关键词：土木工程；发展现状；应用趋势
Abstract: in the modern construction, civil engineering, played an important role, and along with the social, economic, and the development of science and technology, relevant staff on civil engineering research more and more deeply, and with the various advanced technology organically fuses in together, form the modern civil engineering industry, and promoting economic development in China has become a pillar industry. This article mainly aims at the current situation of the development of civil engineering research, and discusses the trend of application of civil engineering, and thought that provides some references related job.
Keywords: civil engineering; Development present situation; Application trend
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
自改革开放以来，我国致力于社会建设、经济与技术的发展工作上，并不断总结历史教训、吸取经验、创新思想观念、改革发展模式，从而促进了我国新设备、新工艺、新材料等的发展。土木工程工作人员创新地将这些融入到建筑建设中，尤其是将机械自动化设施应用到土木工程建设中，大大地促进了土木工程向着现代化、智能化等方向发展。
一、我国土木工程的发展现状
自上个世纪五十年代起，我国的土木工程建设就一直在发展之中，土木工程工作人员不断研究相关理论与方法，并将其他科学技术有机地引进到土木工程建设中，以促进土木工程的发展。目前，我国土木工程的发展势头迅猛，无论是在结构设计、工艺创新、材料应用等方面，都处于快速发展阶段。
在我国，土木工程产业一直是支持国民经济的重点产业，它对国家建设公路、铁路、桥梁、高楼大厦等都有发挥着重要的作用，并在所有工作人员的共同努力之下，已经取得了一定的成果。如，至2010年，我国高速公路总里程已经超过了7.0万千米，铁路总路程也达到8.5万千米，其中典型的铁路为青藏铁路，这是举世闻名的高原铁路，为我国青海与地区的人员输送、贸易交流发挥着桥梁的作用；我国对桥梁工程的建设与研究一直没有停止过，并已经建成很多坚实、有效的桥梁。我国已经可以自主设计、管理并建设大型桥梁。其中，南浦大桥等大跨度桥梁的建成，标志着我国土木工程已经进入一个新的发展阶段；随着我国城市人口规模的不断扩大，急需更多的高楼大厦以满足人们的居住需要。根据2011年相关调查人员的统计，我国目前已建成多种规格（100m、200m、300m）的高层建筑共计越10600栋左右，其中上海金茂大厦应用混凝土钢结构为主要结构，大大提高了建筑工程的质量。这栋大厦的建成也是我国土木工程巨大发展潜力的一个体现。
我国土木工程的发展一直都没有停止过，它为我国的基础建设、国家经济的发展起到重要的作用。在“十二五”期间，我国将保护环境与能源发展作为了重要的战略目标之一，这对我国土木工程的发展又提出了更高的要求。
二、我国土木工程的应用趋势
我国正处于社会主义初级阶段，各种基础设施、专业设施还在不断建设之中，土木工程理论与方法的应用，对此将发挥积极的促进作用，以提高工程建设质量与效率。但是随着我国社会的建设与经济的发展，我国环境污染、资源消耗等问题也在逐渐加剧，致使土木工程的应用与发展在面临机遇的同时，也需要接受挑战。
第一，土木工程理论与其他科技领域知识紧密结合。近几年来，我国经济发展迅速，人们的生活水平不断提高，对社会设施的需求量越来越大，同时对建筑工程功能、质量等的要求也越来越高，这就需要土木工程工作人员打破传统的观念模式，积极研究创新的工作方法，将土木工程理论与其他科技领域的知识紧密结合，发展成为一种新型的、综合的土木工程理论体系，并指导土木工程向着地下、海洋、沙漠等空间延伸，以解决国家土地资源紧张的问题，并提高土木工程建设的效率。
第二，信息技术的应用促进土木工程的智能化发展。目前，信息技术基本上已经渗透到各个领域，发挥着重要的作用。因此，在土木工程的应用过程中，信息技术是促进土木工程发展不可忽视的技术之一。土木工程人员将利用信息技术建立工程管理信息化系统，将与工程相关的人、事、物等信息都输入计算机，控制一些较难的、较复杂的施工过程，形成智能化的控制与管理模式；另外，信息技术、计算机技术等还可以应用到工程施工中，以提高自动化机械设备的工作效率，使土木工程的建设最大程度地避免施工事故，提高施工效率，降低成本花费，提高施工单位的效益。
第三，应用新材料与新技术等走生态环保之路。我国在制定“十二五”时期的战略计划时，已经认识到经济发展与环境能源保护之间的关系以及两者的重要作用，提出经济、环境、能源和谐发展的思想，一直到国家建设工作。在这种形势下，生态环保材料与技术不断涌现出来，为土木工程走生态环保之路打下基础。土木工程建设是大耗能的工程之一，需要大量的物资与能源支持。所以，在未来应用发展中，土木工程必将会将应用新材料、新技术等作为重要发展途径，以提高整个土木工程的安全性、耐久性、美观性等各方面的性能。
第四，创新施工工艺，促进土木工程向着超大型工程方向发展。当今时代，是一个以科技为创新生产力的时代，科技对各种产业的发展其中举足轻重的作用。对于土木工程来说，各种科学技术的发展，为其提供了更为广阔的发展前景。我国的发展需要更多的大型和超大型工程，因此，土木工程在新施工工艺与科学技术的推动下，也必将顺应时代的需求，不断创新工程施工方法，向着超大型工程方面发展，为我国发展提供工程基础。
结语：
