钢结构的课程设计范文

导语：如何才能写好一篇钢结构的课程设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：钢结构；实践教学；课程设计；质量监控体系

中图分类号：G6420；TU391 文献标志码：A 文章编号：10052909（2015）05010303

作为钢结构课程实践教学的重要环节，钢结构课程设计是土木工程专业本科生的一门必修课，是根据土木工程专业教学计划要求，在教师指导下进行的阶段性专业技术训练，是对前期所学习理论教学效果的一次检验。它要求学生应具有较系统的前期课程基础知识，如高等数学、理论力学、材料力学、结构力学、建筑材料、钢结构原理、钢结构设计及建筑制图等，其主要任务是帮助学生深化课堂所学的设计理论和知识，培养学生理论联系实际，运用科学的研究方法分析和解决实际问题的能力，锻炼制图能力，了解现行设计规范、标准及使用方法

，使学生掌握钢结构的设计方法，并能根据其设计结果绘制施工图。

一、构建课程设计质量监控体系的必要性

随着中国钢产量的不断提高，用钢量已不再是制约钢结构发展的主要因素，建筑钢结构由于其材料性能优良，制作安装工业化程度高以及结构形式新颖灵巧，受到了越来越广泛的应用。随之而来，钢结构人才短缺日渐凸显，企业急需大批钢结构设计和施工的专门人才。

钢结构课程设计是对学生的一次较为全面的设计训练，是钢结构原理和钢结构设计课程后一个重要的综合性实践教学环节，也是培养学生钢结构设计能力的基础性教学环节。它是课程基本概念、基本理论等内容的延伸，也是对所学知识的一次综合运用，将为毕业设计以及工作以后的钢结构工程设计奠定坚实的基础。

但是，长期以来大部分高校形成了重理论、轻实践的教学模式，各高校实践教学的质量监控相对薄弱。就学生而言，受传统教学模式的影响，普遍重视基本理论的学习，忽视实践教学环节在教学活动中的重要地位。一方面大学生习惯于传统的“教师讲，学生听”的教学模式，而对于以学生为主的课程设计环节，自主学习的积极性不高，主动性不强，探索钻研和创新实践能力不足；另一方面，大学生迫于就业压力，学习动机功利化，热衷于考取各种资格证，从而忽视了对专业课的学习，特别是相对自由的设计环节，如果缺乏规范的实践教学规章制度或者监控体系，设计时间、设计进度和设计质量难以保证。因此，如何构建切实可行的课程设计质量监控体系，充分调动学生的积极性和主动性，保证课程设计质量并且督促学生按时独立认真完成课程设计，是一项紧迫而必要的工作，也是钢结构实践教学改革需要不断研究和探讨的课题。

二、课程设计质量监控体系的构建

笔者根据多年的教学经验，并结合山东科技大学钢结构省级精品课程建设工作，在钢结构课程设计质量监控方面进行了一系列改革实践，并取得了较理想的效果。

（一）设计题目多样化

在2006级以前，学校钢结课程设计通常做法是进行钢屋架设计，设计题目单一。随着计算机的普及，课程设计绘图也由原来的手工绘图变成了计算机CAD绘图，这就不可避免地导致前一届学生存储的设计资料流入到下一届学生的手中，出现跨级抄袭或者拷贝的现象。为此，课题组集中编写了三个题目的课程设计任务书，包括钢屋架设计、工作平台设计、门式刚架设计。自2006级以来，三套课程设计任务书轮流使用，并根据设计过程跟踪指导情况适时对设计内容进行添加或者修改，有效避免了跨年级拷贝现象。

（二）设计方案多样化

对于同一个课程设计题目，在编写任务书时，在教学要求完全一致的基础上，给出多组设计条件和设计参数供选择，尽量做到不同的学生完成不同的设计方案。以钢屋架设计为例，通过给出厂房的跨度、屋面情况、积灰荷载、屋架坡度及钢号等多组参数组合，保证每个学生选用不同的方案，具体安排见表1。

下达设计任务书的同时，下发课程设计指导书，详细说明要完成的具体内容，设计图纸的要求以及设计计算书的内容。另外，为了便于指导教师跟踪指导和检查，设计指导书中还要给出设计内容的时间安排。钢屋架设计时间具体安排见表2。

课程设计集中在两周内完成，由于课程设计是在课程结束若干天以后的期末进行，学生表现比较松散，指导教师要随时检查学生整体的进展情况及每个人的完成情况[2]。指导教师要对学生进行过程跟踪指导，并分三次进行集中检查和指导答疑。第一次安排在内力计算及内力组合完成以后，主要检查结构的布置是否合理，荷载及内力的计算是否正确。第二次安排在构件和节点设计完成以后，主要检查构件设计是否合理，验算过程是否完整，计算是否正确，节点设计是否合理。第三次安排在屋架施工图绘制完成以后，主要检查图面布局是否合理，尺寸标注是否正确，是否达到施工图要求等[3]。

通过过程跟踪管理和指导，可以更好地了解学生对知识的掌握程度，以及独立完成课程设计的能力和质量，并以此作为平时成绩考核的依据。

（四）完善考核办法

传统的钢结构课程设计考核主要以设计成绩为主，适当考虑20%的平时成绩。设计成绩主要考虑设计图纸的质量和设计计算书的内容。平时成绩以考勤为主。这种考核方式往往无法兼顾到公平和合理性，不能完全体现学生的主动性和独立工作的能力，也就无法充分调动学生的积极性。为此，我们改革了课程设计的考核方式，将原来以设计成果为主的考核方式变成多方面多指标的考核方式，主要从平时成绩、设计计算书、施工图纸和课程设计答辩四个方面综合考核，对应到具体每一方面，给出相应的量化评价指标，见表3[4]。通过实施这种多方面多指标的量化成绩评定的教学改革实践，学生的主动性有明显提高。

（20%）考勤情况，学习态度是否积极，进度是否达到要求，解决问题的综合能力

设计计算书

（30%）概念是否清晰，计算是否正确，内容是否完整，层次是否分明，条理是否清晰，文字表达是否流畅

施工图纸

（30%）图幅是否饱满，制图是否规范，布局是否合理，图纸内容是否完整，尺寸标注是否正确

课程设计答辩（20%）自我介绍情况，个人应变能力，回答问题是否完整准确

自2006级实施改革实践以来，特别是2009、2010、2011三级，完全按照上述课程设计质量监控体系进行。实践证明：设计质量较以前有很大提高，

设计计算更条理、更完整；从成绩来看，2009级优良率42%，2010级优良率52%，2011级优良率47%，较过去的25%～35%有明显提高；此外，学生也普遍认同该质量监控体系和课程设计实训系统，普遍认为为以后的毕业设计和入职打下了良好的基础。

三、结语

钢结构课程设计是土木工程专业本科生实践教学的重要环节，构建钢结构课程设计质量监控体系，提高钢结构课程设计质量对于培养优秀的钢结构设计和施工人才具有重要的意义。经过近几年的课程设计教学改革的实践，我们体会到在下达任务时，设计题目和设计方案要尽量多样化，从根本上杜绝学生之间的抄袭现象，锻炼学生的独立工作能力。此外，还要加强实践环节的过程管理和指导，进一步完善考核办法，充分发挥学生的积极主动性，保证设计质量的真实、有效。参考文献：

[1] 孙德发，李刚，刘俊英.关于提高钢结构课程设计教学质量的教改实践[J].嘉兴学院学报，2008（5）：139-141.

[2] 郭吉坦.如何提高钢结构课程设计质量的实践探讨[J].高等建筑教育，2002（1）：39-40.

