計算機(jī)在建筑結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

　　1．南京電視塔力學(xué)分析
　　目前正在建造的南京電視塔采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，塔高303米。塔的主體結(jié)構(gòu)由三條變截面的薄壁箱形柱肢及若干連系梁組成，為世界上首次采用的一種結(jié)構(gòu)形式。該塔受力復(fù)雜力學(xué)分析難度大。在對該塔進(jìn)行的靜、動力分析中分別提出了兩種適合于計算以彎曲變形為主的有限元模型，這兩種單元模型都具有單元劃分少、計算精度高的特點。為了正確進(jìn)行結(jié)構(gòu)的非線性動力分析，結(jié)合實際結(jié)構(gòu)的受力特點進(jìn)行了混凝土開裂后材料非線性應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系的試驗研究。提出了考慮裂縫間混凝土繼續(xù)參加工作的鋼筋拉伸強(qiáng)化模型。再結(jié)合，利用子結(jié)構(gòu)法、外部存儲法及覆蓋技術(shù)等，使得南京電視塔這一超大型結(jié)構(gòu)的包括直接彈塑性動力分析在內(nèi)的所有力學(xué)分析工作全部在微機(jī)上完成。該項成果得到廣播電影電視部總工程師的高度評價，認(rèn)為已達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平、部分達(dá)到國際先進(jìn)水平，指導(dǎo)了南京電視塔的設(shè)計工作。
　　2．高層結(jié)構(gòu)抗振控制與優(yōu)化設(shè)計
　　該課題得到霍英東基金和自然科學(xué)基金青年基金的資助，是結(jié)構(gòu)工程學(xué)科的前沿課題。目前正在以即將建造的高450米的上海電視塔為對象，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)抗震控制研究。包括人造脈動風(fēng)的計算機(jī)模擬與編程；可調(diào)液體阻尼器(TLD)的計算理論與程序?qū)崿F(xiàn)多高聳構(gòu)筑物采用控制措施后在脈動風(fēng)，地震作用下結(jié)構(gòu)反應(yīng)的時域分析和頻域分析等。同時還進(jìn)行了高層建筑結(jié)構(gòu)“結(jié)構(gòu)自控”理論和試驗及計算機(jī)分析的研究，對框架剪力墻、多肢剪力墻、低矮剪力墻等多種結(jié)構(gòu)形式分別提出了切實可行的結(jié)構(gòu)自控方案，經(jīng)試驗驗證和計算機(jī)時程分析對比，證明是十分有效的?！敖Y(jié)構(gòu)自控”理論與方法將為“結(jié)構(gòu)控制”理論在工程中應(yīng)用開辟一條新的途徑。
　　3．結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析及仿真
　　編制了適合各種不同場地土類型的人造地震波及結(jié)構(gòu)彈塑性反應(yīng)時程分析程序，對強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)的耗能機(jī)制進(jìn)行了深入研究。包括地震能量在結(jié)構(gòu)各樓層中的分配；結(jié)構(gòu)屈強(qiáng)比對能量分配的影響多結(jié)構(gòu)阻尼耗能、滯回耗能在結(jié)構(gòu)總能耗中所占比例’強(qiáng)震持續(xù)時間對結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影Ⅱ向等。最近，又進(jìn)行了結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的計算機(jī)仿真，應(yīng)用圖形技術(shù)在屏幕上形象地描述結(jié)構(gòu)在整個地震過程中的變形情況，找出主要參與振型和結(jié)構(gòu)的薄弱部位，為進(jìn)一步研究提供依據(jù)。
　　4．建筑結(jié)構(gòu)CAD開發(fā)
　　利用AUTO-CAD軟件，結(jié)合FORTRAN—77語言，編制了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土肋梁樓蓋設(shè)計的CAD程序，在HP繪圖儀上直接繪制施工圖。有些程序已應(yīng)用于實際工程中，有些則用于計算機(jī)輔助教學(xué)中。目前還在進(jìn)行已建結(jié)構(gòu)物的診斷、鑒定與加固的專家系統(tǒng)的研究。