土木工程CAD與專(zhuān)業(yè)軟件教學(xué)方法論文

　　一、結合工程項目的方案設計以及結構計算，提高學(xué)生對軟件基本操作技能以及技術(shù)應用能力

　　一，荷載的計算。二，構件的試算。根據荷載值和相關(guān)構造措施等初步確定構件的截面。三，內力的計算。根據確定的構件截面和荷載值進(jìn)行內力的計算；四，構件的計算。根據計算出的結構內力及規范，對構件的要求和限制來(lái)復核構件是否符合規范規定和要求。如不滿(mǎn)足要求則要調整構件的截面或布置直到滿(mǎn)足要求為止[2]�？紤]到受實(shí)際工程經(jīng)驗限制，教學(xué)采用的工程項目的結構類(lèi)型教師已選定，學(xué)生根據已選定的工程項目和教學(xué)內容進(jìn)行初步結構設計，使學(xué)生了解軟件的基本功能和主要參數的選擇，熟悉各級菜單命令及其操作方法，掌握PM-CAD結構建模的主要步驟、荷載的輸入、計算數據文件形成、結構平面施工圖的繪制，SATWE進(jìn)行內力計算和配筋并繪制梁柱施工圖的方法、JCCA地質(zhì)資料輸入、地基基礎計算、繪制基礎施工圖等操作[2]。在操作的全過(guò)程中，要認真的考慮設計的每一環(huán)節，融入所學(xué)的理論知識以及相應規范的要求，例如：PMCAD菜單中，設計參數的地震信息和風(fēng)荷載信息的輸入時(shí)一定要結合工程項目，并根據抗震設計規范和荷載設計規范中相應的規定去選擇參數；在框架結構項目時(shí)，填充墻是不作為構件還是作為荷載輸入的，要將墻體轉化為線(xiàn)荷載標準值作用在梁上[3]。在教學(xué)過(guò)程中可激發(fā)學(xué)生發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題的強烈愿望，比如在PMCAD建模過(guò)程中，樓梯所在房間樓板是如何處理的，考慮到軟件在全房間樓板開(kāi)洞和樓板厚度為零的區別：平面導荷時(shí)，全房間樓板開(kāi)洞處的荷載將被扣除，樓板厚度為零處不扣除，出圖時(shí)樓板不配筋，可引導學(xué)生這樣解決此問(wèn)題：將程序設置成不自動(dòng)計算樓板自重，樓梯所在房間樓板厚度設為零，恒載和活載按照實(shí)際情況輸入，這樣既不會(huì )漏掉荷載，計算時(shí)又符合實(shí)際情況，出圖時(shí)改得也少，減少了不少工作量。類(lèi)似這種問(wèn)題軟件本身是不會(huì )教你如何解決，也沒(méi)有一本教科書(shū)有現存的答案，只有綜合學(xué)過(guò)的理論知識，通過(guò)充分的思考，嘗試各種方法才能正確解決好。

　　二、結合工程項目的結構計算，提高學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力以及培養學(xué)生嚴謹認真的科學(xué)工作態(tài)度和作風(fēng)

