《土木概论》第十五章计算机在土木工程中应用
论土木工程中计算机运用措施
结构优化
通过计算机模拟技术，对建筑结构进 行优化设计，提高结构的承载能力和 抗震性能。
计算机在施工管理中的应用
施工进度管理
利用计算机技术对施工进度进行 实时监控和管理，确保施工进度
按计划进行。
施工质量管理
通过计算机技术对施工质量进行实 时监控和管理，确保施工质量符合 要求。
施工安全管理
利用计算机技术对施工现场进行实 时监控和管理，确保施工现场的安 全。
论土木工程中计算机运用措 施
汇报人： 日期:
目录
• 引言 • 计算机在土木工程中的应用概
述 • 计算机在土木工程中的具体应
用
目录
• 计算机在土木工程中的优势与 局限性
• 未来计算机在土木工程中的应 用展望
01
引言
主题介绍
土木工程
土木工程是研究如何建造各类工 程设施的学科，涉及建筑、交通 、水利、防灾等领域。
05
未来计算机在土木工程中的应 用展望
未来计算机在土木工程中的应用趋势
01
智能化趋势
随着人工智能、机器学习等技术的发展，计算机在土木工程中的应用将
更加智能化。例如，利用深度学习算法对结构进行健康监测和预测性维
护，提高结构的安全性和耐久性。
02
精细化趋势
计算机技术可以提高土木工程的精细化程度。例如，利用BIM技术进行
BIM技术
利用BIM技术进行建筑信息模型的建立和管理，实现项目全生命周 期的信息共享和协同工作。
03
计算机在土木工程中的具体应 用
计算机在建筑设计中的应用
三维建模与可视化
利用计算机辅助设计软件 ，建立建筑物的三维模型 ，实现可视化设计，提高 设计效率。
论土木工程中计算机运用措施
论土木工程中计算机运用措施汇报人：2024-01-10•引言•土木工程概述•计算机技术在土木工程中的应用目录•计算机技术在土木工程中的优势与挑战•未来展望与研究方向•结论01引言主题背景计算机技术的快速发展为土木工程提供了新的工具和手段，使得土木工程在设计和施工过程中能够更加高效、精确和安全。
随着城市化进程的加速和基础设施建设的不断扩大，土木工程面临着越来越多的挑战和机遇，计算机技术的应用成为解决问题的关键。
通过研究计算机在土木工程中的应用，可以提高工程设计和施工的效率和质量，降低成本和风险，为土木工程的发展提供新的动力。
本研究对于推动计算机技术在土木工程中的应用和发展，提高土木工程行业的科技水平和竞争力，具有重要的理论和实践意义。
研究意义02土木工程概述指利用各种建筑材料、结构、设备和施工方法，为人类建造各种设施的工程学科。
土木工程包括房屋、道路、桥梁、隧道、水利、环保等众多领域。
涵盖领域综合性强涉及地质、气象、环保、经济等多方面知识。
实践性强需结合实际工程情况进行设计、施工和管理。
安全要求高需确保工程设施的安全性、稳定性和耐久性。
以石材、木材等天然材料为主，结构简单，技术基础薄弱。
古代土木工程近代土木工程现代土木工程开始使用混凝土、钢材等现代建筑材料，结构形式多样，技术逐渐成熟。
计算机技术广泛应用于土木工程设计、施工和管理，智能化和信息化成为发展趋势。
030201土木工程发展历程03计算机技术在土木工程中的应用计算机辅助设计（CAD）总结词利用计算机技术进行土木工程设计，提高设计效率和精度。
详细描述通过CAD软件，设计师可以快速创建和修改建筑、结构和设备等的设计方案，实现三维建模、渲染和工程图纸的生成，提高设计效率和精度，减少人工误差。
计算机数值模拟（有限元分析等）利用计算机技术进行土木工程结构的数值模拟和分析，预测结构性能和优化设计方案。
详细描述有限元分析等数值模拟方法可以利用计算机技术对土木工程结构进行受力分析、振动分析、稳定性分析等，预测结构的性能和优化设计方案，提高结构的安全性和经济性。
土木工程中的计算机应用
土木工程中的计算机应用我有一个朋友叫小李，他是个土木工程师。
每次见到他，不是灰头土脸地从工地回来，就是对着满桌的图纸愁眉苦脸。
有一天，我去他家玩，一进门就看到他又在那一堆图纸里“挣扎”。
“嘿，兄弟，你这看起来比我上班还累啊！”我打趣道。
小李抬起头，无奈地叹了口气：“你可不知道，这土木工程啊，看起来是盖房子、修路这些实实在在的活儿，但背后的计算和设计复杂得很呢。
就拿这个小小的建筑结构来说吧，各种力学计算，数据多得像满天繁星，我感觉自己都快被淹没了。
”我一边听着，一边看着桌上那些密密麻麻的图纸和计算公式，确实有点眼花缭乱。
突然，我灵机一动：“你们现在都什么年代了，难道没有什么高科技手段来帮帮忙吗？比如说计算机？”小李眼睛一亮，仿佛我点醒了他这个梦中人。
“计算机当然有应用啦，不过你可别以为就是简单地打打字、做做表格那种。
”说着，他兴奋起来，拉着我坐到电脑前。
他打开一个软件，界面上出现了一个三维的建筑模型。
“你看，这个就是我们正在设计的一个商业大楼的模型。
