SSRT科研训练

项目概况：

由于稳定问题的复杂性，在课堂教学中常常发现建立“屈曲”的概念是个难点。本项目借助计算机模拟各种构件（常用截面）的屈曲形式及屈曲变形过程，帮助学生建立起“屈曲” 的概念，以及能清楚各种构件的屈曲模式，主要包括构件整体屈曲、构件局部屈曲及其相关性、构件整体屈曲和局部屈曲的相关性。

结题报告：

1. 项目创新点

钢材高强、轻质的性能使得在相同受力情况下，钢结构构件具有截面轮廓尺寸小、细长和板件很薄的特点。凡是存在受压区的钢构件或板件都可能使钢结构出现整体失稳或局部失稳，稳定问题成为钢结构研究的主要问题。

稳定问题在钢结构中不仅是重要的，而且是极为复杂的。就拿一个简单的两端铰接轴心受压构件来讲，必须满足强度、刚度、整体稳定、局部稳定。强度、刚度计算都比较简单，整体稳定则不同，根据截面形状的不同，构件可能发生弯曲失稳，也可能发生扭转失稳，还可能发生弯扭失稳。对每一种屈曲形式，可能在弹性阶段屈曲，也可能在弹塑性阶段屈曲。情况要复杂得多。同样，板件的局部屈曲也很复杂。板件受力不同，约束不同，其屈曲应力不同。可能在弹性阶段屈曲，也可能在弹塑性阶段屈曲。同时，板件之间、整体稳定和局部稳定之间还具有相关作用，这使得稳定问题更为复杂。

由于稳定问题的复杂性，在课堂教学中常常发现建立“屈曲”的概念是个难点，有些学生甚至在学完整个“钢结构”课程之后也不知道什么是“屈曲”。要能清楚各种构件的屈曲模式更难。在此情况下，借助计算机模拟各种构件的屈曲形式及屈曲变形过程，对学生将有很大帮助。

2. 研究内容和成果

研究内容：借助计算机模拟各种构件（常用截面）的屈曲形式及屈曲变形过程，帮助学生建立起“屈曲” 的概念，以及能清楚各种构件的屈曲模式。主要内容包括：

（ 1 ）构件整体屈曲

轴心受压构件：双轴对称截面：工字形截面绕强轴和弱轴的弯曲屈曲，十字形截面绕纵轴的扭转屈曲；单轴对称截面： T 形截面绕非对称轴的弯曲屈曲，绕对称轴的弯扭屈曲；无对称截面：不等肢单角钢的弯扭屈曲。

受弯构件：弯扭屈曲。

压弯构件：平面内弯曲屈曲，平面外弯扭屈曲。

（ 2 ）构件局部屈曲及其相关性

（ 3 ）构件整体屈曲和局部屈曲的相关性

成果：（ 1 ）求出各种构件的屈曲变形图；（ 2 ）使学生弄能清楚各种构件的屈曲模式；（ 3 ）熟悉和掌握 ANSYS 软件的使用。

3. 成果形式

要求课题组共同完成论文一份。

4. 学生完成的情况

课题组全体同学按照上述要求完成了论文，并达到了本科生科研训练计划的目的和要求。论文成绩：优

5. 总结

通过本次科研训练，使用计算机模拟各种构件（常用截面）的屈曲形式及屈曲变形过程，帮助学生建立起“屈曲”的概念，以及弄清楚各种构件的屈曲模式；提高学生熟练应用 ANSYS 软件的能力。

[2] 钢结构课程图片、录像、教学模型收集，动画制作及多媒体课件制作，杨俊芬

项目概况：

收集有关钢结构设计、加工和安装方面的资料及实物，将其中一部分制作成展品供学生参观，另一部分制作成可用于放映的图片或动画，并制作钢结构课程多媒体课件，用于课堂教学。通过本项目，拟提高学生对钢结构的感性认识，帮助学生更好的学习和理解钢结构的相关课程，帮助学生更好的完成钢结构的课程设计和毕业设计。培养学生对实际工程的认识能力，有助于今后的工作。

结题报告：

1. 项目创新点

收集有关钢结构设计、加工和安装方面的资料及实物，将其中一部分制作成展品供学生参观，另一部分制作成可用于放映的图片或动画，并制作钢结构课程多媒体课件，用于课堂教学。

通过本项目，拟提高学生对钢结构的感性认识，帮助学生更好的学习和理解钢结构的相关课程，帮助学生更好的完成钢结构的课程设计和毕业设计。培养学生对实际工程的认识能力，有助于今后的工作。

项目的创新点在于：通过让学生协助收集整理资料，制作展品及多媒体课件，提高学生对钢结构的感性认识；通过让学生协助编写问卷调查，并协助进行问卷调查，提高学生参与组织具体活动的能力；通过让学生协助撰写教学效果调查报告，提高学生分析问题解决问题的能力。

