土建基础及应用4

33第3章四梁八柱搭结构——结构模型搭建3.1建基固本—基础的创建教学设计背景章节3.1建基固本——基础的创建所属课程BIM技术应用所属专业工程造价、土木工程适用对象本科二年级学情分析在此课堂前已经进行了Revit软件概述、Revit基本操作、标高与轴网创建内容的学习，学生已经熟悉了Revit软件的基本操作以及标高与轴网的创建流程，对本章进行结构模型的创建有一定帮助。但是从学生预习效果看存在较多疑问，对工程实际问题分析能力不够，往往无从下手。本节教学目标知识目标：了解基础的作用及分类；掌握基础的绘制与编辑方法；熟悉BIM技术参数化建模的思路。能力目标：熟悉基础的分类及其特点；能够使用“族”命令创建独立基础；能够熟练使用Revit软件“基础”命令创建常规基础类型构件。素质目标：培养学生自主思考和解决问题的科学思维；树立学生不畏困难、敢于尝试的勇气；塑造思路清晰、合理严谨、方法正确的的科学能力。教学思路基础是房屋建筑重要的组成部分，它承受建筑物上部结构传来的全部荷载，并将这些荷载连同自身重量一起传到地基，基础模型创建是建筑信息模型的不可或缺的重要组成部分。本次教学设计以学生为中心，以项目为载体，将课程知识与工程实际相结合，使学生掌握对工程问题的分析建模技巧，教学案例从简单到复杂，依次加深难度和复杂度，使学生逐步掌握解决复杂工程问题能力。教学设计上采用线上加线下的混合式教学，以项目化教学、任务驱动法、教学做一体化等教学方法授课，让学生轻松掌握独立基础的创建以及其他类型基础的创建步骤。课程资源学习通在线资源、教材、教学视频、PPT、讲义等。教学内容1.基础的定义与分类2.独立基础的创建与应用3.其他类型基础的创建与应用教学重、难点教学重点：基础的定义与创建教学难点：面向工程实际的基础创建与应用教学方法与工具教学方法：项目教学法、任务驱动式、教学做一体化教学工具：多媒体教室、Revit建模环境教学安排线上教学：学习线上视频资源、阅读材料等，按照要求进行课程内容预习、讨论和测试。线下教学：课中在智慧教室根据课前线上学习情况引导学生正确分析问题，解决学生疑难问题。线上作业：根据课堂学习，通过超星泛雅平台下发作业题，要求完成并提交。教学评价1.学习通平台线上学习情况。2.课堂表现：师生互动、生生互动、团队协作、问题解答等情况。3.作业完成情况。预习任务与课后作业预习任务：完成学习通平台基础的定义与创建视频学习，完成讨论和预习测试题课后作业：超星泛雅平台作业教学特色创新教学理念：（1）坚持以学生为中心、以项目为载体，培养学生解决实际工程项目中不同类型结构形式柱、粱模型创建的能力。（2）在本节课程的授课过程中，无声融入思政元素的内容，培养学生的工匠精神、科学思维和爱国主义精神。更新教学方法：采用线上和线下混合式教学方法，集合项目化、任务驱动和教学做一体化多种方法，保证线上学习效果和线下课堂质量。优化教学内容：讲解坡形独立基础、阶形独立基础、条形基础、垫层等模型的创建，以丰富的知识内容为综合实践类课程实现提供基础支撑。教学过程教学环节教学内容时间分配一、线上教学知识总结1.回顾上节内容2.认识房屋建筑基础3.总结学习通平台学习情况，提醒学生注意内容。设计目的：利用回顾巩固已学内容，通过知识导入，使学生认识基础，引出本节课的教学内容。教学方法：提问法、启发式教学资源：PPT演示说明：线上部分放到课前完成，含线上学习时长。6分钟二、引出概念（一）基础结构及演变过程木柱--仰韶文化时期建筑柱础--陕西咸阳宫遗址台基--宋代以后至今--多种多样大约在公元前5000年至公元前的仰韶文化时期，人类使用木柱埋于土中，以保证房屋稳定。秦代宫殿陕西咸阳宫遗址将木柱嵌入柱础石中，是技术上的重大突破，也防止了木柱的腐朽。在宋代以后形成比较规范化的台基，台基即相当于现代房屋的基础，将上部结构荷载传递至地基持力层。至今，基础形式有独立基础、条形基础、十字交叉基础、筏板基础、箱形基础等多种形式。（二）什么是基础？什么是地基？两者的区别是什么？