《土木工程结构电算》根据《高 等学校土木工程本科指导性专业规范》编写,以突出 工程性与 应用性、扩大专业面、弱化行业规范为切入点,将重 点放在基本概念、基本原理、 基本方法的应用上,将理论知识与工程实例有机结合 起来,汲取较为先进成熟的 技术成果和典型工程实例,以使学生更好地适应“大 土木”专业课程的学习。
《土木工程结构电算》分为上、下两篇,上篇为 建筑结构电算,下篇为桥梁结构电算。上篇包 括第1~4章,其中第1章为建筑结构计算机辅助设计 ,第2章为建筑结构整体模 型创建,第3章为多层及高层建筑结构三维分析与设 计程序sATwE,第4章为钢 筋混凝土剪力墙设计算例;下篇包括第5~9章,其中 第5章为有限元计算分析原 理,第6章为桥梁有限元汁算模型,第7章为桥梁静力 计算分析,第8章为桥梁 动力计算分析,第9章为连续梁桥数值分析算例。
《土木工程结构电算》可作为土木工程专业本科 生的专业教材使用,也可以供土木工程结构有 限元计算分析初学者参考。

上篇 建筑结构电算
第1章 建筑结构计算机辅助设计
1.1 计算机辅助设计在土木工程中的应用
1.2 建筑结构计算机分析
1.2.1 结构计算分析基本原则
1.2.2 结构计算机分析模型
1.3 结构计算机分析软件介绍
1.3.1 PKPM程序简介
1.3.2 TBSA程序简介
1.3.3 广厦结构软件简介
1.3.4 ETABS软件简介
1.3.5 MIDAS程序简介
1.3.6 SAP2000程序简介
1.3.7 国内部分建筑结构计算软件比较
第2章 建筑结构整体模型创建
2.1 结构整体模型的建立步骤
2.2 电算实例工程概况
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 楼板设计及荷载计算
2.4.1 板的分类
2.4.2 板厚取值
2.4.3 楼板荷载
2.5 楼梯设计及荷载计算
2.5.1 楼梯梯段斜板估算
2.5.2 荷载计算
2.6 梁上线荷载计算
2.7 模型建立与荷载输入
2.7.1 结构标准层及荷载标准层
2.7.2 PMCAD工作界面
2.7.3 PKPM的坐标输入方式
2.7.4 PKPM常用快捷键
2.7.5 轴线输入
2.7.6 网格生成
2.7.7 楼层定义
2.7.8 选择/添加标准层
2.7.9 楼面荷载输入
2.7.10 设计参数
2.7.1l 楼层组装
2.7.12 保存、退出
2.8 平面荷载显示校核
2.9 画结构平面图
2.9.1 绘新图
2.9.2 计算参数
2.9.3 绘图参数
2.9.4 楼板计算
2.9.5 预制楼板
2.9.6 楼板钢筋
2.9.7 钢筋表
2.9.8 楼板剖面
第3章 多层及高层建筑结构三维分析与设计程序SATWE
3.1 SATwE基本功能和应用范围
3.1.1 SATWE基本功能
3.1.2 SATWE应用范围
3.2 参数的合理选取及数据准备
3.2.1 分析与设计参数补充定义(必须执行)
3.2.2 特殊构件定义
3.2.3 温度荷载定义
3.2.4 弹性支座/支座位移定义
3.2.5 特殊风荷载定义
3.2.6 多塔结构补充定义
3.2.7 用户指定O.2 V0调整系数
3.2.8 生成SATWE数据文件及数据检查(必须执行)
3.2.9 修改构件计算长度系数
3.2.10 水平风荷载查询/修改
3.2.11 查看数检报告文件(CHECK.0UT)
3.2.12 图形检查
3.3 结构分析与配筋计算
3.3.1 SATwE结构内力与配筋计算
3.3.2 PM次梁内力与配筋计算
3.4 分析结果图形和文本显示
3.4.1 图形文件输出
3.4.2 文本输出
3.5 计算结果合理性判断及设计调整
3.5.1 自振周期
3.5.2 振型曲线
3.5.3 剪重比
3.5.4 周期比
3.5.5 层间受剪承载力比
3.5.6 刚重比
3.5.7 位移比与层间位移角
3.5.8 刚度比
3.5.9 轴压比
3.5.10 参与振动质量比
第4章 钢筋混凝土剪力墙设计算例
4.1 工程设计资料
4.1.1 工程概况
4.1.2 设计资料
4.1.3 结构平面布置
4.1.4 荷载计算
4.1.5 楼梯构件截面估算和荷载计算
4.2 PMCAD建模
4.2.1 轴网布置
4.2.2 建立标准层
4.2.3 荷载输入
