工程制图课程是机械类专业的一门重要基础课程,一直是广大高等 教育 工作者关注的焦点。下面是我为大家整理的工程制图论文,供大家参考。
工程制图论文篇一:《工程教育下工程制图课程改革研究》
【摘要】 文章 介绍了工程教育专业认证的内涵,以《工程制图》为例,探讨在工程教育专业认证的背景下,如何针对不同专业学生培养的要求,改革制图课程的教学思路和 方法 :以学生为中心的教育理念,以学生为首要服务对象;以产出导向(目标导向)为教育取向。面向不同专业的课程体系优化:研究不同专业类别的应用和发展,确定体现专业特色的教学内容;针对不同专业讲授各自专业的图学标准;针对不同专业,开展专业绘图软件的学习。
【关键词】专业认证;工程制图;课程改革
一、工程教育专业认证
工程教育认证是国际通行的工程教育质量保证制度,也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。由于经济全球化带来工程人才的跨国流动,急需建立专业资格与学历教育互认体系。1989年生效的华盛顿协议使各国工程专业认证趋于等效,各国认证组织签订互认协议,相互承认专业点及其所授学历、学位。国内高校2014年提交专业认证申请362项,受理138项,进校考察111项,通过率80.4%。2015年受理数量增长至158项。工程教育认证的评判标准是专业培养的全部学生的学习成果,而不是部分“代表性成果”。专业认证强调工程教育的基本质量要求,它是一种合格评估。社会需求是多样性的,培养工业界、企业界所需求的、多样性的不同类别、不同层次的工程技术人才就是进行专业认证的目的。专业认证主要遵从以下三个原则:以学生为中心的教育理念,以学生为首要服务对象(Students-centered);以产出导向(目标导向)为教育取向(Outcome-based);持续改进的质量 文化 (ContinuousQualityImprovement)。[1]教学的目标应当围绕学生的培养,教学内容要根据对学生的期望而设计;以是否有利于学生达成预期目标为判断师资与 其它 支撑条件的原则;将对学生表现的评价定为评价的焦点,由 毕业 要求的达成支撑培养目标的达成。被认证专业必须通过举证证明可以期望每个合格毕业生达成目标要求;培养目标与毕业要求必须对日常教学活动起到导向作用,并有利于每个承担教学任务的人明确责任;对毕业要求与培养目标达成度的评价必须分解为对学生整个学习过程中的全程跟踪与进程式评估。
二、基于专业认证的工程制图课程改革
《工程制图》是理工类本科生必修的一门重要技术基础课,是理论与实践紧密相结合的课程,教学目的是培养学生的空间 想象力 、读图和绘制机械图的能力。作为入学后的第一门专业技术基础课程,它对训练学生掌握专业技术课程的 学习方法 ,培养学生的严谨作风和认真负责的态度都有重要的作用。学习该课程的主要目标是:(1)掌握并应用正投影法的基本原理来表达物体。(2)绘制和阅读工程图样。(3)培养空间想象、构思和造型能力。概括起来就是培养具有熟练绘图与读图技能的技能型人才,具有良好的空间到平面、平面到立体思维模式,有一定构造能力的创新型人才。该课程的学习,直接影响到后续的专业课程的学习以及学生是否能够胜任以后本专业的工作。
1、以学生为中心的教育理念,以学生为首要服务对象
(Students-centered)基于专业认证的要求,我们对教学环节进行了反向设计,培养目标是对毕业生在毕业后5年左右能够达到的职业和专业成就的总体描述,是专业人才培养的总纲,它是构建专业知识结构形成课程体系和开展教学活动的基本依据。毕业要求(或称毕业生能力)是对学生毕业时掌握的知识和能力的具体描述,包括学生通过本专业学习掌握的技能、知识和能力,是学生完成学业时应该取得的学习成果。教学的出发点不是教师想要教什么,而是学生达到目标需要学什么。以材料专业为例,本门课程支撑的毕业要求指标点主要有以下两点:第一,掌握机械、电子、信息技术等工程基础知识和基本原理,能分析简单机电装备的工作原理,并对简单故障进行分析判断;第二,具备运用合适的绘图软件正确表达机械部件、设备结构的能力。针对该指标点,我们将《工程制图》课程教学目标设定为:第一,掌握工程制图的基础知识,培养学生的形象思维和空间想象能力以及解决复杂工程问题的能力。第二,掌握绘制和阅读工程图样的基本技能和方法,并能查阅机械设计手册中的有关内容。掌握计算机绘图的基本方法,能够熟练运用CAD软件绘制工程图样。培养学生具有应用机械制图及计算机绘图的方法解决相关专业复杂工业设计制图的能力。[2]
2、以产出导向(目标导向)为教育取向(Outcome-based)
工程教育专业认证代表着一种新的教育理念:过去我们的教育主要强调的是教师如何教好,而工程教育认证主要强调的是学生如何学好。形成成果导向教学设计流程:由国家社会及教育发展需求、行业产业发展及 职场 需求和学校定位及发展目标来决定培养目标和毕业要求,进而决定指标点的设定。根据指标点修改课程体系以及教学要求和教学内容。由教学评价来反映学生发展及家长校友期望。我们需要重构培养方案,也就是优化知识结构,即知识及知识间的联系。大学阶段的教学方式不能等同于中学阶段,专业教育不能等同于基础教育。我们不能只见大树不见森林,要让学生懂得学什么,为什么,干什么。不能教的糊涂,学的糊涂。在大学教育过程中,由通识教育课到学科基础课,再到专业基础课,最后到专业课程,我们要建立有效地横向及纵向发展思路。改革课堂教学,由知识课堂转变为能力课堂,灌输课堂转变为对话课堂,封闭课堂转变为开放课堂,共性培养转为因材施教,终结评价转为发展评价。
3、持续改进的质量文化(ContinuousQualityImprovement)
针对专业认证的要求,为了实现持续改进,将教学管理制度进行相应的改进。改进的基础就是常态性的评估与评价,对每一个常规教学活动都进行评估。持续改进的实现有赖于有效的质量监控与反馈机制。在此过程中每个教师在持续改进中均承担责任,而且持续改进的效果是通过学生表现来体现的。我们对课程定期做出适当的记录,以便评估学生能力的取得程度:定期对试卷的题目难度、题目数量、规范性和试题结构合理性进行评价与记录;对考试成绩以及试卷中所有试题进行详细的分析整理,了解学生对课程知识点、指标点的掌握情况,评估学生能力取得的程度。评估的结果被系统地加入项目持续改进中:将上一届学生对知识点、指标点的掌握情况及不足之处,在下一届教学中有针对性的改进,依次针对近年来的组合体尺寸标注和标准件的画法等知识点进行了加强巩固,重点加入到下一届学生的教学与实践训练中。充分利用其他可用的协助持续改进的资源:主要通过平时的作业,绘图训练,绘图软件的上机练习等方式,加强对学生掌握知识点、指标点薄弱环节的训练,以保证达到持续改进的目的。
三、面向不同专业的课程体系优化
1、研究不同专业类别的应用和发展,确定体现专业特色的教学内容
在工程教育专业认证的大背景下,针对陕西科技大学的专业类别,将工程制图课程划分为3大专业类别:化工材料类、电气类和工程管理类。研究不同专业类别工程图学方面的应用和发展,确定能够体现专业特色的教学内容。比如,对于电气类专业,在讲机件的表达方法时,可结合芯片实物引导学生分析其表达方法、绘制相应图样。对于计算机专业,在讲计算机绘图的镜像和移动等内容时,可以适当加入计算机图形学方面的知识,增加学生的学习兴趣。
2、针对不同专业讲授各自专业的图学标准
调研和确定各类专业工程图学方面的“三化”(标准化、系列化、通用化),改变传统教学环节中只强调机械行业“三化”标准的缺点,针对不同专业讲授各自专业的图学标准。
3、针对不同专业,开展专业绘图软件的学习
改变传统计算机绘图只讲授AutoCAD的现状,针对不同专业,开展专业绘图软件的学习,使学生能够熟悉和应用专业绘图软件。
【参考文献】
[1]_义.解析工程教育专业认证的持续改进理念.中国高等教育,2015.15.
[2]王延亮,刘妍,司海燕.专业认证背景下的“计算机地图制图”课程教学改革.测绘工程,2013.6.
