土木工程数值分析汇总十篇

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数值分析范例，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。

篇（1）

1.混凝土裂缝

混凝土裂缝在土木工程的施工中很容易遇到，主要是因为混凝土的结构问题，在外部的各种因素的影响下，导致混凝土的不连续状态，从而使得其结构发生了形变，这样就产生了裂缝。混凝土的裂缝对于建筑物有着很大的危害，不仅不利于施工的进行，而且会导致形成的建筑不稳定，造成很大的安全隐患，必须对此给予重视。

2.混凝土裂缝表现形式

2.1 收缩裂缝

在湿度差较大的时候，混凝土很容易形成裂缝，这种裂缝就叫做收缩裂缝。混凝土的主要原料是水泥，还有天然砂、石子等原料作为辅助，搅拌而成的。为了保证混凝土良好的特性，则需要加很多水，一般会是它本身所需要的水分的4到5倍。在天气的湿度差变化显著的时候，混凝土的硬化过程中，由于水化作用以及碳化作用等因素就会引起混凝土的体积收缩，从而形成裂缝。根据收缩裂缝的形成的原因以及时间的不同，可以分为塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝、以及干燥收缩裂缝。

2.2 温度裂缝

所谓温度的裂缝就是在温度差很大的情况下形成的裂缝。这是因为在混凝土浇筑的过程中，将水泥等原料进行搅拌的时候会发生化学反应从而放出大量的热量，之后温度会渐渐降低。而由于混凝土的内部温度很高，外部温度由于散热较快因此较低，所以混凝土的内外一定要形成一定的温差。当温度差很大的情况时，为了协调混凝土自身所需要的温差，就会在混凝土的表面形成一定的拉应力，当这种力过大超出它本身所能够承受的压力的时候，就会在混凝土的表面形成裂缝，这就是温度裂缝，如图1-1中可以看见。

2.3 沉降裂缝

沉降裂缝是因为建筑物建成以后，各个部分的沉降程度不均匀而形成的裂缝，这种裂缝一般都是贯穿性的。产生的原因可能有：回填土进行填充以后没有夯实，地层中含有软土，建筑物的地基在使用的时候长期受到雨水浸泡等自然环境的影响。这些因素都可能导致建筑的沉降程度不一致，从而混凝土的表面形成裂缝。而如果在混凝土的施工过程中，模板的刚度不够，支撑的间距太大等，都会因为沉降的裂缝影响建筑物的质量。

2.4 其他裂缝

除了这些裂缝之外，结构的施工中还会有各种的裂缝。比如施工的不合格形成的施工裂缝，或者由于混凝土的结构在自然环境中长时间的被腐蚀而形成的腐蚀裂缝。这些裂缝都应该得到关注，并进行处理，从而提升施工的质量。

3.混凝土裂缝防治

3.1外界环境问题防治

对于外界的环境造成的裂缝问题是很难避免的，但是可以通过一些技术对其进行防治，使其产生裂缝的可能性尽可能地降低。首先，可以对外界的问题进行控制，从而避免高温的暴晒导致混凝土的水分的蒸发形成的温度裂缝。其次，可以减少水泥的使用，在混凝土中键入一些添加剂改善混凝土的流动性。在昼夜温差过大的时候，对混凝土要尤其的进行保护，防止由于夜晚的过低温度造成裂缝的现象发生。

3.2 提高混凝土质量

在施工的时候，要保证混凝土的高质量。一定要保证混凝土的组成成分在各方面都是符合国家的标准的，在使用的比例上尽量的减少水泥，使用高校的减水剂，还可以适当的加入石块、冰屑等，减少混凝土拌制过程中形成的温度差，这样能够增加混凝土抵抗外力的能力。混凝土的质量如果不好的话，很容易使得钢筋被氧化，这也会产生裂缝，从而导致建筑物的损坏，所以要对于混凝土的质量进行严格的控制。因此，相关的部门应该对其进行严格的监督，确保合格的材料才能够投入使用。并且，相关部门一旦发现偷工减料的现象，必须将此工程停止，并且给相关的施工单位一定的处罚，绝对不允许施工的材料出现问题。

3.3 提高施工质量

施工的质量问题应该得到严格的控制，否则也会导致混凝土的裂缝问题。首先在设计的时候就应该注意到裂缝的问题，所以施工前应该对混凝土做好前期的保护。施工人员也需要具备一定的专业素质，这样就能够很好的按照施工的标准严格执行。例如，对于预应力的拉伸需要在构件的强度在75%之上的时候才能进行，一定不能按照自己所谓的经验来施工，这样很容易会造成施工裂缝。施工的时候不仅要做好混凝土表面的防腐措施，还要对钢筋的表面进行防腐的措施。这能够防止在施工以后，由于自然情况的影响而形成腐蚀裂缝，从而影响建筑的质量。在建筑结束以后，需要对建筑进行一定的维护，对于发现的裂缝进行及时的维修。修补的时候要多涂几次水泥砂浆，且涂抹的厚度要始终，防止裂缝问题更严重。除此之外，混凝土中的一些物质，例如氧化镁，很容易发生一些化学的反应，在施工很久以后自然地形成裂缝，所以应该尽可能地减少这样的物质在混凝土原料中的比例。

4.结束语

混凝土的裂缝问题在土木工程中很常见，严重的影响了建筑的质量，为以后的安全问题留下了隐患，因此引起了人们的重视，甚至成为了判断混凝土质量的一大标准。该篇文章就是在分析了混凝土的裂缝的成因的前提下，提出了一些相应的控制方式，希望可以对相关人员有所启示，从而减少混凝土的施工裂缝问题。

参考文献

[1]李耀虎. 土木工程施工中混凝土裂缝防止技术的分析[J]. 四川水泥，2015，04：90.

[2]易少峰. 土木工程施工中混凝土楼板裂缝技术分析[A]. 中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院.软科学论坛――企业信息与工程技术应用研讨会论文集[C].中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院：，2015：1.

[3]朱小浩. 铁路工程施工中混凝土裂缝的成因与防治分析[J]. 山东工业技术，2015，01：143.

篇（2）

Abstract:: In our normal construction, building structure is the core of the whole engineering project, usually attach great importance to by the people, main job is to die body construction of building structure reinforcement technology, strengthening the technical implementation of the quality directly decides the whole reinforced concrete structure construction quality standard of geometrical shape and appearance. For reinforced concrete building formwork support reinforcement technique analysis, the practical application of introduction to reinforced concrete formwork supporting construction technology.

Key words: reinforced concrete run mode; The template construction management; Template reinforcement

中图分类号：TU37文献标识码：A

一、钢筋混凝土跑模造成的危害

钢筋混凝土施工损失的绝大部分，都是由于钢筋混凝土模板加固体系不正确，施工质量低下造成的，加固不当，造成跑模返工或修补缺陷。在砖混施工结构中，常常会因构造柱或梁跑模而拉动相接的墙体，这种返工，费时费力，不但模板及钢筋混凝土造成返工，相邻相接的墙体偏移，也造成反工，造成拆除部位废料的清理和外运处理。从而造成严重经济损失，因此，在钢筋混凝土建筑结构施工中，施工技术人员及施工人员应该着重注意模板施工中的加固技术的应用。

随着建筑业的日益发展，施工人员流动打工，进行施工技术交流的机会也随之增加。在施工当中，一般性模板工程均可满足施工人员可技术要求。但有部分中小企业还在混凝土模板支撑存在着许多的缺陷和不足，我现就以下的几个方面来谈谈钢筋混凝土模板施工的技术做一分析。

一、模板工程施工管理方面

1）在管理方面不到位，制度不完全，执行检查不够。

2）施工并未按施工方案进行施工

3) 管理层思想意识认识不足，以减少材料用量节省费用的思想，严重影响工程施工质量。

4）施工人员偷工减料，模板支撑不牢，模板支撑方式选用方式不当，缺乏技术培训。

5）、模板方面的采购，采购人员认识不足，采购的模板自身问题较多，模板本身质量差、强度不够，达不到质量标准。

6）、施工人员施工完后应及时交给仓库材料管理人员应对模板进行维修和保养，对模板面、肋的损伤应及时维修、加固。模板使用前涂刷隔离剂，以延长模板寿命。

二、模板的安装

模板安装方面应严格按照施工方案进行，所使用的模板，应保证形状、几何尺寸、位置准确，有足够的强度、刚度和稳定性。在安装过程中，应设置防倾斜的临时固定设施。

模板施工中，应消除拼缝不严，墙体版面不垂直，模板下口与地面空隙较多，对拉螺栓未紧固到位，拉结松动。对拉螺栓的间距及支撑未按规范支设，支撑悬空等引起模板胀模。

三、模板支撑问题

二砖混结构中的模板加固

1、墙体施工时应注意的几个方面

1﹚墙体砌筑时，构造柱两侧，五进五出中的出槎锤直应严格控制，防止空间宽度增大，而一般情况下，木工配制定型模板又不能完整的盖其柱孔截面.或模边宽度不足，造成漏将或跑模。

