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Abstract: Based on the research results of eleven large-scale construction enterprises, this paper analyzes the new situation of civil engineering talents demand in the field of rail transportation. On this basis, it further analyzes and discusses the existing problems in curriculum, quality education and employment guidance and other aspects and corresponding solutions, which can cultivate high-quality composite applied engineering talents adapting to market demand.
關鍵詞:就業形勢;市場調研;土木工程;對策
Key words: employment situation;market research;civil engineering;countermeasures
中圖分類號:G647 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)31-0201-03
0 引言
隨著我國經濟技術數十年的持續快速發展,行業企業等人才市場轉向了面向工程現場或生產一線的應用型人才的需求,對應用型工程人才的能力、知識和文化素養等方面的質量要求標準也發生了很大變化。但是,由于各高校原來人才培養模式的趨同、一所大學里同一個專業人才培養培養模式的同質化問題等,導致了大學畢業生明顯不能滿足企業或人才市場的需要問題。一方面每年從高校有大量畢業生面臨就業難的困難,另一方面用人單位大量的崗位虛位以待,卻苦于找不到能勝任工作崗位的員工。
《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010~2020 年)》提出,“建立高校分類體系實行分類管理,發揮政策指導和資源配置的作用,引導高校合理定位克服同質化傾向,形成各自的辦學理念和風格在不同層次不同領域辦出特色爭創一流。”這就明確給高校的人才培養提出了新的任務。普通本科高校是培養應用型人才的中堅力量,以人才市場為導向,創新與實踐應用型人才培養模式,從而培養出適應我國經濟建設快速發展和現代化建設需要的應用型工程人才,這既是歷史責任,同時也是事關普通地方高校生存和發展的關鍵課題。
1 土木工程專業發展現狀及就業市場分析
近年來國家加大建設投資規模,特別是“十二五期間”土木工程相關專業人才需求量之大是空前的。但是,現在人才市場缺乏高素質多樣化和復合型工程技術和技能型人才成為更需要迫切解決的問題。作者先后走訪了北京、太原、鄭州、濟南、天津等地的11家建筑央企,針對行業發展、就業技能、生涯規劃等問題進行了深入的交流座談,在此基礎上對我國土木工程行業及其人才市場的發展趨勢進行了分析,認為至少具備如下三個方面的特征。
1.1 “走出去”成為土木工程行業發展的大趨勢
近幾年來我國的土木建筑市場形勢發生了重大轉變,一方面房地產市場已經轉入理性的平穩發展時期,另一方面我國“十三五”期間更大規模的鐵路、城市軌道交通等基礎設施更大規模的建設,同時“一帶一路”和“高鐵走出去”的重大經濟發展計劃的得到了大力實施推進和實質性的進展。這些重大轉變,而使土木建筑市場保持了了穩健的發展。企業為自身可持續發展考慮,聯合形成了各大承包商并紛紛走向海外,并把開拓海外市場作為企業可持續發展的中長期規劃。
1.2 眾多企業正在進行的轉型升級為大學畢業生提供了更好的就業機會
針對市場一系列變化,目前絕大多數企業準備或正在進行技術改造與轉型升級,主要體現在核心技術升級、裝備改造、現代化管理改進、新型人才引進等。也意味著這一行業又增加了對人才的渴求,新的行業要求增加了年輕人的機會,當代大學生將是大規模應用國際標準的一批人,面臨更多機遇,更多挑戰。
1.3 企業對人才需求的特點
隨著我國土木建筑設計施工經營及其承包業的國際競爭力的快速發展,和世界經濟全球化的趨勢,新型人才成為企業發展的關鍵。目前我國土木建設行業雖然已經有了很強的技術積累和傳統專業人才的沉淀,但是在土木建筑市場的新發展形勢下,已經出現了既有人才儲備與新的人才需求不適應的問題,對高校提出了多樣化和復合型人才人才培養的需求。比如,現有的大多數工程專業人員外語交流能力很弱,而專職翻譯工程類專業基礎又很薄弱;企業管理專業人才很多,但是真正懂土木工程專業、特別是工程力學的人才少之又少。參與國際工程建設的設計院、施工單位、管理單位均存在不同程度的復合型專業人才缺口。根據調查,近年以地鐵為代表的城市軌道交通工程發展迅速,每年的復合型專業人才缺口就達2~3萬人。為此,企業不得不通過招聘不同專業的人員再投入高成本的培訓來彌補人才的不足。
此外,大部分企業十分重視和需求具有良好的溝通能力和精神面貌等綜合素質高的大學畢業生。因而對于黨員、學生干部實施優先招收的政策,因為相比之下學生黨員和學生干部具備著更優秀和全面的企業所需要的個人素質和條件。在專業技術方面,企業更愿意招收踏實肯干忠實度高的員工,而學生成績并非是唯一的考量標準。可見,加強學生的復合型和綜合素質的培養提高將成為今后大學畢業生的重要人才質量標準和強有力的就業競爭力。
新時期市場的變化使土木工程行業亟需高素質、復合型人才參與并推進企業的技術改造與轉型升級,以適應基礎設施建設與管理的發展新趨勢。同時,開展轉型與升級的企業,尤其是正在走向高新技術企業的,對復合型人才的需求更加渴望,這部分企業還對人才的創新性提出了更高的要求。
2 大學教育教學必要采取的改革措施
2.1 科學調整和優化課程設置
土木工程專業是與社會經濟技術的發展間的關系十分密切,具有很強的時代性和開放性的特點。因此,在我國現代經濟技術的快速發展以及世界經濟全球化的大趨勢下,土木工程行業向技術集成化、信息化、國際化的方向發展,所以要求土木工程行業人才在具備必要的專業基礎知識外,還應該具有廣博或較為全面的多學科學識,具備國際視野和從事國際工程工作基本素質等。但是與此相對應,目前我國高校的畢業生在知識結構和基本能力要素等方面卻都相對滯后。高校在課程設置和人才培養方式方法等方面,都還未能完全適應這種社會發展的需要,人才培養模式也質量標準等都存在與市場脫節的現象。
在走訪調研發現,企業已經對當代土木工程專業的課程提出了明確的新的需求:
①開設土木工程專業英語課程。以我國高鐵建設工程為代表,我國土木工程和土木建筑行業向海外發展已經成為必然趨勢,并正在快速發展。因此,迫切需要土木工程行業人才同時備一定的外語交流能力。這種既懂專業又會外語的復合人才有很大缺口,成為企業亟待學校培養的緊缺人才。
②增設土木工程管理方面的課程。使工程管理專業課程更能適應建筑單位工作性質或工作特點。要積極適應土木建筑行業發展的新形勢、及時把握行業新技術和新要求等,不斷積累教學經驗和工程案例,并將之納入工程管理的課程中去。努力使工程管理課程具有行業特點和時代性,這也是國際土木工程人才所急需強化的基本知識與能力。
③開設土木工程專業的文科輔修課程。如對于以軌道交通行業的土木工程專業,在此基礎上進一步開設文秘專業課程,加強文理融合,培養兼備一定文秘能力的土木工程復合人才。因為國際工程項目的特點,將很快使大學畢業生成長管理與技術能力兼備的全才型人才,因此在校期間奠定一定的基礎將在學生未來的成長中發揮出事半功倍的重要作用。
此外,還需要專業方向設置的多樣化,以能夠動態地適應行業人才市場的需求。這能夠大大減輕企業對新員工的專業培訓負擔,縮短新員工的崗位適應周期。因此這也成為企業對高校所提出的人才需求。總之,高校在人才培養方面應充分考慮市場需求和發展前景,做到與市場接軌。應充分利用自身多學科交叉融合的優勢,積極培養復合型人才,以提高大學生的就業競爭力。
2.2 大力更新教學內容、改革教學方法
