计算机技术在土木工程中的应用
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开挖完成后17-17剖面y方向的地应力
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• 14.6计算机辅助教学与网络教学
• 14.6.1计算机辅助教学CAI • 1．形式多样、生动活泼：通过对文字、图形、图象、动画、声音等
信息的处理，组成图文声像并茂的演播系统，可以进行视听一体等多 种方式的形象化教学。 • 2．高度交互、因材施教：实现了人机对话，能根据学习者的要求选 择教学内容、控制学习节奏，及时反馈教学信息，充分调动学习者的 兴趣和潜力的发挥，缩短了学习时间 • 3．信息量大、重现力强：不受时间、空间的限制，随时记录、存储 的教学内容调出，缩短了教学内容重现的时间。 • 4．界面友好、操作简单：只需用键盘或鼠标等简单输入设备，即可 实现对整个教学过程的控制。
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• 计算机辅助教学的主要优点如下： • 1．有利于增强教学效果 • 2.有利于贯彻因材施教的原则 • 3.有利于激发学习者的兴趣 • 4.有利于培养学习者的多种能力. • 5.有利于提高教学质量 • 14.6.2网上教学与学习：
随着网络的发展，网上教学与学习已成为可能。它除了CAI的优点以 外，还具备网上答疑、网上讨论等虚拟教室或学术论坛的功能。同学 们在任何可以上网的地方进行上网学习，遇到问题，可以以发送电子 邮件的方式或网上粘贴的办法，将自己的问题送给老师，或其他可以 帮助解决问题的同学们。一旦老师或同学上网，看到问题，就可以作 出相应的回答。
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• 14.2信息化施工
• 指在施工过程中所涉及的各部分各阶段广泛应用计算机信 息技术，对工期、人力、材料、机械、资金、进度等信息 进行收集、存储、处理和交流，并加以科学地综合利用， 为施工管理提供及时、准确地提供依据。
• 14.2.1现状 • （1）初步完成信息普及应用，尚未达到信息化阶段。 • （2）初步开成了软件市场，满足单项应用，缺系统软件 • （3）信息化总体水平处于直接事物处理阶段，没达到深
化等功能。
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• 14.5计算机仿真系统
Hale Waihona Puke •15.5.1在教学中的应用
• 结构构件的试验是土建类专业学生在校期间必须修的课程。但是利用 计算机模拟仿真，同样可以获得试验的效果。这比单纯去让学生看教 学试验更能调动学生的积极性，使学生能有动手参与的机会，能在计 算机上操作、“破坏”和“修复”。这样做可以节省大量的人力、物 力、财力和时间。基于这种想法我们借助于清华大学土木工程系开发 的“钢筋混凝土构件模拟试验软件”，再进一步开发了“钢筋混凝土 构件计算机模拟教学试验CAI课件”。该CAI课件主要包括从对试验基 本知识的学习，试验过程的演示，动手做试验，以及试验完成后撰写 试验报告等方面的内容。
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14.7 工程管理的信息化、虚拟化
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① 工程管理信息化发展趋势
层次推理系统应用阶段。 • （4）推广信息化施工技术存在问题和差距。
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虚拟施工技术的5D模型，实现设计、预算、进度的联动
5D模型 = 3D模型 ＋ 时间 ＋ 成本
通过5D模型，设计、预算、进度可以同步获得 与3D模型关联，保持最新的、准确的预算和评估。
5
清晰无障碍的沟通 与交流
虚拟技术，提供 生动的3D环境， 变平面图纸为3D 模型。让沟通变 得自由与愉悦
数字化技术在土木工程中的应 用
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• 14.1计算机辅助设计（CAD）
• 计算机辅助设计(Computer Aided Design，简称CAD)在工业部门的广 泛应用，已成为人们熟悉的并能推动生产前进的新技术。当前，计算 机辅助设计在土木工程领域中的应用首推是由中国建筑科学研究院开 发的PKPMCAD系统。 PKPMCAD是面向钢筋混凝土框架、排架、框架-剪 力墙、砖混以及底层框架上层砖房等结构，适用于一般多层工业与民 用建筑、100层以下复杂体型的高层建筑，是一个较为完整的设计软 件。 其中PMCAD软件采用人机交互方式，引导用户逐层对要设计的结 构进行布置，建立起一套描述建筑物整体结构的数据。软件具有较强 的荷载统计和传导计算功能，它能够方便地建立起要设计对象的荷载 数据。由于建立了要设计结构的数据结构，PMCAD成为PK、PM系列结 构设计各软件的核心，它为各功能设计提供数据接口。
信息网络系统 通信网络系统 环境计划
建筑系统
建筑设备自 动化系统
