王風霞,李紅英,朱乃姝,趙之彬,周 藩
(1解放軍理工大學 國防工程學院,江蘇 南京 210007;2南京軍區(qū)第一工程維護團,江蘇 南京 210000)
目前,有很多學生學習了四年的建筑工程管理專業(yè),但是畢業(yè)后并不希望從事所學專業(yè),在畢業(yè)設計前提出做結(jié)構工程的畢業(yè)設計要求。在這種情況下,考慮到學生的實際要求,學校選派了具有一定設計經(jīng)驗的教師為學習較好的學員作為畢業(yè)設計指導教師,開始了跨專業(yè)的畢業(yè)設計探索。
專業(yè)課或者干脆不開,或者學時很少。由于建筑工程管理專業(yè)課程設置偏重管理,對結(jié)構設計的理論學時非常少,比如,結(jié)構動力學不學,建筑抗震、鋼結(jié)構、砌體結(jié)構不開,這就嚴重地影響了學生的結(jié)構思路。
由于課程學時較少,學生花在結(jié)構課上的時間較少,許多結(jié)構的概念不清晰,譬如,結(jié)構的抗力和內(nèi)力的區(qū)別,荷載作用平面內(nèi)與平面外的區(qū)別,結(jié)構受彎與受扭的區(qū)別。諸如此類的概念問題會影響到學生畢業(yè)設計進程。
荷載是如何傳遞的,許多學生不夠明確。豎向荷載如何由板傳給次梁,再由次梁傳給主梁,再由主梁傳給柱,再由柱傳給基礎,傳來的荷載又是多少;地震作用和風又是如何作用在框架柱上從而帶動梁受彎剪的,以上問題學生沒有搞得很懂。
PKPM軟件課程沒有開設,學生只能自學,學習不夠系統(tǒng),不夠全面,不能掌握其真諦,往往丟了西瓜撿了芝麻,本末倒置。PKPM軟件的學習是個漸進的過程,學生要不斷摸索,積累經(jīng)驗。
結(jié)構設計所依據(jù)的是各類結(jié)構設計規(guī)范(如《混凝土結(jié)構設計規(guī)范》和《鋼結(jié)構設計規(guī)范》等)、規(guī)程(如《高層混凝土結(jié)構技術規(guī)程》和《混凝土異形柱結(jié)構技術規(guī)程》等),這些規(guī)范和規(guī)程是國家的建筑技術政策在土木工程結(jié)構設計中的具體表現(xiàn),它們具有法律強制力,各個建筑設計單位必須嚴格照此執(zhí)行。學生在課程學習時,很少用到規(guī)范,所以對規(guī)范比較陌生,要借畢業(yè)設計的機會熟悉規(guī)范,并盡量做到靈活運用。
雖然通過了四年的本科學習,做過課程設計,也參加了相應的工地實習,但是這些都偏重理論,與實際結(jié)合甚少,這使得學生的專業(yè)知識結(jié)構遠沒有系統(tǒng)化,甚至許多同學到畢業(yè)設計前都不知道結(jié)構設計到底是什么意思,畢業(yè)設計該進行哪些工作,設計的基本步驟又是什么,應該進行哪些計算等。
由于本屆學員的畢業(yè)設計為框架結(jié)構教學樓設計,結(jié)構抗震是至關重要的內(nèi)容。因此,在畢業(yè)設計開始之前,就安排學生對照08版的國家標準《建筑結(jié)構抗震規(guī)范》自學《結(jié)構抗震》課程。同時,對于多高層建筑學校也沒有開設,就讓學生對照的行業(yè)標準《高層混凝土結(jié)構技術規(guī)程》自學《高層混凝土結(jié)構》課程。
通過對照規(guī)范的學習方法,以及及時向指導教師的請教,學生很快學會了如何進行地震作用效應的計算和結(jié)構抗震驗算的方法,以及框架結(jié)構設計的思路程序等。
實踐證明,上述方法是盡快補足學生知識盲區(qū)的有效方法。
