劉 敏 張 永（濰坊科技學(xué)院 建筑工程學(xué)院，山東 濰坊 262700）

實(shí)訓(xùn)館既有資源在鋼結(jié)構(gòu)課程中的應(yīng)用研究

劉 敏 張 永（濰坊科技學(xué)院 建筑工程學(xué)院，山東 濰坊 262700）

隨著鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中的大量應(yīng)用，《鋼結(jié)構(gòu)》課程在土木工程教學(xué)中的地位顯得越來越重要，以文字講解為主而附以平面靜態(tài)示圖的《鋼結(jié)構(gòu)》傳統(tǒng)教材，難以滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)要求，本文以我校建筑實(shí)訓(xùn)館中既有的鋼結(jié)構(gòu)及其構(gòu)造資源為基礎(chǔ)，針對《鋼結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)難點(diǎn)，在教學(xué)中做了應(yīng)用嘗試，提升了授課對象的認(rèn)知速度，收到了良好的教學(xué)效果。

應(yīng)用型人才培養(yǎng)；土木工程；鋼結(jié)構(gòu)；建筑實(shí)訓(xùn)館；應(yīng)用

《鋼結(jié)構(gòu)》是土木工程專業(yè)的一門主要專業(yè)必修課，課程教學(xué)的目的是使學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)的材料、構(gòu)件和連接等基礎(chǔ)知識，熟悉常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算原理，了解工業(yè)和民用建筑中常用鋼結(jié)構(gòu)房屋的特點(diǎn)[1,2]。通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生能規(guī)范地解決鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工中的技術(shù)問題，為從事施工、管理、設(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ)[3～5]。

目前《鋼結(jié)構(gòu)》教材大多數(shù)采用文字講解為主附加平面靜態(tài)示圖輔助，內(nèi)容比較抽象，難以滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的“畢業(yè)即上崗”的培養(yǎng)要求，建筑實(shí)訓(xùn)館的建成恰恰彌補(bǔ)了這一弊端，通過一年多的教學(xué)實(shí)踐，效果理想，值得推薦。

1 實(shí)訓(xùn)館資源的應(yīng)用

1.1 實(shí)訓(xùn)館簡介

濰坊科技學(xué)院建筑實(shí)訓(xùn)館于2015年9月底竣工驗(yàn)收并投入使用，主要展示了鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)（框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)）、磚混結(jié)構(gòu)等四大常見的結(jié)構(gòu)體系。

實(shí)訓(xùn)館建筑面積850平方米，鋼結(jié)構(gòu)部分主要是維護(hù)結(jié)構(gòu)，包括：混凝土基礎(chǔ)、鋼柱、鋼梁及其支撐系統(tǒng)，還有教學(xué)專用的鋼樓梯、鋼屋架及其支撐等內(nèi)容。

1.2 實(shí)訓(xùn)館知識點(diǎn)應(yīng)用舉例

鋼結(jié)構(gòu)課程知識點(diǎn)多而雜，任何一棟鋼結(jié)構(gòu)建筑都無法對應(yīng)所有的教學(xué)知識點(diǎn)，現(xiàn)以舉例的方式列舉部分知識點(diǎn)的教學(xué)體會，供讀者參考。

1.2.1 混凝土基礎(chǔ)與鋼柱的連接

當(dāng)鋼框架自重相對較輕時(shí)，基礎(chǔ)常用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；當(dāng)荷載較大時(shí)，可選擇較為復(fù)雜的基礎(chǔ)形式，比如條形基礎(chǔ)、十字形基礎(chǔ)以及片筏基礎(chǔ)等。實(shí)訓(xùn)館采用了獨(dú)立基礎(chǔ)，柱子為鋼柱，配有H型柱腳、柱腳底板、加勁肋、錨栓、墊板、螺母、二次澆灌層等內(nèi)容。教材中靜態(tài)的平面圖（圖1a）無法展示具有空間感的結(jié)構(gòu)形態(tài)，在課堂講解時(shí)，學(xué)生不容易理解。建筑實(shí)訓(xùn)館內(nèi)專門設(shè)計(jì)了一裸露基礎(chǔ)，未進(jìn)行回填（圖1b），能詳細(xì)直觀地表示柱腳的基本構(gòu)造。

圖1 柱腳詳圖及實(shí)體圖對比

在圖1的基礎(chǔ)上，通過“舉一反三”的方法，加深了學(xué)生對其它柱腳的理解，如：箱型柱帶平板柱腳、十字形鋼柱柱腳、外包式鋼接柱腳等。

1.2.2 柱間及屋面支撐

柱間支撐和屋面支撐有壓桿和拉桿兩種，均以十字交叉的布置形式為主。柱間支撐的間距一般根據(jù)房屋縱向柱距、受力條件和安裝條件確定，屋面橫向支撐宜設(shè)在溫度區(qū)段端部的第一個(gè)或第二個(gè)開間，教材中對于兩類支撐只是給了部分示意（如圖2a）和圖2b）所示），對于細(xì)部構(gòu)造描述沒有，建筑實(shí)訓(xùn)館中支撐構(gòu)造詳細(xì)，彌補(bǔ)了教材中的不足，且直觀、簡單明了，使學(xué)生理解深刻（見圖2c）和圖2d）所示）。

