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關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理；雙語教學；極限狀態(tài)設(shè)計

中圖分類號：TU391；G6420 文獻標志碼：A 文章編號：10052909（2015）05009805

隨著“高鐵走出去”戰(zhàn)略的提出，我國土木工程專業(yè)國際型人才培養(yǎng)越來越緊迫[1-3]。土木工程專業(yè)主干課程開展雙語教學，傳授土木工程設(shè)計基本概念、原理與設(shè)計分析方法的同時，培養(yǎng)學生的專業(yè)英語應(yīng)用能力，使學生熟悉國外規(guī)范和設(shè)計程序，為學生畢業(yè)后的涉外工作奠定基礎(chǔ)，培養(yǎng)具有高水平專業(yè)知識和良好專業(yè)英語交際與應(yīng)用能力的高素質(zhì)人才。

一、課程改革必要性

雙語教學作為一種新教學模式，如何立足現(xiàn)有教學大綱，采用何種教學模式和評價方法才能更好地開展教學，各方面研究有待進一步完善，還需要更多理論研究和教學案例的支持。目前的主要矛盾是課程定位不明，在教學內(nèi)容、教學方式和教學質(zhì)量評價等方面存在的問題如下所述。

（一）教學內(nèi)容多和學時少的矛盾

課程內(nèi)容主要包括鋼結(jié)構(gòu)材料性能，連接構(gòu)造、受力構(gòu)件（軸心受壓，受彎和彎壓）的基本原理、設(shè)計計算，公式繁瑣難解，雙語教學又增加了語言學習內(nèi)容，教材還沒完全成型，而相應(yīng)分配的課時為32學時（2學分），于是教師每節(jié)課都在趕進度，學生每節(jié)課都感覺內(nèi)容太多吃不消。

（二）學生難學和教師難教的矛盾

通過英語教學對大部分內(nèi)容的理解并不難，但要想學生熟練運用國外工程師的思維方式學習新專業(yè)知識，還有一定難度。學生存在畏難情緒，學習興趣不高。教師在考慮授課效果的同時還要考慮課程進度和課程內(nèi)容，而在大班（50―80人）教學條件下，課堂氛圍和授課效果很難保證，教師的講解不能面面俱到。

（三）教學質(zhì)量評價與反饋難

教學相長，及時在教學過程中評價教學質(zhì)量以改進教學方式。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程教學內(nèi)容難度差異大，學生英語水平參差不齊，學時少，教學質(zhì)量很難評價。

西南交通大學茅以升學院于2011年開始在土木工程專業(yè)課程開展雙語教學，并在多方面進行了探索。文章針對專業(yè)基礎(chǔ)課鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程特點，結(jié)合3年雙語教學實踐，分析和探索適合國內(nèi)土木工程專業(yè)基礎(chǔ)課程雙語教學方式，總結(jié)并提出了適合大班授課，以極限狀態(tài)設(shè)計為主線的多種教法組合的授課模式。

二、 課程定位

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理屬于土木工程專業(yè)“結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”系列課程很重要的一部分，是在完成力學課程，已經(jīng)熟悉基本力學原理的情況下，開設(shè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計入門專業(yè)基礎(chǔ)課。教學大綱要求培養(yǎng)學生運用鋼結(jié)構(gòu)的基本理論知識進行研究與設(shè)計的能力，這一點對雙語教學和漢語教學都是一樣的，只是雙語教學是在此基本目標上朝國際化邁進了一步。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理雙語教學應(yīng)根據(jù)整個土木工程專業(yè)課程體系和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點，基于學生的語言水平，在專業(yè)知識和語言之間找到一個合理可行的切入點和平衡點，明確課程定位，綱舉目張，剪裁教學內(nèi)容，選取教學方式，進行教學質(zhì)量評價。

其一，明確專業(yè)知識的學習是雙語課程學習的最終目的。語言和專業(yè)知識的關(guān)系往往困擾著雙語教學，其關(guān)系應(yīng)區(qū)分表里，互相呼應(yīng)。專業(yè)知識學習應(yīng)為“里”，語言作為工具應(yīng)為“表”。讓學生在深刻理解基本原理的基礎(chǔ)上，掌握其專業(yè)化、國際化的英文表述，理解國外工程師的思維方式，具備與中外專業(yè)人士溝通的基礎(chǔ)。

其二，銜接好鋼結(jié)構(gòu)基本原理與力學理論和力學概念脈絡(luò)關(guān)系。鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程的理論性強，難點和重點多，與力學理論和力學概念聯(lián)系緊密，如疲勞與斷裂力學，壓桿穩(wěn)定與歐拉穩(wěn)定理論，局部穩(wěn)定與彈性波板穩(wěn)定理論，梁的穩(wěn)定與開口薄壁桿件約束扭轉(zhuǎn)等。在前置力學課程的基礎(chǔ)上，為解決鋼結(jié)構(gòu)基本原理的難點和重點，就要理清其與力學理論和力學概念脈絡(luò)關(guān)系，使學生有清晰的力學概念，順利完成從力學到工程結(jié)構(gòu)的過渡。

其三，明確基本原理的教授包括結(jié)構(gòu)行為的學習和極限狀態(tài)設(shè)計理念的灌輸。鋼結(jié)構(gòu)原理課程內(nèi)容復(fù)雜，設(shè)計與構(gòu)造并舉，中外相關(guān)規(guī)范規(guī)定差異較大，會使學生顧此失彼，抓不住關(guān)鍵，教師教學過程中也感覺教時不夠，關(guān)鍵概念講不透。所以教學應(yīng)立足于極限狀態(tài)設(shè)計理念，對鋼結(jié)構(gòu)的強度、穩(wěn)定和疲勞等基本原理和關(guān)鍵公式，多舉例，多練習，多提問，而對其他內(nèi)容和具體構(gòu)造規(guī)定等可讓學生自學。

三、極限狀態(tài)設(shè)計為主線的教學內(nèi)容

（一）以極限狀態(tài)銜接力學和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程

為解決鋼結(jié)構(gòu)基本原理的重難點，就要理清其與力學理論和力學概念脈絡(luò)關(guān)系，使學生有清晰的力學概念，順利完成從力學到工程結(jié)構(gòu)的過渡[4]。

在前置材料力學、結(jié)構(gòu)力學課程的基礎(chǔ)上，可以簡明扼要地介紹斷裂力學和薄板理論等，然后從極限狀態(tài)的角度，將力學基本理論應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建立理論與實踐的有機聯(lián)系，讓學生從基本力學原理和工程結(jié)構(gòu)實際兩個角度進行結(jié)構(gòu)設(shè)計學習，如表1所示。

（二）以結(jié)構(gòu)行為為“經(jīng)”，以極限狀態(tài)為“維”，歸納整合，抓住主線

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教學內(nèi)容多而繁，理論推導(dǎo)與構(gòu)造要求的內(nèi)容比較枯燥，學習有一定難度。教學大綱一般按結(jié)構(gòu)行為歸納為三大層次或部分，即材料―連接―構(gòu)件，讓學生將知識點歸入這三大塊知識中便于理解和記憶。但是這樣就割裂了各部分之間的有機聯(lián)系，畢竟最后學生將面對的是整個結(jié)構(gòu)設(shè)計，而不僅僅是材料或構(gòu)件。

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程教學目標是能熟練運用基本原理進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，基本原理包括結(jié)構(gòu)行為和結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，兩者不可分割，缺乏前者，后者沒有載體，只有前者，即為照貓畫虎。以極限狀態(tài)設(shè)計為主流的設(shè)計方法可以將上述三大塊知識有機結(jié)合，如表2所示，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)行為層次的不同破壞模式，以關(guān)鍵性關(guān)系聯(lián)結(jié)，邏輯性強，形象生動。表2中的重要關(guān)系是極限狀態(tài)變化的基礎(chǔ)和載體，極限狀態(tài)則是推導(dǎo)各個公式的前提條件，而關(guān)鍵概念是設(shè)計的重要參數(shù)，也是學生必須掌握的基本概念和相應(yīng)的英語單詞。

（三）處理好教材和規(guī)范的關(guān)系

結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主要任務(wù)是讓學生掌握土木工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。一方面，實際結(jié)構(gòu)設(shè)計需要結(jié)合相應(yīng)規(guī)范規(guī)定開展教學，包括材料性能要求，構(gòu)造規(guī)定、計算分析方法和流程等，基本原理的教學必須與實際設(shè)計的需要緊密結(jié)合。另一方面，鋼材性能的提高和技術(shù)水平的進步，使規(guī)范的修訂和完善成為一種常態(tài)，因此，雙語教學中需要重視不基于特定規(guī)范的基本原理、知識與方法的傳授，以增強學生的知識應(yīng)用適應(yīng)能力[5]。

西南交通大學茅以升學院土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程曾計劃采用國外高等院校土木工程專業(yè)原版教材，考慮到雖然結(jié)構(gòu)設(shè)計原理不分國外國內(nèi)，但不同國家在工程設(shè)計中所依據(jù)的規(guī)范不同，其教材針對的教學大綱也有差別，也就是說原版教材必然是建立在所屬國家相應(yīng)規(guī)范基礎(chǔ)之上，學生學習過程中不僅會感受到專業(yè)知識的難度，還會產(chǎn)生語言困擾，因此，直接采用原版教材不完全適合國內(nèi)需要?；谏鲜鲈?，宜先采用英文版講義與中文教材相結(jié)合的教材體系，并指定相關(guān)英文參考資料，英文講義經(jīng)教學檢驗后可以形成適合本校的英文教材。

四、多種方法組合的教學模式

（一）案例分析輔助教學引入和總結(jié)教學內(nèi)容

案例教學[6]是具體的實例，印象深刻，易于學習和理解。開始教學內(nèi)容前，可引入相關(guān)的國內(nèi)外有代表性的工程實例，激發(fā)學生學習興趣，提高知識運用的真實性，教學內(nèi)容完成后對案例進行分析，提高解決具體工程問題的能力。通過工程事故案例教學，還可以警醒學生，在專業(yè)學習過程中嚴格要求自己，培養(yǎng)一絲不茍的工作態(tài)度和嚴謹?shù)穆殬I(yè)素養(yǎng)。

組織的案例最好能具備學科前沿性，并與教學內(nèi)容相關(guān)，能突出重難點。學生一般對鋼結(jié)構(gòu)實踐中成功的案例司空見慣，但對垮塌的案例記憶深刻。表3為根據(jù)教學內(nèi)容中的結(jié)構(gòu)層次，分別給出了對應(yīng)破壞極限狀態(tài)的工程垮塌事故案例，讓學生學習專業(yè)知識的同時，體驗工程實際中責任使命感的重要性。

（二）問答式授課模式關(guān)注重難點內(nèi)容

當學生對雙語教學熟悉后，問答式授課模式才能有效地展開[7]。受雙語授課課程學時的限制，問答式授課模式主要有兩種形式：課上教師問學生答和課下學生問教師答。

課上教師問學生答。根據(jù)每講課的教學安排，教師將授課主要內(nèi)容和關(guān)鍵概念以英文問題的形式在課上給出，以隨機點名，讓學生回答，并記錄評分，然后根據(jù)學生回答的情況，以問題為主線，逐一講解。這樣學生課上不僅僅是被動聽課，還是被迫積極思考，教師根據(jù)學生的回答反饋教學效果。

課下學生問教師答。根據(jù)學生的作業(yè)和上課情況，在課后可以留一些時間給教師或助教解答學生的問題。課下單獨交流可以節(jié)約課堂時間，學生可以書面形式提出問題，針對共性問題下次課強調(diào)和復(fù)習。

（三）流程圖法梳理設(shè)計和計算的程序

流程圖法[8]作為一種從計算機程序語言衍生出的教學方法，可將課程中的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計編制成具有邏輯關(guān)系、體系化、規(guī)范化的流程，讓學生理解并掌握復(fù)雜難懂的結(jié)構(gòu)設(shè)計程序和要求，開展教學的具體實施步驟如圖1所示。

流程圖法采用箭頭和圖形，根據(jù)公式和簡潔的語言展示復(fù)雜的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計流程和規(guī)范規(guī)定，教學內(nèi)容清晰明確，優(yōu)點為符號規(guī)范，表述簡潔，結(jié)構(gòu)清晰，邏輯明確，容易理解。

圖1 結(jié)構(gòu)設(shè)計課程教學流程圖

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理是一門理論性強、計算公式較多的課程。紛繁復(fù)雜的公式使學生容易產(chǎn)生混淆。在課程教學中，針對不同的教學內(nèi)容，如不同構(gòu)件設(shè)計、同一構(gòu)件設(shè)計、構(gòu)件與連接設(shè)計、焊縫連接中彎與扭的區(qū)分，可分別采用比較教學方法[9-10]，幫助學生辨別同類教學內(nèi)容的異同，抓住教學內(nèi)容的實質(zhì)，從而熟練掌握，不致混淆。

五、多通道教學質(zhì)量評價

教學質(zhì)量評價對教師及時調(diào)整和優(yōu)化教學內(nèi)容非常關(guān)鍵[11]，可以通過以下幾個通道得到教學效果的反饋意見。

（一）課堂即時提問

按照教學計劃，每堂課的內(nèi)容既不同又有邏輯聯(lián)系，盡快課堂時間有限，仍然需要回顧已講內(nèi)容，引入新內(nèi)容。在復(fù)習上一講內(nèi)容的時候，可以對重難點內(nèi)容點名提問，根據(jù)學生的回答情況得到教學質(zhì)量的反饋，并進行補充和強化。在新內(nèi)容進行到關(guān)鍵點時，提出疑問，敦促學生思考，讓學生不只是照本宣科，而是對內(nèi)容進行思考。根據(jù)回答情況記錄成績，整個學期每人都會被提問到，課堂提問從這兩個方面入手，可以即時評價教學質(zhì)量，控制上課節(jié)奏，優(yōu)化教學內(nèi)容，提高學習效率。

