土木工程建造技術(shù)范文

時間:2023-10-20 17:26:03

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土木工程建造技術(shù)

篇1

關(guān)鍵詞:土木工程 技術(shù)質(zhì)量 發(fā)展

一、土木工程的概念及特征

1.概念

土木工程在我國有很早的發(fā)展歷史,中外學(xué)者對之都有一定程度的研究,由于各自的觀點及研究方向不同,學(xué)者們對其下的概念也并未統(tǒng)一。筆者在總結(jié)以往學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上,也有自己的見解。土木工程,顧名思義,實乃土、木二者結(jié)構(gòu)所造工程之意。說得最直觀一點就是修房造屋、建橋鋪路。早期的土木工程用到的材料無非就是木、石、土三種材料,直到后來科技的發(fā)展,土木工程行業(yè)才引進(jìn)了鋼筋混泥土以及高分子化學(xué)材料等。因此,筆者認(rèn)為:土木工程是是指應(yīng)用各種建筑材料所進(jìn)行的建設(shè)工程的總稱,它不但包括整個勘察、設(shè)計、施工的過程,而且包括工程建設(shè)的成果,如公路、橋梁、樓房、地下設(shè)施等等。土木工程的發(fā)展,既方便了普通居民的生活,同時也方便了我國軍事領(lǐng)域各種設(shè)施的發(fā)展。在發(fā)展的過程中,土木工程也呈現(xiàn)出自己獨有的特征。

2.特征

(1)勘察、設(shè)計、施工過程的復(fù)雜性。一項工程在進(jìn)行建造之前,需要進(jìn)行工程建造地址的前期勘測工作,在這一階段需要反復(fù)勘測地址,考慮各種有利和不利因素,特別是遇到復(fù)雜地質(zhì)條件時,勘測工作需要特別仔細(xì),不得有半點馬虎大意。工程在進(jìn)行施工之前,應(yīng)當(dāng)由專門的設(shè)計機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,設(shè)計主要是以圖形、模型和圖紙的方式展現(xiàn)出來。在設(shè)計階段,需要充分考慮建造物的承重結(jié)構(gòu)、外形圖案以及避免惡劣天氣的方案,如避雷針的設(shè)計。一個優(yōu)秀的建筑物,必然有一個特別好的勘測、設(shè)計和施工,三者缺一不可。

(2)選取建筑材料的獨特性。土木工程離不開材料的選取,特別是現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)的材料已經(jīng)不能滿足其需要。很多外形獨特,功能特別的建筑物對建筑材料的選取也有特別的要求,如隔音玻璃的使用、高強(qiáng)度輕薄型材料的使用以及超輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料的應(yīng)用等等,無一不表明土木工程行業(yè)建筑材料選取的獨特性。然而,高質(zhì)量的建筑材料必然要高昂的價格,同時,也并不是所有的高質(zhì)量的建筑材料都適合所有的建筑物,因而,我們應(yīng)當(dāng)繼續(xù)探索,善于發(fā)現(xiàn)新生事物,使得土木工程行業(yè)能夠發(fā)展得更好。

(3)建筑對象的廣泛性。土木工程建造的對象特別多,主要包括陸地和海洋。陸地的建筑又分為地上和地下。地上主要有公路、鐵路、房屋、隧道以及峽谷之間的橋梁等等;地下的建筑如地下管道、管線、地下軍工廠、地下實驗場等等。土木工程海洋領(lǐng)域如圍海造田、海上橋梁、海底電纜及管道等等設(shè)施。無論是陸地還是空中,土木工程技術(shù)都發(fā)揮了應(yīng)有的作用,可見,其對象非常的廣泛。

二、土木工程的歷史發(fā)展?fàn)顩r

1.古代土木工程發(fā)展?fàn)顩r

我國古代的土木工程比較發(fā)達(dá),在時間上有一個很大的跨度,它起始于公元前5000年,直到17世紀(jì)中葉,這期間經(jīng)歷了大約7000年時間。著名的萬里長城、都江堰水利工程、趙州橋等古建筑都是我國古代土木工程發(fā)展留下的寶貴遺產(chǎn)。雖然那時的發(fā)展水平有限,古建筑沒有應(yīng)用到一點現(xiàn)代科技因素,但至今仍巍然屹立。它們的存在表明了我國古代土木工程行業(yè)發(fā)展水平之高,不只是在國內(nèi),即便與國際相比也毫不遜色。

2.近代土木工程的發(fā)展?fàn)顩r

近代土木工程的大發(fā)展大致時間是17世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉,大約歷經(jīng)了300年時間。在這一發(fā)展期間,人們開始傾向于研究人造建筑材料并應(yīng)用到建筑行業(yè)中來,人造材料的應(yīng)用逐漸占據(jù)了主流地位,大有取代傳統(tǒng)材料之勢。隨著人造材料的大量應(yīng)用,傳統(tǒng)的建造理念已經(jīng)被徹底顛覆,人們不再迷戀于長期建造經(jīng)驗,開始注重科學(xué)建造理念的培養(yǎng)。建造技術(shù)方面,大型機(jī)械設(shè)備開始應(yīng)用,各種新的施工方法也開始應(yīng)用,人們開始嘗試挑戰(zhàn)復(fù)雜的建筑環(huán)境,著名的埃菲爾鐵塔就是這一時期建成,直到今天依然是世界奇跡。

3.現(xiàn)代土木工程發(fā)展?fàn)顩r

20世紀(jì)中葉是現(xiàn)代土木工程發(fā)展的起始時間?,F(xiàn)代土木工程完全依托于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。各種新型建筑機(jī)械大量應(yīng)用到建筑行業(yè)中來,如高分子化學(xué)材料、高強(qiáng)度鋼筋混泥土、高強(qiáng)低合金鋼等等應(yīng)用非常廣泛。在設(shè)計構(gòu)圖方面,大型計算機(jī)的運用增強(qiáng)了建筑設(shè)計運算和繪圖的能力,力學(xué)分析與計算更加科學(xué)化。高難度的施工作業(yè)已經(jīng)不再是不可逾越的鴻溝,如高原凍土、海底隧道等在前人想都不敢想象的事情,如今變?yōu)楝F(xiàn)實。

三、土木工程未來發(fā)展前景

隨著科技不斷地進(jìn)步,我國改革的浪潮勢如破竹。在科技與改革雙重作用下,我國的經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn),經(jīng)濟(jì)的發(fā)展又推動了建筑行業(yè)的發(fā)展。展望未來,城市化的進(jìn)程逐步加深,這為土木工程的發(fā)展提供了契機(jī),我國將面臨空前的建設(shè)。在建設(shè)大潮下,如何站穩(wěn)腳跟,并于國際接軌,是土木工程行業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。作為新世紀(jì)的一代,我們能夠在這樣一個大環(huán)境中施展才干、向國際水平發(fā)起沖擊是十分幸運的。然而,如何把握世紀(jì)之交時土木工程學(xué)科的發(fā)展趨勢,開創(chuàng)具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學(xué)科的新紀(jì)元,是對我們跨世紀(jì)一代人的嚴(yán)峻考驗。隨著土木工程行業(yè)的發(fā)展,地球上可以居住、生活和耕種的土地和資源是有限的,而人口增長的速度是不斷加快的。因此,人類為了爭取生存,會不斷地拓展土木工程的領(lǐng)域,未來土木工程發(fā)展的必然趨勢是:向高空、地下、海洋、沙漠、太空等領(lǐng)域發(fā)展。這樣的發(fā)展領(lǐng)域看似遙遠(yuǎn),實際非常的迫切。因為地球的承載能力是有限的,而人口不斷呈上升趨勢,人們?yōu)榱松畋厝灰笈d土木,長此以往,地球?qū)⒊?,威脅人類的生存。為了緩解這一緊張態(tài)勢,人類不得不考慮向另外的方向發(fā)展。另外,由于自然災(zāi)害頻發(fā),對土木工程提出了新的課題,對于如何有效避免災(zāi)害襲擊,成了土木行業(yè)的一大考驗。未來的土木工程不僅要求具備抗震、抗洪、抗風(fēng)等性能,而且要求具備抗暴、抗海嘯、防火、防撞、防輻射等性能。相信隨著科技的發(fā)展,土木工程所面臨的難題都將迎刃而解。

參考文獻(xiàn):

篇2

1.1土木工程的管理體制不健全

土木工程具有施工周期長、勞動力需求量大、投資大、材料用量大以及設(shè)備耗用量大的特點,這就造成我國對土木工程實行的控制和管理工作變得比較復(fù)雜。再者,我國對于土木工程領(lǐng)域的研究不夠深入,導(dǎo)致我國在土木工程領(lǐng)域的發(fā)展并不盡如人意,而且自土木工程發(fā)展至今,仍然沒有建立起一套完善的管理體系,這就造成在土木工程的實施建設(shè)中涌現(xiàn)出的問題越來越多。

1.2施工技術(shù)落后

在現(xiàn)在的建筑過程中,傳統(tǒng)的施工技術(shù)仍在被大范圍的使用。地基是一個工程的建造基礎(chǔ),它主要分為兩種極限狀態(tài)即承載能力極限和正常使用極限。而在具體的施工過程中,由于存在對建筑地基承載能力的不確定性,因此不能對地基建造的技術(shù)做出正確的選擇,可能會造成地基不均勻沉降的問題,給建造過程帶來很大的安全隱患。

1.3施工方施工環(huán)節(jié)控制力度不夠

某建筑公司在近幾年的的建筑活動中,主要采用的混凝土結(jié)構(gòu)是框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu),但是近年來建筑公司進(jìn)行的鋼筋混凝土建筑工程的施工過程中出現(xiàn)了一些質(zhì)量問題:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂痕、混凝土表面結(jié)構(gòu)凹凸不平、鋼筋在混凝土表面、梁柱結(jié)構(gòu)軸線結(jié)構(gòu)偏差大、混凝土結(jié)構(gòu)上荷過早。由于施工方在施工環(huán)節(jié)的控制力度不夠,質(zhì)量控制力度欠缺造成此類現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2土木工程施工技術(shù)的創(chuàng)新策略

2.1完善土木工程的管理體制

完善的管理體制是土木工程施工技術(shù)快速發(fā)展的基礎(chǔ),只有建立完善的管理體制,才能使土木工程施工技術(shù)擁有創(chuàng)新發(fā)展的潛力。技術(shù)工作人員要依靠科學(xué)的理論、技術(shù)指導(dǎo)提高土木工程的施工質(zhì)量。在充分掌握現(xiàn)有技術(shù)的前提下,不斷完善對土木工程施工技術(shù)深層次的研究和創(chuàng)新研究。

