發(fā)布時(shí)間：2023-07-06 16:20:59
序言：寫作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的模塊化建筑結(jié)構(gòu)樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
【關(guān)鍵字】模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系；超高層建筑；應(yīng)用
一、工程概況
某工程總建筑面積為167416㎡，工程用地面積為16338㎡，工程塔樓建筑高度為273.88m，屬于超高層建筑。工程結(jié)構(gòu)采用的是鋼結(jié)構(gòu)框架核心筒結(jié)構(gòu)體系，核心筒面積為440㎡。在工程核心筒施工過(guò)程中，應(yīng)用了模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系，取得了顯著綜合效益。
二、模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系概論
模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系包括桁架鋼平臺(tái)、支撐鋼柱與定型大鋼模板、可調(diào)節(jié)移動(dòng)式掛架及其防護(hù)系統(tǒng)、長(zhǎng)行程高能力雙向作用油缸及其控制系統(tǒng)五個(gè)部分。模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系通過(guò)立柱與箱梁支撐整體式鋼平臺(tái)，在鋼平臺(tái)下懸掛模板及掛架，這種模架體系被簡(jiǎn)稱為模塊化頂模。模塊化頂模在應(yīng)用出，表現(xiàn)出較多優(yōu)勢(shì)：
（一）因支撐立柱本身存在一定高度，相對(duì)于當(dāng)前結(jié)構(gòu)施工層位置來(lái)說(shuō)，模塊化頂模支撐點(diǎn)較低，受混凝土齡期影響不大，當(dāng)鋼筋模板完成后就可以進(jìn)行爬升作業(yè)，施工速度與效率較高；
（二）模塊化頂模體系鋼平臺(tái)承載量很大，可以加快施工速度，提高施工效率；
（三）模塊化頂模體系支撐點(diǎn)只有3-6個(gè)，支撐點(diǎn)較少，運(yùn)行平穩(wěn)，針對(duì)不同結(jié)構(gòu)可以靈活調(diào)節(jié)；大型油缸行程較長(zhǎng)，可以一次頂升到位，保證了爬升作業(yè)效率；
（四）施工人員操作時(shí)，掛架全封閉，安全性良好，可以讓施工人員更加快捷方便的進(jìn)行模板加工及鋼筋綁扎作業(yè)。
三、模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系在超高層建筑施工中的應(yīng)用
（一）模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系實(shí)施流程
在模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系實(shí)施之前，需要進(jìn)行總體策劃。由于模塊化頂模屬于新興技術(shù)，目前尚未出現(xiàn)專業(yè)模架體系生產(chǎn)公司，為確保模塊化頂模體系的順利實(shí)施，需要做好模架體系準(zhǔn)備工作。模塊化頂模的實(shí)施流程如下：
模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系實(shí)施流程
（二）模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系技術(shù)準(zhǔn)備階段
模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系技術(shù)準(zhǔn)備階段的主要內(nèi)容是模架體系的設(shè)計(jì)及制作，其中模架體系設(shè)計(jì)及確定施工方案是核心筒施工的核心；模架體系包括五個(gè)部分，選擇合適的廠家進(jìn)行生產(chǎn)、加工；在系統(tǒng)制作完成之后，需要進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)；
（三）模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系施工階段
在施工現(xiàn)場(chǎng)，將模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝，在核心筒結(jié)構(gòu)施工階段，需要明確每層結(jié)構(gòu)施工都是一個(gè)子運(yùn)行周期，在子運(yùn)行周期內(nèi)施工管理，就是模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系標(biāo)準(zhǔn)層的施工管理工作。在模架體系施工過(guò)程中，可以分為三大工況，包括模架體系頂升、下箱梁回收、結(jié)構(gòu)施工三部分。
當(dāng)模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系檢查并組裝完畢后，需要高度重視第一次頂升作業(yè)，第一次頂升作業(yè)，為預(yù)頂升作業(yè)，可以有效檢驗(yàn)?zāi)K化頂模系統(tǒng)的整體性能。當(dāng)預(yù)頂升完成之后，工作人員需要對(duì)模塊化頂模體系在頂升過(guò)程中所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出問(wèn)題并及時(shí)解決，確保模架體系整體性能符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。
模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系預(yù)頂升流程如下：
1.頂升準(zhǔn)備：鋼筋綁扎，模板加固；完成大鋼模板，保證模板與墻體沒(méi)有沖突；翻開(kāi)掛架與墻體安全防護(hù)；確保箱梁位置符合要求；清理頂升障礙；
2.初次頂升50mm后，檢查各節(jié)點(diǎn)狀況；檢查油路運(yùn)行狀態(tài)；檢查油缸運(yùn)行情況等；
3.頂升到設(shè)計(jì)行程高度，牛腿需高于預(yù)定洞口50mm；頂升過(guò)程中，嚴(yán)密觀察模架體系，找出問(wèn)題；
4.將上箱梁牛腿伸出，伸出過(guò)程需緩慢進(jìn)行，確定不存在失誤后，將牛腿完成伸出；
5.上箱梁回落操作：回落速度需要控制在10mm/s以下，采取點(diǎn)動(dòng)回落方式；上箱梁回落到位的標(biāo)志是液壓系統(tǒng)壓力回落到空載壓力；對(duì)箱梁與箱梁牛腿進(jìn)行觀測(cè)，兩者不存在空隙為正常情況；箱梁回落后恢復(fù)掛架安全防護(hù)，從而完成整個(gè)頂升作業(yè)。
在頂升過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制頂升速率，一般將頂升速率控制在5-10cm/min左右，可以滿足施工要求。液壓系統(tǒng)控制臺(tái)能夠顯示出液壓油缸同步信息、油路壓力信息。如液壓系統(tǒng)出現(xiàn)不同步現(xiàn)象，不同步高差超過(guò)5mm內(nèi)報(bào)警，超過(guò)1cm時(shí)，則油閥自動(dòng)上鎖，確保模架系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性及安全性。
在模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系中，由于模板選擇為懸掛式安裝，這就方便了模板的拆模及合模工作；模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系包括了混凝土養(yǎng)護(hù)層、鋼筋綁扎層、模板作業(yè)層，方便施工人員平行施工；在模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系爬升基礎(chǔ)上，合理安排核心筒結(jié)構(gòu)施工人員及施工時(shí)間，提高施工效率。在某工程中，采取模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系施工，達(dá)到了3-4d一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層的施工工效。
四、模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系施工安全管理
為確保模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，確保超高層施工安全，需要加強(qiáng)施工安全管理。
（一）配備專業(yè)操作人員
模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系包括五大系統(tǒng)，涉及到的方面專業(yè)性要求較高，為確保模架體系穩(wěn)定運(yùn)行，就需要配備專業(yè)操作人員，并加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，做好專業(yè)培訓(xùn)；
（二）模架體系操作符合規(guī)范要求
在模架體系操作時(shí)，需要熟悉模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系操作規(guī)范，確保模架體系能夠規(guī)范性、流程性運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系的施工質(zhì)量、施工安全等系統(tǒng)管理；
（三）信息化管理與實(shí)時(shí)監(jiān)控
為確保模塊化低位頂升鋼平臺(tái)模架體系運(yùn)行的安全，需要保持模架體系在運(yùn)行過(guò)程中各種信息的暢通，通過(guò)對(duì)講機(jī)及攝像頭等設(shè)備，建立信息化管理及實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保信息能夠及時(shí)傳遞與反饋；
（四）定期檢修維護(hù)
在模架體系使用過(guò)程中，需要每天對(duì)掛架里面、水平防護(hù)、大鋼模板保護(hù)鋼絲、鋼平臺(tái)頂部防護(hù)等進(jìn)行檢查，每周對(duì)鋼平臺(tái)平整度、箱梁水平度、支撐立柱垂直度等進(jìn)行復(fù)核，每?jī)芍軐?duì)模架鋼平臺(tái)與支撐立柱節(jié)點(diǎn)、箱梁與油缸連接節(jié)點(diǎn)、大鋼模板懸掛節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行全面檢測(cè)，做好維護(hù)措施，確保模架體系安全作業(yè)。
