钢结构设计教学探讨

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［摘要］根据PKPM软件在教学中情况，总结了教学的主要内容，并就如何提高学生的设计和分析能力进行了探讨，在教学内容针对性、增加实践工程分析、加强理论学习和重点在模型设计四个方面进行了分析和探讨。

［关键词］PKPM；模型构建；结构；分析能力

随着计算机技术的迅速发展，其相应的软件的开发和使用，极大的提高了结构计算和设计的效率，我国建筑科学研究院设计的PKPM软件广泛的应用在结构计算中，成为建筑设计和施工人员必须掌握的基本技能。为了更好的适应社会的发展，我国的建筑相关专业基本上都开设了该软件的使用课程。使得学生在校掌握这一软件，为以后的工作打下坚实的基础。但是由于该门课程具有较强的实践性和理论性，而学生由于实践性有一定的欠缺，因而在二者结合进行有效的学习过程中，遇到了较大的问题，因此，根据多年的课程教学经验和学生的反馈，对教学中存在的问题进行分析，探讨问题的根源，并寻求有效的解决方法和措施。从而切实提高学生的学习效率，达到掌握该软件的目的。

1课程内容的选定

PKPM软件集建筑设计、结构设计和施工于一体的综合性很强的系统，因此需要针对不同的专业设置不同的模块讲授，我们没有必要教授PKPM所有的功能和命令，教学内容需要根据专业进行取舍。最主要的四大任务内容是：利用PMCAD模块进行结构整体模型设计；利用SATWE参数设置进行结构计算；利用模块三绘制梁柱的施工图；利用JCCAD设计基础工程。针对这四大任务中，由于难点主要是在参数的设计和结果的到处及分析，同时也是最难的，因此在这一部分要加强课时，重点讲解。针对土木工程专业要全部重点讲解，对于工程管理专业而言，难度可以适当降低。

2增加实践工程案例的练习

根据近三年的学生的学习情况反馈，学习PKPM最大的问题就是和实际工程脱节情况，学生投入了大量得精力，在建模中对SATWE相关设置参数仍旧不合理，对结果的分析也欠科学性。而且课堂讲授时间有限，因此只能针对某一很小的局部进行简单计算，同时单纯的理论讲解比较枯燥，不容易引起学生的兴趣。因此造成的结果就是，不能真正完全掌握该软件的应用，因此需要加大实际工程案例的课时比例，学生在实际的设计中，真正明白该软件的实际应用，而不是单纯的计算一两个计算题。只有强化实践训练教学，将结构方面的理论与实际工程紧密结合，才能激发学生的主观能动性，使让学生在实践设计过程中掌握核心内容。为充分提高学生的积极主动性，可以主动引导学生自己组成团队，进入实际工程，充分调研，发现问题，充分发挥想象力，结合课堂上学习的内容，凝练出一个项目课题，去申请大学生创新项目，由学生以自愿组合形成的课题组，在整个项目的提出，到课题的研究和解决的过程中，在经费的支持下，一方面不仅仅完成了项目，提高自己的各方面综合素质，极大提升自信心，有助于以后进入社会的发展。同时也可以形成标杆作用，使更多的学生由被动的学习转变为主动学习，由老师在课堂的满堂灌的填鸭式教学转变为师生互动的模式，学生的学习效率会得到极大提高。

3加强钢结构和结构力学理论方面的学习

虽然PKPM软件具有强大的设计和计算功能，极大的提高了设计效率和计算的准确性，但是要想充分发挥它的作用，必须具有扎实的理论功底，因为所有的参数设定和结构布局全部依靠的是设计人员的设计，而这就对我们的结构力学提出了较高的要求。在土木工程的各门专业课中，对钢结构中的构件的设计方法作了详细的讲述。部分学生对梁、柱、板等构件的计算理论掌握较弱，造成在学习中，参数的设定等方面遇到了极大的困难，同时有些同学由于对结构的整体性意识较弱，其中最典型的就是梁和柱的布局合理问题，包括空间位置和截面尺寸的去顶。也是学生最难解决的问题。对SATWE计算结果的正确分析是设计人员必须具备的基本能力，而这又需要掌握力学、钢结构和混凝土结构知识。只有这样设计的数据科学合理，符合设计规范，满足使用要求，因此需要学生具备扎实的理论功底，把学过的《钢结构原理》、《结构力学》和《房屋建筑学》等课程有机的结合起来，在PKPM软件中融汇贯通，这样才能独立的完成一个工程的设计任务。同时也表明学生也已经成为一名合格的建筑软件操作技术人员。由于一个项目的完成需要结构、给排水等各个专业的协作关系，因此在项目的设计过程中，负责各个专业的学生要经常沟通和交流，并结合反馈信息对自己负责的部分修改和调整，要相互协调统一解决问题，各个专业的学生需要多掌握其他专业的知识，这样尽可能做到兼顾各个方面的要求，增加全局感得能力，使得学生在进入社会工作后，尽可能的减少适应期，融入实际工作中。

4重点在模型设计和结构优化

设计过程中，教学时要求学生做完整的项目设计，这样就包括了建模，结构调整，图纸定稿等一系列工作，其中，建模和结构调整是最重要的阶段。建模阶段，首先要充分研读设计任务书，明确项目的具体要求和各个主要指标，然后以结构满足设计为主要依据，进行设计，充分考虑梁、柱和墙的承载力，以及钢筋的配比，有效合理的布局梁、柱和墙的具体位置，合理构件模型。对模型的计算结果进行分析后，在对一些不合理和不理想的结果产生原因进行分析，并结合经济和美观等角度进行调整，比如柱的轴压比等参数，然后再继续进行计算和对结果分析，经过这样的多次的反复修改模型后，确保结构满足设计规范要求和强度为第一准则，达到安全使用并兼顾经济和美观的目的。在整个设计过程中，由于计算是由软件完成，因此设计的结果依靠的还是参数的确定，这主要依靠着学生的基础知识和对建筑施工的理解。所以，结构设计和分析能力是完成这门课程的保证，同时也是这门课程的主要目标，对于众多的学生由于实际经验的欠缺，因此只能在多练习和不断的点评中获得知识来提高能力。

参考文献

[1]赵海燕，赵军.PKPM建筑结构设计软件课程教学探讨[J].价值工程，2011（l）：283-284.

[2]周雪峰，魏伟.PKPM结构设计软件运用中的概念设计[J].重庆工学院学报（自然科学版），2007（2l）10：115-118.

作者:杨海霞 单位:中国矿业大学银川学院