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湖北省_圆柱子模板_大土木专业构造设计原理精品课程教材建设思索


常鸿飞 夏军武 贾福萍 李富民 龙帮云 丁斗极

摘要:构造设计原理是土木工程专业的一门专业根底中心课程,在课程系统中有侧重要的作用。该课程旨在辅助学员构成根本的构造设计概念,培育其构造根本构件的设计计算才能。教材是课程建设的首要一环,在必定水平上抉择了教授后果的好坏。联合教授理论,对于大土木专业构造设计原理课程及教材建设现状进行剖析,提出了精品教材的编写倡议,以期为土木工程专业根底课程教材的建设提供参考。

要害词:大土木专业;构造设计原理;精品教材

中图分类号:G423.3;TU-4 文献标记码:A 文章编号:1005-2909(2016)05-0067-04

土木工程专业的人才培育模式很大水平抉择了将来土木工程师的才能与素质。目前世界上大多数国度采取“通才”教育,即强调“土木工程专业宽口径”的培育目的,在培育方案跟 课程设置上注重大土木平台的构建[1-2]。在这样的配景下,专业平台课程的学习对于学员常识系统的构成尤为首要。

构造设计原理课程作为土木工程专业的专业根底课[3],对于辅助学员构建根本构造概念十分首要。近10年来,笔者所在的教授团队针对于该课程进行了一系列的理论摸索,先后承当并实现多项课程建设与改造名目,该课程已荣获“江苏省精品课程”,团队编著的《构造设计原理》教材[4]获江苏省精品教材跟 重点修订教材等破项。

笔者基于教授团队在课堂教授及教材修订进程中的理论,对于《构造设计原理》精品教材建设进行讨论,旨在为土木工程专业根底课程教材建设提供参考。

一、现状剖析

构造设计原理是土木工程专业的根底中心课程,主要培育学员把握构造根本构件的设计计算才能,为构造整体设计奠定根底。构造设计原理主要讲解混凝土构造设计原理跟 钢构造设计原理两局部内容,课程存在根底性强、学时长、常识系统繁杂、理论性强等特色。目前海内各高校均将该课程设置在第五学期,但开设方式各有没有同,例如:清华大学将课程分为混凝土构造(1)跟 钢构造(1)两门课程,每门分手为3学分,共计96学时;同济大学分为混凝土构造根本

原理跟 钢构造根本原理,分手为4学分跟 2.5学分,共计111学时;东南大学将两局部合并为工程构造根本原理,共计5学分80学时;中国矿业大学将钢筋混凝土构造跟 钢构造合并为构造设计原理课程,共80学时。

教材的编写跟 选用与课程设置亲密相干,教材的编写品质对于课程教授后果的影响也十分分明[5-6]。目前对于于《钢筋混凝土设计原理》跟 《钢构造设计原理》教材的建设,要么完整别离,要么简略组合,在教材内容编排方面对于常识系统的完全性跟 共通性斟酌没有足。有些教材过于偏重实践剖析,与实际工程接洽没有严密;有些教材仅强调实例短缺足够的实践剖析。在“大土木”的配景下,如何将土木工程中根本构件的设计原理交融为一整体,完成真正意思上的平台课的搭建目的,并与后续专业课的学习有效搭接,成为精品教材建设须要思索跟 解决的问题。

二、教材编写讨论

基于上述现状剖析跟 理论摸索,笔者以为大土木专业构造设计原理精品课程教材的编写应看重原理共通与资料差别并存,做到根本原理与工程利用并重,完成课堂学习与课外拓展并举。

(一) 原理共通与资料差别并存

作为一门先容专业根底的课程,其教材应体现构造构件根本设计原理的共通性,同时也没有应疏忽这些根本原理因资料的没有同而惹起的差别。以图1(a)所示纯弯曲构件为例,假如是钢筋混凝土梁图1(b),其设计公式起源于实验现象及实践推导的联合,讲授中通常须要强调钢筋与混凝土二者共同受力,给出如图2所示的截面应力的变化图,并有一系列根本假设作为条件能力取得这些根本公式,在授课进程中必需强调实验现象并有专门的实验环节针对于该内容做深入;而钢梁图1(c)的设计公式则源于资料力学的实践推导,其截面应力的变化如图3所示。比照图2与图3,可见其差别分明。

这种差别在轴压柱、偏压柱以及构件的衔接方面也有所体现。假如无视这种差别,强即将两局部内容简略揉合,必然给学习者特殊是初学者带来很大的迷惑,

造成概念搅浑、懂得凌乱。为此,在教材的构造部署上,应将混凝土构造设计原理及钢构造设计原理分篇编写,既显示出两者之间在原理上的相通性,又体现了没有同资料构件设计的区别。这样有既利于学员懂得学习,又利便老师讲授。

(二)根本原理与工程利用并重

构造设计原理课程的特色应该是“始于实践,终于利用”,即破足于根底实践的同时还要强调根本原理的利用法子,以使学员在把握根本概念的根底上,通过实例将原理当用于设计理论,加深学员懂得。

