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時(shí)間:2023-07-12 16:26:36
導(dǎo)言:作為寫(xiě)作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇簡(jiǎn)述土木工程的概念,它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1、概述
人類(lèi)為了滿足生活和生產(chǎn)活動(dòng)的需求,建造了房屋、道路橋梁、隧道、堤壩、電站、港口、機(jī)場(chǎng)等建筑物和構(gòu)筑物。建造各類(lèi)建筑物和構(gòu)筑物的科學(xué)技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)為土木工程。在土木工程漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程中,力學(xué)知識(shí)一直有著廣泛的應(yīng)用。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)的積累,人類(lèi)很早就會(huì)建房子、架橋梁,但只有擁有了現(xiàn)代力學(xué)知識(shí),人們才能建造出摩天大樓、巨型水壩、大跨橋梁、海洋平臺(tái)、海底隧道等宏偉工程。
土木工程專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)主要開(kāi)設(shè)的力學(xué)必修課程包括理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)三門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,通常稱(chēng)為土木工程的“三大力學(xué)”。 土木工程中常用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括桿、梁、柱、板、殼、桁架、懸索等。在這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,土木工程師可以建造出結(jié)構(gòu)優(yōu)化、安全可靠的現(xiàn)代大型結(jié)構(gòu)物。
2、模型的建立
人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)往往并不是直接考察其真實(shí)的全部,而是通過(guò)科學(xué)抽象與合理簡(jiǎn)化、略去次要因素并抓住其本質(zhì)特征而建立近似替代物來(lái)進(jìn)行分析研究的。結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析就是按照上述的道理采用力學(xué)建模進(jìn)行研究的,即利用力學(xué)、工程結(jié)構(gòu)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),首先經(jīng)過(guò)科學(xué)的抽象,并根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際的受力、變形等主要因素,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化;經(jīng)簡(jiǎn)化后可以用作分析計(jì)算的模型,稱(chēng)為結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖或力學(xué)模型。
2.1 對(duì)外力的假設(shè)及簡(jiǎn)化
對(duì)外力的假設(shè)及簡(jiǎn)化反映了外力對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的作用情況。根據(jù)不同的情況將外力簡(jiǎn)化成不同的荷載。比如,當(dāng)外力作用面積相對(duì)于結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)較小,可將其簡(jiǎn)化為集中荷載,否則簡(jiǎn)化為均布荷載。若外力相對(duì)于結(jié)構(gòu)位置和大小變化均較小,可將其簡(jiǎn)化為靜荷載,否則簡(jiǎn)化為動(dòng)荷載。
2.2 對(duì)約束及連接的假設(shè)及簡(jiǎn)化
對(duì)約束及連接的假設(shè)及簡(jiǎn)化外部約束反映了約束體對(duì)結(jié)構(gòu)和約束體連接處位移的限制情況,約束的類(lèi)別很多,根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)可以將其簡(jiǎn)化成具體理想的約束。比如,當(dāng)約束體的剛度很大或者結(jié)構(gòu)和約束體連接處位移受到限制小到可以忽略時(shí),就可以將其簡(jiǎn)化為剛性約束,如光滑接觸面、固定支座、活動(dòng)支座等。當(dāng)約束體存在變形且結(jié)構(gòu)和約束體連接處位移產(chǎn)生的影響不可以忽略時(shí),可將其簡(jiǎn)化為理性柔性約束,如彈性支座、柔索;將桿件結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)件與構(gòu)件之間連接簡(jiǎn)化為鉸結(jié)點(diǎn)、剛結(jié)點(diǎn)等。
目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用PKPM軟件進(jìn)行計(jì)算,使用過(guò)程中最關(guān)鍵的就是建模,也就是將一個(gè)復(fù)雜的工程問(wèn)題簡(jiǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)單的力學(xué)計(jì)算簡(jiǎn)圖,這就離不開(kāi)力學(xué)知識(shí)。力學(xué)模型選取的正確與否直接關(guān)系到最終計(jì)算結(jié)果的正誤。
3、內(nèi)力的計(jì)算
計(jì)算機(jī)不是萬(wàn)能的,如果在程序的操作過(guò)程中,因?yàn)槟硞€(gè)參數(shù)輸入錯(cuò)誤,導(dǎo)致整個(gè)內(nèi)力計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤,而計(jì)算機(jī)不具備這種糾偏能力,就需要利用力學(xué)知識(shí)進(jìn)行判斷、檢驗(yàn),以避免錯(cuò)誤的出現(xiàn)。有些構(gòu)件采用PKPM進(jìn)行計(jì)算相當(dāng)麻煩,比如小框架結(jié)構(gòu)的樓梯,往往采用手算代替機(jī)算,這就需要力學(xué)知識(shí)首先算出其內(nèi)力。
4、結(jié)語(yǔ)
要想做一個(gè)合格的土木工程師必須要有較好的力學(xué)基礎(chǔ)。若缺乏對(duì)三大力學(xué)的基本概念、物理意義和求解方法的深入理解,想真正掌握好相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程,做好有關(guān)工程設(shè)計(jì)、 施工、監(jiān)理乃至進(jìn)一步的科研工作,是不可想象的。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類(lèi)號(hào):TD353.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)36-0343-01
我國(guó)工程管理建設(shè)有著悠久的歷史發(fā)展過(guò)程,隨著我國(guó)大規(guī)模工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,我國(guó)土木工程、工程項(xiàng)目管理、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、建筑施工組織與技術(shù)土木學(xué)與地基基礎(chǔ)、城市規(guī)劃的管理、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)與經(jīng)營(yíng)等得到了飛速的發(fā)展。我國(guó)逐漸形成了一個(gè)科學(xué)、創(chuàng)新、有效的工程理論體系。工程建設(shè)在朝氣蓬勃的發(fā)展,其創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值令人嘆為觀止。雖然我國(guó)的工程理論體系已經(jīng)有較大發(fā)展,但仍然不夠成熟完善,因此加強(qiáng)理論解析與體系構(gòu)建是非常重要的。
1 淺析工程管理類(lèi)的理論內(nèi)涵
1.1 淺析工程管理項(xiàng)目及工程經(jīng)濟(jì)學(xué)的內(nèi)涵
工程管理項(xiàng)目是指以工程本身為基礎(chǔ),對(duì)工程施工過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行組織、計(jì)劃、決策、控制和協(xié)調(diào),結(jié)合其他工程管理科學(xué)實(shí)現(xiàn)工程目標(biāo)。工程管理項(xiàng)目具有系統(tǒng)性、復(fù)雜性、綜合性特點(diǎn),與其他管理方式不同,工程管理項(xiàng)目不僅具有管理學(xué)特性,還兼?zhèn)涔こ虒W(xué)特征,工程管理者要針對(duì)工程環(huán)境,運(yùn)用現(xiàn)代的工程學(xué)和管理學(xué)手段進(jìn)行工程管理,實(shí)現(xiàn)工程效益的最大化,推進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。工程管理與經(jīng)濟(jì)息息相關(guān),從工程經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度將,工程管理項(xiàng)目能夠提高工程效益,促進(jìn)工程完成進(jìn)度,有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。
1.2 淺析工程管理類(lèi)的界定與分類(lèi)
工程管理及基本原理與其他管理學(xué)有所不同,其兼?zhèn)涔芾韺W(xué)科和工程學(xué)科的特點(diǎn),具有基礎(chǔ)性、抽象性,在獨(dú)特的工程技術(shù)背景下,運(yùn)用管理學(xué)的策略與方法,實(shí)現(xiàn)工程管理對(duì)工程的預(yù)期目標(biāo)。工程管理類(lèi)的界定與工程自身特點(diǎn)息息相關(guān),包含技術(shù)集成性和產(chǎn)業(yè)相關(guān)性,是工程管理者在特定的產(chǎn)業(yè)環(huán)境基礎(chǔ)上,運(yùn)用特殊形式對(duì)技術(shù)集成體的綜合管理。隨著當(dāng)前工程管理的發(fā)展和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的興起,工程管理不僅是在建筑工程領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,在其他行業(yè),例如石油、化工、礦業(yè)、通信等也被廣泛應(yīng)用,因此,當(dāng)前的工程管理的界定與分類(lèi)更加廣泛。目前,針對(duì)工程管理的分類(lèi)主要按照工程性質(zhì)有以下幾種:第一,建筑類(lèi)工程管理。主要是對(duì)道路、鐵路、房屋建筑、水利工程等建筑工程的管理。第二,制造類(lèi)工程管理,包括機(jī)械、化工、電氣等技術(shù)性行業(yè)工程的管理。第三,采掘類(lèi)工程管理,主要是石油、天然氣、煤礦等開(kāi)采工程的管理。第四,探索類(lèi)工程管理,主要是航天、生物醫(yī)學(xué)等科學(xué)探索工程的管理。[1]
1.3 淺析工程管理體系與其他相關(guān)學(xué)科的關(guān)系
工程管理體系涉及內(nèi)容復(fù)雜,與其他學(xué)科具有密切的聯(lián)系。工程管理與工程學(xué),其具有工程技術(shù)背景的特征,運(yùn)用工程理論和技術(shù)要求,促進(jìn)工程學(xué)的發(fā)展;工程管理與管理學(xué),其運(yùn)用管理學(xué)基本理論和科學(xué)方法,合理配置工程組織、人力、財(cái)力和物力,提高工程建設(shè)水平;工程管理與經(jīng)濟(jì)學(xué),工程師將運(yùn)用經(jīng)濟(jì)學(xué)特點(diǎn),從宏觀、微觀等視角分析工程決策、投資,對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)評(píng)估和管理;工程管理和系統(tǒng)論,系統(tǒng)論是以研究系統(tǒng)模型、結(jié)構(gòu)、規(guī)律為基礎(chǔ)的,運(yùn)用邏輯學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理。工程管理結(jié)合系統(tǒng)論的理論和思想,構(gòu)建更加科學(xué)的工程管理體系;工程管理與信息科學(xué),信息科學(xué)深入工程管理的組織,調(diào)節(jié)管理理論和思想、方法間的互動(dòng),最終改變整個(gè)過(guò)程管理系統(tǒng)及其理論與實(shí)踐。
2 簡(jiǎn)述工程項(xiàng)目管理體系的特點(diǎn)
2.1 簡(jiǎn)述工程項(xiàng)目管理體系的特點(diǎn)
工程項(xiàng)目管理體系與一般管理體系的特點(diǎn)不同,具體表現(xiàn)為以下幾方面:首先,工程項(xiàng)目管理體系的管理對(duì)象以工程技術(shù)為主,根據(jù)工程技術(shù)管理規(guī)定,具有一定的行業(yè)特征。其次,具有理論和應(yīng)用的互動(dòng)特征,工程項(xiàng)目管理體系不僅是管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等基本理論的應(yīng)用,更是工程技術(shù)與建設(shè)實(shí)踐的結(jié)合,是理論研究與應(yīng)用實(shí)踐的互動(dòng)過(guò)程。最后,涉及領(lǐng)域廣泛。工程管理涉及多個(gè)領(lǐng)域,包含工程整體,從工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)到施工、運(yùn)行,從開(kāi)發(fā)管理到制造生產(chǎn),包括技術(shù)創(chuàng)新和改革等,工程管理范圍非常的廣泛。此外,工程管理體系與其他項(xiàng)目管理系統(tǒng)既有區(qū)別,又有聯(lián)系。兩者管理對(duì)象不同,環(huán)境形式存在區(qū)別,但是,管理目標(biāo)相似,項(xiàng)目管理的思想、方法在工程管理中也同樣適用。
2.2 簡(jiǎn)述工程管理理論對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響
