时间:2023-08-24 17:15:59
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇土木工程平面设计范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
土木工程专业的建筑方案设计课程是在房屋建筑学课程基础上,讲解现行建筑设计规范、不同类型建筑设计原理和设计方法,通过具体的设计专题,培养学生正确的设计思维,更好地掌握建筑工程的设计方法。虽然土木工程专业房屋建筑学课程包含了关于建筑设计的知识,但内容只有4学时,而毕业设计环节中涉及建筑设计的环节为4-5周。如果没有建筑方案设计课程的内容对房屋建筑学课程中的设计知识做进一步的深化和完善,那么学生将严重缺乏建筑设计方面的知识,从而影响毕业设计的进度和质量。因此,开设建筑方案设计课程,从课程内容上完善了土木工程专业建筑学知识的内容体系。
1.2课程设置保证了土木工程专业建筑学类课程之间的关联性和延续性
目前,土木工程专业开设的建筑学类的课程有建筑制图、房屋建筑学、计算机辅助设计、建筑美术等课程。这些课程的开设较为独立,彼此之间缺乏关联性,缺少过渡和呼应。建筑方案设计课程的开设可以将这些建筑类的课程统筹和协调起来,加强课程之间的相互联系。通过学习建筑制图和房屋建筑学课程,学生掌握了建筑制图的标准和要求、建筑细部的构造要求及浅略的建筑设计知识。在此基础上,开设建筑方案设计课程,通过讲解理论性的设计原理和方法、进行具体题目的实践设计,可以进一步让学生开拓视野、掌握正确的设计方法,能够独立地分析、解决设计问题。在建筑方案设计课程之后开设计算机辅助设计和建筑美术课程,可以有助于学生运用建筑美学原理强化建筑平、立面设计,并通过计算机技术准确的将设计方案转化为二维或三维图形,形成更直观的建筑表达效果,加强学生对空间的理解和组合能力。因此,开设建筑方案设计课程,有助于加强土木工程专业建筑学类课程之间的关联性和延续性。
1.3课程开设有助于土木工程专业应用型高素质复合型人才的培养
在工程设计领域,建筑、结构和设备是紧密结合的三个部分,建筑设计控制着建筑室内外空间的舒适度和建筑外立面的艺术效果,结构设计在此基础上实现建筑的安全和稳定,设备从水、电、空调三个方面来实现建筑使用的舒适度。这三个部分合作的好坏决定了建筑设计成果的优劣,因此作为土木工程专业的学生应当掌握建筑设计和设备设计的知识,以实现三方在实施工程项目时能合作共赢。当前,建筑行业的竞争日益激烈,在这种大趋势下,更加迫切要求土木工程专业的学生掌握相关的建筑设计知识,适应社会的需求。因此,开设建筑方案设计课程有助于拓宽和提高学生的知识面和理论素养,有助于培养应用型高素质复合型人才。
2建筑方案设计课程在教学过程中出现的问题
1)、老师在上课过程中的理论课时偏多,造成了学生实践设计课时偏少,从而无法实现老师一对一的辅导学生,师生之间的交流偏少,学生学习较为被动。同时,在实践课时中,学生之间的相互交流也较少,很多学生都是闷着头自己做。2)、学生在实践设计中,不善于查阅资料,缺少分析问题、解决问题能力。例如在设计过程中,任务书中只规定了每种房间的面积,房间具体的开间和进深尺寸要由学生确定。很多学生在确定房间开间和进深尺寸时,不考虑房间的使用功能,只凭空想随意确定,最后设计出来的房间完全无法满足使用功能的要求。其实只要学生站在使用者的角度去考虑房间的使用对尺寸的要求,并查阅相关的设计规范或建筑设计资料集,都能够确定较为合适的尺寸。3)、学生在进行建筑设计时偏重建筑平面设计,忽略立面设计。在设计过程中,学生往往花费大量的时间进行建筑平面的设计,导致没有太多时间进行建筑立面的设计。同时,由于缺少一定的建筑美学基础,学生设计出来的建筑立面比较简单、呆板。最终出来的图纸往往是平面设计达到了深度要求,立面只是在平面的基础上生成的,毫无美感可言。
3建筑方案设计课程的教学改革措施
3.1转变教学思路和教学形式,重新定位老师和学生在教学中的角色。
土木工程专业的建筑方案设计课程应该由传统的以老师为主体的偏重理论教学的思路转变为以学生为主体、老师为主导、以实践设计为主线、理论与实践相结合的教学思路。教学形式由以老师集中的理论授课为主的转变为以学生进行多个专题的实践设计为主要内容,理论知识的讲授穿插在各个设计专题中。在新的教学思路和教学形式下,老师角色由传统的教学主体转变为学生设计过程中的协助者、引导者,在学生完成各个设计专题的过程中一对一的辅导学生,针对不同学生出现的不同问题做具体的指导,启发和引导学生独立地解决问题;学生的角色由传统的知识被动接受者转变为教学中的主体,能够主动地根据老师下达的设计任务书,查阅相关资料、制定设计进度安排,并进行实践设计,最终完成专题设计的任务。在整个教学过程中,老师和学生的关系是平等的,老师和学生共同研究学习,一起合作解决问题。
3.2采取启发式、案例式的教学方法,拓展学生的思维
土木工程专业的建筑方案设计课程中理论教学部分可采取启发式、案例式的教学方法,来拓展学生的思维,提高学生发现问题、分析问题的能力。启发式的教学方法主要是通过老师引导学生发现并把握设计中的主要矛盾,选择可行的解决方法,寻找设计的切入点。通过启发式的教学方法,可以充分调动学生的主观能动性,发挥学生的创造力,启发学生从不同角度思考、分析、对比不同方案的优劣,为提高设计能力打下基础。参观加实例分析的案例式的教学方法可以加深学生对设计专题相关知识的印象。老师通过方案图片介绍多个相关建筑设计实例,研究其功能组织、立面细部做法、建筑形体与色彩等方面的内容,引导学生讨论分析各个方案的设计思路及其优缺点,不仅能够让学生全方位的了解设计专题,同时也能提高学生分析问题的能力。除了通过图片展示开展案例式的教学,也可以将上课地点移至真实的建筑空间内,更直观地从功能设计、形态设计、空间设计等进行详细的分析和讲解,让学生更直接的接触和感受建筑空间,并进行对比分析。
3.3教学内容应选择适合土木工程专业的设计专题,严格控制设计进度
土木工程专业的建筑方案设计课程作为专业选修课,从深度和广度上无法与建筑学专业的建筑设计课程相提并论,因此课程内容应以大量性建筑作为设计专题以培养学生具备建筑设计的基础知识。同时,在设计过程中,应当将现行的建筑设计标准和规范最大限度的融入教学和设计中,不仅能够端正学生严谨和规范的设计态度,也能够培养学生在设计过程中查阅规范的良好习惯。此外,在设计过程中,老师对设计构思的过程要进行层层控制,严格检查各阶段设计草图,以实现学生在每个设计阶段都能有所收获。为保证设计质量,老师要严格按照设计控制学生的设计进度,,学生的最终成绩也应涵盖学生平时的表现。
钢结构采用的材料相对比较简单,一般也都是成材,在进行加工的时候也比较便捷,在土木工程钢结构施工的过程中,一般会选择精确度相对很高的构件,这样在施工时,施工人员就可以在施工现场进行构件的拼装,使用螺丝进行安装就可以,不仅使施工更加的方便,又使施工的周期缩短,同时,钢结构在安装完成后,再重新进行改装的过程也是比较便捷的。
1.2钢结构的节能环保性较高
在建筑领域中,能源的消耗比较大,土木工程项目也不例外。但是钢结构在土木工程中的应用可以有效的控制这一点,钢结构的施工主要是以钢筋为主要材料,而钢筋具有可回收性,因此,在建筑物拆除之后,大部分的钢结构都是可以回收利用的,这就有效的降低了能源的消耗情况,也避免了对环境的再次污染。
2钢结构在土木工程中施工技术要点
