《钢结构识图与施工技术》教学情境设计

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摘 要：《钢结构识图与施工技术》课程根据学生未来从事钢结构工程管理工作所需实际能力的需要，遵循学生的基本认知规律，按照由易到难的顺序，设计五个教学情境内容。课程内容重点培养学生的钢结构识图能力，为以后从事钢结构工程相关施工和管理工作打下坚实基础。

关键词：钢结构 教学情境 实物教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—175—02

1 概述

钢结构作为一种新兴的结构，具有施工周期短、质量高、投资少、绿色环保的优点，近年的应用不断扩大。随之而来，钢结构施工的从业人员需求量也在逐步扩大。《钢结构识图与施工技术》作为一门专业技能课程，是施工员及相关岗位群职业技能培养的一个重要组成部分，是实现专业高素质技能型人才培养目标的重要支撑，并且支持考取施工员、造价员、及其他相关岗位职业资格证书，通过该课程学习培养钢结构工程识图与施工综合职业能力。

按照钢结构建筑的典型的结构类型，在传统章节教学模式的基础上，将教学情境分为以下五个：钢结构识图与施工技术基础、钢结构常用构件识图与施工技术、门式刚架钢结构的识图与施工技术、钢网架的识图与施工技术、钢框架的识图与施工技术。教学情境的设置按照从简单到复杂，从单一到综合的原则，组织教学内容，使学生在真实工作场景下学习，实现教、学、做合一，理论与实践一体化。其中有效的教学情境创设不仅能将知识系统化、融理论与实践为一体，还能激发学生学习兴趣，培养学生合作技能，为进入工作岗位前奠定坚实的基础。

2 钢结构识图和施工技术基础教学情境

钢结构作为一种不同于钢筋混凝土结构的结构，其材料、制作工艺、图纸组成均有其自身特点，在接触具体的构件之前，必须先接触基础知识。考虑到钢结构识图和后续工作的需要，本情境中至少要包括以下内容：

（1）钢结构工程中常用型钢的表示符号、类型、主要作用。主要包括对于檩条所采用的C型钢、Z型钢理解不够，容易将C型钢同普通槽钢混淆。

（2）目前钢结构工程中门式刚架、梁柱一般均采用较多的H型钢。按照制作工艺可以分为焊接H型钢、热轧成品H型钢。例如在门式刚架中经常会使用成型H钢或焊接H型钢作为刚架梁和刚架柱。一般情况下，焊接H型钢因其用钢量小于成型H钢，故选择焊接H型钢的场合居多。但是随着H型钢生产线发展更新，目前成品H型钢的价格已经远远低于开始时的价格，因此目前出现成品轧制H型钢的场合也比较多。而两者在表示方法、生产工艺中均有较大区别，应重点讲述，特别要注意将H型钢同工字钢区分。区分的有效方法可以通过图片比较、并且进一步学生画出两种型钢的截面图加以解决。

（3）掌握钢结构工程中焊接连接方法的表示。焊接作为钢结构工程的常用连接方法之一，在钢结构工程施工中得到广泛应用。作为一种专业性较强的施工工艺技术，学生以前接触也比较少。首先需要掌握图纸中焊缝符号及其标志方法。其次根据钢结构工程实际施工技术与管理的需要，例如要求施工技术员提供焊接材料的型号，因此有选择性的要求学生掌握焊接常用焊条、焊丝、焊剂的型号、适用范围。可以通过选择合适的钢结构加工企业，实行现场观看的实物教学方法。

（4）特别注意图纸中对称符号等细节的表示。对称符号对于确定钢结构的构件重量和材料数量有着至关重要的作用，要重点掌握。

（5）钢结构工程中的围护结构主要使用压型金属板和保温夹芯板。为保证后续教学情境的有效进行，需要掌握常用压型金属板的型号、规格、表示方法。

（6）熟悉钢结构防腐和保温所需相应材料类型。

（7）熟悉钢结构构件制作的基本流程和常用的设备。

本情境中牵涉了较多的材料种类，而学生以前接触较少。可以采用多种教学方法加以解决。例如，可以通过布置学生完成相应的作业，通过网络、现场调查等多种手段确定相应型号规格的主材和辅材价格，从而进一步熟悉各种材料的类型。对于钢结构施工的基本流程和机械设备，则可以通过参观钢结构制作和安装的现场，加深印象。

3 钢结构常用构件识图和施工技术教学情境

常见的钢结构识图书籍一般没有单独划分出单个构件的识图，但是如果跳过此情境，直接让学生接触后续情境，跨度大，不利于学习。因此，在教学情境的设计中，加入常用构件的识图。该部分的主要内容包括：首先熟悉构件的类型，常用构件分为主构件、次构件。主构件包括H型钢、刚架、梁、支撑体系，次构件则包括屋面檩条和墙面檩条、隅称、拉条。其次明确各种构件的作用、位置。最后通过现场教学，要求能在钢结构建筑中找到对应的构件位置。

