鋼結構設計基本原理
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鋼結構設計基本原理范文第1篇
中圖分類號：G642.4文獻標志碼：A文章編號：1005-2909（2012）05-0108-03
隨著中國經濟建設的飛速發展和國民生活水平的不斷提高，很多高層及大跨建筑物拔地而起。鋼結構由于輕質高強、建造周期短、施工方便等諸多優點，在工業與民用建筑領域得到普遍應用，多數外形新穎、奇特、大跨、超高的新型建筑都離不開鋼結構。教育部于2010年6月份提出“卓越工程師教育培養計劃”以貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010—2020年）》重大改革項目，旨在培養一批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才。卓越工程師的培養目標之一是強化學生工程能力和創新能力。土木工程專業是首批試點專業之一。課程設計作為土木工程專業學生必修的實踐類課程，在卓越工程師的培養過程中起著不可或缺的作用。李方慧等[1]在鋼結構設計課程教學中引入最新的研究成果和案例，結合現代化的教學手段以提高學生的實踐教學能力和認知能力；賈玉琢等[2]指出當前鋼結構教學在教材內容和教學方法等方面存在的弊病，并從優化整合課程內容、采用靈活的教學方法和先進的教學手段入手，探討并實踐了鋼結構課程實用的教學方法。
目前很多高校在土木工程專業同時開設了鋼結構基本原理、建筑鋼結構設計和鋼結構課程設計課程。這三門課程各有側重點：鋼結構基本原理側重鋼材的基本性能和構件強度、穩定和剛度的計算方法；建筑鋼結構設計課程側重各種常用鋼結構體系的設計原理、受力分析、設計方法、加工制作和防腐蝕處理等內容；鋼結構課程設計則主要訓練學生運用前兩門課程知識，通過對給定命題的鋼結構單體進行設計實踐以鞏固專業知識，為學生以后從事工程設計和提升專業素質做好知識儲備。目前，不同的高校對鋼結構課程設計的要求不同，主要分為輕型門式剛架和鋼屋架兩種形式。
一、課程特點和教學目標
（一）課程特點
針對四年學制的土木工程專業本科學生，一般鋼結構課程設計開設在第七學期，即在學生學習了鋼結構基本原理和建筑鋼結構設計課程后，此時學生已經具備了鋼結構課程設計的必要專業知識。但是，大學四年級的學生有不同于其他年級的特殊性，主要體現在三個方面：首先，第七學期對報考研究生的學生是非常關鍵的時期，因此往年總是有部分學生為復習考研課程而缺課，即使上課也是心不在焉，最終導致他們學習效率不高甚至不知道課程設計的基本要求。其次，大四學生面臨就業問題，很多用人單位為充分考查學生能力要求學生先到單位實習。由于就業市場競爭激烈，很多學生不愿意放棄來之不易的實習機會，因此選擇放棄專業課程的學習到單位實習。這批學生最終也不能較好地完成課程設計任務。第三，近些年來，鋼結構設計軟件發展很快，很多工作均可由計算機代為完成。如中國建筑科學研究院研發的PKPM系列軟件中的STS模塊，上海同磊土木工程技術有限公司研發的3D3S軟件，從10年前完成主要計算到現在可完成主要的施工圖，設計人員僅需要輸入少量設計參數即可完成設計優化、計算分析和施工圖繪制。軟件的不斷發展和進步大量減少了工程師的重復勞動，但是對學生基本技能的培養并無益處。學生由于對設計軟件過分依賴而對設計理論不熟悉，導致最終對計算結果無法準確把握和判斷。
（二）教學目標
專業課程的授課方法通常為教師講、學生聽的模式，課堂上師生互動較少，考核多以卷面成績為主。這種授課方式對課程設計顯然并不合適。作為鋼結構基本原理和建筑鋼結構設計的后續課程，鋼結構課程設計的開設是建立在學生對專業知識有一定了解的基礎上，引導學生自主完成給定命題的鋼結構單體設計過程，要求學生掌握鋼結構設計的一般要求、設計過程和設計方法，通過計算書和施工圖進行考核，以適用、安全、經濟、合理作為設計作品的考核目標。
二、改進方法
（一）分步和互動式教學
鋼結構基本原理和建筑鋼結構設計兩門課程是鋼結構課程設計的先行課，由于不同的教師授課方式和側重點有所不同，學生對知識的掌握程度也不同，在講授鋼結構課程設計要有針對性。學校將課程設計安排在建筑鋼結構設計課程完成之后的下個學期，往年的授課方式主要為三個階段：理論部分講解、計算分析階段和施工圖繪制階段，最終按提交的設計圖紙和計算書質量進行考核。由于教師在理論講解時不了解學生對專業知識的掌握程度，只能按照平時授課方式講解課程設計理論，難以針對課程設計中學生容易出現的錯誤進行有針對性的教學；由于學時的限制，學生在匆忙完成圖紙和計算書后即是學期結束，即使教師發現圖紙和計算書中有很多問題也來不及讓學生修改。
