土木工程數值分析匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇土木工程數值分析范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1.混凝土裂縫

混凝土裂縫在土木工程的施工中很容易遇到，主要是因為混凝土的結構問題，在外部的各種因素的影響下，導致混凝土的不連續狀態，從而使得其結構發生了形變，這樣就產生了裂縫。混凝土的裂縫對于建筑物有著很大的危害，不僅不利于施工的進行，而且會導致形成的建筑不穩定，造成很大的安全隱患，必須對此給予重視。

2.混凝土裂縫表現形式

2.1 收縮裂縫

在濕度差較大的時候，混凝土很容易形成裂縫，這種裂縫就叫做收縮裂縫。混凝土的主要原料是水泥，還有天然砂、石子等原料作為輔助，攪拌而成的。為了保證混凝土良好的特性，則需要加很多水，一般會是它本身所需要的水分的4到5倍。在天氣的濕度差變化顯著的時候，混凝土的硬化過程中，由于水化作用以及碳化作用等因素就會引起混凝土的體積收縮，從而形成裂縫。根據收縮裂縫的形成的原因以及時間的不同，可以分為塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、以及干燥收縮裂縫。

2.2 溫度裂縫

所謂溫度的裂縫就是在溫度差很大的情況下形成的裂縫。這是因為在混凝土澆筑的過程中，將水泥等原料進行攪拌的時候會發生化學反應從而放出大量的熱量，之后溫度會漸漸降低。而由于混凝土的內部溫度很高，外部溫度由于散熱較快因此較低，所以混凝土的內外一定要形成一定的溫差。當溫度差很大的情況時，為了協調混凝土自身所需要的溫差，就會在混凝土的表面形成一定的拉應力，當這種力過大超出它本身所能夠承受的壓力的時候，就會在混凝土的表面形成裂縫，這就是溫度裂縫，如圖1-1中可以看見。

2.3 沉降裂縫

沉降裂縫是因為建筑物建成以后，各個部分的沉降程度不均勻而形成的裂縫，這種裂縫一般都是貫穿性的。產生的原因可能有：回填土進行填充以后沒有夯實，地層中含有軟土，建筑物的地基在使用的時候長期受到雨水浸泡等自然環境的影響。這些因素都可能導致建筑的沉降程度不一致，從而混凝土的表面形成裂縫。而如果在混凝土的施工過程中，模板的剛度不夠，支撐的間距太大等，都會因為沉降的裂縫影響建筑物的質量。

2.4 其他裂縫

除了這些裂縫之外，結構的施工中還會有各種的裂縫。比如施工的不合格形成的施工裂縫，或者由于混凝土的結構在自然環境中長時間的被腐蝕而形成的腐蝕裂縫。這些裂縫都應該得到關注，并進行處理，從而提升施工的質量。

3.混凝土裂縫防治

3.1外界環境問題防治

對于外界的環境造成的裂縫問題是很難避免的，但是可以通過一些技術對其進行防治，使其產生裂縫的可能性盡可能地降低。首先，可以對外界的問題進行控制，從而避免高溫的暴曬導致混凝土的水分的蒸發形成的溫度裂縫。其次，可以減少水泥的使用，在混凝土中鍵入一些添加劑改善混凝土的流動性。在晝夜溫差過大的時候，對混凝土要尤其的進行保護，防止由于夜晚的過低溫度造成裂縫的現象發生。

3.2 提高混凝土質量

在施工的時候，要保證混凝土的高質量。一定要保證混凝土的組成成分在各方面都是符合國家的標準的，在使用的比例上盡量的減少水泥，使用高校的減水劑，還可以適當的加入石塊、冰屑等，減少混凝土拌制過程中形成的溫度差，這樣能夠增加混凝土抵抗外力的能力。混凝土的質量如果不好的話，很容易使得鋼筋被氧化，這也會產生裂縫，從而導致建筑物的損壞，所以要對于混凝土的質量進行嚴格的控制。因此，相關的部門應該對其進行嚴格的監督，確保合格的材料才能夠投入使用。并且，相關部門一旦發現偷工減料的現象，必須將此工程停止，并且給相關的施工單位一定的處罰，絕對不允許施工的材料出現問題。

3.3 提高施工質量

施工的質量問題應該得到嚴格的控制，否則也會導致混凝土的裂縫問題。首先在設計的時候就應該注意到裂縫的問題，所以施工前應該對混凝土做好前期的保護。施工人員也需要具備一定的專業素質，這樣就能夠很好的按照施工的標準嚴格執行。例如，對于預應力的拉伸需要在構件的強度在75%之上的時候才能進行，一定不能按照自己所謂的經驗來施工，這樣很容易會造成施工裂縫。施工的時候不僅要做好混凝土表面的防腐措施，還要對鋼筋的表面進行防腐的措施。這能夠防止在施工以后，由于自然情況的影響而形成腐蝕裂縫，從而影響建筑的質量。在建筑結束以后，需要對建筑進行一定的維護，對于發現的裂縫進行及時的維修。修補的時候要多涂幾次水泥砂漿，且涂抹的厚度要始終，防止裂縫問題更嚴重。除此之外，混凝土中的一些物質，例如氧化鎂，很容易發生一些化學的反應，在施工很久以后自然地形成裂縫，所以應該盡可能地減少這樣的物質在混凝土原料中的比例。

4.結束語

混凝土的裂縫問題在土木工程中很常見，嚴重的影響了建筑的質量，為以后的安全問題留下了隱患，因此引起了人們的重視，甚至成為了判斷混凝土質量的一大標準。該篇文章就是在分析了混凝土的裂縫的成因的前提下，提出了一些相應的控制方式，希望可以對相關人員有所啟示，從而減少混凝土的施工裂縫問題。

參考文獻

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[3]朱小浩. 鐵路工程施工中混凝土裂縫的成因與防治分析[J]. 山東工業技術，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

中圖分類號：TU37文獻標識碼：A

一、鋼筋混凝土跑模造成的危害

鋼筋混凝土施工損失的絕大部分，都是由于鋼筋混凝土模板加固體系不正確，施工質量低下造成的，加固不當，造成跑模返工或修補缺陷。在磚混施工結構中，常常會因構造柱或梁跑模而拉動相接的墻體，這種返工，費時費力，不但模板及鋼筋混凝土造成返工，相鄰相接的墻體偏移，也造成反工，造成拆除部位廢料的清理和外運處理。從而造成嚴重經濟損失，因此，在鋼筋混凝土建筑結構施工中，施工技術人員及施工人員應該著重注意模板施工中的加固技術的應用。

隨著建筑業的日益發展，施工人員流動打工，進行施工技術交流的機會也隨之增加。在施工當中，一般性模板工程均可滿足施工人員可技術要求。但有部分中小企業還在混凝土模板支撐存在著許多的缺陷和不足，我現就以下的幾個方面來談談鋼筋混凝土模板施工的技術做一分析。

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，執行檢查不夠。

2）施工并未按施工方案進行施工

3) 管理層思想意識認識不足，以減少材料用量節省費用的思想，嚴重影響工程施工質量。

4）施工人員偷工減料，模板支撐不牢，模板支撐方式選用方式不當，缺乏技術培訓。

5）、模板方面的采購，采購人員認識不足，采購的模板自身問題較多，模板本身質量差、強度不夠，達不到質量標準。

6）、施工人員施工完后應及時交給倉庫材料管理人員應對模板進行維修和保養，對模板面、肋的損傷應及時維修、加固。模板使用前涂刷隔離劑，以延長模板壽命。

二、模板的安裝

模板安裝方面應嚴格按照施工方案進行，所使用的模板，應保證形狀、幾何尺寸、位置準確，有足夠的強度、剛度和穩定性。在安裝過程中，應設置防傾斜的臨時固定設施。

模板施工中，應消除拼縫不嚴，墻體版面不垂直，模板下口與地面空隙較多，對拉螺栓未緊固到位，拉結松動。對拉螺栓的間距及支撐未按規范支設，支撐懸空等引起模板脹模。

三、模板支撐問題

二磚混結構中的模板加固

1、墻體施工時應注意的幾個方面

1﹚墻體砌筑時，構造柱兩側，五進五出中的出槎錘直應嚴格控制，防止空間寬度增大，而一般情況下，木工配制定型模板又不能完整的蓋其柱孔截面.或模邊寬度不足，造成漏將或跑模。

2﹚預留模板加固用穿墻桿孔時，孔豎向間距不應大于500㎜為宜，在90°轉角和丁字墻置水平間距距槎邊不小于370㎜，十字時可留置槎邊120㎜。

上述可避免在混凝土澆灌時，因混凝土在凝固前液狀下的彭脹力.因孔與槎邊距離小而拉動墻體.使構造柱及整體墻體偏移。

2、構造柱澆灌時應注意的幾個方面

1﹚灌注前應將磚槎用水充分澆濕，以免混凝土因磚墻吸水下灌不暢，造成振動時間過長，振力過大而造成跑模。

2﹚澆灌時應一次高度不大于500㎜為宜，振蕩后再澆，這樣反復進行。減少一次振動時間，避免過振性跑模。

3、模板安裝和支撐應注意的幾個方面

1﹚支模前必須查明墻體完成砌體時間，以防墻體砂漿未凝固，未達到強度，避免因澆筑時預留孔與構造柱之間磚拉動而造成跑模。2）加墻桿間距不宜大于500mm，水平加桿應盡可能縮短距離，防止混凝土澆灌時，水平加桿被混凝土膨脹擠壓彎曲，造成跑模。

四、框架結構中的模板加固

1、整體現澆板模體支撐系統.

