劉水 唐姝 鐘亞雯

【摘要】工程結(jié)構(gòu)課程是工程造價專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，但知識難度較大，涉及知識點多，尤其是其構(gòu)造細節(jié)繁瑣邏輯性不強、抽象性高，傳統(tǒng)的教學(xué)手段嚴重制約該課程教學(xué)效果。為此在教學(xué)中引入了魯班鋼筋三維算量軟件，借此軟件實現(xiàn)對工程結(jié)構(gòu)整體或單體構(gòu)件的外觀形態(tài)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造細節(jié)及鋼筋布置進行多角度展現(xiàn)，對工程結(jié)構(gòu)進行仿真模擬，輔助學(xué)生在掌握工程結(jié)構(gòu)計算原理重點知識的同時，也能夠?qū)崿F(xiàn)對結(jié)構(gòu)細部構(gòu)造知識的掌握，并激發(fā)學(xué)生對工程結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)興趣。

【關(guān)鍵詞】工程造價? 工程結(jié)構(gòu)? 混凝土? 三維算量? 鋼筋

【中圖分類號】TP319;TU723.3? 【文獻標識碼】A?【文章編號】2095-3089（2020）30-0003-02

工程結(jié)構(gòu)課程是工程造價專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，對于工程造價專業(yè)學(xué)生來說，全面掌握工程結(jié)構(gòu)其理論和計算方法等諸多知識點，存在著較大的難度。工程造價培養(yǎng)的目標是熟練掌握工程技術(shù)知識和造價理論，從事工程造價方面的高級應(yīng)用型技術(shù)人才，要求學(xué)生具有寬廣的知識面和很強的識圖能力及規(guī)范意識。因此，必須對現(xiàn)行授課內(nèi)容進行合理優(yōu)化，才能適應(yīng)工程造價專業(yè)知識所需要。對于枯燥的理論分析及計算，教學(xué)手段如果僅靠工程照片、視頻動畫等媒體的二維PPT課堂講授，很難提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也達不到好的教學(xué)效果。

一、依據(jù)造價專業(yè)目標，確定教學(xué)要求

工程造價專業(yè)是培養(yǎng)扎實的高等教育文化理論基礎(chǔ)，掌握土木工程及相關(guān)工程技術(shù)知識及與國內(nèi)、國際工程造價（管理）相關(guān)的管理、經(jīng)濟和法律等基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識組成的系統(tǒng)的、開放性的知識結(jié)構(gòu)，具有工程建設(shè)項目投資決策和全過程各階段工程造價管理能力，全面獲得工程師基本訓(xùn)練，同時具備較強的專業(yè)綜合素質(zhì)與能力、實踐能力、創(chuàng)新精神，具備健康的身心素質(zhì)和良好的社會適應(yīng)能力，能夠在國內(nèi)外土木工程及其它工程領(lǐng)域從事建設(shè)工程全過程和全面工程造價（管理）工作的高素質(zhì)、應(yīng)用型人才。

工程造價專業(yè)的核心能力即是工程造價的各種計算，其專業(yè)特點傾重于經(jīng)濟和管理。對造價專業(yè)的學(xué)生，工程結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)目的主要是能夠熟練準確閱讀建筑結(jié)構(gòu)施工圖，識讀結(jié)構(gòu)圖時學(xué)生能基本分析和理解整體和局部結(jié)構(gòu)所表達內(nèi)容，通過查閱相應(yīng)標準能獲悉相應(yīng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求，為后續(xù)的工程施工、工程造價計量計價等多門課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

二、透徹課程特點，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

工程結(jié)構(gòu)課程是對先行學(xué)習(xí)的建筑制圖、房屋構(gòu)造、建筑材料、建筑力學(xué)等多門課程的綜合、應(yīng)用和提升，其實踐性很強，其基本理論及計算原理基本來源于眾多實驗以及對廣泛工程實踐經(jīng)驗的總結(jié)及整理從而形成規(guī)范。而且同時基于實踐的設(shè)計規(guī)范和規(guī)程不間斷地又依據(jù)最新研究成果與工程實踐經(jīng)驗進行修正更新版本。目前工程造價使用的工程結(jié)構(gòu)教材大多數(shù)都是把鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等簡單組合在一起，沒有體現(xiàn)工程造價專業(yè)使用結(jié)構(gòu)教材的特點，教材內(nèi)容整合急需進行。工程造價專業(yè)學(xué)生的識讀施工圖是其核心能力之一，尤其是“平法”結(jié)構(gòu)圖的閱讀，記憶量大，邏輯性雜，學(xué)生對工程的構(gòu)造知識欠深度，對宏觀制圖規(guī)則掌握到位，但對細節(jié)構(gòu)造要求不甚了解或知之不詳。特別是施工完成過程沒有工程現(xiàn)場的切身經(jīng)歷，在學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)課程中，最乏味的就是很多的構(gòu)造措施方面的細節(jié)。經(jīng)過學(xué)習(xí)對整個工程結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)造有了較清楚地認識后，再結(jié)合制圖規(guī)則去識讀結(jié)構(gòu)施工圖會取得較好的效果。當然由于課時的限制，結(jié)構(gòu)課程其他偏重于設(shè)計計算如受扭構(gòu)件計算、框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算等可以酌情刪減，就不論述。

