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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)建筑造型越來(lái)越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)形式多樣，空間結(jié)構(gòu)不僅追求自重輕，還需結(jié)構(gòu)與建筑的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，只有合適的結(jié)構(gòu)才能很好地適應(yīng)和表現(xiàn)各類建筑效果。中國(guó)是空間結(jié)構(gòu)應(yīng)用大國(guó)，建成的空間結(jié)構(gòu)項(xiàng)目眾多，跨度之大也居世界前列，許多復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)突破了我國(guó)現(xiàn)行相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的規(guī)定，如何保證復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)建筑的安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工可行性和安裝精度等，逐漸引起科研工作者和工程技術(shù)人員的廣泛關(guān)注。本書以上海天文館工程案例為背景，對(duì)復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行梳理和提煉，對(duì)復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展進(jìn)行總結(jié)，針對(duì)復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)建模及計(jì)算方法、結(jié)構(gòu)控制指標(biāo)、抗震性能設(shè)計(jì)、抗風(fēng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)人致振動(dòng)及舒適度控制、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、混凝土薄殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)剖析提煉，重點(diǎn)突出設(shè)計(jì)難點(diǎn)和解決方法。

作者簡(jiǎn)介

　　賈水鐘，華建集團(tuán)上海建筑設(shè)計(jì)研究院結(jié)構(gòu)專業(yè)總工程師，教授級(jí)高工，國(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師，國(guó)家注冊(cè)投資咨詢工程師，英國(guó)結(jié)構(gòu)工程師學(xué)會(huì)正會(huì)員，上海市空間結(jié)構(gòu)工程技術(shù)研究中心副主任。兼任上海土木工程理事、工程結(jié)構(gòu)專業(yè)委員會(huì)主任、中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)空間結(jié)構(gòu)專業(yè)委員會(huì)委員、上海市超限高層建筑工程抗震設(shè)防審查專家委員會(huì)委員。主持或負(fù)責(zé)完成近30余項(xiàng)國(guó)家與上海市級(jí)重點(diǎn)工程設(shè)計(jì)和科研工作，獲得30多項(xiàng)國(guó)家與上海市級(jí)設(shè)計(jì)與科技進(jìn)步獎(jiǎng)項(xiàng)。其中獲得建設(shè)部獎(jiǎng)兩項(xiàng)，中國(guó)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)七項(xiàng)，中國(guó)建筑學(xué)會(huì)優(yōu)秀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四項(xiàng)，中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)四項(xiàng)，上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)兩項(xiàng)，上海市土木工程科技進(jìn)步獎(jiǎng)三項(xiàng)，上海市優(yōu)秀設(shè)計(jì)十項(xiàng)。

