《大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析》讀書(shū)報(bào)告(共6頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析讀書(shū)報(bào)告近30年來(lái)，各種類型的大跨空間結(jié)構(gòu)在美、日、歐、澳等發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展很快。建筑物的跨度和規(guī)模越來(lái)越大，采用了許多新材料和新技術(shù)，創(chuàng)造了豐富的空間結(jié)構(gòu)形式。許多宏偉而富有特色的大跨度建筑已成為當(dāng)?shù)氐南笳餍詷?biāo)志和著名人文景觀。目前，大跨度和超大跨度建筑物及作為其核心的空間結(jié)構(gòu)技術(shù)已成為代表一個(gè)國(guó)家建筑科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。因此，對(duì)大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析是非常有必要的。大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析可作為土木工程專業(yè)研究生教學(xué)用書(shū)，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考，這種理論和實(shí)踐并重的學(xué)術(shù)著作讓我產(chǎn)生了濃重的學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合自身所學(xué)知識(shí)，我對(duì)杜新喜先生的大跨

2、空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析進(jìn)行了閱讀和學(xué)習(xí)。大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析系統(tǒng)地介紹了大跨空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和難點(diǎn)，全書(shū)共分為7章，前4章介紹空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，后3章介紹網(wǎng)格結(jié)構(gòu)性能研究，由于時(shí)間的制約，本次我只對(duì)該書(shū)的前四章進(jìn)行了閱讀，但只是前四章就已經(jīng)讓我對(duì)大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)。大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析第一章為空間結(jié)構(gòu)類型及建模，在這一章里面，杜新喜先生系統(tǒng)的將空間結(jié)構(gòu)分為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等等，這種系統(tǒng)的分類更加清晰的明確了不同大跨空間結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和特點(diǎn)，在第一章的理論支持下，結(jié)合其他學(xué)者的理論著作，我將大跨空間結(jié)構(gòu)的部分類別和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，具體如下：1 鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)薄殼結(jié)構(gòu)主要是依

3、靠膜內(nèi)力來(lái)支承自重及外荷載。它的這一特點(diǎn)，使其得以充分發(fā)揮鋼筋混凝土材料的強(qiáng)度。薄殼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）可覆蓋大跨度的空間而中間不設(shè)柱，造型美觀，活潑新穎；（2）節(jié)約材料，經(jīng)濟(jì)效果好，即用一種材料同時(shí)起到承重和維護(hù)功能；（3）自重輕，剛度大，整體性好，有良好的抗震和動(dòng)力性能。相應(yīng)的，薄殼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)有：（1）現(xiàn)澆薄殼需耗費(fèi)大量模板，施工費(fèi)時(shí)、費(fèi)事；（2）如不加處理，則隔熱和聲學(xué)(某些殼體)效果差。2 平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由簡(jiǎn)單的、小尺寸的桿件按照一定網(wǎng)格圖形構(gòu)成的桿系結(jié)構(gòu)。一般為雙層網(wǎng)架，有兩層相互平行的格構(gòu)梁，其間用垂直或傾斜腹桿相連接，承受同格構(gòu)梁平面垂直的荷載，整個(gè)結(jié)構(gòu)中應(yīng)力分布

4、比較均勻。平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）有較高的美學(xué)質(zhì)量，具有非常自由的建筑造型；（2）可承受全方位外部荷載，任何壓桿在大集中荷載作用下壓力不可導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞；（3）桿件基本上承受軸力，強(qiáng)度可得到充分發(fā)揮，用鋼量較小，可以工業(yè)化大量生產(chǎn)；（4）桿件的小尺寸使裝卸、運(yùn)輸和拼裝工作大大簡(jiǎn)化，室外施工不受氣候條件影響等。而平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)有：存在強(qiáng)度過(guò)剩問(wèn)題，制造精度要求高，造價(jià)較高。3 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)系指用較短的桿件，以一定的規(guī)律和足夠的密度組成網(wǎng)格，按實(shí)體殼體的形狀進(jìn)行布置的空間構(gòu)架，它兼具桿系和殼體的性質(zhì)。承載特點(diǎn)和薄殼相似。主要承載方式是薄膜內(nèi)力，還存在彎曲內(nèi)力。常用的是穹頂網(wǎng)殼、

