首页 -> 2007年第5期

类比方法在《建筑结构》教学中的运用

作者:吕文晓




  摘要:《建筑结构》课程的重点与难点是构件的承载力计算,公式繁多,条件复杂,学生的学与教师的教都存在一定困难,运用类比方法,对承载力的计算原理和方法进行分析,可以达到最佳的教与学的效果。
  关键词:建筑结构;教学;类比方法;重点与难点
  
  概述
  
  《建筑结构》作为土建类的一门重要的专业基础课,对学生毕业后走向工作岗位的重要性不言而喻。如何学好教好这门课,要让学生熟练地掌握众多的计算公式、计算假定并加以运用,笔者认为运用对比方法可以收到事半功倍的效果。
  受弯构件的正截面承载力计算是建筑结构教学中的一个重要的内容。教学所包括的内容多,包括单筋矩形截面梁、双筋矩形截面梁、T型截面梁的承载力计算三种类型的截面,每一类型又包括截面的承载力计算和验算的内容。因此,有六种类型的题目,每种类型所采用的基本公式不尽相同,每组公式都有自己相对应的适用条件。
  对于学生来说,如果靠死记硬背来应付考试,一是大大增加了难度,光是记住这么多公式,就已经很不容易;二是容易混淆相应概念,在概念不清的情况下,很容易张冠李戴,考试及格率大大降低;三是死记硬背的东西容易忘记,对以后的学习和应用增加了难度,难以达到高职教育的要求。为此有些用人单位对毕业生产生偏见,认为学生在校期间没有好好学习。基于上述原因,很多学生容易对钢筋混凝土结构这门课程产生恐惧心理。越是恐惧,越容易产生厌学心理。如此恶性循环,影响教学质量。
  如何帮助学生更好地掌握受弯构件正截面承载力计算这部分内容呢?笔者认为运用类比方法可以很好地解决教与学中的上述问题。
  
  类比方法在双筋矩形正截面承载力计算教学中的运用
  在讲述完单筋矩形截面的承载力计算中所涉及的基本假定、基本公式、适用条件后,可以结合习题讲解和练习让学生充分掌握单筋矩形截面正截面承载力计算这部分内容。
  讲述双筋矩形截面梁,可以在单筋矩形截面梁的基础上采用类比的方法,关键在于教师在讲授中要讲清楚双筋截面梁和单筋的区别在于多了受压区钢筋,即在内力中相应地多了受压钢筋产生的一个压力。为了充分利用这部分钢筋的强度,相应的适用条件则需要增加。通过这样的讲解,在课堂上可以尝试让学生在单筋矩形截面的基础上进行适当修改,从而得到双筋矩形截面梁的基本公式和基本条件。教师可以进行适当点评,对单筋和双筋矩形截面的异同点进行总结。通过学生自己推导公式和教师点评,学生加深了单筋和双筋矩形截面正截面承载力计算的要点。
  
  类比方法在T形梁正截面承载力计算教学中的运用
  同理,在讲述T型梁的正截面承载力计算时,也可以采用类比法,将T形梁和矩形截面梁进行类比。教师在讲解清楚T型梁的分类后,运用类比方法,就可以发现,对于第一类T型梁,其实就是矩形截面梁,两者的唯一区别在于矩形截面的宽度为矩形截面宽b,第一类T形截面梁的宽度则为翼缘宽度b′f。[1]第二类T型截面梁呢?它和单筋矩形梁的区别仅仅在于受压区混凝土的形状不同,运用类比方法,只需要在单筋矩形截面梁的基础上相应地增加翼缘混凝土提供的压力即可。同理,如果有需要,还可以提出双筋T形梁的正截面承载力的计算公式。
  
  类比方法在受弯构件正截面承载力计算教学中的总结
  通过下列三个表格,我们可以看到类比方法在受弯构件正截面承载力中的运用。
  
  类比方法在受弯构件正截面破坏形态中的运用
  受弯构件的正截面的破坏形式有三种,分别是适筋梁,少筋梁和超筋梁,其破坏形式和预防措施可以通过类比的方法加深学生的印象,并且可以帮助学生理解正截面承载力的适用条件。
  
  类比方法在受弯构件斜截面三种破坏形态的运用
  受弯构件的斜截面的破坏形式有三种,分别是斜拉破坏,剪切破坏和斜压破坏。同样可以采用类比的方法帮助学生迅速地掌握相关内容。
  
  本文中仅仅是列出了类比法在《建筑结构》教学中的部分运用,其实在这门课的教学中,还有很多类似的知识点,如大、小偏压构件的类比,大偏压构件和双筋矩形截面梁的类比,受扭构件和受剪构件的类比等,均可以通过类比的方法来讲述和复习。
  
  参考文献:
  [1]罗尧治,吕文晓,等.建筑结构[M].北京:中央广播电视大学出版社,2006.
  
  作者简介:
  吕文晓(1974—),1995年毕业于浙江大学土木系,现在杭州广播电视大学从事建筑结构类课程的教学工作,主要研究方向为建筑结构设计和教学。