2.2做好現(xiàn)場臨建規(guī)劃工作

比如,某市地下車庫建設(shè),建設(shè)過程中需要臨時修建部分道路并做好場地衛(wèi)護(hù),施工現(xiàn)場需要做好全面的硬化處理工作。如臨時道路采用硬化厚度為15cm的商用混凝土,來滿足材料運輸?shù)男枰约跋赖男枰?而在場區(qū)的其他區(qū)域則采用硬化厚度為8cm的商用混凝土,并采用2m高的高彩色壓型鋼板對現(xiàn)場進(jìn)行圍擋,并在施工區(qū)建立一個臨時的施工和指揮中心。有利于工程施工過程中隨時對出現(xiàn)的施工問題進(jìn)行處理。

2.3創(chuàng)新技術(shù)基礎(chǔ),引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,越來越多的新技術(shù)被運用到實際的施工過程中,例如深基坑支擋技術(shù)的使用,有效的解決了高層建筑的質(zhì)量問題。在深基坑技術(shù)中樁帽支檔作為其主要的運用,需要應(yīng)用在深度比較深的地基中,用于保障和固定土壤,增加其穩(wěn)定性。尤其是在一些土質(zhì)相對疏松的地區(qū),必須強(qiáng)制使用深基坑支檔技術(shù),再輔助以澆灌定性技術(shù)加固臨時支架,使得承重墻和墻體內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)融為一體,對建筑起到更好的支撐作用,下面對一些新型創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行簡單的介紹:首先是樁基技術(shù)。現(xiàn)代建筑工程中普遍使用混凝土灌注技術(shù),因為混凝土具有承載力強(qiáng)的特點,再加上底部、側(cè)部壓力水漿注入使的樁側(cè)、樁地四周的抗壓能力加強(qiáng),有效地防止了位置偏離的危險。另外,沉管樁、擴(kuò)底樁等新技術(shù)的使用有效的防止了打樁力度不勻造成的樁柱損壞以及打偏之后造成的安全隱患。其次是深基坑支護(hù)技術(shù)。

土釘墻因為具有成本低、施工簡單的特點被廣泛應(yīng)用在工程環(huán)境相對簡單的環(huán)境中。但是使用土釘墻時要注意土質(zhì)松軟的土地不能使用,以免造成安全隱患。連續(xù)墻主要應(yīng)用于工程操作相對嚴(yán)格的深基坑工程中,在高層建筑的建筑結(jié)構(gòu)中,由于防水、防壓的建筑需要,外墻體一般采用封閉式的地下連接墻,這樣的墻體結(jié)構(gòu)能夠更好的起到穩(wěn)定的作用。最后是新型預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新,越來越被建筑機(jī)構(gòu)所重視,特別是在大型橋梁和大跨度建筑工程中的使用尤為重要。這項技術(shù)與傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)正好相反,在使用這項技術(shù)時,要把預(yù)能力筋放置在或混凝土截面的外部,減小預(yù)能力摩擦損失。

3結(jié)語

篇3

[關(guān)鍵詞]實踐能力 建造師執(zhí)業(yè)資格 培養(yǎng)模式

一、前言

隨著國家經(jīng)濟(jì)體制改革深入,建筑業(yè)市場的開放和行業(yè)界限的打破,土木工程施工、監(jiān)理等企業(yè)已由過去靠某一行業(yè)的單一經(jīng)營模式,開始向面向市場的綜合經(jīng)營模式方向發(fā)展,項目管理與國際接軌,使社會對專業(yè)人才的要求越來越高,土木工程行業(yè)迫切需要懂技術(shù)、會管理、適應(yīng)性強(qiáng)、具有良好創(chuàng)新能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。土木工程實踐教學(xué)效果,對教學(xué)質(zhì)量的提高和人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用,探索提高學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式成為目前土木工程專業(yè)教學(xué)中的重點工作。

二、土木工程專業(yè)實踐能力培養(yǎng)的重要性

土木工程是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科,土木工程的實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、綜合運用所學(xué)專業(yè)知識,進(jìn)行工程設(shè)計與施工、加強(qiáng)實踐應(yīng)用能力訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力、獨立分析和解決問題能力,全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)[1]。實踐教學(xué)要以社會需求為導(dǎo)向,以提高學(xué)生綜合能力為目標(biāo),以實際工程為背景、工程技術(shù)為主線,著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力。因此,在實踐教學(xué)體系中要注重基本技能、創(chuàng)新能力訓(xùn)練和基本素質(zhì)的培養(yǎng),使各個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)、實踐教學(xué)內(nèi)容、實踐教學(xué)方法和手段都能充分體現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學(xué)理念。

三、建造師執(zhí)業(yè)資格對人才培養(yǎng)的要求

隨著建筑業(yè)向國際化、規(guī)范化發(fā)展,執(zhí)業(yè)資格準(zhǔn)入制度已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展和國際化的必然趨勢。根據(jù)《建筑法》中的規(guī)定:從事建筑活動的專業(yè)技術(shù)人員,應(yīng)當(dāng)依法取得相應(yīng)的執(zhí)業(yè)資格證書,并在執(zhí)業(yè)資格證書許可的范圍內(nèi)從事建筑活動[2]。我國執(zhí)業(yè)資格認(rèn)證制度在不斷完善,土建行業(yè)工程技術(shù)人員不但需要精通專業(yè)知識和技術(shù),還需要取得必要的執(zhí)業(yè)資格證書。執(zhí)業(yè)資格準(zhǔn)入制度是國際化的要求,反映在土木工程教育中的要求為:學(xué)生一方面要學(xué)好理論知識,另一方面要按照執(zhí)業(yè)規(guī)范化的要求來嚴(yán)格要求自己,最終達(dá)到專業(yè)資格要求。這就要求土木工程(施工及工程管理方向)專業(yè)教育要更好的與執(zhí)業(yè)資格制度掛鉤,使該專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)后能夠很快地適應(yīng)社會需求,做到理論與實踐相結(jié)合,盡快成長為具備一定應(yīng)用與創(chuàng)新能力的專業(yè)工程師,并與執(zhí)業(yè)資格對人才培養(yǎng)要求相銜接。

四、實踐能力培養(yǎng)模式與建造師執(zhí)業(yè)資格要求的差距

(1)建造師執(zhí)業(yè)資格對學(xué)生實踐能力的要求

建造師是懂管理、懂技術(shù)、懂經(jīng)濟(jì)、懂法規(guī),綜合素質(zhì)較高的復(fù)合型人才,既要有專業(yè)理論知識,也要有豐富的實踐經(jīng)驗和很強(qiáng)的組織、管理能力。在培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的指導(dǎo)方針下,以企業(yè)對人才素質(zhì)能力要求為導(dǎo)向,以執(zhí)業(yè)資格綜合素質(zhì)為重點是實踐能力培養(yǎng)方案的重要依據(jù)。首先,建造師的四大模塊中體現(xiàn)了管理、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和法規(guī)等方面不同層次的實踐能力,只有通過不同形式和層面的實踐活動,才能讓學(xué)生了解和體會知識在實際工程中的運用。其次,隨著北京建筑行業(yè)的不斷成熟,特別是金融危機(jī)以后,企業(yè)越來越希望大學(xué)畢業(yè)生具備一定的實踐能力,基本知識扎實,上手快,能夠到單位后馬上進(jìn)入工作角色,這就需要學(xué)生在校期間必須擁有較強(qiáng)的外語和計算機(jī)應(yīng)用能力,具備扎實的專業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)知識。作為建造師,溝通與合作的團(tuán)隊精神也很重要,要求學(xué)生具有較強(qiáng)的社會責(zé)任感和團(tuán)隊合作意識,同時又具備工程項目管理、綠色建筑施工、文明安全生產(chǎn)管理等良好素質(zhì),畢業(yè)后能夠從事國內(nèi)外建筑工程施工項目的施工、經(jīng)營管理、科技開發(fā)和科學(xué)研究等工作。

(2)實踐能力培養(yǎng)模式中存在的問題

根據(jù)教學(xué)指導(dǎo)委員會的培養(yǎng)方案,土木工程專業(yè)(施工與工程管理方向)的培養(yǎng)目標(biāo)為“適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要,具備土木工程技術(shù)與工程管理相關(guān)的管理、經(jīng)濟(jì)和法律等基本知識,獲得工程師的基本訓(xùn)練,具有一定的實踐能力、創(chuàng)新能力的高級工程管理人才”。結(jié)合這一培養(yǎng)目標(biāo),全國各個高校以工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理、法律四大知識平臺課程的建設(shè)為基礎(chǔ),展開了針對土木工程專業(yè)(施工與工程管理方向)人才培養(yǎng)的教學(xué)體系與課程體系的建設(shè)與研究。通過調(diào)研國內(nèi)部分高校土木工程專業(yè)(施工與工程管理方向)課程的情況分析,可以看出目前課程體系缺乏完整統(tǒng)一的教學(xué)指導(dǎo),平臺課程的知識體系不系統(tǒng),特別是在教育部提出卓越工程師培養(yǎng)計劃后,工程管理人才的實踐能力及創(chuàng)新能力培養(yǎng)問題更加突出。目前,實踐教學(xué)內(nèi)容陳舊、形式單一,教學(xué)方法和教學(xué)手段落后,缺乏自主性、創(chuàng)新性及針對性;傳統(tǒng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)基本上可由一個學(xué)生單獨完成,缺少必須靠一個團(tuán)隊來完成的教學(xué)形式,使學(xué)生缺少團(tuán)隊意識和合作能力的訓(xùn)練;實訓(xùn)基地的建設(shè)與管理相對滯后,院校與企業(yè)的聯(lián)系不夠緊密,導(dǎo)致實踐性教育嚴(yán)重缺位[3]。因此,充分利用學(xué)生在校期間的學(xué)習(xí)機(jī)會,搭建科學(xué)合理的實踐教學(xué)平臺,培養(yǎng)學(xué)生實踐能力,與建造師執(zhí)業(yè)資格相銜接成為迫切需要解決的問題。

五、以建造師執(zhí)業(yè)資格為導(dǎo)向的實踐能力培養(yǎng)

(1)加強(qiáng)實踐能力培養(yǎng)的教學(xué)計劃修訂

我院在培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的指導(dǎo)方針下,根據(jù)教育部關(guān)于卓越工程師培養(yǎng)計劃的要求,以企業(yè)對人才的素質(zhì)能力要求為導(dǎo)向,以建造師執(zhí)業(yè)資格綜合素質(zhì)為重點制定土木工程專業(yè)(施工與工程管理方向)的培養(yǎng)方案,其中,實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識、實踐能力和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化時代需要的、與建造師執(zhí)業(yè)資格相銜接的、具有創(chuàng)新精神、工程實踐能力、創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)人才,我院認(rèn)真分析建造師執(zhí)業(yè)資格四大支撐模塊知識點與實踐教學(xué)的聯(lián)系,在課程設(shè)置、專業(yè)知識體系構(gòu)建、學(xué)生能力和基本素質(zhì)培養(yǎng)等方面突出與建造師執(zhí)業(yè)資格相銜接,滿足建造師執(zhí)業(yè)資格對于人才培養(yǎng)的要求,進(jìn)行了實踐教學(xué)計劃的修訂工作。如表1所示,實踐教學(xué)中的課程設(shè)置體現(xiàn)了建造師執(zhí)業(yè)資格的四大知識模塊及相應(yīng)能力培養(yǎng)。

