鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理教學(xué)研究I：雙筋矩形截面正截面承載力計(jì)算

李志強(qiáng)　唐艷娟　夏多田

摘要：本文針對(duì)雙筋矩形截面正截面承載力計(jì)算的教學(xué)中計(jì)算公式復(fù)雜、學(xué)生難以理解的現(xiàn)狀，提出應(yīng)用圖形分解的方法進(jìn)行類比分析，將復(fù)雜的問題分解轉(zhuǎn)化為已知的知識(shí)，從而使學(xué)生對(duì)計(jì)算公式有更清晰的認(rèn)識(shí)，并為教學(xué)活動(dòng)提供參考。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；雙筋截面；適筋破壞；超筋破壞；少筋破壞

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）14-0160-02

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》涉及的知識(shí)面較多，很多理論必須通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與理論分析相結(jié)合，并進(jìn)行詳細(xì)的講解，使學(xué)生理解混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算理論。該課程的主要特點(diǎn)是公式多、符號(hào)多、構(gòu)造要求多[1]，學(xué)習(xí)難度相對(duì)比較大，學(xué)生較難理解。因此，大多數(shù)學(xué)生的作業(yè)都是機(jī)械式地模仿例題，不能靈活地應(yīng)用公式，采取機(jī)械的死記硬背的方法，對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力較差。

為了改變這種狀況，提高教學(xué)效果，本文根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》中雙筋矩形截面正截面承載力計(jì)算的教學(xué)作一些探討。

1 理解基本計(jì)算公式的應(yīng)用條件

雙筋矩形截面是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，與單筋矩形截面不同之處在于雙筋矩形截面在截面的受拉區(qū)和受壓區(qū)同時(shí)配有縱向受力鋼筋的矩形截面。因雙筋矩形截面的受壓區(qū)配有受力鋼筋，其計(jì)算簡(jiǎn)圖及適用條件較單筋矩形截面相比要復(fù)雜，見圖1。

運(yùn)用理論力學(xué)中力的平衡和彎矩平衡，可得雙筋矩形截面承載力計(jì)算公式為：

以應(yīng)力圖形為中心，重視應(yīng)力簡(jiǎn)圖的畫法[5]，通過圖形分解簡(jiǎn)化分析過程，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)公式更深入的理解，避免機(jī)械式的死記硬背造成的記不牢靠。

3 比較各類受力構(gòu)件計(jì)算上的相互聯(lián)系

單筋矩形截面正截面承載力計(jì)算是受彎構(gòu)件正截面承載力這章的第一部分內(nèi)容，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，其配筋形式及受力簡(jiǎn)圖見圖4。進(jìn)行單筋矩形截面正截面承載力計(jì)算內(nèi)容與雙筋矩形截面正截面承載力計(jì)算內(nèi)容的類比分析，可以增加學(xué)生對(duì)雙筋矩形截面正截面承載力計(jì)算公式的理解。

找出它們的不同之處，即可將雙筋矩形截面問題轉(zhuǎn)化為單筋矩形截面的問題，從而使復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化。

4 結(jié)論

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》是土木工程專業(yè)最為重要的專業(yè)課，且涉及的知識(shí)面較多，很多理論不是簡(jiǎn)單的計(jì)算，必須通過詳細(xì)的講解，使學(xué)生理解計(jì)算理論的由來。雙筋矩形截面正截面承載力計(jì)算為本書教學(xué)的難點(diǎn)之一，計(jì)算公式復(fù)雜、學(xué)生難以理解，因此，教師應(yīng)針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的困難進(jìn)行分析，通過對(duì)公式的適用條件、計(jì)算公式的意義應(yīng)用圖形分解的方法進(jìn)行類比分析，將復(fù)雜的問題層層分解轉(zhuǎn)化為已知的知識(shí)，使學(xué)生對(duì)計(jì)算公式有更清晰的認(rèn)識(shí)，并取得良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷洋，劉幸.對(duì)學(xué)生在混凝土結(jié)構(gòu)原理作業(yè)中常見問題的探討[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)：哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版，2012，（14）：249-250.

[2]李志強(qiáng)，仝倩倩，夏多田，等.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)西部科技，2014，13（1）：123-124.

[3]梁興文，王社良，李曉文.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[4]劉立新，葉燕華.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2012.

[5]馮玉芹.建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)模式與方法的探討[J].建筑結(jié)構(gòu)，2008，38（9）：113-114.