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土木工程专业混凝土结构毕业设计改革措施

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摘要:文章首先分析了土木工程专业混凝土框架结构毕业设计存在的问题,然后提出了土木工程专业混凝土框架结构毕业设计的改革措施,包括丰富毕业设计内容、加强专业理论知识讲解、加强平法识图和软件应用实训教学、加大指导教师培养和实践锻炼、完善毕业设计质量保障体系,最后阐述了土木工程专业混凝土框架结构毕业设计改革成效。

关键词:土木工程专业;混凝土框架结构毕业设计;实训教学

毕业设计是土木工程专业本科教学过程中最重要的实践教学环节,是学生综合运用大学期间所学的理论知识和专业技能解决实际工程问题的全面训练[1]。把好毕业设计质量关,是实现土木工程专业人才培养目标的重要途径。宿迁学院(以下简称“我校”)建筑工程学院土木工程专业毕业设计安排在第8学期,历时14周,选题分结构设计型和施工设计型两类,其中混凝土框架结构设计是主要的选题方向之一,约占60%。学生座谈、教师辅导和论文抽样的反馈结果表明,我校的混凝土框架结构毕业设计仍存在较多问题[2-3]。本文在总结混凝土框架结构毕业设计存在问题的基础上,提出相应的改革措施,以期提高毕业设计质量和人才培养质量。

一、土木工程专业混凝土框架结构毕业设计存在的问题

(一)毕业设计内容相对单一混凝土框架结构毕业设计对象多为多层教学楼、宿舍楼、办公楼、酒店和厂房等,要求学生根据建筑平面规划图和任务书进行合理的建筑设计,绘制建筑施工图;选定某榀框架进行详细的结构计算,应用结构设计软件进行全面的结构分析,绘制结构施工图。混凝土框架结构毕业设计内容存在以下问题:一是设计内容、课题难度多年不变,且脱离实际工程,不利于培养学生解决工程问题的能力;二是随着BIM技术在建设项目上的推广和运用,我校虽然开展了BIM技术的教学和研究,但是仍未将BIM技术融入毕业设计内容中,不利于学生适应行业发展。

(二)学生的专业理论知识薄弱学生对工程力学、结构力学、土力学、混凝土结构设计、基础工程和工程结构抗震原理等理论性强、难度大的结构设计类专业课程的重视程度和学习兴趣不高,普遍掌握较差。毕业设计过程中,很多学生避难就易,仿照混凝土框架结构设计指导书[4],人为地将毕业设计课题设计成类似于例题中简单规则的框架结构,机械地更改例题数据,生搬硬套,不会灵活运用框架结构设计理论和规范条文进行合理地分析计算,时常导致设计结果错误百出,需要多次返工修改。另外,部分学生在毕业设计期间还需要参加工作招聘、考研复试、公务员或事业单位考试等,无法保证充足的毕业设计有效时间;由于前期进度缓慢,学生后期只能牺牲质量赶进度,最终导致设计结果错误较多、计算书前后不一致、计算书与图纸不一致等情况,毕业设计质量低下。

(三)学生的识图绘图与软件应用能力欠缺由于没有深入学习《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》,很多学生读不懂结构施工图,不清楚柱、梁、板、基础和楼梯平法施工图的注写方式和注写内容,对柱、梁、板、基础和楼梯的配筋构造模糊不清、知之甚少,无法在图纸上准确地表达结构设计结果。另外,很多学生利用PKPM软件进行结构设计时,不明白软件中设计参数的基本概念和选取方法,不理解结构设计涉及的规范条文,不会根据SATWE模块输出的结果图形与文本显示进行分析,对于不合理之处不知道如何调整结构模型和设计参数。以上原因导致学生的设计图纸与计算书不一致、不能正确表达结构设计结果、不符合国家制图标准等情况。

(四)指导教师的指导能力不足我校办学时间仅十余年,专业教师多为年轻教师且数量不足。年轻教师参加工作的时间不长,毕业设计指导经验相对缺乏,而且毕业后从高校直接到高校,几乎没有接触过工程设计项目,对设计规范条文的理解不透彻,对工程问题的处理做法不熟悉,对施工图的绘制、修改方法不清楚。另外,因为专业教师数量不足,每个教师指导的学生人数过多,同时还需要承担繁重的教学和科研任务,指导教师投入毕业设计上的精力不够,对毕业设计的过程管理也不到位。以上情况说明我校教师的毕业设计指导能力还不足,从而影响了毕业设计质量。

二、土木工程专业混凝土框架结构毕业设计的改革措施

(一)丰富毕业设计内容第一,毕业设计内容与实际工程相结合。鉴于江苏地区软土地基大量存在的实际工程条件,我校要求部分学生将以往毕业设计中多采用的柱下独立基础设计成预制桩基础或灌注桩基础;摈弃实际工程中很少存在的方方正正的建筑方案,要求学生多开展贴近实际工程的建筑方案设计,并合理设置变形缝;借助宿迁市土木建筑学会平台,与校外设计院加强联系和合作,每年选派约5%的学生前往设计院,让学生的毕业设计内容与工程实践相结合,运用设计院已有的工程设计资料和硬软件设施,在校外企业导师的指导下完成毕业设计。第二,毕业设计内容与BIM技术相融合。我校从2016年开始将BIM技术引入土木工程专业课程教学中,并将BIM技术率先融入2014级土木工程专业工程结构设计、施工组织设计和工程造价预算的毕业设计中,其中约5%的学生在框架结构毕业设计中增加BIM应用,利用Revit软件绘制平面建筑方案,建立三维建筑模型,绘制建筑总平面图,并生成建筑图,最后进行结构手算、PKPM辅助设计等实践。

