《土木工程結(jié)構(gòu)電算》根據(jù)《高 等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》編寫，以突出 工程性與 應(yīng)用性、擴(kuò)大專業(yè)面、弱化行業(yè)規(guī)范為切入點(diǎn)，將重 點(diǎn)放在基本概念、基本原理、 基本方法的應(yīng)用上，將理論知識(shí)與工程實(shí)例有機(jī)結(jié)合 起來(lái)，汲取較為先進(jìn)成熟的 技術(shù)成果和典型工程實(shí)例，以使學(xué)生更好地適應(yīng)“大 土木”專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。
《土木工程結(jié)構(gòu)電算》分為上、下兩篇，上篇為 建筑結(jié)構(gòu)電算，下篇為橋梁結(jié)構(gòu)電算。上篇包 括第1～4章，其中第1章為建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) ，第2章為建筑結(jié)構(gòu)整體模 型創(chuàng)建，第3章為多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三維分析與設(shè) 計(jì)程序sATwE，第4章為鋼 筋混凝土剪力墻設(shè)計(jì)算例；下篇包括第5～9章，其中 第5章為有限元計(jì)算分析原 理，第6章為橋梁有限元汁算模型，第7章為橋梁靜力 計(jì)算分析，第8章為橋梁 動(dòng)力計(jì)算分析，第9章為連續(xù)梁橋數(shù)值分析算例。
《土木工程結(jié)構(gòu)電算》可作為土木工程專業(yè)本科 生的專業(yè)教材使用，也可以供土木工程結(jié)構(gòu)有 限元計(jì)算分析初學(xué)者參考。
上篇 建筑結(jié)構(gòu)電算
第1章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
1.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在土木工程中的應(yīng)用
1.2 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)分析
1.2.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析基本原則
1.2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)分析模型
1.3 結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)分析軟件介紹
1.3.1 PKPM程序簡(jiǎn)介
1.3.2 TBSA程序簡(jiǎn)介
1.3.3 廣廈結(jié)構(gòu)軟件簡(jiǎn)介
1.3.4 ETABS軟件簡(jiǎn)介
1.3.5 MIDAS程序簡(jiǎn)介
1.3.6 SAP2000程序簡(jiǎn)介
1.3.7 國(guó)內(nèi)部分建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件比較
第2章 建筑結(jié)構(gòu)整體模型創(chuàng)建
2.1 結(jié)構(gòu)整體模型的建立步驟
2.2 電算實(shí)例工程概況
2.3 框架梁、柱截面尺寸初估
2.3.1 框架梁截面尺寸初估
2.3.2 框架柱截面尺寸初估
2.4 樓板設(shè)計(jì)及荷載計(jì)算
2.4.1 板的分類
2.4.2 板厚取值
2.4.3 樓板荷載
2.5 樓梯設(shè)計(jì)及荷載計(jì)算
2.5.1 樓梯梯段斜板估算
2.5.2 荷載計(jì)算
2.6 梁上線荷載計(jì)算
2.7 模型建立與荷載輸入
2.7.1 結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層及荷載標(biāo)準(zhǔn)層
2.7.2 PMCAD工作界面
2.7.3 PKPM的坐標(biāo)輸入方式
2.7.4 PKPM常用快捷鍵
2.7.5 軸線輸入
2.7.6 網(wǎng)格生成
2.7.7 樓層定義
2.7.8 選擇／添加標(biāo)準(zhǔn)層
2.7.9 樓面荷載輸入
2.7.10 設(shè)計(jì)參數(shù)
2.7.1l 樓層組裝
2.7.12 保存、退出
2.8 平面荷載顯示校核
2.9 畫結(jié)構(gòu)平面圖
2.9.1 繪新圖
2.9.2 計(jì)算參數(shù)
2.9.3 繪圖參數(shù)
2.9.4 樓板計(jì)算
2.9.5 預(yù)制樓板
2.9.6 樓板鋼筋
2.9.7 鋼筋表
2.9.8 樓板剖面