關(guān)鍵詞： 數(shù)學(xué)建模 教學(xué)實(shí)踐 建筑工程 模塊化教學(xué)
對(duì)于高職數(shù)學(xué)課的任課老師來(lái)說(shuō)，高職數(shù)學(xué)需改革早已是共識(shí)，從教育的理念、內(nèi)容、方法與手段都需改革，但真正付諸實(shí)施的少，成功的案例少之又少。本文筆者都是從事數(shù)學(xué)及建模教學(xué)的一線老師，還有建工專業(yè)老師，積累了很多數(shù)學(xué)與建工相融合的經(jīng)驗(yàn)。本文就是將數(shù)學(xué)建模思想融入到高職建筑工程類數(shù)學(xué)課中，重構(gòu)高職數(shù)學(xué)課，以期對(duì)同行有借鑒意義。
一、高職院校數(shù)學(xué)建模開(kāi)展的必要性與可行性
高職數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀是，源于本科，自然成為本科數(shù)學(xué)的壓縮版，完全的公理化體系，對(duì)于生源本來(lái)就不太理想的高職院校來(lái)說(shuō)，內(nèi)容偏難，教師傳授的方法與手段也略顯陳舊。因此，對(duì)于注重實(shí)用性的高職院校來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)課往往不受重視，能少開(kāi)就少開(kāi)，能不開(kāi)就不開(kāi)，數(shù)學(xué)課的空間被嚴(yán)重?cái)D壓。
而數(shù)學(xué)建模就是將各專業(yè)中實(shí)際的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，其素材本來(lái)就脫胎于實(shí)際問(wèn)題，其實(shí)用性更是與高職教育的理念相契合。另外，高職數(shù)學(xué)建模不僅弱化了數(shù)學(xué)理論體系的嚴(yán)密性，突出其實(shí)用性，不再是空對(duì)空的理論，學(xué)生可以參與進(jìn)來(lái)，去探索、發(fā)現(xiàn)，一定程度上打消了學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的畏難情緒。通過(guò)參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，不僅提振了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、鉆研科學(xué)的興趣，更為學(xué)校在全國(guó)范圍內(nèi)打開(kāi)了知名度，一定程度上拓展了高職數(shù)學(xué)課的空間。
二、我校數(shù)學(xué)建模與建工專業(yè)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)
我校數(shù)學(xué)建模課已開(kāi)展了幾年，在平時(shí)教學(xué)中，任課老師倡導(dǎo)學(xué)生將掌握的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)（尤其是微積分）與自己的專業(yè)聯(lián)系起來(lái)，與實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)，逐漸形成自己的建模能力，提高自己應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)動(dòng)手解決實(shí)際問(wèn)題的能力。任課老師也通過(guò)數(shù)學(xué)建模課，將數(shù)學(xué)理論、思想、方法通過(guò)數(shù)學(xué)建模逐漸滲透到我校招牌專業(yè)――建筑工程中，并與建工專業(yè)老師共同探討建工類數(shù)學(xué)建模案例，積累諸多的建筑類相關(guān)素材，并將其加工整理為微積分模型，一方面增加了《工程數(shù)學(xué)》的實(shí)用性，另一方面提高了學(xué)生的參與度。
我校現(xiàn)在正在實(shí)施數(shù)學(xué)課改革，就是將模塊化教學(xué)引入進(jìn)來(lái)，數(shù)學(xué)課不再是以章節(jié)為單位，而是以模塊為單位，例如將微積分分成函數(shù)模塊、極限模塊、導(dǎo)數(shù)模塊、積分模塊、微分方程模塊等。每個(gè)模塊分若干案例，例如導(dǎo)數(shù)模塊分成導(dǎo)數(shù)意義案例、近似計(jì)算案例、最值案例等，每次課要完成案例中的幾項(xiàng)任務(wù)，由任務(wù)驅(qū)動(dòng)案例，進(jìn)而帶動(dòng)完成一個(gè)模塊。例如：函數(shù)最值模塊就分成開(kāi)區(qū)間案例和閉區(qū)間案例，而開(kāi)區(qū)間案例可由例如建筑力學(xué)中最大安全系數(shù)等相關(guān)專題作為若干任務(wù)。而案例的完成過(guò)程就是一個(gè)完整的數(shù)學(xué)建模過(guò)程。
目前重構(gòu)后的課程一定程度上改變了數(shù)學(xué)理論教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)象，學(xué)生慨嘆微積分在各領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛性與深入性，從而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。
三、數(shù)學(xué)建模思想融入建工數(shù)學(xué)教學(xué)探索與案例
數(shù)學(xué)建模思想的“融入”不是簡(jiǎn)單的“插入”，即將數(shù)學(xué)建模的例子插入數(shù)學(xué)課中，或用幾個(gè)學(xué)時(shí)講解幾個(gè)數(shù)學(xué)模型例子。這樣，雖然在一定程度上可以提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能培養(yǎng)學(xué)生自己動(dòng)手建立數(shù)學(xué)模型的能力，而且這些應(yīng)用實(shí)例往往會(huì)與課程的知識(shí)體系割裂。應(yīng)當(dāng)在不影響微積分的課程體系的基礎(chǔ)上，盡量充分地與建工專業(yè)有機(jī)結(jié)合，達(dá)到真正融入的效果。
接下來(lái)通過(guò)微積分中某些模塊中代表性的案例說(shuō)明我們具體的做法。
案例1：極限理論和專業(yè)知識(shí)的結(jié)合：
以混凝土的強(qiáng)度發(fā)展和齡期的關(guān)系為例，在正常養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)不斷發(fā)展，最初7～14d內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展最快，以后逐漸緩慢，28達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，28后強(qiáng)度仍在緩慢發(fā)展，增長(zhǎng)過(guò)程課延續(xù)數(shù)十年之久。
對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)就很難理解，實(shí)際上隨著天數(shù)無(wú)限增大，混凝土的強(qiáng)度豈不是也在無(wú)限增大，但是強(qiáng)度再增大都是有一定的限制的，這實(shí)際上就是微積分中的極限理論。而上述案例便可作為建工專業(yè)學(xué)生講授極限理論時(shí)引入的問(wèn)題，接著再進(jìn)一步引入極限的理論。
案例2：積分理論和專業(yè)知識(shí)的結(jié)合：
以計(jì)算混凝土的方量為例，下圖是一個(gè)圓柱體的框架柱：計(jì)算混凝土方量時(shí)可以建立數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用二重積分的方式得到混凝土的計(jì)劃使用方量（數(shù)學(xué)計(jì)算式子）。
求解過(guò)程實(shí)際上運(yùn)用的就是微積分中的定積分理論，若用微元法將其加工整理還可得到任意構(gòu)件的求解思路。規(guī)則的構(gòu)件如此，推而廣之，如果涉及不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)用積分的方式計(jì)算混凝土的方量更是既快捷又準(zhǔn)確。
案例3：概率與極限理論和專業(yè)知識(shí)的結(jié)合：
任何一幢建筑物都是由屋蓋，樓板，梁，墻（或柱），基礎(chǔ)等構(gòu)件組成，這種構(gòu)件在房屋中互相聯(lián)結(jié)，互相支承，合理的構(gòu)成各種形式的平面或空間體系，起到建筑物的骨架作用。這種骨架，稱為建筑結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的安全、穩(wěn)定、耐久在設(shè)計(jì)與施工中是需要考慮的至關(guān)重要環(huán)節(jié)。事實(shí)上，從建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算發(fā)展過(guò)程不難看出：在建筑計(jì)算理論方面，正是運(yùn)用了數(shù)學(xué)中的概率及極限理論才讓建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算手段發(fā)展到如今的先進(jìn)水平。
近代：20世紀(jì)40年代：考慮砼塑性性能的破壞階段計(jì)算方法，采用了單一的安全系數(shù)；50年代：極限狀態(tài)計(jì)算，規(guī)定了極限狀態(tài)，有三個(gè)系數(shù)，荷載、材料系數(shù)和工作條件系數(shù)（1966年規(guī)范）。
近來(lái)：以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)計(jì)算法，89年規(guī)范（GBI10-89）及現(xiàn)今使用的規(guī)范（GB50010-2002）。
以上只是筆者重構(gòu)建工類數(shù)學(xué)課過(guò)程中的部分例子，而在高職教學(xué)里將數(shù)學(xué)建模的思想融入到建工類數(shù)學(xué)教學(xué)中肯定是一條值得探索和實(shí)踐的路子。
以上僅是筆者在平時(shí)教學(xué)中遇到的問(wèn)題及其自己的思考，更是近年來(lái)積累的經(jīng)驗(yàn)。希望本文能對(duì)同行有一定的借鑒意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]趙國(guó)瑞.高職數(shù)學(xué)教學(xué)問(wèn)題及出路初探――基于廣州城建職業(yè)學(xué)院歷年數(shù)學(xué)教學(xué)的分析.學(xué)習(xí)月刊，2015.5.