首先应妥当掌握实践推导的标准。对于根本实践的触及深度没有宜过深,由于纠缠于根本实践往往会事与愿违,造成学员疲于推导、演算,而疏忽实践背地的“原理”。别的,实践推导单调乏味,势必添加学员的学习负担,减弱其学习兴致。教材中的实践应效劳于根本原理。例如钢构造轴心受压构件的整体波动设计中十分首要的整体波动系数φ,它综合体现了初弯曲、初偏心跟 焊接剩余应力对于构件临界应力的影响,其中讲到初弯曲对于轴心压杆承载圆柱模板力的影响时,用图4所示的压杆进行实践剖析,推导出轴心压力濒临临界压力时,其跨中挠度趋于无量大的论断,标明构件失稳,就很好地体现了“原理”。

其次,应重点培育学员对于根本原理的利用法子。教材中对于每个常识点都应该有相应的例题能够参考,同时还应有综合例题将相干常识点串联,使学习者对于常识点有体系整体掌握。图5为某钢构造的主次梁系统,以此为工程配景,能够将其次梁、主梁、柱、支持等根本构件的设计,以及主次梁、主梁与柱的衔接设计疏散于各个章节的例题中,既能各自独破,又能构成整体构造,辅助学员构建由点及面的常识系统,利用后果十分好。当然,作为教材,课后还应合作一些习题辅助学员实现课外拓展练习,使学员能及时将课程学习的内容进行详细利用。无论是例题仍是习题,都要做到与实际工程严密接洽,只有多接洽实际能力保障“原理”有个坚实的落脚点。

(三) 课堂学习与课外拓展并举

土木工程学科的一个首要特色就是理论性很强,任何一个实践都要经得住理论的检修,而良多设计实践也都是源于理论。因而,一方面应强调设计法子的理论起源,在教材内容编排上可依照实验研讨—实践剖析—设计法子—实例剖析的挨次进行,并恰当合作现场实验、动画演示以及实验录像以加深学习者的印象。另一方面应留意激起学员自自动手的才能,好比在教材中参加自主设计实验、模型制造等习题。这对于培育学员的构造感觉十分首要,也能够丰盛教授内容。图6a为钢构造衔接局部的一道课后综配合业题,包括了角焊缝受拉受弯、螺栓拉剪、螺栓拉弯等衔接的验算。学员对于该图的懂得有难题,为了解决此问题,首先指点学员绘制了该衔接的三维模型(图6b),通过旋转角度动态察看帮助识图,而后组织学员着手制造缩比模型(图6c),通过亲手操作组装,学员对于钢构造的传力门路、衔接方式及结构细节等有了更为深化的懂得。这种理论教授法子操作简略,很好地完成了课堂学习与课外拓展的有效对于接,施行后果良好。

构造设计的流程绝对比拟程序化,每种构件的设计都遵循必定的流程跟 规律,即资料参数肯定、截面初选、根本设计公式选用、实用前提校核、复核等。为此,能够在每一章节设计法子论述之后,附上对于应内容的程序化流程图(图7),以有益于学员对于设计进程的总体掌握。同时,该局部内容也为学有余力的学员提供了很好的编程锤炼机遇,如图8即为指点学员参照教材流程体例的VB小程序,界面简略、功用齐全、后果良好。

因为篇幅有限,这些课外拓展内容无奈在教材中充足展开,能够将其制造为电子资源库,采纳多媒体教材的情势对于纸质教材进行恰当增补。此外,还可将电子资源整合于精品课程网站,供学员阅读学习。

三、结语

构造设计原理是大土木专业一门十分首要的专业中心课程,其内容多、公式多、公式实用前提多,存在必定的难度。教材建设作为该课程的首要环节,对于教授后果的影响较大。基于多年的课堂教授跟 教材建设理论,笔者对于大土木专业构造设计原理课程精品教材的编写进行一些讨论,以期为土木工程专业根底课程教材的建设提供参考。

参考文献:

[1] 陈以一.国际土木工程界对于将来工程师教育的若干关注点[J].高等建造教育,2006,15(2):119-121.

[2] 徐礼华,傅旭东,彭华,等.土木工程专业复合型翻新人才培育系统的构建与理论[J].高等建造教育,2016,25(1):55-60.

[3] 徐明,宗周红,张蓓,等.工程构造设计原理试验课程教授改造[J].高等建造教育,2015,24(5):111-114.

[4] 夏军武,贾福萍,李富民,等.构造设计原理[M].江苏,徐州:中国矿业大学出版社,2009.

[5] 邵永健,劳裕华,刘凡,等.混凝土构造设计原理课程建设讨论[J].高等建造教育 ,2011,20(3):69-71.

[6]白正仙,刘学春.面向卓著工程师培育筹划的本科钢构造课程教授改造讨论[J].教育教授论坛,2013(29):36-38.

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