本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算方法及系统。
背景技术：
《建筑结构设计软件》是土木类学生的一门重要专业课程，传统的做法是教师讲授，学生上机训练，最后依据自动生成的图纸或者图纸和计算书定性评价学生知识掌握程度。大班授课，学生作业抄袭或者替做现象较为普遍，难以根治，导致作业可信度降低。教师批改作业也较为困难，学生作业数量众多，教师如果不亲自建模计算很难判断学生答案是否准确，只能从宏观上继续模糊评价，不够精确。学生也不能判断建模分析是否准确，是否满足工程设计要求。因而，呈现出学生不知道模型是否不准、计算精度是否满足工程实践要求，教师也难以精确判断学生模型的准确性及计算精度，课程效果不佳，学生达成度偏低。
市场上土木建筑工程在线教育测试平台，均是针对零星知识点设置的填空题或者选择题，知识点较为琐碎，题目及答案较为死板，难以系统测试学生对建筑结构设计的掌握程度，也未发现针对整个建筑结构设计的在线测试平台。同一建筑结构有多种结构形式可供选择，且构件尺寸和设计不尽相同，即使选择的结构形式相同，采用不同建筑结构设计软件进行设计所得结果也不尽相同，即便采用相同建筑结构设计软件，参数设置灵活多样，所得结构同样千差万别，因而建筑结构设计不具有唯一性，主观性较强，这是建立建筑结构设计软件在线定量评价系统的最大难题。
技术实现要素：
本发明针对上述问题，建立了标准建筑结构模型的计算分析模型，使得计算结果具有唯一性，可广泛应用学生对知识掌握程度评测、用人单位入职考试及结构设计竞赛。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算方法，包括以下步骤：
步骤1：建立建筑结构设计软件课程试题及标准答案库；
步骤2：进行测试；
步骤3：对课程进行定量评价，并对课程目标达成度进行计算。
优选地，所述步骤1包括：
步骤1.1：建立标准建筑结构模型，包括：
步骤1.1.1：选取典型建筑物，依据建筑设计现有规范进行建筑图设计；
步骤1.1.2：根据建筑设计现有规范进行荷载统计、结构方案布置和构件设计，得出结构施工图；
步骤1.1.3：设定结构方案规则对结构布置方案、构件材料种类、强度、尺寸及保护层厚度进行限定，使得结构布置方案、结构承受的荷载、构件形式及尺寸具有唯一性；
步骤1.1.4：根据结构方案规则得到标准建筑结构模型，使得标准建筑结构模型具有唯一性；步骤1.2：选定建筑结构设计软件并进行分析计算，包括：
步骤1.2.1：选定建筑结构设计软件，给定建筑结构建模标准，使得根据建筑结构建模标准建立的标准建筑结构模型的标准建筑结构计算分析模型具有唯一性，通过建筑结构建模标准限定建筑结构设计软件中相关建筑结构计算参数的取值，使得相关建筑结构计算参数的取值具有唯一性，从而使得标准建筑结构计算分析模型的计算结果具有唯一性；
步骤1.2.2：通过建筑设计现有规范及给定的建筑结构建模标准，确定建筑结构设计软件中相关建筑结构计算参数的取值，并修改相关建筑结构计算参数的取值，建立标准建筑结构计算分析模型，对标准建筑结构模型进行分析计算；
步骤1.3：根据能力要求设置课程目标，拟定试题及标准答案；
步骤1.4：分别录入试题和答案。
优选地，所述步骤2包括：
步骤2.1：受测者进行登录后，为受测者随机分配一套试题，确保同时在线测试者的试题不相同；所述不相同指建筑结构模型变化相关参数，所述相关参数包括：建筑物所处地点、地质条件、抗震要求、开间与进深、房间分割布置、承重构件材料特性、填充墙体材料特性、屋面和楼面荷载；
步骤2.2：受测者在规定时间内根据建筑结构形式及相关要求，建模计算分析，并根据试题要求，将答案按照要求的格式录入给定的文本文件中，上传答案，并统计测试用时。
优选地，所述课程目标共有3个，分别为课程目标1、课程目标2和课程目标3；课程目标1：掌握相关建筑结构设计软件建模建立、荷载数据输入和结构计算分析方法；课程目标2：掌握相关建筑结构设计软件运行结果图形显示和结构、构件图的绘制方法；课程目标3：掌握相关建筑结构设计软件结果合理性判别方法。
优选地，所述课程目标1、课程目标2、课程目标3所占分值比例分别为50％～70％、15％～25％、15％～25％。
优选地，所述步骤3包括：
步骤3.1：对课程进行定量评价：
