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PKPM在建筑力学中的应用

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PKPM在建筑力学中的应用

现行的职业院校教材，一般首先讲述建筑力学的基础内容，包括静力学基础、结构计算简图、受力分析、支反力计算及内力分析部分。这样的编排，从知识结构来看，是没有问题的，对于接受能力较强的学生来说，也是可以接受的：按部就班的学好基本知识，然后组装成可以独立分析结构的能力。但是对于职业院校的大部分学生而言，学习的耐性有所不足，如果按部就班的讲授理论性较强的基础内容，学习兴趣很难激发。这就需要我们将理论性很强的基础知识具体化，转换为看得见，摸得着，最好能赚钱，可变现的实际项目。这样，可以有效的保持学生的学习兴趣，掌控学生的注意力，并且所讲授的内容实用性更强，更直观。

在之前的教学中我也进行过一些摸索，寻找到了大量的案例，并且也取得了一定的效果，但是在使用这些案例的过程中发现，没有办法将这些实际工程案例联系起来，形成一个整体。最好的案例，应该是一个完整的项目，如果能将一个完整的项目，各个细节，都能以建筑力学的角度来分析和研究，并且将建筑力学各章节的内容融入进去，这对于学生系统性的学习建筑力学，了解建筑工程将会有更大的帮助。

目前市面使用非常广泛的一款结构设计软件，PKPM，可以有效的解决这个问题，通过PKPM的建模过程，可以将建筑工程的各个部分具体化，从名词解释、概念分析、结构计算简图、受力图、内力图都能用一个系统的模型来描述。这里将目前获得的点滴经验和大家作一个分享，不足之处希望大家给予指正。

基本术语、概念和PKPM的结合。

在建筑力学的教学过程中，有几个概念是非常重要的，这里以结构的概念和力的传递路线为例，以PKPM的建模来说明这两个概念，让学生可以比较深刻的理解结构及力的传递路线的重要性。

PKPM中演示结构的概念。

目前的教材，通用的结构概念有两个，第一支承本身的重量，第二传递荷载。在和学生讲授的过程中，应明确第二点，参与力的传递路线才是结构的本质，但是力的传递路线在现实中一般很难观察，怎么才能让学生深刻理解呢？这里我们可以使用PKPM建立两个结构模型，让学生看到结构的骨架。笔者在PKPM中建立了两栋建筑物，一栋五层框架的住院楼，一栋四层砖混的门诊楼，然后引导学生对两栋建筑进行联系过廊设计，通过拆除隔墙墙体及承重墙墙体的区别，可以让学生非常深刻的理解结构的传递概念。

PKPM中演示力的传递路线。

通过PKPM中的框架结构模型，可以很明显的让学生观察到力的传递路线是从板到梁到柱到基础最后到地基。

结构计算简图和PKPM的结合。

结构计算简图中，最难掌握的就是支座的简化。笔者以梁的发展史，结合PKPM中砖混结构的简支梁和框架结构的框架梁为例，向大家说明如何用PKPM来演示支座的简化。

在最初的建筑物中，如树皮或者兽皮围成的木屋，是没有梁的设置的，这样的建筑物虽然结构也比较稳定，但是没有梁，就没有较大的空间，因此除了草原的游牧民，基本上都已经很少使用，在出现梁的建筑物中，基本经过了3个阶段，以屋顶为例，分别经过了树皮、茅草为代表的轻质屋顶，以瓦片为主的重屋顶以及近代的钢筋砼屋顶。在这3种屋顶的力学假定中，非钢筋砼屋顶的梁都被假定为简支梁，通过PKPM的模型设定，我们可以看到，需要专门把以上的梁考虑为铰接，这里是为什么呢？我们可以向学生提问，为什么同样作为竖向承重构件的承重墙和钢筋砼柱子，承重墙不要配置任何的竖向受力筋，而钢筋砼柱则需要配置大量的竖向主筋。利用这些实物模型，PKPM中自动生成的配筋图，可以很好的让学生掌握支座的简化概念。

受力图、内力图和PKPM的结合。

以大家都非常熟悉的弯矩图和PKPM中的超筋判定来向大家展示PKPM中对弯矩图的应用。

在力学的学习中，弯矩图是非常重要的，她是我们判定控制截面的依据，在PKPM生成结构模型以后，需要进入PKPM的计算结果中进行检验，主要的检验方面就是超筋检验，超筋图中飘红的区域将是我们进行结构模型调整的重要关注部位，而超筋图的前身就是弯矩图，在PKPM中就有非常详细的弯矩图，利用PKPM中的超静定结构的弯矩图，可以向学生展示内力图的重要性，激发学生的学习兴趣。

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-全文完-