时间：2022-08-21 04:42:16
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇房屋钢结构设计论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：厂房；大跨度结构；桁架结构；方案选择
中图分类号：TU393文献标志码：A文章编号：1006-6012（2015）12-0075-01
近年来，大跨度房屋钢结构应用较为广泛，按照刚性差异以及组合方式的不同，可以划分为2种结构形式，一种是刚性结构，另一种是柔性结构。刚性大跨度房屋钢结构一般由空间桁架、网架等钢杆件构成。对于刚性大跨度房屋结构来讲，其主要设计依据是所受荷载。
1工程概况
某两连跨厂房，长300m，跨度70m，采用钢结构方案，基础采用混凝土独立基础。本工程屋顶形式采用张弦桁架构件，同时连接格构柱刚性，格构柱的柱脚主要采用铰接的连接方式。
2结构方案的选定
根据建筑外形尺寸对项目结构方案进行对比与分析，以优选出最佳的结构方案，经过分析，本工程屋顶钢结构方案选定了张弦桁架方案，并与格构柱刚性连接。这种方案具有以下几方面的优点：一是张弦结构具有操作方便、重量轻、承载力好，有利于解决了结构刚度问题；二是屋顶构件与格构柱刚性连接，实现了地震作用下侧向位移及风荷载的有效控制；三是柱脚采用铰接连接，在地震作用下，上部结构不会产生弯矩，这样能够合理利用原有基础。屋顶结构采用弦杆截面为219mm×10mm的张弦桁架，并与腹杆连接，其拉索采用￠15.2钢绞线，其抗拉强度为1860MPa一共6束。同时，采用6孔夹片式锚具，将3道截面为180mm×8mm钢管的立杆设置于张弦桁架与拉索之间。为了满足锚固的作业需要，将315mm×40mm锚杯设置在下弦杆上，同时，确保弦杆与锚杯焊接。
3大跨度结构设计中注意问题
在进行大跨度钢结构设计时，需要做好单榀主桁架的验算工作，并对单榀主桁结构中墙面、屋顶的位置进行分析与确定。同时，本工程所受的结构荷载包括以下几种：屋面荷载、雪荷载以及地震作用等。项目所处区域为50年一遇，屋面地震烈度为6度。本工程采用张弦桁架结构，这种结构的内力分布受到拉索预张力大小的影响。因此，在拉索预张力确定时，我们需要考虑到以下几个方面的因素：
（1）单跨屋面在荷载作用时，其张弦桁架对格构柱不会产生水平推力，这样有利于自平衡体系的形成。
（2）单跨屋面在荷载作用后，在正常使用下，其相对挠度值与反拱值相互抵消，满足了使用极限状态要求。
（3）在风荷载作用时，按照结构设计中相关规定，拉索要小于应力比。
（4）屋顶桁架在风荷载作用下，要确保其拉索具有足够的拉力，以免造成拉索失去作用。在进行大跨度钢结构分析时，要按照杆单元对桁架腹杆进行分析，同时要按照梁单元对弦杆进行分析。在结构计算的过程中，本工程采用SAP2000V1462软件进行结构计算，并控制好拉索拉应力和最大应力比，一般来说，拉索拉应力为900MPa，最大应力比为0.48，以提升拉索材料的强度。经过结构分析，张弦桁架的拉索初始内力为198kN，初始反拱值为86mm。由此可见，在温度荷载作用下进行结构分析，应选择正温，不能选择负温。但在负温作用下，由于拉索拉力较大，所以拉索不会失去作用。屋顶张弦桁架具有一定的平衡性，所以其拉索可以提高屋顶桁架的刚度，在施加预张力的过程中，我们要充分考虑到屋顶桁架的刚度，当刚度满足要求后，屋顶桁架要与格构钢柱进行焊接。对于两跨张弦桁架来说，要确保内力构造与尺寸的一致性。此外，我们还应对单跨屋顶张弦桁架结构的施工工况进行分析，旨在为了施工吊装作业提供依据。在进行单榀结构模态分析时，应选用前5阶周期的结构模态进行分析，经分析得知，结构侧向的刚度不足。同时，张弦桁架结构是一种平面受力结构，这种结构平面的需要一定支撑体系，以确保结构的稳定性，为此，应将次桁架设置于桁架与立杆的相交位置，同时将交叉支撑设置于次桁架之间，这样就可以形成一个稳定的结构空间体系。经过以下因素分析与比较，最终选择了桁架杆件截面。
4施工过程控制
在张弦桁架结构安装时，应按照建筑钢结构设计规范要求进行施工，同时，在结构分析时，要对不同的施工工况进行模拟与分析。在本工程张弦桁架施工安装的过程中，要结合现场结构特点，按照以下步骤进行施工。焊接屋顶拱形桁架；安装钢拉索，张拉反拱，以达到初始预张力值；焊接屋顶桁架与边柱柱，从而形成两连拱结构；将交叉支撑安装于两连拱结构之间，这样有利于形成一个稳定的结构空间体系。安装桁架。综上分析得知，拉索张拉工作极其重要。在施工过程中，要确定好拉索节点的位置，尽可能地降低理论长度的偏差。在拉索张拉的过程中，要控制好屋顶反拱值，一般控制在87mm左右。拉索内力值为110kN，拉索轴向变形值为50mm。在施工监测时，我们要对拉索内力进行监控，确保监测结果满足设计要求。在拉索张拉时，要先固定好立杆临时支撑，待张拉完毕后，要采用U形夹将立杆下部与拉索夹紧，防止拉索出现串动。
5结束语
综上所述，通过对某厂房大跨度钢结构设计分析，得到了以下几个方面的结论：
（1）本工程与其他大跨结构的不同之外在于大跨度设计是由结构刚度控制，需要考虑到结构整体侧向的刚度，同时要对原有基础进行利用。
（2）在施加预张力时，要控制好预张力的大小，确保张弦桁架结构的承载力及刚度。
（3）张弦桁架结构是一种平面受力结构，这种结构平面的需要一定支撑体系，因此，在张拉过程中要确保张弦桁架的稳定性。
（4）对于大跨度预应力结构，应采用专用连接构造，确保计算模型与实际结构的一致性，确保结构传力的明确性。钢结构作为房屋建筑结构形式之一，具有重量轻、安装方便、强度高、施工周期短等优点。在房屋钢结构设计的过程中，要结合工程实际情况，优选最佳的结构形式，在选择钢结构材料时，要充分考虑到房屋建筑结构的尺寸和受力形式。一般来说，由于建筑钢结构都是采用现场拼装的安装方式，因此在设计时要考虑到钢结构在运输和起吊中的刚度，以确保结构的安全性和稳定性。
参考文献：
[1]JGJ7－2010空间网格结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
关键词: 竖缝抗剪抗剪承载力栓钉接合面
中图分类号：TU37文献标识码： A
0 引言
钢管混凝土边框剪力墙结构是一种新型钢-混凝土组合剪力墙，即利用抗剪连接键将钢管混凝土边框和剪力墙进行可靠连接。接合面连接的好坏是关系结构整体抗震性和稳定性的关键问题，目前国内外对该类结构竖缝抗震性能的研究并不多，各国规范对其抗剪强度的计算采用不同的破坏机理。
1 抗剪承载力计算公式
1.1栓钉连接件抗剪承载力计算公式
抗剪连接件的形式很多，一般按照变形能力可分为刚性连接件和柔性连接件两大类。目前最常用的抗剪连接件是栓钉，对栓钉抗剪连接承载力的计算研究的比较多，但是各国对其计算公式没有形成统一。
加拿大《钢结构设计规范》SI6.1-1974规定
≤448Ast
日本规范亦采用式(1)，但规定Ec和fc的适用范围为500～900 MPa，这是偏于保守。
Eurocode 4规定:当hst/dst≥4(hst和dst分别表示栓钉的高度和直径)时，有
≤0.64Astfu
其中，Ast表示栓钉杆的横截面面积，Ec表示混凝土的弹性模量，fck表示混凝土圆柱体抗压强度标准值(=0.83fcu)，fu为栓钉的极限抗拉强度。
美国钢筋混凝土房屋建筑规范（ACI318-83）基于摩剪理论给出保守计算公式
其中：Ac为抗剪混凝土面积；K1为系数，普通混凝土K1等于2.81MPa，全轻骨料混凝土K1等于1.41 MPa，轻砂混凝土K1等于1.76 MPa。
中国学者聂建国、沈聚敏、崔玉萍、胡夏闽等人对栓钉抗剪连接件进行了研究并取得一些成果。这些成果为制定我国《钢结构设计规范》中有关剪力连接件计算的条文提供了依据。
《钢-混凝土组合结构设计规程》(1997修订稿)规定，当hst/dst≥4.0时，有
≤0.7Astf
其中，Ast表示栓钉杆的横截面面积，Ec表示混凝土的弹性模量，fc表示混凝土轴心抗压强度设计值，f表示栓钉抗拉强度设计值
我国现行的GB50017-2002钢结构设计规范对钢-混凝土组合梁设计条文进行了较大改进，其中给出的栓钉承载力公式为:
≤0.7Astfλ
其中，λ为栓钉材料抗拉强度最大值与屈服值之比，f表示栓钉抗拉强度设计值。
本次试验栓钉的计算荷载采用美国钢筋混凝土房屋建筑规范（ACI318-83）。
1.2销键抗剪承载力计算公式
接缝处承载力验算还需包括抗剪销键的焊缝强度验算和混凝土的局部承压验算，焊缝在剪力作用下按纯剪切考虑，可按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定计算；验算抗剪销键上混凝土的受压承载力时，局部承压混凝土的垂直抗压强度可取1.5fc。
2 试验概述
本试验共设计了5个试件，试件的配置方式是根据栓钉的配钢率在1%左右进行设计。因此在试件配置时选择6个栓钉（1.32%）和4个栓钉（0.88%）。试验中钢管采用120mm*120mm*4mm的普通Q345级方钢管； 销键为直径20mm的螺纹钢筋加工而成，长100mm，竖向间距225mm，焊接在钢管壁上；栓钉为ML15标准尺寸，直径13mm，长80mm，在竖向接合面上的水平间距均为60mm，竖向间距为200mm或250mm。通过栓钉抗拉强度试验得到栓钉抗拉强度为355.78Mpa。
试件墙体部分采用C30自密实混凝土，经过试配最终确定配合比比值为：0.41:1: 2.54:2.75。钢管内部混凝土为C50自密实混凝土，其配合比比值为：0.22:1:1.13:1.22。
本次试验用MTS作动器完成，加载点取在钢管与混凝土结合部钢管壁上，管壁上焊接30*120*15mm厚的钢条，以保证直剪面发生直剪破坏。试验采用国内外常用的拟静力加载方案以模拟地震作用，即对试件施加低周反复荷载直至破坏。
3 计算结果分析
本次试验试件破坏形式全部为混凝土破坏，栓钉未剪断。本次试验试验结果与各国规范计算值的比较见表1。
表1 竖缝抗剪试验值与各国规范计算值的对比
注：试件编号中“6S2P”是指6个栓钉和2个销键的组合连接方式，SP是指Shear Performance。
通过比较发现各国规范计算值均高于试验结果，原因有以下几点：
1）本次试验的栓钉为直剪破坏，与推出试验相似，各国规范是对组合梁中栓钉连接件的规定，而国内外的研究都表明，推出试验得到的栓钉抗剪承载力比组合梁中栓钉的实际抗剪承载力要低。
2）由于栓钉布置较密集，在试验时出现群钉效应导致每根焊钉承载力比普通单钉承载力要小。
4 抗剪承载力计算
各国的规范中有关于栓钉抗剪承载力的计算公式，但是对栓钉和销键组合抗剪的计算公式未见报道，因此，在研究国内外相关规范基础上，提出栓钉和销键组合抗剪承载力计算公式：
（1）
式中：
Ast是栓钉的横截面面积，Ec是混凝土的弹性模量，fck是混凝土圆柱体抗压强度标准值，l是抗剪销键长度，d为抗剪销键高度，fc是混凝土抗压设计强度，α为局部承压有效面积调整系数，建议取0.9。
表2 试件抗剪承载力实测值和计算值
按该计算公式（1）得出各试件的竖向接合面抗剪承载力计算值和实测值见表2，计算值和实测值吻合较好，试件SP-6S和SP-6S2P相对误差略微偏大原因可能是公式（1）中关于栓钉抗剪承载力计算的理论值偏大造成的。
结论
（1）钢管混凝土边框与墙板竖向接合面采用栓钉和销键的组合连接方式能够保证剪力有效传递，且能够保证接缝的稳定性。
（2）本次试验试件的破坏形式与推出试验相似，且试件的实际压力值均低于各国规范的计算值。
（3）对于采用栓钉和销键组合连接方式的构件，按照公式（1）进行计算，其计算值与实测值吻合良好，可以应用到工程设计中。
参考文献
[1]落英章. 钢--混凝土组合梁栓钉剪力连接件的研究[J].湖南：硕士论文，2008.
[2]胡夏闽，刘子彤，赵国藩. 钢与混凝土组合梁栓钉连接件的设计承载力[M].北京: 建筑工业出版社，2000.
[3]宋国华，王东炜等. 装配式钢筋混凝土结构竖缝抗剪承载力研究及国内外规范的比较. 世界地震工程，2005，2（6）：125-128.