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• 14.4 智能化交通 • 包括以下几个系统 • （1）先进的交通管理系统。 • （2）交通信息服务系统。 • （3）车辆控制系统。 • （4）车辆调度系统。 • （5）公共交通系统。 • 具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视
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• 14.5.2计算机模拟仿真在结构工程中应用 • 14.5.3计算机模拟仿真在防灾工程中应用 • 14.5.4计算机模拟仿真在岩土工程中应用
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三峡永久船闸鸟瞰图
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三峡永久船闸纵平面图
14
17-17剖面整体位移矢量图
15
三峡永久船闸开挖支护图
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17-17剖面的网格划分图
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开挖完成后17-17剖面x方向的地应力
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• 在土木工程专业的钢筋混凝土课程的教学中，钢筋混凝 土构件实验是一个很重要的环节。它帮助学生更好地理解 钢筋混凝土构件的性能，增加感性认识。但是，真实的构 件破坏试验不仅需要庞大的实验室，还要花费很大的人力、 物力、财力和准备时间。采用计算机模拟的方法，利用计 算机图形系统构成一个模拟的试验环境，学生向计算机输 入构件数据后在屏幕上观察到构件破坏的全过程及其内外 部的各种变化。这比单纯去让学生看教学试验更能调动学 生的积极性，使学生能有动手参与的机会，能在计算机上 操作、“破坏”和“修复”。
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• 14.3智能化建筑
• 14.3.1定义及分类 • （1）房屋设备用先进的计算机系统监测与控制，并可通
过自动化或人工干预来保证设备运行的安全可靠。 • （2）安装了对居住者的自动服务系统。 • 类型：
①专用办公楼 ②出租办公楼 • ③综合性建筑 ④住宅
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• 14.3.2 智能化建筑的系统组成 • （1）智能建筑的通信网络系统。 • （2）智能建筑的信息网络系统。 • （3）智能建筑的设备自动化系统。
开挖完成后17-17剖面y方向的地应力
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• 14.6计算机辅助教学与网络教学
• 14.6.1计算机辅助教学CAI • 1．形式多样、生动活泼：通过对文字、图形、图象、动画、声音等
信息的处理，组成图文声像并茂的演播系统，可以进行视听一体等多 种方式的形象化教学。 • 2．高度交互、因材施教：实现了人机对话，能根据学习者的要求选 择教学内容、控制学习节奏，及时反馈教学信息，充分调动学习者的 兴趣和潜力的发挥，缩短了学习时间 • 3．信息量大、重现力强：不受时间、空间的限制，随时记录、存储 的教学内容调出，缩短了教学内容重现的时间。 • 4．界面友好、操作简单：只需用键盘或鼠标等简单输入设备，即可 实现对整个教学过程的控制。
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• 计算机辅助教学的主要优点如下： • 1．有利于增强教学效果 • 2.有利于贯彻因材施教的原则 • 3.有利于激发学习者的兴趣 • 4.有利于培养学习者的多种能力. • 5.有利于提高教学质量 • 14.6.2网上教学与学习：
随着网络的发展，网上教学与学习已成为可能。它除了CAI的优点以 外，还具备网上答疑、网上讨论等虚拟教室或学术论坛的功能。同学 们在任何可以上网的地方进行上网学习，遇到问题，可以以发送电子 邮件的方式或网上粘贴的办法，将自己的问题送给老师，或其他可以 帮助解决问题的同学们。一旦老师或同学上网，看到问题，就可以作 出相应的回答。
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• 14.2信息化施工
• 指在施工过程中所涉及的各部分各阶段广泛应用计算机信 息技术，对工期、人力、材料、机械、资金、进度等信息 进行收集、存储、处理和交流，并加以科学地综合利用， 为施工管理提供及时、准确地提供依据。
• 14.2.1现状 • （1）初步完成信息普及应用，尚未达到信息化阶段。 • （2）初步开成了软件市场，满足单项应用，缺系统软件 • （3）信息化总体水平处于直接事物处理阶段，没达到深
化等功能。
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• 14.5计算机仿真系统
Hale Waihona Puke •15.5.1在教学中的应用
