時間:2022-06-19 07:41:55
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(1)人格認知指導人格具有獨特性、整體性、穩(wěn)定性、復雜性、傾向性、功能性等特點,影響大學生性格形成、發(fā)展的因素是多方面的,主要有生物學條件、社會生活環(huán)境、家庭教育、學校教育以及自我教育等[3]。隨著青年社會化的加速,大學生的性格加速發(fā)展的現(xiàn)象,他們的行為模式在這一階段迅速打破了兒童的模式,向成人模式過渡。這一階段職業(yè)指導需要對大一新生進行人格測評、MBTI性格分析,通過測評與分析,讓學生和指導教師指導該生的特點,可能存在的盲區(qū)以及適合的領(lǐng)域和職業(yè),從而因勢利導,對癥下藥。
(2)材料成型職業(yè)能力培養(yǎng)人與人之間能力上有水平高低差異,表現(xiàn)早晚差異、結(jié)構(gòu)類型差異,同時能力也受多方面因素影響:如遺傳因素、環(huán)境因素、實踐活動、個性品質(zhì)等。經(jīng)研究表明,合理的知識結(jié)構(gòu)、動手操作能力、社會交往能力、社會適應能力、創(chuàng)新能力以及組織管理能力是任何一個職業(yè)所需要的行為能力。專業(yè)知識的扎實可能會幫助求職者在專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域取得一時的成就,可是隨著時間的推移,可遷移能力將會成為職業(yè)生涯長遠發(fā)展的有效動力[4]。這一階段職業(yè)指導在大學一年級階段要幫助學生初步了解成型類職業(yè),通過自我效能感的測量判斷個體自我效能感強弱,指導學生學會創(chuàng)造成功機會,自我鼓勵,自我心理暗示,尋找榜樣,與自信的人多接觸,加強交流與合作,提高人際溝通能力,根據(jù)學生表現(xiàn)出來的興趣愛好指導其進入相應的學生活動群體如學生社團、社會實踐、課程實習、勤工儉學等來培養(yǎng)社會交往能力、社會適應能力、創(chuàng)新能力以及組織管理能力。
(3)材料成型類樹立多元成功觀職業(yè)生涯認識指導還需要讓學生明確自己到底想要什么,區(qū)別終極價值和工具價值,即學會價值澄清。通過改變價值規(guī)則來調(diào)整價值觀,走出價值困惑,學會樹立全面的、多元的、平衡式的成功觀。
(4)由興趣開展職業(yè)性向探索大學階段是職業(yè)探索和定向的重要時期,興趣是人們學習最好的動力,它可以使人全身心地投入工作,創(chuàng)造性地開展工作,很多同學不知道自己的興趣所在。一個人想從事某種職業(yè)的愿望稱為職業(yè)興趣,比如藝術(shù)興趣、商業(yè)興趣、溝通興趣、工程興趣、科學興趣等等都屬于職業(yè)興趣,根據(jù)霍蘭德理論,六種人格有相對應的興趣傾向,進而有相匹配的典型職業(yè)[5]。成型專業(yè)學生就業(yè)基本以企業(yè)、科研院所居多,主要從事研究、管理、設(shè)計、產(chǎn)品銷售等工作,這一階段職業(yè)指導就是要幫助學生發(fā)現(xiàn)和確定自己的職業(yè)興趣和能力特長,從而更好地作出求職擇業(yè)的決策。
2、職業(yè)生涯規(guī)劃階段
職業(yè)生涯規(guī)劃階段主要是在大學二、三年級進行,主要包括培養(yǎng)大學生適應社會的能力,進行職業(yè)展望,樹立正確的職業(yè)觀念,掌握職業(yè)生涯決策等。
(1)培養(yǎng)大學生適應社會的能力職業(yè)是個人實現(xiàn)社會價值的必要條件,這一階段職業(yè)指導需要幫助學生明確社會和群體對當代大學生的期待,具備實現(xiàn)社會和群體期待的能力,養(yǎng)成和諧理念,做到個人與學業(yè)、個人與學校、個人與社會的和諧發(fā)展。
(2)職業(yè)展望未來職業(yè)趨勢對人才的需求不斷提出新的要求,從發(fā)展趨勢看主要有復合型人才,創(chuàng)造型人才,協(xié)作型人才,信息敏感性人才。個體在職業(yè)生涯規(guī)劃中可選擇的職業(yè)越來越多,如何在大學階段盡早的找準方向,有的放矢的開展職業(yè)修養(yǎng)的培養(yǎng)和孕育,是這一階段指導的工作。
(3)職業(yè)生涯決策很多同學在職業(yè)規(guī)劃中難以下定決心,總是覺得這個也好那個也不錯,就是由于一些妨礙因素阻礙其作出決定。比如信息探索不足、特質(zhì)表現(xiàn)不佳、方向選擇未定、專業(yè)選擇不當、學習狀態(tài)不佳等。這一階段職業(yè)指導要幫助學生量體裁衣,在職業(yè)決策中擇己所愛,擇己所能,擇世所需,擇己所利;指導學生學習使用SWOT法分析自身的優(yōu)勢、劣勢、機遇與威脅,學會使用更科學的方法作出職業(yè)決策。
3、職業(yè)生涯準備階段
大學四年級很多同學進入了職業(yè)選擇期,調(diào)整心態(tài)和努力提高自己的職業(yè)素質(zhì)是關(guān)鍵,這一階段需要指導學生為求職做出準備,如思想準備、求職技巧準備、個人求職資料準備等。
(1)準確的職業(yè)定位職業(yè)定位是結(jié)合個人職業(yè)目標及主客觀條件謀求最匹配職業(yè)的過程。大四學生在面臨擇業(yè)過程中,如果不能準確進行職業(yè)定位,會在求職中失去方向,屢屢碰壁。這一階段指導主要讓學生認識到職業(yè)定位是自我定位與社會定位的統(tǒng)一,只有知己知彼,科學決策,才能準確定位,幫助學生在了解個人和企業(yè)的基礎(chǔ)上,比較鑒別職業(yè)的條件、要求、性質(zhì)與自身條件的匹配情況,使個人能力與企業(yè)需求達到一個平衡點。
(2)大學生創(chuàng)業(yè)知識與技能培訓自主創(chuàng)業(yè)既是學生成才的重要模式,更是成型專業(yè)學生就業(yè)的一個途徑。大學生創(chuàng)業(yè)面臨資金、能力、經(jīng)驗不足等一系列問題,職業(yè)指導要針對有創(chuàng)業(yè)想法的同學開展創(chuàng)業(yè)培訓,讓學生在培訓中獲得資本運營、契約關(guān)系、團隊協(xié)作、企業(yè)管理等方面的知識,開展創(chuàng)業(yè)大賽,讓學生在實踐中領(lǐng)悟創(chuàng)業(yè)可能面臨的各種問題,都會助其今后創(chuàng)業(yè)一臂之力。
(3)求職資料的準備求職資料是求職的敲門磚,求職資料的編寫要領(lǐng)、包裝、投遞程序都是求職者需要掌握和學習的求職技巧。在總體指導的同時,給與學生精細化的指導,比如審閱并指導每個學生修改完善個人簡歷,突出自己的優(yōu)勢來設(shè)計求職簡歷和書寫自薦書,有效的提高學生求職的成功率。
在以往的緒論課程中,只講授課程的學習內(nèi)容,學習特點,學習方法等,在團隊合作模式學習中,還要向?qū)W生介紹團隊合作理念,團隊的價值,例如:中國有古語“三個臭皮匠頂個諸葛亮”,自然界有“大雁團隊”,牧羊犬的作用等等,通過講寓言故事、職場故事讓學生們接受團隊的概念,認識團隊合作的重要性,使學生能夠積極主動的參與到學習中來。
2.組建團隊,提出要求
