新工科背景下开放教育机器人工程专业建设探索与实践

无论是在“德国工业4.0”“中国制造2025”还是新工科等国家发展战略中,机器人都处于核心的地位,迫切需要大量的机器人工程专业人才。国家开放大学以工科传统机电学科和计算机学科为依托,整合优质资源;以新兴产业需求为导向,以机器人工程专业培养人才的岗位需求为出发点,建设机器人工程专业知识能力素质矩阵和专业知识图谱、重构并升级核心课程体系,建立多元化、多学科交叉融合的专业课程体系。组建跨学科教学团队、建设既满足机器人工程专业人才培养目标要求,又符合远程开放教育学生特点的优质课程资源。探索在新工科背景下,开放教育机器人工程专业建设的可行之路。

聚丙烯粗合成纤维混凝土力学性能及其增强机理研究

试验研究了聚丙烯粗合成纤维混凝土弯曲强度、弯曲韧性、弯曲冲击和疲劳特性,并与钢纤维混凝土进行了对比,分析了粗合成纤维掺量对力学性能的影响规律,探讨了粗合成纤维混凝土的增强机理。结果表明:当纤维掺量为9～13 kg/m3时,聚丙烯粗合成纤维混凝土相对剩余强度为49%～66%;冲击韧性、疲劳寿命相比基准混凝土分别提高了1.25～6.76倍、100%～389%,表明聚丙烯粗合成纤维可显著改善混凝土的力学性能。

配有螺旋及焊接圆方组合箍的足尺混凝土方柱轴压性能试验研究

为研究螺旋式或焊接式箍筋约束方柱的轴压性能,完成了2根配有绑扎复合箍和4根配有螺旋及焊接圆方组合箍的足尺混凝土方柱的轴心受压试验,测得了试件的极限承载力、轴向变形和箍筋应变,研究了不同箍筋组合形式对足尺混凝土方柱轴心受压承载能力及变形能力的影响,提出方形螺旋式或焊接式箍的间接钢筋面积换算公式.试验结果表明:螺旋焊接组合箍能一定程度提高足尺混凝土方柱的承载能力,但由于方箍肢距较大,试件后期变形能力与复合箍相比略有下降;轴向荷载作用下,配箍率相同的试件的极限承载力与其箍筋应力值的大小直接相关;高强箍筋可延缓试件承载力下降速率,显著提高试件的变形能力.

复合掺加抗裂组分砂浆性能的试验研究

以膨胀剂的补偿收缩抗裂防渗原理为基础,综合利用高聚物填充和纤维阻裂的机理,在膨胀剂中复合掺加纤维和高聚物等抗裂组分,进行了掺加多重抗裂组分砂浆试件的力学性能、限制膨胀率和早期抗开裂试验,分析了不同材料配合比对砂浆试件力学性能、限制膨胀率和抗裂性能的影响规律,提出了掺加多重抗裂组分的最优配合比。结果表明:膨胀剂、聚合物、聚丙烯纤维作为抗裂组分复合双掺或复合多掺,相对于素砂浆和单独掺加CSA膨胀剂的砂浆的抗裂效果有明显改善;复合双掺膨胀剂和聚合物作为抗裂剂时,聚合物的掺量不宜太大,宜选用C-V1材料配合比;复合双掺膨胀剂和聚丙烯纤维作为抗裂剂宜选择C-G2材料配合比。

GT抗裂剂性能研究

针对混凝土开裂的原因,研究了一种GT混凝土抗裂剂,以达到改善混凝土的抗裂性能同时避免或减轻混凝土开裂的目的．GT抗裂剂是由CSA高效膨胀剂与聚合物按一定比例复合而成的．研究了掺加GT高效抗裂剂胶砂试件的力学性、胀缩性等与抗裂相关的性能．结果表明,GT抗裂剂是一种比较理想的抗裂材料,对抑制砂浆开裂效果显著．

