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鋼結(jié)構(gòu)基本原理范文第1篇

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

中圖分類號：TU391；G6420 文獻標(biāo)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(xué)，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(xué)生的專業(yè)英語應(yīng)用能力，使學(xué)生熟悉國外規(guī)范和設(shè)計程序，為學(xué)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(xué)作為一種新教學(xué)模式，如何立足現(xiàn)有教學(xué)大綱，采用何種教學(xué)模式和評價方法才能更好地開展教學(xué)，各方面研究有待進一步完善，還需要更多理論研究和教學(xué)案例的支持。目前的主要矛盾是課程定位不明，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)質(zhì)量評價等方面存在的問題如下所述。

（一）教學(xué)內(nèi)容多和學(xué)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(xué)又增加了語言學(xué)習(xí)內(nèi)容，教材還沒完全成型，而相應(yīng)分配的課時為32學(xué)時（2學(xué)分），于是教師每節(jié)課都在趕進度，學(xué)生每節(jié)課都感覺內(nèi)容太多吃不消。

（二）學(xué)生難學(xué)和教師難教的矛盾

通過英語教學(xué)對大部分內(nèi)容的理解并不難，但要想學(xué)生熟練運用國外工程師的思維方式學(xué)習(xí)新專業(yè)知識，還有一定難度。學(xué)生存在畏難情緒，學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)質(zhì)量評價與反饋難

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

西南交通大學(xué)茅以升學(xué)院于2011年開始在土木工程專業(yè)課程開展雙語教學(xué)，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(xué)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(xué)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(xué)課程，已經(jīng)熟悉基本力學(xué)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(xué)大綱要求培養(yǎng)學(xué)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(xué)和漢語教學(xué)都是一樣的，只是雙語教學(xué)是在此基本目標(biāo)上朝國際化邁進了一步。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理雙語教學(xué)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(xué)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(xué)內(nèi)容，選取教學(xué)方式，進行教學(xué)質(zhì)量評價。

其一，明確專業(yè)知識的學(xué)習(xí)是雙語課程學(xué)習(xí)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(xué)，其關(guān)系應(yīng)區(qū)分表里，互相呼應(yīng)。專業(yè)知識學(xué)習(xí)應(yīng)為“里”，語言作為工具應(yīng)為“表”。讓學(xué)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(xué)理論和力學(xué)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(xué)理論和力學(xué)概念聯(lián)系緊密，如疲勞與斷裂力學(xué)，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(xué)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(xué)理論和力學(xué)概念脈絡(luò)關(guān)系，使學(xué)生有清晰的力學(xué)概念，順利完成從力學(xué)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(xué)習(xí)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(xué)生顧此失彼，抓不住關(guān)鍵，教師教學(xué)過程中也感覺教時不夠，關(guān)鍵概念講不透。所以教學(xué)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(xí)，多提問，而對其他內(nèi)容和具體構(gòu)造規(guī)定等可讓學(xué)生自學(xué)。

三、極限狀態(tài)設(shè)計為主線的教學(xué)內(nèi)容

（一）以極限狀態(tài)銜接力學(xué)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(xué)理論和力學(xué)概念脈絡(luò)關(guān)系，使學(xué)生有清晰的力學(xué)概念，順利完成從力學(xué)到工程結(jié)構(gòu)的過渡[4]。

在前置材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的基礎(chǔ)上，可以簡明扼要地介紹斷裂力學(xué)和薄板理論等，然后從極限狀態(tài)的角度，將力學(xué)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(xué)生從基本力學(xué)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(xué)習(xí)，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(xué)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(xué)習(xí)有一定難度。教學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)目標(biāo)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(xué)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(xué)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(xué)，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(xué)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(xué)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(xué)生的知識應(yīng)用適應(yīng)能力[5]。

西南交通大學(xué)茅以升學(xué)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(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)模式

（一）案例分析輔助教學(xué)引入和總結(jié)教學(xué)內(nèi)容

案例教學(xué)[6]是具體的實例，印象深刻，易于學(xué)習(xí)和理解。開始教學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高知識運用的真實性，教學(xué)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(xué)，還可以警醒學(xué)生，在專業(yè)學(xué)習(xí)過程中嚴(yán)格要求自己，培養(yǎng)一絲不茍的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)素養(yǎng)。

組織的案例最好能具備學(xué)科前沿性，并與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)，能突出重難點。學(xué)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(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時，體驗工程實際中責(zé)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(dāng)學(xué)生對雙語教學(xué)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(xué)時的限制，問答式授課模式主要有兩種形式：課上教師問學(xué)生答和課下學(xué)生問教師答。

課上教師問學(xué)生答。根據(jù)每講課的教學(xué)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(xué)生回答，并記錄評分，然后根據(jù)學(xué)生回答的情況，以問題為主線，逐一講解。這樣學(xué)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(xué)生的回答反饋教學(xué)效果。

課下學(xué)生問教師答。根據(jù)學(xué)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(xué)生的問題。課下單獨交流可以節(jié)約課堂時間，學(xué)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(xí)。

（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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生容易產(chǎn)生混淆。在課程教學(xué)中，針對不同的教學(xué)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(xué)方法[9-10]，幫助學(xué)生辨別同類教學(xué)內(nèi)容的異同，抓住教學(xué)內(nèi)容的實質(zhì)，從而熟練掌握，不致混淆。

五、多通道教學(xué)質(zhì)量評價

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

（一）課堂即時提問

按照教學(xué)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(xí)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(xué)生的回答情況得到教學(xué)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(xué)生思考，讓學(xué)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(xué)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(xué)質(zhì)量，控制上課節(jié)奏，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)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(xí)才能很好地掌握教學(xué)內(nèi)容，因此課后作業(yè)必不可少。課堂教學(xué)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(xué)生作業(yè)的完成情況反映了該部分內(nèi)容的教學(xué)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(xué)質(zhì)量，適時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

。

（三）期中階段考試

當(dāng)總教學(xué)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(xué)生對學(xué)過的內(nèi)容進行總結(jié)和復(fù)習(xí)，另一方面可以考察半期教學(xué)效果，促進后半期教學(xué)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(xué)質(zhì)量。考試試卷應(yīng)為英文，學(xué)生可用中文解答，讓學(xué)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(xué)生在期末考試前都會花大量時間復(fù)習(xí)。對學(xué)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(xué)期教學(xué)質(zhì)量情況，