计算受测者的课程成绩，所述课程成绩包括各课程目标的过程考核成绩和结课考核成绩，所述过程考核成绩包括课堂教学活动成绩及上机实训报告成绩，所述结课考核成绩即为测试的成绩，过程考核成绩和结课考核成绩所占分值比为2:3，受测者i的课程总成绩ti为：
其中，j为课程目标，n为课程目标的总数，aij为被测者i的课程目标j的过程考核成绩，bij为被测者i的课程目标j的结课考核成绩，ti为受测者i的测试用时，t0为最短测试用时；
步骤3.2：根据课程成绩对课程目标达成度进行计算：
被测者i的建筑结构设计软件课程目标达成度ri采用下式计算：
其中，aj为课程目标j的过程考核成绩所占分值，bj为课程目标j的结课考核成绩所占分值，rj是第j个课程目标的权重。
建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算系统，包括：
试题及答案库模块，用于建立建筑结构设计软件课程试题及标准答案库；
测试模块，用于进行测试；
定量评价模块，用于对课程进行定量评价，并对课程目标达成度进行计算。
优选地，所述试题及答案库模块包括：
标准建筑结构模型模块，用于建立标准建筑结构模型，包括：
选取典型建筑物，依据建筑设计现有规范进行建筑图设计；
根据建筑设计相关规范进行荷载统计、结构方案布置和构件设计，得出结构施工图；
设定结构方案规则对结构布置方案、构件材料种类、强度、尺寸及保护层厚度进行限定，使得结构布置方案、结构承受的荷载、构件形式及尺寸具有唯一性；
分析计算模块，用于选定建筑结构设计软件并进行分析计算，包括：
选定建筑结构设计软件，给定建筑结构建模标准，使得根据建筑结构建模标准建立的标准建筑结构模型的标准建筑结构计算分析模型具有唯一性，通过建筑结构建模标准限定建筑结构设计软件中相关建筑结构计算参数的取值，使得相关建筑结构计算参数的取值具有唯一性，从而使得标准建筑结构计算分析模型的计算结果具有唯一性；
通过建筑设计现有规范及给定的建筑结构建模标准，确定建筑结构设计软件中相关建筑结构计算参数的取值，并修改相关建筑结构计算参数的取值，建立标准建筑结构计算分析模型，对标准建筑结构模型进行分析计算；
试题及标准答案拟定模块，用于根据能力要求设置课程目标，拟定试题及标准答案；
录入模块，用于分别录入试题和答案。
优选地，所述测试模块包括：
试题分配模块，用于受测者进行登录后，为受测者随机分配一套试题，确保同时在线测试者的试题不相同；所述不相同指建筑结构模型变化相关参数，所述相关参数包括：建筑物所处地点、地质条件、抗震要求、开间与进深、房间分割布置、承重构件材料特性、填充墙体材料特性、屋面和楼面荷载；
测试子模块，用于受测者在规定时间内根据建筑结构形式及相关要求，建模计算分析，并根据试题要求，将答案按照要求的格式录入给定的文本文件中，上传答案，并统计测试用时。
优选地，所述定量评价模块包括：
定量评价子模块，用于对课程进行定量评价：
计算受测者的课程成绩，所述课程成绩包括各课程目标的过程考核成绩和结课考核成绩，所述过程考核成绩包括课堂教学活动成绩及上机实训报告成绩，所述结课考核成绩即为测试的成绩，过程考核成绩和结课考核成绩所占分值比为2:3，受测者i的课程总成绩ti为：
其中，j为课程目标，n为课程目标的总数，aij为被测者i的课程目标j的过程考核成绩，bij为被测者i的课程目标j的结课考核成绩，ti为受测者i的测试用时，t0为最短测试用时；
计算模块，用于根据课程成绩对课程目标达成度进行计算：
被测者i的建筑结构设计软件课程目标达成度ri采用下式计算：
其中，aj为课程目标j的过程考核成绩所占分值，bj为课程目标j的结课考核成绩所占分值，rj是第j个课程目标的权重。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明设计出建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算方法及系统，建立了标准建筑结构模型，并根据标准建筑结构模型建立了标准建筑结构计算分析模型，使得计算结果具有唯一性，从而使得试题答案具有唯一性，实现建筑结构设计软件课程的定量评价，且通过课程目标达成度计算公式实现了对建筑结构设计软件课程目标达成度的计算。