第3章 多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三維分析與設(shè)計(jì)程序SATWE
3.1 SATwE基本功能和應(yīng)用范圍
3.1.1 SATWE基本功能
3.1.2 SATWE應(yīng)用范圍
3.2 參數(shù)的合理選取及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
3.2.1 分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義(必須執(zhí)行)
3.2.2 特殊構(gòu)件定義
3.2.3 溫度荷載定義
3.2.4 彈性支座／支座位移定義
3.2.5 特殊風(fēng)荷載定義
3.2.6 多塔結(jié)構(gòu)補(bǔ)充定義
3.2.7 用戶指定O.2 V0調(diào)整系數(shù)
3.2.8 生成SATWE數(shù)據(jù)文件及數(shù)據(jù)檢查(必須執(zhí)行)
3.2.9 修改構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)
3.2.10 水平風(fēng)荷載查詢／修改
3.2.11 查看數(shù)檢報(bào)告文件(CHECK.0UT)
3.2.12 圖形檢查
3.3 結(jié)構(gòu)分析與配筋計(jì)算
3.3.1 SATwE結(jié)構(gòu)內(nèi)力與配筋計(jì)算
3.3.2 PM次梁內(nèi)力與配筋計(jì)算
3.4 分析結(jié)果圖形和文本顯示
3.4.1 圖形文件輸出
3.4.2 文本輸出
3.5 計(jì)算結(jié)果合理性判斷及設(shè)計(jì)調(diào)整
3.5.1 自振周期
3.5.2 振型曲線
3.5.3 剪重比
3.5.4 周期比
3.5.5 層間受剪承載力比
3.5.6 剛重比
3.5.7 位移比與層間位移角
3.5.8 剛度比
3.5.9 軸壓比
3.5.10 參與振動(dòng)質(zhì)量比
第4章 鋼筋混凝土剪力墻設(shè)計(jì)算例
4.1 工程設(shè)計(jì)資料
4.1.1 工程概況
4.1.2 設(shè)計(jì)資料
4.1.3 結(jié)構(gòu)平面布置
4.1.4 荷載計(jì)算
4.1.5 樓梯構(gòu)件截面估算和荷載計(jì)算
4.2 PMCAD建模
4.2.1 軸網(wǎng)布置
4.2.2 建立標(biāo)準(zhǔn)層
4.2.3 荷載輸入
4.2.4 設(shè)計(jì)參數(shù)輸人
4.2.5 樓層組裝
4.2.6 退出
4.3 SATWE部分
4.3.1 分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義
4.3.2 生成SATwE數(shù)據(jù)文件及數(shù)據(jù)檢查
4.3.3 結(jié)構(gòu)內(nèi)力、配筋
4.3.4 文本顯示與分析結(jié)果圖形
4.4 繪制施工圖
4.4.1 繪制梁平法施工圖
4.4.2 繪制剪力墻施工圖
下篇 橋梁結(jié)構(gòu)電算
第5章 有限元計(jì)算分析原理
5.1 有限元法
5.2 節(jié)點(diǎn)與單元
5.3 梁?jiǎn)卧治?br />
5.3.1 不考慮剪切變形的梁?jiǎn)卧?br />
5.3.2 考慮剪切變形的梁?jiǎn)卧?br />
5.4 單元整體分析
5.4.1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣
5.4.2 整體坐標(biāo)系下的平衡方程
5.5 荷載及邊界條件的處理
5.5.1 等效節(jié)點(diǎn)荷載
5.5.2 邊界條件
5.5.3 單元間鉸接節(jié)點(diǎn)
5.6 方程的數(shù)值求解及結(jié)果分析
5.6.1 方程的數(shù)值求解
5.6.2 結(jié)果分析
5.7 有限元分析流程
5.8 有限元計(jì)算的誤差
第6章 橋梁有限元計(jì)算模型
6.1 Midas軟件介紹
6.2 常規(guī)橋梁計(jì)算內(nèi)容與流程
6.3 橋梁結(jié)構(gòu)有限元模型類型
6.3.1 計(jì)算模型類型
6.3.2 計(jì)算模型比較
6.4 梁?jiǎn)卧碾x散方法
6.4.1 結(jié)構(gòu)的離散化原則
6.4.2 單元建立
6.4.3 單元?jiǎng)澐謱?shí)例
6.5 橋梁結(jié)構(gòu)截面特性計(jì)算
6.5.1 截面特性的計(jì)算方法
6.5.2 組合截面
6.5.3 截面的有效分布寬度
6.5.4 Midas／civil截面特性的定義方法
6.6 橋梁結(jié)構(gòu)常用材料
6.6.1 材料特性
6.6.2 定義材料特性的方法
6.7 橋梁結(jié)構(gòu)邊界條件模擬
6.7.1 一般支撐
6.7.2 一般彈性支撐
6.7.3 剛性連接
6.7.4 鉸的模擬
