建筑结构抗震设计课程的教学探索与实践

万 俊 赵跃萍

(武汉科技大学城市学院，湖北 武汉 430083)



建筑结构抗震设计课程的教学探索与实践

万 俊 赵跃萍

(武汉科技大学城市学院，湖北 武汉 430083)

结合教学实践经验，介绍了抗震结构设计课程的特点，分析了该课程在教学中存在的一些问题，并从教学方式、内容及实践环节等方面，探索了提高该课程教学质量的措施，旨在实现教学目标。

建筑结构抗震设计，教学方法，课程内容，教学效果

0 引言

目前，科学技术还不能准确预测并控制地震的发生。但工程实践证明，完全可以运用现代科学技术手段来减轻和防止地震灾害，对建筑结构进行抗震设计是减轻地震灾害的一种积极有效的方法。而我国是多震国家，地震发生的地域范围广，且强度大[1]。《建筑抗震设计规范》强制规定：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计[2]。

2016年6月1日正式实施的第五代《中国地震动参数区划图》，适当提高了我国建筑工程的整体抗震设防要求，取消了不设防区域[3]。因此，抗震设计课程在整个建筑结构设计中显得尤为重要，建筑结构抗震设计课程在土木工程专业教学中的重要性更加突出。

1 建筑结构抗震设计课程教学中存在的问题

1.1 学时短、知识点繁多

建筑结构抗震设计课程是土木工程专业的一门重要专业课，土木工程专业学生学好这门课在走出校门的工作中将会受益匪浅[4]，但是由于各种原因，学生掌握这门课的情况往往却不令人满意。

建筑结构抗震设计教材与抗震设计规范联系非常紧密，属于运用型学科，每章的公式繁多且难以理解。同时，抗震规范对于各种不同的建筑结构规定了必须遵守的抗震措施，这些条文规定大多比较枯燥乏味。而在目前的教学中，课程课时在48学时，课时相对较少，如何在有限的课时内，完成教学内容，达到良好的教学效果是教师所要解决的一个问题。

1.2 与其他课程联系紧密

本课程涉及到的课程又较多，主要涉及到结构力学、地基与基础、混凝土结构设计、工业厂房设计、钢结构设计、砌体结构设计、桥梁工程等[4]。这些课程里，除了桥梁工程的抗震不属于本课程的内容，其他均属于建筑结构抗震设计的课程内容。因而，如何与其他相关课程做好衔接，让学生能将整个结构的抗震设计与之前所学的非抗震设计结合起来，是教师需要解决的另一难题。

1.3 课程安排时间偏后，实践环节缺乏

由于这门课程属于综合性比较强的课程，所以一般情况下都安排在第七学期。而这一学期，学生往往会忙于考研复习和找工作，因此在课堂上的积极性不高，课下没有心思花时间去预习或复习，布置的课后练习题往往达不到预期的效果。目前大多数高等院校的培养计划里，没有专门针对抗震设计的课程设计实践环节。

因而，如何充分利用课堂上的时间，使得学生通过课程的学习，能将抗震的知识运用到实际的工程案例里，是教学效果的一大难题。

2 课程教学采用的方式

2.1 注重概念性的教学，与小习题相结合

由于地震动的随机性和建筑物自身特性的不确定性，使地震造成的破坏程度很难准确预测，因此在进行结构抗震设计时，一般包括三个层面的内容：抗震概念设计，抗震计算和验算，抗震构造措施[1]。在这三个层面上，其中抗震概念设计和抗震构造措施，大多不需要很多的计算，只需要设计时遵守规范上相应的规定，例如：结构的平面形状及结构竖向形状等。在老师教学与学生学习的过程中，往往会忽视这一部分，认为不是难点，只是把教材和规范上所列出来的要求简单的陈述。这样学生在听的过程中，往往也比较枯燥。但是在实际工程中，抗震概念设计和抗震构造措施在整个结构抗震设计中是非常重要的一个环节，是大多数建筑物满足第三设计水准——“大震不倒”。

因此，笔者在教学的过程中，在讲述概念设计和构造措施时，不仅仅是简单的陈述规范的要求，而是注重讲述与习题的相结合，每讲到一个知识点时，会相应的以一个小习题，加强学生对知识点的理解与掌握。并且在整个课程中，都以三个层面讲解，从而达到抗震的三个水准。这样学生在学习的过程中，不需要硬性的记忆繁琐的公式和要求，根据三个层面依次通过习题去加深对公式和要求的理解和应用。

2.2 加强学生的互动与积极性，考核方式多样化

建筑结构抗震设计属于综合性科目，本门课中涉及抗震计算的例题，计算量都非常的大。而例题都具有综合性，有助于学生掌握整个抗震设计的过程。例如：通过框架结构的抗震设计例题，学生就可以很清楚的知道，做框架结构抗震设计时的步骤与过程。但是，在课堂上，如果单靠老师讲解例题，耗时多，学生听例题的效果也不如自己动手做例题的效果好。并且在结课考试中，由于考试时间的有限，也无法去考核学生做一个完整的抗震设计。

