建筑结构CAD课程教学改革与实践

建筑结构CAD课程教学改革与实践摘要：在建筑工程专业课程《建筑结构cad》教学中，强调软件操作与软件结构计算原理讲解并重，采用案例教学法，增强学生实际工程观念，加强学生实践能力的培养，激发了学生的学习积极性和主动性。

关键词：建筑结构cad 案例教学综合能力

中图分类号：g64 文献标识码：a 文章编号：1673-9795（2013）01（a）-0185-01

随着计算机的发展，计算机在各行业得到了广泛应用，在建筑行业中，计算机辅助设计（cad）已完全取代了过去工程师建筑设计方式。《建筑结构cad》成为各大高校的建筑工程专业一门新兴课程，该课程在教学内容、教学方式、考核方法等与其他的传统的课程体现出不同的特点，本文就对这门课程的认识，浅谈一下作者教学的体会。

该课程是一门计算机的操作课程，更是一门专业知识的应用课程，它是在学生完全修完专业基础和专业课程以后开设，在学生基本掌握结构设计的基础，讲授pkpm系列软件以及其它的结构设计软件的操作和结构施工图绘制方法，该课程要求学生能掌握软件的操作，更要求学生对以前所学专业课程理论知识的应用有综合认识和提高，使学生把以前学习的专业知识集中体现在设计软件的参数输入中。所以，作者认为一个好的老师，应做到在培养学生利用软件进行结构设计的基本能力同时，也使学生具备对各种错综复杂因

素的综合分析能力和解决工程实际问题的能力。

1 教学内容改革

在教学内容上，强调软件操作讲解与建筑结构基本原理讲解并重的方式，计算机技术的普及pkpm软件交互式界面，使学生对pkpm 软件的具体操作便得十分容易掌握，但大多数学生却对软件界面中要输入的设计参数无法确定。在实际的工程结构设计中，像结构类型、基础类型、构件尺寸、柱网布置、钢筋的直径和强度等这些数值均不能由计算机完成，要由工程师根据个人的经验确定，但这些数据对工程的结构的安全性和经济性影响又较大，这就涉及到工程师的结构概念设计问题。

什么是概念设计呢？结构概念设计是依据个人经验，结构建筑的功能要求，结构的安全等级、当地抗震设计等级、工程地质条件等进行的定性设计过程，主要是包括结构体系、基础类型、主要构件的几何尺寸等等。

但是在专业教学中，常常是只重视构件和力学概念讲解。特别在专业课中，单项计算练习很多，结构概念设计的内容锻炼没有，近年来，随着在建筑结构设计中的应用，手算过程训练大大削弱，造成学生对计算机的依赖，结果综合结构判断能力下降，整体结构体系概念模糊。不利于创造性人才的培养。

目前的结构计算软件总是存在着一顶局限性、适应性和近似性，并非万能。所以讲建筑结构cad不能只讲界面和操作，更应增加对软件内部计算原理内容的讲解。笔者认为，对软件输入参数讲解的

重要性，往往超过界面本身。

教学中，结合工程参数的输入，逐步讲解工程参数和软件的工程实际简化，并让学生通过手算部分构件与计算机计算结果比较，并进行校核，使学员不仅掌握了结构计算软件的应用，还了解了计算软件的计算简化原理和计算软件的简化误差，提高学生的综合应用能力。

2 引入案例教学法

建筑结构cad课程是建筑工程专业计算机的操作与工程结构专业知识应用为一体的课程。不仅要求学生掌握对软件的操作，更要求学生对以前所学建筑结构类课程知识应用，培养学生对各种工程实际的综合分析判断能力，所以本课程比较容易实现案例式教学方法。

案例教学法首先应选择真实工程设计案例，一方面增强学生的学习兴趣和乐趣；另一方面增强学生实际工程观念。同时应考虑工程规模、类型，一个好的案例，应具有较好的代表性，能贯穿大部分教学知识点。使学生得到全面学习。作者引用南京某框架式结构的多层办公楼及防空地下室设计作为工程实例，结合课程教学三大部分内容是：结构平面计算机辅助设计（pmcad）；结构空间有限元分析设计软件（sat）、防空地下室计算，并结合本人在实际工程设计中，对各个环节中容易出错的内容重点讲解，以帮助学员尽快通过全部设计计算作业的完成。

根据多年的教学经验，案例教学法在该课程中能达到较好的教

学效果。案例教学法是改革传统教学方法的一种新的教学形式，它改为了以老师为中心满堂灌输的状态，把老师的主导作用和学生的主体作用很好的结合起来，通过老师的启发、引导、示范，让学员去动手、探索、思考，从而掌握知识，提高技能。

3 提高解决实际问题的能力

由于教学采用的是实际工程项目，给出学生的工程设计条件全部来自工程实际数据，让学生自己做项目的设计相关参数进行选取更能锻炼学员综合解放实际问题的能力，并可以采用手算的方法来检查的正确性，保证结构设计信息、计算信息等输入的正确性。如通过对连续梁中间一跨的手工校核，检查计算结构与实际手算的误差；通过对中间区格单块楼板的计算，来校核和学习荷载输入的正确性及了解计算机计算模型与手算的误差。应让学生知道计算机计算合理是否合理，以及计算机计算的局限性，并对计算机计算结构时行安全性的评价和判断。

教师应对分析结果文件的常见问题给予总结说明，然后由学生对自己工程项目的计算结果进行分析，找出参数不合理的原因，提出改正措施，修改后再计算，分析后再修改计算，直到找到理想的结果。同时，针对pkpm软件内部计算模型的讲解，鼓励学生对局部构件手算校核，使学生对软件有更深入的认识。

当计算机自动绘制出施工图后，让学生了解施工图后处理过程，教授学生正确应用不同的软件修改施工图，例如，在楼板修改过程中，在pkpm模块中的修改钢筋位置或编号，往往比后较在autocadkk

中修改要容易得多；同时要求学生能够根据制图标准，正确修改机绘施工图，要求工图绘制符合规范、标准，保证施工图的完整性、正确性和表达清楚。

在教学过程中会综合运用到大量以前所学的混凝土结构、建筑抗震、地基基础、工程制图标准等专业知识，结构实际案例，可以提高学生实际工程意识，并可以使学生提高解决实际问题的能力。学生独立完成工程实例的模型参数输入，施工图的计算机绘制后，常常使学生都会觉得自己的专业技能有飞跃式的进步，有强烈的成就感，从而更加激发了学生自觉学习的积极性。

4 结论

在教学中，教学老师应根据实际工程设计经验，合理的选择教学内容，强调软件操作与软件结构计算原理讲解并重，通过实际工程案例讲解，使学员得以掌握软件操作和基本参数确定，并要求学生完成课堂上的工程案例的全部计算和施工图绘制，同时强调学员结构概念设计能力的培养，掌握计算机辅助设计的真谛，这才是我们教学的最终目的。

参考文献

[1] 任爱珠，张建平.建筑结构cad技术基础[m].清华大学出版社，1996.

[2] 中国建筑科学研究院.pkpm cad软件使用手册[m].中国建设工业出版社，2008.