建筑結構模型實訓化教學

陸進保

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.240

摘 要：建筑結構構件配筋復雜，令絕大多數學生在學習過程中感到枯燥無味，致使教學成果難以顯現。本文通過柱下獨立基礎配筋模型的外觀設計、配筋設計、板材與配筋下料計算、成型粘接等4方面，詳細介紹了模型制作全過程，從而讓學生達到對配筋圖有直觀、立體感認識，激發了學生的學習興趣，加深了對房屋結構構造的了解，從而讓學生對結構施工圖有了全面掌握。

關鍵詞：建筑結構模型 獨立基礎 亞克力板材 粘接

中圖分類號：TU20 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（a）-0240-03

《建筑結構》是建筑工程技術專業最重要的核心課程之一；其主要任務是讓學生理解各類建筑結構體系，掌握其結構構件組成及構造措施，培養學生的結構分析與結構識圖能力，為后續課程及今后工作打好基礎。

由于這門課程實踐性強、理論知識廣且深，建筑結構構件配筋復雜，令絕大多數學生在學習過程中感到枯燥無味，致使教學成果難以顯現，比如說，在講柱下獨立基礎的配筋問題上，首先應對基礎進行受力分析，然后對基礎進行配筋計算，在此基礎上，根據構造要求畫出基礎的配筋圖，最終是想讓學生達到柱下獨立基礎配筋分析和識圖的能力，但學生不一定能真正達到，這是因為，通過這種教學過程和方式，學生對公式枯燥乏味，不感興趣，對通過計算得到的配筋在以圖形展示出來時缺乏立體感官認識，在老師以柱下獨立基礎配筋模型展示給大家觀看時，學生又缺乏對每根鋼筋、每個部位的詳實認識，最終讓學生在學完“建筑結構”課程以后，對梁、板、柱、基礎組成的建筑物骨架缺乏結構分析與結構識圖能力，對建筑結構沒有空間立體感，對梁、板、柱、基礎的配筋沒有直觀認識。所以應對這門課程進行實訓教學改革。

我們改革的主要思路：讓學生在結構構件（梁、板、柱、基礎等）受力分析時有感官立體認識，通過公式計算得到梁、板、柱、基礎的配筋以后，在繪制配筋圖的同時，讓學生制作結構構件（梁、板、柱、基礎）配筋模型，從而讓學生達到對配筋圖有直觀、立體感認識。

下面我們以柱下獨立基礎配筋模型為例，給大家介紹實訓化教學的配筋模型制作過程。

1 柱下獨立基礎模型外觀設計

主要從柱下獨立基礎的軸測圖、三視圖對柱下獨立基礎的外觀進行了設計，見圖1軸測圖、圖2正視圖、圖3側視圖、圖4俯視圖。

2 柱下獨立基礎模型配筋設計

在柱下獨立基礎模型外觀設計的基礎之上，我們對柱下獨立基礎模型的配筋進行了計算設計，根據混凝土結構的相關計算公式，結構實際工程柱下獨立基礎的尺寸、荷載等情況，我們假定了一些參數，得出了柱下獨立基礎模型配筋的相關數據。

某多層框架柱下獨立基礎，柱中已配有的縱向受力鋼筋，上部荷載傳至基礎底板處的荷載值為kN，kN·m，基礎埋深d=0.4m，修正后的地基承載力特征值kN/mm2，現求基礎底板配筋。

（1）確定基底底面積。

故取b=0.3m，l=0.3m

驗算承載力：

P=2850

（2）基礎底板配筋。

pjmax=8457.12N，pj1=4470.48N

柱邊彎矩為：

故配的鋼筋，AS=1284mm2

MII同MI方向，鋼筋根數一致，配筋圖見圖5基礎底板配筋圖、圖6A-A剖面圖。

3 柱下獨立基礎模型板材、配筋下料計算

根據模型的設計，我們對模型板材用料和鋼筋用料分別進行了計算。

3.1 模型亞力克板材下料計算

我們根據模型的外觀設計，將模型板材進行了分割，分割的板材主要以矩形板材、回形板材、梯形板材為主。模型板材的具體下料尺寸見圖7板材下料圖1、圖8板材下料圖2、圖9板材下料圖3，最終模型板材下料的預算見表1模型板材下料計算表。

3.2 鋼筋下料計算

根據柱下獨立基礎模型配筋的基礎底板配筋圖、A-A剖面圖，鋼筋下料計算如下。

（1）基礎底板受力鋼筋（Φ10@50）。

單根長度：l=280-3×2+6.25×10×2=399（mm）=0.399（m）

鋼筋總長：L=14×0.399=5.586（m）

（2）柱插筋（4Φ10）。

單根長度：1=180+20+50+=1.72m

鋼筋總長：L=1.72×4=6.88（m）

（3）箍筋（Φ10@50）。

單根長度：l=（60-3×2）×4+6.25×10×2=341（mm）=0.341（m）

根數：

鋼筋總長：L=0.341×6=2.046（m）

（4）Φ10鋼筋單價：1元/m。

鋼筋總造價=（5.586+6.88+2.046）×1=14.512（元）

3.3 柱下獨立基礎模型總造價。

28.67+14.512=43.182（元）

4 模型制作

根據前期的模型設計，以及對材料的市場調研，我們主要通過以下步驟來制作模型。（1）雅克力板材的裁剪及粘接，見圖10。（2）鋼筋的剪裁及骨架綁扎，見圖11。（3）模型的整體成型制作，見圖12。

5 結語

通過建筑結構模型的制作，一方面學生可以親自動手制作模型，激發培養學生的學習興趣，加深對房屋建筑結構構造的了解，對房屋結構施工圖有了全面的掌握。另一方面制作的模型作為專業課的教學輔助工具，在教學中得以廣泛應用。同時，建筑模型能反映房屋及其構件的真實構造，以及構件間的連接關系，使學生建立良好的空間感，模型雖然沒有多媒體帶來的動畫效果，卻可以和學生建立比較親近的互動。

參考文獻

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