2﹚预留模板加固用穿墙杆孔时，孔竖向间距不应大于500㎜为宜，在90°转角和丁字墙置水平间距距槎边不小于370㎜，十字时可留置槎边120㎜。

上述可避免在混凝土浇灌时，因混凝土在凝固前液状下的彭胀力.因孔与槎边距离小而拉动墙体.使构造柱及整体墙体偏移。

2、构造柱浇灌时应注意的几个方面

1﹚灌注前应将砖槎用水充分浇湿，以免混凝土因砖墙吸水下灌不畅，造成振动时间过长，振力过大而造成跑模。

2﹚浇灌时应一次高度不大于500㎜为宜，振荡后再浇，这样反复进行。减少一次振动时间，避免过振性跑模。

3、模板安装和支撑应注意的几个方面

1﹚支模前必须查明墙体完成砌体时间，以防墙体砂浆未凝固，未达到强度，避免因浇筑时预留孔与构造柱之间砖拉动而造成跑模。2）加墙杆间距不宜大于500mm，水平加杆应尽可能缩短距离，防止混凝土浇灌时，水平加杆被混凝土膨胀挤压弯曲，造成跑模。

四、框架结构中的模板加固

1、整体现浇板模体支撑系统.

1)通常施工人员错误认为工程体量小，面积不大，搭设支撑架体时立杆间距大、水平拉杆少、许多无扫地拉杆。在混凝土浇注时，顶部重量的压力下，整体支撑架变形，造成模板变形跑模。

2)施工人员偷工减料，无防顷斜垃杆，扣件间隔设置。

3)许多为节省材料，不合尺寸的立杆拼凑使用，上下用螺旋游顶接补高度，造成立杆接头多，垂直度较差，许多螺旋游顶与钢管对接段不直.造成游顶螺旋一侧受力，易发生螺旋破裂.使立杆下滑。

2、柱模板支撑系统

1).柱体模板体系总的来说，是以靠室内满堂架体支撑的，需要科学合理的结合在一起。

2)柱体截面边长大干400mm时，除外加杆外应设置对拉丝进行柱中部对拉加固。对拉丝应设在外加杆中间段。紧固好两端扣件螺栓，以防止柱模中部变形跑模。

3)模板配制时.外付加方木间距要合理.模板拼缝要严密，安装时.要将地面处理平整.模板竖起后与地面无缺口或较大缝隙。

4)除四周外加杆外.模板外付助水平方木的角部应一侧延长.与另一侧钉死。

四.施工完成后的检查

1、施工完成后，项目部组织作业班组及部位施人员进行系统的检查，检查要彻底，不放过任何一个可能发生隐患的部位。

篇（3）

随着国家综合实力水平的提高，我国建筑业实现了飞速的发展，人们对工程质量的要求也日益提高。工程质量决定了人们生命财产的安全与否，因此，必须加强质量监管，保证工程质量。在现代科技飞速发展的今天，土木工程的施工技术也出现了新的变革，为进一步保证施工质量提供了相应的技术支持和保障。建筑施工是一个复杂的过程，基坑作为该过程中最基础、最重要的施工环节，决定了工程的质量。因此，边坡支护技术作为对基坑进行处理的核心技术，必须保证其在施工过程中作用的发挥，从而保障工程质量。

1边坡支护技术的常见类型

边坡支护技术在土木施工过程中的应用，可以有效的预防出现边坡坍塌或土位偏移，成为确保施工质量的重要技术支持。因此，在进行实际施工时，大部分的土木工程施工项目都加强了对边坡支护的应用。现阶段我国在土木工程施工的很多地方都用到了边坡支护技术，常见的类型如下:(1)锚杆支护。它利用水泥土墙做为辅助支护，能够稳定边坡的侧向，进而提供充足的支护力，从而对高度低于6米的基坑都有广泛的实用性，这种支护方式也因此被广泛应用。(2)开槽施工。在施工前，施工团队要先根据边坡支护的实际情况，在对基坑内槽进行开挖，并以内部支撑的方式形成边坡的挡体，固定基坑内槽的土体结构，从而保证内槽土体在结构上的稳定。(3)土钉支护，这种支护方式虽然拥有较高的稳定性，但对应用情况有较为特定的要求，该技术只能在水位不高的特性土质内进行，往往在基坑低于12米的工程内较为常见。(4)逆作拱墙，施工人员应结合现场施工时基坑的实际情况，设计合适的拱墙支护，利用拱墙来进行支护。逆作拱墙根据实际施工情况，有全封和局部两种，具体采用哪种方式应按照具体情况加以应用。

2边坡支护技术在实际施工过程中的应用

(1)地质监测。在土木工程的施工过程中开展地质监测工作，能有效的提高工程稳定性，避免工程在日后出现变形甚至坍塌等问题，实现对不利于工程施工过程的地质因素进行及时的整改和排出，从而保证边坡支护施工在整个施工过程中作用的发挥。地质监测工作必须贯穿于施工的整个过程，通过对工程环境的地质变化进行实时监测，从而保证施工人员根据监测结果及时做出对边坡支护施工的调整安排。通过不断的地质检测，可以有效的提高边坡支护的质量，发挥边坡支护在工程中的作用。(2)开挖基坑。在土木工程基坑开挖的过程中，边坡支护技术同样发挥了重要的作用。由于在实际的施工过程中，原来的土质条件被破坏，土质变得松散、不牢固，从而极易发生塌陷，给基坑的开挖过程带来困难，甚至出现在挖到一定程度后，原本已经挖好的部分发生错位、变形、塌毁等严重现象。因此，在基坑开挖之前，必须对实地土质进行精确的观察分析，同时在边坡支护的过程中严格遵守分区的原则。在对基坑进行开挖时，应及时对挖出的槽运用边坡支护技术进行支护，支护工作完成后才可继续开挖，从而预防以上情况的发生。同时，在挖掘到大约距边坡支护结构8m远的时候，要改用分段的形式继续开挖，分段的标准为25m，还可以采用跳跃挖坑的方法，大大提高效率。(3)边坡支护方案的制定。由于不同的施工场地有着不同的施工要求，所以在进行土木工程施工之前，要进行必要的实地考察，结合具体实际做出准确的分析，根据得到的结果和结论制定严谨、合理、科学的边坡支护方案，从而确保提高土木工程施工的稳定性，提高施工的总体水平。以以某土木工程为例，相应的支护技术方案形成过程有以下几个步骤:①由于该工程采用土钉支护的方式，为了保障支护的强度达到工程标准，应根据实际要求，在土钉支护的过程中，对土钉深度进行规范，并要求施工人员严格执行，确保工程的稳定性。②对成孔的位置和编号进行标记，便于边坡支护时的识别工作。③设计拉拔试验，该过程交由第三方完成，对土钉打入的效果进行检查，确保土钉具备充足的强度。④对注桨的比例、外加剂的用量以及补桨工作进行明确细致的规定，保证工程质量。(4)施工管理研究。在对边坡支护技术进行应用时，要做好对支护施工过程的管理工作，以保证工程施工的安全性和高效性。具体做法如下:①建筑企业内部要组织对施工人员的技术培训和安全教育，加强施工人员的自我保护意识，提高对工程施工操作流程的掌握，并对施工人员的施工行为进行严格的规范，杜绝违反施工规定的行为发生，进一步确保工程施工的安全。②对于引进的先进和专业机械设备，先要进行专业培训，不能急于投入生产，防止带来潜在的安全隐患，保证施工人员持证上岗。从而使施工队伍的整体素质和能力得到提升。③在施工过程中，要加强安全管理监督工作。相关部门通过采取审查督促、经常性巡视和抽查等手段进行支护施工的安全管理，以便为工程施工提供安全保障。