4.2.4 设计参数输人
4.2.5 楼层组装
4.2.6 退出
4.3 SATWE部分
4.3.1 分析与设计参数补充定义
4.3.2 生成SATwE数据文件及数据检查
4.3.3 结构内力、配筋
4.3.4 文本显示与分析结果图形
4.4 绘制施工图
4.4.1 绘制梁平法施工图
4.4.2 绘制剪力墙施工图
下篇 桥梁结构电算
第5章 有限元计算分析原理
5.1 有限元法
5.2 节点与单元
5.3 梁单元分析
5.3.1 不考虑剪切变形的梁单元
5.3.2 考虑剪切变形的梁单元
5.4 单元整体分析
5.4.1 坐标转换矩阵
5.4.2 整体坐标系下的平衡方程
5.5 荷载及边界条件的处理
5.5.1 等效节点荷载
5.5.2 边界条件
5.5.3 单元间铰接节点
5.6 方程的数值求解及结果分析
5.6.1 方程的数值求解
5.6.2 结果分析
5.7 有限元分析流程
5.8 有限元计算的误差
第6章 桥梁有限元计算模型
6.1 Midas软件介绍
6.2 常规桥梁计算内容与流程
6.3 桥梁结构有限元模型类型
6.3.1 计算模型类型
6.3.2 计算模型比较
6.4 梁单元的离散方法
6.4.1 结构的离散化原则
6.4.2 单元建立
6.4.3 单元划分实例
6.5 桥梁结构截面特性计算
6.5.1 截面特性的计算方法
6.5.2 组合截面
6.5.3 截面的有效分布宽度
6.5.4 Midas/civil截面特性的定义方法
6.6 桥梁结构常用材料
6.6.1 材料特性
6.6.2 定义材料特性的方法
6.7 桥梁结构边界条件模拟
6.7.1 一般支撑
6.7.2 一般弹性支撑
6.7.3 刚性连接
6.7.4 铰的模拟
6.7.5 梁式桥支座边界的模拟
6.8 定义组
第7章 桥梁静力计算分析
7.1.恒载效应
7.1.1 自重
7.1.2 二期恒载
7.2 活载效应
7.2.1 影响线
7.2.2 汽车荷载类型
7.2.3 汽车冲击系数
7.2.4 汽车离心力
7.2.5 荷载横向分布系数
7.2.6 活载内力计算
*7.3 混凝土徐变收缩效应
7.3.1 混凝土的徐变
7.3.2 混凝土的收缩
7.3.3 混凝土的徐变和收缩次内力
*7.4 预应力效应
7.4.1 预应力筋的特性值
7.4.2 预应力筋布置
7.4.3 预应力损失计算
7.4.4 预应力损失组合
7.4.5 预应力等效荷载计算
*7.5 温度效应
7.5.1 整体温度升降作用下的温度应力
7.5.2 日照温差作用下的温度自应力
*7.6 基础不均匀沉降效应
7.7 桥梁正常使用极限状态验算
7.7.1 桥梁正常使用极限状态设计荷载组合
7.7.2 桥梁正常使用极限状态验算
7.7.3 验算流程
7.8 桥梁承载能力极限状态验算
7.8.1 承载能力极限状态设计荷载组合
7.8.2 持久状况承载能力极限状态验算
7.8.3 验算流程
*第8章 桥梁动力计算分析
8.1 结构动力方程
8.1.1 动力方程的建立
8.1.2 质量矩阵
8.1.3 阻尼矩阵
8.2 结构的自振特性
8.3 特征值问题的数值解法
8.3.1 广义雅**法
8.3.2 逆迭代法
8.3.3 子空间迭代法
8.4 结构动力响应的求解
8.4.1 振型叠加法
8.4.2 逐步积分法
8.5 自振特性计算实例
8.5.1 Midas自振特性分析过程
8.5.2 简支梁桥计算实例
8.5.3 连续梁桥计算实例
8.5.4 拱桥计算实例
8.5.5 斜拉桥计算实例
第9章 连续梁桥数值分析算例
9.1 工程概况
9.1.1 结构设计参数
9.1.2 结构施工过程
9.1.3 结构验算依据
9.2 建立有限元模型
9.2.1 设定建模环境
9.2.2 定义材料和截面
9.2.3 输入Psc截面钢筋
9.2.4 建立结构模型及结构组群
9.2.5 定义边界条件及边界组群
9.2.6 定义荷载及荷载组群
9.2.7 定义并建立施工阶段
9.2.8 运行计算
9.2.9 PSC设计
9.3 计算结果
9.3.1 施工过程计算分析结果
9.3.2 活载效应计算分析结果
9.3.3 温度效应计算分析结果
9.3.4 不均匀沉降计算分析结果
9.3.5 荷载工况组合
9.4 结构验算
9.4.1 承载能力极限状态验算
9.4.2 正常使用极限状态验算
参考文献