建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)筆記精選(九篇)

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第1篇：建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)筆記范文

關(guān)鍵詞：卓越工程師；建筑結(jié)構(gòu)與選型；建筑觀

作者簡介：孫玉周（1974-），男，河南新野人，中原工學(xué)院建筑工程學(xué)院，副教授；李曉芬（1980-），女，河南許昌人，中原工學(xué)院建筑工程學(xué)院，講師。（河南 鄭州 450007）

基金項(xiàng)目：本文系2010年中國紡織工業(yè)協(xié)會教學(xué)改革研究項(xiàng)目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）13-0110-02

卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃是教育部根據(jù)我國現(xiàn)階段高等工程教育存在的問題和國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展與調(diào)整對人才需求提出的高校工程教育改革的一個(gè)重要努力方向。建筑學(xué)是一個(gè)工程實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，而建筑學(xué)有關(guān)結(jié)構(gòu)技術(shù)方面的教育長久以來不能發(fā)揮出很好的作用?！敖ㄖY(jié)構(gòu)與選型”課程作為建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)必修課，其基本出發(fā)點(diǎn)就是緊密結(jié)合建筑學(xué)專業(yè)實(shí)際需要提供相應(yīng)結(jié)構(gòu)的基本概念知識，使學(xué)生能掌握基本結(jié)構(gòu)知識，在進(jìn)行建筑構(gòu)思和設(shè)計(jì)時(shí)，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的合理性與可行性，做出經(jīng)濟(jì)合理、切實(shí)可行的建筑方案與設(shè)計(jì)，以求得建筑藝術(shù)與建筑技術(shù)的完美結(jié)合。為此，基于“卓越培養(yǎng)計(jì)劃”，對“建筑結(jié)構(gòu)與選型”課程教學(xué)改革進(jìn)行探索與實(shí)踐。

一、學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀及教學(xué)中存在的問題

1.錯(cuò)位的建筑技術(shù)藝術(shù)觀

在教學(xué)過程中通過與學(xué)生的交流發(fā)現(xiàn)，目前建筑學(xué)類學(xué)生普遍存在重視造型藝術(shù)的表現(xiàn)和形式空間語言的表達(dá)這種現(xiàn)象，他們覺得這是建筑語言的重點(diǎn)，而建構(gòu)、技術(shù)、施工等因素，在建筑創(chuàng)作中則是輔助的；而他們大部分的建筑觀念是感性意識大于理性思維邏輯，同時(shí)學(xué)生在關(guān)于建筑設(shè)計(jì)的參觀調(diào)研中幾乎全部把注意力放在建筑的功能、空間組織以及建筑風(fēng)格等方面上，調(diào)研報(bào)告中很少提及有關(guān)實(shí)例建筑的結(jié)構(gòu)概念、建構(gòu)邏輯，施工等，更多是關(guān)于建筑整體及局部的照片。

2.學(xué)時(shí)少，量大面廣，學(xué)生學(xué)習(xí)被動

在教學(xué)上，本課程一般為36學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)相對較少，學(xué)生缺乏相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)和實(shí)踐環(huán)節(jié)。加之授課媒體的局限性，很多的工程實(shí)例，尤其是新的建筑技術(shù)成果難以向?qū)W生進(jìn)行介紹，學(xué)生也很少能到工程現(xiàn)場去體驗(yàn)。課堂教學(xué)中教師講得多而學(xué)生參與機(jī)會少的矛盾也造成了教學(xué)過程中互動性不強(qiáng)，最主要的是學(xué)生學(xué)習(xí)比較被動。另外，“建筑結(jié)構(gòu)與選型”的教學(xué)內(nèi)容包括：平面結(jié)構(gòu)（如梁、桁架結(jié)構(gòu)、剛架結(jié)構(gòu)、拱結(jié)構(gòu)）、大跨度空間結(jié)構(gòu)（如薄殼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、薄膜結(jié)構(gòu)）、多高層建筑結(jié)構(gòu)、樓蓋結(jié)構(gòu)和樓梯等結(jié)構(gòu)型式，每一種結(jié)構(gòu)型式都有其獨(dú)特特點(diǎn)，量大面廣，前后銜接較少，內(nèi)容跨度大。在實(shí)際的教學(xué)過程中，分配到每種結(jié)構(gòu)型式的學(xué)時(shí)少，所以學(xué)生對結(jié)構(gòu)概念方面的透徹理解存在難度，只能淺嘗輒止。

3.學(xué)生的畏難心理

對多數(shù)建筑學(xué)類學(xué)生而言，結(jié)構(gòu)是土木類學(xué)生的必修課，和建筑關(guān)系不大，加之先前修的高等數(shù)學(xué)和建筑力學(xué)課程中有些基本知識掌握得不夠好，甚至有的學(xué)生連最基本的力學(xué)概念都不清楚，加劇了這種畏難心理。在學(xué)習(xí)過程中遇到困難，多數(shù)學(xué)生容易放棄，而不是努力克服，所以對這門課程不感興趣，教學(xué)時(shí)難以到達(dá)教學(xué)目標(biāo)。

