淺談如何學好鋼結構基本原理*

李雪平 余思平

(廣東技術師范學院天河學院，廣東 廣州 510540)

一、引言

作為土木工程專業(yè)學生必修的一門非常重要的專業(yè)課，課程的主要特點是與相關課程聯(lián)系緊密，專業(yè)性、綜合性強，理論與實踐并重。由于學生對鋼結構的感性認識還較少，需要學的東西很多很瑣碎，所以學生們在學的時候，往往會覺得比較吃力，找不到方向感。本文主要通過對鋼結構基本原理知識點的梳理、總結，讓學生們能抓住重點、抓住主線，學起來更容易。

二、抓重點、抓主線、抓關鍵詞

《鋼結構基本原理》這門課所對應的教材主要是依據(jù)國家標準《鋼結構設計規(guī)范》(GB 50017-2003)編寫，按照大綱要求，課程基本內(nèi)容主要包括緒論、鋼結構的材料、鋼結構的連接、軸心受力構件、受彎構件、偏心構件以及桁架七個部分。旨在讓學生全面掌握鋼結構材料、構件和連接的基礎知識、理解鋼結構分析的基本原理以及一些基本桿件的設計。

內(nèi)容雖然比較多，但也不難發(fā)現(xiàn)這門課無非就是圍繞著軸心受力、受彎、偏心受力這幾種構件這根主線所展開的各種驗算和設計(這一點與大家之前學的混凝土結構基本原理是相通的)，而我們知道，設計的關鍵在于安全，而確保安全的核心則在于強度、剛度以及穩(wěn)定性這三方面的校核。另外、鋼結構是屬于裝配式的結構體系，固然存在著構件之間的連接。所以，學習鋼結構，在于抓住九字關鍵詞，即連接、強度、剛度和穩(wěn)定性，其重點和主線也在于此。這就要求我們必須清楚上述三種構件在不同荷載作用下的各種驗算公式的推導。通過前期材料力學的學習，以強度驗算為例，我們不難發(fā)現(xiàn)幾種構件之間存在著本質聯(lián)系，即公式中的分子都是代表內(nèi)力如N、V、M等，分母都是與其截面幾何特性相關的參數(shù)如A、W、I、S、t等，只要解決了公式中的分子和分母，就可以將不同荷載作用下所對應的各種強度計算出來，然后進行驗算，這同時也說明了力學是我們學好鋼結構的基石，所以也建議大家在學鋼結構之前，把相關課程對應的知識點提前做好復習，這樣后期學起來也更得心應手。剛度驗算這塊相對來說比較簡單，很容易掌握，但前提也是要知道典型荷載作用下?lián)隙茸冃蔚挠嬎愎?。穩(wěn)定性的驗算包含整體驗算和局部驗算兩部分，整體驗算與強度驗算公式很相近，只是多了一個穩(wěn)定系數(shù)，所以把握好穩(wěn)定系數(shù)的計算即可，而局部驗算則主要是控制局部尺寸比，再加上一些防止局部失穩(wěn)的構造措施。在這些學習的內(nèi)容中，受彎構件的三方面驗算是重點，涉及到的情況比較多；在軸心構件中，格構式柱子是難點，尤其是其平面內(nèi)和平面外的穩(wěn)定驗算；偏心受力構件由于情況比較復雜，要求不高，所以只要能找準公式對應不同情況即可。因此，大家在學習的時候，可以針對重點和難點部分，合理分配好時間，各個攻破。

鋼結構的連接主要是介紹焊縫和螺栓兩種連接方式。包括各種荷載作用下的相關強度計算方法和構造，重點在于螺栓的學習。因為螺栓有普通螺栓和高強螺栓兩種，而高強螺栓又有摩擦型和承壓型之分，這就使得我們在分析時公式出現(xiàn)多樣化，但不管這么說，核心都在于強度驗算，除此之外就是螺栓的排列構造。這就需要大家擁有足夠的耐心和細心，區(qū)分好不同情況對應的不同公式。

關于不同桿件的設計問題，其實就是解決桿件截面的各種尺寸，而與截面幾何特性有關的信息則存在于強度、剛度和穩(wěn)定性驗算的公式里，所以設計截面尺寸其實就是把這些公式反著用再加上一些經(jīng)驗和構造即可，因此，原理類的知識點很重要。

三、結語

鋼結構基本原理的核心在于各種驗算，因此涉及到的公式特別多，不同情況下有不同特點。要學好鋼結構，需要重視平時的積累，不能抱著臨時抱佛腳的心態(tài)，平時還得“多燒香”。另外，多做題對理解鋼結構基本原理中的各種概念、理論有很大幫助。只是受課時限制，不可能在課堂上過多的講解例題，而且課堂上講的知識點也不可能直接在課堂上一一吸收和消化，這就需要學生們課后做好復習和總結工作，多思考、多討論、多提問、并且獨立完成作業(yè)。課前預習也能讓學習效果事半功倍，針對性理解。因為教師一般在講解PPT時，里面的內(nèi)容可能與教材上知識點的編排順序不一致，如果沒有提前做好預習，思維很容易產(chǎn)生“跳躍”，摸不著頭腦。所以，課前預習，課中學習和課后復習永遠是萬年不變的好的學習模式。

作為土木工程專業(yè)的一門重要的核心課，與其它課程也有著很緊密的聯(lián)系，例如材料力學、結構力學、房屋建筑學、混凝土結構等，尤其是力學，要想學好鋼結構，力學是基礎和墊腳石，所以基本功很重要。最后，學習要培養(yǎng)好自己的興趣，不能只抱著考試及格的心態(tài)來學習，不管學哪一門課都一樣，有興趣才能愿意去學，并且學好。