土木工程是實踐性很強的專業,而且專業技術工藝方法的發展迅速,課程教學內容很容易落后于當前先進的技術發展。因此,當代土木工程專業課程教學必須動態跟蹤工程現場的技術發展和應用,及時對課程內容進行更新和補充,以提高畢業生的崗位適應能力和現代工程技術的認知度。同時在教學方法上積極進行改革,從傳統式的以知識傳授為重點的教學方法向能力培養和方法技能訓練位重點教學模式進行轉變,努力培養學生學習新知識、應用新技術的終身學習能力,以及在今后解決工程實際問題和開發新技術必不可少的創新精神。
3 多渠道、全方位地做好學生就業指導和綜合素質培養工作
用人單位在對應屆畢業生的招聘工作中發現,很多高校雖然開設了就業指導課程,但課程的就業指導效果普遍不夠理想。教學過程缺乏針對性,缺乏實踐性指導,因此容易流于形式和過度偏于理論教學。在學生職業生涯計劃、求職方法與技巧等經驗指導方面等,也都需要進行改革或改進完善。應該根據當代大學生在求職過程中存在的重點問題,有針對性地進行指導和幫助,從而提升大學生就業能力。在對企業的調研發現,當代大學生在求職過程中主要存在以下幾個方面的問題。
3.1 認識自我,準確定位
大學生找工作最重要也是最難的問題就是“門當戶對”。學生如果能夠在求知識具有明確的就業目標,無疑會提高求職的成功率,也為自己未來的發展創造了更好的條件。部分學生存在著職業生涯發展目標不明確,不能給自己一個合適的定位,出現“就業不難、擇業難”的現狀;或者對自己所面對的嚴峻的就業形勢預料不足,就業競爭意識淡薄,加之部分學生不能適應土木工程長期流動、環境艱苦的條件而在潛意識中逃避就業,因而職業核心競爭力明顯薄弱。應通過就業指導課程,讓學生預先對于土木工程行業的崗位性質特點、工作內容有充分的了解和認知,幫助充分了解自身條件和特點,并樹立正確健康的人生觀和價值觀,理性分析當前的就業形勢。在此基礎上指導學生對自己適應的企業和崗位預先做出抉擇,從而明確自己的職業發展目標。這對學生在進入企業后更好的發展也有重要的幫助作用。
3.2 強化綜合素質培養
對于現在的90后大學生,自控能力弱也是不爭的實施。其中有許多在大學期間不能嚴格要求自己,專業基礎想對薄弱,個人綜合能力的培養鍛煉的意識淡泊,從而最終導致了在激烈的就業競爭下束手無策的局面。對企業的調研結果顯示,綜合素質水平不高、就業競爭力差、達不到用人單位的要求是部分大學畢業生就業難最重要的問題之一。
企業普遍反映,近幾年青年員工中已經顯現出一些特有的“90后問題”,比如以自我為中心、團隊合作意識差、協調溝通能力不足、對環境適應能力弱等方面問題等都比較突出。另外,用工單位注重學生的誠信,經常的違約讓用工單位對學生甚至整個學校有不好的印象,且事實表明多次跳槽的員工即使很優秀也幾乎沒有明朗的發展前景。
3.3 專業特點與女生就業問題
隨著高校的不斷擴招,土木工程專業女大學生所占的比例也在逐年提高,女生就業難的問題就更加凸顯出來。調研結果顯示,多數企業在招聘時女生只占總人數的10%左右,事實上只招收了特別優秀的女生。
從企業節省人力資源成本的角度考慮,女性職工的工作時間較短而退休時間較長,同時較男性員工更長的休假時間也給企業業務工作的正常開展造成一定的困難。在另一個方面,女大學生需要在校期間樹立自立自強的觀念,進一步積極地投身工程實踐和社會實踐能力的鍛煉,培養吃苦耐勞的精神,用自身行動去改變女生高分低能的印象。因為待遇和工作條件的公平對待也意味著與此相對應的實際工作能力和水平。多數工程局表示,企業實際上同樣歡迎各方面優秀的女生,且每個企業都有出色的女工程師、女總工,為女大學生的發展樹立了標桿。
因此,對大學生綜合素質和人文修養的教育培養也已經成為必須充分予以充分重視的重要培養教育環節。
3.4 放寬視線,放開觀念
大學生不應該被動擇業,除校園就業信息外,還應運用新媒體獲得就業信息,走出去自主擇業。且擇業觀念也應更開放,不要片面強調專業對口或者一味往熱門職業里鉆,要充分認識自己,根據個人的實際結合就業市場情況,合理選擇。
4 結論
普通高校土木工程專業肩負著為土木工程行業培養大量優秀一線人才的使命,提高土木工程專業應用型人才的教育質量,既是高校自身發展的需要,又是當今市場的需求。學生應在主觀方面不斷完善提升自己,而高校則應加強學生思想教育、就業指導工作,真正落實學生在擇業前認清就業形勢、工作環境,為成長為我國土木行業急需的新型復合人才的奠定堅實的基礎。
參考文獻:
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關鍵詞:土木工程 培養方案 教學規劃 能力考核
土木工程專業一直是近年來的熱點、討論的話題。經濟的飛速發展也讓建筑這個行業需求量十分的壯大,土木工程專業的發展過程中,專業建設方面注重行業發展的突破口。學院的重點建設專業是土木工程專業, 專業建設的探索與實踐主要分為下面幾個方面:
一、滿足市場需求,以技能為主,理論為輔的教學目標
人才培養的總體設計和實施藍圖是專業教學計劃的確立,它規定了業務規格和培養目標確立了能力要求和知識結構,建設了課程體系的專業要求,規范了各教學過程中各個環節的配置及其內容。它既是組織教學的一種理論知識,同時也是制訂各項配套教學文件的根本依據。在開發土木工程專業教學計劃的發展和實踐中,我們有以下做法:
1.專業調查,迎合需求
為了將學生推到一個更為高層次的平臺,得以被社會很好的需求且有用武之地。我們組建了專業的調查人員,成立了一個組織。對有關土木工程專業方面的專業型人才的培養及管理等用人單位都對其進行了調查, 有關單位的專家學者也成立了顧問委員會。在此基礎上的人才培養方案將更接近社會供需水平,使人才培養目標符合社會發展需要。新的人才培養方案毋庸置疑將更強調知識的系統性與實踐性的連接。但是,和其他專業層次相比較,得出了土木工程專業應該要培養此方面的專業型的人才,具備了高等技術應用型的人才。根據需求力來制定出科學的培養方案,做到理論與實踐有力的結合在一起。但在培養時要注重各人學習的特點不同對其要制定不同的學習計劃,找出一個合理的教學目標來逐一的完成。應用型的人才講究的是適應這個社會的時局。社會上缺少的是綜合性的人才,在對其培養的時候要均勻的培養,注重各種能力的結合,如:組織管理,工程運營等。
2.人才培養方案的與市場同步看齊
土木工程專業的知識結構是有一個特定的范圍的,對于人才的要求是十分的高層次的。所以,能力的培養是基礎。它必須滿足特定專業的能力培養需要,才能培養實用性的人才。以“培養、發展、適用”為方針,并要求具有一定的潛在發展力。在知識結構的分析上,首先注重能力的培養與應用。要求以能力為出發點,采用循序漸進的分解法分解出能力。在能力分解的各個層次的基礎上,分析出滿足能力需要具備一定的基礎性的知識和專業性的知識。提出相關聯的知識點,規劃相關聯的知識體系。構建出互補性、綜合性、應用型的且擁有高技術的人才為目的而來的。
3.教學改革與管理模式的完善
教學計劃是整個教學過程中的一個大概模板,是一個整體的框架,教學內容也是應運而生的。它涵蓋了幾方面的特點:有課程體系、理論知識的考核、實踐教學環節的應用等的次序安排和時間分配。為了培養出綜合性的人才在教學過程中要注重:計劃的制訂和專業能力的培養,還要考慮方方面面素質的提升。在課程體系的構建中,計算機、英語等能力的培養要加強,對于其課程和應用要保證能夠不斷線,并規定學生一定要取得計算機及英語等級證書。強調在課程教學中,學生不僅要掌握理論和實踐方面的專業知識,還要學習為人處事,只有先學會做人,才能學會做事。土木工程專業的教學計劃不僅制訂出了基礎性的教學計劃,同時還呈體出了需要的各種需求,力求做到因人而異的學習模塊的設置。根據市場需求情況進行動態實施設置,明確設置模塊化的專業方向。還要根據社會信息的反饋快速的制定與社會相適應的計劃出來。
二.專業建設要注重, 培養模式要完善, 良好的教育環境要創造
專業建設是要注重和加強的,在在加強的同時要根據實際的情況來不斷的完善培養模式的專業化,提出了發展是重點,培養模式要循序漸進的走向高峰,實踐能力的培養也是重中之重的大事件。
以素質教育來確保應用型人才的培養
工程學院的目標定位是:培養出的人才要適應社會在這方面的需求和經濟發展需要。實踐性強的課程需以培養學生實踐能力為主,理論教學為輔。鼓勵學生走出教室,多學多練。綜上所述,在制定課程體系時主要從以下幾方面來衡量:一是職業能力的掌握的課程模塊,專業知識的課程模塊,實踐操作的課程模塊,必須要實現可持續發展的特點,還要能夠適應社會經濟的發展。在專業的理論基礎方面,不能從書本上死記硬背要能夠結合實際突出其應用性,在理論的推導過程上是不強調的。社會是千變萬化的,要想適應社會的發展必須制定相輔相成的計劃,課程模塊的專門化不同崗位的人要給予不同的設置, 在教學過程中人才市場的需求情況要做動態調整。土木工程專業教學計劃中設置了國際工程、建筑工程等專門型的課程模塊。