采取組內(nèi)異質(zhì),組間同質(zhì)的模式組建團隊,同時要求學生完成以下任務(wù):選出一名組長、起個鼓舞人心的組名、寫出小組的《學習公約》、確定小組學習目標。
3.設(shè)置小組競賽式的課程形式,提升學生學習興趣
在授課過程中,采用小組競賽的課程形式,實行積分制,包括加分制度和扣分制度。其中,加分是任何有利于課程學習的行為表現(xiàn),例如,課題探究式提問,給予小組相應的思考和討論時間,回答正確的給予加分;小組制作小教具給予加分等??鄯质侨魏尾焕谡n程學習的行為表現(xiàn),例如:遲到、缺勤、早退等。核心知識點的講解通過組織小組之間的辯論或互判作業(yè)等形式形成競爭,準備充分的、正確的小組加分,對抗失敗的小組不得分。通過此種方式強調(diào)學習重點,通過競爭,提高了學生的學習興趣。
二、團隊合作中的幾個重點
1.多方位指導團隊合作學習過程
通過課上穿插、課后輔導、預留作業(yè)(包括預習作業(yè)、思考作業(yè)、小組作業(yè)、個人作業(yè)和趣味作業(yè))等形式,使學生在學習本門課程知識的同時,了解團隊合作的科學程序、組長與組員的權(quán)利與義務(wù)、團隊內(nèi)部的溝通與協(xié)作以及要達到目標所需要的要素等問題,合理規(guī)劃團隊合作的各種載體是團隊合作模式學習成功的重要因素。
2.教學評價
定期地對團隊合作小組進行評價,并反省在小組活動中,同時作為課程成績的一部分。該課程每位同學的平時成績由以下幾部分組成:實驗成績(30%)+平時作業(yè)成績(20%)+小組成績(30%)+小組組長打分(20%)。
二、由專業(yè)的物流公司負責采購
由于專業(yè)的物流公司是由業(yè)務(wù)精通,具備一定的理論知識和實際工作經(jīng)驗的員工組成的專業(yè)企業(yè),在采購材料上更注重質(zhì)量和價格的性價比。在采購材料中所產(chǎn)生的差價是管道工程建設(shè)企業(yè)綜合效益的重要組成部分,體現(xiàn)了企業(yè)的整體利益。由于專業(yè)的物流公司長期從事管道工程的材料采購工作,逐步建立了一套行之有效的材料采辦的方式方法和工作流程,對大宗物資可以在短時間內(nèi)組織公開招標或邀請招標采購,形成批量優(yōu)勢,價格得到優(yōu)惠。
三、在企業(yè)內(nèi)部建立材料采購與使用分開制度
在企業(yè)內(nèi)部建立材料采購與使用分開的制度可以讓采購材料質(zhì)量得到“雙控”,一是材料采購人員對自身采購材料質(zhì)量進行控制受到倉庫管理人員的監(jiān)督;二是受到使用單位各項目部的監(jiān)督控制。這樣能進一步把好質(zhì)量關(guān),具體要做到以下幾個方面:
1.實施集中采購
集中采購是將有限的、分散的采購資源集合起來,形成一個合力,共同應對市場,充分利用大市場資源吸引更多的供應商參與所采購物資的競價,通過集中招標、談判,獲取質(zhì)優(yōu)價廉的物資設(shè)備,降低采購成本,同時獲得一批寶貴的供應商資源。
2.對材料消耗進行控制
費用控制管理貫穿整個施工生產(chǎn)活動的全過程,特別是實行工地物資消耗控制管理勢在必行。項目部材料管理部門根據(jù)工程施工現(xiàn)狀和歷年來同類工程材料資消耗規(guī)律性,按工程性質(zhì)、不同的焊接、防腐工序、施工狀況制定出不同的材料消耗定額,并在運行中進行適宜的調(diào)整,以達到企業(yè)定額更具有可操作性。
3.加強信息化管理
采用互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代化通訊手段及時獲得國、外內(nèi)各地區(qū)管道工程材料的價格信息并將其整理和存檔,隨用隨查。通過查閱材料信息報刊,收集材料價格信息,通過電話、電傳、信函等多種形式并結(jié)合現(xiàn)場實地考察和調(diào)研,對供貨方的產(chǎn)品質(zhì)量、企業(yè)資質(zhì)、信譽、供應能力、售后服務(wù)和產(chǎn)品價格等進行跟蹤調(diào)查,并形成書面調(diào)查報告,建立合格供方及價格信息檔案。
二、加強專業(yè)課程建設(shè),構(gòu)建特色課程體系
為21世紀化工行業(yè)培養(yǎng)合格的金屬材料工程專業(yè)人才,自2006年以來,沈陽化工大學金屬材料工程專業(yè)對教學內(nèi)容、課程設(shè)置、課程體系進行了統(tǒng)籌規(guī)劃和整體安排。經(jīng)過幾年的改革和實踐,建立了具有化工行業(yè)特點及金屬材料工程專業(yè)特色、科學合理的教學內(nèi)容與課程體系。一方面,課程設(shè)置與專業(yè)特色相契合,再結(jié)合沈陽化工大學的化工特色,針對化工單元設(shè)備的主要加工方法,如壓力加工、焊接、機械加工及化工單元設(shè)備的腐蝕問題,對課程設(shè)置、課程體系統(tǒng)籌規(guī)劃、整體安排,構(gòu)建具有化工行業(yè)特色及金屬材料工程專業(yè)特點、科學合理的新的課程教學體系。強化金屬塑性加工原理、焊接冶金學、焊接工藝與設(shè)備、金屬腐蝕與防護、金屬熱處理和材料無損檢測等主要專業(yè)課程。在課程教學中,結(jié)合金屬材料工程專業(yè)的特色,不斷進行教學內(nèi)容與教學方法的改革。采用將教學內(nèi)容與工程實際、工程法規(guī)、工程問題、典型產(chǎn)品相結(jié)合,尤其與化工生產(chǎn)和化工設(shè)備制造過程相結(jié)合的案例教學。典型課程如,金屬塑性加工原理、焊接工藝與設(shè)備及腐蝕與防護等都是以化工單元設(shè)備生產(chǎn)過程為背景的案例教學方法,著力打造精品課程,形成部分專業(yè)課程特色教材,加強金屬工程材料專業(yè)本科學生能力和素質(zhì)的培養(yǎng),對其他課程的教學起到了示范作用,推動了教學改革的深入進行,提高了教學質(zhì)量。另一方面,以強化工程實踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力為核心,實踐內(nèi)容貫穿培養(yǎng)過程的始終。首先,增加課程實驗,尤其是綜合性和設(shè)計性實驗,然后開展靈活多樣的實習實踐,在原有的金工實習、認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習的基礎(chǔ)上,增加個性化實習。開放辦學、校企合作,結(jié)合學生的興趣愛好、就業(yè)方向、教師的科研課題以及就業(yè)單位的培訓等等,分別送學生到企業(yè)去學習實踐。為方便學生到企業(yè)實習,我校先后建立了與沈陽鑄鍛工業(yè)有限公司、沈陽金杯廣振汽車部件有限公司、沈陽來金汽車零部件有限公司、富奧遼寧汽車彈簧有限公司、撫順機械設(shè)備制造有限公司等十余家企業(yè)合作的實習基地。通過加強實習基地與相關(guān)企事業(yè)單位的共建和合作,利用其設(shè)施、設(shè)備等條件開展實踐教學,同時也幫助學生了解金屬材料及其相關(guān)材料的科技發(fā)展動態(tài),以及相關(guān)前沿技術(shù)和行業(yè)需求,培養(yǎng)分析和解決生產(chǎn)中的實際問題、從事科學研究和實際工作的初步能力。
