以下是小编为大家收集的连衣裙设计概念范文,本文共11篇,希望能够帮助到大家。本文原稿由网友“自由的峰”提供。
篇1:概念设计心得
25条概念设计心得
25条概念设计心得作者:侯柏杨Francis Cai是一位概念艺术家和插画家,曾担任过著名游戏公司Rockstar圣迭戈分部的艺术总监和High Moon工作室(注:游戏《黑暗标靶》(Darkwatch)和《伯恩的阴谋》(The Bourne Conspiracy)的开发商)的概念设计主管。这篇文章来自国外插画和概念艺术杂志《Imagine FX》,下面是他为我们大家总结的25条角色设计方面的经验:成功设计一个角色需要你拥有全面的技法和一些基本的知识。一个成功的角色设计一方面表现在设计上,另一方面表现在视觉传达上。设计方面需要你有好的想法,视觉传达方面需要你拥有人体解剖学、构图、颜色等的理论知识和能力。下面我将说明如何在不同的角色设计中传达你的想法。
1先画小的速写图
基本上这是所有角色设计的第一步。这步的目的就是让自己能产生尽可能多的想法而不用去考虑细节。最后你会产生一些很有趣的想法,当然更多的是不能用的想法,这都没关系,总之,这一步就是尽量往多了画。
2类型
人类很善于给事物归类,设计师应该利用这一点,通过类似的外形或颜色来设计属于同一“组”的角色,让观众一眼就能看出来角色是属于精灵还是是兽族。
3外形
我们辨认一个角色主要是通过其外形,角色设计中,外型对我们眼睛的重要性超过了细节、纹理甚至是颜色。比如,从远处看,细节和纹理可能是模糊的,灯光会影响到其颜色,但角色的外形很少会因为环境而改变。
4选择
一旦我们画出很多个小的速写图之后,我们就得从中作出艰难的选择。这一步我们得决定出,那些想法可以保留,那些想法应该忽略。
5明显的借用
利用人们已经十分熟悉的视觉暗示是很有用的,比如在这个例子里,我就借用了人们十分熟知的“纳粹”和“绑缚”,来创造出一种可怕和令人不安的感觉。
6隐讳的借用
上一条里,我借用了非常明显和特别的视觉暗示,但隐讳的借用也能起到很好的作用。在这幅速写里,我虽然借用了宗教的长袍,但很显然,我没有直接使用任何特定宗教的服装。
7善于改变比例
这条对设计人类角色尤为重要,改变人体各部分的比例是角色设计的一种重要手段。一个头大身体小的人跟一个头小身体大的人给我们带来的'感觉是截然不同的。
8通过表情彰显性格
角色设计的一个方面就是要变现出角色的性格。一种方法就是通过画出角色的特定表情来彰显角色最关键的性格。这在角色设计中并不是一个关键元素,但无疑对于角色的传达是很有作用的。
9大小
如果一幅概念设计图只单独画出角色(除非是人类)是很难有效的表现出其大小的。加一个人上去对于表现角色的大小是很有帮助的。
10通过造型或动作展示性格
最好在基本的角色设计完成之后就为他们设计对应的造型或动作,特定角色的造型或动作可以让你的设计传达出更多的信息。
11文化
正如上面说到的,我们可以借用文化或宗教这些人们熟悉的视觉暗示,但不要滥用。适当的借用相关的文化,并合理的混合不相关联的文化,会产生很独特且非常有趣的画面。
12变形
对常见的角色或想法进行变形会产生一些有趣的结果,虽然在一些特定的角色设计中没有用处,但多多练习,可以作为你在视觉暗示方面的试验和探索。
13道具
某些角色的身份是通过其武器和装备辨别开来的。比如,很多科幻角色就是这样的。一件设计的很不寻常或者是很突出的武器会构成角色外形的一部分,风格化的且超大个的武器或剑,就是最典型的例子。
14统一设计元素
除了前面提到的外形,图案、标志、服装的颜色等等的统一也可以显示出角色之间的关联性。
15其他道具
除了武器,为你的角色旁边添加一辆汽车或小宠物或神秘的装备,都可以传达出一些信息,比如角色是做什么的或他们是如何做的。
16视觉传达技巧
你的设计快要完成的时候,你需要用很多视觉传达方面的技巧来传达作品中的重要部分。比如,利用光线让观众的注意力集中到关键部分,比如标志、脸部的纹身、衣服上的图案等等,同时,让不太重要的部分位于阴影当中,以强化关键部分的设计。
17使用关键图案或颜色增强角色的可辨别性
让你设计的角色具备强烈的可辨别性的方法就是将焦点集中到一个关键图案或颜色上。很多经典漫画超级英雄的设计都是基于这个道理--就是将一个简单明了的标志画在胸前。
18合理使用颜色和图案
除了上面提到的,从另一方面合理的使用颜色和图案可以达到另外一些效果,比如说,服装和皮肤使用互补或对比色可以让你的角色外形更加容易辨认。
19细节
太多的细节会扼杀你的设计,细节的数量应该有节制。细节越多,每个细节在观众脑子里的印象就越弱。
20对称
人们对人体美的标准是脸部和躯体的左右对称,虽然在真实世界中人体很少完美的左右对称。因为我们从事的是娱乐产品的设计,因此要描绘的是理想化和极致的情形。视觉传达的重要任务就是强化你想传达的信息,弱化你不想要的东西。
21不对称
从另一方面来说,如果你要在设计中加入不对称的元素,最好是要很明确的加入。记住,细微的不对称会让人认为你画错了,如果你确定要加入不对称,那么就把它画明显点。还是前面那句话,你的信息要很明确才有效果。
22加入性感
让角色性感起来,这是个被证明过无数遍的真理。但要学会恰当的使用,把性感元素加入到传统观念中认为不性感的人上会使画面更加有趣,比如说,“性感护士”就是个很好的例子。
23诡异之谷
有种现象叫“诡异之谷”(Uncanny Valley),是指角色的样子除了一两处小小的不同之外,跟人类都很相似,但恰恰是这一两处的不同,会给人带来一种恐怖感。我们可以利用这种现象来创造出让人隐隐约约感到不安的角色。
(编者注:“诡异之谷”是由日本科学家森政弘提出来的理论:人和机器人的互动上,人对机器人的喜好程度并不随着和它与人相像的程度而一直成长;起初,喜好的程度确实会随着相像的程度而逐渐上升,但是到了一定程度之后,人对它的喜好感会急剧下降,甚至会转成负面的厌恶,因为会觉得他们像僵尸;直到相像程度再进一步的逼进,才会再拉升回来。所以人们要么喜欢更像人类的拟人机器人,要么更喜欢很不像人类的机器人。)
24让角色转个身
一般来说,设计角色的时候最好将角色的正面、背面和侧面图画出来,因为在纸上画,你有时候很难预料到设计中的问题,这样能帮你发现设计中的一些问题。
25最后的设计
让你的画面富有叙事性是一种非常有效的方法来传达角色的设计。当然,前提是首先要有出色的角色设计。让你的角色处于某种冲突或故事当中比一副简单的角色设计草图可以传达更多的信息。OVER
翻译:际昱堂
MSN(中国大学网)
篇2:概念教学设计
一、教材分析
1. 在教材中的地位与作用
在《集合与函数概念》一章中,《集合的含义与表示》是一项重要的基础内容,在知识体系来看,他不仅是高中数学的开始,也是中小学数学的一个承接。具体体现在:
第一、内容的定位。
集合在高中课程中的定位,在标准中写的比较清楚。标准是这样说的,集合语言是现代数学的基本语言,使用集合语言可以简洁准确的表达数学中的一些内容。高中数学只将集合作为一种语言来学习,它把集合是作为一种语言,来描述和表达问题的一种语言来学习的。学生学会使用最基本的集合语言表示有关的数学对象,发展运用语言进行交流的能力。我觉得这一段话,就给了我们这个集合内容的一个基本的定位。
第二、集合内容的一个目标。
集合在实现目标中的作用。提高数学的表达和交流的能力,是集合的一个基本的目标。集合作为一个数学的概念,对于数学中的分类思想,起了一个促进的作用。我们数学里有自然语言,有符号语言,有图形语言,还有图表语言等等。集合就是一种特殊的符号语言。集合在实现这个目标中,是起了一个作用的。
