桥梁结构电算教学大纲36学时

桥梁结构电算教学大纲及基本要求参考学时：36学时土木工程专业本科适用一、课程的性质和任务桥梁结构电算是土木工程专业的一门选修课。本课程的主要任务是使学生掌握桥梁结构分析的计算机方法的基本原理、主要特点、典型软件的结构及实际操作使用的基本技能，为学生毕业设计和毕业后从事桥梁的设计和施工工作打下基础，也为学生将来从事该类软件的开发工作建立一些基本概念。二、课程内容与基本要求1、概述桥梁结构分析的特点，结构内力和位移与施工方法的关系，与结构力学内容的相同和不同之处。重点强调桥梁结构分析所特有的问题，如移动荷载、预加应力、混凝土收缩和徐变、支座沉降、温度变化等等。2、杆系有限元法基础简要介绍桥梁结构分析中最常用的杆系有限元法的基本原理和基本列式，包括单元位移模式、直接刚度法推导单元刚度矩阵、非节点荷载的处理、总体刚度矩阵的组建、边界条件的引入、以及单元内力求解等。本部分内容重在讲解有限元法的基本原理和基本过程，通过学习这些内容，使学生能够对有限元法有一个大体上的了解。3、有限元法在桥梁结构分析中的应用（1）施工过程的模拟讲述如何按照实际的施工过程和结构逐步形成的顺序，用软件来逐阶段模拟该过程，并且自动累加各阶段计算结果。重点强调桥梁结构是经过许多阶段逐步形成的，而不是像结构力学中的例题那样一次形成。同时注意结构最终内力与结构的形成过程即施工方法有关。（2）预应力效应的计算介绍等效荷载法原理以及预应力等效荷载的计算方法，预应力荷载的自平衡特性，预应力损失计算方法等。（3）移动荷载效应计算介绍在有限元法中采用机动法计算影响线的原理和方法、动态规划法和穷尽法加载的原理、最不利荷载位置及相应的内力和位移计算。（4）混凝土收缩、徐变效应计算混凝土收缩和徐变特征，位移和次内力的规律，自重和预应力各自引起的徐变次内力的计算方法，影响次内力的主要因素等。主要使学生弄清楚体系转换引起次内力的原理，以及前期结构和后期结构的关系。（5）支座不均匀沉降引起的内力重分布连续梁、连续刚构以及其他超静定结构的支座发生不均匀沉降时引起的内力重分布现象，该重分布的计算方法，以及在有限元法的软件中的处理方法。（6）温度效应计算结构在季节性均匀温度变化和日照性的非均匀温度变化时引起的变形和次内力的计算方法，采用等效荷载法的原理，单元等效荷载的计算方法，以及如何利用没有温度效应计算功能的软件计算温度效应。4、桥梁结构分析软件BSAS（教学版）介绍我校开发的桥梁结构分析系统BSAS（教学版）的基本组成部分、主要功能、适用情况以及安装和使用方法等。三、上机操作与要求1、上机操作内容（1）下载、安装软件；（2）启动软件，计算所配例题，熟悉软件的操作过程；（3）根据教师的要求，填写数据，计算一座桥梁结构。2、基本要求能够熟练地使用该软件，并且能够自己建立结构计算模型，进行单元划分和数据的准备，输入数据，并能根据出错信息检查、修正数据，直至计算完成并输出结果。为使用其它同类软件打下基础，也培养学生的实际操作能力，更好地掌握计算机这一有力工具。四、对学生能力培养的要求1、既要掌握基本原理和方法，又要学会使用软件，避免出现只会纸上谈兵或只会填数据按键盘而不其所以然的情况。这是本课程的主要目的。2、为培养学生的实际操作能力，本课程的理论教学部分和上机操作部分各占总学时的50%。3、对个别优秀学生可适当增加内容和计算的难度。五、本课程学时安排序号课程内容学时1234概述杆系有限元法基础有限元法在桥梁结构分析中的应用上机操作261018总学时36六、说明1、本课程要求安排在《结构力学》、《桥梁工程基础》和《混凝土桥》课程之后。2、教材及参考文献（1）《桥梁结构实用电算》，何雄君编著，科学出版社，1996年第1版；（2）《桥梁结构电算》，石洞等编著，同济大学出版社，1987年第1版。