钢结构课程设计范例（4篇）

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钢结构课程设计总结【第一篇】

关键词：钢结构设计；建筑工程；土木工程

钢结构建筑具有抗震性能好、可工厂化生产、施工速度快和绿色环保等其他结构形式不可比拟的优越性。随着钢结构形式增多，其越来越受到我国建筑界的重视。钢结构市场的日益增大，急需基础理论扎实、动手能力强、有丰富经验的钢结构设计和施工技术人才。而目前本科教育领域出现的毕业生知识面单一，动手能力弱，欠缺解决实际问题的技能和“实用性”不强等问题。这些高等教育中出现的问题，既不适应当前工程实践复杂化的趋势，也不符合教育领域工程实践教育的发展方向，直接影响了本科教育可持续性发展。[1]如何在教学过程中将实践与理论融为一体，使学校教育和企业工作进行无缝对接，培养适应社会需求的土木工程人才，需高校教师不断探讨和实践。[2-4]

土木工程专业课程中，钢结构工程由“钢结构设计原理”和“钢结构设计”两门课程进行阐述。“钢结构设计原理”主要讲授受弯构件、受压构件以及连接节点等钢结构的基本理论和设计方法。“钢结构设计”主要讲述在建筑应用中，各种形式钢结构的设计计算、构造以及施工技术，它更加接近实际应用，是一门实践性很强的专业课，因此，对学生实践能力的培养显得尤为重要。

笔者通过多年的研究和实践，在总结该门课程特点的基础上，通过一定教学方法和手段的应用，并以案例教学法为主线，突出土木工程专业的特点，将实践能力有效贯穿到课堂教学整个过程中，达到学生在校门和工作岗位间的无缝对接。

一、“钢结构设计”的课程特点

“钢结构设计”是土木工程专业本科生的一门专业必修课。课程任务和目的是使学生熟悉各种类型建筑钢结构体系的基本形式和结构布置、结构体系的受力分析以及设计构造要求；了解钢结构的制作、安装、防火及防腐蚀等基本知识；初步掌握建筑钢结构的设计过程和设计计算的主要方法，熟悉相关的规范条文；培养学生做到能够应用钢结构原理和设计的基本知识，分析和解决实际工程中的问题。其课程主要有以下几个特点：

1.课程内容较多、涉及面广

“钢结构设计”课程包含了现行建筑工程建设中的大多数结构形式，面广量大，包含钢平台设计、门式刚架轻型钢结构、重型工业厂房结构、多层及高层房屋钢结构、大跨度钢结构、以及钢-混凝土组合结构等。在每章里都涉及该种结构的设计理论、构造措施以及相关的规范、规程。因此，该门课程既有一定理论要求、又要熟悉相应规范、构造，既要熟悉“钢结构原理”基本内容，又要熟悉相应力学知识。

2.课程学时少

为顺应我国高校教育改革与发展的需要，各学校按照培养“厚基础、宽口径、重实践、显个性、高素质的复合型人才”的总体方案，专业课程都被大量压缩。我校“钢结构设计”课程的课时量为32学时，另有周课程设计。该课程存在着教学内容多而难，但教学时间又少的矛盾，教师们必须更好选择讲述内容，既达到培养钢结构设计专业人才的目的，又不影响学生的学习效果。

3.课程实践性强

该门课程的目的是培养学生具备钢结构工程的设计、施工能力，让学生掌握钢结构设计的方法和手段，领会结构设计的一般要求，熟悉相应的规范、规程，使学生能根据结构承受的直接和间接作用及所处环境特点，设计出既安全适用、又经济合理的钢结构体系。该课程开设的直接目的，就是使学生在掌握钢结构基本理论的基础上直接面对工程设计和施工，指导学生如何把钢结构在工程中应用。因此，具有很强的工程实践性。

