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1.1國內外研究現狀
國外對碳纖維復合材料的研究起步比較早。結合研究需要成立了相應的碳纖維復合材料研究協會,制訂了相應的測量標準、實施規范、檢測標準、施工規程等,制訂了研究發展方向,加大經碳纖維復合材料再實際中的應用研究,經過多年的研究,目前國外發達國家已經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、維修和保養上。從研究現狀來看,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,缺少實際使用經驗的搜集和整理,施工規范上過于依賴國外成熟經驗,缺少本土化的實踐經驗和研究體系,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構,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大學24m跨度的木結構進行加固,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《碳纖維布在建筑結構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是一種新型高效的土木工程加固修復技術,具有質量輕、強度高強、施工簡單等優點。并對碳纖維布在加固和維護建筑結構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。并現針對碳纖維加固的原理、依據、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,因此研究凍融循環對碳纖維加固的混凝土構件的影響。試驗研究顯示碳纖維基本能夠滿足寒冷地區的加固要求。舒亞《碼頭改造工程中碳纖維加固技術的運用》(水利建設與管理2014.3)一文中研究指出:伴隨著材料研究的深入,混凝土結構的加固技術也日益提高,結合工程實例,闡述在碼頭改造工程中如何將碳纖維加固技術運用到水工結構物的主要受力構件,為碼頭水工結構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構的修復和加固上,相信隨著研究的深入,碳纖維加固技術在土木工程結構的運用日益廣泛。
1.2最新研究進展和趨勢
日本開發研制成功一種帶有鋁合金接頭碳纖維聚合卷管。研究發現這種聚合卷管具有高效的結構體系,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良的導電性,通過相應手段監測碳纖維復合材料加固部位導電性能的變化情況,實現對對土木建筑物或橋梁等的無創口健康監測和診斷,而目前利用碳纖維優良的導電性,實現對建筑結構的實時監測應用研究不多,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土木工程結構和基礎設施的健康監測。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和循環拉應力作用下電阻的變化規律,分析了局部疊層碳纖維水泥基材料的應變-電阻效應,在此基礎上進行橫向對比,實驗結果表明,局部疊層碳纖維水泥基材料的應變靈敏系數是連續碳纖維水泥基材料應變靈敏系數的近23倍,但穩定性要差一些;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,便于實現在結構和基礎設施的健康監測。
2碳纖維復合材料在構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、致使施工質量不能達到要求,特別是混凝土構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,存在一定的潛在質量風險,可能導致傷害事故的發生,在這種情況下,如何在不拆除現有混凝土結構的條件下對混凝土構件進行范圍內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,可以在不毀壞現有結構的基礎上,使混凝土結構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點,因此在維護和加固現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、梁腹裂縫發展過大的構件加固中。碳纖維增強聚合布加固可有效控制裂縫的發展。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,在此基礎上注意粘貼在混凝土裂縫處。在對鋼筋混凝土抗彎構件進行加固時,通常采用特殊粘合劑將碳纖維布粘貼于混凝土構件強力受拉區,通過碳纖維布增加受拉區域強度,實現碳纖維布分擔工程結構中混凝土鋼筋的承受拉力,提高混凝土構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件時,結果表明,通過碳纖維布的加固,檢驗結果顯示,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件的受剪力區,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,有效控制混凝土結構裂縫的進一步發展。