土建基礎及應用4

33第3章四梁八柱搭結構——結構模型搭建3.1建基固本—基礎的創建教學設計背景章節3.1建基固本——基礎的創建所屬課程BIM技術應用所屬專業工程造價、土木工程適用對象本科二年級學情分析在此課堂前已經進行了Revit軟件概述、Revit基本操作、標高與軸網創建內容的學習，學生已經熟悉了Revit軟件的基本操作以及標高與軸網的創建流程，對本章進行結構模型的創建有一定幫助。但是從學生預習效果看存在較多疑問，對工程實際問題分析能力不夠，往往無從下手。本節教學目標知識目標：了解基礎的作用及分類；掌握基礎的繪制與編輯方法；熟悉BIM技術參數化建模的思路。能力目標：熟悉基礎的分類及其特點；能夠使用“族”命令創建獨立基礎；能夠熟練使用Revit軟件“基礎”命令創建常規基礎類型構件。素質目標：培養學生自主思考和解決問題的科學思維；樹立學生不畏困難、敢于嘗試的勇氣；塑造思路清晰、合理嚴謹、方法正確的的科學能力。教學思路基礎是房屋建筑重要的組成部分，它承受建筑物上部結構傳來的全部荷載，并將這些荷載連同自身重量一起傳到地基，基礎模型創建是建筑信息模型的不可或缺的重要組成部分。本次教學設計以學生為中心，以項目為載體，將課程知識與工程實際相結合，使學生掌握對工程問題的分析建模技巧，教學案例從簡單到復雜，依次加深難度和復雜度，使學生逐步掌握解決復雜工程問題能力。教學設計上采用線上加線下的混合式教學，以項目化教學、任務驅動法、教學做一體化等教學方法授課，讓學生輕松掌握獨立基礎的創建以及其他類型基礎的創建步驟。課程資源學習通在線資源、教材、教學視頻、PPT、講義等。教學內容1.基礎的定義與分類2.獨立基礎的創建與應用3.其他類型基礎的創建與應用教學重、難點教學重點：基礎的定義與創建教學難點：面向工程實際的基礎創建與應用教學方法與工具教學方法：項目教學法、任務驅動式、教學做一體化教學工具：多媒體教室、Revit建模環境教學安排線上教學：學習線上視頻資源、閱讀材料等，按照要求進行課程內容預習、討論和測試。線下教學：課中在智慧教室根據課前線上學習情況引導學生正確分析問題，解決學生疑難問題。線上作業：根據課堂學習，通過超星泛雅平臺下發作業題，要求完成并提交。教學評價1.學習通平臺線上學習情況。2.課堂表現：師生互動、生生互動、團隊協作、問題解答等情況。3.作業完成情況。預習任務與課后作業預習任務：完成學習通平臺基礎的定義與創建視頻學習，完成討論和預習測試題課后作業：超星泛雅平臺作業教學特色創新教學理念：（1）堅持以學生為中心、以項目為載體，培養學生解決實際工程項目中不同類型結構形式柱、粱模型創建的能力。（2）在本節課程的授課過程中，無聲融入思政元素的內容，培養學生的工匠精神、科學思維和愛國主義精神。更新教學方法：采用線上和線下混合式教學方法，集合項目化、任務驅動和教學做一體化多種方法，保證線上學習效果和線下課堂質量。優化教學內容：講解坡形獨立基礎、階形獨立基礎、條形基礎、墊層等模型的創建，以豐富的知識內容為綜合實踐類課程實現提供基礎支撐。教學過程教學環節教學內容時間分配一、線上教學知識總結1.回顧上節內容2.認識房屋建筑基礎3.總結學習通平臺學習情況，提醒學生注意內容。設計目的：利用回顧鞏固已學內容，通過知識導入，使學生認識基礎，引出本節課的教學內容。教學方法：提問法、啟發式教學資源：PPT演示說明：線上部分放到課前完成，含線上學習時長。6分鐘二、引出概念（一）基礎結構及演變過程木柱--仰韶文化時期建筑柱礎--陜西咸陽宮遺址臺基--宋代以后至今--多種多樣大約在公元前5000年至公元前的仰韶文化時期，人類使用木柱埋于土中，以保證房屋穩定。秦代宮殿陜西咸陽宮遺址將木柱嵌入柱礎石中，是技術上的重大突破，也防止了木柱的腐朽。在宋代以后形成比較規范化的臺基，臺基即相當于現代房屋的基礎，將上部結構荷載傳遞至地基持力層。