2012荷载与结构设计方法教学实施方案

“荷载与结构设计方法”课程思政教学探究
郅伦海;周康
【期刊名称】《科教文汇》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】该文针对“荷载与结构设计方法”这一典型土木工程专业课程开展课程思政教学探究。

先介绍了该课程的基本情况,并分析了其课程思政教学的现状及目标。

然后以“工程伦理教育、大国工匠精神、科技报国情怀”等为主题,深入探讨了课程思政的融合路径及其在第一、第二课堂的实施方法。

【总页数】4页(P99-102)
【作者】郅伦海;周康
【作者单位】合肥工业大学土木与水利工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】G642.0
【相关文献】
1."课程思政"理念下《混凝土结构设计》课程教学改革探究
2."荷载与结构设计方法"课程思政元素挖掘与融合
3.基于BOPPPS模型和思政融入的专业课程教学方法研究——以“荷载与结构设计方法”课程为例
4.基于BOPPPS模型和思政融入的专业课程教学方法研究——以“荷载与结构设计方法”课程为例
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荷载与结构设计课程【原创实用版】目录1.荷载与结构设计的概念2.荷载的分类3.结构设计的基本原则4.荷载与结构设计的关系5.课程目标与内容正文荷载与结构设计是一门关于建筑物的荷载分析与结构设计的课程，旨在帮助学生掌握荷载分析的基本原理和结构设计的基本方法。

在课程中，我们将学习到荷载的分类、结构设计的基本原则以及荷载与结构设计之间的关系。

首先，我们需要了解荷载与结构设计的概念。

荷载是指建筑物在使用过程中所受到的各种外力，如自重、人员、设备、风、雪等。

结构设计则是根据这些荷载对建筑物进行力学分析，以保证建筑物在使用过程中的稳定性和安全性。

荷载可以分为多种类型，如固定荷载、活荷载、温度变化引起的内应力等。

固定荷载是指建筑物本身的重量，包括梁、柱、板等结构件的重量。

活荷载是指使用过程中所施加的荷载，如人员、设备等。

温度变化引起的内应力则是由于温度变化导致建筑物产生变形而产生的内应力。

结构设计的基本原则包括强度、刚度和稳定性。

强度是指结构在承受荷载时不发生破坏的能力；刚度是指结构在承受荷载时变形的程度；稳定性则是指结构在承受荷载过程中保持平衡的能力。

在进行结构设计时，需要根据这些原则来保证建筑物的使用性能和安全性。

荷载与结构设计之间的关系密切，荷载是结构设计的基础。

在进行结构设计时，需要根据荷载对建筑物进行力学分析，以保证建筑物在使用过程中的稳定性和安全性。

同时，合理的结构设计可以有效地减小荷载对建筑物的影响，提高建筑物的使用性能和安全性。

本课程的目标是帮助学生掌握荷载分析的基本原理和结构设计的基本方法，培养学生具备分析和解决实际工程问题的能力。

课程内容包括荷载的分类、结构设计的基本原则、荷载与结构设计之间的关系、结构设计的方法和计算技巧等。

o 二. 住房和城乡建设部2012年5月28日发布《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)，自2012年10月1日起实施。

《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)有关建筑幕墙的条文如下：3.2 荷载组合3.2.1 建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合，并应取各自的最不利的组合进行设计。

3.2.2 对于承载能力极限状态，应按荷载的基本组合或偶然组合计算荷载组合的效应设计值，并应采用下列设计表达式进行设计：0d d S R γ≤ （3.2.2）式中：0γ——结构重要性系数，应按各有关结构设计规范的规定采用； d S ——荷载组合的效应设计值；d R ——结构构件抗力的设计值，应按各有关建筑结构设计规范的规定确定。

3.2.3 荷载基本组合的效应设计值S d ，应从下列荷载组合值中取用最不利的效应设计值确定：1 由可变荷载控制的效应设计值，应按下式进行设计：111d G G k Q L Q k Q L c Q k 1=2=++j j i i i i m nj i S S S S γγγγγψ=∑∑(3.2.3-1)式中：G jγ——第j 个永久荷载的分项系数，应按本规范第3.2.4条采用；Q iγ——第i 个可变荷载的分项系数，其中1Q γ为可变荷载Q 1的分项系数，应按本规范第3.2.4条采用；L iγ——第i 个可变荷载考虑设计使用年限的调整系数，其中1L γ为可变荷载Q 1考虑设计使用年限的调整系数；G k j S ——按永久荷载标准值k j G 计算的荷载效应值；Q k i S ——按可变荷载标准值Q i k 计算的荷载效应值，其中1Q k S 为诸可变荷载效应中起控制作用者；c iψ——可变荷载Q i 的组合值系数；m ——参与组合的永久荷载数;n ——参与组合的可变荷载数。