目前研究結果表明,理論上推算碳纖維復合材料的隨著外界條件變化應變發展比較緩慢,在實踐中用于加固混凝土構件時,碳纖維復合材料達到的最大應變值比較小。在加固混凝土構件屈服后,碳纖維復合材料逐漸取代混凝土構件箍筋的作用逐,從而有效提高構件抗剪承載力,碳纖維復合材料對工程質量提高程度與加固方式、加固量、帶間距及粘貼層數密切相關。因此實踐中使用碳纖維復合材料對一定的混凝土結構進行維修和加固時,要區別對待,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揮碳纖維增強聚合布的優勢。由于碳纖維增強聚合布的可設計性的優勢它與所加固構建之間粘貼比較緊密,可以在不改變現有建筑外觀形狀的基礎上進行整體加固,因此在一些對整體構件加固質量要求比較高,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,同時構件的整體抗震性能得到提高。
2.2橋梁建設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,可以在保持現有混凝土構件的情況下,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方面的用途主要有兩類,現有橋梁的加固方面和新橋梁的建設使用。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件、節點、裂縫受彎構件、抗彎構件等的加固,加固的目的主要是提高橋梁的面板、構件的抗彎、受彎、抗剪、軸向抗壓承載力等,橋梁建設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驗的基礎上,結合我國橋梁工程和新材料發展狀況,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件橫向膨脹性能促使外包碳纖維增強聚合布的局部環向剛度增大,導致混凝土原有構件的脆性破壞,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件。
3結論和建議
關鍵詞:土木工程;現狀;發展前景
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)0120042-01
1 土木工程的定位
土木工程是指與工程建設有關的科學、技術、工程的概括,是利用建材、設備進行勘測、設計施工、維修等的技術活動;也指直接或間接為人們提供生產、生活等服務的工程設施。土木工程作為伴隨人類社會發展的一個古老行業,真實的反應了各個時期的科技、經濟及社會發展狀況,在我國現代化建設中越來越成為國民經濟的支柱。尤其是建國以后土木工程飛速發展,無論是力學分析、設計理論方法還是施工技術都有很大突破。特別是近年來與新材料的結合應用、超高層建筑等發面發展尤為驚人。但是客觀來講,土木工程還有很多亟待解決的問題。
2 土木工程現狀
建國以來,土木工程建設一直沒有停止且發展迅速,取得了巨大的成就。新的會展中心、高層建筑、橋隧、軌道交通、高速公路及大壩在全國各地不斷建造,新的科技新建材的應用也走在了世界的前列。
改革開放以后,隨著我國經濟的高速發展,具有經濟風向標的建筑業也搭上了經濟快車飛速發展,高層建筑的數量和高度等數據都很可觀。根據一些統計報告,目前我國已經建成600多座超過100m的建筑,70多座超過200m的建筑,超過300m的建筑竟有20多座,占世界的20%多。目前我國最高的建筑為在建的深圳平安國際金融大廈,該項目為南北塔樓。其中,裙房高度不低于40米,南塔樓高度設計為150200米,北塔樓設計高度不低于450米。上海中心大廈,主體建筑結構高度為580米,建筑主體為118層,總高度632米,是目前我國在建的第二高樓,它是由傳統的鋼筋混凝土結構和較為先進的鋼結構的混合。在2008年11月29日進行主樓樁基開工,預期到2014年竣工。大廈的設計高度超過臺北101,建成后為中國第二高樓。世界上,超過400米的14座超高層建筑中有8座在中國大陸,這個數量足以讓世人驚嘆。
同樣作為影響國民經濟的重大基礎建設的鐵路、公路也有很大的發展。我國目前的鐵路網規模僅次于美國居全球第二,以及擁有世界上總里程最長的高速鐵路網。截止到2011年底我國鐵路的總里程已經達到11萬多公里,其中時速在200公里的鐵路總里程突破了1.2萬公里。截止去年年底,全國高速公路達9萬余公里,位居世界第二,其中,國家高速公路5.77萬公里,比上年末增加0.54萬公里。全國高速公路車道里程為32.86萬公里,主要的國家級公路全部建成,并完成了拓寬改造。
橋隧建設也取得驚人成就。杭州灣跨海大橋、港珠澳跨海大橋、蘇通長江大橋以及長達20公里的烏鞘嶺隧道等一批工程都代表了世界的最先進水平。
在關系民生國本及能源可持續發展的水利工程方面,建國以來,共建成上百個大型水電站及水庫。南水北調、三峽水電站等工程的建設更是為我國水利建設史上添了濃厚的一筆。
3 土木工程的發展前景
3.1 新材料及高性能材料的應用。傳統土木工程耗能高,材料不能循環利用,產生大量建筑垃圾。這一現象已經引起人們的高度重視。傳統建材肯定會被可循環利用的性能優良的材料所替代。建筑材料對工程質量的影響很大,比如現在廣泛應用的鋼材將向著高強、質輕、韌性好等方面發展,高性能混凝土及其他復合材料也將向這方面發展。相關材料性能將進一步提高,新材料的應用將進一步廣泛。
