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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理

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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理范文第1篇

關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計;教學(xué)方法;教學(xué)改革

中圖分類號:G642.4文獻標志碼:A文章編號:1005-2909(2012)05-0108-03

隨著中國經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展和國民生活水平的不斷提高,很多高層及大跨建筑物拔地而起。鋼結(jié)構(gòu)由于輕質(zhì)高強、建造周期短、施工方便等諸多優(yōu)點,在工業(yè)與民用建筑領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用,多數(shù)外形新穎、奇特、大跨、超高的新型建筑都離不開鋼結(jié)構(gòu)。教育部于2010年6月份提出“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”以貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》重大改革項目,旨在培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強、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。卓越工程師的培養(yǎng)目標之一是強化學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力。土木工程專業(yè)是首批試點專業(yè)之一。課程設(shè)計作為土木工程專業(yè)學(xué)生必修的實踐類課程,在卓越工程師的培養(yǎng)過程中起著不可或缺的作用。李方慧等[1]在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程教學(xué)中引入最新的研究成果和案例,結(jié)合現(xiàn)代化的教學(xué)手段以提高學(xué)生的實踐教學(xué)能力和認知能力;賈玉琢等[2]指出當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)在教材內(nèi)容和教學(xué)方法等方面存在的弊病,并從優(yōu)化整合課程內(nèi)容、采用靈活的教學(xué)方法和先進的教學(xué)手段入手,探討并實踐了鋼結(jié)構(gòu)課程實用的教學(xué)方法。

目前很多高校在土木工程專業(yè)同時開設(shè)了鋼結(jié)構(gòu)基本原理、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計課程。這三門課程各有側(cè)重點:鋼結(jié)構(gòu)基本原理側(cè)重鋼材的基本性能和構(gòu)件強度、穩(wěn)定和剛度的計算方法;建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程側(cè)重各種常用鋼結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計原理、受力分析、設(shè)計方法、加工制作和防腐蝕處理等內(nèi)容;鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計則主要訓(xùn)練學(xué)生運用前兩門課程知識,通過對給定命題的鋼結(jié)構(gòu)單體進行設(shè)計實踐以鞏固專業(yè)知識,為學(xué)生以后從事工程設(shè)計和提升專業(yè)素質(zhì)做好知識儲備。目前,不同的高校對鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的要求不同,主要分為輕型門式剛架和鋼屋架兩種形式。

一、課程特點和教學(xué)目標

(一)課程特點

針對四年學(xué)制的土木工程專業(yè)本科學(xué)生,一般鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計開設(shè)在第七學(xué)期,即在學(xué)生學(xué)習(xí)了鋼結(jié)構(gòu)基本原理和建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程后,此時學(xué)生已經(jīng)具備了鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的必要專業(yè)知識。但是,大學(xué)四年級的學(xué)生有不同于其他年級的特殊性,主要體現(xiàn)在三個方面:首先,第七學(xué)期對報考研究生的學(xué)生是非常關(guān)鍵的時期,因此往年總是有部分學(xué)生為復(fù)習(xí)考研課程而缺課,即使上課也是心不在焉,最終導(dǎo)致他們學(xué)習(xí)效率不高甚至不知道課程設(shè)計的基本要求。其次,大四學(xué)生面臨就業(yè)問題,很多用人單位為充分考查學(xué)生能力要求學(xué)生先到單位實習(xí)。由于就業(yè)市場競爭激烈,很多學(xué)生不愿意放棄來之不易的實習(xí)機會,因此選擇放棄專業(yè)課程的學(xué)習(xí)到單位實習(xí)。這批學(xué)生最終也不能較好地完成課程設(shè)計任務(wù)。第三,近些年來,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件發(fā)展很快,很多工作均可由計算機代為完成。如中國建筑科學(xué)研究院研發(fā)的PKPM系列軟件中的STS模塊,上海同磊土木工程技術(shù)有限公司研發(fā)的3D3S軟件,從10年前完成主要計算到現(xiàn)在可完成主要的施工圖,設(shè)計人員僅需要輸入少量設(shè)計參數(shù)即可完成設(shè)計優(yōu)化、計算分析和施工圖繪制。軟件的不斷發(fā)展和進步大量減少了工程師的重復(fù)勞動,但是對學(xué)生基本技能的培養(yǎng)并無益處。學(xué)生由于對設(shè)計軟件過分依賴而對設(shè)計理論不熟悉,導(dǎo)致最終對計算結(jié)果無法準確把握和判斷。

(二)教學(xué)目標

專業(yè)課程的授課方法通常為教師講、學(xué)生聽的模式,課堂上師生互動較少,考核多以卷面成績?yōu)橹鳌_@種授課方式對課程設(shè)計顯然并不合適。作為鋼結(jié)構(gòu)基本原理和建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的后續(xù)課程,鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的開設(shè)是建立在學(xué)生對專業(yè)知識有一定了解的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生自主完成給定命題的鋼結(jié)構(gòu)單體設(shè)計過程,要求學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般要求、設(shè)計過程和設(shè)計方法,通過計算書和施工圖進行考核,以適用、安全、經(jīng)濟、合理作為設(shè)計作品的考核目標。

二、改進方法

(一)分步和互動式教學(xué)