关键词 ：轻钢结构；单层厂房；设计；
中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：
引言
随着国家经济的快速发展，钢结构在建筑领域起到了举足轻重的作用，扮演着越来越重要的角色，无论在工业还是民用建筑中，钢结构以其突出的特点迅速地占领着越来越广的市场。其特点有：其整体刚度和抗震性能好、施工速度快、自重轻、承载力高，在大跨度及超高层建筑中代替了钢筋混凝土结构，但也存在着防火性能差、易腐蚀等缺点，在设计中根据其特点扬长避短才能更好地发挥钢结构的作用。
一、钢结构厂房空间结构解析
为了使本论文的钢结构厂房分析设计更具有针对性和信服力，这里以实际的炼钢厂房钢结构厂房为具体研究对象进行分析讨论。由于钢铁工业是国民经济的支柱产业，炼钢厂就成了一个重要的生产场所，属于抗震规范中的乙类设防建筑。由于工艺布置的特殊性和生产设备的需要，炼钢厂主厂房往往具有质量、刚度分布严重不均匀的特点。又基于建设周期及抗震性能等的综合考虑，这类厂房大都采用全钢结构建造。本文中以某设计生产能力为50吨的转炉炼钢厂为研究对象。
由于工艺要求的复杂性，该厂房由炉渣跨、加料跨、炉子跨、钢水接收跨、连铸浇铸跨、连铸出坯跨共六跨组成，核心设备布置在炉子跨中部的塔楼内。该转炉炼钢厂房主要由塔楼、散状料上料系统、柱子系统、屋盖系统和吊车梁系统几大部分组成，各部分的结构大都是由型钢和钢板焊接或螺栓连接而成。
二、轻钢结构单层厂房设计的要点
2.1结构体系
1) 门式刚架分为单跨、双跨、多跨以及带挑檐的和带毗屋等多种形式。多跨刚架中柱与刚架梁的连接可采用铰接。
2) 轻型钢结构工业厂房结构体系中，屋面常采用有檩体系，檩条间距为1． 5 m，屋面板为压型钢板或夹芯板，檩条采用冷弯C 型钢或高频焊接薄壁H 型钢; 外墙采用有墙梁体系，墙梁间距为1.5 m ～ 2.1 m，墙面板为压型钢板或夹芯板，墙梁采用冷弯C 型钢或高频焊接薄壁H 型钢。主刚架梁下翼缘和主刚架柱内侧翼缘平面外的稳定性，可通过在刚架梁下翼缘和檩条间或刚架柱内侧翼缘和墙梁之间设置的隅撑来保证。主刚架之间的水平支撑可采用张紧的圆钢或角钢。
3) 根据跨度、高度和荷载不同，门式刚架的梁柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字钢或成品H 型钢截面。单层厂房中当设有桥式起重机时，柱截面宜采用等截面构件。
4) 轻钢结构工业厂房刚架柱基础，刚架柱柱脚与钢筋混凝土基础的连接可按铰接或刚接，当厂房内设有桥式起重机时按刚接连接，其他情况按铰接连接。
焊接实腹式工型截面门式刚架承重结构由刚架和基础两部分组成。门式刚架承重结构体系的刚架、檩条( 或墙梁) 以及压型钢板间通过可靠的连接和支撑相互依托，体系受力更趋向于空间化。
2.2 结构布置
1) 屋面结构平面布置
单层厂房轻刚结构房屋伸缩缝的设置: 当房屋纵向长度不小于300 m，横向长度不小于150 m 时需要设置温度伸缩缝。温度伸缩缝的做法有两种: 檩条连接处的螺栓孔采用椭圆孔或设置双排柱，使结构有足够的伸缩空间; 吊车梁与柱的连接处宜采用椭圆孔。
屋面檩条的布置，应考虑天窗、通风屋脊、采光带等因素的影响，屋面压型钢板厚度和檩条间距应按计算确定。
2)墙面墙梁布置
单层厂房轻刚结构房屋墙面墙梁的布置，应根据门窗的位置、大小确定墙梁的位置，另外设有挑檐、雨篷时还应增设墙梁等构件，墙梁的规格尺寸应由计算确定，同时还应考虑墙面板的规格，考虑到厂房的美观，一般墙面梁设在主刚架柱的外侧。
3) 支撑布置
横向水平支撑和竖向柱间支撑可提高刚架的整体刚度，并能承担和传递水平力，防止杆件产生过大的振动，避免压杆的侧向失稳，可保证结构安装时的稳定。
当设有温度伸缩缝时，在每个温度伸缩单元应分别同时设置横向水平支撑和竖向柱间支撑以形成几何不变、稳定的空间结构体系。
横向水平支撑一般设置在温度伸缩单元两端第一开间刚架梁上翼缘，在水平支撑交叉的节点处应设置刚性系杆。横向水平支撑的间距不大于45 m。横向水平支撑既可以采用十字交叉圆钢，又可以采用双角钢作支撑。
当温度伸缩单元长度不超过90 m 时，在温度伸缩单元两端第一开间的上柱处设置上柱柱间支撑，在温度伸缩单元中间的柱开间内分别设置上下柱柱间支撑。上柱柱间支撑为单片角钢，连接在柱腹板的中间，下柱柱间支撑为双片角钢，连接在下柱两侧翼缘。值得注意的是在温度伸缩单元的端部不设下柱柱间支撑。
在刚架转折处应沿房屋全长设置刚性系杆。
三、轻钢结构厂房钢构件的设计
3.1 主要承重构件( 刚架) 内力计算方法
刚架的内力计算方法分弹性分析和塑性分析方法，变截面门式刚架通常采用弹性分析方法，等截面门式刚架通常采用塑性分析方法，同时还应满足现行《钢结构设计规范》的相关要求。
3.2 门式刚架位移( 侧移) 计算
当屋面坡度不大于1 ∶ 5 时，柱顶在水平力H 作用下的位移( 侧移) u，可按下列公式计算:
柱脚铰接刚架:
柱脚刚接刚架:
其中，h，L 分别为刚接柱高度和刚架跨度; Ic，Ib分别为柱和横梁的平均惯性矩; H 为刚架柱顶等效水平力; ζt为刚架柱与刚架梁的线刚度比。
3.3 构件强度计算
工型截面受弯构件在剪力、弯矩共同作用时，强度按下式进行计算:
当
当截面为双轴对称时:
其中，Mf为两翼缘所承担的弯矩; Me为构件有效截面所承担的弯矩，Me = We f，We为构件有效截面最大受压纤维的截面模量;Af为构件翼缘的截面面积; Vd为腹板抗剪承载力设计值，Vd =hw tw fv '。
3.4 构件稳定计算
轴心受压构件( 工型截面) 局部稳定计算:
受压翼缘:
腹板:
其中，b 为受压翼缘自由外伸宽度; t 为受压翼缘的厚度; fy为钢材屈服强度; hw为腹板的计算高度; tw为腹板的厚度。
3.5刚架柱基础的设计
3.5.1基础形式
门式刚架轻型房屋钢结构常用的基础形式有:
1) 钢筋混凝土独立基础，一般用于地基承载力比较大，土质比较均匀的情况。
2) 柱下条形基础多用于加固工程中，在处理新旧建筑物基础时，可以避免对旧建筑物基础造成不利的影响。
3) 桩基础一般用于深基础，地基回填土较多、持力层较深的情况。
3.5.2 基础的设计
1) 轻钢结构厂房门式刚架柱基础通过钢板与钢筋混凝土基础之间连接采用铰接或刚接柱脚。
2) 柱脚锚栓应采用Q235 钢或Q345 钢制作。锚栓的锚固长度应符合GB 50007-2002 建筑地基基础设计规范的规定，为抵抗上拔力锚栓端部设置弯钩或锚板，锚栓的直径不小于24 mm，且应采用双螺母或采取防止螺帽松动的有效措施; 柱脚锚栓按下柱柱间支撑传递的纵向风荷载和吊车刹车力或纵向地震作用的上拔力计算。刚架柱底部的水平力由柱脚底板与钢筋混凝土基础顶面之间的摩擦力来承担，若还不满足须设置槽钢或角钢抗剪键。计算柱脚锚栓的受拉承载力时，应采用螺纹处的有效截面面积。
结束语
轻钢结构具有自重轻、工厂化和商品化程度高、施工周期短、节能环保等明显的优点。轻钢结构门式刚架设计在单层工业厂房中越来越得到人们的青睐，但它毕竟还是一个新生事物，需要我们设计人员在工程设计中不断的探索、改进、回访中积累经验，进而解决在工程设计中遇到的新技术、新问题。新技术、新材料的应用给设计人员提供了锻炼的机会，带来了新的挑战，只要对不断出现的新技术、新材料、新问题勇于探索、勇于创新，就能攻克难关，从而使新技术、新材料得到广泛应用，我们的设计水平也会有较大的提高。
参考文献
[1]魏明钟.钢结构设计新规范应用讲评[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[2]李春祥,黄金枝,金兢.高层钢结构抗风抗震控制若干问题探讨[J]. 振动与冲击,2000.
【关键词】建筑设计，抗震设计，作用分析
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
在目前的发展趋势中，建筑结构设计的主流趋势有低碳，环保，安全，节能，生态。其中指标之一，就是建筑的安全性，而我国目前破坏力最大的安全威胁便是地震，因此，加强对建筑结构的抗震设计，必将会被提升到建筑设计新的战略高度。
二、建筑结构设计中抗震性能衡量标准
现行抗震设计规范对于建筑结构的性能从两个角度进行描述，一是通过损坏的程度描述其性能，将建筑结构的损坏程度分为不损坏和属正常维修下的损坏、可修复的破坏和倒塌；二是描述用途的重要性，即抗震设防分类。主要是氛围甲、乙、丙、丁四类。
现行规范对于部分钢筋混凝土结构提出了相应的定量指标，即正常维修和倒塌的层间变位角。而在设防类别上，提出了不同的抗震措施。其中乙类抗震措施的相关规定比甲类高一度。在强烈地震的影响下，乙类受到的毁坏程度比甲类轻。但是对于抗震能力，仍然缺乏确定的数量变化。借助于现行航震鉴定标摊b所引进的”综合抗震能力由数量上的区别”有可能使不同性能要求的结构所具有的抗震能力由数量上的区别。比如在判断结构抗力的高低中，可以采用结构楼层的受剪承载力与设计地震剪力的比值。而在结构变形能力高低方面，可以用结构所具有的变形能力与基本变形能力的比值来表征，这样就能保证不同性能要求下所对应的抗震措施的数量化。对于丙类结构的抗震设计，主要利用抗力和变形能力进行组合，并作为综合抗震能力的基本值。而乙类建筑，设计的综合抗震能力要低于相应的基本值。
三、建筑结构设计对建筑抗震性能的影响
1、 砌筑体结构影响基本变化能力的构造，重点是将整个圈梁、主要构造柱数量、具置、断面截面尺寸和配筋数量的分级，局部的墙体尺寸、楼梯间的构造等只适用于考虑局部影响。比如，5-6层砖房的主要构造柱数量，房屋四角和楼梯间四角应该设计为第一等级，用于房屋隔开间的内外墙链接处和楼梯间四角设计为第二等级。对于房屋每开间的内外墙链接位和楼梯间四角设计为第三等级；此处不用设置构造柱与抗震设计不同。当然，在相同设防烈度和性能要求的前提下，对与层数要求不同的砌筑结构，基本延性构造的要求也不同，构造柱设置就需要随房屋层数的不断增加而相应提高。目前主要难题是，需要根据具体实例进行计算和分析，针对同地点、同结构的房屋按照不同等级采取相应措施后，其措施的构造影响能力系数如何确定？是否可在某个范围内取值。
2、 钢筋混凝土结构对变形能力构造的影响，可适当的调整内力、提高结构柱箍筋和纵向钢筋体积配箍率、抗震墙墙体和构造作为抗震能力分级的重点，而框支层、短柱、链接的构造作为局部的影响。不同层数钢筋混凝土结构在相同设防烈度性能的要求，延性构造要求也不一样。目前，内力调整、纵筋总配筋率和箍筋体积配箍筋率等都成型的分级和取值，但如何将其转化为相应的影响系数还需要进一步的计算和研究。
3、 钢筋结构对变形能力构造的影响，可调整内力、各节点域内构造、构件的长细比和支撑设置作为重点的分级，这时构件的宽厚就是结构的局部影响。在相同设防烈度和性能的要求下，对建筑层数不同的结构建筑，基本延性构造需求也不同。钢结构规范中也有一些现成的定量取值，也要研究将其转化为影响系数的方法。
四、建筑结构设计中的抗震设计措施
1、要严格选择地基选址
地基选址是进行建筑结构设计的基础，因此，在房间结构抗震设计中，要科学避开山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本着坚硬，牢固，平坦，开阔的选址原则。亲身实地，利用先进技术设备，进行地质勘探，山石水土监测，并取样论证，科学严谨分析。力求使得整个地基牢固可靠，地质稳定无渗漏，无坍塌，无暗河，无熔岩，无火山……从而保证整个地基不会因为承载而发生小范围的坍塌。影响到整体承载能力和抗震能力设计。
2、确保结构的整体性
在建筑结构抗震设计中，一般而言，要尤其注意其是由诸多构件共同组合在一起，如此，要进行整体化的对待。要充分调动各个构件的作用来完成整体建筑的抗震效果。当建筑的一些构件基本都失去了原有的功能时候，那么，在地震来临之后，很容易让整体的建筑结构丧失对地震的抵抗能力。在这种情况下，很容易让整个建筑坍塌，因此，要保证所有构件的功能协调，并确保所有的构件都能够在地震作用下保证良好的性能，如此，可以让建筑结构的整体抗震能力增强。同时，要坚持实施多级防震措施。传统建筑结构多采取的是三级设防措施，即小震不坏、中震可修、大震不倒。但在新的时期，建筑结构必须是采取的多级设防模式，保护建筑主体抗震能力，减轻经济损失，使得建筑抗震中更加安全。
3、屋顶建筑抗震设计也是整个设计的一个重要环节。近几十年来，从多数建筑抗震设计评定结果看，屋顶建筑设计还存在一些问题，例如：屋顶设计较高或者设计过重。屋顶设计较高或者设计过重，无形当中加大了屋顶建筑变形，而且地震作用也加大了，尤其对自身和屋顶之下的建筑物的抗震作用都不利。有时屋顶建筑的重心和屋顶之下的中心不在同一直线上，如果屋顶的抗侧力墙和屋顶之下的抗侧力强出现间断，在地震发生时，带来的地震扭转作用也会更严重，对抗震更不利。所以，进行屋顶建筑设计过程中时，应该最大限度的降低屋顶建筑的高度。选用强度较高、轻质、刚度均匀的材料，使得地震作用传递不受阻碍；屋顶重心和屋顶之下的建筑中心在同一直线上；如果屋顶建筑非常高，屋顶建筑就必须具有较强的抗震性，让屋顶建筑地震作用和突变降低到最小，尽量避免发生扭转效应。
4、要合理且恰当地布局地震外力的能量传递与吸收的途径，在地震当中，要确保建筑的支柱、梁与墙的轴线，处于同一个平面上，从而可以形成构件的双向抗侧力结构体系。并且可以使其在地震的作用下，呈现弯剪性的破坏，并使塑性屈服情况，尽量的发生在墙的根底部，从而连梁适合在梁端产生塑性屈服，这样还具有足够的变形的能力。在震灾中，在墙段部分充分发挥抗震功能之前，要按照"强墙弱梁"的原则，来大力加强墙肢的承载力，避免墙肢遭到剪切性的破坏现象，从而最大限度的提高建筑结构的整体的抗震能力。
5、要根据抗震等级，在对墙、柱以及梁节点设计中，采取相对应的抗震构造措施，力求确保建筑物结构，在地震的作用下可以达到三个水准的设防标准。还可以根据"强柱弱梁"、和"强剪弱弯" 、以及"强节点弱构件"几种构造的原则，在建筑设计中，合理的选择柱截面的尺寸，以此控制柱的轴压比，并还要注意构造配筋的要求，还要保证，钢筋砼结构建筑在地震的作用下，能够具有足够的承载能力以及具备足够的延性。
6、在建筑设计过程中，要设置出多道抗震的防线，即，在设计一个抗震结构的体系当中，有一部分延性比较好的构件，在地震的作用下，首先可以担负起第一道抗震防线的作用，然事，其他的构件，在第一道抗震防线屈服以后，在地震中，会依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防线，这样的抗震结构体系的设计，在建筑设计当中，对于确保建筑结构具有的抗震安全性，是非常的行之有效的设计方法和手段。
五、结束语
建筑结构抗震设计，关乎民生，关乎经济发展，社会稳定，对建筑实施结构的抗震设计，主要涉及对建筑高度，承载力，总体结构，各个部件的性能规划等一系列的因素，要求通过对各个构件和整体规划的基础上，既实现满足居民生活生产保障安全的需要，又具有值得欣赏的美学价值。
参考文献：
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[2]丁勇春 钱玉林 马国庆 建筑结构的抗震分析和设计 [期刊论文] 《四川建筑》 -2004年4期
[3]崔烨 孙晓红 建筑结构抗震设计与分析 [期刊论文] 《科技资讯》 -2011年17期
[4] 郭华 江雄华 现代建筑结构抗震设计方法研究 [期刊论文] 《中国新技术新产品》 -2010年16期
Abstract： The popularization and application of the steel structure housing is the inevitable trend of the development of China's housing industrialization. Through comparative analysis of the advantages and disadvantages to common structure form of the steel structure housing， the applicability principle of the structure form was put forward， method of improving lateral force resisting performance was proposed， in order to further promote the steel structure residential structure system， which provides a theoretical reference for in the application domestic building trade， and points out effective approaches of industrialization development of the steel structure housing.
