結(jié)合汶川地震對《工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)》課程的幾點教改思索

[摘要] 據(jù)災(zāi)后調(diào)查，汶川地震對該地區(qū)建筑物造成了不同程度的損傷。通過總結(jié)地震中建筑物破壞特點，從地震災(zāi)害的角度分析了現(xiàn)有教材的優(yōu)缺點。指出現(xiàn)有《工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)》課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及方法等方面存在的問題，并結(jié)合教學(xué)實踐經(jīng)驗，積極探索該課程教學(xué)改革的方法，從而增強學(xué)生的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計意識，提高學(xué)生的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計能力。

[關(guān)鍵詞] 汶川地震 抗震設(shè)計 教學(xué)改革 工程結(jié)構(gòu)

2008年5月12日14時28分，四川省發(fā)生了新中國成立以來破壞性最大、波及范圍最廣的里氏8.0級大地震，全國大部分地區(qū)有明顯震感，震中位于四川阿壩州汶川縣，無數(shù)房屋、橋梁在地震中垮塌，給人們的生命和財產(chǎn)帶來了極大的損失。汶川地震主震過后，東南大學(xué)土木工程學(xué)院迅速組織科研人員深入綿竹城區(qū)進(jìn)行震害調(diào)查和房屋鑒定加固工作，獲得了很多寶貴的資料。調(diào)查結(jié)果表明，磚混、磚木結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，框架結(jié)構(gòu)破壞較輕。因此，深入研究建造震害特征，總結(jié)經(jīng)驗，如何讓工程結(jié)構(gòu)更抗震，是值得工程結(jié)構(gòu)研究、設(shè)計、教學(xué)人員思索的問題。本文結(jié)合汶川地震建筑震害的特點，對工程結(jié)構(gòu)抗震課程的教學(xué)改革進(jìn)行了一些思考和探索。

一、汶川地震建筑震害情況

1.框架結(jié)構(gòu)房屋震害情況。在地震區(qū)，框架結(jié)構(gòu)房屋破壞較少，其破壞形式主要有3種:一是框架非受力構(gòu)件的破壞，;二是房屋破壞嚴(yán)重，但沒有倒塌;三是框架結(jié)構(gòu)完全倒塌。

2.磚混結(jié)構(gòu)房屋震害情況。汶川地震中，磚混結(jié)構(gòu)房屋破壞十分嚴(yán)重，磚混結(jié)構(gòu)房屋倒塌數(shù)量占總倒塌房屋數(shù)量的70%以上，破壞形式多種多樣，主要震害現(xiàn)象有:墻體開裂、預(yù)制板脫落、樓梯間破壞、局部倒塌、窗間墻破壞等。

3.自建結(jié)構(gòu)房屋震害情況。在偏遠(yuǎn)的山村，自建的低層住宅大多為磚土結(jié)構(gòu)或磚木結(jié)構(gòu)，我國對“農(nóng)民自建低層住宅”的設(shè)計、施工并沒有做出明確的規(guī)定。此類結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能完全取決于房屋本身的構(gòu)造情況。如圖1所示，有構(gòu)造柱和圈梁的房屋在地震中完好無損，而圖2所示的房屋由于墻體太薄(120mm)而倒塌。

二、《工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)》課程的特點及學(xué)科定位

工程結(jié)構(gòu)抗震涉及到的學(xué)科很多，主要有工程地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)等多方面的知識，具有內(nèi)容多、綜合性強、對專業(yè)基礎(chǔ)知識要求高以及和工程實踐結(jié)合緊密等特點。講授這門課的主要目的是使學(xué)生了解地震產(chǎn)生機(jī)理和抗震設(shè)計的基本方法，使學(xué)生掌握抗震設(shè)計的基本理論和設(shè)計方法，并具備獨立分析和解決工程抗震問題的能力。

三、《工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)》課程教學(xué)改革初探

1.將傳統(tǒng)板書和現(xiàn)代化多媒體教學(xué)方式相結(jié)合。對于《工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)》這門課，由于課本內(nèi)容相對較抽象，學(xué)生不易掌握，采用多媒體教學(xué)方式，充分發(fā)揮多媒體生動形象、節(jié)省課時、便于學(xué)生理解的教學(xué)優(yōu)勢，將汶川地震中建筑物的破壞特征總結(jié)后制成多媒體課件，結(jié)合實際來向?qū)W生傳授知識，以加深學(xué)生對工程抗震重要性的認(rèn)識，促進(jìn)學(xué)生工程抗震概念及工程抗震意識的形成。