（二）課后作業(yè)批改

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理是實踐性強、計算公式和原理較多的課程，需要進行大量練習才能很好地掌握教學內(nèi)容，因此課后作業(yè)必不可少。課堂教學工作完成后，布置教材上的3道左右計算題，因時間充裕，計算量比考試題目要大。學生作業(yè)的完成情況反映了該部分內(nèi)容的教學效果，可針對作業(yè)批改中存在的問題在下講課進行補充。這樣可以評價每講課的教學質(zhì)量，適時調(diào)整教學內(nèi)容

。

（三）期中階段考試

當總教學內(nèi)容進行到一半時，可以就已講內(nèi)容進行一個階段性的考察，期中考試的題目形式宜與期末考試一致，只是考察內(nèi)容側(cè)重點不同。題目應(yīng)該包括考察基本概念的客觀題（選擇題）和設(shè)計計算的計算題，一方面讓學生對學過的內(nèi)容進行總結(jié)和復(fù)習，另一方面可以考察半期教學效果，促進后半期教學質(zhì)量提高。期中考試是階段性總結(jié)和反饋，評價半期教學質(zhì)量?？荚囋嚲響?yīng)為英文，學生可用中文解答，讓學生熟悉英文表述，提高對題目的因素理解能力。

（四）期末考試

由于期末考試占總成績的比例在60%以上，學生在期末考試前都會花大量時間復(fù)習。對學生來講，期末考試是課程的指揮棒。對教師來講，期末考試可以全面評價整學期教學質(zhì)量情況，

為下次教學提供參考?？荚囋嚲硪矐?yīng)為英文，學生可以用中文解答，這樣學生才能重視雙語學習。教師通過對期末試卷進行分析，找到學生錯誤較多的地方，查找原因，尋求解決之道。另外可以在最后一次課上讓學生匿名提出意見，如教學進度、重難點和教學方法是否得當?shù)取?/p>

總之，應(yīng)做到教學反饋及時，多通道評價教學質(zhì)量，合理調(diào)整教學內(nèi)容，提高教學質(zhì)量。

六、 結(jié)語

面對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理雙語教學中內(nèi)容多，課時少，學生英語水平參差不齊，教學質(zhì)量難于評估的現(xiàn)狀，可以極限狀態(tài)設(shè)計為主線，在教學內(nèi)容、教學方式和教學質(zhì)量評價三方面進行優(yōu)化和調(diào)整，取得較好的教學效果。

（1）明確雙語教學的定位很關(guān)鍵，應(yīng)以專業(yè)知識和設(shè)計思想的傳授為主體，語言為載體。

（2）在傳統(tǒng)以結(jié)構(gòu)層次（材料―連接―構(gòu)件）為模塊的教學內(nèi)容基礎(chǔ)上，讓學生掌握極限狀態(tài)設(shè)計的理念，銜接好力學和鋼結(jié)構(gòu)課程，剪裁教學內(nèi)容，提升學生結(jié)構(gòu)設(shè)計學習的深度和廣度。

（3）針對不同的教學內(nèi)容和教學過程，應(yīng)綜合采用不同的教學方式，以各種手段促進教學效果的提高，降低學生學習的難度。

（4）教學質(zhì)量評價應(yīng)貫穿整個教學過程，并進行多通道實時評價，因地制宜，從學生的接受角度來提高教學質(zhì)量，不斷提升教學水平。參考文獻：

[1] 劉林，呂曉寅，張鴻儒. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程多模式英語教學實踐與體會[J]. 東南大學學報： 哲學社會科學版， 2012 （S2）： 256-258.

[2] 周海濤. 雙語教學在鋼結(jié)構(gòu)原理課程中的應(yīng)用研究[J]. 教育教學論壇， 2012 （26）： 206-207.

[3] 張建仁， 李傳習， 楊美良， 等. 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程教學團隊建設(shè)的改革與實踐[C]//高等學校土木工程專業(yè)建設(shè)的研究與實踐――第十屆全國高校土木工程學院 （系） 院長 （主任） 工作研討會論文集， 2010.

[4] 顏慶智. 鋼結(jié)構(gòu)基本原理教學中的力學過渡[J]. 中國冶金教育， 2012 （1）： 24-26.

[5] 向南. 基于“結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”課程的全英文教學方式探索[J]. 重慶交通大學學報： 社會科學版， 2014， 14（4）： 123-125.

[6] 商懷帥， 楊琳， 祝英杰. 工程案例在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教學中的應(yīng)用[J]. 中國冶金教育， 2014 （5）： 34-35.

[7] 管巧艷， 閆祥梅， 謝曉鵬. 問答式授課模式在土木工程雙語教學中的應(yīng)用[J]. 高等建筑教育， 2012， 21（4）： 56-58.

[8] 王亞軍， 馬亞維， 楊文偉. 流程圖法在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教學中的應(yīng)用[J]. 高等建筑教育， 2013， 22（6）： 100-103.

[9] 李素娟. 比較教學法在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程中的應(yīng)用[J]. 高等建筑教育， 2011， 20（4）： 85-88.

篇2

[摘 要]為了提高留學生的教學質(zhì)量，將留學生培養(yǎng)成適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展的應(yīng)用型人才，必須重視鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程改革。我校在留學生教學過程中，普遍存在著教師英語授課能力欠缺、教學方法單一和考核機制不合理等問題。研究從授課內(nèi)容和方法、課程設(shè)計及考核體系等方面進行初步地探討，并提出相應(yīng)的改革設(shè)想和優(yōu)化方案，以期為我校提高留學生的教學效果提供必要的參考。

[關(guān)鍵詞]鋼結(jié)構(gòu)；土木工程；教學改革；留學生

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）03-0042-02

近年來，隨著遼寧石油化工大學（以下簡稱“我?！保┺k學能力的提升，我校土木工程專業(yè)的留學生招收人數(shù)逐年增加，現(xiàn)已成為留學生招生計劃中招生人數(shù)最多的專業(yè)。在其開設(shè)的各類專業(yè)課中，鋼結(jié)構(gòu)課程[1]在土木工程專業(yè)留學生教育中具有重要的地位?？紤]到留學生的特殊性，有必要對留學生的鋼結(jié)構(gòu)教學進行改革。[2][3][4]從讓留學生學懂這門課的基點出發(fā)，適時進行教學方式、方法的改革和創(chuàng)新，有效改善教學效果，可以為留學生就業(yè)創(chuàng)造優(yōu)勢。

一、留學生鋼結(jié)構(gòu)教學中存在的問題

目前，我校留學生普遍存在由于自身基礎(chǔ)差而導(dǎo)致學習吃力的現(xiàn)象，很多留學生學習散漫，缺乏主動性。在實際教學過程中，筆者發(fā)現(xiàn)留學生中普遍存在著力學基礎(chǔ)差的毛病，特別是對結(jié)構(gòu)力學的掌握非常差，有的留學生甚至對力學中的一些基本概念都沒有很好地理解和掌握。這些都嚴重影響了其后續(xù)專業(yè)課程的學習，一些基礎(chǔ)差的留學生因此產(chǎn)生了畏難怕學的心理，有的留學生甚至想放棄這門課程的學習。這些問題值得我們教師認真思考。

二、改革的初步設(shè)想

（一）建立校內(nèi)外的培訓(xùn)機制，提高教師英文授課水平

連續(xù)幾年，遼寧石油化工大學都開展了教師的英語技能水平培訓(xùn)，聘請外籍教師進行授課，并對承擔留學生教學任務(wù)的教師進行英語強化訓(xùn)練，教師英文授課的水平得到了提高，實際教學效果得到了顯著改善。此外，我們還建議學校讓承擔留學生授課任務(wù)的教師到國外高校進行培訓(xùn)，讓這些教師在全英文的環(huán)境中體驗相關(guān)院校的課堂教學，學習其先進教學方法和教學理念，并對學習回國的教師進行后續(xù)的相關(guān)培訓(xùn)，旨在鞏固和穩(wěn)步提高英文授課教師的全英文授課技能。還可以在國際交流合作的基礎(chǔ)上，部分引入國外的優(yōu)秀教學資源，并有計劃地聘請外籍專業(yè)課教師來華短期任教，這在一定程度上能促進我校英文授課教師的快速成長。

（二）英文教材建設(shè)

教材是教師教學的根本依據(jù)，是學生學習知識不可或缺的載體。教材的建設(shè)對學生至關(guān)重要。建議充分選用國外的原版教材，對教材內(nèi)容可以進行改進和創(chuàng)新，借鑒國內(nèi)其他院校開展英文授課的經(jīng)驗，編寫適應(yīng)現(xiàn)代教學需要、符合我校留學生教學特色的高水平英文教材。

（三）教學內(nèi)容優(yōu)化，淡化公式推導(dǎo)

目前，我校留學生鋼結(jié)構(gòu)課程的教學重點主要是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計能力的培養(yǎng)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計能力培養(yǎng)是指學生通過本課程的學習應(yīng)該具有優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式和布置方式的能力；具備選用合理鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的能力；具備鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計、施工圖繪制和識圖的能力。因此，在教學中應(yīng)該把重點放在鋼構(gòu)件的設(shè)計要點及施工圖的繪制和識讀上。

由于我校留學生數(shù)學和力學的基礎(chǔ)較差，有必要對授課內(nèi)容進行調(diào)整。在前期課程的學習中，很多必學內(nèi)容留學生掌握情況并不理想，或是有部分內(nèi)容教師沒有講到，這給鋼結(jié)構(gòu)課堂教學帶來了很大的困難。為此，教師可以嘗試把教學重點放在具體公式的運用上，提高留學生獨立解決實際問題的能力，即對公式推導(dǎo)的內(nèi)容教師可以在課堂進行講解，但不做過多要求，留學生會用即可。課后作業(yè)也可以適當少布置，要求留學生只要掌握其主要計算步驟即可。例如在學習第四章軸心受拉構(gòu)件、第五章軸心受壓構(gòu)件和第七章壓彎構(gòu)件時，留學生掌握具體的計算步驟，并能熟練運用具體的計算公式即可，而公式的推導(dǎo)內(nèi)容不做要求。經(jīng)過以上調(diào)整，教學重點突出，更有利于留學生對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中重點知識的學習和掌握。

（四）教學方法革新

在授課的過程中筆者發(fā)現(xiàn)，留學生很善于思考并喜歡提問題，由此，可將傳統(tǒng)教學方式改為啟發(fā)式教學，此種做法有利于培養(yǎng)留學生的進取精神和創(chuàng)新精神?？梢試L試鼓勵留學生課前預(yù)習和自學，布置留學生查閱相關(guān)文獻或規(guī)范，同時設(shè)置相關(guān)問題來激發(fā)留學生的學習興趣。其好處在于，教師可以通過此舉發(fā)現(xiàn)學生間的差距及存在的共性問題，從而做到有針對性地講解。這樣做授課內(nèi)容集中，針對性強，留學生感興趣并且注意力集中，課堂教學效果比之前要好。在講解鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造、鋼結(jié)構(gòu)制造加工工藝等內(nèi)容時，教師課堂上講解很費力，而且留學生掌握效果不好。這時可以考慮案例教學，有條件的話可以進行現(xiàn)場教學，有些構(gòu)造和工藝一目了然，這樣會大大提高講課的效率。

另外，在互聯(lián)網(wǎng)背景下，可以考慮利用網(wǎng)絡(luò)上的資源，嘗試建立面向留學生的鋼結(jié)構(gòu)課程學習主頁，采用網(wǎng)絡(luò)教學與多媒體課堂教學相結(jié)合的教學模式。教師還可以建立鋼結(jié)構(gòu)微信學習平臺，對一些喜歡用手機的留學生進行答疑。這些措施實施后，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)，及時了解留學生對所學知識的掌握情況；同時留學生也可以在線和教師進行互動，及時得到教師的幫助。這增強了留學生的自主學習能力，有助于留學生畢業(yè)后開展工作和學習。

（五）加強實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練

課程設(shè)計環(huán)節(jié)是鋼結(jié)構(gòu)教學的重要環(huán)節(jié)。經(jīng)過課程設(shè)計的訓(xùn)練，可以使留學生對教師所講授的內(nèi)容有更深入地理解和掌握，鍛煉留學生解決實際問題的能力。為了調(diào)動留學生對課程設(shè)計的興趣并提高設(shè)計效果，教師如能夠把實際工程的設(shè)計圖紙帶到課堂，以此增加留學生們的感性認識，激發(fā)留學生設(shè)計和計算的欲望，相信會獲得更好的效果。另外，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理課程中設(shè)計的構(gòu)造措施繁多，需要留學生具有較強的空間想象能力。為此，可以采取在現(xiàn)場參觀、實習的方式使留學生加深對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理的感性認識，并盡可能地把理論知識在實際工程中加以應(yīng)用。筆者認為，在講授鋼結(jié)構(gòu)的連接、軸心受力構(gòu)件和鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計時，把留學生帶到工地現(xiàn)場進行實地參觀，請專業(yè)技術(shù)人員對現(xiàn)場進行講解，如鋼結(jié)構(gòu)的連接方法、常見的構(gòu)造處理方法等內(nèi)容，然后再在課堂上有針對性地對留學生進行講解，這樣教學效果會更好。