关键词： 钢结构住宅；结构形式；抗侧力性能；产业化发展
Key words： steel structure housing；structure；lateral force resisting performance；industrialization development
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）34-0130-02
0 引言
钢结构住宅以其“环保、节能、工业化”和“绿色建筑”等特征成为了二十一世纪住宅建筑业的主导方向之一。我国对钢结构住宅技术的应用和发展也提出了更明确的要求，为此，建立系统的理论研究和发展规划对钢结构住宅体系产业化的迅猛发展起着至关重要的作用。
1 国内外钢结构住宅研究现状
现代钢结构房屋建筑体系诞生于20世纪初，在一些发达国家的发展己有上百年的历史，工业化生产和预制装配程度较高。世界各国逐步形成自己独特的钢结构住宅体系I1]。自1960年以来，美国就开始发展冷成型钢结构建筑[2]。20世纪80年代，1984年TarpyTS对螺栓连接的冷成型构件墙体的抗剪性能进行了研究[3]。1982年wolfeR.w对有石膏板填充的冷成型钢构件墙的极限承载力进行了研究[4]。1999年GadE.F研究了冷成型钢结构住宅中单片墙体以及整体结构在地震荷载下的性能[5]。而我国的钢结构住宅发展较晚，与发达国家相比，国内建筑钢结构行业仍是一个朝阳产业，新材料、新技术、新结构体系、新应用领域不断出现。要加快建设钢结构行业的发展，对现有建筑钢结构设计规范的更新、完善或补充，以及对新的结构体系和新的应用领域的建筑钢结构设计规范的编制工作显得非常紧急。
2 钢结构住宅的技术性分析
2.1 钢结构住宅主体结构体系比较 钢结构住宅技术体系并不是简单的用钢材替代混凝土和砌体作为支承结构，而是以钢结构为主体结构，另外还包括围护结构、钢结构防火、钢结构防腐及建筑设备的一个综合技术体系。钢结构住宅主体结构体系一般有以下形式：①纯钢框架体系；②冷弯C型钢龙骨体系及热轧型钢龙骨体系；③钢框架支撑体系；④钢框架-剪力墙系；⑤钢框架-混凝土组合结构体系；⑥错列桁架体系。上述各类结构形式综合比较如表1所示。
在这几种结构体系中，前两种结构体系主要用于低层钢结构住宅，其他可适用于多高层钢结构住宅。而且从表中可以看出钢结构住宅的共同缺点为抗侧力性能比较差。为进一步推进钢结构住宅结构体系在国内建筑的应用，对于该结构体系尚需进行深入的研究。
2.2 提高钢结构住宅的抗侧力性能方法 轻钢结构住宅的结构体系与传统砖混结构或混凝土结构住宅体系有很大的不同，它主要由轻钢结构体系、楼面结构体系和围护结构体系等组成。而轻钢龙骨体系是一种新型的结构形式相对于其它结构形式的轻钢结构住宅，轻钢龙骨体系的研究和应用更不成熟、不完善，更需要加强研究力度。关于低层轻钢龙骨住宅的试验和理论研究主要集中研究复合墙体的抗侧力性能的研究，2008年武汉理工大学高景辉对轻钢龙骨墙体的破坏模式做了分析，得出自攻螺栓连接破坏时一种主要因素，通过有限元参数分析发现，影响轻钢龙骨复合墙体抗剪性能的最关键因素是自攻螺栓的数量，其次是墙体的尺寸、支撑。2010年浙江工业大学郎晟颉在静力分析的基础上研究了复合墙体的滞回性能与抗震性能，得出了随着墙板厚度的增加，墙体抗侧承载力随着墙板材料不同有不同程度的提高，导轨与墙板的间距对墙体抗侧性能影响最大。同年武汉理工大学张翠萍对三种不同支撑的轻钢龙骨墙体：轻钢龙骨刚架体系、轻钢龙骨刚架支撑体系、轻钢龙骨刚架端支撑体系，进行了抗侧力性能分析，得出带支撑的墙体的抗侧极限承载力能满足带蒙皮的组合墙体的抗侧力性能的研究。
3 钢结构住宅的产业化发展
钢结构住宅有着重量轻、抗震性能好、施工周期短、工业化程度高、环保效果好等特点，作为未来住宅的发展方向，人们正在逐渐关注它、接受它。目前的问题是，我国建筑钢材消费严重偏低，且绝对量相差非常之大。如何加大建筑业中各类钢结构建筑的使用比例，大力推进建筑钢结构产业的快速发展，提高建筑用钢在国家总钢材产量中的份额，将是摆在在我们面前的重要课题。由于市场经济尚不完善，建筑钢结构产业的发展过于迅猛，长期以来自发形成的我国建筑钢结构产业链配置存在较严重的问题，而改变这种现状更加需要推进技术创新和成套技术集成体系的应用，使科技转化为实际生产力，促进住宅产业化的发展。如果我们能实现钢结构住宅的产业化生产，住宅建设及相关产业的劳动生产率将大大提高，其具有的广泛的社会、经济效益会更加明显地展现在社会经济的各领域，并被市场认可和接受。而进行产业化发展的关键是影响钢结构住宅经济性的主要因素，如施工技术及施工组织设计的选择；钢材的选用；结构体系设计，围护及其它配套体系的发展及产品更新；钢结构的防火、防腐处理；原材料价格，尤其是钢材价格的上下波动；部品部件的产业化、社会化水平、标准化生产；部品部件的设计、制造、安装等等。针对影响钢结构住宅成本的主要因素，从成本控制的角度对供应链管理、产业化、标准化、企业管理等理论，通过加强钢结构住宅领域的供应链管理，部品部件的生产社会化，住宅区的产业化运作，及公司管理理念的创新、提高管理水平，国家政策等一系列措施，寻求钢结构住宅的成本控制的对策，增强钢结构住宅与传统混凝土住宅的竞争优势，从而改善钢结构住宅面临的建造成本较高、市场份额小、
社会对钢结构住宅的认识程度不够等现状，吸引更多的社会主体参与到钢结构住宅建设领域中，来促进钢结构住宅的基本建设、应用与推广。
参考文献：
[1]周涛.钢结构住宅技术体系及其建筑设计研究以多层、小高层住宅为例[D].北京建筑工程学院，硕士论文，2004.
[2]Yuwei.wen.Cold—formedsteeldesign[M].Newyork： Wiley，1985.
[3]TarpyT·S·Shear resistanee of steel stud wanll Panels. Proe Seventh Int SPeeialty Confon Cold Formed Steel Struetures，1984：203～248.