工程管理在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有甚遠(yuǎn)的影響,不僅能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng),提高投資效益,為工程建設(shè)提供創(chuàng)新的平臺(tái),推動(dòng)科技的進(jìn)步,實(shí)現(xiàn)社會(huì)的和諧與發(fā)展。首先,促進(jìn)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。工程管理理論將工程進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的管理,有利于保證工程質(zhì)量,保障民生安全。通過(guò)對(duì)工程技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和改革,合理的控制工程工期,控制工程成本,提高工程投資收益,對(duì)工程作出科學(xué)決策,提高資源利用效率。其次,推動(dòng)工程技術(shù)進(jìn)步。工程管理為工程建設(shè)鋪設(shè)良好的平臺(tái),不僅能夠促進(jìn)行業(yè)的科技進(jìn)步,還能夠引導(dǎo)科技成果的快速轉(zhuǎn)換,提高整個(gè)工程領(lǐng)域的科技創(chuàng)新。最后,促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展。工程管理以科學(xué)發(fā)展觀作為理論指導(dǎo),把可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略作為工程理念,促進(jìn)人與社會(huì)、自然間和和諧相處,尋求環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的平衡發(fā)展,促進(jìn)社會(huì)公平。
3 淺析工程體系的構(gòu)建
3.1 淺析土木工程理論體系構(gòu)建的核心
土木工程理論體系的構(gòu)建是以人為服務(wù)對(duì)象的,所以其構(gòu)建核心就是以人為本,天人合一,協(xié)同創(chuàng)新,構(gòu)建和諧。以哲學(xué)的角度思考問(wèn)題,工程理論體系的建立的目的就是促進(jìn)人與社會(huì)、自然間的關(guān)系,運(yùn)用工程管理對(duì)工程進(jìn)行正確的決策、計(jì)劃、組織、控制,使工程更好的為人類(lèi)服務(wù)。土木工程理論體系的構(gòu)建將工程系統(tǒng)管理更加完善,在面對(duì)復(fù)雜的情況時(shí),在工程活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中解決問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)工程順利進(jìn)行。
3.2 淺析建筑施工工程理論體系構(gòu)建的方法
建筑施工工程理論體系相對(duì)系統(tǒng)、復(fù)雜,工程理論體系也是一個(gè)猶記得、邏輯化的體系,通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的構(gòu)建方法實(shí)現(xiàn)建筑施工工程理論體系的完善。首先,邏輯方法。邏輯方法是以邏輯思維出發(fā),從基本概念和沒(méi)有經(jīng)過(guò)證明的假設(shè)為出發(fā)點(diǎn),對(duì)整個(gè)理論體系進(jìn)行推演。邏輯方法能夠結(jié)合大量工程實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn),通過(guò)推演總結(jié)提煉出規(guī)律、定理和定律,將知識(shí)提升至理論,在將理論系統(tǒng)化處理,最終形成一個(gè)體系。其次,歷史方法。歷史方法是根據(jù)研究對(duì)象在發(fā)展過(guò)程中所經(jīng)歷的不同階段、形態(tài)和過(guò)程來(lái)研究理論體系,運(yùn)用歷史經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)反應(yīng)對(duì)象的本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律,實(shí)現(xiàn)對(duì)施工工程理論體系的構(gòu)建。
4 結(jié)語(yǔ)
工程管理體系建立的核心是以人為本,在工程管理過(guò)程中,其主要目的是根據(jù)工程實(shí)際情況,促進(jìn)人與人、人與社會(huì)、人與自然間的和諧和互動(dòng),運(yùn)用科學(xué)的手段加強(qiáng)對(duì)工程的決策、計(jì)劃、組織和協(xié)調(diào)、控制,實(shí)現(xiàn)工程的順利發(fā)展,促進(jìn)工程技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
目前,我國(guó)高等工程教育R悼緯躺柚媚J腳嘌的工程師在工程設(shè)計(jì)和操作實(shí)踐能力方面還有較大的提高空間。類(lèi)似問(wèn)題也在歐美高校存在。20世紀(jì)90年代,歐美高校發(fā)現(xiàn)工程類(lèi)課程在分門(mén)別類(lèi)學(xué)習(xí)完成后缺乏一個(gè)根據(jù)其相互關(guān)系整合運(yùn)用的過(guò)程,課程知識(shí)對(duì)綜合實(shí)踐的支撐力度不強(qiáng),以至于“很多學(xué)生抱怨在高年級(jí)階段的課程只是新增幾門(mén)課程而己”。美國(guó)高等工程教育界為此制定了《重建本科生教育一一美國(guó)研究型大學(xué)發(fā)展藍(lán)圖》,呼吁開(kāi)設(shè)綜合設(shè)計(jì)課程(capstone course)。綜合設(shè)計(jì)課程可以把零散的專(zhuān)業(yè)課捏在一起,引導(dǎo)學(xué)生自主、系統(tǒng)地運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)去解決世界問(wèn)題,并留給學(xué)生更多的思考空間,比如社會(huì)、環(huán)境、人文;在技能上,除了計(jì)算和動(dòng)手實(shí)踐之外,更多地知道怎么去通過(guò)和別人系統(tǒng)配合完成工作。這在卓越工程師培養(yǎng)方面具有重要的作用和意義,同時(shí)受到高等教育界和工程界的重視,并得到了持續(xù)改進(jìn)和建設(shè)?,F(xiàn)在,世界發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)知名工科教育管理機(jī)構(gòu)都要求學(xué)生參加綜合設(shè)計(jì)課程,如美國(guó)工程技術(shù)鑒定委員會(huì)(ABET)、加拿大工程師認(rèn)證委員會(huì)(CEAB)、韓國(guó)工程教育認(rèn)證委員會(huì)(ABEEK)等,都對(duì)綜合設(shè)計(jì)課程的設(shè)置和考核要求做出了規(guī)定。目前,全世界五大工程教育認(rèn)證協(xié)定,即華盛頓協(xié)定(WashingtonAccord)、首爾協(xié)定(Seoul Accord)、悉尼協(xié)定(Sydney Accord)、堪培拉協(xié)定(CanberraAccord)、都柏林協(xié)定(Dublin Accord)也都對(duì)綜合設(shè)計(jì)課程有所提及,五大協(xié)定對(duì)于專(zhuān)業(yè)實(shí)作課程的最低畢業(yè)學(xué)分比例要求均在1/4以上。因此,從我國(guó)工程技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需求出發(fā),參考國(guó)際工程教育的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),加快綜合設(shè)計(jì)課程建設(shè),是助力我國(guó)工程教育質(zhì)量爭(zhēng)取國(guó)際認(rèn)可的一個(gè)重要途徑。為了更好地促進(jìn)我國(guó)高校綜合設(shè)計(jì)課程建設(shè)與發(fā)展,分析其課程的目標(biāo)導(dǎo)向、結(jié)構(gòu)體系、評(píng)價(jià)方法,以及與其他相關(guān)課程的關(guān)系,為我國(guó)高等工程教育綜合設(shè)計(jì)課程研究提供參考和相關(guān)建議,本文課題組在國(guó)家留學(xué)基金委及四川省教改項(xiàng)目資助下,通過(guò)對(duì)普渡大學(xué)綜合設(shè)計(jì)課程教學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)觀摩及實(shí)地考察,系統(tǒng)分析了其優(yōu)勢(shì)及教學(xué)操作要素。本文將以案例研究的形式為主,介紹綜合設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容及作用,并分析其意義。
一、綜合設(shè)計(jì)課程定義與設(shè)置意義
1.綜合設(shè)計(jì)課程
羅伯特?杜雷邇給出了綜合設(shè)計(jì)課程的定義:“本科最后階段開(kāi)設(shè)的課程,具有頂點(diǎn)性及體驗(yàn)性特點(diǎn),其目標(biāo)是把大學(xué)階段學(xué)到的細(xì)碎的知識(shí)整合為統(tǒng)一的整體。為學(xué)生提供成功的體驗(yàn)并憧憬的未來(lái)。”因此,綜合設(shè)計(jì)課程是為高年級(jí)工程類(lèi)學(xué)科學(xué)生開(kāi)設(shè)的整合性課程,是讓學(xué)生整合、拓展、思辨和應(yīng)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能,具有培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和幫助學(xué)生從學(xué)校順利向?qū)I(yè)工作崗位過(guò)渡的功能,為塑造學(xué)生可持續(xù)的職業(yè)發(fā)展能力打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
過(guò)去的課程設(shè)置在一定程度上未能充分強(qiáng)調(diào)課程之間的聯(lián)系,也未能突出通識(shí)教育與專(zhuān)業(yè)教育間的固有關(guān)系,更缺乏從實(shí)際工程需求出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生跨學(xué)科整合多門(mén)課的知識(shí)(不限于專(zhuān)業(yè)知識(shí))進(jìn)行綜合實(shí)踐的導(dǎo)向。而學(xué)生只有通過(guò)把多門(mén)課程共同聯(lián)系起來(lái)做一個(gè)完整的實(shí)踐性活動(dòng),才可能認(rèn)識(shí)到課程間的實(shí)際聯(lián)系,掌握不同分工配合,理解團(tuán)隊(duì)協(xié)作的技巧,最終建立起對(duì)未來(lái)職業(yè)成就感的憧憬,并鍛煉其作為工程負(fù)責(zé)人的領(lǐng)導(dǎo)能力。
2.普渡大學(xué)土木工程專(zhuān)業(yè)設(shè)置綜合設(shè)計(jì)課程的意義
綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)置的意義需要從兩個(gè)方面來(lái)理解:第一,支持學(xué)生深層次學(xué)習(xí);第二,幫助學(xué)生從學(xué)校向?qū)I(yè)工作崗位順利過(guò)渡。
(1)支持學(xué)生深層次學(xué)習(xí)。綜合設(shè)計(jì)課程為學(xué)生提供整合己獲得的知識(shí)、技能和態(tài)度等的機(jī)會(huì)。深層次學(xué)習(xí)是一種基于理解、深入鉆研、學(xué)用結(jié)合和自我反思的高等級(jí)學(xué)習(xí),區(qū)別于淺層次學(xué)習(xí)中單純的“教師傳遞知識(shí)一學(xué)生接受知識(shí)”的模式。綜合設(shè)計(jì)課程在充分考慮學(xué)生個(gè)人興趣與選擇的情況下,努力激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),要求學(xué)生把已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)及能力應(yīng)用于真實(shí)的生活場(chǎng)景,找到解決問(wèn)題的突破口,并學(xué)會(huì)多維度評(píng)價(jià)已有的方案并加以改善。通過(guò)具體問(wèn)題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)行為,學(xué)生在總結(jié)反思已有知識(shí)、提升專(zhuān)業(yè)技能、理解職業(yè)精神的過(guò)程中,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)自身知識(shí)體系的“重構(gòu)”,從而拓展綜合視野并促進(jìn)個(gè)人綜合能力的提升。
波特蘭州立大學(xué)自1994開(kāi)始就要求高年級(jí)學(xué)生從230門(mén)綜合設(shè)計(jì)課程中至少選擇1門(mén)作為最低學(xué)分畢業(yè)條件。在該課程中,學(xué)生以小組團(tuán)隊(duì)的形式,通過(guò)完成一個(gè)綜合項(xiàng)目,把以往專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容與社會(huì)中的實(shí)際問(wèn)題結(jié)合起來(lái),最終達(dá)到課程要求的四個(gè)能力目標(biāo):交際能力,批判思維能力,道德的或社會(huì)的責(zé)任感,以及對(duì)人類(lèi)經(jīng)驗(yàn)多樣性的欣賞能力。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì),目前最受歡迎的綜合設(shè)計(jì)課程項(xiàng)目為申請(qǐng)撥款、移民和難民定居、小型商業(yè)項(xiàng)目咨詢(xún)、工程設(shè)計(jì)和公共關(guān)系,都是需要較強(qiáng)的協(xié)作關(guān)系尚能完成的項(xiàng)目。
(2)幫助學(xué)生從學(xué)校向職場(chǎng)順利過(guò)渡。2014年西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院完成的企業(yè)用人單位調(diào)查問(wèn)卷數(shù)據(jù)顯示,社會(huì)對(duì)于學(xué)生的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐水平、溝通能力及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)等方面尚有更高的期待。綜合設(shè)計(jì)課程正是為了積極滿足用人單位的實(shí)際需求,注重課程與具體項(xiàng)目的結(jié)合性,通過(guò)多樣化的教學(xué)方法和多元化的教學(xué)評(píng)價(jià),挖掘?qū)W生各方面的能力與素質(zhì),幫助學(xué)生成長(zhǎng),為學(xué)生介入實(shí)際工程工作做好準(zhǔn)備。
