摘 要:针对工程造价专科学生的特点和就业趋向,分析工程结构课程的教学特点,提出在教学中强化结构概念设计、设计公式、工程参数的理解,加强图表能力训练。综合运用多种媒体提升教学效果,加强理论与实践相结合举措,以培养学生的基本职业技能。
关键词:工程造价专业论文
摘要:针对工程造价专科学生的特点和就业趋向,分析工程结构课程的教学特点,提出在教学中强化结构概念设计、设计公式、工程参数的理解,加强图表能力训练。综合运用多种媒体提升教学效果,加强理论与实践相结合举措,以培养学生的基本职业技能。
关键词:工程结构;课程教学;工程造价
中图分类号:G6423 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)02-0061-04
工程结构是工程造价专科专业的一门核心课程,64学时(不含课程设计),也是建筑施工、工程项目管理等课程的先行课程,其内容涵盖建筑结构设计基本原理、钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、单层工业厂房、道路与桥梁工程结构等方面,知识覆盖面广,学习难度较大。
文章针对工程造价专科学生特点及就业趋向,对工程结构课程的教学特点进行分析,结合笔者工程实践经验,提出在教学中强调结构概念设计及对设计公式、工程参数的深刻理解,综合运用实景照片、动画、视频、3D模型、计算软件等多种媒体提升教学效果,并给出了培养学生识图能力,问题分析处理能力的具体实践教学方法。
一、工程结构课程的教学特点
(一)针对专业特色,调整教学重点
武汉科技大学工程造价专科毕业生大部分进入土木工程施工、监理、咨询等领域,能胜任施工员、预算员、材料员等岗位,少有学生从事结构设计工作。因此,对工程结构课程的讲授必然有别于土木工程或结构工程本科专业,在教学中应加大建筑结构概念设计及应用的讲授学时,降低结构构件计算部分的难度,除钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构教学外,还应增加道路桥梁工程结构设计概论,培养学生建立结构体系概念,掌握其基本概念和基本原理。
(二)针对学生学习特点,把握课程难度
工程造价专科学生仅修高等数学(少学时),未修线性代数和概率与数理统计,力学也仅修了一门工程力学(少学时),因此,对工程结构设计理论有关概率论的部分无法深刻理解,结构分析困难。在教学中应减少设计公式理论的推导,重点讲解公式的适用条件和参数含义。
(三)形象化与案例教学相结合
工程结构课程与生活联系紧密,大到高层建筑、桥梁、体育场,小到自行车棚、广告牌,无不蕴含着结构原理,因此,在教学中应充分利用多媒体手段,采用启发式教学和案例教学,帮助学生打消顾虑,树立自信心。
(四)做好前后课程的衔接
工程结构课程教学中要经常回顾建筑材料、建筑构造课程中学习的内容,经常绘制弯矩图和剪力图,加强工程力学基本训练。由于建筑施工课程与建筑结构课程在同一学期开设,通过对桩的吊装过程受力分析案例讲解,将两门课程联系起来,让学生理解工程结构在设计、施工中的广泛运用。
二、工程结构课程的教学方法
(一)注重结构概念设计
在讲解建筑结构设计基本原理章节时,以承载能力极限状态设计表达式γ0S≤R为核心,从概念设计角度引导学生思考,增加结构(构件)安全储备的设计方法主要有:一是增加荷载组合效应设计值S,从荷载组合公式可知,恒载乘以系数1.2,意味着恒载增大20%,活载乘以系数1.4,意味着活载增大40%,对于安全等级为一级的重要建筑物,γ0取1.1则意味着整体荷载设计值增大10%;二是减小结构构件抗力设计值R,体现在结构构件承载力设计值均为其标准值除以大于1的材料系数。通过一增一减,保证结构(构件)有足够的安全储备。
结构刚度是结构抵抗变形的能力。从结构概念设计的角度看,内力传递途径越直接,结构刚度越大;内力分布越均匀,结构刚度越大;内力越小,结构刚度越大[1]。例如:对于深基坑工程采用钢管内支撑,若基坑宽度较大(大于20 m),一般考虑在钢支撑跨中部位增加临时立柱,通过减小跨度的方法,增大钢支撑的刚度,防止失稳破坏。
(二)注重理解公式参数的'物理含义
钢筋混凝土结构设计是一门理论结合试验研究的学科,涉及公式多。在教学活动中,可以简化公式的理论推导过程,强调对公式的理解,特别是对公式中重要参数的物理含义的理解。例如:在钢筋混凝土单筋矩形梁正截面承载力计算教学中,首先讲解清楚梁正截面受弯的三个阶段,然后引导学生理解适筋梁承载力计算公式Mu=α1fcbx(h0-x/2)时,要特别讲解清楚参数x的物理含义是梁受压破坏时受压区混凝土的高度,其值最大为ξb,进一步启发学生计算出适筋梁最大配筋率为α1ξbfc/fy。由此还可以引申出以下规律:其一,混凝土强度等级,钢筋强度等级一定,加大截面的有效高度h0可增大梁的正截面抗弯能力;其二,钢筋强度等级一定,梁截面一定,其最大抗弯能力为Mu=α1fcbx(h0-x/2),适当采用高等级混凝土对梁正截面抗弯有利;其三,钢筋尽量布置为单排,在梁截面一定的情况下,不但有利于施工,对增大h0也有利;其四,梁钢筋、混凝土强度等级一定,截面高度一定,若设计弯矩大于α1fcbξb(h0-ξb/2),则只能采用双筋截面梁。
(三)注重总结系数表格中的规律
《工程结构》教材[2]中含有大量的表格,指导学生阅读表格,进行纵向横向比较,从而得到一定的规律,是教学的一个重要内容。例如:通过阅读钢筋混凝土轴心受压构件稳定系数值表(表1),可以得到以下结论:圆形截面短柱(长细比l0/d≤7)的稳定系数值φ=1.0,圆形截面长柱(长细比l0/d>7)随着长细比的增大,稳定系数φ值逐步减小。通过阅读砌体抗压强度设计值表格(表2),可以得到以下规律:对于同类砌体材料,若材料强度等级一定,砂浆强度等级越高,砌体的抗压强度设计值越大;若砂浆强度等级一定,砌体材料的强度等级越高,砌体的抗压强度设计值越大。
(四)注重讲解工程参数取值的依据
《工程结构》教材[2]由于篇幅有限,各类设计表格仅列出工程参数取值,但少有解释其取值的来源或依据,授课教师要择其重点进行讲解。例如:GB5003-2011《砌体结构设计规范》[4] 3.2.3条规定“对于无筋砌体构件,其截面面积小于0.2 m2时,γa(砌体强度设计值调整系数)为其截面面积加0.8”,其原因是砌体构件面积过小,受各种偶然因素影响(截面缺口,构件碰撞),可能导致砌体强度有较大降低,因此,需对砌体强度设计值乘以γa进行折减。这些隐藏在参数背后的道理更值得学习。
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