结构力学心得
这次我考了434分(政治79,英语76,数学一137,结构力学142)。经历了一次失败一次成功,我对考研,对考研人是有感情的。很多人说考研是恶魔,是折磨人的炼狱,但是在我看来,考研的是件很快乐的事情。我觉得自己大学最快乐的时间就是考研的时候,大学最好的朋友也是在考研中结识的,很多感情都在考研的奋斗过程中得到深化。那种痛苦并着快乐,一起奋斗的感觉真的很好。我在考研过程中也得到了很大锻炼,给自己带来很大的自信,当你把考研这段艰辛坚持下来,你真就会觉得没有什么可以畏惧的了,以后什么困难你都能坚持下来,都能克服。个人觉得考研的确是一段很有价值的经历,我也希望所有考研人能换过角度看考研。
一直以来,我都希望能帮考研人做点什么。成绩下来以后,写了一些感想,发在帖子上,当然主要是关于公共课的。这些帖子反响挺大的,也很好,还挤进了BBS前20大热门话题,算是同类中的佼佼者了。这份材料主要是在总结那些帖子,然后根据结构力学这一门课程补充而成的。我在这份材料着重要强调的是考研的复习方法,个人觉得这是我这次考研得高分的最主要原因。这份材料主要目的不是帮助大家复习,而且给大家介绍我这种学习方法。当然这种复习方法并不是什么很奇特的,并不是我自己独创出来的。这方法,正是那些成功做到并且受益的考生所强烈推荐的,也是那些没有做到而尝苦果后吐血推荐的。我就是从中吸取有益成分,而真正坚持下来而已。当然,我在这个坚持的过程中还会有一些新的体会,把所有这些结合自己的经历讲出来。有些方法很多人讲出来都是很抽象的,不是很好具体操作,所以我这样结合自己的亲身经历和感受讲出来,以便大家根据自己的情况找到适合于自己的好的方法。大家对我的这种复习方法的正确性和有效性应该不用太怀疑。我这种方法的基本思想都是很多人的经验之谈,大家可以到网上去看看或者问问自己身边的有过经历的人,而且这种方法也是经过自己这次考研测试和BBS上众多同学肯定的。个人相信,这份材料对考研人是有价值的,这也是为什么我最后被选来写这份材料的原因。
具体内容主要包括以下几个方面:
一、公共课的复习,这方面主要是宏观的介绍。
1、复习顺序安排;
2、资料选择与使用;
3、主要学习方法和误区。
二、结构力学专业部分,这是主要部分,是根据天津大学的结构力学初试大纲从细节方面介绍的。
1、大概复习步骤;
2、推荐教材和一些参考资料介绍;
3、教材的使用,根据天大的大纲和考试重点,介绍各章节核心内容,并且做一些总结和难度的提升;
4、(个人认为这是专业课部分精华)用虚功原理把全书串联起来。给出自己做的94-05年的试题答案,在做题的过程中,我会把虚功原理贯彻到始终,希望大家能够跟着我的做法,真正学会使用虚功原理,把全书统一成一个公式;
5、总结一些细节问题和误区。
1 底层计算高度如何取
按《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 第7.3.11条的规定, 底层框架柱的高度从嵌固端算起。实际工程的底层计算高度一般可能会有三种取法:
从基础顶面算起、从基础系梁顶面算起、从室外地面下500mm处算起。
框架结构的基础一般为独立基础或条形基础, 一般情况下底层计算高度从独基或条基顶面算起是没有任何问题的。但有的工程独立基础之间设基础系梁, 那么底层计算高度是否可以从基础系梁顶面算呢?我认为肯定不行, 最简单的道理, 基础系梁不是框架柱的嵌固端。一些设计者可能会碰到这种情况, 如果底层计算高度从基础顶面算起, 底层的抗侧移刚度可能小于上一层刚度的70%, 或小于上三层抗侧移刚度平均值的80%, 根据《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001) (2008年版) 第3.4.3条, 底层为薄弱层;如果计算高度从基础系梁顶面算, 底层可能不是薄弱层。这时一些设计人可能采取加大基础系梁截面尺寸和配筋的方式, 底层计算高度从基础系梁顶面算起, 从而避免薄弱层的出现。这种做法是不对的, 因为即使加大基础系梁的截面和配筋, 基础系梁仍不能作为底层框架柱的嵌固端。
因此, 底层计算高度应从基础顶面算起, 而不应从基础系梁顶面或室外地面下500mm处算起。
2 关于柱的设计
2.1 框架柱的截面设计
在多层或高层钢筋混凝土结构中, 柱的截面尺寸从下到上逐渐缩小, 以节约投资, 使设计更合理。笔者的经验是柱截面尺寸减小的间隔层数为3 5层, 如果间隔太密, 会造成模板浪费、施工不便;太疏又起不到节约投资、降低造价的目的。每次每侧减小的尺寸以100~150为宜, 如减得太多, 有可能导致结构竖向刚度突变。另外, 柱的最小截面尺寸应符合《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 第l1.4.11条的规定:矩形柱的宽度和高度均不宜小于300mm;圆柱的截面直径不宜小于350mm。
2.2 框架柱的箍筋肢距
《混凝土结构设计规范》 (GB 50010-2002) 第l1.4.15条规定“柱箍筋加密区内的箍筋肢距:一级抗震等级不宜大干200mm;二、三级抗震等级不宜大于250mm和20倍箍筋直径中的较大值;四级抗震等级不宜大于300mm”。此处的“箍筋肢距”的定义, 规范没有明确的说明。按一般的理解, 箍筋肢距应为每J肢箍筋的水平距离。因此不少设计人员在设计时将箍筋肢距一律按均匀分布且不大于200mm。
3 关于梁的设计
3.1 框架梁的负筋只需按计算配够, 不必增加配筋量
在框架结构的计算中, 由于地震作用、风荷载等水平力的作用, 往往使得框架梁的粱端负弯距远大过跨中正弯距。为了避免框架梁负筋过多过密, 我们往f往都将框架梁的负弯距乘以一个0.85左右的调幅系数进行调幅, 使梁端负弯距减少, 并相应增加跨中正弯距, 使梁的上下配筋均匀一些。如果在框架计算是作了负弯距调幅, 而配筋时又将负筋放大, 就是没有道理而且是自相矛盾的。
3.2 梁侧纵向钢筋的配置
梁侧纵向钢筋包括梁侧纵向构造钢筋和梁侧抗扭纵筋。新混凝土设计规范规定梁腹板高度hw≥450mm梁侧应沿高度配纵向构造钢筋, 且间距不大于200mm。梁侧纵向构造钢筋对防止梁侧面的开裂具有非常重要的作用。梁侧纵向钢筋的直径不应太大, 一般以Ф12~Ф16为宜。在实际设计中, 常常见到梁侧抗扭纵筋很大的情况, 这是由于电算结果显示抗扭纵筋的面积较大。对这种情况应在计算和设计上做一些调整:
3.2.1由于目前电算程序在结构构件分析时尚不能考虑现浇楼板对梁扭转的影响, 而是由程序给出一个梁扭距折减系数, 合理选用梁扭距折减系数对控制梁的扭距是很重要的, 一般情况可取0.4~0.6。3.2.2对跨度较大的次粱支承于主梁上时, 次梁的支承端会对主梁产生较大的扭距, 这时可在电算程序中指定该次梁的端支座为绞接。这种方法对解决梁在受剪扭情况下的超筋超限是非常有效的。3.2.3有时虽然做了以上调整, 但梁的抗扭纵筋面积仍然较大。此时应将抗扭纵筋面积分摊一部分到梁的四根角筋, 其余部分面积按梁侧腰筋设置, 梁腰筋直径仍以Ф12~Ф16为宜。
