發布時間:2023-07-19 17:11:38
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的土木工程概念樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
關鍵詞:STS教育;生產實習;改革
“STS教育”即“科學、技術和社會” (Science、Technology and Society,STS)的縮寫?!癝TS教育”思想最早產生于20世紀20~30年代,20世紀60年代后受到西方國家的重視,80年代后傳入我國,并已日益受到重視和發展。在中國,諸如“科學技術是第一生產力”及相應的“STS教育”戰略――“可持續發展”“科教興國”等的提出,可以表明“STS教育”思想在中國已經得到了日益的關注。[1]如今的大學教育應當是科學教育與人文教育相結合的教育??茖W技術的發展與進步對一個國家非常重要,但是如果科學技術掌握在政治狂人手里又是一柄“達魔克里斯利劍”,慘痛的歷史教訓促使人們對科學技術本質進行反思,重新評價科學技術的社會作用,在認識到科學技術的兩面性基礎上出現了“STS教育”思想,它倡導科學、健康社會理念與人文結合,要求教育研究與生活、生產實際相聯系,考慮社會的可持續發展,培養面向未來的人才??茖W技術的良性發展與實施需要與人文及社會可持續發展戰略相聯系,需要人文科學的有力支持,他們之間是魚和水的關系。中國目前與西方發達國家相比最落伍的恰恰不是科學技術,而是人文科學和良知社會的理念。“STS教育”觀應當是:科學知識解決理論問題,技術解決應用問題,科學和技術結合造福于社會。科學提供知識,技術提供應用這些知識的手段和方法,社會則要求以一定的價值觀念作指導,使學生懂得如何正確對待科學和技術。在課堂教育中,融入人文教育、可持續發展教育,結合社會生產、社會生活,既要考慮當前的實際情況,又要考慮長遠發展,培養面向未來的能夠正確進行科學技術決策的人才。[2]“STS教育”觀下所培養出的人才應同時是具有科學精神和人文精神,能夠是促進社會發展、營造和諧社會和美好人生作出貢獻的人才。用一句話來概括STS教育的含義:STS教育是關于科學、技術和社會三者關系的教育,它具有多元性、開放性、人文性、前瞻性、互動性和綜合性的特征。
一、土木工程專業“STS教育”――科學、技術教育手段的改革
在傳統教學中,教師處于主導地位,借“口授”向學生傳授知識;學生處于主體地位(被動接受知識)――是非自主的、主體性的知識獲得者。隨著社會的發展,師生間的溝通模型有:確認反應型、單向傳遞型、師生互動型和對話溝通型。從STS教育理念出發應更多采用后面兩種溝通模型,充分發揮教師的“指導”、“輔導”、“教導”等方面的作用。成為學生學習的合作者、課程規劃者。從而有必要把傳統的“人對人”教學系統往“人對環境”教學系統方向發展。后者是將學生置于由教師所創造的直面應答性學習環境,在這個環境中,教師的作用不僅僅是傳統的教與授,還要創造環境。教師所創設的學習環境可從學校到社區甚至于全球,教師需要設計出能夠調動校內外的種種教育資源的教學方案,“人―環境”教學系統與現代信息技術的發展和STS教育的理念是相吻合的。這種“人―環境”教學系統,雖然目的是為了擺脫以往以教師、教材及課堂為中心的弊端,但并非完全脫離教師,環境的創設仍需教師控制,只是更具開放和自主性,學生可以獲得更多的自由空間,展現自我,釋放個性,但又不逾越教學要求的范圍,更能體現“教師主導,學生主體”的辯證師生關系,“STS教育”是一種進行科學教育比較適合的教學模式。[3]
STS教學的內容包括:與個人生活、發展密切相關的知識及技能;與生產、生活密切相關并有廣泛應用的土木工程知識;土木工程學科理論、技術、設計及施工發展歷程;當代土木工程領域學科前沿;學生感興趣的內容;與土木工程學知識相關的重大社會問題及相關的熱點問題(比如美國“9?11”中的建筑、東南亞海嘯中的建筑等)。以前的土木工程課程教學并非完全沒有這些內容,但做得遠遠不夠,在這里單獨專門提出土木工程課程STS教育,目的是希望通過在教學過程中挖掘出更多的符合STS精神的內容,使“STS教育”能夠早日受到專業教師和學生重視、接受和實施。
二、土木工程專業“STS教育”――社會教育手段的改革
實踐教學環節如生產實習、畢業實習作為理論與實踐的結合教學模式,可以比授課更容易灌輸這一理念,可以成為“STS教育”面向社會的一個有效的橋梁。
1.采用畢業實習與畢業設計緊密結合的教學新模式。畢業設計與畢業實習是保證學生教學質量密不可分的重要階段,將二者分開對待的教學模式已不太適應教學的時代需要。而新的模式應當是將畢業實習和畢業設計兩個階段按一個階段考慮,將兩個階段的時間合并為一個相對較長的時間。靈活處理畢業設計、畢業實習以及畢業設計課題之間的關系。學生既可以按照畢業設計課題規定的內容進行畢業實習工作,也可以根據所實習設計單位的實際問題確定自己的畢業設計課題(某些在設計單位實習的學生,從設計單位引進實際課題進行畢業設計,這種教學模式既能培養學生綜合運用基礎理論和專業知識在實踐中獲取知識的能力,同時也能培養學生的創新意識)。教師根據畢業設計與畢業實習的教學大綱的要求定期檢查學生的進度并對較難的問題進行指導解決,一般的問題可以通過Email、Uctalk、QQ等網絡通訊手段迅速加以解決。學生在實習過程中完成設計,而設計的成果反過來又豐富了實習的內容,從而有利于達到畢業實習的目的及更高質量地完成畢業設計課題。
2.生產實習采用校外施工工地現場實習與校內實習基地實習相結合的新模式。土木工程專業除了應有施工現場實習外,也應完成“施工工藝實習”。土木工程專業是實踐性、應用性很強的工科專業,土木工程專業的學生既需要具有扎實的理論基礎,也需要較強的實踐動手能力。我院該專業大多數畢業生的去向是到施工單位,面向施工第一線,從事施工管理、施工技術、監理等工作。合格的土木工程專業的畢業生應是懂理論、會管理、能動手的綜合性人才。土木工程專業的生產實習本身,歷來強調學生既學習施工組織管理又適當參加施工工藝的操作,了解施工的工藝過程和現場組織施工的方法和步驟。但目前的施工企業承受越來越大的市場競爭壓力,能接收學生實習已屬不易,讓學生再親手操作實踐,考慮安全及生產效率等方面因素一般不太現實。針對如此現狀,如何讓學生學習和掌握施工工藝技術,成了生產實習急需解決的問題。
作者單位:河北建筑工程學院
參考文獻:
[1]孫可平.STS教育論[M].上海:上海教育出版社,2001:167-168.