三、建立創(chuàng)新教育機制,培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力
鼓勵學生在教師指導下積極開展多樣化的科技創(chuàng)新活動。如參加指導教師的課題研究,申報并參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目,參加全國及遼寧省“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽、全國及遼寧省普通高等學校本科大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國大學生英語競賽、全國大學生數(shù)學建模競賽等。通過組織各種類型、各種形式和不同層次的課外活動,將各類工程實踐活動、創(chuàng)新實踐訓練、學科競賽活動、學術(shù)前沿講座、社會實踐、公益活動等課外活動作為第二課堂課程模塊納入到課程體系中統(tǒng)一實施和管理。從2006年開始,我們以學?!?S”,即ST(科技訓練)、SC(系列競賽)、SP(社會實踐)、SW(社會工作)、SL(系列講座)、SA(特色活動)為指導,以“挑戰(zhàn)杯”“機械設(shè)計競賽”活動為契機,以課外教學環(huán)節(jié)為突破口,開展了多項大學生課外競賽活動。近年來,金屬材料工程專業(yè)參賽學生項目獲機械創(chuàng)新設(shè)計大賽國家二等獎一項;“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽國家三等獎一項;全國大學生英語競賽二等獎、三等獎各一項;遼寧省級獎項幾十項。通過創(chuàng)新競賽的開展,活躍了創(chuàng)新教育的氛圍,為金屬材料工程專業(yè)學生的個性發(fā)展提供了平臺,為學生畢業(yè)后從事科學研究活動奠定了一定的基礎(chǔ)。此外,金屬材料工程專業(yè)對學生實行實驗室全天開放,先進的科研設(shè)備和儀器用于學生科研訓練,促進了學生創(chuàng)新能力的提高。
滿應力優(yōu)化設(shè)計
滿應力設(shè)計是通過劃分結(jié)構(gòu)設(shè)計區(qū)和選擇關(guān)鍵元的方法實現(xiàn)的。設(shè)計區(qū)中包括若干個有限元件,從諸元中選出有代表性的元件作為關(guān)鍵元,只對關(guān)鍵元進行強度比再設(shè)計。計算時可將結(jié)構(gòu)分為設(shè)計區(qū)和非設(shè)計區(qū)。每個設(shè)計區(qū)受一個變量控制,通過再設(shè)計得出各設(shè)計區(qū)中諸關(guān)鍵元新的尺寸A(k)ij后,再從中選出最大的作為該區(qū)的統(tǒng)一變量D(k+1)ij(i∈某區(qū),j∈該區(qū)的關(guān)鍵元),然后考慮最大、最小變量約束,再進行下一輪迭代,這就是通常所說的結(jié)構(gòu)元件尺寸(A)與設(shè)計變量(D)之間的耦合關(guān)系。對非設(shè)計區(qū),將不指定關(guān)鍵元,在設(shè)計中該區(qū)元件尺寸不作改變。
滿應力設(shè)計的初始設(shè)計值取工程估算法估算的初步值,設(shè)76個設(shè)計區(qū)、646個關(guān)鍵元、164個設(shè)計變量。表1給出了滿應力設(shè)計結(jié)果。結(jié)果表明,經(jīng)7次迭代收斂,結(jié)構(gòu)質(zhì)量明顯下降,結(jié)構(gòu)減質(zhì)量24.478kg(14.3%)。經(jīng)過滿應力設(shè)計后,各設(shè)計區(qū)尺寸得到調(diào)整,主要體現(xiàn)在緣條面積下降(有的還退回最小限),蒙皮局部厚度增加,總體分布合理。
數(shù)學規(guī)劃法優(yōu)化設(shè)計剪裁
在滿應力設(shè)計的基礎(chǔ)上,用數(shù)學規(guī)劃法進行多約束優(yōu)化設(shè)計,獲取滿足各種設(shè)計要求的最終設(shè)計,具體來說是將優(yōu)化設(shè)計歸結(jié)為求解下述數(shù)學規(guī)劃問題:尋找一組設(shè)計變量其中:(fX)為依賴于設(shè)計變量向量X的目標函數(shù);gj(X)為性狀約束函數(shù);xLi和xUi分別為設(shè)計變量xi的下限與上限;m表示設(shè)計變量數(shù);n表示約束數(shù)。進行數(shù)學規(guī)劃法設(shè)計首先要確定約束限,需要把滿應力設(shè)計結(jié)果值返回分析模型,根據(jù)再分析結(jié)果確定約束限。這里考慮把主翼盒設(shè)計成強緣條薄蒙皮的結(jié)構(gòu)形式,初始141.23kg的結(jié)構(gòu)質(zhì)量也可以接受,因此將滿應力設(shè)計結(jié)果值返回時,局部調(diào)整設(shè)計變量的下限,使緣條面積不再下降。結(jié)構(gòu)進行再分析,計算結(jié)果為:U245653mm,f16.8Hz,η0.81,vF252.3m/s,W141.23kg。
從滿應力設(shè)計結(jié)果,結(jié)合結(jié)構(gòu)質(zhì)量要求、強度要求、以及顫振包線,最終規(guī)定出數(shù)學規(guī)劃法設(shè)計的約束限為:1)位移約束1個,翼尖后緣點的Y向位移值U245≤628mm;2)振動約束1個,f1≥6.9Hz;3)靜彈約束1個,內(nèi)、外副翼俯仰效率η≥0.815(Ma=0.8,13km);4)顫振約束1個,vF≥300m/s(海平面)。
數(shù)學規(guī)劃法設(shè)計設(shè)有50個設(shè)計區(qū)、122個設(shè)計變量(設(shè)計區(qū)為主翼盒段的上下蒙皮、縱向梁緣條和梁腹板)。表2給出了在位移、振動、顫振約束下的最小結(jié)構(gòu)質(zhì)量設(shè)計結(jié)果??梢?,經(jīng)4次迭代后,全部滿足約束條件,結(jié)構(gòu)質(zhì)量僅增加10kg左右,而位移降低72.3mm,顫振速度提高了47.66m/s(占18.9%),充分表明優(yōu)化設(shè)計后結(jié)構(gòu)效率明顯提高。多約束優(yōu)化變量收斂后,從優(yōu)化尺寸分析看,內(nèi)外翼轉(zhuǎn)折部蒙皮的±45°和0°鋪層厚度都明顯增加,這種尺寸分布可以提高結(jié)構(gòu)的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度,對綜合滿足多種約束條件有利。為進一步說明±45°、0°和90°鋪層比例對結(jié)構(gòu)彎曲和扭轉(zhuǎn)頻率的影響,詳細分析了在相同鋪層厚度的情況下,機翼振動、顫振特性隨蒙皮不同鋪層比變化情況,見表3。
表3中f1、f2、f3、vF分別對應結(jié)構(gòu)的一彎、二彎、一扭頻率和顫振發(fā)散速度,可以看出,在相同鋪層厚度的情況下提高±45°鋪層比例,可有效提高結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)頻率,從而提高結(jié)構(gòu)的顫振速度。
