浅析钢结构的学习方法论文_马江霖1,王浩1,冯建龙2

浅析钢结构的学习方法论文_马江霖1,王浩1,冯建龙2

1.山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室 山东青岛 266590;2.山东省冶金设计院股份有限公司 山东济南 250101

摘要:出众,优良的建筑艺术体现力使钢结构越来越吸引设计师们的目光,在传统工业厂房、高层、超高层以及大跨度结构的多年建筑实践中,钢结构的突出优势与作用几乎无可取代。近年来,钢结构在国内更是获得超常规发展。应用更趋广泛,影响迅速扩大。因此学好钢结构成为土木工程专业学生必不可少的一个环节,好的学习方法会让我们在钢结构的学习中事半功倍。

关键词:钢结构;土木工程;学习方法

1 引 言

钢结构在我国的应用时间很早,但是由于种种原因致使我国现代建筑钢结构的应用及发展与其他发达国家相比,已有相当大的差距,新颁布的《中国建筑技术政策》中强调要重点发展建筑钢结构,国家相关部门也多次发布文件,要求扩大钢结构的市场占有率,因此建筑钢结构行业急需注入更多新鲜的血液,这就要求我们土木工程的学生在学习好钢结构的同时也要将理论和实践相融合,正所谓“韬略终须建新国,奋发还得读良书”[1],如何学好钢结构?怎样掌握钢结构的学习方法?成为我们的首要任务。

2 钢结构建筑的优点

钢结构的容重虽然较大,单与其它建筑材料相比,它的强度却高很多,因而当承受的荷载和条件相同时,钢结构要比其它结构轻,便于运输和安装,并可跨越更大的跨度;钢结构由各种型材组成,制作简便;大量的钢结构都在专业化的金属结构制造厂中制造,精确度高,制成的构件运到现场拼装,采用螺栓连接,且结构轻,故施工方便,施工周期短,此外,已建成的钢结构也易于拆卸、加固或改造;钢结构建筑比传统建筑能更好的满足建筑上大开间、灵活分隔的要求;并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板,提高面积使用率,节能效果好,墙体采用轻型节能标准化预制墙板代替粘土砖,保温性能好;将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强,具有优良的抗震抗风性能,大大提高了住宅的安全可靠性,尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下,能够避免建筑物的倒塌性破坏,如日本阪神大地震中,台湾大地震中未倒塌的几乎全部为H型钢制作的钢结构建筑物。;并且建筑总重轻,钢结构住系自重轻,约为混凝土结构的一半,施工速度快,工期比传统建筑体系至少缩短三分之一,可以大大减少基础造价,加快资金周转,大大提高投资效益;同时符合建筑产业化和可持续发展的要求,钢结构适宜工厂大批量生产,工业化程度高,并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体,成套应用,将设计、生产、施工一体化,通过钢结构提高建筑产业的整体水平[2]。

3 钢结构的框架体系梳理

在钢结构的课程中我们会从钢结构的材料、钢结构的连接、轴心受力构件、受弯构件、拉弯和压弯构件、平台梁结构设计、屋盖钢结构设计、框架钢结构设计,单层工业厂房设计以及钢结构抗震和防火设计等方面进行学习,因此我们要梳理好各个章节的知识脉络,在学好每一个章节的同时将各个章节融汇成一个完整的体系框架,并将其结合到实践中,在学习中实践,在实践中学习,只有这样才能真正学好钢结构课程,梳理好钢结构的脉络体系。

1)掌握钢结构对钢材的要求、钢材的破坏形式、主要性能及影响钢结构性能的因素,学会如何正确的选用钢材,了解建筑钢材的类别及其表达方式,掌握钢材的疲劳现象以及影响疲劳强度的因素。

2)了解钢结构的连接方式:焊接、铆接、普通螺栓连接和高强螺栓连接,掌握焊接结构的特性,熟练掌握对接焊缝的构造和计算,以及角焊缝的构造和计算,了解焊接应力和变形,掌握普通螺栓连接的构造和计算、高强度螺栓连接的构造与计算。

3)掌握轴心受力构件的强度和刚度计算与验算、整体稳定性验算,学会实腹式轴心受压杆件的局部稳定性计算方法,熟练掌握轴心受压实腹柱设计、轴心受压格构柱设计、柱脚设计内容和步骤等。