集合主要是要把各种不同的事物能刻划清楚。在我们中学所使用、所体现出来的具体集合,都是非常清楚的元素和集合之间的关系,是非常清楚的。为了搞清楚集合在整个课程中的一个定位,我们应该搞清楚课程中的一个基本脉络。那些可以作为集合的载体,教室里的男女同学,自然数、整数、分数、小数等等。我们用这些来对数进行分类。另外呢,数轴上的点集,比如说我们在讲不等式的点集、不等式的解集、方程的解。我们总希望用数形结合,它反映在这个是一个点集。另外还有直角坐标系中的点集、方程的根、不等式的解集、函数的定义域等等,函数的定义域、单调区间,函数这个单调的区间,还要学习图形,图形上的一些特殊点。集合也需要,作为一种支撑的一个语言。直线与平面的关系,我们常常说直线L是含于某一个平面的等等。那么,到了我们学解析几何的时候,我们又要使用集合的语言来帮助我们去刻划平面直角坐标系中的某些特殊点,等等。对数据进行分类,用了直方图、扇形图,这些都是集合的比较好的一个载体。三角函数的周期刻划、零点的刻划、最值的刻划、单调区间的刻划、向量与平面点集的刻划等等。一元二次不等式、目标函数的可行域,在我们线性规划问题里数列的特殊点。所以当我们学完这个集合的内容,在我们后续的课程中,有很多的内容可以帮助我们不断的加深对于集合作为一种语言的认识。这样梳理以后,老师清楚我们在这四个课时要讲的内容中,在我们整个高中课程中,所处的一个位置。哪一些载体是学生比较容易掌握的,哪一些载体是学生不容易掌握的。在讲集合的时候,最好选用一维的载体,比如说数、数轴、不等式的解集、数量的范围等等。这些都是一维的载体。另外,就是有限点集学生比较容易。我们常常也把这个开区间,虽然也是无限的,但是学生有一个有限的范围的感觉。知道在讲集合的开始阶段,我们选用什么样的载体来支持学生学习集合的语言。我想这样的分析都使得我们能够更好的把握课程的定位,更好的理解集合所发挥的作用。
在考虑整体的时候,不仅仅要考虑这个内容,而且应该考虑这种思想-数学思想方法
2. 教材编排与课时安排
给出实例→提出问题→问题思考→集合的含义与表示→强化运用(例题与练习)。
教师教学用书安排“集合的含义与表示”这部分内容授课时间2课时,本节课作为第一课时,重在交代集合含义的内容以及集合与元素之间的关系,教学中注重内容的阐述,并充分揭示集合结构特征、集合与元素的内在联系。
二、学情分析
1.学生的情感特点和认知特点:学生思维较活跃,对数学新内容的学习,有相当的兴趣和积极性,这为本课的学习奠定了基础
2.已具备的与本节课相联系的知识、生活经验:学生已较好地在初中接触过集合,为本节课学习集合的含义、元素的特征做好铺垫。
3.学习本课存在的困难:集合作为高中数学课程中的一种语言,因此,集合学习的初学者主要困难在于:使用最基本的集合语言表示有关数学对象,发展运用数学语言进行交流的能力。
基于以上分析,我初步确定如下教学目标与教学重、难点:
三、重、难点分析
【教学重点】集合的含义;
【教学难点】集合元素的基本特征。从知识特点看,与元素的基本特征相似的、需要类比并分类讨论的数学思想在高中前期的学习中很少出现,因此无法进行类比对照,需要充分理解集合的含义,并能整合知识,做到融会贯通,而这对学生却是比较困难的,何况分类讨论的思想方法是初次接触,对学生来说是很新鲜的,因此,教师在发挥学生主体性前提下要给予适当的提示和指导。
依据课程标准,结合学生的.认知发展水平和心理特点,确定本节课的教学目标如下:
四、教学目标分析
依据课程标准,结合学生的认知发展水平和心理特点,确定本节课的教学目标如下:
【知识与技能】认识并理解集合含义的内容;明确集合与元素之间的关系,一是已知集合,能描述其中元素的特征;二是会用集合表示给定元素;三是理解集合中元素的基本特征;四是基本思想方法(集合与元素从属与被从属)的运用。
【过程与方法】感悟用集合表示一类事物的优越性,感受集合的严谨性与元素之间的相互关系,优化思维品质,初步提高学生的数学语言应用的能力。
【情感、态度与价值观】通过经历对比探索的过程,对学生进行思维严谨性的训练,激发学生的求知欲,引导学生多角度思考与反面举例数学思想的建设,感受思维的奇异美、结构的对称美、形式的简洁美和数学的严谨美。
基于上述教学目标与教学重难点,我初步设计如下教法与学法:
五、教法分析与学法指导
1.教法分析
根据学生认知发展水平和心理结构特点,结合教学内容的难易程度,在教学过程中可以利用计算机多媒体和实物投影等辅助教学,以建构主义理论为指导,采用引导启发教学法和探究-建构教学相结合的教学模式,着重于学生的发现、探索和运用,并辅以变式教学,注意适时适当讲解和演练相结合。
2.学法指导
教学矛盾的主要方面是学生的学。学是中心,会学是目的。因此,在教学中要不断指导学生学会学习。根据本节内容的特点,这节课主要是教给学生“动脑想,严格证,多训练,勤钻研。”的研讨式学习方法。这样做,增加了学生主动参与的机会,增强了参与意识,教给学生获取知识的途径;思考问题的方法。使学生真正成为教学的主体。也只有这样做,才能使学生“学”有新“思”, 学有心得。
3.教学构想
集合含义和集合元素的基本特征是本节课的重点内容,要积极引导学生观察实例,发现规律,类比推理,推导归纳,总结反思,增强认知,强化运用。 教学中可以给出一些实例,加强学生对集合含义的理解,以提高学生学习的兴趣,开拓学生的思维视野。例题和巩固练习的选择要全面,不能忽略集合元素特征的考察,注意分类讨论思想的渗透。
六、教学设计说明
问题情境故事化。采用故事来创设问题情景,意在营造和谐、积极的学习气氛,激发学生的探究欲,让学生感受数学的应用价值,通过问题的解决,在特殊方法之中蕴涵一般规律,使学生自己去体会其中的思想方法,为进一步学习奠定基石。
问题情境与含义探究活动化。教学中本着以学生发展为本的理念,充分给学生思考、分析时间、讨论研究和交流展示思维的机会,通过他们自主学习、合作探究,展示学生解决问题的思想方法,共享学习成果,体验数学学习成功的喜悦。通过师生之间不断对话合作交流,发展学生的数学观察能力和语言表达能力,培养学生思维的发散性和严谨性。通过教师的积极引导和启发,借助于变式教学的模式,培养学生思维的发散性、深度与广度。
篇3:白令海峡国际概念设计
白令海峡国际概念设计
2月10日,经国际建筑师协会(UIA)批准、由世界和平与统一基金会(FPU)主办的白令海峡国际概念竞赛正式启动.本竞赛旨在通过连通北美和欧亚大陆之间的.白令海峡,将世界各地的铁路系统和海洋车道连接起来.
作 者:白令海峡国际概念设计竞赛组委会 张云路 董丽 Organization Committee of The International Ideas Competition for the Bering Strait Project ZHANG Yun-li DONG Li 作者单位:北京林业大学,北京,100083 刊 名:风景园林 英文刊名:LANDSCAPE ARCHITECTURE 年,卷(期): “”(4) 分类号: 关键词:篇4:高中数学概念教学设计
一、问题导入,引发探究
师:我在旅游时买回来一种磁性蛇蛋玩具(如图),所谓生活处处皆学问嘛,我把它运动过程中的轴截面用图形计算器做出了以下有趣的现象:
两个全等的椭圆形卵,相互依偎旋转(动画)。你能通过所学解析几何知识,构造出这种有趣的现象吗?
二、实验探究,交流发现
探究1:卵之由来——椭圆的形成
(1)单个定椭圆的形成
椭圆的定义:平面内到两定点、的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆。(即若平面内的动点到两定点、的距离之和等于常数(大于),则点的轨迹为以、为焦点的椭圆。)
思考1:如何使为定值?
