1 概述

1.1 背景介绍

1.2 计算机的发展历史

1.3 软件的发展历史

1.4 软件工程概述

1.4.1 需求分析

1.4.2 软件系统设计

1.4.3 软件文档

1.4.4 软件开发

1.4.5 集成与测试

1.4.6 升级与维护

1.4.7 软件危机

1.5 结构工程计算理论的发展

1.6 土木工程应用软件的发展

1.7 应用软件简介

1.7.1 通用有限元软件

1.7.2 工程专业软件

1.8 展望

2 数值分析与有限元

2.1 有限元简介

2.2 有限元的基本过程

2.2.1 基本分析过程

2.2.2 基本推导过程

2.3 基本单元类型

2.3.1 单元特性

2.3.2 单元类型

2.4 网格划分

2.5 单元分析

2.6 数值计算过程

2.6.1 线性代数方程组的求解

2.6.2 线性代数方程组的性态

2.6.3 非线性方程组的求解方法

2.6.4 迭代收敛准则

3 工程中的一维单元

3.1 概述

3.2 平面梁单元

3.2.1 单元刚度矩阵

3.2.2 刚度矩阵的坐标变换

3.3 线性空间梁单元

3.3.1 单元刚度矩阵

3.3.2 刚度矩阵的显式形式

3.3.3 刚度矩阵的坐标变换

3.4 非线性空间梁单元

3.4.1 几何非线性梁单元

3.4.2 材料非线性梁单元

3.5 半解析非线性索单元

3.5.1 单索的解析表达式

3.5.2 半解析索单元的刚度矩阵

4 工程中的二维单元

4.1 概述

4.2 矩形平面薄板单元

4.2.1 薄板基本原理

4.2.2 薄板弯曲的基本方程

4.2.3 位移模式

4.2.4 刚度矩阵

4.2.5 等效节点力

4.3 壳体弯曲问题

4.4 膜单元

4.4.1 单元概述

4.4.2 位移函数

4.4.3 几何条件和物理条件

4.4.4 基本方程及单元刚度矩阵

4.4.5 整体坐标系中的有限元方程

4.4.6 应力矩阵

5 工程中的三维单元

5.1 概述

5.2 单元坐标系

5.3 四面体单元的体积坐标

5.4 四面体单元变换矩阵

5.5 四面体单元的线性插值函数

5.6 四面体单元的单刚矩阵

6 BIM技术与应用

6.1 概述

6.2 工程数据库与CAD

6.3 面向对象与工程数据库

6.3.1 面向对象技术简介

6.3.2 面向对象数据库

6.4 BIM数据简介

6.5 BIM软件简介

6.6 基于Revit的二次开发

6.6.1 开发环境介绍

6.6.2 Revit二次开发

6.7 小结

7 多层混凝土结构工程的软件应用

7.1 设计概述

7.1.1 建筑方案设计

7.1.2 结构方案设计

7.1.3 结构详细设计

7.2 设计准则

7.3 结构体系概述

7.4 软件工具介绍

7.5 单元类型

7.5.1 梁单元

7.5.2 板壳单元

7.6 工程介绍

7.6.1 模型基本信息

7.6.2 荷载分析

7.7 软件操作过程

7.7.1 设定操作环境及定义材料和截面

7.7.2 利用建模助手建立框架

7.7.3 建立框架柱及剪力墙

7.7.4 生成层数据

7.7.5 定义边界条件

7.7.6 输入楼面荷载

7.7.7 输入风荷载

7.7.8 输入反应谱分析数据

7.7.9 定义结构类型

7.7.1 0定义质量

7.7.1 1运行分析

7.7.1 2荷载组合

7.7.1 3查看结果

7.7.1 4配筋设计

7.8 小结

8 多层钢结构工程的软件应用

8.1 概述

8.2 软件应用

8.2.1 SAP2000简介

8.2.2 建立模型

8.2.3 定义荷载

8.2.4 运行分析与计算结果

8.2.5 设计校核

8.3 小结

9 高层建筑结构的软件应用

9.1 概述

9.2 结构类型与布置

9.3 计算结果分析

9.3.1 一般性验算

9.3.2 规则性验算

9.3.3 整体抗倾覆验算

9.3.4 结构整体稳定验算

9.3.5 结构抗震验算

9.3.6 楼层抗剪承载力验算

9.3.7 风振舒适度验算

9.3.8 内外力平衡验算

9.4 小结

10 大跨空间结构的软件应用

10.1 概述

10.2 结构失稳类型

10.3 失稳（屈曲）分析方法

10.3.1 特征值屈曲分析——buckle分析

10.3.2 非线性屈曲分析——Riks分析

10.3.3 考虑结构初始缺陷的Riks分析方法

10.3.4 ABAQUS中的稳定性分析方法

10.4 稳定性分析算例1

10.4.1 球面网壳结构简介

10.4.2 特征值屈曲分析

10.4.3 非线性屈曲分析

10.5 稳定性分析算例2

10.5.1 球面网壳结构简介

10.5.2 特征值屈曲分析

10.5.3 非线性屈曲分析

10.6 小结

11 高等结构分析专题

11.1 概述

11.2 静力弹塑性分析

11.2.1 概述

11.2.2 软件应用

11.2.3 小结

11.3 动力弹塑性分析

11.3.1 概述

11.3.2 软件应用

11.3.3 小结

12 课程教学与思考

12.1 概述

12.2 课程目标

12.3 教学方法与措施

12.4 教学大纲探讨

12.5 展望

参考文献2100433B

本书是基于本科课程教材《土木工程应用软件》为基础的计算机应用指导书。从计算机的基本原理，到软件编程的基本思路，在介绍土木工程问题的计算机模型分析方法，最后结合具体的软件来实现土木工程中常见工程问题的软件应用，从原理-专业-建模方法-软件操作，系统性地以一条主线完成本书的编写。针对典型工程问题，分类进行原理性介绍，力学模型的建立，软件的操作，以及工程适用性等。可以针对高年级的本科生，也对工作一线的结构工程师具有一定的指导和参考价值。本书的创新是建立了从基础理论和专业知识到工程实践的桥梁和纽带，工程算例的选择，不再局限于为软件操作服务，而是为解决工程问题服务，更具有实践价值和指导意义。

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《工程应用软件开发技术》在讲义的基础上整理而成。内容经过反复推敲，具有如下特点：（1）从工程应用软件开发的角度来组织和整理计算机知识。应用软件开发除了行业知识外，涉及大量计算机知识，如软件工程、数据结构、计算机语言和数据库技术等，它们的每一方面都是计算机类学生知识体系结构上的一环，有对应的课程和教材，但非计算机专业学生没有足够的时间、精力逐一学习。《工程应用软件开发技术》从实用的角度出发，精选了工程应用软件开发必备的各门知识的基础，只求“够用”，不求“精深”、“全面”，但并非这些课程的“缩写版”。

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