為下次教學(xué)提供參考?？荚囋嚲硪矐?yīng)為英文，學(xué)生可以用中文解答，這樣學(xué)生才能重視雙語學(xué)習(xí)。教師通過對期末試卷進行分析，找到學(xué)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(xué)生匿名提出意見，如教學(xué)進度、重難點和教學(xué)方法是否得當(dāng)?shù)取?/p>

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

六、 結(jié)語

面對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理雙語教學(xué)中內(nèi)容多，課時少，學(xué)生英語水平參差不齊，教學(xué)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(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)質(zhì)量評價三方面進行優(yōu)化和調(diào)整，取得較好的教學(xué)效果。

（1）明確雙語教學(xué)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(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上，讓學(xué)生掌握極限狀態(tài)設(shè)計的理念，銜接好力學(xué)和鋼結(jié)構(gòu)課程，剪裁教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計學(xué)習(xí)的深度和廣度。

（3）針對不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程，應(yīng)綜合采用不同的教學(xué)方式，以各種手段促進教學(xué)效果的提高，降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。

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

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鋼結(jié)構(gòu)基本原理范文第2篇

基金項目：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)教學(xué)研究課題（ndjy11306）

作者簡介：劉文洋（1981-），男，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院講師，碩士，主要從事多高層鋼結(jié)構(gòu)和大跨空間結(jié)構(gòu)研究，（e-mail）wyliu81@126.com。

摘要：結(jié)合應(yīng)用型本科院校教學(xué)的實際情況，對鋼結(jié)構(gòu)課程體系進行了合理設(shè)置，并在理論教學(xué)和實踐教學(xué)過程中以加強學(xué)生實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)進行了探索和實踐。文章介紹了黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)課程體系教學(xué)安排和具體做法，總結(jié)了教學(xué)過程中的經(jīng)驗以及應(yīng)注意的問題，并對存在部分的問題進行了討論，給出了具體建議。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)；課程體系；實踐能力；人才培養(yǎng)

中圖分類號：g642；tu391文獻標(biāo)志碼：a文章編號：10052909（2013）05004904隨著中國鋼產(chǎn)量的飛速增長，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也獲得快速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)、高層高聳結(jié)構(gòu)、輕型結(jié)構(gòu)和特種結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域。國家建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)“十五”計劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要已明確要求：當(dāng)前，中國已一改過去鋼材不足的局面，轉(zhuǎn)而成為鋼材供過于求，擺在日程上的課題早己不是少用鋼材，而是積極合理地擴大鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用。

鑒于鋼結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，工程界已提出“加強鋼結(jié)構(gòu)人才培養(yǎng)，造就一批鋼結(jié)構(gòu)高級工程技術(shù)專門人才”，“建立與鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展相適應(yīng)的教育體系，在校的結(jié)構(gòu)專業(yè)學(xué)生應(yīng)接受不少于80課時的鋼結(jié)構(gòu)課教育”的建議。可見，隨著鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的快速發(fā)展，市場對鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才的培養(yǎng)已經(jīng)提出了更高要求，對鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才的需求也將會越來越大，可以預(yù)見鋼結(jié)構(gòu)課程的地位將會越來越重要。

一、課程體系的設(shè)置

《高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案及課程教學(xué)大綱》[1]中把鋼結(jié)構(gòu)課程分為原理和設(shè)計兩個部分，包括課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等。其中鋼結(jié)構(gòu)基本原理為專業(yè)基礎(chǔ)課，課程目的是較全面地掌握鋼結(jié)構(gòu)材料、構(gòu)件和連接的基礎(chǔ)知識，熟悉一些常用鋼結(jié)構(gòu)的分析原理；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計是專業(yè)必修課，課程目的是在掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原理基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)常用鋼結(jié)構(gòu)的特點、基本設(shè)計方法、計算簡圖和內(nèi)力分析，并能按有關(guān)專業(yè)規(guī)范或規(guī)程進行鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計、截面計算和構(gòu)造處理，課程內(nèi)容主要包括單層廠房鋼結(jié)構(gòu)、大跨鋼結(jié)構(gòu)和多高層鋼結(jié)構(gòu)。過去由于種種原因，學(xué)校鋼結(jié)構(gòu)課程建設(shè)存在一些問題，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）課程設(shè)置不合理。在專業(yè)課程的設(shè)置上重混凝土輕鋼結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)課程90時數(shù)，而同樣在土木工程專業(yè)課程中占有重要地位的鋼結(jié)構(gòu)課程學(xué)時數(shù)僅為50～60，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計只開設(shè)了一門大跨空間結(jié)構(gòu)的選修課。學(xué)生僅僅學(xué)習(xí)了鋼結(jié)構(gòu)的連接方法以及常見的構(gòu)件設(shè)計，對整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念和理解不夠。過去，鋼結(jié)構(gòu)課程安排在第7學(xué)期（大四上學(xué)期），這主要基于先修課程基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)的考慮，然而此時學(xué)生面臨找工作、考研等諸多問題影響，很難把主要精力投入到專業(yè)課學(xué)習(xí)上來。

（2）實踐教學(xué)不足。鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)僅有鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計一項內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中沒有機會見到實際的鋼結(jié)構(gòu)建筑物，對于鋼結(jié)構(gòu)加工、制作更是不知所云。雖然教學(xué)實習(xí)中安排了認(rèn)識實習(xí)和施工生產(chǎn)實習(xí)，但基本還是以混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)為主，很少接觸到實際的鋼結(jié)構(gòu)工程。此外，從畢業(yè)設(shè)計的選題看，幾乎全部是混凝土結(jié)構(gòu)，基本沒有鋼結(jié)構(gòu)方面的畢業(yè)設(shè)計題目。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

