《钢结构设计》教学

【摘 要】从目前国内钢结构设计教学现状和学生存在的问题出发,提出钢结构设计学习中的注意事项并提出教学建议,以提高学习效率和掌握钢结构设计能力.

【关 键 词】稳定；刚度；整体思维

1.教学现状

《钢结构设计》是房屋建筑工程领域的一门主要的专业课程,其任务是通过本课程的学习获得必须具备的关于钢结构材料、设什、施工等方面的基本概念、基本理论,并通过一定的实践课程配合,使同学掌握一定的解决钢结构工程实际问题的能力,为今后从事钢结构施工、侧造和一般钢结构的设计、施工和监理等生产实践工作打下坚实的基础.包含了《钢结构设计原理》和《钢结构设计》、《钢结构课程设计》三部分.随着钢结构优点的逐渐凸显,使得我国钢结构设计成为热点学科和结构设计发展趋势,所以学好钢结构设计、促进钢结构设计的发展成为土木工程专业毕业生的责任和使命.但从目前高校土木教学和学生反馈看,《钢结构设计》属于很难掌握的一门学科,很多学生由于教材中抽象的理论、繁冗的推导公式、艰难的计算而对课程失去兴趣导致学习效果很差,且不愿意从事相关工作.基于此,本文剖析其原因并找出对策,以期加强学生对课程的认识.

2.存在问题的分析和解决办法

若想学好《钢结构设计》,必须做到以下几点：

2.1打好力学基础,建立合理知识体系

学习《钢结构原理》的时候,应抓住材料—连接—构件强度、刚度—构件稳定（整体稳定和局部稳定）这条主线.《钢结构设计》的先修课程有《材料力学》、《结构力学》,钢结构强度、刚度计算和钢结构连接等章节中用到的知识并不复杂,但是稳定问题则需要较好的力学功底,而稳定问题的基础知识出现在《材料力学》和《结构力学》教材的后半部分,部分学校由于课时有限讲的不深入甚至不讲就进入了钢结构的稳定部分学习,这样学生肯定会感觉有跳跃性、听不懂就成为必然.所以建议学生在学习钢结构稳定部分之前先学习巩固力学有关稳定部分的基本知识.

2.2建立整体思维,熟悉设计流程

在原理部分掌握了各种受力构件之后,就进入了整体结构的学习,有钢屋架、钢网架、门式刚架、多层钢结构房屋、高层钢结构房屋等,不同高校会依据课时安排有所取舍.这部分的特点是把构件组合成结构整体,需要整体考虑.同时钢结构设计也具有建筑结构设计的一般特点,即按照荷载统计（包括恒载,活载,风荷载,地震力等）—内力组合分析—截面设计的思路进行,这也是软件所遵循的程序.

2.3加强课程设计的学习

课程设计是专业培养方案中的重要一环,此环节若能有所加强,将能达到事半功倍的效果.钢结构的课程设计有多种形式,如门式刚架、多高层钢结构房屋的设计、网架的设计、钢屋架的设计等,不同高校会依据教学的情况进行相应安排.从设计方式上,学生可手工作图,也可计算机辅助设计,但从社会需求来看,建议让学生手算,然后电算校核.例如做钢屋架的设计,可以让学生手算内力及选取截面并进行校核并进行焊缝的连接计算,同时用PKPM软件中STS进行电算设计、出图,相互比较后才会有收获.

2.4增强学生学习兴趣,增加实地参观机会,教学实践相统一

“兴趣是最好的老师”,《钢结构设计》教学中教师要努力提高学生的学习兴趣,提高学生学习的使命感和紧迫感.

在钢结构学习中,学生存在的主要问题是抽象感,所授内容完全存在于在想象之外,这给钢结构学习带来极大不便,同时也降低了学生的学习兴趣.所以建议有条件的学校联系钢结构实习基地供学生参观学习,去钢结构厂参观钢结构生产工艺及生产流程,就近参观一些代表性的钢结构工程,以促进钢结构知识的理解学习.没有条件的就多找些钢结构模型或图片以给予学生直观的理解.

3．教学建议

3.1钢结构宜保证足够学时,尤其是原理部分.钢结构的内容量并不少于钢筋混凝土结构,但是国内高校对于钢筋混凝土的课时量一般是比较充足的,但对钢结构的课时量则偏少.有了一定的充足教学课时,才能保证钢结构课程教学体系的完善和学生知识的搭建.

3.2应适当增加稳定基础知识的补充和巩固.

3.3适当把理论教学与钢结构规范相结合,让学生知识更全面.

3.4可以在土木工程类本科毕业设计中增加钢结构选题,设计从建筑图到施工图,从手算到电算,让学生建立完整的钢结构设计体系.