高等建筑教育2023年第32卷第2期JOURNALOFARCHITECTURALEDUCATIONININSTITUTIONSOFHIGHERLEARNINGVol.32No.22023doi:10.11835/j.issn.1005-2909.2023.02.017欢迎按以下格式引用:张洁,黄宏伟.基于计算可视化的土木工程可靠度课程教学方法[J].高等建筑教育,2023,32(2):132-141.修回日期:2021-06-23基金项目:上海市教育发展基金会和上海市教育委员会“曙光计划”资助项目(19SG19)作者简介:张洁(1980—),男,同济大学土木工程学院教授,博士,主要从事工程风险相关的教学和科研研究,(E-mail)cezhangjie@tongji.edu.cn。基于计算可视化的土木工程可靠度课程教学方法张洁,黄宏伟(同济大学土木工程学院,上海200092)摘要:随着基于可靠度理论的结构设计方法的快速发展,可靠度理论已经成为土木工程专业学生需要掌握的重要知识。由于可靠度理论较为抽象、常涉及复杂的数值计算,学生常无法完成学习流程,导致学生学习兴趣匮乏,学习效果有待提高。针对上述难点,提出了一种基于计算可视化的教学方法。该教学方法基于EXCEL这一通用工具,可将各种可靠度算法的中间过程和结果进行直观分析和展示,消除可靠度理论学习中涉及的数值分析要求,由此精简学习流程。该方法可帮助学生从复杂的数值计算中解脱出来,将精力聚焦在可靠度分析原理上,方便和快速地理解和掌握相关知识点,并将所学知识灵活应用于自己的研究领域。基于计算可视化的教学方法可大幅提高可靠度课程的学习效率和学习获得感,为土木工程可靠度理论的教学提供一个行之有效的方法。关键词:计算可视化;土木工程;可靠度理论;教学方法中图分类号:TU201.1;G642文献标志码:A文章编号:1005-2909(2023)02-0132-10土木工程的设计、施工和运营中存在大量的不确定性因素,如地震的不确定性、风荷载的不确定性、材料的不确定性、计算模型的不确定性等[1]。这些因素的存在导致土木工程设施的性能很难准确预测。可靠度理论采用概率方法定量模拟土木工程中的各类不确定性因素,采用失效概率刻画不确定环境中工程结构的服役性能,可定量衡量各类不确定性因素对土木工程设施服役性能的影响,是现代结构规范的理论基础[2-4]。自1992年我国颁布《工程结构可靠度设计统一标准》第一版(GB50153—92)以来[5],土木工程的相关规范已经逐步从以经验为主的安全系数设计方法过渡到基于可靠度理论的极限状态设计方法[6]。目前我国实行的最新可靠度规范为2008年颁布的《工程结构可靠性设计统一标准》修订版(GB50153—2008)[7]。该规范又被称为“规范的...