(不妨将两条线段的长度和转化为一条线段,即在线段的延长线上取点,使得,此时,为定值则可转化为为定值。)
思考2:若为定值,则点的轨迹是什么?定点与点轨迹的位置关系?
(以定点为圆心,为半径的圆。由于>,则点在圆内。)
思考3:如何确定点的位置,使得,且?
(线段的中垂线与线段的交点为点。)
揭示思路来源:(高中数学选修2-1P497)如图,圆的半径为定长,是圆内一个定点,是圆上任意一点,线段的垂直平分线l和半径相交于点,当点在圆上运动时,点的轨迹是什么?为什么?
(设圆的半径为,由椭圆定义,(常数),且,所以当点在圆周上运动时,点的轨迹是以为焦点的椭圆。)
图形计算器作图验证:以圆与定点所在直线为轴,中垂线为轴建立直角坐标系,设圆半径,,即圆,点,则点轨迹是以以为焦点的椭圆,椭圆方程为。
(2)单个动椭圆的形成
思考4:构造一种动椭圆的方式
(由于椭圆形状不变,即离心率不变,而长轴长为定值,则也要为定值,因此可将圆内点取在圆的同心圆上,当点在圆上动时,即可得到动椭圆。)
图形计算器作图验证:当圆内动点取在圆的同心圆上,运动点,即得到动椭圆。
(3)两个椭圆的形成
观察两个椭圆相互依偎旋转的几个画面,分析两椭圆的位置关系。判断两个椭圆关于对称轴对称,且直线过两椭圆公共点,所以直线为两椭圆的公切线。
因而找到公切线,作椭圆关于切线的对称椭圆即可。
探究2:卵之所依——切线的判断与证明
线段的垂直平分线与椭圆的位置关系
(1)利用图形计算器中的“图象分析”工具直观判断与椭圆的位置关系.设圆上动点,则线段的中垂线的方程为,将动点的横坐标保存为变量,纵坐标保存为变量,随着点的改变,在Graphs中画出相应的动直线.用图形计算器中的“图象分析”工具找出椭圆所在区域内的直线与椭圆的交点,拖动点,动态观测交点个数的变化,发现无论点在何处,动直线与椭圆只有一个交点,因此判断直线与椭圆相切,并可求出该切点的坐标.也可以将椭圆方程与直线方程联立,用“代数”工具中的solve求出方程组的解,从而判断根的情况.
(2)证明椭圆与直线相切.
不妨设直线:,其中,,与椭圆方程联立,得,因此
,
将,,代入上式,用“代数”工具中的expand()化简式子,得,所以椭圆与直线相切,切点为.
(3)证明由任意圆上的动点和圆内一点确定的椭圆与线段中垂线均相切(反证法)
因为椭圆是点的轨迹,而点是直线与线段中垂线的交点,所以点既在椭圆上,也在直线上。因此,直线与椭圆至少有一个公共点,即直线与椭圆相切或相交。
假设直线与椭圆相交,设另一个交点为(与不重合).因为,所以;又因为,
所以为定值,而,矛盾.因此直线与椭圆相切。
探究3:两卵相依——对称旋转椭圆的形成与动画
当圆内动点取在圆的同心圆上,作椭圆关于切线的对称椭圆,运动点,隐藏相关坐标系与辅助圆等图形,呈现两卵相互依偎旋转的有趣效果。
改变一些问题条件,进行深入探究与发现。
探究4:改变点位置,探究点轨迹
(1)曲线判断:利用TI图形计算器作图分析,拖动点,当点在定圆内且不与圆心重合时,交点的轨迹是椭圆;当点在定圆外时,则,交点的轨迹是双曲线;当点与圆心重合时,点的轨迹是圆的同心圆;当点在圆周上时,点的轨迹是是一点(圆心).
(2)方程证明:圆,设点,可解得点的轨迹方程为
当或时,点的轨迹为圆心;
当且时,点的轨迹方程为
当时,点的轨迹为圆:;
当且时,点的轨迹为椭圆;
当或时,点的轨迹为双曲线。
探究5:改变切线位置,探究由切线得到的包络图形
查阅有关参考书籍,了解圆锥曲线的包络线,并利用图形计算器作出椭圆、双曲线的包络图形,自主探究抛物线的包络线(将定圆改为定直线)。
结论:所谓包络图,就是指有一条曲线按照一定运动规律运动,保留其所有瞬间位置的影像,会有一条曲线能够和该运动曲线所有位置相切,这条曲线就成为该运动曲线的包络线。
探究6:拓展延伸:椭圆切线的几个性质及其应用
性质1:是椭圆的两个焦点,若点是椭圆上异于长轴两端点的任一点,则点的切线平分的外角。
性质1′:点处的法线(过点且垂直于切线)平分。(即为椭圆的光学性质:从椭圆的一个焦点发出的光线,经过椭圆反射后,反射光线交于椭圆的另一个焦点上。)
课后探究:阅读数学选修2-1P75阅读与思考——圆锥曲线的光学性质及其应用,了解双曲线、抛物线的光学性质。
练习1:已知为椭圆的左、右焦点,点为椭圆上任一点,过焦点向作垂线,垂足为,则点的轨迹是_____________,轨迹方程是_______________。
解:(1)直观判断:作轨迹
(2)严谨证明:圆的定义
由此得到:
性质2:是椭圆的两个焦点,是长轴的两个端点,过椭圆上异于的任一点的切线,过做切线的垂线,垂足分别为,则在以长轴为直径的圆上。
练习2:已知为椭圆的左、右焦点,点为椭圆上任一点,直线与椭圆相切与点,且到的垂线长分别为,求证:为定值。
解:(1)直观判断:作图
(2)严谨证明:利用性质2及圆的相交弦性质,
由此得到:
性质3:已知椭圆为,则焦点到椭圆任一切线的垂线长乘积等于。
课后探究2:已知为椭圆的左、右焦点,点为椭圆上任一点,直线过点,且到的垂线长分别为,则
①当时,直线与椭圆的位置关系;(相交)
②当时,直线与椭圆的位置关系。(相离)
(类比直线与圆位置关系的几何法,此为直线与椭圆位置关系的几何法)
课后探究:双曲线、抛物线的切线是否有类似性质?
