教学内容


1.课程内容与课程体系结构


  普通烧结砖、多孔砖、各种砌块和石材用砂浆砌筑形成的结构统称为砌体结构(过去称为砖石结构)。砌体结构是一种历史悠久的结构,由于它具有一系列的优点,所以长期以来在土木工程中被广泛应用,并且随着砌体材料工业的发展和科学研究的不断深入,砌体结构的使用范围在不断扩大。根据国家“节土”、“节能”、“利费”的基本政策和国家日益加大限制使用粘土砖的情况,本教材着重介绍了混凝土空心砌块等具有发展前景的砌块类型的有关性能和应用技术;在介绍传统砌体结构类型的同时,相应增加配筋砌体等新形式的内容;而且在介绍砌体结构设计原理的过程中融入砌体结构抗震设计方法。
  
作为高等学校土木工程专业的专业课教材,既要保证必要的系统性,又要保证其内容的先进性。本书简单阐述了砌体结构的发展历史和今后的发展趋势;对砌体结构所用材料的物理学性能进行了比较详细的分析;对砌体结构的设计方法做了简要介绍;重点讨论了无筋砌体受压构件及砌体房屋的受力性能和设计方法,并通过较多的例题、思考题和练习题加强对学生的动手能力的训练。本书按照《砌体结构设计规范(GB50003-2001)》编写了简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁的设计方法,砖砌体和构造柱组合墙的设计方法以及配筋砌块砌体剪力墙的设计方法,反映了我国在砌体结构研究方面的最新成果。为了适应结构专业拓宽的需求,还在教材中增加拱桥、墩台、涵洞、挡土墙等设计内容。
  《砌体结构》作为土木类学生的技术专业课,有以下几个特点:
  (1) 内容多,涉及面广。课程内容包括计算的基本原理,材料的物理力学性能,构件与结构设计。其中既有计算要求,又有构造要求;既有理论推导,又有试验数据,既有设计原理的通用性,又有各专业的规范要求。
  (2) 难度较大,经验性强。本课程与实际材料密切相关。而砌体的材料离散性强,为简化计算,在设计计算公式中引进较多基于试验结果的系数和数据,由于条件限制,学生不能参与全部试验,学习起来抽象难懂,枯燥乏味。

  (3) 综合性强。砌体结构要解决的问题是结构构件设计,包括方案、截面型式及材料的选择等。砌体结构设计是一个综合的问题,需要遵循安全实用、经济合理的原则。

  《砌体结构》的课程结构为:



  《砌体结构》课程内容分为8章,其中:
第1章 绪论
第2章 砌体材料及其力学性能
第3章 砌体结构的设计原理
第4章 无筋砌体构件的承载力计算
第5章 配筋砌体构件承载力计算
第6章 混合结构房屋墙体设计
第7章 圈梁,过梁,墙梁,挑梁
第8章 砌体拱桥、墩台、涵洞及挡土墙设计


  《砌体结构》实习课共计10次,具体为:
实习1 学习使用多媒体电子教材、CAI课件和网络课件等
实习2 观看砌体工程结构的震害及试验录像
实习3 砌体结构破坏认识
实习4 砌体结构破坏分析和讨论
实习5 各类砌体工程结构的认识实习
实习6 砌体结构设计分析和讨论
实习7 砌体构件抗震性能试验分析
实习8 计算机编程及CAD绘制施工图
实习9 毕业实习
实习10 毕业设计


2.教学内容组织方式与目的


  根据课程内容和要求,本课程教学采用课堂讲授、工程调查和实验、设计课及实习四种教学方式来完成。

2.1 课堂讲授
  本课程的基础知识部分主要通过课堂讲授方式组织教学。讲授过程中主要由教师重点讲解课程要点和难点,重视讲透概念,突出重点,把握主线,实行精讲,恰当掌握讲授深度;同时广泛采用先进的多媒体教学手段,增大教学内容的信息量,为学生提供相应的教学参考书和参考资料;介绍学科的最新研究成果,介绍国家规范和标准的背景知识与资料,并及时把最新研究成果引入教学中,穿插较多的课堂讨论和习题课,布置相应的思考题和习题,并提出供学生思考和讨论的工程问题,从而培养学生独立思考、独立获取新知识的能力,以拓宽知识面。通过课堂讲授与讨论,使学生了解课程的主要内容,掌握基本概念和课程要点。