表1:實踐教學(xué)中的課程設(shè)置

其中,原教學(xué)計劃中弱化了化學(xué)課程,而學(xué)生在學(xué)習(xí)建筑材料的相關(guān)課程和在工作中接觸到材料的化學(xué)性能時明顯缺乏必備的化學(xué)知識。其次,施工管理中缺乏污染控制方面的內(nèi)容,從建筑材料的選擇到施工過程的污染控制,從建設(shè)過程到投入使用后室內(nèi)環(huán)境的控制,無一不需要具備環(huán)境保護(hù)和污染控制專業(yè)知識的施工技術(shù)人員,各個高校的土木工程專業(yè)課程設(shè)置中,對學(xué)生環(huán)境保護(hù)和污染控制管理方面的訓(xùn)練不足。另一方面,我國新建筑的建造高峰后,對原有建筑的檢測、評估和維修加固將成為建筑業(yè)的一個重要發(fā)展領(lǐng)域,近年來新興的無損檢測新技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展,因此,在教學(xué)中融入并加強(qiáng)無損檢測技術(shù)成為我院在專業(yè)建設(shè)中考慮的重點。并且,制圖與識圖是土木工程技術(shù)人員表達(dá)設(shè)計意圖、交流技術(shù)、指導(dǎo)生產(chǎn)施工等必備的基本知識和技能,要求從業(yè)人員不但有建筑施工制圖、識圖的基本技能,而且還必須熟悉國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。根據(jù)以上的專業(yè)調(diào)研和行業(yè)發(fā)展趨勢的分析論證,結(jié)合建造師執(zhí)業(yè)資格的能力要求,我院在實踐教學(xué)培養(yǎng)計劃中體現(xiàn)出以下特色:①開設(shè)《工科化學(xué)與應(yīng)用》、《建筑結(jié)構(gòu)施工圖識讀》、《無損檢測技術(shù)》、《建筑節(jié)能技術(shù)》課程以及相應(yīng)的課程試驗和課程設(shè)計;②開設(shè)“建筑污染控制與管理”專業(yè)選修模塊,將施工中的環(huán)境污染控制和安全管理融入專業(yè)教學(xué)中;③綜合所學(xué)專業(yè)知識,進(jìn)行土木工程施工綜合設(shè)計。

(2)加強(qiáng)實踐教學(xué)基地建設(shè),與建造師執(zhí)業(yè)資格要求相銜接

為了提高學(xué)生的工程實踐能力,將理論知識與實際工程相結(jié)合,提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力,為今后更好地服務(wù)社會打下堅實基礎(chǔ),學(xué)生在完成專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)必修課的基礎(chǔ)上,安排學(xué)生到實踐教學(xué)基地進(jìn)行專業(yè)系統(tǒng)實踐,是很有必要的。我院土木工程專業(yè)實踐教學(xué)基地主要包括校內(nèi)和校外實踐基地,校內(nèi)實踐基地主要面向?qū)W生和教師開放,針對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的驗證性實驗、設(shè)計性實驗和綜合性實驗開展實踐工作,著重體現(xiàn)了建造師執(zhí)業(yè)資格中技術(shù)模塊的能力要求。校外實踐基地主要是采取校企聯(lián)合的形式,將學(xué)生的認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)以及畢業(yè)實習(xí)中的一部分安排在建筑施工企業(yè)進(jìn)行。為滿足用人單位對學(xué)生基本素質(zhì)的要求,培養(yǎng)學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展中基本實踐和創(chuàng)新能力,探索與建造師執(zhí)業(yè)資格相銜接的實踐能力培養(yǎng)模式,我院與北京懷建集團(tuán)、麒芳建筑職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校合作進(jìn)行實踐教學(xué)。由于學(xué)生就業(yè)后將直接面向?qū)嶋H工程,而學(xué)生所學(xué)的知識是分散在每門課程里面,對一個學(xué)科來講是完整的,但對一個工程來講是局部的,使學(xué)生無法真正了解和掌握整個工程的完成過程,缺乏整體工程概念和團(tuán)隊合作意識。因此,我院在實踐基地進(jìn)行的教學(xué)過程中,以某個實際工程為背景,由學(xué)生組建項目部,按照培訓(xùn)學(xué)校提供的實訓(xùn)場地、實施方案、授課計劃等學(xué)習(xí)建筑施工過程中部分工序的操作方法、工程項目管理內(nèi)容以及相關(guān)法規(guī)知識,使學(xué)生將課堂所學(xué)知識進(jìn)行全面總結(jié)、融會貫通,并在實際工程中得到應(yīng)用和理解,充分體現(xiàn)了建造師執(zhí)業(yè)資格各個知識模塊的能力要求。

六、結(jié)語

針對土木工程專業(yè)實踐教學(xué)現(xiàn)狀,需要改變實踐教學(xué)的傳統(tǒng)思想和觀念,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面深入研究和探索,開辟新思路,構(gòu)建適應(yīng)新形勢的實踐教學(xué)模式。以建造師執(zhí)業(yè)資格為導(dǎo)向的實踐能力培養(yǎng)模式,將重點關(guān)注學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),在認(rèn)真分析建造師執(zhí)業(yè)資格四大支撐模塊知識點與實踐教學(xué)之間聯(lián)系的基礎(chǔ)上,通過課程設(shè)置、專業(yè)知識體系構(gòu)建、實踐教學(xué)基地建設(shè)等方面突出與建造師執(zhí)業(yè)資格相銜接,培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化時代需要、具有創(chuàng)新精神、工程實踐能力的應(yīng)用型人才。

基金項目:北京工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)研究項目(ER2011-B37)

[參考文獻(xiàn)]

[1]夏建中,吳建華.卓越土木工程師培養(yǎng)的實踐環(huán)節(jié)教學(xué)研究[J].浙江科技學(xué)院學(xué)報,2010(5).

[2]肖艷.執(zhí)業(yè)資格準(zhǔn)入制度與工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)[J].高等建筑教育,2006,15 (1)

篇4

關(guān)鍵詞:BIM技術(shù);土木工程專業(yè);實踐教學(xué)

一、土木工程專業(yè)實踐教學(xué)的現(xiàn)狀

目前,我國土木工程專業(yè)高等院校的人才培養(yǎng)方案中,實踐教學(xué)的基本模式普遍采用設(shè)置課程設(shè)計、實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計三大模塊的方式來提高學(xué)生的實踐能力,然而實踐教學(xué)模式陳舊、實施過程形式化與工程實踐脫節(jié)嚴(yán)重。例如,土木工程專業(yè)課程設(shè)計有房屋建筑學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、施工組織及基礎(chǔ)工程等多個課程設(shè)計,雖涵蓋了主要核心課程,但設(shè)計題目與實施模式多年不變,學(xué)生很容易找到現(xiàn)成的范例照搬下來即可,可供學(xué)生自主發(fā)揮的空間有限,因此,學(xué)生投入的積極性不高。在實習(xí)方面雖有認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)三個環(huán)節(jié),但實施過程流于形式。因此,對學(xué)生實踐能力的提高十分有限。而在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié),學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的題目類型不但過于陳舊,而且與目前工程中涌現(xiàn)出的建筑信息化管理、多專業(yè)協(xié)同設(shè)計等新技術(shù)、新理念脫節(jié)比較嚴(yán)重,學(xué)生用一學(xué)期時間去完成一個套路式的計算和設(shè)計過程,對提高專業(yè)實踐能力效果并不大。

二、BIM技術(shù)簡介

BIM是建筑信息模型(BuildingInformationModeling)的英文縮寫,是一種多維建筑信息模型集成技術(shù)[2],作為建筑工程物理特征和功能特性信息的數(shù)字化載體,可將二維圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S數(shù)字化信息模型,從而模擬建筑物建設(shè)及運維全過程所具有的真實信息[3]。它具有信息的完備性、關(guān)聯(lián)性、一致性及可視化、模擬性、優(yōu)化性,便于實現(xiàn)協(xié)同管理和成本、進(jìn)度控制等諸多優(yōu)勢??蓱?yīng)用于工程項目決策、規(guī)劃設(shè)計、建造施工、運維管理,甚至改建拆除等各個階段,其建筑數(shù)字化、信息化的思想正在對土木行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響。隨著BIM技術(shù)的興起,土木行業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)入建筑信息化的發(fā)展階段,行業(yè)發(fā)展需要大批BIM技術(shù)人才,而在高校土木專業(yè)目前的人才培養(yǎng)體系中,并未設(shè)置系統(tǒng)的BIM技術(shù)教學(xué)與實踐體系,這顯然已經(jīng)滯后于當(dāng)前土木工程界發(fā)展的實際需求。因此,借助BIM技術(shù)可實現(xiàn)可視化表達(dá)和模擬建造的特點,研究基于BIM技術(shù)提高土木工程專業(yè)學(xué)生實踐能力的教學(xué)模式,具有積極的現(xiàn)實意義。

三、基于BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)實踐教學(xué)探究

(一)將BIM技術(shù)融入設(shè)計類實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

BIM技術(shù)知識較為復(fù)雜,且相關(guān)軟件較多,學(xué)習(xí)量較大,在基于BIM技術(shù)實踐教學(xué)改革的實施過程中,首先,應(yīng)將BIM技術(shù)軟件的建模操作與建筑設(shè)計類課程設(shè)計結(jié)合起來。其次,將模型的深化設(shè)計及族功能的運用與結(jié)構(gòu)設(shè)計類課程設(shè)計結(jié)合起來。最后,將BIM技術(shù)的模擬建造和優(yōu)化管理技術(shù)與施工組織類課程設(shè)計結(jié)合起來,從而給學(xué)生較為系統(tǒng)的實踐訓(xùn)練。例如,在房屋建筑學(xué)課程設(shè)計中,改變傳統(tǒng)的平面圖紙二維表達(dá)方式不夠精確直觀的弊端,采用BIM技術(shù)進(jìn)行三維建模,讓學(xué)生結(jié)合三維模型來掌握房屋的空間組成、功能實現(xiàn)和構(gòu)造知識,發(fā)揮BIM技術(shù)可視化、信息化管理的技術(shù)優(yōu)勢。在混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)工程等課程設(shè)計中,逐漸提高學(xué)生利用BIM技術(shù)族庫功能深化建模的能力。在土木工程施工組織課程設(shè)計中,可借助BIM施工模擬技術(shù),進(jìn)行項目場地布置和施工進(jìn)度、項目成本管理的優(yōu)化。通過學(xué)生循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí),逐步掌握BIM技術(shù)的應(yīng)用技能。到了畢業(yè)設(shè)計階段,學(xué)生可進(jìn)行基于BIM技術(shù)的全過程設(shè)計,將建筑信息化貫徹完整的項目中,特別是可組建多專業(yè)學(xué)生構(gòu)成的設(shè)計小組,實現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計。

