建筑力学与结构笔记精选(九篇)

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第1篇：建筑力学与结构笔记范文

关键词：卓越工程师；建筑结构与选型；建筑观

作者简介：孙玉周（1974-），男，河南新野人，中原工学院建筑工程学院，副教授；李晓芬（1980-），女，河南许昌人，中原工学院建筑工程学院，讲师。（河南 郑州 450007）

基金项目：本文系2010年中国纺织工业协会教学改革研究项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0110-02

卓越工程师教育培养计划是教育部根据我国现阶段高等工程教育存在的问题和国家产业发展与调整对人才需求提出的高校工程教育改革的一个重要努力方向。建筑学是一个工程实践性很强的专业，而建筑学有关结构技术方面的教育长久以来不能发挥出很好的作用。“建筑结构与选型”课程作为建筑学专业学生的一门专业必修课，其基本出发点就是紧密结合建筑学专业实际需要提供相应结构的基本概念知识，使学生能掌握基本结构知识，在进行建筑构思和设计时，增强建筑结构的合理性与可行性，做出经济合理、切实可行的建筑方案与设计，以求得建筑艺术与建筑技术的完美结合。为此，基于“卓越培养计划”，对“建筑结构与选型”课程教学改革进行探索与实践。

一、学生学习现状及教学中存在的问题

1.错位的建筑技术艺术观

在教学过程中通过与学生的交流发现，目前建筑学类学生普遍存在重视造型艺术的表现和形式空间语言的表达这种现象，他们觉得这是建筑语言的重点，而建构、技术、施工等因素，在建筑创作中则是辅助的；而他们大部分的建筑观念是感性意识大于理性思维逻辑，同时学生在关于建筑设计的参观调研中几乎全部把注意力放在建筑的功能、空间组织以及建筑风格等方面上，调研报告中很少提及有关实例建筑的结构概念、建构逻辑，施工等，更多是关于建筑整体及局部的照片。

2.学时少，量大面广，学生学习被动

在教学上，本课程一般为36学时，学时相对较少，学生缺乏相应的课程设计和实践环节。加之授课媒体的局限性，很多的工程实例，尤其是新的建筑技术成果难以向学生进行介绍，学生也很少能到工程现场去体验。课堂教学中教师讲得多而学生参与机会少的矛盾也造成了教学过程中互动性不强，最主要的是学生学习比较被动。另外，“建筑结构与选型”的教学内容包括：平面结构（如梁、桁架结构、刚架结构、拱结构）、大跨度空间结构（如薄壳结构、网架结构、网壳结构、悬索结构、薄膜结构）、多高层建筑结构、楼盖结构和楼梯等结构型式，每一种结构型式都有其独特特点，量大面广，前后衔接较少，内容跨度大。在实际的教学过程中，分配到每种结构型式的学时少，所以学生对结构概念方面的透彻理解存在难度，只能浅尝辄止。

3.学生的畏难心理

对多数建筑学类学生而言，结构是土木类学生的必修课，和建筑关系不大，加之先前修的高等数学和建筑力学课程中有些基本知识掌握得不够好，甚至有的学生连最基本的力学概念都不清楚，加剧了这种畏难心理。在学习过程中遇到困难，多数学生容易放弃，而不是努力克服，所以对这门课程不感兴趣，教学时难以到达教学目标。

二、改变错位艺术观，树立整体的建筑观

如前所述，学生普遍存在轻结构的观念，针对这一点，在“建筑结构与选型”课程的绪论中应在强调结构方面做足功课，可先引入几个重大的因轻视结构而导致的事故。例如，2004年5月23日，巴黎戴高乐机场刚刚投入使用不久的2E终端楼部分坍塌，造成4人死亡。调查结果显示该建筑在追求外观以及功能的同时，对新型结构的认识不够，安全系数偏低，是事故发生的原因之一。再引入著名建筑师重视结构的名言，例如，密斯曾指出：“结构体系是建筑的基本要素，它的工艺比个人天才、比房屋的功能更能决定建筑的形式。”[1]奈尔维说：“我的所见表明了：无论何时何地，一个建筑物的普遍规律，它所必须满足功能要求、建筑技术、建筑结构和决定建筑细部的艺术处理，所有这一切，都构成了一个统一的整体。”[2]因此，学生要改变以往轻结构重感性艺术的观念，树立建筑创作中的整体概念。最后给学生提出明确的学习目标与目的：建筑学专业学生必须要学习结构技术方面的课程，并不是要达到像结构专业那样进行精确的力学分析和计算，学习这些课程的最终目的是掌握各种各样的结构概念，以便在处理工程技术问题时有科学的分析能力，对典型的结构体系有较好的理解，能正确地认识建筑物设计中的全局性问题，掌握一些近似的估算方法，了解一些宏观的估计，以便具有定性解决各种技术问题的能力。

