混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教程范文

時(shí)間:2023-07-21 17:38:57

導(dǎo)語:如何才能寫好一篇混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教程,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

篇1

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對比分析,詳細(xì)闡述其修訂或刪減的主要依據(jù),并對新版規(guī)范的修訂內(nèi)容作了較為全面的總結(jié),提出混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程在教學(xué)方法上的新要求。

關(guān)鍵詞:混凝土結(jié)構(gòu);教學(xué)方法;設(shè)計(jì)規(guī)范;修訂內(nèi)容;技術(shù)要點(diǎn)

中圖分類號:G6420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)02-0053-05

中國建筑科學(xué)領(lǐng)域的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(或標(biāo)準(zhǔn))大約每10年修訂一次,2002版《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]自頒布實(shí)施至今已有10余年,尤其是2008年“5.12”汶川地震和2010年“4.14”青海玉樹地震發(fā)生之后,2002版規(guī)范中關(guān)于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論、工程結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施以及工程結(jié)構(gòu)抗震理論存在的不足更加突顯。同時(shí),中國工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論研究水平的不斷提高,新材料的不斷出現(xiàn)以及工程經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,也縮短了工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的修訂周期。2011年7月,正式頒布實(shí)施GB50010―2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]。新規(guī)范根據(jù)多年工程經(jīng)驗(yàn)和研究成果,同時(shí)考慮與國際其他發(fā)達(dá)國家混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)接軌,貫徹國家“四節(jié)一環(huán)保(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù))”政策編制而成。新規(guī)范的編制標(biāo)志著中國混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論和設(shè)計(jì)水平有了新的提高;同時(shí)也對高等學(xué)校土建類專業(yè)學(xué)生如何結(jié)合新版規(guī)范進(jìn)行快速知識(shí)更新,高校教師如何及時(shí)改進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)課程教學(xué)方法提出了新要求[3-6]。

一、新版規(guī)范關(guān)于結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的修訂

(一)混凝土強(qiáng)度的修訂

新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范刪除了2002版規(guī)范4.1.4條中注1和注2的相關(guān)規(guī)定,即關(guān)于受壓構(gòu)件尺寸效應(yīng)(現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓及偏心受壓構(gòu)件,如截面的長邊或直徑小于300 mm,則混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以系數(shù)0.8)和離心混凝土的有關(guān)規(guī)定。2002版規(guī)范源于前蘇聯(lián)規(guī)范,最近俄羅斯規(guī)范關(guān)于此條的規(guī)定已被取消,而離心混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按專門的標(biāo)準(zhǔn)取用,不再列

入,故新版混凝土規(guī)范將此項(xiàng)內(nèi)容刪除。另外,新版混凝土規(guī)范刪除了2002版規(guī)范4.1.6條中關(guān)于混凝土軸心抗壓、軸心抗拉疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,以及當(dāng)蒸養(yǎng)溫度超過60℃時(shí),計(jì)算混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)提高20%的規(guī)定,因?yàn)楦邷卣麴B(yǎng)引起的主要問題是裂縫,而非提高設(shè)計(jì)強(qiáng)度所能解決。

(二)鋼筋強(qiáng)度的修訂

新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范4.2.2條增加了強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為500 MPa的HRB500、HRBF500級高強(qiáng)鋼筋,并規(guī)定其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(fy=435MPa)與抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(f′y=410MPa)分別取不同數(shù)值。加入靠控溫軋制而具有一定延性、可焊性、機(jī)械連接性能及施工適應(yīng)性的HRBF系列細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋,限制并準(zhǔn)備淘汰強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為335 MPa級熱軋帶肋鋼筋的應(yīng)用,立即淘汰強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為235 MPa的HPB235級光圓鋼筋的應(yīng)用,以HPB300級光圓鋼筋取代之。同時(shí),規(guī)定了過渡方法,要求在規(guī)范的過渡期及對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),235 MPa級光圓鋼筋的設(shè)計(jì)值仍按原規(guī)范取值;同時(shí),推廣強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值400 MPa、500 MPa級高強(qiáng)鋼筋作為受力的主導(dǎo)鋼筋。對預(yù)應(yīng)力鋼筋,為了補(bǔ)充中強(qiáng)空擋,增加了強(qiáng)度等級為1 960 MPa和大直徑21.6 mm的鋼絞線,補(bǔ)充了預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋及中強(qiáng)鋼絲的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù),并淘汰了錨固性能差的刻痕鋼絲,刪除了不常用的預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度等級和直徑。

