钢结构设计基本原理
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇钢结构设计基本原理范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
钢结构设计基本原理范文第1篇
中图分类号：G642.4文献标志码：A文章编号：1005-2909（2012）05-0108-03
随着中国经济建设的飞速发展和国民生活水平的不断提高，很多高层及大跨建筑物拔地而起。钢结构由于轻质高强、建造周期短、施工方便等诸多优点，在工业与民用建筑领域得到普遍应用，多数外形新颖、奇特、大跨、超高的新型建筑都离不开钢结构。教育部于2010年6月份提出“卓越工程师教育培养计划”以贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》重大改革项目，旨在培养一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才。卓越工程师的培养目标之一是强化学生工程能力和创新能力。土木工程专业是首批试点专业之一。课程设计作为土木工程专业学生必修的实践类课程，在卓越工程师的培养过程中起着不可或缺的作用。李方慧等[1]在钢结构设计课程教学中引入最新的研究成果和案例，结合现代化的教学手段以提高学生的实践教学能力和认知能力；贾玉琢等[2]指出当前钢结构教学在教材内容和教学方法等方面存在的弊病，并从优化整合课程内容、采用灵活的教学方法和先进的教学手段入手，探讨并实践了钢结构课程实用的教学方法。
目前很多高校在土木工程专业同时开设了钢结构基本原理、建筑钢结构设计和钢结构课程设计课程。这三门课程各有侧重点：钢结构基本原理侧重钢材的基本性能和构件强度、稳定和刚度的计算方法；建筑钢结构设计课程侧重各种常用钢结构体系的设计原理、受力分析、设计方法、加工制作和防腐蚀处理等内容；钢结构课程设计则主要训练学生运用前两门课程知识，通过对给定命题的钢结构单体进行设计实践以巩固专业知识，为学生以后从事工程设计和提升专业素质做好知识储备。目前，不同的高校对钢结构课程设计的要求不同，主要分为轻型门式刚架和钢屋架两种形式。
一、课程特点和教学目标
（一）课程特点
针对四年学制的土木工程专业本科学生，一般钢结构课程设计开设在第七学期，即在学生学习了钢结构基本原理和建筑钢结构设计课程后，此时学生已经具备了钢结构课程设计的必要专业知识。但是，大学四年级的学生有不同于其他年级的特殊性，主要体现在三个方面：首先，第七学期对报考研究生的学生是非常关键的时期，因此往年总是有部分学生为复习考研课程而缺课，即使上课也是心不在焉，最终导致他们学习效率不高甚至不知道课程设计的基本要求。其次，大四学生面临就业问题，很多用人单位为充分考查学生能力要求学生先到单位实习。由于就业市场竞争激烈，很多学生不愿意放弃来之不易的实习机会，因此选择放弃专业课程的学习到单位实习。这批学生最终也不能较好地完成课程设计任务。第三，近些年来，钢结构设计软件发展很快，很多工作均可由计算机代为完成。如中国建筑科学研究院研发的PKPM系列软件中的STS模块，上海同磊土木工程技术有限公司研发的3D3S软件，从10年前完成主要计算到现在可完成主要的施工图，设计人员仅需要输入少量设计参数即可完成设计优化、计算分析和施工图绘制。软件的不断发展和进步大量减少了工程师的重复劳动，但是对学生基本技能的培养并无益处。学生由于对设计软件过分依赖而对设计理论不熟悉，导致最终对计算结果无法准确把握和判断。
（二）教学目标
专业课程的授课方法通常为教师讲、学生听的模式，课堂上师生互动较少，考核多以卷面成绩为主。这种授课方式对课程设计显然并不合适。作为钢结构基本原理和建筑钢结构设计的后续课程，钢结构课程设计的开设是建立在学生对专业知识有一定了解的基础上，引导学生自主完成给定命题的钢结构单体设计过程，要求学生掌握钢结构设计的一般要求、设计过程和设计方法，通过计算书和施工图进行考核，以适用、安全、经济、合理作为设计作品的考核目标。
二、改进方法
（一）分步和互动式教学
钢结构基本原理和建筑钢结构设计两门课程是钢结构课程设计的先行课，由于不同的教师授课方式和侧重点有所不同，学生对知识的掌握程度也不同，在讲授钢结构课程设计要有针对性。学校将课程设计安排在建筑钢结构设计课程完成之后的下个学期，往年的授课方式主要为三个阶段：理论部分讲解、计算分析阶段和施工图绘制阶段，最终按提交的设计图纸和计算书质量进行考核。由于教师在理论讲解时不了解学生对专业知识的掌握程度，只能按照平时授课方式讲解课程设计理论，难以针对课程设计中学生容易出现的错误进行有针对性的教学；由于学时的限制，学生在匆忙完成图纸和计算书后即是学期结束，即使教师发现图纸和计算书中有很多问题也来不及让学生修改。
