助结构设计

介绍：我想先说明我把这本书取名《助》的原因：助的左边是“且”字，可以看成三层的小框架，寓意结构；助的右边是“力”字；组合起来的意思就是结构的力。助亦有帮助的意思，做任何事情，如果没有同学、同事、朋友的帮助，基本上也是不能完成的，我们在接受别人的帮助的同时，我们也应当适时的帮助需要帮助的人。我相信人性是善良的，不管什么时候什么地方都应该始终做一个善良的人。我相信命运，我相信好人终有好报！到目前为止，我把结构时代分为三个时代：理论发展时代、理论与计算机软件结合发展时代、结构软件应用时代。 1、强大的理论发展时代。从经典的牛顿理论力学发展，逐渐到材料力学，之后又到结构力学，可见对于杆件的理论已经是相当的成熟，但是人们逐渐发现在我们的生活中很多东西并不能把它简化为杆件，至此弹性力学得到发展，这可以分为两个分支，即薄板理论和薄壳理论，可是弹性力学给数学上的求解带来了很大的麻烦，弹性力学所列的都是微分方程和偏微分方程，我们知道很多微分方程是没有解的，又一门新星的数学上要求发展，差分方程成为求解微分方程强有力的工具，使得弹性力学求解得以应用于实际工程。逐渐人们又发现材料在弹性阶段并不能充分发挥材料的强度，塑性理论得到发展。至此数学上和力学上的强大的理论结合基本完成，这是一个漫长而又不断发展的过程，直到现在依旧在不断的发展。当然它的发展并不是按照我写的顺序来的，它是一个相互交织相互发展而得到的。我所写的这个顺序主要是为了说明在结构设计中主要分为两类：杆件和薄板。尽管在实际工程中的板我们可以把它划分板带，但这是近似的。在PKPM 中计算板配筋时，其还是利用的薄板理论，利用有限元求解。 2、理论与计算机软件结合发展的时代。从第一台计算机诞生人们就知道计算机强大的计算能力一定能带给我们全新的时代，当然包括我们的结构，但是摆在人们面前的是如何才能使得计算机进行结构分析（从我学结构力学开始，当然之前没有听过有限元，我就在思考这个问题，如何让计算机进行结构力学的求解，后来学了有限元之后才明白让计算机进行结构分析的的确是很麻烦的，不光要人机交互，而且要很好的输出），一门新星的求解微分方程的方法发展起来了——有限元，有限元是从经典的变分法发展起来的。到目前为止，有很多有限元软件在工程中使用，ANSYS、 PKPM 中的SATWE、Stab 等，这些软件都大同小异，在结构分析基本上可以说是一直的，不同的在于人机交互，即建模的过程是否更加人性化，更加方便而已，对结果的描述是否更加符合人的判断。 3、结构软件应用的时代。现在的结构基本上都是应用有限元软件进行分析，逐渐弱化了人们对于理论的学习，甚至有些人认为只有把软件学好了，就能做出好的结构，殊不知这种想法是万万不能的，一个结构，利用有限元软件建立模型输进计算机，利用计算机进行分析，得到了结果，没有强大的理论功底，你如何才能知道你所得到的结果是否正确，你敢应用于工程中吗？这是值得我们思考的。 4、我们的结构时代做什么？现在的时代可以认为是结构软件应用的时代，但是未来的结构时代又是什么呢？结构是一直在发展的，那到底未来的结构发展是什么情况呢？我们又能为未来的结构做出怎么样的贡献和力量呢？下面我对未来结构的几点看法：第一，理论发展的继续。在强大的理论发展时代中，我们可以发现在这些力学中还是利用到了很多的假定，尽管在这些假定下计算得到的结果在工程中的应用是可取的，但是人们 II 往往一直所追求的是精确解。此外，我们也可以发现，对于材料本身而言，我们利用的材料的性质还只是局限于弹塑性状态，对于延性材料而言，它的材料性质还没有完全利用，人们还有很大的余力来研究延性材料的硬化阶段和软化阶段，使得材料得到大大的利用，这对发展中的中国来说是非常重要的。第二，有限元软件的继续发展。一款商业软件要得到大众的青睐，不光是这款软件得到的结果能让人满意，我想更加重要的是这款软件在操作上能让人更加的舒适，也就是说，对于一个从未接触过该软件的人来说，第一次接触就能进行简单的力学分析。这可能要求有点高，但是这正是每个软件人员所追求的。有限元理论进一步发展，不仅会在计算的速度上得到提高，精确度也会得到提高。第三，利用有限元软件进行复杂的结构设计和应用。鸟巢和水立方在过去没有计算机的年代，如果进行设计的话，那是很难想象的。这么大的计算量如果没有计算机，估计得花上几年的时间，如果计算有误，返工的话，呵呵不可想象。还好我们生活的年代拥有了计算机，给我们的结构设计带来了巨大的方便。使得我们对更加复杂的结构设计能游刃有余。只有清楚知道自己的位置，才能根据自己现在的位置来规划未来的方向；只有知道自己专业未来的发展方向，才能明确自己能为自己的专业做点什么，自己为这么社会做点什么，在自己短暂的人生历程中实现自己的价值。

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