（六）改革考核評價體系

期末考試是鋼結(jié)構(gòu)教學工作的重要環(huán)節(jié)，通過期末考試，不僅可以了解學生的學習狀況，還可以反映教師的實際教學情況，可見，必須重視考核評價這個教學環(huán)節(jié)。應(yīng)建立多種考評體系。留學生可以根據(jù)能力差異在考評體系中選擇適當?shù)目荚u方式。首先，應(yīng)采取多種形式的考評方式，即將總成績分為兩部分：筆試成績占70%，課堂報告和平時表現(xiàn)占30%（平時表現(xiàn)的評定主要考查留學生在上課時提問和回答問題的情況，以及在課堂報告中的表現(xiàn)，包括回答問題、提出問題和參與討論的情況）。其次，在筆試時采取開、閉卷結(jié)合的方式。閉卷考試部分（占筆試成績的40%）主要包括選擇、填空和簡答等題型，重點考核留學生對基本概念和原理的掌握情況。開卷考試部分（占筆試成績的60%）的題型為計算題，重點考核留學生的綜合分析及計算方面的能力。改革后的考核評價體系能夠充分體現(xiàn)素質(zhì)教育的特點，更加注重考查留學生將理論知識應(yīng)用于實際的能力。

三、結(jié)語

為了提高留學生的教學質(zhì)量，也為了將留學生培養(yǎng)成適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需要的應(yīng)用型人才，為本校留學生就業(yè)增加必要砝碼，必須重視鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程改革。[4]其核心和根本目的是使遼寧石油化工大學留學生具有扎實的理論基礎(chǔ)知識和較強的工程實踐能力。為此，筆者對面向留學生的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程教學進行了探討。今后，應(yīng)根據(jù)遼寧石油化工大學留學生教學的實際情況，繼續(xù)探索新的教學方法，逐漸做到及時更新和優(yōu)化教學內(nèi)容，力求使遼寧石油化工大學留學生能夠掌握最新的鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)動態(tài)，從而為其今后從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的相關(guān)工作打下良好基礎(chǔ)。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 沈祖炎，陳揚驥，陳以一.鋼結(jié)構(gòu)基本原理（第二版）[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005：15-258.

[2] 董事爾，張鵬.鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用前景及教學思考[J].高等建筑教育，2003（3）：34-37.

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關(guān)鍵詞：工程結(jié)構(gòu)；課程教學；工程造價

中圖分類號：G6423 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）02-0061-04

工程結(jié)構(gòu)是工程造價?？茖I(yè)的一門核心課程，64學時（不含課程設(shè)計），也是建筑施工、工程項目管理等課程的先行課程，其內(nèi)容涵蓋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、單層工業(yè)廠房、道路與橋梁工程結(jié)構(gòu)等方面，知識覆蓋面廣，學習難度較大。

文章針對工程造價?？茖W生特點及就業(yè)趨向，對工程結(jié)構(gòu)課程的教學特點進行分析，結(jié)合筆者工程實踐經(jīng)驗，提出在教學中強調(diào)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計及對設(shè)計公式、工程參數(shù)的深刻理解，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，并給出了培養(yǎng)學生識圖能力，問題分析處理能力的具體實踐教學方法。

一、工程結(jié)構(gòu)課程的教學特點

（一）針對專業(yè)特色，調(diào)整教學重點

武漢科技大學工程造價?？飘厴I(yè)生大部分進入土木工程施工、監(jiān)理、咨詢等領(lǐng)域，能勝任施工員、預(yù)算員、材料員等崗位，少有學生從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。因此，對工程結(jié)構(gòu)課程的講授必然有別于土木工程或結(jié)構(gòu)工程本科專業(yè)，在教學中應(yīng)加大建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計及應(yīng)用的講授學時，降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算部分的難度，除鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)教學外，還應(yīng)增加道路橋梁工程結(jié)構(gòu)設(shè)計概論，培養(yǎng)學生建立結(jié)構(gòu)體系概念，掌握其基本概念和基本原理。

（二）針對學生學習特點，把握課程難度

工程造價?？茖W生僅修高等數(shù)學（少學時），未修線性代數(shù)和概率與數(shù)理統(tǒng)計，力學也僅修了一門工程力學（少學時），因此，對工程結(jié)構(gòu)設(shè)計理論有關(guān)概率論的部分無法深刻理解，結(jié)構(gòu)分析困難。在教學中應(yīng)減少設(shè)計公式理論的推導(dǎo)，重點講解公式的適用條件和參數(shù)含義。

（三）形象化與案例教學相結(jié)合

工程結(jié)構(gòu)課程與生活聯(lián)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(jié)構(gòu)原理，因此，在教學中應(yīng)充分利用多媒體手段，采用啟發(fā)式教學和案例教學，幫助學生打消顧慮，樹立自信心。

（四）做好前后課程的銜接

工程結(jié)構(gòu)課程教學中要經(jīng)?；仡櫧ㄖ牧?、建筑構(gòu)造課程中學習的內(nèi)容，經(jīng)常繪制彎矩圖和剪力圖，加強工程力學基本訓(xùn)練。由于建筑施工課程與建筑結(jié)構(gòu)課程在同一學期開設(shè)，通過對樁的吊裝過程受力分析案例講解，將兩門課程聯(lián)系起來，讓學生理解工程結(jié)構(gòu)在設(shè)計、施工中的廣泛運用。

二、工程結(jié)構(gòu)課程的教學方法

（一）注重結(jié)構(gòu)概念設(shè)計

在講解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理章節(jié)時，以承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達式γ0S≤R為核心，從概念設(shè)計角度引導(dǎo)學生思考，增加結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）安全儲備的設(shè)計方法主要有：一是增加荷載組合效應(yīng)設(shè)計值S，從荷載組合公式可知，恒載乘以系數(shù)1.2，意味著恒載增大20%，活載乘以系數(shù)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則意味著整體荷載設(shè)計值增大10%；二是減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設(shè)計值R，體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計值均為其標準值除以大于1的材料系數(shù)。通過一增一減，保證結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）有足夠的安全儲備。

結(jié)構(gòu)剛度是結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力。從結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的角度看，內(nèi)力傳遞途徑越直接，結(jié)構(gòu)剛度越大；內(nèi)力分布越均勻，結(jié)構(gòu)剛度越大；內(nèi)力越小，結(jié)構(gòu)剛度越大[1]。例如：對于深基坑工程采用鋼管內(nèi)支撐，若基坑寬度較大（大于20 m），一般考慮在鋼支撐跨中部位增加臨時立柱，通過減小跨度的方法，增大鋼支撐的剛度，防止失穩(wěn)破壞。

（二）注重理解公式參數(shù)的物理含義

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是一門理論結(jié)合試驗研究的學科，涉及公式多。在教學活動中，可以簡化公式的理論推導(dǎo)過程，強調(diào)對公式的理解，特別是對公式中重要參數(shù)的物理含義的理解。例如：在鋼筋混凝土單筋矩形梁正截面承載力計算教學中，首先講解清楚梁正截面受彎的三個階段，然后引導(dǎo)學生理解適筋梁承載力計算公式Mu=α1fcbx（h0-x/2）時，要特別講解清楚參數(shù)x的物理含義是梁受壓破壞時受壓區(qū)混凝土的高度，其值最大為ξb，進一步啟發(fā)學生計算出適筋梁最大配筋率為α1ξbfc/fy。由此還可以引申出以下規(guī)律：其一，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；其二，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；其三，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；其四，梁鋼筋、混凝土強度等級一定，截面高度一定，若設(shè)計彎矩大于α1fcbξb（h0-ξb/2），則只能采用雙筋截面梁。

（三）注重總結(jié)系數(shù)表格中的規(guī)律

《工程結(jié)構(gòu)》教材[2]中含有大量的表格，指導(dǎo)學生閱讀表格，進行縱向橫向比較，從而得到一定的規(guī)律，是教學的一個重要內(nèi)容。例如：通過閱讀鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)值表（表1），可以得到以下結(jié)論：圓形截面短柱（長細比l0/d≤7）的穩(wěn)定系數(shù)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(wěn)定系數(shù)φ值逐步減小。通過閱讀砌體抗壓強度設(shè)計值表格（表2），可以得到以下規(guī)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，砌體的抗壓強度設(shè)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(shè)計值越大。

（四）注重講解工程參數(shù)取值的依據(jù)

《工程結(jié)構(gòu)》教材[2]由于篇幅有限，各類設(shè)計表格僅列出工程參數(shù)取值，但少有解釋其取值的來源或依據(jù)，授課教師要擇其重點進行講解。例如：GB5003-2011《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[4] 3.2.3條規(guī)定“對于無筋砌體構(gòu)件，其截面面積小于0.2 m2時，γa（砌體強度設(shè)計值調(diào)整系數(shù)）為其截面面積加0.8”，其原因是砌體構(gòu)件面積過小，受各種偶然因素影響（截面缺口，構(gòu)件碰撞），可能導(dǎo)致砌體強度有較大降低，因此，需對砌體強度設(shè)計值乘以γa進行折減。這些隱藏在參數(shù)背后的道理更值得學習。

三、工程結(jié)構(gòu)課程的教學手段

（一）工程實景照片的應(yīng)用

工程結(jié)構(gòu)課程實踐性強，盡管教材中給出結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的布置圖、示意圖，但學生難以深刻地理解，尤其對于單層工業(yè)廠房，構(gòu)件種類多，連接形式復(fù)雜，是學習的難點之一。授課教師借助工程實景圖片展示構(gòu)件及其連接形式，起到了很好的教學效果，如圖1。

（二）動畫及視頻的應(yīng)用

動畫及視頻能較好地體現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)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，能使對學生預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計目的、受力特點等形成完整認識。

（三）結(jié)構(gòu)模型的應(yīng)用

由于工程造價專業(yè)二年級學生尚未接觸實際工程，尤其對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的細部節(jié)點構(gòu)造理解比較困難。在教學中借助3DMax計算機軟件的良好建模功能，通過3D模型能形象地展示鋼結(jié)構(gòu)細部構(gòu)造及其連接，如圖2。

（四）結(jié)構(gòu)計算軟件的應(yīng)用

為彌補工程造價專業(yè)?？粕诮Y(jié)構(gòu)計算方面的不足，在課堂教學中引入理正結(jié)構(gòu)工具箱軟件，結(jié)構(gòu)計算軟件典型界面如圖3。通過計算軟件驗算教材中的柱、梁、板、墻、樓梯、基礎(chǔ)構(gòu)件及砌體結(jié)構(gòu)的計算例題，讓學生明白軟件計算的過程，讀懂計算書，同時還能夠根據(jù)所學結(jié)構(gòu)知識對結(jié)果進行估計和判斷。

四、工程結(jié)構(gòu)課程的實踐教學

工程結(jié)構(gòu)是一門實踐性較強的課程。因此，在大學教學中要特別重視實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生的基本職業(yè)技能，創(chuàng)造機會多接觸實體工程，將理論知識與工程實踐相結(jié)合。

（一）培養(yǎng)學生的施工圖識讀能力

工程造價專業(yè)畢業(yè)生無論從事什么崗位的工作，施工圖的識讀能力是一項必備的基本職業(yè)技能。在先導(dǎo)課程建筑制圖中，學生已掌握了建筑施工圖、結(jié)構(gòu)施工圖的一些基礎(chǔ)知識，但還未達到實踐應(yīng)用水平。在教學中重點講解兩套完整的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)的施工圖，并專門講解平法制圖規(guī)則和識圖方法，通過課堂講授和課后作業(yè)，讓學生熟練掌握結(jié)構(gòu)施工圖的識讀方法。

（二）培養(yǎng)學生的問題分析能力

在學習完梁構(gòu)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(jié)構(gòu)（圖4）為例，考察學生的問題分析能力，討論玻璃幕墻上的力的傳遞路徑，支承結(jié)構(gòu)的受力特點，支承結(jié)構(gòu)的截面設(shè)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(shè)計合理，輕巧美觀。

（三）利用地域優(yōu)勢進行工程實踐

武漢科技大學位于武漢市青山區(qū)，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(jié)構(gòu)實踐教學中，特別注意發(fā)揮地域優(yōu)勢，引導(dǎo)學生進行工程實踐。例如：布置課后作業(yè)考察施工中的武漢火車站屋蓋結(jié)構(gòu)（圖5），繪制簡圖并分析其設(shè)計特點。通過實踐，學生能較好地掌握拱結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力特點及應(yīng)用特性。在學習完橋梁的基本組成和分類知識后，要求學生實地考察施工中的武漢天興洲長江大橋（圖6），從而更直觀地了解斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系和受力特點。

參考文獻：

[1] 季天健，Adrian B. 感知結(jié)構(gòu)概念[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2] 劉玲.工程結(jié)構(gòu)[M]. 北京：中國計劃出版社，2008.

