钢结构课程设计总结十篇

时间:2023-03-28 22:31:35

钢结构课程设计总结

钢结构课程设计总结篇1

一、独立学院学生学习本课程所面临的困难

(一)知识基础较差,知识整体性和系统性不强

独立学院学生的数学基础不够好,导致物理及力学知识学习过程中存在困难,知识掌握情况不佳,特别是材料力学知识的学习情况不是很好,而《材料力学》作为《钢结构设计原理》的重要先行课程,与钢结构联系极为紧密,《材料力学》中轴向拉伸和压缩、扭转、弯曲应力、梁弯曲时的位移、应力状态分析、组合变形及压杆稳定等内容是《钢结构设计原理》中钢结构连接,钢柱、钢梁、压弯构件及拉弯构件的强度、刚度和稳定性分析的重要基础。

(二)学习兴趣不高,学习具有一定的盲目性

本校的《钢结构设计原理》课程只有48学时,所选教材虽然知识全面、阐述详细,但课时有限,不能为学生进行深入详细的讲解,亦不能留给学生太多时间思考,这就导致学生学习本课程兴趣不高,形成一定程度上的恶性循环。而且学生在学习本课程的时候具有一定的盲目性,不能充分理解所学知识的重要作用,通常都是“为考而学”、“为学而学”,而不是“为用而学”,故不能调动起学习的积极性和主动性,也不能很好的将知识学以致用。

二、解决方案

(一)做好先行课程准备、搭建本课程的知识架构

《建筑材料》、《材料力学》等先行课程是学习钢结构设计的重要基础,为此授课前教师应与《建筑材料》、《材料力学》等课程的授课教师充分沟通,深入了解学生已学知识的架构和掌握情况,以及学生在这些课程中的薄弱环节,并研讨学科交叉部分内容的讲解方法。由于独立学院学生自学意识及知识总结和连贯的意识不够强,建议教师在授课之初,制作《钢结构设计原理》课程知识架构并要求学生完成相关先行课程的知识总结,搭建知识框架,将学生所总结的知识进行汇总整理建立与《钢结构设计原理》的知识联系结构图,要求学生人手一份,每节课结束前留给学生一定时间根据自己的听课情况在知识结构图上作标记,课下根据复习情况在知识结构图上做相应记录,并以此作为期末考核的一部分,激励学生加强对知识整体性和连贯性的把握。

(二)充分利用多媒体教学技术,增强学生的学习兴趣

多媒体教学技术在现代教学中应用越来越广泛,《钢结构设计原理》课程内容较为抽象,特别是轴心受压构件及梁的稳定性分析部分,内容复杂,公式推导较多,难于理解,加之现实生活中,钢结构不似钢筋混凝土结构、砌体结构那样随处可见,不能在学生脑海中形成较为直观的印象,独立学院学生的理解能力、空间想象能力稍差,对于复杂的知识,若仍采用一般的教学方法进行讲述,学生并不能建立空间思维,无法真正理解钢构件承载、变形及破坏时的状态,若采用视频、三维动画展示,则可以将钢构件受力状态非常直观的呈现给学生,能够给学生留下深刻的印象,胜过教师“千言万语”的描述;又如,对于钢结构建筑,可以利用三维动画一步步展示其搭建方式和钢构件之间的连接方式,使学生对于钢结构有整体认识,为此建议教师课上较多采用视频,三维动画等多媒体教学技术,提高学生对知识的空间认知,增强学生的学习兴趣。

(三)加强与学生的互动,调动学生学习的积极性

大部分学生都习惯于听老师讲授的教学模式,大学里每次课授课时间都相对较长,这种模式不仅不能保证学生能跟上教师的节奏,也容易使学生产生倦怠,由于多数学生没有很养成良好的学习习惯,所以在“灌输式”的授课模式下听课质量不佳,学习积极性不高,针对学生上述特点必须在传统教学方法的基础上进行一定的改革,开展以学生为主的教学模式。建议授课教师控制好授课节奏,尽可能加强与学生的互动,可以采取小组讨论模式,将学生分成若干个讨论小组,在课前布置一些任务,要求学生有目的地复习和预习,并要求每个讨论小组将讨论结果整理汇总,于授课前一天交给教师,教师能够尽快地了解学生对已学知识的掌握情况和新知识的预习情况,有针对性地授课,学生带着疑问听课,从而达到更好的授课效果,课下要求学习小组相互交叉出题彼此测试监督,并制定相应的激励机制,以此鼓励学生养成良好的学习习惯和团队协作意识。

(四)钢构件模型制作,提高学生实践能力

钢结构知识较为抽象,对学生的空间想象能力要求高,独立学院学生空间思维能力有所欠缺,且对文化知识的学习动机不强,学习知识的能力尚待提高,但独立学院学生动手能力较强,思维很活跃,见识较广,许多学生从小受过特长教育,口才、沟通、社会交往等方面有较高的能力和表现欲望,针对学生这样的特质,教学中除了采用多媒体动画,视频等新的教学技术加强学生对知识的理解之外,开展简单的钢构件模型制作活动,活动要求学生制作钢构件模型并组织答辩,学生在模型制作的过程中可以深刻地理解钢结构连接,搭建过程及钢结构的空间结构,且每个学生都有机会表达和表现自己,既能提高学生的实践能力,加强学生对知识的把握,又能给予学生一个锻炼和表达自己的机会,增强学生的自信。

(五)做好与后续课程的衔接

《钢结构设计原理》是后续专业课,如《建筑钢结构》、《钢桥设计》等课程的重要基础,故在授课之初需要做好与各位专业课教师的交流沟通,整理知识结构,建立完整的钢结构教学体系。授课之处即使学生清楚地理解课程学习的重要,针对学生上述特点,在授课前就应使学生充分理解学习《钢结构设计原理》的目的和作用,在授课中,利用多媒体教学手段,较多地展示钢构件在钢屋架、钢桥等钢结构建筑中的存在形式,同时,在授课期间组织学生参观钢结构建筑的施工现场或已完工的钢结构建筑,将钢结构建筑、钢构件、钢结构的连接直观真实地呈现给学生,联系学生课程所学知识以钢结构建筑为整体现场进行剖切式教学,使学生能够充分掌握钢结构材料、钢结构构件和钢结构建筑之间的关系。

三、结论

钢结构课程设计总结篇2

关键词:水工钢结构;教学改革;课程设计

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2014)12-0007-03

由于钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、工业化程度高、施工周期短等众多优点[1],广泛应用于大跨度空间结构(体育场、展览馆、候机楼等大型公共建筑)、塔桅结构、大跨径桥梁结构、工业厂房、水工钢闸门和海洋平台等。近年来,由于市场需求大,中国钢铁产量得到大幅提高(如图1所示),连续数年位居世界首位,给钢结构的应用与发展提供了广阔的空间。特别是许多新型结构形式的出现(如弦支穹顶、索穹顶、整体张拉结构、树状柱弧形钢闸门等)、高强材料的生产及新的加工工艺与先进的施工安装技术的发展,使得钢结构的应用范围愈加广泛。同时对当代大学生在专业素养、应用能力、适应能力、创新能力等方面提出了更高的要求[2]。

图1 1949-2013年中国钢产量趋势线

水工钢结构的主要任务是掌握常用结构钢的工作性能、钢结构的连接设计、钢结构各类构件的基本设计原理以及结合水利工程专业的要求理解平面钢闸门的设计原理与方法,使学生对于常见的水工钢结构具有初步的设计能力,为从事水利水电工程专业的工作及科学研究打下必要的基础。

水工钢结构作为水利水电工程专业主要的专业课程之一,因历史原因,一直未得到重视,造成钢结构人才相对短缺。目前钢结构课时少,且知识点多、公式多,学生普遍反映难度较大[3]。学生对于单个构件(如梁、柱等)的设计原理理解较为透彻,但对钢结构的整体设计及其受力性能分析却不知如何着手,所学理论知识不知如何应用于实际工程当中,使得所学知识难以致用。为此,深感高校的“水工钢结构”教学已不能适应目前的钢结构发展形势,钢结构设计方面的人才培养已不能满足社会需要,笔者从多年来“水工钢结构”课程的教学与工程实践角度出发,提出了几点教学体会与改革设想。

一、“水工钢结构”课程教学现状

(一)课时少,知识点多

近年来国内很多高校普遍推行的通识教育(General Education)源于古希腊的自由教育,又称“一般教育”。通识教育虽由来已久,至20世纪末形成了一股声浪巨大的教育思潮。加强通识教育的目的是为专业人才的成长提供更丰厚的土壤,要求大学生不仅要具有扎实的专业知识背景,同时也要具有厚基础、宽口径的知识结构,在学习和工作中不断地扩展知识领域,成为适应现代社会高速发展的复合型人才。

针对此,不少大学纷纷推出本科生教学改革方案和各种通识教育课程,把专业教育的时间推后到高年级和研究生阶段,使得很多专业课的课时得到不同程度的压缩,这样一来就会在一定程度上影响本科生专业素质的培养[4]。“水工钢结构”课程亦不例外,国内高校水利水电工程专业的课时普遍偏低(见表1),且学生普遍认为水工钢结构难度大,知识点多,公式多,难于记忆,知识难于消化。这两方面的矛盾给水工钢结构的教学与学习带来了新的挑战。

表1 国内部分院校“水工钢结构”开设课时

在教学中,教师要注重钢结构基本概念、 原理、方法及适用条件的阐述,简化烦琐公式的推演(如梁的整体稳定、梁的局部稳定等内容),注重与相关课程(如材料力学、结构力学、水工建筑物等)联系和区别的介绍,避免与相关课程的重复,适当兼顾知识的系统性。在讲课中,除了要求熟记的重要公式外,重点要求学生理解公式的工程背景及其中每个参数的物理含义,能够熟练地对公式和相关资料加以查找及应用。在期末考核时,考卷后可附上所用到的较复杂的计算公式及所需资料(如梁的整体稳定系数、验算刚度所需用到的挠度计算公式等),供学生考试时查用。

钢结构的连接是“水工钢结构”课程教学的重点及难点,该章构造要求、公式多。授课教师应阐明螺栓的布置与排列(含螺栓间的容许间距)应满足受力要求、构造要求和施工要求,抓住从连接破坏形式到计算公式的推导这条主线展开。例如,对于普通螺栓抗剪的设计,应首先着眼于普通螺栓受剪破坏的五种可能破坏形式,即栓杆被剪断、孔壁挤压破坏、钢板被拉断、端部钢板被剪断和栓杆受弯破坏,其中前三种破坏通过计算防止,后两种通过构造要求防止,即端距≥2d0(d0为螺栓孔直径)和板叠厚度≤5d(d为螺栓直径),这样讲思路清晰,概念清楚,便于学生理解后续计算公式。

