橋梁結(jié)構(gòu)電算課程教學(xué)大綱

橋梁結(jié)構(gòu)電算課程教學(xué)大綱課程編碼：K1152學(xué)分：1.5總學(xué)時：24適用專業(yè)：土木工程先修課程：結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、橋梁工程一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)：橋梁結(jié)構(gòu)電算是土木工程專業(yè)的一門選修課。本課程的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握橋梁結(jié)構(gòu)分析的計算機(jī)方法的基本原理、主要特點(diǎn)、典型軟件的結(jié)構(gòu)及實(shí)際操作使用的基本技能，為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)后從事橋梁的設(shè)計和施工工作打下基礎(chǔ)，也為學(xué)生將來從事該類軟件的開發(fā)工作建立一些基本概念。二、教學(xué)基本要求：第一章緒論本章教學(xué)基本要求：（1）了解橋梁結(jié)構(gòu)分析的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移與施工方法的關(guān)系，與結(jié)構(gòu)力學(xué)內(nèi)容的相同和不同之處；（2）理解橋梁結(jié)構(gòu)分析所特有的問題，如移動荷載、預(yù)加應(yīng)力、混凝土收縮和徐變、支座沉降、溫度變化等。第二章桿系有限元法基礎(chǔ)本章教學(xué)基本要求：掌握橋梁結(jié)構(gòu)分析中最常用的桿系有限元法的基本原理和基本列式，包括單元位移模式、直接剛度法推導(dǎo)單元剛度矩陣、非節(jié)點(diǎn)荷載的處理、總體剛度矩陣的組建、邊界條件的引入、以及單元內(nèi)力求解等。本部分內(nèi)容重在講解有限元法的基本原理和基本過程，通過學(xué)習(xí)這些內(nèi)容，使學(xué)生能夠?qū)τ邢拊ㄓ幸粋€大體上的了解。第三章有限元法在橋梁結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用本章教學(xué)基本要求：（1）掌握施工過程的模擬講述如何按照實(shí)際的施工過程和結(jié)構(gòu)逐步形成的順序，用軟件來逐階段模擬該過程，并且自動累加各階段計算結(jié)果。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)橋梁結(jié)構(gòu)是經(jīng)過許多階段逐步形成的，而不是像結(jié)構(gòu)力學(xué)中的例題那樣一次形成。同時注意結(jié)構(gòu)最終內(nèi)力與結(jié)構(gòu)的形成過程即施工方法有關(guān)。（2）掌握預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的計算介紹等效荷載法原理以及預(yù)應(yīng)力等效荷載的計算方法，預(yù)應(yīng)力荷載的自平衡特性，預(yù)應(yīng)力損失計算方法等。（3）掌握移動荷載效應(yīng)計算介紹在有限元法中采用機(jī)動法計算影響線的原理和方法、動態(tài)規(guī)劃法和窮盡法加載的原理、最不利荷載位置及相應(yīng)的內(nèi)力和位移計算。（4）掌握混凝土收縮、徐變效應(yīng)計算混凝土收縮和徐變特征，位移和次內(nèi)力的規(guī)律，自重和預(yù)應(yīng)力各自引起的徐變次內(nèi)力的計算方法，影響次內(nèi)力的主要因素等。主要使學(xué)生弄清楚體系轉(zhuǎn)換引起次內(nèi)力的原理，以及前期結(jié)構(gòu)和后期結(jié)構(gòu)的關(guān)系。（5）掌握支座不均勻沉降引起的內(nèi)力重分布連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)以及其他超靜定結(jié)構(gòu)的支座發(fā)生不均勻沉降時引起的內(nèi)力重分布現(xiàn)象，該重分布的計算方法，以及在有限元法的軟件中的處理方法。（6）掌握溫度效應(yīng)計算結(jié)構(gòu)在季節(jié)性均勻溫度變化和日照性的非均勻溫度變化時引起的變形和次內(nèi)力的計算方法，采用等效荷載法的原理，單元等效荷載的計算方法，以及如何利用沒有溫度效應(yīng)計算功能的軟件計算溫度效應(yīng)。第四章橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件MidasCivil的使用本章教學(xué)基本要求：（1）掌握橋梁結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)Midas（教學(xué)版）的基本組成部分、主要功能、適用情況以及安裝和使用方法等；（2）通過算例（包括簡支梁、連續(xù)T梁、梁格法、斜拉橋及懸索橋）熟悉MidasCivil的建模方法及后處理。三、教學(xué)內(nèi)容：第一章緒論2學(xué)時第一節(jié)橋梁結(jié)構(gòu)分析的特點(diǎn)0.5學(xué)時第二節(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移與施工方法的關(guān)系0.5學(xué)時第三節(jié)橋梁結(jié)構(gòu)分析所特有的問題1學(xué)時第二章桿系有限元法基礎(chǔ)4學(xué)時第一節(jié)桿系有限元法的基本原理1學(xué)時第二節(jié)單元位移模式0.5學(xué)時第三節(jié)剛度矩陣的推導(dǎo)1學(xué)時第四節(jié)單元內(nèi)力和位移的求解0.5學(xué)時第五節(jié)有限元基本解題步驟1學(xué)時第三章有限元法在橋梁結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用6學(xué)時第一節(jié)施工過程的模擬1學(xué)時第二節(jié)預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的計算1學(xué)時第三節(jié)移動荷載效應(yīng)計算1學(xué)時第四節(jié)混凝土收縮、徐變效應(yīng)計算1學(xué)時第五節(jié)支座不均勻沉降引起的內(nèi)力重分布1學(xué)時第六節(jié)溫度效應(yīng)計算1學(xué)時第四章橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件MidasCivil的使用12學(xué)時第一節(jié)橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件的介紹0.5學(xué)時第二節(jié)MidasCivil的前處理1.5學(xué)時第三節(jié)MidasCivil的后處理1.5學(xué)時第四節(jié)簡支梁的建模及計算分析2.5學(xué)時第五節(jié)連續(xù)T梁的建模及計算分析2學(xué)時第六節(jié)梁格法的建模及計算分析2學(xué)時第七節(jié)斜拉橋的建模及計算分析2學(xué)時第八節(jié)懸索橋的建模及計算分析2學(xué)時四、教學(xué)參考書：[1]