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环节三：确定任务（10min） 下发工作任务单（包括交底记录表）：根据施工员的工作任务和课程标准的要求，本单元设置管桁架加工设备选用及制作、管桁架安装方法选择、管桁架吊装验算及支撑架计算、管桁架施工方案编制四个任务，管桁架工程图纸在本门课程开课时已下发。 1、管桁架加工设备选用及制作——考核标准：正确选用加工设备； 2、管桁架安装方法选择——考核标准：能确定多种安装方法，且能进行经济、技术指标对比； 3、管桁架吊装验算及支撑架计算——考核标准：能正确运用3D3S等软件进行吊装验算及支撑架计算； 4、管桁架施工方案编制——考核标准：方案安全、经济、合理、可行。 环节四：任务实施（80min） 将教学班分为4个组，任务实施以管桁架工程施工“加工制作—选定方案—施工计算—现场拼装—施工安装”的工作过程为主线进行教学实施。 首先利用三维漫游动画让学生直观认识钢结构企业加工车间布置情况及钢构件加工制作设备进行直观的体验，将管桁架构件的设备性能、参数及整个加工过程以动画形式呈现给学生，激发学生的学习兴趣，促进学生自主学习和主动学习。针对给定任务由各小组组织进行管桁架加工交底和讨论其拼装方案，使学生仿佛已经置身于钢结构加工车间，以利于学生掌握设备性能参数、加工工艺、加工交底要点和拼装方法。为学生营造逼真的、具有体验功能的学习环境，以激发学生的学习兴趣，促进学生自主学习和主动学习。 管桁架加工动画及交底（15min） 管桁架分段拼装方案（10min） 管桁架吊装验算（25min） 管桁架施工交底与实施（30min） .. ..
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1、观看钢结构加工动画，学习加工设备性能、用途等。（10min） 观看钢结构企业厂区、加工车间、设备平面布置、设备类型动画，然后讲解加工车间设备技术参数、适用围、加工方法等容；对典型的管桁架加工设备进行重点讲解，使学生掌握设备参数及其操作方法、加工制作工艺； 2、由各小组组织进行管桁架加工交底（10min） 1）结合分析本任务管桁架结构加工特点（大部分钢管截面较小，钢管最大规格为φ245×20，最小规格φ60×4）； 2）加工设备的选择：根据本任务工程特点，选择HID-600MTS五维数控相贯线切割机、PB330相贯线切割机均能满足本工程加工要求； 3、讨论其拼装方案（10min） 1）按照小组进行管桁架加工交底，填写管桁架加工交底记录表； 2）讨论其拼装方案：启发学生思考采用正拼法、卧拼法还是倒拼法更方便？（环桁架采用正拼法，次桁架采用倒拼法，主桁架采用卧拼法比较合理） .. ..
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4、启发学生利用所学知识对给定管桁架模型进行力学和结构分析，选定安装顺序。（10min） 启发学生利用所学知识对给定管桁架模型进行力学和结构分析，依据分析结论和现场施工条件情况给定两种安装方法，启发学生思考本工程是否还可以采用其他安装方法，并以动画的形式展现给学生，施工工序一目了然，结合对多种安装方法进行技术和经济指标进行对比和分析，引导学生最终选定施工方案。 1）本任务管桁架具有跨度大、杆件截面小、空间刚度要求高、施工荷载的传递必须有效传递的特点，经过分析，其自重在施工过程中不可能有效传递到四根2000×2000的混凝土柱上，必须设置支撑架以承担施工过程中的管桁架自重及施工荷载。 2）由于本管桁架杆件截面小，大部分杆件截面＜φ76×4，易在施工中产生较大的截面应力而产生破坏，由于主桁架荷载传递到环桁架上，故环桁架的相关施工计算更为重要。 3）为降低施工措施费，引导思考支撑架取多少榀可以满足工程施工要求。 方案1：安装顺序为环桁架安装——边主桁架——中主桁架（每榀主桁架设3榀支撑架，共设33榀支撑架）。——安全可靠，但措施费高 方案2：安装顺序为环桁架安装——边主桁架——中主桁架（每榀主桁架跨中设1榀支撑架，当支撑架达到3榀后将第一榀支撑架移至下一榀主桁架下方，共设3榀支撑架）。——措施费少，节约90%支撑架，但安全度稍差，但经计算后仍可满足本工程安装要求 经过对方案1和方案2技术、经济指标进行对比，选择方案2更为合理。 方案1 方案2 .. ..
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引导学生思考可能采取的其他方案。 方案3：安装顺序为环桁架安装——边主桁架——中主桁架——边主桁架（每榀主桁架跨中设2榀支撑架，支撑架下设置滑移轨道，当支撑架达到6榀后，将其中3榀支撑架滑移至下一榀主桁架下方，随着主桁架的吊装再滑移另3榀支撑架，交替实施。共设6榀支撑架）。——措施费较少，节约80%支撑架，安全度比方案2高，但多出滑移轨道的措施费，滑移过程安全度较差。 5、管桁架吊装验算及支撑架计算（15min） 针对选定的施工方案引导学生利用前导课程掌握的CAD和3D3S软件操作技能结合任务给定的管桁架模型进行施工支撑架的建模和计算及进行管桁架的吊装验算，使学生建立施工安全的基本概念，掌握支撑架建模、设计和管桁架吊装验算方法，由于软件工具的使用以学生建筑识图与绘图实训中已经熟悉的三维CAD建模技能为基础，非常易于掌握，可以增强学生的自信和成就感，为学生营造了具有教学实施功能的学习环境，从而突破本课程的重点和难点。 1）组织学生按照给定的管桁架模型利用软件进行桁架吊装验算 2）支撑架计算 .. ..
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经计算，管桁架、支撑架均满足安装要求。（引导学生思考如果不满足要求情况下，应该如何对管桁架进行加固） 6、管桁架虚拟拼装和安装（30min） 1）管桁架虚拟拼装（8min） 然后以图片和动画的形式结合国家规要求进行管桁架拼装的讲解，引导学生选定合理的拼装方法，利用CAD软件结合给定模型在软件中实施管桁架拼装，避免枯燥的规条文讲解。 2）管桁架虚拟安装（22min） 组织学生利用三维CAD，按照任务给定的模型以各组选定的施工工序在CAD软件中模拟支撑架设置和工程吊装以实施安装。 .. ..
教学能力大赛授课教(学)案