[3] 中國建筑科學研究院.GB 50010-2010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[4] 中國建筑東北設(shè)計研究院有限公司.GB 50003-2011 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

Research on engineering structure course teaching of engineering cost Specialty

YU Hongliang

（School of Management， Wuhan University of Science and Technology， Wuhan 430081， P. R. China）

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關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計；課程教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）033-000-01

一、引言

相對于國外而言，我國的鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展相對較為落后，但是最近幾年，尤其是2008年北京奧運場館“鳥巢”修建后，大量的鋼結(jié)構(gòu)建筑物在城市建設(shè)中出現(xiàn)。為了滿足鋼結(jié)構(gòu)建筑的快速發(fā)展，急需大量掌握鋼結(jié)構(gòu)知識的從業(yè)人員投入此項工程建設(shè)中去。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程是土木工程專業(yè)建筑工程方向的一門專業(yè)主干課程，是《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》的后續(xù)課程，是聯(lián)系理論基礎(chǔ)與工程實踐的紐帶，起到承上啟下的作用。兩門課程都具有知識點多、計算量大、理論與實際聯(lián)系密切的特點，使得學生學習起來存在困難，教師教學比較吃力。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程傳統(tǒng)的教學方法為講授書本知識輔以課后習題的方式，為了培養(yǎng)高素質(zhì)的綜合應(yīng)用型專業(yè)人才，進一步提高課程教學質(zhì)量，使學生在知識遷移、能力提升上獲得更有效的幫助，結(jié)合以往的教學經(jīng)驗，從教學手段、教學方法以及考核方式等方面進行改革，為今后的教學探索出更加適于培養(yǎng)學生實踐能力的教學方法打下良好的基礎(chǔ)。

二、教學改革的目的與意義

1.促進學生的學習積極性，激發(fā)主觀能動性，由被動灌輸變主動思考；

2.培養(yǎng)學生團隊合作意識，提高課堂聽課效率，加強學生動手能力；

3.活躍課堂氣氛，避免設(shè)計課學習過于枯燥乏味，加強學習效果；

4.理論聯(lián)系實際，與實踐環(huán)節(jié)（工程實例、課程設(shè)計、參觀動手車間等）緊密結(jié)合。

三、教學改革的主要內(nèi)容

在進行常規(guī)課程教學的同時，推行“小組聯(lián)盟制”教學模式，將每個自然班分成五個學習小組，每小組學生人數(shù)及學習成績梯度基本能夠做到均衡分配。并且對每一位小組成員進行編號，方便課堂教學提問等環(huán)節(jié)。

1.在課堂教學中發(fā)揮學生的主導(dǎo)地位

把課堂教學從傳遞性教學轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿餍?、?xùn)練性教學，推進啟發(fā)式、討論式、交互式的教學方法，使得學生能激發(fā)興趣、掌握方法、提高素質(zhì)。

2.采取具體措施加強學生學習能力的培養(yǎng)

（1）課堂上增加討論性題目，隨時提問。撞擊學生的思維，提高解決問題的能力。根據(jù)題目的難易程度由教師給定1-5分不等的分值，采取小組搶答的方式進行，回答正確的小組將得到相應(yīng)的“小組聯(lián)盟”平時分數(shù)，并在黑板上公開記錄（為了鼓勵學生的學習積極性，回答錯誤不扣分）。

（2）課前5分鐘總結(jié)前次課重點內(nèi)容。每次計入5分“小組聯(lián)盟”平時成績，由教師指定某小組某編號成員回答，回答不正確或者不完整可以由同組成員補充回答。

（3）習題課由傳統(tǒng)的教師講改為學生講、教師引導(dǎo)的形式。在習題課中，根據(jù)授課計劃的具體執(zhí)行進度，合理的留給學生一定的做題時間，小組成員之間可以討論，最后以小組搶答的形式由學生到黑板講題，教師做必要的補充，講解正確計入5分“小組聯(lián)盟”平時成績。

（4）其他。根據(jù)課程進度，隨時完成《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程100問，并由學生自己動手整理問題答案；參觀動手車間鋼平臺結(jié)構(gòu)，由小組成員做設(shè)計方案制定、⒐堊結(jié)等。

3.加大與實踐教學環(huán)節(jié)相結(jié)合的力度

改革作業(yè)內(nèi)容，學以致用，做到與《鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》這一實踐教學緊密結(jié)合。針對設(shè)計課的課程特點，由原來的留幾道作業(yè)題變?yōu)橥暾木唧w工程實例的設(shè)計，由原來的單頁紙變成設(shè)計計算書，作業(yè)完成情況與課程進度保持一致。

4.利用網(wǎng)絡(luò)平臺進行自主學習

利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)平臺，結(jié)合目前學生使用智能手機的實際情況，將多媒體教學課件以及《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程100問等學習資料制作成“二維碼”的形式，學生用手機掃描二維碼后便能隨時隨地學習并思考。

四、成績考核方式

本課程總成績由兩部分組成：平時成績占50%，期末卷面成績占50%。其中，平時成績由三部分組成：出勤占10%，作業(yè)占10%，“小組聯(lián)盟”制得分占30%。出勤、作業(yè)兩部分成績由學生個人實際學習情況給出；“小組聯(lián)盟”成績由小組成員在課堂回答問題、課程重點總結(jié)、設(shè)計方案制定、參觀學結(jié)等環(huán)節(jié)共同得到，這樣既能體現(xiàn)團隊合作結(jié)果，又能展現(xiàn)學生個人能力。

五、結(jié)語

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》是一門實踐性非常強的專業(yè)課程，課程教學的關(guān)鍵是與工程實踐緊密結(jié)合，采用多種教學手段進行教學，以增強教學效果，達到人才培養(yǎng)方案和教學大綱的要求。只有通過不斷優(yōu)化教學內(nèi)容、改進教學方法，從而激發(fā)學生學習的動力和興趣，更好地培養(yǎng)學生的工程素質(zhì)，以滿足鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。

參考文獻：

[1]李昆.基于實踐能力培養(yǎng)的“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程教學改革研究[J].中國電力教育，2011（16）.

[2]肖時杰，唐安燁.《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程教學改革探討與實踐[J].考試周刊，2016（72）.

[3]陳俊嶺.鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計教學方法探討[J].高等建筑教育，2012（21）.

[4]余衛(wèi)華，王正中，蔡坤.鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計教學改革與實踐[J].高等建筑教育，2015（24）.

篇5

收稿日期：2012-12-20

作者簡介：沈之容（1970-），男，同濟大學土木工程學院副教授，博士，主要從事鋼結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)研究，（E-mail）。

摘要：高校網(wǎng)絡(luò)教育是全日制高等教育體系的一種補充形式。文章分析了當前網(wǎng)絡(luò)鋼結(jié)構(gòu)課程教學中存在的問題與不足，根據(jù)學習者的特點和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，從教學大綱制定、新修課程知識點提煉、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢利用、作業(yè)和考核方式改革、課程和教材建設(shè)等5個方面提出了解決方法和對策。通過教學實踐，得到了良好的教學效果，為國家培養(yǎng)了急需的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)課程教學；精品課程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）03-0061-03 函授、夜大、電大等是中國高等教育體系的一大特點，培養(yǎng)了一批又一批合格的高層次人才，是全日制高等教育一個很好的補充。同濟大學繼續(xù)教育學院1956年開辦成人高等教育，是以工科類本?？瞥扇藢W歷教育為主的學院，是全國普通高校成人教育評估中唯一獲得函授、夜大“雙優(yōu)”的學校，是全國第一家學習型繼續(xù)教育學院。為落實教育部《面向21世紀教育振興行動計劃》，推動現(xiàn)代遠程教育工程的進展，同濟大學成立了網(wǎng)絡(luò)教育學院，以應(yīng)用型、技術(shù)性、復(fù)合型人才為培養(yǎng)目標，既綜合了同濟大學的傳統(tǒng)優(yōu)勢學科，又融入了現(xiàn)代信息技術(shù)。

鋼結(jié)構(gòu)因其材料勻質(zhì)性好、各向同性、結(jié)構(gòu)總重量輕、塑性韌性好等眾多優(yōu)點而大量應(yīng)用于大跨度建筑、高層建筑和高聳構(gòu)筑物中[1]。中國自1996年以來鋼產(chǎn)量長期雄踞世界首位[2]，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用政策從建國初的“節(jié)約用鋼”到目前的“提倡用鋼”，鋼結(jié)構(gòu)建筑數(shù)量迅猛增長，結(jié)構(gòu)形式更是千變?nèi)f化。如近幾年涌現(xiàn)的奧運場館和世博場館等。然而與鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域蓬勃興起不相適應(yīng)的是專業(yè)人才的短缺，許多設(shè)計和施工單位急需大批鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才。鋼結(jié)構(gòu)課程是網(wǎng)絡(luò)土木工程專業(yè)的必修課，屬專業(yè)課課程，其重要性不言而喻。鋼結(jié)構(gòu)是一門綜合性和應(yīng)用性很強的課程，特別是隨著近年來中國鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的快速發(fā)展，各類新型、大跨、復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)建筑的運用，課程的教學理念、教學目標、教學方法和教學手段也需要及時更新和變化。通過課程教學，使學生掌握鋼結(jié)構(gòu)特點、材性、構(gòu)件計算原理、連接形式及其計算、一般鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計方法等，只有通過全面而系統(tǒng)的學習，才能達到課程學習目標。

文章在分析當前網(wǎng)絡(luò)鋼結(jié)構(gòu)教學存在的問題與不足的基礎(chǔ)上，針對該課程結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學進行了教學研究，提出解決問題的主要教學方法和策略，并付諸實踐，促使學生更好地掌握這門課，提升和促進教學效果。 一、教學存在的問題與不足

目前鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)教學主要存在以下問題。

（一）基礎(chǔ)薄弱

高校擴招導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)學生素質(zhì)和能力有所下降，學生來源也較為復(fù)雜，包括網(wǎng)絡(luò)日校生、遠程教育生、成人脫產(chǎn)生等，學生學習基礎(chǔ)和學習能力差距大，大多數(shù)學、力學基礎(chǔ)知識薄弱且參差不齊，學生投入的時間和精力不盡相同，加之鋼結(jié)構(gòu)涉及的知識面很廣，相關(guān)的前修課程較多，如果前修課程學得不夠扎實，必然導(dǎo)致相關(guān)知識儲備不夠，學習起來有難度。

（二）認識問題

學生由于平時接觸實際鋼結(jié)構(gòu)工程案例少，加上基礎(chǔ)知識薄弱，普遍存在畏難心理，容易輕意放棄，導(dǎo)致惡性循環(huán)，缺乏信心。

（三）總教學時數(shù)有限

近年來出現(xiàn)新的結(jié)構(gòu)體系和相關(guān)理論，知識更新快，而土木工程專業(yè)教學改革趨勢是壓縮課程教學學時[3]。鋼結(jié)構(gòu)課程本身知識點多，課程中既要講授基本原理，又要講授設(shè)計應(yīng)用，加之增加了新的理論，因此教學學時的減少與知識內(nèi)容增加的矛盾突出。

（四）知識內(nèi)容較抽象

鋼結(jié)構(gòu)主要分基本原理和設(shè)計兩部分?；驹聿糠謨?nèi)容涉及高等數(shù)學和力學知識，如：軸心受壓構(gòu)件和受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定公式推導(dǎo)比較抽象、復(fù)雜；而設(shè)計部分的內(nèi)容又需要學生具備結(jié)構(gòu)概念和空間想象能力?，F(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)工程越來越復(fù)雜，不僅需要學生具備扎實的基礎(chǔ)理論知識，還需要較強的結(jié)構(gòu)概念，客觀上也增加了學習難度。

二、教學方法研究與實踐

針對以上問題，我們堅持從四個原則出發(fā)改革教學方法：第一，以學生為中心，按照不同學生的特點進行教學設(shè)計；第二，圍繞網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標，選擇適合各類學生的內(nèi)容組織教學；第三，緊扣時代和學科最前沿，為學生提供多種形式的學習資源；第四，緊扣網(wǎng)絡(luò)教育特點和要求，選擇適當?shù)氖谡n方式，同時根據(jù)學生來源區(qū)別對待。具體研究和實踐如下。

（一）制定合適的教學大綱

網(wǎng)絡(luò)教學不同于傳統(tǒng)的面授教學，學習者是分散的異步式教學，他們更多的是為了學習實用的知識以幫助解決工作中的難題。在學習的過程中還受工學矛盾、家庭負擔等因素影響，因此，課程教學大綱與全日制有所不同，大綱要求闡明基本概念、重在知識的實踐應(yīng)用，以滿足網(wǎng)絡(luò)教育中學生最緊迫的工作和應(yīng)用需求。

（二）提煉相關(guān)知識點，提高學生前修課程基礎(chǔ)知識水平

如前所述，由于每個學習者的基礎(chǔ)理論知識儲備、學習能力不同，無論課堂教學還是網(wǎng)絡(luò)課件都不可能過多地去講解前修課程，因此，提煉鋼結(jié)構(gòu)課程所需的前修課程知識點，在學期初作為準備性材料和學習資料提供給學習者或掛在網(wǎng)上，讓學生根據(jù)自身掌握的情況有針對性地復(fù)習、提高，同時還提供相關(guān)前修課程參考書籍目錄。這一措施既不增加現(xiàn)有課時數(shù)，又能有效幫助學生提高相關(guān)基礎(chǔ)知識和能力。