以前啊，我们只能靠手工画图，要想从不同角度看这个建筑的样子，简直难如登天。
现在有了计算机，就像拥有了魔法一样。
我可以随意旋转这个模型，从各个方向查看建筑的外观，甚至能模拟出不同时间段阳光照射下的阴影情况。
这就好比给建筑穿上了一件透明的衣服，它的每一寸肌肤都能看得清清楚楚。
”小李一边操作着鼠标，一边滔滔不绝地讲着。
“而且，计算机在土木工程中的力学计算方面也是超级厉害的角色。
你知道吗？那些复杂的结构力学计算，如果靠人工，得花费大量的时间，还容易出错。
现在只要把相关的数据输入到特定的软件里，它就能迅速准确地算出结果。
就像是一个超级学霸，不管多难的题目，都能一下子解出来。
这不仅节省了时间，还大大提高了工程的安全性。
”我好奇地问：“那在施工过程中呢？计算机也能发挥作用吗？”“那当然！”小李激动地拍了一下大腿。
“在施工的时候，计算机可以对整个工程进度进行管理。
就像是一个大管家，清楚地知道每个工人每天该做什么，哪部分工程先进行，哪部分后进行。
计算机技术在土木工程中的应用
计算机技术在土木工程中有广泛的应用，包括以下几个方面：
1. 设计和建模：计算机辅助设计（CAD）软件可以帮助土木工程师进行建筑物和基础设施的设计和建模。
通过CAD软件，工程师可以创建精确的三维模型，进行结构分析和模拟，以及进行可视化展示和交流。
2. 结构分析和模拟：计算机辅助工程（CAE）软件可以进行结构分析和模拟，帮助工程师评估建筑物和基础设施的结构安全性和稳定性。
这些软件可以模拟各种荷载和力学行为，进行静力学和动力学分析，以及疲劳和振动分析。
3. 建筑信息模型（BIM）：BIM是一种集成的设计和管理工具，可以帮助土木工程师在项目的整个生命周期中管理建筑信息。
BIM软件可以创建虚拟的建筑模型，包括建筑物的几何形状、材料属性、施工序列等信息，帮助工程师进行设计协调、冲突检测、成本估算、施工管理等工作。
4. 土壤力学和地质工程：计算机模拟软件可以帮助土木工程师进行土壤力学和地质工程分析。
这些软件可以模拟土壤和岩石的力学行为，包括承载力、沉降、稳定性等，帮助工程师评估地基工程的可行性和安全性。
5. 施工管理和项目控制：计算机技术可以用于施工管理和项目控制，包括进度计划、资源分配、成本控制、质量管理等方面。
项目管理软件可以帮助工程师进行项目规划、进度跟踪、资源管理等工作，提高项目的效率和质量。
总的来说，计算机技术在土木工程中的应用可以提高设计和建模的精确性和效率，帮助工程师进行结构分析和模拟，改善项目的管理和控制，提高工程的质量和安全性。
计算机在土木工程中的应用
计算机应用实训1绘制一张AUTOCAD建筑图（见电子版）；软件为中望ZWCAD 20082数值计算中方法中部分内容的程序实现实训（二分法，迭代法）。
1）二分法题目：求方程f(x)=x^3-x-1在区间[1,1.5] 内的一个实根。
程序全文：10 Y = X^3 –X –120 Y = 030 INPUT ―A,B=‖；A,B40 READ E50 X = (A+B)/260 IF (A^3 – A – 1)*( X^3 –X –1) < 0 THEN B = X ELSE A = X70 DATA 0.00000180 IF ABS (B – A) < E THEN PRINT ―X=‖；X ELSE GOTO 50 100 END输出结果：A,B=？1，1.5X= 1.324718另解如下：10 Y = X^3 –X –120 INPUT ―A,B=‖；A,B30 X = (A+B)/240 IF (A^3 – A – 1)*( X^3 –X –-1) < 0 THEN B = X ELSE A = X 50 IF ABS (B – A) < E THEN PRINT ―X=‖；X ELSE GOTO 30 100 END输出结果：A,B=？1,1.5X= 1.3247182）迭代法X0—初值e—精度10 READ X0, e20 X = (X0 + 1) ^ (1 / 3)30 IF ABS(X – X0) < e THEN 5540 X0 = X50 GOTO 2060 PRINT "X="; X70 DATA 1.5,0.001100 END结果：1.3247183测量学中附合水准路线测量成果计算的程序实现；Ha—已知A点高程；Hb—已知B点高程;CZ(I) —测站数；SC—实测高；H(I)—实测高差；V(I) —高差改正数；Fh—闭合差Fhh—闭合差容许值N—测高程的个数,3M—总测站数程序全文：10 READ N,Ha ,Hb20 M = 0: h =030 FOR I = 1 TO N +140 READ CZ(I), SC(I)50 M = M + CZ(I)60 S = S + SC(I)70 NEXT I75 PRINT ―---------------------------------------------------------―80 PRINT "M="; M85 h = ((h *1000) \ 1) / 100090 PRINT " h=‖;h;100 Fh = h– (Hb-Ha)110 Fhh = 12 * SQR(M) * .00001115 Fh = ((Fh * 1000) \ 1) / 1000120 Fhh = ((Fhh * 1000) \ 1) / 1000130 PRINT " Fh="; Fh;140 PRINT " Fhh= "; Fhh;150 PRINT " Ha="; Ha15 PRINT ―----------------------------------------------------------―160 IF ABS(Fh) > ABS(Fhh) THEN 170 ELSE 190170 PRINT "YOU ARE WRONG"180 GOTO 500190 FOR I = 1 TO N + 1200 V(I) =-Fh *CZ(I) / M210 V(I) = ((V(I) * 1000) \ 1) / 1000220 PRINT "V("; I; ")="; V(I); " ";230 IF Fh > 0 THEN 240 ELSE 300240 GH(I) = SC(I)+V(I)250 IF I=1 THEN 260 ELSE 280260 h(I) = Ha + GH(I)270 GOTO 320280 h(I) = h(I–1) + GH(I)290 GOTO 320300 GH(I) =SC(I) –V(I)310 GOTO 250320 IF I = N + 1 THEN 325 ELSE330 Hb =h(I)340 PRINT ―Hb=‖;Hb350 GOTO 500360 PRINT ―H(‖; I ; ―>=‖; h(I)370 NEXT I380 DATA 3,42.365,32.509390 DATA 6,-2.515400 DATA 6,-3.227410 DATA 4,1.378420 DATA 8,-5.447500 END输出结果：------------------------------------------------------------------------------------------ M= 24 h=-9.811 Fh= .045Fhh = .059 Ha= 42.365-------------------------------------------------------------------------------------------V(1)= -.011 GH(1)= -2.526 H(1)=39.839V(2)= -.011 GH(2)= -3.238 H(2)=36.601V(3)= -.008 GH(3)= 1.37 H(3)=37.971V(4)= -.015 GH(1)= -5.462 H(4)=32.5094.求积分的辛普生法的程序的实现；a—积分上限b—积分下限n—积分次数10 INPUT "a,b,n="; a, b, n20 h = (b–a) / n30 x = a: s = 040 FOR k = 1 TO n50 p = (4 * x ^ 3 + 3 * x ^ 2 + 4 * x + 3 + 4 * (x + h) ^ 3 + 3 * (x + h) ^ 2 + 4 * (x +h) + 3) * h / 260 s = s + p70 x = x + h80 NEXT k90 PRINT "s="; s100 END输出结果：a,b,n=? 1,7,200s=2856.057a,b,n=? 1,7,500s=2856.037a,b,n=? 1,4,300s=357.001a,b,n=? 1,4,500s=357.00495.实训总结：通过14天的计算机实训，我学到了好多新的知识，先说一下学习.绘制一张AUTOCAD建筑图的感受吧,我丛中总结出了一些技巧：1、线宽修改。
数字电脑制图技术在土木工程中的应用
数字电脑制图技术在土木工程中的应用一、引言数字电脑制图技术在土木工程中应用越来越广泛，它不仅可以提高土木工程施工的效率，还可以降低施工成本。
随着计算机技术的发展和普及，数字电脑制图技术已经成为土木工程领域不可或缺的一部分。
本文将介绍数字电脑制图技术在土木工程中的应用，以及其在土木工程中的优势。
二、数字电脑制图技术在土木工程中的应用1、工程设计现在，数字电脑制图技术已经成为土木工程设计中不可或缺的一部分。
数字电脑制图技术可以帮助土木工程师更快、更精确地绘制出设计图。
