建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)教學(xué)中PKPM的運(yùn)用

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摘要：近年來，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，PKPM軟件的應(yīng)用為其指明了前進(jìn)的方向，成為了現(xiàn)階段土木工程專業(yè)設(shè)計(jì)最專業(yè)且最具權(quán)威性的計(jì)算軟件。

關(guān)鍵詞：PKPM；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；運(yùn)用

一、PKPM的基本概述

PKPM是一款集建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)計(jì)為一體的綜合類CAD系統(tǒng)。其中，PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中包括了先進(jìn)的結(jié)構(gòu)分析軟件包，可以實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)結(jié)構(gòu)的分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)。除此之外，PKPM還可以應(yīng)用于諸多結(jié)構(gòu)類型之中，如像鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等等。從另外一個角度分析，PKPM還具有結(jié)構(gòu)施工圖輔助設(shè)計(jì)功能，能實(shí)現(xiàn)施工圖的繪制。在該軟件的應(yīng)用中，其主要是通過交互式圖形輸入法，特別是將其應(yīng)用于教學(xué)之中，能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率。[1]

二、PKPM在建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)教學(xué)中的方法

一般而言，建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)主要是澆砼單向板肋梁樓板設(shè)計(jì)。在整個設(shè)計(jì)教學(xué)中，主要的設(shè)計(jì)要求便是對樓板以及主次梁進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)繪制施工圖，應(yīng)用pkpm進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算與繪圖。從某個角度分析，PKPM的系統(tǒng)非常大。要想真正掌握這一軟件的重難點(diǎn)，我們需要花費(fèi)大量的時間與精力。因此，筆者認(rèn)為這種情況下僅僅掌握PKPM軟件的輸入計(jì)算繪圖與輸出計(jì)算繪圖即可。其中，在PKPM軟件中，學(xué)生需要掌握的主要操作菜單內(nèi)容包括一級菜單2個，二級菜單8個，一級菜單的內(nèi)容是PMCAD與PK，二級菜單則分別是建筑模型與荷載輸入、結(jié)構(gòu)樓面布置設(shè)計(jì)、樓面荷載傳導(dǎo)計(jì)算、形成PK文件、畫出結(jié)構(gòu)平面圖、進(jìn)行PK數(shù)值的交互輸入一級計(jì)算、進(jìn)行連續(xù)梁的繪圖、圖像編輯打印一級轉(zhuǎn)繪。從嚴(yán)格意義上進(jìn)行分析，這些菜單結(jié)構(gòu)比較簡單，學(xué)生學(xué)習(xí)起來非常簡單。值得注意的一點(diǎn)是PKPM的輸入截面主要采取了交互式圖形輸入的方式，實(shí)現(xiàn)了從二維平面向三維的轉(zhuǎn)變，具有人性化與條理化。從其它層面分析，在應(yīng)用PKPM之后，學(xué)生要將手算的結(jié)果與軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，要將誤差保持在10%以內(nèi)。通常情況下出現(xiàn)錯誤的是電算、主梁以及次梁的計(jì)算。為此，我們需要對水平地震荷載進(jìn)行考慮，且在電算之中將水平地震荷載的參數(shù)設(shè)定在0，如此才能從根本上避免誤差不超過10%。還有便是在利用PKPM軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算之后，我們還要利用接力程序的方式自動生成樓板配筋圖以及主次梁配筋圖，尤其要注意的是需要選擇分離式配筋，不可選擇彎起式配筋，否則會導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)時限加長，學(xué)習(xí)難度加大。

三、PKPM在建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用模式

從整體角度分析，其應(yīng)用模式主要包括兩種，第一種是以傳統(tǒng)的手算方式為主，然后應(yīng)用AUTOCAD進(jìn)行繪圖。經(jīng)過實(shí)踐證明，其課程設(shè)計(jì)教學(xué)所耗費(fèi)的時間比較久。第二種是采取傳統(tǒng)方式學(xué)習(xí)砼樓板計(jì)算內(nèi)容，然后在掌握基本知識之后應(yīng)用PKPM軟件進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)電算與手算的對比。假如結(jié)果一致，那么便要應(yīng)用PKPM接力程序生成施工圖。第二種模式與第一種模式相比較，其趣味性增多，可以在寓教于樂的背景下讓學(xué)生快速掌握知識，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的相互整合。同時，因?yàn)閺膶傩陨戏治?，PKPM軟件是對空間結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算，力學(xué)模式是空間模型，手算的力學(xué)模型是屏幕模式。因此，為保證其模型之間相互吻合，我們便可以選擇PK菜單進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算。這樣才能在最短的時間內(nèi)將空間模型的計(jì)算轉(zhuǎn)化為屏幕模型的計(jì)算，保證結(jié)果的一致性與準(zhǔn)確性。[2]

四、PKPM軟件應(yīng)用的注意事項(xiàng)

第一是可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的多樣性。根據(jù)筆者的調(diào)查與分析，對于剛剛接觸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的學(xué)生而言，他們在實(shí)踐操作的時候需要教師的引導(dǎo)，特別是要進(jìn)行上機(jī)實(shí)操。那么，在這種情況下，教師需要結(jié)合多媒體教育軟件，指導(dǎo)學(xué)生依據(jù)講授內(nèi)容進(jìn)行練習(xí)，在完成課堂作業(yè)之后強(qiáng)化學(xué)生的操作命令。第二是可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容多為新知識，容易遺漏，需要實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的相互整合，這樣才能從本質(zhì)上發(fā)揮出學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生真正領(lǐng)悟課本中的知識。在PKPM實(shí)踐教學(xué)之中，我們需要以不同種類的工程項(xiàng)目作為主要的載體，然后選用多種結(jié)構(gòu)形式，讓學(xué)生在建模的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算。第三是加強(qiáng)對學(xué)生認(rèn)知能力的訓(xùn)練。因?yàn)樵诮ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有非常多的數(shù)據(jù)屬于半理論、半實(shí)踐，如像預(yù)估的構(gòu)件截面尺寸、受力構(gòu)件的布置位置等，這些均會影響建筑結(jié)構(gòu)的安全性，假如僅僅依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，那么則會導(dǎo)致學(xué)生對軟件分析結(jié)果產(chǎn)生依賴性。因此，在實(shí)踐中，我們需要培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的意識，養(yǎng)成查閱以及分析結(jié)算結(jié)果的習(xí)慣，對運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行分析，找出其中的不合理性，然后在修改之后再計(jì)算。

五、結(jié)束語

綜上所述，PKPM軟件的應(yīng)用范圍比較廣泛，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用能夠提高學(xué)生的興趣，讓學(xué)生對PKPM有深刻了解，并能正確使用，對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，以提高計(jì)算的合理性與準(zhǔn)確性。這樣才能真正實(shí)現(xiàn)學(xué)校與用人單位的無縫連接。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡尚瑜,覃荷瑛.融合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想的建筑結(jié)構(gòu)PKPM軟件課程教學(xué)探索[J].高教論壇,2014(4):68-69.

[2]魏明.PKPM軟件在土木工程卓越工程師培養(yǎng)中的應(yīng)用[J].價值工程,2016,35(34):211-212.

作者：陳燕友 單位：廣東理工學(xué)院