(二)实践学时不足

结合我国高等院校扩招后学生的实际情况,以及对学生的培养目标从精英教育转向大众教育的具体要求,如何在总学时压缩的情况下,既为学生打好坚实的专业知识基础,又为学生毕业后的工作做必要的专业技能培养,“水工钢结构课程设计”是一个很好的途径。课程设计不仅要求学生深刻地理解、掌握、巩固所学钢闸门的基础理论知识,并且要求学生对所学的知识能融会贯通,使学生得到工程设计能力的初步培养和训练,为后续毕业设计及毕业后能快速适应工作打下良好的基础。因此,如何合理有效地安排课程设计显得至关重要。

“水工钢结构课程设计”是“水工钢结构”教学中一个重要的环节。目前,西北农林科技大学水利水电工程专业在“水工钢结构”课程结束后,安排为期一周的课程设计,要求学生上交一份计算书及一张平面钢闸门的结构施工总图(A1纸)。课程设计的目的是运用钢结构的连接计算方法和钢梁等基本构件的设计方法,结合水利水电工程专业的特点,紧密联系工程实际,进行平面钢闸门的设计与计算,巩固相关理论教学效果,加强实践能力训练,系统全面地了解钢结构的整体设计思路、方法和步骤以及运用《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)[5]、行业标准《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74-2013)[6]和《大型低合金钢铸件》(JBT 6402-2006)等规范标准的能力,进行编写设计计算书、手工绘图等方面的训练。

在一周的课程设计中,时间短、任务重,学生普遍反映平面钢闸门结构施工总图的绘制比较吃力,因为绘制过程中需要有良好的空间想象能力,而且大多数学生尚未在现场接触过平面钢闸门。这就要求在课程设计前,安排学生进行平面钢闸门实际工程的参观、认识与学习,从而让学生充分理解主梁、次梁、横向连接系、纵向连接系、主轮、侧轮、反轮等细部构造,并了解其连接方式、支撑体系的特点。在课堂教学中,授课教师还可通过幻灯片介绍国内外一些典型的水工钢闸门工程实例,以增进学生对构造连接方面的直观认识。在教学实习过程中,使学生对平面钢闸门的构件类型、截面形式等进一步熟悉,有机会还可让学生在工程现场绘制各类构件的节点及截面详图,大大有助于进一步提高学生的兴趣,提高教学效果。

(三)教材与参考书较少

教材是供教学用的资料,是一门课程的核心教学材料,参考书是教材必要的辅助材料。目前,土木工程钢结构的教材与参考书琳琅满目,国内高校广泛使用的教材有:刘声扬主编、武汉理工大学出版社于2010出版的《钢结构――原理与设计》,戴国欣主编、武汉理工大学出版社于2012出版的《钢结构》(第四版)[7],优秀的参考书如姚谏、夏志斌编写的《钢结构――原理与设计》等[8],以上教材与参考书注重理论与实践相结合,在保持经典理论基础上,突出工程应用能力的培养,条理清晰,深入浅出。经过几版修订,其中错误之处非常少,且紧密结合最新《钢结构设计规范》(GB50017-2003)编写,在国内各高校中使用甚广。

相比之下,“水工钢结构”教材及参考资料相对较少,这些教材及参考资料对国内水工钢结构事业的发展起到了巨大的推动作用,对大学生的培养起到了积极作用。目前国内使用的“水工钢结构”教材普遍依据《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74-95)和《钢结构设计规范》(GB50017―2003)编写,个别参数的取值甚至取自《水利水电工程钢闸门设计规范》(SDJ13-78)和《钢结构设计规范》(GBJ17-88),且个别教材的内容存在不少错误之处,影响了教材质量,影响了学生的学习兴趣、热情与积极性。水工钢结构的参考资料目前较少,且大多资料出版于上世纪八九十年代,知识的更新相对比较滞后。

目前,《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL 74-2013)已于2013年11月26日正式实施,这就要求“水工钢结构”教材及参考书籍的编写与再版依据最新规范,再版时对于教材中的错误之处应予以勘误与修订。

二、“水工钢结构”课程教学改革的设想

(一)适当增加授课学时

“水工钢结构”课堂教学是学生获取知识的重要途径,现今课时少,而教学内容多,这就要求教师要精选授课内容,抓住钢结构设计主线,凝练知识点。但若学生课后学习主动性不足,不利用课余时间拓展相关知识点,学生的专业知识的广度与深度势必受到不同程度的影响。对于水工钢结构课程来说,32课时完成效果不佳,造成学生对该门课的印象不深,客观上形成了钢结构不重要的观念,这与目前钢结构的蓬勃发展与市场需求相背离。目前,国内外许多实际工程采用了各种高效钢材,各类新型结构形式亦相继出现,如弦支穹顶、索穹顶、张拉整体、树状柱钢闸门等,在教学内容不断更新的情况下,要求授课教师不断丰富相关知识、拓展知识面,抓住钢结构发展的方向和趋势。教师可利用2个学时的时间介绍主要新型结构形式的受力特点与适用范围,开阔学生的眼界,启发学生的思维,培养学生的学习兴趣。稳定是钢结构设计的重点,在课时少的局面下,稳定部分的内容无法深入展开,造成学生在该方面专业知识的不足。为此,应增加“水工钢结构”课时,进一步提高学生专业知识的广度与深度。

(二)注重多种教学方法与手段的结合运用

板书是传统教学中一个重要的环节,在钢结构构件和结构的受力分析、公式的推导上有不可替代的优势。但鉴于目前水工钢结构课时偏少,大量的公式推导、绘图势必影响课程的整体教学进度,导致教学信息量的下降。随着高效钢材、新型结构大量涌现,其中有些结构形式很难看到实物,通过内容丰富的多媒体课件,可将这些实际工程图片通过屏幕投影活生生地呈现给学生,带给学生形象、直观的感觉和视觉上的刺激,增加学生对这些结构形式的感性认识、提高学生的学习兴趣。多媒体教学还可节约教学学时、增加知识量。教学过程中要引导学生从被动地接受知识转化为主动自觉地求知,努力培养学生独立思考、分析和解决问题的能力。教师可通过实际工程实例,提出所需解决的问题,引发学生的讨论,使学生既能在主动思考中学到专业知识,又能对实际工程问题有初步的了解与判断。

(三)完善课程设计

水工钢结构课程设计是结合水工钢结构学习而配置的综合性课题,通过训练,使学生能够把所学钢结构的设计方法进行综合运用,提高工程实践能力。目前,水工钢结构课程设计仍局限于平面钢闸门,且平面钢闸门的结构分析仍采用手算的平面体系设计法,尽管该法具有简单易行的特点,但对于大型平面钢闸门而言,该法不精确,偏于保守。这与现实情况已不相适应,题目形式、类型亟须改革。目前,弧形钢闸门在水工结构中应用极为广泛,课程设计可增加弧形钢闸门的结构设计;为了提升学生的专业技能,可增加水工钢结构的空间结构有限元分析与计算,让学生尽早地接触ANSYS、ADINA、ABAQUS等有限元软件,为毕业后的工作及读研深造打下良好的基础。

(四)全面推广计算机的应用

随着计算机的应用与发展,水工结构的设计在各设计院已全面应用计算机进行设计、绘制施工图。作为水利水电工程专业的学生,必须具备一定的力学分析软件的操作能力,并可利用大二学过的VB、C++或Matlab软件编制小型计算程序,以解决实际工程问题。例如,在平面钢闸门的设计当中,面板与主梁的连接计算需要经过若干次试算,手算耗时费力,如果将该计算过程进行编程计算,将会大大地减少手算工作量,且可进一步巩固、提高学生的编程能力。在平面钢闸门的力学计算当中,可要求学生分别应用平面体系设计法和三维有限元计算法分别对闸门进行计算与分析,对比二者计算结果,使学生能更深入理解两种算法的区别与联系;要求学生能熟练使用AUTOCAD软件绘制结构施工图,不仅能节省时间、巩固学生的CAD绘图能力,而且能为毕业设计的快速开展及毕业后尽快投入工作打下坚实的基础。

中国的钢结构事业正处于蓬勃发展阶段,由于自身众多优点,钢结构广泛应用于大跨度空间结构、钢桥、钢厂房、钢闸门和塔桅结构等。但常年以来缺乏相关技术人才,急需大批具备钢结构设计与施工能力的技术人员,因而“水工钢结构”的教学效果显得尤为重要。笔者结合几年来水工钢结构的教学与工程实践,提出了课程教学中存在的问题及解决办法,并对新形势下水工钢结构课程教学提出几点改革设想,希望对水工钢结构及其课程设计的教学有所裨益。

参考文献:

[1]刘声扬,王汝恒.钢结构――原理与设计[M].武汉:武汉

理工大学出版社,2010.

[2]陈俊岭,焦烽.“钢结构课程设计”教学方法探讨[M].

高等建筑教育,2012,(5).

[3]姚惠芹,彭朝福.“水工钢结构”课程教学探讨[J].中国

电力教育,2011,(4).

[4]侯天顺,杨秀娟,张宽地.土力学课堂教学若干问题的反

思[J].黑龙江教育:高教研究与评估,2012,(9).

[5]中华人民共和国建设部.GB50017-2003钢结构设计规

范[S].北京:中国计划出版社,2003.

[6]中华人民共和国水利部.SL74-2013水利水电工程钢闸

门设计规范[S].北京:中国水利水电出版社,2013.

[7]戴国欣.钢结构:第4版[M].武汉:武汉理工大学出版

社,2012.