劉文洋，等應(yīng)用型本科院校鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)探索與實踐

事實上，過去很多學(xué)校在課程設(shè)置和教學(xué)實施上都或多或少地存在類似問題，但經(jīng)不斷探索已基本解決，并且在教學(xué)實踐中積累了豐富的經(jīng)驗，形成了相對合理又各具特色的課程體系。學(xué)校自2006年以來通過幾次修訂教學(xué)計劃，構(gòu)建了鋼結(jié)構(gòu)系列課程體系（見表1），并在多年的教學(xué)實踐中，不斷改進和豐富教學(xué)內(nèi)容，保證鋼結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)質(zhì)量。應(yīng)該指出，由于課程設(shè)計安排在鋼結(jié)構(gòu)原理課學(xué)期末，目前設(shè)計內(nèi)容主要局限于鋼屋架結(jié)構(gòu)，若能把課程設(shè)計安排在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程之后，則可以有更多的結(jié)構(gòu)形式供課程設(shè)計選用。表1鋼結(jié)構(gòu)系列課程教學(xué)安排課程開課學(xué)期學(xué)時內(nèi)容鋼結(jié)構(gòu)560鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計630廠房鋼結(jié)構(gòu)、多高層鋼結(jié)構(gòu)大跨空間結(jié)構(gòu)730網(wǎng)架、網(wǎng)殼、懸索等空間結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計61.5周鋼屋

架設(shè)計畢業(yè)設(shè)計813周各類鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計二、理論教學(xué)的實施

專業(yè)課的教學(xué)目的在于通過具體工程對象的分析，使學(xué)生了解一般土木工程項目的設(shè)計、施工等基本過程，學(xué)會應(yīng)用專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)到的基本理論，較深入地掌握專業(yè)技能，建立初步的工程經(jīng)驗，以適應(yīng)當(dāng)前國內(nèi)用人單位對土木工程專業(yè)本科人才基本能力的一般要求[1]。

理論教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能和實踐能力的基礎(chǔ)，因此要重視理論教學(xué)環(huán)節(jié)。在教學(xué)中除了基本教學(xué)內(nèi)容的講授以外，還應(yīng)特別強調(diào)以下幾個方面在鋼結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)中的作用。

（一）重視力學(xué)基礎(chǔ)與鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)的結(jié)合

鋼結(jié)構(gòu)是一門理論性和綜合性都很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，需要以材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計原理等課程知識作為基礎(chǔ)，因此在課程學(xué)習(xí)初首先回顧先修課程基礎(chǔ)知識非常必要，以此引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，為學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)課程打下良好理論基礎(chǔ)。

（二）理論教學(xué)與工程實例相結(jié)合

理論教學(xué)稍顯枯燥，在課程教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)穿插工程實例以調(diào)整學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，調(diào)動課堂積極性。在緒論中結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展介紹學(xué)生感興趣的鋼結(jié)構(gòu)工程，引導(dǎo)學(xué)生討論結(jié)構(gòu)特點及選型、設(shè)計中存在的問題，或者在連接和構(gòu)件分析與設(shè)計中介紹與某個問題相關(guān)的背景實例。例如：在講授軸心拉桿設(shè)計時介紹索穹頂結(jié)構(gòu)的組成和特點，以使學(xué)生對受拉構(gòu)件能充分利用材料強度進而節(jié)省材料有直觀認(rèn)識；在講授軸心壓桿的穩(wěn)定時介紹加拿大魁北克大橋和美國哈特福德體育館由于構(gòu)件失穩(wěn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌破壞的例子，使學(xué)生了解相關(guān)問題的歷史背景，也使學(xué)生充分認(rèn)識到穩(wěn)定對于鋼結(jié)構(gòu)的重要性。 在課程教學(xué)中結(jié)合演示性或?qū)W生動手參與的試驗和實際工程中的影像資料進行講解，使學(xué)生通過直觀感受加深對鋼結(jié)構(gòu)基本概念和理論的理解。目前，一些有條件的高校建立了鋼結(jié)構(gòu)多功能教學(xué)實驗平臺[2]，通過實驗平臺訓(xùn)練學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接的實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力，教學(xué)成效顯著。不具備條件的高校可以利用影像資料彌補這些不足。例如：由于學(xué)校實驗條件有限，筆者所在的教研團隊在鋼結(jié)構(gòu)加工廠拍攝了大量鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)、制作過程的視頻和圖片資料，在課堂上結(jié)合相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容進行展示，也取得了較好的效果。

（三）理論教學(xué)與結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范相結(jié)合

結(jié)構(gòu)設(shè)計必然要結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，學(xué)生畢業(yè)后要從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，需要使用很多規(guī)范，在課程教學(xué)中把教學(xué)內(nèi)容和相關(guān)規(guī)范要求結(jié)合起來，既能加深學(xué)生對抽象規(guī)范條文的理解，又能培養(yǎng)學(xué)生獨立使用各種規(guī)范、查閱相關(guān)文獻資料的能力。此外，在教學(xué)中還注重將注冊結(jié)構(gòu)工程師執(zhí)業(yè)資格制度和注冊結(jié)構(gòu)工程師考試相關(guān)內(nèi)容作一定介紹，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生在這方面的興趣，調(diào)動學(xué)生努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識的積極性。

（四）計算機軟件與結(jié)構(gòu)分析設(shè)計相結(jié)合

目前鋼結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計基本采用專門的軟件來完成，如ansys、abaqus、sts、mst、3d3s等。為使學(xué)生盡快掌握這方面的能力，適應(yīng)以后的工作需要，在教學(xué)中引入部分計算機軟件的演示和講授。例如：演示使用ansys有限元分析軟件進行鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件和空間結(jié)構(gòu)的計算分析，講授sts設(shè)計軟件進行鋼桁架結(jié)構(gòu)和鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，介紹mst設(shè)計軟件進行空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的設(shè)計。同時在后續(xù)的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中鼓勵學(xué)生使用相關(guān)軟件進行結(jié)構(gòu)計算和施工圖繪制，進一步培養(yǎng)學(xué)生使用結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進行設(shè)計的能力。

三、實踐教學(xué)的實施

實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是土木工程教學(xué)中非常重要的環(huán)節(jié)，在現(xiàn)代工程教育中占有十分重要的地位，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識、動手能力和創(chuàng)新精神的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其作用和功能是理論教學(xué)所不能替代的。工程師最終的任務(wù)是將理論知識在實踐中加以運用，并通過實踐來驗證理論結(jié)果是否正確，所以工程人員必須具備實踐能力。同時，土木工程師還應(yīng)具有一定的實踐經(jīng)驗，很多工程問題的處理由于客觀情況過于復(fù)雜，難以如實地進行理論分析，在很大程度上仍然依靠實踐經(jīng)驗來解決[3]。

