科的建设和发展。任课教师政治素质好,业务水平较高,全部具有高级职称或博士学位。
2 现有课程教学存在的主要问题
我国全日制专业学位研究生从2009年开始实施,时间相对较短,和学术型研究生相比,还没有形成一个系统的课程教学体系。目前,一些高校仍不能正确区分全日制专业学位研究生与学术型研究生的培养模式,不能准确定位全日制专业学位研究生的类型与特征。然而课程教学在研究生培养过程中又起着很大的作用。因此正确认识目前全日制专业学位研究生课程教学所存在的问题,对于研究生课程教学改革至关重要。其存在如下几方面的问题:
2.1 教学方式仍停留在本科阶段
教学方式对教学效果有很大影响,目前很多高校教师在研究生课程教学中还沿用本科生的教学模式,不能正确认识研究生和本科生在知识培养与技能实践上的差异。针对不同的课程形式与课程内容教学方式过于单一。大多数课堂以教师讲授为主,缺少师生之间的讨论与交流,忽视了研究生在课程教学中的主体地位,使其和本科时期一样在学习上处于被动接受之中,这难免会对研究生自主学习和创新能力的培养有所影响。只重视知识的传授,不能实现师生之间的互动,也就无法实现对于研究生课程教学的目的。
2.2 课程体系尚不完善
全日制工程硕士与传统工学硕士的最大区别就在于其紧跟工程实践,具有很强的应用性。而目前很多高校对于全日制工程硕士设置的课程体系都不能符合这一学位类型的特点和目标,存在着诸多的不合理性。一方面,在课程设置与教学设计上不能做到与本科较好地衔接,经常会出现课程设置重复,或知识点衔接不上等问题。另一方面,许多高校对全日制工程硕士的培养大多照搬原有工学硕士的课程设计与课程内容。工学硕士与全日制工程硕士相比,课程体系相对局限于特定的学科范围之内,课程内容也相对单调,大部分课程以理论的阐述为主,这就忽视了全日制工程硕士应用性较强的专业特色和工程的实践应用特性,不利于培养全日制工程硕士解决实际问题的综合能力。
2.3 缺少对实践创新能力的培养
实践创新能力的培养是全日制工程硕士培养的一个重要目标,采取校内导师与企业导师相结合的培养方式也是为了更好地达到这一培养目标,这其中企业导师对研究生实践创新能力的培养起着更为关键性的作用。但在实际中,许多高校对全日制工程硕士的培养并未发挥出双导师制度的优势,实践教学环节也并未落到实处。目前双导师制度在高校全日制工程硕士培养中已基本建立,但由于企业导师几乎很少将时间和精力用于指导研究生上,使得学生大多数情况下都有校内导师指导,这就使得双导师制度过于形式化,失去了企业导师对研究生培养应有的价值。即便企业需要高校所提供的技术人才,学校与企业之前缺乏必要的沟通与交流,仍然会使得全日制工程硕士失去许多工程实践的机会,也很难达到对其实践创新能力的培养。
2.4 教师素质有待进一步衡量
教师仍然是研究生掌握基本理论知识,培养实践创新能力的关键所在。因此教师的理论素养与工程实践经验对实现全日制工程硕士的培养目标都起着很大作用。与工学硕士相比,教师在向全日制工程硕士阐述基本理论的同时更重要的是要结合工程实际,将理论转化为工程应用的方法。目前,高校对于研究生任课教师的选择条件很高,要求全部具有高级职称或博士学位,然而也正是这样的高标准使得研究生任课教师大多脱离企业,长期从事理论研究,因此在教学工程中自然更加注重理论的阐述,而忽略了其在工程实践中的具体应用。这一现象与高校对教师的评定标准也是分不开的,高校对教师的评定重视学术水平和科研能力,而对其工程实践经验相对忽视,难免导致教师在两者选择上有所偏向。
2.5 课程考核制度有待明确
