桥梁博士概述
《桥梁博士教程》课件
桥梁结构类型
梁式桥
以受弯为主的主梁作为主要承 重构件的桥梁，通过在墩台上
设置支座来支撑主梁。
拱式桥
以拱结构作为主要承重构件的 桥梁，通过拱上建筑的推力来 平衡拱的向外推力。
悬索桥
以悬索为主要承重构件的桥梁 ，通过吊索将主缆索吊起，再 通过主缆索将荷载传递到锚碇 。
斜拉桥
以斜拉索为主要承重构件的桥 梁，通过斜拉索将主梁吊起， 再通过主梁将荷载传递到桥墩
标准化
为了提高桥梁博士技术的可靠性和 安全性，未来将制定更加严格的行 业标准和规范，推动技术的标准化 发展。
新材料与新工艺的应用
新材料
采用高强度、轻质、耐腐蚀等性 能优异的新材料，提高桥梁结构 的强度和耐久性。
新工艺
采用新型的施工工艺和技术，如 3D打印、预制桥梁段拼装等，提 高施工效率和工程质量。
03
04
软件安装与配置
介绍如何安装和配置桥梁博士 软件，确保软件正常运行。
模型建立
根据实际工程案例，建立相应 的桥梁模型，包括桥墩、桥跨
、桥面等部分。
参数设置
根据实际工程需求，设置相应 的参数，如材料属性、载荷条
件等。
模拟分析
进行模拟分析，获取桥梁在不 同工况下的响应数据。
结果评估与优化方案
结果评估
在导入数据时，如果遇到无法读取或格式 不正确的问题，可以检查数据格式是否符 合软件要求，并确保数据文件完整无损。
桥梁博士简介
◆可以按照用户的要求对各种构件和预应力钢束进 行承载能力极限状态和正常使用极限状态及施工阶 段的配筋计算或应力和强度验算，并根据规范限值 判断是否满足规范。
2)斜、弯和异型桥梁 ◆采用平面梁格系分析各种平面斜、弯和异型结构 桥梁的恒载与活载的结构响应。 ◆系统考虑了任意方向的结构边界条件，自动进行 影响面加载，并考虑了多车道线的活载布置情况，用 于计算立交桥梁岔道口等处复杂的活载效应； ◆最终可根据用户的要求，对结构进行配筋或各种 验算。
2)数据窗口 ◆鼠标右击，弹出菜单切换输入
数据类型
4.系统的基本约定名称
单位
1)单位约定
结构坐标与长度 m
系统的基本单 力
KN
位设定见右表： 矩
KN-m
பைடு நூலகம்
应力
Mpa（基础计算为Kpa）
线位移
m
角位移
弧度
角度
度
面积
m*m
截面几何信息
mm
裂缝宽度
mm
2)坐标系 (1)平面杆系 ◆总体坐标系：系统默认的坐标系，节点坐标、 节点位移以及反力均按总体坐标系输出。 X：水平向右为正 Y：垂直X轴向上为正 ◆单元局部坐标系：单元内力和应力均按单元局 部坐标系输出。 X：沿构件的纵轴线方向, 以左节点到右节点方 向为正 Y：垂直X轴向上为正
3)基础计算 ◆整体基础：进行整体基础的基底应力验算，基 础沉降计算及基础稳定性验算； ◆单桩承载力：计算地面以下各深度处单桩容许 承载力。 ◆刚性基础：计算刚性基础的变位及基础底面和 侧面土应力。 ◆弹性基础：计算弹性基础（m法）的变形，内 力及基底和侧面土应力；对于多排桩基础可分析 各桩的受力特征。
桥博-第二讲
有效长度
• 对于受压构件，在此输入单元的有效长度lo，用于计 算偏心受压构件的偏心距增大系数或轴心受压构件 的稳定系数。参见《公桥规》（2004）第5.3项。
自重系数
• 在计算单元自重时程序根据单元体积和材料的容 重再乘以该自重调整系数，得出计算用的单元自 重。 系统默认的材料容重为：混凝土25KN/m3，钢材 78.5KN/m3。 用户可以根据混凝土结构的配筋率适当调整此系 数。如果单元由 1立方米30#混凝土组成，其自重 系数为2，则单元总重＝25 x 1 x 2＝50 KN。
桥梁博士简介
博士系统一个集可视化数据处理、数据库管理、 结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计 与施工计算系统。其基本功能： （1）直线桥：能够计算钢筋混凝土、预应力混凝土、 组合梁以及钢结构的各种结构体系的恒载与活载的各 种线性与非线性结构响应 （2）斜、弯和异型桥梁 ：采用平面梁格系分析各种 平面斜、弯和异型结构桥梁的恒载与活载的结构响应
有限元解的精确分析
有限元法的解只是一种逼近原结构真实解的近似解答，
解的精确性主要取决于以下方面：
(1) 有限元模型能否正确反映原结构的真实状态。