2. 研究内容和成果

研究内容：

以实物、图片、动画或录像的形式来展示以下内容：

(1) 钢结构材料的性能试验和检测方法；

(2) 钢结构的新材料；

(3) 钢结构构件的受力、变形及破坏的过程；

(4) 钢结构连接的受力、变形及破坏的过程；

(5) 钢结构建筑的施工过程；

(6) 钢结构的现场检测过程；

(7) 空间节点的形式及检测方法；

(8) 屈曲过程动画模拟。

成果：

(1) 展品及制作的可用于教学的图片或动画；

(2) 多媒体课件一份；

(3) 教学效果问卷调查报告一份。

3. 成果形式

要求每位同学完成结题论文一份。

4. 学生完成的情况

刘继东、贺艳霞、李峰、杨国伟、赵静等同学收集了大量的钢结构图片，其中刘继东同学做的工作最多，并对所收集的图片资料进行的大概的分类整理。

俱海蕾、吴履平、冯海洋、韦亚丽、黄文娜等同学协助编写了《问卷调查表》，并针对工程管理 601 班和 602 班的 53 名同学进行了课堂问卷调查，最后协助撰写了《问卷调查分析》。

但在最后的结题阶段，由于本项目的参与同学目前都处于大三下学期，有的忙于准备考研，有的忙于课程设计，最后只有黄文娜、贺艳霞、韦亚丽、俱海蕾四位同学提交了结题论文，其他同学自愿放弃。

黄文娜、贺艳霞、韦亚丽、俱海蕾四位同学按照上述要求参与了整个项目的全过程，撰写了结题论文，达到了本科生科研训练计划的目的和要求。

论文成绩如下：

黄文娜：优

贺艳霞：优

韦亚丽：优

俱海蕾：优

5. 总结

通过本次的科研训练项目，提高了学生对钢结构的感性认识，能够更好的学习和理解钢结构的相关课程。培养了学生分析问题和解决问题的能力。训练过程反应出部分学生协同工作的能力较差，使用常见办公软件的能力也有待进一步提高。

[3] 中心支撑钢框架的抗震性能及地震作用计算，杨俊芬

项目概况：

采用考虑结构延性和超强的地震作用折减系数来计算地震作用，与目前国际上先进的基于性能的抗震设计理念相结合。采用增量动力分析方法，通过分析不同强震记录作用下结构的非线性动力响应来确定或检验结构的抗倒塌能力，能较好地反映在未来可能遇到的不同强震作用下结构的刚度、强度以及变形能力的变化全过程。

结题报告：

1. 项目创新点

(1) 采用考虑结构延性和超强的地震作用折减系数来计算地震作用，与目前国际上先进的基于性能的抗震设计理念相结合；

(2) 让学生了解计算水平地震作用的两种方法：振型分解反应谱法和底部剪力法，并通过一个具体的算例让学生掌握底部剪力法的计算原理、计算方法和计算步骤等；

(3) 让学生了解各类钢结构形式的抗震性能，初步了解中心支撑钢框架、偏心支撑钢框架、屈曲约束支撑钢框架以及钢板剪力墙结构等各类结构体系的受力特点及应用范围；

通过本项目，拟提高学生对钢结构的感性认识，帮助学生更好的学习和理解钢结构的相关课程，帮助学生更好的完成钢结构的课程设计和毕业设计。培养学生对实际工程的认识能力，有助于今后的工作。

2. 研究内容和成果

研究内容：

(1) 通过对具体算例采用底部剪力法计算其水平地震作用，了解底部剪力法的适用范围，计算原理、计算方法和计算步骤等；

(2) 通过对对各类钢结构抗侧力性能的研究，了解各种结构形式的抗震性能，应当按照实际工程的设计要求，使用功能等进行结构选型；

(3) 为考察中心支撑钢框架的水平极限承载力，对一人字形中心支撑钢框架试验模型进行静力推覆试验，了解试验目的的制定；试验方案的完善；以及试验现象的分析；

(4) 通过对静力推覆分析 (Pushover) 方法的研究，了解影响 Pushover 分析结果的因素。

成果：

(1) 根据中心支撑钢框架静力推覆试验的数据，计算得到试件的水平荷载－顶点位移曲线；根据水平荷载－顶点位移曲线得到试件的水平极限承载力；观察支撑的屈服及屈曲现象及试件的最终破坏模式 。

(2) 了解计算结构水平地震作用的底部剪力法和振型分解反应谱法，了解抗震分析的静力推覆分析方法 (Pushover) ，以及各种钢结构的抗震性能。

3. 成果形式

每位同学完成结题论文一份。

4. 学生完成的情况：

孔令俊、霍辰君、温对红、张玉四位同学按照上述要求参与了整个项目的全过程，撰写了结题论文，达到了本科生科研训练计划的目的和要求。

论文成绩如下：

孔令俊：优

霍辰君：优

温对红：优

张 玉：优

5. 总结

通过本次的科研训练项目，提高了学生对各种钢结构体系抗震性能的感性认识，了解了抗震分析的静力推覆分析方法 (Pushover) ，以及计算水平地震作用的底部剪力法和振型分解反应谱法。培养了学生分析问题和解决问题的能力，并且让学生掌握了采用底部剪力法计算结构的水平地震的方法，将所学到的理论知识应用于工程实践中。

[4] 大跨网络结构的构成形式及其抗震性能分析，李峰

项目概况：

通过查阅资料，训练本科学生进行科技查新的方法和技巧，充分了解最新型网格组合特点和特性。对小组各成员进行分工协作，使学生熟悉科研过程、锻炼的科学研究能力并且提高学生对新型结的认识。

[5] 网架钢结构实验教学研究与开发，李峰

项目概况：

通过搜集相关国内外相关研究资料，调研了解实际工程中的新问题，制定研究计划，做好研究准备工作；对小组各成员进行分工安排，锻炼学生组织及动手能力，研发完成教学模型及相关试验教学录像。