（三）充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢

除了將前修課程知識點掛在網(wǎng)上外，我們還實現(xiàn)了實時交互、網(wǎng)上定時答疑、課件點播、遠程網(wǎng)站、自學導(dǎo)讀、電子閱覽等現(xiàn)代教學形式，為遠程教育學生提供了良好的學習環(huán)境和學習空間，使得學生在課后隨時可以答疑解惑，增加了學習的自由度和靈活性。以學生為主體的遠程網(wǎng)絡(luò)教學，由于師生時空分離，學習活動過程都由學生獨立完成，所以學生在面對眾多學習資源的時候往往會覺得茫然無助。在這種學習環(huán)境下，教師的指導(dǎo)對學生很必要。因此在教學過程中，對有條件上網(wǎng)的學生進行三次大規(guī)模的答疑活動，任課教師在線回答學生學習中的問題，對學習加以指導(dǎo)；對沒有很好網(wǎng)絡(luò)條件的學生，任課教師采用三次面授答疑的形式，與學生面對面交流。

（四）改革作業(yè)和考核方式

為保證學生的學習質(zhì)量，及時了解學生的學習進度和知識掌握程度，除了常規(guī)的作業(yè)布置外，還增加了質(zhì)疑、自由選題報告、網(wǎng)絡(luò)討論等平時成績考核形式，而作業(yè)題布置打破常規(guī)，不再是大量的單獨構(gòu)件或連接計算題，而是將這些構(gòu)件、連接計算融入結(jié)構(gòu)體系中，與實際工程結(jié)合，以加深學習者對結(jié)構(gòu)概念的理解，又能得到基本計算訓(xùn)練，同時減少題量，不增加學生負擔。鋼結(jié)構(gòu)課程計算公式多且復(fù)雜，死記硬背意義不大，關(guān)鍵在于理解和靈活運用。事實上，在實際工程設(shè)計中也多借助于設(shè)計規(guī)范或工具書，因而考試采用半開卷的形式，即在考試時提供計算所需的所有公式及圖表。

（五）課件和教材建設(shè)

課件和教材是課程的核心，好的課件和教材在培養(yǎng)學生綜合能力、獨立分析和解決工程實際能力方面作用顯著。為此，在課件中設(shè)計了一些貼近實踐的教學，其設(shè)計思想遵循工程類課程的學習規(guī)律，從建立學生對鋼結(jié)構(gòu)的感性認識入手，激發(fā)學生對鋼結(jié)構(gòu)學習興趣，提高教學效果。

（1）借助多媒體教學手段，從介紹鋼結(jié)構(gòu)的一般概念知識入手，引入有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的材料、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用實例等基本知識。

（2）在教學中大量引用鋼結(jié)構(gòu)工程實例，特別是飛速發(fā)展的現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用，拉近基本理論學習和工程應(yīng)用的距離。

（3）將課程中比較難以掌握的知識點以動畫的方式呈現(xiàn)，幫助學生加深理解。

（4）根據(jù)現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用發(fā)展狀況改進課程設(shè)計內(nèi)容，將在國內(nèi)大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)教學中長期采用的鋼屋架設(shè)計從課程設(shè)計內(nèi)容改為正常教學中的習題內(nèi)容，代之以目前廣泛應(yīng)用的門式剛架廠房作為課程設(shè)計內(nèi)容，并制定了全新的課程設(shè)計任務(wù)書，起到了學以致用的目的。

（5）課程中還增加了鋼結(jié)構(gòu)基本原理實驗內(nèi)容[4]，將平時全日制學生實驗教學的錄像展示給學生，使得他們雖然不能親自做實驗，但通過觀看實驗錄像可加深對理論知識的理解和掌握，這也是同濟大學網(wǎng)絡(luò)課程實踐教學的一大特色。

無論課堂教學還是網(wǎng)絡(luò)遠程教學，課件采用“多媒體+板書”的形式，既保留多媒體信息量大、圖文并茂的特點，又可以通過傳統(tǒng)板書形式給學習者足夠的時間以消化學習內(nèi)容。除了課件制作外，還特意編寫了配套教材，進行了網(wǎng)絡(luò)精品課程建設(shè)。鋼結(jié)構(gòu)課程繼獲得2005年度國家精品課程后，在2008年又獲得了國家網(wǎng)絡(luò)精品課程稱號，是土木工程專業(yè)中第一個獲得雙精品稱號的課程。

三、結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)鋼結(jié)構(gòu)課程教學任重道遠，既要繼承前輩的教學特點，又要運用現(xiàn)代化手段，根據(jù)不同學生的特點，提高教學質(zhì)量。筆者所在的國家級鋼結(jié)構(gòu)教學團隊成員既有豐富的理論和實踐知識，又有長期網(wǎng)絡(luò)教學經(jīng)驗，雄厚的師資力量保障了教學質(zhì)量和教學效果，陸續(xù)為國家培養(yǎng)了大批鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才。通過幾年的教學實踐，不斷地總結(jié)經(jīng)驗，取得了良好的教學效果，學生普遍反映良好，收獲頗大，既學到了基本原理知識，又開闊了眼界，掌握了一般鋼結(jié)構(gòu)工程的計算方法，所學知識對解決實際工程問題幫助較大。

參考文獻：

[1]沈之容，何敏娟，羅烈，等.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[2]沈祖炎，陳揚驥，陳以一.鋼結(jié)構(gòu)基本原理[M].2版，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[3]李國強，陳以一，朱合華，等.土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)工程課程體系與教學內(nèi)容改革總體方案[J].高等建筑教育， 2002，11（2）： 53-54.

[4]郭小農(nóng)、王偉、將首超，等. 鋼結(jié)構(gòu)基本原理實驗教學探索[J].高等建筑教育， 2011， 20（1）： 149-154.

Research and practice of network teaching of steel structure course

SHEN Zhirong， HE Minjuan， LUO Lie

（College of Civil Engineering， Tongji University， Shanghai 200092， P. R. China）

篇6

【關(guān)鍵詞】橋梁；施工技術(shù)；研究

中圖分類號：[TU997]文獻標識碼：A

一、大跨度橋梁施工控制的內(nèi)容和方法

隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，大跨度橋梁在城市當中越來越多的出現(xiàn)，但是大跨度橋梁的施工技術(shù)要求高、難度大，對施工過程中的質(zhì)量控制和管理提出了更高的要求，在施工過程中需要做好幾何、應(yīng)力、穩(wěn)定和影響因素控制，但是大跨度橋梁本身就有很多種，這無疑增加了施工技術(shù)難度。

開環(huán)施工的基本原理中論述了設(shè)計中確定的施工工序以及實際結(jié)構(gòu)和施工結(jié)果。預(yù)應(yīng)力混凝土基礎(chǔ)梁的大跨度異形曲面空間鋼結(jié)構(gòu)具有造型獨特、受力復(fù)雜、跨度大且有大量空間扭曲構(gòu)件等特點，對于采用有限元軟件模擬結(jié)構(gòu)施工過程對于實際工程具有一定指導(dǎo)意義。其實是屬于開環(huán)控制的基本原理，反饋施工控制的基本原理就相對的復(fù)雜的多，我們可以通過對于施工過程的監(jiān)測，來全面的掌握其在施工過程中實際受力狀態(tài)與原設(shè)計的符合情況，并能夠提供結(jié)構(gòu)狀態(tài)的實時信息，這樣才可以為結(jié)構(gòu)施工過程安全與穩(wěn)定提供充分的技術(shù)支撐。比如說，日本橫濱海灣橋控制流程，首先，要審查荷載分布，設(shè)置控制目標值，確定和計算誤差值，再看看是否需要調(diào)整，進行調(diào)整量的計算。實踐再次向我們證明了有限元軟件模擬與實際施工監(jiān)測相結(jié)合是保證施工過程結(jié)構(gòu)安全與穩(wěn)定的有利途徑，不僅能夠節(jié)省材料，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計提高經(jīng)濟效益，還可以為以后類似結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供參考。

二、施工控制的基本原理

對施工方案進行施工過程的分析，要求探討復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測的原理與方法，并且對鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形等參數(shù)進行必要的數(shù)據(jù)的監(jiān)測。施工控制的目的是使橋梁建成時達到設(shè)計確定的內(nèi)力狀態(tài)線形狀態(tài)，模擬值與實測值變化趨勢相同，卻又有著一定的差異。最優(yōu)控制理論常有的問題：控制矩陣不斷變化，系數(shù)的維數(shù)也在變，在自適應(yīng)施工控制基本原理中也說施工順序不對稱對結(jié)構(gòu)影響較大，但是在實際工程中必須應(yīng)該考慮“路徑”和“時間”效應(yīng)所造成的一系列影響，并且采用規(guī)范理論計算的預(yù)應(yīng)力和軟件模擬值。在施工控制的思路中要掌握開環(huán)施工控制，反饋施工控制自適應(yīng)施工控制和最優(yōu)施工控制。實測預(yù)應(yīng)力損失最小，預(yù)應(yīng)力基礎(chǔ)梁兩端應(yīng)力損失變化趨勢相同，數(shù)值模擬中長度和張拉荷載大小對預(yù)應(yīng)力基礎(chǔ)梁內(nèi)力損失都有著一定的影響，張拉荷載越大、梁越長，內(nèi)力損失相對越多，但是在實際的工程中由于外界環(huán)境影響、周圍土體摩阻力等各種不明確的因素會導(dǎo)致實測預(yù)應(yīng)力損失變化規(guī)律與模擬值不符。自適應(yīng)控制是目前適用于循環(huán)施工橋梁最理想的方法，最優(yōu)控制不適合于橋梁。

三、實橋施工控制與分析

對于大跨度連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工控制方面，我們以理論計算與實橋分析為基礎(chǔ)，來進行分析影響懸臂施工線形的因素和研究連續(xù)剛構(gòu)橋施工的控制系統(tǒng)，用現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)修正計算模型參數(shù)，更好的控制橋面的線形。在施工階段，橋的結(jié)構(gòu)體系和荷載狀態(tài)不斷變化,結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形也隨著它們發(fā)生改變,建造失敗的例子比比皆是。如何進行有效的施工控制已成為具有廣泛意義的重要的課題。在施工控制分析基本方法的基礎(chǔ)上，建立起完善的施工控制系統(tǒng)。采用有效的施工控制方法，結(jié)合有限元的計算分析理論，模擬實橋施工過程，采用施工控制分析方法―正裝法，對結(jié)構(gòu)應(yīng)力、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定實施預(yù)測控制。具體的研究方法是以現(xiàn)代施工控制理論為基礎(chǔ)，結(jié)合涪江三橋施工特點，運用有限元分析軟件建立施工控制模型，通過實測數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果保證橋梁線形施工的質(zhì)量。研究結(jié)果表明，該橋合龍段全部自然合龍，合龍誤差均在規(guī)范值2 cm的允許范圍之內(nèi)，且線形吻合度良好，成橋線形平順。研究的結(jié)論顯示在施工監(jiān)控中應(yīng)該充分考慮各種因素的影響，采用現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)修正計算參數(shù)，以達到理論計算模型與實橋相吻合，來保證橋梁施工的安全。

四、總結(jié)

總體來說，隨著橋梁設(shè)計理論、施工工藝的不斷提高,大跨徑橋梁設(shè)計已成為國內(nèi)外設(shè)計是追逐的目標。橋梁的橋型優(yōu)美、梁體受力均勻、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,已經(jīng)成為橋梁設(shè)計師們必不可少的應(yīng)用掌握。一些橋廣泛采用新材料、新工藝并與其他先進國家來聯(lián)合研發(fā)，施工安全，為工程的優(yōu)質(zhì)也提供了可靠保證。除了上述的一些施工控制技術(shù)之外，在施工過程中還要注意一些橋梁建設(shè)中的通病防治，需要建設(shè)單位在施工期間要組織設(shè)計、施工和建立單位編制相應(yīng)的質(zhì)量控制要點計劃書，并嚴格貫徹到施工組織過程當中，只有這樣才能保證大跨度橋梁的施工質(zhì)量，確保工程建設(shè)的順利進行，提高工程建設(shè)的綜合社會效益，讓大跨度連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工控制技術(shù)研究的方面上更上一層樓。

參考文獻：

【1】陳海學,蔣向陽;預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸灌法施工的線形控制 [J];橋梁建設(shè);1998年02期

篇7

關(guān)鍵詞：屈曲約束支撐；耗能；滯回曲線；屈曲；承載力

1 概述

支撐是鋼結(jié)構(gòu)框架體系的重要抗側(cè)力構(gòu)件，傳統(tǒng)的框架-支撐體系中，由于支撐在荷載作用下極易發(fā)生受壓屈曲失穩(wěn)，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。為了解決支撐受壓屈曲的問題，能防止屈曲的支撐構(gòu)件成為研究的熱點。而且，屈曲約束支撐可以在進入塑性狀態(tài)后可以消耗大量的能量，將結(jié)構(gòu)的振動能量轉(zhuǎn)化為熱能消散掉，減小主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，從而避免主體結(jié)構(gòu)的破壞或倒塌。在過去的幾十年里，特別是日本神戶地震、美國北嶺地震后，其在歐美國家以及我國臺灣地區(qū)都得到了較好應(yīng)用[1-3]。

屈曲約束支撐實質(zhì)上是一種新型的金屬屈服耗能支撐構(gòu)件。中心部分是芯材，也稱其為主受力構(gòu)件。為了避免芯材受壓時整體屈曲，即在受壓受拉時都能達到屈服，芯材被置于一個屈曲約束單元內(nèi)，在套管內(nèi)灌注細石混凝土或者高強水泥砂漿。通過在鋼芯外設(shè)置屈曲約束單元，支撐受拉受壓時都可以屈服，抑制了壓曲現(xiàn)象，可獲得飽滿的荷載一位移滯回曲線。

