時間:2022-04-19 05:08:30
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土力學是土木工程專業知識體系的重要組成部分,然而它的教學與其他力學課程的教學有一些不同,首先與其他的力學課程相比有著自己顯著的特點,例如:學科本身較為年輕,發展并不成熟;知識板塊之間聯系并不緊密;理論及設計多來自于實踐經驗,缺少嚴密的量化推導過程等。部分學生反映難以理解土力學的知識框架和應用方法。另外一方面,對于目前土木工程本科專業教學來說,主要任務仍以培養應用型、實踐型人才為主,但在目前的教材編寫及教學活動中,仍然以課堂講授和理論學習為側重,輔以若干個課時的試驗課程,學生在課程結束后無法將知識系統化,也沒有思路將理論和案例分析、地基基礎設計聯系起來,“學了不會用”“學了用不了”的問題較為突出。再者,在“大土木”和“全面發展”的教育思路下,學生課程較多,各門課程的學時被不斷壓縮,學生反映學習精力不夠。一般48個課時的學習,需要覆蓋從土的性質到地基基礎設計的廣泛內容,廣泛的內容和有限的課時形成鮮明對比。
二、土力學的課程特點
教授提出土力學的三大特點:1.基礎性:從20世紀30年代以來,土力學的經典理論及方法并沒有太大的變化;2.時代性:土力學的應用已經不局限于建筑工程,而開始向環境、抗災等其他領域拓展;3.實踐性:學科與工程實踐聯系緊密。首先,土力學的理論知識結構比較散碎,但可以總結為圖1的框架,其中三個特性:土的散碎性、土的多相性、地質歷史形成的變異性;三個工程問題:強度、變形、滲流;三大理論:摩爾-庫倫強度理論、有效應力理論、達西定律。圖1其次,土力學是一門特別重視實踐的學科。在《巖土工程50講》一書中,李廣信教授認為土力學本身是一門實用的學科,認為土力學的問題不能完全依靠數學或者物理力學的“模型”來解決,而且要經常依靠動手試驗、現場認知、案例研究這些聯系實際的方式提高學習質量。朱炳寅教授也提出類似的觀點:“地基的沉降量不應該完全依賴于計算,在地基沉降量的確定過程中,工程經驗往往比理論計算更重要,有時甚至是決定性的因素?!痹谒闹髦幸卜磸蛷娬{案例分析、經驗積累的重要性。
三、教學思路及教學建議
學習內容上,對于本科學生來講,土力學的學習目的是為了在未來的實踐工作中應用到勘察、設計、施工以及工程事故的處理當中,然而限于課時往往無法具體深入學習,學習的重點就側重在三大理論和基本問題的計算、解決思路上。對于其他實踐應用的內容,酌情安排課時,例如擋土墻、獨立基礎設計等常見的專業內容可以安排成大作業或者課程設計,對于更復雜的應用則適當刪減。教學方法上,以培養動手能力為目標的土力學專業教育,應該從以下方面入手:
(1)重視基本概念和知識框架
當前大學生普遍存在著急功近利的學習風氣,具體表現就在重應用輕理論,土力學雖然必須重視實踐,但仍然強調“從實踐中來”的理論總結;另一方面,目前的土力學教材編寫質量良莠不齊,如何帶領學生清晰地、正確地認識土力學的知識體系和重要概念,就是教學的首要任務,如有必要,建議可以在階段性學習完成后回過頭來再復習一遍緒論部分。
(2)及時引入基礎試驗教學
土力學基本理論的理解離不開實驗課程,而部分教師為了方便教學,將實驗課程和講授課程各自集中安排,學生在理論學習和實踐之間人為地多出一段空白期,不利于理論知識的及時消化,得不償失。建議及時安排相關的實驗課程,例如在講到達西定律的時候,就開始常水頭滲透試驗的準備工作,待試驗結束以后,再繼續其他章節的學習。
(3)理解規范但不要敬畏規范
規范在我們國家的建筑業中具有十分特殊的地位,而且多具有強制性。筆者認為對于土力學學習來講,應避免學生過早接觸規范,主要原因是規范普遍存在著保守、過細的問題,它的編制是為了工程技術人員在實際工程中快速掌握及使用的,過早接觸會限制學生創新思路和好奇心。另外規范在課程設計和使用的過程中,也要注意向學生強調規范的局限性,避免對規范的盲目推崇。
(4)“大作業+小組討論”代替單打獨斗的課程設計
課程設計是土木工程許多專業課的重要環節,目前許多課程設計采用的仍然是“一人一份”的方式,但筆者觀察“結構設計大賽”等各種團隊競賽的效果后認為,團隊形式帶來了相互競爭、相互交流、相互激勵的學習氛圍,而且這也符合目前實際工作中的專業分工方式,可以培養學生的團隊精神。
(5)注重案例分析和理論應用實際
案例分析作為土力學學習的重要途徑要得到教師的重視,這是激發學生學習興趣、理論聯系實際的重要途徑。目前國內建設工程眾多,高校周邊有很多的實例資源,可以通過實地參觀、全程跟蹤等方式學習地基、基礎的設計和施工,也可以對已經發生的相關工程事故進行小組討論,引導學生將理論知識與實際掛鉤,或者采用課堂匯報的方式安排案例分析課程都是很好的途徑。
(6)注重計算機應用
目前在國內的土力學教材中,部分教材仍附有“地基附加應力計算表”等表格,以方便學生進行手工計算,但不論是從實際工作中還是國外的教學發展來看,計算機軟件應用是明顯的方向,應該鼓勵學生在課后作業中使用EXCEL編寫簡單的計算式進行計算,課后學習ABAQUS、ANSYS或者國內的理正等軟件,將計算結果進行對比,指導分析其中出現差異的原因,拓寬學生的專業視角。
四、總結
1.1課程內容完善了土木工程專業建筑學知識的內容體系
土木工程專業的建筑方案設計課程是在房屋建筑學課程基礎上,講解現行建筑設計規范、不同類型建筑設計原理和設計方法,通過具體的設計專題,培養學生正確的設計思維,更好地掌握建筑工程的設計方法。雖然土木工程專業房屋建筑學課程包含了關于建筑設計的知識,但內容只有4學時,而畢業設計環節中涉及建筑設計的環節為4-5周。如果沒有建筑方案設計課程的內容對房屋建筑學課程中的設計知識做進一步的深化和完善,那么學生將嚴重缺乏建筑設計方面的知識,從而影響畢業設計的進度和質量。因此,開設建筑方案設計課程,從課程內容上完善了土木工程專業建筑學知識的內容體系。
1.2課程設置保證了土木工程專業建筑學類課程之間的關聯性和延續性