1.课题名称：
钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发
2.项目研究背景：
所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计，建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中，由若干构件，即组成结构的单元如梁、板、柱等，连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。
编写算例使用建设部最新出台的《混凝土结构设计规范》gb50010-xx,该规范与原混凝土结构设计规范gbj10-89相比，新增内容约占15%，有重大修订的内容约占35%，保持和基本保持原规范内容的部分约占50%，规范全面总结了原规范实施以来的实践经验，借鉴了国外先进标准技术。
3.项目研究意义：
建筑中，结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分，它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关，对发展新技术。新材料，提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。
由于结构计算牵扯的数学公式较多，并且所涉及的规范和标准很零碎。并且计算量非常之大，近年来，随着经济进一步发展，城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化，更加剧了房屋设计的复杂性，许多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上，都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样，结构软件开发就显得尤为重要。
一栋建筑的结构设计是否合理，主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决，结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了，因此原来在学校使用的手算方法，将被运用到具体的程序代码中去，精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法，还要想到如何把这些做法用代码来实现，
4.文献研究概况
在不同类型的结构设计中有些内容是一样的，做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错，计算机也是如此的。
建筑结构设计统一标准(gbj68-84)该标准是为了合理地统一各类材料的建筑结构设计的基本原则，是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范以及地基基础和建筑抗震等设计规范应遵守的准则，这些规范均应按本标准的要求制定相应的具体规定。制定其它土木工程结构设计规范时，可参照此标准规定的原则。本标准适用于建筑物(包括一般构筑物)的整个结构，以及组成结构的构件和基础;适用于结构的使用阶段，以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段。本标准引进了现代结构可靠性设计理论，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定，即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量，使设计的概念和方法都建立在统计数学的基础上，并以主要根据统计分析确定的失效概率来度量结构的可靠性，属于“概率设计法”，这是设计思想上的重要演进。这也是当代国际上工程结构设计方法发展的总趋势，而我国在设计规范(或标准)中采用概率极限状态设计法是迄今为止采用最广泛的国家。
结构的作用效应常见的作用效应有：
1.内力。
轴向力，即作用引起的结构或构件某一正截面上的法向拉力或压力;
剪力，即作用引起的结构或构件某一截面上的切向力;
弯矩，即作用引起的结构或构件某一截面上的内力矩;
扭矩，即作用引起的结构或构件某一截面上的剪力构成的力偶矩。
2.应力。如正应力、剪应力、主应力等。
5.变形。作用引起的结构或构件中各点间的相对位移。变形分为弹性变形和塑性变形。
6.应变：如线应变、剪应变和主应变等。
极限状态整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态可分为两类：
1.承载能力极限状态。结构或结构构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形的极限状态：
(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);
(2)结构构件或连接因材料强度被超过而破坏(包括疲劳破坏)，或因过度的塑性变形而不适于继续承载;(3)结构转变为机动体系;
(4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)。
2.正常使用极限状态。结构或结构构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态。出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：
(1)影响正常使用或外观的变形;
(2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);
(3)影响正常使用的振动;(4)影响正常使用的其它特定状态。
结构设计的基本任务，是在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡，力求以最低的代价，使所建造的结构在规定的条件下和规定的使用期限内，能满足预定的安全性、适用性和耐久性等功能要求。为达到这个目的，人们采用过多种设计方法。以现代观点看，可划分为定值设计法和概率设计法两大类。
1.定值设计法。将影响结构可靠度的主要因素(如荷载、材料强度、几何参数、计算公式精度等)看作非随机变量，而且采用以经验为主确定的安全系数来度量结构可靠性的设计方法，即确定性方法。此方法要求任何情况下结构的荷载效应s(内力、变形、裂缝宽度等)不应大于结构抗力r(强度、刚度、抗裂度等)，即s≤r。在20世纪70年代中期前，我国和国外主要都采用这种方法。2.概率设计法：将影响结构可靠度的主要因素看作随机变量，而且采用以统计为主确定的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性的设计方法，即非确定性方法。此方法要求按概率观念来设计结构，也就是出现结构荷载效应3大于结构抗力r(s>r)的概率应小于某个可以接受的规定值。这种方法是20世纪40年代提出来的，至70年代后期在国际上已进入实用阶段。我国自80年代中期，结构设计方法开始由定值法向概率法过渡。
面向对象编程
使创建windows程序较为容易的关键技术是面向对象编程，或oop。这种技术可以创建可重用组建，它是程序的组成模块。
几个定义
控件提供程序可见界面的可重用对象。控件的示例有文本框、标签和命令按钮。
事件由用户或操作系统引发的动作。事件的示例有击键、单击鼠标、一段时间的限制，或从端口接收数据。
方法嵌入在对象定义中的程序代码，它定义对象怎样处理信息并响应某事件。例如，数据库对象有打开纪录集并从一个记录移动到另一个记录的方法。
对象程序的基本元素，它含有定义其特征的属性，定义其任务和识别它可以响应的事件的方法。控件和窗体是visualbasic中所有对象的示例。
过程为完成任务而编写的代码段。过程通常用于响应特定的事件。
属性对象的特征，如尺寸、位置、颜色或文本。属性决定对象的外观，有时也决定对象的行为。属性也用于为对象提供数据和从对象取回信息。
5.设计主要内容
本软件适用于现浇钢筋混凝土多层、多跨的框架的设计。毕业设计要完成的工作包括：
1.平面钢架分析程序的改造
对结构力学教研室版平面钢架分析程序进行修改和补充。要求：
(1)编写自动生成节点坐标和单元节点编号的程序，或以图形方式输入计算简图。
(2)修改程序，使之适合多工况内力计算;(3)根据输入、输出数据的特点，设计适当的人机界面。输出应可选的显示各构件端力和内力图。
2.编写钢筋混凝土多层多跨框架机构的构件设计程序
(1)根据有关的规范，应明确计算的各种荷载(恒载、楼屋面活载、风荷载和地震作用等)的计算方法，在次基础上编写自动生成各种荷载作用下的结点荷载和单元荷载的程序。
地震作用按底部剪力法确定。自振周期用经验公式确定。
(2)计算各种荷载单独作用时框架各杆件的内力。计算结构存放在各自的杆端力(随机)文件中。
对竖向荷载下的梁端弯距进行塑性调幅。
(3)在(2)中产生的杆端力文件基础上，分别计算各种可能的荷载组合下，梁、柱控制截面的内力。计算结果存放在适当的文件中。
(4)从(3)生成的文件中选出最不利组合，同时给出截面配筋。
梁、柱截面配筋的确定应考虑抗震设计的要求。
3.位移。作用引起的结构或构件中某点位变(线位移)或某线段方向的改变(角位移)。
4.挠度。构件轴线或中面上某点在弯短作用平面内垂直于轴线或中面的线位移。
(5)部分编程较熟练的同学可根据计算结果和构造规定，用auto-cadvba绘制梁、柱配筋图。
5.成果形式
本毕业设计的成果应包括：
1.可运行的、并能给出正确计算结果的源程序
在存放源程序的软盘中，应至少有一个算例的数据文件，可在基本不需另外键入数据的前提下，显示正确地运行结果。
2.软件使用手册
这是为用户准备的关于软件使用方法、操作步骤和其他必要的文字材料。
3.软件说明书
这是软件作者的工作档案，是软件维护的基本资料。其中应包括：
(1)软件所依据的工作档案、力学和工程结构模型的较为详细的描述，主要的计算公式及其使用的符号的含义，重要算法的文字说明：
(2)程序的结构：模块的划分的情况、各模块相互之间的关系及各模块的功能;
(3)带有较为详细的注释的源程序文本。其中应注明各标识符的含义(尽可能的采用通用公式中的符号)。各程序段的功能、相应的数学公式和特殊算法的说明;(4)为使他人根据软件说明书读懂你的程序所必需的其他资料。
(5)部分编程较熟练的同学可递交梁、柱配筋图纸一张。
4.对自己所编程序的评价
(1)对算例计算结果的合理性进行必要的分析;
(2)总结软件设计过程中的经验和及教训，提出设计改进意见。
以上各项资料处源程序文本以软盘形式提交外，其余均用计算机打印。
6.进度计划
第一周毕业实习，参观工程，收集资料。
第二周需求分析：描述计算机模型，编些初步的软件说明书。
第三周软件设计：选择模块划分的方案
第四周模块设计：数据输入界面设计(梁柱截面数据)
或数据输入界面设计(可视化图形输入)
第五周数据输入界面设计(框架数据、附加荷载)
第六周模块设计：荷载计算(恒载、活载)，相应的内力计算
第七周荷载计算(风荷载、地震作用)，相应的内力计算
第八周模块设计：梁配筋计算
第九周梁荷载组合，确定梁配筋
第十周梁荷载组合，确定梁配筋
第十一周模块设计：柱配筋计算
第十二周柱荷载组合，确定柱配筋
第十三周柱荷载组合，确定柱配筋
第十四周软件测试或用autocadvba绘制梁、柱配筋图;
第十五周软件测试
第十六周整理源程序，编写软件说明数和用户手册
关键词 钢结构；抗震；性能；节点；设计；
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着我国经济的进一步发展和建筑技术的逐渐进步,钢结构也越来越广泛的应用于建筑当中,其中在建筑结构中,钢结构具有良好抗震性,并且工业化生产程度较高,钢结构施工周期较短,并且具体节能环保、延展性好等优点,特别对于钢结构建筑具有的延展性可以对地震波产生衰减作用,减少地震对钢结构建筑的破坏。针对钢结构建筑的如此突出的优点,美国等等国家的钢结构建筑已占到所在国内建筑总量的一半以上。日本是地震多发的国家,钢结构建筑在日本建筑当中的占有率更是达到了65％左右。根据日本阪神地震后资料的显示,在地震中钢结构建筑的受损程度和受损概率要远低于混凝土结构。2008年四川汶川地震中,作为钢结构建筑的绵阳体育馆也没有受到损坏,成为安置地震灾民的主要地点。
一、钢结构的抗震性能
不同的结构形式,抗震性能明显不同。混凝土结构的房屋受压较好,但不抗拉力,两种力的差距达10倍。当地震来临时,房屋在地震波循环荷载情况下,极易发生整体垮塌。
而钢结构具有良好的延展性,可以将地震波的能耗抵消掉。钢材基本上属各向同性材料,扛拉、抗压、扛剪强度均很高,而且具有良好的延展性,特别是钢结构凭着自己特有的高延展性减轻了地震反应。钢结构还可以看作比较理想的弹塑性结构,可以通过结构的塑性变形吸收和消耗地震输入能量,从而具有较高的抵抗强烈地震的能力。钢结构相对于其他结构自重轻,这也大大减轻了地震作用的影响。钢结构除了抗震性能高,施工周期短、工业化程度高、环保性能好的特点也显著优于混凝土结构。
二、钢结构破坏部位
钢结构的震害主要有节结构的整体倒塌、构件的破坏和点连接的破坏等三种形式。
2.1 节点连接的破坏
2.1.1 框架梁柱节点区的破坏原因
对节点破坏原因的分析:(1)裂缝主要出现在节点下翼缘,是因为钢结构梁上翼缘有楼板加强,并且上翼缘焊缝无腹板妨碍施焊;(2)梁端焊缝通过孔边缘会出现应力集中,引发裂缝;(3)梁翼缘端部全熔透坡口焊的衬板边缘形成人工缝,缝隙在竖向力作用下扩大;(4)焊缝存在缺陷,特别是下翼缘梁端现场焊缝的中部,因为腹板妨碍焊接和检查,出现不连续;(5)焊缝金属的冲击韧性低。
2.1.2 支撑连接的破坏
采用螺栓连接的支撑破坏形式,包括支撑杆件螺孔间剪切滑移的破坏、节点板端部剪切滑移的破坏、以及支撑截面削弱处断裂。支撑是框架一支撑结构当中最重要的抗侧力部分,一旦发生地震的时候,它将首先承受水平地震作用,如某层的支撑发生破坏,将使这个楼层成为薄弱层,造成严重后果。
2.2 构件的破坏
2.2.1 支撑杆件的整体失稳、局部失稳和断裂破坏
当支撑构件的组成板件宽厚比较大时,往往伴随着整体失稳出现板件的局部失稳现象,进而引发低周疲劳和断裂破坏,这在以往的震害中并不少见。试验研究表明,要防止板件在往复塑性应变作用下发生局部失稳,进而引发低周疲劳破坏,必须对支撑板件的宽厚比进行限制,且应比塑性设计的还要严格。
2.2.2 钢柱脆性断裂
在1995年阪神地震当中,位于芦屋市海滨城高层住宅小区,小区当中的2l栋巨型钢框架结构的住宅楼共有57根钢柱发生了断裂现象,所有箱形截面柱的断裂都发生在14层以下的楼层里,并且都是脆性受拉断裂,断口呈水平的形状。
我们分析认为:①有的钢柱断裂发生在拼接焊缝附近,这里可能正是焊接缺陷构成的薄弱部位;②钢柱暴露于室外,当时正值日本的严冬,钢材温度低于0摄氏度;③箱形截面柱的壁厚达50mm,厚板焊接时过热,使焊缝附近钢材延展性降低;④竖向地震及倾覆力矩在柱中产生较大的拉力。
2.3 结构的倒塌破坏
1985年墨西哥发生的大地震中,墨西哥市的某个综合大楼的3个22层的钢结构塔楼之一发生倒塌,其余2栋钢结构塔楼也发生了严重破坏,其中1栋已经接近倒塌。这3栋塔楼的结构体系都是框架-支撑结构。有关分析证明,塔楼发生倒塌或者严重破坏的主要原因,是因为纵横向垂直支撑偏位设置,从而导致刚度中心和质量重心相距太大,所以在地震中产生了较大的扭转效应,致使钢柱的承载力小于作用力大于,引发了3栋相同的塔楼发生了严重破坏甚至倒塌。由此可见,规则对称的结构体系对抗震是十分有利的。