对于上述情境的教学中，发现学生主要存在以下两个问题：

（1）由于先导课程钢筋混凝土结构中的梁柱均为矩形，对于H型钢的截面形状和识图理解带来一些问题。

（2）对于隅撑、支撑等小构件理解较差。

以上两个问题如果解决不好，会影响后期识图的进行。这两个问题产生实际源于平时学生对于钢结构构件见的比较少、而先期建筑材料课程中对于型钢部分重视不够。最有效解决的办法就是结合现场实物教学、观看钢结构制作视频教学等多种教学方法，加深学生对于钢结构基本构件的制作材料、外形的认识和理解。

4 门式刚架钢结构识图与施工技术教学情境

门式刚架钢结构作为目前常用的钢结构类型，广泛使用于工业厂房、体育娱乐场所、车站候车厅，准确识读门式刚架钢结构对于认识钢结构有重要意义，所以将其设计为第一个教学情境。门式刚架钢结构的主要构件为门式刚架，而门式刚架是由刚架梁和刚架柱通过梁梁节点和梁柱节点组成。本教学情境中，可以选择合适的门式刚架钢结构工程图纸进行学习，进行整套图纸的识读，重点要通过学习，使学生掌握正确的识图顺序。

在该情境的教学过程中，主要存在以下问题：

（1）对于变截面的刚架梁和刚架柱理解难度大。可以通过画出截面图和制作实物模型得到解决。

（2）典型节点，柱脚节点、牛腿节点。例如梁梁节点、梁柱节点中采用的高强螺栓认识不足。高强螺栓属于钢结构制作安装中的特殊连接材料，标识符号、应用场合同普通螺栓区别较大，更重要的是在编制钢结构工程施工图预算过程中，高强螺栓属于计价主材。因此考虑到钢结构识图部分作为钢结构工程的基础技能，以及准确计价的目的，需要强调将其同普通的螺栓在表示方法、型号规格、处理方法上进行区分。

（3）对于构件平面布置图的识图中，容易将构件的数量读错。

（4）花篮螺栓的认识和理解有待加强。

上述问题可以通过现场实物教学得到很好的解决，同时要强调识图的严谨性，培养学生的严谨细致、一丝不苟的工作作风和高度的责任感。

5 钢网架识图与施工技术教学情境

钢网架由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构，具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点；网架结构广泛用作体育馆、展览馆、俱乐部、影剧院、食堂、会议室、候车厅、飞机库、车间等的屋盖结构。本教学情境主要内容包括杆件和节点的识图和施工。

6 钢框架识图与施工技术教学情境

钢框架结构主要由基础、柱、梁、楼层梁、护、楼梯等构件组成。构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低。相对于前面的典型结构而言，钢框架结构基本组成部分识图内容相同。不同之处在于钢楼梯的识图。而楼梯部分的识图在钢筋混凝土识图部分已经接触过。因此本教学情境主要内容包括各种柱梁构件的识图，重点是钢楼梯的识图和施工。

7 总结

钢结构作为一种不同于钢筋混凝土结构的结构类型，在现实中有着广泛应用。《钢结构识图及施工技术》课程根据学生的认知规律和实际工作过程和岗位所需能力出发，分为五个教学情境进行学习。五个教学情境根据课程作用和结构类型进行分类，各情境之间互相联系，前面情境是后续情境的基础；而后续情境是对前面情境的总结和复习。可以在某种程度上起到复结的作用，加深学生的学习效果。同时，考虑到《钢结构识图和施工技术》是一门基础课程，因此在实际的教学情境设计中，根据实际工作岗位能力的需要，有选择性的加入了后期专业课程所需钢结构工程的基础内容。例如教学情境中的部分内容的设计为今后学习其他专业课程，如《建筑工程预算》、《施工组织设计》、《建设工程技术资料管理》打下坚实基础。其次要引导学生注意到钢结构工程有着自己的特点，实际可以总结为典型构件+典型节点。因此只要掌握钢结构中典型构件和节点所用的材料类型、连接工艺，举一反三，才能适应钢结构市场的变化和发展。例如目前高层钢结构作为一种发展趋势，虽然本文的教学情境中并未直接出现，但高层钢结构的识图实际上仍然是构件+节点的理解和认识。因此，只要熟练掌握上述的五个教学情境中的内容，后续高层钢结构的识图和施工也不存在太大问题。最后在教学的过程中，要注意培养学生的思想和职业素质，强调培养识图和施工过程中要养成严谨细致的工作作风，注意强调钢结构工程施工验收规范GB50205—2001的相关内容。为突破学习中难点部分的理解，可以采用绘图结合实物模型制作的方法，提高效果。通过课程结束后的学习调查，参与本课程学习的建筑工程管理专业学生95%学生认为学习目标明确，学习效果好。课程学习结束后，能够独立进行一套完整的钢结构工程施工图的识读，掌握钢结构工程施工的基本流程和工艺。因此，相关教学情境设计的内容能够满足实际工作岗位能力需求，同时为后期能力延伸和扩展奠定了坚实基础。

参考文献：

[1] 乐嘉龙.钢结构建筑施工图识读技法[M].安徽：安徽科学技术出版社，2006.

[2] 郭荣玲.轻松读懂钢结构施工图[M].北京：机械工业出版社，2011.