力學與結(jié)構的概念早在大學二年級學習《材料力學》時就開始了,那時由于考試的壓力,沒有時間仔細咀嚼力學概念諸如受彎、受扭的區(qū)別,剛度與變形的關系等等。而結(jié)構的概念在《結(jié)構力學》的學習過程中并沒有很好的滲透,因為教結(jié)構力學的教師是力學出身的不是土木出身的。《鋼筋混凝土》的學習主要側(cè)重結(jié)構構件——梁板柱的受力,對整體結(jié)構缺乏分析,這就要求必需學習高層混凝土結(jié)構,來加強理解。
實踐證明,通過對學生必要的引導,學生很快的搞清了力學與結(jié)構的概念。這著實令人欣慰。
荷載按照作用方向分成豎向荷載、水平荷載。豎向荷載指樓面、屋面恒載,樓面、屋面活載,雪荷載等。水平荷載指地震作用、風荷載等。對于豎向荷載,先由板傳給次梁,再由次梁傳給主梁,再由主梁傳給柱,再由柱傳給基礎;至于傳來的荷載的大小,取決于受荷面積,有時還要考慮活荷載的折減問題。對于水平荷載,地震作用、風荷載,是先水平作用在墻柱上,產(chǎn)生水平位移,帶動梁板一起水平運動。
中國建筑科學研究院結(jié)構所編制的PKPM系列軟件是適應我國經(jīng)濟技術發(fā)展的結(jié)構設計系列軟件,其互動性好,非常便于學生自學使用。在畢業(yè)設計開始之初,先演示PKPM軟件的使用方法、程序及過程,之后指導學生進行模擬建模訓練。經(jīng)過多次訓練,已經(jīng)能夠靈活運用該軟件——試算、驗證等。
要靈活運用結(jié)構設計規(guī)范、規(guī)程,在框架結(jié)構設計使用到的規(guī)范主要有:《建筑結(jié)構可靠度設計統(tǒng)一標準》、《建筑制圖統(tǒng)一標準》、《建筑抗震設計規(guī)范》、《鋼結(jié)構設計規(guī)范》、《混凝土結(jié)構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造詳圖》、《混凝土結(jié)構設計規(guī)范》、《高層混凝土結(jié)構技術規(guī)程》、《建筑地基基礎設計規(guī)范》等,以及其他的國家和地方標準圖集等。
在拿到建筑圖以后,首先要定采用何種結(jié)構方案,這里采用框架結(jié)構。之后,根據(jù)已經(jīng)計算好的荷載,定柱網(wǎng)尺寸、估算柱梁截面,確定混凝土強度等級。用軟件試算看截面選擇是否經(jīng)濟安全,否則調(diào)整截面尺寸。待到截面尺寸合理以后,就可以出配筋圖了。
在利用軟件設計的同時,也要進行手算。在實踐中,要其學生手算一榀框架,包括恒載、活載、風載、地震作用等產(chǎn)生的彎矩、剪力、軸力等標準值的計算,以及上述效應的最不利組合,從而計算典型梁柱的配筋并進行正常使用狀態(tài)下的相應的驗算,如裂縫寬度和撓度等。通常,正確的手算結(jié)果和軟件計算結(jié)果相去甚微。這樣做,一方面是可以加深學生對結(jié)構設計的理解,又可以增強手算的能力。這對學生的執(zhí)業(yè)生涯,大有裨益。
按照人才培養(yǎng)方案,畢業(yè)設計是一門必修課程,而且是一門實踐性非常強的綜合訓練課程,是學生走向工作崗位前的最后一次設計演習。通過畢業(yè)設計學生不但可以學會如何綜合應用大學本科階段所學的相關專業(yè)知識,而且可以為未來的結(jié)構設計工作做好準備。這需要師生共同努力才能圓滿完成。同時,我們也歡迎建筑工程管理專業(yè)的學生從事結(jié)構工程畢業(yè)設計,由于不是本專業(yè),學生從事畢業(yè)設計時還確實存在一些困難。對此,指導教師針對以上困難,采取了相應的措施,取得了較為滿意的成果。目前,筆者指導了兩名畢業(yè)設計學生,看到他們每天的成長進步,感到十分欣慰。當然,如何更好的讓建筑工程管理專業(yè)的學生能夠圓滿的從事結(jié)構工程畢業(yè)設計,還需要在畢業(yè)設計實踐中不斷探索。
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