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怎么样培养对结构概念的感知?
whoami






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帖子 746
2009-7-4 22:01    顶部
强烈推荐Gerald M Weinberg的系列书籍,特别是《系统化思维导论》。

一个勉强的理由是和“培养结构感觉“有关。



乾为天,为圆,为君,为父,为玉,为金,为寒,为冰,为大赤
adamlxq






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帖子 10
2009-7-17 13:19    顶部
0 分
写的确实很好啊值得学习学习!
fmnll






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帖子 5
2009-7-29 16:18    顶部
whoami 太厉害了!开始对您有点崇拜喽!!
第一个帖子 我是一口气读完的!特别是提到的:“一种相对成熟的思考问题的方法”相当的经典啊!
貌似记得哪位高人说过(记不清了嘿嘿):学习需要投入,但更需要你偶尔能跳出来,站在一定的高度来审视你所学的东西!!(有可能不是原话哦)也许这就是:不知庐山真面目,只缘身在此山中吧!!

下面的文章正在拜读中!!如果有什么问题向您请教啊!!
再次感谢!!
Johnshhafeng






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帖子 1
2009-7-31 16:51    顶部
感谢
本人目前很缺少结构的感觉。
cindy






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帖子 10
2009-8-2 21:53    顶部
whoami wrote:
力学教材的历史  k.magnus

这个只有14页哦,有没有提到的k.magnus 的书?
whoami






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帖子 746
2009-8-3 11:50    顶部
力学教材的历史是 武写的,其中提到K Magnus的《工程力学基础》



乾为天,为圆,为君,为父,为玉,为金,为寒,为冰,为大赤
yylyl2002






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帖子 62
2009-8-5 09:27    QQ 顶部
whoami 所论述的是从物理、数学(力学)角度提出了整个结构概念的框架和学习、思考战略,又涉入有限元分析,真的很系统很全面,很有意义。
在这里提几个问题:
1、我觉得有限元涉及到平衡条件,协调条件,物理条件,这样建立的方程是不是可以理解成我们结构力学宏观上的超静定结构方程?
   对于任何既有结构或者结构构件,或者设计中认为有效的结构或构件,当施加了一定荷载以后,总存在唯一的力流——对于力流而言,并不存在协调条件要求,也就是说,任何力流模型都可以是静定的,那么这种静定的结构模型应当怎样提炼出来?不知道whoami有没有这方面的意见供参考?

2、力学的分析建立在简化模型的基础上,模型的建立是头等大事。对于结构而言,建立模型不可避免地与材料、约束挂钩;而事实上就材料、约束也需要自身的建模处理;大的模型里面含有小模型,小模型又有更小的模型,任何一个模型都有可能出现差错;虽然结构整体不是结构构件或子结构的简单叠加,但是作为整体的一部分,这些部位有些起到至关重要的作用。  既然这样,需要更为细致的计算的部分就是这部分关键部位了。   结论就是:结构本身的模型肯定是不完善的,其计算结果肯定是不精确的,但对其关键子结构的设计就不仅仅是概念设计所能解决的问题了。 不知道这样理解行不行?

3、不知whoami有没有林先生《结构》的英文版,有的话是不是可以共享一下,我查阅了我们图书馆,可惜莫有。
whoami






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帖子 746
2009-8-5 10:36    顶部
谢谢楼上的问题:
1)弹性力学求解的三维或二维问题与结构力学要处理的力学问题在本质上是一样的,前者是连续的系统,后者是离散的系统。
因此,我赞成您的看法,这两者处理的方程在本质上是一样的。
手算阶段,将一大类可以不考虑几何协调条件就能解出的问题称为是“静定的”,反之则称为是“超静定”的。
从这里可以看出,“静定”或“超静定”的区分主要是对解决问题的手段或方法而言。
最终的解,必然是同时满足平衡条件和几何协调条件的。
可以认为所谓的“静定”问题中,平衡条件和协调条件是“解耦”的,因而可以先解出力再算位移;而在“超静定”问题中,平衡条件和几何协调条件是“耦合”在一起的,不能各个击破,必须一起考虑。

实际上,在FEA的分析中,这两种求解方法的划分失去了意义(即静定和超静定的划分)。FEA在形成单元刚度以及由单刚组成总刚的过程中,实际上已经暗含了几何协调的要求。

