王風(fēng)霞,李紅英,朱乃姝,趙之彬,周 藩
(1解放軍理工大學(xué) 國防工程學(xué)院,江蘇 南京 210007;2南京軍區(qū)第一工程維護(hù)團(tuán),江蘇 南京 210000)
目前,有很多學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)專業(yè),在畢業(yè)設(shè)計前提出做結(jié)構(gòu)工程的畢業(yè)設(shè)計要求。在這種情況下,考慮到學(xué)生的實際要求,學(xué)校選派了具有一定設(shè)計經(jīng)驗的教師為學(xué)習(xí)較好的學(xué)員作為畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師,開始了跨專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計探索。
專業(yè)課或者干脆不開,或者學(xué)時很少。由于建筑工程管理專業(yè)課程設(shè)置偏重管理,對結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論學(xué)時非常少,比如,結(jié)構(gòu)動力學(xué)不學(xué),建筑抗震、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)不開,這就嚴(yán)重地影響了學(xué)生的結(jié)構(gòu)思路。
由于課程學(xué)時較少,學(xué)生花在結(jié)構(gòu)課上的時間較少,許多結(jié)構(gòu)的概念不清晰,譬如,結(jié)構(gòu)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(gòu)受彎與受扭的區(qū)別。諸如此類的概念問題會影響到學(xué)生畢業(yè)設(shè)計進(jìn)程。
荷載是如何傳遞的,許多學(xué)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(chǔ),傳來的荷載又是多少;地震作用和風(fēng)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(xué)生沒有搞得很懂。
PKPM軟件課程沒有開設(shè),學(xué)生只能自學(xué),學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)是個漸進(jìn)的過程,學(xué)生要不斷摸索,積累經(jīng)驗。
結(jié)構(gòu)設(shè)計所依據(jù)的是各類結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(如《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》等)、規(guī)程(如《高層混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等),這些規(guī)范和規(guī)程是國家的建筑技術(shù)政策在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體表現(xiàn),它們具有法律強(qiáng)制力,各個建筑設(shè)計單位必須嚴(yán)格照此執(zhí)行。學(xué)生在課程學(xué)習(xí)時,很少用到規(guī)范,所以對規(guī)范比較陌生,要借畢業(yè)設(shè)計的機(jī)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(xué)習(xí),做過課程設(shè)計,也參加了相應(yīng)的工地實習(xí),但是這些都偏重理論,與實際結(jié)合甚少,這使得學(xué)生的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)沒有系統(tǒng)化,甚至許多同學(xué)到畢業(yè)設(shè)計前都不知道結(jié)構(gòu)設(shè)計到底是什么意思,畢業(yè)設(shè)計該進(jìn)行哪些工作,設(shè)計的基本步驟又是什么,應(yīng)該進(jìn)行哪些計算等。
由于本屆學(xué)員的畢業(yè)設(shè)計為框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓設(shè)計,結(jié)構(gòu)抗震是至關(guān)重要的內(nèi)容。因此,在畢業(yè)設(shè)計開始之前,就安排學(xué)生對照08版的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》自學(xué)《結(jié)構(gòu)抗震》課程。同時,對于多高層建筑學(xué)校也沒有開設(shè),就讓學(xué)生對照的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》自學(xué)《高層混凝土結(jié)構(gòu)》課程。
通過對照規(guī)范的學(xué)習(xí)方法,以及及時向指導(dǎo)教師的請教,學(xué)生很快學(xué)會了如何進(jìn)行地震作用效應(yīng)的計算和結(jié)構(gòu)抗震驗算的方法,以及框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路程序等。
實踐證明,上述方法是盡快補(bǔ)足學(xué)生知識盲區(qū)的有效方法。
力學(xué)與結(jié)構(gòu)的概念早在大學(xué)二年級學(xué)習(xí)《材料力學(xué)》時就開始了,那時由于考試的壓力,沒有時間仔細(xì)咀嚼力學(xué)概念諸如受彎、受扭的區(qū)別,剛度與變形的關(guān)系等等。而結(jié)構(gòu)的概念在《結(jié)構(gòu)力學(xué)》的學(xué)習(xí)過程中并沒有很好的滲透,因為教結(jié)構(gòu)力學(xué)的教師是力學(xué)出身的不是土木出身的?!朵摻罨炷痢返膶W(xué)習(xí)主要側(cè)重結(jié)構(gòu)構(gòu)件——梁板柱的受力,對整體結(jié)構(gòu)缺乏分析,這就要求必需學(xué)習(xí)高層混凝土結(jié)構(gòu),來加強(qiáng)理解。
實踐證明,通過對學(xué)生必要的引導(dǎo),學(xué)生很快的搞清了力學(xué)與結(jié)構(gòu)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(fēng)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(chǔ);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(fēng)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(xué)研究院結(jié)構(gòu)所編制的PKPM系列軟件是適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展的結(jié)構(gòu)設(shè)計系列軟件,其互動性好,非常便于學(xué)生自學(xué)使用。在畢業(yè)設(shè)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(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模擬建模訓(xùn)練。經(jīng)過多次訓(xùn)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(gòu)設(shè)計規(guī)范、規(guī)程,在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計使用到的規(guī)范主要有:《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、《高層混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》等,以及其他的國家和地方標(biāo)準(zhǔn)圖集等。
在拿到建筑圖以后,首先要定采用何種結(jié)構(gòu)方案,這里采用框架結(jié)構(gòu)。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(qiáng)度等級。用軟件試算看截面選擇是否經(jīng)濟(jì)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(shè)計的同時,也要進(jìn)行手算。在實踐中,要其學(xué)生手算一榀框架,包括恒載、活載、風(fēng)載、地震作用等產(chǎn)生的彎矩、剪力、軸力等標(biāo)準(zhǔn)值的計算,以及上述效應(yīng)的最不利組合,從而計算典型梁柱的配筋并進(jìn)行正常使用狀態(tài)下的相應(yīng)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(xué)生對結(jié)構(gòu)設(shè)計的理解,又可以增強(qiáng)手算的能力。這對學(xué)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(shè)計是一門必修課程,而且是一門實踐性非常強(qiáng)的綜合訓(xùn)練課程,是學(xué)生走向工作崗位前的最后一次設(shè)計演習(xí)。通過畢業(yè)設(shè)計學(xué)生不但可以學(xué)會如何綜合應(yīng)用大學(xué)本科階段所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識,而且可以為未來的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作做好準(zhǔn)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(xué)生從事結(jié)構(gòu)工程畢業(yè)設(shè)計,由于不是本專業(yè),學(xué)生從事畢業(yè)設(shè)計時還確實存在一些困難。對此,指導(dǎo)教師針對以上困難,采取了相應(yīng)的措施,取得了較為滿意的成果。目前,筆者指導(dǎo)了兩名畢業(yè)設(shè)計學(xué)生,看到他們每天的成長進(jìn)步,感到十分欣慰。當(dāng)然,如何更好的讓建筑工程管理專業(yè)的學(xué)生能夠圓滿的從事結(jié)構(gòu)工程畢業(yè)設(shè)計,還需要在畢業(yè)設(shè)計實踐中不斷探索。
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[1]陳道政.建筑工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)中幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制[J].高等建筑教育,2010,19:127-129.
[2]沈蒲生.新世紀(jì)土木工程系列教材建筑工程畢業(yè)設(shè)計指南[M].高等教育出版社,2007.
[3]趙靜,張瑞云.土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計應(yīng)注重結(jié)構(gòu)概念強(qiáng)化與應(yīng)用[J].高等建筑教育,2005,14:80-81.