آشنایی با مجموعه مهندسی عمران (1)

مقدمه

مجموعه مهندسی عمران یا رشته عمران یکی از رشته های پر اهمیت و جذاب در مجموعه رشته های آزمون سراسری است که داوطلب در گروه آزمایشی علوم ریاضی و فنی می تواند آن را انتخاب کند. پیشرفت سریع جوامع و نیازهای روز افزون آنها به انجام طرحهای مختلف عمرانی از یک طرف و رشد و توسعه علوم مختلف از طرف دیگر، ایجاب می نماید تا با یک برنامه ریزی صحیح و همه جانبه و پرورش استعدادهای جوان و نیز استفاده بهینه از ابزار و امکانات موجود در جامعه، گامی بلند در جهت ترقی و تعالی جامعه برداشته شود. بدین منظور در آزمون سراسری، مجموعه این رشته در مقاطع کارشناسی و کاردانی، ارائه می گردد. در این قسمت به معرفی گرایشهای مختلف این رشته می پردازیم.

کارشناسی

مهندسی عمران – عمران، مهندسی عمران – نقشه برداری، مهندسی عمران – آب، مهندسی بهره برداری راه آهن،مهندسی خط و ابنیه راه آهن، مهندسی جریه راه آهن، مهندسی علمی کاربردی عمران – تاسیسات آبی، دبیر فنی عمران، تربیت دبیر فنی عمران، دبیر فنی عمران ساختمان .

کاردانی

کاردانی فنی عمران – روسازی راه، کاردانی فنی عمران – زیر سازی راه، کاردانی راهداری، کاردانی ماشین آلات، کاردانی حمل و نقل، کاردانی فنی عمران – پل سازی و ابنیه فنی، کاردان فنی عمران – نقشه برداری، کاردانی فنی عمران – ساختمانهای بتنی، کاردانی فنی عمران – عمران روستایی، کاردان فنی عمران – کارهای عمومی ساختمان، کاردانی فنی عمران – آب، کاردانی علمی کاربردی عمران – سازه های آبی، کاردانی علمی کاربردی عمران – آب و فاضلاب، کاردانی فنی عمران – بهره برداری از منابع آب، کاردانی فنی عمران – آب شناسی، کاردانی فنی عمران – راه سازی، کاردانی فنی عمران – تاسیسات حرارت نیروگاه، معلم فنی عمران – کارهای عمومی ساختمان .
معرفی اختصاری گرایشهای مختلف مجموعه مهندسی عمران
1- مهندسی عمران – عمران

1-1) تعریف و هدف

عمران یکی از گرایشهای مجموعه مهندسی عمران است که در مقطع کارشناسی در بسیاری از دانشگاههای معتبر کشور ارائه می گردد.
هدف از این رشته تربیت نیروهای متخصصی است که بتوانند در پروژه های مختلف عمرانی در زمینه های ساختمانی، راه سازی، پل سازی، سازه ها و بناهای آبی، جمع آوری و دفع فاضلاب و … مسئولیت طرح، محاسبه، اجرا و نظارت بر اجرا را بر عهده گیرند.
«مهندسی عمران از جمله رشته‌هایی است که بیانگر کاربرد علم در ایجاد سازندگی و عمران کشور است. یعنی هرچیزی که به آبادی یک کشور باز می‌گردد، مانند سد، فرودگاه، جاده، برج، تونل، دکل‌های مخابرات، ساختمان‌های مقاوم در مقابل زلزله، سیل و آتش و نیروگاههای برق و مصالح سبک، ارزان و با کیفیت مناسب برای ساخت و ساز، در حیطه کار مهندس عمران قرار می‌گیرد.»
«مهندسی عمران طیف بسیار وسیعی از کارها را در بر می‌گیرد. یعنی اگر بخواهیم ساختمان، پل، برج، تونل، راه، سیلو و یا شبکه‌های فاضلاب بسازیم در آغاز به یک مهندس کارآمد عمران نیاز داریم تا علاوه بر رعایت جنبه‌های فنی و اجرایی، اقتصادی نیز عمل کند. چون اقتصادی بودن یک اصل در مهندسی عمران است.»

