建筑力學與結構筆記精選(九篇)

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第1篇：建筑力學與結構筆記范文

關鍵詞：卓越工程師；建筑結構與選型；建筑觀

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

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

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

卓越工程師教育培養(yǎng)計劃是教育部根據(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)展與調整對人才需求提出的高校工程教育改革的一個重要努力方向。建筑學是一個工程實踐性很強的專業(yè)，而建筑學有關結構技術方面的教育長久以來不能發(fā)揮出很好的作用?！敖ㄖY構與選型”課程作為建筑學專業(yè)學生的一門專業(yè)必修課，其基本出發(fā)點就是緊密結合建筑學專業(yè)實際需要提供相應結構的基本概念知識，使學生能掌握基本結構知識，在進行建筑構思和設計時，增強建筑結構的合理性與可行性，做出經(jīng)濟合理、切實可行的建筑方案與設計，以求得建筑藝術與建筑技術的完美結合。為此，基于“卓越培養(yǎng)計劃”，對“建筑結構與選型”課程教學改革進行探索與實踐。

一、學生學習現(xiàn)狀及教學中存在的問題

1.錯位的建筑技術藝術觀

在教學過程中通過與學生的交流發(fā)現(xiàn)，目前建筑學類學生普遍存在重視造型藝術的表現(xiàn)和形式空間語言的表達這種現(xiàn)象，他們覺得這是建筑語言的重點，而建構、技術、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，同時學生在關于建筑設計的參觀調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格等方面上，調研報告中很少提及有關實例建筑的結構概念、建構邏輯，施工等，更多是關于建筑整體及局部的照片。

2.學時少，量大面廣，學生學習被動

在教學上，本課程一般為36學時，學時相對較少，學生缺乏相應的課程設計和實踐環(huán)節(jié)。加之授課媒體的局限性，很多的工程實例，尤其是新的建筑技術成果難以向學生進行介紹，學生也很少能到工程現(xiàn)場去體驗。課堂教學中教師講得多而學生參與機會少的矛盾也造成了教學過程中互動性不強，最主要的是學生學習比較被動。另外，“建筑結構與選型”的教學內容包括：平面結構（如梁、桁架結構、剛架結構、拱結構）、大跨度空間結構（如薄殼結構、網(wǎng)架結構、網(wǎng)殼結構、懸索結構、薄膜結構）、多高層建筑結構、樓蓋結構和樓梯等結構型式，每一種結構型式都有其獨特特點，量大面廣，前后銜接較少，內容跨度大。在實際的教學過程中，分配到每種結構型式的學時少，所以學生對結構概念方面的透徹理解存在難度，只能淺嘗輒止。

3.學生的畏難心理

對多數(shù)建筑學類學生而言，結構是土木類學生的必修課，和建筑關系不大，加之先前修的高等數(shù)學和建筑力學課程中有些基本知識掌握得不夠好，甚至有的學生連最基本的力學概念都不清楚，加劇了這種畏難心理。在學習過程中遇到困難，多數(shù)學生容易放棄，而不是努力克服，所以對這門課程不感興趣，教學時難以到達教學目標。

二、改變錯位藝術觀，樹立整體的建筑觀

如前所述，學生普遍存在輕結構的觀念，針對這一點，在“建筑結構與選型”課程的緒論中應在強調結構方面做足功課，可先引入幾個重大的因輕視結構而導致的事故。例如，2004年5月23日，巴黎戴高樂機場剛剛投入使用不久的2E終端樓部分坍塌，造成4人死亡。調查結果顯示該建筑在追求外觀以及功能的同時，對新型結構的認識不夠，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構的名言，例如，密斯曾指出：“結構體系是建筑的基本要素，它的工藝比個人天才、比房屋的功能更能決定建筑的形式。”[1]奈爾維說：“我的所見表明了：無論何時何地，一個建筑物的普遍規(guī)律，它所必須滿足功能要求、建筑技術、建筑結構和決定建筑細部的藝術處理，所有這一切，都構成了一個統(tǒng)一的整體?！盵2]因此，學生要改變以往輕結構重感性藝術的觀念，樹立建筑創(chuàng)作中的整體概念。最后給學生提出明確的學習目標與目的：建筑學專業(yè)學生必須要學習結構技術方面的課程，并不是要達到像結構專業(yè)那樣進行精確的力學分析和計算，學習這些課程的最終目的是掌握各種各樣的結構概念，以便在處理工程技術問題時有科學的分析能力，對典型的結構體系有較好的理解，能正確地認識建筑物設計中的全局性問題，掌握一些近似的估算方法，了解一些宏觀的估計，以便具有定性解決各種技術問題的能力。