(a) 有限元模型是多单元组成的离散结构，其各单元 之间仅通过结点连接，因此，内力从一单元向另一单
元的传递也自然通过结点来进行。这种结点连接、结
点传力的假设对于杆系结构来说，是复合杆件连接与 传力的实际情况。故有限元法应用于分析杆系结构，
桥梁博士铁路规范部分详解
桥梁博士 3.x
压 规 应 范 第 力 验
条 算
拉 规 应 范 力 第 验
条 算
剪 规 应 范 力 第 验
条 算
主 压 规 范 应 第 力 验
条
第 主 条 第 款 、
6.3.9 2
拉 应 力 验 算
Tips
组合1（主）和组合2 （主＋附）的验算内相同
6.3.10
6.3.11
6.3.11
上海同豪土木工程咨询有限公司
收缩徐变
2005年的铁路桥规的收缩徐变模式还是采用CEB-FIP1978规范中 图表和表格的表达方式，如 下式，桥博亦根据规范规定拟和的公式进行计算：
t, a 0.4d t f [ f t f ]
a ( ) 0.81
6.3.15
6.3.12
算
预应力混凝土构件运营（正常使用）阶段验算
运营荷载下抗裂性验算 规范依据：第6.3.9条第1款 组合：组合1（主）、组合2（主＋附）下的最大拉应力
桥梁博士 3.x
规范中有下面两个式子：
k f c f ct
桥博中输出的值＝
k f c f ct
桥梁博士 3.x
铁路桥梁规范的一个特点是还在使用安全系数K的概念。桥梁博士中能够自动考虑这个系 数。（规范表6.1.5) 1、主力组合的安全系数始终是2.0，主＋附的安全系数始终是1.8。 2、在抗裂性验算中，主力组合和主＋附组合的安全系数均为1.2。
桥梁博士简介
v
3.1
• 支持材料
规范规定的标准材料； 自定义材料库(NEW！)
上海同豪土木工程咨询有限公司
2007年11月1日22：51
2、桥梁博士V3.1简介
• 主程序：
平面杆系理论 空间梁格理论 直线梁桥 斜弯梁桥
•
辅助设计程序：
斜截面抗剪（NEW！） 截面特征、组合内力、截面钢筋、截面验算； 杠杆法、（修正）刚性横梁法、刚(铰)接板梁法；
wk.baidu.com
V3.x版本升级（2004.10月至2006年5月）
编制代码→内部测试→ 测试版β1版→测试版β2版 → 桥博V3.0正式版→ 桥博V3.1 正式版。
2、桥梁博士v3.1简介
• 支持规范、荷载：
桥 梁 博 士
公路85 规范：汽车荷载、挂车荷载；
公路04规范：汽车荷载（公路Ⅰ级、Ⅱ级）(NEW！)； 城市桥梁规范：汽车荷载（城-A级、城-B级）； 铁路规范：中-活载、轻轨活载、ZK活载。
抗剪设计 截面设计 横向分布
基础计算
整体基础基底计算、单桩容许承载力、刚性基础计 算、单(多)排弹性基础计算。
杜世界
内容纲要
• • • • • 1.桥梁博士发展历程 2.桥梁博士V3.1简介 3.桥梁博士V3.1应用 4.桥梁博士新功能总结 5.结语
1、桥梁博士发展历程
桥梁博士-基础版V1.0用户手册
桥梁博士-基础版 V1.0
用户使用手册
上海同豪土木工程咨询有限公司
2009年2月
目录
第 1 章基本介绍 (1)
1.1功能概述 (1)
1.2运行环境 (2)
1.3编制依据 (2)
1.4基本操作 (3)
1.5系统基本约定 (5)
第 2 章矩形扩大基础输入和输出 (6)
2.1基本参数 (6)
2.2荷载参数 (7)
2.3地质参数 (10)
2.4水文参数 (11)
2.5结构参数 (13)
2.6矩形扩大基础结果输出 (14)
第 3 章U形扩大基础输入和输出 (16)
3.1U形扩大基础参数输入.........................................................................................错误！未定义书签。
3.2基本参数 (16)
3.3荷载参数 (17)
3.4地质参数 (17)
3.5水文参数 (17)
3.6结构参数 (17)
3.7U形扩大基础结果输出 (18)
第 4 章承台桩基础参数输入 (19)
4.1基本参数..................................................................................................................错误！未定义书签。