(二)結(jié)合BIM技術(shù)改革實習(xí)實踐環(huán)節(jié)

目前,土木工程專業(yè)學(xué)生的實習(xí)環(huán)節(jié)往往以參觀和參與一些輔工作為主,學(xué)生實習(xí)收獲十分有限。因此,必須結(jié)合BIM技術(shù)對土木工程專業(yè)的實習(xí)實踐環(huán)節(jié)進(jìn)行升級改革,首先,以BIM虛擬仿真和三維可視化技術(shù)輔助學(xué)生高質(zhì)量地完成認(rèn)知性的實習(xí)實踐。其次,以BIM技術(shù)為工具,引導(dǎo)學(xué)生主動結(jié)合最新的BIM信息化理念親身參與工程項目的實踐過程。例如,在進(jìn)行認(rèn)識實習(xí)時,指導(dǎo)教師應(yīng)對一些代表性的建筑建立起3D模型庫,在實習(xí)前引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合建筑的3D模型進(jìn)行初步分析,較好地了解建筑細(xì)節(jié),然后再去實際建筑參觀。而在生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)階段,學(xué)生在前面學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,已經(jīng)初步掌握了BIM技能,可作為工程技術(shù)人員發(fā)揮出其技能優(yōu)勢,充分運用BIM技術(shù)工具,真正參與項目的建模、管理與方案優(yōu)化等工作中,并在實習(xí)結(jié)束后依托校企共建的BIM實訓(xùn)實踐基地持續(xù)跟進(jìn)項目。

(三)建立BIM實訓(xùn)實踐基地

在實際工程中,一個項目的建造少則半年,多則數(shù)年,而目前學(xué)生的實習(xí)環(huán)節(jié)大多為兩周至一個月的時間,學(xué)生實習(xí)往往只能參與工程的一個很短階段。因此,傳統(tǒng)實習(xí)效果非常有限,如能以BIM技術(shù)人才培養(yǎng)為契機(jī),學(xué)校與企業(yè)合作建立長期穩(wěn)定的BIM實訓(xùn)實踐基地,對學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的BIM技術(shù)能力培養(yǎng),使學(xué)生面向?qū)嶋H項目,長期關(guān)注一個項目的完整建造過程,并利用校企共建的實訓(xùn)實踐基地真正參與項目建設(shè)過程中,企業(yè)在工程中遇到的問題及時發(fā)送給BIM實訓(xùn)實踐基地,在校企雙方導(dǎo)師聯(lián)合指導(dǎo)下,發(fā)動以學(xué)生為主體的BIM實訓(xùn)實踐基地的技術(shù)力量進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),將解決方案及時反饋給工程建設(shè)單位,可使學(xué)生的實踐能力在實戰(zhàn)中得到有效的提高,為項目提供有價值的BIM技術(shù)咨詢服務(wù)。

(四)構(gòu)建雙導(dǎo)師制的實踐教學(xué)師資隊伍

依托BIM實訓(xùn)實踐基地,建立由校內(nèi)專業(yè)教師和企業(yè)專家雙重指導(dǎo)的雙導(dǎo)師制度,學(xué)校定期選派專業(yè)教師到合作單位掛職鍛煉,提高教師對合作企業(yè)工程建設(shè)項目參與率,從中不斷增強(qiáng)專業(yè)教師理論聯(lián)系實踐能力,合作單位則向?qū)W校推薦企業(yè)專家擔(dān)任學(xué)生的兼職實踐指導(dǎo)教師。讓行業(yè)專家參與到土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)過程,充分調(diào)用校內(nèi)外師資力量共同培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。

(五)積極組織學(xué)生參加BIM技能大賽

目前,在國家大力提倡BIM技術(shù)應(yīng)用的大背景下,國內(nèi)每年都會舉辦各種名目繁多規(guī)模各異的BIM技能大賽,特別是中國建設(shè)教育協(xié)會、中國勘察設(shè)計協(xié)會、中國房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會、中國圖學(xué)學(xué)會等行業(yè)協(xié)會、學(xué)會及廣聯(lián)達(dá)科技股份有限公司、歐特克軟件(中國)有限公司等行業(yè)內(nèi)有影響力的企業(yè)舉辦的高質(zhì)量的全國性BIM大賽,對BIM技術(shù)的推廣起到了很好地促進(jìn)作用。因此,通過學(xué)生參與比賽所進(jìn)行的集訓(xùn)與操練,大力提高學(xué)生學(xué)以致用的專業(yè)實踐能力。特別是在參加省級和全國大賽之前,可以以組織校內(nèi)選拔賽的方式,動員學(xué)生全員參加。

篇5

關(guān)鍵詞:土木工程;現(xiàn)狀;發(fā)展

中圖分類號:S969.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:

引言

土木工程是指房屋、公路、鐵路、橋梁、水工、港工、地下等工程的總稱。土木工程對國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活的影響非常明顯和重要。土木工程密切關(guān)系到人類賴以生存和繁衍的四大基本要素:衣、食、住、行,為人類提供住宅、賓館、公寓、衣料生產(chǎn)貯藏基地、食品冷庫、公路、機(jī)場、鐵路、港口、碼頭、廠房、實驗室等現(xiàn)代人類生活和發(fā)展的必要場所空間。

1、土木工程的特點

1.1工程規(guī)劃方面

以往的總體規(guī)劃常是憑借工程經(jīng)驗提出若干方案,從中選優(yōu)。由于土木工程設(shè)施的規(guī)模日益擴(kuò)大,現(xiàn)在已有必要也有可能運用系統(tǒng)工程的理論和方法以提高規(guī)劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會引起自然環(huán)境的改變,影響生態(tài)平衡和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等,這類工程的社會效果是有利也有弊。在規(guī)劃中,對于趨利避害要作全面的考慮。

1.2工程設(shè)計方面

人們努力使設(shè)計盡可能符合實際情況,達(dá)到適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統(tǒng)計來分析確定荷載值和材料強(qiáng)度值,研究自然界的風(fēng)力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統(tǒng)計規(guī)律,積極發(fā)展反映材料非彈性、結(jié)構(gòu)大變形、結(jié)構(gòu)動態(tài)以及結(jié)構(gòu)與巖同作用的分析,進(jìn)一步研究和完善結(jié)構(gòu)可靠度極限狀態(tài)設(shè)計法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等理論;同時發(fā)展運用電子計算機(jī)的高效能的計算和設(shè)計方法等。

1.3工程施工方面

隨著土木工程規(guī)模的擴(kuò)大和由此產(chǎn)生的施工工具、設(shè)備、機(jī)械向多品種、自動化、大型化發(fā)展,施工日益走向機(jī)械化和自動化。同時組織管理開始應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論和方法,日益走向科學(xué)化;有些工程設(shè)施的建設(shè)繼續(xù)趨向結(jié)構(gòu)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)工業(yè)化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產(chǎn)率,而且可以解決特殊條件下的施工作業(yè)問題,以建造過去難以施工的工程。

1.4建筑材料方面

高強(qiáng)輕質(zhì)的新材料不斷出現(xiàn)。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)已開始應(yīng)用。但是這些材料有些彈性模量偏低,有些價格過高,應(yīng)用范圍受到限制,因而尚待作新的探索。另外,對提高鋼材和混凝土的強(qiáng)度和耐久性,雖已取得顯著成果,仍繼續(xù)進(jìn)展。

2、土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀

我國的土木工程建設(shè)從20世紀(jì)50年代起一直沒有停過,且發(fā)展很快,尤其在近年來,發(fā)展極為迅猛,幾乎整個中國成了一個大的建設(shè)工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國各地如雨后春筍般地涌現(xiàn),新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)大力研究、開發(fā)和應(yīng)用。發(fā)展之快,數(shù)量之巨,令世界各國驚嘆不已。

截止2000年底,我國鐵路運營路程已達(dá)6.78萬公里,居世界第4位,亞洲之首。鐵路朝著城市輕軌和地鐵兩方而發(fā)展。同時,我國也在積極建造高速鐵路,武漢至廣州的高速鐵路運營時間僅需4小時。此外,磁懸浮列車也在發(fā)展。橋梁工程也取得了驚人的成就,伴隨著橋梁類型的不斷翻新,主跨跨度一再突破。楊浦大橋、南浦大橋、蕪湖長江大橋、南京長江二橋等大跨橋梁的建成都標(biāo)志著我國的大跨結(jié)構(gòu)達(dá)到了一個新的水平,己跨入世界水平先進(jìn)行列。目前,我國己建成千米以上大橋3座、800m以上大橋8座、600m以上大橋15座、400m以上大橋40座,重慶萬縣單孔跨度達(dá)420m的鋼筋混凝上拱橋更引起世界同行的莫大興趣。在水利建設(shè)方面,50年間全國興建大中小水庫8.6萬座,水庫總蓄水量4580億立方米。建設(shè)和整修大江大河堤防25萬公里,目前防洪工程發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)7000多億元。在大壩建設(shè)方面,我國先后建成了青海龍羊峽大壩、貴州鳥江渡大壩、四川二灘大壩等水利工程。

3、土木工程的發(fā)展趨勢

3.1向高空延伸

現(xiàn)在人工建筑物最高的為646m的波蘭Gabin227kHz長波臺鋼塔,由15根鋼纖繩錨拉。日本擬在東京建造800.7m高的千年塔,它在距海約1.25英里的大海中,將工作、休閑、娛樂、商業(yè)、購物等融于一體的抗震豎向城市中,居民可達(dá)5萬人。中國擬在上海附近的1.6公里寬,200m深的人工島上建造一棟高1250m的仿生大廈,居民可達(dá)10萬。印度也提出將投資50億建造超級摩天大樓,其地上共202層,高達(dá)710m。

3.2向地下發(fā)展

1991年在東京召開的城市地下空間國際學(xué)術(shù)會議通過了《東方宣言》,提出了"21世紀(jì)是人類開發(fā)利用地下空間的世紀(jì)"。建造地下建筑將有效改善城市擁擠、節(jié)能和減少噪聲污染等優(yōu)點。日本于20世紀(jì)50年代末至70年代大規(guī)模開發(fā)利用淺層地下空間,到80年代末已開始研究50~100m深層地下空間的開發(fā)利用問題。日本1993年開建的東京新豐州地下變電所,將深達(dá)地下70m。目前世界上共修建水電站地下廠房約350座,最大的為加拿大的格朗德高級水電站。我國城市地下空間的開發(fā)尚處于初級階段,目前已有北京、上海、廣州等六個城市建有地鐵,已開通的總長度達(dá)215公里;設(shè)有140個地鐵站,北京地鐵長度已達(dá)41.6公里。