3.2 空間上的更廣泛開發。隨著城市化進程的不斷加快,城市建設飛速發展,人口膨脹,城市規模擴大,現代城市都面臨著同樣的一個問題:用地緊張。由此帶來了生存空間擁擠、交通擁堵、環境惡化等等問題。因此我國的土木建設將向地下和高空發展,以開拓更多的活動空間。高層建筑越來越多,地下基坑深度越來越大。因土地使用費用低,地下空間的開發有很大吸引力。土木工程的建設實也例證明在我國的經濟發達城市是有地下開發的必要條件的,地下空間的開發與利用是現代城市發展的必然。
3.3 預應力技術的更大發展。自上世紀預應力混凝土被發明以來,其在我國的發展相當迅速。隨著科技發展,預應力混凝土的結構計算理論將更加完善,計算機技術的進一步應用將推動預應力技術的發展,開發出“智能混凝土”等。預應力技術在土木工程中的應用將更加廣泛。
3.4 環境友好。土木工程的產品大多是直接與自然環境相接觸的。自然環境的惡化,其中有一部分即為土木工程產品的影響,其中無論是所需建筑材料對環境的間接影響還是施工過程中對自然環境的直接破壞都對自然環境有極大的影響。自然環境與人類生存、生活息息相關,土木工程與自然環境友好協調時人類社會發展的必然。
3.5 新管理及運營模式。管理也是生產力。改革開放后我國的土木工程行業相關企業雖經過一系列的整合改革,但相比國外的先進模式仍有差距,只有在硬件及軟件上全面協調發展才能發揮最大效應。
4 結語
目前,我國土木工程已取得很大成就,一系列標志性建筑已代表了我們的技術水平。但我國的土木工程的整體水平與世界先進水平還有不小的距離。全球化時代,如何迎接新的挑戰,更好的發展土木工程,是我們必須認真思考的問題。從未來的可持續發展及加強競爭力考慮,我們不僅要對土木工程理論及其實踐進行更深入的研究,還要強化土木工程與其他相關學科的融合與,實現土木工程的更大突破。
參考文獻:
[1] 張蓉;淺談土木工程的現狀及發展趨勢[期刊論文]-城市建設2010(11)
[2] 周小涵;土木工程的發展現狀及其發展趨勢[J].城市建設與商業網點,2009(26)
提高學生創新、獨立思考與工程實踐能力。實踐證明,重點加強力學基礎教學對土木工程專業畢業論文質量提升有明顯成效。
關鍵詞: 土木工程;畢業設計;力學教學;理論知識;工程實踐
中圖分類號:TU-4;G642477 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2012)04-0126-03
土木工程專業畢業設計是培養計劃中最后且最主要的綜合性實踐教學環節,也是人才培養目標的重要階段之一。要求學生將大學此前所學的專業知識融會貫通,并應用于實際工程,培養學生綜合應用所學基礎理論和專業知識,以及獨立分析和解決實際工程問題的能力[1]。然而,土木工程畢業課題大部分涉及力學分析和計算,但從指導學生畢業設計中可以看出,學生普遍不能很好應用力學知識去分析、解決問題。為此,加強力學基礎教學改革和實踐,確保學生畢業設計論文質量是高等院校面臨的一個重要課題。
一、土木工程專業畢業設計存在的問題
目前,土木工程專業本科畢業設計課題主要來源于工程建設類和研究項目的實際課題,但這兩類課題都涉及力學知識,若缺乏較強的力學分析和計算基礎則難以完成高水平的畢業論文。當前土木工程本科專業畢業設計存在的主要問題如下。
(一)缺乏解決實際工程問題的能力
房屋建筑結構方案設計方向論文內容主要包括結構選型、結構布置、建立模型、擬定計算簡圖、內力分析、內力組合、截面設計、構造處理等。顯然,合理的建筑結構設計是以力學分析和計算為基礎,然而在指導學生畢業設計的過程中筆者發現,學生嚴重缺乏利用所學的理論力學、材料力學,尤其是結構力學相關知識分析和解決工程實踐問題的能力。已踏入工作崗位的學生反映,雖然已學習了理論力學、材料力學和結構力學,且在期末考試中也取得了較好的成績,但進入畢業設計階段仍無從下手。如:畢業設計涉及的力學知識也許不能完全用書本知識解決,但對于簡單的力學問題,學生往往感到毫無頭緒,只能在教師的指導下做出正確選擇。這說明學生還無法將專業基礎知識、基礎理論知識在頭腦
中形成統一體系[2],學生在本科階段學到的力學基礎知識沒有真正起到基礎和鋪墊的作用。缺乏知識綜合應用,尤其是應用力學知識解決實際工程問題的能力是土木工程專業本科畢業設計最突出的問題。表1為筆者所在的土木專業二本學生近年來畢業設計題目。從表中和筆者教學實踐調查可以看出,由于學生力學水平較差,因此畢業設計大多數為施工組織設計以及巖土工程方向,而房屋建筑結構方案設計方向的論文偏少,研究型論文的畢業設計基本沒有。
(二)結構設計概念模糊,缺少方案論證
土木工程畢業設計的實施過程歸根結底是一個結構概念分析的過程。所謂概念設計一般是指不經過具體的數值計算,主要依據整體結構體系與分體系之間的力學關系,根據現象和工程經驗得出基本設計原理和思想,從整體的角度確定建筑結構的總體布置以及抗震細部措施的宏觀控制,概念設計思想已逐漸被大范圍地推廣,并在結構的選型、布置、計算參數的確定等方面發揮越來越重要的作用。然而,目前的本科生由于力學基礎知識不牢固,工程實踐經驗不足,加之計算機的大量使用,導致結構設計概念模糊。
從目前筆者所在專業的畢業論文看,論文中普遍缺少方案選擇、比較以及方案論證,基本按照既有模式進行計算,有的甚至連計算方法都未弄懂,導致畢業論文中往往在選擇結構方案時對受力是否合理缺乏考慮,結構整體把握性差,空間想象力不夠,理性分析偏弱。
(三)學生定性分析以及手算能力不足
