淺談工程結(jié)構(gòu)計算中計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用
從20世紀(jì)八十年代開始,在、水電、、公路等各種工程建設(shè)的勘察設(shè)計工程中,就開始引入了計算機(jī)替代人工進(jìn)行計算的計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用,但是現(xiàn)在很多剛離校就業(yè)的大學(xué)生們,完全依賴著計算機(jī),以計算機(jī)的計算數(shù)據(jù)為準(zhǔn),進(jìn)行工程設(shè)計,這對工程建設(shè)的安全是極大的威脅。對工程勘察設(shè)計工程師進(jìn)行正確應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行工程勘察設(shè)計工作的和提醒,是當(dāng)前應(yīng)該注意的比較突出的一個問題。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202276.htm1結(jié)構(gòu)工程中計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著計算機(jī)硬件技術(shù)、軟件技術(shù)的高速發(fā)展。各種計算機(jī)應(yīng)用程序的開發(fā)形成了這一批結(jié)構(gòu)工程師從走出校門,就在計算機(jī)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)工程計算、設(shè)計。他們不再經(jīng)歷老一代結(jié)構(gòu)工程師們通過手工計算的過程。甚至迷信計算機(jī),以為計算機(jī)是解決工程問題的源泉,簡單地信賴計算機(jī)。隨著大量的計算機(jī)軟件的開發(fā),但又缺乏對計算機(jī)軟件的質(zhì)量的保證,包括對軟件開發(fā)者和其技術(shù)支持的技術(shù)資質(zhì)證明;軟件開發(fā)商的質(zhì)量保證、質(zhì)量控制過程的嚴(yán)格評價,軟件中所用技術(shù)的理論依據(jù)的嚴(yán)格評價;簡單和復(fù)雜例題測試結(jié)果的嚴(yán)格評價及其與其他獨立求解結(jié)果的比較;等等很多威脅到工程結(jié)構(gòu)安全的問題,被計算機(jī)軟件應(yīng)用的發(fā)展所掩蓋了。
在當(dāng)今世界,計算機(jī)的濫用開始日益威脅著公眾的安全,計算機(jī)被抬高到了是知識、經(jīng)驗、思維的替代品。人們越來越愿意相信計算機(jī)使他們能對工程作出正確的判斷,而很少有人在想,特別是年輕的結(jié)構(gòu)工程們更很少去想,如果沒有計算機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計工程中需要哪些必要的知識和經(jīng)驗。大家都相信,解決工程問題的專業(yè)知識就是怎樣使用計算機(jī)以及計算機(jī)本身的專業(yè)知識。甚至把使用計算機(jī)的能力當(dāng)成能勝任工作的能力。大量的結(jié)構(gòu)工程師們相信,他們僅僅依靠計算機(jī)就可以“解決”工程問題。沒有人認(rèn)識到高質(zhì)量的工程只能是淵博的工程理論知識、豐富的工程實踐經(jīng)驗、以及艱辛的腦力勞動、高質(zhì)量的設(shè)計思想相結(jié)合的產(chǎn)物。
在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計計算中利用計算機(jī)自動化技術(shù)已有了很嚴(yán)重的負(fù)面影響,它使年輕的一代結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師們相信計算機(jī)的安全性、知識性和能力。他們變得如此依賴計算機(jī),以至于喪失了不依賴計算機(jī)進(jìn)行計算工作的能力。他們不懂得,計算機(jī)不可能記錄有關(guān)模型、分析和設(shè)計的一些技巧。在現(xiàn)實工程實踐經(jīng)驗中,工程結(jié)構(gòu),特別是水利水電工程結(jié)構(gòu)的模型是千差萬別的,計算機(jī)不可能識別上千萬種工程設(shè)計思想,除了具有快捷的計算速度以外,計算機(jī)程序只是一些離散的知識。而真正的工程知識是經(jīng)驗、直覺、靈感、領(lǐng)悟力、創(chuàng)造力、想象力和“認(rèn)知”的巨大綜合體,它超越了任何計算機(jī)程序和程序員對結(jié)構(gòu)工程的“理解”。
現(xiàn)代工程具有復(fù)雜的理論依據(jù)、集體的設(shè)計思想,依靠計算機(jī)是不可能讓人們學(xué)習(xí)有意義的經(jīng)驗的。越來越多的工程師們都期盼計算機(jī)軟件能將結(jié)構(gòu)工程設(shè)計程序完全自動化。希望在解決工程問題時他們只需要區(qū)化類型和條件,讓程序自動生成必要的模型,完成復(fù)雜而重復(fù)的分析和設(shè)計過程。最后由制圖工具完成設(shè)計圖紙。這樣,結(jié)構(gòu)工程唯一的責(zé)任就是明確所要解決的問題,然后評價最后的設(shè)計“成果”。而對于是否能可靠的檢測特征值,在進(jìn)行分析時是否用了足夠的模型、狀態(tài),或計算機(jī)建立數(shù)學(xué)模型的理論是否正確,是否符合工程實際的特征,分析結(jié)果對工程結(jié)構(gòu)敏感部位是否敏感,計算結(jié)果是否在條件允許范圍之內(nèi),是否能根據(jù)實際的工程結(jié)構(gòu)模型對某些邊界條件進(jìn)行調(diào)整。這些在年輕一代的結(jié)構(gòu)工程師們心中,都變得模糊不清。
