中外鋼結(jié)構(gòu)歷史對(duì)比及對(duì)高校鋼結(jié)構(gòu)課的建議

成 凱 周夢(mèng)楠 任翠玲

(東南大學(xué)成賢學(xué)院，江蘇 南京 210000)

1 概述

與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有施工工藝簡(jiǎn)單、效率高、抗震性能好、單位相對(duì)重量輕、環(huán)保性能高等特點(diǎn)。然而目前，鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展的沒(méi)有混凝土那么廣泛，確切的說(shuō)，還是發(fā)展階段。本文介紹了我們對(duì)于中外鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展歷史及現(xiàn)狀的對(duì)比的調(diào)查情況，也了解了現(xiàn)在我們學(xué)校的有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)課程的開(kāi)展情況。通過(guò)以上的調(diào)查及分析對(duì)現(xiàn)階段高校的鋼結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)提出了幾點(diǎn)建議。

2 中外鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展歷史以及現(xiàn)狀的對(duì)比

1885年美國(guó)建成了世界上第一棟高層鋼結(jié)構(gòu)房屋——美國(guó)芝加哥的一棟家庭保險(xiǎn)公司大樓，高約55 m；1889年法國(guó)聞名世界的埃菲爾鐵塔建成，促進(jìn)了高層鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的迅速發(fā)展；20世紀(jì)初出現(xiàn)了輕鋼結(jié)構(gòu)房屋；40年代出現(xiàn)了門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)；50年代出現(xiàn)了工業(yè)化浪潮遍及歐洲并發(fā)展到美、加、日等發(fā)達(dá)國(guó)家。在發(fā)達(dá)國(guó)家，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)展成為主要的一種建筑形式[1]。

中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史可大致分為四個(gè)階段。

第一個(gè)階段為新中國(guó)成立到60年代中期，這一階段我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用才剛開(kāi)始起步發(fā)展。

第二階段為60年代中期到改革開(kāi)放初期，由于這個(gè)階段的特殊社會(huì)背景，我國(guó)的社會(huì)生產(chǎn)受到了很大的破壞，我國(guó)的鋼材十分短缺，所以國(guó)家限制了建筑用鋼。在這一階段鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)利用和發(fā)展受到了很大的限制，我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)工程嚴(yán)重減少。

第三階段為改革開(kāi)放初期到90年代中后期，此時(shí)正值改革開(kāi)放時(shí)期，并且由于國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，我國(guó)的鋼材產(chǎn)量穩(wěn)步提升，建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展變得十分迅速，鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展也逐漸趨于多樣化。

第四階段為90年代中后期至今，我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量增加的十分迅速，我國(guó)開(kāi)始大力推廣使用鋼結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)階段中國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)和國(guó)外的對(duì)比主要存在四個(gè)方面的差距：

1)發(fā)展使用綠色建筑的思想仍然不充分。國(guó)外的很多發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于建筑的綠色環(huán)保性能特別注重。他們認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)的環(huán)保性能體現(xiàn)在很多方面，并且對(duì)建筑的綠色環(huán)保性能制定了專門(mén)的評(píng)估體系。而我國(guó)對(duì)于發(fā)展綠色建筑的認(rèn)識(shí)不足，沒(méi)有發(fā)展綠色建筑的具體方案和方法，與國(guó)外發(fā)展綠色建筑方面還有較大差距。2)由于鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國(guó)才剛剛興起，普通民眾和消費(fèi)者對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和接受度都很低。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)和性能的了解不足，所以導(dǎo)致絕大部分的人還是依然比較愿意選擇磚混結(jié)構(gòu)或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的房屋。3)盡管鋼結(jié)構(gòu)建筑在發(fā)達(dá)國(guó)家是十分成熟的技術(shù)，但是在我們國(guó)家還是處于發(fā)展階段。所以建筑設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和住宅建設(shè)企業(yè)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的接受度還是較低的。4)盡管我國(guó)很多城市已經(jīng)建設(shè)了一批鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)和基地，但是我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)住宅比例跟發(fā)達(dá)國(guó)家的比例比起來(lái)還是很低。所以我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅的配套產(chǎn)品體系還是不完善的。

3 現(xiàn)階段我國(guó)高校鋼結(jié)構(gòu)課程的開(kāi)展情況

高校中把鋼結(jié)構(gòu)主要分為原理和設(shè)計(jì)兩大塊。其中鋼結(jié)構(gòu)基本原理是專業(yè)基礎(chǔ)課，主要是為了讓學(xué)生了解鋼結(jié)構(gòu)的材料、連接等一些基礎(chǔ)的知識(shí)。而設(shè)計(jì)主要是讓學(xué)生在了解基礎(chǔ)知識(shí)后，能夠用相關(guān)的知識(shí)對(duì)單層廠房、大跨結(jié)構(gòu)等進(jìn)行初步地設(shè)計(jì)。眾所周知，土木工程專業(yè)課應(yīng)該貫徹針對(duì)性、實(shí)用性、職業(yè)性的原則。《鋼結(jié)構(gòu)》課程是高校土木工程專業(yè)的主干課程，然而鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)研究領(lǐng)域在高校中起步較晚，如何使學(xué)生既能掌握鋼結(jié)構(gòu)的基本原理,又能綜合運(yùn)用基本知識(shí)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工,培養(yǎng)和提高學(xué)生的應(yīng)用技能,是《鋼結(jié)構(gòu)》教學(xué)改革的重要課題。然而在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)高校鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中存在以下一些問(wèn)題[2]：

