橋梁結構電算教學大綱課程中文名稱：橋梁結構電算課程英文名稱：ComputercalculationofBridgestructure課程編號：K1152學分：1.5學時：24（其中，講課學時：0；實驗學時：24；實踐學時：0）先修課程：《結構力學》、《預應力混凝土結構》、《橋梁工程》適用專業(yè)：土木工程課程類別：專業(yè)方向拓展課程/選修使用教材：石志源.《橋梁結構電算》，人民交通出版社，2010年8月第2版開課單位：土木與建筑學院一、課程性質《橋梁結構電算》屬土木工程專業(yè)（道路與橋梁方向）選修的一門方向拓展課程。本課程的主要任務是使學生掌握橋梁結構分析的計算機方法的基本原理、主要特點、典型軟件的結構及實際操作使用的基本技能，為學生畢業(yè)設計和畢業(yè)后從事橋梁的設計和施工工作打下基礎，也為學生將來從事該類軟件的開發(fā)工作建立一些基本概念。二、課程目標課程總體目標：熟悉混凝土橋梁結構計算常規(guī)的計算軟件，掌握混凝土橋梁結構有限元的基本理論，能夠運用結構有限元軟件，能夠建立混凝土梁橋或者拱橋結構有限元計算模型，熟悉混凝土橋梁結構受力分析和PSC設計。課程目標及支撐的畢業(yè)要求具體如下：目標1：熟悉橋梁結構計算常規(guī)的計算軟件，掌握橋梁結構有限元的基本理論；目標2：能夠運用結構有限元軟件，能夠建立梁橋或者拱橋結構有限元計算模型；目標3：熟悉橋梁結構受力分析和PSC設計，并進行簡要的分析。課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系課程目標支撐畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標點支撐畢業(yè)要求指標點權重14.研究：具有相對廣博的自然科學基礎知識，以及本專業(yè)后續(xù)學習必須的數(shù)學、力學、計算科學等相關知識。能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結論。4.1具有相對廣博的自然科學基礎知識，以及本專業(yè)后續(xù)學習必須的數(shù)學、力學、計算科學等相關知識，掌握土木工程問題的科學研究方法和技能。無25.使用現(xiàn)代工具：具有較強的檢索、獲取和利用信息的能力以及職業(yè)再發(fā)展的學習能力。能夠針對復雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術工具，并對復雜工程問題進行合理預測與模擬，掌握各項工程數(shù)值及信息技術的優(yōu)勢與局限。5.1掌握本專業(yè)常用結構分析和設計軟件、繪圖軟件、相關辦公軟件及其它編程語言，并熟練用于土木工程的結構分析、設計及工程管理各個環(huán)節(jié)。無310.能夠獨立撰寫編制設計計算書、設計報告、標書等工程技術類文件。具備良好的溝通與交流能力，能夠與業(yè)界同行就各類技術問題展開有效的合作并能清晰準確的表達觀點。掌握至少一門外語知識，并能夠簡單交流、閱讀與翻譯；同時掌握本專業(yè)相關的外語基本知識。具有一定的國際視野和跨國文化環(huán)境下的交流、競爭與合作的初步能力。10.1能夠獨立撰寫編制土木工程項目設計計算書、設計報告、標書等工程技術類文件，具備良好的溝通與交流能力，能夠與業(yè)界同行就各類技術問題展開有效的合作并能清晰準確的表達觀點。無三、教學內容及要求第一章概述1.教學內容(1)橋梁結構分析的特點，結構內力和位移與施工方法的關系，與結構力學內容的相同和不同之處。(2)介紹橋梁結構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、直接剛度法推導單元剛度矩陣、非節(jié)點荷載的處理、總體剛度矩陣的組建、邊界條件的引入、以及單元內力求解等。2.重、難點(1)重點強調橋梁結構分析所特有的問題，如移動荷載、預加應力、混凝土收縮和徐變、支座沉降、溫度變化等等。(2)橋梁結構有限元法的基本原理和基本過程3.考核要點(1)橋梁結構的受力特點和橋梁作用的施加(2)桿系單元剛度建立、單元內力求解的步驟4.教學方法板書與上機結合第二章有限元法在橋梁結構分析中的應用1.教學內容(1)橋梁作用計算；橋梁作用效應組合；兩種極限狀態(tài)的驗算；橋梁數(shù)值分析軟件介紹(2)施工過程的模擬：如何按照實際的施工過程和結構逐步形成的順序，用軟件來逐階段模擬該過程，并且自動累加各階段計算結果。2.重、難點(1)橋梁移動荷載計算(2)內力與結構的形成過程關系。3.考核要點(1)橋梁各作用的計算方法4.教學方法板書與上機結合第三章橋梁結構分析軟件MIDAS1.教學內容(1)Midas功能簡介；Midas前處理；橋梁桿系模型的建立(2)Midas加載功能；影響線、恒載內力、活載內力計算(3)Midas后處理功能；荷載效應組合；結構強度驗算和正常使用性能驗算2.重、難點(1)橋梁桿系模型的構建(2)汽車荷載、預應力荷載、溫度荷荷載在軟件中的施加實現(xiàn)3.考核要點(1)橋梁桿系模型的建立步驟(2)各荷載施加方法4.教學方法板書與上機操作結合第五章橋梁案例分析1.教學內容(1)工程實例演示，包括梁式橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋的計算演示2.重、難點(1)實橋建模及分析3.考核要點(1)不同實橋建模方法(2)結果分析4.教學方法板書與上機結合四、學時分配及對課程目標的支撐章節(jié)教學內容支撐的課程目標學時分配講課實驗實踐一橋梁結構電算基本理論1、22二有限元法在橋梁結構分析中的應用方法1、24三基于MIDAS橋梁結構建模與分析1、210四橋梁案例計算與分析38合計24五、考核方式及成績評定標準1.課程考核方式：考核方式包括期末考試、平時及作業(yè)情況考查（其中包括筆記、大作業(yè)等）和實驗情況考查。期末考試采用上機操作及提交計算分析報告。2.課程成績評定標準考核形式課程成績構成及比例考核細則對應的課程目標1.課外作業(yè)100分，占10%課后完成多個上機算例，主要考核學生對每節(jié)課知識點的復習、理解和掌握程度，計算全部作業(yè)的平均成績再按10%計入總成績。1，2，32.課堂小練習100分，占20%以隨機的形式，在每章內容進行中或結束后，隨堂測試1-3題，主要考核學生課堂的聽課效果和課后及時復習消化本章知識的能力，最后按20%計入課程總成績。1，2，33.考試100分，占70%上機實例。建立三跨連續(xù)梁計算模型，按要求輸出各項計算結果，以建模計算分析報告成績的70%計入課程總成績。考核學生在橋梁結構電算基本知識與技能。1，2，3六、參考書目1、《橋梁結構電算》石志源，人民交通出版社，2010年8月第2版2、橋梁結構有限元分析，藺鵬臻,劉世忠著，北京，科學出版社，2008，第一版3、橋梁工程，范立礎主編，北京，人民交通出版社，2012，第二版七、教學參考資源本課程部分資料可在橋梁工程課程網(wǎng)站學習和瀏覽，網(wǎng)址為：HYPERLINK"0/G2S/Template