為準確把握學生對相關知識點的掌握程度，筆者通過與學生交流，及時了解他們完成課程設計需要補充的知識點，適時調整教學計劃。如課程設計任務書要求學生完成一無吊車的輕型門式剛架設計，在第一節課上，即有學生指出門式剛架的結構體系和計算方法在建筑鋼結構設計課堂上已經講述，但只是一帶而過。在這種情況下，筆者將課堂內容及時調整，考慮到各種不同的結構體系在結構的內力計算方面并無大的差異，僅將門式剛架與其他結構體系的不同之處重點講述，然后要求學生課后進行計算分析，并在下一節課上隨機抽查2～3名學生在10分鐘內用ppt演示自己的計算過程。通過演示及時發現學生計算過程中普遍存在的問題，并在以后的授課過程中有目地重點解釋。學生為準備演示ppt，會仔細閱讀教材及相關設計材料，獨立地思考、分析、歸納總結，既鍛煉了他們的語言表達能力，又能發現問題，高質量地完成課程設計。
（二）工程實例的引入
隨著近些年來鋼結構建筑物的日益增多，學生對以鋼結構為主體結構的實際工程有一定程度的認識。在教學過程中，除以照片形式展示國內外已建成和正在興建的典型實際工程外，還可將常見結構體系的主要受力構件與校內鋼結構建筑物實體相結合，將書本理論知識與身邊實際工程結合，使學生對課堂所學知識加深理解和鞏固。
此外，雖然學生之前已完成其他專業課的課程設計，但是由于鋼結構施工圖的表達方式和其他結構體系差異很大，無法將鋼結構實體用施工圖完整表達。鑒于此，筆者精選一套嚴格符合現行制圖標準的輕型門式剛架結構施工圖，從字體的選擇、圖面的布置到鋼結構施工圖繪制的要點一一講解，要求學生從結構布置到節點詳圖分步完成，每次課堂均安排2～3名學生演示自己完成的工作，引導其他學生學習并從中發現問題。經過這樣的訓練與引導，學生最終完成的圖紙圖面較往年有很大程度的提高。
（三）正確的設計理念
由于鋼結構表面經防腐蝕處理后美觀大方，很多建筑師選擇將鋼構件暴露在室內。一個優秀的結構設計作品，結構的安全可靠是基本要求，結構的經濟、美觀和便于施工也是結構工程師必須考慮的因素。在往年的鋼結構課程設計中，普遍存在截面過大、板件厚度太厚或太薄、連接處截面不等高或不等寬等問題。從學生的計算書來看，所選截面強度、穩定、剛度等均滿足要求，但是有的截面應力比太小造成材料浪費，有的截面連接處截面不等高、翼緣不等寬造成外形層次不齊，有的所選腹板厚度太薄使焊接質量難以保障，還有學生為減少工作量以等截面H型鋼替代經濟合理的楔形截面。雖然筆者在理論部分的講解中反復強調這些問題，但是學生在最后提交的作業中這些問題仍然會重復出現，這主要是由于在專業課的授課過程中，只重點講解了構件的強度、穩定和剛度等關于安全性的訓練，而忽視了結構設計還應考慮的其他關乎結構整體性的因素。因此，在截面優化、校核的過程幫助學生校核所選截面的適宜性，有利于培養他們正確的設計理念。
為避免學生因截面選擇不當而引起的設計不合理，筆者在這次的教學方法改革中通過部分學生的ppt匯報發現并提煉共性的問題，同時將學生分組，在課堂上討論、相互排查，確保每位學生對常見錯誤有明確的認識。在課堂上師生互動，學生之間的互動，啟發、引導學生帶著問題思考、討論，可充分調動全體學生的積極性、主動性。通過討論，學生基本上掌握了大部分內容，若仍不能解決的疑難問題，再通過重點講解進一步促使學生將知識點與課程設計相結合。
（四）考核
與一般卷面考核不同，課程設計以最終提交的圖紙和計算書為考核依據，圖紙一般要求AutoCAD繪制。為避免學生之間相互抄襲，每年的課程設計均按一人一題設置，但即使這樣，仍很難杜絕抄襲他人圖紙和計算結果的現象發生，作為教師如何區分便成為難題。因此，筆者將學生的課堂表現同時作為考核依據，學生的ppt匯報和課堂的問答均能有效地反應對知識點的掌握程度，結合提交的圖紙和計算書，能較為公平公正地對學生考核。
三、結語
文章從鋼結構課程設計的特點出發，探討了適合鋼結構課程設計的教學方法。實踐證明，根據課程特點調整教學計劃和教學方法、提高師生的互動性、培養正確的設計理念可有效提高教學質量和學生綜合能力。
參考文獻：
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[2] 賈玉琢，李曰冰，龔靖.鋼結構實用性教學的研究與實踐[J].東北電力大學學報，2007，27（5）：34-36.