数字电脑制图技术还可以帮助工程师制作三维模型，并模拟施工过程，从而可以提前发现施工中可能存在的问题。
2、工程施工数字电脑制图技术在土木工程施工中也扮演着重要的角色，它可以帮助工程施工人员更好地调度和安排施工进度，从而提高施工效率。
同时，数字电脑制图技术也可以减少施工误差和停工时间，避免了由于施工误差导致的二次施工，降低了施工成本。
3、工程管理数字电脑制图技术为土木工程管理提供了强大的支持，它可以帮助工程管理人员更好地控制工程进度、成本和质量，同时还可以实时监控施工过程，及时发现问题并为决策提供数据支持。
三、数字电脑制图技术在土木工程中的优势1、提高工作效率数字电脑制图技术可以极大的提高土木工程人员的工作效率，尤其是在工程设计和施工过程中。
数字电脑制图技术可以帮助工程人员快速的完成工作任务，减少了手工绘制图纸的时间，同时也避免了手工绘制可能存在的误差。
2、降低工程成本数字电脑制图技术可以优化土木工程的施工进度，降低施工成本。
数字电脑制图技术可以帮助工程人员更好地控制施工进度和成本，并且可以及时发现可能会引起成本增加的因素，从而降低工程成本。
3、提高工程质量数字电脑制图技术可以减少施工误差，提高土木工程的质量。
数字电脑制图技术可以绘制出更加准确的设计图，避免了由于人为因素导致的误差。
同时，数字电脑制图技术可以模拟施工过程，发现可能会导致质量问题的因素，提前采取措施，保障工程质量。
土木工程应用论文-计算机技术论文
土木工程中计算机技术的有效应用【摘要】本文结合实际浅谈计算机技术在土木工程中的应用现状，以及对未来数字化土木工程的展望。
【关键词】土木工程;计算机技术；软件工程；硬件设备;计算机技术在各行各业的应用成为时下的热门,因为计算机的引入不仅可以提高工作效率,同时能够及时提供市场信息,这对于一个企业的发展都是至关重要的。
人━计算机交互（Human Computer Interactive，HCI)理论和技术是当前发展计算机应用的一个关键.多媒体、可视化和虚拟现实技术代表了HCI技术的不同侧面的要求。
多媒体技术是90年代计算机技术的一个重要发展方向，它改变了传统计算机只能单纯处理数字和文字信息的不足，使计算机能综合处理声、文、图信息,并以其形象和方便的交互性，极大地改善了人机界面，改变了使用计算机的方式1 计算机CAD在土木工程与建筑工程计算机辅助设计首先取得成功的是结构CAD软件，其后是建筑及设备专业的CAD软件。
CAD技术即计算机辅助设计与制图技术，指利用计算机系统作为辅助工具协助工程设计建立、修正、分析和优化的过程。
经过多年的实践应用,CAD技术表现出来的操作快捷简单、存储方便等优势已成为土木工程设计中不可缺少的重要技术.计算机辅助设计技术指的是设计人员通过计算机输入工程设计资料，随后计算机会自动编制程序，输出优化后的设计方案与产品的过程图。
第一台具有绘图系统的计算机产生于二十世纪五十年代的美国,此时的计算机仅有简单的绘图输出功能用于工程设计。
八十年代出现的威力强大的微处理器与存储器，使得CAD技术深受中小企业的喜爱.CAD技术先后经历了标准化、集成化、智能化等多个发展过程.并且先后推出了多种标准的图形接口软件与图形制作功能，这些都为CAD技术的推广、软件的移植与数据的共享产生了较大的促进影响；在系统方面也打破了传统的单一模式而转变为功能全面的综合系统设置，例如一些计算机辅助设计和辅助制造集成系统的相继出现等；CAD在其发展过程中还利用到了固化技术、网络技术以及并行处理能技术，使得辅助软件的作用得到的极大的提升；人工智能与专家系统技术逐渐被引入至现在的CAD应用中，智能CAD技术也在短暂的发展中得到了迅速的应用，大大提升了CAD系统的问题解决性能，引导其发展方向向着自动化转变。
土木工程概论教学课件第15章土木工程数字化应用及发展前景
15.2 土木工程的发展前景与方向
一、土木工程材料的发展前景
传统材料的改性
化学合成材料的应用
二、土木工程设计方法精确化、设计工作自动化
由于土木工程结构的复杂性和人类计算能力的局限，人们对土 木工程的设计计算还是比较粗糙，一些设计计算还主要依靠经验。
三峡大坝，用数值法分析其应力分布，其方程组可达几十万甚 至上百万个，靠人工计算显然是不可能的。
本章小结
人类为了生存，决定了土木工程未来的五个发展方向，分别为向高 空延伸、向地下发展、向海洋拓宽、向沙漠进军和向太空迈进。建 造地下建筑将有着改善城市拥挤、节能和减少噪声污染等优点，为 了拓展人类的生存空间，为未来经济发展开阔新领域，日本相继建 造和计划建造一系列“人工岛”、“超大型浮体式海洋构筑物”、 “海洋情报站”等人造陆地，世界未来学会对下世纪初世界十大工 程的设想之一是将西亚和非洲的沙漠改造成绿洲，外层空间乃至太 空的人类化带有全球性的大系统工程，必需全人类共同努力，真 诚合作才有希望可能在不太遥远的将来得以实现。
第15章 土木工程数字化应用及 发展前景
