土木工程专业探索报告Word文档格式.docx
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土木工程专业探索报告Word文档格式.docx
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从旧石器时代(约公元前5000年起)到17世纪中叶。
(2)特点:
施工技术还未成熟,施工主要依靠经验。
同时材料主要取之于自然,如石块、草筋、土坯等。
(3)代表作:
北京故宫、索菲亚大教堂、赵州桥、都江堰、山西应县木塔等。
2、近代
从17世纪中叶到第二次世界大战前后,历时300余年。
①工程设计理论方面蓬勃发展,材料力学、弹性力学和材料强度理论等为土木工程车的结构设计提供了系统的理论指导。
②工程材料方面取得突破性进展,水泥的发明、钢材的冶炼、钢筋混凝土的应用等推动着工程从简单到复杂的转变。
③建造技术不断更新,如挖掘机、打桩机、压路机、起重机等施工机械纷纷出现,为快速高效地建造土木工程设施提供了强有力手段。
纽约帝国大厦、金门大桥、法国埃菲尔铁塔等。
3、现代
第二次世界大战以后
①在工程设计理论方面,借助计算机技术的发展,分析理论可以考虑材料的非线性和几何非线性,这就使得曲面设计等新颖结构得以实现。
同时,结构设计也能进行可靠性设计,这也使得结构设计更趋于自由、可靠。
②在建造材料方面,依靠化学工业和冶金技术的发展,适应不同要求的各种特种混凝土也不断地被发明,如轻骨料混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土等。
同时,高分子材料也开始应用于结构。
③在施工技术方面,依据计算机的发展,建造技术逐渐由单一使用机械发展到机-电-计算机的一体化。
全自动的自动监控过程和计算机的控制,使得施工精度、施工质量大大提升,施工进度大大加快。
台北国际金融中心、上海环球金融中心、香港青马大桥、上海杨浦斜拉桥、鸟巢等。
(三)土木工程的发展现状
如今,土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。
它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动,也指工程建设的对象(即建造在地上或地下、陆上或水中,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等)。
1、土木行业的现状
(1)铁路建设方面
“十一五”期间将是中国大规模铁路建设时期,铁路部门计划续转和新安排建设项目达200多个,其中客运专线项目28个,建设总投资12500亿元人民币。
今年作为“十一五”的第一年,铁路建设已经呈现出如火如荼的局面。
据了解,今年上半年我国完成铁路基本建设投资621.9亿元,同比增长1.9倍。
其中铁路基建大中型项目完成投资613.64亿元,同比增长2倍。
可以预见,我国铁路新一轮大规模建设即将展开,随着铁路投资的放开,以及参与铁路建设项目资质限制的松动,铁路建设市场将成为建筑企业另一个充满机遇的细分行业市场。
(2)公路建设方面
按照交通部已经确定的公路水路交通发展2020年以前的具体目标和本世纪中叶的战略目标,到2020年,公路基本形成由国道主干线和国家重点公路组成的骨架公路网,建成东、中部地区高速公路网和西部地区八条省际间公路通道,45个公路主枢纽和96个国家公路枢纽;
到2010年,全国公路总里程达到200万公里,其中高速公路3.5万多公里;
到2020年,全国公路总里程达到250多万公里,高速公路达到7万公里以上。
因此,未来10-20年,应是我国路桥建设持续、稳定发展的时期。
(3)城市轨道建设方面
据中国交通运输协会城市轨道交通专业委员会完成的报告显示,现在我国已经进入城市轨道交通快速发展的新时期。
目前,在国内40多座百万人口以上的特大城市中,已经有30多座城市开展了城市快速轨道的建设或建设前期工作,约有14个大城市上报城市轨道交通网规划方案,拟规划建设55条线路,长约1500公里,总投资5000亿元。
在“十一五”规划中,未来全国特大城市的地铁和轻轨通车里程将超过1500km,投资总额超过2000亿元。
(4)城市建设方面
首先,从城市化率来看,目前我国城市化率只有31%,低于世界平均水平15个百分点,根据对中国经济增长的潜力和中国人口增长的综合分析,可以预测,未来20年内,中国城市化水平将提高到60%左右,这意味着城市化率每年需提高约1.5个百分点。
