钢结构工程论文范文第1篇

从施工整体看，钢结构对施工技术的要求较高，而且由于钢结构的施工不同于传统的混凝土施工，因此对钢结构的施工需要有专业的施工团队，根据不同的建筑结构进行相应的施工调整。

1、钢结构施工时对材料的选择和链接处理。钢材作为建筑材料一般被划分为型材、板材、管材以及金属制品四类，而在土木工程的建设中一般选用普通的低碳钢和低合金钢以及优质的碳素钢。对于钢结构之间的连接则应根据钢结构的形状选择相应的连接方法。例如对柱子截面的焊接一般采用“工”字或“十”字，而对于梁的焊接多采用“H”型钢梁，如果建筑风格上对焊接有特殊要求还要根据具体要求进行特殊焊接。在焊接之时应采用高强螺栓对梁与梁、梁与柱进行连接，同时注意螺栓孔位的精确位置。

2、要注意合理堆放钢结构，正确选择施工机械的安装地点。对于土木工程的钢结构建筑施工而言，由于其钢材的堆放面积一般小于钢结构建筑的施工面积，因此材料中转堆的摆放位置就显得尤为重要。按照正常的施工顺序，把钢材从中转堆运送到钢材的具体安装位置一般采用机械进行运输，所以，中转堆的摆放位置必须在机械的运送范围之内。同时，应及时对因运输而导致变形的构件加以现场矫正，保证施工顺利进行。

3、钢结构的油漆技术。对钢结构进行油漆的过程一般分为以下几步：首先，在清理钢材表面的同时对钢材做除锈处理。在油漆前，对要使用的钢材进行反复打磨，使钢材表面保持光亮、细腻，然后用棉布细致的擦去打磨留下的碎屑。其次，在对钢材进行油漆时，要用细刷仔细地将钢材表面刷满，同时注意不要让油漆进入到铆孔中去。第三，油漆干燥后，应采用与油漆相适应的腻子再次对钢材进行打磨，去掉油漆粉刷时的缺陷。第四，在腻子也干燥后再一次对腻子进行打磨，使之干净平整，色泽细腻均匀。最后，做好涂刷油漆后的检查工作，避免差漏。

二、钢结构施工管理要点

（一）工程施工前的管理要点

在对钢结构工程施工之前,施工的管理人员首先就是要明确钢结构工程在施工时的简要流程,了解钢结构施工工程的质量验收方法和验收规范,保证能完全按照钢结构施工工程的质量要求进行严格的检查和验收，并将验收成果及时反馈给工程的承包人员。

（二）工程施工中的管理要点

1、对施工放线的管理。施工人员应该首先认识到施工放线的重要性，及时对建筑物的基础和定位轴线进行确定，对地脚螺栓的位置进行明确规划，避免在进行钢架定位时产生螺栓与柱脚相互碰撞的情况，避免造成钢架底面因碰撞产生变形，并尽量减少钢架与地面的接触范围。

2、在预埋混凝土内的螺栓时要注意螺栓的位置、大小、长度等，对螺栓进行黄油包裹，没有黄油时可采用塑料包裹，避免混凝土材质对螺栓造成污染和腐蚀。

3、注意对钢架结构加工的管理。对钢架结构进行加工在整个土木工程施工中有着十分重要的地位，钢架结构质量的优劣直接影响着建筑整体的使用性能，因此，对于钢结构的加工的每一个步骤都要认真执行，严把质量关。其中尤其要注意的是选材一定要是工程指定的型号，螺孔、加强版、倾斜标记、基准线等需要标明的数值或者位置记号也要进行详细确认，必要时可以为工程制定样板。

4、具体安装时的注意事项。安装前要注意仔细制定安装计划，对钢结构材料做最后一次的的核查。在按装开始后，第一项安装内容一般是对轨道进行安装，轨道安装时应注意横梁打孔、泥沙浆的灌入问题；第二项一般是对屋架结构进行安装，安装时应注意在安装较大工程时注意结构跨度。通常情况下可采用先安立柱再安钢梁的方法，同时注意立柱垫铁的平整性和与地面连接部位的稳定性。而一旦结构钢梁出现长度值较大的情况时，一般要采取双机抬吊等方法进行钢梁运输安装，防止钢梁在安装时变形。在进行屋顶拼装时，通常情况下施工团队会采用平拼法，注意根据工程设计图纸进行拼装。

