计算机技术在土木工程中的应用课件.ppt

1、1数字化技术在土木工程中的应数字化技术在土木工程中的应用用 2 14.114.1计算机辅助设计（计算机辅助设计（CADCAD）计算机辅助设计计算机辅助设计(Computer Aided Design(Computer Aided Design，简称，简称CAD)CAD)在工业部门的广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发的PKPMCADPKPMCAD系统系统。 PKPMCAD

2、PKPMCAD是面向钢筋混凝土框架、排架、框架是面向钢筋混凝土框架、排架、框架- -剪剪力墙、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、用建筑、100100层以下复杂体型的高层建筑，是一个较为完整的设计软层以下复杂体型的高层建筑，是一个较为完整的设计软件。件。 其中其中PMCADPMCAD软件采用人机交互方式，引导用户逐层对要设计的结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

3、算功能，它能够方便地建立起要设计对象的荷载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，数据。由于建立了要设计结构的数据结构，PMCADPMCAD成为成为PKPK、PMPM系列结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。构设计各软件的核心，它为各功能设计提供数据接口。 34 14.214.2信息化施工信息化施工 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

4、交流，并加以科学地综合利用，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。为施工管理提供及时、准确地提供依据。 14.2.114.2.1现状现状 （1 1）初步完成信息普及应用，尚未达到信息化阶段。）初步完成信息普及应用，尚未达到信息化阶段。 （2 2）初步开成了软件市场，满足单项应用，缺系统软件）初步开成了软件市场，满足单项应用，缺系统软件 （3 3）信息化总体水平处于直接事物处理阶段，没达到深）信息化总体水平处于直接事物处理阶段，没达到深层次推理系统应用阶段。层次推理系统应用阶段。 （4 4）推广信息化施工技术存在问题和差距。）推广信息化施工技术存在

5、问题和差距。5n 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l 通过5D模型，设计、预算、进度可以同步获得l 与3D模型关联，保持最新的、准确的预算和评估。6n 清晰无障碍的沟通清晰无障碍的沟通与交流与交流 虚拟技术，提供虚拟技术，提供生动的生动的3D环境，环境，变平面图纸为变平面图纸为3D模型。让沟通变模型。让沟通变得自由与愉悦得自由与愉悦7 14.314.3智能化建筑智能化建筑 14.3.114.3.1定义及分类定义及分类 （1 1）房屋设备用先进的计算机系统监测与控制，并可通）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

6、安全可靠。过自动化或人工干预来保证设备运行的安全可靠。 （2 2）安装了对居住者的自动服务系统。）安装了对居住者的自动服务系统。 类型：类型：专用办公楼专用办公楼 出租办公楼出租办公楼 综合性建筑综合性建筑 住宅住宅8 14.3.2 14.3.2 智能化建筑的系统组成智能化建筑的系统组成 （1 1）智能建筑的通信网络系统。）智能建筑的通信网络系统。 （2 2）智能建筑的信息网络系统。）智能建筑的信息网络系统。 （3 3）智能建筑的设备自动化系统。）智能建筑的设备自动化系统。建筑系统环境计划通信网络系统信息网络系统建筑设备自动化系统9 14.4 14.4 智能化交通智能化交通 包括以下几个系统包

7、括以下几个系统 （1 1）先进的交通管理系统。）先进的交通管理系统。 （2 2）交通信息服务系统。）交通信息服务系统。 （3 3）车辆控制系统。）车辆控制系统。 （4 4）车辆调度系统。）车辆调度系统。 （5 5）公共交通系统。）公共交通系统。 具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视化等功能。化等功能。10 14.514.5计算机仿真系统计算机仿真系统15.5.115.5.1在教学中的应用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

8、试验的效果。这比单纯去让学生看教计算机模拟仿真，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、算机上操作、“破坏破坏”和和“修复修复”。这样做可以节省大量的人力、物。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的“钢筋混凝土构件模拟试验软件钢筋混凝土构件模拟试验软件”，再进一步开发了，再进一步开发了“钢筋混凝土钢筋混凝土构件计算机模拟教学试验构件计算机模拟教学试

9、验CAICAI课件课件”。该。该CAICAI课件主要包括从对试验基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。试验报告等方面的内容。11在土木工程专业的钢筋混凝土课程的教学中，钢筋混凝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

10、力、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、操作、“破坏破坏”和和“修复修复”。1

11、2 14.5.214.5.2计算机模拟仿真在结构工程中应用计算机模拟仿真在结构工程中应用 14.5.314.5.3计算机模拟仿真在防灾工程中应用计算机模拟仿真在防灾工程中应用 14.5.414.5.4计算机模拟仿真在岩土工程中应用计算机模拟仿真在岩土工程中应用13141517-17剖面整体位移矢量图 161717-17剖面的网格划分图18开挖完成后17-17剖面x方向的地应力 19开挖完成后17-17剖面y方向的地应力 20 14.614.6计算机辅助教学与网络教学计算机辅助教学与网络教学14.6.114.6.1计算机辅助教学计算机辅助教学CAICAI 1 1形式多样、生动活泼：通过对文字、图

12、形、图象、动画、声音等形式多样、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。种方式的形象化教学。2 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，缩短了学习时间兴趣和潜力的发挥，缩短了学习时间3 3信息量大、重现力强：不受时间、空间的限制，随时记录、存

13、储信息量大、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。的教学内容调出，缩短了教学内容重现的时间。4 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。实现对整个教学过程的控制。21计算机辅助教学的主要优点如下：计算机辅助教学的主要优点如下：1 1有利于增强教学效果有利于增强教学效果2.2.有利于贯彻因材施教的原则有利于贯彻因材施教的原则3.3.有利于激发学习者的兴趣有利于激发学习者的兴趣4.4.有利于培养学习者的多种能力有利于培养学习者的多种能力. .5.5.

14、有利于提高教学质量有利于提高教学质量14.6.214.6.2网上教学与学习：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。它除了随着网络的发展，网上教学与学习已成为可能。它除了CAICAI的优点以的优点以外，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。出相应的回答。2214.7 14.7 工程管理的信息化、虚拟化工程管理的信息化、虚拟化23 工程管理信息化发展趋势工程管理信息化发展趋势24工程项目信息门户工程项目信息门户 (PIP) (PIP) 的概念的概念信息交换方式的转变信息交换方式的转变咨询咨询物业物业经理经理分包分包专业专业设计设计业主业主总包总包供货商供货商设计设计25咨询咨询物业物业经理经理分包分包专业专业设计设计业主业主总包总包供货商供货商设计设计PIP