1-2) اهمیت و جایگاه در جامعه

کمتر جایی از یک جامعه و کمتر محلی از یک منطقه است که فعالیتهای عمرانی به عنوان اولین و اساسی ترین نیازهای آن طرح نشود. حتی تمام فعالیتهای صنعتی، کشاورزی و … نیز به طور مستقیم و غیرمستقیم به این رشته وابسته اند و از آن سود می برند.
علاوه بر رشد و توسعه جوامع، پیشرفت علم و فن آوری نیز ضرورت پرداختن و توجه دقیق و علمی به کارهای عمرانی و تغییر شیوه های گذشته را آشکار می سازد. فعالیتهای مختلف عمرانی در جهت ایجاد ساختمانها، راهها، پلها، سدها، شبکه های آب رسانی شهرها و روستاها، ساختمانهای خاص نظیر نیروگاههای هسته ای و حرارتی و .. بخش بزرگی از مجموعه فعالیتهای اقتصادی و تولیدی کشور را به خود اختصاص می دهد به گونه ای که سهم عظیمی از سرمایه گذاری های ملی در طرحهای ساختمانی و صنایع وابسته به آن به کار گرفته می شود.
مجموعه مطالب بیان شده و نیز جذب سریع فارغ التحصیلان این مجموعه در وزارتخانه ها و نهادها و سازمانهای دولتی و همچنین بخشهای خصوصی نظیر : شرکتهای مهندسان مشاور و شرکتهای ساختمانی و راه سازی و … اهمیت قابل ملاحظه و نیاز خاص به متخصص در این رشته را، حتی در مقایسه با سایر رشته های فنی و مهندسی، به وضوح نشان می دهد .

1-3) تواناییهای لازم برای داوطلبان این رشته و ادامه تحصیل در آن

برای ادامه تحصیل در این رشته با توجه به کمیت و کیفیت درسهایی که در این دوره تدریس می گردد داوطلب باید از توان و دانش برتر در زمینه های ریاضی و فیزیک برخوردار باشد، همچنین توان جسمی، قدرت تجزیه و تحلیل، قدرت تجسم و دقت کافی در مسایل را داشته باشد. شایان ذکر است که بسیاری از کارها و طرحهای عمرانی در خارج از محیطهای شهری بوده و فعالیت نسبتا" زیادی را می طلبد.