目前,土木工程專業開設的建筑學類的課程有建筑制圖、房屋建筑學、計算機輔助設計、建筑美術等課程。這些課程的開設較為獨立,彼此之間缺乏關聯性,缺少過渡和呼應。建筑方案設計課程的開設可以將這些建筑類的課程統籌和協調起來,加強課程之間的相互聯系。通過學習建筑制圖和房屋建筑學課程,學生掌握了建筑制圖的標準和要求、建筑細部的構造要求及淺略的建筑設計知識。在此基礎上,開設建筑方案設計課程,通過講解理論性的設計原理和方法、進行具體題目的實踐設計,可以進一步讓學生開拓視野、掌握正確的設計方法,能夠獨立地分析、解決設計問題。在建筑方案設計課程之后開設計算機輔助設計和建筑美術課程,可以有助于學生運用建筑美學原理強化建筑平、立面設計,并通過計算機技術準確的將設計方案轉化為二維或三維圖形,形成更直觀的建筑表達效果,加強學生對空間的理解和組合能力。因此,開設建筑方案設計課程,有助于加強土木工程專業建筑學類課程之間的關聯性和延續性。
1.3課程開設有助于土木工程專業應用型高素質復合型人才的培養
在工程設計領域,建筑、結構和設備是緊密結合的三個部分,建筑設計控制著建筑室內外空間的舒適度和建筑外立面的藝術效果,結構設計在此基礎上實現建筑的安全和穩定,設備從水、電、空調三個方面來實現建筑使用的舒適度。這三個部分合作的好壞決定了建筑設計成果的優劣,因此作為土木工程專業的學生應當掌握建筑設計和設備設計的知識,以實現三方在實施工程項目時能合作共贏。當前,建筑行業的競爭日益激烈,在這種大趨勢下,更加迫切要求土木工程專業的學生掌握相關的建筑設計知識,適應社會的需求。因此,開設建筑方案設計課程有助于拓寬和提高學生的知識面和理論素養,有助于培養應用型高素質復合型人才。
2建筑方案設計課程在教學過程中出現的問題
1)、老師在上課過程中的理論課時偏多,造成了學生實踐設計課時偏少,從而無法實現老師一對一的輔導學生,師生之間的交流偏少,學生學習較為被動。同時,在實踐課時中,學生之間的相互交流也較少,很多學生都是悶著頭自己做。2)、學生在實踐設計中,不善于查閱資料,缺少分析問題、解決問題能力。例如在設計過程中,任務書中只規定了每種房間的面積,房間具體的開間和進深尺寸要由學生確定。很多學生在確定房間開間和進深尺寸時,不考慮房間的使用功能,只憑空想隨意確定,最后設計出來的房間完全無法滿足使用功能的要求。其實只要學生站在使用者的角度去考慮房間的使用對尺寸的要求,并查閱相關的設計規范或建筑設計資料集,都能夠確定較為合適的尺寸。3)、學生在進行建筑設計時偏重建筑平面設計,忽略立面設計。在設計過程中,學生往往花費大量的時間進行建筑平面的設計,導致沒有太多時間進行建筑立面的設計。同時,由于缺少一定的建筑美學基礎,學生設計出來的建筑立面比較簡單、呆板。最終出來的圖紙往往是平面設計達到了深度要求,立面只是在平面的基礎上生成的,毫無美感可言。
3建筑方案設計課程的教學改革措施
3.1轉變教學思路和教學形式,重新定位老師和學生在教學中的角色。
土木工程專業的建筑方案設計課程應該由傳統的以老師為主體的偏重理論教學的思路轉變為以學生為主體、老師為主導、以實踐設計為主線、理論與實踐相結合的教學思路。教學形式由以老師集中的理論授課為主的轉變為以學生進行多個專題的實踐設計為主要內容,理論知識的講授穿插在各個設計專題中。在新的教學思路和教學形式下,老師角色由傳統的教學主體轉變為學生設計過程中的協助者、引導者,在學生完成各個設計專題的過程中一對一的輔導學生,針對不同學生出現的不同問題做具體的指導,啟發和引導學生獨立地解決問題;學生的角色由傳統的知識被動接受者轉變為教學中的主體,能夠主動地根據老師下達的設計任務書,查閱相關資料、制定設計進度安排,并進行實踐設計,最終完成專題設計的任務。在整個教學過程中,老師和學生的關系是平等的,老師和學生共同研究學習,一起合作解決問題。
3.2采取啟發式、案例式的教學方法,拓展學生的思維
土木工程專業的建筑方案設計課程中理論教學部分可采取啟發式、案例式的教學方法,來拓展學生的思維,提高學生發現問題、分析問題的能力。啟發式的教學方法主要是通過老師引導學生發現并把握設計中的主要矛盾,選擇可行的解決方法,尋找設計的切入點。通過啟發式的教學方法,可以充分調動學生的主觀能動性,發揮學生的創造力,啟發學生從不同角度思考、分析、對比不同方案的優劣,為提高設計能力打下基礎。參觀加實例分析的案例式的教學方法可以加深學生對設計專題相關知識的印象。老師通過方案圖片介紹多個相關建筑設計實例,研究其功能組織、立面細部做法、建筑形體與色彩等方面的內容,引導學生討論分析各個方案的設計思路及其優缺點,不僅能夠讓學生全方位的了解設計專題,同時也能提高學生分析問題的能力。除了通過圖片展示開展案例式的教學,也可以將上課地點移至真實的建筑空間內,更直觀地從功能設計、形態設計、空間設計等進行詳細的分析和講解,讓學生更直接的接觸和感受建筑空間,并進行對比分析。
3.3教學內容應選擇適合土木工程專業的設計專題,嚴格控制設計進度
土木工程專業的建筑方案設計課程作為專業選修課,從深度和廣度上無法與建筑學專業的建筑設計課程相提并論,因此課程內容應以大量性建筑作為設計專題以培養學生具備建筑設計的基礎知識。同時,在設計過程中,應當將現行的建筑設計標準和規范最大限度的融入教學和設計中,不僅能夠端正學生嚴謹和規范的設計態度,也能夠培養學生在設計過程中查閱規范的良好習慣。此外,在設計過程中,老師對設計構思的過程要進行層層控制,嚴格檢查各階段設計草圖,以實現學生在每個設計階段都能有所收獲。為保證設計質量,老師要嚴格按照設計控制學生的設計進度,,學生的最終成績也應涵蓋學生平時的表現。
4結語
1.1房屋建筑學課程設計教學改革措施。
對于房屋建筑學課程設計部分,結合我系土木工程專業“三位一體”的“666”實踐教學模式,課題組通過兩屆學生教學,嘗試將課程設計分布在建筑設計教學內容之后的教學過程中,將理論教學和實踐相結合,形成一個有機整體,并嘗試多人合作指導課程設計的模式。課題組老師根據教學需要及自己專業特長,擬定不同結構體系、不同使用功能、分量適當的課題,由學生自愿選擇指導老師進行設計,一則可以滿足學生愛好、激發其設計潛能,二則可以減輕科任教師工作量,效果良好。此外,在設計過程中應該強化規范意識,引導學生正確設計,充分挖掘學生的業余時間,嚴格考核,及時總結,以求提高教學質量。
1.2鋼結構課程設計教學改革措施
1.2.1以項目實例為依托,開展設計教學。
在課程設計講解過程中,以已修建實際工程為主,對實際工程進行設計。將書本理論知識與身邊實際工程相結合,使學生把課堂所學知識加深理解和鞏固。近兩年榆林麻黃梁汽車產業園區,興建了一批汽車銷售4S店工程,主體為門式剛架。就以實際工程為依托,進行課程設計。帶領學生到工地進行參觀已修建好的門式剛架,了解結構形式,翻閱完整設計圖紙等資料,把理論知識與實際工程一一對照、比較,增加了實際工程認知度,增強了施工圖的繪制能力。在校教師再對鋼結構施工圖中的要點一一講解,學生能從中獲得更多的知識。