4.与相应设计、施工规范联系密切

作为一门结构设计类专业课程，必须与国家现行设计及施工规范、规程密切联系。而学生在学校学习中的大部分时间都花费在理论学习上，在课本上所接触的相关规范知识也比较隐晦，且都是经过编书者精简过的，因此在教学中如何把规范和教学进行统一值得研究。另外，学生还需熟悉部分钢结构专门设计软件。通过该门专业课程的教学，学生能掌握大量的相关专业知识。

由于目前学生所见到的建筑物中大部分为钢筋混凝土以及砌体结构这些民用建筑，对钢结构建筑很陌生。前期所学的“钢结构设计原理”难度又较大，从而觉得“钢结构设计”这门课程很难，产生了畏惧心理，加之学生没有实际工程经验，在本门课程学习中对工程设计也很陌生。因此，“钢结构设计”课程在教学中和其他课程相比，需要有所突破，除了采用传统的教学手段之外，更需要通过丰富的教学方法来培养学生的实践能力，通过有效的教学方法培养学生的理论分析能力和实际工程设计能力。

二、教学手段和方法的改革

1.多媒体课件和传统的板书相结合

“钢结构设计”的理论部分以内力分析和结构计算为主，传统板书教学中教师的“教”与学生的“学”相同步，引导学生思考，参与具体推导过程，可加深学生对计算过程的理解。多年的教学实践表明，这些传统的教学方法对于理论教学具有较好的教学效果。运用多媒体教学方法具有直观性，并且通过图片、动画和工程录像可以传递大量信息。

该门课程讲解中，对于结构的布置及构造要求这部分教学内容图量较大，若采用普通板书，既浪费时间也不能讲解透彻。利用多媒体技术，采用大量的工程图片、动画演示以及录像资料，清晰明了，更加生动有趣，达到非常好的效果，并且节约了大量课时。

2.案例教学贯穿整个章节

实际工程是工科类课程教学最具有活力的资源，把实际工程引入课堂，实施案例教学，不仅可以丰富教学内容，还可以做到理论联系实际，使书本中枯燥的理论活起来。在讲解每章之前，给每个学生发一份与内容相关的笔者曾经设计过的工程建筑图和工程基本条件。讲完结构体系布置后，学生的作业就是根据建筑图进行结构体系布置，并画出结构布置图。讲完内力计算后，学生根据结构布置图进行内力计算，以此类推。总之，在教学过程中，工程实例贯穿整个理论教学。当整章内容讲完后，学生就完成了一个实际工程的设计过程。这种方法不但使学生熟悉该种结构的整个设计思路，还使章节理论和实践有机结合起来，并且把学生课余时间充分利用，补充教学课时量少的问题。

3.增加教学见习环节

虽然在教学中采用了大量图片和录像，使课堂教学生动有趣，但这总是工程的局部和平面影像，不如现场观摩给学生的印象更深刻。虽然钢结构工程比较多，但在日常生活中能进入到现场，接触到实际钢结构工程的不多。为了提高学习效果，应至少每章内容都有一次见习机会，笔者在课后带领学生到自己曾经设计过的现场（也是每章布置给学生的作业）参观，现场讲解这些钢结构建筑的结构布置、细部构造和设计注意事项。通过见习，有效提高学生的感官认识和学习兴趣。

4.学习通用设计软件，增强实践能力

在目前的建筑行业中，已经广泛运用专业软件进行设计和制图。学生在校园里如果提前接触和了解这类软件的使用方法并初步掌握其技巧，则会在走上工作岗位后能快速与实际对接，可以有效地增强学生的就业竞争力。

笔者一般安排两次课（4课时）进行软件实践，在钢平台设计和门式刚架设计这两章内容讲解中安排（这两章具有广泛的应用性和代表性）。安排学生到计算机房上机学习钢结构设计的通用软件PKPM，系统地讲述钢结构设计的计算机软件操作方法、注意事项，并在课后给学生机动上机时间，培养学生的设计实践能力。