屈曲約束支撐的縱向主要由以下五部分組成：約束屈服段，約束非屈服段，無約束非屈服段，無粘結(jié)可膨脹材料，屈服約束機構(gòu)。其中，約束屈服段就是通常稱為可屈服的芯材的部分，要求在壓力作用下允許有較大塑性變形，通過這種變形來達到耗能的目的。因此需使用延性較好的中等屈服強度鋼，同時要求鋼材的屈服強度值穩(wěn)定，這對屈曲約束支撐框架能力的可靠性設(shè)計非常重要。

2 研究應(yīng)用現(xiàn)狀

對屈曲約束支撐的早期研究[4-7]是由日本研究者Kimura等人(1976)提出的。早期的屈曲約束支撐是將普通的鋼支撐外包在方鋼管砂漿中，通過試驗，得到了少量的穩(wěn)定的滯回曲線。Moehizuki(1980)和Wada(1989)等人又進行了相類似的試驗，并在混凝土與支撐之間的界面上涂上了一種無粘結(jié)漆，使得鋼支撐能自由的滑動。試驗結(jié)果表明，雖然這種支撐也具有較穩(wěn)定的滯回特性，但在反復(fù)荷載作用下，混凝土被壓碎，限制支撐屈曲的作用也隨之消失。Fujimoto(1988)等人對內(nèi)核支撐和鋼套管間填充砂漿的屈曲約束支撐進行了理論和試驗研究，對各種不同銅套管尺寸進行了試驗，得到了鋼套管的剛度和強度設(shè)計準則。為了給美國第一座使用屈曲約束支撐的建筑提供結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工上的技術(shù)支持，Clark(1999)等人進行了三組大比例的屈曲約束支撐的試驗。試驗的結(jié)果顯示支撐的滯回性能非常穩(wěn)定。Black(2000)在1999年試驗的基礎(chǔ)上進行了兩組試驗，均為十字形截面，試驗的結(jié)果顯示支撐的滯回性能非常穩(wěn)定。

國內(nèi)方面，蔡克銓(2002)等人研制了雙管式屈曲約束支撐，針對兩種不同截面形式的屈曲約束支撐進行了試驗研究。同濟大學鄧長根(2004)等對普通和新型屈曲約束支撐的力學性能及其應(yīng)用行了的理論分析[8]。清華大學郭彥林(2005)采用ANSYS程序?qū)孛嫘问綖槭中渭熬匦?，外包鋼管混凝土的屈曲約束支進行了有限元分析[9]。哈爾濱工業(yè)大學李研(2006)對屈曲約束鋼支撐進行了靜力往復(fù)試驗及子結(jié)擬動力試驗，提出了屈曲約束鋼支撐的一些比較合理的構(gòu)造[10]。同濟大學李國強(2007)對屈曲約束支撐的滯回曲線模型和剛度方程的建立作了較深入研究[11]。

在工程應(yīng)用方面，到目前為止，美國已經(jīng)建成或正在建造的使用此支撐的結(jié)構(gòu)達30余棟。日本是世界上建筑物使用屈曲約束支撐為制震組件最多的國家，同時也是發(fā)展BRB種類最多的國家，并且也是目前全球擁有專利權(quán)的制造廠商最多的國家。中國臺灣的使用率也迅速提高，短短三年就建成了許多應(yīng)用BRB的建筑。中國北京威盛大廈和北京銀泰中心大廈也開始使用了屈曲約束支撐，并進行了相關(guān)的抽樣檢測和試驗研究。

通過各國研究者大量的試驗研究和應(yīng)用經(jīng)驗，各國研究者普遍認為屈曲約束支撐體系與抗彎剛框架和普通支撐框架相比有以下優(yōu)點：

(1)小震時屈曲約束支撐體系線彈性剛度高，可以很容易地滿足規(guī)范的變形要求。(2)屈曲約束支撐可以受拉、受壓時都發(fā)生屈服，因此在強震時有更強和穩(wěn)定的能量耗散能力。(3)屈曲約束支撐通過螺栓或鉸連接到節(jié)點板，可避免現(xiàn)場焊接及檢測，安裝方便且經(jīng)濟。(4)屈曲約束支撐構(gòu)件好比結(jié)構(gòu)體系中可更換的“保險絲”，可保護主體結(jié)構(gòu)免遭破壞，可以方便地更換損壞的支撐。(5)因為屈曲約束支撐的剛度和強度很容易調(diào)整，所以屈曲約束支撐設(shè)計靈活。

但是，屈曲約束支撐也存在著成本較高、現(xiàn)場安裝復(fù)雜等等缺點。

3屈曲約束支撐的設(shè)計

3.1 設(shè)計承載力

彈性設(shè)計階段，屈曲約束支撐框架體系與普通框架體系的設(shè)計方法基本相同，但在支撐布置、構(gòu)件驗算、節(jié)點計算等方面具有不同點。通過綜合比較分析，屈曲約束支撐與普通支撐框架結(jié)構(gòu)設(shè)計特點如表1所示：

表1 屈曲約束支撐設(shè)計特點

設(shè)計項目 普通支撐框架 屈曲約束支撐框架

支撐布置 可選用X型支撐布置 不可選用X型支撐布置

構(gòu)件驗算 小震和風荷載下需要進行穩(wěn)定承載力驗算 小震和風荷載下只進行強度驗算

節(jié)點設(shè)計 根據(jù)抗拉屈服承載力設(shè)計 根據(jù)極限承載力設(shè)計

彈塑性時程分析 應(yīng)采用抗壓不對稱滯回模型 可采用簡單雙線型滯回模型

設(shè)計過程中，屈曲約束支撐有三種承載力，即設(shè)計承載力、屈服承載力、極限承載力，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中適用于不同的情況。其中設(shè)計承載力是彈性承載力，用于靜力荷載與小震分析設(shè)計。支撐的設(shè)計承載力是按下式計算得到的：

(1)

式中：A為屈曲約束支撐芯材截面面積； f為芯材強度設(shè)計值。

屈服承載力可用于結(jié)構(gòu)的彈塑性分析，為支撐首次進入屈服的軸向力，是按下式計算得到的：

(2)

式中：fy為芯材屈服強度。

極限承載力用于屈曲約束支撐的節(jié)點及連接設(shè)計。計算屈曲約束支撐極限承載力時應(yīng)考慮鋼材的超強系數(shù)，屈曲約束支撐的芯材在地震作用下拉壓屈服會產(chǎn)生應(yīng)變強化效應(yīng)，考慮應(yīng)變強化后，支撐的最大承載力為極限承載力，可按下式計算：

(3)

式中：Ry為芯板鋼材的超強系數(shù)；ω為應(yīng)變強化調(diào)整系數(shù)。

3.2 設(shè)計要求

3.2.1風載與小震承載力要求

屈曲約束支撐在風荷載或小震與其他靜力荷載組合下最大的拉壓軸力設(shè)計值N應(yīng)滿足下式要求：

(4)

3.2.2支撐外套筒抗彎剛度要求

為保證屈曲約束支撐在地震作用下不發(fā)生整體失穩(wěn)，其套筒抗彎剛度應(yīng)滿足下式要求：

(5)

式中：I―套筒的弱軸慣性矩；E―套筒鋼材彈性模量；l―支撐長度。

4結(jié)論

通過對屈曲約束支撐的基本原理進行總結(jié)分析，得出該類型支撐區(qū)別于傳統(tǒng)支撐的力學模型。同時對該類支撐的優(yōu)勢及設(shè)計方法進行了總結(jié)，提出了分別應(yīng)用于不同設(shè)計目標的設(shè)計承載力，及滯回模型的確定方法。

[1]蔡克銓,翁崇興. 雙鋼管型挫屈束制支撐之耐震性能行為與應(yīng)用研究[J]．臺灣大學地震工程研究中心研究報告, 2002.

[2]謝強,趙亮. 屈曲約束支撐的研究進展及其應(yīng)用[J]．鋼結(jié)構(gòu)．2006

篇8

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性

中圖分類號：TU391文獻標識碼：A

一、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性與設(shè)計原則

強度、剛度和穩(wěn)定性是三個不同的概念,強度表示結(jié)構(gòu)中的材料能夠承受的最大應(yīng)力,剛度表示其抵抗變形的能力,失穩(wěn)表示結(jié)構(gòu)不再能夠保持原來的平衡狀態(tài)繼續(xù)承受附加荷載(雖然此時最大應(yīng)力達不到材料的屈服強度)。強度和穩(wěn)定性代表結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài),即結(jié)構(gòu)不再有繼續(xù)承受荷載、抵抗進一步變形的能力,剛度到了零的狀態(tài)。因此剛度這一概念對于描述結(jié)構(gòu)的狀態(tài)更為重要,剛度是結(jié)構(gòu)居第一位的性質(zhì)。借助剛度概念,強度和穩(wěn)定性的概念可以統(tǒng)一。

為了更好的保證鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計中構(gòu)件的穩(wěn)定性，實際設(shè)計時必須遵守以下三項原則。

1、結(jié)構(gòu)整體布置必須考慮整個體系以及組成部分的穩(wěn)定性要求

目前結(jié)構(gòu)大多數(shù)是按照平面體系來設(shè)計的，如桁架和框架都是如此。保證這些平面結(jié)構(gòu)不致出平面失穩(wěn)，需要從結(jié)構(gòu)整體布置來解決，亦即設(shè)計必要的支撐構(gòu)件。這就是說，平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的出平面穩(wěn)定計算必須和結(jié)構(gòu)布置相一致。

2、結(jié)構(gòu)計算簡圖和實用計算方法所依據(jù)的簡圖相一致

目前設(shè)計單層和多層框架結(jié)構(gòu)時，經(jīng)常不作框架穩(wěn)定分析而是代之以框架柱的穩(wěn)定計算。在采用這種方法時，計算框架柱穩(wěn)定時用到的柱計算長度系數(shù)，自應(yīng)通過框架整體穩(wěn)定分析得出，才能使柱穩(wěn)定計算等效于框架穩(wěn)定計算。然而，實際框架多種多樣，而設(shè)計中為了簡化計算工作，需要設(shè)定一些典型條件。

3、滿足構(gòu)件的穩(wěn)定計算必須與設(shè)計結(jié)構(gòu)的細部構(gòu)造保持一致，在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，要使得構(gòu)造設(shè)計和結(jié)構(gòu)計算相互匹配。設(shè)計者要區(qū)分某些節(jié)點的連接是否傳遞彎矩，從而針對性的賦予其足夠的柔度和強度。設(shè)計者注意構(gòu)件細部的設(shè)計與處理，如設(shè)計桁架節(jié)點時，要注意減少桿件偏心的問題等。

二、建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的設(shè)計要點

（一）節(jié)點連接剛度設(shè)計

在傳統(tǒng)的設(shè)計和分析中，為了簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計分析過程，通常將鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點的連接假定為理想鉸接或完全剛接。理想鉸接意味著梁柱不能傳遞彎矩。完全剛接則認為框架在受荷變形后，粱眭夾角保持不變。隨著鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點連接形式的增多，試驗結(jié)果證明，在荷載作用下，

有些節(jié)點連接不能單純歸類為剛性連接或理想鉸接，而應(yīng)稱為半剛性連接。半剛性節(jié)點連接是部分約束連接，兼有剛性連接和理想鉸接的優(yōu)點，如果將半剛性連接簡化為理想鉸接，則會高估框架的側(cè)移壁而增大P_效應(yīng)的影響，低估了梁柱的連接剛度，使往的穩(wěn)定極限承載力理論值偏低。如果將半剛性連接簡化為剛接，則結(jié)果相反。

如圖l所示，考慮A、B兩節(jié)點剛度變化對框架的穩(wěn)定承載力加以分析，視A、B兩節(jié)點的剛度相同。梁柱的鋼材均為Q235鋼，E=2.06x

lO5MPa，I=8.33x108mm4；當A、B節(jié)點為剛接時穩(wěn)定承載力特征值為7．9017；當A、B節(jié)點為鉸接時穩(wěn)定承載力特征值為2.6463；分析結(jié)果如圖2所示，可以較明了地看出，節(jié)點的半剛性連接對鋼框架的穩(wěn)定承載力有顯著的影響，當節(jié)點剛度為1x108~5xl09N.mm時(表1)，其對鋼框架的穩(wěn)定承載力變化影響較顯著。

（二）同一層柱的柱間設(shè)計

框架結(jié)構(gòu)中柱子并不是獨立存在的，而且柱子的邊界條件也不是固接、鉸接、自由等理想的情況，柱子的端部要受到與它相連的其他構(gòu)件的彈性約束。框架有側(cè)移失穩(wěn)時，單根柱總是與同一層的其他柱同時失穩(wěn)，不會單獨失穩(wěn)．即同一層柱的柱間存在相互作用。該方面已有相關(guān)研究H，并在此基礎(chǔ)上改進了鋼框架穩(wěn)定承載力的公式。

（三）輕型鋼的基礎(chǔ)與柱腳節(jié)點設(shè)計

基礎(chǔ)形式選擇應(yīng)根據(jù)建筑物所在地的工程地質(zhì)情況和建筑物上部結(jié)構(gòu)型式等幾個方面綜合考慮。對于輕鋼結(jié)構(gòu)而言，由于柱網(wǎng)尺寸較大，上部結(jié)構(gòu)傳至柱腳的內(nèi)力較小，一般以獨立基礎(chǔ)為主。若地質(zhì)條件較差，可考慮采用條形基礎(chǔ)，遇到不良地質(zhì)情況，可考慮采用樁基礎(chǔ)。一般情況不采用片筏基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)。對輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)除發(fā)生沖切、剪切破壞之外，由于存在較大的水平力，對于固接柱腳，還存在較大的彎矩作用，從而導(dǎo)致基礎(chǔ)產(chǎn)生傾覆和滑移破壞。另外，在風荷載較大的情況下。特別對于一些敞開和半敞開的結(jié)構(gòu)，輕鋼結(jié)構(gòu)自重很輕，有可能不足于抵抗風荷載產(chǎn)生的上拔力，導(dǎo)致基礎(chǔ)上拔破壞。

為了防止這些破壞的發(fā)生，最經(jīng)濟有效的辦法是增加基礎(chǔ)埋深，對于輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，還須預(yù)埋錨栓(也稱地腳螺栓)，用于上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的連接，若錨栓離混凝土基礎(chǔ)邊緣太近，會產(chǎn)生基礎(chǔ)劈裂破壞，因此，錨栓離基礎(chǔ)邊緣的距離不得小于150mm，若錨栓長度過短，會使錨栓從基礎(chǔ)中拔出，導(dǎo)致基礎(chǔ)破壞，所以規(guī)范也規(guī)定了錨栓的埋入長度。

柱腳根據(jù)能否抵抗彎矩分為剛接柱腳或鉸接柱腳。在實際工程中，絕對剛接或絕對鉸接都是不可能的，確切地說應(yīng)該是一種半剛接半鉸接狀態(tài)。剛接和鉸接柱腳關(guān)鍵在于錨栓布置，鉸接柱腳一般采用兩個錨栓，剛接柱腳一般采用四個或四個以上錨拴連接。柱腳的區(qū)別在于對側(cè)移的控制，如果結(jié)構(gòu)對側(cè)移控制較嚴，則采用剛接柱腳，例如有吊車荷載的情況，應(yīng)將柱腳設(shè)計成剛接柱腳，其余情況下，柱腳應(yīng)設(shè)計成鉸接。一般情況下，柱底剪力是通過底板和基礎(chǔ)頂面的摩擦力來傳遞的，若不滿足要求，則須設(shè)置抗剪鍵。

（四）穩(wěn)定承載力計算方法——假想荷載法

在框架的穩(wěn)定承載力計算方法的眾多研究中，假想水平荷載法愈來愈廣泛地為工程界所關(guān)注，并已由加拿大和歐洲等設(shè)計標準采納。

假想水平力法的基本原理如圖所示。

初始傾斜率Ψ使框架遭受力矩M=PhΨ的作用，將這種作用轉(zhuǎn)化為等效水平力H=M/h=PΨ對無初始傾斜框架的作用，這種從整體等價效應(yīng)出發(fā)而引入的水平力H稱為假想水平力。

規(guī)定恰當?shù)募傧胨搅Γ蛊渚C合反映幾何缺陷(初撓度、初偏心、初側(cè)移等)和塑性鉸鄰域塑性變形的不利影響，在此假想水平力和實際荷載的共同作用下把原框架當作理想框架(無缺陷)進行二階彈性分析，用由此而得的內(nèi)力進行構(gòu)件設(shè)計顯然無須再考慮各構(gòu)件的計算長度(因為確定計算長度的過程本質(zhì)上是二階彈性分析的過程)，亦即總?cè)ˇ?=1。此法既免去了確定計算長度的復(fù)雜過程，又更好地反映了框架的承載力。

當然，假想水平力的確定必須通過與精確的二階彈塑性分析結(jié)果的校準來確定。假想水平力法已經(jīng)通過了一系列基準校核。校核表明，在一個相當寬的構(gòu)件長細比范圍內(nèi)，由實用分析法得到的極限承載力非保守結(jié)果不超過5%。盡管校核采用的是寬翼緣工字鋼W8×31(美國標準，截面公稱高度203毫米，每米重量46公斤)，但對于繞強軸彎曲的其它寬翼緣截面，極限承載力誤差不超過6% ，而繞弱軸彎曲時，極限承載力偏于保守的最大誤差達26%。一些構(gòu)筑假想水平力法的細節(jié)，包括斜柱，斜梁以及柱軸力較大時考慮P-δ效應(yīng)的處理見下圖所示。

這種施加假想水平力對理想框架進行彈性二階分析的方法，是介于現(xiàn)行設(shè)計方法和精確分析之間的一種實用方法。彈性二階分析亦可通過放大系數(shù)由一階分析的結(jié)果近似求得，計算較為簡便。由此而得的內(nèi)力用于校核平面內(nèi)穩(wěn)定的相關(guān)方程時，計算長度取幾何長度。與傳統(tǒng)方法相比，這種方法要更經(jīng)濟些。假想水平力如果和簡化的二階彈塑性分析(假定塑性只出現(xiàn)在塑性鉸截面)結(jié)合，有望逼近先進的結(jié)構(gòu)分析法。二階彈塑性分析處于發(fā)展之中，還沒有積累足夠的工程應(yīng)用經(jīng)驗，宜在簡單的低層框架中先行使用。

參考文獻

[1] GB50017-2012,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S]. 

[2] 陳紹蕃.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2012.

篇9

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)課程；問題；對策

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0127-02

2011年6月，教育部聯(lián)合有關(guān)部門提出了實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，簡稱“卓越計劃”。該計劃是貫徹落實《國家2010-2020年教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》和《國家2010-2020年人才發(fā)展規(guī)劃綱要》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，該計劃的目標是把學生培養(yǎng)成創(chuàng)新能力強、能適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才。[1]

隨著中國鋼產(chǎn)量的高速增長，鋼結(jié)構(gòu)因其強度高、塑性韌性好、制造簡便等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于高層和高聳結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房等建筑中。[2]近年來隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展，在此方面由于經(jīng)驗豐富的技術(shù)人才較少，而剛畢業(yè)的學生實踐經(jīng)驗明顯不足，致使行業(yè)發(fā)展與人才需求的矛盾愈來愈突出，培養(yǎng)的學生不能滿足“卓越計劃”的要求。為適應(yīng)新形勢下鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的需要，增強土木工程專業(yè)學生在鋼結(jié)構(gòu)方面的知識，讓他們畢業(yè)后能較快勝任鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工工作，滿足卓越計劃的需求，不可避免地對“鋼結(jié)構(gòu)”這門課程教學提出了一些新的要求。

一、“鋼結(jié)構(gòu)”課程教學中存在的問題

“鋼結(jié)構(gòu)”是土木工程專業(yè)最重要的專業(yè)必修課程之一，通過本課程的學習應(yīng)使學生較全面地了解鋼結(jié)構(gòu)材料的基本性能，掌握鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本原理和設(shè)計計算方法，熟悉基本構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計等?？梢?，“鋼結(jié)構(gòu)”的教學肩負著向?qū)W生傳授鋼結(jié)構(gòu)基本知識的任務(wù)，因此，必須抓好該課程的日常教學工作。目前在鋼結(jié)構(gòu)的教學過程中存在許多問題，具體問題如下：

1.鋼結(jié)構(gòu)課程的學時太少

在“大土木”專業(yè)下“鋼結(jié)構(gòu)”的學時從以前的64學時調(diào)整到現(xiàn)在的48學時，甚至一些院校只有40個學時，學時減小，教學內(nèi)容卻未刪減，教師為了在較短的時間內(nèi)把該課程的內(nèi)容講完，只能將鋼結(jié)構(gòu)的基本知識作簡單的介紹，一些較難的知識點講解不透徹，造成課上學生聽得懂，課下卻不會做作業(yè)，應(yīng)付考試也只能靠死記硬背，但是卻不知學到什么。如何在有限時間內(nèi)安排如此多的內(nèi)容是目前急需解決的問題之一。另外，由于學時的限制，大多數(shù)學校只開設(shè)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”，而未開設(shè)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”，學生僅學習了鋼結(jié)構(gòu)的材料性能、連接方法和構(gòu)件設(shè)計，未曾學習過鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系，而當前人才市場急需的是能進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計或施工現(xiàn)場管理的畢業(yè)生。

2.鋼結(jié)構(gòu)的課程較難學習

“鋼結(jié)構(gòu)”課程是土木工程專業(yè)較難學習的課程之一，由于該課程與建筑材料、工程力學、房屋建筑學等專業(yè)基礎(chǔ)知識聯(lián)系緊密，如果沒有掌握好這些基礎(chǔ)知識，學生很難把鋼結(jié)構(gòu)的理論知識融會貫通。其次，教材中力學公式多、近似公式多、構(gòu)造要求多等，部分公式是由國家規(guī)范給出，有些公式是由試驗結(jié)果得到[3]，這給教師的授課帶來了一定困難。再次，問題的多解性加重了學生學習鋼結(jié)構(gòu)的難度。另外，學生從小學至高中已經(jīng)習慣于一個問題一個解的學習方法，而在復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接的設(shè)計中該問題可能有多個解，學生一時難于接受，進而也不同程度地增加了學習鋼結(jié)構(gòu)課程的難度。

3.學生沒有認識到學好鋼結(jié)構(gòu)的必要性和重要性

目前鋼結(jié)構(gòu)還僅用于大跨度結(jié)構(gòu)、高層及超高層建筑、工業(yè)廠房等，學生見到的建筑物大部分是由鋼筋混凝土建造，從而使他們想當然地認為鋼結(jié)構(gòu)這門課程可有可無，從而造成一部分學生失去學習興趣，嚴重影響學習效果。特別是已畢業(yè)的學生在工作崗位接觸到鋼結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計與施工的機會較少，即使遇到鋼結(jié)構(gòu)工程，也是分包給鋼結(jié)構(gòu)公司進行專門的設(shè)計和施工，這也使部分學生產(chǎn)生這樣的誤區(qū)。鋼筋混凝土課程是土木工程專業(yè)最重要的課程，而鋼結(jié)構(gòu)課程是無關(guān)緊要的。

4.教學中缺少工程實例

由于鋼結(jié)構(gòu)具有很強的實踐性，它所涉及的教學內(nèi)容與鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展、技術(shù)的進步和實際工程均有著廣泛的聯(lián)系。但在鋼結(jié)構(gòu)的課堂教學過程中，教師授課內(nèi)容仍然側(cè)重于書本上基本理論知識，引入工程實例較少，未將教材中的基本理論知識與工程實例聯(lián)系起來，學生極易感到索然無味，不能激起他們的求知欲。另外，學生希望學習的知識在工作后立即就能應(yīng)用，如果不進行工程實例的應(yīng)用，直到這門課程結(jié)束時學生也不明白學習它的意義是什么，更不用提運用該門課程的理論去解決實際問題，這是作為教師最不愿意看到的情況。

5.學生的考核形式單一

考試是教學過程中的重要環(huán)節(jié)之一，是對教師和學生進行總結(jié)性檢查的主要形式。而現(xiàn)階段，在鋼結(jié)構(gòu)的教學過程中學生學習的考核形式仍然比較單一，主要是根據(jù)學生的課堂表現(xiàn)和期末考試成績來決定，不能激發(fā)學生學習的主動性和積極性。另外，有些任課教師教學水平不高，但為了片面追求所授課程的及格率而降低試卷難度，給學生劃考試重點，甚至向?qū)W生透題。這樣容易使學生認真學習的主動性和積極性極大地降低，不利于提高教學質(zhì)量。

二、解決問題的建議

1.基于“卓越計劃”，制訂合理教學計劃，調(diào)整教學內(nèi)容

要及時調(diào)整教學計劃，采取把課堂講授的重點放在“鋼結(jié)構(gòu)”課程的主要內(nèi)容上。因此，首先選用一本內(nèi)容豐富、例題得當?shù)慕滩?，然后從教學大綱和學生的實際學習能力出發(fā)，把教學內(nèi)容和學時數(shù)結(jié)合起來制訂教學計劃，使授課的理論知識夠用，滿足“卓越計劃”的要求。對于一些在其他先修課程中學習過的內(nèi)容不要重新講解。

2.基于“卓越計劃”，采取比較法進行教學

鋼結(jié)構(gòu)是一門理論性較強的專業(yè)課。該課程中的計算公式較多，眾多的公式使初始的學習者要完全掌握并非易事。為了使學生能較為輕松地學好鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識，在課程教學中授課教師應(yīng)針對不同的教學內(nèi)容可以采用比較教學方法。一方面，比較教學法可以幫助學生辨別同類教學內(nèi)容之間的共性；另一方面，通過比較分析法可以發(fā)現(xiàn)同類問題中的某些特殊之處，有助于對相似問題的區(qū)分，掌握教學內(nèi)容。[4]例如，在講授軸心受力構(gòu)件的承載力驗算時，對于軸心受壓構(gòu)件需要驗算是強度、剛度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性，而對于軸心受拉構(gòu)件驗算需要驗算的是強度和剛度。在講授拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件、工字型截面的強度和穩(wěn)定性驗算的公式、角焊縫和對接焊縫的計算、普通螺栓和高強度螺栓的驗算等知識點都可以采用比較法，從而讓學生更容易在較短的時間內(nèi)掌握鋼結(jié)構(gòu)的知識。

