论文题目: 体育馆建筑结构概念设计研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 结构工程
作者: 李学军
导师: 霍达
关键词: 体育馆建筑,结构概念设计,未确知测度,人工神经元网络,大跨空间结构
文献来源: 北京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 体育馆建筑属于大型公共建筑,建筑规模大、内部功能要求较高,只有在设计前期进行详尽的结构概念设计才能保证结构设计的合理性、安全性和经济性。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,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。结构概念设计有别于传统的数值计算设计,是从结构概念入手,从整体上考虑结构的合理性。因此,研究体育馆建筑的结构概念设计问题具有较大的工程使用价值。为此,本研究运用未确知测度方法、弹性力学方法、人工神经元网络方法等对体育馆建筑结构概念设计进行了系统研究。全文的主要研究工作概括如下: (1)概念设计方法的研究。结合体育馆建筑的结构特征,对体育馆结构概念设计阶段的方法进行了研究,提出了体育馆建筑结构概念设计中的几个主要过程,即结构方案评价、主体结构选型、简化计算方法、设计概念和经验总结、结构构造与措施五个过程,并分别对其进行深入研究。(2)基于未确知测度的体育馆建筑结构方案评价方法的研究。体育馆建筑结构方案评价是结构概念设计阶段的主要工作,这一过程主要是评定结构方案的优劣程度,为最终设计方案的可接受性决策或为再设计决策提供依据和支持。本文采用未确知测度的方法,建立了两种结构方案评价模型,即整体方案评价模型和多因素影响下的结构方案评价模型。系统地论述了因素空间、单因素测度与多因素测度的关系,权向量的设置及多因素综合测度的等级识别等方案评价中的关键问题,最后给出了工程应用实例并加以验证。(3)空间网架结构屋盖结构选型的研究。本文对体育馆建筑中常用的空间网架结构形式进行了分析,确定了网架结构在选型时所考虑的多种因素,并对不同类型的网架结构的适用范围和经济性进行了研究。在这一基础上采用弹性力学手段,对正交正放类网架、正交斜放类网架、三向类网架等在矩形、圆形、三角形、六边形等不同平面形式下的内力、位移、动力特性公式进行了推导,并对公式进行了形式上的整合。所得简化计算公式力学概念清晰,形式简单,可满足概念设计阶段的要求。(4)人工神经元方法辅助体育馆结构概念设计研究。在分析了结构概念设计阶段工程师思维形式的基础上,研究了人工神经元网络结构及其工作机理,认为它可以模拟人脑的某些基本特征,并能方便地解决概念设计阶段的某些技术和
论文目录:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 背景和研究的意义
1.2 结构概念设计的内涵
1.3 工程建设程序及设计流程
1.3.1 工程建设程序
1.3.2 工程设计流程
1.4 结构概念设计的提出
1.5 结构概念设计的研究现状
1.5.1 结构概念设计的特点
1.5.2 结构概念设计的传统方法
1.5.3 结构概念设计的软科学方法
1.5.4 结构概念设计中的规范要求
1.6 体育馆建筑结构概念设计存在的问题
1.6.1 体育馆建筑结构体系的特点
1.6.2 体育馆建筑结构概念设计存在的问题
1.7 体育馆建筑结构概念设计研究的问题及方法
1.7.1 体育馆结构概念设计研究的问题
1.7.2 体育馆结构概念设计研究方法
1.8 论文总体思路与框架
1.8.1 论文的总体思路
1.8.2 论文框架
1.8 本章小结
第2章 体育馆建筑形式构成
2.1 体育馆建筑的构成
2.1.1 体育馆建筑的分类
2.1.2 体育馆的建筑构成及设计指标
2.2 体育馆建筑的结构体系
2.2.1 大跨度屋盖结构
2.2.2 下部支撑结构
2.2.3 基础形式
2.2.4 结构构造
2.3 大跨度空间结构屋盖体系
2.3.1 钢筋混凝土板壳体系
2.3.2 网架结构体系
2.3.3 网壳结构体系
2.3.4 张力结构体系
2.3.5 杂交结构体系
2.4 本章小结
