近年来我国大型结构抗震弹塑性分析得到了广泛应用, 其中OpenSees作为一款开源有限元程序已逐渐成为最具国际影响力的计算平台之一。但是由于该软件的矩阵求解器效率较低, 难以满足大型结构的计算需求。因此本文以GPU高性能求解为技术手段, 在OpenSees中集成了两个基于迭代法的并行线性求解器, 并通过两个大规模模型验证了基于GPU进行大型结构弹塑性分析的可靠性和高效性(加速比9~15), 为进一步开展基于OpenSees的大型结构地震灾变行为研究提供了高效的计算方法。

当前建筑震害调查以手工作业为主，效率低下。为此，论文开发了一个基于智能手机与Web技术的建筑震害调查系统。该系统由服务器端、手机端和Web端构成：在服务器端，一个面向建筑的数据库被建立，使得建筑成为信息采集和管理基本单元; 在手机端，一个信息采集程序被开发，建立了多媒体数据与建筑的关联; 在Web端，数据被进行智能解析和存储，并在GIS云平台实现可视化。系统在2015年尼泊尔地震我国西藏地区的建筑震害调查中得到了成功应用。

为了科学而逼真地还原桥梁垮塌过程，辅助桥梁垮塌事故鉴定，本文在虚拟现实平台上对基于有限元数据的桥梁垮塌过程场景模拟进行了研究。基于桥梁垮塌过程的有限元模拟数据，本文在三维图形引擎OSG上实现了桥梁场景建模和垮塌动画模拟，并基于桥梁垮塌模型构建了具有一定真实感的场景漫游系统。通过场景模拟与有限元模拟的结果对比，证明了本文基于有限元的桥梁场景建模和垮塌动画控制方法的有效性。本文将有限元技术与虚拟现实技术相结合，为桥梁垮塌事故鉴定提供了科学而真实的虚拟场景。