3结语

综上所述，在土木工程的施工过程中应用边坡支护技术，可以施工更加稳定，保证施工质量的提高。但要使边坡支护技术真正的发挥作用，土木工程施工人员还要做好边坡支护工作，制定有效的支护方案，并且做好基坑挖掘、地质监测和安全管理等各项工作，确保边坡支护施工质量，从而提升整个工程的建设质量。

作者:冯阳阳 刘亚招 单位:

参考文献

［1］赵莹．刍议土木工程施工中的边坡支护技术要点［J］．江西建材，2016，(24):75．

［2］朱文飞．分析土木工程施工中的边坡支护技术［J］．低碳世界，2016(15):173－174．

［3］王怀理．土木工程边坡支护技术探微［J］．建材与装饰，2016(03):29－30．

篇（4）

要保证建筑土木工程能够顺利地进行，施工单位必须合理地运用基坑支护技术，此外，基坑支护技术的合理应用也可以扩展和优化建筑的地下空间，为工程的后续进行奠定了良好的基础。

1.基坑支护施工技术简析

基坑支护施工技术包括了诸多方面的内容，以下从技术应用目标、技术应用前提、技术应用要点、地下连续墙技术等方面出发，对于基坑支护施工技术进行了分析。

1.1技术应用目标

基坑支护施工技术应用的主要目标在于让土木工程的地下空间具有更强的稳定性。基坑支护技术大多数情况下是指在基坑工程施工中为了能够保证施工安全来对于基坑侧壁和周边环境采用的支挡、加固与保护措施。由于基坑支护技术是随着基坑工程的广泛应用而产生和发展起来的，因此这使得其具有了能够给高层建筑和地下建筑工程的快速稳定发展，在这一过程中基坑工程也得到了快速的发展和广泛的利用。举例来说，地下车库和地下超市等建筑的运营，都需要高强度基坑工程的支持。因此这实际上就代表了基坑工程的应用有效缓解了城市的空间压力，在这一过程中还能够为高层建筑的稳定和使用安全提供了良好的基础支撑。与此同时，工作人员为了确保基坑工程的顺利施工，还应当清醒的认识到基坑支护技术是随着基坑工程的发展而发展起来的，因此可以认为工程和技术两者之间是相互影响并且密不可分的。

1.2技术应用前提

基坑支o施工技术应用的前提需要具有良好的技术性价比。众所周知钢板桩支护钢板桩支护是当前应用最为广泛的深基坑支护技术，并且这一技术本身也是应用模式最为基础的技术之一，这同时也代表着这一具有经济合理并且应用广泛等优越性。但是在该技术的应用过程中工作人员爷应当认识到这一技术的应用也受到了一定程度的技术限制。例如这一技术的应用只能够在开挖深度在3-7m的基坑工程中应用，这实际上爷使得建筑土木工程的整体高度受到了或多或少的约束。在这一过程中需要注意的是，内支撑和锚杆从目前的支护结构来看主要包括钢筋混凝土结构和钢结构两种，因此工作人员可以通过液压千斤顶向其施加预应力来进一步的将挡墙变形量控制在允许范围内。在这一过程中需要注意的是，由于钢筋混凝土结构是近几年才发展起来的，因此这导致了这一结构本身具有刚度大、变形小等特点，所以技术应用的关键在于有效的对于挡墙变形和周围地面变性等方面进行控制。

1.3技术应用要点

基坑支护施工技术应用的要点在于提升施工水平和技术水平。技术人员在技术应用的过程中应当理解到其需要和城市化进程的不断加快的形势相符合，从而能够在此基础上使得高层建筑工程的数量不断增加。其次，工作人员做好基坑支护工作不仅仅会关系到工程施工的进度和安全，并且还会关系到整个建筑工程的施工质量。因此这意味着施工人员在施工过程中还应当努力的提高基坑支护施工的技术水平。与此同时，在进行技术管理的过程中相关管理人员应该充分重视起来并且对于基坑支护技术进行合理选择和有效管理，从而能够在此基础上确保工程施工的顺利进行。

1.4地下连续墙技术

地下连续墙技术的应用对于基坑支护施工技术的影响是深远的。施工人员在地下连续墙技术的应用过程中首先应当优先将其应用于城市地铁、隧道、挡土墙、房屋地下室等领域中去，这代表着这一技术和这种类型的建筑土木工程有着良好的适应性。其次，施工人员在地下连续墙技术的应用过程中还应当用结合相应的工程实例，并且在此基础上对于基坑支护技术在建筑土木工程中的应用情况进行分析和讨论，最终可以促进地下连续墙技术得到更加广泛的应用。

2.建筑土木工程中基坑支护施工技术应用

建筑土木工程中基坑支护施工技术的应用是一项系统性的工作，以下从工程具体情况、地质条件勘察、合理判断静压压力、控制混凝土浇筑时间等方面出发，对于建筑土木工程中基坑支护施工技术的合理应用进行了分析。

2.1工程具体情况

建筑土木工程中基坑支护施工技术的应用需要以工程实例来进行说明。以河北省某城市的汇景花园工程为例子来进行说明，该工程的总建筑面积20112m2。占地面积2712m2，建筑高度十二层40m。地下车库1层，整体的基坑深度达到5m，电梯井为8m。其次，该土木建筑工程由于离周边河流并不是非常远，因此所造成了地下水位高度较多。因此这意味着施工企业在基坑工程施工中为了能够切实的保证施工安全则需要灵魂的采取相应的基坑支护措施。与此同时，施工企业在根据工程具体情况来制定地质勘察报告结果，并且以此为基础来选择支护方案时应当优先采用静压混凝土预制桩支护方案，从而能够更加符合当地的水文地质情况。

2.2地质条件勘察

建筑土木工程中基坑支护施工技术的应用需要着眼于地质条件的合理勘察。工作人员在地质条件勘察的过程重首先应当对于当地地质属河流侵蚀和冲积平原地貌的情况有着足够的了解，通常来说这种类型的场地较为平缓，因此代表着建筑完工后周边的交通相对便利。其次，工程的单次勘察深度范围内的地层分布，并且根据其成因成分及物理力学性质自上而下分为7层，然后根据勘察也可以发现拟建场地内的地下水类型为潜水。与此同时，工作人员在进行地质勘察时还通过检测发现了各钻孔的地下水稳定水位高程在在15m左右，完善的勘察工作为后续的施工技术应用奠定了坚实的基础。

2.3合理判断静压压力

建筑土木工程中基坑支护施工技术的应用关键在于合理的判断静压压力。技术人员在合理判断静压压力的过程中首先应当合理的对于静压管桩进行施工时，在这一过程中施工人员可以采取液压人桩的施工方法，然后在分步骤的进行测量定位、桩机就位、静压沉桩、桩质量检验等工作。其次，技术人员在合理判断静压压力的过程中还应当根据土质的不同来对于其静压压力进行合理判断。与此同时，技术人员在合理判断静压压力的过程中还应当清醒的认识到施工中桩的终止压力其实并不等于单桩的极限承载力，因此这代表着其与极限数值还存在一定的差距。因此如果工作人员想要通过静载对比试验来确定桩体的承载系数，则需要利用承载系数来确定桩的终止压力，最终能够有效的保证桩基的施工质量。

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中图分类号：V552+.4 文献标识码：A 文章编号：

现在随着大家的知识面不断的增长，对于土建工程项目相关知识也在不断的增加，有关土建方面的认识也在我不断地增强，对土建工程的施工进行了严格的质量控制。在土建工程的整体工作项目中, 质量控制是至关重要的，包括质量控制、质量保证和技术要点的改进。

1 土建施工过程中的现浇楼板裂缝防治

1.1 板内增加配筋量，提高混凝土抗拉伸强度

现浇楼板裂缝的发生原因较多，在构造技术处理上要增加板内配筋，提高混凝土极限抗拉伸能力。在征得原结构设计人同意条件下，根据以前板配筋裂缝的实际，对容易产生裂缝的现浇钢筋混凝土板适当增加配筋量，以提高混凝土的极限抗拉伸强度。具体做法是：

（1）对外墙转角处的房间和跨度大于4m 的楼板，内配筋应设置双层双向钢筋，转角处网片筋的间距在100mm 以内，楼极面层筋间距不大于150mm，网片筋直径大于Φ10。

（2）在外墙转角部位要增加辐射筋，配置范围应大于板跨的1/3，配筋直径大于板筋但布设间距以100mm 为宜。

1.2 调整混凝土配合比，控制混凝土的干缩裂缝

（1）工程施工过程中，配制混凝土应尽量选择采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥拌制，严格限制多和料的比例和质量；粉煤灰掺量小于水泥用量的15%，细度达到Ⅱ级灰标准。