课程考核是检验研究生课程学习后知识结构掌握和能力素质提升情况的一种有效途径。研究生课程考核以能全面反映研究生学习情况为目标,重视过程考核,达到通过考核促进研究生自主学习能力的提高的目的。而目前现有的以课堂讲授为主的教学方式导致课程考核方式过于单一,考核内容和深度也一般过于随意,对课程考核及评价缺乏统一、完整、科学的机制。许多高校还存在着课程体系设置良好,课程实施和课程考核等环节过于随意的现象,有些重要的专业课程考核形式过于局限,难度也过于简单。除采用考试、论文等形式的考核方式,很少针对全日制工程硕士的专业特点及对人才培养的目标确定能更加反映工程实践及应用的考核形式。①
3 课程教学改革方案探讨
通过课程教学改革保证课程教学质量,对更好实现研究生的培养目标具有非常重要的意义。根据上面所提到现有研究生课程教学中所存在的问题,并结合实际情况,主要针对建筑与土木工程领域专业学位研究生提出以下关于课程教学改革的几点思考:
3.1 改进教学方式,优化课程体系
土木工程的全寿命周期可分为设计、建造和使用三个阶段,根据社会对土木工程专业人才的需求以及这三个阶段的特点,确定建筑与土木工程领域的人才培养目标,即能够主持大型复杂结构的分析、计算与设计工作的工程设计师;能够解决重大工程施工关键技术问题、具有施工组织管理能力的工程建造师;能够开展大型土木工程检测与评估及工程事故分析处理的工程检测评估师。②
为达到培养建筑与土木工程领域创新性、复合型高层次工程技术人才的目标,应该积极探索多样化的教学方式,激发研究生的学习兴趣,发掘提升研究生的自主学习能力。针对不同的教学内容,尝试采取互动开放模式、课堂论坛模式、探索式学习模式、虚拟现实教学等,提升课程学习中的教学互动。注重研究生在教学过程中的主体地位,鼓励研究生参与教学设计、教学改革和教学评价等环节。加强课程建设与学科发展相结合。根据社会、经济、科技、文化发展对学科建设提出的要求,不断改进、完善课程教学内容。要更加注重加强研究生对前沿理论和科研成果的认识,使研究生课程教学改革成为一个不断发展与深化的过程。
建筑与土木工程领域课程体系的设置,既应符合社会对于研究生思想、理论及专业创新等方面的要求,又要因人而异,根据每个人的培养方向来制定。对于学科基础课程,包括公共基础课和专业基础课,既要体现其基础性、宽广性和系统性,又要注意把握课程的深度和广度。对于专业选修课应根据人才培养目标的不同,有针对性地开设与培养方向相适应的课程,工程设计类应开设关于结构设计软件、结构设计规范及结构建模方法的相关课程;工程建造类应开设有关施工组织与施工技术、工程建造管理等相关课程;工程检测评估类应开设结构检测鉴定、工程事故分析处理、既有结构可靠性评定等相关课程。对于专业创新实践既应体现其先进性和前沿性,又要有利于激发研究生自主学习兴趣,促进其创新能力的发展。
3.2 明确培养模式,重视实践创新
在建筑与土木工程领域,基础理论知识在研究生培养过程中起着很大作用,只有具有扎实的数学、力学基础,才能胜任工程设计、施工、检测等高级技术工作。随着科学技术的快速发展,学科交叉性也越来越有所体现,各种新兴学科在工程领域有着越来越多的应用,因此更应该将现代科学技术融入到传统土木工程中,通过不断实践培养适应时展的创新型人才。③
专业学位研究生一般是双导师制,即校内导师与企业导师相结合,因此其培养模式也与学术型研究生有所不同,课程也从课堂到企业随着主体的改变发生变化。学校课堂在研究生基础构建阶段起着非重要的作用,通过开设哲学、职业道德与素养、土木工程基础理论等课程解决研究生基础知识、基本理论与基本素养的培养问题;校内导师在研究生专业实践阶段起着很大作用,通过开设专业前沿课程、直接参加工程实践等解决研究生实践能力的培养问题;而企业导师主要负责研究生的创新与实践,通过面向工程进行工程设计、新技术研发等解决研究生创新能力和解决工程问题的能力培养问题。