1-4) تواناییهای فارغ التحصیلان

همان گونه که اشاره شد، فارغ التحصیلان این رشته می توانند پس از پایان تحصیلات، مسئولیتهای متفاوتی نظیر طراحی، محاسبه، اجرا و نظارت بر اجرای طرحهای مختلف عمرانی را به عهده گیرند. از جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود :
1- محاسبه، ساخت و اجرا و تا حدودی طراحی ساختمانهای مختلف مسکونی، اداری و صنعتی اعم از آجری، بتنی و فولادی، نظیر ساختمانهای مسکونی ویلایی، چند طبقه، آپارتمانها و برجهای بلند و همچنین کارهای ساختمانی اداره ها، مدرسه ها، بیمارستانها، کارخانه ها و مراکز صنعتی، ساختمانها و مراکز ورزشی، تالارهای اجتماعات و …
2- طراحی، محاسبه و اجرای راهها و جاده های مختلف ارتباطی داخل و خارج شهرها و و روستاها اعم از : راههای شوسه، راههای آسفالته، بزرگ راهها و نیز راه آهن ( شامل مسیریابی، پیاده کردن مسیر، زیر سازی و روسازی ).
3- ساخت و اجرا و در مواردی طراحی و محاسبه انواع پلهای بتنی و فلزی و با دهانه ها و ابعاد و شکلهای متفاوت نظیر : پلهای داخل شهری و روگذرها، پلهای خارج شهری و جاده ها.
4- اجرای سدهای مختلف خاکی و بتنی و نیز بندهای انحرافی و سایر تاسیسات وابسته نظیر تونل یا کانال انحراف آب رودخانه (جهت اجرای عملیات کارگاهی در ضمن ساخت سد)، تاسیسات آبگیری از سد و کنترل ارتفاع آب در پشت سد و ... )
5- اجرای کارهای مربوط به ساماندهی رودخانه ها.
6- طراحی، محاسبه و ساخت خطوط انتقال آب اعم از انواع کانالهای تحت فشار و یا کانالهای با سطح آزاد آب که به منظور انتقال آب از سدها و دریاچه ها و .. . برای مصارف کشاورزی، شرب و صنعتی به منطقه های مورد نیاز و نیز جهت انتقال آب از تصفیه خانه های آب به مخازن آب و از آن جا به مناطق مصرف، ساخته می شوند.
7- ساخت تصفیه خانه های آب و فاضلاب شامل : ساختمانها تاسیسات مربوط، محوطه سازی و ...
8- طراحی، محاسبه و ساخت شبکه های آب رسانی به منطقه های شهری و روستایی جهت تامین آب شرب مورد نیاز افراد و تاسیسات مربوط نظیر : مخازن آب، لوله کشی، انشعابات، و ...
9- طراحی، محاسبه ساخت شبکه های جمع آوری و دفع آبهای سطحی ناشی از نزولات جوی در خیابانها و سایر منطقه های شهرها و شهرکها و همچنین شبکه های جمع آوری و دفع فاضلابهای خانگی و صنعتی و انتقال آنها به خارج از شهر و تصفیه خانه ها.
10- انجام بسیار از کارهای نقشه برداری که برای کارهای ساختمانی مختلف نظیر : راه سازی و سد سازی که به خصوص برای پیاده نمودن و اجرای دقیق نقشه ها مورد نیاز است و همچنین تا حدودی کارهای نقشه کشی طراحی و معماری .

1-5) موقعیتهای شغلی و محلهای کار

مراکز مختلفی به صورت مستقیم و غیرمستقیم در فعالتیهای عمرانی نقش دارند که هر یک به تناسب نوع فعالیت خود، اقدام به جذب فارغ التحصیلان این رشته می کنند.
وزارتخانه های مسکن و شهر سازی، راه و ترابری، جهاد سازندگی و نیرو به صورت گسترده تر و سایر وزارتخانه ها، اداره ها، سازمانها، مراکز دولتی و خصوصی نظیر : وزارتخانه های آموزش و پرورش، کشاورزی، علوم تحقیقات و فن آوری، بانکها و ... به صورت غیرمستقیم برای کارهای عمرانی خود مثل طرح محاسبه، اجرا و نظارت بر اجرا، نیاز به استخدام مهندسان عمران دارند. علاوه بر آن، شرکتهای مختلف مهندسان مشاور که در کشور به صورت گسترده وظیفه طراحی، محاسبه و نظارت بر اجرای پروژه های ساختمانی را برعهده دارند، همچنین شرکتهای ساختمانی و راه سازی دولتی و خصوصی که در اجرای این طرحها فعالیت دارند،تعداد کثیری از فارغ التحصیلان رشته عمران را استخدام می کنند.