計算機的普及和高速發展為結構分析提供了多樣化的選擇,培養學生利用計算機分析結構已成為課程建設和教學的重要內容。為了培養學生利用計算機進行結構分析的能力,東華理工大學土木與環境工程學院在編制結構力學I課程教學大綱時重點增加了6個課時的上機操作,同時在課堂教學中增加了通用工程結構分析軟件介紹,如SAP2000,ANSYS等有限元分析軟件。然而,負面效應是學生過分依賴計算機分析軟件,當遇到必須通過手工計算才能解決的復雜結構時,大部分學生無法應對。另外,當計算出現錯誤或在使用過程中輸入錯誤參數時,學生無法較快地定性分析內力圖是否正確,更不知如何手工校核。
(四)缺乏創新思維和獨立分析能力
本科畢業設計目的是重點培養學生的創新思維和獨立分析能力。由于本科生知識面偏窄,限制了學生創新思維的發展,學生獨立分析與解決問題的能力薄弱,畢業設計時力不從心。通過對本專業2006級畢業生情況調查分析發現,學生對所學的各門課程,特別是對三大力學的綜合運用能力不強;對實際工程了解模糊,在將實際工程轉化為計算模型時,方法實施不明確,加之對結構構造要求不熟悉,欠缺獨立查閱文獻的能力,造成了學生過分依賴教師的情況出現。
二、產生原因分析
(一)理論與實際脫節
力學與工程密切相關,是土木工程專業最重要的課程之一。力學概念、原理和公式相對枯燥,教學與實際工程脫節難以吸引學生注意力。例如:材料力學、理論力學、結構力學的教學學時相互分割,以單門課程為中心進行教學,對知識的相互滲透與銜接不夠,導致學生學習吃力,一味強調強調計算方法和技巧的訓練,忽視了基本理論在實際工程中的應用,導致拋開工程背景一味學習書本知識的現象成為普遍。
關鍵詞:土木工程;實踐教學體系;實施方案
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)15-0215-02
在計劃經濟時代,我國的土木工程高等教育,形成了一套窄、專、深的專業課程體系,但在目前的市場經濟條件下,土木工程專業學生就業面廣,再加之人才市場的動態性,要求學生知識面廣、適應能力強,要求學生能夠盡快適應社會、服務社會,在這種背景下“專才型”人才培養模式逐漸暴露出了它的弊端。因此,以人才需求為目標,以人才知識結構、創新能力結構為主線,結合專業需求建設實踐教學環節,以突出學生綜合專業素質,突出學生工程實踐能力和創新能力的培養,突出實踐環節教學,構建土木工程專業人才新的培養模式正是本文撰寫的著眼點。
一、國內外研究現狀
雖然我國大學教育已由精英教育轉向大眾教育,但是長期以來形成的“重理論、輕實踐”的本科教育思想仍然未得到根本轉變,目前,一些高校開始摸索建立合理有效的實踐教學體系,進行職業教育和技能培養,但總的來說尚不夠成熟。國外的實踐教學及職業教育起步較早,并形成了各自的特色,如英國的核心技能培養體制、德國的雙元制職業教育、美國的職業技術培訓體系等。我國對實踐教學以及技能培養的研究,主要針對大中專學生。開展本科生的實踐教學和技能培養是近些年開始的,并一直是我國高等教育的薄弱環節。
實踐是創新之源,工程實踐是創新的基礎,沒有工程實踐的能力就談不上創新能力。歐美、日本等國家土木工程專業培養的特點是以寬度為主,強調學生知識結構的完整以及自主學習的能力、實踐的能力以及創新的能力。歐美和日本等發達國家土木工程職業工程師的培訓任務很大程度上由企業承擔,而我國工程界土木工程專業畢業生職業培訓方面還未形成體系,施工企業和設計院大都從自身經濟利益出發,要求畢業生必須具備相應的工作技能和工作經歷。市場需求壓力迫使我國高等院校必須加強學生實踐能力、創新能力的培養,負擔起職業訓練的任務。因此,我國的國情要求土木工程專業實踐教學體系的設置必須與企業要求接軌,而且對學生實踐能力的測評方式和結果應逐步取得社會的廣泛認可。
二、實踐教學體系實施方案的探討
(一)著眼工程素質和實踐能力培養,建設實踐教學體系
建立三個層次的子系統實踐教學體系,并將實踐教學體系落實到新修訂的教學計劃和實踐教學大綱中第一子系統以認識實習為主體,涵蓋工程制圖、土木工程概論、測量實習等。使學生了解、認識、描述土木工程產品的功能要求、內部結構,激發學生學習土木工程的熱情。第二子系統包括力學、工程材料、土力學及結構實驗及課程設計等。使學生掌握材料性能、結構建模及結構分析設計方法。第三子系統包括結構檢測、生產實習、畢業實習和畢業設計。使學生掌握與實踐土木工程的分析、設計、施工檢測和控制方法。三個子系統的層次結構是“綜合―分解―再綜合”的關系;具有“實驗、實習和設計”三要素,符合人的認識規律;以能力培養、特別是創新意識與創新能力的培養為主線。在教學計劃和實踐教學大綱中,從以下三個方面納入實踐教學體系。
1.與土木實驗平臺相對應,設立《實驗系列課程》,打好全面開放式實驗的基礎。
2.設《集中實踐教學環節指導表》,將課內各集中實踐環節與課外社會實踐、科研實踐、學科競賽、創新實踐、學年作品和文化素質教育實踐等結合起來,形成為一個完整的體系;將研究型、創新型實踐課和課外科技競賽活動列入教學計劃,如力學模型測試、應用軟件培訓、結構模型競賽實驗課等。
3.增設創新實踐學分,即對學生參加的各類競賽、科技創作和論文寫作等活動,進行考核后計入學分,且可免修其他課程。
(二)將工程素質和實踐能力培養寓于教育教學全過程
本科培養是一個系統工程,工程素質和實踐能力的培養、創新活動的開展,必須寓于教育教學全過程。