3.3向海洋拓寬

為了防止機(jī)場噪聲對城市居民的影響,也為了節(jié)約使用陸地,2000年8月4日,日本大阪利用18億立方圍海建造的1000m長的關(guān)西國際機(jī)場試飛成功。阿拉伯聯(lián)合酋長國首都迪拜的七星大酒店也建在海上,洪都拉斯將建海上城市型游船,該船將長804.5m,寬228.6m,有28層樓高,船上設(shè)有小型噴氣式飛機(jī)的跑道、醫(yī)院、旅館、超市、飯店、理發(fā)店和娛樂場等。近些年來,我國在這方面也已取得可喜的成績,如上海南匯灘圍墾成功和崇明東灘圍墾成功,最近又在建設(shè)黃浦江外灘的拓岸工程。圍墾、拓岸工程和建造人工島有異曲同工之處,為將來像上海這樣大的近海城市建造人工島積累了科技經(jīng)驗和準(zhǔn)備力量。

3.4向沙漠進(jìn)軍

全世界約有1/3陸地為沙漠,每年約有600萬公頃的耕地被侵蝕,這將影響上億人口的生活。世界未來學(xué)會對下世紀(jì)初世界十大工程設(shè)想之一是將西亞和非洲的沙漠改造成綠洲。改造沙漠首先必須有水,然后才能綠化和改造沙土?,F(xiàn)在利比亞沙漠地區(qū)已建成一條大型的輸水管道,并在班加西建成了一座直徑1公里、深16公里的蓄水池用以沙漠灌溉。在缺乏地下水的沙漠地區(qū),國際上正在研究開發(fā)使用沙漠地區(qū)太陽能淡化海水的可行方案,該方案一旦實施,將會啟動近海沙漠地區(qū)大規(guī)模的建設(shè)工程。我國沙漠輸水工程試驗成功,自行修建的第一條長途沙漠輸水工程已全線建成試水,順利地引黃河水入沙漠。我國首條沙漠高速公路——榆靖高速公路已全線動工,其全長116公里。

3.5向太空邁進(jìn)

由于近代天文學(xué)宇航事業(yè)的飛速發(fā)展和人類登月的成功實現(xiàn),人們發(fā)現(xiàn)月球上擁有大量的鈦鐵礦,在800℃高溫下,鈦鐵礦與氫化物便合成鐵、鈦、氧和水氣,由此可以制造出人類生存必需的氧和水。美國政府已決定在月球上建造月球基地,并通過這個基地進(jìn)行登陸火星的行動。美籍華裔林銅柱博士1985年發(fā)現(xiàn)建造混凝土所需的材料月球上都有,因此可以在月球上制作鋼筋混凝土配件裝配空間站。預(yù)計21世紀(jì)50年代以后,空間工業(yè)化、空間商業(yè)化、空間旅游、外層空間人類化等可能會得到較大的發(fā)展。

4、結(jié)束語

本文暫時只提及了土木工程的現(xiàn)狀及發(fā)展,對于土木工程的具體細(xì)節(jié)應(yīng)包括使用功能的發(fā)展、結(jié)構(gòu)性能的發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展等一系列內(nèi)容。未來的土木工程可能不僅可以抗震、抗風(fēng),甚至可以抗暴、抗海嘯、防火、防撞、防輻射等??萍嫉倪M(jìn)步,經(jīng)濟(jì)的繁榮將帶給土木工程發(fā)展的春天。

參考文獻(xiàn):

[1]楊家福。中國土木工程指南[M]。1993:1-4。

[2]丁大均,蔣永生。土木工程概論[M]。北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003。

篇6

關(guān)鍵詞:土木工程;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

      雖然我國的土木工程建設(shè)一直處于快速發(fā)展的階段,特別是近年來,隨著高速公路、鐵路、高層建筑等各大土木工程的建立,使其領(lǐng)域日趨完善,加之越來越多的現(xiàn)代化材料及其技術(shù)的運用也使得土木工程建設(shè)更適應(yīng)社會現(xiàn)代化發(fā)展的需要,但是就目前的城市發(fā)展而言,相關(guān)的土木工程建設(shè)還是不能滿足人們對其所期待的要求。

1關(guān)于土木工程現(xiàn)狀

      1.1土木工程建設(shè)所取得的成就

據(jù)有關(guān)統(tǒng)計,我國已建成的高層建筑,20層以上的多達(dá)10000多棟。其中,超過100m的有500多棟,200m以上的有50多棟,甚至有20多棟的高度超過300m。而我國目前最高的高層建筑是上海環(huán)球金融中心大廈,于2008年8月29日竣工,整體設(shè)計采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(SRC結(jié)構(gòu))和鋼結(jié)構(gòu)(S結(jié)構(gòu)),其建筑擁有95層,主體高度為492.5m。

就公路和鐵路事業(yè)而言,已處速發(fā)展的狀態(tài)。雖然我國的高速公路起步較晚,但是于2010年新建2.4萬公里,使全國高速公路的總里程約達(dá)7萬公里,穩(wěn)居世界首位。

而鐵路于2010年已達(dá)到8.5萬公里的營業(yè)里程,特別是青藏鐵路的開通對我國鐵路事業(yè)的發(fā)展來說具有劃時代的意義。目前,鐵路建設(shè)主要為城市輕軌和地鐵兩方面的建設(shè),在北京、上海等城市已實現(xiàn)地鐵的開通,其開通的總長度為215公里。

在橋梁建設(shè)方面,我國已建造過各種材料不同類型的橋梁,而其中的某些成果已達(dá)到了國際先進(jìn)水平。就世界跨徑前十位的各類橋型中,在斜拉橋中我國占6 座,在懸索橋中我國內(nèi)地占2座,實現(xiàn)了我國由橋梁大國向橋梁強(qiáng)國的歷史性跨越,并使其成為展示我國綜合國力的窗口之一。

      1.2建筑材料與施工工藝的運用

建筑材料與施工工藝的運用,主要表現(xiàn)為混凝土及其技術(shù)的運用。

由于混凝土所達(dá)到的強(qiáng)度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了相關(guān)工程所要求的范圍,在原材料方面,活化、球狀等新型水泥和高性能的減水劑,特別是粉煤、硅灰等超細(xì)摻合料等廣泛的使用;而在混凝土的施工技術(shù)方面,各種原材料的檢測及其檢測設(shè)備、攪拌設(shè)備、計算機(jī)的相關(guān)應(yīng)用等高新技術(shù)的應(yīng)用,使得混凝土技術(shù)的相關(guān)性能設(shè)計和控制得到了很大的提高和改善。

      1.3預(yù)應(yīng)力技術(shù)的運用

預(yù)應(yīng)力技術(shù)不僅在解決大、高等建筑工程的設(shè)計和建造難題中發(fā)揮著其特有的優(yōu)勢,而且還推動了建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新,如運用預(yù)應(yīng)力拉桿可取代柱的懸掛建筑結(jié)構(gòu)。

在公路建設(shè)中,運用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可有效解決路面混凝土開裂和減少伸縮縫,從而提高了公路的使用壽命;在橋梁工程中,對于任何類型的橋梁建造,都可以應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)解決其跨度問題;在水利工程或其他工程建設(shè)中,預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)也得到了廣泛的應(yīng)用,如舊建筑的加固改造、加層和拆除等。

      1.4建筑空間的擴(kuò)展

隨著我國城市建設(shè)的快速推進(jìn),城市人口的不斷在增加,一些生存空間擁擠、用地緊張等不良現(xiàn)象也隨之而來,給人們的生活帶來的嚴(yán)重的影響,從而促使了我國的土木工程建設(shè)開始在空間上進(jìn)行擴(kuò)展,其主要是通過向高空和地下兩方面的擴(kuò)展來實現(xiàn)更大的建筑空間的獲取。

其中,向高空的擴(kuò)展,主要表現(xiàn)為高層建筑在其高度上的增加;而向地下擴(kuò)展,則表現(xiàn)為城市地鐵工程的建設(shè),通過這些形式來緩解城市人口過度密集、交通過度擁擠的問題,這是現(xiàn)代化城市發(fā)展的必然趨勢,也是構(gòu)建節(jié)約型社會的必要要求。

2關(guān)于土木工程的發(fā)展趨勢

針對我國目前的土木工程建設(shè)的現(xiàn)狀,我國土木工程在未來的發(fā)展方向,可著重于以下幾個方面進(jìn)行。

      2.1高性能建筑材料的發(fā)展應(yīng)用

由于高性能混凝土不僅具有不易離析、易密實、易長期保存的性質(zhì),而且其韌性好、強(qiáng)度高、體積穩(wěn)定性強(qiáng),能夠在惡劣的環(huán)境下保持原有的特性,因此,可對高性能混凝土進(jìn)行大力發(fā)展,而且對其進(jìn)行發(fā)展應(yīng)用時,必須采用對環(huán)境無害、可持續(xù)發(fā)展的混凝土技術(shù)。

值得一提的是,在對各種外加劑和膠凝材料進(jìn)行研制的同時,更應(yīng)該對骨料替代、水泥替代和礦物摻料的使用進(jìn)行大力研究,著重于通過廢棄材料的有效利用來改善混凝土的性能、以提高其耐久性的方法的研究,如用粉煤灰中的細(xì)灰或飛灰作硬凝材料、用軋碎的混凝土代替碎石等。

      2.2地下空間的可持續(xù)發(fā)展擴(kuò)展

向地下空間進(jìn)行擴(kuò)展,則主要是將地層原始分布的狀態(tài)進(jìn)行相關(guān)的改善。

由于地下空間的開發(fā)和利用,會極大的影響原有的動植物的生態(tài)環(huán)境,從而對地理氣候條件產(chǎn)生作用;會改變地下水的分布形式,從而影響到地表的植被生長;而且對原有建筑的安全也會產(chǎn)生影響,因此,在進(jìn)行建筑施工之前,必須要充分地考慮地上各項原有的生態(tài)環(huán)境及其活動群體情況,并對其進(jìn)行研究和分析,以確保地面環(huán)境的影響得到有效合理的控制。