2.1充分的做好钢结构施工前的准备工作
在土木工程进行钢结构施工前期,监理人员要充分的做好施工前的准备工作,不仅要对工程图纸进行仔细认真的了解,同时还要详细的了解工艺流程,充分的掌握施工过程中会遇到哪些技术难点。此外,还应该对图纸进行仔细、认真的研究,对图纸中可能出现的一些问题要及时的向上级报告,针对出现的问题,要及时的进行解决,确保钢结构施工过程中不会出现失误。
2.2塔吊在钢结构施工中的使用技术
在土木工程项目的整个施工过程中,塔吊对钢结构的施工有着重要的影响,在钢结构施工的过程中,对于存在一些不同程度的起重幅度、不同重量的物体,塔吊对其都有着很强的适应能力。一般情况下,钢结构施工都采用的是内爬式塔吊,可以从整体上降低钢结构的使用成本。
2.3焊接技术在土木工程钢结构施工中的应用
在进行土木工程钢结构施工时,具有工程总量大、形式复杂、质量要求较严格、施工周期相对较短等特点,焊接作业对土木工程钢结构的施工质量有着决定性作用,直接的影响了整个土木工程项目的安全性与稳定性。随着科学技术的不断变化发展,土木工程的高层钢结构的空间定位已经可以做到,高层焊接技术的误差值限制在9mm之内,施工效果比较明显。
2.4吊装技术在土木工程钢结构施工中的应用
吊装技术在土木工程钢结构施工的应用有着重要的影响。在进行吊装作业的时候,吊装质量的好坏、吊装速度的快慢对整个钢结构施工都有着决定性的影响。因此,在进行土木工程钢结构施工前期,要对吊装的分布区域与施工工艺有计划的制定出来,在进行吊装作业设计过程中,要全面的考虑整个土木工程结构施工的平面设计图、建筑物的立体构造、建筑内部的构造形式、塔吊的使用数量与位置分配、以及工程施工环境等等方面的因素,从而全面的展开综合性、系统性的设计分析。
3提高土木工程钢结构施工质量的分析
3.1加强钢结构施工的设计与技术指导
钢结构施工技术管理体系要不断的完善,要严格的保证钢结构施工的质量,要根据相关规定的标准对施工方案进行严格的审查,对于施工现象的工作人员是否是持证上岗的情况也要严格的审查,对于钢结构施工的整体过程进行有效的技术指导,对于钢结构的安装与连接过程也要进行有效的把控,避免偏差过大的现象出现,确保钢结构在施工的过程中能够正常、顺利的进行。另外,还要根据钢结构的建筑自身的特点提出合理的施工方案,有效的施工流程、以及精准的施工参数等。还要聘请一些比较专业的人员,对施工人员进行技术培训,从而使施工人员的技术水平不断的提高,保证钢结构施工能够有效的、高质量的完成。
3.2科学、合理的采用施工设备
施工单位要根据土木工程钢结构的施工特点,将质量较好的钢结构施工设备有效的在土木工程中应用,不仅要满足钢结构施工的技术要求,操作性较强,同时,还要满足工程施工成本节约的目的。对需要进入施工场地的设备要严格的检查,对于设备的质量证书与实际的功能都要进行严格的审查,决不能因为价格低就选择使用,要严格的确保工程配用设备的质量水平。
3.3确保钢结构构件质量检查工作的有效性
随着钢结构在土木工程施工中广泛应用,钢结构构件的加工过程也在也在不断的发展,但是,对于钢结构构件的质量确不能符合标准,这就要求土木工程施工企业在钢结构构件进入施工场地时,要对其质量进行严格的检查工作,对构件的尺寸大小、检验报告等等都要详细的检查,对于钢结构施工过程中构件质量要严格的把控,从而使钢结构施工质量可以有效的提高。
3.4对施工质量安全进行严格的监管
土木工程项目的有效施工,对人民群众的生命财产安全有着重要的保证,在土木工程钢结构施工的过程中,要确保施工的质量安全监管工作,一是,在钢结构施工中要特别注重施工的安全性,对施工人员进行不定期的安全教育与技术培训,并且,在施工的过程中设置防护网、安全带等一些安全的防护措施,施工的工作人员也必须每人都佩戴安全帽;二是,工程的施工质量安全,在整个施工过程中,要不间断的对施工质量与施工效果进行有效的检查,防止在施工的过程中出现问题,尽可能的避免施工质量安全事故的发生几率。
钢结构采用的材料相对比较简单,一般也都是成材,在进行加工的时候也比较便捷,在土木工程钢结构施工的过程中,一般会选择精确度相对很高的构件,这样在施工时,施工人员就可以在施工现场进行构件的拼装,使用螺丝进行安装就可以,不仅使施工更加的方便,又使施工的周期缩短,同时,钢结构在安装完成后,再重新进行改装的过程也是比较便捷的。
1.2钢结构的节能环保性较高
在建筑领域中,能源的消耗比较大,土木工程项目也不例外。但是钢结构在土木工程中的应用可以有效的控制这一点,钢结构的施工主要是以钢筋为主要材料,而钢筋具有可回收性,因此,在建筑物拆除之后,大部分的钢结构都是可以回收利用的,这就有效的降低了能源的消耗情况,也避免了对环境的再次污染。
2钢结构在土木工程中施工技术要点
2.1充分的做好钢结构施工前的准备工作
在土木工程进行钢结构施工前期,监理人员要充分的做好施工前的准备工作,不仅要对工程图纸进行仔细认真的了解,同时还要详细的了解工艺流程,充分的掌握施工过程中会遇到哪些技术难点。此外,还应该对图纸进行仔细、认真的研究,对图纸中可能出现的一些问题要及时的向上级报告,针对出现的问题,要及时的进行解决,确保钢结构施工过程中不会出现失误。
2.2塔吊在钢结构施工中的使用技术
在土木工程项目的整个施工过程中,塔吊对钢结构的施工有着重要的影响,在钢结构施工的过程中,对于存在一些不同程度的起重幅度、不同重量的物体,塔吊对其都有着很强的适应能力。一般情况下,钢结构施工都采用的是内爬式塔吊,可以从整体上降低钢结构的使用成本。
2.3焊接技术在土木工程钢结构施工中的应用
在进行土木工程钢结构施工时,具有工程总量大、形式复杂、质量要求较严格、施工周期相对较短等特点,焊接作业对土木工程钢结构的施工质量有着决定性作用,直接的影响了整个土木工程项目的安全性与稳定性。随着科学技术的不断变化发展,土木工程的高层钢结构的空间定位已经可以做到,高层焊接技术的误差值限制在9mm之内,施工效果比较明显。
2.4吊装技术在土木工程钢结构施工中的应用
吊装技术在土木工程钢结构施工的应用有着重要的影响。在进行吊装作业的时候,吊装质量的好坏、吊装速度的快慢对整个钢结构施工都有着决定性的影响。因此,在进行土木工程钢结构施工前期,要对吊装的分布区域与施工工艺有计划的制定出来,在进行吊装作业设计过程中,要全面的考虑整个土木工程结构施工的平面设计图、建筑物的立体构造、建筑内部的构造形式、塔吊的使用数量与位置分配、以及工程施工环境等等方面的因素,从而全面的展开综合性、系统性的设计分析。
3提高土木工程钢结构施工质量的分析
3.1加强钢结构施工的设计与技术指导
钢结构施工技术管理体系要不断的完善,要严格的保证钢结构施工的质量,要根据相关规定的标准对施工方案进行严格的审查,对于施工现象的工作人员是否是持证上岗的情况也要严格的审查,对于钢结构施工的整体过程进行有效的技术指导,对于钢结构的安装与连接过程也要进行有效的把控,避免偏差过大的现象出现,确保钢结构在施工的过程中能够正常、顺利的进行。另外,还要根据钢结构的建筑自身的特点提出合理的施工方案,有效的施工流程、以及精准的施工参数等。还要聘请一些比较专业的人员,对施工人员进行技术培训,从而使施工人员的技术水平不断的提高,保证钢结构施工能够有效的、高质量的完成。
3.2科学、合理的采用施工设备
