鋼結(jié)構(gòu)原理教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的探討與實(shí)踐

劉學(xué)春 白正仙 朱濤

摘要：鋼結(jié)構(gòu)原理作為土木工程專業(yè)（含結(jié)構(gòu)工程、橋梁工程、地下工程、軌道工程方向）的必修課，其重要性不言而喻。為適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的教學(xué)科研，探討鋼結(jié)構(gòu)原理課程的內(nèi)容設(shè)置、學(xué)時(shí)分配、課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)比例，結(jié)合多媒體、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)等手段探討課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法，以提高學(xué)生聽課積極性，調(diào)動(dòng)學(xué)生情緒，增加師生互動(dòng)。同時(shí)，結(jié)合教師的科研內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)、工程實(shí)踐應(yīng)用及科研的有效結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)原理;教學(xué)實(shí)驗(yàn);工程案例;創(chuàng)新思維

中圖分類號(hào)：G642.0;TU391 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? 文章編號(hào)：1005-2909（2020）04-0101-08

目前，中國在建造中所產(chǎn)生的建筑能耗占社會(huì)總能耗的1/3，并不包括生產(chǎn)建筑材料所產(chǎn)生的能耗。中國每年城鄉(xiāng)新建房屋面積80%以上、既有建筑95%以上為高能耗建筑。中國每年產(chǎn)生建筑垃圾近15億t，主要有渣土、碎磚瓦、碎砂石、碎混凝土等，建筑垃圾資源化率不到5%，建筑施工和建筑垃圾運(yùn)送是城市主要污染源之一，對(duì)空氣污染的貢獻(xiàn)率達(dá)20%。發(fā)展全壽命過程綠色建筑是解決上述問題的重要途徑，而鋼結(jié)構(gòu)建筑具有綠色建筑的優(yōu)點(diǎn)[1-8]。

2016年中國粗鋼產(chǎn)量占全球粗鋼總產(chǎn)量的49.6%，產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可提高鋼鐵的利用率，緩解產(chǎn)能過剩的問題，實(shí)現(xiàn)鋼鐵的戰(zhàn)略儲(chǔ)備。在美國、日本等發(fā)達(dá)國家，鋼結(jié)構(gòu)工程建筑面積占總建筑面積的40%以上，而在中國，這一比例僅5%左右。鋼結(jié)構(gòu)屬于綠色建筑，可減少施工污染，建筑物超過使用年限拆除時(shí)也可最大限度減少建筑垃圾，實(shí)現(xiàn)建筑材料的重復(fù)利用。鋼結(jié)構(gòu)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展具有廣闊的前景，得到了國家的大力支持和企事業(yè)單位的高度關(guān)注[9]。2016年2月6日，《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》指出，要發(fā)展新型建造方式，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑。2016年9月14日，國務(wù)院總理李克強(qiáng)主持召開國務(wù)院常務(wù)會(huì)議，會(huì)議認(rèn)為，按照推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的要求，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)等裝配式建筑，對(duì)推動(dòng)化解過剩產(chǎn)能有一舉多得之效。北京工業(yè)大學(xué)、湖南遠(yuǎn)大可建、北新集團(tuán)、杭蕭鋼構(gòu)、山東萊鋼、上海寶鋼等企事業(yè)單位通過產(chǎn)學(xué)研合作、自主研發(fā)等形式大力推行裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，并已初見成效。2011年7月28日，由寶鋼發(fā)起，國內(nèi)23家行業(yè)知名企業(yè)、高等院校和科研機(jī)構(gòu)參與的國內(nèi)首個(gè)裝配式鋼結(jié)構(gòu)民用建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在上海宣告成立。2011年長沙遠(yuǎn)大可建科技有限公司在湖南用15天時(shí)間建造了一幢30層的高樓T30[10-12]，應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)已在湖南、上海、湖北、山東、福建、山西等地建成近30棟可建工程示范項(xiàng)目，總建筑面積約30萬m2。杭蕭鋼構(gòu)研發(fā)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化住宅，建設(shè)包頭萬郡大都城住宅項(xiàng)目，項(xiàng)目總建筑面積約100萬m2。

鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展方興未艾，應(yīng)用領(lǐng)域已從大跨度、超高層結(jié)構(gòu)到普通中低層住宅、辦公、商業(yè)建筑以及低層別墅建筑。在這種形式下，作為培養(yǎng)人才的高等學(xué)校必須更加重視鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)和人才培養(yǎng)。