4.2荷载参数..................................................................................................................错误！未定义书签。
桥梁博士课程设计
桥梁博士课程设计
本课程旨在培养学生在桥梁工程领域的卓越技能和知识，包括设计、建造、维护和评估桥梁结构的能力。课程内容主要包括以下几个方面：
1. 桥梁结构设计原理和方法：介绍桥梁结构设计的基本原理和方法，包括荷载分析、结构材料、桥梁类型和桥梁设计规范等。
2. 桥梁建造和施工技术：介绍桥梁建造和施工的关键技术，包括预制桥梁、悬索桥、斜拉桥等，以及桥梁建造的安全和质量控制。
3. 桥梁维护和修复技术：介绍桥梁维护和修复的方法和技术，包括桥梁检测、评估和监测，以及桥梁加固和修复的方案和技术。
4. 桥梁结构分析和优化：介绍桥梁结构分析和优化的方法，包括有限元分析、参数优化和结构优化等。
5. 实践和案例分析：通过实践和案例分析，让学生了解桥梁工程实际应用的情况，培养学生解决实际问题的能力。
课程将采用多种教学方法，包括课堂讲解、案例分析、实验实践和课外调研等，旨在培养学生综合运用理论知识和实践技能的能力，为其未来的职业发展打下坚实的基础。
- 1 -
桥梁博士讲稿课件
建立桥梁档案管理系统，记录桥梁的建设、检测 、评估、维修和加固等信息，为管理和决策提供 依据。
05
案例分析：某大型桥梁设 计施工及管理
项目背景及基本情况介绍
01
02
某大型桥梁所在地区的基本情 况
项目的目的和意义
03
04
项目的历史和现状
项目的基本组成和参建单位
桥梁设计方案及施工技术分析
桥梁的结构类型和 特点
桥梁施工安全及环境保护
安全措施
采取一系列安全措施，包括施工 现场安全防护、安全操作规程的 制定和执行、应急预案等，确保 施工安全。
环境保护
采取一系列环境保护措施，包括 减少噪音污染、减少尘土污染、 废水处理、废弃物处理等，确保 施工对环境的影响最小化。
04
桥梁维护与管理
桥梁检测与评估
01
02
03
03
桥梁施工技术
桥梁施工方法及流程
支架施工法
包括落地支架、拱架施工和悬吊 支架等方法，施工流程包括场地 准备、支架安装、模板安装、钢 筋绑扎、混凝土浇筑、养护等步
骤。
预制安装法
将桥梁构件预制后运输到现场进 行安装，包括整孔吊装、分段吊
装、顶推法等施工方法。
转体施工法
利用地形在两岸或水上进行预制 ，然后旋转就位，包括竖转法和
桥梁博士讲稿课 件
建筑桥梁博士学习
项目菜单中的命令 是有关项目的创 建、打开、复制、 关闭、查看、执 行和停止执行等 操作，而数据菜 单则是对当前打 开的项目的有关 数据进行输入、 输出等操作；第 一次使用时选择 项目中的创建命 令来建立一个新 的项目，
4-2-2：输入原始数据
3.桥博计算基本步骤：
a.建立模型：节点建立、单元建立、截面、材料等。
b.边界条件：固结、铰结、弹性连接等。 c.荷载：自重、二期恒载、温度荷载、活载等。 d.施工阶段划分： e.运行分析：查看内力、应力、变形；验算
（极限承载状态、正常使用状态）。
4.桥博的基本操作： 4-1.桥博基本规定： 单位制：所有单位都为系统默认单位；单位
★ 结构计算总体控制信息 ★ 结构的单元特征信息 ★ 结构配置的预应力钢束信息 ★ 结构的施工过程信息及边界条件 ★ 结构运营期间可能承受的荷载信息
4-2-2：输入原始数据：总体控制信息
使用数据菜 单的输入项 目原始数据 命令（或F4 功能键）， 系统将打开 如图所示的 输入窗口， 按下图添好 数据。
4-2-2：输入原始数据：单元特性信息
使用数据菜单的输 入单元特性信息 （或在输入窗口中 使用鼠标右键弹出 右菜单切换到单元 信息输入），系统 将打开如下图所示 的输入窗口，按下 图添好数Leabharlann Baidu。
桥梁博士意外的文件格式
桥梁博士意外的文件格式
1. 引言
在当今数字化时代，文件格式对于信息交流和存储起着至关重要的作用。不同的文件格式适用于不同的领域和用途，如文档处理、图像编辑、音频视频播放等。然而，在我们使用文件格式进行工作和娱乐的同时，我们很少去思考这些文件格式背后的故事。