5、对钢结构进行油漆时的管理。在整体结构安装完成后还要对钢结构的建筑主体进行修饰，首先注意清理钢结构金属表层上的污迹，像是浮土、灰浆等都要清理干净。特别是要注意钢结构的锈蚀问题，安装前后要对钢结构进行两次除锈，保证钢结构的使用寿命。同时在对钢结构进行油漆施工的管理上，一般为了延长油漆的附着时间，保证钢结构的使用期限，会在油漆之前对钢结构的表面进行磷化底漆处理，然后再涂油漆、腻子等。同时，特别注意涂刷油漆后要反复仔细的检出，避免错漏涂刷对钢结构产生不良影响。

三、结语

钢结构工程论文范文第2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）。

摘要：结合应用型本科院校教学的实际情况，对钢结构课程体系进行了合理设置，并在理论教学和实践教学过程中以加强学生实践能力培养为目标进行了探索和实践。文章介绍了黑龙江八一农垦大学钢结构课程体系教学安排和具体做法，总结了教学过程中的经验以及应注意的问题，并对存在部分的问题进行了讨论，给出了具体建议。

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（2023）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2023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2023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61.5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）

钢结构工程论文范文第3篇

关键词：精品课；案例教学；自主讨论式教学；考核环节；实践环节

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2023）29-0206-02

钢结构课程作为土木工程学科的一门核心主干课程，在整个培养环节中占有极为重要的地位。针对如何加强课程的教学效果，提高学生的实践能力，东北电力大学钢结构课程组通过十余年的教学实践，渐渐摸索出了一条卓有实效的教学改革之路，并在2023年成功被评为吉林省精品课程。本文将对本课程组多年来的教学改革与实践经验做以下几点介绍。

一、优化课程体系

对钢结构课程进行了有效的结构优化调整，把土木工程专业与钢结构相关的主要专业基础课、专业课及实践性教学环节（实习、课程设计、毕业设计）有机地联系起来，使这些教学环节前后呼应、结合更为紧密，突出主干课程，拓宽知识面，减小不同课程中内容的重复，各门课程内容相互渗透，在方法上相互借鉴，灵活运用，促进教学质量全面提高。

二、整合、改革课程内容

本校钢结构课程对土木工程专业（电厂建筑方向、输电工程方向）和工程管理专业本科生开设。根据人才培养目标的要求，不同专业方向在课程学时设置及授课内容上也应有所区别。在教学过程中，对各个专业的教学内容进行了科学整合。基本思路如下：①整合教学内容。在学时有限、教学任务繁重的背景下，对教材内容进行适当删减，突出重点，遵循主线精讲课程内容。对在其他课程中已经涉及的问题，在钢结构课程中，只需强调一下重点和在钢结构课程中的重要性，而非面面俱到，节省了学时。②钢结构经典理论与学科前沿知识相结合。在保证学生掌握基本知识的前提下，把钢结构先进的计算理论、结构形式、焊接方法和设计理念等介绍给学生，并引导学生查找资料，主动探索学科领域的新知识、新观点，形成总结报告。③理论教学环节与实践教学环节相结合。针对课程安排的课程设计环节是对学生实践能力培养的必要环节。传统的教学模式是集中理论学习完成之后再进行课程设计，由于课程设计时间短，任务重，很难达到最佳效果，多半流于形式。近年来，本课程组针对这个问题，优化整合了基本理论教学与课程设计的内容，把课程设计内容分步骤的穿插在理论教学过程中，做到两者不互相脱离，达到了良好的效果。同时结合现场教学，使学生能够接触工程、了解工程全貌，增强理论学习的直观性。④教学内容与工程实际相结合。以工程前沿为背景，进行案例教学，所选案例均为实际工程结构，引导学生通过查找规范，运用所学理论知识解决实际工程问题，提高了学生对钢结构课程的学习兴趣，培养了学生解决实际工程问题的能力。