二、新版規(guī)范關(guān)于基本設(shè)計(jì)規(guī)定的修訂

為了進(jìn)一步完善2002版規(guī)范,保證結(jié)構(gòu)的安全,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性,提高混凝土結(jié)構(gòu)抗偶然作用的能力,新版混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計(jì)原則從以構(gòu)件設(shè)計(jì)為主擴(kuò)展到整個(gè)結(jié)構(gòu)體系,補(bǔ)充了3.2條“結(jié)構(gòu)方案”和3.6條“結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)原則”,增加了3.7條“既有結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)原則”的規(guī)定,指出結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)對建筑物安全性有著決定性影響,鑒于結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)的難度和代價(jià)較大,一般結(jié)構(gòu)只須進(jìn)行防連續(xù)倒塌的概念設(shè)計(jì),以定性設(shè)計(jì)的方法增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性;同時(shí)新版規(guī)范3.4.4條對構(gòu)件撓度、裂縫寬度計(jì)算采用的荷載組合進(jìn)行了調(diào)整,新增鋼筋混凝土構(gòu)件采用荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用的影響,完善了承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)內(nèi)容,增加以構(gòu)件分項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行應(yīng)力設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。另外,新版混凝土規(guī)范3.4.1條第4款及3.4.6條還增加了樓蓋舒適度的要求,并規(guī)定樓蓋豎向自振頻率的限值。

三、新版規(guī)范關(guān)于承載能力極限狀態(tài)計(jì)算的調(diào)整修訂

(一)正截面承載力計(jì)算的修訂

新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對受彎構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算未作改動(dòng),但對受壓構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算改動(dòng)較大,主要是針對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的二階效應(yīng)問題。2002版混凝土規(guī)范在考慮P-δ效應(yīng)時(shí)[7-8],對引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的荷載或作用所產(chǎn)生的一階彎矩Ms和不引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的荷載產(chǎn)生的一階彎矩Mns不加區(qū)別,全部乘以增大系數(shù)ηs,即考慮P-δ效應(yīng)時(shí)結(jié)構(gòu)的彎矩為M=(Mns+Ms)ηs。新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范在考慮P-δ效應(yīng)時(shí),對除排架結(jié)構(gòu)以外的框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)及筒體結(jié)構(gòu)只增大引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的荷載或作用所產(chǎn)生的一階彎矩Ms,不增加不引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的荷載產(chǎn)生的一階彎矩Mns,即結(jié)構(gòu)中的彎矩為M=Mns+ηsMs。另外,對于P-δ效應(yīng),2002版規(guī)范通過初始偏心距增大系數(shù)η來考慮P-δ效應(yīng),而新版混凝土規(guī)范6.2.3條規(guī)定偏心壓力構(gòu)件通過調(diào)整構(gòu)件控制截面的彎矩設(shè)計(jì)值M來考慮P-δ效應(yīng)(彎矩作用平面內(nèi)截面對稱的偏心受壓構(gòu)件,當(dāng)同一主軸方向的桿端彎矩比不大于0.9且軸壓比不大于0.9,同時(shí)構(gòu)件的長細(xì)比滿足的偏心受壓構(gòu)件時(shí)不用考慮P-δ效應(yīng)),取消了軸向力偏心距增大系數(shù)η對二階效應(yīng)的影響。關(guān)于軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生的P-δ效應(yīng)新舊規(guī)范具體的變化如表1(以非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件為例)。