真实的最终解(空间里流分布)是唯一的,但这并不代表问题本身是“静定”的。


2)模型肯定是不精确的,而且模型的部分(例如节点约束)对模型的整体肯定是有影响的。这种影响如您所说,是双向的。这里有两个问题:
a)这种影响究竟能达到多大的程度?
因结构体系不同而有区别。例如对桁架,网架,塔架等结构体系,通常杆件之间模拟成刚接或饺接对最终的轴力和变形的影响很小;而对框架结构,则一般节点连接的刚度会对计算结果有较大的影响。这是局部对整体影响的典型例子。
b)另外一个,是整体计算模型对局部计算的影响。
您的意见似乎是认为,如果整体的模型已经不精确了,则局部也算不准了。
这实际上就是林同炎的概念设计要解决的问题些:即局部的节点或构造措施不是完全通过内力计算得到的,更重要的是要满足整体性假设对局部提出的各种“构造”要求。这些大多是通过概念判断得出来的,而且应该是概念设计最能发挥作用的地方。
我个人认为,概念设计的一个主要工作就是能够基本定量的考虑各种不确定因素的影响范围,因为结构计算通常不能归到“精确科学”的范畴,所以这一步就特别的重要了。

3)我没有英文的《结构概念和体系》,也一直想找到。在上海图书馆借过一回。
whoami 修改于2009-08-05 10:41
wennuan






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帖子 16
2009-8-15 17:15    顶部
对结构的概念和整体认识很重要,可是在学校的教育却不是以培养学生这方面的能力为出发点和重点,大学专业教学太局限于细微处,没有培养出学生对结构的整体认识和感觉。现在工作了2年,看了一下注册结构工程师专业考试的书籍,考试的重点还是这些细枝末节的东西。现在很需要各位大师前辈介绍一下自己对结构整体的认识。
jishen






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帖子 89
2009-8-26 10:51    QQ 顶部
whoami wrote:
力学知识会有助于对结构的理解.
但大家对大块头的力学书都很头大,我也是这样.
值得注意的,在上传的这篇文章中提到了德国的力学家 k.magnus 和他的经典教材<工程力学基础>,

我到图书馆借到了他的<工程力学基 ...

请问这本书我能上哪里买到?最好告知ISBN号,谢谢
chulong






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帖子 10
2009-12-9 12:23    顶部


首先工程不管大小自己拿到后先把他简化成力学模型去分析受力,在进行下一步的计算!概念设计做好了,计算只是优选,不是优化!所以必须加强自己的力学知识,这很重要!
99111949






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帖子 73
2009-12-11 11:18    QQ 顶部
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30楼兄弟的发言 真有意思
whoami






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帖子 746
2010-4-15 14:37    顶部
结构是系统的一种。概念设计强调的是从结构的整体和全局上把握结构的结构,而不过分的关注于实现的细节(这里强调的是不过分,而不是不要)。因此,系统论控制论的一般性的方法对结构系统也是适用的。
因此,这里推荐三本书,供兴趣广泛的同仁参考。下面是书名和下载地址。
里面关于系统稳定性的论述尤其值得玩味。

Gerald M Weinberg,《系统化思维导论》
http://ishare.iask.sina.com.cn/f/5513226.html

W R  Rshby , 《控制论导论》
http://ishare.iask.sina.com.cn/f/6205558.html
《大脑的设计》
http://ishare.iask.sina.com.cn/f/7434031.html



乾为天,为圆,为君,为父,为玉,为金,为寒,为冰,为大赤
enjoyhey






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帖子 21
2010-4-20 18:03    QQ 顶部
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虽然文章比较长,不过看了以后受益非浅啊。
whoami






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帖子 746
2010-4-21 22:42    顶部
评判结构体系是否合理的重要一条标准(当然还有其他的标准),就是传力是否“直接”。

传力最直接的构造,一般也就是是最简单的构造,同时往往也就是最可靠的构造。
因为直接,所以简单,所以可靠性高。

高手过招时,能击败敌人的最直接最简单的方法,就是最有效的方法;
往往过于讲究招数的形式的,是花拳秀腿的概率比较高。

按李小龙的说法,武学的最高追求在于“以武入哲”。李小龙是学心理学专业的。
结构设计的追求,可以看做是“以概念设计入哲”。武学和结构设计是相通的。
这是最近看宫本武藏的《五轮书》的一些感想。因此上传这本书。
whoami 修改于2010-06-18 15:35
whoami






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帖子 746
2010-4-21 22:48    顶部
这里的兵法,既指狭义的个人使用兵器的方法和技巧,也指广义的团体对战策略。更多的是偏于前者。
在前贴中,曾建议结构师尽量接触其他领域的知识和经验,很多东西都是相同的。
五轮书全本.pdf ( 1.41 M) 下载次数 216
whoami 修改于2010-06-18 15:37
梁柱






