朱浩 刘守庄
摘要:钢结构课程是土木工程专业的必修课,钢结构连接作为该课程重点教学内容之一,包括梁柱连接、柱与柱连接、梁与梁连接等,连接种类多,形式多样,计算方法各异,学生往往难以理解要点,本文针对钢结构连接内容的教学方法作具体探讨。分析钢结构连接教学难点,针对难点提出具体教学方法和教学过程,焊缝连接的计算和构造教学利用思维导图方式讲解,螺栓连接主要采用对比教学法,对比高强螺栓和普通螺栓的计算等,目的激发学生兴趣,提高教学效果。
关键词:钢结构教学;连接节点;焊缝连接;螺栓连接
中图分类号:G62 ? 文献标识码:A??文章编号:1672-3791(2015)09(b)-0000-00
引言:
钢结构课程是土木工程专业的必修课程,但是由于各种原因学生对钢结构的重视程度和兴趣相对于混凝土结构来说要弱很多,其中原因之一是学生生活中接触的钢结构较少,大部分都是混凝土结构,因为目前钢结构在民用建筑特别是住宅中应用较少,所以学生对钢结构兴趣不大,其次由于本课程内容多,难度较大,对学生的空间想象能力要求较高,所以学生学习起来较吃力。随着经济发展和国家政策的导向,钢结构作为一种绿色建筑在国内应用越来越广泛,目前除了在公共建筑中,在民用建筑特别是住宅也有所应用,而且前景会越来越广阔,对钢结构专业人才的需求也越来越多,因此,改革钢结构教学方法,提升学生兴趣,提高教学质量,培养专业实用型钢结构人才有重大意义。钢结构连接作为该课程重要教学内容之一,连接种类多,形式多样,计算方法各异,学生往往难以理解要点,本文针对钢结构连接内容的教学方法作具体探讨。
1 钢结构连接教学难点分析
钢结构的连接是钢结构教学中的重点内容,包括梁柱连接、柱与柱连接、梁与梁连接等,所以节点形式较多,对于同一节点,连接的方式也不是唯一,不同方式的连接受力也各不相同,这就导致连接的计算类型较多。对于某一种具体形式的连接而言,给定受力情况下,验算其连接是否安全,计算公式的推导并不复杂,基本和力学里面的计算类似,但是学生学完以后还是感觉吃力混乱。原因:学生对节点计算简图的连接看不懂,节点计算简图一般是平面图,要看懂图需要一定的空间想象能力,对于缺乏工程实践经验且刚接触钢结构的学生来讲,看懂节点简图有些吃力,分不清构件与构件的空间关系,分不清哪些是拼接构件,哪些是原构件,这样就会导致分不清力的传递路径,就无法计算,即使按照例题计算出来,也没有理解,也不能举一反三,这样就会形成恶性循环,失去学习的兴趣,因而在课堂教学中应注意这些。
2 钢结构的连接教学方法和手段
钢结构连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接,每种连接方法都有自己特点,可以结合具体的某个工程(比如大家熟悉的鸟巢,以图片或视频展示)讲解连接方法的特点,这样可以激发学生的兴趣;在讲到焊接方法时,可以把以前带领学生到钢构厂认识实习时的图片展示出来,这样学生就会回忆起当时看到焊缝连接的方法,有手工电弧焊,自动埋弧焊等焊接方法,进而再加以讲解,这样学生就会认识到焊缝是如何形成的,为后面的连接计算打下基础。
讲解焊缝标注时,教材上一般都是用表格将焊缝符号及其标注方法对应列出来,如果只是照本宣科来讲解的话,学生并不能够明白焊缝的真正构造,不知道这样标注有什么意义。讲解时可以让学生参观一些焊接实物,将复杂问题简单化,提高教学效果;也可以让学生看一些焊缝连接图纸,比如教材上的钢屋盖施工图,指定某一部分图让学生利用已经学习的焊缝知识来读图,这样既能提高学生学习积极性,又能让学生学以致用,知道自己所学知识有什么作用,能解决怎样的实际问题。
讲解角焊缝的构造和计算时,利用思维导图方式讲解,学生对于连接的受力总是没有一定的概念,传统的教学手段是由老师在黑板上绘出钢构件和钢结构的连接来帮助学生理解,教学过程沉闷乏味、收效不大,而借助于思维导图,可以有效组合一切可用资源,轻轻松松地表现出构件的连接以及受力信息,随着思维的展开,引导学生一步一步深入,从截面形式到强度计算,在脑海中形成一幅清晰的画面,即概括了该部分的知识点,又全面展示了该部分的具体内容,再比如关于强度的计算公式,只要点击相应的焊缝示意处,虚线连接的相关公式就可以显示出来,即可以加强课堂的授课效果,又可以启发联想,帮助复习记忆。
讲解螺栓连接时,采用对比的方法进行讲解,例如在讲解高强螺栓连接时可以和普通螺栓连接进行对比。
①普通螺栓净截面强度(图1)
力的传递:
3 结语
钢结构课程理论性、实践性强,计算多,难度大。特别是对于该课程中的一些难点,教学中应注意采取一定的方法手段来激发学生兴趣,提高教学效果。
参考文献:
[1]李素娟,曹志强.“钢结构”教学中的几个难点[J].唐山学院学报.2009:06-0022-03
[2]曹芙波等. 钢结构课程的教改实践[J].土木建筑教育改革理论与实践. 2008,10:61-63
[3]赵红华,陈丽华.思维导图在钢结构教学过程中的应用[J].现代教育技术. 2002,02:74-76
[4]余卫华,史娇,李宗利.钢结构课程教学内容和方法的改革[J].高等建筑教育.2014,23(1): 54-57