从工业与民用建筑工程专业

自从工业与民用建筑工程专业自学考试开考以来，参加考试的单科累计数已达数万人次，这说明社会需要这个专业的人才，也说明许多自学者对这个专业感兴趣。编辑同志要我谈谈如何学好工民建专业，我感到有些惶恐，因为要在几千字的文章中，将一个专业几年的学习内容勾画出来，难免有挂一漏万之误，考虑到当前介绍学习方法以及谈如何复习某门课的文章较多，而介绍一个专业的总体情况的文章却不多。因此，想就我个人对这个专业的一些认识，做点简要地介绍，从而使参加自学的同志对本专业的基本内容和各门课间的关系有一个轮廓的了解和一个总体概念，能够更自觉地学好工民建专业。在未能入正题之前，我还要再次宣传这样一个观点，这就是要慎重选择自己的专业方面，要全面地权衡得失利弊，要尽可能结合自己的工作，不要赶浪头，更不要人云亦云，要充分考虑自己的长处和短处，以及环境和条件的有利和不利因素，因为方向确定以后，等到学习了一个阶段发现与自己的兴趣不符时，又已浪费了两三年的功夫，到时进退维谷，事倍而功半，当前社会上确有一股土建热，不少同志甚至家长对土建行业发生了兴趣。适应社会需要，正确选择出路，这本是好事，但是过份勉强，将会造成失误。专业确定后，就要百折不回的去为之奋斗。学习本来就是件艰苦的事，要塑造成一个有特长的工程技术人员，不经过刻苦的学习与锻炼是不可能成功的，何况自学成才这条路又分外艰苦，但无数的例证告诉我们，世间无难事，任何学科，只要你认认真真、踏踏实实地去学习，方法对头。总是会成功的，土木工程也不例外。一、工业与民用建设专业的基本内容和培养目标土木工程是人类最古老的学科之一，可以说自从人类脱离穴居野外的生活以来，就有了土木工程。土木工程在欧美各国称之为CivilEngineering，直译就是“民用工程”。解放以后，我国高等教育设置专业，从庞大的土木工程总学科中，划出了工业与民用建筑，公路与城市道路，铁路工程，桥梁工程，给水排水工程，暖气通风工程等学科，设置了专业，工民建专业是其中专业面最宽应用最广的一个专业。工民建专业主要培养从事工业建筑、民用建筑中的结构设计、施工以及工程管理方面的人才。虽然对于房屋我们已司空见惯，也许有不少人从他的生活经验出发，可以对一幢房屋的房间划分、朝向、采光、通风等提出中肯而合理的意见，但很少有人能注意到和理解到结构的合理与否，因为这已远远超出了我们日常生活的常识范围，需要有一定的力学和工程结构方面的知识，至于近代的超高层建筑，复杂的工业厂房，各种高耸的塔架以及特殊的管、罐、储仓等，它们的结构设计与施工就更为复杂了，所以说工民建专业有着相当深广的科学内容，至今也还存在广阔的科学领域，要我们去探索和开发。这里还要说明一下，许多人往往对工民建专业与建筑学专业混为一谈，其实这本来就是两个方向，各有自己的专业内容。一般说来，有关房屋的造型，根据功能要求的布局以及平面、立面的装饰处理，是建筑师的工作范围，而有关房屋的结构设计，地基处理，各种构件(如梁、柱)尺寸的最后确定及其加工，抗震问题以及施工等则是工民建专业出身的结构工程师、施工工程师的工作范围。由于建筑学具有浓厚的艺术色彩，所以在国外有些学校，建筑学不属于工学院，而设于艺术学院中。这两个专业关系极为密切，彼此互为依存，特别是各种大型公共建筑，既对建筑艺术有很高的要求，使人以美的感受，同时又由于造型、空间、功能等多方面的要求与条件，结构必然很复杂，这就要求两种专业人员的紧密合作。二、组成工民建专业各门课的任务及彼此之间的关系翻开自学考试的教学计划，即可初定它是由15门课组成的。虽然这个自学考试的教学计划，由于它的特殊性，存在有不尽合理之处，但总的说来，它保留了正规本科专业教学计划中的精华，并且是紧紧围绕培养目标的。除政治经济学做为必须掌握的社会科学外，其余诸课都是紧紧围绕着结构设计和施工这一培养目标而设立的。并且贯串着一条主线，就是力学——结构。力学包括理论力学、材料力学和结构力学，它是建筑结构设计的理论基础，三大力学各有分工，学习的次序也不容颠倒，仅可以略有交叉。