《水工钢筋混凝土结构》课程教学研究

《水工钢筋混凝土结构》课程教学研究

作者：汪文萍

来源：《课程教育研究》2017年第09期

【摘要】《水工钢筋混凝土结构》是水利专业的重要课程。文章针对该课程教师难讲、学生难学的现状，从把握课程提点、教与学两方面提出了课程改革措施。 【关键词】水工钢筋混凝土结构 教学研究 改革

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）09-0033-02 《水工钢筋混凝土结构》是水利类各专业最重要的专业基本技能课程，是专业课程如水工建筑物、水利工程施工的基础，也是顶岗实习、毕业设计的先修课程。该课程公式多、构造要求规定多，与现行规范紧密相关，教好学好该课程难度大。结合多年课程教学实践经验，认为要教好、学好该课程，需从对课程特点的把握、教与学二个方面下功夫。 一、把握课程特点

1.先修课程多，需要坚实基础从知识结构来看，学习钢筋混凝土结构需要先修数学、建筑材料、工程力学。尤其是工程力学的内力计算、基本概念如截面惯性矩、长短柱等，学生都必须学好。

2.理论实践性强，体现创新性

本课程内容是学习钢筋混凝土基本构件和常用结构的设计方法。设计是对常见的梁、板、柱进行设计或截面校核而且答案不唯一。课程的实验、习题等教学环节均具有较强实践性，故可借助该课程教学进行学生创新能力培养，在实际教学中应体现创新性。 3.半理论半经验性，构造规定多

很多计算公式都是基于实验、理论分析和工程实践经验得到的，如受弯构件斜截面承载力计算公式，具有半理论半经验性质。与其他课程不同，一些目前理论上不清楚或实践中难于把握的部分，如构造钢筋的设置通过采用合理构造措施可满足需要的可靠度要求。 4.与相关课程联系与区别

工程力学是针对均质、单一弹性材料。本课程以工程力学知识为基础，要根据结构的可靠度理论、荷载分项系数、荷载组合情况求结构内力，然后进行配筋。计算方法与材料力学弹性均质材料有较大不同，教学过程中需明确区分。

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二、需讲授的关键问题 1.明确几个基本概念

（1）承载能力极限状态和正常使用极限状态

设计构件遵循安全、适用、耐久的原则。一般按极限承载能力极限状态设计，按正常使用极限状态验算。两种状态的可靠度要求不同，计算所用材料、荷载的取值也不一样。 （2）设计值和标准值

结构设计实际上主要解决荷载效应和材料抗力之间的关系，使得抗力满足一定可靠度荷载效应的要求，因此必须理解设计值和标准值的含义及应用情况。通常承载力设计时荷载和材料均取用设计值而正常使用极限状态验算时均取标准值。 2.突出水利特色

（1）水工混凝土结构所处特殊环境

工作环境不同是水工混凝土结构与其他结构的最大不同。由于水的存在，使得承载能力和耐久性要求与其他行业混凝士结构不同。如结构在水下和水上部位，混凝土保护层要求差别较大，不同部位正常使用极限状态要求不同。当结构承受高水压力时，必须考虑裂缝在水压力作用下被劈裂的可能性。如渡槽、蓄水池要考虑抗裂计算。 （2）标准的梁板柱结构较少，结构规格尺度变化大

水工结构的尺寸大多是根据水力条件、使用条件等来确定，没有标准梁板柱，结构规格尺度变化大（如水闸底板），设计时很难套用。建议列举例题时可结合水工建筑物教学要求，如蓄水池、渡槽、排架设计，为后续水工建筑物学习打下基础。 （3）行业规范的差别

水工混凝土结构设计规范中计算基本原理、材料强度、荷载组合等与其他混凝土结构规范都有较大不同，具有水利特色。例如，目前水利部门颁发的SL 191-2008，电力部门的DL/T5057-2009和原建设部的GB 50010-2010规范整体框架基本接近，但有诸多不同。如规范计算荷载设计值时采用分项系数不同，正截面承载力计算超筋判断标准不同。 3.激发学生学习兴趣

本课程中基本概念多、公式复杂、构造措施多，难于理解不易掌握。在实际教学中，笔者采取了以下措施以激发学生的学习兴趣。

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（1）绪论部分必须讲好

绪论担负了激发学生学习兴趣的责任，必须讲好。教学中笔者采用了结合学科发展和工程实例、跨学科、多视角、多交叉、重实践、视听结合的教学方式，结合已发生的典型工程事故案例并分析事故的原因，以激发学生的学习兴趣和树立严谨的工作作风。让学生充分认识到该课程重要、实用，需重视，同时基于现有基础是可以学好的和必须学好的。 （2）搞好现场实习

利用专业认识实习教学环节，安排学生到就近已建成的水电工程或正在施工中的建筑工地参观学习，使学生对框架结构、框剪结构等常见的钢筋混凝土结构形式，钢筋的配置、锚固、搭接、延伸和弯起等构造要求，有一些初步的感性认识。在教学过程中，我们还会带领学生到施工工地进行现场教学，从而提高学生的感性认识。以教学楼为例分析图纸、比对实物以加深理解，提高对课堂所学知识的认识水平 （3）结合工程三维图进行讲解

因为学生对实际工程认识不够，缺乏必要的概念，在讲解渡槽配筋时，对钢筋的种类、位置不容易理解。教师提前准备好CAD三维配筋图，将不同类型钢筋的放置位置、数量、形状加以区分，从多个角度观察，会取得事半功倍的效果。 （4）改革成绩评定方法

根据《水工钢筋混凝土结构》课程特点，采用过程性考核与结果性考核相结合的考核方式。成绩组成如下图。

本课程组已经建设有题库，类似于驾照模拟考试，学生注册后即可练习，可以分项目分题型进行自测。在进行终结性考核时，采用开卷考试的形式，避免死记硬背公式，效果较好。 4.保证教学实践环节质量

对于课程设计，采用一人一题、考勤、最终答辩的方法，保证每人都是自己完成设计任务，提高教学质量。我们结合后续专业课程如水工建筑物要涉及到的渡槽、排架、工作桥作为设计素材，为专业课程的教学打下较好的基础。

综上，笔者在最近几年水工钢筋混凝土结构课程的教学实践过程中，通过开展课堂教学和实践教学改革，针对高职学生特点淡化理论计算、强化操作实践，跟踪国内水利类高职院校的教学状况和需求现状，探索了一条以实际工程案例为导向的水工钢筋混凝土结构课程教学方法，以期为全面构筑学生的能力培养体系做出积极贡献。

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