1.對實踐性較強的課程,以創新能力培養為主線,進行課程改革。對土木工程專業中實踐性較強的課程如《土木工程概論》、《土木工程施工》、《土木工程材料》以及結構類實驗課等進行課程改革,以培養學生的創新能力為主線?!锻聊竟こ谈耪摗房捎媱澆捎矛F代化教學手段,進行形象生動、引人入勝的教學,組織有豐富經驗的老師、專家授課,使新生剛入學就重視素質和能力的提高,發揮以智引人、以志樹人的作用。土木工程施工教學有一定的特色,將課程分為兩個層次進行:第一層次是以子項工程中的工種工程施工為對象的基本施工知識;第二層次是以整個項目工程施工為對象的現代土木工程施工,在后者中引入現代化的最新方法,采用多媒體授課,授課過程中,使學生站在項目經理的高度,統管全局,運用最新技術,去解決復雜的工程問題。土木工程材料和結構類課程內容廣泛,實驗課時較多,長期以來采用傳統方法進行實驗,學生主動參與少,可計劃制作各類實驗課件,讓學生利用課件,主動參與,進行模擬實驗后,再正式進行實驗室試驗,這項改革可激發學生的學習積極性,有助于開發創造性思維,潛移默化地掌握創新方法。
2.發揮教師的主導作用,四年級的導師制與畢業設計相結合。為貫徹因材施教的育人原則,更好地實行理論教學、實踐教學和科學研究三元結合的教學模式,給學生的個性發展提供良好的條件,全面提高學生的工程素質和實際工作的能力,必須充分發揮教師的主導作用。因此,擬將畢業設計改在一年內機動安排,規定對四年級的導師制必須與畢業設計相結合。導師關心學生的全面成長,在負責指導學生畢業設計的同時,要提供學生參與工程實踐和科學研究的條件,與科學研究、創新活動結合起來。
3.探索寓于教學過程、形式多樣、可持續開展創新實踐活動的新路子。在教學過程中,開拓一些形式多樣的創新實踐活動。組織學參加挑戰杯結構設計競賽:以激發學生崇尚科學、追求真知、勤奮學習、銳意創新、迎接挑戰的主動精神,競賽活動鼓勵跨專業、跨年級、跨學科的合作,以體現團隊精神。組織學生科技活動:設置學生科技活動基金,推動課外科技活動的開展,課外科技活動與教學過程相結合。結合教學環節,撰寫小論文:從一年級到四年級,結合課堂教學、實驗、實習及畢業設計等教學環節,安排撰寫小論文,促進學生參與創新活動、培養學生的創新精神。
4.為實行開放性實驗創造硬件條件。對專業基礎課及專業課實驗進行調整、投入,圍繞學生實踐能力的培養開展工作。在保證開出原計劃規定的混凝土結構、土力學、建筑材料等各類課程的實驗基礎上,擬增開一些實驗項目如“預應力張拉工藝”、“結構非破損試驗”、“道路工程現場檢測”等。
(三)通過“產、學、研”結合,依靠社會力量辦學,有效提高實習和畢業設計的質量
搞好專業的認識實習、生產實習、畢業實習和畢業設計的關鍵是理論聯系實際。擬將廣大教師的“產、學、研”結合點形成為較大的、互惠互利的合作網絡,組成可跟蹤最新技術、靈活的校外實踐基地。這是依靠社會力量辦學的新觀念。觀念的更新,可使我們克服困難,有效地提高實習和畢業設計的質量。在認識實習的兩周時間里,充分發揮校外實踐基地的作用,利用實踐基地的有利條件,使學生了解國內外的現狀、高新技術及發展趨勢,使認識實習具有內容廣、技術新的特點。依靠“產、學、研”合作網絡,生產實習可實行“開放式”,為強調能力的培養并進一步提高生產實習的質量,修訂適用于土木工程專業的生產實綱并用于實踐。落實畢業設計指導教師的“產、學、研”基地,保證有相對穩定的、內容涉及到土木工程各個領域的合作單位;每年擬聘任10名左右校外畢業設計指導教師,為學生結合實際工程進行畢業設計創造有利的條件。在畢業設計中實現五個結合,即四年級導師制與畢業設計相結合;設計題與實際工程相結合;校內外指導教師相結合;產、學、研相結合;設計題目與用人單位要求相結合。
三、結語
高校土木工程專業為培養適應社會發展要求、具備一定的理論功底、實際動手能力強的學生,就必須提高教學質量,強化實踐教學環節,著眼工程素質和實踐能力培養,建設實踐教學體系,將工程素質和實踐能力培養寓于教育教學全過程,通過“產、學、研”結合,依靠社會力量辦學,有效提高實習和畢業設計的質量,才能最終實現土木工程應用型人才的培養目標。
參考文獻:
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基金項目:獨立學院土木工程專業實踐教學體系研究與拓展(桂教改2010JGZ046);廣西高等學校特色專業及課程一體化建設項目(GXTSZY232);以培養創造性思維為中心的建筑設計基礎教學改革與教學平臺建設研究(2011JGA145)。
基于培養學生工程應用能力的目的,制定了土木工程專業人才計劃,2007版土木工程專業教學計劃的知識體系結構由三大部分組成,分別是通識教育、專業教育和綜合教育,其中專業教育又分為專業基礎教育和專業方向的課程教育,總學時共計2500學時。其中通識教育1312學時,占總學時52.5%;專業基礎854學時,占總學時34.2%;專業課334學時,占總學時13.4%。該培養計劃在理論教學、實踐教學改革方面進行了許多探索和實踐,主要的工作包括以下6點。
知識、能力、素質三位一體的理論教學體系
以知識結構、知識點、實現方法為基礎設置理論課程,形成了“知識、能力、素質”三位一體的理論教學體系。
1通識教育
通識教育包括人文、社會科學基礎知識、自然科學基礎知識、體育知識、外語知識、經管知識、計算機信息技術等相關內容。
2專業教育
1)工程技術基礎知識。開設有材料力學、畫法幾何與建筑制圖、理論力學等3門主干必修課程以及電工學、流體力學、彈性力學B等3門限定選修課程,共計20學分。要求學生掌握理論力學、材料力學的基本原理和分析方法;掌握流體力學(水力學)的基本原理和分析方法,畫法幾何基本原理,電工學的基本理論,彈性力學的基本原理和分析方法。2)專業基礎知識。開設有土木工程材料、土力學、基礎工程、結構力學、工程地質、混凝土結構設計原理、房屋建筑學等7門主干必修課程,土木工程概論、工程測量2門非主干必修課程,專業外語、土木工程CAD等2門非主干限定選修課程。要求學生了解土木工程專業基礎知識,為進一步學習各專業方向知識打下堅實基礎。3)專業方向知識。土木工程專業知識教育按照建筑工程、道路與橋梁工程、地下工程、巖土工程等4個專業特色方向教學。