      2.3防震與減災(zāi)的有效執(zhí)行

伴隨著當(dāng)前各大超大跨的橋梁、高層建筑及大跨結(jié)構(gòu)復(fù)雜建筑物的興建,土木工程建設(shè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計呈現(xiàn)出更高、更長的發(fā)展趨勢,因此,土木工程中大型的、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)系的抗震設(shè)計及其相對應(yīng)的問題也得到了進(jìn)一步的關(guān)注,其相關(guān)的研究包括地震動的作用機(jī)理、建筑結(jié)構(gòu)的抗震機(jī)理等方面的內(nèi)容。

      2.4巖土錨固技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

在土木工程建設(shè)中,需要對巖土錨固技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行不斷的擴(kuò)展。巖土錨固技術(shù)不僅在土木工程中的邊坡、地下、深基坑和結(jié)構(gòu)抗浮相關(guān)工程中保持良好的發(fā)展?fàn)顟B(tài),還需要在土木工程中的橋梁、重力壩加固、抗地震相關(guān)工程中要求具有長遠(yuǎn)的進(jìn)展。

另外,巖土錨固技術(shù)領(lǐng)域中的錨桿錨固機(jī)理技術(shù)仍不成熟,其相關(guān)的研究仍是土木工程界的難點及熱點。

3小結(jié)

就我國目前土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀而言,雖然在某些領(lǐng)域已處于世界先進(jìn)水平的行列,但是其整體水平距離發(fā)達(dá)國家而言仍有距離,因此,在未來的發(fā)展中需要正視其問題的存在,結(jié)合自身發(fā)展的實際情況,對其進(jìn)行研究和探索,以實現(xiàn)我國土木工程建設(shè)的新突破,從而使其實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

篇7

關(guān)鍵詞:土木工程;發(fā)展;建筑

中圖分類號:E271文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A

現(xiàn)代土木工程的發(fā)展特點分析較之以往,現(xiàn)代土木工程的一個最明顯的發(fā)展特點便是科學(xué)技術(shù)的明顯提高,計算機(jī)軟件的應(yīng)用為土木工程的發(fā)展創(chuàng)建了更為廣闊的發(fā)展平臺。因此土木工程的在發(fā)展中展現(xiàn)出現(xiàn)代化、多元化及科技化的特點。就當(dāng)期形式而論,土木工程的信息技術(shù)的迅速發(fā)展,專業(yè)化的程度加強(qiáng),對建設(shè)工程師的要求明顯的加強(qiáng),不僅要具備較強(qiáng)的施工管理能力,同時要跟上時代的需求,及時的吸收當(dāng)前的建筑領(lǐng)域的信息,利用科學(xué)技術(shù)建設(shè)具有現(xiàn)代特點的土木工程項目。所以,對于土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)具有更加嚴(yán)格的要求。適應(yīng)各類工程建設(shè)高速發(fā)展的要求,人們需要建造大規(guī)模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設(shè)備現(xiàn)代化的建筑物,既要求高質(zhì)量和快速施工,又要求高經(jīng)濟(jì)效益。它的發(fā)展趨向具體地表現(xiàn)在下述幾個方面。

1.1現(xiàn)代土木工程的特點

現(xiàn)代土木工程的特點是:適應(yīng)各類工程建設(shè)高速發(fā)展的要求,人們需要建造大規(guī)模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密、設(shè)備現(xiàn)代化的建筑物。既要求高質(zhì)量和快速施工,又要求高經(jīng)濟(jì)效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學(xué)科前進(jìn)。

高強(qiáng)輕質(zhì)的新材料不斷出現(xiàn)。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)已開始應(yīng)用。對提高鋼材和混凝土的強(qiáng)度和耐久性,已取得顯著成果,而且還仍繼續(xù)進(jìn)展。

建設(shè)地區(qū)的工程地質(zhì)和地基的構(gòu)造,及其在天然狀態(tài)下的應(yīng)力情況和力學(xué)性能,不僅直接決定基礎(chǔ)的設(shè)計和施工,還常常關(guān)系到工程設(shè)施的選址、結(jié)構(gòu)體系和建筑材料的選擇,對于地下工程影響就更大了。工程地質(zhì)和地基的勘察技術(shù),目前主要仍然是現(xiàn)場鉆探取樣,室內(nèi)分析試驗,這是有一定局限性的為適應(yīng)現(xiàn)代化大型建筑的需要,急待利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)來創(chuàng)造新的勘察方法。

1.2工程規(guī)劃方面。

以往的總體規(guī)劃常是憑借工程經(jīng)驗提出若干方案,從中選優(yōu)。由于土木工程設(shè)施的規(guī)模日益擴(kuò)大,現(xiàn)在已有必要也有可能運用系統(tǒng)工程的理論和方法以提高規(guī)劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會引起自然環(huán)境的改變,影響生態(tài)平衡和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等,這類工程的社會效果是有利也有弊。在規(guī)劃中,對于趨利避害要作全面的考慮。1.3工程設(shè)計方面。

人們努力使設(shè)計盡可能符合實際情況,達(dá)到適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統(tǒng)計來分析確定荷載值和材料強(qiáng)度值,研究自然界的風(fēng)力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統(tǒng)計規(guī)律,積極發(fā)展反映材料非彈性、結(jié)構(gòu)大變形、結(jié)構(gòu)動態(tài)以及結(jié)構(gòu)與巖同作用的分析,進(jìn)一步研究和完善結(jié)構(gòu)可靠度極限狀態(tài)設(shè)計法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等理論;同時發(fā)展運用電子計算機(jī)的高效能的計算和設(shè)計方法等。

2現(xiàn)代土木工程的維護(hù)措施

2.1防震抗風(fēng)減災(zāi)

①當(dāng)前,隨著一些具備著超高層、跨度大、空間大等特點的復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑的廣泛興建,使得這些建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計上慢慢呈現(xiàn)出變長、變高等特點,而這些特點更加作為一種發(fā)展趨勢延續(xù)多日后的工程建設(shè)當(dāng)中。②現(xiàn)階段,在土木工程建設(shè)施工中,其風(fēng)險荷載,還有地震荷載等因素已經(jīng)漸漸成為了最初模式設(shè)計中的一項重要控制因素。所以,對于一些大型建筑的模式體系展開抗風(fēng)險設(shè)計,以及對其中存在的一些問題進(jìn)行分析與處理,這幾點已慢慢成為當(dāng)前施工人員與技術(shù)人員給予嚴(yán)格關(guān)注的話題。

2.2預(yù)應(yīng)力混凝土材料及技術(shù)、

①對于工程混凝土的研制,應(yīng)該對其做到強(qiáng)度不斷提高,性能不斷加強(qiáng)的發(fā)展目標(biāo)。其中,對于一些免震混凝土,還有復(fù)合型混凝土應(yīng)該在其工程施工的結(jié)構(gòu)中得到相應(yīng)的試用。

②對于新開發(fā)出的無粘結(jié)性預(yù)應(yīng)力混凝土,以及其配合筋應(yīng)該得到相應(yīng)的開發(fā)及配合運用。

③施工人員對預(yù)應(yīng)力混凝土展開合理且規(guī)范的抗火性、抗震性,以及耐久性的研究工作,同時對于其設(shè)計的分析工作的手段也該不斷完善與提高。

④將預(yù)應(yīng)力混凝土合理且規(guī)范地與鋼筋混凝土進(jìn)行科學(xué)化的結(jié)合,同時施工人員與技術(shù)人員還要將預(yù)應(yīng)力混凝土與其他材料進(jìn)行合理化的結(jié)合,以為未來發(fā)展做準(zhǔn)備。

3 未來土木工程的發(fā)展

3.1指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展。

在可以預(yù)見的將來,土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué),新的分析方法和新的數(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。在對復(fù)雜結(jié)構(gòu)、流體介質(zhì)等情況下的受力分析和近似上,現(xiàn)有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數(shù)學(xué)在將來也應(yīng)該有很大的發(fā)展,用以處理土木工程技術(shù)中復(fù)雜的數(shù)值問題。更先進(jìn)的電子計算機(jī)的應(yīng)用,使得對復(fù)雜的情況的模擬更有把握,更接近于現(xiàn)實。力學(xué)也會突破宏觀框架,向微觀發(fā)展,控制論,虛擬現(xiàn)實等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。 轉(zhuǎn)

3.2工程實現(xiàn)的變化。

土木建筑的最終目的是建設(shè)出合乎設(shè)計要求的工程構(gòu)造物,從設(shè)計到成果中間需要一個很長的工程實現(xiàn)的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設(shè)計,沒有好的工程實踐,一樣不會產(chǎn)生一個優(yōu)秀的作品。 信 息時代正在迎面走來,其他學(xué)科和其他方面的新觀點新技術(shù),必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統(tǒng)學(xué)科注入新的活力。包括控制理論,施工技術(shù),新材料,環(huán)境工程,經(jīng)濟(jì)理論等等。

3.2.1全過程信息化。信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中,重點不僅僅限于CAD方面,也包含對工程進(jìn)度的管理、運行中數(shù)據(jù)資料的收集,分析,整理;對建筑物結(jié)構(gòu),強(qiáng)度,可靠性的分析和相應(yīng)對策的決策等。這些也是主動控制和智能化實現(xiàn)的基礎(chǔ)。

全過程信息化對今后的土木建筑構(gòu)造物的維護(hù)有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機(jī)實現(xiàn)對建筑全方位的實時的監(jiān)控,及時掌握整個建筑物的狀態(tài)。我國現(xiàn)在正是基本建設(shè)的,20~30年后,現(xiàn)在這些建筑物逐漸進(jìn)入維護(hù)期。如果能在現(xiàn)在建造過程中就做好各種信息化準(zhǔn)備工作,對今后維護(hù)也大有幫助。

信息化也成為專家系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)。程序的解題能力不僅取決于它所采用的形式化體系和推理模式,而且取決于它所擁有的知識。要使一個程序具有智能,必須向它提供大量有關(guān)問題領(lǐng)域的高質(zhì)量的信息輸入。

3.2.2可持續(xù)發(fā)展和人性化。這兩個要求是與社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)的,社會的發(fā)展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設(shè)施人性化的要求。

整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續(xù)發(fā)展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。對資源和能源的節(jié)約,包括在建設(shè)中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個方向,這要求有良好的設(shè)計和有效的運作管理機(jī)制,土木工程構(gòu)筑物在它的整個壽命周期,從規(guī)劃,設(shè)計,建造到建成后的使用,維護(hù),拆除都要盡量的將對環(huán)境的影響降到最小,同時盡可能大發(fā)揮它的社會經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。這對土木工程提出了新的要求。具體的要求包括,資源的保護(hù),資源再利用,污染控制和全方位的質(zhì)量。我國正在施工中的青藏鐵路較好的體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的特性,從設(shè)計環(huán)節(jié)開始就注意了對青藏高原脆弱生態(tài)環(huán)境的保護(hù),全路設(shè)計為封閉構(gòu)造,杜絕了固體廢棄物的污染,也嚴(yán)格的控制了噪音污染。施工過程中也相當(dāng)注重對周圍環(huán)境的影響。

總結(jié):土木工程當(dāng)今的發(fā)展是人類智慧的成果,土木工程是為了人類存在而存在.堅持可持續(xù)發(fā)展道路,努力創(chuàng)新,土木工程定會走向新的高峰!