5.设计规范与教学内容紧密结合

由于“钢结构设计”课程涉及的内容很广泛，在编写教科书时，不可能把规范条例全部写入，一般都是根据需要含在教程内容中。但在实际工程中，设计人员看的都是规范条文，因此，课本知识与工程设计存在一定的距离。老师有必要告诉学生，课本上的相关内容，规范中是如何要求的。笔者在该门课程的讲述过程中，涉及规范要求的，一般是以规范条文规定作为引子进行讲解和设计。比如在轻钢门式刚架的设计中，基本都以“门刚设计规程”为大纲，逐条讲解和举例子。

另外，引入一些典型工程的设计计算书和施工图纸能补充学生课外相关知识和实践深度。

6.总结课程内容，精简相应课时

“钢结构设计”课程内容多，课时少，如何在有限的课时内使学生掌握大量的知识，是讲授该门课程必须要面对的问题。笔者通过课程内容分析，钢平台设计、多层钢结构设计和高层钢结构设计有很多相同处。多高层钢结构设计与学生已经学过的混凝土结构设计和高层结构设计有很多相同处。因此，在讲解中，挑出这些章节的不同出重点讲解，相同处则可减少课时量。另外，对于需做课程设计的部分，可在课程中减少课时，大部分内容在课程设计讲解时重点突出。

三、结语

“钢结构设计”是一门工程实践性较强的土木工程专业课。课程教学的关键是如何通过教学手段和教学方法，与工程实践紧密结合，增加教学效果。根据该课程的特点，把工程案例贯穿到整个教学过程中，增加工程现场实践，把相应规范与教学紧密结合，增加相应建筑设计软件的学习，增强学生工程实践能力。通过总结课程内容，精简课时量，学生最大化掌握相应知识。总之，笔者采用的教学方法突出土木工程专业的特点，能够达到学生在校门和工作岗位间进行无缝对接的目的。实践证明，上述教学手段和方法的实施使本课程教学取得良好效果。从用人单位的反馈意见看，本专业毕业生在建筑领域能力较强，得到了社会认可，也得到了有关专家的好评。

参考文献：

[1]邬峻。 21世纪的高等工程教育：循环创新新模型与21世纪大学建构[J].高等工程教育研究，2002，（5）.

[2]宋高丽。基于应用型人才培养目标的钢结构课程教学初探[J].高等建筑教育，2010，19（3）.

[3]李方慧，田春竹。钢结构设计课程实践教学方法探讨[J].高等建筑教育，2011，20（1）.

钢结构课程设计【第二篇】

作者简介：

孙德发（1969-），男，嘉兴学院教务处副处长，嘉兴学院结构工程研究所所长，副教授，博士，主要从事土木工程教学、研究和管理研究，（E-mail）sdf@省略。

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针对行业的发展和当前钢结构建筑市场对钢结构人才的需求，分析了一般本科院校钢结构教学中存在的问题，对课程、课程设计、毕业设计和第二课堂的内容进行了全面分析与研究，构建并实施与理论教学密切配合的实践教学，将实践能力、创新精神和工程素质的培养寓于教育教学全过程，形成了第一课堂和第二课堂的互动效应。

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关键词：钢结构；第一课堂；第二课堂；教学改革

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中图分类号：TU391-4 文献标志码：A 文章编号：

1005-2909(2012)01-0066-03

近年来由于国家技术政策的扶持，建筑技术不断进步，建筑用钢量日益增长，钢结构在土木建筑领域的应用日益广泛，使钢结构课程在土木工程专业中的重要性不断增强，对钢结构课程的教学及人才培养也提出了更高的要求。