我國的經(jīng)濟發(fā)展為目前的無機非金屬材料工程專業(yè)的改革提供了方向,做好基礎(chǔ)性、根本性、原則性的工作任務(wù)是目前應該完成的要求,教學體系的改革首當其沖。當前專業(yè)的培養(yǎng)目標是:培養(yǎng)政治上合格的,在無機非金屬材料學科領(lǐng)域內(nèi)有廣闊而扎實的理論基礎(chǔ)、適應能力強、具有創(chuàng)新精神和技術(shù)開發(fā)能力的高級專門人才。無機非金屬材料工程專業(yè)的課程體系改革應該從以下三個方面著手:首先加強科學基礎(chǔ)以及計算機基礎(chǔ)技術(shù)的學習,隨著科技的發(fā)展,科學技術(shù)無疑成為了影響社會生產(chǎn)的第一要素,強化學生的自然科學基礎(chǔ)能力同時結(jié)合計算機技術(shù)的適用,在加強其對自然科學本質(zhì)理解的情況下,顯著提高其運用科學技術(shù)解決基本問題的能力和速度;其次是重視對工程基礎(chǔ)的學習,在無機非金屬材料工程專業(yè)中,基礎(chǔ)知識的學習能提高學生的工作適應能力,掌握了工程技術(shù)的共同理論、共同技術(shù),即使就業(yè)工程中專業(yè)知識有所偏差,也能利用基礎(chǔ)知識彌補,強化學生適應人才市場缺口的問題;最后,建立完善的學科專業(yè)知識實踐教學平臺,為了培養(yǎng)更全面的應用型人才,針對地方經(jīng)濟發(fā)展以及人才缺口方向,加大對實踐教學環(huán)節(jié)的重視有利于讓學生走入工作崗位就能迅速為企業(yè)創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)價值,理應成為本次教學課程改革的重點,因此強化無機材料科學基礎(chǔ)、熱工基礎(chǔ)以及水泥等研究方法和實驗等實踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要。具體到應用步驟,應加大對每一個環(huán)節(jié)的檢查力度,教師做出相應的實踐要求,一環(huán)扣一環(huán),分步完成。保證學生的實踐環(huán)節(jié)無論是設(shè)計或是草圖繪制等階段都有配套的記錄,以便于對實踐教學質(zhì)量的控制。同時,讓學生運用所學知識進行實驗,從事實驗操作并對實驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理、誤差分析,有助于觀察問題、解決問題能力的提高。
2建構(gòu)應用型人才培養(yǎng)體系
首先,建立一支教學水平高、技術(shù)能力硬、思想素質(zhì)好的師資隊伍,形成應用型學科的專兼職教學建設(shè)?!氨苄芤粋€,將熊熊一窩”,一位高水平的教師給學生帶來的好處是其他方面無法比擬的。教師不但要具有淵博的理論知識,更應該在實踐教學上給學生正確的指導,從一開始就避免學生走入操作的誤區(qū)。同時,學??梢耘c相關(guān)大型企業(yè)建立起互動關(guān)系,建立教學激勵機制,鼓勵教師與一線工作者多多交流,培養(yǎng)教師的創(chuàng)新能力;聘用基層工作經(jīng)驗豐富的技術(shù)骨干在學校擔任客座講師,讓企業(yè)的技術(shù)人員向其講解各個生產(chǎn)線的優(yōu)缺點,保證本專業(yè)學生能夠迅速掌握一線工作中的先進技術(shù)和經(jīng)驗,以幫助其迅速掌握學習中的要領(lǐng),從而適應工作的需要。其次,積極開展與當?shù)氐钠髽I(yè)相互合作,建立一批質(zhì)量較高、相對穩(wěn)定的校外技術(shù)實訓基地;將校外實訓基地建立在當?shù)氐南嚓P(guān)企業(yè)內(nèi)部,充分利用生產(chǎn)技術(shù)骨干和先進的生產(chǎn)設(shè)備;同時利用學校的實驗室,“材料制備技術(shù)”、“工程測試技術(shù)”、“材料表征技術(shù)”三大課程實驗及“專業(yè)綜合實驗”為建設(shè)重點,充分利用校內(nèi)外的教學資源,把實驗室打造成技術(shù)培訓和理論知識結(jié)合的基地以滿足應用型人才的培養(yǎng)工作。最后,要革新學生考核體系,開展校內(nèi)證書認證制度過去的一卷考核體系已經(jīng)不適應當前學習的需要,考生在考試前簡單突擊一下就能隨意應付過去,為了讓學生從深入理論研究,可以開展論文考察等形式,高屋建瓴的從應用的角度掌握理論的知識。目前,專業(yè)證書代表了各專業(yè)的等級水平,也得到了社會的承認。學??身槕绷鳂?gòu)建校內(nèi)證書認證制度,建立獎勵機制,將職業(yè)資格證書引入人才培養(yǎng)機制,以鼓勵學生多多考取專業(yè)資格證書,強化基礎(chǔ)專業(yè)的理解,拓展相關(guān)知識的學習。
由于工程材料的質(zhì)量低劣造成的工程質(zhì)量事故和損失往往是非常嚴重并難以彌補和修復的,因此,工程中必須盡力避免發(fā)生此類問題,防患于未然。在材料的質(zhì)量監(jiān)理中,首先要求施工單位建立健全質(zhì)量保證體系,使施工企業(yè)在人員配備、組織管理、檢測程序、方法、手段等各個環(huán)節(jié)上加強管理,同時在施工承包合同和監(jiān)理委托合同中要明確對材料的質(zhì)量要求和技術(shù)標準,并明確監(jiān)理方在材料監(jiān)理方面的責任、權(quán)限以及建設(shè)單位的要求。在我們的監(jiān)理委托合同中有關(guān)材料監(jiān)理的內(nèi)容是相似的,即:監(jiān)理方有權(quán)對材料進行必要的抽檢,施工單位要在監(jiān)理方的監(jiān)督下,同時取樣和試(化)驗工作,監(jiān)理方負責提供準確、可靠的檢驗結(jié)果,當監(jiān)理方的檢驗結(jié)果如與施工單位的試驗結(jié)果不相一致時,以監(jiān)理方所提供的檢驗結(jié)果作為標準。在項目實施過程中,嚴格按合同辦事,加強合同管理,以合同為依據(jù),始終堅持施工單位自檢和監(jiān)理方獨立抽、復檢相結(jié)合,以施工單位自檢為主,以監(jiān)理方的復檢作為評定自檢結(jié)果的標準,同時還堅持目測和檢測相結(jié)合,抽檢和監(jiān)測相結(jié)合,直接控制和間接控制相結(jié)合。改變過去只有施工單位自檢為準,而沒有第三方監(jiān)督管理的狀況。這樣可以防止不合格的材料用于工程,保證了工程建設(shè)質(zhì)量。
二、明確材料監(jiān)理程序,制定材料監(jiān)理細則
作為國際慣例的建設(shè)監(jiān)理制度引入我國,尚未形成規(guī)范的管理模式,因此要在工程項目實施監(jiān)理的過程中使參建各方明確監(jiān)理工作的性質(zhì)、方法以及監(jiān)理工作程序。具體做法就是針對每個工程實際情況,制定詳細的材料監(jiān)理規(guī)劃和細則,明確材料監(jiān)理程序。在材料監(jiān)理細則中,明確材料監(jiān)理工程師的職責、工作方法、步驟、手段以及對材料的質(zhì)量要求和保證質(zhì)量應采取的措施等。在材料監(jiān)理過程中,監(jiān)理工程師則嚴格按材料監(jiān)理規(guī)劃、細則開展工作,使材料監(jiān)理工作逐步走向正規(guī)化的軌道。