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帖子 569
2010-4-29 09:28    顶部
设计人员对结构的感知:
1.扎实的理论基础,尤其是力学基础,数学基础。
2.对构件及其组合体的受力状态的分析与判断。
3.结构的整体性以及局部构件的重要性分析。
4.工作中:理论--实践--经验--结构概念--理论反复积累。
5.虚心请教有经验的专家,对同样的问题不要反复。
6.多去现场,增强对实际结构的认识。对出现的问题处理意见或建议要积累。
7.楼上whoami总结非常好,很有帮助。
whoami






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帖子 746
2010-6-17 16:09    顶部
前记:由其他的话题引起的一些想法,原先的位置可能有人访问不了,所以移到了这里。
起了一个庸俗的名字,叫“结构设计中的矛盾”,试图讨论下结构设计方法。但写完后发现仍然表达的不清楚。以后有时间再改进吧。
一家之言,抛砖引玉,欢迎讨论。

结构设计中的矛盾

结构工程师主要工作是根据给定条件设计满足要求的各种结构系统,并且通过验证这些结构符合当前技术经济标准,来证明结构系统的合理性。任何工作为了在合理的时间内以合理的成本完成,总是要同时考虑精度和效率两者,结构设计工作也不例外。

精度和效率两者总是不能兼顾的,只能适当的调和或者折中。如果认识深刻并且成本可以接受,则设计可以达到较大精度;如果认识还不深入或者设计成本太高,则通常会牺牲精度而进行较大的简化。在设计实践中常用的各种形式的简化,就是为了协调精度和效率的一个主要折中手段,是完全合理的。

作为指导结构工程师进行设计工作的标准,为了兼顾精度和效率这两个往往对立的要求,也在标准中以折中的方式做了各种简化。这些简化通常为了提高效率而牺牲了一部分精度,是完全合理的,但是这也就导致了一些“矛盾”(这里的“矛盾”是一个狭义的概念,是指不统一不协调的的两者,不同于广义的辩证法的矛盾的概念)。

所有的结构技术标准,总是对以往的设计理论以及设计实践经验的总结,因此标准总是具有历史局限性。这种局限性不仅反映在标准具体的条款内容上,还反映在其设计流程和方法上。当前主流结构标准使用的主要设计方法是所谓的“结构弹性分析+构件塑性设计”(这一点可能有不认同的)。这个方法集中体现了设计的三个角度的“矛盾”,简单从字面来说,即是“结构对构件,分析对设计,弹性对塑性。

第一个角度,是结构整体和构件个体的矛盾。结构是一个复杂的整体系统,按理说我们的首先着眼点也应该是结构整体,但实际上无论是内力结果以及对应的承载力验算,现在的规范都是基于构件层次。某些特殊的规范会增加一些与整体有关的验证条款;例如剪重比,层刚比等等。但总的来说,规范考察的着眼点是基于构件的。规范往往缺乏对结构整体的系统性的全面的阐述。这是有关结构设计的第一个角度的矛盾。这个矛盾的解决,寄希望于概念设计在计算机技术中的应用和发展。但目前还基本看不到有太大的进展。因为概念设计在某种程度上是一种“模糊”的科学,他适合人的思维方式,但不适合计算机的思维。目前人们还没有找到如何让机器的思维能具有人的模糊思维特点的方法。(有关概念设计是否能在计算机上近似实现的问题,后面试图做进一步的阐述)

第二个角度,是分析设计这两种思路的矛盾。我们现在所谓的结构设计流程,是一种“分析+验算”的流程,即先假设结构形式和构件截面,然后验算假设的是否满足要求。如果不满足,则调整结构形式或截面后进行重复验算,直到满足为止。在思路上是一个验算的方法,在算法上是一个迭代的过程。这是一种很合理有效的方法,但不是真正的设计流程。什么是设计?严格来说,真正的设计流程是一种根据功能目标要求反推结构形式的过程,它是一个逆向思考的思路,而通常的“分析+验算”的思路是一个正向过程。逆向过程用在单一的某个构件层次还不算困难,但应用于整个结构体系,困难很大。这是有关结构设计的第二个角度的矛盾。这个矛盾的解决,一方面依赖于人们对结构设计的认识的深化,依赖于人们设计习惯的改变,还依赖于各种优化算法在计算机上的高效实现。