一、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)大綱的調(diào)整

（一）教學(xué)目的和任務(wù)

鋼結(jié)構(gòu)原理為土木工程專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)必修課之一。課程的目的是為學(xué)生后續(xù)相關(guān)專業(yè)課學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及今后從事鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計(jì)、施工及科研工作打基礎(chǔ)。課程的任務(wù)是使學(xué)生全面掌握鋼結(jié)構(gòu)材料、構(gòu)件、連接及其設(shè)計(jì)的基本概念、基本理論、基本方法、基本技能，理解鋼結(jié)構(gòu)的體系組成、構(gòu)造要求，了解鋼結(jié)構(gòu)新材料、新體系、新技術(shù)及新工程的發(fā)展動(dòng)態(tài)。

（二）教材的選擇

鋼結(jié)構(gòu)建筑在20世紀(jì)應(yīng)用較少，主要應(yīng)用于特別重要的建筑，尤其是混凝土結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)的建筑。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著中國鋼產(chǎn)量的不斷增大，鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)越來越低，鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用得到迅速發(fā)展，特別在大跨度大空間領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，基本取代了混凝土結(jié)構(gòu)大跨度屋蓋體系。鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)也越來越受到重視，許多設(shè)有土木工程學(xué)科的學(xué)校，特別是建筑老八校，都根據(jù)自身教學(xué)科研的優(yōu)勢編寫了鋼結(jié)構(gòu)原理或鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的教材。這些教材是普通高等教育“十一五” “十二五”國家級(jí)規(guī)劃教材，編制內(nèi)容豐富，除了材料、基本構(gòu)件、連接的計(jì)算方法，還涉及疲勞、防腐、防火，有些教材還包含一些柱腳等特殊節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)擴(kuò)展，包括一些鋼結(jié)構(gòu)的加工制作方法，有些教材也在原理階段拓展了體系的設(shè)計(jì)分析方法，如單層廠房、多高層房屋結(jié)構(gòu)、大跨度房屋結(jié)構(gòu)等[13-18]。綜合考慮后，北京工業(yè)大學(xué)選用了西安建筑科技大學(xué)編寫的《鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》教材[19]，該書包括概述、鋼結(jié)構(gòu)材料、構(gòu)件截面承載力-強(qiáng)度、構(gòu)件截面承載力-穩(wěn)定性、整體結(jié)構(gòu)中的壓桿和壓彎構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)、鋼結(jié)構(gòu)的連接和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、鋼結(jié)構(gòu)的脆性斷裂和疲勞、簡單鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示例、鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕和防火共10章，內(nèi)容涵蓋了教學(xué)大綱的內(nèi)容，還有一些拓展內(nèi)容。

（三）課時(shí)分配

在學(xué)時(shí)分配方面，調(diào)研了國內(nèi)高校特別是985、211學(xué)校的學(xué)時(shí)設(shè)置，如，清華大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)原理課程為48學(xué)時(shí)，同濟(jì)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)原理課程為56學(xué)時(shí)，湖南大學(xué)48學(xué)時(shí)，東南大學(xué)40～48學(xué)時(shí)，重慶大學(xué)40學(xué)時(shí)，華南理工大學(xué)40學(xué)時(shí)，西安建筑科技大學(xué)48學(xué)時(shí)，北京交通大學(xué)48學(xué)時(shí)，大連理工大學(xué)32學(xué)時(shí)，北京建筑大學(xué)32學(xué)時(shí)。在整個(gè)學(xué)時(shí)壓縮的大環(huán)境下，大多數(shù)學(xué)校鋼結(jié)構(gòu)原理課程學(xué)時(shí)是比較合理的，但許多高校也表示近年鋼結(jié)構(gòu)原理的學(xué)時(shí)將調(diào)整增多，說明鋼結(jié)構(gòu)的教學(xué)越來越受到重視。北京工業(yè)大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)原理課程為32學(xué)時(shí)，但基本每年都會(huì)和五一勞動(dòng)節(jié)、端午節(jié)假期沖突而去掉2學(xué)時(shí)，實(shí)際上基本為30學(xué)時(shí)。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，一些學(xué)校還設(shè)置了實(shí)驗(yàn)課、習(xí)題課、討論課。目前，北京工業(yè)大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)原理課程只有30學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)數(shù)明顯小于國內(nèi)高校普遍的學(xué)時(shí)水平。但在本科課程總學(xué)時(shí)下調(diào)的大背景下，增加學(xué)時(shí)基本沒有可能，只有充分利用這30個(gè)學(xué)時(shí)，結(jié)合課上講解和課下自學(xué)，使學(xué)生掌握后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程和工作中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需的基礎(chǔ)知識(shí)。同時(shí)，可縮減講課學(xué)時(shí)，增加實(shí)驗(yàn)、討論、習(xí)題課、工程參觀等，以豐富課堂形式，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