綜合設(shè)計(jì)課程要求學(xué)生完成一些應(yīng)用性的實(shí)踐項(xiàng)目,如服務(wù)性實(shí)習(xí)、實(shí)習(xí)等,通過(guò)參加這些項(xiàng)目,學(xué)生把先前所學(xué)知識(shí)和技能應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題,有助于更加全面系統(tǒng)地培養(yǎng)起更具適應(yīng)性的專(zhuān)業(yè)素質(zhì),具體表現(xiàn)為:在專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能方面,通過(guò)整合已有知識(shí)、提升專(zhuān)業(yè)技能,學(xué)生初步完成對(duì)自身知識(shí)和技能體系的構(gòu)建。在職業(yè)精神和素養(yǎng)方面,提升團(tuán)隊(duì)合作能力、獨(dú)立決策能力、溝通交流能力等。在專(zhuān)業(yè)意識(shí)和品質(zhì)方面,提升安全、質(zhì)量、責(zé)任意識(shí),可持續(xù)發(fā)展意識(shí),以及倫理道德等。在實(shí)踐方面,提升動(dòng)手能力,發(fā)現(xiàn)、分析、解決問(wèn)題的能力,以及自我評(píng)價(jià)和評(píng)價(jià)他人的能力等。通過(guò)這些素質(zhì)的培養(yǎng)和能力的提升,學(xué)生的職場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和適應(yīng)性大大增強(qiáng),為進(jìn)入職業(yè)領(lǐng)域做好了準(zhǔn)備。
3.綜合設(shè)計(jì)課程中的知識(shí)重構(gòu)
基于五項(xiàng)基本的學(xué)習(xí)活動(dòng)(團(tuán)隊(duì)合作、解決問(wèn)題、決策制定,批判性思維以及信息溝通),在綜合設(shè)計(jì)課程中整合相關(guān)的零碎的學(xué)科知識(shí),從被動(dòng)接受知識(shí)到關(guān)聯(lián)碎片知識(shí),在實(shí)踐中獲得經(jīng)驗(yàn),提煉、重構(gòu)知識(shí)體系并應(yīng)用于實(shí)踐。圖1展現(xiàn)了基于五項(xiàng)基本學(xué)習(xí)活動(dòng)的綜合設(shè)計(jì)課程知識(shí)重構(gòu)體系。
二、普渡大學(xué)土木工程綜合設(shè)計(jì)課程教學(xué)要求
普渡大學(xué)土木工程綜合設(shè)計(jì)課程按照“規(guī)劃、設(shè)計(jì)、土木工程分析”流程展_,是一個(gè)涉及盡可能多土木工程專(zhuān)業(yè)主要層面的、滿足綜合性和現(xiàn)實(shí)性的集體項(xiàng)目。該課程每學(xué)期招生30~120名學(xué)生,3個(gè)學(xué)分。課程按照?qǐng)F(tuán)隊(duì)授課,每周召開(kāi)兩次團(tuán)隊(duì)會(huì)議,每次持續(xù)2個(gè)小時(shí),會(huì)后有一個(gè)50分鐘的簡(jiǎn)介會(huì)。這個(gè)課程的所有學(xué)生都被要求參加簡(jiǎn)會(huì)。
課程負(fù)責(zé)人由專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)人員中的資深專(zhuān)家擔(dān)任,負(fù)責(zé)總體安排教學(xué)內(nèi)容并作為每個(gè)簡(jiǎn)介會(huì)的發(fā)言人。課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員負(fù)責(zé)若干個(gè)簡(jiǎn)介會(huì),同時(shí)在辦公室會(huì)議中扮演咨詢(xún)顧問(wèn)的角色。在課程開(kāi)始前,要制定針對(duì)具體項(xiàng)目的綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指南(RFP,Requests forProposal)。指南由課程負(fù)責(zé)人、指導(dǎo)教師、教學(xué)助理和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人共同起草完成。
三、土木工程綜合設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)
1.組建課程團(tuán)隊(duì)
(1)團(tuán)隊(duì)標(biāo)識(shí)。在綜合設(shè)計(jì)課程中,每一個(gè)團(tuán)隊(duì)要設(shè)置代表自己團(tuán)隊(duì)特征和精神的LOGOS、信頭、圖紙標(biāo)題欄格式、表格格式來(lái)標(biāo)識(shí)自己。
(2)團(tuán)隊(duì)成員個(gè)性標(biāo)識(shí)。綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)組成后,第一個(gè)活動(dòng)就是讓成員互相認(rèn)識(shí),了解個(gè)性差異。普渡大學(xué)職業(yè)咨詢(xún)辦公室會(huì)對(duì)學(xué)生做個(gè)性類(lèi)型介紹(比如:外向/內(nèi)向、敏感/直覺(jué)、思考/感受和判斷/感知),幫助團(tuán)隊(duì)成員學(xué)習(xí)和理解隊(duì)伍中各種各樣的個(gè)性類(lèi)型,然后形成麥爾斯一布瑞格斯性格類(lèi)型指標(biāo)分析報(bào)告,該報(bào)告可以反映出學(xué)生怎樣看待事物,如何做決策,確定自己的優(yōu)點(diǎn),從中理解不同個(gè)性團(tuán)隊(duì)成員之間如何協(xié)同合作并為團(tuán)隊(duì)完成既定任務(wù)做出貢獻(xiàn)。
(3)團(tuán)隊(duì)組成。基于對(duì)學(xué)生所有學(xué)年平均成績(jī)、核心課程成績(jī)、工作經(jīng)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)軟件技能和麥爾斯一布瑞格斯性格類(lèi)型指標(biāo)的分析,考慮團(tuán)隊(duì)平衡性因素,不同個(gè)性及成績(jī)的學(xué)生被分配到各個(gè)團(tuán)隊(duì)中。每個(gè)土木工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的規(guī)模在5~8名學(xué)生,取決于課程總體的注冊(cè)人數(shù)。5個(gè)團(tuán)隊(duì)共用一個(gè)辦公室,并配備一名工程經(jīng)理。根據(jù)教學(xué)人員和安排調(diào)度,一般不超過(guò)15個(gè)團(tuán)隊(duì)。工程經(jīng)理一般都是土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的教學(xué)助理,有時(shí)會(huì)由來(lái)自社會(huì)團(tuán)體的志愿的專(zhuān)家人才來(lái)?yè)?dān)任。除了辦公室,團(tuán)隊(duì)還擁有一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室,配備小型模型試驗(yàn)、工程計(jì)算、制圖等專(zhuān)業(yè)設(shè)備、軟件及相關(guān)參考資料。
(4)團(tuán)隊(duì)專(zhuān)業(yè)道德。綜合設(shè)計(jì)課程還強(qiáng)調(diào)行業(yè)道德及工程倫理教育,除了要求每個(gè)團(tuán)隊(duì)在公開(kāi)會(huì)議中陳述其對(duì)與項(xiàng)目相關(guān)的專(zhuān)業(yè)道德的理解外,還將專(zhuān)業(yè)道德和工程倫理作為基礎(chǔ)課程考試的要求。
2.開(kāi)展項(xiàng)目設(shè)計(jì)教學(xué)
在每個(gè)學(xué)期,所有團(tuán)隊(duì)圍繞同一個(gè)項(xiàng)目展開(kāi)工作。這些項(xiàng)目均處于早期規(guī)劃階段,是真實(shí)的當(dāng)?shù)仨?xiàng)目。歷年來(lái),這些項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)費(fèi)用為200~1000萬(wàn)美元。比如,2010年綜合設(shè)計(jì)課程就是基于項(xiàng)目“Varsity softballcomplex”設(shè)計(jì)的,項(xiàng)目金額近400萬(wàn)美元。項(xiàng)目開(kāi)展流程如下:
①聽(tīng)取項(xiàng)目規(guī)劃和管理介紹講座。
②每個(gè)團(tuán)隊(duì)研究RFP(Request forProposals),并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按要求完成書(shū)面項(xiàng)目計(jì)劃書(shū)。
③在當(dāng)前學(xué)期的第二個(gè)月完成課程設(shè)計(jì)第一階段計(jì)劃書(shū),并做口頭匯報(bào)展示。
④接下來(lái),團(tuán)隊(duì)評(píng)估和修正他們的計(jì)劃書(shū),作為課程設(shè)計(jì)第二階段提交成果的一部分內(nèi)容要求。
⑤個(gè)人和團(tuán)隊(duì)要分別詳細(xì)記錄每周的工作進(jìn)度和內(nèi)容。進(jìn)度表和項(xiàng)目費(fèi)用在最終成果評(píng)估中起到作用。
RFP幾乎和的真實(shí)項(xiàng)目一樣,關(guān)鍵的部分包括(見(jiàn)圖2):如果需要,附加信息和信息需求回應(yīng)通過(guò)使用RTF的附錄提供。這為每個(gè)團(tuán)隊(duì)及時(shí)提供了同樣的信息。
3.社會(huì)參與教學(xué)
與項(xiàng)目有關(guān)的人員都被結(jié)合到綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中。此外,近期退休的當(dāng)?shù)毓こ處熞话阕鳛橹驹刚邊⑴c到課程中。對(duì)于普渡大學(xué)校園的項(xiàng)目,由普渡建筑師辦公室工作人員提出總體規(guī)劃,并給出該學(xué)期的綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目適應(yīng)規(guī)劃建議。普渡大學(xué)設(shè)計(jì)與施工團(tuán)隊(duì)都會(huì)參與到課程設(shè)計(jì)中。在每周兩次的晨會(huì)上,來(lái)自當(dāng)?shù)毓镜墓こ處煏?huì)簡(jiǎn)述當(dāng)?shù)赝聊竟こ虒?shí)施情況,包括公共事業(yè)設(shè)備、LEED案例學(xué)習(xí)、路面和交通條例、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、坡度折減和排水、工程預(yù)算、聯(lián)系和籌措資金的渠道以及項(xiàng)目交付方法,工程師會(huì)參與并協(xié)助提案評(píng)估,這也是課程成果的一部分。
在這些設(shè)施的設(shè)計(jì)與建設(shè)中,需要考慮的往往不僅僅是技術(shù)問(wèn)題,還有社會(huì)影響。有鑒于此,簡(jiǎn)報(bào)和提案展示會(huì)議會(huì)經(jīng)常包括西拉斐特的市長(zhǎng)、一個(gè)或多個(gè)西拉斐特市議會(huì)成員、市政工程的職員、教師,以及那些即將使用這些設(shè)施的使用人。
引入上述多方人士對(duì)工程方案加以建議及評(píng)估的原因在于,設(shè)計(jì)和建設(shè)中經(jīng)常需要解決甲方需求、社會(huì)影響、可持續(xù)發(fā)展、城市形象、文化傳承等非技術(shù)問(wèn)題。綜合設(shè)計(jì)課程帶給學(xué)生的確實(shí)不囿于專(zhuān)業(yè)技能和知識(shí),而是建立起了工程技術(shù)和社會(huì)需求之間的橋梁,這些需求不僅僅是物質(zhì)的,還可能是非物質(zhì)的;不僅僅是短期,還可能是長(zhǎng)期的,而這恰恰是培養(yǎng)高層次工程人才所需要突出的教育內(nèi)涵。
四、綜合設(shè)計(jì)課程案例
目前,大部分土建類(lèi)綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)大致分為兩個(gè)階段:
第一,概念設(shè)計(jì)方案階段,主要包括設(shè)施及其位置的概念設(shè)計(jì)、項(xiàng)目使用的規(guī)范、交通規(guī)劃等方面的內(nèi)容,該階段還包括備選方案在內(nèi)的輔內(nèi)容。
第二,方案建造實(shí)施階段,這個(gè)階段主要考慮方案實(shí)施過(guò)程中的組織協(xié)調(diào)、造價(jià)優(yōu)化、環(huán)保節(jié)能及財(cái)務(wù)管理等方面的內(nèi)容。
下面以普渡大學(xué)西拉法葉分校的總體規(guī)劃設(shè)計(jì)為課程案例,系統(tǒng)介紹圍繞該項(xiàng)目的課程設(shè)計(jì)要素及結(jié)構(gòu)體系。
1.概念設(shè)計(jì)方案及其備選方案分析
(1)概念設(shè)計(jì)。綜合設(shè)計(jì)課程中的概念設(shè)計(jì)重點(diǎn)突出了參數(shù)化概念設(shè)計(jì),參數(shù)化概念設(shè)計(jì)可以成為推進(jìn)綠色建筑實(shí)踐的一種方法。它借助于邏輯推演和關(guān)系運(yùn)算,通過(guò)調(diào)整參數(shù),優(yōu)化和建立參數(shù)概念模型以便于分析。
每個(gè)團(tuán)隊(duì)關(guān)于項(xiàng)目(包括備選的方案)的概念設(shè)計(jì)(考慮西拉法葉校區(qū)和普渡大學(xué)的總體規(guī)劃)包括:①列出該種類(lèi)型項(xiàng)目使用的規(guī)范;②場(chǎng)地平面圖,包括建筑物分布、行車(chē)道和人行道規(guī)劃、停車(chē)場(chǎng)、公共設(shè)施,包含電力、水、天然氣、污水、電信光纖電纜的管道分布;③關(guān)鍵控制工程立面圖,設(shè)計(jì)考慮最大洪峰的影響;④交通計(jì)劃,包括來(lái)往的多種交通運(yùn)輸工具及在建過(guò)程中的交通流量;⑤環(huán)境因素,包絡(luò)污染物處理、現(xiàn)有濕地處理,及按需要提供的環(huán)境評(píng)估書(shū);⑥侵蝕、沖刷防護(hù);⑦USGBCLEED信用評(píng)級(jí):實(shí)現(xiàn)綠色建筑施工的評(píng)級(jí);⑧其他所需說(shuō)明或規(guī)劃的概念元素的設(shè)計(jì)。
(2)備選方案分析。備選方案分析的根據(jù)是:①普渡大學(xué)和西拉法葉校區(qū)的總體規(guī)劃;②地下環(huán)境及替代基礎(chǔ)方法;③場(chǎng)地污染處理方法;④分級(jí)排水;⑤施工可行性分析包括施工材料和施工方法(包括大型施工設(shè)備)的評(píng)估;⑥公共設(shè)施(電力、水、污水、天然氣等)⑦其他因素,如印第安自然資源和環(huán)境管理部門(mén)的影響。