为准确把握学生对相关知识点的掌握程度，笔者通过与学生交流，及时了解他们完成课程设计需要补充的知识点，适时调整教学计划。如课程设计任务书要求学生完成一无吊车的轻型门式刚架设计，在第一节课上，即有学生指出门式刚架的结构体系和计算方法在建筑钢结构设计课堂上已经讲述，但只是一带而过。在这种情况下，笔者将课堂内容及时调整，考虑到各种不同的结构体系在结构的内力计算方面并无大的差异，仅将门式刚架与其他结构体系的不同之处重点讲述，然后要求学生课后进行计算分析，并在下一节课上随机抽查2～3名学生在10分钟内用ppt演示自己的计算过程。通过演示及时发现学生计算过程中普遍存在的问题，并在以后的授课过程中有目地重点解释。学生为准备演示ppt，会仔细阅读教材及相关设计材料，独立地思考、分析、归纳总结，既锻炼了他们的语言表达能力，又能发现问题，高质量地完成课程设计。
（二）工程实例的引入
随着近些年来钢结构建筑物的日益增多，学生对以钢结构为主体结构的实际工程有一定程度的认识。在教学过程中，除以照片形式展示国内外已建成和正在兴建的典型实际工程外，还可将常见结构体系的主要受力构件与校内钢结构建筑物实体相结合，将书本理论知识与身边实际工程结合，使学生对课堂所学知识加深理解和巩固。
此外，虽然学生之前已完成其他专业课的课程设计，但是由于钢结构施工图的表达方式和其他结构体系差异很大，无法将钢结构实体用施工图完整表达。鉴于此，笔者精选一套严格符合现行制图标准的轻型门式刚架结构施工图，从字体的选择、图面的布置到钢结构施工图绘制的要点一一讲解，要求学生从结构布置到节点详图分步完成，每次课堂均安排2～3名学生演示自己完成的工作，引导其他学生学习并从中发现问题。经过这样的训练与引导，学生最终完成的图纸图面较往年有很大程度的提高。
（三）正确的设计理念
由于钢结构表面经防腐蚀处理后美观大方，很多建筑师选择将钢构件暴露在室内。一个优秀的结构设计作品，结构的安全可靠是基本要求，结构的经济、美观和便于施工也是结构工程师必须考虑的因素。在往年的钢结构课程设计中，普遍存在截面过大、板件厚度太厚或太薄、连接处截面不等高或不等宽等问题。从学生的计算书来看，所选截面强度、稳定、刚度等均满足要求，但是有的截面应力比太小造成材料浪费，有的截面连接处截面不等高、翼缘不等宽造成外形层次不齐，有的所选腹板厚度太薄使焊接质量难以保障，还有学生为减少工作量以等截面H型钢替代经济合理的楔形截面。虽然笔者在理论部分的讲解中反复强调这些问题，但是学生在最后提交的作业中这些问题仍然会重复出现，这主要是由于在专业课的授课过程中，只重点讲解了构件的强度、稳定和刚度等关于安全性的训练，而忽视了结构设计还应考虑的其他关乎结构整体性的因素。因此，在截面优化、校核的过程帮助学生校核所选截面的适宜性，有利于培养他们正确的设计理念。
为避免学生因截面选择不当而引起的设计不合理，笔者在这次的教学方法改革中通过部分学生的ppt汇报发现并提炼共性的问题，同时将学生分组，在课堂上讨论、相互排查，确保每位学生对常见错误有明确的认识。在课堂上师生互动，学生之间的互动，启发、引导学生带着问题思考、讨论，可充分调动全体学生的积极性、主动性。通过讨论，学生基本上掌握了大部分内容，若仍不能解决的疑难问题，再通过重点讲解进一步促使学生将知识点与课程设计相结合。
（四）考核
与一般卷面考核不同，课程设计以最终提交的图纸和计算书为考核依据，图纸一般要求AutoCAD绘制。为避免学生之间相互抄袭，每年的课程设计均按一人一题设置，但即使这样，仍很难杜绝抄袭他人图纸和计算结果的现象发生，作为教师如何区分便成为难题。因此，笔者将学生的课堂表现同时作为考核依据，学生的ppt汇报和课堂的问答均能有效地反应对知识点的掌握程度，结合提交的图纸和计算书，能较为公平公正地对学生考核。
三、结语
文章从钢结构课程设计的特点出发，探讨了适合钢结构课程设计的教学方法。实践证明，根据课程特点调整教学计划和教学方法、提高师生的互动性、培养正确的设计理念可有效提高教学质量和学生综合能力。
参考文献：
[1] 李方慧，田春竹.钢结构设计课程实践教学方法探讨[J].高等建筑教育，2011，20（1）：135-137.