三、行之有效的多種教學方法

1.教學內容重組和優(yōu)化

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

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，這無疑使大部分學生特別被動，而且上課、課下復習的積極性都不高，不能提高學生的專業(yè)興趣，教學效果不好。通過“沙龍式”課堂，學生在上課前預習要學習的內容，把不懂的內容找出來，課堂上再認真聽教師分析講解，這樣還能提高自學能力。教師在課堂上不僅僅講解理論性的知識點，還要快速把理論性的內容講解完，專門安排時間和學生進行討論，教師向學生提出問題，學生也把不懂的地方及時提出來，從而形成教師與學生互動的課堂，同時也提高了學生學習的主動性和積極性。另外在課程進行期間適當抽出幾個學時作為專題討論時間，題目由教師和學生討論來決定，比如說大部分學生普遍對高層建筑結構類型及特點章節(jié)內容不甚理解，教師可在專題討論中系統(tǒng)地將這一部分內容重新講解，然后和學生針對具體的問題進行討論，在專題討論中請有工作經(jīng)驗的建筑師、工程師從實際工程建造的角度跟學生交流，使學生從實際建造的角度理解理論性的內容，同時也使遺留的問題得到很好的解決。

3.多媒體動態(tài)演示建筑的結構邏輯

“建筑結構與選型”的理論性強，各種結構體系的特點僅僅用文字和書上圖片難以引起學生興趣。多媒體教學圖文聲像并茂，能給學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例來體現(xiàn)結構體系，教材中的圖片不能將它們的特點清晰展示出來，采用多媒體教學可以大量地穿插工程實例建成后的圖片、結構施工過程中的照片或視頻等，把以前用傳統(tǒng)教學中難以講清楚的問題在課堂上清楚地講解出來。多媒體輔助教學不僅明顯地增大了上課時段的知識信息量，還有助于學生形象、直觀地了解抽象難懂的內容。巧妙精心地編織教學課件是改善教學效果的重要途徑。

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

（2）以造型―空間―結構的順序演示（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構，這一過程可以按照從造型到室內空間再到結構的順序演示。

4.注重實踐能力培養(yǎng)

“建筑結構與選型”課程的內容與實踐相結合才能發(fā)揮它應有的作用。建議教完典型的結構后安排學生到對應的建筑項目施工現(xiàn)場或已建成工程進行專門的實地調研或播放相關視頻，讓學生帶著一些預留問題去參觀調研學過的結構概念和相應的類型特點，這樣可以提高教學效率。并且根據(jù)課堂上所學結構選型的原則評價施工項目結構體系的優(yōu)缺點，真正做到理論聯(lián)系實際，理論應用于實際，這個過程可邀請企業(yè)專業(yè)人員講解。讓學生把之前建筑設計課程已完成的作業(yè)重新設計，對之前沒有細致考慮結構概念的方案認真地配置結構類型，這勢必會與以前的方案發(fā)生矛盾，以此強化結構意識。這種方法讓學生發(fā)現(xiàn)結構概念學習對于建筑方案創(chuàng)作的價值，能夠提高他們對于建筑創(chuàng)作的整體性認識，同時也讓他們認識到目前有些建筑設計院項目流水線式作業(yè)過程的弊端，促使他們在學生階段培養(yǎng)從整體考慮建筑創(chuàng)作的思維方式，同時也打下扎實的專業(yè)基本功。

四、結語

“建筑結構與選型”課程作為建筑學專業(yè)學生的專業(yè)必修課，其基本目的是對各種常用的結構型式進行系統(tǒng)歸納，給學生一個完整的結構體系的概念，同時又結合國內外各種結構體系的實例，鞏固和加深學生對這些概念的認識，開拓其建筑設計思路，改變學生固有的輕建筑結構技術的思想，上升到建造的層面，將建筑視為一個有機的統(tǒng)一體。強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力，真正做到適應企業(yè)行業(yè)的人才需求，成為名副其實的卓越工程師，為國家建筑業(yè)發(fā)展做出自己應有的貢獻。

參考文獻：

[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.