三、審核施工單位材料計劃
材料監(jiān)理工程師進場后,首先了解施工單位的材料總體計劃,并審核其是否滿足施工總進度的要求,對發(fā)現(xiàn)的問題提出改進建議,使材料總體計劃與施工進度相干致。在此基礎(chǔ)上,每月25日前,施工單位應向監(jiān)理方提交下月的材料進場計劃,包括進貨品種、數(shù)量、生產(chǎn)廠家等,材料監(jiān)理工程師根據(jù)工程月進度計劃予以審核,使材料進場計劃符合工程進度要求。
四、材料采購的質(zhì)量監(jiān)理
由于最近建筑材料市場呈現(xiàn)供不應求趨勢,鋼材、水泥兩大材料尤為嚴重,因此,凡是對計劃進場的材料,監(jiān)理方都要會同施工單位對其生產(chǎn)廠家資質(zhì)及質(zhì)量保證措施予以審核,并對訂購的產(chǎn)品樣品要求其提供質(zhì)保書,根據(jù)質(zhì)保書所列項目對其樣品質(zhì)量進行再檢驗。樣品不符合規(guī)范、標準的,不能訂購其產(chǎn)品。
五、進場材料的質(zhì)量監(jiān)理
在材料監(jiān)理實施細則中,明確提出要加強現(xiàn)場原材料的試(化)驗工作。例如:對工程中使用的鋼筋、水泥要求有出廠質(zhì)保書,砂石、磚等要具有材質(zhì)試驗單,施工用水要有水質(zhì)化驗報告等,以掌握其技術(shù)參數(shù)資料。同時在監(jiān)理委托合同中明確規(guī)定:為提高試(化)驗數(shù)據(jù)的可靠性、準確性,確保工程質(zhì)量,甲方同意監(jiān)理方獨立對國家建設(shè)部頒發(fā)的《建筑安裝工程質(zhì)量檢驗評定標準》中明確規(guī)定的質(zhì)量保證內(nèi)容進行必要的檢查檢驗,施工單位的檢驗工作可在監(jiān)理方指定的具有省一級實驗資質(zhì)的試驗室中進行(主管部門有更高要求的,按主管部門要求),也可在監(jiān)理方監(jiān)督下由施工方在有臨時資質(zhì)的現(xiàn)場試驗室中進行,監(jiān)理方負責審核,以確認施工單位提供的試(化)驗報告。
監(jiān)理方應與施工單位同步進行材料的取樣和試(化)驗工作,監(jiān)理方負責提供準確、可靠的檢驗結(jié)果,當監(jiān)理方提供的檢驗結(jié)果與施工單位的試驗結(jié)果不相一致時,以監(jiān)理方所提供的檢驗結(jié)果作為標準。監(jiān)理方在對現(xiàn)場材料的質(zhì)量監(jiān)理中,應嚴格按照材料質(zhì)量監(jiān)控流程,嚴格按照國家規(guī)范、標準、設(shè)計文件。合同及材料監(jiān)理細則辦事。
下面介紹幾種主要材料的質(zhì)量監(jiān)理:
1.鋼筋、水泥
鑒于目前鋼材市場貨源緊張,施工單位難以做到大批量進貨,針對來料的多源頭、多渠道,對進場的每批鋼筋、水泥,要求施工單位分批、分品種堆放、貯存,并及時提供出廠合格證。在此基礎(chǔ)上,對每批鋼筋均要求做機械性能試驗,特殊部位所用鋼筋或進口鋼筋要另做化學成分分析試驗。水泥要求做強度、安定性等試驗,并進行現(xiàn)場監(jiān)督取樣。未經(jīng)檢驗的材料,不允許用于工程;質(zhì)量達不到要求的材料,及時清退場外。
2.鋼筋焊接制品
絕大多數(shù)進場鋼筋均要進行現(xiàn)場加工后方可用于工程。如鋼筋焊接、成型、張拉等。下面僅以鋼筋對焊為例談?wù)労附又破返馁|(zhì)量監(jiān)理。鋼筋驗收合格后,監(jiān)理方可通知施工單位進行加工。在施工之前,要求施工單位提供其內(nèi)部質(zhì)量保證體系、技術(shù)措施交底、質(zhì)量監(jiān)控程序等,監(jiān)理方進行審核,并要求施焊人員必須具有焊工上崗證,杜絕無證人員上崗施焊。對待有焊接操作上崗證的人員,要求對不同品種、不同焊接工藝的鋼筋接頭,先做焊接試件,試件經(jīng)檢驗合格,方可施焊。
對焊接成品的質(zhì)量檢查是監(jiān)理工作的重點,除施焊前對試件進行合格試驗之外,對成品的質(zhì)量監(jiān)理要按監(jiān)理方確認的監(jiān)控程序進行。具體做法是:目測和檢測相結(jié)合,首先從外觀上,對如軸線位移、彎折角度、裂紋凹坑、燒傷等進行檢查,隨后作隨機油樣,堅持每200根接頭取一組樣品進行試驗,并且始終堅持抽測時間與材料加工進度基本吻合,發(fā)現(xiàn)不合格焊接頭,退回施工單位,并分析原因,改進技術(shù)措施,然后重新焊接,使之全部達到規(guī)范、標準的要求,并嚴格按《建筑安裝工程質(zhì)量檢驗評定標準》進行驗收。
3.混凝土
混凝土是工程中使用最為普遍的加工材料,它的質(zhì)量不僅涉及到各種原材料的質(zhì)量,而且影響建筑物的工程質(zhì)量。影響混凝土的因素很多,諸如,各種組成材料的計量、配合比、攪拌、運輸、振搗、養(yǎng)護等一系列環(huán)節(jié),均是影響混凝土質(zhì)量的重要因素,因此,材料監(jiān)理的一大內(nèi)容便是對混凝土的質(zhì)量監(jiān)理。在混凝土的質(zhì)量監(jiān)理中,必須要在水泥、砂、石、水、外加劑等均滿足質(zhì)量要求的前提下,首先審核混凝士的配合比是否正確,用于計量的各種表具、量具等是否俱全,攪拌時間是否適中,運輸中是否發(fā)生離析,振搗、養(yǎng)護、試塊留置等各環(huán)節(jié)均有施工人員專管,對于大體積混凝土、重要結(jié)構(gòu)必須采用自動計量設(shè)備或采用商品混凝土。并嚴格按照監(jiān)理方提出的質(zhì)量監(jiān)控圖進行。哪一道工序不符合規(guī)范、標準要求,立即通知施工單位質(zhì)檢人員組織整改,加強管理。如杭州大廈二期工程的澆筑底板混凝土項目,監(jiān)理人員在連續(xù)澆筑132小時的過程中跟班蹲點,對后臺上料、攪拌、出料質(zhì)量、振搗以及混凝土試塊留置等均有專人管理,實行旁站監(jiān)理,層層把關(guān)。根據(jù)現(xiàn)場配合比和砂、石的含水率,隨時調(diào)整攪拌用水量,并隨時檢測計量設(shè)備的計量準確度,發(fā)現(xiàn)偏差,立即通知施工單位加以整改。
六、試驗室資質(zhì)檢查
以上曾提到,材料的試(化)驗可在監(jiān)理方監(jiān)督下由施工單位在現(xiàn)場(若現(xiàn)場有試驗室)進行,也可以在監(jiān)理方監(jiān)督下現(xiàn)場取樣,由乙方和監(jiān)理方同時進行試驗。監(jiān)理方所進行的檢驗.一方面用于平時的隨機抽檢.另一方面也可以驗證施工單位試數(shù)據(jù)的準確可靠。無論采用哪一種方法,重要的是保證實驗室的資質(zhì)水平和實驗數(shù)據(jù)的準確可靠。
二、合理整合教學內(nèi)容,構(gòu)建新的課程知識體系