三、改革教学手段与方法

钢结构课程的特点是“公式多、图形多、案例多”，采用单一的教学方法已经不能满足教学要求，因此，在钢结构教学实践中，课程组积极探索科学的教学方法和教学手段，以提高课堂教学效果，更好的培养学生的工程实践能力。①采用启发式、讨论式和学生自主式的教学方法，充分调动学生的学习积极性。在学习基本理论后，增加一节综合讨论课，结合工程实际，让学生分组讨论，自行设计，并由学生登上讲台，讲解设计。鼓励不同意见的碰撞，让学生在讨论中加深对所学知识的理解。②把现代化的教学手段与传统的教学手段有机结合。制作生动的多媒体课件，开阔学生视野，弥补现场教学的缺陷。同时，多媒体教学还应与传统的板书相结合，在推导公式和求解习题时，仍采用板书的形式。③用典型的、前沿的工程实例进行案例教学。把工程案例分析引入教学，通过工程图片和动画，展示实际工程情况，引导学生深入问题，查找各种规范和专业资料，结合所学的理论知识分析和解决问题，培养学生的实践能力和主动学习的积极性。④充分利用网络资源，让学生主动学习。利用互联网引导学生查找资料，主动探索学科领域的新知识、新观点，并安排一定的时间让大家彼此交流。开阔学生视野，激发学生对研究和探索该学科的兴趣，并在最后提交研究报告。

四、重视实践环节

实践环节贯穿于钢结构课程的整个教学过程，具体包括钢结构课程设计、设计软件实训、毕业设计及现场实习等四个环节。在课程设计环节，课程组编写了详细的课程设计任务书和指导书，基本做到每人一题。将完整的实际工程设计拆开，分别设置在相应的教学过程当中，通过作业方式让学生独立完成，最后的课程设计周，学生整理计算书，并绘制施工图，通过答辩综合评定课程设计成绩。通过实践，学生普遍认为上述措施可以避免盲目抄袭现象，使大多数学生都得到了必要的工程训练。设计软件实训环节培养学生使用PKPM，MIDAS等工程设计软件进行工程设计计算的能力。在毕业设计环节中，开设了钢结构输电塔设计和钢结构厂房设计等与钢结构相关的题目供学生选择，是对学生本科阶段学习的一次完整演练。在现场实习环节中，指导教师带领学生参观诸如输电塔、钢结构体育馆、钢结构厂房等大量实际工程，并聘请校外指导教师负责学生的现场实习指导，使学生把所学的理论知识与工程实际融会贯通。

五、完善教学资源，加强网上辅助教学

钢结构课程十分重视教学资源的建设与利用，制作了带有大量工程图片和动画的多媒体课件，深入钢结构工程建设工地，拍摄了大量珍贵的照片和视频，为学生展示了生动的工程实例，提高了学生的学习兴趣和理解能力；编制工程案例分析课件并引入教学，提高了学生运用理论知识分析解决工程实际问题的技能；建设了钢结构课程网站和网络学堂，共享了教学大纲、课件、教案、课程设计指导书、习题集和历年试题等资源，并通过论坛、博客、微信和QQ群等网络平台实现了与学生的网络互动。

通过一系列的创新性改革和实践，形成了“一个目标，三个结合”的课程教学改革特色。所谓一个目标，是指以培养学生工程意识、提高工程素质为目标。所谓三个结合，是指理论教学与能力培养相结合、案例式、启发式和学生自主讨论式的教学方法相结合、传统教学手段与先进的多媒体技术相结合。随着改革的进一步深入，钢结构课程的教学效果和人才培养成效也会得到进一步的提高。相信上述改革措施对于其他理工科课程的教学改革也具有很好的借鉴意义。

参考文献：

[1]贾玉琢，李曰兵，等.基于注册结构工程师制度的钢结构教学改革[J].东北电力大学学报，2003，（4）：48-51.

钢结构工程论文范文第4篇

关键词：既有建筑 加层改造抗震性能 计算模型

Existing buildings with light steel structure design and application

Abstract: layer for steel structure is now gradually spread of form of houses with layer and transformation, in such aspects as technology, economy and security than concrete structure has more obvious advantages.This paper introduces the research status and development of layer for steel structure,for the design and application of existing buildings with light steel structure puts forward my own view.

