土木与结构工程，工业实习年 MEng (Hons)

The University of Sheffield - 谢菲尔德大学

全院的全球工程挑战周是第一年课程的必修部分。该项目旨在发展学生的学术、可转移和就业技能，以及拓宽他们作为全球公民的视野。在一整周的时间里，学院的所有学生以5-6人的多学科小组形式工作，从一系列主题下安排的项目中选择，包括水、废物管理、能源和数字，场景设定在面临经济挑战的海外地区。

本模块旨在为学生提供成为优秀工程师的工具。这首先是通过手绘草图和使用AutoCAD（一种图形设计软件包）来交流他们的设计的能力。然后，学生们被要求使用同行评估来评估他们的图纸，这样他们不仅可以了解如何创建图纸，而且还可以了解如何有效地展示他们的信息。还介绍了计算机编程的基本技能，使学生有能力解决复杂问题。在第二学期，该模块集中在测量技能上，最后是一个小组实地项目。

本模块在秋季和春季学期授课。第一学期的教学旨在提供弹性结构分析的知识和理解基础，并将应用于两种关键的结构形式--桁架和梁。第二学期的重点是梁的应力、应变和弹性变形分析，梁类结构的定性结构分析和塑性的基本原理。

该模块旨在培养学生对现代土木和结构工程设计的历史背景的探究性理解，并培养学生对设计过程的理解。这两个目标为学生提供了一个背景，使他们能够在其他技术上更严格的模块中学习。

本模块旨在加强学生以前的知识，并开发新的基本数学技术，以支持1级和2级的工程科目。它还为相应工程系的2级数学课程提供了基础。

本模块是工程实践中使用土壤的介绍性模块。由于土壤是一种自然变化的材料，首先讨论了不同土壤类型的产生，让学生了解土壤不同的背景。然后进入土壤的工程分类，接着是简单岩土结构的设计。这些结构包括挡土墙和土堤。

本模块介绍了全球变化的驱动力、全球系统的系统性以及这些将如何影响未来几十年的土木和结构工程。土木和结构工程师影响人类如何在地球边界内工作的主要途径是通过更好地了解能源和资源（材料和水）来驱动。预计到2050年，人类人口将达到100亿，其中75%以上集中在城市和大都市地区。对食物和燃料的需求将增加一倍，对清洁水的需求将增加50%以上，全球经济将翻两番，所有这些都要在缓解和适应气候变化的同时，在我们自然系统的承载能力范围内工作。为社会生活创造土木工程基础设施的工程解决方案必须驾驭这一系列复杂和快速变化的社会目标。设计可持续工程解决方案的概念和介绍性分析方法将通过土木工程的具体应用领域得到发展和说明：水系统、能源系统和建筑环境.

本模块旨在解决力学领域的问题，你可能已经在大学预科物理或应用数学课程中涵盖了这些领域。它的目的是建立一个对流体力学原理的共同理解。在流体力学中，基础是静力学。这将是课程的第一部分，包括流体压力的数学分析、压力测量技术和计算结构上的静水力的应用。课程的第二部分将考虑流体动力学的特性和规律。它将通过流体运动的基本平衡、连续性、能量和动量原理，以及它们在水利工程和岩土工程中的简单问题的应用。总的来说，你将获得对流体力学的基本理解，在你的学位课程中的后续模块将取决于。

本讲座课程侧重于结构应用的材料，涵盖了所有主要的材料类别（陶瓷、金属、聚合物、天然材料和复合材料），描述了它们所显示的特性，其特性的根本原因，结构，以及我们如何通过加工来影响它以获得我们想要的特性。该课程还将介绍一些方法，可以为某一目的选择最佳材料。

全院性的工程--你被雇用周是第二年课程的必修部分，该周被设计用来发展学生的学术、可转移和就业技能。在为期一周的密集项目中，学生们将以六人左右的多学科小组的形式，就一个现实世界的问题进行工作。这些项目是基于工业伙伴提供的问题，学生将提出解决这些问题的想法和进一步发展这些想法的项目建议。

本模块旨在扩展你对土壤力学和岩土工程的知识。重点是将力学的基本理解应用于岩土工程问题的解决，重点是流体-土壤和结构-土壤的相互作用。该方法旨在通过使用物理模型、数值模型和案例研究，将土壤力学理论（如渗流、固结、承载力、沉降）与实际应用（如地基和斜坡的变形和破坏）联系起来。该课程将包括讲座、辅导、包括实验室在内的小组工作，以及指导和独立阅读。

