中外钢结构历史对比及对高校钢结构课的建议

成 凯 周梦楠 任翠玲

(东南大学成贤学院，江苏 南京 210000)

1 概述

与传统的混凝土结构相比，钢结构具有施工工艺简单、效率高、抗震性能好、单位相对重量轻、环保性能高等特点。然而目前，钢结构在我国发展的没有混凝土那么广泛，确切的说，还是发展阶段。本文介绍了我们对于中外钢结构发展历史及现状的对比的调查情况，也了解了现在我们学校的有关钢结构课程的开展情况。通过以上的调查及分析对现阶段高校的钢结构课程的教学提出了几点建议。

2 中外钢结构发展历史以及现状的对比

1885年美国建成了世界上第一栋高层钢结构房屋——美国芝加哥的一栋家庭保险公司大楼，高约55 m；1889年法国闻名世界的埃菲尔铁塔建成，促进了高层钢结构技术的迅速发展；20世纪初出现了轻钢结构房屋；40年代出现了门式刚架结构；50年代出现了工业化浪潮遍及欧洲并发展到美、加、日等发达国家。在发达国家，钢结构已经发展成为主要的一种建筑形式[1]。

中国钢结构的发展历史可大致分为四个阶段。

第一个阶段为新中国成立到60年代中期，这一阶段我国钢结构的研究和应用才刚开始起步发展。

第二阶段为60年代中期到改革开放初期，由于这个阶段的特殊社会背景，我国的社会生产受到了很大的破坏，我国的钢材十分短缺，所以国家限制了建筑用钢。在这一阶段钢结构的生产利用和发展受到了很大的限制，我国的钢结构工程严重减少。

第三阶段为改革开放初期到90年代中后期，此时正值改革开放时期，并且由于国外先进技术的引进，我国的钢材产量稳步提升，建筑钢结构的发展变得十分迅速，钢结构的发展也逐渐趋于多样化。

第四阶段为90年代中后期至今，我国的钢结构产量增加的十分迅速，我国开始大力推广使用钢结构。

现阶段中国的钢结构产业和国外的对比主要存在四个方面的差距：

1)发展使用绿色建筑的思想仍然不充分。国外的很多发达国家对于建筑的绿色环保性能特别注重。他们认为钢结构的环保性能体现在很多方面，并且对建筑的绿色环保性能制定了专门的评估体系。而我国对于发展绿色建筑的认识不足，没有发展绿色建筑的具体方案和方法，与国外发展绿色建筑方面还有较大差距。2)由于钢结构住宅在我国才刚刚兴起，普通民众和消费者对于钢结构的认识和接受度都很低。对于钢结构优点和性能的了解不足，所以导致绝大部分的人还是依然比较愿意选择砖混结构或者钢筋混凝土结构的房屋。3)尽管钢结构建筑在发达国家是十分成熟的技术，但是在我们国家还是处于发展阶段。所以建筑设计机构和住宅建设企业对钢结构建筑的接受度还是较低的。4)尽管我国很多城市已经建设了一批钢结构住宅试点和基地，但是我国的钢结构住宅比例跟发达国家的比例比起来还是很低。所以我国钢结构住宅的配套产品体系还是不完善的。

3 现阶段我国高校钢结构课程的开展情况

高校中把钢结构主要分为原理和设计两大块。其中钢结构基本原理是专业基础课，主要是为了让学生了解钢结构的材料、连接等一些基础的知识。而设计主要是让学生在了解基础知识后，能够用相关的知识对单层厂房、大跨结构等进行初步地设计。众所周知，土木工程专业课应该贯彻针对性、实用性、职业性的原则。《钢结构》课程是高校土木工程专业的主干课程，然而钢结构专业研究领域在高校中起步较晚，如何使学生既能掌握钢结构的基本原理,又能综合运用基本知识进行钢结构的设计与施工,培养和提高学生的应用技能,是《钢结构》教学改革的重要课题。然而在现实教学中我们发现高校钢结构教学中存在以下一些问题[2]：

1)课时分配不合理。以笔者所在学校为例，混凝土基本原理及设计要学习两个学期并且课时数在100多课时，而钢结构基本原理及设计只能学习一个学期，课时数在50课时左右。并且在我们了解的其他高校中，这两门课的情况也是如此，课时相差甚多。学生从课时数上就产生了混凝土高于钢结构的错误想法。

2)教学实践数量少之又少。我们都知道土木工程这项专业实践大于理论，需要学生在实践中掌握知识，这就要求高校老师能在理论教学中直观清晰地展示一般的施工工艺，然而专业课的讲解一般比较枯燥无味，为此，大多老师选择在单一地站在黑板前独自讲课，学生的接受程度是有限的。在对笔者所在学校近三届土木工程专业的学生调查显示，钢结构课选择用模型辅助教学的老师仅占1/7，同步调查显示，这1/7教师教授的同学在课堂上更活跃，接受度也更高，不及格率更低。这充分说明了活跃的教学方式更能让高校学生接受。然而事实就是大多老师选择了单一地讲课，除了模型以外没有其他任何实践教学。

为此，我们提出了以下一些建议：

1)改进教学方法，注重学科之间的联系。首先在教学手法上要进行优化，要注重实践教学的模式。淡化公式的推导，要进行定性的分析。例如可以采用图像、图解进行教学，钢结构节点连接比较复杂，就可以利用动画的形式展示，这样更加利于学生的接受。还要重视学科之间的联系，钢结构是一门综合性很强的学科，它与材料力学、结构力学等紧密相关，所以这就要求高校在安排课程时注意基础知识的夯实。

2)注重学时的增加，加强实践性教学内容。高校老师应该优化课程内容，精选授课内容，抓住重点，避免出现来去匆匆，印象不深刻的现象。此外要“厚基础，宽口径”，协调好理论和实践之间的关系，启发学生的创新思维，提高学生的创造能力。建议学校适当增加钢结构厂房及钢结构房屋的课程设计。

3)毕业设计进行适当改革。现阶段，大多数高校土木工程建筑工程专业在进行毕业设计选题时会选择两大类，一类是施工类，一类是混凝土框架结构设计，选择钢结构设计的少之又少，这就需要高校进行一定的改变，可以增加设计选题，特别是钢结构这一大类。

4 结语

纵观国内外钢结构发展，钢结构产业发展早，美国早在1885年建成世界第一栋高层钢结构房屋，日本钢结构建筑的发展也有100多年时间。与此同时，建筑钢结构在房屋中所占比例已经很高。然而中国的钢结构的起步相对而言较晚一些，并受到各种因素制约发展缓慢。我们在几十年钢结构研究的基础上，同时可以借鉴国外钢结构发展的经验来加快推动我国钢结构产业的发展，加快、加大中国钢材在钢结构领域的应用，使钢结构钢屋建设更加体系化、标准化。并且在国内推广钢结构住宅的新理念和发布建筑钢结构发展战略。

高校的课程设置一定要与社会发展相适应，满足社会的需求，培养的学生应是注重实践、强调应用、重视思路，将专业知识运用到工程实践中。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，但同时与社会上需求以及国内外市场钢结构人才需求等方面还存在差距，还需要在今后的教学实践中不断探索和努力，例如大力加强钢结构课程在土木工程专业中的地位，不断的总结经验，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要，去推动我国钢结构在国际上的发展[2]。