建筑結(jié)構(gòu)模型實(shí)訓(xùn)化教學(xué)

陸進(jìn)保

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.240

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋復(fù)雜，令絕大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感到枯燥無(wú)味，致使教學(xué)成果難以顯現(xiàn)。本文通過(guò)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)配筋模型的外觀設(shè)計(jì)、配筋設(shè)計(jì)、板材與配筋下料計(jì)算、成型粘接等4方面，詳細(xì)介紹了模型制作全過(guò)程，從而讓學(xué)生達(dá)到對(duì)配筋圖有直觀、立體感認(rèn)識(shí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了對(duì)房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)造的了解，從而讓學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)施工圖有了全面掌握。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)模型 獨(dú)立基礎(chǔ) 亞克力板材 粘接

中圖分類(lèi)號(hào)：TU20 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）09（a）-0240-03

《建筑結(jié)構(gòu)》是建筑工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)最重要的核心課程之一；其主要任務(wù)是讓學(xué)生理解各類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)體系，掌握其結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成及構(gòu)造措施，培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)識(shí)圖能力，為后續(xù)課程及今后工作打好基礎(chǔ)。

由于這門(mén)課程實(shí)踐性強(qiáng)、理論知識(shí)廣且深，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋復(fù)雜，令絕大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感到枯燥無(wú)味，致使教學(xué)成果難以顯現(xiàn)，比如說(shuō)，在講柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的配筋問(wèn)題上，首先應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行受力分析，然后對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行配筋計(jì)算，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)構(gòu)造要求畫(huà)出基礎(chǔ)的配筋圖，最終是想讓學(xué)生達(dá)到柱下獨(dú)立基礎(chǔ)配筋分析和識(shí)圖的能力，但學(xué)生不一定能真正達(dá)到，這是因?yàn)?，通過(guò)這種教學(xué)過(guò)程和方式，學(xué)生對(duì)公式枯燥乏味，不感興趣，對(duì)通過(guò)計(jì)算得到的配筋在以圖形展示出來(lái)時(shí)缺乏立體感官認(rèn)識(shí)，在老師以柱下獨(dú)立基礎(chǔ)配筋模型展示給大家觀看時(shí)，學(xué)生又缺乏對(duì)每根鋼筋、每個(gè)部位的詳實(shí)認(rèn)識(shí)，最終讓學(xué)生在學(xué)完“建筑結(jié)構(gòu)”課程以后，對(duì)梁、板、柱、基礎(chǔ)組成的建筑物骨架缺乏結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)識(shí)圖能力，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)沒(méi)有空間立體感，對(duì)梁、板、柱、基礎(chǔ)的配筋沒(méi)有直觀認(rèn)識(shí)。所以應(yīng)對(duì)這門(mén)課程進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革。

我們改革的主要思路：讓學(xué)生在結(jié)構(gòu)構(gòu)件（梁、板、柱、基礎(chǔ)等）受力分析時(shí)有感官立體認(rèn)識(shí)，通過(guò)公式計(jì)算得到梁、板、柱、基礎(chǔ)的配筋以后，在繪制配筋圖的同時(shí)，讓學(xué)生制作結(jié)構(gòu)構(gòu)件（梁、板、柱、基礎(chǔ)）配筋模型，從而讓學(xué)生達(dá)到對(duì)配筋圖有直觀、立體感認(rèn)識(shí)。

下面我們以柱下獨(dú)立基礎(chǔ)配筋模型為例，給大家介紹實(shí)訓(xùn)化教學(xué)的配筋模型制作過(guò)程。

1 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)模型外觀設(shè)計(jì)

主要從柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的軸測(cè)圖、三視圖對(duì)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的外觀進(jìn)行了設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖1軸測(cè)圖、圖2正視圖、圖3側(cè)視圖、圖4俯視圖。

2 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)模型配筋設(shè)計(jì)