(二)斜截面承載力計(jì)算的修訂

2002版混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范關(guān)于受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算公式,經(jīng)過驗(yàn)證發(fā)現(xiàn):當(dāng)集中荷載對支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣產(chǎn)生的剪力值占總剪力的75%時(shí),分別按均布荷載和集中荷載兩種情況計(jì)算的箍筋差異很大,即造成配箍不連續(xù)。因此,為了克服上述不足,新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范6.3.4條統(tǒng)一了一般受彎構(gòu)件與集中荷載作用下梁的斜截面受剪承載力計(jì)算公式,并調(diào)整了斜截面受剪承載力計(jì)算公式中箍筋抗力項(xiàng)的系數(shù),適當(dāng)增加斜截面受剪承載力的安全儲(chǔ)備,新舊規(guī)范關(guān)于受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計(jì)算公式如表2(以非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土受彎構(gòu)件為例)。同理,將考慮地震作用的框架梁其斜截面受剪承載力計(jì)算公式也作了相應(yīng)修改。

四、新版規(guī)范關(guān)于正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算的調(diào)整修訂

(一)裂縫控制驗(yàn)算的修訂

新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范3.4.4條保留了2002版混凝土規(guī)范有關(guān)裂縫控制等級劃分的規(guī)定,但對受力裂縫的控制進(jìn)行了適當(dāng)放松(詳見新版混凝土規(guī)范第3.4.4及7.1.1條規(guī)定)。另外,在進(jìn)行最大裂縫寬度wmax計(jì)算時(shí),新版混凝土規(guī)范7.1.2條調(diào)整了計(jì)算中鋼筋應(yīng)力σs的計(jì)算方法,以及表7.1.2-1中關(guān)于鋼筋混凝土受彎、偏心受壓構(gòu)件受力特征系數(shù)αcr的取值,將wmax的公式計(jì)算值適當(dāng)減小。

(二)撓度驗(yàn)算的修訂

在進(jìn)行受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算時(shí),新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范7.2.2條在受彎構(gòu)件短期剛度Bs的基礎(chǔ)上,補(bǔ)充提出了考慮荷載準(zhǔn)永久組合和荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的長期作用對撓度增大的影響,給出了剛度計(jì)算公式B=Bs/θ。另外,根據(jù)國內(nèi)研究成果,在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件短期剛度Bs計(jì)算公式的基礎(chǔ)上,采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋等效面積折減系數(shù)α1,適當(dāng)調(diào)整值ρ,就可將原公式用于無粘結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的短期剛度計(jì)算(詳見新版混凝土規(guī)范第7.2.3條規(guī)定[1])。

五、新版規(guī)范關(guān)于構(gòu)造規(guī)定的調(diào)整修訂

(一)混凝土保護(hù)層厚度規(guī)定的修訂

新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范8.2.1條調(diào)整了鋼筋保護(hù)層厚度的規(guī)定,從混凝土碳化、脫鈍和鋼筋銹蝕的耐久性角度考慮,不再以縱向受力鋼筋的外緣計(jì)算,而以最外層鋼筋(包括箍筋、構(gòu)造筋、分布筋等)的外緣計(jì)算混凝土保護(hù)層厚度。修訂后的保護(hù)層厚度實(shí)際上比原規(guī)范的規(guī)定有所增加,一般情況下略有增加,而惡劣環(huán)境下增加的幅度較大,新舊規(guī)范關(guān)于混凝土保護(hù)層最小厚度c的對比如表3。從表3可以看出,新版規(guī)范中關(guān)于混凝土保護(hù)層的厚度無論從數(shù)值上還是具體計(jì)算規(guī)定上都明顯增大,充分考慮了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性要求,新增設(shè)計(jì)使用年限100年的結(jié)構(gòu),其保護(hù)層厚度取相應(yīng)類別使用年限為50年的1.4倍,同時(shí)細(xì)化環(huán)境類別,將原規(guī)范中的環(huán)境三類細(xì)化為三a、三b兩個(gè)子類,并進(jìn)一步加大惡劣環(huán)境下混凝土保護(hù)層厚度的取值。