[2] 贾玉琢，李曰冰，龚靖.钢结构实用性教学的研究与实践[J].东北电力大学学报，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）
钢结构设计基本原理范文第2篇
关键词：移动学习;土木工程;钢结构设计原理;精品教材
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）42-0051-02
一、引言
近年来，随着无线移动技术的成熟和移动设备的普及，移动学习（Mobile-learning）在教育领域的应用日趋扩大，成为构建学习型社会的重要推动力[1，2]。移动学习是数字化学习的延伸，它是知识经济社会人们教育需求和职业发展需求的反映，是移动通信技术在教育中的具体应用。同时，移动学习也有力地推动了优质教育资源的共享，促进了教育公平。
《结构设计原理》课程作为土木工程专业的核心专业基础课，对帮助学生构建基本的结构概念非常重要。近10年来，教学团队针对该课程进行了一系列的实践探索，先后承担并完成多项课程建设与改革项目，该课程已荣获“江苏省精品课程”，团队编著的《结构设计原理》教材获江苏省精品教材和重点修订教材等立项。
本文基于教学团队在课堂教学及教材修订过程中的实践，对《钢结构设计原理》精品教材的建设进行探讨，旨在为移动学习环境下的教材建设提供参考。
二、现状分析
为了推动高等教育“质量工程”战略的顺利实施，我国先后启动了“国家精品课程建设”项目和“国家精品开放课程”项目[3]。经过多年的建设，精品课程取得了明显的建设成效，但也存在着“重申报轻建设”、“重共享轻应用”、“网络资源教学有效性缺失”等问题[4]。同时调查显示[5]，精品课程的使用频率偏低，如图1所示，有23.9%的学生没用过精品课程资源，每天使用1次或多次的学生仅占5.8%。由此可见，精品课程资源的利用效率还有很大的挖掘空间。
通过分析不难发现，导致精品课程资源利用效率不高的主要原因之一是实体知识载体与虚拟知识载体间的对接不充分。教材作为主要的实体知识载体，在课程学习和教学过程中发挥着重要的作用。然而以往的做法往往将纸质教材的建设与电子资源的建设独立进行，特别是教材的编写难以跳出传统的思维方式，这样的教材虽然符合课程中知识的逻辑性，能够较清晰地反映出学科的知识体系，但却不利于培养学生的创造性和方便自主学习。另一方面，很多精品课程都开发了大量的电子资源，但对资源的梳理程度不够，如何从纷繁复杂的信息中筛选得到对自己有用的信息成为困扰学习者的一大问题。因此，移动学习对精品教材的建设提出的新的要求，通过教材作为载体对大量的虚拟资源进行梳理是非常必要的。
三、精品教材建设探讨
基于上述之现状及存在问题，笔者认为《钢结构设计原理》的教材建设应加强两个对接，即“对接规范条文，对接工程实际”，将更有利于发挥移动学习的优势，进而促进移动学习在结构设计类课程中的应用。
1.教材与规范条文的对接。标准规范是广大工程建设者必须遵守的准则和规定，其数量庞大、体系复杂。对工程类专业而言，专业课程的教学内容必须与本行业的现行设计标准或规范密切相关。《钢结构设计原理》的内容包括钢结构梁柱基本构件，以及焊缝、螺栓等连接的承载机理和设计理论，主要依据国家标准《钢结构设计规范》（GB50017）编写。然而，教材的编写与规范有显著的差异：规范应言简意赅，强调对应用的指导和约束;教材则需思路清晰，厘清设计公式的来龙去脉。由于教材篇幅有限，将规范条文直接加入教材是不现实的，而且会降低教材的可读性和逻辑性。
为此，可以借助移动设备实现教材知识点与规范的对接。以钢梁的整体稳定原理和设计为例（图2），首先将教材知识点进行梳理，将钢梁的整体稳定问题分为“整体失稳概念”、“临界弯矩”、“稳定系数”、“设计公式”和“构造措施”等五个部分;然后将《钢结构设计规范》（GB50017）的对应条文进行整理，并制作成电子文档;最后将该电子文档转存为移动设备可识别的素材（如二维码），并将移动设备识别码嵌入纸质教材，学习者通过扫描识别码即可进行知识点的对接。
2.教材与工程实际的对接。《钢结构设计原理》课程与工程实际联系较为紧密，因此在教学过程中的案例讲解、工程照片展示必不可少。另外，为了将抽象的概念理解清楚，动态展示也非常必要。然而传统纸质教材通常只能展示数量有限的二维图，这就要求学习者有一定的空间想象能力。如果能通过移动设备将部分概念图以工程照片、动画演示或视频材料展示，将很好地改善学习效果。
同样以钢梁的整体稳定为例，其教材知识点与工程实际的对接如图2所示。概念和构造方面以图片或动态演示为主，设计公式则以工程实际案例进行对接，既有利于概念的理解，又将与基本原理与实际应用加以联系。
四、结论
在移动学习的背景下，传统纸质教材的作用不仅不应被忽视，反而应发挥更大的作用。本文以《钢结构设计原理》为例，探讨了基于移动学习的精品教材建设思路，提出教材“对接规范条文，对接工程实际”的构想，为促进移动学习在结构设计类课程中的应用提供参考。
参考文献：
[1]朱学伟，杨伟，顾健辉.国内外高校移动学习案例分析研究[J].中国教育信息化，2014，（21）：9-11.