Teaching methods of steel structure design course
CHEN Junling1， JIAO Yufeng1，2
（1. College of Civil Engineering， Tongji University， Shanghai 200092， P. R. China；
2. Henan University of Science and Technology， Luoyang 471003， Henan Province， P. R. China）
鋼結構設計基本原理范文第2篇
關鍵詞：移動學習;土木工程;鋼結構設計原理;精品教材
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）42-0051-02
一、引言
近年來，隨著無線移動技術的成熟和移動設備的普及，移動學習（Mobile-learning）在教育領域的應用日趨擴大，成為構建學習型社會的重要推動力[1，2]。移動學習是數字化學習的延伸，它是知識經濟社會人們教育需求和職業發展需求的反映，是移動通信技術在教育中的具體應用。同時，移動學習也有力地推動了優質教育資源的共享，促進了教育公平。
《結構設計原理》課程作為土木工程專業的核心專業基礎課，對幫助學生構建基本的結構概念非常重要。近10年來，教學團隊針對該課程進行了一系列的實踐探索，先后承擔并完成多項課程建設與改革項目，該課程已榮獲“江蘇省精品課程”，團隊編著的《結構設計原理》教材獲江蘇省精品教材和重點修訂教材等立項。
本文基于教學團隊在課堂教學及教材修訂過程中的實踐，對《鋼結構設計原理》精品教材的建設進行探討，旨在為移動學習環境下的教材建設提供參考。
二、現狀分析
為了推動高等教育“質量工程”戰略的順利實施，我國先后啟動了“國家精品課程建設”項目和“國家精品開放課程”項目[3]。經過多年的建設，精品課程取得了明顯的建設成效，但也存在著“重申報輕建設”、“重共享輕應用”、“網絡資源教學有效性缺失”等問題[4]。同時調查顯示[5]，精品課程的使用頻率偏低，如圖1所示，有23.9%的學生沒用過精品課程資源，每天使用1次或多次的學生僅占5.8%。由此可見，精品課程資源的利用效率還有很大的挖掘空間。
通過分析不難發現，導致精品課程資源利用效率不高的主要原因之一是實體知識載體與虛擬知識載體間的對接不充分。教材作為主要的實體知識載體，在課程學習和教學過程中發揮著重要的作用。然而以往的做法往往將紙質教材的建設與電子資源的建設獨立進行，特別是教材的編寫難以跳出傳統的思維方式，這樣的教材雖然符合課程中知識的邏輯性，能夠較清晰地反映出學科的知識體系，但卻不利于培養學生的創造性和方便自主學習。另一方面，很多精品課程都開發了大量的電子資源，但對資源的梳理程度不夠，如何從紛繁復雜的信息中篩選得到對自己有用的信息成為困擾學習者的一大問題。因此，移動學習對精品教材的建設提出的新的要求，通過教材作為載體對大量的虛擬資源進行梳理是非常必要的。
三、精品教材建設探討
基于上述之現狀及存在問題，筆者認為《鋼結構設計原理》的教材建設應加強兩個對接，即“對接規范條文，對接工程實際”，將更有利于發揮移動學習的優勢，進而促進移動學習在結構設計類課程中的應用。
1.教材與規范條文的對接。標準規范是廣大工程建設者必須遵守的準則和規定，其數量龐大、體系復雜。對工程類專業而言，專業課程的教學內容必須與本行業的現行設計標準或規范密切相關?！朵摻Y構設計原理》的內容包括鋼結構梁柱基本構件，以及焊縫、螺栓等連接的承載機理和設計理論，主要依據國家標準《鋼結構設計規范》（GB50017）編寫。然而，教材的編寫與規范有顯著的差異：規范應言簡意賅，強調對應用的指導和約束;教材則需思路清晰，厘清設計公式的來龍去脈。由于教材篇幅有限，將規范條文直接加入教材是不現實的，而且會降低教材的可讀性和邏輯性。
為此，可以借助移動設備實現教材知識點與規范的對接。以鋼梁的整體穩定原理和設計為例（圖2），首先將教材知識點進行梳理，將鋼梁的整體穩定問題分為“整體失穩概念”、“臨界彎矩”、“穩定系數”、“設計公式”和“構造措施”等五個部分;然后將《鋼結構設計規范》（GB50017）的對應條文進行整理，并制作成電子文檔;最后將該電子文檔轉存為移動設備可識別的素材（如二維碼），并將移動設備識別碼嵌入紙質教材，學習者通過掃描識別碼即可進行知識點的對接。