3.3 非加密区的箍筋的配筋率
抗震设计时框架梁的非加密区的箍筋的配筋率应满足《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 第11.3.9条的规定:p SV≥0.26ft/fyv。
4 多层钢筋混凝土框架结构设计应该注意的问题
4.1 关于强柱弱梁节点
这是为了实现在罕遇地震作用下, 让梁端形成塑形铰, 柱端处于非弹性工作状态, 而没有屈服, 但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱, 也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小, 是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力, 而且不致形成“层侧移机构”, 从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小, 以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。因此, 当建筑许可时, 尽可能将柱的截面尺寸做得大些, 使柱的线刚度ic与梁的线刚度ib的比值尽可能大于1, 并控制柱的轴压比满足规范要求, 以增加延性。验算截面承载力时, 人为地将柱的设计弯距按强柱弱梁原则调整放大, 加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高, 以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造, 让塑性铰向梁跨内移。
4.2 楼板开大洞结构计算注意问题
楼板开洞的结构比较普遍, 如果开洞面积大于该层楼面面积的30%, 就属于平面不规则了, 计算时必须进行处理。以PKPM软件为例来说, TAT和SATWE分别采用了两种方式进行处理。TAT软件是将无楼板的节点定义为弹性节点, 也就是表明该节点不受刚性楼板假定的限制, 其平动自由度独立 (在这里所指的节点为梁柱交点) ;SATWE软件是将所有楼板定义为弹性膜, 由软件真实的计算楼板的平面内刚度, 忽略楼板的平面外刚度。建议如果某层洞口面积大于楼层面积的30%以上时, 应将全楼所有楼板定义为弹性膜比较符合实际, 也可以将该层洞口边缘节点定义为弹性节点 (即不考虑楼板的刚度) ;如果屋面为刚网架时, 应输入一板厚, 定义为弹性膜, 真实计算楼板的平面内刚度, 比较符合实际。在正确定义了弹性节点或弹性膜后, 在后续计算中必须采用总刚计算法, 否则侧刚计算法仍按刚性楼板计算结构内力和配筋, 计算时应特别注意这一点。
5 结论
以上主要阐述了多层框架结构在设计过程中的基本问题, 当然实际工程可能会遇到更多问题, 在此不再赘述。设计多层框架结构, 设计人应首先判断结构方案的可行性, 对可能碰到的问题, 提前采取措施予以解决, 并对所有计算结果认真分析、判断, 准确无误后方可应用于实际工程。另外, 应用计算机程序进行分析时, 应仔细阅读程序编制技术手册, 了解程序计算模型编制的原理, 才能根据有关规范对所得的结构内力和计算结果的正确与否作出判断并做相应调整, 以消除因对程序缺少应有了解给设计带来缺陷和隐患。结构构造必须满足相关规范条文尤其是强制性条文的要求。
摘要:钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种性质截然不同的材料组成的, 因其具有诸多的优点而广泛应用于土木工程中。把多层钢筋混凝土框架结构应用于建筑中会遇到的一些具体问题, 主要论述了多层框架结构的设计及设计过程中遇到的设计问题及相应的结构措施进行探讨。
关键词:多层框架设计,常见问题,结构措施
参考文献
[1]GB50011-2001 (2008年版) , 建筑抗震设计规范[S].[1]GB50011-2001 (2008年版) , 建筑抗震设计规范[S].
关键词:there be结构;图片;实物
说起初中英语语法教学,每一位英语教师都会仁者见仁、智者见智。本文结合There be结构的教学,简单谈谈自己对语法教学的一点心得和体会。
一、Grammar模块前渗透语法知识
英语教学中,有些英语教师对卡通对话、课文阅读中出现的相关语法现象存在两种误区:一是视而不见,到语法模块再具体学习;二是如获至宝,讲细讲透。其实,两种做法都不可取。在具体学习前,只需要渗透并适当点拨,让学生了解其概念、用法就可以了。
如,牛津英语七年级上第七单元的There be结构,卡通对话中有句There’s a new mall down the street. Reading中出现There are different kinds of hair clips in our shop.教学时,根据上下文联系,理解其用法:表示某地有……再观察这两个句子的不同:启发学生思考为什么一个用is,一个用are。这样学生对这一结构的概念和用法就有了初步的了解。
二、运用竞赛法、游戏法学语法,引发学习兴趣
为激发学习兴趣,学习Grammar时,不妨采用竞赛激励的方式。可以利用图片或实物,让学生就这些图片或实物用There be说话。如,在讲桌上放上苹果、香蕉、西红柿、牛奶、可乐等,让学生使用There be结构。看谁说得多、说得对。有了竞赛性质,学生会乐于参与,也可以引入游戏法。
三、运用比较法学语法,培养学生分析问题的能力
通过There be的练习和学习后,再启发学生思考He has a toy dog与There is a book in his hand的异同。通过比较、分析,把握have/has和There be的用法的不同,更不能把have/has用于There be中,这是易错点,应特别注意。
英语教师采取有利于调动学生积极性的方法,可以将枯燥的语法变得兴趣盎然,让学生通过不同的方式习得、运用语法,让学生爱上语法课。
参考文献:
程玉霞.认知式英语语法教学初探[J].教书育人,2011(7).
(作者单位 江苏省淮安市盱眙县明祖陵初级中学)
1. 外效应:力使物体运动状态发生改变的效应 2. 内效应:力使物体形状发生改变的效应
3. 刚体:在任何条件下都不发生形变(能当做刚体的条件:研究物体的性质有关)
4. 力的三要素:大小,作用、作用线 5. 变形体
6. 静力学研究物体只限于刚体,又称为刚体静力学
7. 二力杆也叫二力构件:只受到二个力且处于平衡状态的构件,二力杆:只受二个力作用下能保持平衡的构件,也叫二力杆 8. 加减平衡力系、力的传递性只能适合于刚体 9. 胶带 10. 链
11.平衡力系、力系的加减、作用力与反作用力、三力汇交原理:前提是刚体
12. 刚化原理:变形体在某一力系中保持平衡,则有把变形体变成刚体也平衡、即变形体平衡,则刚体也平衡,反之就不成立了 13. 自由体:能在空间作自由位移的物体