1)通常施工人員錯誤認為工程體量小，面積不大，搭設支撐架體時立桿間距大、水平拉桿少、許多無掃地拉桿。在混凝土澆注時，頂部重量的壓力下，整體支撐架變形，造成模板變形跑模。

2)施工人員偷工減料，無防頃斜垃桿，扣件間隔設置。

3)許多為節省材料，不合尺寸的立桿拼湊使用，上下用螺旋游頂接補高度，造成立桿接頭多，垂直度較差，許多螺旋游頂與鋼管對接段不直.造成游頂螺旋一側受力，易發生螺旋破裂.使立桿下滑。

2、柱模板支撐系統

1).柱體模板體系總的來說，是以靠室內滿堂架體支撐的，需要科學合理的結合在一起。

2)柱體截面邊長大干400mm時，除外加桿外應設置對拉絲進行柱中部對拉加固。對拉絲應設在外加桿中間段。緊固好兩端扣件螺栓，以防止柱模中部變形跑模。

3)模板配制時.外付加方木間距要合理.模板拼縫要嚴密，安裝時.要將地面處理平整.模板豎起后與地面無缺口或較大縫隙。

4)除四周外加桿外.模板外付助水平方木的角部應一側延長.與另一側釘死。

四.施工完成后的檢查

1、施工完成后，項目部組織作業班組及部位施人員進行系統的檢查，檢查要徹底，不放過任何一個可能發生隱患的部位。

篇（3）

隨著國家綜合實力水平的提高，我國建筑業實現了飛速的發展，人們對工程質量的要求也日益提高。工程質量決定了人們生命財產的安全與否，因此，必須加強質量監管，保證工程質量。在現代科技飛速發展的今天，土木工程的施工技術也出現了新的變革，為進一步保證施工質量提供了相應的技術支持和保障。建筑施工是一個復雜的過程，基坑作為該過程中最基礎、最重要的施工環節，決定了工程的質量。因此，邊坡支護技術作為對基坑進行處理的核心技術，必須保證其在施工過程中作用的發揮，從而保障工程質量。

1邊坡支護技術的常見類型

邊坡支護技術在土木施工過程中的應用，可以有效的預防出現邊坡坍塌或土位偏移，成為確保施工質量的重要技術支持。因此，在進行實際施工時，大部分的土木工程施工項目都加強了對邊坡支護的應用。現階段我國在土木工程施工的很多地方都用到了邊坡支護技術，常見的類型如下:(1)錨桿支護。它利用水泥土墻做為輔助支護，能夠穩定邊坡的側向，進而提供充足的支護力，從而對高度低于6米的基坑都有廣泛的實用性，這種支護方式也因此被廣泛應用。(2)開槽施工。在施工前，施工團隊要先根據邊坡支護的實際情況，在對基坑內槽進行開挖，并以內部支撐的方式形成邊坡的擋體，固定基坑內槽的土體結構，從而保證內槽土體在結構上的穩定。(3)土釘支護，這種支護方式雖然擁有較高的穩定性，但對應用情況有較為特定的要求，該技術只能在水位不高的特性土質內進行，往往在基坑低于12米的工程內較為常見。(4)逆作拱墻，施工人員應結合現場施工時基坑的實際情況，設計合適的拱墻支護，利用拱墻來進行支護。逆作拱墻根據實際施工情況，有全封和局部兩種，具體采用哪種方式應按照具體情況加以應用。

2邊坡支護技術在實際施工過程中的應用

(1)地質監測。在土木工程的施工過程中開展地質監測工作，能有效的提高工程穩定性，避免工程在日后出現變形甚至坍塌等問題，實現對不利于工程施工過程的地質因素進行及時的整改和排出，從而保證邊坡支護施工在整個施工過程中作用的發揮。地質監測工作必須貫穿于施工的整個過程，通過對工程環境的地質變化進行實時監測，從而保證施工人員根據監測結果及時做出對邊坡支護施工的調整安排。通過不斷的地質檢測，可以有效的提高邊坡支護的質量，發揮邊坡支護在工程中的作用。(2)開挖基坑。在土木工程基坑開挖的過程中，邊坡支護技術同樣發揮了重要的作用。由于在實際的施工過程中，原來的土質條件被破壞，土質變得松散、不牢固，從而極易發生塌陷，給基坑的開挖過程帶來困難，甚至出現在挖到一定程度后，原本已經挖好的部分發生錯位、變形、塌毀等嚴重現象。因此，在基坑開挖之前，必須對實地土質進行精確的觀察分析，同時在邊坡支護的過程中嚴格遵守分區的原則。在對基坑進行開挖時，應及時對挖出的槽運用邊坡支護技術進行支護，支護工作完成后才可繼續開挖，從而預防以上情況的發生。同時，在挖掘到大約距邊坡支護結構8m遠的時候，要改用分段的形式繼續開挖，分段的標準為25m，還可以采用跳躍挖坑的方法，大大提高效率。(3)邊坡支護方案的制定。由于不同的施工場地有著不同的施工要求，所以在進行土木工程施工之前，要進行必要的實地考察，結合具體實際做出準確的分析，根據得到的結果和結論制定嚴謹、合理、科學的邊坡支護方案，從而確保提高土木工程施工的穩定性，提高施工的總體水平。以以某土木工程為例，相應的支護技術方案形成過程有以下幾個步驟:①由于該工程采用土釘支護的方式，為了保障支護的強度達到工程標準，應根據實際要求，在土釘支護的過程中，對土釘深度進行規范，并要求施工人員嚴格執行，確保工程的穩定性。②對成孔的位置和編號進行標記，便于邊坡支護時的識別工作。③設計拉拔試驗，該過程交由第三方完成，對土釘打入的效果進行檢查，確保土釘具備充足的強度。④對注槳的比例、外加劑的用量以及補槳工作進行明確細致的規定，保證工程質量。(4)施工管理研究。在對邊坡支護技術進行應用時，要做好對支護施工過程的管理工作，以保證工程施工的安全性和高效性。具體做法如下:①建筑企業內部要組織對施工人員的技術培訓和安全教育，加強施工人員的自我保護意識，提高對工程施工操作流程的掌握，并對施工人員的施工行為進行嚴格的規范，杜絕違反施工規定的行為發生，進一步確保工程施工的安全。②對于引進的先進和專業機械設備，先要進行專業培訓，不能急于投入生產，防止帶來潛在的安全隱患，保證施工人員持證上崗。從而使施工隊伍的整體素質和能力得到提升。③在施工過程中，要加強安全管理監督工作。相關部門通過采取審查督促、經常性巡視和抽查等手段進行支護施工的安全管理，以便為工程施工提供安全保障。

3結語

綜上所述，在土木工程的施工過程中應用邊坡支護技術，可以施工更加穩定，保證施工質量的提高。但要使邊坡支護技術真正的發揮作用，土木工程施工人員還要做好邊坡支護工作，制定有效的支護方案，并且做好基坑挖掘、地質監測和安全管理等各項工作，確保邊坡支護施工質量，從而提升整個工程的建設質量。

作者:馮陽陽 劉亞招 單位:

參考文獻

［1］趙瑩．芻議土木工程施工中的邊坡支護技術要點［J］．江西建材，2016，(24):75．

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［3］王懷理．土木工程邊坡支護技術探微［J］．建材與裝飾，2016(03):29－30．

篇（4）

要保證建筑土木工程能夠順利地進行，施工單位必須合理地運用基坑支護技術，此外，基坑支護技術的合理應用也可以擴展和優化建筑的地下空間，為工程的后續進行奠定了良好的基礎。

