摘要:《建筑結構》課程的重點與難點是構件的承載力計算,公式繁多,條件復雜,學生的學與教師的教都存在一定困難,運用類比方法,對承載力的計算原理和方法進行分析,可以達到最佳的教與學的效果。
關鍵詞:建筑結構;教學;類比方法;重點與難點
概述
《建筑結構》作為土建類的一門重要的專業基礎課,對學生畢業后走向工作崗位的重要性不言而喻。如何學好教好這門課,要讓學生熟練地掌握眾多的計算公式、計算假定并加以運用,筆者認為運用對比方法可以收到事半功倍的效果。
受彎構件的正截面承載力計算是建筑結構教學中的一個重要的內容。教學所包括的內容多,包括單筋矩形截面梁、雙筋矩形截面梁、T型截面梁的承載力計算三種類型的截面,每一類型又包括截面的承載力計算和驗算的內容。因此,有六種類型的題目,每種類型所采用的基本公式不盡相同,每組公式都有自己相對應的適用條件。
對于學生來說,如果靠死記硬背來應付考試,一是大大增加了難度,光是記住這么多公式,就已經很不容易;二是容易混淆相應概念,在概念不清的情況下,很容易張冠李戴,考試及格率大大降低;三是死記硬背的東西容易忘記,對以后的學習和應用增加了難度,難以達到高職教育的要求。為此有些用人單位對畢業生產生偏見,認為學生在校期間沒有好好學習。基于上述原因,很多學生容易對鋼筋混凝土結構這門課程產生恐懼心理。越是恐懼,越容易產生厭學心理。如此惡性循環,影響教學質量。
如何幫助學生更好地掌握受彎構件正截面承載力計算這部分內容呢?筆者認為運用類比方法可以很好地解決教與學中的上述問題。
類比方法在雙筋矩形正截面承載力計算教學中的運用
在講述完單筋矩形截面的承載力計算中所涉及的基本假定、基本公式、適用條件后,可以結合習題講解和練習讓學生充分掌握單筋矩形截面正截面承載力計算這部分內容。
講述雙筋矩形截面梁,可以在單筋矩形截面梁的基礎上采用類比的方法,關鍵在于教師在講授中要講清楚雙筋截面梁和單筋的區別在于多了受壓區鋼筋,即在內力中相應地多了受壓鋼筋產生的一個壓力。為了充分利用這部分鋼筋的強度,相應的適用條件則需要增加。通過這樣的講解,在課堂上可以嘗試讓學生在單筋矩形截面的基礎上進行適當修改,從而得到雙筋矩形截面梁的基本公式和基本條件。教師可以進行適當點評,對單筋和雙筋矩形截面的異同點進行總結。通過學生自己推導公式和教師點評,學生加深了單筋和雙筋矩形截面正截面承載力計算的要點。
類比方法在T形梁正截面承載力計算教學中的運用
同理,在講述T型梁的正截面承載力計算時,也可以采用類比法,將T形梁和矩形截面梁進行類比。教師在講解清楚T型梁的分類后,運用類比方法,就可以發現,對于第一類T型梁,其實就是矩形截面梁,兩者的唯一區別在于矩形截面的寬度為矩形截面寬b,第一類T形截面梁的寬度則為翼緣寬度b′f。[1]第二類T型截面梁呢?它和單筋矩形梁的區別僅僅在于受壓區混凝土的形狀不同,運用類比方法,只需要在單筋矩形截面梁的基礎上相應地增加翼緣混凝土提供的壓力即可。同理,如果有需要,還可以提出雙筋T形梁的正截面承載力的計算公式。
類比方法在受彎構件正截面承載力計算教學中的總結
通過下列三個表格,我們可以看到類比方法在受彎構件正截面承載力中的運用。

類比方法在受彎構件正截面破壞形態中的運用
受彎構件的正截面的破壞形式有三種,分別是適筋梁,少筋梁和超筋梁,其破壞形式和預防措施可以通過類比的方法加深學生的印象,并且可以幫助學生理解正截面承載力的適用條件。

類比方法在受彎構件斜截面三種破壞形態的運用
受彎構件的斜截面的破壞形式有三種,分別是斜拉破壞,剪切破壞和斜壓破壞。同樣可以采用類比的方法幫助學生迅速地掌握相關內容。

本文中僅僅是列出了類比法在《建筑結構》教學中的部分運用,其實在這門課的教學中,還有很多類似的知識點,如大、小偏壓構件的類比,大偏壓構件和雙筋矩形截面梁的類比,受扭構件和受剪構件的類比等,均可以通過類比的方法來講述和復習。
參考文獻:
[1]羅堯治,呂文曉,等.建筑結構[M].北京:中央廣播電視大學出版社,2006.
作者簡介:
呂文曉(1974—),1995年畢業于浙江大學土木系,現在杭州廣播電視大學從事建筑結構類課程的教學工作,主要研究方向為建筑結構設計和教學。