在没上这门课之前,就听说了一句化学界流传很广的话:学了有机化学才知道无机化学如此简单,学了物理化学才知道有机化学如此简单,学了结构化学,才知道物理化学如此简单,学了量子化学,才知道结构化学如此简单。
经过了这一年的学习,体验过后才发现这几句话是非常有道理的,和大多数人一样,起初都认为结构化学难学,难懂。可从第二大节课开始,自己就改变了看法,上课努力的去听,课后及时复习,就这样,自己第二节课懵懵懂懂的听懂了一些内容,再看看周围的同学,依然很困惑,由于自己天生对难的东西比较感兴趣,越难,宁可花费很长时间,也要弄懂,凭着这种不达目的不罢休的精神,第二节课我收获了很多,最主要的是听得懂老师讲课的时候,心里有种满足感,成就感。
时间过得真快,给我感触最深的是老师的一句话:结构化学要想弄懂,必须得多花时间,讲三节课,我们就得用7节课的时间去预习,甚至老师也要在给我们讲课前,花费好长时间提前看一遍书。这句话为什么我会印象这么深呢?因为我不仅听了,而且实践了,这句话带给我是结构化学学习效率成倍的增长,正因为这句话,使我真真的感受到了我付出一天,两天,去图书馆查找各种资料听懂了老师一节课的欣喜,也使我真真感受到书包里背着高数,量子化学,结构化学参考书,结构化学课本,结构化学课件满满一书包书,去自习室看几个小时,结果做出一道波函数求解题的快乐,;真是由于这句话让我学起结构化学很轻松,觉得不是很难,起初需要用一天甚至两天的时间去看结构化学,后来,几个小时,半天就可以弄懂大部分内容。
在本学期众多课程里面,个人觉得结构化学是最有魅力的。因为它带给我们是一个肉眼看不见的世界,我们可以尽情的发挥自己的想象力想象原子结构,电子的运动,在这个世界里,没有谁对谁错,在这个世界里,谁也不会质疑我们,因为我们在结构化学所学的一切要不就是前人的一些理论可以解释化学现象,要不就是仪器测定出来的数值。再者,这是空间想象力很强的一门学科,这是对思维的挑战,也是对自己学习知识能力最好的一种肯定,在这里,你可以想象七大晶系,可以想象在各种各样对称操作下分子的改变,可以想象金属的结构,可以想象电子围绕核是如何运动的,可以想象原子轨道杂化后各个轨道是如何发生变化的,对于我来说,只要想通其中的一些,自己就很满足,自己学习知识的能力也就得到了肯定。学化学的人都知道,位,构,性三者相互联系,相互作用,用结构可以解释性质,用性质可以反推出物质的结构,通过结构和性质的学习,我们就可以制造出一些新结构,让它产生些人类所需要的性质。通过结构化学的学习才明白导体为什么能够导电,绝缘体为什么会绝缘,这是由于导体的轨道上存在单电子,给一定能量后,能发生电子跃迁,而绝缘体只存在满带和空带,另外满带和空带能级差很大,因此不能电子跃迁,也不能导电。也明白了什么是晶体,什么是无定型;也明白了为什么液体的沸点很高,为什么有些液体的沸点很低。。。这些东西自从学了结构化学后,逐渐的便的清晰起来,也在自己的大脑里形成了知识网络。
学了结构化学感触最深的应该说是“基础”二字,我们现在所学的只能称为基础,只是皮毛而已,如果这些东西,我们都搞不懂,很难做大事。不论哪一个单元,学的都是基础,量子力学接触,原子光谱,分子光谱基础,晶体学基础,群论基础,金属结构基础,配位化学基础。。。,私底下每一章自己都找过对应的系统的课本看过,就比如说晶体学基础,就拿我们所用的周公度版本的结构化学第五版和晶体学专业课本相比,才发现我们好多东西都没提到,而且晶体学并不像我们结构化学基础那么简单,230个空间群是如何的对于我们来说是不要求掌握的,晶轴,晶面,晶向,这些我们只是简单地提一下而已,而且我们只需要掌握最简单的立方晶系就可以了,所以,从课程的内容,我们需要掌握的程度来看,我们真的学的只是基础,不难!如果我们连这么一点点小挫折,都退缩,那我们的将来是可想而知的,每次上课的时候,听到老师说基础二字,就有很大一部分同学唉声叹气,或者惊叹,或者抱怨,可仔细想想,如果我们多花费一点游玩的时间用在结构化学上,或许不再认为老师说的基础二字是夸张。
学习结构化学,觉得方法特别的重要。尤其是上课认真听讲,因为课堂的内容有时候你用三倍的时间去补救,也不一定能补救回来,老师在课堂上用特别有限的时间将最重要的知识串成一个个知识点,而且为了让我们让一些难点掌握,更会讲一些课本上没有的东西,这些,在课下能补救得了吗?另外就是乘热打铁,意思就是说对老师讲过的知识在课下,尽量复习,这样能及时的巩固,更能将知识点串在一起。我们一般结构化学课程是在周五下午,如果那时候为了早吃一点饭,而不去再看一次课本,这样的机会一旦失去是不会再有的,在老师的讲课的话语,自己的灵感还没有消失之前,完成对结构化学的复习是最节省时间的,也是复习效率最高,最不容易遗忘的时候。一旦老师讲课的声音不再,灵感消失,要想达到同样的复习效率谈何容易。最重要的一点,也是决定你结构化学能不能听的懂,学的好不好的最重要的因素就是能静得下心来看书,有不怕困难的勇气,和看不懂还能努力去看的毅力和耐心。记得刚开始上第一节课时,算符,波函数,态叠加原理。。听了三节课,完全没听懂一个字,更不知道老师在讲什么,只是很佩服老师对于如此难的内容可以讲的如此轻松。但心里还有另外一个想法,如果我连第一节课都听不懂,那将来的课程,我该如何?而且老师也是人,不是神,他能讲的条理分明,为何我连弄懂都做不到,为了明白这门课,背上了高数,无机化学,结构化学,量子化学,在图书馆苦战了一天后,终于了解了老师到底讲的是什么东西,后来,日复一日,自己也形成了这个习惯,每周都会抽取很大一部分时间去看特别有魅力的结构化学,就这样,自己的综合实力提高了,结构化学也不再是一件难事,而且自己得到了从其他课程没有得到的快乐,得到了从其他课程没有得到的成就感。
有付出可能收获很少,但是没付出肯定没收获。结构化学虽然学了很多伟人,例如poaling,Schrödinger,Heisenberg但我并不崇拜他们,因为他们的成就源于他们的付出,他们可以为了科学熬夜,不吃饭,也可以为了科学一直呆在实验室,更可以为了科学满满的验算,推论了几个草稿本,或者失败了n多次。我们没能付出这么多,所以我们才和伟人是有很大差距的,当然,不可否认他们特别聪明。但是我们可以这样想,虽然上天没有赐予我们聪慧的大脑,但是上天同样给予我们每个人四肢,勤劳的双手,可以思考的大脑,我们可以付出来缩小差距。因为我们别无选择,有付出不一定有收获,但没付出就一定没收获,我们虽然没有像结构化学伟人一样提出一个或多个举世瞩目的成就,但是我们至少可以认真完成自己的结构化学作业,能想得通结构化学课本上的内容,能够会做结构化学的习题。这样多多少少一点付出,总会让自己感到一点成就感的,有句话叫做量变决定质变,我们之所以没成为伟人,更是由于我们量的积累远远的还不够,如果我们连这些伟人的理论都看不懂,那将来如何推翻他们的理论,建立新的理论,有一句特别经典的话:要想呼吁和平,必须制止原子弹,要想制止原子弹,必须制造原子弹(这句话是在20世纪60年代毛泽东主席说过的),这句话同样适用于结构化学,也适用于其他领域,或许可以夸张的这么说:我们每个人都有成为伟人的机会,一些人因为毕生缺乏当伟人的梦想而失去资格,一些人因为量的积累不够而失去资格,一些人因为在成功的路上退缩了,放弃了而失去了资格。所以在这个大千世界中,只有少部分人成功了,少部分人成了伟人。换个角度想想,如果我们树立在不久的将来做伟人的梦想,即使自己失败了,没有当成为伟人,但自己的付出,自己在追求伟人的路上拼搏所得到的才华,经验已足够让你在整个社会立足,这也未尝不是理想的结果。poaling,Schrödinger,Heisenberg总结他们成功的原因,总有一点是相同的,他们比平常人努力白倍,千倍,发疯的追求科学真理,才换来他们的成功,也换来人类文明史上小小的一步。