為使所授機類及近機類專業(yè)學生全面了解熟悉鑄造、鍛造及焊接等熱加工工藝,增加“材料成型技術(shù)”部分。該部分涉及內(nèi)容多,而新設(shè)置的工程材料及其成型技術(shù)課程與工程材料課程相比,課時僅增加8學時,這樣必須壓縮《工程材料》部分的內(nèi)容與課時。我們遵循新的教學理念,合理地優(yōu)化、縮減了《工程材料》偏理論部分的內(nèi)容,淡化與核心內(nèi)容關(guān)系不大的內(nèi)容,強化基礎(chǔ)理論。如:在“材料的力學性能”部分,刪除材料的物理性能等內(nèi)容;在“金屬晶體結(jié)構(gòu)”部分,刪除立方晶系的晶面和晶向的表示方法等內(nèi)容;在“合金結(jié)構(gòu)鋼”部分,刪除微合金非調(diào)質(zhì)鋼、易切削鋼及低淬透性鋼。對白口鑄鐵的結(jié)晶過程及鋼的表面淬火與化學熱處理等內(nèi)容僅作簡單介紹。把金屬的塑性加工部分合并到材料成型技術(shù)中的鍛造部分;把典型工件的選材及工程材料的應用合并到零件失效、毛坯分析與材料選擇部分。同時,豐富與后續(xù)課程、畢業(yè)設(shè)計及工程應用密切相關(guān)的內(nèi)容,如鐵碳合金相圖、鋼的熱處理原理和工藝、鋼的分類編號及用途等,增強學生對這些內(nèi)容重點與難點問題的理解和掌握,夯實工程材料理論基礎(chǔ)。為了培養(yǎng)學生的工程應用能力,使課程內(nèi)容與工程實踐相結(jié)合,挖掘平時在實際生產(chǎn)中的相關(guān)案例,通過與企業(yè)廣泛聯(lián)系,從中獲得大量生產(chǎn)中的案例。如在“零件失效、毛坯分析與材料選擇”一章,把從企業(yè)收集的案例,經(jīng)過整理、分析后加入教材中。結(jié)合生產(chǎn)中的具體零件,在分析零件的工作條件、失效形式及對零件性能要求的基礎(chǔ)上進行選材,制定加工工藝路線。這對培養(yǎng)學生工程應用能力大有益處,為他們將來從事機械行業(yè)的生產(chǎn)加工,打下了良好的基礎(chǔ)。課程始終貫穿材料的成分-組織-工藝-性能之間的關(guān)系這條主線。以性能為起點,分部講授成分、組織和工藝對性能的影響,最后通過學習鐵碳合金相圖和過冷奧氏體冷卻曲線,綜合講解成分、組織、工藝與性能間的關(guān)系,讓學生牢固掌握“材料的性能取決于其成分、組織和工藝”的觀點,這樣就變分散為集中,變模糊為清晰,以利于學生建立完整體系的概念,保證了教學內(nèi)容的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性。據(jù)此,將課程內(nèi)容分為工程材料基礎(chǔ)理論、常用工程材料、工程材料成型技術(shù)基礎(chǔ)和工程材料的應用及成形工藝的選擇四大模塊,實行模塊化教學、突出材料的工程應用,并對各模塊的內(nèi)容做了精心挑選與合理調(diào)整。
三、綜合運用多元化教學方法和手段,提高教學效果
在課堂教學中,為使學生能夠在聽課過程中主動思考,緊緊跟上教師的講課思路,采用案例法、啟發(fā)式、問題授課法、研究式與討論式等教學方法及這些方法的組合。如講授加工硬化這一重要概念和內(nèi)容時,先在課堂上用舉例法演示用手彎曲鐵絲感到發(fā)熱和越來越硬的現(xiàn)象,用問題授課法提出產(chǎn)生該現(xiàn)象原因這一本質(zhì)問題,接著揭示變形中其材料內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)的變化,然后讓學生分析由此帶來哪些性能的變化,以此解釋加工硬化的成因。多種教學方法的應用,有效地激發(fā)了學生對本門課程的學習興趣,提高了學習的自覺性和主動性。提出并初步實施了工程材料及其成型技術(shù)課程的一種新的教學方法-關(guān)鍵詞教學法。針對工程材料及其成型技術(shù)課程內(nèi)容龐雜,概念繁多且課時短的特點,提出了關(guān)鍵詞教學法。從基本概念、章節(jié)以至全課程中提煉關(guān)鍵詞,并將它們有機地結(jié)合,將零散的知識結(jié)構(gòu)化,形成關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)(圖),構(gòu)建出課程的基石和框架。初步的教學實踐證明,這種方法有利于學生理解記憶,對提升他們的提煉、概括等學習思維能力大有益處。在教學手段上,課堂教學板書講授與多媒體演示并重,在便于學生理解記憶的基礎(chǔ)上,構(gòu)建出圖文并茂、聲情融會、動靜結(jié)合的教學環(huán)境。如用板書法講解相圖中的杠桿定律、二元合金相圖與Fe-Fe3C相圖的結(jié)晶過程等內(nèi)容,可以充分展現(xiàn)邏輯思維全過程。晶體結(jié)構(gòu)、缺陷和結(jié)晶過程等應用多媒體技術(shù),可以充分展示三維立體的晶體結(jié)構(gòu)特征與缺陷形貌及形成機理,動畫演示由液態(tài)到固態(tài)的結(jié)晶過程,增加了可視性與趣味性。
四、改革實驗教學的內(nèi)容與手段,培養(yǎng)學生的工程應用能力和創(chuàng)新能力
為提高學生的工程應用能力和創(chuàng)新能力,適應創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的需要,對工程材料及其成型技術(shù)課程的實驗進行全新的改革與設(shè)計規(guī)劃,包括類型、方法及考核方法等。按照教學規(guī)律,劃分實驗層次,整合實驗內(nèi)容,理順實踐過程,減少驗證性實驗,增加綜合性和設(shè)計型實驗。課程設(shè)置三個實驗,即碳鋼硬度測定及熱處理、鐵碳合金組織觀察和零件的選材、熱處理、性能測試與組織觀察。“碳鋼硬度測定及熱處理”為基本技能型實驗,通過該實驗,學生能夠?qū)こ滩牧霞捌涑尚图夹g(shù)課程實驗中所涉及的設(shè)備與儀器有一定的了解,有利于他們熟練地對這些設(shè)備與儀器進行操作。“鐵碳合金平衡組織的觀察”為驗證性實驗,是為更好地理解和掌握鐵碳平衡相圖而設(shè)置的。“零件的選材、熱處理、性能測試與組織觀察”為綜合、設(shè)計型實驗,目的是讓學生運用所學的材料及成型技術(shù)的基本原理,綜合分析給定零件的力學性能指標,以此選擇材料、熱處理及性能檢測設(shè)備,制定出相應的熱處理工藝并完成金相試樣制備、組織觀察、硬度測試及熱處理操作等實踐環(huán)節(jié)。這一綜合、設(shè)計型實驗不僅要求學生掌握課程中相關(guān)章節(jié)的內(nèi)容,而且必須針對具體零件的特點進行全面分析與綜合,這樣選擇的材料和制定的工藝才能合理。這對于學生分析問題、解決問題能力的提高是大有益處的,也為他們畢業(yè)后盡早勝任企業(yè)相關(guān)的技術(shù)工作創(chuàng)造了條件。
