输电线的脱冰将对相邻塔产生纵向不平衡张力，严重威胁线路的安全运行。提出输电线路和覆冰脱冰的有限元模拟方法，建立某9档输电线路的有限元模型，模拟输电线在15mm冰厚情况的脱冰情况，获得导线和地线脱冰产生的动力响应。本文算例发现，覆冰脱落使得脱冰的输电线产生大幅跳跃，并对相邻输电塔产生极大的冲击作用，同时地线整档脱冰将产生比导线整档脱冰更大的纵向不平衡张力。

本文通过对有限元模型的节点、单元、约束、荷载等信息进行分类, 设立有限元数据库中心。通过.NET (C#)与数据库结合的技术, 对建筑结构设计领域常用的分析软件的接口文件进行分析, 实现模型数据的输入和输出操作, 分别将他们的有限元模型数据读入到设计好的有限元中心数据库, 进而可以通过对中心数据库的操作获得有限元模型信息, 生成所需要的CAE分析软件的接口文件。本文主要实现了将SATWE、ETABS和ANSYS的有限元模型输入到数据库中, 并实现了将数据库中的有限元模型输出成ETABS和ANSYS模型。通过一个复杂的核心筒高层结构的工程实例对转换的精度进行了验证, 分析了结构的前三阶频率和结构的总质量, 将结果进行了对比, 结果比较吻合。

本文提出了一种基于“关联离散变量”概念的空间钢框架结构优化方案。利用ABAQUS有限元软件的计算模块及其Python语言接口，编写子程序实现Abaqus二次开发，对空间钢框架进行离散优化设计。本文以空间钢结构总质量为目标函数，构件截面参数为设计变量，在满足结构可靠性的前提下，利用计算机程序快捷、方便地完成了整个优化设计过程, 通过求解模型总质量的下限，得到了经济安全的最优设计结果，有效节省了钢材的用量。本文对空间钢框架的结构优化设计具有较好的参考价值，可为实现钢结构性能化设计提供有益的参考，进而推动钢结构设计的智能化和经济化。

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。

采用有限元方法计算大型钢结构节点的承载力，针对带加劲肋和不带加劲肋的十字型钢管节点，给出有限元方法的建模过程和建模方法，计算在支管轴向荷载作用下的承载力，并将有限元计算结果与足尺试验结果进行比较。研究发现，在支管承压情况下有限元建模时可以对支管的模型进行简化；带加劲肋和不带加劲肋十字型钢管节点的有限元分析结果与足尺试验结果比较吻合；有限元方法可以获得荷载位移曲线的下降段。