• 结构构件的试验是土建类专业学生在校期间必须修的课程。但是利用 计算机模拟仿真，同样可以获得试验的效果。这比单纯去让学生看教 学试验更能调动学生的积极性，使学生能有动手参与的机会，能在计 算机上操作、“破坏”和“修复”。这样做可以节省大量的人力、物 力、财力和时间。基于这种想法我们借助于清华大学土木工程系开发 的“钢筋混凝土构件模拟试验软件”，再进一步开发了“钢筋混凝土 构件计算机模拟教学试验CAI课件”。该CAI课件主要包括从对试验基 本知识的学习，试验过程的演示，动手做试验，以及试验完成后撰写 试验报告等方面的内容。
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14.7 工程管理的信息化、虚拟化
22
① 工程管理信息化发展趋势
层次推理系统应用阶段。 • （4）推广信息化施工技术存在问题和差距。
4
虚拟施工技术的5D模型，实现设计、预算、进度的联动
5D模型 = 3D模型 ＋ 时间 ＋ 成本
通过5D模型，设计、预算、进度可以同步获得 与3D模型关联，保持最新的、准确的预算和评估。
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清晰无障碍的沟通 与交流
虚拟技术，提供 生动的3D环境， 变平面图纸为3D 模型。让沟通变 得自由与愉悦
数字化技术在土木工程中的应 用
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• 14.1计算机辅助设计（CAD）
• 计算机辅助设计(Computer Aided Design，简称CAD)在工业部门的广 泛应用，已成为人们熟悉的并能推动生产前进的新技术。当前，计算 机辅助设计在土木工程领域中的应用首推是由中国建筑科学研究院开 发的PKPMCAD系统。 PKPMCAD是面向钢筋混凝土框架、排架、框架-剪 力墙、砖混以及底层框架上层砖房等结构，适用于一般多层工业与民 用建筑、100层以下复杂体型的高层建筑，是一个较为完整的设计软 件。 其中PMCAD软件采用人机交互方式，引导用户逐层对要设计的结 构进行布置，建立起一套描述建筑物整体结构的数据。软件具有较强 的荷载统计和传导计算功能，它能够方便地建立起要设计对象的荷载 数据。由于建立了要设计结构的数据结构，PMCAD成为PK、PM系列结 构设计各软件的核心，它为各功能设计提供数据接口。
信息网络系统 通信网络系统 环境计划
建筑系统
建筑设备自 动化系统
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• 14.4 智能化交通 • 包括以下几个系统 • （1）先进的交通管理系统。 • （2）交通信息服务系统。 • （3）车辆控制系统。 • （4）车辆调度系统。 • （5）公共交通系统。 • 具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视
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• 14.5.2计算机模拟仿真在结构工程中应用 • 14.5.3计算机模拟仿真在防灾工程中应用 • 14.5.4计算机模拟仿真在岩土工程中应用
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三峡永久船闸鸟瞰图
13
三峡永久船闸纵平面图
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17-17剖面整体位移矢量图
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三峡永久船闸开挖支护图
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17-17剖面的网格划分图
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开挖完成后17-17剖面x方向的地应力
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• 在土木工程专业的钢筋混凝土课程的教学中，钢筋混凝 土构件实验是一个很重要的环节。它帮助学生更好地理解 钢筋混凝土构件的性能，增加感性认识。但是，真实的构 件破坏试验不仅需要庞大的实验室，还要花费很大的人力、 物力、财力和准备时间。采用计算机模拟的方法，利用计 算机图形系统构成一个模拟的试验环境，学生向计算机输 入构件数据后在屏幕上观察到构件破坏的全过程及其内外 部的各种变化。这比单纯去让学生看教学试验更能调动学 生的积极性，使学生能有动手参与的机会，能在计算机上 操作、“破坏”和“修复”。
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• 14.3智能化建筑
• 14.3.1定义及分类 • （1）房屋设备用先进的计算机系统监测与控制，并可通
过自动化或人工干预来保证设备运行的安全可靠。 • （2）安装了对居住者的自动服务系统。 • 类型：
①专用办公楼 ②出租办公楼 • ③综合性建筑 ④住宅
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• 14.3.2 智能化建筑的系统组成 • （1）智能建筑的通信网络系统。 • （2）智能建筑的信息网络系统。 • （3）智能建筑的设备自动化系统。