2.重視理論教學(xué)與實際震害的結(jié)合。教師在講授《工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)》課程中，應(yīng)該使學(xué)生深刻地認(rèn)識到，某一確定地區(qū)的抗震設(shè)防烈度是不準(zhǔn)確的，加上人們對結(jié)構(gòu)地震破壞和倒塌機(jī)理認(rèn)識的局限，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中往往概念設(shè)計比計算設(shè)計更重要。對于工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計而言，大多數(shù)理論知識常來源于地震震害的深刻經(jīng)驗教訓(xùn)，然而當(dāng)今高校的學(xué)生對震害認(rèn)識明顯不足。這就需要教師在講課過程中能夠結(jié)合地震災(zāi)害實例，加深學(xué)生對某些抽象概念的理解。

3.考核內(nèi)容。本課程傳統(tǒng)的考核方式主要是閉卷考試，也有人建議采用閉卷考試和開卷考試相結(jié)合的方式。無論哪種考核方式，其題型大都包括選擇題、填空題、簡答題和計算題，力求對本課程考核的更加全面，然而，這樣往往導(dǎo)致學(xué)生更加注重某些具體問題的細(xì)節(jié)處理，從而忽視了從整體上去分析和解決實際抗震問題。撇開考試方式不說，如果能將選擇題、填空題和簡答題柔和成幾道綜合性較強的論述題，這樣既增加了考試內(nèi)容的綜合性，又能做到不減少考試的內(nèi)容，最重要的是能夠考察學(xué)生整體運用知識的能力，提高學(xué)生的綜合水平。

四、《工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)》教材優(yōu)缺點及改進(jìn)構(gòu)想

1.教材優(yōu)點。(1)由通常的“建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計”拓展至“工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)”，新增了鋼結(jié)構(gòu)抗震、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震和消能減震設(shè)計、橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計、結(jié)構(gòu)抗風(fēng)和抗火設(shè)計等內(nèi)容，較大程度的增加了知識的廣度和深度，從而更好的滿足土木工程本科專業(yè)的教學(xué)需求。(2)以各類結(jié)構(gòu)抗震為重點，同時介紹結(jié)構(gòu)抗風(fēng)和抗火等方面的內(nèi)容。(3)注重基本概念、基本理論和基本方法，注重內(nèi)容的系統(tǒng)性和先進(jìn)性，注重理論和工程實踐的結(jié)合。

2.教材不足。汶川地震中，學(xué)校、醫(yī)院等公共建筑破壞嚴(yán)重，造成的人員傷亡十分慘重。根據(jù)這一教訓(xùn)，新一版的《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50223-2008)提高了學(xué)校、醫(yī)院、交通樞紐等人員密集的公共服務(wù)設(shè)施的抗震設(shè)防類別，也出版了《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011-2001，2008年版)。現(xiàn)有教材則是結(jié)合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011-2001)等國家規(guī)范進(jìn)行編制的，而該教材缺乏建筑抗震鑒定及加固這部分的內(nèi)容。

3.改進(jìn)措施。針對教材存在的不足，建議結(jié)合新一版的《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50223-2008)和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011-2001，2008年版)對該教材進(jìn)行修訂，并將抗震鑒定及加固部分的內(nèi)容寫進(jìn)教材。在此之前，教師在講課的過程中，可以通過網(wǎng)絡(luò)資源等多種方式，查閱相關(guān)資料，在講課的過程中將這部分內(nèi)容補充給學(xué)生。

五、結(jié)束語

汶川地震已逐漸離我們遠(yuǎn)去，淡出人們的視線，但它給人們生命財產(chǎn)帶來的損失卻是前所未有的，我們應(yīng)當(dāng)從中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，學(xué)會如何減輕地震災(zāi)害，學(xué)會與地震共存。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對結(jié)構(gòu)地震破壞和倒塌機(jī)理有了更深刻的認(rèn)識。作為一個教學(xué)工作者，應(yīng)結(jié)合地震帶給人們的深刻教訓(xùn)，積極對《工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)》這門課進(jìn)行改革探索，將地震災(zāi)害和工程抗震結(jié)合起來，改變傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考試內(nèi)容，從而使學(xué)生能更好地理解和掌握這門課程，增強學(xué)生綜合素質(zhì)，為社會培養(yǎng)更多的優(yōu)秀人才。

參考文獻(xiàn):

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