2 由永久荷载控制的效应设计值：d G G k Q L c Q k 1=1=+j j i i i i m nj i S S S γγγψ=∑∑(3.2.3-2)注：1 基本组合中的效应设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况；2 当对1Q k S 无法明显判断时，应轮次以各可变荷载效应为1Q k S ，选其中最不利的荷载组合效应设计值。

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012从2012年10月1日起实施，本文列出影响结构设计的主要修改内容，以备审核时查阅。

一、强制性条文的变化《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）共有强制性条文13条，分别为1.0.5、3.1.2、3.2.3、3.2.5、4.1.1、4.1.2、4.3.1、4.5.1、4.5.2、6.1.1、6.1.2、7.1.1、7.1.2条。

修订后的《建筑结构荷载规范》GB50009-2012版共有强制性条文13条，分别为3.1.2、3.1.3、3.2.3、3.2.4、5.1.1、5.1.2、5.3.1、5.5.1、5.5.2、7.1.1、7.1.2、8.1.1、8.1.2条，即强制性条文数未增加，内容的主要变化有：1、原1.0.5条调整为3.1.3条（确定可变荷载代表值时应采用50年设计基准期）。

2、原3.1.2条文字略有调整，主要内容维持不变。

3、原3.2.3条参与组合的永久荷载由单项改为多项叠加（j=1~m）；增加参与组合的各项可变荷载应乘以考虑设计适用年限的调整系数的规定。

4、原3.2.5条调整为3.2.4条，文字略有调整，主要内容维持不变。

5、原4.1.1条调整为5.1.1条（增加了第4章永久荷载，以下各章顺延），主要修改包括：①教室活荷载由2.0KN/m2提高到2.5KN/m2（由第1项(2)款改为第2项）；②第5项(2)款增加了运动场活荷载（4.0KN/m2）；停车库明确为9人以下客车的停车库（不包括消防车及其他大型车辆停车库），增加了板跨为3m×3m的双向板楼盖活荷载，附注第4条明确当双向板跨介于3m×3m与6m×6m之间时按跨度线性插值确定【规范用词为“板跨不小于3m×3m”，似应为不大于，否则与附注第4条有矛盾】，消防车通道活荷载频遇值系数由0.7改为0.5，准永久值系数由0.6改为0；③厨房的分类用词由“一般的”改为“其他”；④第1项中的民用建筑卫生间活荷载由2.0KN/m2提高到2,5KN/m2；⑤教学楼的走廊、门厅活荷载由2.5KN/m2提高到3.5KN/m2；⑥楼梯活荷载单独列出为第12项，除多层住宅仍取2.0KN/m2外，其他均取3.5KN/m2；⑦阳台的分类用词由“一般情况”改为“其他”；⑧附注第6条非固定隔墙自重不小于每延米墙重的1/3，规范用词由“可”改为“应”。

工程结构荷载与设计方法教学设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握工程结构荷载和设计方法的基本概念，能够应用荷载预测方法和设计方法，了解不同工程结构的荷载状态，能够在实践中应用相关技术进行工程设计。

二、教学内容本课程主要包括以下教学内容：1.工程结构荷载的基本概念和种类；2.工程结构荷载的计算方法和设计计算；3.工程结构设计方法与应用技术；4.工程结构荷载试验方法和数据分析。

三、教学方法本课程采用理论教学、案例分析、实验教学相结合的方式。

其中，理论教学主要包括课堂讲授、案例分析和课程讨论，通过案例分析和课程讨论，可以让学生更好地理解相关概念和运用方法；实验教学主要包括实验课程和实验报告，通过实验课程和实验报告，可以让学生更好地理解荷载试验方法和数据分析。

四、教学形式本课程以课堂教学和实验教学相结合的方式进行。

其中，理论教学主要以课堂讲授为主，实验教学主要以实验课程和实验报告为主。

本课程所需资源包括课程教材、案例分析、实验设备和实验数据。

其中，教材以《工程结构荷载与设计方法》为主，案例分析和实验数据由教师提供，实验设备通常由实验室提供或租赁。

六、教学评价本课程的教学评价主要包括以下方面：1.期中考试：占总成绩的30%；2.实验报告：占总成绩的30%；3.期末考试：占总成绩的40%；4.日常表现：包括出勤率、课堂表现、作业完成情况等，占10%。