　　工程項目的結構計算階段內容包括的四點(diǎn)并不是一次性就能夠完成的，在建筑結構設計過(guò)程中，有大量數據是憑借經(jīng)驗給定的，如：構件截面尺寸、構件布置的數量和位置、鋼筋的直徑等。這些提前給定的數值經(jīng)過(guò)計算后是否合理，必需根據計算出的結構內力及規范對構件的要求和限制（比如：軸壓比、剪跨比、跨高比、裂縫和撓度等）來(lái)復核。不滿(mǎn)足要求的則需調整構件的截面或布置，直到滿(mǎn)足要求為止。教師在教學(xué)中對該部分應給予充分的重視，引導學(xué)生采用正確的檢查方法對項目進(jìn)行反復檢查，保證各信息輸入的正確性，對檢查出的問(wèn)題分析原因、找出對策、進(jìn)行更正；例如通過(guò)對整樓模型的仔細觀(guān)察，檢查構件布置是否正確；通過(guò)檢查荷載圖，來(lái)分析荷載輸入的正確性等。同時(shí)讓學(xué)生養成仔細閱讀分析計算結果文件的習慣，這些結果文件有WMASS.OUT文件（建筑結構設計信息）、WAQ.OUT文件（周期、振型、地震力）、WDISP.OUT文件（結構位移）、WNL.OUT文件（內力）、WPJ.OUT文件（配筋）等輸出文件[2]，這些j計算結果的一個(gè)直觀(guān)顯示，能使我們觀(guān)察到計算結果（內力、位移、裂縫等）是否符合規范、各工況下的荷載圖是否正確等，教師應重點(diǎn)分析結果的常見(jiàn)問(wèn)題，然后由學(xué)生對工程項目的計算結果進(jìn)行分析，找出數據不合理的原因，提出改正措施，修改后再計算，分析后再修改計算，直到找到理想的結果。在這個(gè)不斷修改的過(guò)程中，綜合運用到大量以前所學(xué)的混凝土結構、建筑抗震、地基基礎等知識，如：當結果文件中顯示梁正截面鋼筋超筋時(shí)，可以有幾種辦法解決：加大梁的寬度、加大梁的高度、提高砼強度等級等[4]，但到底哪種辦法最有效呢，這在混凝土結構課程中講的非常清楚，應引導學(xué)生善于運用。在反復的不斷的修改過(guò)程中，提高了學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及嚴謹認真的科學(xué)工作態(tài)度和作風(fēng)。

　　三、結合工程項目的結構施工圖的設計，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力及創(chuàng )新能力。

　　工程項目施工圖設計出圖的主要內容為：確定構件布置、構件配筋以及根據規范的要求來(lái)確定結構構件的構造措施。也就是說(shuō)施工圖表達的東西首先要符合結構計算的要求，同時(shí)還要符合規范中的構造要求，最后還要考慮施工的可操作性。在這一階段，讓學(xué)生結合實(shí)際工程項目的施工圖，檢查自己的施工圖是否齊全，比較二者之間的差別，找出差別的原因，以及是否有必要作出修改和調整。由于“構造措施”實(shí)踐性較強，不像結構計算理論強，并可根據公式進(jìn)行推導，在理論教學(xué)中教師容易忽視，學(xué)生也不愿去學(xué)，造成學(xué)生的薄弱點(diǎn)，但構造措施是保證房屋的耐久性，提高房屋的空間剛度和整體工作性能，防止或減輕房屋開(kāi)裂，提高房屋的抗震性能等重要的方法之一，所以，教師要加強學(xué)生對“構造措施”的理解，以提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。由于工程的個(gè)別性、復雜性、實(shí)際性，設計人員必須將PKPM所形成的施工圖在A(yíng)utoCad中加以修改、編輯后才能作為實(shí)際的工程施工圖出圖，這些工作中有很多是繁瑣的、重復的。教師可以在教學(xué)中引導一些比較優(yōu)秀的學(xué)生利用計算機語(yǔ)言編寫(xiě)應用程序，例如：通過(guò)ActiveXAutomation技術(shù)，在Windows系統下對PKPM所形成的配筋圖在A(yíng)utoCAD中進(jìn)行二次處理，這樣既可以方便工程設計人員結合工程的實(shí)際情況更加快速、準確地編輯配筋施工圖，從而提高工作效率，又可以提高學(xué)生的創(chuàng )新能力。

　　四、結束語(yǔ)

　　在土木工程CAD與專(zhuān)業(yè)軟件課程教學(xué)中，結合了建筑工程項目結構設計，實(shí)踐了一套以工程項目的結構模型輸入—結構設計計算—施工圖設計出圖為主線(xiàn)的教學(xué)方法，提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量，取得了良好的效果。該課程教導學(xué)生要踏踏實(shí)實(shí)，從一個(gè)個(gè)基本的構件算起，考慮工程項目設計的每一環(huán)節，做到知其然并知其所以然，不僅保證計算模型的簡(jiǎn)化與工程實(shí)際相吻合，使計算假定與實(shí)際情況相一致，而且應注意設計軟件的適用條件及其技術(shù)條件，正確地使用結構計算軟件，保證計算結果準確，同時(shí)更要加強學(xué)生的理論知識和各建筑結構設計規范的學(xué)習，深刻理解規范和規程的含義，加強概念設計，保證結構滿(mǎn)足各項構造措施的要求，為社會(huì )輸送優(yōu)秀的應用型人才。

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