1.實踐教學學時不足目前各高校的土木工程專業課程大多在30至48學時左右,學生在學習過程中僅僅了解土木工程的基本概念,很難形成完整的體系概念,更不用說進一步將理論知識應用于實際工程。2.學生空間想象能力弱土木工程涉及眾多的結構施工圖以及結構建設的概念,學生熟練閱讀施工圖需要一個長時間的訓練過程,但是學生在大學四年里很難做到快速熟練地閱讀工程結構有關的施工圖,對工程結構的建設和建造等方面的概念更是只知其然不知所以然。其最根本的問題在于學生很難在有限的學習時間內做到將施工圖想象成實際的結構,結構空間三維關系概念非常薄弱,嚴重妨礙了土木工程基本理論的學習進度。3.理論和工程實際脫節土木工程專業課程是專業性和實踐性都非常強的課程,其中工程設計、工程施工、工程檢測和試驗等諸多方面與工程實際直接相關,但一直以來,土木工程專業課程的授課形式大多只是依據教材講授,很容易出現“照本宣科”的現象,學生在學習過程中往往似懂非懂,甚至可能發生對一些基本概念理解錯誤的現象。例如很多結構的加工工藝以及施工方法,在課堂上僅憑講述是很難做到讓學生理解清晰的。4.工程實踐不能同步土木工程專業課程的開展,需要配套進行詳細的課程設計、試驗分析和生產實習等環節,但由于課時的限制,很多課程設計只能簡單地進行一些局部的結構設計。例如“鋼結構”課程的課程設計只簡單地進行門式鋼架的設計或簡支鋼屋架的設計,學生通過這樣簡單的工程實踐,很難做到在畢業時能滿足社會市場對土木工程的需求。5.實踐資源和資金有限由于專業的特點,土木工程專業課程的實踐環節,諸如施工實踐、結構檢測與試驗等,通常需要投入相較于其他專業更多的資金和資源,這與規模日益擴大的本科教學以及教學資源相對有限的社會現狀形成突出的矛盾。因此,基于現今土木工程專業課程的教學現狀,改革土木工程專業實踐教學模式以適應學科的建設和發展,滿足社會建設需要十分必要,非常迫切。
二、實踐教學改革的思考
筆者結合一直以來的教學經驗,嘗試在以下方面進行探索和研究:1.實踐教學拓展的研究與探索以往的實踐教學,通過具體的實驗、實習、設計以及工程實踐等環節實現,而這些環節的最終目的都在于提高學生的專業知識學習水平和技能應用水平?;诮虒W時間、資金、場地和設備等限制,筆者將傳統的實踐教學模式進行拓展,實現虛擬實踐教學和實際實踐教學相結合的教學模式。通過計算機虛擬仿真技術,將工程實驗、生產、施工和設計等環節制作成逼真的3D視頻并建立資源庫,彌補實際實踐教學實踐過少的缺陷,最大程度訓練學生建立完整的工程結構概念。具體的工作包括工程試驗仿真、工程生產仿真和工程施工仿真等。其中,工程試驗仿真:將土木工程專業工程中大量的材性試驗和構件試驗,制作成三維動畫,讓學生能直觀地認識工程材料性質以及構件力學特性。工程生產方法仿真:將土木工程中相關的構件或材料的生產過程、生產工藝等,結合視頻錄像,制作成系列專題動畫,補充學生在企業單位或工地的生產實習的學習,以達到在有限學時內進行豐富的生產實踐教學與學習。工程施工仿真:將土木工程項目建設施工的過程以三維動畫形式呈現給學生,將“工地”搬進教室,使學生通過豐富的視頻學習,認識具體的工程管理及工程施工的概念和重點。2.課程設計的研究與探索探索“以分散與集中相結合的方式”填補教學課時的不足,以“課堂與工程相結合”的方式改變傳統單一的課堂教學方式,將課程設計與實踐教學充分結合,探討相關問題和措施。3.畢業設計的研究和探索畢業設計要求學生能夠系統地對土木工程結構進行分析和設計,要求學生參與從工程方案規劃、工程設計到繪制施工圖的全過程。通過比較完整的工程結構設計訓練,讓學生基本具備進行工程設計的能力,有效培養學生分析問題和解決實際工程問題的綜合能力。逐漸開展“小組設計模式”,通過小組協作設計,鍛煉學生的團隊合作協調能力,以適應社會工程建設的需求。4.工程訓練的研究和探討活躍工程訓練模式,充分利用校內實習基地和校外產學合作實習基地,建立完善的工程訓練教學模式。鼓勵學生開展工程結構模型探討訓練,通過諸如土木工程結構設計競賽等模式,促進學生參與工程訓練的學習熱情和積極性。5.實驗教學的研究和探討加強實驗教學體系建設,增加實驗教學的課時比例。根據人才培養要求,減少設置認知驗證性實驗,增加綜合設計型、綜合型、創新型的專業實驗課,鼓勵學生開展自主創新實驗,著力培養學生的實踐能力和創新精神。鼓勵學生參與結構架構模型實驗,通過親手制作結構模型,加深對工程結構的認識,以達到創新實踐能力的培養。同時鼓勵學生參與諸如結構設計大賽等與土木工程專業相關的競賽活動,促進第一課堂和第二課堂的有機結合。
三、結語
關鍵詞:土木工程材料;教學內容;試驗能力;混凝土外加劑
中圖分類號:G420文獻標志碼:A文章編號:10052909(2012)06007603一、土木工程材料內容體系的歷史變革
隨著社會經濟、科技的發展,中國高校土木類專業土木工程材料課程內容體系經歷了三個發展階段。
第一階段(1953—1978年),引進與消化階段。由于建國之初,國內經濟和科技水平較低,無先例可循,早期教材采用翻譯版的蘇聯教材[1]。此后期出現自編教材,基本沿用蘇聯的內容體系,教學內容側重于石材、礦物膠料、燒結材料、金屬、瀝青等材料的生產、性質與使用。
第二階段(1979—1999年),自主編制與發展階段。隨著改革開放、、科技水平提高、與歐美科技文化交流深入,以及現代材料學分析方法的引入,教材對建筑材料進行了明確分類[2],闡明了材料組成、結構與性能的本構關系理論,具有重要意義。配合當時土木類人才培養方案,出現了建筑材料、道路建筑材料、水工建筑材料等課程名稱,以適應不同的專業需要。
第三階段(2000年至今),改革與調整階段。為了培養適應社會發展需要的人才,國家在20世紀90年代末對專業設置方案進行了調整,把原來的建筑工程、道路橋隧、給水排水、水利水電、港口工程等專業合并為土木工程專業。2000年,出現了以土木工程材料命名的教材[3]。新的土木工程材料教材出現了較大變化。一是內容有較大的包容性,在原來建筑材料基礎上增加了瀝青混合料、高分子材料、纖維增強材料、高性能混凝土,建筑功能材料有較大擴展;二是內容出現了層次性,有高等學校教學版、有應用型普通高等學校版;三是內容體系出現了不同的組織方式,有按遞進式組織順序,如材料基礎基體材料結構及結構增強材料復合材料材料的選擇與評價[4],也有按并列式順序,如材料基礎無機膠凝材料無機復合材料有機膠凝材料與復合材料金屬材料功能材料材料試驗;四是教材編寫走向大眾化,原來只有少數名校師資才有能力編寫教材,到如今教材編寫日益走向大眾化、平民化。二、土木工程材料教學內容體系存在的問題
12高等建筑教育2012年第21卷第6期