15.1 数字化技术应用
15.2 土木工程的发展前景与方向
15.1 数字化技术应用
一、材料方面的应用
材料的设计
材料的加工
材料的数据 和图形处 理
二、设计理论方面的应用
（一）
（二） （三）
建筑设计 建筑功能 结构计算
（四）
有限元分析
PKPM、ANSYS、ADINA、SAPZ000，ETABS
四、计算机模拟仿真技术在土木工程中的应用 计算机模拟仿真技术是利用计算机对自然现象、系统功能以及
人脑思维等客观世界进行逼真的模拟。这种模拟仿真技术是数值模 拟的进一步发展。计算机模拟仿真技术在土木工程中的应用主要体 现在以下几个方面：
论土木工程中计算机运用措施
论土木工程中计算机运用措施汇报人：2023-12-11•引言•计算机技术在土木工程设计中的应用目录•计算机技术在土木工程施工中的应用•计算机技术在土木工程管理中的应用•计算机技术在土木工程监测中的应用目录•结论与展望01引言计算机技术的快速发展为土木工程提供了许多新的解决方案，提高了工程效率和精度。
计算机在土木工程中的应用有助于降低工程成本、缩短工期、提高工程质量。
计算机技术的应用对于推动土木工程领域的发展具有重要意义。
研究背景与意义研究现状与发展趋势计算机技术在土木工程中的应用已经得到了广泛的研究和应用。
计算机技术在土木工程中的应用主要涉及数值模拟、优化设计、施工管理等方面。
02计算机技术在土木工程设计中的应用提高设计效率使用CAD软件可以快速、准确地完成建筑、结构、设备等专业的设计，减少人工绘图的工作量，提高设计效率。
优化设计方案CAD软件可以方便地进行方案设计和优化，通过参数化设计、性能分析等功能，实现设计方案的最优解。
提高设计质量CAD软件可以进行精确的尺寸和形状控制，避免手工绘图中的误差，提高设计质量。
计算机辅助设计（CAD）技术有限元分析（FEA）技术结构分析FEA技术可以对土木工程结构进行详细的分析，包括静力、动力、热传导等方面，为结构设计提供科学依据。
优化设计FEA技术可以通过分析结构的响应和应力分布，发现潜在的结构问题，并提出优化方案，提高结构的安全性和经济性。
可靠性分析FEA技术可以进行可靠性分析，评估结构在各种荷载和环境条件下的性能，为结构设计提供可靠性保证。
结构形状优化是一种通过调整结构形状来提高结构性能的方法，包括拓扑优化、形貌优化等方面。
结构形状优化结构尺寸优化是一种通过调整结构尺寸来提高结构性能的方法，包括截面尺寸、杆件直径等方面。
结构尺寸优化结构材料优化是一种通过合理分配材料来提高结构性能的方法，包括材料类型、分布和用量等方面。
结构材料优化结构优化设计技术03计算机技术在土木工程施工中的应用实时监控通过计算机技术，可以对施工过程进行实时监控，及时发现和解决施工中的问题。
土木工程中的计算机应用(全文)
土木工程中的计算机应用在土木工程建设中计算机发挥着巨大的作用，提高了土木工程的治理水平，利用计算机技术使土木工程的勘测数据更精确，为土木工程建设提供了数据上的支持。
但在实际操作中，计算机在土木工程中的应用还是缺乏一定的推动力，所以应该积极开展计算机新技术的研究，加强土木工程的信息治理水平，使计算机技术在土木工程中得到长远的进展，为土木工程在信息化治理以及基础建设方面提供可靠的技术支持。
1 计算机在土木工程中的具体表现内容计算机在土木工程中的应用非常广泛，在信息化治理以及对施工过程的实时监控和施工质量的操纵等方面都起到关键性的作用，下面对计算机在土木工程中的具体表现内容做详细地分析。
1.1 信息化治理计算机为土木工程建设提供了信息上的支持，使土木工程的建设在一定程度上得到了有效的保障。
计算机程序主要利用计算机信息治理软件，对土木工程的施工设备、工程设计、工程制度、工程质量、工程预算、工程造价、工程的成本预算、工程合同以及施工人员等进行系统的信息化治理。
对土木工程进行信息化治理的软件通常有会计电算化软件、办公自动化软件、招投标XX络信息软件、工程预算以及工程造价等应用软件，这些软件为土木工程建设提供了系统的信息化治理，为工程的顺利实施提供了保障。
1.2 工程概况的实时监控软件在对工程的实施情况进行治理操纵时，计算机起到了很大的作用。
对土木工程建设的实时监控主要是通过计算机互联XX感应器来传递信息，对工程的施工过程进行全程的监控。
实时监控主要体现在设备的自动化运行、施工过程的视屏监控、施工现场的温度操纵、对施工过程的视屏治理、对工程现场的勘测等方面。
利用计算机的实时监控可以有效地操纵施工的进度以及施工的质量，对施工现场出现的突发事故可以及时处理，保证施工顺利进行。
1.3 计算机对施工技术的操纵在土木工程建设中，利用计算机对施工技术进行操纵是提高施工质量的有效途径之一。
在施工过程中利用计算机对施工设备进行自动化操纵，对各项施工技术进行有效的操纵治理，努力实现施工过程的自动化。