施工单位要根据土木工程钢结构的施工特点,将质量较好的钢结构施工设备有效的在土木工程中应用,不仅要满足钢结构施工的技术要求,操作性较强,同时,还要满足工程施工成本节约的目的。对需要进入施工场地的设备要严格的检查,对于设备的质量证书与实际的功能都要进行严格的审查,决不能因为价格低就选择使用,要严格的确保工程配用设备的质量水平。
3.3确保钢结构构件质量检查工作的有效性
随着钢结构在土木工程施工中广泛应用,钢结构构件的加工过程也在也在不断的发展,但是,对于钢结构构件的质量确不能符合标准,这就要求土木工程施工企业在钢结构构件进入施工场地时,要对其质量进行严格的检查工作,对构件的尺寸大小、检验报告等等都要详细的检查,对于钢结构施工过程中构件质量要严格的把控,从而使钢结构施工质量可以有效的提高。
3.4对施工质量安全进行严格的监管
土木工程项目的有效施工,对人民群众的生命财产安全有着重要的保证,在土木工程钢结构施工的过程中,要确保施工的质量安全监管工作,一是,在钢结构施工中要特别注重施工的安全性,对施工人员进行不定期的安全教育与技术培训,并且,在施工的过程中设置防护网、安全带等一些安全的防护措施,施工的工作人员也必须每人都佩戴安全帽;二是,工程的施工质量安全,在整个施工过程中,要不间断的对施工质量与施工效果进行有效的检查,防止在施工的过程中出现问题,尽可能的避免施工质量安全事故的发生几率。
2虚拟现实技术在土木工程中的应用
2.1土木工程中虚拟现实技术应用的前景
以前在土木工程这个行业中,人们只能用很抽象的理论概念来表达很丰富的内容,譬如用平面设计图、剖面设计图、立面设计图等多种平面设计图来形成一些特定的符号,表示出三维图像的立体建筑,并用抽象的图形和精练的语言作为辅助来描述要建造的建筑物以传递信息。但是这种传递方式对信息接受者来说会受到限制,因为每个接受者所从事的工作、知识水平的高低以及理解能力的是不同的,这样就会很难交流,就无法传递原本想要传递的信息。虚拟现实技术的兴起与发展,成为克服这一困难的好助手,提供了极其有效的手段。用VR技术不仅能出现虚拟的世界,而且也能再现真实的世界。再现真实的世界时,它可以突破空间和时间的束缚,真正的做到“超越现实”;而在虚拟的世界时,它又能使虚拟世界环境中的对象表现出逼真的三维立体图像,使人感到一种身临其境的感觉,最后形成一种“浸没感、交互性、构想性和多感知性的三维信息空间”。虚拟现实技术对参与者来说是一种新型高端的人机接口,这种技术是利用电子计算机来生成的三维立体环境,不仅能使用户感受到虚拟世界环境中对象的逼真存在,而且也能使用户在虚拟世界中的运动和操作及时做出准确的反应。
2.2土木工程中虚拟现实技术应用的领域
在建筑工程施工时,施工的方案设计结构复杂,施工结构计算也很复杂,这两项在施工中都是大问题,施工的方案设计问题在于建筑施工现场的结构构件和施工机械设备之间关系的表述;施工结构计算的问题在于施工结构在施工状态下的变形大于建筑结构建成后。虚拟现实技术应用于土木工程的施工方案设计中是指利用VR技术,在虚拟的世界中,建立建筑场景实物、建筑结构的构件和人工接口的机械设备等构成的的三维立体模型,其形成还基于计算机各种功能的仿真系统,让虚拟环境中的模型对象具有动态性能,还可以对虚拟世界环境中的模型进行装配设备,并依据所操作的装配结果,在人机交互的虚拟世界环境中对虚拟施工方案进行操作和修改。“建筑施工方案设计结构复杂,其涉及的因素也比较多,如对起重机的位置、高度和缆风绳着力点的选择、构件放置位置、起重机开行路线及起吊路线等都是建筑施工方案设计必须考虑的问题”。如果对以上因素考虑不周,那么整个建筑工程的施工进度和成本都会受到严重影响,甚至还会造成安全事故的发生。建筑工程施工前要对施工方案进行受力状态复核“。比如在建筑物空间跨度大的结构施工中,不仅要考虑到施工过程中的安全和可行,还要考虑建筑结构自身在建筑施工过程中的安全和可行”。某建筑结构,钢结构屋盖支承在钢桅杆上,桅杆两端为锥形,与下部混凝土结构铰结。在钢屋盖桅杆和混凝土之间采用前索、背索、稳定索和撑杆构成一个稳定的结构体系,来减小钢桁架的变形。在钢结构的施工过程中,不同的支撑方案、拼接方案,在不同的部位就会引起不同的效应。随着连接杆件的安装,这些施工阶段的应力将残余在结构部位上,并最终影响结构受力的安全性以致在就位过程中有可能失稳和变形,这就需要进行施工过程的精确分析。如果采用VR技术就可以对不同的方案做出大量的分析,从而保证施工方案的最优化。
建筑行业已成为我国的支柱性产业,长期以来建筑市场的竞争过度。如今建筑工程项目的运作对业主来说绝对占优势。在投标的有限时间内,怎样才能使业主和评标专家清楚地了解招标投标文件的编制,以及被认可程度的高低,这关系到承包商最终能不能中标。为此,承包商不仅注重投标方案技术的可行性和报价合理性的同时,而且也非常注重投标方案的包装。“特别是国际工程、国家重点工程和大型工程的招标投标,常常在项目企划时期就已经开始着手这方面的运作”。利用虚拟现实技术,把抽象复杂的施工过程和建筑方案逼真的表现出来,这种技术不仅能节约时间和投资,而且也不用项目负责人的现场讲述和答辩,通过虚拟逼真系统将投标方案表现的一目了然,这对承包商中标的几率必然大大增加。
今后可视化计算将是个重要的发展。在科学研究中,人们要在大量的数据中得出有价值的规律和结论,就必须对这些大量数据量进行整理和分析。最终把科学的数据进行三维立体图形显示,并通过交互系统变换参数来观察计算结果的过程及其全貌,实现可视化计算,实现VR技术飞跃式的发展。“在运用有限元法进行结构分析时,利用VR技术可以通过用不同的颜色来表示三维物体中各点力的大小;也可以随意变换角度,从个个点去观察”。还可以利用虚拟现实技术的交互性能修改各种数据,以便对各种建筑方案和其结果进行比较。如此一来就能使工程师的思维更形象化、概念更容易理解。将复杂的建筑结构设计、结构分析和工程控制通过利用可视化计算技术来提高计算机软件的处理能力。比如,在桥梁和结构分析时就能借助图形或图像实施动态控制结构分析,实施动态演示。还可以进行倒拆动态演示、结构施工线型显示、分桥结构拼装动态演示、危险截面应力分布图显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、主梁内力图显示、施工预告图形显示等等。
3虚拟现实技术在土木工程中的作用
虚拟现实技术在城市规化中起着重要作用。例如,每个城市都有自己的近期、中期和远景规划。在规划中需要考虑各个建筑同周围环境是否和谐相容,新建筑是否同周围环境的原有的建筑协调,以免造成建筑物建成后,才发现它破坏了城市原有的风格和合理布局。虚拟现实技术应用于建立建筑规划图更是一览无遗。譬如建立起的三峡水库模型,便可在水库建成之前,直观地看到建成后的壮观景象。蓄水后将最先淹没那些村庄和农田,哪些文物将被淹没,这样能主动及时解决问题。把虚拟现实技术应用于土木工程中一大优势是很好的推销。比如,在建筑工程项目投标时,通过虚拟现实技术把设计好的投标文件方案展现出来,利用VR技术的设备头盔显示器把业主带入虚拟的未来的建筑物里参观,使业主可逼真的感受到虚拟建筑物门的高度、屋内设计和窗户朝向以及采光多少等,就如同在现实一般。因此,用VR技术展示这些建筑装饰比用枯燥的文字和简单的图片宣传更有吸引力。虚拟现实技术应用于土木工程中的有一大优势是节约时间和工程投资。比如,克莱斯勒公司在1988年在设计某两种新型车上取得的突破就是利用了虚拟现实技术,这项技术第一次使设计的新车直接从计算机屏幕投入生产线,可以说完全省略了试生产这项过程。也正是利用了这项新型高新技术,才使得克莱斯勒公司避免了1500项设计差错,既节约了工程开发时间和又节省了工程投资费用。“利用VR技术还可以进行汽车冲撞试验,不必使用真的汽车便可以显示出在不同条件下冲撞后的后果”。现今VR技术已经成为人类探索客观世界规律的三大手段之一,与理论分析、科学实验并排。因此用VR技术来设计新材料,不仅能预先了解改变成分对新材料的影响,而且还能在新材料没有出来前就预先了解到用这种材料制造出来的零件在不同受力情况下是如何损坏的。因此,把虚拟现实技术应用于土木工程建筑必然是一种新的尝试,以上例证说明虚拟现实技术应用于土木工程对土木工程行业是一种突破,具有巨大作用。