[2]孙洪艳.高校校园环境下移动学习模式探究[J].中国教育技术装备，2014，（20）：56-57.
[3]陈彭，黄伟进，袁晓斌.国家精品开放课程的移动学习模式研究[J].山东广播电视大学学报，2014，（3）：4-8.
[4]王佑镁.高校精品课程网络资源教学有效性的缺失与对策[J].中国电化教育，2010，（8）：80-81.
[5]王娟，刘名卓，祝智庭.高校精品课程应用调查及其对精品资源共享课建设的启示[J].中国电化教育，2013，（12）：40-46.
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）
钢结构设计基本原理范文第3篇
针对工程造价专科学生的特点和就业趋向，分析工程结构课程的教学特点，提出在教学中强化结构概念设计、设计公式、工程参数的理解，加强图表能力训练。综合运用
多种媒体提升教学效果，加强理论与实践相结合，以培养学生基本职业技能。
关键词：工程结构； 课程教学； 工程造价
中图分类号：G420；TU311 文献标志码：A 文章编号：
10052909（2013）04008904
工程结构是工程造价专科专业的一门核心课程，64学时（不含课程设计），也是建筑施工、工程项目管理等课程的先行课程，其内容涵盖建筑结构设计基本原理、钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、单层工业厂房、道路与桥梁工程结构等内容，知识覆盖面广，学习难度较大。
针对工程造价专科学生特点及就业趋向，通过分析工程结构课程的教学特点，调整教学内容和教学重点，结合作者工程实践经验，提出在教学中强化结构概念设计、设计公式、工程参数的理解，综合运用实景照片、动画、视频、3D模型、计算软件等多种媒体提升教学效果，加强理论与实践相结合，培养学生识图能力，问题分析和处理能力的具体方法。
一、工程结构课程的教学特点
（一）针对专业特色，调整教学重点
武汉科技大学工程造价专科毕业生毕业后大部分进入土木工程施工、监理、咨询等领域，从事施工员、预算员、材料员等岗位工作，从事结构设计工作的学生较少。因此，对工程结构课程的讲授必然有别于土木工程或结构工程本科专业，在教学中应增加建筑结构概念设计及应用的教学课时，降低结构构件计算部分的难度，重点培养学生建立结构体系概念，掌握基本原理。
（二）针对学生学习特点，把握课程难度
工程造价专科学生仅修高等数学（少学时），未修线性代数和概率与数理统计，力学也仅修了工程力学（少学时），因此，工程结构设计理论有关概率论的部分学生理解吃力，结构分析困难。在教学中应适当压缩设计公式理论推导部分的学时，着重讲解公式适用的条件及参数含义。
（三）形象教学与案例教学相结合
工程结构课程与生活联系紧密，大到高层建筑、桥梁、体育场，小到自行车棚、广告牌，无不蕴含着结构原理。因此，在教学中充分利用多媒体手段，采用启发式教学和案例教学，消除学生的畏难情绪。
（四）做好课程之间的衔接
在工程结构课程教学中经常需要回顾建筑材料、建筑构造等相关内容，绘制弯矩图和剪力图，加强工程力学基本训练。由于建筑施工课程与建筑结构课程在同一学期开设，通过分析桩的吊装
受力，将两门课程有机联系，让学生知晓工程结构在设计、施工中的广泛应用。
二、工程结构课程教学方法
（一）注重结构概念设计
在讲解《建筑结构设计基本原理》章节时，以承载能力极限状态设计表达式γ0S≤R为核心，从概念设计角度引导学生思考增加结构（构件）安全储备的设计方法：一是增加荷载组合效应设计值S，从荷载组合公式可知，恒载乘以系数1.2，意味着恒载增大20%，活载乘以系数1.4，意味着活载增大40%，对于安全等级为一级的重要建筑物，γ0取1.1意味着整体荷载设计值增大10%；二是减小结构构件抗力设计值R，体现在结构构件承载力设计值均为其标准值除以大于1的材料系数。通过一增一减，保证结构（构件）有足够的安全储备。
结构刚度是结构抵抗变形的能力。从结构概念设计的角度看，内力传递途径越直接，结构刚度越大；内力分布越均匀，结构刚度越大；内力越小，结构刚度越大[1]。例如：对于深基坑工程采用钢管内支撑，若基坑宽度大于20 m，一般考虑在钢支撑跨中部位增加临时立柱，通过减小跨度，增大钢支撑的刚度，防止失稳破坏。