计算机在土木工程中的应用
Indus FEA LUSAS
INERTIA MARC
AirMechanics AVwin (Avansse) CADS
COSAR
CSA/Visual for AutoCAD ELFEN FE/Pipe FlexPDE HyperMesh (Altair Computing)
LapFEA
ME/NASTRAN
土木工程概论
第18讲 计算机在土木工程中的应用
宏观尺度材料设计 有限元方法
❖ 物体离散化
➢ 将某个工程结构离散为由各种单元组成的计算模型，这一步称作 单元剖分。
➢ 离散后单元于单元之间利用单元的节点相互连接起来；单元节点 的设置、性质、数目等应视问题的性质，描述变形形态的需要和 计算进度而定。
➢ 用有限元分析计算所获得的结果只是近似的。如果划分单元数目 非常多而又合理，则所获 得的结果就与实际情况相符合。
土木工程概论
第18讲 计算机在土木工程中的应用
宏观尺度材料设计 有限元方法
❖ 选择位移模式
➢ 位移法：选择节点位移作为基本未 知量称为位移法； ➢ 力 法：选择节点力作为基本未 知量时称为力法； ➢ 混合法：取一部分节点力和一部分节点位移作为基本未知量时称
为混合法。 位移法易于实现计算自动化，所以，在有限单元法中位移法
土木工程概论
第18讲 计算机在土木工程中的应用
Microstran for Windows
MSC/MARC
mTAB*STRESS OptiStruct (Altair Computing) PENTAGON 2D ProPHLEX RSTAB SAMCEF STAAD/Pro StressCheck
土木工程概论
第18讲 计算机在土木工程中的应用
计算机网络技术在土木工程中的应用
计算机网络技术在土木工程中的应用在当今科技飞速发展的时代，计算机网络技术已经渗透到了各个领域，土木工程也不例外。
土木工程作为一门古老而又不断创新的学科，在计算机网络技术的助力下，迎来了新的发展机遇，实现了从设计、施工到管理的全方位变革。
在土木工程设计阶段，计算机网络技术发挥着至关重要的作用。
传统的手绘设计图纸不仅效率低下，而且修改困难，容易出现误差。
而借助计算机辅助设计（CAD）软件，设计师们可以更加高效、精确地完成设计工作。
CAD 软件能够提供丰富的绘图工具和功能，使设计师能够轻松绘制出复杂的平面图、剖面图和三维模型。
通过三维建模，设计师可以直观地展示设计方案，提前发现潜在的问题，并进行优化。
此外，结构分析软件如 ANSYS、ABAQUS 等，可以对设计结构进行力学分析，确保其安全性和稳定性。
这些软件利用计算机强大的计算能力，快速准确地计算出结构在各种荷载作用下的应力、应变等参数，为设计提供科学依据。
在施工过程中，计算机网络技术的应用更是提高了施工的效率和质量。
建筑信息模型（BIM）技术是近年来在土木工程领域广泛应用的一项重要技术。
BIM 技术通过创建一个包含工程项目全生命周期信息的数字化模型，实现了项目各方的协同工作。
在施工前，施工人员可以利用 BIM 模型进行施工模拟，提前规划施工流程，优化施工方案，合理安排资源，避免施工中的冲突和错误。
同时，BIM 技术还可以实时监控施工进度和质量，及时发现问题并进行调整。
远程监控系统也是计算机网络技术在土木工程施工中的重要应用。
通过在施工现场安装摄像头和传感器，将施工数据实时传输到监控中心，管理人员可以远程监控施工情况。
无论是工程进度、施工质量还是安全状况，都能一目了然。
这不仅提高了管理效率，还能及时发现并处理问题，确保施工的顺利进行。
此外，计算机网络技术还在土木工程材料的研发和管理中发挥着作用。
利用网络技术，可以快速收集和分析大量的材料性能数据，为新材料的研发提供支持。
计算机在土木工程中的应用
计算机在土木工程中的应用11级土木卓越陈耀晖计算机技术在近四十年内的发展迅速，让土木工程这一古老的工科技术又焕发出了新的活力。
计算机技术在土木工程中的应用也已经从最早的数值分析发展到了工程设计的各个环节与许多阶段。
就目前而言，土木领域的主流计算机技术应用主要体现在三个方面：计算机辅助设计、计算机仿真和土木工程专家系统。
一、计算机辅助设计计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）是一种利用计算机硬、软件系统辅助人们对产品或工程进行设计的方法和技术，是一门多学科综合应用的新科学。
到目前为止计算机应用已经渗透到了机械、电子、建筑等领域当中，利用计算机，人们可以进行产品的计算机辅助制造(Computer Aided Make，简称CAM)、计算机辅助工程分析(Computer Aided Engineering，简称CAE)、计算机辅助工艺规划(Computer Aided Processing Planning，简称CAPP)、产品数据管理(Product Data Management，简称PDM)、企业资源计划(Enterprise Resource Planning,简称ERP)等等。
