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土木工程CAD與專(zhuān)業(yè)軟件教學(xué)方法論文
一、結(jié)合工程項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)計(jì)算，提高學(xué)生對(duì)軟件基本操作技能以及技術(shù)應(yīng)用能力
一，荷載的計(jì)算。二，構(gòu)件的試算。根據(jù)荷載值和相關(guān)構(gòu)造措施等初步確定構(gòu)件的截面。三，內(nèi)力的計(jì)算。根據(jù)確定的構(gòu)件截面和荷載值進(jìn)行內(nèi)力的計(jì)算；四，構(gòu)件的計(jì)算。根據(jù)計(jì)算出的結(jié)構(gòu)內(nèi)力及規(guī)范，對(duì)構(gòu)件的要求和限制來(lái)復(fù)核構(gòu)件是否符合規(guī)范規(guī)定和要求。如不滿足要求則要調(diào)整構(gòu)件的截面或布置直到滿足要求為止[2]�？紤]到受實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)限制，教學(xué)采用的工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)類(lèi)型教師已選定，學(xué)生根據(jù)已選定的工程項(xiàng)目和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解軟件的基本功能和主要參數(shù)的選擇，熟悉各級(jí)菜單命令及其操作方法，掌握PM-CAD結(jié)構(gòu)建模的主要步驟、荷載的輸入、計(jì)算數(shù)據(jù)文件形成、結(jié)構(gòu)平面施工圖的繪制，SATWE進(jìn)行內(nèi)力計(jì)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(chǔ)計(jì)算、繪制基礎(chǔ)施工圖等操作[2]。在操作的全過(guò)程中，要認(rèn)真的考慮設(shè)計(jì)的每一環(huán)節(jié)，融入所學(xué)的理論知識(shí)以及相應(yīng)規(guī)范的要求，例如：PMCAD菜單中，設(shè)計(jì)參數(shù)的地震信息和風(fēng)荷載信息的輸入時(shí)一定要結(jié)合工程項(xiàng)目，并根據(jù)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和荷載設(shè)計(jì)規(guī)范中相應(yīng)的規(guī)定去選擇參數(shù)；在框架結(jié)構(gòu)項(xiàng)目時(shí)，填充墻是不作為構(gòu)件還是作為荷載輸入的，要將墻體轉(zhuǎn)化為線荷載標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的強(qiáng)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(qū)別：平面導(dǎo)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(dǎo)學(xué)生這樣解決此問(wèn)題：將程序設(shè)置成不自動(dòng)計(jì)算樓板自重，樓梯所在房間樓板厚度設(shè)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(jì)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(xiàn)存的答案，只有綜合學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，通過(guò)充分的思考，嘗試各種方法才能正確解決好。
二、結(jié)合工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)計(jì)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(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)工作態(tài)度和作風(fēng)
工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)計(jì)算階段內(nèi)容包括的四點(diǎn)并不是一次性就能夠完成的，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，有大量數(shù)據(jù)是憑借經(jīng)驗(yàn)給定的，如：構(gòu)件截面尺寸、構(gòu)件布置的數(shù)量和位置、鋼筋的直徑等。這些提前給定的數(shù)值經(jīng)過(guò)計(jì)算后是否合理，必需根據(jù)計(jì)算出的結(jié)構(gòu)內(nèi)力及規(guī)范對(duì)構(gòu)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(fù)核。不滿足要求的則需調(diào)整構(gòu)件的截面或布置，直到滿足要求為止。教師在教學(xué)中對(duì)該部分應(yīng)給予充分的重視，引導(dǎo)學(xué)生采用正確的檢查方法對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行反復(fù)檢查，保證各信息輸入的正確性，對(duì)檢查出的問(wèn)題分析原因、找出對(duì)策、進(jìn)行更正；例如通過(guò)對(duì)整樓模型的仔細(xì)觀察，檢查構(gòu)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(yǎng)成仔細(xì)閱讀分析計(jì)算結(jié)果文件的習(xí)慣，這些結(jié)果文件有WMASS.OUT文件（建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息）、WAQ.OUT文件（周期、振型、地震力）、WDISP.OUT文件（結(jié)構(gòu)位移）、WNL.OUT文件（內(nèi)力）、WPJ.OUT文件（配筋）等輸出文件[2]，這些j計(jì)算結(jié)果的一個(gè)直觀顯示，能使我們觀察到計(jì)算結(jié)果（內(nèi)力、位移、裂縫等）是否符合規(guī)范、各工況下的荷載圖是否正確等，教師應(yīng)重點(diǎn)分析結(jié)果的常見(jiàn)問(wèn)題，然后由學(xué)生對(duì)工程項(xiàng)目的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，找出數(shù)據(jù)不合理的原因，提出改正措施，修改后再計(jì)算，分析后再修改計(jì)算，直到找到理想的結(jié)果。