（四）教學(xué)內(nèi)容調(diào)整

根據(jù)教學(xué)學(xué)時(shí)，對(duì)原教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整（表1）。通過縮減授課內(nèi)容使重點(diǎn)更加突出，難點(diǎn)問題講解時(shí)間增加，教學(xué)形式更活潑，學(xué)生掌握程度更好。對(duì)于縮減的次要內(nèi)容，采用課后自學(xué)的形式，或講課與自學(xué)結(jié)合的形式，再通過課堂前5 min的提問檢驗(yàn)。通過2015/2016兩級(jí)土木工程專業(yè)建筑工程方向的教學(xué)實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)效果。

通過鋼結(jié)構(gòu)原理課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生以下基本能力：

（1）使學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)思路，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)工程問題的工程意識(shí)和基本能力。

（2）培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)基本理論和設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用工程分析設(shè)計(jì)軟件分析實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)的受力及連接特點(diǎn)，解決相應(yīng)工程問題的基本能力。

（3）使學(xué)生了解和理解預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范解決實(shí)際工程問題的基本能力。

二、教學(xué)形式和氣氛

（一）教學(xué)動(dòng)畫應(yīng)用

在鋼結(jié)構(gòu)原理學(xué)習(xí)中，有些概念較為簡練抽象，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，應(yīng)加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)原理、基本概念的理解，充分發(fā)揮多媒體課堂的教學(xué)優(yōu)勢。例如，在講授軸心受壓桿件扭轉(zhuǎn)屈曲、彎曲屈曲和彎扭屈曲時(shí)，采取有限元軟件以動(dòng)畫形式給學(xué)生演示，讓學(xué)生能清楚地辨別不同種類屈曲變形的區(qū)別，如圖1所示。動(dòng)畫形象生動(dòng)描述了軸心受力壓桿屈曲的3種形式：扭轉(zhuǎn)屈曲（部分雙軸對(duì)稱截面，如十字形截面），各桿件截面（除支撐端）均繞縱軸扭轉(zhuǎn);彎曲屈曲（雙軸對(duì)稱截面），桿件只發(fā)生彎曲變形，截面只繞一個(gè)主軸旋轉(zhuǎn)，桿的縱軸變?yōu)榍€;彎扭屈曲（單軸對(duì)稱截面，如T字形截面），桿件失穩(wěn)時(shí)，同時(shí)發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。通過動(dòng)畫演示，在相對(duì)枯燥的基本原理學(xué)習(xí)中加深學(xué)生的理解和記憶，便于學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固和掌握。

（二）設(shè)置教學(xué)實(shí)驗(yàn)

鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件整體穩(wěn)定問題是教學(xué)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，但教材中微分方程的推導(dǎo)過程非常難懂，且很不形象，學(xué)生不容易掌握。制作教學(xué)實(shí)驗(yàn)的錄像，使學(xué)生能直觀觀察鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件失穩(wěn)的全過程。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很容易掌握失穩(wěn)的外在表現(xiàn)特征，掌握失穩(wěn)的特點(diǎn)，然后再結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析失穩(wěn)的本質(zhì)。如圖2（a）所示，在梁的整體失穩(wěn)試驗(yàn)中，梁兩端鉸接，中間三分點(diǎn)處兩點(diǎn)加載，上翼緣側(cè)向位移未受到約束，發(fā)生彎扭失穩(wěn)，與理論分析結(jié)果一致。如圖2（b）所示，進(jìn)行了軸心受壓構(gòu)件失穩(wěn)試驗(yàn)。試件兩端鉸接，施加豎向軸心壓力，試件發(fā)生繞弱軸的彎曲失穩(wěn)，與理論分析一致。結(jié)合荷載位移曲線，講解彎曲失穩(wěn)的現(xiàn)象和內(nèi)因及截面應(yīng)力分布規(guī)律。如圖2（c）和（d）所示，進(jìn)行了壓彎構(gòu)件失穩(wěn)試驗(yàn)，通過調(diào)整偏心大小，得到了平面外和平面內(nèi)失穩(wěn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（三） 學(xué)生座談與調(diào)查問卷