三、行之有效的多种教学方法

1.教学内容重组和优化

教学中依靠教材但不拘泥于教材。如上面提到的，“建筑结构与选型”教材内容中要讲到的结构类型就有十几种，如果仅仅依靠教材内容来学习如此多的内容，对教师授课，学生学习都是很困难的。要做到有效率地授课和学习，教师在授课过程中应结合专业特点精选内容，重点讲概述性内容，让学生对各种建筑结构型式有总体的认识，而不只拘泥于对公式的讲解。让学生较好地了解每种结构型式的受力特点、掌握它们的优缺点及其适用范围，紧贴工程实际，优化教学内容，适时适量补充现今建筑行业产生的新技术、新结构和新材料等，充分体现教学内容的适应性和时效性。结合结构体系的总体概念重组教学内容，同时还要结合注册建筑师考试的相关内容，尤其是和实际工程结合紧密的问题，培养学生工程能力。

2.“沙龙式”课堂

以往在课堂上，主要以教师讲解为主，学生听讲做笔记，不懂的问题一般都是下课之后或是通过发电子邮件向老师请教，这无疑使大部分学生特别被动，而且上课、课下复习的积极性都不高，不能提高学生的专业兴趣，教学效果不好。通过“沙龙式”课堂，学生在上课前预习要学习的内容，把不懂的内容找出来，课堂上再认真听教师分析讲解，这样还能提高自学能力。教师在课堂上不仅仅讲解理论性的知识点，还要快速把理论性的内容讲解完，专门安排时间和学生进行讨论，教师向学生提出问题，学生也把不懂的地方及时提出来，从而形成教师与学生互动的课堂，同时也提高了学生学习的主动性和积极性。另外在课程进行期间适当抽出几个学时作为专题讨论时间，题目由教师和学生讨论来决定，比如说大部分学生普遍对高层建筑结构类型及特点章节内容不甚理解，教师可在专题讨论中系统地将这一部分内容重新讲解，然后和学生针对具体的问题进行讨论，在专题讨论中请有工作经验的建筑师、工程师从实际工程建造的角度跟学生交流，使学生从实际建造的角度理解理论性的内容，同时也使遗留的问题得到很好的解决。

3.多媒体动态演示建筑的结构逻辑

“建筑结构与选型”的理论性强，各种结构体系的特点仅仅用文字和书上图片难以引起学生兴趣。多媒体教学图文声像并茂，能给学生以直观的视觉和听觉感受，留下鲜明的印象。这门课程中需要有大量的工程实例来体现结构体系，教材中的图片不能将它们的特点清晰展示出来，采用多媒体教学可以大量地穿插工程实例建成后的图片、结构施工过程中的照片或视频等，把以前用传统教学中难以讲清楚的问题在课堂上清楚地讲解出来。多媒体辅助教学不仅明显地增大了上课时段的知识信息量，还有助于学生形象、直观地了解抽象难懂的内容。巧妙精心地编织教学课件是改善教学效果的重要途径。

（1）根据结构逻辑逐一演示（见图1）。例如薄壳结构的受力特点，可按图示顺序演示其受力计算简图到受力分析图再到不同类型的特点，使抽象的理论变得看得见摸得着，同时也使学生能清晰理解薄壳结构的特点。

（2）以造型―空间―结构的顺序演示（见图2）。意大利千禧教堂的礼拜堂呈桶形平面，采用了弯柱斜梁的刚架结构，这一过程可以按照从造型到室内空间再到结构的顺序演示。

4.注重实践能力培养

“建筑结构与选型”课程的内容与实践相结合才能发挥它应有的作用。建议教完典型的结构后安排学生到对应的建筑项目施工现场或已建成工程进行专门的实地调研或播放相关视频，让学生带着一些预留问题去参观调研学过的结构概念和相应的类型特点，这样可以提高教学效率。并且根据课堂上所学结构选型的原则评价施工项目结构体系的优缺点，真正做到理论联系实际，理论应用于实际，这个过程可邀请企业专业人员讲解。让学生把之前建筑设计课程已完成的作业重新设计，对之前没有细致考虑结构概念的方案认真地配置结构类型，这势必会与以前的方案发生矛盾，以此强化结构意识。这种方法让学生发现结构概念学习对于建筑方案创作的价值，能够提高他们对于建筑创作的整体性认识，同时也让他们认识到目前有些建筑设计院项目流水线式作业过程的弊端，促使他们在学生阶段培养从整体考虑建筑创作的思维方式，同时也打下扎实的专业基本功。

四、结语

“建筑结构与选型”课程作为建筑学专业学生的专业必修课，其基本目的是对各种常用的结构型式进行系统归纳，给学生一个完整的结构体系的概念，同时又结合国内外各种结构体系的实例，巩固和加深学生对这些概念的认识，开拓其建筑设计思路，改变学生固有的轻建筑结构技术的思想，上升到建造的层面，将建筑视为一个有机的统一体。强化培养学生的工程能力和创新能力，真正做到适应企业行业的人才需求，成为名副其实的卓越工程师，为国家建筑业发展做出自己应有的贡献。

参考文献：

[1]罗小未.外国近现代建筑史[M].第二版.北京：中国建筑工业出版社，2004.