圖書目錄

第 1 章　緒論 ………………………………………………………………… 1
1.1　復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)發(fā)展概況 …………………………………………………… 1
1.2　上海天文館項(xiàng)目 …………………………………………………………… 3
1.2.1　項(xiàng)目背景 …………………………………………………………… 3
1.2.2　設(shè)計(jì)思路及建筑要求 ……………………………………………… 4
1.3　本書主要研究?jī)?nèi)容 ………………………………………………………… 10
1.3.1　結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)研究 ………………………………………………… 10
1.3.2　結(jié)構(gòu)舒適度的控制技術(shù)研究 ……………………………………… 10
1.3.3　混凝土殼體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究 ………………………… 10
1.3.4　節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)研究 ………………………………………………… 10
1.3.5　結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載研究 …………………………………………………… 11
第 2 章　復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)技術(shù)研究與工程實(shí)踐 ……………………………… 12
2.1　結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)研究 ………………………………………………………… 12
2.1.1　上部結(jié)構(gòu)體系 ……………………………………………………… 12
2.1.2　主要部位結(jié)構(gòu)布置 ………………………………………………… 14
2.2　結(jié)構(gòu)計(jì)算分析 ……………………………………………………………… 20
2.2.1　設(shè)計(jì)計(jì)算方法 ……………………………………………………… 20
2.2.2　結(jié)構(gòu)控制指標(biāo) ……………………………………………………… 22
2.2.3　結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算分析結(jié)果 …………………………………………… 22
2.2.4　結(jié)構(gòu)抗震性能分析 ………………………………………………… 43
2.3　結(jié)構(gòu)舒適度控制技術(shù)研究 ………………………………………………… 50
2.3.1　結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制研究現(xiàn)狀 …………………………………………… 50
2.3.2 TMD 振動(dòng)控制的研究現(xiàn)狀 ……………………………………… 52
2.3.3　人行荷載的研究現(xiàn)狀 ……………………………………………… 54
2.3.4　人致振動(dòng)舒適度評(píng)價(jià)方法 ………………………………………… 56
2.4　天文館結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位舒適度計(jì)算 ………………………………………… 63
2.4.1　結(jié)構(gòu)在步行激勵(lì)下的響應(yīng) ………………………………………… 64
2.4.2 TMD 參數(shù)設(shè)計(jì) …………………………………………………… 67
2.4.3　設(shè)置 TMD 后的減震效果 ………………………………………… 68
2.5　本章小結(jié) …………………………………………………………………… 69
第 3 章　混凝土殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究 …………………………… 71
3.1　混凝土殼體結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用 …………………………………………… 71
3.1.1　混凝土殼體結(jié)構(gòu)的發(fā)展 …………………………………………… 71
3.1.2　鋼筋混凝土殼體結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要障礙 …………………………… 73
3.2　曲面混凝土結(jié)構(gòu)的施工 …………………………………………………… 74
3.2.1　曲面混凝土施工中的難題 ………………………………………… 74
3.2.2　曲面混凝土施工的施工方法 ……………………………………… 74
3.2.3　曲面混凝土施工的分項(xiàng)工程控制 ………………………………… 75
3.3　天文館混凝土殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………… 77
3.3.1　球幕影院區(qū)域結(jié)構(gòu)布置 …………………………………………… 77
3.3.2　球幕影院區(qū)域結(jié)構(gòu)靜力分析 ……………………………………… 78
3.3.3　球體與混凝土殼體節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造 ………………………………… 82
3.3.4　球幕結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性能分析 ……………………………………… 82
3.3.5　多遇地震作用下球幕結(jié)構(gòu)抗震性能分析 ………………………… 82
3.3.6　罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)抗震性能分析 ……………………………… 85
3.4　天文館混凝土殼體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究 …………………………………… 91
3.4.1　混凝土曲殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況 ………………………………………… 91
3.4.2　工程施工特點(diǎn)和難點(diǎn) ……………………………………………… 93
3.4.3　殼體結(jié)構(gòu)施工順序 ………………………………………………… 93
3.4.4　殼體施工模板與支撐體系設(shè)計(jì) …………………………………… 94
3.4.5　殼體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)措施 …………………………………………… 96
3.5　本章小結(jié) …………………………………………………………………… 98
第 4 章　節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)研究 ……………………………………………… 100
4.1　節(jié)點(diǎn)形式 ………………………………………………………………… 100
4.1.1　根據(jù)施工方法劃分 ……………………………………………… 100
4.1.2　復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)常用節(jié)點(diǎn)形式 …………………………………… 101
4.2　節(jié)點(diǎn)研究方法 …………………………………………………………… 102
4.2.1　試驗(yàn)研究 ………………………………………………………… 102
4.2.2　數(shù)值模擬 ………………………………………………………… 102
4.2.3　組件法 …………………………………………………………… 103
4.3　節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)研究 …………………………………………………………… 103
4.3.1　球幕影院球體與混凝土殼體連接節(jié)點(diǎn) ………………………… 103
4.3.2　大懸挑區(qū)域弧形桁架相貫節(jié)點(diǎn) ………………………………… 106
4.3.3　弧形桁架與混凝土筒體之間連接節(jié)點(diǎn) ………………………… 112
4.3.4　鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)桿件連接節(jié)點(diǎn) ………………………………… 116
4.4　本章小結(jié) ………………………………………………………………… 118
第 5 章　復(fù)雜結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載研究 …………………………………………… 120
5.1　大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)抗風(fēng)研究概況 ………………………………………… 120
5.1.1　研究思路 ………………………………………………………… 120
5.1.2　研究手段 ………………………………………………………… 120
5.1.3 ANN 在結(jié)構(gòu)抗風(fēng)領(lǐng)域的應(yīng)用 ………………………………… 121
5.1.4　主要研究?jī)?nèi)容 …………………………………………………… 123
5.2　剛性模型風(fēng)洞測(cè)壓試驗(yàn) ………………………………………………… 124
5.2.1　風(fēng)洞試驗(yàn) ………………………………………………………… 124
5.2.2　風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果分析 ……………………………………………… 132
5.3　天文館表面風(fēng)壓的 ANN 預(yù)測(cè) ………………………………………… 152
5.3.1　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)及研究意義 ………………………………… 152
5.3.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理 ……………………………………… 153
5.3.3　天文館表面未知測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)預(yù)測(cè) …………………… 155
5.3.4　未知風(fēng)向角下的平均風(fēng)壓系數(shù)預(yù)測(cè) …………………………… 160
5.3.5　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)結(jié)果分析 ………………………………………… 162
5.4　數(shù)值模擬研究 …………………………………………………………… 163
5.4.1　流場(chǎng)數(shù)值模擬方法 ……………………………………………… 163
5.4.2　邊界條件設(shè)置及網(wǎng)格劃分 ……………………………………… 164
5.4.3　天文館風(fēng)荷載參數(shù)數(shù)值模擬 …………………………………… 165
5.5　數(shù)值模擬與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析 …………………………………… 171
5.5.1 CFD 方法得到的結(jié)構(gòu)表面風(fēng)荷載分布特點(diǎn)…………………… 171
5.5.2　數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析 ………………………………… 174
5.6　本章小結(jié) ………………………………………………………………… 176
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………… 177