三、钢结构抗震设计方法的建议
弹性结构在地震作用下的阻尼力c通常总是很小，可以忽略。弹性结构经历的最大地震力Fmax，可以采用绝对最大加速度表示：
Fmax=kymax=一m(+ag)max (1)
如果只是用Fmax做结构设计，则结构在地震作用下应当保持弹性，不会破坏。
为了结构抗震设计方便，引进了加速度的动力放大系数βmax谱，反应谱的形状和分段记号见图1。我国采用的是平均谱，βmax取为2．25。采用弹性谱确定地震力，则
FE=ZβW (2)
式中：Z为地震系数，是地震最大加速度与重力加速度的比值；W为结构的重量；β是动力放大系数，按β谱取值。
图1 β谱
我国《建筑抗震设计规范》自GBJ11―89以来，采用了以概率可靠度为基础的三水准(小震不坏、中震可修、大震不倒)、两阶段(小震下的截面抗震验算和大震下的结构变形验算)的抗震设计思想。目前国际上对“不倒”有比较统一的认识，对钢框架结构层间位移角在1/50～1/30，就能够保证其“不倒”。
在三水准设防目标的描述中，“抗震设防烈度”的概念非常重要，结构抗震设计要设防的最重要目标是：在遭遇本地区抗震设防烈度的地震作用下，可能损坏，经一般修理仍可使用。
抗震设计不能按弹性反应要求来对结构进行设计，其主要理由有三点：①按式(2)来计算地震作用，在遭受设防烈度的地震作用时，结构仍然处于弹性阶段，因此肯定是安全的。但按式(2)计算的地震作用到底有多大?举个例子：按8度设防烈度，Z=0．2，β=2．25，则FE=0．2×2．25W=0．45W，相当于竖向荷载的45％的水平力作用在结构上，这个结构将非常强大才能抵抗这个水平力，因此采用完全弹性的计算地震力，从经济上考虑，无法承受；②历次地震表明，让结构经受一定程度的塑性变形，对结构的安全并没有什么大的影响；从弹性反应谱知道，结构的地震作用受到结构固有周期的影响。如果结构的刚度小，周期长，则地震作用越小。如果在地震过程中，结构的刚度也能减小(通过塑性变形)，特别是在最大地震加速度到来之前发生塑性变形，刚度下降，则这个结构遭受的地震作用将显著地降低。所以，结构工程专家们的一致意见是，结构应恰当设计，使其既满足规范地震力要求，又符合构造要求(如对材料的要求、长细比、宽厚比、轴压比等)，抗震安全才达到可接受水平。
规范要求：水平地震影响系数最大值amax见表1；钢结构的弹性位移角限值为1/300；弹塑性位移角限值为1/50。
表1规范规定的amax值
在我国进行钢结构建筑设计时，采用上述抗震设计法的指导思想就是，即便发生大震，钢骨架(特别是梁)将产生适当的塑性变形来吸收地震能量，避免建筑物全体倒塌破坏。为了使钢框架实现梁铰倒塌机制，确保建筑物的性能，需要使用抗震性能好的钢材。
结束语
由于本人的能力和精力所限，本文还存在许多不足，钢结构抗震问题一直是设计行业的一大难点，规范中也不过是寥寥几页就带过了。论文对于某些问题的论述应该收集更多的数据，增加定量分析将更具有说服力；由于时间关系没能作具体的个案研究也是本文一大却憾。以上不足之处将是今后努力的方向，结构设计是一个长期的课题，以后将在工作之余继续努力深入实践，将这一课题的研究不断的完善，使研究成果具有更大的实际应用价值。
参考文献
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毕业论文是教学环节中很重要的一个部分，是考察学生综合使用所学理论知识的一个应用能力，发现和解决问题的能力也得到了重要体现。比如土木工程专业的学生，就能获得在施工单位从方案环节到施工的整个过程的锻炼，然后把这些理论和实践都融汇到土木工程毕业论文中去。
通过毕业设计这一重要的教学环节，培养土木工程专业本科毕业生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。 毕业设计要求我们在指导老师的指导下，独立系统的完成一项工程设计，解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。
在完成本次毕业设计过程中，我们需要运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理，这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还需要我们更好的了解国内外建筑设计的发展的历史、现状及趋势，更多的关注这方面的学术动态，以及我们在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。
1.1研究现状：
土木工程是建造各类工程设施的科学，技术和工程的总称。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌，因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。土木工程在我国可以分为：建筑工程、桥梁工程、公路和城市道路工程、铁路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、给水和排水工程、环境工程。作为土木工程专业的学生，深知土木工程设计范围之广，以及和社会生活联系之密切。我们在校只是学习了土木工程这一个小的分支并且着重学习了工民建部分。工民建方面就结构布置部分有以下几种结构：框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、框架-支撑结构、筒体结构、框架-核心筒结构、巨型结构等等。
就此次的设计题目，以及结合任务书所给定的各项条件，选择了框架结构比较合理并且切合实际。
1.2发展趋势：
框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型。国外多用钢为框架材料，而国内主要为钢筋混凝土框架，框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的延性，成为“延性框架”,在地震作用下，这种延性框架具有良好的抗震性能。
[1]钢筋混凝土多层框架结构作为一种常用的结构形式, 具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点, 目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中。随着社会的发展，多层框架结构的建筑越来越多了。但随着结构高度增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。
[2]框架结构房屋的布置应对称、均匀，减小抗侧刚度中与水平荷载合力作用线的距离，减小结构重心和刚度中心之间的距离，以减小结构发生的扭转。由于框架构件截面较小，抗侧刚度较小，在强震作用下结构整移和层间位移都较大，容易产生震害。此外，非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑，抗震设计的框架结构除需加强梁、柱和节点的抗震措施外，还需注意填充墙的材料以及填充墙与框架的连接方式等，以避免框架变形过大时填充墙的破坏。框架结构是柔性结构，有水平位移，房屋的总水平位移越大，人的感觉越不舒服，而层间位移会影响建筑物的装修和隔墙开裂，因而对这两种水平位移进行限，这样在设计中要增大房屋的抗侧刚度。在框架结构的抗震设计中，柱顶、柱底、梁端易出现裂缝。
[3]作为一座办公楼设计，在设计之前作为设计者必须深入实际，调查研究，了解其所属位置地理、经济条件。而作为本课题中框架结构的办公楼，必须整体设计、大门入口设计要体现行政办公特征。设计要满足室内水、电、暖、讯、消防、抗震等配套设计要求。因此必须察看相应的规范、标准等。
1.3研究方法：
框架是典型的杆件体系，近似计算的方法很多，工程中最实用的是力矩分配法及D值法，前者多用于竖向作用下求解，后者用于水平作用下求解。
这些方法的使用都作了以下几点的假定：
[1]忽略粱，柱轴向变形及剪切变形。
[2]杆件为等截面(等刚度)，以杆件轴线作为框架计算轴线。
[3]在竖向荷载下结构的侧移很小，因此在做竖向荷载下计算时，假定结构无侧移。
1.4应用领域：
框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中，如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。
2、课题任务、重点研究内容、实现途径
本次毕业设计任务包括三个部分：建筑设计，结构设计和施工组织设计。
2.1建筑设计
2.1.1设计任务
根据设计任务书要求完成建筑平面、剖面及立面设计;根据相应的建筑设计规范并结合实际情况初步确定预设建筑物的平面形状，立面外观，侧面外观，单层平面尺寸，以及建筑物的层数;由功能分区的相关原则初步确定建筑物各部分的功能，最终初步确定出建筑设计部分的轮廓。
2.1.2设计成果：
(一)总平面图：1：500要求标明建筑物位置、道路、绿化、标高、朝向等。
(二)平面图：1：100或1：200平面图应标明各房间名称，固定设备布置。
1.底层平面图：标注三道尺寸，注标高。
2.标准层平面图：标注三道尺寸，注标高。
3.顶层平面图：标注两道尺寸，注标高。
(三)剖面图：比例1：100或1：200(一个)
要求剖到楼梯，标注层高、楼梯平台、屋顶、室内外地坪标高、标注两道尺寸(门窗洞口、层高)。
(四)立面图：比例1：100或1:200(二至三个)
1.入口立面
2.侧立面或背立面
标注三道尺寸(墙段及洞口、层高、总高)，标明室内外地坪标高，屋顶标高。
(五)节点详图：(二至三个)比例自定
(六)设计简要说明：
1.建筑总平面及概况。
2.方案特点及主要建筑技术措施。
3.防火设计简要说明。
(七)主要技术经济指标
1.总用地面积
2.总建筑面积
3.建筑密度(底层建筑面积/总用地面积)
4.容积率(总建筑面积/总用地面积)
5.绿地率(绿地面积/总用地面积)
2.1.3进度安排
第1周：讲解建筑设计基本原理、建筑设计基本步骤，了解并掌握办公建筑基本设计知识。完成“一草”。
第2周：深入方案，细化初步设计，为结构设计提供必要的条件。完成“二草”。
第3周：结构设计完成之后，完成施工图设计。
2.2结构设计
2.2.1设计任务
根据建筑设计方案及设计原始资料，选择结构体系，布置结构构件，进行结构内力分析，确定构件配筋，绘制结构施工图。
2.2.2设计内容和步骤
1.根据房屋基本情况确定结构设计基本参数
2.进行结构平面布置
3.手算一榀框架，并用计算机程序PK复核
4.使用PMCAD,建立结构整体计算模型，用SATWE进行结构空间分析与设计
5.设计一部现浇板式楼梯
6.基础设计
7.整理计算书，绘制结构施工图
关键词：土木工程专业教师；来源与组成；教学能力要求；教学能力培养
Pick to: this paper analyzes the sources and composition of institutions of higher learning civil engineering professional teachers, analyzes the causes of deficiency of teachers' practical teaching ability; Analysis of the civil engineering according to the requirement of teaching to the teachers' teaching ability, put forward the measures of training professional teachers teaching ability.
Key words: civil engineering professional teachers; Source and composition; Teaching ability; Teaching ability training
中图分类号：G424.1文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1、前言
土木工程是建造各类设施的科学、技术和工程的总称。它既指工程设施也指工程技术活动。土木工程属于基础学科。建国初期在许多学校就已开设了土木工程专业，1998年国家教委把建筑工程、桥梁与隧道工程，地下工程等合并成为一个大的专业，合称为土木工程。
土木工程专业培养教学体系包括理论教学与实践教学两大块，两者既相互独立又相互支撑。理论教学以“数学——力学——结构——施工”为课程主线。具体设置为：（1）数学课程系列：高等数学、线性代数、概率与数理统计、计算方法。（2）力学课程系列：理论力学、材料力学、结构力学、土力学、弹性力学、有限元。（3）结构课程系列：工程制图、建筑材料、房屋建筑学、混凝土结构、砌体结构、钢结构、基础工程、高层建筑结构、单层工业厂房结构设计、钢结构设计、特种结构、桥梁工程、道路工程。（4）施工课程系列：施工技术、建筑施工管理、工程概预算与招投标、建设监理。
实践教学体系，是由实践教学活动的各个要素组成的有机整体，实践性教学以“技能训练一结构设计一工程设计”为课程主线。具体设置为：（1）技能训练系列：工程制图、计算机辅助设计、认识实习、房屋建筑学设计(民用建筑、工业建筑) 、生产实习、毕业实习。（2）结构设计系列：整体式肋梁楼盖结构设计、单层工业厂房结构设计、钢屋架和钢平台设计、基础工程设计。（3）工程设计系列：施工组织设计、工程概预算设计、毕业设计。
2、我国土木工程高校教师来源及教师实践教学能力不足的现状
高等教育扩招以来，有越来越多的高学历人才走进专业教师队伍，随着国家提出建设一批国内外知名学府战略规划，教师队伍正形成金字塔式从塔尖到塔底的流向，具有国外留学经历的人员流向国内专业领先的高校，国内专业排名前列毕业的人员流向专业排名中等的高校，从专业排名中等的高校毕业的人员流向专业排名较后的高校。
国家对重点院校的和一般普通院校的投入比例悬殊巨大，高端教师人才向重点院校聚集度加强。重点院校依托强有力的师资队伍建立项目申报平台，设立经济实体为教师打造从事科学研究、工程实践、技术创新的实践平台，同时借助优良管理模式为教师营造鼓励创新机制的团队合作的环境。相比较之下，普通院校的资源欠缺、人才缺乏、办学经费少，依靠自身力量发展就显得举步维艰。
我国土木专业高校教师构成来源大多是从高校到高校，少数是从企业到高校。传统教育模式下教师队伍由重知识轻能力，重理论轻经验、重应试轻创新、重学历轻资格（注册资格）的硕士、博士组成。教师教学能力培养管理机制落后，重职前教育轻职后教育，重临时短期培训轻系统长期培养。这种状况下，教师的教学难以有较高的水平发挥。在教学过程中表现为教师队伍的实践教学能力较弱、实践教学建设能力不足、实践教学结构不够合理、课堂讲授的理论知识与在工作场所的实践知识脱节、科研与教学脱节等等现象。
3、土木工程专业教学对教师教学能力的要求
土木工程专业具有社会性、综合性、实践性、技术经济和艺术统一性四个基本属性，土木工程专业人才培养课程体系从人文社科基础课、自然科学基础课、语言类基础课、经济与管理基础课、计算机基础课、体育艺术基础课、专业学科基础课到专业课及工程实践训练环节等方面涵盖住四个属性领域的范围。人才培养课程体系每一方面任务的顺利实现都对教师教学能力提出了严格的能力要求。