2.教材建設要搞好, 教學改革被教材建設帶動起來
教材建設是學科發展中不可忽視的因素,制定的教材必須要能夠全方位體現出能力方面的培養與訓練,具備提升整體素質的要求。針對土木工程專業的教學特點,校院系組織核心教師和各個專業型的人才積極配合,并廣泛吸收在土工工程專業上有所建樹的工程師,共同研制和開發出實用性的土木工程專業不同類型的教材。目前己出版的有《AutoCAD2008》等教材。在教材編寫過程中注重大學生在實踐和理論知識方面結合型的特點為主線,力求培養出高素質的人才,在工程實踐中基礎性理論、基礎性技能和基本方法上要加強,還要兼顧到材質、工藝、實際應用的內容。
3.開放式實踐教學
土木工程作為技能型學科,內容與實踐有不足以被忽視的差距,為了彌補學生實驗知識方面的薄弱環節,開放性教學將可以有效解決這一問題。
首先,授課教室可以帶領學生進入實驗室或者施工現場進行實時參觀教學,通過辨認分析使得對本門學科有更深刻地認識,并可以帶著問題回到課堂進行交流實踐。
其次,老師需保證學生有一定量的生產實習。工科作為獨立的學科門類是異常注重實踐操作的,所以建議學生每年聯系單位至少實習一次。
最后,學生應盡可能多地進行自主學習,小組合作解決老師布置的大問題,讓每位同學都在實踐中成長起來。并且小組的選題內容要和實踐緊密結合,而不是空談理論功夫。這也將作為考核同學的一個基礎點。
為了適應土木工程專業的現代化需求,學院務必讓學生多動手、多動腦,讓其具備一定的探索、創新精神。這是我國培養應用型人才的關鍵。
參考文獻:
國內外對大學畢業生就業難的原因進行了大量的研究。國外大多數相關研究分別從需求、供給以及供求匹配三個方面來予以解釋;國內研究主要是從總量失業、摩擦性失業、結構性失業三個方面來解釋,而眾多研究者認為,結構性失業是當前我國高校畢業生就業中的核心問題,也是研究中的薄弱環節和實現中較難解決的深層次問題。范明、安戈鋒從勞動力市場結構與高等教育體系結構兩方面分析大學生失業原因,并相應從政府調控與教育結構構建方面提出了解決措施;王霆,曾湘泉認為大學生就業能力缺口是導致結構性失業的主要原因,對于解決措施方面,他們創造性地提出了“明晰和強化高等教育人才培養的市場需求信號”這一措施。以上國內外關于大學生失業問題的研究都給出了一定的科學原因及解決措施,但對于土木工程學生就業問題的研究很少有從結構性失業這一方面進行分析。為明晰現階段我國本科畢業生,尤其是土木工程本科生在就業過程中存在的問題,本文以土木工程專業的本科生、土木工程專業教師、用人單位為對象,進行了現場問卷調查,并通過分析比較在校生所認為自己應具備的素質與企事業單位人員實際需要的畢業生素質的差異,研究土木工程專業本科畢業生在就業中存在的矛盾,找到一條以社會需求為導向的土木本科生就業的途徑。
2.土木工程專業調查結果分析
筆者面對土木工程專業本科生和研究生、從事土木工程教育的專業教師及用人單位人員等共420余人進行了匿名問卷調查。通過現場發卷和網上調查,分析整理結果如下。2.1畢業生知識運用能力在畢業生知識運用能力方面,僅5.6%畢業生中對知識運用很熟悉;72.9%畢業生了解知識但不知道如何具體運用,甚至有部分畢業生沒聽說過工作中需要的專業知識。可見大學生并不能很好運用所學知識,在校時不善于理論聯系實際。
2.2專業教師及招聘單位人員對土木工程大學生的看法62%招聘單位人員認為土木專業畢業生表現出的問題主要是缺乏實踐經驗,而且理論知識并不能很好運用。大學生具體素質不足的原因主要是不誠實、急功近利,好高騖遠,分別有74%、80%、64%的人認為大學生對這三方面有嚴重的不足,而57%的人認為大學生進取心不足。
2.3在校土木工程學生對工作需求素質的認識46%的在校大學生認為工作經驗不足是導致就業難的主要因素,而僅有11%的人認為用人單位對畢業生要求太高。可見大部分在校生能意識到“找工作難”的根源不在于用人單位提出的要求過高,而在于工作經驗,這為其在校期間努力改善自身的知識結構、提高實踐能力奠定了思想基礎和驅動力。但也要看到,仍有超過30%的學生并沒有看到實踐經驗的重要性,而是將就業難歸因于企業和社會。
3.土木工程畢業生就業難原因分析
3.1土木工程專業學生自身原因由上述分析可知部分學生對自己的定位超出了實際高度,對未來職業的工作環境、待遇、社會地位等要求不切實際,就業取向“功利化”,不愿到生產、工作、管理的第一線。作為大多是獨生子女的當代大學生,家庭物質條件較為優越,而家庭給予的挫折教育、團隊合作教育等相對較少,故獨立性、動手能力較差,也不太能吃苦。這在一定的程度上增加了一道當代本科生在土木工程這個工作環境相對來說較為艱苦的行業就業的心理坎。
3.2高校教學存在的弊端首先,隨著招生人數的逐年攀升,大多數高校實驗器材的人均擁有臺套數偏少、實驗課課時較少、演示式實驗與開放性實驗比例不協調,實習基地較少甚至沒有,致使學生缺乏動手能力。另外,在教學理念上,仍有不少高校沒有注重對學生主動性發展的引導和創新能力的培養,且只重視土木工程所需的工科課程傳授的培養模式,輕視了對學生人文素養、思想素質方面的培養,導致學生缺乏自強自立的品質,或者有語言表達能力、社會適應能力等不足。3.3政府政策的導向作用首先,由行政主導的評估、評審,必然會被高校作為重點工作來抓。高校教師考核制度為教師能力的提升指明方向,為高校發展自身目標提供參考依據。然而,目前高校教師的評價考核體系在價值取向以及考核目的、內容、方法等方面存在不少問題,如考核重量不重質,導致忽略人才培養、知識創新及教學質量和學術質量的提高。其次,政府部門對高校實驗、實習投入經費沒有進行較硬性合理的規定,一些高校對實驗實踐教學環節的經費投入相對較少,限制了土木生動手能力的提高與實踐經驗的積累。
4.解決措施探討
4.1學校是解決問題的直接動力
4.1.1加強實驗教學環節(1)增加實驗設備臺數,適當增加實驗課課時,提高實驗教學質量。(2)購置土木工程專業方面的應用軟件,提高學生應用計算機技術的能力。
4.1.2進行校企聯合并加強教師培訓力度(1)與企事業單位建立聯系,聘請工程技術人員進入本專業的教學環節進行授課或講座,建立穩定的校外實習、實踐教學基地,順利解決學生實習難的問題。(2)鼓勵青年教師到工程設計、施工等企事業單位進行產學研合作,支持他們參加國內外的進修和學術會議,以及與其它高等學校教師交流經驗等。
4.2政府是解決問題的根本動力在評判高校辦學質量的過程中,應當重視考察其畢業生就業能力狀況。另外,應加大對土木生實習環節的支持力度,對積極接收實習生的用人單位給予實際的支持,幫助學校與建筑公司、設計院等企事業單位建立長期合作關系。
4.3土木生應主動提升自我素質(1)認真學好專業課程、積累社會實踐經驗,掌握工程測量、能看懂施工圖紙,熟練運用相關軟件,讓自己成為一個適合社會需求的復合型專業人才。(2)積極參加專業相關的競賽,如全國力學競賽等,提高創新能力。(3)軟實力方面要增強表達能力,完善社會交往能力,并要樹立良好的職業道德。
5.結語
關鍵詞:土木工程;結構設計;安全性;經濟性
Abstract: With the rapid and steady development of China's economy, civil construction also ushered in a new period of development. However, in recent years, the development of the project while also appeared some civil engineering design defects lead to security incidents. These incidents are a great threat to people's lives and property safety. This paper explores how the design of civil engineering structures to achieve the security and economy of the harmony and unity, to the greatest extent to ensure the safety of civil engineering quality and economic rationality.Key words: civil engineering; structural design; safety; economy