篇5:高中数学概念教学设计
一、学习目标与任务
1、学习目标描述
知识目标
(A)理解和掌握圆锥曲线的第一定义和第二定义,并能应用第一定义和第二定义来解题。
(B)了解圆锥曲线与现实生活中的联系,并能初步利用圆锥曲线的知识进行知识延伸和知识创新。
能力目标
(A)通过学生的操作和协作探讨,培养学生的实践能力和分析问题、解决问题的能力。
(B)通过知识的再现培养学生的创新能力和创新意识。
(C)专题网站中提供各层次的例题和习题,解决各层次学生的学习过程中的各种的需要,从而培养学生应用知识的能力。
德育目标
让学生体会知识产生的全过程,培养学生运动变化的辩证唯物主义思想。
2、学习内容与学习任务说明
本节课的内容是圆锥曲线的第一定义和圆锥曲线的统一定义,以及利用圆锥曲线的定义来解决轨迹问题和最值问题。
学习重点:圆锥曲线的第一定义和统一定义。
学习难点:圆锥曲线第一定义和统一定义的应用。
明确本课的重点和难点,以学习任务驱动为方式,以圆锥曲线定义和定义应用为中心,主动操作实验、大胆分析问题和解决问题。
抓住本节课的重点和难点,采取的基于学科专题网站下的三者结合的教学模式,突出重点、突破难点。
充分利用《圆锥曲线》专题网站内的内容,在着重学习内容的基础上,内延外拓,培养学生的创新精神和克服困难的信心。
二、学习者特征分析
(说明学生的学习特点、学习习惯、学习交往特点等)
l本课的学习对象为高二下学期学生,他们经过近两年的高中学习,已经有一定的学习基础和分析问题、解决问题的能力,基本的计算机操作较为熟练。
高二年下学期学生由于高考的压力,他们保持着传统教学的学习习惯,在
l课堂上的主体作用的体现不是太充分,但是如果他们还是乐于尝试、勇于探索的。
高二年的学生在学习交往上“个别化学习”和“协作讨论学习”并存,也就是说学生是具有一定的群体性小组交流能力与协同讨论学习能力的,还是能完成上课时教师布置的协作学习任务的。
三、学习环境选择与学习资源设计
1.学习环境选择(打√)
(1)Web教室(√)(2)局域网(3)城域网(4)校园网(√)(5)Internet(√)
(6)其它
2、学习资源类型(打√)
(1)课件(网络课件)(√)(2)工具(3)专题学习网站(√)(4)多媒体资源库
(5)案例库(6)题库(7)网络课程(8)其它
3、学习资源内容简要说明
(说明名称、网址、主要内容等)
篇6:建筑结构抗震概念设计
建筑结构抗震概念设计
进行建筑结构抗震概念设计会让人们在学习和实践中建立正确的概念,学会如何运用正确的思维和判断力来整体的把握结构的性能,对结构的承载能力,变形能力等等更深的把握,合理地确定结构总体与局部设计,接结构具有良好的品性和性能。 由于地震用做的不确定性和不可预知性,结构计算假定与实际情况的不符合性。使得往往的计算结果不能全面,真实的反映结构的真是受力和变形的情况,但是为了确保建筑物能够拥有良好的抵抗地震作用的性能,我们要以大的方向着手,做好这方面的设计。因为如果这方面做不好的话,其他的工作都有可能是白费,避免不了结构发生重大的破坏,所以根据这么多年来世界各个地区发生的地震,通过对其的分析和研究,大致归纳并总结出一些抗震概念设计的如下一些要点: 一、选择对抗震十分有利的建筑场地,地段和地基 1.抗震有利地段 众所周知,选择施工和建造的建筑物的时候,宜选择对抗震十分有利的地段,避开对其抗震设计不利的地段。那么怎么样才算是有利呢,有利的抗震地段如稳定的基岩,坚硬的地基土,开阔,平坦,密实度高,土壤分布均匀的中硬等级的土等。抗震相对危险的地段是指可能发生例如山体滑坡,崩塌,地陷,地裂,泥石流等,以及地震设防烈度为8度以上的可能发生错位的地区。就地形而言,一般指突出的山嘴,孤立的山包和高差较大的地台边等。就场地土质而言,一般指软弱土,易液化土,断层破碎带以状态不明的地段。 2.选择对抗震有利的建筑场地和地基 为了减少由于地面运动通过建筑场地和地基传给上部结构的地震能量,应采取下列方法:(1)选择薄的场地覆盖层;(2)选择坚实的场地土;(3)将建筑物的自振周期与地震动的卓越周期错开,避免共振;(4)采取基础隔震或消能减震措施。 此外,为了确保天然地基和基础的抗震承载力,需按《抗震规范》的要求进行抗震验算,并且地基承载力应该是地基承载力特征值乘以地基承载力调整系数(≥1)。《抗震规范》还规定,对于存在饱和砂土和饱和粉土的地基,除6度设防外,应进行液化判别;存在液化土层的地基,应根据建筑的抗震设防类别,地基的液化等级,结合具体情况采取相应的抗液化措施。 二、设计有良好抗震作用的体型,进行合理的结构布局 1.有良好抗震作用的体型 有迹象表明,属于不规则的结构,布置布局又不太合理,就会给建筑物带来不利的影响甚至造成严重的震害。结构的不规则程度主要体现在形体,刚度,质量沿高度,平面的分布等因素进行判别。 结构的规则与否是影响结构抗震性能的主要因素。由于建筑物的设计是多种多样的,所以保证不了所有建筑物的设计都是规则的。规则的结构可以用较简单的计算方式如底部剪力法来计算,而不规则的结构则需要更加精确地方法来计算,并提高抗震等级采取相应的有效措施。不同结构的建筑物应该有各自合适的高度。一般而言,建筑物越高,其所受到的地震力和倾覆弯矩越大,危险程度也就越高。所以必须根据结构的的抗震性能,地基基础条件,震害经验,抗震设计经验和经济性等因素来确定结构的形式。 此外,建筑物的高宽比还应该被限制,因为高宽比越大,地震作用所产生的结构的侧移和基地的倾覆弯矩越大,由于这种作用在基底的力很难被处理,所以必须采取措施来对建筑物的高宽比进行限制。 房屋的防震缝的设置应根据建筑类型,结构体系和建筑体型等实际情况来区别考虑。不过,高层设置防震缝后,会给建筑和结构专业带来很大的困难。因此,高层建筑宜通过调整平面形状和尺寸,在构造上和施工上采取措施,尽可能不设缝。 防震缝的宽度不宜小于两侧建筑物在较低建筑物屋顶高度处的垂直防震缝方向的侧移之和。一般情况下,钢筋混凝土结构的防震缝最小宽度,应符合我国《抗震规范》的要求。 2.合理的抗震结构布局 大家都应该知道,对称布置的结构体系能有效避免扭转,对称结构在单项水平地震作用下,仅发生平移振动,各层构件的侧移量相等,水平地震力则按刚度分配受力比较均匀。非对称结构由于质量中心和刚度中心不重合,即使在单向水平地震力下也会激起扭转振动产生平移-扭转藕连振动。由于扭转振动的影响,远离刚度中心的构件侧移量明显增大,从而所产生的'水平地震剪力随之增大,较易引起破坏,甚至严重破坏。为了把扭转效应降低到最低程度,应尽可能减小结构质量中心与刚度中心的距离。除了结构平面布置要足够合理外,结构沿竖向的布置应等强。结构抗震性能的好坏,除了取决于总的承载能力,变形和耗能能力外,避免局部的抗震薄弱部位是十分重要的。 三、选择合理的结构材料 抗震结构的材料应该满足下列要求:延性系数,强度和重力比值大;匀质性好,正交各向同性;构件的连接具有整体性,连续性和较好的延性,并能充分发挥材料的强度。 1.钢筋混凝土的构件的延性和承载力,在很大程度上取决于钢筋的材性,所使用的钢筋应符合下列要求: (1)不建议在抗震结构中用高强度钢筋,一般选择中强度钢筋。延伸率不小于4%-6%。 (2)钢筋的实际屈服强度不能太高,要求钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。 (3)钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值之比值不应小于1.25,以保证有足够的强度储备。 (4)不能使用冷加工钢筋 (5)应检测钢筋的应变老化脆裂,可焊性,低温抗脆裂。 2.混凝土 要求混凝土强度等级不能太低,否则锚固不好。对于框支梁,框支柱及抗震等级为一级框架梁,柱,节点核心区,不应低于C30;构造柱,芯柱,圈梁及其各类构件 C20.混凝土结构的混凝土强度等级,9度时不宜超过C60,8度时不宜超过C70 四、结语 总体来讲,结构抗震概念设计是学设计过程中一项非常重要的学问,它能够帮助人们在学习和实践中建立正确的概念,让人学会用自己的思维和判断力,能够全面正确的把握整体性能。使我们能够在结构设计中,更加合理的确定总体布局,使结构更加安全更加处于良好的状态。