综上所述，我国经济、科技等的发展，有效地促进了土木工程的发展，使其施工方法、施工材料、施工结构等都在发生着日新月异的变化，尤其是机械自动化设施的运用，更加促进了土木工程向着智能化方向发展，从而为我国的社会基础设施的建设提供更加坚实的基础。但是，由于我国还处于社会主义初级阶段，很多技术与工艺的应用还不是很成熟，需要土木工程工作人员加快研究脚步，科学合理地利用自然资源，并坚持可持续发展与以人为本原则，大力推广绿色循环建设模式，使土木工程向着现代化、智能化以及绿色化方向发展，促进我国社会、经济与环境的和谐发展。
参考文献：
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关键词：土木工程；大体积混凝土；结构施工；质量；裂缝
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
随着建筑行业的迅速发展，在土木工程大体积混凝土结构施工中，原材料的控制、浇筑质量的控制、混凝土养护的控制、降低水泥水化热等方面成为施工质量控制的重要方面。由于大体积混凝土结构的施工技术与措施直接关系到混凝土结构的使用性能，因此，研究土木工程大体积混凝提结构施工的质量控制是重要的课题。本文在重点论述大体积混凝土质量控制方法，以为相关行业的建设提供参考。
2 大体积混凝土施工质量控制方法
2.1 原材料的控制
大体积混凝土一般采用商品混凝土和泵送混凝土工艺浇筑，泵送商品混凝土对原材料的技术指标要求很高。因此，混凝土生产设备的稳定运行和计量的精确度首先应得到有效保障，组成混凝土的所有材料应符合规范标准要求，以确保混凝土的质量。
(1)水泥品种的选择。应根据大体积混凝土的特点，既要注意水泥的水化热，又要注意水泥的收缩作用，选用低水化热、低收缩的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等，而不宜采用早强型水泥。由于采用泵送施工工艺，因此混凝土的流动性较大，水灰比较大，水泥用量一般均较大。为减少水泥的水化热，在尽量少用水泥的基础上，掺入一定量的粉煤灰，以保证胶凝材料的总量。
(2)粗细骨料的选择。配制大体积混凝土，应选用合理粗细骨料的比例，砂率过高意味着细骨料多，粗骨料少，增加了收缩，对抗裂不利。碎石应采用连续级配、良好粒级的弹性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率应尽可能小一些，以利于降低收缩。
(3)外加剂的选择。外加剂有减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂等多种类型。在混凝土添加了膨胀剂之后，混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力，提高混凝土抗裂强度。
（4）优化混凝土配合比。在混凝土中掺加缓凝剂、减水剂等外加剂和粉煤灰、矿渣粉等掺合料，可以改善混凝土的性能，减少用水量和水泥用量，延长缓凝时间，提高混凝土的抗渗能力。另外，可以采用粉煤灰代替部分水泥的方式。试验证明，在混凝土中掺入一定量的粉煤灰，使其替代部分水泥，不仅可以降低水化热，而且能起到改善混凝土和易性的效能，且掺加粉煤灰后，混凝土的后期强度与基准混凝土相等或略高。但是这样会降低早期极限抗拉值，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量最好控制在10%以内。
2.2 浇筑的质量控制
根据混凝土配合比要求，跟踪检查进入现场的混凝土质量，监理工程师应目测混凝土和易性、离析状况、混凝土用料规格，并按施工组织设计要求定时、定量抽查混凝土塌落度。一旦发现异常情况，应提出暂缓该车或该批混凝土浇捣， 并报总监理工程师处理。
拌制与输送
大体积混凝土由于体积大，一般可达数千立方米甚至上万立方米，因此在拌制时应尽可能集中拌制，有条件的可采用商品混凝土，用混凝土运输车运到现场，采用两台混凝土输送泵泵送。或当施工条件允许时,在临近施工地点设置搅拌站。
（2）浇筑与捣固
根据具体情况和温度应力计算确定是整浇或分段浇筑。浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。根据混凝土泵送时形成的坡度,在上层与下层布置两道振捣点。第一道布置在混凝土卸点,主要解决上部振实；第二道布置在混凝土坡角处,确保下部混凝土的密实。浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。混凝土分段浇筑完毕后,应在混凝土初凝之后终凝之前进行二次振捣或进行表面抹压，排除上表面的泌水，用木拍反复抹压密实，消除最先出现的表面裂缝,提高混凝土防水性能和表面观感。混凝土浇筑应在夜间进行,以缩小新旧混凝土间的温差，减少因限制条件下冷缩变形而产生的裂缝。
（3）泌水、浮浆处理
由于混凝土坍落度大，浇筑面广，在浇筑和振捣后，必然有大量的泌水和浮浆顺着混凝土坡面流淌，在低洼的地方沉积，若不及时清除,混凝土拌合物中的杜拉纤维会出现漂浮现象,影响抗渗效果。为此，在混凝土的浇筑过程中，先在未浇筑的一边设置集水坑。同时准备1台~2台吸水泵排干小承台内的积水。
2.3 养护的控制
根据方案布置图，混凝土浇筑前检查测温点布设情况及防止浇筑时损坏该设施，并建立测温点初始值。混凝土初凝前，落实二次泌水处理，克服由于早期脱水引起的裂缝，适量浇水后覆盖薄膜，并落实保温措施。根据施组要求，严格检查混凝土保温措施落实情况。混凝土浇捣过程中以及养护期内，应严密监测混凝土内温度变化情况。
大体积混凝土养护一般不少于 7 d，并根据板中心混凝土温度变化及同条件养护的混凝土试块强度确定养护周期。
混凝土的养护应采用保温、保湿及缓慢降温的技术措施，一般在浇筑时，要求考虑在大体积混凝土内部设置冷却水循环降温措施，设冷却水管，并通过温度检测控制混凝土中心与表面的温度或混凝土内部与冷却水的温度控制在25℃以内。
2.4 降低水泥水化热和变形
(1)在厚大无筋的或少筋的大体积混凝土中，掺加总量不超过20%的大石块，减少混凝土的用量，以达到降低水化热和节省水泥的目的。
(2)改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计人员将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密，一般用φ8钢筋，双向配筋，间距15cm。这样可以增强抵抗温度应力的能力。