七、教学安排本课程通常安排为16个课时，其中理论教学约10个课时，实验教学约6个课时。

具体安排如下：教学内容课时数工程结构荷载的基本概念和种类 2工程结构荷载的计算方法和设计计算 2工程结构设计方法与应用技术 3工程结构荷载试验方法和数据分析 3实验课程 4实验报告 21.期中考试：考察学生对工程结构荷载和设计方法的基本概念和计算方法的掌握程度；2.实验报告：考察学生对工程结构荷载试验方法和数据分析的理解程度和实践能力；3.期末考试：综合考察学生对工程结构荷载和设计方法的掌握程度；4.日常表现：考察学生的出勤率、课堂表现、作业完成情况等情况。

荷载与结构设计原理课程的教学改革探讨荷载与结构设计原理是土木工程领域的重要课程，对学生的工程实践能力和理论水平要求较高。

传统的教学模式在一定程度上无法满足学生的需求，因此需要对课程进行教学改革探讨，以提高教学效果和学生成绩。

本文将探讨荷载与结构设计原理课程的教学改革方案，并对其进行分析和评价。

一、课程内容调整在课程内容方面，可以考虑结合当前工程实际情况，引入一些新的知识点和案例分析，使课程更加贴近实际工程应用。

可以增加针对不同结构类型的荷载计算方法和结构设计原理，比如桥梁、高层建筑等，以便学生更好地理解课程知识。

还可以加强对于国家相关标准和规范的教学，让学生了解和掌握国家对于结构设计的要求，培养学生良好的工程素养和责任意识。

同样的，还可以通过案例分析，让学生对标准和规范有更深刻的理解和应用能力。

二、教学方法改进在教学方法方面，可以引入问题导向的教学，让学生在课堂上主动参与讨论和思考，增强他们的实际操作能力和问题解决能力。

可以采用案例教学的方式，让学生通过分析实际工程案例，加深对课程知识点的理解和掌握。

还可以结合信息技术手段，如多媒体教学、虚拟仿真等，增强教学效果，提升学生学习兴趣。

这样可以拓宽学生的知识渠道，增加课程的趣味性和实用性，提高学生学习的主动性和积极性。

三、实践环节完善在实践环节方面，可以加强实验教学，让学生亲自动手搭建结构模型，进行荷载实验和结构分析，加深对课程知识的理解和掌握。

可以开展结构设计竞赛和工程实践项目，让学生在实际项目中应用课程所学知识，锻炼学生的工程实践能力和团队协作能力。

还可以拓展实践教学的形式，如企业实习、工地参观等，让学生走出校园，接触真实的工程项目，增强学生的实际操作能力和专业素养。

荷载与结构设计原理课程的教学改革探讨是一个全方位的工作，需要在课程内容调整、教学方法改进和实践环节完善等方面进行综合考虑和推进。

通过这些改革措施，可以提高荷载与结构设计原理课程的实用性和针对性，增强学生的学习兴趣和学习效果，为学生今后的工程实践和学术研究打下坚实的基础。

荷载与结构设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握结构设计中荷载的基本概念、分类及作用方式；2. 使学生了解各类荷载对结构的影响，能运用结构设计原理进行简单的荷载分析；3. 帮助学生理解结构设计中安全、适用、经济的原则，并能运用到实际设计中。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识，对实际结构进行荷载识别和分析的能力；2. 提高学生运用结构设计原理和方法，解决简单工程问题的能力；3. 培养学生运用技术图纸、计算书等工具，表达和交流结构设计成果的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对土木工程及结构设计学科的兴趣，培养其探索精神；2. 培养学生严谨、务实的学习态度，使其具备良好的工程职业道德；3. 增强学生的团队合作意识，使其在合作中学会尊重、沟通和协作。

本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实际应用相结合。

在教学过程中，充分考虑学生的认知水平和兴趣，采用案例教学、讨论式教学等方法，提高学生的参与度和积极性。

课程目标的设定，旨在使学生在掌握荷载与结构设计相关知识的基础上，培养其实践能力和创新意识，为未来从事相关工作奠定基础。

通过本课程的学习，学生将能够具备解决实际工程问题的基本能力，并形成良好的职业素养。

二、教学内容1. 荷载基本概念：包括荷载的定义、分类（如：恒载、活载、风载、雪载等）及荷载组合；2. 荷载作用方式：阐述各类荷载在结构中的传递路径及作用效应；3. 结构设计原理：介绍结构设计的基本原则，如安全、适用、经济等；4. 荷载分析：结合教材章节，讲解如何进行荷载识别、计算和分析；5. 结构设计方法：介绍结构设计的一般步骤、方法及注意事项；6. 实践案例分析：选取具有代表性的实际工程案例，分析荷载与结构设计的关系；7. 结构设计软件应用：教授学生运用结构设计软件，进行荷载分析和结构设计。

