鋼結構設計教學探討

時間:2022-12-18 10:08:42

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鋼結構設計教學探討

[摘要]根據PKPM軟件在教學中情況,總結了教學的主要內容,并就如何提高學生的設計和分析能力進行了探討,在教學內容針對性、增加實踐工程分析、加強理論學習和重點在模型設計四個方面進行了分析和探討。

[關鍵詞]PKPM;模型構建;結構;分析能力

隨著計算機技術的迅速發展,其相應的軟件的開發和使用,極大的提高了結構計算和設計的效率,我國建筑科學研究院設計的PKPM軟件廣泛的應用在結構計算中,成為建筑設計和施工人員必須掌握的基本技能。為了更好的適應社會的發展,我國的建筑相關專業基本上都開設了該軟件的使用課程。使得學生在校掌握這一軟件,為以后的工作打下堅實的基礎。但是由于該門課程具有較強的實踐性和理論性,而學生由于實踐性有一定的欠缺,因而在二者結合進行有效的學習過程中,遇到了較大的問題,因此,根據多年的課程教學經驗和學生的反饋,對教學中存在的問題進行分析,探討問題的根源,并尋求有效的解決方法和措施。從而切實提高學生的學習效率,達到掌握該軟件的目的。

1課程內容的選定

PKPM軟件集建筑設計、結構設計和施工于一體的綜合性很強的系統,因此需要針對不同的專業設置不同的模塊講授,我們沒有必要教授PKPM所有的功能和命令,教學內容需要根據專業進行取舍。最主要的四大任務內容是:利用PMCAD模塊進行結構整體模型設計;利用SATWE參數設置進行結構計算;利用模塊三繪制梁柱的施工圖;利用JCCAD設計基礎工程。針對這四大任務中,由于難點主要是在參數的設計和結果的到處及分析,同時也是最難的,因此在這一部分要加強課時,重點講解。針對土木工程專業要全部重點講解,對于工程管理專業而言,難度可以適當降低。

2增加實踐工程案例的練習

根據近三年的學生的學習情況反饋,學習PKPM最大的問題就是和實際工程脫節情況,學生投入了大量得精力,在建模中對SATWE相關設置參數仍舊不合理,對結果的分析也欠科學性。而且課堂講授時間有限,因此只能針對某一很小的局部進行簡單計算,同時單純的理論講解比較枯燥,不容易引起學生的興趣。因此造成的結果就是,不能真正完全掌握該軟件的應用,因此需要加大實際工程案例的課時比例,學生在實際的設計中,真正明白該軟件的實際應用,而不是單純的計算一兩個計算題。只有強化實踐訓練教學,將結構方面的理論與實際工程緊密結合,才能激發學生的主觀能動性,使讓學生在實踐設計過程中掌握核心內容。為充分提高學生的積極主動性,可以主動引導學生自己組成團隊,進入實際工程,充分調研,發現問題,充分發揮想象力,結合課堂上學習的內容,凝練出一個項目課題,去申請大學生創新項目,由學生以自愿組合形成的課題組,在整個項目的提出,到課題的研究和解決的過程中,在經費的支持下,一方面不僅僅完成了項目,提高自己的各方面綜合素質,極大提升自信心,有助于以后進入社會的發展。同時也可以形成標桿作用,使更多的學生由被動的學習轉變為主動學習,由老師在課堂的滿堂灌的填鴨式教學轉變為師生互動的模式,學生的學習效率會得到極大提高。

3加強鋼結構和結構力學理論方面的學習

雖然PKPM軟件具有強大的設計和計算功能,極大的提高了設計效率和計算的準確性,但是要想充分發揮它的作用,必須具有扎實的理論功底,因為所有的參數設定和結構布局全部依靠的是設計人員的設計,而這就對我們的結構力學提出了較高的要求。在土木工程的各門專業課中,對鋼結構中的構件的設計方法作了詳細的講述。部分學生對梁、柱、板等構件的計算理論掌握較弱,造成在學習中,參數的設定等方面遇到了極大的困難,同時有些同學由于對結構的整體性意識較弱,其中最典型的就是梁和柱的布局合理問題,包括空間位置和截面尺寸的去頂。也是學生最難解決的問題。對SATWE計算結果的正確分析是設計人員必須具備的基本能力,而這又需要掌握力學、鋼結構和混凝土結構知識。只有這樣設計的數據科學合理,符合設計規范,滿足使用要求,因此需要學生具備扎實的理論功底,把學過的《鋼結構原理》、《結構力學》和《房屋建筑學》等課程有機的結合起來,在PKPM軟件中融匯貫通,這樣才能獨立的完成一個工程的設計任務。同時也表明學生也已經成為一名合格的建筑軟件操作技術人員。由于一個項目的完成需要結構、給排水等各個專業的協作關系,因此在項目的設計過程中,負責各個專業的學生要經常溝通和交流,并結合反饋信息對自己負責的部分修改和調整,要相互協調統一解決問題,各個專業的學生需要多掌握其他專業的知識,這樣盡可能做到兼顧各個方面的要求,增加全局感得能力,使得學生在進入社會工作后,盡可能的減少適應期,融入實際工作中。

4重點在模型設計和結構優化

設計過程中,教學時要求學生做完整的項目設計,這樣就包括了建模,結構調整,圖紙定稿等一系列工作,其中,建模和結構調整是最重要的階段。建模階段,首先要充分研讀設計任務書,明確項目的具體要求和各個主要指標,然后以結構滿足設計為主要依據,進行設計,充分考慮梁、柱和墻的承載力,以及鋼筋的配比,有效合理的布局梁、柱和墻的具體位置,合理構件模型。對模型的計算結果進行分析后,在對一些不合理和不理想的結果產生原因進行分析,并結合經濟和美觀等角度進行調整,比如柱的軸壓比等參數,然后再繼續進行計算和對結果分析,經過這樣的多次的反復修改模型后,確保結構滿足設計規范要求和強度為第一準則,達到安全使用并兼顧經濟和美觀的目的。在整個設計過程中,由于計算是由軟件完成,因此設計的結果依靠的還是參數的確定,這主要依靠著學生的基礎知識和對建筑施工的理解。所以,結構設計和分析能力是完成這門課程的保證,同時也是這門課程的主要目標,對于眾多的學生由于實際經驗的欠缺,因此只能在多練習和不斷的點評中獲得知識來提高能力。

參考文獻

[1]趙海燕,趙軍.PKPM建筑結構設計軟件課程教學探討[J].價值工程,2011(l):283-284.

[2]周雪峰,魏偉.PKPM結構設計軟件運用中的概念設計[J].重慶工學院學報(自然科學版),2007(2l)10:115-118.

作者:楊海霞 單位:中國礦業大學銀川學院