二、改變錯(cuò)位藝術(shù)觀，樹立整體的建筑觀

如前所述，學(xué)生普遍存在輕結(jié)構(gòu)的觀念，針對這一點(diǎn)，在“建筑結(jié)構(gòu)與選型”課程的緒論中應(yīng)在強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)方面做足功課，可先引入幾個(gè)重大的因輕視結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的事故。例如，2004年5月23日，巴黎戴高樂機(jī)場剛剛投入使用不久的2E終端樓部分坍塌，造成4人死亡。調(diào)查結(jié)果顯示該建筑在追求外觀以及功能的同時(shí)，對新型結(jié)構(gòu)的認(rèn)識不夠，安全系數(shù)偏低，是事故發(fā)生的原因之一。再引入著名建筑師重視結(jié)構(gòu)的名言，例如，密斯曾指出：“結(jié)構(gòu)體系是建筑的基本要素，它的工藝比個(gè)人天才、比房屋的功能更能決定建筑的形式?！盵1]奈爾維說：“我的所見表明了：無論何時(shí)何地，一個(gè)建筑物的普遍規(guī)律，它所必須滿足功能要求、建筑技術(shù)、建筑結(jié)構(gòu)和決定建筑細(xì)部的藝術(shù)處理，所有這一切，都構(gòu)成了一個(gè)統(tǒng)一的整體。”[2]因此，學(xué)生要改變以往輕結(jié)構(gòu)重感性藝術(shù)的觀念，樹立建筑創(chuàng)作中的整體概念。最后給學(xué)生提出明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)與目的：建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生必須要學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)技術(shù)方面的課程，并不是要達(dá)到像結(jié)構(gòu)專業(yè)那樣進(jìn)行精確的力學(xué)分析和計(jì)算，學(xué)習(xí)這些課程的最終目的是掌握各種各樣的結(jié)構(gòu)概念，以便在處理工程技術(shù)問題時(shí)有科學(xué)的分析能力，對典型的結(jié)構(gòu)體系有較好的理解，能正確地認(rèn)識建筑物設(shè)計(jì)中的全局性問題，掌握一些近似的估算方法，了解一些宏觀的估計(jì)，以便具有定性解決各種技術(shù)問題的能力。

三、行之有效的多種教學(xué)方法

1.教學(xué)內(nèi)容重組和優(yōu)化

教學(xué)中依靠教材但不拘泥于教材。如上面提到的，“建筑結(jié)構(gòu)與選型”教材內(nèi)容中要講到的結(jié)構(gòu)類型就有十幾種，如果僅僅依靠教材內(nèi)容來學(xué)習(xí)如此多的內(nèi)容，對教師授課，學(xué)生學(xué)習(xí)都是很困難的。要做到有效率地授課和學(xué)習(xí)，教師在授課過程中應(yīng)結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)精選內(nèi)容，重點(diǎn)講概述性內(nèi)容，讓學(xué)生對各種建筑結(jié)構(gòu)型式有總體的認(rèn)識，而不只拘泥于對公式的講解。讓學(xué)生較好地了解每種結(jié)構(gòu)型式的受力特點(diǎn)、掌握它們的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用范圍，緊貼工程實(shí)際，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，適時(shí)適量補(bǔ)充現(xiàn)今建筑行業(yè)產(chǎn)生的新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新材料等，充分體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的適應(yīng)性和時(shí)效性。結(jié)合結(jié)構(gòu)體系的總體概念重組教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)還要結(jié)合注冊建筑師考試的相關(guān)內(nèi)容，尤其是和實(shí)際工程結(jié)合緊密的問題，培養(yǎng)學(xué)生工程能力。

2.“沙龍式”課堂

以往在課堂上，主要以教師講解為主，學(xué)生聽講做筆記，不懂的問題一般都是下課之后或是通過發(fā)電子郵件向老師請教，這無疑使大部分學(xué)生特別被動，而且上課、課下復(fù)習(xí)的積極性都不高，不能提高學(xué)生的專業(yè)興趣，教學(xué)效果不好。通過“沙龍式”課堂，學(xué)生在上課前預(yù)習(xí)要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，把不懂的內(nèi)容找出來，課堂上再認(rèn)真聽教師分析講解，這樣還能提高自學(xué)能力。教師在課堂上不僅僅講解理論性的知識點(diǎn)，還要快速把理論性的內(nèi)容講解完，專門安排時(shí)間和學(xué)生進(jìn)行討論，教師向?qū)W生提出問題，學(xué)生也把不懂的地方及時(shí)提出來，從而形成教師與學(xué)生互動的課堂，同時(shí)也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。另外在課程進(jìn)行期間適當(dāng)抽出幾個(gè)學(xué)時(shí)作為專題討論時(shí)間，題目由教師和學(xué)生討論來決定，比如說大部分學(xué)生普遍對高層建筑結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)章節(jié)內(nèi)容不甚理解，教師可在專題討論中系統(tǒng)地將這一部分內(nèi)容重新講解，然后和學(xué)生針對具體的問題進(jìn)行討論，在專題討論中請有工作經(jīng)驗(yàn)的建筑師、工程師從實(shí)際工程建造的角度跟學(xué)生交流，使學(xué)生從實(shí)際建造的角度理解理論性的內(nèi)容，同時(shí)也使遺留的問題得到很好的解決。