國外對碳纖維復合材料的研究起步比較早。結(jié)合研究需要成立了相應的碳纖維復合材料研究協(xié)會,制訂了相應的測量標準、實施規(guī)范、檢測標準、施工規(guī)程等,制訂了研究發(fā)展方向,加大經(jīng)碳纖維復合材料再實際中的應用研究,經(jīng)過多年的研究,目前國外發(fā)達國家已經(jīng)有較為成熟的碳纖維復合材料理論、研究體系和研究成果,并且通過實驗性應用獲得了第一手資料,通過大量實驗已經(jīng)有了一定的應用實例。目前由于碳纖維復合材料特有的可根據(jù)工程需要加工成各種織物材料,滿足工程需要,而且織物表現(xiàn)出很高的強度的特點,因此碳纖維復合材料大量應用在房屋建筑工程的加固工程中、橋梁工程等的加固、維修和保養(yǎng)上。從研究現(xiàn)狀來看,我國對碳纖維復合材料的研究起步比較晚,缺少系統(tǒng)化、本土化的研究體系,主要理論和研究標準、方法借鑒先進國家的研究成果,缺少實際使用經(jīng)驗的搜集和整理,施工規(guī)范上過于依賴國外成熟經(jīng)驗,缺少本土化的實踐經(jīng)驗和研究體系,研究方向主要集中碳纖維增強聚合物片材加固和修復鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),而且應用也比較成熟。例如采用碳纖維增強聚合物片材對上海財經(jīng)大學24m跨度的木結(jié)構(gòu)進行加固,采用碳纖維布對天安門城樓上的大型木柱進行加固[1];等等。單麗萍《碳纖維布在建筑結(jié)構(gòu)加固中的施工措施淺析》(民營科技2012.8)研究指出,碳纖維增強聚合物加固技術(shù)是一種新型高效的土木工程加固修復技術(shù),具有質(zhì)量輕、強度高強、施工簡單等優(yōu)點。并對碳纖維布在加固和維護建筑結(jié)構(gòu)中的施工措施進行分析,之處隨著對新材料碳纖維(CFRP)的研究的深入,用CFRP取代鋼板作為外貼對建筑物進行加固是一種必然趨勢。并現(xiàn)針對碳纖維加固的原理、依據(jù)、前提進行了探討,并對施工工藝進行了簡要的論述。張勇《CFRP加固混凝土梁的凍融試驗研究》(河北建筑工程學院學報2012.1),碳纖維(CFRP)雖然在加固工程中已得到廣泛應用,但其長期的加固性能尚未得到證實。尤其在我國北方較寒冷地區(qū),因此研究凍融循環(huán)對碳纖維加固的混凝土構(gòu)件的影響。試驗研究顯示碳纖維基本能夠滿足寒冷地區(qū)的加固要求。舒亞《碼頭改造工程中碳纖維加固技術(shù)的運用》(水利建設(shè)與管理2014.3)一文中研究指出:伴隨著材料研究的深入,混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)也日益提高,結(jié)合工程實例,闡述在碼頭改造工程中如何將碳纖維加固技術(shù)運用到水工結(jié)構(gòu)物的主要受力構(gòu)件,為碼頭水工結(jié)構(gòu)物的加固修復帶來新的舉措,保障了碼頭水工建筑物的安全。整體上來說,碳纖維復合材料在土木工程中的使用研究目前基本集中在混凝土結(jié)構(gòu)的修復和加固上,相信隨著研究的深入,碳纖維加固技術(shù)在土木工程結(jié)構(gòu)的運用日益廣泛。
1.2最新研究進展和趨勢
日本開發(fā)研制成功一種帶有鋁合金接頭碳纖維聚合卷管。研究發(fā)現(xiàn)這種聚合卷管具有高效的結(jié)構(gòu)體系,在實際應用中可以獲得特殊的建筑效果[1]。也有學者提出利用碳纖維優(yōu)良的導電性,通過相應手段監(jiān)測碳纖維復合材料加固部位導電性能的變化情況,實現(xiàn)對對土木建筑物或橋梁等的無創(chuàng)口健康監(jiān)測和診斷,而目前利用碳纖維優(yōu)良的導電性,實現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)的實時監(jiān)測應用研究不多,鄭立霞《局部疊層碳纖維水泥基材料的應變電阻效應研究》(四川大學學報(工程科學版)2011.2)研究指出利用不同將碳纖維所具有的特有的導電特性,將不同碳纖維取代鋼筋加入普通混凝土中,普通混凝土便成為具有自診斷功能特性的智能混凝土。利用這些功能特性可望實現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的健康監(jiān)測。并通過實驗研究局部疊層碳纖維取代鋼筋形成的三點彎曲梁在單調(diào)和循環(huán)拉應力作用下電阻的變化規(guī)律,分析了局部疊層碳纖維水泥基材料的應變-電阻效應,在此基礎(chǔ)上進行橫向?qū)Ρ龋瑢嶒灲Y(jié)果表明,局部疊層碳纖維水泥基材料的應變靈敏系數(shù)是連續(xù)碳纖維水泥基材料應變靈敏系數(shù)的近23倍,但穩(wěn)定性要差一些;局部疊層碳纖維水泥基材料的電阻和拉伸應變成正比例,因此利用這一特性把可望把局部疊層碳纖維用于土木工程,便于實現(xiàn)在結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的健康監(jiān)測。
2碳纖維復合材料在構(gòu)件承載力不足的情況下的應用
雖然在土木工程施工過程中在施工階段,從上到下有嚴格的施工規(guī)范和要求,但是實際過程中卻常常存在由于施工管理不嚴、施工人員能力缺陷、致使施工質(zhì)量不能達到要求,特別是混凝土構(gòu)件承載力不足導致在建工程或建成工程使用時在安全隱患,存在一定的潛在質(zhì)量風險,可能導致傷害事故的發(fā)生,在這種情況下,如何在不拆除現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)的條件下對混凝土構(gòu)件進行范圍內(nèi)的加固和修復是要解決的問題,使用碳纖維復合材料為主要原料的纖維增強聚合布進行加固,可以在不毀壞現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,使混凝土結(jié)構(gòu)得到理想的增補效果。加上纖維增強聚合布施工過程中無需任何重型機械,施工空間不受限制的優(yōu)點,因此在維護和加固現(xiàn)有建筑中得到大量應用。
2.1碳纖維復合材料在民用建筑加固方面的應用
由于碳纖維增強聚合布的材料性能的特點,碳纖維增強聚合布大量應用在民用建筑中,如梁、板、柱、頂、梁腹裂縫發(fā)展過大的構(gòu)件加固中。碳纖維增強聚合布加固可有效控制裂縫的發(fā)展。在使用碳纖維復合材料對不同部位進行加固時,操作手段、方法有一定差異。目前通常使用碳纖維布對鋼筋混凝土裂縫等進行加固時首先選取合適粘合劑,以免造成粘合不緊密,加固效果差,在此基礎(chǔ)上注意粘貼在混凝土裂縫處。在對鋼筋混凝土抗彎構(gòu)件進行加固時,通常采用特殊粘合劑將碳纖維布粘貼于混凝土構(gòu)件強力受拉區(qū),通過碳纖維布增加受拉區(qū)域強度,實現(xiàn)碳纖維布分擔工程結(jié)構(gòu)中混凝土鋼筋的承受拉力,提高混凝土構(gòu)件的抗彎承載力和受拉承載力。碳纖維復合材料加固損傷的受彎構(gòu)件時,結(jié)果表明,通過碳纖維布的加固,檢驗結(jié)果顯示,加固部位剛度恢復非常顯著,加固部位強度和加固量、損傷程度具有一定關(guān)系,通過加固,兩者都有不同程度的改善提高。在工程中使用碳纖維復合材料進行抗剪力加固時,一般要求將碳纖維復合材料粘貼于加固構(gòu)件的受剪力區(qū),力求形成整體的拉力,促使碳纖維復合材料的作用類似于箍筋,從而形成一定的加固力量,有效控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的進一步發(fā)展。目前研究結(jié)果表明,理論上推算碳纖維復合材料的隨著外界條件變化應變發(fā)展比較緩慢,在實踐中用于加固混凝土構(gòu)件時,碳纖維復合材料達到的最大應變值比較小。在加固混凝土構(gòu)件屈服后,碳纖維復合材料逐漸取代混凝土構(gòu)件箍筋的作用逐,從而有效提高構(gòu)件抗剪承載力,碳纖維復合材料對工程質(zhì)量提高程度與加固方式、加固量、帶間距及粘貼層數(shù)密切相關(guān)。因此實踐中使用碳纖維復合材料對一定的混凝土結(jié)構(gòu)進行維修和加固時,要區(qū)別對待,不同位置、強度的部件進行加強所需粘貼量不同,過多過少都不利于加固效果的最優(yōu)化,如粘貼過量碳纖維增強聚合布,可能會導致不能充分的發(fā)揮碳纖維增強聚合布的優(yōu)勢。由于碳纖維增強聚合布的可設(shè)計性的優(yōu)勢它與所加固構(gòu)建之間粘貼比較緊密,可以在不改變現(xiàn)有建筑外觀形狀的基礎(chǔ)上進行整體加固,因此在一些對整體構(gòu)件加固質(zhì)量要求比較高,碳纖維聚合布在得到大量應用,如對歷史建筑的搶救、保護和維護和原有建筑,同時構(gòu)件的整體抗震性能得到提高。