參考文獻(xiàn)

篇8

中圖分類號:S969.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:

1 現(xiàn)代土木工程的特點適應(yīng)各類工程建設(shè)高速發(fā)展的要求,人們需要建造大規(guī)模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設(shè)備現(xiàn)代化的建筑物,既要求高質(zhì)量和快速施工,又要求高經(jīng)濟(jì)效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學(xué)科前進(jìn)。它的發(fā)展趨向具體地表現(xiàn)在下述幾個方面。

1.1建筑材料方面。高強(qiáng)輕質(zhì)的新材料不斷出現(xiàn)。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)已開始應(yīng)用。但是這些材料有些彈性模量偏低,有些價格過高,應(yīng)用范圍受到限制,因而尚待作新的探索 。另外,對提高鋼材和混凝土的強(qiáng)度和耐久性,雖已取得顯著成果,仍繼續(xù)進(jìn)展。

1.2工程地質(zhì)和地基方面。建設(shè)地區(qū)的工程地質(zhì)和地基的構(gòu)造及其在天然狀態(tài)下的應(yīng)力情況和力學(xué)性能,不僅直接決定基礎(chǔ)的設(shè)計和施工,還常常關(guān)系到工程設(shè)施的選址、結(jié)構(gòu)體系和建筑材料的選擇,對于地下工程影響就更大了。工程地質(zhì)和地基的勘察技術(shù),目前主要仍然是現(xiàn)場鉆探取樣,室內(nèi)分析試驗,這是有一定局限性的。為適應(yīng)現(xiàn)代化大型建筑的需要,急待利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)來創(chuàng)造新的勘察方法。

1.3工程規(guī)劃方面。以往的總體規(guī)劃常是憑借工程經(jīng)驗提出若干方案,從中選優(yōu)。由于土木工程設(shè)施的規(guī)模日益擴(kuò)大,現(xiàn)在已有必要也有可能運用系統(tǒng)工程的理論和方法以提高規(guī)劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會引起自然環(huán)境的改變,影響生態(tài)平衡和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等,這類工程的社會效果是有利也有弊。在規(guī)劃中,對于趨利避害要作全面的考慮。

1.4工程設(shè)計方面。人們努力使設(shè)計盡可能符合實際情況,達(dá)到適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統(tǒng)計來分析確定荷載值和材料強(qiáng)度值,研究自然界的風(fēng)力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統(tǒng)計規(guī)律,積極發(fā)展反映材料非彈性、結(jié)構(gòu)大變形、結(jié)構(gòu)動態(tài)以及結(jié)構(gòu)與巖同作用的分析,進(jìn)一步研究和完善結(jié)構(gòu)可靠度極限狀態(tài)設(shè)計法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等理論;同時發(fā)展運用電子計算機(jī)的高效能的計算和設(shè)計方法等。

1.5工程施工方面。隨著土木工程規(guī)模的擴(kuò)大和由此產(chǎn)生的施工工具、設(shè)備、機(jī)械向多品種、自動化、大型化發(fā)展,施工日益走向機(jī)械化和自動化。同時組織管理開始應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論和方法,日益走向科學(xué)化;有些工程設(shè)施的建設(shè)繼續(xù)趨向結(jié)構(gòu)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)工業(yè)化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產(chǎn)率,而且可以解決特殊條件下的施工作業(yè)問題,以建造過去難以施工的工程。

2 土木工程的發(fā)展趨勢

2.1指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展。在可以預(yù)見的將來,土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué),新的分析方法和新的數(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。在對復(fù)雜結(jié)構(gòu)、流體介質(zhì)等情況下的受力分析和近似上,現(xiàn)有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數(shù)學(xué)在將來也應(yīng)該有很大的發(fā)展,用以處理土木工程技術(shù)中復(fù)雜的數(shù)值問題。更先進(jìn)的電子計算機(jī)的應(yīng)用,使得對復(fù)雜的情況的模擬更有把握,更接近于現(xiàn)實。力學(xué)也會突破宏觀框架,向微觀發(fā)展,控制論,虛擬現(xiàn)實等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。

2.2工程實現(xiàn)的變化。土木建筑的最終目的是建設(shè)出合乎設(shè)計要求的工程構(gòu)造物,從設(shè)計到成果中間需要一個很長的工程實現(xiàn)的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設(shè)計,沒有好的工程實踐,一樣不會產(chǎn)生一個優(yōu)秀的作品。

2.2.1全過程信息化。信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中,重點不僅僅限于CAD方面,也包含對工程進(jìn)度的管理、運行中數(shù)據(jù)資料的收集,分析,整理;對建筑物結(jié)構(gòu),強(qiáng)度,可靠性的分析和相應(yīng)對策的決策等。這些也是主動控制和智能化實現(xiàn)的基礎(chǔ)。全過程信息化對今后的土木建筑構(gòu)造物的維護(hù)有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機(jī)實現(xiàn)對建筑全方位的實時的監(jiān)控,及時掌握整個建筑物的狀態(tài)。我國現(xiàn)在正是基本建設(shè)的,20~30年后,現(xiàn)在這些建筑物逐漸進(jìn)入維護(hù)期。如果能在現(xiàn)在建造過程中就做好各種信息化準(zhǔn)備工作,對今后維護(hù)也大有幫助。

2.2.2可持續(xù)發(fā)展和人性化。這兩個要求是與社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)的,社會的發(fā)展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設(shè)施人性化的要求。整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續(xù)發(fā)展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。對資源和能源的節(jié)約,包括在建設(shè)中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個方向,這要求有良好的設(shè)計和有效的運作管理機(jī)制,土木工程構(gòu)筑物在它的整個壽命周期,從規(guī)劃,設(shè)計,建造到建成后的使用,維護(hù),拆除都要盡量的將對環(huán)境的影響降到最小,同時盡可能大發(fā)揮它的社會經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。這對土木工程提出了新的要求。

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關(guān)鍵詞:土木工程;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

引言

隨著社會和科技的發(fā)展,建筑物的規(guī)模、功能、造型和相應(yīng)的建筑技術(shù)越來越大型化、復(fù)雜化和多樣化,所采用的新材料、新設(shè)備、新的結(jié)構(gòu)技術(shù)和施工技術(shù)日新月異,節(jié)能技術(shù)、信息控制技術(shù)、生態(tài)技術(shù)等日益與建筑相結(jié)合,建筑業(yè)和建筑物本身正在成為許多新技術(shù)的復(fù)合載體。而超高層和超大跨度建筑、特大跨度橋梁及作為大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)核心的現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)則成為代表一個國家建筑科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

一、土木工程的涵義

土木工程是指建造各類工程設(shè)施的科學(xué)、技術(shù)和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產(chǎn)活動有關(guān)的各類工程設(shè)施,如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發(fā)利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設(shè)施應(yīng)用材料、工程設(shè)備在土地上所進(jìn)行的勘察、設(shè)計、施工等工程技術(shù)活動。經(jīng)過多年的發(fā)展,目前土木工程的實踐和研究已取得顯著成就,無論是結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析,還是結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論和方法以及結(jié)構(gòu)的施工手段,都有了非常大的突破;特別是近若干年,在高層、大跨結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)方面成績尤其驚人。但展望未來,土木工程領(lǐng)域中仍然有許多課題需要我們進(jìn)一步探討。

二、土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀

據(jù)有關(guān)統(tǒng)計,我國已建成的高層建筑,20層以上的多達(dá)10000多棟。其中,超過100m的有500多棟,200m以上的有50多棟,甚至有20多棟的高度超過300m。而我國目前最高的高層建筑是上海環(huán)球金融中心大廈,于2008年8月29日竣工,整體設(shè)計采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(SRC結(jié)構(gòu))和鋼結(jié)構(gòu)(S結(jié)構(gòu)),其建筑擁有95層,主體高度為492.5m。

就公路和鐵路事業(yè)而言,已處速發(fā)展的狀態(tài)。雖然我國的高速公路起步較晚,但是于2010年新建2.4萬公里,使全國高速公路的總里程約達(dá)7萬公里,穩(wěn)居世界首位。

而鐵路于2010年已達(dá)到8.5萬公里的營業(yè)里程,特別是青藏鐵路的開通對我國鐵路事業(yè)的發(fā)展來說具有劃時代的意義。目前,鐵路建設(shè)主要為城市輕軌和地鐵兩方面的建設(shè),在北京、上海等城市已實現(xiàn)地鐵的開通,其開通的總長度為215公里。在橋梁建設(shè)方面,我國已建造過各種材料不同類型的橋梁,而其中的某些成果已達(dá)到了國際先進(jìn)水平。就世界跨徑前十位的各類橋型中,在斜拉橋中我國占6 座,在懸索橋中我國內(nèi)地占2座,實現(xiàn)了我國由橋梁大國向橋梁強(qiáng)國的歷史性跨越,并使其成為展示我國綜合國力的窗口之一。

三、土木工程的發(fā)展趨勢

(一)高性能材料的發(fā)展

鋼材將朝著高強(qiáng)、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發(fā)展。日本、美國、俄羅斯等國家已經(jīng)把屈服點為700N/mm2以上的鋼材列人了規(guī)范;如何合理利用高強(qiáng)度鋼也是一個重要的研究課題。高性能混凝土及其它復(fù)合材料也將向著輕質(zhì)、高強(qiáng)、良好的韌性和工作性方面發(fā)展。

(二)計算機(jī)應(yīng)用

隨著計算機(jī)的應(yīng)用普及和結(jié)構(gòu)計算理論日益完善,計算結(jié)果將更能反映實際情況,從而更能充分發(fā)揮材料的性能并保證結(jié)構(gòu)的安全。人們將會設(shè)計出更為優(yōu)化的方案進(jìn)行土木工程建設(shè),以縮短工期、提高經(jīng)濟(jì)效益。

(三)環(huán)境工程

環(huán)境問題特別是氣候變異的影響將越來越受到重視,土木工程與環(huán)境工程融為一體。城市綜合癥、海水上升、水污染、沙漠化等問題與人類的生存發(fā)展密切相關(guān),又無一不與土木工程有關(guān)。較大工程建成后對環(huán)境的影響乃至建設(shè)過程中的振動、噪聲等都將成為土木工程師必須考慮的問題。