在這個(gè)不斷修改的過(guò)程中，綜合運(yùn)用到大量以前所學(xué)的混凝土結(jié)構(gòu)、建筑抗震、地基基礎(chǔ)等知識(shí)，如：當(dāng)結(jié)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(qiáng)度等級(jí)等[4]，但到底哪種辦法最有效呢，這在混凝土結(jié)構(gòu)課程中講的非常清楚，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生善于運(yùn)用。在反復(fù)的不斷的修改過(guò)程中，提高了學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)工作態(tài)度和作風(fēng)。
三、結(jié)合工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)施工圖的設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力。
工程項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)出圖的主要內(nèi)容為：確定構(gòu)件布置、構(gòu)件配筋以及根據(jù)規(guī)范的要求來(lái)確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造措施。也就是說(shuō)施工圖表達(dá)的東西首先要符合結(jié)構(gòu)計(jì)算的要求，同時(shí)還要符合規(guī)范中的構(gòu)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(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)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(diào)整。由于“構(gòu)造措施”實(shí)踐性較強(qiáng)，不像結(jié)構(gòu)計(jì)算理論強(qiáng)，并可根據(jù)公式進(jìn)行推導(dǎo)，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(gòu)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(qiáng)學(xué)生對(duì)“構(gòu)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(fù)雜性、實(shí)際性，設(shè)計(jì)人員必須將PKPM所形成的施工圖在AutoCad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(fù)的。教師可以在教學(xué)中引導(dǎo)一些比較優(yōu)秀的學(xué)生利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫(xiě)應(yīng)用程序，例如：通過(guò)ActiveXAutomation技術(shù)，在Windows系統(tǒng)下對(duì)PKPM所形成的配筋圖在AutoCAD中進(jìn)行二次處理，這樣既可以方便工程設(shè)計(jì)人員結(jié)合工程的實(shí)際情況更加快速、準(zhǔn)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(jié)束語(yǔ)
在土木工程CAD與專(zhuān)業(yè)軟件課程教學(xué)中，結(jié)合了建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)踐了一套以工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)模型輸入—結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算—施工圖設(shè)計(jì)出圖為主線的教學(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(dǎo)學(xué)生要踏踏實(shí)實(shí)，從一個(gè)個(gè)基本的構(gòu)件算起，考慮工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的每一環(huán)節(jié)，做到知其然并知其所以然，不僅保證計(jì)算模型的簡(jiǎn)化與工程實(shí)際相吻合，使計(jì)算假定與實(shí)際情況相一致，而且應(yīng)注意設(shè)計(jì)軟件的適用條件及其技術(shù)條件，正確地使用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，保證計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，同時(shí)更要加強(qiáng)學(xué)生的理論知識(shí)和各建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的學(xué)習(xí)，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)滿足各項(xiàng)構(gòu)造措施的要求，為社會(huì)輸送優(yōu)秀的應(yīng)用型人才。
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