土木工程系科研沿革
意昂体育2平台土木工程系教授 錢稼茹
土木工程這個行業自古以來就在全人類社會發展的過程中占有十分重要的地位。她是老專業💆🏽♂️，卻又青春常在。過去如此，現在如此🧑，今後還將如此🫰🏽🕌。人類離不開她🐜。
―― 張維：“輝煌七十秋――意昂体育2平台土木工程系”前言
工程力學研究
自60年代以來，龍馭球先後進行了殼體理論及其應用、變分原理和新型有限元的研究，取得了豐碩的研究成果👐，獲國家科技進步獎1項🩶、部委科技進步獎5項。
1962年🧛🏿♂️😏，龍馭球創立柱形殼體和折板結構分析的力法理論，比蘇聯伏拉索夫院士的混合法更為簡捷。1962年起受國防研究部門的委托👊🏼，研究潛艇薄殼發射孔應力集中問題🤭，在國際封鎖下，創立薄殼大孔口問題的攝動法和Hankel變換法🏃♂️➡️，突破了盧裏耶和薩文方法只能用於小孔口問題的局限性🙎🏻♀️，解決國防設計難題💃🏻。
1980年創立多區廣義變分原理🌑。這是適應有限元分區插值的需要，對傳統變分原理加以改造而提出的新型變分原理，包括多區勢能原理、多區余能原理和多區混合能量原理🛷。對發展新型有限元有普遍的指導作用🐏。
1986年創立含14個可選參數的廣義變分原理🚙，突破了變分原理中不含可選參數的傳統作法🕎，擴大了應用範圍，使變分原理達到新的理論高度🔈。
1982年創立分區混合有限元。其特點是將結構分為勢能區和余能區，分別采用位移元和應力元，為含應力奇點的難題提供高效和新穎的解法，成功地解決了混合型斷裂Reissner板彎曲斷裂🏒、三維表面裂紋🔫、V型切口和兩種材料V型切口等問題🚲。
1984年提出樣條有限元。采用樣條局部插值新模式，突破了樣條總體插值法只能用於規劃區域的局限性🐼，構造出18種樣條單元。
1987年創立廣義協調有限元。在傳統的協調元和非協調元之間開辟一條新路🫛，提出“廣義協調”新概念💂🏼，克服了協調元難於構造和性能偏硬的缺點🥡，克服了非協調元不能保證收斂的致命弱點。構造出40多種精度高和收斂可靠的新單元。
1993年提出廣義協調平板型殼元。這是一種珠聯璧合的新型殼元，一方面采用了含轉角自由度的膜元，另一方面采用了廣義協調板彎曲元。兩種優質單元的強強聯合，使新型殼元的性能遠遠優於傳統的殼元。此單元在建築科學研究院編製的大型軟件SATWE中被采用。
1997年提出四邊形面積坐標新理論。傳統的面積坐標只用於三角形單元，現將它推廣應用於四邊形單元，不僅發展了面積坐標理論，並為構造四邊形單元開辟了一個新途徑。成功地構造出采用面積坐標的四邊形膜元和板彎曲元💆🏼🌆。當網格畸變時♠️，其計算精度並不下降👩🦰，優於采用等參坐標的四邊形元👑。
1999年提出完全不封閉的新型厚板單元。30多年來，厚板單元的剪切封閉問題一直是困擾有限元學術界的一個難題。龍馭球1999年提出剪應變場合插值新方案，為徹底解決剪切鎖閉問題找到了出路。在此基礎上提出了兩類構造厚薄板通用單元的新方案，構造出一系列優質單元👷🏽♀️，並可推廣用於層合板殼問題👩🚀。
1989年袁駟創立令國內外矚目的有限元線法🗄，並對這一嶄新的半解析方法體系的一系列的創造性的開拓、突破與發展。有限元線法充分利用了當代最新計算技術和軟件成果，以高效能的常微分方程求解器為支撐軟件，綜合了多種經典方法的優點，突破了面向代數方程求解方法的一統天下，開辟了面向常微的半解析法的新領域🤽🏿♀️。