总而言之,成功离我们并不遥远,结构化学虽然难,但是用心学,有像伟人一样发疯的追求的勇气,和科学的学习方法,我们最终会体会到成就感,满足感。这些是其他课程不能
在网络课程这样综合的平台上近一个月的学习,对《土力学》这门课有新的认识,也感受到了学科带头人李广信教授的授课魅力,现将本人学习李广信教授《土力学》课程的的几点体会分享一下。
因而充满了风险与挑战,也就包含丰富的哲学命题。从哲学的高度认识岩土、学习岩土、进行岩土工程实践具有新时代的意义和实践价值。
哲学的核心是“求真”和“求知”,它的特点是思辨性、解释性和概括性。大师在讲课的时候就像在谈人生,李广信教授用哲学观点来分析解释和阐明土力学原理,对土力学学科中复杂的本质特征和核心内容进行形象化的解说,极大的启发了我的思路,引导我从哲学角度思考土力学的科学问题,就像李老师授课时所讲,我们现在研究或看待问题时要整体宏观的把握问题,即是很难,但是为我们的学习和研究是非常有帮助的。学会运用哲学思想考虑科学问题的方法,不仅有助于我们提高教学水平,更有益于我们的启迪我们的科研思路。
人类要想在大自然中生存,就必须顺应自然,它是一个和谐体,会排斥一切不符合和谐发展的因素。回归到土力学中,任何一项与土有关的工程,不论是边坡还是地基,不论是大型工程还是微型工程,在设计和施工研究时都要遵循土的三大基本特性,这样才能真正做到与自然和谐相处,才能保证我们工程的稳定性和存在性。在工程中出现的许多错误与事故就是违反了土力学基本原理才发生的。听李老师土力学的阐述,深入细致的讲解,在不知不觉中学习到的不仅仅是有关《土力学》的纯粹的知识,更多的是关于土力学的研究方法与一些思考。也使我越来越坚信,《土力学》在工程中的重要性,从而对土产生了浓厚的兴趣。
另外,李广信教授在对《土力学》课程内容把控上很有针对性和总结性,总能把较为复杂的内容转化成易懂的知识点教予听课者,在知识点处都有整体性的把握,并能很直观,清晰的抓住主要矛盾。比如:岩
土工程在地基承载力问题上是一个模糊的概念,是一个综合的整体的概念,不是精准的数值;应变与强度问题是量变到质变的过程;岩土工程中的加固与减弱,应遵循:无为而治,顺乎自然,兵强则灭,木强则折的思想;土在加载变形过程中似乎是有生命的,有不同的发展阶段等等。
对于《土力学》课程的主要内容,李广信教授也有自己的一套总结,包括三个方面,首先是土的三大特性,其次是经典土力学的三大定律,最后是土的三类岩土工程问题。三个方面内容环环相扣,土的特点决定土的受力情况和发展定律,工程岩土问题需要遵循定律来达到设计目的,这样使土力学整门课程的内容结合成面的形式,而不是成知识点的形式。
在听课过程中对李广信教授讲解印象深刻的还有他提出了趣味土力学的说法。他认为在课堂教学中,适当地穿插一些类比、比喻和故事等,会使课堂气氛更活跃,也能够加强对概念的理解和记忆,但是课堂授课毕竟不是脱口秀,避免过多的“包袱”冲淡了课程的主要内容的讲解与理解。大师的课程资料上不乏生动形象的代表,比如:沙滩上的观察、地震液化等动态的表现形式,不仅使我产生了浓厚的兴趣,还对知识有了更深更直观的认识。说实话,以前总感觉土力学课程,对学生来说难度很大,同时也很枯燥,作为经验不足的年轻教师,很难将这些课程讲解的形象生动,让这些枯燥的力学理论变得生动起来,让学生易于乐于接受。自我深省还是专业功底、学术素养不足,无法将现有的专业理论知识和技能提高到一个新的讲解层面。李广信教授的讲解让我更加深了对土力学课程的认
识。
总之,李广信教授的讲课,让我受益匪浅,不仅增加了对难度较大的《土力学》课程讲解和学习的信心,还对李广信教授的严谨丰富的治学理念和态度深深钦佩。此次学习能够指导我在今后的教学过程中要注重哲学思想的培养,并且也尝试着在日常教学中运用哲学思想,采用李广信教授的授课思路和方法,抓住重点内容,努力找到提高学生学习兴趣的窍门。这次网络在线课程是一次快乐、收获颇多的学习经历。篇二:土力学学习心得
土力学学习心得
学习土力学这门课程还是比较难的,其理论基础比较多,且又很贴近工程实际。在学习土力学中,你会联想到你所学习的一些专业知识,如材料力学、水力学、工程材料、工程地质与水文地质等知识,是一门既广又专的学科!
下面具体介绍一下土力学这门课程,它主要是研究土体的变形、强度和渗透特性等内容。从土体本身的特性,如散碎性、三相体系、自然变异性推导其出力学特性:变形特性、强度特性以及渗透特性。研究方法是将连续介质力学的基本知识和描述碎散体特性的理论(压缩性、渗透性、粒间接触、强度特性)结合起来,研究土的变形、强度和渗透特性以及与此有关的工程问题。而本册土力学书中前三章便是研究土体的这些物理及力学特性,而后五章便是研究土的一些工程问题:第四章压缩固结是研究土体的变形问题,第五章抗剪强度和第六章挡土墙土压力是研究土体的强度问题,第六章边坡是研究土体的稳定问题,而最后一章是在前面的基础上研究地基的变形和稳定问题。
将土体本身特性和其力学特性结合在一起的是有效应力原理:u。其含义是,研究平面上的总应力,等于孔隙应力u和由土骨架承受的应力(有效应力?)。有效应力原理在研究土的渗透特性时提出,贯穿于整个土力学课程。
下面,我通过有效应力原理为主线来梳理整个土力学内容: 在研究土的渗透特性时。可以通过有效应力原理来确定在渗流条件下水平面上的孔隙水应力和有效应力,进而通过判断有效应力是否为0来判断是否发生流土。
研究土的压缩与固结时,通过单向固结模型模拟的土体固结过程就应用了有效应力原理。其描述为:在某一压力作用下,饱和土的固结过程就是土体中各点的超孔隙水应力不断消散、附加有效应力相应增加的过程,或者说是超孔隙水应力逐渐转化为附加有效应力的过程。在这一转化过程中,任一时刻任一深度上的应力始终遵循着有效应力原理,这是整个土体压缩与固结研究的基础。
研究土的抗剪强度时。在直接剪切实验和三轴压缩试验中,都采用三种不同的剪切方法。即不固结不排水(uu)、固结不排水(cu)、固结排水(cd)。其中,是否排水即是否存在孔隙水应力。而孔隙水应力和有效应力的计算有遵循着有效应力原理。所以说有效应力原理贯穿于整个土力学中,是土力学研究的一块基石,是解决工程问题的钥匙。通过以上的介绍大家应该明白学习的重点了吧,希望大家在学习的过程中注重以理解为重,最重要的是自己课下积极主动独立完成课堂作业,这个非常重要,有助于你进一步了解土力学课中学习的知识!