2.教材與工程實際的對接。《鋼結構設計原理》課程與工程實際聯系較為緊密，因此在教學過程中的案例講解、工程照片展示必不可少。另外，為了將抽象的概念理解清楚，動態展示也非常必要。然而傳統紙質教材通常只能展示數量有限的二維圖，這就要求學習者有一定的空間想象能力。如果能通過移動設備將部分概念圖以工程照片、動畫演示或視頻材料展示，將很好地改善學習效果。
同樣以鋼梁的整體穩定為例，其教材知識點與工程實際的對接如圖2所示。概念和構造方面以圖片或動態演示為主，設計公式則以工程實際案例進行對接，既有利于概念的理解，又將與基本原理與實際應用加以聯系。
四、結論
在移動學習的背景下，傳統紙質教材的作用不僅不應被忽視，反而應發揮更大的作用。本文以《鋼結構設計原理》為例，探討了基于移動學習的精品教材建設思路，提出教材“對接規范條文，對接工程實際”的構想，為促進移動學習在結構設計類課程中的應用提供參考。
參考文獻：
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Discussion of “Fundamentals of Steel Structure Design” Edition Based on Mobile Learning
CHANG Hong-fei1，2，XIA Jun-wu1，2，TIAN Guo-hua2，JIA Fu-ping1，LI Xian1，ZHANG Ying-ying1
（1.School of Mechanics and Civil Engineering，China University of Mining & Technology，Xuzhou，Jiangsu 221116，China;2.JiangSu Collaborative Innovation Center for Building Energy Saving and Construction Technology，Xuzhou，Jiangsu 221116，China）
鋼結構設計基本原理范文第3篇
針對工程造價專科學生的特點和就業趨向，分析工程結構課程的教學特點，提出在教學中強化結構概念設計、設計公式、工程參數的理解，加強圖表能力訓練。綜合運用
多種媒體提升教學效果，加強理論與實踐相結合，以培養學生基本職業技能。
關鍵詞：工程結構； 課程教學； 工程造價
中圖分類號：G420；TU311 文獻標志碼：A 文章編號：
10052909（2013）04008904
工程結構是工程造價專科專業的一門核心課程，64學時（不含課程設計），也是建筑施工、工程項目管理等課程的先行課程，其內容涵蓋建筑結構設計基本原理、鋼筋混凝土結構、砌體結構、鋼結構、單層工業廠房、道路與橋梁工程結構等內容，知識覆蓋面廣，學習難度較大。
針對工程造價?？茖W生特點及就業趨向，通過分析工程結構課程的教學特點，調整教學內容和教學重點，結合作者工程實踐經驗，提出在教學中強化結構概念設計、設計公式、工程參數的理解，綜合運用實景照片、動畫、視頻、3D模型、計算軟件等多種媒體提升教學效果，加強理論與實踐相結合，培養學生識圖能力，問題分析和處理能力的具體方法。
一、工程結構課程的教學特點
（一）針對專業特色，調整教學重點
武漢科技大學工程造價?？飘厴I生畢業后大部分進入土木工程施工、監理、咨詢等領域，從事施工員、預算員、材料員等崗位工作，從事結構設計工作的學生較少。因此，對工程結構課程的講授必然有別于土木工程或結構工程本科專業，在教學中應增加建筑結構概念設計及應用的教學課時，降低結構構件計算部分的難度，重點培養學生建立結構體系概念，掌握基本原理。
（二）針對學生學習特點，把握課程難度
工程造價專科學生僅修高等數學（少學時），未修線性代數和概率與數理統計，力學也僅修了工程力學（少學時），因此，工程結構設計理論有關概率論的部分學生理解吃力，結構分析困難。在教學中應適當壓縮設計公式理論推導部分的學時，著重講解公式適用的條件及參數含義。
（三）形象教學與案例教學相結合
工程結構課程與生活聯系緊密，大到高層建筑、橋梁、體育場，小到自行車棚、廣告牌，無不蘊含著結構原理。因此，在教學中充分利用多媒體手段，采用啟發式教學和案例教學，消除學生的畏難情緒。
（四）做好課程之間的銜接
在工程結構課程教學中經常需要回顧建筑材料、建筑構造等相關內容，繪制彎矩圖和剪力圖，加強工程力學基本訓練。由于建筑施工課程與建筑結構課程在同一學期開設，通過分析樁的吊裝
受力，將兩門課程有機聯系，讓學生知曉工程結構在設計、施工中的廣泛應用。