（2） 混凝土细骨料用砂必须采用中砂，不允许用细砂拌制混凝土；控制坍落度用水量是关键，水灰比一般不大于0.5；高层和多层建筑的泵送混凝土坍落度小于15m，一般现场拌制混凝土的坍落度小于5m。

（3）在施工条件允许时，可在混凝土中增加聚丙烯纤维材料或钢纤维材料抗裂。

1.3 适当增加板厚度，提高刚度和抗裂

（1） 现在较多现浇板厚只有100mm 左右，过于偏薄的楼板刚度小，混凝土钢筋保护层厚度难控制，短期内混凝土的碳化会造成板筋腐蚀，使板承载力下降。

（2） 据介绍现浇板厚度增加至140mm以上时，板面混凝土的裂缝将会减少，钢筋保护层厚度也容易控制；无论是任何混凝土构件，没有足够的厚度，其强度、刚度也难以保证。

1.4 加强施工过程的质量监控

（1） 熟悉施工图，严格按图施工，楼板钢筋的设置与排列、保护层的厚度要符合施工规范及图纸要求。浇筑混凝土时特别注意保护钢筋，要派专人保护钢筋防止操作人员直接踩踏上层负筋。

（2）预拌混凝土要对送料车逐一检查混凝土的坍落度，不允许不符合坍落度主要求的混凝土用于楼板；自拌混凝土按要求有施工技术人员在搅拌现场控制外，监理人员旁站监理将更进一步控制拌和全过程质量。同时，在施工振捣时严禁在混凝土中任意加水。

（3） 混凝土浇筑必须保证楼板的设计厚度，振捣后用2m 直尺刮平；如水灰比过大表面泌水应及时排出或吸干，不允许表面泌水任意向较低处流淌或用干水泥洒在水上再抹压。

（4） 楼板中敷设的管线应埋设在两层筋的中间；管线交叉处要用接线盒连接，避免管线交叉重叠影响楼板有限的截面厚度，要采取在敷设管线下部加铺宽度400mm 的钢丝网片作为补强措施。

（5） 现浇板的底模必须稳定牢固，具有足够的刚度来承担施工的各种动静荷载；混凝土浇筑抹压后应按常规要求进行保护和养护，这项看似简单实际极重要的工作必须加强。养护要根据不同气温采取不同的养护方法，气温高、风速大的环境及时洒水保湿养护，而进入低温季节则要覆盖保温蓄热养护。

2 屋面防水控制措施

2.1 确保屋面板施工质量

现在屋面板采用预制板的较少，绝大多数采用现浇混凝土屋面。现浇钢筋混凝土屋面板对钢筋保护层厚度控制是很重要的；浇筑混凝土时要派专人跟班调绑钢筋，防止踩踏钢筋移位及变形；屋面板混凝土的浇筑必须连续进行，不允许中途停留在接槎处形成冷缝；振捣有序不漏振、不露筋、无蜂窝、麻面等；混凝土板面用滚筒碾压不少于两遍，提浆后用铁抹子抹压不少于两遍，在表面发自时立即覆盖保护材料，养护时间不少于7 昼夜。

2.2 做好找平层

屋面板上的找平度，都采用水泥砂浆抹找平，施工必须保证其强度、防起砂、起壳及空鼓，抹压平整坚实，平整度小于5mm，砂浆强度不低于M10；找平前必须对屋面基层彻底清理并浇水湿润刷素浆，现场拌制的水泥砂浆材料要计量配合比，抹灰工序同地面抹灰一样进行，不允许简化工序违规施工。

2.3 高出屋面结构处理

对高出屋面的通风管、机房、水箱、女儿墙根部与屋面交接处的处理，按设计及规范要求抹成长度不小于100mm 弧形；所有的排水口处均应用防水砂浆打底抹成盘子状连接管头。

2.4 保温层施工质量控制

保温层施工质量会影响保温性能和防水效果，含水量过大的保温材料会造成防水层起鼓破坏而失去防水作用。为此，在做保温层前必须在找平层上砌分仓处理，分仓砌在梁或隔墙的部位，间距4~6m；保温层分仓施工，在分仓隔墙上留伸缩缝及排气孔。保温材料在一些地区全部采用膨胀珍珠岩干粉，但含水率不好控制，如果预制成珍珠岩板块铺设，其施工速度和含水率会得到保证。最好选择聚氨酶泡沫板块或聚苯乙烯泡沫板，其保温防水性能好。

2.5 细石混凝土整浇层

保温层上按设计及规范要求应现浇30~40mm厚的整浇混凝土层。整浇层与保温层之间的分仓缝位置重合，为预防整浇时细石混凝土渺浆堵塞下层分格缝，应在缝上铺200mm 宽的SBS 防水卷材。整浇混凝土在克拉玛依地区的屋面中不配置钢筋，但配置钢筋时应在面层混凝土以下15mm 为宜，在分格缝处应断开。浇筑混凝土时要派钢筋工监护钢筋，防止位移和踩踏。整浇层混凝土的平整度不能超过4mm，分仓缝处用防水胶泥嵌填密封，防止进水。

2.6 防水层施工质量要求

防水层施工材料按设计要求使用，不论选择防水卷材还是防水涂料，均必须具备产品的生产许可证、出厂合格证和试验报告合格证件，并报经现场监理工程师认可后，在抽取样品复检合格的前提下才准许用于工程。防水层施工前对屋面整体进行检查，尤其是对屋面的细部构造处更要逐一验收，确保表面平整干燥（含水率小于8%），高出屋面结构处抹成弧形。对采用不同的防水材料施工，选择相适应的规范标准进行检查和验收。但在天沟、泛水、雨水集中排出口或檐口处的重要部位要先铺设附加层或增加涂刷厚度，附加层宽度不小于300mm 两层、涂刷不少于三遍。防水层施工后要进行检查验收，不准在上堆放重物或拌制砂浆，也不再焊接管线或安装饰灯、避雷带等作业，防止损伤防水层。

3 厨卫间防渗漏措施

3.1 土建施工的质量控制

（1） 厨卫间是家庭用水的集中点，作为预防渗漏的主要措施，在分隔墙底部统一浇混凝土导墙，高度大于150mm 同板一同浇成整体，宽度可同隔墙厚。

（2） 楼面施工时找出1%流向地漏的坡度，地面抹成后泼水试验；卫生间的冲淋处及浴缸地面与墙面的基层要涂刷聚氨酶防水涂料或贴SBS 防水卷材。

（3） 特别重视处理好室内管道预留洞口的二次修补工作，专门组织人员用专用材料修补，管道与预留套管之间的空隙多采用石棉水泥填嵌密封；楼板上的预留洞口要采用较原板高一级的细石混凝土分层填补，并注意小部位混凝土的养护。对厨卫间地面预留洞口管线安装后的修补检查，要盛水超过12h 在底部观察，不渗漏者为合格，不通过试漏检查监理人员应拒绝签字验收认可。

3.2 管道安装质量控制

（1） 所有的预留洞口是由土建施工时配合安装人员留设的，凡是穿越楼板与墙体的管线都必须加设套管，套管应高出结构表面20mm。

（2）建筑安装严格检查进场管材、配件及设备的质量，采购的所有材料必须有产品出厂合格证、质量保证书及试验报告，并报经监理工程师确认后才准用于安装。

（3）安装的每道工序必须经过验收才准进行下道工序，不得隐蔽上道工序；如采用镀铸钢管时，焊接管直径必须＞25mm 才准许焊接，直径＜25mm 时采取丝扣连接；给水管道安装后要进行压力试验，试验压力为设计工作压力的1.5 倍；排水管道安装后要进行通球试验；卫生洁具及其他洗涤设备安装后要进行贮水试验，并对各种开关、阀门做严密性和灵活性检查。

4 结束语

篇（6）

弹性力学是高等学校土木水利等专业的一门理论性与应用性都很强的基础课程，目前各高校很多学科根据本专业本科教育培养目标，实现宽口径、厚基础的教学基本要求，减少课时和精简内容。另外，土木类专业所面临的现代工程结构设计问题大多为非杆系的复杂结构体系，所以许多高等院校要求开设弹性力学和有限元课程，其目的是加强土木类本科生对复杂结构数值分析能力的培养，以提高他们从事科学研究和现代结构设计的能力。然而学生普遍认为弹性力学解决实际工程的能力远不如材料力学和结构力学，而且弹性力学理论抽象，数学推导麻烦，课程枯燥乏味，提不起学习兴趣。因此在现有的学时下如何保证教学的基本要求和基本内容，用什么方法和手段达到既增大信息量，减少教学时数，又能强化学生能力的培养，成为弹性力学教学中需要关注的问题。

