12 高新技术在土木工程中应用2013

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1、第结结现计概构构代算述土十健振结机木二康动构与章——监工测控试仿程与制验真中安技技技的高全术术术应新预技用警术技术在12.1概述进入20世纪中叶以来，土木工程的发展出现了传统建造技术与现代高新技术相结合的基本特征。1940年，电子计算机诞生。20世纪60年代，现代试验技术发展。20世纪70年代，结构控制技术产生。20世纪80年代，结构健康监测技术产生。12.2计算机与仿真技术1计算机辅助设计计算机辅助设计(ComputerAidedDesign），简称CAD。CAD的起源应追溯到二十世纪50年代中期，由麻省理工大

2、学林肯实验室为美国空军研发的SAGE（SemiAutomaticGroundEnvironment）防空系统，该系统使用CTR显示器展现经过计算机处理的雷达以及其他信息。其后，CAD/CAM之父的PatrickJ.Hanratty在1957年开发了PRONTO(ProgramforNumericToolOperation)，世界上第一个数控编程系统。紧接着在1959年IvanSutherland在麻省理工大学林肯实验室使用TX-2计算机开发了SKETCHPAD系统，这套能够通过使用光笔在屏幕上与计算机系统进行人机交互作业的系统被人们认

3、为是CAD工业迈出的第一步。进入二十世纪70年代之后，计算机硬件性能和计算机图形学都有了很大的发展，建筑设计人员开始与软件设计人员密切配合，促使专业化的计算机辅助建筑设计（CAD）软件诞生。二十世纪80年代到90年代，计算机性能的提高以及个人电脑的出现使CAD系统发展的格局有了不小的变化，从当初针对大型机转向对PC的开发。二十世纪末二十一世纪初，国际CAD产业进入了一个联合、收购、兼并频繁的时期，迄今制造业的CAD产品已经被兼并成四大谱系：IBM/Dassault、EDS/Unigraphics、PTC和Autodesk。在TX-2计

4、算机上运行的Sketchpad系统Cad2005四个同样的矩形被放置在不同的图层当中图层可以说是并行的绘图空间，在这一点上有些像“四维时空”——分属于不同时间的空间重叠起来，却又互不关联，同样的在不同图层中的对象也不会相互干扰，这样就为管理繁杂的图块提供了便利。一般来说如果没有特别指定的话，对象的颜色、线型等属性都会由其所属的图层指定（ByLayer）PKPM2010界面PKPM是由中国建筑科学研院开发的系列软件，是国内房屋建筑结构用得最多的软件，90%的设计院采用PKPM中的SETWE进行计算和分析。使用3D3S设计的体育馆模型3D

5、3S是由同济大学开发，主要针对钢结构设计的软件。它可以对钢结构、空间张拉结构、膜材结构、幕墙结构、网架网壳结构以及塔桅结构等进行分析计算。2土木工程中的计算机仿真现代仿真技术全物理仿真半物理仿真计算机仿真仿真类型（模拟仿真）（混合仿真）（数字仿真）模型类型物理模型物理－数学模型数学模型计算机类型模拟计算机混合计算机数字计算机应用举例振动台试验伪动力试验计算机模拟试验计算机仿真现代仿真技术与计算机发展相结合得益于有限元分析（FiniteElementAnalysis，简称FEA）很多软件公司都开发了不同的有限元分析软件。其中在

6、国内影响较大的有ANSYS、ABAQUS、DIANA、ADINA、IDARC、ALGOR等。国家大剧院计算模型结构的整体变形ANSYS功能虽然强大，但美中不足的是由于ANSYS对混凝土、地基、接触等高度非线性问题的处理比较困难，相较之下ABAQUS在这方面有着更有为优越的表现。Abaqus接触分析模型灾害作用下的倒塌、破坏仿真在教学中的应用输入构件荷载数据，得到破坏过程滑模施工动画12.3现代结构试验技术1结构抗震试验技术模拟地震振动台试验20世纪60年代末振动台•台面、基础、电液伺服作动器、计算机控制系统、数据采集系

7、统振动台试验美国内华达州立大学雷诺分校建造的台振同济大学嘉定校区多功能振动台试验4个4mX6m的台面，其中两个承重70t，两个30t通过台面的不同组合而进行不同目的的试验振动台台面鸟瞰单个振动台台面台面下部详细情况台面地下油泵拟动力试验1969年，日本学者提出了结构抗震试验的联机实验方法：将计算机对结构的数值仿真与试验的加载驱动结合起来。拟动力试验是一种联机试验，通过计算机控制加载模拟地震过程。20世纪80年代以来，拟动力试验技术在世界范围内得到广泛应用。新发展：子结构技术、数值计算方法、快速拟动力试验方法。2结构风

8、洞试验技术风洞：一种模拟大气流动的实验装置。风洞实验装置：风机、气流扩散段、湍流模拟装置、试验区段、计算机控制、数据采集系统。起初用于航空航天，20世纪70年代以来开始用于土木，主要为大气边界层风洞。分类(研究目