建筑结构模型实训化教学

陆进保

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.240

摘 要：建筑结构构件配筋复杂，令绝大多数学生在学习过程中感到枯燥无味，致使教学成果难以显现。本文通过柱下独立基础配筋模型的外观设计、配筋设计、板材与配筋下料计算、成型粘接等4方面，详细介绍了模型制作全过程，从而让学生达到对配筋图有直观、立体感认识，激发了学生的学习兴趣，加深了对房屋结构构造的了解，从而让学生对结构施工图有了全面掌握。

关键词：建筑结构模型 独立基础 亚克力板材 粘接

中图分类号：TU20 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（a）-0240-03

《建筑结构》是建筑工程技术专业最重要的核心课程之一；其主要任务是让学生理解各类建筑结构体系，掌握其结构构件组成及构造措施，培养学生的结构分析与结构识图能力，为后续课程及今后工作打好基础。

由于这门课程实践性强、理论知识广且深，建筑结构构件配筋复杂，令绝大多数学生在学习过程中感到枯燥无味，致使教学成果难以显现，比如说，在讲柱下独立基础的配筋问题上，首先应对基础进行受力分析，然后对基础进行配筋计算，在此基础上，根据构造要求画出基础的配筋图，最终是想让学生达到柱下独立基础配筋分析和识图的能力，但学生不一定能真正达到，这是因为，通过这种教学过程和方式，学生对公式枯燥乏味，不感兴趣，对通过计算得到的配筋在以图形展示出来时缺乏立体感官认识，在老师以柱下独立基础配筋模型展示给大家观看时，学生又缺乏对每根钢筋、每个部位的详实认识，最终让学生在学完“建筑结构”课程以后，对梁、板、柱、基础组成的建筑物骨架缺乏结构分析与结构识图能力，对建筑结构没有空间立体感，对梁、板、柱、基础的配筋没有直观认识。所以应对这门课程进行实训教学改革。

我们改革的主要思路：让学生在结构构件（梁、板、柱、基础等）受力分析时有感官立体认识，通过公式计算得到梁、板、柱、基础的配筋以后，在绘制配筋图的同时，让学生制作结构构件（梁、板、柱、基础）配筋模型，从而让学生达到对配筋图有直观、立体感认识。

下面我们以柱下独立基础配筋模型为例，给大家介绍实训化教学的配筋模型制作过程。

1 柱下独立基础模型外观设计

主要从柱下独立基础的轴测图、三视图对柱下独立基础的外观进行了设计，见图1轴测图、图2正视图、图3侧视图、图4俯视图。

2 柱下独立基础模型配筋设计

在柱下独立基础模型外观设计的基础之上，我们对柱下独立基础模型的配筋进行了计算设计，根据混凝土结构的相关计算公式，结构实际工程柱下独立基础的尺寸、荷载等情况，我们假定了一些参数，得出了柱下独立基础模型配筋的相关数据。

某多层框架柱下独立基础，柱中已配有的纵向受力钢筋，上部荷载传至基础底板处的荷载值为kN，kN·m，基础埋深d=0.4m，修正后的地基承载力特征值kN/mm2，现求基础底板配筋。

（1）确定基底底面积。

故取b=0.3m，l=0.3m

验算承载力：

P=2850

（2）基础底板配筋。

pjmax=8457.12N，pj1=4470.48N

柱边弯矩为：

故配的钢筋，AS=1284mm2

MII同MI方向，钢筋根数一致，配筋图见图5基础底板配筋图、图6A-A剖面图。

3 柱下独立基础模型板材、配筋下料计算

根据模型的设计，我们对模型板材用料和钢筋用料分别进行了计算。

3.1 模型亚力克板材下料计算

我们根据模型的外观设计，将模型板材进行了分割，分割的板材主要以矩形板材、回形板材、梯形板材为主。模型板材的具体下料尺寸见图7板材下料图1、图8板材下料图2、图9板材下料图3，最终模型板材下料的預算见表1模型板材下料计算表。

3.2 钢筋下料计算

根据柱下独立基础模型配筋的基础底板配筋图、A-A剖面图，钢筋下料计算如下。

（1）基础底板受力钢筋（Φ10@50）。

单根长度：l=280-3×2+6.25×10×2=399（mm）=0.399（m）

钢筋总长：L=14×0.399=5.586（m）

（2）柱插筋（4Φ10）。

单根长度：1=180+20+50+=1.72m

钢筋总长：L=1.72×4=6.88（m）

（3）箍筋（Φ10@50）。

单根长度：l=（60-3×2）×4+6.25×10×2=341（mm）=0.341（m）

根数：

钢筋总长：L=0.341×6=2.046（m）

（4）Φ10钢筋单价：1元/m。

钢筋总造价=（5.586+6.88+2.046）×1=14.512（元）

3.3 柱下独立基础模型总造价。

28.67+14.512=43.182（元）

4 模型制作

根据前期的模型设计，以及对材料的市场调研，我们主要通过以下步骤来制作模型。（1）雅克力板材的裁剪及粘接，见图10。（2）钢筋的剪裁及骨架绑扎，见图11。（3）模型的整体成型制作，见图12。

5 结语

通过建筑结构模型的制作，一方面学生可以亲自动手制作模型，激发培养学生的学习兴趣，加深对房屋建筑结构构造的了解，对房屋结构施工图有了全面的掌握。另一方面制作的模型作为专业课的教学辅助工具，在教学中得以广泛应用。同时，建筑模型能反映房屋及其构件的真实构造，以及构件间的连接关系，使学生建立良好的空间感，模型虽然没有多媒体带来的动画效果，却可以和学生建立比较亲近的互动。

参考文献

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[4] 周圆圆.关于建筑模型教学的一些思考[J].中国科教创新导刊，2011（32）：172-173.