一、高校弹性力学教学现状

为了提高结构力学和弹性力学的相关教学水平和研究成果，教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会结构力学及弹性力学课程教学指导小组定期召开工作会议，2006年工作会议在武汉理工大学召开，2009年工作会议在成都西南交通大学举行，2014年10月工作会议在北京工业大学举行，各高校在每次会议中都对弹性力学的教学进行了教学改革成果和经验交流，对教学实践、课程建设和资源积累等问题进行了研讨。北京工业大学在弹性力学的教学中也进行了很多研究和改革，北京工业大学弹性力学课程的设置和教学与国内其他高校具有类似特点与问题。2006年之前弹性力学作为土木工程本科专业的必修或必选课，学时一般为40学时左右，使用教材以徐芝纶《弹性力学简明教程》为主要教学参考书。在2007版本科教学改革之后，弹性力学在土木工程专业本科中仍然设置为学科基础必修课，但学时改为16学时，考试时采用闭卷考试，对学生学习要求较高，较多学生仍然认为太偏重于理论，理论抽象，数学推导烦琐难以理解，并且其解决实际工程的能力远不如结构力学。在2012版教学计划后，课程性质以及学时都没变，但考试时采用开卷考试，对学生的公式推导要求降低。改为16学时时，教师和学生的感觉都是时间太紧张，学习压力大，所以在刚完成的2015版土木工程本科教学计划中，弹性力学进行了很多变化，首先课程性质发生了改变，由学科基础必修课改为学科基础选修课，让学生有选择的空间，其次学时增加为24学时，让选修弹性力学的同学能真正学习到弹性力学的主要内容。所以目前在现有的学时下，如何保证教学的基本要求和基本内容，用什么方法和手段达到既增大信息量，减少教学时数，又能强化学生能力的培养，成为教学中关注的问题，由此也产生了弹性力学教学内容多和学时少的矛盾。许多高校和研究者在弹性力学课程教学和研究上进行了教学改革，取得了较多有益成果，尽管如此，土木工程专业弹性力学课程在以下几方面尚有待研究与改革：（1）教学对象上，弹性力学通常主要在工程力学专业开设，需要充分考虑结合土木工程专业的特点。（2）教学思路上，仍然偏向工程力学方法，在内容选择上较偏向数学，主要是理论上的教学，对理论分析和数值分析结合对比方面缺少。（3）讲课内容中未能充分引入弹性力学领域的最新进展，尤其是与土木工程结构相关进展，因此在弹性力学课程的教学方式、教学内容、考试形式等方面需要进行一些思考和探讨，对弹性力学教学中的普遍与特殊问题进行研究与实践，将促进学校土木工程学科力学教学的发展。

二、尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平

根据高等院校土木类专业本科指导性专业规范以及2015版培养方案规定的学时，需要考虑在既有学时下，使学生的理论水平能达到当今土木类专业的培养要求。

1.重点突出弹性力学分析思路和概念。

在教学中，在分析思路上，一般重点讲授弹性力学平面问题的相关问题，并且对弹性力学平面问题基本理论采取精讲的形式，对空间问题基本理论采取和平面问题基本理论相对比方法进行讲解。如果根据实际，直接从实际工程的三维问题，再到讲授二维问题可能更符合思维过程以及实际工程问题，使得思路更加自然，并且能节省教学课时。另外，在讲授方法思路中应突出思路、概念与结论。如弹性力学中的概念问题：弹性力学中应力的方向以及正负号的定义，平面应力问题和平面应变问题的区分，应力边界条件和位移边界条件的确定方法，处理局部边界条件的圣维南原理，等等，这些都是讲述平面问题基本理论中要熟练掌握的概念。

2.结合具体土木工程实例教学，附加一些分析程序和工具的介绍，拓宽学生分析方面的应用能力。

在介绍分析思路时，需要结合有实际工程背景的工程算例来分析，这样可以明确学习目的，激发学生的学习动力。在理论分析完成后，还可以介绍相应的数值分析方法，介绍Matlab计算程序或有限元分析工具，对理论分析过程数值化，让学生自己操作计算，分析结果。最后由于土木工程专业学生在实际工作中需要学会运用，可以结合一些设计规范进行学习，如：公路隧道设计规范（JTGD70-2004）建议采用弹性力学数值方法—有限元法计算围岩的隧道支护结构内力和变形等，通过在理论分析结果和数值分析对比的同时，还可以通过规范要求进行验算。

三、根据当今土木类本科生的培养要求，编写适合土木工程专业学生使用的教材

就目前而言，对于土木类本科生的弹性力学课程，各高等院校所安排的教学内容、教学时数及选用的教材均存有不同。换言之，对教学内容、教学时数及教材均没有统一的指定，仍处在各高校教师根据自己的教学经验进行不断地探索与总结。目前已出版的弹性力学教材有很多种，所使用的教材一般为《弹性力学简明教程》，徐芝仑编，高等教育出版社出版。这本教材所涵盖的内容较多、较全面，也比较深刻，对概念思路的解释较为简洁，但仍然有需要改进之处：（1）基本上从平面问题到空间问题最后到板壳一些特殊问题，分析讲解思路可以变化，让学生更快更容易的理解。（2）理论讲解较多，实际土木工程案例的分析较少。（3）理论推导比较多，数值分析对比较少，数值分析工具的应用较少等，另外学生学习的课余指导用书比较少。为此，编写更加适合土木工程专业的教材以及教材指导用书是有必要的。

四、改革单一的板书教学模式，研制《弹性力学》的CAI电子教案

作为一门强调理论与应用的课程，仅以单一的板书教学模式明显不足。例如，本课程中复杂的理论推导数学演示，这些均可通过CAI电子教案的教学来表述。此项教改工作的目的是在教学时数不足的情况下，就如何实现课堂教学气氛活跃、高效率地完成教学内容、突出理论联系实际等方面而为之。根据本课程教学大纲中教学内容的要求及依据更加丰富的教材，可以编制本门课程的CAI电子教案。在实际教学中，采用多媒体与板书相结合的教学模式，预期可以达到较好的教学效果，授课学生能给出较好的评价。另外，课内教学是本课程的主要任务。但由于本门课程在土木专业上的应用性较强，学生的课程设计、毕业设计均会遇到实际结构问题的数值分析，对此需要课外指导，因此建立教师学生互动平台和窗口也是有必要的。

五、结语

为了提高土木工程专业弹性力学课程教学质量和效果，本文分析了土木工程专业弹性力学课程的教学相关问题，并探索了土木工程专业弹性力学课程的教学改进方法。1.尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平，使学生的理论分析水平达到当今土木类专业的培养要求。2.根据当今土木类本科生的培养要求，编写适合土木工程专业学生使用的教材。3.改革单一的板书教学模式，研制《弹性力学》的CAI电子教案，并建立教师互动平台和窗口。

参考文献：

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[5]杨桂通.弹性力学[M].北京：高等教育出版社，1998.

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[9]周全太.土木工程专业弹性力学课程教学的若干思考[J].无锡教育学院学报，2005，25（2）：73-76.