第三个角度,是两阶段计算假定的矛盾,也就是通常所说的弹性分析+塑性设计的矛盾。在传统的分析+验算的流程中,分析结构内力时一般会使用线弹性的假设条件,但在验算构件的承载力时,无论是钢结构还是混凝土构件,总是根据所谓的承载力极限状态的要求,会考虑一定的塑性开展或者其他的非线性行为。根据塑性力学的下限定理,可以得到这样的设计结果总是偏安全的,或者说总是保守的。换句话说,是不精确的。这是第三个角度的矛盾。这个矛盾,从结构工程师的角度来看,往往不是太大的问题,因为保证了结构是安全。这个矛盾的解决,目前看来主要依赖于弹塑性理论在计算机应用上进步。目前这一块是研究的潮流和热点,也是最有可能在不远的将来引起突破的。

旧的矛盾解决的同时,总会产生新的矛盾。从更宏观的角度来说,设计实践和设计理论的这个大矛盾总是永远存在的。而上面的三个具体矛盾是大矛盾在当前历史阶段的具体表现,以后可能会让位给其他的具体矛盾形式。

当然,从不同的角度还能看到一些其他的矛盾。设计规范总的来说,就是论述设计实践中的各种矛盾以及解决矛盾的经验总结。先进的规范应该系统的总结不同矛盾的特点,针对各种不同的矛盾,给出各种不同的解决方法。更重要的,规范应该明确其本身的历史局限性,指出随着技术经济水平的发展,在解决现有矛盾的深度和广度上会有如何的突破,这是研究以及设计人员努力的主要方向。规范最大的误区就是试图通过掩盖矛盾而给用户 “完美”的印象。用户应该相信规范,不相信则无法使用。但这种信任不是无原则的盲从,只有首先承认规范是不完美的才能不盲从规范。这里,让我们再一次重温林同炎在《预应力混凝土结构设计》前言上的话:仅以本书献给所有不盲从规范而寻求利用自然规律的结构工程师

相对先进的结构标准有其基本的特点,那就是不仅在设计方法论上能够高瞻远瞩统领全局,同时能在具体计算条款上合理简化细致入微,两者形成一个有机的整体。这个特点,在中国目前的钢规上还看不到。当然,这不是某些个别人的问题,大家共勉吧!
whoami 修改于2010-06-21 10:32
whoami






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帖子 746
2010-6-17 16:31    顶部
前记:同上篇一样,从其他地方移植过来,做了些修改。一家之言,欢迎讨论。

创造性的概念设计是否能在电脑上实现?

培养对结构的感觉,最终的目的是为了能够得心应手的进行结构概念设计。概念设计的大旗最早由林同炎大师举起(可能不确切,我只知道他),可以看做是结构设计领域里一件革命性的事件。如果将他的《结构概念和体系》的出现,作为概念设计踏上历史舞台的开始,距今也有三十年左右了。

在这三十多年里,概念设计本身的内容无论在广度和深度都有许多发展,但目前来看,还远远谈不上普及。大多数结构工程师不会在结构设计中主动的运用此种方法。概念设计,还只是少数人的”专利“。对大多数工程师,即使有能力进行概念设计,在实际工程中真正使用还是一种”奢望“。

原因当然有很多。比如
1)概念设计不容易掌握,许多“结构民工”(包括我在内),为了混口饭吃,没有太远大的理想。在甲方今天给任务明天就要图纸的今天,概念设计确实属于一种“小资”情调。
2)现在的生产关系决定了,无论规范,审图包括业主,更喜欢按部就班的按规范设计,对概念设计的态度,往往是多一事不如少一事。
3)没有能体现概念设计思想的成熟计算机程序。
4)。。。。。。

原因1)和2)可以看做是政治性条件,3)可以看做是技术性条件。我想重点谈下条件3)。

这里首先有两个问题。
概念设计的思想是否有必要在计算机程序上体现出来?
概念设计能否在计算机体现出来?

第一个是必要性问题,第二个是可能性问题。我想,对第一个问题的回答,绝大部分人可能认为必要。
那么概念设计是否能在计算机程序中体现出来呢?
对这个问题,可能没有简单的答案。我的看法是:能够部分的体现出来。但是否能彻底的体现出来,现在还下不了结论。
也许这仍然属于以后的结构工程师和计算机科学家考虑的问题。我个人在一段时间曾考虑过这个问题,认为是有希望的,细节部分这里就不展开多说了

这个问题如果往深里讲,就变成了电脑是否能超过人脑的哲学问题。
电脑已经在某些方面超过了人脑:在单纯的数值计算能力上,人脑对电脑是望尘莫及;在相对复杂的逻辑判断上,电脑也超过了人脑(IBM深蓝战胜了国际象棋冠军卡斯帕罗夫)。