1.基坑支護施工技術簡析

基坑支護施工技術包括了諸多方面的內容，以下從技術應用目標、技術應用前提、技術應用要點、地下連續墻技術等方面出發，對于基坑支護施工技術進行了分析。

1.1技術應用目標

基坑支護施工技術應用的主要目標在于讓土木工程的地下空間具有更強的穩定性。基坑支護技術大多數情況下是指在基坑工程施工中為了能夠保證施工安全來對于基坑側壁和周邊環境采用的支擋、加固與保護措施。由于基坑支護技術是隨著基坑工程的廣泛應用而產生和發展起來的，因此這使得其具有了能夠給高層建筑和地下建筑工程的快速穩定發展，在這一過程中基坑工程也得到了快速的發展和廣泛的利用。舉例來說，地下車庫和地下超市等建筑的運營，都需要高強度基坑工程的支持。因此這實際上就代表了基坑工程的應用有效緩解了城市的空間壓力，在這一過程中還能夠為高層建筑的穩定和使用安全提供了良好的基礎支撐。與此同時，工作人員為了確保基坑工程的順利施工，還應當清醒的認識到基坑支護技術是隨著基坑工程的發展而發展起來的，因此可以認為工程和技術兩者之間是相互影響并且密不可分的。

1.2技術應用前提

基坑支o施工技術應用的前提需要具有良好的技術性價比。眾所周知鋼板樁支護鋼板樁支護是當前應用最為廣泛的深基坑支護技術，并且這一技術本身也是應用模式最為基礎的技術之一，這同時也代表著這一具有經濟合理并且應用廣泛等優越性。但是在該技術的應用過程中工作人員爺應當認識到這一技術的應用也受到了一定程度的技術限制。例如這一技術的應用只能夠在開挖深度在3-7m的基坑工程中應用，這實際上爺使得建筑土木工程的整體高度受到了或多或少的約束。在這一過程中需要注意的是，內支撐和錨桿從目前的支護結構來看主要包括鋼筋混凝土結構和鋼結構兩種，因此工作人員可以通過液壓千斤頂向其施加預應力來進一步的將擋墻變形量控制在允許范圍內。在這一過程中需要注意的是，由于鋼筋混凝土結構是近幾年才發展起來的，因此這導致了這一結構本身具有剛度大、變形小等特點，所以技術應用的關鍵在于有效的對于擋墻變形和周圍地面變性等方面進行控制。

1.3技術應用要點

基坑支護施工技術應用的要點在于提升施工水平和技術水平。技術人員在技術應用的過程中應當理解到其需要和城市化進程的不斷加快的形勢相符合，從而能夠在此基礎上使得高層建筑工程的數量不斷增加。其次，工作人員做好基坑支護工作不僅僅會關系到工程施工的進度和安全，并且還會關系到整個建筑工程的施工質量。因此這意味著施工人員在施工過程中還應當努力的提高基坑支護施工的技術水平。與此同時，在進行技術管理的過程中相關管理人員應該充分重視起來并且對于基坑支護技術進行合理選擇和有效管理，從而能夠在此基礎上確保工程施工的順利進行。

1.4地下連續墻技術

地下連續墻技術的應用對于基坑支護施工技術的影響是深遠的。施工人員在地下連續墻技術的應用過程中首先應當優先將其應用于城市地鐵、隧道、擋土墻、房屋地下室等領域中去，這代表著這一技術和這種類型的建筑土木工程有著良好的適應性。其次，施工人員在地下連續墻技術的應用過程中還應當用結合相應的工程實例，并且在此基礎上對于基坑支護技術在建筑土木工程中的應用情況進行分析和討論，最終可以促進地下連續墻技術得到更加廣泛的應用。

2.建筑土木工程中基坑支護施工技術應用

建筑土木工程中基坑支護施工技術的應用是一項系統性的工作，以下從工程具體情況、地質條件勘察、合理判斷靜壓壓力、控制混凝土澆筑時間等方面出發，對于建筑土木工程中基坑支護施工技術的合理應用進行了分析。

2.1工程具體情況

建筑土木工程中基坑支護施工技術的應用需要以工程實例來進行說明。以河北省某城市的匯景花園工程為例子來進行說明，該工程的總建筑面積20112m2。占地面積2712m2，建筑高度十二層40m。地下車庫1層，整體的基坑深度達到5m，電梯井為8m。其次，該土木建筑工程由于離周邊河流并不是非常遠，因此所造成了地下水位高度較多。因此這意味著施工企業在基坑工程施工中為了能夠切實的保證施工安全則需要靈魂的采取相應的基坑支護措施。與此同時，施工企業在根據工程具體情況來制定地質勘察報告結果，并且以此為基礎來選擇支護方案時應當優先采用靜壓混凝土預制樁支護方案，從而能夠更加符合當地的水文地質情況。

2.2地質條件勘察

建筑土木工程中基坑支護施工技術的應用需要著眼于地質條件的合理勘察。工作人員在地質條件勘察的過程重首先應當對于當地地質屬河流侵蝕和沖積平原地貌的情況有著足夠的了解，通常來說這種類型的場地較為平緩，因此代表著建筑完工后周邊的交通相對便利。其次，工程的單次勘察深度范圍內的地層分布，并且根據其成因成分及物理力學性質自上而下分為7層，然后根據勘察也可以發現擬建場地內的地下水類型為潛水。與此同時，工作人員在進行地質勘察時還通過檢測發現了各鉆孔的地下水穩定水位高程在在15m左右，完善的勘察工作為后續的施工技術應用奠定了堅實的基礎。

2.3合理判斷靜壓壓力

建筑土木工程中基坑支護施工技術的應用關鍵在于合理的判斷靜壓壓力。技術人員在合理判斷靜壓壓力的過程中首先應當合理的對于靜壓管樁進行施工時，在這一過程中施工人員可以采取液壓人樁的施工方法，然后在分步驟的進行測量定位、樁機就位、靜壓沉樁、樁質量檢驗等工作。其次，技術人員在合理判斷靜壓壓力的過程中還應當根據土質的不同來對于其靜壓壓力進行合理判斷。與此同時，技術人員在合理判斷靜壓壓力的過程中還應當清醒的認識到施工中樁的終止壓力其實并不等于單樁的極限承載力，因此這代表著其與極限數值還存在一定的差距。因此如果工作人員想要通過靜載對比試驗來確定樁體的承載系數，則需要利用承載系數來確定樁的終止壓力，最終能夠有效的保證樁基的施工質量。

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中圖分類號：V552+.4 文獻標識碼：A 文章編號：

現在隨著大家的知識面不斷的增長，對于土建工程項目相關知識也在不斷的增加，有關土建方面的認識也在我不斷地增強，對土建工程的施工進行了嚴格的質量控制。在土建工程的整體工作項目中, 質量控制是至關重要的，包括質量控制、質量保證和技術要點的改進。

1 土建施工過程中的現澆樓板裂縫防治

1.1 板內增加配筋量，提高混凝土抗拉伸強度

現澆樓板裂縫的發生原因較多，在構造技術處理上要增加板內配筋，提高混凝土極限抗拉伸能力。在征得原結構設計人同意條件下，根據以前板配筋裂縫的實際，對容易產生裂縫的現澆鋼筋混凝土板適當增加配筋量，以提高混凝土的極限抗拉伸強度。具體做法是：

（1）對外墻轉角處的房間和跨度大于4m 的樓板，內配筋應設置雙層雙向鋼筋，轉角處網片筋的間距在100mm 以內，樓極面層筋間距不大于150mm，網片筋直徑大于Φ10。

（2）在外墻轉角部位要增加輻射筋，配置范圍應大于板跨的1/3，配筋直徑大于板筋但布設間距以100mm 為宜。

1.2 調整混凝土配合比，控制混凝土的干縮裂縫

（1）工程施工過程中，配制混凝土應盡量選擇采用硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥拌制，嚴格限制多和料的比例和質量；粉煤灰摻量小于水泥用量的15%，細度達到Ⅱ級灰標準。

（2） 混凝土細骨料用砂必須采用中砂，不允許用細砂拌制混凝土；控制坍落度用水量是關鍵，水灰比一般不大于0.5；高層和多層建筑的泵送混凝土坍落度小于15m，一般現場拌制混凝土的坍落度小于5m。

（3）在施工條件允許時，可在混凝土中增加聚丙烯纖維材料或鋼纖維材料抗裂。

1.3 適當增加板厚度，提高剛度和抗裂

（1） 現在較多現澆板厚只有100mm 左右，過于偏薄的樓板剛度小，混凝土鋼筋保護層厚度難控制，短期內混凝土的碳化會造成板筋腐蝕，使板承載力下降。

（2） 據介紹現澆板厚度增加至140mm以上時，板面混凝土的裂縫將會減少，鋼筋保護層厚度也容易控制；無論是任何混凝土構件，沒有足夠的厚度，其強度、剛度也難以保證。