(四)建筑工業(yè)化

建筑長期以來停留在以手工操作為主的小生產(chǎn)方式上。解放后大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)推動了建筑業(yè)機(jī)械化的進(jìn)程,特別是在重點工程建設(shè)和大城市中有一定程度的發(fā)展,但是總的來說落后于其他工業(yè)部門,所以建筑業(yè)的工業(yè)化是我國建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。要正確理解建筑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化的關(guān)系,盡量實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn);要建立適應(yīng)社會化大生產(chǎn)方式的科學(xué)管理體制,采用專業(yè)化、聯(lián)合化、區(qū)域化的施工組織形式,同時還要不斷推進(jìn)新材料、新工藝的使用。

(五)空間站、海底建筑、地下建筑

早在1984年,美籍華裔林銅柱博士就提出了一個大膽的設(shè)想,即在月球上利用它上面的巖石生產(chǎn)水泥并預(yù)制混凝土構(gòu)件來組裝太空試驗站。這也表明土木工程的活動場所在不久的將來可能超出地球的范圍。隨著地上空間的減少,人類把注意力也越來越多地轉(zhuǎn)移到地下空間,21世紀(jì)的土木工程將包括海底的世界。實際上東京地鐵已達(dá)地下三層:除在青函海底隧道的中部設(shè)置了車站外,還建設(shè)了博物館。

(六)結(jié)構(gòu)形式

計算理論和計算手段的進(jìn)步以及新材料新工藝的出現(xiàn),為結(jié)構(gòu)形式的革新提供了有利條件??臻g結(jié)構(gòu)將得到更廣泛的應(yīng)用,不同受力形式的結(jié)構(gòu)融為一體,結(jié)構(gòu)形式將更趨于合理和安全。

(七)新能源和能源多極化

能源問題是當(dāng)前世界各國極為關(guān)注的問題,尋找新的替代能源和能源多極化的要求是21世紀(jì)人類必須解決的重大課題。這也對土木工程提出了新的要求,應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視。

此外,由于我國是一個發(fā)展中國家,經(jīng)濟(jì)還不發(fā)達(dá),基礎(chǔ)設(shè)施還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人民生活和國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求,所以在基本建設(shè)方面還有許多工作要做。并且在土木工程的各項專業(yè)活動中,都應(yīng)考慮可持續(xù)發(fā)展。這些專業(yè)活動包括:建筑物、公路、鐵路、橋梁、機(jī)場等工程的建設(shè),海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等。

參考文獻(xiàn):

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關(guān)鍵詞:土木工程;現(xiàn)代土木工程

1 現(xiàn)代土木工程的特點

適應(yīng)各類工程建設(shè)高速發(fā)展的要求,人們需要建造大規(guī)模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設(shè)備現(xiàn)代化的建筑物,既要求高質(zhì)量和快速施工,又要求高經(jīng)濟(jì)效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動土木工程這門學(xué)科前進(jìn)。它的發(fā)展趨向具體地表現(xiàn)在下述幾個方面。

1.1建筑材料方面。高強(qiáng)輕質(zhì)的新材料不斷出現(xiàn)。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)已開始應(yīng)用。但是這些材料有些彈性模量偏低,有些價格過高,應(yīng)用范圍受到限制,因而尚待作新的探索。另外,對提高鋼材和混凝土的強(qiáng)度和耐久性,雖已取得顯著成果,仍繼續(xù)進(jìn)展。

1.2工程地質(zhì)和地基方面。建設(shè)地區(qū)的工程地質(zhì)和地基的構(gòu)造及其在天然狀態(tài)下的應(yīng)力情況和力學(xué)性能,不僅直接決定基礎(chǔ)的設(shè)計和施工,還常常關(guān)系到工程設(shè)施的選址、結(jié)構(gòu)體系和建筑材料的選擇,對于地下工程影響就更大了。工程地質(zhì)和地基的勘察技術(shù),目前主要仍然是現(xiàn)場鉆探取樣,室內(nèi)分析試驗,這是有一定局限性的。為適應(yīng)現(xiàn)代化大型建筑的需要,急待利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)來創(chuàng)造新的勘察方法。

1.3工程規(guī)劃方面。以往的總體規(guī)劃常是憑借工程經(jīng)驗提出若干方案,從中選優(yōu)。由于土木工程設(shè)施的規(guī)模日益擴(kuò)大,現(xiàn)在已有必要也有可能運用系統(tǒng)工程的理論和方法以提高規(guī)劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會引起自然環(huán)境的改變,影響生態(tài)平衡和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等,這類工程的社會效果是有利也有弊。在規(guī)劃中,對于趨利避害要作全面的考慮。

1.4工程設(shè)計方面。人們努力使設(shè)計盡可能符合實際情況,達(dá)到適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統(tǒng)計來分析確定荷載值和材料強(qiáng)度值,研究自然界的風(fēng)力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統(tǒng)計規(guī)律,積極發(fā)展反映材料非彈性、結(jié)構(gòu)大變形、結(jié)構(gòu)動態(tài)以及結(jié)構(gòu)與巖同作用的分析,進(jìn)一步研究和完善結(jié)構(gòu)可靠度極限狀態(tài)設(shè)計法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等理論;同時發(fā)展運用電子計算機(jī)的高效能的計算和設(shè)計方法等。

1.5工程施工方面。隨著土木工程規(guī)模的擴(kuò)大和由此產(chǎn)生的施工工具、設(shè)備、機(jī)械向多品種、自動化、大型化發(fā)展,施工日益走向機(jī)械化和自動化。同時組織管理開始應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論和方法,日益走向科學(xué)化;有些工程設(shè)施的建設(shè)繼續(xù)趨向結(jié)構(gòu)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)工業(yè)化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產(chǎn)率,而且可以解決特殊條件下的施工作業(yè)問題,以建造過去難以施工的工程。

2 未來土木工程的發(fā)展

2.1指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展。在可以預(yù)見的將來,土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué),新的分析方法和新的數(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。在對復(fù)雜結(jié)構(gòu)、流體介質(zhì)等情況下的受力分析和近似上,現(xiàn)有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數(shù)學(xué)在將來也應(yīng)該有很大的發(fā)展,用以處理土木工程技術(shù)中復(fù)雜的數(shù)值問題。更先進(jìn)的電子計算機(jī)的應(yīng)用,使得對復(fù)雜的情況的模擬更有把握,更接近于現(xiàn)實。力學(xué)也會突破宏觀框架,向微觀發(fā)展,控制論,虛擬現(xiàn)實等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。另一方面,土木工程學(xué)科將向周圍繼續(xù)發(fā)散,與材料,環(huán)境,化學(xué),電子信息,機(jī)械。城市規(guī)劃,建筑等相關(guān)學(xué)科進(jìn)一步的交叉,融合,互相支持,互相服務(wù)。土木工程內(nèi)部的次級學(xué)科也同時會在現(xiàn)實需要的推動下產(chǎn)生出新的學(xué)科,如對城市地下空間的大規(guī)模利用就使得新的地下規(guī)劃學(xué)科有了產(chǎn)生和發(fā)展的必要。不同次級學(xué)科的理論也會相互滲透,比如現(xiàn)在就有一些大型體育場館采用了類似橋梁的懸索結(jié)構(gòu)。

2.2工程實現(xiàn)的變化。土木建筑的最終目的是建設(shè)出合乎設(shè)計要求的工程構(gòu)造物,從設(shè)計到成果中間需要一個很長的工程實現(xiàn)的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設(shè)計,沒有好的工程實踐,一樣不會產(chǎn)生一個優(yōu)秀的作品。

信息時代正在迎面走來,其他學(xué)科和其他方面的新觀點新技術(shù),必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統(tǒng)學(xué)科注入新的活力。包括控制理論,施工技術(shù),新材料,環(huán)境工程,經(jīng)濟(jì)理論等等。

2.2.1全過程信息化。信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中,重點不僅僅限于CAD方面,也包含對工程進(jìn)度的管理、運行中數(shù)據(jù)資料的收集,分析,整理;對建筑物結(jié)構(gòu),強(qiáng)度,可靠性的分析和相應(yīng)對策的決策等。這些也是主動控制和智能化實現(xiàn)的基礎(chǔ)。

全過程信息化對今后的土木建筑構(gòu)造物的維護(hù)有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機(jī)實現(xiàn)對建筑全方位的實時的監(jiān)控,及時掌握整個建筑物的狀態(tài)。我國現(xiàn)在正是基本建設(shè)的,20~30年后,現(xiàn)在這些建筑物逐漸進(jìn)入維護(hù)期。如果能在現(xiàn)在建造過程中就做好各種信息化準(zhǔn)備工作,對今后維護(hù)也大有幫助。

信息化也成為專家系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)。程序的解題能力不僅取決于它所采用的形式化體系和推理模式,而且取決于它所擁有的知識。要使一個程序具有智能,必須向它提供大量有關(guān)問題領(lǐng)域的高質(zhì)量的信息輸入。

2.2.2可持續(xù)發(fā)展和人性化。這兩個要求是與社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)的,社會的發(fā)展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設(shè)施人性化的要求。

整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續(xù)發(fā)展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。對資源和能源的節(jié)約,包括在建設(shè)中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個方向,這要求有良好的設(shè)計和有效的運作管理機(jī)制,土木工程構(gòu)筑物在它的整個壽命周期,從規(guī)劃,設(shè)計,建造到建成后的使用,維護(hù),拆除都要盡量的將對環(huán)境的影響降到最小,同時盡可能大發(fā)揮它的社會經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。這對土木工程提出了新的要求。具體的要求包括,資源的保護(hù),資源再利用,污染控制和全方位的質(zhì)量。我國正在施工中的青藏鐵路較好的體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的特性,從設(shè)計環(huán)節(jié)開始就注意了對青藏高原脆弱生態(tài)環(huán)境的保護(hù),全路設(shè)計為封閉構(gòu)造,杜絕了固體廢棄物的污染,也嚴(yán)格的控制了噪音污染。施工過程中也相當(dāng)注重對周圍環(huán)境的影響。

2.3主動控制技術(shù)。迄今,絕大部分的土木工程建筑都是被當(dāng)作一個靜態(tài)的,被動的物體。對周圍環(huán)境的影響,如風(fēng)動,溫度變化,突發(fā)事件等只能依靠自身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行被動的抵御。顯得缺少靈活性和應(yīng)變能力。今后土木建筑設(shè)施的一個發(fā)展方向之一就是主動控制技術(shù)在建筑構(gòu)造物中的應(yīng)用。運用計算機(jī)技術(shù)和模糊控制技術(shù),以及一些預(yù)設(shè)的控制結(jié)構(gòu)。使得建筑物能夠?qū)Ω鞣N環(huán)境因素做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。

土木工程當(dāng)今的發(fā)展是人類智慧的成果,土木工程是為了人類存在而存在.堅持可持續(xù)發(fā)展道路,努力創(chuàng)新,土木工程定會走向新的高峰!

參考文獻(xiàn)

[1]楊家福.中國土木工程指南[M].1993:1-4.