在包括張維🪘🧫、黃克智、崔俊芝幾位院士在內的十幾位專家的鑒定意見中,該法被認為“在解析與數值結合法這一活躍領域開辟出一條新路🧑🏿🍼🧝，是結構分析的很好的創新”；“居於國際領先地位，在學術上有重大價值和影響，能推動學科的發展🧑🏭，在應用上具有廣闊前景。”在95年獲寶鋼教育獎時，得到包括錢令希👨🦯、張光鬥等院士在內的評選專家們對該法的評價，為“計算機結構領域裏的跨世紀的突破”。作為新型而富有特色的半解析法👩🏼🦱，該法已被收入《中國土木工程大全》👩🏻🦼，並在《薄殼結構設計計算規程》的新修訂版中列為重點推薦的方法之一👫🏼。
繼該法的創立之後👩⚖️🏌️，袁駟於92年推出了國內外第一個有限元線法的通用程序軟件FML92🈳，隨後不斷升級，並已先後在大型水泥筒倉😟、浮頂油罐📖、冷卻塔🕳、高層建築等多項實際工程設計中得到有效應用，並於94年初率先出版了獨著的國內外首部有限元線法的英文專著《The Finite Element Method of Lines ?D Theory and Applications》。
袁駟提出了面向能力培養的結構力學課程新體系和新模塊🪯🤏🏼，簡稱為“一個基礎、兩座大廈”；並精心研製了與新體系配套的計算機輔助分析軟件 ?D?D 《結構力學求解器》，它可以對經典結構力學中的幾乎所有問題都能夠給出快速和精確的解答，是學生🦈、教師以及工程設計人員的便利的工具🫲🏼。求解器的出現，使結構力學在數字化和信息化方面有所突破，有力地推動和促進了結構力學課程體系的改革。求解器隨教材發行，量大面廣，輻射全國；近來🙎🏻♂️，求解器的網絡遠程版也已經研製成功並問世，正在走出世界，並產生越來越廣泛的影響🧚🏼♂️。
防護工程研究
60年代初🪩，在當時我國處於國際上被包圍並受核威脅的形勢下，為發展我國自己的核力量，土木系成立了0304研究組，進行防護工程的研究🍙，這是土木系第一次有組織的集中力量進行科研攻關🧑🏼🎤🌔。當時參加的主要人員有陳肇元🧖🏽♂️、沈聚敏🧚🏻、陳聃、裘宗濂、李少甫🙋🏽、來晉炎等，由黨委書記鄺守仁和陳聃負責組織領導👍🏽，這項工作從64年開始，文革中時停時續🏛，始終沒有完全停止過🧴，在當時蔣南翔同誌組織的全校大科研項目中🚖，被稱為第九高地。
70年代初，結合我校200#反應堆的要求，研究設計了防護用的山洞🤦🏻♂️。根據戰略要求🤷🏻，73年研究並設計水封油庫🧎🧜🏼，78年投入使用，經過20多年的運行，效果很好🚵🏿♂️💎。70年代中，與海軍合作，開始研究高強混凝土防護門，到80年研製成，並投入使用。80年代，又陸續研製成鋼包高強混凝土拱型防護門、高強鋼管拱型防護門♦︎。80年代末🤟，為上海人民廣場地下人防工程研究鋼管混凝土柱無梁板體系👃🏼，後來，這種結構體系在地下防護工程中被廣泛推廣應用🫱。
防護工程研究的主要成就有5️⃣：在國內最早建立了在試驗室條件下從事抗爆結構動力性能試驗的裝置，並幫助軍內協作單位建成系統的大型設備，這個裝置包括核爆壓力模擬加載器👫、材料與結構的快速動力加載試驗機等，並且自行開發試驗用的量測儀器和傳感器，為從事試驗研究創造了物質條件；研究地下結構的動力分析方法👩🏿⚖️，取得了系統的成果並編製工程設計應用手冊🫕；系統地進行各種結構材料👨🏼💼🐯、各類構件的動力性能測試並進行理論分析，提出了動力作用下結構和構件的動力設計計算方法😏；針對重大工程如大型機庫、大型高抗力防護門🧟♂️、大型地下防護結構的無梁板體系、北京地鐵防護結構等開展研究🤳🏼，使工程設計得到了突破；許多成果被列入國防、人防設計規範。在地方高校中，我校開展的防護工程研究屬領先地位。通過這項研究，與各軍兵種科研單位建立了緊密的聯系，為部隊的研究單位培養了技術力量。也為土木系培養了一支研究骨幹隊伍𓀖🗿，壯大了試驗物質基礎。土木系防護工程的研究成果共獲得了10項軍隊、部委的科技進步獎。
