建筑结构抗震设计课程教学方法探索

杨波

黄冈师范学院 湖北 黄冈 438000

正文：

对于土木工程专业来说，建筑结构抗震设计是一门非常重要的专业课。在这门课程当中，同时涉及到地质学、结构动力学、工程结构等多个知识领域，而且随着我国抗震经验的不断积累、抗震研究的不断深入，对抗震设计课程又提出了更高的要求，进一步加大了教学难度。需要全体专业课教师对当前教学中存在的问题及改进措施进行探索与研究，确保教学成果符合国家对建设结构抗震设计的相关要求。

1.强化课程之间的联系

在当前的工程抗震设计中，仍以静力设计为主。这就突出了结构抗震设计与前继专业基础课程之间的联系与区别。由于反应谱理论决定了建筑结构的地震作用，因此，这一理论成为结构抗震设计中的核心概念。基于反应谱理论的重要作用，这一理论也成为结构动力分析与等效静力分析之间的纽带。因此，授课老师一方面需要对反应谱理论这一概念进行认真细致的讲解，还要从反应谱理论出发，对结构动力分析转换为等效静力分析进行准确阐述。反应谱之所以能够形成规范中的设计谱，需要大量的地震动时程记录加速度反应谱曲线进行统计为其提供支撑，再借助相关的技术经验进行平滑处理方可实现。所以说，通过规范中的设计谱，工作人员不但可得到单自由度结构在设计基准期内的最大恢复力，还可以将该力视为侧向荷载用于单自由度结构的质点处，对其进行规划设计，使结构动力分析转换为等效静力分析这一过程得到完成。所说的规范中的设计谱，其实质就是对预估结构在设计基准期内可能遭受的地震作用进行充分利用。在混凝土结构设计原理和钢结构基本原理及其设计中，荷载汇集的目的是为了确定结构在设计基准期内的最不利荷载，恒荷载和活荷载虽然都属于静力荷载，但地震作用却属于动力荷载，这一区别就是荷载汇集可作为诸多课程之间纽带的主要原因，将此荷载汇集作为各个课程之间的联系点，可对反应谱理论进行充分详尽的讲解，从而在一定程度上提升学生的知识层次，最终帮助学生将各门课程的理论知识连接成一个有机的整体。

2.加强震害系统性分析

地震虽然给人类带来了灾难，但也为人类贡献了宝贵的抗震资料，抗震设计理论就是借助大量的经验教训得以形成的。可以说，每一次大的地震，都会促使抗震设计理论得以提升与发展。但由于地震灾害具有很强的偶发性与突发性，导致抗震设计理论始终没有形成一套完善的理论体系，无法对砌体结构震害和钢筋混凝土结构震害做出准确的解释。因此，非常有必要加深学生对专业知识的理解与认知。例如2008年汶川特大地震对小学校舍的破坏最为严重，而且导致多名中小学生伤亡。通过灾后调查结查显示，框架柱震害要远比框架梁严重得多，而且结构底层柱顶所遭到的破坏要比柱脚严重得多。之所以会这样，主要是因为不符合一般框架结构“强柱弱梁”的原则。根据这一原因提出以下防范措施：首先，提高校舍建设施工中的设防标准；其次，对“强柱弱梁”的抗震措施进行有效落实，让学生要充分掌握抗震知识，从而掌握正确的抗震设计理念。

3.及时更新抗震设计理念

中国的抗震规范具有三个水准基本设防目标，即：小震不坏，中震可修，大震不倒。对于大部分建筑结构来说，只需要借助小型地震作用进行截面承载力验算和弹性层间位移验算即可满足其需要；再通过相应的抗震措施，满足第二和第三水准的相关要求。在日本的建筑基准法中，规定了两个水准的抗震设计。其中，第一水准相当于我国的中震水平，工作人员需按照容许应力进行结构弹性强度验算；第二水准相当于我国的大震水平，需要工作人员同时结构层间变形、极限层剪力、刚度率和偏心率进行验算。此外，美国的抗震设计规范相当于我国的中震水平，需要进行结构抗震承载力验算和变形验算。在验算的过程中，需要借助不同延性等级来满足设防水准的相关要求。通过中、日、美三个国家抗震设计方法的对比分析，发现我国的第二水准和第三水准抗震目标属于定性设计，从表面上看，虽然运用设计方法的难度有所降低，但第二水准和第三水准却成为保护结构抗震安全性的关键手段。通过这种方法，学生可以更加深刻的理解抗震设计的关键点，从而对我国的抗震设计方法形成更加深刻的理解。一个优秀的建筑结构的抗震设计，必须充分发挥出结构体系、关键构件的塑性变形能力。只有这样，才能顺利实现降低地震灾害损失的目的。

4.全方位掌握抗震知识

在传统的教学模式下，学生对于地震的了解渠道较为单一，现如今，教师可以充分利用网络资源，让学生们全方位的掌握抗震知识。具体包括以下几项措施：首先，让学生们观看发生地震灾害时的视频，从而地震所造成的影响产生一个宏观的了解；此后，利用地震振动台真实模拟地震的全过程，还可以进行结构静力推覆试验，让学生们了解结构抗震试验的基本情况。通过教学方法，学生们必然会对地震过程、认识结构及其破坏力产生更深层次的了解，同时激发出学生的学习兴趣，从而更加认真的学好抗震知识。

结束语：

近些年来，建筑结构抗震设计课程受到越来越多的关注，虽然我国针对此门课程的讲解已经积累了一些经验，在今后的教学实践中，仍需对其进行持续不断的探索与完善。总体来说，在授课的过程中，应重视建筑结构抗震设计与其他课程之间的联系，明确震害经验与各知识点之间的联系，了解各国抗震设计方法。教师还应该通过震害分析的点面结合开展相关教学工作，充分激发出学生的积极性，促进教学质量的有效提升。