1-6) واحدهای درسی

بر اساس مصوبه های شورای عالی برنامه ریزی، دانشجو باید در دوره کارشناسی عمران 140 واحد درسی رابگذراند که 20 واحد آن درسهای عمومی، 25 واحد درسهای پایه، 8 واحد درسهای اصلی و تخصصی الزامی و 15 واحد درسهای اختیاری است.
درسهای عمومی،درسهایی است که در تمام رشته های تحصیلی دانشگاهی و در دوره های کارشناسی و کارشناسی ارشد پیوسته به صورت مشترک ارائه می گردد و دانشجو موظف به گذراندن آنهاست، نظیر معارف اسلامی، ادبیات فارسی و زبان خارجی .
درسهای پایه به درسهای گفته می شود که در غالب رشته های هم گروه (نظیر گروه فنی و مهندسی) و بخصوص در گرایشهای مختلف یک رشته، به صورت مشترک تدریس شده، اساس و پایه درسهای اصلی و تخصصی را تشکیل می دهد نظیر ریاضی عمومی،معادلات دیفرانسیل و فیزیک .
درسهای اصلی و تخصصی الزامی عبارت از درسهایی است که دانشجو را در زمینه تخصصی مربوط آموزش داده و او را برای انجام وظایف خاص در زمینه کارهای خویش در جامعه آماده می سازد، نظیر " رسم فنی و نقشه کشی ساختمان "، " سازه های بتن آرمه " و " سازه های فولادی " . گذراندن این درسهای تخصصی الزامی است.
درسهای اختیاری، عبارت است از : مجموعه درسهایی که اگر چه تخصصی است، اما دانشجو می تواند با توجه به علاقه شخصی و برنامه ای که برای آینده خود دارد و همچنین نظر استاد راهنما در گروه و با هماهنگی شورای آموزشی گروه، تعدادی از آنها را انتخاب نماید : نظیر : " ماشین الات ساختمان "، اصول مهندسی ترافیک " و بناهای آبی " .

الف ) درسهای پایه

13 واحد از درسهای پایه در زمینه ریاضی است، شامل " ریاضی عمومی "، " معادلات دیفرانسیل "، " محاسبات عددی و آمار " و " آمار و احتمالات مهندسی "که پایه درسهای تخصصی در مهندسی عمران را تشکیل می دهد و مکمل ریاضیاتی است که در دوران دبیرستان و در رشته ریاضی فیزیک خوانده می شود. برای موفقیت در این درسها، دانشجو باید تلاشهای فکری و علمی قابل ملاحظه ای انجام دهد.
همچنین درسهای " فیزیک در زمینه های حرارت "، " مکانیک " و الکتریسته " و " مغناطیس " و نیز درس " برنامه نویسی رایانه" – که در آن دانشجو با رایانه و زبانهای برنامه نویسی رایانه آشنا می شود و به برنامه نویسی به زبان فرترن تسلط پیدا می کند – از جمله درسهای پایه هستند.