本发明引入了测试时长和最短测试时长对各课程目标的结课考核成绩进行修正，能更准确的反映被测者对建筑结构设计软件掌握的熟练程度。本发明可广泛应用于学生对知识掌握程度定量评测、用人单位入职考试及结构设计竞赛。
附图说明
图1为本发明建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算方法的基本流程示意图之一
图2为本发明建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算方法的基本流程示意图之二。
图3为本发明建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算方法的典型框架标准层平面图。
图4为本发明建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算方法的典型框架标准层平面图的结构布置方案图。
图5为本发明建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算系统的结构示意图之一。
图6为本发明建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算系统的结构示意图之二。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的解释说明：
实施例一：
如图1所示，本发明的一种建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算方法，包括以下步骤：
步骤s11：建立建筑结构设计软件课程试题及标准答案库。
步骤s12：进行测试。
步骤s13：对课程进行定量评价，并对课程目标达成度进行计算。
实施例二：
如图2所示，本发明的另一种建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算方法，包括以下步骤：
步骤s21：建立建筑结构设计软件课程试题及标准答案库，包括；
步骤s211：建立标准建筑结构模型，包括：
步骤s2111：选取典型建筑物，依据建筑设计现有规范进行建筑图设计；
步骤s2112：根据建筑设计现有规范进行荷载统计、结构方案布置和构件设计，得出结构施工图；
步骤s2113：设定结构方案规则对结构布置方案、构件材料种类、强度、尺寸及保护层厚度进行限定，使得结构布置方案、结构承受的荷载、构件形式及尺寸具有唯一性；
步骤s2114：根据结构方案规则得到标准建筑结构模型，使得标准建筑结构模型具有唯一性。
作为一种可实施方式，针对图3所示某典型框架标准层平面图，共4层，各层的建筑层高均为3.3m，室内外高差0.45m，基础底面标高为-2.2m，基础设计高度为0.6m。设防烈度：7(0.1g)；设防类别：乙；场地类别：ⅳ；地基承载力特征值：100；楼面恒载：0.6kn/m2；
楼面活载：2kn/m2；屋面恒载：1.2kn/m2；屋面活载：0.5kn/m2；内墙(含女儿墙)和外墙荷载：2.3kn/m2和2.6kn/m2；梁、板、柱和楼梯混凝土为c30，基础混凝土为c25；
结构方案规则设定如下：
(1)结构柱按照建筑方案建议布置，使得结构柱布置位置与建筑图给出柱位置一致，将结构的布置形式唯一确定；
(2)隔墙下必须有次梁，使次梁位置唯一确定；
(3)保证外立面美观，建筑内部公共区域无突出的柱角，使梁柱偏心唯一确定；
(4)梁尺寸确定原则为框架梁高统一取跨度的1/10，如非整数，向上取整，宽度为梁截面高度的1/4向上取整，且符合50的模数，次梁尺寸确定也遵循该规则；使梁尺寸唯一确定；(5)柱子宽b和高h取值，由经验公式b×h>0.9×fc×(β×f×g×n)确定，其中fc为柱混凝土抗压确定设计值，β为增大系数，边柱取1.3，内柱取1.2，f为柱子负荷面积，g为重力荷载代表值，近似取为14kn/m3，n为设计截面以上的楼层数，使柱子的尺寸唯一确定。
根据结构设计原理和结构方案规则，确定出图3的唯一结构布置方案，如图4所示，其中构件尺寸为：纵梁300×700mm，ab和cd跨横梁250×600mm，bc跨横梁200×400mm，
柱400×400mm，次梁尺寸为200mm×500mm。
为使约束结果具有唯一性，对材料和荷载进一步地约束如下：