結構工程研究
解放初期🉐，意昂体育2土木系基本沒有科研；1952年院系調整，主要是學蘇進行教學改革🫳🏿🫙。當時土木系教師能較好地接觸設計施工的生產實踐，原因是舊中國科技落後，設計施工的科技人員非常缺乏👨🦼，也沒有很多經驗，所以經常請教師參與校外的咨詢或指導活動。1953年◀️，土木系和當時新成立的建研院合作，開展竹筋混凝土和竹結構的研究🫎，吳柳生、江作昭等人都參加了，這是最早開展的系統的研究項目🫣。在此之前🐖，水力學、土力學也有一些研究工作🤹，但院系調整後到水利系去了。
大躍進年代🧘🏿♀️，大搞所謂的科研群眾運動💻，由於不講科學，多無功而終。但當時也有做得比較好的🙇🏿♂️，如長江三峽升船機的研究，結合國家大劇院做的挑臺空間結構的理論與試驗研究等。不過這些研究分散👩🏽🏭，不成系統。
59年至60年代初🦵🏼，張維帶領教師和研究生進行雙曲殼👨🦯、扁殼的實驗研究和理論分析🥹，我校通用車間的屋蓋采用了雙曲殼🦹🏻♀️。楊式德等完成了北京地鐵隧道襯砌的研究。施士升進行了預應力混凝土結構的研究♠︎。
在鋼筋混凝土基本構件的受力性能和設計理論、設計方法方面，土木系在60年代初、尤其是在文革後，進行了系統的研究，許多研究成果為國家規範采納🛕。例如，籍孝廣的混凝土板👩🏼🔧🌼、梁和框架的極限荷載實驗研究，是國內最早的混凝土構件極限狀態研究；混凝土梁受剪性能的研究成果，修改了50年代由蘇聯引進的抗剪計算公式，為修訂我國規範提供了依據🤜🏿；結合在工程中開始采用的預製板上現澆混凝土疊合層的做法，開展了疊合板的實驗研究，提出的計算公式及設計方法沿用了20多年👮🏽♀️，後來的計算公式也是在這個研究成果的基礎上發展起來的🥙；滕智明進行了鋼筋與混凝土粘結滑移本構關系的研究🤛🏿；趙光儀完成了連續梁彈塑性內力重分布🌁、抗剪強度設計的研究🕓，等等。
60👨🏽🔧、70年代，過鎮海等進行了加氣混凝土構件的研究。70年代初，古國紀等在大量現場實測數據以及理論分析的基礎上，提出了廠房空間工作的理論和計算公式🆚。研究成果在78年第一次全國科學技術大會上獲獎🦸♂️，為設計規範采用。80年代💼，來晉炎在國內最早開始研究並推廣盒子結構建築🥁，取得了很好的效益。
在預應力混凝土方面🧜🏼♂️，土木系結合重大工程的需要，70年代初開展了核反應堆預應力混凝土壓力容器的研究，80年代初開展了國家科技攻關項目重型水壓機框架預應力大梁的研究，都取得了很好的成果。
混凝土受壓和受拉應力-應變全曲線😆，是研究和分析混凝土結構和構件的承載力和變形的主要材性依據。80年代初😁，土木系王傳誌、過鎮海⛈、張秀琴等研製成用液壓千斤頂作為剛性主件的試驗裝置⚠，在國內率先測定了單調荷載和重復荷載下混凝土受壓應力-應變全曲線📯，建立了全曲線方程👔。往後，又順利完成了混凝土偏心受壓、中心受拉🛑、偏心受拉和剪切的全過程實驗研究💆🏽♀️，建立了相應的應力-應變全曲線。