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关键词：钢结构课程；教学改革；工程实践

中图分类号：G71文献标识码：A

文章编号：1009-0118（2012）04-0111-01

一、钢结构的发展现状

钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、造型优美、抗震性能好等特点，与钢筋混凝土结构相比，具有在高、大、轻三方面发展的独特优势，更为突出、更值得关注的是钢结构具有极其优良的环保性能，大部分钢材都能有效地回收，投入循环利用，对环境的污染和占用很小，堪称是一种“绿色结构”。目前我国的钢产量连年居世界首位，在政府的支持和引导下，钢结构从被仅仅在重大工程、标志性建筑上使用，迅速发展到建筑领域普遍使用，呈现出了从未有过的兴旺现象。作为土木工程专业主干课程，钢结构则是培养钢结构人才的主要途径。

二、传统教学的局限性

多年以来，土木工程专业教学中，一直都是以《钢筋混凝土结构》课程为核心，而《钢结构》课程一直都是处于边缘状态，存在着教学学时不足的问题，这是和我国很长一段时期钢产量不高这个事实密不可分的。甚至到现在，相当一部分院校对钢结构的发展认识还不足，从学时学分与课程的性质就可以看出，一些院校的钢结构课程的学时只有30-40学时，而对应的混凝土结构课程有80～100学时，甚至一些院校将钢结构列为任意选修课［1］。

从多年的教学实践来看，《钢结构》课程是一门比较抽象的课程，课程具有涉及内容广、材力、结力等基础扎实、理论体系完善、构造形式复杂、工程实践性强等特点，这就造成了课程具有掌握难度大、上课学生听不懂，工作中对钢结构工程项目的掌握很匮乏，很难将学校所学的理论与工程实践结合起来。

三、《钢结构》课程教学的改革

（一）增加课时量

对《钢结构》课程教学而言，56学时远远不达不到教学效果，这与土木工程现状发展是不相符合的，因此，应该增加学时量来满足课程的学习。同时，应该安排两周的时间进行《钢结构》课程设计。以此将理论与实践有机的结合起来。

（二）工程实践案例与理论教学相结合

理论知识有利于对学生的理解，反过来，工程实践案例又很好地将理论知识的应用。土木工程的综合性和实践性，决定了课堂的理论教学有别于一般理科的教学，工程设计计算理论所反映的是人们千百年来的实践经验，是从失败中获得的经验教训以及通过现代试验手段所证实的客观实际。要使学生领会工程计算理论的科学性、严肃性，学习工程中复杂的可定和不可定因素的处理方法，获得良好的工程意识、工程思维。

实例分析还有利于学生对结构计算理论的深刻理解，将实例引入教学，内容深刻、生动，便于组织不同深度的课堂讨论。各种各样的实例分析，对大学生来说是宝贵的、生动的一课，对于这些未来的工程技术人员的综合素质培养有很大益处。通过对钢结构课程的学习，学生应能较好地掌握钢结构中基本的计算方法和思路，具备一定的钢结构设计能力。

（三）加强课程实习

一般学校，对《钢结构》课程实习的认知程度并不够，很多学院学生对钢结构的认识仅仅只限于开始的认识实习，学生对工程项目的理解还不够深入，对项目的参观也只是走马观花，当进行《钢结构》课程学习时，钢结构工程项目的具体结构形式、构件类型及名称等都没有基本的概念，这样对课程的学习增加了不小的难度，针对目前这种状况，应给学生比较充裕的时间，并提供或联系比较适宜的钢结构项目，使之能深入到工程中去，学习和了解工程中的实质性内容。如今的钢结构设计计算机化程度比较高，而企业对大学生的需求是上手要快，但大多数高校本科阶段并不教授最常用的钢结构设计软件的使用方法和一般技巧，学生一旦进入钢结构设计领域难免会觉得无所适从。将国内最常用的钢结构设计软件引入教学，使学生在校期间就能掌握必要的设计技能，就可以有效地增强学生在就业市场上的竞争能力，同时这种做法也会受到钢结构企业的欢迎。

四、《钢结构》课程考核方式的改革

以往传统的课程效果是以期末考试的方式来进行考核的，由于《钢结构》的内容广泛及复杂，以考试的形式很难达到考核效果和目的。针对本课程的特殊性，以课程中根据工程实践案例的具体内容，让学生选择结构图纸中的一部分内容进行手算，这样既可以使学生对工程项目图纸的全面认识，又做到理论知识与实践相结合，同时，让学生对《钢结构》的相关规范有很好的理解。

五、《钢结构》课程设计、毕业设计的改革

课程设计是结合专业课学习而配置的大型综合性课题，随着专业课学习和专业知识的积累，通过课程设计训练，使学生能够把所学专业知识进行综合运用，提高实践运用能力。《钢结构》课程设计的内容和形式可以多样化，通过工程设计软件进行课程设计，可以使学生对课程理论知识以更全面深刻的了解，同时也对知识的应用有了初步的认识。

课程设计是毕业设计的预演，在毕业设计方面，不少高校的毕业设计题目为多钢筋混凝土框架结构，题目单调、无新意，使得学生失去了最后一次获得钢结构综合练习的机会。走上工作岗位以后，对钢结构一筹莫展，不得不重新经过培训。因此，笔者认为在毕业设计方面也应重视钢结构的课题，有必要选钢结构的题目作为设计题目，选题时可选部分钢结构(结合实际选轻钢结构、梯形钢屋架、门式刚架厂房等)，以此强化钢结构的计算及构造等方面的应用。

六、结束语

钢结构课程教学改革与钢结构行业人才培养密切相关，高等学校要进一步加大钢结构课程教学改革力度，重视钢结构课程教材建设和精品课程的示范作用，在课时不足的情况下合理安排教学计划和教学内容，处理好钢结构与其它课程的关系，加强实践性教学内容，培养学生综合能力，以适应中国钢结构快速发展对人才的迫切需求。

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一、构建课程设计质量监控体系的必要性

随着中国钢产量的不断提高，用钢量已不再是制约钢结构发展的主要因素，建筑钢结构由于其材料性能优良，制作安装工业化程度高以及结构形式新颖灵巧，受到了越来越广泛的应用。随之而来，钢结构人才短缺日渐凸显，企业急需大批钢结构设计和施工的专门人才。钢结构课程设计是对学生的一次较为全面的设计训练，是钢结构原理和钢结构设计课程后一个重要的综合性实践教学环节，也是培养学生钢结构设计能力的基础性教学环节。它是课程基本概念、基本理论等内容的延伸，也是对所学知识的一次综合运用，将为毕业设计以及工作以后的钢结构工程设计奠定坚实的基础。但是，长期以来大部分高校形成了重理论、轻实践的教学模式，各高校实践教学的质量监控相对薄弱。就学生而言，受传统教学模式的影响，普遍重视基本理论的学习，忽视实践教学环节在教学活动中的重要地位。一方面大学生习惯于传统的“教师讲，学生听”的教学模式，而对于以学生为主的课程设计环节，自主学习的积极性不高，主动性不强，探索钻研和创新实践能力不足;另一方面，大学生迫于就业压力，学习动机功利化，热衷于考取各种资格证，从而忽视了对专业课的学习，特别是相对自由的设计环节，如果缺乏规范的实践教学规章制度或者监控体系，设计时间、设计进度和设计质量难以保证。因此，如何构建切实可行的课程设计质量监控体系，充分调动学生的积极性和主动性，保证课程设计质量并且督促学生按时独立认真完成课程设计，是一项紧迫而必要的工作，也是钢结构实践教学改革需要不断研究和探讨的课题。

二、课程设计质量监控体系的构建

笔者根据多年的教学经验，并结合山东科技大学钢结构省级精品课程建设工作，在钢结构课程设计质量监控方面进行了一系列改革实践，并取得了较理想的效果。

(一)设计题目多样化

在2006级以前，学校钢结课程设计通常做法是进行钢屋架设计，设计题目单一。随着计算机的普及，课程设计绘图也由原来的手工绘图变成了计算机CAD绘图，这就不可避免地导致前一届学生存储的设计资料流入到下一届学生的手中，出现跨级抄袭或者拷贝的现象。为此，课题组集中编写了三个题目的课程设计任务书，包括钢屋架设计、工作平台设计、门式刚架设计。自2006级以来，三套课程设计任务书轮流使用，并根据设计过程跟踪指导情况适时对设计内容进行添加或者修改，有效避免了跨年级拷贝现象。

(二)设计方案多样化

对于同一个课程设计题目，在编写任务书时，在教学要求完全一致的基础上，给出多组设计条件和设计参数供选择，尽量做到不同的学生完成不同的设计方案。以钢屋架设计为例，通过给出厂房的跨度、屋面情况、积灰荷载、屋架坡度及钢号等多组参数组合，保证每个学生选用不同的方案，具体安排见表1。例如:三班的25号学生，其相应的设计参数为24m跨度，上人屋面积灰荷载为0，屋架坡度为1/12，选用Q235的钢材。这样，不同的学生选择不同的设计内容，从源头上杜绝了课程设计抄袭或雷同现象的发生，从而能够更好地促使学生独立地完成课程设计，达到预期的训练目的［1］。

(三)加强设计过程的管理和指导

下达设计任务书的同时，下发课程设计指导书，详细说明要完成的具体内容，设计图纸的要求以及设计计算书的内容。另外，为了便于指导教师跟踪指导和检查，设计指导书中还要给出设计内容的时间安排。钢屋架设计时间具体安排见表2。课程设计集中在两周内完成，由于课程设计是在课程结束若干天以后的期末进行，学生表现比较松散，指导教师要随时检查学生整体的进展情况及每个人的完成情况［2］。指导教师要对学生进行过程跟踪指导，并分三次进行集中检查和指导答疑。第一次安排在内力计算及内力组合完成以后，主要检查结构的布置是否合理，荷载及内力的计算是否正确。第二次安排在构件和节点设计完成以后，主要检查构件设计是否合理，验算过程是否完整，计算是否正确，节点设计是否合理。第三次安排在屋架施工图绘制完成以后，主要检查图面布局是否合理，尺寸标注是否正确，是否达到施工图要求等［3］。通过过程跟踪管理和指导，可以更好地了解学生对知识的掌握程度，以及独立完成课程设计的能力和质量，并以此作为平时成绩考核的依据。

(四)完善考核办法

传统的钢结构课程设计考核主要以设计成绩为主，适当考虑20%的平时成绩。设计成绩主要考虑设计图纸的质量和设计计算书的内容。平时成绩以考勤为主。这种考核方式往往无法兼顾到公平和合理性，不能完全体现学生的主动性和独立工作的能力，也就无法充分调动学生的积极性。为此，我们改革了课程设计的考核方式，将原来以设计成果为主的考核方式变成多方面多指标的考核方式，主要从平时成绩、设计计算书、施工图纸和课程设计答辩四个方面综合考核，对应到具体每一方面，给出相应的量化评价指标，见表3［4］。通过实施这种多方面多指标的量化成绩评定的教学改革实践，学生的主动性有明显提高。自2006级实施改革实践以来，特别是2009、2010、2011三级，完全按照上述课程设计质量监控体系进行。实践证明:设计质量较以前有很大提高，设计计算更条理、更完整;从成绩来看，2009级优良率42%，2010级优良率52%，2011级优良率47%，较过去的25%～35%有明显提高;此外，学生也普遍认同该质量监控体系和课程设计实训系统，普遍认为为以后的毕业设计和入职打下了良好的基础。

三、结语

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1.1建筑结构课程的内容较多，从教材出发，课本的主要内容由三大结构组成即混凝土结构、砌体结构和钢结构。而这三大结构课程基本上是相互独立的，传统的教学也是把三大结构按部就班地讲完。但是从当代的建筑工程来看，现代建筑中，钢筋混凝土框架结构和钢筋混凝土框架剪力墙结构在实际工程上被大量采用，而抗震比较差的砌体结构却用得越来越少，所以在这三大结构的教学当中应适当侧重于钢筋混凝土结构的学习，而砌体结构应通过实践教学的方式让学生多学习其构造要求及其抗震规定。而对于以前学时较少的钢结构部分应加强教学的力度和增加学时量，重视钢结构在建筑中的应用。从近几年毕业生所从事的工作看，有一部分学生是从事钢结构工作的。

1.2建筑结构这门功课最终是为实际工程服务的，而这门功课的一些内容和实际施工联系非常紧密，所以我们可以采用实践教学的方法来讲授该部分课程。例如，该课程附带的课程设计即混凝土现浇单向板肋形楼盖设计，我们可以把该设计成果与钢筋工程的施工结合起来讲授。这样学生既学好了这一部分的内容又学习了施工的部分内容，而且对这些内容理解尤为深刻。这样把理论和实践学习相互结合，既使学生学好了理论知识又使学生学会了学以致用。

1.3加大结构施工图识图和绘制在本门课程的比重。对于要参加实际施工的学生来说读图的能力很重要。如果学生到了工地以后看不懂施工图或是看得不对，理解得不对，那么就会影响工作。所以在建筑结构该门功课的教学工作中应加入结构施工图读图的知识，使学生掌握结构基本构件在施工图中是如何表示的。尤其是详细讲解混凝土结构的梁、板、柱中的钢筋是如何摆放的，又是如何在图纸中表示的。以上这些识图的的基本知识对学生的实际读图能力有很大的帮助，而且还可以使学生对本门功课的构件计算有更实际更深层次的理解。

2加强实践动手能力

让学生做课程对应的课程设计，做出计算结果以后，让学生利用制图的知识画出图纸。由教研室购买各种直径的铁丝，由教师统一制定规则，什么样直径的钢筋对应什么样直径的铁丝。在教师审核后，学生领取铁丝并动手制作，做出自己设计的梁、板配筋模型。对于计算结果不正确或模型做得不对的学生，要求返工重算或重做，直至达到合格标准为止。这种教学方法强调了学生的主观能动性，使学生的学习由被动变为主动。

3加强考核方式的改革

课程学习完成后的考核是课程的必要环节，而一次考试不能全面检验学生各方面的学习效果。为了更好地检验学生学习的效果，提高教学质量，我们应根据建筑结构的课程特点进行考核方式的改革。建筑结构这门课程主要培养学生在四个方面的能力：结构图的读图能力，梁、板、柱的计算能力，建筑施工中的构造规定理解能力，建筑规范的理解能力。而考核方式也应该是对上述的四种能力展开针对性的考核。所以考核的方式不是注重最终的考试，或者是取消最终的考试，应注重作业、阶段性的小设计以及课程设计的考核。考核形式应按照比例分配给平时作业的评定、阶段性的小设计以及课程设计。作业评定主要是针对梁、板、柱计算能力的考核，阶段性的小设计主要是针对建筑施工中的构造规定理解能力的考核，而课程设计主要是针对建筑规范的理解能力以及结构图的识图绘图能力的考核。

4结语

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针对土木工程专业结构类课程设计在人才培养和教学中存在的问题，构建了结构类课程设计的目标体系和内容体系，基于整体性提出了结构类课程设计改革和实践方案。实践表明，提高了学生的工程结构设计能力和素质，缩短了学生毕业后工作的适应期。

关键词：

课程设计；结构设计素质；土木工程；适应期

基金项目：

黑龙江省教育科学―十二五规划课题（重点课题GBB1212055；规划课题GBC1213115）；黑龙江科技大学教学改革项目(JY14-88)。

目前，一般院校土木工程专业人才培养都趋向于培养高级应用型技术人才。土木工程专业的实践性很强，而土木工程结构设计是土木工程专业学生必备的业务能力之一，是土木工程专业高素质人才培养的一个极其重要的实践性教学环节。土木工程结构类课程设计是本科生学完混凝土结构、砌体结构、钢结构和土力学地基基础等专业主干课程后，针对所学的各种不同结构体系和构件的设计理论、设计方法和设计计算步骤等内容进行的阶段性总结及设计训练。同时，进行结构类课程设计既是学生顺利完成毕业设计的基础，又是学生毕业后从事土木工程结构设计、技术咨询等工作的前奏。结构类课程设计教学质量将直接影响到学生毕业后从事土木工程结构设计的能力和素质，也将直接影响到学生就业质量，但是，大多数高等院校的结构类课程设计的实践教学内容、教学模式等不能适应新新形势下土木工程人才培养的要求。分析表明，主要存在以下几方面问题：（1）各门结构类课程设计的设计题目和设计内容相互独立，缺乏系统性和整体性，并没有充分考虑各门课程设计之间相关性；（2）各门课程设计的题目来源和设计内容的工程背景不详，缺乏与实际工程的紧密衔接，缺乏应用性；（3）各门课程设计的任务书中所给基础性数据和参数过于具体，不利于学生独立分析问题解决问题能力及创新能力的培养；（4）课程设计的过程管理，质量监控和成绩评定缺乏有效机制；（5）条件保障有待于加强，必要的课程设计指导书等资料匮乏。基于上述存在的问题，进行结构类课程设计的改革研究与实践势在必行。因此，以系统论为先导，基于土木工程结构的整体性概念，加强结构类课程设计的多维度的研究与探索，对提高学生工程结构设计素质，实现学生毕业后从事结构设计的零适应期培养具有重要的显示意义。

1基于整体性构建结构类课程设计的目标体系和内容体系

目标是改革和建设的导向，课程设计的改革亦应如此，明确培养目标是首要的工作。依据社会对土木工程设计人才的需求，明确结构类课程设计改革主要目标是：基于土木工程结构的整体性，培养学生从事工程结构设计和技术咨询等工作的能力和素质，实现毕业后从事结构设计零适应期。具体说，学生在学完混凝土结构、砌体结构、钢结构和土力学地基基础等结构类课程后，通过进行系统的课程设计进一步深化对结构体系和各结构构件的基本概念、基本理论和基本设计方法和公式的理解和应用，并且从土木工程结构整体上把握不同结构体系及其基本构件的具体设计方法和步骤；加强学生对计算机技术（结构电算分析、绘图等）和信息技术应用能力的培养，加强学生设计资料和参考文献查询与检索能力的培养，以及对不同结构体系及其构件的结构施工图表达能力的培养；同时，从多维度培养学生的工程素质（工程意识、工程设计能力等）、创新意识和能力，以及团队协作精神和品质等。土木工程结构是由各种不同受力状态的构件组成的一个空间结构承重体系。对于建筑工程来说，任意一个建筑结构都是由竖向结构承重体系、水平结构承重体系和下部结构承重体系组成的空间承重骨架，这三部分承重体系之间并不是孤立存在，而是相互连接，组成一个一个系统。这样无论以哪一部分体系为内容进行课程设计，都应该基于整体（系统）性去分析相互之间的关联性[1-3]。传统的结构类课程设计内容体系包括单向板肋梁楼盖结构设计、单层工业厂房排架结构设计、钢屋架结构设计和基础工程结构设计。由于混凝土结构的装配式单层工业厂房排架结构在目前实际工程中应用较少，且在排架柱设计时，内力组合理论与框架结构中框架柱的内力组合理论相同，因此在新的课程设计内容体系中将其取消。根据土木工程的专业主干课课程体系构建土木工程专业（建筑工程方向）结构类课程设计内容体系。结合一幢多层混凝土框架结构工业厂房（附带有多层砌体结构办公楼）。从房屋建筑工程结构整体性的角度编写结构类课程设计任务书，内容包括总则（包含设计目的、工程背景资料、建筑图纸等）和各分项课程设计内容的设计要求及相关资料和参考文献，在课程设计任务书中体现出：钢屋盖结构课程设计主要是设计框架厂房的屋盖，混凝土梁板结构课程设计主要是设计框架结构厂房及砌体结构办公楼的楼盖和楼梯；通过完成屋盖和楼盖结构设计，即可确定出由屋盖和楼盖传递给框架和墙体的荷载，这样就可以进行框架结构和砌体的课程设计。砌体结构课程设计主要设计砌体结构部分的墙体、墙梁、过梁、圈梁和雨篷等。上述四项课程设计内容的完成，即完成了整个建筑结构体系的上部结构体系的结构设计，也确定出了上部结构传递给基础的荷载；再根据地质条件等其他因素，进行基础工程的选型和设计计算，完成基础的结构设计[1]。

2基于整体性培养学生结构设计能力及创新意识和能力

结构设计是一项富于创新的工作。在课程设计任务书中，根据建筑的使用功能要求和建筑模数的要求给定相关的尺寸（柱网尺寸、标高、层高等），通过这些尺寸的合理交叉使班级每个学生具有一组基础数据；对于楼面的做法、楼（屋）面可变荷载等都不直接给出，由学生自己设计或查阅资料确定，这相当于每个学生的设计方案计算都不尽相同。对于结构体系的具体结构形式也不做明确的规定（如混凝土梁板结构课程设计中不明确要求必须采用何种结构形式的楼盖和楼梯等），让学生根据结构实际情况进行结构设计，这样通过课程设计的训练，既培养了学生的创新意识和创新能力，又培养了学生独立分析问题和解决问题的能力。学生集中在第六学期8周的时间内系统地完成规定五项设计内容，每项设计内容完成后，要求学生要保存每项课程设计数据和成果，以便进行下一项课程设计时应用到上一项课程设计的数据，保持其设计数据的连续性和完整性。同时，建立每个学生课程设计档案，最终完成五项课程设计后，使每个学生的各项课程设计的设计成果归档到一起，统一保管，有利于学生在第8学期进行毕业设计时提供参考。基于整体性学生系统地完成了任务书中规定的五项课程设计内容，实现了一幢建筑的整个结构设计，既完成了结构的上部承重体系（水平承重体系和竖向承重体系）和下部承重体系的结构设计。这样组织开展课程设计，系统地巩固了学生所学的混凝土结构、砌体结构、钢结构和土力学地基基础等结构类课程的设计理论和设计方法，提高了学生结构设计方面专业知识的运用能力；设计既紧密结合工程实际，又提高了学生对建筑结构设计的整体性认识。计算机辅助设计在土木工程中的应用已经非常广泛，用于结构分析和绘图的软件（如PKPM、天正、CAD等）也较多，结合建筑工程计算机辅助设计课程的开设，在课程设计中，对于每一分项课程设计，要求学生手工绘图和计算机绘图相结合。要求至少一张手工绘图，目的在于强化手工绘图的基本技能；同时，要求学生至少一张计算机绘图。对于结构设计计算，要求采用电算和手算相结合，应用电算对手算进行复核[4-5]。结构类课程大作业也是对学生所学专业设计知识在实际工程设计中的综合性训练，有针对性地安排设计型大作业，可以实现对学生所学专业知识的系统设计训练，及时检测学生生多所学知识的掌握程度；同时，实现对课程设计起到良好的衔接和促进作用。例如，在混凝土结构设计原理课程教学中，当讲完受弯构件纵向钢筋的弯起、截断和锚固等内容后，就可以及时地给学生布置一道均布荷载作用下外伸简支梁设计的大作业，主要是强化学生对受弯构件纵向钢筋弯起、截断和锚固等构造要求的理解和掌握。学生完成此大作业后，有助于加深理解肋梁楼盖结构和楼梯结构中各类梁的纵向钢筋构造要求。此外，结构类课程设计内容体系中取消了单层工业厂房排架结构课程设计，但单层工业厂房排架结构内力计算及组合的方法对后续课程的学习是非常必要的。为了加强学生对这部分知识的理解和应用，可以安排排架结构内力计算和组合的大作业。

3基于整体性加强过程管理、质量控制和评价机制

结构类课程设计的时间比较紧，设计计算和绘图的工作量较大；并且一般高的院校第六学期的结构类课程设计和高一年级本科生的毕业设计同时进行，教师指导课程设计和毕业设计的工作量较大。为此，在第五学期相关结构类课程的结构设计内容讲完后，就把课程设计任务书发到学生手中，使学生能结合所学内容，有针对性地提前思考和准备课程设计。将课程设计紧密融入相关课程教学中；同时，任课教师在结构类课程教学中既要给学生讲清本门课程的课程设计内容和课程设计的必要性，又要讲清课程设计直接相关的内容，特别是指出学生设计中经常出现的问题。在具体设计时，指导教师要通过正确的引导，使学生进一步重视课程设计，激发学生的积极性和主动性。指导学生制定较为详尽的课程设计进度计划，按计划每天加强指导和考核，培养学生自我管理、自我约束的意识和严谨、务实的工程师品质，保证课程设计按时高质量完成。五个分项课程设计内容构成一个系统，各分项课程设计按照“3+1”人才培养的要求，集中于第五学期完成，综合性较强，因此对指导教师的指导能力和水平以及时间的保障也提出了较高要求。为保证指导质量。依据教师专业能力优势，对指导教师实行分组，每组集中对一个或几个班级进行指导，要求每组指导教师对五项课程设计内容的指导，分工协作；对于不同分项课程设计内容的指导实行主指导教师负责制，且对于不同分项课程设计内容的指导实现指导教师的优势互补。避免一位指导教师集中指导一个或几个班级课程设计时，在时间上和指导能力与水平上的不足。改革课程设计的评价办法，基于整体性原则，在考核结构方案和结构选型的合理性、设计计算的准确性和图纸绘制规范性的基础上，还要结合平时的表现考核独立分析问题和解决问题的能力、计算机应用能力等。并且有必要通过答辩的方式进一步考核学生课程设计是否存在抄袭、对设计基本理论的理解和应用情况[6]。同时，指导教师通过对课程设计的指导、审阅和答辩，及时进行总结和研讨课程设计中存在问题和不足；并且也有必要针对学生设计中存在的问题对学生组织召开课程设计专项总结会。这样循序渐进，逐步提高学生设计的水平。

4基于整体性加强条件保障机制建设

良好的教学条件保障是完成高质量课程设计的基石。对于结构类课程设计的整体性改革，结合学生的特点，编制高质量的课程设计指导书是重要的条件保障之一。结合结构类课程设计任务书编写其课程设计指导书。针对学生初次进行结构设计的特点，指导书中应详细说明各结构体系设计的基本理论、基本方法和设计步骤；并且编写具有代表性的工程实例及设计计算和绘图中应特别注意的问题。同时，指导书中的工程实例集中反映现行结构设计规范条文的应用、最新科研成果及工程经验，这样通过工程实例引导学生加深理解所需理论知识，进一步促进理论与实践相结合，有利于提高课程设计质量。

5结束语

上述结构类课程设计改革的研究成果已经过两届毕业生的实践性教学中的实践，取得了较好的效果，学生的工程结构素质得到了提高，促进了毕业设计质量的提升。从学生就业来看，近两届毕业生到设计单位就职的明显增多；信息反馈表明，这些毕业生在实际工作中明显体现出适应期短、上手快的特点，得到了工作单位的认可。

作者：薛志成 裴强 李长凤 杜文学 杨磊 单位：黑龙江科技大学建筑工程学院 大连大学土木工程技术研究与开发中心

参考文献：

[1]薛志成,徐晓红.土木工程结构设计类课程体系优化设置及建设的研究[J].高等建筑教育,2009,18(5):97-101.

[2]江树勇,任正义,赵立红.基于系统论的工程实践教学体系设计研究[J].高教论坛,2009(3):81-83.

[3]郇筱林,戴素娟.土木工程专业钢结构课程设计质量监控体系的构建[J].高等建筑教育,2015,24(5):103-105.

[4]肖鹏,李琮琦,康爱红.基于系列化模式的土木工程专业课程设计教学改革[J].高等建筑教育,2010,19(5):128-131.

篇6

关键词：教学改革；课程体系；教学模式；大类培养

近年来，随着科技的发展与进步，社会对于多学科交叉的复合型人才的需求逐渐提升，以往过细的专业划分已经很难为社会提供充足的人才资源[1,2]。为了顺应社会发展的趋势，提升学生的综合能力，清华大学土水学院打破专业壁垒，推行“按大类进行人才培养管理”的方案[3]，希望通过在教育教学方面的改革，抓住重大的发展机遇，培养符合社会发展需要的综合创新人才。土水学院在全国高校率先获准设立了宽口径本科专业“土木、水利与海洋工程”，实行大类招生、大类培养和大类出口。以强化“宽口径、厚基础、强实践、多样化”的通识教育和专业教育融合，满足未来社会对创新型和复合型杰出人才的需求。学院从2018级起全面实施大类培养，建设大类平台课程体系，打造大类教学实践平台。

1教学改革的必要性

在全面实施大类培养、建设大类平台课程的背景下，原有课程体系需要进行改革和调整。为增强学生的综合素质，通识教育的课时量大大增加，而本科期间专业教育的课时量则被压缩。因此，需要对原有的专业课课程体系进行适当的改革与整合[4-6]。在原有的专业课课程体系下，开设了多门必修的设计课程，如砌体结构、木结构、混凝土结构设计和钢结构设计。通过对学生和老师的调研发现，这几门设计类课程在很多内容上存在重合，诸如荷载计算、结构内力计算等。这种现象不仅浪费了教育资源，也使得学生在课堂中很难保持持续专注度。原有设计课程中的混凝土结构设计和钢结构设计都集中在大三下学期，这两门设计类课程都需要学生完成一个整体结构的设计计算，需要反复迭代优化，并撰写几十页的计算书。在短时间内独自完成两种结构的设计计算，对于刚学完结构力学的大三学生而言显得力不从心，从而也限制了学生的创造性。原有的多门设计课程都是分开授课，彼此之间关联较少。但当今社会的城市与基础设施建设中，单一的结构形式已经很少见了，大多数都是综合了多种结构形式的建筑，原有的分散式课程体系已不能适应当下建设的潮流。基于以上原因，将原有的多门设计类课程整合成一门综合性的设计课程，有助于提高学生对多种建筑形式的全面认识，提高学生的综合能力，顺应当下建设的潮流。结合已有的相关设计类课程的改革经验[7-13]，我们从教学内容、教学方式和考核方式等三个方面提出了相应的改革措施。

2教学内容改革

在原有课程体系中，有砌体结构、木结构、混凝土结构设计和钢结构设计等四门设计课，这几门课程包括了四种常见的建筑结构形式。因此，拟用“建筑结构课程设计”来代替上述提到的四门设计课程。在课程内容的安排上，整合了原有四门设计课程的相关内容，以混凝土结构设计和钢结构设计的内容为主要框架，增加了砌体结构和木结构的相关内容。整合了原有课程中如荷载计算、结构内力计算和施工图绘制等重复部分，节约了教学资源，减轻了学生负担，此外也将混凝土结构设计和钢结构设计的相关内容有机地结合起来，让学生对不同的结构形式有全面深入的认识。

3教学方式改革

原有的四门设计课程教学方式都是大班课堂讲授与课堂设计指导相结合的方式进行，旨在希望学生在掌握基本知识后，能够利用课堂设计指导的时间多与指导老师进行深入的交流，加深对于结构设计的理解。但是调研发现，这种教学方式依然存在一些问题，例如每个老师负责指导的学生较多而使指导的效果未达到预期，由于压缩与每位学生的交流时间，使老师无法清楚地掌握每个学生的情况，学生需要排队很久才能与老师短暂交流等。为解决师生交流不足的问题，新的教学方式将采用大班课堂讲授和小班课堂设计指导相结合。大班课堂讲授阶段，由不同专业的教师进行教学，力求让学生能够对这几种结构形式有着全面深入的了解。小班课堂设计指导阶段，每位教师只需负责两个小组，能够与学生进行频率更高且更加深入的交流。学生的小组讨论以及与老师们的交流，不仅对课程有更加深入的了解，也能够培养其团队协作的意识，更好地激发其创造力和想象力。

4考核方式改革

考核方式也是课程改革的重要部分，合理的考核方式能够激发学生潜力，提高学生的综合能力。原有设计课程通常采用课程大作业的形式最终考核，需要学生提交完整的计算书。这种方式能够让学生熟悉设计的全过程，掌握设计要点，巩固基本知识，但也存在着一定的局限性。调研发现，由于课程大作业给的时间太过充裕，反而导致学生安排时间不合理，把一个月的工作量集中在最后一周完成，作业质量和教学效果都不能保证。此外，仅通过最终提交的计算书也很难判断学生是否完全掌握了各项能力。基于以上问题，新的考核方式采用“多次检查+集中答辩”。多次检查是指在学期中设置多个时间节点，要求学生按进度完成部分设计成果，及时把握学生课程设计情况。集中答辩是指在学期末对所有小组进行答辩考核，各小组展示其设计理念及设计的流程，并由该课程的所有指导老师进行打分评价。这种“多次检查+集中答辩”的方式能让指导老师对学生学习的全过程有更加深入的了解，也能够及时督促学生尽早完成任务，养成良好习惯，培养团队协作以及表达沟通能力，增强其综合素质。由于新的课程综合了原有的四门设计课程，但不宜直接将原有的设计任务加和、设置四份设计任务，所以将采用“课堂作业+开放性设计任务”的方式进行考核。其中课堂作业是针对砌体结构和木结构，旨在让学生掌握砌体结构和木结构的相关知识和计算流程。而开放性设计任务则是任意选择钢结构或者混凝土结构中的一种或者两种来进行设计，也鼓励学生采取多种方案完成任务。通过“课堂作业+开放性设计任务”的方式能够在减轻学生负担的情况下，让学生依旧能够掌握全面的知识体系以及多种设计、计算方法。

篇7

自改革开放以来，我国国民经济得到了快速发展，国家经济实力迅速增强．我国钢结构建筑产业政策出现了重大转折性变化，由长期实行的“节约钢材”、“合理利用钢材”转变为“积极使用钢材”，这为钢结构的发展奠定了坚实的基础．由于我国钢结构建筑的快速崛起，钢结构行业需要一大批熟悉并了解钢结构研究、设计和施工的专门人才，而我国这方面人才又相对欠缺．上世纪60年代至90年代，受经济条件和科学技术水平的制约，国家在土木工程上大量应用的是钢筋混凝土结构和砌体结构，钢结构应用量极少，导致大家对钢结构的认识严重不足;绝大部分人对钢结构不熟悉，甚至是不懂．钢结构作为一个专业研究方向，近年来仅在研究生层次有所涉及，而对于本科生和高职生而言钢结构只是一门没有受到足够重视的课程．这就导致学生就业后在钢结构专业知识方面严重欠缺，工作能力达不到钢结构企业对人才的要求．钢结构专业技术人才的缺乏，已成为目前制约整个钢结构行业健康发展的主要因素．因此，需要高校特别是土木类高校必须针对当前形势，更新观念，改变思路和方法，改革钢结构教学中不适应钢结构行业快速发展的各种问题，加强钢结构课程的教学改革和建设，完善钢结构的教学手段，提高钢结构人才培养的质量，为我国建设行业培养出一批精通钢结构教学、研究、设计和施工的专门人才已成为高校的当务之急．

2我校钢结构课程教学现状

我校是以土木类专业为主的多学科综合性大学．土木工程专业既是学校的主干专业，也是学校的优势专业．土木工程专业办学效果的优与劣，是衡量我校办学水平的主要依据之一．而在土木工程专业开设的所有课程中，通常划分为3类，即基础课、专业基础课和专业课．目前，我校在土木工程(建筑工程方向)、土木工程(交通土建工程方向)、城市地下空间、建筑学、交通工程、自动化工程、工程管理、工程造价等专业开设和钢结构课程有关的必修课和选修课，几乎涵盖了我校土木的所有专业．每学年学习钢结构课程的学生达1300余人，占同期学生总数的40%左右．在理论教学环节，钢结构课程作为土木工程等专业的必修课，一般在大学三年级下学期开设《钢结构基本原理》;在大学四年级上学期开设《钢结构设计》．钢结构课程作为建筑学等专业的选修课，一般在大学二年级的下学期至大学三年级上学期开设《钢结构基本原理》部分．在实践教学环节，钢结构课程主要为在大学四年级上学期进行土木工程专业课程设计和下学期进行土木工程专业的毕业设计打基础．

3我校钢结构课程教学中存在的问题及其成因

我校钢结构课程教学和建设经过全体专业教师的共同努力，取得了一定的成绩．部分毕业生就业后得到社会和用人单位的认可．但与发达国家高校以及国内“985”或“211”高校相比，在钢结构课程教学和建设方面还存在不少问题，主要表现为:

(1)对钢结构课程教学和建设的重视程度不够，认识仍然停留在混凝土结构为主要结构形式的时期，学校经过若干次教学改革，钢结构课程的理论教学时数和实践教学环节教学时数一再压缩，尤其理论教学时数偏低更甚;

(2)有些专业开设的钢结构课程的教学内容陈旧，滞后于当前钢结构日新月异的发展形势，学生不能及时了解和掌握钢结构的前沿内容和最新成果，而且不能很好地实现同钢结构行业的适时对接和与时俱进，影响学生就业后工作的顺利开展;

(4)钢结构课程建设尚不完善，课程体系完整性较差，课程教学大纲的修改、完善和补充的周期过长，致使钢结构专门技术人才的培养无法满足钢结构行业的快速发展的需要;

(5)实践环节的教学安排不合理，导致学生理论内容、实际操作及动手能力方面都存在较大的薄弱环节;毕业生就业后适应工作岗位要求的能力不足，无法尽快独立开展工作;

(6)钢结构专门技术人才的培养目标不明确，对不同就业方向的学生采用同一培养模式，难以满足不同类型用人单位对钢结构专门技术人才的差异化要求，影响学生的就业率;

(7)教师队伍建设不足，结构不合理，没有形成合理的教学、科研梯队，钢结构课程教学师生比为1∶25，教师数量不足，难以满足教学需求．

4钢结构课程教学改革建议

针对目前我校钢结构课程教学方面存在的实际问题，在今后的课程改革和建设中，建议重点解决以下几个问题:

(1)加强专业教师素质培养，努力建设双师型的教师队伍．教师是保证钢结构课程教育教学质量的核心．拥有一支具有良好政治素质和业务素质且结构合理、相对稳定的专业教师队伍，是学校教育改革和发展的重要环节．首先，教师应具有良好的思想品德和职业道德，具有刻苦钻研和严谨治学的敬业精神，认真贯彻执行教学工作规范，进一步完善教学方法和教学内容，根据教学大纲和教学进程认真组织教学，严格执行授课计划．对教材要选用得当，授课内容充实，教学重点突出，强化系统性和逻辑性，增大信息量;其次，教学方法及手段应做到灵活多样，生动有效，合理运用现代化教学手段，利用电子教案、课件、模型、挂图、幻灯机和投影仪等器具辅助教学，充分发挥多媒体教学优势，提高教学效率，改善教学效果．授课过程中因材施教，善于启发，注重师生之间的双向交流，使学生掌握良好的学习方法，加强综合能力的培养，为今后的终身学习和工作打下坚实的基础．

(2)合理设置钢结构课程，强化理论与实践有机协调，建立专业教学标准，改进教学内容和教学方法，使“教、学、做”融为一体，构建以能力培养为目标的专业课程体系，注重对学生在分析问题、解决问题、创新意识和创新能力等方面的培养．课程安排应遵循先公共课，后专业基础课，最后专业课的排课原则，各门课程合理衔接，安排有序，理论课学时和实践环节课学时比例协调．加强课程内容和课程体系建设，及时调整更新过时的课程内容，使学生掌握钢结构专业基础理论知识的同时了解最前沿技术和成果．

(3)打造良好的教学和学习环境，加强教风和学风建设，形成“以德为先，身正为范，爱岗敬业，为人师表”的良好氛围，进一步提高教师的整体素质，做到既教书又育人．充分调动学生的学习积极性和主动性．改革钢结构课程的教学思路，从传统的单向灌输式知识传授转变为知识传授与启发和诱导相结合，激发学生的求知欲，培养学生对钢结构专业的学习兴趣，提高自学能力，制定长期有效的奖惩制度，大力表彰和奖励努力学习积极上进的学生，把学生培养成人格健全，具备良好专业素质和业务能力的专业技术人才．

5结语

篇8

1.1教学方法单一,实践环节较少

高职类院校授课方式多以理论教学为主。教学方法单一,缺少实践环节,整个课程上下来,不仅学生缺乏学习兴趣,教师也会感到枯燥乏味。

1.2课程理论基础高,学生学习有畏难情绪

《建筑结构》需要以高等数学、建筑材料和建筑力学等课程为支撑,其中建筑力学与本门课程联系极为紧密。力学学习的好坏直接影响本课程的理解和掌握。而高职类学生入学分数低、基础差,在学习力学时就存在较大困难,面对本课程中建立力学模型、受力分析更是无从下手。由此,很多学生心理上产生畏学情绪。

1.3学习学习态度不端正,思想上重视不够

笔者在授课过程中,接触过很多学生由于对建筑专业认识不足,认为自己以后主要是施工、监理等管理方向的工作,而建筑结构是从事结构设计工作所必须。因此,学与不学没有太大关系,平时上课总是无所谓的态度,总指望考前突击,缺乏学习的动力。

2教学探索

针对《建筑结构》教学中存在的以上几点问题,笔者结合自己的教学经历做一些有益的探索,主要为以下几点。

2.1上好绪论课,端正学生学习态度,培养学生学习兴趣

绪论课的学习不仅让学生了解课程内容,学习方法,更应该明确学习该门课程的重要意义。首先要树立正确思想,即在整个建筑行业中,凡参与工程建设的人员,都应具备相关的结构知识和技能,这在整个工程建设中起着先导性、关键性的作用。再者,通过绪论课唤起学生求知欲望,激发学生学习兴趣。兴趣是教育的支点。只有教学中激发学生的学习兴趣,才能提高其注意力,促使学生学好本门课程。笔者建议在绪论课上可以从学生熟悉的建筑实例出发,介绍相关的结构知识,明确学什么;还可以通过讲解工程事故实例,让学生了解学习建筑结构的重要意义,明确为什么学。

2.2优化课程内容,注重前后课程的衔接

优化课程内容要以“服务施工”为宗旨,体现“实践性”和“技术性”的特点。选择适用高职类学生的教材,或者将教材内容进行整合,实现模块教学。比如,介绍受弯构件时,将钢结构受弯构件和钢筋混凝土受弯构件合并一起讲解。通过对比,找出两种材料在受弯状态下承载力计算和构造要求不同点,更容易让学生理解、掌握。再者,由于先后课程有时间间隔,在授课过程中,具体章节涉及的相关前续课程要做适当回顾,尤其是力学知识。比如讲解框架内力计算中分层法、反弯点法和D值法时,先复习力学中的力矩分配法相关知识,有助于对新知识的理解。

2.3采用多种教学方法和手段,调动学生学习积极性

在教学方法上,改变以往纯理论灌输式的授课模式,尝试新的方式方法,做到深入浅出,通俗易懂。课堂采用对比法,任务法、启发式法等多种教学方法,活跃课堂气氛,调动学生学习积极性。在教学中,通过采用PPT、CAI课件和工程视频录像等现代化的教学手段,创建生动、逼真的学习环境,激发学生学习兴趣。以讲授构件承载力计算为例。通过播放构件的承载力试验录像,让学生对构件破坏形式有感官认识,有助于学生对公式推导和构造要求的理解。不仅如此,还可以采用现场教学的方式。将课堂搬到施工现场,弥补课堂教学的不足,让学生身临其境,全方位、多角度的理解和掌握所学的知识点。比如,在钢筋混凝土梁、板、柱施工现场,既能了解具体构件受力钢筋和构造的直径选取、位置布置,还能了解钢筋的搭接长度和绑扎方式,使学生对所学知识有全面的理解;在钢结构厂房施工现场,不仅可以学习钢结构的连接方式,梁板柱的连接节点的做法等,也可以学习钢结构构件吊装等相关的施工工艺,为后续课程打下基础。

2.4采用多种考核方式,加强实践教学环节的考核

本门课程卷面考试的形式。这种单一的考核形式势必造成学生平时不用功,考前临时抱佛脚的做法。再者,单纯的卷面考试也不能考核学生的实践能力,体现不出高职教学的“应用性”的特点。因此,要提高本课程教学效果,考核环节要做适当改变。笔者建议在考试中加入实践能力的考核,即将卷面成绩和实践实训成绩综合评定。其中实践实训可以包括课程设计、试验;也可以通过让学生动手制作具体的构件来检验对截面设计、配筋计算和构造要求等知识点的掌握;还可以通过施工图识读来检验学生的识图能力等。

3结语

篇9

关键词：课程设计；门式钢架轻钢厂房；PKPM；验算

中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：

1 工程概况

该门式刚架轻钢厂房总建筑面积2300m2，单跨，跨度24m,长84m，厂房檐口高8.0m，墙体1.2米以下用砖砌墙体，1.2米以上采用压型钢板。当地的基本风压基本风压为0.42kN/O，建筑物重要性类别为丙类，抗震设防烈度为7度，建筑场地类别为Ⅱ类。厂房屋面坡度1：10，主要结构梁柱均为工字型截面，钢材均采用Q345钢。屋面采用压型钢板，基础采用钢筋混凝土独立基础。

2 主刚架设计

2.1 荷载取值（标准值）

恒载：0.3kN/m2；活载：檩条0.5 kN/m2 ；刚架0.3 kN/m2；基本风压值：0.4 kN/m2

基本雪压值：0.0 kN/m2

2.2 内力计算

采用pkpm钢结构设计软件计算结构内力

2.2.1 计算模型：如图2-1所示。

图2-1 主刚架计算模型

2.2.2、工况荷载：如图2-2所示。

各单元信息如表2-1所示。

图2-2 工况荷载图（kN/m）

表2-1 单元信息表

注：表中面积和贯性矩上下行分别对应变截面构件的小头和大头的值。

2.2.3、工况内力:

根据pkpm计算而得各截面内力包络图如图2-3至图2-5所示。

图2-3 剪力包络图（kN）

图2-4 弯矩包络图（kN.m）

图2-5 轴力包络图（kN）

2.2.4、组合内力:如图表2-2所示。

表2-2 组合内力表

2.3 构件截面验算

根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002第6.1.1条进行板件最大宽厚比验算。

翼缘宽厚比B/T=11.7

腹板计算高厚比80

腹板屈曲后强度的抗剪承载力设计值按如下考虑：

腹板高度变化率（500-200）/8.0=37.5（）

故腹板抗剪可以考虑屈曲后强度。加劲肋间距取为2，则其抗剪承载力设计值为 ,=2>1,=5.34+4/()2=6.34,

所以= ==0.86

因为0.8

2.3.1、1号单元（柱）的截面验算

①组合内力值：

a、1号节点端：M12=0.0kN・m,N12=71.0kN,Q12=-26.9kN。

b、2号节点端：M21=-215.2kN・m, N21=-65.0kN, Q21=26.9kN。

②强度验算：

a.1号节点端：

=N/A=71.0×103/5880=12.1（N/L2）

弯矩为0，故截面边缘正应力比值β=1.0

用代替公式=中的：

=1.1×12.1=13.31（N/L2）

根据公式==4

从而得到= ＝0.1

因此有效宽度系数=1，即此时1号节点端截面全部有效。

=N/A=12.1（N/L2）

Q12=26.9kN

1号节点端截面强度满足要求。

b.2号节点端：

=N/A+M/We＝65000/7680+215200000/1373800=165.1 N/L2

=N/A-M/We＝65000/7680-215200000/1373800=-148.1 N/L2

截面边缘正应力比值=-0.90

用代替公式=中的:

= 1.1×165.1=181.6（N/L2）

根据公式==21.6

从而得到＝0.4

因此有效宽度系数ρ=1，即此时2号节点端截面全部有效。

2号节点端同时受到弯、剪、压作用，根据技术规程第6.1.2条进行验算。

因为 Q21=24.6(kN)

则=-N/=(f-N/)

=(310-65000/7680)×1373800＝414.3 kN・m

=215.2 kN・m

所以2号节点端截面强度满足要求。

稳定验算

柱小头惯性矩=4628×104mm4 大头惯性矩=34346×104 mm4， /=0.135。

梁最小截面惯性矩＝17350×104 mm4，梁为等截面，斜梁换算长度系数1.0。

对于横梁 ==17350×104/（2×1.0×10260）=8455

对于柱 ==34346×104/8000=42933

所以 /=0.197。

查技术规程中表6.1.3计算可得=1.235，平面内计算长度=9880mm。

变截面柱在平面内稳定性按照技术规程中第6.1.3条规定进行验算。

=

查《钢结构设计规范》附表3.2得。

稳定验算：

+24.8+163.2=188.0（N/mm2）

变截面柱在平面外的稳定性按照规程第6.1.4条的规定进行验算。

=

查表得=0.397，楔率为。

1号单元柱一端弯矩为0，故：

因为>0.6，按照现行国家标准《钢结构设计规范》GBJ17-88的规定，查处相应的代替。

平面外稳定验算：

+21.25+154.92=176.17（N/mm2）

3 结语

门式刚架轻型房屋钢结构属轻型钢结构的一个分枝，这种结构型式的主要特点是：体现轻钢结构轻型、快速、高效的特点，应用节能环保型新型建材，实现工厂化加工制作、现场施工组装、方便快捷、节约建设周期；结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价宜、经济效益明显；柱网尺寸布置自由灵活、能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。

参考文献：

[1]《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）

[2] 张其林， 轻型门式刚架， 济南：山东科学技术出版社，2004。

篇10

1结构力学课程特点

1)概念抽象、理论性强。理论力学、材料力学与结构力学，是土木工程的专业基础课。其中理论力学与材料力学又是结构力学的先修课程。由于结构力学课程较抽象，其理论体系庞大，知识点多，学习难度大。2)教学内容多，课时紧张。“结构力学”的教学内容可分为结构力学基础和结构力学专题(如图1所示)，总学时约为60～80［3］(部分高校仅为45课时)。教学内容偏多，课时偏少。因此，教师通常加快教学进度，致使部分知识点无法展开，学生课后很难及时消化。这可能是目前各高校在结构力学教学过程中普遍存在的问题。3)理论复杂，计算繁琐。结构力学涉及到很多复杂的理论。例如，在结构力学基础部分中，涉及到的虚功原理、力法、位移法、力矩分配法;在结构力学专题部分中，涉及到的极限荷载、弹性稳定、动力学均属于理论复杂的部分。理论复杂则难以理解和把握，课堂例题和课后作业的讲解与计算就显得繁琐，不利于学生对各知识点的掌握。4)地位重要，起基础作用。结构力学的学习情况将影响专业课的开展。以土木工程专业为例，专业课主要有混凝土结构基本原理、混凝土结构设计、钢结构、砌体结构、结构抗震设计、桥梁结构以及基础工程等主干课程，及相关的课程设计和毕业设计。如果学生结构力学基础薄弱，后续课程都受到影响。而且，对学生而言，能否建立正确的结构力学概念，对毕业以后从事结构设计，结构施工、教学培训等工作而言，都有举足轻重的影响。可见结构力学的课程学习最终会影响到学生的专业素质。

2教学过程中的改革设想

1)建立力学概念，邀请名师讲座，夯实力学基础。建立正确、清晰的力学概念，是学好结构力学的首要前提。在理论力学和材料力学的学习过程中，就应该注重学生力学概念的建立，打好力学基础。如果可以做到这一点，学生在学习结构力学的时候，就会有信心学习更复杂的概念和理论。2)强调课程地位，建立讨论小组，分析典型案例。在授课过程中，要强调结构力学对后续专业课、课程设计，毕业设计的影响。结构力学的课程学习不仅会影响到在校学习，最终会影响工作后的专业发展，增强学生的学习意识。为学好这门课，要求全体师生共同努力，成立课后讨论小组。通过小组讨论交流，激发学生的兴趣，促进其对课程的学习。3)细化教学大纲，突出教学重点，加强课后练习。“结构力学”的教学内容偏多，课时偏少已是普遍问题。在课时没有增加的前提下，如何保证教学质量就成了教学过程中需要面对的问题。在教学过程中，教学进度的设定和安排以教学大纲为标准。各院校都会按照专业要求结合实际情况制定结构力学教学大纲。在制定结构力学教学大纲的过程中就要考虑课程的特点，将大纲逐项细化，把每个知识点划分到相应的课时。同时在重点内容处，必须设置典型例题，以突出重点。值得一提的是，在教学过程中，必须把握由浅入深、由简到难的规律，设置典型例题必须简单易懂，且具有代表性。只有这样学生才能在有限的课时中学习到最核心的知识点。4)引入工程概念，激发学习兴趣，培养创新能力。为提高学生对结构力学概念的应用和工程实践能力，在课外学习中引入结构模型设计及制作，鼓励学生参加建模大赛。例如，针对移动荷载作用下结构的受力特性，要求学生利用木材、有机玻璃或者塑料等简易材料设计和制作桥梁结构(或吊车梁)，并通过手拉小车施加移动荷载，观察模型的变形与应力变化。通过试验，让学生感受动力荷载对结构的影响，初步了解如何通过结构力学知识合理的设计工程结构。就模型试验而言，目前引入的结构模型试验仍以教师命题式为主，开展形式和范围有一定局限性，还不能充分锻炼工程实践能力与概念应用。在今后的教学改革中，应着重构建“结构力学”研究学习实践平台，针对教学内容设计多个模拟工程实践项目，甚至由学生自行设计创新实践项目，供学生自主选题并可随时开展研学活动，使学生对力学概念有更直接的了解，并与工程实践相结合，从而真正实现工程思维能力与创新实践能力的培养。

3结语