在柱下獨(dú)立基礎(chǔ)模型外觀設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，我們對(duì)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)模型的配筋進(jìn)行了計(jì)算設(shè)計(jì)，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算公式，結(jié)構(gòu)實(shí)際工程柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的尺寸、荷載等情況，我們假定了一些參數(shù)，得出了柱下獨(dú)立基礎(chǔ)模型配筋的相關(guān)數(shù)據(jù)。

某多層框架柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，柱中已配有的縱向受力鋼筋，上部荷載傳至基礎(chǔ)底板處的荷載值為kN，kN·m，基礎(chǔ)埋深d=0.4m，修正后的地基承載力特征值kN/mm2，現(xiàn)求基礎(chǔ)底板配筋。

（1）確定基底底面積。

故取b=0.3m，l=0.3m

驗(yàn)算承載力：

P=2850

（2）基礎(chǔ)底板配筋。

pjmax=8457.12N，pj1=4470.48N

柱邊彎矩為：

故配的鋼筋，AS=1284mm2

MII同MI方向，鋼筋根數(shù)一致，配筋圖見(jiàn)圖5基礎(chǔ)底板配筋圖、圖6A-A剖面圖。

3 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)模型板材、配筋下料計(jì)算

根據(jù)模型的設(shè)計(jì)，我們對(duì)模型板材用料和鋼筋用料分別進(jìn)行了計(jì)算。

3.1 模型亞力克板材下料計(jì)算

我們根據(jù)模型的外觀設(shè)計(jì)，將模型板材進(jìn)行了分割，分割的板材主要以矩形板材、回形板材、梯形板材為主。模型板材的具體下料尺寸見(jiàn)圖7板材下料圖1、圖8板材下料圖2、圖9板材下料圖3，最終模型板材下料的預(yù)算見(jiàn)表1模型板材下料計(jì)算表。

3.2 鋼筋下料計(jì)算

根據(jù)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)模型配筋的基礎(chǔ)底板配筋圖、A-A剖面圖，鋼筋下料計(jì)算如下。

（1）基礎(chǔ)底板受力鋼筋（Φ10@50）。

單根長(zhǎng)度：l=280-3×2+6.25×10×2=399（mm）=0.399（m）

鋼筋總長(zhǎng)：L=14×0.399=5.586（m）

（2）柱插筋（4Φ10）。

單根長(zhǎng)度：1=180+20+50+=1.72m

鋼筋總長(zhǎng)：L=1.72×4=6.88（m）

（3）箍筋（Φ10@50）。

單根長(zhǎng)度：l=（60-3×2）×4+6.25×10×2=341（mm）=0.341（m）

根數(shù)：

鋼筋總長(zhǎng)：L=0.341×6=2.046（m）

（4）Φ10鋼筋單價(jià)：1元/m。

鋼筋總造價(jià)=（5.586+6.88+2.046）×1=14.512（元）

3.3 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)模型總造價(jià)。

28.67+14.512=43.182（元）

4 模型制作

根據(jù)前期的模型設(shè)計(jì)，以及對(duì)材料的市場(chǎng)調(diào)研，我們主要通過(guò)以下步驟來(lái)制作模型。（1）雅克力板材的裁剪及粘接，見(jiàn)圖10。（2）鋼筋的剪裁及骨架綁扎，見(jiàn)圖11。（3）模型的整體成型制作，見(jiàn)圖12。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)模型的制作，一方面學(xué)生可以親自動(dòng)手制作模型，激發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造的了解，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)施工圖有了全面的掌握。另一方面制作的模型作為專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)輔助工具，在教學(xué)中得以廣泛應(yīng)用。同時(shí)，建筑模型能反映房屋及其構(gòu)件的真實(shí)構(gòu)造，以及構(gòu)件間的連接關(guān)系，使學(xué)生建立良好的空間感，模型雖然沒(méi)有多媒體帶來(lái)的動(dòng)畫(huà)效果，卻可以和學(xué)生建立比較親近的互動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

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