教学大纲安排：第一周：荷载基本概念及分类；第二周：荷载作用方式及结构设计原理；第三周：荷载分析及计算方法；第四周：结构设计方法及实践案例分析；第五周：结构设计软件应用及上机操作。

一、“荷载与结构设计方法”课程特点及重要性“荷载与结构设计方法”课程的教学对象是土木工程专业三年级本科学生，这是一门土木工程专业的专业基础课程，其先修课程是“概率论”、“数理统计”、“结构力学”等，学习了这门课程之后将为后续的“钢筋混凝土结构”、“结构设计原理”、“钢结构”等课程打下基础。

荷载与结构设计方法是结构理论与概率论、数理统计等数学理论相结合的一门新兴学科，重点介绍常用的结构可靠度计算和设计方法以及结构可靠度设计统一标准与现行设计规范的联系。

[1]20世纪70年代以来，结构可靠度理论在工程结构领域进入实用阶段，许多国家都致力于建立结构可靠性理论为基础的结构设计规范体系。

我国工程技术界非常重视结构可靠性问题，先后编制了《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50153-92）等多个统一标准。

教学主要目的是使学生掌握结构可靠度理论及加深理解并运用好这些统一标准及相应的设计规范体系。

该门课程的教学重点包括：可靠性理论的一次二阶矩方法即近似概率法（水准Ⅱ），主要学习中心点法、验算点法；荷载及抗力的统计分析；结构可靠性设计，包括我国“统一标准”采用的设计可靠指标，实用设计表达式以及表达式中各分项系数（荷载分项系数、荷载组合系数、结构抗力分项系数、结构重要性系数）的确定原则方法；结构体系可靠度。

全课程教学学时为16课时，教学安排如表1所示。

可见，课时少、难度大而内容重要是这门课的特点，也是这门课程教学的最大突出矛盾。

二、“荷载与结构设计方法”教学存在的突出问题1.重视程度不够由于各种原因，有些高校在土木工程专业的课程设置上对“荷载与结构设计方法”这门课程的重视不够，教学课时曾一再被压缩。

同时教学内容除了结构可靠度理论外，还增加了“荷载”这一块的内容，包括重力荷载、风荷载、地震荷载、土压力等，这使得可用于教授结构可靠度理论的学时更为减少。

[2]另一方面，学生本身也对课程的重要性认识不够，普遍认为结构可靠度知识对今后工作的帮助不大，在工程实践中不需要用到“如此高深”的理论。

荷载与结构设计方法第二版教学设计一、教学目标本次教学目标主要包括以下几个方面：1.理解不同荷载类型对结构的影响和作用；2.掌握不同结构设计方法，根据荷载情况进行合理选择；3.学会使用结构分析软件进行计算，通过实例加深理解。

二、教学内容本次荷载与结构设计方法的教学内容主要包括以下部分：1. 荷载分析•荷载类型：自重、单位荷载、悬臂臂荷、集中荷载等；•荷载最不利组合的计算方法；•荷载作用的结构反应计算方法。

2. 结构设计基本方法•静力平衡法；•受力分析法；•刚度分析法；•动力分析法。

3. 结构设计实例•大跨度空间桁架结构设计；•地下停车场双向板抗震设计；•高层建筑框架结构抗震设计；•大跨度钢筋混凝土框架结构设计。

三、教学方法本次教学采用多种方式相结合，包括课堂讲述、案例分析、PPT演示和结构分析软件使用训练等。

详细介绍如下：1.课堂讲述：通过语言和图像等手段，将荷载分析和结构设计基本方法讲述清楚，突出重点、难点。

2.案例分析：结合具体的实例进行分析。

通过案例介绍，加深学生对课程内容的理解和应用能力的训练。

3.PPT演示：通过PPT演示、图像和动画等，让学生对荷载分析和设计方法有更深刻的认识。

4.结构分析软件使用训练：让学生动手操作，使用结构分析软件进行计算和模拟，加深对荷载和结构设计方法的理解和应用能力的培养。

四、教学重点难点1.教学重点：•不同荷载类型对结构的影响和作用；•结构设计基本方法的理解和掌握；•结构设计实例分析和解决方法。

2.教学难点：•荷载最不利组合的计算方法；•结构设计方法的选择；•结构分析软件的使用。

五、教学评估本次教学的评估主要采用以下几种方式：1.课堂测试：课堂测试主要包括选择题、填空题、计算题等，测试学生对荷载分析和设计方法的理解程度和掌握情况。

2.实验报告：结合实验室训练，要求学生进行结构分析软件操作，并撰写实验报告，对学生掌握情况进行评估。

3.作业：布置结构设计实例题目，要求学生独立完成，通过批改作业，评估学生掌握情况。