一、钢结构行业现状和人才需求

2005年中国的钢材产量达到37 117万t（现已达6亿t以上），已跃居世界首位。钢结构具有工业化程度高、施工周期短、造型优美、可回收循环利用、综合性能优越等诸多优点，因此，其在建筑行业中的作用日趋重要。随着钢结构经济指标的不断优化，中国钢结构应用政策在建国60年来发生了很大变化，20世纪50年代“节约用钢”，80年代“合理用钢”，90年代“提倡用钢”，2000年中国建筑金属结构协会建筑钢结构会议发出了《关于推行钢结构住宅的倡议书》。政府的支持使钢结构得到了快速发展，推广应用面进一步扩大，上海、浙江、江苏地区钢结构加工量约占全国钢结构加工量的1/3以上[1]。

随着钢结构的快速发展，出现了与行业发展不适应的人才短缺问题，企业亟需大批钢结构设计和施工的专门人才。目前国内钢结构作为一个专业研究方向仅在研究生层次有所涉及，本科层次人才培养近两年来刚刚在浙江树人大学[2]和内蒙古科技大学等少数几所高校中起步，绝大多数本科院校还没有从以钢结构设计应用为主的钢筋混凝土结构领域转到钢结构领域。

二、钢结构人才培养现状

据统计，在大多数一般本科院校钢结构只是土建类专业的一门课程，学生在4年学习中，接触到的有关钢结构课程少则50~60学时，最多不超过100学时。这些课程主要讲授钢结构的基本计算原理，实践性环节仅仅是一周的课程设计，

中间没有安排任何实践性教学环节，因此，学生在学习过程中没有机会接触到实际的钢结构建筑物，也不知道如何进行钢结构制作。学生如果没有很好的空间想像能力则很难把图纸所表达的意义和实际的建筑产品对应起来，因而也不能把自己的设计思想在设计图纸上表达清楚。

虽然各个学校都安排了学生的生产实习，但根据各校生产实习的基本情况来看，在生产实习中学生还是以混凝土结构的工程为主，几乎就没有接触到钢结构工程。

从学生的毕业设计选题来看，绝大部分学生都选择了混凝土结构的毕业设计题目，仅有少数学生选择了钢结构的设计，这就让有志于从事钢结构建筑的学生失去了上岗之前最后的锻炼机会。学生得不到良好的系统性和整体性训练，工程整体观模糊，不符合钢结构产业一体化综合发展的市场需要。因此，土木工程专业学生毕业后即使在钢结构领域从业，也远不能胜任岗位工作。

一方面是钢结构专业技术人员严重缺乏，企业求贤若渴，另一方面是相对不景气的就业市场，高校应该看到和抓住这个良好的契机，对钢结构课程教学进行改革，培养出具有良好钢结构专业素质、为企业所欢迎的合格人才。

三、教学改革探索与实践

首先，充分运用现代教育技术手段，建设以纸质教材为核心，以电子教案、多媒体辅助课件、网络课程等BB电子教育平台为支持的立体化教学资源库。课堂上集中突出基本概念、基本理论和主要技术要点的讲解和讨论，在有限的课内学时中加大知识传授容量，用启发学生思考的模式代替被动接受教学内容的模式。课堂外，学生可以在任何时间、任何地点，通过网络进行自主学习、交流讨论，实现教学模式拓展。

其次，积极探索课程和设计内容的改革与融合，以便形成课程、课程设计、毕业设计的紧密衔接，以培养和提高学生的综合素质和整体工程意识。具体措施体现为以下三点。

第一，将钢结构课程与钢结构课程设计相结合。

钢结构课程的目标是在学习理论力学、材料力学、结构力学等课程的基础上，学习和掌握有关钢材的力学特性、钢构件、连接和钢结构体系的分析计算与设计的基本概念、基本原理和基本方法。课程设计是将课程基本理念转化为课程实践活动的“桥梁”。在课程教学期间，将课程设计计算部分作为课程大作业提前布置[3]，有利于课程设计任务的分解，有利于学生的“学”和教师的“教”，学生可以带着问题去思考、学习，明确设计任务和设计思想，注重课程学习与课程设计的有机结合。

