工程结构现代设计方法

前言

第一章 绪论

11 现代设计

111 现代设计的概念

112 现代设计的分类

113 现代设计的特征

114 现代设计的特点

115 现代设计和传统设计的区别

12 结构工程设计

121 结构工程设计

122 结构设计阶段划分

13 现代设计的发展趋势展望

第二章 设计方法学

21 概述

211 设计方法学及其研究对象

212 设计系统

213 设计类型与设计原则

22 技术系统及其确定

221 技术系统

222 信息集约

223 调研预测

224 可行性报告

23 功能分析设计法

231 功能概念

232 确定总功能

233 功能分析

234 功能元求解

235 方案综合

236 设计工具

237 小结

24 评价决策

241 评价目标树

242 确定目标重要性系数（加权系数）

243 简单评价法

244 评分法

245 技术经济评价法

246 模糊评价法

25 创新思维与技法

251 创造力开发

252 创造性思维

253 创新技法

26 现代设计的目标

第三章 工程设计

31 工程设计概述

311 工程设计的定义和特点

312 工程设计阶段和进程

32 工程结构系统的软设计理论

321 工程设计理论的发展方向

322 事物的确定性和不确定性

第四章 结构优化设计

41 概述

411 函数的极值

412 传统结构设计与结构优化设计

413 结构最优化设计的基本概念

414 工程结构优化设计发展

415 优化设计方法分类

42 最优准则法

421 满应力准则法

422 齿行法

423 桁架满位移设计

424 能量准则法

43 无约束优化算法

431 “成功失败”法

432 Fibonacci法

433 “0618”法

434 牛顿法

435 变尺度法

436 共轭方向法

44 线性规划问题

441 线性规划问题的数学模型

442 线性规划问题的解法

443 线性规划问题的对偶问题

45 非线性规划问题

451 拉格朗日乘子法

452 库恩塔克条件

453 罚函数法

454 可行方向法

455 复形法

456 序列二次规划

457 罚乘子法

第五章 结构可靠度分析

51 结构可靠度基本概念

511 结构的功能要求

512 结构的极限状态

513 结构可靠度与可靠度指标

52 结构可靠度常用分析方法

521 均值一次二阶矩方法

522 改进的一次二阶矩方法

523 JC法

524 蒙特卡罗法

525 响应面法

526 结构失效概率的优化模型（优化法/几何法）

53 结构系统可靠度

531 串联体系及其可靠度计算方法

532 并联体系及其可靠度计算方法

533 概率网络估算技术

534 Ditlevsen窄界限法

54 系统可靠度方法在土木水利工程中的应用

541 静定桁架承载力可靠度分析

542 重力坝层间抗滑稳定体系的动力可靠度分析

第六章 有限元设计

61 概述

611 有限元法的基本思想

612 有限元法的应用

62 有限元法的基本步骤

621 引例

622 有限元法的基本步骤

63 弹性力学平面问题的有限元法

64 其他常用单元的刚度矩阵

641 矩形单元

642 等参数单元

65 有限元软件的应用

651 有限元软件技术

652 有限元法及工程设计中的CAE分析

653 水利与土木工程常用有限元分析软件

第七章 计算机辅助设计

71 概述

711 计算机辅助设计的系统构成

712 计算机辅助设计系统的开发原理

713 计算机辅助设计的工作过程

72 三维设计方法技术及其主流软件环境评测

721 工程设计中的三维设计方法

722 三维设计技术在土木水利行业的运用现状

723 通用三维设计软件环境技术指标评测

73 现代化土木水利行业三维设计工程运用

731 复杂建筑群施工过程三维仿真

732 复杂地质三维实体构形

733 三维开挖设计关键技术

734 建筑物三维实体建模

735 厂房机电设备三维装配设计

736 工程三维布置理论及可视化效果展示

74 复杂结构三维设计应用实例

741 基于CATIA的复杂工程三维实体建模与结构分析

742 辅助功能模块的实现

743 结论

第八章 人工神经网络及遗传算法



第九章 智能工程



第十章 现代设计方法的其他知识

本教材在讨论现代设计和工程设计特点的基础上，结合土木水利类工 程结构设计的特点，重点介绍设计方法学、工程设计、结构优化设计、可 靠度设计、有限元设计、计算机辅助设计、人工神经网络及遗传算法、智 能工程等现代设计方法，并对近年发展起来的三维设计、并行设计等其他 现代设计方法做了各有侧重的介绍。目的使学生在较少的学时内，了解现 代设计与传统设计的区别，理解各种常用现代设计方法可以解决的实际结 构工程问题及解决问题的思路，并初步掌握一些常用方法在结构工程中的 应用。

　　本书可作为高等工科院校土木、水利类专业高年级本科生和研究生的 教材，也可供相关业的工程技术人员参考。