張新勝,胡習兵,馬遠榮土木工程材料教學體系建設探討
(一)土木工程材料教學內容的豐富性與教材篇幅的有限性
“大土木”概念的提出使土木工程材料的內容變得更加豐富。如:路面工程中的瀝青混合料、路基與地基中水泥石灰穩定粒料材料、房屋建筑工程中的保溫隔熱及其他建筑功能材料、隧道工程中的速凝材料、水工建筑材料的防腐設計與控制等。由于需要學習的內容多,而課堂教學時間有限,造成了教材編寫時要刪除許多重要的教學內容,造成了內容體系的不完整,專業寬口徑教育理念難以體現。
(二)土木材料的發展性與教學內容的滯后性
土木工程材料的新發展豐富了土木工程材料內容體系。如:傳統混凝土,包括水泥、粗、細骨料、水四大組分。由于混凝土外加劑能使混凝土性能和功能得到顯著改善和提高,因此,被稱為混凝土的第五組分,是混凝土技術的重大突破。當今,外加劑技術日新月異,聚羧酸系高性能外加劑普遍應用,對此大部分教材都未提及。對于外加劑部分內容,目前教材只停留在一般性介紹這個層次,對外加劑對水泥的適應性機理、外加劑的合理摻量、外加劑與混凝土性能的聯系、外加劑的檢測等內容未作詳細介紹。同時,對于一些外加劑對混凝土的負面影響有必要在教材中交代清楚,防止濫用和誤用。
近年來,為了調節和改善水泥的性能,提高水泥產量,綜合利用工業廢渣,在磨制水泥時基本都加入了一定比例的天然或人工無機礦物質混合材料。在混凝土配制時,常直接用磨細的無機礦物質材料取代部分水泥,稱為摻合料,使其成為混凝土的第六組分。20世紀90年代以來,中國對第六組分開展了廣泛研究,有學者提出六組分設計法。雙摻或多摻法在個別行業得到廣泛應用,并經實踐證明具有較好的效果和意義,這些內容值得引入教材加以闡述和學習。
對于土木工程中的功能材料,如合成高分子材料、裝飾性材料、絕熱保溫材料、復合材料、綠色材料等內容,近年來發展較快,教材為縮短篇幅,對壓縮精簡內容在課堂中一般不作深入講解,僅停留在概念介紹的層面,使得這部分內容的教學顯得抽象空洞。
(三)教學中存在的問題
土木工程材料教學目的在于使學生掌握主要土木工程材料的性質與應用,明確工程材料性質與材料結構的關系,為實現和改善材料的功能進行一定的材料設計,在工程中能對材料進行檢測和質量控制。材料的結構與構造、材料的參數與性質、材料的設計與配制、現場的檢測與控制等環節具有很強的實際操作性。環境條件不同,材料選用不同,設計目標差異很大,這就要求該課程應偏重于材料及其在工程中的應用。目前,土木工程材料在應用教學方面存在以下問題。
一是,重理論輕應用。土木工程材料教材內容體系主要集中闡述各種材料的性能特點與技術性質,工程應用雖有介紹,但結合實際工程特別是典型工程的案例實踐不多。如:混凝土的配合比與試配,即是同一配合比,在不同的地方材料或環境條件下,三參數相同,配出的混凝土性能會大不相同。或者說,實現同一目標的混凝土,在不同環境條件下,配合比會有較大區別。由此可以看出具體工程試配的重要性,同時也說明混凝土設計不是僅憑三參數就可以決定混凝土的多組分,配合比設計需與具體組成材料環境條件相結合。
二是,教材提供的部分參數不一定合理。如在混凝土坍落度的選擇上,由于現代機械化施工的普及,從實際工程應用看,教材提供的數據較少,在實際工作中難以借鑒。如在混凝土試配過程中,強度對水灰比非常敏感,水灰比變化0.01,強度就會有一個等級的差別。對于確定的試驗室配合比,由于試驗室的試驗小樣與現場大樣存在差異,在實施時需要結合現場情況作調整,建議引入砂率、水灰比的界限值概念。
三是,教材中試驗與檢測內容科學性、規范性有待提高。如水泥的細度試驗,教材未講清楚試驗結果修正的問題,結果使得同一批次的水泥,不同的試驗組,試驗結果差別很大,與實際不符。又如混凝土試驗,試驗室養護條件不到位,學生試驗結果缺少說服力。這些在一定程度上影響了學生科學工作態度和規范化操作習慣的養成。
要使教材內容對工程實際有科學的指導作用,需要對教材中的不合理概念、理論、經驗數據進行修改和更正,加強材料的工程應用與試驗方面的調整與教學[5]。
三、教學內容及其體系的分解、增減、深化和建設
土木工程材料是土木工程中建造各類工程設施所用材料的總稱。材料種類繁多,涉及的學科領域廣,形成了龐大的土木材料內容體系,以至于目前的教材只能對其作定性的定義。要建設完善土木工程材料教學內容體系,需要對內容體系進行適當分解、深化、組合和重構。筆者建議從以下幾個方面著手。
(一)教學內容體系的擴展與組織
為滿足國家建設形勢發展對土木工程專業人才的要求,需拓寬學生知識面。土木工程材料課程的教學要在建筑工程專業、道路工程專業材料課程內容的基礎上進行必要補充。如:增加高性能混凝土一章,內容包括高強度混凝土、大流動性混凝土、摻混合料混凝土、水泥凈漿等設計、生產、檢測;針對道路工程增加無機結合料、土工材料、速凝材料等內容;針對材料的耐久性,增設材料耐久性設計與控制章節。
內容組織方式上可分冊設置教學內容,上冊設置土木工程材料各專業方向的共性內容,下冊安排高性能混凝土、新型土木材料(宜淡化“新型”二字)、瀝青混合料、無機穩定材料、土木材料的防腐與控制等內容,根據專業方向的不同要求學生分階段有選擇地進行選修學習。
(二)教學內容的分解
由于水泥混凝土章節含有水泥的選擇、集料的性能要求、混凝土的和易性、混凝土力學及變形性能、耐久性、外加劑、混凝土的配比和檢測評定內容,內容篇幅長,課時量大,造成各章教學學時相差懸殊。筆者建議把集料部分與石材一起單獨設章,充分體現集料在水泥混凝土、瀝青混合料和水泥穩定粒料等復合材料中的地位,對集料材料性能與應用可充分闡述。同樣,瀝青和瀝青基復合材料也可分為兩章,以適應不同專業方向選修需要。
(三)教學內容體系的深化
對于高性能、高強混凝土而言,外加劑的性能與質量決定了混凝土的性能和質量,因此有必要深化混凝土外加劑的教學內容,增加外加劑與水泥的相溶性理論[6]、外加劑選擇與檢測方法等教學內容。此外,適當增加儲能調溫新材料原理、性能、設計與應用等建筑節能新技術、新材料的介紹。通過收集整理土木工程各條戰線上資深專家學者的理論成果、應用經驗,認真組織教材編寫,使教學內容既有一定的深度和可操作性,又可分析和解決工程實際問題提供指導。
(四)加強應用與試驗檢測內容建設
結合工程實例和試驗檢測部分內容,突出土木工程材料基本性能與工程應用教學,重點培養學生的工程概念與工程材料應用能力。加大工程材料應用例題設置,通過講述實際工程案例,幫助學生全面理解和掌握材料的基本性能與工程應用特性。對于試驗部分教學內容,應規范試驗程序、改善試驗條件、增加部分新試驗,培養學生科學、客觀、規范、嚴謹的思維方法。
參考文獻:
[1] B.г.斯克拉姆塔耶夫.建筑材料[M].1版.北京:建筑工業出版社,1953.