中圖分類號:TU318文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
隨著國家經濟的飛速發展,土木工程建設成為了國家發展經濟的一個重要項目和主要手段。在土木工程項目建設中,土木工程結構設計工作的安全性和經濟性更是重中之重。近幾年來土木工程事故的頻發為我們敲響了警鐘。這些事故不僅對國家的經濟造成巨大的損失而且直接危害到了廣大人民群眾的生命財產安全。經過總結我們發現,在這些事故中由于工程結構設計工作的失誤造成的事故比例正在逐步增加。因此土木工程結構設計工作的安全性非常重要。只有合理的,無瑕疵的,對土木工程項目進行設計,才能保證項目實施的安全。在保證安全的基礎上如何同時又保證項目的經濟性,不對國家財政造成巨大的浪費,本了如下探討。
一、土木工程結構設計中安全性與經濟性的協調
在土木工程結構設計的工作中首要的目標就是確保項目的安全,這種安全是建立在保證項目主體可以滿足市場需求上的。在現今市場經濟的大環境下,保證建筑安全的同時,建筑的經濟性也在土木工程中占有重要的地位。這就對我們的設計工作提出了新的要求,即對土木工程項目的安全性和經濟性進行綜合評估,最終達到安全和經濟平衡的設計實施目標。從實際工作的經驗總結中我們不難看出,沒有經濟限制的設計會造成設計結果和投資限制的巨大差距。舉個簡單的例子:混凝土結構在土木工程結構設計中是最具有安全性的,因此我們按照安全規范進行設計和使用。但是,反應到實際的工作中會發現為了保證安全性就要增加投入的成本,即安全性和經濟性實際是互相矛盾的兩個主體。那么如何進行結構設計呢?現行的混凝土結構設計規范中,主要是通過提高材料的質量來確保安全性,并不是通過提高材料的數量來確保安全性的。
二、土木工程結構設計安全性與經濟性協調的措施
2.1安全性方面
在提高安全性的保障方面我們可以通過如下手段:首先,從管理上確保設計的安全。在進行設計的過程中,我們可以通過選擇資質老,等級高,管理水平先進的設計單位,來對項目的總體安全性進行保障。這樣的單位往往參與設計的人員的素質普遍較高,設備也比較先進,人員設計經驗豐富,設計的質量也可以保持在較高的水平。其次,加強人員的理論基礎知識的學習也是十分重要的。因為,設計人員對設計理論和方法掌握的熟練程度直接影響了項目設計的質量。我們除了熟練掌握設計的基本方法外,還應注意對理論和形式的不斷革新,使自己永遠保持在專業知識的前沿地帶。另外,在設計過程中減少失誤的產生,也是非常重要的。減少失誤包括設計計算過程中避免疏忽,不產生漏項,缺項;設計圖紙盡量詳細避免質量問題等方面。通過對現今事故的總結分析我們發現,其實很多事故的產生都是因為設計者在設計過程中的人為失誤而產生的。如:設計計算中缺項、漏項,設計圖紙詳細度較差等方面。所以為保證工程質量的安全,作為設計者,我們要認真對待自己的工作,對每一個數據都要細致核對,不造成人為疏忽。在設計圖紙的繪制和選擇上也要盡量詳細,以避免由于施工人員素質和業務水平參差不齊,導致對圖紙的曲解情況的發生。只有圖紙詳細了,才能讓施工人員嚴格按照圖紙要求進行施工,避免安全事故的發生。最后,還需注意的就是對土木工程結構設計過程的監管以及對施工的及時跟蹤。一項工程設計工作完成后作為設計的一方,我們不能放手不管,而是要及時的與負責施工的單位保持聯系,對于施工人員提出的疑問及時說明,施工人員提出的建議要加以重視,如有問題應及時核對,發現錯誤及時更改和修正。
2.2經濟性方面
對于土木工程結構設計的經濟性方面我們可以進行如下分析:首先,在項目的初始階段,我們可以通過招投標的方式,對多個設計方案進行比較和分析,從中選擇最為安全且經濟性兼顧的方案。通過對于招投標的嚴格控制和選擇可以促使設計單位拿出最經濟實用的設計方案,為國家節省相應開支。其次,在設計進行的過程中,我們應該對項目設計人員提出一定合理的要求,鼓勵他們開放思路,靈活方法,不要將自己限制在已有的規條中。比如:采用標準圖的問題。一般在設計過程中我們常常采用標準圖,因為這可以大大的降低我們的設計工作量,有利于加快進度。但是,其實這種依賴標準圖的設計方式是不利于經濟成本的控制的。因為,所謂的標準圖即是按照國家安全規范標準進行標準圖形選擇。而高標準往往會帶來高成本。其實只要我們的設計人員在平時的工作中發揮吃苦耐勞,不怕麻煩的精神,在保證安全的基礎上盡量拿出最為經濟的設計方案。尤其是對于一些可以壓縮費用的地方,進行仔細的核算,就可以保證設計兼顧經濟性與安全性,最大限度的節省不必要的開支。第三,在設計中應當控制多參數設計的安全積累問題。比如:在鋼筋混凝土結構的設計中往往涉及到的成本和安全因素較多,對于同一荷載,設計的結果并不唯一。各部門通力合作,密切配合,就可以利用全面的資料和數據來輔助提高設計的經濟性。
三、結語
土木工程結構設計的安全事關重大,它直接影響了工程的質量和使用壽命。因此更要對結構設計工作加以重視,以保證工程的施工質量。而土木工程結構設計的核心則是永遠圍繞安全性和經濟性兩方面進行設計工作。在這兩個方面中,土木工程結構設計應更傾向于保證安全性,所有的設計都是在確保安全的基礎上進行的。在保證安全的基礎上我們要合理的進行工程成本的控制,加強結構設計的經濟性,以謀求更加符合經濟效益的長遠發展。
參考文獻:
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論文摘要:以社會需求為前提,針對土木工程專業應用型人才的特點,就高等農業院校土木工程專業人才培養目標、人才培養模式、具體措施等問題進行分析,提出了相應的改革建議。
論文關鍵詞:土木工程;社會需求;應用型人才
土木工程專業是實踐性很強的工科專業,作為傳統的工程類專業在我國的高等教育中備受重視。到目前為止,我國開設土木工程本科專業的院校大約已有200多所。其中相當一部分院校的土木工程專業經過長期發展已經擁有了雄厚的實力,有很好的辦學條件和豐富的辦學經驗。而類似于黑龍江八一農墾大學這類地方性的農業院校,土木工程專業創建較晚,仍處在初級發展階段,辦學條件和辦學經驗相對較弱,面對眾多高校的激烈競爭,如果一味仿效,走別人的老路,無疑是沒有出路的。因此如何在新形勢下,結合我校自身的辦學條件和區域優勢,合理確定人才培養目標、人才培養模式,培養適應社會需求的土木工程專業人才成為我們當前必須認真思考和解決的重要課題。
一、高等教育與建筑市場的新變化
我國自1999年擴招以來,高校辦學規模不斷擴大,在校生、畢業生人數都大幅度增加,截至2010年,我國高等教育毛入學率將達到25%,…已經從“精英化”教育發展到“大眾化”教育時代,土木工程專業的生源質量也受到較大程度影響,高等教育面臨新的挑戰。由于對教育機制體制改革的重視不足,導致高等教育人才培養的調整速度跟不上社會需求的變化速度,教育方向與社會需求脫節,造成“大學畢業生找不到合適工作,而社會(企業)找不到合適人才”的矛盾局面,畢業生不為社會所接受。高校人才培養目標、培養模式、教學內容與快速變化的社會需求錯位,導致高校畢業生不能學以致用,不能適應社會需求,就業困難。
隨著我國經濟的迅速發展。一方面:建筑市場對土木工程類從業人員提出_廠更高的要求,呈現出多樣化的特征。要求畢業生不僅具有寬厚的理論基礎知識,而且還要具有較強的工程實踐能力和創新能力,同時具有較好的可塑性、較強的合作精神、組織管理能力、溝通交流能力等能力素質,參加工作后不需再培訓就能夠迅速適應崗位,成為具有較高綜合素質的應用型人才。另一方面:土木工程專業本科畢業生的就業去向也發生了一定程度的變化,已經逐漸從過去的科研、設計單位為主向施工單位、生產單位、管理單位為主過渡。同時,畢業后到非本行業或到相關行業的比例已開始逐步增加,就業渠道不斷拓寬。
二、以社會需求為導向,確定土木工程專業人才培養目標
人才的培養是高等教育的中心任務,為國家輸送社會需要的合格人才是高校的重要職責。為切實做好人才培養工作,首先必須明確人才培養目標。人才培養日標即所要培養出來的人才的質量和規格,是整個教育工作的出發點和歸宿。人才培養目標直接反映教育方向和教育思想,并指導理論教學和實踐教學,同時也決定了與之相適應的人才培養模式。因此,確定合理的培養目標具有十分重要的意義,應慎之又慎。
