浅谈结构分析的计算机方法的教学.pdfVIP

第34卷 第9期 山 西 建 筑 VoI．34 No．9 2 0 0 8年 3月 SHANXl ARCHITE( URE Mar．2008 ·239· 文章编号：1009—6825(2008)09—0239—02 浅谈结构分析的计算机方法的教学 李文雄 卢 菁 陈穗茵 摘 要：结合现有教材和教学经验，介绍了《结构分析的计算机方法》这门课程的教学目的、课程特点以及课程教学内容 的安排，并说明了开拓学生思维、培养学生动手能力的重要性，以达到提高教学质量的目的。 关键词：结构分析，计算机方法，教学内容，教学目的 中图分类号：TU_05 文献标识码：A 《结构分析的计算机方法》是用计算机程序通过电算解决结 力图是否正确需要凭力学概念正确判定内力图大致形状，并与电 构计算问题的一门科学。它的基础是结构力学课和算法语言及 算结果比较，若二者有不一致之处，应当是电算结果错误。当然， 程序设计课，研究对象是如何用程序的方法实现结构分析。现代 错误的原因可能是多方面的，如前所述，可能是简图描述错误，可 建筑结构设计大部分采用计算机软件，学习该门课程为土木工程 能是荷载错误，也不排除程序有错误，但这些错误只有靠对结构 专业的学生进一步应用PKPM，SAP2000等大型结构分析软件进 受力的分析才能发现。除上述宏观判断外，还有微观判断，即对 行分析打下了良好基础。在原有经验的基础上，结合自身教学中 电算结果的内力图进行节点力的平衡校核，对结构局部的封闭刚 的一些体会，对结构分析的计算机方法的课堂教学方式、方法以 架进行变形协调校核。完成这些工作需要较强的力学分析能力 及教师自身素质的培养等方面进行了探讨。 和正确的力学概念。所以，学生在学习使用结构电算程序时，还 1课程教学现状 要加强自身在力学基础方面的训练。可以这样说，尽管计算机做 了大量具体的力学计算，但从操作者来讲，力学基础的要求更高。 1．1 教学内容与课时安排 另外，部分学生对程序设计感兴趣，可以在学会使用计算程序的 结构分析的计算机方法是土木工程专业的一门专业课，本课 基础上进一步学习如何编制程序，这需要有较好的计算机语言基 程共34学时，其中包含22学时的理论课和12学时的上机操作。 础和算法基础，通过学习结构分析的方法——矩阵位移法，进一 主要包括3个部分：1)简单结构分析程序(平面桁架分析程序、空 步编制相关结构分析程序。 间桁架分析程序、平面框架分析程序等)的使用。这部分共 14课 时，其中上机课占4课时。2)矩阵位移法的介绍以及结构分析程 2 课程教学改进要点 序的编制。这部分占10个学时，其中，上机课占4个学时。3)程 2．1 学生思维的开拓 序的灵活应用。这部分占10个学时，其中，上机操作4个学时。 学生思维的开拓包括两个方面：1)力学知识的思维开拓；2) 本课程对学生动手操作能力的要求很高，必须增加上机操作 实际工程应用思维的开拓。首先，本课程主要教学的是平面桁架 课学时，应尽量将课堂讲课和上机操作交替，例如完成某个内容 分析程序、空间桁架分析程序、平面刚架分析程序等基本的程序， 的2个学时的理论讲授后，应当上2个～4个学时的上机操作课， 而本课程的另一个重点是让学生利用一些力学知识，进一步灵活 让学生尽快体会该内容的知识，并巩固。不宜将整个课程简单地 地应用这些基本的程序去计算相对复杂的结构。例如，原来基本 割裂为两个部分，一直上22个学时的理论课，再上12个学时的 的平面刚架分析程序不能处理铰结点的情况，而通过一定的假 上机课，这样学生上理论课时没能深刻体会计算机计算的特点， 定，可以应用该程序计算含有铰结点的结构，甚至计算桁架