[2] 黃伯瑜,皮心喜.建筑材料[M].1版.北京:建筑工業出版社,1979.
[3] 陳志源.土木工程材料[M].1版.武漢:武漢理工大學出版社,2000.
[4] 王立久.建筑材料學[M].3版.北京:中國電力出版社,2008.
關鍵詞:虛擬仿真實驗;實驗教學;土木工程;實驗室建設
1土木工程專業的實驗教學特點
土木工程專業的實驗與實踐教學具有行業的特殊性。
(1)空間體量巨大。土木工程的服務對象是建筑物、橋梁、隧道,一般體量巨大。現在世界最高的建筑物高度超過800m,橋梁的最大跨度達1991m,超高層建筑物的單根柱子、單根樁基的承載能力上萬噸。進行這些結構或構件的實體實驗幾乎是不可能的,即使是縮尺實驗,也存在實驗構件及加載設備體量大、實驗環境惡劣、實驗費用高的問題,限制了學生的參與。
(2)施工周期長。土木工程的建設周期一般比較長,世界最高建筑物———迪拜塔的建設歷時6年,通常一幢普通的住宅樓施工工期也需要1年以上。由于時間的限制,學生的認識實習和生產實習無法得到工程建設全過程的體驗。
(3)工程參與方多。土木工程存在不同的建設參與方(建設方、設計方、施工方、監理方等),在學生認識實習和生產實習過程中,往往只能體驗其中某一方的工作,無法從不同參與方的視角去感受和經歷工程。
(4)危險性高。土木工程實驗很多是破壞性試驗,并且是脆性破壞,具有一定的突然性,學生在實驗過程中的安全問題十分突出。同時,由于施工現場工序復雜、人員眾多,而很多學生又缺乏施工經驗和對危險源的判別能力,這使得很多施工單位在安排學生的認識實習和生產實習時存在顧慮。
(5)實驗難度大。在土木工程的實驗中,災害環境(如臺風、火災、地震、滑坡和泥石流等)的模擬設備造價高(大型地震模擬振動臺的造價上億元、大型風洞的造價幾千萬元)。災害環境實驗難度大、危險性大、費用高。為解決土木工程傳統理論教學與學生工程化培養之間的矛盾,拓展實驗及實踐教學的深度和廣度,提高實驗教學的實效,實現理論教學與實踐教學的緊密結合,特別是進行災害環境對土木工程影響的分析、解決重大工程的防災問題,盡可能減少實驗成本和潛在危害,東南大學在課堂理論教學、原有實體實驗、認識實習和生產實習的基礎上,利用專業的仿真軟件,采用多媒體技術以及網絡通信平臺,構建了具有高度真實感、直觀性和精確性的虛擬仿真實驗教學平臺,作為實體實驗及實踐教學的有益補充和創新[1-5]。
2實驗教學資源建設
早在2005年“工程結構設計原理”與2006年“建筑結構設計”國家精品課程建設期間,東南大學就開始組建土木工程計算機輔助結構設計實驗室,此后結合“土木工程施工”、“工程合同管理”、“結構力學”及“工程結構抗震與防災”幾門國家精品課程和其他相關課程的建設,又相繼成立了土木工程施工虛擬仿真實驗室、土木工程管理信息化等實驗室。2013年通過資源整合,依托國家級土木工程實驗教學示范中心,成立了東南大學土木工程虛擬仿真實驗教學中心。中心面向土木工程、建筑學、交通工程及其他相關專業,形成了“三層次、四模塊、五結合”的教學體系。(1)三層次:按照人才培養需求與教學規律,將實驗教學內容劃分為基礎訓練、提高訓練和創新訓練;(2)四模塊:按專業知識體系與工程實踐規律,搭建土木工程設計、施工、管理、創新實踐4個虛擬仿真實驗平臺;(3)五結合:與理論課程相結合、與實體實驗相結合、與科研項目相結合、與實際工程相結合、與企業實踐相結合。其中,四模塊的18門實驗課程支撐8門專業主干課程與12門實體實驗實踐課程,輻射其他16門專業課程,基本覆蓋了土木工程專業的主要專業課。
2.1土木工程結構分析與設計虛擬仿真模塊
模塊主要包括:(1)基本構件虛擬仿真、樓蓋設計虛擬仿真及單層工業廠房設計虛擬仿真等基礎訓練層次的虛擬仿真實驗項目;(2)建筑結構抗震虛擬仿真、高層建筑結構設計虛擬仿真、大跨空間結構設計虛擬仿真及橋梁結構設計虛擬仿真等提高訓練層次的虛擬仿真實驗項目;(3)復雜結構虛擬仿真、基于MTS混合實驗、大跨橋梁抗風虛擬仿真、結構構件抗火虛擬仿真等創新訓練層次的虛擬仿真實驗項目,是“工程結構設計原理”、“建筑結構設計”與“工程結構抗震與防災”這3門國家級精品資源共享課的重要建設內容。結構分析與設計虛擬仿真實驗項目充分體現了CDIO(conceive-design-implement-operate)的工程教育理念[6-7],是從工程的構思到概念設計,再進行仿真分析,根據仿真分析結果對概念設計進行優化調整,最后按優化后結構進行施工圖設計的全過程虛擬仿真實驗,實現虛實結合的實踐教學。以特色實驗項目“基于MTS系統混合模擬實驗平臺”為例,傳統的建筑物抗震防災實驗大多數是對整個結構進行的,由于整體實驗成本較高且實驗項目較多,導致實驗場地和實驗時間安排緊張。為了提高實驗項目的實際效果和設備的有效利用,將結構的大部分替換為數值子結構并采用計算機進行仿真,而只有小部分結構在實驗室進行足尺實驗(見圖1)。仿真實驗具有參數可調、實驗方案可擴展、不存在硬件損耗的特點,能夠加深學生對實驗的理解;實體實驗具有真實可靠、直觀性強的特點,能夠提高學生的動手能力和觀察能力。采用計算機仿真實驗與實體實驗相結合的手段,可以有效提高學生綜合應用所學知識的能力。同時,實時混合實驗作為目前最先進的抗震防災實驗手段之一,有助于培養學生的創新意識,提高學術水平。
2.2土木工程施工虛擬仿真模塊
該模塊主要包含基本施工技術虛擬仿真、復雜工程施工技術虛擬仿真及關鍵施工技術仿真分析3部分。基本施工技術虛擬仿真主要包括土方、樁基礎、模板、鋼筋工程等施工過程的虛擬仿真,是模塊的基礎訓練部分;復雜工程施工技術虛擬仿真主要是針對超高層建筑結構、大跨空間結構、大跨橋梁結構等典型工程施工全過程的虛擬仿真,向學生介紹最新的施工技術和復雜工程的施工組織,它是模塊的提高訓練部分;關鍵施工技術仿真分析部分主要針對全新的施工技術,通過對施工過程中關鍵部分的仿真分析,確保施工的順利和安全,它是模塊的創新訓練部分。以典型實驗項目“大跨橋梁結構施工虛擬仿真”為例,該實驗項目以銅陵長江大橋工程為案例,與中鐵大橋局集團和柳州歐維姆機械股份有限公司合作完成。對該工程的施工全過程進行了虛擬仿真,包含樁基礎施工、沉井施工、主塔施工、鋼桁梁吊裝施工、斜拉索施工等子系統(見圖2)。通過該項目的學習,學生可以了解大跨斜拉橋施工的主要步驟、施工工藝、技術措施等。