三、魯班鋼筋三維算量軟件輔助工程結(jié)構(gòu)教學(xué)的方法

1.魯班鋼筋三維算量的特點

魯班大師（鋼筋）為基于國家規(guī)范和平法標準圖集，采用CAD轉(zhuǎn)化建模，繪圖建模，輔以表格輸入等多種方式，整體考慮構(gòu)件之間的扣減關(guān)系，解決造價工程師在招投標、施工過程鋼筋工程量控制和結(jié)算階段鋼筋工程量的計算問題。軟件自動考慮構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)和扣減，用戶只需要完成繪圖即可實現(xiàn)鋼筋量計算，內(nèi)置計算規(guī)則并可修改，強大的鋼筋三維顯示，使得計算過程有據(jù)可依，便于查看和控制。魯班鋼筋軟件內(nèi)置了現(xiàn)行的鋼筋相關(guān)的規(guī)范，對于不熟悉鋼筋計算的預(yù)算人員來說非常有用，可以通過軟件更直觀地學(xué)習(xí)規(guī)范，可以直接調(diào)整規(guī)范設(shè)置，適應(yīng)各類工程情況，而且利用三維顯示，可以輕松檢查模型的正確性和計算結(jié)果正確性。

2.利用魯班鋼筋三維算量軟件對工程結(jié)構(gòu)整體理解

目前工程結(jié)構(gòu)教材主要按照力學(xué)構(gòu)件“拉、壓、彎、剪”等基本構(gòu)件學(xué)習(xí)。這樣把實際工程中整體的結(jié)構(gòu)人為地簡單地抽出來進行簡化學(xué)習(xí)，學(xué)生對基本構(gòu)件計算掌握較好，但對建構(gòu)的全體受力特征、變形特點、荷載的作用效應(yīng)理解難度較高，學(xué)生能理解單體構(gòu)件但理解不了全結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵和相互之間的關(guān)系。而魯班鋼筋三維算量軟件利用其3D技術(shù)可以有效解決整體與局部的關(guān)系，利用軟件創(chuàng)建出三維模型（如圖1所示），可以從不同角度清晰觀察理解工程結(jié)構(gòu)全體的關(guān)系，教學(xué)中，學(xué)生獲得整體結(jié)構(gòu)的認識，清晰相互構(gòu)件組成。學(xué)生進行結(jié)構(gòu)計算時，明確整個結(jié)構(gòu)體系的傳力路徑后，對單個構(gòu)件的受力的理解及計算就更為明確。這對課程的教學(xué)有了很大的促進、幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)中擁有一個從宏觀到局部的分析理解過程。軟件的使用也讓學(xué)生不再對結(jié)構(gòu)的整體力學(xué)及構(gòu)件關(guān)系感到抽象。也能更好理解單個構(gòu)件的作用，并有興趣對單構(gòu)件的計算原理進行理解和學(xué)習(xí)，也能拓展到結(jié)構(gòu)相應(yīng)規(guī)范的學(xué)習(xí)使用，從而達到對結(jié)構(gòu)計算原理重點知識的理解和掌握。

如圖示整體結(jié)構(gòu)左邊第二層KL3（3A）梁，按照圖紙配筋情況如圖2所示，可以教授學(xué)生計算該梁的承載力，也可利用其他對應(yīng)結(jié)構(gòu)軟件演示計算該配筋的過程，這樣就可以更實際地讓學(xué)生掌握受彎構(gòu)件計算的原理及應(yīng)用方法，不再感覺到枯燥抽象乏味。

3.利用魯班鋼筋三維算量軟件對結(jié)構(gòu)部位的細部構(gòu)造特征的學(xué)習(xí)

工程結(jié)構(gòu)很難學(xué)的部分混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋的配置，單個構(gòu)件的計算要求設(shè)計出鋼筋的數(shù)量、大小和放置方式甚至鋼筋的準確數(shù)量，對于遍布復(fù)雜鋼筋的結(jié)構(gòu)整體而言，工程造價專業(yè)靠手工計算和繪制，其效率和準確率是低的。老師授課時要講清楚鋼筋的數(shù)量、布置、特征等也很有難度，最后學(xué)生還是無法想象出鋼筋實際布置的方式及鋼筋在空間的樣式，這樣對構(gòu)造措施很多就逐漸淡化甚至不學(xué)放棄，這不利于學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)及工作的進一步發(fā)展。 由于借助魯班鋼筋三維算量軟件對構(gòu)件有可以多個角度進行觀察顯示，同時選擇顯示的不同參數(shù)，能夠讓工程造價專業(yè)學(xué)生不僅僅學(xué)習(xí)了配筋計算的原理，更加理解熟悉配置鋼筋的構(gòu)造措施。而且可以輕松檢查模型的正確性和計算結(jié)果正確性。

