建筑結構抗震設計課程的教學探索與實踐

萬 俊 趙躍萍

(武漢科技大學城市學院，湖北 武漢 430083)

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建筑結構抗震設計課程的教學探索與實踐

萬 俊 趙躍萍

(武漢科技大學城市學院，湖北 武漢 430083)

結合教學實踐經驗，介紹了抗震結構設計課程的特點，分析了該課程在教學中存在的一些問題，并從教學方式、內容及實踐環節等方面，探索了提高該課程教學質量的措施，旨在實現教學目標。

建筑結構抗震設計，教學方法，課程內容，教學效果

0 引言

目前，科學技術還不能準確預測并控制地震的發生。但工程實踐證明，完全可以運用現代科學技術手段來減輕和防止地震災害，對建筑結構進行抗震設計是減輕地震災害的一種積極有效的方法。而我國是多震國家，地震發生的地域范圍廣，且強度大[1]。《建筑抗震設計規范》強制規定：抗震設防烈度為6度及以上地區的建筑，必須進行抗震設計[2]。

2016年6月1日正式實施的第五代《中國地震動參數區劃圖》，適當提高了我國建筑工程的整體抗震設防要求，取消了不設防區域[3]。因此，抗震設計課程在整個建筑結構設計中顯得尤為重要，建筑結構抗震設計課程在土木工程專業教學中的重要性更加突出。

1 建筑結構抗震設計課程教學中存在的問題

1.1 學時短、知識點繁多

建筑結構抗震設計課程是土木工程專業的一門重要專業課，土木工程專業學生學好這門課在走出校門的工作中將會受益匪淺[4]，但是由于各種原因，學生掌握這門課的情況往往卻不令人滿意。

建筑結構抗震設計教材與抗震設計規范聯系非常緊密，屬于運用型學科，每章的公式繁多且難以理解。同時，抗震規范對于各種不同的建筑結構規定了必須遵守的抗震措施，這些條文規定大多比較枯燥乏味。而在目前的教學中，課程課時在48學時，課時相對較少，如何在有限的課時內，完成教學內容，達到良好的教學效果是教師所要解決的一個問題。

1.2 與其他課程聯系緊密

本課程涉及到的課程又較多，主要涉及到結構力學、地基與基礎、混凝土結構設計、工業廠房設計、鋼結構設計、砌體結構設計、橋梁工程等[4]。這些課程里，除了橋梁工程的抗震不屬于本課程的內容，其他均屬于建筑結構抗震設計的課程內容。因而，如何與其他相關課程做好銜接，讓學生能將整個結構的抗震設計與之前所學的非抗震設計結合起來，是教師需要解決的另一難題。

1.3 課程安排時間偏后，實踐環節缺乏

由于這門課程屬于綜合性比較強的課程，所以一般情況下都安排在第七學期。而這一學期，學生往往會忙于考研復習和找工作，因此在課堂上的積極性不高，課下沒有心思花時間去預習或復習，布置的課后練習題往往達不到預期的效果。目前大多數高等院校的培養計劃里，沒有專門針對抗震設計的課程設計實踐環節。

因而，如何充分利用課堂上的時間，使得學生通過課程的學習，能將抗震的知識運用到實際的工程案例里，是教學效果的一大難題。

2 課程教學采用的方式

2.1 注重概念性的教學，與小習題相結合

由于地震動的隨機性和建筑物自身特性的不確定性，使地震造成的破壞程度很難準確預測，因此在進行結構抗震設計時，一般包括三個層面的內容：抗震概念設計，抗震計算和驗算，抗震構造措施[1]。在這三個層面上，其中抗震概念設計和抗震構造措施，大多不需要很多的計算，只需要設計時遵守規范上相應的規定，例如：結構的平面形狀及結構豎向形狀等。在老師教學與學生學習的過程中，往往會忽視這一部分，認為不是難點，只是把教材和規范上所列出來的要求簡單的陳述。這樣學生在聽的過程中，往往也比較枯燥。但是在實際工程中，抗震概念設計和抗震構造措施在整個結構抗震設計中是非常重要的一個環節，是大多數建筑物滿足第三設計水準——“大震不倒”。

因此，筆者在教學的過程中，在講述概念設計和構造措施時，不僅僅是簡單的陳述規范的要求，而是注重講述與習題的相結合，每講到一個知識點時，會相應的以一個小習題，加強學生對知識點的理解與掌握。并且在整個課程中，都以三個層面講解，從而達到抗震的三個水準。這樣學生在學習的過程中，不需要硬性的記憶繁瑣的公式和要求，根據三個層面依次通過習題去加深對公式和要求的理解和應用。

2.2 加強學生的互動與積極性，考核方式多樣化

建筑結構抗震設計屬于綜合性科目，本門課中涉及抗震計算的例題，計算量都非常的大。而例題都具有綜合性，有助于學生掌握整個抗震設計的過程。例如：通過框架結構的抗震設計例題，學生就可以很清楚的知道，做框架結構抗震設計時的步驟與過程。但是，在課堂上，如果單靠老師講解例題，耗時多，學生聽例題的效果也不如自己動手做例題的效果好。并且在結課考試中，由于考試時間的有限，也無法去考核學生做一個完整的抗震設計。