Key words:existing buildings Add layer building

seismic performancecalculation model

中图分类号：TU352 文献标识码： A

既有建筑加层改造在我国的发展及应用

上世纪70年代我国的房屋加层改造技术迅速发展起来，全国各地都纷纷展开加层改造的实践。既有建筑增层改造后既美观大方、装修考究，又风格新颖、立面错落有致，具有时代感。在全国各地开展的房屋增层工程实践中，出现了一批杰出的、有代表性的、建筑设计和结构设计独具匠心的工程，其中部分加层工程统计见表 1.1，

表1.1部分加层工程实例

序号 工程名称 原建筑 加层建筑

1 保定市电力学校综合楼 4 层砖混 1层门式刚架结构

2 北京京西宾馆 2 层框架 1层钢框架

3 新乡百货大厦 4层 4层组合网架架

5 郑州某大学食堂 2层框架 1层刚框架

6 保定电力学校学生宿舍楼 4 层砖混 1层门式刚架结构

7 华北电力学院教学楼 4 层砖混 1层门式刚架结构

8 北京城建集团总公司办公楼 6层框架 增至12层

既有建筑轻钢整层结构的优越性

钢结构加层是目前逐步被推广的一种房屋加固与改造形式，在技术、经济以及安全性等方面较混凝土结构具有明显的优点：

(1)钢结构建筑采用先进的设计和加工工艺以及大规模的生产方式，所以可大大地降低造价。同时由于安装简单迅速而节省大量的施工费用，有效地缩短了工期。并使企业或开发商得以更快投产见效，有效地缩短了工期，

(2)钢结构加层形式多样，建筑内部空间宽敞，可以更好地满足建筑上大开间、灵活分隔的要求，又可灵活布设各种工业管线，且可以保持原结构的布置不变，很好的与周围环境相协调。

(3)采用钢结构加层在施工期间不影响旧房屋的正常使用，避免了由于施工带来的旧房屋的停止使用，造成的经济损失。

(4)采用钢结构加层不需要购置新地，很好地节约了土地面积，大量节省了征地费、拆迁费、减少住户搬迁的安置费。

(5)抗震性能好相对于混凝土结构，钢结构重量轻，且具有很好的延性，能够很好地吸收地震能量，有效地减小了地震力，从而保证了房屋结构的安全。

(6)相对于混凝土结构施工而言，在施工过程中钢结构建筑基本上没有建筑垃圾产生，施工过程中噪音污染微小，对周边居民的生活和工作基本上不产生影响。同时钢结构建筑便于拆卸、回收，可实现重复利用等优点，这些都完全符合国家对建筑环保节能的要求及理念。

既有建筑轻钢整层结构在我国的研究概况

随着增层技术在我国房屋增层与改造中的应用，与之相关的技术问题的研究越来越受到工程界的普遍重视。先后成立了“中国老教授协会全国房屋加层改造技术研究委员会”和“中国工程建设标准化协会建筑物鉴定与加固技术标准委员会”等学术团体[1]，使加展改造工程的经验交流、学术研究日益活跃。

目前我国针对混凝土结构上部加钢结构的代表性研究成果有:

(1)袁文章,何小燕[2，3]以北京某医院的住院楼加层为背景,对钢筋混凝土结构上进行钢结构加层的整体结构的计算方法进行了分析,推导出了整体结构等效阻尼比的公式,并在下部为14层的钢筋混凝土结构,上部为一层钢结构的实际工程中得到了很好的运用。

(2)吕凤伟[4]分析了钢筋混凝土框架结构和钢结构连接节点。对比三类加层连接节点:锚栓生根加层节点,焊接生根加层节点,增大截面生根加层节点。通过拟静力试验和低周反复试验，,提出了适用于混凝土框架结构体系的钢框架加层的加层节点、抗震评估和设计方法。

(3)张 涛,王元清,石永久,麻建锁[5]采用有限元软件ANSYS,对某四层钢筋混凝土框架结构办公楼顶部加两层纯钢框架的抗震性能进行反应谱分析。计算表明,由于加层后结构周期加长,整体框架的底层层剪力变化较小。而且加层设计的同时应进行抗震加固验算,并结合实际工程的需要进行整体结构的耗能减震设计。

(4)王元清,宋 锋,石永久,钱晓键[6]通过建立空间三维有限元模型分析了采用隔震技术的跃层加层框架的动力特性,并用时程分析法对隔震结构及其相应的非隔震结构进行了地震反应分析,得出：铅芯橡胶隔震支座能够明显地减小结构的地震反应。橡胶隔震垫的水平刚度和阻尼对结构地震响应的影响较大。