至今，基礎形式有獨立基礎、條形基礎、十字交叉基礎、筏板基礎、箱形基礎等多種形式。（二）什么是基礎？什么是地基？兩者的區別是什么？基礎：傳遞上部結構荷載至地基的實體結構，位于建筑物的最下部位、埋入地下、直接作用于土層上的承重構件；地基：承受建筑物荷載的土體或巖體，位于基礎下面，來支承建筑物的總荷載。（三）基礎的分類獨立基礎——使用范圍：框架結構柱基、煙囪、水塔基礎等，有時墻下也采用獨立基礎，如在膨脹土地基上的墻基礎。條形基礎——常用于磚混結構的墻基、擋土墻基礎。十字交叉基礎——遇上部荷載較大，采用條形基礎不能滿足地基承載力要求時，可采用十字交叉基礎。筏板基礎——也稱片筏基礎，若上部荷載大，地基軟弱或地下防滲需要時可采用筏板基礎。箱形基礎——高層建筑荷載大，高度大，按照地基穩定性的要求，基礎埋置大，常采用箱形基礎。樁基礎——荷載大，地基土質差或軟硬不均地基或土性特殊，不能滿足上部結構對變形的要求時使用。（四）總結與引申基礎作為建筑物的承重結構，對于維持建筑物穩定和安全具有重要意義。基礎類型多樣，受力各有不同，適用范圍也不同。借助于Revit軟件三維參數化建模對于基礎的科學設計與施工具有重要作用。8分鐘三、案例講解（一）建模思路講解查閱幼兒園項目基礎的類型、尺寸、定位、屬性等信息，結合具體基礎類型進行基礎模型創建。（二）圖紙識讀在本課程的教學過程中采用幼兒園工程案例貫穿整個課程學習過程，首先進行幼兒園圖紙基礎構件的識圖，基礎平面布置圖如下所示。本工程基礎形式有獨立基礎和條形基礎，其中獨立基礎包括坡形獨立基礎和階形獨立基礎。坡形獨立基礎共14種分別為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，階形獨立基礎共有2種分別為DJj-9、DJj-10，晨檢室下方有條形基礎TJBJ-1(1)，混凝土強度等級均為C30，基礎底標高均為-1.500m。（三）獨立基礎的創建（1）坡形獨立基礎的創建DJp-2、DJp-3、DJp-4、DJp-5、DJp-7、DJp-13、DJp-14使用Revit默認族庫中的坡形獨立基礎族文件創建。DJp-1、DJp-1a、DJp-6、DJp-8、DJp-11、DJp-12、DJp-15，使用“新建族”的方式進行創建。1）載入坡形獨立基礎族2）基于獨立基礎-坡形截面的系統族新建坡形獨立基礎以DJp-2為例：①點擊“屬性”面板“編輯類型”按鈕②編輯“類型屬性”對話框③設置“材質瀏覽器”對話框參照同樣方式創建DJp-3、DJp-4、DJp-5、DJp-7、DJp-13、DJp-14，“類型屬性”對話框中尺寸標注“h2”、“h1”、“d2”、“d1”、“寬度”、“長度”、“Hc”、“Bc”數值分別輸入如下：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）采用新建族方式創建坡形獨立基礎①打開“公制結構基礎”樣板文件②繪制坡形獨立基礎的相關立面尺寸以DJp-1為例，其參照平面與立面形狀如下所示：創建完成的DJp-1族如下所示：4）坡形獨立基礎的繪制將“基礎平面圖”導入Revit軟件輔助模型繪制。以DJp-1為例，選擇“獨立”工具，在“屬性”面板選擇DJp-1類型，設置“屬性”面板“標高”為“基礎底”，“自標高的高度偏移”為“0”。此時，將DJp-1放在EQ\o\ac(○,)軸與?軸交點附近，并通過“對齊”工具，將繪制的DJp-1模型與基礎平面圖中DJp-1的位置對齊，繪制完成如下所示。參考以上操作方法，進行其他坡形獨立基礎創建（2）階形獨立基礎的創建1）以“獨立基礎-三階”族文件為基礎創建“獨立基礎-一階”族①打開“獨立基礎-三階.rfa”。②對三階獨立基礎進行改造，修改為可參變的一階獨立基礎。選中獨立基礎頂部、中間構件，按Delete鍵刪除，保留為一階獨立基礎樣式。