理论教育 结构工程学科的新特点:施工与安全管理

结构工程学科的新特点:施工与安全管理

时间:2023-09-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:结构工程学科是一门应用型的基础性学科。目前已形成的地震工程、海洋工程、核能工程、风工程等新兴的边缘学科,都是由多学科交叉形成的。现代的结构设计,不仅包括了力学、数学,而且渗透了系统工程、价值工程、思维科学、环境科学和美学的观点。结构工程由于材料的更新而出现的飞跃正处于一个酝酿的阶段,传统材料的改性与新材料的探索同时存在。

结构工程学科的新特点:施工与安全管理

结构工程学科是一门应用型的基础性学科。与其他的工程学科一样,它必须要有工程应用的背景,同时又少不了其他基础学科的支持。可以说,此类学科是应用与基础中间的桥梁。近几十年以来,由于计算机科学材料科学、现代测量技术及其他基础科学(数学、物理、化学等)出色的成果,为结构工程学科的全面更新与发展创造了前所未有的可能性,整个结构工程学科从学科的基本构成到研究内涵,均发生着根本性的变化。认识到这种变化,将使我们在今后改造世界的竞争中逐渐变得主动,否则将会越来越被动。下面将分别论述这些变化。

(一)电子计算机的发展引起整个学科变革

工程结构学科已由理论与试验(包括工程实践与观察)两级构成变为理论、试验和计算的三级构成。在许多成熟的结构硬理论中开始考虑不确定性和不确知性而出现软化,与此同时许多依靠工程经验解决问题的软方法又可以用计算机储存起来让他人共享,这又是一种硬化。此外,由计算机参与的结构试验和工程材料试验在工程实践的基础上开始形成一门真正的试验科学。

(二)系统工程的观点导致学科思想的进步

目前我国工程设计的主要内容往往是各项具体结构的单体设计,而且很少考虑设计前许多必要的决策工作;有时即使有打算,也缺乏科学的决策方法。事实上,这部分决策工作也是工程设计的重要组成部分;而且它们对工程的经济效益和效果的影响,远比结构设计本身为大。就单项结构而论,也必须考虑结构整个“生命周期”中的三个阶段,即建造阶段、正常使用阶段和老化阶段。建造阶段的风险多来自设计、施工的失误和疏忽;正常使用阶段的风险主要来自非正常的外界活动,特别是自然和人为的灾害;而老化阶段的风险则主要来自各种损伤的积累和正常抗力的丧失。

(三)各学科之间的交叉共同构成学科的基础(www.daowen.com)

结构工程学科仅仅依靠力学的时代已经过去了,现代新技术的出现和学科之间的相互渗透使结构工程学科得以不断地开拓。目前已形成的地震工程、海洋工程、核能工程、风工程等新兴的边缘学科,都是由多学科交叉形成的。现代的结构设计,不仅包括了力学、数学,而且渗透了系统工程、价值工程、思维科学、环境科学美学的观点。

(四)工程材料的发展酝酿着学科新的飞跃

工程材料是结构工程的物质基础。历史上结构工程学科发展过程中每一个飞跃,都离不开材料的变革;工程材料的变革和进步,往往使结构发生在效能上的质的变化。从使用土、木、石材料到钢材、混凝土,已实现了结构工程的一次飞跃,这是众所周知的。国际上正期待着未来将有能提供人类大量使用的、极高效能的全新工程材料的出现;然而近几十年内还未发现其他优质材料可以替代钢材和混凝土的趋势。结构工程由于材料的更新而出现的飞跃正处于一个酝酿的阶段,传统材料的改性与新材料的探索同时存在。目前钢材和混凝土两种基本工程材料的共同发展方向主要是提高强度。

(五)信息交流已成为学科发展的命脉

应该清楚地意识到,现代信息的半衰期越来越短。目前仅仅依靠国际上最新杂志获取科技动态的办法已无法追踪学科的前沿脉搏了。国际学术交流会议、各种最新的研究报告所起的信息交流作用越来越大。

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