ب ) درسهای اصلی و تخصصی الزامی

این درسها که بسیاری از آنها به یکدیگر وابسته اند و بعضی پیش نیاز درس دیگر است، دانشجو در طول نیم سالهای مختلف تحصیلی آنها را انتخاب ومی گذراند. دراین جا خلاصه ای از مطالب مطرح شده در بعضی از درسهای تخصصی الزامی را ارائه میکنیم .
رسم فنی و نقشه کشی ساختمان : در درس " رسم فنی و نقشه کشی ساختمان "، دانشجو با اصول کلی رسم فنی و نمایش قطعه ها به صورت تصویری آشنا شده، پس از شناخت علائم قراردادی در نقشه های ساختمان و نقشه های تاسیسات برقی و مکانیکی، چگونگی رسم نقشه های مختلف و خواندن نقشه های ساختمانی را فرا می گیرد.
اصول مبانی معماری و شهر سازی : در این درس که پس از درس فنی و نقشه کشی گذرانده می شود، دانشجویان با نظریه های معماری و نقش مهندسان معماری در جامعه آشنا شده، چگونگی ارتباط بین فضاهای مختلف در انواع ساختمانها نظیر ساختمانهای مسکونی، کودکستان، مدرسه، کتابخانه، بناهای صنعتی و درمانگاه و بیمارستان را فرا می گیرند. همچنین مطالبی در مورد مفاهیم اولیه شهر سازی و جوامع روستایی و شناخت طرحهای هادی و تفصیلی و منطقه ای در مورد فعالیتهای عمرانی شهری، در این درس ارائه می گردد.
استاتیک، مقاومت مصالح، تحلیل سازه ها : در این درسها که به ترتیب در نیم سالهای مختلف ارائه می گردد، تعادل سازه های مختلف در اثر بارها و نیروهای وارده بر آنها مورد مطالعه قرار گرفته، چگونگی محاسبه سازه هایی همچون خرپاها بیان می شود. سپس به بررسی نیروهای داخلی به وجود آمده دراثر بارهای خارجی و روشهای تعیین آنها در قسمتهای مختلف سازه پرداخته، ضمن تعیین مشخصه های هندسی قطعه های مختلف، مقاومت آنها را در مقابل نیروهای محوری و برشی همچنین خمش و پیچش مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار می دهد.
همچنین در درس" تحلیل سازه ها "، روشهای محاسبه تغییر مکان سازه ها و تحلیل سازه های پیچیده تر نظیر : " تیرهای سراسری "، " قابها" و ساختمانهای بلند ( برج)، به دانشجو آموزش داده می شود.
اصول مهندسی زلزله : شناخت علتهای وقوع زلزله، چگونگی سنجش قدرت زلزله، چگونگی تخریب و راههای کاهش پیامدهای آن و روشهای تحلیل سازه های مختلف در برابر زلزله جهت مقاوم سازی آنها به خصوص برای منطقه های زلزله خیز ایران از اهمیت خاصی برخوردار استکه در درس " اصول مهندسی زلزله " مورد بحث قرار می گیرد.
سازه های بتن آرمه و پروژه : بسیاری از ساختمانها و سازه ها نظیر ساختمانهای چند طبقه، پلها و .. با بتن و بتن مسلح ساخته می شود و در موارد دیگر نیز حداقل برای ساخت قسمتهایی از سازه نظیر پی و فوندانسیون ( شالوده ) و.. از بتن استفاده می گردد. در درس " سازه های بتن آرمه " با استفاده از اصول فراگرفته شده در تحلیل سازه ها، واکنش قطعات بتنی نظیر تیرها، ستونها، قابها و صفحات ساخته شده از بتن مسلح تحت تاثیر انواع مختلف بارگذاری و ترکیبات آنها مورد بررسی قرار گرفته، با توجه به خواص مکانیکی بتن و فولاد و آیین نامه های مختلف، ابعاد قطعه و میزان فولاد لازم در هر قسمت، معین و طراحی می گردد.
در نهایت، دانشجو از طریق انجام طرح، کلیه مرحله های بارگذاری، آنالیز، و طراحی یک سازه بتنی را به پایان رسانیده، گزارش کاملی از طی مراحل و نحوه محاسبات و نتیجه آنها ارایه می کند.
سازه های فولادی و پروژه : در این درسها، دانشجو ضمن آشنا شدن با انواع فولادهای ساختمانی، واکنش و مقاومت آنها، به چگونگی عملکرد اعضای مختلف یک سازه فولادی تحت اثر بارهای مختلف تسلط یافته، نحوه محاسبه قطعه های مختلف نظیر تیرها، ستونها، قابها، بادبندها و اتصالهای مختلف آنها را فرا می گیرد، همچنین برای طراحی و تعیین مشخصه ها و ابعاد این قطعه ها، حداقل با یک آیین نامه معتبر بین المللی و نیز با آیین نامه ساختمانهای فولادی ایران آشنایی کامل پیدا می کند.