土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升,促进土木工程技术及施工手段不断完善,使其更加科学、合理,有效地提高效率,降低成本; 实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命,必然推动企业团队的重组及施工流程的优化,促使企业管理理念和手段的革新; 土木工程的信息化是土木工程市场发展的高级阶段,必定融入现代物流业、电子商务业和信息产业,从而实现土木工程的高效益、高效率。土木工程的信息化建设须致力建设三大系统。
一、建立土木工程设计、施工的技术和控制信息系统
信息技术是计算机、通信、控制及信息处理等技术的集成。应用信息技术系统及设备,现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学,可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,超越时间和空间,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。例如以模型为对象的三维协同设计模型,采用了模块化的模型设计技术,使得设计方法从平面设计走向模型设计,由于模型设计采用数据库技术和网络技术,从而实现了共享的集成化工作模式,设计人员(多专业)在同一个模型上工作,减少了不必要的条件传递和确认,信息资源得到了充分共享。这些信息资源将贯穿于工程项目管理的全过程(设计、采购和施工),图形由计算机系统自动产生,使得设计人员可以将主要精力投入到优化设计方案上,设计过程更为直观形象。而以可视化技术为基础的智能化设计环境,在三维模型设计技术的基础上,充分利用可视化技术以及面向对象的软件开发技术,以专家库、知识库为支撑,研究新的设计管理和设计模式,构造一个更易于操作、具备智能化的设计环境。目前许多工业项目的模型设计过程已初步应用了可视化技术,比如,实体建模,使设计过程更为直观有效,并易于修改; 可视化的设计校审,使校审更为形象,并可与设计深度交叉; 可视化的进度审核,将设计的三维模型与项目进度资源数据库相连,从项目进度资源数据库抽取信息来可视化地展现和分析项目管理的各种状态。
在施工中推广应用自动化控制技术,可有效地完成用传统控制方式难以实现的高难度施工项目。例如高层建筑的垂直度的控制; 大体积混凝土的施工质量控制; 预拌混凝土的上料自动控制; 采用同步提升技术进行大型构件和设备的整体吊装和安装控制、整体模具的爬升和大型脚手架的提升控制; 大型桥梁悬索受力的控制; 幕墙的生产和加工控制; 高温高压的焊接质量控制; 建筑物的爆破、整体搬迁、以及沉降观测和数据采集,大型工业设施的三维空间管线布局的计算机模拟等等。信息化技术将全面革新设计技术和施工技术,其应用领域将越来越广,应用程度将越来越深,建筑工业化水平将越来越高。
二、建立土木工程标准、行业管理、工程管理、企业管理的信息系统
信息技术是一项各行业普遍适用的高新技术,必须与行业技术有机结合方能发挥作用。为使信息技术在土木工程施工中规范、有序、健康、高效地向前推进,须准确高效地制定土木工程技术应用标准和标准化管理信息系统,及时修编标准,便于检索查询和管理有关标准,随时随地选用标准和对标准的执行进行检查验收,从而有效地推进标准化管理。
土木工程行业涉及的门类很多,例如土木工程、房屋工程、设备管线安装业、装饰装修业,以及相关的房地产业、勘察设计业、设备半成品、钢结构加工业等,包含的企业众多,构成了一个庞大而复杂的行业信息集合,其信息量非常大。没有一个规范有效的行业管理体系和高效的运作机制,将难以保证这个行业的各项工作健康、有序、高效地发展。传统的管理方式及信息处理手段难以实现这一目标。应用现代信息技术建立高效的行业管理、工程项目管理、企业管理方面的信息管理系统,可以方便有效地对行业的有关情况进行统计分析,制定合理的产业发展政策、产业技术政策、产业发展规划和发展战略提供了全新的条件与可能。目前,信息技术的应用已使得全球产业信息的获得非常便利,可非常方便地在国内国外两个市场同时研讨,掌握人类最新管理成果,使得作为人类生存和发展密切关联的土木工程业的管理提供了前瞻性、战略性和更为科学的依据,使建筑行业管理上一个新的水平。
三、建立土木工程基于互联网的方案优选
土木工程的信息化是用 计算 机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升,促进土木工程技术及施工手段不断完善,使其更加 科学 、合理,有效地提高效率,降低成本; 实现土木工程的信息化将引起土木工程 企业 管理方式的深刻革命,必然推动企业团队的重组及施工流程的优化,促使企业管理理念和手段的革新; 土木工程的信息化是土木工程市场发展的高级阶段,必定融入 现代 物流业、 电子 商务业和信息产业,从而实现土木工程的高效益、高效率。
土木工程的信息化建设须致力建设三大系统。
一、建立土木工程设计、施工的技术和控制信息系统
信息技术是计算机、通信、控制及信息处理等技术的集成。 应用 信息技术系统及设备,现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学,可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,超越时间和空间,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。例如以模型为对象的三维协同设计模型,采用了模块化的模型设计技术,使得设计 方法 从平面设计走向模型设计,由于模型设计采用数据库技术和 网络 技术,从而实现了共享的集成化工作模式,设计人员(多专业)在同一个模型上工作,减少了不必要的条件传递和确认,信息资源得到了充分共享。这些信息资源将贯穿于工程项目管理的全过程(设计、采购和施工),图形由计算机系统自动产生,使得设计人员可以将主要精力投入到优化设计方案上,设计过程更为直观形象。而以可视化技术为基础的智能化设计环境,在三维模型设计技术的基础上,充分利用可视化技术以及面向对象的软件开发技术,以专家库、知识库为支撑, 研究 新的设计管理和设计模式,构造一个更易于操作、具备智能化的设计环境。 目前 许多工业项目的模型设计过程已初步应用了可视化技术,比如,实体建模,使设计过程更为直观有效,并易于修改; 可视化的设计校审,使校审更为形象,并可与设计深度交叉; 可视化的进度审核,将设计的三维模型与项目进度资源数据库相连,从项目进度资源数据库抽取信息来可视化地展现和 分析 项目管理的各种状态。