2.建造設(shè)計(jì)方案階段
一個(gè)學(xué)期的綜合設(shè)計(jì)課程交付的設(shè)計(jì)建議書(shū)應(yīng)包括以下內(nèi)容(圖3):
提交的所有計(jì)算都必須獨(dú)立完成,由團(tuán)隊(duì)的另一個(gè)成員檢查和簽字。必須在規(guī)定的最后期限前提交,晚提交的文件不被接受。要求提交的信息包括圖紙、計(jì)算、日程表、電子表格等。除了項(xiàng)目介紹以PPT格式提交外,其他信息必須是電子文檔,通常使用PDF格式。團(tuán)隊(duì)也需要提交該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的多份紙質(zhì)版材料,包括一套圖紙(以比例11:17,280x432mm紙繪制),一份備選方案設(shè)計(jì)書(shū),包括成本和調(diào)度組織計(jì)算書(shū)。
五、團(tuán)隊(duì)成果評(píng)級(jí)和反
該課程對(duì)學(xué)生成果的評(píng)估通常一學(xué)期舉行兩次。一次在第一階段結(jié)束,一次在課程結(jié)束時(shí),以網(wǎng)絡(luò)匿名問(wèn)卷的形式進(jìn)行。對(duì)成果的評(píng)級(jí)規(guī)則由教學(xué)團(tuán)隊(duì)所有成員共同制定。成績(jī)由兩部分組成:教學(xué)團(tuán)隊(duì)評(píng)估的成績(jī)和同學(xué)互評(píng)的成績(jī)。
(1)教學(xué)團(tuán)隊(duì)評(píng)價(jià)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)至少需要3名成員共同評(píng)審。教學(xué)團(tuán)隊(duì)討論每個(gè)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)水準(zhǔn),并達(dá)成共識(shí),給每個(gè)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)予以一個(gè)適當(dāng)?shù)脑u(píng)級(jí)。一個(gè)團(tuán)隊(duì)的所有成員都是相同的等級(jí)。這是因?yàn)椋m然成員各自都忙于解決項(xiàng)目的不同組成部分,但其設(shè)計(jì)都處于同一背景和環(huán)境,因此,交付的成果被認(rèn)為是群體努力的結(jié)果。
(2)同學(xué)間互評(píng)。同學(xué)之間互評(píng)進(jìn)行兩次。第一次是在設(shè)計(jì)第一階段之后,對(duì)提交材料和自我展示進(jìn)行評(píng)價(jià);第二次是在第二階段課程結(jié)束時(shí)。同學(xué)互評(píng)為匿名評(píng)估。
等級(jí)評(píng)定之后,不同團(tuán)隊(duì)之間進(jìn)行互相評(píng)估,并依據(jù)兩個(gè)階段的互評(píng)結(jié)果,對(duì)最終結(jié)果做相應(yīng)的調(diào)整。
六、結(jié)論
一項(xiàng)工程的建設(shè),特別是重大工程的建設(shè),由于時(shí)間的跨距比較長(zhǎng),在建設(shè)過(guò)場(chǎng)中,來(lái)自方方面面因素的影響,都很有可能對(duì)工程建設(shè)的目的產(chǎn)生偏離.設(shè)計(jì)方案不完善、施工組織方案不充分、管理機(jī)制不健全,極容易造成較大的經(jīng)濟(jì)損失;即使工程完成其效果也存在不盡人意而遺憾;在一些關(guān)鍵的問(wèn)題上處理不當(dāng),甚至帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失,直至工程建設(shè)的失敗也時(shí)有發(fā)生的事。
一、工程建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)
1.意念決策風(fēng)險(xiǎn)
項(xiàng)目的意念決策,項(xiàng)目初期意念決策是整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié),是第一風(fēng)險(xiǎn)。必須非常慎重,集思廣益、反復(fù)比較。項(xiàng)目業(yè)主應(yīng)該根據(jù)自身的使用需求、經(jīng)濟(jì)實(shí)力、融資條件和還貸能力等幾個(gè)因素確定工程建設(shè)的地點(diǎn)、規(guī)模、檔次標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)工期。同時(shí),還需結(jié)合考慮地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢(shì)走向,甚至要考慮地區(qū)的政治形勢(shì)的穩(wěn)定和發(fā)展前景等。
2.規(guī)模決策風(fēng)險(xiǎn)
項(xiàng)目建設(shè)的規(guī)模是根據(jù)業(yè)主自身的經(jīng)濟(jì)實(shí)力來(lái)確定;明智的業(yè)主應(yīng)該是適可而止,而不是無(wú)目的的任意擴(kuò)大。工程的規(guī)模與項(xiàng)目投資并非為直線正比擴(kuò)大的。
3.金融風(fēng)險(xiǎn)
業(yè)主應(yīng)當(dāng)盡量在建設(shè)項(xiàng)目中使用自身的資金完成項(xiàng)目建設(shè)。但工程建設(shè)往往需用的資金較大量,融資貸款搞建設(shè)已成為社會(huì)常見(jiàn)事;但大量的融資,利息和可能出現(xiàn)的匯率的變化往往不是一筆小數(shù)目,精明的業(yè)主應(yīng)精打細(xì)算;萬(wàn)一建設(shè)資金鏈出現(xiàn)斷層,中途停工是工程建設(shè)中最不想見(jiàn)到的可怕事件,因此會(huì)帶來(lái)投資的迅速增加。
4.建設(shè)程序風(fēng)險(xiǎn)
項(xiàng)目建設(shè)的決策者們往往是由于種種原因“求建心切”或急功近利,或認(rèn)為自身理由充分,不履行各種建設(shè)程序而匆忙開(kāi)工;26多年來(lái)的改革開(kāi)放實(shí)踐證明,在工程建設(shè)管理程序上得到了大大改善,特別是近年來(lái),各級(jí)政府在規(guī)劃、調(diào)控、監(jiān)督、服務(wù)社會(huì)尤其是職能部門(mén)在管理程序上得到大大改善,配合電腦記錄和信息化的管理,尤其責(zé)任追究制度,使建設(shè)工程管理進(jìn)入了程序化、法律化、專(zhuān)業(yè)化和經(jīng)濟(jì)處罰手段等。
5.出現(xiàn)重大事故的風(fēng)險(xiǎn)
工程建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)重大事故,一是人身安全事故,二是工程質(zhì)量事故;事故的出現(xiàn)大都是設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方和甲方(業(yè)主)管理的責(zé)任,作者主要探討業(yè)主方面的風(fēng)險(xiǎn),業(yè)主的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)殃及池魚(yú)被牽涉到難以避免的可能被影響成品美觀、結(jié)構(gòu)受損、降低使用效果和拖延投產(chǎn)的問(wèn)題等。而且延期投產(chǎn)的貸款利息和投產(chǎn)收入的損失往往很難算到設(shè)計(jì)方、施工方和監(jiān)理方來(lái)承擔(dān)。
二.投資者為規(guī)避以上這些風(fēng)險(xiǎn),作者認(rèn)為應(yīng)果斷采取以下對(duì)策
1.充分的市場(chǎng)調(diào)查研究
充分的市場(chǎng)調(diào)查研究是謀事之基、成事之道,通過(guò)調(diào)研出思路、謀對(duì)策、結(jié)成果。充分的市場(chǎng)調(diào)研是做好項(xiàng)目決策的必要和最基本的手段。
2.規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)
風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避是常人都想的利得事項(xiàng)。但對(duì)于并不長(zhǎng)期從事工程項(xiàng)目建設(shè)的業(yè)主來(lái)說(shuō),一般只是個(gè)籠統(tǒng)的概念,并非設(shè)想得那么充分、具體;對(duì)于缺乏建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的業(yè)主尤為突出,他們往往是用加個(gè)百分比來(lái)代替所有的潛在的風(fēng)險(xiǎn),這是靠不住的;必須充分考慮到每個(gè)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)事項(xiàng)而擬訂應(yīng)對(duì)的可靠規(guī)避措施。應(yīng)考慮的規(guī)避措施如下:
(1)方案論證
盡管經(jīng)過(guò)多方面比較得出的優(yōu)化后的建設(shè)可行性報(bào)告;仍須集思廣益,經(jīng)多方面、多層次的反復(fù)論證,最好是請(qǐng)有豐富經(jīng)驗(yàn)、實(shí)力的工程咨詢(xún)公司協(xié)助制訂和專(zhuān)門(mén)的專(zhuān)家論證,在聽(tīng)取專(zhuān)家的論證意見(jiàn)之后再敲定方案。
(2)方案設(shè)計(jì)
找有較強(qiáng)實(shí)力的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行初步設(shè)計(jì),并通過(guò)方案招標(biāo)慎重比較后選擇設(shè)計(jì)方案,對(duì)控制施工圖的質(zhì)量和控制建設(shè)造價(jià)能起到穩(wěn)妥的保證作用,避免出現(xiàn)重大修改而通常只有增加造價(jià),在重大的設(shè)計(jì)修改中,大量減少造價(jià)的機(jī)遇極其少見(jiàn)。
(3)嚴(yán)格程序
合理設(shè)置程序是確保建設(shè)工程依法依規(guī)依章和投資立項(xiàng)與完善設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ),也是施工組織方案是否充分、內(nèi)部運(yùn)作是否規(guī)范的關(guān)健。干好一件事,一個(gè)人不行,辦糟一件事,一個(gè)人足夠;無(wú)數(shù)的“爛尾樓”與“腐敗工程”事實(shí)證明“亡羊補(bǔ)牢”晚也!依照建設(shè)工程申辦程序向?qū)俚卣陀嘘P(guān)職能部門(mén)申報(bào)、審批是十分必要的。如建設(shè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)方案、立項(xiàng)報(bào)建、施工組織方案、開(kāi)工報(bào)告、淤泥排放、噪音影響等等;諸多部門(mén)的審批手續(xù),哪怕省去那一道報(bào)批程序,將受到昂貴的處罰或停工、誤工的可能而迅速、大量增加工程造價(jià)。
(4)聘請(qǐng)監(jiān)理
通過(guò)招標(biāo)選擇信譽(yù)好、有較強(qiáng)技術(shù)力量和工程項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)的工程建設(shè)監(jiān)理公司(工程咨詢(xún)公司);在我國(guó)目前建設(shè)監(jiān)理酬金較低的體制下,是協(xié)助業(yè)主管理好工程項(xiàng)目的質(zhì)量、工期、造價(jià)、安全的可靠有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的保證措施;同時(shí)可以對(duì)工程建設(shè)的全過(guò)程跟蹤整理相關(guān)的技術(shù)資料和文件擋案,免去業(yè)主投入大量的人才力量。
(5)施工單位選擇
通過(guò)招標(biāo)選擇信譽(yù)好、有較強(qiáng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)力量和施工設(shè)備能力的建筑工程公司承擔(dān)施工建設(shè),對(duì)保證工程的質(zhì)量和工期具有可靠的保障作用。特別是在重大工程中采用許多新技術(shù)、新工藝的適應(yīng)能力上,或萬(wàn)一出現(xiàn)重大基礎(chǔ)地質(zhì)異常情況時(shí)的應(yīng)對(duì)能力上更顯其經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、設(shè)備實(shí)力等應(yīng)急所能發(fā)揮特有的作用。
(6)材料、設(shè)備價(jià)格控制
工程建設(shè)項(xiàng)目投資大、工期長(zhǎng),使用的材料、所需動(dòng)力設(shè)備及設(shè)施量大,技術(shù)革新層出不窮,涉及的人力、物力、投入量大,稍有不慎容易造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。配備強(qiáng)有力的籌建班子,聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)顧問(wèn),招標(biāo)精選參建單位,是有效規(guī)避建設(shè)投資風(fēng)險(xiǎn)的有效途徑。
參考文獻(xiàn):
[1]尚紅.工程項(xiàng)目管理方法改革研究[D].大連理工大學(xué),2002.
【Abstract】 Illustrate our point of view through two examples: 1.The key to construction engineering professional talent training is improve the professional quality, strengthening the application of mechanical basis . Method of moment distribution should not be eliminated in teaching. 2. The computer is a powerful tool for numerical analysis of engineering and technical personnel, in the field of engineering design, the rational use of computer and calculation speed should be strengthened, and strengthen the leading role of the designer, present engineering design field blindly rely on computer inverted status should be corrected.
