钢结构课程教学改进探析

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1、钢结构课程教学改进探析【摘要】钢结构课程教学体系形成比较早，部分教学内容和教学方法与实际工程应用现状存在差距，对部分钢结构原理教学和钢结构设计学习内容、学习方法进行了相应的调整，得到了较好的效果。【关键词】钢结构教学内容教学方法应用现状【中图分类号】TU3【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2012)10-0002-02钢结构课程是土木工程学科领域仅次于混凝土结构的重要的核心课程，是高等学校土木工程专业重要的一门专业技术课［1］。目前，在建筑结构体系当中钢结构所占有的比重越来越大，特别是在高层、超高层建筑以及大跨空间结构建筑中。钢结构学

2、科因此而处于不断的发展与更新之中，钢结构的应用领域从传统的工业建筑向民用建筑拓展，同时各种新型的钢结构体系在不断地涌现，例如大跨空间结构(悬索结构、索膜结构、张拉结构等)、轻钢结构等［2］。钢结构课程教学体系形成比较早，目前的钢结构教学体系与实际工程中的应用现状存在差距。1.钢结构教学内容与实际应用现状1.1钢结构教学内容钢结构教学内容分两大部分：钢结构原理和钢结构设计，其中钢结构原理教学量占的比重大，约75%左右，剩余的25%左右教学量为钢结构设计部分。钢结构原理主要内容为：钢结构材料、钢结构连接、受弯构件、轴心受压构件、压弯和拉弯构件等，就是钢

3、结构基本组成构件连接和单个杆件计算原理。钢结构设计主要内容为：单层厂房屋盖设计，轻钢结构门式刚架设计、轻钢结构网架设计初步原理等。教学过程中根据教学进程和计划安排，实践性环节教学（课程设计）安排在单层厂房屋盖设计结束后（教学计划第10-12周）两周课余时间。其设计内容大部分为三角形或者梯形角钢屋架以及由H型钢主、次梁组成的钢平台设计，通过理论计算后绘制设计图纸。1.2钢结构实际应用现状现在钢结构的应用情况发生了非常大的变化。伴随着钢产量高速增长，钢结构在土木建筑领域的应用日益广泛，例如钢结构的厂房、大跨度桥梁、多层及高层、超高层钢结构建筑、电视塔等

4、高耸结构，以及体育馆、影剧院、会展中心等大型公共建筑等［2］。同时钢结构分析理论和应用技术的不断发展，轻钢门式刚架结构替代了原有单层厂房排架结构，并且出现了钢-混凝土组合结构、悬索结构、空间桁架结构、索网结构、膜结构等多种新型钢结构体系。钢结构课程的教学计划形成较早，这些变化和新的结构体系和分析理论，在目前的钢结构教学计划中还没有认真体现。1.钢结构教学体系存在的问题1.1钢结构教学计划钢结构课程教学目的是为社会培养钢结构工程领域应用型高级专业人才，必须密切注视社会需求和相应学科社会发展现状，及时调整和改进教学计划。现有的钢结构教学计划实施比较早，

5、与目前的工程应用现状存在差距，但是钢-混凝土组合结构、悬索结构、空间桁架结构、索网结构、膜结构等多种新型钢结构体系，其分析理论大部分涉及到非线性分析和有限元分析，讲课学时、学生理解能力等方面存在实际问题。适当调整和改进教学划是很有必要的，关键问题在于在现有的培养方案和教学大纲基础上，提出切实可行的符合实际教学状况的具体改进方法。2.2钢结构原理学习过程钢结构原理学习过程中，发现和反映问题最多的章节为第二章钢结构的连接。本章节的核心内容是，钢结构构件连接部位的焊缝连接和螺栓连接设计计算原理，焊缝连接主要内容为，钢板之间的相互连接和角钢和钢板之间的焊缝

6、连接为主，没有目前实际工程中应用广泛的空间管结构体系的焊缝连接内容，螺栓连接的主要内容为，钢板之间的螺栓连接和钢结构梁与柱的螺栓连接为主，没有实际工程中已经普遍应用的管结构及素网结构的栓钉连接节点内容。2.3钢结构设计学习过程钢结构设计学习过程中，设计计算过程和设计图纸绘制过程最详细的结构体系为，桁架式角钢屋架设计，所占有的学时为约4学时左右，但这一结构体系涉及知识点较少，仅为轴心受力构件和轴心力作用下的角焊缝计算，构件类型少，接点单一，重复计算量大，有一定的局限性［3］。目前,钢结构实际工程中应用最广泛的结构体系为，轻钢结构门式刚架和钢框架结构体

7、系，其次为空间网架结构和空间桁架结构。钢结构课程设计过程中，在节点设计上存在不少问题，单靠教科书上的理论知识和设计实例，很难全面掌握正确的设计知识。特别是在支座节点和杆件相交处的节点设计过程中，同学们缺乏钢结构制作、安装基础知识，对节点的立体构成缺乏概念，参考设计实例照旧绘制，说不出基本原理，考虑不到实际制作、安装过程中将要遇到的问题。并且在钢结构原理学习过程中，所掌握和接触到的节点连接方式非常有限，选用的范围存在局限性。1.完善和提高方法1.1钢结构教学计划钢结构教学计划中，教学总学时是敏感的问题，如何利用有限的教学时间让学生有效地掌握大纲要求的

8、内容，是教师需要解决的一大难题［4］。必须在不增加学识、不违背教学大纲的前提下，对教学内容和教学方法进行适当的调整和改进。