計算機(jī)設(shè)計軟件對結(jié)構(gòu)工程師的影響

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　　隨時代發(fā)展和科技進(jìn)步，我們已進(jìn)入信息社會。在建筑領(lǐng)域，有許多可用于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的軟件。毋庸置疑，它們當(dāng)中PK—PM系列的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件是結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用最廣泛的軟件之一。它把結(jié)構(gòu)工程師從繁重的手算、手工繪制圖紙中解放出來，使結(jié)構(gòu)工程師有更多的時間深入思考，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，模型比較等工作，極大地提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率，并使較為復(fù)雜的工程結(jié)構(gòu)在不同工況下的整體分析變成可能?？傊?，該系列的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件對我國的的基本建設(shè)工作功不可沒。
　　但目前的情況是，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，計算軟件的廣泛使用也帶來一些負(fù)面的影響。表現(xiàn)為，部分結(jié)構(gòu)工程師在選擇和利用計算軟件這個問題上缺少科學(xué)態(tài)度，過分的依賴于計算機(jī)、設(shè)計軟件，把計算機(jī)、計算軟件作為知識、經(jīng)驗、思維的替代品；把自己對建筑結(jié)構(gòu)的無知隱藏在計算機(jī)的黑匣子里，進(jìn)行著大量習(xí)慣性、傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對計算機(jī)結(jié)果明顯不合理、甚至錯誤的地方不能及時發(fā)現(xiàn)，使許多的建筑結(jié)構(gòu)留下安全隱患。針對這一現(xiàn)象，本文主要就結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件對結(jié)構(gòu)工程師的影響及改進(jìn)思路提出看法，供大家商榷。

2　關(guān)于“PK—PM工程師”   “PK—PM工程師”，是大家對結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中那些缺少專業(yè)知識，或?qū)I(yè)知識嚴(yán)重退化，僅憑有限的工程經(jīng)驗，完全依靠計算機(jī)及設(shè)計軟件進(jìn)行工程設(shè)計的結(jié)構(gòu)工程師的戲稱。筆者在參與工程設(shè)計，結(jié)構(gòu)工程師培訓(xùn)等一系列工作中調(diào)查發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)工程師中這一部分人的比例不在少數(shù)，而且還在增加。那么“PK—PM工程師”是怎樣產(chǎn)生的？我們先回顧一下結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的發(fā)展與使用者的現(xiàn)狀。

2.1　計算軟件的發(fā)展和使用者的知識結(jié)構(gòu)與變化

    PK—PM系列結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件誕生于20世紀(jì)80年代，已從第一代手工輸入數(shù)據(jù)文件的平面分析程序，發(fā)展到現(xiàn)在具有“智能”的第三代空間分析程序。空間分析程序由采用薄壁柱理論的三維桿系結(jié)構(gòu)分析，發(fā)展為基于殼元理論的三維組合結(jié)構(gòu)有限元分析[1]。使得結(jié)構(gòu)計算軟件的理論較為科學(xué)，而且具有較高的計算精度，已廣泛用于比較復(fù)雜的工程結(jié)構(gòu)計算。 那么使用這些計算軟件的工程師有什么變化呢？我們也可以把使用這個系列軟件的結(jié)構(gòu)工程師劃分為三代：第一代使用這個系列軟件的工程師大多畢業(yè)于上世紀(jì)85年以前，當(dāng)時由于計算理論和計算手段的限制，這一部分工程師一般都具有多年手算、手繪的工作經(jīng)歷，有豐富的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗，使得他們具有較為清楚的力學(xué)和結(jié)構(gòu)概念，結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的出現(xiàn)為他們提供了強(qiáng)有力的設(shè)計工具，兩者的結(jié)合使我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平有了較大的提高，但這部分工程師的人數(shù)越來越少；第二代使用這個系列軟件的工程師大致畢業(yè)于上世紀(jì)85～95年之間，由于當(dāng)時條件的限制，計算機(jī)不像現(xiàn)在這樣普及，他們也多少經(jīng)歷了手算、手繪的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，這一代結(jié)構(gòu)工程師開始接觸計算軟件的時候，在老一輩的工程師指導(dǎo)下，應(yīng)用軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計也有較為清楚的力學(xué)和結(jié)構(gòu)概念，這部分工程師在人數(shù)上不是最多，但現(xiàn)在是設(shè)計界的主力；此后的第三代結(jié)構(gòu)工程師，在人數(shù)上最多，是設(shè)計界的生力軍，由于計算機(jī)的普及，他們在學(xué)校學(xué)習(xí)期間就已開始廣泛應(yīng)用計算軟件，不可否認(rèn)，他們具有較高的計算機(jī)應(yīng)用水平，但也造成了他們對計算機(jī)的過分依賴，使他們的力學(xué)、結(jié)構(gòu)概念先天不足，由于工作的繁忙，在后來的設(shè)計中也沒有得到有效的加強(qiáng)。例如：有的人在進(jìn)行設(shè)計工作多年后，尚不清楚水平力對高層建筑的重要影響，“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計原則在抗震結(jié)構(gòu)中應(yīng)怎樣體現(xiàn)等等。

2.2 “PK—PM工程師”的形成

    隨著PK—PM系列結(jié)構(gòu)軟件的“智能”化水平不斷提高，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員組成中的兩部分人的存在令人擔(dān)憂，一部分是：第二代結(jié)構(gòu)工程師中的部分人和第三代結(jié)構(gòu)工程師中的許多人，他們對設(shè)計軟件產(chǎn)生了嚴(yán)重的依賴性，甚至形成了一種錯誤的認(rèn)識，認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計很好做，只要會用計算機(jī)就行；第二部分是：工作在欠發(fā)達(dá)地區(qū)，沒有經(jīng)過工程師訓(xùn)練或只經(jīng)過很少訓(xùn)練的不具備結(jié)構(gòu)工程師能力的設(shè)計人員，他們?nèi)鄙俦仨毜牧W(xué)、材料、結(jié)構(gòu)知識和有關(guān)的工程經(jīng)驗，但利用“智能”化的設(shè)計軟件也能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。這兩部分人形成了一批“PK—PM工程師”，即離開了計算機(jī)設(shè)計軟件就一事無成，應(yīng)用計算機(jī)軟件設(shè)計問題工程的“結(jié)構(gòu)工程師”。