第二，将钢结构课程设计与钢结构毕业设计相结合。

钢结构课程设计是钢结构课程的实践教学环节，通过课程设计，可加深学生对基本构件构造及连接的理解，使学生能够熟练掌握钢结构基本构件的设计计算原理和方法，熟悉钢结构的设计过程，了解钢结构的构造要求，培养和提高学生的综合设计能力。在原有传统屋架设计与现代轻型门式刚架厂房设计相结合的基础上，可进一步拓展课程设计内容，实施双向选择，学生可以自主选题，也可以分工合作共同完成一个较大的设计题目。学院亦积极为学生搭建最全面的灵活的学习平台，培养其创新精神和团队意识。

但由于时间的限制，课程设计的广度和深度还比较欠缺，系统训练还不够，因此，在毕业设计教学环节尽可能安排一些有关钢结构研究和设计选题供学生选择，进一步拓展，打破设计题目单一的状况，使部分学生通过毕业设计阶段的学习获得更全面、更扎实的钢结构知识和应用技能。毕业设计阶段共安排16周时间，其中安排1周时间，结合指导教师的专业特点，引导学生关注钢结构的发展现状，促使其检索科学论文或进行调研。学生在毕业设计期间带着问题思考，最终以文献综述或开题报告的形式提交。毕业实习安排1周时间，由指导教师带队，在钢结构工地、钢构件加工厂实习，亦可聘请设计和施工单位的专家来校开展专题讲座。其余14周，指导教师按计划布置工作，每周都要辅导学生，密切关注

设计中的每一个环节和整个进度，既不包办代替，也不放任自流。教师还要注意调动学生的积极性，充分发挥其主动性、创造性。

第三，课程、结构设计竞赛与大学生创新项目的“三结合”，培养创新精神和实践能力。

针对钢结构课程的特点，遵循工程类课程的学习规律，首先建立学生对钢结构的感性认识，通过结构设计竞赛与大学生创新项目，将课程教学的结构设计内容、综合方案、计算、制作、试验等有机结合，激发学生学习兴趣，提高教学效果，以培养和提高学生的综合素质和整体工程意识，形成第一课堂（课程、课程设计、毕业设计）和第二课堂（结构设计竞赛与大学生创新项目）的互动效应，如图1所示。

四、结语

在培养方案中教学总学时未增加的前提下，钢结构课程改革的教学效果已初见成效。

以BB电子教育平台支持的立体化教学资源库包括通知、申报与检查、课程简介、课程规划、师资队伍、课程教学录像、教学大纲、授课教案、课程课件、参考资料、作业及习题集、教研活动、课程设计与毕业设计、结构竞赛与SRT、小组交流、讨论板、外部链接、同行评价和测试区。注册用户503个、参与用户457个，讨论板发帖1 368个、测试区在线测试题9套。通过多媒体教学（BB系统），引入工程实例、部分动画和模型，增强学生感性认识和理性思考，效果比较理想，再结合富有成效的传统教学方法，教学效果显著。学院钢结构网络课程荣获第七届浙江省高校教师教学软件评比三等奖，钢结构课程被评为浙江省高等学校精品课程。

在课程教学期间，将课程设计计算部分作为课程大作业提前布置，使学生明确设计任务和设计思想，注重课程学习与课程设计的有机结合，基本解决了课程设计教学量大与学生精力投人不足之间的矛盾，有利于师生的交流与沟通，课程设计质量明显提高。在此基础上，结合就业和毕业设计，进一步拓展，使部分学生通过毕业设计阶段的学习获得更全面、更扎实的钢结构知识和应用技能，培养工程能力。从用人单位反馈的信息来看，做过钢结构毕业设计的学生，普遍得到好评，已成为技术骨干。

课程、结构设计竞赛与大学生创新项目的“三结合”已建立，嘉兴学院“江南钢构杯”结构设计竞赛已成功举办了六届，大赛展示了学生的创新能力，提升了学生的实践动手能力，体现了团队合作精神。从2005年开始，作为教学实践检验，每年组织学生参加“浙江省大学生结构设计竞赛”均获奖项。此外，近年来土木工程专业学生已完成钢结构校内SRT项目10项、浙江省大学生科技创新项目2项，在研浙江省大学生科技创新项目3项。

参考文献：

［1］ 陈禄如。我国钢结构行业发展的现状、趋势和存在的问题［J］.建筑，2008（4）:57-59.