1.4 加強施工過程的質量監控

（1） 熟悉施工圖，嚴格按圖施工，樓板鋼筋的設置與排列、保護層的厚度要符合施工規范及圖紙要求。澆筑混凝土時特別注意保護鋼筋，要派專人保護鋼筋防止操作人員直接踩踏上層負筋。

（2）預拌混凝土要對送料車逐一檢查混凝土的坍落度，不允許不符合坍落度主要求的混凝土用于樓板；自拌混凝土按要求有施工技術人員在攪拌現場控制外，監理人員旁站監理將更進一步控制拌和全過程質量。同時，在施工振搗時嚴禁在混凝土中任意加水。

（3） 混凝土澆筑必須保證樓板的設計厚度，振搗后用2m 直尺刮平；如水灰比過大表面泌水應及時排出或吸干，不允許表面泌水任意向較低處流淌或用干水泥灑在水上再抹壓。

（4） 樓板中敷設的管線應埋設在兩層筋的中間；管線交叉處要用接線盒連接，避免管線交叉重疊影響樓板有限的截面厚度，要采取在敷設管線下部加鋪寬度400mm 的鋼絲網片作為補強措施。

（5） 現澆板的底模必須穩定牢固，具有足夠的剛度來承擔施工的各種動靜荷載；混凝土澆筑抹壓后應按常規要求進行保護和養護，這項看似簡單實際極重要的工作必須加強。養護要根據不同氣溫采取不同的養護方法，氣溫高、風速大的環境及時灑水保濕養護，而進入低溫季節則要覆蓋保溫蓄熱養護。

2 屋面防水控制措施

2.1 確保屋面板施工質量

現在屋面板采用預制板的較少，絕大多數采用現澆混凝土屋面。現澆鋼筋混凝土屋面板對鋼筋保護層厚度控制是很重要的；澆筑混凝土時要派專人跟班調綁鋼筋，防止踩踏鋼筋移位及變形；屋面板混凝土的澆筑必須連續進行，不允許中途停留在接槎處形成冷縫；振搗有序不漏振、不露筋、無蜂窩、麻面等；混凝土板面用滾筒碾壓不少于兩遍，提漿后用鐵抹子抹壓不少于兩遍，在表面發自時立即覆蓋保護材料，養護時間不少于7 晝夜。

2.2 做好找平層

屋面板上的找平度，都采用水泥砂漿抹找平，施工必須保證其強度、防起砂、起殼及空鼓，抹壓平整堅實，平整度小于5mm，砂漿強度不低于M10；找平前必須對屋面基層徹底清理并澆水濕潤刷素漿，現場拌制的水泥砂漿材料要計量配合比，抹灰工序同地面抹灰一樣進行，不允許簡化工序違規施工。

2.3 高出屋面結構處理

對高出屋面的通風管、機房、水箱、女兒墻根部與屋面交接處的處理，按設計及規范要求抹成長度不小于100mm 弧形；所有的排水口處均應用防水砂漿打底抹成盤子狀連接管頭。

2.4 保溫層施工質量控制

保溫層施工質量會影響保溫性能和防水效果，含水量過大的保溫材料會造成防水層起鼓破壞而失去防水作用。為此，在做保溫層前必須在找平層上砌分倉處理，分倉砌在梁或隔墻的部位，間距4~6m；保溫層分倉施工，在分倉隔墻上留伸縮縫及排氣孔。保溫材料在一些地區全部采用膨脹珍珠巖干粉，但含水率不好控制，如果預制成珍珠巖板塊鋪設，其施工速度和含水率會得到保證。最好選擇聚氨酶泡沫板塊或聚苯乙烯泡沫板，其保溫防水性能好。

2.5 細石混凝土整澆層

保溫層上按設計及規范要求應現澆30~40mm厚的整澆混凝土層。整澆層與保溫層之間的分倉縫位置重合，為預防整澆時細石混凝土渺漿堵塞下層分格縫，應在縫上鋪200mm 寬的SBS 防水卷材。整澆混凝土在克拉瑪依地區的屋面中不配置鋼筋，但配置鋼筋時應在面層混凝土以下15mm 為宜，在分格縫處應斷開。澆筑混凝土時要派鋼筋工監護鋼筋，防止位移和踩踏。整澆層混凝土的平整度不能超過4mm，分倉縫處用防水膠泥嵌填密封，防止進水。

2.6 防水層施工質量要求

防水層施工材料按設計要求使用，不論選擇防水卷材還是防水涂料，均必須具備產品的生產許可證、出廠合格證和試驗報告合格證件，并報經現場監理工程師認可后，在抽取樣品復檢合格的前提下才準許用于工程。防水層施工前對屋面整體進行檢查，尤其是對屋面的細部構造處更要逐一驗收，確保表面平整干燥（含水率小于8%），高出屋面結構處抹成弧形。對采用不同的防水材料施工，選擇相適應的規范標準進行檢查和驗收。但在天溝、泛水、雨水集中排出口或檐口處的重要部位要先鋪設附加層或增加涂刷厚度，附加層寬度不小于300mm 兩層、涂刷不少于三遍。防水層施工后要進行檢查驗收，不準在上堆放重物或拌制砂漿，也不再焊接管線或安裝飾燈、避雷帶等作業，防止損傷防水層。

3 廚衛間防滲漏措施

3.1 土建施工的質量控制

（1） 廚衛間是家庭用水的集中點，作為預防滲漏的主要措施，在分隔墻底部統一澆混凝土導墻，高度大于150mm 同板一同澆成整體，寬度可同隔墻厚。

（2） 樓面施工時找出1%流向地漏的坡度，地面抹成后潑水試驗；衛生間的沖淋處及浴缸地面與墻面的基層要涂刷聚氨酶防水涂料或貼SBS 防水卷材。

（3） 特別重視處理好室內管道預留洞口的二次修補工作，專門組織人員用專用材料修補，管道與預留套管之間的空隙多采用石棉水泥填嵌密封；樓板上的預留洞口要采用較原板高一級的細石混凝土分層填補，并注意小部位混凝土的養護。對廚衛間地面預留洞口管線安裝后的修補檢查，要盛水超過12h 在底部觀察，不滲漏者為合格，不通過試漏檢查監理人員應拒絕簽字驗收認可。

3.2 管道安裝質量控制

（1） 所有的預留洞口是由土建施工時配合安裝人員留設的，凡是穿越樓板與墻體的管線都必須加設套管，套管應高出結構表面20mm。

（2）建筑安裝嚴格檢查進場管材、配件及設備的質量，采購的所有材料必須有產品出廠合格證、質量保證書及試驗報告，并報經監理工程師確認后才準用于安裝。

（3）安裝的每道工序必須經過驗收才準進行下道工序，不得隱蔽上道工序；如采用鍍鑄鋼管時，焊接管直徑必須＞25mm 才準許焊接，直徑＜25mm 時采取絲扣連接；給水管道安裝后要進行壓力試驗，試驗壓力為設計工作壓力的1.5 倍；排水管道安裝后要進行通球試驗；衛生潔具及其他洗滌設備安裝后要進行貯水試驗，并對各種開關、閥門做嚴密性和靈活性檢查。

4 結束語

篇（6）

彈性力學是高等學校土木水利等專業的一門理論性與應用性都很強的基礎課程，目前各高校很多學科根據本專業本科教育培養目標，實現寬口徑、厚基礎的教學基本要求，減少課時和精簡內容。另外，土木類專業所面臨的現代工程結構設計問題大多為非桿系的復雜結構體系，所以許多高等院校要求開設彈性力學和有限元課程，其目的是加強土木類本科生對復雜結構數值分析能力的培養，以提高他們從事科學研究和現代結構設計的能力。然而學生普遍認為彈性力學解決實際工程的能力遠不如材料力學和結構力學，而且彈性力學理論抽象，數學推導麻煩，課程枯燥乏味，提不起學習興趣。因此在現有的學時下如何保證教學的基本要求和基本內容，用什么方法和手段達到既增大信息量，減少教學時數，又能強化學生能力的培養，成為彈性力學教學中需要關注的問題。