2.2橋梁建設(shè)加固方面碳纖維復合材料的應用
由于碳纖維復合材料的使用特點,碳纖維增強聚合布可以應用在橋梁加固方面。如磨損、裂縫、局部塌陷的橋面,可以在保持現(xiàn)有混凝土構(gòu)件的情況下,通過適當修補后加貼碳纖維增強聚合布,從而提高橋面堅固程度和增加使用壽命,如一般采用將碳纖維增強聚合布粘貼于橋面板下面,在提高橋面整體平整的基礎(chǔ)上可以增強橋面板的抗彎及抗剪能力,延長橋梁使用壽命,目前碳纖維復合材料在橋梁建設(shè)方面的用途主要有兩類,現(xiàn)有橋梁的加固方面和新橋梁的建設(shè)使用。在橋梁加固方面碳纖維復合材料主要用于混凝土橋梁的基本構(gòu)件、節(jié)點、裂縫受彎構(gòu)件、抗彎構(gòu)件等的加固,加固的目的主要是提高橋梁的面板、構(gòu)件的抗彎、受彎、抗剪、軸向抗壓承載力等,橋梁建設(shè)加固方面碳纖維復合材料的應用在國外應用廣泛,我國在這方面的工程實踐是在引進吸收國外先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國橋梁工程和新材料發(fā)展狀況,2003年7月對1971年建成的“寶成橋”進行了加固維修。提高了大橋承載強度,同時對大橋基本構(gòu)件提供了抗裂防腐的保護作用[2-5]。但是碳纖維增強聚合布加固混凝土橋柱、橋梁時,應注意原有混凝土構(gòu)件橫向膨脹性能促使外包碳纖維增強聚合布的局部環(huán)向剛度增大,導致混凝土原有構(gòu)件的脆性破壞,因此在應用碳纖維增強聚合布維修橋梁加固混凝土柱時要注意完全粘貼整個構(gòu)件。
2工程建筑材料檢測的注意要點
2.1注意材料取樣工程建筑材料的檢測結(jié)果報告是對取樣材料性能的報告,并不能代表所有的建筑材料,因此,在檢測材料的選擇方面要格外注意,應該選取具有代表性的材料。取樣是隨機抽取全部待檢測材料中的一部分,按比例選取,不僅要求數(shù)量精確,還要在部位、方法等方面注意準確和規(guī)范,因為如果數(shù)量、方法、部位有問題,那么會嚴重影響監(jiān)測結(jié)果,應嚴格按照規(guī)范進行選取。在檢測樣品的交接過程中,要求工作人員做好記錄,樣品的形狀、重量、材料等自然狀態(tài)要記錄,還要求工作人員標注目測情況,如樣品是否完整、異常等,接下來就是實驗室的檢測步驟,首先參照委托方的意見做好準備工作;其次,實驗室應使用質(zhì)量文件中規(guī)定的和適當?shù)脑O(shè)施,以防用于檢驗的樣品在貯存、處置或檢驗開始前被損壞或變質(zhì),貯存條件必須符合要求,另外要做足安全措施,以確保檢驗樣品的狀態(tài)完好無損,進而保證檢驗工作的順利開展。
2.2注意工作人員的素質(zhì)與數(shù)量檢測的每一個步驟都由工作人員完成,按要求不允許委托方插手,工作人員的素質(zhì)會對檢測結(jié)果起到很大的影響作用。因此,要求工程建筑材料的檢測單位規(guī)范用人制度,沒有執(zhí)業(yè)資格的人員不允許上崗,但由于目前專門人才數(shù)量少,但是該行業(yè)的人員數(shù)量龐大,因此在制度的實行上不好把握。除了對工作人員素質(zhì)的嚴格要求外,還要求每個工作地點配備足夠的檢測的工作人員,由于檢測過程比較復雜,需要精準運算,尤其是對于那些檢測設(shè)備不夠自動化的檢測實驗室,更需要足夠數(shù)量的工作人員來彌補不足。無論是工作人員的素質(zhì)還是數(shù)量,都是為了得到準確的檢測報告,如果工作人員的素質(zhì)不高,在檢測結(jié)果中出現(xiàn)紕漏,那么結(jié)果報告也勢必是不準確的,而如果工作人員的數(shù)量不足,就會影響檢測時間,結(jié)果不準確和延誤檢測時間一樣,都會影響建筑工程進度,甚至會產(chǎn)生潛在的安全隱患。由此,應該對現(xiàn)有的工作人員進行定期的培訓和考核,確保工作人員能夠做好現(xiàn)有的工作,另外,在招聘時要盡量選擇素質(zhì)高的工作人員。
2.3注意監(jiān)測環(huán)境要注意工程建筑材料的檢測只能在實驗室中進行,因為監(jiān)測環(huán)境的變化會直接導致監(jiān)測結(jié)果的報告不準確。建筑材料的性能會隨著溫度和濕度的變化而發(fā)生改變,并且會對材料的性能產(chǎn)生不小的影響,因此,在確保實驗室環(huán)境符合要求的情況下,按標準對材料進行檢測,這樣得出來結(jié)果才是具有參考價值的。
2.4注意檢測儀器檢測結(jié)果對檢測儀器的依賴性很強,需要工程材料檢測實驗室配備先進的檢測儀器。還要求專業(yè)人員對所有的設(shè)備定期進行檢查、維護,必要時需要校準及修理儀器設(shè)備,因為儀器的準確程度直接關(guān)系到結(jié)果的準確程度。一旦發(fā)現(xiàn)檢測結(jié)果有問題應停止該儀器的所有檢測工作,并重新檢測材料來獲得無誤的檢測數(shù)據(jù)。
2.5注意檢測標準不一樣的檢測標準就會出現(xiàn)不一樣的檢測結(jié)果,因此,應該規(guī)范所有檢測機構(gòu)的標準,以免合格材料蒙受“不白之冤”,更是可以避免出現(xiàn)“漏網(wǎng)之魚”,只有標準統(tǒng)一,才能夠得出最具有代表性的結(jié)果。這就要求檢測機構(gòu)在工作中嚴格規(guī)范各個程序,無論是選取、接收、分析、估算、處置中的哪個環(huán)節(jié),都不能出現(xiàn)差錯,工作人員要嚴格按照工作流程進行;還要借鑒國外先進的檢測方法,采取國際通用檢測規(guī)范和標準,檢測單位不僅要對委托方負責,更要為整個建筑行業(yè)負責。
2.6注意監(jiān)督環(huán)節(jié)說到底,工程建筑材料檢測是委托方和檢測機構(gòu)之間的事,如果雙方懷有不法之心,那么檢測結(jié)果很容易作假,因此,要加強監(jiān)督力度,推行重大工程復檢制度。對于重大工程的材料檢測更是不能掉以輕心,對于重大工程應該對工程材料多次檢測,或者相關(guān)部門規(guī)定三個或三個以上機構(gòu)進行材料檢測,如發(fā)現(xiàn)問題全部重檢,這樣可以確保材料檢測結(jié)果的公平性和準確性。