对于专业技能的培训,应由校内导师和企业导师根据培养目标共同为研究生选择实习基地。工程设计类研究生选择大型设计院进行相关技能的培训,熟悉掌握设计方案制定、大型分析软件的使用、复杂结构计算分析、设计规范应用及工程表达;工程建造类研究生选择大型施工企业进行相关技能培训,学习施工方案制定、施工疑难问题处理、关键技术研发和施工过程的安全控制;工程检测类研究生选择大型工矿企业进行相关技能培训,学习检测方案制定、计算分析与评估、检测技术开发和病害分析与处理。
鼓励教师自编特色教材,开发多媒体和网络教学课件,充分发挥现代化教学手段的作用,积极进行网络课程和网上教学资源的开发与应用。鼓励和发展外语或双语教学,积极引进和使用国内外高水平优秀教材、原版教材。充分利用学校各学科的教学服务平台和实验设备,提高研究生的独立研究能力和实际应用能力。邀请企业导师、外聘导师指导实践性教学,利用共建产学研实践基地及行业资源丰富实践性教学内容。
3.3 提升教师能力,完善管理机制
研究生课程教学不同于本科生,教师在讲解课程基本理论与实际中,更应注重对研究生知识获取能力、独立研究能力和解决实际问题的能力的培养。因此要明确研究生课程任课教师的聘任条件及方法,研究生任课教师一般应具有高级专业技术职称或博士学位,并且授课水平较高、实践经验丰富,熟悉本学科的前沿动态,具有一定的科研能力和水平。支持教师合作开发、开设课程,鼓励国际和跨学科合作。建设教学交流和教学技能培训平台,有计划地开展经验交流与培训活动。④
加大对教师参与课程建设和教学改革的激励与支持,加大对教师承担研究生课程建设和教学改革项目的资助力度,对在课程建设和教学改革工作中做出突出成绩的教师予以表彰。提高研究生课程建设和教学工作在教师绩效工资分配中的比重,将承担研究生课程建设和教学工作的成果、工作量以及质量评价结果列入相关系列教师考评和专业技术职务评聘中。
课程考核是检验研究生对所学知识理解和掌握程度的有效手段。然而,课程属性和学科特点的不同,导致考核方式不尽相同,考试和提交专题报告相结合。多样、有效、可操作的考核形式对于加强研究生基础知识、创新性思维和发现问题、解决问题的能力的考查尤为重要。通过课程考核也可以促使研究生积极主动学习和教师课程教学的改进。除了相关课程考核,还要探索建立课程学习综合考核制度,结合研究生中期考核,对研究生经过课程学习后知识结构、能力素质等是否达到规定要求进行综合考核,针对考核结果分流或淘汰一部分学生。
健全研究生课程教学管理机制,教学管理文件要对研究生教学环节全覆盖。建立以教学督导为主、研究生评教为辅的研究生课程教学评价监督机制,对研究生教学活动全过程和教学效果进行监督。建立严格规范的课程审查与淘汰机制,对已开设的研究生课程的开课情况和教学效果进行定期审查,并根据审查结果对课程及时进行调整。⑤
4 结语
作为研究生教育改革的新生产物,全日制专业学位研究生陪养在我国才刚刚起步,所面临的关键性问题是要保证其对研究生的培养质量。课程教学作为研究生培养的首要环节,仍然存在许多有待解决的问题。对全日制专业学位研究生进行全面深入的课程教学改革是有必要的。在改革过程中,我们要结合全日制专业学位研究生的专业特点和培养目标,针对教学中存在的问题,重点把握教学方式的改进、课程体系的设置、实践创新的培养以及管理机制的完善,与此同时借鉴其他高校在本领域进行课程教学改革所取得的成功经验。通过不断地探索与改革,我们一定能够实现对全日制专业学位研究生的培养目标,培养出符合社会发展需要的应用型技术人才。
注释
① 朱丽华,史庆轩,任瑞,张维华.建筑与土木工程领域全日制专业学位研究生课程教学改革[J].高等建筑教育,2014.23(4):112-115.
② 景静姝,王玉琨,刘鉴汶.高等院校研究生课程教学改革问题探讨[J].理论导刊,2007(5):97-99.
③ 陈伟,张季如,万晶.全日制工程硕士研究生课程体系改革与分析[J].高等建筑教育,2013.22(1):61-65.