在施工中推广应用自动化控制技术,可有效地完成用传统控制方式难以实现的高难度施工项目。例如高层建筑的垂直度的控制; 大体积混凝土的施工质量控制; 预拌混凝土的上料自动控制; 采用同步提升技术进行大型构件和设备的整体吊装和安装控制、整体模具的爬升和大型脚手架的提升控制; 大型桥梁悬索受力的控制; 幕墙的生产和加工控制; 高温高压的焊接质量控制; 建筑物的爆破、整体搬迁、以及沉降观测和数据采集,大型工业设施的三维空间管线布局的计算机模拟等等。信息化技术将全面革新设计技术和施工技术,其应用领域将越来越广,应用程度将越来越深,建筑工业化水平将越来越高。
二、建立土木工程标准、行业管理、工程管理、企业管理的信息系统
信息技术是一项各行业普遍适用的高新技术,必须与行业技术有机结合方能发挥作用。为使信息技术在土木工程施工中规范、有序、健康、高效地向前推进,须准确高效地制定土木工程技术应用标准和标准化管理信息系统,及时修编标准,便于检索查询和管理有关标准,随时随地选用标准和对标准的执行进行检查验收,从而有效地推进标准化管理。
土木工程行业涉及的门类很多,例如土木工程、房屋工程、设备管线安装业、装饰装修业,以及相关的房地产业、勘察设计业、设备半成品、钢结构加工业等,包含的企业众多,构成了一个庞大而复杂的行业信息集合,其信息量非常大。没有一个规范有效的行业管理体系和高效的运作机制,将难以保证这个行业的各项工作健康、有序、高效地发展。传统的管理方式及信息处理手段难以实现这一目标。应用现代信息技术建立高效的行业管理、工程项目管理、企业管理方面的信息管理系统,可以方便有效地对行业的有关情况
进行统计分析,制定合理的产业发展政策、产业技术政策、产业发展规划和发展战略提供了全新的条件与可能。目前,信息技术的应用已使得全球产业信息的获得非常便利,可非常方便地在国内国外两个市场同时研讨,掌握人类最新管理成果,使得作为人类生存和发展密切关联的土木工程业的管理提供了前瞻性、战略性和更为科学的依据,使建筑行业管理上一个新的水平。
信息技术给实体的数字化、时间的缩短、空间的缩小,对实体本质的把握更为科学,工程项目的单件性、时代性、环境性、多要素性决定了项目信息的大规模性、变动性、多门类性,信息技术使工程成为数字工程。而数字工程的建立,使工程管理进入新阶段,包括项目融资拓宽渠道、项目策划优选优化、项目设计电脑化,项目施工管理中运筹学在工期控制上的应用,多因素分析在质量控制上的应用,动态进行投资分析等。信息化使工程管理档案化、数字化、动态化,为工程的策划和融资、设计、施工、运行和维修等全过程的管理提供便利的条件、全新方法和手段。
土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升,促进土木工程技术及施工手段不断完善,使其更加科学、合理,有效地提高效率,降低成本;实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命,必然推动企业团队的重组及施工流程的优化,促使企业管理理念和手段的革新;土木工程的信息化是土木工程市场发展的高级阶段,必定融入现代物流业、电子商务业和信息产业,从而实现土木工程的高效益、高效率。
土木工程的信息化建设须致力建设三大系统。
一、建立土木工程设计、施工的技术和控制信息系统
信息技术是计算机、通信、控制及信息处理等技术的集成。应用信息技术系统及设备,现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学,可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,超越时间和空间,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。例如以模型为对象的三维协同设计模型,采用了模块化的模型设计技术,使得设计方法从平面设计走向模型设计,由于模型设计采用数据库技术和网络技术,从而实现了共享的集成化工作模式,设计人员(多专业)在同一个模型上工作,减少了不必要的条件传递和确认,信息资源得到了充分共享。这些信息资源将贯穿于工程项目管理的全过程(设计、采购和施工),图形由计算机系统自动产生,使得设计人员可以将主要精力投入到优化设计方案上,设计过程更为直观形象。而以可视化技术为基础的智能化设计环境,在三维模型设计技术的基础上,充分利用可视化技术以及面向对象的软件开发技术,以专家库、知识库为支撑,研究新的设计管理和设计模式,构造一个更易于操作、具备智能化的设计环境。目前许多工业项目的模型设计过程已初步应用了可视化技术,比如,实体建模,使设计过程更为直观有效,并易于修改;可视化的设计校审,使校审更为形象,并可与设计深度交叉;可视化的进度审核,将设计的三维模型与项目进度资源数据库相连,从项目进度资源数据库抽取信息来可视化地展现和分析项目管理的各种状态。
在施工中推广应用自动化控制技术,可有效地完成用传统控制方式难以实现的高难度施工项目。例如高层建筑的垂直度的控制;大体积混凝土的施工质量控制;预拌混凝土的上料自动控制;采用同步提升技术进行大型构件和设备的整体吊装和安装控制、整体模具的爬升和大型脚手架的提升控制;大型桥梁悬索受力的控制;幕墙的生产和加工控制;高温高压的焊接质量控制;建筑物的爆破、整体搬迁、以及沉降观测和数据采集,大型工业设施的三维空间管线布局的计算机模拟等等。信息化技术将全面革新设计技术和施工技术,其应用领域将越来越广,应用程度将越来越深,建筑工业化水平将越来越高。
二、建立土木工程标准、行业管理、工程管理、企业管理的信息系统
信息技术是一项各行业普遍适用的高新技术,必须与行业技术有机结合方能发挥作用。为使信息技术在土木工程施工中规范、有序、健康、高效地向前推进,须准确高效地制定土木工程技术应用标准和标准化管理信息系统,及时修编标准,便于检索查询和管理有关标准,随时随地选用标准和对标准的执行进行检查验收,从而有效地推进标准化管理。
土木工程行业涉及的门类很多,例如土木工程、房屋工程、设备管线安装业、装饰装修业,以及相关的房地产业、勘察设计业、设备半成品、钢结构加工业等,包含的企业众多,构成了一个庞大而复杂的行业信息集合,其信息量非常大。没有一个规范有效的行业管理体系和高效的运作机制,将难以保证这个行业的各项工作健康、有序、高效地发展。传统的管理方式及信息处理手段难以实现这一目标。应用现代信息技术建立高效的行业管理、工程项目管理、企业管理方面的信息管理系统,可以方便有效地对行业的有关情况
进行统计分析,制定合理的产业发展政策、产业技术政策、产业发展规划和发展战略提供了全新的条件与可能。目前,信息技术的应用已使得全球产业信息的获得非常便利,可非常方便地在国内国外两个市场同时研讨,掌握人类最新管理成果,使得作为人类生存和发展密切关联的土木工程业的管理提供了前瞻性、战略性和更为科学的依据,使建筑行业管理上一个新的水平。
信息技术给实体的数字化、时间的缩短、空间的缩小,对实体本质的把握更为科学,工程项目的单件性、时代性、环境性、多要素性决定了项目信息的大规模性、变动性、多门类性,信息技术使工程成为数字工程。而数字工程的建立,使工程管理进入新阶段,包括项目融资拓宽渠道、项目策划优选优化、项目设计电脑化,项目施工管理中运筹学在工期控制上的应用,多因素分析在质量控制上的应用,动态进行投资分析等。信息化使工程管理档案化、数字化、动态化,为工程的策划和融资、设计、施工、运行和维修等全过程的管理提供便利的条件、全新方法和手段。
