大跨度空间结构结课作业
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大跨度空间结构结课作业
学号：090322123 姓名：李伯清班级：科信土木一班
1.什么是刚性空间结构？什么是柔性结构？各具什么特点？
答：刚性结构是在建筑物或构造物上设置的一种耐震结构。
相对柔性结构而言。
其柱和梁的结构牢固，并设计有高强度的耐震壁，能增强建筑物的整体刚性，承受强大地震力的冲击。
与柔性结构建筑物相比，刚性结构建筑物的固有振动周期短，变形小。
而柔性结构指的是其几何非线性因素在分析中影响较大而不可忽略的结构。
随着社会和科技的发展，工程中新材料、新设备、新结构和新施工工艺的运用，结构向高（深）、轻、大这三个方向发展，结构形式也由原来的刚性结构转变为柔性结构。
所谓柔性结构，形式上表现为高耸结构、大跨结构、深水海洋结构等，在数学模型上表现为结构的刚度小，柔性大，几何非线性不能忽略，在计算方法上柔性结构的问题与刚性结构也不相同，需要将结构简化成非线性的柔性结构系统进行计算。
另外刚性结构包括：薄壁空间结构、网架结构、网壳结构、管桁架结构；柔性空间结构则是：悬索结构、充气结构、张拉整体结构、薄膜结构。
2.按网格形式分类，网架结构分成哪些类型？
答：按网格形式分类有：（1）交叉平面桁架体系，其中有两向正交正放网架、两向斜交斜放网架、两向正交斜放网架、三向网架；（2）四角锥体系，其中有：正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、星行四角锥网架、棋盘形四角锥网架；（3）三角锥体系，其中有三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角锥网架；（4）单向折线形网架这四种类型。
3.简述矩阵位移法的计算步骤。
答：计算步骤为：（1）根据网架结构对称性情况和荷载对称情况，选取计算单元。
（2）对计算单元节点和杆件进行编号，节点编号应满足应相邻节点号差最小的原则，以减小计算机容量，加快运算速度。
杆件编号次序以方便检查原则。
（3）计算杆件长度和杆件与结构整体坐标系夹角的余弦。
（4）建立结构整体坐标系下的各杆件的单位刚度。
（5）建立结构总刚度矩阵，即将单元刚度矩阵中德元素对号入座放到总刚度矩阵有关的位置上。
（6）计算节点荷载，建立荷载列阵，形成结构总刚度方程。
（7）根据边界条件，对总刚度方程进行边界处理。
（8）求解总刚度方程得节点位移。
（9）根据各节点位移求各杆件内力。
4.简述长细比对于钢结构杆件的重要性。
答：结构的长细比λ＝μl/i，i为回转半径。
在钢结构的轴心受压构件中的屈曲应力只与长细比有关。
长细比通常是针对受压构件而言，限制长细比的目的是为了防止构件发生失稳破坏。
当长度一定时只有增大回转半径可以控制长细比。
长细比不仅与几何长度有关，还与两端的约束有关。
5.简述你对结构概念的理解。
答：结构概念设计指一般不经精确的数值计算，尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，按整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
最终使结构物既符合功能要求，又有足够的整体性和抗灾害能力.从宏观上决定结构设计中的基本问题。
结构概念设计是运用人的思维和判断能力，在设计前期从宏观上决定结构设计中的重大问题，结构物即符合功能要求，又有足够的整体性和抗灾害能力，从宏观上决定结构设计中的基本问题。
结构概念设计在建筑设计活动中的重要性以及在结构设计过程中深化概念设计的必要性。
随后重点给出结构概念设计规范化,审查制度化的提法; 也探讨了现今工程技术高速发展的条件下结构概念设计面临的问题,及其指导工程设计的一般原则和方法。
无论对于初学者，还是有一定工作经验的结构人而言，结构设计方案的确立对工程设计的极端重要性要在拿到结构生涯的第一个独立进行的结构
设计时方才显现出来。
最初种种的游疑迷茫和混乱既来自于传统的结构教育---只重力学原理、少论设计实践，也来自于初入门者对理论和经验衔接要求较高的概念设计这一全新工作的天然隔膜。
因此保持从业者整个职业生涯中不断的总结和学习将是提高结构概念设计水平的必由之路。
以下将自己从业多年来的一些感悟、体会整理出来、力求通顺和较有条理地归纳出几点浅见，以为抛砖引玉。
（1）在建筑设计活动中的结构概念设计---地位及现状
结构概念设计与建筑方案的关系----结构概念设计是指结构工程师根据设计任务的要求，基于建筑师给出的建筑方案在现有的工程技术条件下，在安全、经济、合理的思想指导下通过构思、初步建模电算等手段，产生的一种或多种结构设计方案的思考过程。
它必然地包含了建筑师和结构工程师对建筑产品的共同构想。
在结构概念设计过程，结构工程师从本专业角度出发本着与建筑师共同探讨、交流和彼此适度合理地妥协的精神。
最大限度地将最合理的结构构思融合进建筑设计方案中。
因此，结构概念设计和建筑方案设计一定是同步进行的结构概念设计与建筑概念设计一里一表、且互相支撑。
可见建筑师和结构师相互配合、共同促进方案。
建筑及结构的形成是建筑设计活动早期的基本特征，它也是结构概念设计的一个基本前提。
结构概念设计在建筑工程实现中起着关键作用。
工程设计一般而言是一个从形式到概念不断改进、专业集成度高、周期长 、循环重复业主、专业协调因素等、不断流动、汇集成果的过程。
在业主需求确定后，设计师从工程理性出发设计出符合业主要求的“产品”。
在此过程中，基本的结构和建筑概念极为重要，是建筑产品的真正灵魂。
没有结构概念设计的参与和指导 。
“产品”的最终设计成果就是无骨之躯，空中楼阁，设计实现永远无从谈起。
在方案确定的过程中，结构概念设计组织架构、指明路径、且规避风险、预留变通，为后续结构设计、初步设计、施工图设计、工作搭建起主要构架、和宏观方向指引。
（2）结构概念设计的现状
传统建筑设计可分为项目可行性论证、设计方案、初步设计、施工图设计四个过程。
建筑结构概念设计一般在设计方案阶段实现。
然而众所周知的是可研、与方案阶段往往是建筑专业绝对主导 结构专业仅仅回答“基本可行”这个答案就可以了。
也有些重大建筑项目因为各方重视度较高。
设计周期合理，使得结构专业于工程早期有机会进行较深入的概念设计参与，尚能得到较理想的结构设计。
但是普遍来说在经济迅猛发展的我国土建工程设计中较深入的结构概念设计是介入阶段较晚的，这种状况基本让结构设计处于因陋就简。
因建筑方案制宜的尴尬处境，这种模式设计生产出的建筑产品多数尚无法达到较高的结构设计水准，更遑论产生较好的社会经济效益了。
我觉得自己的分数希望在80—85之间。