结构材料信息：钢筋：板受力钢筋hrb335，梁、柱，纵向钢筋hrb400，箍筋
hpb235；混凝土和钢材的容重分别为27kn/m3和78kn/m3。
抗震信息：地震分组属于第一组，抗震等级为二级。
荷载信息：基本风压为0.45kn/m2；地面粗糙度类别为b类；基本雪压为0.40kn/m2。
混凝土保护层：一类环境下，板：15mm(c30砼)；梁：25mm(c25～c45砼)；
柱：30mm(c25～c45砼)。
根据结构方案规则得出图3的唯一标准建筑结构模型。
砌体结构、剪力墙结构模型的建立与上述实施方式相似，在此不做赘述。
步骤s212：选定建筑结构设计软件并进行分析计算，包括：
步骤s2121：选定建筑结构设计软件，给定建筑结构建模标准，使得根据建筑结构建模标准建立的标准建筑结构模型的标准建筑结构计算分析模型具有唯一性，通过建筑结构建模标准限定建筑结构设计软件中相关建筑结构计算参数的取值，使得相关建筑结构计算参数的取值具有唯一性，从而使得标准建筑结构计算分析模型的计算结果具有唯一性；
作为一种可实施方式，建筑结构设计软件可选择pkpm；
作为一种可实施方式，对图3部分建筑结构建模标准为：次梁按照主梁方式建模；梁上荷载不考虑门窗洞口的折减；结构柱不允许使用变截面的形式；楼梯采用梁式楼梯建模；限定部分结构计算参数取值为计算振型数量15个、框架梁端负弯矩调幅系数0.9、地震周期折减系数0.8、不调整与框支柱相连梁内力。
其它建筑结构建模标准、结构计算参数限定条件需要根据结构规范、工程条件和软件计算原理逐条拟定，在此不再赘述，最终将所有建筑结构计算参数的取值限定到特定取值上，进而使得计算模型中结构计算参数具有唯一性，计算结果具有唯一性。
步骤s2122：通过建筑设计相关规范及建筑结构建模标准，确定建筑结构设计软件中相关建筑结构计算参数的取值，并修改相关建筑结构计算参数的取值，建立标准建筑结构计算分析模型，对标准建筑结构模型进行分析计算。
步骤s213：根据能力要求设置课程目标，拟定试题及标准答案；
步骤s214：分别录入试题和答案。
步骤s22：进行测试，包括：
步骤s221：受测者进行登录后，为受测者随机分配一套试题，确保同时在线测试者的试题不相同；所述不相同指建筑结构模型变化相关参数，所述相关参数包括：建筑物所处地点、地质条件、抗震要求、开间与进深、房间分割布置、承重构件材料特性、填充墙体材料特性、屋面和楼面荷载；
步骤s222：受测者在规定时间内根据建筑结构形式及相关要求，建模计算分析，并根据试题要求，将答案按照要求的格式录入给定的文本文件中，上传答案，并统计测试用时。作为一种可实施方式，所述规定时间为180min。
步骤s23：对课程目标达成度进行定量评价，包括：
步骤s231：对课程进行定量评价：
计算受测者的课程成绩，所述课程成绩包括各课程目标的过程考核成绩和结课考核成绩，所述过程考核成绩包括课堂教学活动成绩及上机实训报告成绩，所述结课考核成绩即为测试的成绩，过程考核成绩和结课考核成绩所占分值比为2:3，受测者i的课程总成绩ti为：
其中，j为课程目标，n为课程目标的总数，aij为被测者i的课程目标j的过程考核成绩，bij为被测者i的课程目标j的结课考核成绩，ti为受测者i的测试用时，t0为最短测试用时；
所述课程目标共有3个：
课程目标1：掌握相关建筑结构设计软件建模建立、荷载数据输入和结构计算分析方法；
课程目标2：掌握相关建筑结构设计软件运行结果图形显示和结构、构件图的绘制方法；
课程目标3：掌握相关建筑结构设计软件结果合理性判别方法；
课程目标1、课程目标2、课程目标3所占分值比例分别为50％～70％、15％～25％、15％～25％。
作为一种可实施方式，课程目标1、课程目标2、课程目标3所占分值比例分别为60％、20％、20％。
步骤s232：根据课程成绩对课程目标达成度进行计算：
被测者i的建筑结构设计软件课程目标达成度ri采用下式计算：
其中，aj为课程目标j的过程考核成绩所占分值，bj为课程目标j的结课考核成绩所占分值，rj是第j个课程目标的权重。
作为一种可实施方式，课程目标1的过程考核成绩所占分值和结课考核成绩所占分值分别为24、36；课程目标2的过程考核成绩所占分值和结课考核成绩所占分值分别为8、12；课程目标3的过程考核成绩所占分值和结课考核成绩所占分值分别为8、12。