關(guān)鍵詞：虛擬仿真實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；土木工程；實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
1土木工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)
土木工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)具有行業(yè)的特殊性。
（1）空間體量巨大。土木工程的服務(wù)對(duì)象是建筑物、橋梁、隧道，一般體量巨大。現(xiàn)在世界最高的建筑物高度超過(guò)800m，橋梁的最大跨度達(dá)1991m，超高層建筑物的單根柱子、單根樁基的承載能力上萬(wàn)噸。進(jìn)行這些結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的實(shí)體實(shí)驗(yàn)幾乎是不可能的，即使是縮尺實(shí)驗(yàn)，也存在實(shí)驗(yàn)構(gòu)件及加載設(shè)備體量大、實(shí)驗(yàn)環(huán)境惡劣、實(shí)驗(yàn)費(fèi)用高的問(wèn)題，限制了學(xué)生的參與。
（2）施工周期長(zhǎng)。土木工程的建設(shè)周期一般比較長(zhǎng)，世界最高建筑物———迪拜塔的建設(shè)歷時(shí)6年，通常一幢普通的住宅樓施工工期也需要1年以上。由于時(shí)間的限制，學(xué)生的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)無(wú)法得到工程建設(shè)全過(guò)程的體驗(yàn)。
（3）工程參與方多。土木工程存在不同的建設(shè)參與方（建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方等），在學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中，往往只能體驗(yàn)其中某一方的工作，無(wú)法從不同參與方的視角去感受和經(jīng)歷工程。
（4）危險(xiǎn)性高。土木工程實(shí)驗(yàn)很多是破壞性試驗(yàn)，并且是脆性破壞，具有一定的突然性，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的安全問(wèn)題十分突出。同時(shí)，由于施工現(xiàn)場(chǎng)工序復(fù)雜、人員眾多，而很多學(xué)生又缺乏施工經(jīng)驗(yàn)和對(duì)危險(xiǎn)源的判別能力，這使得很多施工單位在安排學(xué)生的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)存在顧慮。
（5）實(shí)驗(yàn)難度大。在土木工程的實(shí)驗(yàn)中，災(zāi)害環(huán)境（如臺(tái)風(fēng)、火災(zāi)、地震、滑坡和泥石流等）的模擬設(shè)備造價(jià)高（大型地震模擬振動(dòng)臺(tái)的造價(jià)上億元、大型風(fēng)洞的造價(jià)幾千萬(wàn)元）。災(zāi)害環(huán)境實(shí)驗(yàn)難度大、危險(xiǎn)性大、費(fèi)用高。為解決土木工程傳統(tǒng)理論教學(xué)與學(xué)生工程化培養(yǎng)之間的矛盾，拓展實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)的深度和廣度，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的緊密結(jié)合，特別是進(jìn)行災(zāi)害環(huán)境對(duì)土木工程影響的分析、解決重大工程的防災(zāi)問(wèn)題，盡可能減少實(shí)驗(yàn)成本和潛在危害，東南大學(xué)在課堂理論教學(xué)、原有實(shí)體實(shí)驗(yàn)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，利用專業(yè)的仿真軟件，采用多媒體技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)，構(gòu)建了具有高度真實(shí)感、直觀性和精確性的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，作為實(shí)體實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)的有益補(bǔ)充和創(chuàng)新［1－5］。
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)
早在2005年“工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”與2006年“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”國(guó)家精品課程建設(shè)期間，東南大學(xué)就開(kāi)始組建土木工程計(jì)算機(jī)輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室，此后結(jié)合“土木工程施工”、“工程合同管理”、“結(jié)構(gòu)力學(xué)”及“工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)”幾門國(guó)家精品課程和其他相關(guān)課程的建設(shè)，又相繼成立了土木工程施工虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室、土木工程管理信息化等實(shí)驗(yàn)室。2013年通過(guò)資源整合，依托國(guó)家級(jí)土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，成立了東南大學(xué)土木工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。中心面向土木工程、建筑學(xué)、交通工程及其他相關(guān)專業(yè)，形成了“三層次、四模塊、五結(jié)合”的教學(xué)體系。（1）三層次：按照人才培養(yǎng)需求與教學(xué)規(guī)律，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)訓(xùn)練、提高訓(xùn)練和創(chuàng)新訓(xùn)練；（2）四模塊：按專業(yè)知識(shí)體系與工程實(shí)踐規(guī)律，搭建土木工程設(shè)計(jì)、施工、管理、創(chuàng)新實(shí)踐4個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；（3）五結(jié)合：與理論課程相結(jié)合、與實(shí)體實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、與科研項(xiàng)目相結(jié)合、與實(shí)際工程相結(jié)合、與企業(yè)實(shí)踐相結(jié)合。其中，四模塊的18門實(shí)驗(yàn)課程支撐8門專業(yè)主干課程與12門實(shí)體實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程，輻射其他16門專業(yè)課程，基本覆蓋了土木工程專業(yè)的主要專業(yè)課。
2．1土木工程結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)虛擬仿真模塊
模塊主要包括：（1）基本構(gòu)件虛擬仿真、樓蓋設(shè)計(jì)虛擬仿真及單層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)虛擬仿真等基礎(chǔ)訓(xùn)練層次的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；（2）建筑結(jié)構(gòu)抗震虛擬仿真、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)虛擬仿真、大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)虛擬仿真及橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)虛擬仿真等提高訓(xùn)練層次的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；（3）復(fù)雜結(jié)構(gòu)虛擬仿真、基于MTS混合實(shí)驗(yàn)、大跨橋梁抗風(fēng)虛擬仿真、結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火虛擬仿真等創(chuàng)新訓(xùn)練層次的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，是“工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”、“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”與“工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)”這3門國(guó)家級(jí)精品資源共享課的重要建設(shè)內(nèi)容。結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目充分體現(xiàn)了CDIO（conceive－design－implement－operate）的工程教育理念［6－7］，是從工程的構(gòu)思到概念設(shè)計(jì)，再進(jìn)行仿真分析，根據(jù)仿真分析結(jié)果對(duì)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，最后按優(yōu)化后結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)的全過(guò)程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)。以特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“基于MTS系統(tǒng)混合模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”為例，傳統(tǒng)的建筑物抗震防災(zāi)實(shí)驗(yàn)大多數(shù)是對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的，由于整體實(shí)驗(yàn)成本較高且實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排緊張。為了提高實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)際效果和設(shè)備的有效利用，將結(jié)構(gòu)的大部分替換為數(shù)值子結(jié)構(gòu)并采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真，而只有小部分結(jié)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行足尺實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)圖1）。仿真實(shí)驗(yàn)具有參數(shù)可調(diào)、實(shí)驗(yàn)方案可擴(kuò)展、不存在硬件損耗的特點(diǎn)，能夠加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解；實(shí)體實(shí)驗(yàn)具有真實(shí)可靠、直觀性強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠提高學(xué)生的動(dòng)手能力和觀察能力。采用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)體實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段，可以有效提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力。同時(shí)，實(shí)時(shí)混合實(shí)驗(yàn)作為目前最先進(jìn)的抗震防災(zāi)實(shí)驗(yàn)手段之一，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)術(shù)水平。
2．2土木工程施工虛擬仿真模塊
該模塊主要包含基本施工技術(shù)虛擬仿真、復(fù)雜工程施工技術(shù)虛擬仿真及關(guān)鍵施工技術(shù)仿真分析3部分?；臼┕ぜ夹g(shù)虛擬仿真主要包括土方、樁基礎(chǔ)、模板、鋼筋工程等施工過(guò)程的虛擬仿真，是模塊的基礎(chǔ)訓(xùn)練部分；復(fù)雜工程施工技術(shù)虛擬仿真主要是針對(duì)超高層建筑結(jié)構(gòu)、大跨空間結(jié)構(gòu)、大跨橋梁結(jié)構(gòu)等典型工程施工全過(guò)程的虛擬仿真，向?qū)W生介紹最新的施工技術(shù)和復(fù)雜工程的施工組織，它是模塊的提高訓(xùn)練部分；關(guān)鍵施工技術(shù)仿真分析部分主要針對(duì)全新的施工技術(shù)，通過(guò)對(duì)施工過(guò)程中關(guān)鍵部分的仿真分析，確保施工的順利和安全，它是模塊的創(chuàng)新訓(xùn)練部分。以典型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“大跨橋梁結(jié)構(gòu)施工虛擬仿真”為例，該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以銅陵長(zhǎng)江大橋工程為案例，與中鐵大橋局集團(tuán)和柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司合作完成。對(duì)該工程的施工全過(guò)程進(jìn)行了虛擬仿真，包含樁基礎(chǔ)施工、沉井施工、主塔施工、鋼桁梁吊裝施工、斜拉索施工等子系統(tǒng)（見(jiàn)圖2）。通過(guò)該項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解大跨斜拉橋施工的主要步驟、施工工藝、技術(shù)措施等。
2．3土木工程管理虛擬仿真模塊
