RC樓蓋課程設(shè)計教學(xué)改革建議

黃瑞新　岳喜妍　郭亞楠　劉幸迪　王明章　諸葛緒巖

摘 要：為了提高土木工程專業(yè)RC樓蓋課程設(shè)計的準(zhǔn)確性和效率，本文采用MATLAB語言和EXCEL表格，編制了RC樓蓋課程設(shè)計手算計算書校核系統(tǒng)CDSSRC，通過RC樓蓋課程設(shè)計計算機程序的計算結(jié)果與手算的計算結(jié)果進行比較，可以對手算計算結(jié)果的進行校核；雖然計算機程序的計算結(jié)果比較精確，但是RC樓蓋課程設(shè)計手算是土木工程專業(yè)大學(xué)生必備的能力，不能完全依靠計算機，本文建議采用手算為主、計算機計算為輔的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：RC樓蓋；課程設(shè)計；MATLAB語言；樓蓋手算校核系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.252

0 引言

RC樓蓋課程設(shè)計是《混凝土結(jié)構(gòu)》課程的一個非常重要的教學(xué)內(nèi)容，及有很強的實踐性、實用性，對于培養(yǎng)土木工程專業(yè)大學(xué)生實踐動手能力，是一個必不可少的環(huán)節(jié)[1]。劉雁和鄒小靜分析了單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計中存在的不足之處，并提出了相應(yīng)的改革措施[2]。王強、陳慕杰和陳宜虎針對近年來課程設(shè)計教學(xué)中存在的一些問題，提出該課程設(shè)計改革的一些思路[3]。魏曉針對建筑學(xué)專 業(yè)建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)設(shè)計中存在的問題進行分析，并提出相應(yīng)的改革創(chuàng)新措施，旨在能夠有效地提高建筑結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)水平[4]。

針對學(xué)生在課程設(shè)計實踐中存在的缺點，本文采用手算為主、計算機計算為輔的教學(xué)方法，編制了CDSSRC軟件。通過該軟件，教師可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在課程設(shè)計計算過程的錯誤，并且加以干預(yù)與糾正，為后面的評閱打好基礎(chǔ)，做好成績評定的客觀性、公平性與公正性；學(xué)生可以提高對該課程設(shè)計的興趣，還可以提高的課程設(shè)計質(zhì)量與效率，在課程設(shè)計中少走彎路。

1 CDSSRC軟件介紹

目前《混凝土結(jié)構(gòu)》RC樓蓋課程設(shè)計的教學(xué)停留于表面的講解上。隨著社會的進步，科技水平的提高、計算機技術(shù)的猛進、可視化軟件的發(fā)展，高校、科研院所、設(shè)計院對于RC樓蓋課程設(shè)計的認(rèn)識有強烈的需求，對于高校老師RC樓蓋課程設(shè)計的知識要求也越來越高。而傳統(tǒng)的以板書講解為教學(xué)手段的教學(xué)方法已經(jīng)遠遠滿足不了這種強烈的需求。MATLAB同時具備科學(xué)計算和可視化的優(yōu)勢，既能進行科學(xué)計算，又能開發(fā)出所需要的圖形界面。如果用MATLAB來開發(fā)CDSSRC教學(xué)演示軟件，可以發(fā)揮的這兩方面的優(yōu)勢，使高校老師將板書、PPT和可視化的圖形用戶界面GUI結(jié)合起來，讓學(xué)生能夠看到類似視頻化的教學(xué)演示軟件，相信會有助于提高和加深學(xué)生對RC樓蓋課程設(shè)計的認(rèn)識水平和掌握程度，達到優(yōu)良的教學(xué)效果。

本教學(xué)演示軟件，簡稱CDSSRC軟件，主要研究了RC樓蓋課程設(shè)計的內(nèi)力計算和截面設(shè)計，計算結(jié)果以Excel表格的形式給出，軟件界面如下圖1所示。該軟件，既可以幫助高校教師講解RC樓蓋課程設(shè)計的內(nèi)容、完善教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，又可以幫助學(xué)生認(rèn)識、理解和掌握RC樓蓋課程設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容。

2 RC樓蓋課程設(shè)計的實例

（1）教學(xué)實例簡介。樓面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為6.5kN/m2，混凝土采用C30， 主梁及次梁鋼筋：采用HRB400級鋼筋；板內(nèi)鋼筋采用采用HPB300級；課程設(shè)計要求如下：①確定柱網(wǎng)尺寸，柱截面尺寸，主次梁布置及截面尺寸，并進行編號，繪制樓蓋結(jié)構(gòu)布置圖；②按塑性分析法進行板設(shè)計，并繪制板配筋圖；③按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法進行次梁的內(nèi)力和正截面及斜截面極限承載力計算，并繪制次梁配筋圖；④按彈性方法計算主梁內(nèi)力，繪制主梁的彎距、剪力包絡(luò)圖，根據(jù)包絡(luò)圖計算正截面、斜截面的承載力，并繪制主梁的配筋圖[1]。

（2）計算結(jié)果。CDSSRC軟件計算結(jié)果和手算計算結(jié)果的最大誤差：

①樓板為（304.5-302.6）/302.6×100%=0.63% ，可以忽略不計。

②梁為（456.1-434.0）/434.0×100%=5.09% ，可以接受。

3 結(jié)論

本文通過手算和計算機計算進行了RC樓蓋課程設(shè)計的教學(xué)實例，得出了如下結(jié)論：

（1）RC樓蓋課程設(shè)計手算是土木工程專業(yè)大學(xué)生必備的能力，也是該專業(yè)大學(xué)生了解《混凝土結(jié)構(gòu)》課程的基本概念、基本理論和基本方法的有效手段；手算的誤差有時可以忽略，有時在誤差允許范圍內(nèi)，可以接受。（2）雖然計算機程序的計算結(jié)果比較精確，但不能完全依靠計算機，計算機計算只是輔助手段；建議采用手算為主、計算機計算為輔的教學(xué)方法，可以大大提高RC樓蓋課程設(shè)計的準(zhǔn)確性和效率。（3）利用CDSSRC軟件，教師為后面的課程設(shè)計評閱打好基礎(chǔ)，做好成績評定的客觀性、公平性與公正性。

參考文獻：

[1]東南大學(xué)，同濟大學(xué)，天津大學(xué).《混凝土結(jié)構(gòu)》（上、中冊） [M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010 .

[2]劉雁，鄒小靜.混凝土結(jié)構(gòu)中單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計思考[J].高等建筑教育，2012，21（01）：107-110.

[3]王強，陳慕杰，陳宜虎.單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計教學(xué)改革探討[J].新課程，2013（08）：74-75.

[4] 魏曉.建筑學(xué)專業(yè)建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)設(shè)計與改革創(chuàng)新[J].教育界，2014（03）：106.

項目資助：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)博士創(chuàng)新基金項目，項目編號663-14321；2015年青島農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生科技創(chuàng)新項目。

作者簡介：黃瑞新（1978-），男，山東莒縣人，博士研究生，講師，主要從事：結(jié)構(gòu)工程、工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)研究。