一、高校彈性力學教學現狀

為了提高結構力學和彈性力學的相關教學水平和研究成果，教育部高等學校力學教學指導委員會力學基礎課程教學指導分委員會結構力學及彈性力學課程教學指導小組定期召開工作會議，2006年工作會議在武漢理工大學召開，2009年工作會議在成都西南交通大學舉行，2014年10月工作會議在北京工業大學舉行，各高校在每次會議中都對彈性力學的教學進行了教學改革成果和經驗交流，對教學實踐、課程建設和資源積累等問題進行了研討。北京工業大學在彈性力學的教學中也進行了很多研究和改革，北京工業大學彈性力學課程的設置和教學與國內其他高校具有類似特點與問題。2006年之前彈性力學作為土木工程本科專業的必修或必選課，學時一般為40學時左右，使用教材以徐芝綸《彈性力學簡明教程》為主要教學參考書。在2007版本科教學改革之后，彈性力學在土木工程專業本科中仍然設置為學科基礎必修課，但學時改為16學時，考試時采用閉卷考試，對學生學習要求較高，較多學生仍然認為太偏重于理論，理論抽象，數學推導煩瑣難以理解，并且其解決實際工程的能力遠不如結構力學。在2012版教學計劃后，課程性質以及學時都沒變，但考試時采用開卷考試，對學生的公式推導要求降低。改為16學時時，教師和學生的感覺都是時間太緊張，學習壓力大，所以在剛完成的2015版土木工程本科教學計劃中，彈性力學進行了很多變化，首先課程性質發生了改變，由學科基礎必修課改為學科基礎選修課，讓學生有選擇的空間，其次學時增加為24學時，讓選修彈性力學的同學能真正學習到彈性力學的主要內容。所以目前在現有的學時下，如何保證教學的基本要求和基本內容，用什么方法和手段達到既增大信息量，減少教學時數，又能強化學生能力的培養，成為教學中關注的問題，由此也產生了彈性力學教學內容多和學時少的矛盾。許多高校和研究者在彈性力學課程教學和研究上進行了教學改革，取得了較多有益成果，盡管如此，土木工程專業彈性力學課程在以下幾方面尚有待研究與改革：（1）教學對象上，彈性力學通常主要在工程力學專業開設，需要充分考慮結合土木工程專業的特點。（2）教學思路上，仍然偏向工程力學方法，在內容選擇上較偏向數學，主要是理論上的教學，對理論分析和數值分析結合對比方面缺少。（3）講課內容中未能充分引入彈性力學領域的最新進展，尤其是與土木工程結構相關進展，因此在彈性力學課程的教學方式、教學內容、考試形式等方面需要進行一些思考和探討，對彈性力學教學中的普遍與特殊問題進行研究與實踐，將促進學校土木工程學科力學教學的發展。

二、盡可能地提高學生的“計算分析”理論水平

根據高等院校土木類專業本科指導性專業規范以及2015版培養方案規定的學時，需要考慮在既有學時下，使學生的理論水平能達到當今土木類專業的培養要求。

1.重點突出彈性力學分析思路和概念。

在教學中，在分析思路上，一般重點講授彈性力學平面問題的相關問題，并且對彈性力學平面問題基本理論采取精講的形式，對空間問題基本理論采取和平面問題基本理論相對比方法進行講解。如果根據實際，直接從實際工程的三維問題，再到講授二維問題可能更符合思維過程以及實際工程問題，使得思路更加自然，并且能節省教學課時。另外，在講授方法思路中應突出思路、概念與結論。如彈性力學中的概念問題：彈性力學中應力的方向以及正負號的定義，平面應力問題和平面應變問題的區分，應力邊界條件和位移邊界條件的確定方法，處理局部邊界條件的圣維南原理，等等，這些都是講述平面問題基本理論中要熟練掌握的概念。

2.結合具體土木工程實例教學，附加一些分析程序和工具的介紹，拓寬學生分析方面的應用能力。

在介紹分析思路時，需要結合有實際工程背景的工程算例來分析，這樣可以明確學習目的，激發學生的學習動力。在理論分析完成后，還可以介紹相應的數值分析方法，介紹Matlab計算程序或有限元分析工具，對理論分析過程數值化，讓學生自己操作計算，分析結果。最后由于土木工程專業學生在實際工作中需要學會運用，可以結合一些設計規范進行學習，如：公路隧道設計規范（JTGD70-2004）建議采用彈性力學數值方法—有限元法計算圍巖的隧道支護結構內力和變形等，通過在理論分析結果和數值分析對比的同時，還可以通過規范要求進行驗算。

三、根據當今土木類本科生的培養要求，編寫適合土木工程專業學生使用的教材

就目前而言，對于土木類本科生的彈性力學課程，各高等院校所安排的教學內容、教學時數及選用的教材均存有不同。換言之，對教學內容、教學時數及教材均沒有統一的指定，仍處在各高校教師根據自己的教學經驗進行不斷地探索與總結。目前已出版的彈性力學教材有很多種，所使用的教材一般為《彈性力學簡明教程》，徐芝侖編，高等教育出版社出版。這本教材所涵蓋的內容較多、較全面，也比較深刻，對概念思路的解釋較為簡潔，但仍然有需要改進之處：（1）基本上從平面問題到空間問題最后到板殼一些特殊問題，分析講解思路可以變化，讓學生更快更容易的理解。（2）理論講解較多，實際土木工程案例的分析較少。（3）理論推導比較多，數值分析對比較少，數值分析工具的應用較少等，另外學生學習的課余指導用書比較少。為此，編寫更加適合土木工程專業的教材以及教材指導用書是有必要的。

四、改革單一的板書教學模式，研制《彈性力學》的CAI電子教案

作為一門強調理論與應用的課程，僅以單一的板書教學模式明顯不足。例如，本課程中復雜的理論推導數學演示，這些均可通過CAI電子教案的教學來表述。此項教改工作的目的是在教學時數不足的情況下，就如何實現課堂教學氣氛活躍、高效率地完成教學內容、突出理論聯系實際等方面而為之。根據本課程教學大綱中教學內容的要求及依據更加豐富的教材，可以編制本門課程的CAI電子教案。在實際教學中，采用多媒體與板書相結合的教學模式，預期可以達到較好的教學效果，授課學生能給出較好的評價。另外，課內教學是本課程的主要任務。但由于本門課程在土木專業上的應用性較強，學生的課程設計、畢業設計均會遇到實際結構問題的數值分析，對此需要課外指導，因此建立教師學生互動平臺和窗口也是有必要的。

五、結語

為了提高土木工程專業彈性力學課程教學質量和效果，本文分析了土木工程專業彈性力學課程的教學相關問題，并探索了土木工程專業彈性力學課程的教學改進方法。1.盡可能地提高學生的“計算分析”理論水平，使學生的理論分析水平達到當今土木類專業的培養要求。2.根據當今土木類本科生的培養要求，編寫適合土木工程專業學生使用的教材。3.改革單一的板書教學模式，研制《彈性力學》的CAI電子教案，并建立教師互動平臺和窗口。

參考文獻：

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[9]周全太.土木工程專業彈性力學課程教學的若干思考[J].無錫教育學院學報，2005，25（2）：73-76.

篇（7）

1、引言

土木工程是建造各類工程設施的相關科學技術統稱。它是一門與人類生活息息相關的的應用型學科，經過上百年的發展歷程而成熟起來。隨著世界經濟的快速發展和社會的不斷進步，現代土木工程學科又進入了一個新的發展階段，如工程結構越來越大型化、復雜化，超高層建筑、特大型橋梁、巨型大壩、復雜的地鐵系統不斷涌現，既需要滿足人們的生活需求，同時也演變為社會實力的象征。這就為土木工程專業學科的人才培養帶來了新的挑戰。近年來，我國各大高校都在積極探索土木工程專業的教育教學改革之路，從專業培養目標、課程體系設置、師資隊伍建設和人才實踐等各個環節進行摸索，力圖實現本專業與現實需求的有機結合。

2、傳統教學方式與現代技術的特點分析

眾所周知，力學分析與求解是土木工程專業的理論基礎知識，在本科教學中一直占有十分重要的地位，其教學目標是讓學生理解和掌握土木工程結構力學體系，利用基礎理論知識分析結構的組成、受力及變形等，從而對復雜的實際結構問題展開力學特性分析。長期以來，這部分內容的傳統教學方式主要為教師講授、推導理論再輔以力學實驗，學生則基于相關的課后習題進行手工計算予以解答。這樣的傳統教學方法優點在于能夠講解基本原理和計算方法，使得學生對各種土木工程結構的受力特點有清楚的認識，并進行力學分析、受力圖繪制以及掌握結構工程分析的基本方法和步驟，但它的缺點在于學生難以靈活運用所學知識解決實際問題，尤其是針對較復雜的工程結構，依靠手工力學求解幾乎不可能實現，造成理論與實踐應用的脫節。隨著社會信息化程度越來越高，計算機技術的應用突飛猛進，利用計算機數值模擬來解決復雜的工程問題顯得越發重要且普遍。數值模擬技術能夠節省手工計算時間，靈活度較高，總體上來說比手工計算更為簡潔和精確，尤其對大型工程結構而言，優勢更為突出。

