大跨建筑混合结构设计研究

论文摘要

大跨建筑混合结构是近年来结构专业学界研究的热点问题,在此研究领域建筑师处于边缘地位,寡闻其声。以专业分工日益细化为借口,将结构问题推委给结构工程师,不仅是不负责任的做法,更重要的是建筑创作过程的缺失。建筑师对待结构知识的轻率最终导致设计本体与理性思维的渐行渐远,游离于内在秩序之外而成为“空中楼阁”。本文将大跨建筑创作中必不可少的结构设计作为研究对象,旨在建立建筑与结构关联的研究系统:首先从分类入手,建立其大跨混合结构分类原则;通过研究结构受力的内在规律优劣、材料潜能的挖掘以及对相关领域的推动总结其结构价值;接着在施工的层面上对结构成型过程特点总结,对整个建造过程形成相关认识;再从显性、隐形和内核三个层次,勾勒出美学研究框架,探讨混合结构美学问题;之后对大跨混合结构的技术走向展开相关介绍;最终在上述研究内容的基础上,在设计方法和创作实践层面上进行解析和探索。本文创新点体现在三个方面:一是综合考虑H.Engel(恩格尔)、M.saitoh(斋藤公男)、董石麟等人结构分类方法,创建混合结构分类原则,将结构家族分为索(膜)单元体系、拱(壳)单元体系、梁(板)单元体系和杆系单元体系四个体系,混合结构是分属这四个家族体系下的结构类型间的相互结合。二是从外部形态表征、其它技术要素融入和语言学思辨三个层次,对混合结构美学范畴进行深入的研究。三是归纳总结混合结构创作手法,提出了包括并列、连接、叠合、置换和交融5个大类和分属其下的11种模式,并通过具体设计实例进行解析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 课题提出与问题
• 1.1.1 提出
• 1.1.2 问题
• 1.2 研究目的与意义
• 1.2.1 目的
• 1.2.2 意义
• 1.3 概念界定与解析
• 1.3.1 混合结构概念与解析
• 1.3.2 其它相关概念与解析
• 1.4 国内外研究综述
• 1.4.1 国外
• 1.4.2 国内
• 1.5 研究方法、内容与框架
• 1.5.1 研究方法
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 论文框架
• 第2章 大跨混合结构的分类与应用
• 2.1 混合结构分类原则
• 2.1.1 改向机制
• 2.1.2 受力性质
• 2.1.3 结构形态
• 2.1.4 综合考虑
• 2.2 刚性混合结构
• 2.2.1 拱（壳）单元+梁（板）单元
• 2.2.2 拱（壳）单元+杆系单元
• 2.2.3 梁（板）单元+杆系单元
• 2.3 刚、柔混合结构
• 2.3.1 混合吊挂体系
• 2.3.2 混合张拉体系
• 2.3.3 混合加劲体系
• 2.3.4 半刚性悬挂体系
• 2.4 小结
• 第3章 大跨混合结构的结构价值
• 3.1 力学优势
• 3.1.1 应力
• 3.1.2 刚度与稳定性
• 3.1.3 自重
• 3.1.4 构件的多重角色
• 3.2 材料应用
• 3.2.1 材料种类
• 3.2.2 材料性能
• 3.3 节点发展
• 3.3.1 数量种类
• 3.3.2 受力性能
• 3.3.3 制作工艺
• 3.4 小结
• 第4章 大跨混合结构的施工特点
• 4.1 施工方案改进
• 4.1.1 常规施工方案
• 4.1.2 新型施工方案
• 4.1.3 发展趋势
• 4.2 施工实施新问题
• 4.2.1 有关施工力学
• 4.2.2 施工操作特殊性
• 4.3 计算机技术应用
• 4.3.1 方案设计
• 4.3.2 施工控制
• 4.4 施工经济性优势
• 4.4.1 施工工期短
• 4.4.2 可施工性强
• 4.4.3 施工费用低
• 4.5 小结
• 第5章 大跨混合结构的美学意义
• 5.1 外在形态丰富——显性表征
• 5.1.1 远望——整体轮廓
• 5.1.2 中望——尺度感知
• 5.1.3 近望——细部表情
• 5.2 研究领域拓展——隐性价值
• 5.2.1 几何美学
• 5.2.2 机器美学
• 5.2.3 自然美学
• 5.3 语言学角度的阐释——深层意义
• 5.3.1 句法构成
• 5.3.2 语义表达
• 5.3.3 语用背景
• 5.4 小结
• 第6章 大跨混合结构的趋势动因
• 6.1 结构适变能力
• 6.1.1 运动机制
• 6.1.2 控制机制
• 6.2 复杂性与非线性
• 6.2.1 科学理论的再认识
• 6.2.2 哲学思辨
• 6.2.3 建筑图景
• 6.3 数字计算机技术
• 6.3.1 工具与媒介的属性优势
• 6.3.2 设计思维的数字化模式
• 6.4 小结
• 第7章 大跨混合结构体系的创作实践
• 7.1 多学科创作基础
• 7.1.1 结构知识
• 7.1.2 形态问题
• 7.1.3 其它学科
• 7.2 多层次创作过程
• 7.2.1 概念设计
• 7.2.2 系统优化
• 7.2.3 智能评估
• 7.2.4 建造掌控
• 7.3 创作手法归纳
• 7.3.1 并列（Combination）
• 7.3.2 连接（Coupling）
• 7.3.3 叠合（Superposition）
• 7.3.4 置换（Replacement）
• 7.3.5 交融（Interpenetrating）
• 7.4 工程实例解析
• 7.4.1 同济大学游泳馆
• 7.4.2 北京大学综合体育馆
• 7.4.3 泉州海峡体育中心体育馆
• 7.4.4 东莞CBA篮球馆
• 7.5 小结
• 第8章 结论
• 8.1 研究总结
• 8.2 进一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果