1.2.2優化教學內容。
在不增加學時的前提下,能讓學生更多地掌握課程設計內容。把課程設計相關內容融入到實踐教學中集中講解,不占用理論教學時間。理論教學學時壓縮后,我校安排以理論部分較強的鋼結構原理為主。對于課程設計部分的講解學時幾乎所剩無幾,那么對于鋼屋架課程設計中的支撐布置、荷載導算、內力計算、構件計算、節點設計等幾部分以平時作業的形式讓學生多加練習,通過作業發現問題指正問題。在課程設計過程中遇到問題及時強調,這樣能夠保證設計各環節的質量。學生普遍反映良好。另外,要求學生查閱最新規范、圖集;課程設計以實際工程為依托,那么就要以最新設計規范為依據。
1.2.3教學模式和設計內容多樣化。
在鋼結構課程設計中培養學生的創新意識和合作能力,開展多種多樣的教學模式。一種引入“參與•合作”教學模式。把一個設計項目拆分為幾個子項,2-4人組成設計小組,以設計小組為單位,參與到實際工程中去,對某一項目進行設計,每人設計一個子項。“參與•合作”教學模式的要點是通過教師的指導設計作用,形成學生主動、積極、創新的設計理念,團隊合作的設計學習情景,教師與學生、學生與學生之間相互作用,相互促進。
1.3工程概預算課程設計教學改革措施
1.3.1將課程設計與理論教學相互穿插。
傳統教學方法在教學過程中,課程設計與理論講解在實施上是分開的,導致理論知識的講解空洞、乏味,學生難以理解,教學效果一般??紤]到教學與課程設計是相輔相成的,理論知識是課程設計的基礎,課程設計是理論知識的實踐與應用,筆者提倡理論,筆者嘗試將課程設計與理論講解相互穿插組織教學,取得了較好的效果。
1.3.2選擇恰當的題目,確定合理的課程設計份量。
筆者對開設工程概預算課程設計的院校進行調研,發現大多數院校該環節考核采用同一題目(同一套施工圖)進行考核,形式單一,而且在多屆學生中使用,對課程設計的質量產生了負面影響。筆者認為在進行設計選題時應本著“工期新、結構新穎,任務分量適當”的原則,同時盡可能選用正在建的工程,方便學生在設計過程中能將設計藍圖與實物聯系起來,增強學生的感性認識和設計的積極性,提高設計質量。
1.3.3加強老師跟蹤式指導,發揮學生的認知能動性,推行學生成果互審制。
為確保設計質量,增加學生的主動認知能動性,在進行課時設計組織運行時,將工程量計算安排在教室集中指導,每天不定期的檢查學生的初稿,及時發現學生的問題,幫助學生解決問題,并且對一些共性、難點的問題集中講解。定額套價、材料調差和取費統一安排在模擬算量實驗室,使用網絡版的廣聯達計價軟件來進行操作,既方便教師的跟蹤檢查、指導,又可以使學生對基本工程量匯總計算等進行互審,既可調動學生學習的積極性、主動性,又可確保教學質量。
1.4施工組織課程設計教學改革措施
施工組織課程設計是《土木工程施工技術與管理》課程的綜合性、實踐性教學環節。本課程設計通過一個常見的、典型的多層建筑工程施工組織設計的編制,使學生熟悉單位工程施工組織設計編制的內容及程序,提高解決實際問題的能力,實現所學施工技術與管理知識的系統化、條理化,為在項目施工、管理領域執業奠定堅實基礎。根據我校應用型人才培養定位,筆者認為該課程設計應做好以下幾方面的內容。①將設計課題與理論教學相互穿插,杜絕“兩段式”教學。傳統教學方法將課程設計與課程理論分開組織,忽略了兩者的內在聯系,建議在組織教學的時候將二者相互穿插,重點講好項目施工工藝的組織流程、項目進度控制方法及工藝間的邏輯關系等內容,為后續的工程項目的專項組織設計奠定堅實的基礎。②嘗試校企合作聯合開展課程設計環節。針對我系培養應用型人才的辦學定位,結合學校校企合作育人的構想,以現有產教合作項目為依托,以具體的工程項目為背景,嘗試校企雙向合作育人,激發學生的積極性,使學生較早融入工作崗位,使課堂理論知識與實踐應用能力拓展的“零距離”對接,實現“學校知識學習厚基礎、企業環境養素質、頂崗實踐強能力”。③構建“多任務教學、多人合作指導設計”的實踐教學模式。考慮到該課程實踐性較強,與施工工藝聯系緊密,建議構建集“多層民用建筑(住宅、辦公樓等)施工組織設計、單層工業廠房施工組織設計”等為主線的多任務設計課程,并配備不同的專業教師進行設計指導,確保設計質量。④與生產實習相結合,革新課程設計的考核方法。按照原有人才培養方案,施工組織課程設計安排在生產實習教學前,經過近幾年的實踐,效果不是太好。建議在組織課程設計時,在生產實習前布置任務,生產實習后提交作品,使學生可以在實習過程中將一些新的施工工藝、工法等融入設計,有利于設計中工程質量、文明施工、施工組織專項設計及季節性施工措施等內容的深化。在成績考核方面,可以結合生產實習環節通過ppt匯報等環節進行,亦可與實習企業聯合進行考核,效果較好。
1.5鋼筋混凝土結構課程設計教學改革措施
鋼筋混凝土結構課程設計主要包括鋼筋混凝土梁蓋設計、單層工業廠房設計兩個環節,是對混凝土結構及基本原理教學的重要補充。對于鋼筋混凝土梁蓋設計部分,主要以理論計算為主,應注重學生理論知識的內化、積累;對于單層工業廠房設計部分,則主要注重學生綜合應用能力的培養,改革措施如下。單層工業廠房設計的主要作用是將課程中所學的單個知識點,如單個受力構件設計計算方法、荷載計算方法、內力計算方法、內力組合原則等實際應用于廠房建筑整體的結構設計中,讓學生通過設計理解所掌握的計算方法在工程中如何運用,怎樣實現教材內大量的構造措施等。雷洋等對單層工業廠房課程設計的設計內容及重難點進行剖析,并提出改進教學質量的方法,具體如下:①合理安排教學內容,突出重點教學。該課程設計涉及到的知識點比較多,教師要在教學中以講明各個知識點之間的邏輯關系為重點,以學生能夠綜合運用各個知識點為目的。本人在教學中嘗試采用“倒敘法,即根據設計結果反推設計過程,抓住每個過程中的主要矛盾,各個擊破,教學效果較好。②合理安排教與學關系,培養學生實踐能力。從教學過程的性質來看,教師的主導作用是從教師對教學過程的領導、組織和控制這一角度出發的。而學生在教學過程中首先必須積極參與,然后才能成為積極的推動者,成為學習的主體,這就是“教”與“學”同時在場時對學生的角色定位。③合理優化教學過程,提高設計效率。我校在進行課程設計時間安排上是按照二周,學時排在學生沒課的時間和周末,這樣從第一次課到最后一次課最久能拖一個月之久,需加強過程控制,方可確保設計質量。此外,筆者認為,對于單層工業廠房設計這塊,為確保設計質量,應加強與房屋建筑學等課程的互動、溝通,在指導教師配置方面,亦可以配置房建老師及企業領域的工程技術人員進行指導。