因此，有关抗震计算的这部分内容，笔者采用老师讲述理论的知识点，由学生讲解例题的方法。具体的操作办法是：让学生以小组为团队，分步骤讲解例题。这需要学生在课下花一定的时间自己去预习例题，但是这个时间相比学生各自去完成一道相类似的习题的时间少很多。并且在课堂上，能充分的调动学生的积极性，增强学生对知识点的理解。在学生分组讲述的过程中，老师会在旁边引导和帮助，对学生讲解的错误及时的纠正，并且对重点与难点的地方加以辅助讲解。

学生这一部分的表现也将作为结课考核成绩的一部分。

2.3 与其他学科相结合，使学生系统的掌握结构设计体系

建筑结构抗震设计不仅要运用到一些基础课程的知识，而且要将抗震的知识应用到结构设计中。

例如：运用结构力学的知识求解框架结构的梁柱自重、风载等作用下的内力，将这些内力和地震作用下的内力进行组合，在钢筋混凝土结构原理知识的基础上，增加抗震的知识，进行钢筋混凝土框架结构的抗震设计。

因而，在教学过程中要注重与其他课程的联系，笔者在讲解的过程中，增强了基础结构、钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构在抗震作用下设计与非抗震设计下的设计的对比。例如：钢筋混凝土的框架梁柱在非抗震下和抗震设计下的截面配筋异同；框架梁在非抗震和抗震设计下的构造措施异同。通过与其他课程的衔接，使学生逐步掌握较为系统的专业知识体系。

另外，建筑结构抗震设计课程与高层建筑设计课程在内容上有一部分的重叠，可以采取两门课程分担不同的课程内容。例如：把剪力墙结构设计及框架—剪力墙结构设计，放在高程建筑设计课程里讲述。这样可以更有效的利用有限的课时，但是需要注意两门课程中间上课时间的衔接，这需要讲授两门课的教师进行协调。

2.4 加强与毕业设计环节的联系，培养工程实践能力

在教学过程中有意识地针对毕业设计中所可能遇到的问题进行讲解，如：讲解结构重力荷载代表值的取法及抗震时地震作用效应与其他荷载作用效应的组合。

在毕业设计阶段，会在学生的设计任务中增加抗震要求。学生在毕业设计的过程中，能通过实践，进一步的掌握抗震设计的知识，培养学生的创新能力和工程实践能力。

2.5 与前沿科研相结合

在讲授土木工程抗震课程时，加强科研与教学的结合，及时将最新科研成果引入到课堂教学中，将最新的科研发展与课程中基础知识相融合。

同时，鼓励学生利用课下时间去图书馆借阅一些土木工程方向的书籍期刊，例如：土木工程学报、世界地震工程等。还可以将网络与课程联系起来，鼓励学生课下浏览土木在线、网易土木、中华钢结构等专业性的论坛。利用每节课的开始3 min，让一名学生讲自己了解了哪些有关抗震的研究信息或工程实例，这样既可以调动学生的自主性，也可以使学生更加了解土木专业的前沿科研动态，扩展了学生的视野。学生在了解的过程中，也能逐渐找到自己最为感兴趣的研究点，为学生以后的研究生继续深造或工作做了一定的准备。

3 结语

笔者通过对建筑结构抗震设计课程的教学工作中的实践和探索，在一定程度上提高了课堂教学效果。通过学生的学习情况反馈可以看出，学生有清晰的概念，有较强的实践能力，能运用所学的知识独立的分析问题和解决问题。但教学改革是永无止境的，作为教师，需要不断的提高自身的专业知识水平，了解掌握学科的前沿科研动态，做到以科研推动教学。同时在教学中要培养学生在教学过程中的主体地位，不断根据学生的实际情况进行教学方法改革，从而进一步提高教学质量，为社会培养高素质的专业人才，适应新时期对土木专业人才的需求。

[1] 陈 娟.建筑结构抗震设计[M].武汉：武汉理工大学出版社，2012：1-3，102-104.

[2] GB 50011—2010,建筑抗震设计规范[S].

[3] GB 18306—2015,中国地震动参数区划图[S].

[4] 王建强,曾 力.建筑结构抗震设计教学探索[J].高等建筑教育，2010(19)：122-124.

The teaching exploration and practice of building structure seismic design course

Wan Jun Zhao Yueping

(CityCollege,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430083,China)

Combining with the teaching practice and experience, this paper introduced the characteristics of seismic structure design course, analyzed some existing problems in the course teaching, and from the teaching mode, content and practice link and other aspects, explored the measures to improve the teaching quality of the course, to achieve the teaching goal.

building structure seismic design, teaching method, course content, teaching effect

1009-6825(2016)24-0254-02

2016-06-15

万 俊(1984- )，女，助理工程师； 赵跃萍(1984- )，女，工程师

G642.0

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