其次,从我国城市的功能分区看,我国目前很多城市的功能分区并不合理,为了使城市土地价值最大化,必将对功能区重新划分,而这将导致现在很大一批城市住房资源的重新优化配置,很多需要配套和重建。
(5)房地产方面
近两年,为促进房地产市场健康发展,国家出台了一系列宏观调控政策,房地产投资增速过猛势头得到初步遏制,过热的购房需求有所降温,但从投资总量上看,房地产市场的建设需求仍是建筑行业企业应重点关注的细分行业市场之一。
参照我们过去二十余年居民收入增长速度以及住房改造速度,2020年中国城镇居民人均住房面积可能达到35平方米,即平均每户现有城镇居民还要增加10平方米多。
因此,可以大胆断言,在未来相当长的一段时间,尽管房地产商可能面临重新洗牌的局面,但房地产业将处于稳定发展的黄金时期。
2、现代土木工程的先进材料、基础理论、技术、管理模式
(1)材料方面:
①原有材料的改良:
水泥(包括通用水泥、专用水泥、特种水泥)、混凝土(如纤维混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等)、各类型钢(如角钢、圆钢、工字钢等)。
②新型材料:
以废渣为原料生产砖、砌块、材板及胶凝材料;
以废塑料、废橡胶及废沥青等可生产多种土木工程材料(如防水材料、保温材料、道路工程材料及其他室外工程材料);
人造石材、无机高分子涂料、比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)等。
(2)理论方面:
土力学(二十世纪初期)、固体力学(括材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、复合材料力学以及断裂力学等)、计算力学(包括基础计算力学和工程计算力学);
20世纪50年代以来,概率统计理论在工程力学上的应用愈益广泛和深入,并且逐渐形成了新的分支和方法,如可靠性力学、概率有限元法等。
(3)技术方面:
①地下工程与深基础施工技术,特别是深基坑的边坡支护和信息化施工技术,同时还有特种地基(包括软土地基)的加固处理技术。
②高层建筑成套施工技术。
特别是超高层钢结构、劲性钢筋混凝土结构和钢管混凝土结构的应用技术。
③小型混凝土砌块建筑和框架轻墙建筑体系技术,用于改进与提高多层建筑功能质量。
④建筑节能、环保与生态建设技术。
⑤开发智能建筑技术,研究解决施工安装与调试中的问题。
⑥建筑施工中的现代信息技术。
⑦复杂结构定位测控技术。
⑧建筑企业的现代管理和计算机应用技术。
(4)管理模式:
建筑工程管理方式(CM方式:
ConstructionManagementApproach)模式又称“边设计、边施工”方式或快速轨道方式,CM模式是由业主委托CM单位,以一个承包商的身份,采取有条件的“边设计、边施工”,即FastTrack的生产组织方式来进行施工管理,直接指挥施工活动,在一定程度上影响设计活动,而它与业主的合同通常采用“成本+利润”方式的这样一种承发包模式。
此方式通过施工管理商来协调设计和施工的矛盾,使决策公开化。
施工管理商早期介入工程项目,工程项目通过快速路径法,可以做到提前施工、提前竣工。
它打破过去那种待设计图纸完全完成后,才进行招标建设的连续建设生产方式。
其特点是由业主和业主委托的工程项目经理与工程师组成一个联合小组共同负责组织和管理工程的规划、设计和施工。
完成一部分分项(单项)工程设计后,即对该部分进行招标,发包给一家承包商,无总承包商,由业主直接按每个单项工程与承包商分别签订承包合同。
这种模式的优点是缩短工程从规划、设计、施工到交付业主使用的周期,节约建设投资,减少投资风险,业主可以较早获得效益。
其缺点是分项招标导致承包费高,因而要做好分析比较,认真研究分项数目,选定最优结合点。
这是近年在国外广泛流行的一种合同管理模式,这种模式与过去那种设计图纸全都完成之后才进行招标的连续建设生产模式不同,一般的招标发包方式与阶段发包方式的比较如图1。
图1连续建设模式和阶段发包模式对比图
CM模式的两种实现形式:
第一种形式为代理型建筑工程管理(“Agency”CM)方式。
在此种方式下CM经理是业主的咨询和代理,业主和CM经理的服务合同规定费用是固定酬金加管理费。
业主在各施工阶段和承包商签订工程施工合同。
第二种形式称为风险型建筑工程管理(“AtRisk”CM)方式。
采用这种形式,CM经理同时也担任施工总承包商的角色,一般业主要求CM经理提出保证最大工程费用(GMP:
GuaranteedMaximumPrice),以保证业主的投资控制,如最后结算超过GMP,则由CM公司赔偿:
如低于GMP,则节约的投资归业主所有,但CM公司由于额外承担了保证施工成本风险,因而能够得到额外的收入。
(四)土木工程的展望
1、工程材料
(1)建造材料将大力开展“绿色建材”的研制。
传统材料将受到限制,会采用污染少、能重复利用的材料,采用工业废料制作成绿色高性能混凝土将受到广泛研究和应用。
(2)化学合成材料的应用,使材料往多功能化、复合化、节能化等方向发展。
目前的化学合成材料主要用于门窗、管材、装饰材料,今后的发展方向是想大面积围护材料及结构骨架材料发展。
2、工程设计理论
(1)提高对不可预测的灾害、风险的预测能力。
许多工程结构是毁于台风、地震、火灾、洪水等灾害作用。
对于这种小概率、大荷载的作用,计算机的仿真分析和虚拟技术的发展应用就显得尤为重要。
因此,今后这方面的课题是需要重点研究和加以应用的。
(2)对重大土木工程设置健康监测系统。
诸如超大跨桥梁、超大跨空间结构、超高层建筑、大型水利工程、大型海洋平台结构以及核电站建筑,由于它们的使用期都比较长,正常的环境作用和突发的灾害作用都将不可避免地威胁到结构的安全性、完整性、适用性、耐久性、稳定性等。
因此,对于已建成使用的重大工程结构和基础设施急需采用有效的手段监测和评定其安全状况。
借助传感器技术、数据传输技术、人工智能技术等的迅速发展,健康监测系统将不断取得突破性进展。
3、施工技艺
(1)信息化施工
①利用计算机信息技术,手机、存储、处理和交流工期、人力、材料、机械、资金、进度等信息,是信息得以集中处理,更好地下定决策。
②通过网络,还能与其他国家和地区的工程数据库联系,在遇到新的疑难问题是可以及时查询解决。
(2)智能化建筑:
将建筑、通信、计算机网络和监控等各方面先进技术相互融合、集成为最优化的整体。
(3)智能化交通:
包括一下几个系统:
①先进的交通管理系统;
②交通信息服务系统;
③车辆控制系统;
④车辆调度系统;
⑤公共交通系统。
它应具有信息收集,快速处理,优化决策,大型可视化系统等功能,提高公路交通的安全性。
4、土木工程将向地下、荒漠、海洋、高空拓展。
(五)终极价值(意义)
1、随着全国上下土木的大兴,土木工程的意义更倾向于追求人与自然的和谐发展,建设可持续的绿色工程,避免带来不可扭转的污染和破坏。
2、土木工程需要解决的根本问题是工程的安全,使结构能够抵抗各种自然或人为的作用力。
所以,土木工程就是通过保证工程的安全来保证人类的安全。
3、土木工程的目的是形成人类生产或生活所需要的、功能良好且舒适美观的空间和通道。
它既是物质方面的需要,也有象征精神方面的需求。
随着社会的发展,工程结构越来越大型化、复杂化,超高层建筑、特大型桥梁、巨型大坝、复杂的地铁系统不断涌现,满足人们的生活需求,同时也演变为社会实力的象征。
二、贵州大学土木工程专业情况
(一)专业方向
1、道路工程
道路工程主要解决“行”的问题,通过修建公路和城市道路,来提供出行和运输的服务,并且使道路具有形成和促进城市结构布局、提供通风采光空间,作为上、下水道和煤气、电力、通信、设施埋设通道的功能。
2、建筑工程
建筑工程是土木工程中最有代表型的分支,主要解决“住”的问题。
建筑工程是兴建房屋的规划、勘察、设计(建筑、结构和设备)、施工的总称。
3、桥梁与隧道工程
桥梁与隧道工程包括桥梁工程和隧道工程。
桥梁工程属于结构工程的一个分支学科,主要指桥梁的勘察、设计、施工、养护和鉴定等。
隧道工程是以地下空间资源的开发利用为核心,拓展城市发展空间,解决城市发展面临的人口、环境、资源危机等重要问题的重要学科。
4、基础与岩土工程
基础与岩土工程包括基础工程和岩土工程。
基础工程,根据全国科学技术名词审定委员会的权威定义,是指采用工程措施,改变或改善基础的天然条件,使之符合设计要求的工程。
岩土工程是欧美国家于20世纪60年代在土木工程实践中建立起来的一种新的技术体制。
岩土工程是以求解岩体与土体工程问题,包括地基与基础、边坡和地下工程等问题,作为自己的研究对象。
(二)专业课程设置情况
1、基础课程:
高等数学、线性代数、概率论和数理统计、土木工程制图等。
2、主要课程:
理论力学、材料力学、结构力学、流体力学、土力学、建筑材料、混凝土结构与钢结构、测量学、土木工程CAD、施工技术与管理等。
3、主干课程:
(1)土木工程(道路工程方向)
主干课程:
结构力学、混凝土结构设计原理(钢结构)、基础工程(道桥)、土木工程项目管理、工程流体力学、道路勘测设计、路基路面工程等。