1)課時(shí)分配不合理。以筆者所在學(xué)校為例，混凝土基本原理及設(shè)計(jì)要學(xué)習(xí)兩個(gè)學(xué)期并且課時(shí)數(shù)在100多課時(shí)，而鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計(jì)只能學(xué)習(xí)一個(gè)學(xué)期，課時(shí)數(shù)在50課時(shí)左右。并且在我們了解的其他高校中，這兩門(mén)課的情況也是如此，課時(shí)相差甚多。學(xué)生從課時(shí)數(shù)上就產(chǎn)生了混凝土高于鋼結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤想法。

2)教學(xué)實(shí)踐數(shù)量少之又少。我們都知道土木工程這項(xiàng)專業(yè)實(shí)踐大于理論，需要學(xué)生在實(shí)踐中掌握知識(shí)，這就要求高校老師能在理論教學(xué)中直觀清晰地展示一般的施工工藝，然而專業(yè)課的講解一般比較枯燥無(wú)味，為此，大多老師選擇在單一地站在黑板前獨(dú)自講課，學(xué)生的接受程度是有限的。在對(duì)筆者所在學(xué)校近三屆土木工程專業(yè)的學(xué)生調(diào)查顯示，鋼結(jié)構(gòu)課選擇用模型輔助教學(xué)的老師僅占1/7，同步調(diào)查顯示，這1/7教師教授的同學(xué)在課堂上更活躍，接受度也更高，不及格率更低。這充分說(shuō)明了活躍的教學(xué)方式更能讓高校學(xué)生接受。然而事實(shí)就是大多老師選擇了單一地講課，除了模型以外沒(méi)有其他任何實(shí)踐教學(xué)。

為此，我們提出了以下一些建議：

1)改進(jìn)教學(xué)方法，注重學(xué)科之間的聯(lián)系。首先在教學(xué)手法上要進(jìn)行優(yōu)化，要注重實(shí)踐教學(xué)的模式。淡化公式的推導(dǎo)，要進(jìn)行定性的分析。例如可以采用圖像、圖解進(jìn)行教學(xué)，鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接比較復(fù)雜，就可以利用動(dòng)畫(huà)的形式展示，這樣更加利于學(xué)生的接受。還要重視學(xué)科之間的聯(lián)系，鋼結(jié)構(gòu)是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，它與材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等緊密相關(guān)，所以這就要求高校在安排課程時(shí)注意基礎(chǔ)知識(shí)的夯實(shí)。

2)注重學(xué)時(shí)的增加，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容。高校老師應(yīng)該優(yōu)化課程內(nèi)容，精選授課內(nèi)容，抓住重點(diǎn)，避免出現(xiàn)來(lái)去匆匆，印象不深刻的現(xiàn)象。此外要“厚基礎(chǔ)，寬口徑”，協(xié)調(diào)好理論和實(shí)踐之間的關(guān)系，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的創(chuàng)造能力。建議學(xué)校適當(dāng)增加鋼結(jié)構(gòu)廠房及鋼結(jié)構(gòu)房屋的課程設(shè)計(jì)。

3)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)改革?，F(xiàn)階段，大多數(shù)高校土木工程建筑工程專業(yè)在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)選題時(shí)會(huì)選擇兩大類(lèi)，一類(lèi)是施工類(lèi)，一類(lèi)是混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的少之又少，這就需要高校進(jìn)行一定的改變，可以增加設(shè)計(jì)選題，特別是鋼結(jié)構(gòu)這一大類(lèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

縱觀國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展早，美國(guó)早在1885年建成世界第一棟高層鋼結(jié)構(gòu)房屋，日本鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展也有100多年時(shí)間。與此同時(shí)，建筑鋼結(jié)構(gòu)在房屋中所占比例已經(jīng)很高。然而中國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)的起步相對(duì)而言較晚一些，并受到各種因素制約發(fā)展緩慢。我們?cè)趲资赇摻Y(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上，同時(shí)可以借鑒國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)來(lái)加快推動(dòng)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快、加大中國(guó)鋼材在鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用，使鋼結(jié)構(gòu)鋼屋建設(shè)更加體系化、標(biāo)準(zhǔn)化。并且在國(guó)內(nèi)推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅的新理念和發(fā)布建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展戰(zhàn)略。

高校的課程設(shè)置一定要與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)，滿足社會(huì)的需求，培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)是注重實(shí)踐、強(qiáng)調(diào)應(yīng)用、重視思路，將專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到工程實(shí)踐中。學(xué)校鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)工作雖然在課程體系的設(shè)置、學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)上做了一定的思考、探索與實(shí)踐，但同時(shí)與社會(huì)上需求以及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)人才需求等方面還存在差距，還需要在今后的教學(xué)實(shí)踐中不斷探索和努力，例如大力加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)課程在土木工程專業(yè)中的地位，不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量，以適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)對(duì)人才的需要，去推動(dòng)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)在國(guó)際上的發(fā)展[2]。