同樣例子框架梁KL3（2A）所示能夠空間顯示其鋼筋的配置及布置方式如圖3所示，而且可以利用軟件進一步準確確定鋼筋的種類形式及數(shù)量如圖4所示，兩圖相結(jié)合學(xué)習(xí)使用，學(xué)生就能在頭腦中清楚勾繪出受彎構(gòu)件梁鋼筋的準確構(gòu)造細節(jié)。對于后續(xù)施工技術(shù)及鋼筋算量等方面的知識學(xué)習(xí)會有很好的奠基作用，同樣道理也能夠幫助很好地掌握諸如變截面處等復(fù)雜部位鋼筋的處理細節(jié)，這就幫助學(xué)生從宏觀再到細節(jié)都能夠?qū)︿摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的理解有比較好的效果。如此也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)鋼筋細部構(gòu)造措施的興趣，對工程結(jié)構(gòu)的教學(xué)也能起一定的推動作用。

4.魯班鋼筋三維算量軟件應(yīng)用于輔助教學(xué)效果

筆者先前傳統(tǒng)的教學(xué)方式導(dǎo)致部分學(xué)生沒有學(xué)習(xí)興趣，也害怕該課程學(xué)習(xí)。而在引入魯班軟件輔助教學(xué)后，連續(xù)三年的學(xué)生評教綜合評價結(jié)果顯示，工程結(jié)構(gòu)課程平均成績提高較為明顯。個人工程結(jié)構(gòu)課程教學(xué)水平有了大幅度的提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)動力增加同時減輕了老師的教學(xué)壓力，真正實現(xiàn)了教與學(xué)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

其次，提高學(xué)生學(xué)習(xí)工程結(jié)構(gòu)的趣味性，學(xué)習(xí)中不再全是枯燥的力學(xué)原理、實驗假設(shè)、繁復(fù)的公式，而是結(jié)構(gòu)的搭建、工程結(jié)構(gòu)整體完成后工程總體成就感。跟隨老師也掀起了學(xué)習(xí)三維軟件的熱潮，再加上結(jié)構(gòu)原理的理解，學(xué)生有了身臨其境的感覺，學(xué)習(xí)興趣大增，提高了造價專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性。

最后，學(xué)生時時帶著興趣及動力去學(xué)習(xí)工程結(jié)構(gòu)，再結(jié)合魯班軟件展示的軟件三維圖，反過來對軟件的操作探索也要求學(xué)生必須加深掌握結(jié)構(gòu)計算值參數(shù)的含義、鋼筋的布置方式、構(gòu)造要求，從而進一步促使學(xué)生有效理解軟件生成的明細表中準確材料數(shù)量、結(jié)構(gòu)性質(zhì)等多種數(shù)據(jù)及參數(shù)的意義。加深對工程結(jié)構(gòu)進一步鞏固學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

四、教學(xué)思考與建議

新技術(shù)不斷推陳出新，教師尤其是中老年教師應(yīng)該主動學(xué)習(xí)新技術(shù)來適應(yīng)新的教學(xué)要求，學(xué)校也應(yīng)鼓勵教師到企業(yè)去學(xué)習(xí)鍛煉提高，把理論的知識變成實際的應(yīng)用知識，在授課中結(jié)合實踐教學(xué)讓學(xué)生感覺學(xué)到的東西有價值，符合社會實際，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣。

現(xiàn)在國家大力推進BIM技術(shù)的應(yīng)用，但是在學(xué)校里面由于多方面因素，推進并不理想，尤其是與其專業(yè)能配套的教材缺乏，嚴重制約了工程造價人才培養(yǎng)效率。工程造價行業(yè)在社會廣泛應(yīng)用經(jīng)過多年的發(fā)展，其軟件計算技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)比較全面，但如何在教學(xué)中利用它們并逐步使用好這些軟件有待進一步實踐，比如利用軟件輔助教學(xué)中的課堂內(nèi)計算原理與仿真展示講解的時間比例控制就有待探索。

工程造價專業(yè)辦學(xué)時間不長，如何讓學(xué)生有興趣、有耐心地學(xué)習(xí)好工程結(jié)構(gòu)是一個永恒的有意義的課題，畢竟只會讀圖的工程人員也不是工程造價專業(yè)培養(yǎng)人才的終極目標。

參考文獻：

[1]侯學(xué)良，鄧忠清.在“工程結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中引入Revit軟件[J].中國管理信息化，2019（1）

[2]余宏亮.工程造價專業(yè)工程結(jié)構(gòu)課程教學(xué)探討[J].高等建筑教育，2013（2）

[3]徐偉，王暄，胡志華，白義奎.提高《工程結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)效果的幾點措施[J].科技信息，2008（30）

作者簡介：

劉水（1973-），男，四川儀隴人，工學(xué)碩士，主要從事房屋與橋梁結(jié)構(gòu)研究。