初始几何缺陷对网壳结构线性动力反应的影响初探

自振频率的密集分布和不可避免的初始几何缺陷,将导致网壳结构出现模态局部化现象,而模态局部化将导致结构振动呈现局部化。通过矩阵摄动理论分析并给出了模态局部化现象发生的诱因,讨论并确定了初始几何缺陷的大小和分布模式。以一个单层球面网壳为例,进行了同一地面运动激励下,50个包含不同初始几何缺陷网壳结构的线性动力反应分析,结果表明,初始几何缺陷对网壳结构线性动力反应的影响是不可忽略的,建议在网壳结构的抗震计算中予以重视。

远程教育“建筑施工技术”课程学习测评的研究与实践

通过文献调查、问卷调查等方法,依据现代教育思想,对远程开放教育"建筑施工技术"课程的学习测评方式进行了研究和实践,构建了"引领式学习及测评模型",为建立远程开放教育环境下工科课程的测评模型提供了一个支撑,具有一定的理论价值、实践价值和推广价值。

复杂环境下北京地铁车站深基坑变形时空规律研究

以北京地铁9号线丰台北路站深基坑及周围环境的变形监测数据为依据,探讨了地表沉降、桩体位移、支撑轴力与坑底隆起的时空规律.研究表明:1)地表沉降和桩体侧移随时间发展逐渐变大;空间上沿坑角至基坑中部逐渐增大,大致可分为3个区域:快速增长区域、过渡区域和平缓区域;相比地表沉降,桩体的侧移量更大一些,桩体侧移在开挖到底后的拆撑过程中有明显增大.2)由于基坑土方开挖和支撑架设的反复扰动,支撑轴力反复振荡,直至底板施工完成时逐渐趋于稳定;空间上沿坑角至基坑中部逐渐增大;同一根桩轴力大小与桩体侧移具有显著的负相关性,侧移随支撑轴力的增大而减小.3)坑底隆起随时间发展逐渐增大,至开挖结束时达到最大,然后逐渐减小;空间上基坑中部(中间桩)隆起量远大于坑边(围护桩),差异量随开挖深度增大逐渐增大,至开挖结束时达到最大.研究成果可为北京地区深基坑精细化设计与施工提供参考.

北京地铁车站深基坑复合型变形模式下坑外深层土体位移场分析

在环境复杂的城市中进行深基坑开挖,精细化分析深层土体位移场,对保证周边环境的安全具有重要意义.结合21个北京地铁车站深基坑工程的实测数据,分析复合型变形模式下,坑外深层土体位移场的变化规律.结果表明:坑外深层土体竖向变形随深度的增加而改变,可分为“凹槽形”沉降区、变形过渡区和“三角形”隆起区;水平侧移可分为“大肚子形”侧移区、变形过渡区和“三角形”侧移区.坑外地表竖向沉降可分为“弓形”沉降区和“三角形”沉降区;水平侧移亦可分为“弓形”侧移区、变形过渡区和“三角形”侧移区.根据变形的大小将坑外影响范围划分为主要影响区、次要影响区和无影响区.研究成果对于判断基坑开挖对坑外建(构)筑物的影响程度具有一定的指导意义.

“引领式”学习模型在国家开放大学网络课程中的应用——以《建筑施工技术》课程为例

文章针对国家开放大学网络核心课程建设,提出引领式学习模式,通过课前思考、随堂练习、小组讨论、形考作业等栏目的设置,引领学生一步一步进入学习环境,增加学生的参与感。并通过工程案例的介绍和讨论,还原现场,激发兴趣,增强课程的实用性。调查表明,该模式使学生学习过程更流畅,学习效果更好。该研究可为工科实践性较强网络课程教学设计提供思路,具有一定的实践意义和推广价值。

基于职业能力的成人教育职业化课程体系研究——以国家开放大学工程造价专业为例

结合国家开放大学及其学生特点,准确定位,制定有针对性的培养目标,突出实用性的培养特色,是国家开放大学工程造价专业突破尴尬困局、重塑自我,赢得社会认可的关键。通过对工程造价行业市场的需求分析,明确以基层工程造价技术人员为培养目标的专业定位。进一步分析基层工程造价技术人员的职业能力,从专业知识、专业技能和综合素质三个方面制定课程体系。研究成果可为提升成人职业教育的人才培养质量,深化成人教育职业化改革提供参考。