但在创造性的思维领域,目前正好反过来,电脑对人脑是望尘莫及。目前的电脑几乎不具有任何创造性。

概念设计是创造性的思维,这个可能没有人会有异议。但不管它多么具有创造性,概念设计一定有其内在的规律可循。如果这些规律能被完整的认识,并且能部分的在计算机程序实现,那么也许我们在不久的将来可以进行”计算机辅助结构概念设计“。
在AUTOCAD出现之前,扔掉画图板对大多数设计者是一种梦想,在FEA程序出现之前,查表进行手算的结构师也无法奢望结构计算能几乎自动的完成。类似的,我们现在也无法大致想象是否能有某款软件至少能在方案阶段帮我进行一定的“结构概念设计与比对”。

只要能部分的实现,即是仍然以人为主,仍然是巨大的进步。这个进步不仅在结构领域,按林同炎的说法,可以影响到所有的设计领域。

在这里,我想强调的是。即是出现了能进行”计算机辅助概念设计“的程序,仍然不能证明电脑超过了人脑。恰恰相反,因为这些辅助设计的程序本身只能由人实现,还是人的智慧的成就比电脑高。这里的关键点在于人,寄希望于人对概念设计在计算机的上应用的理解的突破。

记得似乎是bjarne说过,对某个事物的理解,在没有能将其变成程序前,理解的可能很肤浅;只有能将其实现为代码后,才感觉到真正的理解。
从这个意义上讲,也许正因为我们对概念设计的理解还远远不够,所以现在还没有”计算机辅助概念设计“的程序出现。

我个人认为,概念设计的真正普及,一定是结合计算机技术的进步产生的。这个条件虽然是个技术条件,却反过来可以影响政治方面。
xiaoyull07






积分 22
帖子 15
2010-6-26 16:48    顶部
所谓培养对结构的感觉,我认为实际是培养对工程的正确判断,只有工程判断准确,才能有安全合理的概念设计。
旺旺说






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帖子 2
2010-7-4 17:35    QQ 顶部
0 分
我是09年毕业的,现在做结构,请大家多多指教。呵呵。



冰冻三尺,非一日之寒。
horkinbest






积分 54
帖子 59
2010-11-11 10:21    QQ 顶部
0 分
很佩服whoami的旁征博引
hugangal






积分 8
帖子 21
2011-5-30 11:27    顶部
0 分
一直对这个方向没有什么明确的方向
CuteSer






积分 2758
帖子 1515
2011-12-30 10:26    顶部
http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=202501  感知结构概念 这书不错。



大道至简 返璞归真
tumu506663688






积分 -3
帖子 5
2012-4-3 19:19    顶部
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顶下!
unitmatrix






积分 3
帖子 6
2013-5-20 19:15    顶部
oldman_1 wrote:
多看些复杂工程的结构设计相信会培养对其的兴趣而不仅仅是感觉了

鄙人薄见,大师们的感觉是比兴趣高的层次,不能说是仅仅xxx。 从最初对事物只有有感性的认识,到本科学习基本的力学原理,后来硕博通过试验分析又对结构有了深层次理性的认识,最后通过多年的工作与实践,否定之否定之后再上升并回归到对一个结构总体感觉的把握。

感性到理性再回归高层次的感性。我想这个高层次的大局观就是结构概念。
大旭森林






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帖子 3
2013-5-21 09:31    顶部
0 分
力学固然重要
crusoe111






积分 60
帖子 71
2013-6-7 15:25    顶部
0 分
shepherd wrote:
        我本科是学工民建的(现在归入土木工程),当初也是阴差阳错的学到土木工程,幸好我还不讨厌学,但也谈不上喜欢。研究生又学的结构,学了两年,觉得有点感觉了,正好在这里写一下。 ...

========
功底已经很深厚了。这在一般的设计院,甚至是一些大院,都是牛人了。
hhwscaojian






积分 3
帖子 5
2013-7-3 16:26    顶部
0 分
我们现在是在做结构的安装,我也很想很深入 很透彻的去了解结构,在以后的安装过程相信我能得到我想要的~
tjdxwch121






积分 106
帖子 76
2014-2-5 10:04    顶部
看了这么多,一直在思考:作为本科毕业已超十年的一注,在私企里作为技术主要负责人,该如何在满足市场需要(这往往是效率优先且是决定性的)的同时,提升自己的概念设计理论水平与培养下属团队的技术能力水平。还需要在家庭、健康、休闲等方面付出相当的时间与精力。也许鱼和熊掌就是无法兼得,在种种约束之下,只能妥协自己把软件用好、规范读好就行了?
 


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