2.3土木工程管理虛擬仿真模塊
該模塊包含工程項目管理、工程造價管理、工程合同管理和工程管理BIM綜合4個部分。傳統的信息技術類課程教學模式比較注重信息系統管理知識的介紹和基礎軟件操作,但是存在信息技術類知識體系在不同部分之間的割裂問題,使學生難以形成結構化、模塊化的專業信息技術能力和素質。土木工程管理虛擬仿真實驗平臺對傳統課程設置模式進行了改革,根據多學科對信息技術的應用需求,注重學生專業核心能力的培養,形成信息技術類實驗課程平臺。以典型實驗項目“工程管理BIM綜合虛擬仿真”為例,該項目根據給定的工程項目設計(包括建筑、結構、設備等)方案、相應的城市規劃條件以及有關的地理環境數據,從施工單位、設計單位或咨詢單位的角度進行項目建筑設計方案的多維可視化仿真(見圖3),并利用BIM模型進行輔助施工管理,包括項目的日照分析、建筑能耗分析、綠色建筑評價、建筑體量計算等。
2.4土木工程創新實踐虛擬仿真模塊
本模塊主要分為基于創新訓練計劃的虛擬仿真和基于學生參加科技競賽的虛擬仿真兩部分,以滿足學生課外研學課程的需要,在實驗項目的設計上充分體現CDIO的工程教育理念。學生根據項目的要求,利用已學的專業知識,對結構進行概念設計,然后運用仿真分析軟件進行模型計算分析,根據仿真分析結果對模型設計進行優化,完成實體模型的制作,將制作好的模型進行加載或讓其完成特定功能。通過本模塊實驗項目的訓練,可以加深學生對各類結構體系、設計分析的理解和認識,使學生在知識運用能力、創新能力、動手能力、團隊協作精神等方面得到全面提升[8-9]。以典型實驗項目“創新結構體系虛擬仿真實驗”為例(見圖4),要求學生設計并制作創新結構模型,以反映學生的力學概念、結構概念和創新思維。實驗項目鼓勵節能減排、循環經濟的創新思路,旨在通過指導學生對結構概念設計、基本構件受力狀態、空間結構體系及特點、典型工程案例分析等內容的學習,培養學生勤于觀察與思考,并動手制作結構模型的能力,使學生能夠從結構整體上把握建筑物的結構體系及受力特點,并通過學習報告、制作模型及加載體驗的方式提高學生的動手實踐能力和創新意識。
3教學特色
3.1依托優質教學資源建設虛擬仿真實驗平臺
土木工程虛擬仿真實驗教學中心長期堅持實體實驗項目建設和虛擬仿真項目建設相結合,通過國家級教學團隊的規劃,完善了實驗教學體系,并將學生實驗訓練的學時數比例由總學時的19%增加到25%。中心依托國家級土木工程實驗教學示范中心,與理論教學緊密結合,進行虛實結合的實驗教學資源建設,有力地支撐了6門國家精品課程、5門國家級精品資源共享課程和1門國家級視頻公開課的建設,提升了課程建設和專業建設的水平。2013年,土木工程專業以優秀成績第4次通過住建部高等教育土木工程專業評估委員會的評估,在2012年的全國學科評估中,東南大學土木工程學科名列全國第三。
3.2來源于科研項目,面向創新能力培養
中心依托“國家預應力工程技術中心”、“混凝土與預應力混凝土教育部重點實驗室”等國家和部省級科研基地,不斷地將最新科研成果轉化為虛擬仿真實驗項目。通過把科研成果轉化為實驗教學內容,把科研方法融入實驗教學活動,向學生傳授科研理念、科研文化、科研價值,使學生了解科技最新發展和學術前沿動態,激發科研興趣,啟發科研思維,培養科研道德,提升學生科學研究和科技創新能力。
3.3來源于工程實踐,面向工程實踐能力培養
中心的大量虛擬仿真實驗項目來自于真實的工程實例,是以實際工程為背景,解決工程實際問題為目標的“實戰型”項目。通過真實項目的演練,指導學生綜合運用專業知識,進一步培養學生的工程素質和實踐能力,為社會輸送合格的“來之能戰”的畢業生。已將典型重大工程轉化為實驗項目的實例有:(1)山東博物館屋蓋薄壁箱型結構虛擬仿真;(2)廣州南站大跨空間結構溫度應力虛擬仿真;(3)廣州白云機場復雜鑄鋼節點虛擬仿真;(4)潤揚長江大橋大跨橋梁抗風虛擬仿真;(5)深圳大運會體育館鋼結構安裝施工虛擬仿真;(6)滬通長江大橋橋梁沉井施工全過程虛擬仿真。
3.4面向防災減災,開展災害虛擬仿真
現代土木工程的最大威脅來自于各種自然災害和人為災害———地震、臺風、海嘯、火災、爆炸、泥石流等。各種災害因其巨大的時空尺度而難以再現,因其復雜的生成原因而無法重復,所以要借助現代虛擬仿真技術進行演示。中心依托云計算中心每秒37萬億次峰值浮點計算能力,運用大型虛擬仿真分析軟件,開展地震、臺風、火災及爆炸等災害的模擬,提升學生防災意識和減災水平。
4結束語
通過多年的建設,東南大學土木工程虛擬仿真實驗教學中心已經成為由國家級教學團隊及國家級教學名師負責規劃和建設,面向土木工程、工程管理2個國家級高等教育特色專業和其他相關專業的實驗實踐教學基地,為“結構力學”、“工程結構設計原理”、“建筑結構設計”、“工程結構抗震與防災”、“土木工程施工”、“工程合同管理”等6門國家級精品課程和其他相關課程開展虛擬仿真實驗教學,面向7個專業的學生開展創新訓練。2014年,該中心獲批為國家級土木工程虛擬仿真實驗教學中心。
參考文獻(References)
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1我國土木工程結構設計現狀
土木工程設計工作不僅是為了確保后期施工的順利進行,更重要的是使建筑的經濟性和安全性都能得到保障。近年來,大型橋梁和高速公路的建設和使用給地區的經濟發展和社會進步帶來了巨大幫助,并促進我國土木建筑行業的發展更加科學。當前我國土木工程設計工作存在一定的問題,主要表現在以下幾個方面:
1.1設計不符合規范。
我國土木工程設計工作受設計人員的影響較大,有些設計單位不夠嚴謹,導致設計質量差,造成建筑物在使用過程中出現墻體的變形和開裂等問題,主要原因是設計工作中沒有嚴格按照結構設計的相應規范進行,不符合施工要求。
1.2設計結構不牢固。
建筑物安全與否主要取決于土木工程結構,土木工程結構不牢固是我國現階段設計工作面臨的一個問題,牢固的結構就是在建筑物出現局部破損時保證建筑的整體性能不受影響,能夠抵御地震、臺風等自然災害或人為事故。目前由于土木結構設計工作還不夠完善,導致施工時出現坍塌事故,造成一定的人員傷亡。