2結論
1.師資配備不足
師資問題一直是獨立學院不得不面對的棘手問題。獨立學院的人事制度與公辦高校不同,教師實行聘任制,這導致了獨立學院進人難、留人難的尷尬境地,教師數量一直沒有顯著的改善。獨立學院的師生比例失調,很多獨立學院越過了師生比1:18這個紅線,明顯高于教育部規定的標準。同時,隨著高校擴招和人們對本專業的熱捧,土木工程專業的學生越來越多,教師的增長達不到同步,導致了一名指導教師帶很多畢業生的現象,指導時間上不能滿足。并且,獨立學院的教師多為年輕教師,很多教師從校門到校門,缺乏工程實際經驗和對相關規范的熟悉,指導過程中存在一定的疏漏。
2.類型單一,脫離實際
琴島學院土木工程專業的畢業設計題目多由指導教師根據畢業設計的要求假想而來。雖然各指導教師給出的題目不同,但僅僅是設計時的建筑方案存在差別,在結構計算時基本上都采用選取一榀框架進行手算的模式,形式比較單一。同時由于教師本身的實踐經驗有限,加之工程量大小等因素的限制,畢業設計題目與工程實際存在明顯的差距,學生在做的過程中缺乏工程意識訓練,很難達到良好的效果。
3.學生的積極主動性不強
畢業設計一般安排在大學的最后一個學期,這個階段的大部分學生處在找工作的階段,這使得他們對畢業設計投入的時間、精力不夠充足。同時,學生對畢業設計沒有一個感性的認識,大多數學生在懵懵懂懂中就開始了畢業設計工作,依賴性較強,缺乏獨立思考的能力,總是問一步做一步,帶有較大的盲從性。再者,一些學生對設計過程是否正確、是否符合實際等問題缺乏認真的思考和討論,對畢業設計馬虎應付,及格萬歲的思想在這一教學環節尤為突出。
4.基礎不牢,概念模糊
獨立學院的學生一般基礎比較薄弱,在課程學習中對一些基本概念、基本理論掌握不牢,概念混淆,加之現在學生考前突擊的做法,使得畢業設計前期需要花費較多的力氣進行基本理論的熟悉,影響設計進度。再有,學生的制圖功底普遍比較薄弱,所設計的施工圖存在較多不符合標準與疏漏,內容表達不全面,影響最終質量。同時,學生在學習過程中無法自主將課程聯系起來,對課程認識不深,導致他們在畢業設計過程中缺乏整體思維,對學過的內容無法進行聯系與拼接,需要老師的指點才能達到從整體到局部的思維對接。
5.資源不足
獨立學院因為是一個新生事物,其圖書積淀相對不足。在畢業設計過程中,學生需要查閱大量的參考書、規范,而圖書館的專業存書有限,遠遠滿足不了學生借閱的需要。同時,由于學院的計算機配置有限和經費有限,學生在電算部分往往借助于盜版軟件,這使得最終的結果與正版軟件計算結果之間存在差異,容易誤導學生。
二、獨立學院土木工程專業畢業設計改革的迫切性
畢業設計作為學生畢業前的實踐預演,其重要性是不言而喻的。對于目前的獨立學院而言,其畢業設計教學環節已經到了不改革就沒有出路的地步。具體表現在:
1.畢業設計達不到教學大綱要求
由于獨立學院師資的特殊性,其畢業設計題目幾年都沒有實質的變化,并且題目多為虛擬,缺少實際工程的背景支持,能夠設計的實際問題基本沒有,設計內容的深度和廣度上一直沒有擴展。同時,琴島學院的畢業設計一直遵循建筑設計、結構設計、施工組織設計這樣一條主線來進行,求大求多求全,而實際進行過程中由于時間所限,絕大多數學生在施工組織設計這一部分都沒有認真對待,導致這一部分流于形式化。這樣,施工組織設計部分就很難達到大綱的要求,同時還影響了其他環節的質量。
2.抄襲現象嚴重
畢業設計大多是在大學的最后一個學期,與學生就業的時間重合?,F階段我國大學畢業生的就業壓力普遍較大,尤其對于獨立學院的學生來講,社會及單位的認可程度尚不高,就業壓力尤其大,這就導致了部分畢業生分身乏術,把本該用在畢業設計上的時間用來找工作,對畢業設計敷衍應對。同時,陳舊的畢業設計題目與類型也給了學生可乘之機,部分學生從網上下載或從往屆學生那里拷來就交給老師,有學術剽竊之嫌。針對以上兩個方面,獨立學院土木工程專業的畢業設計教學環節的改革已經迫在眉睫,不能單純為了畢業而設計。如果不改革,勢必影響培養目標的實現,影響畢業生的質量,影響專業及學校聲譽,嚴重的可能會影響專業生存。
三、適合琴島學院的土木工程專業畢業設計教學實踐探索
基于上述畢業設計中出現的問題和改革的必要性論述,筆者在這里給出自己的一些建議,希望對以后的畢業設計有所借鑒,提高畢業設計的教學質量。
1.充分做好師資配備
教師是保證教學質量的首要前提。獨立學院應用型人才的培養目標決定了大部分畢業生將會直接進入到生產一線,從事設計、施工、管理、造價等工作。學生專業水平的高低、動手實踐能力的強弱跟教師有著直接關系。做好師資配備主要應從兩方面入手:其一為指導教師的配備,其二為指導教師專業素養的提高。
(1)指導教師配備。琴島學院土木工程專業歷屆的畢業設計工作中,指導教師絕大多數由土木工程系結構教研室的教師擔任,極少數有外聘的情況。每位指導教師分配的學生人數較多,達不到良好的指導效果。針對生師比嚴重超負的現象,建議獨立學院在指導教師選用時,可以充分發揮體制靈活的特點,從母體學?;蛘咂髽I選聘經驗豐富的教師、工程師來擔任外聘教師,這樣一方面減輕了每位教師的工作量,另一方面也能夠給畢業設計指導工作帶來更先進的理論和方法。
(2)指導教師專業素養的提高。名師出高徒,要讓學生有較高水平的畢業設計,指導教師必須既有深厚的理論功底,又有豐富的實踐經驗,上得了講臺,下得了工地。獨立學院的自有教師多為研究生畢業后選聘而來,這些教師很多都是從校門到校門,缺乏實際工程的鍛煉。而畢業設計環節恰恰是實踐性、綜合性最強的環節,因此,提高教師的專業素養,建設一支既懂理論又懂實踐的教師隊伍,成為了獨立學院師資方面急需解決的問題。提高教師的專業素質可以從以下幾方面入手:
(1)鼓勵專業教師積極參加各類執業資格考試,像注冊結構工程師、注冊建造師、注冊監理工程師等,準備考試的過程也是自我提高的過程,與同行交流的過程中更能學到很多先進的理論和技術;
(2)促進青年教師的頂崗鍛煉,在不影響教學工作的前提下,可以分批次有計劃地派青年教師到校外企業中參加工程實踐,接觸實際工程,加深對理論知識的理解與應用;
(3)建設雙師型教師隊伍,積極引進理論功底扎實、實踐經驗豐富的高級工程師來改善教師隊伍結構;
(4)督促青年教師積極了解本學科最新發展動態,不斷更新知識結構,注意現行規范規程的更新與修訂。通過充分的師資準備,教師在指導畢業設計的過程中才能夠授人以漁,而不是授人以魚。這樣培養出來的學生,也才能在發現問題、解決問題方面有更出色的能力表現,也才會受到用人單位的好評。
