《土木工程应用软件》课程大纲

《土木工程应用软件》课程大纲课程代码CV440
课程名称中文名：土木工程应用软件
英文名：Application Software in Civil Engineering
课程类别专业课修读类别必修学分 2 学时32 开课学期第7学期
开课单位船舶海洋与建筑工程学院土木工程系
适用专业土木工程专业
先修课程《高等数学》、《线性代数》、《弹性力学及有限元》、《结构力学》、《结构概念设计》、《混凝土结构原理》、《钢结构基本原理》
教材及主要参考书1.徐赵东编著，土木工程常用软件分析与应用，中国建筑工业出
版社，2010，ISBN 978-7-112-11830-4
2.爱德华·L·威尔逊(美) 著，结构静力与动力分析（中译本），中
国建筑工业出版社，2006，ISBN: 7-112-07901-2
一课程简介
《土木工程应用软件》是为土建类土木工程专业开设的一门专业应用类课程。

它主要内容包含土木工程设计的基本原理和过程、土木工程设计类应用软件，典型土木工程类软件的使用及重点结构问题的软件处理过程。

本课程是与当前土木工程发展现状和最新计算机技术相结合的重要的专业应用类课程。

通过该课程的学习，学生应能熟练掌握土木工程软件应用中的基本概念、基本理论和基本方法，并能对目前常用的基本土木工程应用软件，掌握其基本原理和结构专业设计方面的实用性操作。

培养学生利用专业理论知识，结合实际工程进行土木工程的软件应用，开阔视野，增强动手能力和创新思维能力。

二本课程所支撑的毕业要求
本课程支撑的毕业要求及比重如下：
序号毕业要求指标点毕业要求指标点具体内容支撑比重
1 毕业要求5.
2 具有至少应用一种土木工程方面的大
型分析软件能力，并了解工程适用性。

50%
2 毕业要求5.
3 具有综合应用现代信息技术与工具进
行复杂土木工程分析和研究的能力。

50%
1. 本课程内容与毕业要求指标点的对应关系
教学内容毕业要求指标点
理论教学第一章土木工程应用软件概述毕业要求5.2 第二章有限元计算概述毕业要求5.2 第三章软件工程基本原理毕业要求5.2 第四章土木工程应用软件的实践过程与关键
步骤
毕业要求5.2 第五章复杂空间钢结构中的软件应用问题毕业要求5.2
实践教学掌握1-2门主要土木工程应用软件的上机操作毕业要求5.3 通过具有工程背景大作业分类设计以及工程
师进课堂环节，实现理论与工程实践的紧密结
合
毕业要求5.3
2. 毕业要求指标点在本课程中的实现路径
本课程通过设立若干课程目标来实现对毕业要求指标点的支撑。

具体课程目标及其与毕业要求指标点的主要对应关系如下：
课程目标1：计算机与软件的发展历史概述，了解常用土木工程应用软件的种类和发展。

掌握软件工程的基本原理以及与土木工程应用软件开发的关系。

课程目标2：从矩阵位移法着手，了解有限元方法的基本概念和基本原理；熟悉土木工程设计的基本过程和基本概念。

课程目标3：以空间钢结构为例，熟悉结构基本构形及其结构特性；深入理解结构的概念设计，以及结构的力学模型的选择和确定方面的关键因素；了解土木工程结构的基本设计方法和概念。

并适当了解软件的体系设计与开发的基本原理，为深入应用软件打下基础。

课程目标4：通过以钢框架结构、网架与网壳结构等空间结构为对象，运用软件实现其分析和设计过程，熟悉并掌握土木工程结构分析与设计中的关键步骤。

介绍目前流行的土木工程设计类应用软件，通过功能的比较介绍土木工程设计类应用软件的各自特点。

课程目标5：结合具体工程实例，通过课堂演示与工程师走进课堂相结合的方式，介绍目前流行的土木工程应用软件；掌握实际复杂工程的软件分析与设计过程。

课程目标6：通过上机实习强化实践教学，根据学生的具体情况进行项目分组，争取每一个大作业都是一个象样的小课题。

让学生在学习中做小课题，在具体做小课题中学。

通过这个过程熟练掌握MIDAS或SAP2000软件的使用，运用该软件学习并掌握应用土木工程软件进行典型土木工程的分析和设计过程。

提升学生
解决复杂专业问题的综合分析能力和软件应用能力。

毕业要求指标点课程教学目标
毕业要求5.2 课程目标1、2、3、4
毕业要求5.3 课程目标5、6
三教学基本内容
（一）理论教学
第一章土木工程应用软件概述（4学时）（支撑毕业要求5.2）
1. 本章基本要求
掌握土木工程应用软件类型和基本特点，了解土木工程应用软件的发展历史，了解目前流行的主要土木工程领域应用的软件及其主要特点；土木工程应用软件国内外的发展现状及本课程的主要内容要求及学习方法。