本文将探讨一个虚构的故事情节——桥梁博士意外的文件格式，并深入研究这个神秘文件格式的来龙去脉、特点以及可能带来的影响。
2. 桥梁博士与神秘文件格式
故事开始于一位名叫桥梁博士（Dr. Bridge）的计算机科学家。他是一位热衷于
研究新型文件格式和数据压缩算法的专家。在他长期从事研究并取得巨大成果后，他偶然发现了一种神秘而未知的文件格式。
这种未知的文件格式具有非凡之处，它能够以惊人的压缩率存储数据，并且在解压缩后保持高质量和完整性。桥梁博士深感这个文件格式的独特价值，并决定将其带到世界上最重要的学术会议上展示给其他专家。
然而，就在展示之前，桥梁博士发生了一场意外。他的实验室被一场突如其来的火灾摧毁，所有记录这个神秘文件格式的数据都被毁坏了。桥梁博士本人也在火灾中不幸丧生。
3. 研究者们的努力
尽管桥梁博士已经离世，但他发现的神秘文件格式引起了其他研究者们的极大兴趣。他们深入研究桥梁博士留下来的代码和文档，试图重建这个失落的文件格式。
经过多年努力，终于有一位名叫莉莉（Lily）的年轻研究者取得了突破。她发现了一个关键部分——该文件格式使用了一种前所未见的数据压缩算法。该算法结合了传统算法和人工智能技术，能够更好地压缩和解压缩各种类型的数据。
桥梁博士基础版V1.0用户手册
桥梁博士-基础版 V1.0
用户使用手册
上海同豪土木工程咨询有限公司
2009年2月
目录
第 1 章基本介绍 ................................................................ 错误！未定义书签。
1.1功能概述 ..................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.2运行环境 ..................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.3编制依据 ..................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.4基本操作 ..................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.5系统基本约定 ............................................................................................. 错误！未定义书签。第 2 章矩形扩大基础输入和输出 ...................................... 错误！未定义书签。
第1章 桥梁博士系统的基本介绍
第1章桥梁博士系统的基本介绍（2学时）【主要讲授内容及时间分配】
1.1 系统概况（10分钟）
1.2 系统功能（15分钟）
1.3 系统的基本操作（20分钟）
1.4 系统的基本约定（20分钟）
1.5 系统项目的管理和操作（25分钟）
【重点与难点】
1、重点：
系统的基本操作、系统的基本约定、系统项目的管理和操作。
2、难点：
系统项目的管理和操作。
【教学要求】
1、了解系统概况和功能；
2、掌握系统的基本操作、系统的基本约定、系统项目的管理和操作；【实施方法】
课堂讲授，配合课堂操作演示
第1章桥梁博士系统的基本介绍
第一节系统概况
Dr.Bridge系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行，密切结合桥梁设计规范，充分利用现代计算机技术，符合设计人员的习惯。对结构的计算充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况。计算更精确；同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作，提高了用户的工作效率。
(1) 历史概述