【Key words】Moment distribution method;Moment -shear force distribution method;Foundation of applied mechanics
1. 對(duì)于一種經(jīng)典的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法,其力學(xué)原理的詮釋對(duì)夯實(shí)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)是重要的。
1.1 我們?cè)诳偨Y(jié)力矩分配法和剪力分配法原理基礎(chǔ)上提出的力矩-剪力分配法[1][2]可較好地說(shuō)明掌握計(jì)算方法力學(xué)原理的重要性。眾所周知,力矩分配法只適用于只有轉(zhuǎn)角為未知量的剛架、連續(xù)梁或以剪力靜定桿為抗側(cè)構(gòu)件的剛架(無(wú)剪力分配法),其分配過(guò)程的力學(xué)原理[1][3]可簡(jiǎn)述為:首先用剛臂約束結(jié)點(diǎn)各分配結(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角,這時(shí)各桿端有固端彎矩作用,同時(shí)約束剛臂上作用有不平衡力矩。分配過(guò)程是逐一地輪回釋放每個(gè)分配結(jié)點(diǎn)剛臂約束,即在分配結(jié)點(diǎn)反向施加不平衡力矩,這一過(guò)程使圍繞分配結(jié)點(diǎn)的桿近端平衡,同時(shí)使圍繞該結(jié)點(diǎn)的桿端轉(zhuǎn)角更接近實(shí)際變形。
1.2 剪力分配法則適用于只有側(cè)移為未知量的剛架,其力學(xué)原理[1]可簡(jiǎn)述為:首先用支桿約束各樓層側(cè)移,計(jì)算出支桿上作用的不平衡樓層剪力,拆去支桿的分配過(guò)程即在各樓層反向施以該樓層剪力,樓層剪力的側(cè)移彎矩由同層柱端承擔(dān)。
1.3 以上述兩種方法基本原理為基礎(chǔ)的力矩――剪力分配法原理適用于一般剛架的漸近計(jì)算,方法的創(chuàng)新完全取決于對(duì)力矩分配和剪力分配法的力學(xué)原理認(rèn)識(shí)。計(jì)算過(guò)程的力學(xué)原理簡(jiǎn)述為以下四步:
(2)在結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)約束保持的狀態(tài)逐一釋放各樓層支桿,即應(yīng)用剪力分配法一輪,
(3)在樓層側(cè)移約束保持的狀態(tài)逐一釋放各分配結(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)約束,即應(yīng)用力矩分配法一輪
(4)經(jīng)多輪以上兩步計(jì)算后,最終的桿端彎矩為以上兩種分配法所得的分、傳的彎矩及
固端彎矩之和。
為簡(jiǎn)明計(jì),現(xiàn)以圖1a所示一般剛架為例說(shuō)明計(jì)算的漸近過(guò)程。
1.4 約束自由結(jié)點(diǎn)B、D的線位移及角位移,計(jì)算固端彎矩如圖18b。由于水平力較大,其產(chǎn)生的效應(yīng)會(huì)較大,第一輪分配從剪力分配開(kāi)始。
1.5 第一輪分配、傳遞:
(1)對(duì)加約束后的圖一b的剛架,僅釋放D處支桿,剪力分配法分配100KN水平力(圖二a),這時(shí)B、D結(jié)點(diǎn)不平衡力矩均為-100KN?m,剪力分配彎矩在計(jì)算簡(jiǎn)圖(圖三)上用圓括號(hào)數(shù)表示。
(2)對(duì)圖二b 的剛架,僅釋放B處剛臂,力矩分配法分配該結(jié)點(diǎn)上的不平衡力矩 ,分配后B處力矩平衡、D結(jié)點(diǎn)不平衡力矩 (圖二c),力矩分配法分配彎矩在計(jì)算簡(jiǎn)圖(圖三)上用下劃線表示,傳遞彎矩用非下劃線數(shù)表示。
(3)對(duì)圖二c的剛架,僅釋放D處剛臂,力矩分配法分配-58.4KN?m,完成第一輪分配、傳遞。這時(shí)D結(jié)點(diǎn)力矩平衡,同時(shí)支桿內(nèi)水反力。
1.6 第二輪分配、傳遞:
(1)圖二d:對(duì)圖2c的剛架,僅釋放D處支桿,剪力分配法分配27.8KN水平力,這時(shí)B、D結(jié)點(diǎn)不平衡力矩均為-27.8 KN?m。
(2)圖二e:對(duì)圖二d的剛架,僅釋放B處剛臂,力矩分配法分配27.8 KN?m力矩,這時(shí)B處力矩平衡,D結(jié)點(diǎn)不平衡力矩 10.6-27.8=-17.2。
(3)圖二f:對(duì)圖2e的剛架,僅釋放D處剛臂,力矩分配法分配17.2KN?m,這時(shí)D結(jié)點(diǎn)力矩平衡,同時(shí)支桿內(nèi)水反力。
(4)計(jì)算過(guò)程的首輪分配可以力矩分配法開(kāi)始,也可以剪力分配法開(kāi)始。當(dāng)有水平荷載作用時(shí),宜以剪力分配開(kāi)始。當(dāng)結(jié)構(gòu)上只有豎向荷載時(shí),應(yīng)從力矩分配法開(kāi)始首輪計(jì)算。在計(jì)算簡(jiǎn)圖中,計(jì)算得的分配彎矩用下劃線表示,傳遞彎矩用非下劃線表示。剪力分配的柱端彎矩用園括號(hào)內(nèi)的數(shù)表示。
(5)上例表明,把力矩分配法的應(yīng)用范圍延拓到一般剛架的這一新穎漸近算法,完全得意于對(duì)計(jì)算過(guò)程力學(xué)原理的認(rèn)知?!皬澗胤峙浞▽?shí)質(zhì)上是 (增量形式的) 塞德?tīng)柕ā报D―我們認(rèn)為這一數(shù)學(xué)詮釋從建筑工程人材培養(yǎng)的角度去審視并不重要,而更應(yīng)重視方法本身的力學(xué)意義對(duì)提高學(xué)生分析工程實(shí)際問(wèn)題能力,培養(yǎng)其后繼發(fā)展?jié)摿Φ淖饔谩?shí)際上,許多數(shù)學(xué)理論的發(fā)展均源于力學(xué),歷史上大量數(shù)學(xué)家,如牛頓(Newton1643-1721)、胡克(Hooke.R,1635-1703),泊松(Poission.S.D 1781-1840)、帕斯卡(Pascal.B,1623-1662),歐拉(Euler.L,1707-1783),傅立葉(Fourier.J,1768-1830),斯托克斯(Stokes.G,1809-1903)
柯西(Cauchy.A,1789~1857)等人,更是著名的力學(xué)家,在這一意義上,我們認(rèn)為屏棄力矩分配法是片面的。土木工程所屬二級(jí)學(xué)科各專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的主要工作是打牢專(zhuān)業(yè)理論基礎(chǔ),如果認(rèn)為機(jī)算僅幾分鐘就能完成的計(jì)算方法應(yīng)淘汰,那么以經(jīng)典數(shù)力理論為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的大量學(xué)科和知識(shí),包括結(jié)構(gòu)力學(xué)中的力法,位移法也無(wú)以立足之理了。
2. 對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)向程序化或概念化發(fā)展的淺見(jiàn)
2.1 《結(jié)構(gòu)力學(xué)》向程序化還是向概念化發(fā)展的爭(zhēng)論,近十年來(lái)一直未停止過(guò),偏重機(jī)算的傾向已造成眾多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員喪失結(jié)構(gòu)分析能力而成盲從于計(jì)算機(jī)。我們認(rèn)為強(qiáng)調(diào)機(jī)算的速度并沒(méi)有抓住矛盾的本質(zhì),計(jì)算機(jī)永遠(yuǎn)只能作為人類(lèi)的工具而非本末倒置。誠(chéng)然,在計(jì)算機(jī)普及,計(jì)算技術(shù)迅猛發(fā)展、結(jié)構(gòu)計(jì)算商品軟件層出不窮的今天,計(jì)算機(jī)作為數(shù)值計(jì)算的有力工具,在工程設(shè)計(jì)中發(fā)揮了顯著作用,但靈活應(yīng)用專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論以提高工程技術(shù)人員分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力則是提高工程技術(shù)人員專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的更重要因素。以有限單元法為例,機(jī)算機(jī)將單剛元素對(duì)號(hào)入座送入總剛剛度集成法則并不能使設(shè)計(jì)人員對(duì)力學(xué)原理認(rèn)知,執(zhí)行矩陣位移法的機(jī)算過(guò)程冗繁且規(guī)律性強(qiáng),這正適應(yīng)了計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快的特點(diǎn)。但這一思維模式較之應(yīng)用力學(xué)原理的理性思維模式,是不能親此疏比的。后者對(duì)廣大工程技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)能力提高、創(chuàng)新思維的建立是必要的,現(xiàn)以純理論經(jīng)分析得到結(jié)構(gòu)總剛元素的算例說(shuō)明之。
例二,,圖5(a)所示由梁式桿和軸力桿組成的組合結(jié)構(gòu),試分析計(jì)算總剛的全部元素。
3. 結(jié)論
強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)素質(zhì)能力培養(yǎng)應(yīng)始終慣穿于《結(jié)構(gòu)力學(xué)》教學(xué)的全過(guò)程,這對(duì)于結(jié)構(gòu)工程專(zhuān)業(yè)人員打牢專(zhuān)業(yè)理論的力學(xué)基礎(chǔ),培養(yǎng)后繼發(fā)展?jié)摿蛣?chuàng)新能力均是十分必要的,從這一意義上講,彎矩分配法不宜在教學(xué)內(nèi)容中淘汰,而以機(jī)算為主的有限元法也應(yīng)的教學(xué)中實(shí)出力學(xué)原理的詮釋。我們的立論依據(jù)至少包括以下方面:
(1)強(qiáng)化基礎(chǔ)力學(xué)概念有益于培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的創(chuàng)新思維能力,范例一較好說(shuō)明這一點(diǎn)。大量經(jīng)典學(xué)科有別于新興學(xué)科的本質(zhì)是,前者的創(chuàng)新勢(shì)必要以豐富的傳統(tǒng)理論知識(shí)積淀為基礎(chǔ),以經(jīng)典理論為基礎(chǔ)的學(xué)科,其專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的提高是循序漸近的。
(2)突出概念化的分析結(jié)構(gòu)力學(xué)有助于提高廣大工程技術(shù)人員分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。范例二在一定程度上可說(shuō)明這一點(diǎn),我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)中結(jié)合不同計(jì)算方法突出力學(xué)原理以強(qiáng)化學(xué)生分析問(wèn)題能力的內(nèi)容在《分析結(jié)構(gòu)力學(xué)》[1][4][5]很多,可供參考。
(3)與不同計(jì)算方法相關(guān)聯(lián)的數(shù)值計(jì)算方法,如解線性方程組的漸近疊代法,高斯消元法、約當(dāng)消元法等方法的數(shù)學(xué)推理僅僅是工科數(shù)學(xué)基礎(chǔ)范疇的工作,對(duì)于培養(yǎng)建筑工程學(xué)生專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的作用另當(dāng)別論。
(4)結(jié)構(gòu)力學(xué)中大量計(jì)算方法均是立足于手算的方法,不能因機(jī)算方法的速快而疏此親彼。計(jì)算機(jī)只是人類(lèi)的應(yīng)用工具而非本末倒置,工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域盲從于計(jì)算機(jī)的現(xiàn)象值得糾正。
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DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.248
0 引言
結(jié)構(gòu)力學(xué)課程是木工程專(zhuān)業(yè)重要的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,既傳承了古典力學(xué)的源遠(yuǎn)流長(zhǎng),又經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)工程與電腦技術(shù)的日新月異, 利用高數(shù)的計(jì)算手段,續(xù)成理論力學(xué)的理論基礎(chǔ),沿襲了材料力學(xué)的部分計(jì)算方法,又為鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、高層建筑結(jié)構(gòu)等課程做了理論鋪墊,同時(shí)為走上工作崗位的學(xué)生進(jìn)行施工建造、檢測(cè)加固提供重要的指導(dǎo)意義。其教學(xué)質(zhì)量的好壞自接影響到土木工程專(zhuān)業(yè)本科生專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)與工作,是土木專(zhuān)業(yè)本科生培養(yǎng)質(zhì)量的一塊試金石。因此,針對(duì)課程內(nèi)容和特點(diǎn)以及學(xué)生的自身特點(diǎn),探討能夠理論聯(lián)系實(shí)踐,有利學(xué)生掌握的教學(xué)方法和手段成為必然。
1 結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)特點(diǎn)
高層次學(xué)校在結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)內(nèi)容上,由傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)力學(xué)逐漸分化為傳統(tǒng)力學(xué)、計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)、定性結(jié)構(gòu)力學(xué)三大部分,其核心知識(shí)點(diǎn)也注定拓展了計(jì)算機(jī)的大范圍應(yīng)用。而針對(duì)教學(xué)型高校,結(jié)構(gòu)力學(xué)在教學(xué)上應(yīng)與結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)科核心知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用密切相關(guān)?;诖?,在教學(xué)改革中提出了四部分分類(lèi)教學(xué)理念。
1.1 鞏固“雙基”
雙基教學(xué)就是基本知識(shí)和基本技能的掌握。結(jié)構(gòu)力學(xué)“雙基”教學(xué)內(nèi)容主要包括結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造分析、靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移計(jì)算以及動(dòng)力計(jì)算等基礎(chǔ)問(wèn)題?;局R(shí)就是要理解這部分內(nèi)容的基本概念、基本理論?;炯寄芫褪且莆沼?jì)算靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移等的計(jì)算方法。例如我們?cè)谥v授力法計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力的時(shí)候,首先要求學(xué)生理解什么是超靜定結(jié)構(gòu)、什么是超靜定次數(shù)以及力法的基本未知量、基本體系和基本結(jié)構(gòu)的區(qū)別,在此基礎(chǔ)上建立力法基本方程的原理就是基本體系沿著多余未知力的方向上的位移與原結(jié)構(gòu)相同,這是基本理論方面的學(xué)習(xí)。理解了這些基本理論,利用先期學(xué)過(guò)的知識(shí)求解力法方程的過(guò)程就是所要掌握的基本技能[1]。這種相對(duì)較為固定的課堂教學(xué)模式,能讓學(xué)生很容易的明白理解這些理論知識(shí)的最終目的是自己掌握了求解某種結(jié)構(gòu)內(nèi)力的技能。在課堂講授的每個(gè)環(huán)節(jié)都有一定的目的和基本要求。此部分必修內(nèi)容賦予更多的學(xué)時(shí)來(lái)加強(qiáng)和鞏固,嚴(yán)格按照我院制定的教學(xué)大綱上課。而影響線、漸進(jìn)法求解超靜定結(jié)構(gòu)、矩陣位移法則在配合實(shí)際應(yīng)用中得到較好的理解,為鋼混、高層、抗震等專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)夯實(shí)了基礎(chǔ)。
1.2 強(qiáng)化應(yīng)用
在土木工程專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中多方面利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的理論知識(shí)和方法,部分同學(xué)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分運(yùn)用到力矩分配法計(jì)算豎向荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力,結(jié)構(gòu)力學(xué)的漸進(jìn)法及其他算法簡(jiǎn)述一章,在課堂講授過(guò)程中結(jié)合實(shí)際案例強(qiáng)化漸進(jìn)法的實(shí)際應(yīng)用。例如學(xué)生上課的教學(xué)樓可以簡(jiǎn)化為六層的剛架結(jié)構(gòu),怎么確定剛架各桿的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、桿端分配系數(shù)和傳遞系數(shù)、怎么進(jìn)行鎖住、放松結(jié)點(diǎn)來(lái)最終計(jì)算出各桿的桿端內(nèi)力,強(qiáng)化知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用,有利于學(xué)生的主動(dòng)掌握。在土木工程專(zhuān)業(yè)本科生教學(xué)過(guò)程中,在嚴(yán)格按照教學(xué)大綱要求的基礎(chǔ)上,在課堂教學(xué)中拓展了知識(shí)內(nèi)容,針對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn)適量的增加了各類(lèi)高校的歷年考研真題的講解,既滿足了部分學(xué)生考研的需求,又?jǐn)U大了學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)寬向的理解[2]。