本模块旨在向学生介绍影响建筑项目整个生命周期的发展和管理的关键因素，以及可用于计划、协调和控制项目发展的各种关键建筑管理流程/技术/工具。它还将介绍行业从业者的专业和法律责任。该模块将涉及研究、评估和讨论有关建筑项目采购、项目规划、健康和安全风险管理、项目风险和建筑业技术发展等问题的行业信息。该模块将通过小组演讲和个人反思报告进行评估。

本课程的目的是使学生了解向消费者供应饮用水、收集和处理所产生的废水的过程及其对环境的影响。内容。原水-来源和特点；水处理过程；降雨/径流关系；水文图介绍；污水系统设计；污水处理过程，河流污染。

本模块将使学生具备分析管道和明渠流动的理解和能力。这将通过一系列的讲座、实验课和辅导表来实现。理论通过实际的实验和问题的解决得到加强。该模块的一个特点是，通过越来越灵活和自我驱动的小组实验和电子学习资源，发展学生驱动的、基于询问的学习。

本模块旨在提高你对结构分析的弹性和塑性方法如何应用于各种结构形式的知识理解。该模块将通过讲座、问题解决、计算机和实验室课程以及为期一天的实地考察建筑和桥梁结构来进行授课。你将培养自己在工作和极限载荷下通过手工和计算机分析结构的能力，。

本模块研究材料的作用和用于结构设计的材料特性。该模块将采用讲座、在线学习倡议和基于小组的实践相结合的方式进行。

本模块将讨论结构工程哲学和设计的基本原则。将介绍最常用的结构材料的分析和设计的理论和概念，并与相关的欧洲规范中包含的更多规范性设计规则一起讨论。

本模块是一系列二级模块的一部分，是为模块标题中括号内的特定工程师群体设计的。每个模块都巩固了以前的数学知识和与特定工程学科相关的新数学技术.

该模块向学生介绍了学术工程研究和相关技能。因此，它为以后学习过程中的独立论文项目提供了学术培训基础，以及更广泛地帮助学生了解他们在学习过程中接触到的各种方法，发展数据分析能力，发展阅读和评论土木工程和相关学科的原始学术文献的技能。这些技能对于受雇于工业界时从事高水准的咨询工作也是必不可少的。

本模块旨在培养你对岩土工程设计背后的概念的理解，以及如何在设计计算中建立安全和理想化，以处理复杂的地下地层、地下水、土壤行为和模型问题。通过讲座、辅导表、软件练习和设计项目，您将发展您的工程地质学知识，以及在欧洲规范7的背景下挡土结构和地基的设计计算。您还将发展您的能力，使用一系列最先进的工程设计概念和工具。

该模块旨在向工程专业学生介绍工程师在其工作环境中可能遇到的一些关键的财务和法律问题。该模块将直接借鉴工程项目和/或产品开发背景下的预算编制、融资、评估财务风险和做出财务决策等实际问题。同时，该模块将培养学生对签订工程项目和产品的开发和交付合同的法律方面的理解，以及对环境法规、数据保护和知识产权的认识。通过一系列这两个学科的平行讲座，该模块将提供这两个领域的工作知识以及它们如何影响工程实践。作为评估的一部分，将着重强调小组工作、报告撰写和陈述，并辅以在线练习和个人作品集。

这是春季学期14周的一系列关联模块中的第二个，专门为工程硕士三年级学生开设。该模块持续6周，总学分为30分。CIV3203/项目第二部分的所有关键活动都可以在相关的 "谷歌日历 "中找到。本模块主要要求学生在CIV3201（第一部分）的不同小组中工作，评估第一部分中制定的各种解决方案，选择一个首选的解决方案，并将该解决方案发展到下一个细节水平。每个小组还需要根据其他小组的设计制作一个建筑或桥梁的物理模型。在学习本模块时，重要的是学生也要考虑后续模块（即CIV3204/第三部分）的目标：1.了解国际背景下的工程发展和项目。2.学习，并为未来的职业发展做准备。因此，学生将被要求在整个学期中对他们的项目和小组工作经验进行总结反思，形成一份报告和作品集，展示他们的学习和成就。