篇7:建筑结构概念设计论文参考
建筑结构概念设计论文参考
关键词:概念设计;建筑结构设计;应用
作为建筑工程项目开展中的一个重要环节,建筑结构设计不但会关系到建筑工程项目的顺利开展,而且还会影响到整个建筑工程质量。所以,相关单位要充分重视建筑结构设计工作,并且采取科学有效的方法有效提高建筑结构设计水平。在其中合理地运用概念设计方法,可以有效地优化建筑结构设计方案,提高建筑结构设计水平。因此,设计人员要在建筑结构设计中要积极、合理地运用概念设计方法。
1概念设计概述
所谓的概念设计即为在尚未经过数值计算,特别是在一些很难通过相关的规范制度做出明确规定或者是很难进行精确理性分析的问题当中,根据整体结构体系以及分体系彼此之间存在的力学关系、试验现象等总结获得的设计思想与设计原则,以此来从整体上来完成对建筑结构的总体规划与布置,有效管理与控制抗震细部方法等[1]。在建筑设计方案制定的时期,这一设计方法可以更加科学、合理地完成对结构体系的构思、建立以及选择等,进而能够获得更加准确以及概念清晰的方案,从而为后期的设计奠定坚实的基础,进而提升其经济性以及安全、可靠性。
2概念设计在结构设计中的重要作用
2.1有效弥补计算机设计中存在的缺陷
在采用计算机完成建筑结构设计方案的时候是会存在许多缺陷的,其无法正常完成方案初步设计工作。这是由于计算机设计往往会为设计师造成一定的错觉,会使得设计人员觉得计算机程序的运用简单易行,因此就会对计算机软件产生过度依赖的心理,于是就不会去专心地研究与学习结构概念的相关知识,进而影响到其设计能力的`提升。另外,一些设计人员会存在一种习惯,即会在设计过程中应用分析程序。然而其却没有充分意识到假如采用正确的软件会使得设计效率与设计水平得到有效提升,而假如选择的软件是错误的,那么就会造成结构设计发生问题,会留下潜在的隐患。因此,为了能够有效弥补计算机设计存在的缺陷,那么就应该合理运用概念设计,要鼓励与引导设计人员积极地学习结构概念的相关知识,进而充分利用概念设计的基本原则制定出最为理想化的结构方案。
2.2有效优化结构设计
对于每位建筑设计人员而言,其都需要充分地了解与掌握结构概念。因为利用结构概念可以帮助其创造出新的灵感以及更加准确、清晰的思路,可以帮助设计人员在充分遵循正确设计基本原则的基础上,有效地防止概念混乱以及定性不正确等诸多问题的出现[2]。除此以外,工作人员在面对一些技术问题的时候,假如其可以充分了解概念设计,那么就能够准确地找到问题的原因所在,然后再采取科学、有效的方法解决问题。在当前实行的《建筑结构设计统一标准》当中就涉及到概念理论,而且标准中明确提出了一个围绕概念理论而制定的结构极限状态设计准则,这一种设计方法会更加科学、严谨,进而可以有效提高结构设计的完善性与可靠性,有效地实现结构设计方案的优化。
3概念设计在建筑结构设计中的应用策略
3.1在建筑场地选择中的应用
为了可以有效地提升建筑结构设计的有效性与科学性,那么就必须要做好建筑场地的选择工作,因为只有充分保证建筑场地的科学、合理性,那么才可以也使得后续建筑设计工作更加顺利地开展,有效地确保其工作价值的实现。因此,在选择建筑场地的过程中要合理应用概念设计。具体而言,必须充分注意以下要素:(1)地形因素。因为不同的地形也会对建筑结构产生不尽相同的影响,而且在大多数的情况下还会对其产生极大的制约,所以在开展建筑结构设计的过程中,必须要充分考虑到建筑结构设计的要求,考虑到建筑的实际情况,进而综合考虑选择出最为合适的地形。(2)地质因素。由于地质因素也会在很大程度上影响的建筑结构设计税票,特别是对基础结构设计具有较大的影响。因此,在选择建筑场地的过程中,需要积极地开展全面、科学合理的评估以及分析,进而充分确保施工场地的地质能够有效地满足建筑施工的要求[3]。(3)抗震性因素。由于抗震性也会在很大程度上影响到建筑结构设计水平,因为只有在充分确保建筑结构有着良好的抗震能力以后,那么才能够有效地确保建筑的使用安全。因此,在选择建筑场地的时候,也要合理地应用概念设计,进而尽量防止在在那些极易发生震动的地方开展建筑操作。
3.2在基础设计中的应用
建筑结构的设计人员根据建筑物的具体结构形式以及所处的地理位置,然后再充分遵循概念设计的基本原则,对基础设计类型进行选择。例如筏型基础以及箱型基础等等[4]。在具体采用箱型基础的过程中,需要充分确保建筑物的负载能力,可以及时、均匀地传递给地基,这样就能够对地基不均匀沉降现象产生有效地抵御作用,而且使其可以有效地完成对周围土体的协作互助,进而有效地提升建筑物的抗风以及抗震能力。在选择使用筏型基础的时候,就会使得建筑物上部结构存在着非常大的荷载。对于建筑而言,其具有非常小的承载能力,这一结构类型能够使得建筑物上部得到有效的分散,而且使得地基获得更大的承载能力,在此状况下就会使得极不均匀沉降现象得到了有效的避免。
3.3在高层结构设计中的应用
在受到水平负荷作用时候,会造成高层建筑结构侧移现象的发生,这是高层建筑设计的一个重点与难点问题,每位建筑设计工作人员都必须要给予充分重视。在具体开展结构设计工作的过程中,设计人员要充分遵循概念设计基本原则,不但要充分考虑相关的要求与标准,与此同时还必须要选择更加科学、合理的抗侧力体系,不但要对建筑物四周存在的其他建筑物的位置、结构等进行综合、全面的分析与考量,而且还要对这些建筑物对所要建设建筑物的风压布局所、造成的影响进行综合的考量[5],进而要在具体开展结构设计的时候,采取有效的措施努力提升建筑物的竖向荷载及其抵抗力,要合理地运用概念设计基本原则,努力加强建筑结构的抗震力,使其能够保证平面结构的简单性以及规范性。总之,在当前科学技术快速发展的时代背景下,也使得我国建筑行业获得了跨越式的发展。然而,其在建筑结构设计方面还存在着诸多问题,那么为了能够有效地提升建筑结构设计水平,就应该合理地应用概念设计方法,以此来有效地提升结构设计的完善性与可靠性,有效弥补在结构设计中存在的问题,优化结构设计方案,有效促进建筑结构设计水平的不断提升。
作者:杨涛 单位:中信建筑设计研究总院有限公司
参考文献:
[1]张宸瑞.概念设计在建筑结构设计中的应用分析[J].城市建设理论研究:电子版,(22):89-90.
篇8:结构抗震概念设计论文
结构抗震概念设计论文
一、结构抗震概念设计的提出原因及必要性
每栋建筑物都是一个空间结构体,在荷载作用下各构件并非是以脱离体系的单一构件独自工作,而是以相当复杂的方式共同工作,精确计算其作用和受力是相当困难的,在计算地震作用时尤其如此,由于地震作用下的结构构件受力状态的复杂性及不确定性、人们对地震时结构响应认识的局限性和模糊性、理论计算中的假定与实际情况的差异性,注定了在现阶段无论计算工具再如何发展,计算过程再如何严格,其结果也只能是一种比较粗略的估计,甚至有时还根本无法计算。
显然在结构设计中,仅依靠现有理论进行抗震计算往往不能满足结构安全性、可靠性的要求,无法达到预期的设计目标。因此在不确定因素众多,受力状况复杂的结构抗震设计中,抗震概念设计的提出和应用就显得尤为重要了。
二、结构抗震概念设计的涵义
所谓抗震概念设计,一般是指不经过计算,尤其在难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分结构体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、实验现象和工程经验中所获得的基本设计原则和设计思想,从总体的角度来进行建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制,从而从根本上保证结构的抗震性能。