1.3 增加實(shí)踐
建工學(xué)院人才培養(yǎng)方案中結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)為96學(xué)時(shí),分別在第四、五兩個(gè)學(xué)期講授,以前全部為理論教學(xué),而新修訂的大綱中理論教學(xué)88學(xué)時(shí),新增實(shí)踐教學(xué)8學(xué)時(shí)。以往的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程授課過(guò)程著重強(qiáng)調(diào)了理論知識(shí)點(diǎn)的掌握這一基礎(chǔ),而將知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用到工程實(shí)際沒(méi)有得到很好的重視。借于學(xué)校結(jié)構(gòu)力學(xué)課程改革建設(shè)的契機(jī),提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力,學(xué)院購(gòu)進(jìn)三十多萬(wàn)元的結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,用以開(kāi)設(shè)結(jié)構(gòu)方面課程的實(shí)驗(yàn)。介于此,近幾年來(lái)在結(jié)構(gòu)力學(xué)授課過(guò)程中增設(shè)了四個(gè)實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)2個(gè)學(xué)時(shí),主要集中在用基礎(chǔ)理論知識(shí)計(jì)算靜定、超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移,用力學(xué)模型、結(jié)構(gòu)變化和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)直觀的指導(dǎo)學(xué)生梳理所學(xué)的傳統(tǒng)力學(xué)的經(jīng)典理論。另一方面,20世紀(jì)中葉能量原理和方法得到突破性進(jìn)展,使結(jié)構(gòu)計(jì)算同計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合,以有限元為雛形的矩陣位移法為基礎(chǔ)的大型工程計(jì)算軟件PKPM、ANSYS等,在土木建筑工程界得以廣泛應(yīng)用[3]。因此,涉及到結(jié)構(gòu)力學(xué)中的矩陣位移法在教學(xué)中更偏重于實(shí)踐應(yīng)用。矩陣位移法是電子計(jì)算機(jī)和傳統(tǒng)力學(xué)原理相結(jié)合的產(chǎn)物它是以傳統(tǒng)力學(xué)為理論基礎(chǔ)、以矩陣作為數(shù)學(xué)表達(dá)形式、以電子計(jì)算機(jī)作為計(jì)算手段的三位一體方法。在結(jié)構(gòu)力學(xué)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),安排了2個(gè)學(xué)時(shí)讓學(xué)生利用計(jì)算機(jī)通過(guò)矩陣位移法的學(xué)習(xí)編程運(yùn)行,加深了矩陣位移法的理解,同時(shí)也提高了學(xué)生的實(shí)踐能力,電算提高了結(jié)構(gòu)力學(xué)解決問(wèn)題的能力。此外,集中培訓(xùn)所用教材提供的結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器軟件的應(yīng)用,通過(guò)求解器軟件的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠求解大型、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)力學(xué)問(wèn)題,能夠在畢業(yè)設(shè)計(jì)中熟練運(yùn)用求解器求解所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力,用以和手算相對(duì)比分析,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,為以后走向工作崗位邁出堅(jiān)實(shí)的一步。
1.4 以賽促學(xué)
近幾年,圍繞以結(jié)構(gòu)為中心的各類(lèi)大賽開(kāi)展的如火如荼,上到國(guó)家級(jí)競(jìng)賽平臺(tái),下到省、市、學(xué)校級(jí)的競(jìng)賽,不但激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)的濃厚興趣,而且增強(qiáng)了學(xué)生開(kāi)發(fā)創(chuàng)造能力,極大地提高了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐解決實(shí)際問(wèn)題的動(dòng)手能力,有效提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。教師的教學(xué)改革嘗試依托結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽加強(qiáng)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。學(xué)校每年舉辦一次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽,從選題、選型到設(shè)計(jì)成作品,每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)所學(xué)的知識(shí),老師認(rèn)真指導(dǎo),學(xué)生仔細(xì)求知,通過(guò)競(jìng)賽來(lái)促進(jìn)理論教學(xué)的提高。
2 結(jié)論
教學(xué)型學(xué)校的結(jié)構(gòu)力學(xué)講授更偏重于學(xué)生能夠把所學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中,弱化研究創(chuàng)新,更注重提高其實(shí)際運(yùn)用能力,教學(xué)方法的不斷改進(jìn)其重要目的就是能夠適應(yīng)時(shí)代的需求,因校因生的不同而不斷發(fā)展完善,使學(xué)生能夠正確理解所學(xué)知識(shí),構(gòu)建明晰的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法,在反復(fù)運(yùn)用中融會(huì)貫通,力求達(dá)到正確、熟練、靈活運(yùn)用的水平。
參考文獻(xiàn):
[1]龍馭球,包世華.結(jié)構(gòu)力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2012.
二、多媒體教育技術(shù)
計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)因計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而興起,工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程則是推進(jìn)這一技術(shù)深入發(fā)展的關(guān)鍵力量,使得該技術(shù)展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和活力。
一、簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的基本概念和功能
所謂計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù),其本質(zhì)內(nèi)涵即為借助數(shù)據(jù)或幾何模型來(lái)表現(xiàn)、修改、優(yōu)化和定稿存儲(chǔ)一些概念、描述性形象,應(yīng)用范疇十分寬泛,包括:對(duì)圖像做幾何方式的顯示形式轉(zhuǎn)換,具體形式為平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、投影等;圖像存儲(chǔ)的數(shù)字化以及圖像復(fù)原、增強(qiáng)、編碼、分析與分割等操作;圖形曲面與曲線進(jìn)行擬合操作;圖像隱面和隱線的消除;計(jì)算機(jī)圖像進(jìn)行造型和建模設(shè)計(jì);做相關(guān)的明暗和紋理貼圖處理以及色彩設(shè)計(jì)等等。
計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)具有五大基本功能,分別為:(1)計(jì)算,即在設(shè)計(jì)圖形圖像時(shí)利用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)來(lái)進(jìn)行必要的計(jì)算分析和數(shù)據(jù)交換;(2)存儲(chǔ),即對(duì)計(jì)算機(jī)上已有的圖形圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、維護(hù)和檢索;(3)輸入,則是借助計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入;(4)輸出,則是借助計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出。(5)對(duì)話,就是在計(jì)算機(jī)顯示器和交互通訊設(shè)備之間構(gòu)建起一架橋梁,以此實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的數(shù)據(jù)交流。
二、探析計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)的若干應(yīng)用
1.幫扶工業(yè)設(shè)計(jì)與制造
現(xiàn)如今,計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛和嫻熟,其中最為活躍的設(shè)計(jì)軟件即為CAU和CAD,也是計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)成熟應(yīng)用的具體表現(xiàn)。據(jù)筆者了解,圖形圖像技術(shù)多用于工業(yè)生產(chǎn)中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造,在電子線路、網(wǎng)絡(luò)分析和集成電路等多個(gè)電子工業(yè)領(lǐng)域皆有涉獵,甚至在土木工程中也有廣泛而深入的應(yīng)用。在運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)與制造時(shí),較人工設(shè)計(jì)顯現(xiàn)出精度更高、速度更快的優(yōu)勢(shì),而且在一些規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)更高的工業(yè)設(shè)計(jì)中,人工設(shè)計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)的既定要求,計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)反而可以在短時(shí)間內(nèi)做好精準(zhǔn)度高的設(shè)計(jì)。除此之外,從工業(yè)產(chǎn)品批量生產(chǎn)的角度出發(fā),以計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)為核心的工業(yè)制造軟件更能夠滿足工業(yè)產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的要求,還能在質(zhì)檢環(huán)節(jié)有效降低質(zhì)檢投入,這對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)和制造來(lái)說(shuō)大有裨益。
2.可視化數(shù)據(jù)科學(xué)計(jì)算
隨著科學(xué)技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,社會(huì)各領(lǐng)域、各行業(yè)以迅雷不及掩耳之勢(shì)產(chǎn)生大量與本行業(yè)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)信息,這無(wú)形中給數(shù)據(jù)分析和處理帶來(lái)了很大的難度,造成一部分?jǐn)?shù)據(jù)操作人員在實(shí)際的工作中常常無(wú)法快速精準(zhǔn)地在數(shù)據(jù)庫(kù)中找到所需信息,更無(wú)法歸納出數(shù)據(jù)信息所具有的特征和共性,拖慢了數(shù)據(jù)分析處理整個(gè)工作的進(jìn)程?;诖朔N情況,計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的結(jié)合為其帶來(lái)曙光,不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)海量和復(fù)雜結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息做出有效的歸納分類(lèi),還可以和數(shù)據(jù)處理工作人員同時(shí)檢索和區(qū)別數(shù)據(jù)信息的本質(zhì)特征和共性特點(diǎn),在很大程度上提高了數(shù)據(jù)處理的效率。美國(guó)科學(xué)基金會(huì)于19世紀(jì)提出了科學(xué)計(jì)算的可視化,現(xiàn)下科學(xué)計(jì)算的可視化已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,尤其是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域獲取較大的發(fā)展空間,這也是計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)應(yīng)用成功的一種隱性表現(xiàn)。
3.藝術(shù)設(shè)計(jì)軟件的開(kāi)發(fā)
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和相關(guān)的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展,再加上社會(huì)廣大民眾對(duì)圖形圖像的高質(zhì)量需求,間接推動(dòng)了圖形圖像從靜態(tài)圖像現(xiàn)狀向動(dòng)態(tài)圖像的轉(zhuǎn)變,處于此種環(huán)境下,計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)應(yīng)運(yùn)而生?,F(xiàn)階段,一大部分的商用美術(shù)設(shè)計(jì)工作者進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作時(shí)比較依賴(lài)計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)或圖形圖像處理軟件,他們之所以做出這樣的選擇,一是計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)自身獨(dú)具的優(yōu)勢(shì)能夠滿足動(dòng)畫(huà)藝術(shù)的需求,二是此技術(shù)能夠有效促進(jìn)藝術(shù)設(shè)計(jì)軟件的開(kāi)發(fā)和發(fā)展,譬如現(xiàn)代二維平面設(shè)計(jì)中應(yīng)用的畫(huà)壁程序和三維設(shè)計(jì)中應(yīng)用的3DS MAX軟件就是很好的例子。
4.用戶(hù)接口的全面融入
用戶(hù)接口是人們應(yīng)用計(jì)算機(jī)的第一感官印象,其現(xiàn)在之所以和計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)進(jìn)行完美結(jié)合,主要在于利用圖形圖像技術(shù)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)軟件的易用性、簡(jiǎn)便性,最直接的表現(xiàn)方法就是利用圖形圖像建立友好的圖形用戶(hù)界面。在這一方面,美國(guó)的蘋(píng)果公司致力于構(gòu)建的圖形化操作系統(tǒng)就是很好的體現(xiàn),而微軟公司向全世界推廣和普及的Windows系統(tǒng)也很好地體現(xiàn)了圖形圖像處理技術(shù)在用戶(hù)接口的全面融入。
總的來(lái)說(shuō),計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)使得計(jì)算機(jī)技術(shù)得以延伸和推廣,為計(jì)算機(jī)技術(shù)的深入發(fā)展提供了動(dòng)力支持,給計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)日后的發(fā)展指出一條明路。但需要注意的是,計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)還要不斷更新和完善自身,最大限度地發(fā)揮和張揚(yáng)自身獨(dú)具的優(yōu)越性,爭(zhēng)取創(chuàng)造出巨大的社會(huì)生產(chǎn)力。
參考文獻(xiàn):
[1]程思源.計(jì)算機(jī)圖形圖像處理相關(guān)技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用,2012(17).