篇（7）

1、引言

土木工程是建造各类工程设施的相关科学技术统称。它是一门与人类生活息息相关的的应用型学科，经过上百年的发展历程而成熟起来。随着世界经济的快速发展和社会的不断进步，现代土木工程学科又进入了一个新的发展阶段，如工程结构越来越大型化、复杂化，超高层建筑、特大型桥梁、巨型大坝、复杂的地铁系统不断涌现，既需要满足人们的生活需求，同时也演变为社会实力的象征。这就为土木工程专业学科的人才培养带来了新的挑战。近年来，我国各大高校都在积极探索土木工程专业的教育教学改革之路，从专业培养目标、课程体系设置、师资队伍建设和人才实践等各个环节进行摸索，力图实现本专业与现实需求的有机结合。

2、传统教学方式与现代技术的特点分析

众所周知，力学分析与求解是土木工程专业的理论基础知识，在本科教学中一直占有十分重要的地位，其教学目标是让学生理解和掌握土木工程结构力学体系，利用基础理论知识分析结构的组成、受力及变形等，从而对复杂的实际结构问题展开力学特性分析。长期以来，这部分内容的传统教学方式主要为教师讲授、推导理论再辅以力学实验，学生则基于相关的课后习题进行手工计算予以解答。这样的传统教学方法优点在于能够讲解基本原理和计算方法，使得学生对各种土木工程结构的受力特点有清楚的认识，并进行力学分析、受力图绘制以及掌握结构工程分析的基本方法和步骤，但它的缺点在于学生难以灵活运用所学知识解决实际问题，尤其是针对较复杂的工程结构，依靠手工力学求解几乎不可能实现，造成理论与实践应用的脱节。随着社会信息化程度越来越高，计算机技术的应用突飞猛进，利用计算机数值模拟来解决复杂的工程问题显得越发重要且普遍。数值模拟技术能够节省手工计算时间，灵活度较高，总体上来说比手工计算更为简洁和精确，尤其对大型工程结构而言，优势更为突出。

3、毕业设计改革要点

综上可知，在土木工程本科生毕业设计中，传统手工力学分析和现代计算机数值计算手段应当有效结合、并重。通过科学合理的毕业设计选题，使得学生能够较好地实现理论与实际相结合，具备手工计算和数值计算软件应用的能力。

1）毕业设计选题原则

毕业设计是一个综合性较强的实践教学环节，它的选题工作就需要综合考虑多个方面的因素。宏观上，要考虑到大多数学生毕业后将从事生产一线工作，故应该尽量体现较强的实践性，最好能够结合实际工程来进行命题，这样既可以调动学生的积极性，主动思考主动创新，又可以理论联系实际，甚至让学生到工程现场进行参观学习，参考工程项目的实际功能需求来进行设计计算。微观上，为了能够在毕业设计中将手工计算与计算机数值计算有机结合起来，既要充分考虑手工计算的特点和可能性，选择合理的结构形式和布局，能够提取工程简化模型，采用结构力学手段进行手工分析，又要考虑计算机数值模拟的必要性，即不能选择过于简单的结构形式和单一的受力条件，无法代表或满足实际工程项目的功能要求及受力状态。一般地，结合当地施工单位或设计院所在建或已建实际工程项目进行选题，可以较好地保证结构形式的合理性，避免虚拟课题可能存在的过度复杂化和不切实际。

2）毕业设计与学科课程设置契合

篇（8）

作者：郑鑫，杨光，葛建锐

中图分类号：G642.3文献标识码：A文章编号：1002-4107（2013）08-0040-02

随着经济与社会的高速发展，对复合型高素质人才的需求越来越大。面对这种现状，培养具有跨学科、交叉学科学习背景的复合型人才，是当下研究生教育需要认真解决的问题，也是未来培养创新型研究生的必经之路，更是研究生教育教学改革的主要方向。要想达到这种要求，合理设置交叉学科的课程体系是成功的关键。

一、构建交叉学科课程体系的意义

（一）构建交叉学科课程体系是培养创新型人才的基础保障

交叉学科设置课程可以帮助研究生夯实数、理、化基础、计算机应用和程序设计技术等基本知识，为参与交叉学科项目研究提供基础保障。在国内，北京大学于2006年成立“前沿交叉学科研究院”，该研究院下设有理论生物学中心（CenterforTheoreticalBiology，CTB）。CTB的课程由4门必修课程、13门专业选修课程、20门专业限选课程、15门跨专业选修课程和8门跨专业限选课程组成。研究生必须根据不同的专业背景进行课程学习，50%为跨学科专业课程[1]。在国外，美国威斯康辛大学麦迪逊分校（theUniversityofWisconsin-Madison，简称UWM）于1998年发起了一项大学/州伙伴关系创新性计划（ClusterHiringInitiative，简称CHI）[2]。在教学上，CHI中几乎每个研究集群都开发了新的课程，一些研究集群甚至已开发出新的跨学科计划[3]。

（二）构建交叉学科课程体系是增强研究生创新能力的有效手段

交叉学科的课程体系，会结合跨学科课题所涉及的知识面的宽度及学科的前沿性调整研究生教学的选课及授课内容。交叉学科的课程体系一般涵盖不同学科的基础必修课程、选修课及相关方向的补修课。一个人具备了广博的知识才能从整体上把握知识间的纵横关系，充分发挥知识间的相互启发、相互促进的作用[4]。因此，如何构建合理的交叉学科课程体系是研究生增强创新能力的有效手段。

（三）构建交叉学科课程体系是培养研究生学术兴趣的必要途径

交叉学科一般涉及学科的多个领域，通过对多学科课程内容的整合，课程的精彩程度和趣味性会有很大提高。研究生在交叉学科领域学习过程中，会结合自身的长处、特点，在交叉学科领域的课题研究中找到落脚点，有利于发挥学生的主观能动性，有益于开发学生的探索精神，有利于激发学生的创新动力。

二、当前跨学科课程体系的弊端

（一）课程体系固化，以专业为主

从高校研究生培养计划可以看出，研究生的课程受专业限制很大，这就导致本专业研究生与跨专业研究生几乎没有什么区别，个体差异关注不够，课程内容前沿性、综合性不够，交叉学科课程、综合性课程较少[5]。

（二）跨学科人才培养中，研究生课程体系构建导师起主导作用

首先，由于理工类研究生大多是在各自导师的指导下进行个别培养，受导师自身专业背景的局限与依赖，各学科之间存在着较大跨度等原因，致使学生很难进行跨学科研究[6]。其次，当前的研究生培养模式中，导师的课题方向决定研究生的选课方向。

（三）院系设置以学科为主导，不利于跨学科课程整合

目前，我国高校主要以学科为主导设置院系，而以跨学科设置院系的高校较少。现有院系设置不利于不同学科之间的沟通与交流，不利于不同专业之间的课程整合。这样的局面势必会影响学生对知识的追求热情，势必会影响学生的科研积极性，势必会影响学生的创新欲望。

三、农业工程与土木工程跨学科课程体系的构建

前面系统地讨论了建立跨学科培养研究生课程体系的意义及目前存在的弊端，现结合黑龙江八一农垦大学工程学院农业工程与土木工程两个学科的实际，对北方寒区农业水利工程与水利资源利用和设施农业结构防灾减灾两个方向进行跨学科课程体系分析。在确立课程体系时我们设计了《农业工程和土木工程跨学科培养研究生课程体系建设调查问卷》。在制作调查问卷设计时，我们充分考虑两个交叉专业可能出现的课程共通性，尽可能设计更多的课程，力求使交叉学科的研究生具有宽泛的理论基础，使交叉学科的研究生所学到的知识适应两个专业发展的需要。

（一）调查问卷统计

本次发放调查问卷的对象是黑龙江八一农垦大学工程学院的在职教师，共收到23份有效问卷。参与问卷调查的教师年龄集中在28―38岁和38岁以上两个年龄区间，具有硕士研究生以上学历的占95.65%，具有副教授职称和教授职称的总和占65.20%，问卷填写教师的任职专业主要集中在机械设计制造及其自动化专业，农业机械化及其自动化专业和土木工程专业，其他专业总和低于10%。

（二）交叉学科课程体系分析

1.北方寒区农业水利工程与水利资源利用方向。交叉学科研究生培养方案要求学术型研究生所修学分总数大于等于30学分，扣除英语、中国特色社会主义理论与实践研究及自然辩证法概论等必修课外，交叉学科研究生必须选修不少于五门的基础必修课，其中数值分析是学位必修课，还需要选修4门基础必修课。基础必修课的数据统计结果如下：在备选的15门课程中，数值分析得票最高23票，土壤水文过程模拟得票最少仅为8票。考虑到交叉学科研究内容的宽泛性，结合统计结果，去掉土壤水文过程模拟、土壤物理化学、喷微灌理论与技术三门课程。这样在北方寒区农业水利工程与水利资源利用方向就剩下12门课在基础必修课模块内供交叉学科研究生选修。课程名称如下：数值分析、数学物理方程、土壤水动力学、水工建筑物健康监测与检测、节水灌溉工程学、计算流体力学、水土资源规划与评价、高等水工建筑物、新型建筑材料及其应用、灌溉原理与技术、地下水资源评价理论与方法、流体仿真与软件应用。研究生培养方案要求在选修课模块所修学分大于等于10学分，而每门课的学分分配是1.5或2学分。结合统计结果，选修课模块去除土壤学与肥料学及环境水利学两门课，保留其余12门得票较多的课程供交叉学科研究生选修。课程名称如下：水生态工程学、粘性流体动力学、弹塑性力学、生态水文学、现代环境监测与控制、环境水动力学、土壤学与农作物学、水工钢结构、水工混凝土、水文学与水利计算、农田水利学水力学。