1.3構造柱和結構柱分不清。
目前的土木工程施工設計時,有些設計人員分不清構造柱和承重柱的設計工作,影響土木工程的穩定性,造成嚴重的事故。構造柱在建筑施工過程中,通過與梁體的配合,能有效的降低房屋建筑墻壁裂縫出現,提升建筑整體的抗震性能,假如設計人員在設計工作中將構造柱當成承重墻來進行施工,那么當房屋在遭受地震等自然災害時,將會因為所能承受強度較低,出現墻體的沉降和裂縫的現象。
2提高土木工程設計安全性的措施
2.1從理論設計上著手。
改進和加強設計理論是土木工程設計工作的重要部分,只有這樣才能降低施工事故發生幾率。所謂改進和加強設計理論指的是更深刻的理解土木工程設計的概念性理論。深入理解概念后,大腦會構造出一個完整的建筑輪廓。因此,改進和加強建筑設計理論是保證施工安全性的關鍵和基礎。
2.2加強設計人員的安全意識。
土木工程設計與人們的生活密切相關,因此加強設計人員的安全意識是十分必要的。通過讓設計師們認識到自己工作的重要性,才能更好的保障工程設計的安全性,使建筑的質量符合要求。提高土木工程安全意識主要以“安全第一、質量至上”的理念作為設計的基礎,具體實施上可以制定相關規定,規范設計人員行為,以便加強設計人員的安全意識;讓設計師意識到土木工程設計的安全性與人們的生命息息相關,才能從根本上提高自身的責任心。
2.3重視文件說明。
在建筑設計中,建筑設計文件說明主要是對相關施工單位的操作進行補充的。在工程建設的過程中,相關人員需要了解文件說明,并依據文章內容執行。因此設計人員在書寫建筑設計時,應注意文字表達是否足夠簡單和清晰,是否能讓非專業和半專業工作人員能夠理解。此外,在書寫文件時應當在關鍵內容上加標注,以便相關人員增加其關注度。某些復雜的工程結構設計中,說明書更需要簡單明了,以便保證工程結構性能與預期相同。
2.4重視管理。
任何事故的發生都與管理上的問題有著一定的關系,因此在工程方案的實施過程中,應選擇具有相關項目管理經驗和資質的單位和個人對工程進行管理。因此專業的機構和人員具有豐富的管理經驗、先進的機械設備、科學的設計和管理方法。管理人員的素質較高,會有效保障工程的各個方面的實施,確保建筑的安全性和經濟性。因此選擇適合的單位和管理人員承擔工程管理是十分重要的。
3提高土木工程設計經濟性的措施
3.1協調好各相關部門的關系。
施工時需要很好協調各部門間的關系,使接收的資料和信息更加準確,有效的降低工程造價。土木工程設計中不僅需要考慮施工問題,還需要大量的輔資料和工作。因此設計師在設計時應與相關部門做到及時溝通,這種方式可以更加符合施工的實際情況,方便設計師對工程經濟性的充分考慮。
3.2對設計方案進行綜合性評估。
對設計方案進行綜合性評估,在項目設計前進行項目經濟性的控制,目的是為了更好的降低成本,這需要專業的設計人員制定設計報價,形成清晰的經濟性指標。
3.3設計中應當控制多參數設計的安全積累問題。
設計中經常會出現多參數設計的安全積累問題,如鋼筋混凝土結構設計會涉及成本和安全的因素,包括材料選擇、面積和鋼筋數量等,這些參數都會直接影響結構的安全性和經濟性。因此需要在設計中對設計方案進行評估和選擇,通過其參數改變進行綜合評估,盡可能的利用參數來使項目的安全性和經濟性平衡,選擇可靠和科學的參數。對于經濟學評價通常多參數問題是用比例關系表示,用一個主要參數來表示其他參數,以此來控制經濟性。
3.4設計思路要靈活,降低工程結構造價。
在建筑物的設計時設計思路需要靈活一些,避免都套用標準圖進行設計。套用標準圖的設計方法雖然比較節約時間,并且不易出錯,但設計的方法缺乏創意,對于工程結構造價的降低十分不利。因此在設計過程中應給設計人員一定的創造空間,使其利用自身的專業知識,合理的對建筑物進行結構設計,這樣既能保證建筑的安全性符合要求,也能使工程的造價盡量降低。
結束語
就土木工程信息化建設的技術形式上來講,土木工程信息化也就是在全球范圍內、全國范圍內以利用開發土木工程信息技術為核心,以高科技手段諸如通信技術、網絡技術為依托的新技術擴散的一個過程,借助于土木信息共享及在線的實現,以互動、隨地、隨時的方式將完土木信息完成的問題解決及支持方案予以提供。
2土木工程信息化建設的基本特點
土木工程信息化建設與傳統的土木工程建設之間存在著明顯的差別,并且具備著非常顯著的時代特色。通過分析不難發現,土木工程信息化建設具備著十分鮮明及顯著的知識經濟特點,土木工程信息化建設的生產核心要素就是技術知識、各種信息,以現代化的互聯網作為工具,其本質表現形式就是土木信息資源的應用、傳輸以及生產??偟膩碚f,土木工程信息化建設所具備的屬性主要為互動性、遠程性以及實時性,也就是以互動的方式在任何地方、任何時間均能夠提供信息服務為土木工程界,將地域、時間等相關方面的制約徹底打破。土木工程信息化建設的另一突出特點就是網絡化、智能化的工作方式,這必然會深刻的影響到現代人的思維方式。人力資本可謂是土木工程信息化建設的核心動力,終生學習專業知識、技能知識、信息技術和IT技術等,均是土木工程行業從業者為了適應信息時代的發展所需具備的能力。
3土木工程的信息化建設途徑
目前,人類已經步入到了信息時代,利用計算機系統能夠自動生成圖形,應用信息系統能夠彰顯新時代的設計理念及建筑美學,可以使土建設經濟木工程的創作成果達到全新的發展境界。所以,在土木工程信息化建設中,應當全方位、多角度的貫穿信息化的理念,并且積極的開辟出土木工程的信息化建設途徑。
3.1構建施工、設計的控制及技術信息系統
在土木工程建設的過程中,應當與網上的大量相關信息結合起來,利用信息化的手段來將項目承包內容加以完善,增強項目承包內容的創新性和可行性,因而這也是計算機手段的一種應用表現。采用信息技術就意味著工程師工作量的減少,有助于審美理念的提升、設計概念的優化,有助于相關構思的實現以及設計理念的創新。就施工項目而言,應當將自動化技術控制加強,全方位的改革以往傳統的方式,將項目的高難度內容進一步加以整合及完善。對于相關數據的采集,應當不斷的拓展相關領域,實現信息技術的有效利用和資源的充分利用。在土木工程的施工過程中,要加強自動化控制技術的應用和推廣,以此將高難度的施工項目實現。比如,自動控制預拌混凝土的上料;自動控制大體積混凝土的質量;建筑物的整體搬遷、數據采集、沉降觀測、爆破;計算機模擬大型工業設施的管線三維空間布局等。土木工程信息化建設將實現施工技術和設計技術的全面革新,其應用程度以及應用領域將越來越深、越來越廣。