(2)土木工程(建筑工程方向)
结构力学、混凝土结构设计原理、砌体结构设计、房屋建筑学、土木工程项目管理、工程流体力学、基础工程、钢结构设计原理、土木工程施工、建筑结构抗震、高层建筑结构、土木工程概预算、建筑设备等。
(3)土木工程(桥梁与隧道工程方向)
结构力学、混凝土结构设计原理、土力学、桥梁工程、隧道工程、地下结构设计原理、道路勘测设计等。
(4)土木工程(基础与岩土工程方向)
结构力学、混凝土结构设计原理、土力学、岩石力学、基础工程、边坡与基坑工程、地下建筑工程与隧道工程等。
4、实践教学:
包括认识实习、测量实习、工程地质实习、专业实习或生产实习、结构课程设计、毕业设计或毕业论文等。
(三)师资情况
学院现有教职工93人,行政管理人员16人,专业教师77人。
其中,院士1人,享受国务院特殊津贴专家1人,、教授9人,副高职称40人,博士14人,硕士47人。
注册城市规划师2人,注册结构工程师4人,注册岩土工程师1人,注册监理工程师10余人,注册咨询工程师5人,注册检测工程师20余人,注册造价工程师4人,注册环评工程师2人,注册环保工程师2人,注册招标师1人,注册设备工程师2人。
建筑工程系现共有专职教师23人,在专任教师中,有教授2人,占9%;
副教授11人,占48%;
讲师10人,占43%;
助教0人,占0%。
具有博士学位的3人,占13%,硕士学位的13人,占57%。
具有国家一级注册结构工程4人,注册监理工程师2人,注册造价工程师1人。
道路与桥梁工程系现有教师13名,其中教授1名,副教授4名,博士4名,硕士研究生4名。
基岩系现有教授3人,副教授4人,讲师1人,实验师1人,具有博士学位4人,硕士学位2人。
(四)培养目标
1、培养目标
培养目标是工程师。
本专业培养掌握工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基本理论和基本知识,具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力,能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、桥梁、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作的高级工程技术人才。
2、能力与技术的培养
(1)具有较扎实的自然科学基础,了解当代科学技术的主要方面和应用前景。
(2)掌握工程力学、流体力学、岩土力学的基本理论,掌握工程规划与选型、工程材料、结构分析与设计、地基处理方面的基本知识,掌握有关建筑机械、电工、工程测量与试验、施工技术与组织等方面的基本技术。
(3)具有工程制图、计算机应用、主要测试和试验仪器使用的基本能力,具有综合应用各种手段(包括外语工具)查询资料、获取信息的初步能力。
(4)了解土木工程主要法规。
(5)具有进行工程设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。
(五)专业学习建议
1、弄清科学、技术、工程的关系
(1)科学是原理、知识的总称。
(2)技术是原理、知识向实际生产的转化,即生产力。
(3)工程自然科学或各种专门技术应用到生产部门中而形成的各种学科的总称。
一般来说,工程不仅与科学和技术相关,还与经济、政治、法律、美学等多方面挂钩。
因此,工程是科学技术的应用与社会、经济、法律、人文等因素结合的一个综合实践过程。
2、了解知识结构的搭建过程
(1)公共基础知识阶段:
通过学校必修的思想类课程、选修的哲学人文课程以及课外阅读的有关土木工程的法律法规书籍,在哲学、经济学、法律等方面具备必要的知识,对文学、艺术、伦理、历史、社会学等若干方面有一定的修习。
(2)专业基础知识阶段:
通过对学科大类必修课程以及相关的专业基础课程(如工程制图和CAD、结构力学等)的学习,掌握力学的基本原理和分析方法,掌握工程结构的力学性能、计算原理和一般的基础设计方法,掌握土木工程材料的基本性能和适用条件等。
(3)专业知识阶段:
通过对具体工程对象的分析(学校的实习以及暑期的实习),达到了解一般土木工程项目的设计、施工等基本过程,学会运用专业基本知识、基本理论,深入地学习掌握专业技能,建立初步工程经验。
3、学习途径
(1)在校学习:
学校教学主要包括课堂教学、实验教学、设计训练、施工实习等。
每个部分相辅相成,不可缺一。
①课堂教学主要是讲授原理,但是应用和练习较少,同时教材可能跟不上时代的快速发展,因此需要注意上课期间老师的点滴工程实际。