2.2 工程震害调查和实验
  由于砌体结构涉及学科较多,综合性较强,且结构材料复杂,一般工程力学的计算公式和概念不能直接应用于结构或构件的承载力计算,故需借助震害调查、实验、概念设计和构造等手段来解决。为了使学生清楚地认识和理解结构或构件从开始加载到最终破坏的全过程,特别是各种结构或构件的主要震害现象、受力机理和破坏特征等,工程调查和实验是一个非常重要的教学环节。为此,本课程结合其它课程的教学和教师承担的科研项目,开设了教学大纲所要求的所有实验和工程调查录像课,例如各种砌体结构的试验破坏现象录像课,简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁等的受力性能实验,多层砌体结构房屋的抗震性能实验等,以增强学生的感性认识,加深对课程内容的理解。

2.3 设计课
  本课程是一门实践性很强的课程,学习中必须理论联系实际,以激发学生的学习兴趣和创新能力,培养学生的综合分析问题能力,才能为学生走向社会进行创造性工作打下基础。由于本课程中的技能型和综合应用等内容在课堂讲授中涉及较少,故上述教学内容主要应通过设计课的训练来完成。设计课包括课程设计和毕业设计等,其内容分为基本技能训练和综合应用两部分。其中综合应用对检验教学效果至关重要,是整个设计课的重点。在设计课中,学生从选择结构方案和材料入手,然后进行结构布置,确定结构计算简图,选用合适的结构内力分析方法,一直到计算作用(荷载),作用(荷载)效应分析,作用(荷载)效应组合,并进行构件截面设计及构件间的连接构造设计等,最后完成施工图的绘制。在此教学环节中,可借助计算机,利用大型通用结构分析软件或自编程序及AutoCAD进行结构内力分析并绘制施工图。通过设计课的训练,深化学生对基本概念的理解,培养学生分析和解决问题的能力,提高学生的动手能力和创新意识。

2.4 实习
  砌体结构课程内容具有很强的实践性和综合性,因此现场实习是必不可少的实践性教学环节,它为实现专业培养目标起着重要的作用。通过现场实习、认识和教学,既可直接获取专业知识,巩固和加强所学理论,又能加深所学知识,并把所学知识综合运用到实践中去,同时对实习内容进行独立观察、独立思考和现场讨论,在充分观察、分析交流的基础上,锻炼和培养学生独立分析和解决问题的能力,达到巩固书本知识和提高实际工作能力的目的。


3.实践性教学的设计思想与效果


  实践性教学环节是本课程的重要组成部分。通过直接动手进行砌体结构或构件的承载力性能试验、观察各种结构或构件的破坏现象、工地现场实习、参与教师的科研工作、设计课、计算机编程与操作等实践性教学的训练,培养学生严肃认真的科学态度、良好的工作作风、创新精神和实际工作能力。同时从土木工程专业所需的知识结构出发,对课程的实践性教学环节进行内容整合,打破各实践性教学环节之间的界限,并与其他课程的实践性教学环节相结合,整合设计出一套新型的系列实践性教学模式,以达到专业培养目标的要求。
  在现场实习中,学生尽可能观察和发现一些实际工程问题,以便利用所学知识予以解决或在实验室通过试验进行研究。在试验中,学生可结合实习中发现的实际工程问题和科研课题,利用业余时间到实验室亲自制定试验方案,亲自动手制作试件,亲自进行试验操作和数据处理,然后进行成果分析与整理。教师仅起指导作用,这样可极大地调动学生的学习积极性和创造性,培养学生的创新能力。由于试验内容为综合型系列试验,因此在试验过程中,学生可得到较为系统的试验技能训练,加深对课程基本理论和内容的理解及应用,同时还可节省试验费用,促进和加强实验室的建设工作,收到良好的教学效果。在设计课中,学生可把自己或教师的成熟研究成果,直接综合应用于实际工程问题的处理或设计,产生明显的社会效益和经济效益。



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版权所有:西安建筑科技大学《砌体结构》精品课程
课程负责人:熊仲明 教授