成潔筠 覃銀輝

摘要：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程內(nèi)容多、符號多、公式多，體系龐雜。筆者根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合不同知識點(diǎn)闡述了其采用的不同課堂教學(xué)方法，以此提高教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的思路與方法。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理；專業(yè)基礎(chǔ)課程；課堂教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1005-2909（2012）05-0093-04

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理作為土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，對于構(gòu)建學(xué)生的專業(yè)知識起著十分重要的作用。在課堂講授時(shí)應(yīng)注重講透基本概念、基本原理和工程應(yīng)用。在講述課堂內(nèi)容時(shí)應(yīng)采用多種教學(xué)方法并舉，對于材料性能的介紹、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法介紹、公式推導(dǎo)、解題思路、結(jié)論總結(jié)等內(nèi)容，宜采用傳統(tǒng)授課方法（即黑板板書）更為有效，學(xué)生可主動(dòng)思考、參與推導(dǎo)，有利于加深理解；而對于結(jié)構(gòu)的材料試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、鋼筋的配置、構(gòu)件的破壞過程、設(shè)計(jì)圖紙介紹、結(jié)構(gòu)裂縫和變形及工程實(shí)例展示等內(nèi)容適宜用多媒體授課。

一、符號講解的技巧

課程含有大量的符號，如果僅僅介紹名稱，學(xué)生印象不深刻；若能把符號中的字母、數(shù)字所代表的的含義解釋詳盡，學(xué)生理解將更為透徹。

比如：講解熱軋鋼筋的級別時(shí)，應(yīng)對其中的字母、數(shù)字進(jìn)行解釋（表1），使學(xué)生不僅掌握鋼筋級別，而且對各個(gè)級別的異同點(diǎn)清晰明了。

表1鋼筋級別符號的講解[1-2]HPB300HRBF335RRB400講解材料強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)注意講解下標(biāo)字母所代表的含義（表2），這將對講解構(gòu)件的破壞形態(tài)有所幫助。

二、表格對比講解破壞形態(tài)

課程中，各種受力構(gòu)件的破壞形態(tài)是重點(diǎn)知識點(diǎn)，需要講解透徹。采用對比總結(jié)的方法可以加深學(xué)生對此知識點(diǎn)的理解。

第一步：分析各種受力狀態(tài)下的裂縫形態(tài)，從而引出混凝土配置鋼筋的作用。其一，當(dāng)砼開裂退出工作后，原由它承擔(dān)的應(yīng)力轉(zhuǎn)由鋼筋承擔(dān)，各種鋼筋所能承擔(dān)的內(nèi)力是不同的；其二，與裂縫相交的鋼筋能抑制與延緩裂縫的開展及構(gòu)件撓度的增大，理論上鋼筋的配置與裂縫垂直相交，此時(shí)的效果最佳。但考慮施工的方便往往保證可能出現(xiàn)的裂縫與鋼筋相交[3]（表3）。

第二步：分析配筋率對各種受力構(gòu)件破壞類型的影響（表4）。

第三步：通過表格的形式從破壞特征、破壞性質(zhì)、材料利用情況以及設(shè)計(jì)中如何考慮等方面加以總結(jié)。在講解偏壓構(gòu)件的破壞形態(tài)時(shí)，應(yīng)指出偏壓構(gòu)件是同時(shí)受到軸心壓力和彎矩的構(gòu)件，因此它的破壞形態(tài)應(yīng)與受彎和軸心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)有聯(lián)系，也有區(qū)別，回顧受彎構(gòu)件和軸壓構(gòu)件的破壞形態(tài)，對照講解。各種受力構(gòu)件的破壞形態(tài)總結(jié)于表5-表8。

三、深化公式記憶

由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由混凝土和鋼筋兩種性能不同的材質(zhì)組成，組成體是非均勻的非彈性體，因此大量的結(jié)論并不是單純力學(xué)知識的簡單推導(dǎo)，其中有相當(dāng)一部分是通過大量的試驗(yàn)獲得的一種半經(jīng)驗(yàn)半理論的公式。常規(guī)講解思路：試驗(yàn)情況→影響因素→公式講解?？梢苑雌涞蓝兄汗街v解→影響因素→試驗(yàn)情況。通過講解公式中各參數(shù)的具體意義，引導(dǎo)學(xué)生思考影響參數(shù)的因素有哪些，這樣效果更佳。