該模塊包含工程項(xiàng)目管理、工程造價(jià)管理、工程合同管理和工程管理BIM綜合4個(gè)部分。傳統(tǒng)的信息技術(shù)類課程教學(xué)模式比較注重信息系統(tǒng)管理知識(shí)的介紹和基礎(chǔ)軟件操作，但是存在信息技術(shù)類知識(shí)體系在不同部分之間的割裂問(wèn)題，使學(xué)生難以形成結(jié)構(gòu)化、模塊化的專業(yè)信息技術(shù)能力和素質(zhì)。土木工程管理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)傳統(tǒng)課程設(shè)置模式進(jìn)行了改革，根據(jù)多學(xué)科對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用需求，注重學(xué)生專業(yè)核心能力的培養(yǎng)，形成信息技術(shù)類實(shí)驗(yàn)課程平臺(tái)。以典型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“工程管理BIM綜合虛擬仿真”為例，該項(xiàng)目根據(jù)給定的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)（包括建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等）方案、相應(yīng)的城市規(guī)劃條件以及有關(guān)的地理環(huán)境數(shù)據(jù)，從施工單位、設(shè)計(jì)單位或咨詢單位的角度進(jìn)行項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)方案的多維可視化仿真（見(jiàn)圖3），并利用BIM模型進(jìn)行輔助施工管理，包括項(xiàng)目的日照分析、建筑能耗分析、綠色建筑評(píng)價(jià)、建筑體量計(jì)算等。
2．4土木工程創(chuàng)新實(shí)踐虛擬仿真模塊
本模塊主要分為基于創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃的虛擬仿真和基于學(xué)生參加科技競(jìng)賽的虛擬仿真兩部分，以滿足學(xué)生課外研學(xué)課程的需要，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)上充分體現(xiàn)CDIO的工程教育理念。學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目的要求，利用已學(xué)的專業(yè)知識(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，然后運(yùn)用仿真分析軟件進(jìn)行模型計(jì)算分析，根據(jù)仿真分析結(jié)果對(duì)模型設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，完成實(shí)體模型的制作，將制作好的模型進(jìn)行加載或讓其完成特定功能。通過(guò)本模塊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，可以加深學(xué)生對(duì)各類結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計(jì)分析的理解和認(rèn)識(shí)，使學(xué)生在知識(shí)運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等方面得到全面提升［8－9］。以典型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“創(chuàng)新結(jié)構(gòu)體系虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”為例（見(jiàn)圖4），要求學(xué)生設(shè)計(jì)并制作創(chuàng)新結(jié)構(gòu)模型，以反映學(xué)生的力學(xué)概念、結(jié)構(gòu)概念和創(chuàng)新思維。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目鼓勵(lì)節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新思路，旨在通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)、基本構(gòu)件受力狀態(tài)、空間結(jié)構(gòu)體系及特點(diǎn)、典型工程案例分析等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生勤于觀察與思考，并動(dòng)手制作結(jié)構(gòu)模型的能力，使學(xué)生能夠從結(jié)構(gòu)整體上把握建筑物的結(jié)構(gòu)體系及受力特點(diǎn)，并通過(guò)學(xué)習(xí)報(bào)告、制作模型及加載體驗(yàn)的方式提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。
3教學(xué)特色
3．1依托優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
土木工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心長(zhǎng)期堅(jiān)持實(shí)體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)和虛擬仿真項(xiàng)目建設(shè)相結(jié)合，通過(guò)國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的規(guī)劃，完善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，并將學(xué)生實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的學(xué)時(shí)數(shù)比例由總學(xué)時(shí)的19％增加到25％。中心依托國(guó)家級(jí)土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，與理論教學(xué)緊密結(jié)合，進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)，有力地支撐了6門國(guó)家精品課程、5門國(guó)家級(jí)精品資源共享課程和1門國(guó)家級(jí)視頻公開(kāi)課的建設(shè)，提升了課程建設(shè)和專業(yè)建設(shè)的水平。2013年，土木工程專業(yè)以優(yōu)秀成績(jī)第4次通過(guò)住建部高等教育土木工程專業(yè)評(píng)估委員會(huì)的評(píng)估，在2012年的全國(guó)學(xué)科評(píng)估中，東南大學(xué)土木工程學(xué)科名列全國(guó)第三。
3．2來(lái)源于科研項(xiàng)目，面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)
中心依托“國(guó)家預(yù)應(yīng)力工程技術(shù)中心”、“混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”等國(guó)家和部省級(jí)科研基地，不斷地將最新科研成果轉(zhuǎn)化為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)把科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，把科研方法融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，向?qū)W生傳授科研理念、科研文化、科研價(jià)值，使學(xué)生了解科技最新發(fā)展和學(xué)術(shù)前沿動(dòng)態(tài)，激發(fā)科研興趣，啟發(fā)科研思維，培養(yǎng)科研道德，提升學(xué)生科學(xué)研究和科技創(chuàng)新能力。
3．3來(lái)源于工程實(shí)踐，面向工程實(shí)踐能力培養(yǎng)
中心的大量虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)自于真實(shí)的工程實(shí)例，是以實(shí)際工程為背景，解決工程實(shí)際問(wèn)題為目標(biāo)的“實(shí)戰(zhàn)型”項(xiàng)目。通過(guò)真實(shí)項(xiàng)目的演練，指導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力，為社會(huì)輸送合格的“來(lái)之能戰(zhàn)”的畢業(yè)生。已將典型重大工程轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)例有：（1）山東博物館屋蓋薄壁箱型結(jié)構(gòu)虛擬仿真；（2）廣州南站大跨空間結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力虛擬仿真；（3）廣州白云機(jī)場(chǎng)復(fù)雜鑄鋼節(jié)點(diǎn)虛擬仿真；（4）潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋大跨橋梁抗風(fēng)虛擬仿真；（5）深圳大運(yùn)會(huì)體育館鋼結(jié)構(gòu)安裝施工虛擬仿真；（6）滬通長(zhǎng)江大橋橋梁沉井施工全過(guò)程虛擬仿真。
3．4面向防災(zāi)減災(zāi)，開(kāi)展災(zāi)害虛擬仿真
現(xiàn)代土木工程的最大威脅來(lái)自于各種自然災(zāi)害和人為災(zāi)害———地震、臺(tái)風(fēng)、海嘯、火災(zāi)、爆炸、泥石流等。各種災(zāi)害因其巨大的時(shí)空尺度而難以再現(xiàn)，因其復(fù)雜的生成原因而無(wú)法重復(fù)，所以要借助現(xiàn)代虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行演示。中心依托云計(jì)算中心每秒37萬(wàn)億次峰值浮點(diǎn)計(jì)算能力，運(yùn)用大型虛擬仿真分析軟件，開(kāi)展地震、臺(tái)風(fēng)、火災(zāi)及爆炸等災(zāi)害的模擬，提升學(xué)生防災(zāi)意識(shí)和減災(zāi)水平。
4結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)多年的建設(shè)，東南大學(xué)土木工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心已經(jīng)成為由國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)及國(guó)家級(jí)教學(xué)名師負(fù)責(zé)規(guī)劃和建設(shè)，面向土木工程、工程管理2個(gè)國(guó)家級(jí)高等教育特色專業(yè)和其他相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)基地，為“結(jié)構(gòu)力學(xué)”、“工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”、“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”、“工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)”、“土木工程施工”、“工程合同管理”等6門國(guó)家級(jí)精品課程和其他相關(guān)課程開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，面向7個(gè)專業(yè)的學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新訓(xùn)練。2014年，該中心獲批為國(guó)家級(jí)土木工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。
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浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院在建筑工程技術(shù)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃制訂過(guò)程中，提出知識(shí)、能力和素質(zhì)三維框架結(jié)構(gòu)，其中知識(shí)是基礎(chǔ),能力是核心,素質(zhì)是關(guān)鍵。在培養(yǎng)方案中按照職業(yè)崗位群對(duì)崗位能力的要求，在教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)中突出5種能力的培養(yǎng):識(shí)圖能力（包括建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電施工圖）、測(cè)量放線能力（包括多層、高層房屋、道橋隧及管線工程）、施工技術(shù)能力（包括鋼筋、模板、混凝土、砌筑與抹灰工種操作方法、技術(shù)交底、專項(xiàng)施工方案、項(xiàng)目管理能力（包括建筑工程項(xiàng)目施工全過(guò)程投資、進(jìn)度和質(zhì)量控制、工程質(zhì)量驗(yàn)收及合同資料管理）和計(jì)量計(jì)價(jià)能力(包括編制建筑工程概算、預(yù)算、決算書(shū)）。
根據(jù)職業(yè)崗位能力要求，在課程體系設(shè)置上以知識(shí)應(yīng)用為主線，以能力培養(yǎng)為核心,打破原有學(xué)科課程體系和“三段式”課程設(shè)置模式,設(shè)計(jì)和優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，根據(jù)職業(yè)崗位群有針對(duì)性地設(shè)置模塊化教學(xué)。
