偏心受壓構(gòu)件的教學(xué)初探

許東勝

摘 要：通過對(duì)教學(xué)實(shí)踐所得、剖析教材的特點(diǎn)、探索教學(xué)方法、所得到的經(jīng)驗(yàn)的分析供本學(xué)科教學(xué)同仁參考。

關(guān)鍵詞：教材分析；教學(xué)方法；數(shù)學(xué)語言；先總后分；流程圖；教學(xué)互動(dòng)

偏心受壓構(gòu)件是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中幾種基本構(gòu)件之一，同時(shí)也是教與學(xué)的難點(diǎn)，可以說教材的特點(diǎn)決定了它的難度所在。不僅教師難教，而且學(xué)生難學(xué)，老師的難在于如何處理教材，化繁為簡(jiǎn)、化抽象為具體，把握住教材的主線，有條理、有層次、循序漸進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生深入淺出地掌握知識(shí)，以及如何選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性、培養(yǎng)學(xué)生自究性學(xué)習(xí)方式，變被動(dòng)性學(xué)習(xí)為主動(dòng)性學(xué)習(xí)。學(xué)生的難在于基礎(chǔ)薄弱，缺乏足夠的抽象思維能力和邏輯思維能力，分析解決問題的能力，而這些能力的改善與提高不是一蹴而就的，教材知識(shí)的掌握恰恰需要這些能力，因此，我認(rèn)為教師的作用相當(dāng)于為教材與學(xué)生之間搭一座“橋”。以下我就從教材的處理及教學(xué)方法選擇的角度結(jié)合偏心受壓構(gòu)件來說說如何搭好這一座“橋”。

一、偏心受壓構(gòu)件教材的分析

偏心受壓構(gòu)件教材的知識(shí)概括來講，主要分為三個(gè)方面：計(jì)算理論、計(jì)算類型、構(gòu)造要求。

（一）計(jì)算理論

偏心受壓構(gòu)件的計(jì)算理論與其他基本構(gòu)件如出一轍，但它又具有自己的特點(diǎn)與難點(diǎn)，不妨詳細(xì)說說。

1.偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)及分類

偏心受壓構(gòu)件按破壞形態(tài)可分為大偏壓（拉破壞）與小偏壓（壓破壞），判別大偏壓與小偏壓的方法，關(guān)鍵在于了解這兩種破壞形態(tài)與哪些因素有關(guān)，事實(shí)上，大小偏壓的破壞形態(tài)主要與相對(duì)偏心距e0/h及距縱向壓力較遠(yuǎn)一側(cè)配筋量AS因素有關(guān)，即大偏壓破壞是在e0/h較大，AS不太多，而小偏壓破壞在e0/h較小或e0/h較大且AS太多的情況下產(chǎn)生的，對(duì)AS來說，當(dāng)為大偏壓時(shí)，AS能達(dá)到屈服強(qiáng)度fy當(dāng)為小偏壓時(shí)，AS無論為拉或壓均不能達(dá)到屈服強(qiáng)度fy。

2.大小偏壓的界限

大小偏壓的界限主要有兩個(gè)層次，第一層次以相對(duì)偏心跑0.3

為界限進(jìn)行初步判定，即e0/h0≥0.3截面認(rèn)為大偏壓受壓，e0/h0<

0.3截面認(rèn)為小偏心受壓，第二層次，以相對(duì)界限高度ξb為界限進(jìn)行確定判定，即當(dāng)ξ>ξb截面外于偏心受壓，當(dāng)ξ≤ξb截面處于大偏心受壓。

3.偏心距

偏心距ηe是指縱向壓力N距截面軸線的距離，包括偏心距

增大系數(shù)η，以及初始偏心距e0兩個(gè)方面，偏心距增大系數(shù)η，由于細(xì)長(zhǎng)度l0/i的影響，細(xì)長(zhǎng)桿在初始彎矩Ne的作用下，產(chǎn)生側(cè)向撓度f，歸并入偏心距中，即增大偏心距ei+f=（1+f/t）ei=ηei，規(guī)范為了簡(jiǎn)化起見，η按下式計(jì)算：η=（1+■l（■）2）ξ1ξ2；初始偏心距e0，是考慮混凝土構(gòu)件的非均質(zhì)性，及加壓偏壓的不利影響，并歸入附加偏心距ea以調(diào)整，即ei=eo+ea，eo為原始偏心距。