3.多媒體動態(tài)演示建筑的結(jié)構(gòu)邏輯

“建筑結(jié)構(gòu)與選型”的理論性強(qiáng)，各種結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)僅僅用文字和書上圖片難以引起學(xué)生興趣。多媒體教學(xué)圖文聲像并茂，能給學(xué)生以直觀的視覺和聽覺感受，留下鮮明的印象。這門課程中需要有大量的工程實(shí)例來體現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系，教材中的圖片不能將它們的特點(diǎn)清晰展示出來，采用多媒體教學(xué)可以大量地穿插工程實(shí)例建成后的圖片、結(jié)構(gòu)施工過程中的照片或視頻等，把以前用傳統(tǒng)教學(xué)中難以講清楚的問題在課堂上清楚地講解出來。多媒體輔助教學(xué)不僅明顯地增大了上課時(shí)段的知識信息量，還有助于學(xué)生形象、直觀地了解抽象難懂的內(nèi)容。巧妙精心地編織教學(xué)課件是改善教學(xué)效果的重要途徑。

（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)邏輯逐一演示（見圖1）。例如薄殼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，可按圖示順序演示其受力計(jì)算簡圖到受力分析圖再到不同類型的特點(diǎn)，使抽象的理論變得看得見摸得著，同時(shí)也使學(xué)生能清晰理解薄殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

（2）以造型―空間―結(jié)構(gòu)的順序演示（見圖2）。意大利千禧教堂的禮拜堂呈桶形平面，采用了彎柱斜梁的剛架結(jié)構(gòu)，這一過程可以按照從造型到室內(nèi)空間再到結(jié)構(gòu)的順序演示。

4.注重實(shí)踐能力培養(yǎng)

“建筑結(jié)構(gòu)與選型”課程的內(nèi)容與實(shí)踐相結(jié)合才能發(fā)揮它應(yīng)有的作用。建議教完典型的結(jié)構(gòu)后安排學(xué)生到對應(yīng)的建筑項(xiàng)目施工現(xiàn)場或已建成工程進(jìn)行專門的實(shí)地調(diào)研或播放相關(guān)視頻，讓學(xué)生帶著一些預(yù)留問題去參觀調(diào)研學(xué)過的結(jié)構(gòu)概念和相應(yīng)的類型特點(diǎn)，這樣可以提高教學(xué)效率。并且根據(jù)課堂上所學(xué)結(jié)構(gòu)選型的原則評價(jià)施工項(xiàng)目結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點(diǎn)，真正做到理論聯(lián)系實(shí)際，理論應(yīng)用于實(shí)際，這個(gè)過程可邀請企業(yè)專業(yè)人員講解。讓學(xué)生把之前建筑設(shè)計(jì)課程已完成的作業(yè)重新設(shè)計(jì)，對之前沒有細(xì)致考慮結(jié)構(gòu)概念的方案認(rèn)真地配置結(jié)構(gòu)類型，這勢必會與以前的方案發(fā)生矛盾，以此強(qiáng)化結(jié)構(gòu)意識。這種方法讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)概念學(xué)習(xí)對于建筑方案創(chuàng)作的價(jià)值，能夠提高他們對于建筑創(chuàng)作的整體性認(rèn)識，同時(shí)也讓他們認(rèn)識到目前有些建筑設(shè)計(jì)院項(xiàng)目流水線式作業(yè)過程的弊端，促使他們在學(xué)生階段培養(yǎng)從整體考慮建筑創(chuàng)作的思維方式，同時(shí)也打下扎實(shí)的專業(yè)基本功。

四、結(jié)語

“建筑結(jié)構(gòu)與選型”課程作為建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修課，其基本目的是對各種常用的結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行系統(tǒng)歸納，給學(xué)生一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)體系的概念，同時(shí)又結(jié)合國內(nèi)外各種結(jié)構(gòu)體系的實(shí)例，鞏固和加深學(xué)生對這些概念的認(rèn)識，開拓其建筑設(shè)計(jì)思路，改變學(xué)生固有的輕建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的思想，上升到建造的層面，將建筑視為一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一體。強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，真正做到適應(yīng)企業(yè)行業(yè)的人才需求，成為名副其實(shí)的卓越工程師，為國家建筑業(yè)發(fā)展做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅小未.外國近現(xiàn)代建筑史[M].第二版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.