（二）注重理解公式参数的物理含义
钢筋混凝土结构设计是一门理论结合试验研究的学科，涉及公式多。在教学中，可以简化公式的理论推导过程，着重强调对公式的理解，特别是对公式中重要参数物理含义的理解。例如：在钢筋混凝土单筋矩形梁正截面承载力计算中，首先讲清楚梁正截面受弯的三个阶段，然后引导学生理解适筋梁承载力计算公式Mu=α1fcbx（h0-x/2）时，参数x的物理含义是梁受压破坏时受压区混凝土的高度，其值最大为ξb，进一步启发学生计算出适筋梁最大配筋率为α1ξbfc/fy。由此，还可以引申以下规律：（1）混凝土强度等级，钢筋强度等级一定，加大截面的有效高度h0可增大梁的正截面抗弯能力；（2）钢筋强度等级一定，梁截面一定，其最大抗弯能力为Mu=α1fcbx（h0-x/2），适当采用高等级混凝土对梁正截面抗弯有利；（3）钢筋尽量布置为单排，在梁截面一定的情况下，不但有利于施工，对增大h0也有利；（4）梁钢筋、混凝土强度等级一定，截面高度一定，若设计弯矩大于α1fcbξb（h0-ξb/2），则只能采用双筋截面梁。
（三）注重总结规律
《工程结构》教材[2]中含有大量的表格，教学中要指导学生阅读表格，并进行纵向横向比较，总结规律。例如：通过阅读钢筋混凝土轴心受压构件稳定系数值表（表1），可以得到以下结论：圆形截面短柱（长细比l0/d≤7）的稳定系数值φ=1.0，圆形截面长柱（长细比l0/d>7）
随着长细比的增大，稳定系数φ值逐渐减小。通过阅读砌体抗压强度设计值表格（表2），可以得到以下规律：对于同类砌体材料，若材料强度等级一定，砂浆强度等级越高，砌体抗压强度设计值越大；若砂浆强度等级一定，砌体材料的强度等级越高，砌体的抗压强度设计值越大。
（四）注重讲解工程参数取值的依据
受篇幅限制，《工程结构》教材[2]
各类设计表格仅列出工程参数取值，但较少解释其取值来源或依据，授课教师要择其重点进行讲解。例如：《砌体结构设计规范》[4] 第3.2.3条规定“对于无筋砌体构件，其截面面积小于0.2 m2时，γa（砌体强度设计值调整系数）为其截面面积加0.8”，其原因是砌体构件面积过小，受各种偶然因素影响（截面缺口，构件碰撞），可能导致砌体强度降低，因此，需对砌体强度设计值乘以γa进行折减。
四、课程教学手段
（一）工程实景照片的应用
工程结构课程实践性强，尽管教材中给出了结构（构件）的布置图、示意图，但学生理解仍然困难，尤其单层工业厂房，构件种类多，连接形式复杂，是学习的难点之一。授课教师借助工程实景图片展示构件及其连接形式，起到了较好的教学效果。图1为轻钢厂房中门式钢架与檩条连接的实景图。
（二）动画及视频的应用
动画及视频能较好地体现结构构件在荷载作用下的破坏过程。通过观看混凝土偏心受压长柱破坏试验，能较好地理解整个破坏过程和破坏特征。采用动画演示先张法、后张法施工工艺过程，能使学生对预应力混凝土结构的设计目的、受力特点形成完整认识。
（三）结构模型的应用
由于工程造价专业二年级学生尚未接触实际工程，尤其对钢结构工业厂房建筑结构的细部节点构造理解困难。在教学中借助3DMax计算机软件良好的建模功能，展示钢结构细部构造及其连接。图2为钢结构主梁与次梁连接的3D模型。
（四）结构计算软件的应用
为弥补学生在结构计算能力方面存在的不足，在课堂教学中引入“理正结构工具箱”软件，帮助培养学生相关技能，结构计算软件典型界面如图3。通过软件验算教材中的柱、梁、板、墙、楼梯、基础构件及砌体结构计算例题，让学生知晓计算过程，读懂计算书，学会根据所学的结构知识对其计算结果进行判断。
五、实践教学
工程结构是一门实践性很强的课程，在教学中要特别重视实践，培养学生的基本职业技能，创造机会让学生多接触实体工程，将理论知识与工程实践相结合。
（一）培养学生的施工图识图能力
识图是工程造价专业毕业生必备的一项基本职业技能。在先导课程建筑制图中，学生已掌握了一些建筑施工图、结构施工图的基础知识，但还未达到实践应用水平。在教学中重点讲解完整的钢筋混凝土结构、钢结构施工图，并专门讲解平法制图规则和识图方法，通过课堂讲授和课下作业，让学生熟练掌握结构施工图的识读方法。
（二）培养学生对问题的分析能力