【关键字】土木工程;建筑;节能
1、引言
当前我国正处在城镇化和工业化快速发展的重要时期,面临着来自各方面的挑战和矛盾,其中能源问题已经成为了影响发展进程的重要问题之一。而据有关资料统计,无论是在发达国家还是发展中国家,建筑能耗在总能耗中所占的比重达到了25%~40%。因此开展建筑节能领域的研究,加强土木工程建筑节能措施的贯彻落实具有重要的现实意义。
建筑能耗主要是指建筑消用能耗,具体来说包括采暖、热供和照明等方面。而土木工程建筑节能主要是指在确保居住地方的舒适环境之下,在恰当的使用和技术进步的基础上,通过一些途径比如经济结构上的合理化以及科学的管理模式,加上对新型保温材料的采用 从而有效地降低建筑能耗。一般来说,土木工程建筑物具有寿命长、稳定性高等特点,建成之后就比较难改变其主体结构和基本功能设施,所以要想对建筑物进行节能改造是很困难的,因此需要在土木工程建筑开始建设之前就要充分考虑其本身的能耗问题,并采取相应的措施才最大限度地降低建筑物的能耗,包括建筑物的设计、构造的处理和相应的环境控制设备系统等方面。只有这样,才能既发挥出建筑本身的功能,又减少对居住环境的影响,实现可持续发展的目标。
2、我国建筑节能方面的主要问题
2.1 对建筑节能的认识和重视程度不够
这是目前一个普遍存在的问题,在很大程度上制约和影响了我国建筑节能措施的应用范围和节能目标的实现。在房地产行业快速发展的大环境下,我国大部分城市的土木建筑发展迅速、层出不穷,然而有的开发商对建筑节能的认识不够,导致其不够重视,主观积极性也不够高,这在一定程度上影响了建筑节能领域相关措施的推广和技术进步。另一方面,有的开发商在自身经济利益的趋势下,盲目地追求建筑本身样式上的新奇,过分注重建筑风格,使得很多建筑脱离了当地的实际情况和自然条件,造成了建筑物在节能方面的局限性和相关无法弥补的不足。
2.2 建筑节能技术还存在一定的不足
应该说建筑节能本身是一项综合性和专业性很强的系统工程,涉及到多个学科的多方面的知识,对其相关理论和技术的研究也是一个相对长期的过程。建筑节能贯穿于土木功能建筑的全过程,包括设计、施工、维护、材料、人员、装备等。一方面我国在建筑节能方面起步较晚,这不光使得我国在建筑节能的技术上与发达国家存在较大的差距,并且这种差距在短时间内还会越来越大,同时也造成了国民对建筑节能的认识程度还有待提高,需要继续大力宣传和普及建筑节能方面的知识。另一方面,我国从事建筑节能的研究人员和施工管理人员还比较缺乏,专业人员不足使得相应的科研成果较少,而施工管理人员的缺乏又造成了建筑节能监管的不到位。这些都在一定程度上严重制约了我国土木建筑节能领域的发展和应用。
3、开展土木工程建筑节能的几点措施
3.1 加大宣传力度,普及建筑节能知识
目前我国大多数人对土木建筑节能在认识上存在的一定的误区,认为建筑节能往往是开发商或者一些单位部门应该考虑的事情,并且往往是以牺牲个人的生活标准和层次为代价。这种错误的认识不但严重影响了建筑节能的理念在我国的传播,为营造建筑节能氛围制造了障碍,还在一定给建筑节能工作的开展和节能措施额影响带来了诸多不便。为此,我们要加大宣传的力度,树立以人为本的观念,普及建筑节能知识。建筑节能不是要降低建筑标准和使用水平,因此将建筑节能片面地理解为“低标准”和“简易房”的认识是完成错误的。相反,建筑节能是国家大力提倡和开展的一项能源政策,它不光适应了社会发展对能源提出的新要求,而且是构建社会主义和谐社会、实现可持续发展目标的重要途径。建筑节能主张在保证居住条件和环境安逸舒适的基础之上,采取新技术新方法,科学合理地利用能源,降低和避免一些不必要的能源消耗。这不仅降低了生活成本,还从侧面提高了我们的生活层次和质量。
3.2 加快技术创新,开展建筑节能措施的研究
土木工程建筑节能技术的实现要紧紧依靠发达的科学技术,充分利用现代技术创新,只有这样才能在最短时间内提高建筑的性能和节能水平,达到国家可持续发展的技术指标,真正做到建筑过程中不浪费,实现资源的最大利用程度,保护能源。从建材的选择开始,就要考虑到节能性,在建筑过程中,建材的使用等要尽量选择技术含量最高的方案,节约材料的消耗,争取在建筑过程中少用甚至不用不可再生的资源,充分利用绿色能源。利用性能良好的建筑能源,是现实能源高效利用的前提和保障。节能建材要求具有相当的强度和耐性,并且能够实现良好的保温隔热效果。在建筑中使用的水管等都要求配备防水,隔声等专用功能。要实现土木工程建筑节能,坚决不能使用具有污染性的建材,清洁能源是首选,土木工程施工过程中,要严格控制有毒有害物质的排放。
3.3 加强管理机制,确保建筑节能措施的落实
国家制定了一些列的建筑节能指标,并且也有配套的法律法规进行监控和控制,但是由于建筑节能提出时间较短,国内仍然存在着执行不力,监管不严的问题。国家也未能建立完善的节能技术创新鼓励和扶持政策。目前我国的土木工程建筑节能进程比较缓慢,这很大程度上是由相应的法制体系和鼓励政策决定的。所以,制定推进土木工程建筑节能政策成了当务之急。当然,还需要严格按照法律法规执行相应的节能标准,政府对现有的建筑节能法律体系进行完善,并建立强大的监督约束体系。抓紧建设政策扶持和技术服务支持体系。结合我国国情,吸收利用国外的建筑节能成功经验。对于那些提前实现我国建筑节能标准或是超额完成建筑节能要求的施工单位给予物质上的奖励和政策上的扶持。国家可以设定相应的节能建筑标志制度。
4、结束语
在土木建筑中提倡使用节能措施不仅能够提高人们的生活水平和层次,加快社会经济发展,还能够改善大气环境,降低环境污染,极大地缓解当前能源消耗上的紧张局面,实现人类社会的可持续发展。我们不仅要认识到在建筑节能领域与发达国家的巨大差距,加快技术创新,还要大力普及节能措施,使新技术及时惠及人们的生活。
参考文献:
[1]侯楠. 浅论土木工程中建筑节能措施应用[J]. 河南科技,2010(16).