开展专业的教学，教师应从把握其性质规律的角度出发，掌握必要的专业与非专业知识，在长期的教学实践中，逐步提高自身教授能力、科研能力、管理能力和创造能力。
教师要提高自身教授能力，应在对土木工程专业本身认识的基础上，对整个专业培养设置的课程体系做到深入了解，充分理解整个课程体系及单独一门课程的培养目标。并结合本校的课程特色，切实地讲好课程体系中的课程，结合学校实际与自身的发展，应侧重地讲解好有关联的1～2门或多门课程。
而要讲解好一门课程，首先应能让教师教学工作积极性的意识得到加强，能热爱教师职业，热衷教学工作，一个教师是一个学校的形象，一门课程是一个学校的品牌。同时教师应做到为人师表，“德高为范，技高为师”。长期坚持良好的“教风”，严格执行课表，严格执行教学计划，严格考核。课程之间是相互关联的，一个课程体系是一个系统，最好能够讲授1～2遍最相关的课程，听遍所有相关课程。教学好比从一桶水中倒出一杯水，这样站在讲台上才能有底气、自如。
教师课堂教学是土木专业综合性的生动体现，教师通过教学实践将个人智力所需知识技能内化为个体心理特征而形成一种职业素质。教师学习土木专业社会性、艺术性、技术性知识提升自己的教学效能感和元认知能力，并在教学准备、教学实践和教学评价三环节体现出胜任感与驾驭感。这种感觉由以下七个方面核心能力支持：1）把握课程标准和参考教材的能力，即把握教学进度计划、教学大纲、重难点的时间分配；2）选择教材和教学参考书的能力，即选择国家规划教材，专业委员会推荐教材或知名专家、著名出版社组织编写的教材，选择对教材起辅助作用的书籍，如提供“四新”介绍或拓展深入研究专业知识；3）教案设计能力，即教案设计满足教学使用的要求，还要融入多媒体等手段，以高超的艺术形式表现，重点突出，形象生动；4）讲授能力，包括语言讲授和非语言讲授，讲课要有正确性、完整性、层次性、技术性、艺术性、节奏感，语言表达要清晰、生动、讲逻辑。非语言讲授如板书要讲究工整、如用计算机要讲究形象，突出重点，一目了然；5）实际操作能力，即要掌握课堂教学规律、熟练应用教学手段，管理和组织课堂教学，灵活应对各种教学情况；6）检查教学效果能力，运用科学的评价方法统计、整理和分析教学效果，的反馈；7）开展第二课堂的能力，即开展选修课，开展科研工程实践的能力。
另外，应加强科研能力的培养，科研对于搞好教学是不可缺少的。将科研成果补充到教材，可激发、调动教学积极性，并有助于巩固、加深、教学内容。没有前沿水平的研究，不可能有前沿水平的教学。教科书上的理论上的东西往往与实践有距离，只有通过科研实践才能体会并把它讲出来。还要注重知识发展的方法论，知识有的已经过时，有的即将过时，但是产生和发展知识的方法论是永存的，课程教学最重要的目的是培养学生学习新知识、创造新知识的能力。
此外，应注意研究和改进教学方法，不同类型的课程应采用不同的教学方法。土木工程专业课程，具有实践性、综合性、动态性、应用性等特点，因此，需将知识概念和能力整合在一起。在教学中注重研究性学习、探究性学习、协作学习等现代教育理念，并在教学中的实践应用。
在教学中应树立以学生自主学习为中心的观念，完善理论教学与实践教学相融合、课内外相结合的课程体系，实现理论教学、实践教学和自主研学的有机衔接，强化实践训练，改革考核方式，探索强化能力和素质培养的实践教学新模式。
大学，培养学生始终是第一位的任务。应进一步强化教学工作的中心地位，发挥优秀教师示范引领作用，搭建青年教师教学研讨和经验交流平台，提升青年教师教学水平，促进青年教师专业发展，切实提高课堂教学质量，培育未来教学名师。
4、对教师教学能力培养的几点思考
为改善土木工程专业教师教学能力不足的现状，必须对教学内容，教学课程，教师培养，教育资源，教学管理进行大胆探索，按照高起点，少走弯路，解决实际的思路从以下几个方面着手：
(1)优化设置课程结构，加强工程实践模块的课程。课程设置的结构对教师教学能力的贡献不成比例，我国现行木工程课程设置对教师教学能力的贡献率为88.89%，其中在知识广度方面，人文社会科学与自然科学课程设置占总课程的40%而贡献率为8.56%，因此可针对性的适当减少人文社科与自然科学课程的比例，增加实践课程，同时增加文社科与自然科学选修课，强调理论教学与实践教学高度融合，突显培养应用型人才的“实基础、宽知识、强能力、快适应”的特色。
(2)青年教师的教学能力培养措施
1）教学能力培养：采取导、练、帮、带的措施培养青年教师的教学能力。导：每个青年教师配一位副高以上有经验的教师作为导师，制定个性化培养方案。练：跟班听课，批改作业，课堂设计、说课、试讲，练写教案。帮：发现问题重点帮助，发现好苗子重点帮教。带：老教师带动青年教师，教案批阅、试课讲评。
2）教学建设能力培养：在导师指导下，参加教学大纲、指导书、授课计划等编写，参加教材和讲义、习题集的编写，参加课件制作。
3）科研能力培养：采取团队培养和送出去相结合的办法，一方面在学科带头人指导下，中青年教师参加或独立申报科研课题，制定相关政策鼓励支持中青年教师申报和参与科研教研课题。另一方面，统筹安排中青年教师到重点院校访学、进修、深造。
4）提高学历：有计划提高青年教师的学历，充分创造条件让他们顺利完成学业。
5）提高专业水平和实践能力：有计划安排青年教师参加校内企业相关岗位从事有关技术工作，并通过产学研合作项目有效提高专业技术水平。
6）提高教育理论修养：主要进行上岗前教育理论、师德修养培训和职业道德教育。组织青年教师参加教育厅举办的教育理论培训班学习。
7）建立青年教师培训制度，积极支持和鼓励青年教师参加国内外学术交流活动，为青年教师创造国内进修机会，同时有计划地选派一些素质好的优秀青年教师出国留学深造，注重青年教师的学历提高工作。
(3)建立土木工程教师专业化制度，全面落实教师聘任制度和教师资格制度。教师资格是教师从业的基本保证，教师聘任是教师是否达到教学水平的衡量。教师专业化能保证教师队伍的活力，保证教学质量稳步提高，有利于凝聚优秀教师从事科研，促进科研教学双向互动的良性循环。
(4)注重注册工程师教育培训。实行执业资格注册考试和持证上岗是我国人事制度改革的重要成果，是社会经济发展的必然要求。为增强教师的专业教育水平，宜结合注册师考试制度对教师进行培养，让教师了解行业的法律规范，使教师能给学生进行基本理论和基本技能的讲授，满足社会与企业、学生就业与发展的需要。
(5)拓展工程实践途径，为教师寻找多种渠道到参与实际科研设计。通过学校与设计院、施工单位合作，互派人员；聘请专家带动项目申报、科学研究；派教师到高校跟进项目；成立产学研中心。按照力学结构和施工两方向加强教师实践。为提高教师教学能力搭建实践平台；培养和发展教师教学兴趣和爱好；建立基于科学、技术、工程实践为核心的教学管理方案；增加教师教学实践的机会，促进教师综合知识的增长和教学能力提高。
(6)建立教师五年培养计划和教师培养指导细则。一名教师从入职担任专业课到熟练讲授需要4—5年的时间，教师要过思想教育关，业务技术关，讲授评比关，才能成为合格的教师。明确规定教师五年内参加的教学能力学习活动和完成的成果。
(7)落实青年教师导师制度，建立动态监督管理评价体系，借鉴法国巴黎高等师范大学个人化的培养模式，导师依据五年培养计划和培养细则，结合青年教师的个人情况，从教师的思想、业务知识技能、教学能力给出培养方案，着重言传身教和体验式培养，随时监督完成情况。
参考文献
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【关键词】装配整体式、空间钢网格、盒式结构
中图分类号：TU241文献标识码： A
随着我国钢产量的迅速增长，钢结构的发展进入了飞速发展阶段，钢结构的住宅迎来了广阔的发展前景。但是我国没有一套高品质、配套完整的适合市场推广的钢结构住宅体系，这是我国钢结构住宅产业亟需解决的问题。目前钢结构住宅所采用的体系比较单一，一般仍采用钢框架结构体系；屋面和墙体材料等配套的围护系统不完善，无法解决传统的墙体开裂问题，外墙一般仍采用传统的板材挂板和砌块砌筑的方式，维护费用高；另外防腐和防火依旧是限制钢结构住宅发展的重要关键因素。
空间钢网格力学效应等效为空间的网格板，横向和竖向的空间网格板组成了网格盒式结构，它具有“板”的力学效应。其空间刚度和空间整体性优于钢框架结构。
1、概念
装配整体式空间钢网格结构体系由马克俭教授提出，并已经申请为国家发明专利，目前已在国内多层大跨度工程中得到了运用。装配整体式空间钢网格结构是由平面钢空腹梁正交组成，与传统的H型钢正交组成的密肋井字楼盖相比较，该结构体系去掉了传递剪力的腹板，而在交叉结点处用钢管取而代之。两者比较，前者线刚度有限，必须考虑结构剪切变形的影响，而后者线刚度趋近无穷大，只需考虑结构弯曲变形的影响。
在条件相同的荷载和条件相同的跨度下，由于装配整体式空间钢网格结构自身重量比传统结构轻三分之一左右，因此其用钢量也相应下降。同时，空腹部位是楼盖水平管线布置的理想位置。楼板采用协同钢网格空腹夹层板，因此大幅度减轻该结构本身的重量。利用此技术，可以克服框架梁板结构“有墙就有梁”的常规做法，适用于灵活划分空间，有效降低结构的层高。
2、装配整体式空间钢网格盒式结构
竖向网格式墙架和横向网格式楼板组合形成“装配整体式空间钢网格盒式结构”，如图所示。
网格盒式结构
密肋网格板
装配整体式空间钢网格盒式结构由钢-混凝土协同式组合空腹夹层楼盖以及钢网格式承重外墙组成。空腹楼盖由交叉梁组成正交斜放或正交正放网格，承重外墙由横梁与密肋柱形成钢网格后，他们具有与平板同样的空间三维受力特性。
3 钢-混凝土协同式组合空腹夹层楼盖
钢-混凝土协同式组合空腹夹层楼盖由T型钢上肋和下肋组成的双层井字拼装单元在拼装点处通过高强度螺栓连接，然后在楼盖上面浇筑一层钢筋混凝土板，通过栓钉与上肋T型钢梁连接。这种楼盖可以在多层和高层的大跨度屋盖结构以及大柱网结构中得到应用。
4 钢网格式承重外墙
由H型钢密柱（间距a=1.5m，2m）与H型钢楼层网格横梁组成单层钢网格板墙架，在网格中央采用高强度螺栓连接形成竖向空间钢网格墙架，与空腹楼盖组成装配整体式的空间钢网格盒式结构。装配整体式的空间钢网格盒式结构的特性与水平板的受力特性相同，这种与盒式结构的竖向结构体系相当。采用这种竖向结构体系可以明显提高其抗剪刚度，并可以解决传统抗弯钢框架结构抗侧移刚度弱的缺点。钢网格式承重墙架组装时，也是采用工厂焊接形成若干个单元构件，运往现场，采用高强螺栓等强连接。该墙架与钢空腹夹层板楼盖连接形成盒式结构，如图所示。
墙架单元与楼盖单元的拼接示意图
盒式结构将常规框架结构改变为小截面立柱与层间横梁及钢空腹楼盖 T 型梁组成的网格式框架，外墙在填充适量苯板后可采用现浇工业石膏填充网格空隙。这样既能充分利用钢结构高强度、抗震性能优异的特点，又能利用石膏来解决钢构件的防腐蚀、防火及外墙保温，施工、维护费用低廉，使用的工业石膏废渣起到了保护环境的作用。
相对于钢框架结构，盒式结构受力比较均匀，使构件内力值大幅度减小，相应的构件截面也减小，而且截面也比较均匀。在处理防锈和防火方面也比较方便，钢框架结构有时会因为构件尺寸不合适，容易造成接缝不严，无法满足防锈和防火的要求。由于盒式结构的构件比较均匀，而钢柱可以直接采用DQ墙板包裹，墙面平整无突出，且完全被封闭，能够达到防锈防火和保温隔热的双重效果。
5 特点
（1）盒式结构的抗侧移刚度优越，结构顶部位移小，抗震性能好。
（2）钢结构部分维护简单。横向钢网格外墙采用现浇填充石膏墙体，墙体施工简单，保温性能好且不易开裂，钢构件完全包裹在石膏墙体内，无需再做防锈和防火处理。
（3）居室内可以做到无柱无梁，使用美观、方便，有效节约层高。
（4）绿色建筑，施工文明程度大幅度提高；盒式结构的网格均分成每件重量不超过 500 kg 的拼装单元，加工厂制作，构件运输方便；施工现场采用高强螺栓连接，消除了常规结构梁柱仍需的焊接工序，避免了火患，是一种适合市场推广的钢结构住宅体系。
6 经济性分析
钢网格盒式结构应用于小高层住宅结构可以很好的满足规范对结构设计的要求。相比常规的钢框架-剪力墙结构，在某些指标上有着比较大的优势，克服了普通钢框架刚度弱的劣势，是一种力学性能更好的体系。当进行结构类型的选择时，在都能满足结构设计要求时，其建筑的综合造价和功能要求的综合效益也是至关重要的。钢网格盒式结构体系的明显优势在于其跨度可以做的很大，可以保证保证住宅的户型内没有柱子，做到房间分割灵活。
（1）钢网格盒式结构的楼盖采用钢空腹夹层板网格结构，采用其特有的双层T型空腹梁高度为 320 mm，混凝土面板的厚度为 80 mm；而常规钢框架结构的框架梁最小高度为 400 mm，混凝土面板的最小厚度为 100 mm，钢网格盒式结构每层要比常规钢框架结构节约层高 100 mm，同时降低了楼板的自重，也减小了混凝土面板的浇筑量。若层数较多时，其经济效益将更加明显。采用钢网格盒式结构的楼盖，混凝土面板比普通框架结构的楼板薄，既减轻了自重又减少了配筋及混凝土用量。
（2）钢网格盒式结构的外墙采用300厚的现浇脱硫石膏，是高的保温系数为，比普通砖或混凝土都高，房屋外墙的保温性能将大大提高，基本可以满足国家或地方要求的节能65%的要求。相对普通的陶粒或加气混凝土砌块外墙，可以不用另外做外保温材料，减少了施工工序、节省了工成造价。
（3）钢构件的防火处理，钢网格式框架墙可以采用现浇填充石膏墙体，石膏给竖向钢构件两侧形成大于25mm的保护层，既解决了外墙围护功能，又解决了钢构件的防火问题。
（4）钢网格盒式结构受力比较均匀，使得其构件截面较小、自重轻，可在工厂车间焊接成单元式构架，运往现场，用高强螺栓拼接，这样解决了常规钢架结构构件大而重，运输过程和安装过程的难度比较大。同时钢网格盒式结构基本上不需要进行现场施焊，因此可以加快施工的速度。
7 结 论
（1）与普通钢框架结构相比，钢网格盒式结构可以节约层高，可以保证室内无柱无梁，居室的划分不受梁柱的限制，打破传统钢框架结构 “有墙必有梁”的作法。
（2）钢网格盒式结构的构件截面较小、较均匀、自重较轻，可以先在加工厂车间焊接拼装成单元构件，运输至施工现场后采用高强螺栓拼接，解决了常规钢架结构构件大而重，运输过程和安装过程的难度比较大，施工现场需电焊的问题；同时也加快了施工速度。
（3）钢网格盒式结构重量轻，因此层间弯矩和层间剪力与普通钢框架相比要小很多，其抗侧移性能、抵抗地震力的能力、抗扭性能以及整体稳定性方面都要优于普通钢框架结构。
（4）钢网格盒式结构采用 DQ 轻质墙板包裹，其防锈防火性能与保温隔热性能优良，能节省大量的防水防火材料和保温材料；用钢量钢网格盒式结构比普通钢框架结构可以节约 17%左右，能有效地降低工程造价。
（5）钢网格盒式结构承担了结构40%以上的倾覆弯矩，比钢框架-剪力墙的比率高近10%；承担了结构20%以上的基底剪力，比钢框架-剪力墙的比率略高。这说明与钢框架结构相比，钢网格盒式结构能够更有效分担结构的内力，它是更好的第二道抗震防线。
（6）钢网格盒式结构采用现浇石膏外墙，其保温节能性能更好；其工业石膏用量大，每平米可达0.36t，环保优势明显。同时由于外墙现浇石膏代替了大量的防火措施，可以节约40%的防火造价。
参考文献
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[2]谭增辉，马克俭，梁颖. 装配整体式空间钢网格盒式结构高层节能住宅建筑的研究与应用. 贵州大学学报（自然科学版）. 2012年12月. 第29卷第6期.