信息技术实现更宽范围的人力资源管理,更准确的会计管理、成本管理、融资管理、投资管理,更优化的决策管理、计划管理,更高效的项目施工管理。信息技术也使建筑师、结构工程师、监理工程师以及项目经理的信息更为丰富,为新产生的团队合作关系甚至跨国的伙伴关系提供了前提。高技术的办公环境,促进新技术的采用和人力管理理念的创新,对更有效地提高生产率提供了可能,也促进了企业文化的升级。关于工程项目管理,正如山西太原化学工业设计院于万里同志的文章《从国外工程项目管理软件看国外工程项目管理》所言:工程项目的管理是一个多目标、既分别独立又相互联系的,多工序、多复杂又庞大的系统工程。一个大型复杂的工程项目的管理实际上就是利用能够控制的资源(人力、机具、材料、资金、工期)在一定的条件下对一个既定目标(进度、质量、费用)进行科学的计划和以更多的定量数据做深入动态分析,对于工程实施有效地调整控制,以尽可能小的投入,获得最大的效益。工程项目的管理必须依靠整套先进的管理理念,这种管理在国外的工程项目管理软件中体现得淋漓尽致。这些软件的基本功能主要有:
1.项目计划的编制。
在工程项目的招投标阶段以及中标授标之后的合同条件都要求承包商编制切实可行的“细化的施工进度计划”,对工程进行详细的剖析。软件对一个工程项目的所有任务做出精确的时间安排,同时还对完成任务所需要的原材料、劳动力、设计和投资进行分析和比较,在千头万绪的任务中找出关键要紧的任务(关键线路)以及对任务做出合理的工期、人力与物力、机具等资源的安排。
2.项目跟踪过程。
软件对于工程进度能够进行动态管理和控制,它要求项目各级管理人员根据所制定的计划和目标,要在项目实施的过程中对影响项目进展的内外部因素随时在施工过程中进行及时、连续、系统的纪录和报告并输入计算机,也就是真实、实时地反映工程进度,分析工程进度数据,及时反映工程项目的变化。
3.项目的分析、控制与优化。
由于管理软件实现了广义的网络技术,项目管理者根据跟踪提供的信息,对比原计划(或既定目标),找出偏差,分析原因,研究纠偏对策,实施纠偏措施。软件不但考虑时间问题还根据资源和费用进行分析求得一个时间短、资源耗费少、费用低的计划方案,并通过软件进行网络计划的优化,也就是利用时差不断改善网络计划的最初方案使之获得最佳工期、最低费用和对资源的最有效利用。软件有对工程数据与作业活动的强大过滤功能,将现行计划执行情况与目标计划进行数据库比较,然后再将滞后于目标计划的所有工作活动过滤出来,进行单独的追赶或特别跟踪。对于发现工期滞后的工作项目及时地采取补救措施,制定相应的追赶计划。对于现行超前于目标计划的工作可有意识地放慢部分超前工程项目的施工速度来降低工程成本或使总体计划更趋于合理。
三、建立土木工程基于互联网的方案优选、施工招投标、材料设备采购、人才招聘的企业商务贸易信息系统
互联网正在逐步深入土木工程,既在提供信息服务方面发挥越来越大、越来越广泛的作用,同时又为设计方案、施工组织方案、技术措施方案、种种合作方案有效进行比较,高效进行优化,将大大提高企业的决策能力和水平。
通过电子邮件、互联网传递,使建筑项目和承建商、材料供应商的信息沟通有效克服招投标过程中的信息不对称状态,同时增强透明度,推进公开化,网上招投标相当规模业务的开展将会更加规范市场行为,提高工作效率,降低工作成本,使招投标的竞争在更广范围更高的层次上进行。
电子商务对建筑材料、机械设备、机具的采购显得更为宽范围、广领域,甚至会进入货物及其流通的细微部分,使需求方对货物的质量、价格、生产方式、供货方式、市场信誉有更深入的了解和透彻的把握。网上交易为提高效率、降低交易成果、监督交易全过程提供了可能,同时还为买卖双方的合作经营伙伴关系起主导作用。对不正当竞争行为、诚信失缺行为进行有力遏制,促进市场健康发展。
人才上网,网上各专业专家组在网上会诊技术难关和质量难题,对土木工程人力资源开发提供巨大的力量。也可以说,现代建筑企业更加依赖网上技术研发,依赖网上人才库,只有这样,才有可能使企业做大做强。
一.课题研究的目的
本工程为2万吨级液化泊位沉箱码头,地处某沿海地区。通过搜集相关资料,同时运用相关知识,对码头结构做出科学的设计,并且对码头进行合理的平面布置。
二.课题依据
根据工程实际,本设计拟采用重力式沉箱码头结构,码头规模为2万吨级,功能为液体石油化工品码头。
此设计的依据:
(1)所学教材:水力学,水利工程制图,水工钢筋混凝土结构学,工程力学,结构力学,土力学,地基基础,港口水工建筑物,港口规划与布置等;
(2)图集:港建标准图集等;
(3)国家现行有关规范和标准:中华人民共和国行业标准.海港总平面设计规范,中华人民共和国行业标准.海港水文规范,中华人民共和国行业标准.港口工程荷载规范,中华人民共和国行业标准.重力式码头设计与施工规范,中华人民共和国行业标准.防波堤设计与施工规范、港口与航道土木工程师实务手册,中华人民共和国行业标准.港口工程地基规范等;
(4)其他:中国海洋大学勘察设计开发院.莱州港扩建二期工程海洋环境影响报告书等。
三.意义
随着经济个球化的发展,运输事业发展迅猛,运输力一式也日渐多样化,但是水上运输做为承担着大数量、长距离的运输,以其成本低廉、安个可靠,仍是在干线运输中起主导作用的运输形式。码头做为其航运的起始点,其靠泊能力必须与运输市场需求相适应,因此近年来国内各港口的筑港事业也在不断扩大。
随着我国经济的高速发展,海上油品运输市场日益繁荣,油品运输船舶大型化己经成为降低运输成本的卞流发展趋势。由于港口码头建设周期长、审批手续繁杂等原因,港口码头的建设速度不能完全满足国内船舶运输大型化的发展速度,一些在用老旧码头而临被海运市场淘汰的局而。对于港航专业的学生,掌握好学校所学的知识,同时对于实际工程加深认识,对于我们今后的工作是十分有利的,我们将更从容的去面对今后的工作。
通过毕业设计这一重要的教学环节,可以培养港口航道与海岸工程专业本科毕业生正确的理论联系实际的工作作风,严肃认真的科学态度。 毕业设计要求我们在指导老师的指导下,独立系统的完成一项工程设计,解决与之有关的所有问题,熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法,具有实践性、综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养学生初步的科学研究能力,提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。
四.国内外研究动态
重力式码头作为我国重要码头结构之一,在码头工程施工中已被广泛应用。重力式码头在实际应用过程中,不仅具有抗冻、抗病和坚固耐久特性,同时对船舶荷载和地面荷载也有一定承受能力。重力式码头凭借其独特优势,在一定程度上能更好的提高港口竞争力,满足大型船舶需求。然而,在用重力式码头结构进行施工的时候,也会出现一些间题。在这种情况下,有必要采取相应措施以更好的对重力式沉箱码头施工质量进行控制。随着经济和科学技术不断的发展,重力式码头施工质量将会得到有效控制,更好的促进港口发展。
另外,重力式码头虽然具有结构简单,耐久性好,适应荷载变化及施工方便等优点,在工程上得到广泛的采用,但由于它是依靠结构自身重量来获得稳定,因此比较沉重,对地基条件要求较高,在实践中,由于地质条件的估计不足,或者施工中对地基及基础的处理不善,而造成码头的位移和沉降量过大,甚至发生结构整体失稳滑坡,导致码头破坏的例子也时而出现.因此地基的处理就成为在软基上建造重力式码头的关键.