我国轻钢增层结构进一步研究的问题

建筑轻钢结构增层在国内逐渐获得广泛的应用，显示出很好的技术经济效益和社会效益。但目前设计方法也不够完善，对其进一步发展还存在一些问题，在房屋钢结构加层技术的研究中主要表现在着如下关键问题：

国内外对钢结构加层结5构的破坏机理、抗震性能、抗震薄弱环节等还缺乏深入的研究。对这种由混凝土结构和钢结构所组成的混合结构的破坏机理、抗震性等都还缺乏深入的理论研究，仅靠一些相关行业标准，没有一套统一的标准。

(2)由于钢结构和混凝土结构两种结构的阻尼比不同，在实际工程设计中阻尼比如何取，还缺乏一定的研究。不同的设计人员取值不同，取值比较混乱，没有一个统一的规定。因此就这种混合结构的阻尼比如何取值还有待于深入研究。

(3)钢结构加层后如何能保证混凝土结构和钢结构协同工作也有待于更进一步研究。

为促进轻钢增层结构进一步的发展，还需要加大对其研究的投入，采用钢结构加层后整个混合结构的整体质量、刚度、周期、阻尼比等都发生较大的变化，应该对整个混合结构的整体抗震性能进行分析，最后总结出规律。

结论

在加层中要尽量减少对下部建筑物和地基的影响,钢结构加层作为一项新型的加层技术越来越受到工程界的青睐。但目前我国对这种新型结构的工作性质、破坏机理等关键技术问题研究还不透彻，理论研究远远落后于工程应用，因此必须大力加大对其研究的投入。

参考文献

[1] 骆甜.轻钢加层结构的地震分析与研究[D].[硕士学位论文].合肥:合肥工业大学,2007

[2] 袁文章,何小燕.北京某医院住院楼钢结构增层设计[J].山西建筑,2008,34 ( 8):103～104

[3] 程河山.既有钢筋混凝土框架顶部钢结构加层体系受力分析[D].[硕士学位论文].郑州:郑 州大学,2009

[4] 吕凤伟.混凝土框架顶部钢结构加层连接节点抗震性能试验研究[D].[博士学位论文].南京: 东南大学,2009

[5] 张 涛,王元清,石永久,麻建锁.钢筋混凝土框架顶部钢结构加层的抗震性能反应谱分析[J].工程抗震与加固，2006,28(3)

钢结构工程论文范文第5篇

关键词：钢结构；CDIO；教学改革

中图分类号：TU7；G642 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2023）02-0095-03

钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、节约基础造价、施工周期短、工业化程度高等优势；同时钢结构建筑具有良好的空间感。相对传统的混凝土结构，钢结构有利于节约能源、保护环境。近年来，随着中国经济快速发展和综合实力不断提高，钢材产量逐年递增，这一切都促进了钢结构产业的快速健康发展，钢结构在建筑中的应用越来越广泛。

钢结构产业的发展对工程技术人才的专业知识和能力提出了更高要求。钢结构课程本科教育发展过分强调知识的理论深度和系统性，而忽略了课程理论与实践的联接。在课程教学中，虽然在大纲中已经采取以“知识点”的形式串接各章节，但学生很难将自己所学的理论知识与工程实际相结合，他们的直观判断力和工程经验、工程意识得不到有效训练。

考虑到钢结构的不断发展对本科教学的影响，借鉴CDIO（Conceive Design Implement Operate）工程教学模式，结合笔者的教学经验更新、扩充钢结构课程的教学内容，革新教学目标、内容设置、考核方式等，使钢结构教学真正能适应当前建筑市场的要求。

一、钢结构课程的特点

钢结构课程教学体系一般包括课堂教学、实验、课程设计、毕业设计4个部分。课堂教学主要介绍钢材的力学物理性能、连接的形式和设计方法、各类基本构件的计算方法和构造要求、各类钢结构结构的计算原理和设计方法等；实验教学项目一般为验证型实验，主要是连接设计和性能测试、钢梁受弯实验等；课程设计、毕业设计则是综合利用所学钢结构知识完成某项钢结构工程。课堂教学是教学体系的核心，在教学中课时分配比重最大。钢结构课程内容多、涉及面广，教师在课堂教学中更注重知识点的传授，学生理论基础扎实但实践能力不强。学生学习的重点在于基本概念记忆，设计部分依赖设计流程图机械地求解，只掌握了知识点而没有从全局的角度建立钢结构课程的整体概念，导致在毕业后很难直接从事钢结构方面的工作。