本模块主要要求学生单独工作，评估第一部分中制定的各种解决方案，选择一个首选的解决方案，并将该解决方案发展到下一个层次的细节。

工程的国际/全球背景（5学分）你们小组的首席执行官刚刚了解到一个与CIV3201模块（IDP的第一部分）非常相似的项目，正在海外的一个指定地点（注意，每个小组将被赋予一个不同的地点）进行规划，并考虑为设计和施工工程提交投标。如果投标成功，可能会带来在该地区从事类似项目的更多机会。因此，首席执行官要求你准备一份报告，在下一次董事会会议上提交，讨论并严格评估开展此类项目的风险和机会。你的报告将帮助董事会决定是否为该项目提交投标。对于项目的这一部分，如果你是三年级的工程硕士学生，你将在与第二部分相同的小组中工作，如果你是工程学士学生，则在新成立的小组中工作。你将需要对指定国家的条件进行研究，确定在英国和海外工作的主要差异和相似之处，广泛思考可能影响项目设计或施工的条件（环境、政治、文化、社会等以及技术问题）.

提供必要的数学框架以了解解决复杂工程问题的高级计算方法。在课程结束时，学生应该： 1:1.了解并能推导出连续力学的基本方程；2.了解并能推导出流体力学的基本方程；3.对如何在复杂工程问题中使用基本的有限差分法有基本的了解.

高级结构分析的目的是教给你最现代的理论，适合于对承受在役多轴载荷的结构件进行静态评估。首先，本模块的重点是在扭转和弯曲中加载的结构件的线性弹性行为。通过严格的数学程序推导出在上述加载条件下梁的行为的基本方程。该模块还研究了那些在实际情况下常用的等效应力（如Von Mises, Tresca等），以设计结构件对抗复杂的力和矩系统。最后，通过考虑延展性和脆性材料，详细讨论了针对多轴静态载荷的缺口结构件设计问题。

本模块围绕一个真实建筑的案例研究，带领学生完成中短期多层建筑的设计过程。该过程首先考察了重力承重构件的选择（如楼板、梁和柱）以及抗侧向荷载系统的选择（如钢筋混凝土剪力墙/核心筒和钢支撑框架），然后对所选方案进行分析和设计。该模块还概述了多层建筑的历史，并研究了关键的考虑因素，如火灾、坚固性和振动。该模块旨在为学生在 "综合设计项目"（IDP）中进行多层建筑的分析和设计做准备.

该模块使学生能够在工程学士的第三年或工程硕士的第四年，在工业界担任与课程相关的工作。这为他们提供了广泛的经验和机会，将他们的学术研究纳入背景，并提高他们的技能和就业能力。学生还将从体验行业文化、建立联系中受益，并且实习将支持他们为以后的就业做准备。

参数化设计涉及一个工作流程，允许快速观察关键模型参数的变化，通常是在计算机辅助设计工作区。它为设计者提供了巨大的设计和分析自由，当进行重复的或不可行的手动任务时。它还允许在项目的初始概念阶段对设计空间进行快速探索。它还可以与优化方法和其他计算设计技术结合使用，以自动生成候选设计，利用现代PC中可用的大量计算资源。该模块提供了描述参数化建模和计算设计技术基础的讲座，并让学生亲身体验使用Rhino建模软件和内置的Grasshopper可视化编程环境对工程结构进行建模和优化。

本模块包括一个独立的关于研究技能的5个学分的元素。它结合了讲座和研讨会，主要的学习目标是制作一个研究计划，以支持第二学期（工程硕士）和夏季（理学硕士）的个人研究项目。该模块在第一学期的第2、4和7周集中授课，包括关于研究项目制定、设计和方法的讲座，关于搜索资料来源的图书馆技能课程，以及提供关于土木和结构工程研究特定领域研究的特定学科指导的研讨会。模块评估基于研究计划，工程硕士学生在第一学期第10周提交，硕士学生在第X周提交。

本模块旨在为学生提供关于结构动力学及其在土木工程中应用的系统知识和理解。成功完成本模块后，学生将能够进行单自由度和多自由度系统的计算和分析振动响应，并应用简单的结构动力学理论来解决 "地震工程 "和 "振动工程 "的实际问题。

本模块包括在结构分析中使用有限元方法的理论和实践方面。它从一些基本概念开始，如装配和解决方程组。接下来，讨论了弱形式和强形式，以及通过有限元形状函数进行插值，从而可以处理一般微分方程。特别强调的是动态方面，如不同的质量矩阵和时间积分算法。