社會需求是推動高等教育發展的根本動力,也是人才培養目標的定位依據。因此,應在充分廠解當前及未來一段時期內社會(用人單位)對本專業畢業生的實際需求情況和畢業生的基本走向的基礎上,從國家經濟和社會發展的現實要求及生源實際情況出發,確定培養目標。據統計,我同土木工程專業的本科畢業生從事科研、教學的科學研究型人才在地方高校畢業生中所占比例很少,僅是5%左右。也就是說,未來土木工程專業工程技術應用型人才將成為市場需求的主流。因此,為了更好地適應當前經濟社會發展的需要,我系應立足自身特點,以社會需求為導向竭力打造高質量的土木工程應用型人才_。
三、優化人才培養方案,構建合理的教學課程體系
教學計劃是人才培養目標實現的基礎,直接關系到人才培養目標能否達到規定的質量要求,因此要培養土木工程專業應用型人才,首先要制定合理的教學計劃。教學計劃除了構建公共課、專業基礎課、核心專業課的三級課程體系外,還應加強課程設置的綜合化,注重不同學科間的橫向聯系,以拓寬學生就業適應面。其次要設置合理的課程體系,在、二年級,以學習基礎課、專業基礎課、必修課為主,為專業課的教學奠定基礎;在三、四年級,以專業方向課、選修課為主,根據個人愛好、興趣以及社會需求進行選擇,對于專業課程,教師要注重培養學生對專業的基礎知識、基本理論的掌握;注重對學生獨立獲取知識、提出問題、分析問題和解決問題的基本能力及開拓創新精神的培養和訓練,傳授學生一種獲取知識、利用知識、創新知識的能力和方法。
四、注重學生應用能力的培養,構建完善的實踐教學平臺
實踐教學是高校教學工作的重要組成部分,是理論課程教學的重要補充,是培養學生實踐能力和創新能力的重要環節,也是提高學生社會職業素養和就業競爭力的重要途徑。在培養學生理論聯系實際、綜合動手能力和創新能力方面有著不可替代的作用。因此,必須建立相對獨立的實踐教學平臺。
1.完善校內實驗教學體系
大學一、二年級以基本能力的培養為重點,根據基礎理論和專業理論課程教學的需要設置相關的實驗項目和實驗內容,通過一一些驗證性實驗加深學生對理論課程教學內容和基本原理的理解;培養學生使用操作專業實驗儀器、設備的能力,幫助學生掌握各種實驗數據處理的基本方法;由淺入深,逐步訓練學生根據實驗目的,自己設計實驗步驟,選擇實驗儀器,獨立完成實驗和處理實驗數據,以培養學生進行科學實驗的基本能力,這樣,在驗證理論教學內容的同時,使學生的實驗動手能力得到系統的訓練,從而形成基本能力培養體系。高年級階段以綜合實踐能力的培養為重點,根據專業教學的要求和特點減少驗證性實驗比重,增加設計性、綜合性實驗內容的比例。提供給學生綜合運用所學知識進行設計性、綜合性實驗的平臺,在專業教師的指導下,學生根據實驗目的和要求自行設計實驗程序并進行操作,在一定的學習時問內完成實驗并提交實驗分析報告,從而培養學生綜合應用理論知識和實驗技能解決實際問題的能力,由此構成綜合實踐能力的培養體系。
2.加強校外實習基地建設
實習是高等院校教育教學過程的重要組成部分,是培養學生德智體美全面發展的不可缺少的重要實踐環節。建設發展實習基地,對于理論聯系實際,培養學生的創新精神和實踐能力,培養學生分析問題和解決問題的能力、動手操作能力以及社會交往能力,具有十分重要的意義。為此,我系積極拓展產、學相結合的人才培養渠道,通過多種方式搭建實踐檢驗平臺,以簽協議掛牌、訂單式等方式與建筑企業建立緊密聯系,開辟校外實習基地,讓學生到生產實踐中參與施工、管理、設計等工作,并要求學生綜合運用多種專業技術知識解決幾項施工技術、生產組織、工程管理等問題。這樣,既擴展了學生的職業能力,又檢驗了學生在校內的學習效果,同時使學生了解了行業現狀及真正的工作環境。
五、以提高教學質量為核心,加強教師隊伍建設
確保教學質量是培養高素質人才的前提,而教學質量的提高關鍵在于教師。高水平的教師隊伍是高校發展的根本保證,因此應結合本校實際情況,積極采取有利措施,營造適宜教師隊伍發展的平臺。土木工程專業應用型人才的培養要求專業課教師不僅要有較高的文化和專業理論水平,較強的教學、教研能力;同時要具有廣博的專業知識,熟練的專業實踐技能。而我系土木工程專業白創辦以來,大多數現任教師主要來源于本校留校生和外校應屆畢業生。這些年青教師的實際經歷大多是從學校到學校,缺乏對社會、對實踐的了解,工程實踐能力相對比較薄弱。因此,為改善師資力量,提高教師素質,我系應立足現有教師隊伍,有計劃地安排教師、特別是年青教師到實踐部門掛職鍛煉,增強他們的實踐應用能力,同時積極鼓勵土木工程專業教師參加結構師、建造師等資格考試,逐步培養“雙師”型的師資隊伍。另外也可根據人才培養的實際需要,從一些企業單位、科研部門聘請一些實踐經驗豐富、能快速勝任教學要求的工程技術人員承擔部分課程并指導相關實踐活動。這樣,一方面為本科教學活動注入新的活力,另一方面也可以帶動和培養青年教師,幫助青年教師成長,提高青年教師的實踐能力,為培養社會急需人才提供師資隊伍保證。
[關鍵詞]:土木工程測量;測繪科技;地形測圖;數字測圖;課程改革
中圖分類號: S969 文獻標識碼: A
一、引言
隨著現代科學技術的迅猛發展,測量技術也有了長足的進步,各種測量新儀器、新技術的不斷推出,使得測繪行業進入了一個嶄新的數字測繪年代。數字地形測圖與傳統的模擬法測圖相比具有自動化、數字化和高精度的優勢。高校是培養具有新技術、新理論、新方法的測繪人才的搖籃,因此對于土木工程測量課程的教學模式應由傳統的模擬法測圖向數字化地形測圖方式過渡。但由于教學觀念落后,教材陳舊,實驗設備匱乏等因素的影響,當前大部分高校的地形測圖教學和實習還是以模擬法測圖為主,數字地形測圖的教學沒有得到應有的實踐,造成教學與實踐和應用的嚴重脫節,學生畢業后對工作顯得無所適從,有的新技術、新儀器甚至聞所未聞、見所未見。本人就近幾年大比例尺測圖教學和實踐中存在的問題,對如何做好土木工程測量課程的教學和實踐做了一些思考,旨在使教學更好地適應日新月異的測繪科技的進步和用人單位的需求。
二、現狀與發展要求
1、現狀
首先,一些高校實驗設備陳舊、實習手段落后,無法跟上地形測圖發展的需要。目前大部分高校由于教學經費有限,投入到教學設備上的部分就能少則少,導致實驗和實習設備無法更新,或者更新速度不能跟上發展要求,于是學生實習只能以傳統的測量儀器為主,一些新技術、新方法難以應用;其次,缺乏具有專業特色的新教材,目前該課程所使用的教材仍然是以講述傳統的測量儀器和方法為主,一些新儀器、新方法只是簡單的介紹,讓學生了解即可;再次,教師缺乏創新意識以及缺乏符合測繪市場要求的培養方案。
2、發展要求
目前發達國家已基本建立了數字地圖生產體系,城市基礎信息(圖形/屬性)的數字化及其在Internet網絡上的有效傳輸取代了傳統的紙圖、文檔和手工作業方式。在網絡上可以完成對各類基礎信息的檢索、查詢和空間分析。數字地圖與數字化技術已經構成了發達國家建立“國家空間數據基礎設施(NSDI)”的重要技術支撐之一。
根據目前發達國家的數字地圖發展現狀,導致測繪市場對人才的需求發生了根本變化,這也就對專業教育提出了新的要求,使土木工程測量課程教學改革勢在必行。土木工程測量課程是一門重要專業基礎課,對豐富學生的測繪理論知識和培養學生測繪方面的能力起著非常重要的作用。正是隨著目前科學技術的不斷進步,測繪新儀器、新技術、新方法的推廣應用,使測繪學從理論到實踐發生了根本性變化,高校教師必須把轉變教育思想,更新教育觀念,深化教學改革,提高教學質量作為基本指導思想,積極把握測繪市場的發展動態,深人開展教學體制和方法的改革,根據學科發展的需要制定切合實際的人才培養方案,以適應新世紀高等教育和科技發展的要求。因此,土木工程測量課程的教學改革,必須以傳統的測繪理論為指導,以現代測繪技術為手段,來滿足新時期地形測圖的需要。
三、改革的思路與方法
1、構建科學合理的課程體系
在教學改革中,只有在不斷優化課程體系的前提下,才有可靠的專業建設,學科領域才能真正得到發展。土木工程測量課程應打破舊的課程體系中課程內容多而雜,教材內容陳舊,時間內容少,教學方法和教學手段落后的現狀,以適應專業需要的人才培養為目標,以技術培養為主線,構建起課程的知識、能力和素質結構。知識結構應從土木工程測量的具體應用出發,以測定和測設作為教學的切如點和核心,將新儀器、新技術、新方法納入到測量教學中,闡述其測量的基本理論和基本原理,加強實踐聯系,強調其綜合運用技術和應用能力,發揮舉一反三、觸類旁通功能;注重測量技術原理,方法的邏輯關系,連續關系和互補關系。能力結構強調測量知識在測繪工程中的實際運用能力和應對能力,通過實踐將所學的測量知識轉化為應用能力。