因此，有關抗震計算的這部分內容，筆者采用老師講述理論的知識點，由學生講解例題的方法。具體的操作辦法是：讓學生以小組為團隊，分步驟講解例題。這需要學生在課下花一定的時間自己去預習例題，但是這個時間相比學生各自去完成一道相類似的習題的時間少很多。并且在課堂上，能充分的調動學生的積極性，增強學生對知識點的理解。在學生分組講述的過程中，老師會在旁邊引導和幫助，對學生講解的錯誤及時的糾正，并且對重點與難點的地方加以輔助講解。

學生這一部分的表現也將作為結課考核成績的一部分。

2.3 與其他學科相結合，使學生系統的掌握結構設計體系

建筑結構抗震設計不僅要運用到一些基礎課程的知識，而且要將抗震的知識應用到結構設計中。

例如：運用結構力學的知識求解框架結構的梁柱自重、風載等作用下的內力，將這些內力和地震作用下的內力進行組合，在鋼筋混凝土結構原理知識的基礎上，增加抗震的知識，進行鋼筋混凝土框架結構的抗震設計。

因而，在教學過程中要注重與其他課程的聯系，筆者在講解的過程中，增強了基礎結構、鋼筋混凝土結構、砌體結構、鋼結構在抗震作用下設計與非抗震設計下的設計的對比。例如：鋼筋混凝土的框架梁柱在非抗震下和抗震設計下的截面配筋異同；框架梁在非抗震和抗震設計下的構造措施異同。通過與其他課程的銜接，使學生逐步掌握較為系統的專業知識體系。

另外，建筑結構抗震設計課程與高層建筑設計課程在內容上有一部分的重疊，可以采取兩門課程分擔不同的課程內容。例如：把剪力墻結構設計及框架—剪力墻結構設計，放在高程建筑設計課程里講述。這樣可以更有效的利用有限的課時，但是需要注意兩門課程中間上課時間的銜接，這需要講授兩門課的教師進行協調。

2.4 加強與畢業設計環節的聯系，培養工程實踐能力

在教學過程中有意識地針對畢業設計中所可能遇到的問題進行講解，如：講解結構重力荷載代表值的取法及抗震時地震作用效應與其他荷載作用效應的組合。

在畢業設計階段，會在學生的設計任務中增加抗震要求。學生在畢業設計的過程中，能通過實踐，進一步的掌握抗震設計的知識，培養學生的創新能力和工程實踐能力。

2.5 與前沿科研相結合

在講授土木工程抗震課程時，加強科研與教學的結合，及時將最新科研成果引入到課堂教學中，將最新的科研發展與課程中基礎知識相融合。

同時，鼓勵學生利用課下時間去圖書館借閱一些土木工程方向的書籍期刊，例如：土木工程學報、世界地震工程等。還可以將網絡與課程聯系起來，鼓勵學生課下瀏覽土木在線、網易土木、中華鋼結構等專業性的論壇。利用每節課的開始3 min，讓一名學生講自己了解了哪些有關抗震的研究信息或工程實例，這樣既可以調動學生的自主性，也可以使學生更加了解土木專業的前沿科研動態，擴展了學生的視野。學生在了解的過程中，也能逐漸找到自己最為感興趣的研究點，為學生以后的研究生繼續深造或工作做了一定的準備。

3 結語

筆者通過對建筑結構抗震設計課程的教學工作中的實踐和探索，在一定程度上提高了課堂教學效果。通過學生的學習情況反饋可以看出，學生有清晰的概念，有較強的實踐能力，能運用所學的知識獨立的分析問題和解決問題。但教學改革是永無止境的，作為教師，需要不斷的提高自身的專業知識水平，了解掌握學科的前沿科研動態，做到以科研推動教學。同時在教學中要培養學生在教學過程中的主體地位，不斷根據學生的實際情況進行教學方法改革，從而進一步提高教學質量，為社會培養高素質的專業人才，適應新時期對土木專業人才的需求。

[1] 陳 娟.建筑結構抗震設計[M].武漢：武漢理工大學出版社，2012：1-3，102-104.

[2] GB 50011—2010,建筑抗震設計規范[S].

[3] GB 18306—2015,中國地震動參數區劃圖[S].

[4] 王建強,曾 力.建筑結構抗震設計教學探索[J].高等建筑教育，2010(19)：122-124.

The teaching exploration and practice of building structure seismic design course

Wan Jun Zhao Yueping

(CityCollege,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430083,China)

Combining with the teaching practice and experience, this paper introduced the characteristics of seismic structure design course, analyzed some existing problems in the course teaching, and from the teaching mode, content and practice link and other aspects, explored the measures to improve the teaching quality of the course, to achieve the teaching goal.

building structure seismic design, teaching method, course content, teaching effect

1009-6825(2016)24-0254-02

2016-06-15

萬 俊(1984- )，女，助理工程師； 趙躍萍(1984- )，女，工程師

G642.0

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