二、工程結構課程教學方法
（一）注重結構概念設計
在講解《建筑結構設計基本原理》章節時，以承載能力極限狀態設計表達式γ0S≤R為核心，從概念設計角度引導學生思考增加結構（構件）安全儲備的設計方法：一是增加荷載組合效應設計值S，從荷載組合公式可知，恒載乘以系數1.2，意味著恒載增大20%，活載乘以系數1.4，意味著活載增大40%，對于安全等級為一級的重要建筑物，γ0取1.1意味著整體荷載設計值增大10%；二是減小結構構件抗力設計值R，體現在結構構件承載力設計值均為其標準值除以大于1的材料系數。通過一增一減，保證結構（構件）有足夠的安全儲備。
結構剛度是結構抵抗變形的能力。從結構概念設計的角度看，內力傳遞途徑越直接，結構剛度越大；內力分布越均勻，結構剛度越大；內力越小，結構剛度越大[1]。例如：對于深基坑工程采用鋼管內支撐，若基坑寬度大于20 m，一般考慮在鋼支撐跨中部位增加臨時立柱，通過減小跨度，增大鋼支撐的剛度，防止失穩破壞。
（二）注重理解公式參數的物理含義
鋼筋混凝土結構設計是一門理論結合試驗研究的學科，涉及公式多。在教學中，可以簡化公式的理論推導過程，著重強調對公式的理解，特別是對公式中重要參數物理含義的理解。例如：在鋼筋混凝土單筋矩形梁正截面承載力計算中，首先講清楚梁正截面受彎的三個階段，然后引導學生理解適筋梁承載力計算公式Mu=α1fcbx（h0-x/2）時，參數x的物理含義是梁受壓破壞時受壓區混凝土的高度，其值最大為ξb，進一步啟發學生計算出適筋梁最大配筋率為α1ξbfc/fy。由此，還可以引申以下規律：（1）混凝土強度等級，鋼筋強度等級一定，加大截面的有效高度h0可增大梁的正截面抗彎能力；（2）鋼筋強度等級一定，梁截面一定，其最大抗彎能力為Mu=α1fcbx（h0-x/2），適當采用高等級混凝土對梁正截面抗彎有利；（3）鋼筋盡量布置為單排，在梁截面一定的情況下，不但有利于施工，對增大h0也有利；（4）梁鋼筋、混凝土強度等級一定，截面高度一定，若設計彎矩大于α1fcbξb（h0-ξb/2），則只能采用雙筋截面梁。
（三）注重總結規律
《工程結構》教材[2]中含有大量的表格，教學中要指導學生閱讀表格，并進行縱向橫向比較，總結規律。例如：通過閱讀鋼筋混凝土軸心受壓構件穩定系數值表（表1），可以得到以下結論：圓形截面短柱（長細比l0/d≤7）的穩定系數值φ=1.0，圓形截面長柱（長細比l0/d>7）
隨著長細比的增大，穩定系數φ值逐漸減小。通過閱讀砌體抗壓強度設計值表格（表2），可以得到以下規律：對于同類砌體材料，若材料強度等級一定，砂漿強度等級越高，砌體抗壓強度設計值越大；若砂漿強度等級一定，砌體材料的強度等級越高，砌體的抗壓強度設計值越大。
（四）注重講解工程參數取值的依據
受篇幅限制，《工程結構》教材[2]
各類設計表格僅列出工程參數取值，但較少解釋其取值來源或依據，授課教師要擇其重點進行講解。例如：《砌體結構設計規范》[4] 第3.2.3條規定“對于無筋砌體構件，其截面面積小于0.2 m2時，γa（砌體強度設計值調整系數）為其截面面積加0.8”，其原因是砌體構件面積過小，受各種偶然因素影響（截面缺口，構件碰撞），可能導致砌體強度降低，因此，需對砌體強度設計值乘以γa進行折減。
四、課程教學手段
（一）工程實景照片的應用
工程結構課程實踐性強，盡管教材中給出了結構（構件）的布置圖、示意圖，但學生理解仍然困難，尤其單層工業廠房，構件種類多，連接形式復雜，是學習的難點之一。授課教師借助工程實景圖片展示構件及其連接形式，起到了較好的教學效果。圖1為輕鋼廠房中門式鋼架與檁條連接的實景圖。
（二）動畫及視頻的應用
動畫及視頻能較好地體現結構構件在荷載作用下的破壞過程。通過觀看混凝土偏心受壓長柱破壞試驗，能較好地理解整個破壞過程和破壞特征。采用動畫演示先張法、后張法施工工藝過程，能使學生對預應力混凝土結構的設計目的、受力特點形成完整認識。
（三）結構模型的應用
由于工程造價專業二年級學生尚未接觸實際工程，尤其對鋼結構工業廠房建筑結構的細部節點構造理解困難。在教學中借助3DMax計算機軟件良好的建模功能，展示鋼結構細部構造及其連接。圖2為鋼結構主梁與次梁連接的3D模型。
（四）結構計算軟件的應用
為彌補學生在結構計算能力方面存在的不足，在課堂教學中引入“理正結構工具箱”軟件，幫助培養學生相關技能，結構計算軟件典型界面如圖3。通過軟件驗算教材中的柱、梁、板、墻、樓梯、基礎構件及砌體結構計算例題，讓學生知曉計算過程，讀懂計算書，學會根據所學的結構知識對其計算結果進行判斷。
