钢结构的三大核心价值和全钢结构设计(转载)

发表于2014-08-26     1955人浏览     4人跟帖     总热度:734  

     钢结构的三大核心价值和全钢结构设计(转载)-2.jpg

2009年11月20日,我在系馆听了钢结构和空间结构专家,华南理工王仕统教授的报告《钢结构的三大核心价值和全钢结构设计》。原本我周三的时候就在系馆看到了海报,是聂老师邀请过来的。当时还在想也没听过这么个人,报告的题目写得这么牛气,于是就过去了。

    从下午3点到5点半,整整两个半小时的时间,我没有离开座位,尽情了领略了这位精神矍铄、极富个性的老人,这位仗义敢言的结构工程老教授的风采。直到散会了我去吃晚饭,还在边吃边回味着王老搞笑但又发人深思的经典语录。

    王教授的这场报告并非某个学术命题的推导,也不是某项研究课题的成果介绍。他讲述了自己对于钢结构和空间结构分类的理解,“尖锐”地指出国内建筑设计和结构设计领域种种怪异现象,甚至“顺刺一枪”(我的高一语文老师姜世雄曾用这个词评价鲁迅先生写文章)批评了学术界的混乱和部分科技工作者的轻浮。已经73岁的王老很有激情,是一位幽默的学者,说话很有感染力。言谈之间我能感受

到他的忧国忧民心和敬业的精神(聂老师会后介绍,王教授退而不休,每天准时到办公室,连大年初一都要上班)。

    梳理了一下思路,结合下载的几篇王教授的文章,我把王老讲过的部分观点总结一下:

1.钢结构的三大核心价值:最轻的结构,最短的工期,最好的延性,导致最优的抗震性能。钢结构设计应遵循少费多用(more with less)的结构哲理,以最少的结构提供最大承载力。结构设计者应把减少结构用钢量视为结构设计水平的最高境界(想想,这不正是我们的结构设计大赛的指导思想么)。

2.要从力学的角度区分结构。国内有教材轻率地纯粹按几何划分空间结构与平面结构,如将简支梁和桁架作为二维结构,“若结构具有长宽高,就作为三维空间结构”。而董石麟等老一辈的空间结构专家则抓住了空间结构的要义:“具有三维空间形体,且在荷载作用下有三维受力特性并呈空间工作的结构”。

3.基于力学准则和结构理论,王教授将空间结构分为:屋盖空间结构,即轴力结构;三维体空间结构,即弯矩结构。屋盖空间结构(轴力结构)厚度相对长宽小得多,以轴向传力为主。三维体空间结构三维基本上是同一个数量级,如高层和高耸结构。

4.屋盖空间结构是形效结构(Formative Structures),即由于形状产生效益(薄壳就是一个例子)。它有三大特点:曲面空间状、三维轴力结构、用料很经济。

5.凡是弯矩结构都不能做成大跨,一般张弦梁都不超过100m,上海浦东机场(华东院汪大绥总工主持设计)的张弦梁跨度就不大,并同时取得了很好的美观效果。“鸟巢”是平面桁架系(有的书将它错误地归为空间结构),这样的弯矩结构跨度做得非常大,当然很费钢材。

6.最好的结构往往构件布局简明、传立路径短捷、结点小型化,展现现代钢结构的魅力。深圳大运会的体育场是“杂乱传力结构”,严重违背结构最短传力原则,一个铸钢结点100吨也创造了“世界一大奇迹”。笨重的央视新塔也是糟糕的结构(方案选错了,优化也没有用!)。

7.我国近年来的一些建筑追求怪异,实际做出来一点水平也没有,而且浪费人力财力。美国世贸双塔,方钢管壁厚仅有10毫米左右;法国艾菲尔铁塔,不用钢材反用强度较低的铸铁,充分彰显结构工程师的设计水平。而“野蛮建筑师”库哈斯设计的央视新塔等怪异建筑给施工“创造”很大的困难。

8.结构工程师的学术魅力(力学、数学功底,结构理论与工程实践)与人格魅力(独立性、进取性和开放性)与世界先进国家有较大的差距。王老举了一些书籍中荒谬的概念错误批评有些学者写文章说话不负责,信口雌黄,“像官员一样说假话”。

9.结构方案和选型至关重要。现阶段的结构设计实质上是一种“验算”,分析前先假定截面然后验算,所以一般认为截面选得越大越安全,实际情况是:刚度、重量越大,地震力就越大,这个原理我们初中就学过了(F=ma)。

10.必须转变现阶段我国钢结构行业“拼重量的现象”,不重视节约用钢量的局面。结构设计者应把结构方案放在第一位,实现工厂焊接单元,工地高强螺栓拼装,真正实现结构创新。

11.王教授提出钢结构精心设计的四个步骤:结构方案,构件布局,截面形状和结点构造优化。结构方案选得好能创造优美经济的结构,否则优化无用,这就好像“优生跟优育的关系”。

 

王教授讲述的概念设计和结构哲学值得学习体会阿!

[报告]钢结构的三大核心价值和全钢结构设计

图:建筑结构分类(摘自王仕统论文《简论空间结构新分类》)

(转自晓波BLOG


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很深刻啊

很有大家风范~!

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感谢楼主精彩分享

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很深刻啊

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顶~

sunyuesai

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