本專業(yè)的專業(yè)技術(shù)課分為4個(gè)模塊:建筑制圖與識(shí)圖模塊、施工技術(shù)知識(shí)模塊、項(xiàng)目管理知識(shí)模塊和計(jì)量計(jì)價(jià)知識(shí)模塊。建筑制圖與識(shí)圖模塊包括《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》、《建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)》、《建筑AutoCAD》、《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》、《建筑設(shè)備工程》等課程和《建筑制圖與識(shí)圖》、《房屋建筑學(xué)》、《建筑結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)周。施工技術(shù)知識(shí)模塊包括《建筑工程測(cè)量》、《建筑施工技術(shù)》、《建筑施工組織》等課程和《建筑工程測(cè)量》、《建筑施工技術(shù)》、《建筑施工組織》實(shí)習(xí)周。項(xiàng)目管理知識(shí)模塊包括《建筑法規(guī)》、《合同管理》、《項(xiàng)目管理》、《監(jiān)理概論》、《建筑工程資料》等課程。計(jì)量計(jì)價(jià)知識(shí)模塊包括《建筑工程經(jīng)濟(jì)》、《建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià)》、《招投標(biāo)與工程項(xiàng)目管理》等課程和《建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià)》實(shí)習(xí)周。
研究比較各院校的教學(xué)計(jì)劃并結(jié)合學(xué)校實(shí)際，確立本專業(yè)的建設(shè)目標(biāo)和重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，將《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》、《建筑工程測(cè)量》、《建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)》、《建筑施工技術(shù)》、《建筑施工組織》和《建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià)》列為重點(diǎn)建設(shè)課程。如圍繞建筑制圖與識(shí)圖能力,對(duì)《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》、《建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)》、《建筑AutoCAD》、《建筑設(shè)備工程》課程及其實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容作相應(yīng)整合，重新選擇教材，加強(qiáng)各課程實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)、組織和實(shí)施;對(duì)本專業(yè)管理類的課程進(jìn)行徹底整合，將原來(lái)的《建筑法規(guī)》、《合同管理》、《工程招投標(biāo)》三門課程整合成《建設(shè)法規(guī)、工程招投標(biāo)與合同管理》,減少課程間內(nèi)容的重復(fù)，以節(jié)省課時(shí)。
二、教學(xué)管理改革
目前，《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》、《建筑施工技術(shù)》、《建筑施工組織》、《建筑AutoCAD》4門課程已被列為院級(jí)精品課程,《建筑工程測(cè)量》已被列為省級(jí)精品課程建設(shè)項(xiàng)目，課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)大綱、授課計(jì)劃、電子教案、電子課件、作業(yè)習(xí)題、試題庫(kù)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)、課程錄像、新技術(shù)介紹等教學(xué)資料已上網(wǎng)，供師生使用。專業(yè)中的重點(diǎn)建設(shè)課程實(shí)行集體備課制度，對(duì)課程重難點(diǎn)及教學(xué)方法進(jìn)行探討,推動(dòng)課程建設(shè)。核心課程全部實(shí)行考教分離，以便檢驗(yàn)學(xué)生知識(shí)和能力的掌握情況,評(píng)價(jià)教師在教學(xué)中取得的成績(jī)與存在的不足。
三、教學(xué)方法改革
確定教學(xué)目標(biāo)后，教學(xué)方法就是決定性因素,直接影響教學(xué)質(zhì)量。一般采用講授法、討論法、演示法、練習(xí)法、啟發(fā)式教學(xué)法、案例教學(xué)法、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)法和多媒體教學(xué)法等。學(xué)校積極組織教師下企業(yè)掛職鍛練，實(shí)行“雙師型”教師帶特長(zhǎng)生制度，師生共同參加工程實(shí)踐活動(dòng)，實(shí)行開(kāi)放式教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中，教師不僅給學(xué)生傳授知識(shí)和技能,更要教會(huì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，掌握知識(shí)和技能的方法。
四、實(shí)踐教學(xué)改革
本專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括基本實(shí)踐能力與操作技能訓(xùn)練，主要是計(jì)算機(jī)操作、建材試驗(yàn)、力學(xué)試驗(yàn)、土工試驗(yàn)等專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力與專業(yè)技能訓(xùn)練主要是工程項(xiàng)目施工認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)、制圖識(shí)圖實(shí)訓(xùn)、建筑AutoCAD實(shí)訓(xùn)、測(cè)量實(shí)訓(xùn)、房屋建筑學(xué)實(shí)訓(xùn)、建筑施工技術(shù)實(shí)訓(xùn)、建筑施工組織實(shí)訓(xùn)、一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)和計(jì)量與計(jì)價(jià)實(shí)訓(xùn)等；綜合技能訓(xùn)練包括畢業(yè)綜合實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。實(shí)踐技能的培養(yǎng)從入學(xué)時(shí)的工程項(xiàng)目?jī)深悎?chǎng)地進(jìn)行，一是校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室及實(shí)訓(xùn)基地內(nèi)，二是校外實(shí)訓(xùn)基地,充分利用建筑之鄉(xiāng)和廣廈集團(tuán)的行業(yè)優(yōu)勢(shì),發(fā)揮校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地的人員、設(shè)備和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合實(shí)踐指導(dǎo)課、講座、示范和現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)等多種形式,使學(xué)生的實(shí)踐更具成效。
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)建模 ObjectARX 面向?qū)ο?/p>
前言
近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，絕大多數(shù)的工程設(shè)計(jì)人員已經(jīng)采用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)。在實(shí)際應(yīng)用中，有眾多的結(jié)構(gòu)分析軟件可供選擇，如ANSYS、SAP2000等。這些軟件雖然都能較好地完成分析任務(wù)，但它們基本上都是按傳統(tǒng)的編程方法實(shí)現(xiàn)的，其前后處理功能還有待進(jìn)一步改進(jìn)。結(jié)構(gòu)分析軟件中的前后處理部分通常是用戶耗時(shí)最多的階段，尤其是結(jié)構(gòu)建模部分更是關(guān)鍵，它直接影響著軟件的應(yīng)用效率。因此，對(duì)結(jié)構(gòu)建模這一功能模塊進(jìn)行專門的研究和開(kāi)發(fā)，使其擁有更強(qiáng)的功能和更高的效率，成為了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及軟件開(kāi)發(fā)人員的重點(diǎn)課題。
利用純Windows風(fēng)格的AutoCAD2000提供的開(kāi)發(fā)環(huán)境ObjectARX來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模系統(tǒng)的研制，可以充分利用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)的優(yōu)勢(shì)，最大限度地提高系統(tǒng)資源的利用率和軟件系統(tǒng)的功能，而且也符合廣大工程設(shè)計(jì)人員的使用習(xí)慣，有助于設(shè)計(jì)人員快速地掌握、使用新開(kāi)發(fā)的結(jié)構(gòu)建模系統(tǒng)，提高工作效率。
1 面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)環(huán)境ObjectARX
AutoCAD是目前在Windows 98/2000/NT環(huán)境下應(yīng)用最廣泛、使用人數(shù)最多的CAD軟件，它是廣大工程設(shè)計(jì)人員最為熟悉的工作平臺(tái)。AutoCAD2000除了提供一般通用的CAD功能，如繪圖、編輯等，還為用戶提供了不同的開(kāi)發(fā)環(huán)境，如AutoLISP、VisualLISP、ObjectARX等。其中，ObjectARX是一種特定的C++編程環(huán)境，它是在AutoCAD R13使用的ARX（AutoCAD Run-time eXtention）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的第二代面向?qū)ο蟮木幊汰h(huán)境。ObjectARX應(yīng)用程序本質(zhì)上是Windows DLL程序，而AutoCAD本身則是一個(gè)典型的Windows程序，因此ObjectARX應(yīng)用程序與AutoCAD、Windows之間均采用Windows的消息傳遞機(jī)制直接通信。ObjectARX程序以C++為基本開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，具有面向?qū)ο缶幊谭绞降臄?shù)據(jù)可封裝性、可繼承性及多態(tài)性等特點(diǎn)。用其開(kāi)發(fā)的CAD軟件具有模塊性好、獨(dú)立性強(qiáng)、連接簡(jiǎn)單、使用方便、內(nèi)部功能高效實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，并且支持MFC（Microsoft Fundation Class），能簡(jiǎn)潔并高效地實(shí)現(xiàn)許多復(fù)雜功能。
2 結(jié)構(gòu)建模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想
為了配合工程設(shè)計(jì)人員的使用習(xí)慣，本文的設(shè)計(jì)思想是使設(shè)計(jì)人員在使用CAD命令繪制圖形的同時(shí)，對(duì)圖形對(duì)象進(jìn)行處理，使繪制所得的結(jié)構(gòu)模型文件中既有結(jié)構(gòu)幾何信息，又包含荷載信息、約束信息等，并可輸出為用戶所需的數(shù)據(jù)文件。
基于這種思想，采用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行開(kāi)發(fā)是最合適的選擇。所謂面向?qū)ο?，其指?dǎo)思想是按人們通常的思維方式建立問(wèn)題域模型，設(shè)計(jì)出盡可能自然地表現(xiàn)求解方法的軟件。為此，必須盡量直接表現(xiàn)組成問(wèn)題域的事物及事物間的相互聯(lián)系的概念，建立適合人們思維方式的描述模式。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)正朝著分布式處理、并行處理、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，而面向?qū)ο蠹夹g(shù)即是實(shí)施這些目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一?，F(xiàn)在，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想和工具已經(jīng)在建筑結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。
一個(gè)工程的結(jié)構(gòu)部分主要由梁、柱等構(gòu)件組成，通過(guò)對(duì)其基本信息的研究，可以歸納總結(jié)出各種構(gòu)件的特征信息，然后分別對(duì)其進(jìn)行整理，并最終把它們賦予矢量圖形的圖素中。在程序運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)圖形信息查找到相應(yīng)的特征信息，從而達(dá)到繪圖與建模同步完成的目的。
3 結(jié)構(gòu)建模系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法
在ObjectARX環(huán)境下進(jìn)行建模系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，其步驟如圖1所示。
為了便于分類管理，在創(chuàng)建結(jié)構(gòu)模型之前應(yīng)使系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行初始化，如對(duì)各種不同的構(gòu)件分配不同的線形、顏色及層名等。利用ObjectARX包含的AcEd、AcDb類庫(kù)中的相關(guān)函數(shù)可以簡(jiǎn)便地完成這些功能要求，也可以使用具有相同功能的全局函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如acdbEntMod（）全局函數(shù)就可以用來(lái)修改一個(gè)實(shí)體所在的層。
用戶需求