2.優化課程體系,做好知識貯備
獨立學院的課程體系大多是依照母體學校設置的,理論必修課安排較多,實踐課所占的比例偏少,而實踐課中相當一部分跟畢業設計的時間相差較遠。雖然在培養方案中有很多課程設計、實習、實驗等諸多實踐教學環節的鍛煉,學生在學習過程中多數是點狀記憶,而不能將這些知識有機地串聯在一起,形成對土木工程較為完整的概念。因此,在平時的教學過程中,教師應該注意在課程講授的基礎上,逐步培養學生的結構觀念,培養他們查閱資料的能力、分析解決問題的能力、計算機應用的能力;在課程設計安排上,建議將課程設計與畢業設計結合起來,制定培養方案的過程中將各門課程設計的時間盡量相對連續,課程設計任務書盡量兼顧畢業設計,使學生通過相對連續的課程設計形成連貫的課程體系,而不是僅僅完成老師布置的任務。
3.科學選題,類型多樣
題目是畢業設計的關鍵,是完成畢業設計的第一步。畢業設計的選題既要滿足教學的要求,也要貼近實際,同時也要考慮到題目的多樣性。要做到科學選題,類型多樣,可以從以下幾方面著手:
(1)貼合培養目標,反映專業特點。畢業設計的題目應緊扣應用型人才的培養目標,切實能起到綜合性訓練的作用。
(2)難度相當。針對學生的實際情況,選擇難度恰當的題目,既能達到培養目標的要求,又不至于使學生太過緊張或松懈。
(3)貼近工程實際。畢業設計題目應面向工程、將社會需求與畢業設計有機結合起來,在條件允許的情況下,可以采用真題真做的方式,使學生提前接觸實際工程,走產學研相結合的道路。
(4)設計題目多樣化。土木工程專業的學生就業范圍廣泛,在進行題目設計的時候應避免單一的結構設計,而應該不拘一格,向多元化的道路發展,在結構形式上創新,在結構體系上創新,在設計內容上創新。
4.加強過程監控,合理評定成績
畢業設計的過程一般包括準備、正式設計、答辯三個環節。要保證畢業設計的質量,就應該從每個環節入手,加強過程監控。
(1)畢業設計準備環節。在畢業設計開始前,一般都會有畢業實習,其目的是為畢業設計收集資料。實習的過程,是學生感性直觀的認識的過程,學生能從識圖開始,逐步接觸工程的各個施工階段,對畢業設計和未來的工作有個親身感受,第一次完成從理論知識到工程實際的飛躍。在該環節,教師應注意定期與學生聯系,督促學生積極收集各種資料,為回校的畢業設計打下基礎。
(2)正式設計階段。在正式設計階段,要求每個學生從全局出發,制定設計進度,作為后面設計過程中教師檢查的依據。指導教師要經常檢查學生的畢業設計進展情況,發現問題及時解決,防止問題的堆積。院系要成立畢業設計監控小組,不定期檢查學生的進度、教師的指導情況,發現問題及時跟進,提出整改意見,并把這些作為評定成績的依據之一。尤其是有些在校外進行畢業設計的同學,學校應該與單位簽訂管理協議,加強對學生設計進度的監督,并做好記錄,以備查驗。
問卷調查的主要內容設計本次畢業設計情況問卷調查共計13個問題,主要內容涉及以下四個方面:實施四年級本科生畢業設計導師制的必要性、對學生工程素質和動手能力的幫助程度、對提高畢業設計整體質量的認可程度;調查學生畢業設計的課題類型、工作量大小、難易程度和工作地點;從學生角度調查畢業設計指導老師的具體指導次數、指導過程、工作態度和業務水平;調查學生的畢業設計進度、與指導老師的互動情況以及認可畢業設計的重要程度。2014年6月初,針對南京工程學院建筑工程學院土木工程專業四年級學生,我們共發放問卷調查表格200份,回收200份,回收率達到100%。
2畢業設計教學改革的進一步探索
針對畢業設計學生的問卷調查分析,學院在導師制的教學改革基礎上,從改進選題、合理安排時間、加強過程指導、開展校外畢業設計等方面著手,進一步推進導師制與畢業設計相結合的教學改革工作,充分發揮指導教師的主導作用,積極調動學生的主觀能動性,全面有效地提高畢業設計教學質量。
2.1改進畢業設計選題為了充分調動學生的積極性、創新意識和主觀能動性,選題要密切結合實際工程,鼓勵“真題真做”,盡量避免“假題假做”。為了保證人手一題,指導老師要積極開動思維,多方位多渠道搜集課題,可以與地方設計院或施工單位合作就實際工程項目進行選題;可以結合學生的興趣和就業去向擬定課題;可以結合指導老師的科研方向和實際項目擬定設計或研究課題等等。選題要求專業知識全面、工作量飽滿、實踐應用性強,要切實做到與培養目標、工程實際和社會服務緊密結合。
2.2合理安排畢業設計時間畢業設計為期16周,時間安排緊張有序,為了減少學生剛開始的茫然無措,更快更好地投身到畢業設計工作中,可以將畢業設計的任務安排提前至第七學期末,期間安排指導老師與學生見面,指導老師提前向學生發放畢業設計任務書,向學生講授具體的任務和要求,學生可以利用假期認真思考,積極準備。“好的開始是成功的一半”,前期準備工作充分,后面遇到研究生復試、參加招聘等等事情時才能從容應付,不至于影響畢業設計的進度以及質量。畢業設計不提倡“前松后緊”和“前緊后松”,要求“前緊后緊”。
2.3提高指導老師綜合素質畢業設計是一個綜合性的“系統工程”,指導教師必須在相關專業領域具有扎實的功底和豐富的實踐經驗才能勝任。我院近年來補充的師資力量大多是名校的博士或外校引進的教授,綜合能力較強。為進一步加強整體師資隊伍建設,我院還積極采取多種措施,將富有工程經驗的老教師與青年教師組成教學梯隊,對青年教師實施“傳、幫、帶”;鼓勵青年教師參加相應的執業資格考試,承接縱橫向科研項目;派遣教師去校外建筑設計院、建筑公司、監理公司等掛職鍛煉,提高他們的工程素質和實踐能力。只有全面提高指導老師的綜合素質,才能從根本上保證畢業設計的高質量。
2.4加強畢業設計過程管理畢業設計始終如一實行“導師負責制”,指導老師對設計進度、過程管理、質量要求等方面提出明確規定和實施細則。如畢業設計期間必須明確指導的時間和地點;制定詳細的考勤制度和日常管理制度,明確獎懲條例;指導老師及時檢查和反饋學生的畢業設計階段成果等。為了確保畢業設計質量,實施從選題—過程—成果三位一體的三期檢查制度。初期主要檢查學生的選題和開題。選題在雙方互相選擇和共同協商的基礎上確定。開題則檢查學生在大量閱讀相關文獻的基礎上擬定的技術路線和進度安排是否合理可行;中期主要檢查學生的設計進度和階段成果是否和任務書一致以及后期的進度安排等;末期則重點檢查學生的畢業設計成果匯總、評閱答辯過程記錄以及后期的成果展覽和工作總結等。