钢结构的理论部分和后续的实践部分紧密联系，不可将其分裂。将理论知识用于后续的实验、课程设计和毕业设计，提高理论联系实践的能力。钢结构课程的学习重点在于钢结构的设计和应用，还应通过实践教学使学生掌握钢结构整个产品周期的每一环节（选材、设计、施工等）：只有这样，才能保证学生规范、正确、有效地进行钢结构设计和应用。而这些正是传统钢结构课程教学很难去解决的，必须予以改革。

二、钢结构工程对教学的要求

（一）工程的核心内容

钢结构课程面对的环境是工程，首先应解决的问题是“什么是工程”问题。著名工程师Theodore Von Kármán曾经说过“科学家发现世界上已经存在的事物，而工程师创造世界上从未存在的事物”，这句话很好地给出了工程技术人员的核心任务是设计并实施尚未存在的方案，及工程实质上是一个创造的过程。

钢结构教学的核心是理解客户和社会需求，合理选用各种钢材、螺栓、设备等，采取正确的科学知识和技术制定准确、合理、安全的设计方案和实施策略。

（二）现代钢结构工程的复杂性需要全面的工程能力

现代钢结构工程发展迅速，当毕业生面对更多不确定、更为复杂的工程问题时，需要工程技术人员解决建模、设计、实施、控制等一系列问题，而传统的课堂教学模式在这种多层次、跨领域以及大规模的工程时所产生的局限性，使教学改革显得异常迫切，必须采用创新性的教学方法。

钢结构工程项目的完成需要团队的力量，团队成员的协作和配合直接影响到项目完成的效果。钢结构工程人员需要和其他工程师和非工程师交流来完成产品、流程的开发和交付，团队协作能力需要在本科教学中有针对性地培养。

（三）新的工程技术为完成工程任务提供了新的手段

计算机在工程领域的普及和完善，从根本上颠覆了传统工程技术的实践和运作手段。目前钢结构工程已经有众多优秀的软件（如3D3S、PKPM、MTS等），这些软件均能自动化生成、验证、优化工程设计方案，而传统钢结构课程不涉及这些内容。理论教学与工程实际存在脱节，学生无法与钢结构工程所需的设计工具和设计理念接轨，不能主动参与构思和实践相关的工程任务。

三、基于CDIO的教学改革方案

面对钢结构课程传统教学的不足和工程对本科教学提出的新要求，基于CDIO工程教学理念，提出了钢结构课程教学改革的思想。CDIO工程教学模式作为国际工程教学改革的最新成果，是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），是以产品从研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，培养学生的工程能力、运用知识解决问题能力、终生学习能力和系统掌控能力等。

（一）重新定义课程建设目标

课程建设目标决定着教学过程、教学内容和教学手段，是实现培养目标的关键。在制定钢结构课程建设目标时，主要从三方面考虑：首先，让学生了解钢结构工程的现状和发展趋势，认识现代钢结构工程研究及产业发展的需求和问题，让学生明确学习目标和未来发展对人才需求的特点，提高学生主动学习和主动规划未来职业发展的意识。其次，通过典型钢结构设计、施工案例，让学生建立钢结构的概念框架，掌握钢结构工程的构成和特点，在解决问题的过程中完成对工程的分析和关键参数的设定。最后，通过课程学习和实践理解工程师应具有的基本素质和应掌握的基础知识和技能，学会资料检索、调研、分析和整理；进行工程设计的表达实践，体验解决工程问题的决定过程和分析方法，开展团队合作和交流。

（二）教学过程中突出工程概念和工程意识培养

在明确课程建设目标的基础上，在教学过程中增加教学内容的深度与广度，注重学生工程概念和工程意识的培养，把工程实践内容融入课堂，又注重学科之间的相互渗透。

CDIO工程教学理念强调工程推理和问题的解决，包括问题的识别与形成、建模、近似与定性的分析、解决方案与建议。实际上，钢结构工程技术富有创造性，并非机械地就某一特定条件下求解问题。如钢材强度包括Q235、Q345、Q390，脱氧的不同包括F、b、Z、TZ，等级A、B、C、D、E，是否均可选用呢？在这个问题中，学生首先必须深入理解材料的力学物理性能、钢结构连接方式、结构的受力状态等内容，然后依据具体的工程环境分析并选用合适的材料，达到训练学生的直观判断力和工程经验、工程意识的目的。

