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工业式建筑设计(合集7篇)

时间:2023-08-30 16:26:51
工业式建筑设计

工业式建筑设计第1篇

因而对实验楼进行改造设计成为本次联合毕业设计的一项重要任务。①门厅是一个很重要的组成部分,对一楼大厅进行了休息空间的布置,适当摆放一些绿化等植物景观,增加整体的丰富程度,既避免空间的利用不足,也为师生提供了良好的交流空间,营造一个健康舒适的氛围。②对各专业进行调研,将整栋建筑按照各个专业所需进行实验室分层,将没有利用的实验室排布给缺少实验室的专业,作出合理调整。同时增加一些师生的休息空间,例如图书室和咖啡厅等,并在每一个楼层的电梯和楼梯口处布置楼层房间指示牌。③三楼的休息平台增加木质铺地和休息座椅,将天井绿化改造为集雨水收集,气候调节,经空气和水净化,将再生水运送去花坛,循环利用。为学生提供一个学习、研讨和聚集的场所,使得景观与整栋实验楼相结合,形成不可分割的整体。顶层有良好的阳光雨水等自然环境,加设屋顶的建筑格栅板不全是装饰,有些板是收集并贮存屋顶雨水的储罐,空调冷凝水以及用于灌溉的中水系统,有些板是太阳能板,储存电力为整栋教学楼提供电力减小资源开支,节能环保。④在南部的每一层走廊两边教室都添加窗户,利于更好地采光通风。将乡土藤类爬上走廊栏杆,这些植被高950mm,不仅可以净化室内空气,还模糊了建筑和景观的界限,成为室内的一道风景线。⑤对过小的教室进行扩大,较大的实验室进行分隔,楼层较高的实验室部分加楼板,不仅增加利用面积,同时有效防止教室产生回声。

二、对实验室的改造设计

重点对实验楼二楼的实验室进行了改造,将原本的物理实验室分别改造为水处理实验室和环境实验室,还将一处风机房改造为配套浴室。改造设计根据使用专业的要求,对水处理实验室的实验台和讲台重新排布,将原本没有水池的教师讲台进行了水池的放置,仪器按其所需的操作空间进行布置。当然由于是改造,一些水管和线路已经预设好,所以只能将实验台的地面抬高,抬高部分进行水管预置。由于环境实验室比较特殊,需要一个单独的原子吸实验室专门进行爆破,实验较危险,所以单独采用厚200mm厚墙体将其隔开,降低最小伤害,门采用防爆门。浴室改造中将淋浴部分进行抬高,避免水渗漏和掩盖排水管。同时对建筑系实验室进行了整体设计,因为建筑学专业包含的内容极为丰富,改造中决定按照不同的使用功能进行分割,设置公共的交流空间。当然建筑设计是一门艺术,改造中增加平面和形态实验室,造型及材料实验室,部分实验室内放置学生美术作品和建筑模型作品,既起到美化作用,又可以将学生的作品进行展示。建筑物理实验室创造适合使用者要求的声学、光学、热工学的环境,需要使用现代机电设备来满足建筑功能要求,所以一些测力测热测风测声光的仪器也将被重新安排放置。

三、各专业间的协作配合

1.联合毕业设计的重要性。所有的建筑工程不管是工业建筑亦或是民用建筑,在其设计及施工的全过程都必不可少地涉及到土建、给排水、暖通、电气等专业间的配合。随着科技含量在现代建筑中的比重愈来愈高,使得工程类相关专业所囊括的内容也相应剧增,如消防、空调、通风、电话、电视、监控、对讲、宽频网等。每个专业都要满足本专业及相关专业的特定的空间位置和相关的技术要求,因而专业间的协调与配合在整个工程的设计及施工过程中显得尤为重要,如果互相协调出了问题,比如没能充分全面考虑技术做法,特别是部分交叉部位的细节处,就极易出现误工、返工等情况,不但影响到整个工程的进度,更会直接损害工程的品质与质量,甚至导致建设投资的浪费,严重的还会造成安全隐患。因此,对于建筑工程而言,设计及施工过程中相关专业之间的协调与配合是至关重要的。要做好一个完整的实验楼工程,建筑工程相关专业之间的配合是必不可少的。因此我们尝试在建筑工程相关专业的毕业设计教学环节中使用联合毕业设计这一新模式,目的就在于通过本次教学改革尝试,能让学生获得更全面科学的建筑工程专设计实践与指导。2.各专业之间的配合协调。建筑与结构专业的协调往往表现在建筑造型、空间与结构的关系。土建专业与给排水专业经常出现给排水管冲撞梁、板的情况,施工后卫生洁具的安放位置与给排水管线预留孔洞位置不对应等。土建专业与暖通专业在进行配合时常常出现通风管道与楼层梁和地梁相冲撞,以及在施工中没有预留出墙预留孔给空调管线,使用后砸墙破坏了墙体的结构等情况也经常出现。土建专业与电气专业经常出现电气进户管冲撞楼层梁和地梁,还有把电气开关设计在自来水管的管后等情况,更有甚者在施工中堵塞电气线管。各个辅助专业间的协调往往存在各种消防和通风管线穿梁时,结构及使用功能的要求是否受楼面净空影响,同时还会有大型设备的安装通道,附件预埋深度,以及控制系统和弱电系统间的互相协调等问题。

四、结束语

工业式建筑设计第2篇

1设计理念

方案以被动式节能技术为导向,夏热冬冷气候特点为设计参数,图文信息中心为设计要求,从建筑空间和形体入手,通过建筑空间和表皮的集成节能设计来引导绿色建筑行为。设计将传统天井冷巷和现代中庭相结合(空间),表意的现代书架形式和节能的垂直绿化技术(表皮)相集成,使传统庭院感与现代信息感、建筑艺术与节能技术融为一体,凸显了旧工业建筑的集成化低碳改造的潜力与思路。

2可持续改造设计

2.1场地的生态化布局改造项目为重庆507兵工厂厂房,厂区内生态条件优越,周围古树林立,植被繁茂,设计考虑保留古树,给人群提供良好的遮阴纳凉空间。室外场地布置充分尊重原有地形地貌,利用地形高差,入口低处设计为停车场,高处做成入口小广场,形成人车分流,硬地全部采用为透水材料铺设,保证雨水全部进入地下。广场内布置块状绿化,块状水池,利用水体蒸发降温,形成局部气候微循环。同时,利用原有旧围墙拆除下的砖块,砌成景观矮墙,既可以分隔广场空间,又能唤起人们对旧工业时代的记忆。

2.2厂房空间的改造策略原厂房长约72m,宽32m,单层高为12m,根据图书馆的层高标准,可将其大致分为三层。考虑到原有厂房的巨大体量,给人造成一种压抑感,设计之初就将其从中间打断,一分为二,中间用通高大厅将东西两部分衔接起来,打破旧建筑的呆板形象,营造一种轻松活泼的氛围。其中东、西两部分从传统南方建筑中汲取灵感,分别插入数个中庭,各个功能空间围绕中庭布置,形成“西部阅览组团、通高大厅、东部办公组团”的模式(如图4所示),同时也充当了自然通风的“冷巷”和自然采光的开口,既满足了大进深建筑的采光通风的功能需求,又有效节约了照明与空调能耗,收到了良好的效果。此外,中庭空间的设置,还在建筑内部空间和室外空间之间,充当缓冲空间。根据对夏热冬冷地区传统民居的研究表明,类似的缓冲空间能够有效降低室外恶劣气候对室内热环境的影响,提升室内舒适度。需要指出,中庭在原有大空间中的植入绝不是随意简单的,需要对当地气候与建筑进行详细分析,提炼出合适的高宽比,才能获得较好的自然通风与采光效果。据华南理工大学测试结果,高宽比7∶3的狭长冷巷,即可获得适量日照又可保证天井内较低温度,后又将其推广至2∶1比照广州和重庆太阳高度角差值,其结论可以借鉴。为了验证相关结论,也为了获得最终中庭的自然通风效果,设计组通过FLUENT软件,对不同高宽比的中庭进行了流体力学(ComputerFluidDynamic,简称CFD)模拟,模拟了中庭高宽比1∶1、4∶3、2∶1时的建筑夏季自然通风效果,模拟的流场结果如图5所示。如图5所示,当高宽比为2∶1时,建筑南侧和北侧的房间均能获得较好的自然通风效果,是更加值得推荐的取值。以模拟结果和他人研究结果为基础,结合内部功能需求,在设计中植入了A,B,C,D四个高宽比不同的冷巷,以加强建筑内部的通风和采光效果。

2.3立面风格设计与节能改造由图书馆标志之一的书架作为建筑外表皮创造的起点,书架是存储知识的象征,符合图书馆的风格。调查发现,原有厂房的结构体系并未因年久失修而失去其功能作用,同时这种牛腿柱极具工业时代的特征。设计结合老厂房的结构体系,将书架表皮和原有结构体系两者融合,不仅保留了工业时代的特色,而且节约了大量重建结构的经济成本。书架表皮不仅是对传统图书馆文化的一种诠释与对话,同时在新的背景下赋予其节能的新功能。伸出的书架表皮能起到遮阳板的作用,在局部尤其是西晒的外立面书架表皮上种植绿色植物,能有效阻隔紫外线,净化室内空气。实现了创意与节能相结合。由书架作为建筑表皮形态创作的起点,结合老厂房结构构思,在新的背景下赋予其节能新功能:能伸出的格架可起到遮阳板的作用,同时,为防西晒,格架上通过设计的种植构造层,来种植绿色攀爬植物,达到隔热、降温、净化空气的效果。同时,为使方案更加的细化和深入,对各个立面的书架遮阳板的出挑宽度进行了量化计算。根据功能要求与建筑常用设定,取夏至日为计算日期,窗高设为1.8m通过上述公式计算,可得出建筑书架表皮在南立面的出挑宽度为1.5m,西立面的出挑宽度为1.7m,书架表皮出挑宽度如图8所示。

3结语

工业式建筑设计第3篇

1.1柱网布置

因此刚架间距和跨度可根据工艺要求灵活确定,通过大量工程实例分析比较表明,刚架跨度采用15m~36mm,刚架间距采用6m~9m是比较经济合理的,由于计算风荷载作用下门式刚架工业建筑维护结构构件时边缘带的风荷载体形系数普遍大于中间区风荷载体形系数,为了同一建筑内各柱距的屋面檩条和墙面檩条型号统一,两端边缘带的刚架间距宜适当小于中间区的刚架间距。

1.2支撑体系

单层轻钢结构工业建筑钢排架侧向刚度相对较弱,为了抵抗水平风荷载、吊车刹车荷载和地震作用,应在设置柱间支撑的开间同时设置屋盖横向支撑,以组成几何不变体系,柱间支撑最好设置在温度区段端部的第一个开间内。柱间支撑的间距应根据建筑的柱距、吊车情况和安装条件确定,一般无吊车的工业建筑柱间支撑间距不宜超过45m,有吊车的工业建筑柱间支撑间距不宜超过60m。

1.3围护体系

轻钢结构工业建筑的维护体系由最外侧的压型彩钢板和内侧主刚架、山墙抗风柱、屋面檩条、墙面檩条等主次结构组成。屋面压型彩钢板均宜采取沿着垂直刚梁的方向排板,墙面压型彩钢板大多采取沿着垂直刚柱的方向排板。屋面檩条、墙面檩条的间距主要由各种外部荷载作用时其自身强度、稳定性、刚度和外侧压型钢板的面外刚度决定。当屋面双檩条兼作屋面支撑之间的刚性系杆时,应结合山墙抗风柱的位置考虑屋面檩托的设置,其目的是使各抗风柱顶部的刚架梁上翼缘相对应处存在檩托,以便于设置屋面双檩条,墙面檩条的间距还受门窗洞口的尺寸影响,当门窗洞口太大时应采取加强墙面檩条或增设墙柱等措施保证墙架的结构安全。

2门式刚架轻钢结构工业建筑结构设计要点

2.1钢材种类的选择

虽然我国生产的碳素钢有一百多种,合金钢有三百多种,但由于受到轻钢结构对钢材较高的强度、足够的变形能力、良好的加工性能等要求的影响,真正适合用于轻钢结构的只有碳素钢和合金钢中少数几种钢材,当采用设计规范还未推荐的其它钢材时,应有可靠的依据,以确保轻钢结构安全。大量工程实践经验表明,素钢中的Q235钢以及合金钢中的Q345钢是最适合用于轻钢结构的钢材。刚架、吊车梁等存在大量焊接工艺的主要结构构件应采用Q235B级钢或Q345B级钢,根据当前市场上的钢材价格,若刚架跨度、间距较小、荷载不大、吊车吨位较小时,刚架、吊车梁采用Q235B级钢,否则采用Q345B级钢,檩条、支撑、抗风柱等焊接工艺量不大的次要结构构件均可采用Q235A级钢,都能获得较好的经济效益。

2.2承重柱

轻钢结构工业建筑的承重柱一般多采用焊接工字形截面柱或热轧H形截面柱,无吊车的较低工业建筑宜采用柱脚小、柱顶大的楔形变截面柱,有较大吨位吊车的工业建筑宜采用等截面柱,当由于刚架高度、跨度、风荷载很大同时又带有很大吨位的吊车时宜采用阶梯形柱,肩梁或牛腿以下的为较大的等截面字工形柱或格构式柱,肩梁或牛腿以上的上段为较小等截面工字形柱。上、下段柱是通过肩梁或牛腿连为一体的。上段柱内翼缘应当以开槽口的形式直插到肩梁或牛腿的下翼缘并与之全熔透焊接。

2.3承重梁

轻钢结构工业建筑的承重梁也多为焊接工字形截面柱或热轧H形截面,截面尺寸除满足强度、稳定、挠度、翼缘宽厚比、腹班板高厚比等要求外,还应通过合理的截面变化和分段以达到经济合理、运输安装方便的要求,例如弯距变化幅度较大的梁段可采用楔形变截面工字形截面,弯距变化幅度不大的梁段宜采用等截面工字形截面。

2.4吊车梁

考虑到钢材的强度高而钢构件稳定性差得特点,吊车梁一般都设计成上翼缘较宽且厚、下翼较窄且薄的单轴对称焊接工字形截面,当吊车梁跨度较大时,也可将吊车梁设计成两端向跨中逐渐变高的鱼腹型梁,同时宜采用制动梁或制动桁架作为吊车梁上翼缘的侧向支撑。吊车梁由于受到竖向、横向、纵向三个方向荷载的作用,所以设计时应采取良好的连接方式来传递三向荷载,例如吊车梁与牛腿采用一对间距较小的高强度螺栓来连接时不但传力安全可靠,又不改变其简支梁的特性。

2.5屋盖横向支撑

屋盖横向支撑一般均可采用带张紧装置的十字交叉圆钢,交叉夹角应在30°~60°范围内,接近45°为宜。同一开间内两相临横向支撑之间应设置刚性系杆,屋面檩条(单檩条或双檩条)若能满足对压弯构件的刚度和承载力要求,屋面檩条则可兼作刚性系杆。

2.6柱间支撑

轻钢工业建筑的主要承重结构门式刚架侧向刚度相对于面内刚度而言要小得多,但承受的面外的水平力并不小,因此柱间支撑的截面大小及连接方式均应由计算确定。如果无吊车或吊车吨位较小,同时风荷载、雪荷载不大的轻钢建筑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢作柱间支撑,否则应采用角钢或槽钢等热轧型钢作柱间支撑。若柱间支撑为十字交叉形,则交叉夹角应在35°~55°范围内,接近45°为宜。阶梯形下段柱截面较大时柱间支撑一般宜设计成双片,双片支撑之间采用单角钢的缀条相连。上段柱柱间支撑一般可设计成单片。当上、下段柱柱高相对于柱距较大时,上、下段柱的柱间支撑应分层设置,同时上、下层柱间支撑之间必须设置经过计算的刚性系杆,牛腿或肩梁上、下两侧的柱间支撑之间的刚性系杆可由吊车梁代替。支撑的连接宜采用焊接或高强度螺栓连接。大量的分析研究表明,许多钢结构建筑工程事故的主要原因都不是因为构件强度不足,而是构件丧失了整体稳定,因此支撑、刚性系杆等侧向构件的计算与构造是轻钢结构工业建筑设计的一大重点。

2.7檩条与抗风柱

屋面檩条和墙面檩条的跨度和荷载不大时一般多采用C型或Z型冷弯薄壁型钢,屋面檩条的力学计算模型是双向受弯的简直梁或连续梁,当屋面双檩条兼作刚性系杆时,还应具备作为压弯构件所必须的刚度和承载力,否则应采用钢管、型钢或其它截面的杆件作刚性系杆。为达到轻钢建筑整体美观、压型彩钢板防腐蚀、抗碰撞的效果,室内地面以上一定高度范围内的墙体多采用砖墙或砌块墙,墙面压型彩钢板底部可固定在砖墙或砌块墙顶的钢筋混凝土压顶上,同时考虑到压型彩钢板自身在面内也具备较大的刚度,墙面檩条的力学计算模型可视为仅承受水平风荷载而不承受竖向荷载的单向受弯的简直梁或连续梁。屋面檩条和墙面檩条还应按相关规范设置拉条、撑杆和隅撑。屋面檩条和墙面檩条当跨度和荷载较大时宜采用轻型槽钢、工字钢,屋面檩条也可采用由角钢制成的桁架。抗风柱由于所受的竖向力远小于水平力,因此力学计算模型可近视的简化成单向受弯的简直梁,抗风柱可采用热轧H型钢截面。

2.8节点构造

单层轻钢结构工业建筑梁、柱多采用焊接工字形截面或热轧H形截面。在弱轴方向钢柱与侧向构件的连接多采用铰接,而强轴方向钢柱与钢梁的连接多采用刚接;无吊车或吊车吨位较小时钢柱柱脚与基础多采用铰接,吊车吨位较大时钢柱柱脚与基础多采用刚接。为了解决钢柱柱脚防腐的问题,通常将钢柱柱脚用较低标号的细石混凝土包裹(保护层的厚度不宜小于50mm),并使包裹的混凝土高出室内地面100mm~150mm,并宜在包裹柱脚的混凝土中配置少量的水平环形箍筋和竖向架立筋以避免出现裂纹。3.9地基基础如果场地地质条件比较好,轻钢结构工业建筑的基础一般采用柱下独立基础,由于室内地面以上一定范围内的墙体或一层窗窗台以下的墙体多采用砌体墙,因此墙下一般多采用现浇钢筋砼基础梁来承受砌体墙并能有限的抵抗基础不均匀沉降,同时由于室内外高差的存在,基础梁还起到挡土的作用。如果场地地质条件较差但没有较大吨位的吊车荷载作用于刚架柱上,可优先采用合适的地基处理方法来抵抗基础较小的不均匀陈降现象。如果场地地质条件很差而且又存在较大吨位的吊车荷载作用于刚架柱上,通过地基处理的方法已经无法解决由于基础不均匀沉降引起的吊车爬坡导致不能正常工作的问题时,可采用现浇钢筋砼条形基础或桩基础,当采用桩基础时应根据当地的实际情况选用经济合理、安全可靠的桩种类,比如在条件允许时可优先采用钢筋混凝土预制管桩,考虑到轻钢结构工业建筑钢柱柱脚轴力较小而弯矩较大的特点,将承台底刚架平面内方向上的基桩间距设计得较大一些,一般可取得经济合理、安全可靠的效果。

3使用软件计算时建模技巧和计算图文的分析

目前门式刚架电算软件以中国建筑科学研究院开发的PKPM系列软件的中STS模块在实际设计工作中应用较为广泛,因此本文按STS模块中门式刚架二维设计来介绍门式刚架的建模技巧和计算图文件分析。

3.1模型建立

门式刚架的轴线既可采用网格生成中各种工具栏绘制,也可采用模块化输入跨数、跨度、单双坡、坡度、柱顶标高、牛腿标高、屋面坡度等信息快速建模生成轴线省时省力、既快又准,钢梁分段时宜尽量将梁段拼接节点设置在弯矩较小的部位,并根据刚架梁上内力图特点、加工、运输、吊装能力等综合因素确定梁段的长度和段数,楔形钢梁、钢柱楔率不宜过大,通常每延米变化幅度不大于60mm时腹板可取得较大的高厚比,在满足腹板高厚比和翼缘宽厚比的前提下,将梁、柱设计成“薄而大”的截面因能以较少的钢材获得较大的截面抵抗矩,故既能达到控制住结构变形又能取得较好的经济性。

由于门式刚架结构变形以及强度受荷载影响敏感,因此实事求是的输入竖向荷载也是取得经济合理效果的关键因素,钢梁上的竖向恒荷载主要是屋面维护体系的自重,实际工程中屋面多采用内夹轻质保温材料的夹芯板,内外带彩色防腐涂层的压型钢板厚度一般多在0.6mm以下,内夹聚氨酯、玻璃棉等轻质保温材料厚度一般都不超过100mm,包括屋面冷弯薄壁型钢檩条、屋面水平支撑、拉条、撑杆、隅撑、刚性系杆等在内的屋面体系自重一般每平米仅0.22~0.30KN,采用不保温的单层压型彩涂板的仓库,屋面体系自重更小,一般每平米仅0.19~0.25KN,因此不建议无根据的在钢梁上输入较大的恒荷载;钢梁上的竖向可变荷载主要有两类,一是钢梁上的设备吊挂荷载,二是屋面集灰荷载和雪荷载,设备吊挂荷载按实际情况输入到钢梁上,至于集灰荷载仅在设计诸如水泥生产、金属冶炼等粉尘污染较大或位于沙尘暴频发地区的工业建筑才考虑其对结构的影响,除此之外的绝大对数轻钢结构工业建筑的屋面可变荷载可仅考虑雪荷载对结构的影响,对于单榀刚架的水平受荷投影面积大于60平米时,可变荷载无须按《建筑荷载设计规范》中不上人屋面去取值,合理的可变荷载取值应该是当雪荷载每平米大于0.30KN时,可变荷载可按实际的雪荷载取值,当雪荷载每平米小于0.30KN时,可变荷载每平米可按0.30KN取值,对于单榀刚架的水平受荷投影面积不大于60平米时,则应按《建筑荷载设计规范》中不上人屋面取每平米0.50KN;输入风荷载时,应正确判断地面粗糙度类别,如果采用自动布置方式输入风荷载,需要注意的是对于自绘轴线建成的刚架,应检查柱脚标高是否为0.000;吊车荷载输入时除应准确输入由吊车参数导算出的吊车最大轮压传至柱牛腿的反力、吊车最小轮压传至柱牛腿的反力、吊车横向荷载传至两侧柱上的水平力,还应考虑吊车梁自重在牛腿除产生的附加竖向荷载和附加弯矩对刚架的影响。

钢构件计算长度对稳定计算结果的主要影响因素,刚架梁、柱平面外计算长度一般取侧向支撑点之间的间距,满足计算和构造要求的屋面隅撑和柱间通长刚性系杆可分别作为刚架梁、柱侧向支撑点,同时施工图中控制隅撑和刚性系杆间距不得大于模型中刚架梁、柱平面外计算长度;除无吊车或吊车吨位较小以及个别摇摆柱以外,不宜大量设置铰接节点;计算参数输入主要是合理选择结构类型和设计规范,对于高度不超过12m、吊车吨位不大于20t的门式刚架的结构类型都可选择为门式刚架轻型房屋钢结构按《门式刚架轻房屋钢结构技型术规程》去计算,根据大量的工程实践表明,高度在12~15m之间、吊车吨位在20~32t之间的门式刚架的结构类型还可选择为门式刚架轻型房屋钢结构按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》去计算、按《钢结构设计规范》去验算,刚架梁宜按压弯构件验算平面内的整体稳定性,活荷载应考虑不利布置对结构的影响。

3.2计算图文的分析

对计算结果的分析是模型纠错、优化设计的主要依据,因此设计者应对计算图文进行仔细比对分析。模型纠错主要是通过分析计算图文是否有异常状况从而逆向判断模型的正确性。例如如果发现钢柱牛腿位置轴力包络图无大的突变,则很可能是模型中漏掉了吊车荷载;应力比图中要是仅平面外应力比远远超标,则应首先检查模型中平面外计算长度取值是否正确;计算超限信息中变截面构件腹板高厚比控制远远严于《门式刚架轻房屋钢结构技型术规程》的要求,则很可能是因为变截面构件的楔率过大。

优化设计主要是根据应力比图、挠度图、位移图去调整刚架梁柱截面尺寸以取得最佳的经济效果,抗弯承载力比值超限时调整截面高度远比加大翼缘、腹板厚度更有效,平面外稳定应力比超限时调整翼缘宽度远比加厚翼缘厚度更有效,不受强度控制的刚架宜采用低强度的碳素钢钢材,主要受强度控制的刚架宜采用高强度的合金钢材,解决翼缘宽厚比和腹板高厚比超限时采用低强度钢材比采用高强度钢材更有效,将刚架柱脚、粱柱节点设计成刚接比设计成铰接更能减小刚架的变形,对于30m以上大跨度的刚架,出于观瞻的考虑,更应高于轻钢规范的要求去从严控制钢梁的挠度。刚架优化设计实质就是在模型与实际工程相符、荷载输入不遗漏、计算参数选取合理的前提下,以试算结果为依据,通过不断调整构件截面规格使各项计算指标同时接近相关规范规定的控制值并留有适当的安全储备裕量的一个过程。

工业式建筑设计第4篇

关键词:建筑学,设计工作室,创新创业,实践能力

中图分类号:TU-05 文献标识码:A

建筑学专业是一个实践性很强的专业,学生所学理论通过实际建筑方案的设计实施,完成理论到实践的转化。这是一个从抽象到具体的过程,要充分挖掘设计者的主观能动性、创造力,而教师在整个过程中起到引导、修正的作用。多年来“师徒制”的教学方式,使得教学效率不高,所以发挥第二课堂的作用,建立导师制的“设计工作室” 模式,对实施创新创业教育,加强学生创新能力培养显得尤为重要。

一、“设计工作室”的历史追述

国外的“设计工作室”制源起于20世纪初德国的“包豪斯”设计学院的作坊制,是随着德国大工业发展而产生的。在不同的作坊里一般没有教师与学生,只有师傅与徒弟。各种各样的技能在这样的环境里传授,学生经常会与比较有经验的人合作,或者在前辈的指导下来学习。[1]

注重并将这一理念贯注于教学之中的,还有美国建筑师赖特,他创建的塔里埃森不仅是其工作、生活的营地,而且是一所特殊的学校。它独特的教育方式,从根本上迥异于其他学院,通过“做而学”在培养人的品质与提高人性价值的同时而成为建筑师。[2]

英国巴黎建筑学院很早将“设计工作室”制度作为建筑设计教学的主要方式,为学生们提供一个广阔与自由的交流空间。目前国内东南大学、天津大学、武汉理工等院校的建筑学专业高年级建筑设计教学都实施了相应的教授“设计工作室”制度,根据不同办学理念、不同师资条件形成了各自的特色。

“设计工作室”的教学新模式是站在现代设计教育体系的立场上对包豪斯实践性教学的大胆借鉴,其目的是在完成正常教学任务的同时,教学为实践服务,实践为教学提供验证。

二、建立导师制的“设计工作室”,培养学生创新创业能力

“设计工作室”体制将继承与创新相统一,将教学内容和手段以及教学的方式方法相统一,导师对学生进行日常的建筑设计辅导及引导学生参与实际工程设计实践,这种方式对增强科学创新理念,发挥学生创造能力、促进师生互动的开放式教学起到了积极作用。

1、结合建筑设计竞赛,动态调整课程内容

为提高学生参与意识,关注当今建筑领域的新动态,我们在教学中鼓励参加国际、国内设计竞赛,每年在不同学期组织学生参加建筑设计学科竞赛,并纳入教学环节当中,使教学更具有学科挑战性。导师制的“设计工作室”模式,在这个环节中凸显了优势。学生根据不同意愿,选择建筑系统一规定的课题或者竞赛题目,分组后再纳入不同的设计教师组成的专题“设计工作室”中,这样既很好的协调了工作室与教学的关系,又突出了各个“设计工作室”的教学侧重点。通过尝试,学生作品在2012 REVIT杯全国大学生建筑设计竞赛中获优秀奖,在2013台达杯国际太阳能建筑设计竞赛中获三等奖以及其他奖项,取得了很好的教学效果。

2、依托设计院实训基地,增强学生实践能力

“设计工作室”突出了研究与教学、理论与实践相结合的个性化教学机制,以开放性、多样化、个性化的教学模式,打破传统教学方式的约束。由于部分“设计工作室”导师会参加实际工程设计项目,我们将一部分学生的毕业设计与设计实践相联合,学生参与教师或设计院的实际工程项目。对本科高年级学生来说,通过参与实际项目来增强实践能力,对开发学生的学习潜能、激发学生的能动性极为有利。使学生能够站在一个更高的层次理解建筑和体会建筑师的工作,从而使设计教学收到较好的效果。

3、引入师生互选的机制,调动学生学习的主动性

将学生和教师之间实行双向选择,教师根据自身研究的专题制定各自的教学内容,学生根据自己的兴趣选择适合自己的专题小组。这种方式既提高了学习兴趣,最大限度的发挥学生主动学习的热情,促进了学习的积极性,也鼓励了教师之间的相互竞争。教学课题也因此多样化,从而增强了学生创新思维能力和设计研究能力。

师生互选的机制,为师生提供了多种选择的可能性,丰富了教学内容,增强了竞争意识,有利于活跃教学气氛与提高教学效果。

4、跨年级的混班式教学,促进学生交流及集体协作意识

由于工作室中会有不同年级的学生,因此形成了混班学习的方式,学生之间的交流非常频繁有效,提高了个人设计能力以及群体协作意识。在“设计工作室”里建筑设计的任务开展方式也会有单独完成或有集体协作很多的可能性。

在这一教学模式中,为了能够培养学生们的创造和探索能力,常常会采用相互讨论、参与、激发式教学方式。这种开放式互动研讨的教学模式,给学生们提供了自由交流的平台,有利于同班和同年级学生之间的交流,也有利于高低年级学生之间设计课程传、帮、带的影响,培养了学生观察问题、分析问题的综合素质,加强了学生之间的交流和学习,使思维更加活跃,学习兴趣更加浓厚。

由于各工作室采用的设计题目不同,具体授课的方式体现多年级的联合教学。不同年级、不同层次的学生进行不同程度的设计课题。低年级学生的创意和想法更为大胆,高年级学生的设计方法更为多样,从中两者互为学习借鉴。教师可以省去较多重复性的基础知识讲授环节,从而把更多精力和时间投入到课题研究中去,提高工作效率。

5、加强教学评图环节,建立科学的评价体系

借鉴国外高校开展“设计工作室”教学体制的经验,建立一个总体的教学架构来统一组织“设计工作室”的设计教学。设计成果的评判除了带课教师外,还建立跨组评图的制度,使评价标准更为客观和全面。“设计工作室”体制在评价标准方面采用多种评图方式相结合,包括学生自评与互评、分组讲评、公开评图、教师打分等。通过参与评图,学生能明晰自己设计中存在的问题,使知识得到了反馈;也通过学生讲述和提问,锻炼了语言表达能力。教师从学生的问答、讨论中总结设计教学重点及关键问题的掌握情况。[3]

三、实行自主管理模式,培养双师型教学团队

一个“设计工作室”一般集教学、设计和研究于一体,以经验丰富的教授或副教授为主体,结合各人的研究专题,每个工作室也有其不同的差异。通过导师制工作室的运作,充分调动教师的主观能动性,使每一位有志于提高本学科的教学、科研与社会服务水平的教师都能够在研究方向、成果创造与知识积累等方面享有自我优化、设计、创造和自我组织的自由,鼓励教师在统一的教学目标要求下,探索不同的教学方法。

“设计工作室”体制要求教师不但要有娴熟的专业设计技巧,还必须具备足够的理论基础和广博的知识结构,对教师所具有的综合素质提出了更高的要求。“设计工作室”除了专业教师外,还可根据具体情况聘请兼职教师和助教,以补充师资的不足,形成良好的教师资源的梯队。鼓励教师考取注册建筑师、规划师、室内设计师资质,形成“双师型”教学团队。

工作室管理实行自主管理模式,设计质量直接成为团队对接市场、维系生存的重要因素;在设计过程中团队会自发地积累技术经验,依照建筑设计市场的变革,直接按设计任务进行建筑创作,从而培育出大量的专业化的人才。这种人才不但要有很强的专业技术能力,还应有很强的市场开拓精神,这样具备较高的整体文化模式的团队才是提高创造水平的必要条件,也是大型设计单位可持续发展的基石。

四、推广效果

结合工学交替、导师制、职业建筑师工作模式的“设计工作室”给学生提供了实践的机会和场所,将理论、创新能力和实践作为本科教学框架的三大支柱,真正让学生成为教学活动的主体,强调学生个性发展的能动性,学生的学习更为灵活、主动。这种以学为主,培养和激发学生的独立思考和创新精神的个性教育的思想,促进了学生创造性思维能力以及实践应用能力,增强了职业综合素质,是培养创新人才的一种有效教学模式,是对课堂教学一个很好的补充,也增强了学生的就业竞争力。

此外,还可聘请知名学者、设计院老总举办专题讲座、学生参与科技创新、社会实践等形式多样的学生第二课堂,推动教学不断发展。

参考文献:

[1] 包豪斯“车间”对当今艺术设计教育的启示,刚政,南阳师范学院学报,2010(10)P89-91

工业式建筑设计第5篇

关键词:工业建筑;结构形式;结构设计

我们知道,工业建筑是指供人民从事各类生产活动的建筑物和构筑物。特点是:建筑物应满足生产工艺的要求;建筑物内部有较大的面积和空间;建筑物的结构、构造复杂,技术要求高。由于工业建筑是以工业生产为导向,它的外形、内部构造与我们熟知的常规形式和固有类型差别很大,处处彰显出功能主义的气息,表现出很强的经济适用性、灵活性和高科技特征。

1.工业建筑结构形式的选择

工业建筑设计中结构的选择是:根据生产工艺要求和材料、施工条件,选择适宜的结构体系。钢筋混凝土结构材料易得,施工方便,耐火耐蚀,适应面广,可以预制,也可现场浇注,为单层和多层厂房所常用。钢结构则多用在大跨度、大空间或振动较大的生产车间,但要采取防火、防腐蚀措施。最好采用工业化体系建筑,以节省投资、缩短工期。

由于按照工业建筑建造后的用途会有不同的生产工艺、生产要求,所以要注意采用不同的材料和施工条件,要综合这些因素选择出一套最适宜的结构体系。目前常用的是钢筋混凝土结构与钢结构,其中:(1)钢筋混凝土结构的建筑材料比较容易获得,施工便利,既能预制也能在现场进行浇注,而且耐火耐蚀,建造出来的建筑适应面较广。目前我国的厂房常用的就是钢筋混凝土结构;(2)钢结构可以采用工业化体系进行建筑,既能节省成本,又能缩短工期,但是要注意防火和防腐蚀方面的设计。目前钢结构在我国多用于大跨度、大空间又或是振动较大的生产车间建造上。

2.工业建筑结构设计的关键

2.1设计基本要求

(1)在对钢结构应力和变形的控制中,有一些要求:①钢梁应力≥强度设计值乘以90%,②钢柱应力≥强度设计值乘以95%,③钢构件变形=变形容许值乘以100%。(2)在钢筋混凝土中,结构配筋要求:①框架梁配筋率在百分之一点二至百分之一点七之间,②框架柱配筋率在百分之零点七至百分之一点一之间,③独立基础配筋率大于等于百分之零点一五,④单桩单柱承台百分之零点一。

总之,结构设计要围绕安全性强、经济合理度高、工程质量高三方面依照国家规程,遵守国家规定来执行。

2.2地基形式的选择

不同的工业建筑形式,设计时需要选取不同的地基形式,通常载荷较大的地方采用桩基、独立基础、条形基础、弹性地基梁等。从生产型厂房的设计角度看,混凝土标号应符合结构耐久性要求(一般采用C25)。地基的配筋应尽量降低配筋率。条基交接部位的钢筋设置要有详细的工程图。条基交叉处的基底面积只能单独使用,不可重复使用,并要合理调整基宽。砌体结构局部墙体作用有较大的集中载荷,应根据具体要求适当加大地基宽度。另外需特别注意的是柱下条形基础,如果基础的翼缘板采用缓坡形式,应注意坡角不可过于陡峭,否则施工工艺性较差。

2.3梁和板件的合理设计

(1)挑梁的自重相对总载荷比较小,做成变截面对减轻自重贡献不大,所以应尽量将挑梁做成等截面形式。在计算挑梁钢筋率时,应预留合适的安全系数。当挑梁载荷大、悬挑大、挠度大时需适当加大底筋。砌体结构挑梁深入墙体的托梁长度应满足构造要求,并计算抗倾翻临界条件。(2)过梁的设计可以按标准图选用,但要在施工图别标明选用方法和具体图号。如果门窗洞口较大或过梁作用有集中力时,应通过具体计算验证过梁的受力强度。在设计时,尽量将过梁与圈梁整体浇注,既便于施工也利于抗震。过梁的钢筋不可配置过小,以充分考虑地震时过梁墙体出现裂缝而无法形成支撑的作用。(3)现浇板配筋多借助软件自动生成,例如常用的PMCAD。这样可以加快速度,减少笔误。在计算配筋时,应考虑塑性变形重分布,将板上筋应力乘以0.8―0.9的折减系数,将板下筋乘以1.1―1.2的放大系数。如果按弹性力学理论计算双向板钢筋应力,结果偏于保守,不必再人为放大。在给砌体结构的板件进行配筋时,要注意支撑在外墙的板负筋不宜过大,否则会对砖墙产生过大的附加弯矩。板配筋尽量采取大直径大间距形式,间距值不小于200毫米,板上板下钢筋宜均匀分布,直径类型不宜过多。在设计时,要注意将现浇挑板阳角配置辐射状附加筋,同时要对现浇挑板阳角的板下配置斜筋。

2.4柱形件的设计要点

在工业建筑结构设计中,轴向受力构件的应用极为广泛。柱截面选用时,为了经济,宜优先选用钢管混凝土柱或型钢格构柱。如角钢、槽钢、工字钢和钢管,也可用型钢或钢板制成组合截面柱。组合截面柱的腹杆体系有缀条式和缀板式两种。考虑到性价比,在工艺允许的情况下可增加纵向系杆,以减小厂房柱的平面外计算长度。支撑杆件的结构通常设计为单拉杆,或者是一镰一压杆件的组合形式。实际中根据受力大小和杆件长度灵活选用。单杆设计目前处于主流地位,也即在前后片杆件之间不设置缀条,这样便于架设中间穿行管道、楼梯和参观走廊。

2.5科学选用设计材料

针对不同建筑强度要求选择不同型号的钢板,如受力构件选择Q235-B,平台板选择Q235-A,吊车梁选择Q345-C等。选择的钢材要通过国家相关质量检测体系认证,确保质量可靠。在一些特殊要求的工程中选用特种钢材,如高炉炉壳选择BB503,转炉平台选择铸铁板等。在钢板型号确定后,按照钢板的型号配置对应的焊条,如受力构件Q235-B选用E4315焊条,受力构件对焊接要求等级为一级,必须有足够的焊接牢固度才能承担起结构受力主体的重任,没有特殊要求的结构可以选择E4301型焊条。相同原则,助焊剂和焊锡丝也应该具体情况分别对应选用。螺栓和螺母也有性能等级之分,同样要求符合相关规定。

混凝土的垫层与基层应分别采用C10和C25型混凝土,结构受力较大的选用C30至C50。此外还有高温耐热性和防水性混凝土供不同条件要求选用。

除了上述材料的选用外还应该注意钢结构的防锈涂装,避免结构生锈,影响建筑的刚度和强度。

2.6预埋件的合理埋设

在施工图中,设计人员要在结施图中明确标明预埋件的大小规格和定位尺寸。某些单位在结施图中漏掉楼梯埋件,需在现场补埋,费时费力。技术交底时,要特别向施工单位阐明埋件要求。埋件要可以承受一定的附加载荷。工业建筑筒体结构库壁的埋件安装要特别注意,否则出现滑膜时会使埋件移位,造成安装困难。

2.7防震设计应达标

工业式建筑设计第6篇

关键词:毕业设计;设计院工作模式;三位一体

中图分类号:S611文献标识码: A

建筑学的毕业设计是建筑学专业教学过程中的重要环节之一 ,是大学生从学生角色转变到职业建筑师的关键一步。近年来,社会对毕业生人才的素质要求有大幅度提高,如何扩大毕业生的知识面、提高他们的实践能力和创新意识成为毕业设计教学改革的重点。

建筑学专业、城市规划专业和风景园林具有非常密切的关系,各专业在设计中存在很多方面相互交叉互补。因此,在毕业设计中进行三个专业必要的交叉和联合教学,对扩大学生专业知识面,培养综合性人才有着积极的意义。

基于设计院的工作模式下的毕业设计,是通过模拟设计院的工作环境,组织建立建筑+规划+风景园林三专业团队,并以设计院的工作模式和流程要求控制整个毕业设计过程。在这种教学模式下,学生可以提前了解并熟悉未来的就业环境,提高多专业协作能力,从而顺利完成角色过渡。

一、建筑学专业传统毕业设计教学模式的主要弊端

传统的建筑学毕业设计模式通常选择在学校内由学生独立完成,命题也是由校内老师指定,导师采用唯一制。随着时代的发展,建筑学科不断拓展,传统毕业设计模式,逐渐暴露出了许多问题,例如选题不合理,学生学习的主动性差,教学指导信息量不足,设计进度管理松散等。

1.设计选题

首先,传统毕业设计选题主要的不足表现在专业过于片面化,不能考察和发掘学生的综合能力,不能满足各专业知识和设计技能间协调配合的整体要求。其次过去的毕业设计选题常常是由单个老师确定设计题目,指导老师个人的自较大,缺乏科学论证,这就容易出现有的选题过大,超出了一个本科生的能力和所学专业的知识范围,或者有的题目过窄,使学生难以发挥其能力的现象。

2.学生学习缺乏设计氛围,学习的主动性差

大多数高校中的建筑学专业毕业设计都会面对一个很相似的问题。学生在完成毕业设计的过程中自觉性和主动性不高。大五的学生对未知充满了渴望,对学校的课程已经缺乏兴趣,更加愿意去设计院和设计公司参与生产实践。为了兼顾实习的工作,他们很难将主要精力投入到毕业设计上,有些学生总是比规定时间晚完成,或者集中在交图的前几周草草完成设计,反映在设计成果的质量上也就不尽如人意。

3.毕业设计的教师指导方面,唯一的导师制容易造成知识架构不全面。

唯一的导师制,也是传统毕业设计中的一大弊端。每个老师会有自己的专业评价体系,看待问题的习惯和评判方案的方式。在往年的毕业设计成果中发现,建筑学的学生会缺少景观环境与城市意识,规划学生往往建筑单体意识比较差,而景观学的学生则表现为缺乏对建筑与环境关系上的关注。学生方案体现出知识架构的不全面。由一个老师指导完成的毕业设计,学生的作业常常出现相似方案。学生在完成毕业设计的过程得到的信息量不足,设计缺少新思路。除此之外毕业设计指导老师仅由校内老师担任,也造成学生的方案更偏重理论,设计仍以方案能力做为训练的重点,工程实践经验和能力得不到提升。

4.毕业设计的进度管理松散

教学中常常强调设计的过程比设计的结果更重要,但传统模式下的毕业设计学生没有固定的设计场所,也没有固定的讨论和指导时间,指导老师对于学生完成毕业设计的进度把控较难,设计深度就很难得到保证。

二、基于设计院工作模式下“三位一体”毕业设计教学模式的探索

针对传统建筑学毕业设计模式中出现的问题,安徽建筑大学建筑与规划学院根据自身优势,在毕业设计教学中试行基于设计院工作模式下的“三位一体”教学形式。学院希望能通过此模式改变旧模式中存在的问题,提高毕业设计的教学质量。

基于设计院工作模式下的毕业设计教学是以三位一体的毕业设计选题为依托,以建筑、规划、园林三专业的学生为成员,以三专业教师联合指导而完成的联合教学模式。教学的两大目标:一是要模拟设计院的工作环境,建立设计工作室,组建学生设计团队和教师指导团队,为学生提供一个浓郁的学习氛围;二是强调三个专业之间的相互交融互补和学术的渗透,共同构成三位一体相互促进的教学模式。

1.“三位一体”的设计选题

首先,“三位一体”跨专业的毕业设计选题要有综合性,要能满足各专业知识和设计技能间协调配合的整体要求。设计选题不仅要涵盖建筑专业的知识领域,还要考虑到给规划专业和景观专业的同学留有足够的设计发挥空间。其次针对以往出现的设计选题仅由单个指导老师决定,而造成设计题目过大或着过窄,缺少科学性和实践性等问题。“三位一体”的设计选题要求必须由参与团队毕业设计指导工作的所有教师集中商议确定,汇总之后再报送学院审查。学院组织专家对所选课题进行论证,获得通过后方可最终确定为跨专业毕业设计的课题。2011年学院三位一体毕业设计的选题最终确定为商业综合体、校园规划、居住区规划设计三大类型,与以往的以建筑单体项目为主的设计选题相比,学生的知识面和眼界都有大幅度的提升。

2.配备专业的设计教室

建立专门的毕业设计教室是模拟设计院工作环境的前提,一个好的学习氛围首先得有好的学习场所。学院为三位一体毕业设计团队提供了一个专业教室,要求学生定期在指定的专业教室里完成集中授课、讨论、评图等毕业设计全过程。专配的教室为学生、师生提供了相互交流空间,也使得教师能够更好的把握教学进度,设计深度和设计质量有了较大提高。

3.组建跨专业的学生团队

三位一体的毕业设计过程以小组为单位进行,小组由学生自由搭配组合形成,每个小组由建筑、规划、园林专业各一名学生组成。学生团队的建立有效的培养了学生们的团队精神,设计中由于每个学生的专业认识不同,思维方式也有所差异,学生间的思想常常发生碰撞而产生新的火花,从而使教学变得生动有趣,也大大激发了学生们的创作热情。

4.指导老师团队组织

三位一体的毕业设计指导老师由校内的跨专业指导老师组和校外指导老师共同组成。对于参与毕业设计的校内指导老师要求不仅具有较丰富的教学经验,也要有丰富的工程实践经验。校内指导老师每组三名,由三个专业分别指派一名教师。除此之外学院还要聘请相当一部分具有高级专业技术职称的设计院人员担任毕业设计的校外指导老师,与校内教师共同完成毕业设计的立题、过程指导、论文评阅和答辩等工作。

5.三阶段的教学控制

毕业设计分为三个阶段。第一阶段为设计前指导阶段,会邀请校内校外指导教师开展每周一次联合授课,让每位指导教师都发挥出自己的积极性。学生完成资料收集、案例分析、基地调研与总图设计;第二阶段为设计中指导阶段,这一阶段是方案成形阶段,强调方案的合理性,和专业的衔接性,教学的安排是,教师团队每周有一两次的设计辅导和讨论。在这一节点结束时会由学校统一组织教师团队,聆听学生组的方案汇报并提出方案优化意见;第三阶段为正图完成和期末公开答辩、公开展览阶段。在三位一体毕业设计教学探索中发现,公开答辩和公开展览会成为毕业生展示自我的舞台,学生自己出海报,在老师和同学面前介绍和汇报自己的设计作品,能增加他们的设计动力和对毕业设计重视程度。低年级的学生也能从旁听中获得答辩的经验。

基于设计院工作模式的三位一体新的教学方法,大大调动了学生的学习兴趣,增强了学生综合分析问题的意识,提高了学生解决实际工程问题的能力。学院在通过对新的毕业设计教学模式的探索中,也积累了一定的教学经验,教学改革初见成效。

三、基于设计院工作模式下的“三位一体”毕业设计教学的未来建设方向

目前我院的基于设计院工作模式下的“三位一体”建筑学毕业设计教学方法的探索还处于刚刚起步的阶段,还有很多地方需要改进和学习。教学资金不足,教学资源的局限使得三位一体的教学形式还无法在全院全面实行。未来我们希望能够突破学院内的专业合作,利用学校建筑学科全的优势进一步拓展毕业设计的专业涉及面,与学校的土木工程,环境与能源,电子与信息,管理等学院形成更完整的毕业设计团队,使学生在完成毕业设计的过程中获得更加广博的知识,广阔的眼界,为培养职业建筑师打下良好的基础。

参考文献

[1] 孙文全,孙伟民,龚延风,林小东,梅 凯,张九根,郭樟根. 基于建筑设计院模式的跨专业团队毕业设计的研究与实践[J] . 高等建筑教育,200817(2):111-113

[2] 刘运林,方潜生,丁克伟. 设计院模式下土建类专业人才培养改革与创新[J] . 高等建筑教育,2011,20(2):22-24

[3]王雨村,胡堂,基于工作室模式的设计课程跨专业联合教学探索[C].全国建筑教育学术研讨会论文集,中国建筑工业出版社,2010,96-99

工业式建筑设计第7篇

关键词 建筑行业;应用技能型;土木工程;毕业设计

中图分类号:G642.477 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2014)18-0012-03

土木工程专业的实践性和应用性较强,毕业设计则是土木工程专业本科实践教学的综合,更体现了毕业生解决实际问题和独立解决问题的综合能力。随着卓越工程师培养和应用技能型人才培养的要求不断提高,传统的毕业设计指导模式已无法满足毕业设计的质量要求[1-2]。同时,建筑行业也对土木工程专业的人才培养提出新的要求。当前,在提出建设应用技能型高校,培养应用技能型人才的背景下,本文面向建筑行业需要,探索与创新土木工程专业毕业设计指导模式,建立团队指导、产学研联合培养、课程设计与毕业设计一体化、科研项目―创新实验―毕业论文一体化等毕业设计指导模式,以期提高毕业设计质量,锻炼学生运用综合知识的能力,实现卓越工程师和应用技能型人才的培养要求。

1 土木工程专业毕业设计存在的问题

毕业设计选题单一,与实际工程脱节 从毕业设计题目看,大多数毕业设计选题以工程设计为主,单一且陈旧,脱离实际,不能体现本学科最前沿的知识。土木工程专业毕业设计主要是多层民用建筑,虽可涉及办公楼、教学楼、商场、住宅等,但基本均为框架结构,较少涉及钢结构、工业厂房、高层建筑等。对技能型高校土木工程专业毕业生来说,只有少数学生可以进入设计单位,绝大部分毕业生从事施工、监理、造价、检测等工作[3],但毕业设计很少涉及,与实际工程需要脱节。

普遍存在前松后紧现象 土木工程专业毕业设计时间一般为14~16周。实践表明,在毕业设计开始时,部分学生无从下手,部分学生尚未进入状态,不急于开始毕业设计工作;另外,就业、考研成绩刚刚公布等因素,使得毕业设计的前期时间被大量占用,影响了毕业设计的质量和进度。随着毕业设计工作的开展,特别是到5月份,学生才意识到时间紧迫,于是开始加紧时间,加快速度,也使得毕业设计质量不高。总之,这种前松后紧的现象使得计算书和图纸错误较多,导致毕业设计质量下降。

照抄照搬现象亦较普遍 目前,土木工程专业毕业设计基本采用电脑绘图并完成计算书,锻炼了学生软件应用能力,但这也为学生照抄照搬别人的毕业设计成果提供了条件[4]。在毕业设计期间,不少学生能找到往届毕业生的毕业设计成果。很多学生由于前期进度较慢,后期直接将别人的毕业设计计算书和图纸稍加修改,从而短时间内完成毕业设计。这样完成的毕业设计往往错误百出,极易出现计算书前后矛盾、计算书与图纸自相矛盾等情况,失去毕业设计的目的。

指导教师水平有待提高 应用技能型高校,绝大部分本科办学时间不长,近年来引进教师较多,他们基本都是从学校到学校,对理论课程比较熟悉,但对实践教学内容明显不熟,工程实践训练更加缺乏,对规范条文也不够清楚,不能很好地指导毕业设计。同时,高校历来重视教师的学历层次、科研项目、论文、经费到账等,对教师的工程实践不够重视,导致部分高学历教师在指导毕业设计时,仅能解决毕业设计中的小问题,影响了毕业设计质量,与应用技能型高校的办学思想也不符。

2 土木工程专业毕业设计指导模式的创新途径

在应用技能型高校办学背景下,面向建筑行业需要,土木工程专业毕业设计指导模式亟需改革和创新。基于此,提出几种毕业设计指导模式。

团队指导毕业设计 土木工程专业涉及面广,其内容无法在毕业设计中全面体现。组建团队指导毕业设计,从科研、工程实际出发,由多名教师合作组建指导教师团队,指导多名学生完成较大的毕业设计课题[5]。例如,以某公路设计为团队毕业设计题目,学生团队可分别完成线形设计、路基路面设计、桥涵设计、概预算与施工组织设计、附属设施设计。另外,还可安排建筑工程方向学生完成加油站的结构设计。在这一过程中,团队成员之间相互交流、协调,最终完成一条公路的设计工作,每个学生都加强了对公路设计的全面认识,形成了比较完善合理的知识结构,加强了综合运用知识的能力。这不仅符合卓越工程师的培养要求,也是应用技能型人才的培养思路。

产学研结合毕业设计模式 应用技能型高校应加强与企业单位的联系与合作,这对创新土木工程专业毕业设计指导模式具有指导作用。很多高校指导教师选题缺乏工程实际背景,历年毕业设计土木具有相似性,造成学生对毕业设计缺乏新鲜感和产生脱离实际感,对毕业设计兴趣不高[6]。通过产学研结合,聘请校外企业导师单独联合校内导师指导毕业设计,可以丰富毕业设计内容,紧跟工程实际,也可直接参与工程单位项目,这样可以大大提高毕业设计质量;同时,学生也可以在企业导师的帮助下迅速适应工作环境,对就业大有益处。

课程设计和毕业设计一体化 土木工程专业本科教学中,毕业设计的内容基本是几门主干专业课程课程设计的综合。因此,可以利用某一完整的已完工的实际工程资料,根据课程需要,分解成各课程设计的原始参考资料,这样每个学生的课程设计内容整合后就是一个完整的工程项目设计。毕业设计时,只要将完成的课程设计有机组合成一个完整的设计文件即可。

以城市地下工程方向为例,该专业方向的课程设计除钢筋混凝土结构和基础工程课程设计外,一般还包括城市地下空间规划与设计、地下建筑结构、隧道工程和地下工程施工组织设计等课程设计[7]。从教学内容和教学体系上讲,这些课程之间存在紧密的依存、制约关系,如图1所示。根据地下工程的实际情况,可将设计内容分为四大块:规划设计、隧道设计、地下结构设计及施工组织。毕业设计时只要整合好这四大块内容,即将课程设计内容进行有机整合,并优化之,便可得到与实际工程基本一致的设计方案,甚至更优的设计方案[8]。

毕业论文与教师科研项目、学生创新项目一体化 为培养大学生的自主学习能力,培养大学生的创新精神,教育部、教育厅、高校设立了各级大学生实践创新项目,学生通过主持或参与这些创新项目,培养了创新意识、合作精神和工程实践能力。对于这些学生,允许他们以创新项目内容为基础申请做毕业论文,这样创新项目和毕业论文互为补充,实为一体。同样,指导教师也可以将自己的科研项目与毕业论文相结合,具体做法是将科研项目内容进行分解,以适合本科生毕业论文的要求,做到教学与科研相统一。在具体确定毕业论文课题时,应基于学生现有理论和专业知识,选择以锻炼动手能力和学习科研方法为出发点的课题。

3 几点建议

鼓励年轻教师走出去,增强工程实践能力 充分调动年轻教师的工作积极性,鼓励年轻教师加强与工程单位的交流与联系,积极参与具体工程,包括设计、施工、监理等不同工作性质,全方面提高自身的工程实践经验,做到理论与实践相结合。同时,鼓励年轻教师参加注册工程师考试,熟悉工程规范条文,提高解决实际工程问题的能力,取得注册师证书后还可更好地服务于工程单位。

加强毕业设计管理工作,实施全过程监控 学院要对毕业设计选题、教师指导时间、学生设计时间及毕业设计检查要求等方面做出详细规定,安排固定教室进行毕业设计,坚持毕业设计前期、中期、后期检查,并进行中期答辩,对中期答辩存在问题的学生进行红牌、黄牌、口头警告,做到全过程监控学生的毕业设计进度和质量。

保障毕业设计经费,调动指导教师和学生积极性 在教学经费比较紧张的情况下,务必要确保毕业设计经费,解决毕业设计过程中的经费问题,如毕业设计检查时相关资料的打印、复印等费用;对指导毕业论文的教师及学生可以解决一些试验材料、测试仪器等费用,充分调动指导教师和学生的积极性。另外,在有可能的情况下,可以适当增加教师指导毕业设计的教学工作量。

严把毕业设计答辩关,大力提倡公开答辩 毕业答辩环节十分重要,它是学生毕业设计成果的综合体现,严禁走过场。同时,大力提倡公开答辩。其中,对于优秀毕业设计必须参加公开答辩,并允许低年级学生旁听,让低年级学生对毕业设计有一定的感性认识,掌握一些问题的处理方法,为以后自己做好毕业设计打下基础,还能够促进优良学风的建立。

4 结语

建设应用技能型高校势在必行。毕业设计是土木工程专业应用型人才培养思路的一个集中体现,是培养卓越工程师的一个重要环节,也是建筑行业对应用技能型人才的迫切需要。本文以办好应用技能型高校土木工程专业为目标,总结土木工程专业毕业设计存在的问题,改革并创新土木工程专业毕业设计指导模式,并提出几点建议,希望对提高土木工程专业毕业生全面素质,对应用技能型高校如何办好土木工程专业具有借鉴作用。

参考文献

[1]刘铮,王海莹,孙俊.宽口径土木工程专业毕业设计模式研究[J].高等建筑教育,2004,13(1):100-102.

[2]李方慧,赵永江,孟凡.基于卓越工程师教育计划的土木工程专业教学改革[J].高等建筑教育,2012,21(6):40-42.

[3]张亦静,何杰,肖芳林.基于团队协作的土木工程专业毕业设计模式探讨[J].湖南工业大学学报,2008,22(3):

107-109.

[4]高笑娟,李跃辉.土木工程毕业设计质量的全过程控制方法探索[J].高等建筑教育,2011,20(1):127-130.

[5]李富荣,荀勇,王照宇.土建类专业毕业设计团队指导模式的研究[J].中国电力教育,2011(11):140-141.

[6]姜旺恒,钱国平.土木工程专业毕业设计教学的题目多样化改进对策分析[J].中国电力教育,2013(22):184-186.

[7]李富荣.城市地下空间工程专业实践教学体系的构建与创新[J].教育与职业,2014(5):158-160.