該大廈是一片現(xiàn)代化辦公及住宅大樓，建成后要求具有一流的建筑結(jié)構(gòu)和布局完善的服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施、先進(jìn)一流的自動(dòng)化設(shè)備、現(xiàn)代化辦公及通信設(shè)施、高度智能化的管理和控制，是一群跨世紀(jì)的高度智能化、現(xiàn)代化的大廈建筑物。
因此，我們對(duì)大廈綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求如下：
?PDS布線系統(tǒng)符合用戶當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)通信要求。
?PDS布線系統(tǒng)遵從國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。
?PD8布線系統(tǒng)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(EIA／TIA568)建議的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
?PDS布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)要支持電話、傳真和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等的要求。
?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的速度目前不低于100mbps，并要考慮千兆網(wǎng)的要求。
?布線系統(tǒng)要支持各種不同類型不同廠商的計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。
?布線系統(tǒng)的信息出口采用標(biāo)準(zhǔn)的RJ-45插座，以支持話音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體的傳輸。
?布線系統(tǒng)符合綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)ISDN的要求，以便與CHINAPAC聯(lián)網(wǎng)，并通過(guò)CHINAPAC與國(guó)內(nèi)國(guó)際其他網(wǎng)互連。
?系統(tǒng)的傳輸線路要達(dá)到的技術(shù)要求。
?布線系統(tǒng)要求采用模塊化結(jié)構(gòu)。
?布線系統(tǒng)要求每個(gè)工作區(qū)有一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。
?系統(tǒng)要求達(dá)到增強(qiáng)型設(shè)計(jì)等級(jí)。
?布線系統(tǒng)立足開(kāi)放原則，既支持集中式網(wǎng)絡(luò)，又支持C／S或B／S分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
?系統(tǒng)的信息通道傳輸穩(wěn)定、可靠。
?配線間的建設(shè)要求：
(1)室內(nèi)照明不低于150Lx；
(2)為了保證在安裝、測(cè)試及今后維護(hù)時(shí)可能使用電源，建議安裝若干電源插座，每一個(gè)電源插座的容量不小于300W；
(3)配線間內(nèi)的溫度應(yīng)保持在30％～50％之間；
(4)為了確保配線架上各種插座的工作性能良好，要求配線間內(nèi)具有良好的通風(fēng)，并做到室內(nèi)無(wú)塵。
?設(shè)備間的設(shè)計(jì)要求：
按照標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求，設(shè)備間是要集中放設(shè)置的房間，應(yīng)盡量滿足下面的要求：
(1)將服務(wù)電梯安排在設(shè)備間附近，以便裝運(yùn)笨重的設(shè)備；
(2)室溫應(yīng)保持在18℃至27℃之間，相對(duì)濕度保持在30％～55％；
(3)保持室內(nèi)無(wú)塵或少塵，通風(fēng)良好，亮度至少達(dá)30英尺――燭光；
(4)安裝合適的消防系統(tǒng)(如采用濕型消防系統(tǒng)，不要把噴頭直接對(duì)準(zhǔn)電氣設(shè)備)；
(5)使用防火門，至少能耐火1小時(shí)的防火墻和阻燃漆；
(6)提供合適的門鎖，至少要有一扇窗口留作安全出口；
(7)盡量遠(yuǎn)離存放危險(xiǎn)物品的場(chǎng)所和電磁干擾源(如發(fā)射機(jī)和電動(dòng)機(jī))；
(8)設(shè)備間的地板負(fù)重能力至少應(yīng)為500KG／平方米；
(9)根據(jù)結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的要求，在配線間安裝布線硬件的墻壁上須覆蓋涂有阻燃漆的3／4英寸(合1.9CM)厚的木板；
(10)PDS系統(tǒng)中典型的接線間，其可以走人人的最小安全尺寸是120×150CM，標(biāo)準(zhǔn)的天花板高度為240CM，門的大小至少為高2.1、寬1M，向外開(kāi)。在主、分配線間，最好有供放置設(shè)備的設(shè)備柜，其大小可按設(shè)備的尺寸而定，一般采用木質(zhì)或玻璃材料制成。在設(shè)備間盡量將設(shè)備柜放在靠近豎井的位置，在柜子上方應(yīng)裝有通風(fēng)口用于設(shè)備通風(fēng)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
1、設(shè)計(jì)原則
技術(shù)先進(jìn)性：充分考慮信息化社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，在技術(shù)上適度超前，采用的技術(shù)和設(shè)備應(yīng)能保證大廈建成后若干年不落后。
成熟性和實(shí)用性：采用被實(shí)踐證明為成熟的技術(shù)和設(shè)備，并能滿足大廈未來(lái)發(fā)展的需要，確保所采用的設(shè)備和主要材料耐久實(shí)用。
開(kāi)放性：考慮在21世紀(jì)發(fā)展的需要，使系統(tǒng)與未來(lái)發(fā)展的設(shè)備具有互聯(lián)性、可互操作性，能很方便地與世界信息網(wǎng)絡(luò)融通。
集成性；充分考慮大廈弱電智能化系統(tǒng)所涉及的各子系統(tǒng)的集成和信息共享，保證子系統(tǒng)總體上的先進(jìn)性和合理性，采用集中管理分散控制的模式，總體結(jié)構(gòu)應(yīng)具有兼容性和可擴(kuò)展性，既包括不同廠商不同類型的先進(jìn)產(chǎn)品，又便于升級(jí)、換代，使整個(gè)弱電智能化系統(tǒng)可以隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，不斷得到充實(shí)、完善、改進(jìn)和提高。
標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化：根據(jù)大廈弱電智能化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的要求，各子系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化。集成后的系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，系統(tǒng)集成的過(guò)程主要是解決不同系統(tǒng)產(chǎn)品的接口和協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，以使它們之間達(dá)到：“互操作性”。承包商應(yīng)當(dāng)提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口、網(wǎng)絡(luò)接口、系統(tǒng)和應(yīng)用軟件接口。系統(tǒng)最終特征是：
(1)可擴(kuò)展性、靈活性好；
(2)兼容性和應(yīng)用軟件可移植性強(qiáng)；
(3)可維護(hù)性好、生命周期長(zhǎng)。系統(tǒng)要嚴(yán)格按照模塊化結(jié)構(gòu)方式開(kāi)發(fā)，以滿足通用性和可替換性。采用模塊化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)總體設(shè)計(jì)，分步實(shí)施的戰(zhàn)略。
便捷性：對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)式操作。
安全性：承包商所選用的設(shè)備及技術(shù)等，都應(yīng)該滿足在正常使用的情況下是安全無(wú)危害的，無(wú)污染、低噪聲以及文明的。
可靠性：用技術(shù)降效的原則，確保整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
舒適性：用窮盡的思維方式，極力為大廈的使用者設(shè)計(jì)一個(gè)安全高效、便捷、舒適的生活方式及工作環(huán)境。
可管理、可維護(hù)性：所集成的系統(tǒng)，應(yīng)防病毒、防死機(jī)、防非法侵入等大廈的主要設(shè)備、場(chǎng)所都能被監(jiān)視或者被控制。
高效性：所集成的系統(tǒng)應(yīng)具有：
(1)捷的響應(yīng)能力；
(2)控制能力強(qiáng)、實(shí)施好；
(3)網(wǎng)絡(luò)帶寬，吞吐能力大。
經(jīng)濟(jì)性：運(yùn)用經(jīng)濟(jì)性否定一切的原則，應(yīng)選擇較高性能價(jià)格比的設(shè)備，優(yōu)化所作的設(shè)計(jì)。
2、布線設(shè)計(jì)
為滿足本建筑物多種信息傳輸要求，保證布線系統(tǒng)先進(jìn)性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的工程要求，布線系統(tǒng)由銅纜和光纖兩部分組成。銅纜布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)為分層星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的布線系統(tǒng)。通過(guò)不同的跳線管理可支持一、二、三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。所有一級(jí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有源設(shè)備、語(yǔ)音有源設(shè)備和布線系統(tǒng)管理設(shè)備均統(tǒng)一置于樓層網(wǎng)絡(luò)機(jī)房?jī)?nèi)，二級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其相應(yīng)布線系統(tǒng)管理設(shè)備置于各樓層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間或弱電設(shè)備間進(jìn)行管理。三級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可根據(jù)需求置于工作組。這樣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，既易于統(tǒng)一管理又可滿足所有可能
出現(xiàn)的使用需求。
光纖布線系統(tǒng)為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)管理方式，即一級(jí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有源設(shè)備和布線系統(tǒng)管理設(shè)備置于網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房，在樓層各設(shè)置一個(gè)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過(guò)光纖垂直連接。
在主機(jī)機(jī)房設(shè)置MDF立式配線架分別管理整個(gè)大樓的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)點(diǎn)。
按建筑設(shè)計(jì)，該大樓內(nèi)分別設(shè)有弱電井，在弱電堅(jiān)井中，在每層(或兩層――根據(jù)信息點(diǎn)多少而定)樓設(shè)置分配線間，里面放置機(jī)架和配線盤等設(shè)備用來(lái)管理垂直和水平的線纜。
垂直子系統(tǒng)，將設(shè)備間與管理間用星型結(jié)構(gòu)連接。
設(shè)備間子系統(tǒng)，里面放置有交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、配線柜等設(shè)備。
管理間子系統(tǒng)，位于各層的電訊間內(nèi)，用于管理各層的水平布線，連接相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，
水平子系統(tǒng)，用于連接工作區(qū)和管理子系統(tǒng)。
工作區(qū)子系統(tǒng)，用于連接用戶的終端設(shè)備，要求符合ISDN標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。
3、銅纜布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
銅纜布線系統(tǒng)主要由工作區(qū)子系統(tǒng)、水平布線子系統(tǒng)、垂直主干子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)。
(1)工作區(qū)子系統(tǒng)
工作區(qū)子系統(tǒng)由安裝在各辦公區(qū)的信息插座、連接插座及終端設(shè)備的連線組成。
在這里，我們選用SHIP系列M245超5類RJ45插座模塊和A160－2系列面板。
根據(jù)使用要求，銅纜信息點(diǎn)安裝方式為墻面安裝和地面安裝方式。墻面安裝方式：一般墻面信息點(diǎn)的安裝高度為盒底標(biāo)高300mm，無(wú)線網(wǎng)AP信息點(diǎn)的安裝高度為盒底標(biāo)高2500mm。地面安裝方式：在大開(kāi)間辦公室、各控制機(jī)房、會(huì)議室等設(shè)置地面插座。
(2)水平布線子系統(tǒng)
水平布線子系統(tǒng)是將干線子系統(tǒng)線纜延伸到用戶工作區(qū)。該系統(tǒng)是從各個(gè)子配線間出發(fā)連向各個(gè)工作區(qū)的信息插座。為確保高速數(shù)據(jù)傳輸，考慮到與超五類信息口相配套，水平布線全部選用SHIP D135－G超五類非屏蔽電纜。這類雙絞線遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了“100m 155Mdps的傳輸速率，150m范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)10Mdps傳輸速率”的要求。我們選用的這類電纜外面有護(hù)套保護(hù)，可以在相當(dāng)大的程度上免受機(jī)械損傷、潮濕和鼠害。