以上就是我对于土力学这门课程初步的认识。以后大家若有机会再学习相关深入的课程,我想一定会有更大的收获。篇三:土力学总结及日记
土力学实训总结 一转眼间一周的实训马上就要结束了。自己才觉悟到时间过得很快。现在想起刚学这门课的时候对什么都觉得不知道老师讲了也不是很懂。就连出去跟老师在外面的铁路线路上实习。自己也是看热闹。对于许多东西都事是而非。即便老师讲了对于初次接触的我也只是觉得好奇。根本忘了自己学习的目的。
在实训的过程中我根据任务指导书上的要求,通过查课本把自己以前没有搞懂的问题认真的全都弄明白了。在每一个细节上都很认真地完成了。尤其是缩短轨配置的计算,把自己以前老搞混淆的计算步骤现在也搞清楚了。对于自己不懂的地方我也虚心的请教同学、和老师。经过同学和老师的耐心讲解自己以前不会的也彻底懂了,自己由以前对这门课的讨厌也变得喜欢。
实习过程中我对土力学的:土的密度试验,土的界限含水率试验,土的剪切试验,土的固结试验以及土的击实试验,都有了了解。现将了解到的知识总结如下: 实验一 土的含水率试验
(一)、试验目的 105—1100c下烘于恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。土在天然状态下的含水率称为土的天然含水率。所以,试验的目土的含水率指土在的:测定土的含水率。
(二)、烘干法试验 1.操作步骤
(1)取代表性试样,粘性土为15—30g,砂性土、有机质土为 50g,放入质量为m0的称量盒内,立即盖上盒盖,称湿土加盒总质量m1,精确至0.01g.(2)打开盒盖,将试样和盒放入烘箱,在温度105——1100c的恒温下烘干。烘干时间与土的类别及取土数量有关。粘性土不得少于8小时;砂类土不得少于6小时;对含有机质超过10%的土,应将温度控制在65——700c的恒温下烘至恒量。
(3)将烘干后的试样和盒取出,盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温,称干土加盒质量m2为,精确至0.01g 实验二 土的密度试验
(一)、试验目的
测定土在天然状态下单位体积的质量。
(二)、试验方法与适用范围
1、操作步骤
(1)测出环刀的容积v,在天平上称环刀质量m1。
(2)取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。
(3)环刀取土:在环刀内壁涂一薄层凡士林,将环刀刃口向下放在土样上,随即将环刀垂直下压,边压边削,直至土样上端伸出环刀为止。将环刀两端余土削去修平(严禁在土面上反复涂抹),然后擦净环刀外壁。
(4)将取好土样的环刀放在天平上称量,记下环刀与湿土的总质量m2
2、计算土的密度:按下式计算 ??mm2_m1? vv
3、要求:①密度试验应进行2次平行测定,两次测定的差值不得大于0.03g/cm3,取两次试验结果的算术平均值;②密度计算准确至0.01 g/cm3.实验三 土的界限含水率试验
(一)、试验目的细粒土由于含水量不同,分别处于流动状态、可塑状态、半固体状态和固体状态。液限是细粒土呈可塑状态的上限含水量;塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水量。
本试验的目的是测定细粒土的液限、塑限,计算塑性指数、给土分类定名,共设计、施工使用。
实验四 土的击实试验
(一)、试验目的本试验的目的是用标准的击实方法,测定土的密度与含水率的关系,从而确定土的最大干密度与最优含水率。
轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土,重型击实试验适用于粒径小于20mm的土。
(二)、计算与制图
以干密度为纵坐标,含水率为横坐标,绘制干密度与含水率的关系曲线,即为击实曲线。曲线峰值点的纵、横坐标分别代表土的最大干密度和最优含水率。如果曲线不能得出峰值点,应进行补点试验。
计算数个干密度下的饱和含水率。以干密度为纵坐标,含水率为横坐标,在击实曲线的图中绘制出饱和曲线,用以校正击实曲线。
实验五 土的固结试验
(一)、试验目的本试验的目的是测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力,或孔隙比和压力的关系,变形和时间的关系,以便计算土的压缩系数、压缩指数、压缩模量、固结系数及原状土的先期固结压力等。
(二)、试验方法
适用于饱和的粘质土(当只进行压缩试验时,允许用于非饱和土)。
试验方法:
1、标准固结试验;
2、快速固结试验:规定试样在各级压力下的固结时间为1小时,仅在最后
一级压力下除测记1小时的量表读数外,还应测读达压缩稳定时的量表。篇四:岩土力学心得体会
岩土工程
10水利2班 7号 和超强 1基本概念
岩土工程geotechnical engineering 地上、地下和水中的各类工程统称土木工程。土木工程中涉及岩石、土、地下、水中的部分称岩土工程。2发展现状
随着多种所有制工程施工企业的发展及跨区域经营障碍被打破,岩土工程市场已处于完全竞争状态。岩土工程项目承接主要通过公开招投标活动实现,行业内市场化程度较高,市场集中度偏低。
我国岩土工程行业具有企业数量多、规模小的特点。据《2013-2017年中国岩土工程行业发展前景与投资战略规划分析报告》统计,我国仅从事强夯业务的企业就超过300家,岩土工程行业的集中度较低,导致优势企业无法形成规模优势。这与发达国家该行业高度集中的特点形成了鲜明对比。
岩土工程行业在未来的发展中要解决行业分散、集中度过低的问题,提高整体竞争力进而提高盈利能力,需要在未来的发展中抓住时代机遇,适应时机,以更优的业务模式、调整行业业务结构类型,实现行业的飞速发展。
数据显示,未来岩土工程行业的几大发展机遇主要表现在以下四个方面:
民生工程的机遇
根据国家“十二五”规划,在“十二五”期间,我国经济将着重调整经济结构,大力发展新兴产业,提升经济发展的质量和效益,同时会加大民生领域的投资,将着力保障和改善
民生作为五大着力点之一,民生工程建设已上升为国家发展战略高度。
民生工程投入最多的领域包括:1000万套保障性住房建设、教育和卫生等民生工程、技术改造和科技创新,以及农田水利建设投资四万亿等。2011年中央财政在民生工程计划支出达到10510亿,比2010年增长18.1%。各地政府在民生工程的投入力度也不断加大。岩土工程企业应顺势而为,抓住民生工程这一重大机遇,加强在相关领域的投入和开拓,保持良好发展势头。
经济结构调整中得新机
调整经济结构,同样是我国“十二五”规划中的核心内容,关系到我国经济能否实现可持续发展。在“十二五”期间,我国将提高服务业的比重,推动产业升级,加快西部和内陆区域的发展,提高能效,减少污染,大力发展战略性新兴产业。国民经济结构的调整,对岩土工程行业来说意味着服务对象的变化,进而影响到岩土工程行业的服务内容和形式,以及行业格局。因此,需要岩土工程企业紧密关注经济结构调整的趋势,研究新领域,发展新技术,创新服务模式,以适应市场环境的变化。
转变发展方式,是“十二五”期间我国经济的重要任务,是提升我国经济发展质量和效益的根本途径。对于工程建设领域而言,简单追求量的粗放式增长方式已经不能适应未来发展的需要。作为工程建设的重要环节,岩土工程行业的发展模式也将发生深刻转变,必将从“外延式”发展转变成“内生式”的发展模式,不断增强企业自身的科技创新能力、发展动力和竞争实力,实现更有质量的发展。绿色市场拓展广阔
近年来国家突出强调要建设资源节约型、环境友好型社会,大力倡导发展绿色环保、再生能源、新材料、循环利用、垃圾处理等方面的新型产业。国家“十二五”规划也将节能和降低碳排放作为重要的政策导向。在工程建设领域,低碳节能方面的标准和要求也在不断加强,节能环保新材料、新技术的应用也在不断加速。这对于岩土工程行业而言,即是新的挑战,也昭示着新的市场空间。
国际格局变动下的市场增长
虽然近年来国际政治和经济局势都出现了一些动荡,但以“金砖四国”为代表的新兴市场国家的经济仍然保持了较快的增长速度,国际经济的重心也日益从大西洋两岸向太平洋两岸转移。以新兴经济体为代表的亚非拉国家,正是历来我国工程建设以及岩土工程行业“走出去”的重要市场区域。国际经济格局的变化、亚非拉国家经济的快速增长,将会更加促进我国岩土工程行业走出国门,推动我国岩土工程行业的国际化进程。3学科专业