3、畢業設計改革要點

綜上可知，在土木工程本科生畢業設計中，傳統手工力學分析和現代計算機數值計算手段應當有效結合、并重。通過科學合理的畢業設計選題，使得學生能夠較好地實現理論與實際相結合，具備手工計算和數值計算軟件應用的能力。

1）畢業設計選題原則

畢業設計是一個綜合性較強的實踐教學環節，它的選題工作就需要綜合考慮多個方面的因素。宏觀上，要考慮到大多數學生畢業后將從事生產一線工作，故應該盡量體現較強的實踐性，最好能夠結合實際工程來進行命題，這樣既可以調動學生的積極性，主動思考主動創新，又可以理論聯系實際，甚至讓學生到工程現場進行參觀學習，參考工程項目的實際功能需求來進行設計計算。微觀上，為了能夠在畢業設計中將手工計算與計算機數值計算有機結合起來，既要充分考慮手工計算的特點和可能性，選擇合理的結構形式和布局，能夠提取工程簡化模型，采用結構力學手段進行手工分析，又要考慮計算機數值模擬的必要性，即不能選擇過于簡單的結構形式和單一的受力條件，無法代表或滿足實際工程項目的功能要求及受力狀態。一般地，結合當地施工單位或設計院所在建或已建實際工程項目進行選題，可以較好地保證結構形式的合理性，避免虛擬課題可能存在的過度復雜化和不切實際。

2）畢業設計與學科課程設置契合

篇（8）

作者：鄭鑫，楊光，葛建銳

中圖分類號：G642.3文獻標識碼：A文章編號：1002-4107（2013）08-0040-02

隨著經濟與社會的高速發展，對復合型高素質人才的需求越來越大。面對這種現狀，培養具有跨學科、交叉學科學習背景的復合型人才，是當下研究生教育需要認真解決的問題，也是未來培養創新型研究生的必經之路，更是研究生教育教學改革的主要方向。要想達到這種要求，合理設置交叉學科的課程體系是成功的關鍵。

一、構建交叉學科課程體系的意義

（一）構建交叉學科課程體系是培養創新型人才的基礎保障

交叉學科設置課程可以幫助研究生夯實數、理、化基礎、計算機應用和程序設計技術等基本知識，為參與交叉學科項目研究提供基礎保障。在國內，北京大學于2006年成立“前沿交叉學科研究院”，該研究院下設有理論生物學中心（CenterforTheoreticalBiology，CTB）。CTB的課程由4門必修課程、13門專業選修課程、20門專業限選課程、15門跨專業選修課程和8門跨專業限選課程組成。研究生必須根據不同的專業背景進行課程學習，50%為跨學科專業課程[1]。在國外，美國威斯康辛大學麥迪遜分校（theUniversityofWisconsin-Madison，簡稱UWM）于1998年發起了一項大學/州伙伴關系創新性計劃（ClusterHiringInitiative，簡稱CHI）[2]。在教學上，CHI中幾乎每個研究集群都開發了新的課程，一些研究集群甚至已開發出新的跨學科計劃[3]。

（二）構建交叉學科課程體系是增強研究生創新能力的有效手段

交叉學科的課程體系，會結合跨學科課題所涉及的知識面的寬度及學科的前沿性調整研究生教學的選課及授課內容。交叉學科的課程體系一般涵蓋不同學科的基礎必修課程、選修課及相關方向的補修課。一個人具備了廣博的知識才能從整體上把握知識間的縱橫關系，充分發揮知識間的相互啟發、相互促進的作用[4]。因此，如何構建合理的交叉學科課程體系是研究生增強創新能力的有效手段。

（三）構建交叉學科課程體系是培養研究生學術興趣的必要途徑

交叉學科一般涉及學科的多個領域，通過對多學科課程內容的整合，課程的精彩程度和趣味性會有很大提高。研究生在交叉學科領域學習過程中，會結合自身的長處、特點，在交叉學科領域的課題研究中找到落腳點，有利于發揮學生的主觀能動性，有益于開發學生的探索精神，有利于激發學生的創新動力。

二、當前跨學科課程體系的弊端

（一）課程體系固化，以專業為主

從高校研究生培養計劃可以看出，研究生的課程受專業限制很大，這就導致本專業研究生與跨專業研究生幾乎沒有什么區別，個體差異關注不夠，課程內容前沿性、綜合性不夠，交叉學科課程、綜合性課程較少[5]。

（二）跨學科人才培養中，研究生課程體系構建導師起主導作用

首先，由于理工類研究生大多是在各自導師的指導下進行個別培養，受導師自身專業背景的局限與依賴，各學科之間存在著較大跨度等原因，致使學生很難進行跨學科研究[6]。其次，當前的研究生培養模式中，導師的課題方向決定研究生的選課方向。

（三）院系設置以學科為主導，不利于跨學科課程整合

目前，我國高校主要以學科為主導設置院系，而以跨學科設置院系的高校較少。現有院系設置不利于不同學科之間的溝通與交流，不利于不同專業之間的課程整合。這樣的局面勢必會影響學生對知識的追求熱情，勢必會影響學生的科研積極性，勢必會影響學生的創新欲望。

三、農業工程與土木工程跨學科課程體系的構建

前面系統地討論了建立跨學科培養研究生課程體系的意義及目前存在的弊端，現結合黑龍江八一農墾大學工程學院農業工程與土木工程兩個學科的實際，對北方寒區農業水利工程與水利資源利用和設施農業結構防災減災兩個方向進行跨學科課程體系分析。在確立課程體系時我們設計了《農業工程和土木工程跨學科培養研究生課程體系建設調查問卷》。在制作調查問卷設計時，我們充分考慮兩個交叉專業可能出現的課程共通性，盡可能設計更多的課程，力求使交叉學科的研究生具有寬泛的理論基礎，使交叉學科的研究生所學到的知識適應兩個專業發展的需要。

（一）調查問卷統計

本次發放調查問卷的對象是黑龍江八一農墾大學工程學院的在職教師，共收到23份有效問卷。參與問卷調查的教師年齡集中在28―38歲和38歲以上兩個年齡區間，具有碩士研究生以上學歷的占95.65%，具有副教授職稱和教授職稱的總和占65.20%，問卷填寫教師的任職專業主要集中在機械設計制造及其自動化專業，農業機械化及其自動化專業和土木工程專業，其他專業總和低于10%。

（二）交叉學科課程體系分析

1.北方寒區農業水利工程與水利資源利用方向。交叉學科研究生培養方案要求學術型研究生所修學分總數大于等于30學分，扣除英語、中國特色社會主義理論與實踐研究及自然辯證法概論等必修課外，交叉學科研究生必須選修不少于五門的基礎必修課，其中數值分析是學位必修課，還需要選修4門基礎必修課。基礎必修課的數據統計結果如下：在備選的15門課程中，數值分析得票最高23票，土壤水文過程模擬得票最少僅為8票。考慮到交叉學科研究內容的寬泛性，結合統計結果，去掉土壤水文過程模擬、土壤物理化學、噴微灌理論與技術三門課程。這樣在北方寒區農業水利工程與水利資源利用方向就剩下12門課在基礎必修課模塊內供交叉學科研究生選修。課程名稱如下：數值分析、數學物理方程、土壤水動力學、水工建筑物健康監測與檢測、節水灌溉工程學、計算流體力學、水土資源規劃與評價、高等水工建筑物、新型建筑材料及其應用、灌溉原理與技術、地下水資源評價理論與方法、流體仿真與軟件應用。研究生培養方案要求在選修課模塊所修學分大于等于10學分，而每門課的學分分配是1.5或2學分。結合統計結果，選修課模塊去除土壤學與肥料學及環境水利學兩門課，保留其余12門得票較多的課程供交叉學科研究生選修。課程名稱如下：水生態工程學、粘性流體動力學、彈塑性力學、生態水文學、現代環境監測與控制、環境水動力學、土壤學與農作物學、水工鋼結構、水工混凝土、水文學與水利計算、農田水利學水力學。

篇（9）

作者簡介：張玉（1985-），男，山東青島人，中國石油大學（華東）儲建學院，講師；俞然剛（1966-），男，山東青島人，中國石油大學（華東）儲建學院，教授。（山東 青島 266580）