(二)關(guān)于鋼筋錨固長度規(guī)定的修訂

新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范8.3.1條對基本錨固長度的計(jì)算公式未作改動(dòng),但明確了鋼筋的錨固長度la=ξalab,其中修正系數(shù)ξa根據(jù)錨固條件取用,同時(shí)在計(jì)算基本錨固長度lab時(shí),刪除了原規(guī)范中錨固性能較差的刻痕鋼絲。由于2002版規(guī)范中關(guān)于混凝土強(qiáng)度最高等級取C40偏于保守,故新版規(guī)范將混凝土最高強(qiáng)度等級提高到C60,以提高錨固的性能。

六、新版規(guī)范在混凝土課程教學(xué)過程中的新要求

新版混凝土規(guī)范自2011年7月頒布實(shí)施以來,已經(jīng)有近一年,而目前中國高校所使用的教材多數(shù)是在2002版規(guī)范基礎(chǔ)之上編寫而成,如何將教學(xué)內(nèi)容與新規(guī)范相結(jié)合是目前混凝土任課教師亟待解決的問題,筆者認(rèn)為在教學(xué)的過程中將重點(diǎn)從如下幾個(gè)方面入手。

一是,改變以教材為主要參考資料而較少閱讀和學(xué)習(xí)《規(guī)范》的傳統(tǒng)教學(xué)方法,提高學(xué)生解決結(jié)構(gòu)實(shí)際問題的綜合能力。強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),包括到施工現(xiàn)場參觀的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)及綜合技能訓(xùn)練等。在混凝土結(jié)構(gòu)課程開課前,讓學(xué)生對梁、板、柱等常見的混凝土基本構(gòu)件以及框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等常見的混凝土結(jié)構(gòu)形式形成初步感性認(rèn)識(shí),并借以引發(fā)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)混凝土結(jié)構(gòu)課程的興趣。

二是,改變以往授課過程中只重視單個(gè)構(gòu)件的設(shè)計(jì),輕視整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的教學(xué)思想,補(bǔ)充“結(jié)構(gòu)方案”和“結(jié)構(gòu)抗倒塌”設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。使學(xué)生了解和掌握結(jié)構(gòu)系統(tǒng)概念,了解課程的主要層次關(guān)系,從全局把握學(xué)習(xí)重點(diǎn),理清學(xué)習(xí)思路,建立結(jié)構(gòu)整體系統(tǒng)概念,理清各部分之間的關(guān)系,為課程學(xué)習(xí)建立總體框架。

三是,注意新舊規(guī)范關(guān)于混凝土和鋼筋兩種材料在強(qiáng)度和級別方面的修訂和增補(bǔ)原因。目前,由于規(guī)范處于過渡階段,故應(yīng)重點(diǎn)向?qū)W生講明混凝土和鋼筋兩種材料的級別調(diào)整和增補(bǔ)原因,糾正以往對鋼筋等級(例如Ⅰ級鋼、Ⅱ級鋼、Ⅲ級鋼等)的提法,而應(yīng)以規(guī)范規(guī)定的提法為準(zhǔn),同時(shí)提醒學(xué)生關(guān)于兩種材料強(qiáng)度的調(diào)整規(guī)定。

四是,關(guān)于單個(gè)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)中受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力和偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算新舊規(guī)范的對比,以及新規(guī)范修改的原因,在授課時(shí)引用《規(guī)范》中的條文進(jìn)行講解。這樣可以讓學(xué)生在理解課堂教學(xué)知識(shí)的同時(shí),進(jìn)一步熟悉《規(guī)范》規(guī)定的原因以及依據(jù)。