Abstract: the construction claims management of project is an important part of project management. Maintain enterprise's survival and development needs, establish development of market order and promote good engineering contracting market internationalization are to our country the construction claims management put forward higher request.
Key words: the construction claims, treat, processing, engineering project
中圖分類(lèi)號(hào):TU71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
我國(guó)工程索賠是從20世紀(jì)80年代在云南魯布革引水發(fā)電工程采用國(guó)際工程管理模式中出現(xiàn)而開(kāi)始的,索賠概念也自此進(jìn)入中國(guó)。經(jīng)歷了近20年的風(fēng)雨,工程索賠工作已取得了進(jìn)一步的發(fā)展,并獲得了較為顯著的成效。但工程索賠及其管理還是我國(guó)工程建設(shè)中一個(gè)相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié),一方面,工程承包企業(yè)在索賠管理方面還普遍地缺乏經(jīng)驗(yàn);另一方面,作為從事咨詢(xún)服務(wù)的中介機(jī)構(gòu)咨詢(xún)監(jiān)理公司,由于開(kāi)展業(yè)務(wù)時(shí)間較短,也缺乏索賠管理方面的經(jīng)驗(yàn)。
一、正確認(rèn)識(shí)索賠
正確認(rèn)識(shí)索賠應(yīng)從以下三個(gè)方面進(jìn)行掌握:
1要分清索賠是非承包商原因還是承包商自身原因造成的,如不可抗力引起的索賠、業(yè)主延付工程款引起的索賠等,屬于典型的非承包商原因造成的;而施工機(jī)械設(shè)備損壞、維修,人力、物力投人不足致使工程進(jìn)度遲緩等引起的工期延誤和費(fèi)用增加,屬于典型的承包商自身原因造成的。
2要分清哪些索賠事件能引起費(fèi)用索賠,哪些索賠事件能引起工期索賠,哪些索賠事件既有費(fèi)用索賠,又有工期索賠。如價(jià)格調(diào)整引起的索賠為典型的費(fèi)用索賠,特殊反常的天氣會(huì)引起工期索賠,而大部分索賠事件如工程量增加應(yīng)有費(fèi)用和工期兩個(gè)方面的索賠。
3要分清承包商索賠的目的是順延工期還是得到費(fèi)用。對(duì)于索賠目的只是要求延長(zhǎng)施工時(shí)間,使原來(lái)規(guī)定的完工日期順延的,在不影響工程整體效益發(fā)揮和后續(xù)工程施工的情況下,只要索賠理由充分,工期計(jì)算合理,可以批準(zhǔn)順延工期。否則,寧愿增加費(fèi)用索賠,也應(yīng)指示承包人采取趕工措施,以確保工程按期完工。
二、正確處理索賠
正確處理索賠是正確認(rèn)識(shí)和正確對(duì)待索賠的目的。工程實(shí)踐中常見(jiàn)的索賠事件及其處理方法簡(jiǎn)述如下。
1合同文件引起的索賠
合同文件中合同條款不嚴(yán)謹(jǐn)甚至前后矛盾,或存在遺漏和錯(cuò)誤,技術(shù)規(guī)程和圖紙中存在缺陷,容易引起雙方爭(zhēng)執(zhí)并導(dǎo)致索賠。監(jiān)理工程師有權(quán)對(duì)此作出解釋?zhuān)绻邪虉?zhí)行監(jiān)理工程師的解釋后引起成本增加或工期延誤,則有權(quán)提出索賠。
2意外風(fēng)險(xiǎn)和不可預(yù)見(jiàn)因素引起的索賠
意外風(fēng)險(xiǎn)包括不可抗自然災(zāi)害和特殊風(fēng)險(xiǎn)兩項(xiàng)。不可預(yù)見(jiàn)因素是指即使是一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的承包商也不能預(yù)見(jiàn)到的因素在工程項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中發(fā)生。
遇到不可抗拒的自然災(zāi)害如咫風(fēng)、超標(biāo)準(zhǔn)洪水等引起的損失應(yīng)由業(yè)主承擔(dān),但承包商應(yīng)采取措施,盡量減少損失,對(duì)于由于承包商未盡努力而使損失擴(kuò)大的部分,業(yè)主不承擔(dān)賠償?shù)呢?zé)任。
3設(shè)計(jì)圖紙或工程量表中的錯(cuò)誤引起的索賠
交給承包商的標(biāo)書(shū)中圖紙或工程量清單,有時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。對(duì)于明顯的錯(cuò)誤,承包商應(yīng)在投標(biāo)時(shí)向業(yè)主提出,取得業(yè)主的解釋。如果由于施工中改正這些錯(cuò)誤而使施工費(fèi)用增加和工期延長(zhǎng),承包商有權(quán)提出索賠。
4業(yè)主違約引起的索賠
項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)業(yè)主違約或推定某些事件的發(fā)生業(yè)主也應(yīng)承擔(dān)部分責(zé)任時(shí),會(huì)招致承包商提出索賠的要求。如拖延提供施工場(chǎng)地及通道、拖延支付工程款、指定分包商違約等,承包商均有權(quán)提出費(fèi)用和工期索賠。
5監(jiān)理工程師工作差錯(cuò)引起的索賠
由于監(jiān)理工程師工作差錯(cuò),如延誤發(fā)給圖紙或拖延審批圖紙、因協(xié)調(diào)不力造成承包商之間的干擾、各種額外的檢驗(yàn)和試驗(yàn)、對(duì)施工進(jìn)行不合理干預(yù)、提供的數(shù)據(jù)或基準(zhǔn)有差錯(cuò)等給承包商造成損失,應(yīng)由業(yè)主進(jìn)行補(bǔ)償。
6價(jià)格調(diào)整引起的索賠
對(duì)于有調(diào)價(jià)條款的合同,在物資勞務(wù)價(jià)格上漲時(shí),業(yè)主應(yīng)對(duì)承包商利益所受到的損失給予補(bǔ)償。它的計(jì)算不僅涉及到價(jià)格變動(dòng)的依據(jù),還存在著對(duì)不同時(shí)期已購(gòu)買(mǎi)材料的數(shù)量和漲價(jià)后所購(gòu)材料數(shù)量的核算,以及未及早訂購(gòu)材料的責(zé)任等問(wèn)題的處理。在簽訂這類(lèi)調(diào)價(jià)合同條款時(shí),應(yīng)由雙方商定一個(gè)簡(jiǎn)便可行的計(jì)算方法,以減少這類(lèi)索賠處理的難度。
7法規(guī)變化引起的索賠
如果在遞交投標(biāo)書(shū)截止日之前的28天之后,本工程所在國(guó)家和地方的法律、法規(guī)或規(guī)章發(fā)生了變化,由此引起了承包商施工費(fèi)用的額外增加,如車(chē)輛養(yǎng)路費(fèi)提高、國(guó)家稅率提高等,承包商有權(quán)提出索賠,監(jiān)理工程師應(yīng)與業(yè)主協(xié)商后,將所增加的費(fèi)用加到合同價(jià)格中去,或在月支付時(shí)給預(yù)補(bǔ)償,并通知承包商和業(yè)主。
三、我國(guó)施工索賠管理主要存在的問(wèn)題
1對(duì)索賠概念普遍存在認(rèn)識(shí)模糊,理解偏差,甚至錯(cuò)誤的現(xiàn)象
索賠是當(dāng)事人保護(hù)自己避免損失、增加利潤(rùn)、提高效益的重要手段。而我國(guó)的很多承包商一直對(duì)索賠存在懼怕的心理,對(duì)索賠諱莫如深,擔(dān)心索賠會(huì)損害己方與業(yè)主的關(guān)系,害怕引起爭(zhēng)端甚至打官司,影響其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。事實(shí)上,西方承包商認(rèn)為,沒(méi)有一項(xiàng)工程合同可以不發(fā)生索賠而結(jié)束。索賠完全是一種正當(dāng)?shù)臋?quán)利要求,是在合同實(shí)施工程中的一項(xiàng)正常的業(yè)務(wù)。
2索賠經(jīng)驗(yàn)與索賠實(shí)例資料貧乏
索賠管理雖在我國(guó)經(jīng)歷了二十幾年的發(fā)展,取得了一定的成就,也解決了不少的事件,但其經(jīng)驗(yàn)還處于探索期間。由于我國(guó)學(xué)者或承包商有專(zhuān)門(mén)從事索賠即索賠管理的理論研究,致使索賠理論遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實(shí)際工作的需要,施工索賠的方法、手段不夠嚴(yán)謹(jǐn),不夠科學(xué),易被業(yè)主抓住漏洞,從而使索賠不能成功。
3對(duì)索賠風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)不足
在實(shí)際項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中,有許多技術(shù)因素、人為因素、社會(huì)因素以及自然因素等在不同程度影響著項(xiàng)目實(shí)施的實(shí)際效果,這些因素會(huì)隨著項(xiàng)目的進(jìn)行而不斷發(fā)展變化,如果不加以研究控制的話,就有可能形成項(xiàng)目的重大損失,導(dǎo)致工程項(xiàng)目索賠的出現(xiàn)。要降低投資風(fēng)險(xiǎn),提高投資效益,確保工程目標(biāo)任務(wù)的順利完成,就需要認(rèn)真分析和研究影響項(xiàng)目實(shí)際效果的各種因素,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理各種潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素,將項(xiàng)目實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)控制在合理的范圍內(nèi)。
【參考文獻(xiàn)】
對(duì)小波分析法的簡(jiǎn)述
小波變換的概念是由法國(guó)從事石油信號(hào)處理的工程師J.Morlet在1974年首先提出的,通過(guò)物理的直觀和信號(hào)處理的實(shí)際需要經(jīng)驗(yàn)的建立了反演公式,當(dāng)時(shí)未能得到數(shù)學(xué)家的認(rèn)可。1986年著名數(shù)學(xué)家Y.Meyer偶然構(gòu)造出一個(gè)真正的小波基,并與S.Mallat合作建立了構(gòu)造小波基的同意方法棗多尺度分析之后,小波分析才開(kāi)始蓬勃發(fā)展起來(lái),其中比利時(shí)女?dāng)?shù)學(xué)家I.Daubechies撰寫(xiě)的《小波十講》對(duì)小波的普及起了重要的推動(dòng)作用,通過(guò)伸縮和平移等運(yùn)算功能對(duì)函數(shù)或信號(hào)進(jìn)行多尺度細(xì)化分析,解決了Fourier變換不能解決的許多困難問(wèn)題。從而小波變化被譽(yù)為“數(shù)學(xué)顯微鏡”,它是調(diào)和分析發(fā)展史上里程碑式的進(jìn)展。
“小波”就是小的波形?!靶 笔侵杆哂兴p性;而稱(chēng)之為“波”則是指它的波動(dòng)性,其振幅正負(fù)相間的震蕩形式。與Fourier變換相比,小波變換是時(shí)間(空間)頻率的局部化分析,它通過(guò)伸縮平移運(yùn)算對(duì)信號(hào)(函數(shù))逐步進(jìn)行多尺度細(xì)化,最終達(dá)到高頻的時(shí)間細(xì)分,低頻處頻率細(xì)分,能自動(dòng)適應(yīng)時(shí)頻信號(hào)分析的要求,從而可聚焦到信號(hào)的任意細(xì)節(jié),解決了Fourier變換的困難問(wèn)題,成為繼Fourier變換以來(lái)在科學(xué)方法上的重大突破。有人把小波變換稱(chēng)為“數(shù)學(xué)顯微鏡”。小波分析的應(yīng)用是與小波分析的理論研究緊密地結(jié)合在一起地?,F(xiàn)在,它已經(jīng)在科技資訊產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域取得了令人矚目的成就。 電子資訊技術(shù)是六大高新技術(shù)中重要的一個(gè)領(lǐng)域,它的重要方面是影像和信號(hào)處理。現(xiàn)今,信號(hào)處理已經(jīng)成為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)工作的重要部分,信號(hào)處理的目的就是:準(zhǔn)確的分析、診斷、編碼壓縮和量化、快速傳遞或存儲(chǔ)、精確地重構(gòu)(或恢復(fù))。從數(shù)學(xué)地角度來(lái)看,信號(hào)與影像處理可以統(tǒng)一看作是信號(hào)處理(影像可以看作是二維信號(hào)),在小波分析地許多分析的許多應(yīng)用中,都可以歸結(jié)為信號(hào)處理問(wèn)題。現(xiàn)在,對(duì)于其性質(zhì)隨實(shí)踐是穩(wěn)定不變的信號(hào),處理的理想工具仍然是傅立葉分析。但是在實(shí)際應(yīng)用中的絕大多數(shù)信號(hào)是非穩(wěn)定的,而特別適用于非穩(wěn)定信號(hào)的工具就是小波分析。
小波分析法的應(yīng)用領(lǐng)域