基金項目：本文系山東省重點教學改革項目（項目編號：2012017）的研究成果。

中圖分類號：G642.421 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）31-0079-03

力學分析、求解是土木工程專業的理論基礎知識，在土木工程教學中的地位尤為重要。教學過程中如何讓學生理解土木工程結構的力學體系，靈活運用基礎理論知識分析結構的組成、受力及變形特點，并對實際復雜結構開展力學特性分析是當前學習的難點和重點問題。傳統的教學方式中教師主要以板書講解和力學試驗演示為主，學生則基于相應的習題采用手工計算的方法予以求解，其弊端在于教學形式單一，教學內容枯燥，學生易產生視覺疲勞感，進而失去學習興趣，學習效率亦降低。[1]此外，傳統的教學方法雖能夠講解基本原理和計算方法，但學生很難靈活運用所學知識解決實際問題，尤其針對復雜度較高的工程結構，手工力學求解幾乎不可能實現，造成理論與實踐應用的脫節。隨著社會信息化程度越來越高，計算機技術的應用突飛猛進，在土木工程教學體系改革中，基于數值仿真（Numerical Simulation）技術對典型土木結構的應力、應變進行分析，并采用圖表、圖形、動畫等方式將結果直觀呈現，得到了愈發普遍的應用，此方法不但激發了學生學習的興趣，促進了教學進步，亦提供了良好的理論聯系實際的平臺。[2，3]數值仿真技術能節省手工計算時間，且比手工計算更為精確、簡潔，具有實用性強、靈活度高、修改方便等優點，尤其針對大型結構工程，優勢更為突出，進而導致手工計算愈發減少，在工程分析中的地位愈發降低。

雖然仿真計算的優點顯而易見，但就土木工程力學分析過程而言，手工計算仍占有重要的意義。手工計算分析無需設備，不受環境、地點影響，且優秀的力學分析圖亦可作為藝術品進行欣賞。此外，通過手工計算求解，學生可掌握各種土木工程結構的力學分析方法、受力圖繪制、數學求解技能，以及開展結構工程分析的基本方法和步驟，進而夯實和加深對力學基本理論的認知程度，為解決實際工程問題奠定基礎。故仿真軟件不能完全替代手工力學分析，兩者應有效結合、并重。實際工程設計中，設計人員初期并不能對復雜結構的力學狀態進行掌控，此時需要將簡單結構開展手工計算，勾畫力學分析圖，基于此對整體有部分掌握，進而借助相關仿真軟件開展詳細的數值分析。因此，對土木工程專業學生而言，手工計算和仿真軟件的應用均為必備的能力，教學過程中兩者相互補充、相互結合亦是授課的主要內容。

一、手工計算的特點與應用

手工計算首先應提取工程簡化模型，以桿系結構為例，需采用結構力學手段進行手工分析。內力和位移作為工程結構研究的重點物理量，各種力學求解方法均以此為基礎，形成了土木工程分析中常用的“力法”和“位移法”。對兩種方法手工計算基本原理闡述的基礎上，對實際桁架結構內力開展計算分析，由此歸納總結出一般計算步驟。

1.力法

力法比較符合人們慣常的思維方式，是求解力的方程的傳統方法，策略為“先削弱后修復”，即先解除某些約束，將結構修改為靜定結構，再構建力學方程來求解約束力，恢復結構的約束性態。基本方程本質上為位移方程，依靠結構變形、位移協調的幾何條件列出，位移則依據基本結構內力由虛功原理得到。[4]

2.位移法

位移法是以位移為基本未知量的求解方法。長期以來，人們對位移的關注遠落后于內力，已有各種結構設計規范均以強度設計為主，進而探討內力設計；而剛度設計的計算工作量和重視程度被視為次要的。“位移法”計算策略為“先加強后修復”，即讓結構所有節點完全固定，使其成為無關聯的單跨超靜定梁，以達到力矩和剪力的平衡，進而消除在節點處產生的不平衡力和力矩。基本方程本質上為平衡方程，依靠結構在結點處的力或力矩列出。還有一種方法是附加約束上施加外力，認為結構發生與原結構一致的節點位移。相對于“力法”，“位移法”存在兩個假定：一是忽略軸力產生的軸向變形的影響，桿件變形前的直線長度與變形后的曲線長度相等；二是彎曲變形微小，并忽略剪切變形的影響，桿件變形后的曲線長度與弦線長度相等。

力法中，基本未知量數目等于結構超靜定次數；位移法中，獨立的結點位移，基本未知量與結構的超靜定次數無關，須加入附加約束得到超靜定基本體系，由此認為力法和位移法是相反互補的。從基本未知量看，力法去掉多余約束力，位移法則利用獨立的結點位移；從基本體系看，力法是去掉約束，位移法是加約束；從基本方程看，力法是構建位移協調方程，位移法是構建力系平衡方程。近年來，逐步出現的分層法、D值法和反點法的計算公式都是建立在力法和位移法的基礎上的。[4]以簡單桁架結構為例（圖1）對手工計算方法予以說明，進而歸納總結出計算步驟。

綜合上述條件，得到，。歸納出手工計算一般步驟為：確定力學模型和結構未知量，繪出基本力學體系；作結構力學分析圖及荷載的變形圖；得到力學體系方程；解方程，將系數和自由項代入力法方程，求解未知力。

二、數值仿真技術的特點與應用

作為現階段發展較為完整的土木工程計算方法，仿真技術是以計算機為手段，通過對實際問題建立抽象化模型，結合數值方法獲取結構的內力和變形，并采用圖像、圖表展示相關計算結果，進而解決實際工程和物理問題。[2]土木工程教學過程中涉及到的數值計算方法包括有限單元法、有限差分法、邊界元法和離散單元法等，應用較多的仿真軟件包括ANSYS、ADNIA、ABAQUS、FLAC和SAP2000等。上述軟件和方法的應用已普及于建筑、結構、設備、交通、水利和城市規劃等各個土木工程領域，主要應用于工程設計的自動化、施工過程的力學分析和建筑物的短長期穩定性等方面。且已從單體、局部結構的仿真分析向工程整體復雜結構設計、安全仿真發展；從二維、靜態的力學機制向動態、三維的實時控制發展。教學過程中仿真計算的引入，不但豐富了教學手段與內容，提高了教學效果，開拓了學生的思維，亦為學生畢業后從事實際工程工作奠定了基礎。

仿真技術課程應安排在學生掌握力學基礎知識、手工計算技能之后。作為當今土木工程專業學習不可缺少的重要環節，此課程不但有利于加深對傳統的抽象力學知識的掌握，亦是以后研究和學習后續專業課程的重要基礎。在土木工程教學中的應用實踐主要體現在四個方面：結構動力學是結構力學教學的難點，仿真課程可為學生提供直觀動力反應分析；材料力學主要研究桿件的強度、剛度和穩定性，而橫力彎曲及變形撓度是學習的難點，仿真技術可考慮典型荷載分布因素的影響，得到桿件橫力彎曲時撓度的變形圖；彈塑性力學是研究各種結構或構件在彈塑性階段的應力和位移，校核是否滿足強度、剛度和穩定性要求，并尋求和改進相關計算方法；數字仿真技術可將復雜三維問題簡單化，有效地處理實際工程中遇到的巖土體強度、樁同作用及混凝土靜動力開裂等問題。

ABAQUS被認為是功能最強的有限元軟件之一，它融結構、傳熱學、流體、聲學、電學以及熱固耦合、流固耦合、熱電耦合、聲固耦合于一體，可以分析復雜的固體力學、結構力學系統，特別是能夠駕馭非常龐大復雜的問題和模擬高度非線性問題。[5]利用該軟件對上述手工計算的簡單桁架結構開展仿真分析（圖1），對應力分布和最大變形量予以研究（圖3、圖4），計算結果與手工分析一致。雖然仿真軟件種類繁多，但一般計算步驟類似：構建結構數值模型；模型材料和截面特性設置；設置裝配件和計算分析步；施加荷載和邊界條件；劃分網格開展分析；結果后處理。