该系统自1995年投向市场以来设计计算了钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁、刚构、连续拱、桁架梁、斜拉桥等多种桥梁。在设计过程中充分发挥了程序实用性强、可操作性好、自动化程度较高等特点，对于提高桥梁设计能力起到了很好的作用。在设计应用过程中，通过实践校核及与其它软件的比较，桥梁博士进行了完善和扩充，进一步得到了稳定。
(2) 改版介绍
按照《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60-2004和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTG D62-2004进行补充修改。
桥梁博士系统---直线桥设计计算输入
• 生成调索信息：对进行“全桥结构安全验算”的含有拉 索单元的结构选择此命令，可使程序在计算时生成调索 信息，便于进行调索工作。
• 桥面为竖直单元：选择此命令，将使桥面单元的左右截 面为竖直截面。
由用户选择单元的施工方式。在《公桥规》（2004）中， 现浇构件和预制、拼装构件的计算是有区别的。
是否桥面单元：当前单元是否桥面单元。用于确定施工
阶段的移动荷载（坐标荷载）作用位置和使用阶段影响线 计算时单位荷载作用点位置，以及判断剪力影响线的突变 位置。如果计算活载时计入非线性效应则也将据此确定活 载的作用位置。简单的说，程序就是据此确定活荷载作用 在哪些单元上。
效应方向
轴 力：使单元受压为正，受拉为负 剪 力：由单元底缘向顶缘方向为正，反之为负 弯 矩：使单元底缘受拉为正，上缘受拉为负（平面） 位 移：与总体坐标系一致为正，反之为负 正应力（法向应力）：压应力为正，拉应力为负； 剪应力：由截面底缘向顶缘方向为正，反之为负； 主应力：正表示压，负表示拉； 强 度：受弯构件的强度为MR，单位kN•m，其它构件强度为NR； 结构支承反力：与总体坐标系一致为正，反之为负；
形成刚臂时决定节点位置的单元号：
• 当多个单元共用一个节点号，且其节点位置不重合时，形 成刚臂。此时，程序有一套默认的确定节点位置的规则。
建筑桥梁博士学习
项目菜单中的命令 是有关项目的创 建、打开、复制、 关闭、查看、执 行和停止执行等 操作，而数据菜 单则是对当前打 开的项目的有关 数据进行输入、 输出等操作；第 一次使用时选择 项目中的创建命 令来建立一个新 的项目，
4-2-2：输入原始数据
输入使用阶段信息，使用项目菜单 中的输入使用阶段信息命令（或使 用鼠标右键弹出右菜单切换），系 统将打开一个如图所示的对话框：
4-2-2：输入原始数据：使用阶段信息
使用阶段结构的计算模型采用最后一 次施工阶段的结构，需要输入活荷载 信息，用鼠标单击活荷载按钮，弹出 如图所示对话筐，输入信息，选择确 定，系统回到使用阶段描述对话框。
4-2-2：输入原始数据：单元特性信息
使用数据菜单的输 入单元特性信息 （或在输入窗口中 使用鼠标右键弹出 右菜单切换到单元 信息输入），系统 将打开如下图所示 的输入窗口，按下 图添好数据。
4-2-2：输入原始数据：单元特性信息 单元截面信息
4-2-2：输入原始数据：预应力钢筋信息 使用数据菜单中的预应力钢束信息命令
※项目计算结束后，可以使用数据菜单中 的各条输出命令，来查看当前项目的各种计算 结果信息。
5：总结
5-1：利用桥梁博士进行设计计算一般需 要经过： ※构件单元划分、施工分析、荷载分析 ※建立工程项目，输入总体信息、单元信 息、钢束信息、施工阶段信息、使用阶段 信息以及输入优化阶段信息（索结构）， 进行项目计算，输出计算结果等几个步骤。
桥梁博士高校版申请-概述说明以及解释
桥梁博士高校版申请-概述说明以及解释
1.引言
1.1 概述
在这个部分，你可以简要介绍桥梁博士高校版是什么，它的背景和意义，以及为什么值得读者关注。你可以提及桥梁博士高校版是一个为在校博士生提供的全新机会，旨在帮助他们更好地参与学术交流和合作。同时，也可以强调桥梁博士高校版对于提升博士生的学术水平和拓展其国际视野的重要性。最后，可以鼓励读者继续阅读下文，了解更多关于桥梁博士高校版的信息。
json
"1.2 文章结构": {