建筑结构抗震分析是土木工程专业教学的重点和难点。一方面,它涵盖地震工程、抗震工程、结构动力学等多种专业知识,内容丰富,综合性强;另一方面,实际教学过程中,这些知识通常是在几门独立的专业课程中分别教授的,学生不易整体把握所学知识。在这种传统的教学方法下,学生能较好地掌握各门课程的基础知识和理论方法,但缺乏一个综合平台帮助学生融会理解、实际运用这些分散的知识。
其实,大学校园本身便是一个合适的综合平台,可以提供开展科学探究所需的各种基本教学资源,从这个角度来说,校园是一个鲜活的实验室。校园实验室(Campus As Laboratory, CAL)这个概念,最初由普林斯顿大学于2011年提出。具体到建筑结构抗震分析,特别是区域建筑抗震分析来说,大学校园建筑不仅结构类型多样、跨越年代广泛,提供了丰富全面的研究对象,而且数据资料容易获取,甚至还能获得部分建筑的设计详图,有利于建立结构分析模型。
清华校园建筑震害预测程序就是清华大学校园实验室项目的成果之一。该程序以清华大学校园建筑为研究对象,以身边的科学间题为切入点,较之相对枯燥的书本知识,贴近生活的案例更易激发学生的探索热情。同时,学生可利用该程序直观地理解、巩固并综合运用所学知识,提高实践和创新能力,甚至以此为平台进行更深入的研究探索。此程序可以用于《土木工程概论》、《结构动力学》、《抗震工程概论》、《防灾减灾工程学》等课程的辅助教学。
2清华校园建筑震害预测程序
清华校园建筑震害预测程序(以下简称震害预测程序),由清华大学土木工程系开发完成。通过网络搜索以及实地调研等方法,收集了清华大学绝大部分校园建筑的坐标、层数、层高、建造及加固年代、结构类型等基本宏观信息。利用这些信息,为各个建筑生成相应的剪切层模型,在用户选定的地震动下,对这些校园建筑进行弹塑性时程分析,并直观地展示整个清华校园建筑在地震作用下的响应和破坏状况。
依据输入文件中提供的结构层数等宏观信息,基于美国Hazus软件的调查统计和该程序开发者的研究工作,计算得到结构的各阶周期、各层层间骨架线和滞回参数以及各个破坏状态对应的层间位移角限值等,建立剪切层模型,从而在指定的地震动作用下,进行弹塑性时程分析,得到结构的时程响应。
该程序包含以下功能模块:建筑结构信息的读取与编辑、地震波的可视化选择与反应谱的生成、清华校园建筑在地震作用下的响应分析计算、以及结构的响应时程和破坏情况的直观展示等。由于各个模块都具有丰富的表格、曲线甚至是动画功能,能直观、生动地呈现从模型建立到结果显示等整个震害分析过程,加之所选择的分析对象是学生所熟悉的校园建筑,因此该程序可为结构动力学、地震工程等多个土木工程专业学科的教学提供帮助:不仅能使相关专业知识更形象、易于学生接受和理解,同时还能为感兴趣的学生进行诸如地震损失评估等更深入的研究提供一个基础平台。
3清华校园建筑震害预测程序在土木工程专业学科教学中的应用
3.1结构抗震工程
震害预测程序的建筑结构信息读取与编辑模块,包含剪切层模型、结构层间滞回关系、结构破坏状态及对应的层间位移角限值等结构抗震工程专业知识,可用于辅助其教学工作。输入或修改结构的层数、结构类型、建设年代等信息,该程序会白动计算层间滞回参数等的取值。其中,对于钢筋混凝土框架结构,采用修正的Clough层间滞回模型进行模拟;对于钢结构,采用理想弹塑性模型模拟;而其它以剪切变形为主的结构,则使用捏拢模型作为滞回规则。同时,也可以手动修改这些取值,程序会实时更新对应的滞回曲线的形状。
