黃瑞新　岳喜妍　郭亞楠　劉幸迪　王明章　諸葛緒巖

摘 要：為了提高土木工程專(zhuān)業(yè)RC樓蓋課程設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和效率，本文采用MATLAB語(yǔ)言和EXCEL表格，編制了RC樓蓋課程設(shè)計(jì)手算計(jì)算書(shū)校核系統(tǒng)CDSSRC，通過(guò)RC樓蓋課程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算結(jié)果與手算的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，可以對(duì)手算計(jì)算結(jié)果的進(jìn)行校核；雖然計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算結(jié)果比較精確，但是RC樓蓋課程設(shè)計(jì)手算是土木工程專(zhuān)業(yè)大學(xué)生必備的能力，不能完全依靠計(jì)算機(jī)，本文建議采用手算為主、計(jì)算機(jī)計(jì)算為輔的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：RC樓蓋；課程設(shè)計(jì)；MATLAB語(yǔ)言；樓蓋手算校核系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.252

0 引言

RC樓蓋課程設(shè)計(jì)是《混凝土結(jié)構(gòu)》課程的一個(gè)非常重要的教學(xué)內(nèi)容，及有很強(qiáng)的實(shí)踐性、實(shí)用性，對(duì)于培養(yǎng)土木工程專(zhuān)業(yè)大學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)[1]。劉雁和鄒小靜分析了單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)中存在的不足之處，并提出了相應(yīng)的改革措施[2]。王強(qiáng)、陳慕杰和陳宜虎針對(duì)近年來(lái)課程設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，提出該課程設(shè)計(jì)改革的一些思路[3]。魏曉針對(duì)建筑學(xué)專(zhuān) 業(yè)建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的改革創(chuàng)新措施，旨在能夠有效地提高建筑結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)水平[4]。

針對(duì)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)實(shí)踐中存在的缺點(diǎn)，本文采用手算為主、計(jì)算機(jī)計(jì)算為輔的教學(xué)方法，編制了CDSSRC軟件。通過(guò)該軟件，教師可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程的錯(cuò)誤，并且加以干預(yù)與糾正，為后面的評(píng)閱打好基礎(chǔ)，做好成績(jī)?cè)u(píng)定的客觀性、公平性與公正性；學(xué)生可以提高對(duì)該課程設(shè)計(jì)的興趣，還可以提高的課程設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率，在課程設(shè)計(jì)中少走彎路。

1 CDSSRC軟件介紹

目前《混凝土結(jié)構(gòu)》RC樓蓋課程設(shè)計(jì)的教學(xué)停留于表面的講解上。隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技水平的提高、計(jì)算機(jī)技術(shù)的猛進(jìn)、可視化軟件的發(fā)展，高校、科研院所、設(shè)計(jì)院對(duì)于RC樓蓋課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)有強(qiáng)烈的需求，對(duì)于高校老師RC樓蓋課程設(shè)計(jì)的知識(shí)要求也越來(lái)越高。而傳統(tǒng)的以板書(shū)講解為教學(xué)手段的教學(xué)方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了這種強(qiáng)烈的需求。MATLAB同時(shí)具備科學(xué)計(jì)算和可視化的優(yōu)勢(shì)，既能進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，又能開(kāi)發(fā)出所需要的圖形界面。如果用MATLAB來(lái)開(kāi)發(fā)CDSSRC教學(xué)演示軟件，可以發(fā)揮的這兩方面的優(yōu)勢(shì)，使高校老師將板書(shū)、PPT和可視化的圖形用戶(hù)界面GUI結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生能夠看到類(lèi)似視頻化的教學(xué)演示軟件，相信會(huì)有助于提高和加深學(xué)生對(duì)RC樓蓋課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)水平和掌握程度，達(dá)到優(yōu)良的教學(xué)效果。

本教學(xué)演示軟件，簡(jiǎn)稱(chēng)CDSSRC軟件，主要研究了RC樓蓋課程設(shè)計(jì)的內(nèi)力計(jì)算和截面設(shè)計(jì)，計(jì)算結(jié)果以Excel表格的形式給出，軟件界面如下圖1所示。該軟件，既可以幫助高校教師講解RC樓蓋課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、完善教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，又可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)、理解和掌握RC樓蓋課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容。

2 RC樓蓋課程設(shè)計(jì)的實(shí)例

（1）教學(xué)實(shí)例簡(jiǎn)介。樓面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為6.5kN/m2，混凝土采用C30， 主梁及次梁鋼筋：采用HRB400級(jí)鋼筋；板內(nèi)鋼筋采用采用HPB300級(jí)；課程設(shè)計(jì)要求如下：①確定柱網(wǎng)尺寸，柱截面尺寸，主次梁布置及截面尺寸，并進(jìn)行編號(hào)，繪制樓蓋結(jié)構(gòu)布置圖；②按塑性分析法進(jìn)行板設(shè)計(jì)，并繪制板配筋圖；③按考慮塑性?xún)?nèi)力重分布的方法進(jìn)行次梁的內(nèi)力和正截面及斜截面極限承載力計(jì)算，并繪制次梁配筋圖；④按彈性方法計(jì)算主梁內(nèi)力，繪制主梁的彎距、剪力包絡(luò)圖，根據(jù)包絡(luò)圖計(jì)算正截面、斜截面的承載力，并繪制主梁的配筋圖[1]。

（2）計(jì)算結(jié)果。CDSSRC軟件計(jì)算結(jié)果和手算計(jì)算結(jié)果的最大誤差：

①樓板為（304.5-302.6）/302.6×100%=0.63% ，可以忽略不計(jì)。

②梁為（456.1-434.0）/434.0×100%=5.09% ，可以接受。

3 結(jié)論

本文通過(guò)手算和計(jì)算機(jī)計(jì)算進(jìn)行了RC樓蓋課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)例，得出了如下結(jié)論：

（1）RC樓蓋課程設(shè)計(jì)手算是土木工程專(zhuān)業(yè)大學(xué)生必備的能力，也是該專(zhuān)業(yè)大學(xué)生了解《混凝土結(jié)構(gòu)》課程的基本概念、基本理論和基本方法的有效手段；手算的誤差有時(shí)可以忽略，有時(shí)在誤差允許范圍內(nèi)，可以接受。（2）雖然計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算結(jié)果比較精確，但不能完全依靠計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)計(jì)算只是輔助手段；建議采用手算為主、計(jì)算機(jī)計(jì)算為輔的教學(xué)方法，可以大大提高RC樓蓋課程設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和效率。（3）利用CDSSRC軟件，教師為后面的課程設(shè)計(jì)評(píng)閱打好基礎(chǔ)，做好成績(jī)?cè)u(píng)定的客觀性、公平性與公正性。

參考文獻(xiàn)：

[1]東南大學(xué)，同濟(jì)大學(xué)，天津大學(xué).《混凝土結(jié)構(gòu)》（上、中冊(cè)） [M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010 .

[2]劉雁，鄒小靜.混凝土結(jié)構(gòu)中單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)思考[J].高等建筑教育，2012，21（01）：107-110.

[3]王強(qiáng)，陳慕杰，陳宜虎.單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革探討[J].新課程，2013（08）：74-75.

[4] 魏曉.建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)設(shè)計(jì)與改革創(chuàng)新[J].教育界，2014（03）：106.

項(xiàng)目資助：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)博士創(chuàng)新基金項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)663-14321；2015年青島農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介：黃瑞新（1978-），男，山東莒縣人，博士研究生，講師，主要從事：結(jié)構(gòu)工程、工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)研究。