3 进行严格的温度控制
根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况及各种养护方案，采用计算机仿真技术对大体积混凝土施工期温度场和温差进行动态模拟及预测，提供结构沿厚度方向的温度分布及随混凝土龄期变化的规律，制定混凝土在施工期内不产生温度裂缝的温控标准，进行保温养护优化选择。在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下，大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值=浇筑温度+水化热温升值-环境温度。
为掌握基础内部混凝土实际温度变化情况，了解冷却水管进出水温度，对基础内外部以及进出水管进行测温记录，密切监视温差波动，来指导混凝土的养护工作，并同时控制冷却水流量以及流向。测温设备可采用“大体积混凝土温度微机自动测试仪”，温度传感器预先埋设在测点位置上，基础承台测点位置分承台内部、薄膜下温度、室内室外温度、冷却水管进、出水温度设置。测点温度、温差以及环境温度的数据与曲线用电脑打印绘制。当混凝土内外温差超过控制要求时，系统马上报警。测温点的布置应考虑由于大体积混凝土浇筑顺序时间不一致，应由各区域均匀布置，核心区、中心区为重点。
4 结语
随着大体积混凝土越来越多地应用在众多实际工程中，对大体积混凝土温度裂缝的研究也在不断深入。实践证明，要保证大体积混凝土的施工质量，除要满足强度、刚度、整体性、抗渗等要求外，还应根据混凝土结构的不同特点、受力状况、约束条件等因素进行综合考虑,从工程设计、原材料选用、改善施工工艺、做好温控和养护工作等方面入手进行全面的质量控制，从而减少温度裂缝的产生，保证大体积混凝土的质量。
参考文献：
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关键词：土木工程概论;研讨式教学;课程改革
一、《土木工程概论》的课程特点及作用
《土木工程概论》是土木工程专业新生了解专业特点及学习方向的入门必修专业基础课程，该课程涵盖了房屋建筑、桥梁、岩土、水利水电等工程领域，具有知识内容多、信息量大、更新速度快、课时量少等特点。在土木工程专业大一新生中开设该门课程的目的是：通过该课程介绍土木工程的过去、现在和未来，让学生了解什么是土木工程；通过对土木工程所包括的房屋建筑工程、道路工程、桥梁工程、给排水工程等的有针对性的专业介绍，让学生对各个专业方向及今后的专业选择有一个初步的认识；通过对各专业方向的介绍，让学生对未来各个专业的课程设置有一个相对清晰的了解，以便今后的学习过程中有目的地构建相应的专业知识体系；通过对土木工程各个专业方向的介绍，让学生了解未来的就业前景以及作为土木工程师的责任。大一新生刚刚从高中阶段进入大学，除了日常中对于房屋建筑、桥梁等的感性认识外，对土木工程各个专业方向的专业知识都尚未接触。因此，《土木工程概论》课程的教学效果直接影响学生对专业的认识以及今后的学习兴趣。《土木工程概论》课程包含内容众多，每一章节又是一个专业方向，我校土木工程专业的老师虽然都是科班出身的研究生，但也只是对自己研究的方向比较擅长，单独由一个老师讲解该门课程非常吃力，教学效果也不好。针对这一问题，笔者在以往研究中提出了团队化的教学模式。同时，针对《土木工程概论》每一章节就是一个方向的模块化特点，借鉴研讨式教学的优势，特提出《土木工程概论》研讨式课堂教学改革模式，以最大限度地提高该门课程的教学质量。
二、研讨式教学法介绍
研讨式教学法最早由德国的大学提出，现在已经成为各国高校中的一种主要的教学方法。我国大学扩招后，以往传统的教学模式和方法的弊端日趋体现，为有效解决扩招等带来的这些问题，我国湖南师范大学的郭汉民博士研究生在已有研讨式教学法的基础上进行教改实践，于1997年提出了全新的研讨式教学模式。与以往传统的教学模式、方法、教学手段等相比，研讨式教学法体现教师和学生这两个共同的教学主体，通过学生与教师的互动讨论交流完成教学任务，强调学生在整个学习过程中的主体作用。该教学模式的宗旨是在实践中培养学生各个方面的能力，提高学生的综合素质，实现教学上的五个转变。这一教学模式无论从理论上还是从实践上来看，都具有非常重要的意义。研讨式教学法的开展主要分为三个步骤：老师根据教学大纲的要求设置研讨式教学专题；学生以小组的形式课下完成相应专题的自学、查找资料、讨论；各学习小组组长在课堂上讲述学习的过程、收获以及遇到的一些问题，老师在课堂上引导学生完善相应的学习过程和任务。
三、《土木工程概论》研讨式课堂教学模式改革
1.研讨式专题设置及学习要求
（1）研讨式专题设置。以湖南科技学院土木工程专业16级培养方案的要求为例，《土木工程概论》课程为1.5学分，27学时，根据以往团队化教学研究成果，基于《土木工程概论》教学大概的要求，共从土木工程专业老师中选取9位不同方向的老师共同担任该门课程的授课，每个老师讲授一个专题（3学时），设置如下9个专题：土木工程材料；房屋建筑；桥梁工程；道路工程；地下工程；水利与港口工程；给水排水工程；基础工程与地基处理；建筑节能与设备。（2）学生学习小组划分。在第一节课上，老师根据《土木工程概论》教学大纲的要求，将上述授课内容划分成9个研讨式专题介绍给学生，每个专题下再划分若干子专题。然后，老师给每个子专题布置一定的资料查阅任务和要求。根据班级学生人数划分成3～5人的若干学习小组，由学习小组成员推荐组长1人，每个学习小组负责1个子专题。（3）研讨式教学要求布置。老师将各个子专题布置给各学习小组后，基于该子专题内容的广度和深度等情况，要求各学习小组通过自学、网上查找资料、实地调研等方式对所布置的专题进行学习，制作多媒体课件。由组长在课堂上给其他同学进行讲解，团队成员进行相应的内容补充及回答其他学生提出的问题等，最后由相应方向的老师进行总结、系统梳理及学习引导。
2.研讨式课堂教学开展