目前，鋼結(jié)構(gòu)課程的實踐能力培養(yǎng)主要依靠課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等來實現(xiàn)。有條件的院校也可通過專業(yè)實習(xí)和觀察演示性實驗等環(huán)節(jié)組織學(xué)生開展討論來認(rèn)識、理解鋼結(jié)構(gòu)的組成、特點、應(yīng)用及結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的受力特性等。

（一）課程設(shè)計

學(xué)校鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計內(nèi)容仍為傳統(tǒng)的鋼屋架結(jié)構(gòu)。雖然這種結(jié)構(gòu)形式較為簡

單，但其內(nèi)容涵蓋了軸心受力構(gòu)件（桁架桿件）、受彎構(gòu)件（檁條）及壓彎、拉彎構(gòu)件（當(dāng)上弦或下弦有節(jié)間荷載時），主要為焊縫連接。因此通過完成設(shè)計，可以實現(xiàn)由基本構(gòu)件、連接到簡單結(jié)構(gòu)選型、計算分析、設(shè)計和施工圖繪制的訓(xùn)練。

在具體實施上，鼓勵學(xué)生通過學(xué)習(xí)ansys、sts等軟件完成結(jié)構(gòu)計算分析和施工圖繪制。通常，學(xué)生在進行結(jié)構(gòu)計算分析時多采用ansys有限元軟件或結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器并輔以手算校核的方式，而在施工圖繪制階段基本都采用sts軟件來實現(xiàn)。通過這些訓(xùn)練，學(xué)生已基本能夠熟練使用軟件完成一般結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作。

（二）畢業(yè)設(shè)計

過去，由于鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用不太廣泛，很多高校的畢業(yè)設(shè)計題目都采用混凝土結(jié)構(gòu)的形式，這也是過去在教學(xué)上重視混凝土結(jié)構(gòu)而輕視鋼結(jié)構(gòu)的原因之一。但由于鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展迅速、前景廣闊，很多學(xué)生希望畢業(yè)后從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工方面的工作，或者選擇了攻讀鋼結(jié)構(gòu)方向的研究生，因此希望能有機會進一步深入地學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的知識。

近年來，在畢業(yè)設(shè)計中增加了一些鋼結(jié)構(gòu)方面的題目，如多高層鋼框架結(jié)構(gòu)、輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等，嘗試指導(dǎo)學(xué)生進一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)知識，實踐效果良好。此外，除了基本的手算內(nèi)容以外，還鼓勵學(xué)生采用sts、mst等軟件完成結(jié)構(gòu)計算分析和施工圖繪制工作。

通過認(rèn)識實習(xí)—理論課教學(xué)—課程設(shè)計—畢業(yè)設(shè)計這樣一系列教學(xué)環(huán)節(jié)的深入，使學(xué)生對知識的理解和掌握從簡單到復(fù)雜、從理論到實踐、從基本原理、基本構(gòu)件到簡單結(jié)構(gòu)進而到復(fù)雜結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計的能力和思維。

四、結(jié)語

學(xué)校鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)工作雖然在課程體系的設(shè)置、學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)上做了一定的思考、探索與實踐，但同時與國內(nèi)一些高水平大學(xué)在人才培養(yǎng)模式、教學(xué)條件、教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果等方面還存在差距，還需要在今后的教學(xué)實踐中不斷探索和努力，不斷提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量，以適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)對人才的需求。

參考文獻：

[1] 高等學(xué)校土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案及課程教學(xué)大綱[m].北京：高等教育出版社，2002.

[2] 王偉，趙憲忠，郭小農(nóng)，等.鋼結(jié)構(gòu)多功能教學(xué)實驗平臺的研制與實踐[j].高等建筑教育，2009，18（2）：102-104.

[3] 林峰，顧祥林，何敏娟.現(xiàn)代土木工程特點與土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)模式[j].高等建筑教育，2006，15（1）：26-28.

steel structure teaching in applicationoriented universities and colleges

liu wenyang， zhang zhaoqiang， liu jinyun

（college of engineering， heilongjiang bayi agricultural university， heilongjiang 163319， p. r. china）

abstract： based on the actual teaching situation of applicationoriented universities and colleges， the course system of steel structure is reasonably arranged and it has been put into practice in the teaching process to strengthen students’ practical ability. we introduced the teaching arrangement of steel structure course and some methods used in the teaching process in heilongjiang bayi agricultural university， analyzed problems should be paid attention to， and presented some suggestions for steel structure teaching.

鋼結(jié)構(gòu)基本原理范文第3篇

作者簡介：羅曉群（1976-），男，同濟大學(xué)土木工程學(xué)院講師，博士，主要從事空間結(jié)構(gòu)計算機仿真研究，（E-mail）luoxiaoqun@#省略。

摘要：文章針對同濟大學(xué)土木工程專業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程研究開發(fā)了基于廠房鋼結(jié)構(gòu)的動畫課件。課件的研發(fā)以實際鋼結(jié)構(gòu)制作加工和安裝為基礎(chǔ)，演示單層鋼結(jié)構(gòu)廠房布置全過程，重點演示典型單層廠房鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的拼裝和構(gòu)造。課件的開發(fā)和應(yīng)用，形象生動地展示了建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程，在專業(yè)課程中實現(xiàn)了教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的教學(xué)理念。

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關(guān)鍵詞：動畫課件；建筑鋼結(jié)構(gòu)；節(jié)點構(gòu)造；施工過程

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中圖分類號：TU391；G642 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：

1005-2909(2012)01-0077-04

同濟大學(xué)土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程由2個部分組成，即鋼結(jié)構(gòu)基本原理和建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，教學(xué)任務(wù)分2個學(xué)期完成。對于鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程，近年來在土木工程學(xué)院統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，基本形成了“課堂教學(xué)+演示實驗+自主試驗”的教學(xué)模式[1]，極大調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，取得了良好的教學(xué)效果。

建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程與鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程有所區(qū)別。一方面學(xué)生沒有接觸過實際工程，結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件和連接節(jié)點等內(nèi)容，僅通過課堂講解就顯得比較抽象，學(xué)生難以接受；另一方面，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程更偏向于實際應(yīng)用，大型結(jié)構(gòu)試驗教學(xué)或工地現(xiàn)場參觀實習(xí)經(jīng)費投入過大，且只能了解工程的局部情況。以往建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的教學(xué)手段主要有工程圖片展示、實物縮尺模型展示。工程圖片展示效果不直觀，只能看到構(gòu)造的一面，難以反映構(gòu)造的細(xì)節(jié)和全貌；實物縮尺模型是非常好的教學(xué)手段，可如今老一輩鋼結(jié)構(gòu)教育專家精心制作的鋼結(jié)構(gòu)屋架縮尺模型已所存無幾。綜上所述，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程急需改進教學(xué)方法，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)意識，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。

隨著多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展和計算機的日益普及以及教學(xué)CAI課件質(zhì)量的日益完善，利用多媒體或計算機軟件教學(xué)系統(tǒng)可以使學(xué)生以視聽的交互方式進行反復(fù)學(xué)習(xí)，是現(xiàn)場參觀和實驗教學(xué)的有益補充。配合建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程內(nèi)容，文章開發(fā)了建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計動畫課件。課件基于三維實體模型，詳細(xì)記錄了從工廠加工到現(xiàn)場安裝流程，完成了結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)單元、構(gòu)件裝配、詳細(xì)節(jié)點動畫課件的設(shè)計和制作。

一、建筑鋼結(jié)構(gòu)動畫課件開發(fā)

（一）動畫課件總體思路

單層廠房鋼結(jié)構(gòu)是建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要部分。單層鋼結(jié)構(gòu)廠房一般由橫向排架、吊車梁系統(tǒng)、普通鋼屋架系統(tǒng)以及支撐系統(tǒng)組成[2]。如圖1所示，本課件總體思路是虛擬實現(xiàn)單層鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)布置流程，實現(xiàn)重點系統(tǒng)橫向排架系統(tǒng)、普通鋼屋架系統(tǒng)、輕型屋面系統(tǒng)典型節(jié)點的構(gòu)造。

（二）重型鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)布置動畫實現(xiàn)

根據(jù)通用鋼結(jié)構(gòu)教材中典型的單層廠房鋼結(jié)構(gòu)組成，建立三維實體模型如圖2(a)所示。按照一般單層鋼結(jié)構(gòu)安裝的要點[3]，先吊裝豎向構(gòu)件，后吊裝平面構(gòu)件，如圖2(b)-2(h)所

示，布置流程依次為：柱—柱間支撐—托架—鋼屋架—吊車梁及制動桁架—抗風(fēng)柱—墻面板—屋面上下水平支撐—屋面垂直支撐—檁條—屋面板。圖2(i)所示為動畫渲染的整體三維廠房，渲染過程中各實體構(gòu)件依布置順序逐次飛入視野，并對完成的整體結(jié)構(gòu)進行鳥瞰和三維旋轉(zhuǎn)。

（三）普通鋼屋架節(jié)點構(gòu)造

圖3(a)是普通鋼屋架三維實體顯示。為了滿足顯示要求，我們把節(jié)點域進行了放大。實際工程中，普通鋼屋架是工廠加工，現(xiàn)場安裝的。在實際動畫制作過程中，為了使學(xué)生更加了解屋架節(jié)點基本構(gòu)造及節(jié)點加工過程，我們在制作動畫演示時從僅有構(gòu)件布置無節(jié)點構(gòu)造的“空”屋架出發(fā)，對屋架重要節(jié)點的構(gòu)造及加工過程進行了逐一演示。該動畫演示的制作流程如下。

(1) 實體爆炸和編號。如圖3(b)所示，所有的焊縫實體、節(jié)點板和連接板實體、構(gòu)件實體均爆炸并記錄編號。

(2) 在僅顯示屋架的實體圖上逐個演示節(jié)點拼裝過程，如圖3(c)所示。

(3) 節(jié)點拼裝過程。以支座節(jié)點為例，圖3(d)-3(h)為動畫設(shè)計的節(jié)點組裝順序。視圖細(xì)部推進到支座節(jié)點位置。在“空”屋架位置演示的支座節(jié)點制作過程為—插入支座底板及節(jié)點板組合件，加入支座節(jié)點板加勁肋，施行加勁肋和節(jié)點板焊縫，進行支座節(jié)點和端部豎桿、下弦和端部斜桿的焊縫連接。

 (4)完成端部節(jié)點、屋脊節(jié)點、下弦連接節(jié)點等典型節(jié)點的連接。

(5)全景顯示上、下弦節(jié)點板連接。

(6)“已安裝節(jié)點”屋架系統(tǒng)鳥瞰及三維旋轉(zhuǎn)顯示。

（四）排架系統(tǒng)節(jié)點構(gòu)造

圖4(a)是“空”單層鋼結(jié)構(gòu)廠房（輕鋼屋面）排架系統(tǒng)，圖4(b)是完善的三維實體廠房模型。該模型主要演示單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的重點構(gòu)造，設(shè)計的單層鋼結(jié)構(gòu)廠房包括的重要元素有：實腹式邊柱，綴板式格構(gòu)中柱，輕鋼屋面。在此基礎(chǔ)上，完成實腹式典型柱腳、格構(gòu)式柱柱腳、肩梁牛腿、人孔、格構(gòu)柱綴板連接以及輕鋼屋面的邊柱梁柱節(jié)點、中柱梁柱節(jié)點、屋脊梁梁節(jié)點等重要節(jié)點展示。

排架系統(tǒng)梁柱構(gòu)件比較分明，因此，構(gòu)件的動畫設(shè)計思路分工廠加工制作和現(xiàn)場螺栓拼裝兩個步驟來完成。以輕鋼邊梁柱節(jié)點為例，前期工作也是將所有節(jié)點元素按圖5(a)爆炸處理，排架系統(tǒng)動畫設(shè)計兩個步驟完成。

(1) 工廠制作。細(xì)部推進，如圖5(b)、5(c)所示，“空”梁構(gòu)件和“空”柱構(gòu)件分別在工廠加工，生成端部蓋板、端部加勁肋、端部節(jié)點板，并完成節(jié)點板開孔。

(2) 現(xiàn)場安裝。如圖5(d)所示，工廠制作的梁柱構(gòu)件在現(xiàn)場螺栓連接。

(3) 節(jié)點模型三維旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)三維瀏覽。

同理完成排架系統(tǒng)實腹式柱腳、格構(gòu)柱柱腳、牛腿、人孔，以及輕鋼梁梁連接、輕鋼中柱節(jié)點等的動畫演示。

二、建筑鋼結(jié)構(gòu)動畫課件應(yīng)用

圖6展示了該動畫課件在同濟大學(xué)2008級土木工程專業(yè)的情景。任課教師反映，諸如廠房結(jié)構(gòu)布置、支撐體系、節(jié)點構(gòu)造等知識點以往很難解釋清楚，通過動畫手段，可以比較清楚地呈現(xiàn)，也易于被學(xué)生接受。同時，教師們也建議集中討論，增加典型節(jié)點，更加突出重點部位的演示，并逐步完善實現(xiàn)各類鋼結(jié)構(gòu)體系的動畫演示。

三、結(jié)語

文章基于計算機三維實體，以重型工業(yè)廠房為主要對象，研究開發(fā)了建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計動畫課件，涵蓋了單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)布置、普通鋼屋架系統(tǒng)構(gòu)造、實腹式和格構(gòu)式廠房排架系統(tǒng)，以及輕鋼屋面梁柱節(jié)點等細(xì)部節(jié)點演示，動畫課件具有遠(yuǎn)景鳥瞰、細(xì)部推近、三維旋轉(zhuǎn)功能，可以全方位了解整體結(jié)構(gòu)的全貌和重要節(jié)點的細(xì)部。課件已在教學(xué)過程中使用，獲得了很好的教學(xué)效果，使“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)理念在高年級專業(yè)課程中得以實現(xiàn)。

參考文獻：

［1］趙憲忠,顧祥林,何敏娟.高等學(xué)校土木工程建設(shè)的研究與實踐——第九屆全國高校土木工程學(xué)院（系）院長（主任）工作研討會論文集［C］.2008.

［2］歐陽可慶.鋼結(jié)構(gòu)［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1991.

［3］中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會.建筑鋼結(jié)構(gòu)施工手冊［K］.北京:中國計劃出版社,2002.

Development of animation courseware for building steel structure design course

LUO Xiao-qun, ZHAGN Qi-lin, YANG Bin, WU Ming-er, LI Yuan-qi, LIU Shen-ru



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



Abstract：

鋼結(jié)構(gòu)基本原理范文第4篇

1．1體驗教學(xué)的課堂設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)是建筑學(xué)專業(yè)本科生的必修課。課程內(nèi)容涵蓋了鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)抗震，其中包含大量概念性知識和方法性知識［4］。學(xué)生不僅要理解結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本理論，而且逐漸具備分析一般結(jié)構(gòu)問題的能力。建筑結(jié)構(gòu)課程各章知識點并不孤立。鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)中都涉及軸心受壓構(gòu)件［5］，軸心受壓構(gòu)件是建筑學(xué)專業(yè)建筑結(jié)構(gòu)教學(xué)大綱中的重點內(nèi)容。軸心受壓構(gòu)件的計算公式如下：為了使學(xué)生理解全面系統(tǒng)，教師通常會在講解相關(guān)設(shè)計方法之后，通過對比、分析和總結(jié)將三種結(jié)構(gòu)中的軸心受壓構(gòu)件內(nèi)容加以聯(lián)系。由于教學(xué)大綱安排鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)先于鋼結(jié)構(gòu)，學(xué)生對“柱”的破壞形態(tài)和基本原理有所了解。我們利用“學(xué)習(xí)遷移”的有效作用，在“鋼結(jié)構(gòu)軸心受壓構(gòu)件”一節(jié)設(shè)計了“先行后知”的體驗式教學(xué)環(huán)節(jié)，授課過程的教學(xué)設(shè)計如圖1所示。教師在課題導(dǎo)入時首先讓學(xué)生觀察“柱”的受力情況，由動態(tài)演示引出受壓構(gòu)件的計算簡圖［6］，然后進入體驗教學(xué)環(huán)節(jié)。按照事先分好的小組，教師要求每個小組利用1張A4打印紙制作“柱”模型，課堂討論和制作時間為10min;學(xué)生現(xiàn)場完成之后，教師對學(xué)生各組模型進行點評和分析，給出整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的概念，隨后進入鋼結(jié)構(gòu)軸心受壓構(gòu)件計算原理和設(shè)計方法的主題內(nèi)容。課后安排實踐性作業(yè)，即改進課上制作的“柱”模型并提交分析報告。在學(xué)生完成報告之后，教師認(rèn)真批閱，對完成情況好的小組予以鼓勵，與學(xué)生討論并提出“受力性能優(yōu)良的受壓構(gòu)件”的設(shè)計建議。

1．2學(xué)生對體驗教學(xué)的反饋

我校建筑學(xué)專業(yè)本科生在學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)之前，先修了建筑模型課程，并配有2周時間進行模型設(shè)計與制作。這為建筑結(jié)構(gòu)課程的體驗教學(xué)提供了良好的前期條件。學(xué)生對制作“柱”模型表現(xiàn)出極高的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)作愿望，他們利用課余時間對模型進行了簡單的加載工作(見圖2)。表1列舉了部分紙柱模型的幾何形式和其基本參數(shù)。由表1可知:模型的截面形式既有實腹式，又有格構(gòu)式;柱高為10cm～15cm;模型重量大多數(shù)控制在8g以內(nèi);為了保證模型具有足夠的承載力，學(xué)生把紙柱的長細(xì)比控制在83以下。在學(xué)生反饋的意見中，“實踐出真知”成為大家的共識，主要包括以下幾方面:1)每個小組都在完成2個～3個模型的基礎(chǔ)上提出優(yōu)化方案，通過模型的簡單加載，學(xué)生認(rèn)識到僅關(guān)心柱體高度是不夠的，應(yīng)設(shè)計好柱的長細(xì)比保證其整體穩(wěn)定性;2)學(xué)生總結(jié)了兩大驚喜:a．模型制作時大家從沒聽說實腹式和格構(gòu)式等專業(yè)術(shù)語，但制作的模型竟然包含兩類截面形式;b．誰都沒想到由一張A4紙做成的紙柱可承受10kg的重量;3)學(xué)生喜歡以動手實踐完成作業(yè)的方式，建議多采用類似教學(xué)方式。

1．3教師在體驗教學(xué)中的作用

體驗教學(xué)模式讓學(xué)生發(fā)揮了主動性，突出了教學(xué)過程中學(xué)生的主體地位。但體驗教學(xué)效果的好壞與教師的“配角”作用密切相關(guān)。以“鋼結(jié)構(gòu)軸心受壓構(gòu)件”一節(jié)為例，由于教學(xué)設(shè)計中加入了體驗教學(xué)環(huán)節(jié)，無疑縮短了教師的授課時間，這對教師講課的嚴(yán)密性和精準(zhǔn)性提出了更高的要求。教師在體驗教學(xué)前必須吃透教材，充分把握體驗教學(xué)與其他教學(xué)方式的關(guān)系，做好教學(xué)活動設(shè)計;在體驗教學(xué)后要認(rèn)真對待學(xué)生的反饋，及時糾正學(xué)生認(rèn)識中的錯誤，促進學(xué)生加深對問題的理解。體驗教學(xué)時，教師的點評和分析尤為重要。以2．2節(jié)“紙柱模型”為例，完成后第2組學(xué)生提出“為什么他們的作品長細(xì)比最小但承載能力卻最低”(見表1)。我們分析發(fā)現(xiàn)，與第2組僅利用打印紙卷成圓筒狀不同，第1組，第4組在柱肢部位增設(shè)了竹簽，第3組在柱頭和柱腳處粘結(jié)木板，約束柱肢的側(cè)向變形，這些措施有效提高了模型的強度和穩(wěn)定性。經(jīng)過教師的點評之后，學(xué)生對受力性能良好的受壓構(gòu)件有了更深刻的認(rèn)識。充分發(fā)揮體驗教學(xué)的作用，還有賴于教師建立有效的考核機制。教師可以利用考試的“指揮棒”作用引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變僅僅依靠做題的學(xué)習(xí)方式，鼓勵理論聯(lián)系實際，動手實踐，提升設(shè)計能力。作者講授的建筑結(jié)構(gòu)課程考核成績由調(diào)查報告、模型制作、平時作業(yè)以及期末考試等多個環(huán)節(jié)組成。學(xué)生意識到建筑結(jié)構(gòu)知識固然重要，運用課程知識分析、解決實際結(jié)構(gòu)問題更重要。

2結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)基本原理范文第5篇

報考時間

甘肅白銀2020年4月自考時間安排在：4月11日星期六（上午9:00--11:30；下午14:30--17:00）；4月12日星期日（上午9:00--11:30；下午14:30--17:00），具體開考專業(yè)及課程考試時間安排見附表。

附件：2020年4月甘肅省高等教育自學(xué)考試開考專業(yè)及課程考試時間安排表

一、?？?含基礎(chǔ)科段) 時間

專業(yè) 4月 星期六(4月11日) 星期日(4月12日) 上午(9:00--11:30) 下午(14:30--17:00) 上午(9:00--11:30) 下午(14:30--17:00) 020203會計 12656*思想和中國特色社會主義理論體系概論

00157管理會計(一) 00009政治經(jīng)濟學(xué)(財經(jīng)類)

03706思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ) 00146中國稅制 00041基礎(chǔ)會計學(xué)

00155中級財務(wù)會計 00020高等數(shù)學(xué)(一)

04729大學(xué)語文

00144企業(yè)管理概論 030112法律 12656*思想和中國特色社會主義理論體系概論

05679憲法學(xué)

00247國際法 03706思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)

00245刑法學(xué) 00260刑事訴訟法學(xué) 04729大學(xué)語文

05677法理學(xué) 030301行政管理 12656*思想和中國特色社會主義理論體系概論 00292市政學(xué) 03706思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ) 00107現(xiàn)代管理學(xué) 00277行政管理學(xué) 04729大學(xué)語文

00040法學(xué)概論 040103小學(xué)教育 12656*思想和中國特色社會主義理論體系概論

00405教育原理 03706思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)

00406小學(xué)教育科學(xué)研究 00413現(xiàn)代教育技術(shù) 00415中外文學(xué)作品導(dǎo)讀

00417高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 00012英語(一)

04729大學(xué)語文

00416漢語基礎(chǔ)

00418數(shù)論初步 040109心理健康教育 12656*思想和中國特色社會主義理論體系概論

05615心理健康教育概論 03706思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)

05618青少年心理衛(wèi)生 00031心理學(xué)

01755人體解剖生理學(xué)(教育類) 04729大學(xué)語文

02108實驗心理學(xué)

03584偏差行為輔導(dǎo)與案例分析 050114漢語言文學(xué) 12656*思想和中國特色社會主義理論體系概論

00024普通邏輯

00535現(xiàn)代漢語 03706思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)

00530中國現(xiàn)代文學(xué)作品選 00506寫作(一) 00532中國古代文學(xué)作品選(一) 080701計算機及應(yīng)用 12656*思想和中國特色社會主義理論體系概論

02316計算機應(yīng)用技術(shù)

02318計算機組成原理 02198線性代數(shù) 03706思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)

04730電子技術(shù)基礎(chǔ)（三） 00342高級語言程序設(shè)計(一) 02141計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 00012英語(一)

00022高等數(shù)學(xué)(工專)

04729大學(xué)語文

02323操作系統(tǒng)概論 100701護理學(xué) 12656*思想和中國特色社會主義理論體系概論

02997護理學(xué)基礎(chǔ)

00488健康教育學(xué) 03706思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)

03179生物化學(xué)(三) 03000營養(yǎng)學(xué) 02864微生物學(xué)與免疫學(xué)基礎(chǔ) 04729大學(xué)語文 03002婦產(chǎn)科護理(一) 03003兒科護理學(xué)(一) 二、獨立本科段(含本科段) 020104財稅 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00058市場營銷學(xué) 03709基本原理概論

04184線性代數(shù)（經(jīng)管類）

00054管理學(xué)原理 04183概率論與數(shù)理統(tǒng)計(經(jīng)管類) 00069國際稅收 00015英語(二)

00053對外經(jīng)濟管理概論 020202工商企業(yè)管理 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00151企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略 03709基本原理概論

04184線性代數(shù)（經(jīng)管類）

00054管理學(xué)原理

00150金融理論與實務(wù) 04183概率論與數(shù)理統(tǒng)計(經(jīng)管類) 00153質(zhì)量管理(一) 00015英語(二)

00152組織行為學(xué) 020204會計 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00058市場營銷學(xué) 03709基本原理概論

04184線性代數(shù)（經(jīng)管類）

00150金融理論與實務(wù) 04183概率論與數(shù)理統(tǒng)計(經(jīng)管類) 00160審計學(xué) 00015英語(二)

00158資產(chǎn)評估 020210旅游管理 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00058市場營銷學(xué) 03709基本原理概論 04184線性代數(shù)（經(jīng)管類） 00198旅游企業(yè)投資與管理 04183概率論與數(shù)理統(tǒng)計(經(jīng)管類) 00197旅游資源規(guī)劃與開發(fā) 00053對外經(jīng)濟管理概論

00152組織行為學(xué) 06124旅游文化學(xué) 020229物流管理 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00151企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略

07725物流規(guī)劃 03709基本原理概論

00009政治經(jīng)濟學(xué)(財經(jīng)類) 03361企業(yè)物流 07006供應(yīng)鏈與企業(yè)物流管理 00015英語(二)

00152組織行為學(xué) 03364供應(yīng)鏈物流學(xué) 030106法律 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00249國際私法

00264中國法律思想史 03709基本原理概論

00246國際經(jīng)濟法概論 00167勞動法 00015英語(二)

00226知識產(chǎn)權(quán)法

00233稅法 030302行政管理學(xué) 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00318公共政策

00024普通邏輯 03709基本原理概論

00315當(dāng)代中國政治制度 01848公務(wù)員制度 00277行政管理學(xué) 00015英語(二)

00034社會學(xué)概論

00144企業(yè)管理概論 040102學(xué)前教育 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00394幼兒園課程 03709基本原理概論 00385學(xué)前衛(wèi)生學(xué) 00402學(xué)前教育史 00882學(xué)前教育心理學(xué) 00015英語(二) 040107教育管理 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00452教育統(tǒng)計與測量 03709基本原理概論 00455教育管理心理學(xué) 00445中外教育管理史 00015英語(二)

00453教育法學(xué)

00450教育評估和督導(dǎo) 040110心理健康教育 03708中國近現(xiàn)代史綱要

05626*心理學(xué)（一） 03709基本原理概論 04406情緒心理學(xué) 05622臨床心理學(xué) 00471認(rèn)知心理 00015英語(二) 06059心理學(xué)研究方法 040112小學(xué)教育 03708中國近現(xiàn)代史綱要

06227大學(xué)數(shù)學(xué) 03709基本原理概論

00465心理衛(wèi)生與心理輔導(dǎo) 00472比較教育

03330小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)研究 00015英語(二)

00467課程與教學(xué)論 050105漢語言文學(xué) 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00037美學(xué) 03709基本原理概論 00538中國古代文學(xué)史(一) 00015英語(二)

00537中國現(xiàn)代文學(xué)史 050201英語語言文學(xué) 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00087英語翻譯 03709基本原理概論

00831英語語法 00832英語詞匯學(xué) 00604英美文學(xué)選讀 050305新聞學(xué) 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00642傳播學(xué)概論 03709基本原理概論

00661中外新聞作品研究 00015英語(二)

00658新聞評論寫作 080307機電一體化工程 03708中國近現(xiàn)代史綱要

02199復(fù)變函數(shù)與積分變換

02245機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 03709基本原理概論 00420物理(工) 02243計算機軟件基礎(chǔ)(一) 02200現(xiàn)代設(shè)計方法

02197概率論與數(shù)理統(tǒng)計(二) 00015英語(二)

02238模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù) 080702計算機及應(yīng)用 03708中國近現(xiàn)代史綱要

02324離散數(shù)學(xué)

04747Java語言程序設(shè)計（一） 03709基本原理概論

02326操作系統(tǒng) 02197概率論與數(shù)理統(tǒng)計(二)

02325計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 00015英語(二)

00023高等數(shù)學(xué)(工本) 04741計算機網(wǎng)絡(luò)原理 080709計算機網(wǎng)絡(luò) 03708中國近現(xiàn)代史綱要

02335網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

04747Java語言程序設(shè)計（一） 03709基本原理概論 04749網(wǎng)絡(luò)工程 04751計算機網(wǎng)絡(luò)安全 00015英語(二)

00023高等數(shù)學(xué)(工本)

04742通信概論

04741計算機網(wǎng)絡(luò)原理 080806建筑工程 03708中國近現(xiàn)代史綱要

02439結(jié)構(gòu)力學(xué)(二)

02446建筑設(shè)備 03709基本原理概論

00420物理(工) 02198線性代數(shù) 02275計算機基礎(chǔ)與程序設(shè)計

02197概率論與數(shù)理統(tǒng)計(二) 00015英語(二)

02442鋼結(jié)構(gòu) 090102農(nóng)學(xué) 03708中國近現(xiàn)代史綱要

06003作物育種新技術(shù) 03709基本原理概論 02678農(nóng)業(yè)推廣學(xué) 02679種子學(xué) 00015英語(二)

02680農(nóng)產(chǎn)品加工 100702護理學(xué) 03708中國近現(xiàn)代史綱要

03202內(nèi)科護理學(xué)(二) 03709基本原理概論 03200預(yù)防醫(yī)學(xué)(二) 03201護理學(xué)導(dǎo)論 00015英語(二)

03007急救護理學(xué)

03004社區(qū)護理學(xué)(一) 030401公安管理 03708中國近現(xiàn)代史綱要

00369警察*學(xué) 03709基本原理概論

00370刑事證據(jù)學(xué) 00015英語(二)

04729大學(xué)語文