五是,注意鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度和撓度驗(yàn)算的變動(dòng);授課過程中應(yīng)注重鋼筋混凝土構(gòu)造和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如板、梁、柱)有關(guān)內(nèi)容的變化。構(gòu)造措施是人們在長期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)而成的,是防止因計(jì)算考慮不周全而造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂、破壞,或者是保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用和施工上的需要而采用的,構(gòu)造措施在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要,大多數(shù)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)問題都是通過構(gòu)造措施得以

保證,因此一定要引起足夠重視。

七、結(jié)語

混凝土結(jié)構(gòu)是中國工業(yè)與民用建筑采用最多的一種結(jié)構(gòu)形式。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是目前高校土木工程專業(yè)非常重要的一門專業(yè)課程。新版混凝土規(guī)范在高強(qiáng)高性能材料的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)分析內(nèi)容的擴(kuò)展以及實(shí)現(xiàn)與國際接軌等方面都有了很大進(jìn)步,同時(shí)新規(guī)范更加側(cè)重房屋、鐵路、公路、港口和水利水電工程混凝土結(jié)構(gòu)共性技術(shù)問題設(shè)計(jì)方法的統(tǒng)一,這與“大土木”專業(yè)設(shè)置要求和土木工程專業(yè)“寬基礎(chǔ)、多出口”的培養(yǎng)目標(biāo)更加吻合。筆者僅介紹了規(guī)范與本科教學(xué)有關(guān)的主要修訂內(nèi)容,并以此提出教學(xué)新要求,以期拋磚引玉,共同推進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)的改革。

參考文獻(xiàn):

[1]GB50010―2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.

[2] GB50010―2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.

[3] 余穎,肖靜,劉樹博.數(shù)字信號處理課程教學(xué)改革的探索和實(shí)踐[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2001,30(3):294-296.

[4] 楊福來,鄭穎佳,許邦蓮,等.信息素養(yǎng)教育與信息檢索課教學(xué)改革[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2011,30(2):177-179.

[5] 涂海麗,黃國華.電子商務(wù)實(shí)踐教學(xué)中存在的問題及對策[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2011,30(4):391-394.

[6] 花榕,羅明標(biāo),劉云海,等.淺談分析儀器設(shè)與改造課程的建設(shè)[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2011,30(3):291-293.

[7] 徐有鄰,周氐.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范理解與應(yīng)用[M].北京:中國建筑工業(yè)出版,2002.

[8] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部執(zhí)業(yè)資格注冊中心組,施嵐青編.注冊結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)考試專題精講――混凝土結(jié)構(gòu)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.

Teaching of concrete structure design course

LI Fengchen1,2, ZHANG Lina1,2, XU Chi2, YI Pinghua1

( 1.College of Civil Engineering and Architecture, East China Institute of Technology, Nanchang 330013, P. R. China;

2. Fuzhou Institute of Exploring and Architectural Design, Fuzhou 344000, P. R. China)

篇2

關(guān)鍵詞:水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué);課程設(shè)計(jì);教學(xué)改革

中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)36-0124-02

水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)課程的實(shí)踐性很強(qiáng),課程設(shè)計(jì)又是本課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中重要的一環(huán)。經(jīng)過課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練,學(xué)生可以加深對水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)設(shè)計(jì)計(jì)算原理的理解,同時(shí)可以熟悉各類受力構(gòu)件計(jì)算方法及相應(yīng)公式的適用條件,提高學(xué)生的綜合分析問題、解決問題的能力,而且撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算書及說明書的能力得到了大大提高,還可以培養(yǎng)學(xué)生的工程項(xiàng)目開發(fā)能力[1]。