多層次一體化的實踐教學體系
人才培養體系重視實踐環節,實踐環節時間共計40周。通識實踐環節包括人文社會科學實踐3周(3學分)、金工實習1周(1學分)、計算機基本技能訓練1周(1學分)。專業實踐包括混凝土結構原理課程設計等共10周(10學分),測量實習2周(2學分),認識實習、生產實習、畢業實習7周(7學分),畢業設計(論文)16周(16學分)。此外,還專門設置課外實踐5學分,安排學生從事暑假社會實踐、公益勞動等課外實踐活動。除學校安排的實踐活動外,土木工程專業結合專業特點,組織學生參加省土木建筑學會舉辦的優秀畢業設計大賽,并舉辦大學生創新性實驗計劃等活動,加深學生對所學知識的理解,激發學生對土木工程專業的學習興趣。實踐環節是培養學生工程應用能力和創新精神的重要途徑,根據土木工程學科和專業特點,利用西部礦井開采與災害防治教育部重點實驗室、土木工程實驗中心、巖土工程省級實驗教學示范中心、校內巖土工程訓練中心以及校外實踐教學基地,搭建了土木工程專業實踐教學平臺。培養體系采用室內實驗、校內實訓、認識實習、生產實習、畢業實習、課程設計、畢業設計、科研活動、學科競賽等“多層次”的實踐環節培養學生的實踐能力,形成“一體化”的實踐教學體系。
“設計型”題目和“科研型”項目結合的課程設計教學改革
在改革與實踐過程中,根據土木工程專業4個不同的特色方向,探索了“設計型”題目和“科研型”題目在課程設計中的應用,編制了建筑工程方向“鋼結構”與“鋼筋混凝土整體式肋梁樓蓋”課程設計、巖土工程方向“基礎工程”與“隧道工程”課程設計、道路與橋梁工程方向“鋼筋混凝土簡支T型梁”與“等截面懸鏈線砼箱形無鉸板拱橋”課程設計任務書與考核標準。地下工程方向延續了礦井建設專業的教學內容,編制了礦井建設中的”建井工程結構立井井架”課程設計任務書與考核標準。
基于全面質量管理(TQC)理論的畢業設計教學改革
基于全面質量管理(TQC)理論,開展畢業設計的全過程質量控制,在本科畢業設計環節中,分別采用了指導教師雙向遴選制度、設計題目多樣化、嚴格的開題報告制度以及多環節答辯制度,同時說明書和繪圖采用手寫與打印相結合形式,達到了管理的制度化,避免了管理中的隨意性;同時發揮巖土工程、地下工程兩個優勢學科科研實力強的特點,在優秀本科生中選取重要科研課題中的問題作為本科畢業論文選題的做法提高了學生的科研能力,擴大了我校社會影響,提高了就業率。畢業設計選題多樣化,真正實現“真刀真槍”做設計。同時要求畢業設計必須有電算內容,配備了各專業方向的電算教學軟件,保證了畢業設計既有電算又有手算的特點,提高了學生專業軟件的應用能力。編輯出版了《土木工程專業畢業設計指導叢書》。制定了土木工程專業畢業設計指導教師遴選標準、開提報告撰寫標準、答辯基本規程、撰寫標準、質量監控評價標準、評分標準、二次答辯基本規程等一系列畢業設計管理文件。
“多渠道一體化”的學生創新精神培養體系
搭建創新精神培養平臺,采用多手段培養學生的創新意識和創新能力,通過“雙師型”教師隊伍培養、建立高水平學術梯隊、提高教師科研能力、本科生參加科研活動、本科生參加學科競賽活動、本科生參加創新性實驗計劃等多種渠道對學生的創新精神進行一體化培養。
關鍵詞:土木工程 物資設備 物資設備進場設計 物資設備管理
隨著我國經濟的不斷發展,各種施工工程的數量也在不斷增加,想要在激烈的市場競爭中找到自己的位置,占據更多的市場份額,就必須要從完善自身管理手段方面入手。本文將對土木工程在施工過程中的物資設備進場組織以及現場管理兩方面進行分析,旨在提升土木工程的施工效率,節省施工所用資金,從而提升企業的經濟效益與市場競爭力。
一、土木工程物資設備進場組織需要注意的問題
1.在土木工程施工過程中,常見的進場材料為水泥、碎石、建筑鋼材等。主要的施工材料在進場之前,必須讓項目總工和相關工作人員根據施工設計圖紙來建立項目所需材料的臺帳,之后再確定使用哪家供應商。在施工的過程當中,每個部門的人員都需要填報自己部門的材料需求情況,只有這樣才能確定施工所需材料的種類以及材料的數量[1],除此之外還需要明確進場材料類型以及尺寸等資料,將資料送到材料管理人員手中,讓其做好材料接收管理準備。
2.見證取樣屬于土木工程施工中設備進場組織設計當中比較重要的一個部分,在施工材料進場的時候,相關管理人員以及相關實驗人員必須要通知材料管理者,方便對材料進行取樣,雙方明確時間之后,既可以節省雙方的時間,也可以提升工作效率。在見證取樣之后,便可以進行材料送檢。該環節通常情況下都是實驗員執行,在執行之前需要辦理相關手續[2],在手續辦理完畢之后,受到委托的實驗室必須要在規定時間之內做出實驗證明以及報告,當報告出來之后,可以根據報告的實際情況來判定材料是否符合施工標準。如果通過實驗發現材料不符合施工要求,那么就需要相關的實驗室對其進行二次鑒定,如果在二次鑒定之后仍然不符合施工要求,那么就要和經濟部門進行溝通,之后聯系材料生產廠家或者是項目經理將不符合施工要求的材料清理出場[3]。