以专题7（给水排水工程）为例，首先由主讲老师将专题任务布置给各学习小组：城市给（排）水的功能及分类；城市给（排）水体制的发展及完善；城市给（排）水系统各组成要素及功能；建筑给（排）水的功能及分类；建筑给（排）水系统各卫生器具功能。学习小组通过翻阅书籍、网上查找资料、小组讨论以及向老师请教等方式，对上述专题任务进行学习并制作成多媒体课件。然后在研讨式课堂教学上，通过老师引导，要求团队主讲学生完成上述任务的讲解，必要时可借助工程现场的图片或视频增强同学们的感性认识。最后，主讲老师在对上述任务进行总结和系统梳理后，向同学们提出下列问题，以激起同学们对这部分知识的进一步学习：城市节水的途径探索；城市污水处理政策机制的初步研究。
四、结论
针对《土木工程概论》课程涵盖内容多、信息量大、课时量少等特点，老师充分利用我校《土木工程概论》课程团队化教学模式的优势，引入研讨式课堂教学方法，提出了《土木工程概论》研讨式课堂教学改革模式。该教学模式有效地克服了《土木工程概论》课程传统教学方法存在的问题和不足，顺应新时期“卓越工程师计划”对《土木工程概论》课程教学改革提出的新要求。我校土木工程专业16级新生的实际应用表明，该《土木工程概论》研讨式课堂教学改革成果可明显提高学生的学习主动性及兴趣，教学效果显著，具有一定的示范作用，可在工科其他专业课程的教学中推广使用。
参考文献：
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基于PBL的土木工程概预算实验教学改革探索
(一)试验设计
本研究以黄淮学院建筑工程系土木工程专业07级1班学生为研究对象。在男女生比例相当的前提下，按以往的学习成绩从高到低将该班学生分为PBL组和LBL组，PBL组男生24人，女生7人；LBL组男生24人，女生6人。LBL组采用传统的教学模式，即“教师讲解实验指导书―每个学生独立实验―教师检查实验结果”模式，教师、教学大纲均与PBL组相同。PBL组实验教学以实际工程概预算为背景进行设计，以广联达工程造价软件为手段，以工程概预算网络论坛为平台组织实施，着力加强实验小组间的互动交流，激发学生实验的主动性和创造性，提升学生工程概预算的实践能力和创新能力。具体教学方案[34]如下：(1)学生分组。依照PBL的教学理念将其细分为4个小组，每小组7~8人，选定组长1名，负责组织讨论和记录。(2)问题构建。根据土木工程概预算实验教学大纲设计了二个实验，一个是某工程施工图预算的编制，另一个是施工企业投标报价的确定。实验要求学生综合土木工程概预算、施工组织与技术、钢筋混凝土结构、工程经济学、工程项目管理等相关专业知识给出解决问题的方案，施工图预算的误差要限制在±5%以内，报标报价的策略则要体现出竞争性。(3)小组自主学习和交流。要求每小组通过多种途径收集相关资料，自主学习，自主试验，并通过工程概预算论坛、QQ群等网络平台与小组内的同学和指导教师互动交流。每小组要进行2~3次集中讨论，讨论时小组成员要逐一陈述遇到的问题和解决问题的思路，然后小组成员共同研究，并在教师的引导帮助下找到解决疑难问题的方案。(4)课堂讨论。在指导教师组织下，小组长汇报各组遇到的问题和解决方案，指导教师逐一进行点评，并就学生争论的焦点和分歧较大的疑难问题给予指导，最后使问题得以圆满解决。(5)总结与实验考核。实验结束后，学生要认真填写实验报告，实验报告要反映实验中遇到的问题及其解决方案。指导教师要对学生的实验情况做出评价，在肯定成绩的同时指出不足，提出改进意见，并根据学生在实验过程中的表现和实验报告给出实验成绩。在实验成绩中，施工图预算成果占50%，实施方案文件占35%，口头报告占15%。
(二)试验结果及分析
1.实验成绩对比
PBL实验组和LBL对比组的实验成绩统计结果如下：PBL实验组31名学生全部及格，其中成绩优秀者3名，良好者10名，中等者16名，及格者2名；LBL对比组30名学生中，成绩优秀者2名，良好者4名，中等者19名，及格者4名，不及格者1名。可见，PBL组考核成绩的优良率高于LBL组，表明将PBL引入土木工程概预算实验教学的效果显著。
2.PBL平台的交流互动情况
PBL教学法更有利于学生与学生、学生与教师之间的交流，有利于各成员协同工作，共同探讨解决问题的方法。按照工程概预算论坛提出的PBL网络平台互动信息质量类别[58]进行统计，结果表明：在PBL网络平台交流互动中，PBL组的交流互动共计390次，其中属于一般解释和反馈（注意力集中在一般讨论，对话内容不体现“组织、分析、反应、解决问题、思考”的全过程）的占42.6%，属于提出和澄清问题的占16.4%，属于组织意见（由书籍、网站查到的方案或小组成员的意见）的占15.1%，属于解决问题（提出解决问题的办法等）的占8.5%，反思小组成员合作的占6.7%，属于提出或分析方案的占5.9%，属于复杂问题的阐述和分析的占2.8%，属于提出独特见解的占2.1%。可见，PBL网络交流互动平台充分调动了小组成员的主动性，增强了他们的团队协作精神和责任感。
3.教学效果调查分析
土木工程概预算实验教育探究 土木工程概预算实验教育探究 土木工程概预算实验教育探究 试验结果及分析1.实验成绩对比PBL实验组和LBL对比组的实验成绩统计结果如下:PBL实验组31名学生全部及格,其中成绩优秀者3名,良好者10名,中等者16名,及格者2名;LBL对比组30名学生中,成绩优秀者2名,良好者4名,中等者19名,及格者4名,不及格者1名。可见,PBL组考核成绩的优良率高于LBL组,表明将PBL引入土木工程概预算实验教学的效果显着。2.PBL平台的交流互动情况PBL教学法更有利于学生与学生、学生与教师之间的交流,有利于各成员协同工作,共同探讨解决问题的方法。按照工程概预算论坛提出的PBL网络平台互动信息质量类别[58]进行统计,结果表明:在PBL网络平台交流互动中,PBL组的交流互动共计390次,其中属于一般解释和反馈(注意力集中在一般讨论,对话内容不体现“组织、分析、反应、解决问题、思考”的全过程)的占42.6%,属于提出和澄清问题的占16.4%,属于组织意见(由书籍、网站查到的方案或小组成员的意见)的占15.1%,属于解决问题(提出解决问题的办法等)的占8.5%,反思小组成员合作的占6.7%,属于提出或分析方案的占5.9%,属于复杂问题的阐述和分析的占2.8%,属于提出独特见解的占2.1%。可见,PBL网络交流互动平台充分调动了小组成员的主动性,增强了他们的团队协作精神和责任感。3.教学效果调查分析在对比试验教学结束后,我们对PBL组的31名学生进行了座谈和问卷调查,内容涉及基于PBL的土木工程概预算实验教学的效果、互动性等方面。