［2］ 邢丽，姚谏，陈新民，金小群。校企合作培养钢结构应用型人才的探索［J］.中国大学教学，2010（9）:23-24.

［3］ 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.

Research and practices of teaching reform of steel structure course

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SUN De-fa, LIU Jun-ying, NIU Zhi-rong, LI Gang

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(Institute of Structural Engineering, Jiaxing University, Jiaxing 314001, Zhejiang province, P. R. China)

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Abstract：

According to the development of industry and current steel structure building market, there are new requirements on the steel structure talents. We analyzed problems in the teaching of steel structure course in universities, comprehensively studied the course design, the graduation design, and the content of the second class, and constructed and implemented practice teaching based on the theories. The practice teaching integrated the cultivation of practical ability, innovation spirit and engineering quality, which formed interaction effect of the first class and second class.

钢结构课程设计总结【第三篇】

关键词：钢结构课程设计；教学方法；教学改革

中图分类号：文献标志码：A文章编号：1005-2909（2012）05-0108-03

随着中国经济建设的飞速发展和国民生活水平的不断提高，很多高层及大跨建筑物拔地而起。钢结构由于轻质高强、建造周期短、施工方便等诸多优点，在工业与民用建筑领域得到普遍应用，多数外形新颖、奇特、大跨、超高的新型建筑都离不开钢结构。教育部于2010年6月份提出“卓越工程师教育培养计划”以贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》重大改革项目，旨在培养一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才。卓越工程师的培养目标之一是强化学生工程能力和创新能力。土木工程专业是首批试点专业之一。课程设计作为土木工程专业学生必修的实践类课程，在卓越工程师的培养过程中起着不可或缺的作用。李方慧等[1]在钢结构设计课程教学中引入最新的研究成果和案例，结合现代化的教学手段以提高学生的实践教学能力和认知能力；贾玉琢等[2]指出当前钢结构教学在教材内容和教学方法等方面存在的弊病，并从优化整合课程内容、采用灵活的教学方法和先进的教学手段入手，探讨并实践了钢结构课程实用的教学方法。

目前很多高校在土木工程专业同时开设了钢结构基本原理、建筑钢结构设计和钢结构课程设计课程。这三门课程各有侧重点：钢结构基本原理侧重钢材的基本性能和构件强度、稳定和刚度的计算方法；建筑钢结构设计课程侧重各种常用钢结构体系的设计原理、受力分析、设计方法、加工制作和防腐蚀处理等内容；钢结构课程设计则主要训练学生运用前两门课程知识，通过对给定命题的钢结构单体进行设计实践以巩固专业知识，为学生以后从事工程设计和提升专业素质做好知识储备。目前，不同的高校对钢结构课程设计的要求不同，主要分为轻型门式刚架和钢屋架两种形式。