三、结构抗震概念设计的基本原则和具体要求
(一)建筑场地的选择
地震造成建筑的破坏,除地震动直接引起结构破坏以外,还有场地条件的原因,诸如:地震引起的地表错动与地裂,地基土的不均匀沉陷、滑坡和土体液化等。因此选择有利于抗震的建筑场地是减轻建筑物地震灾害的第一道重要工序。
(二)建筑物的平面、立面及竖向剖面的布置建筑物平面和立面的规则性是抗震概念设计中需要考虑的一个重要因素。
规则的建筑方案体现在:建筑物的平面布置基本对称;结构体型简单;抗侧力体系的刚度和承载力上下变化连续、均匀。因为,简单、对称的结构容易估算其在地震时的反应,容易有针对性的采取抗震措施并对其进行细部处理。因此,这就要求建筑专业的设计人员具有一定的抗震知识素养,应该对所设计的建筑的抗震性能有所估计,避免采用抗震性能差的严重不规则的设计方案。
(三)结构体系的确定和结构布置
结构体系的.确定是结构设计中头等重要的大事。结构设计时应通过综合分析使结构体系尽量合理且经济,应优先采用抗震能力强、延性好、耗能能力强、便于施工且具有多道防线的结构体系(如框架-剪力墙结构,框架-筒体结构,设置耗能连梁的剪力墙结构等),避免采用抗震能力较低的结构体系(如板柱-剪力墙结构,单跨框架结构等),尤其应避免采用看似“合法”(符合规范)但不合理的结构体系(如当房屋高度接近规范框架结构类适用高度上限时,仍采用框架结构,震害表明,框架结构的侧向刚度较小,整体性较差,结构的抗震性能较差,此情况下应采用抗震性能较好的框架-剪力墙结构为宜)。
而在结构布置时,应采用概念清晰、传力途径明确的布置方式,尽量避免造成结构扭转、平面和立面的里出外进、竖向传力杆件的间断与不连续等问题。
(四)多道抗震防线的设置
单一结构体系只有一道抗震防线,一旦破坏就会造成建筑物倒塌的严重后果。特别是当建筑物的自振周期与地震动卓越周期相近时,建筑物由此而发生的共振,更加速其倒塌进程。而如果建筑物采用的是多重抗侧力体系时,第一道防线的抗侧力构件在 当第一道抗侧力防线因共振而破坏,第二道防线接替工作,建筑物自振周期将出现较大幅度的变动,与地震动卓越周期错开,使建筑物的共振现象得以缓解,避免再度严重破坏。在双重结构体系中一般应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙,或轴压比值较小的抗震墙、实墙筒体等构件作为第一道防线的抗侧力构件,如框架-剪力墙结构中的剪力墙,框架-填充墙结构中的填充墙,单层厂房纵向体系中的柱间支撑,均可作为各自体系中的第一道抗震防线。如因条件限制,只能采用单一的框架体系,则框架就成为整个体系中唯一的抗侧力构件,此时应采用“强柱弱梁”型的延性框架。
在地震作用下,框架梁成为第一道抗震防线,框架柱为第二道抗震防线,用框架梁的变形去消耗地震能量,使框架梁的屈服先于框架柱的屈服,从而保护了框架柱的相对完整,最终达到“大震不倒”的要求。
(五)结构抗震设计关键点的把握
在结构抗震概念设计中,还应注重对结构体系中的关键部位(如薄弱层,加强层等)、关键部位中的关键构件(如加强层的重要竖向构件、转换层的水平转换构件等)、关键构件中的关键节点(如梁柱节点,柱根部位等)几个关键点的把握,从而实现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固、强柱根弱杆件”的设计理念。
结构抗震概念设计不是拒绝进行复杂结构设计,而是要求在处理复杂结构设计时明确:什么是结构设计的最佳选择?采用不合理的结构方案或结构布置可能会带来什么样的后果?需要采取哪些补救或加强措施,并对这些措施的合理性和有效性做出客观的评价,以保证结构性能目标的实现,确保房屋安全。结构抗震概念设计不是指手画脚的空洞说教,而是具有丰富内涵的实实在在的工作。
篇9:高层建筑结构概念设计论文
近些年来,建筑业有了突飞猛进的发展,城市规划设计中的高层建筑越来越广泛。它以其高度强烈地影响着规划、设计、构造和使用功能。就结构特性而言,高层建筑是必须着重考虑水平荷载和竖向荷载组合影响的建筑物。设计高层建筑时,它的结构除在上述荷载组合下的强度、刚度和稳定性应予以保证外,还必须控制由风荷载(或地震水平作用)所产生的侧向位移,防止由此产生的结构的和非结构性材料的破坏;控制由风荷载造成顶部楼层的加速度反应,以使用户对摆动的感觉和不舒适感降到最低程度。这就需要设计师从一开始就应该以一个立体的概念设计为基础。
一、高层结构概念设计
(一)高层结构概念设计的三维层次
把房屋看成一个三维空间块体分层次来分析,对于复杂的高层,例如多塔机构也可以把它分成几块,分别研究其倾覆、刚度、承载力等问题,然后组合起来。首先,在方案阶段(I),可以把基本设计方案概念化,建立一个符合建筑空间三维形式的结构方案。在该阶段分析总结构体系的荷载和抗力关系;高宽比与抗倾覆;承载力和刚度;并预估基本分体系的相互关系。由于整个结构必然是由一些平面单元组成,因此在初步设计阶段(Ⅱ),要扩展方案,把那些体现初步设计基本要求的、主要是二维的平面体系包括进来,进行基本水平和竖向分体系的总体设计,从而得到主要构件及其相互的关系。而在最后的.第Ⅲ阶段,即施工图设计阶段,处理一维的构件设计,具体设计所有分体系的构件、连接和构造详图,对第Ⅱ阶段做出的粗略决定进行细化。
对于高层建筑结构,可以设想成为一个从地基升起的竖向悬壁构件,承受水平侧向荷载和竖向重力荷载的作用。侧向荷载是由风吹向建筑物引起的水平压力和水平吸力,或者是由地震时地面晃动引起的水平惯性力。重力荷载则是建筑物自身的总重力荷载。这些侧向荷载和重力荷载的组合,趋向于既可能将它推倒(受弯曲),又可能将它切断(受剪切),还可能使它的地基发生过大的变形,使整个建筑物倾斜或滑移。对抗弯曲而言,结构体系要做到不使建筑物发生倾覆,其支撑体系的构件不致被压碎、压屈或拉断,其弯曲侧移不超过弹性可恢复极限;对抗剪切来说,结构体系要做到不使建筑物被剪断,其剪切侧移不超过弹性可恢复极限;对地基和基础来说,结构体系的各支撑点之间不应发生过大的不均匀变形,地基和地下结构应能承受侧向荷载引起的水平剪力,并不引起水平滑移。由于风力和水平地震作用力对于高层建筑是动荷载,使建筑结构抗弯曲和抗剪切时都处于运动状态,就会导致建筑物中的人有震动的感觉,使人有不舒服感。如果建筑物晃动得太厉害,还会使非结构构件(如玻璃窗、隔墙、装饰物等)断裂,甚至危及屋外行人的安全。所以,高层建筑结构要避免过大的震动。例如:在建造机关事务局12层的办公综合楼,它长48m、宽18m、高36m。建筑物两边各有9根柱,横行柱距为18m,纵向柱距为6m,中央有一个6×12m的电梯和管道井筒。考虑水平荷载的传递有几种不同方式,进行结构方案优选,分析两种结构方案:一种为仅由核心筒承受水平力,外柱仅承受大部分竖向荷载,不抵抗水平力,梁和柱铰接;一种为纵横两个方向柱和梁刚接形成框架,来抵抗纵横两个方向的水平力。在方案一中:筒井所受的风荷载为1。4×6×8=67。2KN/m,竖向荷载近似为15120KN,井简墙自重为6×36×(6+12)×2=7776KN,可得抵抗倾覆弯矩的竖向荷载为22896KN。则可计算出合力偏心矩e=M/G=67。2×36×18/22896=1。9m,超过核心范围(6/6=1m),不满足稳定要求。必须加强、加宽基础或采用下部锚固,才能避免基础向上抬起。在方案二中:由横行跨度的框架承担全部水平力。因此,在一个方向风荷载作用下,总框架一侧柱子受压,另一侧柱子受拉,并可近似求得总压力或拉力为:67。2×36×18/18=2418。2KN,大致由每侧9根柱子平均分担2419。2/9=268,8KN/柱<7×3×9×10=1890KN,即比每根柱所承受的恒载小很多,基础不会向上抬起。因此方案二比方案一好,应采用方案二的结构。