调查统计结果表明,90%以上的学生认为:基于PBL的土木工程概预算实验教学,不仅教会了他们自主学习,培养提高了他们的信息检索能力和逻辑分析能力,也锻炼了他们与人交往的能力,其语言表达能力有了很大提高;基于PBL的土木工程概预算实验教学密切地联系到了以往所学过的知识,使他们加深了对知识的掌握和理解,提高了利用已有知识解决实际问题的能力;小组讨论,老师辅导,最终在团队合作下完成工程预算的经历,增强了他们的团队合作意识,提高了他们做好土木工程概预算工作的能力和信心。综上所述,将PBL引入土木工程概预算实验教学,有利于增强学生的自我责任意识和团队合作意识,激发学生实验的主动性和创造性,提升学生工程概预算的实践能力和创新能力,有效地提高教学效果。
基于PBL的土木工程概预算实验教学改革探索
(一)试验设计
本研究以黄淮学院建筑工程系土木工程专业07级1班学生为研究对象。在男女生比例相当的前提下，按以往的学习成绩从高到低将该班学生分为PBL组和LBL组，PBL组男生24人，女生7人；LBL组男生24人，女生6人。LBL组采用传统的教学模式，即“教师讲解实验指导书―每个学生独立实验―教师检查实验结果”模式，教师、教学大纲均与PBL组相同。PBL组实验教学以实际工程概预算为背景进行设计，以广联达工程造价软件为手段，以工程概预算网络论坛为平台组织实施，着力加强实验小组间的互动交流，激发学生实验的主动性和创造性，提升学生工程概预算的实践能力和创新能力。具体教学方案[34]如下：(1)学生分组。依照PBL的教学理念将其细分为4个小组，每小组7~8人，选定组长1名，负责组织讨论和记录。(2)问题构建。根据土木工程概预算实验教学大纲设计了二个实验，一个是某工程施工图预算的编制，另一个是施工企业投标报价的确定。实验要求学生综合土木工程概预算、施工组织与技术、钢筋混凝土结构、工程经济学、工程项目管理等相关专业知识给出解决问题的方案，施工图预算的误差要限制在±5%以内，报标报价的策略则要体现出竞争性。(3)小组自主学习和交流。要求每小组通过多种途径收集相关资料，自主学习，自主试验，并通过工程概预算论坛、QQ群等网络平台与小组内的同学和指导教师互动交流。每小组要进行2~3次集中讨论，讨论时小组成员要逐一陈述遇到的问题和解决问题的思路，然后小组成员共同研究，并在教师的引导帮助下找到解决疑难问题的方案。(4)课堂讨论。在指导教师组织下，小组长汇报各组遇到的问题和解决方案，指导教师逐一进行点评，并就学生争论的焦点和分歧较大的疑难问题给予指导，最后使问题得以圆满解决。(5)总结与实验考核。实验结束后，学生要认真填写实验报告，实验报告要反映实验中遇到的问题及其解决方案。指导教师要对学生的实验情况做出评价，在肯定成绩的同时指出不足，提出改进意见，并根据学生在实验过程中的表现和实验报告给出实验成绩。在实验成绩中，施工图预算成果占50%，实施方案文件占35%，口头报告占15%。
(二)试验结果及分析
1.实验成绩对比PBL实验组和LBL对比组的实验成绩统计结果如下：PBL实验组31名学生全部及格，其中成绩优秀者3名，良好者10名，中等者16名，及格者2名；LBL对比组30名学生中，成绩优秀者2名，良好者4名，中等者19名，及格者4名，不及格者1名。可见，PBL组考核成绩的优良率高于LBL组，表明将PBL引入土木工程概预算实验教学的效果显著。
2.PBL平台的交流互动情况PBL教学法更有利于学生与学生、学生与教师之间的交流，有利于各成员协同工作，共同探讨解决问题的方法。按照工程概预算论坛提出的PBL网络平台互动信息质量类别[58]进行统计，结果表明：在PBL网络平台交流互动中，PBL组的交流互动共计390次，其中属于一般解释和反馈（注意力集中在一般讨论，对话内容不体现“组织、分析、反应、解决问题、思考”的全过程）的占42.6%，属于提出和澄清问题的占16.4%，属于组织意见（由书籍、网站查到的方案或小组成员的意见）的占15.1%，属于解决问题（提出解决问题的办法等）的占8.5%，反思小组成员合作的占6.7%，属于提出或分析方案的占5.9%，属于复杂问题的阐述和分析的占2.8%，属于提出独特见解的占2.1%。可见，PBL网络交流互动平台充分调动了小组成员的主动性，增强了他们的团队协作精神和责任感。
3.教学效果调查分析在对比试验教学结束后，我们对PBL组的31名学生进行了座谈和问卷调查，内容涉及基于PBL的土木工程概预算实验教学的效果、互动性等方面。调查统计结果表明，90%以上的学生认为：基于PBL的土木工程概预算实验教学，不仅教会了他们自主学习，培养提高了他们的信息检索能力和逻辑分析能力，也锻炼了他们与人交往的能力，其语言表达能力有了很大提高；基于PBL的土木工程概预算实验教学密切地联系到了以往所学过的知识，使他们加深了对知识的掌握和理解，提高了利用已有知识解决实际问题的能力；小组讨论，老师辅导，最终在团队合作下完成工程预算的经历，增强了他们的团队合作意识，提高了他们做好土木工程概预算工作的能力和信心。
Abstract： Seismic vulnerability analysis has important application value in the construction of civil engineering， attracted a large number of scholars at home and abroad. This paper introduces the research progress in civil engineering structure seismic vulnerability analysis from the following several aspects： first， the summary of civil engineering structure seismic vulnerability； second， general situation of the abroad study seismic vulnerability； third， general situation of the domestic research on seismic vulnerability； fourth， the present problems and development trend of the studies on the seismic vulnerability.
