钢结构工程论文汇总十篇

时间:2022-12-19 09:11:02

钢结构工程论文

钢结构工程论文篇(1)

当前,钢结构在我国建筑行业中的应用呈现出日益扩大的趋势,钢结构施工单位企业数量和规模也日趋增加,但是在整体上呈现出良莠不齐的特点。在钢结构施工项目施工质量管理中“,以包代管”现象严重,由于部分钢结构施工单位缺乏专业技术经验,而且施工未按国家相关行业规范操作,极易造成钢结构施工过程中存在的潜在质量隐患。钢结构设计单位对钢结构工程质量管理有着重要影响,其设计业务素质能力高低、设计产品质量优劣以及设计过程是否符合规范要求等对后期钢结构施工质量管理效率密切相关。此外,当前建筑行业材料以混凝土材料为主,绝大多数施工单位对混凝土施工工艺技术较为熟悉,而缺乏对钢结构工程施工技术的掌握。因此,培养具有钢结构制作和安装相关专业技术人才,提高钢结构工程施工质量,促进钢结构材料在建筑行业的广泛应用具有重要的现实意义。

2质量管理问题分析

钢结构工程施工过程中较混凝土施工及其他施工过程不同,造成其施工质量问题具有严重性、复杂性、频发性以及可变性等特点。其中,钢结构工程质量问题的严重性主要表现在轻则返修或返工,造成工程工期延长和工程施工成本增加,重则导致钢结构建筑坍塌等事故发生,给社会和人们造成人身财产损失;钢结构工程质量问题的复杂性主要表现在影响钢结构施工质量的因素较多,诸如钢结构设计质量、原材料质量、焊接技术、组装技术等,同一种质量问题其造成因素不同,同时同一因素导致钢结构质量问题各异;钢结构工程质量问题的频发性主要表现在由于缺乏具有钢结构制作和组装专业技术施工队伍,在钢结构工程实际施工过程中常使用原有混凝土施工队伍,导致钢结构质量问题时有发生,而且具有较高频率;钢结构工程质量问题的可变性主要表现在钢结构材料受外界环境变化、使用寿命、用途以及其他方面影响,其质量缺陷逐步呈现出,不同环境或不同使用周期下,钢结构质量问题不同,导致其质量问题具有一定可变性。造成钢结构工程质量问题的影响因素诸多,主要有以下几种形成原因:第一,在进行钢结构工程施工过程中,未按建设施工程序施工,前期未做好相应的地质勘查、图纸设计以及施工方案制定等情况下即开工,造成工程施工质量安全隐患较多;第二,钢结构工程施工前开展地质勘查工作不到位,勘查报告存在较多漏洞或错误等,直接对钢结构基础施工设计造成误导;第三,进行钢结构工程施工图纸设计过程中,对施工方案、原材料要求、施工质量控制标准计算不够精确,造成工程施工质量出现问题;第四,原材材料质量控制不够严格,缺乏科学合理的原材料检验标准体系,造成不符合设计要求的原材料进场使用,导致工程施工质量无法得到保障;第五,钢结构工程施工单位施工工艺技术薄弱,施工质量管理水平低,易造成钢结构工程施工质量问题;此外,受外界环境影响,诸如温度、湿度等气温条件对钢结构焊接影响明显,这也是造成钢结构工程施工质量的重要因素。

二钢结构工程质量控制方法及应用

钢结构工程质量控制主要指的是对钢结构工程使用性能、安全性能、可靠性能、经济性能、使用寿命、维护保养性能以及应用舒适性能的控制管理。对钢结构工程质量控制主要以三阶段质量控制理论为基础,即事前质量控制、事中质量控制和事后质量控制。

1质量控制方法

1.1事前质量控制

一方面明确工程质量控制目标,采用预防为主的原则对制定相应的质量控制计划;另一方面针对前期制定的质量控制计划,在工程施工前做好有关质量问题的各项工作,诸如地质勘查、图纸设计、原材料检验等。

1.2事中质量控制

一方面在加强工程施工工艺技术和质量控制管理措施,对工程施工过程根据工程施工设计要求进行质量控制;另一方面在施工单位内部或聘请外部具有相应专业资历的施工监理人员对工程施工过程进行监督,确保工程质量达标。

1.3事后质量控制

首先通过施工单位对工程竣工项目进行自查,然后通过施工方、监理方、建设方以及其他相关部门对竣工项目质量进行验工,并对施工质量给予客观、真实的评价,最后对发现质量问题的工程部分进行整改,直至达到工程设计要求为止。

2质量控制方法在钢结构工程中的具体应用

2.1事前质量控制

首先,施工单位组建项目部,其中包含工程管理、技术管理、质量管理以及其他相关部门,明确各部门在工程项目施工中的责任;其次,钢结构工程施工前对施工人员进行施工工艺技术培训,提高其施工水平,同时对施工机械设备进行维护保养以及相应校正工作;最后,制定相应的工程施工质量安全目标和建立健全工程施工质量控制计划,即检验批质量控制计划、分项工程质量控制计划以及分部工程质量控制计划。

2.2事中质量控制

钢结构工程施工主要包括钢结构焊接施工和钢结构组装两个工序,因此钢结构事中质量控制主要针对这两个工序。其中,对于焊接施工质量控制方面,首先提高施工人员工作责任意识,其次充分的对焊接工艺技术指标进行技术交底,明确焊接质量标准,最后是加强焊接点质量检查管理,对存在问题部门进行返工处理;对于安装施工质量控制方面,关键在于控制螺栓连接施工质量,首先是对高强度螺栓在使用前进行除锈、等处理,确保螺栓质量,其次是确保底脚螺栓位置精确且安装稳定,保证高强度螺栓在通入螺栓孔时能够穿梭自由。此外,在钢结构事中质量控制中,制定出一套切实可行的钢结构工程质量缺陷管理办法,以保障工程质量。摘要:随着科技水平的不断进步,现代建筑趋向于结构造型更加美观、施工操作更加简便、整体质量更加优异方向发展,这离不开具有高性能新材料产品的应用,其中具有代表性的就是钢结构材料。钢结构材料本身具有重量轻、强度高、抗震性和韧性优异等特点,同时其在建筑领域运用过程中组装操作简便、外观造型优美以及综合经济效益较高,现已被广泛的应用于桥梁、高层建筑、塔杆、厂房结构以及仓库等建筑工程领域。但是,钢结构施工过程中仍存在诸多问题,给工程质量造成了严重影响,甚至导致发生工程事故等危害。基于此,加强钢结构工程质量控制势在必行。文章在介绍钢结构施工技术基础上,对钢结构工程质量问题

2.3事后质量控制

钢结构事后质量控制主要是对钢结构焊接质量、钢结构安装连接质量、钢结构除锈防腐质量的检测和管理。各工程检测方法应根据国家制定的相应钢结构检测标准执行。

钢结构工程论文篇(2)

目前,大多数高职院校使用的钢结构教材内容偏重钢结构设计,主要包括钢结构的材料、钢结构的连接及构造要求、基本构件的设计与验算、钢屋盖体系等,而钢结构构件加工制作和现场安装等内容比较少、从施工单位对学生的反馈情况来看,他们在工作中正缺少这部分一线钢结构技术人员必备的基本技能。因此,现行的“钢结构工程施工”教材已与高职高专人才培养的要求脱节。

2.实践教学滞后

目前,大多数高职院校课程教学偏重理论教学。即使辅以一定的课内实践教学,也仅是带学生参观钢结构工厂和工地,学生仅仅只获得一定的感官认识,而动手能力得不到任何提升。

3.“双师型”教师匮乏

“钢结构工程施工”课程的特点需要实际经验丰富的教师,而高职院校讲授该课程的教师,尤其是年轻教师,大多理论知识扎实,而实际工程经验比较缺乏,但高职更注重的是学生工作技能的培养,而不仅是基础理论知识的传授。这就要求教师必须同时具备丰富的工程实践经验,这样才能培养出具有一定的理论素养又有良好的动手能力的学生。“双师型”钢结构教师的匮乏制约了高职毕业生钢结构施工技能培养。

二、“钢结构工程施工”课程教学改革

1.工作过程为导向,开发合理的课程内容结构

钢结构行业人才不但要懂钢结构基础知识,而且要熟悉钢结构现场施工技术。高职院校培养的正是有一定理论知识和较强动手能力的专业技术人员,而高职毕业生正是钢结构施工企业主要人员的供给源。根据我院“全真模拟”的要求和“任务驱动、项目导向”教学模式,通过市场调研,结合钢结构施工企业对人才的专业素养需求,钢结构的教学内容应遵循“实用为先、够用为度”的原则,着重从以下几方面来组织教学内容:

(1)钢结构的材料包括钢结构常用材料的种类、标注方法、材料力学性能和破坏形式等。

(2)钢结构的连接常用的连接方式——焊接和螺栓连接。本部分内容应作为基本技能对学生进行讲授,包括连接的计算与复核、适应范围及质量检验标准,并结合施工图认识连接。

(3)简单构件的设计方法对工程中常见的轴心受压构件、受弯构件和拉、压弯构件的设计方法与构造要求,应作为学生必须掌握的基本技能。

(4)施工图识读能力的培养图纸是工程师的语言,识图能力是对土建施工技术人员的最基本要求,也是必须掌握的基本技能。通过识读轻型门式钢架结构施工图纸,完成识读笔记,既可以让学生掌握结构体系整体概念,又培养了他们的识图能力。

(5)钢结构施工技术学习主要介绍钢结构工程构件加工制作、现场吊装技术和钢结构涂装技术。

2.建立施工现场实训基地,强化实践教学

要想提高学生的动手技能,必须强化“钢结构工程施工”课程实践教学,而校企合作是一种很好的方式。选择规模大、生产管理规范、技术先进的钢结构施工企业作为校企合作单位,发展校外实习基地,建立了“厂中校”“教学工厂”。钢结构构件的加工制作工序比较繁复,理论教学只能纸上谈兵,应组织学生到钢结构制作工厂去参观,请一线技术人员讲解各种构件的制作过程,对质量和精度的控制要求,通过看、听、摸亲身感受构件的加工制作工程。对钢结构的现场安装,由于受到时间安排、距离远近和现场安全管理等制约,可以利用录制的现场施工视频组织现场教学,同时聘请合作单位中的项目经理或专家讲解安装工艺及质量控制点。将理论教学融入实践教学,强化了学生对这部分知识的掌握。同时,课程设置专项实训周,并设置具体工作任务。教师和合作企业有经验的工程师一起作为指导教师指导学生完成,根据实际情况选择合适的指导方式。可以派学生到钢结构施工企业进行顶岗,让学生在真实的生产环境中,学习和了解工程中的实质性内容,做到“学中干,干中学”;也可以在学校设置虚拟岗位,请企业技术骨干或专家到学校来指导学生。

3.“双师型”教学团队的建设

“双师型”教师对高职院校教师提出了更高的要求和压力。钢结构施工教师除了要有扎实的理论知识,还要有精湛的技能技巧,能精通钢结构深化设计、懂钢结构识图与图纸会审、熟知钢结构加工制作与安装过程、具备钢结构质量验收与现场管理等钢结构专业方面的能力。可以通过以下途径强化“双师型”教师培养:

(1)与校企合作单位实行人员互派,企业选则经验丰富的技术骨干和能工巧匠来校授课;学校选派相关教师到钢结构施工企业进行挂职锻炼,在企业从事实际钢结构工程的施工管理,时间可为一学期或暑假两个月,这样实现“工教”结合,增强专业技术实践能力。

(2)针对采取新技术、新工艺的钢结构工程,组织相关教师到现场参观学习钢结构工程施工技术,通过和现场技术人员的的相互交流学习,对实践知识进行查漏补缺。

三、实施建议

(1)通过对企业进行调研,编写与市场需求相适应的“钢结构工程施工”校本教材。教材应以工作过程为导向来设计课程内容与教学手段,紧紧围绕能力目标与综合项目组织教学。同时,在教学过程中理论与实践教学同步,任务驱动,培养学生的职业素养。

(2)教学手段和教学方法应该多元化。理论教学以多媒体教学为主,制作紧贴实际工程的教学课件,建立声像资料库;在教学方法上综合应用“案例教学法”“现场教学法”“任务驱动教学法”等多种方法;在教学过程中应结合学生特点因材施教,激发学生学习兴趣,提高学习效率。

钢结构工程论文篇(3)

钢结构采用的材料相对比较简单,一般也都是成材,在进行加工的时候也比较便捷,在土木工程钢结构施工的过程中,一般会选择精确度相对很高的构件,这样在施工时,施工人员就可以在施工现场进行构件的拼装,使用螺丝进行安装就可以,不仅使施工更加的方便,又使施工的周期缩短,同时,钢结构在安装完成后,再重新进行改装的过程也是比较便捷的。

1.2钢结构的节能环保性较高

在建筑领域中,能源的消耗比较大,土木工程项目也不例外。但是钢结构在土木工程中的应用可以有效的控制这一点,钢结构的施工主要是以钢筋为主要材料,而钢筋具有可回收性,因此,在建筑物拆除之后,大部分的钢结构都是可以回收利用的,这就有效的降低了能源的消耗情况,也避免了对环境的再次污染。

2钢结构在土木工程中施工技术要点

2.1充分的做好钢结构施工前的准备工作

在土木工程进行钢结构施工前期,监理人员要充分的做好施工前的准备工作,不仅要对工程图纸进行仔细认真的了解,同时还要详细的了解工艺流程,充分的掌握施工过程中会遇到哪些技术难点。此外,还应该对图纸进行仔细、认真的研究,对图纸中可能出现的一些问题要及时的向上级报告,针对出现的问题,要及时的进行解决,确保钢结构施工过程中不会出现失误。

2.2塔吊在钢结构施工中的使用技术

在土木工程项目的整个施工过程中,塔吊对钢结构的施工有着重要的影响,在钢结构施工的过程中,对于存在一些不同程度的起重幅度、不同重量的物体,塔吊对其都有着很强的适应能力。一般情况下,钢结构施工都采用的是内爬式塔吊,可以从整体上降低钢结构的使用成本。

2.3焊接技术在土木工程钢结构施工中的应用

在进行土木工程钢结构施工时,具有工程总量大、形式复杂、质量要求较严格、施工周期相对较短等特点,焊接作业对土木工程钢结构的施工质量有着决定性作用,直接的影响了整个土木工程项目的安全性与稳定性。随着科学技术的不断变化发展,土木工程的高层钢结构的空间定位已经可以做到,高层焊接技术的误差值限制在9mm之内,施工效果比较明显。

2.4吊装技术在土木工程钢结构施工中的应用

吊装技术在土木工程钢结构施工的应用有着重要的影响。在进行吊装作业的时候,吊装质量的好坏、吊装速度的快慢对整个钢结构施工都有着决定性的影响。因此,在进行土木工程钢结构施工前期,要对吊装的分布区域与施工工艺有计划的制定出来,在进行吊装作业设计过程中,要全面的考虑整个土木工程结构施工的平面设计图、建筑物的立体构造、建筑内部的构造形式、塔吊的使用数量与位置分配、以及工程施工环境等等方面的因素,从而全面的展开综合性、系统性的设计分析。

3提高土木工程钢结构施工质量的分析

3.1加强钢结构施工的设计与技术指导

钢结构施工技术管理体系要不断的完善,要严格的保证钢结构施工的质量,要根据相关规定的标准对施工方案进行严格的审查,对于施工现象的工作人员是否是持证上岗的情况也要严格的审查,对于钢结构施工的整体过程进行有效的技术指导,对于钢结构的安装与连接过程也要进行有效的把控,避免偏差过大的现象出现,确保钢结构在施工的过程中能够正常、顺利的进行。另外,还要根据钢结构的建筑自身的特点提出合理的施工方案,有效的施工流程、以及精准的施工参数等。还要聘请一些比较专业的人员,对施工人员进行技术培训,从而使施工人员的技术水平不断的提高,保证钢结构施工能够有效的、高质量的完成。

3.2科学、合理的采用施工设备

施工单位要根据土木工程钢结构的施工特点,将质量较好的钢结构施工设备有效的在土木工程中应用,不仅要满足钢结构施工的技术要求,操作性较强,同时,还要满足工程施工成本节约的目的。对需要进入施工场地的设备要严格的检查,对于设备的质量证书与实际的功能都要进行严格的审查,决不能因为价格低就选择使用,要严格的确保工程配用设备的质量水平。

3.3确保钢结构构件质量检查工作的有效性

随着钢结构在土木工程施工中广泛应用,钢结构构件的加工过程也在也在不断的发展,但是,对于钢结构构件的质量确不能符合标准,这就要求土木工程施工企业在钢结构构件进入施工场地时,要对其质量进行严格的检查工作,对构件的尺寸大小、检验报告等等都要详细的检查,对于钢结构施工过程中构件质量要严格的把控,从而使钢结构施工质量可以有效的提高。

3.4对施工质量安全进行严格的监管

土木工程项目的有效施工,对人民群众的生命财产安全有着重要的保证,在土木工程钢结构施工的过程中,要确保施工的质量安全监管工作,一是,在钢结构施工中要特别注重施工的安全性,对施工人员进行不定期的安全教育与技术培训,并且,在施工的过程中设置防护网、安全带等一些安全的防护措施,施工的工作人员也必须每人都佩戴安全帽;二是,工程的施工质量安全,在整个施工过程中,要不间断的对施工质量与施工效果进行有效的检查,防止在施工的过程中出现问题,尽可能的避免施工质量安全事故的发生几率。

钢结构工程论文篇(4)

二、土建技术的概念和常见问题分析

1.土建技术的概念

所谓的土建技术指的是与水、土有关的基础工程设施的设计、建造以及后期养护维修等一系列的工作,目前大部分的工程项目都是用的土建技术。随着建筑行业建造技术的不断发展,土建技术的内涵和外延都有着不同程度的深入和扩展,在未来的工程建造中也会起着越来越重要的作用。

2.土建技术应用中常见的问题

虽然建筑领域的相关技术人员一直在不断发展我国应用土建技术的进程,但是毕竟起步比较晚,且起点不高,也就导致土建技术仍然存在着影响工期、成本、工程质量等方面问题的不完善和不成熟的部分,这些技术上的漏洞使企业财产和利润时常发生成本超额输出和利润回收困难等问题。造成工程质量问题出现的原因是多种多样的,任何一个细小的误差都有可能导致更大的失误出现,比如盲目套取方案图纸导致计划和实际情况不匹配、内部荷载力计算失误、建筑结构和建筑材料选取失误等等,都会影响建筑物整体的质量。

三、钢混结构特点和优势分析

1.刚混结构最大的特点就是坚实和坚固,且受力比较均匀,在实践中能够很好的节约材料,实现企业资源最有配置的目标。其中,均匀受力的特点能够保持建筑物不会因为外部横向荷载力和竖向荷载力等的作用导致裂缝或者位移,提高了建筑物的质量和安全程度。

2.钢混结构所支撑的建筑工程具有极强的稳定性,能够在台风、地震等人力不可抗拒的自然灾害等外部因素下避免财产的破坏和生命安全的威胁,有效的防止外界因素对居住条件的破坏和人民生活质量的破坏。因此,钢混结构也成为了现代工程建造中很多企业所追崇的一种建筑结构,广泛应用于各种种类的建筑项目之中。

3.钢混结构对于建筑工程项目整体的经济效益水平的提高也有着十分重要的推动作用。因为钢混结构的技术相对于简单,原材料成本较低,制作工艺并不复杂,因此所耗费的前期投入以及后期维修费用都较低,预期未来可能发生的因质量问题导致的财产损失也较小,因此从期初到期末,整体的成本支出都比较低,给企业盈利带来了很大的空间。

4.钢混结构由于结构的简易性,因此在设计环节和施工过程中都给技术人员和施工人员带来了极大的便利。由于钢混结构具有安全稳定的性能,且施工难度小,因此整个成本大大降低,安全隐患也控制在了合理的范围内,所以整个施工的效率和建筑的质量都会随之上升,工作量降低,工作周期减短,人工、材料、机器等一切投入也会随之节约。

四、钢混结构在土建技术中的应用

1.关于建筑施工混凝土土建技术的应用

混凝土技术在整个建筑项目中就充当着皮肤组织和筋脉的作用,如果皮肤塌陷、筋脉不稳,就会给整个工程项目造成巨大的损失和错漏。所以在进行建筑工程建设时,一定要挑选适合的混凝土辅料和主料,并配以合理的比例配比,使混凝土的韧性、抗拉伸性、抗负荷性、抗冷热性都得到全方位的提升。同时,混凝土技术的合理使用也会减少墙体裂纹以及内部构造裂缝的产生,起到了粘合整个建筑的重要作用。

2.钢混结构中的土建防水技术的应用

防水技术是土建工程项目一个重要的影响因素,如果防水工作不到位就会使工程内部产生裂缝和泄露,影响建筑的使用,并且为后期的维修增加了很大人工压力和资金成本,对于企业的综合竞争力和市场形象声誉都有着极其不利的影响,因此,对于防水关的掌控是相关技术施工人员和管理层不应忽视的重要问题。

3.钢混结构在土建屋面施工技术的应用

在工程建设时,房屋的屋顶工艺和屋面技术对于建筑的整体使用起到了重要作用,尤其是这些组成部分的防水性能的强弱直接决定了建筑的质量和使用。因此要挑选合适的防水材料,加固屋顶和屋面钢混结构的防水性能,使房屋更加的坚固耐用。在注重防水目标实现程度的同时,也要秉着人文关怀主义,关注居民和建筑使用者的健康状况,尽量选取污染程度较低,对人体无公害的材料,只有这样才能真正实现满意度高的工程建筑。

4.关于建筑施工的土建钢筋连接技术的应用

建筑工程的钢筋就如同人体的骨骼一般重要,没有坚实的骨架,在宏伟的建筑也会沦落坍塌,因此项目进行的过程中必须严格按照土建钢筋连接技术的相关规范,不断发展钢筋连接技术,根据施工的具体情况灵活安装钢筋结构,使工程建筑的主体得到更为坚实的支撑,保证项目施工的安全性和可靠性,提高土建工程的质量水平和使用满意回馈程度。

5.混凝土梁与圆管柱连接点的技术深化

一般二者相连接并不是简单的套筒式联结,因为套筒式联结方式虽然施工简单,速度快且耗费的人工、物力都较低,但是缺乏可靠的坚固性和韧性,所以一般来说施工方会选择采取更为坚实紧密的焊接环形联结,在连接的过程中要注意很多安全事项,其中最重要的是环形钢板的宽度,不能太窄,否则会加大焊接难度,也不能过宽,否则会造成不必要的材料浪费,因此,在连接混凝土梁和圆管柱时的施工要点就是对于环形钢板宽度的控制。

6.混凝土梁主筋和十字形劲性柱连接点的技术深化

在混凝土梁与H形劲性柱翼缘等相互连接时一般采用的是套筒连接,或在钢柱腹板上进行打孔,在柱翼缘板上进行布置时要注意梁筋数量的控制、肢数控制以及位置控制,保证混凝土梁安装的稳定性、对称性和安全性。同时,这也是一项需要加以重视的技术,因为如果连接点的技术安装工作没有做好,对于后期的使用、养护维修都会造成巨大的问题,比如会因为外界压力产生位移,从而导致建筑裂缝、断裂等因素,从而诱发水、电等一系列使用的麻烦和障碍,因此做好链接点的安全工作和监督控制对于整个建筑的质量起着至关重要的作用。

钢结构工程论文篇(5)

作者简介:刘文洋(1981-),男,黑龙江八一农垦大学工程学院讲师,硕士,主要从事多高层钢结构和大跨空间结构研究,(e-mail)wyliu81@126.com。

摘要:结合应用型本科院校教学的实际情况,对钢结构课程体系进行了合理设置,并在理论教学和实践教学过程中以加强学生实践能力培养为目标进行了探索和实践。文章介绍了黑龙江八一农垦大学钢结构课程体系教学安排和具体做法,总结了教学过程中的经验以及应注意的问题,并对存在部分的问题进行了讨论,给出了具体建议。

关键词:钢结构课程教学;课程体系;实践能力;人才培养

中图分类号:g642;tu391文献标志码:a文章编号:10052909(2013)05004904随着中国钢产量的飞速增长,钢结构的应用也获得快速发展,广泛应用于大跨度结构、高层高耸结构、轻型结构和特种结构等领域。国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要已明确要求:当前,中国已一改过去钢材不足的局面,转而成为钢材供过于求,摆在日程上的课题早己不是少用钢材,而是积极合理地扩大钢结构在建筑中的应用。

鉴于钢结构的快速发展和广泛应用,工程界已提出“加强钢结构人才培养,造就一批钢结构高级工程技术专门人才”,“建立与钢结构发展相适应的教育体系,在校的结构专业学生应接受不少于80课时的钢结构课教育”的建议。可见,随着钢结构行业的快速发展,市场对钢结构专业人才的培养已经提出了更高要求,对钢结构专业人才的需求也将会越来越大,可以预见钢结构课程的地位将会越来越重要。

一、课程体系的设置

《高等学校土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲》[1]中把钢结构课程分为原理和设计两个部分,包括课程设计和毕业设计等。其中钢结构基本原理为专业基础课,课程目的是较全面地掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识,熟悉一些常用钢结构的分析原理;钢结构设计是专业必修课,课程目的是在掌握钢结构设计的基本原理基础上,学习常用钢结构的特点、基本设计方法、计算简图和内力分析,并能按有关专业规范或规程进行钢结构的整体设计、截面计算和构造处理,课程内容主要包括单层厂房钢结构、大跨钢结构和多高层钢结构。过去由于种种原因,学校钢结构课程建设存在一些问题,具体表现在以下几个方面。

(1)课程设置不合理。在专业课程的设置上重混凝土轻钢结构。混凝土结构课程90时数,而同样在土木工程专业课程中占有重要地位的钢结构课程学时数仅为50~60,钢结构设计只开设了一门大跨空间结构的选修课。学生仅仅学习了钢结构的连接方法以及常见的构件设计,对整体结构设计的概念和理解不够。过去,钢结构课程安排在第7学期(大四上学期),这主要基于先修课程基础知识学习的考虑,然而此时学生面临找工作、考研等诸多问题影响,很难把主要精力投入到专业课学习上来。

(2)实践教学不足。钢结构教学中的实践性教学环节仅有钢结构课程设计一项内容,学生在学习的过程中没有机会见到实际的钢结构建筑物,对于钢结构加工、制作更是不知所云。虽然教学实习中安排了认识实习和施工生产实习,但基本还是以混凝土结构和砌体结构为主,很少接触到实际的钢结构工程。此外,从毕业设计的选题看,几乎全部是混凝土结构,基本没有钢结构方面的毕业设计题目。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

刘文洋,等应用型本科院校钢结构课程教学探索与实践

事实上,过去很多学校在课程设置和教学实施上都或多或少地存在类似问题,但经不断探索已基本解决,并且在教学实践中积累了丰富的经验,形成了相对合理又各具特色的课程体系。学校自2006年以来通过几次修订教学计划,构建了钢结构系列课程体系(见表1),并在多年的教学实践中,不断改进和丰富教学内容,保证钢结构课程的教学质量。应该指出,由于课程设计安排在钢结构原理课学期末,目前设计内容主要局限于钢屋架结构,若能把课程设计安排在钢结构设计课程之后,则可以有更多的结构形式供课程设计选用。表1钢结构系列课程教学安排课程开课学期学时内容钢结构560钢结构基本原理钢结构设计630厂房钢结构、多高层钢结构大跨空间结构730网架、网壳、悬索等空间结构钢结构课程设计61.5周钢屋

架设计毕业设计813周各类钢结构设计二、理论教学的实施

专业课的教学目的在于通过具体工程对象的分析,使学生了解一般土木工程项目的设计、施工等基本过程,学会应用专业基础课程学到的基本理论,较深入地掌握专业技能,建立初步的工程经验,以适应当前国内用人单位对土木工程专业本科人才基本能力的一般要求[1]。

理论教学是培养学生专业技能和实践能力的基础,因此要重视理论教学环节。在教学中除了基本教学内容的讲授以外,还应特别强调以下几个方面在钢结构课程学习中的作用。

(一)重视力学基础与钢结构教学的结合

钢结构是一门理论性和综合性都很强的专业基础课,需要以材料力学、结构力学、荷载与结构设计原理等课程知识作为基础,因此在课程学习初首先回顾先修课程基础知识非常必要,以此引导学生复习相关内容,为学习钢结构课程打下良好理论基础。

(二)理论教学与工程实例相结合

理论教学稍显枯燥,在课程教学中应适当穿插工程实例以调整学生学习状态,调动课堂积极性。在绪论中结合钢结构的应用和发展介绍学生感兴趣的钢结构工程,引导学生讨论结构特点及选型、设计中存在的问题,或者在连接和构件分析与设计中介绍与某个问题相关的背景实例。例如:在讲授轴心拉杆设计时介绍索穹顶结构的组成和特点,以使学生对受拉构件能充分利用材料强度进而节省材料有直观认识;在讲授轴心压杆的稳定时介绍加拿大魁北克大桥和美国哈特福德体育馆由于构件失稳而导致结构发生倒塌破坏的例子,使学生了解相关问题的历史背景,也使学生充分认识到稳定对于钢结构的重要性。 在课程教学中结合演示性或学生动手参与的试验和实际工程中的影像资料进行讲解,使学生通过直观感受加深对钢结构基本概念和理论的理解。目前,一些有条件的高校建立了钢结构多功能教学实验平台[2],通过实验平台训练学生对钢结构构件和连接的实验技能,培养学生的创新意识与创新能力,教学成效显著。不具备条件的高校可以利用影像资料弥补这些不足。例如:由于学校实验条件有限,笔者所在的教研团队在钢结构加工厂拍摄了大量钢结构生产、制作过程的视频和图片资料,在课堂上结合相应的教学内容进行展示,也取得了较好的效果。

(三)理论教学与结构设计规范相结合

结构设计必然要结合结构设计规范,学生毕业后要从事钢结构设计工作,需要使用很多规范,在课程教学中把教学内容和相关规范要求结合起来,既能加深学生对抽象规范条文的理解,又能培养学生独立使用各种规范、查阅相关文献资料的能力。此外,在教学中还注重将注册结构工程师执业资格制度和注册结构工程师考试相关内容作一定介绍,引导和培养学生在这方面的兴趣,调动学生努力学习专业知识的积极性。

(四)计算机软件与结构分析设计相结合

目前钢结构的分析与设计基本采用专门的软件来完成,如ansys、abaqus、sts、mst、3d3s等。为使学生尽快掌握这方面的能力,适应以后的工作需要,在教学中引入部分计算机软件的演示和讲授。例如:演示使用ansys有限元分析软件进行钢结构基本构件和空间结构的计算分析,讲授sts设计软件进行钢桁架结构和钢框架结构的设计,介绍mst设计软件进行空间网格结构的设计。同时在后续的课程设计和毕业设计中鼓励学生使用相关软件进行结构计算和施工图绘制,进一步培养学生使用结构设计软件进行设计的能力。

三、实践教学的实施

实践教学环节是土木工程教学中非常重要的环节,在现代工程教育中占有十分重要的地位,是培养学生综合运用知识、动手能力和创新精神的关键环节,其作用和功能是理论教学所不能替代的。工程师最终的任务是将理论知识在实践中加以运用,并通过实践来验证理论结果是否正确,所以工程人员必须具备实践能力。同时,土木工程师还应具有一定的实践经验,很多工程问题的处理由于客观情况过于复杂,难以如实地进行理论分析,在很大程度上仍然依靠实践经验来解决[3]。

目前,钢结构课程的实践能力培养主要依靠课程设计、毕业设计等来实现。有条件的院校也可通过专业实习和观察演示性实验等环节组织学生开展讨论来认识、理解钢结构的组成、特点、应用及结构和构件的受力特性等。

(一)课程设计

学校钢结构课程设计内容仍为传统的钢屋架结构。虽然这种结构形式较为简

单,但其内容涵盖了轴心受力构件(桁架杆件)、受弯构件(檩条)及压弯、拉弯构件(当上弦或下弦有节间荷载时),主要为焊缝连接。因此通过完成设计,可以实现由基本构件、连接到简单结构选型、计算分析、设计和施工图绘制的训练。

在具体实施上,鼓励学生通过学习ansys、sts等软件完成结构计算分析和施工图绘制。通常,学生在进行结构计算分析时多采用ansys有限元软件或结构力学求解器并辅以手算校核的方式,而在施工图绘制阶段基本都采用sts软件来实现。通过这些训练,学生已基本能够熟练使用软件完成一般结构的设计工作。

(二)毕业设计

过去,由于钢结构应用不太广泛,很多高校的毕业设计题目都采用混凝土结构的形式,这也是过去在教学上重视混凝土结构而轻视钢结构的原因之一。但由于钢结构发展迅速、前景广阔,很多学生希望毕业后从事钢结构设计与施工方面的工作,或者选择了攻读钢结构方向的研究生,因此希望能有机会进一步深入地学习钢结构设计方面的知识。

近年来,在毕业设计中增加了一些钢结构方面的题目,如多高层钢框架结构、轻型门式钢架结构和网架结构等,尝试指导学生进一步学习和应用钢结构知识,实践效果良好。此外,除了基本的手算内容以外,还鼓励学生采用sts、mst等软件完成结构计算分析和施工图绘制工作。

通过认识实习—理论课教学—课程设计—毕业设计这样一系列教学环节的深入,使学生对知识的理解和掌握从简单到复杂、从理论到实践、从基本原理、基本构件到简单结构进而到复杂结构,培养学生工程设计的能力和思维。

四、结语

学校钢结构课程教学工作虽然在课程体系的设置、学生实践能力的培养上做了一定的思考、探索与实践,但同时与国内一些高水平大学在人才培养模式、教学条件、教学质量和教学效果等方面还存在差距,还需要在今后的教学实践中不断探索和努力,不断提高教学质量和人才培养质量,以适应钢结构行业对人才的需求。

参考文献:

[1] 高等学校土木工程专业指导委员会.高等学校土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲[m].北京:高等教育出版社,2002.

[2] 王伟,赵宪忠,郭小农,等.钢结构多功能教学实验平台的研制与实践[j].高等建筑教育,2009,18(2):102-104.

[3] 林峰,顾祥林,何敏娟.现代土木工程特点与土木工程专业人才的培养模式[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)

钢结构工程论文篇(6)

中图分类号:G6420;TU391文献标志码:A文章编号:10052909(2016)03006804钢结构代表了未来建筑结构发展的新模式[1],但相关专业技术人员严重缺乏,已成为目前影响整个钢结构行业健康快速发展的“瓶颈”,大力推进人才强企战略成为推动建筑钢结构发展的重要战略之一[2]。作为专业人才培养主要渠道之一的国内各高校,为了使学生更好地适应钢结构行业企业的需要,对钢结构课程教学进行了一系列的研究,主要包括:(1)钢结构专业人才培养现状调查、钢结构专业人才培养目标;(2)钢结构课程教学特点、当前钢结构课程教学中存在的问题、教学改革方向和措施;(3)钢结构课程教学团队建设;(4)钢结构课程群设计及学时安排;(5)教学内容、教学方法、教学模式、教学手段的改革等。

上述众多的研究都提出采用案例教学法有利于提高学生综合应用能力,但在实施过程中面临的问题是:在钢结构设计原理、钢结构设计、课程设计、毕业设计等教学各环节采用的案例零散、相互间无联系,导致各课程各环节各自为政,不利于学生整体设计思维的建立和对所学知识的融会贯通。且大多数教材所提供的工程案例,直接采用结构软件计算结果,计算过程和施工图简略,无法为在课程设计、毕业设计中需进行手工计算的学生提供有效参考,不利于学生对设计理论的理解和应用。本文将对钢结构课程案例设计及以案例为主线的一体化教学进行研究。一、案例设计

(一)案例的设计原则

以案例为主线的一体化教学中,案例是教学目标实现的关键,在进行案例的选择与设计时主要考虑以下几点:

1.以满足教学需要为前提

案例是为教学服务的,它作为整个教学活动的主线,首先要满足教学内容的需要,能基本涵盖教学大纲中的主要理论知识点。其次,要满足教学目标的需要,每个案例要向学生传授哪些理论知识、能解决哪些实际工程问题、能培养学生哪些方面的能力,都需要预先进行设计和考虑[3]。

2.以实用、够用为原则

通过以案例为主线的钢结构课程一体化教学,学生在课程学习结束后就能进行常规钢结构项目的结构设计。而不同结构体系的设计方法及适用规范都会有所不同,在有限的教学学时内,通常只能对常见结构体系的设计进行讲授。因此在进行案例选择时,应结合钢结构行业发展现状及未来趋势,以实用和够用为原则,选择具有广泛应用性和代表性的案例。

3.以学生应用能力培养为核心

本文所研究的教学改革的最终目标是提高学生对钢结构理论知识的综合应用能力。所选案例首先在内容上应具有完整性和综合性,有利于学生将零散的理论知识系统化,培养学生整体设计思维意识。其次,所选案例在难度上应符合学生的认知能力。学生在开始课程学习之前,对钢结构一无所知。而一个实际工程项目往往较复杂,不仅包含大量的背景信息和前提条件,还涉及多领域、多学科的知识。过于繁杂庞大的项目容易让学生找不到方向和重点,造成较大的学习压力。因此案例的选择与设计应符合学生由易到难、循序渐进的认知过程,可结合理论教学内容对实际工程项目进行适当简化后作为教学案例。

(二)钢结构课程案例设计

以笔者所在学校(应用型本科)为例,钢结构理论课程主要开设钢结构设计原理(32学时)、钢结构设计(32学时),实践环节包括课程设计(1周)和毕业设计。设计原理课程内容重点是构件(轴心受力、受弯、压弯和拉弯)设计、焊缝连接设计和螺栓连接设计;钢结构设计课程内容重点是普通钢屋架单层厂房设计、轻型门式刚架结构设计、多层钢框架结构设计;课程设计要求学生完成一榀钢桁架的设计;毕业设计选题为轻型门式刚架结构或多层钢框架结构。

钢结构课程一体化教学过程中,案例所肩负的任务是要将钢结构所有课程、所有教学环节和绝大部分知识点串连起来,使各课程间相互联系和衔接得更加紧密,使理论教学与实际应用之间过渡得更加自然,从而改变传统教学中各课程各自为政、例题零散相互间无联系、理论环节与实践环节脱节的现状。综合考虑教学内容的适应性、教学实施的可操作性、工程实际应用的广泛性,确定三大案例,如表1所示。表1钢结构课程案例案例名称案例内容案例1:某钢屋架设计(角钢桁架)基本资料;支撑布置;荷载计算;内力计算;杆件设计;节点设计;施工图案例2:某单层仓库设计(门式刚架结构)基本资料;结构布置;围护结构设计;抗风柱设计;支撑设计;檩条设计;墙梁设计;刚架设计;施工图案例3:某多层试验楼设计(多层钢框架)基本资料;结构布置及材料选择;构件截面初选;荷载计算;内力计算;荷载效应组合;构件截面设计;节点连接设计;施工图案例的编写应注意:(1)计算过程要详细。在实际工作中,结构设计计算通常由软件完成。但为加强学生对基本设计理论的理解,课程设计和毕业设计环节中,一般要求学生手算为主、软件计算为辅。案例的计算过程应尽可能的详细,尤其在荷载取值、内力计算、荷载效应组合等方面,这样才能给学生完成课程设计或毕业设计提供有效参考。(2)施工图应达到一定深度。钢结构施工图具有符号多、标注多、节点详图多等特点,与之前学生熟悉的钢筋混凝土结构施工图在表达方式、内容等方面都有很大的不同,因此,与案例配套的施工图应达到一定深度,以便于学生在识读、模仿绘图的过程中掌握钢结构施工图的绘制内容及常规表达方法。

二、以案例为主线的钢结构课程一体化教学研究与实践

(一)一体化教学活动整体设计

赫尔巴特说:“如果缺乏背景经验,任何新的感知根本就没有任何意义可言。”在对以案例为主线的钢结构课程一体化教学活动进行整体设计时,关键在于如何通过案例这条主线,把钢结构课程所有教学环节和主要理论知识点串联起来,以工程案例为载体,通过教师的引导,将学生处于真实问题的情境之中,并带着问题设身处地地思考,寻求问题的解决方法,进行探索式的学习,在获取专业理论知识的同时体验职业思维方法,培养分析、解决问题的能力和对理论知识的综合应用能力。

以钢桁架、门式刚架、多层钢框架三大案例为载体,开展钢结构课程一体化教学的总体思路如图1所示。由于同一案例往往涉及不同章节甚至不同课程的教学内容,在教学过程中,如何帮助学生理清脉络把握主线、实现课程间的融合衔接是关键。同一案例用在不同课程教学中,其侧重点也是不一样的。原理课程关注的是案例中单一构件、节点在内力已知情况下的截面设计和连接设计;设计课程则侧重于通过案例帮助学生完成整体设计思路的构建;在课程设计和毕业设计实践环节,目的是让学生在参考、模仿案例完成任务的过程中,进一步巩固和强化学习效果,实现对前两门课所学理论知识的综合运用。

(二)案例为主线的教学实践

以案例为主线开展理论教学,每一节课都是一个单独的案例教学活动。由于受学时限制,传统案例教学中很重要的课堂讨论等互动环节很难充分的开展。如何通过合理的课堂设计,把握好理论教学与案例分析的节奏,达到理论知识实现应用转化的最终目标就成为关键。基本思路是:基于案例中呈现的问题,以问题解决为指向完成理论教学。主要过程是:(1)问题铺垫:基于案例背景,结合教学内容引导学生分析需解决的问题(做什么);(2)理论讲解:针对案例需解决的问题进行基本设计理论知识的讲解(怎么做);(3)实践应用:帮助学生运用所学理论知识解决案例相关问题(怎么用)。

通过案例构建真实的实践氛围进行基本理论的讲授,以案例阐述理论,最大限度地减轻学生的认知负荷,不仅让学生知道“学什么”,更重要的是知道“学了可以做什么,怎么做”,体验到用所学理论知识解决工程实际问题的成就感,减少了单纯学习理论知识的枯燥感和迷茫感。

(三)教学效果反馈与评价

教学评价是检验教学效果的重要方式之一,是教师进行教学反思的依托。学生是教学活动的参与者和受益者,对教学效果的好与坏最有发言权。根据教学改革拟达成的目标,对学院2010级、2011级土木工程专业学生进行不具名问卷调查,结果如图2所示。

图22010级、2011级土木工程专业调查问卷结果实践证明,通过以案例为主线的钢结构课程一体化教学改革取得良好的教学效果。最大的收获在于,学生在“提出问题”与“寻求解答”的交互中完成了由“被动学习”到“主动学习”的转变,在“案例”与“理论”交叉学习的过程中完成了从基本理论到实际应用的转换。整个教学过程,对于学生而言,不仅仅是单纯理论知识的学习过程,而是一个将零散知识逐渐系统化的过程,更是一个应用能力培养和提升的过程。同时,教师在案例预设、教学实践与反思的过程中也不断成长,实现了教学相长。

三、结语

通过案例这条主线贯穿钢结构理论教学和实践教学环节,加强了基本设计理论、构件设计、结构整体设计三个层次教学的纵向联系,实现了钢结构设计原理、钢结构设计、课程设计、毕业设计一体化教学。通过案例阐述理论,有利于教师“教”和学生“学”,有利于改变学生学习过程中只见树木不见森林、应用所学理论知识解决实际工程问题能力差的现状,有利于学生综合应用能力的培养和整体设计思维的建立。

参考文献:

[1]李永平.我国钢结构建筑行业发展研究[J].上海建材,2012(5):12-13.

[2]云朋.钢结构建筑市场应用型人才需求与钢结构教学改革[J].西南科技大学(高校研究),2011(4):55-57.

钢结构工程论文篇(7)

钢管混凝土结构是指在钢管内充填素混凝土形成的组合结构,它凭着高承载力、塑性和韧性好、耐火性能好、经济效益好和施工方便等优点在实际工程中得到了广泛的应用,同时也引起了国内外诸多学者的关注,通过长期深入的研究,取得了巨大的成果。目前,国外关于钢管混凝土构件的设计规程主要是欧洲EC4(1994)、德国DINI8800(1997)、美国SSLC(1979)、LRFD(1999)和ACI(1999)以及日本AIJ(1997)等,这些规程中都同时给出了圆形截面和方、矩形截面钢管混凝土构件的承载力设计计算有关条文,其中尤以欧洲EC4、美国LRFD和日本AIJ最具代表性。尽管国内对钢管混凝土的研究工作相对落后,但随着经济的发展,我国学者在这一领域所取得的研究成果也令人瞩目,制定的设计规程包括CECS28:90(1992)、DB29-57-2003和DL/T5085-1999(1999)等。本文对国内外已有的几种钢管混凝土轴压构件的设计规范做了整理介绍,并对三种轴心受压承载力的计算理论进行了比较与分析。

一、轴心受压构件

(1)EC4规范。欧洲EC4(1994)是CEN提出的关于钢—混凝土混合结构的设计规范,能同时适用于圆形和方、矩形截面钢管混凝土设计计算。(2)LRFD规范。LRFD(1999)为美国钢结构协会制定的设计规程,它考虑了构件的整体稳定,先将混凝土强度折算到钢材中,得到其名义抗压强度,再用计算钢管混凝土轴压构件的承载力。(3)AIJ规范。AIJ(1997)是日本建筑学会在大量试验研究的基础上提出的设计规范,它同时给出了极限状态设计法和允许应力设计法,其截面形式包括圆形和方、矩形。(4)DBJ13-51-2003。《钢管混凝土结构技术规程》为福建省工程建设标准,能同时适用于圆形和方、矩形钢管混凝土设计计算。从上述各种规范给出的钢管混凝土轴压构件承载力设计计算公式不难看出,因各种规范制定的思路和出发点不同,所得计算公式也各不相同。有的是建立在钢结构的计算方法基础上,有的是建立在混凝土的计算方法基础之上,还有的则是把两者结合起来视为一个整体对其进行分析。

二、三种轴压承载力计算理论及公式的比较研究

综合以上各种规程所提到的计算方法,目前用于钢管混凝土的计算理论主要有三种:统一理论、拟钢理论和拟混凝土理论,现分别做简要介绍。

1.统一理论。“统一理论”是钟善桐1993年在总结以往研究成果的基础之上提出的,该理论认为钢管混凝土在承受各种荷载作用时的工作性能是随材料的物理参数、统一体的几何参数、截面形式和应力状态的改变发生改变的,变化是连续相关的,计算则是统一的。它将钢管混凝土视为一个整体,按单一材料研究其组合性能,计算构件的承载力时,不再区分钢管与混凝土。这种基于组合理论的计算方法物理意义比较明确且计算简单,适用于实际设计,但它没考虑钢管与混凝土之间的相互工作效应,使其计算结果偏于安全,而且该计算公式是在回归分析的基础之上建立的,缺乏试验验证,还需进一步研究。

2.拟钢理论。拟钢理论是同济大学基于钢结构规范提出的一种计算理论,它将混凝土折算成为钢,再按照钢结构规范进行设计。这种方法是在不改变钢管横截面面积的条件下,将管内填充的混凝土看成是对钢管壁屈服强度和弹性模量的提高,以此换算得出等效钢管的性质,并以该等效钢管的承载力作为原钢管混凝土的承载力;在计算时,不考虑内填混凝土对构件的抗拉和抗弯承载力影响,只加入其对轴压承载力提高的相关部分。拟钢理论是采用换算模量,将混凝土折算成钢进行计算,在对高层、超高层建筑进行结构设计时,是忽略了剪切模量再采用换算模量对其进行内力分析的,所以会出现分析结果和构件设计不准确的情况;另外,将钢管和混凝土统一成整体后,不易明确混凝土的分担作用和结构行为,所以具有一定的局限性。

3.拟混凝土理论。拟混凝土理论认为钢管混凝土是由钢管对核心混凝土实施套箍强化后的一种套箍混凝土或约束混凝土。在计算时,只考虑核心混凝土二向应力状态下的受力情况,将钢管壁看成是处于核心混凝土周围的等效纵向钢筋,其面积按照钢管的形状和截面积而定。该理论从概念上要比较适合圆形钢管混凝土,对于方、矩形钢管混凝土,因钢管对混凝土提供的约束能力比较小,其套箍混凝土的概念已不再适用。实际上,“约束效应系数”对套箍作用的发挥至关重要,但这种理论不能拟合出一条具有代表性的曲线来例证它的有效性,因此不是十分可靠。目前,对钢管混凝土构件有着不同的研究方法,以上三种理论是研究者们从不同的角度对其进行分析而得出的,由于钢管混凝土力学性能的复杂性,使得三种理论具有一定的缺陷和不足,因理解不同,导致估计的准确程度不同,所获得的计算方法和计算结果也就有所出入。因此还有待做进一步的研究。

三、结语

钢管混凝土这一组合结构因其独特的优势,在工程中已得到广泛的应用,并引起国内外诸多学者的关注,通过长期深入的研究,编制出了相应的设计规程,其成就令人瞩目。本文就国内外已有的几种钢管混凝土轴压构件承载力的设计规范做了整理介绍,且对目前适用于钢管混凝土的三种计算理论进行了评述,指出其不足之处,并通过算例结果比较了三者的差别,说明对钢管混凝土构件还有待做进一步的研究。

参 考 文 献

[1]钟善桐,钢管混凝土结构[M].北京:清华大学出版社,2003:28~32

[2]韩林海,杨有福.现代钢管混凝土结构技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2004:5~6

[3]韩林海.钢管混凝土结构[M].北京:科学出版社,2000:3~8

[4]European Commitee for Standardization.Eurocode 4.Design of com

posite steel and concrete structures[S].London.British.1994

[5]American Institute of Steel Construction(AISC).Load and resistance

factor design specification for structural steel buildings[S].Chicago.U.S.

A.1999

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and construction of concrete filled steel tubular structures[S].Tokyo.Japan.1997

[7]福建省工程建设标准《钢管混凝土结构技术规程》(DBJl3-51-2003)[S].福州.2003

钢结构工程论文篇(8)

钢结构具有重量轻、强度高并且抗震性能好的特点,在房屋的建筑中得到了非常广泛的应用。近些年是中国钢结构技术、产业、市场快速发展的黄金时代,钢结构行业成为在国民经济建设中发挥着重要作用的新型产业之一。据了解,在欧美发达国家,钢结构建筑数量占总建筑数量的比重已经达到30%至40%,高的已经占到60%以上,而我国目前的比例仅为5%左右。按照《国家和建筑钢结构产业“十二五”计划》规划,“十二五”期间,将逐步实现年建筑钢结构用钢材占全国钢材总产量的10%左右,钢结构住宅建筑占到房屋总建筑面积的15%左右。总体来说,我国钢结构产业属于成长性朝阳行业,发展前景很好。因此,钢结构建筑方面急需大量的人才,土木专业学生毕业后接触到钢结构建筑的机会越来越多。

在现今的教学中,我国应用型高校的人才培养模式与社会的需要存在着很大的差异,为了使钢结构教学更加符合现今的状况,就需要对当今的教学模式进行一些必要的改革,尤其对钢结构实践方面的教学要起到足够的重视。

一、钢结构的教学现状

钢结构课程是土木专业的主要课程,是一门应用科学,不但理论性较强,而且密切联系实践。由于当今社会的飞速发展,传统的教学方法已经不能够满足现今社会对钢结构人才的需要了。随着多年的累积,致使越来越多的问题相继出现了。

1.理论知识不能充分运用到实践中

传统的教学中,教师一直都是以灌输的方式传授知识,学生只是一味地记笔记,而没有时间自己动脑想问题,这就造成了学生只会理论知识,而到了实际生活当中,却不懂得如何应用的状况。与此同时,也由于我国高校的教学工具和教学条件的限制,在实践教学方面较为欠缺,学生在课堂上接触的钢结构的实践知识少之又少,这就造成了在实际的教学中,大部分同学都能够很好地掌握课堂中的理论知识,而在实际的工程中却不能够很好地将理论知识进行合理的应用。

2.学生对力学知识掌握得不透彻

在钢结构的学习中,拥有一定的力学基础非常重要,但是经过多年的教学发现,部分学生对于力学的掌握并不是很透彻。导致他们在钢结构的学习中出现了许多理解上的困难,久而久之,他们对于钢结构的积极性就被打消了,逐步产生恐惧心理,进而产生厌学情绪。教师在教授钢结构的过程中,一定要注意力学知识的渗透与讲解,以便学生更好地掌握知识。

3.教学计划没有与时俱进

现代社会的发展使得钢结构在建筑中所占比重越来越大,但是我们的教学计划、相关课程的钢结构知识讲解等多年来并没有随之变化,教师还是采用传统的教学方法,不能够做到与时俱进。目前大多数应用型高校中,钢结构的课时量都不能够满足实际的需要,教材也只是围绕着一些理论进行展开的,学生无法更深层次地理解教材中的具体理论与规律,由于钢结构的总课时很少,导致缺少相应的实践教学。

4.教材的创新内容不多

随着科技的发展与进步,钢结构出现了许多的新技术、新材料、新工艺。为了使学生理解现今的状况,就需要在教材中多加入一些新的元素,使教材的知识体系得到创新。但是实际的教材却不是这样,教材中的知识点更新的速度比较慢,有些知识点已经不能够体现出现代钢结构的实际状况了,但是却依然当作是重要内容在讲述,学生无法学习到最新的知识,掌握创新的技术。

二、钢结构的教学改革

由于上文中出现的状况严重影响到了钢结构教学的效果,为了提高教学效率与教学质量,需要对钢结构的教学实施一些改革,具体可以采用以下方式:

1.教学计划的改革

要使钢结构的教学质量更高,就需要根据钢结构行业的具体需要,适当增加钢结构的学时量。在讲课的过程中,注意引导学生较为系统地掌握钢结构的相关知识,能够做到从基本理论、识图、预算、设计与施工方面使自己的知识体系更加健全与完善。目前的钢结构课程主要讲述的是钢结构的相关理论和设计知识,这就需要在相关课程中注意讲述钢结构建筑的预算、施工方面的内容。

2.教学手段的改革

(1)多媒体的应用

随着科技的进步,多媒体逐渐在教学中占据着主要的地位。由于钢结构是一门理论性与实践性都非常强的学科,其中的一些知识点比较难懂,并且抽象,仅凭教师的描述,学生很难真正理解其中的具体原理,所以在实际的教学当中,可以采用多媒体通过图片、动画、图纸等使知识点具体化,增加信息量,让学生更加容易理解。

举一个例子,在讲解钢结构节点构造(比如梁柱节点、主次梁节点等)时,为了使学生理解得更加透彻,就可以运用多媒体向学生展示一些与此相关的照片和模型。充分引起学生对钢结构的兴趣,与此同时,钢的具体结构也能更加直观生动地被学生掌握。这种运用多媒体进行教学的方式,不仅能够使课堂的氛围变得非常和谐与融洽,还能够节省教师书写板书的时间,能够使更多的知识在课堂上得到展示,让学生的课堂生活更加充实,学到的东西更多,理解得也更透彻。

(2)实践与理论相结合

教师在讲课的过程中,要注重理论知识的传输,还要结合相应的实践进行详细的讲解,将理论与实践进行完美的结合,才能使学生更加高效地掌握知识。这就需要适当地增加实践环节的教学,比如,通过工程实例与课程相结合的方式进行教学,可以结合实际施工时运用的图纸进行讲解,先让学生自己观察图纸,再由他们提出问题;也可以带学生到加工厂、工地进行参观,在学生亲眼看到钢结构的具体应用的时候,视觉上的冲击会使他们对知识的掌握更加牢固,进一步理解理论知识和工程实践之间的内在联系。

3.课程考核的改革

为了测试学生是否已经很好地掌握了知识,就需要定期对他们进行考核,这就要对考核方式进行相关的改革了。在实际的考核中,可以分为两个部分:理论的考核与实践的考核。一些学生对理论知识掌握得非常快,就可以直接对他们进行实践的考核,加强他们实践的能力;而对于一些基础不好的同学,就要加强他们对理论的掌握,与此同时,还要注重他们实践能力的培养。在理论与实践的双重考核之下,能够很好地了解学生对课堂知识的掌握情况,就可以根据学生的状况,来采取相应的手段提高教学的效率。

三、结语

通过上文的分析,我们可以预测到,钢结构在今后的建筑市场中会占有重要的地位,为了迎合市场的需求,需要培养出大批的高素质的人才。应用型本科高校作为培养应用型人才的圣地,就需要担负起这个使命,针对现今教育中的缺点,采取相应的对策,为社会培养出更多的优秀人才,加快我国钢结构行业的发展。

参考文献

钢结构工程论文篇(9)

【中图分类号】TU3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)10-0002-02

钢结构课程是土木工程学科领域仅次于混凝土结构的重要的核心课程,是高等学校土木工程专业重要的一门专业技术课[1]。目前,在建筑结构体系当中钢结构所占有的比重越来越大,特别是在高层、超高层建筑以及大跨空间结构建筑中。钢结构学科因此而处于不断的发展与更新之中,钢结构的应用领域从传统的工业建筑向民用建筑拓展,同时各种新型的钢结构体系在不断地涌现,例如大跨空间结构(悬索结构、索膜结构、张拉结构等)、轻钢结构等[2]。钢结构课程教学体系形成比较早,目前的钢结构教学体系与实际工程中的应用现状存在差距。

1.钢结构教学内容与实际应用现状

1.1钢结构教学内容

钢结构教学内容分两大部分:钢结构原理和钢结构设计,其中钢结构原理教学量占的比重大,约75%左右,剩余的25%左右教学量为钢结构设计部分。钢结构原理主要内容为:钢结构材料、钢结构连接、受弯构件、轴心受压构件、压弯和拉弯构件等,就是钢结构基本组成构件连接和单个杆件计算原理。钢结构设计主要内容为:单层厂房屋盖设计,轻钢结构门式刚架设计、轻钢结构网架设计初步原理等。教学过程中根据教学进程和计划安排,实践性环节教学(课程设计)安排在单层厂房屋盖设计结束后(教学计划第10-12周)两周课余时间。其设计内容大部分为三角形或者梯形角钢屋架以及由H型钢主、次梁组成的钢平台设计,通过理论计算后绘制设计图纸。

1.2钢结构实际应用现状

现在钢结构的应用情况发生了非常大的变化。伴随着钢产量高速增长,钢结构在土木建筑领域的应用日益广泛,例如钢结构的厂房、大跨度桥梁、多层及高层、超高层钢结构建筑、电视塔等高耸结构,以及体育馆、影剧院、会展中心等大型公共建筑等[2]。同时钢结构分析理论和应用技术的不断发展,轻钢门式刚架结构替代了原有单层厂房排架结构,并且出现了钢-混凝土组合结构、悬索结构、空间桁架结构、索网结构、膜结构等多种新型钢结构体系。钢结构课程的教学计划形成较早,这些变化和新的结构体系和分析理论,在目前的钢结构教学计划中还没有认真体现。

2.钢结构教学体系存在的问题

2.1钢结构教学计划

钢结构课程教学目的是为社会培养钢结构工程领域应用型高级专业人才,必须密切注视社会需求和相应学科社会发展现状,及时调整和改进教学计划。现有的钢结构教学计划实施比较早,与目前的工程应用现状存在差距,但是钢-混凝土组合结构、悬索结构、空间桁架结构、索网结构、膜结构等多种新型钢结构体系,其分析理论大部分涉及到非线性分析和有限元分析,讲课学时、学生理解能力等方面存在实际问题。适当调整和改进教学划是很有必要的,关键问题在于在现有的培养方案和教学大纲基础上,提出切实可行的符合实际教学状况的具体改进方法。

2.2钢结构原理学习过程

钢结构原理学习过程中,发现和反映问题最多的章节为第二章钢结构的连接。本章节的核心内容是,钢结构构件连接部位的焊缝连接和螺栓连接设计计算原理,焊缝连接主要内容为,钢板之间的相互连接和角钢和钢板之间的焊缝连接为主,没有目前实际工程中应用广泛的空间管结构体系的焊缝连接内容,螺栓连接的主要内容为,钢板之间的螺栓连接和钢结构梁与柱的螺栓连接为主,没有实际工程中已经普遍应用的管结构及素网结构的栓钉连接节点内容。

2.3钢结构设计学习过程

钢结构设计学习过程中,设计计算过程和设计图纸绘制过程最详细的结构体系为,桁架式角钢屋架设计,所占有的学时为约4学时左右,但这一结构体系涉及知识点较少,仅为轴心受力构件和轴心力作用下的角焊缝计算,构件类型少,接点单一,重复计算量大,有一定的局限性[3]。目前,钢结构实际工程中应用最广泛的结构体系为,轻钢结构门式刚架和钢框架结构体系,其次为空间网架结构和空间桁架结构。钢结构课程设计过程中,在节点设计上存在不少问题,单靠教科书上的理论知识和设计实例,很难全面掌握正确的设计知识。特别是在支座节点和杆件相交处的节点设计过程中,同学们缺乏钢结构制作、安装基础知识,对节点的立体构成缺乏概念,参考设计实例照旧绘制,说不出基本原理,考虑不到实际制作、安装过程中将要遇到的问题。并且在钢结构原理学习过程中,所掌握和接触到的节点连接方式非常有限,选用的范围存在局限性。

3.完善和提高方法

3.1钢结构教学计划

钢结构教学计划中,教学总学时是敏感的问题,如何利用有限的教学时间让学生有效地掌握大纲要求的内容,是教师需要解决的一大难题[4]。必须在不增加学识、不违背教学大纲的前提下,对教学内容和教学方法进行适当的调整和改进。通过对整个钢结构教学过程分析认为,为了适应目前钢结构发展和应用趋势,在原有的教学时间中调剂出4-6学时,利用这些时间补充进去新的钢结构体系基础理论和应用基础是可以做到的。在钢结构原理学习过程中调剂2-3学时,钢结构设计学习过程中调剂2-3时较为合理。

3.2钢结构原理学习

已经提到,钢结构连接学习内容中,没有新结构体系节点连接内容,关键问题是怎样从原有教学课时安排中调剂出2-3学时,并且怎样利用这2-3学时,有效的补充适合于本科生阶段掌握的新的结构体系相关内容。详细分析钢结构原理学习内容和学时安排发现,有部分教学内容存在重复,例如钢结构材料绝大部分内容已经在土木工程材料课程中详细讲过,不必要在这里重复讲,还有对个别内容,例如钢粱加劲肋设置和设计计算部分,对本科学习角度所占内容比重太大。所以认为这些方面认真调整,调剂出2-3学时是可以的。按结构体系分析理论和力学分析计算角度来说,新的钢结构体系理论和分析过程,都要通过复杂的非线性分析和有限元分析,本科学习角度掌握和理解存在很大的难度。所以掌握体系分析理论角度去努力是不客观的。但是把分析结果反映到相应节点上以后理解和掌握起来比较容易。因为分析过程再复杂的结构体系,其杆件节点部位连接原理基本都包括在焊缝连接和螺栓连接范畴,基本原理是相同的,所以切入点放在新的节点形式和受力特点(计算结果),补充到原有钢结构原理教学内容中,利用2-3学时掌握其基础理论和原理是切实可行的有效方法。

3.3钢结构设计

钢结构设计是整个钢结构教学过程和专业基础课程的综合过程,首先需要通过基础理论把实际钢结构建筑转换成便于力学分析的计算模型,并且通过荷载计算和荷载组合把实际荷载施加到计算模型上,通过进行力学计算得到的内力,最后进行杆件截面设计和相应节点设计。这一学习过程中,设计计算和施工图绘制最详细的(包括计算实例)结构体系,一直选用了桁架式角钢屋架,而对目前实际钢结构工程中应用最广泛的轻型钢结构门式刚架体系,以设计计算基本原理角度安排在教学过程,没有详细的设计计算实例,认为把桁架式角钢屋架设计计算和设计内容替换为实际应用最广泛的简单的轻型钢结构门式刚架设计计算和施工图纸绘制内容为最适合。钢结构课程设计是钢结构设计学习过程中的非常重要的实践性教学环节,以往情况来看,同学们开始进行课程设计时,对钢结构实际结构体系了解很少,基本接触不到钢结构制作、安装具体过程,所以对课程设计对象没有完整的立体概念。认为课程设计开始时,需要安排2-3学时,模型观摩和制作、安装视频教学,让同学们设计之前了解和掌握钢结构体系的实际基本构成。课程设计选题方面给同学们提供适当的选择空间,避免全靠教科书计算实例和设计实例现象。

4.实际应用效果

根据以上的研究基础,教研组从2009年开始,在不增加教学课时的前提下,对部分的钢结构教学计划和内容进行了适当的调整。钢结构原理学习过程中,调剂出2学时,在钢结构连接教学内容中补充了管桁架结构和索网结构中常用的两个节点计算原理,钢结构设计教学过程中,从参考资料中选择了简单的单层单跨门式刚架,组织进行了详细的教学,包括荷载计算及组合、力学计算、截面设计、施工图绘制等(替代了角钢桁架部分)。课程设计实践教学过程中,开始之前组织安排了当地规模较大的钢结构制作车间参观学习,还安排了模型观摩和安装视频观摩教学。课程设计选题方面为了发挥学生的主动性,提供了3个课程设计方向(钢平台、简单钢框架、简单门式刚架)。

为了了解改进后的实际教学效果,教研组从2011年下半年开始,通过不同渠道对12名毕业生(6名2009年以前毕业生、6名2010年以后毕业生)进行了实际调查,调查了解大学本科土木工程学习过程中掌握的钢结构基础知识在实际工作过程中适应情况。这12名毕业生从事于设计院、施工企业、工程管理部门等不同的领域,在调查过程中发现除了一名2010年毕业生外,其他同学都不同程度的接触到了钢结构实际工程项目(绝大部分为新的结构体系)。调查过程中2009年以前毕业的同学们说出了实话,参加实际工作过程中第一次接触倒钢结构工程时,摸不着头绪好像跟课堂上学的情况完全不同的感觉,虽然有丰富实际工程经验的老工程师热心教会和指导,但心里总是在想大学课堂中学的东西跟实际工程相差太大。但这些毕业生也承认,过了艰苦的一年多的学习和适应过程后发现,在大学学习过程中稍微挤出时间学习和接触实际工程应用和发展情况,不会出现这种非常困难局面。跟2010年以后毕业生的调查过程中发现,第一次接触钢结构实际工程,学习和适应过程有一定难度,但觉得不那么陌生,特别高兴地告诉我们经过调整和补充的钢结构教学内容对他们的影响和感受较深。

5.结束语

从发达国家的建筑发展历程和中国建筑行业发展情况来看,钢结构产业的发展还有较大空间,我们要清楚地认识到钢结构市场人才数量的需求越来越多,对人才质量的要求越来越高[5]。教学改革是永恒的主题,在高等教育大发展的今天,教师应改变传统的教学模式[6],要继续捉住本领域的发展趋势,及时更新教学内容,积极创新教学方法,使学生能够掌握最新的行业动态,并储备扎实的理论基础,为今后从事钢结构产业的相关工作打好基础。

参考文献:

[1]张哲.钢结构教学改革创新尝试[ J ]. 高等建筑教育, 2010, 19(5): 66-69.

[2]万红霞. 钢结构教学改革的现状与对策[ J ]. 理工高教研究, 2006, 25(5):113-114.

[3]陈兰. 钢结构课程设计的改革尝试[ J ]. 华南师范大学学报(自然科学版)高校土木工程专业教学研究(增刊),2004: 45-48.

钢结构工程论文篇(10)

中图分类号:G424 文献标识码:A

Steel Structure Teaching Reform Based on CDIO Teaching Theory

HUANG Ling

(School of Civil Engineering and Architecture, Nanchang Hangkong University, Nanchang, Jiangxi 330063)

Abstract Steel curriculum is the backbone of Civil Engineering professional courses, including steel design principles and design of steel structures. Based on the concept of CDIO engineering education, adopted in teaching the integration of theory and practice, the integration of teaching ideas, using inquiry-based teaching methods "problem-based", which greatly stimulated the students' interest and enthusiasm. Curriculum system focusing on student develop practical abilities and innovative thinking to achieve the CDIO education model in the "knowledge, ability and quality" teaching goals.

Key words steel structure; CDIO; inquiry teaching

0 前言

随着我国钢结构建筑形式增多和数量增大,钢结构在土木工程领域的重要性不断增强,钢结构学科发展和更新迅速,新形势下市场的需求对钢结构课堂教学提出了越来越高的要求。钢结构课程的主要内容包括材料特性、各类基本构件(包括轴心受拉、轴心受压、受弯、拉弯和压弯)的受力特点和设计计算方法、构件之间连接的设计计算方法以及建筑钢结构设计。不少高校强调钢结构理论教学与工程训练相结合,但传统的重理论轻实践的教学模式仍在延续。如何在钢结构课程中强调学生“素质和能力”并重,激发学生学习兴趣和热情尤其重要。目前国际上影响较大的CDIO工程教育培养模式,即代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程,强调将教育过程放到工程领域的情境之中。CDIO教育模式的核心是学生的学习目的是为理解学习内容,并通过理论的实践应用体会到所受的教育是有用的,从而学生的学习积极性、创造性潜能被激发出来,达到“知识、能力、素质”有效统一的教学目标。

1 教学内容的改革

结合CDIO教育改革模式,根据钢结构课程特点,创建系统化的课程体系和教学方法,切实解决钢结构课程教学面临的实际问题尤其重要。钢结构课程基于CDIO的钢结构课程改革主要围绕以下几方面进行:

1.1 理论教学部分

传统钢结构课程理论教学分为原理与设计两大部分,钢结构原理主要介绍钢结构的材料特性、钢结构的连接、钢结构的基本构件的设计原理。钢结构设计则介绍各种具体的工程结构的形式、体系及其设计计算方法,包括单层厂房结构、大跨度房屋结构、多层及高层房屋结构等。传统的教学模式是单向的教师教学、学生被动接受的满堂灌模式。很多年来我们没有切实下力气加强学生工程素质的培养,导致很多学生对钢结构课程兴趣不大。基于CDIO的教学模式和理论,我们对课程进行了系统的改革。将课堂教学与实践教学融合,增强了课程的一体化,使得理论与实践教学增强连贯性与整体性。以增强学生“知识、能力、素质”为教学目标。

整门课程中,“绪论”在整个钢结构课程中起着纵向连接的作用,它能激发学生的学习热情,明确学习目的,建立钢知识结构的整体性概念。“绪论”部分,我们采用的教学素材丰富,包括大量钢结构图片、施工视频和综合案例,教学中三分之一的时间由老师讲解,其他时间采用开放课堂的方式进行。针对老师给出的综合案例,由学生课前认真做好准备,课堂采用分组讨论,小组代表发言,老师辅助点评的教学方式。通过真实的案例讨论,增加了学生对钢结构的感性认识,极大激发学生的学习兴趣。通过老师的讲解后使学生获得初步的工程经验,增强了学生学习的主动性,提高学习效率。

在钢结构性能一章中,建立了以正确选择钢材,了解钢材特性,构件设计为主线的理论课程新体系,尝试让学生建立工程师的思维。本章以工程设计项目设计为主线,贯穿整个理论教学。以一个实际的工程项目,让学生从选择钢材做起,让学生带着问题主动去思考,去探究,让学生在“学中做,做中学”。在学生通过自己思考,老师讲解钢材的性质后,将工程结构事故以案例的形式提出,进一步引导学生在工程实际中学会正确选材。同时工程案例的讨论和分析加深了学生对引起脆性破坏因素的理解,各种引起钢结构脆性破坏实例分析可以让学生来以专业的视角来分析和判断问题,培养他们成为面向工程的技术人员,更重要的是让学生建立科学严谨的工作态度,提高了学生的综合素质。

整个课程体系中,将钢结构稳定和钢结构的脆性破坏作为突出的课程重点。以稳定为例,首先通过动画、 工程照片形象生动展现实际压杆的失稳现象,让学生建立对失稳问题的感性认识。然后给出厂房由于杆件失稳引起的整体倒塌事故给学生分组准备,课堂上组织学生从结构理论的稳定、施工的要求、施工的规范等多角度进行讨论。通这种教学模式,学生变被动接受为主动参与教学的过程。基于CDIO的教育理念,强调课程的连续性和贯通性。将钢结构设计原理中构件的设计一并放入整体结构的设计中考虑。在钢结构平台设计、组合楼盖设计、多层钢框架结构设计、型钢混凝土组合结构设计中讲解单根的梁柱设计,并将钢结构节点设计作为钢结构整体设计的重要部分。在整体设计中加强学生的读图看图能力的培养,通过教学内容和实际工程的紧密结合,使得教学形式更加形象生动,继而加深学生对钢结构整体设计的理解。从课程内容上真正实现了CDIO的培养目标,实现了学生“知识、能力、素质”有效的高度统一。

1.2 实践环节的改革

(1)在钢结构课程中安排学生专题调研。例如:在讲到“绪论”时,学生进入课题小组,可选择自身感兴趣专题给出调研报告。可选择内容包括“钢结构行业发展状况调查”,“钢结构的防腐蚀”,“钢结构的防火”“钢结构的施工新技术”等,学生通过各种渠道查找相关内容,获得第一手资料。由课题小组汇总研究报告,制作课件和讲稿,由课题小组面向全班讲授,时间不宜长,最后老师进行点评和补充讲解。 通过这一环节,让学生了解了钢结构工程的现状和发展趋势, 认识了现代钢结构工程研究及产业发展的问题, 让学生明确学习目标和未来发展对人才需求的特点,极大提高了学生学习的积极性和主动性。

(2)以“实践项目”为载体,与CDIO的工程理念实现对接,实现从“设计一实现”项目的转变。例如,将实际工程项目中的“节点设计”作为一个专题项目。由教师提供实际工程状况,让学生在掌握一定知识的基础上, 自己提出设计方案,并用图纸绘出设计意图。学生根据已有力学概念和钢结构基础知识先自行设计节点,通过项目小组课交流讨论,对节点设计做出合理解释,针对学生出现问题教师纠正学生错误的力学概念及设计误区。然后与实际工程设计节点进行对比,讲清楚蕴含了哪些知识点,如何考虑,施工中应注意的问题等,加深了学生印象,通过这一教学过程让学生深刻理解如何运用概念进行设计,并做到融会贯通。以实践项目为载体,以能力培养为纽带,将课程群中相关知识点连接起来, 使学生学到的知识具有较严密的逻辑性,较丰富的关联度,培养了学生分析、解决问题的能力,提高他们的创新精神、综合素质, 达到 “ 知识、能力、素质”有机统一的教学目标。

2 教学方法的改革

在钢结构传统教学中,讲授已成为最主要的教学方式,相比于组织讨论、指导自学等教学行为,讲授显然是一种最便于教师掌控的教学行为。在钢结构教学中对于讲授的改革不是简单地放弃使用讲授,而是应按照研究性学习的特征及其实施要求,对讲授进行结构性的调整和变革。钢结构课程中着重讲授如:钢结构产业的背景性知识、前沿重点问题、研究问题的方法、及如何加强各知识点之间的联系、知识与生活的关联及实践运用等。对于促进学生的研究性学习而言,讲授的核心价值不在于直接给学生传递知识结论本身,而是为学生学习发现问题和独立解决问题提供支持、帮助、刺激和鼓励。在钢结构课程中,我们尝试采用了PBL(Proble m - based l earning)教学法,即以问题为基础的教学方法,强调把学习设置到复杂的、有意义、相对真实的问题情境中,通过学习者合作解决问题,来学习隐含于问题背后的科学知识,形成解决问题的技能,培养自主学习、 终身学习的能力。例如在讲到钢结构的整体稳定时,引出学生感兴趣的整体失稳事故,由教师给出工程概况,提出系列问题,鼓励学生多角度根据已有知识分析整体失稳现象出现的原因,继而总结在遇到此类现象时该从哪里着手进行分析。为了在教学改革中更加客观、准确地评价PBL的效果和效率,通过调查问卷了解到学生对PBL学习的主观感受以及综合能力的提高。大部分学生认为 PBL提高了他们的兴趣和热情及自学能力,增加他们独立学习的能力。但在学习中也出现了某些困难,包括压力增大,老师提问对学生的强制感、紧张感等,因为老师正在对他们进行评估。调查结果显示:93. 1%的学生认为这种方法调动了学习的兴趣和积极性;87 % 的学生认为 PBL可以变被动学习为主动学习,激发了思维,对自学能力有很大提高,85%的学生认为可以掌握重点内容,尤其对于理解难点内容有帮助。

3 结论

本文为解决钢结构传统教学中存在的系列问题,采用基于CDIO教育理念,对钢结构教学进行了改革,提出通过课程一体化教学和教学方式的改革,将理论教学与工程实践相结合,引导学生主动思考与探索,极大激发了学生学习兴趣,提高学生的工程实践能力和创新能力,从而达到提高教育质量的最终目的。

本课题受江西省“十二五”规划课题资助(课题编号:11YB376)

参考文献

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