二、高层建筑的结构体系
通过受力因素分析,下一步就考虑采用什么结构体系,有下面几种高层建筑结构体系可供选择,其结构体系有:框架结构、剪力墙结构、框架一剪力墙结构、筒中筒结构等。根据其受力特点,结合高层概念设计的三维层次考虑,选取合适的结构体系或其组合体系。
(一)框架结构体系
由梁、柱、基础构成平面框架,它是主要承重结构,各平面框架再由梁联系起来,形成空间结构体系。框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业厅、教室等。需要时,可用隔断分割成小房间,或拆除隔断改成大房间,因而使用灵活。外墙采用非承重构件,可使立面设计灵活多变。但是框架结构本身刚度不大,抗侧力能力差,水平荷载作用下会产生较大的位移,地震荷载作用下较易破坏。不高于15层宜采用框架结构,可以达到比较好的经济平衡点。
(二)剪力墙结构体系
剪力墙结构体系是利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构体系。墙体同时作为维护及房间分隔构件。剪力墙间距一般为3—8m,现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求容易满足,适于建造较高的高层建筑。而且其抗震性能良好,在历次的地震中,都表现了很好的抗震性能,震害较少发生,程度也很轻微。但是剪力墙结构间距不能太大,平面布置不灵活,而且不宜开过大的洞口,自重往往也较大,不是很能满足公共建筑的使用要求,而且其成本也较大。
(三)框架一剪力墙结构体系
框架一剪力墙结构体系由框架和剪力墙组成。剪力墙作为主要的水平荷载承受的构件,框架和剪力墙协同工作的体系。在框架一剪力墙结构中,由于剪力墙刚度大,剪力墙承担大部分水平力(有时可以达到80%~90%),是抗侧力的主体,整个结构的侧向刚度大大提高。框架则承受竖向荷载,提供较大的使用空间,同时承担少部分水平力。由于有了剪力墙,其体系比框架结构体系的刚度和承载力都大大提高了,在地震作用下层间变形减小,因而也就减小了非结构构件(隔墙和外墙)的损坏。这样无论在非地震区还是地震区,都可以用来建造较高的高层建筑。还可以把中间部分的剪力墙形成简体结构,布置在内部,外部柱子的布置就可以十分灵活;内筒采用滑模施工,外围的框架柱断面小、开间大、跨度大,很适合现在的建筑设计要求。
(四)筒中简结构体系
筒中筒结构体系由一个或多个简体为主抵抗水平力。通常简体结构基本形式有三种:实腹筒、框筒及桁架筒。筒体结构最主要的特点就是它的空间受力性能。不论哪一种简体,在水平力作用下都可看成固定于基础上的箱形悬壁构件,它比单片平面结构具有更大的抗侧刚度和承载力,并具有良好的抗扭刚度。简中筒结构是一种抵抗较大水平力的有效结构体系,但是由于它需要密柱深梁,当采用钢筋混凝土结构时,可能延性不好,而且造价昂贵。
除了上述的几种结构体系外,还有其他一些结构体系,如薄壳、膜结构、网架等。随着时代的进步,会涌现出越来越多更好的结构体系。这就需要不断学习,从各方面考虑运用经济合理的手段到达目标。
篇10:教学设计的概念总结
关于教学设计的概念总结
从教学和设计的角度看,教学设计就是为了使学生实现有效的学习而预先对教学所进行的决策活动,教学设计概念。对教学设计加以界定:为促进学习和绩效提高,分析、计划、实施、评价、修改教学系统中诸要素的系统过程,称之为教学设计(Instructional Design)。
具体涵义:
⑴教学设计的目标就是为了促进学生的学习和绩效的提高。
“为学习设计教学”是美国心理学家加涅提出来的,这也是有效教学设计的本质所在。教学设计者们一直把促进学生学习效果的提高作为教学设计的目标之一。近年来,企业培训以及终身学习成了教学设计的重要应用领域,因此提高绩效也是教学设计的目的之一。绩效的概念较广,它可以是一个结果,也可以是我们的工作效率、工作产生的效益或对待工作的态度、人际关系、勤奋等等。目前较为普遍认同的定义为:“绩效=结果+过程”。只要有目标、组织、工作就必然存在绩效问题。对我们来说绩效的`意义不仅仅限于企业,每个人都应该研究绩效,从各方面有效降低成本,提高效率,这有利于提高我们生命的品质,。
⑵教学设计是一个整体的系统。
教学设计把教学过程各要素看成一个系统,教学设计包含教学系统中的各个要素,诸如教师、学生、教学内容、教学条件以及教学目标、教学策略、教学媒体、教学组织形式和教学过程等,教学设计者通过一定的组织规划将这些要素有机地整合起来,以达到教学效果最优化。
⑶教学设计本身是一个技术过程。
这个过程包括分析、计划、实施、评价、修改五个环节。在这个技术过程中,这五部分是紧密结合在一起的,是一个线型的结构。从分析到修改,这五个环节是层层递进的关系,有效的教学设计是这五部分合理运用和整合的结果。
⑷教学设计具有很强的实践性。
教学设计通过一整套具体的计划和操作程序来协调、配置各种教学资源,使各要素有机结合完成教学系统的功能,教学设计过程的具体产物是具有可操作性、经过验证的教学系统实施方案。它的具体的实践性还表观为在对教学系统的各因素的分析与设计时,都明确提出理论依据和方法,供教学设计者和教师选用。绩效是指活动和可测量的结果。
教学设计是实现教学目标的计划性和决策性活动,具有很强的导向和指导作用。教学设计具有理论性、科学性、系统性和操作性的特点,是一种计划过程和操作过程,它不是力求发现和研究教学规律,而是运用已知的教学规律去创造性地解决教学中的问题,具有很强的实用价值和很深远的应用意义。
篇11:微分概念教学课堂设计
摘要:通过创设实例情境,引发学生学习兴趣;通过反例教学,加深学生对概念的理解;运用启发式教学,通过类比和化归,建立导数与微分之间的关系;通过精讲多练,巩固学生所学知识。
关键词:微分;概念;教学
微分概念是教学的重点,更是难点。
以前在教学中,这一块知识的传授一直是令人头疼的地方,感觉已经尽了很大的努力,学生还是不能理解,即使表面会了,可以到应用还是不行,而且所学知识很快又忘了。
这说明他们最开始还是没掌握好,没理解透,概念没有真正建立起来。
笔者重新对微分概念进行了教学设计后,取得了较好的效果。
1新课引入
一般的课堂导入是这样的:在理论研究和实际应用中,常常会遇到这样的问题:当自变量x有微小变化时,求函数y=f(x)的微小改变量Δy=f(x+Δx)-f(x)。
这个问题初看起来似乎只要做减法运算就可以了。
然而,对于较复杂的函数f(x),差值f(x+Δx)-f(x)却是一个更复杂的表达式,不易求出其值。
一个想法是:设法将Δy表示成Δx的线性函数,即线性化,从而把复杂问题化为简单问题。
可是这种导入,学生往往不感兴趣,难以进入状态。
既然微分是实现增量线性化的一种数学模型,即微分函数的实质:局部像条直线。
那么怎么让学生直观地感受到这一点呢?
我先是提问学生:地球是什么形状的?学生都感到好笑:地球当然是圆的。
这时我又提出个问题:那么古时候的人们为什么以为地球是个大平面?学生七嘴八舌地说:那时科学不发达,在他们眼睛看到的范围内,地球看起来就是个大平面。
这时候我觉得时机到了,就跟学生说,其实曲线的增量很小(或相对很小时),例如在人眼所能看到的范围内,这个距离增量相对于地球而言是非常小的,此时曲线可以近似的看作切线,这就是微分的几何本质,所以古时候的人们单凭自己的肉眼就犯了错误。
通过实例来引入课题,为概念学习创设情境,拉近数学与现实的距离,加强学生的感性认识,提高学生的学习兴趣。
2新课讲授
2.1微分的定义
(1)概念引入。
在这部分教学中,适当地寻找或者构造一些反例,能更好地理解概念本身的内涵和外延。
可以举一个微分不存在的例子加深学生对定义的理解。
2.2函数可微的条件
微分定义较为抽象,为了深刻理解其含义,我提出几个问题让学生思考并回答:(1)什么样的函数是可微的?(2)什么是函数的微分?(3)A和什么有关呢?