关键词： 土木工程结构；地震易损性分析；研究进展
Key words： civil engineering structures；seismic vulnerability analysis；research progress
中图分类号：TU311.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）26-0061-02
0 引言
地震易损性分析是地震安全评定中的重要内容之一。地震易损性是指在不同的地震强度下土木工程结构被破坏的概率，它能从概率的层面反映工程结构的抗震性能，较为客观地反映了地震与工程结构二者之间的关系，在土木工程中能为人们更好的防范地震带来的危害。因此，土木工程项目的地震易损性成为了人们关注的焦点问题，对于地震易损性的研究进展也须引起相关专家和学者的重视。
1 土木工程结构地震易损性概述
所谓地震易损性，是说在强度不同的地震作用下，土木工程结构可能发生的破坏状态，以及这种情况发生的概率。它是从概率的层面对地震发生机率、强度和土木工程破坏程度之间的关系进行宏观的预测，成为土木工程施工单位和地震工程研究界研究的重点问题。最早提出地震工程和抗震设计的是美国，美国的太平洋地震工程研究中心提出了供统一分析的地震参数和破坏参数等地震破坏指标，使地震易损性分析的研究进入到一个新阶段。用这种地震易损性分析方法只需要将工程需求参数输入进地震易损性的计算函数中去，就可以推断地震对土木工程破坏的参数和概率，使对地震易损性的分析更加的规范化与科学化。
土木工程的地震易损性分析是土木工程建设在设计、规划时的重要研究内容，在工程结构风险分析和地震损失概率分析方面能够发挥重要的推测作用，从而为土木工程项目的设计和施工提供数据支持。这是对工程项目负责也是对人民的生命财产安全负责，需要进行深入的理论与应用研究。通过这些系统性的研究工作来确保工程项目的安全，保障工程项目的顺利开展。
2 地震易损性的国外研究概况
国外较早地开始了对土木工程结构的地震易损性进行研究。他们意识到地震会对土木工程项目以及人民的生命财产安全带来巨大的安全隐患。因此，国外的工业发达国家很早就开始了对地震易损性的研究，如美国的Ghiocel对美国东部的核电站进行结构分析，对工程的地震反应和易损性进行了分析与评定。Ozaki对日本的核反应堆所在的建筑也进行了结构分析，根据其核反应堆建筑的地震易损性指数，考虑了工程项目的非线性特征和结构变异特征。一位美籍华人黄洪谋也对地震易损性如何更好地运用到电力系统工程建设中去进行了分析与研究，并将其研究成果推广、应用到电力变电站等设备中去，对电力系统中的设备和建筑进行安全评定，以确保电力工程的安全性与可靠性。
此外，在软件的开发上，美国也率先推出了HAZUS软件，通过这种地震易损性分析软件，美国可以在对土木工程项目的研究成果的基础上，对地震给工程项目带来的破坏进行估计和预测，采用性能设计的方法根据软件所得出的数据进行能力谱绘制，计算地震所带来的连锁反应，以地震易损性曲线的方式来反映建筑物的抗震性。
Tanaka在评估公路建设工程的地震易损性时，提出了一种地震易损性的正态分布函数。通过对工程项目的地震易损性进行两参数的分析，以正态分布的函数的形式向人们提供建筑工程的地震未知参数。通过这种地震易损性函数他总计将桥梁的结构形式划分为五种，这五种结构形式又把桥梁损伤划分为五种不同的形式，并按照不同的损伤形式和损伤程度把土木工程的损伤水准分为五个等级，为人们系统的研究公路的地震易损性提供了参考。
人们在对地震易损性进行分析时，常常用两种易损性曲线来表示，即经验易损性曲线和理论易损性曲线，不同的研究者根据不同的研究方向和具体工程项目的建设情况来选择不同的易损性曲线。经验性曲线在这两种曲线当中是一种可信度较高的地震易损性曲线，因为它使用的数据来源于以往地震所造成的危害情况和具体的动参数，对这些实际的数据进行统计分析，以此来得出较为真实可信的数据指标。但经验性曲线也有其自身的局限，因为地震所造成的危害会因为客观环境的不同而有所不同，如在不同的地震环境、场地和工程结构中，地震所打来的危害都是不一样的，因此，这种地震经验易损性曲线没有其广泛的推广意义，再加上其需要具体的数据分析，人们在获得这些数据时会有很大的难度。这些都限制了经验易损性曲线的推广使用，需要做进一步的改善。
除了经验易损性曲线之外，理论易损性曲线也是地震易损性分析中的一种重要参照曲线。采用理论易损性曲线研究地震的易损性通常要从地震的相应分析数据入手，采用反应谱、静力、时程分析等分析方法，对地震易损性进行系统的分析与评估。同样，理论易损性分析也可以采用不同的分析与研究方法，如Monte Carfo模拟法，但这种方法需要较长的运算时间，为此Fukushima提出了一种更为方便、快捷的分析方法，即评估结构响应的分析方法，这种方法通过振动理论来对土木工程的易损性进行分析，在一个频域内，它所得出的结果是准确可靠的。
此外，Singhal、shinozuka和Basoz等也对地震的易损性进行了广泛的研究，这些研究人员都在地震易损性的研究领域取得了重要的研究成果，促进了国外地震易损性分析的研究进程，使土木工程项目在更安全的工程环境下运行，加大了工程项目的安全系数。
3 地震易损性的国内研究概况
与国外的土木工程结构地震易损性的研究相比，我国在地震易损性研究方面起步较晚，主要是对土木工程结构的地震易损性进行经验性曲线分析。经验性分析的对象是一些群体性的房屋建筑，对这些群体性的房屋建筑进行震害预测。我国最早对土木工程项目的地震易损性进行研究的学者是尹之潜教授，尹教授在地震风险分析和震害预测方面都开展了大量的研究工作，取得了很大的研究成果。其研究结论是建立在大量真实的震害数据的基础上得出来的，并根据其实验数据分析了地震强度与土木工程结构破坏度之间的关系，对多种土木工程结构进行了系统的分析与研究，如砖砌体建筑、工厂的排架结构、混凝土结构，并分别根据这些结构的不同特点进行了有针对性的地震易损性分析，在地震危险性分析、地震易损性分析和震灾评估等方面都取得了重大的成就，得出了较为系统和完整了土木工程地质易损性研究结论与成果，起到了很好的震灾预测的实际效果。此外，尹教授还通过与国外专家者之间的相互学习、相互交流，并系统学习了美国斯坦福大学的地震易损性分析相关方面的课程，开发了对地震震灾进行系统预测的PDSM SM B-1地震易损性预测系统，大大加快了我国在地震易损性分析方面的研究进展。