鋼結(jié)構(gòu)基本原理和建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計兩門課程是鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的先行課,由于不同的教師授課方式和側(cè)重點有所不同,學(xué)生對知識的掌握程度也不同,在講授鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計要有針對性。學(xué)校將課程設(shè)計安排在建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程完成之后的下個學(xué)期,往年的授課方式主要為三個階段:理論部分講解、計算分析階段和施工圖繪制階段,最終按提交的設(shè)計圖紙和計算書質(zhì)量進行考核。由于教師在理論講解時不了解學(xué)生對專業(yè)知識的掌握程度,只能按照平時授課方式講解課程設(shè)計理論,難以針對課程設(shè)計中學(xué)生容易出現(xiàn)的錯誤進行有針對性的教學(xué);由于學(xué)時的限制,學(xué)生在匆忙完成圖紙和計算書后即是學(xué)期結(jié)束,即使教師發(fā)現(xiàn)圖紙和計算書中有很多問題也來不及讓學(xué)生修改。

為準確把握學(xué)生對相關(guān)知識點的掌握程度,筆者通過與學(xué)生交流,及時了解他們完成課程設(shè)計需要補充的知識點,適時調(diào)整教學(xué)計劃。如課程設(shè)計任務(wù)書要求學(xué)生完成一無吊車的輕型門式剛架設(shè)計,在第一節(jié)課上,即有學(xué)生指出門式剛架的結(jié)構(gòu)體系和計算方法在建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課堂上已經(jīng)講述,但只是一帶而過。在這種情況下,筆者將課堂內(nèi)容及時調(diào)整,考慮到各種不同的結(jié)構(gòu)體系在結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算方面并無大的差異,僅將門式剛架與其他結(jié)構(gòu)體系的不同之處重點講述,然后要求學(xué)生課后進行計算分析,并在下一節(jié)課上隨機抽查2~3名學(xué)生在10分鐘內(nèi)用ppt演示自己的計算過程。通過演示及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生計算過程中普遍存在的問題,并在以后的授課過程中有目地重點解釋。學(xué)生為準備演示ppt,會仔細閱讀教材及相關(guān)設(shè)計材料,獨立地思考、分析、歸納總結(jié),既鍛煉了他們的語言表達能力,又能發(fā)現(xiàn)問題,高質(zhì)量地完成課程設(shè)計。

(二)工程實例的引入

隨著近些年來鋼結(jié)構(gòu)建筑物的日益增多,學(xué)生對以鋼結(jié)構(gòu)為主體結(jié)構(gòu)的實際工程有一定程度的認識。在教學(xué)過程中,除以照片形式展示國內(nèi)外已建成和正在興建的典型實際工程外,還可將常見結(jié)構(gòu)體系的主要受力構(gòu)件與校內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑物實體相結(jié)合,將書本理論知識與身邊實際工程結(jié)合,使學(xué)生對課堂所學(xué)知識加深理解和鞏固。

此外,雖然學(xué)生之前已完成其他專業(yè)課的課程設(shè)計,但是由于鋼結(jié)構(gòu)施工圖的表達方式和其他結(jié)構(gòu)體系差異很大,無法將鋼結(jié)構(gòu)實體用施工圖完整表達。鑒于此,筆者精選一套嚴格符合現(xiàn)行制圖標準的輕型門式剛架結(jié)構(gòu)施工圖,從字體的選擇、圖面的布置到鋼結(jié)構(gòu)施工圖繪制的要點一一講解,要求學(xué)生從結(jié)構(gòu)布置到節(jié)點詳圖分步完成,每次課堂均安排2~3名學(xué)生演示自己完成的工作,引導(dǎo)其他學(xué)生學(xué)習(xí)并從中發(fā)現(xiàn)問題。經(jīng)過這樣的訓(xùn)練與引導(dǎo),學(xué)生最終完成的圖紙圖面較往年有很大程度的提高。

(三)正確的設(shè)計理念

由于鋼結(jié)構(gòu)表面經(jīng)防腐蝕處理后美觀大方,很多建筑師選擇將鋼構(gòu)件暴露在室內(nèi)。一個優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計作品,結(jié)構(gòu)的安全可靠是基本要求,結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟、美觀和便于施工也是結(jié)構(gòu)工程師必須考慮的因素。在往年的鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計中,普遍存在截面過大、板件厚度太厚或太薄、連接處截面不等高或不等寬等問題。從學(xué)生的計算書來看,所選截面強度、穩(wěn)定、剛度等均滿足要求,但是有的截面應(yīng)力比太小造成材料浪費,有的截面連接處截面不等高、翼緣不等寬造成外形層次不齊,有的所選腹板厚度太薄使焊接質(zhì)量難以保障,還有學(xué)生為減少工作量以等截面H型鋼替代經(jīng)濟合理的楔形截面。雖然筆者在理論部分的講解中反復(fù)強調(diào)這些問題,但是學(xué)生在最后提交的作業(yè)中這些問題仍然會重復(fù)出現(xiàn),這主要是由于在專業(yè)課的授課過程中,只重點講解了構(gòu)件的強度、穩(wěn)定和剛度等關(guān)于安全性的訓(xùn)練,而忽視了結(jié)構(gòu)設(shè)計還應(yīng)考慮的其他關(guān)乎結(jié)構(gòu)整體性的因素。因此,在截面優(yōu)化、校核的過程幫助學(xué)生校核所選截面的適宜性,有利于培養(yǎng)他們正確的設(shè)計理念。