简介
岩土工程专业是土木工程的分支,是运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。按照工程建设阶段划分,工作内容可以分为:岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程监测、岩土工程检测。
随着我国经济的繁荣与发展,各种建筑工程如雨后春笋般拔地而起,座座水库波光粼粼,栋栋高楼鳞次见比。在各种土建工程中,岩土工程占有十分重要的地位。岩土工程是以土力学、岩体力学及工程地质学为理论基础,运用各种勘探测试技术对岩土体进行综合整治改造和利用而进行的系统性工作。这一学科在国外某些国家和地区被称为“大地工程”、“土力工程”或“土质工程”。岩土工程是土木工程的一个重要组成部分。智研咨询资料统计,它包括岩土工程勘察、设计、试验、施工和监测,涉及工程建设的全过程。在房屋、市政、能源、水利、道路、航运、矿山、国防等各种建设中,都有十分重要的意义。主要研究方向
①城市地下空间与地下工程:以城市地下空间为主体,研究地下空间开发利用过程中的各种环境岩土工程问题,地下空间资源的合理利用策略,以及各类地下结构的设计、计算方法和地下工程的施工技术(如浅埋暗挖、盾构法、冻结法、降水排水法、沉管法、tbm法等)及其优化措施等等。
②边坡与基坑工程:重点研究基坑开挖(包括基坑降水)对邻近既有建筑和环境的影响,基坑支护结构的设计计算理论和方法,基坑支护结构的优化设计和可靠度分析技术,边坡稳定分析理论以及新型支护技术的开发应用等。
③地基与基础工程:重点开展地基模型及其计算方法、参数研究,地基处理新技术、新方法和检测技术的研究,建筑基础(如柱下条形基础、十字交叉基础、筏形基础、箱形基础及桩基础等)与上部结构的共同作用机理和规律研究等。4发展前景
展望岩土工程的发展,笔者认为需要综合考虑岩土工程学科特点、工程建设对岩土工程发展的要求,以及相关学科发展对岩土工程的影响。
岩土工程研究的对象是岩体和土体。岩体在其形成和存在的整个地质历史过程中,经受了各种复杂的地质作用,因而有着复杂的结构和地应力场环境。而不同地区的不同类型的岩体,由于经历的地质作用过程不同,其工程性质往往具有很大的差别。岩石出露地表后,经过风化作用而形成土,它们或留存在原地,或经过风、水及冰川的剥蚀和搬运作用在异地沉积形成土层。在各地质时期各地区的风化环境、搬运和沉积的动力学条件均存在差异性,因此土体不仅工程性质复杂而且其性质的区域性和个性很强。岩石和土的强度特性、变形特性和渗透特性都是通过试验测定。在室内试验中,原状试样的代表性、取样过程中不可避免的扰动以及初始应力的释放,试验边界条件与地基中实际情况不同等客观原因所带来的误差,使室内试验结果与地基中岩土实际性状发生差异。在原位试验中,现场测点的代表性、埋设测试元件时对岩土体的扰动,以及测试方法的可靠性等所带来的误差也难以估计。
岩土材料及其试验的上述特性决定了岩土工程学科的特殊性。岩土工程是一门应用科学,在岩土工程分析时不仅需要运用综合理论知识、室内外测成果、还需要应用工程师的经验,才能获得满意的结果。在展望岩土工程发展时不能不重视岩土工程学科的特殊性以及岩土工程问题分析方法的特点。
土木工程建设中出现的岩土工程问题促进了岩土工程学科的发展。例如在土木工程建设中最早遇到的是土体稳定问题。土力学理论上的最早贡献是1773年库伦建立了库伦定律。随后发展了rankine(1857)理论和fellenius(1926)圆弧滑动分析理论。为了分析软粘土地基在荷载作用下沉降随时间发展的过程,terzaghi(1925)发展了一维固结理论。回顾我国近50年以来岩土工程的发展,它是紧紧围绕我国土木工程建设中出现的岩土工程问题而发展的。在改革开放以前,岩土工程工作者较多的注意力集中在水利、铁道和矿井工程建设中的岩土工程问题,改革开放后,随着高层建筑、城市地下空间利用和高速公路的发展,岩土工程者的注意力较多的集中在建筑工程、市政工程和交通工程建设中的岩土工程问题。土木工程功能化、城市立体化、交通高速化,以及改善综合居往环境成为现代土木工程建设的特点。人口的增长加速了城市发展,城市化的进程促进了大城市在数量和规模上的急剧发展。人们将不断拓展新的生存空间,开发地下空间,向海洋拓宽,修建跨海大桥、海底隧道和人工岛,改造沙漠,修建高速公路和高速铁路等。展望岩土工程的发展,不能离开对我国现代土木工程建设发展趋势的分析。
一个学科的发展还受科技水平及相关学科发展的影响。二次大战后,特别是在20世纪60年代以来,世界科技发展很快。电子技术和计算机技术的发展,计算分析能力和测试能力的提高,使岩土工程计算机分析能力和室内外测试技术得到提高和进步。科学技术进步还促使岩土工程新材料和新技术的产生。如近年来土工合成材料的迅速发展被称为岩土工程的一次革命。现代科学发展的一个特点是学科间相互渗透,产生学科交叉并不断出现新的学科,这种发展态势也影响岩土工程的发展。岩土工程是20世纪60年代末至70年代初,将土力学及基础工程、工程地质学、岩体力学三者逐渐结合为一体并应用于土木工程实际而形成的新学科。岩土工程的发展将围绕现代土木工程建设中出现的岩土工程问题并将融入其他学科取得的新成果。岩土工程涉及土木工程建设中岩石与土的利用、整治或改造,其基本问题是岩体或土体的稳定、变形和渗流问题。笔者认为下述12个方面是应给予重视的研究领域,从中可展望21世纪岩土工程的发展。5区域土性
经典土力学是建立在无结构强度理想的粘性土和无粘性土基础上的。但由于形成条件、形成年代、组成成分、应力历史不同,土的工程性质具有明显的区域性。周镜在黄文熙讲座〔1〕中详细分析了我国长江中下游两岸广泛分布的、矿物成分以云母和其它深色重矿物的风化碎片为主的片状砂的工程特性,比较了与福建石英质砂在变形特性、动静强度特性、抗液化性能方面的差异,指出片状砂有某些特殊工程性质。然而人们以往对砂的工程性质的了解,主要根据对石英质砂的大量室内外试验结果。周镜院士指出:“众所周知,目前我国评价饱和砂液化势的原位测试方法,即标准贯入法和静力触探法,主要是依据石英质砂地层中的经验,特别是唐山地震中的经验。有的规程中用饱和砂的相对密度来评价它的液化势。显然这些准则都不宜简单地用于长江中下游的片状砂地层”。我国长江中下游两岸广泛分布的片状砂地层具有某些特殊工程性质,与标准石英砂的差异说明土具有明显的区域性,这一现象具有一定的普遍性。国内外岩土工程师们发现许多地区的饱和粘土的工程性质都有其不同的特性,如伦敦粘土、波士顿蓝粘土、曼谷粘土、oslo粘土、lela粘土、上海粘土、湛江粘土等。这些粘土虽有共性,但其个性对工程建设影响更为重要。
我国地域辽阔、岩土类别多、分布广。以土为例,软粘土、黄土、膨胀土、盐渍土、红粘土、有机质土等都有较大范围的分布。如我国软粘土广泛分布在天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、湛江、广州、深圳、南京、武汉、昆明等地。人们已经发现上海粘土、湛江粘土和昆明粘土的工程性质存在较大差异。以往人们对岩土材料的共性、或者对某类土的共性比较重视,而对其个性深入系统的研究较少。对各类各地区域性土的工程性质,开展深入系统研究是岩土工程发展的方向。探明各地区域性土的分布也有许多工作要做。岩土工程师们应该明确只有掌握了所在地区土的工程特性才能更好地为经济建设服务。6模型研究
本构模型研究篇五:关于《土力学》课程学习的若干体会 注册岩土考试心得
关于《土力学》这门课,我是在08年开始接触到的,那个时候对于土的基本物理性质、土的成因、第四纪沉积物等概念尚无法清晰、概括的认识。去年教授这门课时,在同学生们的交流过程中,发现不少学生与我当年有同样的困惑,对于这门课的认识存在很大的局限,后来我总结了下,主要是对课程的主干把握不足,对于土的主要性质、参数没能真正理解导致。
土力学中所需要掌握的重点就是:土的基本物理性质、土的压缩与变形、土体的强度与本构模型、土体渗流、土体固结等。其中土的基本物理性质是基础与保障,而压缩与变形、强度与本构模型、渗流以及固结则是通过研究其各方面的特性与机理,应用到岩土工程的实践中去。