1.2.3 鋼樓梯常用的形式

有直梯和斜梯，直梯通常是在不經(jīng)常上下或者因場地限制不能設(shè)置斜梯時(shí)采用，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見樓梯形式。鋼斜梯是固定在建筑物或設(shè)備上，一般由梯梁、踏板、平臺梁和平臺板組成，為了滿足教學(xué)需要，更清晰的展示鋼斜梯的基本構(gòu)造和各部件的基本功能，實(shí)訓(xùn)館專門安裝了一部鋼斜梯（見圖3），把課堂授課和現(xiàn)場講解相結(jié)合，雖然增加了一個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)過程，但提高了教學(xué)效果。

圖2 柱間和屋面支撐詳圖及實(shí)體對比

圖3 鋼樓梯

圖4 梁柱節(jié)點(diǎn)詳圖及實(shí)體圖對比

1.2.4 梁柱節(jié)點(diǎn)

鋼門架梁柱連接有柱貫通型和梁貫通型兩類，為了簡化構(gòu)造和方便施工，鋼門架梁柱連接多采用柱貫通型。實(shí)訓(xùn)館的梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)是梁翼緣與柱翼緣對焊連接，梁腹板與柱翼緣采用高強(qiáng)度螺栓連接。

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)[6]。知識點(diǎn)多，平面圖形抽象（圖4a），對大多數(shù)學(xué)生來說，理解難度大，授課效果不理想。為此，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接的教學(xué)內(nèi)容，我們做了先結(jié)合PPT展示進(jìn)行課堂講述，后把授課地點(diǎn)選在了建筑實(shí)訓(xùn)館，結(jié)合實(shí)物（圖4b）進(jìn)行現(xiàn)場講解的嘗試，授課效果理想。

1.2.5 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件認(rèn)識

實(shí)訓(xùn)館除已經(jīng)建成的1：1真型鋼結(jié)構(gòu)的教學(xué)知識點(diǎn)外，還有大量的模型展示柜，對一些成品和半成品鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行了模擬展示，如鋼管以及其它型鋼的截面形式和尺寸、普通螺栓、高強(qiáng)度螺栓，各種焊縫、錨栓等，對鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)起到了一定的輔助作用。

2 實(shí)訓(xùn)館教學(xué)中的不足及對策

通過一年多的教學(xué)應(yīng)用，筆者也發(fā)現(xiàn)了部分不足，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）實(shí)訓(xùn)館中的知識點(diǎn)不能涵蓋鋼結(jié)構(gòu)課程中的所有知識點(diǎn)，內(nèi)容單調(diào)。針對這一問題，可加裝高清投影，引入校外部分視頻、PPT、BIM軟件和部分模擬構(gòu)件加以解決[7]。

2）實(shí)訓(xùn)館的展示功能顯著，而需學(xué)生動手操作的內(nèi)容少，可在實(shí)訓(xùn)館相應(yīng)位置增置工具以及材料，給學(xué)生提出相應(yīng)內(nèi)容的設(shè)計(jì)任務(wù)，讓學(xué)生自己動手完成，驗(yàn)收通過后又讓學(xué)生拆除并還原現(xiàn)場，提高學(xué)生動手能力。

3）實(shí)訓(xùn)館建成后只能代表現(xiàn)有材料的施工工藝及施工方法，對新材料、新工藝無法進(jìn)行全面體現(xiàn)。這一問題可通過“校企合作，校企共建”的方法解決，通過企業(yè)及時(shí)對實(shí)訓(xùn)館內(nèi)容進(jìn)行更新，提高實(shí)訓(xùn)館的實(shí)效性[8]。

3 結(jié) 語

實(shí)訓(xùn)館現(xiàn)有教學(xué)資源提高了學(xué)生的認(rèn)知速度，加深了對各知識點(diǎn)的理解，對于培養(yǎng)應(yīng)用型人才起到了一定的輔助作用，教學(xué)效果顯著。同時(shí)也存在一定的不足，還需引進(jìn)新思想、新技術(shù)，不斷進(jìn)行完善，使實(shí)訓(xùn)館實(shí)時(shí)服務(wù)于教學(xué)。

[1]沈宏琪,麥林.應(yīng)用型本科實(shí)踐教學(xué)探討[J].中國成人教育,2009,(19):107-108.

[2]賀興宏,管瑤.《鋼結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)方法探討[J].塔里木大學(xué)學(xué)報(bào),2007,(4):87-89.

[3]嚴(yán)仁章,王帥,李利斌.探索新形勢下鋼結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)改革[J].科學(xué)咨詢,2016,(07):164

[4]溫婷.案例教學(xué)法在《鋼結(jié)構(gòu)》課程中的應(yīng)用研究[J].黑龍江科技信息,2016,(36):53.

[5]梁琛,郭金林.應(yīng)用型高校實(shí)踐教學(xué)模式改革[J].中國成人教育,2016,(23):111-112.

[6]蘇志英.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造與識圖[M].電子工業(yè)出版社,2015.

[7]劉汾濤,章四明.鋼結(jié)構(gòu)整體模型設(shè)計(jì)及在項(xiàng)目化教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2014,(01):49-52.

Application analysis of the building training pavilion which being applied to course teaching of steel structual

As the steel structure was largely applied, course teaching of steel structure was more important in civil engneering teaching.The troditional textbooks introdued knowledge by words and graphic diagrams, which was difficult to satisfy the requirement of the applied talents training teaching.The teaching resources of architectural practice pavilion was used into course teaching in view of the teaching difficulty of the steel structure, which incraesed cognitive speed of students and teaching efficiency.

the applied talents training; civil engneering; the steel structure; the building training pavilion ;application

TB23

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1003-8965（2017)04-0128-02