在学习了梁构件的受力特点后，以武汉天河机场T2航站楼玻璃幕墙支承结构（如图4）为例，考察学生对问题的分析能力，讨论玻璃幕墙上的力的传递路径、支承结构的受力特点、支承结构的截面设计。最后授课教师给出点评：大面积的点式玻璃幕墙采用一系列平面桁架梁支承，这些平面桁架梁的工作性能类似于竖向简支梁，风荷载引起的弯矩在跨中最大，端部最小，桁架梁的截面呈抛物线，与弯矩图匹配，因此，平面桁架梁设计合理，轻巧美观。
（三）利用地域优势开展工程实践
武汉科技大学校位于武汉市青山区，距武汉火车站、武汉天兴洲长江大桥、武汉钢铁集团公司较近。在工程结构实践教学中，教师特别注意发挥地域优势，引导学生进行工程实践。例如：布置课后作业考察武汉火车站的屋盖结构，绘制简图并分析其设计特点。通过实践，学生能较好地掌握拱结构、网壳结构的受力特点及应用特性。在学习了桥梁基本组成和分类知识后，要求学生实地考察武汉天兴洲长江大桥，直观了解斜拉桥的结构体系和受力特点。
六、结 语
笔者论述了工程结构课程的理论和实践教学方法，提出了以培养工程造价专业学生基本职业技能和分析处理问题能力为目标，建立结构体系，强化结构分析的基本概念和方法的理解，综合运用多媒体提升教学效果的教学方法，以加强学生运用理论指导工程实践的能力。
参考文献：
[1] 季天健，Adrian Bell. 感知结构概念[M].北京：高等教育出版社，2010.
[2] 刘玲.工程结构[M].北京：中国计划出版社，2008.
[3] GB 50010-2010 混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[4] 中国建筑东北设计研究院有限公司.GB 50003-2011 砌体结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.
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：
钢结构设计基本原理范文第4篇
关键词：钢结构施工；教学改革
中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）19-019-01
《钢结构施工》课程是土建类专业的重要专业拓展课程，学习该课程要求学生掌握钢结构设计与施工基本概念、基本理论，培养建筑行业从业者必备的识图能力和编写施工方案的基本能力，并能解决工程中的实际问题。该课程的改革应该贯彻以下教学理念。
1、在课程建设方面体现高职高专教育“够用为度、适用为本”的原则。高职高专土建类专业学生毕业后主要从事建筑施工现场管理工作，“会看图、懂施工”是其主要职业能力要求，因此，本课程摒弃“高、大、全”的传统钢结构施工课程体系，大量删减钢结构设计理论部分内容，选择目前建筑市场上最常见的轻型门式刚架结构形式作为重点，力争将这种钢结构形式的有关构造知识、识图方法、施工流程讲懂、讲透。
2、在课程改革方面贯彻“能力本位”的高职教育理念，采用项目-任务的结构重整教学内容，编写相应的实训练习题，将专业能力培养与综合职业素质培养的目标同时融入到教学内容和教学设计中。
一、课程教学应该突出以下特色和创新点。
1、注重教学改革，突出高职高专教育的特色。2014年《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》中提到高职教育应“以促进就业为导向，适应技术进步和生产方式变革以及社会公共服务的需要”培养“高素质劳动者和技术技能人才”。根据这一指导思想，将钢结构学科知识、钢结构设计与计算、钢结构施工等不同方面的知识，采用介绍基本原理、基本知识后，将各类钢结构设计和施工规范规范作为应用的技术路线，整合了课程内容，构建了土建类专业”钢结构施工”课程的知识体系，满足了高职高专土建类专业设置的新要求。
2、注重教学内容的科学性和先进性
一方面，本课程属土木工程专业必修的专业拓展课，是一门实践性很强的专业课。该课程要求既要注重对学科基本理论和设计方法的掌握，强化本学科基础理论知识，又要注重对构造要求、识图方法、施工技术等应用层面问题的理解与应用。另一方面，本课程全面采用国家标准《钢结构结构设计规范》（GB50017-2003）、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205-2001）、《钢结构高强度螺栓连接技术规程》（JGJ 82-2011）、《钢结构焊接规范》（GB 50661-2011）教学。同时，国际上建筑行业规范正由模式规范向性能规范转变，性能规范是建筑技术法规层面的一场深刻革命。本课程已有教学资源中充分考虑这场革命的影响，将以上思想渗透其中。