工程制图论文篇二:《工程制图整合CAD环境工程论文》
1环境工程CAD与工程制图课程整合的具体实施策略
1.1调整优化课程教材教学内容
环境工程专业就业岗位主要面向环境污染治理工程生产(管理)一线的工艺设计员、安装调试员、项目经理、运营管理员等。经过岗位分析与开发具备环境污染治理技术的基本技能,需掌握环境工程工艺设计、施工管理、设备安装、工艺调试以及污染治理设施运营与管理等专门知识。教材的选用是环境工程CAD与工程制图课程整合的关键环节之一。为了确保学生能够全面掌握基础知识和专业知识,实现高等教育教学目标,应当根据环境工程CAD与工程制图课程要求,自编或合理选用教材。教材内容上要突显非机械类制图的特点,涵盖制图基本原理、本专业常见工程图等,并且保证绘图过程均可利用CAD软件进行呈现,增强环境工程制图与CAD绘图技术结合的紧密性。在教材的编排上要加强制图基础、投影理念、构型表达等传统教学内容,适当削减画法几何等陈旧的教学内容,并大幅度增加以CAD技术三维几何造型为主的现代先进知识。教材内容的取舍要以环境工程专业特点为根本出发点,在确保基本理论完善的基础上,增加管道施工图、给排水工程图、建筑施工图等内容,为专业课程学习奠定扎实基础。通过调整优化教材,使学生在学习中能够始终处于图形的概念中,从小的立体、组合体,延伸到建筑形体,拓展到管道系统、给排水系统和建筑物等,让学生对环境工程制图构建起整体轮廓。为了将CAD技术融合于环境工程制图课程教材中,应当结合环境工程的设计特点,运用实例教学法,重视学生实际操作能力的培养、实践 经验 的积累。
1.2运用有效的 教学方法
在环境工程CAD与工程制图课程整合后,应当运用两者相结合的教学方法,提高教学效率与效果。首先,穿插讲授制图基础知识和CAD绘图基础知识,要求学生掌握线型、圆弧等铅笔手工绘图技巧,在此基础上再开展CAD软件基本命令和基础操作教学;其次,重视基于环境CAD三维建模技术的工程制图教学。为了提高学生三维建模能力,要在进行完成软件基本命令和基础操作教学之后,开展普通正方体、球体、圆柱体、长方体、锥体及其简单组合体的教学,利用CAD三维实体投影转换成二维平面图的功能,拓展学生的想象空间,并且利用CAD软件对不同类型的组合体和曲面进行投影的教学手段,对典型案例进行详细讲解,以增强学生的视图能力;第三,教师在教学中要分清教学重点,合理运用CAD软件技术化解教学难点。如,重点讲解工程制图的重要概念和标准,利用CAD三维建模讲解投影规律,着重讲解形位公差、配合公差等学生难以理解的教学内容。同时根据实际情况可以采用案例式教学。根据该门课程的教学方案和学时分配计划,在学生掌握基础命令后,课堂上除了配合教材与规范,还应适宜的引入工程相关的图纸进行背景介绍及图面图线讲解。真实具体的工程实例在教授过程中会更具有说服力真实感和吸引力。归总命令式教学。操作命令的繁多,往往会造成记忆上的混乱。每堂课由教师带着学生先复习上节知识,附带着列出相似命令的归类和 总结 ,帮助学生记忆。比如,L命令代表线,它可派生出PL多段线,XL射线,SPL样条曲线,EL椭圆,POL正多边形等。网络交流式教学。有限的理论和上机操作课时并不能完全解答学生的各种疑问,因此课上并不完全讲授每个命令中的子选项。因此欲留1-2个子选项的相关问题给学生作为课后练习题,并借助网络进行随时交流软件操作及相关专业知识的解答。通过课上课下的练习,教师可及时的收集归纳所反映的问题。同时也可使课上不好意思不爱提问题的学生以这种形式提出问题。有助于教师充分了解每个学生的掌握情况和现存的问题。
1.3重视实践教学
在环境工程CAD与工程制图整合教学模式中,要增加实践教学环节,重视学生工程实践能力的提升。例如,在进行环境二维工程教学中,对于给排水制图标准教学不仅要求学生掌握平面图、流程图、高程图的绘制技巧,还应要求学生掌握环境工程设备图的基本要求和绘制技巧。同时,为了提高学生参与实践教学活动的积极性,教师可以利用网络教学平台,通过让学生在“筑龙网”、“给排水在线”等专业网站主动收集资料,获取知识信息,从而完成教师布置的大作业,提高学生信息收集利用能力,以及理论知识运用于实践操作的能力。同时将开设课程设计,课程的理论学习和课程设计是散与合,理论与实践的关系。针对理论学习的进一步理解和消化,如何将所学的理论知识融会贯通,串成整体,构架成系统,使学生能从整体上把握计算机绘图的要领,又能自主的去探索和发现复杂高级的操作命令,是教学计划不可缺少,有必要设置的实践环节。2.4改善课程考核方式环境工程CAD与工程制图整合后的课程,将是一门实践性较强课程,如果采用单纯的笔试考试的方法来考核教学效果,并不能完全反映学生对整个知识的掌握情况,因此,有必要改善现有的成绩评定方法。除了笔试外,注意加大平时考核(作业、提问、测验、课程设计等)在总成绩中的比重,提高学生的学习积极性。把成绩的评分分为平时考核与期末考核两个组成部分。对学生成绩的认定,不能再是单纯的知识考核,而是要把知识和能力的考察综合起来。期末总成绩采取平时小作业成绩、手工绘图大作业成绩、CAD上机绘图成绩、期末考试成绩多项组成的优化方案。期末总成绩由以下比例构成,期末卷面成绩占50%,平时小作业占10%,手工绘图大作业占10%,CAD上机绘图占30%(其中平时CAD绘图作业占15%,CAD绘图上机考试占15%)。在整个课程考核中,我们强调对学习过程的考核,各个环节都要考察。
2结语
实践证明,通过对环境工程CAD与工程制图两门课程的整合,加上几种教学方法的引入,及时增加和更新教学内容,注重学生的个性培养,在课堂教学和实践环节中,加强专业知识的融合指导及其他辅助制图软件的讲解,开阔学生的眼界,保证教学内容的生动丰富,可为学生将来从事环境工程相关专业奠定扎实的制图基础,从而培养出社会真正需要的环境类人才。
工程制图论文篇三:《工程制图教学改革》
摘要:作者结合自身工作经验,根据工程制图课程的存在问题,为保证教学质量,提高教学效率,提出对课程改革的思考。
关键词:工科院校;工程制图教学;教学改革
工程制图作为工科院校经典传统的专业基础课程,主要是培养学生的空间想象能力、构形表达和空间解决问题的能力,以学习制图理论为基础,学习正确的图纸表达、读图方法等。一方面,随着各门类新知识新技术的出现和日趋成熟,各高校开设课程门类也随之增多,原有课程相对课时缩减,传统的教学内容、方法、手段等已不能很好地适应专业的发展需求。工程制图教学内容繁多、学时缩减是目前工程制图教学的主要问题。另一方面,扩招造成学生层次差别拉大,两极分化严重,普遍缺少自主学习创新能力,教师在教学过程中很难在有限的课时内将教学内容粗细讲解有度,学生在课程结束后很难很好地理解课程的主要内容,并顺利地应用到后续课程及实际生产设计中。针对工程制图教学存在的问题,笔者结合教学实践,提出了对工程制图课程教学改革的思考。
1.工程制图基本课程体系的改革
为适应学校课程设置,优化课程结构,提出整合传统课程内容,形成新课程体系的意见,注重与后续课程的衔接。在课程设置中将原有独立的工程制图课程和AUTOCAD课程合并为一门新课程,适量减少相应重复教学内容课时,在课程前半段重点讲解传统工程制图中组合体、视图、剖视图、断面图、零件图,以及有关制图的基本内容,以培养识图、绘制零件图、构形表达能力为重点。在制图基础知识教授的过程中,在传统挂图与教具的基础上逐步引入AUTOCAD绘图部分的知识,加强其绘制草图和计算机绘图能力的综合训练,并对所教授的三维模型进行分解和组合过程的演示,从而弥补传统教具静态表述的不足,使得读图浅显、易懂,使学生在掌握AUTOCAD基本绘图软件的同时,通过直观的认识很快具备组合体的读图能力,提高授课效率。课程后半段主要讲解AUTOCAD的计算机绘图部分,结合上机,熟练绘制复杂零部件,包括其表达方法、尺寸标注、技术要求等。将工程制图和AUTOCAD的课程合并,在培养学生的图形表达和形象思维能力的同时,搭建不分专业的横向技术基础平台,以适应当前各专业通用的设计、生产、技术交流的需要。
另外,将此课程设置在大学一年级第二学期,以巩固第一学期金工实习相关机械加工工艺知识,同时为后续机械基础课程、PROE三维设计及专业结构的学习奠定理论基础,以保证学生课程学习的连续性。此计划准备从2012级新生作为试点进行考察。
2.教学内容的改革
教学内容上,在教授工程制图基本理论的基础上,从实际生产中的简单零部件入手,以机械设计为主线,结合各专业所在行业,采用“整体教学,适度区分专业”的方式,将绘图知识贯穿在机械专业课程中,教授中注重基础零件的设计过程,并加强工艺知识的教授。例如,针对车辆专业的学生,在教授工程制图典型基本体、组合体画法的同时可以从汽车零部件中的简单体入手,例如:曲轴、发动机缸体教授学生相关的绘图规范、技术要求、工艺参数等,并同时运用AUTOCAD计算机绘图软件让学生上机绘制相关图纸。在此过程中,可运用PROE等三维软件进行零部件三维形状的动态演示、FLASH动画演示、相关生产线的视频演示等,以使学生对相关后续三维研发软件有所了解,激发空间想象能力和绘图热情。在教授课程的同时,可针对设计的图纸组织小组可行性方案的讨论,有意识地灌输实际设计生产过程中会遇到的方案可行性、加工成本、研发周期等的概念和思想。要学以致用,用设计制造的理念来进行讲学,在讲学的过程中增进和提高学生对本门课程的了解和热情,并能积极主动地进行思考设计,培养识图、读图及绘图能力,并进一步引导学生从二维空间向三维空间拓展。
3.教学思想上的转变
笔者认为,良好的教学氛围对于课程的学习和最终学生对课程知识点的掌握至关重要,启发式教学是非常有效的手段。例如,在讲授组合体的过程中,由学生自主思考基本体的相对位置的影响及其表面连接关系,大胆提问,并最终绘制各视图。在教学的整个过程中,激发学生的学习兴趣,使学生能积极主动地投入学习、教学,充分体现学生是主体,教师为指导的思想,调动学生的积极性、主动性,活跃教学气氛,最终达到提高其创造能力、培养其综合素质能力的目的。
4.教学方法上的调整
为了进一步提高学生的工程制图能力,除传统的课堂教学,开设实践教学:首先,开放工程制图模型室,模型室中有相关配套教学模型及复杂模型,学生能够借助对模型的观察、分析和现场测绘,建立起空间的感性认识,形成空间的整体 思维方式 。其次,为加强其综合实践能力,可结合课程联系相关的制造性企业进行有针对性的课程性实习,让学生从实际生产制造中更直观地了解制图的重要性和价值性。目前,课程性实习计划正着手和相关企业洽谈合作中。最后,可充分利用网络平台,开发与制图相配套的教学软件,学生可定期上机练习,自主检测学习成果,发现学习中的问题、重点、难点,及时了解和解决。
5.考核制度的改革
通过综合性的考核制度,多方位考查学生的制图能力:第一,学习过程中,通过课后练习题来考查对知识点的掌握、理解程度;第二,采用期末闭卷考试的形式,使学生在课程结课后能对工程制图课程有综合性的认识和理解;第三,通过机考,考核学生制图知识综合运用和计算机绘图能力;第四,实践制图能力的考核,结合实际零部件的绘制来考查学生对其专业简单零部件的结构、尺寸、技术要求等的认识水平,为后续课程的开展奠定基础。
综上所述,改革工程制图教学模式,转变传统的制图教学思想,将联系实际生产制造和计算机绘图的三维设计理念融入工程制图教学,采用“多元化”的教学模式,可加强学生创新意识和工程意识的培养,提高其综合素养。
参考文献:
[1]祝春花,庄中霞,胡建平主编.新时期工程制图教学改革探究[J].广东水利电力职业技术学院学报,2007,(8):31-33.
[2]马伏波主编.现代工程制图教学改革的研究和实践[J].安徽理工大学学报(社会科学版),2003,(3):100-102.
[3]付秀丽.提高制图课教学质量的教法[J].教育与职业,2005,(14):64-65.
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浅析我国建筑项目的现场施工管理
建筑项目的管理至为重要,其涉及的管理方面的内容非常多,所以要做好施工现场管理是比较困难的,在施工现场建立起有效的管理模式,其增益的效果不只是提升了建筑的质量和性能,还能够提高项目的经济收入,同时也能够反映出一个建设团队的工作态度及工作质量。目前建筑项目现场施工管理质量比以往有了质的飞跃,但不排除某些方面仍存有较大的问题,因此建筑项目现场施工管理仍需要不断进行加强。
1 建筑项目施工现场管理的影响因素
1.1 管理制度因素
建筑项目施工现场的管理需要有一个较为系统的项目管理的特点和项目运作分析,以制定出更完整的施工现场管理责任制,在实际项目施工管理过程中,应将各责任落实到具体人员,如果在实际施工中发生意外,可及时使负责人对问题及时解决,同时追究其责任,以促使施工效率和施工质量的提高,确保圆满完成该项目。
1.2 施工质量因素
建筑项目的施工质量是非常重要的管理内容,以提高施工质量来降低建筑成本,进而达到成本控制的目的。但在实际项目施工中,如施工人员的技术水平、施工环境地质、施工建筑材料等因素都将直接影响到建筑项目的施工质量,因此必须合理的制定出施工计划以控制整个建筑项目的施工质量,并在要求的工期内完成建筑任务,保证施工质量和施工进度。
1.3 人员素质因素
在施工现场的管理中,施工人员是非常重要的,施工人员的素质和技术水平将直接影响到施工的质量和效率,因此,应该加大施工人员的专业培训力度,从而改善建筑工人的专业素质,这是提高施工现场管理的重要内容。[1]提高施工人员的专业技能水平,不仅保证了施工效率和建设工程的质量,还可以有效及时的解决更多施工中遇到的困难,保证建筑的质量,加快项目建设进度。
1.4 施工进度因素
控制建设项目施工的进展是施工现场管理中的一个重要内容,控制好施工进度能够在建筑项目的实际建设中实现更高的效率,由于施工进度是一个动态的过程,所以较难控制,这需要建筑工人用心尽责,利用自己的专业知识来确保项目尽快建成。与此同时,足够的资金也会直接影响到施工进度,若资金充足则能够提高施工效率和施工质量,降低施工现场管理的难度,但如果资金活动流通的不够灵活,则会造成延误施工进度的现象。
2 建筑项目施工现场管理实效的提升路径
2.1 构建完善的施工现场管理制度
对此,首先,要建立竞争机制。广泛的竞争,实行岗位竞争制,以提高工作效率和工作,激发学习热情的员工,改善他们的工作积极性,有力地促进了建筑项目的建设效率。其次,建立激励机制。从分配政策改革的工人最关心的问题入手,要全面实施工资分配方式计酬,将劳动者个人收入和建筑业产出、质量、安全、成本等指标挂钩,体现了多劳多得的理念。再次,建立监督机制。为了使 规章制度 切实生效,应完善各项奖励制度,设立有效的激励机制并严格执行,激励员工严格按照技术标准和规范施工程序,确保施工安全。最后,建立监督机制。要建立有效的项目管理和监督机制,首先是要建立一个具体的计算机文件管理系统,加强过程控制工程质量。二是进一步加强对施工人员、施工材料和施工机电设备的管理干预,再加强人工成本,材料成本,设备成本和管理费用的四个控制水平。
2.2 强化施工质量的管理
由于施工质量受多种因素影响,可以从以下三个方面入手来加强施工质量的管理:第一,提高施工人员的素质。建筑工人包括工程员、建筑工人、管理人员等,他们的专业素质水平直接影响到施工项目的施工效率和施工质量,若员工的管理不善可能会导致施工现场管理秩序混乱,大大影响到了施工的顺利实施。第二,合理运用施工技术。科学的施工工艺直接决定了建筑项目的科学性和技术性,也是确保按时完成建筑项目,保证建筑质量的最重要的 措施 。第三,加强施工管理。随着信息技术的发展和建筑管理方式的进步,利用信息技术来监测建筑工程的质量成为目前施工管理人员中最有效的手段之一。
2.3 加强施工人员的管理
施工现场管理中很重要的组成部分即为建筑人员的管理。施工人员的素质对整个工程质量都有很大的影响作用,因此提高施工人员的专业水平不仅可以降低施工人员的管理难度,也可以使施工现场管理水平得到提高。施工人员的专业水平一般包括施工专业素质以及施工质量控制意识这两个方面。因此为了确保施工人员管理,保证施工质量和施工进度,满足施工要求,施工单位就需要加强施工人员的培训力度,提高施工人员的专业技能水平,进而使施工人员的质量控制意识得到提高,以有效促进建筑项目的顺利进行。
2.4 加强施工进度的管理
第一,应该合理控制施工进度、质量和成本,以实现施工项目的整体优化。第二,应严格控制施工进度计划与实际施工进度的差异,以提高整体施工进度的管理。第三,除了充分考虑时间控制,也应该考虑到建筑材料、施工机械设备等资源问题的有效率问题,以实现最经济性的合理分配和利用。[3]第四,应该通过计划、组织、协调、检查和调整等活动手段来调动一切可运用因素,来实现施工进度计划各个阶段的施工目标,以确保达到施工进度目标。
3 结语
总之,建筑项目现场施工管理在房产企业发展中具有十分重要的作用,在实际施工过程中施工现场管理包括了项目施工中的各项内容,良好的施工现场管理能够有效控制现场施工的情况,确保项目施工的效率和质量,使项目施工质量符合标准,使项目投资成本得以降低。
浅谈建筑工程质量管理
一、建筑工程质量管理
1.建筑工程质量管理的原则
建筑工程质量管理所采取的一切检测、监控的措施和手段,都是为了确保工程质量符合合同规定、符合政府规定的质量标准。因此,在质量管理中,应遵循以下几点原则:一是“质量第一”原则,构建和谐社会首先必须确保百姓有房可住,解决人民最基本的生活需求,“质量第一”是社会主义市场经济的原则之一,也是民生的基本要求;二是“以人为本”原则,充分调动人的积极性、创造性,增强人的责任感,树立“质量第一”的观念,通过提高人的素质来避免人的失误;三是“预防为主、防控结合”原则,“防”为“控”先,保证工程质量,预防为主,防患未然;四是坚持质量标准,严格检查,遵循数据的客观性和科学性,遵守国家的规范、建筑业内的规定,坚守科学、守法的职业道德。
2.建筑工程质量管理的责任主体
建筑工程建设中,参与工程建设的各方应根据国家颁布的《建筑工程质量管理条例》以及合同、协议和相关文件承担相应的责任。
2.1建设单位是建筑工程的投资人,是工程建设过程的总负责人,拥有确定建设项目的规模、功能、外观、选用材料、按照国家法律法规选择承包单位的全力。
2.2勘察单位是指对地质、地形及水文等要素进行测绘、勘探、测评及综合评定,并提供可行性评价与建筑工程所需勘查结果资料的单位。设计单位是指按照现行技术标准对建设工程想买进行综合性设计及经济技术分析,并提供建筑工程施工一句的设计文件和图纸的单位。
2.3施工单位是指经过建设行政主管部门的资质审查 ,从事建设工程施工承包的单位。
2.4工程监理单位是指经过建设行政主管部门的资质审查,受建设单位委托,依据法律法规以及有关技术标准、设计文件和 承包合同 ,在建设单位的委托范围内对建设工程进行监督管理的单位。
2.5设备材料供应商是指提供构成建筑工程实体的设备和材料的企业,包括设备材料生产商、经销商。
建筑工程建设因其投资规模大、建设周期长、生产环节多、参与方多、影响因素多等特点,各责任主体之间的联系密切,需协调各方才能合力完成。
3.影响建筑工程质量的因素
主要有以下五个方面:
3.1人员素质。不论是工程项目的决策者、管理者还是操作者,人员的素质都将直接或是间接地对规划、决策、设计和施工的质量产生很大的影响。
3.2工程材料。工程材料选用是否合理、产品是否合格、材质是否经过检验等等,这些都将影响建筑工程的结构刚度和强度,影响工程的使用和安全。
3.3机械设备。机械设备分为两种:一是指组成工程实体及配套的工艺设备和各类器具,它们构成了建筑设备安装工程或工业设计安装工程,形成完整的使用功能;二是指施工过程中使用的各类机具设备,简称施工机具设备。
3.4工艺 方法 。在施工过程中,施工方案是否合理,施工工艺是否先进,施工操作是否正确,都将对工程质量产生重大的影响。
3.5环境条件。环境条件是指对工程质量特性起重要作用的环境因素,它往往对工程质量产生特定的影响。
此外,建筑工程量的压缩、成本的降低、技术水平的滞后、企业组织机构的不健全、工人队伍的素质低下、建筑业市场的不良竞争等因素对建筑工程质量的影响也越来越明显。
二、提高建筑工程质量的方法和措施
1.规范建设单位的行为
建筑工程质量是一个广义的范畴,它包括施工质量、建设单位的组织管理质量、勘察设计单位的勘察设计质量、监理单位的监理质量。并且,我国《建筑工程质量管理条例》规定:“建设单位、勘察单位、设计单位、施工单位、工程监理单位依法对建设工程质量负责。”即所有参与工程建设的单位都要对工程质量负责。
2.加强对设计单位和设计者的审查
设计是工程建设的重要阶段,设计合理与否直接影响着建设产品的最终质量。据人们对有关工程事故的调查分析,约有近4成的工程质量事故源于设计。
3.加快推行建设监理制的步伐,完善监理制的各项配套措施
监理制的推出能够保证从第三方的角度对工程质量进行客观公正的监督,能够加强对质量形成过程的监督和管理。政府在对工程领域实行宏观调控时,应加快推行监理制,提高建设工程监理地位。同时要完善监理制的各项配套措施,要以法制加强对监理的考核约束,实行质量追偿制度。
4.对施工单位市场行为的监管、约束
要加大承包与分包单位对质量、安全事故的经济赔偿和刑事责任,逐步推行承包履约 保险 制;严格资质审查,加强施工企业资质管理,全面落实动态管理,保证进入工程领域的企业具备从事建设工程生产经营活动的基本技术、管理素质和适应不同工程规模、技术管理等级要求的不同综合等级水平评判的重要依据[4]。
5.加强政府对建设工程质量的直接监管
随着国家基本建设体制改革的进一步深化,以及《建设工程质量管理条例》等一些法律、法规的颁布实施,工程质量监督领域实现了有法可依、依法执监[5]。特别是在目前建设工程普遍实行监理的情况下,应针对工程质量监督机构角色和职能的变化,积极探索新的思路和理念,深化工程质量监督机构改革,健全执法运行机制,建立工程质量管理与监督的新模式。
6.推进工程领域劳动力市场的建设
工程领域劳动力市场的建设应从以下几个方面入手:有限度地开发劳动力资源;整个工程产业的发展从注重量的扩张转向质的提高;要求工程领域风劳动力资源的开发和利用有“度”的限制;政府应建立必要的严格的市场准入制度,使农民工的进入有一定的难度,从而使工人的操作水平和专业技能得到提高;要依据法律、法规、条例确立并加强对材料、机械、现场的规范管理,使之制度常态化,加大技术投入,提高质量意识。
结束
工程质量是工程建设的核心,是一切工程项目的生命线。工程质量的优劣,直接关系到人民群众的切身利益,关系到社会和谐稳定的发展大局。确保建筑工程质量,不仅是建设问题、经济问题,也是民生问题。要切实增强做好工程质量的责任感和紧迫感,全面提升建筑工程质量水平,努力把建筑工程质量水平提升到一个新高度,建立健全管理制度、责任制度,推动建筑工程质量不断提高。
浅析施工企业全过程工程造价管理的难点与对策
工程造价直接关系到企业的利益,是企业的根本,全过程包括投标报价、签订合同、施工以及竣工阶段,如何做到合理的造价管理,是现代企业关心的问题,如何在这几个阶段中掌握好资金的预算,对工程进行正确的认识和分析,这是衡量企业实力的一个重要依据,本文主要分析施工企业全过程工程造价管理中遇到的难点和相应的措施,在保证质量的基础上,缩减成本,增加利润,从而促进企业的发展。
一、企业全过程工程造价管理简介
在市场经济体制下,竞争非常激烈,施工企业要想生存下去,必须在对工程造价进行合理的预测和管理。全过程主要是指投标报价阶段到竣工结算阶段,投标是施工企业接工程的主要途径,要对工程进行合理的分析,使自己的报价合理有竞争力,合同签订阶段的造价管理有多种模式,主要包括固定价格合同、可调价格合同两种,固定价格合同是在专用条款中约定合同价格,从而确保承包风险责任人的确定,可调价格合同则是对一些条款确定一定的价格范围,这两种价格合同相结合有效的保证了资金的有效性,合同对于施工材料要有明确的规定,若有业主提供的材料要明确指出,施工企业自购的材料要有采购的具体资金和用途,合同语言要严谨,将责任明确清楚,确保合同的正规性。施工过程中要建立有效的资金管理体系,对每一道工序都有责任人对其负责,针对施工,要有明确的安全、设备、优化等的方案,保证资金分配合理,确保工程高效进行。在竣工验收阶段,对工程的整个过程仔细审核,做到不重不漏,相关文件仔细整理,资金费用的每一项都有具体的施工项目,从而在交工时能够确保资金的回收和企业的效益。
二、企业全过程工程造价管理中的难点
工程造价管理过程中会遇到各种困难,我们需要做的是正视这些困难,只有解决了这些困难我们的企业才具有更强的竞争力。在造价预算阶段以及决策阶段,这是全过程的第一个阶段,也是关系到工程能够走向正确路线的关键,在决策时一定要保证对市场进行密切调查,保证对市场状况有正确的认识,要对施工过程中的资金用向掌握好,针对方案进行一定的优化和完善,目前的施工企业对资金系统并不是很了解,缺乏正确的评估能力和方法,市场的分析不到位,导致对风险预测能力不足,往往导致施工过程中遇到资金周转不开的现象,从而影响施工企业的利益。
在设计施工方案设计过程中,图纸的研究很重要,在确保对图纸研究透彻的条件下,对方案进行完善和修改,对工程造价进行合理的管理,现在的施工企业对这方面的 经验 不足,对施工方案的优化力度不够,导致了资金的浪费,不符合企业的造价管理的方针,也在另一方面增加了管理难度。对于施工过程,这是整个工程的主体, 其它 都是为其服务的,在施工过程中由于各种各样的因素存在,往往会出现很多问题,甚至会出现资金记录混乱,资金去向不明等现象,在施工过程中有时不按照规定施工,造成设施损坏,从而导致预算资金不够等现象。在工程验收阶段,最后对资金进行汇总时,账目管理混乱,相关负责人员相互推卸责任,严重的甚至会追究法律责任,既伤害了感情,又损失了人才,是我们不愿意看到的结果。
三、针对企业全过程工程造价管理难点所采取的措施
为了提高企业的经济效益,要采取相应的措施,下面我们主要给出一些措施,希望能够有所帮助。做好项目初期的预算和决策工作,确保工程造价的合理性和优化性,做好 市场调查 ,对施工过程中存在的风险进风险预估,为项目留出充足的备用资金,以应对紧急情况,确保工程的正常进行。在对图纸研究时,不仅要理解表面还要理解深层次的意思,对每一道工艺都要很明确,不懂的地方不能装懂,确保工艺的正确性,要对已给工艺进行完善,降低生产成本,从各个方面确保资金到位,方案最优化,抗风险能力强。施工企业要完善的制度和管理模式,有明确的造价规范,这样工作人员才能根据规定正确的进行资金调用。
施工单位最终的目的是完成质量合格的工程,在确保工程质量的基础上,降低生产成本,对工程所用材料进行明确规定,并加强监督管理力度,相关负责人的责任意识要强,对此可以和奖金挂钩,从而提高工作人员的积极性,只有这样因质量问题导致的工程事故才会少发生甚至避免,充分权衡质量、时间和资金的关系,保证三者的有机结合,确保工程按时按质低成本完成。工程造价是否合理,要在施工过程中体现出来,因此对施工人员的素质要求要提高,加强思想方面的引导,建立奖惩制度和监督管理,对造价管理和施工阶段进行严密的监督,对工程有利的措施要给予奖励,相对的破坏工程的举措,要严惩,起到威慑作用。竣工验收阶段对每一项进行检查,资金用向保证合理,上级领导人员要有相应的精神,做到不怕苦,亲自监督,这是工程的最后一步,保证好工程完美完工十分必要。
四、 总结
总的来说,施工企业要做到分析,监督到位,对资金预算合理,方案制定准确,施工正常进行,竣工完美,这些都是企业市场竞争力的有效表现。严格的设计管理方案和好的投标方法能够在投标期间占据很大的优势,同时施工过程的严格管理和监督,保证了资金分配合理,工程正常完成。施工企业全过程造价管理是十分重要的一项内容,企业要予以足够的重视,从而加快自身企业的发展。
建筑结构的论文篇4
试谈建筑结构优化设计
【摘要】建筑结构设计在很大程度上影响着工程造价、工程质量和工程进度,根据结构设计面临的挑战,本文从结构优化设计的基本原则出发,简要地阐述了高层剪力墙结构的优化。
【关键词】优化设计;剪力墙结构;结构延性
1 引言
建筑结构的安全与经济有时是一对矛盾体。随着市场经济的不断完善,房屋建造商越来越重视建筑物的经济性能,但是安全也是一个绝对不能忽视的问题。用最少的材料或造价建造出满足规范和使用要求的建筑是我们需要努力追求的目标。
结构的优化设计并不是简单的减少混凝土和钢筋的用量,而是通过调整各构件刚度之间的比例关系,充分利用各构件的受力特点,发挥它们各自的长处,使整体结构达到最优。
2 结构优化设计的基本原则
结构优化设计的基本原则主要有以下几点:
(1)建筑平面布置产生规则结构效应的原则
有规则建筑体型和平面布置的结构,因其受力较简单,造价相对较低。但由于不同使用功能的需要,建筑的体型和平面布置是多种多样的,不可能因结构要求规则而对建筑师的创作提出无理要求,倒是可以在满足不同使用功能的前提下,通过对结构墙、柱的布局和墙肢长短的调节,使不规则的建筑体型和平面布置产生规则结构的效应,同样可以使建筑结构达到经济合理和安全耐用的预定目标。
(2)提高建筑舒适度原则
建筑结构的优化设计应包含结构体系的优选、传力途径的科学性、构件布置的合理性、构件和材料选用的正确性等内容;应该把尽可能提高建筑投入使用后的舒适度作为建筑结构优化设计的一条重要基本原则。
(3)建筑结构整体安全度原则
结构优化设计应全面考虑整体建筑的每个构件,使结构体系中每个构件都具有合理的可靠性,确保整个结构体系的安全性能,确保实现结构设计规范规定的设计标准,达到建筑结构既安全耐用又经济合理的总目标。
(4)不同构件采用不同的安全系数的结构优化设计原则
工程设计人员必须在保证结构安全的前提下,通过对建筑结构的整体概念分析,采用合理的优化设计理念和方法进行优化设计,使得能有效地控制工程造价,满足投资方的经济性要求。通过以往的优化设计经验来看,相比于传统的设计方法,优化设计通常可以达到降低工程造价5%~30%的目的。
3 高层剪力墙结构的优化设计
剪力墙结构是高层建筑中常采用的一种结构形式,其特点是整体性好,侧向刚度大,水平力作用下侧移小,并且由于没有梁、柱等外露与凸出,便于房间内部布置,缺点是剪切变形相对较大、平面外较为薄弱。
(1)减少剪力墙材料的用量、节约造价
剪力墙材料的用量是整个结构材料用量的核心,剪力墙结构的设计优化应首先从减少剪力墙结构材料的角度考虑。
影响剪力墙材料用量的几何因素有长度和厚度,在设计中为了保证结构为一般剪力墙结构,剪力墙的长度须按规范要求进行设置,一般不宜减短。同时,结构的刚度与剪力墙长度的三次方成正比,与厚度的一次方成正比,因此减小剪力墙截面厚度既可以有效减少材料用量,又不至于严重削弱结构的刚度。一般来说,剪力墙的设计应在满足稳定性的前提下,尽量减薄,也就是在满足刚度等要求的前提下,达到减少剪力墙材料用量节约造价的目的。
一般的剪力墙结构,墙柱用钢量所占比例在50%~70%之间,是优化时重点考虑的内容,墙柱配筋应在满足要求的前提下尽量取规范的低值。梁的用钢量占8%~20%,所占比例不大,但其布置对板含钢量有较大影响,板的含钢量一般占15%~20%。
(2)剪力墙结构的延性设计
了解剪力墙结构的特性,发挥其所长,克服其所短,是正确合理地设计剪力墙结构的关键。剪力墙结构概念设计的内容,主要包括:从总体上合理布置剪力墙的位置,确定剪力墙的数量、剪力墙的长度、剪力墙的厚度,保证剪力墙结构刚度均匀和刚度适宜。
1)强墙肢、弱连梁
工程中剪力墙分为整体墙、整体小开口墙和联肢墙。整体墙受力如同竖向悬臂,当剪力墙墙肢较长时,在力作用下法向应力呈线性分布,破坏形态类似偏心受压柱,配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端;为防止剪切破坏,提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率;为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长,以防止截面应力相差过大。联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙,联肢墙的破坏形态以强墙肢弱连梁为宜,即连梁先于墙肢屈服,使塑性变形和耗能分散于连梁中。
2)强剪弱弯
在工程设计中,采用剪力墙增大系数调整墙肢底部加强部位截面剪力计算值和连梁梁端截面组合剪力设计值,使墙肢和连梁实现强剪弱弯。
3)限制剪压比
墙肢、连梁截面的剪压比超过一定值时,将过早出现斜裂缝,当增加的横向钢筋或箍筋不能提高其受剪承载力,抗剪钢筋不能发挥其抗剪作用,在抗剪钢筋未屈服的情况下,墙肢或连梁发生斜压破坏。为了避免这种脆性破坏,应限制墙肢或连梁的平均剪应力与混凝土的轴压比,即限制剪压比就是限制剪力设计值。
4)限制墙肢轴压比
轴压比是影响墙肢延性的主要因素之一。《建筑抗震设计规范》GB50011-2010对墙肢在一、二、三级抗震墙的轴压比进行了限制,并要求一、二、三级剪力墙轴压比超过一定的数值,必须设置约束边缘构件。
(3)剪力墙结构的连梁优化设计
在高层剪力墙结构中,连梁是一项关键的耗能构件,其剪切破坏将对结构抗震产生极为不利的影响,并会极大地降低结构体系的延性。因此在高层剪力墙结构的优化设计过程中,一定要注意对连梁进行强剪弱弯的验算,以保证连梁的剪切破坏晚于弯曲破坏。对于人为加大连梁纵筋的操作一定要慎之又慎,因为这样就有可能无法满足强剪弱弯的要求。
在住宅结构设计时,一般情况下不宜采用大刚度的窗下墙作为连梁,而宜将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。同时,在满足结构刚度与变形要求时,应从经济角度与抗力、变形方面综合考虑,合理布置抗侧力构件。
(4)结构设计软件在优化设计中的运用
随着计算机技术以及结构优化设计理论的结合,基于计算仿真的优化设计思路已经在工程结构设计中得到了广泛的应用。通过利用计算机分析软件建立优化设计的分析模型,采用高效的计算机优化计算方法,设立结构设计达到的目标要求,最终实现结构设计的优化目的。在具体的优化设计过程中,优化设计实际上已经由一个工程问题转变为一个数学问题。在大型复杂结构的优化设计中,基于这一思想的结构优化设计方法具有其他算法无法替代的优势。因此,工程设计人员加强基于计算机技术的优化设计分析非常必要。
4、结语
建筑结构优化设计是指在满足各种规范或某种特定要求的条件下,使建筑结构的某种指标(如重量、造价、刚度等)为最佳的设计方法。也就是要在所有可用方案和做法中,按某一目标选出最优的方法。设计是规范加上工程师判断和创造的产物,设计优化在一定程度上意味着对常规的突破,但结构的优化设计并不以牺牲安全来求得经济效益。这就要求我们的结构设计人员应当根据相关规范的要求和建设单位的需要,来对其高层结构进行合理的选择与优化。
参考文献
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[3]宋瑛.剪力墙布置位置的设计优化[J].山西建筑,2012,38(29):53-54.
建筑结构的论文篇5
试论高层建筑结构设计
[摘 要]高层建筑的结构设计合理与否,会对整个工程的质量、使用性能及使用寿命等方面产生十分重要的影响。因此,做好结构设计工作是高层建筑物施工之前最重要的任务之一。在本论文中,笔者首先分析了高层建筑物结构设计的特点,而后对高层建筑物结构设计的相关要求及注意事项进行了深入探讨。
[关键词]高层建筑 结构设计 特点 要求
随着我国经济的迅速发展,人们的生活水平等方面都获得了较大的提高,对生活质量的要求也愈来愈高。从建筑物需求量的方面来说,近年来,我国人民对住房的需求量也不断增多。这导致建筑用地的不断增多,使得当前我国可用耕地面积不断减少。为了缓解此种情况,我国建筑企业开始将发展的目光聚焦于高层建筑物的建设上。也正因为如此,当前我国高层建筑物的数量急剧增长。从积极方面来说,这确实从很大程度上缓和了建筑物供不应求的状况,但同时我们也必须注意到一个现象:很多高层建筑在使用过程中都出现了这样或者那样的问题,严重影响了建筑物的使用寿命,不利于建筑行业的健康发展。究其原因,这主要是因为部分高层建筑的结构设计不合理。下面,笔者将对高层建筑物的结构设计方面进行相关探讨。
1.高层建筑结构设计的特点
与一般建筑物不同,高层建筑物的结构设计工作更为复杂。一旦结构设计不合理,整个建筑物的施工过程及使用都会出现严重的问题。因此,工作人员必须从高层建筑建设的实际情况出发,制定合理的设计方案。下面,笔者将对高层建筑结构设计的主要特点进行一一阐述。
首先,在高层建筑结构设计的过程中,工作人员必须注意结构产生的水平力。一般来说,低层建筑物结构中,水平力产生的影响相对较小,而导致的侧向移位也往往被人忽视。
其次,高层建筑结构设计必须能够承受较大的承载力和足够的抵抗侧向力和刚度,这样才能保证水平力作用下的侧向位移不至于超过一定的限度。同时,要保证高层建筑物的外墙等其他的维护材料或者装饰构件与主体结构之间可靠连接起来,减少不必要的破坏。要根据施工地点地基的承载力和刚度来确定上部结构的承载力及相应的刚度。
再次,高层建筑的结构设计应尽可能地减轻房屋的自重。对于那些土层比较软的施工地点,由于其自振周期长,尽管增加建筑物的层数可以减小地震剪力,提高整个建筑物的性能,但高建筑也是自振周期长,容易引起共振对抗震不利,因此应确定合理的层数。另外,某些高层建筑会设有抗震设防的结构。工作人员在进行高层建筑结构设计时,必须充分勘察施工地点的地形及地质土层情况,最好选择那些地势平坦、地形开阔、土层坚硬、土质均匀的地段,避开那些地势差异较大的、非岩质的陡坡或者软土地带。同时,工作人员要注意,在勘察过程中,如果发现某一地段发生地震的可能性较大,抗震能力较差,则决不能进行盲目的工程建设。
2.现代高层建筑结构设计的注意事项
结合自己多年的工作经验,笔者分析了现代高层建筑结构设计的要求,并 总结 出以下几个方面的注意事项。
2.1 充分考察高层建筑的受力情况,选择合理的结构类型
高层建筑物结构类型的选择,主要是由其结构体系和材料特征所决定的。我们都知道,高层建筑实质上是一种竖向悬臂结构,其使用过程会产生两种荷载:水平荷载和竖向荷载。一般来说,竖向荷载的方向并不发生变化,但随着建筑物高度的不断增加,水平荷载也会相应的提高,包括各种结构作用力和结构抗力等。高层建筑结构作用力主要分为两种:直接作用力和间接作用力。前者主要指高层建筑物结构上所承载的各种集中力和分布力,包括建筑物及机器设备的自重等;后者则是指引起高层建筑结构发生变形的作用力,如温度变化、地基变形、混凝土遇冷收缩等产生的力。相比直接作用力来说,间接作用力的破坏效应可能会更大,会受到建筑物地基条件及其他外在条件的影响。直接作用力和间接作用力过大,会导致高层建筑的整个结构构件发生变形等。而同时,高层建筑的结构设计会承担一部分的迫使其变形的力量,这种能力被称为结构的抗力。只有抗力较高的结构,才能充分发挥高层建筑物的优良性能,延长其使用寿命。
2.2 选择合理的结构平面布置 .协调好建筑与结构的关系
建筑物的结构平面布置必须符合以下原则:独立结构的建筑物单元,形状最好简单规则,而刚度和承载力分布要均匀,绝对不要采用不规则的平面布置方式。也就是说,平面应尽可能规整,最好对称;平面的长度不宜过长;伸缩缝的框架结构在55米左右,剪力墙结构45米左右最为合适。同时,最好使用标准层,同意布置柱网和层高。
2.3 做好高层建筑物的结构布局
现代社会,经济发展水平的迅速增长,使人们的思想观念、意识等都发生了较大的变化,审美观等方面也发生了较大的变化。高层建筑物在进行结构布局时,必须从现代人的生活理念出发,合理设置建筑物的结构。众所周知,高层建筑物垂直方向的承载力较大。因此,在进行结构设计时,工作人员要重视建筑物地基受力结构的稳定性,平衡不同地点之间的受力关系。
2.4 高层建筑物结构设计必须经济合理
在进行结构设计时,工作人员不仅要考虑结构的安全合理性,还要保证结构的经济性,保证建设单位的经济效益。例如,合理设置结构的跨度,板跨度越大,要求的板厚度也会相应的越大,需要的钢筋也会较多。这将会给建设单位带来较大的成本花费。一般来说,井字梁的使用要优于十字梁,而十字梁的使用比没有梁更好。同时,在保证建筑物稳定性的前提下,高层建筑基坑的深度不应过大,但要超过冰冻深度。
除此之外,高层建筑施工单位在施工之前,要对施工地点的地址等状况进行认真勘察。在那些地震较为频繁的地区,工作人员应该合理设置建筑物结构,避免或者减少地震作用对高层建筑的不利影响。首先,建筑单位要合理设计抗震缝,调整平面形状和结构布置。但必须注意,如果建筑平面较为复杂,而形状结构等都难以调整时,要尽量将抗震缝划分成几个较为简单的结构。高层建筑的高度一般大于15米,在15米之下的结构上面,缝宽最小可为100毫米,但随着高度的增加,缝宽也要较大。总之,工作人员要根据不同的结构体系,合理设定抗震缝的宽度。
3.总结
随着中国特色社会主义进程的不断推进,我国的城市化进程的速度也在不断加快,同时为了进一步缓和耕地不足与建筑物供不应求之间的矛盾,高层建筑物的数量越来越多。与普通建筑物相比,高层建筑物的结构设计有其独特性。同时,任何建筑物的结构设计工作合理与否,会对整个建筑物的外观以及稳定性等方面产生十分重要的作用。工作人员需要不断更新自己的设计理念,运用先进的设计方法,才能将此项工作落到实处。同时,在进行结构设计时,相关人员必须充分考虑高层建筑的用途和基本功能,而后做好合理的设计工作。相信未来,在我国高层建筑物数量不断增长的同时,质量也能获得较大的提高,我国建筑行业能够朝着更加健康的方向发展。
参考文献
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数学建模--教学楼人员疏散--获校数学建模二等
数学建模
人员疏散
本题是由我和我的好哥们张勇还有我们区队的学委谢菲菲经过数个日夜的精心准备而完成的,指导老师沈聪.
摘要
文章分析了大型建筑物内人员疏散的特点,结合我校1号教学楼的设定火灾场景人员的安全疏散,对该建筑物火灾中人员疏散的设计方案做出了初步评价,得出了一种在人流密度较大的建筑物内,火灾中人员疏散时间的计算方法和疏散过程中瓶颈现象的处理方法,并提出了采用距离控制疏散过程和瓶颈控制疏散过程来分析和计算建筑物的人员疏散。
关键字
人员疏散 流体模型 距离控制疏散过程
问题的提出
教学楼人员疏散时间预测
学校的教学楼是一种人员非常集中的场所,而且具有较大的火灾荷载和较多的起火因素,一旦发生火灾,火灾及其烟气蔓延很快,容易造成严重的人员伤亡。对于不同类型的建筑物,人员疏散问题的处理办法有较大的区别,结合1号教学楼的结构形式,对教学楼的典型的火灾场景作了分析,分析该建筑物中人员疏散设计的现状,提出一种人员疏散的基础,并对学校领导提出有益的见解建议。
前言
建筑物发生火灾后,人员安全疏散与人员的生命安全直接相关,疏散保证其中的人员及时疏散到安全地带具有重要意义。火灾中人员能否安全疏散主要取决于疏散到安全区域所用时间的长短,火灾中的人员安全疏散指的是在火灾烟气尚未达到对人员构成危险的状态之前,将建筑物内的所有人员安全地疏散到安全区域的行动。人员疏散时间在考虑建筑物结构和人员距离安全区域的远近等环境因素的同时,还必须综合考虑处于火灾的紧急情况下,人员自然状况和人员心理这是一个涉及建筑物结构、火灾发展过程和人员行为三种基本因素的复杂问题。
随着性能化安全疏散设计技术的发展,世界各国都相继开展了疏散安全评估技术的开发及研究工作,并取得了一定的成果(模型和程序),如英国的CRISP、EXODUS、STEPS、Simulex,美国的ELVAC、EVACNET4、EXIT89,HAZARDI,澳大利亚的EGRESSPRO、FIREWIND,加拿大的FIERA system和日本的EVACS等,我国建筑、消防科研及教学单位也已开展了此项研究工作,并且相关的研究列入了国家“九五”及“十五”科技攻关课题。
一般地,疏散评估方法由火灾中烟气的性状预测和疏散预测两部分组成,烟气性状预测就是预测烟气对疏散人员会造成影响的时间。众多火灾案例表明,火灾烟气毒性、缺氧使人窒息以及辐射热是致人伤亡的主要因素。
其中烟气毒性是火灾中影响人员安全疏散和造成人员死亡的最主要因素,也就是造成火灾危险的主要因素。研究表明:人员在CO浓度为4X10-3浓度下暴露30分钟会致死。
此外,缺氧窒息和辐射热也是致人死亡的主要因素,研究表明:空气中氧气的正常值为21%,当氧气含量降低到12%~15%时,便会造成呼吸急促、头痛、眩晕和困乏,当氧气含量低到6%~8%时,便会使人虚脱甚至死亡;人体在短时间可承受的最大辐射热为2.5kW/m2(烟气层温度约为200℃)。
图1 疏散影响因素
预测烟气对安全疏散的影响成为安全疏散评估的一部分,该部分应考虑烟气控制设备的性能以及墙和开口部对烟的影响等;通过危险来临时间和疏散所需时间的对比来评估疏散设计方案的合理性和疏散的安全性。疏散所需时间小于危险来临时间,则疏散是安全的,疏散设计方案可行;反之,疏散是不安全的,疏散设计应加以修改,并再评估。
图2 人员疏散与烟层下降关系(两层区域模型)示意图
疏散所需时间包括了疏散开始时间和疏散行动时间。疏散开始时间即从起火到开始疏散的时间,它大体可分为感知时间(从起火至人感知火的时间)和疏散准备时间(从感知火至开始疏散时间)两阶段。一般地,疏散开始时间与火灾探测系统、报警系统,起火场所、人员相对位置,疏散人员状态及状况、建筑物形状及管理状况,疏散诱导手段等因素有关。
疏散行动时间即从疏散开始至疏散结束的时间,它由步行时间(从最远疏散点至安全出口步行所需的时间)和出口通过排队时间(计算区域人员全部从出口通过所需的时间)构成。与疏散行动时间预测相关的参数及其关系见图3。
图3 与疏散行动时间预测相关的参数及其关系
模型的分析与建立
我们将人群在1号教学楼内的走动模拟成水在管道内的流动,对人员的个体特性没有考虑,而是将人群的疏散作为一个整体运动处理,并对人员疏散过程作了如下保守假设:
u 疏散人员具有相同的特征,且均具有足够的身体条件疏散到安全地点;
u 疏散人员是清醒状态,在疏散开始的时刻同时井然有序地进行疏散,且在疏散过程中不会出现中途返回选择其它疏散路径;
u 在疏散过程中,人流的流量与疏散通道的宽度成正比分配,即从某一个出口疏散的人数按其宽度占出口的总宽度的比例进行分配
u 人员从每个可用出口疏散且所有人的疏散速度一致并保持不变。
以上假设是人员疏散的一种理想状态,与人员疏散的实际过程可能存在一定的差别,为了弥补疏散过程中的一些不确定性因素的影响,在采用该模型进行人员疏散的计算时,通常保守地考虑一个安全系数,一般取1.5~2,即实际疏散时间为计算疏散时间乘以安全系数后的数值。
1号教学楼平面图
教学楼模型的简化与计算假设
我校1号教学楼为一幢分为A、B两座,中间连接着C座的建筑(如上图),A、B两座为五层,C座为两层。A、B座每层有若干教室,除A座四楼和B座五楼,其它每层都有两个大教室。C座一层即为大厅,C座二层为几个办公室,人员极少故忽略不考虑,只作为一条人员通道。为了重点分析人员疏散情况,现将A、B座每层楼的10个小教室(40人)、一个中教室(100)和一个大教室(240人)简化为6个教室。
图4 原教室平面简图
在走廊通道的1/2处,将1、2、3、4、5号教室简化为13、14号教室,将6、7、8、9、10号教室简化为15、16号教室。此时,13、14、15、16号教室所容纳的人数均为100人,教室的出口为距走廊通道两边的1/4处,且11、13、15号教室的出口距左楼梯的距离相等,12、14、16号教室的出口距右楼梯的距离相等。我们设大教室靠近大教室出口的100人走左楼梯,其余的140人从大教室楼外的楼梯疏散,这样让每一个通道的出口都得到了利用。由于1号教学楼的A、B两座楼的对称性,所以此简图的建立同时适用于1号教学楼A、B两座楼的任意楼层。
图5 简化后教室平面简图
经测量,走廊的总长度为44米,走廊宽为1.8米,单级楼梯的宽度为0.3米,每级楼梯共有26级,楼梯口宽2.0米,每间教室的面积为125平方米. 则简化后走廊的1/4处即为教室的出口,距楼梯的距离应为44/4=11米。
对火灾场景做出如下假设:
u 火灾发生在第二层的15号教室;
u 发生火灾是每个教室都为满人,这样这层楼共有600人;
u 教学楼内安装有集中火灾报警系统,但没有应急广播系统;
u 从起火时刻起,在10分钟内还没有撤离起火楼层为逃生失败;
对于这种场景下的火灾发展与烟气蔓延过程可用一些模拟程序进行计算,并据此确定楼内危险状况到来的时间.但是为了突出重点,这里不详细讨论计算细节.
人员的整个疏散时间可分为疏散前的滞后时间,疏散中通过某距离的时间及在某些重要出口的等待时间三部分,根据建筑物的结构特点,可将人们的疏散通道分成若干个小段。在某些小段的出口处,人群通过时可能需要一定的排队时间。于是第i 个人的疏散时间ti 可表示为:
式中, ti,delay为疏散前的滞后时间,包括觉察火灾和确认火灾所用的时间; di,n为第n 段的长度; vi,n 为该人在第n 段的平均行走速度;Δtm,queue 为第n 段出口处的排队等候时间。最后一个离开教学楼的人员所有用的时间就是教学楼人员疏散所需的疏散时间。
假设二层的15号教室是起火房间,其中的人员直接获得火灾迹象进而马上疏散,设其反应的滞后时间为60s;教学内的人员大部分是学生,火灾信息将传播的很快,因而同楼层的其他教室的人员会得到15号教室人员的警告,开始决定疏散行动.设这种信息传播的时间为120s,即这批人的总的滞后时间为120+60=180秒;因为左右两侧为对称状态,所以在这里我们就计算一面的.一、三、四、五层的人员将通过火灾报警系统的警告而开始进行疏散,他们得到火灾信息的时间又比二层内的其他教室的人员晚了60秒.因此其总反应延迟为240秒.由于火灾发生在二楼,其对一层人员构成的危险相对较小,故下面重点讨论二,三,四,五楼的人员疏散.
为了实际了解教学楼内人员行走的状况,本组专门进行了几次现场观察,具体记录了学生通过一些典型路段的时间。参考一些其它资料[1、2、3] ,提出人员疏散的主要参数可用图6 表示。在开始疏散时算起,某人在教室内的逗留时间视为其排队时间。人的行走速度应根据不同的人流密度选取。当人流密度大于1 人/ m2时,采用0. 6m/ s 的疏散速度,通过走廊所需时间为60s ,通过大厅所需时间为12s ;当人流密度小于1 人/m2 时,疏散速度取为1. 2m/ s ,通过走廊所需时间为30s ,通过大厅所需时间为6s。
图6 人员疏散的若干主要参数
Pauls[4]提出,下楼梯的人员流量f 与楼梯的有效宽度w 和使用楼梯的人数p 有关,其计算公式为:
式中,流量f 的单位为人/ s , w 的单位为mm。此公式的应用范围为0. 1 < p/ w < 0. 55 。
这样便可以通过流量和室内人数来计算出疏散所用时间。出口的有效宽度是从通道的实际宽度里减去其两侧边界层而得到的净宽度,通常通道一侧的边界层被设定为150mm。
3 结果与讨论
在整个疏散过程中会出现如下几种情况:
(1) 起火教室的人员刚开始进行疏散时,人流密度比较小,疏散空间相对于正在进行疏散的人群来说是比较宽敞的,此时决定疏散的关键因素是疏散路径的长度。现将这种类型的疏散过程定义为是距离控制疏散过程;
(2) 起火楼层中其它教室的人员可较快获得火灾信息,并决定进行疏散,他们的整个疏散过程可能会分成两个阶段来进行计算: 当f进入2层楼梯口流出2层楼梯口时, 这时的疏散就属于距离控制疏散过程;当f进入2层楼梯口> f流出2层楼梯口时, 二楼楼梯间的宽度便成为疏散过程中控制因素。现将这种过程定义为瓶颈控制疏散过程;
(3) 三、四层人员开始疏散以后,可能会使三楼楼梯间和二楼楼梯间成为瓶颈控制疏散过程;
(4) 一楼教室人员开始疏散时,可能引起一楼大厅出口的瓶颈控制疏散过程;
(5) 在疏散后期,等待疏散的人员相对于疏散通道来说,将会满足距离控制疏散过程的条件,即又会出现距离控制疏散过程。
起火教室内的人员密度为100/ 125 = 0.8 人/m2 。然而教室里还有很多的桌椅,因此人员行动不是十分方便,参考表1 给出的数据,将室内人员的行走速度为1.1m/ s。设教室的门宽为1. 80m。而在疏散过程中,这个宽度不可能完全利用,它的等效宽度,等于此宽度上减去0. 30m。则从教室中出来的人员流量f0为:
f0=v0×s0×w0=1.1×0.8×4.7=4.1(人/ s) (3)
式中, v0 和s0 分别为人员在教室中行走速度和人员密度, w0 为教室出口的有效宽度。按此速度计算,起火教室里的人员要在24.3s 内才能完全疏散完毕。
设人员按照4.1 人/ s 的流量进入走廊。由于走廊里的人流密度不到1 人/ m2 ,因此采用1. 2m/s的速度进行计算。可得人员到达二楼楼梯口的时间为9.2s。在此阶段, 将要使用二楼楼梯的人数为100人。此时p/ w=100/1700=0.059 < 0. 1 , 因而不能使用公式2 来计算楼梯的流量。采用Fruin[5]提出的人均占用楼梯面积来计算通过楼梯的流量。根据进入楼梯间的人数,取楼梯中单位宽度的人流量为0.5人 /(m. s) ,人的平均速度为0. 6m/ s ,则下一层楼的楼梯的时间为13s。这样从着火时刻算起,在第106.5s(60+24.3+9.2+13)时,着火的15号教室人员疏散成功。以上这些数据都是在距离控制疏散过程范围之内得出的。
起火后120s ,起火楼层其它两个教室(即11和13号教室)里的人员开始疏散。在进入该层楼梯间之前,疏散的主要参数和起火教室中的人员的情况基本一致。在129.2s他们中有人到达二层楼梯口,起火教室里的人员已经全部撤离二楼大厅。因此,即将使用二楼楼梯间的人数p1 为:
p1 = 100 ×2 = 200 (人) (4)
此时f进入2层楼梯口>f流出2层楼梯口,从该时刻起,疏散过程由距离控制疏散过渡到由二楼楼梯间瓶颈控制疏散阶段。由于p/ w =200/1700= 0.12 ,可以使用公式2 计算二楼楼梯口的疏散流量f1 , 即:
?/P>
0.27
0.73
f1 = (3400/ 8040) × 200 = 2.2人/ s) (5)
式中的3400 为两个楼梯口的总有效宽度,单位是mm。而三、四层的人员在起火后180s 时才开始疏散。三层人员在286.5s(180+106.5)时到达二层楼梯口,与此同时四层人员到达三层楼梯口,第五层到达第四层楼梯口。此时刻二层楼梯前尚等待疏散人员数p′1:
p′1 = 200 - (286.5 – 129.2) ×2.2 = -146.1(人) <0 (6)
所以,二层楼的人员已经全部到达一层
此后,需要使用二层楼梯间的人数p2 :
p2 = 100×3=300 (人) (7)
相应此阶段通过二楼楼梯间的流量f 2 :
0.27
0.73
f2 = (3400/8040) × 200 = 2.5(人/ s) (8)
这┤送ü楼楼梯的疏散时间t1 :
t1 = 300÷2.5 = 120 ( s) (9)
因为教学楼三、四、五层的结构相同,所以五层到四层,四层到三层和三层到二层所用的时间相等,因此人员的疏散在楼梯口不会出现瓶颈现象
所以,通过二楼楼梯的总体疏散时间T :
T = 286.5+ 120×3 = 646.5 ( s) (10)
最终根据安全系数得出实际疏散时间为T实际:
T实际 =646.5×(1.5~2)=969.75~1293( s) (11)
图7 二楼楼梯口流量随时间的变化曲线图
关于几点补充说明:
以上是我们只对B座二楼的15号教室起火进行的假设分析和计算,此时当人员到达一楼即视为疏散成功。同理,当三楼起火的时候,人员到达二楼即视为疏散成功,四楼、五楼以此类推。因为1号教学楼A、B座结构的对称性所以楼层的其他教室起火与此是同一个道理。所以本文上述的分析与计算同时适用于A、B两座楼。另外当三层以上(包括三楼)起火的时候,便体现出C座二楼的作用。当B座的三楼起火的时候,B座二楼的人员肯定是在B座三楼人员后对起火做出应对反应,所以会出现当三楼人员疏散到二楼的时候,二楼的人员也开始疏散的情况,势必造成二楼楼梯口出现瓶颈现象。因为A、B座的三、四、五楼并没有连接,都是独立的结构,出现火灾不会直接从B座的三楼威胁到A座三楼及其他楼层人员的安全,所以为了避免上述二楼楼梯口出现瓶颈现象的发生,我们让二楼的所有人员向A座的二楼转移,这样就会让起火楼层的人员能够更快的疏散到安全区域。当B座的四、五楼起火的时候也同样让二楼的人员向A座的二楼转移,为二楼以上的人员疏散创造条件。同理,A座也是如此。
在对火灾假设分析和计算的时候,我们并没有对大教室的后门楼梯的疏散做出计算,由于1号教学楼的特殊性,A座的四楼和B座的五楼没有大教室,所以大教室的后门楼梯疏散人员的速度是很快的,不会在大教室后门的楼梯出现瓶颈现象。
关于1号教学楼的几个出口:
u 大厅有一个大门
u A座一楼靠近正厅有一个门
u A座大教室旁边有一个门
u B座中教室靠近大厅正门侧面的窗户可以作为一个应急出口
u A、B座的底层都有一个地下室(当烟气蔓延太快来不及疏散,受烟气威胁的时候可以作为一个逃生去向)
u A、B座大教室各有一个后门
合计: 8个出口
致校领导的一封信
尊敬的校领导,你们好。
针对我校1号教学楼,我们数学建模小组通过实际测量、建立模型、模型分析,得出如下结论:一旦1号教学楼发生火灾,人员有可能不能全部安全疏散。
以上的分析是按一种很理想的条件进行的,并没有进行任何修正。实际上人在火灾中的行为是很复杂的,尤其是没有经过火灾安全训练的人,可能会出现盲目乱跑、逆向行走等现象,而这也会延长总的疏散时间。
该模型在现阶段是一个人员疏散分析模型的基础,目前属于理论上的模型,以上的计算结果都是通过手算或文曲星计算得到的。模型中的人员行走速度是通过多次观察该教学楼内下课时人员的行走速度和参照Fru2in 给出的疏散时人员行走速度、NFPA 中给出的人员行走速度以及目前人员疏散模型中通用的计算速度等修正而得到的,具有较为广泛的通用性。而预测的疏散时间是根据建筑物的结构特点和人员行走速度而得到的,在计算疏散所用时间的时候在剔除疏散前人员的滞后时间(或称预移动时间) 外,所得到的时间是合理的。对于疏散前人员的滞后时间,参考T. J . Shields 等试验结论:75 %人员在听到火灾警报后的15~40 s 才开始移动,而整个疏散所用的时间为646.5 s。在该例中起火教室的反应滞后时间为60 s ,这是从开始着火时刻算起的。预移动时间与不同类型的建筑物、建筑物中人员的自身特点和建筑物中的报警系统有着很大的关系,它是一个很不确定的数值。本文中所用的预移动时间不到整个疏散过程中所用的时间的 10 %。二楼楼梯口流量随时间的变化曲线如图7所示。由上可知,二层以上的所有人通过二楼楼梯所需的时间为646.5 s ,这比前面设定的可用安全疏散时间要长,因而不能保证有关人员全部安全疏散出去。楼梯的宽度和大厅的正门显然是制约人员疏散的一个瓶颈。造成这种情况的基本原因是该教学楼的疏散通道安排不当,楼梯通道的宽度不够,对此可以适当增大楼梯的总宽度;或者在教学楼的每个分支上再修一个楼梯,则人员的疏散会更加的畅通;最好是分别在A座和B座新建一个象正门一样的出口,这样将大大的缓解了大厅正门疏散人员的压力,不至于造成大厅人员堵塞而影响楼上人员的疏散。另一方面,学校还应多增加一些消防设施,每个教室都该配备灭火器;学校还应加强学生消防意识的培养和教育,形式可以多样化、新颖化,比如做报告,上实践课,做消防演习等等。让他们了解一些消防逃生的常识,学会一些消防器材的使用,并让他们对自己所使用的教学楼有充分发认识和了解,一旦发生火灾好知道采取何种疏散方法才能在最短的时间内到达安全区域。
如果学校经费有限,也可以不花一分钱就可以消除这个消防隐患,就是合理安排上课的教室,避免每个楼层的所有教室都被用于上课。每层至少可以空出几个,这样就会大大的缓解人员疏散不利带来的危险。但是这样也有弊端,就是没有充分利用教室的使用价值,浪费资源。