五、實踐教學
工程結構是一門實踐性很強的課程，在教學中要特別重視實踐，培養學生的基本職業技能，創造機會讓學生多接觸實體工程，將理論知識與工程實踐相結合。
（一）培養學生的施工圖識圖能力
識圖是工程造價專業畢業生必備的一項基本職業技能。在先導課程建筑制圖中，學生已掌握了一些建筑施工圖、結構施工圖的基礎知識，但還未達到實踐應用水平。在教學中重點講解完整的鋼筋混凝土結構、鋼結構施工圖，并專門講解平法制圖規則和識圖方法，通過課堂講授和課下作業，讓學生熟練掌握結構施工圖的識讀方法。
（二）培養學生對問題的分析能力
在學習了梁構件的受力特點后，以武漢天河機場T2航站樓玻璃幕墻支承結構（如圖4）為例，考察學生對問題的分析能力，討論玻璃幕墻上的力的傳遞路徑、支承結構的受力特點、支承結構的截面設計。最后授課教師給出點評：大面積的點式玻璃幕墻采用一系列平面桁架梁支承，這些平面桁架梁的工作性能類似于豎向簡支梁，風荷載引起的彎矩在跨中最大，端部最小，桁架梁的截面呈拋物線，與彎矩圖匹配，因此，平面桁架梁設計合理，輕巧美觀。
（三）利用地域優勢開展工程實踐
武漢科技大學校位于武漢市青山區，距武漢火車站、武漢天興洲長江大橋、武漢鋼鐵集團公司較近。在工程結構實踐教學中，教師特別注意發揮地域優勢，引導學生進行工程實踐。例如：布置課后作業考察武漢火車站的屋蓋結構，繪制簡圖并分析其設計特點。通過實踐，學生能較好地掌握拱結構、網殼結構的受力特點及應用特性。在學習了橋梁基本組成和分類知識后，要求學生實地考察武漢天興洲長江大橋，直觀了解斜拉橋的結構體系和受力特點。
六、結 語
筆者論述了工程結構課程的理論和實踐教學方法，提出了以培養工程造價專業學生基本職業技能和分析處理問題能力為目標，建立結構體系，強化結構分析的基本概念和方法的理解，綜合運用多媒體提升教學效果的教學方法，以加強學生運用理論指導工程實踐的能力。
參考文獻：
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Research on teaching methods of engineering structure course for junior college students of engineering cost management
YU Hongliang
（School of Management， Wuhan University of Science and Technology， Wuhan 430081， P.R. China）
Abstract：
鋼結構設計基本原理范文第4篇
關鍵詞：鋼結構施工；教學改革
中圖分類號：G712 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2015）19-019-01
《鋼結構施工》課程是土建類專業的重要專業拓展課程，學習該課程要求學生掌握鋼結構設計與施工基本概念、基本理論，培養建筑行業從業者必備的識圖能力和編寫施工方案的基本能力，并能解決工程中的實際問題。該課程的改革應該貫徹以下教學理念。
1、在課程建設方面體現高職高專教育“夠用為度、適用為本”的原則。高職高專土建類專業學生畢業后主要從事建筑施工現場管理工作，“會看圖、懂施工”是其主要職業能力要求，因此，本課程摒棄“高、大、全”的傳統鋼結構施工課程體系，大量刪減鋼結構設計理論部分內容，選擇目前建筑市場上最常見的輕型門式剛架結構形式作為重點，力爭將這種鋼結構形式的有關構造知識、識圖方法、施工流程講懂、講透。
2、在課程改革方面貫徹“能力本位”的高職教育理念，采用項目-任務的結構重整教學內容，編寫相應的實訓練習題，將專業能力培養與綜合職業素質培養的目標同時融入到教學內容和教學設計中。
一、課程教學應該突出以下特色和創新點。
1、注重教學改革，突出高職高專教育的特色。2014年《國務院關于加快發展現代職業教育的決定》中提到高職教育應“以促進就業為導向，適應技術進步和生產方式變革以及社會公共服務的需要”培養“高素質勞動者和技術技能人才”。根據這一指導思想，將鋼結構學科知識、鋼結構設計與計算、鋼結構施工等不同方面的知識，采用介紹基本原理、基本知識后，將各類鋼結構設計和施工規范規范作為應用的技術路線，整合了課程內容，構建了土建類專業”鋼結構施工”課程的知識體系，滿足了高職高專土建類專業設置的新要求。
2、注重教學內容的科學性和先進性