在教学过程加大了教学内容的深度和广度。如钢结构教材绪论中，都会介绍“鸟巢”，但“鸟巢”用的钢材是什么样的？由于“鸟巢”完全采用钢桁架编织，外部钢结构总重就达到4.2万t，最大跨度达到343 m，建筑钢材选用了Q460低合金高强度钢，其受力强度达到460 MPa时才会发生塑性变形，强度要比一般钢材大很多。但一般教材中没有关于Q460钢材的信息。在教学中提出3个问题：为什么选用Q460钢材，它具有什么优势，以及什么情况下需要使用Q460钢材。问题提出后，学生很感兴趣，并主动通过网络、图书馆、电子期刊等查阅资料，结合所学的专业知识得到答案。

由于学时的限制和钢结构技术的不断发展，学生在毕业后从事钢结构工程时必然会遇到学校没有教授的内容，通过不断将工程概念和工程意识引入教学过程中，引导学生掌握解决问题的正确方法。

（三）课程设计、毕业设计与课堂教学的有机结合

改变钢结构课程设计、毕业设计环节与课堂教学的脱节现象，从内容、时间安排上予以优化。原有的模式通常是课堂教学结束考核以后，将任务书、指导书发放给学生，集中在一周内完成。从历年的反馈信息来看，学生匆匆完成，甚至参照相关资料机械地替换数据，无法到达预期的目的。

为此，在课堂教学过程中提前布置课程设计任务和毕业设计。以工程项目为背景，以知识点为纽带，将课程设计、毕业设计与课堂教学有机结合，并启发学生思考。这样，学生理解了所学理论知识与工程实践的相互关系，提高学习兴趣，每年毕业设计选择钢结构课题的人数明显增加。

计算机的引入使设计更加简便，在课堂教学中应向学生介绍钢结构常用的设计软件。受学时限制，不在课堂教学中讲解软件的具体操作，而是引导学生意识到软件的掌握对课程设计、毕业设计，以及将来从事钢结构工作都十分重要。在这一过程中，学生能主动学习相关软件，既不占用有限的课堂时间，又能有效地提升学生的工程能力。

（四）建立基于CDIO的课程反馈机制

在传统的试卷、平时作业相结合的成绩评定体系中，建立课程反馈机制，全面反映学生对知识的掌握程度。

将整个教学活动分解为若干小环节，并建立反馈机制，及时监控教学质量和效果。每个反馈周期均设置相应的主题，并根据学生的实际情况制定不同的学习目标。如在钢结构连接部分，基本要求是寻找并拍摄周围钢结构工程中连接，并给出其属于何种连接；较高要求是探索所观察的工程中连接可能存在的不足及其替换方案。将学生反馈的信息建立课程反馈日志。对学生提出的创造性问题，课前利用5 min左右的时间讲解。课程反馈机制不仅使钢结构课程的学习变得生动有趣，提高学生学习兴趣，而且能使教师真正关注学生的学习状态，提高学生学习的主动性。

四、结语

随着科学技术和社会经济对钢结构需要不断的扩大，钢结构课程必须同步改革与发展，才能到达培养符合工程需要的合格人才的目标。实践证明，钢结构课程CDIO教学改已初步显示出了良好的教学效果，极大地激发了学生的学习兴趣，提高了他们的设计能力和实践能力。

参考文献：

[1]顾佩华，沈奋民，李升平，等.从CDIO到EIP-CDIO――汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）：12-20.

[2]王向辉，崔巍，徐俊丽.基于CDIO的数据库课程教学改革方案研究[J].计算机教育，2023，38（2）：38-41.

[3]英伟.新形势下钢结构行业人才培养研究[J].教育与职业，2023，24（2）：135-137.

Teaching reform of steel structure course based on CDIO

YUAN Jifeng

（Taizhou Institution of Science and Technology， Nanjing University of Science and Technology， Taizhou 225300， P. R. China）