②实验教学是通过实验手段掌握实验技术,弄清科学原理。
③设计训练是学生融会贯通所学知识,提出自己的设想和技术方案,旨在培养学生的自主学习、解决问题的能力。
④施工实习是让学生了解最新的施工技术和施工管理知识。
这也是考验学生是否具备在实际中学习知识技术的能力。
(2)自主学习
①网络学习:
通过网络,我们可找到任何学校的精品课程,种类囊括了我们所学的所有课程。
因此,就算上听不懂,还是有很多补救机会的。
另外,通过各种相关的土木工程科技网站,我们也能够了解到关于土木工程技术原理前沿发展的最新信息。
②图书馆学习:
图书馆的书籍包罗万象,几乎包含了几十年的书籍,因此对学习或者查资料来说也是很大的参考价值的。
还有,图书馆定期更新的科技杂志也能给予我们一些新鲜的想法,让我们了解最前沿的讯息。
三、就业方向及职位选择
土木工程专业大体可分为道路与桥梁工程与建筑工程两个不同的方向,在职业生涯中,这两个方向的职位既有大体上的统一性,又有细节上的具体区别。
土木工程的从业领域包括:
1、工程技术
(1)代表职位:
施工员、建筑工程师、结构工程师、技术经理、项目经理等。
(2)代表行业:
建筑施工企业、房地产开发企业、路桥施工企业等。
(3)就业前景:
就像我们看到身边的高楼大厦正在不断地拔地而起、一条条宽阔平坦的大道向四面八方不断延伸一样,土木建筑行业对工程技术人才的需求也随之不断增长。
如今,房屋和土木工程建筑业的人才需求量已经跃居第一位。
随着经济发展和路网改造、城市基础设施建设工作的不断深入,土建工程技术人员在当前和今后一段时期内需求量还将不断上升。
再加上路桥和城市基础设施的更新换代,只要人才市场上没有出现过度饱合的状况,可以说土木工程技术人员一直有着不错的就业前景。
(4)典型职业通路:
施工员/技术员-工程师/工长、标段负责人-技术经理-项目经理/总工程师。
2、项目规划
项目设计师、结构审核、城市规划师、预算员、预算工程师等。
工程勘察设计单位、房地产开发企业、交通或市政工程类机关职能部门、工程造价咨询机构等。
各种勘察设计院对工程设计人员的需求持续增长,城市规划作为一种新兴职业,随着城市建设的不断深入,也需要更多的现代化设计规划人才。
随着咨询业的兴起,工程预决算等建筑行业的咨询服务人员也成为土建业内新的就业增长点。
预算员-预算工程师-高级咨询师。
3、工程监理
监理工程师
建筑、路桥监理公司、工程质量检测监督部门。
工程监理是新兴的一个职业,随着我国对建筑、路桥施工质量监管的日益规范,监理行业自诞生以来就面临着空前的发展机遇,并且随着国家工程监理制度的日益完善着更加广阔的发展空间。
监理员—资料员—项目直接负责人-专业监理工程师-总监理工程师。
4、工程检修
轨道交通及铁路工务部门工程师,一般是建设单位内部的工程技术人员。
轨道交通,铁路工务段(处)。
十一五规划全国路网10万公里,许多大中城市兴起修建地铁交通,这些轨道建筑都需要大量技术人员来检测和维修。
技术员-助理工程师-工程师-高级工程师
5、科研方向
公务员、教师
交通、市政管理部门、大中专院校、科研及设计单位。
公务员制度改革为普通大学毕业生打开了进入政府机关工作的大门,路桥、建筑行业的飞速发展带来的巨大人才需要使得土木工程专业师资力量的需求随之增长,但需要注意的是,这些行业的竞争一般较为激烈,需要求职者具有较高的专业水平和综合素质。
四、土木工程的建设程序
建设程序是指工程建设项目从策划、选择、评估、决策、设计、施工到竣工验收,交付使用的整个建设过程中,各项工作必须遵守先后次序的法则。
其过程包括:
(一)项目建议书
项目建议书是项目发起人向相关权力部门提出的要求建设某一工程项目的建议文件,是对拟建项目的轮廓设想。
其内容包括:
1、工程项目建设条件分析,包括资源条件、交通运输条件、经济社会发展条件等的分析;
2、工程建设可能存在的问题及对生态环境的影响等分析;
3、工程项目目标系统的建立和分析;
4、进行土地价值评价或做征地移民计划;
5、工程进度及资金筹措的安排。
(二)可行性研究
可行性研究是对建设项目在技术上、经济上是否可行进行科学分析和论证工作,是技术经济的深入论证阶段,为项目决策提供依据。
通过可行性研究,给出项目的投资估算。
(三)设计工作阶段
1、编制设计任务书
设计任务书是建设单位提出的设计要求,主要内容包括建设项目要求,房屋具体使用要求,建筑面积
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