建筑结构形式发展的“力矩减少论”

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1、维普资讯http://www.cqvip.com空间结构第l0卷第3期SPATIAISTRUCTURESVo1．10No．3Sep．20042004年9月建筑结构形式发展的“力矩减少论"徐国彬，崔玲(北京交通大学．北京10004,1)摘要：本文总结了人类社会建筑结构形式发展的力学规律一一一“力矩减小论”．人类几十万年(或几百万年)建筑结构形式的发展都不自觉地遵循着这一客观规律．只有符合此规律的建筑结构才能保留至今，屹立不倒．否则建筑结构很难存在至今．有人类以来，建筑结构都在朝着跨度、高度不断增加的方向发展，因此技术难度不断增加．

2、只有力矩不断减小，跨度和高度才能继续增加．掌握了这一规律，才能自觉地加以运用，设计时才能目的明确，才能建造更大跨度、更高的新型建筑工程．为此开发了具有自主知识产权的新型结构：索托结构、劲柔索张拉结构、无波纹拱壳等．文中重点讨论了力矩减小的理论依据、结构效率系数K的定义．该系数给出了不同结构形式的结构效率，可供建筑结构设计人员选型时参考．关键词：力矩减小论；建筑结构形式；集合论中图分类号：TU311．3文献标识码：A文章编号：1006—6578(2004)03—0019-07Theoryofmomentreductioninthe

3、developmentofstructuralformsxuGuo—bin，CUILing(BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China)Abstract：Thispapersumsupthemechanicallawofdevelopmentofstructuralformsduringseveralhun—dredthousandyears“theoryofmomentreduction”．Thedevelopmentofstructuralformsdependsuponqua

4、ntitiesofmomentinthestructures．Thedirectionofarchitecturalandstructuraldevelopmentisasbig—geraspossibleinspanandheight．Ancientpeoplebuiltuphouses，bridgesandotherprojectsaccordingtotheirexperienceandobservationonnatureandthencreatedthemechanicsandstructuralmechanics．N

5、ow“theoryofmomentreduction”dedicatestheoreticalfoundationofstructuralefficienciesfordifferenttypesofconstructions．TheefficiencyfactorsKisgivenforbasicstructures．Thesefactorscanbereferencesfordesigners．Keywords：theoryofmomentreduction；structuralforms；settheory步发展，人类居住

6、的房屋、过河的桥梁(解决“行”的l前言问题)要求跨度越来越大，高度越来越高．空间利用率不断提高．如何才能高、大?结构工程必须符合客人类经历了上百万年的发展．类人猿、原始人均观的力学原理，否则不安全、不耐用、不经济．17世需要衣、食、住、行．早期的人类只能利用天然洞穴居纪前，人类在盲目中探索，建筑结构的发展极为缓住．天然食品如果实、动植物、鸟类、鱼类等作为食慢，是靠经验积累，实践中摸索前进．实践经验的不物．树叶、棉麻、兽皮解决穿的问题．原始人类中的能断积累，经过归纳总结、分析提高，进而总结出规律，人，如“有巢氏”、“神农氏”这些代

7、表人物用自己的劳创造了与之相关的理论——数学、物理学、力学、结动创建了人造“房屋”和“食品”．这是人类生活质量构学．从此工程实践就在理论和实践的基础上展开，的巨大改变、生产力大幅提高的标志．生产力的进一有规律可循，发展速度大大提高．结构学的建立始于收稿日期：2003—11—05．作者简介：徐国彬(1938)，男，广东中山人，教授，博导，主要从事结构工程、结构创新的研究维普资讯http://www.cqvip.com2O空间结构第l0卷1710年．各门学科都是在发现规律、创建基本理论结论．后，在理论指导下才迅速发展起来．有了规律和

8、理(3)根据上述几位科学巨匠的、思维方法、研究论，才能找出一条正确的发展道路．方法．分析总结了建筑结构形式的数万年的发展规律，提出了“力矩(弯矩、扭矩)减小论”．它是从力学2各学科的基本理论角度分析、总结结构形式发展的客观规律．定量评估结构形式的结构效率，并以系