2.5鼓勵學生開展校外畢業設計工作因為校外畢業設計能近距離接觸實際工程,使畢業設計理論聯系實際,充分調動學生的積極性和主觀能動性,鍛煉他們的動手能力和工程素質,我院大力鼓勵有條件的學生在校外開展畢業設計工作。一方面學院多渠道與社會上相關專業的企事業單位合作,為學生積極創造合適的崗位和機會;另一方面,利用已經簽約學生和相應單位都愿意提前接觸的契機,學院也鼓勵學生去簽約單位進行畢業設計工作,以縮短工作磨合期,為將來更快適應工作打下基礎。需要注意的是,校外畢業設計必須實行校內指導老師和校外工程師聯合指導制度,重視管理力度,以保證畢業設計質量,形成良性互動。
3結語
1.1畢業設計選題缺乏創新,深度不夠
畢業設計選題缺乏創新體現在以下三方面:1)目前,畢業設計還以指導老師指定題目為主,這就造成了每一屆畢業生的畢業設計題目相似,甚至一模一樣;2)畢業設計的選題單一,教學樓、辦公樓占85%以上,而住宅、工業建筑、地下工程很少涉及;3)從設計的結構形式看,均為框架結構的多層或小高層,而框架剪力墻結構、框筒結構的高層或超高層基本沒有。由于設計選題缺乏創新,很多畢業設計都可以照抄參考書、教材的例題和往屆畢業設計,而沒有起到讓畢業生獨立設計、綜合利用理論知識的目的。筆者翻閱了我校近5年的畢業設計,抄襲率高達60%。由于框架的多層或小高層以板—次梁—主梁—柱為傳力體系,且基礎都采用簡單的獨立基礎或條形基礎。這造成了設計的選題深度不夠,未能利用最新的設計方法和理念。
1.2畢業設計選題脫離工程實際
一個與工程實際貼近的選題是保證畢業設計質量的前提和關鍵之一。然而,目前國內很多高校土木工程專業沒有足夠的校外實踐基地,缺乏選題來源,這就導致了指導老師布置的題目以“假題假做”為主,在做的過程中忽略了很多工程實際問題。這就造成了從選題到設計再到最后的答辯都脫離了工程實際。因此目前土木工程畢業設計還停留在理論利用階段,而不能起到培養學生利用理論知識解決工程實際問題的實踐意義。
1.3管理松散
以我校為例,指導老師每周對學生集中輔導一次,缺乏嚴格的考勤制度,導致很多學生在整個畢業設計階段脫離了指導老師的管理。每個指導老師指導10個~20個畢業生,在有限的時間內指導老師通常解答一些常見的問題,不能仔細檢查學生的設計進度和設計過程。甚至有些學生提前到工作單位上班,把畢業設計帶到工作崗位上完成,沒有指導老師進行實時輔導,導致這些學生的畢業設計中存在大量的錯誤來不及改正。
1.4缺乏完善的答辯評審制度
完善的答辯評審制度是畢業設計質量的有效保障。然而有些高校流于形式,沒有可供參考的評審制度,對設計成果把關不嚴,放任設計成果中存在的問題。甚至有個別高校存在指導老師個人對本組結果進行答辯評審的現象。在答辯評審中往往注重理論知識、規范規程的考察而忽視設計圖紙的規范化、設計成果的可行性等工程實際考察。不能在實際工程中實施的設計對畢業生理論聯系實際、工程素養的形成起不到培養意義,嚴重影響畢業生的培養質量。綜上所述,目前高校土木工程畢業設計從選題、指導、答辯評審都脫離了工程實際,導致了畢業設計的質量不高,達不到預期的培養目標。因此土木工程畢業設計改革是當前教學改革亟待解決的一個問題。
2改革措施
2.1科學選題
科學的選題是保證畢業設計質量的前提。在選題的過程中應增加學生的主觀能動性,結合自己將來的就業方向和興趣初步確定選題方向(如結構設計、施工組織設計、概預算等方向)。指導老師提供實際工程項目或科研項目作為備選設計題目。廢除當前指導老師指定學生的制度,由指導老師向所有畢業生提供備選設計題目,實行指導老師和學生的雙向選擇。學生選定指導老師和設計題目后根據自己的工程認識程度和興趣與老師共同協商確定最終設計題目。畢業設計題目要包含最新的設計方法、理念或技術方法,提高畢業設計的創新性;增加畢業設計中復雜問題的處理,保證設計的深度。受畢業設計時間所限,為保證學生有充足的時間完成畢業設計,指導老師要合理安排好設計工作量。
2.2完善師資結構
由于很多博士生、研究生從高校畢業后直接進入高校工作,缺乏工程實踐經驗。當前的師資隊伍與實踐教學的要求還存在較大的差距。為解決指導老師自身實踐經驗不足的問題可采取以下措施:1)形成由2個~3個年輕教師和經驗豐富的老教師組成的指導教師組,既能保證指導教師具備一定的工程經驗又能幫助青年教師的成長;2)聘請施工單位、設計院有豐富工程經驗的一線工程師指導畢業設計,這還能解決逐年擴招下師資力量不足的困難。
2.3強化管理過程
指導老師對畢業設計的具體指導過程是保證畢業設計質量的關鍵因素。目前很多指導老師由于承擔的教學和科研任務較重而疏于管理。指導老師在設計開始前制定一個畢業設計進度計劃表,嚴格要求學生按照進度計劃表完成工作量。在每一個階段開始之前以授課的形式對學生進行一次集中輔導,每周進行2次~3次答疑幫學生解答設計中碰到的復雜問題。在進度計劃表的每一個時間節點檢查每一個學生的設計進度和設計過程中存在的問題,督促學生及時完成任務和改正設計中存在的問題。此外,還要嚴格考核制度,要求學生執行每天定點簽到制度,防止學生脫離指導老師的管理。
2.4完善畢業答辯體系
答辯是對畢業設計質量和學生綜合利用理論知識解決工程實踐問題的考核。完善的答辯體系能為答辯委員會老師提供答辯標準,嚴格把關畢業設計的質量。完善的答辯體系可以從以下幾方面進行構建:1)成立由不同專長的教師、工程師共同組成的答辯委員會,且指導老師不能對本組學生答辯;2)明確答辯過程中要考察的內容,包括開題報告、計算書、圖紙及實際問題的解決能力;3)確定計算書、圖紙中具體考察點;4)確定各考察內容的權重,如開題報告、計算書、圖紙、解決問題的能力各占10%,30%,30%,30%;5)明確計算書的格式、圖紙的規范化的權重;6)制定畢業設計創新性加分策略,鼓勵學生創新。
3結語
【關鍵詞】土木工程建筑結構設計;存在問題;改進建議
在我國城市建設正在如火如荼的開展,城市建設的一個重要標志就在于城市建筑的高速發展,現代城市高樓大廈已經是一個極為重要的體現,但是城市建筑的發展還需要解決許多的問題,尤其是在我國地域差異較大,人文特征有別的國家,如何進行有效的土木工程建筑結構設計,為人們提供舒適可行的安居環境,是建筑企業或者機構需要重點思考的方面,這也是保障其發展的一個前提。其實經過幾十年的發展,我國土木工程建設結構設計水平和能力已經得到了極大提升,但是囿于多種方面的原因,其中存在的問題還需要我們進行深入的剖析解決。
一、我國土木工程建筑結構設計中存在的問題分析
