阅读使人谦卑—简评鄙人半年来读过的书(之二—结构概念与原理系列)
画图匠
画图匠 Lv.12
2012年05月01日 07:40:22
只看楼主

写在前面的话——我对结构概念的一点粗浅认识(1)、结构概念的祖宗——三大力学纵观结构概念类诸多经典著作,无论是倍受推崇如林同炎大师的《结构概念与体系》,或者是通俗如季天健教授的《感知结构概念》,它们的出发点与立足点无一不是我们大学学过的三大力学。当然,这其中也夹杂了很多《混凝土结构》与《钢结构》中的内容。所谓结构概念,归纳起来无非是力学中的“力系平衡、拉压弯剪扭、结构内力沿刚度的分配、变形”以及混凝土结构与钢结构中的“延性”等等。不过,即使是要把这些基本概念完全吃透,又是谈何容易的事?

写在前面的话——我对结构概念的一点粗浅认识

(1)、结构概念的祖宗——三大力学

纵观结构概念类诸多经典著作,无论是倍受推崇如林同炎大师的《结构概念与体系》,或者是通俗如季天健教授的《感知结构概念》,它们的出发点与立足点无一不是我们大学学过的三大力学。当然,这其中也夹杂了很多《混凝土结构》与《钢结构》中的内容。

所谓结构概念,归纳起来无非是力学中的“力系平衡、拉压弯剪扭、结构内力沿刚度的分配、变形”以及混凝土结构与钢结构中的“延性”等等。不过,即使是要把这些基本概念完全吃透,又是谈何容易的事?

在此,一并推荐两套网络上的公开课视频。一为清华大学袁驷教授的《定型结构力学》,一为同济大学朱慈勉教授的《结构力学》。特别是朱老师,虽然是在象牙塔中从事教学工作,但其对结构概念的造诣,恐怕是很多一线结构设计人员也难望其项背的。且朱老师教学常常在诙谐幽默中传道授业解惑,听其教诲常有醍醐灌顶之觉。另外,听朋友说山东理工大学的《材料力学》也很不错,不过我还没来得及看,不好在此妄下评论。

(2)、结构概念大多是定性的、宏观的把握

就如同结构中的一个普遍规律“力沿最短路径传递”一样,我们的大脑往往习惯于用最简单、最直接的方式来思考问题。也许这就说明了一点:“有限元法适用于计算,但并不太适用于人脑思考结构。”

面对一个工程的最初,我们需要对结构的整体有一个构思,并从宏观的角度分析结构的承载力、变形、延性等主要内容,并预见后期电算及施工图设计中可能遇到的一些问题。

在方案或是初步设计阶段,未知因素太多,我们的大脑并不太可能用有限元中的一大堆微积分或矩阵来分析。而结构概念大多是定性的,也许我们可以从中把握一些结构设计的要点。

(3)、结构概念不仅仅是经验

前段时间看到有网友说“概念设计无非是经验设计,美其名曰概念设计”。对此我个人是不敢苟同的。

个人认为,所谓的设计概念应当是理论与实践的结合。

比方说,发生了一次地震之后,诸多结构设计从业人员都会深入现场,实地考察结构的破坏形态。但是,光有这点是不够的,还应当从理论的角度分析这样破坏的原因,方能得出工程启示。

(4)、手算对培养结构概念大有裨益

常常听老工程师说:“传统手算方法概念清晰”。

我对此有两点理解:其一、在不借助于电算的情况下,手算的方法承载了人脑所能承受的工作量。其二、电算方法,特别是在中国,大多暗箱操作。如果一有不慎,计算模型错误,有可能酿成终身遗憾。我记得高立人先生在其著述《高层建筑结构概念设计》中就列举过一个以杆元模型分析墙梁而险些造成工程隐患的例子。

其实,在传统手算方法中,本身就蕴含了丰富的结构概念。举个简单的例子,我们在大学毕业设计中所使用的D值法。就揭示了框架梁对柱的抗侧刚度有贡献作用这一概念。


[ 本帖最后由 lchg000 于 2012-5-1 08:31 编辑 ]
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画图匠
2012年05月01日 07:40:48
2楼

林大师的这本著作,一向被诸多老工程师所极力推崇。在我刚出道的时候,有位前辈曾告诉我,他年轻的时候每做一个工程,都会在该书中寻找相关章节仔细研读,越读越是觉得字字珠玑。

该书从《材料力学》中的相关理论出发,而又衍生到结构力学。可以说,此书架越了材料力学与结构力学中的一座桥梁。而老庄邓工一向所强调的“把结构当构件、把构件当结构”也在此书中得到充分的体现。

不过也许是我的工程经验有限的缘故,我对此书的理解并不深刻。但依然是把它列为重点阅读书目之一时常翻看。不能让自己等到“书到用时方恨少”。


[ 本帖最后由 lchg000 于 2012-5-1 08:05 编辑 ]
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画图匠
2012年05月01日 07:41:12
3楼

该书的英文名为《seeing and touching structural concepts》,直译过来是“看和摸结构概念”。读毕此书,倒还真有点感觉结构概念是能够看或摸的。