長(zhǎng)期以來(lái),傅立葉分析一直被認(rèn)為是最完美的數(shù)學(xué)理論和最實(shí)用的方法之一。1946年Gabor提出的加窗傅立葉變換就是其中的一種,但是傅立葉變換還沒(méi)有從根本上解決傅立葉分析的固有問(wèn)題。用傅立葉分析只能獲得信號(hào)的整個(gè)頻譜,而難以獲得信號(hào)的局部特性,特別是對(duì)于突變信號(hào)和非平穩(wěn)信號(hào)難以獲得希望的結(jié)果。為了克服經(jīng)典傅立葉分析本身的弱點(diǎn),人們發(fā)展了信號(hào)的時(shí)頻分析法,但是傅立葉變換還沒(méi)有從根本上解決傅立葉分析的固有問(wèn)題。小波變換的誕生,正是為了克服經(jīng)典傅立葉分析本身的不足,現(xiàn)在小波分析法的應(yīng)用是十分廣泛的,它包括:數(shù)學(xué)領(lǐng)域的許多學(xué)科;信號(hào)分析、影像處理;量子力學(xué)、理論物理;軍事電子對(duì)抗與武器的智能化;電腦分類(lèi)與識(shí)別;音樂(lè)與語(yǔ)言的人工合成;醫(yī)學(xué)成像與診斷;地震勘探數(shù)據(jù)處理;大型機(jī)械的故障診斷等方面;例如,在數(shù)學(xué)方面,它已用于數(shù)值分析、構(gòu)造快速數(shù)值方法、曲線曲面構(gòu)造、微分方程求解、控制論等。在信號(hào)分析方面的濾波、去噪聲、壓縮、傳遞等。在影像處理方面的影像壓縮、分類(lèi)、識(shí)別與診斷,去污等。在醫(yī)學(xué)成像方面的減少B超、CT、核磁共振成像的時(shí)間,提高解析度等。(1)小波分析用于信號(hào)與影像壓縮是小波分析應(yīng)用的一個(gè)重要方面。它的特點(diǎn)是壓縮比高,壓縮速度快,壓縮后能保持信號(hào)與影像的特征不變,且在傳遞中可以抗干擾。基于小波分析的壓縮方法很多,比較成功的有小波包的方法,小波網(wǎng)域紋理模型方法,小波變換零樹(shù)壓縮,小波變換向量壓縮等。(2)小波在信號(hào)分析中的應(yīng)用也十分廣泛。它可以用于邊界的處理與濾波、時(shí)頻分析、信噪分離與提取弱信號(hào)、求分形指數(shù)、信號(hào)的識(shí)別與診斷以及多尺度邊緣偵測(cè)等。(3)在工程技術(shù)等方面的應(yīng)用。包括電腦視覺(jué)、電腦圖形學(xué)、曲線設(shè)計(jì)、湍流、遠(yuǎn)端宇宙的研究與生物醫(yī)學(xué)方面。
(三)小波分析法在土木工程中的應(yīng)用
隨著大型土木工程的興建,采用先進(jìn)的儀器和科學(xué)的方法來(lái)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和診斷對(duì)結(jié)構(gòu)健康狀況的評(píng)估起著越來(lái)越重要的作用.但無(wú)論是基于固有頻率變化,還是振型變化,以及基于柔度或剛度變化的測(cè)量方法,都存在著一個(gè)共同的局限性,就是對(duì)微小損傷和疲勞損傷的識(shí)別,由于其探測(cè)靈敏度不夠,顯得力不從心,因此需要尋找一種更有效的損傷檢測(cè)手段.小波變換作為一種新的信號(hào)處理方法,綜合了時(shí)域分析方法和頻域分析方法的優(yōu)點(diǎn),屬于多分辨率的時(shí)頻分析方法,具有伸縮、平移和放大功能,可以用不同的尺度或分辨率來(lái)觀察信號(hào),實(shí)現(xiàn)既在時(shí)域又在頻域的高分辨局部定位,對(duì)于非平穩(wěn)信號(hào)的處理是非常適合和必要的,正是結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的基本要求.給出了結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行損傷判別的方法,將各層能量在各頻段進(jìn)行分解,通過(guò)能量變化情況給出了結(jié)構(gòu)損傷程度的判定方法,并且在三層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的損傷判別試驗(yàn)中得到應(yīng)用,試驗(yàn)結(jié)果與理論分析吻合較好,從而證明了提出的損傷判別方法的可行性與準(zhǔn)確性.在施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷后,某些線性連接點(diǎn)變?yōu)榉蔷€性,造成其固有頻率和剛度的改變,進(jìn)而使得結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)發(fā)生變化。線性和非線性系統(tǒng)動(dòng)力特性的主要差別之一是非線性系統(tǒng)具有高次諧波和亞諧波。利用小波變換分析結(jié)構(gòu)損傷前后的時(shí)域和頻域響應(yīng),可以確定諸如高次諧波、亞諧波以及混沌現(xiàn)象等系統(tǒng)響應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性,進(jìn)而檢測(cè)結(jié)構(gòu)的非線性 。通過(guò)小波分析局部擴(kuò)大和局部壓縮的特性,可以對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),這在結(jié)構(gòu)損傷初期的檢測(cè)中是非常重要的。(1)直接利用小波分析檢測(cè)損傷,利用小波分析進(jìn)行損傷檢測(cè)較多的集中在復(fù)合材料損傷研究上 。復(fù)合材料由于其重量輕、剛性好,已廣泛應(yīng)用于航空航天結(jié)構(gòu)和許多民用工程結(jié)構(gòu),其損傷可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能的嚴(yán)重下降,因此發(fā)展連續(xù)健康監(jiān)測(cè)和自動(dòng)報(bào)警技術(shù)尤為重要。一般采用在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)模型(如懸臂梁)上粘貼壓電材料,分別作為作動(dòng)器(產(chǎn)生激勵(lì))和傳感器(感受振動(dòng)信號(hào))。利用有限元數(shù)值仿真,假定在仿真過(guò)程中某些單元發(fā)生損傷,將被測(cè)點(diǎn)動(dòng)力響應(yīng),如位移、速度或加速度,進(jìn)行小波分解。通過(guò)小波分解后各階信號(hào)波形上的突變點(diǎn)能夠準(zhǔn)確的判斷損傷的發(fā)生。由于小波分解后的信號(hào)比原始信號(hào)的分辨率高的多,利用小波分解信號(hào)的奇變性,可以識(shí)別原始信號(hào)中無(wú)法直接識(shí)別的突變。利用小波變換對(duì)結(jié)構(gòu)在地震作用下帶有噪聲的位移響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行低周疲勞信號(hào)提取。低周疲勞模型采用結(jié)構(gòu)在隨機(jī)時(shí)刻點(diǎn)上某些構(gòu)件由于承受沖擊荷載而導(dǎo)致的剛度下降來(lái)模擬,得到了以下研究成果:A)用序號(hào)N較大的正交小波可以很好的估計(jì)有噪聲條件下疲勞破壞的發(fā)生時(shí)刻,B)用小波分析可以精確的識(shí)別諸如下降剛度等系統(tǒng)參數(shù)。利用時(shí)程分析程序計(jì)算結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng),并在其過(guò)程中允許結(jié)構(gòu)中某些構(gòu)件發(fā)生損傷如支撐剛度突然全部消失或部分消失。這些損傷造成了加速度的不連續(xù),而這種不連續(xù)在加速度曲線中是難以觀察的。將得到的加速度響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行離散小波變換,通過(guò)分解后高頻波形上的突起來(lái)判斷損傷的發(fā)生和發(fā)生的時(shí)刻。分析過(guò)程將對(duì)多個(gè)結(jié)點(diǎn)加速度進(jìn)行小波分解并通過(guò)分解后帶有突起的結(jié)點(diǎn)在整個(gè)結(jié)構(gòu)中所處的空間位置來(lái)判斷損傷的位置。
(四)小波分析與其他方法聯(lián)合運(yùn)用
此方法多是把小波分析作為前置處理手段,可先利用小波變換的消噪性能對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行除噪,再對(duì)信號(hào)進(jìn)行奇異性檢測(cè)等其他處理 。小波分析可以單獨(dú)定位損傷,但都不夠精確。此方法是先利用損傷后構(gòu)件各階振型的殘余量,求出曲率模態(tài),再通過(guò)小波分析得到曲率模態(tài)的小波分解灰度圖 ,進(jìn)而推斷出損傷位
置。這種聯(lián)合方法提高了損傷識(shí)別的靈敏性和精確度,但只運(yùn)用到一維梁構(gòu)件上,對(duì)于更復(fù)雜的情況需要進(jìn)一步研究。小波分析可以聚焦到信號(hào)的任意細(xì)節(jié)進(jìn)行時(shí)頻域處理,因此適用于非平穩(wěn)信號(hào)振動(dòng)波形特征提取。故可以先利用小波分析對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行分解,提取各水平的小波細(xì)節(jié)的能量特征參數(shù)等與損傷相關(guān)聯(lián)的特征量或小波重構(gòu)系數(shù)的統(tǒng)計(jì)特性,如:波形指標(biāo),峰值指標(biāo),能量指標(biāo)等,輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),作為網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù),利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別功能判斷損傷情況 。采用小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,通過(guò)將測(cè)得的原始結(jié)構(gòu)和損傷后結(jié)構(gòu)的振動(dòng)數(shù)據(jù)比較,估計(jì)損傷發(fā)生的位置及程度。首先利用小波分析的時(shí)頻定位特性提取突變發(fā)生位置,而模態(tài)形狀變化的大小反應(yīng)損傷程度,故它可以預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的完整性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則通過(guò)映像小波分析中提取出的振動(dòng)特征的函數(shù)來(lái)量化健康狀態(tài)參數(shù)。
3.小波變換在結(jié)構(gòu)振動(dòng)方面的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)抗震分析中的應(yīng)用 地震動(dòng)屬于非平穩(wěn)信號(hào),而小波變換在處理非平穩(wěn)信號(hào)上具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。國(guó)外有一些研究者已經(jīng)將小波分析應(yīng)用于結(jié)構(gòu)震動(dòng)方面,國(guó)內(nèi)也有一些研究者應(yīng)用小波分析法地震作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng) 。主要利用小波變換對(duì)地震作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)進(jìn)行了分析和計(jì)算,并利用能量分配關(guān)系分析了各頻段范圍內(nèi)地震輸入分量對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的作用程度。通過(guò)算例知道,小波變換可以對(duì)提取的任意頻率范圍內(nèi)的輸入進(jìn)行動(dòng)力分析,且較傅里葉變換有明顯的優(yōu)點(diǎn)。
3,小波分析法在工程圖像壓縮中的應(yīng)用。小波分析法的膨脹和平移運(yùn)算可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行多尺度的細(xì)致的動(dòng)態(tài)分析,從而能夠解決Fourier變換不能解決的許多困難問(wèn)題。利用小波變換可以一次變換整幅圖像,不僅可以達(dá)到很高的壓縮比,而且不會(huì)出現(xiàn)JPEG重建圖像中的"方塊"效應(yīng),但編碼器復(fù)雜,有潛像問(wèn)題。 由于小波及小波包技術(shù)可以將信號(hào)或圖像分層次按小波基展開(kāi),所以可以根據(jù)圖像信號(hào)的性質(zhì)以及事先給定的圖像處理要求確定到底要展開(kāi)到哪一級(jí)為止,從而不僅能有效地控制計(jì)算量,滿足實(shí)時(shí)處理的需要,而且可以方便地實(shí)現(xiàn)通常由子頻帶、層次
編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)的累進(jìn)傳輸編碼(即采取逐步浮現(xiàn)的方式傳送多媒體圖像)。這樣一種工作方式在多媒體數(shù)據(jù)瀏覽、醫(yī)學(xué)圖片遠(yuǎn)程診斷時(shí)是非常必要的。另外,利用小波變換具有放 大、縮小和平移的數(shù)學(xué)顯微鏡的功能,可以方便地產(chǎn)生各種分辨率的圖像,從而適應(yīng)于不同分辨率的圖像I/O設(shè)備和不同傳輸速率的通信系統(tǒng)。相比之,利用KL變換進(jìn)行壓縮編碼,只能對(duì)整幅圖像進(jìn)行;而利用小波變換則能夠比較精確地進(jìn)行圖像拼接,因此對(duì)較大的圖像可以進(jìn)行分塊處理,然后再進(jìn)行拼接。顯然,這種處理方式為圖像的并行處理提供了理論依據(jù)。由于小波變換繼承了Fourier分析的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又克服它的許多缺點(diǎn),所以它在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖像壓縮領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,并且已經(jīng)成為某些圖像壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的重要環(huán)節(jié)。由于小波分析克服了Fourier分析的許多弱點(diǎn),因此它不僅可以用于圖像壓縮,還可以用于許多其他領(lǐng)域,如信號(hào)分析、靜態(tài)圖像識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、聲音壓縮與合成、視頻圖像分析、CT成像、地震勘探和分形力學(xué)等領(lǐng)域。所以許多工程在施工過(guò)程中會(huì)運(yùn)用此類(lèi)方法。
參考文獻(xiàn):
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[2] 胡昌華,張軍波等.基于 MATLAB 的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)――小波分析[M]. 西安:西安電子科技大學(xué)出