基础：传递上部结构荷载至地基的实体结构，位于建筑物的最下部位、埋入地下、直接作用于土层上的承重构件；地基：承受建筑物荷载的土体或岩体，位于基础下面，来支承建筑物的总荷载。（三）基础的分类独立基础——使用范围：框架结构柱基、烟囱、水塔基础等，有时墙下也采用独立基础，如在膨胀土地基上的墙基础。条形基础——常用于砖混结构的墙基、挡土墙基础。十字交叉基础——遇上部荷载较大，采用条形基础不能满足地基承载力要求时，可采用十字交叉基础。筏板基础——也称片筏基础，若上部荷载大，地基软弱或地下防渗需要时可采用筏板基础。箱形基础——高层建筑荷载大，高度大，按照地基稳定性的要求，基础埋置大，常采用箱形基础。桩基础——荷载大，地基土质差或软硬不均地基或土性特殊，不能满足上部结构对变形的要求时使用。（四）总结与引申基础作为建筑物的承重结构，对于维持建筑物稳定和安全具有重要意义。基础类型多样，受力各有不同，适用范围也不同。借助于Revit软件三维参数化建模对于基础的科学设计与施工具有重要作用。8分钟三、案例讲解（一）建模思路讲解查阅幼儿园项目基础的类型、尺寸、定位、属性等信息，结合具体基础类型进行基础模型创建。（二）图纸识读在本课程的教学过程中采用幼儿园工程案例贯穿整个课程学习过程，首先进行幼儿园图纸基础构件的识图，基础平面布置图如下所示。本工程基础形式有独立基础和条形基础，其中独立基础包括坡形独立基础和阶形独立基础。坡形独立基础共14种分别为DJp-1、DJp-1a、DJp-2、DJp-3、DJp-4、DJp-5、DJp-6、DJp-7、DJp-8、DJp-11、DJp-12、DJp-13、DJp-14、DJp-15，阶形独立基础共有2种分别为DJj-9、DJj-10，晨检室下方有条形基础TJBJ-1(1)，混凝土强度等级均为C30，基础底标高均为-1.500m。（三）独立基础的创建（1）坡形独立基础的创建DJp-2、DJp-3、DJp-4、DJp-5、DJp-7、DJp-13、DJp-14使用Revit默认族库中的坡形独立基础族文件创建。DJp-1、DJp-1a、DJp-6、DJp-8、DJp-11、DJp-12、DJp-15，使用“新建族”的方式进行创建。1）载入坡形独立基础族2）基于独立基础-坡形截面的系统族新建坡形独立基础以DJp-2为例：①点击“属性”面板“编辑类型”按钮②编辑“类型属性”对话框③设置“材质浏览器”对话框参照同样方式创建DJp-3、DJp-4、DJp-5、DJp-7、DJp-13、DJp-14，“类型属性”对话框中尺寸标注“h2”、“h1”、“d2”、“d1”、“宽度”、“长度”、“Hc”、“Bc”数值分别输入如下：DJp-3：300、300、50、50、3900、3900、600、600；DJp-4：250、250、50、50、3300、3300、500、500；DJp-5：250、300、50、50、3600、3600、600、600；DJp-7：200、300、50、50、3000、3000、500、500；DJp-13：200、250、50、50、2500、2500、400、400；DJp-14：200、300、50、50、2700、2700、500、400。3）采用新建族方式创建坡形独立基础①打开“公制结构基础”样板文件②绘制坡形独立基础的相关立面尺寸以DJp-1为例，其参照平面与立面形状如下所示：创建完成的DJp-1族如下所示：4）坡形独立基础的绘制将“基础平面图”导入Revit软件辅助模型绘制。以DJp-1为例，选择“独立”工具，在“属性”面板选择DJp-1类型，设置“属性”面板“标高”为“基础底”，“自标高的高度偏移”为“0”。此时，将DJp-1放在EQ\o\ac(○,)轴与Ⓕ轴交点附近，并通过“对齐”工具，将绘制的DJp-1模型与基础平面图中DJp-1的位置对齐，绘制完成如下所示。参考以上操作方法，进行其他坡形独立基础创建（2）阶形独立基础的创建1）以“独立基础-三阶”族文件为基础创建“独立基础-一阶”族①打开“独立基础-三阶.rfa”。