一方面，本課程屬土木工程專業必修的專業拓展課，是一門實踐性很強的專業課。該課程要求既要注重對學科基本理論和設計方法的掌握，強化本學科基礎理論知識，又要注重對構造要求、識圖方法、施工技術等應用層面問題的理解與應用。另一方面，本課程全面采用國家標準《鋼結構結構設計規范》（GB50017-2003）、《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB 50205-2001）、《鋼結構高強度螺栓連接技術規程》（JGJ 82-2011）、《鋼結構焊接規范》（GB 50661-2011）教學。同時，國際上建筑行業規范正由模式規范向性能規范轉變，性能規范是建筑技術法規層面的一場深刻革命。本課程已有教學資源中充分考慮這場革命的影響，將以上思想滲透其中。
3、.多種教學方法相結合，構筑立體化教材。教材是為適應高職教育發展新形勢、新變化的教學需要而編寫的。在講述基本理論、基本概念的同時，介紹鋼結構的制作與安裝知識，突出常見鋼結構施工圖的識讀，著重培養學生鋼結構的施工能力。在此基礎上研發了系列多媒體課件，課件針對性強、界面友好、知識覆蓋面廣范。此外還編寫了課程標準、實訓任務指導書、試卷庫等相關材料。
二、將來計劃建設的資源特色：
1、充分利用多媒體技術，將復雜的鋼結構連接與構件構造圖像化，具體化，突破傳統鋼結構施工課程紙上談兵的教學困境。
2、借鑒先進教學理念，進行科學的教學設計，將相關知識點碎片化處理，以便于學生更好的吸收和理解。
3、體現課程體系的完整性。繼續完善本課程相關資源，力爭通過對本資源的學習，學生可全面掌握鋼結構設計與施工的基本理論、基本概念，并初步形成識讀鋼結構施工圖紙的能力和編制鋼結構施工方案的能力。
三、校外實習基地的建設與利用
校外實習基地建設是專業建設、課程建設的基本內容，加強校外實習基地建設是增強學生實踐能力、創新能力的重要手段。通過校外實習基地的學習和鍛煉，使學生養成良好的思想政治覺悟和基本職業素養，加深了對社會的了解，提高了學生勞動技術素質，增強了為經濟和社會發展服務的意識，了解了社會化大生產的生產協作過程，從而增強了協作共事理念。
校外實習基地類型有：
1、學、研、產相結合的綜合性教學實習基地；
2、專業教學需要的專項教學實習基地；
3、課程教學需要的教學實習基地；
4、多專業教學需要的教學實習基地；
5、其它短期、分散的實習單位。
四、教學內容的針對性與適用性
1、通過鋼結構施工的學習使學生具有正確識讀鋼結構施工圖紙的能力；具有根據鋼結構施工圖紙制定相應施工方案的初步能力；具有根據鋼結構施工圖紙進行用工用料估算的能力。
2、土建類專業的培養目標是培養學生具有較強的施工管理能力，具有施工技術應用能力以及一定的工程監理能力和結構計算能力；通過本課程的學習，學生可以了解鋼結構的材料、連接、構件以及施工流程等相關知識，掌握鋼結構施工方案的編制方法，學會識讀鋼結構施工圖紙，為后繼預算類課程提供服務，通過課堂理論教學和綜合實踐訓練環節的有機結合，實現工學結合的目的；通過分組合作學習、實訓專周教學環節，使學生鞏固所學的專業知識，提高動手能力，掌握鋼結構施工方案編制方法、掌握鋼結構施工圖紙的適度方法。
參考文獻：
[1] 姚群秀.對高校創新型人才培養模式的思考[J].中國大學教學，2007（8）：48-49.
[2] 賀修炎.高職院校高技能人才培養模式的構建[J].高等工程教育研究，2009（3）：121-126
鋼結構設計基本原理范文第5篇
關鍵詞：鋼結構；三維視圖；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）02-0161-02
課堂教學是鋼結構教學中的一個重要環節，而傳統課堂教學主要依靠教師粉筆板書授課，學生帶著書本和筆記錄教師所授重點；基于鋼結構知識點的抽象性，需要學生心中對所涉及內容的空間三維實體圖形有比較清晰的概念才行，然而很多情況下教師根本無法用語言將某些實物講清楚，學生聽了半天也不知道教師在講什么，勢必會降低課堂效率和教學質量。
一、鋼結構課堂教學學時數偏少的現狀