CAD系统准确地讲是指计算机辅助设计系统,其内容涵盖产品设计的各个方面。
把计算机辅助设计和计算机辅助制造集成在一起,称为CAD/CAM 系统。
习惯上工程界把CAD/CAM系统甚至CAD/CAM/CAE系统仍然叫做CAD 系统,这样CAD系统的内涵就在无形中被扩大了早期的AutoCAD针对的主要是二维图形的绘制，但是从其R12版本开始从平面到立体的思维方式转变成了从立体到平面。
从前设计者们往往绘制的就是建筑物的三向投影图，但今天设计者们可以首先将脑海中建筑物的形体直接在AutoCAD的绘图空间中表达出来，然后再针对不同的平面获取这个形体的投影图或是轴测图。
二、计算机仿真计算机仿真技术把现代仿真技术与计算机发展结合起来，通过建立系统的数学模型，以计算机为工具，以数值计算为手段，对存在的或设想中的系统进行实验研究。
计算机技术在土木工程中的应用分析
计算机技术在土木工程中的应用分析摘要：随着时代的发展，建设的飞速发展，规模也越来越大，也逐渐复杂起来，它的水平越来越高。
计算机辅助设计在互联网中不断进步和发展。
计算机技术也渗透到了各个行业领域。
随着土木工程的投资和规模日益增加，土木工程的规模和高度也日益增大，建筑的施工速度跟质量也在快速提高，土木工程迫切的需要引入计算机技术来进行辅助完成。
所以计算机技术与土木工程发展研究有着密不可分的关系，为了土木工程更加的科学建设与标准化，更为了土木施工过程中方便管理，也越来越广泛的应用到土木工程中的各个阶层。
对土木工程的发展有着很大促进的作用。
本文主要就计算机技术在土木工程中应用的主要具体内容、情况、意义与方法等，具体运用与管理进行了分析和探讨。
关键词：计算机技术应用；土木工程；管理１计算机在土木工程里的应用１．１计算机辅助设计在土木工程中的应用计算机的辅助设计（Ｃｏｍｐｕｔｅｒａｉｄｅｄｄｅｓｉｇｎ）辅助设计是人员如何利用计算机及图形软件等软件从而更加有效的进行辅助设计，帮助人员辅助设计工作，俗称ＣＡＤ。
常用的三维ＣＡＤ就是我们所说的三维制图处理软件。
ＣＡＤ随着科技飞速进步与高速发展和计算机的普及，为土木工程设计与工程的发展做出了巨大的贡献，它突破了各种用传统模式，手绘工作，建模甚至计算等各种不可能方式进行的复杂工程，并且极大的程度提高了其质量跟施工的效率，也完全避免了各种重复的工作，在复杂的设计阶段，大大的程度缩短了其设计时间和施工周期。
ＣＡＤ技术在工程设计中优点优点：（１）人员劳动降低，图面清洁干净（２）设计保证工作的高效及可靠性设计的重复利用（３）精度提高（４）资料方便保管１．２仿真模拟在土木工程中的应用仿真模拟技术是对所要模拟的外形的仿真、视觉仿真，使用真实的物体或其他等使其具有一定比例的仪器模拟物体或者是模型等作为对参与者的实验和操控的平台。
仿真模拟技术的特点是利用其外形仿真能够通过虚拟建筑场景的设定对于建筑流程的各个重要细节对参与者展开深入的观察和了解，尤其特别是对于建筑施工的难点和各个关键环节的重点有着较为直观性的了解和认知，真正的做到了实践与建筑工程理论的完美结合。
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《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
二、人工智能与专家系统
2.专家系统
土木工程专家系统的应用和发展趋势
专家系统的发展趋势
《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
二、人工智能与专家系统
智能属性
人 专家系统
数值运算
3
2
知识获取
1
3
知识表达
1
3
并行处理
1
3
低层知识处理
1
3
高层知识处理
1
2
不精确推理
1
2
启发式推理
1
2
学习能力
1
3
容错能力/坚韧性
1
3
知识领域的敏感性
1
3
创造性思维
1
3
应用的成熟程度 1 2 《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
二、人工智能与专家系统
1.人工智能
研究的主要内容：知识表示、自动推理和 搜索方法、机器学习和知识获取、知识处 理系统、自然语言理解、计算机视觉、智 能机器人、自动程序设计等方面
如果在知识库中存储的是某一领域(如 医疗诊断)的专家知识，则这样的知识系统 称为专家系统
定义：人工神经网络是由大量简单的神经 元相互连接而成的自适应非线性动态系统
工作原理和功能特点接近于人脑，不是按 给定的程序一步步地机械执行，而是能够 自身适应环境，总结规律，完成运算、识 别和控制工作
