结构、数千乃至上万个节点的大型工程网络将构成对结构工程研究的新的挑战。同时，随着极地的研究、航天工程的进展，结构工程将向更严酷的环境进军，实现结构工程学科领域的新的突破。
2.2 精细化的结构分析理念与研究
20世纪中叶，计算机技术的发展极大地促进了结构分析技术的发展。在一定意义上说，计算机技术催生了结构有限单元分析理论、逐步形成了精细化的结构分析理念、鼓舞了人们挑战结构极限的信心。在传统静力线性分析问题得到基本解决的基础上，20世纪后期结构分析理论的研究与进展主要集中在结构动力分析、非线性分析、结构稳定性分析、结构优化和结构可靠度研究方面。对这些关键科学问题的研究，直至今天，仍然属于结构工程领域的前沿与热点问题。
结构动力分析的研究在20世纪50年代即已形成了基本体系[10]。此后的工作，主要集中于与工程相结合的地震工程与风工程研究之中。由于地震动与风荷载本身所特有的随机过程性质，发展了随机振动分析的基本理论[11]。其间，Carandall，Lin，Roberts，Davanport，金井清等起到了关键的推动作用。然而，经典随机振动理论的局限性也相当明显：在线性随机振动分析范围内，关于多自由度分析的计算工作量巨大，难以有效的应用于工程结构，在非线性分析范围内，甚至对简单的双自由度体系也很难求得解析解或数值解。同时，由于经典随机振动分析理论的主体是基于数字特征的分析体系，使得根据响应的分析结果很难获取精确的结构动力可靠度。1985年～1997年间，我国学者林家浩逐步提出了随机振动分析的虚拟激励法，较为完整地解决了线性结构体系的高效随机振动分析问题[12]。2002年，同济大学的研究者提出了随机系统分析的密度演化理论，在关于结构非线性随机振动分析和结构动力可靠度分析的统一理论方面迈出了重要的一步。
结构的非线性分析是长期困扰结构工程研究者的另一基本难题。由于结构向超高层、大跨度方向的发展，引发了对于几何非线性问题的关注，由于结构可能遭遇地震、火灾、爆炸、环境侵蚀作用的影响，使结构材料的物理非线性问题变得突出。经过40年的努力，尤其是Zienkiewicz、Rice、德国斯图加特学派等为代表的一批研究者的工作，结构几何非线性问题已基本得到解决。与之相对照，结构物理非线性问题仍然是当前研究中的关键难题，这不仅是因为在结构非线性变形的后期由于