2、及時修改教學大綱
教學大綱是決定課程教學內容的根本,沒有完善合理的教學大綱,就難以培養出滿足人才市場需求的學生,因此教學大綱應隨著學科的發展、專業的調整及時修改。修訂后的教學大綱應圍繞當代專業特點和對學生培養目標,改變過去一些不合理的培養模式,適當降低對測繪基礎理論的要求,刪減一些過時的理論和測繪方法,減少一些陳舊儀器的實踐課時。重點對數字地形測量所用的新儀器、新技術、新方法等內容進行補充。
3、精選教材,更新教學內容,突出重點
目前測量工程已逐步發展成為將測繪、計算機、光電子、3S乃至5S(即在3S技術的基礎上加入DPS數字攝影測量系統和ES專家系統)等技術運用其中的新學科。測繪科學和各項工程建設相互融合,教學信息和教學內容大量增加。要想使學生掌握最新的數字地形測圖理論與方法,在教材和課程教學內容上就要緊跟科技的進步,以適應現代測量技術的發展和市場對人才的需要,擺脫因教材陳舊,走不出應試教育的模式。同時還必須滿足專業教學時數的要求,在課程內容增多課時相對減少的情況下,應精選課程內容,突出“少而精”的原則,構建“以測繪基本理論知識為重點,以現代測量技術為手段,以最新測繪科技成果為主線,以滿足工程測量需要為目的的教學模式,突出教學重點和課程的特色,以適應現代測量技術的發展和市場經濟對人才的需求。
4、注重教師知識的更新和實踐能力的提高
教師是學生學習的指導者和引路人,教師自身專業水平的高低和新舊,直接影響到學生的學習效果。隨著測繪理論的不斷完善,測量儀器、設備的推陳出新要求教師要及時了解測繪理論的新動態,學習新技術,掌握新方法,知識儲備和知識結構也要及時更新與調整。作為教師,首先應積極參與科研活動,提高自身的專業素質:經常閱讀有關文獻,了解和關注國內外研究動態;經常到工程建設單位承擔一定的工程任務,使測量教學、科研和生產緊密結合在一起,以提高自身的實踐能力,促進業務水平的不斷提高。其次,高等院校應重視教師的培養,創造條件使教師有繼續學習的機會。
5、加強教學方法的創新,注重學生動手能力的培養
充分利用現有教具,使復雜內容簡單化,抽象問題具體化,使教學直觀易懂。充分利用現代網絡和多媒體教學手段,將實踐性強、技能訓練要求高、難以掌握的內容,通過電化教學,直觀地表達出來。
地形測圖是一門重實踐、重技術的專業課,在強調理論教育的同時,更應該重視學生知識運用能力的培養。地形測圖不是一門孤立的專業課,把地形測圖課程所學的知識與其他的相關課程結合起來,使其在其他相關課程中得到充分運用,才能達到地形測圖教學大綱所要求的效果。
四、結束語
土木工程測量課程教學改革十分重要,也非常迫切。通過對土木工程測量課程的教學改革,能有效地推動測繪工程專業的專業建設。學生通過該課程的學習,在測繪基礎理論和專業技能方面得到了全面的鍛煉和提高,具備了較強的地形測圖意識,能較好地滿足后續專業課學習和日后工作的需要。而教學改革是一項長期而艱巨的任務,面對新形勢,新要求,教師只有通過艱苦的努力,不斷更新觀念,開拓創新,制定切實可行的改革計劃,才能從根本上保證土木工程測量課程的教學質量,才能培養出適應測繪新時代需要的綜合型技術人才。
[參 考 文 獻]
[1]楊德麟等.大比例尺地形測圖的原理方法與應用[M]. 北京 :清華大學出版社
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關鍵詞:建筑與土木工程;纖維增強混凝土;聚乙烯醇纖維;碳納米纖維
中圖分類號:TQ340.79 文獻標志碼:A
水泥與混凝土制品是建筑與土木工程中大量使用的高強度、低成本材料。但常規水泥混凝土在性能上存在著缺陷與不足,如:抗拉強度低,當受到拉伸應力作用時,極易產生脆性破壞發生剝落或破碎;耐久性差,面對環境、化學侵蝕等外界因素的影響,混凝土不斷擴展的裂縫會極大地破壞結構的耐用性并影響其使用壽命。這些都極大地限制了混凝土的使用及新應用領域的拓展。
自20世紀中葉以來,嘗試通過添加纖維材料改善混凝土使用性能的努力已取得了成功。水泥混凝土增強纖維主要包括玻璃纖維、鋼纖維、石棉纖維,其他纖維材料主要為天然纖維、化學纖維如聚烯烴纖維、碳纖維、芳香族聚酰胺纖維以及再生纖維素纖維等。
纖維增強水泥混凝土的性能,即抗裂性能、極限抗彎強度、抗壓強度以及韌性的提高取決于纖維的機械性、易粘附性、分散性以及纖維的添加劑量。本文僅就聚合物纖維在水泥與混凝土制品中的使用做簡要論述。
1 化纖在纖維增強混凝土(FRC)領域的應用
目前廣泛用于水泥與混凝土增強的化學纖維主要包括聚烯烴(PP或PE)纖維、聚酰胺(PA)纖維、聚丙烯腈(PAN)纖維、聚乙烯醇(PVA)纖維以及纖維素纖維等。
1.1 聚烯烴纖維系列
1.1.1 聚烯烴纖維增強混凝土
纖維增強水泥與混凝土使用的合纖特別是聚烯烴纖維品種主要是單絲型產品、原纖化(fibrillated-)和粗旦窄帶型(macro-)產品以及混纖型產品。
單絲型水泥混凝土增強纖維多采用PP或PE為原料,纖維經表面處理賦予其不成球、易分散特征,并能有效降低可能產生的夾持氣泡,以優化水泥制品的使用特性。該類纖維通常使用100%的原生PP切片,纖維單絲線密度在 6 ~10 000 D之間,切斷長度在 6 ~ 50 mm之間。
原纖化水泥混凝土增強纖維的使用長度在 6 ~ 50 mm之間,纖維截面的長寬比在29左右。該纖維的添加可賦予水泥混凝土制品良好的耐沖擊性、耐磨性、抗疲勞性和最佳的抗彎強度。
粗旦型水泥混凝土增強纖維是一種直徑大于0.3 mm的多功能纖維,具有十分優良的混纖和分散性能,纖維的
與普通混凝土和鋼纖混凝土相比,ECC水泥基復合材料的韌性、耐久性和抗疲勞性等均有大幅提升。目前歐美市場上的ECC制品已在土木工程的邊坡加固、橋面修復、橋梁聯接板和高層建筑物連梁等構筑物上使用。可樂麗公司的RECS-15 PVA纖維是專門用在ECC上的纖維品種,其品質指標為:切斷長度 8 mm,單絲直徑0.04 mm,伸長7%,斷裂強度為1 600 N/mm2,楊氏模量為40 kN/mm2。
我國高韌性纖維基增強水泥復合材料的研究與開發剛剛起步,目前實驗中使用的PVA增韌纖維仍需依賴進口。可以說,國內目前已擁有全球最大的PVA纖維生產能力,烷維科技、上海石化和四川維綸都有豐富的PVA纖維生產經驗,具備開發ECC專用PVA纖維的技術條件。
1.3 碳纖維增強混凝土 1.3.1 碳纖維在FRC上的使用
碳纖維增強混凝土具有替代或補充鋼纖增強材料的實用性。與傳統鋼纖相比,碳纖維有極高的比表面積并與水泥有更大的親和力,強度指標亦更具優勢。目前新一代碳纖維增強混凝土的強度可達1 500 N/mm2。較之于傳統的纖維鋼結構制品,斷裂強度可提升 3 倍,與玻璃纖維網柵結構相比,強度也可提高兩倍。碳纖維的使用不僅提高了混凝土的抗裂性能,也明顯改善了混凝土裂縫的間隔和寬度分布狀況。
碳纖維混凝土制品具有相對低的熱傳導性能,不易進行熱或冷介質的轉移,其水泥基復合材料正成為新一代建筑物板材。
SGL公司提供的纖維增強混凝土用碳纖維,使用
碳纖維基構件傳感系統可用于重載荷高速公路的車輛流量、乘用車重量、行駛速度的監測。通過實時記錄構筑物振動的狀態變化,有助于減震或減輕地震可能帶來的危害。1.3.2 碳納米纖維(CNF)在智能混凝土中的使用
美國威斯康星大學在其碳納米纖維增強水泥復合材料的電性能與機械性能的研究中,使用了Pyrograf公司生產的低成本碳納米纖維PR-19系列和PR-24系列。
添加3%(wt%)碳納米纖維的增強水泥復合材料,與粗旦型纖維增強水泥制品(MDF)比較,其抗壓強度可提高324%,但抗彎強度有所下降。在煙灰(fly ash)增強水泥的實驗中,碳納米纖維的添加劑量為3.3%(wt%)時,抗壓強度可提高490%。
近年來,在高性能纖維增強混凝土領域,使用兩種或兩種以上纖維的混雜方式受到人們的廣泛重視。水泥基復合材料的研究顯示,混雜纖維系統可有效強化混凝土制品的品質,北美混凝土研究所(ACI)的研究人員采用碳納米纖維與微細PVA纖維混雜的方法制得的纖維增強水泥復合材料,其抗彎強度、楊氏模量等指標均有明顯的提升,特別是制品的韌性提高了33倍之多。研究中使用的碳納米纖維和微細PVA纖維的技術特征如表 6 所示。 1.4 纖維素纖維在建筑與土木工程中的使用
建筑與土木工程用纖維素纖維取材于可再生資源,其比表面積通常在2 500 cm2/g左右,優于合成纖維的1 500 cm2/g,與水泥有十分優良的黏合力。美國Buckeye公司生產的500型再生纖維素纖維,使用劑量為1.0 ~ 4.0 磅/碼3,該纖維獲得ASTM C1116-08和ASTM D7357-07質量認證。鑒于纖維素纖維的不熔融性,奧地利Lenzing(蘭精)公司使