该书列举了丰富的实验与生活现象,极其有助于我们从感性的角度认识结构概念。而且此书可谓真正做到了雅俗共赏。即便是一个没有受过结构专业教育的人士,想必也能读个五六分。另一方面,我想即使是受过四年土木工程专业教育的人,也定能从此书中获取很大的启发。该书既是那本可以放置于床头,在晚上睡觉之前如小人书般随手翻阅,又是可以一个人坐在书房,静静品味的经典之作。


[ 本帖最后由 lchg000 于 2012-5-1 08:09 编辑 ]
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画图匠
2012年05月01日 07:42:25
4楼

对于结构设计中最核心的一些基本概念如“荷载、力、变形、材料性能”等,均在此书中有图文并茂,生动形象的论述。
此书揭示了材料力学中最核心的那部分内容,但阅读起来,并没有我们以前在学校中阅读大学教材,在一大堆繁复的理论推导中寻找真理的吃力感。另外,此书也涉足了一些结构力学的知识,但也许稍显粗糙。

个人认为,对于刚刚走出大学校园工作不久的结构人员,应当先暂时从繁复的理论计算中解放出来,从更加宏观、更加直接的方式去感知结构概念、分析结构受力。

当然,我这样说并不是觉得我们要放弃大学教材。只是我想,在对结构的大局有了宏观上的把握,再回过头去看大学教材,应当会有不一样的体会。


[ 本帖最后由 lchg000 于 2012-5-1 08:22 编辑 ]
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画图匠
2012年05月01日 07:42:49
5楼


理解了刚度,结构概念中的诸多疑问也就迎刃而解了。规范中的许多公式,说白了就是“力=刚度*变形”。只是刚度二字,所衍生出来的东西,倒还真是仿佛无穷无尽一般。

目前,网络上有关刚度的经典论述:a、张元坤的论文《刚度理论在结构设计中的应用》;b、徐传亮的硕士论文《刚度理论在工程结构设计中的应用》;c、邓工的两次讲座:“道德经与结构设计”、“结构三大法则—刚度”。
这些都值得我们细细研读,反复学习。长此以往,应当能对结构中的“道”有一定认识。


[ 本帖最后由 lchg000 于 2012-5-1 08:14 编辑 ]
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画图匠
2012年05月01日 07:43:16
6楼


此书已绝版,欲读请看电子版。

罗福午教授的此本著作,当初出版时的定位是建筑学专业学生的结构教材。不过我觉得此书对土木工程科班出身的结构从业人员,也是相当值得一读的。

书中提出了比《混凝土结构》、《钢结构》教材中更加简便的手算方法。阅读此书,一则可以加深对结构概念的理解,同时也可采用书中的方法,对自己电算过的工程做一个简单的手算验证。(当然,误差是不可避免的)

走上工作岗位之后,我有一个体会:其实某些建筑学或建筑工程专科所使用的力学、结构类教材,才真正是结构设计中最核心的那一部分内容。而我们所使用的本科教材,重理论轻实践、重逻辑轻概念。应当与实际工程还是存在一定程度的脱节(仅为个人理解)。


[ 本帖最后由 lchg000 于 2012-5-1 08:23 编辑 ]
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画图匠
2012年05月01日 07:44:04
7楼


此书的第一著作者高立人曾供职于林同炎事务所,并翻译了林大师的经典之作《结构概念与体系》。
所谓强将手下无弱兵。高总的这本书,那水平还是相当高的。

该书甚至对结构设计给予了一定哲学意义上的指导。对结构设计中的一些宏观性的问题也有详尽的阐释。如“结构工程师与建筑工程师的协调方法、轴压比控制与结构延性的本质、结构计算模型选取的合理与否”等等。

特别是在该书的第六章,用大量的篇幅阐释了结构延性的概念,非常值得一读。

另外,该书的三到五章,与《结构概念与体系》有一定的重复。不过高总在写这两本书时,一为翻译一为自己著述。所以叙述的方法还是有一点差别的。

[ 本帖最后由 lchg000 于 2012-5-1 08:19 编辑 ]
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画图匠
2012年05月01日 07:45:06
8楼


作为一本讲解结构概念的书籍,该书少见理论公式。但却对从结构整体到结构构件,几乎混凝土设计中的所有结构概念给予了一定的分析与论述。

工程界常听前辈说“从震害经验中学抗震”。在网络如此发达的今天,我们可以很轻易地从网络上获取一大堆震害图片。不过如我辈刚刚走上工作岗位不久的结构新手来说,在分析那些震害图片常常有无从下手。如果您与我有类似经历,那么我强烈建议您阅读该书的第四章震害分析。应有不菲收获。

另外,该书的第二章列举了诸多工程实例,第五章讲述了结构整体和宏观上的概念,第六七章说明了梁柱剪力墙等构件的设计概念,也是相当值得一读的!


[ 本帖最后由 lchg000 于 2012-5-1 08:21 编辑 ]
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画图匠
2012年05月01日 07:45:29
9楼

打字累,有空再更新吧!

[ 本帖最后由 lchg000 于 2012-5-1 08:30 编辑 ]
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画图匠
2012年05月01日 07:45:59
10楼


打字累,有空再更新吧!

[ 本帖最后由 lchg000 于 2012-5-1 08:26 编辑 ]
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画图匠
2012年05月01日 07:46:26
11楼


打字累,有空再更新吧!

[ 本帖最后由 lchg000 于 2012-5-1 08:27 编辑 ]
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