一、分析過去課程設(shè)計(jì)中存在的不足

筆者通過多年的課程設(shè)計(jì)教學(xué)總結(jié),發(fā)現(xiàn)存在下面一些問題。

1.過去課程設(shè)計(jì)的選題主要體現(xiàn)在水工建筑物的設(shè)計(jì)方面,這種教學(xué)模式暴露出的問題是前后的知識(shí)銜接不好,學(xué)生總是學(xué)了前面而后面又忘了,平時(shí)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)解決構(gòu)件設(shè)計(jì)問題的能力就較差,因此解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就更成問題了。通常課程設(shè)計(jì)是全班做1~2個(gè)題目,設(shè)計(jì)程序基本相同,通過調(diào)整材料、荷載等改變設(shè)計(jì)方案,課程設(shè)計(jì)的效果不理想。

2.在進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算時(shí),往往從構(gòu)造圖中選取構(gòu)件的計(jì)算簡圖不合理,致使構(gòu)件的受力分析不準(zhǔn)確,造成彎矩圖、剪力圖結(jié)果有誤,影響到危險(xiǎn)截面的確定、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算結(jié)果的合理性。

3.傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)往往以設(shè)計(jì)小組為單位提交設(shè)計(jì)成果,進(jìn)行團(tuán)隊(duì)考核,而部分學(xué)生缺乏團(tuán)隊(duì)意識(shí),工作不積極主動(dòng),形成“坐、等、靠”現(xiàn)象,沒有發(fā)揮學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力,也談不上團(tuán)隊(duì)合作精神,個(gè)別成員甚至沒融入進(jìn)去,照抄組員的設(shè)計(jì)結(jié)果,影響了優(yōu)秀學(xué)生參與設(shè)計(jì)的積極性,無法達(dá)到課程設(shè)計(jì)真正的目的[2]。

4.根據(jù)選取的結(jié)構(gòu)型式、材料、幾何參數(shù)擬定結(jié)構(gòu)框架尺寸并進(jìn)行總體布置后,構(gòu)件施工圖和計(jì)算書應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,經(jīng)試算后需進(jìn)行必要的調(diào)整與修正,使設(shè)計(jì)成果不斷完善。部分學(xué)生卻將計(jì)算與畫圖分開進(jìn)行,甚至出現(xiàn)計(jì)算與圖紙是兩張皮的現(xiàn)象,工程計(jì)算就失去了意義。

二、課程設(shè)計(jì)改革的建議

(一)課程設(shè)計(jì)的時(shí)間安排

專業(yè)培養(yǎng)方案中將《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》課程設(shè)計(jì)安排在理論教學(xué)結(jié)束之后,歷時(shí)1周。這樣的安排往往會(huì)導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)與理論授課的脫節(jié)問題,同時(shí)由于進(jìn)入期末考試階段,學(xué)生為了準(zhǔn)備期末考試,對課程設(shè)計(jì)投入的時(shí)間、精力等嚴(yán)重不足。鑒于上述問題的存在,嘗試在水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)課程授課學(xué)期的中期將課程設(shè)計(jì)任務(wù)下達(dá)給學(xué)生,保證了水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)理論基本能介紹完,在掌握了水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)基本理論之后,讓學(xué)生逐漸熟悉設(shè)計(jì)任務(wù),初步了解設(shè)計(jì)內(nèi)容,這樣學(xué)生會(huì)帶著課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中的疑問再去聽教師講課,有利于學(xué)生對課堂內(nèi)容的理解,更有助于實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在這一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)中,能培養(yǎng)學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并想辦法解決問題的能力。這對課程設(shè)計(jì)的順利開展大有裨益。由于部分理論授課與課程設(shè)計(jì)同步進(jìn)行,這也給學(xué)生創(chuàng)造了更多與教師溝通交流的機(jī)會(huì),有助于更好的解決問題,也使得大多數(shù)學(xué)生對水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)設(shè)計(jì)產(chǎn)生了濃厚的興趣。