如在講解受剪構(gòu)件的影響因素時(shí)，可先把受剪承載力的公式提出來。對于矩形、T形和I形截面的一般受彎構(gòu)件，Vu應(yīng)按下述公式計(jì)算[4]。

Vu=Vcs+Vsb=0.7ftbh0+1.0fyvAsvsh0+

0.8fyAsbsinα（1）

對集中荷載作用下的矩形截面獨(dú)立梁，Vu應(yīng)考慮剪跨比的影響。

Vu=Vcs+Vsb=1.75λ+1.0ftbh0+fyvAsvsh0+

0.8fyAsbsinα（2）

由此可以看出，影響受剪承載力的因素有：混凝土強(qiáng)度等級，影響參數(shù)ft，混凝土強(qiáng)度等級越高，ft越大，Vu越大；剪跨比λ，影響無筋混凝土所能承擔(dān)的受剪承載力Vc，Vc隨著剪跨比λ的增大而降低；腹筋的數(shù)量及強(qiáng)度，公式中對應(yīng)的參數(shù)是fyv、Asv、s。通過分析可知：Vu在剪壓構(gòu)件中隨著配箍率ρsv= Asv/（bs）及箍筋強(qiáng)度fyv的增大而增大；縱筋的配筋率，對應(yīng)公式中的參數(shù)Asb，Asb越大，Vu越大。通過這樣的講解，學(xué)生既掌握了影響因素，同時(shí)又通過公式知道因素具體如何影響承載力。同樣的方法也可以應(yīng)用于裂縫寬度知識點(diǎn)的講解。

四、公式求解巧記憶

該課程的培養(yǎng)目標(biāo)之一就是要求學(xué)生掌握配筋設(shè)計(jì)，學(xué)生在進(jìn)行受彎構(gòu)件、偏壓構(gòu)件、偏拉構(gòu)件的配筋設(shè)計(jì)時(shí)，首先要求出混凝土受壓區(qū)高度x，x的求解可通過力矩平衡方程式解一元二次方程得到，但如果每次都通過求解一元二次方程的方程根，則時(shí)間浪費(fèi)嚴(yán)重，效率降低。通過讓學(xué)生自行嘗試求解認(rèn)識到方程根求解的繁雜性，再講述巧法記憶方程根的方法（圖1），這樣既不會(huì)求解錯(cuò)誤，又提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。各種受力構(gòu)件混凝土受壓區(qū)高度x的計(jì)算見表9。

x=h0（1-1-2Ma1fcbh20）變化形式x=

h0（1-MM0）

其中，M表示力矩平衡方程中的常數(shù)項(xiàng)，M0表示通過圖形記憶。

五、結(jié)語

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理知識點(diǎn)多，在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同知識點(diǎn)的特點(diǎn)，采取不同的教學(xué)方法，讓學(xué)生充分理解，構(gòu)建土木專業(yè)基礎(chǔ)知識，更好地進(jìn)行后續(xù)課程學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈蒲生.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].4版.北京：高等教育出版社，2011.

[2]東南大學(xué)，天津大學(xué)，同濟(jì)大學(xué)合編.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].3版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[3]徐有鄰，周氏.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)出版社，2002.

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

Classroom teaching methods for design principle of concrete structure

CHENG Jieyun， QIN Yinhui

（School of Civil Engineering and Mechanic， Central South University of Forestry and Technology，

Changsha 41004， Hunan Province， P. R. China）

Abstract： Design principle of concrete structure is a foundation curriculum in the civil engineering specialty. It has many curriculum contents， marks， and formula. Its system is numerous and disorderly. Based on our teaching experience， we elaborated different teaching methods to improve the teaching quality.

Keywords：design principle of concrete structure； foundation curriculum； classroom teaching methods

（編輯梁遠(yuǎn)華）