在土的物理力学性质中,首要任务是了解土是从哪儿来的,土体的成分有哪些。不少书中开宗明义:土是岩石风化的产物(又包括物理风化、化学风化、生物风化),土体中的矿物成分包括原生矿物和次生矿物。这里和岩石中的三大岩的成因不无关系,因此在学习该部分内容前,大多数高校会开设工程地质这门课,工程地质与土力学有很多交叉的地方。因此建议在学习土力学前,先温习一下工程地质中有关三大岩的介绍、第四纪沉积层的论述等。
紧接着,就是土体的物理性质,包括含水率、密度、相对密度,这是土体的三个基本物理性质;所谓基本,是指此三项指标均可由实验数据得到,而其余指标:孔隙比、孔隙率、饱和度、干密度、饱和重度、浮重度等,均可由此三项指标进行公示换算得到。然后又提到了土体的分类。土体到底是如何分类的?不少人都知道是按照粒径大小进行划分,粒组可划分为:巨粒组、粗粒组、细粒组。其界限粒径依次为:60mm、0.075mm,这些大部分学生均能掌握很好。但是问题是,对于其深层次的比如粘土与粉土的区别,为何粘土矿物具有很强的亲水性,这些问题是需要关注与思考的。一言以蔽之,粘土矿物(蒙脱石、伊利石、高岭石)其颗粒粒径细小,比表面积大,其晶格结构的特殊性导致了其亲水性、带电性(双电层效应),而这些性质会进一步影响到其宏观性质----可塑性(液塑限)。总之,土体的基本物理性质及其组成这一基础章节,看似简单,实为重中之重,对该章节的把握,会影响到后续的学习与理解,需要反复阅读与学习,为后期的学习打下坚实的基础。
屋面排水坡度大于10%的建筑叫坡屋顶建筑。坡屋顶建筑的形式、坡度主要与建筑平面、结构形式、屋面材料、环境条件、地方民俗习惯和建筑造型等有关。
坡屋顶在房屋建筑中应用较广, 从形式上其主要分为单坡、双坡、四坡和折腰式四大类。双坡和四坡应用较多。双坡屋顶:屋面两端挑出山墙者叫悬山;屋面两端与山墙齐平者叫硬山。四坡屋顶:主脊延长, 两侧形成山花面者叫歇山;四坡四角起翘者叫庑殿;四面均起坡形成主脊及四条斜脊者为普通四坡屋顶。各种材料均能实现坡屋顶结构, 如木结构、钢结构、砖混结构、钢筋混凝土结构等。
2 坡屋顶建筑的特点
1) 优点:坡屋顶造型具有极强的艺术感染力和震撼力, 有挺拔、飞动和飘逸的独特韵律, 具有亲切、自然和温馨的感觉, 而且有自动排雨水、排雪功能。
2) 缺点:顶层层高高, 造价高, 设计复杂, 施工困难, 不利于将来加层改造, 坡屋面板计算属空间结构问题, 计算时较难用软件算清楚等。
3 坡屋顶结构设计的一些经验
我公司设计的坡屋顶建筑较多, 下面以钢筋混凝土框架结构为例浅谈一些坡屋顶结构设计的经验:
1) 当属于以下任何一种情况时, 最好在檐口标高处沿所有柱网满增设一层水平框梁:a.沿坡度方向柱网格较大时, 人字架跨度大, 斜梁对柱的侧推力较大。b.坡屋顶起脊太高 (接近1层层高, 甚至更高) 时, 人字架很高, 尽管在竖向荷载作用下斜梁对柱的侧推力较小, 但在水平力作用下, 对柱的侧推力却很大, 综合下来, 可能造成对柱的侧推力还是很大。c.当工程所在地区设防烈度较高时, 如7度, 0.15g, 遇Ⅲ, Ⅳ类场地或不小于8度时的情况。注:若利用坡屋顶脊高范围内的空间在檐口标高到脊顶部分设水箱间, 则也需在水箱间对应位置设部分水平框梁。
2) 如不属于上述1条中所列情况时, 则可不必在檐口标高处沿所有柱网满增设一层水平框梁。当然, 满设更好, 只是不经济了。
3) 坡屋顶顶层内填充墙:由于起坡, 往往顶层在脊高处及其附近层高很高, 因建筑防火要求, 填充墙还必须封到顶, 若全部用砌块砌到顶, 会造成填充墙太高, 面外刚度太弱, 高厚比太大, 不满足要求, 为解决这一问题, 可仅在檐口标高以下砌砌块, 在檐口标高处沿所有墙体设一层通长封闭的且刚度较大的圈梁, 檐口标高以上部分用满足防火、隔音要求的轻质隔断封堵, 周边做好拉结措施即可。
4) 若因造型要求, 仅在檐口处利用女儿墙和挑檐设造型小坡, 则可将小坡部分荷载人工倒算一下, 加在大平屋顶相应位置上, 建模时仅建大平屋顶结构部分, 这样大大简化了建模过程、简化了计算, 避免了造成整体计算出现异常的情况, 同时对整体计算也影响不大。
5) 斜屋面板的配筋。由于斜板受力属空间结构问题, 用软件计算较难清楚、准确, 建议斜屋面板双层双向配筋, 或至少隔根通长配置上部钢筋。
6) 斜梁配筋。斜梁属双向偏心受力构件, 故建议配筋时上下均以大者通长配置。
7) 钢筋混凝土框架结构或砌体结构等上面加轻钢结构或木结构坡顶等不同结构形式、不同材料的建筑:《高层建筑混凝土结构技术规程》6.1.6条规定, 框架结构按抗震设计时, 不应采用部分由砌体墙承重之混合形式;《山西省抗震设防超限高层建筑鉴定规定》第六条表三明确规定, 加层结构与原主体结构形式不同属超限工程。上下两种截然不同的结构体系, 其抗侧刚度、变形能力等相差很大, 不同的两种结构混合建在同一建筑中, 会严重影响建筑物的抗震性能, 造成严重破坏, 况且用软件计算时也无法输入不同的阻尼比, 所以, 不要这样做。
4 以实际工程为例比较平、坡屋顶的含钢量
以一工程实例做一比较。一个2层钢筋混凝土框架结构, 1层层高3.9 m, 2层层高3.9 m, 对坡屋顶建筑, 2 (顶) 层3.9 m层高顶标高指檐口标高, 脊高3.0 m, 室内外高差0.45 m, 四排柱, 中间两排柱间距2.4 m, 上下两排柱间距均为5.4 m, 水平向柱网均为7.2 m, 抗震设防烈度7度, 设计基本地震加速度为0.15g, Ⅲ类场地, 设计分组等级为第一组, 抗震设防类别为丙类, 框架抗震等级为三级, 抗震构造措施的抗震等级为二级。使用北京盈建科软件———YJK结构设计软件进行计算。本工程实际设计时是四坡坡屋顶结构, 设计完成之后又与同样条件的平屋顶及檐口标高处满增设一层平梁的坡屋顶结构经同样软件计算做了比较 (仅上部结构的比较) 。需要特别说明的是, 坡屋顶结构建模时顶层层高需建在脊顶标高处即顶层层高为顶层算至檐口标高处的高度再加上脊高部分高度, 其层高相当于加高了一层。
1) 檐口标高处不满增设一层平梁 (仅四周设) 的坡屋顶结构比平屋顶结构, 计算结果如表1所示。
经上述比较, 倒过来表达就是坡屋顶结构比平屋顶结构含钢量多7.2%。
2) 檐口标高处满增设一层平梁的坡屋顶结构比檐口标高处不满增设一层平梁 (仅四周设) 的坡屋顶结构, 计算结果如表2所示。
经上述比较, 檐口标高处满增设一层平梁的坡屋顶结构比檐口标高处不满增设一层梁 (仅四周设) 的坡屋顶结构含钢量多8.7%。
3) 檐口标高处满增设一层平梁的坡屋顶结构比平屋顶结构, 通过表1与表2的综合比较, 得计算结果如表3所示。
经上述比较, 檐口标高处满增设一层平梁的坡屋顶结构比平屋顶结构含钢量多16.5%, 经过以上实例以及多个其他工程实例的计算比较, 一般坡屋顶结构要比同样条件的平屋顶结构含钢量视抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、层数、脊高等条件的不同而多10%左右, 檐口标高处满增设一层平梁的坡屋顶结构比檐口标高处不满增设一层梁 (仅四周设) 的坡屋顶结构含钢量又多约10%, 而檐口标高处满增设一层平梁的坡屋顶结构比平屋顶结构含钢量又多约20%。含钢量高了, 工程造价自然就上去了。
5 结语
以上谈的就是我的以钢筋混凝土框架结构为例的一些坡屋顶结构设计的心得。通过以上分析比较, 我希望广大的建筑、结构设计人员, 尤其是方案阶段的建筑设计工程师, 如果不是特殊情况、特殊要求一般不要设计坡屋顶建筑, 特别是歇山顶、庑殿顶结构, 否则造价是比较高的, 若实在是造型需求, 首先应该考虑檐口设点小坡造型满足即可, 如果确实需要设计成坡屋顶建筑, 则结构设计人员在满足各方面要求的情况下尽量不要采取在檐口标高处满增设一层平梁的方案, 除非由于功能需求或计算通不过。总之, 我们不管设计什么建筑, 都要经过认真分析、比较、考虑, 具体情况具体分析, 做到经济、合理、安全、美观、节能。
摘要:介绍了坡屋顶的概念及分类以及坡屋顶建筑的特点, 总结了坡屋顶结构设计的一些经验, 并结合工程实例将结构设计中平屋顶与坡屋顶的含钢量进行了对比研究, 得出了有借鉴意义的结论。
关键词:坡屋顶,结构设计,含钢量
参考文献
[1]GB 50223-2008, 建筑工程抗震设防分类标准[S].
