教学单位：土木工程学院

专业名称：土木工程

案例类型：（共享/自编）自编

课程名称：工程荷载与可靠度设计原理

授课教师：沈健

授课对象：土木工程专业二年级学生

课程介绍：土木工程专业的重要专业课程，通过学习本课程，学生可以掌握土木工程学科中所涉及荷载的基本理论和基本知识，包括荷载产生的主要背景、特点以及荷载计算方法；掌握结构设计的主要概念、结构可靠度原理和现行规范中满足可靠度要求的结构设计方法；具备一般工程结构荷载统计的能力以及正确处理施工及设计中常见问题的能力；培养学生的工程意识、安全意识和实事求是的学风，提高学生自主学习的能力。

课程特色：（1）理论与实践相结合：课程不仅注重理论知识的传授，还强调实践能力的培养。通过作业、课程设计等环节，学生可以将所学知识应用于实际工程中。（2）内容丰富全面：课程内容涵盖了土木工程结构荷载与可靠度设计的各个方面，包括各类荷载的基本概念、确定方法以及结构可靠度分析与设计理论等。（3）注重能力培养：课程旨在培养学生的工程意识、安全意识和实事求是的学风，同时提高学生的自主学习能力和解决问题的能力。

案例背景：

2024年超强台风“摩羯”对建筑物的影响

背景：2024年9月，超强台风“摩羯”在海南文昌市及广东徐闻县沿海地区登陆，以其极高的强度和破坏力对当地造成了严重影响。该台风不仅导致了大量基础设施的损坏，还对建筑物尤其是新能源设施（如渔光互补光伏电站）的抗风性能提出了严峻挑战。

来源：本案例来源于生产建设实践领域，具体为台风“摩羯”对海南渔光互补光伏电站的实际影响及抗风性能分析。相关数据和描述基于实际观测和事后分析报告，具有高度的真实性和代表性。案例参考了多篇公开发表的文章和新闻报道，如《台风“摩羯”对海南渔光互补光伏电站的影响及抗风性能分析》

案例中的问题或挑战：

（1）建筑物结构安全性受损：

在超强台风“摩羯”的袭击下，一些建筑物的结构安全性受到了严重损害。某酒店的外墙被吹得七零八落，进一步证明了台风对建筑物外墙和围护结构的破坏作用。围护系统作为建筑围护系统中的重要组成部分，对风荷载较为敏感。这类破坏不仅会引起建筑自身的功能破坏，还可能伴随严重的次生灾害，如碎片飞溅伤人、破坏周边设施等。

（2）建筑物设计和加固标准的挑战：

台风“摩羯”的袭击暴露了当前一些建筑物在设计和加固标准方面存在的不足。例如，一些建筑物的结构刚度不足，无法有效抵抗台风的强大风力。

案例描述：结合课程教学目标、教学内容、教学方法、教学实施过程、教学创新、思政融入及教学评价等多方面详细描述案例内容。涉及网络资源请提供链接及截图，共享公开案例要注明出处。

要求：案例的选材应来源于生产建设、研究设计、教育教学等实践领域，以行业/企业生产真实案例、典型案例、综合性案例以及原创新案例为主，结合行业热点问题、学科领域内重点问题，或实践中代表性问题，具有典型性、先进性和创新性。

一、案例与课程教学目标

本案例旨在结合《工程荷载与可靠度设计原理》等土木工程相关课程，实现以下教学目标：理解风荷载对结构的作用机理及计算方法、掌握结构在风荷载作用下的响应分析及抗风设计原则、培养学生的工程实践能力和解决实际问题的能力、融入思政教育，培养学生的社会责任感和安全意识。

二、案例与教学内容

本案例涉及的教学内容主要包括：

风荷载的基本概念及计算方法：介绍风荷载的定义、分类及计算方法，包括基本风压、风振系数等参数的确定。

结构在风荷载作用下的响应分析：分析结构在风荷载作用下的动力响应，包括位移、速度、加速度等参数的变化规律。

抗风设计原则及措施：介绍结构抗风设计的基本原则和常用措施，如选择合适的结构形式、加强连接强度、提高材料强度等。

台风“摩羯”对渔光互补光伏电站的影响分析：具体分析台风“摩羯”对海南渔光互补光伏电站的破坏情况，包括支撑结构变形、光伏面板脱落等问题。

抗风性能优化建议：针对渔光互补光伏电站的抗风性能问题，提出优化建议和改进措施。

三、教学方法与实施过程

教学方法：

讲授法：通过课堂讲授，介绍风荷载的基本概念、计算方法及抗风设计原则。

案例分析法：以台风“摩羯”对渔光互补光伏电站的影响为例，进行详细分析，引导学生理解结构在风荷载作用下的响应及抗风设计的重要性。

讨论法：组织学生分组讨论，就如何提高结构的抗风性能提出自己的见解和建议。

实操演练法：利用仿真软件或实验设备，模拟风荷载对结构的作用，让学生亲身体验和分析结构响应。

实施过程：

提前布置预习任务，要求学生了解风荷载的基本概念和计算方法、讲授风荷载及抗风设计的相关理论知识、介绍台风“摩羯”对渔光互补光伏电站的影响案例、引导学生进行分析和讨论、总结本次教学内容，收集学生的反馈意见，以便后续教学的改进。

四、教学创新

结合实际案例：以台风“摩羯”对渔光互补光伏电站的影响为例，将理论知识与实际案例相结合，提高学生的学习兴趣和参与度。

融入思政教育：在分析案例的过程中，引导学生思考如何提高自己的社会责任感和安全意识，培养学生的工程伦理和职业道德。

五、思政融入

在分析台风“摩羯”对渔光互补光伏电站的影响案例时，引导学生思考以下思政问题：

社会责任感：作为未来的工程师，我们应该如何提高自己的社会责任感，为社会的可持续发展贡献自己的力量？

安全意识：在设计和建造结构时，我们应该如何确保结构的安全性，防止因设计或施工不当而导致的安全事故？

工程伦理：在面临工程实践中的道德困境时，我们应该如何坚守工程伦理原则，做出正确的决策？

六、教学评价

本次教学评价采用多元化评价方式，包括课堂表现、小组讨论、实操演练及课后作业等。具体评价标准如下：

课堂表现：评价学生在课堂上的参与度、提问及回答问题的质量。

小组讨论：评价学生在小组讨论中的表现，包括提出见解的合理性、团队协作能力及沟通能力。

实操演练：评价学生在实操演练中的操作熟练度、数据分析能力及解决问题的能力。

课后作业：评价学生对本次教学内容的掌握程度及应用能力。

通过以上教学评价方式，可以全面了解学生的学习情况和教学效果，为后续教学的改进提供依据。

反思与总结：总结案例的启示和经验。

本案例结合了生产建设实践中的真实案例，具有典型性、先进性和创新性。通过详细的教学设计和实施过程，旨在提高学生的理论水平和实践能力，同时培养学生的社会责任感和安全意识。