4)了解梁的类型和应用,掌握梁的强度、刚度和整体稳定性的计算,熟练掌握型钢梁的设计、组合梁的设计、梁的局部稳定性能以及梁腹板加劲肋的设计,了解梁的拼接及主次梁的连接构造等问题。

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5)了解拉弯构件和压弯构件的应用以及其破坏形式,掌握拉弯构件和压构件的强度、压弯构件在弯矩作用平面外、平面内的稳定性计算,掌握压弯构件的计算长度,学会实腹式压弯构件的局部稳定性计算方法,掌握格构式压弯构件的计算。

6)学习如何进行平台钢结构布置,平台铺板设计;平台梁的布置形式,型钢梁的设计、组合梁的设计,怎样进行梁的拼接,次梁和主梁的连接,以及梁的支座设计;掌握平台柱的柱网设计,平台柱的设计,平台柱柱头和柱脚的设计以及平台柱柱间支撑的设计等。

7)掌握屋盖结构布置方式,了解屋盖支撑体系,檩条的设计方法,学习普通钢屋架的设计,轻型钢屋架的设计,钢管屋架的设计,掌握实腹式梁屋架和框架梁屋架,了解空间桁架屋盖体系和金属拱形波纹屋盖结构。

8)了解钢框架的概念,钢框架的结构形式:单层单跨、单层多跨、多层多跨,并且能够按照受力特征、构件形式、几何外形特征、抗侧力体系、是否施加预应力等进行分类,掌握钢框架的平面布置和支撑布置,其优缺点和实际应用,学会钢框架的设计步骤,了解多层多跨框架体系及其支撑,多层多跨框架支撑,掌握框架柱的计算长度,了解多层多跨框架外墙结构,楼盖结构,学会节点设计和柱脚设计,掌握单层实腹式框设计、格构式框架设计、悬挂式框架设计。

9)了解单层厂房钢结构体系设计,掌握柱网的布置以及厂房结构的横向框架,学习支撑体系,墙架,吊车梁等[3]。

4 钢结构的学习方法

1)课前预习及课堂听课。要想学好这门课程,首先要学会怎样高效率的预习,将自己不懂的地方做好笔记,及时询问老师;其次也是最重要的环节,上课认真听讲,如果有疑问,课下自己查资料解决。

2)课后及时复习。老师上课讲的内容及时吸收,除此之外,剩余每一节课上完之后都会存在疑难点,而老师的上课进度比较快,上课当中自然会有问题遗留下来,对于这些疑难点争取在下次上课之前吸收掌握[4]。

3)形成对这门课程的知识体系。学习当中如果能根据自己的理解对全书的知识点进行梳理,从而形成知识体系会很大程度地帮助掌握这门课程。

4)古语云“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,仅仅依靠课本是无法真正学好钢结构这门课程的,要想真正的学好钢结构,我们还要投身到实践当中去,通过实习或者实地的考察,我们才能将课本上的二维知识转化为立体的三维知识,才能从意象转化为具象,更加清晰的掌握钢结构的整体知识脉络体系,提高学习的效率。

4 总结

近几年来,我国国内的钢与钢材的产量、品种、规格大幅度提升,国家经济建设对钢结构专业技术人员的需求明显增多,“积极发展钢结构”作为国家新的建设技术政策,具备了比较坚实的基础。

国内钢结构学科的发展得到了强有力的推动,并且成为结构工程最具活力的研究方向,因此我们更要认识到学习好钢结构的重要性,注重实际操练和自己动手解决问题的能力,注重空间思维和系统思维的训练,注重设计方法和学习方法,学会解决工程实际问题和动手能力,同时加强课程设计和认识生产实习的机会锻炼,更好服务于建筑钢结构,为钢结构行业的发展注入新鲜的血液,为自己未来的发展打下一个坚定有力的根基。

参考文献:(References):

[1]戴欣国.钢结构.重庆:武汉理工大学出版社,2012年7月第4版

[2]陈绍蕃.钢结构设计原理.3版.北京:冶金工业出版社,1995年

[3]王肇民.建筑钢结构设计建筑.上海:同济大学出版社2001年2月第一版

[4]赵熙元,等.建筑钢结构设计手册.北京:冶金工业出版社,1995年

论文作者:马江霖1,王浩1,冯建龙2

论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期

论文发表时间:2019/12/6

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