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計算機設計軟件對結構工程師的影響
隨時代發(fā)展和科技進步,我們已進入信息社會。在建筑領域,有許多可用于工程結構設計的軟件。毋庸置疑,它們當中PK—PM系列的結構設計軟件是結構設計中應用最廣泛的軟件之一。它把結構工程師從繁重的手算、手工繪制圖紙中解放出來,使結構工程師有更多的時間深入思考,進行創(chuàng)新設計,模型比較等工作,極大地提高了結構設計的效率,并使較為復雜的工程結構在不同工況下的整體分析變成可能??傊?,該系列的結構設計軟件對我國的的基本建設工作功不可沒。
但目前的情況是,在結構設計中,計算軟件的廣泛使用也帶來一些負面的影響。表現(xiàn)為,部分結構工程師在選擇和利用計算軟件這個問題上缺少科學態(tài)度,過分的依賴于計算機、設計軟件,把計算機、計算軟件作為知識、經(jīng)驗、思維的替代品;把自己對建筑結構的無知隱藏在計算機的黑匣子里,進行著大量習慣性、傳統(tǒng)的結構設計,對計算機結果明顯不合理、甚至錯誤的地方不能及時發(fā)現(xiàn),使許多的建筑結構留下安全隱患。針對這一現(xiàn)象,本文主要就結構設計軟件對結構工程師的影響及改進思路提出看法,供大家商榷。
2 關于“PK—PM工程師” “PK—PM工程師”,是大家對結構工程設計中那些缺少專業(yè)知識,或?qū)I(yè)知識嚴重退化,僅憑有限的工程經(jīng)驗,完全依靠計算機及設計軟件進行工程設計的結構工程師的戲稱。筆者在參與工程設計,結構工程師培訓等一系列工作中調(diào)查發(fā)現(xiàn),結構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?我們先回顧一下結構設計軟件的發(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構與變化
PK—PM系列結構設計軟件誕生于20世紀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??臻g分析程序由采用薄壁柱理論的三維桿系結構分析,發(fā)展為基于殼元理論的三維組合結構有限元分析[1]。使得結構計算軟件的理論較為科學,而且具有較高的計算精度,已廣泛用于比較復雜的工程結構計算。 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構工程師劃分為三代:第一代使用這個系列軟件的工程師大多畢業(yè)于上世紀85年以前,當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,有豐富的工程結構設計經(jīng)驗,使得他們具有較為清楚的力學和結構概念,結構設計軟件的出現(xiàn)為他們提供了強有力的設計工具,兩者的結合使我國的建筑結構設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85~95年之間,由于當時條件的限制,計算機不像現(xiàn)在這樣普及,他們也多少經(jīng)歷了手算、手繪的結構設計工作,這一代結構工程師開始接觸計算軟件的時候,在老一輩的工程師指導下,應用軟件進行結構設計也有較為清楚的力學和結構概念,這部分工程師在人數(shù)上不是最多,但現(xiàn)在是設計界的主力;此后的第三代結構工程師,在人數(shù)上最多,是設計界的生力軍,由于計算機的普及,他們在學校學習期間就已開始廣泛應用計算軟件,不可否認,他們具有較高的計算機應用水平,但也造成了他們對計算機的過分依賴,使他們的力學、結構概念先天不足,由于工作的繁忙,在后來的設計中也沒有得到有效的加強。例如:有的人在進行設計工作多年后,尚不清楚水平力對高層建筑的重要影響,“強柱弱梁”的設計原則在抗震結構中應怎樣體現(xiàn)等等。
2.2 “PK—PM工程師”的形成
隨著PK—PM系列結構軟件的“智能”化水平不斷提高,結構設計人員組成中的兩部分人的存在令人擔憂,一部分是:第二代結構工程師中的部分人和第三代結構工程師中的許多人,他們對設計軟件產(chǎn)生了嚴重的依賴性,甚至形成了一種錯誤的認識,認為結構設計很好做,只要會用計算機就行;第二部分是:工作在欠發(fā)達地區(qū),沒有經(jīng)過工程師訓練或只經(jīng)過很少訓練的不具備結構工程師能力的設計人員,他們?nèi)鄙俦仨毜牧W、材料、結構知識和有關的工程經(jīng)驗,但利用“智能”化的設計軟件也能夠進行結構設計。這兩部分人形成了一批“PK—PM工程師”,即離開了計算機設計軟件就一事無成,應用計算機軟件設計問題工程的“結構工程師”。
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