中外鋼結構歷史對比及對高校鋼結構課的建議

成 凱 周夢楠 任翠玲

(東南大學成賢學院，江蘇 南京 210000)

1 概述

與傳統的混凝土結構相比，鋼結構具有施工工藝簡單、效率高、抗震性能好、單位相對重量輕、環保性能高等特點。然而目前，鋼結構在我國發展的沒有混凝土那么廣泛，確切的說，還是發展階段。本文介紹了我們對于中外鋼結構發展歷史及現狀的對比的調查情況，也了解了現在我們學校的有關鋼結構課程的開展情況。通過以上的調查及分析對現階段高校的鋼結構課程的教學提出了幾點建議。

2 中外鋼結構發展歷史以及現狀的對比

1885年美國建成了世界上第一棟高層鋼結構房屋——美國芝加哥的一棟家庭保險公司大樓，高約55 m；1889年法國聞名世界的埃菲爾鐵塔建成，促進了高層鋼結構技術的迅速發展；20世紀初出現了輕鋼結構房屋；40年代出現了門式剛架結構；50年代出現了工業化浪潮遍及歐洲并發展到美、加、日等發達國家。在發達國家，鋼結構已經發展成為主要的一種建筑形式[1]。

中國鋼結構的發展歷史可大致分為四個階段。

第一個階段為新中國成立到60年代中期，這一階段我國鋼結構的研究和應用才剛開始起步發展。

第二階段為60年代中期到改革開放初期，由于這個階段的特殊社會背景，我國的社會生產受到了很大的破壞，我國的鋼材十分短缺，所以國家限制了建筑用鋼。在這一階段鋼結構的生產利用和發展受到了很大的限制，我國的鋼結構工程嚴重減少。

第三階段為改革開放初期到90年代中后期，此時正值改革開放時期，并且由于國外先進技術的引進，我國的鋼材產量穩步提升，建筑鋼結構的發展變得十分迅速，鋼結構的發展也逐漸趨于多樣化。

第四階段為90年代中后期至今，我國的鋼結構產量增加的十分迅速，我國開始大力推廣使用鋼結構。

現階段中國的鋼結構產業和國外的對比主要存在四個方面的差距：

1)發展使用綠色建筑的思想仍然不充分。國外的很多發達國家對于建筑的綠色環保性能特別注重。他們認為鋼結構的環保性能體現在很多方面，并且對建筑的綠色環保性能制定了專門的評估體系。而我國對于發展綠色建筑的認識不足，沒有發展綠色建筑的具體方案和方法，與國外發展綠色建筑方面還有較大差距。2)由于鋼結構住宅在我國才剛剛興起，普通民眾和消費者對于鋼結構的認識和接受度都很低。對于鋼結構優點和性能的了解不足，所以導致絕大部分的人還是依然比較愿意選擇磚混結構或者鋼筋混凝土結構的房屋。3)盡管鋼結構建筑在發達國家是十分成熟的技術，但是在我們國家還是處于發展階段。所以建筑設計機構和住宅建設企業對鋼結構建筑的接受度還是較低的。4)盡管我國很多城市已經建設了一批鋼結構住宅試點和基地，但是我國的鋼結構住宅比例跟發達國家的比例比起來還是很低。所以我國鋼結構住宅的配套產品體系還是不完善的。

3 現階段我國高校鋼結構課程的開展情況

高校中把鋼結構主要分為原理和設計兩大塊。其中鋼結構基本原理是專業基礎課，主要是為了讓學生了解鋼結構的材料、連接等一些基礎的知識。而設計主要是讓學生在了解基礎知識后，能夠用相關的知識對單層廠房、大跨結構等進行初步地設計。眾所周知，土木工程專業課應該貫徹針對性、實用性、職業性的原則。《鋼結構》課程是高校土木工程專業的主干課程，然而鋼結構專業研究領域在高校中起步較晚，如何使學生既能掌握鋼結構的基本原理,又能綜合運用基本知識進行鋼結構的設計與施工,培養和提高學生的應用技能,是《鋼結構》教學改革的重要課題。然而在現實教學中我們發現高校鋼結構教學中存在以下一些問題[2]：

1)課時分配不合理。以筆者所在學校為例，混凝土基本原理及設計要學習兩個學期并且課時數在100多課時，而鋼結構基本原理及設計只能學習一個學期，課時數在50課時左右。并且在我們了解的其他高校中，這兩門課的情況也是如此，課時相差甚多。學生從課時數上就產生了混凝土高于鋼結構的錯誤想法。

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

為此，我們提出了以下一些建議：

1)改進教學方法，注重學科之間的聯系。首先在教學手法上要進行優化，要注重實踐教學的模式。淡化公式的推導，要進行定性的分析。例如可以采用圖像、圖解進行教學，鋼結構節點連接比較復雜，就可以利用動畫的形式展示，這樣更加利于學生的接受。還要重視學科之間的聯系，鋼結構是一門綜合性很強的學科，它與材料力學、結構力學等緊密相關，所以這就要求高校在安排課程時注意基礎知識的夯實。

2)注重學時的增加，加強實踐性教學內容。高校老師應該優化課程內容，精選授課內容，抓住重點，避免出現來去匆匆，印象不深刻的現象。此外要“厚基礎，寬口徑”，協調好理論和實踐之間的關系，啟發學生的創新思維，提高學生的創造能力。建議學校適當增加鋼結構廠房及鋼結構房屋的課程設計。

3)畢業設計進行適當改革。現階段，大多數高校土木工程建筑工程專業在進行畢業設計選題時會選擇兩大類，一類是施工類，一類是混凝土框架結構設計，選擇鋼結構設計的少之又少，這就需要高校進行一定的改變，可以增加設計選題，特別是鋼結構這一大類。

4 結語

縱觀國內外鋼結構發展，鋼結構產業發展早，美國早在1885年建成世界第一棟高層鋼結構房屋，日本鋼結構建筑的發展也有100多年時間。與此同時，建筑鋼結構在房屋中所占比例已經很高。然而中國的鋼結構的起步相對而言較晚一些，并受到各種因素制約發展緩慢。我們在幾十年鋼結構研究的基礎上，同時可以借鑒國外鋼結構發展的經驗來加快推動我國鋼結構產業的發展，加快、加大中國鋼材在鋼結構領域的應用，使鋼結構鋼屋建設更加體系化、標準化。并且在國內推廣鋼結構住宅的新理念和發布建筑鋼結構發展戰略。

高校的課程設置一定要與社會發展相適應，滿足社會的需求，培養的學生應是注重實踐、強調應用、重視思路，將專業知識運用到工程實踐中。學校鋼結構課程教學工作雖然在課程體系的設置、學生實踐能力的培養上做了一定的思考、探索與實踐，但同時與社會上需求以及國內外市場鋼結構人才需求等方面還存在差距，還需要在今后的教學實踐中不斷探索和努力，例如大力加強鋼結構課程在土木工程專業中的地位，不斷的總結經驗，不斷提高教學質量和人才培養質量，以適應鋼結構行業對人才的需要，去推動我國鋼結構在國際上的發展[2]。