此外，高小旺、张令心、钟益树等人也在地震易损性的研究领域内作出了重要的贡献，针对不同的土木工程结构进行有针对性的震灾预测，加快了我国在地震易损性方面的研究进展，在此不一一细述。
4 目前地震易损性研究方面的问题与发展趋势
4.1 地震易损性研究存在的问题 针对目前国内外对地震易损性分析的研究现状，在地震易损性分析领域还存在着很多问题，如输入参数、破坏准则、分析类型、分析方法等方面都存在着很多问题。具体说来，在输入参数上分析地震易损性方面我国还没有取得相关的理论研究成果，并在易损性的分析上面过于依赖地震动输入，仅仅用一个物理量来描述地震易损性显然不可行，只能用多物理量来解决。在破坏准则方面，不同的破坏准则会带来不同的数据分析结果，通过不同的破坏准则计算出来的数据会有很大的差别，对于这种差别很大的情况人们显得无所适从。另外，在分析类型和分析方法方面我国的地震易损性分析也存在着很大的问题，目前的计算类型与计算方法在运用的过程中计算量过大，对计算机的要求很高，通过分析得出的结果在可信度方面也不能令人满意，这些都是我国在发展结构地震易损性分析方面的主要问题。
4.2 地震易损性研究的发展趋势
4.2.1 两种地震易损性分析法的发展方向 目前国内外对于结构地震易损性的分析是基于经验分析法和理论分析法这两种方法的研究成果之上发展起来的。对于经验易损性分析方法，在分析的准确性与可靠性方面有其无可替代的重要作用，是目前土木工程结构地震易损性分析的重要方法。理论易损性分析方法可以通过比较相关的数值，对地震与土木工程破坏之间的关系进行分析和统计，进而对工程的抗震性进行评价。但这两种方法又都有其局限性，因此，优化目前的易损性分析方法是土木工程结构地震易损性研究的未来发展方向。
4.2.2 经验与理论相结合的易损性分析方法 经验与理论结合的分析方法能够充分利用两种分析方法的优点，尽可能地将所有的地震破坏因素都考虑在内，并且采用理论分析与经验分析相结合的方式来分析工程的地震易损性，具有精确性和可靠性高的优点，并能够对收集到的资料进行排序，详细地为人们提供地震易损性的分析结果，对建筑物的易损性进行系统、完整的分析，满足人们对地震易损性的详细程度和精确度方面的要求，是未来地震易损性研究分析的主要发展方向。
5 结语
土木工程结构的地震易损性分析是土木工程项目在结构损失分析中最重要的一部分，在结构损失分析中处于核心地位，是工程项目设计、优化的关键环节。因此，要结合土木工程结构地震易损性分析的研究进展与发展趋势采取既包含经验分析又包含理性分析的易损性分析方法，把两种分析方法结合起来，对结构的地震易损性进行全面的分析。
参考文献：
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关键词:土木工程概论;翻转课堂教学法;教学改革
引言
土木工程概论课程是1998年7月教育部重新修订并正式颁布《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》后，在“大土木”框架下我国高等学校土木工程专业和工程管理专业新增的专业必修课程及其他相关专业的选修课程［1］．旨在帮助土木工程专业及相关专业新生了解土木工程的历史、现状和未来;熟悉土木工程所涉及的工程范围;掌握土木工程的基本结构形式和工程建筑形式;掌握房屋建筑、道路、铁路、桥梁、水利水电、地下结构、特种结构等所涉及的基本概念、基本知识;了解它们的基本理论、基本方法;了解土木工程中计算机的应用和工程管理的规范;了解土木工程专业的培养目标、主要课程设置、就业前景以及职业规划等内容，以便学生尽快了解并热爱这个行业，培养专业学习的兴趣，树立学习的目标，为后续课程的学习奠定良好的基础［2］．由于土木工程概论在整个学科体系的重要性，一些高校相继开展了“土木工程概论”课程的教学实践改革探索，已取得了一些有益的经验［3－6］，值得借鉴．但随着新材料、新工艺、新技术在土木工程领域的飞速发展，以及信息技术对高等教育教学带来的冲击和机遇，探索适应这一新形势下土木工程概论这门课程的教学方法非常必要和迫切．笔者结合海南大学教学改革实践项目，对土木工程概论课程的教学模式、教学手段和教学方法进行了有益的改革及创新．
1课程教学中现存问题
《土木工程概论》作为土木工程相关专业的一门开设历史较短的专业基础课，在教学实践和教学研究方面都不太成熟，存在诸多问题．
1．1专业知识宽泛，对教师素质要求较高
作为土木工程专业入门的概论课程，决定了该门课程专业性较强，而且涵盖的领域极为广泛，涉及土木工程材料、基础工程、建筑工程、交通土建工程、桥梁工程、港口工程、地下工程、水利水电工程、给排水工程、土木工程施工、建设项目管理、土木工程防灾与减灾等诸多方面内容．因此，比较合理且有效的做法是采取不同学科多位骨干教师共同授课的方式，每位教师讲授自己最擅长的学科方向，共同完成土木工程概论的教学任务．但我校的实际情况是土木工程专业面窄，教师的专业背景接近，而且每位专业教师都肩负繁重的教学任务，很难建立一支具有不同学科背景且实践经验丰富的土木工程概论课程教学团队．因此对于独立承担该门课程的教师，应不断拓宽专业知识面，积累工程实践经验，并自觉探索和尝试各种先进的教学理念及技术手段来提高课程教学效果．
1．2内容较多，课时较少