作为一种可实施方式，课程目标1、课程目标2、课程目标3的权重分别为0.6、0.2、0.2。
若被测者i的课程目标1的过程考核成绩和结课考核成绩分别为20、30；课程目标2的过程考核成绩和结课考核成绩分别为6、10；课程目标3的过程考核成绩分值和结课考核成绩分值分别为6、10。
作为一种可实施方式，t0为100min，ti为120min。
则被测者i的课程总成绩为：
则被测者i的课程目标1的达成度为：
被测者i的课程目标2的达成度为：
被测者i的课程目标3的达成度为：
被测者i的课程目标达成度为：
ri＝r1ri1+r2ri2+r3ri3＝0.6*55/72+0.2*13/18+0.2*13/18＝269/360＝0.747
实施例三：
如图5所示，本发明的一种建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算系统，包括：
试题及答案库模块31，用于建立建筑结构设计软件课程试题及标准答案库；
测试模块32，用于进行测试；
定量评价模块33，用于对课程进行定量评价，并对课程目标达成度进行计算。
实施例四：
如图6所示，本发明的另一种建筑结构设计软件课程定量评价及达成度计算系统，包括：
试题及答案库模块41，用于建立建筑结构设计软件课程试题及标准答案库；
测试模块42，用于进行测试；
定量评价模块43，用于对课程进行定量评价，并对课程目标达成度进行计算。
所述试题及答案库模块41包括：
标准建筑结构模型模块411，用于建立标准建筑结构模型，包括：
选取典型建筑物，依据建筑设计现有规范进行建筑图设计；
根据建筑设计现有规范进行荷载统计、结构方案布置和构件设计，得出结构施工图；
设定结构方案规则对结构布置方案、构件材料种类、强度、尺寸及保护层厚度进行限定，使得结构布置方案、结构承受的荷载、构件形式及尺寸具有唯一性；
根据结构方案规则得到标准建筑结构模型，使得标准建筑结构模型具有唯一性；
分析计算模块412，用于选定建筑结构设计软件并进行分析计算，包括：
选定建筑结构设计软件，给定建筑结构建模标准，使得根据建筑结构建模标准建立的标准建筑结构模型的标准建筑结构计算分析模型具有唯一性，通过建筑结构建模标准限定建筑结构设计软件中相关建筑结构计算参数的取值，使得相关建筑结构计算参数的取值具有唯一性，从而使得标准建筑结构计算分析模型的计算结果具有唯一性；
通过建筑设计现有规范及给定的建筑结构建模标准，确定建筑结构设计软件中相关建筑结构计算参数的取值，并修改相关建筑结构计算参数的取值，建立标准建筑结构计算分析模型，对标准建筑结构模型进行分析计算；
试题及标准答案拟定模块413，用于根据能力要求设置课程目标，拟定试题及标准答案；
录入模块414，用于分别录入试题和答案。
所述测试模块42包括：
试题分配模块421，用于受测者进行登录后，为受测者随机分配一套试题，确保同时在线测试者的试题不相同；所述不相同指建筑结构模型变化相关参数，所述相关参数包括：建筑物所处地点、地质条件、抗震要求、开间与进深、房间分割布置、承重构件材料特性、填充墙体材料特性、屋面和楼面荷载；
测试子模块422，用于受测者在规定时间内根据建筑结构形式及相关要求，建模计算分析，并根据试题要求，将答案按照要求的格式录入给定的文本文件中，上传答案，并统计测试用时。
所述定量评价模块43包括：
定量评价子模块431，用于对课程进行定量评价：
计算受测者的课程成绩，所述课程成绩包括各课程目标的过程考核成绩和结课考核成绩，所述过程考核成绩包括课堂教学活动成绩及上机实训报告成绩，所述结课考核成绩即为测试的成绩，过程考核成绩和结课考核成绩所占分值比为2:3，受测者i的课程总成绩ti为：
其中，j为课程目标，n为课程目标的总数，aij为被测者i的课程目标j的过程考核成绩，bij为被测者i的课程目标j的结课考核成绩，ti为受测者i的测试用时，t0为最短测试用时；
计算模块432，用于根据课程成绩对课程目标达成度进行计算：
被测者i的建筑结构设计软件课程目标达成度ri采用下式计算：
其中，aj为课程目标j的过程考核成绩所占分值，bj为课程目标j的结课考核成绩所占分值，rj是第j个课程目标的权重。
以上所示仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。