会议收到论文报告58篇并印发了文集，有140人参加会议，在第一天的大会和第二天的分组会上分别有17位和26位专家作了报告，另外还安排了半天时间进行自由发言和讨论。会议气氛热烈，取得了预期的效果，不同观点之间也进行了较为充分的交流。
鉴于这一会议的论坛性质，以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳，提交与会专家考虑并审议。
一、土建结构工程的安全性
结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用（维护、检测）有关，而这些又与土建工程法规和技术标准（规范、规程、条例等）的合理设置及运用相关联。
1．我国结构设计规范的安全设置水准
对结构工程的设计来说，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准，总体上要比国外同类规范低得多。
1.1构件承载能力的安全设置水准
与结构构件安全水准关系最大的二个因素是：1）规范规定结构需要承受多大的荷载（荷载标准值），比如同样是办公楼，我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤)，而美、英则为240和250公斤；2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小，前者是计算确定荷载对结构构件的作用时，将荷载标准值加以放大的一个系数，后者是计算确定结构构件固有的承载能力时，将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数，体现了安全储备的需要；而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数，体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载（如结构自重）的分项系数分别为1.4和1.2，而美国则分别为1.7和1.4，英国1.6和1.4；这样根据我国规范设计办公楼时，所依据的楼层设计荷载（荷载标准值与荷载分项系数的乘积）值大约只有英美的52%（考虑人员和设施等活载）和85%（对结构自重等恒载），而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力（与材料强度分项系数有关）却要比英美规范高出的10~15%，二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范，就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾，至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是，在其他建筑物的活荷载标准值上，与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同，比如钢结构的差距可能相对小些。
公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似，除车载标准外，荷载分项安全系数（我国规范对车载取1.4，比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%）与材料强度分项安全系数均规定较低。
尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低，但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的，这里的问题主要在于设计墨守陈规，在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。
1.2结构的整体牢固性
除了结构构件要有足够承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件，一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏，竟导致整栋楼的连续倒塌，也是房屋设计牢固性不足的表现。
1.3结构的耐久安全性
我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害，所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求，如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级，都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高结构构件承载能力的安全设置水准，在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。
2．调整结构安全设置水准的不同见解
我国结构设计规范的安全设置水准较低，与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是，能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求，而且业已历经了较长时间的考验，这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全储备较低，抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准，主要是基于客观形势的变化，是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础，要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要，有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论，在如何调整的问题上存在较大的意见分歧，这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解：
1）认为我国现行规范的安全设置水准是足够的，并已为长期实践所证明，而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉，在安全度上不能跟着英美的高标准走；安全度高了是浪费，除个别需调整外，总体上不必变动。
2）认为我国规范的安全度设置水准尽管不高，但在全面遵守标准规范有关规定，即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下，据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用，表明这些规范规定的水准仍然适用；但是理想的“三正常”很难做到，同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要，在物质供应条件业已改善的市场经济条件下，结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度，因为我国目前尚属发展中国家。
3）认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近，需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高，土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重，而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程（特别是建筑工程）造价中所占的比重现在已愈来愈低，材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要，但决不是没有风险，如果规范的安全水准较高，曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的，而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务，安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认，即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样，由于我们的施工质量总体较差，结构的安全性依然会有差距。
3、结构设计规范的概率可靠度设计方法
自1984年国家建委和国家建设部颁布了建筑结构设计统一标准以来，我国的建筑结构设计规范已从80年代末期起抛弃了传统的多安全系数设计方法，从而统一采用以概率理论为基础的可靠度设计方法；其它的工程部门如公路、铁路、港口、水利的结构设计规范也正在或计划作这样的转变。我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394并经过国内科技人员努力后得以实施的。将可靠度设计方法用于结构设计规范，在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势，但在工程内界则存在不同看法。尽管有了ISO2394，国外却鲜有重要或著名的结构设计规范已直接采用了可靠度设计方法，至今仍采用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法。在我国，对于建筑结构设计规范中的可靠度设计方法以及企图将我国各个行业的各种结构设计规范都用可靠度方法统一起来的做法，虽然工程设计界颇有微词，但学术界持赞成和肯定者是主流，不过仍不时有人对可靠度方法用于设计规范的适用性提出质疑。这次科技论坛上则较为集中地反映了对规范可靠度方法的意见分歧。
对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步，可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理，当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷，有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为，结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体，在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂，并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理；规范可靠度方法在我国十多年的实践表明，它并没有给结构设计的安全性带来明显实效，反而造成了安全概念上的某些混乱；对工程技术人员来说，结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题；现行设计规范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范，也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考，在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。
二、土建结构工程的耐久性
土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性，而且更多地体现在适用性上。
1、土建结构工程的耐久性现状
大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题，并非我国所特有，但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。
长期以来，人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到70年代末期，发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的时期内就出现劣化；据1998年美国土木工程学会的一份材料估计，他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题，仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无，而现在联邦政府每年为此的拨款只有50～60亿美元。另有资料指出，美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施，如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害，钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40，桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。而我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求，对混凝土保护层和强度的要求仅为2.5cm与C25，与上面提到的加拿大50年代水准一致。国内按这种标准设计的一座大桥，建成后仅8年，由于盐冻侵蚀，现已不得不部分拆除重建。
我国建设部于80年代的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用25～30年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好，一般可维持50年以上，但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30～40年。桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用，使用十几年后就出现问题，有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害，东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料，密实度和抗渗性差，不耐地下水与机车废气侵蚀，开裂与渗漏严重；对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明，漏水的占50.4%，其中1/3渗漏严重，并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电，影响正常运行，而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策，如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。
耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训，还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥，仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥，其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3～4cm厚的保护层厚度。
有专家估计，我国“大干”基础设施工程建设的还可延续20年，由于忽视耐久性，迎接我们的还会有“大修”20年的，这个可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。
使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有：
1)由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准，导致水泥工业对水泥强度的不适当追求，使水泥细度增加，早强的矿物成份比例提高，这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值，而国外则同时还要求不高于规定的最高值，如果强度超过了也被认为不合格，这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。
2)工程施工单位不适当地加快施工进度，尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证，早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程，很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款，因为意味着工程质量有遭到损害的可能。
3)环境的不断恶化，如废气、酸雨，我国的酸雨面积已超过国土的30%。
当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例，修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命，在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走，很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文，本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段，国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料，而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外，工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法，对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂，而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段；又如，希望加大水泥用量来保证混凝土强度，而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。
在修订规范的耐久性要求上，交通部于2001年颁布的港工混凝土结构防腐蚀技术规范已为其它土建工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验，尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需，另一方面则要安排系统的研究项目，加大耐久性研究工作的支持力度；混凝土结构的耐久性是当前国际上结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一，而我国在这一方面相当落后。混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件，需要考虑本国的特点，是不能完全依赖国外研究成果的。
重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床，水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5～1/6，而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥，与之相伴的是年耗20多亿方的砂石，长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料，而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土，所以耐久的混凝土正适应环境保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年，有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费，国际上近年来有要求将这些工程的最低工作寿命进一步延长的趋势，如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。
2．土建结构工程使用阶段的正常检测与维护
结构耐久性和使用寿命的概念，与使用阶段的检测、维护和修理不能分割，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用过程中，应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范，但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故，就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀，如果有定期的检测要求，这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程，强制规定必须定期检测；即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件，因其坠落后容易伤及公众，也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差，质量控制与质量保证制度不够健全，规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低，已建的工程中往往存在较多隐患，所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于土建结构工程的安全质量，虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定，但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度，还应以预防为主，通过例行检测及时发现问题。