[2]GB 50011-2010, 建筑抗震设计规范[S].
[3]GB 50010-2010, 混凝土结构设计规范[S].
关键词:结构力学 实验 建设
中图分类号:C642.0 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)10(b)-0147-02
结构力学课程是土木工程专业的一门重要的专业基础课。按照卓越工程师人才的培养目标定位和结构力学本身的特点,我们将结构力学内容分为基本部分和专题部分。基本部分在先修的理论力学和材料力学等课程基础上进一步研究杆件结构的组成规律、计算原理和计算方法,了解各类杆件结构的受力性能,为学习结构力学的专题部分和有关专业课程以及进行结构设计和科学研究打好力学基础,进而培养学生结构受力分析与计算的能力。结构力学的专题部分是结构力学知识的加深和拓宽,视专业方向和学时的多少,内容的选择也有不同。如道桥方向专业,加强“影响线及其应用”基本内容的教学;建筑工程方向专业,增加了“分层法”和“剪力分配法”等教学内容[1-3]。
《结构力学》在整个土木工程课程体系中处于承上启下的核心地位,担负着传授学生结构概念、培养学生专业分析计算能力和创新意识的责任。但是,传统《结构力学》课程是没有实验内容的,这严重影响了学生对理论内容的理解和掌握。在2010年,国家级教学名师奖获得者王焕定教授提出了“实验结构力学”思想,并将这一教学思想在教育部结构力学及弹性力学课程指导小组会议上以主题报告的形式向国内同行做了介绍,获得了国内同行的一致好评并已引起指导小组的重视。
目前关于结构力学的实验课程建设的研究较少,只有少数高校在尝试结构力学实验课程的开设,如哈尔滨工业大学,他们成立了实验结构力学教学研究团队,开展实验结构力学课程平台建设,主要开展的实验内容有:静定结构内力、位移测量;超静定结构内力、位移测量;互等定理的验证;力法、位移法解超静定结构方法原理的验证;机动法画影响线的验证;结构的自振特性测定等。具体在实现过程采取的方式如下:不限学时,在一个学期内学生自行安排时间完成指定内容的实验;不限模型,学生自行设计实验模型和实验流程,但需完成指定的实验内容;教师只做必要的指导,从头到尾都由学生自己操作;带有研究性质,学生自行分析实验失败或误差原因,自行提出改进方案措施,直到实验结果满足教师的要求;鼓励创新实验,鼓励学生在完成指定实验内容的基础上,提出完成自行设计的实验内容;实验成绩计入课程成绩,创新实验内容予以加分鼓励[4-6]。
针对我校土木工程卓越工程师计划的实施,目标是培养素质高、能力强的工程技术人才,不仅具有坚实的理论基础知识,而且要求进行严格的、系统的专业技能训练,具有创新能力。因此针对现有结构力学课程教学内容,应相应开展实验课程教学,加强学生对理论内容的理解和掌握,更有助于培养学生专业分析计算能力和创新意识。为适应社会需要,不断改革创新,是结构力学课程建设遵循的原则,加强素质教育、努力培养学生创新能力是结构力学课程建设追求的目标。
在汲取其他高等院校在结构力学实验课程教学方面的优秀经验,结合自身现有的研究基础,制定结构力学实验课程教学内容,自主研发结构力学实验教学平台,着手增加实验内容教学,尤其是增加创新能力实验环节教学,提高实验教学质量,培养优秀的创新人才。现要解决的问题主要有以下几个方面。
1 自主研发结构力学实验教学平台
在《结构力学》课程理论教学内容的基础上,需自主研发结构力学实验教学平台,该实验平台能方便地安装各种测试仪器仪表、加载装置;能实现结构常用各种支承的约束装置;能实现学生自主设计实验模型和实验方案的要求。学生可以在实验平台上操作实验设备,从而增强学生的动手能力,同时能提高学生的创新意识。
2 编制相应的结构力学课程实验教学指导书
有了实验教学平台,还不能让学生全部真正理解实验设置的目的,必须要做进一步的解释和理论指导,增强学习效果。参考以往材料力学和理论力学的实验教学过程,还应编制相应的实验教学指导书,它是一个非常有效的方法,让实验效果更加明显地展示在学生面前。
3 培养团队人才梯队建设
在现有教师队伍中,加强人才梯队建设,适应形势发展,及时捕捉科技前沿信息,跟上节奏。同时需要不定期派遣结构力学教师参加相关项目调研,参加大型国内外会议学习,努力提高自身教学科研素质,增强创新实践能力。
总之,以《结构力学》的理论课程为依托,着力开展结构力学实验课程建设,既可提高结构力学的教学质量,还可使学生深刻理解力学建模只是在一定计算(工具)环境下的一种近似简化,使学生更精确地掌握结构在荷载等作用下的真实性态,促进和完善《结构力学》的课程建设。一方面,以社会实际需要为载体的卓越工程师人才培养模式研究,通过构建以提高学生动手和创新能力培养为中心的教学体系,建设结构力学实验教学平台,提高了结构力学实验教学质量;另一方面,改革现有的传统教学方法,形成理论教学与实验相结合的教学模式,同时更新课程实践内容,激发学生的学习兴趣,进而提高课程的教学效果和教学质量。
参考文献
[1] 龙驭球,包世华.结构力学教程(I)[M].北京:高等教育出版社,2000.
[2] 龙驭球,包世华.结构力学教程(II)[M].北京:高等教育出版社,2001.
[3] 李廉锟.《结构力学》(上、下册)[M].北京:高等教育出版社,2009.
[4] 姬慧.《结构力学》课程教学改革的实践与思考[J].太原大学学报,2001(2):4-7.
[5] 杨晓丹.《结构力学》实验新模式的构建[J].华东船舶工业学院学报,2001,1(4): 89-91.
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