我校土木工程專業本科人才培養方案中《鋼結構》作為工民建和道路橋梁與渡河工程方向的專業必修課放在第四學期開課，48學時，其中實踐4學時，配有一個鋼結構課程設計。調查其他土建類高校開課情況可知，鋼結構課程的總學時也就在50～60學時之間，這樣的學時數對于鋼結構課程來說遠遠達不到良好的教學效果。O英偉、劉凌云等認為，目前鋼結構課程的開課情況與鋼結構的發展趨勢相背離，呼吁適當增加鋼結構的學時至90以上[1-2]。但是筆者認為，在人才培養方案總學時固定的情況下（大多高校在170～220學分），以16學時為1學分計算為2720～3520學時。稍微分析一下人才培養方案就會發現，公共必修課中《思想品德修養與法律基礎》（48學時）、《中國近現代史綱要》（32學時）、《基本原理》（48學時）、《思想與中國特色社會主義理論體系概論》（96學時）、《形勢與政策》（128學時）、《安全教育》（24學時）、《國防教育》（16學時）、《就業指導》（38學時）等課程均是教育部及教育主管部門定下的，也就是不能動的；再考慮大學英語和體育課程等所占用的學時、學分數后，用于專業教學的課程學時數已經少得可憐了；而且現在提倡應用型人才的培養，要求增加實踐學時的比重，這樣一來要求增加鋼結構教學時數的建議自然也就很難實現了。
二、鋼結構課程的重要性和教學內容
鋼結構人才培養嚴重滯后，專業技術人員缺乏，這已成為目前影響整個鋼結構行業健康快速發展的“瓶頸”。[1]筆者2015年8月7日在廣西人才網內搜索“鋼結構職位”，見表1，可知僅廣西地區對鋼結構人才的需求還是很大的。
我校鋼結構教材選用武漢理工大學出版社戴國欣主編《鋼結構》，該書分為上下篇。上篇“鋼結構原理”為土木工程專業的技術基礎課，內容包括緒論（特點、概率極限狀態設計方法等）、鋼結構材料特性、鋼結構的連接、鋼結構基本構件（軸心拉桿和壓桿、受彎構件、拉彎和壓彎構件）的工作原理和設計方法；下篇“建筑鋼結構設計”為本專業建筑工程方向的專業必修課，也可作為其他專門化方向的選修課，內容包括單層廠房結構、鋼結構抗震和抗火設計要點。[3]其中大多高校僅講解《鋼結構原理》部分，至于下篇《建筑鋼結構設計》開設的高校寥寥無幾。暫且不論開設內容的多少，我們且看在有限的學時內如何有效講好、講透這些內容，讓學生能夠入門，為其后續自學和研究鋼結構打下良好的基礎。
三、基于三維視圖的鋼結構課堂教學
“鋼結構的連接”部分在《鋼結構》課程中占有相當的比重，在實際教學工程中，不論是焊縫連接還是螺栓連接真正涉及到的理論并不多，也不難，但是學生往往反映聽不懂，看不懂，更多不能識圖。以《多、高層民用建筑鋼結構節點構造詳圖》（01SG519）一節點為例，第54至56頁相關內容，圖1。[4]
當學生一看到圖1（a）時，估計大腦會一片空白，他們不知道這張圖傳遞的是什么信息，不知道哪個是梁，哪個是柱子，不知道焊縫符號是什么意思，也不清楚螺栓如何連接，更別提各自的受力計算了。現有教材中，也沒有給學生形成空間認識的任何內容。如果此時我們附上圖1（b）的三維圖形，相信學生自會對照來理解；然后結合圖1（c）進行解釋，如表示現場安裝焊縫等， 箭頭線下的小矩形表示墊板，箭頭線上的v表示v型坡口對接焊縫。[5]
在講到鋼結構基本構件（軸心拉桿和壓桿、受彎構件、拉彎和壓彎構件）的工作原理和設計方法時，筆者認為首要的還是先給學生一個空間的整體認識，讓學生知道整體結構，然后再進入到構件的細部，設計和計算過程。這樣學生才能讀得進去，也能讀得出來，避免只見樹木不見森林的弊端。此時，建議教師給學生展示柱子兩個方向均有梁連接的三維視圖，圖2。
接著給學生解釋的時候可以設疑，比如有兩根實際長度都是6m的柱子，其中一根柱在x軸和y軸有梁連接，而另一根卻沒有任何連接時，他們的計算長度會相等嗎？等于實際長度6m嗎？學生這時自然會發現其中的不一樣。接著教師可以接著提問，如果連接梁的剛度不一樣，剛鉸接不一樣，計算長度是不是也跟著改變呢？最終教師可以告訴學生，“單層或多層框架等截面柱，在框架平面內的計算長度應等于該層柱的高度乘以計算長度系數μ”[6]。
四、結論
在鋼結構的教學中，關鍵是教會學生如何識讀鋼結構施工圖和具備一定的制圖能力，而培養學生建筑結構的空間三維觀和整體概念的把握就顯得尤為重要了。筆者以為，在講解鋼結構計算理論之前，先通過相應三維視圖的展示讓學生了解鋼結構的空間連接和細部構造必將起到事半功倍的效果，對培養真正意義上的應用性人才也是大有益處。
參考文獻：
[1]O英偉.新形勢下鋼結構行業人才培養研究[J].教育與職業，2011，（24）：135-137.
[2]劉凌云.鋼結構課程教學改革初探[J].教育與職業，2007，（29）：190-191.
[3]戴國欣.鋼結構[M].武漢：武漢理工大學出版社，2012.
[4]中國建筑標準設計研究院.多、高層民用建筑鋼結構節點構造詳圖[S].北京：中國計劃出版社，2009.