5、筒形網(wǎng)殼、雙曲網(wǎng)殼和雙曲拋物面網(wǎng)殼。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要有：（1）一般情況下，同等條件的網(wǎng)殼比網(wǎng)架要節(jié)約鋼材20%，自重輕，施工進(jìn)度快；（2）網(wǎng)殼曲面能形成自然的排水坡度，不需另設(shè)小立柱，外形美觀，富于變化；（3）更適合于覆蓋大跨度，如穹頂網(wǎng)殼的最大跨度單層達(dá)131m，雙層達(dá)2365m。而網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)有：（1）制造精度要求更高，拼裝時(shí)必須精確地測(cè)量和控制結(jié)點(diǎn)總坐標(biāo)；（2）結(jié)點(diǎn)和桿件在空間教會(huì)角度必須計(jì)算準(zhǔn)確。4 懸索結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)是用拉力構(gòu)件，強(qiáng)力拉緊而成屋面系統(tǒng)。在外荷載作用下，索內(nèi)只產(chǎn)生拉應(yīng)力，不必考慮屈曲等問(wèn)題。按組成方法和受力特點(diǎn)，可將懸索結(jié)構(gòu)分為如下幾種類型：?jiǎn)螌討宜黧w系、預(yù)應(yīng)力雙層懸

6、索體系、預(yù)應(yīng)力鞍形索網(wǎng)、勁性懸索體系、組合懸索體系。懸索結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要有：（1）可用高強(qiáng)度鋼材，以充分發(fā)揮其力學(xué)性能，較經(jīng)濟(jì)，其耗鋼量?jī)H為普通鋼結(jié)構(gòu)的1/7-1/5；（2）造型自由，各個(gè)建筑的個(gè)性強(qiáng)烈，更能發(fā)揮建筑師、結(jié)構(gòu)師才能；（3）自重輕、強(qiáng)度高，更適合建筑大跨度結(jié)構(gòu)；（4）運(yùn)輸及施工方便，不需大型起重設(shè)備，也不需大量腳手架。懸索結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)有：（1）懸索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論相對(duì)復(fù)雜，又缺少具有較高的商品化程度的實(shí)用計(jì)算程序，因而難于為一般設(shè)計(jì)單位普遍采用；（2）盡管懸索結(jié)構(gòu)施工并不復(fù)雜，但一般施工單位對(duì)它不夠熟悉，更沒(méi)有形成專業(yè)的懸索結(jié)構(gòu)施工隊(duì)伍，這也影響建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位大膽采用此結(jié)構(gòu)；（

7、3）懸索屋蓋對(duì)局部荷載很敏感；（4）懸索屋蓋的水平力處理復(fù)雜，其主要原因是懸索結(jié)構(gòu)中水平力作用點(diǎn)都很高，在空間不便于布置相應(yīng)的抗水平力構(gòu)件。5 薄膜結(jié)構(gòu)薄膜結(jié)構(gòu)在工程實(shí)踐中有各種應(yīng)用形式，從其構(gòu)造和受力特點(diǎn)大致可分如下幾種類型：（1）充氣膜結(jié)構(gòu)：以空氣壓力賦薄膜以剛度。這種結(jié)構(gòu)目前應(yīng)用的很少。（2）張拉式膜結(jié)構(gòu)：形似帳篷，其結(jié)構(gòu)形成機(jī)制與預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)類似，呈負(fù)高斯曲率的鞍形曲面形狀，張緊在柔性(索)或剛性的邊緣構(gòu)件上，還可利用桅桿或立柱提供獨(dú)立的吊點(diǎn)。這種膜結(jié)構(gòu)要通過(guò)一定的張拉手段建立預(yù)應(yīng)力，使之具有必要的剛度。在實(shí)踐中，一些覆蓋面積很大的膜結(jié)構(gòu)經(jīng)常設(shè)計(jì)為由許多較小的帳篷單元結(jié)合起來(lái)，連成巨大的

8、整體屋蓋體系。（3）骨架支承式膜結(jié)構(gòu)：膜材繃緊在剛性骨架(如網(wǎng)殼、拱架等)上，剛性骨架是屋蓋的主要承重結(jié)構(gòu)，作為覆蓋材料的膜材則是局部范圍內(nèi)的承重單位。（4）“索穹頂”：國(guó)外近年來(lái)用得較多的“索穹頂”(Cable Dome)實(shí)際上是空間雙層索系與覆面膜材的聯(lián)合運(yùn)用，形成一種高效的大跨度輕型屋蓋結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)形式難于歸納到上述三種類型，估且單列為一類。薄膜結(jié)構(gòu)的形成十分豐富多彩，上述分類方法是相對(duì)的；工程實(shí)踐中可能會(huì)有許多新的創(chuàng)造，難于簡(jiǎn)單歸類，也可能是不同構(gòu)造類型的聯(lián)合運(yùn)用。薄膜結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)重量極輕，能覆蓋很大跨度，建筑造型豐富多彩，外形簡(jiǎn)潔，輕柔舒展，富有動(dòng)感；（