拉索式玻璃幕墙工程质量控制要点

介绍了拉索式玻璃幕墙的定义、主要组成部分以及在我国的发展现状等。结合工程实例,对拉索式玻璃幕墙的质量控制要点进行了介绍,包括预埋件埋置、与结构连接钢构安装、拉索安装、预应力施加、接驳件和玻璃安装等方面的质量控制内容。

高强箍筋约束足尺混凝土柱抗震性能试验研究

为研究高强箍筋约束足尺混凝土柱的抗震性能,进行了4个试件的低周反复荷载试验,测得了荷载-位移滞回曲线,研究了各试件的破坏模式、滞回性能、骨架曲线、延性性能及耗能能力。试验结果表明:高强钢筋用作箍筋时,足尺混凝土柱具有良好的延性和大的塑性变形能力,耗能能力强,抗震性能优越。

混杂FRP复合材料性能及其加固腐蚀RC梁弯曲性能研究

在混杂FRP(Fiber Reinforced Polymer)复合材料单轴拉伸性能研究的基础上,通过对四根腐蚀混凝土梁的弯曲试验,研究了碳/芳纶/玻璃三种纤维层间混杂布对腐蚀混凝土梁弯曲性能的影响。结果表明:(1)混杂FRP复合材料均表现出良好的混杂效应,但碳/芳纶/玻璃三种纤维的混杂效应最优,其混杂效应系数达到0.453。(2)碳/芳纶/玻璃层间混杂纤维布加固腐蚀梁的开裂、屈服、峰值、极限荷载相比未加固腐蚀梁分别提高了14%、60%、98%和91%,而位移延性系数仅降低11%,表明混杂纤维布可显著改善腐蚀混凝土梁的弯曲性能,这将为混杂FRP复合材料加固腐蚀混凝土结构性能评估与加固设计提供参考。

考虑矩形箍筋约束作用的足尺混凝土方柱的轴压承载力计算

为了进一步完善箍筋约束作用下混凝土柱方柱的轴压承载力计算方法，完成了5个箍筋约束足尺混凝土柱试件的轴心受压试验，测得了试件的极限承载力，提出了考虑箍筋约束作用的足尺混凝土柱的轴压承载力计算公式。试验结果表明：各试件的极限承载力均大于规范公式计算值，且配箍率是影响试件极限承载力的重要因素，配箍率大，试件的极限承载力大，其中试件B-100（12）的极限承载力为规范公式计算值的1．56倍，充分说明计算足尺混凝土方柱的承载力时，应考虑箍筋约束作用的影响。

预留反压土台在控制地铁车站深基坑变形中的应用

地铁车站深基坑设计时,在考虑基坑本身安全的同时还应尽量减少施工对临近设施的影响。基于预留反压土台的分段、分层、分阶段开挖方法可在不增加造价的同时有效控制基坑变形。将此方法应用于北京地铁某车站深基坑施工实践。同时,利用有限元方法分析无反压土开挖与有反压土开挖时基坑的变形情况,并与施工现场的监测数据进行对比,结果表明:①由于反压土的临时支护效应,基坑变形得到了较好的控制,最大地表沉降及桩体侧移较无反压土开挖时分别减小了32%和33%;②相比无反压土的计算结果,有反压土时基坑变形随时间增长更缓和、均匀,长边中心截面与坑角截面差异沉降更小,减少了50%,更有利于减小对周围环境的影响;③建筑物及管线沉降均小于北京地区同类工程的平均水平,差异沉降得到很好的控制;最大倾斜优于平均水平及控制指标,保护了周边环境的安全和正常使用。

土建类开放教育课程的项目式逆向教学设计——以国家开放大学“建筑施工技术课程”为例

在信息化技术支持下,落实以成果为导向的教学过程是实现高等工程开放教育新模式的核心内容。本文以项目式逆向教学方法为理论指导,在学习者特征分析基础上,以国家开放大学"建筑施工技术课程"为案例,从教学目标设定、项目式融合的教学过程设计,以及教学效果反馈设计等方面开展研究,探索项目式逆向教学的系统化过程。通过课程案例,旨在提出既能满足学习者需求,又能提高学习者工程实践能力和创新能力的土建类开放教育教学新模式。