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建筑結構教學內容創新

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建筑結構教學內容創新

在《建筑結構》的教學環節中,涉及了工程材料、材料力學以及結構力學等多門課程內容,要求學生具備扎實的基礎知識。課程課時少。《建筑結構》課程通常分兩學期教學,總課時不足90學時,遠低于土建類專業課時數。在內容多、課時少的背景下,必然要求對建筑結構教學內容進行合理分配,結合教學對象,針對專業特點,把握全局,突出重點。學生基礎薄弱。非土建類學生數學、力學基礎較差,面對《建筑結構》中大量公式的推導和應用,往往存在心有余而力不足的現象。尤其對一些理論性稍強的內容,學生普遍認為內容太難,無法完全掌握。學生思想不重視。學生往往只關注本專業的核心課程,不重視《建筑結構》課程,在學習過程中只求應付考試,不求真正掌握、靈活應用,所以即使老師反復強調,教學效果仍然不佳。因此,《建筑結構》課程只有針對課程自身特點,結合非土建類專業學生基礎,因材施教,才能真正實現課程教學目的。恰逢2010版混凝土規范修訂,可通過對教學內容和教學方式的改進,突出新舊混凝土規范的差異,促進學生對混凝土規范的認識和理解,提高教學效果。

《建筑結構》教學內容改革

(1)采用高強高性能材料新版混凝土規范提倡高強高性能材料,要求適當提高一般結構的混凝土強度等級,鋼筋混凝土強度不應低于C20,采用強度級別400MPa及以上的鋼筋時,混凝土強度等級不應低于C25。同時廢除23MPa5級鋼筋,以300MPa級鋼筋代替,新增500MPa級鋼筋,大力推廣400MPa級、500MPa級高強熱軋帶肋鋼筋作為縱向受力的主導鋼筋,并逐步限制335MPa級鋼筋。

(2)統一受剪承載力計算公式在2002版規范[3]中,均布荷載作用下的受彎構件箍筋抗剪承載力為1.25fyv(Asv/s)h0,受集中荷載作用的受彎構件箍筋抗剪承載力為1.0fyv(Asv/s)h0。新版混凝土規范統一了受彎構件抗剪承載力計算公式,均按1.0fyv(Asv/s)h0計算,修訂后規范適當提高了斜截面受剪承載力的安全儲備。

(3)提高最小配筋率2002版混凝土規范規定受壓構件全部縱向鋼筋的最小配筋率取0.6,對400MPa級鋼筋可減小0.1。新版混凝土規范中根據抗震設計要求,受壓構件全部縱向鋼筋的最小配筋率如表1所示,修訂后受壓構件全部縱向鋼筋的最小配筋率有所提高。

(4)調整裂縫寬度計算公式新版混凝土規范中裂縫寬度計算公式形式保持不變,但對于三級裂縫控制等級的非預應力混凝土構件,最大裂縫寬度可按荷載準永久組合并考慮長期作用影響的效應計算。同時對于非預應力的受彎或偏心受壓構件,受力特征系數αcr減小為1.9。修訂后計算得到的裂縫寬度值有所減小,解決了采用高強鋼筋受裂縫寬度限制的問題。

(5)完善了各種構件的構造要求新版混凝土規范中對板、板柱結構、混凝土墻、鋼筋錨固等構造要求進行了完善修訂。包括:正式提出現澆空心樓板的最小板厚200mm;修改了錨固長度的修正系數,將錨固長度的下限值減低為0.6;完善裝配式結構的構造要求,增補機械連接、漿錨接頭等連接方式等等。

(6)提出新的設計原則新版混凝土規范為提高結構抵御災害的能力,提出了結構防倒塌概念設計,介紹了結構防倒塌定量設計方法的原則。同時為完善耐久性設計,針對既有建筑改造的迫切需要,提出了既有結構延長年限、安全復核、改變用途、擴建改造、修復加固的設計原則。

《建筑結構》教學方式改革

《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)在第六批規范課程研究的基礎上,對"從截面計算到結構設計"、"增加結構防倒塌設計的原則"、"耐久性及既有結構再設計"、"提高安全度設置水平"、"采用高強-高性能材料"以及"技術進步標準協調國際接軌"六個方面進行了補充、完善、提高。新版混凝土規范的發展方向代表了混凝土結構領域的發展方向,體現了不斷進步、緊密聯系工程的精神。因此,作為《建筑結構》課程更應及時貫徹2010版混凝土規范精神,結合工程實踐開展教學工作,具體可進行以下幾方面的教學改革嘗試。

(1)大量運用對比分析法在眾多《建筑結構》課程教改研究成果中,對比分析法可以通過比較,找出事物的相同點和不同點,加深學生對教學知識的理解和掌握[4]。在《建筑結構》課程教學過程中,可采用對比分析法對新舊混凝土規范內容進行舉例說明,不僅要突出修訂后的內容,也應介紹規范修訂的背景、原則,讓學生在記住專業知識的同時,也對混凝土學科發展方向有所了解。

(2)開展"現場"教學《建筑結構》課程中的部分概念性知識,學生往往很難把握。為讓學生擁有對混凝土結構的直觀認識,可以帶領學生參觀結構試驗大廳,逐一介紹鋼筋、水泥、砂石、模板等基本材料;還可帶領學生旁觀土建類專業學生材料試驗課和混凝土試驗課,觀察鋼筋綁扎、混凝土澆筑、振搗以及適筋梁破壞試驗。通過"現場"教學把抽象的事物、概念實體化,加深學生的理解,培養學生對《建筑結構》課程的學習熱情。

(3)緊密結合工程實例對于非土建專業學生,大量概念、公式、計算內容的講授不免顯得枯燥,因此需要在教學過程中不時通過生動的工程照片、實例、視頻吸引學生注意、強化學生的感性認知,將有助于《建筑結構》課程教學效果的改善。

(4)教師不斷自我培訓隨著新技術、新工藝、新知識的不斷發展,混凝土規范進行了再次修訂和完善,以規范為根本的《建筑結構》課程也應緊跟發展趨勢,不斷自我完善。因此,任課教師必須及時更新知識結構、增長工程實踐經驗、及時掌握行業發展動向,積極參與課程相關的各項科研、教改研究,不斷進行自我培訓,提高自身素質。同時在教學環節中,以身作則給學生樹立積極向上的榜樣。

小結

本文以新版混凝土規范為背景,結合非土建類專業學生特點,初步探討了《建筑結構》課程的教學改革。通過對教學內容和教學方法的改進和完善,以期實現課程教學目的,完成教學任務,達到教學效果,使學生在接受建筑結構設計相關理論知識的同時,了解行業發展方向,提高自身實踐能力。

作者:王潘繡單位:金陵科技學院建筑工程學院

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