篇（9）

作者简介：张玉（1985-），男，山东青岛人，中国石油大学（华东）储建学院，讲师；俞然刚（1966-），男，山东青岛人，中国石油大学（华东）储建学院，教授。（山东 青岛 266580）

基金项目：本文系山东省重点教学改革项目（项目编号：2012017）的研究成果。

中图分类号：G642.421 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）31-0079-03

力学分析、求解是土木工程专业的理论基础知识，在土木工程教学中的地位尤为重要。教学过程中如何让学生理解土木工程结构的力学体系，灵活运用基础理论知识分析结构的组成、受力及变形特点，并对实际复杂结构开展力学特性分析是当前学习的难点和重点问题。传统的教学方式中教师主要以板书讲解和力学试验演示为主，学生则基于相应的习题采用手工计算的方法予以求解，其弊端在于教学形式单一，教学内容枯燥，学生易产生视觉疲劳感，进而失去学习兴趣，学习效率亦降低。[1]此外，传统的教学方法虽能够讲解基本原理和计算方法，但学生很难灵活运用所学知识解决实际问题，尤其针对复杂度较高的工程结构，手工力学求解几乎不可能实现，造成理论与实践应用的脱节。随着社会信息化程度越来越高，计算机技术的应用突飞猛进，在土木工程教学体系改革中，基于数值仿真（Numerical Simulation）技术对典型土木结构的应力、应变进行分析，并采用图表、图形、动画等方式将结果直观呈现，得到了愈发普遍的应用，此方法不但激发了学生学习的兴趣，促进了教学进步，亦提供了良好的理论联系实际的平台。[2，3]数值仿真技术能节省手工计算时间，且比手工计算更为精确、简洁，具有实用性强、灵活度高、修改方便等优点，尤其针对大型结构工程，优势更为突出，进而导致手工计算愈发减少，在工程分析中的地位愈发降低。

虽然仿真计算的优点显而易见，但就土木工程力学分析过程而言，手工计算仍占有重要的意义。手工计算分析无需设备，不受环境、地点影响，且优秀的力学分析图亦可作为艺术品进行欣赏。此外，通过手工计算求解，学生可掌握各种土木工程结构的力学分析方法、受力图绘制、数学求解技能，以及开展结构工程分析的基本方法和步骤，进而夯实和加深对力学基本理论的认知程度，为解决实际工程问题奠定基础。故仿真软件不能完全替代手工力学分析，两者应有效结合、并重。实际工程设计中，设计人员初期并不能对复杂结构的力学状态进行掌控，此时需要将简单结构开展手工计算，勾画力学分析图，基于此对整体有部分掌握，进而借助相关仿真软件开展详细的数值分析。因此，对土木工程专业学生而言，手工计算和仿真软件的应用均为必备的能力，教学过程中两者相互补充、相互结合亦是授课的主要内容。

一、手工计算的特点与应用

手工计算首先应提取工程简化模型，以杆系结构为例，需采用结构力学手段进行手工分析。内力和位移作为工程结构研究的重点物理量，各种力学求解方法均以此为基础，形成了土木工程分析中常用的“力法”和“位移法”。对两种方法手工计算基本原理阐述的基础上，对实际桁架结构内力开展计算分析，由此归纳总结出一般计算步骤。

1.力法

力法比较符合人们惯常的思维方式，是求解力的方程的传统方法，策略为“先削弱后修复”，即先解除某些约束，将结构修改为静定结构，再构建力学方程来求解约束力，恢复结构的约束性态。基本方程本质上为位移方程，依靠结构变形、位移协调的几何条件列出，位移则依据基本结构内力由虚功原理得到。[4]

2.位移法

位移法是以位移为基本未知量的求解方法。长期以来，人们对位移的关注远落后于内力，已有各种结构设计规范均以强度设计为主，进而探讨内力设计；而刚度设计的计算工作量和重视程度被视为次要的。“位移法”计算策略为“先加强后修复”，即让结构所有节点完全固定，使其成为无关联的单跨超静定梁，以达到力矩和剪力的平衡，进而消除在节点处产生的不平衡力和力矩。基本方程本质上为平衡方程，依靠结构在结点处的力或力矩列出。还有一种方法是附加约束上施加外力，认为结构发生与原结构一致的节点位移。相对于“力法”，“位移法”存在两个假定：一是忽略轴力产生的轴向变形的影响，杆件变形前的直线长度与变形后的曲线长度相等；二是弯曲变形微小，并忽略剪切变形的影响，杆件变形后的曲线长度与弦线长度相等。

力法中，基本未知量数目等于结构超静定次数；位移法中，独立的结点位移，基本未知量与结构的超静定次数无关，须加入附加约束得到超静定基本体系，由此认为力法和位移法是相反互补的。从基本未知量看，力法去掉多余约束力，位移法则利用独立的结点位移；从基本体系看，力法是去掉约束，位移法是加约束；从基本方程看，力法是构建位移协调方程，位移法是构建力系平衡方程。近年来，逐步出现的分层法、D值法和反点法的计算公式都是建立在力法和位移法的基础上的。[4]以简单桁架结构为例（图1）对手工计算方法予以说明，进而归纳总结出计算步骤。

综合上述条件，得到，。归纳出手工计算一般步骤为：确定力学模型和结构未知量，绘出基本力学体系；作结构力学分析图及荷载的变形图；得到力学体系方程；解方程，将系数和自由项代入力法方程，求解未知力。

二、数值仿真技术的特点与应用

作为现阶段发展较为完整的土木工程计算方法，仿真技术是以计算机为手段，通过对实际问题建立抽象化模型，结合数值方法获取结构的内力和变形，并采用图像、图表展示相关计算结果，进而解决实际工程和物理问题。[2]土木工程教学过程中涉及到的数值计算方法包括有限单元法、有限差分法、边界元法和离散单元法等，应用较多的仿真软件包括ANSYS、ADNIA、ABAQUS、FLAC和SAP2000等。上述软件和方法的应用已普及于建筑、结构、设备、交通、水利和城市规划等各个土木工程领域，主要应用于工程设计的自动化、施工过程的力学分析和建筑物的短长期稳定性等方面。且已从单体、局部结构的仿真分析向工程整体复杂结构设计、安全仿真发展；从二维、静态的力学机制向动态、三维的实时控制发展。教学过程中仿真计算的引入，不但丰富了教学手段与内容，提高了教学效果，开拓了学生的思维，亦为学生毕业后从事实际工程工作奠定了基础。

仿真技术课程应安排在学生掌握力学基础知识、手工计算技能之后。作为当今土木工程专业学习不可缺少的重要环节，此课程不但有利于加深对传统的抽象力学知识的掌握，亦是以后研究和学习后续专业课程的重要基础。在土木工程教学中的应用实践主要体现在四个方面：结构动力学是结构力学教学的难点，仿真课程可为学生提供直观动力反应分析；材料力学主要研究杆件的强度、刚度和稳定性，而横力弯曲及变形挠度是学习的难点，仿真技术可考虑典型荷载分布因素的影响，得到杆件横力弯曲时挠度的变形图；弹塑性力学是研究各种结构或构件在弹塑性阶段的应力和位移，校核是否满足强度、刚度和稳定性要求，并寻求和改进相关计算方法；数字仿真技术可将复杂三维问题简单化，有效地处理实际工程中遇到的岩土体强度、桩同作用及混凝土静动力开裂等问题。

ABAQUS被认为是功能最强的有限元软件之一，它融结构、传热学、流体、声学、电学以及热固耦合、流固耦合、热电耦合、声固耦合于一体，可以分析复杂的固体力学、结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。[5]利用该软件对上述手工计算的简单桁架结构开展仿真分析（图1），对应力分布和最大变形量予以研究（图3、图4），计算结果与手工分析一致。虽然仿真软件种类繁多，但一般计算步骤类似：构建结构数值模型；模型材料和截面特性设置；设置装配件和计算分析步；施加荷载和边界条件；划分网格开展分析；结果后处理。