(二)加强专业理论知识讲解针对学生专业理论知识薄弱的问题,我校要求指导教师对结构设计中结构布置、构件截面尺寸确定、框架内力计算、框架内力组合、框架梁柱截面设计、现浇楼面板设计、基础设计和楼梯设计等过程涉及的专业理论知识进行详细讲解,对结构设计需要满足的构造要求进行着重强调,并指导学生加以灵活运用,同时培养学生养成查阅规范、手册和图集等工具书的好习惯。另外,要求指导教师每周至少见面辅导2次,确保足够的指导时间,同时建立QQ群,便于师生及时交流、讨论和答疑。

(三)加强平法识图和软件应用实训教学2017年我校开始在2014级土木工程专业第七学期的实践教学中增设建筑平法图识读实训、Revit软件和PKPM软件综合实训,各1周时间。教师要详细讲解《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(16G101-1、16G101-2、16G101-3),让学生结合工程图纸进行识图训练,提高学生的结构施工图识读和绘制能力;详细讲解Re-vit软件、PKPM软件的操作步骤,让学生结合工程图纸创建BIM模型、结构计算模型,进行结构分析计算,绘制符合实际工程需要的建筑施工图和结构施工图,提高学生的软件应用能力。

(四)加大指导教师培养和实践锻炼为提高指导教师的指导能力,我校安排青年教师担任老教师的助教,让其跟随老教师学习毕业设计指导方法和过程管理;支持青年教师参加国内教育教学改革学术会议,积极改革、创新毕业设计指导模式;选派青年教师到杭州、南京和北京等城市参加BIM软件培训,提高教师自身的业务素质;每年选派1~2名青年教师前往设计院进行为期半年到一年不等的脱产实践锻炼,积极参与工程设计,积累工程经验;邀请南京工业大学、淮阴工学院等高校的土木工程学科知名教授来校做专题报告,介绍毕业设计过程中如何进行科学选题、综合指导、中期检查、规范评审和答辩等,让指导教师明确各环节注意事项。

(五)完善毕业设计质量保障体系除了上述改革措施,我校建筑工程学院在省、校毕业设计管理文件的基础上又制定了《建筑工程学院本科毕业设计(论文)管理办法》《关于教师指导本科生毕业设计(论文)的规定》等管理文件,对指导教师、学生和过程管理等提出明确的要求,健全毕业设计管理制度,保障毕业设计质量。1.实施指导教师奖惩制度。为保证指导教师有足够的精力指导毕业设计,高校应严格控制每名教师指导的人数,教授、副教授限制在6~10人,讲师限制在4~8人;校内指导教师每周当面指导不少于两次,联建指导教师和兼职指导教师每周当面指导不少于一次,网上指导一次。对获得省级和校级优秀毕业设计的指导教师,学校和学院给予表彰和奖励,对缺乏责任心的指导教师和毕业设计抽检结果为基本合格、不合格的指导教师给予惩罚,甚至取消其毕业设计指导资格。2.加强学生考勤制度。高校可制定考勤签到表,实行学生签名制,指导教师将每次辅导时学生的出勤情况及时上报至学院,作为小组检查时学生出勤得分的依据,同时认真检查学生的毕业设计进度和阶段性成果质量。3.执行小组检查制度。所谓小组检查,是分别在毕业设计的第5~6周、第10~11周检查指导教师的过程指导是否认真,检查学生的出勤率、毕业设计进度和阶段性成果质量是否符合要求等,并将检查成绩计入最终的毕业设计成绩。检查小组教师要及时反馈检查结果,对检查不合格的学生亮“黄牌”,提出改进意见,一周后再次复检,对仍不合格的学生亮“红牌”,取消毕业设计小组答辩资格。4.完善毕业设计评价制度。为科学评判毕业设计成绩,高校可制定成绩评定规范与标准。最终成绩由四部分组成,其中小组检查占20分、指导教师评价占30分、评阅教师评价占20分、毕业答辩占30分。在毕业答辩环节实施“一票否决制”,即对小组答辩表现较差的学生可以直接选定参加公开答辩,对毕业设计存在抄袭的学生可以直接取消毕业设计成绩。

三、土木工程专业混凝土框架结构毕业设计改革成效

经过几年的改革和实践,毕业设计指导教师的指导能力提高了,学生的毕业设计质量提升了。近3年,我校建筑工程学院获江苏省普通高等学校本科毕业设计(论文)三等奖1项,江苏省普通高等学校本科团队毕业设计(论文)1项,全国高校BIM毕业设计作品大赛二等奖3项、三等奖4项,“构力杯”高校BIM装配式设计大赛(PKPM)一等奖1项、二等奖2项、三等奖1项,宿迁学院优秀毕业设计12项。总之,混凝土框架结构毕业设计改革对提高土木工程专业毕业设计质量和人才培养质量具有重要的推动作用。从近几年教学改革的实施效果来看,教师的指导能力逐渐提升,学生的毕业设计质量不断提高,因此在以后的混凝土框架结构毕业设计过程中我校仍需进一步深化改革,始终注重将毕业设计与工程实践紧密结合,努力培养满足工程需求的应用型人才。

参考文献:

[1]杨永东,张振宁,滕尊莉.土木工程专业毕业设计中存在的问题及改进措施研究[J].高等建筑教育,2016,25(3):132-135.

[2]乔燕.土木工程专业毕业设计质量管理体系的研究与实践[J].陕西教育(高教版),2009(10):209,213.

[3]孙传智,乔燕.土木工程专业多层框架结构毕业设计常见问题分析[J].教育现代化,2016,3(34):114-116.

[4]徐秀丽.混凝土框架结构设计[M].2版.北京:中国建筑工程出版社,2016.

作者:蒋连接 朱方之 孙焱焱 单位:宿迁学院建筑工程学院

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