(重慶三峽學院土木工程學院,重慶萬州 404100)
建筑結構類課程主要包括《混凝土結構》、《砌體結構》及《鋼結構》三門課程.根據三門課的內容,《混凝土結構》和《鋼結構》需要掌握的知識較多,都有原理和設計兩部分,《砌體結構》內容較少,只有一本教材,早期這三門課都是分開來教授,或并行或分先后,課時安排足夠.現在隨著教學改革引起的課時縮減及擴招引起的學生質量下降,導致學生感覺結構類課程有一定的難度.現在的本科院校主要培養應用型人才,那么如何能培養出滿足企業需求、適應企業發展,實用型高素質人才已成為教學研究的重要課題.通過多年對建筑結構類課程的教學與研究,筆者認為應該從目前建筑結構類課程存在的問題進行研究.
目前對大多院校將《混凝土結構》、《砌體結構》及《鋼結構》三門課程分開來講解,教材也是獨立的,《混凝土結構》和《鋼結構》有的還要分上下冊,由于這三類結構同屬建筑結構,設計方法相同,均為“概率極限狀態設計法”,因此,這三門課程的教材都會有部分內容的重復.那么如果把這三門課程很好地融合在一起,就會利用有限的課時讓學生掌握更多的知識.融合就是把這三門課程變成兩門,即《結構設計原理》和《結構設計》,分兩學期上.這種方法在某些院校已經實施,筆者也已采用.采用這種方式,既節約課時,學生的學習能力和興趣也有所提高.比如設計原理部分,先仔細全面講解“混凝土原理”,后面講到“砌體結構原理”時,設計方法就簡單提一下,僅對某些參數的不同取值進行說明,而砌體材料及力學性能和承載力計算需重點講解;講承載力計算時像受壓、受拉、受彎、受剪,就可以和混凝土的進行比較,這樣既加深理解又便于記憶;在講“鋼結構設計原理”時,由于材料的特殊性,重點講材料及連接,到后面教材的軸心受力構件、受彎構件、拉彎和壓彎構件時,學生會感覺公式很復雜、內容也比較多,那么教師首先要說明鋼結構變復雜的原因,同時要把知識體系理順,然后把知識網建立起來,即每門課的各章節形成了縱向的線,三門課之間形成了橫向的線,把各縱向和橫向聯系起來分析,這樣對結構設計原理就有了深入的理解,并有機地融為一個整體.
對設計部分,可分開講,也可融合.《砌體結構》設計部分內容較少,主要是墻體承載力計算和構件設計,這部分與混凝土結合較緊密,可在混凝土之后講解.教材選擇方面,鑒于目前大多數教材都是分開的,可以選擇選理論上較深,內容較全面的教材,這樣便于學生自學和課后提高.
傳統的教學法注重理論知識傳授,多以講授法為主,普遍采用單向灌入式的教學方法,學生只能被動地接受.這種以課堂、教師和教材為中心,注入灌輸的教學方式,忽視了學生思維方法和能力的培養,很難培養學生的興趣,學生學起來費勁,知識掌握不透徹.所以,重點應抓兩個:一是夯實專業基礎;二是理論與實踐相結合,在校重點抓理論.
“學習專業知識無用論”是目前在社會上比較流行的一個說法,之所以有這樣的說法,原因很多.但從學生學習知識、掌握專業技能這一方面來說是不成立的,尤其對土木工程專業更不成立.應該讓學生認識到理論課的重要性,這就需要對有些看似理論性強的東西與實際的東西結合起來講,而且要把在實際工程中的處理方式介紹給學生,讓他們知道怎樣做是正確的.例如,規定混凝土的保護層厚度必須有足夠的厚度且給出了下限值.但實際設計中,保護層厚度與設計要求相比變化較大,有時只有設計值的幾分之一.對這一點我們就要給學生說明,這種做法鋼筋的保護和錨固都極為不利,會直接影響到結構的可靠性和耐久性.還有對主次梁節點附加吊筋的布置,由于施工人員不熟悉吊筋的作用,施工中經常出現吊筋錯位、斜置造成吊筋的作用減弱、主次梁節點混凝土澆注質量的下降,并擠占通長負彎矩鋼筋或下部縱向鋼筋,影響了其他受力鋼筋作用的發揮.