以上功能有助于学生理解层间滞回参数的概念和意义,探讨不同结构类型的层间滞回特点。结合震害预测程序的分析计算和结构破坏状态展示,可以进一步探究不同结构类型、滞回性能等因素对结构抗震性能的影响。
3.2结构动力学
震害预测程序提供对剪切层模型的周期和振型计算功能。例如,一个四层结构的频率和一阶振型。调整阻尼比等参数,并重新计算,可以分析各个参数对结构频率和振型的影响,加深认识多白由度体系的白振规律;选择不同的校园建筑,可以对比不同类型建筑的结构动力学性质差异。学生还可利用程序所提供的结果与白己手算的结果进行对比,进一步巩固课程中所学的知识。
3.3地震工程概论
地震动的主要特性可由反应谱和加速度时程曲线等加以刻画。一般的教学通常侧重于讲解反应谱的概念、利用加速度时程计算反应谱的原理、以及根据规范反应谱进行结构抗震设计的方法步骤等。学生可以根据相关公式和中国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的规定掌握简单的结构地震作用的计算,但不易直观地认识普通反应谱与规范给出的设计反映谱的区别、基本烈度与超越概率对规范反应谱形状的影响等。
震害预测程序中地震波可视化选择与反应谱生成模块所提供的功能。将其用于地震工程概论的课程教学,可以清晰地展现几个著名地震波的时程曲线,并方便地生成指定峰值加速度(PGA)下这些加速度时程曲线对应的反应谱。将反应谱与规范反应谱绘制在同一区域,可以对比二者的区别与联系,体现规范反应谱的特点:它是为方便工程计算而进行的简化处理方法。此外,8度罕遇地震对应的规范反应谱与PGA为0.4g的加速度时程对应的反应谱相比,其最大反应比较接近,这类对比有利于帮助学生理解抗震设防烈度和设计基本地震加速度的对应关系。
3.4防震减灾
在给定地震动和PGA的条件下,震害预测程序可进行弹塑性时程分析,并能在分析结束后,直观地呈现校园建筑的楼层位移响应时程、详细信息和最终破坏情况。
在防震减灾教学过程中,震害预测程序可以有以下应用:
1)比较分析不同结构在地震作用下的响应。
该程序中建立了清华大学校园中600多栋建筑的模型,不仅包含钢筋混凝土框架、钢框架、框架剪力墙、砌体结构等多种结构类型,而且包括不同年代、不同高度的结构。在给定地震动作用下,可以比较分析这些不同类型的结构在地震作用下的响应特点,使学生加深对地震作用的认识。例如,观察整个校园的破坏和倒塌情况可知,一般砌体结构和建筑年代较早的结构破坏较严重。
2)比较不同地震波对结构的作用。
一方面,学生可以选择并观察汉川波等几条典型地震波对结构的作用,激发学习兴趣;另一方面,还可以对比不同地震波对结构的作用,通过观察这些地震波对应的反应谱的特点,可以体会反应谱的物理意义。例如,反应谱峰值对应的周期较短的地震波,对低层结构等周期较短的结构破坏性更大;反应谱峰值对应的周期较长的地震波,则对中高层结构等周期较长的结构破坏性更大。
3)展开更深入的探索研究。
震害预测程序还为学生展开更深入的探索提供了平台。例如,可以通过收集校园建筑的财产、人员分布情况等信息,并添加到震害预测程序中,从而探索校园建筑地震损失评估方法;可以将校园道路抽象成无向图等适当拓扑结构,利用图论中的Dijkstra算法考虑人群的疏散交通需求,综合震害预测程序计算得到的建筑破坏与倒塌情况,进行震后应急疏散的研究等。学生可以充分利用熟悉的校园环境,采集所需数据,整合至震害预测程序中,进行各种有意义的学习探索,更好地掌握和运用防震减灾知识。
4结论与展望