從我國近些年土木工程建筑結構設計的發展來看,城市建筑水平已經得到極大提升,建筑工程設計也開始多樣化,并且在實際的工作中較為注重對于人們生活質量要求的相關問題,但是具體分析來看,我國土木工程建筑結構設計存在的問題也是有的,而且這些問題體現在多個方面,需要引起設計者和相關管理者的關注。
1.土木工程建筑結構的牢固性有待提高
眾所周知一個建筑工程最為主要的就是要保障具有牢固性,這不僅僅體現在建筑物的安全和穩定,更主要的是對于居住者的一種安全保障,引起要切實做好牢固性的管理工作。載現代社會的土木工程建筑結構設計中,如何做好工程牢固性的相關工作逐漸成為一個較為重要且必須思考的問題。但是我國土木工程建筑結構設計中對于這一問題的解決力度還不夠,其中存在的一些安全隱患問題并沒有切實的解決。在土木工程建設結構設計中,雖然表面上沒有任何問題,但是一旦出現自然災害,比如地震、火災等都有可能對于建筑物造成巨大的沖擊,致使建筑結構發生一定的變化,對人們的生活安全造成嚴重影響,這些問題都是在土木工程建筑結構設計過程中沒有做好地基工作。比如在我國2008年發生的汶川大地震造成眾多房屋、橋梁等出現坍塌的情況,都是因為沒有做好工程牢固性的保障工作。
2.構造柱和承重柱的區分問題
土木工程磚混結構建筑的構造柱和梁配合設計,能夠起到良好的防止墻體斷裂的情況,是一種重要的保障措施,更是對居住者生命財產進行保障的重要基礎,但是在現實的工作中,一些土木工程建筑結構設計人員沒有清晰的認識到兩者的區別,尤其是沒有分清楚構造柱和承重柱的概念,將承重柱的設計方法直接套用到構造柱設計當中,沒有為構造柱設置基礎。因此,難以抵抗地震的震動強度,從而導致結構裂縫、沉降等,甚至引起建筑物倒塌。另外。為了方便分析承重柱受力,將其截面面積設計得太小。這樣在外力的作用下,柱體和梁體就會出現開裂問題。
3.缺乏對環境因素的考慮
前面已經提到,我國是一個地域差異較大的國家,每一個地區都具有自身的特征,不僅僅是居民對于建筑的需求,更主要的是建筑結構設計中的一些需求問題,比如地域環境對于建筑結構設計的影響,在我國東西南北土質、水質、文化等因素差別比較大,比如在潮濕度方面,南方比北方較為潮濕,那么如果在土木工程建筑結構設計過程中不能進行有效的考慮,而采用同樣的建筑結構設計理念,在建筑材料的使用方面沒有區別,那么在建筑物的使用過程中必定會出現一些問題。
二、土木工程建筑結構設計問題的有效改進措施
作為土木工程建筑結構的設計人員,在進行相關設計工作的過程中必須主動進行實地調研,不斷 提高自身的設計水平,尤其是對于上述提到的一些問題必須進行及時的改正,提高認識,全面提高建筑結構的設計水平,保障工程的質量和人民群眾的生命財產安全。
1.全面做好牢固性設計工作
前面對于牢固性設計存在的問題進行了詳細的分析,因此作為設計人員在未來設計的過程中必須充分重視這一問題,第一個方面是做好內力組合設計工作。內力組合是土木工程結構承載力抗震設計的要點,它要求在調整承載力抗震系數的基礎上設計。工程結構抗震設計要求材料強度的設計值應大于沒有考慮抗震要求時的材料強度設計值。如果采用非抗震設計的材料強度設計值進行計算,則抗震設計需要對承載力抗震的系數進行調整。通過綜合受彎梁、偏壓柱、受剪等的系數調整,提高結構的承載能力;兩一個方面是做好板設計和配筋。板設計和配筋的結構設計,要分析板長邊和短邊的長度。如果長度差距< 2mm,則適合采用雙向板計算的方式設計;
如果兩者的長度差距在2 ~ 3mm 之間,則適合沿著短邊的受力單向板進行計算,并將足夠的構造鋼筋布置在長邊位置。根據工程結構板的具體大小,可按照彈性的方法計算。對于連續雙向板跨中的最大彎矩計算,要求根據荷載分布的具體情況,對滿布荷載進行分解和間隔進行布置。
2.充分考慮環境的因素
針對我國建筑結構設計中存在對于環境因素認識不足的問題,在以后的設計中,我國的設計人員必須及時提高認識,對于環境問題進行解決,首先是要認清楚當地的實際土質,土質環境決定了建筑物的穩定程度,也就是要求這些設計人員在設計的過程中對當地的土質情況進行充分的考察了解,如果在土質較為疏松的地域進行建筑,就比考慮進一步進行加固的問題;其次是做好天氣等問題的考察,在我國南北方的雨水差異較大,因此要根據這些區別進行不同的建筑設計,比如在南方,雨水較多,那么在進行建筑結構設計中要充分考慮有效防水、防潮的問題,避免因雨水過多而影響建筑物的質量;最后是要區別地域人文環境,我國是一個地域廣闊,多民族的國家,每個地區和民族在發展的過程中都有獨特的風格,因此建筑結構設計也要充分考慮居民的需求,在設計過程中有所區別。
結語
土木工程建筑結構設計的重要性不言而喻,在現代社會發展的過程中,建筑結構的設計者不僅僅要考慮利益,更要考慮建筑物的實用和安全,綜合來看,我國建筑結構設計的水平與國外一些先進國家還有一定差距,需要在以后的發展中逐漸學習提高。
【關鍵詞】建筑結構 結構設計 問題
雖然我國建筑事業已經取得了不錯的發展,建筑技術和設計方面水平都得到了不斷提升,但建筑結構設計中還是存在一些問題需要設計師去注意并解決,只有不斷糾正和解決結構設計中的問題才能保證建筑結構的穩定性,保證建筑工程質量。下面就結合工作實際中遇到的一些問題做如下探討。
一、 地基承載力深度修正的問題
設計不超過 20 層的高層、多層建筑時,我們經常直接選擇樁基的基礎形式,其實在非軟弱土地區,應首先探討采用天然地基的可行性,以利于降低基礎造價,合理地確定地基承載力值就顯得尤其重要,《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)規定:地基承載力特征值應按下式進行修正:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5),而在地基承載力值的組成中,深度修正部分占有較大的比重。這對于主裙樓一體結構,在進行主樓地基承載力計算時,因裙樓基礎的有利及不利影響,如何合理地確定用于深度修正的深度值 d 尤為重要。規范在 5.2.4 條條文說明中這樣規定“對于主體結構地基承載力的深度修正,宜將基礎底面以上范圍內的荷載,按基礎兩側的超載考慮,當超載寬度大于基礎寬度的兩倍時,可將超載折算成土層厚度作為基礎埋深,基礎兩側超載不等時,取小值。”這就要求設計人員在進行具體工程設計時,應根據此條的要求,結合工程實際情況合理地確定承載力深度修正所采用的埋深
值 d,但設計人員對此認識卻并不一致,經常有困擾。最常見的是高層主樓帶地下車庫這種類型.