最近几年,随着起重安装设备的不断提升,特别是大型半潜驳在沉箱浮运安装中的应用,沉箱结构越来越大,由几年前500t控制到目前超过3000t。根据我们了解,国内大型沉箱以前通常用于重力墩式结构,在连片式深水泊位的应用主要在这几年才开始采用。重力墩式结构后方没有填土,没有水平土压力的作用,基床应力的问题并不明显。而码头前沿水深不大的情况下,有填土土压力的重力式沉箱结构的安全指标取决于抗滑、抗倾和基床应力,然而,减小结构自重会降低抗滑、抗倾的稳定系数,通常不考虑通过减小结构自重的办法来降低基床应力。
五.研究的基本内容
1.确定码头的平面尺寸、码头结构型式及构件的主要尺寸;
2.环境条件收集与选定;
3.码头主要构件的内力计算;
4.码头结构稳定性验算,基床承载力验算;
5.选择码头附属设备,主要为系船柱和护航。
六.成果形式
1.要求完成的图纸、规格及说明书
(1)计算书要求:结构计算书一份;
(2)码头、结构施工图。
2.主要内容包括;
(1)码头设计总说明;
(2)码头平面、立面和剖面图;
(3)结构设计总说明;
(4)结构布置图和配筋图;
七、参考文献
1.中华人民共和国行业标准.海港总平面设计规范(JTJ211-99).北京:人民交通出版社,1999
2.中华人民共和国行业标准.海港水文规范(JTJ213-98).北京:人民交通出版社,1998
3.中华人民共和国行业标准.港口工程荷载规范(JTJ215-98).北京:人民交通出版社,1998
4.中华人民共和国行业标准.重力式码头设计与施工规范(JTJ290-98).北京:人民交通出版社,1998
5.中华人民共和国行业标准.港口工程地基规范(JTJ250-98).北京:人民交通出版社,1998
6.中华人民共和国行业标准.防波堤设计与施工规范(JTJ2981-98).北京:人民交通出版社,1998
7.港口与航道土木工程师实务手册(编写组)编.港口与航道土木工程师实务手册.北京:机械工业出版社,2006.5
8.马云球.港口水工建筑物.北京:人民交通出版社,2000.8
9.洪承礼.港口规划与布置.北京:人民交通出版社,1999.10
10.董胜,孔令双.海洋工程环境概论.青岛:中国海洋大学出版社,2005.3
八.研究工作进度
20XX.12.2120XX.01.10 完成荷载作用的分类计算;
20XX.01.1120XX.01.20 完成毕业论文中期检查;
20XX.01.2120XX.02.10 完成码头的稳定性验算;
20XX.02.1120XX.02.28 完成结构内力及承载力基床,地基计算;
[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437(2013)08-0051-03
一、道路工程本科阶段毕业设计现状分析
(一)毕业设计方式和内容
山东交通学院的道路工程本科毕业设计在第八学期四月底学生毕业实习后进行,一般安排9周时间完成,采用传统的“假题真做”模式,即由指导老师给学生提供电子地形图、路线起、终点等控制点及道路等级、交通量等资料,学生根据给定控制点和公路等级查找相对应的主要技术指标和标准,结合沿线自然条件(地形、地貌、水文及地质情况等),通过路线方案论证与比选,确定一个合理的路线方案,再根据此路线方案进行施工图设计,最终提交设计成果。
(二)毕业设计存在的问题
1.选题陈旧、程序化,与工程实际脱节
从20世纪80年代开始,道路工程毕业设计选题一般都是“××到××二(三)级公路施工图设计”,从最初的手工绘图和计算,到现在利用计算机进行绘图和计算,题目和模式沿袭了30多年,选题过于陈旧和程序化。
选线设计时,学生片面注重设计指标是否符合规范要求,缺少路线平面、纵断面和横断面的综合设计考虑,亦没有考虑安全、环保、经济等技术问题。设计时只顾设计方便,不顾施工难易;只重视设计环节,忽视施工和养护环节等问题,与工程实际严重脱节。
2.毕业设计成果不规范,设计质量普遍不高
毕业设计成果包括计算说明部分和图纸部分,提交的图纸在字体大小、字体类型、线条粗细和文字排版等内容与实际要求存在较大出入,且设计结果的正确度、合理程度值得商榷,有待于进一步修正和完善。
3.毕业设计资料陈旧,缺乏系统性
有一些毕业设计资料甚至是从十几年前沿用至今,一些数据资料是由老师临时找了些资料补充上的,甚至有时缺少资料时就采用假设的方式进行设计,缺乏系统性,导致学生实际工作中不能很好地使用工程资料。
4.机械化设计,缺乏创新性
学生毕业设计过程中只是机械化地按照设计任务书要求去完成设计内容,至于为什么这样做,这样做是否合理,怎样设计才能既符合规范要求又富有新意等问题,学生没有认真去思考。
(三)现有研究现状
针对上述问题,很多高校教师,纷纷提出了一些改革和管理措施。湖南工业大学刘明伟具体分析了目前成教本科毕业设计(论文)质量存在的问题和原因,并以某工科学院为案例,阐述了毕业设计论文在过程管理及监控体系的建立;山东科技大学陈广庆分析目前毕业设计环节存在的问题,并从毕业设计有关规章制度的制订、毕业设计的选题、毕业设计的日常组织、毕业答辩等几个方面采取了一些措施和手段;河南科技大学高笑娟通过对河南科技大学土木工程毕业设计进行全过程控制,使学生的设计质量普遍得到提高。说明这种方法是有效的,值得在毕业设计和课程设计中推广应用。
分析现有研究可以发现,目前土木工程专业本科毕业设计质量下降问题,在高校普遍存在,高校教师已开始从老师、学生、设计内容和设计管理等方面进行了改革,并取得一定的成效,为提高道路专业本科毕业设计质量提供了参考。但从目前高校毕业设计现状来看,最关键的是要做好设计的过程管理,从设计过程中把关,控制好学生的设计质量,避免前松后紧和依赖于设计软件的现象,这样才能从根本上提高整个毕业设计水平,才能更好地培养学生的知识应用能力和实践能力。
二、PDCA过程管理原理
毕业设计管理是一个系统工程,它包括毕业设计的组织管理、教师、学生资格考核、毕业设计常规过程(选题、开题、中期)考核、毕业论文撰写和答辩检查等环节,对毕业设计的规范化管理是提高毕业设计质量的重要措施。
PDCA 循环是计划(Plan)、执行(Do)、检查(Check)、处理(Action)工作循环的简称。它是企业推行全面质量管理(TQC) 在方法上的重大变革。它将过去事后检验把关为主的质量管理转变为预防为主和改进为主的质量管理;把过去分散管理方式转变为系统、全面综合治理的方法;把过去管结果转变为管因素、管过程的科学管理方法。这个循环工作法是美国的戴明发明的, 故又称 “戴明循环”。这4个阶段的主要工作为:
第一阶段为计划(P) 阶段:确定任务、目标、活动, 并作好所有需要的软、硬件准备工作;第二阶段为执行(D) 阶段:按照计划要求及制定的目标、标准、操作规程去组织实施;第三阶段为检查(C) 阶段:将实际工作结果与计划内容相对比, 通过检查, 看是否达到预期效果,找出问题和异常情况;第四阶段为处理(A) 阶段:根据比较结果采取一定措施, 纠正偏差、总结经验、改正缺点。
三、基于PDCA循环的道路工程毕业设计过程管理模式
结合道路毕业设计任务书要求和设计特点,将道路毕业设计过程分为六个部分,每部分分为PDCA四个阶段,道路工程毕业设计PDCA过程管理流程见图1。
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图1道路工程毕业设计PDCA过程管理
第一部分 平面设计(2周)
P1――结合设计任务书收集资料,整理相关设计标准、规范和设计参数,结合地形图和地质资料完成路线选线等平面设计。
D1――学生按要求完成任务后提交设计文件。
C1――检查学生提交的设计文件,查看整理设计参数的是否正确,平面设计是否满足要求,并要求学生给老师讲解选择平面参数的理由和选线时考虑的因素。
A1――对存在的问题进行改正,平面线形进一步优化,总结平面设计的方法和经验。
第二部分 纵断面和横断面设计(2周)
P2――结合最终确定的平面线形,绘制纵断面地面线,选择合理的纵断面设计参数,在保证平、纵组合的基础上完成纵断面设计,结合平、纵线形和视距要求进行横断面设计。
D2――学生按要求完成任务后提交设计文件。
C2――检查学生提交的设计文件,检查纵、横设计及平、纵、横组合设计是否满足要求,并要求学生讲解设计过程中如何考虑平纵组合和安全、经济等问题。
A2――对存在的问题进行改正,纵、横设计进一步优化,总结设计的方法和经验。
第三部分 其他设计(2周)
P3――根据交通量数据、沿线气候环境和道路建筑材料情况进行两种路面结构设计,选择一种作为推荐方案,绘制路面结构图,完成一座小桥涵布置图、路基综合排水布置图、路基防护与加固工程的立面图和一处平面交叉平面布置图。
D3――学生按要求完成任务后提交该部分设计文件。
C3――检查学生提交的设计文件,检查路面设计计算是否正确,结构型式设计是否满足设计规范和施工要求,推荐方案是否合理。并要求学生讲解设计过程中考虑的因素,有哪些因素没有考虑到,如何进行处理。
A3――对存在的问题进行改正,设计方案进一步优化,归纳设计步骤和设计经验。
第四部分 撰写设计说明书(1周)
P4―结合设计情况,对平纵横设计、路面结构设计、路基排水设计、边坡防护与加固设计、小桥涵型式选择与设计、平面交叉口型式选择与设计等过程中计算步骤和计算结果进行分析说明。
D4―学生按要求完成任务后提交设计说明书。
C4―检查学生提交的设计说明书中每一步的计算是否正确合理,是否与设计图一致。要求学生讲解部分计算的步骤和参数选择的方法。
A4―对存在的问题进行改正,完善设计说明书,总结设计方法。
第五部分 设计成果整理与提交(1周)
P5―将最终的设计图纸和设计说明书进行整理,并按毕业设计(论文)格式进行排版并装订。
D5―学生按要求完成任务后提交设计资料。
C5―检查学生提交的设计资料,检查图纸中是否存在纰漏或错误,检查设计说明书是否按规范格式进行书写,设计说明中是否存在与图纸和实际不符的地方。
A5―对存在的问题进行改正,完善后再进行整理和装订。
第六部分 答辩和成绩评定(1周)
P6――由指导老师结合学生的平时表现和提交的设计资料给出评阅意见和指导成绩,由评阅老师结合学生的设计资料给出评审意见和评阅成绩,通过答辩后由答辩小组根据答辩时学生的表现给定答辩成绩,并做好答辩记录。
D6――资料提交与答辩,并进行成绩评定。
C6――检查提交的设计资料是否齐全,检查各种成绩和答辩记录是否规范合理。
A6――对设计资料和成绩等进行核定,总结整届毕业设计过程中存在的问题以及应注意的事项,为下一届毕业设计制订计划时提供参考和借鉴。
四、结论
1.本科毕业设计是培养学生综合运用所学专业知识、分析解决理论和实际问题的能力及科学研究能力的最后一个重要实践教学环节,是学生理论联系实际的一次综合训练和考核。通过毕业设计的进行,可以培养学生创新和实践的基本素质,培养学生勇于探索、严谨推理、用实践来检验理论、全方位考虑问题等科学技术人员应有的素质,培养学生综合运用所学知识独立完成课题的工作能力,培养学生从文献、科学实验、生产实践和调查研究中获取知识的能力。
2.基于过程管理PDCA基本原理及其循环思想,将道路专业本科毕业设计各部分设计内容分为四个阶段进行控制,通过计划、执行、检查和处理四过程,从过程与整体控制毕业设计内容和质量。
3.通过分析目前道路专业本科毕业设计存在的问题和原因,以山东交通学院道路工程专业本科毕业设计为案例,借助PDCA基本思想,提出了道路路线平面设计、纵断面和横断面设计、其他设计、撰写说明书、设计成果整理与提交、答辩与成绩评定六大部分设计内容PDCA基本内容和控制指标,构建了完善的道路专业本科毕业设计PDCA循环管理体系。
[参考文献]
[1]罗玉虎,何兆益.对改进道路工程专业毕业设计的思考―以重庆交通大学为例[J].重庆交通大学学报(社科版),2011,11(3).