结构又可分为上部结构与下部结构，钢筋混凝土与砖石结构，钢结构，主要讲的是地面以上的结构设计理论，故称上部结构，而地基基础，则讲地面以下的结构的设计理论，故称下部结构。为了学好力学课和结构课，就必须要有数学的基础，所以高等数学又是力学、结构的共同基础，当前从事建筑结构理论研究工作的同志，都有一个共同的认识，就是对许多问题的深入研究，必须依赖于数学和力学，缺乏深厚的数学、力学基础，是难以解决现代化复杂结构的理论与实践问题的。作者：60.209.128.*2006-8-1220:29回复此发言2如何系统学好工民建专业测量、制图和建筑材料是土建技术人员必备的看家本领，处处用得到。通常说图纸是工程师的语言，一个土建工程技术人员，如果不能识图，不会绘图，那是大笑话，因为无论是力学的模式，结构的构造和加工以及最后的房屋施工，总离不开图纸，设计人员通过设计计算，最后用图纸的形式把设计的意图和数据表达出来，施工更是以图纸为依据。不学好制图课，后面的房屋建筑、力学和结构课程也难学下去。建筑材料是为建筑结构与施工服务的，由于材料性质的不同才导致各种结构的不同设计理论，例如钢筋混凝土结构和钢结构，就是以力学为其理论基础的，但由于材料性质的差异，设计计算方法就完全不一样。甚至可以说，如果传统的建筑材料有了新的突破，那必将导致设计方法和准则的全部革新。房屋建筑学是讲房屋构造的，必须具备制图知识，最好在有了材料力学知识之后再学习。建筑施工课是讲如何根据图纸进行房屋施工，即如何将房屋建筑起来。不少人有一种错觉，认为现场施工，主要是个如何干的问题，可以不需要力学与结构知识。其实这是十分错误的，施工工程师必须懂得力学和结构，并且还要求有较丰富的知识面，这样他才有可能正确的处理技术问题和指挥施工。至于建筑经济与企业管理课，则是讲述建筑中的经济问题和施工的质量以及企业的管理的学科，过去的大专毕业生，往往缺乏经济观点和管理能力，在讲求建设速度与经济实效的时代，工程技术人员必须具备这方面的基本知识和技能。如何系统学好工民建专业（二）(11月21日15:52)三、掌握房屋结构的特点，打好基础，学好专业各类房屋都有自己的特点，一个初学者对于一般常见的房屋结构及其计算原理，我认为首先要掌握两大特点：1、一般的工业与民用房屋的上部结构可以看成是由许多杆件连接起来的(这里暂且撇开薄壳、板、网结构)，尤如小朋友搭积木那样。大家只要留神观察一下未完工的工业厂房，对这点就可明白了。2、不包括房屋在内的各种建筑结构是不动的、不能动的，即使不得已时，也只允许有非常非常微小的移动或转动。第一个特点告诉我们，我们常见到的许多房屋属于杆件体系，所有荷载是由各种杆件(如述檩条、桁架梁、柱等)承担的，由上至下最终传到地基。至于居住房屋常见的砖混结构，只不过是用承重墙来代替柱子的功能而已。同时它还告诉我们，为什么我们在计算时可以用简单的直线条来代替真实的粗壮的梁、柱和桁条。并且我们总是将本来是立体的房屋，简化为平面来设计计算，因为这样就可以大大简化了计算工作量和许多困难，对于杆件体系在精度上的要求可以得到保证。此外，这也是我们在各门结构课中，总是先从单个基本构件(梁、柱等)设计入手的重要依据。第二个特点告诉我们必须牢记和掌握力的平衡问题。对于建筑结构而言，不论是单个构件或是整个结构物，都始终处于平衡状态。因此，在本专业不论是在三大力学课中还是各门结构课中，广泛地使用了X=0，Y=0，M=0，三大平衡方程，它们的物理意义是：所有力在X轴方向投影的代数和等于零；所有力对任意一点的力矩之和等于零。三者都是等于零，就是说没有任何的移动或转动，杆件或整个结构保持平衡状态，否则就不平衡，不平衡就要发生移动或转动，这是我们禁忌的，也是不允许的。再就单个杆件来说，如果外力超过了它本身的内力(抗力)，这就发生了不平衡，那就会导致杆件的失稳或破坏。平衡问题，对建筑结构来讲至关重要，必须牢记和掌握。前面讲过，三门力学课是建筑结构课的理论基础。必须努力学习。