"本文分为引言、正文和结论三部分。引言部分主要概述桥梁博士高校版申请的背景和意义，介绍文章结构和目的。正文部分包括桥梁博士高校版的定义及特点、申请条件和流程、以及优势和未来发展。结论部分总结了桥梁博士高校版的重要性，并展望了其未来发展前景，鼓励读者积极申请参与。整篇文章结构清晰，层次分明，旨在为读者提供全面了解和深入思考的信息和指导。"
}
文章的目的是介绍桥梁博士高校版项目，并分析其对于高校学生和毕业生的重要性。通过了解桥梁博士高校版项目，读者可以更好地了解该项
目的价值和意义，以及如何申请和参与其中。同时，本文旨在鼓励读者积极申请桥梁博士高校版项目，促进他们的个人成长和职业发展。编写文章1.3 目的部分的内容
2.正文
2.1 什么是桥梁博士高校版
桥梁博士高校版是一种针对优秀学生的特殊博士教育项目，旨在培养具备跨学科知识和研究能力的博士生。这个项目结合了不同学科领域的知识和技能，帮助学生成为未来领域的领先专家。
桥梁博士高校版的学习内容包括但不限于工程、科学、社会科学等领域，培养学生具备全面的专业知识和研究方法。学生将在这个项目中接受多样化的教育和培训，拓展视野、提升能力。
桥梁博士4.0总体功能介绍
技术支持部
Shanghai Tonghao Civil Engineering Consulting Co.,Ltd
《桥梁博士V4.0》
上海同豪土木工程咨询有限公司
技术支持部
Shanghai Tonghao Civil Engineering Consulting Co.,Ltd
《桥梁博士V4.0》
• 5.支持几何非线性及材料非线性分析功能； 6.新增若干单元类型，包括七自由度梁单元及梁端自由度释放等
• 7.改善了单向支撑及空间任意方向支撑算法；
上海同豪土木工程咨询有限公司
技术支持部
Shanghai Tonghao Civil Engineering Consulting Co.,Ltd
《桥梁博士V4.0》
上海同豪土木工程咨询有限公司
技术支持部
Shanghai Tonghao Civil Engineering Consulting Co.,Ltd
《桥梁博士V4.0 》
结语
《桥梁博士》自推向市场以来，以其使用方便、计算精确性强， 以及调束、调索等智能化功能，得到广大用户的青睐，用户已经发 展到1200多家，伴随着我国道路、桥梁事业的发展，已经成为国内科 研设计单位的主力计算分析软件。
V3.2 → 桥博V3.3 →桥博V3.5 →桥博V4.0即将发布，请期待 。
上海同豪土木工程咨询有限公司
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
定义：结构受载后的位移与应变相当微小，与结构的 原始尺寸相比可以忽略，则分析结构时可以以其未发 生变形前的原始状态为依据，则其形变几何关系（位 移－应变关系）是线性的。
（2）大变形
定义：结构受载后的位移与应变相当大，与结构的原 始尺寸相比不可忽略，因此结构分析时必须计算结构 几何形状的改变，即以结构变形后的现实状态作为计 算依据，则其形变几何关系（位移－应变关系）是非 线性的。
考虑其具体的几何形状与应力－应变的特殊性，工 程结构通常可划分：
（1）杆系结构 （2） 二维结构 （3） 三维结构
工程结构分类
（1）杆系结构
定义：由一定数量杆件通过一定数量结点相互连接而 组成的结构体系
○
○
○○
○
○
○
梁
○
○
框架
○
○
○○
○
桁架
特点：横截面尺寸远比其杆长小，二结点的联结可能 为铰接或刚接。
1.3 有限元法概述
1.3.1 有限元法的基本思想
有限元法在20世纪50年代起源于飞机结构的矩阵分析， 其基本思想是用有限个离散单元的集合体代替原连续体，采 用能量原理研究单元及其离散集合体的平衡，以计算机为工 具进行结构数值分析。它避免了经典弹性力学获得连续解的 困难（建立和求解偏微分方程），使大型、复杂结构的计算 容易地在计算机上完成，应用十分广泛。ANSYS, SAP, Marc， 等。
有限元概述2h 直线桥设计计算输入4h 直线桥设计计算输出2h 设计计算工具2h 上机练习6h
第一章 有限元法概论
本章主要内容
工程结构的基本概念 土木工程结构的计算方法 有限元概述 平面杆系结构的有限元法
1.1工程结构的基本概念
工程结构分类
工程结构原型，广义的看均为由无限多个质点所 组成的三维连续固体，因而也就具有无限多个自由度 的体系。