《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
二、人工智能与专家系统
3.人工神经网络
人工神经网络在土木工程中的应用
广泛应用于结构优化设计、荷载识别、损 伤检测、结构控制以及材料本构关系模型 等一系列的土木工程问题
关于在土木工程中应用的文章：
《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
修理型专家系统
《土木概论》第十五章计算机在土
木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
二、人工智能与专家系统
2.专家系统
《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
二、人工智能与专家系统
2.专家系统
二、人工智能与专家系统
2.专家系统
专家系统的缺陷：
1.设计知识获取的“瓶颈”
2.推理理论还不完善
《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
二、人工智能与专家系统
3.人工神经网络
Artificial Neural Networks， 简写为ANNs
二、人工智能与专家系统
3.人工神经网络
人工神经网络的不足：
1.神经网络推理过程的不透明性，无法回答用户的 问诊，不利于用户理解和使用推理结果
2.系统知识处理的正确性和可靠性很大程度受所选 择的训练样本的限制，导致目前只能实现一些较小 智能模块
3.由于目前理论水平有限，在实现连续型的非线性
映射方面还存在精度不高的问题 《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
二、人工智能与专家系统
2.专家系统
按求解类型性质，专家系统分为以下10种类型
解释型专家系统
预测型专家系统
诊断型专家系统
设计型专家系统
规划型专家系统
监视型专家系统
控制型专家系统
调试型专家系统
教学型专家系统
《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
二、人工智能与专家系统
2.专家系统
目前还没有一个严格公认的形式化定义，但作为一 种一般的解释，可以认为专家系统是一种具有大量 专门知识与经验的智能程序系统，它能运用领域专 家多年积累的经验和专门知识，模拟领域专家的思 维过程，解决该领域中需要专家才能解决的复杂问 题。
神经网络
1 2 2 2 2第十五章：计算机在土木工程中的应用
二、人工智能与专家系统
4.复合智能
专家系统和人工神经网络两者结合起来，实行 优势互补，便构成了复合智能(Neural-Expert Hybrid)
复合智能现应用：复合智能材料
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土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
二、人工智能与专家系统
1.人工智能
Artificial Intelligence, 英文缩写为AI
涉及到的领域：计算机科学以外, 人工智能 还涉及信息论、控制论、自动化、仿生学 、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、 医学和哲学等多门学科
《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
授课内容：
第十五章：计算机在土木工程中的应用
第一节: 土木工程的历史和现状
第二节：人工智能专家系统
第三节：计算机辅助设计
第四节：模拟仿真技术
第五节：土木工程中的计算机辅助教学
第六节：土木工程中计算机技术的应用展望
《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
第十五章 计算机在土木工程中的应用
《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
一、土木工程的历史和现状
1946年：世界上第一台计算机诞生 1956年：我国计算机事业开始
20世纪50年代：计算机开始应用于工程设 计中
现代：扩大到土木工程设计、施工管理、 仿真分析等各个方面
《土木概论》第十五章计算机在土 木工程中应用土木概论》第十五章
土木工程概论
第十五章：计算机在土木工程中的应用
二、人工智能与专家系统
2.专家系统
在土木工程中：建筑领域专家库系统 、 招标投标专家评审系统 、建筑防水技术 专家系统 、项目管理专家系统、建筑安 全专家系统、建筑物抗震安全性评估专家 系统、知识工程及专家系统、室内装饰专 家系统、建筑材料专家系统 等