针对土木工程的特点，如何有针对性的选择适合的软件工具。

2. 本章教学内容
(1)土木工程与软件概述
(2)土木工程应用软件分类
(3)计算机和软件的发展历史
(4)主要的土木工程应用软件介绍
(5)软件工具的选择
3. 本章的重点和难点
重点：了解目前主流的土木工程应用软件的特点和使用范围、软件类本课程的学习方法。

难点：针对土木工程的典型应用领域知晓软件工程应用中应注意的关键问题。

第二章有限元计算概述（4学时）（支撑毕业要求5.2）
1. 本章基本要求
掌握杆系有限元的基本原理，以及在软件应用中的主要实现方法和基本流程。

2. 本章教学内容
(1)结构计算数值方法概述
(2)结构总刚矩阵的形式
(3)平面梁、杆单元刚度矩阵的基本原理
(4)有限元分析基本流程
3. 本章的重点和难点
重点：有限元分析基本概念和计算流程。

难点：单元刚度矩阵的数学和物理意义及工程应用背景。

第三章软件工程基本原理（2学时）（支撑毕业要求5.2）
1. 本章基本要求
了解软件工程的基本原理以及与土木工程应用软件开发的关系。

2. 本章教学内容
(1)软件工程概述
(2)软件开发模式的历史演进与软件危机
(3)软件系统设计方法
3. 本章的重点和难点
重点：了解软件开发模式与土木工程应用软件的演进关系，了解软件功能的先进性和局限性。

难点：从概念上了解软件系统设计方法。

第四章土木工程应用软件的实践过程与关键步骤（4学时）（支撑毕业要求5.2）
1. 本章基本要求
以空间钢结构为例，熟悉结构基本构形及其结构特性；深入理解结构的概念设计，以及结构的力学模型的选择和确定方面的关键因素问题。

2. 本章教学内容
(1)了解结构建模的基本方法和途径；
(2)了解钢结构基本单元和结构力学模型的基本假设条件和适用范围；
(3)熟悉应用工程软件对基本空间结构类型的进行分析的基本方法；
(4)熟悉结构软件分析的前处理、核心计算与后处理的模块关系与功能设计；
3. 本章的重点和难点
重点：了解软件中的力学模型及其适用范围。

难点：掌握空间钢结构中关键力学问题的软件描述和软件实现。

第五章复杂空间钢结构中的软件应用问题术（2学时）（支撑毕业要求5.2）
1. 本章基本要求
掌握复杂空间钢结构中网架与网壳结构的基本形式以及软件分析的基本原理
和过程。

2. 本章教学内容
(1)网架与网壳结构的基本形式
(2)构件的基本形式
(3)节点构造与节点约束的关系
(4)建模型过程与分析方法
(5)后处理中的关键步骤
3. 本章的重点和难点
重点：空间钢结构的复杂造型建模方法和软件分析的基本原理
难点：运用所学理论知识对空间结构中的计算结果做合理性与正确性分析。

（二）实践教学（16学时）（支撑毕业要求5.3）
1. 基本要求
通过上机实习强化实践教学，根据学生的具体情况进行项目分组，通过这个过程熟练掌握1-2门主流土木工程应用软件的使用。

2. 教学内容
(1)通过邀请具有丰富实践经验的工程师进课堂环节，实现理论与工程实践
的紧密结合；
(2)具有工程背景大作业分类设计，争取每一个大作业都是一个小课题。

(3)通过课上机房与课下网络的方式，提升学生运用软件的动力，并掌握应
用土木工程软件进行典型土木工程的分析和设计过程。

3. 重点和难点
重点：掌握和熟练解决具有一定工程背景的土木类问题的软件应用方法和主要过程，能够抓住问题关键。

难点：掌握解决复杂专业问题的软件综合分析能力和软件应用能力。

制表：审核：批准：发布日期：。