6.7.5 梁式橋支座邊界的模擬
6.8 定義組
第7章 橋梁靜力計(jì)算分析
7.1.恒載效應(yīng)
7.1.1 自重
7.1.2 二期恒載
7.2 活載效應(yīng)
7.2.1 影響線
7.2.2 汽車荷載類型
7.2.3 汽車沖擊系數(shù)
7.2.4 汽車離心力
7.2.5 荷載橫向分布系數(shù)
7.2.6 活載內(nèi)力計(jì)算
*7.3 混凝土徐變收縮效應(yīng)
7.3.1 混凝土的徐變
7.3.2 混凝土的收縮
7.3.3 混凝土的徐變和收縮次內(nèi)力
*7.4 預(yù)應(yīng)力效應(yīng)
7.4.1 預(yù)應(yīng)力筋的特性值
7.4.2 預(yù)應(yīng)力筋布置
7.4.3 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算
7.4.4 預(yù)應(yīng)力損失組合
7.4.5 預(yù)應(yīng)力等效荷載計(jì)算
*7.5 溫度效應(yīng)
7.5.1 整體溫度升降作用下的溫度應(yīng)力
7.5.2 日照溫差作用下的溫度自應(yīng)力
*7.6 基礎(chǔ)不均勻沉降效應(yīng)
7.7 橋梁正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算
7.7.1 橋梁正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)荷載組合
7.7.2 橋梁正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算
7.7.3 驗(yàn)算流程
7.8 橋梁承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算
7.8.1 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)荷載組合
7.8.2 持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算
7.8.3 驗(yàn)算流程
*第8章 橋梁動(dòng)力計(jì)算分析
8.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力方程
8.1.1 動(dòng)力方程的建立
8.1.2 質(zhì)量矩陣
8.1.3 阻尼矩陣
8.2 結(jié)構(gòu)的自振特性
8.3 特征值問(wèn)題的數(shù)值解法
8.3.1 廣義雅可比法
8.3.2 逆迭代法
8.3.3 子空間迭代法
8.4 結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的求解
8.4.1 振型疊加法
8.4.2 逐步積分法
8.5 自振特性計(jì)算實(shí)例
8.5.1 Midas自振特性分析過(guò)程
8.5.2 簡(jiǎn)支梁橋計(jì)算實(shí)例
8.5.3 連續(xù)梁橋計(jì)算實(shí)例
8.5.4 拱橋計(jì)算實(shí)例
8.5.5 斜拉橋計(jì)算實(shí)例
第9章 連續(xù)梁橋數(shù)值分析算例
9.1 工程概況
9.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)
9.1.2 結(jié)構(gòu)施工過(guò)程
9.1.3 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算依據(jù)
9.2 建立有限元模型
9.2.1 設(shè)定建模環(huán)境
9.2.2 定義材料和截面
9.2.3 輸入Psc截面鋼筋
9.2.4 建立結(jié)構(gòu)模型及結(jié)構(gòu)組群
9.2.5 定義邊界條件及邊界組群
9.2.6 定義荷載及荷載組群
9.2.7 定義并建立施工階段
9.2.8 運(yùn)行計(jì)算
9.2.9 PSC設(shè)計(jì)
9.3 計(jì)算結(jié)果
9.3.1 施工過(guò)程計(jì)算分析結(jié)果
9.3.2 活載效應(yīng)計(jì)算分析結(jié)果
9.3.3 溫度效應(yīng)計(jì)算分析結(jié)果
9.3.4 不均勻沉降計(jì)算分析結(jié)果
9.3.5 荷載工況組合
9.4 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算
9.4.1 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算
9.4.2 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算
參考文獻(xiàn)
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