(3)垂直主干子系統(tǒng)
垂直干線子系統(tǒng)由連接主設(shè)備和連接各子設(shè)備間線纜構(gòu)成，其功能是把主配線架與各子配線架連接起來(lái)。在這里，我們按用戶的需要使用62.5／125um四芯多模光纖。數(shù)據(jù)主干系統(tǒng)，采用四芯室外(地埋)多模光纖(D174-4)作為數(shù)據(jù)通訊的傳輸介質(zhì)，從網(wǎng)絡(luò)機(jī)房分別引4芯室外(地埋)多模光纜到各樓層配線間。
(4)管理子系統(tǒng)
本建筑物在每層(或兩層)的電訊井內(nèi)設(shè)置分配線間，系統(tǒng)管理采用多點(diǎn)管理，分區(qū)分層管理模式。分配線間IDF完成垂直干線與水平干線相連，兩個(gè)分配線間用銅纜配線盤上我們選用超五類IDC模塊，光纖配線架采用光纖配線盤，兩者一起裝在機(jī)柜中。管理子系統(tǒng)由交連、互加配線架組成。管理點(diǎn)為連接其它子系統(tǒng)提供連接手段。交連和互連允許將通訊線路定位或重定位到建筑物的不同部分，以便能更容易地管理通信線路。使在移動(dòng)終端設(shè)備時(shí)能方便地進(jìn)行插拔。跳線我們采用超五類快接式跳線，光纖連接器選用ST型。
(5)設(shè)備間子系統(tǒng)
設(shè)備子系統(tǒng)(主配線間)由設(shè)備間中的電纜、連接器和相關(guān)支撐硬件組成，它把公共系統(tǒng)設(shè)備的各種不同設(shè)備互連起來(lái)。如：將中繼線交叉連接處和布線交叉處與公共系統(tǒng)設(shè)備(如PABX)連接起來(lái)。數(shù)據(jù)設(shè)備間和語(yǔ)音設(shè)備間可分開(kāi)放置。
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；構(gòu)造；教學(xué)研究；改革
1教學(xué)現(xiàn)狀概述
“建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造”是一門面向環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的專業(yè)課?？紤]到建筑設(shè)計(jì)與室內(nèi)設(shè)計(jì)兩者相互依附、密不可分，所以這門課對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的積累、設(shè)計(jì)活動(dòng)的實(shí)踐起到了很大的幫助作用，為學(xué)生設(shè)計(jì)方案的可行性探索、設(shè)計(jì)方案的進(jìn)一步落實(shí)提供了技術(shù)及工藝參考，是一門專業(yè)課中承上啟下的基礎(chǔ)課程。作為專業(yè)培養(yǎng)方案修訂的產(chǎn)物，“建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造”這門新課面臨著缺少教學(xué)資料準(zhǔn)備、缺少教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積累等困難，需要任課老師根據(jù)本校生源的實(shí)際情況因材施教，并在摸索中總結(jié)教學(xué)方法和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
1.1課程設(shè)置現(xiàn)狀分析
由于本分院藝術(shù)類課程都為為期3周到5周不等的階段課，課程的設(shè)置具有特異性。對(duì)比見(jiàn)表1。通過(guò)以上的對(duì)比不難發(fā)現(xiàn)，本課程由于階段課的性質(zhì)在課程學(xué)時(shí)設(shè)置時(shí)與常規(guī)課程相比既有優(yōu)勢(shì)又有劣勢(shì)：學(xué)時(shí)較長(zhǎng)，可以更深入地講授專業(yè)知識(shí)，同時(shí)擴(kuò)展教學(xué)知識(shí)面，保證了知識(shí)體系既有深度又有廣度；課程跨度短、教學(xué)強(qiáng)度大，不利于知識(shí)點(diǎn)分散教學(xué)，不利于學(xué)生吸收和消化。與以往的閉卷考試課有所不同的是本課程屬于考查課，課程的最終成績(jī)是由平時(shí)成績(jī)和最終作業(yè)等組成，無(wú)需學(xué)生進(jìn)行閉卷考試。在沒(méi)有考試這一機(jī)制的約束下，學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握情況是有保留的；與此同時(shí)，在成績(jī)?cè)u(píng)定上教師的主觀因素比重較大，成績(jī)的客觀性面臨考驗(yàn)。
1.2學(xué)生學(xué)情現(xiàn)狀分析
三本院校學(xué)生的特點(diǎn)是，第一，自控能力較弱，自我教育與自我管理能力不強(qiáng)；第二，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)被動(dòng)或過(guò)于現(xiàn)實(shí)，學(xué)習(xí)習(xí)慣較差，注意力分散、有拖沓現(xiàn)象；第三，思維活躍、大膽活潑，有豐富的社團(tuán)活動(dòng)。
2課程存在的問(wèn)題及分析
2.1問(wèn)卷調(diào)查
在“建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造”這門課結(jié)束后，我在該班發(fā)起針對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)效果的問(wèn)卷調(diào)查。該班總共有30人，最終20人完成了問(wèn)卷調(diào)查。調(diào)查的結(jié)果客觀且清晰地反映了上課情況、教學(xué)目的，具有啟發(fā)性。具體問(wèn)題見(jiàn)表2。
2.2問(wèn)題分析
經(jīng)過(guò)一學(xué)期的教學(xué)活動(dòng)及問(wèn)卷調(diào)查，該課程存在的問(wèn)題分析如下：（1）教學(xué)知識(shí)點(diǎn)多而雜、教學(xué)課時(shí)短而集中。根據(jù)培養(yǎng)方案的設(shè)定，本課程的學(xué)時(shí)為48個(gè)學(xué)時(shí)（即6個(gè)整天），而根據(jù)教學(xué)大綱的規(guī)定，學(xué)生需要掌握的知識(shí)點(diǎn)有三大塊：建筑結(jié)構(gòu)體系、建筑構(gòu)造及材料。其中，建筑結(jié)構(gòu)體系與學(xué)生進(jìn)行建筑及室內(nèi)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)關(guān)系密切；建筑構(gòu)造與方案細(xì)化落實(shí)、施工圖繪制、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)關(guān)系密切；材料與室內(nèi)裝飾、設(shè)計(jì)深化、工程預(yù)算關(guān)系密切。知識(shí)點(diǎn)多、教學(xué)時(shí)間短；相對(duì)應(yīng)的，學(xué)生掌握和消化知識(shí)的時(shí)間也短，對(duì)學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)方式要求更高。（2）理論與實(shí)踐脫節(jié)、學(xué)生不易理解。建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造的知識(shí)點(diǎn)牽涉到許多裝修工藝的問(wèn)題，需要師生到施工現(xiàn)場(chǎng)去觀摩學(xué)習(xí)，而這門課高強(qiáng)度、短跨度的時(shí)間節(jié)點(diǎn)不可能為學(xué)生提供這樣的機(jī)會(huì)。很多在現(xiàn)場(chǎng)演示就能理解的知識(shí)點(diǎn)，老師在課堂上解釋幾遍都無(wú)法讓學(xué)生完全明白。（3）缺乏應(yīng)用，知識(shí)點(diǎn)學(xué)了就忘。由于缺乏綜合性的應(yīng)用，學(xué)生對(duì)于本門課程知識(shí)點(diǎn)學(xué)過(guò)就忘；在后置課程中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造無(wú)涉及，學(xué)生應(yīng)用率不高，也會(huì)逐漸遺忘。
3改革思路及方案
在分析并總結(jié)了“建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造”這門課最為突出的問(wèn)題之后，應(yīng)以解決以上問(wèn)題為主要改革思路。
3.1對(duì)教學(xué)大綱、教學(xué)方案再調(diào)整
針對(duì)課時(shí)少、內(nèi)容多這一問(wèn)題，應(yīng)從教學(xué)大綱、教案等方面進(jìn)行調(diào)整，主要的調(diào)整方法是與專業(yè)密切相關(guān)的多講甚至反復(fù)講；與專業(yè)無(wú)關(guān)的一筆帶過(guò)或不講，做取舍、做篩選。（1）每章設(shè)立知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)。該能力目標(biāo)并非以只掌握本課程的知識(shí)為出發(fā)點(diǎn)，而是以培養(yǎng)應(yīng)用型、綜合型、社會(huì)型的人才為最終出發(fā)點(diǎn)。（2）優(yōu)化并進(jìn)一步細(xì)化考評(píng)機(jī)制，全方位考量學(xué)生的分析能力、學(xué)習(xí)態(tài)度、綜合素質(zhì)。同時(shí)，細(xì)化的考評(píng)標(biāo)準(zhǔn)有助于教師給出更客觀的成績(jī)。（3）刪除無(wú)效章節(jié)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。如延長(zhǎng)建筑結(jié)構(gòu)的課時(shí)，把與本專業(yè)關(guān)系最為密切的框架結(jié)構(gòu)體系單獨(dú)拿出來(lái)加以更深入細(xì)致的講解。運(yùn)用實(shí)例來(lái)論證框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出改良方案，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)；將墻體構(gòu)造技術(shù)拆分成兩天講解，一天主講建筑外墻，一天則以室內(nèi)輕質(zhì)隔墻為主。這一做法給學(xué)生留有足夠的時(shí)間消化和吸收墻體構(gòu)造的知識(shí)點(diǎn)，并對(duì)接下來(lái)的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)復(fù)習(xí)。
3.2模塊化教學(xué)方式引入教學(xué)中
“建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造”是一門專業(yè)性強(qiáng)、實(shí)踐性要求高、內(nèi)容枯燥不易理解的工科類課程；而本課程階段課的性質(zhì)又意味著上課時(shí)間的高度集中性、知識(shí)點(diǎn)的高輸出性，因此，引入模塊教學(xué)法有助于豐富上課內(nèi)容、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。本課程課可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置四大模塊：理論知識(shí)、課堂實(shí)驗(yàn)、分組討論、市場(chǎng)調(diào)研。
3.3教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合
“建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造”原本就是一門實(shí)踐性、操作性非常強(qiáng)的課程，所有的知識(shí)點(diǎn)都是與實(shí)踐相結(jié)合的。筆者提出了以下幾點(diǎn)，可以替代或者模擬實(shí)地參觀，以達(dá)到教學(xué)效果。（1）知識(shí)點(diǎn)盡可能圖文并茂，用施工視頻代替現(xiàn)場(chǎng)操作演示。（2）設(shè)置課堂實(shí)驗(yàn)。（3）加入模型制作環(huán)節(jié)可進(jìn)一步驗(yàn)證理論。（4）市場(chǎng)調(diào)研與社會(huì)接軌。
3.4應(yīng)試與素質(zhì)教育相結(jié)合
利用遺忘曲線的規(guī)律，鼓勵(lì)學(xué)生在當(dāng)天課程結(jié)束后進(jìn)行復(fù)習(xí)，這將大大提高記憶效果。無(wú)特殊情況，教師不提供上課課件，要求學(xué)生上課帶筆記本、相機(jī)進(jìn)行記錄。同時(shí)，在下一節(jié)課設(shè)置隨堂小測(cè)驗(yàn)，測(cè)驗(yàn)成績(jī)錄入平時(shí)成績(jī)。
3.5舉例與提問(wèn)相結(jié)合
通過(guò)舉例與提問(wèn)相結(jié)合的辦法，能夠非常好的提高教學(xué)效果。這種模式的一般步驟是：首先要尋找符合知識(shí)點(diǎn)并貼近生活的新聞、案例，然后搜索素材并呈現(xiàn)給學(xué)生，同時(shí)或之后拋出問(wèn)題引起思考，時(shí)間允許還可加入分組討論，最終由教師引出知識(shí)點(diǎn)。這種模式既可避免知識(shí)點(diǎn)的枯燥乏味，又可以增加師生互動(dòng)、活躍課堂氛圍。步驟可參考圖1。
4結(jié)語(yǔ)
歷時(shí)一年的教學(xué)研究與改革最終取得了比較滿意的成果，這離不開(kāi)各位教師前輩的幫助支持，也離不開(kāi)學(xué)生的配合理解。當(dāng)然，結(jié)果雖然令人滿意，但仍然存在著這樣那樣的問(wèn)題有待解決，如如何做到教材的與時(shí)俱進(jìn)、如何更多元地融入實(shí)踐的內(nèi)容，還需要筆者一如既往地做創(chuàng)新、去探索。注釋①數(shù)據(jù)來(lái)源：筆者根據(jù)本課程設(shè)置情況以及對(duì)國(guó)內(nèi)某大學(xué)專業(yè)課程設(shè)置考察而得來(lái)。
參考文獻(xiàn)
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[2]希爾伯特•邁爾.課堂教學(xué)方法理論篇.華東師范大學(xué)出版社,2011.