3、.多种教学方法相结合，构筑立体化教材。教材是为适应高职教育发展新形势、新变化的教学需要而编写的。在讲述基本理论、基本概念的同时，介绍钢结构的制作与安装知识，突出常见钢结构施工图的识读，着重培养学生钢结构的施工能力。在此基础上研发了系列多媒体课件，课件针对性强、界面友好、知识覆盖面广范。此外还编写了课程标准、实训任务指导书、试卷库等相关材料。
二、将来计划建设的资源特色：
1、充分利用多媒体技术，将复杂的钢结构连接与构件构造图像化，具体化，突破传统钢结构施工课程纸上谈兵的教学困境。
2、借鉴先进教学理念，进行科学的教学设计，将相关知识点碎片化处理，以便于学生更好的吸收和理解。
3、体现课程体系的完整性。继续完善本课程相关资源，力争通过对本资源的学习，学生可全面掌握钢结构设计与施工的基本理论、基本概念，并初步形成识读钢结构施工图纸的能力和编制钢结构施工方案的能力。
三、校外实习基地的建设与利用
校外实习基地建设是专业建设、课程建设的基本内容，加强校外实习基地建设是增强学生实践能力、创新能力的重要手段。通过校外实习基地的学习和锻炼，使学生养成良好的思想政治觉悟和基本职业素养，加深了对社会的了解，提高了学生劳动技术素质，增强了为经济和社会发展服务的意识，了解了社会化大生产的生产协作过程，从而增强了协作共事理念。
校外实习基地类型有：
1、学、研、产相结合的综合性教学实习基地；
2、专业教学需要的专项教学实习基地；
3、课程教学需要的教学实习基地；
4、多专业教学需要的教学实习基地；
5、其它短期、分散的实习单位。
四、教学内容的针对性与适用性
1、通过钢结构施工的学习使学生具有正确识读钢结构施工图纸的能力；具有根据钢结构施工图纸制定相应施工方案的初步能力；具有根据钢结构施工图纸进行用工用料估算的能力。
2、土建类专业的培养目标是培养学生具有较强的施工管理能力，具有施工技术应用能力以及一定的工程监理能力和结构计算能力；通过本课程的学习，学生可以了解钢结构的材料、连接、构件以及施工流程等相关知识，掌握钢结构施工方案的编制方法，学会识读钢结构施工图纸，为后继预算类课程提供服务，通过课堂理论教学和综合实践训练环节的有机结合，实现工学结合的目的；通过分组合作学习、实训专周教学环节，使学生巩固所学的专业知识，提高动手能力，掌握钢结构施工方案编制方法、掌握钢结构施工图纸的适度方法。
参考文献：
[1] 姚群秀.对高校创新型人才培养模式的思考[J].中国大学教学，2007（8）：48-49.
[2] 贺修炎.高职院校高技能人才培养模式的构建[J].高等工程教育研究，2009（3）：121-126
钢结构设计基本原理范文第5篇
关键词：钢结构；三维视图；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）02-0161-02
课堂教学是钢结构教学中的一个重要环节，而传统课堂教学主要依靠教师粉笔板书授课，学生带着书本和笔记录教师所授重点；基于钢结构知识点的抽象性，需要学生心中对所涉及内容的空间三维实体图形有比较清晰的概念才行，然而很多情况下教师根本无法用语言将某些实物讲清楚，学生听了半天也不知道教师在讲什么，势必会降低课堂效率和教学质量。
一、钢结构课堂教学学时数偏少的现状
我校土木工程专业本科人才培养方案中《钢结构》作为工民建和道路桥梁与渡河工程方向的专业必修课放在第四学期开课，48学时，其中实践4学时，配有一个钢结构课程设计。调查其他土建类高校开课情况可知，钢结构课程的总学时也就在50～60学时之间，这样的学时数对于钢结构课程来说远远达不到良好的教学效果。O英伟、刘凌云等认为，目前钢结构课程的开课情况与钢结构的发展趋势相背离，呼吁适当增加钢结构的学时至90以上[1-2]。但是笔者认为，在人才培养方案总学时固定的情况下（大多高校在170～220学分），以16学时为1学分计算为2720～3520学时。稍微分析一下人才培养方案就会发现，公共必修课中《思想品德修养与法律基础》（48学时）、《中国近现代史纲要》（32学时）、《基本原理》（48学时）、《思想与中国特色社会主义理论体系概论》（96学时）、《形势与政策》（128学时）、《安全教育》（24学时）、《国防教育》（16学时）、《就业指导》（38学时）等课程均是教育部及教育主管部门定下的，也就是不能动的；再考虑大学英语和体育课程等所占用的学时、学分数后，用于专业教学的课程学时数已经少得可怜了；而且现在提倡应用型人才的培养，要求增加实践学时的比重，这样一来要求增加钢结构教学时数的建议自然也就很难实现了。