為避免學(xué)生因截面選擇不當(dāng)而引起的設(shè)計不合理,筆者在這次的教學(xué)方法改革中通過部分學(xué)生的ppt匯報發(fā)現(xiàn)并提煉共性的問題,同時將學(xué)生分組,在課堂上討論、相互排查,確保每位學(xué)生對常見錯誤有明確的認識。在課堂上師生互動,學(xué)生之間的互動,啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生帶著問題思考、討論,可充分調(diào)動全體學(xué)生的積極性、主動性。通過討論,學(xué)生基本上掌握了大部分內(nèi)容,若仍不能解決的疑難問題,再通過重點講解進一步促使學(xué)生將知識點與課程設(shè)計相結(jié)合。

(四)考核

與一般卷面考核不同,課程設(shè)計以最終提交的圖紙和計算書為考核依據(jù),圖紙一般要求AutoCAD繪制。為避免學(xué)生之間相互抄襲,每年的課程設(shè)計均按一人一題設(shè)置,但即使這樣,仍很難杜絕抄襲他人圖紙和計算結(jié)果的現(xiàn)象發(fā)生,作為教師如何區(qū)分便成為難題。因此,筆者將學(xué)生的課堂表現(xiàn)同時作為考核依據(jù),學(xué)生的ppt匯報和課堂的問答均能有效地反應(yīng)對知識點的掌握程度,結(jié)合提交的圖紙和計算書,能較為公平公正地對學(xué)生考核。

三、結(jié)語

文章從鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的特點出發(fā),探討了適合鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的教學(xué)方法。實踐證明,根據(jù)課程特點調(diào)整教學(xué)計劃和教學(xué)方法、提高師生的互動性、培養(yǎng)正確的設(shè)計理念可有效提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生綜合能力。

參考文獻:

[1] 李方慧,田春竹.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程實踐教學(xué)方法探討[J].高等建筑教育,2011,20(1):135-137.

[2] 賈玉琢,李曰冰,龔靖.鋼結(jié)構(gòu)實用性教學(xué)的研究與實踐[J].東北電力大學(xué)學(xué)報,2007,27(5):34-36.

Teaching methods of steel structure design course

CHEN Junling1, JIAO Yufeng1,2

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

2. Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, Henan Province, P. R. China)

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理范文第2篇

關(guān)鍵詞:移動學(xué)習(xí);土木工程;鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理;精品教材

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)42-0051-02

一、引言

近年來,隨著無線移動技術(shù)的成熟和移動設(shè)備的普及,移動學(xué)習(xí)(Mobile-learning)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用日趨擴大,成為構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會的重要推動力[1,2]。移動學(xué)習(xí)是數(shù)字化學(xué)習(xí)的延伸,它是知識經(jīng)濟社會人們教育需求和職業(yè)發(fā)展需求的反映,是移動通信技術(shù)在教育中的具體應(yīng)用。同時,移動學(xué)習(xí)也有力地推動了優(yōu)質(zhì)教育資源的共享,促進了教育公平。

《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程作為土木工程專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課,對幫助學(xué)生構(gòu)建基本的結(jié)構(gòu)概念非常重要。近10年來,教學(xué)團隊針對該課程進行了一系列的實踐探索,先后承擔(dān)并完成多項課程建設(shè)與改革項目,該課程已榮獲“江蘇省精品課程”,團隊編著的《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》教材獲江蘇省精品教材和重點修訂教材等立項。

本文基于教學(xué)團隊在課堂教學(xué)及教材修訂過程中的實踐,對《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》精品教材的建設(shè)進行探討,旨在為移動學(xué)習(xí)環(huán)境下的教材建設(shè)提供參考。

二、現(xiàn)狀分析

為了推動高等教育“質(zhì)量工程”戰(zhàn)略的順利實施,我國先后啟動了“國家精品課程建設(shè)”項目和“國家精品開放課程”項目[3]。經(jīng)過多年的建設(shè),精品課程取得了明顯的建設(shè)成效,但也存在著“重申報輕建設(shè)”、“重共享輕應(yīng)用”、“網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)有效性缺失”等問題[4]。同時調(diào)查顯示[5],精品課程的使用頻率偏低,如圖1所示,有23.9%的學(xué)生沒用過精品課程資源,每天使用1次或多次的學(xué)生僅占5.8%。由此可見,精品課程資源的利用效率還有很大的挖掘空間。

通過分析不難發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致精品課程資源利用效率不高的主要原因之一是實體知識載體與虛擬知識載體間的對接不充分。教材作為主要的實體知識載體,在課程學(xué)習(xí)和教學(xué)過程中發(fā)揮著重要的作用。然而以往的做法往往將紙質(zhì)教材的建設(shè)與電子資源的建設(shè)獨立進行,特別是教材的編寫難以跳出傳統(tǒng)的思維方式,這樣的教材雖然符合課程中知識的邏輯性,能夠較清晰地反映出學(xué)科的知識體系,但卻不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性和方便自主學(xué)習(xí)。另一方面,很多精品課程都開發(fā)了大量的電子資源,但對資源的梳理程度不夠,如何從紛繁復(fù)雜的信息中篩選得到對自己有用的信息成為困擾學(xué)習(xí)者的一大問題。因此,移動學(xué)習(xí)對精品教材的建設(shè)提出的新的要求,通過教材作為載體對大量的虛擬資源進行梳理是非常必要的。

三、精品教材建設(shè)探討

基于上述之現(xiàn)狀及存在問題,筆者認為《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》的教材建設(shè)應(yīng)加強兩個對接,即“對接規(guī)范條文,對接工程實際”,將更有利于發(fā)揮移動學(xué)習(xí)的優(yōu)勢,進而促進移動學(xué)習(xí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計類課程中的應(yīng)用。