对于土木工程概论课程的设置，参照《高等学校土木工程本科指导性专业规范》的指导，各高校根据各自的办学历史、专业设置和发展定位的不同，在教学内容取舍、学期安排及课时设置等方面存在一定差异，开课时间一般为大一或大二期间［7］，课时多则36学时［8］，32学时［9］，少则16学时［2］．我校的具体安排是开课时间为大一第一学期，课时24，选用上海大学叶志明教授主编的《土木工程概论(第三版)》作为教材，该教材专业知识覆盖全面，共设15章，课程进度基本上是每次课(90分钟)要讲一至二章的内容，对于知识点较多的章节像建筑工程、交通土建工程及桥梁工程等课时尤其紧张，采用传统的教师逐个知识点讲解的方法，学生很容易疲惫，跟不上授课进度，教学效果较差．
1．3考核方式简单
对于课程考核方法，过去我们也和许多高校一样采用平时成绩加期末考试(开卷或闭卷)或写课程论文的形式，平时成绩30%，期末考试或课程论文占70%．因此存在考前突击死记硬背或论文抄袭现象，学生不注重平时学习的积累，掌握知识的牢固性大打折扣．
2课程教学方式的变革—翻转课堂教学法的引入
鉴于土木工程概论课程教学中存在的问题，考虑该课程专业覆盖面广、内容丰富，常识性知识较多的特点，结合学校教育教学改革及网络精品课程建设活动，笔者尝试采用翻转课堂教学法进行土木工程概论课程的讲授方式，取得了满意的效果．“翻转课堂”是一种基于信息技术的新型教学模式，与以往的网络教学有着本质的区别，其优势在于将布鲁姆的认知层次清晰分开了［10］:简单的记忆，理解，运用被放在课下，而高层次的综合运用和创新则可以在课上发生．这有助于学生的创新精神和实践能力的培养．克服了传统的填鸭式课堂教学模式，教师课堂教学压力大，老师没有时间为学生答疑解惑，学生没有时间对所学知识深刻理解，从而将所学知识内化成自己的才能或能力等缺点．近几年，翻转课堂教学法在国内外很受热捧，从基础教育到高等教育，涌现出不少成功案例［11－14］．但在土木工程概论课程教学中采用翻转课堂教学法的研究未见报导．相比传统的填鸭式的教学，翻转教学需要教师花更多的功夫，进行全过程的教学设计，许多翻转课堂的论述都只是提出了大体的操作策略，而不同的学科和学习项目在实践操作中又各有区别．
3课程翻转课堂教学总体设计
3．1教学理念的转变
教学过程注重知识的传递，更关注学生的吸收内化．过去教学因为学时有限，只重视学习过程第一步即“知识传递”，忽略了第二步“吸收内化”．翻转课堂教学法通过学生课前对教学内容及教学目标的了解及学习，教师可以利用课堂组织学生进行讨论、鼓励学生参与到教学过程中，培养学生对知识的应用、分析、评价和创新能力．
3．2教学视频及课前学习资料的准备
课前学习资料除了老师精心准备的教学内容视频外，还包括经典的或时效性很强的与教学内容相关的纪录片、视频资料、工程案例和土木领域代表人物、专家学者简介．如英国国家地理频道推出的系列纪录片“伟大的工程巡礼”、央视的“超级工程”、Discovery的“无敌建筑”“工程大突破”、“建筑奇观－亚洲篇”及“建筑哲学”等，以及“911”恐怖袭击世贸大楼的倒塌、汶川大地震和“威马逊”台风等视频资料．工程案例包括中国古代的都江堰、赵州桥、现代的水立方、鸟巢、国外的比萨斜塔、帝国大厦以及世界第一高楼迪拜塔等．土木工程领域的代表人物、专家学者介绍包括北宋的李诫(《营造法式》的作者)、近代的詹天佑以及现代的茅以升、林同炎、刘恢先和李国豪等．教学视频的录制采用技术水平要求较低的录屏方式制作，并且根据教学进度安排，每课次按照教学内容的相互关系，制作3～4个教学视频，内容尽量简短精悍，以保证每个视频播放时间不超过15分钟．总之课前学习资料既包括基本教学内容，又包括激励和帮助学生自主学习的支持系统，使学生可以在课下按照自己的学习进度完成教学内容的学习．对于像土木工程概论这种常识性内容较多的课程学生完全可以出色完成任务．
3．3课前学习任务单
课前学习任务单可以使学生明确课前需要完成的自学内容，其设计与课前学习资料紧密配合，并考虑课堂活动中学生应提前做好的准备．因为学校网络教学平台的功能所限，教学视频中无法穿插与视频内容相关的问题，让学生在观看视频的过程中给出答案，以帮助学生保持注意力集中及提高学习效果．因此在学习任务单中明确学生每观看完一个教学视频应完成的任务，并给出具体的评价办法，从而作为考察学生课前学习效果的依据，并在课程平时成绩中予以体现．
3．4课堂组织
翻转课堂教学过程中，老师首先要完成从“讲台上的圣人”到“学生身边的导师”的身份转变，教师要少讲、精讲，把课堂教学的时空留一部分给学生．结合课前学习任务单及课前学习资料在课堂中组织问题讨论、课前学习心得交流及案例分析等活动，鼓励学生通过演讲、展示台、交流、论文等方式展现自己的学习成果和自学体会．实践经验表明课堂活动一定要与课前学习任务单相联系，这样既可以鼓励同学们认真自学的态度，又培养了学生自我学习的能力，从而保障课堂活动的效率和效果，真正使课堂活动助力和展现学生教学内容的“吸收内化”效果．
3．5课程考核
翻转课堂教学法，注重学生自学能力的培养，对学生平时学习的积累及课堂教学的参与表现均作为课程考核量化内容．具体做法是课程总评成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分组成，各占50%．平时成绩中考勤、教学视频及网络资源学习记录、课前任务单完成情况、课堂讨论及专题研讨表现、课程论文或报告各占10%;期末考试采取开卷形式，除了考核应掌握的基本知识及概念外，重点考核学生运用所学知识提出问题解决问题的能力，试题结合地域特点或时事热点，设计灵活，如琼州海峡跨海大桥建设之我见，海南国际旅游岛基础设施建设意见等，为考生回答问题提供充分的思考空间，有利于考生发表自己的见解，展现自己的能力，发挥自己的水平．
4结语
“土木工程概论”作为学生接触的第一门专业基础课程，其教学效果的好坏对学生专业素质的培养和后续专业课程的学习影响深远．应用翻转课堂教学法对土木工程概论课程的讲授方式进行变革，能充分发挥现代信息技术的优势，为学生开启个性化学习之门，提升学生的自主学习意识和能力，激发学生的创造性思维．从而推动学校教育信息化生态系统的建立和发展，实现创新人才培养模式，提高人才培养质量的目标．
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