三、两者的有效结合和意义

清华大学袁驷[6]教授提出“一个基础，两座大厦”的力学教学体系改革方案，“一个基础”指经典力学理论，“两座大厦”分别指程序力学和定性分析。此方案将基于手工分析的经典力学、仿真计算的程序力学和结果的定性分析三者有机统一，相辅相成。但在当今土木工程教学改革实践过程中，手工分析和仿真计算的结合教学实践并不多见，大多数院校教学过程均仅重视手工分析，容易导致学生对力学在土木工程中的作用认识不清晰，不知道土木工程专业中力学的学习目的，亦不知如何应用力学原理解决实际工程问题；教学中单纯的数值仿真亦会引起学生对前期力学理论知识理解不够，重要知识点认识不清晰，基础薄弱，导致后续专业课程脱节；且实际数值仿真操作过程如遇到程序或参数错误，学生亦无法确定内力图是否正确，更不知道如何手工计算校核。因此，教学过程中，尤其力学理论知识授课完毕后，教师应合理调整授课方案，开展有利于提高教学效果的教学改革，并在实践中加以修改和完善。建议教学方案为基于工程实例，采用手工分析和仿真计算相融合的教学方式，由简至繁、由浅至深地讲授力学计算方法。首先提高学生对力学理论知识的理解和手工计算的熟悉程度，这是后续学习的基础，不容忽视；其次，应用仿真软件进行复杂问题的求解和实际工程的掌控。通过此种综合教学方式，完善了教学方案，实现了授课过程中教案的动态变化，让学生对整个力学求解过程和应用均有了全面的认识，进而开发了学生科学的思维，使学生对课程和今后从事的工作具有全局性的认识和理解，培养了学生用所学知识分析和解决实际问题的能力，亦为教师合理开展后续专业课程教育做准备。

综上所述，土木工程专业教学过程中手工计算和仿真技术的有效结合是激发学生学习兴趣、引导学生自我思考、让学生在有限的学时内掌握力学基本原理和利用所学理论知识解决实际工程问题的良好途径。与此同时，亦推动了教学改革，引领土木工程课程的良性发展。而且目前高校土木专业教师队伍均具有较高的学位和科研综合素质，尤其是专业课程教师基本都具有硕士、博士学位，不但拥有扎实的力学基础修养，亦对仿真软件有较多的接触与应用，为教学过程中两者有效结合提供了保证。以中国石油大学（华东）土木工程专业为例，针对专业课教育，基于青年教师的自身优势，在传统力学教育的基础上，开设了“土木工程分析软件与应用”课程，讲授了ANSYS、ABAQUS、FLAC和SAP2000等仿真软件的操作与应用，取得了良好的教学效果，亦为自主研发针对性和适用性更强的仿真软件提出了挑战。

四、结论

本文研究的手工计算和仿真技术相结合的教学方法，在土木工程专业课程中具有较多的优点和良好的可行性，故教学课程改革过程中应予以推广。且笔者认为土木工程教学改革过程中，不但要注重理论的创新和基础的牢固，亦须兼顾实践的创新与应用，采用多种手段，丰富学习方式，让学生学习基础理论的同时，亦能理解在实际工程中的应用，同时引导后续课程学习和开展相关研究。这与清华大学范钦珊[7]教授提出的课堂教学应坚持“素质教育、工程教育、创新教育”紧密结合，坚持“理论教学和实践教学计算机分析相结合”，坚持相关课程的整合形成系列化完整教学体系，坚持“课内课外结合”的教学理念相一致。

参考文献：

[1]黄忠文，陈敏.面向应用型人才的工程力学系列课程的教学研究[J].教育教学论坛，2011，（24）.

[2]卢玉林，卢滔，王振宇，等.数值仿真技术在建筑力学教学中的应用[J].高等建筑教育，2012，（2）.

[3]李丽君，许英姿.CAE软件在力学教学与实践中的应用[J].实验技术与管理，2010，（10）.

[4]龙驭球，包世华.结构力学[M].北京：高等教育出版社，2007.

篇（10）

    土木工程的发展可大致划分为古代土木工程阶段、 近代土木工程阶段和现代化发展三个阶段. 其中,现代土木工程从 20 世纪中叶发展至今,其显着特征是土木工程相关理论的成熟与发展。

    (一)土木工程信息技术经历了以下三个阶段的历程

    1.科学计算阶段

    这是土木工程信息技术的最初发展阶段,这一阶段信息技术从无到有得到初步发展,并且在运算速度的提高和成本的下降方面取得了较大的突破,开始在各行各业得到应用.这时, 它在土木工程中的应用主要是通过依照一定算法的计算程序和计算机辅助绘图来提高效率和计算精度。

    2.专业软件阶段

    科学技术的迅猛发展,让土木工程信息技术进一步发展到专业软件阶段。这一阶段土木工程信息技术不仅仅是提高效率或者求解以前不能计算的问题。在硬件方面,根据/ 摩尔定律,每18个月芯片的运算能力增加一倍,或相同性能情况下价格下降一半. 同时, 计算机市场上发生的一个巨大变革是个人电脑( PC) 替代了/ 主机+ 终端0模式, 成为市场的主流。目前在全国范围内已经实现了无纸化绘图,在不久的将来也必将实现无纸化设计,并带来信息化施工。

    从20 世纪50年代末开始,以数学规划为代表的最优化方法取得了长足进展.利用计算机和最优化方法,可以在较短的时间内求得一个在给定条件下的优良工程方案.此外, 仿真系统通过将可视化技术与三维动画图形图像显示相结合, 使之能生动、 直观而又逼真的展现土木工程各个施工阶段的三维动态场景。进行此项研究有助于建立全面而高效的工程管理系统,对工程进行总体模拟,进而在宏观上加强对整体工程的综合评价与控制.仿真技术的实质是一种数值模拟技术, 特别适用于一些难以用常规实验模拟解决的问题,如大型破坏试验三峡库区地质体实时滑坡仿真预报等。

    (二)土木工程的发展现状

    目前土木工程研究的对象主要集中在以下几个方面:

    首先是高层建筑的发展进入了一个崭新的阶段, 随着新材料、 新结构、 新工艺、 新施工方法的出现, 特别是自动化程度的不断提高, 人类更有可能从事更大规模的土木工程修建, 高层建筑不仅在数量上越来越多, 而且在高度上也越来越高。中国上海的浦东金茂大厦和上海金融中心高度已经排列在世界前列, 标志着我国在高层建筑方面的水平已经达到世界较前进水平。目前世界上最大的地下街是日本东京八重洲地下街, 建筑面积70km2,最深的地下街是莫斯科切尔坦沃住宅小区地下商业街,深度在100 米左右,我国也已有约20 个城市进行了地铁系统的规划和具体实施阶段, 先后提出了 25 项地铁和轻轨项目, 同时地下空间技术也得到了飞速的发展和提高。目前我国城市地下工程建设主要施工方法有明挖法、 暗挖法、盖挖法、 盾构法、 沉管法、 冻结法及注浆法等, 这些技术已经达到了国际先进水平, 这也为地下空间开发提供了宝贵的经验。

    二、土木工程信息化建设的实施对策

    经过20 多年的努力,目前我国已具备了良好的土木工程信息化基础。 如国内网络基础设施建设取得巨大进步, 建设系统主要的基础网络设施建设也基本完成,积累了进一步运营发展的经验,另外国内一批高科技公司为建设领域提供了高质量的软件;同时我国土木工程产业规模大, 需求强劲,有信息化建设的强大牵引力。鉴于此,笔者以为土木工程信息化的建设仍需在以下几个方面进行努力:

    (一)建立土木工程基于互联网的方案优选制度:

    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。

    (二)土木工程设计信息化

    第二次世界大战之后的科学技术的迅速发展,使得土木工程可以以现代科学技术为依托进一步发展 最重要的建筑材料钢和混凝土都有了较大的发展,强度成倍提高,可靠性,耐久性等其他性能也有了很大改善。合成材料的不断研制,拓宽了施工中可以使用的材料的种类,而且在性能上也较过去的传统材料更为优良,轻质 高强的新材料的应用使得很多过去难以实现的结构成为可能。计算机的数值分析使过去手工难以计算的而被迫简化粗略的计算可以变为较为精确的计算分析。

    (三)土木工程施工信息化

    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等等。

    (四)土木工程招投标信息化

    建设工程招投标管理部门的信息化建设主要应该包括如下几个方面: