建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程內(nèi)容構(gòu)建

張榮蘭

(鹽城工學(xué)院土木工程學(xué)院，江蘇鹽城　224051)

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建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程內(nèi)容構(gòu)建

張榮蘭

(鹽城工學(xué)院土木工程學(xué)院，江蘇鹽城224051)

摘要:分析了土木工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程的必要性，結(jié)合土木工程專業(yè)學(xué)生的實際情況，闡述了建筑學(xué)專業(yè)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程所包含的內(nèi)容，通過教學(xué)實踐應(yīng)用，達到了土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)計劃的要求。

關(guān)鍵詞:土木工程專業(yè)，建筑結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計，課程內(nèi)容

地震是一種自然災(zāi)害，強烈地震會造成建筑物倒塌或損壞，我國作為一個地震多發(fā)頻發(fā)的國家，建筑結(jié)構(gòu)抗震是土木工程專業(yè)中非常重要的專業(yè)必修課程。學(xué)生不懂建筑結(jié)構(gòu)抗震，就不能很好從事結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程施工、工程監(jiān)理、甲方代表，甚至考研等。學(xué)好建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，為建筑工程方向畢業(yè)設(shè)計奠定良好基礎(chǔ)。一個優(yōu)秀結(jié)構(gòu)工程師必須具備一定建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計知識，才能做出優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計作品。土木工程專業(yè)培養(yǎng)要求學(xué)生必須具備相應(yīng)工程抗震知識，需要學(xué)習包括建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計在內(nèi)的技術(shù)方面知識。注冊結(jié)構(gòu)師考試也提出對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計具體大綱要求。基于土木工程專業(yè)建筑工程方向應(yīng)用型本科學(xué)生實際情況，土木工程專業(yè)學(xué)生力學(xué)水平功底薄，思想上輕結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計涉及內(nèi)容很多，所教內(nèi)容不可能面面俱到。各學(xué)校安排建筑結(jié)構(gòu)抗震課時相對較少。綜合以上因素，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程內(nèi)容包括哪些顯得非常重要。學(xué)生掌握所講內(nèi)容，就可達到土木工程專業(yè)培養(yǎng)計劃的要求，達到土木工程專業(yè)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程專業(yè)教育評估標準，達到注冊結(jié)構(gòu)師對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的要求。

1　分析土木工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的必要性

1)土木工程專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)計劃要求。培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面寬、能力強、素質(zhì)高，知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，獲得注冊工程師基本訓(xùn)練的土木工程專業(yè)人才。為江蘇沿海開發(fā)與城鄉(xiāng)建設(shè)培養(yǎng)具備土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計、土木工程施工與管理的能力以及相關(guān)操作技能，具備進一步提高學(xué)歷層次和自主學(xué)習新知識的能力，具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神，能在建筑工程領(lǐng)域從事設(shè)計、施工、管理和技術(shù)開發(fā)等方面工作的高素質(zhì)應(yīng)用型高級土木工程技術(shù)人才。2)土木工程專業(yè)教育評估標準對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程內(nèi)容有具體要求。土木工程專業(yè)本科教育評估標準明確指出:專業(yè)知識與技術(shù)中要求通過專業(yè)課程的學(xué)習和訓(xùn)練，使學(xué)生學(xué)會應(yīng)用由專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)得的基本理論，進一步深入掌握專業(yè)技能，建立初步的工程經(jīng)驗。掌握土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法、CAD及軟件應(yīng)用技術(shù)。掌握土木工程的防災(zāi)與減災(zāi)基本原理及一般設(shè)計方法。標準的實踐與技能中指出:通過工程設(shè)計，綜合應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，具有獨立分析解決一般土木工程技術(shù)問題的能力。這些專業(yè)知識與技術(shù)和實踐與技能無不規(guī)定建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程內(nèi)容。3)注冊結(jié)構(gòu)師專業(yè)考試對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程內(nèi)容有具體要求。注冊結(jié)構(gòu)師考試對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計具體大綱要求:掌握一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震設(shè)計計算要點及構(gòu)造措施。掌握砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法。掌握砌體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求和抗震構(gòu)造措施。熟悉地基抗液化的設(shè)計方法及技術(shù)措施。了解地震作用對高層建筑結(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu)的影響;掌握風荷載和地震作用的取值標準和計算方法;熟悉概念設(shè)計的內(nèi)容及原則，并能運用于高層建筑結(jié)構(gòu)的體系選擇、結(jié)構(gòu)布置和抗風、抗震設(shè)計。4)土木工程專業(yè)教學(xué)大綱對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要求。本課程主要介紹地震作用的基本原理及結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計方法，使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)抗震的基本理論及設(shè)計方法，具有較強的實用性。課程目的是介紹地震作用的基本原理及結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計方法，通過本門課程的學(xué)習，使學(xué)生初步理解與掌握建筑結(jié)構(gòu)抗震的概念、原則和方法，結(jié)構(gòu)地震作用的計算原理，多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)等抗震設(shè)計，為學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計以及今后對實際工程進行抗震設(shè)計打下基礎(chǔ)。

2　土木工程專業(yè)學(xué)生實際情況

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程所包含內(nèi)容多、概念多、公式多。各個學(xué)校對土木工程專業(yè)學(xué)習建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程安排學(xué)時相對不多。學(xué)生很難在較短有限時間內(nèi)掌握諸多內(nèi)容學(xué)習。

土木工程專業(yè)應(yīng)用型本科學(xué)生對理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等力學(xué)功底比較薄，對建筑結(jié)構(gòu)抗震課程中諸多公式看到就害怕，天生有抵觸，老師很難在較短時間內(nèi)教會學(xué)生太多知識。因此教哪些建筑結(jié)構(gòu)抗震內(nèi)容就很重要。建筑結(jié)構(gòu)抗震課程一般安排在大三、大四期間，學(xué)生忙于考研和找工作，老師所教內(nèi)容和如何調(diào)動這些學(xué)生積極性就顯得非常重要。

3　探索建筑學(xué)專業(yè)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的內(nèi)容

1)講授建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程內(nèi)容遵循方法。考慮到土木工程專業(yè)學(xué)習建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的必要性，考慮應(yīng)用型本科和各學(xué)校分配課時等實際情況，講授抗震內(nèi)容不能像其他專業(yè)課那樣面面俱到，不能平分建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計章節(jié)課時。要對課程內(nèi)容整合。講授建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程內(nèi)容遵循方法:第一，鑒于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程通常難懂，開課第一課要求學(xué)生盡量做到預(yù)習→聽課→復(fù)習→作業(yè)這樣一個過程。第二，建議老師盡量以例題形式逐步講授抗震設(shè)計及計算設(shè)計步驟，提出解題注意點，以達到應(yīng)用型本科目的;例題可以是工程實例、畢業(yè)設(shè)計相關(guān)知識內(nèi)容;不要照本宣科，不要純粹講公式。第三，老師講授各種結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計、構(gòu)造設(shè)計和震害時，盡可能自己作圖和選擇更多圖片講解、老師盡可能以例題形式消化所學(xué)內(nèi)容;結(jié)構(gòu)設(shè)計除了計算設(shè)計外還包括概念設(shè)計和構(gòu)造設(shè)計，讓學(xué)生認識到各種結(jié)構(gòu)概念設(shè)計、構(gòu)造設(shè)計的重要性。第四，遇到深奧難懂的概念時，如有可能可以搜集相關(guān)論文講解并供學(xué)生課后消化;涉及晦澀難懂公式時，可直接寫出公式，解釋公式中參數(shù)含義，盡可能通過例題講解消化公式。2)探索土木工程專業(yè)應(yīng)用型本科建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程內(nèi)容建議。土木工程專業(yè)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程建議包括六章內(nèi)容。第一章地震概述包括地球構(gòu)造、地震類型與成因、震源、震中、地震波、地震烈度、震級、抗震設(shè)防烈度、地震動參數(shù)區(qū)劃圖。第二章地震作用包括單自由度體系地震作用、地震反應(yīng)、地震反應(yīng)譜;多自由度體系的地震作用、地震反應(yīng)、振型分解反應(yīng)譜法。第三章結(jié)構(gòu)抗震計算包括結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則、設(shè)計地震動、水平地震作用計算、豎向地震作用計算、結(jié)構(gòu)抗震驗算五大部分。其中結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則包括建筑抗震設(shè)防分類和設(shè)防標準、三水準抗震設(shè)防目標、兩階段抗震設(shè)計方法、結(jié)構(gòu)抗震計算的一般規(guī)定。設(shè)計地震動包括地震影響、設(shè)計反應(yīng)譜、設(shè)計地震波。水平地震作用計算包括振型分解反應(yīng)譜法、底部剪力法、時程分析法。結(jié)構(gòu)抗震驗算包括截面抗震驗算和抗震變形驗算。第四章結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計包括選擇有利建筑場地、地段和地基;設(shè)計有利的房屋抗震體型、進行合理的結(jié)構(gòu)布置;選擇合理的結(jié)構(gòu)材料;提高結(jié)構(gòu)抗震性能的措施;控制結(jié)構(gòu)變形、確保結(jié)構(gòu)的整體性;減輕房屋自重和妥善處理非結(jié)構(gòu)部件。第五章混凝土房屋抗震設(shè)計包括抗震設(shè)計一般要求、框架結(jié)構(gòu)的抗震計算、框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計、抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計、框架抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計五部分。框架結(jié)構(gòu)的抗震計算包括水平地震作用下框架內(nèi)力的計算、水平地震作用下框架變形的計算、框架結(jié)構(gòu)的驗算。框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計包括框架結(jié)構(gòu)的抗震性能、框架梁的抗震設(shè)計、框架柱的抗震設(shè)計、框架梁柱節(jié)點的抗震設(shè)計。抗震墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計包括懸臂抗震墻的抗震性能、連肢抗震墻的抗震性能、墻肢的抗震概念設(shè)計、連梁的抗震概念設(shè)計、抗震墻結(jié)構(gòu)的截面抗震驗算。框架—剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計包括抗震性能和抗震設(shè)計。第六章砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計包括砌體房屋抗震設(shè)計的一般規(guī)定、多層砌體房屋的抗震驗算。