(二)課程設(shè)計(jì)的選題

目前水利水電工程專業(yè)的課程設(shè)計(jì)采用的題目大多是水工建筑物中常見的輸水渡槽設(shè)計(jì),題目內(nèi)容盡管符合對實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)的要求,學(xué)生也能得到一定的實(shí)踐鍛煉,但是題目單一,沒有比較難度系數(shù)不能完全體現(xiàn),學(xué)生的個(gè)性化差異不能夠得到因人而異的合理化選題,為此在課程設(shè)計(jì)選題方面不再固執(zhí)于單一的水工結(jié)構(gòu),體現(xiàn)設(shè)計(jì)題目的多樣性、差異性和實(shí)用性;題目有利于個(gè)性差異的學(xué)生選擇,有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。如對水利水電工程專業(yè)的學(xué)生可選用水閘工作橋、擋土墻、肋形樓蓋等進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練,保證了學(xué)生對先修課程知識(shí)的熟練應(yīng)用,也使課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量能夠得到進(jìn)一步的提高。

(三)應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)要求采用先進(jìn)的技術(shù)來完成,這也是今后工程設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢。目前工程繪圖CAD技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水利、交通、建筑等行業(yè),而水利水電工程專業(yè)的學(xué)生在本科二年級就已經(jīng)學(xué)習(xí)了CAD軟件課程。AutoCAD方便操作,設(shè)計(jì)思想符合工程技術(shù)人員的傳統(tǒng)習(xí)慣。在進(jìn)行課程教學(xué)中,可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)和熟悉相關(guān)軟件,對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)非常有益。課程設(shè)計(jì)采用CAD輔助繪圖,無論從設(shè)計(jì)質(zhì)量還是從設(shè)計(jì)速度上都優(yōu)于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法[3],因此可以很好地調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

(四)課程設(shè)計(jì)分組進(jìn)行

學(xué)生按個(gè)性化差異分組進(jìn)行課程設(shè)計(jì),由于學(xué)生對知識(shí)的掌握水平不一,興趣愛好也各有差異。課程設(shè)計(jì)時(shí),允許學(xué)生自由搭配分組,各小組自由選擇適合自己能力的設(shè)計(jì)選題,但同一個(gè)題目不能重復(fù)選,各組員分工協(xié)作。小組成員開展項(xiàng)目討論,弘揚(yáng)團(tuán)隊(duì)精神,形成團(tuán)結(jié)合作。通過分組完成設(shè)計(jì)的過程,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,增強(qiáng)學(xué)生分析問題、解決問題的自信心,開發(fā)學(xué)生的智力。

(五)課程設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃

課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)采用導(dǎo)師輔助答疑、學(xué)生主體完成設(shè)計(jì)成果的方式進(jìn)行。課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排如表1所示。

(六)課程設(shè)計(jì)考核

課程設(shè)計(jì)結(jié)束后,教師參照學(xué)生提交的設(shè)計(jì)計(jì)算說明書中設(shè)計(jì)方案的可行性、計(jì)算結(jié)果的合理性、文本格式編輯的規(guī)范性、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖尺寸與計(jì)算書尺寸的一致性及答辯效果等,較全面、理性的評定了學(xué)生的成績。參與課程設(shè)計(jì)的水電4個(gè)班的成績分布圖見圖1。由圖1可知,成績符合正態(tài)分布規(guī)律。

三、結(jié)語

筆者結(jié)合多年教學(xué)的實(shí)踐,對《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》課程設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)行了改革嘗試,大大改進(jìn)了教學(xué)效果,培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí),提高了學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作能力,激發(fā)了學(xué)生參與實(shí)訓(xùn)的熱情及創(chuàng)新精神,但高校設(shè)計(jì)類課程實(shí)踐教學(xué)改革任重而道遠(yuǎn),應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)具有實(shí)際操作能力、較好適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的新型應(yīng)用性水利人才的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn):

[1]朱秀清.基于行業(yè)需求為導(dǎo)向的《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》課程教學(xué)改革嘗試[J].天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),2013,(4):59-64.