一、课程特点和教学目标

（一）课程特点

针对四年学制的土木工程专业本科学生，一般钢结构课程设计开设在第七学期，即在学生学习了钢结构基本原理和建筑钢结构设计课程后，此时学生已经具备了钢结构课程设计的必要专业知识。但是，大学四年级的学生有不同于其他年级的特殊性，主要体现在三个方面：首先，第七学期对报考研究生的学生是非常关键的时期，因此往年总是有部分学生为复习考研课程而缺课，即使上课也是心不在焉，最终导致他们学习效率不高甚至不知道课程设计的基本要求。其次，大四学生面临就业问题，很多用人单位为充分考查学生能力要求学生先到单位实习。由于就业市场竞争激烈，很多学生不愿意放弃来之不易的实习机会，因此选择放弃专业课程的学习到单位实习。这批学生最终也不能较好地完成课程设计任务。第三，近些年来，钢结构设计软件发展很快，很多工作均可由计算机代为完成。如中国建筑科学研究院研发的PKPM系列软件中的STS模块，上海同磊土木工程技术有限公司研发的3D3S软件，从10年前完成主要计算到现在可完成主要的施工图，设计人员仅需要输入少量设计参数即可完成设计优化、计算分析和施工图绘制。软件的不断发展和进步大量减少了工程师的重复劳动，但是对学生基本技能的培养并无益处。学生由于对设计软件过分依赖而对设计理论不熟悉，导致最终对计算结果无法准确把握和判断。

（二）教学目标

专业课程的授课方法通常为教师讲、学生听的模式，课堂上师生互动较少，考核多以卷面成绩为主。这种授课方式对课程设计显然并不合适。作为钢结构基本原理和建筑钢结构设计的后续课程，钢结构课程设计的开设是建立在学生对专业知识有一定了解的基础上，引导学生自主完成给定命题的钢结构单体设计过程，要求学生掌握钢结构设计的一般要求、设计过程和设计方法，通过计算书和施工图进行考核，以适用、安全、经济、合理作为设计作品的考核目标。

二、改进方法

（一）分步和互动式教学

钢结构基本原理和建筑钢结构设计两门课程是钢结构课程设计的先行课，由于不同的教师授课方式和侧重点有所不同，学生对知识的掌握程度也不同，在讲授钢结构课程设计要有针对性。学校将课程设计安排在建筑钢结构设计课程完成之后的下个学期，往年的授课方式主要为三个阶段：理论部分讲解、计算分析阶段和施工图绘制阶段，最终按提交的设计图纸和计算书质量进行考核。由于教师在理论讲解时不了解学生对专业知识的掌握程度，只能按照平时授课方式讲解课程设计理论，难以针对课程设计中学生容易出现的错误进行有针对性的教学；由于学时的限制，学生在匆忙完成图纸和计算书后即是学期结束，即使教师发现图纸和计算书中有很多问题也来不及让学生修改。

为准确把握学生对相关知识点的掌握程度，笔者通过与学生交流，及时了解他们完成课程设计需要补充的知识点，适时调整教学计划。如课程设计任务书要求学生完成一无吊车的轻型门式刚架设计，在第一节课上，即有学生指出门式刚架的结构体系和计算方法在建筑钢结构设计课堂上已经讲述，但只是一带而过。在这种情况下，笔者将课堂内容及时调整，考虑到各种不同的结构体系在结构的内力计算方面并无大的差异，仅将门式刚架与其他结构体系的不同之处重点讲述，然后要求学生课后进行计算分析，并在下一节课上随机抽查2～3名学生在10分钟内用ppt演示自己的计算过程。通过演示及时发现学生计算过程中普遍存在的问题，并在以后的授课过程中有目地重点解释。学生为准备演示ppt，会仔细阅读教材及相关设计材料，独立地思考、分析、归纳总结，既锻炼了他们的语言表达能力，又能发现问题，高质量地完成课程设计。

（二）工程实例的引入

随着近些年来钢结构建筑物的日益增多，学生对以钢结构为主体结构的实际工程有一定程度的认识。在教学过程中，除以照片形式展示国内外已建成和正在兴建的典型实际工程外，还可将常见结构体系的主要受力构件与校内钢结构建筑物实体相结合，将书本理论知识与身边实际工程结合，使学生对课堂所学知识加深理解和巩固。