[2]刘明伟,张柱银,陈联,等. 论工科类成教本科毕业设计(论文)过程管理与监控体系的构建[J]. 湖北成人教育学院学报,2011,17(2).
“房屋建筑学”是一门开设在大二阶段的专业基础类课程,是培养和塑造学生专业态度与专业认识的一个起点。在这个阶段,学生初识房屋建筑,学习房屋建筑的各组成部位与其组成构造,其中不乏各种建筑材料与施工工艺。通过不断更新教学内容,保持教学内容与当下建筑工程的一致性,对学生树立专业第一印象与培养“应用型”人才显得意义重大。但是查阅市面主流版本教材内容,特别是在引入先进工艺与新材料等方面,效果却不尽如人意。例如:防水材料中讲到的沥青油毡早已被防水卷材与防水涂料给取代;新版《钢筋混凝土结构设计规范》中混凝土强度最低为C15,而书中仍将C10混凝土作为基础垫层来使用等。作为培养民办高校土建类专业的学生,“应用型”复合人才主要是以懂原理,能动手为主要出发点。但是目前“房屋建筑学”的教材内容显然与实际工程有很大的脱节,教材内容更新势在必行。
1.2课程教授内容繁杂,学生顾此失彼
“房屋建筑学”在土建专业整个教学系统中起着承上启下的作用,涉及的知识面广,综合性强。需要学生运用所学课程,如“土木工程概论”、“土木工程制图”与“土木工程材料”等先修课程知识作铺垫。这些课程与“房屋建筑学”课程之间环环相扣,知识点相互重叠与渗透,可以说“房屋建筑学”是一个综合以上课程的一次综合运用。正是由于该课程具有高度的综合性与专业性,在实际的教学过程中,笔者发现学生的知识衔接能力不够,综合运用能力有限,教授的效果往往事与愿违。
1.3重理论、轻实践,课程设计不尽如人意
“房屋建筑学”的内容包含两个部分:建筑设计与建筑构造。前者主要侧重与建筑功能与形象的设计,后者重点集中于构件的功能与施工做法。该课程的常规教学方法是以理论教学为主,辅以一周的课程设计。理论与实践的学时比例约为3:1,满足教学大纲的任务与要求。而实际情况却不尽如人意,课程设计集中于期末考试前一周,学生无心投入设计实践之中,疲于应付各科考试。
1.4涉及设计数据较多,学生缺乏感知能力
“房屋建筑学”里含有较多的设计数据与尺寸要求,各种尺寸大小不一。有考量建筑长与宽的较大尺寸(以米为计量单位),亦有衡量细部构件较小的尺寸(以毫米为计量单位)。学生对于某个数据缺乏直观的体验,无法准确判断及合理做出设计。
1.5考核方式落后,学生考后即忘
“房屋建筑学”通常采用闭卷考试形式,主要以考查学生理论知识为主,如概念和构件作法等。这就造成学生死记硬背,考前突击,考后即忘。失去了课程教学的基本意义,与“实践性”、“应用型”的培养目标背道而驰。
2“房屋建筑学”的课程改革
2.1吐故纳新,保持知识的先进性
“应用型”人才培养注重的是与时俱进,塑造符合时代要求、满足市场需求的复合型专业人才。如何能让学生从校园到职场无缝衔接,是本次专业转型革命的一个重要问题。保持知识的先进性,让学生赢在起跑线上显得尤其重要。应加大教材更新力度,及时融入新技术、新材料、新工艺与新规范的更新内容,摒弃废旧、少见的内容,合理删减教材。民办高校也可以根据各自定位与发展方向,开展自编专业教材建设工程,让教师拥有更多自,从而达到因材施教,事半功倍的效果。
2.2调整理论与实践课时比例,向实践课倾斜
“应用型”人才的价值体现在动手能力,解决问题的能力。加大实践课教学学时,控制实践课教学质量重要性不言而喻,让学生在实践中发现问题、解决问题,继而再用理论知识加以诠释,这是一条比较适合民办高校学生学习特点的方法。可以考虑把本课程的课程设计放在学期期中,比较圆满地解决了期末时间紧张的矛盾。
2.3开展户外课堂,加深对建筑的“感知”印象
面对“房屋建筑学”中比较专业的概念和比较具体的施工构造做法,采用传统的“填鸭式”理论教学方式暴露出了种种弊端,课堂效果收效甚微。按照“应用型”人才的培养要求,可转变课堂教学方式以及教学环境,通过激发学生兴趣,进行自我“感知”是一种新颖且易于被学生接受的方法。“房屋建筑学”的课堂完全可以设置在建筑室内外的各个位置。例如:讲授房屋的开间、进深或勒脚、散水、女儿墙等构件时,可以将学生分组,寻找校内各建筑对应的构件,并要求用皮尺测量出各构件的尺寸;讲授屋面的排水形式与防水构造时,可将课堂直接开设在建筑的屋顶,既激发了学生的兴趣和能动性,又在实际测量中加深了对构件的了解,一举多得。
2.4多种考核形式并存,注重学生动手能力
考核方法应突破传统的纸面答题,改变单一的一考定成绩的形式。由于“房屋建筑学”的综合性与工程实用性,可以在考试形式上多样化,考试内容上专业化。例如:在讲授完成建筑平面设计的内容后,通过设置课堂小测验的方式,用一些简单的建筑方案快题,要求学生绘图表示,以达到巩固练习,强化锻炼的目的;在讲授完成楼梯的设计步骤与要求后,设置综合小测验,要求学生设计一套完整的楼梯并用绘图的形式表达。将这种单元测验的成绩计入总分,最终汇总评判。这种方法弱化了期末考试一考定成绩的现象,避免了学生平时不努力,考前抱佛脚的现象。