3.基于“卓越計劃”，適當開展鋼結(jié)構(gòu)的學術(shù)講座

大部分學校鋼結(jié)構(gòu)課程所用教材與其當前的發(fā)展相比具有明顯的滯后性。因教學的課時太少，學生不可能在教學中完全了解學科的前沿問題以及關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的新規(guī)范、新技術(shù)和新理論。[3]由本校和兄弟院校在鋼結(jié)構(gòu)方面進行科學研究的教師或科研院所和企業(yè)的專家通過學術(shù)報告的形式向?qū)W生講授與學科有關(guān)的專業(yè)知識或新的研究進展情況，這種學術(shù)前沿的知識是學生在課堂上學不到的，可以促使學生了解鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的前沿知識。同時，還可以讓部分對鋼結(jié)構(gòu)研究較感興趣的同學參與相關(guān)方面的課題研究，使他們了解鋼結(jié)構(gòu)的最新進展，開拓視野，培養(yǎng)學習興趣。

4.基于“卓越計劃”，改革期末考試，實行教考分離

傳統(tǒng)的考試形式，教師從授課、試卷的擬定、考試的監(jiān)考、試卷的評閱和成績的評定等主要由授課教師一人承擔，缺乏有效的監(jiān)督和制約，容易使教師產(chǎn)生授課和考試的隨意性，導(dǎo)致學生學習積極性不高。實施完全的“教考分離”后，一方面無疑對教師產(chǎn)生了壓力，由于教師不知具體考試內(nèi)容，可使任課教師在平時的授課過程中能嚴格地按教學計劃和教學大綱進行教學，在課前的準備、教學方法和方式的研究以及教研活動中投入更多的時間和精力；另一方面，教考分離也會讓學生認識到課程考試成績的高低主要是由平時的努力程度決定，越來越多的學生把主要的精力放在學習鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識上，以往的被動學習轉(zhuǎn)為主動學習，對學生學習的主動性和積極性起到促進作用。學生在教學中的主體作用進一步加強，促進了鋼結(jié)構(gòu)教學質(zhì)量的提高。

5.基于“卓越計劃”，完善和加強實踐教學

實踐教學是鋼結(jié)構(gòu)教學和授課環(huán)節(jié)中一個非常重要的組成部分，是實現(xiàn)“卓越計劃”人才培養(yǎng)目標的重要途徑，是鞏固所學專業(yè)知識、培養(yǎng)理論聯(lián)系實際能力的重要途徑。首先，要讓學生參加現(xiàn)場實習。教師除了在課堂上通過掛圖、實物模型、多媒體教學中的圖片等形式向?qū)W生介紹鋼結(jié)構(gòu)工程的具體實例外，有必要讓學生去鋼結(jié)構(gòu)加工工廠或施工現(xiàn)場參觀、實習，增加學生對鋼結(jié)構(gòu)的感性認識，培養(yǎng)和激發(fā)學生對鋼結(jié)構(gòu)課程的興趣；其次，改革鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)實踐教學中的一個重要環(huán)節(jié)，通過鋼結(jié)構(gòu)的課程設(shè)計可以讓學生了解鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般程序和內(nèi)容。通過合理選題可以杜絕課程設(shè)計中的抄襲現(xiàn)象，另外也可以讓學生掌握鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法、步驟，熟悉施工圖繪制，使其走上工作崗位以后能較快適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工工作，滿足“卓越計劃”的要求。

6.基于“卓越計劃”，建立高校和企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)機制

建立高校和企業(yè)共同培養(yǎng)人才的機制，能使企業(yè)和學校達到雙贏。建立一種長期穩(wěn)定的人才培養(yǎng)合作關(guān)系，企業(yè)發(fā)揮其了解目前所需的實踐性人才應(yīng)掌握哪些知識，通過企業(yè)參與高校的人才培養(yǎng)過程可以改變當前市場需求和人才培養(yǎng)錯位的現(xiàn)象。[5]首先，在制訂培養(yǎng)目標和培養(yǎng)計劃的過程中，高校應(yīng)邀請與學生就業(yè)的相關(guān)企業(yè)制訂培養(yǎng)目標和培養(yǎng)計劃；其次，學校應(yīng)鼓勵相關(guān)企業(yè)建立工程實踐的教育基地，承擔部分學生實踐教學的培養(yǎng)任務(wù)。另外，學校還可以要求學生有半年或者一年左右的時間在企業(yè)進行實踐學習，通過參與企業(yè)的工程實踐，學習他們的先進技術(shù)，培養(yǎng)學生的職業(yè)技能，并讓企業(yè)根據(jù)學生的表現(xiàn)給出具體的實習分數(shù)，使企業(yè)也參與到學生的評價中。最后，可以讓企業(yè)具有較強實踐經(jīng)驗的工程師承擔部分實踐性較強的課程的授課任務(wù)，提高學生的培養(yǎng)質(zhì)量。

三、結(jié)語

總之，隨著鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的教學改革是一個長期持續(xù)性的工作，教師在教學過程中應(yīng)不斷進行總結(jié)和歸納，善于及時發(fā)現(xiàn)教學活動中的問題和矛盾，及時找出解矛盾的對應(yīng)策略，不斷改革教學計劃、教學內(nèi)容和教學方法，完善和加強實踐教學，建立高校和企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)機制，才能促進教學質(zhì)量的提高，把教學工作推向一個更高的層次，培養(yǎng)出滿足“卓越計劃”的土木工程人才。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.教育部關(guān)于實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的若干意見[EB/OL]..

[2]萬紅霞，王小平，李波，等.鋼結(jié)構(gòu)教學改革的現(xiàn)狀與對策[J].理工高教研究，2006，25（5）：113-114.

[3]蔣華.關(guān)于土木專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)系類課程教學改革的思考[J].高等教育研究，2012，3.29（1）：49-52.

篇10

【關(guān)鍵詞】施工技術(shù)；質(zhì)量控制；竣工驗收

引 言

高層鋼結(jié)構(gòu)一般是指六層以上，主要采用型鋼、鋼板連接或焊接成構(gòu)件，再經(jīng)連接、焊接而成的結(jié)構(gòu)體系。高層鋼結(jié)構(gòu)常用鋼框架結(jié)構(gòu)、鋼框架——混凝土核心筒結(jié)構(gòu)形式。后者在現(xiàn)代高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較為廣泛，事實上，它屬于鋼——混凝土混合的結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土在高層建筑中由于自身重量過大，梁柱占用的面積比率也大，因此高層建筑中采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常受到很多質(zhì)疑；同時強度較高的鋼材也順應(yīng)出現(xiàn)，在高層建筑中采用一部分鋼結(jié)構(gòu)或全部運用鋼結(jié)構(gòu)的理論設(shè)計同步前進。伴隨冶煉、制造技術(shù)的高速發(fā)展，為高層鋼結(jié)構(gòu)工程在工程領(lǐng)域的應(yīng)用帶來了新的生機：伴隨著高層建筑工程建設(shè)的不斷增加，繼而又推動了高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工中的焊接、安裝技術(shù)的不斷提高。下文對高層鋼結(jié)構(gòu)施工中焊接技術(shù)進行簡要總結(jié)。

1、高層鋼結(jié)構(gòu)施工前需要的準備工作

1.1高層鋼結(jié)構(gòu)體系的體系類型

中國對高層及超高層建筑的體系的劃分，在《建筑設(shè)計規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》、《建筑防火設(shè)計規(guī)范》無統(tǒng)一的規(guī)定，通常情況下認為建筑高度超過24以上為高層建筑，建筑高度超過60米以上為超高層建筑。

從建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計角度上看，根據(jù)建筑物使用功能要求、建筑物高度不同、場地抗震設(shè)防烈度以滿足經(jīng)濟、合理、安全、可靠的設(shè)計原則，應(yīng)選擇相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系。通常分為：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框—筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系六大類。通常高層和超高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外，有時還采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，全鋼結(jié)構(gòu)。

1.2高層鋼結(jié)構(gòu)體系施工前應(yīng)做好準備工作

開工前必須做好高層鋼結(jié)構(gòu)體系施工前的圖紙會審工作，圖紙是工程施工的重要依據(jù)，工程開工前工程建設(shè)單位應(yīng)組織設(shè)計單位、施工單位、項目監(jiān)理機構(gòu)、圖紙評審專家小組一起工程圖紙，對圖紙設(shè)計要求不明確的地方進行研究討論，提出相關(guān)問題，由設(shè)計單位進行解決。圖紙會審?fù)ㄟ^后，監(jiān)理公司必須組織所有監(jiān)理人員對工程相關(guān)規(guī)范標準、工藝技術(shù)，準確掌握設(shè)計意圖。并組織施工單位現(xiàn)場從事專業(yè)技術(shù)的人員對圖紙進行設(shè)計交底，檢查出施工圖紙中的不合理之處，一定將問題在開工前解決，避免因圖紙問題對施工的質(zhì)量、進度等產(chǎn)生影響。

2、高層鋼結(jié)構(gòu)塔吊的選型與合理布置

對于高層鋼結(jié)構(gòu)的施工，塔吊是最具核心的設(shè)備，因此塔吊的選擇與布置要依據(jù)周邊建筑物高度、現(xiàn)場條件、鋼結(jié)構(gòu)的重量等因素進行綜合考慮，必須確保塔吊在施工過程中裝拆的安全可靠性。塔吊選擇宜優(yōu)先考慮內(nèi)爬式塔吊，該類型塔吊不需要對樓層加固，在起重機布設(shè)位置上的自由度較大，并且在進行高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的吊裝施工時對塔吊起重能力和幅度要求不苛刻。

3、高層鋼結(jié)構(gòu)選材篩選

鋼結(jié)構(gòu)的最大缺點是導(dǎo)熱系數(shù)大，耐火性能差。原材料進場前必須嚴格控制原材料的選購。原材料中鋼筋的質(zhì)量文件應(yīng)齊全有效、檢驗結(jié)果要符合規(guī)范和設(shè)計要求。

4、高層鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場制作與安裝施工要求

多層及高層鋼結(jié)構(gòu)的制作和安裝應(yīng)按照施工圖進行，并應(yīng)遵守《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》GB50205－95、《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》JGJ99－98及其他有關(guān)規(guī)范和規(guī)程的規(guī)定。制作和安裝的施工單位在開工前必須編制施工組織設(shè)計和工藝流程，施工過程中必須嚴格按照規(guī)定的要求組織施工。

高層鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝的一般要求

多層及高層鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝工作，必須在具有多層及高層鋼結(jié)構(gòu)吊裝和制作的責任工程師和責任工藝師的指導(dǎo)下進行。對參加制作和安裝的人員，必須進行各項專業(yè)培訓(xùn)，經(jīng)培訓(xùn)達到要求者方能進行操作。施工詳圖編制后，應(yīng)提交原設(shè)計工程師負責審批，或由合同文件中明確規(guī)定的監(jiān)理工程師審批。由于材料代用、工藝或其它原因需修改施工圖時，必須向原設(shè)計單位申報，經(jīng)同意并簽署文件后，修改圖才能生效。構(gòu)造復(fù)雜的構(gòu)件制作時，應(yīng)充分考慮各方面因素的影響，必要時要進行工藝性試驗。多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝前，必須對構(gòu)件進行詳細檢查，構(gòu)件外形尺寸，螺孔位置及直徑，連接件位置及角度，焊縫、栓釘、高強度螺栓節(jié)點，摩擦面加工質(zhì)量等均應(yīng)達到施工圖的技術(shù)要求。

5、高層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程竣工驗收資料

多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程竣工驗收應(yīng)提交下列文件：鋼結(jié)構(gòu)施工圖，設(shè)計更改文件，并在施工圖中注明修改部位；鋼結(jié)構(gòu)制造合格證；安裝用材料的質(zhì)量證明文件；測量檢查記錄，焊縫質(zhì)量檢查記錄，高強度螺栓安裝質(zhì)量檢查記錄，栓釘焊質(zhì)量檢查記錄；各種試驗報告技術(shù)資料；隱蔽工程分段驗收記錄；安裝過程中建設(shè)單位、設(shè)計單位、構(gòu)件制造廠、鋼結(jié)構(gòu)安裝單位達成的各種技術(shù)文件。

6、結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)住宅是今后發(fā)展的一個重要方向，但鋼結(jié)構(gòu)僅僅是建筑中承重體系、服務(wù)部分，它不是建筑使用中的主要成分，鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計首先要遵循住宅建筑設(shè)計的一般原則，然后才是發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，單純突出鋼結(jié)構(gòu)而不考慮生活的舒適性、不能滿足人文要求的鋼結(jié)構(gòu)住宅項目是沒有市場的。如果說鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展使施工從手工進入了機械化，那么鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用就將使住宅施工實現(xiàn)現(xiàn)代化，鋼結(jié)構(gòu)住宅將成為建筑現(xiàn)代化發(fā)展的一個重要標志?！颁摻Y(jié)構(gòu)是環(huán)保住宅，鋼結(jié)構(gòu)符合可持續(xù)發(fā)展概念”——21世紀鋼結(jié)構(gòu)將占領(lǐng)廣闊的建筑市場。在我國目前大力推廣住宅產(chǎn)業(yè)化的時代背景下,我們相信鋼結(jié)構(gòu)體系終將成為住宅結(jié)構(gòu)體系的主流。

參考文獻

[1]楊鵬宇.鋼結(jié)構(gòu)高強螺栓連接施工.山西:山西建筑出版社,2006,32(16):140-141．

[2]郝燕春.大型鋼網(wǎng)架安裝技術(shù).山西:山西建筑,2007,33(10):195-196．

[3]魏明鐘.鋼結(jié)構(gòu).武漢:武漢工業(yè)大學出版社,2002.11-13.

[4]沈祖炎.鋼結(jié)構(gòu)基本原理.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004.189-191.

[5]JGB-50017,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004.121-123.