4　土木工程專業(yè)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計內(nèi)容實踐效果

土木工程專業(yè)通過對上述六章建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計內(nèi)容講授，所學(xué)內(nèi)容基本上滿足專業(yè)在結(jié)構(gòu)方面要求，滿足土木工程專業(yè)培養(yǎng)計劃要求，滿足土木工程專業(yè)教育評估標準對建筑結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容具體要求，滿足注冊結(jié)構(gòu)師對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程內(nèi)容具體要求。老師上課時考慮從應(yīng)用型本科學(xué)生實際情況出發(fā)，注意對課堂內(nèi)容安排，課堂的前段時間總結(jié)上節(jié)所講內(nèi)容并羅列問題讓學(xué)生回答，時間許可時進行隨堂測試;課后布置習題并進行分析講解;學(xué)期末時，老師將所做習題的正確解答打印供學(xué)生參考。最后學(xué)生成績評定通過課程論文、課程小設(shè)計、隨堂測試、平時成績、作業(yè)以及最后開卷考試等幾方面成績綜合。通過幾輪講解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣，增強學(xué)生學(xué)習積極性，提高學(xué)習質(zhì)量，從而獲得較好學(xué)習效果。通過隨堂測試、講解習題，達到了解決疑難問題的目的，使學(xué)生重視單元的總結(jié)與積累，杜絕前松后緊、考前突擊的現(xiàn)象。絕大多數(shù)學(xué)生取得良好成績，取得較好效果。

參考文獻:

［1］GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范［S］．

Content building of the curriculum of Building Structure Seismic Design

Zhang Ronglan
(Civil Engineering College，Yancheng Institute of Technology，Yancheng 224051，China)

Abstract:The paper analyzes the necessity of building structural seismic design for students majored in civil engineering．Combining with students’actual conditions of civil engineering，it describes building structure seismic design curriculum contents of architecture major．Through teaching practice application，it meets civil engineering talents cultivation planning demands．

Key words:civil engineering major，architectural structure，anti-seismic design，curriculum content

作者簡介:張榮蘭(1970-)，女，碩士，講師，國家一級注冊結(jié)構(gòu)師

收稿日期:2015-10-20

文章編號:1009-6825(2016)01-0248-02

中圖分類號:G642．0

文獻標識碼:A