钢结构课程设计总结篇3

(一)钢结构课程设计选题单一

高校钢结构课程设计选题较为单一,一般为钢屋架设计或钢梁设计。钢结构课程设计在钢结构课程教学完成几周后才进行,有的甚至到学期末,内容讲授与设计实践严重脱节。学生在一周或两周课程设计中,往往只能完成一种普通钢屋架的设计,内容较为单一,还会出现较多弊端。[2]如钢屋架设计,因为钢屋架可以看成厂房设计当中的一个构件,学生在设计过程中缺少整体结构设计的概念,钢屋架的设计的实际应用范围有限。钢屋架的连接计算程式化的东西过多,连接计算过于单调、重复量过大。

(二)学生识图和制图能力较差

在近些年的钢结构课程设计教学和指导中,笔者发现由于部分学生的空间想象能力较差,往往对屋盖支撑系统的布置及关系不清楚,有些学生在进行屋盖结构布置图中常常出错。对于一榀钢屋架详图的绘制,由于图面表达内容较多,涉及的构造做法较多,学生在连接节点处内容表述不够完整,屋架的剖视图不相对应。学生在绘制钢屋架的施工图时常常不能正确地表达设计意图[3]。在平时的学习过程中学生接触的混凝土结构设计施工图较多,而对钢结构设计的施工图较少。在有限的课堂时间内,学生要真正看懂钢结构施工图,正确表达自己的设计意图并非易事,所以学生在做钢结构课程设计时,常常照搬照抄课本或课程设计指导书中钢屋架的施工图纸,甚至出现设计图纸上的尺寸结果和设计计算书中的计算结果不一致的情况。

(三)学生的创新意识不够

钢结构课程设计中的屋架设计由于教师已给定了屋架的跨度及桁架的尺寸,所以学生在做设计时不去查阅相关设计规范和设计资料,更不会考虑比选设计方案,学生的主观能动性受到了限制。因此,教师在布置课程设计任务时,要精心选题,给学生充足的空间,鼓励学生自己查阅资料,确定设计方案和尺寸,以确保学生主观能动性的发挥。此外,教师要给学生提供一个交流学习的平台,组织学生开展讨论、交流,让学生在此过程中发现问题、分析问题,从而不断培养创新思维和创新意识。针对上述钢结构课程设计存在的问题,笔者对目前钢结构课程设计的命题、教学和考核方法进行改进,提出了切实可行的建议和措施。

二、钢结构课程设计教学改革的构想与实践

(一)精选设计题目,分组设计,一人一题

教师在选择课程设计题目时,应该根据学生学习能力的差异,精心选择并布置多种形式的课程设计题目。除了钢屋架设计外,还可以选轻型门式刚架、平台结构设计、钢框架设计等题目。为了培养学生的独立思考能力,避免学生在设计过程中出现抄袭现象,在课程设计中可采用分组设计和一人一题的方法。4~5人一组,设计同一种结构型式的题目。如设计钢屋架的小组,可通过改变设计条件及参数等方式,实现一人一题。又如屋架的选择形式多样,学生可选择梯形屋架、三角形屋架或人字形屋架进行设计。荷载的取值可提供多种组合。通过这种分组设计的方式,巩固学生的理论知识,锻炼学生的设计能力,加强和培养学生的沟通协作能力和团队协助精神。

(二)改革钢结构课程设计的教学方法

以课堂教学为平台,将课程设计融入到课堂教学中,再将课程设计中涉及到的主要内容分解成若干专题做重点介绍,并要求学生根据分组布置的安排在每个专题讲完后开展讨论,将遇到的问题及时反馈,教师在后续阶段集中重点解答。通过这种方式,教师就能及时解决学生遇到的问题,有的放矢,在课堂教学中根据不同的内容选择不同的教学方法。如:对构件的力学分析时采用板书讲解,可以让学生逐步了解和掌握构件从外力到内力再到结构稳定的整个过程。除采用传统的教学方法外,还应采用多媒体辅助教学。对于桁架的设计,此部分教学内容比较抽象,应利用多媒体进行授课。对节点部分的构造做法和施工焊接流程可采用大量的工程图片、动画演示以及录像资料作演示,让学生身临其境。现代教学手段所提供的感性材料使教学活动更加生动有趣。视觉和听觉的刺激可以加深感知度,提高教学效率和学习质量[4]。

(三)建立钢结构课程设计的网络教学平台

为便于学生课后学习,教师可利用学校提供的网络教学平台建立钢结构课程设计课程网站,内容可包括课程负责人介绍、教学队伍、教学计划及大纲、课件、工程图片、教学动画演示、教学录像、学习参考资料目录、作业习题、友情链接等,还可提供钢结构设计的规范和图集等设计资料。学生可以随时访问此网站,获取所需相关知识,实现教师与学生之间的互动,开阔学生视野,扩宽知识面,网站还专门设置了重要学术杂志如《土木工程学报》、《建筑结构学报》、《建筑结构》、《工业建筑》、《钢结构》及《现代钢结构进展》等链接,以方便学生与钢结构专家直接交流[5]。

(四)增设教学实习环节,提高教学效果

为提高钢结构课程设计的教学效果,增加学生对钢结构设计的感性认识,教师要积极联系适合现场教学的钢结构工地,带学生实地观察钢结构的空间构造与一些局部的连接构造。学生在教师或工程师的带领下按照结构布置、构件做法及节点连接方式的顺序依次参观。这种教学实习,便于学生学习钢结构施工图,逐步建立所设计结构的整体空间概念。

(五)改革课程设计的考核方式

教师在评阅课程设计时主要依据学生完成的设计说明书、设计图纸进行,然后由指导教师定性给出考核等级。这样的考核方式存在考核不客观、考核成绩不能有效反映学生的真实学习水平,没有给学生一个更为公平、公正、合理的评价。所以要真实客观地反映学生的学习成果,就要综合考虑各个影响课程设计效果的环节,比如可以借鉴毕业设计考核方式,增设学生的课堂答辩。课堂答辩一方面可以充分调动学生的学习积极性;另一方面通过答辩环节,教师可以比较全面地了解学生设计的真实水平,从而客观地给出考核成绩。同时,课堂答辩过程也是学生设计过程中的经验和心得交流的一次机会,通过这个平台,学生可以进一步学习其他同学设计中的一些长处,发现自己设计的不足并加以改进。要建立完善的课程设计考核体系,将体现设计成绩的各个过程细化。比如综合多方面因素给出考核成绩:考核总成绩=平时考勤×0.1+设计说明书成绩×0.2+设计图成绩×0.3+答辩成绩0.3+创新成绩×0.1。针对以往课程设计中存在的学生创新意识不够的问题,教师要鼓励并肯定学生设计中创新。课程设计不仅是一个熟悉设计方法的过程,更应该成为培养学生创新能力的机会,所以要鼓励学生大胆创新,在成绩评定方面也要有所体现[6]。

三、结语

钢结构课程设计总结篇4

关键词:钢结构 实践性课程 教学改革

我国《建筑钢结构产业“十五”计划和2010年发展规划纲要》早在10多年前就已颁布[1],《纲要》明确提出了大力培养钢结构技术人才的要求,但钢结构领域中专门技术人才缺乏的现象至今没有太大的改变,人才问题仍然是我国钢结构发展的一个“瓶颈”。为此,许多高校对土木工程类专业钢结构方向理论性课程的教学进行了改革,有些高校在实践教学方面也做了一些探索研究工作[2~5],文献[6]对机械类钢结构专业方向课程体系改革进行了研究,建立了钢结构方向课程体系的足球队模型,由于受篇幅限制,该文对实践性教学环节方面的改革只作了简单介绍,未展开讨论。本文在文献[6]研究工作的基础上,对机械工程及自动化(简称为机自)专业钢结构方向实践性课程教学改革开展研究,探讨改革的思路,对其它专业方向实践性课程的教学改革提供参考。

1、实践性课程教学的现状分析

实践性课程结构方面,我院钢结构方向设立在机自专业整体平台上,现行教学计划中除大平台课程外,钢结构方向理论教学课程仅开设5门:结构力学、弹性力学与有限元法、起重机械、钢结构原理、钢结构设计,相应的集中实践性教学环节只安排了三门课程:两门课程设计(包括弹性力学与有限元法课程设计、钢结构设计课程设计)和毕业设计[6]。在实践性课程教学内容方面如下:(1)弹性力学与有限元法课程设计:使学生进一步巩固、充实和提高理论知识,并较系统地掌握复杂结构的强度、刚度分析方法;(2)钢结构设计课程设计:完成简单钢结构物(平面钢闸门或普通钢屋架)的设计计算,绘制相应图纸;(3)毕业设计:进行金属结构设计或相应水工、电力机械设计。实践性课程教学方法和教学手段方面,目前仍然沿用传统的指导方法和教学,即教师布置课题任务,学生分别查阅相关资料,开展设计工作,过程中教师指导为辅,学生在规定时间内上交设计内容。考核方法方面,主要根据设计结果给出成绩。

从以上实践性课程教学计划的安排可以看出:目前我院钢结构方向实践性课程的教学存在诸多问题,主要反映在:实践性环节薄弱,实践课程教学内容欠缺,教学内容重理论轻应用,不利于提高学生的动手能力,难以达到培养学生工程观念和创新能力的目标;教学方法和教学手段落后,考核方法不能准确反映学生的知识掌握程度。其结果是学生缺乏钢结构工程观念,创新能力不强,毕业后不能较快适应钢结构行业要求。为了培养钢结构领域高素质应用型专业技术人才,必须对钢结构方向实践性课程教学进行改革。

2、实践性课程教学改革的几个方面

2.1 改革的总体思路

实践性课程是工科高等院校教学体系中的一个重要组成部分,是培养学生动手能力和创新精神的重要教学环节,从这种意义上来讲,它甚至比理论课程更为重要。钢结构工程技术包括设计计算技术、制造安装技术和防护技术等,钢结构方向实践性课程的教学应符合人才知识结构的要求。实践性课程教学改革的总体思路是:在钢结构方向课程体系改革的基础上,结合钢结构工程相关技术,对课程结构和教学内容、教学方法和教学手段、考核方法等几个方面进行全方位、立体化改革。第一:强化实践课程,确保模块化课程体系中实践性教学课程不断线;第二:调整实践性教学内容,加强能力培养;第三:采用多样化教学方法,利用先进的教学手段,提高教学质量;第四:完善考核方法,鼓励创新思维。

2.2 课程结构和教学内容的改革

(1)课程结构方面:文献[6]提出理论教学需增设三门课程:结构振动、焊接技术、钢结构制造与安装。按钢结构领域专门技术人才知识结构的要求,实践性课程也必须强化,建议增设“焊接操作”和“生产实习”两门实践课程,培养学生动手能力和工程观念,同时为学习钢结构设计、钢结构制造与安装这两门专业课程打下基础。以培养应用型人才为目标,集中实践性教学进程调整如下:1)将弹性力学与有限元法课程设计更名为有限元技术应用(1学分,第五学期); 2)在专业方向课程体系中增设焊接技术课程的基础上,增设焊接操作(1学分,第六学期);3)增设生产实习(1学分,第七学期);4)将钢结构设计课程设计更名为钢结构设计技术应用(1学分,第七学期);5)毕业设计(论文)(12学分,第八学期)。通过以上调整,从而保证钢结构方向模块化课程体系中各个学期都有实践性课程,并形成钢结构方向完整的模块化实践性课程体系。