20世紀70年代,芳香族聚酰胺纖維開始進入纖維混凝土領域,但高成本限制了其商業化進程。近來帝人公司開展了芳香族聚酰胺纖維(Twaron和Technora)在土木工程領域的開發與應用研究。美國混凝土研究所(ACI)關于芳香族聚酰胺纖維增強混凝土的研究報告認為,FRC用途的芳香族聚酰胺纖維的切斷長度 6 mm,斷裂強力2 800 MPa,彈性模量130 GPa,纖維表面光滑,與聚烯烴纖維相似。
國內濟南大學使用芳綸1414的短切纖維,單絲直徑15 μm,密度1 440 kg/m3。摻入水泥砂漿,體積劑量1%,水泥砂漿制品的抗折強力提高26.49%,塑性收縮裂縫下降24.95%。表 8 為使用芳香族聚酰胺纖維的增強混凝土養生條件與技術特征。
2 纖維增強混凝土的技術現狀與發展趨勢2.1 國外纖維增強混凝土的技術發展
據統計,全球5%的CO2排放量來源于水泥工業。依據德國亞琛大學紡織研究所“紡織品增強混凝土生態效益”的研究報告,采用纖維增強混凝土方法,具有節省70% ~80%混凝土用量的潛力。一般情況下,在建筑物使用期限內,由于采用增強纖維而節省的建筑材料,相當于在生產、運輸、安裝和使用過程中節約80%能耗和降低CO2排放量的效果。一個基于成本效率、性能最佳化和最小環境沖擊的“綠色混凝土”技術理念正在形成。
自20世紀70年代末,美國Forta公司使用三維纖維材料用作建筑增強材料以來,各類纖維增強水泥與混凝土制品的研究開發和使用不斷取得新的進步。
土木工程素來對品質有極高的要求,作為增強水泥與混凝土用纖維材料,一般要經過長時間的應用實驗和嚴格的品質認證,這無疑促進了產品的系列化和專用化研究。Forta公司、BASF(巴斯夫)公司用于混凝土增強的纖維品種均有非常詳盡的技術說明,包括纖維技術特征、規格、使用劑量、處置方法、品質保證和包裝運輸等要求。除常規產品外,如Forta公司還有專用的產品系列,其中的 6 個品種中,PE-2型為使用PE為原料的單絲型纖維,Green-net型為100%使用PP回收料的原纖化品種。
在產品專用化方面日本可樂麗公司最具特點,該公司提供的PVA纖維系列中,RECS-7型產品是專門用于砂漿增強防裂的;RECS-15型專用于高韌性水泥基復合材料中;RSC-15型是低劑量防裂纖維;RFS400主要用在砂漿與混凝土中;RF4000型主要在粒度為20 mm的物料噴射混凝土上使用。
Nycon公司除鋼纖、玻纖外,合成纖維產品有PP、PA、PVA等約23個品種,同時還提供 4 個專門用途的產品,即特別抗凍型、專用輕薄板材型、高耐用型和使用100%回收PA原料的綠色增強纖維。
建材用纖維材料的品質認證也具體到產品系列,如美國水泥與混凝土增強纖維生產廠家即通過認證的11家企業中,Grace和Prolex公司分別有 6 個系列,Forta公司有 3 個系列。
2.2 國內水泥與混凝土
用纖維材料的供需
狀況
依據《建材工業“十二五”發展規劃》的設想,“十二五”末我國水泥產量預計將達22億t左右。
發達國家如美國等的纖維增強水泥混凝土約占混凝土耗量的7%左右。基于我國龐大的建筑市場,潛在的纖維需求量不應低于80萬 ~ 120萬t/a。
國內水泥與混凝土增強纖維的常規品種在數量上可滿足市場需求,但和其他化纖品種一樣,亦存在著經營理念上的共性不足,即“產品一投入使用,會很快形成規模,同時也放松了對產品持續性的研發投入,而轉入價格戰營銷的生存模式”。基于這一現實,雖有基本齊全的品種,但產品品質、系列化和專用化水平相對而言較低。因此,國內商家在大型建筑和土木工程施工中更愿意選擇進口產品,在高端纖維增強水泥與混凝土的研究開發中,涉及到碳纖維、碳納米纖維以及特種PVA纖維時只能依靠進口。目前國內還不能提供類似日本東麗T1000碳纖維或Pyrograf公司PR19/24型碳納米纖維的品種。特別是在碳納米纖維領域,Pyrograf公司、日本昭和電工等公司已有 7 ~ 8 年的商業化生產建材用碳納米纖維的經驗,2004年Pyrograf公司還專門實施了為高端水泥復合材料而擴大碳納米纖維產能的計劃。
ECC是高延性纖維增強混凝土材料,在歐美和日本的建筑與土木工程市場已廣泛使用。而國內ECC尚在研究中,實驗用的PVA纖維也只能靠進口。ECC纖維增強混凝土的研究、開發和應用止步不前的狀況,可以說是我國FRC技術粗放經營的一個縮影。據此可以清晰地看到,在國外已廣泛使用而國內市場急需的如ECC等產品,我國的化纖行業尚無力提供配套的纖維。而建材研究院所使用進口纖維開發應急產品,也表明用戶對國內纖維廠家的疏遠。相關行業應正視這一事實,并盡快找出解決之道。
2.3 國內建筑與土木工程用纖維的
技術現狀
國內用于水泥與混凝土領域的主流纖維包括聚烯烴纖維、PA纖維、PVA纖維和PAN纖維等品種。自20世紀90年代以來,上海合成纖維研究所使用PA短纖維用作水泥增強復合材料;張家港合纖廠與東華大學協作實現了改性PP水泥防裂纖維的規模化生產。其后烷維科技完成了高強高模PVA纖維的規模生產,在無石棉水泥波瓦產品方面取得了不錯的市場效益,產品已批量進入歐洲市場。
目前國內建筑與土木工程用纖維材料的研究基本分布在烷維科技、上海石化、四川維綸等大型企業,涉足該領域的研究院所亦多系資質較佳的國家紡織研究院、上海合成纖維研究所、東華大學和吉林紡織研究設計院等單位。可以說,國內建材用纖維行業的技術狀況還是比較好的。建議國家下達一些全局性或涉及行業發展的重大研究課題給這些單位,通過研究課題的實踐,可充實一線科研隊伍,亦可在競爭中自然形成行業的研究基地或開發中心,這將對我國建材用技術紡織品行業的轉型和發展產生一定的積極影響。
3 結語
關鍵詞:土木工程建筑結構基礎承載柱構造柱懸挑梁連續梁
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
一、引言
建筑結構基礎設計是土木工程建設的重要組成部分,當前,我國建筑行業正蓬勃發展,不同類型的土木工程建設正在火熱的進行。土木工程建設改變了城市面貌,給人們的生活帶來了便利,也帶來了較好的經濟社會效益。但是,我們必須清楚的認識到,土木工程建設仍然存在著很多的問題與不足,尤其是建筑結構基礎設計方面,由于受到多方面因素的制約,在承重柱截面高度、構造柱與承重柱、懸挑梁設計、連續梁設計等方面仍然存在著不同程度的問題,這些問題不僅影響了土木工程建設,還影響了建筑項目工程的整體水平。
二、土木工程建設中建筑結構基礎設計存在的問題
在土木工程建設建筑結構基礎設計中,由于受到多方面因素的影響,再加上近年來新工藝、新技術在土木工程建設中的運用,建筑結構基礎設計仍然存在著一些問題與不足,總的來說,這些問題與不足主要表現在以下幾個方面。
1、地基基礎方面。地基基礎設計方面的問題主要表現在填土地基質量不合格,地基承載力沒有達到相應的要求。對于斜坡上面的建筑物或者是構筑物,沒有驗算其地基的穩定性,對于軟弱下臥層,沒有對地基承載力和沉降進行驗算。
2、承重柱截面高度設計方面。建筑物需要具有相應的抗震性能,尤其是對于震區的建筑物,更需要注意提高建筑物的抗震性能。但是,在我國工程設計中,仍然沒有高度重視這一點,在設計的時候忽視對這一點的考慮。我國的很多地區規定建筑物的抗震設防烈度為六度,但是,有些設計人員卻沒有按照要求進行設計,在防震設計上沒有高度重視,突出表現在進行承重柱設計的時候,縮小了其截面的面積,設計得過于細小,他們認為這樣設計會使得受力分析變得更加容易。但是,這種想法和做法是錯誤的,這樣做的話,承重柱的面積過小,在外力作用下,梁柱之間的彎矩會產生約束作用,進而有可能發生結構斷裂的現象。并產生塑性鉸。這樣直接導致的結果是,建筑物的耐久性大大降低,今后在使用中存在很大的隱患。如果發生地震災害,建筑物的抗震能力下降,有可能會發生倒塌的現象,可能會造成巨大的災難。
3、構造柱與承重柱方面。一些設計人員不能很好的區分構造柱和承重柱,常常混淆二者之間的概念,從而大大影響了建筑結構的可靠性。在磚混結構建筑的設計中,設計構造柱的目的是增加墻體的抗剪能力,避免墻體產生裂縫。但是,一些設計人員卻把構造柱當做承重柱,從而影響了各結構的功能和整個建筑物的質量。