工程结构材料的本构关系
（1）线弹性
定义：结构物加载下的应变，在荷载卸除后将完全消 除，从而恢复到结构未受载的原始状态，即：
E(const)
工程结构材料的本构关系
（2）非线形弹性
定义：结构物在整个受载变形过程中，应力－应变关 曲线不再是直线而是曲线，即弹性模量E是变量。
E( )
工程结构材料的本构关系
（3）塑性
定义：结构物加载时于卸载时的应力－应变关系不重 合，有残余应变存在，且其应力－应变关系也为非线 性。
s
工程结构材料的本构关系
（4）其它本构关系
弹塑性、粘弹性、粘塑性等多种本构关系模型
江见鲸. 《钢筋混凝土结构非线形有限元分析》. 陕西 科学出版社。
工程结构的变形状态
(1) 结构力学：力法、位移法和混合法
(2) 弹性力学：基于二、三为连续体结构的几何条 件、静力平衡与本构关系，按满足既定的边界条件来 解析
结构力学计算方法
（1） 力法－取结点力作为基本未知量
δ 11 X1
δ 12 X 2
δ 13 X 3
△ 1P
0
δ
21 X1
δ
22 X 2
δ 13 X 3
1.3 有限元法概述
把整体结构离散为有限个单元，研究单元的平衡和变形 协调；再把这有限个离散单元集合还原成结构，研究离散结 构的平衡和变形协调。
d. 力法的基本结构是与原结构形状相同的静定结构， 因此，不同类型的原结构具有不同的形、载常数。
弹性力学的解析方法
1. 研究弹性物体在外力和其它外界因素作用下产生的 变形和内力 2. 主要应用于二、三维连续体结构问题 3. 其求解体系基于结构的几何条件、静力平衡与本构 关系，最终演化的数学表述为偏微分方程，按满足既 定的边界条件来解析
分类：
（a）平面杆系结构：全部杆件、支座及作用力均位于 同一平面内；
（b）空间杆系结构：全部杆件、支座及作用力不全位 于同一平面内；
工程结构分类
（2）二维结构
定义：当三维连续体z坐标向的应力或应变可以忽略时， 按二维问题简化分析
平面应力问题
平面应变问题
工程结构分类
（3）三维结构
定义：最一般的工程结构状态，其位移、应力、应变 都是三维坐标 x，y，z的函数。
△ 2
P
0
δ 31 X1
δ 32wk.baidu.comX 2
δ 33 X 3
△ 3P
0
结构力学计算方法
（2） 位移法－取结点位移作为基本未知量
r11Z1
r 12
Z
2
r 13
Z3
R 1P
0
r21Z1
r 22
Z
2
r13Z3
R 2P
0
r31Z1
r 32
Z
2
r33Z3
R3P
0
结构力学计算方法
（3） 混合法－取一部分结点力和一部分位移作为基 本未知量
（4） 三种方法的比较 a. 最终的数学表述均为多元线性代数方程组。 b. 超静定结构解算的繁简取决与超静定次数的多少； c. 位移法将原结构最终简化为有限的几种基本杆件
的集合，因而具有较强的通用性，便于实现程序标准化。 （有限元法应用最广）
徐芝纶：《弹性力学》，高等教育出版社。
能量变分原理－有限元法分析的重要理论基础
龙驭球：《结构力学》，清华大学出版社。
1.3 有限元法概述
由于结构几何形状与边界条件的复杂多样性，依 靠结构力学或弹性力学的直接解析来求取结果往往非 常困难。
通常最常用的是有限元法。有限元法进行的依据 不再是结构弹性体原型，而是将其进行离散化处理的， 由有限个单元在有限个结点相联结的替代结构，即 “有限元模型”。
桥梁CAD
——杨剑 主讲
本课程教学要求
课堂教学学时：16h 讲授内容：桥梁CAD（桥梁博士） 教学、上机练习相结合 参考资料：
（1）桥梁博士V3用户手册 （2）龙驭球：有限单元法 （3）桥梁工程相关书籍、规范 成绩评定方法： （1）平时成绩 （2）考试成绩
桥梁CAD教学内容
混凝土斜拉桥的拉索一般为 柔性索，在索的自重作用下有 垂度，垂度对索的受拉性能有 影响，同时索力大小对垂度也 有影响。
在实际计算中索一般采用一 直杆表示，以索的弦长作为杆 长。
Eeq
1
E
12A2 L22X
3
E
1.2 土木工程结构的计算方法
土木工程材料如木材、石料、混凝土、钢材等多 为弹塑性材料，但从结构安全度的需要考虑，其工作 状态通常都处于以弹性为主的阶段，这就使结构力学 和弹性力学在土木工程结构分析中占有特别重要的地 位。