三门力学彼此联系，又各有分工。理论力学是研究物体运动一般规律的学科，即研究在力的作用下，物体运动状态的变化，而平衡是其中的特殊形式，但对于建筑结构而言却又最为重要。理论力学一般分为静力学和运动学两大部分，静力学就是研究物体在力作用下的平衡规律。至于运动学则是研究物体的运动形式和规律的，运动学对以后学习结构动力学和结构抗震很有用处。作者：60.209.128.*2006-8-1220:29回复此发言3如何系统学好工民建专业材料力学的主要内容是研究杆状构件在拉压、剪切、弯曲、扭转等作用下杆件的内力和位移的问题，材料力学与理论力学的主要区别在于理论力学只讲力和力作用下的运动(包括平衡)，不涉及物体的强度和应力问题，而材料力学则主要研究了杆件的强度问题，因此，有的外文书直名为“材料强度学”。至于各门结构课，则是在数学力学的基础上，联系到实际材料和真实构造以及加工制造等问题，进行实际的计算和设计。钢筋混凝土结构是由复合材料(混凝土和钢筋)组成的结构物，在国内外应用最为广泛，因此它是工民建专业的主要课程。砖石结构是研究由砖或石砌成砌体结构的计算理论问题的，在当前民用建筑中有很大的实用意义。到于钢结构，由于钢材质地均匀，故最符合力学的分析计算，并且钢材强度高，所以钢结构自重轻，杆件的尺寸小，最宜建造高层建筑和大型建筑。但由于价格高，目前国内还不能广泛应用。这里要特别提一下地基基础问题，因为它是设在地面以下的结构物，承担所有上部结构传来的荷载，故称为下部结构。由于它周围的介质是土壤，故先要学习土力学。很多人只注意看得见的上部结构，不重视下部结构，要知在房屋建筑中，地基基础是很费工和费钱的，一般民间建筑，基础资金要占到20％，到于高层建筑和大型建筑所占比例更高，对基础的设计要求也更高，所以这门课与其他结构课一样，非常重要。四、讲求学习法对于学习方法，古往今来不知有多少名人、学者讲了多少哲理和具体的方法。诚然，这些来自前人的成功经验值得我们今天学习和借鉴，但也应该结合我们所学专业的特点以及各人的自身特点来灵活应用。因此，结合工民建专业自学考试的这个特点，提出以下的参考意见。1、要紧紧围绕教学计划和教学大纲进行学习。建筑结构工程内容极为深广，即使是某门课的某一部分，国内外的文献资料也浩如瀚海。因此对于一个初学者来说，首要的是掌握最主要的基本知识，这就要根据教学计划和各课大纲循序渐进。教学计划规定了这个专业的必修课程，而教学大纲规定了这个专业的必修课程，而教学大纲则规定了每门课必须学习和掌握的主要内容。当然，计划中的15门课，并不能包括建筑结构的全部领域，况且科学在不断发展，新的学科层出不穷，因此教学计划给出的是根据我国当前实际，对自学考试的基本要求，掌握了这些基本要求，进一步深造也是可以的。2、反复学习，处理好局部与整体。我们认识事物，常常是从特殊到一般，但要对事物本质的更深入的理解，还必须要有从一般回到特殊的这一反复，初学一门学科，最容易犯的毛病是常常对单个公式、计算方法的推导下了功夫，而忽略了它的具有普遍意义的物理概念；对个别章节弄懂了，但忽略了各个章节之间的关联。因此学到最后，往往感到学到的知识是零碎的，甚至是零乱的，缺少一个完整的、逻辑性的总概念。因此，我们在学习的同时，要反反复复，既要重视对一个公式一条定理的理解，也不能忽略对整个学科乃至整个专业的了解和认识。3、要多做习题。搞工程的，总离不开计算和绘图，因此学习各门工程学科，不能满足于看懂书本，还必须加强实际的运算训练。“学而不思则罔”，做习题，就是促使你思考问题，训练你解决问题的思维方法和运算能力。4、适量阅读参考书。各门课都规定了教材，这自然是必读的，但还应适量的看些参考书。因为每本书、每个作者都有自己的风格和特色以及习惯的语言文字，你对教本中某些问题可能理解不了的但看看别的书，也许可能会有启发，所以适量看点参考书，会帮助你加深理解，开阔思路。读参考书不一定象学习教材那样逐章逐句地学，而是可以根据你的需要有选择的去阅读。5、注意实践