此外，虽然学生之前已完成其他专业课的课程设计，但是由于钢结构施工图的表达方式和其他结构体系差异很大，无法将钢结构实体用施工图完整表达。鉴于此，笔者精选一套严格符合现行制图标准的轻型门式刚架结构施工图，从字体的选择、图面的布置到钢结构施工图绘制的要点一一讲解，要求学生从结构布置到节点详图分步完成，每次课堂均安排2～3名学生演示自己完成的工作，引导其他学生学习并从中发现问题。经过这样的训练与引导，学生最终完成的图纸图面较往年有很大程度的提高。

（三）正确的设计理念

由于钢结构表面经防腐蚀处理后美观大方，很多建筑师选择将钢构件暴露在室内。一个优秀的结构设计作品，结构的安全可靠是基本要求，结构的经济、美观和便于施工也是结构工程师必须考虑的因素。在往年的钢结构课程设计中，普遍存在截面过大、板件厚度太厚或太薄、连接处截面不等高或不等宽等问题。从学生的计算书来看，所选截面强度、稳定、刚度等均满足要求，但是有的截面应力比太小造成材料浪费，有的截面连接处截面不等高、翼缘不等宽造成外形层次不齐，有的所选腹板厚度太薄使焊接质量难以保障，还有学生为减少工作量以等截面H型钢替代经济合理的楔形截面。虽然笔者在理论部分的讲解中反复强调这些问题，但是学生在最后提交的作业中这些问题仍然会重复出现，这主要是由于在专业课的授课过程中，只重点讲解了构件的强度、稳定和刚度等关于安全性的训练，而忽视了结构设计还应考虑的其他关乎结构整体性的因素。因此，在截面优化、校核的过程帮助学生校核所选截面的适宜性，有利于培养他们正确的设计理念。

为避免学生因截面选择不当而引起的设计不合理，笔者在这次的教学方法改革中通过部分学生的ppt汇报发现并提炼共性的问题，同时将学生分组，在课堂上讨论、相互排查，确保每位学生对常见错误有明确的认识。在课堂上师生互动，学生之间的互动，启发、引导学生带着问题思考、讨论，可充分调动全体学生的积极性、主动性。通过讨论，学生基本上掌握了大部分内容，若仍不能解决的疑难问题，再通过重点讲解进一步促使学生将知识点与课程设计相结合。

（四）考核

与一般卷面考核不同，课程设计以最终提交的图纸和计算书为考核依据，图纸一般要求AutoCAD绘制。为避免学生之间相互抄袭，每年的课程设计均按一人一题设置，但即使这样，仍很难杜绝抄袭他人图纸和计算结果的现象发生，作为教师如何区分便成为难题。因此，笔者将学生的课堂表现同时作为考核依据，学生的ppt汇报和课堂的问答均能有效地反应对知识点的掌握程度，结合提交的图纸和计算书，能较为公平公正地对学生考核。

三、结语

文章从钢结构课程设计的特点出发，探讨了适合钢结构课程设计的教学方法。实践证明，根据课程特点调整教学计划和教学方法、提高师生的互动性、培养正确的设计理念可有效提高教学质量和学生综合能力。

参考文献：

[1] 李方慧，田春竹。钢结构设计课程实践教学方法探讨[J].高等建筑教育，2011，20（1）：135-137.

[2] 贾玉琢，李曰冰，龚靖。钢结构实用性教学的研究与实践[J].东北电力大学学报，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）

Abstract： To meet the requirement of economic development for high-quality engineers and technicians， and to improve the overall quality of the engineering education， we presented the improved teaching methods of steel structure design course for the development of students’ innovation and practical abilities.

钢结构课程设计总结【第四篇】

基金项目：黑龙江八一农垦大学教学研究课题（NDJY11306）

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）。

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）

Abstract： Based on the actual teaching situation of applicationoriented universities and colleges， the course system of steel structure is reasonably arranged and it has been put into practice in the teaching process to strengthen students’ practical ability. We introduced the teaching arrangement of steel structure course and some methods used in the teaching process in Heilongjiang Bayi Agricultural University， analyzed problems should be paid attention to， and presented some suggestions for steel structure teaching.