4、懸挑梁設計方面。在懸挑梁設計的時候,設計人員往往忽視對撓度的驗算,但是,由于梁高選用過小,從而使得梁截面受壓區的應力太高,隨著時間的逐漸推移,梁撓度便會不斷的增大。慢慢的,梁上板有可能開裂,并隨著變形的增大開裂的程度逐漸增大,進而影響到整個建筑結構的使用。如果變形效應進一步發展,就有可能使梁發生損傷,如果是托墻挑梁的時候,梁撓度會使墻體在梁底部周圍產生裂隙。裂隙會繼續向上延伸,并且開裂程度會進一步變大。如果挑梁截面很小的話,會減小建筑物的抗震性能。懸挑梁對于豎向地震的力量感受非常敏感。如果梁的高度較小,截面相應的受壓區高度就會較小,梁的延伸性就會減少,此時,如果發生地震力量的損壞,其承載能力就會喪失。
5、連續梁設計方面。一些設計人員將連續梁按照單梁來進行設計,從而留下了危險。連續梁一般出現在陽臺邊梁,它的承重能力很小。但是設計人員往往忽視這一點,容易把連續梁當做支梁來設計,這樣就減少了梁在支座處上部的鋼筋配量。在使用的過程中,梁的伸縮性會隨著環境和溫度的變化而發生變化,加劇了底座周圍梁面裂隙,從而使得建筑物的性能降低。因此,建筑施工的時候需要高度重視這種現象,做好連續梁的設計工作。
三、做好土木工程建設中建筑結構基礎設計的策略
1、做好地基基礎設計工作。對于填土地基要進行壓實處理,按照相關標準進行壓實和填充,保證填土地基的施工質量,保障填土地基的承載力達到設計的相關要求。對于建造在斜坡和邊坡的建筑物,需要對地基的穩定性進行驗算。如果地下水的埋藏較淺,建筑的地下室或者是構筑物存在上浮現象,就有必要進行抗浮驗算。對于軟弱下臥層地基也應該進行承載力驗算和沉降驗算。
2、從建筑結構整體性能出發,做好建筑結構基礎設計工作。作為設計者,在對建筑結構基礎進行設計的時候,要樹立整體觀念,從整個土木工程建設的整體出發,采用最佳的設計方案,以達到最佳的性能。在設計的時候,要考慮基礎與上層結構之間的關系,并提出合理的假設。一般來說,上部設計在基礎設計之后,因此,在基礎設計的時候,不要只僅僅考慮基礎結構設計,要樹立整體思想觀念,從工程項目建設的整體出發,考慮全局,采取適當的處理方法,要積極采取措施,盡量消除因地上結構設計滯后而帶來的誤差,從而保證建筑結構基礎設計的質量,提高整個土木工程建設的質量。
3、對于鋼混框架結構的高層建筑設計,注意基礎的柔度和剛度。從目前建筑結構基礎設計的實際情況來看,其設計的主要理論依據是結構力學和彈性力學,這種設計的主要優點是操作簡單方便,具有很強的可靠性,在實際運用中基本上能夠達到良好的效果。尤其是將這種技術和方法運用到地質較好的地區,所達到的效果更佳,更能令人滿意。當前,在現代建筑工程設計中,鋼混框架結構的使用越來越多,這對原來所使用的方法和工藝產生較大的沖擊。因為,鋼混框架結構的質量大,對基礎的承載和質量提出了非常高的要求,如果質量不合格,承載力較小,基礎結構將有可能發生下沉,這將對土木工程整體結構產生不利影響。如果某些工程項目所處的地質條件較差,在軟土地上進行施工的話,如果在基礎受力計算的話,再使用結構力學或者是彈性力學,將會與實際情況發生較大的出入。隨著社會的發展和進步,建筑業不斷的發展,建筑物的高度越來越高,因此,它的垂直方向上的載荷會增加,這樣,整個建筑物對基礎結構將會產生更大的壓力。如果壓力過大,超過基礎結構的承載力,就必然發生下沉現象。因此,對于鋼混框架結構的高層建筑設計,需要特別注意基礎的柔度和剛度。
四、結束語
總而言之,在土木工程建設中,我們需要重視建筑結構基礎設計工作。當前,大量的土木工程正在建設中,其建設高度不斷的在上升,建筑規模也在不斷的擴大,建筑結構也更加復雜。由于土木工程建設數量多,市場需求大,一些開發商在建筑結構基礎設計中草率從事,沒有按照相關的規定進行,將設計、審批、建設混為一體,沒有按照相關的程序進行,這就嚴重影響了建筑結構基礎設計的質量,進而會影響整個土木工程項目建設的質量。因此,我們在實際工作中,必須嚴格按照相關程序進行,對建筑結構基礎設計進行審查和監督,加強管理工作,提高建筑結構基礎設計的質量,促進整個土木工程建設的發展。
參考文獻:
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[2]鄔江紅,呂梅品,郭士敏.淺談地基、基礎與建筑結構的協調統一[J].2005(5)
基于獨立學院這種“三本”院校的學生與其他重點高校學生的差異性以及社會對人才需求層次的多樣性,可以得出獨立學院的土木工程專業教育應貫徹“因材施教,學以致用”的人才培養原則,其專業課程體系的構建應將重點放在“全面發展、突出專長、著重應用、強化實踐”上。在有限的學制和學時內,只有改革并構建切實可行的專業課程體系才能更好地貫徹上述原則。“因材施教”是適合獨立學院這種“三本”院校學生特點的。目前,獨立學院的學生之間個體差異性較大,不像“一本”學生那樣整齊劃一,在基礎知識、思維能力、綜合素質等方面和“一本”、“二本”學生有一定差距且參差不齊,這是必須承認的現實。但是,這些學生各有特長和愛好,一般不會因循守舊,接受新生事物快,多數學生有一定潛質,喜歡動手且善于動手,這正是我們可以“因材施教“的基礎。“學以致用”是國民經濟和社會發展對土木工程專業人才的現實和長遠需求所決定的。目前,我國基礎設施建設正處于持續、快速、大規模發展時期,迫切需要大量的應用型高級工程技術人才和管理人才,這一狀況還將在我國持續相當長的一段時期。而且,從揚長避短以及與“一本”學生錯位發展的要求來看,也必須貫徹“學以致用”的人才培養原則。也只有如此才能給“三本”學生留下發展和“用武”的空間。“全面發展、突出專長、著重應用、強化實踐”是“因材施教,學以致用”原則的內涵。“全面發展”要求人才培養方案保持其整體完整性,能使學生德智體美全面提高,在課程體系的安排上兼顧學生全面、可持續發展;“突出專長”是在全面發展基礎上的突出專長,“突出專長”更應突出專業方向性而不是一味地拓寬專業口徑,應以專業方向為單元制訂人才培養方案,壓縮必修課內容和學時的同時增加選修課,給學生更多的時間和空間去追求自己的興趣和愛好,發展自己的專長;“著重應用”應在適當削減基礎課內容和學時的同時加強專業課學習,應在實踐教學中加強“真刀真槍”的實踐訓練,多應用案例法教學,應著重培養學生運用所學知識分析解決工程實際問題的能力;“強化實踐”應堅持理論聯系實際的理論課教學方法,遵循“必需和夠用”原則壓縮理論課時以加強實踐教學,把實踐教學融合于課內與課外、學期與假期、學校與社會。總之,獨立學院土木工程專業課程體系的構建和課程內容的改革應充分考慮學生的基礎素質而因材施教。以“應用”為目標,以“學以致用”為原則,以人才市場需求為導向,以專業方向為單元,構建適合獨立學院土木工程專業的課程體系,充分進行人才培養方案的優化,遵循理論課“必需和夠用”的原則,精簡和調整各類課程的學時學分,整合和改革各課程教學內容,突出實踐教學地位,以提高學生的工程實踐能力。
2獨立學院土木工程專業課程體系框架與課程設置的改革
2.1課程體系框架
基于前述獨立學院“因材施教,學以致用”的人才培養原則,按照“全面發展、突出專長、著重應用、強化實踐”培養要求,筆者所在的學院構建了由“公共課+專業課+素質課”三大教學模塊所組成的課程體系主體框架。(1)公共課教學模塊:由上級有關教育主管部門規定的本科生必須掌握的基本理論、基本知識、基本技能方面的課程。(2)專業課教學模塊:包括專業必修課教學模塊和專業選修課教學模塊。它是以專業人才規格的理論知識點要求為主線,構建保證專業規格的基本知識和基本理論的專業課程體系,基本理論以必需和夠用為尺度,其中專業選修課最低選修32學分。(3)素質課教學模塊:包括素質拓展系列講座、專業素質培養課程和綜合素質拓展課程。融入實踐教學環節的內容,使課內知識得到理論強化和實踐應用,作為課內教學的補充和延伸,以提高學生的實踐能力和綜合素質,規定每位本科生應獲得的相應的素質學分,注重個性化發展。
2.2課程設置
為落實“因材施教,學以致用”的人才培養原則,根據課程體系主體框架,設置獨立學院土木工程專業教學課程。其中公共課教學模塊課程是由上級有關教育主管部門規定的,不再贅述。
2.3實踐教學體系的構建與實施
實踐教學對土木工程專業人才培養的重要性已毋庸置疑。獨立學院應該貫徹“因材施教,學以致用”的人才培養原則,落實“著重應用、強化實踐”人才培養要求,將實踐教學更應該放在突出位置。實踐教學體系的構建與實施,其內容、環節、過程及考核必須精心設計精心安排。由此而構建的獨立學院土木工程專業實踐教學體系及其實施。
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