9、2）膜材承重與圍護(hù)合一，具有適度透光性，白天室內(nèi)明亮且光線柔合，不需人工照明；（3）膜材防水、耐火性能良好，其耐久性和自潔性也獲得較好解決，工期短。缺點(diǎn)：隔熱性差，抵抗局部荷載能力差，薄膜材料質(zhì)量、性能要求高。6 混合結(jié)構(gòu)由多種單純空間結(jié)構(gòu)體系有機(jī)組合而成，其目的在于綜合利用各種不同結(jié)構(gòu)在性能、造型、綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面的優(yōu)勢(shì)，豐富大跨度建筑造型，有效利用建筑空間。按照混合結(jié)構(gòu)生成原則設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)體系，具有下列優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn):（1）建筑造型美觀、功能合理，能使建筑藝術(shù)與結(jié)構(gòu)技術(shù)完美地統(tǒng)一于一體；（2）結(jié)構(gòu)剛?cè)嵯酀?jì)，兼具剛性結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)更輕巧，節(jié)省材料；（3）施工簡(jiǎn)捷，有利于混合結(jié)構(gòu)的

10、推廣和節(jié)省工程造價(jià)。缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)計(jì)算理論相對(duì)復(fù)雜。在書(shū)中所述理論和其他學(xué)者的研究成果收集結(jié)構(gòu)來(lái)看，大跨空間結(jié)構(gòu)按照不同的特點(diǎn)可以分為許多種類，不同的學(xué)者對(duì)此也有不同的見(jiàn)解，另外，我們知道，大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要對(duì)建筑功能、結(jié)構(gòu)受力性能、施工條件、技術(shù)能力、施工期限、建筑材料、能源供應(yīng)、場(chǎng)地地形、地貌、自然災(zāi)害的特點(diǎn)以及工程經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益等多方面進(jìn)行深入地分析和判斷，逐步建立起真實(shí)反映大跨空間結(jié)構(gòu)智能選型影響因素之間相互作用關(guān)系或深層次聯(lián)系的整體因素體系模型。在此過(guò)程中直接或間接地涉及建筑學(xué)、美學(xué)、結(jié)構(gòu)工程、施工技術(shù)、建筑經(jīng)濟(jì)等學(xué)科或領(lǐng)域的知識(shí)。其中諸領(lǐng)域的知識(shí)又包括公共知識(shí)和個(gè)性知識(shí)。公共知識(shí)

11、是已被本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)或掌握的，并且能在教科書(shū)、規(guī)范條文等專業(yè)文獻(xiàn)中找到解決一般問(wèn)題所使用的基本概念、事實(shí)、定理、規(guī)定、一般方法、過(guò)程等。個(gè)性知識(shí)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專家在長(zhǎng)期參與設(shè)計(jì)、施工、管理等工程活動(dòng)中積累起來(lái)的可有效解決復(fù)雜問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)、方法或訣竅的，這些知識(shí)大多數(shù)是在教科書(shū)及已經(jīng)發(fā)表的文獻(xiàn)中很難找到的經(jīng)驗(yàn)性(或啟發(fā)性)知識(shí)，而這類知識(shí)往往是專家解決問(wèn)題的關(guān)鍵。第2章 為空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在這一章里，為了更系統(tǒng)地表達(dá)大跨空間結(jié)構(gòu)智能選型影響因素的不同側(cè)面，體現(xiàn)選型問(wèn)題的特征，作者從荷載和作用、空間結(jié)構(gòu)地震作用、空間結(jié)構(gòu)計(jì)算和空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)算四個(gè)方面進(jìn)行了闡述，而這四個(gè)方面基本上囊括了大跨空間結(jié)

12、構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)所需要考慮的各個(gè)方面，結(jié)合第三章的節(jié)點(diǎn)及支座設(shè)計(jì)，至此作者已經(jīng)為讀者渲染出了一副完整的大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畫(huà)面，在不同設(shè)計(jì)因素考量過(guò)程中，作者利用大量的圖片和細(xì)節(jié)描述，配合已經(jīng)完工的大跨空間結(jié)構(gòu)建筑圖片，詳實(shí)客觀的闡明了大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)、效果和價(jià)值。在大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析的第四章，作者以網(wǎng)格結(jié)構(gòu)為設(shè)計(jì)對(duì)象，以USSCAD為設(shè)計(jì)載體，為讀者提供了工程結(jié)構(gòu)選型、建立模型、分析設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)施工圖、支座節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)等網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素，進(jìn)而在明確網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素的前提下，完成了包括工程概況和選型、建立模型和計(jì)算及支座節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例。總結(jié)大跨空間結(jié)構(gòu)選型是大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的最初階段的最重要的環(huán)節(jié)，是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的科學(xué)決策過(guò)程，它具有多目標(biāo)性、多層次性、不確定性、非線性、耦聯(lián)性及動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)，它既要考慮建筑功能、美學(xué)要求、結(jié)構(gòu)受力性能，又要考慮施工條件、技術(shù)能力、施工期限、建筑材料、能源供應(yīng)、場(chǎng)地地形、地貌、自然災(zāi)害的特點(diǎn)以及工程經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益等。它需要建筑藝術(shù)與工程技術(shù)的完美結(jié)合。它是建