中德混凝土結(jié)構(gòu)課程對(duì)比研究

陳聰 Frank Kemper 徐理勤

摘要：中外合作辦學(xué)的專業(yè)主干課程存在各自獨(dú)立或全盤引進(jìn)國(guó)外教學(xué)課程的問(wèn)題，未發(fā)揮“合作”優(yōu)勢(shì)。針對(duì)土木工程專業(yè)主干課程混凝土結(jié)構(gòu)，進(jìn)行中德對(duì)比研究，提煉課程知識(shí)點(diǎn)，為中德合作辦學(xué)的土木工程中外融合教學(xué)提供參考，為促進(jìn)中外合作辦學(xué)，引進(jìn)并吸收、轉(zhuǎn)化國(guó)外教學(xué)資源作貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；中德合作；承載力計(jì)算；中外對(duì)比

中圖分類號(hào)：TU528；G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2018）05-0078-08

作為中國(guó)土木工程領(lǐng)域目前應(yīng)用最多、范圍最廣的結(jié)構(gòu)形式，混凝土結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中占據(jù)著越來(lái)越重要的位置[1]，混凝土結(jié)構(gòu)課程也已成為土木工程專業(yè)的主干課程[2]。針對(duì)中外合作辦學(xué)，一些機(jī)構(gòu)全面引入國(guó)外合作機(jī)構(gòu)的課程和考核標(biāo)準(zhǔn)，照搬國(guó)外教材和教學(xué)模式，未考慮國(guó)內(nèi)實(shí)際情況。而一些機(jī)構(gòu)將課程的實(shí)施依賴于普通二級(jí)學(xué)院，師資以普通二級(jí)學(xué)院的師資為主，課程實(shí)施與國(guó)內(nèi)專業(yè)課一致。這些現(xiàn)狀都反映出中外合作辦學(xué)的混凝土結(jié)構(gòu)課程存在中外各自獨(dú)立或全盤引進(jìn)國(guó)外教學(xué)課程的問(wèn)題，未發(fā)揮“合作”的優(yōu)勢(shì)。

因此，有必要在合作共贏的目標(biāo)下，進(jìn)行課程的中外結(jié)合。針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)課程，其計(jì)算原理相通而方法和系數(shù)中外有所不同。通過(guò)對(duì)比，分析課程知識(shí)點(diǎn)異同，提煉中外不同方法的優(yōu)劣，達(dá)到引進(jìn)國(guó)外資源并吸收轉(zhuǎn)化為中國(guó)所用的中外合作辦學(xué)目標(biāo)。文章以中外合作辦學(xué)本科機(jī)構(gòu)——浙江科技學(xué)院中德工程師學(xué)院為例，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)課程承載力計(jì)算的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行中方和德方的知識(shí)點(diǎn)對(duì)比分析，為土木工程專業(yè)中德合作辦學(xué)提供參考，推進(jìn)中外合作辦學(xué)，引進(jìn)并吸收、轉(zhuǎn)化國(guó)外教學(xué)資源。

一、 作用效應(yīng)組合

承載力計(jì)算首先要確定荷載作用，進(jìn)行荷載作用效應(yīng)組合。中德雙方均按2種極限狀態(tài)分別確定效應(yīng)組合方法，即承載力極限狀態(tài)（Grenzzustnden der Tragfhigkeit， GZT）和正常使用極限狀態(tài)（Grenzzustnde der Gebrauchsfhigkeit， GZG），其中抗彎、抗剪等承載力計(jì)算屬于承載力極限狀態(tài)，裂縫寬度、變形驗(yàn)算屬于正常使用極限狀態(tài)。在承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下，中德雙方荷載作用效應(yīng)的組合方式和系數(shù)有所不同。

（一）承載力極限狀態(tài)

可以看到，中德雙方斜截面受剪承載力計(jì)算第一步都是確定剪力設(shè)計(jì)值，但剪力值有所不同。德方由于為直接支承支座，計(jì)算跨度不計(jì)混凝土斜壓柱范圍，而是離開(kāi)支座邊緣有效高度d間的跨度。由于剪力從支座到跨中逐漸減小，故所取計(jì)算跨度范圍內(nèi)的最大剪力設(shè)計(jì)值比支座處剪力值小。與德方直接支承支座相對(duì)應(yīng)，中方為現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)，計(jì)算跨度為支座凈跨，剪力設(shè)計(jì)值為支座邊緣處剪力，因此盡管中方均布荷載效應(yīng)比德方小，但剪力設(shè)計(jì)值大。然后，中德雙方都進(jìn)行了抗剪截面的驗(yàn)算，即混凝土斜向受壓提供的抗剪承載力要大于剪力設(shè)計(jì)值，否則截面易發(fā)生脆性剪切破壞。最后都根據(jù)剪力設(shè)計(jì)值計(jì)算抗剪鋼筋，此時(shí)德方不考慮混凝土對(duì)抗剪承載力的貢獻(xiàn)，盡管剪力設(shè)計(jì)值小，計(jì)算得到的抗剪鋼筋面積卻比中方計(jì)算大，設(shè)計(jì)更保守。

五、結(jié)語(yǔ)

從上述對(duì)比可知，中德雙方在作用效應(yīng)、正截面受彎、正截面受壓、斜截面受剪承載力方面的計(jì)算原理相同，但實(shí)際計(jì)算方法有所差別。總的而言，德方計(jì)算方法較為精確，但操作繁瑣，中方方法更為實(shí)用，但近似和假定較多，精確度比德方低。在中外融合教學(xué)中，應(yīng)從計(jì)算原理出發(fā)，介紹德方原理性較強(qiáng)的精確方法，并結(jié)合中方實(shí)用方法，加深對(duì)計(jì)算原理的理解，通過(guò)對(duì)比掌握中德雙方計(jì)算方法，加強(qiáng)知識(shí)的多元化理解和融會(huì)貫通。在后續(xù)研究中，對(duì)出現(xiàn)率低的抗扭、抗沖切、局部受壓承載力和正常使用的裂縫變形驗(yàn)算進(jìn)行對(duì)比研究，通過(guò)對(duì)比重要知識(shí)點(diǎn)，推進(jìn)中外合作辦學(xué)，引進(jìn)、吸收、轉(zhuǎn)化國(guó)外資源，促進(jìn)中外合作辦學(xué)融合教學(xué)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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Abstract： Independent or allintroduced foreign courses exit in main courses of Sinoforeign cooperative education， which could not play the advantage of cooperation. As for concrete structures， the main course of civil engineering， a comparative study between China and Germany is carried out， and the knowledge points are summarized， to provide a reference for Sinoforeign integration teaching of civil engineering in ChineseGerman cooperative education， and to make contribution to promoting Sinoforeign cooperative education and introducing and absorbing foreign education resources.

Key words： concrete structures； ChineseGerman cooperation； capacity calculation； Sinoforeign comparison

（責(zé)任編輯 周 沫）