三、兩者的有效結合和意義

清華大學袁駟[6]教授提出“一個基礎，兩座大廈”的力學教學體系改革方案，“一個基礎”指經典力學理論，“兩座大廈”分別指程序力學和定性分析。此方案將基于手工分析的經典力學、仿真計算的程序力學和結果的定性分析三者有機統一，相輔相成。但在當今土木工程教學改革實踐過程中，手工分析和仿真計算的結合教學實踐并不多見，大多數院校教學過程均僅重視手工分析，容易導致學生對力學在土木工程中的作用認識不清晰，不知道土木工程專業中力學的學習目的，亦不知如何應用力學原理解決實際工程問題；教學中單純的數值仿真亦會引起學生對前期力學理論知識理解不夠，重要知識點認識不清晰，基礎薄弱，導致后續專業課程脫節；且實際數值仿真操作過程如遇到程序或參數錯誤，學生亦無法確定內力圖是否正確，更不知道如何手工計算校核。因此，教學過程中，尤其力學理論知識授課完畢后，教師應合理調整授課方案，開展有利于提高教學效果的教學改革，并在實踐中加以修改和完善。建議教學方案為基于工程實例，采用手工分析和仿真計算相融合的教學方式，由簡至繁、由淺至深地講授力學計算方法。首先提高學生對力學理論知識的理解和手工計算的熟悉程度，這是后續學習的基礎，不容忽視；其次，應用仿真軟件進行復雜問題的求解和實際工程的掌控。通過此種綜合教學方式，完善了教學方案，實現了授課過程中教案的動態變化，讓學生對整個力學求解過程和應用均有了全面的認識，進而開發了學生科學的思維，使學生對課程和今后從事的工作具有全局性的認識和理解，培養了學生用所學知識分析和解決實際問題的能力，亦為教師合理開展后續專業課程教育做準備。

綜上所述，土木工程專業教學過程中手工計算和仿真技術的有效結合是激發學生學習興趣、引導學生自我思考、讓學生在有限的學時內掌握力學基本原理和利用所學理論知識解決實際工程問題的良好途徑。與此同時，亦推動了教學改革，引領土木工程課程的良性發展。而且目前高校土木專業教師隊伍均具有較高的學位和科研綜合素質，尤其是專業課程教師基本都具有碩士、博士學位，不但擁有扎實的力學基礎修養，亦對仿真軟件有較多的接觸與應用，為教學過程中兩者有效結合提供了保證。以中國石油大學（華東）土木工程專業為例，針對專業課教育，基于青年教師的自身優勢，在傳統力學教育的基礎上，開設了“土木工程分析軟件與應用”課程，講授了ANSYS、ABAQUS、FLAC和SAP2000等仿真軟件的操作與應用，取得了良好的教學效果，亦為自主研發針對性和適用性更強的仿真軟件提出了挑戰。

四、結論

本文研究的手工計算和仿真技術相結合的教學方法，在土木工程專業課程中具有較多的優點和良好的可行性，故教學課程改革過程中應予以推廣。且筆者認為土木工程教學改革過程中，不但要注重理論的創新和基礎的牢固，亦須兼顧實踐的創新與應用，采用多種手段，豐富學習方式，讓學生學習基礎理論的同時，亦能理解在實際工程中的應用，同時引導后續課程學習和開展相關研究。這與清華大學范欽珊[7]教授提出的課堂教學應堅持“素質教育、工程教育、創新教育”緊密結合，堅持“理論教學和實踐教學計算機分析相結合”，堅持相關課程的整合形成系列化完整教學體系，堅持“課內課外結合”的教學理念相一致。

參考文獻：

[1]黃忠文，陳敏.面向應用型人才的工程力學系列課程的教學研究[J].教育教學論壇，2011，（24）.

[2]盧玉林，盧滔，王振宇，等.數值仿真技術在建筑力學教學中的應用[J].高等建筑教育，2012，（2）.

[3]李麗君，許英姿.CAE軟件在力學教學與實踐中的應用[J].實驗技術與管理，2010，（10）.

[4]龍馭球，包世華.結構力學[M].北京：高等教育出版社，2007.

篇（10）

    土木工程的發展可大致劃分為古代土木工程階段、 近代土木工程階段和現代化發展三個階段. 其中,現代土木工程從 20 世紀中葉發展至今,其顯著特征是土木工程相關理論的成熟與發展。

    (一)土木工程信息技術經歷了以下三個階段的歷程

    1.科學計算階段

    這是土木工程信息技術的最初發展階段,這一階段信息技術從無到有得到初步發展,并且在運算速度的提高和成本的下降方面取得了較大的突破,開始在各行各業得到應用.這時, 它在土木工程中的應用主要是通過依照一定算法的計算程序和計算機輔助繪圖來提高效率和計算精度。

    2.專業軟件階段

    科學技術的迅猛發展,讓土木工程信息技術進一步發展到專業軟件階段。這一階段土木工程信息技術不僅僅是提高效率或者求解以前不能計算的問題。在硬件方面,根據/ 摩爾定律,每18個月芯片的運算能力增加一倍,或相同性能情況下價格下降一半. 同時, 計算機市場上發生的一個巨大變革是個人電腦( PC) 替代了/ 主機+ 終端0模式, 成為市場的主流。目前在全國范圍內已經實現了無紙化繪圖,在不久的將來也必將實現無紙化設計,并帶來信息化施工。

    從20 世紀50年代末開始,以數學規劃為代表的最優化方法取得了長足進展.利用計算機和最優化方法,可以在較短的時間內求得一個在給定條件下的優良工程方案.此外, 仿真系統通過將可視化技術與三維動畫圖形圖像顯示相結合, 使之能生動、 直觀而又逼真的展現土木工程各個施工階段的三維動態場景。進行此項研究有助于建立全面而高效的工程管理系統,對工程進行總體模擬,進而在宏觀上加強對整體工程的綜合評價與控制.仿真技術的實質是一種數值模擬技術, 特別適用于一些難以用常規實驗模擬解決的問題,如大型破壞試驗三峽庫區地質體實時滑坡仿真預報等。

    (二)土木工程的發展現狀

    目前土木工程研究的對象主要集中在以下幾個方面:

    首先是高層建筑的發展進入了一個嶄新的階段, 隨著新材料、 新結構、 新工藝、 新施工方法的出現, 特別是自動化程度的不斷提高, 人類更有可能從事更大規模的土木工程修建, 高層建筑不僅在數量上越來越多, 而且在高度上也越來越高。中國上海的浦東金茂大廈和上海金融中心高度已經排列在世界前列, 標志著我國在高層建筑方面的水平已經達到世界較前進水平。目前世界上最大的地下街是日本東京八重洲地下街, 建筑面積70km2,最深的地下街是莫斯科切爾坦沃住宅小區地下商業街,深度在100 米左右,我國也已有約20 個城市進行了地鐵系統的規劃和具體實施階段, 先后提出了 25 項地鐵和輕軌項目, 同時地下空間技術也得到了飛速的發展和提高。目前我國城市地下工程建設主要施工方法有明挖法、 暗挖法、蓋挖法、 盾構法、 沉管法、 凍結法及注漿法等, 這些技術已經達到了國際先進水平, 這也為地下空間開發提供了寶貴的經驗。

    二、土木工程信息化建設的實施對策

    經過20 多年的努力,目前我國已具備了良好的土木工程信息化基礎。 如國內網絡基礎設施建設取得巨大進步, 建設系統主要的基礎網絡設施建設也基本完成,積累了進一步運營發展的經驗,另外國內一批高科技公司為建設領域提供了高質量的軟件;同時我國土木工程產業規模大, 需求強勁,有信息化建設的強大牽引力。鑒于此,筆者以為土木工程信息化的建設仍需在以下幾個方面進行努力:

    (一)建立土木工程基于互聯網的方案優選制度:

    通過電子郵件、互聯網傳遞,使建筑項目和承建商、材料供應商的信息溝通有效克服招投標過程中的信息不對稱狀態,同時增強透明度,推進公開化,網上招投標相當規模業務的開展將會更加規范市場行為,提高工作效率,降低工作成本,使招投標的競爭在更廣范圍更高的層次上進行。

    (二)土木工程設計信息化

    第二次世界大戰之后的科學技術的迅速發展,使得土木工程可以以現代科學技術為依托進一步發展 最重要的建筑材料鋼和混凝土都有了較大的發展,強度成倍提高,可靠性,耐久性等其他性能也有了很大改善。合成材料的不斷研制,拓寬了施工中可以使用的材料的種類,而且在性能上也較過去的傳統材料更為優良,輕質 高強的新材料的應用使得很多過去難以實現的結構成為可能。計算機的數值分析使過去手工難以計算的而被迫簡化粗略的計算可以變為較為精確的計算分析。

    (三)土木工程施工信息化

    在施工中推廣應用自動化控制技術,可有效地完成用傳統控制方式難以實現的高難度施工項目。例如高層建筑的垂直度的控制;大體積混凝土的施工質量控制;預拌混凝土的上料自動控制;采用同步提升技術進行大型構件和設備的整體吊裝和安裝控制; 整體模具的爬升和大型腳手架的提升控制;大型橋梁懸索受力的控制;幕墻的生產和加工控制;高溫高壓的焊接質量控制等等。

    (四)土木工程招投標信息化

    建設工程招投標管理部門的信息化建設主要應該包括如下幾個方面: