钢结构基本原理范文
时间：2023-11-15 17:46:08
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篇1
中图分类号：G642423；TU391 文献标志码：A 文章编号：10052909（2017）02012403
钢结构基本原理课程是土木工程专业的一门核心主干课程，其主要目的是使学生全面掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识及计算方法，为进一步学习钢结构的设计、制作和建造等奠定基础[1]。近年来，钢结构在土木建筑领域的应用越来越广泛，钢结构蓬勃发展的态势使钢结构基本原理课程的重要性日益凸显，对钢结构基本原理课程教学及人才培养提出了更高的要求[2- 3]。
钢结构基本原理课程特点是知识点多、计算公式复杂、概念抽象，需要很强的空间想象能力。而学生大多没有接触过实际工程，对构件和连接节点的形式及破坏模式等内容缺乏感性认识，这些知识仅通过课堂讲解显得非常抽象，容易降低学生的学习兴趣，因此采用单一的课堂教学方式难以收到良好的教学效果[4-5]。教学实验作为钢结构基本原理课程的重要组成部分，可实现抽象的理论知识与具体的实验现象的融合，给学生更为立体的感性认识，具有其他教学环节不可替代的重要作用。因此，若对钢结构基本原理课程中生涩难懂的理论知识，辅助以相应的教学实验，也即将理论教学和实验教学有机结合起来，使学生通过接触实际，增强理论学习的直观性，既可加深学生对钢结构基本原理的理解，又可培养学生的动手能力和创新意识，从而有效提高课程教学质量[6-7]。
鉴于此，本文就在钢结构基本原理课程中如何开展配套教学实验进行探索，对具体教学实验的途径和步骤，以及教学方式和实验管理提出相关建议。
一、传统教学存在的问题
一是，传统的钢结构基本原理课程教学一般以课堂理论讲解为主，辅助以习题练习。钢结构基本原理课程要求学习钢结构基本构件（包括轴心受力构件、受弯构件以及偏心受力构件）的强度、刚度及稳定的计算与设计，钢结构连接（包括焊缝连接和螺栓连接）的计算及设计等内容。不论是基本构件还是连接，学生在日常学习和实际生活中接触都很少，对于学生来说确实比较抽象。尤其是对贯穿整个课程教学的钢结构整体稳定和局部稳定问题，概念抽象，公式复杂，仅靠课堂理论教学难以使学生建立图像概念，对教师和学生而言均是难点。
二是，大部分高校开设有土木工程专业技术课程建筑结构实验，但该实验课程与钢结构基本原理课程理论教学不匹配。主要体现在：第一，教学重点不一致，传统实验课程在阐明建筑结构试验基本原理的基础上，重点在于学习传统实验方法及手段，包括训练学生应变片粘贴、电桥连接、仪器标定等技能，有的会开展混凝土简支梁的静载试验；第二，很少涉及钢结构构件和节点性能试验[8]；第三，开设时间不合理，建筑结构实验课程是在钢结构基本原理课程结束后才开设，不利于学生对于理论知识的及时强化与巩固。
因此，开展和钢结构基本原理课程相配套的实验课程，已成为当前土木工程专业教学改革的重点和当务之急。
二、课程实验教学的实践
（一）实验选题
要提高课堂教学质量，应依据钢结构基本原理课程内容的核心理论（包括焊缝和螺栓的设计，钢构件的强度、稳定和刚度等）组织开展相应的教学实验，形成“课堂教学+配套教学实验”的多元化教学模式。
在钢结构基本原理课程教学中，钢构件的稳定问题是重点，也是难点。相较于强度问题，钢构件的稳定问题概念更加抽象，公式更加复杂。仅通过有限的课堂理论教学，学生很难对稳定问题有深刻的理解，到最后往往只能让学生强记设计公式，以验算作为教学目标。轴心受压钢构件整体稳定问题是学生最早接触到的钢结构稳定问题，是教学的重中之重。因此，本文以轴心受压钢构件稳定教学实验作为案例讲述配套教学实验的过程。
（二）实践过程
1.确定实验方案
通过试验机对工字型柱施加S向压力，监测试件的轴向压缩变形，及跨中侧向变形与轴力的关系，从而得到轴压柱整体稳定的性能。为考察不同长细比对轴压承载力的影响，每组试验设计了两种相同截面、不同长度的工字形柱，如图1所示。
2.理论讲解
该实验安排在课堂教学过半的教学周中，正值轴心受力构件的课堂学习基本结束，此时进行教学实验，可有效巩固并强化学生对轴心受压构件整体失稳的理解。在正式加载前，教师应针对实验相关事宜进行讲解。讲解内容包括以下三方面：第一，回顾轴心受压构件整体稳定的理论知识；第二，讲述实验原理、试件及实验步骤；第三，介绍加载装置及数据信号的采集和分析。在讲解过程中要交代清楚实验过程中需重点关注的内容，有助于基础较差的学生跟上实验进程。
3.实验加载和测试
实验开始前，通过刀口支座将试件固定于实验机中，标定传感器，调试加载系统和测试装置能否正常工作。对试件不断施加轴向压力，直至试件发生整体失稳，其间需记录各项测试数据。
4.实验结果分析
从实验现象、实验数据及应变分布等方面对钢构件的整体稳定性能进行分析，归纳总结构件整体失稳的影响规律。通过与实验结果的对比，验证理论计算公式的正确性，分析两者差异的原因，整理分析结果，撰写实验报告。
5.分组讨论
实验结束后，增加一节课，结合理论、实验及工程实际，组织学生开展综合讨论。要求学生分组讨论，或由学生登台讲解，鼓励不同意见的碰撞，让学生在讨论中进一步加深对知识的理解。
（三）教学效果
钢柱的整体稳定实验是一个观赏性较强的实验，其能充分调动学生的学习积极性，帮助学生了解H型截面轴心受压构件发生整体弯曲失稳的过程和破坏模式，认识轴心受力构件整体稳定承载力的影响因素，并掌握其计算方法，同时还能锻炼学生的动手能力及创新能力。通过增加教学实验，提高了钢结构基本原理课程教学效果，教学评价达到了99.85%的认可度，充分体现了学生对教学实验的肯定。
三、结语
将与钢结构基本原理课程核心内容相配套的实验融入课程教学，是对课堂教学多元化的有益尝试。实践证明，该方式开阔了学生的视野，让学生体验到了学习的乐趣，对学生从书本走向实践和科学研究产生了积极的影响。教学实验是人才培养的关键环节，而课程配套教学实验更有其无可替代的作用，值得在土木工程各专业课程教学中推广。受资助经费和实验条件所限，目前学校仅开展了有限的试点实验。今后应建立内容更为广泛、形式更为灵活的备选实验，形成系统合理的配套教学实验系统，建立教学实验网络信息平台，以进一步提高教学实验效果。
参考文献：
[1]白正仙， 刘学春. 面向卓越工程师培养计划的本科钢结构课程教学改革探讨[J]. 教育教学论坛， 2013（34）：231-233.
[2]任志福. 基于人才培养模式的钢结构课程教学改革探讨[J]. 高等建筑教育， 2007（02）：76-78.
[3]贾玉琢， 曾聪， 龚靖， 等. 钢结构精品课程的教学改革与实践[J]. 教育教学论坛， 2014（29）：206-207.
[4]黄玲， 谢洪阳. 钢结构设计原理课程教学改革探讨[J]. 高等建筑教育， 2010（4）：68-70.
[5]邓海. 针对钢结构教学具体问题的探讨与实践[J]. 高等建筑教育， 2015（1）：72-74.
[6]郭小农， 王伟， 蒋首超， 等. 钢结构基本原理实验教学探索[J]. 高等建筑教育， 2011（1）：149-154.
[7]郭小农， 罗永峰， 蒋首超， 等. 钢结构稳定教学研究[J]. 高等建筑教育， 2011（2）：46-48.
[8]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（2）：102-104.
Abstract：Owing to abstract concepts， complex formulas as well as incompatible traditional teaching experiments， it is urgent to establish an experimental teaching system matching the course of basic principles of steel structure. In accordance with the case of axial compression experiment for steel member， the method for teaching experiments was discussed and relevant suggestions for schedules， progress steps and attentions were proposed. By introducing the specific experimental teaching into the abstract and difficult theoretical knowledge， the teaching efficiency can be greatly improved by attracting the student’s attention. Finally， the diversified teaching method is worthy of further promotion.
篇2
关键词：无损检测；钢结构；焊接质量
中图分类号：TU391文献标识码： A
前言：改革开放以来，许多“高、大、新、尖”的现代化建筑如雨后春笋般耸立，成为国民经济高速发展的重要标志。钢结构的焊接质量直接影响建筑安全，要保障钢结构的焊接质量就需要先进的检测技术。下文将重点探讨无损检测在钢结构建筑中的检测方法及应用前景。
1.无损检测技术在钢结构中的作用
无损检测技术也称非破坏性检测，是利用钢结构材料的物理性质（电学性质、磁学性质、热学性质以及表面能量性质）和化学现象，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，借助先进的设备器材，对各种原材料、零部件和结构件进行有效的检验和测试，借以评价它们的完整性连续性致密性安全性可靠性及某些物理性能，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态的所有技术手段的总称。
2.无损检测技术在钢结构中的检测手段
无损检测技术根据发生的时机可以分为发生中的缺陷检测（声发射缺陷检测）和发生后的缺陷检测（超声波检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测以及TOFD 技术），每一种检测手段的适用范围不一样，其本身具备的优缺点也不同，实际工作中具体采用哪一种检测手段要具体问题具体分析。本研究根据实际钢结构发展的需要及制作检测时的实际情况对其进行详细的阐述。
2.1超声波检测
超声波检测适用于各类焊逢、板材、管材、棒材、锻件、铸件以及复合材料的检测，特别适合厚度较大的工件。
此检测手段的基本原理：利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化，对于同一均匀介质，脉冲波的传播时间与声程成正比。因此可由缺陷回波信号的出现判断缺陷的存在；又可由回波信号出现的位置来确定缺陷距探测面的距离，实现缺陷定位；通过回波幅度来判断缺陷的当量大小。
超声波检测手段具有检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，能对缺陷进行定位和定量等优势，但是对缺陷的显示不直观，探伤技术难度大，容易受到主客观因素影响，以及探伤结果不便于保存，超声波检测对工作表面要求平滑，要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、适用于厚度较大的零件检验，使超声波探伤也具有其局限性。
2.2射线检测
射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。但需要工作人员注意的是射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。
此检测手段的基本原理：射线穿过被检对象，经过吸收和衰减，由于被检试件中存在厚度差，不同强度的射线到达记录介质（如射线胶片），射线胶片的不同部位吸收了数量不等的光子，经过暗室处理后，底片上便出现了不同黑度的缺陷影像，从而判定缺陷的大小和性质。
射线检测的检测结果有记录，可以长期保存，可追溯性较强，但也同时具有检测成本高周期长，工作效率低和缺陷在被检对象中的深度较难确定等缺点。
2.3磁粉检测
磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。
此检测手段的基本原理：由于缺陷与基体材料的磁特性（磁阻）不同，穿过基体的磁力线在缺陷处将产生弯曲并可能逸出基体表面，形成漏磁场。若缺陷漏磁场的强度足以吸附磁性颗粒，则将在缺陷对应处形成尺寸比缺陷本身更大、对比度也更高的磁痕，从而指示缺陷的存在。
磁粉检测由于其具有经济适用、效率高、直观性强等优势应用广泛，但仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测，对检测人员的视力工作场所被检对象的规格形状有一定的要求等方面的局限。
2.4渗透检测
渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。
此检测手段的基本原理：在被检对象表面施加含有荧光染料或着色染料的渗透液，利用毛细管现象和渗透液对缺陷内壁的浸润作用，使渗透液进入缺陷中，经过一定时间后，将多余的渗透液出去，使渗透液回渗到显像剂中，在一定的光照下，缺陷中的渗透液被显示，从而达到检测缺陷的目的。
渗透检测所使用的设备简单易于操作，此方法检测灵敏度高，结果准确，但也存在着仅适用于表面开口缺陷的检测，而且对被检对象的表面光洁度要求较高，涂料铁锈氧化皮会覆盖表面缺陷而造成漏检对检测人员的视力有一定要求，成本相对较高等方面的缺陷。
2.5涡流检测
涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。
此检测手段的基本原理：金属材料在交变磁场的作用下产生了涡流，该涡流受激励磁场（电流强度、频率）、导体的电导率和磁导率、缺陷（性质、大小、位置等）等许多因素的影响，并反作用于原激发磁场，使其阻抗等特性参数发生改变，根据涡流的分布和大小从而指示缺陷的存在与否。
涡流检测的速度很快、效率高，并且高度自动化，省时省力，但同时也具有不适用不导电材料检测，对形状复杂的试件很难应用，比较适合钢管钢板等形状规则的轧制型材的检测，而且设备较贵。
2.6TOFD检测
TOFD技术是一种基于衍射信号实施检测的技术，即衍射时差法超声检测技术。TOFD技术采用一发一收两个宽带窄脉冲探头进行检测，探头相对于焊缝中心线对称布置。发射探头产生非聚焦纵波波束以一定角度入射到被检工件中，其中部分波束沿近表面传播被接收探头接收，部分波束经底面反射后被探头接收。接收探头通过接收缺陷尖端的衍射信号及其时差来确定缺陷的位置和自身高度。它具有以下优点，所以在当今无损检测行业中具有重要的发展空间：
⑴TOFD检测结果与射线检测结果都是以二维图像显示，不同的是TOFD能对缺陷的深度和自身高度进行精确测量，而射线检测的图像是在射线透照方向上的影像重叠，只能显示缺陷的长度和宽度，无法确定缺陷在射线透照方向上的具置（即深度）和自身高度，不便于对缺陷的返修和进行其他判断。
⑵TOFD技术可探测的厚度大，对厚板探伤的效果比较明显，但射线对厚板的穿透能力非常有限。
⑶TOFD技术检测缺陷的能力非常强，特殊的探伤方式使其具有相当高的检出率，约90%左右，而相比之下，射线检测的检出率稍低，大约75%，在实际工作中，我们也发现有TOFD检测出来的缺陷，X射线未能发现的情况，这给质量控制带来了极大的隐患。
⑷TOFD检测操作简单，扫查速度快，检测效率高；而射线检测过程繁琐，耗时长，效率低下。
⑸TOFD技术是利用超声波进行探伤，对检测时的工作环境没有特殊的要求。超声波检测是一种环保的检测方式，对使用人员没有任何伤害，所以在工作场合不需要特殊的安全保护措施；而射线检测因其放射的危害性受到国家政策的严格控制，现场只能单工种工作，降低了检测工作效率，阻碍了整个工程进度。
⑹TOFD检测成本低，重复成本少；而射线检测，建造暗室需要较高的投入，平时工作中的耗材成本重复发生，综合成本相对较高。
3.无损检测技术在钢结构中的应用前景
钢结构无损检测技术在建筑工程中的作用越来越明显，建筑事业的钢结构发展促进了该技术向更为崭新的发展阶段迈进。在工程质量监督、评价过程中，检测技术水平的高低直接影响对工程评价的结果，对一项建筑工程来讲，质量是企业发展的前提，通过质量监督、检测来时刻监督自己，对于发展高质量、高层次的建筑工程是一种自我激励。大力发展钢结构无损检测技术，相关专业人员要在不断的工作和研究中积累经验，提高检测可靠性和准确度，使其在建筑工程质量监督和控制中发挥更为真实客观的作用。
4.结论
经本研究分析，随着钢结构越来越广泛的应用，钢结构的检测已经得到了相关行业的高度重视。无损检测技术以其多种检测手段在钢结构的检测中发挥了重要的作用，从一定程度上保证了钢结构的安全性和可靠性。但任何一种无损检测方法都不是万能的，每种方法都有自己的优缺点，应尽可能多用几种检测方法，取长补短，以保障建筑钢结构的安全。随着钢结构建筑的不断增多，笔者相信，未来无损探伤检测技术将在钢结构质量检测中得到更为广泛的应用。
参考文献：
[1]王陆英，王青山.无损检测技术在建筑钢结构行业中的应用[J].科技情报开发与经济.2009(20)
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关键词：工程结构；土木工程；交互式教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）44-0112-02
一、引言
受专业覆盖面广及行业涉及面宽等特点的影响，土木工程对国民经济的发展至关重要。在当前“大土木”专业背景下，培养具有较宽理论基础、较强适应能力、较广专业视野的土木工程专业人才是土木工程专业的最终目标[1]。作为工程管理专业的必修课程――工程结构，集理论与实践为一体，在工程力学、建筑材料、建筑制图等课程基础上，围绕建筑结构的受力体系阐述各种结构构件的受力性能、计算原理和方法以及结构构造要求等内容[2]。对培养工程管理专业学生的土木工程专业素养起着举足轻重的作用。
二、工程结构课程简介
1.培养目标。为提高工程管理专业学生的土木工程专业素养，工程结构课程要求学生在数学、力学的基础上，初步掌握建筑结构的设计原理和方法，为将来从事工程管理工作提供充分的结构工程知识背景。通过本课程的学习旨在使学生具备简单的结构构件设计能力，使其能够解决工程管理中简单的结构问题；同时应了解工程结构的基本原理和方法，建立正确的结构概念，保证其充分理解结构设计意图，为其从事工程施工、造价、监理等工作提供良好的结构工程知识基础。
2.课程概况。工程结构Ⅰ内容如下：建筑结构选型与设计方法讲述建筑结构的基本特点与结构选型、建筑结构荷载与设计方法等内容；混凝土结构设计原理讲述材料的力学性能、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算、受弯构件斜截面承载力计算、轴心与偏心受压构件承载力计算、轴心与偏心受拉构件承载力计算、受扭构件承载力计算、变形与裂缝宽度计算、预应力混凝土构件；钢筋混凝土梁板结构讲述整体现浇式单向板肋形楼盖、钢筋混凝土现浇双向板肋形楼盖、钢筋混凝土楼梯计算；混合结构房屋设计讲述刚性、弹性、刚弹性方案房屋的相关计算、混合结构房屋基本构件与构造措施、房屋的静力计算方案等内容。
工程结构Ⅱ内容如下：钢结构设计原理讲述钢材的力学性能、钢结构的连接、受弯构件的计算原理、轴心受力构件、拉弯构件、压弯构件、节点设计原理、单层厂房钢结构、大跨钢结构与空间结构；地基与基础工程讲述地基土的工程性质及分类、地基基础设计的基本原理、地基处理等内容；建筑结构新技术讲述新型建筑结构、计算机方法、工程结构的事故处理等。
三、工程结构课程教学存在的问题
1.授课课时少，授课内容多。工程结构包含土木工程各专业课程内容，授课内容众多。在土木工程专业课程设置中，混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、地基与基础、高层建筑结构设计等各专业课程授课课时均不少于32课时，而工程结构课程的授课课时仅128课时。在有限授课课时内讲述众多课程内容，不可避免地降低了学生的学习效果。
2.章节内容的重复性与独立性。工程结构中各章节内容具有明显的独立性。比如，荷载作用类型方面，混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、地基与基础等章节，主要讲述静力荷载作用下构件的受力性能与设计原理，建筑结构抗震则重点讲述地震作用对建筑结构与构件受力性能和设计方法的影响。此外，工程结构中各章节内容尚存在一定的联系性，从而造成了部分内容的重复。例如，建筑结构选型与设计方法，指出按承重结构的类型分剪力墙结构、筒体结构等，讲述各种结构类型的定义与受力特点，并对其变形与受力进行了详细分析；高层建筑结构设计同样介绍了剪力墙结构、筒体结构等不同结构类型的定义与受力特点。再如建筑结构选型与设计方法部分，分析了混凝土结构、钢结构、砌体结构的优缺点及所用材料的物理力学性能，而混凝土结构设计原理、砌体结构、钢结构设计原理同样介绍了各种结构的优缺点及所用材料的力学性能。
3.考核方式单一，学生积极性低。目前，我校工程结构课程的考核方式主要为闭卷考试，最终课程考核成绩由平时成绩和期末考试成绩构成，平时成绩与期末考试所占比例为20%和80%。平时成绩根据出勤、课堂讨论、课后作业、期中检查等评定。上述考核方式在有限授课课时条件下，具有良好的效果。但实际教学过程中，存在学生积极性不高、考核方式较单一等缺陷。
四、工程结构课程教改方法
1.授课课时适当增加，授课内容适当删减。对于土木工程专业而言，混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、地基与基础工程等课程授课课时均在32课时及以上。在相同授课范围的要求下，必然要对授课内容进行适当删减。在改革的过程中要遵循把握主要内容、突出重点内容、穿插细节内容的基本原则。以钢结构设计原理为例，所谓把握主要内容，是指将钢结构三大连接方式及其计算、钢结构受弯构件、轴心受力构件、拉（压）弯构件等内容讲述清楚，而有关钢结构材料生产、节点设计、钢结构的塑性设计及抗震设计等内容，则简单介绍即可；所谓突出重点内容，是指重点讲述计算公式的具体运用，有关计算公式的推导可适当讲述；所谓穿插细节内容，是指讲述主要计算公式的过程中，对一些构造措施处理进行适当讲解。除此之外，在教学大纲不变的前提下，建议适当增加本门课程的授课课时，以提供充足的授课时间。
2.章节内容适当归类，重复内容合理整合。工程结构课程各章节存在内容重复的现象，针对此类问题，需要对该课程各章节内容进行适当归类。按照材料进行分类，可划分为混凝土结构、钢结构、砌体结构等内容；按照荷载条件，可分为静力计算、抗震设计；按照受力层次，可划分构件设计、结构设计两部分。建筑结构选型与设计方法简要介绍混凝土、砌体、钢材等物理力学性能，框剪结构、剪力墙结构、筒体结构等介绍选型，而混凝土结构设计原理、砌体结构、钢结构设计原理则介绍相应材料的力学评价指标，如冲击韧性、伸长率、破坏形式、冷弯性能等，高层建筑结构设计则讲述剪力墙结构、框架―剪力墙结构、筒体结构等不同类型结构的受力与变形分析。根据上述分类，在实际授课过程中，既要讲授各章节的联系，又要避免章节内容的重复讲述，从而达到节约授课课时的目的。
3.考核方式多样化，交互式教学的运用。为提高工程结构课程的教学质量，应消除传统考核方式的弊端，积极探索灵活多样的考核方式。为此需要丰富考核内容，采取多种手段和方式对学习效果与成绩进行评价，如平时考勤、课堂问答、课堂讨论、课后作业、学习心得、课程建议调查、小组试讲、授课内容总结等方式，以此弥补单一、枯燥考核方式的不足，逐步形成有利于促进学生综合素质提高和能力培养的考核评价机制。
结合多种考核方式，开展交互式教学，体现教师的引导作用，突出学生的主体地位，可有效促使教学水平的提高。根据情境和过程的不同，交互式教学以多种形式出现，相互作用以纵向或横向的方式出现。交互式教学可分为师生交互、人机交互以及一些潜移默化的相互影响、相互启发。传统的交互式教学以反馈和交流为主要特征，目的是构建一个互相信任、尊重和平等的学习氛围，通过对话和倾听实现师生之间和学生之间的双向沟通，进而在合作和交流中加深对学习内容的理解。随着计算机网络技术以及白板在教育中的广泛应用，基于网络及白板环境的交互式教学迅速兴起，它促使了学生主体地位的真正确立，其学习的自主性、能动性、合作性得到充分发挥，有利于提高学生的学习积极性。为此，新形势下交互式教学以问题主导、小组主导、课堂互动、多媒体辅助、网络交流等多种形式出现，以实现以教为主（教师“满堂灌”）向以学为主转变、以课堂为主（过分重课堂）向课内外结合转变、以结果评价为主（过分重分数）向结果过程结合转变。与此同时，交互式教学需要教师灵活运用多种教学方法，注重各种教学方法的优化组合，熟练处理教材的系统性并突出讲授的重点，善于用明白、易懂的语言来表达深度理论、深邃思想、深刻思路，善于应用启发式，吸引学生同步思维，从而不断提高讲授的艺术性，调动学生的积极性与主动性。
五、结论
为提高授课效果，需要适当增加授课课时，此外，需要合理调整授课内容，坚持把握主要内容、突出重点内容、穿插细节内容的基本原则；为避免部分内容的重复讲述，需要对该课程各章节内容进行合理归类；为保证教学质量，提高学生的学习积极性，需要灵活运用多样的考核方式，开展交互式教学。
参考文献：
篇4
关键词：海洋工程钢结构；教学内容；改革探索
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）20-0122-02
一、海洋工程钢结构发展现状及对人才的需求
海洋工程钢结构与陆地钢结构有明显不同，体现在钢结构基本构件所受的载荷、载荷效应分析及设计方法等方面，其差异的根本原因在于钢结构所处的环境不同。由于海洋工程钢结构处于复杂、多变的海洋中，海洋环境施加于钢结构构件的载荷也由静力载荷变为动载荷，所以只有应用结构动力学的知识才有可能进行海洋工程钢结构的设计。传统的《钢结构》课程与培养土木工程结构设计人才相适应，而与培养海洋工程设计师的目标有些偏离。因此，教学内容要重组，将钢结构基本原理与海洋工程钢结构设计两部分内容有机结合。
二、钢结构课程教学内容改革的主要方面
关于钢结构教学内容的改革探索，主要表现在以下几方面。
1.加强这门课程与《工程力学》课程的联系。学习《钢结构》课程要以学好《工程力学》课程为基础，尤其是《工程力学》课程中的材料力学内容。在本课程的基本构件设计与计算内容中，轴心受力构件、受弯构件、偏心受力构件的基本概念都是材料力学的基本理论知识。学生需要在正确识别构件类型的基础上，应用材料力学的相关公式对构件进行正确的受力分析与计算，尤其是角焊缝连接中构件受弯与受扭两种不同受力状态的准确区分。由此可见，加强与《工程力学》课程的紧密联系对于钢结构课程教学是非常必要的。它可以使学生更透彻地理解钢结构基本构件的受力机理，并对构件整个的受力过程有更为全面的了解。这样学生就不会觉得这门课程内容和公式太多、太凌乱、太枯燥。只要学生在学习过程中可以结合《工程力学》的知识来绘制构件的计算简图，并依据平衡方程建立计算公式，就可以很容易掌握这门课程的主要知识，而且可以达到事半功倍的学习效果。
2.加强这门课程与《钢筋混凝土结构设计》课程的联系。钢结构与混凝土结构设计有相同与不同之处。在《钢结构》课程的授课过程中，笔者会有意引导学生比较这两种结构的优缺点。例如：相同荷载作用下，相同类型构件，在钢结构与混凝土结构这两种不同的结构形式下，构件计算的相同过程、构件截面的不同选取，由此可以更加深刻地体会钢结构“轻质高强”的突出优点，而且可以帮助学生很好地复习之前《混凝土结构设计》的相关知识，从而激发学生的学习兴趣。
3.抓住构件验算时两种极限平衡状态这条主线。钢结构基本构件的验算应抓住两种极限平衡状态这条主线，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。学生在做习题和考试过程中，对基本构件的验算往往出现遗漏的现象，尤其是构件刚度和局部稳定的验算。授课过程中，笔者在强化两种极限状态概念的基础上，引导学生对不同构件的极限状态验算内容进行具体的内容划分，尤其是构件的稳定问题，进而依据每项内容逐一进行验算，这样学生就可以准确掌握基本构件的设计思路。
4.抓住构件连接计算的主线。讲解角焊缝连接与普通螺栓连接的计算时，笔者注重抓住“连接破坏形式―计算公式建立”这条主线，这样便于学生对连接计算公式和适用条件的理解。例如，对普通螺栓的抗剪计算，先告知学生普通剪力螺栓的五种可能破坏形式，其中两种属于采取构造措施可以避免，而另外三种破坏形式（连接板的截面破坏、连接板的挤压破坏、螺栓杆的剪切破坏）需要进行计算来防止。这样讲授概念清晰，便于学生理解后续的计算公式。
5.抓住钢结构稳定这条主线。钢结构构件“轻质高强”的特点，使得稳定问题成为钢结构设计应主要考虑的问题。授课过程中，要注意构件失稳的物理现象、影响钢结构稳定的主要因素等基本概念，继而讲解相关计算公式的适用范围及应用。由于钢结构稳定计算公式比较抽象，因此不应把精力放在公式推导上面。要教会学生基本构件可能发生的失稳形式以及提高构件稳定性的构造措施，从宏观上掌握构件稳定计算的主要思路。
6.总结构件设计的相关专题。在讲授每种基本构件计算的基础知识之后，找出具体过程实例，引导学生进行构件的截面设计。例如，对于实腹式轴心受压构件，要根据稳定性、宽肢薄壁、连接方便、制造省工等设计原则，通过假定构件长细比λ进行截面初选，接着对初选后的截面进行强度、刚度、整体稳定、局部稳定等验算，直至所选截面满足要求。经过这样的实践练习，学生就可以对相关知识融会贯通，增加学习的自信心，同时也可以很好地为接下来的钢结构课程设计打下良好的基础。
7.添加与海洋工程钢结构设计相关的理论知识。随着海洋油气工程的迅速发展，海洋工程专业的学生应充分了解海洋工程钢结构设计的原理、方法与步骤，所以本课程有必要将钢结构的基本理论与海洋工程结构设计结合起来，系统阐述海洋工程结构设计的原理与方法。例如，以构件材料性能、几何尺寸、边界条件为依据，用结构强度与稳定理论分析海洋工程结构物各类简单与复杂的钢构件的承载能力，从而为学生今后进行海洋工程钢结构设计、分析打下坚实的理论基础。表1为本门课程的教学内容与学时安排。
三、钢结构教学内容改革的进一步思考
目前为海洋工程专业开设钢结构课程经过两年的教学实践，表明这门课程的开设十分必要，学生对于钢结构的学习积极性较高，基本达到了课程开设的教学目标。但是随着学科的不断发展，钢结构的教学中需要重点突出海洋环境与钢结构之间相互关系的问题，而目前这一点做得不是很充分，主要原因在于作用于海洋工程钢结构上的载荷间的效应组合目前还没有统一的标准。
四、结语
海洋工程专业是一门新专业，为了适应教育部“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的人才培养要求，以及各专业人才知识结构的不同需要，要对《钢结构》这门传统课程在课程内容上进行一定的教学改革，从而激发学生强烈的学习动力和浓厚的学习兴趣。
海洋工程钢结构设计这部分内容在全国钢结构教学内容中是一个比较新的内容，目前只有哈尔滨工程大学有这方面的教材可以参考，因此在教学内容改革中要随时关注相关的最新教学改革成果，及时地应用于对学生的教学实践之中。
参考文献：
[1]方荣，李海涛.以技能为核心开展钢结构教学改革[J].浙江水利水电专科学校学报，2007，19（4）：85-87.
篇5
报考时间
甘肃陇南2020年4月自考时间安排在：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），具体开考专业及课程考试时间安排见附表。
附件：2020年4月甘肃省高等教育自学考试开考专业及课程考试时间安排表
一、专科(含基础科段) 时间
专业 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会计 12656*思想和中国特色社会主义理论体系概论
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04729大学语文
篇6
收稿日期：2012-10-15
作者简介：黄海斌（1981-），男，后勤工程学院军事建筑工程系讲师，博士研究生，主要从事钢结构研究，（E-mail）。
摘要：简要分析钢结构节点教学中存在的问题，阐明三维数字模型在现代社会各个领域的应用，指出钢结构节点设计教学中三维数字模型的优势，详细介绍利用PKPM建立钢结构三维数字模型的过程。实践表明，利用已建成的钢结构三维数字模型教学比传统教学效果更好。
关键词：钢结构节点；三维数字模型；PKPM建模；教学实践
中图分类号：G642.0；TU391 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2013）03-0071-03 2009年，后勤工程学院将钢结构原理与设计列为学院重点建设课程，旨在改善教学条件，提升教学质量。钢结构原理与设计课程是土木工程类专业必修课。钢结构原理与设计课程是在已有结构知识基础上，培养学生对钢结构基本概念和基本原理的掌握，为进一步学习轻型门式刚架结构、单层厂房结构、多层及高层房屋钢结构等打下基础。该课程具有教学内容多、教学难度大、对学生空间想象力要求高、学生不易理解等特点，成为制约课程教学质量提高的瓶颈[1-3]。钢结构节点作为该课程重要的教学内容之一，目前教学进行研讨的较少。钢结构节点是连接钢结构杆件的重要部分，实际钢结构破坏中，节点破坏占比较大。钢结构节点受力复杂、形式多样、构造及计算理解难度大，使得节点设计不易掌握。利用钢结构课程建设之际，对钢结构节点三维数字模型教学进行探讨，目的在于提高相关内容教学的质量。
一、钢结构节点教学存在的问题
钢结构节点种类繁多，构造十分复杂，相当一部分学生依靠平面图难以真实、准确地理解和掌握节点构造的完整信息。例如：结构构件与节点的连接位置关系、节点板的厚度、焊缝的分布及焊缝的形式、螺栓的数量及螺栓的排列等。在现有的钢结构教材中，多采用节点二维CAD图纸、二维图片等进行教学，这对学生的空间想象力要求较高；有条件时往往辅以节点教学模型。虽然节点模型有助于学生理解，但节点种类、数量有限，加之因模型笨重、使用不方便等原因在教学中一般较少使用。同济大学对此曾研讨钢结构节点三维实体技术[4]，但均未用于教学活动中。 二、三维数字模型
三维数字模型是指在计算机系统中利用图素来描述空间三维实体，通常用计算机或者其它视频设备进行显示。三维数字模型在各个领域都有着广泛应用。目前物体的建模方法大体有三种：第一种利用三维软件建模；第二种通过仪器设备测量建模；第三种利用图像或者视频建模。
钢结构节点常用的数字模型生成软件有：3DMAX、SoftImage、Maya、ANSYS、AutoCAD等，其共同特点是利用一些基本的几何元素，如立方体、球体等，通过一系列几何操作，如平移、旋转、拉伸以及布尔运算等构建复杂的几何场景。根据钢结构的特点，目前已开发了PKPM、3D3S、XSTELL等专业设计软件。利用专业设计软件可以方便快捷地建立钢结构三维数字模型。图1为典型的钢结构三维数字模型图。
图1 典型钢结构三维数字模型图
三、钢结构节点三维数字模型的建立方法
（一）钢结构节点的基本类型
钢结构节点主要有梁柱节点连接（柱边刚接单连接板、短梁拼接、柱边刚接双连接板三种梁柱固结节点；双剪连接、单连接板、双连接板三种铰接节点）、主次梁节点连接（采用高强螺栓加翼缘连接板连接、采用角焊缝加翼缘连接板连接、采用焊缝连接三种固结节点；双角钢连接、腹板深入、宽加劲肋、双连接板四种铰接节点）、柱脚（外露式柱脚无锚栓支承托座、外露式柱脚设锚栓支承托座、埋入式柱脚、包脚式柱脚四种固结柱脚；一种铰接柱脚）、支撑与梁柱连接、支撑与柱脚连接五种类型。教学过程中分别介绍各类节点的计算方法，构造时需要对这五类节点分别建立三维数字模型，学生理解和掌握时就有针对性。根据使用方便，便于学习和掌握的原则，建立了上述五类钢结构节点共计27个。
（二）PKPM生成钢结构节点基本步骤
利用常用建筑结构计算软件PKPM钢结构设计计算STS功能模块中节点设计及计算单元，建立课程中常见节点的三维数字模型。节点三维数字模型建立基本步骤[5]：首先确定节点中梁柱的截面大小；输入节点所受弯矩M和轴力N；确定连接方式为铰接或则固结；确定采用螺栓还是焊缝连接等基本参数；确定其他相关参数；采用软件自带的视图功能从不同角度观察节点。
PKPM三维数字模型建立主要窗口如图2。
图2 PKPM三维数字模型建立主要窗口
（三）钢结构节点平面设计图与三维数字模型效果对比
以梁柱柱边刚接节点连接为例，建立的节点三维数字模型及基本设计参数如下：柱截面参数，钢截面焊接工字形截面600×300×10×12；梁截面参数，钢截面焊接工字形截面500×250×8×10；梁端节点设计弯矩，M=180.0kNm；梁端节点设计剪力，V=200kN；工字形梁与工字形柱刚接连接，连接类型为柱边刚接，单连接板高强螺栓连接（翼缘用对接焊缝，对接焊缝质量级别为2级；腹板用高强螺栓，翼缘承担全部弯矩，腹板只承担剪力）。建立三维数字模型如图3。
图3 节点平面设计图与三维数字模型对比
从图3可以看出，节点三维数字模型图较原平面设计图更直接、形象，学生对节点构造一目了然。
四、结语
钢结构节点构造复杂，节点计算和构造理解难度大；利用三维数字模型，可以克服传统教学手段的不足，使学生直观地认识和理解常用节点的构造和传力路线，并掌握节点设计。利用常用PKPM结构设计软件中的STS功能模块建模方便，基本涵盖了常用钢结构节点类型，使用方便。从教学情况看，利用三维数字模型教学效果良好，深受学生欢迎。
参考文献：
[1]刘坚，黄襄云.钢结构教学体会[J].高等建筑教育.2005（3）：49-51.
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[5]王建，董卫平.PKPM结构设计软件入门与应用实例——钢结构[M].北京：中国电力出版社. 2008.
Teaching steel structure node course by using three-dimensional digital model
HUANG Haibin， WANG Zonggang， LEI Yunbo， WANG Ping
（Logistical Engineering University of PLA， Chongqing 401311， P. R. China）
篇7
关键词：钢结构；课程设计；改革；思考
改革开放以来，随着国民经济的迅猛发展，钢结构在土木工程领域中的应用已经越来越广泛。《钢结构》课程在土木工程专业中的地位也显得越来越重要。
《钢结构》课程设计是土木工程专业重要的实践环节，通过该课程设计，要求学生运用所学的钢结构基本理论，掌握钢屋架的类型的选择、支撑的布置和檩条设计，熟练掌握荷载计算与屋架杆件内力计算、杆件截面选择和节点设计和并能正确的绘制屋架施工图。使学生具备普通钢屋架的设计能力，为今后从事钢结构工程设计、施工和管理以及其它相关工作打下基础。也是对《钢结构》先修课程的复习和巩固。
在以往的《钢结构》课程设计安排中存在着诸如选题、分组、管理、时间安排和考核等方面的问题。为了更好的达到《钢结构课程设计》的目的，我们认为有必要对钢结构课程设计教学进行改革。
1.《钢结构课程设计》的现状
目前，《钢结构课程设计》采用教师给定相应的设计条件，选取一榀屋架作为设计对象，要求学生先进行钢屋架的类型的选择、支撑的布置和檩条设计，再进行荷载计算与屋架杆件内力计算、杆件截面选择和节点设计并绘制屋架施工图。设计时间为一周，安排在《钢结构》课程结束后集中进行。在设计过程中，指导教师对学生进行指导和答疑，同时对学生进行阶段性检查，设计结束后指导教师根据学生的平时表现以及完成任务的质量评定综合成绩。设计成果为设计计算说明书一份；钢屋架设计图纸一张。通过课程设计，对大多数学生起到了培养学生实践能力和知识的综合运用能力的效果，但还存在一些问题。
2.存在的主要问题及原因
2.1课题雷同，抄袭现象严重
原来钢结构课程设计采用的是一个班级采用几个不同的课题，将学生分成几个组进行设计，同一组学生的课题是一样的，导致在一个组中只有部分比较认真的同学能自己独立完成，而其他不太认真的同学就可以抄袭已做好的同学的成果。学生对课程设计不重视，缺乏积极性和主动性，对课程设计敷衍了事，没能真正达到课程设计的效果。
2.2时间安排不合理
由于钢结构课程设计的设计、计算和绘图内容较多，工作量较大，原来教学大纲中钢结构课程设计的时间只有一周，是所有土木工程专业的课程设计中时间最紧张的一个课程设计，所以学生要在那么短（一周）时间完成那么多内容客观上也是相当紧张的，这也是导致部分学生抄袭的原因之一。
2.3考核体系欠完善
原来的课程设计成绩考核是由设计过程（认真程度、独立完成情况等）、计算书是否正确、完整及设计图纸的质量等情况综合考核给出成绩，并不能完全反映出学生的实际掌握情况。
3.《钢结构课程设计》改革目标
通过对《钢结构课程设计》内容、过程和要求的改革，使这一实践环节的教学效果符合应用型人才的培养目标，适应社会对人才的需求。达到以下总体改革目标：
（1）突出应用性、综合性。
（2）重视规范化、标准化。
（3）体现素质型、能力型。
4.《钢结构课程设计》改革主要内容
根据钢结构课程设计现状和总体改革目标，对钢结构课程设计教学的改革可以从以下几方面进行。
4.1改革选题
改变“同组学生题目相同”的现象，打破传统的选题模式，在设计题目和内容上进行改革，根据不同的屋盖体系、屋架形式、不同跨度、不同的荷载（基本雪压、基本风压）情况，采用一人一题进行，彻底避免学生之间相互抄袭的现象。
4.2调整时间
按照新的教学大纲要求，将《钢结构课程设计》的设计时间从原来的1周调整为1.5周，从时间上保证学生有足够的时间来充分完成设计内容.
4.3加强平时管理和考核
首先指导教师要对课程设计选题进行精心设计和准备，在布置任务时明确课程设计的重要性、具体要求和成绩评定规则，明确课程设计的目的和目标，激发学生兴趣和动力，同时要给予一定的压力。
为了保证学生在设计阶段能按时认真进行设计，在设计阶段规定作息时间，指导教师平时实行点名制进行考勤，并把出勤情况作为平时成绩之一，在设计阶段教师要认真、耐心辅导和讲解，从过程管理上确保课程设计的效果。
4.4改革考核方式
改变原来的考核方式，课程设计成绩由指导教师根据学生完成的设计成果（设计内容的完整性、规范性、合理性；计算精度；图纸质量）、工作态度及表现（包括态度、进度、主动提问及思考、质量等）和答辩情况（答辩时回答问题的正确性、相关专业知识及综合应用能力等）综合评定，特别是在最后成绩评定时增加一个答辩环节，并把答辩成绩作为其中的组成部分。这样可以促使学生在进行课程设计时必须搞懂其中的基本原理、基本理论和方法，确确实实掌握钢结构课程设计的内容，达到课程设计的最终目的。
篇8
论文摘要：在目前新的“建筑技术政策”向钢结构倾斜并提出“积极合理较快速地发展钢结构”的态势下，钢结构学科将快速全面发展，钢结构工程将更加广泛。文章分析了预应力钢结构的特点及其一般设计施工过程，提出了预应力钢结构的施工控制设计措施。
当前我国钢结构在高耸结构、超高层结构中的应用近年来已非常广泛，由于其良好的抗震性能，渐渐成为超高层结构的主流。此外，轻型钢结构建筑体系用于中小型工厂、商店、大型超市，由于其构造简单，材料单一，有利于制作的工业化和规格化，而且由于自重轻、工期短、经济性好而取得飞速发展。预应力钢结构是在各类钢结构中增加高强度赘余预应力杆件、张拉预应力杆件使其他构件获得与荷载引起的内力方向相反的预应力，而预应力杆获得与荷载引起内力方向相同的预应力，这样既充分发挥了高强度预应力杆的作用，又充分利用了钢构件的强度。预应力钢结构其实质是以少量高强度钢材代替一部分普通钢材并提高其他构件的承载能力而取得显著经济效益。显然，高强度预应力构件强度越高并且提高其他构件承载能力的方式越合理，其综合效果也就越为显著，一般情况下，预应力平面结构可以节约钢材10％～20％，预应力空间体系则可节约钢材40％～50％，这是应该大力推广的结构体系。
一、预应力钢结构的原理与状态
(一)预应力钢结构的基本原理
预应力钢结构的基本原理就是针对普通钢结构的特点，人为地在结构或构件较大受力部位，引入与荷载作用下符号相反的预麻力，使结构承使用荷载后，构件的内力抵消一部分或大部分，变形也相应随之减少，实现结构形式更合理、更经济的目标。按照预应力钢结构施工工艺来分，刚性结构和半刚性结构可归为一类，柔性结构归为另一类。刚性结构和半刚性结构有相对独立的杆件结构刚度，当索中预应力失效时，结构刚度减小。但杆件结构刚度仍存在。因此刚性结构和半刚性结构施工工艺计算模型可以分解为索对杆件部分结构的作用，悬挂体系、斜拉体系、预应力网架结构、预应力网壳结构和张弦梁屋架都具备可划分出相对独立的杆件部分结构的特性。柔性结构不同于刚性结构和半刚性结构，它仅在预应力作用下才形成有刚度的结构，不能划分出相对独立的杆件部分结构，它的设计和施工计算都需确定结构形状，因此柔性结构施工完全不同于刚性结构和半刚性结构施工。
(二)预应力钢结构的状态
预应力钢结构状态要素考虑是指索力和结构几何形状，为了便于分析和叙述，可以定义预应力钢结构如下的三种不同状态：
1.零状态：零状态时的结构是加工放样后的构件集合体。零状态时不存在预应力，不存在外部荷载和自重的作用，结构零状态的杆件部分形状和几何尺寸是由设计图纸给定的。
2.初始状态：初始状态是指结构安装就位张拉后仅在预应力和自重作用下自平衡状态。不考虑外部荷载的作用。预应力钢结构初始状态仅有预虑力和结构自重作用，实际上就是预应力施工张拉状态，此状态的索力和几何形状分别是施工张拉时的索张拉力控制值和位移监控值。
3.工作状态：工作状态指结构投入使用在外部作用下所达到的平衡状态。通常，外部作用下的工作状态位移，由设计方提供说明和要求。
二、预应力钢结构的施工流程与控制设计
(一)预应力钢结构的施工流程
现以长沙会展中心展览大厅来说明预应力钢结构施工特点，展览大厅是一个斜拉索和张弦桁架相结合的复杂空间预应力钢结构。施工过程如下：(1)在地面抬模上拼装屋架的张弦桁架跨段；张拉下弦索，张弦梁跨中起拱到预定量；(2)起吊、安装张弦桁架跨段，二端电焊连结；(3)张拉斜索，使屋架位移控制点起拱到预定量；(4)拆除支撑，然后安装屋面板和设备。
从上述的施工过程中可以归纳出预应力钢结构施工以下几个特点：(1)预应力施工会有阶段性，可以是嵌套形式；(2)需要确定一个形状控制为索张拉目标，目标实现时的索力目标控制索力，目标实现时控制点位移为目标控制位移，即初始状态；(3)控制索力往往是几个，甚至是十几个以上。由于实际张拉设备有限，不可能所有索同时张拉，因此必须制定使用少数设备实现目标控制索力和目标控制位移的张拉方案。
(二)预应力钢结构的施工控制设计
预应力钢结构的施工状态控制设计是指预先通过分析确定设计目标并制定张拉方案，张拉过程中对预应力钢结构施工状态进行实时识别，最终有目的地调整纠偏，从而使预应力钢结构施工收到有效地控制。为了实现这个目标，可采用几种施工计算方法，下面介绍三种方法：顺序循环法、倒装法和无应力法。
1.顺序循环法。顺序循环法分析步骤与实际预应力索施工步骤完全相同，通常在分析前根据工程具体情况先行确定若干各选方案，一般通过各个分组索2～3次循环叠代可逐步逼近设计索力，使结构最终成形。通过分析还可以准确获得各个施工阶段构件内力分布和结构几何形态。根据循环张拉的拉力增量可将顺序循环法细分为足量循环张拉法、等量递增循环张拉法和变量递增循环张拉法。足量循环张拉法是指每个循环中各组索的施工控制索力均为设计索力，由于后张索引入的预应力将在结构中重分布，必然导致先前张拉的索力发生变化，因此需要经过若干次循环张拉调整直至各组索内力均最终均达到设计要求的索力；等量递增循环张拉法是指通过k次循环张拉，将各组预应力索的设计索力等分为k份，每次循环张拉的索力增量为P/k，直至最后各组索力均逼近设计索力后停止张拉循环；而变量递增循环张拉法是根据工程实际情况每次预应力施工张拉控制的索力增量不同，最后统一逼近设计索力的循环张拉施工方法。
2.倒装法。我们以斜拉张弦桁架组合结构为例来说明“倒装法”原理。假如我们已经计算得到施工阶段荷载控制值。即索力Fi和控制位移Ui(-1，…，n)。如果有n台张拉设各，就可能同步比例张拉n根索，实现施工目标。但实际工程施工时，考虑到施工成本，不会采用同步张拉方案。现考察使用一台设备张拉时索力和位移的变化青况。假定一台设备张拉次序和索号相同，要求张拉完成后的索内力和控制点位移为已计算得到的施工阶段荷载控制目标Fi(i=1，…，6)和Ui(i=1，…，6)。现假定按索号逐根张拉，张拉力就取Fi。1号索张拉后，当2号索张拉时，1号索索力就不再是Fi。继续张拉3号索，1号索和2号索的索力又发生变化。后继索张拉会改变已张拉索的索力，如此张拉无法达到施工阶段荷载控制力和控制位移的目标。
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【关键词】 废旧楼房；拆除爆破；设计与施工
【中图分类号】 TU722 【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123（2013）05-080-01
建筑结构的分类，按照所用材料的不同可分为：钢筋混凝土结构、砌体结构、木结构、钢结构等；按照其受力性能的不同可分为：有框架结构、剪力墙结构、壳体结构等。而在经济全球化迅速发展和人们生活水平日益提高的今天，却面临着快速拆除各种废旧楼房的烦恼和来自一些危险建筑物的不安全感，因此，如何快速处理这类建筑物成了我们城市化过程中的苦恼。本文将重点介绍建筑物的爆破拆除及其原理，为我们在城市化建设中扫除障碍。在拆除爆破中，经常会遇到以下几种形式的建筑物结构：砌体结构，即由砖、砌块及石料等体块材料通过砂浆砌筑而成的结构；砖混结构，石砌体结构的一种，主要指建筑物中竖向承重结构的墙、附壁柱等采用砖或砌块砌筑，柱、梁、楼板、屋面板、桁架等采用钢筋混凝土结构；排架结构，即由屋顶、钢筋混凝土梁和柱作为主要承重构件，屋顶和柱顶之间是铰接的建筑结构；框架结构：即由现浇的钢筋混凝土梁、柱、板作为主要承重构件，梁和柱之间是刚性连接，构成了一个整体钢架。
1 楼房类建筑物拆除方法
楼房类建筑物的拆除方法主要有：人工法；机械法（吊车锤拆除法、吊车拆卸法、挖掘机拆除法；装载机拆除法）；爆破拆除法（钻孔爆破法；水压爆破法；水孔爆破法；糊炮爆破法）；综合拆除法等。在诸多的拆除方法中，应用最多、最广的便是爆破拆除法。
2 楼房拆除爆破的基本原理
在进行楼房爆破的设计与施工过程中，需根据爆破对象的介质特性、结构尺寸和边界条件，爆区环境，安全要求等条件进行设计。与普通工程爆破相比，城市楼房拆除爆破有其特殊性，在设计和施工中应遵循以下四个基本原理：微分原理、等能原理、失稳原理、缓冲原理。
微分原理：合理地确定孔网参数、用药量以及装药结构，使炸药均匀地分布到被爆破介质中，形成多点分散的布药形式，防止能量过于集中，这一设计原理称为微分原理。有人也称之为多打孔，少装药的设计方法。
等能原理：根据被爆破物状况、环境条件及工程要求，优选爆破参数，以期使每个炮孔内炸药爆炸释放出的能量与该孔周围介质达到预期爆破效果所需的能量相等，这一原理称为等能原理。
失稳原理：爆破拆除楼房等建筑物的爆破设计指导思想是：分析被拆除物的受力状态，然后爆除结构物的某些关键承重部位，使之失去承载力，结构物整体失去稳定性，在其自重作用小坍塌或倾倒，这一设计思路为失稳原理。
缓冲原理：选择合理的装药结构或适宜的炸药品种，缓和爆轰波峰值压力对介质的冲击左右，使爆炸能量得到合理的分配和利用，以期达到减少爆破危害、改善爆破效果的目的，这一原理称为缓冲原理。
3 楼房类建筑物的爆破拆除方案
楼房类建筑物爆破拆除，主要应用失稳原理确定布孔范围，应用微分原理确定孔网参数，应用等能原理确定单孔装药量，并设计可靠合理的爆破网路，使埋设在爆破缺口范围内各承重构件上的炸药按设计要求顺序起爆，迫使被拆除建筑物倾倒坍塌。在楼房拆除爆破中造成建筑物结构失稳的方法有三种：不同爆高法，不同时差法，重心移出法。
楼房拆除爆破的基本方案有：单向倾倒、单向折叠倾倒、双向折叠倾倒、内向折叠坍塌、原地坍塌等五种。
单向倾倒爆破：在拟拆除建筑物的底部布置一个三角形或梯形爆破缺口，缺破后，建筑物上部结构在重力作用下产生倾覆力矩，绕某个轴线转动，向预定方向倾倒、坍塌触地撞击解体破碎。
单向折叠倾倒爆破：在拟拆除的楼房内，布置两个或两个以上的同向爆破缺口，将大楼在竖向上分成几段，各缺口分次微差起爆或同时起爆，使建筑物失稳，各分段楼体在自重作用下向同一方向倾倒。
双向折叠倾倒爆破：在拟拆除的楼房内，布置两个或两个以上的反向爆破缺口，将大楼在竖向上分成几段，各缺口分次微差起爆或同时起爆，使各分段在自重作用下向不同方向坍塌倾倒。
内向折叠坍塌爆破：对于宽高比基本相等或平面尺寸的长度、宽度大于高度的建筑物，在被拆除建筑物内布置一个或多个内高外低的梯形爆破缺口。每个爆破缺口先爆中间、后爆两侧部位；有数个爆破缺口时，先爆上部缺口，后爆下部缺口，迫使建筑物向内倾倒坍塌。这种拆除爆破方案适用于被拆除建筑物四周场地较小，建筑物宽高比不大于一的框架结构楼房，砖混结构楼房等建筑物的爆破拆除。
原地坍塌爆破：根据被拆除建筑物的高度不同，布置一定高度的一个或多个爆破缺口，将缺口内的承重墙，承重立柱及部分横梁钻凿爆破孔，从上到下依次爆破各个缺口。建筑物在自重作用下坍塌触地并相互碰撞而解体。
4 影响楼房爆破拆除方案选择的主要因素
除选择合理的爆破方案外，主要影响因素便是被拆除楼房周围环境、楼房结构形式和尺寸。楼房一侧有不小于楼房高度的开阔场地，可优先采用工程量少的定向倾倒爆破方案；倒向侧场地大于楼房高度一半而小于楼房高度，且楼房宽高比较大，可考虑采用单向折叠坍塌爆破方案；楼房四周场地均不足楼房的高度，且楼房宽高比较大，可考虑采用双向折叠倾倒爆破方案；楼房四周场地均不足楼房的高度，若楼房宽高比较小，要考虑原地坍塌或内向坍塌爆破方案。
另外，考虑到冬季室内保温的需要，北方地区的楼房墙体较厚，南方地区的楼房墙体则较薄，地震多发地区楼房抗震性能较好，而有些地区则对房屋的抗震性能要求较低，这些因素在楼房爆破拆除设计中均应该充分考虑。
参考文献
1 冯叔瑜等.城市控制爆破.北京：中国铁道出版社，1987
2 杨人光等.建筑物爆破拆除.北京：中国建筑工业出版社，1985
3 金骥良等.拆除爆破设计与施工.北京：中国铁道出版社，2004
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基于培养学生工程应用能力的目的，制定了土木工程专业人才计划，2007版土木工程专业教学计划的知识体系结构由三大部分组成，分别是通识教育、专业教育和综合教育，其中专业教育又分为专业基础教育和专业方向的课程教育，总学时共计2500学时。其中通识教育1312学时，占总学时52．5%;专业基础854学时，占总学时34．2%;专业课334学时，占总学时13．4%。该培养计划在理论教学、实践教学改革方面进行了许多探索和实践，主要的工作包括以下6点。
知识、能力、素质三位一体的理论教学体系
以知识结构、知识点、实现方法为基础设置理论课程，形成了“知识、能力、素质”三位一体的理论教学体系。
1通识教育
通识教育包括人文、社会科学基础知识、自然科学基础知识、体育知识、外语知识、经管知识、计算机信息技术等相关内容。
2专业教育
1)工程技术基础知识。开设有材料力学、画法几何与建筑制图、理论力学等3门主干必修课程以及电工学、流体力学、弹性力学B等3门限定选修课程，共计20学分。要求学生掌握理论力学、材料力学的基本原理和分析方法;掌握流体力学(水力学)的基本原理和分析方法，画法几何基本原理，电工学的基本理论，弹性力学的基本原理和分析方法。2)专业基础知识。开设有土木工程材料、土力学、基础工程、结构力学、工程地质、混凝土结构设计原理、房屋建筑学等7门主干必修课程，土木工程概论、工程测量2门非主干必修课程，专业外语、土木工程CAD等2门非主干限定选修课程。要求学生了解土木工程专业基础知识，为进一步学习各专业方向知识打下坚实基础。3)专业方向知识。土木工程专业知识教育按照建筑工程、道路与桥梁工程、地下工程、岩土工程等4个专业特色方向教学。
多层次一体化的实践教学体系
人才培养体系重视实践环节，实践环节时间共计40周。通识实践环节包括人文社会科学实践3周(3学分)、金工实习1周(1学分)、计算机基本技能训练1周(1学分)。专业实践包括混凝土结构原理课程设计等共10周(10学分)，测量实习2周(2学分)，认识实习、生产实习、毕业实习7周(7学分)，毕业设计(论文)16周(16学分)。此外，还专门设置课外实践5学分，安排学生从事暑假社会实践、公益劳动等课外实践活动。除学校安排的实践活动外，土木工程专业结合专业特点，组织学生参加省土木建筑学会举办的优秀毕业设计大赛，并举办大学生创新性实验计划等活动，加深学生对所学知识的理解，激发学生对土木工程专业的学习兴趣。实践环节是培养学生工程应用能力和创新精神的重要途径，根据土木工程学科和专业特点，利用西部矿井开采与灾害防治教育部重点实验室、土木工程实验中心、岩土工程省级实验教学示范中心、校内岩土工程训练中心以及校外实践教学基地，搭建了土木工程专业实践教学平台。培养体系采用室内实验、校内实训、认识实习、生产实习、毕业实习、课程设计、毕业设计、科研活动、学科竞赛等“多层次”的实践环节培养学生的实践能力，形成“一体化”的实践教学体系。
“设计型”题目和“科研型”项目结合的课程设计教学改革
在改革与实践过程中，根据土木工程专业4个不同的特色方向，探索了“设计型”题目和“科研型”题目在课程设计中的应用，编制了建筑工程方向“钢结构”与“钢筋混凝土整体式肋梁楼盖”课程设计、岩土工程方向“基础工程”与“隧道工程”课程设计、道路与桥梁工程方向“钢筋混凝土简支T型梁”与“等截面悬链线砼箱形无铰板拱桥”课程设计任务书与考核标准。地下工程方向延续了矿井建设专业的教学内容，编制了矿井建设中的”建井工程结构立井井架”课程设计任务书与考核标准。
基于全面质量管理(TQC)理论的毕业设计教学改革
基于全面质量管理(TQC)理论，开展毕业设计的全过程质量控制，在本科毕业设计环节中，分别采用了指导教师双向遴选制度、设计题目多样化、严格的开题报告制度以及多环节答辩制度，同时说明书和绘图采用手写与打印相结合形式，达到了管理的制度化，避免了管理中的随意性;同时发挥岩土工程、地下工程两个优势学科科研实力强的特点，在优秀本科生中选取重要科研课题中的问题作为本科毕业论文选题的做法提高了学生的科研能力，扩大了我校社会影响，提高了就业率。毕业设计选题多样化，真正实现“真刀真枪”做设计。同时要求毕业设计必须有电算内容，配备了各专业方向的电算教学软件，保证了毕业设计既有电算又有手算的特点，提高了学生专业软件的应用能力。编辑出版了《土木工程专业毕业设计指导丛书》。制定了土木工程专业毕业设计指导教师遴选标准、开提报告撰写标准、答辩基本规程、撰写标准、质量监控评价标准、评分标准、二次答辩基本规程等一系列毕业设计管理文件。
“多渠道一体化”的学生创新精神培养体系
搭建创新精神培养平台，采用多手段培养学生的创新意识和创新能力，通过“双师型”教师队伍培养、建立高水平学术梯队、提高教师科研能力、本科生参加科研活动、本科生参加学科竞赛活动、本科生参加创新性实验计划等多种渠道对学生的创新精神进行一体化培养。
