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土木工程是人类生活和城市功能的主要载体.由于土木工程体量庞大、造价高昂、灾变行为复杂,数值模拟成为研究其灾变行为的重要手段.本文结合作者近年来在工程结构和城市区域震害数值模拟及防震减灾对策方面的科学研究和工程应用,介绍了重大工程结构的数值计算模型、基于GPU的高性能数值求解方法、基于精细化模型的城市区域建筑群震害模拟方法、基于物理引擎的城市建筑群地震倒塌模拟方法,以及超高层建筑、特大跨桥梁的倒塌模拟及其在工程设计领域的一些应用,为国内外相关领域的研究提供参考.