4.偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算的基本公式的建立

在了解偏心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)行承載力計(jì)算的基本公式的建立，如果我們思維站高一點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn)所有基本構(gòu)件計(jì)算公式的建立原理實(shí)質(zhì)是一樣的，即為力學(xué)中平衡方程的應(yīng)用，只不過表達(dá)的方式不一樣而已，在教學(xué)中如果意識(shí)到這一點(diǎn)，我想學(xué)生也就不怕公式難記、難懂了，在學(xué)習(xí)中只要記住了計(jì)算簡(jiǎn)圖，計(jì)算公式就不難寫出，而不必埋頭苦背，焦頭爛額了。

（二）計(jì)算類型

偏心受壓構(gòu)件按不同標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類，按構(gòu)件的截面形

狀，可分為圓形、圓環(huán)、矩形、工字形等；按破壞形態(tài)分為大偏心和小偏心，按配筋方式分為對(duì)稱配筋和非對(duì)稱配筋；按問題分為配筋計(jì)算問題和承載力校核問題，這些不同計(jì)算類型混在一起，使得問題更加錯(cuò)綜復(fù)雜、千頭萬緒，理順這些分類標(biāo)準(zhǔn)的層次關(guān)系，抓住教材的主線，顯得尤為重要，大量教材和教參表明，它們的層次一般為：第一層次的配筋方式（對(duì)稱配筋和非對(duì)稱配筋）；第二層次解決問題（配筋計(jì)算和承載力校核）；第三層次按破壞形態(tài)

（大偏心受壓和小偏心受壓）。有的鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算手冊(cè)對(duì)本章的類型做了專門的分類，共計(jì)8類。例，對(duì)稱配筋、配筋計(jì)算、大偏壓為一類等等，在教學(xué)時(shí)可以參考相關(guān)的資料來使用。

（三）構(gòu)造要求

構(gòu)造處理和有關(guān)規(guī)定是長(zhǎng)期科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，是對(duì)計(jì)算必不可少的補(bǔ)充。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造時(shí)，計(jì)算和構(gòu)造是同等重要的，學(xué)習(xí)時(shí)防止重理論輕實(shí)踐、重計(jì)算輕構(gòu)造的思想，要充分重視對(duì)構(gòu)造規(guī)定和要求的理解，并搞清其中的道理。

二、教學(xué)方法的選擇

教學(xué)方法是為達(dá)到既定教學(xué)目標(biāo)，教師和學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)所采取各種方式的總稱，教學(xué)方法可以看成是一種粘合劑，好的教學(xué)方法能使教師、教材、學(xué)生和諧融為一體，“教學(xué)有法，貴在得法?！辈煌慕滩模煌膶W(xué)生，要采用不同的教學(xué)方法，我不認(rèn)為一種教學(xué)方式能適應(yīng)所有的教材和學(xué)生，因此，我在選擇教學(xué)方法的時(shí)候，首先考慮的是教材與學(xué)生的特點(diǎn)，以下是我結(jié)合偏心受壓構(gòu)件教學(xué)關(guān)于教學(xué)方法的幾點(diǎn)考慮。

（一）要善于運(yùn)用教學(xué)語言表達(dá)方式教學(xué)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)方法的分析規(guī)律，要進(jìn)行大量的試驗(yàn)分析→挑選合適的破壞形式→計(jì)算簡(jiǎn)圖→列平衡方程→適用條件→構(gòu)造措施。其中試驗(yàn)分析是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，教材大多以語言的形式進(jìn)行表達(dá)，文字雖然能清楚表達(dá)試驗(yàn)動(dòng)態(tài)過程，但略顯冗長(zhǎng)，難以記憶。若能轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語言表達(dá)就直觀明了、方便記憶。例如，在講述大小偏心受壓破壞形態(tài)時(shí)，可以簡(jiǎn)單概括為：①受拉破壞（大偏壓破壞）特點(diǎn)：拉區(qū)砼開裂→AS達(dá)fy→AS′達(dá)f′→εc=εcu砼壓碎破壞；②受壓破壞（小偏壓破壞）特點(diǎn)：破壞受壓砼壓碎引起的，該則AS達(dá)fy′，另一側(cè)AS′或拉或壓均未達(dá)到fy，這樣通過文字的轉(zhuǎn)化能起了化繁為簡(jiǎn)的目的，在結(jié)構(gòu)的教學(xué)中還常?？梢詰?yīng)