在教學(xué)前給全體學(xué)生發(fā)放調(diào)查問卷，了解學(xué)生對(duì)這門課的需求，包括學(xué)生想通過這門課學(xué)到什么，希望采用什么樣的講解形式，以及學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃。在講課中，根據(jù)學(xué)生的需求調(diào)整講課的形式和內(nèi)容。在考試結(jié)束后，找?guī)孜挥写硇缘膶W(xué)生，請他們對(duì)整個(gè)課程的設(shè)置、講解的方法、講解的內(nèi)容等提出意見和建議，這樣可以對(duì)下一屆的授課進(jìn)行必要的調(diào)整。

（四）教具的制作和使用

聚氨酯是一種高彈性的材料，可以發(fā)生很大的彈性變形，荷載去除后，能很快恢復(fù)原來的形狀。筆者制作和購買了聚氨酯棒和聚氨酯板材，制作了教具。用長的聚氨酯圓棒可以模擬軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定。學(xué)生可以在課上課下用自制教具實(shí)驗(yàn)（圖3），模擬失穩(wěn)的全過程，結(jié)合失穩(wěn)過程的外在表現(xiàn)，理解軸心受壓構(gòu)件失穩(wěn)的內(nèi)因。自制教具實(shí)驗(yàn)既能清楚演示構(gòu)件失穩(wěn)的形式，也能豐富課堂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，利用聚氨酯板，剪裁、粘接，制作了H型鋼、方鋼管等，模擬鋼構(gòu)件的壓彎構(gòu)件平面外、平面內(nèi)失穩(wěn)，軸心受力構(gòu)件彎曲失穩(wěn)。通過長構(gòu)件與短構(gòu)件對(duì)比實(shí)驗(yàn)，理解失穩(wěn)破壞和強(qiáng)度破壞的區(qū)別和產(chǎn)生的原因。調(diào)整板材的寬厚比，演示整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)及二者的耦合失穩(wěn)。通過聚氨酯教具的使用，直觀演示復(fù)雜的失穩(wěn)問題。學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，活躍了課堂氣氛，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加深了對(duì)穩(wěn)定概念的理解。

（五） 校園內(nèi)工程參觀教學(xué)

鋼結(jié)構(gòu)原理是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。學(xué)生掌握了鋼結(jié)構(gòu)原理的計(jì)算，但如果不結(jié)合實(shí)際工程，學(xué)生不知道如何將原理應(yīng)用到實(shí)際中。校內(nèi)有很多鋼結(jié)構(gòu)的工程和構(gòu)件，在課程的最后帶領(lǐng)學(xué)生參觀校內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)工程，講解工程中構(gòu)件的分類（軸心、拉壓彎、彎曲構(gòu)件）及計(jì)算方法，幫助學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際。校內(nèi)工程有輸電塔架，構(gòu)件以軸心受力構(gòu)件為主，連接采用普通螺栓，如圖4（a）所示。圖4（b）所示的廊道，斜支撐為軸心受力構(gòu)件，水平構(gòu)件既承擔(dān)樓板或屋面豎向荷載又承受軸力，為拉壓彎構(gòu)件，豎向構(gòu)件以軸力為主，為軸心受力構(gòu)件。圖4（c）奧運(yùn)會(huì)羽毛館——弦支穹頂結(jié)構(gòu)。上層單層網(wǎng)殼為拉壓彎構(gòu)件，周邊立體三角形桁架主要由軸心受力構(gòu)件組成，撐桿為軸心受壓構(gòu)件，下層為環(huán)向拉索和徑向拉桿。結(jié)合這個(gè)工程可以講解拉壓彎構(gòu)件、軸心受力構(gòu)件的計(jì)算內(nèi)容和方法，構(gòu)件連接的計(jì)算，構(gòu)件的計(jì)算長度，索的計(jì)算方法。此外，參觀了校內(nèi)的游泳館——焊接球網(wǎng)架，體育場看臺(tái)——螺栓球網(wǎng)架、雨棚等。校內(nèi)還有許多鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施，可能叫不出體系的名字，在這種情況下，給學(xué)生講解如何區(qū)分三大類構(gòu)件，如何針對(duì)構(gòu)件確定計(jì)算分析內(nèi)容，如何計(jì)算分析。這種形式使學(xué)生直接面對(duì)實(shí)際工程，而且在校園內(nèi)十分方便。