[3]希爾伯特•邁爾.課堂教學(xué)方法實(shí)踐篇.華東師范大學(xué)出版社,2011.
研究并討論了荷載、荷載效應(yīng)及抗力的特點(diǎn)并進(jìn)行必要的安全分析。
論文關(guān)鍵詞：施工期 荷載效應(yīng) 安全分析
中圖分類號(hào)：TU198文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
現(xiàn)今的建筑業(yè)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，建筑單位不僅要保證整個(gè)工程結(jié)構(gòu)的安全性，更要努力抓緊工程進(jìn)度從而縮短工程的施工周期。為了達(dá)到上述兩個(gè)方面的效果，在施工期必須有一個(gè)合理、安全的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但就目前我國(guó)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范及施工規(guī)范來(lái)看，并沒(méi)有對(duì)施工期結(jié)構(gòu)的安全要求做出明確的要求，從而使得我國(guó)施工期結(jié)構(gòu)安全事故發(fā)生率明顯高于使用期結(jié)構(gòu)安全事故發(fā)生率。對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工期的安全性研究，涉及結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的結(jié)構(gòu)特征、抗力、荷載、荷載效應(yīng)。 建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)概率隨著結(jié)構(gòu)的壽命不斷變化。在結(jié)構(gòu)壽命的初始階段――施工階段結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)概率最大,如果處理不當(dāng),很容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。因此開(kāi)展對(duì)施工期結(jié)構(gòu)安全的研究是十分緊迫而必要的。 結(jié)合工程實(shí)際調(diào)查,提出了影響施工期結(jié)構(gòu)安全性的主要因素,并進(jìn)行了相應(yīng)分析。 從施工荷載和鋼筋混凝土構(gòu)件早期承載性能兩方面著手對(duì)施工期結(jié)構(gòu)的特性做了淺要研究?？偨Y(jié)歸納了施工荷載的主要種類,針對(duì)梁、板、柱三類主要受力構(gòu)件的早期承載力性能在進(jìn)行合理假設(shè)基礎(chǔ)上進(jìn)行研究。針對(duì)施工期結(jié)構(gòu)的時(shí)變性特征,提出了一種分析施工結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化分析法――模塊化方法,大大提高了分析效率。提出了一種將施工結(jié)構(gòu)受力分析與抗力分析進(jìn)行統(tǒng)一,從而對(duì)施工結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行控制的參數(shù):安全因子。 下面我就施工期荷載進(jìn)行分析介紹：
一、施工期荷載的特點(diǎn)
（1）隨著施工過(guò)程的不斷進(jìn)行，施工期結(jié)構(gòu)的荷載類型也不斷發(fā)生著變化。如在樓板澆注時(shí)，模板與支架的重量就應(yīng)該歸為恒荷載的范疇；但是當(dāng)澆筑完成、模板拆除時(shí)，附近單元拆下來(lái)的模板與支架堆就應(yīng)該歸為活荷載。
（2）在施工期由于混凝土內(nèi)含有大量的水分，隨著水分的蒸發(fā)以及混凝土的不斷收縮變化，混凝土的重量也會(huì)隨之產(chǎn)生變化。所以，雖然混凝土在正常使用過(guò)程中的重量變化是可以忽略的，但在施工期混凝土重量的變化是影響施工結(jié)構(gòu)安全的重要因素。
（3）由于施工所在地的經(jīng)濟(jì)、地理、結(jié)構(gòu)類型以及施工單位的現(xiàn)場(chǎng)管理水平、施工方案、環(huán)境溫濕度、施工場(chǎng)地條件等因素的影響，從而使得在施工的不同階段所產(chǎn)生的活荷載類型有很大的不同。
（4）一些處于施工期的工程活荷載有著顯著的動(dòng)力荷載特征，荷載效應(yīng)大大增加，按照相關(guān)規(guī)定的要求對(duì)于此類的活荷載應(yīng)該乘以1.1～1.3的動(dòng)力系數(shù)；某些建筑材料堆積在建筑中的局部面積上，這些材料堆就會(huì)以集中荷載的形式出現(xiàn)。
二、施工期抗力的特點(diǎn)
1、施工期與正常使用期抗力的異同
2、不同階段抗力的變化存在著較大的差異
在施工期內(nèi)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗力會(huì)隨著時(shí)間的不斷增加而逐漸增長(zhǎng)，這一增長(zhǎng)值在前期會(huì)較大。當(dāng)達(dá)到28 d齡期后，增長(zhǎng)值會(huì)逐漸變小，而抗力也會(huì)逐漸接近設(shè)計(jì)時(shí)所要求的范圍。而在使用期前期結(jié)構(gòu)的抗力變化較小，但隨著時(shí)間的推移，混凝土碳化、鋼筋腐蝕的影響從而使得整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗力逐漸下降。 轉(zhuǎn)貼于 中國(guó)論文下載
3、抗力分析的時(shí)間有著很大的差異
根據(jù)相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，一般建筑的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50 a，但結(jié)構(gòu)施工期只有2～3 a。施工期的抗力分析應(yīng)該歸為短暫工況抗力分析，一些外界因素的影響可忽略不計(jì)，如地震作用、強(qiáng)風(fēng)作用等。
4、施工期抗力的影響因素
影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的主要因素有混凝土?xí)r變強(qiáng)度、鋼筋與混凝土間黏結(jié)、早期抗力計(jì)算方法、構(gòu)件幾何尺寸、縱筋配筋率、鋼筋類別等。 在施工期中，混凝土的抗壓強(qiáng)度與澆注齡期呈正比關(guān)系，而早齡期構(gòu)件的抗力直接受混凝土強(qiáng)度的影響，早齡期構(gòu)件抗力的增長(zhǎng)速度又與拆模時(shí)間有著密切的關(guān)系。在實(shí)際工程中，混凝土強(qiáng)度的推算是以同條件下養(yǎng)護(hù)試塊為依據(jù)的，因此，進(jìn)行必要的試塊與實(shí)體強(qiáng)度的對(duì)比分析，在施工期中的安全分析上是一種有效的手段。
5、施工期結(jié)構(gòu)的可靠度
相比較于使用階段和老化階段，在施工期結(jié)構(gòu)的整體風(fēng)險(xiǎn)較大。所以，進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工期可靠度和安全性分析是必要的，而且這一分析應(yīng)該建立在準(zhǔn)確把握荷載及荷載效應(yīng)、抗力的時(shí)變特性及可靠度指標(biāo)合理計(jì)算的基礎(chǔ)上。在我國(guó)現(xiàn)在對(duì)施工期結(jié)構(gòu)的可靠度分析方法較少，并且對(duì)施工荷載的統(tǒng)計(jì)資料很不全面。在建筑施工期內(nèi)，安全性和可靠度的分析是隨時(shí)間的變化而不斷變化的，多數(shù)情況下，采用的是離散型的時(shí)間凍結(jié)進(jìn)行處理，把施工期建筑結(jié)構(gòu)化為一序列時(shí)不變結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，研究結(jié)構(gòu)工作過(guò)程中若干最不利狀態(tài)，在每個(gè)狀態(tài)的分析過(guò)程中均不考慮結(jié)構(gòu)性能隨時(shí)間的變化。在實(shí)際分析中，首先力學(xué)分析的最不利工作狀態(tài)的確定，應(yīng)根據(jù)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和建造過(guò)程確定；其次確定各個(gè)最不利工作狀態(tài)的荷載種類，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮奢d組合；最后確定在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算校核中使用的安全系數(shù)，并考慮結(jié)構(gòu)所處的工作狀態(tài)及其在各個(gè)工作狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間、施工超載發(fā)生的概率等因素的影響。
施工期結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)的外形、施工進(jìn)程、材料性能的變化來(lái)進(jìn)行計(jì)算。定義結(jié)構(gòu)施工期各施工進(jìn)程的經(jīng)時(shí)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)為：
Z（t）＝R（t）－SG（t）－SL（t）
將對(duì)各施工進(jìn)程的抗力R（t）和荷載效應(yīng)SG（t），SL（t）進(jìn)行分析計(jì)算，最后由一次二階矩方法求得可靠度指標(biāo)。