(1)當高層主樓采用筏板或箱型基礎時,在主樓縱、橫兩個方向上,若 B1、B2 均大于 2B0,才能考慮裙樓荷載對地基土產生的超載作用,將超載折算成土體厚度 d2,(兩側超載不同時,取小值),此時 d=d0+d2,若 b1、b2 中有一值大于 2B0,而另一值小于 2B0 時,或均小于 2B0 時,裙樓荷載作為超載折算為土體厚度 d2,當 d=d0+d2≥d1 時,取 d=d1,當 d=d0+d2
(2)當主樓采用柱下獨立基礎加防水板的形式時,則靠近地下室一側的基礎可考慮土的超載作用,d 的取值同 1,但主樓內的其他基礎的埋深 d=d0。合理確定用于深度修正的基礎埋深值 d,從而確定主體結構的地基承載力值 fa,這樣才能使結構的基礎設計達到合理經濟,最優化。
二、 主次梁節點設計問題
我們在工程設計的計算過程中不可避免地會出現主次梁相交的情況,時常會發現框架主梁扭矩很大,抗扭承載力不足,有些處理辦法就是將次梁與主梁相交處設為鉸接,釋放扭矩,但這樣處理是否合理,與實際的受力情況是否一致呢?個人以為:作為梁端鉸接,就是要保證梁端有一定的轉動能力;固接,就是要限制梁端的轉動能力;而實際上沒有完全的鉸接也沒有完全的固接,梁端鉸接不能隨意地人為設置。
設置鉸接梁,是允許此梁在兩端形成朔性鉸而產生裂縫,但是不會破壞,就是說形成朔性鉸之后,此梁由超靜定變成靜定結構,結構設計一般都是超靜定結構。這樣一個破壞不會對整個結構體系影響很大,才能滿足結構安全的冗余。如果主次梁截面相差較大,支座主梁對次梁約束不大的情況下可以設定為鉸接,即使為鉸接,《混凝土結構設計規范》10.2.6條對此做出了規定,要求上部配置構造鋼筋,且構造鋼筋截面面積不得小于下部鋼筋的 1/4,;如果主次梁截面相差不大,次梁高度只比主梁少50mm,這時候就不能完全忽略主梁對次梁的約束了,這種情況是最容易出現框架主梁配筋超筋、抗扭承載力不足。如何處理,首先我們應該考慮加高框架梁解決配筋超筋,加寬框架梁解決受扭不滿足,如果條件所限不能加寬,那才可以看能不能鉸接次梁了,但這里的鉸是指的假想鉸,而是要保證支座負筋首先屈服,造成內力的卸載和重分布,分布后達到和鉸接類似的受力情況,此時的鉸接就得要從構造措施上進行保證,現行國家標準圖集《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》(11G101-1)第 86 頁針對非框架梁(即次梁)的配筋構造做出了明確的示意。
結構設計最重要的原則是:結構設計建模要立足于結構自身,主要力學模型要與實際構件接近,以保證計算結果能夠真實反映結構狀況,這樣才能保證結構的安全。
三、 地下室嵌固端的選擇問題
在有地下室的結構設計時,地下室的頂板是否作為上部結構的嵌固是很重要的。這不僅僅是關系到計算結構的內力的大小,而且在某些工程中會整體結構成為一個超限建筑,對結構設計造成難點。嵌固的概念,這里所說的嵌固應該是強度嵌固而非力學嵌固;力學嵌固―― 完全剛性的固定,嵌固點以下剛度無窮大,嵌固點無平動、轉動,實現了完全的約束。而強度嵌固―― 柱的塑性鉸出現在地上一層的下端,而不是出現在梁柱節點兩側的梁上,即強梁弱柱.實現的方法:(1)增大梁的抗彎能力;(2) 增大地下室柱頂的抗彎能力;(3)滿足規范的各項要求。嵌固端所在層樓板要求連續,這樣才能保證水平地震力的傳遞。實際工程中常遇到地下室頂板開洞,甚至是大面積的開洞,此時必須要與建筑專業配合,避免將洞口設在主樓周邊,開洞面積不宜大于嵌固端層樓板面積的 30%,同時將洞口周邊樓板加厚,以滿足剛性樓板的要求。工程中還會碰到當地下室頂板的標高不一致的情況,以下沉式廣場為代表,如果地下室頂板與地上一層高差小于層高的 1/3,則只要地上一層的側向剛度能滿
足規范要求,則地下室頂板可作為嵌固端,即使高差稍稍超過 1/3 層高,也可將主樓周邊一跨的樓板適當抬高以滿足高差,不過需進行加強處理:有錯層部位加大梁的剛度,在錯層處樓板加腋,以保證水平剪力的傳遞路徑。
四、 結語
建筑結構設計是建筑工程的開端,其需要設計師具有扎實理論功底和創新思維,以及嚴謹的設計工作態度。對于結構設計中出現的問題,設計師要積極采取相應的措施進行解決,保證建筑結構設計的合理性和科學性,以此來保證建筑結構的穩定性和建筑工程質量,推動建筑行業的不斷向前發展。
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