（六）科研與教學(xué)結(jié)合

筆者近年對(duì)新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)、異形鋼構(gòu)件及組合構(gòu)件、新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了研究[20-28]。在鋼結(jié)構(gòu)原理課程教學(xué)中適當(dāng)引入一些研究項(xiàng)目的研究背景、研究內(nèi)容、研究手段及研究成果，特別是遇到的問題及解決過程，讓學(xué)生興趣盎然，激發(fā)學(xué)生研究興趣，部分學(xué)生積極主動(dòng)參與項(xiàng)目研究，培養(yǎng)了研究創(chuàng)新能力。

三、結(jié)語

通過兩年的教學(xué)改革和實(shí)踐，取得了一些成效，提出以下意見供讀者參考：

（1）在課時(shí)很少又不能增加課時(shí)的情況下，可以縮減教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)講解，重點(diǎn)內(nèi)容學(xué)生掌握之后，其他內(nèi)容可以結(jié)合課下自學(xué)、課上提問的形式，讓學(xué)生掌握。一方面節(jié)約上課時(shí)間，另一方面鍛煉學(xué)生自學(xué)能力。

（2）可以使用SolidWork，AutoCad，3DMax等軟件制作教學(xué)動(dòng)畫，演示構(gòu)件的加工制作、安裝及受力變形過程。結(jié)合Abaqus、Ansys等有限元分析軟件，對(duì)軸心受力構(gòu)件、壓彎構(gòu)件、受彎構(gòu)件進(jìn)行模擬分析演示，使學(xué)生清晰直觀地看到構(gòu)件強(qiáng)度破壞、失穩(wěn)破壞的整個(gè)過程，加深對(duì)概念的理解。

（3）制作軸心受力構(gòu)件、壓彎構(gòu)件、受彎構(gòu)件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，演示構(gòu)件的失穩(wěn)全過程，可以豐富課堂形式，活躍氣氛，激發(fā)學(xué)生興趣，加深對(duì)失穩(wěn)破壞現(xiàn)場和內(nèi)因的理解。

（4）聚氨酯教具可以演示軸心受力構(gòu)件、壓彎構(gòu)件、受彎構(gòu)件整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)破壞過程，使學(xué)生直觀理解鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞過程、受力特點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛。

（5）結(jié)合校內(nèi)工程的參觀和實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生直接面對(duì)工程，使鋼結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)知識(shí)能在鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)實(shí)踐中得到應(yīng)用，學(xué)生對(duì)這種形式也非常感興趣。

參考文獻(xiàn)：

[1]CAI W G， WU Y， ZHONG Y， et al. Corrigendum to“China building energy consumption： Situation， challenges and corresponding measures”[J]. Energy Policy， 2009， 37（6）： 2054-2059.

[2]ZHANG Y， HE C Q， TANG B J， et al. Chinas energy consumption in the building sector： A life cycle approach[J]. Energy & Buildings， 2015， 94： 240-251.

[3]LI B， YAO R M. Urbanisation and its impact on building energy consumption and efficiency in China[J]. Renewable Energy， 2009， 34（9）： 1994-1998.

[4]張愛林. 工業(yè)化裝配式多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵問題和發(fā)展趨勢[J]. 住宅產(chǎn)業(yè)， 2016（1）： 10-14.

[5]張愛林. 工業(yè)化裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵問題[J]. 工業(yè)建筑， 2014， 44（8）： 1-6.

[6]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T50378—2014[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2014.

[7] Liu X， ?Zhang Y， Zhang A， et al. Model test for the tensioning construction process of a large-span prestressed suspended dome[J] .Advances in Structural Engineering， 2016， 20（4）：504-518.

[8] Liu X C， Cui F Y， Zhan X X， et al. Seismic performance of bolted connection of H-beam to HSS-column with web end-plate[J]. Journal of Constructional Steel Research，2019，156：167-181.