3.在完成上述步驟之后,需要對材料進行檢驗以及試驗,試驗和檢驗這兩項必須要交給專業的機構完成,根據我國頒布的相關規定,當物資不齊全或者是材料的檢驗報告缺失或者是經過試驗之后發現物資的質量或者是數量不合格,那么就不允許在施工當中投入使用。鋼材屬于土木工程施工過程中十分重要的一種施工材料,在材料進場之前,項目試驗人員必須要按照程序進行力學以及性能試驗,具體的試驗標準除了要按照硬性規定之外,還必須要結合施工現場的實際情況,或者是施工中任何一個環節對材料的需求。對試驗人員進行定期檢查與監督,避免出現受賄等情況。通常情況下,試驗鑒定必須要根據同牌號以及相同規格的要求對鋼材進行分類,每60噸分為一組進行檢查[4]。在對砂石料進行檢驗的時候,要分出粗的砂石料以及細的砂石料,并且要對其進行分批檢驗,在檢驗過程中如果發現有不符合施工要求的材料,那么就要通知現場收料工作人員停止對施工材料的收理。
4.不同物資的作用不同,有時相同種類的物資如果型號不同,在實際使用過程中的使用效果也會有一定的差異,所以材料管理工作人員必須要對不同種類以及不同類型的材料進行標識處理,其中符合施工標準并且帶有檢驗報告的材料可以直接的在工程中進行運用,但是如果在工作過程當中發現施工材料存在報告不齊全或者是材料不合格的情況,要返回重檢,直至送來的材料符合施工標準。針對不同類型的材料必須有專業的工作人員對其進行看管,并且要設置監督機構[5],對管理人員進行不定期的抽查與監督,保證工作的順利進行。在工作過程中,難免有物資需要緊急使用,因為土木工程設計到的施工材料比較多,并且自身的施工技術也比較復雜,所以隨時可能碰到需要緊急發放物資,在這種情況下,沒有時間按照常規的程序對物資進行發放及使用,就涉及到緊急放行物資,雖然需要緊急發放,但是并不代表可以隨意發放,發放的過程中必須要明確這部分物資的去向,并且在物資發放出去的第一時間,要將物資送到相應的檢測室進行檢驗,在第一時間拿到檢測資料,對資料進行分析。如果檢測顯示該物資符合施工標準則可以繼續使用,如果和施工標準有沖突或者自身質量不達標,需要第一時間追回,停止使用。
二、土木工程物資設備現場管理方式
想要提升土木工程物資設備現場管理效率,首先就要從該管理運行過程中存在的問題方面入手,針對其中的問題提出相應的解決方式。
1.部分施工企業為了增加企業的利潤,會減少對設備更新資金的投入,導致設備老化,進而為施工的安全問題埋下隱患。還有部分施工企業為了節省設備購買方面的資金,會選擇一些質量不達標的設備進行施工,所以經常造成安全事故。針對這一問題,必須要進嚴格監督,杜絕隱患。存在上述情況的施工企業自己也知道企業這么做和我國法律相違背,但是卻普遍存在不改正的現象,想要改變這一現象,必須從企業管理人員入手,讓管理人員了解到設備更新對施工效率以及施工安全的重要性,從而加大設備更新方面的資金投入量,淘汰老化的設備或者是超齡運行的設備,通過該方式也可以提升企業的固定資產比率,保證工程設備監管工作可以更好的開展。
2.目前我國大部分的建筑工人文化教育水平都不高,這部分工人也并沒有參加過任何的正規培訓,所以對施工設備不是很了解,操作技能較差,且這部分人流動性很大,這一系列的問題都給工程設備的現場管理增加了難度。另一方面,能力強或者是實際工作經驗豐富的人員都已經成為管理人員或者是跳出施工一線,導致在進行現場管理時沒有專業的高素質人才來完善管理工作,導致管理效率降低,工作極難開展。想要改善這一情況,就必須要從降低人員流動性,提升管理人員自身素質方面做起。施工企業必須要根據自己企業的實際情況,分析人才需求量以及人才質量,從管理人員中選拔出比較具有潛力并且工作態度積極向上的員工進行培訓,自己打造出專業的人才,這部分人才受惠于企業,對企業的依賴性較強,從而降低了人員流通,并且在降低流通的過程中也提升了企業的管理水平。
結束語:
本文主要從當前我國土木工施工的實際情況入手,先提出了土木工程物資設備進場組織以及現場管理中存在的問題,之后針對其中的問題提出相應的解決方式,旨在為我國土木工程管理研究工作提供一份實際工作經驗以作參考。
參考文獻:
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【關鍵字】土木工程,質量管理,原則,對策研究
中圖分類號:F253.3 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
通常認為,土木工程管理與施工質量是為實現一個土木施工企業發展目標的重要基礎,管理水平的高與低將直接影響到企業的發展前景。我國從上世紀改革開放以來,高速發展的國民經濟給土木施工行業提出了更高的要求,尤其是指對傳統的工程管理模式和施工質量的保證措施。因此,對探討當前土木工程管理和施工質量控制措施就顯得極具意義。
二、土木工程質量管理的重要性及原則
1.質量管理的重要性分析
(一)土木工程的質量關系到工程的使用壽命和經濟價值,關系到使用者的生命財產安全,關系到施工單位的經濟效益。加強全過程的質量管理,是維護多方利益的重要舉措。
(二)土木工程建設項目質量管理具有復雜性,工序繁多,影響質量的因素很多,比如設計、材料、機械、地形、地質、水文、氣象、施工工藝、操作方法、技術措施、管理制度等.均直接影響著工程項目的施工質量。因此,實施全過程的質量管理,針對各種因素,采取合理措施,是保證質量的關鍵。
(三)加強項目工程的全過程的質量管理,是保證安全施工,維護施工人員安全的必然要求。
2.加強土木工程質量管理的原則
(一)要堅持動態質量管理原則。要堅持靈活變動原則,據實際情況采取合理措施。土木項目工程具有施工復雜,工序繁多等特點,因此,就需要根據項目不同的建設階段的特點,從實際情況出發,靈活變通,制定出相應階段的質量標準,并根據不同的實際狀況把各個細節的質量管理實施動態的控制。
(二)堅持全面質量管理原則。要從整個項目的全面控制出發,實施全面質量管理。全面質量管理的原則主要體現在全員參與,和全過程的管理。土木項目質量的高低,與每個項目參與人員都有著密切的關系,因此,要鼓舞全員參與,嚴格執行各種項目指標,同時還要對項目施工的整個過程實施監控,從細節做到全過程管理。