(2)教学内容方面:改变传统的重理论轻应用,调整实践性教学内容,注重应用能力的培养。1)有限元技术应用:作为弹性力学与有限元法的课程设计内容,通过对有限元软件的实际运用,对典型钢结构进行强度、刚度、稳定性进行分析,从而掌握有限元技术的分析方法,培养学生进行工程结构数值分析的初步技能;2)焊接操作:作为焊接技术的实训内容,结合钢结构方向培养目标,通过实际焊接操作,制作简单钢结构模型(如刚架、网架等),培养学生应用焊接技术的基本能力;3)生产实习:主要参观钢结构生产制造单位、在建工程或已建工程现场,使学生了解钢结构生产制造、施工安装过程和防护技术的应用,培养学生的工程观念;4)钢结构设计技术应用:作为钢结构设计的课程设计内容,通过应用钢结构设计软件,培养学生从事钢结构设计的基本技能;5)毕业设计:通过独立地分析、解决钢结构工程实际问题,培养学生综合运用钢结构基础理论、专业知识和基本技能的能力。

2.3 教学方法和教学手段的改革

实践性课程也可以采用多样化教学方法,利用先进的教学手段进行教学。

(1)示范教学法。如前所述,在传统的实践性课程教学过程中,教师的指导作用并不十分明显。例如在两门课程设计的教学中,学生在遇到问题和困难时才会与教师进行交流与沟通,但在课题任务下达后的一段时间内,往往由于不清楚整个设计过程,从而无从下手。焊接操作这门实践性课程主要在现场进行教学,教学方式以指导老师做示范操作,学生观察并学习模仿为主,这种教学方法可称为“示范教学法”。实践表明示范教学法受到广大学生的普遍欢迎,同时提高了学生的学习兴趣和教学质量,效果很好。在新的模块化实践性课程体系基础上,受焊接操作课程教学的启发,可将示范教学法引入到两门课程设计(有限元技术应用、钢结构设计技术应用)的教学中。例如:在有限元技术应用的教学过程中,第一个单元可以安排在机房进行,由指导教师介绍有限元商用软件进行分析计算的整个过程。以ANSYS软件为例,可针对几种基本结构:桁架、刚架、四边简支板等,演示前处理、求解、后处理三个基本过程。重点介绍几何模型的建立、单元类型(杆、梁、板和壳)的选用和单元相关参数的确定、网格划分方法、如何加载(集中载荷和分布载荷)、求解过程中算法的选用、计算结果的获取(应力或位移云图显示、具体结点或单元的数据结果等)。通过近几年的实践表明:这种方法有事半功倍的作用,实践性课程的教学质量明显得到了提高,取得了预期的教学效果。

(2)引导教学法。人们的思维都是从问题开始的。在钢结构方向理论课程(如理论力学、材料力学、钢结构原理等)的教学过程中,经常是从自然现象和工程实际先提出问题,引导学生进行思考,这种教学方法称为“引导教学法”,是一种启发式教学方法。问题的提出犹如在学生平静的“脑海”中投入一粒石子,可以起到“一石激起千层浪”的作用,能提高学生的学习兴趣,激起学生思维的浪花,使学生处于思维的最佳状态,从而能更好地理解和掌握学习内容。将引导教学法运用于钢结构方向各门实践性课程的教学中。指导教师根据课程教学的需要从不同角度、不同层次提出相应问题,引导学生思考,可以使学生在掌握知识的同时发展思维能力,提高思维的积极性、灵活性和创造性。对于生产实习这一实践性教学环节,引导教学法不仅能使学生巩固所学知识,而且能为后继理论和实践课程打下良好基础。在生产制造单位和在建、已建工程现场,首先让学生仔细观察钢结构的结构形式,如城市中体育场馆中屋顶的网架结构和屋面的网壳结构、各类桥梁结构的结构形式(桁架式、悬索式、斜拉式等)、水工钢闸门的板梁结构、起重机械和工业厂房的刚架结构等,在此基础上提出相关问题,例如:为什么采用这类结构形式,有何特点,引导学生思考与分析;其次针对具体钢结构让学生观察构件截面的形状,联系结构力学和钢结构原理知识提出相关问题,例如:构件主要承受哪种内力,引导学生思考所采用的截面和其放置方位是否符合力学基本原理,能否对其设计进行改进,如何改进等;然后让学生观察连接件和构件的连接方式,针对节点板、球铰等具体连接件提出钢结构连接的相关问题,例如:为什么采用焊接(或螺栓连接、铆接),能否用其它连接方式,从而达到巩固钢结构原理知识的目的。教学实践表明:生产实习中采用引导教学法极大地提高教学质量,有效地培养学生的工程观念和创新意识。在有限元技术应用的实践教学中,可以引导学生在建立模型时如何对实际工程钢结构中构件、连接件、约束进行简化,怎样选择单元类型(如工业厂房的梁、柱单元类型,各类闸门的面板、主梁、次梁、隔板的单元类型,载荷如何确定,数值计算结果的分析与处理等。从而使学生全面的掌握好有限元分析软件的应用,达到培养学生进行工程结构数值分析的能力。引导教学法也适用于钢结构设计技术应用和毕业设计这两门实践性课程,这里不再详述。

(3)利用多媒体和网络资源进行教学。对于生产实习,参观钢结构生产制造单位、在建工程或已建工程现场时,由于时间和条件所限,能见到的钢结构类型毕竟有限,不可能面面俱到。可以在实习前后或实习期间安排适当的时间,利用多媒体教学课件进行教学。对于钢结构形式、构件和连接件的掌握,可结合实际工程,用大题的动画、工程图片和视频作介绍;对于钢结构的制造与安装,可以先在生产制造单位与建设单位拍摄录像,然后用视频对钢结构的加工制作过程、焊接工艺、安装施工流程等进行教学。这种形象化教学方式,不仅可增强学生的感性认识、提高学生学习的兴趣,还能调动学生学习的主动性和积极性,从而提高教学效率和质量。多媒体教学也可以应用到焊接操作这一实践性课程。焊接操作在现场进行教学,由于学生人数较多,指导教师有时穷于应付,因此可以在条件允许的情况下,在现场播放焊接操作的图片或视频,使学生掌握焊接方式、工艺和操作规程,在较短时间掌握焊接操作实用技术。网络资源也可用于实践性课程的教学环节中。在建立实践性课程教学网的基础上,学生可以利用教学网进行自学,指导教师可以在网上进行辅导与答疑;另外,指导教师可以在教学过程中,给学生适当布置一些与课程相关的任务,让学生利用网络收集资料并消化吸收。对于21世纪的大学生,这种方法不仅能提高他们的学习兴趣,更能激发他们的激发学习热情。

2.4 考核方法的改革

改革实践性课程的考核方法,全面考核学生学习情况,鼓励创新思维。课程设计传统的考核方法主要是根据设计或计算结果进行评分,而毕业设计(论文)的考核方法由三部分组成,包括指导教师评分、评阅教师评分和答辩成绩等。可将毕业设计(论文)的考核方法引入到各门实践性课程的考核中来,在课程开始时指导教师即下发任务书,明确课程学习的目标和任务。课程结束时,由3至5位教师成立课程学习考核小组,对学生课程学习的各方面综合进行考核,包括工作态度、基本知识和操作(或应用)能力的掌握情况、任务完成情况、创新思维的体现、报告或论文的质量等。指导教师根据学生在教学过程中的工作态度、操作或应用能力和最终任务的完成情况等进行评分;报告或论文评阅教师则根据任务完成的质量、学习报告或论文的规范性和创新情况进行评分;考核小组根据学生在答辩过程中表现出来的知识点掌握情况、表达能力等集体决定答辩成绩;最后考核小组根据课程的类型和性质,将以上3个成绩按一定比例加权平均得到课程学习的总成绩。表1给出了有限元技术应用考核时内容和各项所占的建议比例。

钢结构设计技术应用和毕业设计(论文)的考核可参照表1,焊接操作和生产实习这两门课程的考核可由考核小组对各项比例进行适当调整。

3、保障机制

钢结构实践性课程教学改革是该专业方向教学体系改革的重要内容,在某种意义上它决定了教学改革的成功与否,而教学改革能否顺利开展和进行取决于保障机制是否完善。

(1)领导大力支持。钢结构方向的实践性课程和理论课程共同组成了该方向的教学体系,两个方面都进行教学改革才能满足21世纪钢结构人才培养目标的要求。学校各级领导应充分认识到实践性课程教学改革的重要性,必须高度重视和大力支持,这是进行教学改革的根本保障,可以制定相关政策鼓励和支持教师开展实践性课程教学改革。如果得不到领导的支持,任何教学改革都必将以失败而告终。

(2)教师积极投入。指导教师是实践性课程教学改革的主要实施者,应充分认识到实践性课程教学改革的重要性和必要性,积极投身到改革中来。实践性课程全方位教学改革实施,需要指导教师花更多的时间和精力用于教学过程中,可能还会触及到部分教师的一些利益,指导教师不能过于计较得失,为了改革的顺利开展和人才培养的整体目标实现,其付出是完全值得的。

(3)经费确保到位。实践性课程的教学改革需要一定的经费作保证,首先,实践性课程的教学需要一定的设备,如有限元技术应用和钢结构设计技术应用这两门课程设计,由于计算量大,所用软件需在高性能计算机上运行,因此需要一次性投入用来购置计算机。另外,生产实习或参观实践基地、材料及其加工、聘请专家讲学等都需要一定的经费,指导教师必须做好预算,确保教学时经费到位。

(4)实践基地建设。实践基地是实践性课程教学的最基本、最重要的基础条件,必须将其放在战略高度上予以重视。实践基地需要长期建设,可结合钢结构专业方向特点,充分利用产学研合作关系、校友资源等,与钢结构生产制造单位、建设单位或工程管理单位等建立长期合作关系,共建实践基地。学校或学院可聘请实践基地有丰富工程实际经验的钢结构专家担任兼职教授,在生产实习的教学过程中,可请他们给学生作专题报告,另外,在其它的实践性教学环节中,也可以将他们请到学校来讲学。这样不仅能深化双方的合作关系,又能提高实践性课程的教学质量。

4、结语

钢结构方向实践性课程的教学改革是该方向课程体系改革的重要组成部分,本文探讨了钢结构方向实践性系列课程的教学改革,对实践性课程教学环节相关的几个方面提出了具体的改革措施和建议。改革措施的实施将有利于提高教学质量,有利于培养学生的应用能力和创新意识,从而为实现培养应用型人才这一目标奠定坚实基础。

参考文献

[1]建设部、国家冶金工业局建筑用钢技术协调组钢结构专家小组.建筑钢结构产业“十五”计划和2010年发展规划纲要[J].新型建筑材料,2001,1(2):47~49.

[2]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.

[3]李昆.基于实践能力培养的“钢结构设计”课程教学改革研究[J].中国电力教育,2011,16:22-123.

[4]贾玉琢,李曰兵,龚靖.钢结构课程设计改革探索与实践[J].东北电力大学学报,2007,27(5):49-51.

钢结构课程设计总结篇5

关键词:精品课;案例教学;自主讨论式教学;考核环节;实践环节

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)29-0206-02

钢结构课程作为土木工程学科的一门核心主干课程,在整个培养环节中占有极为重要的地位。针对如何加强课程的教学效果,提高学生的实践能力,东北电力大学钢结构课程组通过十余年的教学实践,渐渐摸索出了一条卓有实效的教学改革之路,并在2013年成功被评为吉林省精品课程。本文将对本课程组多年来的教学改革与实践经验做以下几点介绍。

一、优化课程体系

对钢结构课程进行了有效的结构优化调整,把土木工程专业与钢结构相关的主要专业基础课、专业课及实践性教学环节(实习、课程设计、毕业设计)有机地联系起来,使这些教学环节前后呼应、结合更为紧密,突出主干课程,拓宽知识面,减小不同课程中内容的重复,各门课程内容相互渗透,在方法上相互借鉴,灵活运用,促进教学质量全面提高。

二、整合、改革课程内容

本校钢结构课程对土木工程专业(电厂建筑方向、输电工程方向)和工程管理专业本科生开设。根据人才培养目标的要求,不同专业方向在课程学时设置及授课内容上也应有所区别。在教学过程中,对各个专业的教学内容进行了科学整合。基本思路如下:①整合教学内容。在学时有限、教学任务繁重的背景下,对教材内容进行适当删减,突出重点,遵循主线精讲课程内容。对在其他课程中已经涉及的问题,在钢结构课程中,只需强调一下重点和在钢结构课程中的重要性,而非面面俱到,节省了学时。②钢结构经典理论与学科前沿知识相结合。在保证学生掌握基本知识的前提下,把钢结构先进的计算理论、结构形式、焊接方法和设计理念等介绍给学生,并引导学生查找资料,主动探索学科领域的新知识、新观点,形成总结报告。③理论教学环节与实践教学环节相结合。针对课程安排的课程设计环节是对学生实践能力培养的必要环节。传统的教学模式是集中理论学习完成之后再进行课程设计,由于课程设计时间短,任务重,很难达到最佳效果,多半流于形式。近年来,本课程组针对这个问题,优化整合了基本理论教学与课程设计的内容,把课程设计内容分步骤的穿插在理论教学过程中,做到两者不互相脱离,达到了良好的效果。同时结合现场教学,使学生能够接触工程、了解工程全貌,增强理论学习的直观性。④教学内容与工程实际相结合。以工程前沿为背景,进行案例教学,所选案例均为实际工程结构,引导学生通过查找规范,运用所学理论知识解决实际工程问题,提高了学生对钢结构课程的学习兴趣,培养了学生解决实际工程问题的能力。

三、改革教学手段与方法

钢结构课程的特点是“公式多、图形多、案例多”,采用单一的教学方法已经不能满足教学要求,因此,在钢结构教学实践中,课程组积极探索科学的教学方法和教学手段,以提高课堂教学效果,更好的培养学生的工程实践能力。①采用启发式、讨论式和学生自主式的教学方法,充分调动学生的学习积极性。在学习基本理论后,增加一节综合讨论课,结合工程实际,让学生分组讨论,自行设计,并由学生登上讲台,讲解设计。鼓励不同意见的碰撞,让学生在讨论中加深对所学知识的理解。②把现代化的教学手段与传统的教学手段有机结合。制作生动的多媒体课件,开阔学生视野,弥补现场教学的缺陷。同时,多媒体教学还应与传统的板书相结合,在推导公式和求解习题时,仍采用板书的形式。③用典型的、前沿的工程实例进行案例教学。把工程案例分析引入教学,通过工程图片和动画,展示实际工程情况,引导学生深入问题,查找各种规范和专业资料,结合所学的理论知识分析和解决问题,培养学生的实践能力和主动学习的积极性。④充分利用网络资源,让学生主动学习。利用互联网引导学生查找资料,主动探索学科领域的新知识、新观点,并安排一定的时间让大家彼此交流。开阔学生视野,激发学生对研究和探索该学科的兴趣,并在最后提交研究报告。

四、重视实践环节

实践环节贯穿于钢结构课程的整个教学过程,具体包括钢结构课程设计、设计软件实训、毕业设计及现场实习等四个环节。在课程设计环节,课程组编写了详细的课程设计任务书和指导书,基本做到每人一题。将完整的实际工程设计拆开,分别设置在相应的教学过程当中,通过作业方式让学生独立完成,最后的课程设计周,学生整理计算书,并绘制施工图,通过答辩综合评定课程设计成绩。通过实践,学生普遍认为上述措施可以避免盲目抄袭现象,使大多数学生都得到了必要的工程训练。设计软件实训环节培养学生使用PKPM,MIDAS等工程设计软件进行工程设计计算的能力。在毕业设计环节中,开设了钢结构输电塔设计和钢结构厂房设计等与钢结构相关的题目供学生选择,是对学生本科阶段学习的一次完整演练。在现场实习环节中,指导教师带领学生参观诸如输电塔、钢结构体育馆、钢结构厂房等大量实际工程,并聘请校外指导教师负责学生的现场实习指导,使学生把所学的理论知识与工程实际融会贯通。

五、完善教学资源,加强网上辅助教学

钢结构课程十分重视教学资源的建设与利用,制作了带有大量工程图片和动画的多媒体课件,深入钢结构工程建设工地,拍摄了大量珍贵的照片和视频,为学生展示了生动的工程实例,提高了学生的学习兴趣和理解能力;编制工程案例分析课件并引入教学,提高了学生运用理论知识分析解决工程实际问题的技能;建设了钢结构课程网站和网络学堂,共享了教学大纲、课件、教案、课程设计指导书、习题集和历年试题等资源,并通过论坛、博客、微信和QQ群等网络平台实现了与学生的网络互动。

通过一系列的创新性改革和实践,形成了“一个目标,三个结合”的课程教学改革特色。所谓一个目标,是指以培养学生工程意识、提高工程素质为目标。所谓三个结合,是指理论教学与能力培养相结合、案例式、启发式和学生自主讨论式的教学方法相结合、传统教学手段与先进的多媒体技术相结合。随着改革的进一步深入,钢结构课程的教学效果和人才培养成效也会得到进一步的提高。相信上述改革措施对于其他理工科课程的教学改革也具有很好的借鉴意义。

参考文献:

[1]贾玉琢,李曰兵,等.基于注册结构工程师制度的钢结构教学改革[J].东北电力大学学报,2003,(4):48-51.

钢结构课程设计总结篇6

关键词:钢结构与施工;教学方法;师资队伍建设

作者简介:束必清(1980-),男,江苏泰州人,扬州工业职业技术学院建筑工程系,讲师,工程师,国家一级注册结构工程师,国家二级注册建筑师。(江苏?扬州?225127)

中图分类号:G712?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)28-0070-02

随着我国经济技术的高速发展,甲方一般都期望能有投资少、见效快的建筑,特别是生产性建筑(如厂房)。钢结构的施工周期短正好与之相吻合,再加上钢结构轻质高强、抗震性能好、能回收利用等优点,故其有着普通的混凝土结构所无法比拟的优点。其轻钢结构、网架结构、幕墙体系,在美观程度相同的前提下,混凝土结构更是无法取代。

一、“钢结构与施工”课程教学现状

钢结构产业的快速发展,突显了钢结构设计、二次设计、加工制造、施工验收及管理能力的滞后,专业技术人员缺乏,素质有待进一步提高。因此培养高素质、专门型钢结构技术人才迫在眉睫,“钢结构与施工”课程也就显得越来越重要。实践是检验真理的唯一标准,通过大量的实践,发现钢结构课程体系中存在着以下几方面的问题。

1.学时严重不足

我国钢结构的应用从20世纪50年代最初的“节约用钢”,发展到80年代的“合理用钢”,再到1998年10月建设部提出的“提倡用钢”,最后到2000年1月中国建筑金属结构协会建筑钢结构会议提出的“推广使用钢结构”,[1]国家对于钢结构的使用政策有了翻天覆地的变化。但是,钢结构课程仍然是延续20世纪60-70年代的教学安排,[2]学时大多数在60左右,没有能够与时俱进。学时太少,导致很多知识只能做到初步了解而难以深入,学生如果不能很好地课后自习,其专业素质与企业的“零距离”上岗要求必然会存在一定的差距。

2.教学内容未更新

目前大多数高职院校还沿用传统的教材,[3]教学过程缺乏针对性,此类教材普遍缺少钢结构二次设计、加工制作、现场安装验收及管理的内容,或内容偏少。而目前钢结构建筑行业正大量需求这类人员,钢结构的长远发展也离不开这类人员。故“钢结构与施工”的课程教学需要对其进行补充。

3.学生存在不利学情

在日常生活中,学生见到的绝大多数是钢筋混凝土建筑,导致学生对钢结构建筑很陌生,不知学以何用,学习兴趣不高。对于高职类学生,一些先修课程的知识未能理解透彻,如建筑力学;一些文科类学生甚至连最基本的力学概念都不清楚。再加上钢结构构件名称繁多,节点构造亦较复杂,导致学生产生畏难心理。学生学习兴趣不高,又有畏难心理就很难学好钢结构课程。

4.教学方法单调

教学过程中,教师不能够正确处理多媒体教学与黑板教学之间的关系,要不完全使用多媒体教学,导致学生跟不上教师对需要掌握的计算知识点的讲授思路;要不过多地使用黑板教学,导致教学的信息量又太少,无法将钢结构的各方面知识全部传授给学生。课程教学平铺直叙,毫无疑问和悬念,学生课堂比较被动,主动动脑学习的激情不高。

二、课程改革探索

“钢结构与施工”作为建筑工程专业的专业基础课,出现了课程教学现状不能满足企业对专业人才的要求、不能满足人才培养目标的现状,对于这一问题,教师切不可放任自由,而应该抓住这一具体契机,对钢结构课程进行不断改革,旨在培养出能够与企业要求“零距离”对接的学生,为钢结构行业的健康发展提供必要的人才保障。

1.教学内容的合理安排与重组

教学内容的改革应以人才需求为导向,以岗位能力为依据,以“理论够用为度,重在实用”为原则。在目前学时严重不足的前提下,侧重钢结构二次设计、加工制作、施工安装验收及管理的内容,弱化钢结构构件的设计验算、钢结构连接的设计验算,补充了钢结构识图训练的内容。目前绝大多数教材一般都是先讲钢结构连接的设计验算,后讲钢结构构件的设计验算。但是在讲钢结构连接的设计验算时,用到钢结构构件设计验算的知识点,需要对连接部位的钢结构构件进行验算,且《钢结构设计规范》(GB50017-2003)亦是先构件后连接的这种安排,所以将这部分教学的先后顺序作了适当调整,调整为先讲钢结构构件的设计验算,后讲钢结构连接的设计验算。

教学内容应以国家现行规范、规程、标准为依据,随着目前国家抗震、混凝土、高层规范的更新,所涉及的内容应该作相应调整,确保所讲内容的及时准确。

2.注重了解学生学情,解决学生实际困难

对于学生学习兴趣不高的现象,需要在整个讲授过程中不断以现实生活中的实例反映钢结构的优点和重要性。应及时放一些与教学内容对应的钢结构现场施工图片及录像、已建各种钢结构建筑图片、三维效果图及示意动画,给学生以直观印象,避免教学内容的枯燥无味,方便学生理解所讲授的知识点,让学生知道所学知识用在何处,培养学生学习钢结构的兴趣和热情。

对于一些计算的理论知识点进行弱化,只注重规范上理论公式的使用,不注重其推导,以能使用、会使用为准。克服学生的畏难心理,增强学生的自信心。

钢结构课程设计总结篇7

型钢混凝土(SRC)结构是以型钢为钢骨并在型钢周围配置钢筋和浇筑混凝土的埋入式组合结构体系,这种结构体系在日本称之为钢骨混凝土结构(Steel Reinforced Concrete)。在英、美等西方国家称之为混凝土包钢结构(Steel Encased Concrete),在前苏联则称之为劲性钢筋混凝土结构。这类结构主要用来构成建筑物的梁和柱,主要用于高层建筑结构中,特别是应用于抗震设防地区的高层建筑结构中。内含型钢可分为实腹式和空腹式两大类:实腹式型钢通常采用由钢板焊接拼制成或直接轧制而成的工字型、口字型、十字型截面。空腹式型钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢而成。空腹式型钢由于制作简便、承载力大,以及良好的抗震性能,目前被广泛采用。

型钢混凝土结构在日本的应用和研究

SRC结构在日本应用较早,应用极为广泛,相关研究和试验也在国际上处于领先地位。20世纪20年代,日本在一些工程中开始采用SRC结构。1930年以前,日本的SRC结构以钢骨为主要配筋,钢筋只是辅的。从1930~1970年,日本的SRC结构以空腹式钢骨为主要形式;1970年以后,日本的SRC结构则以实腹式钢骨为主。1964年以前SRC结构主要应用在6~10层的建筑物上,1964年以后开始应用到超高层建筑上。根据统计:1981~1985年间,6层以上的建筑物中,采用SRC结构的栋数占总栋数的45.2%,采用SRC结构的栋数占总面积的62.8%。截止到目前,SRC结构的工程应用日益广泛,它与钢结构、木结构、和RC结构并列为四大结构之一。

19世纪20年代,日本就开始做SRC结构的有关试验。1928年齐田时太郎做了轴心受压柱试验,1929年槟田捻做了偏心受压柱试验,1932年内藤多仲做了梁柱节点试验,1937年棚桥做了梁的试验。1951年日本建筑学会成立了SRC结构分会,开始对SRC结构进行了全面系统的研究。1958年第一次制定了《钢骨混凝土结构设计标准》,并前后进行了三次修订,基本上形成较为完整的设计理论和方法。

型钢混凝土结构在欧美的应用和研究

SRC结构在欧美的应用虽不及在日本广泛,但是欧美应用SRC结构的时间更早。欧美国家的工程技术人员最初是为了满足钢结构的防火要求,在钢结构外包上混凝土,称为混凝土包钢结构。1902年加拿大学者Mackay进行了混凝土内埋型钢的空腹式SRC梁的试验,认为混凝土与型钢具有协同工作的性能。1908年Burr做了空腹式SRC柱的试验,发现混凝土外壳使柱的强度明显提高。但是,在很长的时间内,混凝土包钢结构仍按照普通钢结构设计,并不考虑混凝土外壳对构件强度和刚度的提高。19世纪40年代后,欧美国家的工程技术人员开始意识到外包混凝土对提高刚度的有利作用,在考虑折算刚度后仍按照普通钢结构设计。美国在《钢筋混凝土房屋建筑规范》(ACI318~89)中有“组合受压构件”的专门规定。英国在《英国标准BS5400》(1978~83)规程中也列有SRC柱的技术规定。折算刚度法一直沿用,并编入1985年欧洲统一规范EC4《组合结构》。

型钢混凝土结构在东欧国家的应用和研究

前苏联在二次世界大战后,为了加快恢复重建,采用了大量的SRC结构。1951年苏联电力建设部出版了劲性钢筋混凝土结构设计规范,主要是关于空腹式钢骨混凝土梁和柱以及框架结构的设计规定,但是钢骨混凝土构件中没有设置柔性钢筋和箍筋。1978年苏联混凝土结构研究所编制了(劲性混凝土结构设计指南》(CN3-78),它是以实腹式SRC构件为主要内容,强调必须设置柔性钢筋和箍筋。对SRC梁的正截面计算根据中和轴不经过型钢、经过型钢和经过型钢翼缘3种情况而定。对SRC柱采用将型钢折算成等效混凝土,由此求其偏心距增大系数。在计算临界荷载时,考虑荷载偏心距,柱子长细比,荷载作用时间等影响。

型钢混凝土结构在我国的应用和研究

50年代初,我国从前苏联引进了SRC结构,内蒙古电厂的主厂房和鞍山钢铁公司的沉铁炉基础是由前苏联设计,由我国施工的SRC结构,后来由于片面追求节省钢材,其应用只限于少量工业厂房和特殊结构,并于60年代末,这种结构几乎停止使用。80年代后,随着我国建筑业迅猛发展,SRC结构又一次在全国兴起。北京的国际贸易中心和京广大厦等超高层建筑的底部几层都是SRC结构;北京香格里拉饭店高24层,其柱子为型钢混凝土柱,而梁采用组合梁;北京燕莎中心、大连渤海大酒店以及上海的金茂大厦等都采用了型钢混凝土结构。其中金茂大厦是目前我国采用SRC结构的最高建筑物。但总体来说,SRC结构在我国应用相当有限。

我国对型钢混凝土的研究起步较晚,自20世纪80年代才开始对型钢混凝土结构进行较系统的研究。西安建筑科技大学与原冶金部建筑研究总院最早开始研究。1986年国家计委工程建筑国家标准规范重点科研项目“混凝土结构设计规范第四批科研课题”将“型钢混凝土结构性能及方法”列为研究课题之一,组成专门研究课题组,进行了一系列的试验研究,并负责编写技术规程。经过多年的试验研究和工程实际应用,参考日本的SRC结构设计标准,1998年冶金工业部颁发了我国第一部型钢混凝土结构行业标准《钢骨混凝土结构设计规程》(YB9082-97)。

型钢混凝土现有设计方法简介

目前国内外型钢混凝土结构计算理论主要有三种:

基于钢结构的计算方法并考虑混凝土作用。这种方法主要是欧美国家采用。适用于用钢量较大的情况。

基于钢筋混凝土结构的设计方法,认为型钢和混凝同工作的。前苏联采用这种方法。

钢结构课程设计总结篇8

Hu Xiaoxuan; Yang Hailin

(浙江广厦建设职业技术学院,东阳 322100)

(Zhejiang Guangsha College,Dongyang 322100,China)

摘要: 随着现代素质教育的全面推进,高职高专的专业教学也由着重知识理论的传授向着重学生综合能力的全面提高转变,因此,如何正确培养学生观察、分析、解决问题的能力,培养学生对知识进行综合应用的能力就成为专业课教师的重要任务。本文通过对钢结构发展现状的了解,《钢结构工程施工》课程特点的分析和理解,研究了如何提高高职《钢结构工程施工》课程教学的效果,使其通过该课程的学习,培养学生进行工程实践的综合能力。

Abstract: With the overall progress of quality-oriented modern education, vocational education also transforms from imparting of the professional knowledge and theory to improving students' comprehensive ability. So, it is teacher's important task to correctly cultivate students' ability of observation, analyzing, problem-solving ability, and train students' ability of comprehensive application of knowledge. Based on the analysis of development status of steel structure and the characteristics of "Steel Structure Engineering Construction" course, this paper researched how to improve the effect of teaching and cultivate students' comprehensive ability of conducting engineering practice through learning this course.

关键词: 高职 钢结构 施工 教学

Key words: higher vocational; steel structure; construction; teaching

中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)15-0252-02

1钢结构及钢结构工程施工教学的发展现状

目前,钢结构已在建筑工程中发挥着独特且日益重要的作用。1997年11月建设部的《中国建筑技术政策》(1996-2010年)中,明确指出发展建筑钢材、建筑钢结构和建筑钢结构施工工艺的具体要求,使我国长期以来实行的“节约钢材”的政策转变为“积极、快速、合理地发展钢结构”的政策。我国建筑工程领域中已经出现了产品结构调整,长期以来混凝土和砌体结构一统天下的局面正在发生变化,钢结构以其自身的优越性引起业内关注,已经在工程中得到合理的、迅速的应用。近几十年来,随着钢结构技术和钢材产量的提高,钢结构工程也逐步增多,在规模和产值上都出现了较快的增长,同时一大批高层、超高层建筑如雨后春笋般建成,这些建筑大部分为钢结构形式,这些都给钢结构技术的发展提供了良好的机遇。尤其是轻型钢结构是近十年来发展最快的。因其可做到大跨度、大空间,分隔使用灵活,而且施工速度快、抗震有利的特点,必将对我国传统的住宅结构模式产生较大冲击。但是,与钢结构行业快速发展不相协调的是,钢结构专业技术人员缺乏,这已成为目前影响整个钢结构行业健康发展的主要因素。钢结构正逐步改变着传统建筑设计理念,这需要钢结构设计、施工技术人员不断充实钢结构设计、施工理念,学习先进的设计、施工经验,突破传统结构的约束,来不断适应新形势的要求。目前,我国很多高职院校都开设了建筑工程(或工民建)专业,同时开设了《钢结构工程施工》课程。在目前的钢结构施工教学中,主要存在以下问题:

1.1 教学目标不明确,缺乏针对性高职教育培养的是高层次应用型技术人才,但是在实际培养过程中,我们往往忽略了应用型人才的培养需求,在开展教学的过程中没有按照这一培养目标来设计教学活动,导致理论性太强,实践性不够,从而使培养的学生无法达到社会的需求,造成理论知识没学好、实践能力不达标的情况,从而影响了人才培养的质量。

1.2 教学手段太单一,缺乏创新性在开展教学活动过程中,大部分教师不注重先进的教学手段来充实自己的教学活动,忽视了多媒体教学、实例教学、问题教学等方式及方法的重要作用,导致了教学信息量太小,无法给学生传授更多、更丰富的知识。

1.3 教学内容不完善,缺乏丰富性在开展教学活动的过程中,很多教师教学内容太单调,只是将理论知识简单的讲解,而不能结合工程实际进行介绍。还有些教师本身缺乏实际工程经验,也就无法使课堂变得生动、丰富。

2《钢结构工程施工》课程的特点

《钢结构工程施工》是建筑工程专业最为主要的专业技能课,着重培养钢结构行业从业人员的钢结构施工和管理技能,课程主要讲授建筑钢结构用钢材料与检测、钢结构构件设计与制作加工(钢梁设计与制作加工、檩条设计与制作加工、钢柱设计与制作加工)、钢结构连接――焊接连接、螺栓连接(梁柱节点连接、柱脚节点连接、球铰节点连接)、典型钢结构安装(轻型门式钢结构安装、网架钢结构安装、多高层钢结构安装)等内容。通过本课程的教学,培养学生树立起质量意识,使学生掌握钢结构的设计、制作、加工和安装的工序和质量控制,能够运用所学知识去进行钢结构施工设计和施工实施;使学生能在国家规范、法律、行业标准的范围内,提交钢结构的施工方案,完成施工设计并在施工一线付诸实施,具备从事本专业岗位需求的施工安装技能。为将来学生走上工作岗位打下坚实的基础,因此,对于《钢结构工程施工》课程,学生的学习效果如何,将直接影响学生在工作岗位的表现,进而影响到社会对学校教学水平的评价和学校的声誉。

高职院校的《钢结构工程施工》课程具有如下的特点:

2.1 综合性《钢结构工程施工》作为建筑工程专业的专业技能课,同时融合了三大力学、建筑材料、建筑结构等课程的内容,具有很强的综合性。

2.2 技术性高职院校的《钢结构工程施工》不同于一般本科院校的各专业课,我们的目标是培养高技能人才;这类人才,既要能动脑,更要能动手。在具备的理论基础知识和专业知识的基础上,重点掌握专业领域中的实际操作能力和基本技能,具有较快适应建筑业生产、服务、管理等一线岗位需要的高技能和高素质的技术型、应用型人才。因此,我们的课程教学应该更侧重于技术和技能教育,在内容上与行业内的先进技术接轨。

2.3 应用性在高职类院校,我们开设《钢结构工程施工》课堂主要的目的不是为了让学生在毕业后能够从事结构设计等的工作,而是为了让学生能够正确识读施工图,能应算基本构件的承载能力,具备对施工中一般结构问题的认知和处理能力,以便他们在实际工作中灵活应用。

3《钢结构工程施工》课程的教学形式及方法

随着现代素质教育的全面推进,高职高专的专业教学也由着重知识理论的传授向着重学生综合能力的全面提高转变,因此,如何正确培养学生观察、分析、解决问题的能力,培养学生对知识进行综合应用的能力就成为专业课教师应该探讨的问题。

3.1 理论教学与工程实践相结合高职院校应积极探索校企合作、工学结合:突破传统本科压缩饼干式教学模式,确定了校企合作、工学结合人才培养模式的改革方向;强化实践教学,通过生产性实训和顶岗实习增强学生就业能力,切切实实做到教师师傅化、学生工人化,提高了毕业生就业率和企业的认可度;强化以服务为宗旨、以就业为导向的办学理念,提升了服务社会的能力和水平,实现了优质教育资源的跨区域共享。对于专业教师来说,课程教学不应仅仅局限于课堂,因为专业课所讲授的内容在我们日常生活中都有实际应用。因此,专业教师可以安排学生进行课前体验,进行模型观摩或到工地进行实体观摩,使学生能亲身感受将要学习的专业知识,从而使学生感到学有所用,学以致用。同时和实验实训老师协调,尽可能地让学生在经过一段时间理论学习之后能进行实践练习,让学生通过实习实践巩固理论知识,通过理论知识的学习指导实习实践,达到理论与实践的有效统一。在进行理论教学的过程中,要加强对国家建筑规范等强制性条文的讲授,将规范意识融入贯穿于教学的全过程。技术规范作为国家的强制标准,对实际工程中的工作具有很强的指导和约束作用。因此,在《钢结构工程施工》课程的教学过程中,我们必须强调并引导学生建立技术规范意识,使规范的概念在学生的脑海中打下很深的烙印。主要是让学生理解和掌握强制性条文和规范,熟悉技术术语、技术符号等专业知识。

3.2 科学设计课堂教学环节,增强课程教学的知识性和趣味性

积极推动教学改革,应对《钢结构工程施工》进行课程改革和整合,对课程体系建设完善、改革教学手段,形成立体化、多种教学手段的课程,加大校企合作,加强社会实践建设,为社会工程建设服务。在教学环节设计中,先进行学情分析,再结合就业需要及岗位考试相关考点、参考教材,查找相关资料,精心备好每一次课;在课堂上,采用多媒体教学与传统板书相结合的方式,运用案例教学及任务引领,结合视频播放,直观、形象,激发了学生学习的兴趣。但在实际教学过程中,有很多老师都是采取了单一的教学方法,比如多媒体、板书等。同时,在长期的教学探索中我们发现,单一的教学方法是无法达到良好的教学效果的。为了更好地提高教学效果,我们在教学过程中应采用多种教学方式,如多媒体、模型、图片和板书等相结合。特别引入项目教学法,譬如在讲授焊接、钢结构施工详图设计这部分知识时,我们就应该合理地引入项目,使学生更直观、更深刻地了解并掌握相关知识,从而达到我们的教学目的。总之,我们要根据授课内容的不同,选择合理的教学方法,使学生对课程产生浓厚的兴趣,能更有效地吸收其知识点。最后,能够根据学院“驾证式”考核的精神,贯彻“应知”、“ 应会”两方面考核,按课程大纲要求,结合“以项目为导向”的理念和学生身心发展的要求制订行之有效的教学计划,从学生已掌握的知识出发,充分挖掘课程资源。

现代社会技术发展迅速,知识更换日新月异,因此,专业教师在授课时要尽量做到课程内容的更新,及时地介绍前沿科技于学生。尽量结合学生比较熟悉的实例进行讲解。同时,社会不断地发展,技术快速地更新,也要求专业教师必须具有开拓精神,不断学习本专业领域的新知识和新技术,不断充实和提高自己的专业水平。只有教师自身具备了足够的专业知识,才能更好的向学生传授知识。

3.3 采用启发式教学,发挥学生的主体作用教学过程是教师教与学生学的统一与结合,两方面需要密切配合,教师是教学活动的实施者,而学生是教学活动的主体,我们在开展教学活动的过程中,应该充分发挥学生的主体作用,通过合理的课堂设计,创设有利于学生发挥的氛围,充分激发学生的潜能。学生的学习态度在学习过程中发挥着主导作用,思想又决定了学习态度,所以,学生的思想工作显得尤为重要。学生的思想工作不仅仅是辅导员的工作,也是任课教师的工作任务,任课教师可以通过关注学生课堂表现随时掌握学生的思想变化,并及时、耐心地对其进行鼓励或引导,使之有良好的学习动力。对厌学的学生要积极关心、耐心引导,了解学生生活的环境,对症下药;对学生所提的疑问要耐心解答,在解疑的过程中注意语调、语气,让学生对学习充满自信;鼓励学生对课程教学方式提出意见和建议。教师要经常和学生交流,及时掌握学生对课程学习各方面的信息,以便教师能及时有效地改变教学方法,增强教学效果。

4小结

教育是为社会生产、建设服务的,我们应加强以服务为宗旨、以就业为导向的办学理念,提升服务社会的能力和水平。把握教育活动的规律,明确培养人才目标,通过多种方式方法做好学生的教育和培养工作,为祖国的社会主义建设事业培养更多优秀的建设者和接班人。

参考文献:

[1]邓宇.钢结构课程的教学初探.广西工学院学报,2007,(6).

钢结构课程设计总结篇9

Abstract: Elective course of Construction of Steel Structure is established to enhance students' ability based on the demand for talent training scheme of vocational specialty of building engineering technology and rapid development of steel structure. This paper focuses on teching method of deepening design of construction details of steel structure, to propagate ideas of running school with technical ability and depending on quality to develop, laying the solid foundation for students adapting to post. Ideas and opinions of construction details of steel structure in specific teaching process are discussed in this paper.

关键词: 施工详图;案例教学法;项目教学法;启发式;1:1建筑模型

Key words: construction details;case method;project approach;heuristic;1:1 architectural models

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)11-0249-02

0 引言

钢结构在土木工程中有着悠久的历史和广泛的应用,目前钢结构在我国的发展迎来了一个前所未有的时期,前景广阔。但是,与钢结构行业快速发展不相协调的是,钢结构专业技术人员缺乏,这已成为目前影响整个钢结构行业健康发展的主要因素。于是我国很多高职院校都开设了建筑工程(或工民建)专业,同时开设了《钢结构施工》课程。本门课程中的重点内容钢结构施工详图深化设计的教学方法及思路就显得尤为重要,在实际教学过程中我们的教学思路主要从以下几个方面着手。

1 施工详图的内容

初步浏览一套钢结构设计图与施工详图,主要要求学生了解钢结构施工详图的大致轮廓。下面我们以杭州晶鑫科技有限公司坩埚项目一期工程主厂房,建筑面积为17858.56平方米为例说明。

钢结构施工图分设计图和施工详图两阶段,设计图由设计单位提供,施工详图通常由制造公司根据设计图编制。设计施工图是制造厂编制施工详图的依据。因此,设计图首先在其深度及内容方面应该满足编制施工详图的要求为原则。施工详图又称加工图或放样图。编制钢结构施工详图时,必须遵照设计图的技术条件和内容要求进行,深度须能满足车间直接制造加工。不完全相同的构件必须单独绘制表达,并且应附有详见的材料表。施工详图的设计内容有设计图在深度上只绘出构件布置、构件截面与内力及主要节点构造,故在详图设计中需补充进行部分构造设计与连接计算。施工详图的编制内容为图纸目录、钢结构设计总说明、结构布置图、构件详图、安装节点详图。

2 钢结构设计说明

结合杭州晶鑫科技有限公司坩埚项目一期工程主厂房钢结构施工图详细讲解此工程的设计依据、工程概况、设计标高、工程设计规范及主要荷载和计算程序、钢结构部分(①结构用材;②焊接材料;③螺栓;④锚栓)、制作、安装、验收、其他和补充说明。

3 钢结构平面布置图

支撑一般布置在第一或第二个柱距位置,支撑的间距最大为60米。超过60米应该考虑增设支撑。系杆在柱顶及屋脊的位置必须设置,其他视情况而定(注明:GJ―刚架;SC―屋面支撑;ZC―柱间支撑;XG―系杆)。在支撑、檩条、墙梁的识图过程中,带领学生参观学校实体1:1建筑模型(1:1建筑模型――中央财政支持建筑技术实训基地重要组成部分,建筑面积为831m2、总投资有100余万元、主要展示300多个节点。适用专业有建筑工程技术、建筑工程管理、工程监理、装潢艺术设计、市政工程技术、道路桥梁工程技术。其中钢结构主要展示节点有方钢柱基础、丁字型钢基础、工字型钢基础、轻钢厂房牛腿、轻钢厂房外墙板、直形钢梯、弧形钢梯、轻钢住宅夹心板屋面、轻钢住宅彩钢瓦屋面、轻钢住宅钢檐沟、轻钢住宅老虎窗等),对照钢结构施工图纸详细观察每一个节点,再利用学校实体1:1建筑模型采用启发式教学方法分别介绍屋面支撑、柱间支撑、檩条、墙梁的布置位置、做法及作用。

4 刚架及节点详图

这部分需要学生了解结构施工图是工程师的语言,体现了设计者的设计意图,由于施工图一般要求图面清楚整洁,标注齐全,构造合理,符合国家制图标准和规范,能很好的表达设计意图。应该怎去识读钢结构施工图?首先我们要了解钢结构施工详图的绘制的基本规定,如图纸幅面主要以A1、A2为主,必要时可采用1.5A1,在一套图纸中应尽量采用同一种规格的幅面,不宜多于两种幅面等。此外还有常用比例、图面线型的选取、字体、定位轴线及编号、尺寸标注及标高、符号。尤其要注意螺栓及螺栓孔的表示方法和焊缝符号表示方法,这是钢结构施工图与土建施工图的区别所在。在钢柱的识图过程中,要注意连接方式。如螺栓的连接、焊缝的连接方式。通过节点详图明确钢柱中各钢板的位置、尺寸大小、作用。在实际教学过程当中,带领学生去观摩学校实体1:1建筑模型,让学生学会怎样将钢结构施工详图转化实体钢结构建筑的构件乃至整个钢结构建筑物的。

实际授课过程中采用案例教学法,如下面我们就杭州晶鑫科技有限公司坩埚项目一期工程主厂房施工图钢结构边柱柱脚⑥号节点为例说明如下:就平面表观看是看不见柱脚里面的构造的,要看清楚柱脚里面的构造,必须要做剖面图,所以要结合刚架图及节点详图识图。看图时首先要知道柱脚索引符号的含义(索引7号图6号节点),然后详细识读节点详图。⑥号节点中引出来的这块板是加劲板,结合剖面图看,此类加劲板共两块,其尺寸标注如图1所示,-16表示加劲板厚为16mm。[10槽钢是为现场满焊在柱底板上的,作为柱脚的抗剪件,[10槽钢的几何性质可查阅相关附表规范。此柱共有四个锚栓,上下的螺母型号一样,但垫板的厚度一般柱底板的上面的垫板比下面的垫板厚,大小是一样的。这里上面垫板厚20mm,下面垫板厚10mm。柱底板上采用双螺母的目的主要是为了防松。4-80*80*20表示柱底板上面的垫板共有四块,垫板表面为边长为80mm的正方形,厚度为20mm。柱底板长为440mm,宽为390mm,厚度为20mm。实心小旗子是为表示现场焊接的符号,6为焊接的焊脚尺寸为6mm。

施工图识图,对同类钢柱进行归类。所有配件及尺寸都相同的钢柱编为同一类,一种编号的钢柱只需绘制一套详图。在钢柱上对不同的钢板进行编号结合节点详图,仔细区分钢板,避免漏编、重复编号。对编号的钢板分别绘出其零件详图;对各零件进行归类,制作材料表(此表配件只为一根钢柱的材料表)。同样的方法识读中柱的施工详图、绘制其施工详图及材料表,注意节点连接与边柱的不同。

边钢梁的施工详图深化设计的步骤与钢柱类似:①识读钢梁平面图及其节点详图;②在钢梁上对不同的钢板进行编号;③对编号的钢板分别绘出其零件详图;④对各零件进行归类,制作材料表(此表配件只为一根钢梁的材料表)。

然后采用项目引领的教学方法,让学生在学中做,在做中学。并对要完成的另一套相对较简单的仓库工程钢结构施工图进行基本识图讲解:(1)钢结构设计说明:所用结构钢材的型号:主钢架采用Q235B普通碳素结构钢。墙梁、檩条采用Q235A镀锌板。连接材料:焊接与螺栓连接的要求。(2)布置图:柱位布置图、刚架布置图、屋面(柱间)支撑布置图、檩条布置图、墙梁布置图。刚架详图、节点详图、支撑节点详图结合识图,对钢柱、钢梁进行编号。GZ共4类(包括KFZ1类)即:GZ1、GZ2、GZ3、KFZ1;GL共3类即:GL1、GL2、GL3;钢结构施工图详图深化设计的程序:①对施工图整套图纸的识读;②取需要设计的一根钢柱(梁);③对其钢板进行编号;④对每一编号的钢板进行零件详图的绘制;⑤编制材料表。(3)授课思路:①让每一位学生动手在课堂内进行项目设计,随时提出问题并予以解答(要求学生理解以备答辩);②解决个别进度缓慢学生的思想问题,创造条件,促使主动且独立完成项目任务;③发现和解决学生设计中存在的共性问题,并记录。

在实际完成项目任务的过程中,很多学生由于缺乏较准确地空间想象能力,对系杆连接板的尺寸计算较混乱,没有一个较清楚的计算思路。系杆连接板的构造更是较难想象出来,此处应再带领学生去1:1模型观摩,仔细观察此部分的构造,进一步加强学生的绘图能力。

通过介绍,学生对钢结构施工图纸应该有一个更深层次的理解,对钢柱、钢梁的施工详图深化设计的绘制的基本步骤已经基本掌握。在绘制详图的过程中,必须注意认真仔细,以免发生构件的漏算、多算,尺寸错误等问题的发生。

5 教学方法小结

采用启发式教学法让学生先参观学校1:1建筑模型,是学生对钢结构有一个初步的印象;运用案例教学法是让学生对钢结构施工详图深化设计有一个较深层次的了解;然后在此基础上让他们自己动手做一榀钢架施工详图深化设计的项目,即项目引领教学方法,使他们对此部分内容能熟练掌握。因材施教,希望为学生后续毕业实习及从事钢结构相关工作打下良好、坚实的基础。

参考文献:

[1]邓宇.钢结构课程的教学初探.广西工学院学报,2007,(6).

[2]王燕等.钢结构设计精品课程建设与实践.中国冶金教育,2006.

[3]赵丽颖.高职院校钢结构教学的几点思考.辽宁高职学报,2006,(4).

[4]杨建林.高职建筑工程技术专业项目综合实训改革探讨[J].高等建筑教育,2009,(1):120-122.

钢结构课程设计总结篇10

1.1钢结构设计原理

钢结构设计原理在第5学期开设,包括钢结构设计的基本内容、钢结构连接、受弯构件的设计、组合变形构件的设计、无盖和网架结构设计等。钢结构设计基本原理以材料力学和结构力学为理论基础,从力学模型的简化,计算理论的应用,计算公式的推导都是相同或相似的。

1.2钢筋混凝土基本原理

钢筋混凝土基本原理在第5学期开设,内容包括轴心受压构件计算、受弯构件计算、受扭构件计算、偏心构件计算、预应力构件计算等。混凝土梁、板、柱构件的受力模型基本属于弯曲和压缩,在截面积设计、配筋计算时所用的理论方法基本和材料力学相似。

1.3基础工程

该课程在第6学期开设,包括天然地基上浅基础的设计、桩基础与深基础的设计、软弱地基处理、特殊土地基等。不管是独立基础还是筏板基础,其基底均受土压力,力学模型根据土力学知识进行简化,但最基础的计算依据还是静力学和材料力学的外力内力理论。桩基涉及到摩擦力和压力相关理论。

1.4结构抗震设计

建筑抗震设计是第6学期开设的一门专业课,内容包括地震作用下结构抗震验算、结构非弹性地震反应分析、各种类型房屋抗震设计等。结构力学是结构抗震设计的理论基础,材料力学的强度条件是结构抗震设计的依据。

2知识体系的建立

由以上分析可知,理论力学的静力学、摩擦,材料力学及结构力学这三大力学是后续大部分课程的理论基础和设计依据,但由于课程开设时间不在同一时间,相隔较长,且现在相当一部分学生学习力学缺乏钻研和独立思考精神,没有真正掌握有关理论,在学习专业课程时早就将有关力学方法理论忘记,这直接导致专业课学习比较困难。如果能建立起一个相关课程的知识体系,在前期力学课程的学习中穿插讲解后续课程的部分内容,使学生有目的的学习,提前介入专业课,这对学生学习和课群建设是有很大帮助的。

2.1知识体系建立的必要条件

首先需要固定教材,规范教学内容。知识体系的建立关键在于知识的延续性,前后呼应是特点。固定了教材就可以充分满足延续性,规范了教学内容,可以减少教学内容的随意性,还可以避免重复讲授。其次是稳定授课教师。各课程的讲授是由不同教师承担的,教师是知识体系建立之后的实施者和检验者,知识体系的延续性需要教师的延续性,稳定的教师是知识体系延续性的重要保障。第三,需建立各任课教师的备课制度,将知识体系的概念和设想介绍给相关教师,使教师的授课过程主动在知识体系的框架内进行。

2.2将后续课程部分关联内容提前介入教学

静力学是理论力学中最初学到的内容,所以将后续的材料力学、结构力学等求解支座约束反力的例子放到静力学中去讲解是很好的选择。材料力学主要求解构件的内力,特别有必要讲解桁架内力计算、刚架内力计算和弯曲梁内力计算,叠加原理也需要重点介绍,这些都是结构力学所学内容的最基本的知识点。下面通过几个例题用来说明如何将后续课程部分关联内容提前介入教学。

3结语