[9]ZHANG A L， LIU X C. The new development of industrial assembly high-rise steel structure system in China[C]//Proceedings of the 10th Pacific Structural Steel Conference. Singapore： Research Publishing Services，2013： 976-981.

[10]劉學(xué)春，徐阿新，孫超，等.高層裝配式斜支撐鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2015，36（5）：157-165.

[11] Liu X C， Zhou X J， Zhang A L， et al. Design and compilation of specifications for a modular prefabricated high‐rise steel frame structure with diagonal braces. Part I： Integral structural design[J]. Structural Design of Tall and Special Buildings，2018：e1415.

[12] Liu X C， He X N， Zhang A L， et al. Design and specification compilation of a modular prefabricated high‐rise steel frame structure with diagonal braces part II： Elastic–plastic time‐history analysis and joint design[J]. Structural Design of Tall and Special Buildings，2017：e1414.

[13]王國周，瞿履謙. 鋼結(jié)構(gòu)：原理與設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1993.

[14]沈祖炎，陳以一，陳揚(yáng)驥. 房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[15]趙根田，孫德發(fā).鋼結(jié)構(gòu)[M].2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[16]張耀春.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].北京：高等教育出版社，2011.

[17]何若全. 鋼結(jié)構(gòu)基本原理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[18]張艷霞，劉學(xué)春，吳寶瀛. 鋼結(jié)構(gòu)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[19]陳紹蕃，顧強(qiáng). 鋼結(jié)構(gòu)-上冊-鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[M].3版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[20] Liu X C， Cui F Y， Jiang Z Q， et al.Tension-bend-shear capacity of bolted-flange connection for square steel tube column[J]. Engineering Structures， 2019，201：439-460.

[21] Liu X C， He X N， Wang H X， et al. Compression-bend-shearing performance of column-to-column bolted-flange connections in prefabricated multi-high-rise steel structures[J]. Engineering Structures， 2018，160：439-460.

[22] Liu X C， He X N， Wang H X， et al. Bending-shear performance of column-to-column bolted-flange connections in prefabricated multi-high-rise steel structures[J]. Journal of Constructional Steel Research，2018，145：28-48.

[23] Liu X C， Zhan X X， Pu S H， et al. Seismic performance study on slipping bolted truss-to-column connections in modularized prefabricated steel structures[J]. Engineering Structures， 2018，163：241-254.

[24] Liu X C， Yang Z W ， Wang H X， et al. Seismic performance of H-section beam to HSS column connection in prefabricated structures[J]. Journal of Constructional Steel Research， 2017，138：1-16.

[25] Liu X C， Pu S H， Zhang A L， et al.Performance analysis and design of bolted connections in modularized prefabricated steel structures[J]. Journal of Constructional Steel Research， 2017，133： 360-373.

[26] Liu X C， Zhan X X， Zhang A L， et al. Random imperfection method for stability analysis of suspended dome[J].International Journal of Steel Structures， 2017，17（1）： 91-103.

[27] Liu X C， Pu S H， Zhang A L， et al. Static and seismic experiment for bolted-welded joint in modularized prefabricated steel structure[J]. Journal of Constructional Steel Research， 2015， 115（8）：417-433.

[28] Liu X C， Xu A X， Zhang A L， et al. Static and seismic experiment for welded joints in modularized prefabricated steel structure[J]. Journal of Constructional Steel Research， 2015， 112（5）：183-195.

Abstract：?As a compulsory course for civil engineering specialty including structural engineering bridge engineering underground engineering track engineering the importance of steel structure principle is self-evident. ?In order to adapt to the application and development of steel structure， setting and adjustment of the teaching content， allocation of teaching hours and proportion of classroom teaching and practical teaching are studied combined with the teaching and scientific research of steel structure. Methods of classroom and experiment teaching are discussed combined with multimedia and structural test technology the contents forms and methods of experiment teaching are provided. This paper explores how to improve students enthusiasm in classes， how to arouse students study emotions and how to strengthen interaction between teachers and students. At the same time， it discusses how to combine teachers scientific research content realize the effective combination of theoretical teaching， engineering practice application and scientific research， and stimulate students innovative thinking ability.

Key words： the principle of steel structure; teaching experiment ; ?engineering cases; ?innovative thinking

（責(zé)任編輯 周 沫）