1.教材與規(guī)范條文的對接。標準規(guī)范是廣大工程建設(shè)者必須遵守的準則和規(guī)定,其數(shù)量龐大、體系復(fù)雜。對工程類專業(yè)而言,專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容必須與本行業(yè)的現(xiàn)行設(shè)計標準或規(guī)范密切相關(guān)。《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》的內(nèi)容包括鋼結(jié)構(gòu)梁柱基本構(gòu)件,以及焊縫、螺栓等連接的承載機理和設(shè)計理論,主要依據(jù)國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017)編寫。然而,教材的編寫與規(guī)范有顯著的差異:規(guī)范應(yīng)言簡意賅,強調(diào)對應(yīng)用的指導(dǎo)和約束;教材則需思路清晰,厘清設(shè)計公式的來龍去脈。由于教材篇幅有限,將規(guī)范條文直接加入教材是不現(xiàn)實的,而且會降低教材的可讀性和邏輯性。

為此,可以借助移動設(shè)備實現(xiàn)教材知識點與規(guī)范的對接。以鋼梁的整體穩(wěn)定原理和設(shè)計為例(圖2),首先將教材知識點進行梳理,將鋼梁的整體穩(wěn)定問題分為“整體失穩(wěn)概念”、“臨界彎矩”、“穩(wěn)定系數(shù)”、“設(shè)計公式”和“構(gòu)造措施”等五個部分;然后將《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017)的對應(yīng)條文進行整理,并制作成電子文檔;最后將該電子文檔轉(zhuǎn)存為移動設(shè)備可識別的素材(如二維碼),并將移動設(shè)備識別碼嵌入紙質(zhì)教材,學(xué)習(xí)者通過掃描識別碼即可進行知識點的對接。

2.教材與工程實際的對接。《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程與工程實際聯(lián)系較為緊密,因此在教學(xué)過程中的案例講解、工程照片展示必不可少。另外,為了將抽象的概念理解清楚,動態(tài)展示也非常必要。然而傳統(tǒng)紙質(zhì)教材通常只能展示數(shù)量有限的二維圖,這就要求學(xué)習(xí)者有一定的空間想象能力。如果能通過移動設(shè)備將部分概念圖以工程照片、動畫演示或視頻材料展示,將很好地改善學(xué)習(xí)效果。

同樣以鋼梁的整體穩(wěn)定為例,其教材知識點與工程實際的對接如圖2所示。概念和構(gòu)造方面以圖片或動態(tài)演示為主,設(shè)計公式則以工程實際案例進行對接,既有利于概念的理解,又將與基本原理與實際應(yīng)用加以聯(lián)系。

四、結(jié)論

在移動學(xué)習(xí)的背景下,傳統(tǒng)紙質(zhì)教材的作用不僅不應(yīng)被忽視,反而應(yīng)發(fā)揮更大的作用。本文以《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》為例,探討了基于移動學(xué)習(xí)的精品教材建設(shè)思路,提出教材“對接規(guī)范條文,對接工程實際”的構(gòu)想,為促進移動學(xué)習(xí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計類課程中的應(yīng)用提供參考。

參考文獻:

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[4]王佑鎂.高校精品課程網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)有效性的缺失與對策[J].中國電化教育,2010,(8):80-81.

[5]王娟,劉名卓,祝智庭.高校精品課程應(yīng)用調(diào)查及其對精品資源共享課建設(shè)的啟示[J].中國電化教育,2013,(12):40-46.

Discussion of “Fundamentals of Steel Structure Design” Edition Based on Mobile Learning

CHANG Hong-fei1,2,XIA Jun-wu1,2,TIAN Guo-hua2,JIA Fu-ping1,LI Xian1,ZHANG Ying-ying1

(1.School of Mechanics and Civil Engineering,China University of Mining & Technology,Xuzhou,Jiangsu 221116,China;2.JiangSu Collaborative Innovation Center for Building Energy Saving and Construction Technology,Xuzhou,Jiangsu 221116,China)

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理范文第3篇

針對工程造價??茖W(xué)生的特點和就業(yè)趨向,分析工程結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)特點,提出在教學(xué)中強化結(jié)構(gòu)概念設(shè)計、設(shè)計公式、工程參數(shù)的理解,加強圖表能力訓(xùn)練。綜合運用

多種媒體提升教學(xué)效果,加強理論與實踐相結(jié)合,以培養(yǎng)學(xué)生基本職業(yè)技能。

關(guān)鍵詞:工程結(jié)構(gòu); 課程教學(xué); 工程造價

中圖分類號:G420;TU311 文獻標志碼:A 文章編號:

10052909(2013)04008904

工程結(jié)構(gòu)是工程造價??茖I(yè)的一門核心課程,64學(xué)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)等內(nèi)容,知識覆蓋面廣,學(xué)習(xí)難度較大。

針對工程造價??茖W(xué)生特點及就業(yè)趨向,通過分析工程結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)特點,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)重點,結(jié)合作者工程實踐經(jīng)驗,提出在教學(xué)中強化結(jié)構(gòu)概念設(shè)計、設(shè)計公式、工程參數(shù)的理解,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(xué)效果,加強理論與實踐相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生識圖能力,問題分析和處理能力的具體方法。

一、工程結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)特點

(一)針對專業(yè)特色,調(diào)整教學(xué)重點

武漢科技大學(xué)工程造價??飘厴I(yè)生畢業(yè)后大部分進入土木工程施工、監(jiān)理、咨詢等領(lǐng)域,從事施工員、預(yù)算員、材料員等崗位工作,從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的學(xué)生較少。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(xué)中應(yīng)增加建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計及應(yīng)用的教學(xué)課時,降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算部分的難度,重點培養(yǎng)學(xué)生建立結(jié)構(gòu)體系概念,掌握基本原理。

(二)針對學(xué)生學(xué)習(xí)特點,把握課程難度

工程造價專科學(xué)生僅修高等數(shù)學(xué)(少學(xué)時),未修線性代數(shù)和概率與數(shù)理統(tǒng)計,力學(xué)也僅修了工程力學(xué)(少學(xué)時),因此,工程結(jié)構(gòu)設(shè)計理論有關(guān)概率論的部分學(xué)生理解吃力,結(jié)構(gòu)分析困難。在教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)壓縮設(shè)計公式理論推導(dǎo)部分的學(xué)時,著重講解公式適用的條件及參數(shù)含義。

(三)形象教學(xué)與案例教學(xué)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(xué)中充分利用多媒體手段,采用啟發(fā)式教學(xué)和案例教學(xué),消除學(xué)生的畏難情緒。

(四)做好課程之間的銜接

在工程結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中經(jīng)常需要回顧建筑材料、建筑構(gòu)造等相關(guān)內(nèi)容,繪制彎矩圖和剪力圖,加強工程力學(xué)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(xué)期開設(shè),通過分析樁的吊裝

受力,將兩門課程有機聯(lián)系,讓學(xué)生知曉工程結(jié)構(gòu)在設(shè)計、施工中的廣泛應(yīng)用。

二、工程結(jié)構(gòu)課程教學(xué)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(xué)生思考增加結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)安全儲備的設(shè)計方法: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,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(xué)科,涉及公式多。在教學(xué)中,可以簡化公式的理論推導(dǎo)過程,著重強調(diào)對公式的理解,特別是對公式中重要參數(shù)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中,首先講清楚梁正截面受彎的三個階段,然后引導(dǎo)學(xué)生理解適筋梁承載力計算公式Mu=α1fcbx(h0-x/2)時,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(xué)生計算出適筋梁最大配筋率為α1ξbfc/fy。由此,還可以引申以下規(guī)律:(1)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;(2)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(dāng)采用高等級混凝土對梁正截面抗彎有利;(3)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;(4)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)規(guī)律

《工程結(jié)構(gòu)》教材[2]中含有大量的表格,教學(xué)中要指導(dǎo)學(xué)生閱讀表格,并進行縱向橫向比較,總結(jié)規(guī)律。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值逐漸減小。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)

受篇幅限制,《工程結(jié)構(gòu)》教材[2]

各類設(shè)計表格僅列出工程參數(shù)取值,但較少解釋其取值來源或依據(jù),授課教師要擇其重點進行講解。例如:《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[4] 第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)致砌體強度降低,因此,需對砌體強度設(shè)計值乘以γa進行折減。

四、課程教學(xué)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,盡管教材中給出了結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)的布置圖、示意圖,但學(xué)生理解仍然困難,尤其單層工業(yè)廠房,構(gòu)件種類多,連接形式復(fù)雜,是學(xué)習(xí)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,起到了較好的教學(xué)效果。圖1為輕鋼廠房中門式鋼架與檁條連接的實景圖。

(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,能使學(xué)生對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計目的、受力特點形成完整認識。

(三)結(jié)構(gòu)模型的應(yīng)用

由于工程造價專業(yè)二年級學(xué)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)造理解困難。在教學(xué)中借助3DMax計算機軟件良好的建模功能,展示鋼結(jié)構(gòu)細部構(gòu)造及其連接。圖2為鋼結(jié)構(gòu)主梁與次梁連接的3D模型。

(四)結(jié)構(gòu)計算軟件的應(yīng)用

為彌補學(xué)生在結(jié)構(gòu)計算能力方面存在的不足,在課堂教學(xué)中引入“理正結(jié)構(gòu)工具箱”軟件,幫助培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)技能,結(jié)構(gòu)計算軟件典型界面如圖3。通過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)計算例題,讓學(xué)生知曉計算過程,讀懂計算書,學(xué)會根據(jù)所學(xué)的結(jié)構(gòu)知識對其計算結(jié)果進行判斷。

五、實踐教學(xué)

工程結(jié)構(gòu)是一門實踐性很強的課程,在教學(xué)中要特別重視實踐,培養(yǎng)學(xué)生的基本職業(yè)技能,創(chuàng)造機會讓學(xué)生多接觸實體工程,將理論知識與工程實踐相結(jié)合。

(一)培養(yǎng)學(xué)生的施工圖識圖能力

識圖是工程造價專業(yè)畢業(yè)生必備的一項基本職業(yè)技能。在先導(dǎo)課程建筑制圖中,學(xué)生已掌握了一些建筑施工圖、結(jié)構(gòu)施工圖的基礎(chǔ)知識,但還未達到實踐應(yīng)用水平。在教學(xué)中重點講解完整的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)施工圖,并專門講解平法制圖規(guī)則和識圖方法,通過課堂講授和課下作業(yè),讓學(xué)生熟練掌握結(jié)構(gòu)施工圖的識讀方法。

(二)培養(yǎng)學(xué)生對問題的分析能力

在學(xué)習(xí)了梁構(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)(如圖4)為例,考察學(xué)生對問題的分析能力,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(fēng)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)勢開展工程實踐

武漢科技大學(xué)校位于武漢市青山區(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(xué)中,教師特別注意發(fā)揮地域優(yōu)勢,引導(dǎo)學(xué)生進行工程實踐。例如:布置課后作業(yè)考察武漢火車站的屋蓋結(jié)構(gòu),繪制簡圖并分析其設(shè)計特點。通過實踐,學(xué)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(xué)習(xí)了橋梁基本組成和分類知識后,要求學(xué)生實地考察武漢天興洲長江大橋,直觀了解斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系和受力特點。

六、結(jié) 語

筆者論述了工程結(jié)構(gòu)課程的理論和實踐教學(xué)方法,提出了以培養(yǎng)工程造價專業(yè)學(xué)生基本職業(yè)技能和分析處理問題能力為目標,建立結(jié)構(gòu)體系,強化結(jié)構(gòu)分析的基本概念和方法的理解,綜合運用多媒體提升教學(xué)效果的教學(xué)方法,以加強學(xué)生運用理論指導(dǎo)工程實踐的能力。

參考文獻:

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[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 teaching methods of engineering structure course for junior college students of engineering cost management

YU Hongliang

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

Abstract:

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理范文第4篇

關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)施工;教學(xué)改革

中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2015)19-019-01

《鋼結(jié)構(gòu)施工》課程是土建類專業(yè)的重要專業(yè)拓展課程,學(xué)習(xí)該課程要求學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工基本概念、基本理論,培養(yǎng)建筑行業(yè)從業(yè)者必備的識圖能力和編寫施工方案的基本能力,并能解決工程中的實際問題。該課程的改革應(yīng)該貫徹以下教學(xué)理念。

1、在課程建設(shè)方面體現(xiàn)高職高專教育“夠用為度、適用為本”的原則。高職高專土建類專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后主要從事建筑施工現(xiàn)場管理工作,“會看圖、懂施工”是其主要職業(yè)能力要求,因此,本課程摒棄“高、大、全”的傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)施工課程體系,大量刪減鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計理論部分內(nèi)容,選擇目前建筑市場上最常見的輕型門式剛架結(jié)構(gòu)形式作為重點,力爭將這種鋼結(jié)構(gòu)形式的有關(guān)構(gòu)造知識、識圖方法、施工流程講懂、講透。

2、在課程改革方面貫徹“能力本位”的高職教育理念,采用項目-任務(wù)的結(jié)構(gòu)重整教學(xué)內(nèi)容,編寫相應(yīng)的實訓(xùn)練習(xí)題,將專業(yè)能力培養(yǎng)與綜合職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的目標同時融入到教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計中。

一、課程教學(xué)應(yīng)該突出以下特色和創(chuàng)新點。

1、注重教學(xué)改革,突出高職高專教育的特色。2014年《國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》中提到高職教育應(yīng)“以促進就業(yè)為導(dǎo)向,適應(yīng)技術(shù)進步和生產(chǎn)方式變革以及社會公共服務(wù)的需要”培養(yǎng)“高素質(zhì)勞動者和技術(shù)技能人才”。根據(jù)這一指導(dǎo)思想,將鋼結(jié)構(gòu)學(xué)科知識、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算、鋼結(jié)構(gòu)施工等不同方面的知識,采用介紹基本原理、基本知識后,將各類鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工規(guī)范規(guī)范作為應(yīng)用的技術(shù)路線,整合了課程內(nèi)容,構(gòu)建了土建類專業(yè)”鋼結(jié)構(gòu)施工”課程的知識體系,滿足了高職高專土建類專業(yè)設(shè)置的新要求。

2、注重教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性和先進性

一方面,本課程屬土木工程專業(yè)必修的專業(yè)拓展課,是一門實踐性很強的專業(yè)課。該課程要求既要注重對學(xué)科基本理論和設(shè)計方法的掌握,強化本學(xué)科基礎(chǔ)理論知識,又要注重對構(gòu)造要求、識圖方法、施工技術(shù)等應(yīng)用層面問題的理解與應(yīng)用。另一方面,本課程全面采用國家標準《鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB 50205-2001)、《鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接技術(shù)規(guī)程》(JGJ 82-2011)、《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》(GB 50661-2011)教學(xué)。同時,國際上建筑行業(yè)規(guī)范正由模式規(guī)范向性能規(guī)范轉(zhuǎn)變,性能規(guī)范是建筑技術(shù)法規(guī)層面的一場深刻革命。本課程已有教學(xué)資源中充分考慮這場革命的影響,將以上思想滲透其中。

3、.多種教學(xué)方法相結(jié)合,構(gòu)筑立體化教材。教材是為適應(yīng)高職教育發(fā)展新形勢、新變化的教學(xué)需要而編寫的。在講述基本理論、基本概念的同時,介紹鋼結(jié)構(gòu)的制作與安裝知識,突出常見鋼結(jié)構(gòu)施工圖的識讀,著重培養(yǎng)學(xué)生鋼結(jié)構(gòu)的施工能力。在此基礎(chǔ)上研發(fā)了系列多媒體課件,課件針對性強、界面友好、知識覆蓋面廣范。此外還編寫了課程標準、實訓(xùn)任務(wù)指導(dǎo)書、試卷庫等相關(guān)材料。

二、將來計劃建設(shè)的資源特色:

1、充分利用多媒體技術(shù),將復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)連接與構(gòu)件構(gòu)造圖像化,具體化,突破傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)施工課程紙上談兵的教學(xué)困境。

2、借鑒先進教學(xué)理念,進行科學(xué)的教學(xué)設(shè)計,將相關(guān)知識點碎片化處理,以便于學(xué)生更好的吸收和理解。

3、體現(xiàn)課程體系的完整性。繼續(xù)完善本課程相關(guān)資源,力爭通過對本資源的學(xué)習(xí),學(xué)生可全面掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工的基本理論、基本概念,并初步形成識讀鋼結(jié)構(gòu)施工圖紙的能力和編制鋼結(jié)構(gòu)施工方案的能力。

三、校外實習(xí)基地的建設(shè)與利用

校外實習(xí)基地建設(shè)是專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)的基本內(nèi)容,加強校外實習(xí)基地建設(shè)是增強學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力的重要手段。通過校外實習(xí)基地的學(xué)習(xí)和鍛煉,使學(xué)生養(yǎng)成良好的思想政治覺悟和基本職業(yè)素養(yǎng),加深了對社會的了解,提高了學(xué)生勞動技術(shù)素質(zhì),增強了為經(jīng)濟和社會發(fā)展服務(wù)的意識,了解了社會化大生產(chǎn)的生產(chǎn)協(xié)作過程,從而增強了協(xié)作共事理念。

校外實習(xí)基地類型有:

1、學(xué)、研、產(chǎn)相結(jié)合的綜合性教學(xué)實習(xí)基地;

2、專業(yè)教學(xué)需要的專項教學(xué)實習(xí)基地;

3、課程教學(xué)需要的教學(xué)實習(xí)基地;

4、多專業(yè)教學(xué)需要的教學(xué)實習(xí)基地;

5、其它短期、分散的實習(xí)單位。

四、教學(xué)內(nèi)容的針對性與適用性

1、通過鋼結(jié)構(gòu)施工的學(xué)習(xí)使學(xué)生具有正確識讀鋼結(jié)構(gòu)施工圖紙的能力;具有根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)施工圖紙制定相應(yīng)施工方案的初步能力;具有根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)施工圖紙進行用工用料估算的能力。

2、土建類專業(yè)的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)學(xué)生具有較強的施工管理能力,具有施工技術(shù)應(yīng)用能力以及一定的工程監(jiān)理能力和結(jié)構(gòu)計算能力;通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以了解鋼結(jié)構(gòu)的材料、連接、構(gòu)件以及施工流程等相關(guān)知識,掌握鋼結(jié)構(gòu)施工方案的編制方法,學(xué)會識讀鋼結(jié)構(gòu)施工圖紙,為后繼預(yù)算類課程提供服務(wù),通過課堂理論教學(xué)和綜合實踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)的有機結(jié)合,實現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的目的;通過分組合作學(xué)習(xí)、實訓(xùn)專周教學(xué)環(huán)節(jié),使學(xué)生鞏固所學(xué)的專業(yè)知識,提高動手能力,掌握鋼結(jié)構(gòu)施工方案編制方法、掌握鋼結(jié)構(gòu)施工圖紙的適度方法。

參考文獻:

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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理范文第5篇

關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu);三維視圖;教學(xué)改革

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)02-0161-02

課堂教學(xué)是鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中的一個重要環(huán)節(jié),而傳統(tǒng)課堂教學(xué)主要依靠教師粉筆板書授課,學(xué)生帶著書本和筆記錄教師所授重點;基于鋼結(jié)構(gòu)知識點的抽象性,需要學(xué)生心中對所涉及內(nèi)容的空間三維實體圖形有比較清晰的概念才行,然而很多情況下教師根本無法用語言將某些實物講清楚,學(xué)生聽了半天也不知道教師在講什么,勢必會降低課堂效率和教學(xué)質(zhì)量。

一、鋼結(jié)構(gòu)課堂教學(xué)學(xué)時數(shù)偏少的現(xiàn)狀

我校土木工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案中《鋼結(jié)構(gòu)》作為工民建和道路橋梁與渡河工程方向的專業(yè)必修課放在第四學(xué)期開課,48學(xué)時,其中實踐4學(xué)時,配有一個鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計。調(diào)查其他土建類高校開課情況可知,鋼結(jié)構(gòu)課程的總學(xué)時也就在50~60學(xué)時之間,這樣的學(xué)時數(shù)對于鋼結(jié)構(gòu)課程來說遠遠達不到良好的教學(xué)效果。O英偉、劉凌云等認為,目前鋼結(jié)構(gòu)課程的開課情況與鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢相背離,呼吁適當(dāng)增加鋼結(jié)構(gòu)的學(xué)時至90以上[1-2]。但是筆者認為,在人才培養(yǎng)方案總學(xué)時固定的情況下(大多高校在170~220學(xué)分),以16學(xué)時為1學(xué)分計算為2720~3520學(xué)時。稍微分析一下人才培養(yǎng)方案就會發(fā)現(xiàn),公共必修課中《思想品德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)》(48學(xué)時)、《中國近現(xiàn)代史綱要》(32學(xué)時)、《基本原理》(48學(xué)時)、《思想與中國特色社會主義理論體系概論》(96學(xué)時)、《形勢與政策》(128學(xué)時)、《安全教育》(24學(xué)時)、《國防教育》(16學(xué)時)、《就業(yè)指導(dǎo)》(38學(xué)時)等課程均是教育部及教育主管部門定下的,也就是不能動的;再考慮大學(xué)英語和體育課程等所占用的學(xué)時、學(xué)分數(shù)后,用于專業(yè)教學(xué)的課程學(xué)時數(shù)已經(jīng)少得可憐了;而且現(xiàn)在提倡應(yīng)用型人才的培養(yǎng),要求增加實踐學(xué)時的比重,這樣一來要求增加鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)時數(shù)的建議自然也就很難實現(xiàn)了。

二、鋼結(jié)構(gòu)課程的重要性和教學(xué)內(nèi)容

鋼結(jié)構(gòu)人才培養(yǎng)嚴重滯后,專業(yè)技術(shù)人員缺乏,這已成為目前影響整個鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)健康快速發(fā)展的“瓶頸”。[1]筆者2015年8月7日在廣西人才網(wǎng)內(nèi)搜索“鋼結(jié)構(gòu)職位”,見表1,可知僅廣西地區(qū)對鋼結(jié)構(gòu)人才的需求還是很大的。

我校鋼結(jié)構(gòu)教材選用武漢理工大學(xué)出版社戴國欣主編《鋼結(jié)構(gòu)》,該書分為上下篇。上篇“鋼結(jié)構(gòu)原理”為土木工程專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課,內(nèi)容包括緒論(特點、概率極限狀態(tài)設(shè)計方法等)、鋼結(jié)構(gòu)材料特性、鋼結(jié)構(gòu)的連接、鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件(軸心拉桿和壓桿、受彎構(gòu)件、拉彎和壓彎構(gòu)件)的工作原理和設(shè)計方法;下篇“建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”為本專業(yè)建筑工程方向的專業(yè)必修課,也可作為其他專門化方向的選修課,內(nèi)容包括單層廠房結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)抗震和抗火設(shè)計要點。[3]其中大多高校僅講解《鋼結(jié)構(gòu)原理》部分,至于下篇《建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》開設(shè)的高校寥寥無幾。暫且不論開設(shè)內(nèi)容的多少,我們且看在有限的學(xué)時內(nèi)如何有效講好、講透這些內(nèi)容,讓學(xué)生能夠入門,為其后續(xù)自學(xué)和研究鋼結(jié)構(gòu)打下良好的基礎(chǔ)。

三、基于三維視圖的鋼結(jié)構(gòu)課堂教學(xué)

“鋼結(jié)構(gòu)的連接”部分在《鋼結(jié)構(gòu)》課程中占有相當(dāng)?shù)谋戎?,在實際教學(xué)工程中,不論是焊縫連接還是螺栓連接真正涉及到的理論并不多,也不難,但是學(xué)生往往反映聽不懂,看不懂,更多不能識圖。以《多、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點構(gòu)造詳圖》(01SG519)一節(jié)點為例,第54至56頁相關(guān)內(nèi)容,圖1。[4]

當(dāng)學(xué)生一看到圖1(a)時,估計大腦會一片空白,他們不知道這張圖傳遞的是什么信息,不知道哪個是梁,哪個是柱子,不知道焊縫符號是什么意思,也不清楚螺栓如何連接,更別提各自的受力計算了?,F(xiàn)有教材中,也沒有給學(xué)生形成空間認識的任何內(nèi)容。如果此時我們附上圖1(b)的三維圖形,相信學(xué)生自會對照來理解;然后結(jié)合圖1(c)進行解釋,如表示現(xiàn)場安裝焊縫等, 箭頭線下的小矩形表示墊板,箭頭線上的v表示v型坡口對接焊縫。[5]

在講到鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件(軸心拉桿和壓桿、受彎構(gòu)件、拉彎和壓彎構(gòu)件)的工作原理和設(shè)計方法時,筆者認為首要的還是先給學(xué)生一個空間的整體認識,讓學(xué)生知道整體結(jié)構(gòu),然后再進入到構(gòu)件的細部,設(shè)計和計算過程。這樣學(xué)生才能讀得進去,也能讀得出來,避免只見樹木不見森林的弊端。此時,建議教師給學(xué)生展示柱子兩個方向均有梁連接的三維視圖,圖2。

接著給學(xué)生解釋的時候可以設(shè)疑,比如有兩根實際長度都是6m的柱子,其中一根柱在x軸和y軸有梁連接,而另一根卻沒有任何連接時,他們的計算長度會相等嗎?等于實際長度6m嗎?學(xué)生這時自然會發(fā)現(xiàn)其中的不一樣。接著教師可以接著提問,如果連接梁的剛度不一樣,剛鉸接不一樣,計算長度是不是也跟著改變呢?最終教師可以告訴學(xué)生,“單層或多層框架等截面柱,在框架平面內(nèi)的計算長度應(yīng)等于該層柱的高度乘以計算長度系數(shù)μ”[6]。

四、結(jié)論

在鋼結(jié)構(gòu)的教學(xué)中,關(guān)鍵是教會學(xué)生如何識讀鋼結(jié)構(gòu)施工圖和具備一定的制圖能力,而培養(yǎng)學(xué)生建筑結(jié)構(gòu)的空間三維觀和整體概念的把握就顯得尤為重要了。筆者以為,在講解鋼結(jié)構(gòu)計算理論之前,先通過相應(yīng)三維視圖的展示讓學(xué)生了解鋼結(jié)構(gòu)的空間連接和細部構(gòu)造必將起到事半功倍的效果,對培養(yǎng)真正意義上的應(yīng)用性人才也是大有益處。

參考文獻:

[1]O英偉.新形勢下鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)人才培養(yǎng)研究[J].教育與職業(yè),2011,(24):135-137.

[2]劉凌云.鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革初探[J].教育與職業(yè),2007,(29):190-191.

[3]戴國欣.鋼結(jié)構(gòu)[M].武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2012.

[4]中國建筑標準設(shè)計研究院.多、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點構(gòu)造詳圖[S].北京:中國計劃出版社,2009.

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