體育館建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)研究.pdf

1、體育館建筑屬于大型公共建筑，建筑規(guī)模大、內(nèi)部功能要求較高，只有在設(shè)計(jì)前期進(jìn)行詳盡的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)才能保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是運(yùn)用人的思維和判斷能力，在設(shè)計(jì)前期從宏觀上決定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重大問(wèn)題，使結(jié)構(gòu)物既符合功能要求，又有足夠的整體性和抗災(zāi)害能力。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)有別于傳統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算設(shè)計(jì)，是從結(jié)構(gòu)概念入手，從整體上考慮結(jié)構(gòu)的合理性。因此，研究體育館建筑的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)問(wèn)題具有較大的工程使用價(jià)值。為此，本研究運(yùn)用未確知測(cè)

2、度方法、彈性力學(xué)方法、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)方法等對(duì)體育館建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。全文的主要研究工作概括如下： (1)概念設(shè)計(jì)方法的研究。結(jié)合體育館建筑的結(jié)構(gòu)特征，對(duì)體育館結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)階段的方法進(jìn)行了研究，提出了體育館建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中的幾個(gè)主要過(guò)程，即結(jié)構(gòu)方案評(píng)價(jià)、主體結(jié)構(gòu)選型、簡(jiǎn)化計(jì)算方法、設(shè)計(jì)概念和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造與措施五個(gè)過(guò)程，并分別對(duì)其進(jìn)行深入研究。 (2)基于未確知測(cè)度的體育館建筑結(jié)構(gòu)方案評(píng)價(jià)方法的研究。體

3、育館建筑結(jié)構(gòu)方案評(píng)價(jià)是結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)階段的主要工作，這一過(guò)程主要是評(píng)定結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)劣程度，為最終設(shè)計(jì)方案的可接受性決策或?yàn)樵僭O(shè)計(jì)決策提供依據(jù)和支持。本文采用未確知測(cè)度的方法，建立了兩種結(jié)構(gòu)方案評(píng)價(jià)模型，即整體方案評(píng)價(jià)模型和多因素影響下的結(jié)構(gòu)方案評(píng)價(jià)模型。系統(tǒng)地論述了因素空間、單因素測(cè)度與多因素測(cè)度的關(guān)系，權(quán)向量的設(shè)置及多因素綜合測(cè)度的等級(jí)識(shí)別等方案評(píng)價(jià)中的關(guān)鍵問(wèn)題，最后給出了工程應(yīng)用實(shí)例并加以驗(yàn)證。 (3)空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)屋蓋結(jié)構(gòu)選型

4、的研究。本文對(duì)體育館建筑中常用的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了分析，確定了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在選型時(shí)所考慮的多種因素，并對(duì)不同類(lèi)型的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的適用范圍和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了研究。在這一基礎(chǔ)上采用彈性力學(xué)手段，對(duì)正交正放類(lèi)網(wǎng)架、正交斜放類(lèi)網(wǎng)架、三向類(lèi)網(wǎng)架等在矩形、圓形、三角形、六邊形等不同平面形式下的內(nèi)力、位移、動(dòng)力特性公式進(jìn)行了推導(dǎo)，并對(duì)公式進(jìn)行了形式上的整合。所得簡(jiǎn)化計(jì)算公式力學(xué)概念清晰，形式簡(jiǎn)單，可滿足概念設(shè)計(jì)階段的要求。 (4)人工神經(jīng)元方法輔助體

5、育館結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)研究。在分析了結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)階段工程師思維形式的基礎(chǔ)上，研究了人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其工作機(jī)理，認(rèn)為它可以模擬人腦的某些基本特征，并能方便地解決概念設(shè)計(jì)階段的某些技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。通過(guò)對(duì)人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)基本原理與多層網(wǎng)絡(luò)的誤差逆?zhèn)鞑ニ惴ǖ脑敿?xì)分析，應(yīng)用多層網(wǎng)絡(luò)的誤差逆?zhèn)鞑ニ惴ǎ芯苛巳斯ど窠?jīng)元網(wǎng)絡(luò)輔助結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的可行性，并對(duì)空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了研究。 (5)體育館結(jié)構(gòu)構(gòu)造和措施。由于土木工程的

6、粗放性、體育館結(jié)構(gòu)受力的復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)作用荷載和材料抗力的隨機(jī)性，很多內(nèi)在的受力情況不是理想化環(huán)境，要作用精確的設(shè)計(jì)計(jì)算是不可能的也是不必要的。結(jié)構(gòu)構(gòu)造與措施作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的補(bǔ)充，對(duì)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、整體性和抵御突發(fā)災(zāi)害的能力有很大作用，是體育館建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)必不可少的一部分。在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)階段考慮對(duì)整體性有益的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施，有時(shí)是決定方案可行與否的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)體育館建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施的研究，對(duì)影響體育館結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期的空間結(jié)構(gòu)構(gòu)造與措施、下