二、钢结构课程的重要性和教学内容
钢结构人才培养严重滞后，专业技术人员缺乏，这已成为目前影响整个钢结构行业健康快速发展的“瓶颈”。[1]笔者2015年8月7日在广西人才网内搜索“钢结构职位”，见表1，可知仅广西地区对钢结构人才的需求还是很大的。
我校钢结构教材选用武汉理工大学出版社戴国欣主编《钢结构》，该书分为上下篇。上篇“钢结构原理”为土木工程专业的技术基础课，内容包括绪论（特点、概率极限状态设计方法等）、钢结构材料特性、钢结构的连接、钢结构基本构件（轴心拉杆和压杆、受弯构件、拉弯和压弯构件）的工作原理和设计方法；下篇“建筑钢结构设计”为本专业建筑工程方向的专业必修课，也可作为其他专门化方向的选修课，内容包括单层厂房结构、钢结构抗震和抗火设计要点。[3]其中大多高校仅讲解《钢结构原理》部分，至于下篇《建筑钢结构设计》开设的高校寥寥无几。暂且不论开设内容的多少，我们且看在有限的学时内如何有效讲好、讲透这些内容，让学生能够入门，为其后续自学和研究钢结构打下良好的基础。
三、基于三维视图的钢结构课堂教学
“钢结构的连接”部分在《钢结构》课程中占有相当的比重，在实际教学工程中，不论是焊缝连接还是螺栓连接真正涉及到的理论并不多，也不难，但是学生往往反映听不懂，看不懂，更多不能识图。以《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》（01SG519）一节点为例，第54至56页相关内容，图1。[4]
当学生一看到图1（a）时，估计大脑会一片空白，他们不知道这张图传递的是什么信息，不知道哪个是梁，哪个是柱子，不知道焊缝符号是什么意思，也不清楚螺栓如何连接，更别提各自的受力计算了。现有教材中，也没有给学生形成空间认识的任何内容。如果此时我们附上图1（b）的三维图形，相信学生自会对照来理解；然后结合图1（c）进行解释，如表示现场安装焊缝等， 箭头线下的小矩形表示垫板，箭头线上的v表示v型坡口对接焊缝。[5]
在讲到钢结构基本构件（轴心拉杆和压杆、受弯构件、拉弯和压弯构件）的工作原理和设计方法时，笔者认为首要的还是先给学生一个空间的整体认识，让学生知道整体结构，然后再进入到构件的细部，设计和计算过程。这样学生才能读得进去，也能读得出来，避免只见树木不见森林的弊端。此时，建议教师给学生展示柱子两个方向均有梁连接的三维视图，图2。
接着给学生解释的时候可以设疑，比如有两根实际长度都是6m的柱子，其中一根柱在x轴和y轴有梁连接，而另一根却没有任何连接时，他们的计算长度会相等吗？等于实际长度6m吗？学生这时自然会发现其中的不一样。接着教师可以接着提问，如果连接梁的刚度不一样，刚铰接不一样，计算长度是不是也跟着改变呢？最终教师可以告诉学生，“单层或多层框架等截面柱，在框架平面内的计算长度应等于该层柱的高度乘以计算长度系数μ”[6]。
四、结论
在钢结构的教学中，关键是教会学生如何识读钢结构施工图和具备一定的制图能力，而培养学生建筑结构的空间三维观和整体概念的把握就显得尤为重要了。笔者以为，在讲解钢结构计算理论之前，先通过相应三维视图的展示让学生了解钢结构的空间连接和细部构造必将起到事半功倍的效果，对培养真正意义上的应用性人才也是大有益处。
参考文献：
[1]O英伟.新形势下钢结构行业人才培养研究[J].教育与职业，2011，（24）：135-137.
[2]刘凌云.钢结构课程教学改革初探[J].教育与职业，2007，（29）：190-191.
[3]戴国欣.钢结构[M].武汉：武汉理工大学出版社，2012.
[4]中国建筑标准设计研究院.多、高层民用建筑钢结构节点构造详图[S].北京：中国计划出版社，2009.