(三)整體出發,兼顧細節,要從整體角度出發,嚴格細化各個施工程序。土木項目工程的建設是一項龐大而復雜的過程,其中有著無數的施工程序和施工細節,因此,當整體的施工目標已經確定了之后,就要科學合理的將各個施工環節,各種施工方法等一系列因素細化,從每一個程序,每一個細節切實貫徹實施,從而達到從細節上加強工程質量管理的目的。
三、加強土木施工質量管理和控制的方案和措施探討
1. 做好事前預防,施工準備工作具體完備
(一)對土木工程管理者進行宣傳教育,使領導者從思想上加強對工程質量重要性的高度重視;實行質量管理終身責任制,將工程質量的好壞直接與個人的切身利益掛鉤,使每位工程人員都能夠增強工作責任心,積極主動地加強質量管理。
(二)要建立和健全質量管理制度。施工單位在土木工程施工報建前,應制定相關的質量管理制度,并按工程的具體實際情況設置項目管理機構,以及合理有效的配備相應的管理人員;所有的項目建設單位,進行發包時要對承包單位提出明確的質量要求和規定;施工單位在土木項目實施過程中,要遵守國家法律、法規的具體規定,將項目的施工發包或委托給具有—定資質等級的施工單位,不得將發包工程進行肢解。
(三)要對土木材料和機械設備的合理控制。土木工程所需原材料必須要有出廠合格證,方可進場使用,對于進場的實物,嚴格督促施工單位按規定比例取樣質撿或抽撿,經檢驗合格后方可在工程中使用,對檢驗不合格的原材料作出標識,并及時清理出現場;以確保機械設備運行處于最佳狀態,還要求施工單位定期對機械設備進行維護和保養。
2 .實施動態控制,事中進行科學監控
(一)要有效合理的控制施工工藝和施工方法。要審查施工單位報送的施工組織設計及質量計劃,與實現目標的質量計劃進行對比審核,確保施工方法的可行性;對于技術難度大和施工復雜的關鍵部位要求施工單位提交作業指導書,內容應包括施工方法、質量要求以及施工過程中出現意外的應急措施;在任何分項工程施工前,應結合施工的實際情況分析研究施工工藝,在施工過程中嚴格執行施工工藝和相應的工作程序,理解技術標準,明確分工,以保證工程施工后有效的控制好工程質量。
(二)做好每個工序質量點的動態合理控制。土木工程項目要與工程監理單位密切配合,監理工程師要明確工程特點,把易發生質量問題的工程節點部位作為質量控制的重點,并納入監理實施細則或監理規劃中,在施工的整體過程中進行重點控制。
3.全面發揮工程監理部門的職能
在施工過程中,監理單位必須本著公正客觀的原則,對施工流程中的各個工序進行嚴格實時監控,對施工單位施工標準作出監督考察,對不合理施工,違章施工作出及時有效的處理,保證整個工程施工的規范化。加強對原材料質量的監理。加強原材料的質量控制監理是土木工程監理中相當關鍵的一個環節。監理單位必須全程參與到材料的采購,運輸,入庫,保管,領用等各個環節,確保原材料質量可以達到國家標準,確保原材料的選用符合工程的特點。比如在外墻滲漏施工中,現有的土木材料多以混凝土為主,選用這種材料,質量難以保證,使用時間較長就會發生變形,導致了土木物之間接觸不牢,從而發生外滲現象。
4. 嚴格加強土木工程施工現場質量控制
(一)加強對施工材料設備的質量檢測。要嚴格質量標準,加強對各種原材料和工程構件的質量檢測。嚴格原材料和各種工程構件,配件的入場機制,對各種質量不達標,不合格的原材料,構件,配件,不準進入施工環節。比如,在水泥和鋼筋的入場時候,要對合格證做出細致鑒定,并要在專業的實驗室進行質量檢測,質量合格才可以投入工程施工。
(二)要做好試驗檢測工作。在實施工程分項施工的環節要加強對各個施工分項的試驗檢測,如果有分項難以符合工程質量標準,要組織專業的技術人員,集體分項其存在質量問題的原因,在此基礎上,科學合理的調整施工工藝。并采取有效施工措施,對已經出現的質量問題作出及時處理。要堅持從試驗后的數據采取有效措施,杜絕僅僅憑借經驗做出決策。
四.加強土木工程的施工管理
1.土木工程項目安全管理
(一)堅持“四全”動態管理。安全涉及到生產的方方面面,涉及到從開工到竣工交付的全部生產過程,涉及到全部的生產時間.涉及到一切變化著的生產因素。因此生產活動中堅持全員、全進程、全方位、全天候的動態安全管理
(二)管生產同時管安全。安全寓于生產之中,并對生產發揮促進和保證作用,因此,安全與生產雖有時會出現矛盾,但從安全、生產管理的目標目的,表現出高度的一致和安全的統一;
(三)堅持貫徹預防為主的方針。安全生產的方針是“安全第一、預防為主”:
2.土木工程項目成本管理
(一)在工程投標階段的成本投標階段的成本管理工作主要是通過編制施工預算為最終確定投標報價提供依據。預算成本的計算為企業投標提供了可靠的依據,既避免了以過低價格中標,又有利于在競爭中取勝,為企業取得合理贏利奠定了基礎。
(二)機械使用費控制:提高設備的利用率和完好率,切實加強設備的維護與保養;對于按完成工作量結算的外部設備,要做好原始記錄,提高利用率,促使其滿負荷運轉,對確需租用外部機械的,要做好工序銜接。材料費控制:材料費控制分為價格和數量兩個方面。直接從廠家進貨,減少中間環節,節約材料差價。通過貨比三家把價格降下來,要把好進貨關,對用量較大的材料應采取招標的辦法。
五、結束語
綜上所述,加強對土木工程的質量管理和控制,對于工程的整體質量來說具有十分重要的作用,在今后的土建工程的實踐中,應該不斷的加強質量管理。
參考文獻:
[1]趙志福 建筑工程施工項目質量管理與控制 [期刊論文] 《商品與質量•建筑與發展》 -2010年10期