结构设计感想.docx
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1、结构设计感想 一位当代结构设计师对于概念设计的谛视 1。我们结构工程师在设计什么? 也就是民国期间,我们的建筑工程师们建立了一大批杰出的结构工程,中山纪念堂(上部钢结构,下部混凝土结构),包括新中国建国以后的建筑结构,如北京火车站,上海同济大礼堂等等一批当时在物资极度匮乏的境况下,探讨土木工程史就知道当时处于前列,欧美的工程师很惊异中国的水平。当时西班牙,德国,瑞士,墨西哥等国际友人留意到了中国的结构设计水平。 现在呢,各类软件充斥整个设计院,真伪有限元充斥中国设计院,黑匣子充斥设计院,标准图集充斥设计院。比如一个悬臂梁宽900,梁端部配筋50 根32,略微有结构概念的设计师就知道,弯矩图端部
2、为0,依据构造配筋足以!计算机依据裂缝限制条件给出的计算结果。预埋板几乎无法安置!比如楼梯配筋,厚度根据标准图,要知道楼梯一般是现浇筑混凝土结构,与结构整体浇筑在一起,K 型支撑作用哪里去了?一位助理结构工程师拍桌子讲PKPM 就没有考虑,全国都没有考虑,你为什么让我考虑呢?我怎么会考虑?!也罢。尽然某些大院老总也如此认为! 结构程序的出现很大程度的减轻了计算工作量,当变成黑匣子的时候,又把设计师眼睛上蒙上了一块黑布,标准图又是一匹瞎马,业主的“科学发展观”的鞭打下,可谓“盲人骑瞎马,夜半临深池”! 2。距离结构真实是近了远了? 拉丁格言:简洁是真的标记,美是真理的光辉! 近代土木工程从十七世
3、纪中叶到二十世纪中叶的约300 年间,经验了最初以伽利略、牛顿和虎克所创建的力学理论为标记的“奠基时期”(1660-1765)和以英国工业革命为标记的“进步时期”(1765-1900) 以及第一次世界大战前后包括20 世纪30 年头欧美各国大兴土木的“成熟时期”(19001945)。尤其现在的计算机诞生,有限元的强大实力,一切结构成为可能!结构设计自由了!果真如此吗?我们高校的博士,硕士,在学习弹性,塑性,大举进军弹塑性的时候,又有谁去到现场,又有谁了解我们的建立者呢?我们的农夫兄弟!也有人称他们是:文盲+流氓!当我们的塑性设计进入执行阶段时,是不是早已经进入了超塑性了!欧拉、贝努力的平截面假
4、定大大解放生产力的时候,当克拉夫动力学如一盏亮指引人前进时,混沌来了,抹煞一切结构工程概念,将结构变成0110 时,上帝笑了! 3。离开计算机,我们照旧是结构工程师吗? 一块挡土墙,怎么设计,高端的有限剖分一下,在配筋。正好没有计算机软件狗,没有方法计算,没有狗不行我们结构师不行呀!只有狗才行!只能这样告知业主。对老少皆学习花费大量精力学习有限元,土木工程有限元,航空工程有限元的时候,学习完成之后,摆出大有登天入地之势!假如不从结构的基本概念入手而干脆进入有限元,老人学习可谓:百岁老翁攀枯枝。小孩子学习可曰:井上辘轳卧婴儿。 4。当代我们结构设计缺乏什么? 有幸在今年北京遇到英国曼奇斯特的高校
5、教授季教授,他和他伙伴和博士生的一个探讨爱好之一就是分析50 年以前的结构概念设计,现代的计算手段进步发挥的作用远远不及结构概念的作用。我们为欢呼成功的水立方结构,结构概念的提出来自于澳洲的PTW 和澳洲ARUP,和国人的有限元计算以及试验促使了胜利!佛山世纪莲以及深圳宝安体育场均来自德国的SChlaich 的概念设计,拉丁的格言:简洁是真的标记,美是真理的光辉! 5。结构工程师的出路? 土木工程经验了四个时期:(1) 砖石木时代,罗马的拱结构,中国的赵州桥,当时的概念设计让现代的计算手段分析自愧不如。 (2) 铁器时代:埃菲尔铁塔,中国的铁索桥, (3) 混凝土时代:sears 大厦,金贸大
6、厦,等典范。 (4) 钢索时代:布鲁克林桥,苏通大桥,水立方,世纪莲,将结构引向轻型化方向。但也有背离的此方向的个别案例,仅仅在中国。下一个时代是什么?当欧美的大师在学习东方哲学时,近代轻型结构的始祖德国大师(Frei otto)包括前国际空间与壳体结构主席川口卫很惊异老子的哲学,自然的哲学。我们又该是不是把目光投向东方哲学。 LY Lin 先生取得了惊人的成果时:他说:“我更加发觉我自己有点傲慢了,因为我学会了东部的哲学,是我土木工程创新的源泉”。 把结构概念运用纯熟的如高迪,他已经结构概念发挥到极致。他的教堂就是这样建起来了。德国斯图加特的一个展出上可窥一斑。杰出的结构,势必源于自然。因为
7、自然比人类更了解结构。德国斯图加特的旗手在领悟自然后创建的杰作。这里给出的目的是睁眼看世界,三十年树状结构在德国已经完备实现的结构,我们某些知名高校的知名教授尽然要因此结构申请专利基金。更有甚至者,某知名教授,将某些结构,我知道在德国已经有二十年了,申请中国专利,甚至到世界上评估无形资产价值数千万美元。这就把概念的作用无限大了!不是宽宏大量的结构工程师所为。 从自然的角度看,近代空间结构大师(沈院士称呼为始祖)Frei otto 的 慕尼黑体育场可谓经典中的经典。基本可以发觉Frei otto 横跨几个学科,对自然的领悟到了极致。他的继承者schlaich 同样是结构概念设计的旗帜,中文的:轻
8、远德国约格施莱希和鲁道夫贝格曼的轻型结构,中文在国内可以看到。其它的一些结构概念的文献(很难在市面上见到,核心之一IASS 会议,其中一个分会案例之一就是结构形态与概念,通常根本无法获得一手资料,因为没有文字记录)只能通过我们能够接触到的老师(如蓝天教授等)那里获得一些资料,假如要进一步进取求知,唯恐须要花费不少金钱和精力了。有时候总是想,假如放下全部的世俗,那我肯定去做自己喜爱的事情,到大师的所在地长期学习,领悟,这就是我现在的唯一奢望了。 斯图加特幻想飞扬的地方! 水立方结构立面的灵感来源于Kelvin 的“泡沫”理论,理论物理学杰作,事情还得从1887 年说起(9 年后,首届现代奥运会在
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