圖1說明了箍筋的正確位置及做法,圖2說明了箍筋與其它鋼筋的相互位置關系,其中的⑩筋即為吊筋,即此鋼筋必須設置在主次梁交接處,并與主梁底面垂直.沒有專業知識或專業知識不扎實,不管以后從事設計還是施工,都會存在許多問題.
如1999年1月4日晚6時50分,重慶市綦江縣城區一座步行橋(彩虹橋)突然整體垮塌,數十名過橋者隨大橋墜入橋下的綦河,造成了嚴重傷亡事故.這次因工程質量導致的重大責任事故,共造成40人死亡.此次事故的主要直接原因有:
(1)吊桿鎖錨問題.主拱鋼絞線鎖錨方法錯誤,不能保證鋼絞線有效鎖定及均勻受力,錨頭部位的鋼絞線出現部分或全部滑出,使吊桿鋼絞線錨固失效.
(2)主拱鋼管焊接問題.主拱鋼管在工廠加工中,對接焊縫普遍存在裂紋、未焊透、未熔合、氣孔、夾渣等嚴重缺陷,質量達不到施工及驗收規范規定的二級焊縫驗收標準.
(3)鋼管混凝土問題.主鋼管內混凝土強度未達設計要求,局部有漏灌現象,在主拱肋板處甚至出現1米多長的空洞,吊桿的灌漿防護也存在嚴重質量問題.
(4)設計問題.設計粗糙,隨意更改.施工中對主拱鋼結構的材質、焊接質量、接頭位置及鎖錨質量均無明確要求.在成橋增設花臺等荷載后,主拱承載力不能滿足相應規范的要求.
這個實例充分說明,凡嚴重違反強制性標準而造成惡性事故的都是無法挽回的.通過案例教學讓學生認識到,只有掌握專業基礎知識,嚴格貫徹執行規范,才能保證建筑的使用壽命.
對于學生來講,應該以理論為主、實踐為輔,實踐是用來檢驗并提高理論的,在校重點做好理論準備,工作后再把理論拿出來去運用以提高個人的專業水平.
教學方法上,首先要注意緒論的重要性,使學生對結構類課程有充分的認識并產生興趣;其次前面內容要慢講、精講,不要使學生有壓力并產生恐懼感,后面內容可快講、粗講,使學生學會自學,前后教學內容也可呼應起來;最后教學手段上應板書與多媒體結合、觀看錄像、現場實習和動手實驗幾種方式靈活運用.
在教學過程中,教師應該培養工程建設所需要的認知(對“科技能否、法規可否、環保應否、經濟值否”的認知)、情感(對工程建設的事業心、責任感)、意識(質量、安全、協作等工程意識)、行為(獲取信息、溝通交流以及提出、分析、解決、判斷問題等能力),即“知、情、意、行”四方面的全面素質.
教學實踐證明:面向生產實踐教學,以應用為主旨的教學方法是正確的,這種教學方式不僅增強了學生學習的主動性,而且提高了學生的自學能力、應用分析能力.我們要在此基礎上進一步進行改革探索與實踐,努力將學生培養成具有適度的基礎理論知識、知識面寬、技術應用能力強的高等應用性人才.
對建筑結構類課程還有一些問題需要我們去不斷研究和解決:
(1)學生掌握某些前期課程的情況,如力學、工程制圖、房屋建筑學和建筑材料等課程的掌握程度都會影響結構類課程的學習效果.
(2)依據課本知識和獨立見解的關系,它涉及理論與實際、科學性與創造性之間的矛盾與統一.
(3)這類課程的課本內容普遍滯后于工程實際,與工程技術、工程建設飛速發展的大形勢缺乏聯系,教師、學生對工程技術的發展情況也都不甚了解.
(4)要針對所在院校和學生的特點及用人單位的需求,制定課程教學的體系、內容和方法,突出個性和特色.

圖1 吊筋的位置及做法

圖2 主梁配筋圖
[1]羅福午.建筑結構的任務和建筑結構教學內容的改革[J].中國建設教育,2009(1、2):49-51.
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