让学生观察引例,学生很快就发现了“秘密”:A=f′(x0)。
这时,要适时地将导数与微分概念联系起来对比和分析:(1)若函数可微,那么函数是否可导?(2)若函数可导,那么函数是否可微?通过这两个问题的解答结果,从而得到函数可微的充分必要条件以及函数的微分公式。
进而得到微分公式:dy=f′(x)dx,上式变形为dydx=f′(x)。
即函数的导数等于函数的微分与自变量的微分的商,因此,导数又称为“微商”。
在这部分教学中,把导数作为“微商”重新理解了一下复合函数求导的链式法则和反函数求导法则。
为了加深学生印象,我讲了一个笑话:说有一个学生抄袭别人的作业,但后来却自以为聪明地把dydx中的d约掉了。
2.3微分的几何意义
以前的这块教学中,我只是简单地介绍dy所在位置和大小,而没有从图形和数值上突出局部线性化含义。
现在借助多媒体进行图形演示,用flash把图像放大,通过不断的移动x的位置,让学生观察曲线和切线关系。
学生通过自己的观察得出:x离x0的距离越小,曲线越可近似地看作一条直线,同时也解决了我们在引入新课时所提出的问题。
2.4基本初等函数的微分公式与微分运算法则
牢牢抓住微分和导数关系dy=f′(x)dx,进行对比教学即可。
2.5微分形式不变性
无论u是自变量还是复合函数的中间变量,函数y=f(u)的微分形式总是可以按微分定义的形式来写,即有dy=f′(u)du这一性质称为微分形式的不变性。
利用这一特性,可以简化微分的有关运算。
但微分形式不变性是教学的难点,教师可以总结一句话让学生牢记:“函数对哪个变量求导就乘以哪个变量的微分”。
2.6利用微分进行近似计算
利用微分作近似计算,有利于培养学生灵活运用微积分知识的基础内容,也使部分达不到较高教学要求的、数学基础较弱的学生,对基础性内容有所了解,不至于什么都学不到。
3例题选讲
3.1微分的定义内容选讲了两道例题
例1. 求函数y=x2当x由1改变到1.01的微分。
例2. 求函数y=x3在x=2处的微分。
3.2基本初等函数的微分公式与微分运算法则的应用内容选讲了两道例题
例3. 求函数y=x3e2x的微分。
例4. 求函数y=sinxx的微分。
3.3微分形式的不变性内容选讲了二道例题
例5. 在d()=cosωtdt;的括号中填入适当的函数,使等式成立。
3.4微分近似计算和线性化内容选讲了三道例题
例6. 求f(x)=1+x在x=0与x=3处的线性化。
注:通过这道题使学生进一步明确不同点的近似直线不同。
例7. 半径10厘米的金属圆片加热后,半径伸长了005厘米,问面积近似增大了多少?
例8. 计算e-0.03的近似值。
有些例题由学生独立完成后,再由教师做点评。
例题设置由易到难,具有层次性,便于学生解题能力的提升。
通过例题可以检测学生对知识的掌握情况,找到差距,更进一步巩固和深化新知,让学生知道数学重在应用,培养学生运用所学知识解决问题的能力,有利于学生养成良好的思考习惯。
4归纳总结、分层作业
引导学生回顾本节课学到概念、方法、定理和公式,锻炼学生的归纳概括能力,有利于学生理清思路,从整体上把握内容,抓住要点。
布置的作业分巩固题、思考题和提高题三种类型,以适用不同层次学生的`需要,从而分类推进,促进学生的共同发展,同时也要考虑到为学习下节课的内容做好铺垫。
参考文献
[1]吴赣昌.微积分[M].北京:中国人民大学出版社,2011.
[2]李令斗,高等数学中微分概念的说课[J].教育教学论坛,2012,(07).
偏微分方程课堂实践教学应用【2】
摘要:加强理论与实践的融合,特别是在偏微分方程数值解课程教学中,通过引入实践教学,突出高等数学的应用性,使之能够与具体的学科生产实际相联系,既有助于提升学生对偏微分方程的理解,还能够从科研、工程应用前沿中来增强学习兴趣,提升高等数学在实践生活中的应用能力。
关键词:偏微分方程;实践性教学;应用探讨
数学知识是丰富的、数学思想是多彩的,数学中蕴含着丰富的数学思想方法,数学思想方法是联系知识与能力的纽带,是数学解题的指导思想。
而对于数学概念的实践性教学,将数学知识与现实世界建立关联,是推进大学生数学应用实践的有效途径。
数学作为自然科学,其理论的产生是基于数学自身理论系统的发展。
如数学建模思想的应用实践,将数学理论知识与具体的行业科学建立紧密联系,突出数学建模在学科专业性和应用广泛性中的作用,以解决现实问题。
偏微分方程是高等数学中的重要内容,在课程教学中具有较强的实际应用前景。
现代自然科学领域中的很多工程实践问题,其解决方法都由数学建模来进行描述,而偏微分方程的求解方法则具有广泛的应用。
本文则是通过对偏微分方程的一些阐述来讲解偏微分方程在课堂实践中的教学应用.
一、高等数学实践性教学的现状
强调理论与实践的渗透一直是高等数学课堂实践性教学的主要方向,由于教学环境的局限,对于课程实践性内容的梳理多存在制约,尤其是理论讲解过多,而实践教学相对不足,导致学生对高等数学的论证感到繁琐而枯燥。
偏微分方程数值解由于涉及较多的公式推导,学生学习积极性不够,而对于理工类学科专业,偏微分方程在实践应用中具有普遍性。
因此,要从实践性教学环节入手,积极探索该课程与生产实践的关联度,加强对偏微分方程与实际应用的衔接,特别是实验教学环节的明确,要从学科前沿发展上,融入实际案例和问题,增强学生的学习兴趣,引导学生从数学推导中提升计算能力,增强科学思维能力,解决实际问题能力。
二、实践性教学的必要性研究
从国家对高等教育改革工作的发展纲要来看,坚持教育与现代社会生产的联系,特别是从人才培养模式上,着力从教学方法上来深化改革,强调知行合一,因地制宜的调整和优化课程实践教学环节,突出学科理论学习与实践课程的融合,增强学生的实践技能。
理工类专业群在高等数学教学目标上,要结合自身专业设置实际,从数学基础知识与学科专业方向上,既要关注数学基础知识的讲授,还要从学生数学思维、计算思维、计算方法等方面,强调数学知识与工程应用的联系,特别是实践性教学环节,要注重对各种数值方法的求解,训练学生能够从具体方法求解中来培养动手能力。
偏微分方程具有较强的理论性,对于理论知识的讲授,特别是稳定性分析、收敛性分析、误差估值分析等,涉及较多的公式推导,学生学习积极性差,通过对实践性教学环节的设置,使之具有形象性、直观性和动态性,提升学生解决数学实际问题的能力。
三、偏微分方程与实践性教学的应用探讨
1.注重偏微分方程与实际应用的衔接
从课程内容来看,偏微分方程在与生产实践联系上具有广泛性,但对于具体的数值求解方法来说,因介绍较少,而学生对知识背景认知不够。
如对于线性常系数偏微分方程,在探讨其稳定性方面,由于,利用差商法来替换微商法,其中心格式的稳定性仍然不够。
但可以将之改写为中心差分格式,由此来得到Lax-Friedrichs稳定性数值方程;从中可知,利用,可以实现偏微分方程的数值求解稳定性,同时对于双曲型方程也具有较高的计算准确性,便于将偏微分方程数学理论与生产实践相联系。
同样道理,在共轭方程求解中,对于,在实际生产中应用较广,作为二阶共轭方程,将表示为温度函数,表示为热传导系数,可以对热传导方程进行改写。
从上述推导变换中,尽管数学公式本身没有变化,但与物理问题相融合后,其意义更加广泛。
我们知道,从热传导过程来看,对于传导系数来说本身具有连续性,利用函数来表示更加准确,从热传导守恒性来看,以离散值求解方法来计算结果,与实际问题存在不符,但通过进行离散处理,可以获得。
从中可知,学生在认识偏微分方程的求解疑难时,借助于对实际生产的背景介绍,从中来理解数学理论知识在实践中的应用,增强学生的学习热情,也提升了学生运用数学方法解决实际问题的能力。
2.强调实验教学的课时比重
在高等数学学习中,由于计算机的应用,可以利用偏微分方程来构建数学模型,增强偏微分方程在生产实践中的应用。
从数学理论来看,偏微分方程本身实践性强,而在实验课程教学中的课时比例相对不足,特别是学生上机学习较少,影响学生对偏微分方程数值求解方法的掌握。
以信息技术专业为例,在偏微分方程数值计算训练上,可以从Fortran95数值教学平台上来开放应用程序,结合不同的边界条件和初值,让学生从具体算法上来进行上机调试,分析存在的问题,并从实验报告分析中来强调知识的实践性。
借助于数学软件教学,其目标在于:一是提升数学理论知识的可视性,特别是对于偏微分方程自身公式的推导来说,因繁琐而影响学生的学习热情,而直观的数值计算软件的应用,提升计算结果的直观性。