第3章 基于未确知测度的体育馆结构方案评价
3.1 体育馆结构方案评价中的未确知性
3.1.1 结构方案评价方法
3.1.2 不确定性信息的分类
3.1.3 体育馆建筑结构方案评定中的不确定性信息
3.2 未确知测度的数学方法
3.2.1 样品空间、因素空间与因素等级空间
3.2.2 未确知测度与单因素判断矩阵
3.2.3 因素权重与多因素综合测度判断向量
3.2.4 多属性综合测度等级识别准则及方案排序
3.2.4 影响区间
3.2.5 整体性能降低值的区间估计法
3.3 体育馆建筑结构方案整体评价方法
3.3.1 体育馆结构方案整体评价模型
3.3.2 体育馆结构方案整体评价实例
3.4 多因素影响下的体育馆建筑结构方案的评价方法
3.4.1 多因素影响下的体育馆结构方案评价模型
3.4.2 多因素影响下的体育馆结构方案评价实例
3.5 本章小结
第4章 体育馆建筑网架屋盖结构选型
4.1 体育馆屋盖形式
4.2 体育馆网架屋面结构体系选型
4.2.1 网架选型考虑的几个问题
4.2.2 网架类型与体育馆建筑的适应性
4.2.3 网架选型的经济性
4.2.4 不同网架形式的经济指标
4.2.5 体育馆屋盖网的简化计算方法的选择
4.3 正交正放类网架的简化计算
4.3.1 两向正交正放网架
4.3.2 正放四角锥网架
4.3.3 正放抽空四角锥网架
4.3.4 正交正放类网架静力解
4.3.5 正交正放类网架动力解
4.3 两向斜放类网架的简化计算
4.3.1 两向正交斜放类网架
4.3.2 两向斜交斜放类网架(α=30°)
4.4 三向类网架的简化计算
4.4.1 周边简支三向类矩形网架
4.4.2 周边简支正三角形网架(等边三角形网架)
4.4.3 周边简支等腰直角三角形网架
4.4.4 周边简支圆形网架
4.4.5 周边简支三向六边形网架
4.5 本章小结
第5章 神经元网络辅助体育馆结构概念设计
5.1 人工神经元网络的基本原理
5.1.1 人工神经元概述
5.1.2 人工神经元网络模型
5.1.3 神经元网络的学习过程
5.1.4 神经元网络的学习规则
5.1.5 神经网络的工作过程
5.2 多层网络的误差逆传播算法
5.2.1 误差逆传播校正方法
5.2.2 BP 网络的学习过程
5.2.3 BP 网络学习过程的具体步骤
5.2.4 BP 网络的改进方案
5.3 人工神经元网络辅助体育馆结构概念设计
5.3.1 人工神经网络辅助结构概念设计的可行性
5.3.2 人工神经元网络辅助结构概念设计的原理与方法
5.3.3 人工神经元网络的网架结构技术经济指标预测
5.4 本章小结
第6章 体育馆建筑结构构造与措施
6.1 空间网格结构杆件构造与措施
6.1.1 杆件材料和截面形式
6.1.2 杆件的计算长度
6.1.3 杆件的容许长细比
6.1.4 杆件容许最小截面尺寸
6.2 空间网格结构的节点构造与措施
6.2.1 节点的特性和类型
6.2.2 十字交叉钢板节点
6.2.3 焊接空心球节点
6.2.4 螺栓球节点
6.2.5 嵌入式毂节点
6.3 空间网格结构支座
6.3.1 压力支座
6.3.2 拉力支座
6.3.3 网壳支座
6.3.4 支座选型应注意的问题
6.4 体育馆建筑下部支撑结构
6.4.1 施工缝、变形缝的设置
6.4.2 大跨空间结构屋盖支撑梁及相关柱构造
6.4.3 体育馆建筑中的短柱和柱轴压比
6.4.4 悬挑构件和斜撑柱
6.5 本章小结
结论与展望
1. 结论
2. 展望
参考文献
附录
攻读博士学位期间发表的论文和参与的科研项目
致谢
发布时间: 2005-09-21
参考文献
- [1].基于特征参量分析的工程结构设计方法研究[D]. 吴泽玉.郑州大学2012
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- [4].大跨度屋盖结构风致响应和等效风荷载的理论研究及应用[D]. 陈贤川.浙江大学2005
- [5].现代城市体育设施建设与城市发展研究[D]. 胡振宇.东南大学2006
- [6].百年奥运建筑[D]. 任磊.同济大学2006
- [7].大空间公共建筑生态化设计研究[D]. 史立刚.哈尔滨工业大学2007
- [8].多元视角下的体育建筑研究[D]. 樊可.同济大学2007