計(jì)算機(jī)模擬風(fēng)的工程軟件開(kāi)始出現(xiàn)和應(yīng)用

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　　環(huán)球金融中心啟用后的第二周，記者在上海見(jiàn)到了曾在建筑行業(yè)OA軟件項(xiàng)目中任結(jié)構(gòu)分析工作的現(xiàn)代集團(tuán)副總工程師、教授級(jí)高工王國(guó)儉。講到結(jié)構(gòu)，王國(guó)儉滔滔不絕，原來(lái)，這才是他的老本行。

　　30年前，學(xué)習(xí)計(jì)算數(shù)學(xué)的王國(guó)儉進(jìn)入現(xiàn)代集團(tuán)。他所學(xué)的專業(yè)正好用于建筑設(shè)計(jì)中的通過(guò)計(jì)算方法對(duì)大型線性代數(shù)方程的求解上，比如鋼的用量、地震和風(fēng)的影響下建筑的震動(dòng)和擺動(dòng)等，比較對(duì)口，也算為結(jié)構(gòu)計(jì)算起到了服務(wù)性的工作作用。這倒是和IT在企業(yè)中的地位相似，但一直為建筑主業(yè)“服務(wù)”的王國(guó)儉，絲毫沒(méi)有體會(huì)到一點(diǎn)不受重視或處境尷尬的意思，這和大多數(shù)企業(yè)CIO的叫苦不迭相去甚遠(yuǎn)，記者不禁心生疑問(wèn)。不過(guò)，這個(gè)謎團(tuán)隨著采訪的深入，也漸漸解開(kāi)了。

　　兩棟超高層的得意之作

　　提起金茂大廈和剛剛竣工的環(huán)球金融中心，王國(guó)儉一下子打開(kāi)了話匣子：“金茂大廈和環(huán)球金融中心都是由我參與進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算的。”自豪之情溢于言表。

　　1994年，金茂大廈的項(xiàng)目得到批準(zhǔn)之后，由于我國(guó)當(dāng)時(shí)缺乏超高層建筑的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，所以面向國(guó)際招標(biāo)，最后選擇了在高層建筑方面經(jīng)驗(yàn)豐富的美國(guó)SOM公司。而現(xiàn)代集團(tuán)下屬的華東院作為國(guó)內(nèi)的把關(guān)單位，承擔(dān)起了配合工作，用中國(guó)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行校對(duì)核驗(yàn)。

　　“從設(shè)計(jì)到施工的兩三年，我一直在現(xiàn)場(chǎng)。”王國(guó)儉說(shuō)，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，還發(fā)生過(guò)一段小插曲。位于我國(guó)東部沿海的上海經(jīng)常遭遇大風(fēng)天氣，對(duì)于250米以上的超高層建筑，風(fēng)是最大的影響因素，金茂大廈就是按照12級(jí)大風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行受力分析的。

　　當(dāng)時(shí)美國(guó)的設(shè)計(jì)風(fēng)格較為大膽，將風(fēng)速定為42米/秒來(lái)進(jìn)行受力分析，而中國(guó)的此項(xiàng)規(guī)范是55米/秒，兩國(guó)的專家為此起了爭(zhēng)執(zhí)。美國(guó)設(shè)計(jì)人員認(rèn)為將風(fēng)速考慮過(guò)大，多消耗鋼筋會(huì)造成成本浪費(fèi)，建筑體積的增加也對(duì)抗地震不利;王國(guó)儉和同事們則堅(jiān)持己見(jiàn)，認(rèn)定按照較小風(fēng)速設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)不合要求，按55米/秒設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)才是合理的。最后，雙方將方案折中為建筑在風(fēng)中的位移可以按照較小標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，即頂層位移為1.2米，而內(nèi)部的鋼筋強(qiáng)度還是按照“保守”的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行，這也成為后來(lái)國(guó)內(nèi)的幾座超高型建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

　　2005年，“麥莎”臺(tái)風(fēng)登陸上海，設(shè)計(jì)人員在金茂大廈內(nèi)安裝了測(cè)試儀器，在風(fēng)中記錄實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。就在兩周前，中美兩國(guó)當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)權(quán)威又聚在一起，將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)匯總起來(lái)，再次討論鑒定了14年前的設(shè)計(jì)。報(bào)告顯示，當(dāng)時(shí)王國(guó)儉和同事們的堅(jiān)持是非常有必要的，14年前的爭(zhēng)議終于在數(shù)字面前有了定論。

　　這次，高達(dá)492米的環(huán)球金融中心也是由現(xiàn)代集團(tuán)華東院作為顧問(wèn)進(jìn)行計(jì)算、分析的。王國(guó)儉說(shuō)，建筑設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面，一是外觀設(shè)計(jì)，這部分最為感性，設(shè)計(jì)者只追求美感;另一個(gè)就是建筑內(nèi)部的功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，他從事的是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為理性的那部分——將結(jié)構(gòu)分析歸結(jié)為數(shù)學(xué)問(wèn)題，通過(guò)數(shù)學(xué)手段鑒定設(shè)計(jì)的可行性。

　　成都建筑管理OA辦公系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用起步在70年代，王國(guó)儉的工作生涯也伴隨著這個(gè)行業(yè)的信息化發(fā)展走過(guò)了30年。他說(shuō)，早期像華東院承接了“很不得了”的100米以上高層建筑，如華亭賓館、聯(lián)誼大廈、電信大樓時(shí)，那時(shí)候的計(jì)算機(jī)還不如現(xiàn)在的一臺(tái)PC機(jī)的計(jì)算能力強(qiáng)，也沒(méi)有現(xiàn)成的軟件進(jìn)行抗風(fēng)和地震的計(jì)算分析。沒(méi)有技術(shù)手段，就只能自己編軟件，不了解設(shè)計(jì)原理也不行，雖然沒(méi)有學(xué)過(guò)建筑設(shè)計(jì)，但為了更好了解建筑，王國(guó)儉還自學(xué)了材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等學(xué)科。

　　十年前能用上美國(guó)的ETABS軟件，就已經(jīng)非常先進(jìn)了，雖然它還不能解決地震時(shí)的地下分析、大震以后的開(kāi)裂等問(wèn)題。王國(guó)儉打了個(gè)比方：環(huán)球金融中心建造之后，金茂大廈上總能聽(tīng)到風(fēng)的嘯叫聲，因?yàn)槌邔咏ㄖ嚯x太近，本身就會(huì)互相影響，這些問(wèn)題在當(dāng)時(shí)的建筑界都沒(méi)法解決，要模擬風(fēng)只能去風(fēng)洞試驗(yàn)室，而實(shí)驗(yàn)室因?yàn)槊娣e所限，測(cè)算出來(lái)的數(shù)據(jù)也是失真的。

　　現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)模擬風(fēng)的工程軟件開(kāi)始出現(xiàn)和應(yīng)用，成都建筑行業(yè)OA軟件設(shè)計(jì)師也關(guān)心起結(jié)構(gòu)來(lái)，因?yàn)樾^(qū)內(nèi)的密集的建筑會(huì)隨著風(fēng)向而互相產(chǎn)生影響。高端軟件加上并行計(jì)算，分析罕遇地震、超高層建筑之間相對(duì)影響的模擬等這些問(wèn)題，對(duì)于現(xiàn)代集團(tuán)來(lái)說(shuō)已不再成為難題。