现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治，也有大量已建的违章工程需要评估，更有许多工程发生病害需要诊断和加固，各地已涌现了不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍，并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要，但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估，要建立相应的法规和标准，要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度，在管理体制上予以规范。
从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看，需要有工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出，很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用，不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能，而且经济上算总账会很不合算。在发达国家，由于新建工程少，用于维修的费用往往更为主要，英国1978年的土建维修费上升到1965年的3.7倍，1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家，现在正大兴土木，可是过去建成的大量工程已经或过早老化。国内40％公路桥梁的桥龄已大于25年，加上进入90年代以后交通量猛增，超载严重，以往的设计标准又低，路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证，造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上，希望有关部门能加大已建工程维修的费用。
为加速路桥等公共工程建设，国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规，就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时的良好功能，对于设计工作寿命为100年的桥梁，至少还可正常使用70年，而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧的工程。
三、技术规范的作用与管理
这次科技论坛对于土建结构工程技术规范的定位、作用与管理也进行了讨论并提出了一些看法。
长期以来，受计划经济体制的影响，我们往往视技术规范为法，将规范的具体规定和要求等同于法律条文来对待。技术规范或规程，与各种技术条例、技术要求、工法、指南等技术文件一样都是技术标准，本身不具有法律作用，只当工程各方（业主、设计、施工企业）认同作为设计与施工的依据并在契约的基础上，才能作为法律仲裁的依据。将技术问题法制化并强制执行，不利于技术进步和创造性的发挥，反而容易成为推卸责任的借口。当然，政府部门从国家和公众的整体利益出发，需要在安全、环保等重大原则上对土建工程的设计施工提出必须满足的最低要求并制定相应的法规，但法规一般并不需要提供如何达到这些要求的具体技术途径和方法，后者是技术标准的任务。政府也可以原则认可或批准某些重要的技术规范或其中某些内容使用。
土建工程有着强烈的个性，需要工程技术人员针对具体特点去解决设计与施工问题。所以规范作为技术标准宜强调其指导性而不是强制性。如果规范条文看作为一般意义上的法律条文，就有可能束缚设计施工人员的主动创造性并阻碍新技术的应用。。我国土建工程在结构设计上与国外相比的最大差距就在于方案与技术上的创新，这与以往过分强调规范的法律地位从而形成所谓“结构设计就是规范加计算”的倾向不无关联。我国的技术规范在编写风格上也有模仿法律的倾向，极少提及使用者需要注意规范可能存在的某些不足之处或允许并鼓励使用者在某些问题上可以另辟蹊径。如果在设计施工中要取代规范中已经落后过时甚至有害的技术规定，则无异于违法行为。相反，只要墨守规范，即使出了事故，就可不负法律责任。这样就在客观上降低了对工程技术人员的业务技能要求与职责要求，不利于提高我国建筑企业和从业人员的素质以及参与今后的国际竞争。为了消除这些负面影响并杜绝钻规范条文的空子进行偷工减料，应有必要建立这样的共识并作出规定，即遵守了规范条文并不意味着就可免除法律责任。国外有些规范就是这样规定的。
企图不断加强技术规范的强制性来解决屡禁不止的工程事故，不是解决问题的有效途径。现在，有关主管部门将建筑结构设计规范中的部分条文抽出来，明确列为强制性条文，同时规定各个设计单位完成的设计，须通过有关部门或其授权委任的其他企事业设计单位的审查，而审查的主要内容就在于对照规范强制性条文的要求，其任务已类似于执法；这种做法是否明智似可商榷。我国土建工程事故频繁的原因，主要在于管理不善，特别是管理环节上的腐败；其次是施工操作人员素质低，又难以短期解决；过分强调规范的地位与作用，未能建立与规范配套的完整标准体系，比如缺乏指南、工法等更为详尽具体的技术文件，可以用来指导和规范设计与施工的各个具体环节，也有一定的关系。从设计角度看，出现事故主要不是由于没有按照规范强制性条文的规定，而是方案性的错误或忽略主要的设计条件；也有一些工程则因过去的设计标准过低，耐久性不足，在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。其实，要做到设计规范强制条文的要求最为容易，为此请专业人士审查似无必要。重要的工程设计应规定请专业单位全面审核，其要点也应在结构方案、构造方法与计算分析的原则上。从结构设计的国家规范中抽出的强制性条文不免支离破碎，个别条文的规定也不一定适合某些地区和某些工程的具体特点，反而造成麻烦。
我国幅员广阔，各地经济发展很不平衡，技术力量悬殊，环境条件各异，客观上要求规范能给设计人员更多灵活性，少一些强制性，这样才能更好地在规范的指导下，根据工程的特点和具体条件去解决问题。总之，在规范标准上，要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范，在工程的安全性和耐久性标准上，可有不同的设置水准。比如上海、北京、广州这些大城市应该高些，在抗震防灾要求上，更应区别对待。全国性的规范订得愈详细，其适用性可能变得愈差，造成的混乱也可能愈多；特别象岩土工程那样的规范更是如此。
技术标准中的强制性越多，也意味着政府有关部门在具体技术问题上需要承担的责任越重，而这些本来不该是政府部门的职责。规范中的要求是最低要求，在安全设置水准上，政府需要干预的也应是保证公众安全的最低要求。对于土建结构的抗震设计，政府有关部门至今仍规定任何部门和个人不得随意提高抗震的设防标准(建抗586号文件)。事实上，如将商品房的抗震设防烈度提高1度，抗震能力可提高约1倍，而增加的房屋造价相当有限，在众多城市中可能仅及居民用于室内装修费用的几分之一。政府的这一规定无异于限制居民只能购置抗震安全质量标准最低的房屋，如果发生地震造成损害，有关部门如何解释？
规范等技术标准的管理体制亟待改善。建国以来，由政府部门负责统管并指定有关企事业单位分别承担每本规范编写和修订工作的做法已越来越不能适应当前的形势，有些在经费和人力上得不到保证，平时基本上没有专门人员去搜集了解规范使用中的问题并及时修改补充规范条文；面对新的结构型式、新的材料和新的工艺，规范的过时条文不但成为推广新技术的阻力，而且有被误用或盲目套用而造成工程质量安全事故。
发达国家有关土建结构工程的规范及与之配套的各类技术标准多由行业协会或专业学会编制及管理，规范的翻新周期短，不象我们要长达10年以上。我国的学会与协会重复设置，分工不明，并且至今还依附于某一政府部门，基本上只起到政府职能部门非官方代言人的作用，距离独立和富有活力的健全机构还差的很远，如何发挥这些机构在技术标准编写和管理中的作用也是值得探讨的一个问题。建议随着改革的深入，整顿合并有关的学会、协会，加强其职能，并逐渐成为技术标准编制管理的主体。
四、准备提交政府有关部门考虑的建议
为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性，这次论坛中提出了以下建议供政府有关部门考虑，：
1、桥梁、隧道、道路、港口等基础设施工程的混凝土结构耐久性，已是当前亟待采取措施应对的重大问题。否则，一些工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证，我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失，并将给生产和公众生活带来长期困扰。
建议国家建设部、交通部、铁道部主管土建工程设计标准的部门，能对工程的耐久性要求作重点审查，明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求，重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证；
建议国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持；
建议国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助；
建议中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中，联络国内有关专家，促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。
2、土建工程使用过程中的安全性，应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。对于重要土建工程，我国尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向，不利于工程寿命和投资效益。
建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物，在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此，需要制定法规，编制相应的技术标准；对于土建结构工程的检测与评估，需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。
建议政府有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上，根据需要，加大工程维修费的比例。
3、完善技术标准体系与管理体制，发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用；逐步淡化技术规范条文的强制性质；鼓励编制地方性规范(标准)和企业标准，适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异，并鼓励科技创新和技术进步。
Capstone课程，即整合性实作课程，或顶点课程，是指大学高年级学生在教师指导下，应用所学专业课程知识，解决复杂且整合性工程设计问题的教学过程[1-4]。这里的复杂且整合性工程设计问题一般具有以下特点：需要大学多门课程知识才可以解决的问题；问题本身是多面向的，或在技术、专业方面存在相互冲突；是一个实际的工程设计问题，没有现成的解决办法；需创新应用专业基本理论和技术实务上最新成果才可以解决的问题；需考虑现实环境多方面的约束，如人力、资金、设备、材料、信息等；问题本身可能对社会及环境有广泛而深远的影响；教学过程能够覆盖多项专业核心能力培养。
Capstone课程目前已经得到国际工程教育界的广泛重视，在国际工程教育认证的众多版本规范中都明确提出将Capstone课程作为本科工程教育的重要必修课[5-7]。美国ABET的前身是1932年在纽约创办的工程师专业发展理事会（ECPD），最初由美国土木工程师协会、美国机械工程师协会和美国电气工程师协会等7个协会组成，现已发展成为由30个专业和技术性协会组成的联盟。ABET作为一个非官方的中介性、非营利认证机构，其专业认证的权威性得到了美国教育部（USDE）和美国高等教育委员会（CHEA）的双重认可。ABET目前主要在工程、技术、计算机科学以及应用科学等4大学科领域开展专业认证。在ABET颁布的最新工程专业认证规范中，要求每个参与认证的工程专业必须向学生提供整合性设计课程的教学实践[8-10]。国际上其他隶属于Washington Accord， Seoul Accord， Sydney Accords3个著名工程教育认证组织的工程教育认证机构，如中国台湾的IEET、加拿大的CEAB、韩国的ABEEK、澳洲的EA等都有此规定要求[11-12]。工程教育中开设必修Capstone课程，已经成为国际工程教育界的发展趋势。
在具体开课模式上，无论是Stanford、Berkeley、MIT等国际著名高校，还是IEET认证过的中国台湾高校，都规定Capstone课程教育中，学生必须分组执行教学计划，而非个人执行计划，专业要制定统一的执行规则，课程内容要对应人才培养方案中多数核心能力。
到目前为止，中国高等教育对顶点课程的关注还很少，学术性的介绍和研究也不多见。据粗略考察，在教育部颁布的文件中，只有2003年颁布的《全国普通高等学校体育教育本科专业课程方案》对顶点课程有所提及，并将其定义为“?楸弦蛋嗫?设的综合四年所学知识的课程”。但是关于课程开设的内容、形式、时数则没有详细的规定。
与此相似，在中国土木工程本科教育中，Capstone课程也难觅踪迹。一些类似的设计课程，如土木工程毕业设计、核心课程的课程设计等，从教学组织模式、课程评量方法，以及课程对实现教育目标和专业核心能力的检视方面来看，这些课程还不能算是真正的Capstone课程，很多方面还存在较大差距。
武夷学院土木工程专业2015-2016学年开始被福建省教育厅批准为首批接受“台湾中华工程教育学会”（IEET）国际工程教育认证的14个试点专业之一。武夷学院土木工程专业按照国际工程教育认证规范要求，将土木工程专业毕业设计改造为Capstone课程，并从开课模式、课程成绩评量方法、课程教学效果检视等方面开展了Capstone课程教学初步探索。2016年9月12-13日，国家工程教育认证专家进入武夷学院土木工程专业实地访评，通过查阅Capstone课程教学档案、现场考核学生等，对Capstone课程教学效果给予了充分肯定。本文拟对武夷学院土木工程专业Capstone课程教学进行详细介绍，以期为推动国内土木工程专业本科教育与国际工程教育接轨，提高国际工程教育认证实效，促进新建本科高校向应用型转型发展和培养国际化应用型高级人才提供教学参考。
一、Capstone课程体系的建立
Capstone课程不是一个单一课程，而是一个系统的课程体系。这是因为，要完成Capstone课程任务，通过课程教学取得实效，学生核心能力得到培养，必须与其他先修课程形成一个完整的课程体系。在充分论证基础上，依托产业界专家，对课程进行改造，从人才培养方案中挑选若干实践课程，建立从Cornerstone（基石）课程到Capstone课程的一整套从低年级到高年级递进式整合性实作课程体系（见图1）。
Capstone课程体系的第一层是Cornerstone课程，即基石课程，面向大学一二年级学生开设，对土木工程专业学生有数学建模竞赛、CAD制图、计算机程序设计等基础类设计竞赛，这是学生利用已掌握的少数核心能力解决模拟工程问题的初步体验。
第二层次是衔接课程，针对大学二三年级学生开设。包括土力学与基础工程课程设计、混凝土结构课程设计、施工组织设计课程设计、深基坑与边坡工程课程设计、隧道工程课程设计、钢结构课程设计等单科设计类课程，以及每年一度的省级、国家级大学生结构设计大赛和建筑信息模型（BIM）设计大赛。第二层次的课程为大二和大三学生提供了整合一部分专业核心能力解决教师设计出的工程问题的机会，是Capstone课程与Cornerstone课程的衔接桥梁。这些课程中的专业课程设计常常是个人完成课程计划，而结构设计大赛、BIM设计大赛则是小组合作完成，旨在使学生团队合作能力得到初步训练。
第三层次是Capstone课程，武夷学院土木工程专业称为土木工程设计实务课程，针对大学四年级学生开设。表1是Capstone课程纲要。从表1可以看出，Capstone课程教学以解决复杂且整合性工程问题为主要教学过程，涵盖土木工程专业全部核心能力的训练，通过Capstone课程教学，使学生专业核心能力得到进一步巩固。
二、Capstone课程教学初探
（一） 按照国际工程教育认证规范要求，改造“毕业设计”为Capstone课程
在中国高等教育设置Capstone课程有两条可能的路径：一是在课程设置中直接增加Capstone课程，强化学生的知识整合和阶段过渡。但是这要增加总学分，增加学生负担。二是对本科教育中传统的毕业论文（设计）、核心专业课程的课程设计等进行改造，达到Capstone课程标准。
武夷学院土木工程专业课程规划中包括整合工程设计能力的专题实作课程，即Capstone课程，是通过对原有毕业设计课程的改造实现的。该课程为必修课程，6个学分，分别在大学四年级的第一学期和第二学期开设，其中第一学期5学分，第二学期1学分，合计6学分。因大四第二学期中途安排毕业实习，所以Capstone课程是结合毕业实习一起进行的。
按照国际工程教育认证规范要求，对原有毕业设计课程进行系统改造，以达到Capstone课程标准，具体做法是：
第一，土木工程专业的毕业设计采取分组进行，每组学生一般为3人，最多不超过4人，学生根据学习兴趣自由组队。每组完成一个工程设计实务课题，课题类型围绕专业方向设置，一般有房屋建筑工程设计、岩土工程设计、道路桥梁工程设计等。设计过程中强调组内学生的团结协作，提倡跨小组的合作。工程设计题目主要来自于生产实践。
第二，为涵盖大部分土木工程专业人才培养方案中的专业核心能力训练，扩展Capstone课程内容，Capstone课程主要内容有：制定工作计划、深入实际调查研究和收集资料、中外文献阅读、现场勘查、勘探与取样、建筑设计、结构设计与计算、施工图设计、施工组织设计、工程概预算、工程环境影响与伦理分析等。
第三，改造课程成绩评量机制。为避免出现不同指导教师对课程成绩评定的偏差，规定Capstone课程的成绩由三个部分组成，分别是指导教师评量成绩（占总分的50%）、两位评阅教师对Capstone课程报告书的评阅成绩（取平均分，占总分的20%）和Capstone课程汇报答辩成绩（由答辩小组依据汇报答辩情况评定，占总分的30%）。
第四，为每一个课题小组安排一名
业界专家，参与课题指导和成绩评定。业界专家参与Capstone课程教学的优点是：一是为课题直接来源于工程实践提供便捷途径，业界专家承担的工程项目就是最好的Capstone课题；二是为学生与产业界零距离接触提供机会，学生可以通过实习直接参与业界专家的工程项目；三是提高了Capstone课程成绩评定结果与业界标准的一致性程度。
（二）创新Capstone课程开课模式
国内土木工程专业毕业设计教学形式基本上是教师出题，每个学生在教学计划规定的时间内完成设计，一人一题。这种开课模式存在的主要问题：一是假题很多，大部分的设计题目都是教师虚构的，如某某宾馆设计、某某中学教学楼设计，每年的题目基本一样。二是学生做也是假做，虽然按照一些行业规范进行设计，但是无论是房屋建筑工程、岩土工程还是道路桥梁工程的设计，都仅仅涉及结构设计或施工组织设计等很少的一部分内容，与实际工程设计要求相差甚远，解决的问题不能算是整合性复杂的工程设计问题，课题涵盖核心能力少，学生不能得到系统的土木工程设计训练。三是一人一题，不能通过毕业设计教学过程为学生提供团队协作能力训练，不符合国际工程教育认证规范要求，而且要在有限时间内完成一个完整的工程项目设计，显然是不切实际的，只是对毕业设计的一再简化，教学效果不理想。
以业界专家正在承担的实际工程项目作为Capstone课题，这种真题训练是提高毕业设计效果、锻炼学生专业核心能力的最好途径。真题还需要真做，以一个实际的边坡防护工程设计为例，课题任务应当包括现场勘查、勘探与取样、现场测试、室内测试、防护工程结构设计、施工图设计、施工组织设计、工程概预算、工程环境影响评价与工程伦理分析等。虽然任务较多，因为是小组合作完成，学生个人的负担会减轻很多。
课题指导应分阶段进行，在不同阶段，针对课题任务的重点不同，有针对性地开展设计指导。注重引入业界专家担任?n题指导教师，围绕工程设计中的一些关键实务技术，开设专题讲座，提供体验产业界的机会，向学生传授业界流行的设计理念与方法，使课题设计成果更加符合业界标准，而不至于“院校味”太浓厚，脱离实际。
（三）探索Capstone课程教学成效检视办法
准确评估Capstone课程教学效果是十分重要的，有助于课程教学效果的持续改善。依照课题分组、分阶段进行的Capstone课程教学，与一般基础课、专业课的教学模式存在明显不同，Capstone课程教学效果评价也不能仅仅依靠课程成绩来完成。问卷调查方法是一个很好的补充。
Capstone课程教学目的之一是培养学生专业核心能力。为检视学生专业核心能力的培养效果，设置学生专业核心能力问卷调查表（见表2），针对每一项专业核心能力对学生进行调研，按照非常满意、满意、一般、不满意、非常不满意5个等级打分。通过该表的统计分析，得到学生核心能力的达成度，检视Capstone课程教学效果。
团队协作能力是Capstone课程教学效果的重要保障，也是国际工程教育认证专家十分重视的观察点。Capstone课程教学的沟通主要有课题组学生之间的沟通、学生与指导教师之间的沟通、学生现场调研过程中与业界之间的沟通等。沟通能力在很大程度上影响到Capstone课程的执行效果，必须十分重视学生沟通能力的培养。可以设计Capstone课程执行中学生团队协作问卷调查表（见表3）。该表由课题指导教师完成，针对每一位学生在课题执行中的团队协作表现，按照非常满意、满意、一般、不满意、非常不满意5个等级打分。通过该表的统计分析，可以得到学生在Capstone课程教学过程中团队合作能力情况。
三、结语
与土木工程专业以往的毕业设计相比较，Capstone课程在开课形式上要求学生按照小组进行，分组教学，为学生提供团队协作能力训练的机会。强调业界专家参与教学实践，确保课程教学与产业界零距离接触。课程内容要涵盖绝大部分土木工程专业核心能力的训练，不能简化课题任务。
Capstone?n程作为大学四年的总体课程，在工程教育中具有重要地位。如何使课程体系、课程教学模式、课程评量方法、课程教学效果评估等更加符合国际工程教育认证的一般规范要求，国内应用型本科高校土木工程专业还面临许多问题需要深入探索。
要积极开展Capstone课程体系的教育学理论研究，利用高等教育基本原理与高等教育历史分析方法，论证Capstone课程体系在土木工程专业人才培养中的必要性和重要意义，建立Capstone课程体系教育理论，指导Capstone课程体系的创新教育实践。