3.2構建基于互聯網的材料設備采購、施工招投標、方案優選的信息系統
目前,土木工程行業的發展與計算機信息化有著密不可分的聯系,所以,土木工程行業服務的開發性也隨之增強,這便使得設計方案優化的實現就顯得尤為必要及重要。所以,必須重視組織方案的改善,將資源的利用及整合進一步實現,將其中的優化措施加以改善,促進組織決策水平和決策能力的提高。在土木工程的信息化建設過程中,要利用信息化的手段來完善、改進項目承包內容,合理整合招標內容,強化信息的溝通及交流,改變信息不對稱的狀態,并且將信息的披露及時予以完善,進一步將成本核算加強,進一步提升效率及改善相關層次。正是因為電子商務已經對人們的生活帶來了翻天覆地的變化,所以,在土木工程工程信息化的建設中,應當強化電子商務的流動,革新供貨方式、生產方式,進一步把握整合好市場的發展情況。
3.3構建企業管理、行業管理及工程管理的信息系統
現代化的信息技術是人們日常工作及生活均無法脫離的,只有與相關技術理念結合起來,才能夠將相關作用的發揮不斷的加以完善,改進前進力度,實現有序規范的模式,加強土木工程信息化建設內容的有機整合,并且將信息系統管理實現對土木工程而言是至關重要的。因此,應當加強管理及查詢的整合力度,重視土木工程項目的驗收及檢查,將檢查和審核的結果納入到信息化管理系統中,并且采取信息化的管控手段。信息技術往往會涉及到廣泛的內容,而要想將土木工程信息化建設的內容予以整合,那么就需要將各方面的管理加強,妥善的進行分析,實現決策的優化,以便于提高信息化管理水平。在編制項目計劃方面,合同簽訂及工程招標的各個階段均需要考核承包商的編制,并且將詳細周全的細則加以實施,全面剖析土木工程的施工工序及施工內容;在項目跟蹤過程上,需要將目標的針對性進一步完善,加強施工合理性,整合內外因素,改善施工力度及內部需求;在項目的優化、控制及分析上,軟件項目的管理者應當按照跟蹤所提供的信息,應用網絡技術對既定目標進分析,對糾偏對策進行研究,采取有針對性的糾偏措施。
4結束語
【關鍵詞】土木工程施工;項目管理;管理效率;問題;方法
隨著國民社會經濟的快速發展,我國建筑事業的規模也越來越大,各地建筑土木工程日益增多,加上新材料的運用、新技術的推廣以及土木建設工藝的新發展,我國土木工程建設也得到了日新月異的發展和變化。改革開放以來,我國土木工程事業發展得如火如荼,工程規模日益增大,結構也日益復雜,然而在土木工程施工管理上卻也出現了不少問題,項目管理效率較低,影響了土木工程項目的順利開展。
1.土木工程施工項目管理概念與主要目標
土木工程施工項目管理是指土木工程建設企業綜合土木工程施工項目的實際情況,運用系統的觀點,有效的方法,規范施工流程,通過對土木工程施工項目的生產要素和資源條件進行計劃、組織、控制等的全方位管理過程,其主要目標是實現土木工程施工項目的按期完成、工程安全、質量優良以及較好的社會和經濟效益[1]。
2.我國土木工程施工項目管理的現存問題
土木工程施工項目管理是一項系統性、復雜性很強的管理工作,涉及到的施工部位和工程程序眾多,因此必須清晰認識到土木工程施工項目管理的現存問題及問題成因,才能有效提高土木工程施工項目管理的效率,有效改善土木工程施工項目的質量和效果。以下是我國土木工程施工項目管理的現存問題:
2.1土木工程項目的招投標及合同管理問題
一方面,由于國內地區保護與行業保護思想盛行,目前我國的土木工程項目的招投標工作存在著或多或少的弄虛作假問題,土木工程項目的招投標管理顯然還十分不合理和規范。另一方面,土木工程施工的合同管理也十分不嚴謹,主要表現合同條件在業主角度上看“合同條款存在不平等”;施工單位的承諾缺乏兌現,應配備的管理人員在實際工程管理中沒有配備。 [2]。
2.2土木工程項目管理的質量安全問題
土木工程項目的質量安全管理是土木工程項目管理工作的關鍵。土木工程項目的質量安全直接影響了土木工程的實際使用壽命,是安全事故發生概率的決定性因素,對人民群眾的生命財產安全具有重要影響。土木工程項目管理出現質量安全問題的原因主要有:土木工程施工材料不符合要求、砌筑的砂漿配合比不正確、鋼筋長度、強度不夠等。
2.3土木工程項目管理缺乏有效的項目責任制度
隨著我國土木工程建設事業的高速發展,土木工程規模越來越大,參與土木工程項目建設的投資、運行、施工主體也日益多元化,因此直接導致了土木工程項目責任落實的不到位,融資與運行單位的不同工作人員對項目的考慮不一致,對項目的設計與要求不一致,使得施工單位在實際施工過程中,出現偷工減料等現象,影響了土木工程建設進度和建設質量。
2.4土木工程項目管理出現的成本問題
國內土木工程項目管理出現的成本問題主要有:土木工程成本管理的長期忽視、土木工程成本管理的職權與責任不明確等,造成問題的原因有:一是國內土木工程項目管理人員沒有正確認識到土木工程成本管理的重要性,在施工過程中沒有正確處理質量管理和成本管理的關系,土木工程項目缺乏有效、健全的激勵及考核機制等[3]。
3.提高土木工程施工項目管理效率的有效辦法
3.1加強土木工程施工項目的招投標及合同管理
首先,必須加強土木工程施工項目招投標工作的規范化和透明化,杜絕弄虛作假現象的發生,選擇優質的、實力強的投標企業。同時,為確保施工企業的長期發展,提高施工企業的市場競爭力,還必須加強土木工程施工項目的合理管理,提高施工企業對合同的重要性認識,在施工過程中,嚴格履行土木工程項目的承包合同要求,根據規定的工程質量標準、工程規范、施工程序進行施工。
3.2加強土木工程施工管理的質量管理
建立穩定的土木工程項目質量保證系統,加強土木工程施工的質量安全管理,可以有效確保工程質量符合設計要求和人民群眾需求。每個施工企業都應該根據土木工程項目的實際情況,建立起合理的質量保證體系,制定科學的質量手冊、技術目標和指導方針,加強對現場工作人員、施工設備器械、施工材料的管理,保證土木工項目的質量安全。具體的解決方法如下:
一是加強土木工程項目的人力資源管理與控制,通過合理的組織設計和獎懲制定的實行,以人為本,提高施工人員的工作積極性,增強工作人員的責任感,貫徹質量第一的思想觀念。
二是加強工程使用機械設備的保養和管理。由于現代土木工程規模大、涉及范圍廣、需投入使用的機械設備很多,因此必須根據水土工程內部施工項目的時間差異等,科學計算并合理購置適量的機械設備,減少資源浪費,同時為機械設備建立檔案,加強日常的維護和保養工作,保證工程機械設備的優良性能,保證工程施工進度和施工質量。
三是加強施工材料的管理和控制,包括工程材料的選購、進場、存放和使用,都必須經過嚴格檢測,確保施工材料符合施工標準,保證土木工程的質量安全。四是做好工程施工人員、施工機械設備以及施工材料三者之間的協調控制和管理。
四是貫徹文明、安全施工的工作理念,減少安全事故的發生。五是促進新材料、新工藝的利用,回收可回收的相關工程資源,控制工程水電的使用,減少浪費,提高水木工程項目的管理效率,確保水木工程項目的質量安全。
3.3推行土木工程施工項目管理責任制
土木工程項目規模大、分項工程多,因此必須嚴格推行土木工程施工項目管理責任制,把管理工作落實到各個施工的單位和個體上,減少管理層次并加強他們的工程責任心,保證工程項目的有序實行,提高土木工程施工項目的管理水平及效果。
3.4加強土木工程施工項目的成本管理
成本管理和管理責任制是土木工程施工項目管理的核心,決定著土木工程施工項目的管理水平和效果。施工單位應該充分認識到成本管理與質量管理的密切關系,在施工全過程中都必須加強成本管理。通常是以土木工程項目的效益原則為基礎條件,并有效結合管理的責、權、利,并建立以成本管理為重點的激勵、考核制度,大大節約土木工程施工項目的成本和提高收入[4]。
4.總結
總之,對如何提高土木工程施工項目管理效率進行研究具有重要的意義。土木工程施工項目管理對土木工程質量和投入使用具有重要影響,因此必須認真分析土木工程施工項目管理的存在問題,并采取有效的解決方法,加強土木工程項目的合同管理、質量管理以及成本管理,保證工程項目的有序開展,以顯著改善土木工程施工項目的管理效果,大力提高土木工程管理水平,保證土木工程的質量安全符合標準,延長土木工程項目的實際使用年限,為促進我國土木工程建設事業的發展、保障人民群眾生命財產安全做出應有的貢獻。
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1電子技術應用于土木工程設計的可行性分析
在設計階段,土木工程設計的概念直接影響著土木工程的大致雛形。因此,當土木工程設計的概念確定時,無論如何調整具體操作步驟,其最終結果不會有太大變化。目前的設計步驟已經演變為:設計師利用計算機設計出土木工程的大致雛形借助于設計草案建構出建筑物的大體框架進行具體細節的處理和改進。例如,具體的樓層設計,橋梁設計、匝道設計、設施設備等裝置的設置等,在施工之前,在系統中輸入設計的整體方案,利用計算機龐大的數據信息處理能力等,對工程項目的可行性和合理性進行分析,給土木工程的建設方、施工方、監理方提出具體的建議,提供合理的方案和計劃。
2電子技術應用于土木工程設計的招投標分析
利用計算機的數據信息處理能力,在招投標過程中,對工程項目的可行性和合理性進行分析和預測,可以避免決策上的重大失誤。
3計算機輔助設計制圖及出圖計算機制圖技術的發展
應用最為廣泛的是計算機輔助繪圖,簡稱CAD(如天正CAD、Auto-CAD等)。其中CAD系統如同一個“圖形數據庫”,它能幫助土建類工程設計師直接從圖紙中提取設計信息,并與其他的應用程序進行連接,易于使用,設計周期短。為避免重復操作,可利用CAD預先定義的符號,在制圖過程中自動遵守國家制圖標準。還可利用繪圖軟件、圖形輸入設備、圖形輸出設備等組成的計算機制圖系統進行制圖和出圖,可做到隨時需要,隨時制圖和出圖。如果出圖后或會審后,發現設計錯誤,可利用系統中保留的圖紙中各個元件的數據庫,使用計算機輔助繪圖軟件,把要設計的圖形再顯示在屏幕上,然后利用輸入設備(如光標)對設計圖形進行編輯和修改。為方便土建類工程設計師做造價、編制工程量清單、編材料清單,每個數據庫的信息是可以隨時進行調用的,也可送到其他的程序之中。目前,還可結合CAD與GPS全球定位系統,大大提升土木工程施工和開挖過程的工作效率。
4BIM技術的應用
BIM是指建筑信息模型(BuildingInformationMolding),主要源于制造行業集CAD、CAM于一體的計算機集成制造系統CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)理念和基于產品數據管理PDM與STEP標準的產品信息模型。BIM具有模型信息的完備性、關聯性和一致性的特點。
4.1解決了當前建筑領域信息化的瓶頸問題建立單一工程數據源,推動現代CAD技術的應用,促進建筑生命期管理,實現建筑生命期各階段的工程性能、質量、安全、進度和成本的集成化管理,對建設項目生命期總成本、能源消耗、環境影響等進行分析、預測和控制。
4.2用于土木工程設計實現三維設計;實現不同專業設計之間的信息共享;實現虛擬設計和智能設計,實現設計碰撞檢測、能耗分析、成本預測等。實現虛擬施工:在計算機上執行建造過程,虛擬模型可在實際建造之前對工程項目的功能及可建造性等潛在問題進行預測,包括施工方法實驗、施工過程模擬等,為工程優化設計提供了可靠依據。
4.3用于施工及管理實現集成項目交付IPD(IntegratedProjectDelivery)管理;實現動態、集成和可視化的4D施工管理:將建筑物及施工現場3D模型與施工進度相鏈接,并與施工資源和場地布置信息集成一體,建立4D施工信息模型。實現建設項目施工階段工程進度、人力、材料、設備、成本和場地布置的動態集成管理及施工過程的可視化模擬。
4.4實現項目各參與方協同工作項目各參與方信息共享,基于網絡實現文檔、圖檔和視檔的提交、審核、審批及利用。項目各參與方通過網絡協同工作,進行工程洽商、協調,實現施工質量、安全、成本和進度的管理和監控。
二結語