用到。

（二）要善于應(yīng)用先總后分的授課模式

結(jié)構(gòu)的教材特點(diǎn)決定于教學(xué)過程的邏輯性與條理性，注重教學(xué)的邏輯性和條理性是上好結(jié)構(gòu)課題的必要條件，一節(jié)邏輯條理清晰的結(jié)構(gòu)課能給學(xué)生以屢屢動(dòng)聽、徐徐道來的感覺。例如：我們講到偏心距增大系數(shù)η時(shí)，就可以采用先總后分的授課模式，先

介紹η的含義，然后直接給出η的計(jì)算方式即η=[1+■l（■）2]ζ1ζ2，接著分別介紹其中每一個(gè)字母的含義計(jì)算方式，ζ1——

偏心受壓構(gòu)件截面曲率修正系數(shù)，ζ1=0.5fcA/N，ζ2構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)化對(duì)截面曲率影響系數(shù)，ζ2=1.15-0.01（Lo/h），采用先總后分的授課方式，好比人遠(yuǎn)看山的構(gòu)造，近看山的細(xì)部，實(shí)踐證明，教學(xué)效果良好。

（三）應(yīng)善于注重流程圖的應(yīng)用

流程圖就是一種表達(dá)邏輯的圖形，流程圖是有形象直觀、簡(jiǎn)單明了的特點(diǎn)，通過流程圖的學(xué)習(xí)，掌握偏心受壓構(gòu)件各種類型的解題步驟，使學(xué)生學(xué)得得心應(yīng)手，例如：對(duì)稱配筋截面設(shè)計(jì)的流程圖如下：

■

流程圖中結(jié)合一些符號(hào)如，教學(xué)中“<、>”表示“判斷”的意思：大寫字母“Y”則代表Yes，同樣大寫字母“N”代表NO。將整個(gè)計(jì)算過程以流程圖的形式來解說，有別于常規(guī)教材中的解說方式，一目了然，更易于理解和應(yīng)用。

（四）要善于注意教學(xué)互動(dòng)法

教學(xué)互動(dòng)是推進(jìn)課堂教學(xué)改革的基本教學(xué)途徑，就是在課堂教學(xué)中必須充分體現(xiàn)“教”學(xué)交往，“師”“生”交流，特別要體現(xiàn)“學(xué)”的積極性，而“教”的積極性的根本體現(xiàn)就是運(yùn)用一切手段去調(diào)動(dòng)“學(xué)”的積極性，從而使積極性產(chǎn)生互動(dòng)效應(yīng)，在偏應(yīng)受壓構(gòu)件基本公式的教學(xué)中，我在教學(xué)中按大小偏破壞形態(tài)先畫出大小偏壓計(jì)算簡(jiǎn)圖，然后引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖，按靜力平衡條件列出平衡方程，在應(yīng)用平衡方程進(jìn)行配筋計(jì)算時(shí)，也是留出一定量的時(shí)間，由學(xué)生自由分析平衡方程中，哪些是已知量，哪些是未知量，當(dāng)未知量多于平衡方程個(gè)數(shù)，就必須補(bǔ)充方程，通過互動(dòng)教學(xué)法，使學(xué)生對(duì)計(jì)算公式的來歷有較深的了解，而不必死記硬背。

總之，偏心受壓構(gòu)件的教學(xué)與多種因素有關(guān)，上述所述的教學(xué)方法是否恰當(dāng)，只是本人一家之言，我相信，沒有最好，只有更好。有道是“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。

參考文獻(xiàn)：

汪霖祥.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu).機(jī)械工業(yè)出版社，2010-07.

（作者單位 福建省永泰城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)中專學(xué)校）