در پایان درس نظری، دانشجو طرح کامل یک سازه فولادی را از ابتدا تا انتها به همراه گزارش مبسوط آن به عنوان پروژه ارائه می کند.
مکانیک خاک و پی سازی : بارهای وارد شده بر سازه ها از طریق پی یا فوندانسیون ( شالوده ) به خاک منتقل می شود. بدین جهت، شناخت چگونگی واکنش انواع خاکها و پی ها از ضروریات است. با این تعبیر، هدف از این دو درس، آشنایی دانشجو با مبانی و مفاهیم مقدماتی واکنش خاکها با تکیه بر خواص فیزیکی و مکانیکی آنها و با توجه به زمینه های کاربردی در مسایل مهندسی نظیر تنشها و مقاومت خاک و بررسی پایداری در خاکها و اصول و قانونهای حاکم بر آنها و همچنین شناسایی انواع پی ها، ظرفیت باربری و محاسبه آنهاست.
مکانیک سیالات، هیدرولیک و هیدرولوژی مهندسی : بررسی خواص فیزیکی سیالات و از جمله آب، قانونهای حاکم بر آنها در حالت سکون و حرکت، نیروهای وارده بر اجسام و ساختمانها، تاسیسات مختلف ناشی از وجود سیال، تجزیه و تحلیل و محاسبه جریان در مسیرهای تحت فشار و نیز بررسی حرکت و واکنش آب در شرایط و حالتهای مختلف در کانالهای با سطح آزاد و قانونهای هیدرولیکی حاکم بر آنها، از جمله هدفهای درسهای مکانیک سیالات و هیدرولیک است. همچنین در درس هیدرولوژی مهندسی، دانشجو با انواع بارندگیها، تبخیر و تعرق، نفوذ آب در خاک، آبهای سطحی، آبهای زیر زمینی و روشهای تخمین و مطالعه آنها آشنا می شود.
مهندسی آب و فاضلاب و پروژه : برای تامین آب مورد نیاز جوامع روستایی، شهری و مراکز صنعتی لازم است تا با انواع و میزان مصرف آب، چگونگی تامین آب، خطوط انتقال و نحوه محاسبه آنها، تصفیه خانه ها، مخزنهای ذخیره، شبکه توزیع آب و محدودیتهای فنی مربوط، آشنایی کامل وجود داشته باشد، همچنین چگونگی جمع آوری، دفع و تصفیه فاضلابهای سطحی، خانگی و صنعتی و آشنایی با مجموعه تاسیسات مرتبط از مسایلی استکه یک مهندس عمران باید با آنها آشنایی داشته باشد. این موارد از جمله هدفهای درس " مهندسی آب و فاضلاب و پروژه " است که در نهایت به انجام یک پروژه برای محاسبه و طراحی کامل شبکه توزیع آب، جمع آوری و دفع فاضلاب و آبهای سطحی یک شهر یا شهرک منجر می شود.
بناهای آبی : در این درس، دانشجو با طراحی و محاسبه برخی از شیوه های انتقال آب و سازه های آب نظیر : کانالهای خاکی و پوشش دار، کانالهای تحت فشار، ایستگاههای پمپاژ، آبشارها یا شیب شکنها، زیر گذرها، حوضچه های آرامش و چگونگی آبگیری از سدها، دریاچه ها، کانالها و رودخانه ها و تاسیسات مربوطه آشنا می شود.
نقشه برداری و عملیات : کاردان با دوربین های مختلف نقشه برداری از طریق اندازه گیری مستقیم و موقعیت نقاط زمینی شناخت انواع و استاندارد نقشه و کاربرد آنها در مهندسی عمران، روشهای اندازه گیری طول، زاویه تعیین امتداد و ترازیابی و ... از نیازهای ضروری مهندسی عمران است که در درسهای یاد شده به عنوان یکی از درسهای جذاب بیان می گردد.
راه سازی، روسازی راه و مهندسی ترابری : از جمله تخصصهای مهم یک مهندس عمران، شناخت طرح و محاسبه زیرسازی و روسازی راههاست. بدین منظور درسهای یاد شده جهت فراگیری مطلبی نظیر : طراحی و اجرای راهها شامل : مسیریابی، عملیات خاکی، مشخصه ها و طرح هندسی راهها در مسیرهای افقی و قایم، مشخصه های فنی انواع مصالح راه و لایه های مختلف روسازی آن، همچنین روشهای طرح و اجرای روسازی های شنی و آسفالتی و نیز شبکه هاب حمل و نقل زمینی، دریایی و هوایی و برنامه ریزیها و مدیریتهای حمل و نقل ارائه می گردند.
در درس پروژه راه سازی که پس از درسهای راه سازی و مهندسی ترابری ارائه می شود، کاربرد اصول را ه سازی در طرح کامل یک راه، از ابتدا تا انتها به همراه رسم نقشه ها و محاسبه های مربوط مورد توجه قرار می گیرد .
* فارغ التحصیل رشته عمران از دانشگاه آزاد میبد