很多軟件開發(fā)商,在對知識的精通之外,畢竟不是結(jié)構(gòu)工程師,專業(yè)技術(shù)知識肯定有著各種方面的欠缺。計算機(jī)是一種工具,不可能替代人的腦力勞動、人的知識、經(jīng)驗的積累,計算機(jī)能處理大量的信息,但計算機(jī)程序是沒有多少工程實際工作經(jīng)驗的程序員編制的,程序?qū)こ探⒌哪P鸵膊粫芡晟?,在計算中,即使是錯誤的信息,計算機(jī)也不可能識別,同樣的都在計算機(jī)上顯示給專業(yè)技術(shù)工程師們。這就要求專業(yè)技術(shù)工程師們自己能通過專業(yè)技術(shù)知識的掌握,來控制設(shè)計計算中的偏差。
在軟件的實際應(yīng)用方面,那些只有極少經(jīng)驗、極少學(xué)識、年輕的結(jié)構(gòu)工程師依靠計算機(jī)軟件來解決極度復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計問題。他們對結(jié)構(gòu)力學(xué)基本原理和設(shè)計規(guī)范的背景知識了解很少。無法判斷程序算法所蘊(yùn)含的假設(shè)和步驟,也無法判斷計算機(jī)運(yùn)算結(jié)果的質(zhì)量。寧愿相信計算機(jī)程序產(chǎn)生的任何結(jié)果都是正確的,無法懷疑計算機(jī)作出的所有結(jié)果,以及用獨立的例題校驗結(jié)果。
2在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計計算中正確合理的應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)
首先,在年輕一代的結(jié)構(gòu)工程師中,應(yīng)讓他們對工程設(shè)計的危險性、對公眾安全的威脅、對工程設(shè)計的責(zé)任感有一定的認(rèn)識,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該知道,工程結(jié)構(gòu)特性是由結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的質(zhì)量決定的。真正的結(jié)構(gòu)工程師,應(yīng)該不用計算機(jī)就能工作,技術(shù)本身并不是壞事,問題的核心是在結(jié)構(gòu)工程計算中計算機(jī)的使用方法,不能濫用計算機(jī)。要強(qiáng)調(diào)工程實踐中知識、專業(yè)技術(shù)以及經(jīng)驗的重要性,了解“為什么”這樣設(shè)計才是關(guān)鍵。專業(yè)的結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)在參加工作的最初一段時間內(nèi),對結(jié)構(gòu)工程設(shè)計計算進(jìn)行手工求解,了解手工求解的原理、基本原則和提煉模型、識別計算結(jié)果中的錯誤,解決問題的其他方法,判斷計算結(jié)果的有效性。對計算機(jī)的計算結(jié)果應(yīng)持批評態(tài)度,尊重工程實踐經(jīng)驗,通過工程實踐學(xué)習(xí)工程設(shè)計,強(qiáng)調(diào)從那些資深的或有經(jīng)驗的結(jié)構(gòu)工程師那里學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)工程設(shè)計。不依賴計算機(jī)解決工程問題,經(jīng)常懷疑計算機(jī),在沒有深入的誰以前不使用計算機(jī)的結(jié)果。在被工程師證實正確之前,假設(shè)計算機(jī)提供的結(jié)果是錯誤的。在用計算機(jī)求解之前,必須先知道答案。不崇拜計算機(jī),而崇尚知識和經(jīng)驗,提倡全面了解工程理論和實踐中的所有經(jīng)驗。
計算機(jī)在為人們提供很多方便、快捷的圖像、文字、數(shù)值計算等信息處理技術(shù)的同時,要認(rèn)識到計算機(jī)不可能成為人類知識、經(jīng)驗、遠(yuǎn)見、靈感、創(chuàng)造力、想象力、獨立思維的替代品。雖然在結(jié)構(gòu)工程實踐中計算機(jī)是非常有價值的工具,但是結(jié)構(gòu)工程師們必須認(rèn)識到對工程學(xué)的原理、方法、標(biāo)準(zhǔn)等等的全面了解,比對計算機(jī)操作方法的了解要重要得多。計算機(jī)不可能記錄有關(guān)模型、分析和設(shè)計的一些技巧。可以這樣認(rèn)為,除了具有快捷的計算速度以外,計算機(jī)程序只是一些離散的知識。
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