雙擊進入“參照標高”樓層平面視圖，點擊X2=300、Xdz=450、Y2=300、Ydz=600等線性尺寸標注與參照平面，按Delete鍵刪除，簡化后的參照標高視圖如下所示。進入“前”立面視圖，逐一將原h1=400、h2=300、h3=300線性尺寸標注刪除，并單擊“注釋”選項卡“尺寸標注”面板“對齊”工具，標注獨立基礎一階尺寸，注意選擇綠色虛線，標注間距，簡化后的立面視圖如下所示。單擊長度為1000的線性尺寸標注，選擇“修改|尺寸標注”上下文選項卡“標簽尺寸標注”面板“創建參數”工具，命名參數“名稱”為“高度h1”，其他保持默認不變，點擊“確定”按鈕。單擊“修改”選項卡“屬性”面板“族類型”工具，選擇除“寬度”、“長度”、“高度h1”、“基礎厚度”之外的其他尺寸標注，使用“刪除參數”按鈕逐一刪除。將編輯完成的“獨立基礎-一階”族載入至幼兒園項目中。2）采用新建族的方式創建一階獨立基礎DJj-9①選擇“公制結構基礎”族樣板。②利用“參照平面”工具定位獨立基礎位置，選擇“拉伸”工具，采用“直線”方式繪制DJj-9輪廓，如下所示。

③在“屬性”面板設置“拉伸終點”為“500”，“材質”為“混凝土”，完成DJj-9創建，載入至幼兒園項目。3）在項目中對“獨立基礎-一階”進行構件定義以DJj-10為例，進入“基礎底”樓層平面視圖，以載入的“獨立基礎-一階”族文件為基礎，點擊“屬性”面板“編輯類型”按鈕，復制類型，并命名為“DJj-10”，在“長度”、“寬度”、“基礎厚度”、“高度h1”位置輸入“2400”、“2400”、“450”、“450”，如下所示，并設置“結構材質”為“混凝土-現場澆筑混凝土-C30”。4）階形獨立基礎的繪制以DJj-10為例，進入“基礎底”樓層平面視圖，選擇DJj-10類型，在“屬性”面板設置“標高”為“基礎底”，“自標高的高度偏移”為“450”，并放置相應位置。其他獨立基礎參照進行繪制。（四）條形基礎的創建條形基礎TJBJ-1采用“新建族”方式創建。1）條形基礎TJBJ-1族文件的創建選擇“公制結構基礎”樣板文件，采用“拉伸”工具創建TJBJ-1，TJBJ-1平面形狀輪廓繪制完成如下所示。2）條形基礎TJBJ-1的繪制選擇TJBJ-1類型，設置“屬性”面板“標高”為“基礎底”，“自標高的高度偏移”為“0”，放置相應位置并調整，繪制完成如下所示。（五）基礎墊層的創建混凝土基礎底板下設100mm厚C15素混凝土墊層，每邊寬出基礎邊100mm。使用“結構基礎：樓板”工具創建基礎墊層構件。1）以“結構基礎：樓板”為基礎創建基礎墊層構件單擊“結構”選項卡“基礎”面板“板”下拉的“結構基礎：樓板”工具，點擊“屬性”面板“編輯類型”按鈕，創建基礎墊層類型，并編輯結構組成，如下所示。2）基礎墊層的創建單擊“結構”選項卡“基礎”面板“板”工具下拉“結構基礎：樓板”工具，在“屬性”面板選擇基礎墊層類型，設置“屬性”面板“標高”為“基礎底”，“自標高的高度偏移量”為“0”。以“矩形”方式繪制，在選項欄“偏移量”設置“100”，如下所示。彈出提示“項目中未載入跨方向符號族。是否現在載入？”，點擊“否”，關閉即可。當繪制基礎墊層在“基礎底”樓層平面視圖不顯示時，需修改視圖范圍。墊層繪制完成后如下所示。25分鐘四、學生實操（1）學生實操結合本節課程內容，安排學生進行基礎模型創建課堂實操訓練，在課堂教學過程中邊教、邊學、邊做，實現教學做一體化。學生展示選取學生代表進行幼兒園獨立基礎模型創建的實操演練與成果展示。教師點評針對全體同學課堂實操情況與個別學生展示情況，進行教學點評，進行易錯點、混淆點、關鍵點等內容總結與對比。30分鐘五、知識拓展獨立杯型基礎的創建某單層工業廠房的杯型獨立基礎的俯視圖和平面圖如圖所示，基礎底標高為-2.1m，設置該模型材質為C25混凝土，根據右圖給定的投影尺寸，創建