②对三阶独立基础进行改造，修改为可参变的一阶独立基础。选中独立基础顶部、中间构件，按Delete键删除，保留为一阶独立基础样式。双击进入“参照标高”楼层平面视图，点击X2=300、Xdz=450、Y2=300、Ydz=600等线性尺寸标注与参照平面，按Delete键删除，简化后的参照标高视图如下所示。进入“前”立面视图，逐一将原h1=400、h2=300、h3=300线性尺寸标注删除，并单击“注释”选项卡“尺寸标注”面板“对齐”工具，标注独立基础一阶尺寸，注意选择绿色虚线，标注间距，简化后的立面视图如下所示。单击长度为1000的线性尺寸标注，选择“修改|尺寸标注”上下文选项卡“标签尺寸标注”面板“创建参数”工具，命名参数“名称”为“高度h1”，其他保持默认不变，点击“确定”按钮。单击“修改”选项卡“属性”面板“族类型”工具，选择除“宽度”、“长度”、“高度h1”、“基础厚度”之外的其他尺寸标注，使用“删除参数”按钮逐一删除。将编辑完成的“独立基础-一阶”族载入至幼儿园项目中。2）采用新建族的方式创建一阶独立基础DJj-9①选择“公制结构基础”族样板。②利用“参照平面”工具定位独立基础位置，选择“拉伸”工具，采用“直线”方式绘制DJj-9轮廓，如下所示。

③在“属性”面板设置“拉伸终点”为“500”，“材质”为“混凝土”，完成DJj-9创建，载入至幼儿园项目。3）在项目中对“独立基础-一阶”进行构件定义以DJj-10为例，进入“基础底”楼层平面视图，以载入的“独立基础-一阶”族文件为基础，点击“属性”面板“编辑类型”按钮，复制类型，并命名为“DJj-10”，在“长度”、“宽度”、“基础厚度”、“高度h1”位置输入“2400”、“2400”、“450”、“450”，如下所示，并设置“结构材质”为“混凝土-现场浇筑混凝土-C30”。4）阶形独立基础的绘制以DJj-10为例，进入“基础底”楼层平面视图，选择DJj-10类型，在“属性”面板设置“标高”为“基础底”，“自标高的高度偏移”为“450”，并放置相应位置。其他独立基础参照进行绘制。（四）条形基础的创建条形基础TJBJ-1采用“新建族”方式创建。1）条形基础TJBJ-1族文件的创建选择“公制结构基础”样板文件，采用“拉伸”工具创建TJBJ-1，TJBJ-1平面形状轮廓绘制完成如下所示。2）条形基础TJBJ-1的绘制选择TJBJ-1类型，设置“属性”面板“标高”为“基础底”，“自标高的高度偏移”为“0”，放置相应位置并调整，绘制完成如下所示。（五）基础垫层的创建混凝土基础底板下设100mm厚C15素混凝土垫层，每边宽出基础边100mm。使用“结构基础：楼板”工具创建基础垫层构件。1）以“结构基础：楼板”为基础创建基础垫层构件单击“结构”选项卡“基础”面板“板”下拉的“结构基础：楼板”工具，点击“属性”面板“编辑类型”按钮，创建基础垫层类型，并编辑结构组成，如下所示。2）基础垫层的创建单击“结构”选项卡“基础”面板“板”工具下拉“结构基础：楼板”工具，在“属性”面板选择基础垫层类型，设置“属性”面板“标高”为“基础底”，“自标高的高度偏移量”为“0”。以“矩形”方式绘制，在选项栏“偏移量”设置“100”，如下所示。弹出提示“项目中未载入跨方向符号族。是否现在载入？”，点击“否”，关闭即可。当绘制基础垫层在“基础底”楼层平面视图不显示时，需修改视图范围。垫层绘制完成后如下所示。25分钟四、学生实操（1）学生实操结合本节课程内容，安排学生进行基础模型创建课堂实操训练，在课堂教学过程中边教、边学、边做，实现教学做一体化。学生展示选取学生代表进行幼儿园独立基础模型创建的实操演练与成果展示。教师点评针对全体同学课堂实操情况与个别学生展示情况，进行教学点评，进行易错点、混淆点、关键点等内容总结与对比。30分钟五、知识拓展独立杯型基础的创建某单层工业厂房的杯型独立基础的俯视图和平面图如图所示，基础底标高为-2.1m，设置该模型材质为C25混凝土，根据右图给定的投影尺寸，创建